JP2002097972A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】常開式圧縮エンジンブレーキ装置を利用し、エ
ンジン停止時に生じる振動を低減する。 【解決手段】エンジンの制御装置に常開式圧縮エンジン
ブレーキ装置２を制御するアイドルストップスタートコ
ントローラ３を設け、エンジン停止時に常開式圧縮エン
ジンブレーキ装置２の専用弁２０を開状態とする。専用
弁２０を開弁することにより、エンジン停止時のシリン
ダ４内圧を滑らかに変化させ、ピストン５の加減速を抑
制することにより、エンジンの停止時に生じる振動を低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを停止さ
せたときに発生する振動を低減するエンジンの制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】排出ガス規制や燃費向上の目的から、信
号待ちや停車中のアイドリングを停止させることが推奨
されるようになり、エンジンを始動・停止する回数が増
える傾向がある。それに伴い、エンジン停止のときに生
じる不定期振動が、エンジン及びその筐体を支えるフレ
ームに与える疲労や、乗員への不快感を増す要因となっ
ている。そのため、アイドルストップスタートシステム
を有するエンジンにおいては、エンジンの吸気側に設け
られた吸気カットシャッタと燃料の供給ラインに設けら
れた燃料バルブの閉じるタイミングを最適化すること
で、エンジン停止時の振動の低減を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮行
程や膨張行程では、吸気弁及び排気弁が閉じられてしま
うため、シリンダ内で封じ込まれたガスが加圧または減
圧されることにより、ピストンにはエンジン回転速度を
加減速させる力が加わる。これによりモーメントの変動
が生じ、振動が発生する。この振動は、ガソリンエンジ
ンよりも圧縮比の大きいディーゼルエンジンに顕著に現
れる。この振動を最低限に抑えるためには吸気カットシ
ャッタの開度を調節するだけでは不充分である。

【０００４】振動を緩和させる方法として、エンジンの
圧縮行程で給排気弁を開いて燃焼室の圧力を減圧し、エ
ンジントルクを低減することで振動を抑制するディコン
プレッション手段が設けられる場合がある。しかしその
場合には、新たに装置を追加しなければならないという
問題が生じる。

【０００５】そこで本発明では、エンジン停止時におい
て、振動が少なく、かつ、既存の装置を活用できるよう
なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、エンジンブレーキ作動時の圧縮及び膨張行
程中に専用弁などをリフトさせブレーキ力を増大させる
常開式圧縮エンジンブレーキ装置を利用し、アイドルス
トップスタートシステムによりエンジンが自動停止する
際に前記常開式圧縮エンジンブレーキを作動させること
によって、エンジン停止時に発生する振動を低減する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図１〜図４を参照して説明する。図１に示すエンジン
の制御装置は、アイドルストップスタートシステム１
と、常開式圧縮エンジンブレーキ装置２と、これらを連
係するアイドルストップスタートコントローラ３とを備
えている。

【０００８】アイドルストップスタートシステム１は、
車両が停止状態で所定の条件を満たした場合に自動的に
エンジンを停止し、運転者の意志操作のもとに発進の条
件を満たした場合に自動的にエンジンを始動する機能を
備えている。

【０００９】常開式圧縮エンジンブレーキ装置２は、車
両の走行中にブレーキが作動した場合に、エンジンの圧
縮行程及び膨張行程において、開弁する下記専用弁２０
を有し、特に膨張行程においてシリンダ４内のガスを逃
がすことでピストン５を押し下げる加速力を抑制するこ
とでエンジンブレーキ力を高める装置である。この常開
式圧縮エンジンブレーキ装置２は、エンジンブレーキコ
ントローラ６を備えており、圧搾空気供給源Ｂと連通す
る３ウェイマグネットバルブ７を制御するようになって
いる。

【００１０】アイドルストップスタートコントローラ３
は、アイドルストップスタートシステム１がエンジンを
自動停止させる際に、常開式圧縮エンジンブレーキ装置
２を作動させるための制御手段として機能する。エンジ
ンブレーキコントローラ６は、３ウェイマグネットバル
ブ７に接続され、このバルブ７の開閉を制御するように
なっている。３ウェイマグネットバルブ７は、空気経路
８によってコントロールバルブ９と連通されている。

【００１１】コントロールバルブ９は、バルブ７を介し
て空気経路８から送られてくる圧搾空気Ａによって作動
するコントロールピストン１０と、このピストン１０に
よって押圧されるバルブ１３を備えている。バルブ１３
は、油圧経路１１から分岐する油通路１２を開閉するよ
うになっている。ピストン１０は、第１のプリング１４
によって空気経路８側に押圧されている。バルブ１３
は、第２のスプリング１５によりコントロールピストン
１０と離れる方向に押圧されている。

【００１２】油圧経路１１は、シリンダヘッド２３側に
設けたスレーブシリンダ１６とオイルポンプ１７とを連
通している。油圧経路１１の下流側にリリーフバルブ１
８が設けられている。スレーブシリンダ１６は、スレー
ブピストン１９を内装しており、油圧Ｐを受けたときに
専用弁２０を開弁する。専用弁２０は、吸気弁２１及び
排気弁２２とは別に、エンジンのシリンダヘッド２３に
設けられており、開弁されることでシリンダ４と排気管
２４を連通させる。吸気弁２１は、吸気管２５とシリン
ダ４を連通させている。吸気管２５には、アイドルスト
ップスタートシステム１によって閉状態となる吸気カッ
トシャッタ２６が設けられている。

【００１３】第２のスプリング１５によって押圧されて
いるバルブ１３は、圧搾空気Ａの圧力がコントロールピ
ストン１０に作用していないときに、専用弁２０が開弁
する油圧Ｐよりも小さい圧力で開弁可能である。リリー
フバルブ１８は、専用弁２０が開弁する油圧Ｐよりも大
きい圧力が作用したときに開弁する。

【００１４】以上のような構成からなるエンジンの制御
装置の定常運転状態を図２に示す。この場合、３ウェイ
マグネットバルブ７が閉止している。このためオイルポ
ンプ１７によって発生した油圧Ｐは、バルブ１３を開弁
して油通路１２に流れる。つまり、コントロールバルブ
９が開状態にある。この場合、スレーブピストン１９に
専用弁２０を開弁する圧力がかからないので専用弁２０
は閉状態である。

【００１５】次に、エンジンの自動停止時の動作につい
て図３を用いて説明する。車両が停車状態で所定の条件
を満たしたことがアイドルストップスタートシステム１
によって確認されると、アイドルストップスタートシス
テム１は吸気管２５に設けられた吸気カットシャッタ２
６と燃料バルブを閉じる方向に作動させるとともに、ア
イドルストップスタートコントローラ３に信号を送る。

【００１６】吸気カットシャッタ２６と燃料バルブが閉
じられた後もエンジンはその慣性力により回転し、吸気
弁２１と排気弁２２は、運転時と同様に作動する。

【００１７】エンジンを停止させる信号を受けたアイド
ルストップスタートコントローラ３は、圧搾空気Ａをコ
ントロールバルブ９に供給するポジションに３ウェイマ
グネットバルブ７を切換える。これにより、コントロー
ルピストン１０は圧力を受けてバルブ１３を押圧し、油
圧経路１１から油通路１２への連通を遮断する。つま
り、コントロールバルブ９は、閉弁状態となる。

【００１８】油通路１２が閉止されていることで、油圧
経路１１内の油圧が高まると、スレーブピストン１９が
油圧Ｐに押圧されて専用弁２０を開弁する。つまり、シ
リンダ４が排気管２４と連通した状態となる。油圧経路
１１内の油が、オイルポンプ１７によりさらに加圧され
て所定の圧力に達すると、リリーフバルブ１８が開弁さ
れ、圧力の過剰な上昇が防止される。

【００１９】次に、エンジンの自動停止時に専用弁２０
が開弁状態となることで得られる作用について説明す
る。吸気行程においてエンジンが自動停止された場合、
吸気管２５が吸気カットシャッタ２６によって閉止され
ているので、図３に示すように吸気弁２１が開弁されて
もシリンダ４内に吸気管２５側から吸気されることはな
い。しかし、専用弁２０が開弁されるので、排気管２４
より矢印Ｇで示すようにガスがシリンダ４内に吸い込ま
れ、シリンダ４内が急減圧されることが抑制される。

【００２０】圧縮行程においては、シリンダ４内のガス
が、専用弁２０を経て排気管２４へ排気される。このと
き専用弁２０がオリフィスとして機能するため、ピスト
ン５の動きが減衰される。膨張行程の途中でエンジンが
自動停止された場合も、シリンダ４内のガスが、専用弁
２０から排気管２４へ排気されるため、ピストン５の動
きが減衰される。

【００２１】また、エンジンが失火した後の膨張行程で
は、シリンダ４内のガスが既に圧縮行程で排気されてい
るため、ピストン５が加速されることはない。このと
き、吸気弁２１及び排気弁２２は閉じられているので、
ガスが専用弁２０を通ることにより、エンジン回転速度
を減速させる力がピストン５に働く。

【００２２】このように、エンジンが失火した直後の吸
気・圧縮・膨張行程において、エンジン回転速度の加減
速を抑制することで、エンジンの運動モーメントの急激
な変化を抑制し、エンジン停止時の振動を低減する。ま
た、吸気弁２１及び排気弁２２の開度に比べて専用弁２
０の開度は小さいため、その後の吸気・圧縮・膨張行程
においては、シリンダ４内へのガスの出入りが流動抵抗
となって、エンジン回転速度を減速する方向に力が働き
続けるので、エンジンが早く停止する。

【００２３】エンジンは、停止すると同時に、エンジン
に付随する補機も停止する。よって、エンジン停止後に
は、新たに油圧が供給されない。本実施形態によるエン
ジン制御装置の場合、圧搾空気供給源Ｂからコントロー
ルバルブ９に至るまでの空気経路８は、エンジン停止時
の状態が保たれるので、コントロールバルブ９は、油通
路１２を遮断した状態である。また、オイルポンプ１７
からの油圧の供給が止まっても、リリーフバルブ１８は
閉じたままであるため、エンジンの失火後も、専用弁２
０を開状態に維持することができる。これにより、エン
ジン回転速度を減速させる力の発生を継続できるのであ
る。

【００２４】アイドルストップスタートシステム１は、
運転者の意志操作のもとに発進の条件が成立した場合に
エンジンの運転を自動的に開始する。その場合、スター
タによって始動されるエンジンの各シリンダ４の圧縮行
程におけるエンジン回転速度を減速させる力、及び、膨
張行程におけるエンジン回転速度を加速する力を抑制す
るように専用弁２０を開弁する。これによりエンジン始
動時の急激なモーメントの変動に伴う振動を抑制するこ
とができる。

【００２５】図４は、前記実施形態におけるエンジン停
止時の左右振動加速度の変化を示している。図４中のＴ
において、アイドルストップスタートシステム１が作動
して、専用弁２０が開弁された。この実施形態によれ
ば、図５に示す従来のエンジン停止（停止時に専用弁２
０を開弁させないキーオフによる停止）と比較して、特
にＴ後、あるいはキーオフ後のエンジン停止に至るまで
の時間Ｓにおいて、振動加速度が大幅に低減した。

【００２６】本発明は、車両が停車状態で所定の条件が
成立した場合にエンジンを自動停止し、運転者の意志操
作のもとに発進の条件が成立した場合にエンジンを自動
的に始動する場合に限らず、車両のキースイッチによる
エンジン始動・停止の際にも専用弁２０が作用するよう
にアイドルストップスタートコントローラ３を設定する
ことで、エンジン始動・停止時の振動低減の効果を得る
ことができる。

【００２７】また、アイドルストップスタートコントロ
ーラ３の機能をアイドルストップスタートシステム１に
一部含ませ、アイドルストップスタートシステム１でエ
ンジンブレーキコントローラ６に信号を出して、本実施
形態と同様の機能を持たせることも可能である。

【００２８】さらに、専用弁２０の代わりに排気弁２２
を用い、排気弁の開度を流動抵抗が得られる程度とする
ことで、本実施形態と同様の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、既存のアイドルストッ
プスタートシステムと常開式圧縮エンジンブレーキ装置
を利用し、エンジンを停止させる際に継続してピストン
の動きを減衰させて、シリンダの内圧を滑らかに変化さ
せる。これにより、エンジン停止の際の振動を抑制する
とともに、すばやくエンジンを停止させることができる
ので乗員に不快感を与えない。また、専用弁を常開式と
することで、エンジン停止後の振動減衰に関して安定し
た効果が得られる。この発明によれば、アイドルストッ
プスタートシステムと常開式圧縮エンジンブレーキ装置
を活用することができるため、新たに追加する構成要素
を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンと、その制
御装置の断面図。

【図２】図１に示すエンジンの運転時の断面図。

【図３】図１に示すエンジンの制御装置の作動の一例を
示す断面図。

【図４】図１に示すエンジンの停止時の振動加速度の変
化を示す図。

【図５】従来のエンジンの停止時の振動加速度の変化を
示す図。

【符号の説明】

１…アイドルストップスタートシステム ２…常開式圧縮エンジンブレーキ装置 ３…アイドルストップスタートコントローラ（制御手
段） ２０…専用弁 ２２…排気弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G018 AB12 AB16 BA38 CA09 CA19 DA22 DA51 EA01 EA21 FA20 GA32 3G092 AC03 DA02 DA07 DA15 FA14 GA10 GA13 GB08 HF20Z HF25Z 3G093 BA21 BA22 BA33 CB07 EA00 EA15 EB04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンブレーキ作動時の圧縮及び膨張行
   程中に弁をリフトさせエンジンブレーキ力を増大させる
   常開式圧縮エンジンブレーキ装置と、 車両が停止状態で所定の条件が成立した場合にエンジン
   を自動停止し、運転者の意志操作のもとに発進の条件が
   成立した場合に自動的にエンジンの運転を開始するアイ
   ドルストップスタートシステムと、 前記アイドルストップスタートシステムによりエンジン
   が自動停止する際に前記常開式圧縮エンジンブレーキ装
   置を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするエ
   ンジンの制御装置。