JP2015169100A - Engine start assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン始動時の吸排気の流れを制御するエンジンの始動アシスト装置に関する。 The present invention relates to an engine start assist device that controls the flow of intake and exhaust during engine start.
従来、自動車等の車両に搭載されるエンジンにおいては、始動時の吸排気の流れを制御することにより、始動性を向上するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1には、内燃機関の始動要求を検出したときに、スロットルバルブを閉弁し、クランキング手段により内燃機関をクランキングさせ、燃料噴射弁から燃料の噴射を開始するよりも前に、スロットルバルブを所定の開度に開弁させることにより、始動性を保ちつつ、エンジンの始動ショックを低減する技術が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine mounted on a vehicle such as an automobile, various techniques have been proposed for improving startability by controlling the flow of intake and exhaust at the time of start. For example, Patent Document 1 discloses that when a request for starting an internal combustion engine is detected, the throttle valve is closed, the internal combustion engine is cranked by cranking means, and fuel injection from the fuel injection valve is started. In addition, a technique for reducing engine start shock while maintaining startability by opening a throttle valve to a predetermined opening is disclosed.
しかしながら、たとえ上述の特許文献1のような対策を行った場合であっても、例えば、停止中のエンジンに吸気弁と排気弁とが共に開弁するバルブオーバーラップ状態の気筒が存在する場合、エンジンを始動させる際に、バルブオーバーラップ気筒を通じて排気ガスが吸気側に逆流してしまう虞がある。そして、このように排気ガスが吸気側に逆流した場合、燃料の着火性が一時的に低下する等して、始動完了までに長時間を要する所謂ロングクランキング状態となる虞がある。 However, even when the countermeasures as described in Patent Document 1 described above are performed, for example, when there is a valve overlapped cylinder in which both the intake valve and the exhaust valve are opened in the stopped engine, When starting the engine, the exhaust gas may flow backward to the intake side through the valve overlap cylinder. When the exhaust gas flows backward to the intake side in this way, the ignitability of the fuel temporarily decreases, and there is a risk that a so-called long cranking state that takes a long time to complete the start-up may occur.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン停止時にバルブオーバーラップ状態の気筒が存在する場合にも良好な始動性を実現することができるエンジンの始動アシスト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine start assist device capable of realizing good startability even when a valve overlapped cylinder exists when the engine is stopped. To do.
本発明の一態様によるエンジンの始動アシスト装置は、負圧を蓄圧する負圧室と、吸気通路から前記負圧室に負圧を導入する負圧導入路と、前記負圧導入路に介装されて前記負圧室側から前記吸気通路側への気体の流通を許容する第1のチェック弁と、排気通路から前記負圧室に排気ガスを導入する排気ガス導入路と、前記排気ガス導入路に介装されて前記排気通路側から前記負圧室側への気体の流通を許容する第2のチェック弁と、前記排気ガス導入路に介装されてエンジンの始動時にのみ開弁する排気導入バルブと、を備えたものである。 An engine start assist device according to an aspect of the present invention includes a negative pressure chamber for accumulating negative pressure, a negative pressure introduction path for introducing a negative pressure from an intake passage to the negative pressure chamber, and an interposition in the negative pressure introduction path. A first check valve that allows gas to flow from the negative pressure chamber side to the intake passage side, an exhaust gas introduction passage that introduces exhaust gas from the exhaust passage to the negative pressure chamber, and the exhaust gas introduction A second check valve that is interposed in the passage and allows gas to flow from the exhaust passage side to the negative pressure chamber side, and an exhaust that is interposed in the exhaust gas introduction passage and opens only when the engine is started And an introduction valve.
本発明のエンジンの始動アシスト装置によれば、エンジン停止時にバルブオーバーラップ状態の気筒が存在する場合にも良好な始動性を実現することができる。 According to the engine start assist device of the present invention, good startability can be realized even when there are cylinders in a valve overlap state when the engine is stopped.
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図1乃至図3は本発明の第1の実施形態に係わり、図1はエンジンの概略構成図、図2はエンジンの始動制御系の概略構成図、図3はエンジン始動制御ルーチンを示すフローチャートである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine start control system, and FIG. 3 is a flowchart showing an engine start control routine. is there.
図1に示すエンジン1は、例えば、水平対向エンジンである。このエンジン1の左右バンクには左右のシリンダヘッド2が設けられ、これら各シリンダヘッド2には、各バンクに形成されている気筒に対応して吸気ポート3と排気ポート5とが各々形成されている。
The engine 1 shown in FIG. 1 is a horizontally opposed engine, for example. The left and right banks of the engine 1 are provided with left and
各シリンダヘッド2の吸気ポート3は、その上流側が吸気マニホルド4を介してエアチャンバ6に集合されている。さらに、このエアチャンバ6の上流側にはスロットル通路7が連通され、スロットル通路7の上流側には吸気管9を介してエアクリーナ10が取り付けられている。また、スロットル通路7には、例えば、スロットルアクチュエータ8aにより開閉動作される電子制御式のスロットル弁8が設けられている。
The
一方、各シリンダヘッド2の排気ポート5の下流側は、排気マニホルド11を介して集合され、排気管12に連通されている。排気管12の中途には触媒13が介装されており、さらに、排気管12の下流端には、マフラ14が連通されている。
On the other hand, the downstream side of the
また、吸気マニホルド4の各気筒の吸気ポート3の直上流にはインジェクタ31が臨まされ、シリンダヘッド2の各気筒に対応する部位には、その点火部をシリンダに臨ませる点火プラグ32が取り付けられている。
In addition, an
また、シリンダヘッド2に形成されている各吸気ポート3には吸気弁37が配設され、各排気ポート5には排気弁38が配設されている。さらに、シリンダヘッド2には、吸気弁37と排気弁38とを所定タイミングで開閉させる吸気カム軸39と排気カム軸40とが配設されており、これら各カム軸39,40が図示しないタイミングベルトを介してクランク軸1bの1回転に対して1/2回転で同期回転される。なお、これら吸気カム軸39と排気カム軸40とによって開閉動作する吸気弁37と排気弁38とは、排気行程後半から吸気行程前半にかけて、両弁が共に開弁するバルブオーバーラップ期間を有している。
Each
さらに、クランク軸1bにはクランクロータ34が軸着され、このクランクロータ34の外周にはエンジン回転数センサ35が対設されている。クランクロータ34の外周には突起(或いはスリット)が所定間隔毎に形成されており、エンジン回転数センサ35は、クランクロータ34の各突起(或いは各スリット)の通過を検出したときの間隔時間と予め設定されているクランク角度とに基づいてエンジン回転数Neを検出する。
Further, a
また、このように構成されたエンジン1には、負圧を蓄圧するための負圧室45が併設されている。この負圧室45には、例えば、スロットル弁8よりも下流側において、エンジン1の吸気通路を構成するスロットル通路7が、負圧導入路46を介して連通されている。また、負圧導入路46の中途には、負圧室45側からスロットル通路7側への気体の流通を許容する第1のチェック弁47が介装されている。これにより、負圧室45内には、エンジン1の駆動時に吸気通路内を流通する吸気のベンチュリー効果によって、負圧が導入される。
Further, the engine 1 configured as described above is provided with a
また、負圧室45には、例えば、エンジン1の排気通路を構成する排気管12の上流側が、排気ガス導入路48を介して連通されている。また、排気ガス導入路48の中途には、排気管12側から負圧室45側への気体の流通を許容する第2のチェック弁49が介装されている。さらに、排気ガス導入路48の中途には、当該排気ガス導入路48の中途を開閉する排気導入バルブ50が介装されている。この排気導入バルブ50は、例えば、常閉の電磁弁によって構成され、後述するエンジン制御ユニット(ECU)60の制御によって通電がなされたとき開弁する。そして、排気導入バルブ50が開弁されると、負圧室45内に蓄圧されている負圧によって、排気通路内の排気ガスが負圧室45内に導入される。
Further, for example, the upstream side of the
ECU60は、マイクロコンピュータを主体に構成され、周知のCPU、ROM、RAM等を有している。そして、ECU60は、CPUにおいてROMに格納されているプログラムに従い、各種制御に必要な演算を行う。
The ECU 60 is mainly composed of a microcomputer and has a known CPU, ROM, RAM, and the like. The
図2に示すように、このECU60の入力側には、例えば、エンジン回転数センサ35が接続され、さらに、イグニッションスイッチ61、スタータスイッチ62等が接続されている。一方、ECU60の出力側には、例えば、排気導入バルブ50が接続され、さらに、エンジン1のスタータモータ63等が接続されている。そして、ECU60は、スタータモータ63を用いたエンジン1の始動制御と併せて、排気導入バルブ50の開閉制御を行う。
As shown in FIG. 2, for example, an
このような始動制御は、例えば、図3に示すエンジン始動制御ルーチンのフローチャートに従って実行される。なお、本実施形態において、エンジン1の停止時には、負圧室45内に、前回までのエンジン駆動による負圧が蓄圧されていることを前提として説明する。
Such start control is executed, for example, according to the flowchart of the engine start control routine shown in FIG. In the present embodiment, the description will be made on the assumption that the negative pressure generated by the previous engine drive is accumulated in the
このルーチンは、イグニッションスイッチ61がONされている間、ECU60において所定時間毎に繰り返し実行されるものである。ルーチンがスタートすると、ECU60は、先ず、ステップS101において、例えば、スタータスイッチ62に対する押圧状態等に基づいて、現在、エンジン1に対するクランキングを開始する旨の判定がなされたか否かを調べる。
This routine is repeatedly executed at predetermined time intervals in the
そして、ステップS101において、現在、クランキングを開始する旨の判定がなされていると判定した場合、ECU60は、ステップS102に進み、スタータモータ63をONし、続くステップS103において、排気導入バルブ50を開動作させた後、ルーチンを抜ける。
If it is determined in step S101 that it is currently determined to start cranking, the
これらの制御により、エンジン1のクランキングが開始され、さらに、このクランキング開始と略同時に、負圧室45内に蓄圧されている負圧によって排気通路内の排気ガスが負圧室45内に導入される。そして、この負圧室45内への排気ガスの導入によって、エンジン1のクランキング開始と略同時に排気ポート5から排気通路の下流側へと向かう排気ガスの流れが形成されることにより、仮にエンジン1の停止時にバルブオーバーラップ状態の気筒が存在していたとしても、排気ガスの吸気側への逆流が防止される。
By these controls, cranking of the engine 1 is started. Further, substantially simultaneously with the start of cranking, the exhaust gas in the exhaust passage is brought into the
一方、ステップS101において、現在、クランキングを開始する旨の判定がなされていないと判定した場合、ECU60は、ステップS104に進み、現在、スタータモータ63がON状態にあるか否かを調べる。
On the other hand, if it is determined in step S101 that it is not currently determined to start cranking, the
そして、ステップS104において、現在、スタータモータ63がOFF状態にあると判定した場合、ECU60は、そのままルーチンを抜ける。
If it is determined in step S104 that the
一方、ステップS104において、現在、スタータモータ63がON状態にあると判定した場合、ECU60は、ステップS105に進み、例えば、エンジン回転数センサ35で検出されたエンジン回転数Ne等に基づいて、現在、クランキングを終了する旨の判定(完爆判定等)がなされたか否かを調べる。
On the other hand, if it is determined in step S104 that the
そして、ステップS105において、現在、クランキングを終了する旨の判定がなされていないと判定した場合、ECU60は、そのままルーチンを抜ける。
If it is determined in step S105 that it is not currently determined to end the cranking, the
一方、ステップS105において、現在、クランキングを終了する旨の判定がなされていると判定した場合、ECU60は、ステップS106に進み、スタータモータ63をOFFし、続くステップS107において、排気導入バルブ50を閉動作させた後、ルーチンを抜ける。
On the other hand, if it is determined in step S105 that it is currently determined to end the cranking, the
これらの制御により、エンジン1のクランキングが終了してスタータモータ63がOFFされた後は、排気ガス導入路48を通じた負圧室45内への排気ガスの導入が禁止される。さらに、エンジン1が始動されて吸気通路内を流通する吸気に所定以上の流速が発生すると、負圧導入路46内には、スロットル通路7(吸気通路)との接合部におけるベンチュリー効果によって負圧が発生する。この発生負圧により、クランキング時に負圧室45内に導入された排気ガスが排気通路側に排出され、負圧室45内に再び負圧が蓄圧される。
By these controls, after the cranking of the engine 1 is completed and the
このような実施形態によれば、負圧を蓄圧する負圧室45と、吸気通路から負圧室45に負圧を導入する負圧導入路46と、負圧導入路に介装されて負圧室45側から吸気通路側への気体の流通を許容する第1のチェック弁47と、排気通路から負圧室45に排気ガスを導入する排気ガス導入路48と、排気ガス導入路48に介装されて排気通路側から負圧室45側への気体の流通を許容する第2のチェック弁49と、排気ガス導入路48に介装されてエンジン1の始動時にのみ開弁する排気導入バルブ50と、をエンジン1の吸排気系に設けたことにより、エンジン1の停止時にバルブオーバーラップ状態の気筒が存在する場合にも良好な始動性を実現することができる。
According to such an embodiment, the
すなわち、エンジン1の始動時(クランキング時)に排気導入バルブ50を開弁し、負圧室45内に蓄圧されている負圧を用いて負圧室45内に排気ガスを導入することにより、排気通路内(特に、排気マニホルド11内)に上流側から下流側に向けた排気ガスの流れを発生させることができる。そして、このように排気ガスの流れを発生させることにより、仮に、エンジン1の停止時にバルブオーバーラップ状態の気筒が存在していた場合にも、当該バルブオーバーラップ気筒を通じて、排気ガスが吸気側に逆流することを的確に防止することができ、燃料の着火性の一時的な低下等を要因とするロングクランキングを防止することができる。
That is, when the engine 1 is started (cranking), the
次に、図4乃至図6は本発明の第2の実施形態に係わり、図4はエンジンの概略構成図、図5はエンジンの始動制御系の概略構成図、図6はエンジン始動制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、本実施形態においては、ブレーキ装置のブレーキブースタに設けられた負圧室をエンジン1の始動時のアシスト用の負圧室として兼用した点が、専用の負圧室を設けた上述の第1の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。 Next, FIGS. 4 to 6 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an engine, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an engine start control system, and FIG. 6 is an engine start control routine. It is a flowchart to show. In the present embodiment, the negative pressure chamber provided in the brake booster of the brake device is also used as a negative pressure chamber for assisting when the engine 1 is started. It differs primarily from one embodiment. In addition, about the structure similar to the above-mentioned 1st Embodiment, a same sign is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図4に示すように、ブレーキブースタ70は、ブースタシリンダ71を有して構成されている。ブースタシリンダ71内には、オペレーティングロッド72を介してブレーキペダル73に連動するパワーピストン74が収容され、パワーピストン74はブースタシリンダ71内を摺動自在となっている。また、このパワーピストン74によって、ブースタシリンダ71内は、ブースタ負圧室75と、ブースタ大気室76と、に区画されている。
As shown in FIG. 4, the
ブースタ負圧室75には、負圧導入路46を介してスロットル通路7の下流側が連通され、さらに、排気ガス導入路48を介して排気管12の上流側が連通されている。
The booster
一方、ブースタ大気室76には、負圧導入路46から分岐する分岐路46aと、ブースタ大気室76を大気開放する空気通路77と、が接続されている。さらに、これら分岐路46a及び空気通路77の中途には切換バルブ80が介装されている。そして、この切換バルブ80により、ブースタ大気室76に対する分岐路46a及び空気通路77の連通量が、ブレーキペダル73の操作量に連動して可変に切り換えられる。
On the other hand, a
すなわち、切換バルブ80は、分岐路46a及び空気通路77の中途に介装されたバルブボディ81と、このバルブボディ81内に収容されたバルブプランジャ82と、を有して構成されている。バルブプランジャ82にはオペレーティングロッド72を介してブレーキペダル73が連結され、バルブプランジャ82は、ブレーキペダル73の踏込量が増加するほど、ブースタ大気室76に対する分岐路46aの連通量を減少させるとともに、空気通路77の連通量を増加させることが可能となっている。これにより、ブースタ負圧室75とブースタ大気室76との間に差圧が発生し、この差圧によって、ブレーキブースタ70はドライバのブレーキ踏力を増力する。
That is, the switching
このような構成の本実施形態では、エンジン1の始動時に排気通路内の排気ガスを導入するための負圧室として、ブースタ負圧室75が兼用される。
In the present embodiment having such a configuration, the booster
ここで、ブースタ負圧室75内に導入された排気ガスが、分岐路46a、ブースタ大気室76、及び、空気通路77を介して外部に放出されることを防止するため、例えば、図4,5に示すように、分岐路46aの中途には、ECU60の制御によって、エンジン1の始動時に閉弁する大気室開放バルブ83が介装されている。
Here, in order to prevent the exhaust gas introduced into the booster
また、ブースタ負圧室75が負圧室として兼用される本実施形態において、排気ガス導入路48の中途には、ブレーキブースタ70内に排気ガス中のカーボン成分等が導入されることを防止するためのフィルタ84が介装されている。
Further, in the present embodiment in which the booster
このような構成において、例えば、図6に示すように、ECU60は、ステップS103において、排気導入バルブ50の開動作に加え、大気室開放バルブ83の閉動作を行う。
In such a configuration, for example, as shown in FIG. 6, in step S <b> 103, the
また、ECU60は、ステップS107において、排気導入バルブ50の閉動作に加え、大気室開放バルブ83の開動作を行う。なお、この大気室開放バルブ83の開動作は、排気導入バルブ50の閉動作から所定のディレイ時間を経て行われることが望ましい。
In step S107, the
このような実施形態によれば、上述の第1の実施形態により得られる効果に加え、ブレーキブースタ70のブースタ負圧室75を利用することにより、簡単な構成でエンジン1の始動性向上を実現できるという効果を奏する。
According to such an embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment described above, the booster
この場合において、エンジン1の始動時に閉弁する大気室開放バルブ83を分岐路46aに介装することにより、ブースタ負圧室75内に導入した排気ガスが大気中に放出されることを的確に防止することができる。
In this case, the exhaust gas introduced into the booster
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。 In addition, this invention is not limited to each embodiment described above, A various deformation | transformation and change are possible, and they are also in the technical scope of this invention. For example, it goes without saying that the configurations of the above-described embodiments may be appropriately combined.
ここで、上述の各実施形態においては、スタータスイッチ62の操作に応じてクランキングが開始された際に排気導入バルブ50を開弁しエンジン1の始動をアシストする一例について説明したが、このようなエンジン1の始動アシストは、負圧室内に十分な負圧が蓄圧されていることが前提となるため、上述のような始動時以外にも、例えば、エンジン1の停止と再始動が短時間の間に繰り返し行われるアイドルストップ制御等において、特に好適な適用が可能となる。
Here, in each of the above-described embodiments, an example in which the
1 … エンジン
1b … クランク軸
2 … シリンダヘッド
3 … 吸気ポート
4 … 吸気マニホルド
5 … 排気ポート
6 … エアチャンバ
7 … スロットル通路
8 … スロットル弁
8a … スロットルアクチュエータ
9 … 吸気管
10 … エアクリーナ
11 … 排気マニホルド
12 … 排気管
13 … 触媒
14 … マフラ
31 … インジェクタ
32 … 点火プラグ
34 … クランクロータ
35 … エンジン回転数センサ
37 … 吸気弁
38 … 排気弁
39 … 吸気カム軸
40 … 排気カム軸
45 … 負圧室
46 … 負圧導入路
46a … 分岐路
47 … 第1のチェック弁
48 … 排気ガス導入路
49 … 第2のチェック弁
50 … 排気導入バルブ
61 … イグニッションスイッチ
62 … スタータスイッチ
63 … スタータモータ
70 … ブレーキブースタ
71 … ブースタシリンダ
72 … オペレーティングロッド
73 … ブレーキペダル
74 … パワーピストン
75 … ブースタ負圧室
76 … ブースタ大気室
77 … 空気通路
80 … 切換バルブ
81 … バルブボディ
82 … バルブプランジャ
83 … 大気室開放バルブ
84 … フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
吸気通路から前記負圧室に負圧を導入する負圧導入路と、
前記負圧導入路に介装されて前記負圧室側から前記吸気通路側への気体の流通を許容する第1のチェック弁と、
排気通路から前記負圧室に排気ガスを導入する排気ガス導入路と、
前記排気ガス導入路に介装されて前記排気通路側から前記負圧室側への気体の流通を許容する第2のチェック弁と、
前記排気ガス導入路に介装されてエンジンの始動時にのみ開弁する排気導入バルブと、を備えたことを特徴とするエンジンの始動アシスト装置。 A negative pressure chamber for accumulating negative pressure;
A negative pressure introduction path for introducing a negative pressure from the intake passage to the negative pressure chamber;
A first check valve that is interposed in the negative pressure introduction path and allows gas to flow from the negative pressure chamber side to the intake passage side;
An exhaust gas introduction path for introducing exhaust gas from the exhaust passage into the negative pressure chamber;
A second check valve that is interposed in the exhaust gas introduction passage and allows gas to flow from the exhaust passage side to the negative pressure chamber side;
An engine start assist device comprising: an exhaust introduction valve that is interposed in the exhaust gas introduction path and opens only when the engine is started.
前記分岐路に介装されて前記エンジンの始動時に閉弁する大気室開放バルブを有することを特徴とする請求項2に記載のエンジンの始動アシスト装置。 The brake booster is connected to the booster negative pressure chamber, the negative pressure introduction path and the exhaust gas introduction path, and a branch path branched from the negative pressure introduction path to the booster atmospheric chamber; An air passage that opens the booster atmosphere chamber to the atmosphere, and a brake booster that is variably communicated via a switching valve;
The engine start assist device according to claim 2, further comprising an atmosphere chamber opening valve that is interposed in the branch path and closes when the engine is started.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018112109A (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社Subaru | Negative pressure generation device for engine |
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2014
- 2014-03-05 JP JP2014043081A patent/JP2015169100A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018112109A (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社Subaru | Negative pressure generation device for engine |
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