JP2002021593A

JP2002021593A - エンジンの停止時制御装置

Info

Publication number: JP2002021593A
Application number: JP2000205386A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Yokoyama; 龍介横山
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンの停止時制御装置において、エンジ
ンの停止時に、吸気弁と排気弁との少なくとも一方を閉
動作させて、排ガスが吸気系に逆流するのを防止し、エ
ンジンの始動性を向上することにある。【構成】エンジンの停止時に、吸気弁と排気弁との少
なくとも一方が閉状態となる位置に吸気カムと排気カム
との少なくとも一方を停止させるように、カム軸を回転
制御する制御手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの停止
時制御装置に係り、特にエンジンの停止時に吸気系に排
ガスが逆流するのを防止するエンジンの停止時制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のエンジンにおいては、シリンダヘ
ッドの燃焼室に臨ませて吸気ポートを開閉する吸気弁を
設けるとともに排気ポートを開閉する排気弁を設け、シ
リンダヘッドには吸気弁を開閉動作する吸気カムと排気
弁を開閉動作する排気カムとが備えられたカム軸を軸支
して設け、エンジンの停止時に吸気弁と排気弁との開閉
状態を制御する停止時制御装置を設けている。

【０００３】このようなエンジンの停止時制御装置とし
ては、例えば、特開２０００−４５７２９号公報に開示
されている。この公報に記載のものは、吸気弁側よりも
排気弁側のバルブスプリングのセット荷重を大きくする
とともに、排気弁のリフト量をカムプロフィールによっ
て調整したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、４サイクル
で、オーバーヘッドカムシャフト（ＯＨＣ）式の３気筒
用エンジンにおいては、停止時に、ピストンが圧縮行程
の位置で停止し易いものである。これは、ある気筒が圧
縮行程の時に、他の２つの気筒では大きな圧力変動がな
くて影響しないので、ピストンが圧縮行程の位置で停止
し易くなるからである。また、いずれかの気筒において
ピストンが圧縮行程の位置の時に、他の気筒では吸気弁
と排気弁とが開状態であるバルブオーバーラップ状態に
なる。このバルブオーバーラップ状態においては、排気
ポートと燃焼室と吸気ポートとが連通状態になってい
る。従って、吸気弁が開状態であることから、排気ポー
ト側の熱い排ガスが対流して吸気ポート側に逆流し、吸
気系の吸気マニホルド内が排ガスで充満してしまう。そ
して、排ガスの酸素濃度が略零であることから、次回の
エンジンの始動時に、酸欠状態になって着火せず、エン
ジンの始動不良状態になり、クランキングを行っても、
吸気系の酸欠ガスが直ぐには掃気されず、かなり長い時
間で（スタータモータを２〜３回駆動した約１５秒
位）、エンジンの始動不良となり、更に、排ガスの逆流
を起こすカムのカム角については、ピストンの圧縮行程
の上死点の前後で、そのカムのカムプロフィールによっ
てずれるという不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、エンジンのシリンダヘッ
ドの燃焼室に臨ませて吸気ポートを開閉する吸気弁を設
けるとともに排気ポートを開閉する排気弁を設け、前記
シリンダヘッドには前記吸気弁を開閉動作する吸気カム
と前記排気弁を開閉動作する排気カムとが備えられたカ
ム軸を軸支して設け、前記エンジンの停止時に前記吸気
弁と前記排気弁との開閉状態を制御するエンジンの停止
時制御装置において、前記吸気カムと前記排気カムとの
カム角を検出するカム角センサを設け、前記エンジンの
停止時に、前記吸気弁と前記排気弁との少なくとも一方
が閉状態となる位置に前記吸気カムと前記排気カムとの
少なくとも一方を停止させるように、前記カム軸を回転
制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明は、エンジンの停止時
に、吸気弁と排気弁との少なくとも一方が閉状態となる
位置に吸気カムと排気カムとの少なくとも一方を停止さ
せるように、カム軸を回転制御するので、吸気弁と排気
弁との少なくとも一方を閉動作させて、排ガスが吸気系
に逆流するのを防止することができ、エンジンの始動性
を向上することができる。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜６は、この発明の実施例
を示すものである。図６において、２は車両（図示せ
ず）に搭載されるエンジン、４はシリンダブロック、６
はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０は
ピストン、１２は燃焼室、１４は吸気ポート、１６は排
気ポート、１８は吸気カム１８Ａを備えた吸気カム軸、
２０は排気カム２０Ａを備えた排気カム軸、２２は吸気
弁、２４は排気弁である。エンジン２は、４サイクル
で、ダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）式
の３気筒用（第１〜３気筒）のエンジンである。このエ
ンジン２には、点火装置２６を構成するイグニションコ
イル２８が設けられているとともに、始動時にクランク
軸（図示せず）を回転するスタータモータ（セルモー
タ）３０が設けられている。クランク軸と吸気カム軸１
８、排気カム軸２０とはタイミングチェーン（図示せ
ず）によって連絡し、これにより、スタータモータ３０
が作動すると、クランク軸が回転し、そして、このクラ
ンク軸の回転がタイミングチェーンを介して吸気カム軸
１８、排気カム軸２０に伝達され、この吸気カム軸１
８、排気カム軸２０が回転するものである。

【０００８】内燃機関２の吸気系においては、エアクリ
ーナ３２と吸気管３４とスロットルボディ３６とサージ
タンク３８と吸気マニホルド４０とが順次に接続して設
けられ、また、燃焼室１２に連通する吸気通路４２が形
成されている。スロットルボディ３６内には、スロット
ル弁４４が設けられている。

【０００９】吸気マニホルド３６には、燃焼室１２に指
向した燃料噴射弁４６が設けられている。この燃料噴射
弁４６には、燃料タンク４８に連絡した燃料供給管５０
が接続されている。燃料タンク４８内には、燃料供給管
５０に燃料を送給する燃料ポンプ５２が燃料フィルタ５
４とプレッシャレギュレータ５６とを介して設けられて
いる。

【００１０】また、内燃機関２の吸気系には、アイドル
回転数制御装置５８が設けられる。

【００１１】このアイドル回転数制御装置５８において
は、スロットル弁４４の吸気通路部分を迂回するよう
に、スロットルボディ３６の上流側の吸気管３４とサー
ジタンク３８とを連通するバイパス通路６０が設けられ
ている。このバイパス通路６０の途中には、このバイパ
ス通路６０内の空気量を調整してアイドル回転数を制御
するアイドル制御弁（ＩＳＣバルブ）６２が設けられて
いる。

【００１２】更に、内燃機関２と燃料タンク４４との間
には、蒸発燃料処理装置６４が設けられる。

【００１３】この蒸発燃料処理装置６４においては、燃
料タンク４８に、エバポ通路６６の一端側が燃料タンク
４８内の二ウェイバルブ６８を介して連通して設けられ
ている。このエバポ通路６６の他端側は、キャニスタ７
０に連通して設けられている。また、キャニスタ７０に
は、パージ通路７２の一端側が連通して設けられてい
る。このパージ通路７２の他端側は、スロットル弁４４
よりも下流側のスロットルボディ３６内に連通して設け
られている。

【００１４】シリンダヘッドカバー８には、ＰＣＶバル
ブ７４を介してサージタンク３８内に連通する第１ブロ
ーバイガス管７６が接続されているとともに、スロット
ルボディ３６の上流側の吸気管３４に連通する第２ブロ
ーバイガス管７８が接続されている。

【００１５】また、内燃機関２の排気系においては、燃
焼室１２に排気通路８０が連通し、排気マニホルド８２
と排気管８４とが順次に接続して設けられている。この
排気管８４には、触媒コンバータ８６が設けられてい
る。

【００１６】内燃機関２においては、吸気カム１８Ａと
排気カム２０Ａとのカム角を検出するカム角センサとし
て機能するように、クランク軸（図示せず）のクランク
角を検出するクランク角センサ８８が設けられ、また、
サージタンク３８に連通した検出圧力通路９０から導入
される吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ９２が設
けられ、内燃機関２の冷却水温度を検出する水温センサ
９４が吸気マニホルド４０に設けられ、スロットル弁４
４のスロットル開度を検出するスロットルセンサ９６が
設けられ、シリンダブロック４に取り付けられてノック
状態を検出するノックセンサ９８が設けられ、排気通路
８０の排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサとして
の酸素濃度検出センサ１００が設けられている。

【００１７】イグニションコイル２８とスタータモータ
３０と燃料噴射弁４６と燃料ポンプ５２とアイドル制御
弁６２とクランク角センサ８８と吸気管圧力センサ９２
と水温センサ９４とスロットルセンサ９６とノックセン
サ９８と酸素濃度検出センサ１００とは、制御手段１０
２に連絡している。また、この制御手段１０２には、イ
グニションスイッチ１０４とメインヒューズ１０６とを
介してバッテリ１０８が接続されている。

【００１８】スタータモータ３０は、図５に示す如く、
ソレノイドシフト式であり、アーマチュア１１０とヨー
クアッシ１１２とマグネットスイッチアッシ１１４とブ
ラシ１１６とドライバレバー１１８とオーバランニング
クラッチ１２０とフロントブラケット１２２とリヤブラ
ケット１２４とからなる。

【００１９】制御手段１０２は、エンジン２の停止時
に、吸気弁２２と排気弁２４との少なくとも一方が閉状
態となる位置に吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少
なくとも一方を停止させるように、カム軸として吸気カ
ム軸１８と排気カム軸２０との少なくとも一方を回転制
御するものである。

【００２０】また、制御手段１０２は、エンジン２の停
止時に、吸気弁２２と排気弁２４との少なくとも一方が
閉状態となるように、吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａ
との少なくとも一方の停止位置を予測する予測部１０２
Ａを有する。

【００２１】更に、制御手段１０２は、エンジン２の完
全停止前に、吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少な
くとも一方に回転力を作用するように、カム軸として吸
気カム軸１８と排気カム軸２０との少なくとも一方を回
転制御するものである。

【００２２】また、制御手段１０２は、吸気カム１８Ａ
と排気カム２０Ａとの少なくとも一方に回転力を作用す
るために、回転駆動機構としてのスタータモータ３０を
駆動制御してカム軸として吸気カム軸１８と排気カム軸
２０との少なくとも一方を回転制御するものである。

【００２３】つまり、この実施例において、図３に示す
如く、第１〜３気筒においては、クランク角センサ８８
で検出した所定のクランク角に対応して、第１気筒−第
３気筒−第２気筒の順で噴射が行われるとともに、各圧
縮行程の最後に点火が行われる。

【００２４】また、図２に示す如く、例えば、イグニシ
ョンスイッチ１０４のオフやエンジンストールの発生等
のエンジン停止作業・停止状況が発生すると、制御手段
１０２は、燃料噴射弁４６と点火装置２６との作動を停
止するとともに、クランク角センサ８８による信号によ
って吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少なくとも一
方のカム角を識別してスタータモータ３０を駆動・停止
する。なお、図４に示す如く、車両に自動変速機を搭載
した場合には、イグニションスイッチ１０４とスタータ
モータ３０のマグネットスイッチアッシ１１４との間に
インヒビタスイッチ１２６が設けられる。

【００２５】次に、この実施例の作用を、図１のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００２６】制御手段１０２のプログラムがスタートし
（ステップ２０２）、エンジン２の停止作業として、イ
グニションスイッチ１０４のオフやエンジンストールの
発生等のエンジン停止作業・停止状況が発生したときに
（ステップ２０４）、吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａ
との少なくとも一方のカム角を識別し（ステップ２０
６）、そして、燃料噴射弁４６と点火装置２６との作動
を停止してエンジン２の駆動力を失わせる（ステップ２
０８）。

【００２７】このとき、スタータモータ３０を、わずか
に駆動して回転を上昇した後に、その駆動を停止する
（ステップ２１０）。

【００２８】これにより、エンジン２が徐々に回転を下
げて停止に至るが、この過程で、吸気カム１８Ａと排気
カム２０Ａとの少なくとも一方のカム角を、再度、識別
する（ステップ２１２）。

【００２９】そして、第１気筒において吸気カム１８Ａ
と排気カム２０Ａとの少なくとも一方の予測した停止位
置が再始動不良を起こすような第１設定角θ１でないか
否かを判断する（ステップ２１４）。このステップ２１
４がＮＯの場合には、第１気筒において再始動不良を起
こすようなカムの停止位置であるので、ステップ２１０
に戻してスタータモータ３０を駆動・停止する。

【００３０】前記ステップ２１４がＹＥＳの場合には、
第２気筒において吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの
少なくとも一方の予測した停止位置が再始動不良を起こ
すような第２設定角θ２でないか否かを判断する（ステ
ップ２１６）。このステップ２１６がＮＯの場合には、
第２気筒において再始動不良を起こすようなカムの停止
位置であるので、ステップ２１０に戻してスタータモー
タ３０を駆動・停止する。

【００３１】前記ステップ２１６がＹＥＳの場合には、
第３気筒において吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの
少なくとも一方の予測した停止位置が再始動不良を起こ
すような第３設定角θ３でないか否かを判断する（ステ
ップ２１８）。このステップ２１８がＮＯの場合には、
第３気筒において再始動不良を起こすようなカムの停止
位置であるので、ステップ２１０に戻してスタータモー
タ３０を駆動・停止する。

【００３２】そして、ステップ２１８がＹＥＳの場合に
は、全ての第１〜第３気筒で再始動不良を起こすような
カムの停止位置でないので、プログラムを終了する（ス
テップ２２０）。

【００３３】ここで、第１〜第３設定角θ１〜θ３で停
止すると判断するのは、クランク軸が回転を停止する前
であり、カムの回転速度、カム角により第１〜第３設定
角θ１〜θ３での停止を予測する。

【００３４】この結果、エンジン２の停止時で、吸気弁
２２と排気弁２４とが開状態のバルブオーバーラップ状
態になろうとしたときに、スタータモータ３０を駆動制
御して吸気弁２２と排気弁２４との少なくとも一方を閉
状態にするので、排ガスが吸気系に逆流するのを防止す
ることができ、エンジン２の始動性を向上することがで
きる。

【００３５】また、エンジン２の停止時に、吸気弁２２
と排気弁２４との少なくとも一方が閉状態となるよう
に、吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少なくとも一
方の停止位置を予測するので、エンジン２が実際に停止
する以前に、吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少な
くとも一方の位置を予測することができ、排ガスが吸気
系に逆流するのを確実に防止することができる。

【００３６】更に、エンジン２の完全停止前に、吸気カ
ム１８Ａと排気カム２０Ａとの少なくとも一方に回転力
を作用するように、吸気カム軸１８と排気カム軸２０と
の少なくとも一方を回転するので、大きな駆動力（回転
力）を不要とし、回転駆動機構の小型化を図ることがで
きる。

【００３７】吸気カム１８Ａと排気カム２０Ａとの少な
くとも一方に回転力を作用するために、始動用のスター
タモータ３０を使用するので、既存の部品を流用し、特
別な構成を不要とし、構成を簡単とし、廉価とすること
ができる。

【００３８】なお、この発明においては、エンジンの停
止時に、吸気弁と排気弁との少なくとも一方が閉状態と
なる位置に吸気カムと排気カムとの少なくとも一方を停
止させるように、スタータモータ以外でも、オルタネー
タの負荷トルクやエアコンクラッチ等を利用して、負荷
を増減制御することによって各カムの停止位置を制御さ
せることも可能である。

【００３９】また、図７に示す如く、エンジン２の停止
時に、イグニションスイッチ１０４がオフになると、吸
気弁２２や排気弁２４がバルブオーバラップ状態になら
ないようなカム角に落ち着かせるように、カム１５０を
所定角度に停止するアクチュエータ１５２を設けること
も可能である。これにより、制御手段１０２において、
複雑な演算を不要とし、プログラムの簡素化を図ること
ができる。

【００４０】更に、エンジン２の停止時には、燃料噴射
や点火制御を停止した状態において、排ガスが排気ポー
ト側に流出してなくなる程度までの一定時間だけクラン
キングを行い、このクランキングによるポンプ作用によ
って排ガスを排気側に追い出してしまうことも可能であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、エンジンの停止時に、吸気弁と排気弁と
の少なくとも一方が閉状態となる位置に吸気カムと排気
カムとの少なくとも一方を停止させるように、カム軸を
回転制御する制御手段を設けたことにより、吸気弁と排
気弁との少なくとも一方を閉動作させて、排ガスが吸気
系に逆流するのを防止することができ、エンジンの始動
性を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】停止時制御のフローチャートである。

【図２】停止時制御装置の要部構成図である。

【図３】３気筒のエンジンにおいてクランク角に対応す
る燃料噴射・点火のタイミングを説明する図である。

【図４】スタータモータの電気回路図である。

【図５】スタータモータの半断面図である。

【図６】停止時制御装置のシステム構成図である。

【図７】その他の停止時制御装置のシステム構成図であ
る。

【符号の説明】

２内燃機関１２燃焼室１８吸気カム軸２０排気カム軸２２吸気弁２４排気弁２６点火装置８８クランク角センサ１０２制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのシリンダヘッドの燃焼室に臨
ませて吸気ポートを開閉する吸気弁を設けるとともに排
気ポートを開閉する排気弁を設け、前記シリンダヘッド
には前記吸気弁を開閉動作する吸気カムと前記排気弁を
開閉動作する排気カムとが備えられたカム軸を軸支して
設け、前記エンジンの停止時に前記吸気弁と前記排気弁
との開閉状態を制御するエンジンの停止時制御装置にお
いて、前記吸気カムと前記排気カムとのカム角を検出す
るカム角センサを設け、前記エンジンの停止時に、前記
吸気弁と前記排気弁との少なくとも一方が閉状態となる
位置に前記吸気カムと前記排気カムとの少なくとも一方
を停止させるように、前記カム軸を回転制御する制御手
段を設けたことを特徴とするエンジンの停止時制御装
置。
【請求項２】前記制御手段は、前記エンジンの停止時
に、前記吸気弁と前記排気弁との少なくとも一方が閉状
態となるように、前記吸気カムと前記排気カムとの少な
くとも一方の停止位置を予測する予測部を有することを
特徴とする請求項１に記載のエンジンの停止時制御装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記エンジンの完全停
止前に、前記吸気カムと前記排気カムとの少なくとも一
方に回転力を作用するように、前記カム軸を回転制御す
ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの停止時
制御装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記吸気カムと前記排
気カムとの少なくとも一方に回転力を作用するために、
回転駆動機構としてのスタータモータを駆動制御して前
記カム軸を回転制御することを特徴とする請求項１に記
載のエンジンの停止時制御装置。
【請求項５】前記エンジンは、４サイクルで、ダブル
オーバーヘッドカムシャフト式の３気筒用エンジンであ
ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの停止時
制御装置。