JP2001159339A - 可変動弁式内燃機関の制御装置 - Google Patents
可変動弁式内燃機関の制御装置Info
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- JP2001159339A JP2001159339A JP34537299A JP34537299A JP2001159339A JP 2001159339 A JP2001159339 A JP 2001159339A JP 34537299 A JP34537299 A JP 34537299A JP 34537299 A JP34537299 A JP 34537299A JP 2001159339 A JP2001159339 A JP 2001159339A
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- combustion engine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関停止時における不快な挙動及び機関始動
性を改善する。 【解決手段】 機関回転速度Neが所定値N1 以下にな
ったとき(S1)、機関回転速度Neが目標回転速度N
になるように、吸気弁の閉弁時期を上死点又は下死点に
近づけることで(S2〜S6)、筒内圧を増減して機関
回転速度Neを制御する。従って、機関停止時における
機関回転速度Neを理想的な特性で減衰することがで
き、不快な挙動を改善することができる。また、機関始
動性を改善するためには、機関停止直前に、同一クラン
ク角にある1組の気筒の吸気弁を上死点近傍で閉弁すれ
ば、その気筒の筒内圧が上昇してピストンが上死点近傍
で停止する。従って、この気筒から吸気行程を開始する
ようにすれば、気筒判別、燃料噴射、吸気がすばやく行
われ、機関始動に要する時間を短縮することができる。
性を改善する。 【解決手段】 機関回転速度Neが所定値N1 以下にな
ったとき(S1)、機関回転速度Neが目標回転速度N
になるように、吸気弁の閉弁時期を上死点又は下死点に
近づけることで(S2〜S6)、筒内圧を増減して機関
回転速度Neを制御する。従って、機関停止時における
機関回転速度Neを理想的な特性で減衰することがで
き、不快な挙動を改善することができる。また、機関始
動性を改善するためには、機関停止直前に、同一クラン
ク角にある1組の気筒の吸気弁を上死点近傍で閉弁すれ
ば、その気筒の筒内圧が上昇してピストンが上死点近傍
で停止する。従って、この気筒から吸気行程を開始する
ようにすれば、気筒判別、燃料噴射、吸気がすばやく行
われ、機関始動に要する時間を短縮することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸・排気弁の開閉
時期を任意に制御可能な可変動弁機構を備えた可変動弁
式内燃機関の制御装置において、特に、機関停止時にお
ける不快な挙動及び機関始動性を改善する技術に関す
る。
時期を任意に制御可能な可変動弁機構を備えた可変動弁
式内燃機関の制御装置において、特に、機関停止時にお
ける不快な挙動及び機関始動性を改善する技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、内燃機関の高性能化に対応す
ることを目的として、吸・排気弁の開閉時期を任意に制
御可能な可変動弁機構として、例えば、特開平8−17
0510号公報,特開平10−18820号公報等に開
示されるような電磁駆動弁が知られている。電磁駆動弁
は、吸・排気弁を開弁用電磁石及び閉弁用電磁石により
全開位置及び全閉位置に変位させるものである。
ることを目的として、吸・排気弁の開閉時期を任意に制
御可能な可変動弁機構として、例えば、特開平8−17
0510号公報,特開平10−18820号公報等に開
示されるような電磁駆動弁が知られている。電磁駆動弁
は、吸・排気弁を開弁用電磁石及び閉弁用電磁石により
全開位置及び全閉位置に変位させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、可変動弁機
構を備えた内燃機関では、吸・排気弁の開閉時期の変化
に応じて筒内圧が増減する特性がある。即ち、吸気弁の
閉弁時期が下死点に近づくか、排気弁の開弁時期が上死
点に近づくと、圧縮比の増加により筒内圧が上昇する。
また反対に、吸気弁の閉弁時期が上死点に近づくか、排
気弁の開弁時期が下死点に近づくと、圧縮比の低下によ
り筒内圧が減少する。
構を備えた内燃機関では、吸・排気弁の開閉時期の変化
に応じて筒内圧が増減する特性がある。即ち、吸気弁の
閉弁時期が下死点に近づくか、排気弁の開弁時期が上死
点に近づくと、圧縮比の増加により筒内圧が上昇する。
また反対に、吸気弁の閉弁時期が上死点に近づくか、排
気弁の開弁時期が下死点に近づくと、圧縮比の低下によ
り筒内圧が減少する。
【0004】このため、機関停止時に筒内圧が高いと、
ピストンが上死点近傍で筒内圧による力を受けてクラン
クが逆回転してエンジンが振動することにより車両の振
動が生じるため、いわゆる「ブルン感」を感じる場合が
ある。また、機関停止時に筒内圧が低く、かつ、ピスト
ンの抵抗となるフリクション(摩擦)が小さいと、機関
回転速度がなかなか減衰しない、いわゆる「ランオン
感」を感じる場合がある。特に、電磁駆動弁では、カム
シャフトが不要であるので、フリクションが小さく「ラ
ンオン感」が感じ易い。
ピストンが上死点近傍で筒内圧による力を受けてクラン
クが逆回転してエンジンが振動することにより車両の振
動が生じるため、いわゆる「ブルン感」を感じる場合が
ある。また、機関停止時に筒内圧が低く、かつ、ピスト
ンの抵抗となるフリクション(摩擦)が小さいと、機関
回転速度がなかなか減衰しない、いわゆる「ランオン
感」を感じる場合がある。特に、電磁駆動弁では、カム
シャフトが不要であるので、フリクションが小さく「ラ
ンオン感」が感じ易い。
【0005】一方、機関始動時を考えると、機関が完全
に起動するまではスタータモータを作動し続けなければ
ならないので、バッテリの消耗を抑制するためには、短
時間で機関が起動することが望ましい。
に起動するまではスタータモータを作動し続けなければ
ならないので、バッテリの消耗を抑制するためには、短
時間で機関が起動することが望ましい。
【0006】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、可変動弁機構を活用して筒内圧を制御するこ
とによって、機関停止時における不快な挙動及び機関始
動性を改善した可変動弁式内燃機関の制御装置を提供す
ることを目的とする。
点に鑑み、可変動弁機構を活用して筒内圧を制御するこ
とによって、機関停止時における不快な挙動及び機関始
動性を改善した可変動弁式内燃機関の制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、図1に示すように、内燃機関の吸・排気弁A
の開閉時期を任意に制御可能な可変動弁手段Bと、前記
内燃機関の停止操作が行われたときに、機関回転速度が
理想的な特性で減衰するように、前記可変動弁手段Bに
より吸・排気弁Aの少なくとも一方の開閉時期を変化さ
せ、筒内圧を増減させる筒内圧制御手段Cと、を含んで
可変動弁式内燃機関の制御装置を構成したことを特徴と
する。
の発明は、図1に示すように、内燃機関の吸・排気弁A
の開閉時期を任意に制御可能な可変動弁手段Bと、前記
内燃機関の停止操作が行われたときに、機関回転速度が
理想的な特性で減衰するように、前記可変動弁手段Bに
より吸・排気弁Aの少なくとも一方の開閉時期を変化さ
せ、筒内圧を増減させる筒内圧制御手段Cと、を含んで
可変動弁式内燃機関の制御装置を構成したことを特徴と
する。
【0008】かかる構成によれば、内燃機関の停止操作
が行われると、機関回転速度が理想的な特性で減衰する
ように、吸・排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化
させることで、筒内圧が増減される。ここで、ピストン
が上死点に向かうときに作用する力を考えると、運動方
向には慣性力、その反対方向には摩擦力及び筒内圧によ
る力が作用する。従って、ピストンの運動を阻害する方
向には、 F=(摩擦力+筒内圧による力)−慣性力 という合力Fが作用する。このため、慣性力及び摩擦力
を一定と仮定した場合に、筒内圧を上昇させると合力F
が大きくなり、機関回転速度の低下が大きくなる。ま
た、筒内圧を低下させると合力Fが小さくなり、機関回
転速度の低下が小さくなる。
が行われると、機関回転速度が理想的な特性で減衰する
ように、吸・排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化
させることで、筒内圧が増減される。ここで、ピストン
が上死点に向かうときに作用する力を考えると、運動方
向には慣性力、その反対方向には摩擦力及び筒内圧によ
る力が作用する。従って、ピストンの運動を阻害する方
向には、 F=(摩擦力+筒内圧による力)−慣性力 という合力Fが作用する。このため、慣性力及び摩擦力
を一定と仮定した場合に、筒内圧を上昇させると合力F
が大きくなり、機関回転速度の低下が大きくなる。ま
た、筒内圧を低下させると合力Fが小さくなり、機関回
転速度の低下が小さくなる。
【0009】請求項2記載の発明は、前記筒内圧制御手
段は、機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸
気弁の閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標
回転速度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近
づける吸気弁制御手段と、機関回転速度が目標回転速度
より大きければ、排気弁の開弁時期を下死点後の上死点
に近づけ、機関回転速度が目標回転速度未満であれば、
排気弁の開弁時期を下死点後の下死点に近づける排気弁
制御手段と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
段は、機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸
気弁の閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標
回転速度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近
づける吸気弁制御手段と、機関回転速度が目標回転速度
より大きければ、排気弁の開弁時期を下死点後の上死点
に近づけ、機関回転速度が目標回転速度未満であれば、
排気弁の開弁時期を下死点後の下死点に近づける排気弁
制御手段と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
【0010】かかる構成によれば、吸気弁の閉弁時期を
下死点に近づけるか、排気弁の開弁時期を下死点後の上
死点に近づけると、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇す
る。また、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づけるか、排
気弁の開弁時期を下死点後の下死点に近づけると、圧縮
比が小さくなり筒内圧が低下する。
下死点に近づけるか、排気弁の開弁時期を下死点後の上
死点に近づけると、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇す
る。また、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づけるか、排
気弁の開弁時期を下死点後の下死点に近づけると、圧縮
比が小さくなり筒内圧が低下する。
【0011】請求項3記載の発明は、前記筒内圧制御手
段は、機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸
気弁の閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標
回転速度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近
づける吸気弁制御手段と、機関回転速度が目標回転速度
より大きければ、排気弁の閉弁時期を上死点前の下死点
に近づけ、機関回転速度が目標回転速度未満であれば、
排気弁の閉弁時期を上死点前から上死点に近づける排気
弁制御手段と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
段は、機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸
気弁の閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標
回転速度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近
づける吸気弁制御手段と、機関回転速度が目標回転速度
より大きければ、排気弁の閉弁時期を上死点前の下死点
に近づけ、機関回転速度が目標回転速度未満であれば、
排気弁の閉弁時期を上死点前から上死点に近づける排気
弁制御手段と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
【0012】かかる構成によれば、吸気弁の閉弁時期を
下死点に近づけるか、排気弁の閉弁時期を上死点前の下
死点に近づけると、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇す
る。また、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づけるか、排
気弁の閉弁時期を上死点前から上死点に近づけると、圧
縮比が小さくなり筒内圧が低下する。
下死点に近づけるか、排気弁の閉弁時期を上死点前の下
死点に近づけると、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇す
る。また、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づけるか、排
気弁の閉弁時期を上死点前から上死点に近づけると、圧
縮比が小さくなり筒内圧が低下する。
【0013】請求項4記載の発明は、前記目標回転速度
は、内燃機関の停止操作が行われたときからの経過時間
に応じて、機関回転速度が徐々に減衰するように設定さ
れる構成とした。
は、内燃機関の停止操作が行われたときからの経過時間
に応じて、機関回転速度が徐々に減衰するように設定さ
れる構成とした。
【0014】請求項5記載の発明は、前記筒内圧制御手
段は、機関回転速度が第1の所定値以下になったとき
に、筒内圧を増減させる構成とした。請求項6記載の発
明は、内燃機関の吸・排気弁の開閉時期を任意に制御可
能な可変動弁手段と、前記内燃機関の停止操作が行わ
れ、かつ、機関回転速度が第2の所定値以下となったと
きに、前記可変動弁手段により同一クランク角にある1
組の気筒の筒内圧を上昇させる筒内圧上昇手段と、該筒
内圧上昇手段により筒内圧が上昇された気筒以外の気筒
の筒内圧を低下させる筒内圧低下手段と、を含んで可変
動弁式内燃機関の制御装置を構成したことを特徴とす
る。
段は、機関回転速度が第1の所定値以下になったとき
に、筒内圧を増減させる構成とした。請求項6記載の発
明は、内燃機関の吸・排気弁の開閉時期を任意に制御可
能な可変動弁手段と、前記内燃機関の停止操作が行わ
れ、かつ、機関回転速度が第2の所定値以下となったと
きに、前記可変動弁手段により同一クランク角にある1
組の気筒の筒内圧を上昇させる筒内圧上昇手段と、該筒
内圧上昇手段により筒内圧が上昇された気筒以外の気筒
の筒内圧を低下させる筒内圧低下手段と、を含んで可変
動弁式内燃機関の制御装置を構成したことを特徴とす
る。
【0015】かかる構成によれば、内燃機関の停止操作
が行われ、機関回転速度が第2の所定値以下になると、
同一クランク角にある1組の気筒の筒内圧が上昇される
と共に、他の気筒の筒内圧が低下される。このため、筒
内圧が上昇した気筒のピストンには、上昇した筒内圧に
よる力が作用し、ピストンが上死点近傍で停止する。こ
のとき、他の気筒の筒内圧が低下しているため、他の気
筒による影響が低下し、ピストンの停止位置の精度が向
上する。そして、機関始動時には、気筒判別、燃料噴射
及び吸気がすばやく行われ、始動時間が短縮される。
が行われ、機関回転速度が第2の所定値以下になると、
同一クランク角にある1組の気筒の筒内圧が上昇される
と共に、他の気筒の筒内圧が低下される。このため、筒
内圧が上昇した気筒のピストンには、上昇した筒内圧に
よる力が作用し、ピストンが上死点近傍で停止する。こ
のとき、他の気筒の筒内圧が低下しているため、他の気
筒による影響が低下し、ピストンの停止位置の精度が向
上する。そして、機関始動時には、気筒判別、燃料噴射
及び吸気がすばやく行われ、始動時間が短縮される。
【0016】請求項7記載の発明は、前記筒内圧上昇手
段は、吸気弁を下死点近傍で閉弁させる吸気弁閉弁手段
と、排気弁を上死点近傍で開弁させる排気弁開弁手段
と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
段は、吸気弁を下死点近傍で閉弁させる吸気弁閉弁手段
と、排気弁を上死点近傍で開弁させる排気弁開弁手段
と、の少なくとも一方を備えた構成とした。
【0017】かかる構成によれば、吸気弁が下死点近傍
で閉弁されるか、排気弁が上死点近傍で開弁されるの
で、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇する。請求項8記
載の発明は、前記筒内圧低下手段は、吸・排気弁の少な
くとも一方を開弁させる構成とした。
で閉弁されるか、排気弁が上死点近傍で開弁されるの
で、圧縮比が大きくなり筒内圧が上昇する。請求項8記
載の発明は、前記筒内圧低下手段は、吸・排気弁の少な
くとも一方を開弁させる構成とした。
【0018】かかる構成によれば、吸・排気弁の少なく
とも一方が開弁されるので、圧縮比が小さくなり筒内圧
が低下する。請求項9記載の発明は、前記内燃機関の潤
滑油の油温を検出する油温検出手段を備え、前記筒内圧
上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記油温検出手段によ
り検出された油温が所定温度以上のときに、夫々、筒内
圧を上昇及び低下させる構成とした。
とも一方が開弁されるので、圧縮比が小さくなり筒内圧
が低下する。請求項9記載の発明は、前記内燃機関の潤
滑油の油温を検出する油温検出手段を備え、前記筒内圧
上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記油温検出手段によ
り検出された油温が所定温度以上のときに、夫々、筒内
圧を上昇及び低下させる構成とした。
【0019】請求項10記載の発明は、前記内燃機関の
冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、前記
筒内圧上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記冷却水温度
検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以上の
ときに、夫々、筒内圧を上昇及び低下させる構成とし
た。
冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、前記
筒内圧上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記冷却水温度
検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以上の
ときに、夫々、筒内圧を上昇及び低下させる構成とし
た。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、吸・排気弁の開閉時期を変化させて筒内圧
を増減することによって、機関回転速度を理想的な特性
で減衰することができ、いわゆる「ブルン感」及び「ラ
ンオン感」等の不快な挙動を抑制することができる。
明によれば、吸・排気弁の開閉時期を変化させて筒内圧
を増減することによって、機関回転速度を理想的な特性
で減衰することができ、いわゆる「ブルン感」及び「ラ
ンオン感」等の不快な挙動を抑制することができる。
【0021】請求項2又は請求項3に記載の発明によれ
ば、簡単な制御により筒内圧の増減が行われるので、か
かる機能を実装する際の人的ミスを低減することができ
る。請求項4記載の発明によれば、機関回転速度が自然
に減衰するように目標回転速度を設定することができ
る。
ば、簡単な制御により筒内圧の増減が行われるので、か
かる機能を実装する際の人的ミスを低減することができ
る。請求項4記載の発明によれば、機関回転速度が自然
に減衰するように目標回転速度を設定することができ
る。
【0022】請求項5記載の発明によれば、機関回転速
度が速い場合には筒内圧の増減が行われないので、機関
停止に要する時間を不必要に長引かせることを防止する
ことができる。
度が速い場合には筒内圧の増減が行われないので、機関
停止に要する時間を不必要に長引かせることを防止する
ことができる。
【0023】請求項6記載の発明によれば、特定気筒の
ピストンを上死点近傍で停止させることができるので、
機関始動時には、気筒判別、燃料噴射及び吸気がすばや
く行われ、始動性を改善することができる。
ピストンを上死点近傍で停止させることができるので、
機関始動時には、気筒判別、燃料噴射及び吸気がすばや
く行われ、始動性を改善することができる。
【0024】請求項7又は請求項8に記載の発明によれ
ば、簡単な制御により筒内圧を上昇又は低下できるの
で、かかる機能を実装する際の人的ミスを低減すること
ができる。
ば、簡単な制御により筒内圧を上昇又は低下できるの
で、かかる機能を実装する際の人的ミスを低減すること
ができる。
【0025】請求項9記載の発明によれば、潤滑油によ
る抵抗が大きくピストンの停止位置制御が困難である油
温が所定温度未満のときには、筒内圧の増加又は低下が
行われないので、精度低下を防止することができる。
る抵抗が大きくピストンの停止位置制御が困難である油
温が所定温度未満のときには、筒内圧の増加又は低下が
行われないので、精度低下を防止することができる。
【0026】請求項10記載の発明によれば、冷却水温
度を介して潤滑油の油温が推測できるので、請求項9記
載の発明と同様に、潤滑油による抵抗が大きくピストン
の停止位置制御が困難である油温が所定温度未満のとき
には、筒内圧の増加又は低下が行われないので、精度低
下を防止することができる。
度を介して潤滑油の油温が推測できるので、請求項9記
載の発明と同様に、潤滑油による抵抗が大きくピストン
の停止位置制御が困難である油温が所定温度未満のとき
には、筒内圧の増加又は低下が行われないので、精度低
下を防止することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図2は、本発明の一実施形態を示す
システム図である。
本発明を詳述する。図2は、本発明の一実施形態を示す
システム図である。
【0028】内燃機関1のシリンダヘッド2には、燃焼
室3を望むように、点火プラグ4及び電磁駆動弁5及び
6(可変動弁手段)が配設される。各気筒の吸気ポート
7には、機関運転状態に応じた時期に所定量の燃料を噴
射する燃料噴射弁8が配設される。また、吸気ポート7
の上流には、燃焼室3に吸入される吸入空気流量Qを検
出するエアフローメータ9が配設される。さらに、クラ
ンクプーリ10には、基準クランク角で基準角度信号R
efを出力すると共に、単位クランク角ごとに単位角度
信号Posを出力するクランク角センサ11が配設され
る。この他、アクセルペダルの踏込み量Accを検出す
るアクセルペダルセンサ12、及び、潤滑油の油温Tを
検出する油温センサ13(油温検出手段)が配設され
る。
室3を望むように、点火プラグ4及び電磁駆動弁5及び
6(可変動弁手段)が配設される。各気筒の吸気ポート
7には、機関運転状態に応じた時期に所定量の燃料を噴
射する燃料噴射弁8が配設される。また、吸気ポート7
の上流には、燃焼室3に吸入される吸入空気流量Qを検
出するエアフローメータ9が配設される。さらに、クラ
ンクプーリ10には、基準クランク角で基準角度信号R
efを出力すると共に、単位クランク角ごとに単位角度
信号Posを出力するクランク角センサ11が配設され
る。この他、アクセルペダルの踏込み量Accを検出す
るアクセルペダルセンサ12、及び、潤滑油の油温Tを
検出する油温センサ13(油温検出手段)が配設され
る。
【0029】エアフローメータ9,クランク角センサ1
1,アクセルペダルセンサ12及び油温センサ13の出
力信号は、夫々、マイクロコンピュータを内蔵するコン
トロールユニット20に入力される。また、イグニッシ
ョンスイッチ14のON/OFF信号もコントロールユ
ニット20に入力される。そして、コントロールユニッ
ト20は、クランク角センサ11からの信号に基づき、
機関回転速度Neの算出及び気筒判別(どの気筒が上死
点にあるかの判別)を行うと共に、各センサからの信号
に基づき、燃料噴射弁8,点火プラグ4及び電磁駆動弁
5,6の制御を行う。
1,アクセルペダルセンサ12及び油温センサ13の出
力信号は、夫々、マイクロコンピュータを内蔵するコン
トロールユニット20に入力される。また、イグニッシ
ョンスイッチ14のON/OFF信号もコントロールユ
ニット20に入力される。そして、コントロールユニッ
ト20は、クランク角センサ11からの信号に基づき、
機関回転速度Neの算出及び気筒判別(どの気筒が上死
点にあるかの判別)を行うと共に、各センサからの信号
に基づき、燃料噴射弁8,点火プラグ4及び電磁駆動弁
5,6の制御を行う。
【0030】なお、コントロールユニット20は、筒内
圧制御手段、吸気弁制御手段、排気弁制御手段、筒内圧
上昇手段、吸気弁閉弁手段、排気弁開弁手段及び筒内圧
低下手段をソフトウエア的に実現する。
圧制御手段、吸気弁制御手段、排気弁制御手段、筒内圧
上昇手段、吸気弁閉弁手段、排気弁開弁手段及び筒内圧
低下手段をソフトウエア的に実現する。
【0031】次に、電磁駆動弁5及び6の構成を図3に
基づいて説明する。吸・排気弁たる弁体30の軸部31
には、プレート状の可動子32が取り付けられる。可動
子32の上下には、非作動時に可動子32が中立位置に
弾性支持されるように、スプリング33及び34が配設
される。また、可動子32の上下には、開弁用電磁石3
5及び閉弁用電磁石36が夫々が配設される。
基づいて説明する。吸・排気弁たる弁体30の軸部31
には、プレート状の可動子32が取り付けられる。可動
子32の上下には、非作動時に可動子32が中立位置に
弾性支持されるように、スプリング33及び34が配設
される。また、可動子32の上下には、開弁用電磁石3
5及び閉弁用電磁石36が夫々が配設される。
【0032】そして、弁体30を開弁させるには、閉弁
用電磁石36への通電を停止した後、開弁用電磁石35
に通電して、可動子32の下面をスプリング34の付勢
力に抗して開弁用電磁石35に吸着させ、弁体30をシ
ート部から離間させる。一方、弁体30を閉弁させるに
は、開弁用電磁石35への通電を停止した後、閉弁用電
磁石36に通電して、可動子32の上面をスプリング3
3の付勢力に抗して閉弁用電磁石36に吸着させ、弁体
30をシート部に着座させる。このような動作を周期的
に繰り返すことで、内燃機関の動弁装置としての機能が
発揮される。
用電磁石36への通電を停止した後、開弁用電磁石35
に通電して、可動子32の下面をスプリング34の付勢
力に抗して開弁用電磁石35に吸着させ、弁体30をシ
ート部から離間させる。一方、弁体30を閉弁させるに
は、開弁用電磁石35への通電を停止した後、閉弁用電
磁石36に通電して、可動子32の上面をスプリング3
3の付勢力に抗して閉弁用電磁石36に吸着させ、弁体
30をシート部に着座させる。このような動作を周期的
に繰り返すことで、内燃機関の動弁装置としての機能が
発揮される。
【0033】次に、電磁駆動弁5及び6の制御内容につ
いて説明する。図4は、機関停止時における不快な挙動
を改善するために、吸気弁の開閉時期を制御するフロー
チャートを示し、イグニッションスイッチ14をOFF
した後に処理が開始される。
いて説明する。図4は、機関停止時における不快な挙動
を改善するために、吸気弁の開閉時期を制御するフロー
チャートを示し、イグニッションスイッチ14をOFF
した後に処理が開始される。
【0034】ステップ1(図では「S1」と略記する。
以下同様)では、回転速度Neが所定値N1 (第1の所
定値)以下であるか否かを判定する。そして、回転速度
Neが所定値N1 以下であればステップ2へと進み(Y
es)、回転速度Neが所定値N1 より大きければステ
ップ1の処理を繰り返す(No)。即ち、イグニッショ
ンスイッチ14がOFFとなり機関が停止するまでの過
程で、回転速度Neが所定値N1 以下になるまで待機す
る。
以下同様)では、回転速度Neが所定値N1 (第1の所
定値)以下であるか否かを判定する。そして、回転速度
Neが所定値N1 以下であればステップ2へと進み(Y
es)、回転速度Neが所定値N1 より大きければステ
ップ1の処理を繰り返す(No)。即ち、イグニッショ
ンスイッチ14がOFFとなり機関が停止するまでの過
程で、回転速度Neが所定値N1 以下になるまで待機す
る。
【0035】ステップ2では、回転速度Neが目標回転
速度Nより大きいか否かを判定する。目標回転速度N
は、イグニッションスイッチ14がOFFとなってから
の経過時間に応じて、機関回転速度Neが徐々に減衰す
る理想的な特性に設定され、例えば、図5に示すような
減衰特性マップにより決定される。そして、回転速度N
eが目標回転速度Nより大きければステップ3へと進み
(Yes)、回転速度Neが目標回転速度N以下であれ
ばステップ4へと進む(No)。
速度Nより大きいか否かを判定する。目標回転速度N
は、イグニッションスイッチ14がOFFとなってから
の経過時間に応じて、機関回転速度Neが徐々に減衰す
る理想的な特性に設定され、例えば、図5に示すような
減衰特性マップにより決定される。そして、回転速度N
eが目標回転速度Nより大きければステップ3へと進み
(Yes)、回転速度Neが目標回転速度N以下であれ
ばステップ4へと進む(No)。
【0036】ステップ3では、吸気弁の閉弁時期を所定
量下死点に近づける。このようにすると、図6に示すよ
うに、筒内圧が上昇し、ピストンに作用する筒内圧によ
り回転速度Neが低下して目標回転速度Nに近づく。な
お、この処理が、筒内圧制御手段及び吸気弁制御手段に
相当する。
量下死点に近づける。このようにすると、図6に示すよ
うに、筒内圧が上昇し、ピストンに作用する筒内圧によ
り回転速度Neが低下して目標回転速度Nに近づく。な
お、この処理が、筒内圧制御手段及び吸気弁制御手段に
相当する。
【0037】ステップ4では、回転速度Neが目標回転
速度N未満であるか否かを判定する。目標回転速度N
は、ステップ2におけるものと同一である。そして、回
転速度Neが目標回転速度N未満であればステップ5へ
と進み(Yes)、回転速度Neが目標回転速度N以上
であればステップ6へと進む(No)。
速度N未満であるか否かを判定する。目標回転速度N
は、ステップ2におけるものと同一である。そして、回
転速度Neが目標回転速度N未満であればステップ5へ
と進み(Yes)、回転速度Neが目標回転速度N以上
であればステップ6へと進む(No)。
【0038】ステップ5では、吸気弁の閉弁時期を所定
量上死点に近づける。このようにすれば、図6に示すよ
うに、筒内圧が低下し、ピストンに作用する筒内圧の減
少により回転速度Neが上昇して、目標回転速度Nに近
づく。なお、この処理が、筒内圧制御手段及び吸気弁制
御手段に相当する。
量上死点に近づける。このようにすれば、図6に示すよ
うに、筒内圧が低下し、ピストンに作用する筒内圧の減
少により回転速度Neが上昇して、目標回転速度Nに近
づく。なお、この処理が、筒内圧制御手段及び吸気弁制
御手段に相当する。
【0039】ステップ6では、ステップ2〜ステップ5
の繰返し条件が成立しているか否かを判定する。繰返し
条件としては、回転速度Neが所定値N2 (N1 >
N2 )以上のとき、又は/及び、イグニッションスイッ
チ14がOFFとなってから所定時間経過していないと
きがある。そして、繰返し条件が成立していればステッ
プ2へと戻り(Yes)、ステップ2〜ステップ5の処
理を繰り返す。一方、繰返し条件が成立していなければ
ステップ7へと進む(No)。
の繰返し条件が成立しているか否かを判定する。繰返し
条件としては、回転速度Neが所定値N2 (N1 >
N2 )以上のとき、又は/及び、イグニッションスイッ
チ14がOFFとなってから所定時間経過していないと
きがある。そして、繰返し条件が成立していればステッ
プ2へと戻り(Yes)、ステップ2〜ステップ5の処
理を繰り返す。一方、繰返し条件が成立していなければ
ステップ7へと進む(No)。
【0040】ステップ7では、コントロールユニット2
0への電力供給を停止する。以上説明したステップ1〜
ステップ7の処理によれば、内燃機関を停止するために
イグニッションスイッチ14をOFFにすると、回転速
度Neが目標回転速度Nに近づくように、吸気弁の閉弁
時期が変化して筒内圧が増減する。ここで、ピストンが
上死点に向かうときにピストンに作用する力を考える
と、運動方向には慣性力、その反対方向には摩擦力及び
筒内圧による力が作用する。従って、ピストンの運動を
阻害する方向には、 F=(摩擦力+筒内圧による力)−慣性力 という合力Fが作用する。このため、慣性力及び摩擦力
を一定と仮定した場合に、筒内圧を上昇させると合力F
が大きくなり、回転速度Neの低下が大きくなり、筒内
圧を低下させると合力Fが小さくなり、回転速度Neの
低下が小さくなる。従って、回転速度Neを理想的な特
性で減衰することができ、いわゆる「ブルン感」及び
「ランオン感」等の不快な挙動を改善することができ
る。
0への電力供給を停止する。以上説明したステップ1〜
ステップ7の処理によれば、内燃機関を停止するために
イグニッションスイッチ14をOFFにすると、回転速
度Neが目標回転速度Nに近づくように、吸気弁の閉弁
時期が変化して筒内圧が増減する。ここで、ピストンが
上死点に向かうときにピストンに作用する力を考える
と、運動方向には慣性力、その反対方向には摩擦力及び
筒内圧による力が作用する。従って、ピストンの運動を
阻害する方向には、 F=(摩擦力+筒内圧による力)−慣性力 という合力Fが作用する。このため、慣性力及び摩擦力
を一定と仮定した場合に、筒内圧を上昇させると合力F
が大きくなり、回転速度Neの低下が大きくなり、筒内
圧を低下させると合力Fが小さくなり、回転速度Neの
低下が小さくなる。従って、回転速度Neを理想的な特
性で減衰することができ、いわゆる「ブルン感」及び
「ランオン感」等の不快な挙動を改善することができ
る。
【0041】図7は、機関始動性を改善するために、吸
気弁の開閉時期を制御するフローチャートを示し、イグ
ニッションスイッチ14をOFFした後に処理が開始さ
れる。
気弁の開閉時期を制御するフローチャートを示し、イグ
ニッションスイッチ14をOFFした後に処理が開始さ
れる。
【0042】ステップ11では、油温Tが所定温度以上
であるか否かを判定する。そして、油温Tが所定温度以
上であればステップ12へと進み(Yes)、油温Tが
所定温度未満であれば処理を終了する(No)。即ち、
油温Tが所定温度未満であれば、潤滑油による抵抗が大
きくピストンの停止位置制御が困難であるため、精度低
下防止の観点から、かかる状況では停止位置の制御を行
わないようにする。
であるか否かを判定する。そして、油温Tが所定温度以
上であればステップ12へと進み(Yes)、油温Tが
所定温度未満であれば処理を終了する(No)。即ち、
油温Tが所定温度未満であれば、潤滑油による抵抗が大
きくピストンの停止位置制御が困難であるため、精度低
下防止の観点から、かかる状況では停止位置の制御を行
わないようにする。
【0043】なお、油温Tの代わりに、冷却水温度検出
手段としての水温センサ(図示せず)により検出される
冷却水温度Tw を用いてもよい。この場合には、冷却水
温度Tw を介して油温Tが推測される。
手段としての水温センサ(図示せず)により検出される
冷却水温度Tw を用いてもよい。この場合には、冷却水
温度Tw を介して油温Tが推測される。
【0044】ステップ12では、回転速度Neが所定値
N3 (第2の所定値)以下であるか否かを判定する。そ
して、回転速度Neが所定値N3 以下であればステップ
13へと進み(Yes)、回転速度Neが所定値N3 よ
り大きければステップ12の処理を繰り返す(No)。
なお、所定値N3 は、機関停止直前の回転速度に設定す
る。
N3 (第2の所定値)以下であるか否かを判定する。そ
して、回転速度Neが所定値N3 以下であればステップ
13へと進み(Yes)、回転速度Neが所定値N3 よ
り大きければステップ12の処理を繰り返す(No)。
なお、所定値N3 は、機関停止直前の回転速度に設定す
る。
【0045】ステップ13では、同一クランク角にある
1組の気筒、例えば、4気筒の場合には、#1及び#4
シリンダの吸気弁を上死点近傍で閉弁させる。なお、こ
の処理が、筒内圧上昇手段及び吸気弁閉弁手段に相当す
る。
1組の気筒、例えば、4気筒の場合には、#1及び#4
シリンダの吸気弁を上死点近傍で閉弁させる。なお、こ
の処理が、筒内圧上昇手段及び吸気弁閉弁手段に相当す
る。
【0046】ステップ14では、他の気筒、即ち、上記
の例では#3及び#2シリンダの吸・排気弁の少なくと
も一方を開弁させる。なお、この処理が、筒内圧低下手
段に相当する。
の例では#3及び#2シリンダの吸・排気弁の少なくと
も一方を開弁させる。なお、この処理が、筒内圧低下手
段に相当する。
【0047】ステップ15では、コントロールユニット
20への電力供給を停止する。以上説明したステップ1
1〜ステップ15の処理によれば、内燃機関を停止する
ためにイグニッションスイッチ14をOFFにした後、
回転速度Neが所定値N3 以下になると、同一クランク
角にある1組の気筒の吸気弁が下死点近傍で閉弁され、
他の気筒の吸・排気弁は開弁される。このため、吸気弁
を閉弁させた気筒における圧縮比が大きくなり筒内圧が
上昇し、ピストンが上死点近傍で停止する。このとき、
他の気筒の吸・排気弁を開弁させる理由は、他の気筒に
おける筒内圧の影響を少なくして、停止位置をより正確
に制御するためである。
20への電力供給を停止する。以上説明したステップ1
1〜ステップ15の処理によれば、内燃機関を停止する
ためにイグニッションスイッチ14をOFFにした後、
回転速度Neが所定値N3 以下になると、同一クランク
角にある1組の気筒の吸気弁が下死点近傍で閉弁され、
他の気筒の吸・排気弁は開弁される。このため、吸気弁
を閉弁させた気筒における圧縮比が大きくなり筒内圧が
上昇し、ピストンが上死点近傍で停止する。このとき、
他の気筒の吸・排気弁を開弁させる理由は、他の気筒に
おける筒内圧の影響を少なくして、停止位置をより正確
に制御するためである。
【0048】そして、機関始動時には、上死点近傍でピ
ストンが停止している気筒のいずれかの吸気弁を開弁す
ると、その気筒は直ぐに吸気行程となるので、気筒判
別、燃料噴射が迅速に行われ、機関始動に要する時間を
短縮することができる。
ストンが停止している気筒のいずれかの吸気弁を開弁す
ると、その気筒は直ぐに吸気行程となるので、気筒判
別、燃料噴射が迅速に行われ、機関始動に要する時間を
短縮することができる。
【0049】なお、以上説明した実施形態では、不快な
挙動を改善する制御と、機関始動性を改善する制御と、
を独立して行ったが、これらを1つにまとめた制御を行
ってもよい。即ち、不快な挙動を改善する制御を行い、
繰返し条件が不成立となった後(ステップ6)、機関始
動性を改善する制御を続けて行ってもよい。
挙動を改善する制御と、機関始動性を改善する制御と、
を独立して行ったが、これらを1つにまとめた制御を行
ってもよい。即ち、不快な挙動を改善する制御を行い、
繰返し条件が不成立となった後(ステップ6)、機関始
動性を改善する制御を続けて行ってもよい。
【0050】また、かかる制御は、吸気弁だけではな
く、排気弁に対して行ってもよい。この場合、図8に示
すように、筒内圧を上昇させるためには、排気弁の開弁
時期を下死点後の上死点に近づけるか、排気弁の閉弁時
期を上死点前の下死点に近づける。一方、筒内圧を低下
させるためには、排気弁の開弁時期を下死点後の下死点
に近づけるか、排気弁の閉弁時期を上死点前から上死点
に近づける。
く、排気弁に対して行ってもよい。この場合、図8に示
すように、筒内圧を上昇させるためには、排気弁の開弁
時期を下死点後の上死点に近づけるか、排気弁の閉弁時
期を上死点前の下死点に近づける。一方、筒内圧を低下
させるためには、排気弁の開弁時期を下死点後の下死点
に近づけるか、排気弁の閉弁時期を上死点前から上死点
に近づける。
【0051】さらに、本実施形態では、電磁駆動弁によ
り吸・排気弁の開閉時期を変化させたが、機械的な機構
により吸・排気弁の閉弁時期を変化させるようにしても
よい。即ち、何らかの手段により吸・排気弁の開閉時期
を変化できれば、本発明を適用することができる。
り吸・排気弁の開閉時期を変化させたが、機械的な機構
により吸・排気弁の閉弁時期を変化させるようにしても
よい。即ち、何らかの手段により吸・排気弁の開閉時期
を変化できれば、本発明を適用することができる。
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施形態を示すシステム図
【図3】 電磁駆動弁の基本構造図
【図4】 機関停止時の不快な挙動を改善する制御のフ
ローチャート
ローチャート
【図5】 減衰特性マップの説明図
【図6】 吸気弁の閉弁時期に対する筒内圧変化の説明
図
図
【図7】 機関始動性を改善する制御のフローチャート
【図8】 排気弁の制御内容の説明図
1 内燃機関 5,6 電磁駆動弁 11 クランク角センサ 13 油温センサ 14 イグニッションスイッチ 20 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/06 320 F02D 41/06 320 45/00 312 45/00 312Q 312G 312B 362 362H Fターム(参考) 3G084 AA03 BA23 CA01 CA07 DA09 DA28 DA39 EA11 EB12 FA20 FA33 FA35 FA36 FA38 FA39 3G092 AA01 AA05 AA11 AA12 CA01 DA01 DA02 DA07 DD03 DG02 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA09 EA22 FA14 FA27 FA31 FA45 GA10 HA01Z HE01X HE01Z HE03Z HE05Z HE08Z HF08Z HF19Z HF20Z 3G301 HA19 JA04 JA37 KA01 KA28 LA07 LC01 NE06 NE23 PA01Z PC01Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z PE10Z PF03Z PF16Z
Claims (10)
- 【請求項1】内燃機関の吸・排気弁の開閉時期を任意に
制御可能な可変動弁手段と、 前記内燃機関の停止操作が行われたときに、機関回転速
度が理想的な特性で減衰するように、前記可変動弁手段
により吸気弁又は排気弁の少なくとも一方の開閉時期を
変化させ、筒内圧を増減させる筒内圧制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする可変動弁式内燃機
関の制御装置。 - 【請求項2】前記筒内圧制御手段は、 機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸気弁の
閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標回転速
度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づける
吸気弁制御手段と、 機関回転速度が目標回転速度より大きければ、排気弁の
開弁時期を下死点後の上死点に近づけ、機関回転速度が
目標回転速度未満であれば、排気弁の開弁時期を下死点
後の下死点に近づける排気弁制御手段と、 の少なくとも一方を備えた構成である請求項1記載の可
変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】前記筒内圧制御手段は、 機関回転速度が目標回転速度より大きければ、吸気弁の
閉弁時期を下死点に近づけ、機関回転速度が目標回転速
度未満であれば、吸気弁の閉弁時期を上死点に近づける
吸気弁制御手段と、 機関回転速度が目標回転速度より大きければ、排気弁の
閉弁時期を上死点前の下死点に近づけ、機関回転速度が
目標回転速度未満であれば、排気弁の閉弁時期を上死点
前から上死点に近づける排気弁制御手段と、 の少なくとも一方を備えた構成である請求項1記載の可
変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項4】前記目標回転速度は、内燃機関の停止操作
が行われたときからの経過時間に応じて、機関回転速度
が徐々に減衰するように設定される構成である請求項1
又は請求項2に記載の可変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項5】前記筒内圧制御手段は、機関回転速度が第
1の所定値以下になったときに、筒内圧を増減させる構
成である請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の可
変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項6】内燃機関の吸・排気弁の開閉時期を任意に
制御可能な可変動弁手段と、 前記内燃機関の停止操作が行われ、かつ、機関回転速度
が第2の所定値以下となったときに、前記可変動弁手段
により同一クランク角にある1組の気筒の筒内圧を上昇
させる筒内圧上昇手段と、 該筒内圧上昇手段により筒内圧が上昇された気筒以外の
気筒の筒内圧を低下させる筒内圧低下手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする可変動弁式内燃機
関の制御装置。 - 【請求項7】前記筒内圧上昇手段は、 吸気弁を下死点近傍で閉弁させる吸気弁閉弁手段と、 排気弁を上死点近傍で開弁させる排気弁開弁手段と、 の少なくとも一方を備えた構成である請求項6記載の可
変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項8】前記筒内圧低下手段は、吸・排気弁の少な
くとも一方を開弁させる構成である請求項6又は請求項
7に記載の可変動弁式内燃機関の制御装置。 - 【請求項9】前記内燃機関の潤滑油の油温を検出する油
温検出手段を備え、 前記筒内圧上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記油温検
出手段により検出された油温が所定温度以上のときに、
夫々、筒内圧を上昇及び低下させる構成である請求項6
〜請求項8のいずれか1つに記載の可変動弁式内燃機関
の制御装置。 - 【請求項10】前記内燃機関の冷却水温度を検出する冷
却水温度検出手段を備え、 前記筒内圧上昇手段及び筒内圧低下手段は、前記冷却水
温度検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以
上のときに、夫々、筒内圧を上昇及び低下させる構成で
ある請求項6〜請求項8のいずれか1つに記載の可変動
弁式内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34537299A JP2001159339A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 可変動弁式内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34537299A JP2001159339A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 可変動弁式内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001159339A true JP2001159339A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18376161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34537299A Pending JP2001159339A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 可変動弁式内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001159339A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100758422B1 (ko) | 2004-12-28 | 2007-09-14 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 내연 기관 및 그 제어 방법 |
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-
1999
- 1999-12-03 JP JP34537299A patent/JP2001159339A/ja active Pending
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