JP2001221080A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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Abstract
出を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 ステップ20において、車速センサ14
から車速0との車速信号、及びブレーキストロークセン
サ15からブレーキ16の踏み込み量が総踏み込み量の
15%より大きくなったとのブレーキストローク信号が
ECU1に入力された場合は、エンジンの自動停止を行
うとともに、ステップ30へ移行する。続くステップ3
0においては、エンジンの自動停止とともに、燃料カッ
トを行う。そして、燃料カットが行われた後はステップ
40に移行し、吸気バルブ駆動機構4及び排気バルブ駆
動機構5により、吸気バルブ2及び排気バルブ3を全閉
にする制御を行う。
Description
備えられた吸気バルブ及び排気バルブを開閉制御する内
燃機関の制御装置に関するものであり、特に、所定の条
件が成立した時に内燃機関を自動で停止させる車両に適
用して好適なものである。
での車両の停止時等の一時的な車両の停止の際に環境へ
の配慮及び燃費向上の目的で、自動的に内燃機関を停止
させる車両が知られており、例えば、特開平10−25
2511号公報等に開示されている。
停止した時の吸気バルブ及び排気バルブの開弁位置は、
停止時のカム軸の回転位置に応じて種々の開弁状態を取
りうる。
す)が燃焼する前であって、排気バルブが開いている状
態で内燃機関が停止した時は、該未燃ガスが排気管を介
して大気中へ排出されて環境上悪影響を及ぼすという問
題がある。
動的に内燃機関を停止させる車両においては、頻繁に内
燃機関が自動で停止するため、自動停止のたびに未燃ガ
スが排出され好ましくない。
になされたものであり、自動で内燃機関が停止した際の
未燃ガスの排出を抑制することができる内燃機関の制御
装置を提供することを目的とする。
になされた請求項1に記載の発明によれば、所定の条件
が成立した時に内燃機関を自動で停止させる自動制御手
段にて、内燃機関が自動で停止させられた際に、バルブ
駆動制御手段がバルブ駆動機構に制御指令を付与し、内
燃機関の気筒に設けられた排気バルブを閉じる。
スが排気管を介して大気中に排出されることを防ぐこと
ができる。特に、所定の条件が成立した時に内燃機関を
自動で停止させる車両においては、頻繁に内燃機関の自
動停止が行われるので未燃ガスの排出を防止する観点に
おいてはより有効なものとなる。
閉状態検出手段にて吸気バルブ及び排気バルブが共に開
いていると検出された場合には、バルブ駆動制御手段が
バルブ駆動機構に制御指令を付与し、内燃機関の気筒に
設けられた排気バルブを閉じる制御を行う。
に常に排気バルブを閉じるというわけではなく、吸気バ
ルブ及び排気バルブの両者が開いていると判断した場合
にのみ排気バルブを閉じる動作を行うため、吸気バルブ
及び排気バルブを駆動させるための消費電力の節約につ
ながるとともに、請求項1に記載の発明と同様な効果も
得られる。
は、燃焼室内に存在する未燃ガスが吸気管を介して大気
中に排出される場合もあるが、請求項3に記載の発明に
よれば、開閉状態検出手段にて吸気バルブ及び排気バル
ブが共に開いていると検出された場合には、バルブ駆動
手段がバルブ駆動機構に制御指令を付与することにより
内燃機関の気筒に設けられた吸気バルブも閉じる制御を
行う。
吸気管を通して大気中に排出されることを防ぐことがで
きる。
自動制御手段が内燃機関を再始動させる機能を有し、こ
の制御手段にて内燃機関が再始動した時に、バルブ駆動
制御手段がバルブ駆動機構に制御指令を付与し、吸気バ
ルブ及び排気バルブを内燃機関が停止した時の状態に復
帰させる。
となる。
面を用いて説明する。
時に、内燃機関(4気筒ガソリン噴射式4サイクルエン
ジン)を自動で停止及び再始動させる車両にて本発明を
具体化したものである。
成図を示す。
出した図であり、実際は図示された気筒と同じ気筒が計
4つ配設されているものである。
動により内燃機関(以下、エンジンと称す)の吸気バル
ブ2を開閉駆動させる吸気バルブ駆動機構4と、エンジ
ンの排気バルブ3を開閉駆動させる排気バルブ駆動機構
5と、その吸気バルブ駆動機構4と排気バルブ駆動機構
5を制御するために吸気バルブ駆動信号と排気バルブ駆
動信号を出力するとともに、エンジンの自動停止及び再
始動の制御とを行う電子制御装置1(以下、ECUと称
す。)を主要部として構成される。ここで、このECU
1が本発明のバルブ駆動制御手段及び自動制御手段に相
当し、吸気バルブ駆動機構4及び排気バルブ駆動機構5
が本発明のバルブ駆動機構に相当する。
7が形成されており、同シリンダ17内にはクランク軸
9に連結されたピストン18が図の上下方向に往復動可
能に配設されている。そして、シリンダ17の上部に
は、燃焼室19内に連通する吸気管7と排気管8とが形
成され、吸気管7には電磁駆動式のインジェクタ10が
配設されている。かかるインジェクタ10はECU1か
らの噴射信号に基づいて吸気管7内に燃料を噴射する。
ルブ2及び排気バルブ3が配設されており、これら吸気
バルブ2、排気バルブ3の開閉動作に伴い燃焼室19と
吸気管7及び排気管8との間が連通又は遮断される。ま
た、燃焼室19には、ECU1からの点火信号に基づい
て混合気に点火する点火プラグ20が配設されている。
ブ3に一体成形された板上の磁性体101と、この磁性
体101を引きよせるためのコイル21a、21bと、
上記磁性体101を中立位置へ保持するために設けられ
たバネ22a、22bとから構成されている。
説明する。排気バルブ3の全開から全閉に至るまでの制
御は、コイル21a、21bへの通電量を調節すること
により行われる。具体的には、排気バルブ駆動機構5の
上部に備えられたコイル21aを通電させることにより
磁場を発生させ、これにより磁性体101が下方向にか
かるバネ22a、22bの弾性力にうち勝って上部に引
き寄せられ、排気バルブ3が全閉状態となる。
と、磁性体101の上下方向に取り付けられたバネ22
a、22bの釣り合いから、磁性体101は中立位置に
戻る。この中立位置では、排気バルブ3の開弁状態は半
開きとなる。
ブ駆動機構5の下部に備えられたコイル21bを通電さ
せることにより磁場を発生させ、これにより磁性体10
1が上方向にかかるバネ22a、22bの弾性力にうち
勝って下部に引き寄せられることにより、排気バルブ3
が全開状態となる。尚、吸気バルブ駆動機構4の構成及
び吸気バルブ2の開閉動作は、排気バルブ駆動機構5の
構成及び排気バルブ3の開閉動作と同様であるため、こ
こでは詳細な説明は省略する。
を実行するCPU(図示しない)や、制御データやマッ
プ等を記憶するメモリ(図示しない)等を中心に構成さ
れる。そして、ECU1には、車軸13の回転を検出す
る車速センサ14からの車速信号、フットブレーキ16
の踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサ15
からのブレーキストローク信号、クランク軸9の回転角
を検出するクランク角センサ12からのクランク角信
号、吸気管7内に配設され吸気管7内の圧力を検出する
圧力センサ11からの圧力信号とが入力される。そし
て、これら信号に基づいて周知のインジェクタ10によ
る燃料噴射の制御や点火プラグ20による点火制御を実
施し、さらに、エンジンの自動停止及び再始動の制御、
吸気バルブ2及び排気バルブ3の制御を行う(詳細は後
述する)。
のエンジンの制御装置の動作について図2、図3を用い
て説明する。
を説明するフローチャートであり、エンジンがアイドリ
ング運転中に自動停止及び再始動を実行する際の処理内
容を示すものである。
転を実行するためにECU1によってクランク軸9のク
ランク角に同期した吸気バルブ2と排気バルブ3との制
御を行っている。
であり、かつブレーキストロークが15%より大きいか
否かが判断される。即ち、車速センサ14から車速0と
の車速信号、及びブレーキストロークセンサ15からブ
レーキ16の踏み込み量が総踏み込み量の15%より大
きくなったとのブレーキストローク信号がECU1に入
力された場合は、エンジンの自動停止を行うとともに、
ステップ30へ移行する。
た場合は、ステップ10に戻り、肯定判別がされるまで
ステップ10及びステップ20の処理が繰り返し行われ
る。
自動停止させるために、燃料カットを行う。ここでいう
燃料カットとは、ECU1がインジェクタ10に対し燃
料噴射駆動信号を出力しないことを表す。駆動信号を出
力しないので、吸気管内に燃料が噴射される事は無い。
プ40に移行し、吸気バルブ駆動機構4及び排気バルブ
駆動機構5により、吸気バルブ2及び排気バルブ3を全
閉にする制御を行う。
ブ2及び排気バルブ3を全閉にする制御について図3を
用いて説明する。
の開度の遷移を示す図であり、図3(b)は、各気筒の
燃焼行程を示す図であり、図3(c)は、クランク角カ
ウンタのカウント値を示す図であり、これら(a)、
(b)、(c)は横軸を同一時間とするタイムチャート
で表現されている。
動作を、「排気」、「吸気」、「圧縮」、「膨張」の各
燃焼行程に対応させて表現しているが、各気筒が「排
気」行程から「吸気」行程に遷移する時にバルブオーバ
ラップ50(図中の矢印の期間に相当する)が生じる。
このバルブオーバラップ50とは、一番気筒のバルブ開
度(バルブリフト量)を表した図3(a)に示すよう
に、吸気管7及び排気管8が共に燃焼室19に連通して
いる状態をいう。この状態においては「排気」行程の終
盤で吸気管内の未燃ガスが、燃焼室19を介して排気管
8へと流動し、大気中に放出される。従って、エンジン
の自動停止が行われ、この状態においてエンジンが停止
すると、該未燃ガスが大気中へと排出されることにな
る。
バラップが生じているか否かをクランク角カウンタによ
り検出し、吸気バルブ2及び排気バルブ3を全閉する制
御を行う。
ブ2及び排気バルブ3の開閉度を、クランク角カウンタ
12(本発明の開閉状態検出手段に相当する)に読み込
まれるクランク角信号から計算する。具体的には、1番
気筒の圧縮上死点からクランク軸9が2回転すると、ク
ランク角カウンタが0から23までカウントアップされ
る。そして、該クランク角カウンタは1番気筒の圧縮上
死点でカウンタ値をゼロにリセットする。このカウンタ
値が0、6、12、18の場合には、それぞれ1番気
筒、3番気筒、4番気筒、2番気筒の圧縮上死点を示す
ことになる。
るカウンタ値はバルブ位置を指しているため、エンジン
自動停止中のカウンタ値が10〜13(図中のC)であ
る場合には、1番気筒の吸気バルブ2及び排気バルブ3
が開いている状態(オーバーラップ)と判断できるの
で、この1番気筒の吸気バルブ2及び排気バルブ3を全
閉にするような制御が行われる。
である場合には、4番気筒の吸気バルブ2及び排気バル
ブ3を全閉にし、カウンタ値が16〜19(図中のD)
である場合には、3番気筒の吸気バルブ2及び排気バル
ブ3を全閉にし、カウンタ値が4〜7(図中のB)であ
る場合は、2番気筒の吸気バルブ2及び排気バルブ3を
全閉にするような制御が行われる。
バルブ3を全閉にするような制御が行われている場合に
は、他の気筒の吸気バルブ2及び排気バルブ3は共に開
弁した状態ではないため、エンジン自動停止時のバルブ
開度の状態を保つように通電状態が保たれている。
バルブ3とがともに開いている場合に吸気バルブ2及び
排気バルブ3を全閉にする制御を行っているが、これに
限定されるものではない。即ち、吸気バルブ2と排気バ
ルブ3とがともに開いている場合に排気バルブ3のみを
閉じる制御を行うことも可能である。
る。ステップ50では、ブレーキストロークが15%以
下となったか否かを判断する。即ち、ブレーキストロー
クセンサ15からフットブレーキ16の踏み込み量が総
踏み込み量の15%以下とのブレーキストローク信号が
ECU1に入力された場合は、エンジンの再始動を行う
との判断がなされ、ステップ60に移行する。
た場合には、ステップ30に戻り、肯定判別がされるま
でステップ30からステップ50までの処理が繰り返し
行われる。
プ40でエンジンの自動停止時に全閉した吸気バルブ2
及び排気バルブ3をエンジンの自動停止時のバルブ位置
に戻す。この吸気バルブ2及び排気バルブ3をエンジン
の自動停止時の位置に戻す制御は、エンジンの自動停止
時のカウンタ値をもとに、その値に相当するバルブ位置
まで戻すよう行われる。
停止時のバルブ位置に戻す時は、吸気バルブ2と排気バ
ルブ3の両方が開いた状態となる。しかしながら、エン
ジン停止時のバルブ位置に戻した直後には、後述するよ
うにエンジンの再始動のためにスタータモータが駆動す
るので、両バルブが開いた状態は数百ms以内と短時間
である。したがって、吸気管7内又は燃焼室19内に滞
留していた未燃ガス100が排気管8を通して大気中に
排出されることはほとんどない。即ち、数百ms以内に
排気バルブ3は閉じられ、バルブオーバラップは終了す
る。
を終了する。これは、ステップ30では、ECU1がイ
ンジェクタ10に対し燃料噴射駆動信号を出力していな
かったが、ステップ70においては例えば、クランク角
2回転毎に所定の計算式により算出した量の燃料を噴射
するとの信号を送るようにすることを意味する。
続くステップ80においてスタータモータ(図示しな
い)を駆動させる。即ち、ステップ50においてエンジ
ンの再始動の判断がされるとステップ60、ステップ7
0の処理が行われるとともに、ECU1からエンジンの
再始動を行うための駆動信号がスタータモータに送ら
れ、さらにスタータモータによるクランキングが開始さ
れる。
の行程は吸気行程となるため、再度吸気管7内の混合気
が燃焼室19内に吸入される。従って、吸気行程が終了
した時点では、燃焼室19内にはエンジン自動停止時に
大気中への排出を防止した未燃ガス100と本吸気行程
で吸気した混合気とが満たされることになる。そして、
圧縮行程、膨張行程を経て、エンジン自動停止中に大気
中への排出を防止した未燃ガスは燃焼室19内で確実に
燃焼される。さらに、この燃焼後のガスは、排気行程に
より燃焼室19内から排気管8に掃き出され、図示しな
い触媒コンバータにより浄化された後大気中に放出され
る。
グが開始されるとステップ90においてクランク角に同
期した吸気バルブ2と排気バルブ3の制御が行われ、通
常の走行中におけるアイドリング状態となる。
ク角カウンタ12にて吸気バルブ2及び排気バルブ3が
共に開いていると判断された場合には、図4に示すよう
に、吸気バルブ2及び排気バルブ3を閉じる。
ス100が排気管8を介して大気中に排出されることを
防ぐことができる。さらに、未燃ガス100は、吸気管
7を介しても大気中に放出される場合があるが、かかる
吸気管7からの排出も防ぐことができる。特に、所定の
条件が成立した時に内燃機関を自動で停止させる車両に
おいては、頻繁に内燃機関の自動停止が行われるので未
燃ガス100の排出を防止する観点においてはより有効
なものとなるさらに、内燃機関が自動で停止したときに
常に吸気バルブ2及び排気バルブ3を閉じるというわけ
ではなく、クランク角カウンタ12にて吸気バルブ2及
び排気バルブ3の両者が開いていると判断した場合にの
み全閉する制御を行う。
を駆動させるための消費電力を節約することができる。
した時に、吸気バルブ2及び排気バルブ3を内燃機関が
停止した時の状態に復帰させる。
となる。
式のバルブ駆動機構を開示したが、これに限定されるも
のではなく、空気圧駆動式或いは油圧駆動式のバルブ駆
動機構を用いてもよい。
置を示す全体構成図である。
フローチャートである。
ブを全閉にする制御を説明するタイムチャートであり、
(a) バルブドリフト量の遷移を示す説明図 (b)
各気筒の燃焼行程を示した説明図 (c) クランク角
カウンタによるカウント値を示した説明図 である。
停止した際の未燃ガスの排出の抑制を示した説明図であ
る。
4…吸気バルブ駆動機構、5…排気バルブ駆動機構、6
…エンジン、7…吸気管、8…排気管、9…クランク
軸、12…クランク角カウンタ
Claims (4)
- 【請求項1】 内燃機関の気筒に設けられた吸気バルブ
及び排気バルブを開閉可能なバルブ駆動機構と、 このバルブ駆動機構に制御指令を付与し、前記吸気バル
ブ及び排気バルブの開閉動作を制御するバルブ駆動制御
手段と、 所定の条件が成立した時に前記内燃機関を自動で停止さ
せる自動制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置にお
いて、 前記自動制御手段にて前記内燃機関が自動で停止させら
れた際に、前記バルブ駆動制御手段が、前記排気バルブ
を閉じるように前記バルブ駆動機構に対して制御指令を
付与することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の内燃機関の制御装置に
おいて、 さらに、前記吸気バルブ及び排気バルブの開閉状態を検
出する開閉状態検出手段を有し、 前記バルブ駆動制御手段が、前記開閉状態検出手段にて
前記吸気バルブ及び排気バルブが共に開いていると検出
された場合には、前記排気バルブを閉じるように前記バ
ルブ駆動機構に対して制御指令を付与することを特徴と
する内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の内燃機関の制御装置に
おいて、 前記バルブ駆動制御手段が、前記開閉状態検出手段にて
前記吸気バルブ及び排気バルブが共に開いていると判断
された場合には、前記吸気バルブも閉じるように前記バ
ルブ駆動機構に対して制御指令を付与することを特徴と
する内燃機関の制御装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の内燃機関の制御装置に
おいて、 前記自動制御手段は、前記内燃機関を再始動させる機能
を有し、 前記内燃機関が再始動した時には、前記バルブ駆動制御
手段が、前記吸気バルブ及び排気バルブを前記内燃機関
が自動で停止した時の状態に復帰させるように前記バル
ブ駆動機構に対して制御指令を付与することを特徴とす
る内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000031567A JP4438157B2 (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000031567A JP4438157B2 (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001221080A true JP2001221080A (ja) | 2001-08-17 |
JP4438157B2 JP4438157B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP (1) | JP4438157B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006118063A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の動弁装置 |
US7207306B2 (en) | 2001-12-06 | 2007-04-24 | Denso Corporation | Apparatus for controlling engine |
US7954907B1 (en) * | 2007-09-24 | 2011-06-07 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. | Supplemental brake system of zero turn vehicle |
-
2000
- 2000-02-09 JP JP2000031567A patent/JP4438157B2/ja not_active Expired - Fee Related
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