JP2012127246A

JP2012127246A - エンジンの停止時制御装置

Info

Publication number: JP2012127246A
Application number: JP2010278819A
Authority: JP
Inventors: Kenta Kondo; 謙太近藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】エンジンの停止時における気筒内のピストン位置を再始動に有利な位置に制御することで、エンジンの始動性を向上させる。
【解決手段】エンジン１の停止を検出するエンジン停止検出手段８を備えたエンジン停止時制御装置７において、クランクシャフト６のクランク角を検出するクランク角検出手段９を備え、エンジン停止時にのみクランクシャフトを回転させることが可能な電動機１２を備え、エンジン停止検出手段によりエンジン停止を検出し、かつクランク角検出手段により検出されたクランク角が設定範囲外である場合には、電動機によりクランクシャフトを回転させ、ピストン４を予め設定された位置に停止させる。
【選択図】図１

Description

この発明はエンジンの停止時制御装置に係り、特に、エンジン停止時のピストン位置を予め定めた位置に停止させることができるエンジンの停止時制御装置に関する。

車両などに搭載されたエンジンの始動性は、エンジン始動時の気筒内のピストン位置に影響を受ける。停止したエンジンのピストン位置が悪いと、始動までに時間かかかる、エンジン始動時に振動が起こる、また、最悪の場合、エンジンがかからないという不具合が起こる。
近年、エンジンは、燃費向上・ＣＯ_２排出量抑制のために、アイドルストップ制御が開発されている。アイドルストップ制御は、車両が停止している時に、エンジンがアイドリング中は自動停止する制御を行い、運転者が車両を発進する操作を行うと、自動的にエンジンを始動する制御を行う。
アイドルストップ制御には、エンジンの更に高い始動性が要求されるため、気筒内においてピストンを予め定めた位置で停止させる制御が開発されている。一例として、特開２００８−７５４９６のようなものがある。この公報に開示されるエンジンの停止制御装置は、エンジンを自動停止・自動始動させるエンジンの停止制御装置において、エンジンの自動停止途中でオルタネータによりクランク軸に回転負荷を作用させることで、ピストンを再始動に適した所定の位置に停止させるものである。

特開２００８−７５４９６号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示される技術は、エンジンを自動停止する途中、つまりクランクシャフトが未だ回転しているときに、ピストンが所定位置に停止するように、オルタネータからクランクシャフトに作用する回転負荷を制御するものであり、制御が複雑になるという問題がある。
この発明は、エンジンの停止時における気筒内のピストン位置を再始動に有利な位置に制御することで、エンジンの始動性を向上させることを目的とする。

この発明は、エンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を備えたエンジン停止時制御装置において、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角検出手段を備え、エンジン停止時にのみクランクシャフトを回転させることが可能な電動機を備え、前記エンジン停止検出手段によりエンジン停止を検出し、かつ前記クランク角検出手段により検出されたクランク角が設定範囲外である場合には、前記電動機によりクランクシャフトを回転させ、ピストンを予め設定された位置に停止させることを特徴とする。

この発明のエンジンの停止時制御装置は、エンジンの再始動時に有利な位置に気筒内のピストン位置を制御することで、再始動性を向上することができる。

図１はエンジンの停止時制御装置のブロック図である。（実施例）図２は電動式ウォータポンプの移動機構部分の断面図である。（実施例）図３はエンジンの停止時制御装置の制御フローチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１はエンジン、２はエンジン本体である。エンジン１は、エンジン本体２に複数の気筒３を有し、各気筒３内に配置したピストン４をコネクティングロッド５によりクランクシャフト６に連絡している。
エンジン１は、停止時にピストン４を予め設定された位置に停止させる停止時制御装置７を備えている。エンジン１の停止時制御装置７は、エンジン１の停止を検出するエンジン停止検出手段８を備え、クランクシャフト６のクランク角を検出するクランク角検出手段９を備え、エンジン停止時にのみクランクシャフト６を回転させることが可能な電動機を備えている。この実施例においては、電動機として、電動式ウォータポンプ１０を用いている。

前記電動式ウォータポンプ１０は、図２に示すように、ポンプ本体１１に電動機１２を備え、この電動機１２の駆動力により回転される回転軸１３を備えている。回転軸１３は、ポンプ本体１１を貫通する軸支孔１４に回転可能かつ軸方向移動可能に軸支され、電動機１２の電動機軸１５にプーリ及びベルトなどの回転力伝達機構１６により連絡されている。
回転軸１３には、エンジン本体２側の端部にインペラ用係合部１７を設け、エンジン本体２から離れた外部側にプーリ用係合部１８を設けている。ポンプ本体１１には、軸支孔１４のエンジン本体２側に冷却水を循環させるインペラ１９を配設し、軸支孔１４のエンジン本体２から離れる外部側にタイミングベルト回転用プーリ２０を配設している。インペラ１９には、回転軸１３のインペラ用係合部１７が係合・離脱されるインペラ側係合孔２１を設けている。タイミングベルト回転用プーリ２０には、回転軸１３のプーリ用係合部１８が係合・離脱されるプーリ用係合孔２２を設けている。タイミングベルト回転用プーリ２０は、クランクシャフト６のクランクプーリ２３との間にタイミングベルト２４を巻き掛けている。
前記電動式ウォータポンプ１０は、回転軸１３を軸支孔１４内で軸方向に移動させる移動機構２５を設けている。移動機構２５は、アクチュエータ２６と、このアクチュエータにより回動されて回転軸１３を軸方向に移動させる移動具２７とからなる。回転軸１３は、移動機構２５により軸支孔１４内を軸方向移動される。
前記回転軸１３は、エンジン本体２側への移動で、インペラ１９のインペラ側係合孔２１にインペラ用係合部１７に係合される一方、タイミングベルト回転用プーリ２０のプーリ用係合孔２２からプーリ用係合部１８を離脱される。また、回転軸１３は、エンジン本体から離れる外部側への移動で、インペラ１９のインペラ側係合孔２１からインペラ用係合部１７を離脱される一方、タイミングベルト回転用プーリ２０のプーリ用係合孔２２にプーリ用係合部１８を係合される。
このように、回転軸１３は、移動機構２５によって、インペラ１９及びタイミングベルト回転用プーリ２０のいずれか一方にのみ係合され、いずれか他方からは離脱される。

前記エンジン停止検出手段８と、クランク角検出手段９と、電動式ウォータポンプ１０の電動機１２と、移動機構２２のアクチュエータ２３とは、図１に示すように、停止時制御装置７の制御手段２８に接続されている。制御手段２８は、エンジン１の運転時・停止時をそれぞれ所定の条件として、電動機１２の駆動力をウォータポンプ駆動用とタイミングベルト回転用とに使い分ける。
制御手段２８は、エンジン運転時には移動機構２５によって回転軸１３をエンジン本体２側へ移動させ、回転軸１３をインペラ１９に係合して電動機１２の駆動力をウォータポンプ駆動用として使用する。また、制御手段２８は、エンジン停止時には移動機構２５によって外部側へ移動させ、回転軸１３をタイミングベルト回転用プーリ２０に係合して電動機１２の駆動力をタイミングベルト回転用として使用する。
制御手段２８は、エンジン停止検出手段８によりエンジン停止を検出し、かつクランク角検出手段９により検出されたクランク角が設定範囲外である場合には、電動機１２によりクランクシャフト６を回転させ、ピストン４を予め設定された位置に停止させる。ピストン４を停止する位置は、エンジン１を再始動するのに適した位置に設定してある。制御手段２５は、このピストン４が再始動に適した位置にあるときのクランクシャフト６のクランク角を、設定範囲として設定している。

次に、エンジン１の停止時制御装置７の作用を説明する。
エンジン１の停止時制御装置７は、停止時制御のプログラムがスタートすると（Ｓ０１）、エンジン１が停止状態であるか否かを判断する（Ｓ０２）。この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、スタート（Ｓ０１）に戻る。この判断（Ｓ０２）がＹＥＳで、エンジン１が停止状態である場合は、クランクシャフト６のクランク角を読み込み（Ｓ０３）、読み込んだクランク角と所定の予め設定して範囲との関係からクランク角が設定範囲外であるかを判断する（Ｓ０４）。
クランク角が設定範囲内にあり、判断（Ｓ０４）がＮＯの場合は、プログラムをエンドにする（Ｓ１１）。クランク角が設定範囲内に無く、判断（Ｓ０４）がＹＥＳの場合は、読み込んだクランク角の設定範囲からのずれ（角度）を計算し（Ｓ０５）、電動式ウォータポンプ１０の電動機１２を動かす量を設定し（Ｓ０６）、クランク角の設定範囲からのずれを基に電動機１２の回転数を求める。
次に、タイミングベルト回転用プーリ２０が電動機１２で回転するように、電動式ウォータポンプ１０の回転軸１３をインペラ１９側から空回りしているタイミングベルト回転用プーリ２０側に動かし（Ｓ０７）、電動機１２を前記処理（Ｓ０６）で求めた回転数だけ駆動してクランク角が設定範囲内に入るようにタイミングベルト回転用プーリ２０を介してクランクシャフト６を回転させ（Ｓ０８）、クランク角が設定範囲内であるかを判断する（Ｓ０９）。
クランク角が設定範囲内に無く、判断（Ｓ０９）がＮＯの場合は、処理（Ｓ０５）に戻り、クランク角が設定範囲内になるまで前述（Ｓ０５）〜（Ｓ０９）を繰り返す。クランク角が設定範囲内にあり、判断（Ｓ０９）がＹＥＳの場合は、インペラ１９が電動機１２で回転するように、電動式ウォータポンプ１０の回転軸１３を空回りしているインペラ１９側に動かし、タイミングベルト回転用プーリ２０から外す（Ｓ１０）。その後、エンジン１の停止時制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１１）。
回転軸１３をインペラ１９側に動かして係合するのは、エンジン１が運転している場合、電動式ウォータポンプ１０は自由に使用できるようにする必要があり、電動式ウォータポンプ１０をいつエンジン１１の運転が始まっても良い状態にする必要があるためである。

このように、エンジン１の停止時制御装置７は、エンジン１の停止後に、クランクシャフト６をクランク角が設定範囲内の位置まで回すことで、ピストン４を再始動するのに適した位置に停止する。
これにより、このエンジン１の停止時制御装置７は、エンジン１の再始動時に有利な位置に気筒３内のピストン４の位置を制御することで、再始動性を向上することができる。
また、エンジン１の停止時制御装置７は、電動機として電動式ウォータポンプ１０の電動機１２を用いて、電動機１２の駆動力をウォータポンプ駆動用（インペラ１９）とタイミングベルト回転用（タイミングベルト回転用プーリ２０）とに所定の条件により、使い分けている。
これにより、このエンジン１の停止時制御装置７は、エンジン停止時の気筒３内のピストン位置制御に専用の電動機を使うことなく、エンジン１に設けた電動式ウォータポンプ１０を利用することができ、部品点数を減らすことができる。

なお、上述実施例においては、電動機として電動式ウォータポンプ１０を利用したが、電動式ウォータポンプ１０の代わりに、電動式オイルポンプを用いることも可能である。また、タイミングベルト回転用プーリ２０の代わりに、電動機で運転可能な専用のプーリを用いることも可能である。
また、上述実施例においては、電動式ウォータポンプ１０の回転軸１３を移動機構２５によって軸方向移動させてタイミングベルト回転用プーリ２０を回転させたが、エンジン停止制御時に回転軸１３とタイミングベルト回転用プーリ２０とを結合するギアを使い、タイミングベルト回転用プーリ２０を回転させることも可能である。
さらに、スタータモータでエンジン１のフライホイールを回し、クランクシャフト６を回転させることも可能である。また、クランクシャフト６が設定範囲に止まった場合に、クランクプーリ２３を動かして回転させることも可能である。

この発明は、エンジンの再始動時に有利な位置に気筒内のピストン位置を制御することで、再始動性を向上することができるものであり、自動停止・自動始動されない通常のエンジンにも、また、自動停止・自動始動させるエンジンにも適用可能である。

１エンジン
３気筒
４ピストン
６クランクシャフト
７停止時制御装置
８エンジン停止検出手段
９クランク角検出手段
１０電動式ウォータポンプ
１２電動機
１３回転軸
１６回転力伝達機構
１９インペラ
２０タイミングベルト回転用プーリ
２３クランクプーリ
２４タイミングベルト
２５移動機構
２８制御手段

Claims

エンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を備えたエンジン停止時制御装置において、
クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角検出手段を備え、
エンジン停止時にのみクランクシャフトを回転させることが可能な電動機を備え、
前記エンジン停止検出手段によりエンジン停止を検出し、かつ前記クランク角検出手段により検出されたクランク角が設定範囲外である場合には、前記電動機によりクランクシャフトを回転させ、ピストンを予め設定された位置に停止させることを特徴とするエンジンの停止時制御装置。
前記電動機として電動式ウォータポンプを用いて、駆動力をウォータポンプ駆動用とタイミングベルト回転用とに所定の条件により、使い分けることを特徴とした請求項１に記載のエンジンの停止時制御装置。