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JP4736947B2 - Start control device and start control method for internal combustion engine - Google Patents

Start control device and start control method for internal combustion engine Download PDF

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JP4736947B2 JP2006141019A JP2006141019A JP4736947B2 JP 4736947 B2 JP4736947 B2 JP 4736947B2 JP 2006141019 A JP2006141019 A JP 2006141019A JP 2006141019 A JP2006141019 A JP 2006141019A JP 4736947 B2 JP4736947 B2 JP 4736947B2
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Description

本発明は、アイドルストップ車両に適用される多気筒内燃機関の始動制御に関する。   The present invention relates to start control of a multi-cylinder internal combustion engine applied to an idle stop vehicle.

特許文献1では、信号待ち等の一時停車時に内燃機関を一時的に自動停止する、いわゆるアイドルストップを行う際に、吸気弁と排気弁の一方のバルブタイミングを変更して、排気弁を閉じてから吸気弁を開くまでのマイナスオーバーラップ時間を長くし、ピストンの仕事量を増大させて内燃機関を早期に停止させている。特許文献2には、アイドルストップ時に、吸気弁のバルブタイミングを変更して振動を低減する技術が開示されている。
特開2004−162617号公報 特開2001−304005号公報
In Patent Document 1, when performing a so-called idle stop, in which the internal combustion engine is automatically stopped temporarily during a temporary stop such as waiting for a signal, the valve timing of one of the intake valve and the exhaust valve is changed, and the exhaust valve is closed. The internal combustion engine is stopped early by increasing the negative overlap time from when the intake valve is opened until the intake valve is opened, and increasing the work of the piston. Patent Document 2 discloses a technique for reducing vibration by changing the valve timing of an intake valve during idle stop.
JP 2004-162617 A JP 2001-304005 A

アイドルストップからのリスタート時に、安定して迅速に再始動を行うためには、スタータモータによりクランクシャフトをごく短い期間(例えば約1回転)だけ回転駆動しつつ、ピストン停止状態で圧縮行程にある気筒に対して燃料噴射及び点火による初爆を行えば良い。しかしながら、このような再始動の手法では、吸気弁や排気弁からのバルブスプリング反力に起因して、アイドルストップ状態でのクランクシャフトの回転停止位置がばらつき、初爆を行う気筒、つまり圧縮行程で停止している気筒のピストン停止位置が圧縮上死点側へずれていると、初爆に必要な圧縮空気量や圧縮圧、ひいては発生トルクを確保できず、この再始動での始動安定性・ロバスト性を阻害するおそれがある。   In order to perform a stable and quick restart when restarting from an idle stop, the crankshaft is rotated by a starter motor for a very short period of time (for example, about one rotation), and the piston is in a compression stroke in a stopped state. An initial explosion may be performed on the cylinder by fuel injection and ignition. However, in such a restart method, the crankshaft rotation stop position in the idle stop state varies due to the valve spring reaction force from the intake valve or the exhaust valve, and the cylinder that performs the initial explosion, that is, the compression stroke If the piston stop position of the cylinder that is stopped at is shifted to the compression top dead center side, the amount of compressed air and pressure required for the first explosion and the generated torque cannot be secured, and the starting stability at this restart・ There is a risk of inhibiting robustness.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、バルブタイミング可変機構を利用して、アイドルストップからのリスタート時の機関始動性を有効に向上することを主たる目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to effectively improve engine startability at the time of restart from an idle stop using a variable valve timing mechanism.

クランクシャフトを回転駆動する電動機と、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変更可能なバルブタイミング可変機構と、を備えるアイドルストップ車両の多気筒内燃機関の始動制御装置において、アイドルストップからのリスタート時に、電動機によりクランクシャフトを回転駆動するとともに、圧縮行程にある気筒に対して、その圧縮行程から膨張行程の間に初爆を行う制御部を有し、この制御部は、アイドルストップの直前に、クランクシャフトの停止可能な回転範囲が縮小することにより、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点近傍の狭い範囲となるように、アイドル状態でのバルブリフト特性の設定に比して、排気上死点付近で吸気弁と排気弁の双方が閉じているマイナスオーバーラップ期間が縮小するように上記バルブタイミング可変機構を駆動制御することを特徴としている。 Idle stop provided with an electric motor that rotates the crankshaft, a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder, and a valve timing variable mechanism that can change the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve In a start control device for a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle, a crankshaft is rotationally driven by an electric motor at the time of restart from an idle stop, and the first explosion occurs between a compression stroke and an expansion stroke for a cylinder in a compression stroke. This control unit reduces the rotation range in which the crankshaft can be stopped immediately before idling stop, so that the piston stop position of one of the cylinders falls under the intake stroke in the compression stroke. as a narrow range of points near, compared to the setting of the valve lift characteristic in the idle state, the intake valve in the vicinity of the exhaust top dead center Minus overlap period where both are closed the valves are characterized by driving and controlling the variable valve timing mechanism so as to reduce.

本発明によれば、アイドルストップからのリスタート時に、圧縮行程にある気筒、言い換えると吸気下死点近傍にある気筒に対し、その初回の圧縮行程から膨張行程の間に初爆を行うものにおいて、バルブタイミング可変機構を利用した簡素な構成で、アイドルストップによる機関停止状態で、いずれかの気筒のピストン停止位置を、圧縮行程の中で吸気下死点へ近づけることができる。これによって、当該気筒の実質的な圧縮行程を十分に長く確保して、初爆時の圧縮圧つまりは発生トルクを十分に確保し、アイドルストップからの再始動時の安定性・ロバスト性を向上することができる。   According to the present invention, at the time of restart from the idle stop, the first explosion is performed between the initial compression stroke and the expansion stroke for the cylinder in the compression stroke, in other words, the cylinder near the intake bottom dead center. The piston stop position of any cylinder can be brought close to the intake bottom dead center in the compression stroke when the engine is stopped by idle stop with a simple configuration using the variable valve timing mechanism. As a result, the actual compression stroke of the cylinder is secured long enough, the compression pressure at the first explosion, that is, the generated torque is sufficiently secured, and the stability and robustness at the restart from the idle stop are improved. can do.

図1は、本発明の一実施例に係る内燃機関の始動制御装置を示すシステム構成図である。この内燃機関1は、直列3気筒の筒内噴射式火花点火エンジンであって、各#1〜#3気筒(シリンダ)には、吸気通路2を開閉する吸気弁9と、排気通路3を開閉する排気弁10と、燃焼室7内の混合気を火花点火する点火プラグ8と、燃焼室7内に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁6と、が設けられている。ピストン4の頂面(冠面)には成層燃焼用の浅皿ボール状のキャビティ5が形成され、成層燃焼時にはこのキャビティ5へ向けて吸気ポートの下方に位置する燃料噴射弁6より燃料が噴射される。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing an internal combustion engine start control apparatus according to an embodiment of the present invention. The internal combustion engine 1 is an in-line three-cylinder in-cylinder spark ignition engine, and each of the # 1 to # 3 cylinders (cylinders) has an intake valve 9 that opens and closes an intake passage 2 and an exhaust passage 3 that opens and closes. There are provided an exhaust valve 10, an ignition plug 8 for spark-igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 7, and a fuel injection valve 6 for injecting fuel directly into the combustion chamber 7. The top surface (crown surface) of the piston 4 is formed with a shallow dish-shaped cavity 5 for stratified combustion. During stratified combustion, fuel is injected into the cavity 5 from a fuel injection valve 6 positioned below the intake port. Is done.

また、吸気弁9(又は排気弁10)の開閉時期つまりバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング可変機構31と、クランクシャフトを回転駆動する機関始動用電動機であるスタータモータ32と、が設けられている。バルブタイミング可変機構31は、周知のようにベーン等を利用したVTC(バルブ・タイミング・コントロール)機構であり、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を遅進させることによって、開弁期間(作動角)が一定のままで、吸気弁(排気弁)の開時期と閉時期とを同時に遅進させるものである。   Further, a variable valve timing mechanism 31 that can change the opening / closing timing of the intake valve 9 (or the exhaust valve 10), that is, the valve timing, and a starter motor 32 that is an engine starting electric motor that rotationally drives the crankshaft are provided. . As is well known, the variable valve timing mechanism 31 is a VTC (valve timing control) mechanism that uses a vane or the like, and by delaying the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft, the valve opening period (operating angle). Is kept constant, and the opening timing and closing timing of the intake valve (exhaust valve) are delayed at the same time.

制御部(コントロールユニット)21は、各種制御処理を記憶及び実行可能なデジタルコンピュータシステムであって、機関回転数やクランクシャフトの回転角(位置)を検出・演算するためのクランク角センサ22やカム角センサ23の他、機関温度としての水温や吸気温を検出する水温センサ24や吸気温センサ25等の各種センサ類からの検出信号に基づいて、バルブタイミング可変機構31、スタータモータ32、燃料噴射弁6及び点火プラグ8等へ制御信号を出力して、その動作を制御する。更に、この制御部21は、信号待ちのような一時停車時に、内燃機関1を自動的に停止する、いわゆるアイドルストップを行い、このアイドルストップからの車両発進時に、内燃機関1を自動的に再始動(リスタート)するものである。ここで本実施例では、アイドルストップからのリスタート時には、安定して迅速な再始動を行うために、スタータモータ32によりごく短い期間だけクランクシャフトを回転駆動するとともに、ピストン停止位置が圧縮行程にある気筒、言い換えると吸気下死点(BDC)の近傍にある気筒に対して、その初回の圧縮行程から膨張行程の間、より具体的には圧縮行程中に、燃料噴射及び火花点火による初爆を行うものである。   The control unit (control unit) 21 is a digital computer system capable of storing and executing various control processes, and includes a crank angle sensor 22 and a cam for detecting and calculating the engine speed and the rotation angle (position) of the crankshaft. In addition to the angle sensor 23, the valve timing variable mechanism 31, the starter motor 32, the fuel injection, based on detection signals from various sensors such as the water temperature sensor 24 and the intake air temperature sensor 25 that detect the water temperature as the engine temperature and the intake air temperature. A control signal is output to the valve 6 and the spark plug 8 to control its operation. Further, the control unit 21 performs a so-called idle stop that automatically stops the internal combustion engine 1 at the time of a temporary stop such as waiting for a signal, and automatically restarts the internal combustion engine 1 when the vehicle starts from the idle stop. Start (restart). In this embodiment, at the time of restart from the idle stop, in order to perform a stable and quick restart, the starter motor 32 rotates the crankshaft for a very short period, and the piston stop position is in the compression stroke. For a cylinder, in other words, a cylinder in the vicinity of the intake bottom dead center (BDC), during the initial compression stroke to the expansion stroke, more specifically, during the compression stroke, the initial explosion by fuel injection and spark ignition Is to do.

図2は、上記制御部21により実行されるアイドルストップ時の制御の流れを示すフローチャートである。ステップS11では、アイドルストップを開始するか否かを判定する。この判定は、車速が0(ゼロ)で、ブレーキペダルが踏み込まれている等の条件が成立するかにより判定される。ステップS12では、水温センサ24や吸気温センサ25(図1参照)により検出される水温や吸気温等の機関温度に基づいて、アイドルストップによる機関停止状態(クランクシャフトの回転が停止した状態)で、いずれかの気筒のピストン、具体的には圧縮行程で停止するピストンの目標ピストン停止位置を算出する。例えば図3に示すように、機関温度が高くなるほど、吸入空気密度の低下を補うように、目標ピストン停止位置(圧縮行程PISTON停止要求位置)が吸気下死点(BDC)側へ近づくように設定される。   FIG. 2 is a flowchart showing a control flow at the time of idling stop executed by the control unit 21. In step S11, it is determined whether or not to start idle stop. This determination is made based on whether the vehicle speed is 0 (zero) and the brake pedal is depressed. In step S12, the engine is stopped due to idling stop (the rotation of the crankshaft is stopped) based on the engine temperature such as the water temperature or the intake air temperature detected by the water temperature sensor 24 or the intake air temperature sensor 25 (see FIG. 1). The target piston stop position of the piston of any cylinder, specifically, the piston that stops in the compression stroke is calculated. For example, as shown in FIG. 3, as the engine temperature increases, the target piston stop position (compression stroke PISTON stop request position) is set closer to the intake bottom dead center (BDC) side so as to compensate for the decrease in intake air density. Is done.

ステップS13では、ステップS12で設定される目標ピストン停止位置に応じて、吸気弁(又は排気弁)のバルブタイミングを変更する。続くステップ14では、アイドルストップ、すなわち燃料噴射及び火花点火の停止による機関停止を行う。すなわち、ステップS13では、アイドルストップの直前に、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点へ近づくように、別言するとクランクシャフトの停止可能な回転範囲が縮小するとともに、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点へ近づくように、バルブタイミング可変機構31を駆動制御している。   In step S13, the valve timing of the intake valve (or exhaust valve) is changed according to the target piston stop position set in step S12. In subsequent step 14, the engine is stopped by idling stop, that is, by stopping fuel injection and spark ignition. In other words, in step S13, the rotation range in which the crankshaft can be stopped is reduced so that the piston stop position of any cylinder approaches the intake bottom dead center in the compression stroke immediately before the idle stop. The variable valve timing mechanism 31 is driven and controlled so that the piston stop position of any cylinder approaches the intake bottom dead center in the compression stroke.

上述したように図3の設定では、機関温度が高くなるほど、吸入空気密度の低下を補うように、吸気弁の開時期IVO及び閉時期IVCが、一般的な機関始動直後の運転状態であるアイドル運転状態での設定値からの進角量が増加するように設定される。但し、図4に示すように、機関温度が高くなるほど、吸気弁の閉時期IVCを、一般的な機関始動直後の運転状態であるアイドル運転状態での設定値からの進角量が減少するように設定しても良い。更には、より簡易的に、機関温度によらず、目標ピストン停止位置を予め設定した固定値としても良い。   As described above, in the setting of FIG. 3, the intake valve open timing IVO and the close timing IVC are idle states that are in an operating state immediately after the engine start so as to compensate for a decrease in the intake air density as the engine temperature increases. It is set so that the advance amount from the set value in the operating state increases. However, as shown in FIG. 4, the higher the engine temperature, the smaller the advance amount of the intake valve closing timing IVC from the set value in the idle operation state, which is the operation state immediately after the general engine start. It may be set to. Furthermore, the target piston stop position may be set to a fixed value in advance, regardless of the engine temperature.

図5は、本実施例のアイドルストップからのリスタート時の制御の流れを示すフローチャートである。ステップS21では、アイドルストップ中であるかを判定する。ステップS22では、アイドルストップからのリスタートを開始するか否かを判定する。例えば、ブレーキスイッチがオフに切り替わったかを判定する。ステップS23では、リスタートの作動を開始する。具体的には、スタータモータ32によりクランクシャフトをごく短い期間だけ回転駆動するとともに、ピストンが圧縮行程にある気筒に対し、その初回の圧縮行程中に燃料を噴射するとともに火花点火を行い、初爆を行う。この初爆気筒の識別・判定は、例えばアイドルストップ時にクランク角センサ22及びカム角センサ23の信号によりクランクシャフトが停止する回転位置を検出してこれを記憶しておき、この回転停止位置に基づいて行うことができる。   FIG. 5 is a flowchart showing a control flow at the time of restart from the idle stop according to the present embodiment. In step S21, it is determined whether an idle stop is being performed. In step S22, it is determined whether or not to restart from an idle stop. For example, it is determined whether the brake switch has been switched off. In step S23, the restart operation is started. Specifically, the crankshaft is driven to rotate for a very short period by the starter motor 32, and fuel is injected into the cylinder in which the piston is in the compression stroke during the first compression stroke and spark ignition is performed. I do. This initial explosion cylinder identification / determination is performed, for example, by detecting the rotational position at which the crankshaft stops at the signal of the crank angle sensor 22 and the cam angle sensor 23 at the time of idling stop, and storing this, and based on this rotational stop position. Can be done.

ステップS24では、機関回転数Neが所定の基準値Ne1に達したかを判定する。機関回転数が基準値Ne1に達するまで、上記のアイドルストップ直前に設定したリスタート用のバルブタイミングを保持する(ステップS26)。機関回転数が基準値Ne1に達すると、ステップS25へ進み、一般的な機関始動直後の運転状態であるアイドル要求へ戻すように、バルブタイミング及びスロットル開度TVO等を修正する。   In step S24, it is determined whether the engine speed Ne has reached a predetermined reference value Ne1. Until the engine speed reaches the reference value Ne1, the restart valve timing set immediately before the idling stop is held (step S26). When the engine speed reaches the reference value Ne1, the process proceeds to step S25, and the valve timing, the throttle opening TVO, and the like are corrected so as to return to the idle request that is the operation state immediately after the general engine start.

次に、図6を参照して、本実施例の作用効果について説明する。図中、破線で示すバルブリフト特性(カム山)は、一般的な機関停止直前の運転状態であるアイドル運転状態での吸気弁(INT)のバルブリフト特性の設定を示している。なお、この実施例では排気弁(EXH)の開閉時期は固定であり、排気弁閉時期EVCは排気上死点(TDC)の近傍に設定されている。同図に示すように、アイドル設定状態での吸気弁開時期IVOは排気上死点よりも遅角しているため、排気上死点の近傍で、吸気弁と排気弁とがともに閉じるマイナスオーバーラップ期間mO/L1が比較的長く確保されている。   Next, with reference to FIG. 6, the effect of a present Example is demonstrated. In the figure, a valve lift characteristic (cam crest) indicated by a broken line indicates a setting of the valve lift characteristic of the intake valve (INT) in an idle operation state that is a general operation state immediately before the engine stops. In this embodiment, the opening / closing timing of the exhaust valve (EXH) is fixed, and the exhaust valve closing timing EVC is set near the exhaust top dead center (TDC). As shown in the figure, the intake valve opening timing IVO in the idle setting state is delayed from the exhaust top dead center, so that the intake valve and the exhaust valve close together near the exhaust top dead center. The lap period mO / L1 is ensured relatively long.

ここで、アイドルストップによるクランクシャフトの回転が停止する回転角度範囲は、シリンダ圧力と吸・排気弁からの(バルブスプリング)反力、特に、吸・排気弁からの反力の合計(Totalのカム山)に大きく依存している。具体的には、上記アイドル設定状態で機関を自動停止した場合、直列3気筒内燃機関では、マイナスオーバーラップ期間mO/L1に相当する幅広い範囲Δα1で、上記反力の合計が最も小さくなり、クランクシャフトが停止する可能性がある。このため、仮にこの範囲Δα1の遅角寄りの位置T1でクランクシャフトが停止すると、アイドルストップからのリスタート時に、ピストンが圧縮行程にある#1気筒に対して、燃料噴射及び点火による初爆を行わせるときに、圧縮行程の実質的な期間Δβ1を十分に確保できず、所期の圧縮圧力・発生トルクが得られず、安定した始動性を確保できないおそれがある。   Here, the rotation angle range in which the rotation of the crankshaft is stopped by idle stop is the sum of the cylinder pressure and the reaction force from the intake / exhaust valve (valve spring), in particular, the total reaction force from the intake / exhaust valve (Total cam) It depends heavily on the mountain. Specifically, when the engine is automatically stopped in the idle setting state, in the in-line three-cylinder internal combustion engine, the sum of the reaction forces becomes the smallest in a wide range Δα1 corresponding to the minus overlap period mO / L1, and the crank The shaft may stop. For this reason, if the crankshaft stops at a position T1 that is closer to the retarded angle in this range Δα1, the first explosion by fuel injection and ignition is performed on the # 1 cylinder whose piston is in the compression stroke when restarting from the idle stop. When it is performed, the substantial period Δβ1 of the compression stroke cannot be sufficiently ensured, the desired compression pressure / generated torque cannot be obtained, and stable startability may not be ensured.

これに対して本実施例では、矢印Y1に示すように、アイドルストップの直前に、吸気弁の開閉時期を、一般的な機関停止直前の運転状態であるアイドル状態での設定値よりも進角側へ変換している。言い換えると、吸気弁の開時期IVOを排気上死点側へ進角させている。このため、マイナスオーバーラップ期間を著しく短縮又は本実施例のように実質的に0(ゼロ)とすることができ、これによって、吸・排気弁の反力合計が最も低くなる範囲、つまりはクランクシャフトが停止する可能性のある範囲Δα2を、上記の範囲Δα1に比して、大幅に縮小できるとともに、圧縮行程にある気筒(この例では#1気筒)の吸気下死点(BDC)側へ十分に近づけることができる。この結果、初爆を行う#1気筒での初回の圧縮行程の実質的な期間Δβ2を十分に長く確保し、アイドルストップからの再始動を迅速かつ確実に行うことができ、この再始動における始動安定性・ロバスト性を著しく向上することができる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown by the arrow Y1, the opening / closing timing of the intake valve is advanced from the set value in the idle state, which is the operation state immediately before the engine stop, immediately before the idle stop. It is converted to the side. In other words, the opening timing IVO of the intake valve is advanced to the exhaust top dead center side. For this reason, the minus overlap period can be remarkably shortened or substantially zero (0) as in the present embodiment, so that the total reaction force of the intake and exhaust valves becomes the lowest, that is, the crank The range Δα2 in which the shaft may stop can be greatly reduced as compared with the above range Δα1, and the intake bottom dead center (BDC) side of the cylinder (# 1 cylinder in this example) in the compression stroke It can be close enough. As a result, the substantial period Δβ2 of the first compression stroke in the # 1 cylinder that performs the initial explosion can be secured sufficiently long, and the restart from the idle stop can be performed quickly and reliably. Stability and robustness can be significantly improved.

また、水温や吸気温のような機関温度に応じてバルブタイミングの変更量を設定しており、具体的には機関温度が高くなるほどピストン停止位置が吸気下死点側へ近づくように設定しているため、吸気密度の低い高温時にも、初爆気筒の圧縮行程Δβ2を十分に長く確保して、初爆に必要な圧縮圧力・発生トルクを確保することができる。   In addition, the amount of valve timing change is set according to the engine temperature such as water temperature and intake air temperature.Specifically, the piston stop position is set closer to the intake bottom dead center as the engine temperature increases. Therefore, even when the intake air density is low and the temperature is high, the compression stroke Δβ2 of the initial explosion cylinder can be ensured sufficiently long, and the compression pressure and generated torque necessary for the initial explosion can be ensured.

アイドルストップによる機関停止状態で、仮に吸気弁が開いている気筒が存在すると、シリンダ内温度の影響で吸気系の温度が上昇して、吸気系の空気密度が上昇し、再始動時の発生トルクが低下し、始動性を阻害するおそれがある。本実施例では、このような不具合を招くことのないように、アイドルストップによるクランクシャフトの回転停止位置で、全ての気筒の吸気弁が閉じた状態となるようにバルブタイミングが設定されている。これによって、シリンダ内の受熱空気の吸気系への逆流を防ぐことができるため、吸気系温度の上昇を抑制できる。この結果、アイドルストップからの再始動時に、吸入空気密度の低下を抑制でき、発生トルクの低下を抑制することができる。   If there is a cylinder with the intake valve open while the engine is stopped due to idle stop, the temperature of the intake system rises due to the temperature in the cylinder, the air density of the intake system rises, and the torque generated at restart May decrease, and startability may be hindered. In this embodiment, the valve timing is set so that the intake valves of all the cylinders are closed at the rotation stop position of the crankshaft due to idle stop so as not to cause such a problem. As a result, the backflow of the heat receiving air in the cylinder to the intake system can be prevented, so that an increase in the intake system temperature can be suppressed. As a result, at the time of restart from the idle stop, a decrease in intake air density can be suppressed, and a decrease in generated torque can be suppressed.

しかも、本実施例のように吸気弁の開時期IVOと閉時期IVCの双方が同時に同期して変化するバルブタイミング可変機構31にあっては、アイドルストップの直前に吸気弁開時期IVOを排気上死点へ向けて進角させると、同時に吸気弁の閉時期IVCが吸気下死点へ向けて進角することとなる。このため、例えば図6に示すように、クランクシャフトの停止可能範囲Δα3が、アイドル設定ではIVC前の位置であったとしても、アイドルストップ直前にバルブタイミング可変機構31を進角側へ駆動制御することによってIVC後となり、全ての気筒の吸気弁を閉じた状態とすることができる。つまり、バルブタイミング可変機構31による吸気弁開閉時期の進角化により、全ての気筒の吸気弁が閉じている範囲も進角側へ移行することとなる。従って、図6に示すように、全ての気筒の吸気弁が閉じている状態を確保しつつ、初爆を行う気筒のピストン停止位置(Δα3)を更に吸気下死点へ近づけることが可能である。   Moreover, in the valve timing variable mechanism 31 in which both the opening timing IVO and the closing timing IVC of the intake valve change simultaneously and synchronously as in the present embodiment, the intake valve opening timing IVO is exhausted immediately before idling stop. When the angle is advanced toward the dead point, the intake valve closing timing IVC is simultaneously advanced toward the intake bottom dead center. For this reason, as shown in FIG. 6, for example, even if the crankshaft stoppable range Δα3 is the position before IVC in the idle setting, the valve timing variable mechanism 31 is drive-controlled immediately before the idle stop. Thus, after IVC, the intake valves of all the cylinders can be closed. That is, as the intake valve opening / closing timing is advanced by the variable valve timing mechanism 31, the range in which the intake valves of all the cylinders are closed also shifts to the advance side. Therefore, as shown in FIG. 6, it is possible to bring the piston stop position (Δα3) of the cylinder performing the initial explosion closer to the intake bottom dead center while ensuring that the intake valves of all the cylinders are closed. .

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、本実施例では吸気弁の開閉時期を変更する構成としているが、排気弁の開閉時期を変更する構成としてもよい。また、本実施例では直列3気筒の内燃機関に本発明を適用しているが、他の気筒数、例えば直列4気筒やV型6気筒等の内燃機関に本発明を適用することも可能である。   As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, in this embodiment, the intake valve opening / closing timing is changed, but the exhaust valve opening / closing timing may be changed. In the present embodiment, the present invention is applied to an in-line three-cylinder internal combustion engine, but the present invention can also be applied to an internal combustion engine having another number of cylinders, such as an in-line four-cylinder or a V-type six-cylinder. is there.

本発明の一実施例に係る内燃機関の始動制御装置を示すシステム構成図。1 is a system configuration diagram showing an internal combustion engine start control device according to an embodiment of the present invention. 本実施例に係るアイドルストップ時の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control at the time of idle stop which concerns on a present Example. 機関温度と圧縮行程にある気筒の目標ピストン停止位置との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between engine temperature and the target piston stop position of the cylinder in a compression stroke. 機関温度と吸気弁閉時期(IVC)との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between engine temperature and intake valve closing timing (IVC). 本実施例に係るアイドルストップ状態からのリスタート時の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control at the time of restart from the idle stop state which concerns on a present Example. 本実施例に係る3気筒内燃機関のクランク回転角と吸・排気弁のリフト特性等との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the crank rotation angle of the 3 cylinder internal combustion engine which concerns on a present Example, the lift characteristic of an intake / exhaust valve, etc. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

4…ピストン
6…燃料噴射弁
7…燃焼室
9…吸気弁
10…排気弁
21…制御部
24…水温センサ(温度検出手段)
25…吸気温センサ(温度検出手段)
31…バルブタイミング可変機構
32…スタータモータ(電動機)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Piston 6 ... Fuel injection valve 7 ... Combustion chamber 9 ... Intake valve 10 ... Exhaust valve 21 ... Control part 24 ... Water temperature sensor (temperature detection means)
25. Intake air temperature sensor (temperature detection means)
31 ... Variable valve timing mechanism 32 ... Starter motor (electric motor)

Claims (6)

クランクシャフトを回転駆動する電動機と、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変更可能なバルブタイミング可変機構と、を備えるアイドルストップ車両の多気筒内燃機関の始動制御装置において、
アイドルストップからのリスタート時に、電動機によりクランクシャフトを回転駆動するとともに、ピストン停止位置が圧縮行程にある気筒に対して、初回の圧縮行程から膨張行程の間に初爆を行う制御部を有し、
この制御部は、アイドルストップの直前に、クランクシャフトの停止可能な回転範囲が縮小することにより、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点近傍の狭い範囲となるように、アイドル状態でのバルブリフト特性の設定に比して、排気上死点付近で吸気弁と排気弁の双方が閉じているマイナスオーバーラップ期間が縮小するように上記バルブタイミング可変機構を駆動制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
Idle stop provided with an electric motor that rotates the crankshaft, a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder, and a valve timing variable mechanism that can change the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve In a start control device for a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle,
When restarting from the idle stop, the motor is driven to rotate the crankshaft, and the control unit performs the initial explosion between the first compression stroke and the expansion stroke for the cylinder whose piston stop position is in the compression stroke. ,
This control unit reduces the rotation range in which the crankshaft can be stopped immediately before idling stop, so that the piston stop position of any cylinder becomes a narrow range in the vicinity of the intake bottom dead center in the compression stroke. In addition, the valve timing variable mechanism is driven and controlled so that the minus overlap period during which both the intake valve and the exhaust valve are closed near the exhaust top dead center is reduced compared to the setting of the valve lift characteristics in the idle state. A start control device for an internal combustion engine.
上記制御部は、アイドルストップの直前に、吸気弁の開時期を排気上死点へ向けて進角させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。   2. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit advances the opening timing of the intake valve toward the exhaust top dead center immediately before the idle stop. 上記制御部は、アイドルストップの直前に、吸気弁の閉時期を吸気下死点へ向けて進角させることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の始動制御装置。   3. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit advances the closing timing of the intake valve toward the intake bottom dead center immediately before the idle stop. 機関温度を検出する温度検出手段を備え、
上記制御部は、アイドルストップの直前に、機関温度が高くなるほど、クランクシャフトの停止可能な回転範囲が縮小することにより、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点近傍の狭い範囲となるように、アイドル状態でのバルブリフト特性の設定に比して、排気上死点付近で吸気弁と排気弁の双方が閉じているマイナスオーバーラップ期間が縮小するように上記バルブタイミング可変機構を駆動制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
Temperature detecting means for detecting the engine temperature,
Just before the idle stop, the control unit reduces the rotation range in which the crankshaft can be stopped as the engine temperature increases, so that the piston stop position of any cylinder is in the vicinity of the intake bottom dead center in the compression stroke. so that a narrow range of, relative to the setting of the valve lift characteristics at idle, the valve as the negative valve overlap period in which both are closed in the intake and exhaust valves near the exhaust top dead center is reduced The start control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the timing variable mechanism is driven and controlled.
アイドルストップによるクランクシャフトの回転停止位置で、全ての気筒の吸気弁が閉じた状態となるように設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。   The start control of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the intake valves of all the cylinders are set in a closed state at a rotation stop position of the crankshaft due to idle stop. apparatus. クランクシャフトを回転駆動する電動機と、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変更可能なバルブタイミング可変機構と、を備えるアイドルストップ車両の多気筒内燃機関の始動制御方法において、
アイドルストップの直前に、クランクシャフトの停止可能な回転範囲が縮小することにより、いずれかの気筒のピストン停止位置が圧縮行程の中で吸気下死点近傍の狭い範囲となるように、アイドル状態でのバルブリフト特性の設定に比して、排気上死点付近で吸気弁と排気弁の双方が閉じているマイナスオーバーラップ期間が縮小するように上記バルブタイミング可変機構を駆動制御し、
上記アイドルストップからのリスタート時には、電動機によりクランクシャフトを回転駆動するとともに、ピストン停止位置が圧縮行程にある気筒に対して、初回の圧縮行程から膨張行程の間に初爆を行うことを特徴とする内燃機関の始動制御方法。
Idle stop provided with an electric motor that rotates the crankshaft, a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder, and a valve timing variable mechanism that can change the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve In a start control method for a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle,
Immediately before the idling stop, by stopping possible range of rotation of the crankshaft is reduced, as the piston stop position of one of the cylinders becomes a narrow range near the intake bottom dead center in the compression stroke, in the idle state The valve timing variable mechanism is driven and controlled so that the minus overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are closed near the exhaust top dead center is reduced compared to the setting of the valve lift characteristic of
At the time of restart from the idle stop, the crankshaft is rotationally driven by an electric motor, and the first explosion is performed between the first compression stroke and the expansion stroke for the cylinder whose piston stop position is in the compression stroke. A starting control method for an internal combustion engine.
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