(57)【要約】【課題】  本発明は、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し該燃料を燃焼させることで始動を図る筒内噴射式内燃機関において、その始動をより確実に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内のピストンの位置が規定範囲内にある場合、該気筒内において、先ず、比較的小規模の燃焼であるプレ燃焼を行い（Ｓ１１１）、その後、該気筒が膨張行程にある間に、前記プレ燃焼よりも大きい規模の燃焼であるメイン燃焼を行う（Ｓ１１３）。【選択図】  図３
2005180210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の始動方法であって、
該筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内のピストンの位置が規定範囲内にある場合、該気筒内において、先ず、比較的小規模の燃焼であるプレ燃焼を行い、その後、該気筒が膨張行程にある間に、前記プレ燃焼よりも大きい規模の燃焼であるメイン燃焼を行うことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動方法。
【請求項２】
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射手段と、
該燃料噴射手段によって噴射された燃料に点火する点火手段と、
を備えた筒内噴射式内燃機関の始動装置であって、
該筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内のピストンの位置が規定範囲内にある場合、該気筒内において、前記燃料噴射手段によって規定量の燃料を噴射すると共に、該噴射された燃料に前記点火手段によって点火することでプレ燃焼を行い、その後、該気筒が膨張行程にある間に、前記燃料噴射手段によって前記プレ燃焼時よりも多くの燃料を噴射すると共に、該噴射された燃料に前記点火手段によって点火することでメイン燃焼を行うことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動装置。
【請求項３】
前記プレ燃焼を行うときに、前記膨張行程にある気筒内の前記ピストンの位置を固定するピストン固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の筒内噴射式内燃機関の始動装置。
【請求項４】
前記プレ燃焼は、該プレ燃焼用に噴射された燃料が前記膨張行程にある気筒内において層状に分布して行われる成層燃焼とすることを特徴とする請求項２または３記載の筒内噴射式内燃機関の始動装置。
【請求項５】
前記メイン燃焼は、該メイン燃焼用に噴射された燃料が前記膨張行程にある気筒内において略均一に分布して行われる均質燃焼とすることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の始動装置。
【請求項６】
前記ピストンの位置を移動させるピストン移動手段をさらに備え、
前記筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、前記膨張行程にある気筒内の前記ピストンの位置が前記規定範囲内にない場合、前記ピストン移動手段によって前記ピストンを前記規定範囲内の位置にまで移動させ、その後、前記プレ燃焼を行うことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の筒内噴射式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、燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式内燃機関の始動方法および始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を気筒内に直接噴射する筒内噴射式内燃機関（以下、単に内燃機関と称する）においては、該内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し該燃料を燃焼させることで、その始動を行う技術が開発されている。
【０００３】
このような技術を採用した多気筒内燃機関としては、該多気筒内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し該燃料を燃焼させると共に、圧縮行程にある気筒内の圧力を低下させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３９０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−４９８５号公報
【特許文献３】特開平１１−１５９３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、内燃機関が停止した状態では、膨張行程にある気筒であっても、その内部の温度や圧力は、内燃機関の運転中と比較してかなり低くなっている。そのため、内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射しても、該燃料の気化や着火、さらには火炎伝播が良好には行われず、内燃機関が始動されない虞がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し該燃料を燃焼させることで始動を図る筒内噴射式内燃機関において、その始動をより確実に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、本発明は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の始動方法であって、
該筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内のピストンの位置が規定範囲内にある場合、該気筒内において、先ず、比較的小規模の燃焼であるプレ燃焼を行い、その後、該気筒が膨張行程にある間に、前記プレ燃焼よりも大きい規模の燃焼であるメイン燃焼を行うことを特徴とする。
【０００７】
ここで、小規模の燃焼とは、燃料噴射量が少ない状態での燃焼のことである。即ち、本発明に係るプレ燃焼は、膨張行程にある気筒（以下、膨張行程気筒と称する）内の温度や圧力が内燃機関の運転中と比較してかなり低くなっている場合（例えば、大気の状態に近い場合）であっても、噴射される燃料を少量とすることで可能な程度の燃焼である。このプレ燃焼を行うことで、膨張行程気筒内の温度と圧力とは該プレ燃焼を行う前よりも上昇する。
【０００８】
また、ここでの規定範囲とは、膨張行程気筒内の状態がプレ燃焼の可能な状態となる範囲であり、実験等によって予め定められた範囲である。例えば、ピストンの位置が該規定範囲内にない場合、膨張行程気筒内の酸素量が過剰または過少となってプレ燃焼を行うことが困難となる範囲として該規定範囲を定めても良い。また、ピストンの位置が該規定範
囲内にない場合は、噴射された燃料の膨張行程気筒内における分布がプレ燃焼に適さない分布となる範囲として該規定範囲を定めても良い。
【０００９】
そして、このプレ燃焼を行った後、膨張行程気筒内において、該プレ燃焼よりも大きい規模の燃焼、即ち、燃料噴射量がプレ燃焼時よりも多い状態での燃焼であるメイン燃焼を行う。このプレ燃焼とメイン燃焼によって得られたエネルギーによって膨張行程気筒内のピストンを押し下げて内燃機関を始動させる。
【００１０】
本発明によれば、内燃機関を始動させるときに、プレ燃焼によって膨張行程気筒内の温度と圧力とを上昇させた後、メイン燃焼を行うため、メイン燃焼用に噴射された燃料をより確実且つより好適に燃焼させることが出来る。その結果、内燃機関をより確実に始動させることが出来る。
【００１１】
尚、メイン燃焼時はプレ燃焼によって膨張行程気筒内の温度と圧力とが上昇しており燃料は燃焼し易くなっているため、メイン燃焼用の燃料噴射量は、プレ燃焼用の燃料噴射量よりも多くするが、該メイン燃焼時に形成される混合気の空燃比が理論空燃比近傍となる量とするのが好ましい。
【００１２】
また、プレ燃焼は、内燃機関の始動毎に一回でも良く、また複数回に分けて行われても良い。
【００１３】
また、第２の発明は上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、本発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動装置は、
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射手段と、
該燃料噴射手段によって噴射された燃料に点火する点火手段と、
を備えた筒内噴射式内燃機関の始動装置であって、
前記筒内噴射式内燃機関を始動させるときに、膨張行程にある気筒内のピストンの位置が規定範囲内にある場合、該気筒内において、前記燃料噴射手段によって規定量の燃料を噴射すると共に、該噴射された燃料に前記点火手段によって点火することでプレ燃焼を行い、その後、該気筒が膨張行程にある間に、前記燃料噴射手段によって前記プレ燃焼時よりも多くの燃料を噴射すると共に、該噴射された燃料に前記点火手段によって点火することでメイン燃焼を行うことを特徴とする。
【００１４】
ここで、規定範囲とは、膨張行程気筒内の温度や圧力が内燃機関の運転中と比較してかなり低くなっている場合であっても、少量の燃料による燃焼は可能となる範囲である。例えば、ピストンの位置が該規定範囲内にない場合、膨張行程気筒内の酸素量が過剰または過少となって少量の燃料による燃焼であっても行うことが困難となる範囲として該規定範囲を定めても良い。また、ピストンの位置が該規定範囲内にない場合は、噴射された燃料の膨張行程気筒内における分布が少量の燃料による燃焼に適さない分布となる範囲として該規定範囲を定めても良い。この規定範囲は実験等によって予め定められた範囲である。
【００１５】
また、ここでの規定量とは、膨張行程気筒内の温度や圧力が内燃機関の運転中と比較してかなり低くなっている場合であっても、膨張行程気筒内のピストンの位置が規定範囲内にあれば、燃焼させることが可能な燃料噴射量のことである。該規定量は、ピストンの位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定されても良い。
【００１６】
本発明では、膨張行程気筒内に規定量の燃料を噴射し、この燃料に点火し燃焼させることによってプレ燃焼を行う。このプレ燃焼を行うことで、膨張行程気筒内の温度と圧力とは該プレ燃焼を行う前よりも上昇する。
【００１７】
そして、このプレ燃焼を行った後、膨張行程気筒内において、該プレ燃焼時よりも多くの燃料を噴射すると共に、該噴射された燃料に点火し燃焼させることでメイン燃焼を行う。このプレ燃焼とメイン燃焼とによって得られたエネルギーによって膨張行程気筒内のピストンを押し下げて内燃機関を始動させる。
【００１８】
本発明によれば、プレ燃焼によって膨張行程気筒内の温度と圧力とを上昇させた後、メイン燃焼を行うため、メイン燃焼用に噴射された燃料をより確実且つより好適に燃焼させることが出来る。その結果、内燃機関をより確実に始動させることが出来る。
【００１９】
尚、本発明においても、前記第１の発明と同様、メイン燃焼用の燃料噴射量は、該メイン燃焼時に形成される混合気の空燃比が理論空燃比空燃比近傍となる量とするのが好ましい。
【００２０】
また、プレ燃焼は、内燃機関の始動毎に一回でも良く、また複数回に分けて行われても良い。
【００２１】
本発明において、プレ燃焼を行うときは、膨張行程気筒内におけるピストンの位置を固定するのが好ましい。
【００２２】
ピストンの位置を固定することで、プレ燃焼によって発生するエネルギーによって該ピストンが押し下げられるのを抑制することが出来る。そのため、プレ燃焼によって膨張行程気筒内の温度や圧力をより上昇させることが出来る。その結果、メイン燃焼をより確実且つより好適に行うことが出来る。
【００２３】
また、プレ燃焼は成層燃焼とするのが好ましい。ここでの成層燃焼とは、プレ燃焼用に噴射された燃料が膨張行程気筒内において層状に分布して行われる燃焼のことである。即ち、プレ燃焼時においては、膨張行程気筒内に燃料濃度の濃い部分と薄い部分とが形成された状態で燃焼が行われる。
【００２４】
成層燃焼では、噴射された燃料が広く拡散されずに膨張行程気筒内の一部分により多く分布することになるため、噴射された燃料が少量であっても該燃料をより確実に燃焼させることが出来る。換言すれば、より少量の燃料で燃焼を行うことが出来る。
【００２５】
従って、プレ燃焼を成層燃焼とすることにより、該プレ燃焼用に噴射された燃料をより確実に燃焼させることが出来る。また、より少量の燃料でプレ燃焼を行うことが可能となる。
【００２６】
一方、メイン燃焼は均質燃焼とするのが好ましい。ここでの均質燃焼とは、メイン燃焼用に噴射された燃料が膨張行程気筒内に略均一に分布して行われる燃焼のことである。即ち、メイン燃焼時においては、膨張行程気筒内の燃料濃度が略均一の状態で燃焼が行われる。
【００２７】
均質燃焼では、噴射された燃料が広く拡散して燃焼が行われることになるため、膨張行程気筒内の酸素をより多く燃焼に供することが出来る。そのため、より多くの燃料をより確実に燃焼することが出来る。
【００２８】
従って、メイン燃焼を均質燃焼とすることにより、該メイン燃焼時より多くの燃料をより確実に燃焼させることが出来る。その結果、より多くのエネルギーを得ることが可能となり、以て、内燃機関をより確実に始動させることが出来る。
【００２９】
本発明において、膨張行程気筒内のピストンの位置を移動させる移動手段をさらに備えた場合、内燃機関を始動させるときに、該ピストンの位置が前記規定範囲にない場合は、この移動手段によって該ピストンを前記規定範囲内の位置にまで移動させ、その後、プレ燃焼を行っても良い。
【００３０】
ここでの移動手段は、膨張行程気筒内での燃料の燃焼を行うことなくピストンの位置を移動させる手段である。
【００３１】
このような構成によれば、内燃機関を始動させるときに、ピストンの位置がプレ燃焼可能な位置にない場合であっても、該ピストンを移動させることで、プレ燃焼を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動方法および始動装置によれば、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し該燃料を燃焼させることで始動を図る筒内噴射式内燃機関において、その始動をより確実に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動方法および始動装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
＜筒内噴射式内燃機関の概略構成＞
図１は、本実施例に係る筒内噴射式内燃機関の概略構成を示す図である。筒内噴射式内燃機関１（以下、単に内燃機関１と称する）は、４気筒ガソリン内燃機関である。
【００３５】
内燃機関１において、気筒２には、それぞれの開口部が燃焼室に開口されるように吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。また、内燃機関１には、吸気通路１１と排気通路１２との燃焼室への開口部を開閉する吸気弁６と排気弁７とが設けられている。吸気弁６と排気弁７とは、それぞれ吸気側カムシャフト８と排気側カムシャフト９とが回転することによって駆動される。吸気側カムシャフト８と排気側カムシャフト９とは互いに連動して作動する。
【００３６】
また、気筒２の上部には、該気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁４と、該燃料噴射弁４から噴射された燃料に点火する点火プラグ５とが設置されている。
【００３７】
気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。ピストン３はコンロッド３を介してクランクシャフト１６と接続されており、該ピストン３の往復運動に伴い該クランクシャフト１６が回転する。クランクシャフト１６の端部には、外周にリングギアが形成されたフライホイール１４が設けられている。また、内燃機関１には、モータを駆動源として作動するスタータ１５が設置されている。該スタータ１５には、フライホイール１４に形成されたリングギアに噛み合うように形成されたピニオンが設けられており、スタータ１５が駆動することによってフライホイール１４が回動する。
【００３８】
さらに、内燃機関１には、吸気側カムシャフト８のカム角を検出するカムポジションセンサ２２と、クランクシャフト１６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ２１とが備えられている。
【００３９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件
や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１やカムポジションセンサ２２等の各種センサと電気的に接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。また、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁４や、点火プラグ５、スタータ１５と電気的に接続されており、これらを制御することが可能となっている。
【００４０】
＜内燃機関の始動制御＞
次に、本実施例に係る内燃機関１の始動制御について説明する。以下の説明では、図１に示す気筒２を、内燃機関１を始動させるときに膨張行程にある気筒として説明する。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させるときに、燃料噴射弁４と点火プラグ５とを制御することによって、気筒２内において、先ず、比較的小規模の燃焼、即ち燃料噴射量が少ない状態での燃焼であるプレ燃焼を行う。そして、このプレ燃焼によって、気筒２内の温度と圧力とが上昇した後、気筒２内において、該プレ燃焼よりも大きい規模の燃焼、即ち、燃料噴射量がプレ燃焼時よりも多い状態での燃焼であるメイン燃焼を行う。このプレ燃焼とメイン燃焼によって得られたエネルギーによって気筒２内のピストン３が押し下げてられ内燃機関１が始動される。
【００４２】
また、本実施例においては、プレ燃焼を、該プレ燃焼用に燃料噴射弁４から噴射された燃料が気筒２内に広く拡散せずに点火プラグ５近傍により多く分布するようにして行われる成層燃焼とする。そして、メイン燃焼を、該メイン燃焼用に燃料噴射弁４から噴射された燃料が広く拡散して気筒２内に略均一に分布するようにして行われる均質燃焼とする。
【００４３】
ここで、本実施例に係る内燃機関の始動制御ルーチンについて、図２，３に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０の起動後、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。
【００４４】
本ルーチでは、先ず、Ｓ１０１において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が停止中であるか否かを判別する。ここでの内燃機関１の停止とは、イグニッションスイッチＯＦＦによる停止でも良く、内燃機関１を自動的に停止・始動する自動停止・始動装置による停止でも良い。ここで、内燃機関１が停止中であると判定される条件としては、クランクポジションセンサ２１の検出値から導出される内燃機関１の機関回転数が０の場合や、燃料噴射弁５からの燃料噴射および点火プラグ５による点火が停止されている場合等が例示出来る。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４５】
Ｓ１０２おいて、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の始動要求があるか否かを判別する。ここでの内燃機関１の始動とは、イグニッションスイッチＯＮによる始動でも良く、内燃機関１を自動的に停止・始動する自動停止・始動装置による始動でも良い。ここで、内燃機関１の始動要求ありと判定される条件としては、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮとなった場合や、アクセル開度が０の状態からアクセルペダルが踏み込まれた場合等が例示できる。Ｓ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４６】
Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、現時点（始動前）の内燃機関１において、どの気筒が膨張行程気筒（ここでは気筒２）であるかを判別する。ここでは、例えば、クランクポジションセンサ２１によって検出されるクランク角とカムポジションセンサ２２によって検出されるカム角とから膨張行程気筒を判別しても良い。
【００４７】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、気筒２内におけるピストン３の位置が規定範囲
内にあるか否かを判別する。ここでの規定範囲とは、ピストン３の位置が該規定範囲内にあれば、気筒２内の温度や圧力が内燃機関１の運転中と比較してかなり低くなっている場合であっても、プレ燃焼は可能となる範囲である。
【００４８】
プレ燃焼を行うときに、ピストン３の位置が上死点に近すぎると気筒２内の酸素が不足し、一方、ピストン３の位置が下死点に近すぎると気筒２内の酸素が過剰となるため、いずれの場合でもプレ燃焼用に噴射される燃料を十分に燃焼させることが困難となる。また、ピストン３の位置が上死点に近すぎる場合または下死点に近すぎる場合のいずれであっても、プレ燃焼用に噴射される燃料の気筒２における分布を成層燃焼が可能な分布とするのは困難となる。
【００４９】
即ち、規定範囲は、気筒２内の酸素量がプレ燃焼用に噴射される燃料を十分に燃焼させることが可能となる範囲であり、且つ、プレ燃焼用に噴射される燃料の気筒２内における分布が成層燃焼可能な分布となる範囲である。この規定範囲は、実験等によって予め定められた範囲（例えば、上死点を０°ＣＡとして２０〜８０°ＣＡ）である。
【００５０】
Ｓ１０４において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、スタータ１５によってフライホイール１４を回動させ、クランクシャフト１６をクランキングすることで、ピストン３の位置を規定範囲内に移動させる。ＥＣＵ２０は、ピストン３の位置が規定範囲内となるまでＳ１０４とＳ１０５との処理を繰り返す。一方、Ｓ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６に進む。
【００５１】
Ｓ１０６において、ＥＣＵ２０は、プレ燃焼用に燃料噴射弁４から噴射する燃料噴射量ｆｐと、プレ燃焼時における燃料噴射から点火プラグ５による点火までの点火インターバルｔｐとを算出する。
【００５２】
ここで、燃料噴射量ｆｐは、気筒２内の温度や圧力が内燃機関１の運転中と比較してかなり低くなっている場合であっても、ピストン３の位置が規定範囲内であれば、燃焼させることが可能な燃料噴射量である。従って、燃料噴射量ｆｐは少量となる。この燃料噴射量ｆｐは、ピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定され、上死点に近い程、減量される。燃料噴射量ｆｐとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００５３】
また、点火インターバルｔｐは、噴射された燃料が気筒２内に広く拡散する前に点火が行われるように設定されている。即ち、この点火インターバルｔｐを短くすることで、燃料の拡散が抑制され成層燃焼が可能となる。この点火インターバルｔｐは、燃料噴射量ｆｐと同様、ピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定され、上死点に近い程、短くされる。点火インターバルｔｐとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００５４】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７に進み、プレ燃焼時の燃料噴射時期とメイン燃焼時の燃料噴射時期との間のインターバルである燃焼インターバルｔｐｍを算出する。この燃焼インターバルｔｐｍが、短すぎるとプレ燃焼が阻害される虞があり、一方、長すぎるとプレ燃焼によって上昇した気筒２内の温度と圧力とがメイン燃焼が行われる前に低下し始めてしまう虞がある。そのため、この燃焼インターバルｔｐｍは、プレ燃焼による気筒２内の温度と圧力との上昇が最高点近傍に達したときにメイン燃焼が行われるように決定されるものであって、ピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定される。燃焼インターバルｔｐｍとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００５５】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０８に進み、メイン燃焼用に燃料噴射弁４から噴射する燃料噴射量ｆｍと、メイン燃焼時における燃料噴射から点火プラグ５による点火までの点火インターバルｔｍとを算出する。
【００５６】
ここで、燃料噴射量ｆｍは、プレ燃焼用の燃料噴射量ｆｐよりも多く、且つ、メイン燃焼時に形成される混合気の空燃比が理論空燃比空燃比近傍となる量とする。そのため、この燃料噴射量ｆｍは、プレ燃焼用の燃料噴射量ｆｐおよびピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定される。燃料噴射量ｆｍと燃料噴射量ｆｐとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００５７】
また、点火インターバルｔｍは、噴射された燃料が気筒２内に広く拡散した後に点火が行われるように設定されている。即ち、この点火インターバルｔｍを長くすることで、燃料が広く拡散され均質燃焼が可能となる。この点火インターバルｔｍは、前記点火インターバルｔｐと同様、ピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定され、上死点に近い程、短くされる。点火インターバルｔｍとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００５８】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０９に進み、クランクシャフト１６のクランク角を固定する。ここでは、スタータ１５によってフライホイール１５の回動を禁止することによって、クランク角を固定する。また、スタータ１５とは別にブレーキを設けた構成の場合、該ブレーキによってクランク角を固定しても良い。クランク角が固定されると気筒２内におけるピストン３の位置が固定される。
【００５９】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１０に進み、メイン燃焼時の燃料噴射時期からクランク角の固定を解除するまでの時間である固定解除インターバルｔｋを算出する。即ち、クランク角の固定は、前記Ｓ１０９にてその固定が開始されてから、メイン燃焼実行後、この固定解除インターバルｔｋが経過するまで継続される。この固定解除インターバルｔｋが、短すぎるとメイン燃焼時における気筒２内の温度と圧力との上昇が阻害される虞があり、一方、長すぎるとメイン燃焼によって得られたエネルギーを内燃機関１の始動に効率的に使用できない虞がある。そのため、この固定解除インターバルｔｋは、メイン燃焼がより好適に行われ且つメイン燃焼によって得られたエネルギーがより効率的に内燃機関１の始動に使用されるように決定されるものであって、ピストン３の位置が規定範囲内のどこにあるかによって決定される。固定解除インターバルｔｋとピストン３の位置との関係は実験等によって求められＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００６０】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１１に進み、燃料噴射弁４から燃料噴射量ｆｐを噴射すると共に、該燃料噴射から点火インターバルｔｐ経過後に点火プラグ５によって燃料に点火することでプレ燃焼を実行する。
【００６１】
プレ燃焼を実行したＥＣＵ２０は、Ｓ１１２に進み、プレ燃焼時における燃料噴射時期から燃焼インターバルｔｐｍが経過したか否かを判別する。このＳ１１２において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１２を繰り返す。一方、Ｓ１１２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１３に進む。
【００６２】
Ｓ１１３にいて、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁４から燃料噴射量ｆｍを噴射すると共に、該燃料噴射から点火インターバルｔｍ経過後に点火プラグ５によって燃料に点火することでメイン燃焼を実行する。
【００６３】
メイン燃焼を実行したＥＣＵ２０は、Ｓ１１４に進み、メイン燃焼時における燃料噴射時期から固定解除インターバルｔｋが経過したか否かを判別する。このＳ１１４において
、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１４を繰り返す。一方、Ｓ１１４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１５に進む。
【００６４】
Ｓ１１５において、ＥＣＵ２０は、クランク角の固定を解除する。
【００６５】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１６に進み、内燃機関１の始動が完了したか否かを判別する。ここで、内燃機関１の始動が完了したと判定される条件としては、該内燃機関１の機関回転数が所定値以上となった場合が例示出来る。Ｓ１１６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦停止する。一方、Ｓ１１６において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１７に進む。
【００６６】
Ｓ１１７において、ＥＣＵ２０は、スタータ１５を駆動させ、該スタータ１５による内燃機関１の始動を行う。ＥＣＵ２０は、内燃機関１の始動が完了するまでＳ１１６とＳ１１７との処理を繰り返す。つまり、プレ燃焼とメイン燃焼とによって内燃機関１を始動させることが出来なかった場合であっても、スタータ１５によって内燃機関１を始動させることが出来る。
【００６７】
本実施例によれば、内燃機関１を始動させるときに、プレ燃焼によって気筒２内の温度と圧力とを上昇させた後、メイン燃焼を行うため、メイン燃焼用に噴射された燃料をより確実且つより好適に燃焼させることが出来る。その結果、内燃機関１をより確実に始動させることが出来る。
【００６８】
また、プレ燃焼を行うときには、気筒２内におけるピストン３の位置は固定されているため、プレ燃焼によって発生するエネルギーによって該ピストン３が押し下げられるのを抑制することが出来る。そのため、プレ燃焼によって気筒２内の温度や圧力をより上昇させることが出来る。その結果、メイン燃焼をより確実且つより好適に行うことが出来る。
【００６９】
また、プレ燃焼を成層燃焼とすることで、該プレ燃焼用に噴射された燃料をより確実に燃焼させることが出来る。また、より少量の燃料でプレ燃焼を行うことが可能となる。さらに、メイン燃焼を均質燃焼とすることで、該メイン燃焼時により多くの燃料をより確実に燃焼させることが出来る。その結果、より多くのエネルギーを得ることが可能となり、以て、内燃機関１をより確実に始動させることが出来る。
【００７０】
また、内燃機関１を始動させるときに、ピストン３の位置がプレ燃焼可能な位置にない場合であっても、該ピストン３を移動させることで、プレ燃焼を行うことが可能となる。
【００７１】
尚、本実施例においては、内燃機関の始動毎にプレ燃焼を一回としたが、複数回に分けて行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例に係る筒内噴射式内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施例に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御ルーチンの一部を示すフローチャート図。
【図３】本発明の実施例に係る筒内噴射式内燃機関の始動制御ルーチンの一部を示すフローチャート図。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・筒内噴射式内燃機関（内燃機関）
２・・・気筒（膨張行程気筒）
３・・・ピストン
４・・・燃料噴射弁
５・・・点火プラグ
８・・・吸気側カムシャフト
９・・・排気側カムシャフト
１４・・フライホイール
１５・・スタータ
１６・・クランクシャフト
２０・・ＥＣＵ
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・カムポジションセンサ
【図１】
2005180210.tif 000003
【図２】
2005180210.tif 000004
【図３】
2005180210.tif 000005