JP2016113904A - Rotation stop position control device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの停止に際して、エンジンの回転軸の回転停止位置を制御するように構成したエンジンの回転停止位置制御装置に関する。 The present invention relates to an engine rotation stop position control device configured to control a rotation stop position of a rotation shaft of an engine when the engine is stopped.
従来、この種の分野の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載されるエンジンの始動装置が知られている。この装置は、エンジンを自動で停止させ、自動で始動させるアイドルストップシステムに採用される。ここで、エンジンの再始動性を向上させるために、アイドル運転時にエンジンが自動停止(アイドルストップ)したとき、エンジンの回転停止位置(停止クランク角)を始動に適したクランク角範囲に制御するようになっている。すなわち、エンジンが停止している状態で、膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して点火燃焼させることにより、スタータモータの力を借りることなく、エンジンそれ自体の力でエンジンを再始動させるようになっている。詳しくは、エンジンへの燃料供給を停止してからエンジン回転速度が低下する過程で、各気筒が順次、圧縮上死点を過ぎるときのエンジン回転速度(上死点回転速度)を回転速度センサにより検出し、その上死点回転速度がエンジン停止後のピストン位置と相関のある所定の回転速度範囲に収まるように、スロットル弁の開度を電気的に制御するようになっている。
Conventionally, as a technology in this type of field, for example, an engine starter described in
ここで、特許文献1には回転速度センサの構成について特に詳しい説明はないが、一般的には、図7に示すように、回転速度センサ65は、MR素子よりなるクランクセンサにより構成され、エンジンのクランクシャフト73の一端に固定されたタイミングロータ78の外周に対向させて配置される。タイミングロータ78の外周には、複数の突起(歯)78aが形成され、回転速度センサ65は、各歯78aと対向可能に配置される。複数の歯78aは、大部分が、例えば、10℃A毎に形成され、一箇所のみ30℃Aの間隔に形成された欠け歯78bとなっている。回転速度センサ65は、クランクシャフト73の回転に伴ってタイミングロータ78が回転するときに、各歯78aの通過を検出してパルス信号を出力する。エンジン回転速度は、連続するパルス信号の間の経過時間から求めることができる。
Here,
ところが、回転速度センサ65によるエンジン回転速度の検出値には、タイミングロータ78の製品バラツキ、タイミングロータ78のクランクシャフト73に対する組付け誤差等によってバラツキが発生することがある。そのため、特許文献1の装置では、実際のエンジン回転速度が同じでも、タイミングロータ78の回転位置によっては、回転速度センサ65で検出される回転速度が異なることがある。また、特許文献1の装置では、エンジン回転速度が比較的高いときは、その検出バラツキが大きくなるため、スロットル弁の開度の制御を精度良く行うことができなくなるおそれがあった。
However, the detection value of the engine rotation speed by the
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの回転停止位置を好適に制御するために、回転速度検出手段の製品バラツキや組み付け誤差の影響を抑えてエンジンの回転速度を正確に検出することを可能としたエンジンの回転停止位置制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress the influence of product variation of the rotational speed detecting means and assembly errors in order to suitably control the rotation stop position of the engine. An object of the present invention is to provide an engine rotation stop position control device capable of accurately detecting a rotation speed.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンの回転軸を所定の回転位置に停止させるように制御するエンジンの回転停止位置制御装置であって、エンジンは、燃料供給手段により供給される燃料を燃焼させることにより回転軸を回転させるように構成されることと、回転軸の回転を調整するための回転調整手段と、回転軸の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、回転軸を所定の回転位置に停止させるために、燃料供給手段による燃料の供給を停止させてから回転速度検出手段により検出される回転速度が所定の目標回転速度となるように回転調整手段を制御する制御手段とを備えたエンジンの回転停止位置制御装置において、回転軸を回転軸の特定の回転位置から所定角度回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間から回転軸の回転速度を算出するための回転速度算出手段を備えたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、エンジンの停止に際して、制御手段は、燃料供給手段による燃料供給を停止させてから回転速度検出手段により検出される回転速度が所定の目標回転速度となるように回転調整手段を制御する。これにより、回転軸の回転が停止し始めると共に、エンジンに負荷が与えられて回転軸に減速トルクが与えられ、回転軸が所定の回転位置に停止する。ここで、回転速度算出手段は、回転軸を回転軸の特定の回転位置から所定角度回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間から回転軸の回転速度を算出する。従って、回転速度算出タイミング毎に異なる回転位置から所定角度回転するまでにかかる経過時間より算出する回転速度にばらつきがあっても、回転軸が所定角度回転する毎に周期的に到来する特定の回転位置から経過時間の計測を開始することで、算出される回転速度におけるばらつきが解消される。 According to the configuration of the invention described above, when the engine is stopped, the control unit adjusts the rotation so that the rotation speed detected by the rotation speed detection unit becomes the predetermined target rotation speed after stopping the fuel supply by the fuel supply unit. Control means. As a result, the rotation of the rotating shaft starts to stop, a load is applied to the engine, a deceleration torque is applied to the rotating shaft, and the rotating shaft stops at a predetermined rotational position. Here, the rotation speed calculation means measures an elapsed time required to rotate the rotation shaft from the specific rotation position of the rotation shaft by a predetermined angle, and calculates the rotation speed of the rotation shaft from the elapsed time. Therefore, even if there is a variation in the rotational speed calculated from the elapsed time taken to rotate a predetermined angle from a different rotational position at each rotational speed calculation timing, a specific rotation that periodically arrives every time the rotational axis rotates by a predetermined angle By starting the measurement of the elapsed time from the position, the variation in the calculated rotational speed is eliminated.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、エンジンは、レシプロエンジンであり、特定の回転位置は、ATDC3℃Aであることを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、レシプロエンジンにおいて、回転速度の算出の基準となる特定の回転位置がATDC3℃Aであるから、その回転位置で回転軸の回転に係る角速度低下の勾配が最も大きくなり、回転速度の差を識別するのに最も適した位置となる。
According to the configuration of the invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、エンジンは、燃料を燃焼させる燃焼室を有する気筒を含むことと、燃焼室の中の圧力を検出するための筒内圧検出手段と、筒内圧検出手段による検出値に基づき回転軸にかかる減速トルクを推定するための減速トルク推定手段とを更に備え、制御手段は、推定される減速トルクの大きさに応じて回転調整手段の制御を補正することを趣旨とする。
To achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、各気筒の燃焼室の中の圧力は、回転軸の減速トルクと相関がある。従って、減速トルク推定手段は、筒内圧検出手段により実際に検出される燃焼室の中の圧力に基づいて減速トルクを推定し、制御手段は、その推定された減速トルクの大きさに応じて回転調整手段の制御を補正するので、回転軸の回転速度が所定の目標回転速度へより適正かつ正確に調整される。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、エンジンは、燃焼室を有する気筒を複数備え、燃料供給手段は、各気筒毎に燃料を供給するように構成され、制御手段は、推定される減速トルクの大きさに応じて燃料供給手段による燃料の供給を最初に停止させる気筒を変更することを趣旨とする。 To achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the engine includes a plurality of cylinders having combustion chambers, and the fuel supply means supplies fuel to each cylinder. The control means is configured to change the cylinder that first stops the fuel supply by the fuel supply means in accordance with the estimated magnitude of the deceleration torque.
上記発明の構成によれば、請求項3に記載の発明の作用に加え、制御手段は、推定される減速トルクの大きさに応じて燃料供給手段による燃料の供給を最初に停止させる気筒を変更するので、回転調整手段により調整すべき回転軸の減速トルクの量が低減し、その調整時間が短くなる。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the action of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、制御手段は、推定される減速トルクに基づいて目標回転速度を求めることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the fifth aspect of the present invention is based on the fourth aspect of the present invention, wherein the control means obtains the target rotational speed based on the estimated deceleration torque.
上記発明の構成によれば、請求項4に記載の発明の作用に加え、回転速度を調整すべき目標回転速度が、推定される減速トルクに基づいて求められるので、回転調整手段を必要以上に制御する必要がない。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、新たな構成を追加することなく、回転速度検出手段の製品バラツキや組み付け誤差の影響を抑えながらエンジンの回転速度を正確に検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately detect the rotational speed of the engine while suppressing the influence of product variation of the rotational speed detecting means and assembly errors without adding a new configuration.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、エンジンの回転速度をより正確に検出することができ、回転軸を所定の回転位置にてより一層正確に停止させることができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the rotational speed of the engine can be detected more accurately, and the rotational shaft can be more accurately detected at a predetermined rotational position. Can be stopped.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、回転軸の回転を精度良く所定の回転位置にて停止させることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加え、回転調整手段を制御するだけで回転軸の回転を所定の回転位置に速やかに停止させることができる。 According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, the rotation of the rotary shaft can be quickly stopped at a predetermined rotational position only by controlling the rotation adjusting means.
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加え、回転調整手段を無駄に駆動することがなく、その使用時間を短縮することができ、電力消費を抑えることができる。 According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the fourth aspect of the invention, the rotation adjusting means is not driven unnecessarily, the use time can be shortened, and the power consumption is suppressed. Can do.
<第1実施形態>
以下、この発明におけるエンジンの回転停止位置制御装置を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of an engine rotation stop position control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態で、自動車に搭載されるエンジン1は、レシプロタイプの4サイクルエンジンであり、複数の気筒2と、本発明の回転軸であるクランクシャフト3とを含む。エンジン1には、吸気通路4と排気通路5が設けられる。吸気通路4には、上流側からエアクリーナ6、電子スロットル装置7及びサージタンク8が設けられる。電子スロットル装置7は、モータ31により開閉駆動されるスロットル弁9と、スロットル弁9の開度(スロットル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ41とを含む。排気通路5には、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ10が設けられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system in this embodiment. In this embodiment, an
エンジン1は、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とを含む。シリンダブロック11には、各気筒2にピストン13が設けられる。各ピストン13は、コンロッド14を介してクランクシャフト3に連結される。各気筒2は、燃焼室15を含む。すなわち、各気筒2にて、燃焼室15は、ピストン13とシリンダヘッド12との間に形成される。シリンダヘッド12には、各燃焼室15に連通する吸気ポート16及び排気ポート17がそれぞれ形成される。各吸気ポート16は、それぞれ吸気通路4に通じる。各排気ポート17は、それぞれ排気通路5に通じる。各吸気ポート16には、吸気バルブ18が、各排気ポート17には、排気バルブ19がそれぞれ設けられる。各吸気バルブ18及び各排気バルブ19は、クランクシャフト3の回転に連動して、つまり、各ピストン13の上下動に連動して、ひいてはエンジン1の一連の作動行程(吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程)に連動して、カムシャフト20などを含む動弁機構21により開閉駆動される。
The
シリンダヘッド12には、各気筒2のそれぞれに対応して、各燃焼室15の中へ燃料を直接噴射するインジェクタ32が設けられる。各インジェクタ32は、本発明の燃料供給手段に相当し、燃料供給装置(図示略)から供給される燃料を、対応する各燃焼室15へ噴射供給するようになっている。各燃焼室15では、吸気行程で、インジェクタ32から噴射される燃料と吸気通路4から吸入される空気とで可燃混合気が形成される。
The
シリンダヘッド12には、各気筒2のそれぞれに対応して、各燃焼室15に点火プラグ33が設けられる。各点火プラグ33は、イグニションコイル34から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品33,34は、各燃焼室15に吸入される可燃混合気に点火する点火装置を構成する。各燃焼室15の可燃混合気は圧縮行程で各点火プラグ33のスパーク動作により爆発・燃焼し、膨張行程が経過する。燃焼後の排気ガスは、排気行程で各燃焼室15から排気ポート17、排気通路5及び触媒コンバータ10を通じて外部へ排出される。このように各燃焼室15における可燃混合気の燃焼等に伴い、各ピストン13が上下運動し、一連の作動行程が進行してクランクシャフト3が回転することにより、エンジン1で動力が得られる。このエンジン1では、各気筒2で一連の作動行程が1回完了する毎に、クランクシャフト3が2回転(720℃A回転)するようになっている。
The
シリンダヘッド12には、各気筒2のそれぞれに対応して、各燃焼室15の中の圧力を筒内圧PSとして検出するための筒内圧センサ42が設けられる。この筒内圧センサ42は、本発明の筒内圧検出手段に相当する。
The
図1に示すように、エンジン1に設けられる各種センサ41〜47は、エンジン1の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。運転席に設けられたアクセルペダル27には、アクセルセンサ43が設けられる。アクセルセンサ43は、アクセルペダル27の踏み込み角度をアクセル開度ACCとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン1に設けられた水温センサ44は、シリンダブロック11の内部を流れる冷却水の温度(冷却水温)THWを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン1に設けられた回転速度センサ45は、クランクシャフト3の回転速度(エンジン回転速度)NEを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このセンサ45は、クランクシャフト3の一端に固定されたタイミングロータ28の回転を所定の角度ごとに検出するように構成される。このセンサ45の構成は、図7で説明したそれと同じである。この実施形態で、回転速度センサ45とタイミングロータ28は、本発明の回転速度検出手段に相当する。サージタンク8に設けられた吸気圧センサ46は、サージタンク8の中の吸気圧PMを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路5に設けられた酸素センサ47は、排気通路5へ排出される排気ガス中の酸素濃度(出力電圧)Oxを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
As shown in FIG. 1,
このエンジンシステムは、各種制御を司る電子制御装置(ECU)50を備える。ECU50には、各種センサ41〜47がそれぞれ接続される。また、ECU50には、モータ31、各インジェクタ32及び各イグニションコイル34がそれぞれ接続される。
The engine system includes an electronic control unit (ECU) 50 that performs various controls.
この実施形態で、ECU50は、各種センサ41〜47から出力される信号を入力し、それら信号に基づき燃料噴射制御、点火時期制御及びアイドリングストップ制御などを実行するために、モータ31、各インジェクタ32及び各イグニションコイル34をそれぞれ制御するようになっている。この実施形態で、ECU50は、本発明の制御手段及び回転速度算出手段に相当する。
In this embodiment, the
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン1の運転状態に応じて各インジェクタ32による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン1の運転状態に応じて各イグニションコイル34を制御することにより、各点火プラグ33による点火時期を制御することである。アイドリングストップ制御とは、所定の自動停止条件が成立したときに、各インジェクタ32による燃料供給を停止させてエンジン1を自動的に停止させると共に、所定の再始動条件が成立したときに、停止状態のエンジン1に各インジェクタ32から燃料を噴射供給し、各点火プラグ33を動作させることにより、燃料を燃焼させてエンジン1を自動的に再始動させることである。このアイドリングストップ制御には、後述するエンジンの回転停止位置制御が含まれる。
Here, the fuel injection control is to control the fuel injection amount and the injection timing by each
周知のようにECU50は、中央処理装置(CPU)、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、エンジン1の各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。CPUは、入力回路を介して入力される各種センサ41〜47の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいて前述した各種制御を実行する。
As is well known, the
ここで、電子スロットル装置7は、吸気通路4における吸気量を調節するために開閉動作するものであるが、この実施形態では、エンジン1に負荷を与えることでクランクシャフト3の回転を調整するために動作する本発明の回転調整手段としても機能する。すなわち、エンジン1を停止させるためにエンジン1に対する燃料カットが行われたときに、電子スロットル装置7を動作させてスロットル弁9を開かせることにより、エンジン1の減速トルクを変更し、エンジン回転速度NEを調整するようになっている。
Here, the
次に、アイドリングストップ制御の中のエンジンの回転停止位置制御について説明する。図2に、その内容をフローチャートより示す。この制御は、この実施形態におけるエンジンの回転停止位置制御装置の動作を意味する。 Next, engine rotation stop position control in idling stop control will be described. FIG. 2 shows the contents from a flowchart. This control means the operation of the engine rotation stop position control device in this embodiment.
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ100で、ECU50は、所定の気筒2でエンジン1の自動停止条件が成立したか否かを判断する。ECU50は、例えば、エンジン回転速度NEが燃料カットすべき所定の基準値に低下することを自動停止条件とし、その成立を判断する。
When the process proceeds to this routine, in
ステップ100の判断結果が肯定になると、ステップ110で、ECU50は、燃料カットを実行する。すなわち、ECU50は、各インジェクタ32による燃料供給を順次停止し、エンジン1の停止を開始させるのである。
If the determination result in
次に、ステップ120で、ECU50は、スロットル弁9を所定開度に開き制御する。すなわち、本来はエンジン1の停止に際して全閉とすべきスロットル弁9を、ECU50は、電子スロットル装置7を制御することで所定開度に開かせる。これにより、エンジン1の停止過程において、スロットル開度TAを補正することで、減速トルクの加減制御を行えるようにする。
Next, at
次に、ステップ130では、ECU50は、360℃A毎(クランクシャフト3が1回転する毎)に特定のクランク位置でエンジン回転速度NEを検出する。ここで、特定のクランク位置とは、クランクシャフト3の特定の回転位置に相当し、この実施形態では、「ATDC3℃A」に設定される。つまり、ECU50は、ATDC3℃Aを基準としてクランクシャフト3が1回転する毎にエンジン回転速度NEを検出する。このとき、ECU50は、クランクシャフト3をATDC3℃Aから所定角度である360℃A回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出する。図3に、エンジン停止間際のクランク角(クランク位置)とクランクシャフト3の回転に係る角加速度の関係をグラフにより示す。特定のクランク位置を「ATDC3℃A」としたのは、図3に示すように、そのクランク位置が角加速度の正負が逆転する位置であり、クランクシャフト3の回転に係る角速度低下の勾配が最も大きくなるからである。
Next, at
次に、ステップ140では、ECU50は、エンジン回転速度NEが所定範囲内にあるか否かを判断する。すなわち、ECU50は、上記のように算出されるエンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(所定範囲内の回転速度)にあるか否かを判断する。この所定範囲内の回転速度として、例えば、「990〜1010(rpm)」程度の範囲内の回転速度を想定することができる。この所定範囲内の回転速度は、クランクシャフト3が所定の回転位置である所定のクランク位置(クランク角)で、すなわち、特定の気筒2が膨張行程の初期段階で停止できることを予測できる回転速度である。特定の気筒2が膨張行程の初期段階で停止できることで、エンジン1の再始動時に、その気筒2に燃料を供給して燃焼させることにより、エンジン1を自力で始動させることが可能となる。
Next, at
そして、ステップ140の判断結果が肯定となる場合は、特定の気筒2が膨張行程の初期段階となる状態でクランクシャフト3の回転が停止することから、ECU50は、処理をステップ180へ移行し、クランクシャフト3の回転停止位置を回転速度センサ45の検出値に基づき確認的に検出し、その後の処理を終了する。
If the determination result in
一方、ステップ140の判断結果が否定となる場合は、ECU50は処理をステップ150へ移行し、エンジン回転速度NEの、目標回転速度(所定範囲内の回転速度)に対する回転速度偏差ΔNEを算出する。
On the other hand, if the determination result in
次に、ステップ160で、ECU50は、回転速度偏差ΔNEからスロットル弁9に係る調整開度ΔTA1を算出する。ECU50は、例えば、所定のマップデータを参照することにより、この調整開度ΔTA1を算出することができる。
Next, at
次に、ステップ170で、ECU50は、スロットル弁9の開度を調整開度ΔTA1だけ変更制御する。すなわち、所定開度に開かせたスロットル弁9を、電子スロットル装置7を更に制御することで調整開度ΔTA1だけ変更させる。これにより、エンジン1に与えられる負荷を変更してクランクシャフト3の減速トルクを更に調整し、エンジン回転速度NEを所定範囲内へ調整する。
Next, at
すなわち、ステップ150〜170で、ECU50は、電子スロットル装置7の制御を、回転速度偏差ΔNEの大きさに応じて補正するのである。
That is, in
その後、ECU50は、処理をステップ180へ移行し、クランクシャフト3の回転停止位置を回転速度センサ45の検出値に基づき確認的に検出し、その後の処理を終了する。
Thereafter, the
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの回転停止位置制御装置によれば、エンジン1の停止に際して、ECU50は、インジェクタ32による燃料供給を停止させてから、回転速度センサ45により検出されるエンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(所定範囲内の回転速度)となるように電子スロットル装置7を制御する。これにより、クランクシャフト3の回転が停止し始めると共に、エンジン1に負荷が与えられてクランクシャフト3に減速トルクが与えられ、クランクシャフト3の回転が、所定のクランク位置、すなわち、ある気筒2が膨張行程の初期段階となる位置で停止することになる。
According to the engine rotation stop position control apparatus in this embodiment described above, when the
ここで、ECU50は、特定のクランク位置である「ATDC3℃A」からクランクシャフト3を360℃A回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出する。従って、回転速度算出タイミング毎に異なるクランク位置から所定角度回転するまでにかかる経過時間より算出する回転速度にばらつきがあっても、クランクシャフト3が360℃A回転する毎に周期的に到来する特定のクランク位置から経過時間の計測を開始することで、算出される回転速度におけるばらつきが解消される。このため、新たな構成を追加することなく、回転速度センサ45やタイミングロータ28の製品バラツキや組み付け誤差の影響を抑えながらエンジン回転速度NEを正確に検出することができる。この結果、エンジン1の停止に際して、クランクシャフト3を所定のクランク位置で停止できるように、エンジン回転速度NEが比較的高い状態から回転停止位置制御を開始することができる。
Here, the
この実施形態では、レシプロエンジンにおいて、エンジン回転速度NEの算出の基準となる特定のクランク位置が、「ATDC3℃A」であるから、そのクランク位置でクランクシャフト3の回転に係る角速度低下の勾配が最も大きくなり、エンジン回転速度NEの差を識別するのに最も適した位置となる。このため、エンジン回転速度NEをより正確に検出することができ、クランクシャフト3を所定のクランク位置にてより一層正確に停止させることができる。
In this embodiment, in the reciprocating engine, the specific crank position that serves as a reference for calculating the engine rotational speed NE is “
<第2実施形態>
次に、この発明におけるエンジンの回転停止位置制御装置を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the engine rotation stop position control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下の説明において第1実施形態と同等の構成要素につては同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。 In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points are mainly described.
この実施形態では、エンジンの回転停止位置制御の内容の点で第1実施形態と構成が異なる。また、この実施形態で、ECU50は、制御手段及び回転速度算出手段の他に、減速トルク推定手段にも相当する。図4に、その回転停止位置制御の内容をフローチャートにより示す。この制御は、この実施形態におけるエンジンの回転停止位置制御装置の動作を意味する。
This embodiment differs from the first embodiment in terms of the contents of engine rotation stop position control. In this embodiment, the
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ200で、ECU50は、筒内圧センサ42により検出される筒内圧PSとクランク機構(例えば、8気筒エンジンのクランクシャフト3であること。)で決まる減速トルクTR0を推定する。ECU50は、例えば、所定のマップデータを参照することにより減速トルクTR0を推定することができる。
When the processing shifts to this routine, in
次に、ステップ210で、ECU50は、推定された減速トルクTR0の、所定の基準値に対する減速トルク偏差ΔTRを算出する。
Next, at
次に、ステップ220で、ECU50は、算出された減速トルク偏差ΔTRに応じて、エンジン回転速度の閾値(回転速度閾値)NESと、燃料カットを最初に開始すべき気筒(燃料カット開始気筒)SFCを求める。ここで、ECU50は、例えば、図5に示すようなマップデータを参照することにより、減速トルク偏差ΔTRに応じた回転速度閾値NESを求めることができる。また、ECU50は、例えば、所定のマップデータを参照することにより、減速トルク偏差ΔTRに応じた燃料カット開始気筒SFCを求めることができる。
Next, at
次に、ステップ230で、ECU50は、求められた燃料カット開始気筒SFCで燃料カットを最初に開始し、その後残りの気筒2で順次に燃料カットを実行する。すなわち、燃料カット開始気筒SFCから、各インジェクタ32による燃料供給を順次停止し、エンジン1の停止を開始させるのである。
Next, at
次に、ステップ240で、ECU50は、スロットル弁9を所定開度に開き制御する。すなわち、本来はエンジン1の停止に際して全閉とすべきスロットル弁9を、ECU50は、電子スロットル装置7を制御することで所定開度に開かせる。これにより、エンジン1の停止過程において、スロットル開度TAを補正することで、減速トルクの加減制御を行えるようにする。
Next, at
次に、ステップ250では、ECU50は、360℃A毎(クランクシャフト3が1回転する毎)に特定のクランク位置でエンジン回転速度NEを検出する。この実施形態では、特定のクランク位置が「ATDC3℃A」に設定される。つまり、ECU50は、クランクシャフト3が、特定のクランク位置であるATDC3℃Aから360℃A回転する毎にエンジン回転速度NEを検出する。このとき、ECU50は、クランクシャフト3をATDC3℃Aから360℃A回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出する。
Next, at
次に、ステップ260では、ECU50は、エンジン回転速度NEが回転速度閾値NES内か否かを判断する。すなわち、ECU50は、上記のように算出されるエンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(回転速度閾値NES内の回転速度)にあるか否かを判断する。この回転速度閾値NESは、実際にクランクシャフト3にかかる減速トルクTR0を反映したものである。
Next, in
そして、ステップ260の判断結果が肯定となる場合は、特定の気筒2が膨張行程の初期段階となる状態でクランクシャフト3の回転が停止することから、ECU50は、処理をステップ300へ移行し、クランクシャフト3の回転停止位置を回転速度センサ45の検出値に基づき確認的に検出し、その後の処理を終了する。
If the determination result in
一方、ステップ260の判断結果が否定となる場合は、ECU50は処理をステップ270へ移行し、エンジン回転速度NEの、目標回転速度(回転速度閾値NES内の回転速度)に対する回転速度偏差ΔNEを算出する。
On the other hand, if the determination result in
次に、ステップ280で、ECU50は、推定された減速トルクTR0と回転速度偏差ΔNEからスロットル弁9に係る調整開度ΔTA2を算出する。ECU50は、例えば、所定のマップデータを参照することにより、この調整開度ΔTA2を算出することができる。
Next, in
次に、ステップ290で、ECU50は、スロットル弁9の開度を調整開度ΔTA2だけ変更制御する。すなわち、所定開度に開かせたスロットル弁9を、電子スロットル装置7を制御することで調整開度ΔTA2だけ変更させる。これにより、エンジン1に与えられる負荷を変更してクランクシャフト3の減速トルクを更に調整し、エンジン回転速度NEを回転速度閾値NES内の回転速度へ調整する。
Next, at
すなわち、ステップ270〜290で、ECU50は、電子スロットル装置7の制御を、推定された減速トルクTR0と回転速度偏差ΔNEの大きさに応じて補正するのである。
That is, in
その後、ECU50は、処理をステップ300へ移行し、クランクシャフト3の回転停止位置を回転速度センサ45の検出値に基づいて確認的に検出し、その後の処理を終了する。
Thereafter, the
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの回転停止位置制御装置によれば、エンジン1の停止に際して、ECU50は、インジェクタ32による燃料の供給を所定の気筒2(燃料カット開始気筒SFC)で最初に停止させてから、回転速度センサ45により検出されるエンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(回転速度閾値NES内の回転速度)となるように電子スロットル装置7を制御する。これにより、クランクシャフト3の回転が停止し始めると共に、エンジン1に負荷が与えられてクランクシャフト3に減速トルクが与えられ、クランクシャフト3の回転が、所定のクランク位置、すなわち、ある気筒2が膨張行程の初期段階となる位置で停止することになる。
According to the engine rotation stop position control apparatus in this embodiment described above, when the
ここで、ECU50は、特定のクランク位置である「ATDC3℃A」からクランクシャフト3を360℃A回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出する。従って、回転速度算出タイミング毎に異なるクランク位置から所定角度回転するまでにかかる経過時間より算出する回転速度にばらつきがあっても、クランクシャフト3が360℃A回転する毎に周期的に到来する特定のクランク位置から経過時間の計測を開始することで、算出される回転速度におけるばらつきは解消される。このため、新たな構成を追加することなく、回転速度センサ45やタイミングロータ28の製品バラツキや組み付け誤差の影響を抑えながらエンジン回転速度NEを正確に検出することができる。この結果、エンジン1の停止に際して、クランクシャフト3を所定のクランク位置で停止できるように、エンジン回転速度NEが比較的高い状態から回転停止位置制御を開始することができる。
Here, the
この実施形態では、レシプロエンジンにおいて、エンジン回転速度NEの算出の基準となる特定のクランク位置が、「ATDC3℃A」であるから、そのクランク位置でクランクシャフト3の回転に係る角速度低下の勾配が最も大きくなり、エンジン回転速度NEの差を識別するのに最も適した位置となる。このため、エンジン回転速度NEをより正確に検出することができ、クランクシャフト3を所定のクランク位置にてより一層正確に停止させることができる。
In this embodiment, in the reciprocating engine, the specific crank position that serves as a reference for calculating the engine rotational speed NE is “
この実施形態では、各気筒2の燃焼室15の中の圧力(筒内圧PS)は、クランクシャフト3の減速トルクと相関がある。従って、ECU50は、筒内圧センサ42により実際に検出される筒内圧PSに基づいて減速トルクを推定し、その推定された減速トルクの大きさに応じて電子スロットル装置7の制御を補正する。よって、クランクシャフト3に供給される潤滑油の粘度や製品機差等でフリクションが異なる条件下でも、エンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(回転速度閾値NES内の回転速度)へより適正かつ正確に調整される。このため、クランクシャフト3の回転を精度良く所定のクランク位置に停止させることができる。
In this embodiment, the pressure (in-cylinder pressure PS) in the
この実施形態では、ECU50は、推定される減速トルクTR0の大きさに応じてインジェクタ32による燃料カットを最初に開始させる気筒2を変更するので、電子スロットル装置7により調整すべきクランクシャフト3の減速トルクの量が低減し、その調整時間が短くなる。このため、電子スロットル装置7を制御するだけでクランクシャフト3の回転を所定のクランク位置に速やかに停止させることができる。ここで、減速トルクの大きさによっては、クランク位置をクランク角として最大で「720℃A」も補正する必要がある。この補正には、減速トルクを多量に調整する必要がある。仮にエンジンを8気筒とした場合に、燃料カットを最初に開始させる気筒を変更するだけで、クランク角を最大でも「90℃A」補正するだけで済むことになり、クランクシャフト3の回転を所定のクランク位置に速やかに停止させることができる。
In this embodiment, the
この実施形態では、エンジン回転速度NEを調整すべき目標回転速度(回転速度閾値NES内の回転速度)が、ECU50により推定される減速トルクTR0に基づいて求められるので、電子スロットル装置7を必要以上に制御する必要がない。このため、電子スロットル装置7を無駄に駆動することがなく、その使用時間を短縮することができ、電力消費を抑えることができる。
In this embodiment, since the target rotational speed (the rotational speed within the rotational speed threshold value NES) for adjusting the engine rotational speed NE is obtained based on the deceleration torque TR0 estimated by the
<第3実施形態>
次に、この発明におけるエンジンの回転停止位置制御装置を具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the engine rotation stop position control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、エンジンの回転停止位置制御の内容の点で第2実施形態と構成が異なる。図6に、その回転停止位置制御の内容をフローチャートにより示す。図6のフローチャートは、ステップ255,265,275の内容の点で図4のフローチャートのステップ250,260,270と異なる。
This embodiment differs from the second embodiment in terms of the contents of engine rotation stop position control. FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the rotation stop position control. The flowchart of FIG. 6 differs from
すなわち、図6のステップ255では、ECU50は、360℃A毎(クランクシャフト3が1回転する毎)に膨張TDC後の特定のクランク位置でエンジン回転速度NEを検出する。この実施形態では、特定のクランク位置が「ATDC3℃A」に設定される。つまり、ECU50は、ATDC3℃Aを基準としてクランクシャフト3が360℃A回転する毎にエンジン回転速度NEを検出する。このとき、ECU50は、クランクシャフト3をATDC3℃Aから360℃A回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出する。
That is, in
また、図6のステップ265では、ECU50は、エンジン回転速度NEが所定範囲内か否かを判断する。すなわち、ECU50は、上記のように算出されるエンジン回転速度NEが所定の目標回転速度(所定範囲内の回転速度)にあるか否かを判断する。
In
更に、図6のステップ275では、ECU50は、エンジン回転速度NEの、目標回転速度(所定範囲内の回転速度)に対する回転速度偏差ΔNEを算出する。
Further, in
従って、この実施形態でも、基本的には、第2実施形態と同等の作用効果を得ることができる。 Therefore, this embodiment can basically obtain the same operational effects as those of the second embodiment.
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して以下のように実施することもできる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented as follows by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention.
前記各実施形態では、回転調整手段を電子スロットル装置7により構成したが、これに限られるものではなく、エンジンの回転軸の回転速度を調整できる手段であれば他の装置を使用することもできる。例えば、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更できる可変バルブタイミング機構(VVT)、電気負荷を可変にすることでエンジン回転速度を調整することができるオルタネータや電気モータを回転調整手段として使用することができる。
In each of the above embodiments, the rotation adjusting means is constituted by the
各実施形態では、特定クランク位置から所定角度である「360℃A」回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間からエンジン回転速度NEを算出しているが、所定角度は「30℃A」でもよく、「520℃A」でもよい。 In each embodiment, the elapsed time required to rotate the “360 ° C. A” that is a predetermined angle from the specific crank position is measured, and the engine speed NE is calculated from the elapsed time, but the predetermined angle is “30 ° C. A ”or“ 520 ° C. A ”may be used.
この発明は、エンジンに採用されるアイドルストップシステムに利用することができる。 The present invention can be used for an idle stop system employed in an engine.
1 エンジン
2 気筒
3 クランクシャフト(回転軸)
7 電子スロットル装置(回転調整手段)
15 燃焼室
28 タイミングロータ
32 インジェクタ(燃料供給手段)
42 筒内圧センサ(筒内圧検出手段)
45 回転速度センサ(28,45は、回転速度検出手段を構成する)
50 ECU(制御手段、回転速度算出手段、減速トルク推定手段)
1
7 Electronic throttle device (rotation adjustment means)
15
42 In-cylinder pressure sensor (in-cylinder pressure detection means)
45 Rotational speed sensor (28 and 45 constitute rotational speed detection means)
50 ECU (control means, rotation speed calculation means, deceleration torque estimation means)
Claims (5)
前記エンジンは、燃料供給手段により供給される燃料を燃焼させることにより前記回転軸を回転させるように構成されることと、
前記回転軸の回転を調整するための回転調整手段と、
前記回転軸の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、
前記回転軸を前記所定の回転位置に停止させるために、前記燃料供給手段による燃料の供給を停止させてから前記回転速度検出手段により検出される回転速度が所定の目標回転速度となるように前記回転調整手段を制御する制御手段と
を備えたエンジンの回転停止位置制御装置において、
前記回転軸を前記回転軸の特定の回転位置から所定角度回転させるまでにかかる経過時間を計測し、その経過時間から前記回転軸の回転速度を算出するための回転速度算出手段を備えたことを特徴とするエンジンの回転停止位置制御装置。 An engine rotation stop position control device for controlling an engine rotation shaft to stop at a predetermined rotation position,
The engine is configured to rotate the rotating shaft by burning fuel supplied by fuel supply means;
Rotation adjusting means for adjusting the rotation of the rotating shaft;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the rotary shaft;
In order to stop the rotation shaft at the predetermined rotation position, the supply of fuel by the fuel supply means is stopped, and then the rotation speed detected by the rotation speed detection means becomes a predetermined target rotation speed. In the engine rotation stop position control device comprising a control means for controlling the rotation adjusting means,
Rotating speed calculation means for measuring an elapsed time required to rotate the rotating shaft by a predetermined angle from a specific rotating position of the rotating shaft and calculating a rotating speed of the rotating shaft from the elapsed time. An engine rotation stop position control device.
前記燃焼室の中の圧力を検出するための筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段による検出値に基づき前記回転軸にかかる減速トルクを推定するための減速トルク推定手段と
を更に備え、前記制御手段は、前記推定される減速トルクの大きさに応じて前記回転調整手段の制御を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの回転停止位置制御装置。 The engine includes a cylinder having a combustion chamber for burning the fuel;
In-cylinder pressure detecting means for detecting the pressure in the combustion chamber;
And a deceleration torque estimating means for estimating a deceleration torque applied to the rotating shaft based on a value detected by the in-cylinder pressure detecting means, wherein the control means rotates the rotation according to the estimated deceleration torque. The engine rotation stop position control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control of the adjusting means is corrected.
前記制御手段は、前記推定される減速トルクの大きさに応じて前記燃料供給手段による前記燃料の供給を最初に停止させる前記気筒を変更する
ことを特徴とする請求項3に記載のエンジンの回転停止位置制御装置。 The engine includes a plurality of cylinders having the combustion chamber, and the fuel supply means is configured to supply fuel for each of the cylinders,
4. The engine rotation according to claim 3, wherein the control unit changes the cylinder that first stops the supply of the fuel by the fuel supply unit according to the estimated deceleration torque. 5. Stop position control device.
Priority Applications (1)
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