(57)【要約】【課題】反転作動直後における排気の悪化を抑制する。【解決手段】エンジンの停止時における圧縮行程気筒で燃料を燃焼させエンジンを一旦逆転作動させることで膨張行程気筒内を圧縮し、その後該膨張行程気筒に供給された燃料を燃焼させてエンジンを反転作動させ、正転方向に始動させるエンジンの始動装置において、エンジンの停止時における圧縮行程気筒での（Ｓ１０）、反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を規制する（Ｓ１６）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の停止時における圧縮行程気筒で燃料を燃焼させ前記内燃機関を一旦逆転作動させることで膨張行程気筒内を圧縮し、その後該膨張行程気筒に供給された燃料を燃焼させて前記内燃機関を反転作動させ、正転方向に始動させる内燃機関の始動装置において、
前記圧縮行程気筒での、前記反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を規制する規制手段を備えたことを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項２】
内燃機関の停止時における圧縮行程気筒でのピストン停止位置を検出するピストン停止位置検出手段を更に備え、
前記規制手段は、前記ピストン停止位置検出手段により検出されたピストン停止位置が基準位置より上死点側にある場合には前記反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を許容する一方、前記基準位置より下死点側にある場合には前記反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を規制することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動装置に係り、詳しくは逆転加圧式の始動装置における排気の悪化を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（以下、エンジンともいう）の始動装置として、スタータを用いずに、燃焼室内で混合気を燃焼させ、その膨張力を用いてエンジンを始動させる逆転加圧式の始動装置（ダイレクトスタート装置）が知られている。
上記の始動装置では、エンジン停止時における圧縮行程気筒で混合気を燃焼させてエンジンを一旦逆転作動させ、膨張行程気筒内を圧縮させる。そしてこの膨張行程気筒内に燃料を噴射供給し燃焼させることで、エンジンを反転作動させて正転方向に始動させる（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１８０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような始動装置では、逆転作動時に圧縮行程気筒内で発生した燃焼ガスは逆流して吸気ポートに抜ける。そして、この燃焼ガスは当該圧縮行程気筒での次の吸気（反転作動後の最初の吸気）に混入して再度燃焼室に流入する。特にエンジン停止時における圧縮行程気筒のピストンの停止位置が下死点側にあるほど逆転作動時における燃焼ガスの発生量が多くなり再度燃焼室に流入する燃焼ガスが多くなる。このようにして燃焼ガスが燃焼室に多く流入すると、燃焼悪化や失火の要因となる可能性があり、この吸気に対して噴射供給した燃料が未燃燃料となって燃焼室から排出され排気を悪化させる虞がある。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、反転作動直後における排気の悪化を抑制する逆転加圧式の始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、内燃機関の停止時における圧縮行程気筒で燃料を燃焼させ前記内燃機関を一旦逆転作動させることで膨張行程気筒内を圧縮し、その後該膨張行程気筒に供給された燃料を燃焼させて前記内燃機関を反転作動させ正転方向に始動させる内燃機関の始動装置において、前記圧縮行程気筒での、反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を規制する規制手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明において、内燃機関の停止時における圧縮行程気筒でのピストン停止位置を検出するピストン停止位置検出手段を更に備え、規制手段は、ピストン停止位置検出手段により検出されたピストン停止位置が基準位置より上死点側にある場合には反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を許容する一方、基準位置より下死点側にある場合には反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関の停止時における圧縮行程気筒において逆転作動時に発生した燃焼ガスが反転作動後の最初の吸気に多く混入しても、この吸気に対する燃料供給が規制されるので、未燃燃料が排出されず排気の悪化を抑制することができる。
本発明の請求項２の内燃機関の始動装置によれば、エンジン停止時に圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準位置より上死点側にある場合には、この圧縮行程気筒での反転作動後の最初の吸気に対する燃料供給が可能となるので、エンジン回転速度の低下を抑制することができる。なお、この場合では、逆転作動時に発生する燃焼ガスが少なく、これに伴い反転作動後の最初の吸気への燃焼ガスの混入量が少ないので、燃焼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の始動装置を備えた内燃機関の概略構成図が示されている。
本実施形態のエンジン（内燃機関）１は、気筒＃１、＃２、＃３、＃４の４気筒が直列に並んで構成されクランク角１８０°毎に等間隔で爆発する筒内噴射型の４サイクル直列４気筒型エンジンである。各気筒での燃焼順序は気筒＃１→＃３→＃４→＃２の順である。図１にはそのうちの１つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
【０００９】
図１に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、点火を行う点火プラグ３と、燃料を燃焼室４内に直接噴射可能なインジェクタ５が設けられている。インジェクタ５には燃料の供給経路である燃料ライン５ａが接続されている。
更に、シリンダヘッド２には、各気筒毎に燃焼室４と連通する吸気ポート６及び排気ポート７が夫々形成されているとともに、吸気ポート６を開閉する吸気バルブ８と、排気ポート７を開閉する排気バルブ９とが設けられている。エンジン１の気筒内には上下摺動するピストン１０が設けられ、凹部が形成されたピストン１０の頂面は燃焼室４の下面をなしている。
【００１０】
ピストン１０はコンロッド１１を介してクランクシャフト２０に連結されている。そして、クランクシャフト２０の一端部にはフライホイール２２が設けられている。
また、エンジン１にはクランクシャフト２０の回転角、即ちクランク角を検出するクランク角センサ２４と吸気弁８及び排気弁９をカムにより開閉作動させるカムシャフト（図示せず）の回転角、即ちカム角を検出するカム角センサ２６とが設けられている。
【００１１】
そして、点火プラグ３、インジェクタ５、クランク角センサ２４及びカム角センサ２６等の各種装置や各種センサ類はＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０と電気的に接続されており、ＥＣＵ３０は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
また、ＥＣＵ３０はイグニッションスイッチ３２と電気的に接続されている。イグニッションスイッチ３２がスタート操作されるとエンジン１の始動信号が、ＯＦＦ操作されるとエンジン１の停止信号がＥＣＵ３０に入力する。
【００１２】
更に、エンジン１には、逆転加圧式始動装置が備えられている。逆転加圧式始動装置は、例えば特開２００５−１８８４２２号公報に記載されているように、エンジン停止時において圧縮行程にある気筒（圧縮行程気筒）で混合気を燃焼させてクランクシャフト２０を一旦逆回転させ（エンジン１を逆転作動させ）、膨張行程気筒内を圧縮させる。そしてこの膨張行程気筒内にインジェクタ５により燃料を噴射供給し燃焼させることで、クランクシャフト２０の回転を反転させてエンジン１を正転方向に始動させる機能を有している。
【００１３】
図２は、エンジン回転速度の推移、インジェクタ駆動信号及び点火信号のタイミングを示すタイムチャートである。本図では、エンジン停止時に気筒♯３が圧縮行程気筒である場合での、始動時における各信号の推移及びタイミングを示している。
図２に示すように、逆転加圧式始動装置による始動では、始めに圧縮行程気筒♯３に燃料を噴射供給し点火して逆転作動させ、膨張行程気筒♯１内を圧縮させる。そして膨張行程気筒♯１内で点火し反転作動させる。以降、他の気筒についても順次燃焼させることで、エンジン１を稼動状態に移行させ、逆転加圧式始動装置による始動を完了する。
【００１４】
本発明の始動装置を備えたエンジン１では、上記の逆転加圧式始動装置によるエンジン始動時に、ＥＣＵ（規制手段）３０により、インジェクタ５による燃料噴射を規制する制御が行なわれる。
図３は、エンジン始動時の燃料噴射規制制御手順を示すフローチャートである。以下、同フローチャートに沿って、本実施形態における燃料噴射規制制御を説明する。
【００１５】
本ルーチンは、イグニッションスイッチ３２からの始動信号の入力に伴い実行が開始される。
先ずステップＳ１０では、カム角センサ２６によりカム角θbを検出し、このカム角θbに基づいて圧縮行程気筒を判別する。そして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ステップＳ１０において判定された圧縮行程気筒に設けられたクランク角センサ（ピストン停止位置検出手段）２４により、クランク角θaを検出する。そして、ステップＳ１４に進む。なお、本実施形態では、クランク角θaが０°であるときにピストン停止位置が上死点となり、クランク角θaが１８０°であるときにピストン停止位置が下死点となる。
【００１６】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２において検出されたクランク角θaが所定角度θ1以上であるか否かを判別する。クランク角θaが所定角度θ1以上である場合は、ステップＳ１６に進む。なお、所定角度θ1は、上記の逆転加圧式始動装置において、圧縮行程気筒の反転作動時における燃焼悪化が許容できる範囲内になるように、あらかじめ実験等により確認して設定すればよい。
【００１７】
ステップＳ１６では、ステップＳ１０において判定された圧縮行程気筒の反転作動後の最初の吸気に対する燃料噴射を規制する。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ１４において、クランク角θaが所定角度θ1未満であると判定された場合は、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、ステップＳ１０において判定された圧縮行程気筒の反転作動後の最初の吸気に対する燃料噴射の規制を行わず、通常の燃料噴射制御を実行可能とする。
【００１８】
以上の構成により、本実施形態では、クランク角θaが所定角θ1以上である場合、即ちエンジン停止時の圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準位置より下死点側にある場合に、圧縮行程気筒の反転作動後の最初の吸気に対する燃料噴射を規制する。したがって、上記のようにエンジン停止時に圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準位置より下死点側にある場合には、逆転作動時に発生した燃焼ガスが反転作動後の最初の吸気に多く混入しても、この吸気に対する燃料噴射が行われないので、未燃燃料が排出されることなく排気の悪化を抑制することができる。
【００１９】
図４は、エンジン停止時に圧縮行程気筒（本図では気筒♯３）のピストン停止位置が基準位置より下死点側にある場合での、エンジン始動時におけるエンジン回転速度の推移、インジェクタ駆動信号及び点火信号のタイミングを示すタイムチャートである。
図４に示すように、エンジン停止時に圧縮行程気筒♯３のピストン停止位置が基準位置より下死点側にある場合には、この圧縮行程気筒♯３の反転作動後の最初の吸気に対しインジェクタ駆動信号を発せず燃料を噴射供給しないので、若干エンジン回転速度が低下する。しかし、この時点ですでにエンジン回転速度は十分に上昇しており、エンジン１が停止したり、始動フィーリングが悪化したりすることはない。
【００２０】
一方、エンジン停止時に圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準位置より上死点側にある場合には、逆転作動時に発生する燃焼ガスが少なく、これに伴い反転作動後の最初の吸気への燃焼ガスの混入量が少ないので、燃焼が悪化し難い。したがって、例えこの吸気に対して燃料噴射が行われても、未燃燃料の排出が少ない。本実施形態では、このような場合に燃料噴射が規制されず、図２に示すように圧縮行程気筒の反転作動後の最初の吸気に対し燃料噴射されるので、エンジン回転速度が低下せず迅速に回転速度を上昇させることができる。
【００２１】
以上の実施形態では、エンジン停止時における圧縮行程気筒のピストン停止位置に基づいて、この圧縮行程気筒の反転作動後の最初の吸気に対する燃料噴射規制の有無を切り換えるが、ピストン停止位置に拘らず、この吸気に対する燃料噴射を規制してもよい。このようにすれば、反転作動後にエンジン回転速度が若干低下するものの、吸気への燃焼ガスの混入による燃焼の悪化を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の始動装置の概略構成図である。
【図２】圧縮行程気筒のピストン停止位置が上死点側にある場合での、始動時のエンジン回転速度、インジェクタ駆動信号及び点火信号の推移、タイミングを示すタイムチャートである。
【図３】エンジンの始動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】圧縮行程気筒のピストン停止位置が下死点側にある場合での、始動時のエンジン回転速度、インジェクタ駆動信号及び点火信号の推移、タイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジン
３  点火プラグ
５  インジェクタ
２４  クランク角センサ
３０  ＥＣＵ
３２  イグニッションスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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