JP2013083185A - Internal combustion engine, and control method of piston stop position thereof - Google Patents

Internal combustion engine, and control method of piston stop position thereof Download PDF

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泰宏 大久保
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine mounted on an automobile employing an idle reduction (idling stop) system that is allowed to be started at the first compression stroke upon a restart after a temporarily stop of the internal combustion engine, thereby enabling an engine start time to be reduced and a commercial value as a vehicle to be improved, and to provide a control method of a piston stop position of the internal combustion engine.SOLUTION: The internal combustion engine includes a control device 20 that introduces compressed air from external devices 15 and 18 to a cylinder 11c in the intake stroke immediately before an operation stop of the internal combustion engines 10 and 10A at a timing Tin which is set or calculated in advance to cause a piston to stay in the vicinity of the bottom dead center in the compression stroke which is next stroke following the intake stroke.

Description

本発明は、アイドル・リダクション(アイドリングストップ)システムを採用する自動車搭載の内燃機関において、一時的に内燃機関を停止した後のエンジン始動時間を短縮して早期始動することができる内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine mounted on a vehicle that employs an idle reduction (idling stop) system, and an internal combustion engine capable of shortening an engine start time after temporarily stopping the internal combustion engine and starting the engine early. The present invention relates to an engine piston stop position control method.

一般的に、内燃機関(エンジン)はカム回転センサ、クランク回転センサ等により気筒(シリンダ)判別を行って、各気筒への燃料の噴射開始の時期を決定して、スタータ等により内燃機関を始動し、燃料噴射の時期になったら、その気筒に燃料噴射して、内燃機関の運転を開始するようになっている。   In general, an internal combustion engine (engine) determines cylinders (cylinders) using a cam rotation sensor, a crank rotation sensor, etc., determines the timing of starting fuel injection into each cylinder, and starts the internal combustion engine using a starter or the like. When the fuel injection time comes, fuel is injected into the cylinder and the operation of the internal combustion engine is started.

しかしながら、この内燃機関の運転停止時におけるピストンの停止位置は必ずしも特定の位置になるとは限らず、不安定である。このため、一般的なエンジン始動の制御ロジックを用いた場合は、内燃機関の再始動時において、エンジンが回転を開始した直後の燃料の噴射開始の指示が一定でないため始動時間にばらつきが生じるという問題がある。この始動時間は一定であることが望ましいだけでなく、始動にかかる時間自体を短縮することが望ましい。   However, the stop position of the piston when the operation of the internal combustion engine is stopped is not necessarily a specific position and is unstable. For this reason, when a general engine start control logic is used, when the internal combustion engine is restarted, the fuel injection start instruction immediately after the engine starts rotating is not constant, so the start time varies. There's a problem. It is desirable not only that the starting time is constant, but also it is desirable to shorten the time taken for starting itself.

図4に、内燃機関が運転を停止する際のピストンの挙動に関係するエンジン回転数、各気筒の筒内圧力(シリンダ内圧力)、クランク軸の回転方向を示す。また、図5に示すように、エンジン停止時は、クランク軸の回転の停止直前に圧縮行程にある気筒の筒内圧により逆回転方向の力が作用し、又は、対向する膨張行程の気筒の筒内圧との押し合いで正転と逆転を繰り返しながら、ピストンの停止位置がその気筒の圧縮行程の上死点前80度(deg)前後になって回転が停止することが実験的に分かっている。   FIG. 4 shows the engine speed, the in-cylinder pressure of each cylinder (cylinder pressure), and the rotation direction of the crankshaft related to the behavior of the piston when the internal combustion engine stops operating. Further, as shown in FIG. 5, when the engine is stopped, a force in the reverse rotation direction is applied by the cylinder internal pressure of the cylinder in the compression stroke immediately before the rotation of the crankshaft is stopped, or the cylinder of the cylinder in the opposite expansion stroke It has been experimentally known that the rotation stops when the stop position of the piston is around 80 degrees (deg) before the top dead center of the compression stroke of the cylinder while repeating the forward rotation and the reverse rotation by pushing against the internal pressure.

そして、このピストンの停止状態から、内燃機関の運転を開始する時には、この気筒が初めに圧縮されることになるが、上死点前80度前後からの圧縮動作による1圧縮目(第1回目の圧縮行程)では、着火するのに十分な温度、圧力場を形成することができない。   When the operation of the internal combustion engine is started from the piston stopped state, the cylinder is compressed first. The first compression (first time) by the compression operation from about 80 degrees before the top dead center. In the compression stroke), a temperature and pressure field sufficient for ignition cannot be formed.

そのため、既存のエンジン始動の制御ロジックでは、初爆は3圧縮目に、また、ピストンの停止位置によっては4圧縮目に持ち越されることになる。その結果、始動にかかる時間が長くなる。   Therefore, in the existing engine start control logic, the first explosion is carried over to the third compression, and depending on the stop position of the piston, it is carried over to the fourth compression. As a result, the time required for starting becomes longer.

このエンジンの運転の開始時に始動に係る時間が長くなるという問題は、近年増加しつつあるエンジン停止、エンジン始動を頻繁に繰り返すアイドル・リダクションシステムを搭載した車両においては、商品性能に悪影響を及ぼすので、この問題の解決は非常に重要な課題となっている。   The problem of longer start-up time at the start of engine operation has a negative impact on product performance in vehicles equipped with an idle reduction system that frequently repeats engine stop and engine start. The solution to this problem has become a very important issue.

これに関連して、例えば、アイドリングストップ制御の開始時、エアコンディショナとオルタネータを停止し、エンジン負荷の大きさに応じた点火プラグの遅角量をもって点火タイミングを設定し、その後、エンジン回転数が所定値まで低下した時点で点火カット及び燃料カットを行い、エンジンを停止させて、負荷解除された状態で点火カット及び燃料カットすることで、ピストン停止位置を常に一定にする内燃機関の自動停止装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In this connection, for example, at the start of idling stop control, the air conditioner and alternator are stopped, the ignition timing is set with the retard amount of the spark plug according to the magnitude of the engine load, and then the engine speed When the engine pressure drops to the specified value, the engine is stopped and the engine is stopped. The engine is stopped and the engine is stopped and the engine is stopped and the fuel is cut. An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この内燃機関の自動停止装置では、エンジン負荷がある一定値であって、且つエンジン回転数がある一定値である状態ではエンジンの出力エネルギーも一定値であるため、この状態から点火カットと燃料カットを行うと、常にある一定位置にピストンが停止するとしている。   In this internal combustion engine automatic stop device, the engine output energy is also a constant value when the engine load is a certain value and the engine speed is a certain value. The piston always stops at a certain fixed position.

また、例えば、クランク角が最適なクランク角度停止位置に停止制御されている場合、又はそのクランク角度停止位置を高精度で推定できる場合には、再始動時には電動機又はモータジェネレータ等によりエンジン自動再始動を行い、そうでない場合は、モータジェネレータより出力トルクの大きなDCスタータにより迅速かつ確実にエンジンの再始動を行う内燃機関の停止始動制御装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   For example, when the crank angle is controlled to stop at the optimum crank angle stop position, or when the crank angle stop position can be estimated with high accuracy, the engine is automatically restarted by an electric motor or a motor generator at the time of restart. If this is not the case, a stop / start control device for an internal combustion engine has been proposed that restarts the engine quickly and reliably with a DC starter having a larger output torque than the motor generator (see, for example, Patent Document 2).

特開2007−231786号公報JP 2007-231786 A 特開2004−239111号公報JP 2004-239111 A

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、アイドル・リダクションシステムを採用する自動車に搭載するような内燃機関において、一時的に内燃機関を停止した後の再始動の際に第1回目の圧縮行程で始動が可能になり、これにより、エンジン始動時間を短縮することができ、車両としての商品価値を向上させることができる内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to restart the engine after it is temporarily stopped in an internal combustion engine that is mounted on an automobile that employs an idle reduction system. In this case, the engine can be started in the first compression stroke, whereby the engine start time can be shortened and the commercial value of the vehicle can be improved, and the piston stop position control of the internal combustion engine It is to provide a method.

上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関は、内燃機関の運転の停止直前の吸気行程にある気筒に、外部装置から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングで導入して、ピストンを吸気行程の次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留める制御装置を備えて構成される。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention introduces compressed air from an external device into a cylinder in an intake stroke immediately before the operation of the internal combustion engine is stopped at a timing set or calculated in advance. Is provided with a control device that keeps the vicinity of the bottom dead center of the compression stroke, which is the next stroke of the intake stroke.

言い換えれば、内燃機関の停止直前の吸気行程にある気筒に外部装置から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングで瞬時に押し込み、ピストンを強制的に次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留めることで、ピストンを次回の内燃機関の始動を迅速に行うことができる位置に停止させる制御を行う。即ち、外部装置からの圧縮空気を用いてピストンの停止位置を制御する。   In other words, the compressed air is instantaneously pushed into the cylinder in the intake stroke immediately before the stop of the internal combustion engine at a preset or calculated timing from an external device, and the piston is forced to be near the bottom dead center of the compression stroke which is the next stroke. By stopping, the control is performed to stop the piston at a position where the next internal combustion engine can be quickly started. That is, the stop position of the piston is controlled using compressed air from an external device.

この構成によれば、内燃機関の回転の停止完了時のある一つの気筒におけるピストンの停止位置を圧縮行程の下死点近傍にすることができるので、内燃機関の運転の再始動時に、このピストン停止位置が圧縮行程の下死点近傍になっている気筒を最初に圧縮される気筒として特定することができ、1圧縮目からの初爆による1圧縮始動が可能になる。その結果、エンジン始動を素早く行うことができ、エンジン始動時間を短縮することができる。なお、この吸気行程にある気筒であるか否かの気筒判別は、カム回転センサとクランク回転センサの検出値を用いて判断することができる。   According to this configuration, the piston stop position in one cylinder at the completion of the stop of the rotation of the internal combustion engine can be made near the bottom dead center of the compression stroke. The cylinder whose stop position is near the bottom dead center of the compression stroke can be specified as the cylinder to be compressed first, and one compression start by the first explosion from the first compression becomes possible. As a result, the engine can be started quickly and the engine start time can be shortened. Note that cylinder discrimination as to whether or not the cylinder is in the intake stroke can be made using detection values of the cam rotation sensor and the crank rotation sensor.

上記の内燃機関において、前記制御装置が、内燃機関の運転の停止指令を受けた時点のエンジン回転数から、停止直前のエンジン回転数を予測し、エンジン回転数が目標回転数に低下する直前に圧縮空気を導入する制御を行うように構成すると、比較的簡単な制御で、予め設定又は算出したタイミングを決定でき、内燃機関の運転の停止完了時のある一つの気筒におけるピストン停止位置を圧縮行程の下死点近傍にすることができる。   In the internal combustion engine, the control device predicts the engine rotational speed immediately before the stop from the engine rotational speed at the time when the operation stop command for the internal combustion engine is received, and immediately before the engine rotational speed decreases to the target rotational speed. If the control for introducing the compressed air is performed, the timing set in advance or calculated can be determined with relatively simple control, and the piston stop position in one cylinder at the completion of the operation stop of the internal combustion engine is determined as the compression stroke. Near the bottom dead center.

上記の内燃機関において、吸気マニホールドに連結する蓄圧タンクから圧縮空気を供給するように構成し、前記制御装置が、前記蓄圧タンクの出口に配設された開閉弁の開閉制御により、停止直前の吸気行程にある気筒への圧縮空気の導入を制御するように構成すると、非常に簡単な弁の開閉制御で、圧縮空気を気筒に送ることができるようになる。   In the internal combustion engine described above, compressed air is supplied from a pressure accumulating tank connected to an intake manifold, and the control device controls the intake air just before the stop by opening / closing control of an on-off valve disposed at the outlet of the pressure accumulating tank. If the configuration is such that the introduction of the compressed air into the cylinder in the stroke is controlled, the compressed air can be sent to the cylinder by a very simple valve opening / closing control.

上記の内燃機関において、電動機ドライバにより電動コンプレッサを駆動して吸気マニホールドに圧縮空気を供給するように構成し、前記制御装置が、前記電動機ドライバの制御により、停止直前の吸気行程にある気筒への圧縮空気の導入を制御するように構成すると、簡単な電動機ドライバの制御で、圧縮空気を気筒に送ることができるようになる。   In the internal combustion engine, an electric compressor is driven by an electric motor driver to supply compressed air to an intake manifold, and the control device controls the electric motor driver to a cylinder in an intake stroke immediately before stopping. If the configuration is such that the introduction of compressed air is controlled, the compressed air can be sent to the cylinder by simple motor driver control.

上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関のピストン停止位置制御方法は、内燃機関のピストン停止位置制御方法において、停止直前の吸気行程にある気筒に、外部装置から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングで導入して、ピストンを吸気行程の次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留めることを特徴とする方法である。   In order to achieve the above object, a piston stop position control method for an internal combustion engine according to the present invention is the piston stop position control method for an internal combustion engine, in which compressed air is supplied in advance from an external device to a cylinder in an intake stroke immediately before the stop. It is a method characterized in that it is introduced at a set or calculated timing and the piston is kept near the bottom dead center of the compression stroke, which is the next stroke of the intake stroke.

この方法によれば、内燃機関の運転の停止完了時のある一つの気筒におけるピストン停止位置を圧縮行程の下死点近傍にすることができるので、内燃機関の運転の再始動時に、このピストン停止位置が圧縮行程の下死点近傍になっている気筒を最初に圧縮される気筒として特定することができ、1圧縮目からの初爆による1圧縮始動が可能になる。その結果、エンジン始動を素早く行うことができ、エンジン始動時間を短縮することができる。   According to this method, since the piston stop position in one cylinder at the completion of the stop of the operation of the internal combustion engine can be made near the bottom dead center of the compression stroke, the piston stop is performed when the operation of the internal combustion engine is restarted. The cylinder whose position is in the vicinity of the bottom dead center of the compression stroke can be specified as the cylinder to be compressed first, and one compression start by the first explosion from the first compression can be performed. As a result, the engine can be started quickly and the engine start time can be shortened.

本発明に係る内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法によれば、アイドル・リダクションシステムを採用する自動車に搭載するような内燃機関において、一時的に内燃機関を停止した後の再始動の際に第1回目の圧縮行程で始動が可能になり、これにより、エンジン始動時間を短縮することができる。従って、エンジン停止、エンジン始動を煩雑に繰り返すアイドル・リダクションシステムを搭載した車両における商品性能を向上できる。   According to an internal combustion engine and a piston stop position control method for an internal combustion engine according to the present invention, in an internal combustion engine that is mounted on an automobile that employs an idle reduction system, restarting after temporarily stopping the internal combustion engine is performed. In this case, the engine can be started in the first compression stroke, thereby shortening the engine starting time. Therefore, it is possible to improve the product performance in a vehicle equipped with an idle reduction system that repeatedly stops and starts the engine.

本発明の第1の実施の形態の内燃機関の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の内燃機関の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の圧縮空気の気筒内への供給のタイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing of supply in the cylinder of the compressed air of embodiment of this invention. 従来技術における内燃機関の停止時のエンジン回転数と筒内圧力とクランク軸の回転方向の時系列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time series of the engine speed at the time of a stop of the internal combustion engine in a prior art, cylinder pressure, and the rotation direction of a crankshaft. 従来技術における内燃機関の停止時のピストンの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the piston at the time of the stop of the internal combustion engine in a prior art.

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention and a piston stop position control method for the internal combustion engine will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、第1の実施の形態の内燃機関(エンジン)10は、エンジン本体11には、吸気マニホールド11a、排気マニホールド11b、気筒(シリンダ)11c、インジェクタ(燃料噴射装置)11d等が配設されている。また、吸気マニホールド11aに吸気通路12が接続され、排気マニホールド11bに排気通路13が接続されている。空気Aを吸入する吸気通路12にはターボチャージャ14のコンプレッサ14aが、排気ガスGを排出する排気通路13にはターボチャージャ14のタービン14bが設けられている。   As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (engine) 10 according to the first embodiment includes an intake manifold 11a, an exhaust manifold 11b, a cylinder (cylinder) 11c, an injector (fuel injection device) 11d, etc. Is arranged. An intake passage 12 is connected to the intake manifold 11a, and an exhaust passage 13 is connected to the exhaust manifold 11b. A compressor 14 a of a turbocharger 14 is provided in the intake passage 12 for taking in air A, and a turbine 14 b of the turbocharger 14 is provided in the exhaust passage 13 from which exhaust gas G is discharged.

この第1の実施の形態の内燃機関10においては、更に、圧縮空気Acを貯蔵した蓄圧タンク15と、この蓄圧タンク15と吸気通路12を接続する圧縮空気供給通路16を設けると共に、この圧縮空気供給通路16に開閉弁17を設けて、開閉弁17を開弁したときに、蓄圧タンク15から圧縮空気Acを圧縮空気供給通路16、吸気通路12、吸気マニホールド11aを経由して、気筒11c内に導入することができるように構成する。   The internal combustion engine 10 according to the first embodiment further includes a pressure accumulation tank 15 that stores the compressed air Ac, a compressed air supply passage 16 that connects the pressure accumulation tank 15 and the intake passage 12, and the compressed air. When the on-off valve 17 is provided in the supply passage 16 and the on-off valve 17 is opened, the compressed air Ac from the pressure accumulation tank 15 passes through the compressed air supply passage 16, the intake passage 12, and the intake manifold 11a to enter the cylinder 11c. It is configured so that it can be introduced.

また、内燃機関10の運転全般を制御する、ECU(エンジンコントロールユニット)と呼ばれる制御装置20を備えて、開閉弁17の制御も行うように構成する。つまり、この制御装置20には、カム回転センサ(図示しない)、クランク回転センサ(図示しない)などの検出信号が入力され、インジェクタ駆動信号、圧縮空気制御信号などが出力される。   Further, a control device 20 called an ECU (engine control unit) for controlling the overall operation of the internal combustion engine 10 is provided, and the on-off valve 17 is also controlled. That is, the control device 20 receives detection signals from a cam rotation sensor (not shown), a crank rotation sensor (not shown), etc., and outputs an injector drive signal, a compressed air control signal, and the like.

次に、この内燃機関10における内燃機関のピストン停止位置制御方法について説明する。この制御は制御装置20によって行われる。この制御は、エンジン停止から始動までの一連の作動の流れに関する制御であり、最初に、アイドル・リダクションシステムが内燃機関の一時停止を検知して、内燃機関10の運転を停止するというエンジン停止指令、具体的には、燃料カットの指令を、制御装置10内で受けると、このエンジン停止指令を受けた時点のエンジン回転数からエンジン停止直前のエンジン回転数(目標)を予測する。実際のエンジン回転数が、この予測した目標エンジン回転数に低下する直前に圧縮空気Acを導入する制御を行う。この圧縮空気Acの導入に際しては、開閉弁17の動作や圧縮空気Acが圧縮空気供給通路16、吸気通路12、吸気マニホールド11aを通過する間に経過する時間、即ち、圧縮空気導入の応答遅れを考慮して少し前に開閉弁17を作動させる。このタイミングが予め設定又は算出したタイミングとなる。   Next, a method for controlling the piston stop position of the internal combustion engine in the internal combustion engine 10 will be described. This control is performed by the control device 20. This control is related to a flow of a series of operations from engine stop to start. First, an engine stop command is issued such that the idle reduction system detects a temporary stop of the internal combustion engine and stops the operation of the internal combustion engine 10. Specifically, when a fuel cut command is received in the control device 10, the engine speed (target) immediately before the engine is stopped is predicted from the engine speed at the time when the engine stop command is received. Control is performed to introduce the compressed air Ac immediately before the actual engine speed decreases to the predicted target engine speed. When this compressed air Ac is introduced, the operation of the on-off valve 17 and the time that elapses while the compressed air Ac passes through the compressed air supply passage 16, the intake passage 12, and the intake manifold 11 a, that is, the response delay of the compressed air introduction is reduced. Considering this, the on-off valve 17 is operated slightly before. This timing is set in advance or calculated.

この圧縮空気Acの導入により、ピストンを上方へ押し上げようとする力と圧縮空気Acを導入された気筒内のガス圧が釣り合う下死点近傍でピストンが停止する。また、一方で、制御装置20は、停止時の圧縮行程にある気筒を判別して、記憶しておく。この圧縮行程にある気筒であるか否かの気筒判別は、カム回転センサとクランク回転センサの検出値を用いて行う。   By introducing this compressed air Ac, the piston stops near the bottom dead center where the force to push the piston upward and the gas pressure in the cylinder into which the compressed air Ac is introduced are balanced. On the other hand, the control device 20 determines and stores the cylinders in the compression stroke at the time of stopping. Whether or not the cylinder is in the compression stroke is determined using the detection values of the cam rotation sensor and the crank rotation sensor.

そして、内燃機関10の運転を再開するエンジン始動時では、制御装置20の記憶から、停止時の圧縮行程にある気筒を判別する。この気筒がエンジン始動で初めて圧縮されることになり、しかも、燃料が噴射されても着火するのに十分な温度と圧力場が形成されるので、この気筒に燃料噴射することで1圧縮目から着火できる。つまり、1圧縮目から初爆できる。その結果、エンジン始動時間を短縮できる。   When the engine is restarted to resume the operation of the internal combustion engine 10, the cylinder in the compression stroke at the time of stop is determined from the memory of the control device 20. This cylinder is compressed for the first time when the engine is started, and a sufficient temperature and pressure field are formed to ignite even when fuel is injected. I can ignite. In other words, the first explosion is possible from the first compression. As a result, the engine start time can be shortened.

図3に、上記のピストン停止位置の制御を行った場合の、各気筒の筒内圧力と、圧縮空気Acの導入開始のタイミング(時点)Tinと内燃機関10の回転停止(エンジン完全停止)のタイミングTsを示す。図3では、NO.4の気筒がピストンが圧縮行程で停止し、次回の再始動時の1圧縮目で初爆する気筒となる。   FIG. 3 shows the in-cylinder pressure of each cylinder, the introduction start timing (time point) Tin of the compressed air Ac, and the rotation stop (engine complete stop) of the internal combustion engine 10 when the piston stop position is controlled. Timing Ts is shown. In FIG. The cylinder No. 4 is the cylinder where the piston stops at the compression stroke and the first explosion occurs at the first compression at the next restart.

次に、第2の実施の形態の内燃機関について説明する。図2に示すように、この第2の実施の形態の内燃機関10Aは、第1の実施の形態の内燃機関10のターボチャージャ14、コンプレッサ14a、タービン1bの代わりに、電動ターボ18、電動コンプレッサ18a、タービン18bが設けられ、かつ、この電動ターボ18を駆動及び制御するための電動ドライバ19を備えている点と、第1の実施の形態の内燃機関10の蓄圧タンク15、圧縮空気供給通路16、開閉弁17を備えていない点が異なる。   Next, an internal combustion engine according to a second embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 10A according to the second embodiment includes an electric turbo 18 and an electric compressor instead of the turbocharger 14, the compressor 14a, and the turbine 1b of the internal combustion engine 10 according to the first embodiment. 18a, a turbine 18b, and an electric driver 19 for driving and controlling the electric turbo 18, and a pressure accumulating tank 15 and a compressed air supply passage of the internal combustion engine 10 of the first embodiment. 16 is different in that the on-off valve 17 is not provided.

なお、この電動ターボは、電動又は機械式過給機(スーパーチャージャ)のように、タービン無しでコンプレッサを備える装置とは異なり、ターボチャージャのコンプレッサを電動機(モーター)でも駆動できるようにした電動式兼ターボ式の過給機である。   In addition, this electric turbo is different from a device having a compressor without a turbine, such as an electric or mechanical supercharger (supercharger), and is an electric type in which the compressor of the turbocharger can be driven by an electric motor (motor). It is also a turbo-type turbocharger.

この内燃機関10Aでは、電動ドライバ19で駆動及び制御される電動ターボ18のコンプレッサ18aの作動により、空気Aを加圧して圧縮空気Acにして、この圧縮空気Acを吸気通路12、吸気マニホールド11aを経由して、気筒11c内に導入するように構成される。   In this internal combustion engine 10A, the operation of the compressor 18a of the electric turbo 18 driven and controlled by the electric driver 19 pressurizes the air A into compressed air Ac, and this compressed air Ac is made into the intake passage 12 and the intake manifold 11a. Via, it is comprised so that it may introduce in the cylinder 11c.

この第2の実施の形態の内燃機関10Aにおけるピストン停止位置の制御は、第1の実施の形態の内燃機関10におけるピストン停止位置の制御と同じであり、圧縮空気Acの供給の制御が、第1の実施の形態の内燃機関10では、開閉弁17の開閉制御であるのに対して、第2の実施の形態の内燃機関10Aでは、電動ドライバ19による電動ターボ18の駆動及び制御となる。この制御は制御装置20によって行われる。つまり、制御装置20から圧縮空気制御信号(開閉弁制御信号)の代わりに、電動機運転指令信号が出力される。   The control of the piston stop position in the internal combustion engine 10A of the second embodiment is the same as the control of the piston stop position in the internal combustion engine 10 of the first embodiment, and the control of the supply of compressed air Ac is the first control. In the internal combustion engine 10 of the first embodiment, the opening / closing control of the on-off valve 17 is performed, whereas in the internal combustion engine 10A of the second embodiment, the electric turbo 18 is driven and controlled by the electric driver 19. This control is performed by the control device 20. That is, an electric motor operation command signal is output from the control device 20 instead of the compressed air control signal (open / close valve control signal).

上記の構成の内燃機関10、10A、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法によれば、内燃機関10、10Aの停止直前の吸気行程にある気筒に外部装置15、18から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングTinで瞬時に押し込み、ピストンを強制的に次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留めることで、ピストンを次回の内燃機関の始動を迅速に行うことができる位置に停止させる。即ち、外部装置15、18からの圧縮空気Acを用いてピストンの停止位置を制御する。   According to the internal combustion engine 10, 10A having the above-described configuration and the piston stop position control method for the internal combustion engine, compressed air is set in advance from the external devices 15, 18 to the cylinders in the intake stroke immediately before the stop of the internal combustion engine 10, 10A. The piston is stopped at a position where the next internal combustion engine can be started quickly by pushing in instantaneously at the calculated timing Tin and forcibly holding the piston near the bottom dead center of the compression stroke. . That is, the stop position of the piston is controlled using the compressed air Ac from the external devices 15 and 18.

これにより、内燃機関10、10Aの回転の停止完了時のある一つの気筒におけるピストンの停止位置を、比較的簡単な制御で圧縮行程の下死点近傍にすることができるので、内燃機関10、10Aの運転の再始動時に、このピストン停止位置が圧縮行程の下死点近傍になっている気筒を最初に圧縮される気筒として特定することができ、1圧縮目からの初爆による1圧縮始動が可能になる。その結果、エンジン始動を素早く行うことができ、エンジン始動時間を短縮することができる。   As a result, the piston stop position in one cylinder at the completion of the rotation stop of the internal combustion engine 10, 10A can be made near the bottom dead center of the compression stroke with relatively simple control. When restarting the operation of 10A, the cylinder whose piston stop position is in the vicinity of the bottom dead center of the compression stroke can be specified as the cylinder to be compressed first, and one compression start by the first explosion from the first compression Is possible. As a result, the engine can be started quickly and the engine start time can be shortened.

本発明の内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法によれば、アイドル・リダクションシステムを採用するような自動車搭載の内燃機関において、一時的に内燃機関を停止した後の再始動の際に、1圧縮で始動が可能になり、これにより、エンジン始動時間を短縮できるので、多くの車両の内燃機関、及び内燃機関のピストン停止位置制御方法として利用できる。   According to the internal combustion engine and the piston stop position control method of the internal combustion engine of the present invention, in an internal combustion engine mounted on a vehicle that employs an idle reduction system, at the time of restart after temporarily stopping the internal combustion engine Since the engine can be started with one compression and the engine start time can be shortened, it can be used as an internal combustion engine for many vehicles and a piston stop position control method for the internal combustion engine.

10、10A 内燃機関(エンジン)
11 エンジン本体
11a 吸気マニホールド
11b 排気マニホールド
11c 気筒(シリンダ)
11d 燃料噴射装置
12 吸気通路
13 排気通路
14 ターボチャージャ(ターボ式過給器)
14a コンプレッサ
14b タービン
15 蓄圧タンク
16 圧縮空気供給通路
17 開閉弁
18 電動ターボ
18a コンプレッサ
18b タービン
19 電動機ドライバ
20 制動装置(ECU)
A 空気
Ac 圧縮空気
G 排気ガス
10, 10A Internal combustion engine
11 Engine body 11a Intake manifold 11b Exhaust manifold 11c Cylinder
11d Fuel injector 12 Intake passage 13 Exhaust passage 14 Turbocharger (turbo supercharger)
14a Compressor 14b Turbine 15 Accumulated tank 16 Compressed air supply passage 17 On-off valve 18 Electric turbo 18a Compressor 18b Turbine 19 Motor driver 20 Braking device (ECU)
A Air Ac Compressed air G Exhaust gas

Claims (5)

内燃機関の運転の停止直前の吸気行程にある気筒に、外部装置から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングで導入して、ピストンを吸気行程の次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留める制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関。   Compressed air is introduced from an external device into the cylinder in the intake stroke immediately before the operation of the internal combustion engine is stopped at a preset or calculated timing, and the piston is placed near the bottom dead center of the compression stroke, which is the next stroke of the intake stroke. An internal combustion engine comprising a control device for fastening. 前記制御装置が、内燃機関の運転の停止指令を受けた時点のエンジン回転数から、停止直前のエンジン回転数を予測し、エンジン回転数が目標回転数に低下する直前に圧縮空気を導入する制御を行うことを特徴とする請求項1記載の内燃機関。 Control in which the control device predicts the engine speed just before the stop from the engine speed at the time when the operation stop command of the internal combustion engine is received, and introduces compressed air immediately before the engine speed decreases to the target speed The internal combustion engine according to claim 1, wherein: 吸気マニホールドに連結する蓄圧タンクから圧縮空気を供給するように構成し、前記制御装置が、前記蓄圧タンクの出口に配設された開閉弁の開閉制御により、停止直前の吸気行程にある気筒への圧縮空気の導入を制御することを請求項1又は2に記載の内燃機関。   Compressed air is supplied from a pressure accumulating tank connected to the intake manifold, and the control device controls the opening / closing valve disposed at the outlet of the pressure accumulating tank to open and close the cylinder in the intake stroke immediately before stopping. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the introduction of compressed air is controlled. 電動機ドライバにより電動コンプレッサを駆動して吸気マニホールドに圧縮空気を供給するように構成し、前記制御装置が、前記電動機ドライバの制御により、停止直前の吸気行程にある気筒への圧縮空気の導入を制御することを請求項1又は2に記載の内燃機関。   The motor driver is configured to drive the electric compressor to supply compressed air to the intake manifold, and the control device controls the introduction of the compressed air to the cylinder in the intake stroke immediately before the stop by the control of the motor driver. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein: 内燃機関のピストン停止位置制御方法において、停止直前の吸気行程にある気筒に、外部装置から圧縮空気を予め設定又は算出したタイミングで導入して、ピストンを吸気行程の次の行程である圧縮行程の下死点近傍に留めることを特徴とする内燃機関のピストン停止位置制御方法。   In the piston stop position control method of an internal combustion engine, compressed air is introduced into a cylinder in an intake stroke immediately before stop at a timing set or calculated in advance from an external device, and the piston is subjected to a compression stroke that is the next stroke of the intake stroke. A piston stop position control method for an internal combustion engine, characterized in that the piston stop position is maintained near a bottom dead center.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016520761A (en) * 2013-06-05 2016-07-14 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー Internal combustion engine and driving method of internal combustion engine
US10746303B2 (en) 2015-11-30 2020-08-18 Nok Corporation Seal device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004218637A (en) * 2003-01-15 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Operating method and device for internal-combustion engine
JP2009062959A (en) * 2007-09-10 2009-03-26 Mazda Motor Corp Control device of diesel engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004218637A (en) * 2003-01-15 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Operating method and device for internal-combustion engine
JP2009062959A (en) * 2007-09-10 2009-03-26 Mazda Motor Corp Control device of diesel engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016520761A (en) * 2013-06-05 2016-07-14 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー Internal combustion engine and driving method of internal combustion engine
US10746303B2 (en) 2015-11-30 2020-08-18 Nok Corporation Seal device

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