JP2015218631A - Internal combustion engine control device - 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。 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.
特許文献1には、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)にするために、内燃機関の排気弁を流用する構成が開示されている。この構成においては、排気弁を駆動するロッカーアームと、ロッカーアームの揺動中心をなす油圧ラッシュアジャスターとが備えられ、油圧ラッシュアジャスターをリフトさせることにより排気弁を所望量リフトさせるようになっている。
ところで、特許文献1にも見られるような、油圧ラッシュアジャスターを備えるデコンプ装置の構成にあっては、内燃機関の停止から再始動までの停止時間が比較的長い場合に、油圧ラッシュアジャスターの内部のオイルがリークして減少し、内燃機関の再始動時に排気弁の所望のリフト量が得られない可能性があるという問題がある。
By the way, in the structure of the decompression device provided with the hydraulic lash adjuster as seen in
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、内燃機関の停止から再始動までの停止時間が比較的長い場合であっても、排気弁の所望のリフト量を得ることが可能な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 its purpose is to obtain a desired lift amount of the exhaust valve even when the stop time from the stop to the restart of the internal combustion engine is relatively long. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.
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、
前記デコンプ装置を制御するように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記デコンプ装置は、前記排気通路を開閉する排気弁と、該排気弁を閉方向に付勢するバルブスプリングと、カムシャフトからの駆動力を受けて前記排気弁を開方向に作動させるロッカーアームと、該ロッカーアームの揺動中心をなす油圧ラッシュアジャスターと、該油圧ラッシュアジャスターを前記排気弁の開側に選択的にリフト可能なカム部材と、該カム部材を駆動するデコンプアクチュエータとを備え、
前記制御ユニットは、内燃機関の始動の際に前記排気弁を常時開弁させるよう、前記デコンプアクチュエータを作動させて前記油圧ラッシュアジャスターをリフトさせ、
前記制御ユニットは、前記内燃機関の停止から再始動までの停止時間が所定時間を超えたとき、前記停止時間が前記所定時間を超えてない場合に比べ、前記再始動時における前記油圧ラッシュアジャスターのリフト量を増大する
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 control unit configured to control the decompression device;
With
The decompression device includes an exhaust valve that opens and closes the exhaust passage, a valve spring that biases the exhaust valve in a closing direction, a rocker arm that receives a driving force from a camshaft and operates the exhaust valve in an opening direction. A hydraulic lash adjuster that forms the rocking center of the rocker arm, a cam member that can selectively lift the hydraulic lash adjuster to the open side of the exhaust valve, and a decompression actuator that drives the cam member.
The control unit operates the decompression actuator to lift the hydraulic lash adjuster so that the exhaust valve is always opened when the internal combustion engine is started.
The control unit is configured such that when the stop time from the stop to restart of the internal combustion engine exceeds a predetermined time, the hydraulic lash adjuster at the time of restart is compared with a case where the stop time does not exceed the predetermined time. A control apparatus for an internal combustion engine characterized by increasing a lift amount is provided.
本発明によれば、内燃機関の停止から再始動までの停止時間が比較的長い場合であっても、排気弁の所望のリフト量を得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, even when the stop time from the stop to the restart of the internal combustion engine is relatively long, an excellent effect that the desired lift amount of the exhaust valve can be obtained is exhibited.
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とその制御装置の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、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。車両の種類、用途等も特に限定されず、例えば車両はエンジン1を唯一の動力源とする通常の車両であってもよいし、エンジン1と電気モータとの2つの動力源を備えるハイブリッド車両であってもよい。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 the configuration of an internal combustion engine and its control device according to this embodiment. An internal combustion engine (engine) 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle and is configured as a multi-cylinder (for example, in-line 4-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). The type and application of the vehicle are not particularly limited. For example, the vehicle may be a normal vehicle having the
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。カムシャフト10,11は動力伝達機構を介してクランクシャフト4に連結される。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。
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を始動または停止させるためのスタートスイッチ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、スロットル開度等を制御する。
Regarding the sensors, in addition to 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
以下、図2及び図3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は排気弁9を構成要素の一部として流用する。
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(カムシャフト)、排気バルブスプリング51(バルブスプリング)、ロッカーアーム52および油圧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、対応する部品を便宜上同一の符号を用いて図2に表す。
As illustrated, the
排気バルブスプリング51は、排気弁9を閉方向に付勢する。ロッカーアーム52は、排気カムシャフト11からの駆動力を受けて揺動し、排気弁9を選択的に開方向に作動させる。本実施形態では排気カムシャフト11がロッカーアーム52に直接接触され、排気カムシャフト11がロッカーアーム52を直接駆動する。しかしながら、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等の中間部材を介設し、排気カムシャフト11が中間部材を介してロッカーアーム52を駆動するようにしてもよい。
The
HLA53は周知のように、ロッカーアーム52の揺動中心をなし、排気カムシャフト11(または中間部材)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。その詳細は省略するが、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。これによりHLA53は全体が伸縮可能である。HLA53内、すなわちHLA本体53Aおよびプランジャ53B内には、油路55を通じてオイルもしくは油圧が供給される。かかる供給は、クランクシャフト4により回転駆動されるオイルポンプ(図示せず)により行われる。
As is well known, 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、HLA53を排気弁9の開側に選択的にリフト可能なカム部材としてのデコンプカムシャフト59と、デコンプカムシャフト59を駆動するデコンプアクチュエータ57とを備える。
The
デコンプカムシャフト59は、全気筒に共通の単一の部材であり、カムシャフト挿通孔60内に回転自在に挿通支持されている。カムシャフト挿通孔60は、各HLA53の底部に臨むようシリンダヘッド5に形成されている。デコンプカムシャフト59は、各HLA53の底面部に接触するよう配設されたデコンプカム59Aを有し、デコンプカムシャフト59の回転によりデコンプカム59Aが回転されたときにHLA53が昇降される。なお、シリンダヘッド5に形成されたHLA支持孔61内にHLA53が昇降可能に支持される。デコンプカムシャフト59は、電動式のデコンプアクチュエータ57により回転駆動される。
The
デコンプアクチュエータ57はECU20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回転変位して、デコンプカムシャフト59を、例えば図2,3に示す停止位置から180°異なる作動位置(図3に仮想線で示す)に回転させる。すると、デコンプカム59AがHLA53を直接押し上げ、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
なお、図2,3に示すデコンプカムシャフト59の停止位置および作動位置は本実施形態で採用する停止位置および作動位置ではない。この停止位置および作動位置については後述する。
The stop position and the operating position of 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。この状態でデコンプ装置50を作動させると、排気弁9は少なくとも最小デコンプリフト量Ldminだけリフトさせられる。最小デコンプリフト量Ldminは、例えば1mmであるが、その値は任意に定め得る。
The
ここで、エンジンの始動時や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 started or stopped, the hydraulic pressure supply from the oil pump is insufficient or completely absent, and the engine speed is also low. Electric type is used instead of hydraulic type. In addition, the
図4および図5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4はデコンプ装置50の非作動時を示し、図5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4,5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。
4 and 5 show changes in the lift amount ((A) diagram) of the intake valve 7 and the
図5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(リフト量がゼロ)となっているタイミング(図4参照)でも、排気弁9は所定の最小デコンプリフト量Ldmin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。最小デコンプリフト量Ldmin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。なお、デコンプ装置50の非作動時に排気弁9が開(リフト量がゼロでない)となっているタイミング(図4参照)では、デコンプ装置50の作動時における排気弁9のリフト量は、デコンプ装置50の非作動時のリフト量に、最小デコンプリフト量Ldminを加えた値となる。
As can be seen from FIG. 5, the
本実施形態のデコンプ装置50は、エンジン始動の際に作動させられる。すなわち、ECU20は、エンジン始動の際に排気弁9を常時開弁させるよう、デコンプアクチュエータ57を作動させてHLA53をリフトさせる。これにより、エンジン始動時の振動騒音および回転変動を抑制すると共に、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、燃費等を抑制することができる。
The
ところで、本実施形態のようにHLA53を備えるデコンプ装置50の構成にあっては、エンジンの停止から再始動までの停止時間が比較的長い場合に、HLA53の内部のオイルがリークして減少し、エンジン再始動時に排気弁9の所望量のリフトが得られない可能性があるという問題がある。
By the way, in the configuration of the
この問題を、図6に示す比較例を参照して説明する。なお図6は、各部材の動作を分かり易くするために形状、寸法、縮尺、配置等をデフォルメした図であり、図2および図3に示した実際の形状等と違うことに留意されたい。 This problem will be described with reference to a comparative example shown in FIG. Note that FIG. 6 is a diagram in which the shape, dimensions, scale, arrangement, and the like are deformed in order to make the operation of each member easy to understand, and it should be noted that it is different from the actual shape shown in FIGS.
エンジンが停止され、クランクシャフトも回転停止されたとき、その停止状態における排気カムシャフト11の回転位相位置、および排気弁9の開弁状態は、気筒および回転停止タイミングによってまちまちである。ここでは分かり易い例として、図6(A)、(B)に、エンジン停止状態(クランクシャフトの回転停止状態でもある)において排気弁9が完全に閉弁している例(気筒)を示し、図6(C)〜(F)に、エンジン停止状態において排気弁9が全開になっている(最大リフトしている)例(気筒)を示す。
When the engine is stopped and the crankshaft is also stopped rotating, the rotational phase position of the
図6(A)に示すように、エンジン停止状態且つデコンプ装置停止状態において、排気カムシャフト11はそのベース円位置a1でロッカーアーム52に接し、ロッカーアーム52および排気弁9を実質的に押し下げていない。従ってロッカーアーム52には排気バルブスプリング51からの反力は作用しておらず、ロッカーアーム52はHLA53のプランジャ53Bを押し下げていない。従って、HLA53には、HLA53を収縮させ(プランジャ53BをHLA本体53A内に押し込み)且つHLA53の内部からオイルをリークさせるような力は作用されていない。
As shown in FIG. 6A, when the engine is stopped and the decompression device is stopped, the
HLA53からのオイルリークが無く、HLA53が同一の伸長状態を保ったまま、図6(B)に示すように、エンジン停止状態でデコンプ装置が作動されたとする。この場合、デコンプカム59Aが回転され、HLA53がリフト量Lh1だけリフトされる。すると、ロッカーアーム52が、排気カムシャフト11との接点をほぼ中心として回転され、排気弁9を押し下げ、排気弁9を最小デコンプリフト量Ldminだけリフトさせる。これは問題のない所望の作動状態である。
Assume that there is no oil leak from the
しかし、図6(C)に示すように、エンジン停止状態且つデコンプ装置停止状態において、排気弁9を全開(リフト量=Lmax)とするような回転位相位置に排気カムシャフト11が停止されたとすると、問題である。すなわちこの場合、排気カムシャフト11は、その最大リフト位置a2でロッカーアーム52に接し、ロッカーアーム52および排気弁9を、排気バルブスプリング51からの反力に逆らって最大リフトLmaxまで押し下げている。従って、ロッカーアーム52には排気バルブスプリング51からの反力が作用し、ロッカーアーム52はHLA53のプランジャ53Bを押し下げる。従って、HLA53には、HLA53を収縮させ且つHLA53の内部からオイルをリークさせるような力が作用する。
However, as shown in FIG. 6C, when the
この状態で放置されると、図6(D)に示すように、やがてHLA53の内部から徐々にオイルが油路55ひいてはオイルポンプ側にリークし、HLA53が徐々に収縮する(リークダウン、あるいは沈み込みとも称する)。図示例は、最終的にHLA53が最大に収縮した状態(底付きした状態)を示す。これに伴い、ロッカーアーム52が、排気弁9の閉弁方向に押し戻されて回転し、排気弁9のリフト量が減少する。なお近年ではHLA53からのオイルリークが減少傾向にあり、かかる押圧状態の継続時間が所定時間以内なら問題となるようなオイルリークが生じないが、そのような所定時間を超えて押圧状態が続くと問題となるオイルリークが生じ、上述した排気弁リフト量の減少が生じる。
If left in this state, as shown in FIG. 6D, the oil gradually leaks from the inside of the
次いで、この状態でデコンプ装置が作動されると、図6(E)に示すように、デコンプカム59Aが回転され、HLA53がリフト量Lh1だけリフトされる。すると排気弁9が、リフト量Lh1に対応したリフト量だけリフトされる。
Next, when the decompression device is operated in this state, the
しかし、この状態から、デコンプ動作を伴うエンジン始動のため、クランキングが実行されたとする。すると、図6(F)に示すように、排気カムシャフト11が回転され、これに追従してロッカーアーム52が、HLA53との接触部を揺動中心として揺動するようになる。この最中、排気カムシャフト11が最大リフト位置a2より低いリフト位置、例えばベース円位置a1でロッカーアーム52に接するときがある。このとき、本来であれば排気弁9は最小デコンプリフト量Ldminだけリフトされていなければならない。しかし、HLA53が既に収縮しているため、揺動中心の位置が図6(B)に示したような本来の位置より下方にずれてしまい、その結果、HLA53のリフト量が減少したのと実質的に同じ結果を招き、排気弁9のリフト量が不足して所望の最小デコンプリフト量Ldminを得られないという問題が生じる。結果として、最小デコンプリフト量Ldminより少ないデコンプリフト量しか得られなくなる。
However, from this state, it is assumed that cranking has been executed for engine start with decompression operation. Then, as shown in FIG. 6 (F), the
この問題は、エンジン停止状態且つデコンプ装置停止状態において、排気カムシャフト11が排気弁9の全開相当の回転位相位置に停止させられた場合に限らず発生し得る。すなわちこの問題は、ロッカーアーム52が排気弁9から力を受ける場合に発生し得る。この場合には当該力がHLA53にも作用し、HLA53を収縮させるように働くからである。従って、排気弁9をリフトさせる回転位相位置に排気カムシャフト11が停止させられた場合に、上記問題が発生し得る。また、排気弁9はリフトされていないが、排気バルブスプリング51のセット荷重以下(但しゼロを除く)の力をロッカーアーム52が排気弁9から受ける回転位相位置に、排気カムシャフト11が停止させられた場合にも、上記問題が発生し得る。なお、排気バルブスプリング51のセット荷重とは、排気バルブスプリング51の取り付け時に排気バルブスプリング51の圧縮に要する荷重のことであり、このセット荷重を超える力が加わらないと排気弁9はリフトされない。
This problem may occur not only when the
以上の説明から分かるように、HLA53が収縮方向の力を受けるような状態でエンジンが停止され、かつその停止から再始動までの停止時間が比較的長い場合に、エンジン再始動時に排気弁9の所望量のリフトが得られない可能性がある。多気筒エンジンの場合、何れかの気筒で、エンジン停止中にHLA53が収縮方向の力を受けていると考えられるので、結局、エンジン停止時間が比較的長い場合が問題となる。
As can be seen from the above description, when the engine is stopped with the
図7は、エンジン停止からの停止時間(横軸)とHLA収縮量(縦軸)との関係を示す。実線aは、エンジン停止時に排気カムシャフト11が排気弁9の全開相当の回転位相位置に停止させられた気筒(全開気筒)の場合を示す。破線bは、エンジン停止時に排気カムシャフト11が排気弁9の全閉相当の回転位相位置で停止させられた気筒(全閉気筒)の場合を示す。なお破線bの場合、ロッカーアーム52には、ゼロより大きく且つバルブスプリング51のセット荷重以下の比較的弱い力が排気弁9から加わっており、この力に起因してHLAが収縮されている。
FIG. 7 shows the relationship between the stop time from the engine stop (horizontal axis) and the HLA contraction amount (vertical axis). A solid line a indicates a case where the
図示するように、全開気筒の場合には全閉気筒の場合に比べ、早期にHLA収縮が開始し、HLA収縮速度が速く、最大収縮量Smax(HLAが底付きしたときの収縮量)に達するのも早い。これは全開気筒の場合には全閉気筒の場合に比べ、HLA53が大きな収縮方向の力を受けるからである。なお、この図から、エンジン停止時の排気弁9のリフト量がゼロから増大するにつれ、全閉気筒の特性から全開気筒の特性に近づいていくことが理解されよう。
As shown in the figure, in the case of a fully opened cylinder, the HLA contraction starts earlier, the HLA contraction speed is fast, and reaches the maximum contraction amount Smax (the contraction amount when the HLA bottoms out) compared to the fully closed cylinder. It's too early. This is because the
そこで、上記問題を解決するため、本実施形態では、エンジンの停止から再始動までの停止時間が所定時間を超えたとき、停止時間が所定時間を超えてない場合に比べ、再始動時におけるHLA53のリフト量を増大する。このような増大はECU20によって行われる。
Therefore, in order to solve the above problem, in the present embodiment, when the stop time from the stop of the engine to the restart exceeds a predetermined time, the
より具体的には、図8に示すように、デコンプカム59Aは、(A)に示すような停止位置P0と、(B)に示すような第1作動位置P1と、(C)に示すような第2作動位置P2とのいずれかに位置されるようになっている。このように停止位置の他に、2段階の作動位置が規定されている。
More specifically, as shown in FIG. 8, the
停止位置P0は、デコンプ装置50が停止しているときの位置である。これに対し、詳しくは後述するが、第1作動位置P1は、デコンプ装置50が作動しているときの位置であって、且つHLA収縮量がゼロか比較的少ないときに排気弁9の所望の最小デコンプリフト量Ldminを得られるような位置である。第2作動位置P1は、デコンプ装置50が作動しているときの位置であって、且つHLA収縮量が比較的多いときに排気弁9の所望の最小デコンプリフト量Ldminを得られるような位置である。
The stop position P0 is a position when the
デコンプカム59Aは、停止位置P0から第1作動位置P1、第2作動位置P2へと順に向かうにつれ、回転中心軸Cの周りを回転方向Rに回転される。デコンプカム59Aが停止位置P0にあるとき、デコンプカム59Aは点Q0でHLA53に接する。この点Q0のデコンプカム59Aの角度位置θ(°)を基準角度位置θ0(=0°)とする。
The
デコンプカム59Aは、停止位置P0から第1角度Δθ1だけ回転方向Rに回転されると、第1作動位置P1に達する。図示例において第1角度Δθ1は45°であるが、この値は任意に変更可能である。第1作動位置P1において、デコンプカム59Aは点Q1でHLA53に接する。
When the
デコンプカム59Aは、停止位置P0から第2角度Δθ2だけ回転方向Rに回転されると、第2作動位置P2に達する。第2角度Δθ2は第1角度Δθ1より大きく、図示例において第2角度Δθ2は90°であるが、この値は任意に変更可能である。第2作動位置P2において、デコンプカム59Aは点Q2でHLA53に接する。
When the
デコンプカム59Aが停止位置P0から第1作動位置P1、第2作動位置P2へと順に回転されるにつれ、HLA53のリフト量は第1リフト量Lh1、第2リフト量Lh2へと順に増大されていく。
As the
エンジンの再始動に際してデコンプ装置を作動させるとき、ECU20は、その再始動前のエンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えてない場合(T≦Ts)には、デコンプカム59Aが第1作動位置P1に位置するよう、デコンプアクチュエータ57を回転変位させ、デコンプカムシャフト59を回転させる。これによりHLA53は第1リフト量Lh1だけリフトされる。また、ECU20は、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えた場合(T>Ts)には、デコンプカム59Aが第2作動位置P2に位置するよう、デコンプアクチュエータ57を回転変位させ、デコンプカムシャフト59を回転させる。これによりHLA53は第2リフト量Lh2だけリフトされる。
When the decompression device is operated upon engine restart, the
特に、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えた場合、HLA53のリフト量が第1リフト量Lh1よりも増大されるので、エンジン停止時間Tが比較的長期に亘り、HLA53が上述の如きオイルリークにより収縮した場合であっても、この収縮分を補うように、HLA53のリフト量を増大させることができる。よって、排気弁9の所望の最小デコンプリフト量Ldminを得ることが可能となる。
In particular, when the engine stop time T exceeds the predetermined time Ts, the lift amount of the
なお、図8に示すデコンプカム59Aのプロフィールに関し、デコンプカム59Aは、基準角度位置θ0=0°で最小の基準半径r0を有し、点Q2に対応した第2角度位置θ2=90°(反回転方向を正とする)で最大の第2半径r2を有する。約180°〜約360°の角度位置範囲では基準半径r0を有し、この範囲はデコンプカム59Aのベース円を規定する。
Regarding the profile of the
デコンプカム59Aは、第1作動位置P1にあるときにHLA53の第1リフト量Lh1を与える。この第1リフト量Lh1は、図6の比較例の(B)、(E)に示したような作動位置におけるリフト量Lh1に等しい。つまり本実施形態は、第2作動位置P2において、比較例よりも大きなリフト量Lh2をHLA53に与えられるようになっている。これによりHLA53の収縮分を補って、排気弁9の最小デコンプリフト量Ldminを得るように、HLA53をより大きくリフトさせることが可能である。
The
また、図2,3と図8を見比べると分かるように、図2,3の例では、θ=270°の角度位置(図8に点Q3で示す)が停止位置に対応し、θ=θ2=90°の角度位置が作動位置に対応する。しかしこうすると、停止位置から作動位置にデコンプカム59Aを回転させるとき、HLA53のリフトを何等伴わないベース円部分の移動を90°(270°から約360°まで)強いられる。このような無効移動はデコンプアクチュエータ57の無駄な作動を招き、バッテリ電力を浪費する。一方、本実施形態では図8に示すように、停止位置から作動位置に向かってデコンプカム59Aを回転させると直ぐにHLA53のリフトが開始する。上述のようなベース円部分の無効移動がない。よってデコンプアクチュエータ57の無駄な作動を抑制し、バッテリ電力を効率的に使用することが可能である。具体的には、デコンプカム59Aのベース円部分の反回転方向における終点付近に基準角度位置θ0が設定されている。
2 and 3 and FIG. 8, in the example of FIGS. 2 and 3, the angle position of θ = 270 ° (indicated by the point Q3 in FIG. 8) corresponds to the stop position, and θ = θ2 An angular position of = 90 ° corresponds to the operating position. However, when this is done, when the
もっとも、無効移動を許容できるのであれば、基準角度位置θ0は任意に設定でき、例えば図2,3のようにθ=270°の角度位置に設定することも可能である。 However, if the invalid movement can be allowed, the reference angular position θ0 can be arbitrarily set, and can be set to an angular position of θ = 270 ° as shown in FIGS.
第1作動位置P1と第2作動位置P2を切り替える前記所定時間Tsは、図7に示した特性を考慮して設定される。本実施形態では、例えば、HLAが最も収縮し易いa:全開気筒の特性を考慮し、当該特性においてHLA収縮量が最大収縮量Smaxの約1/2の収縮量S1となる停止時間T2が、所定時間Tsとして設定される。T2は例えば3時間である。なおこの方法以外の設定方法も可能である。 The predetermined time Ts for switching between the first operating position P1 and the second operating position P2 is set in consideration of the characteristics shown in FIG. In the present embodiment, for example, in consideration of the characteristics of a: fully opened cylinder in which HLA is most easily contracted, the stop time T2 in which the HLA contraction amount is approximately ½ of the maximum contraction amount Smax in the characteristics, It is set as the predetermined time Ts. T2 is, for example, 3 hours. A setting method other than this method is also possible.
エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えてなければ、HLA53の収縮量が比較的少ないとして、HLA53のリフト量は基準値としての第1リフト量Lh1に制御される。逆に、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えていれば、HLA53の収縮量が比較的多いとして、HLA53のリフト量はより大きな第2リフト量Lh2に制御される。いずれの場合にも、排気弁9の所望の最小デコンプリフト量Ldminを得ることが可能である。
If the engine stop time T does not exceed the predetermined time Ts, the lift amount of the
次に、ECU20が実行するルーチンを説明する。図9は、デコンプ装置50の作動時における作動位置の切替処理のルーチンを示す。このルーチンはECU20により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
Next, a routine executed by the
まずステップS101では、ECU20により別途算出されているエンジン停止時間Tの値が取得される。かかる算出は、エンジン停止中、前回のエンジン停止時からの経過時間をタイマーでカウントすることにより行ってもよいし、現在時刻から前回のエンジン停止時の時刻を減算することにより行ってもよい。
First, in step S101, the value of the engine stop time T calculated separately by the
次いでステップS102では、取得されたエンジン停止時間Tの値が所定時間Tsと比較される。 Next, in step S102, the acquired value of the engine stop time T is compared with a predetermined time Ts.
エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えてない場合、ステップS103において、デコンプカム59Aの作動位置が第1作動位置P1に設定される。エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えている場合、ステップS104において、デコンプカム59Aの作動位置が第2作動位置P2に設定される。
When the engine stop time T does not exceed the predetermined time Ts, the operation position of the
図10は、エンジン始動に際しての始動制御のルーチンを示す。このルーチンもECU20により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 10 shows a start control routine for starting the engine. This routine is also repeatedly executed by the
ステップS201では、エンジンの始動要求があるか否かが判断される。本実施形態では、始動用モーターであるスタータをオンするためにスタートスイッチ39がオンされたとき、エンジンの始動要求があると判断される。なお、当該判断は別の条件に従って行ってもよい。
In step S201, it is determined whether there is an engine start request. In this embodiment, when the
始動要求なしと判断された場合、ルーチンが終了され、始動要求ありと判断された場合、ステップS202に進んでスタータがオンされ、エンジンがクランキングされる。 If it is determined that there is no start request, the routine is terminated. If it is determined that there is a start request, the routine proceeds to step S202 where the starter is turned on and the engine is cranked.
ステップS203では、クランク角センサ35の出力から計算された実際のエンジン回転数Neが、所定のデコンプ終了回転数Nes(例えば400rpm)と比較される。
In step S203, the actual engine speed Ne calculated from the output of the
エンジン回転数Neがデコンプ終了回転数Nesより低い場合、ステップS204に進んでフューエルカット(F/C)フラグがオンされ、インジェクタ19からの燃料噴射が禁止される。そしてステップS205において点火フラグがオフされ、点火プラグ13による点火も禁止される。
When the engine speed Ne is lower than the decompression end rotation speed Nes, the routine proceeds to step S204, where the fuel cut (F / C) flag is turned on, and fuel injection from the
次いでステップS206でデコンプフラグがオンされる。するとまず、ステップS207において、図9のルーチンで決定された作動位置が取得され、次いでステップS208において、デコンプカム59Aの実際の作動位置が取得された作動位置になるよう、デコンプ装置50が作動させられる。
Next, in step S206, the decompression flag is turned on. Then, first, in step S207, the operating position determined in the routine of FIG. 9 is acquired, and then in step S208, the
こうして、エンジンのクランキング初期にデコンプ動作を実行するので、筒内圧縮圧を解放してスタータの負荷を低減し、バッテリ消費電力等を抑制することができる。またエンジンの振動騒音および回転変動も抑制することができる。さらにエンジン回転が速やかに立ち上がるので始動時間を短縮できると共に、スタータ容量を減少してコストダウンを図れる。 Thus, since the decompression operation is executed at the initial stage of cranking of the engine, the in-cylinder compression pressure is released, the load on the starter is reduced, and battery power consumption and the like can be suppressed. Further, vibration noise and rotation fluctuation of the engine can be suppressed. Furthermore, since the engine speed rises quickly, the starting time can be shortened and the starter capacity can be reduced to reduce the cost.
他方、ステップS203で、エンジン回転数Neがデコンプ終了回転数Nes以上と判断された場合、ステップS209に進んでフューエルカットフラグがオフされ、燃料噴射禁止状態が解除される。そしてステップS210において点火フラグがオンされ、点火禁止状態も解除される。 On the other hand, if it is determined in step S203 that the engine rotational speed Ne is equal to or higher than the decompression completion rotational speed Ne, the routine proceeds to step S209, where the fuel cut flag is turned off, and the fuel injection prohibited state is released. In step S210, the ignition flag is turned on, and the ignition inhibition state is also released.
次いでステップS211でデコンプフラグがオフされる。するとステップS212において、デコンプ装置50が停止され、デコンプカム59Aは停止位置に戻される。
Next, in step S211, the decompression flag is turned off. Then, in step S212, the
最後に、ステップS213において、吸気行程気筒に対し噴射信号がセットされ、その後の燃料噴射ひいてはエンジンの実質的始動への準備がなされる。 Finally, in step S213, an injection signal is set for the intake stroke cylinder, and preparation for subsequent fuel injection and thus substantial starting of the engine is made.
こうして、エンジン回転数Neがデコンプ終了回転数Nesに達した後には、デコンプ装置50が停止された状態で通常通り燃料噴射と点火が実行され、エンジンが始動される。
Thus, after the engine speed Ne reaches the decompression end rotational speed Ne, fuel injection and ignition are performed as usual with the
次に、本発明の他の実施形態を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
上述した基本実施形態にあっては、エンジン停止時間が所定時間を超えた場合、HLA53のリフト量を、基準値としての第1リフト量Lh1に一定値ΔLh2(図8参照)を加えた第2リフト量Lh2に一律に制御した。これに対し、本実施形態では、エンジン停止時間が所定時間を超えた場合、その停止時間に応じてHLA53のリフト量を無段階もしくは多段階で可変に制御する。
In the basic embodiment described above, when the engine stop time exceeds a predetermined time, the lift amount of the
図11は、第1リフト量Lh1に加算されるリフト補正量ΔLhのマップを示す。このマップはECU20に予め記憶される。図示するように、このマップでは、エンジン停止時間Tとリフト補正量ΔLhの関係が規定され、この関係は図7に示したa:全開気筒の特性に対応している。0≦T≦T1の範囲ではリフト補正量ΔLhがゼロとされ、T1<T<T3の範囲ではエンジン停止時間Tの増大につれリフト補正量ΔLhが無段階且つ比例的に増大され、T≧T3の範囲ではリフト補正量ΔLhが一定値ΔLh2とされる。なお、T1<T<T3の範囲に示されるような無段階特性を、類似の多段階特性に容易に変更できることが理解されよう。T1は例えば30分であり、T3は例えば6時間だが、これらの値は任意に変更可能である。マップの代わりに関数等を用いてもよい。
FIG. 11 shows a map of the lift correction amount ΔLh added to the first lift amount Lh1. This map is stored in the
所定時間TsはT1に等しく設定される。エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えてない場合、HLA53のリフト量は第1リフト量Lh1に制御される。エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えた場合、HLA53のリフト量は、第1リフト量Lh1に、マップから定まるリフト補正量ΔLh(>0)を加算した値に制御される。こうして、停止時間Tが所定時間Tsを超えたときには、停止時間Tが所定時間Tsを超えてない場合に比べ、再始動時におけるHLAのリフト量が増大される。
The predetermined time Ts is set equal to T1. When the engine stop time T does not exceed the predetermined time Ts, the lift amount of the
より具体的な作動については、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えてない場合、デコンプカム59Aは図8(B)に示す第1作動位置P1に制御される。
Regarding more specific operation, when the engine stop time T does not exceed the predetermined time Ts, the
またエンジン停止時間Tが所定時間Ts(=T1)を超えた場合、デコンプカム59Aは、図8(B)に示す第1作動位置P1から図8(C)に示す第2作動位置P2までの間で、エンジン停止時間Tに応じた位置に無段階で制御される。当然このときの位置は、上述したHLA53のリフト量が実現されるような、あるいは当該リフト量に対応するような位置である。エンジン停止時間TがT1<T<T3の範囲にあるとき、エンジン停止時間Tが長くなるほど、デコンプカム59Aは第2作動位置P2により接近した位置に位置される。そしてエンジン停止時間TがT≧T3の範囲にあるとき、デコンプカム59Aは第2作動位置P2に位置される。
When the engine stop time T exceeds the predetermined time Ts (= T1), the
なお、本実施形態では基本実施形態と同一の作動位置P1,P2を用いたが、例えば図7の特性に合わせてより最適化を図るべく、基本実施形態と異なる作動位置を用いてもよい。 In this embodiment, the same operating positions P1 and P2 as in the basic embodiment are used. However, for example, an operating position different from that in the basic embodiment may be used in order to optimize the characteristics in accordance with the characteristics shown in FIG.
ECU20が実行するルーチンに関しては、図9に示した切替処理のルーチンが図12に示す如く変形されるだけで、図10に示した始動制御のルーチンは同様である。図12に示すように、本実施形態の切替処理のルーチンにおいては、ステップS401〜S403がステップS101〜S103と同様であり、ステップS404〜S406が異なる。
With respect to the routine executed by the
ステップS402で、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えていると判断された場合、ステップS404において、エンジン停止時間Tに対応したリフト補正量ΔLhが、図11に示したマップから取得される。 When it is determined in step S402 that the engine stop time T exceeds the predetermined time Ts, in step S404, the lift correction amount ΔLh corresponding to the engine stop time T is acquired from the map shown in FIG.
次いで、ステップS405において、リフト補正量ΔLhに対応したデコンプカム59Aの作動位置補正量ΔPが、図示しないマップ等を用いて算出される。デコンプカム59Aの作動位置補正量ΔPは、リフト補正量ΔLhが増大するほど増大するように予め定められている。
Next, in step S405, the operation position correction amount ΔP of the
次にステップS406において、デコンプカム59Aの作動位置が、第1作動位置P1から作動位置補正量ΔPだけ第2作動位置P2に接近した位置に設定される。
Next, in step S406, the operating position of the
本実施形態によれば、エンジン停止時間Tが所定時間Tsを超えた場合、エンジン停止時間Tが長くなるにつれ増大するHLA収縮量に見合った分だけ、つまり必要最小限な量だけ、デコンプカム59Aひいてはデコンプアクチュエータ57を動作させることができる。従って、基本実施形態のように一律に第2作動位置P2まで動作させる場合に比べ、動作量を少なくし、バッテリ消費電力等を抑制することができる。勿論、本実施形態によっても、エンジン停止時間Tの長短に拘わらず、排気弁9の所望の最小デコンプリフト量Ldminを安定的に得ることが可能である。
According to the present embodiment, when the engine stop time T exceeds the predetermined time Ts, the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はさらに他の実施形態も可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, other embodiments of the present invention are possible.
(1)例えば、上述の回転式のデコンプカムシャフト59およびデコンプアクチュエータ57に代えて、スライド式のカム部材およびデコンプアクチュエータを用いることも可能である。
(1) For example, instead of the rotary
(2)また上述の他の実施形態(図12参照)においては、図11に示したマップからHLAのリフト補正量ΔLhを取得し、取得されたリフト補正量ΔLhに対応したデコンプカム59Aの作動位置補正量ΔPを算出し、この作動位置補正量ΔPと第1作動位置P1に基づきデコンプカム59Aの作動位置を設定した。しかしながら例えば、図11に示したマップを変形し、エンジン停止時間Tから直接作動位置補正量ΔPを算出できるようにし、この算出された作動位置補正量ΔPと第1作動位置P1に基づきデコンプカム59Aの作動位置を設定してもよい。
(2) In the other embodiment described above (see FIG. 12), the HLA lift correction amount ΔLh is acquired from the map shown in FIG. 11, and the operation position of the
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。 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)
8 排気ポート
9 排気弁
11 排気カムシャフト
12 筒内燃焼室
20 電子制御ユニット(ECU)
50 デコンプ装置
51 バルブスプリング
52 ロッカーアーム
53 油圧ラッシュアジャスター(HLA)
57 デコンプアクチュエータ
59 デコンプカムシャフト
1 Internal combustion engine
8
50
57
Claims (1)
前記デコンプ装置を制御するように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記デコンプ装置は、前記排気通路を開閉する排気弁と、該排気弁を閉方向に付勢するバルブスプリングと、カムシャフトからの駆動力を受けて前記排気弁を開方向に作動させるロッカーアームと、該ロッカーアームの揺動中心をなす油圧ラッシュアジャスターと、該油圧ラッシュアジャスターを前記排気弁の開側に選択的にリフト可能なカム部材と、該カム部材を駆動するデコンプアクチュエータとを備え、
前記制御ユニットは、内燃機関の始動の際に前記排気弁を常時開弁させるよう、前記デコンプアクチュエータを作動させて前記油圧ラッシュアジャスターをリフトさせ、
前記制御ユニットは、前記内燃機関の停止から再始動までの停止時間が所定時間を超えたとき、前記停止時間が前記所定時間を超えてない場合に比べ、前記再始動時における前記油圧ラッシュアジャスターのリフト量を増大する
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 control unit configured to control the decompression device;
With
The decompression device includes an exhaust valve that opens and closes the exhaust passage, a valve spring that biases the exhaust valve in a closing direction, a rocker arm that receives a driving force from a camshaft and operates the exhaust valve in an opening direction. A hydraulic lash adjuster that forms the rocking center of the rocker arm, a cam member that can selectively lift the hydraulic lash adjuster to the open side of the exhaust valve, and a decompression actuator that drives the cam member.
The control unit operates the decompression actuator to lift the hydraulic lash adjuster so that the exhaust valve is always opened when the internal combustion engine is started.
The control unit is configured such that when the stop time from the stop to restart of the internal combustion engine exceeds a predetermined time, the hydraulic lash adjuster at the time of restart is compared with a case where the stop time does not exceed the predetermined time. A control apparatus for an internal combustion engine, characterized by increasing a lift amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014101680A JP2015218631A (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Internal combustion engine control device |
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Cited By (2)
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JP2018044508A (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | マツダ株式会社 | Combustion chamber structure of engine |
CN111993497A (en) * | 2020-08-06 | 2020-11-27 | 浙江中力工具制造有限公司 | Pressure-releasing starting device of gasoline chain saw |
-
2014
- 2014-05-15 JP JP2014101680A patent/JP2015218631A/en active Pending
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