JP2015209777A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の制御装置に係り、特に、筒内圧縮圧を解放するためのデコンプ装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with a decompression device for releasing in-cylinder compression pressure.
少なくとも圧縮行程中に筒内圧を解放するために筒内燃焼室を排気通路に連通させるデコンプ装置(もしくは減圧装置)を備えた内燃機関が公知である。かかるデコンプ装置は、内燃機関の停止時や始動時に内燃機関の振動騒音および回転変動を抑制する目的で使用され、また内燃機関の始動時に圧縮負荷ひいては始動用モーターの負荷を低減し、バッテリ消費電力等を抑制する目的で使用される。デコンプ装置は、通常、筒内燃焼室と排気通路を選択的に連通状態(開)または非連通状態(閉)にするためのバルブを備えている。 An internal combustion engine having a decompression device (or a decompression device) that communicates an in-cylinder combustion chamber with an exhaust passage in order to release in-cylinder pressure at least during a compression stroke is known. Such a decompression device is used for the purpose of suppressing vibration noise and rotation fluctuation of the internal combustion engine when the internal combustion engine is stopped or started, and reduces the compression load and thus the load of the starting motor when starting the internal combustion engine, thereby reducing battery power consumption. It is used for the purpose of suppressing etc. The decompression device normally includes a valve for selectively bringing the in-cylinder combustion chamber and the exhaust passage into a communication state (open) or a non-communication state (close).
ところで、内燃機関の停止時に振動騒音および回転変動抑制のため、筒内燃焼室を排気通路に常時連通させるようデコンプ装置を開作動させることがある。 By the way, in order to suppress vibration noise and rotational fluctuation when the internal combustion engine is stopped, the decompression device may be opened to always connect the in-cylinder combustion chamber to the exhaust passage.
しかしこうすると、吸気行程において、吸気弁とデコンプ装置のバルブとが共に開いていることとなる。このとき排気通路内がほぼ大気圧であるのに対し、吸気通路内は大気圧より低い圧力であるため、排気ガスが排気通路から吸気通路に逆流することがある。 However, when this is done, both the intake valve and the valve of the decompression device are open in the intake stroke. At this time, the exhaust passage is almost at atmospheric pressure, whereas the intake passage is at a pressure lower than atmospheric pressure, so the exhaust gas may flow backward from the exhaust passage to the intake passage.
この逆流が生じると、吸気通路内におけるデポジットや凝縮水によるインジェクタ噴孔詰まりが発生したり、内燃機関の再始動時に新気量が不足し燃焼悪化による始動時間の遅延、始動フィーリング悪化、始動エネルギ増大、燃費悪化が発生したりするという問題がある。 If this reverse flow occurs, the injector injection hole clogging may occur due to deposits or condensed water in the intake passage, or when the internal combustion engine is restarted, the amount of fresh air is insufficient and the start-up time is delayed due to deterioration of combustion, the start feeling is deteriorated, the start There is a problem that energy increases and fuel consumption deteriorates.
この逆流を防止する技術として、特許文献1には、吸気通路内圧力と排気通路内圧力との圧力差が所定値よりも小さくなるまでは、吸気弁と排気弁のオーバーラップを禁止することが開示されている。 As a technique for preventing this reverse flow, Patent Document 1 prohibits the overlap between the intake valve and the exhaust valve until the pressure difference between the intake passage pressure and the exhaust passage pressure becomes smaller than a predetermined value. It is disclosed.
しかし、特許文献1の装置は、デコンプ装置を有しないため、オーバーラップ禁止期間中に圧縮行程中の筒内圧を解放することすなわちデコンプを行えず、内燃機関停止時の振動騒音および回転変動抑制というデコンプの本来の効果を得られない欠点がある。 However, since the device of Patent Document 1 does not have a decompression device, the cylinder pressure during the compression stroke is not released during the overlap prohibition period, that is, decompression cannot be performed, and vibration noise and rotation fluctuation suppression when the internal combustion engine is stopped There is a drawback that the original effect of decompression cannot be obtained.
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、内燃機関の停止時にデコンプの効果を確保しつつ排気通路から吸気通路への排気ガスの逆流を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to control an internal combustion engine that can suppress the backflow of exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage while ensuring the decompression effect when the internal combustion engine is stopped. To provide an apparatus.
本発明の一の態様によれば、
少なくとも圧縮行程中に筒内圧を解放するために筒内燃焼室を排気通路に連通させるデコンプ装置と、
吸気通路に設けられたスロットルバルブと、
前記スロットルバルブの下流側における前記吸気通路内の圧力を取得するように構成された取得ユニットと、
前記デコンプ装置および前記スロットルバルブを制御するように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、内燃機関の停止動作開始後、前記スロットルバルブの開度が所定の最小開度よりも大きい所定開度になるように前記スロットルバルブを制御し、その後、前記取得ユニットによって取得された前記吸気通路内の圧力が所定圧力より高くなったとき、前記筒内燃焼室を前記排気通路に常時連通させるよう前記デコンプ装置を作動させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A decompression device for communicating the in-cylinder combustion chamber with the exhaust passage in order to release the in-cylinder pressure at least during the compression stroke;
A throttle valve provided in the intake passage;
An acquisition unit configured to acquire a pressure in the intake passage downstream of the throttle valve;
A control unit configured to control the decompression device and the throttle valve;
With
The control unit controls the throttle valve so that the opening degree of the throttle valve becomes a predetermined opening degree larger than a predetermined minimum opening degree after the stop operation of the internal combustion engine is started, and then acquired by the acquisition unit. When the pressure in the intake passage becomes higher than a predetermined pressure, the decompression device is operated so that the in-cylinder combustion chamber is always in communication with the exhaust passage. .
本発明によれば、内燃機関の停止時にデコンプの効果を確保しつつ排気通路から吸気通路への排気ガスの逆流を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。 According to the present invention, an excellent effect is exhibited in that the backflow of exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage can be suppressed while ensuring the decompression effect when the internal combustion engine is stopped.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の全体構成を概略的に示す。本実施形態に係る内燃機関(エンジン)1は車両に搭載されており、特に、エンジン1とモータジェネレータとの2つの動力源を備えるハイブリッド車両に搭載されている。ハイブリッド車両には、車両およびエンジンを制御するように構成された制御ユニットとしての電子制御ユニット(以下ECUと称す)20が設けられる。 FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. An internal combustion engine (engine) 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle, and in particular, is mounted on a hybrid vehicle including two power sources, an engine 1 and a motor generator. The hybrid vehicle is provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 as a control unit configured to control the vehicle and the engine.
第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2からなる2つのモータジェネレータが設けられる。第1のモータジェネレータMG1は主にエンジン始動用に用いられ、第2のモータジェネレータMG2は主に車両を走行させるための動力源として用いられる。 Two motor generators including a first motor generator MG1 and a second motor generator MG2 are provided. The first motor generator MG1 is mainly used for starting the engine, and the second motor generator MG2 is mainly used as a power source for running the vehicle.
ECU20は、第1および第2のモータジェネレータMG1,MG2を制御するためのパワーマネジメントECU20Aと、エンジン1を制御するためのエンジンECU20Bとを互いに通信可能に備えて構成されている。但し、このようにECUを別々とせず、一体に構成しても構わない。
The ECU 20 includes a
本実施形態のエンジン1は、多気筒(例えば直列4気筒)の火花点火式内燃機関として構成されている。但しエンジンの種類、気筒数、シリンダ配置形式(直列、V型、水平対向等)、着火方式等は特に限定されず、例えばエンジンは圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)であってもよい。 The engine 1 of this embodiment is configured as a multi-cylinder (for example, in-line four-cylinder) spark ignition internal combustion engine. However, the type of engine, the number of cylinders, the cylinder arrangement type (in-line, V-type, horizontally opposed, etc.), the ignition method, etc. are not particularly limited. For example, the engine may be a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine).
図2には、エンジン1とその制御装置の構成を示す。エンジン1のシリンダブロック2に形成されたシリンダ(筒)2a内にはピストン3が往復動可能に収容され、ピストン3にはクランクシャフト4が連結されている。エンジン1のシリンダヘッド5には吸気ポート6を開閉する吸気弁7と、排気ポート8を開閉する排気弁9とが気筒ごとに2つずつ配設されている。各吸気弁7および各排気弁9は、カムシャフト10,11を含む動弁機構によって開閉駆動される。シリンダヘッド5の頂部には、筒内燃焼室12内の混合気に点火するための点火プラグ13が気筒ごとに取り付けられている。なお、吸気弁7および排気弁9の少なくとも一方の開弁特性を変更するための可変バルブ機構(例えば可変バルブタイミング機構)が設けられてもよい。
FIG. 2 shows the configuration of the engine 1 and its control device. A
各気筒の吸気ポート6は、気筒毎の吸気マニフォールドもしくは枝管14を介して、吸気集合室であるサージタンク15に接続されている。サージタンク15の上流側には吸気管16が接続されており、吸気管16の上流端にはエアクリーナ(図示せず)が設けられている。そして吸気管16には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ17と、電子制御式のスロットルバルブ18とが組み込まれている。吸気ポート6、枝管14、サージタンク15及び吸気管16により吸気通路が形成される。吸気通路、特に吸気ポート内6に燃料を噴射するためのインジェクタ19が気筒ごとに配設されている。
The
各気筒の排気ポート8には図示しない排気マニフォールドおよび排気管が接続され、排気管には三元触媒からなる触媒が設置されている。触媒の上流側及び下流側には排気ガスの空燃比を検出するための上流側及び下流側空燃比センサが設置されている。ECU20はこれら空燃比センサの出力に基づき、各空燃比をストイキ(理論空燃比)に制御するための空燃比フィードバック制御を実行する。
An exhaust manifold and an exhaust pipe (not shown) are connected to the
センサ類に関し、上述のエアフローメータ17、上流側及び下流側空燃比センサに加え、エンジン1のクランク角を検出するためのクランク角センサ35、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ36、エンジン1の冷却水温度を検出するための水温センサ37がECU20に電気的に接続されている。また、エンジン1と第1および第2モータジェネレータMG1,MG2を作動可能な状態(オン)または停止状態(オフ)にするためのパワースイッチ39がECU20に電気的に接続されている。ECU20は、これらセンサ類の検出値に基づいて、点火プラグ13、スロットルバルブ18、インジェクタ6、第1および第2モータジェネレータMG1,MG2を制御する。そして点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度、モータジェネレータ出力等を制御する。なお、図1に示すように、アクセル開度センサ36はパワーマネジメントECU20Aに接続されている。
Regarding the sensors, in addition to the
また、スロットルバルブ18の下流側における吸気通路内の圧力(吸気圧)を検出するための吸気圧センサ31が設けられる。吸気圧センサ31は本実施形態の場合、サージタンク15内の吸気圧を検出するよう、サージタンク15に設置されている。但しその設置位置はスロットルバルブ18の下流側であれば任意である。吸気圧センサ31はECU20に電気的に接続され、吸気圧検出値に対応した信号をECU20に出力する。
Further, an
このように本実施形態では吸気圧を吸気圧センサ31とECU20により直接的に検出するが、これをECU20で推定するようにしてもよい。当該推定方法は任意であり、公知の方法も採用可能である。これら検出と推定を合わせて取得という。吸気圧を検出する場合、吸気圧センサ31とECU20が、スロットルバルブ18の下流側における吸気圧を取得する取得ユニットを構成し、吸気圧を推定する場合、ECU20が当該取得ユニットを構成する。
As described above, in the present embodiment, the intake pressure is directly detected by the
加えて、本実施形態のエンジン1においては、少なくともエンジンの圧縮行程中に筒内圧を解放するため、筒内燃焼室12を排気通路(排気ポート8)に連通させるデコンプ装置(もしくは減圧装置)50が設けられている。
In addition, in the engine 1 of the present embodiment, a decompression device (or a decompression device) 50 that communicates the in-
以下、図3及び図4を参照してデコンプ装置50を説明する。本実施形態のデコンプ装置50は、エンジン1の排気弁9を一定量リフト(開弁)させることにより、少なくとも圧縮行程中の筒内圧すなわち圧縮圧を解放するよう構成されている。よって本実施形態のデコンプ装置50はその構成要素として排気弁9を備えるが、このように排気弁9を流用せず、別個かつ専用のデコンプ装置を設けてもよい。排気弁9は、デコンプ装置50の構成要素としてのデコンプバルブをなす。
Hereinafter, the
図示されるように、シリンダヘッド5には、排気弁9用の動弁機構の構成要素として排気カムシャフト11、排気バルブスプリング51、ロッカーアーム52および油圧式ラッシュアジャスター(以下、HLAという)53が設けられる。排気バルブスプリング51、ロッカーアーム52およびHLA53は排気弁9毎に設けられる。なお吸気弁7用の動弁機構も同様に構成される。排気カムシャフト11は、ロッカーアーム52を介して、排気バルブスプリング51により閉方向に付勢されている排気弁9を昇降(開閉)駆動する。HLA53は周知のように、排気カムシャフト11とロッカーアーム52のクリアランスを常時なくすように作動する。HLA53は、HLA本体53Aと、HLA本体53Aから上方に突出されHLA本体53A内を昇降可能なプランジャ53Bとを有する。なお、排気カムシャフト11とロッカーアーム52の間にローラーアームを介設してもよい。この場合、HLA53は、ローラーアームとロッカーアーム52のクリアランスを常時なくすように作動する。
As shown in the figure, the
これら排気カムシャフト11、排気バルブスプリング51、ロッカーアーム52およびHLA53は、デコンプ装置50の構成要素をもなす。これらに加え、デコンプ装置50は、シリンダヘッド5に固定されHLA52を昇降可能に収容する有底円筒状の複数のHLAホルダ54と、各HLA53の底部に存し全てのHLAホルダ54を挿通するよう気筒列方向(すなわちクランクシャフト軸方向)に延ばされた単一のスライダ55と、スライダ55のカム面55AおよびHLA53の隙間に配設された複数のHLAリフタ56と、スライダ55を気筒列方向にスライド移動させるための電動式デコンプアクチュエータ57とを備える。デコンプアクチュエータ57はECU20(特にエンジンECU20B、図1参照)に電気的に接続され、ECU20により制御される。ECU20からデコンプアクチュエータ57に、オン/オフ信号およびデコンプアクチュエータ57の目標変位量を示す信号が送られ、デコンプアクチュエータ57からECU20に、デコンプアクチュエータ57の実際の変位量を示す信号が送られる。
The
デコンプ装置50の作動時、デコンプアクチュエータ57がオンされ、デコンプアクチュエータ57は目標変位量に等しい量だけ変位して、スライダ55を図4に示す停止位置からより左側の作動位置(仮想線で示す)にスライド移動させる。するとスライダ55のカム面55AがHLAリフタ56を介してHLA53を上方にリフトさせる。これによりロッカーアーム52が回転し、排気弁9を開方向(下方)にリフトさせる。このような作動は各排気弁9に対して一斉に行われる。これにより排気カムシャフト11のベース円拡大と同様の効果を得られ、各排気弁9は全閉にならず、少なくとも、全開時のリフト量より遙かに少ない微小量だけリフトされる。
When the
HLA53はエンジン運転中、オイルポンプから油圧が供給されているときに、排気カムシャフト11とロッカーアーム52のクリアランスをなくすよう伸長状態となるが、エンジン停止時等に油圧が供給されなくなると収縮状態になる。例えば、伸長状態から収縮状態までの収縮量が1.5mm程度であるとする。例えば、スライダ55が停止位置から作動位置に移動したときのカム面55Aのリフト量(HLAリフタ56のリフト量に等しい)を2.3mmに設定すると、エンジン停止時等においてデコンプ装置50を作動させたとき、HLA53はその収縮分を差し引いて0.8mmリフトする(2.3−1.5=0.8)。例えばロッカーアーム52のレバー比が約1.5:1であると、デコンプ装置50の作動による排気弁9のリフト量Ldは約0.5mmとなる。以下、このリフト量Ldをデコンプリフト量という。
The
ここで、エンジン停止時等にはオイルポンプからの油圧供給が不十分または皆無となり、またエンジン回転数が低回転でもあるので、デコンプアクチュエータ57には作動の確実性を考慮し、油圧式ではなく電動式を用いている。また本実施形態のデコンプ装置50は、排気弁およびその動弁機構の構成要素を利用して構成されているため、コスト削減に大変有利である。
Here, when the engine is stopped etc., the hydraulic pressure supply from the oil pump is insufficient or not at all, and the engine speed is also low, so the
図5および図6は、ある特定気筒における吸気弁7および排気弁9のリフト量((A)図)と、吸気流量および排気流量((B)図)との変化を示す。図5はデコンプ装置50の非作動時を示し、図6はデコンプ装置50の作動時を示す。(B)図において、吸気流量は筒内燃焼室12に流入する方向が正であり、排気流量は筒内燃焼室12から流出する方向が正である。なお図5,6はエンジンが1000rpmでモータリングされているときのデータを示す。
5 and 6 show changes in the lift amount ((A) diagram) of the intake valve 7 and the exhaust valve 9 and the intake flow rate and exhaust flow rate ((B) diagram) in a specific cylinder. FIG. 5 shows when the
図6から分かるように、デコンプ装置50の作動時には排気弁9が常時開とされ、デコンプ装置50の非作動時に閉となっているタイミング(図5参照)でも、排気弁9は所定のデコンプリフト量Ldだけリフトされる。これにより、筒内燃焼室12は排気通路(特に排気ポート8)に常時連通させられる。デコンプリフト量Ldはデコンプ装置50の作動時における排気弁9の最小リフト量を規定する。
As can be seen from FIG. 6, even when the exhaust valve 9 is always open when the
ところで、本実施形態のデコンプ装置50は、エンジン停止時に振動騒音および回転変動を抑制するために作動させられる。
By the way, the
しかし、このデコンプ装置50の作動時、排気通路内がほぼ大気圧であるのに対し、スロットルバルブ下流側の吸気通路内は大気圧より低い圧力(すなわち負圧)であるため、吸気弁7が開いている期間に、排気ガスが排気通路から筒内燃焼室12を通過して吸気通路に逆流することがある。
However, when the
この逆流が生じると、吸気通路内におけるデポジットや凝縮水によるインジェクタ噴孔詰まりが発生したり、エンジンの再始動時に新気量が不足し燃焼悪化による始動時間の遅延、始動フィーリング悪化、始動エネルギ増大、燃費悪化が発生したりするという問題がある。 If this reverse flow occurs, the injector injection hole clogging may occur due to deposits or condensed water in the intake passage, or when the engine is restarted, the amount of fresh air is insufficient and the start-up time is delayed due to combustion deterioration, start-up feeling deterioration, start-up energy There is a problem that the fuel consumption increases and the fuel consumption deteriorates.
一方、特許文献1には、吸気通路内圧力と排気通路内圧力との圧力差が所定値よりも小さくなるまでは、吸気弁と排気弁のオーバーラップを禁止する装置が開示されている。しかしこの装置は、デコンプ装置を有しないため、オーバーラップ禁止期間中に圧縮行程中の筒内圧を解放することすなわちデコンプを行えず、エンジン停止時の振動騒音および回転変動抑制というデコンプの効果を得られない欠点がある。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a device that prohibits the overlap between the intake valve and the exhaust valve until the pressure difference between the pressure in the intake passage and the pressure in the exhaust passage becomes smaller than a predetermined value. However, since this device does not have a decompression device, the in-cylinder pressure during the compression stroke is released during the overlap prohibition period, that is, decompression cannot be performed, and the decompression effect of suppressing vibration noise and rotation fluctuation when the engine is stopped is obtained. There are disadvantages that cannot be achieved.
そこで本実施形態は、エンジン停止時にデコンプの効果を確保しつつ排気通路から吸気通路への排気ガスの逆流を抑制するため、以下に述べるようなエンジン停止制御をECU20により実行する。
Thus, in the present embodiment, the
図7に、本実施形態のエンジン停止制御の基本例を説明するためのタイムチャートを示す。(A)はアクセル開度(アクセル開度センサ36の検出値)、(B)はパワーマネジメントECU(パワマネECU)20Aにおけるエンジン停止フラグである第1停止フラグの状態、(C)はエンジンECU20Bにおけるエンジン停止フラグである第2停止フラグの状態、(D)はクランク角センサ35の出力に基づき計算されたエンジン回転数(rpm)の検出値、(E)はエンジンECU20Bにおけるエンジン停止終了フラグの状態、(F)はエンジンECU20Bにおける燃料噴射禁止フラグの状態、(G)はスロットルバルブ18の開度であるスロットル開度(スロットルバルブ18に設けられたスロットル開度センサの検出値)、(H)は吸気圧(吸気圧センサ31の検出値、絶対圧で示す)、(I)はエンジンECU20Bにおけるデコンプ実行フラグの状態、(J)はデコンプアクチュエータ57の変位量を、それぞれ示す。
In FIG. 7, the time chart for demonstrating the basic example of the engine stop control of this embodiment is shown. (A) is the accelerator opening (detected value of the accelerator opening sensor 36), (B) is the state of the first stop flag that is an engine stop flag in the power management ECU (power management ECU) 20A, and (C) is in the
図示例は、車両の一時的な停止時にエンジンを自動的に停止させる制御(アイドルストップ制御)を実行した場合の例を示す。但し、この例に限らず、本実施形態のエンジン停止制御は、例えば通常のエンジン停止時(例えばパワースイッチ39のオフによるエンジン停止時)や、減速フューエルカット実行時におけるエンジン停止時にも適用可能である。なお、アイドルストップ制御の実行によりエンジンが自動停止された場合、車両の発進時または加速時等において、エンジンを自動的に始動させる制御も併せて実行される。
The illustrated example shows an example in which control (idle stop control) for automatically stopping the engine when the vehicle is temporarily stopped is executed. However, the present invention is not limited to this example, and the engine stop control of the present embodiment can be applied, for example, when the engine is stopped normally (for example, when the engine is stopped when the
ここで、「エンジンが停止」とは、エンジンへの燃料供給と点火が停止され、燃料の燃焼によってはクランクシャフトが回転駆動されておらず、エンジンが動力を発生していない状態をいう。クランクシャフトが回転しているかどうかとは無関係である。逆に、「エンジンが運転」とは、エンジンへの燃料供給と点火が実行されており、燃料の燃焼によりクランクシャフトが回転駆動され、エンジンが動力を発生している状態をいう。 Here, “the engine is stopped” refers to a state in which fuel supply to the engine and ignition are stopped, the crankshaft is not rotationally driven by fuel combustion, and the engine is not generating power. It has nothing to do with whether the crankshaft is rotating. On the other hand, “the engine is operating” refers to a state in which fuel is supplied to the engine and ignition is performed, the crankshaft is rotationally driven by the combustion of the fuel, and the engine is generating power.
図示例においては、アクセル開度が減少してゼロ(全閉状態)になった時点t1で、パワーマネジメントECU20Aにおける第1停止フラグがオンされている。そしてこのフラグオンと実質的に同時に、エンジンECU20Bにおける第2停止フラグと、燃料噴射禁止フラグとがオンされている。
In the illustrated example, the first stop flag in the
第2停止フラグがオンになった時点t1で、エンジンの停止動作が開始される。この第2停止フラグは、所定の停止条件が成立したときにオンとなる。停止条件は、例えば、車速がゼロである、第1停止フラグがオンである(すなわちアクセル開度がゼロである)、エンジン回転数が所定回転数以下である、エンジン冷却水温度が所定温度以上である、触媒温度が所定温度以上である、バッテリ残量が所定値以上であるという全ての条件が成立したときに成立する。なお、車速は図示しない車速センサにより検出され、エンジン回転数はクランク角センサ35の検出値に基づき算出され、エンジン冷却水温度は水温センサ37により検出され、触媒温度およびバッテリ残量はECU20により推定されるかまたはセンサ等により検出される。
At time t1 when the second stop flag is turned on, the engine stop operation is started. The second stop flag is turned on when a predetermined stop condition is satisfied. The stop condition is, for example, the vehicle speed is zero, the first stop flag is on (that is, the accelerator opening is zero), the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed, and the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. This is established when all the conditions that the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature and the remaining battery level is equal to or higher than the predetermined value are satisfied. The vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor (not shown), the engine speed is calculated based on the detected value of the
燃料噴射禁止フラグがオンされると、インジェクタ19による燃料噴射が禁止もしくは停止され、併せて点火プラグ13による点火も禁止もしくは停止される。この後、エンジン回転数は次第に低下していき、時刻t3でゼロとなる。エンジン回転数がゼロになった時、エンジン停止終了フラグがオンされる。なお、図示例における停止動作開始時(時刻t1)およびその直前のエンジン回転数は概ねアイドル回転数Ni(例えば1000rpm)である。
When the fuel injection prohibition flag is turned on, fuel injection by the
スロットル開度は、時刻t1より前の期間において、アクセル開度と連動して減少され、時刻t1でアイドル時の開度すなわちアイドル開度TH2に達している。一方、時刻t1で停止動作が開始されると、スロットル開度は、(G)に実線aで示されるように、アイドル開度TH2よりも大きい所定開度、すなわち所定のデコンプ用開度TH3に増大される。そしてエンジン回転数がゼロになるまで、スロットル開度はデコンプ用開度TH3に維持される。 The throttle opening is decreased in conjunction with the accelerator opening in a period before time t1, and reaches the opening during idling, that is, the idle opening TH2 at time t1. On the other hand, when the stop operation is started at time t1, the throttle opening becomes a predetermined opening larger than the idle opening TH2, that is, a predetermined decompression opening TH3, as indicated by a solid line a in (G). Will be increased. The throttle opening is maintained at the decompression opening TH3 until the engine speed becomes zero.
デコンプ用開度TH3は、アイドル開度TH2よりも大きく、また所定の最小開度TH1よりも大きい。最小開度TH1は、吸気の通過を最小限確保するガード値としての性格を有する。アイドル開度TH2は最小開度TH1より僅かに大きい(TH1<TH2<TH3)。例えば、最小開度TH1は約5°であり、アイドル開度TH2は約6°であり、デコンプ用開度TH3は約10°である。 The decompression opening TH3 is larger than the idle opening TH2 and larger than a predetermined minimum opening TH1. The minimum opening TH1 has a character as a guard value that ensures the minimum passage of intake air. The idle opening TH2 is slightly larger than the minimum opening TH1 (TH1 <TH2 <TH3). For example, the minimum opening TH1 is about 5 °, the idle opening TH2 is about 6 °, and the decompression opening TH3 is about 10 °.
このようにスロットル開度がデコンプ用開度TH3に制御されると、後述の比較例に比べ、スロットルバルブ18を通じた新気のサージタンク15への流入が促進されるため、サージタンク15内の吸気圧が、(H)に実線bで示されるように、アイドル時の吸気圧Pi(例えば40kPa)から大気圧Pa(例えば100kPa)に向かって比較的速い速度で上昇する。言い換えれば、サージタンク15内の負圧が比較的速い速度で減少する。
When the throttle opening is controlled to the decompression opening TH3 in this way, inflow of fresh air into the
そして、その増大過程で吸気圧が所定圧力すなわち所定のデコンプ開始圧力Ps(例えば70kPa)より高くなった時(t2)、デコンプ実行フラグがオンされ、デコンプ装置50が作動される。これに伴い、デコンプアクチュエータ57の変位量が、排気弁9をリフト(開弁)させる方向に増大されていく。
Then, when the intake pressure becomes higher than a predetermined pressure, that is, a predetermined decompression start pressure Ps (for example, 70 kPa) during the increase process (t2), the decompression execution flag is turned on and the
この後、エンジン停止終了フラグがオンされると(t3)、エンジンの停止動作が終了される。スロットル開度は最小開度TH1に減少され、デコンプ実行フラグがオフされ、デコンプ装置50が停止される。これに伴い、デコンプアクチュエータ57の変位量がゼロに向かって徐々に戻される。
Thereafter, when the engine stop end flag is turned on (t3), the engine stop operation is ended. The throttle opening is reduced to the minimum opening TH1, the decompression execution flag is turned off, and the
この本実施形態のエンジン停止制御を比較例と比較して説明する。比較例においては、(G)に破線cで示すように、停止動作中(t1〜t3)、スロットル開度が最小開度TH1に維持される。その理由は、筒内燃焼室12に流入する空気量を可能な限り低減し、筒内圧を低下させることで、エンジン停止時の振動を抑制するためである。
The engine stop control of this embodiment will be described in comparison with a comparative example. In the comparative example, as indicated by a broken line c in (G), the throttle opening is maintained at the minimum opening TH1 during the stop operation (t1 to t3). The reason is that the amount of air flowing into the in-
すると、(H)に破線dで示すように、吸気圧の上昇速度が著しく低下し、スロットルバルブ下流側の吸気通路内の負圧がなかなか減少しない状況となる。比較例の方が本実施形態よりも吸気通路内の負圧が大きい傾向にある。 Then, as indicated by a broken line d in (H), the rate of increase of the intake pressure is significantly reduced, and the negative pressure in the intake passage on the downstream side of the throttle valve does not readily decrease. In the comparative example, the negative pressure in the intake passage tends to be larger than in the present embodiment.
かかる状況下で、デコンプ装置を、例えば本実施形態と同じタイミングt2で作動させてしまうと、本実施形態よりも多量の排気ガスが吸気通路に逆流してしまい、上述した排気ガスの逆流に起因する様々な問題が顕著となる。 Under such circumstances, if the decompression device is operated, for example, at the same timing t2 as in the present embodiment, a larger amount of exhaust gas than in the present embodiment flows backward into the intake passage, resulting in the above-described backflow of exhaust gas. Various problems become noticeable.
以上の説明から分かるように、本実施形態においてECU20は、エンジンの停止動作開始後、まず、スロットルバルブ開度が最小開度TH1およびアイドル開度TH2よりも大きいデコンプ用開度TH3になるようにスロットルバルブを制御し、その後、吸気圧センサ31によって検出された吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高くなったとき、筒内燃焼室12を排気通路に常時連通させるようデコンプ装置50を作動させる。
As can be seen from the above description, in the present embodiment, after starting the engine stop operation, the
デコンプ装置50の作動前に吸気圧が予め比較的速い速度で高められ、吸気圧が十分高まった時点でデコンプ装置50が作動されるので、吸気通路内圧力と排気通路内圧力との圧力差を十分低減させてからデコンプ装置50を作動させることができる。よって、デコンプ装置50の作動による排気ガスの逆流を効果的に抑制することができ、ひいては当該逆流に起因する諸問題も抑制可能である。
Before the operation of the
しかも、吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高くなればデコンプ装置50が作動されるので、エンジン停止時の振動騒音および回転変動抑制というデコンプの効果を確保することが可能である。
Moreover, since the
上記の説明から分かるように、デコンプ用開度TH3は、スロットル開度を最小開度TH1にしたときに得られるエンジン停止時の振動抑制という効果をできるだけ犠牲にせずに、スロットル開度を最小開度TH1にしたときよりも吸気圧の上昇速度を高められるような最適な値に設定される。 As can be seen from the above description, the decompression opening TH3 is set to the minimum opening without sacrificing the vibration suppression effect when the engine is stopped, which is obtained when the throttle opening is set to the minimum opening TH1. The optimum value is set so that the rate of increase of the intake pressure can be increased more than when the degree TH1 is set.
ところで、図7に示した基本例については次のような変形例も考えられる。 Incidentally, with respect to the basic example shown in FIG.
第1変形例として、エンジン停止動作開始時t1から所定時間内はスロットル開度を最小開度TH1に制御し、その所定時間経過後にスロットル開度をデコンプ用開度TH3に制御することが考えられる。すなわち、スロットル開度はエンジン停止動作開始時t1よりも遅れてデコンプ用開度TH3に制御される。但し、スロットル開度をデコンプ用開度TH3に制御した後に吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高くなるよう、所定時間は比較的短い時間に設定される。 As a first modification, it is conceivable that the throttle opening is controlled to the minimum opening TH1 within a predetermined time from the engine stop operation start time t1, and the throttle opening is controlled to the decompression opening TH3 after the predetermined time has elapsed. . That is, the throttle opening is controlled to the decompression opening TH3 after the engine stop operation start t1. However, the predetermined time is set to a relatively short time so that the intake pressure becomes higher than the decompression start pressure Ps after the throttle opening is controlled to the decompression opening TH3.
これによれば、エンジン停止動作開始時から吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高くなるまでの間で、かつ初期にスロットル開度を最小開度TH1に制御している間は、筒内燃焼室12への流入空気量を減らして振動を抑制するという効果を得られる。また、後期にスロットル開度をデコンプ用開度TH3に制御している間は、吸気圧の上昇速度を上げて排気ガスの逆流を抑制するという効果を得られる。
According to this, during the period from the start of the engine stop operation until the intake pressure becomes higher than the decompression start pressure Ps, and while the throttle opening is initially controlled to the minimum opening TH1, the in-
第2変形例として、デコンプ実行フラグをオンする条件、すなわちデコンプ装置50の作動条件を次のように変更することが考えられる。上記基本例では、吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高いことがデコンプ装置50の作動条件であった。これに対し、第2変形例では、吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高く、且つエンジン回転数が所定回転数、すなわち所定のデコンプ開始回転数Ns(図7参照)より低いことがデコンプ装置50の作動条件とされる。好ましくは、デコンプ開始回転数Nsはアイドル回転数Niよりも低く設定され、例えば800rpmである。こうすると、エンジン停止動作開始直後にまだエンジン回転数がデコンプ開始回転数Nsより高いときのデコンプ装置50の作動が禁止され、吸気通路内への排気ガスの逆流を効果的に抑制することができる。
As a second modification, it is conceivable to change the condition for turning on the decompression execution flag, that is, the operating condition of the
なお、第2変形例は第1変形例にも組み合わせ可能である。 The second modification can be combined with the first modification.
因みに、吸気圧が所定圧力より高いことと、吸気通路内圧力及び排気通路内圧力(大気圧)の圧力差が所定値よりも小さいこととは等価である。従って後者は前者に含まれるものとし、後者をデコンプ装置50の作動条件とする第3変形例も可能である。この第3変形例は第1および第2変形例にも組み合わせ可能である。
Incidentally, the fact that the intake pressure is higher than the predetermined pressure is equivalent to the fact that the pressure difference between the intake passage internal pressure and the exhaust passage internal pressure (atmospheric pressure) is smaller than a predetermined value. Therefore, the latter is included in the former, and a third modified example in which the latter is an operating condition of the
次に、エンジン停止制御のルーチンを図8を参照して説明する。当該ルーチンはECU20(特にエンジンECU20B)により図8に示されるような手順に従って実行される。また当該ルーチンは上述の第2変形例に対応するものであるが、基本例、第1変形例または第3変形例に対応するものとなるよう、容易に変形できることが理解されるであろう。
Next, an engine stop control routine will be described with reference to FIG. The routine is executed by the ECU 20 (particularly, the
まずステップS101で、第2停止フラグがオンか否かが判断される。オンでない場合(オフの場合)には待機状態となり、オンの場合にはステップS102に進む。 First, in step S101, it is determined whether or not the second stop flag is on. When it is not on (when it is off), it enters a standby state, and when it is on, it proceeds to step S102.
ステップS102では、燃料噴射禁止フラグがオンされる。これにより燃料噴射と点火が禁止もしくは停止される。 In step S102, the fuel injection prohibition flag is turned on. This prohibits or stops fuel injection and ignition.
次いでステップS103では、スロットル開度がデコンプ用開度TH3に制御される。 Next, in step S103, the throttle opening is controlled to the decompression opening TH3.
ステップS104では、吸気圧がデコンプ開始圧力Psより高く、且つエンジン回転数がデコンプ開始回転数Nsより低いか否かが判断される。ノーの場合には待機状態となり、イエスの場合にはステップS105に進む。なおイエスとなったタイミングを図7にt2’で示す。 In step S104, it is determined whether or not the intake pressure is higher than the decompression start pressure Ps and the engine speed is lower than the decompression start speed Ns. If no, the process enters a standby state. If yes, the process proceeds to step S105. The timing when the answer is yes is indicated by t2 'in FIG.
ステップS105では、デコンプ実行フラグがオンされる。これによりデコンプ装置50が作動され、排気弁9は少なくともデコンプリフト量Ldだけ常時リフトされる。
In step S105, the decompression execution flag is turned on. As a result, the
次いでステップS106では、エンジン停止終了フラグがオンか否かが判断される。オンでない場合(オフの場合)には待機状態となり、オンの場合にはステップS107に進む。 Next, in step S106, it is determined whether an engine stop end flag is on. If it is not on (if it is off), it enters a standby state. If it is on, the process proceeds to step S107.
ステップS107では、デコンプ実行フラグがオフされる。これによりデコンプ装置50は停止される。そしてステップS108において、スロットル開度が最小開度TH1に制御され、ルーチンが終了される。
In step S107, the decompression execution flag is turned off. Thereby, the
以上、本実施形態の基本実施例を説明したが、本実施形態は次のような変形実施例も可能である。 Although the basic example of the present embodiment has been described above, the present embodiment can be modified as follows.
(1)デコンプ装置50の構成を図9,10に示すように変更することが可能である。この変形実施例においては、前記スライダ55の代わりに、HLAリフタカムシャフト59を用いてHLA53をリフトさせるように構成されている。HLAリフタカムシャフト59は、各HLA53の底部に臨むようシリンダヘッド5に形成されたカムシャフト挿通孔60に回転自在に挿通支持されており、電動式デコンプアクチュエータ57’により回転駆動される。なお前記HLAホルダ54は省略され、代わりに、シリンダヘッド5に形成されたHLA支持孔61によりHLA53が昇降可能に支持される。
(1) The configuration of the
デコンプ装置50の作動時、デコンプアクチュエータ57’がオンされ、デコンプアクチュエータ57’はHLAリフタカムシャフト59を図10に示す停止位置から180°異なる作動位置(仮想線で示す)に回転させる。するとHLAリフタカムシャフト59のカム面59AがHLA53を直接押し上げ、上方にリフトさせる。その余は基本実施例と同様である。
During operation of the
(2)デコンプ装置の構成は上記以外にも様々なものが可能である。例えば、排気弁を電磁アクチュエータで駆動する電磁駆動式排気弁を採用した場合、この電磁駆動式排気弁によりデコンプ装置を構成してもよい。排気弁を流用しない専用のデコンプ装置を設けてもよいことは前述した通りである。 (2) Various configurations of the decompression device other than those described above are possible. For example, when an electromagnetically driven exhaust valve that drives the exhaust valve with an electromagnetic actuator is employed, the decompression device may be configured by this electromagnetically driven exhaust valve. As described above, a dedicated decompression device that does not use the exhaust valve may be provided.
(3)エンジンの用途は任意であり、車両用でなくてもよい。また車両の種類も任意であり、ハイブリッド車両でない通常の車両、すなわちエンジンを唯一の動力源とした車両であってもよい。通常の車両の場合、例えば、イグニッションスイッチがオフされた時に所定の停止条件が成立し、エンジンの停止動作が開始される。 (3) The use of the engine is arbitrary and may not be for vehicles. The type of vehicle is also arbitrary, and it may be a normal vehicle that is not a hybrid vehicle, that is, a vehicle that uses an engine as a sole power source. In the case of a normal vehicle, for example, when the ignition switch is turned off, a predetermined stop condition is established, and the engine stop operation is started.
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。上記の各実施形態、各実施例および各構成は、矛盾が生じない限り任意に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but various other embodiments of the present invention are conceivable. Each of the above-described embodiments, examples, and configurations can be arbitrarily combined as long as no contradiction occurs. The embodiments of the present invention include all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
1 内燃機関(エンジン)
12 筒内燃焼室
18 スロットルバルブ
20 電子制御ユニット(ECU)
31 吸気圧センサ
50 デコンプ装置
1 Internal combustion engine
12 In-
31
Claims (1)
吸気通路に設けられたスロットルバルブと、
前記スロットルバルブの下流側における前記吸気通路内の圧力を取得するように構成された取得ユニットと、
前記デコンプ装置および前記スロットルバルブを制御するように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、内燃機関の停止動作開始後、前記スロットルバルブの開度が所定の最小開度よりも大きい所定開度になるように前記スロットルバルブを制御し、その後、前記取得ユニットによって取得された前記吸気通路内の圧力が所定圧力より高くなったとき、前記筒内燃焼室を前記排気通路に常時連通させるよう前記デコンプ装置を作動させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A decompression device for communicating the in-cylinder combustion chamber with the exhaust passage in order to release the in-cylinder pressure at least during the compression stroke;
A throttle valve provided in the intake passage;
An acquisition unit configured to acquire a pressure in the intake passage downstream of the throttle valve;
A control unit configured to control the decompression device and the throttle valve;
With
The control unit controls the throttle valve so that the opening degree of the throttle valve becomes a predetermined opening degree larger than a predetermined minimum opening degree after the stop operation of the internal combustion engine is started, and then acquired by the acquisition unit. The internal combustion engine control device, wherein when the pressure in the intake passage becomes higher than a predetermined pressure, the decompression device is operated so that the in-cylinder combustion chamber is always in communication with the exhaust passage.
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