JP2008215243A - Automatic stopping/starting system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関を自動的に停止および始動させる内燃機関の自動停止・始動システムに関する。 The present invention relates to an automatic stop / start system for an internal combustion engine that automatically stops and starts the internal combustion engine.
近年、エコノミーランニングシステムやハイブリッドシステムのように、規定停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止させ、その後、規定始動条件が成立したときに内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動システムが開発されている。 In recent years, as in economy running systems and hybrid systems, an automatic stop / automatic stop that automatically stops the internal combustion engine when the specified stop condition is satisfied and then automatically starts the internal combustion engine when the specified start condition is satisfied. A starting system has been developed.
また、特許文献1には、内燃機関の停止時に、再始動時に備えて吸気弁の作用角を拡大させる技術が開示されている。
自動停止・始動システムによって内燃機関が自動的に始動されるときのクランキング中においては、圧縮行程時に気筒内の空気が圧縮されることに起因して振動が生じる場合がある。 During cranking when the internal combustion engine is automatically started by the automatic stop / start system, vibration may occur due to compression of air in the cylinder during the compression stroke.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、自動停止・始動システムによって内燃機関が自動的に始動されるときのクランキング中における振動の発生を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique capable of suppressing the occurrence of vibration during cranking when an internal combustion engine is automatically started by an automatic stop / start system. The purpose is to do.
本発明に係る内燃機関の自動停止・始動システムは、
規定停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止させ、その後、規定始動条件が成立したときに該内燃機関を自動的に始動させる内燃機関の自動停止・始動システムであって、
前記内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を備え、
前記内燃機関を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストンが上死点にあるときは前記吸気弁が閉弁状態となり、それ以外のときは前記吸気弁が開弁状態となるように、前記吸気側可変動弁機構によって前記吸気弁のバルブタイミングを制御することを特徴とする。
An internal combustion engine automatic stop / start system according to the present invention includes:
An internal combustion engine automatic stop / start system that automatically stops an internal combustion engine when a specified stop condition is satisfied, and then automatically starts the internal combustion engine when a specified start condition is satisfied,
An intake side variable valve mechanism capable of changing the valve timing of the intake valve of the internal combustion engine,
During cranking when the internal combustion engine is automatically started, the intake valve is closed when the piston is at top dead center, and the intake valve is opened at other times. Further, the valve timing of the intake valve is controlled by the intake side variable valve mechanism.
本発明によれば、自動停止・始動システムによって内燃機関が自動的に始動されるときのクランキング中においては、ピストンが上死点にあるとき以外は吸気弁が常時開弁状態となる。そのため、ピストンによって気筒内の空気が圧縮されることを抑制することが出来る。従って、クランキング中における振動の発生を抑制することが出来る。 According to the present invention, during cranking when the internal combustion engine is automatically started by the automatic stop / start system, the intake valve is always opened except when the piston is at top dead center. Therefore, it is possible to suppress the air in the cylinder from being compressed by the piston. Therefore, the occurrence of vibration during cranking can be suppressed.
また、ピストンが上死点にあるときは吸気弁が閉弁状態となるため、吸気弁とピストンとが衝突することを抑制することが出来る。 Further, since the intake valve is closed when the piston is at the top dead center, the collision between the intake valve and the piston can be suppressed.
本発明においては、内燃機関の排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気側可変動弁機構をさらに備えてもよい。この場合、内燃機関を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストンが上死点にあるときは排気弁が閉弁状態となり、それ以外のと
きは排気弁が開弁状態となるように、排気側可変動弁機構によって排気弁のバルブタイミングを制御してもよい。
The present invention may further include an exhaust side variable valve mechanism that can change the valve timing of the exhaust valve of the internal combustion engine. In this case, during cranking when the internal combustion engine is automatically started, the exhaust valve is closed when the piston is at top dead center, and the exhaust valve is opened at other times. Further, the valve timing of the exhaust valve may be controlled by the exhaust side variable valve mechanism.
これによれば、自動停止・始動システムによって内燃機関が自動的に始動されるときのクランキング中においては、吸気弁に加えて排気弁もピストンが上死点にあるとき以外は常時開弁状態となる。そのため、ピストンによる気筒内の空気の圧縮をより抑制することが出来る。その結果、クランキング中における振動の発生をより抑制することが出来る。また、吸気弁と排気弁との両方を開弁状態とすることでクランキング中におけるポンピングロスも抑制することが出来る。 According to this, during cranking when the internal combustion engine is automatically started by the automatic stop / start system, the exhaust valve is always open except when the piston is at top dead center in addition to the intake valve. It becomes. Therefore, the compression of air in the cylinder by the piston can be further suppressed. As a result, the occurrence of vibration during cranking can be further suppressed. Moreover, the pumping loss during cranking can be suppressed by opening both the intake valve and the exhaust valve.
また、ピストンが上死点にあるときは排気弁が閉弁状態となるため、排気弁とピストンとが衝突することを抑制することが出来る。 Further, since the exhaust valve is closed when the piston is at the top dead center, the collision between the exhaust valve and the piston can be suppressed.
本発明によれば、自動停止・始動システムによって内燃機関が自動的に始動されるときのクランキング中における振動の発生を抑制することが出来る。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of vibration during cranking when the internal combustion engine is automatically started by the automatic stop / start system.
以下、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an automatic stop / start system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
<内燃機関の概略構成>
図1は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。内燃機関1はハイブリッド車用のガソリンエンジンである。つまり、内燃機関1を搭載した車両は、内燃機関1の出力およびモータジェネレータ19の出力のうち一方または両方を駆動力として適宜選択することが可能なハイブリッド車である。
<Example 1>
<Schematic configuration of internal combustion engine>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to the present embodiment. The
内燃機関1の気筒2内にはピストン3が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室には吸気ポート4と排気ポート5とが接続されている。また、気筒2には、吸気ポート4内に燃料を噴射する燃料噴射弁15、および、燃焼室内の混合気に点火する点火プラグ10が設けられている。
A
吸気ポート4および排気ポート5の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁6および排気弁7によって開閉される。また、本実施例に係る内燃機関1には、吸気弁6用のカムシャフトを回転させる吸気側モータ16および排気弁7用のカムシャフトを回転させる排気側モータ17が設けられている。吸気ポート4および排気ポート5は、それぞれ吸気通路8および排気通路9に接続されている。
The openings of the intake port 4 and the exhaust port 5 to the combustion chamber are opened and closed by an
ピストン3は、コンロッド11を介してクランクシャフト12に接続されている。これにより、ピストン3の往復運動に伴ってクランクシャフト12が回転する。クランクシャフト12の端部にはフライホイール13が設けられている。
The
内燃機関1には、バッテリ18を電源として作動するスタータ14が設置されている。該スタータ14が作動しフライホイール13にクランキングするとクランクシャフト12が回転する。
The
以上述べたように構成された内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。ECU20には、クランク角を検出するクランクポジションセンサ21等の各種センサが電気的に接続されている。各種センサの出力信号がECU20に入力される。
The
また、ECU20には、燃料噴射弁15および点火プラグ10、吸気側モータ16、排気側モータ17、スタータ14が電気的に接続されている。ECU20によってこれらが制御される。
Further, the
内燃機関1においては、ECU20によって吸気側モータ16および排気側モータ17を制御することで、吸気弁6および排気弁7のバルブタイミング
を変更することが可能となっている。本実施例においては、吸気側モータ16が本発明に係る吸気側可変動弁機構に相当し、排気側モータ17が本発明に係る排気側可変動弁機構に相当する。
In the
さらに、ECU20にはモータジェネレータ19が電気的に接続されている。そして、ECU20は、内燃機関1の出力およびモータジェネレータ19の出力のうち一方または両方を車両の駆動力として適宜選択する。ECU20は、車両の駆動力を内燃機関1の出力からモータジェネレータ19の出力に切り換える場合、内燃機関1の燃料噴射弁15からの燃料噴射および点火プラグ10による混合気への点火を停止させると共に、バッテリ18からモータジェネレータ19への電力の供給を実行する。つまり、この場合、内燃機関1は自動的に停止される。その後、車両の駆動力をモータジェネレータ19の出力から内燃機関1の出力に切り換える場合、内燃機関1の燃料噴射弁15からの燃料噴射および点火プラグ10による混合気への点火を再開させると共に、バッテリ18からモータジェネレータ19への電力の供給を停止する。つまり、この場合、内燃機関1は自動的に始動される。
Further, the
尚、本実施例においては、「車両の駆動力が内燃機関1の出力からモータジェネレータ19の出力に切り換えられるとき」が、本発明に係る「規定停止条件が成立したとき」に相当し、「車両の駆動力がモータジェネレータ19の出力から内燃機関1の出力に切り換えられるとき」が、本発明に係る「規定始動条件が成立したとき」に相当する。
In the present embodiment, “when the driving force of the vehicle is switched from the output of the
<クランキング中における吸気弁および排気弁のバルブタイミング>
上記のように内燃機関1を自動的に始動させる場合、先ずスタータ14によるクランキングが行われる。ここで、本実施例に係る、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における吸気弁6および排気弁7のバルブタイミングについて図2に基づいて説明する。図2の(a)は吸気弁6のバルブタイミングを表しており、図2の(b)は排気弁7のバルブタイミングを表している。尚、図2の(a)および(b)において、縦軸は各弁のリフト量を表しており、横軸はクランク角を表している。図2の(a)および(b)の横軸において、TDCはピストン3が上死点にあるときを表しており、BDCはピストン3が下死点にあるときを表している。
<Valve timing of intake and exhaust valves during cranking>
When the
本実施例では、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における吸気弁6のバルブタイミングは、図2の(a)に示すように、ピストン3が上死点にあるときは吸気弁6が閉弁状態となり、それ以外のときは吸気弁6が開弁状態となるように、吸気側モータ16によって制御される。
In this embodiment, the valve timing of the
一方、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における排気弁7のバルブタイミングは、図2の(b)に示すように、内燃機関1の運転中と同様、排気行程のときは排気弁7が開弁状態となり、それ以外のときは閉弁状態となるように、排気側モータ17によって制御される。
On the other hand, the valve timing of the
内燃機関1の運転中は、通常、吸気弁6は吸気行程では開弁状態となりそれ以外の行程では閉弁状態となるように制御される。クランキング中においても吸気弁6がこのように
制御されると、圧縮行程のときに気筒2内の空気がピストン3によって圧縮されることで、振動が生じる虞がある。
During the operation of the
しかしながら、上記によれば、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストン3が上死点にあるとき以外は吸気弁6が常時開弁状態となる。そのため、ピストン3によって気筒2内の空気が圧縮されることを抑制することが出来る。従って、本実施例によれば、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における振動の発生を抑制することが出来る。
However, according to the above, during cranking when the
また、ピストン3が上死点にあるときは吸気弁6が閉弁状態となるため、吸気弁6とピストン3とが衝突することを抑制することが出来る。
Further, since the
<実施例2>
本実施例に係る内燃機関1の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、ECU20は、内燃機関1の出力およびモータジェネレータ19の出力のうち一方または両方を車両の駆動力として適宜選択する。
<Example 2>
The schematic configuration of the
<クランキング中における吸気弁および排気弁のバルブタイミング>
ここで、本実施例に係る、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における吸気弁6および排気弁7のバルブタイミングについて図3に基づいて説明する。図3の(a)は吸気弁6のバルブタイミングを表しており、図3の(b)は排気弁7のバルブタイミングを表している。尚、図3の(a)および(b)において、縦軸は各弁のリフト量を表しており、横軸はクランク角を表している。図3の(a)および(b)の横軸において、TDCはピストン3が上死点にあるときを表しており、BDCはピストン3が下死点にあるときを表している。
<Valve timing of intake and exhaust valves during cranking>
Here, the valve timings of the
本実施例に係る、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における吸気弁6のバルブタイミングは、図3の(a)に示すように、実施例1と同様である。
The valve timing of the
一方、本実施例では、図3の(b)に示すように、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中においては、排気弁7のバルブタイミングも吸気弁6のバルブタイミングと同様に制御される。つまり、排気弁7のバルブタイミングが、ピストン3が上死点にあるときは排気弁7が閉弁状態となり、それ以外のときは排気弁7が開弁状態となるように、排気側モータ17によって制御される。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3 (b), the valve timing of the
これによれば、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストン3が上死点にあるとき以外は吸気弁6と排気弁7とが共に常時開弁状態となる。そのため、ピストン3による気筒2内の空気の圧縮をより抑制することが出来る。従って、本実施例によれば、内燃機関1を自動的に始動させるときのクランキング中における振動の発生をより抑制することが出来る。さらに、クランキング中におけるポンピングロスも抑制することが可能となる。
According to this, during cranking when the
また、ピストン3が上死点にあるときは排気弁7が閉弁状態となるため、排気弁7とピストン3とが衝突することを抑制することが出来る。
Further, since the
上記実施例1および2においては、本発明に係る自動停止・始動システムをハイブリッドシステムに適用した場合について説明したが、本発明に係る自動停止・始動システムはエコノミーランニングシステムにも適用することが出来る。 In the first and second embodiments, the case where the automatic stop / start system according to the present invention is applied to a hybrid system has been described. However, the automatic stop / start system according to the present invention can also be applied to an economy running system. .
1・・・内燃機関
2・・・気筒
3・・・ピストン
6・・・吸気弁
7・・・排気弁
12・・クランクシャフト
13・・フライホイール
14・・スタータ
16・・吸気側モータ
17・・排気側モータ
18・・バッテリ
19・・モータジェネレータ
20・・ECU
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を備え、
前記内燃機関を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストンが上死点にあるときは前記吸気弁が閉弁状態となり、それ以外のときは前記吸気弁が開弁状態となるように、前記吸気側可変動弁機構によって前記吸気弁のバルブタイミングを制御することを特徴とする内燃機関の自動停止・始動システム。 An internal combustion engine automatic stop / start system that automatically stops an internal combustion engine when a specified stop condition is satisfied, and then automatically starts the internal combustion engine when a specified start condition is satisfied,
An intake side variable valve mechanism capable of changing the valve timing of the intake valve of the internal combustion engine,
During cranking when the internal combustion engine is automatically started, the intake valve is closed when the piston is at top dead center, and the intake valve is opened at other times. In addition, an automatic stop / start system for an internal combustion engine, wherein a valve timing of the intake valve is controlled by the intake side variable valve mechanism.
前記内燃機関を自動的に始動させるときのクランキング中においては、ピストンが上死点にあるときは前記排気弁が閉弁状態となり、それ以外のときは前記排気弁が開弁状態となるように、前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁のバルブタイミングを制御することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の自動停止・始動システム。 An exhaust side variable valve mechanism capable of changing a valve timing of the exhaust valve of the internal combustion engine;
During cranking when the internal combustion engine is automatically started, the exhaust valve is closed when the piston is at top dead center, and the exhaust valve is opened at other times. The automatic stop / start system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein valve timing of the exhaust valve is controlled by the exhaust side variable valve mechanism.
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