JP2016142201A - Stop position control device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの運転停止時にクランク軸を目標クランク角度範囲、特にバルブオーバーラップ範囲から外れた目標クランク角度範囲に停止させるエンジンの停止位置制御装置に関する。 The present invention relates to an engine stop position control device that stops a crankshaft in a target crank angle range, particularly a target crank angle range that is out of a valve overlap range when the operation of the engine is stopped.
一般に、エンジンにおいては、吸気充填効率の改善を目的として、排気行程の終間際に吸気ポートを開くようにバルブタイミングを設定している。この吸気ポート及び排気ポートが共に開となるバルブオーバーラップ状態でエンジンが停止すると、排気ポート側に残留した排気ガスが対流して吸気ポート側に逆流し、次回のエンジン始動時に酸素濃度が欠乏して始動不良を招くおそれがある。 In general, in an engine, the valve timing is set so that the intake port is opened at the end of the exhaust stroke for the purpose of improving the intake charge efficiency. When the engine is stopped with the valve overlap state where both the intake port and the exhaust port are open, the exhaust gas remaining on the exhaust port side convects and flows back to the intake port side, resulting in a lack of oxygen concentration at the next engine start. May cause starting failure.
このようなエンジンの始動性を高めるために、クランク軸を目標クランク角度範囲に停止させる停止位置制御が種々提案されている。 In order to improve the startability of such an engine, various stop position controls for stopping the crankshaft in a target crank angle range have been proposed.
例えば、特許文献1には、エンジンの運転停止条件が成立した時に、エンジン回転数を所定の回転数域に収束させるべく点火時期を調整した後に、点火時期を調整することによりエンジン回転数を所望の目標燃料停止回転数域に収束させる回転数制御を行うことで、クランク軸を所望の停止位置に停止させる停止位置制御システムが開示される。 For example, in Patent Document 1, the engine speed is desired by adjusting the ignition timing after adjusting the ignition timing so that the engine speed converges to a predetermined speed range when the engine stop condition is satisfied. A stop position control system is disclosed in which the crankshaft is stopped at a desired stop position by performing the rotation speed control to converge to the target fuel stop rotation speed region.
特許文献2には、エンジンの停止条件が成立して停止制御を実行する際に、オルタネータの発電量を低下させてエンジン回転数が過度に低下するのを抑制して燃焼ガスの掃気性を確保し、燃料噴射が停止された後にオルタネータの発電量を調整してエンジン回転数を調整することで、クランク軸を所望のクランク角度位置に停止するように構成される。 In Patent Document 2, when engine stop conditions are established and stop control is executed, the amount of power generated by the alternator is reduced to prevent the engine speed from excessively decreasing and ensure the scavenging performance of the combustion gas. Then, after the fuel injection is stopped, the power generation amount of the alternator is adjusted to adjust the engine speed, thereby stopping the crankshaft at a desired crank angle position.
上記特許文献1によると、エンジン運転停止条件が成立した時に、点火時期を調整することによりエンジン回転数を目標燃焼停止回転数域に収束させてクランク軸を停止させる。しかし、エンジン回転数を所定回転数域に収束させた後、点火時期を調整してエンジン回転数を目標燃焼停止回転数域に収束させる等、その制御が複雑である。また、クランク軸の停止位置はクランク軸やエンジンの内部抵抗、補機の駆動損失及び各部の慣性等個体差に大きく影響され、高精度で所望の停止位置に停止させることが困難である。 According to Patent Document 1, when the engine operation stop condition is satisfied, the engine speed is converged to the target combustion stop speed range by adjusting the ignition timing, and the crankshaft is stopped. However, the control is complicated, for example, after the engine speed is converged to a predetermined speed range, the ignition timing is adjusted and the engine speed is converged to the target combustion stop speed range. Further, the stop position of the crankshaft is greatly affected by individual differences such as the internal resistance of the crankshaft and the engine, the drive loss of the auxiliary machine, and the inertia of each part, and it is difficult to stop at the desired stop position with high accuracy.
一方、特許文献2によると、オルタネータの発電量を調整してエンジン停止前のエンジン回転数を調整することから、オルタネータの高精度の制御が要求され、かつクランク軸の停止位置がクランク軸やエンジンの内部抵抗、補機の駆動損失及び慣性に大きく影響されることが多く、高精度で目標停止位置に停止させることが困難である。 On the other hand, according to Patent Document 2, since the power generation amount of the alternator is adjusted to adjust the engine speed before the engine is stopped, high-accuracy control of the alternator is required, and the stop position of the crankshaft is the crankshaft or engine. In many cases, it is difficult to stop at a target stop position with high accuracy.
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、簡単な構成及び制御により高精度でエンジンの停止時にクランク軸を目標クランク角度範囲、特にバルブオーバーラップ範囲から外れた目標クランク角度範囲に停止させるエンジンの停止位置制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such points is to stop the crankshaft in a target crank angle range, particularly a target crank angle range that is out of the valve overlap range when the engine is stopped with high accuracy by a simple configuration and control. Another object of the present invention is to provide an engine stop position control device.
上記目的を達成する請求項1に記載のエンジンの停止位置制御装置の発明は、クランク軸の回転に連動する吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングにバルブオーバーラップが設定されたエンジンの運転を前記バルブオーバーラップ範囲から外れた目標クランク角度範囲に停止するように制御するエンジンの停止位置制御装置であって、前記エンジンのクランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容すると共に吸込口及び吐出口を有するポンプハウジングを備えたポンプ本体及び、前記吐出口を開閉動作して吐出油量を制御する吐出油量制御部を備えたオイルポンプと、所定のエンジン運転停止条件が成立したときにエンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止し、前記クランク軸停止時のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲か否を判定し、バルブオーバーラップ範囲と判定した際に前記オイルポンプの吐出量を減少させてオイルポンプ負荷を増大制御する運転制御手段と、を備えたこと特徴とする。 The engine stop position control device according to claim 1, which achieves the above object, operates the engine in which valve overlap is set at the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve in conjunction with rotation of the crankshaft. An engine stop position control device for controlling to stop within a target crank angle range out of an overlap range, wherein a pump mechanism driven in conjunction with the crankshaft of the engine is housed, and a suction port and a discharge port A pump body having a pump housing having an oil pump, an oil pump having a discharge oil amount control unit that controls the discharge oil amount by opening and closing the discharge port, and an engine when a predetermined engine operation stop condition is satisfied. The fuel supply for continuing the operation is stopped, and the valve angle at which the crank angle when the crankshaft is stopped is preset. It determines whether burlap range, characterized by comprising a, and operation control means for increasing the control of the oil pump load reduces the discharge amount of the oil pump when it is determined that the valve overlap range.
これによると、エンジンの運転停止条件が成立した際、燃料供給を停止し、クランク軸停止時のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲か否を判定し、そのクランク角度がバルブオーバーラップ範囲と判定された際にオイルポンプの吐出量を減少させてオイルポンプ負荷を増大させるように制御する簡単な構成及び制御で、エンジンの運転停止時にクランク軸をバルブオーバーラップ状態から外れた目標クランク角度範囲に高精度で停止させることができる。 According to this, when the engine stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped, it is determined whether or not the crank angle when the crankshaft is stopped is within a preset valve overlap range, and the crank angle is within the valve overlap range. The target crank angle when the engine is stopped and the crankshaft deviates from the valve overlap state with a simple configuration and control to reduce the oil pump discharge amount and increase the oil pump load when it is determined The range can be stopped with high accuracy.
これにより、吸気ポート及び排気ポートが共に開となるバルブオーバーラップ状態でエンジンが停止することがなく、次回のエンジ始動時の優れた始動が確保できる。 Thereby, the engine does not stop in a valve overlap state in which both the intake port and the exhaust port are open, and an excellent start at the next engine start can be ensured.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエンジンの停止位置制御装置において、前記運転制御手段は、前記燃料供給停止時のクランク軸回転速度及びクランク角度と、予め設定された燃料停止時のクランク軸回転速度及びクランク角度とクランク軸停止時におけるクランク角度との相関データとを対比してクランク軸停止時のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲か否かを判定し、該クランク角度がバルブオーバーラップ範囲と判定した場合には、前記オイルポンプの吐出量を減少制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the engine stop position control device according to the first aspect, the operation control means includes a crankshaft rotational speed and a crank angle when the fuel supply is stopped, and a preset fuel stop. Comparing the crankshaft rotational speed and the crank angle with the correlation data of the crank angle when the crankshaft is stopped to determine whether or not the crank angle when the crankshaft is stopped is within a preset valve overlap range, When it is determined that the crank angle is within the valve overlap range, the discharge amount of the oil pump is controlled to decrease.
これによると、燃料供給停止時のクランク軸回転速度及びクランク角度と、予め実験やシミュレーション等で設定された燃料停止時のクランク軸回転速度及びクランク角度とクランク軸停止時におけるクランク角度との相関データとを対比して、クランク軸停止時のクランク角度がバルブオーバーラップ範囲か否かを判定することで容易かつ高精度でクランク軸停止時のクランク角度がバルブオーバーラップ範囲か否かが判定でき、クランク軸停止時のクランク角度がバルブオーバーラップ範囲と判定した場合に、オイルポンプの吐出量を減少制御することでオイルポンプの負荷が増大してクランク軸の回転速度が減少し、エンジンの運転停止時にクランク軸をバルブオーバーラップ範囲から外れた目標クランク角度範囲に停止させることができる。 According to this, the correlation data between the crankshaft rotational speed and crank angle when the fuel supply is stopped, and the crankshaft rotational speed and crank angle when the fuel is stopped and the crank angle when the crankshaft is stopped, which are set in advance through experiments and simulations, etc. In contrast, it can be determined easily and with high accuracy whether the crank angle when the crankshaft is stopped is within the valve overlap range or not. When it is determined that the crank angle when the crankshaft is stopped is within the valve overlap range, the oil pump load increases to reduce the crankshaft rotation speed by controlling the oil pump discharge rate to stop the engine operation. Sometimes the crankshaft can be stopped in the target crank angle range outside the valve overlap range. Kill.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のエンジンの停止制御装置において、前記オイルポルプ本体は、前記クランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容するポンプ室が凹設されたハウジングと、該ハウジングのポンプ室を閉塞すると共に吐出口が開口するカバー部材とを備え、前記吐出油量制御部は、前記吐出口に対応する吐出制御口が開口して前記カバー部材に摺接移動可能な制御プレートと、該制御プレートを前記カバー部材の吐出口に吐出制御口が対向する通常位置と吐出制御口が吐出口に対して変位して吐出口の有効開口面積を減少する油量制限位置との間で移動せしめる駆動部と、を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the engine stop control device according to the first or second aspect, the oil porp main body has a recessed pump chamber for accommodating a pump mechanism driven in conjunction with the crankshaft. And a cover member that closes the pump chamber of the housing and opens a discharge port. The discharge oil amount control unit opens a discharge control port corresponding to the discharge port and slides on the cover member. A control plate that can be moved in contact, a normal position where the discharge control port faces the discharge port of the cover member, and an oil that displaces the discharge control port with respect to the discharge port to reduce the effective opening area of the discharge port And a drive unit that can be moved between the amount limit positions.
これによると、オイルポルプ本体をクランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容するポンプ室が凹設されたハウジングと、このハウジングのポンプ室を閉塞すると共に吐出口が開口するカバー部材とを備え、吐出油量制御部が吐出口に対応する吐出制御口が開口して前記カバー部材に摺接移動可能な制御プレートと、該制御プレートをカバー部材の吐出口に吐出制御口が対向する通常位置と吐出制御口が吐出口に対して変位して吐出口の有効開口面積を減少する油量制限位置との間で移動せしめる駆動部とにより構成する簡単な構成で、駆動部により制御プレートを通常位置から油量制限位置へ移動することで、吐出口の有効面積が減少してオイルポンプ負荷が増大する。 According to this, a housing in which a pump chamber that houses a pump mechanism that drives an oil porp body in conjunction with a crankshaft is recessed, and a cover member that closes the pump chamber of the housing and opens a discharge port are provided. A control plate in which a discharge control port corresponding to the discharge port is opened and the sliding oil amount control unit can be moved in sliding contact with the cover member, and a normal position where the discharge control port faces the discharge port of the cover member And a drive unit that moves between the discharge control port and an oil amount restriction position that displaces the discharge port and reduces the effective opening area of the discharge port. By moving from the position to the oil amount restriction position, the effective area of the discharge port is reduced and the oil pump load is increased.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のエンジンの停止制御装置において、前記駆動部は、制御プレートを通常位置側から油量制限位置方向に付勢する制御プレート付勢手段と、制御プレート表面から突出する一端から油量制限位置方向に移行するに従って漸次制御プレート表面に接近するように傾斜する傾斜面を有する傾斜突部と、本体部から突出して前記傾斜面に当接する通常規制位置と引き込まれて前記傾斜面に当接する油量規制位置とに移動可能な当接部及び該当接部を通常規制位置に押圧付勢する当接部付勢手段を備えた移動規制手段とを備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine stop control device according to the third aspect, the drive unit urges the control plate from the normal position side toward the oil amount limiting position, A normal protrusion that protrudes from the main body and abuts against the inclined surface, and an inclined protrusion that has an inclined surface that gradually inclines to approach the control plate surface as it moves from one end protruding from the surface of the control plate toward the oil amount restriction position. A movement restricting means provided with a contact portion that can be moved to the oil amount restriction position that is pulled in and brought into contact with the inclined surface, and a contact portion urging means that urges the contact portion to a normal restriction position. It is characterized by having.
これによると、制御プレートを通常位置側から油量制限位置方向に押動付勢する制御プレート付勢手段と、制御プレート表面から突出して傾斜面を有する傾斜突部と、本体から突出して前記傾斜面に当接する通常規制位置と引き込まれて前記傾斜面に当接する油量規制位置とに移動可能な当接部及び該当接部を通常規制位置に押圧付勢する当接部付勢手段を備えた移動規制手段とにより駆動部を構成することができる。 According to this, the control plate urging means for urging the control plate from the normal position side toward the oil amount restriction position, the inclined protrusion protruding from the surface of the control plate and having an inclined surface, and the inclination protruding from the main body A contact portion that can be moved between a normal restriction position that contacts the surface and an oil amount restriction position that is drawn into contact with the inclined surface, and a contact portion urging means that presses and urges the corresponding contact portion to the normal restriction position. The drive unit can be configured by the movement restricting means.
当接部付勢手段により通常規制位置に保持された移動手段の当接部に傾斜突部の傾斜面が当接することで制御プレートが通常位置に保持され、移動規制手段の当接部を当接部付勢手段に抗して油量制限位置に引き込むこことで、制御プレート付勢手段によって油量制限位置方向に付勢される制御プレートが傾斜突部の傾斜面が当接部に圧接する油量制限位置に移動する。この移動規制手段はソレノイドバルブによって構成できる。 The control plate is held at the normal position when the inclined surface of the inclined protrusion comes into contact with the contact portion of the moving means held at the normal restriction position by the contact portion biasing means, and the contact portion of the movement restriction means is applied. The control plate urged toward the oil amount restriction position by the control plate urging means is pulled against the contact portion urging means, and the inclined surface of the inclined protrusion is pressed against the contact portion. Move to the oil limit position. This movement restricting means can be constituted by a solenoid valve.
本発明によると、エンジンのクランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容すると共に吸込口及び吐出口を有するポンプハウジングを備えたポンプ本体及び、吐出口を開閉動作して吐出油量を制御する吐出油量制御部を備えたオイルポンプを備え、エンジンの運転停止条件が成立した際、燃料供給を停止し、クランク軸の停止時のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲か否を判定し、そのクランク角度がバルブオーバーラップ範囲と判定された際にオイルポンプの吐出量を減少させてオイルポンプ負荷を増大させるように運転制御する構成で、エンジンの運転停止時にクランク軸をバルブオーバーラップ範囲から外れた位置に高精度で停止させることができる。これにより、吸気ポート及び排気ポートが共に開となるバルブオーバーラップ状態でエンジンが停止することがなく、次回のエンジン始動時の優れた始動が確保できる。 According to the present invention, the pump mechanism that houses the pump mechanism that is driven in conjunction with the crankshaft of the engine and includes the pump housing having the suction port and the discharge port, and the discharge oil amount is controlled by opening and closing the discharge port. An oil pump with a discharge oil amount control unit is provided, and when the engine stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped, and whether the crank angle when the crankshaft is stopped is within a preset valve overlap range or not. When the engine is stopped, the crankshaft is valve-overed when the engine is stopped. It is possible to stop at a position outside the lap range with high accuracy. Thereby, the engine does not stop in a valve overlap state in which both the intake port and the exhaust port are open, and an excellent start at the next engine start can be ensured.
以下、図面を参照して本発明の一実施に形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は停止位置制御装置を備えたエンジンの全体構成図であり、図2はエンジンの吸気系及び排気系の構成を示す説明図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine provided with a stop position control device, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing configurations of an intake system and an exhaust system of the engine.
このエンジン1は、シリンダブロック2がクランク軸11を中心として左右のバンク3に分割され、シリンダブロック2の下方にオイルパン4を備える水平対向型4気筒エンジンを示し、このエンジンには運転制御手段となるECU60を備える。
The engine 1 is a horizontally opposed four-cylinder engine in which a cylinder block 2 is divided into left and
エンジン1のシリンダブロック2の左右両バンク3にはそれぞれ一対の気筒3a、3bと3c、3dが設けられ、各気筒3a〜3dの内部には、クランク軸11に連結されるピストン9が嵌挿されてその先端側に燃焼室が形成される。
A pair of
左右の各バンク3には、吸気ポート6及び排気ポート7が形成されたシリンダヘッド5が設けられる。シリンダヘッド5の吸気ポート6にインテークマニホールド17が連通され、このインテークマニホールド17における吸気ポート6の直上にインジェクタ8が配設される。なお、シリンダヘッド5には各気筒3a〜3d毎に、放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ10が配設される。
Each left and
インテークマニホールド17は、各気筒3a〜3dの吸気通路を集合するエアチャンバを介してスロットルチャンバ18に連通され、スロットルチャンバ18にはアクチュエータによって駆動されるスロットルバルブ18aが介装される。更に、スロットルチャンバ18の上流に吸気管を介してエアクリーナが取り付けられる。
The
一方、シリンダヘッド5の排気ポート7には、エキゾーストマニホールド19が連通され、このエキゾーストマニホールド19の集合部に排気管が連通される。
On the other hand, an
左右バンク3の各シリンダヘッド5には、それぞれ吸気カム軸12及び排気カム軸13が配設され、この吸気カム軸12に固設された吸気カムスプロケット12aと排気カム軸13に固設された排気カムスプロケット13aとクランク軸11に固設されたクランクスプロケット11aと間にタイミングチェーン14が動力伝達可能に巻き掛けられる。これにより、クランク軸11の回転によるクランクスプロケット11aの回転がタイミングチェーン14によって吸気カムスプロケット12a及び排気カムスプロケット13aに伝達され、クランク軸11に対して吸気カム軸12及び排気カム軸13が同期して回転駆動される。
Each
そして、吸気カム軸12に設けられた吸気カム、排気カム軸13に設けられ排気カムにより、それぞれクランク軸11と2対1の回転角度に維持される各カム軸12、13の回転に基づいて吸気バルブ15、排気バルブ16が開閉駆動される。
Based on the rotation of the
このように構成されるエンジン1は、例えば、図3にクランク軸11のクランク角度CKに対する各気筒3a〜3dの各排気及び吸気の相関タイミングを示すように、気筒3aにおいて吸気バルブ15はピストン9が上死点となるクランク角度CKが0°となる手前、例えば700°で開き、下死点となる180°を過ぎた210°で閉じる。一方、排気バルブ16は下死点となる540°より手前の540°で開き上死点を過ぎた20°で閉じる。このクランク角度700°〜20°の範囲が吸気ポート6及び排気ポート7が共に開放されるバルブオーバーラップ範囲Waとなる。
The engine 1 configured in this way is configured such that, for example, in FIG. 3, the
同様に、気筒3bにおいてはクランク角度160°〜200°の間が吸気ポート6及び排気ポート7が共に開放されるバルブオーバーラップ範囲Wbとなる。気筒3cにおいてはクランク角度340 °〜380°の間がバルブオーバーラップ範囲Wcとなり、気筒3dにおいてはクランク角度520°〜560°の範囲がバルブオーバーラップ範囲Wdとなる。
Similarly, in the
本実施の形態では、これらのバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdと重複しないクランク角度範囲、具体的にはクランク角度700°〜20°の間、160°〜200°の間、340°〜380°の間及び520°〜560°の間が目標クランク角度範囲Rとなる。 In the present embodiment, a crank angle range that does not overlap with these valve overlap ranges Wa to Wd, specifically between 700 ° to 20 °, 160 ° to 200 °, and 340 ° to 380 °. And the target crank angle range R is between 520 ° and 560 °.
また、シリンダブロック2には、オイルパン4に貯留されるオイルを吸入してシリンダヘッド5に設けられた吸気カム軸12や排気カム軸13等の動弁機構やクランク軸11等の作動部や各被潤滑部に供給するオイルポンプ30が設けられる。
Further, the cylinder block 2 sucks oil stored in the oil pan 4 and is provided with a valve mechanism such as an
このオイルポンプ30の概要を図4乃至図6を参照して説明する。図4はオイルポンプ30の概要を模式的に示す断面図であり、図5及び図6は吐出油量制御部50の概要説明図である。
The outline of the
オイルポンプ30は、オイルポンプ本体31と吐出油量制御部50によって構成される。
The
オイルポンプ本体31は、中央部に凹設されて側面33a及び周面33bを有して一端側が開口形成されるポンプ室33が設けられたハウジング32と、当該ハウジング32の開口端を閉塞するカバー部材34とからなるポンプハウジングと、ポンプハウジングに回転自在に支持されてポンプ室33のほぼ中心部を貫通して先端にタイミングチェーン14に噛み合うポンプスプロケット40が固設された駆動軸37と、ポンプ室33内で駆動軸37に偏心して結合されたロータ38及びロータ38の外周に放射状に切欠形成された複数のスリットに出没自在に収容されたベーン39からなるポンプ機構を備え、カバー部材34にはポンプ室33に連通する吸込口35及び吐出口36が穿孔される。
The oil pump main body 31 includes a
駆動軸37が回転駆動することで、隣接するベーン39の間に形成される複数の作動油室の容積が漸次増減することでポンプ作用して吸込口35からオイルが導入され、吐出口36から送出される。このポンプ作用は従来周知のベーンポンプと同様であり、詳細な説明は省略する。
When the
更に、カバー部材34に開口する吐出口36から送出される吐出油量を制御する吐出油量制御部50を備える。吐出油量制御部50は、図5に模式的に斜視図を示すように、ハウジングに結合された基部41に駆動軸37と同軸芯線上で回転自在に支持される円板状でカバー部材34の外側面34aに摺接する制御プレート51と、制御プレート51を通常位置と油量制限位置とに回転移動する駆動手段55によって構成される。
Furthermore, a discharge oil
なお、基部40には、制御プレート51を介在してカバー部材34の吸込口35と対向して開口してシリンダブロック2に形成され油路を介してオイルパン4に貯留されるオイルを導入する導入油路41が形成される。更に、制御プレート51を介在してカバー部材34の吐出口36と対向して開口してシリンダブロックに形成されオイルギャラリ等を介してエンジンの駆動部や被潤滑部に送油する送油路42が形成される。
In addition, oil that is formed in the cylinder block 2 and is stored in the oil pan 4 is introduced into the base 40 through the oil passage that opens to face the
制御プレート51は、図5及び図6(a)に図5のa矢視図を示すように、カバー部材34の吸込口35及び吐出口36を閉蓋可能に摺接移動可能な円板状で、吸込口35及び吐出口36に対向して導入口52及び吐出制御口53が形成される。吐出制御口53は吐出口36とほぼ同形であって、導入口52は吸込口35に対して周方向に沿う長径に形成される。このように形成された制御プレート51は、図6(a)に示す通常位置において、吐出制御口53がカバー部材34の吐出口36と同軸上で連続して連通し、かつ吸込口35は導入口52に影響されること開放状態が維持される。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6 (a), the
また、図6(b)に示す油量制限位置においては、制御プレート51の回転によりカバー部材34の吐出口36に対して吐出制御口53が周方向に大きく変移して吐出制御口53によって吐出口36の有効開口面積が減少する。一方、吸込口35は導入口52に影響されること開放状態となる。
6B, the
駆動手段55は、制御プレー51にその表面51aから周方向に沿って突設形成される傾斜突部56、制御プレート51を矢印Aで示す通常位置側から油量制限位置方向に回転付勢する制御プレート付勢手段となるスプリング57、傾斜突部56に圧接して制御プレート51の回転を規制する移動規制手段となるソレノイドバルブ58によって構成される。
The drive means 55 rotationally biases the
傾斜突部56は、制御プレート51の表面51aから突出する一端56aから油量制限位置方向Aに移行する従って漸次制御プレート51の表面51aに接近するように傾斜する傾斜面56bを有する円弧状に形成される。スプリング57は基部40と傾斜突部56の一端56aとの間に弾装されて、制御プレート51を油量制限位置方向Aに押圧付勢する。
The
ソレノイドバルブ58は、基部40に固定される本体58aから制御プレート51側に向けて通常規制位置に突出可能な当接部58bを有し、本体58aと当接部58bとの間に弾装される当接部付勢手段であるスプリング58sによって当接部58bが傾斜突部56の傾斜面56bに圧接する。一方、このソレノイドバルブ58は後述する作動信号により通電してスプリング58sの付勢に抗して当接部58bが油量規制位置に引き込まれる。ここで、スプリング58sにより当接部58bを傾斜面56bに押圧する付勢力が、スプリング57による傾斜突部56を油量制限位置方向Aに押圧付勢する付勢力より大きくなるようにスプリング58s及びスプリング57のバネ力が設定される。
The
これにより、通常状態では、図6(a)に示すようにスプリング57の付勢力によって制御プレート51を油量制限位置方向Aに回転付勢するものの、傾斜突部56の傾斜面56bに圧接する通常規制位置に保持されたソレノイドバルブ58の当接部58bによって回転が規制され、制御プレート51が通常位置に保持される。一方、スプリング58sに抗してソレノイドバルブ58の当接部58bを油量規制位置に引き込むことで、図6(b)に示すようにスプリング57の付勢により油量制限位置方向Aに回転付制された制御プレート51は、油量規制位置に引き込められた当接部58bに傾斜突部56の傾斜面56bが圧接して回転が規制される油量制限位置まで回転して停止する。
Thus, in the normal state, the
一方、制御プレート51が油量制限位置に停止保持された状態で、ソレノイドバルブ58の当接部58bをスプリング58sにより突出して傾斜突部56の傾斜面56bに押圧する通常規制位置に保持することで、制御プレート51が矢印Bで示す通常位置方向Bに回転して通常位置で停止する。
On the other hand, in a state where the
さらに、エンジン1には、クランク軸11のクランク角度を検出するクランク角センサ61が設けられ、クランク角センサ61から出力される検出信号に基づいてクランク軸11の回転速度が検出されるとともに、クランク軸11の回転方向及びクランク角度が検出される。
Further, the engine 1 is provided with a crank angle sensor 61 for detecting the crank angle of the
このようなエンジン1が運転停止する際は、運転を継続させるための燃料供給を停止、すなわち燃料噴射を停止し、その燃料供給停止時点t1からクランク軸11やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦による機械的な損失や、各気筒3a〜3dにおけるポンプ作用によって消費されることにより、クランク軸11は惰性により数回転した後に停止する。
When the operation of the engine 1 is stopped, the fuel supply for continuing the operation is stopped, that is, the fuel injection is stopped, and the kinetic energy of the
だだし、従来の実際のエンジン1では、スロットルバルブ18a、吸気ポート6及びインテークマニホールド17等の形状に個体差があることのより、それらを流通する空気の挙動が変化するために、停止作動中に各気筒3a〜3dに吸入される吸気流量にバラツキが生じ、またエンジン1の個体差及びエンジン温度の高低によってエンジンの摩擦抵抗に差が生じてクランク軸11を常に目標クランク角範囲R内に納めることは困難である。
However, in the conventional actual engine 1, since the behavior of the air flowing through the throttle valve 18a, the
ここで、本実施の形態では、上記ECU60には、クランク角センサ61、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ62、運転者のアクセル操作量に対応するスロットル開度を検出するスロットルセンサ63、ブレーキセンサ64、車速センサ65等の各センサからの各検出信号が入力されるようになっている。そして、ECU60は、各センサからの検出信号を受け、インジェクタ8に対して噴射量及び噴射時期を制御するための制御信号を出力すると共に、点火プラグ10に付設された点火装置に対して点火時期を制御するための制御信号を出力し、かつスロットルバルブ18aのアクチュエータに対しスロットル開度を制御するための制御信号を出力するように構成される。
In this embodiment, the
更にECU60には、予め実験及びシミュレーション等によって、エンジン1の運転停止条件が成立して燃料噴射を停止する燃料供給停止時点t1におけるクランク角度CK及びクランクジ軸11の回転速度と、クランク軸11の停止時点t2におけるクランク角度CKの相関データを示すマップ及びバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wd等のデータを備える。
Further, the
そして、燃料供給停止時点t1におけるクランク軸回転速度及びクランク角度とマップ情報を対比してクランク軸停止時点t2のクランク角度CKがバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdか否を判定し、バルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdと判定した際には、燃料供給停止時点t1から所定時間経過した後にオイルポンプ30の吐出油量を減少制御してオイルポンプ30の負荷を増大することで、クランク軸11の回転を抑制してバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdから外れた目標クランク角度範囲Rに停止させように構成される。
The crankshaft rotational speed and crank angle at the fuel supply stop time t1 are compared with the map information to determine whether the crank angle CK at the crankshaft stop time t2 is within the valve overlap range Wa to Wd. When it is determined to be Wd, the rotation of the
上記ECU60の停止手段によりエンジンを停止させる際の制御動作を図7の構成図及び図8に示すフローチャート等を参照して説明する。
The control operation when the engine is stopped by the stopping means of the
エンジン運転時には、オイルポンプ30における吐出油量制御部50のソレノイドバルブ58の当接部58bがスプリング58sの付勢により傾斜突部56の傾斜面56bに圧接して制御プレート51を通常位置に保持し、ECU60は各センサから検出信号を受けて、各インジェクタ8に対して噴射量及び噴射時期を制御する制御信号を出力すると共に点火装置に制御信号を出力し、かつスロットルバルブ18aの開度を制御する。一方、クランク軸11の回転によるクランクスプロケット11aの回転がタイミングチェーン14によって吸気カムスプロケット12a、排気カムスプロケット13a及びポンプスプロケット39に伝達され、クランク軸11に対して吸気カム軸12,排気カム軸13及びオイルポンプ30の駆動軸37が回転駆動される。この状態では、オイルポンプ30はタイミングチェーン14を介してクランクジ軸11によって回転駆動される駆動軸37によるポンプ作用でオイルパン4に貯留されたオイルが基部40に形成された導入油路41及び制御プレート51の導入口52等を介して吸込口35からポンプ室33に導入され、吐出口36から吐出制御口53及び送油路42等を介して送油される。
During engine operation, the contact portion 58b of the
ここでエンジンを停止する際には、各センサ等から出力された検出信号に基づいてエンジン1の運転停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS101)。具体的には、例えばブレーキスイッチ64のON状態が所定時間に亘り継続し、車速が所定値(例えば10Km/h)以下の状態で、クランク角センサ61の検知信号によりクランク軸11の回転速度は所定値以下であること等が確認された場合にエンジンの運転停止条件が成立したと判定される。
Here, when the engine is stopped, it is determined whether or not an operation stop condition for the engine 1 is satisfied based on detection signals output from the sensors or the like (step S101). Specifically, for example, when the
ステップS101でYESと判定されてエンジンの運転停止条件が成立したことが確認された場合には、自動変速機のシフトレバーをニュートラルに設定して無負荷状態として燃料供給を停止する(ステップS102)。 If it is determined as YES in step S101 and it is confirmed that the engine stop condition is satisfied, the shift lever of the automatic transmission is set to neutral and the fuel supply is stopped in a no-load state (step S102). .
この燃料供給停止時点t1におけるクランク角センサ61の検出信号、すなわち燃料供給停止時点t1のクランク軸11のクランク角度CK及びクランク軸回転速度と、上記マップの相関データとの対比に基づいてクランク軸停止時点t2のクランク角度CKを推定する(ステップS103)。
The crankshaft stop is based on the detection signal of the crank angle sensor 61 at the fuel supply stop time t1, that is, the comparison between the crank angle CK and crankshaft rotation speed of the
ステップS103で推定されたクランク軸停止時点t2のクランク角度CKがバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdか否か判定する(ステップS104)。 It is determined whether or not the crank angle CK at the crankshaft stop time t2 estimated in step S103 is within the valve overlap range Wa to Wd (step S104).
ステップS104でYESと判定されてクランク軸11がバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdで停止すると推定された場合に、クランク軸11の回転速度が予め設定された基準回転速度以下に低下した時点t3でオイルポンプ30による吐出油量を減少する(ステップS105)。すなわち、制御部60から制御信号により吐出油量制御部50のソレノイドバルブ58の当接部58bが引き込む。これにより制御プレート51がスプリング57によって油量制限位置方向Aに回転される制御プレート32は瞬時に油量制限位置に回転移動する。これによりカバー部材33の吐出口35に対し制御プレート32の吐出制御口34が変移して吐出口35の有効開口面積が減少して吐出量が急激減少してポンプ負荷が増大してポンプスプロケット40からタイミングチェーン24、クランプスプロケット11aを介してクランク軸11に増大する負荷が付与されクランク軸11の回転速度が急激に減少して停止する。そのクランク軸11は、そのクランク角度がルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdから外れた目標クランク角度範囲R内に高精度で停止する(ステップS105)。
When it is determined as YES in step S104 and it is estimated that the
なお、ステップS104でNOと判定されてクランク軸11の停止がバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdから外れた目標クランク角度範囲Rと推定された場合には、オイルポンプ30の吐出油量制御部50の制御を実行することなく制御プレート51を通常位置に保持し、クランク軸11を目標クランク角範囲Rとなる回転位置で停止する。
If NO is determined in step S104 and it is estimated that the stop of the
ステップS105においてクランク軸11が停止した際には、常にクランク軸11は目標クランク角度範囲R、すなわちバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdで停止することなく、吸排気バルブがバルブオーバーラップ状態で停止することが防止される。
When the
なお、エンジン1が停止してクランク軸11が停止した状態では、吐出油量制御部50のソレノイド58は、スプリング58sによって当接部58bが突出状態に保持され、制御プレート51は通常位置に保持される。
In a state where the engine 1 is stopped and the
従って、本実施の形態によると、エンジン1の運転停止条件が成立し、燃料噴射を停止した燃料供給停止時点t1におけるクランク軸11のクランク角度及び回転速度等に基づいてクランク軸11の停止時点t2のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdか否を判定し、バルブオーバーラップ範囲と判定された際にオイルポンプ30の負荷を増大させるように制御する構成で、エンジンの運転停止時にクランク軸11をバルブオーバーラップ範囲Wa〜Wdから外れた目標クランク角度範囲Rに高精度で停止させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the stop time t2 of the
これにより、吸気ポート及び排気ポートが共に開となるバルブオーバーラップ状態でエンジンが停止することがなく、次回のエンジン始動時の優れた始動が確保できる。 Thereby, the engine does not stop in a valve overlap state in which both the intake port and the exhaust port are open, and an excellent start at the next engine start can be ensured.
なお、本発明は上記実施の形態に制限にされることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更か可能である。例えば上記説明では、クランク軸11に固定されたクラックスプロケット11及びカムスプロケット12a、13aに巻き掛けられるタイミングチェーン14によってオイルポンプ30が駆動される場合を例に説明したが、歯車機構によってクランク軸の回転と連動して駆動されるオイルポンプ等のオイルポンプによって構成できる。また、オイルポンプはベーンポンプに限らず、吸入口と吐出口を備えたトロコイドポンプ等種々のポンプを用いることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above description, the case where the
更に、上記説明では水平対向型4気筒エンジンの場合を例に説明したが、水平対向型4気筒エンジンに限らず、V型エンジンや直列エンジン等の他の形式のエンジンにも適用できる。 Furthermore, in the above description, the case of a horizontally opposed four-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention is not limited to a horizontally opposed four-cylinder engine, but can be applied to other types of engines such as a V-type engine and an in-line engine.
1 エンジン
3a、3b、3c、3d 気筒
6 吸気ポート
7 排気ポート
8 インジェクタ
10 点火プラグ
11 クランク軸
11a クランクスプロケット
12 吸気カム軸
12a 吸気カムスプロケット
13 排気カム軸
13a 排気カムスプロケット
14 タイミングチェーン
15 吸気バルブ
16 排気バルブ
30 オイルポンプ
31 オイルポンプ本体
32 ハウジング
33 ポンプ室
34 カバー部材
35 吸込口
36 吐出口
37 駆動軸
38 ロータ(ポンプ機構)
39 ベーン(ポンプ機構)
40 ポンプスプロケット
50 吐出油量制御部
51 制御プレート
52 導入口
53 吐出制御口
55 駆動手段
56 傾斜突部
56a 一端
56b 傾斜面
57 スプリング(制御プレート付勢手段)
58 ソレノイドバルブ(移動規制手段)
58a 本体
58b 当接部
58s スプリング(当接部付勢手段)
60 ECU(運転制御手段)
61 クランク角センサ
Wa〜Wd バルブオーバーラップ範囲
R 目標クランク角度範囲
1
39 Vane (pump mechanism)
40
58 Solenoid valve (movement restriction means)
58a body
60 ECU (operation control means)
61 Crank angle sensors Wa to Wd Valve overlap range R Target crank angle range
Claims (4)
前記エンジンのクランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容すると共に吸込口及び吐出口を有するポンプハウジングを備えたポンプ本体及び、前記吐出口を開閉動作して吐出油量を制御する吐出油量制御部を備えたオイルポンプと、
所定のエンジン運転停止条件が成立したときにエンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止し、前記クランク軸停止時のクランク角度が予め設定されたバルブオーバーラップ範囲か否を判定し、バルブオーバーラップ範囲と判定した際に前記オイルポンプの吐出量を減少させてオイルポンプ負荷を増大制御する運転制御手段と、を備えたこと特徴とするエンジンの停止位置制御装置。 The engine stop position that controls the engine operation in which valve overlap is set at the opening and closing timing of the intake and exhaust valves linked to the rotation of the crankshaft to stop in the target crank angle range outside the valve overlap range A control device,
A pump body that houses a pump mechanism driven in conjunction with the crankshaft of the engine and has a pump housing having a suction port and a discharge port, and a discharge oil that opens and closes the discharge port to control the amount of discharged oil An oil pump with a volume control unit;
When the predetermined engine operation stop condition is satisfied, the fuel supply for continuing the engine operation is stopped, and it is determined whether or not the crank angle when the crankshaft is stopped is within a preset valve overlap range. An engine stop position control device comprising: operation control means for increasing the oil pump load by decreasing the discharge amount of the oil pump when it is determined that the lap range is reached.
前記クランク軸と連動して駆動されるポンプ機構を収容するポンプ室が凹設されたハウジングと、
該ハウジングのポンプ室を閉塞すると共に吐出口が開口するカバー部材とを備え、
前記吐出油量制御部は、
前記吐出口に対応する吐出制御口が開口して前記カバー部材に摺接移動可能な制御プレートと、
該制御プレートを前記カバー部材の吐出口に吐出制御口が対向する通常位置と吐出制御口が吐出口に対して変位して吐出口の有効開口面積を減少する油量制限位置との間で移動せしめる駆動部と、を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの停止位置制御装置。 The oil porp body is
A housing in which a pump chamber accommodating a pump mechanism driven in conjunction with the crankshaft is recessed;
A cover member for closing the pump chamber of the housing and opening the discharge port;
The discharge oil amount control unit
A control plate capable of slidingly moving to the cover member by opening a discharge control port corresponding to the discharge port;
The control plate is moved between a normal position where the discharge control port faces the discharge port of the cover member and an oil amount restriction position where the discharge control port is displaced with respect to the discharge port to reduce the effective opening area of the discharge port. The engine stop position control device according to claim 1, further comprising a drive unit for squeezing.
制御プレートを通常位置側から油量制限位置方向に付勢する制御プレート付勢手段と、
制御プレート表面から突出する一端から油量制限位置方向に移行するに従って漸次制御プレート表面に接近するように傾斜する傾斜面を有する傾斜突部と、
本体部から突出して前記傾斜面に当接する通常規制位置と引き込まれて前記傾斜面に当接する油量規制位置とに移動可能な当接部及び該当接部を通常規制位置に押圧付勢する当接部付勢手段を備えた移動規制手段とを備えたことを特徴とする請求項3に記載のエンジンの停止位置制御装置。 The drive unit is
Control plate urging means for urging the control plate from the normal position side toward the oil amount restriction position;
An inclined protrusion having an inclined surface that gradually inclines to approach the control plate surface as it moves from the one end protruding from the control plate surface toward the oil amount restriction position direction;
A contact portion that is movable from a normal restriction position that protrudes from the main body portion and abuts against the inclined surface and an oil amount restriction position that is drawn into contact with the inclined surface and the corresponding contact portion are pressed and urged to the normal restriction position. The engine stop position control device according to claim 3, further comprising a movement restricting unit including a contact portion biasing unit.
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