JP2006029211A - Multiple internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動用のメインエンジンと、独立したサブエンジンとを備える複数内燃機関に関し、特に、サブエンジンによるメインエンジンの始動を可能とした複数内燃機関に関する。 The present invention relates to a plurality of internal combustion engines including a main engine for driving and an independent sub engine, and more particularly to a plurality of internal combustion engines capable of starting the main engine by the sub engine.
駆動用のメインエンジンから独立してサブエンジンを設けた複数内燃機関において、このサブエンジンによりメインエンジンを始動させる技術が知られている(特許文献1参照)。例えば、メインエンジンは走行専用とし、補機の駆動はこれより小型のサブエンジンを利用する。信号待ちなどの車両停止時にはメインエンジンを停止し、エアコン等の電力はサブエンジンにより発電した電力を供給する。そして、メインエンジンの始動、再始動はサブエンジンにより行うこととし、サブエンジン自体の始動にスタータモータを用いることで、スタータモータやバッテリの小型化と、メインエンジン・サブエンジンの効率化が実現できる。
サブエンジンより大型のメインエンジンを停止状態から始動させるためには、慣性エネルギーと駆動エネルギーを合わせた大きな始動エネルギーを必要とする。電動モータは回転数が低いほどトルクが大きくなる特性を有するが、内燃機関は回転数が落ちるとトルクも低下する。このため、サブエンジンに急激に負荷がかかると、メインエンジンの始動に至らないばかりか、サブエンジン自体が停止してしまうおそれがある。 In order to start a main engine that is larger than the sub-engine from a stopped state, a large starting energy that combines inertial energy and driving energy is required. Although the electric motor has a characteristic that the torque increases as the rotational speed decreases, the torque of the internal combustion engine decreases as the rotational speed decreases. For this reason, if a load is suddenly applied to the sub engine, the main engine may not be started, and the sub engine itself may be stopped.
これを防止するために、特許文献1では、サブエンジンと負荷(パワステポンプ等の補機)との間の動力伝達を一時的に切り離して、サブエンジンの出力を上昇させている。しかし、特許文献1のようにメインエンジンを始動させるのに十分な出力となるようにサブエンジンの出力を上昇させると、この出力上昇に起因にしてサブエンジンからの摂動や騒音が増加してしまう。
In order to prevent this, in
そこで本発明は、確実かつ迅速にサブエンジンによりメインエンジンを起動可能とした複数内燃機関を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a plurality of internal combustion engines that can start a main engine by a sub-engine reliably and quickly.
上記課題を解決するため、本発明にかかる複数内燃機関は、車両駆動用のメインエンジンと、このメインエンジンとは別に独立して設けられた補機駆動用のサブエンジンと、サブエンジンとメインエンジンの出力軸の係合/非係合を切り替えるとともに、係合時に両者間の動力伝達を可能とする動力伝達機構と、動力伝達機構を係合状態に切り替えてサブエンジンによりメインエンジンを駆動してメインエンジンの始動を行うメインエンジン始動手段と、を備える複数内燃機関において、メインエンジン始動手段によるメインエンジンの始動操作に先立ってサブエンジンの吸気量を所定の第1吸気量よりも増加させる吸気量増加手段と、吸気量増加手段による吸気量増加に伴うサブエンジンのトルク上昇を抑制するトルク上昇抑制手段と、メインエンジン始動手段によるメインエンジンの始動の際に、トルク上昇抑制手段の作動を停止させるトルク抑制停止手段と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a multiple internal combustion engine according to the present invention includes a main engine for driving a vehicle, a sub-engine for driving auxiliary equipment provided separately from the main engine, a sub-engine, and a main engine. Switching the engagement / disengagement of the output shaft of the motor, and a power transmission mechanism that enables power transmission between the two when engaged, and switching the power transmission mechanism to the engaged state to drive the main engine by the sub-engine In a plurality of internal combustion engines comprising a main engine starting means for starting the main engine, an intake air amount for increasing the intake air amount of the sub engine from a predetermined first intake air amount prior to the main engine starting operation by the main engine starting means An increase means, a torque increase suppression means for suppressing a torque increase of the sub engine due to an increase in the intake air amount by the intake air amount increase means, Upon starting the main engine by emissions engine starting means, characterized in that it and a torque restraining stop means for stopping the operation of the torque increase control means.
メインエンジンの始動に先立ってサブエンジンの吸気量を所定の第1吸気量(サブエンジン単独で運転する際の通常運転時の吸気量とするとよい。)を上回る状態まで増加させる。単純に吸気量を増大させると、回転数の増加とこれによりトルク上昇が起こるが、トルク上昇抑制手段によりトルクと回転数を第1吸気量に近い状態に保っている。始動の際(係合手段による係合開始直前から係合完了直後までのいずれかの時点)でトルク抑制手段の作動を停止させることで、トルクを上昇せしめることで、円滑にメインエンジンの起動を行う。 Prior to starting the main engine, the intake amount of the sub engine is increased to a state exceeding a predetermined first intake amount (which may be an intake amount during normal operation when the sub engine alone is operated). If the intake air amount is simply increased, the rotational speed increases and the torque rises due to this, but the torque and rotational speed are kept close to the first intake air amount by the torque rise suppression means. By stopping the operation of the torque suppressing means at the time of starting (any time from immediately before the engagement means is started to immediately after completion of the engagement), the torque is increased so that the main engine can be started smoothly. Do.
トルク上昇抑制手段は、第1吸気量に対する吸気量の増加量が多いほどサブエンジンの点火時期を遅角させるか、サブエンジンへの燃料供給量を減少させるか、サブエンジンの負荷を増大させるとよい。点火時期の遅角化、燃料供給量の減少により、同一吸気量でもトルクを低下させる。サブエンジンへの負荷を増大させることで、負荷を増大しない場合に比較して出力トルクの増大を抑制する。 When the increase amount of the intake air amount with respect to the first intake air amount is increased, the torque increase suppression means delays the ignition timing of the sub engine, decreases the fuel supply amount to the sub engine, or increases the load of the sub engine. Good. By retarding the ignition timing and decreasing the fuel supply amount, the torque is reduced even with the same intake amount. By increasing the load on the sub-engine, an increase in output torque is suppressed compared to when the load is not increased.
吸気量増加手段による増加後の吸気量は、トルク上昇抑制手段によるトルク上昇抑制量に応じて設定され、設定された増加後の吸気量がメインエンジン始動時の目標吸気量を下回る値に設定された場合は、吸気量増加手段は、トルク抑制停止手段によりトルク上昇抑制手段の作動を停止させる際に、サブエンジンの吸気量を所定目標空気量まで増大させることが好ましい。 The intake amount after the increase by the intake amount increasing means is set according to the torque increase suppression amount by the torque increase suppressing means, and the set intake amount after the increase is set to a value lower than the target intake amount at the time of starting the main engine. In this case, it is preferable that the intake air amount increasing means increases the intake air amount of the sub-engine to a predetermined target air amount when stopping the operation of the torque increase suppressing means by the torque suppression stopping means.
トルク上昇抑制手段によるトルク抑制量に限界がある場合には、吸気量の増加量をトルク抑制可能な程度に抑制しておき、作動を停止させる際(作動停止に多少先立っている場合を含む。)に吸気量を所望のレベルまで増大させることで、トルク上昇抑制手段作動中のトルクを抑制する。 When there is a limit to the amount of torque suppression by the torque increase suppression means, the amount of increase in the intake air amount is suppressed to such an extent that the torque can be suppressed, and the operation is stopped (including the case where the operation is somewhat prior to the operation stop). ) To increase the intake air amount to a desired level, thereby suppressing the torque during operation of the torque increase suppression means.
メインエンジン始動手段は、動力伝達機構を非係合状態に切り替えた後、サブエンジンの吸気量が第1吸気量まで減少するまでの間、トルク上昇抑制手段を作動させるとよい。メインエンジンの始動後に動力伝達機構を非係合状態に切り替えると、負荷の急減によってサブエンジンの回転数上昇、トルク上昇が発生しうるため、吸気量が通常状態に戻るまでの間、トルク上昇抑制手段により、回転数上昇、トルク上昇を抑制する。 The main engine starting means may operate the torque increase suppressing means until the intake amount of the sub engine decreases to the first intake amount after the power transmission mechanism is switched to the disengaged state. If the power transmission mechanism is switched to the disengaged state after the main engine is started, the sub engine speed and torque may increase due to a sudden decrease in load. By means, an increase in rotational speed and an increase in torque are suppressed.
本発明によれば、メインエンジンの始動前にサブエンジンへの吸気量を予め増大しておく一方、トルク上昇抑制手段により回転数・トルクの上昇を抑制しているため、始動前に負荷の小さいサブエンジンから振動や騒音が発生するのを抑制することができる。そして、始動の際にトルク上昇抑制手段の作動を停止することで速やかにトルクを増大させて小型のサブエンジンでメインエンジンを確実に作動させることができる。吸気量増加によるトルクの増大には比較的応答時間を要するが、これより応答性の速い手段によりトルクを制御しておくことで、例えば、信号待ちにおけるメインエンジン停止状態からの再始動を速やかに行うことが可能となる。 According to the present invention, the intake amount to the sub-engine is increased in advance before starting the main engine, while the increase in rotational speed and torque is suppressed by the torque increase suppressing means, so that the load is small before starting. Generation of vibration and noise from the sub-engine can be suppressed. Then, by stopping the operation of the torque increase suppressing means at the time of starting, the torque can be quickly increased and the main engine can be operated reliably with a small sub-engine. Although a relatively long response time is required for an increase in torque due to an increase in intake air amount, it is possible to quickly restart from a main engine stop state while waiting for a signal, for example, by controlling the torque by means of faster response. Can be done.
トルク上昇抑制手段としては、点火時期、燃料供給量や補機等の駆動によるサブエンジンへの負荷調整を行うと、メインエンジン始動時に応答性よくトルクを増大させることが可能となる。 As the torque increase suppression means, if the load adjustment to the sub-engine is performed by driving the ignition timing, fuel supply amount, auxiliary machinery, etc., the torque can be increased with good responsiveness when the main engine is started.
トルク上昇抑制手段によるトルク抑制量によっては、吸気量の増大を2段階で設定してもよい。この場合には、トルク上昇抑制手段作動中は、サブエンジンの回転数、トルクの増大を確実に抑制して振動や騒音の発生を抑制する。 Depending on the torque suppression amount by the torque increase suppression means, the increase in the intake air amount may be set in two stages. In this case, during the operation of the torque increase suppression means, the increase in the rotation speed and torque of the sub-engine is surely suppressed to suppress the generation of vibration and noise.
非係合状態に切り替える際に、吸気量が確実に減少するまでの間、トルク抑制手段を作動させることで、サブエンジンの切り離しに伴う吹き上がりの発生を抑制し、サブエンジンからの騒音・振動の発生を確実に抑制することができる。 When switching to the non-engagement state, the torque suppression means is activated until the intake air volume decreases reliably, thereby suppressing the occurrence of blow-up due to the disconnection of the sub-engine and the noise / vibration from the sub-engine. Can be reliably suppressed.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、本発明にかかる排ガス浄化装置を備えた車両の駆動系の概略構成図である。この車両は駆動用のメインエンジン1とは別に補機駆動用のサブエンジン2を備えている。メインエンジン1、サブエンジン2とも例えばガソリンを燃料とする内燃機関であり、サブエンジン2は、メインエンジン1より排気量が小さい内燃機関であって、例えば、メインエンジン1は多気筒式であるのに対して、サブエンジン2は、単気筒式とされる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drive system of a vehicle provided with an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. This vehicle is provided with a
メインエンジン1には、吸気マニホールド15を介して吸気管12が、排気マニホールド16を介して排気管17がそれぞれ接続されている。この吸気管12上には、上流側からエアクリーナ11、スロットルバルブ13、燃料噴射弁14が配置されている。一方、排気管17上には、排気浄化触媒40が配置され、その上流側と下流側にそれぞれO2センサ42、43が配置されるほか、触媒40には、温度センサ41が接続されている。触媒40の下流側にはマフラー44が配置される。メインエンジン1の出力軸はトランスミッション3へと接続され、トランスミッション3からは図示していない駆動輪へと駆動力が伝達される。
The
サブエンジン2には、吸気管22と排気管27が接続されており、吸気管22上には、メインエンジン1の吸気管12と同様に上流側からエアクリーナ21、スロットルバルブ23、燃料噴射弁24が配置されている。一方、排気管27は、メインエンジン1の排気管17の触媒40上流位置へと接続されている。以下、この接続部分を集合部18と称する。サブエンジン2の出力軸は図示していないエアコンのコンプレッサや発電機へと接続されており、補機類の駆動を行う。
An
図2は、サブエンジン2本体の概略構成図である。サブエンジン2は、シリンダ201が形成されたシリンダブロック200と、シリンダブロック200の上部に固定されたシリンダヘッド210とを備えている。シリンダブロック200には、クランクシャフト220が回転自在に支持されている。クランクシャフト220には、シリンダ201内を図の上下方向に往復移動可能に装填されたピストン202がコンロッド(コネクティングロッド)203により連結されており、これにより、ピストン202の往復運動がクランクシャフト220の回転運動に変換される。また、クランクシャフト220には、クランク回転角を検出するクランク角センサ215が配置されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
ピストン202の上方にはピストン202の頂面とシリンダ201の壁面およびシリンダヘッド210の底面とに囲まれて燃焼室204が形成される。シリンダヘッド210の底面には、燃焼室204に臨むように点火プラグ205が取り付けられている。
A
シリンダヘッド210の吸気管22との接続口は、シリンダヘッド210に進退自在に支持された吸気弁206によって開閉されるようになっている。この吸気弁206の開弁・閉弁タイミングおよびそのリフト量は、シリンダヘッド210に設けられた吸気弁駆動部208により調整可能である。
The connection port of the cylinder head 210 with the
同様に、シリンダヘッド210の排気管27との接続口は、シリンダヘッド210に進退自在に支持された排気弁207によって開閉されるようになっている。この排気弁207の開弁・閉弁タイミングおよびそのリフト量は、シリンダヘッド210に設けられた排気弁駆動部209により調整可能である。
Similarly, the connection port of the cylinder head 210 with the
メインエンジン1とサブエンジン2とは電磁クラッチ80とベルトドライブ81により係合/非係合状態を切り替えることが可能となっている。メインエンジン1とサブエンジン2を係合させ、サブエンジン2によりメインエンジン1を始動可能な構成となっている。サブエンジン2自体は、スタータモータ70と電磁クラッチ71により係合させてスタータモータ70により始動される。
The
メインエンジン1とサブエンジン2は、エンジンECU5によって制御される。エンジンECU5は、CPU、ROM、RAM等によって構成されており、温度センサ41、O2センサ42、43、クランク角センサ215の出力が入力されるとともに、スロットルバルブ13、23、燃料噴射弁14、24、吸気弁・排気弁の各駆動部208、209、点火プラグ205の作動を制御する。燃料噴射弁14、24には燃料タンク6から燃料が供給される。
The
本実施形態の動作について簡単に説明する。まず、始動時には、スタータモータ70とサブエンジン2とを電磁クラッチ71により係合させてスタータモータ70によりサブエンジン2を駆動させ、その回転速度が所望の回転数に達したら、燃料噴射弁24から燃料を噴射し、点火プラグ205により点火を行うことでサブエンジン2の燃焼を開始し、これによりサブエンジン2を起動させる。起動後は、電磁クラッチ71を切り離し、スタータモータ70の駆動を停止させる。
The operation of this embodiment will be briefly described. First, at the start, the
メインエンジン1は、電磁クラッチ80とベルトドライブ81により、サブエンジン2と係合させて、サブエンジン2によってメインエンジン1を駆動させ、同様に所望の回転数に達したら、燃料噴射弁14から燃料を噴射し、燃焼をスタートさせることでその起動を行う。
The
車両の走行時には、メインエンジン1からトランスミッション3を通じて駆動輪へと駆動力を伝達する。一方、サブエンジン2は、補機等の駆動を行う。信号待ち等で車両が停止している場合には、メインエンジン1を停止させることで、排ガスの排出を抑制し、燃費を向上させる。一方、エアコン等の補機の駆動はサブエンジン2により行うため、補機の駆動のためのみにメインエンジン1を駆動する必要がなく、車両停止時等にはメインエンジン1を確実に停止させることができる。また、メインエンジン1の作動中もメインエンジン1の駆動力を走行用にのみ用いることができるため、走行状態に応じた適切な運転条件に設定することができ、その応答性も向上する。
When the vehicle travels, the driving force is transmitted from the
なお、サブエンジン2は、補機の駆動の必要がない場合(補機の負荷がない場合のほか、バッテリ容量が十分でかつ、バッテリからの電力供給で補機の負荷をまかなえる場合を含む。)には、メインエンジン1の駆動中でも停止させる場合がある。ただし、メインエンジン1を信号待ち等で停止させる場合には、その再始動に備えてサブエンジン2を再始動させておくことが好ましい。
The
以下、サブエンジン2によるメインエンジン1の始動・再始動制御について具体的に説明する。図3は、この始動・再始動制御の第1の制御形態を示すフローチャートである。
Hereinafter, the start / restart control of the
まず、メインエンジン1が停止中、サブエンジン2が運転中、メインエンジン1の始動要求あり、始動条件成立の全ての要件を満たしているか否かを判定する(ステップS1)。ここで、メインエンジン1の始動要求としては、始動時であれば、エンジンの始動スイッチのオン操作であり、車両停止状態からの運転者による発進操作がこれに該当する。始動条件としては、アクセルペダルの踏み込み等が挙げられる。
First, it is determined whether or not the
いずれかの条件を満たさない場合には、サブエンジン2によるメインエンジン1の始動・再始動は行えないと判定して処理を終了する。全ての条件が満たされている場合のみ、実際の始動制御へと移行する。
If any of the conditions is not satisfied, it is determined that the
始動制御においては、まず、スロットルバルブ23の開度θを現在より所定量Δθだけ増加させる(ステップS2)。そして、サブエンジン2の点火時期tiを現在より所定量Δtiだけ遅らせる(ステップS3)。スロットル開度を開くことで空気量が増し、通常は回転数・トルクが増大するが、点火時期を遅らせることで、このトルクの上昇は抑制される。このため、始動に先立ってサブエンジン2の回転数が増大することによる騒音や振動の発生が抑制される。
In the start control, first, the opening degree θ of the
次に、サブエンジン2の回転数増加量が所定値以上か、燃焼変動が設定値以内であるかを判定する(ステップS4)。条件を満たす場合には、トルクの抑制量が不足しており、かつ、さらにトルク抑制が可能と判定してステップS3へと戻る。一方、条件のいずれかが満たされていない場合には、トルク抑制は十分であるか、これ以上の抑制はサブエンジン2の燃焼状態を不安定にすると判定し、ステップS5へと移行する。
Next, it is determined whether the amount of increase in the rotation speed of the
ステップS5では、吸入空気量が目標の空気量(メインエンジン1を始動する運転条件において目標とされる空気量)に達しているか否かを判定する。吸入空気量が目標の空気量に達していない場合には、ステップS2へと戻ることで、さらにスロットルバルブ23の開度を開く。目標空気量に達したらステップS6へと移行する。これにより、メインエンジン1の始動に先立ってサブエンジン2への供給空気量を増大せしめる。ここで、ステップS2におけるΔθをステップS2〜S4までの処理が完了する間に、空気量増加が実際に追従しうるレベルに設定しておくことで、空気量を確実に調整することが可能となり好ましい。
In step S5, it is determined whether or not the intake air amount has reached the target air amount (the target air amount under the operating conditions for starting the main engine 1). When the intake air amount has not reached the target air amount, the opening of the
ステップS6では、エンジンECU5から電磁クラッチ80に対して係合を指示する。そして、ステップS7では、電磁クラッチ80の結合完了まで待機する。結合が完了したと判定したら、点火時期を進角させて、所定の点火時期に設定する(ステップS8)。これにより、トルク抑制が解除され、サブエンジン2のトルクは瞬時に増大するが、メインエンジン1が係合されているため、その回転数は略同一に維持される。これにより、メインエンジン1を確実に始動することができる。
In step S6, the
続く、ステップS9では、メインエンジン1の始動完了まで待機し、メインエンジン1の始動が完了したら、スロットルバルブ23を絞り、スロットル開度と点火時期を通常の作動条件へ戻して(ステップS10)処理を終了する。
In step S9, the process waits until the
図4は、この始動制御時のタイミングチャートである。時刻t0において、メインエンジン1の始動要求をオンにすると、これより、少し遅れてサブエンジン2のスロットルバルブ23を開き始め、これに合わせて点火時期を遅角化していく。吸入空気量の上昇に伴う回転数・トルクの上昇を点火時期の遅角化によって抑制するため、回転数・トルクは略一定に維持される。
FIG. 4 is a timing chart during the start control. When the start request of the
スロットルバルブ23の開度がメインエンジン1の始動を行う際の設定開度に設定されたら(時刻t1)、少し遅れて電磁クラッチ80により、メインエンジン1とサブエンジン2を係合させる(時刻t2)。係合を確認したら、点火時期を瞬時に進角させる(時刻t3)。これにより、サブエンジン2のトルクは瞬時に上昇するが、メインエンジン1が負荷となるため、サブエンジン2の回転数は増大せず、略一定に保たれる。
When the opening of the
なお、スロットル開度増大には、スロットルバルブ23を駆動するモータの特性上、時刻t0〜t1までの時間を要するうえ、吸気管22の容積や流動抵抗等の影響でスロットルバルブ23を開いてから実際に燃焼室204への吸入空気量が増大するのにも時間遅れが発生する。このため、係合後に吸入空気量を増大させた場合には、トルク上昇に遅れが発生してしまう。図5は、電動モータの場合とガソリンエンジン等の内燃機関の場合における典型的な回転数−トルク特性を比較したグラフであるが、低回転でも高トルクを発生することが可能な電動モータに比較し、ガソリンエンジン等は回転数がある所定値以下になると急速にトルクが低下する特性を有する。このため、運転中のサブエンジン2を停止中のメインエンジン1に係合させてメインエンジン1を始動させようとする場合に、サブエンジン2のトルク上昇が小さいと、メインエンジン1が負荷となることでサブエンジン2の回転数が低下し、これによりさらにトルクも低下してしまうため、メインエンジン1の始動に失敗するだけでなく、サブエンジン2自体もこれにより、停止してしまうおそれがある。
In order to increase the throttle opening, it takes time from time t 0 to time t 1 due to the characteristics of the motor driving the
本実施形態では、予め吸入空気量を増大させておき、点火時期を進角させることで係合後にトルクを瞬時に増大させているため、このような回転数低下、トルク低下の発生を防止し、サブエンジン2を停止させることなく、メインエンジン1を確実に始動させることができる。また、係合前には点火時期を遅角化させて発生するトルクを抑制し、回転量を通常時と同様の回転量に維持しているので、サブエンジン2からの騒音・振動の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, since the intake air amount is increased in advance and the ignition timing is advanced to increase the torque instantaneously after engagement, the occurrence of such a reduction in rotational speed and torque reduction is prevented. The
メインエンジン1自体の回転数は電磁クラッチ80のすべりの影響もあって、電磁クラッチ80の係合完了から少し遅れて(時刻t4)増大し始め、所定の回転数に達した時点で燃料噴射弁14からの燃料噴射と点火が行われて始動される。
The rotational speed of the
メインエンジン1の始動後その回転数が所定の回転数に達したら(時刻t5)、電磁クラッチ80を切り離し、同時にサブエンジン2の点火時期を遅角させる。これにより、サブエンジン2のトルク、回転数を時刻t3までの時点と同一に戻す。そして、スロットルバルブ23の開度を戻していくが、これには時刻t5〜t6まで要するので、この間は、スロットルバルブ23の開度に合わせて点火時期を遅角化させているので、サブエンジン2のトルク、回転数の上昇を抑制でき、サブエンジン2から発生する騒音・振動を抑制することができる。
When the rotational speed of the
本実施形態によれば、比較的慣性エネルギーの小さいサブエンジン2によってもメインエンジン1の始動が可能となるため、カウンターウェイト等の運動部品の質量が小さくて済み、その回転数を増大させる必要もないため、これらから発生する騒音・振動を低減する効果も得られる。
According to the present embodiment, the
なお、点火時期には、燃焼室204内での燃焼を安定的に行うために進角−遅角範囲にも制限がある。このため、点火時期の制御によるトルク制御量にも限界がある。そして、メインエンジン1の始動の際に設定される吸入空気量(始動時空気量と称する。)に制御すると、通常時より増大すると予想されるトルク量を最大に遅角させた場合でも完全に抑制することはできない場合には、遅角化によりトルク抑制が可能な程度に吸入空気量の増大幅をとどめておき、電磁クラッチ80による係合の際(係合の直前から直後までを含む。)に吸入空気量を始動時空気量に増大せしめるとよい。
Note that the ignition timing is also limited in the advance-retard angle range in order to stably perform the combustion in the
図6は、この制御形態(第2の制御形態)の処理フローチャートであり、図7はこの場合のタイミングチャートを示している。 FIG. 6 is a process flowchart of this control mode (second control mode), and FIG. 7 shows a timing chart in this case.
ステップS1〜S4の処理は、基本的に上述した第1の制御形態と同様である。ただし、ステップS5に代えて、点火時期のさらなる遅角化が可能か否かを判定する。さらに遅角化することが可能な場合のみステップS2へと戻り、限界に達している場合には、ステップS6へと移行する。これにより、メインエンジン1の始動前に予め吸入空気量をトルク・回転数を維持できる範囲で最大に増大させておく。
The processing of steps S1 to S4 is basically the same as the first control mode described above. However, instead of step S5, it is determined whether or not the ignition timing can be further retarded. Only when it is possible to retard the angle, the process returns to step S2, and when the limit is reached, the process proceeds to step S6. As a result, before starting the
ステップS6、S7において、電磁クラッチ80によるサブエンジン2とメインエンジン1の係合が完了したら、ステップS8に移行し、点火時期を所定量だけ進角させる。これによりトルク抑制が解除され、サブエンジン2のトルクは瞬時に増大する。このあと、スロットルバルブ23の開度θを開度θを現在より所定量Δθだけ増加させ(ステップS12)。そして、サブエンジン2の点火時期tiを現在より所定量Δtiだけ速める(ステップS13)。これにより、トルクをさらに増大させる。次に、サブエンジン2の回転数が所定回転数に達したか否かを判定する(ステップS14)。条件が満たされていない場合には、さらにトルクを増大させる必要があると判定して、ステップS12へと戻り、条件を満たしている場合には、トルク増大処理を完了して次のステップS9へと移行し、メインエンジン1の始動完了まで待機する。メインエンジン1の始動が完了したら、スロットルバルブ23を絞り、スロットル開度と点火時期を通常の作動条件へ戻して(ステップS10)処理を終了する。
In Steps S6 and S7, when the engagement of the
この制御形態においても第1の制御形態と同様の効果が得られる。図7に示されるように、本制御形態では、図4に示される第1の制御形態と同様に、電磁クラッチ80によるメインエンジン1とサブエンジン2の係合に際して、サブエンジン2の回転数を略同一に維持することができる。また、サブエンジン2のトルクについても係合時にサブエンジン2のトルクを瞬時に増大させ、また、切り離しにあたって瞬時にトルクを減少させることができるため、騒音・振動の発生を効果的に抑制することができる。
Also in this control mode, the same effect as in the first control mode can be obtained. As shown in FIG. 7, in this control mode, as in the first control mode shown in FIG. 4, when the
メインエンジン1との係合前のサブエンジン2のトルク抑制制御としては、上述した点火時期の遅角化のほかにも、燃料噴射量による制御や補機等の負荷増加により行うことが可能である。以下、これらの制御形態の処理について説明する。
The torque suppression control of the
図8は、第3の制御形態の処理フローチャートである。処理の基本は第1の制御形態と同様である。まず、始動要件を判定し(ステップS1)、スロットルバルブ23の開度θを現在より所定量Δθだけ増加させる(ステップS2)点は第1の制御形態と同一である。次に、燃料噴射弁24からの燃料噴射量を所定量だけ減らしてリーンにする(ステップS21)。スロットル開度を開くことで空気量が増し、通常は回転数・トルクが増大するが、燃料噴射量を減らしてリーン燃焼させることで、このトルクの上昇は抑制される。このため、始動に先立ってサブエンジン2の回転数が増大することによる騒音や振動の発生が抑制される。
FIG. 8 is a process flowchart of the third control mode. The basic processing is the same as in the first control mode. First, the starting requirement is determined (step S1), and the opening degree θ of the
その後のステップS4〜S7の処理は、第1の制御形態と共通する。結合が完了したと判定したら、燃料噴射量を増やして理論空燃比付近またはこれよりリッチ状態にする(ステップS22)。これにより、トルク抑制が解除され、サブエンジン2のトルクは瞬時に増大するが、メインエンジン1が係合されているため、その回転数は略同一に維持される。これにより、メインエンジン1を確実に始動することができる。
The subsequent steps S4 to S7 are common to the first control mode. If it is determined that the coupling has been completed, the fuel injection amount is increased to bring the fuel into the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or a richer state (step S22). As a result, torque suppression is released, and the torque of the
続く、ステップS9では、メインエンジン1の始動完了まで待機し、メインエンジン1の始動が完了したら、スロットルバルブ23を絞っていき、燃料噴射量もこれに合わせて減らし、理論空燃比を維持し(ステップS23)処理を終了する。
Subsequently, in step S9, the process waits until the
本制御形態でも、応答性の劣る吸入空気量については予め増大しておき、応答性のよい燃料噴射量を調整することで、メインエンジン1との係合前はサブエンジン2の回転数・トルクの上昇を抑制しておき、係合の際に燃料噴射量を増量して理論空燃比付近で燃焼を行わせることで一気にトルクを増大せしめ、メインエンジン1を確実に始動させることができる。そして、サブエンジン2からの騒音・振動の発生を効果的に抑制できる。
Also in this control mode, the intake air amount with poor responsiveness is increased in advance, and the fuel injection amount with good responsiveness is adjusted so that the rotational speed / torque of the
図9は、第4の制御形態の処理フローチャートである。処理の基本は第1、第3の制御形態と同様である。まず、始動要件を判定し(ステップS1)、スロットルバルブ23の開度θを現在より所定量Δθだけ増加させる(ステップS2)点は第1、第3の制御形態と同一である。次に、補機の負荷を増大させる(ステップS31)。例えば、発電機による発電量を増加させたり、パワーステアリングポンプやエアコンのコンプレッサーの仕事量を増大させたりすればよい。スロットル開度を開くことで空気量が増し、通常は回転数・トルクが増大するが、補機等の負荷が増加することで、回転数の増加が抑えられるため、トルクの上昇は抑制される。このため、始動に先立ってサブエンジン2の回転数が増大することによる騒音や振動の発生が抑制される。
FIG. 9 is a process flowchart of the fourth control mode. The basic processing is the same as in the first and third control modes. First, the starting requirement is determined (step S1), and the opening degree θ of the
その後のステップS4〜S7の処理は、第1の制御形態と共通する。結合が完了したと判定したら、増加させていた補機等の負荷を減少させる(ステップS22)。これにより、トルク抑制が解除され、サブエンジン2のトルクは瞬時に増大するが、メインエンジン1が係合されているため、その回転数は略同一に維持される。これにより、メインエンジン1を確実に始動することができる。このとき、補機の負荷を通常時より軽減するとサブエンジン2のトルクのうち、メインエンジン1の始動に用いることのできるトルク量が増大できるので好ましい。
The subsequent steps S4 to S7 are common to the first control mode. If it is determined that the coupling has been completed, the load on the auxiliary machine or the like that has been increased is decreased (step S22). As a result, torque suppression is released, and the torque of the
続く、ステップS9では、メインエンジン1の始動完了まで待機し、メインエンジン1の始動が完了したら、スロットルバルブ23を絞っていき(ステップS23)処理を終了する。メインエンジン1の始動時に補機等の負荷を通常時より軽減していた場合には、ここで補機等の負荷を通常時に戻すとよい。
In step S9, the process waits until the start of the
本制御形態でも、応答性の劣る吸入空気量については予め増大しておき、応答性のよい補機等の負荷を調整することで、メインエンジン1との係合前はサブエンジン2の回転数・トルクの上昇を抑制しておき、係合の際に補機等の負荷を減少させることで一気にトルクを増大せしめ、メインエンジン1を確実に始動させることができる。そして、サブエンジン2からの騒音・振動の発生を効果的に抑制できる。
Even in this control mode, the amount of intake air with poor responsiveness is increased in advance, and the speed of the
これら、第1〜第4の制御形態を適宜組み合わせたり、置き換えたりしてもよい。例えば、第1、第3の制御形態を組み合わせて、トルク抑制を燃料噴射量と点火時期の両方で行うようにするといずれか一方のみで行う場合に比べて調整量を大きくすることができる。 These first to fourth control modes may be appropriately combined or replaced. For example, when the first and third control modes are combined and torque suppression is performed by both the fuel injection amount and the ignition timing, the adjustment amount can be increased compared to the case where only one of them is performed.
また、以上の説明では、始動要求後にスロットル開度を開けて、トルク抑制制御を実行し、電磁クラッチの係合が完了してからトルク抑制を解除して、トルクを増大させる制御を説明してきたが、制御タイミングはこれに限られるものではない。 In the above description, the throttle opening degree is opened after the start request, torque suppression control is executed, and after the engagement of the electromagnetic clutch is completed, the torque suppression is released to increase the torque. However, the control timing is not limited to this.
例えば、信号待ち等でメインエンジン1を停止させている場合には、停止中はサブエンジン2のスロットル開度を開き、トルク抑制制御を実行しておき、運転者が発進操作をした段階で、電磁クラッチを係合し、トルク抑制を解除するようにしてもよい。このようにすると、発進時の始動性が向上する。また、トルク抑制の解除は、電磁クラッチの係合が完了した直後に限られるものではない。電磁クラッチの係合指令に若干先立って行うか、係合指令と同時にトルク抑制の解除を行ってもよいし、電磁クラッチ71が係合してからクラッチのすべりにより、メインエンジン1の駆動が始まる間に行ってもよい。また、この間に徐々にトルク抑制を解除してもよい。
For example, when the
ここでは、ガソリンを燃料として、吸気管12、22に燃料を噴射して予混合気を形成するタイプのメインエンジン1、サブエンジン2について説明したが、いずれか、または、両方を燃料を筒内に直接噴射するタイプのエンジンとしてもよい。また、ディーゼルエンジンやLPG(液化石油ガス)等を燃料とする複数内燃機関に対しても本発明は好適に適用できる。
Here, the
1…メインエンジン、2…サブエンジン、3…トランスミッション、5…エンジンECU、6…燃料タンク、11、21…エアクリーナ、12、22…吸気管、13、23…スロットルバルブ、14、24…燃料噴射弁、15…吸気マニホールド、16…排気マニホールド、17、27…排気管、18…集合部、40…排気浄化触媒、41…温度センサ、42…O2センサ、44…マフラー、70…スタータモータ、71、80…電磁クラッチ、81…ベルトドライブ、200…シリンダブロック、201…シリンダ、202…ピストン、204…燃焼室、205…点火プラグ、206…吸気弁、207…排気弁、208…各駆動部、208…吸気弁駆動部、209…排気弁駆動部、210…シリンダヘッド、215…クランク角センサ、220…クランクシャフト。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記メインエンジン始動手段による前記メインエンジンの始動操作に先立って前記サブエンジンの吸気量を所定の第1吸気量よりも増加させる吸気量増加手段と、
前記吸気量増加手段による吸気量増加に伴う前記サブエンジンのトルク上昇を抑制するトルク上昇抑制手段と、
前記メインエンジン始動手段による前記メインエンジンの始動の際に、前記トルク上昇抑制手段の作動を停止させるトルク抑制停止手段と、
を備えていることを特徴とする複数内燃機関。 A main engine for driving the vehicle, a sub-engine for driving auxiliary equipment provided separately from the main engine, and switching between engagement / disengagement of the output shaft of the sub-engine and the main engine; A power transmission mechanism that enables power transmission between the two at the time of switching, and a main engine starting means that switches the power transmission mechanism to an engaged state and drives the main engine by the sub-engine to start the main engine. In a multiple internal combustion engine comprising:
An intake air amount increasing means for increasing the intake air amount of the sub engine before a predetermined first intake air amount prior to the main engine starting operation by the main engine starting means;
Torque increase suppression means for suppressing an increase in torque of the sub-engine accompanying an increase in intake air amount by the intake air amount increasing means;
Torque suppression stop means for stopping the operation of the torque increase suppression means when the main engine is started by the main engine start means;
A plurality of internal combustion engines.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004209097A JP2006029211A (en) | 2004-07-15 | 2004-07-15 | Multiple internal combustion engine |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2004
- 2004-07-15 JP JP2004209097A patent/JP2006029211A/en active Pending
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