JP2014051910A - Engine stopping device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively prevent vibration of an engine by suppressing fluctuation of torque occurring in stopping the engine.SOLUTION: An engine stopping device includes: a vacuum tank 1 connected with an intake manifold 11 of an engine 10; a vacuum pump 2 driven in operating the engine and bringing the vacuum tank 1 into a vacuum state; an opening/closing valve 3 disposed on a connecting portion of an intake system and the vacuum tank 1; and an ECU 20 for controlling fuel injection of the engine 10 and the opening/closing of the opening/closing valve 3. The ECU 20 closes the opening/closing valve 3 in operating the engine 10, and stops the fuel injection of the engine 10, and opens the opening/closing valve 3 to make the air in the intake system received in the vacuum tank 2 in a vacuum state, in stopping the engine 10.

Description

本発明は、エンジン停止装置に関し、特に、エンジンを停止させる際に生じるトルク変動を抑制して、エンジン振動の発生を効果的に防止するエンジン停止装置に関する。   The present invention relates to an engine stop device, and more particularly, to an engine stop device that effectively suppresses the occurrence of engine vibration by suppressing torque fluctuation that occurs when the engine is stopped.

一般的に、エンジン停止装置として、操作者によりイグニッションキーがＯＦＦ操作されると、燃料噴射装置を停止させると共に吸気スロットルバルブを全閉にして燃焼室への新気の導入を遮断するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このように、燃料噴射装置が停止されると、シリンダ内の残存空気がピストン圧縮行程においてクランク軸回転方向のフリクションとなり、エンジン回転数を徐々に低下させてエンジンを停止に至らせる。   In general, as an engine stop device, when an ignition key is turned OFF by an operator, the fuel injection device is stopped and the intake throttle valve is fully closed to block the introduction of fresh air into the combustion chamber. (For example, see Patent Documents 1 and 2). Thus, when the fuel injection device is stopped, the residual air in the cylinder becomes friction in the direction of crankshaft rotation in the piston compression stroke, and the engine speed is gradually reduced to stop the engine.

特開昭５８−１３１３３９号公報JP 58-131339 A 特開２０００−３２８９８６号公報JP 2000-328986 A

ところで、従来のエンジン停止装置においては、上述したシリンダ内の残存空気によるフリクションは、ピストンが上下移動する過程で変化してクランク軸に回転角速度変動を生じさせ、軸回りの慣性モーメントと合わせてトルク変動を引き起こす。その結果、このトルク変動がエンジンの起振力となって、エンジン振動を生じさせる。   By the way, in the conventional engine stop device, the friction due to the residual air in the cylinder described above changes in the process of moving the piston up and down to cause the rotational angular velocity fluctuation in the crankshaft, and the torque together with the inertia moment around the shaft. Cause fluctuations. As a result, this torque fluctuation becomes an engine vibration force, causing engine vibration.

エンジン回転数の低下により、回転角速度変動が大きくなると、変動周波数は次第に低下する。そして、この変動周波数が低下する過程でエンジンマウントの共振周波数と一致すると、エンジン振動が増幅されてドライバビリティーの悪化を招く虞がある。   When the rotational angular velocity fluctuations increase due to a decrease in engine speed, the fluctuation frequency gradually decreases. If the resonance frequency of the engine mount coincides with the change of the fluctuation frequency, the engine vibration may be amplified and the drivability may be deteriorated.

エンジン振動はクランク軸角速度の変動振幅量と比例関係にあり、エンジン振動を抑制しつつ、エンジンを早期に停止させるためには、クランク軸の回転角速度変動を小さく抑制すると共に、角速度を早期に低下させる必要がある。   The engine vibration is proportional to the amount of fluctuation in the crankshaft angular velocity, and in order to stop the engine early while suppressing the engine vibration, the rotational angular velocity fluctuation of the crankshaft is suppressed to a small level and the angular velocity is reduced early. It is necessary to let

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジンを停止させる際に生じるトルク変動を抑制して、エンジン振動の発生を効果的に防止することにある。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to effectively prevent the occurrence of engine vibration by suppressing torque fluctuation that occurs when the engine is stopped.

上述の目的を達成するため、本発明のエンジン停止装置は、エンジンの吸気系に接続されたタンクと、前記エンジンの運転中に駆動して前記タンクを真空状態にするポンプと、前記吸気系と前記タンクとの接続部に設けられたバルブと、前記エンジンの燃料噴射及び、前記バルブの開閉を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの運転中は前記バルブを閉弁し、前記エンジンを停止させるときは、前記エンジンの燃料噴射を停止し、かつ、前記バルブを開弁して前記吸気系の空気を真空状態の前記タンク内に収容させることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, an engine stop device according to the present invention includes a tank connected to an intake system of an engine, a pump that is driven during operation of the engine to vacuum the tank, and the intake system. A valve provided at a connection portion with the tank; and a control unit that controls fuel injection of the engine and opening / closing of the valve; and the control unit closes the valve during operation of the engine. When stopping the engine, fuel injection of the engine is stopped, and the valve is opened so that the air in the intake system is accommodated in the tank in a vacuum state.

また、前記タンクは、前記エンジンの吸気スロットルバルブよりも吸気下流側の吸気系に接続され、前記制御部はさらに、前記エンジンを停止させるときに前記吸気スロットルバルブを全閉にするものであってもよい。   Further, the tank is connected to an intake system downstream of the intake throttle valve of the engine, and the control unit further fully closes the intake throttle valve when the engine is stopped. Also good.

また、前記タンクは、前記エンジンの吸気マニホールドに接続されてもよい。   The tank may be connected to an intake manifold of the engine.

本発明のエンジン停止装置によれば、エンジンを停止させる際に生じるトルク変動を抑制して、エンジン振動の発生を効果的に防止することができる。   According to the engine stop device of the present invention, it is possible to effectively prevent the occurrence of engine vibration by suppressing the torque fluctuation that occurs when the engine is stopped.

本発明の一実施形態に係るエンジン停止装置を示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the engine stop apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジン停止装置による制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow by the engine stop apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図１，２に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジン停止装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, an engine stop device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１に示すように、本実施形態のエンジン停止装置は、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０に適用されるもので、負圧が貯留される真空タンク１と、真空タンク１を減圧する真空ポンプ２と、開閉バルブ３と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）２０とを備えている。なお、図１中において、１１は吸気マニホールド、１２は排気マニホールド、１３は吸気通路、１４は排気通路、１５は吸気スロットルバルブ、１６はインタークーラ、１７は可変ノズルを備えた可変容量型ターボ、１８はエアフィルタ、１９は燃料噴射装置の一部を構成するインジェクタを示している。   As shown in FIG. 1, the engine stop device of the present embodiment is applied to a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10, and depressurizes the vacuum tank 1 in which negative pressure is stored and the vacuum tank 1. A vacuum pump 2, an on-off valve 3, and an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 are provided. In FIG. 1, 11 is an intake manifold, 12 is an exhaust manifold, 13 is an intake passage, 14 is an exhaust passage, 15 is an intake throttle valve, 16 is an intercooler, and 17 is a variable displacement turbocharger equipped with a variable nozzle. Reference numeral 18 denotes an air filter, and 19 denotes an injector constituting a part of the fuel injection device.

真空タンク１は、第一の接続配管４を介してエンジン１０の吸気マニホールド１１に接続されている。また、真空タンク１は、第二の接続配管５を介して真空ポンプ２と接続されている。すなわち、真空ポンプ２が駆動すると、真空タンク１は第２の接続配管５を介して真空引きされるように構成されている。なお、第一の接続配管４の接続部位は、吸気マニホールド１１に限定されず、例えば、吸気スロットルバルブ１５よりも吸気上流側の吸気通路１３に接続されてもよい。   The vacuum tank 1 is connected to an intake manifold 11 of the engine 10 via a first connection pipe 4. The vacuum tank 1 is connected to the vacuum pump 2 via the second connection pipe 5. That is, when the vacuum pump 2 is driven, the vacuum tank 1 is configured to be evacuated via the second connection pipe 5. In addition, the connection site | part of the 1st connection piping 4 is not limited to the intake manifold 11, For example, you may connect to the intake passage 13 of the intake upstream rather than the intake throttle valve 15.

真空ポンプ２は、何れも図示しないプーリやベルト等を介してエンジン１０のクランクシャフト１０ａと機械的に連結されており、エンジン１０の動力で駆動する。すなわち、真空ポンプ２は、エンジン１０の運転中は常に駆動して、エンジン１０が停止（イグニッションキーがＯＦＦ操作）される前に予め真空タンク１を真空状態にする。   The vacuum pump 2 is mechanically connected to the crankshaft 10a of the engine 10 via pulleys, belts, etc., not shown, and is driven by the power of the engine 10. That is, the vacuum pump 2 is always driven while the engine 10 is in operation, and the vacuum tank 1 is brought into a vacuum state in advance before the engine 10 is stopped (the ignition key is turned OFF).

開閉バルブ３は、例えば公知の電磁弁であって、ＥＣＵ２０から入力される指示信号に応じて開閉制御される。この開閉バルブ３が開弁すると、真空タンク１と吸気マニホールド１１とは第一の接続配管４を介して連通状態になる一方、開閉バルブ３が閉弁すると、真空タンク１と吸気マニホールド１１との連通状態は遮断される。   The on-off valve 3 is a known electromagnetic valve, for example, and is controlled to open and close in response to an instruction signal input from the ECU 20. When the opening / closing valve 3 is opened, the vacuum tank 1 and the intake manifold 11 are in communication with each other via the first connection pipe 4, while when the opening / closing valve 3 is closed, the vacuum tank 1 and the intake manifold 11 are connected. The communication state is cut off.

ＥＣＵ２０は、エンジン１０の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この各種制御を行うために、ＥＣＵ２０にはエンジン回転センサ３０、アクセル開度センサ（不図示）等の各種センサの出力信号が入力される。   The ECU 20 performs various controls of the engine 10 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, output signals of various sensors such as an engine rotation sensor 30 and an accelerator opening sensor (not shown) are input to the ECU 20.

また、ＥＣＵ２０は、燃料噴射制御部２１と、吸気スロットルバルブ制御部２２と、開閉バルブ制御部２３とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ２０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   In addition, the ECU 20 includes a fuel injection control unit 21, an intake throttle valve control unit 22, and an on-off valve control unit 23 as some functional elements. In the present embodiment, these functional elements are described as being included in the ECU 20 that is an integral hardware, but any one of these functional elements may be provided in separate hardware.

燃料噴射制御部２１は、エンジン回転センサ３０やアクセル開度センサ（不図示）から入力されるエンジン１０の運転状態に基づいて、インジェクタ１９による燃料噴射を制御する。また、燃料噴射制御部２１は、エンジン１０を停止させるべく操作者によってイグニッションキーがＯＦＦ操作されると同時に、インジェクタ１９に燃料噴射を停止させる指示信号を出力する。   The fuel injection control unit 21 controls fuel injection by the injector 19 based on the operating state of the engine 10 input from the engine rotation sensor 30 and an accelerator opening sensor (not shown). In addition, the fuel injection control unit 21 outputs an instruction signal for stopping the fuel injection to the injector 19 at the same time when the ignition key is turned OFF by the operator to stop the engine 10.

吸気スロットルバルブ制御部２２は、エンジン１０の運転状態に基づいて、吸気スロットルバルブ１５の開閉制御を行う。また、吸気スロットルバルブ制御部２２は、エンジン１０を停止させるべく操作者によってイグニッションキーがＯＦＦ操作されると同時に、吸気スロットルバルブ１５を全閉にする指示信号を出力する。これにより、吸気通路１３を介したエンジン１０のシリンダ内への新気導入は完全に遮断される。   The intake throttle valve control unit 22 performs opening / closing control of the intake throttle valve 15 based on the operating state of the engine 10. Further, the intake throttle valve control unit 22 outputs an instruction signal for fully closing the intake throttle valve 15 at the same time when the ignition key is turned OFF by the operator to stop the engine 10. As a result, the introduction of fresh air into the cylinder of the engine 10 via the intake passage 13 is completely blocked.

開閉バルブ制御部２３は、エンジン１０の運転中（イグニッションキー・ＯＮ）は、開閉バルブ３に全閉指示信号を出力する。すなわち、真空タンク１と吸気マニホールド１１との連通状態は遮断されると共に、真空タンク１は真空ポンプ２によって真空引きされる。また、開閉バルブ制御部２３は、エンジン１０を停止させるべく操作者によってイグニッションキーがＯＦＦ操作されると同時に、開閉バルブ３に全開指示信号を出力する。すなわち、イグニッションキー・ＯＮと同時に、真空タンク１と吸気マニホールド１１とが連通されて、エンジン１０の吸気系（特に、吸気マニホールド１１及びシリンダ内）の残存空気は、真空状態の真空タンク１内に強制的に回収される。   The on-off valve control unit 23 outputs a full-close instruction signal to the on-off valve 3 during operation of the engine 10 (ignition key / ON). That is, the communication state between the vacuum tank 1 and the intake manifold 11 is blocked, and the vacuum tank 1 is evacuated by the vacuum pump 2. The opening / closing valve control unit 23 outputs a full opening instruction signal to the opening / closing valve 3 at the same time as the ignition key is turned OFF by the operator to stop the engine 10. That is, simultaneously with the ignition key ON, the vacuum tank 1 and the intake manifold 11 are communicated, and the remaining air in the intake system of the engine 10 (particularly, in the intake manifold 11 and the cylinder) enters the vacuum tank 1 in a vacuum state. It is forcibly collected.

次に、図２に基づいて、本実施形態のエンジン停止装置による制御フローを説明する。なお、本制御はエンジン１０の始動（イグニッションキー・ＯＮ操作）と同時にスタートする。   Next, based on FIG. 2, the control flow by the engine stop apparatus of this embodiment is demonstrated. This control starts simultaneously with the start of the engine 10 (ignition key / ON operation).

ステップ１００（以下、ステップを単にＳと記載する）では、エンジン１０の始動を受けて、開閉バルブ制御部２３から開閉バルブ３に全閉指示信号が出力される。この時、真空ポンプ２はエンジン１０の動力で駆動して真空タンク１の真空引きを開始する。   In step 100 (hereinafter, step is simply referred to as “S”), the on / off valve control unit 23 outputs a full close instruction signal to the on / off valve 3 upon the start of the engine 10. At this time, the vacuum pump 2 is driven by the power of the engine 10 to start evacuation of the vacuum tank 1.

Ｓ１１０では、エンジン１０を停止すべく、操作者によってイグニッションキーがＯＦＦ操作されたか否かが判定される。イグニッションキーがＯＦＦ操作された場合はＳ１２０に進み、イグニッションキーがＯＮ操作のまま維持されている場合はＳ１００に戻される。   In S110, it is determined whether or not the ignition key has been turned OFF by the operator in order to stop the engine 10. If the ignition key is turned OFF, the process proceeds to S120, and if the ignition key is maintained ON, the process returns to S100.

Ｓ１２０では、イグニッションキーがＯＦＦ操作されたことを受けて、燃料噴射制御部２１からインジェクタ１９に燃料噴射を停止させる指示信号、吸気スロットルバルブ制御部２２から吸気スロットルバルブ１５を全閉にする指示信号及び、開閉バルブ制御部２３から開閉バルブ３を全開にする指示信号が同時に出力される。   In S120, in response to the ignition key being turned OFF, the instruction signal for stopping the fuel injection from the fuel injection control unit 21 to the injector 19, and the instruction signal for fully closing the intake throttle valve 15 from the intake throttle valve control unit 22 An instruction signal for fully opening the opening / closing valve 3 is simultaneously output from the opening / closing valve control unit 23.

Ｓ１３０では、エンジン回転センサ３０の検出値が０（ゼロ）、すなわちエンジン１０が完全に停止したか否かが判定される。エンジン回転センサ３０の検出値が０（ゼロ）まで低下していない場合は、エンジン回転数をさらに低下させるべくＳ１２０に戻される。一方、エンジン回転センサ３０の検出値が０（ゼロ）の場合はＳ１４０に進む。   In S130, it is determined whether the detected value of the engine rotation sensor 30 is 0 (zero), that is, whether the engine 10 has completely stopped. If the detected value of the engine rotation sensor 30 has not decreased to 0 (zero), the process returns to S120 to further decrease the engine speed. On the other hand, when the detected value of the engine rotation sensor 30 is 0 (zero), the process proceeds to S140.

Ｓ１４０では、エンジン１０が完全に停止したことを受け、次にエンジン１０を始動する時のために、開閉バルブ３を閉弁、吸気スロットルバルブ１５を開弁させる指示信号が出力されて本制御はリターンされる。   In S140, in response to the fact that the engine 10 has completely stopped, an instruction signal for closing the on-off valve 3 and opening the intake throttle valve 15 is output for the next time the engine 10 is started, and this control is performed. Returned.

次に、本実施形態に係るエンジン停止装置の作用効果を説明する。   Next, the effect of the engine stop device according to the present embodiment will be described.

本実施形態のエンジン停止装置は、エンジン１０の運転中に真空ポンプ２が駆動されて、予め真空タンク１を真空引きして真空状態にする。そして、エンジン１０を停止させるべくイグニッションキーがＯＦＦ操作されると、燃料噴射が停止され、かつ吸気スロットルバルブ１５が全閉に制御されると共に、開閉バルブ３が全開に制御される。   In the engine stop device of the present embodiment, the vacuum pump 2 is driven during the operation of the engine 10, and the vacuum tank 1 is evacuated in advance to be in a vacuum state. When the ignition key is turned OFF to stop the engine 10, the fuel injection is stopped, the intake throttle valve 15 is controlled to be fully closed, and the opening / closing valve 3 is controlled to be fully open.

すなわち、イグニッションキー・ＯＦＦと同時に、真空状態の真空タンク１は第一の接続配管４を介して吸気マニホールド１１と連通状態になり、エンジン１０のシリンダ内に残存する空気は真空タンク１に強制的に回収される。その結果、エンジン１０のシリンダ内は真空状態となり、惰性で上下移動するピストンの圧縮行程によるトルク変動は小さく抑制される。   That is, simultaneously with the ignition key OFF, the vacuum tank 1 in the vacuum state is in communication with the intake manifold 11 via the first connection pipe 4, and the air remaining in the cylinder of the engine 10 is forced to the vacuum tank 1. To be recovered. As a result, the cylinder of the engine 10 is in a vacuum state, and torque fluctuation due to the compression stroke of the piston that moves up and down with inertia is suppressed to a small level.

したがって、本実施形態のエンジン停止装置によれば、エンジン１０を停止させる際に生じるトルク変動を抑制して、エンジン振動の発生を効果的に防止することができる。また、イグニッションキー・ＯＦＦ後に残る揺り返しが抑制されるので、ドライバビリティーも効果的に向上される。   Therefore, according to the engine stop device of the present embodiment, it is possible to effectively prevent the occurrence of engine vibration by suppressing the torque fluctuation that occurs when the engine 10 is stopped. Further, since the sway remaining after the ignition key is turned off is suppressed, drivability is also effectively improved.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

例えば、真空ポンプ２の動力源はエンジン１０に限定されず、他の動力源を用いてもよい。また、車両が制動力を高めるために真空ポンプ付きの気圧式倍力装置（不図示）を搭載している場合は、この気圧式倍力装置の真空ポンプを負圧供給源に用いてもよい。また、エンジン１０は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することが可能である。   For example, the power source of the vacuum pump 2 is not limited to the engine 10, and other power sources may be used. If the vehicle is equipped with a pneumatic booster (not shown) with a vacuum pump in order to increase the braking force, the vacuum pump of this pneumatic booster may be used as the negative pressure supply source. . The engine 10 is not limited to a diesel engine, and can be widely applied to other engines such as a gasoline engine.

１ 真空タンク（タンク）
２ 真空ポンプ（ポンプ）
３ 開閉バルブ（バルブ）
４ 第一の接続配管
５ 第二の接続配管
１０ エンジン
１１ 吸気マニホールド
１３ 吸気通路
１５ 吸気スロットルバルブ
２０ ＥＣＵ（制御部） 1 Vacuum tank
2 Vacuum pump (pump)
3 Open / close valve (valve)
4 First connection piping 5 Second connection piping 10 Engine 11 Intake manifold 13 Intake passage 15 Intake throttle valve 20 ECU (control unit)

Claims (3)

エンジンの吸気系に接続されたタンクと、
前記エンジンの運転中に駆動して前記タンクを真空状態にするポンプと、
前記吸気系と前記タンクとの接続部に設けられたバルブと、
前記エンジンの燃料噴射及び、前記バルブの開閉を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンジンの運転中は前記バルブを閉弁し、前記エンジンを停止させるときは、前記エンジンの燃料噴射を停止し、かつ、前記バルブを開弁して前記吸気系の空気を真空状態の前記タンク内に収容させる
ことを特徴とするエンジン停止装置。 A tank connected to the engine intake system,
A pump that is driven during operation of the engine to evacuate the tank;
A valve provided at a connection portion between the intake system and the tank;
A fuel injection of the engine and a control unit for controlling opening and closing of the valve,
The control unit closes the valve during operation of the engine, and stops the fuel injection of the engine when the engine is stopped, and opens the valve to release air in the intake system. An engine stop device that is housed in the tank in a vacuum state. 前記タンクは、前記エンジンの吸気スロットルバルブよりも吸気下流側の吸気系に接続され、
前記制御部はさらに、前記エンジンを停止させるときに前記吸気スロットルバルブを全閉にする請求項１記載のエンジン停止装置。 The tank is connected to an intake system on the intake downstream side of the intake throttle valve of the engine,
2. The engine stop device according to claim 1, wherein the control unit further fully closes the intake throttle valve when the engine is stopped. 3. 前記タンクは、前記エンジンの吸気マニホールドに接続される請求項１又は２記載のエンジン停止装置。   The engine stop device according to claim 1, wherein the tank is connected to an intake manifold of the engine.
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