JP2022079204A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
A=D×Ni 2/(Ni-1 2-Ni 2)
として推算する。
U=MG(X2-X1)tanα
であり、摩擦損失Lは
L=F(X2-X1)/cosα
である。物体が水平方向位置X1にあるときに有している運動エネルギと、同物体が水平方向位置X2にあるときに有している運動エネルギとの差分は、物体が登坂路に沿って水平方向位置X1から水平方向位置X2まで変位するために失う運動エネルギを意味する。エネルギ保存則より、その差分は位置エネルギの増分Uと摩擦損失Lとの和に等しい。つまり、
(MV’1 2/2)-(MV’2 2/2)=(X2-X1)(MGtanα-F/cosα)
である。物体が水平方向位置X2に所在する時点で有している運動エネルギは(MV’2 2/2)であり、この物体が登坂路に沿って水平方向距離(X1-X2)分だけ変位するために失う運動エネルギは(X2-X1)(MGtanα-F/cosα)である。となれば、水平方向位置X2に所在する物体が向後完全停止するまでに移動することのできる残りの水平方向距離Aは、
A=(X2-X1)(MV’2 2/2)/{(X2-X1)(MGtanα-F/cosα)}=(X2-X1)(MV’2 2/2)/{(MV’1 2/2)-(MV’2 2/2)}
ということになる。登坂路に沿った斜め上方を向く速度V’1及びV’2を、水平方向速度V1及びV2にそれぞれ換算すると、
V1=V’1cosα
V2=V’2cosα
である。よって、
A=(X2-X1)V2 2/(V1 2-V2 2)
が成立する。(X2-X1)をDに、V2をNiに、V1をNi-1に置き換えれば、クランクシャフトの残り回転角度Aに係る上式となる。少なくとも、クランクシャフトの回転が停止する間際の240°CAの区間においては、このような物理系と近似的に等価であると解してよい。無論、実際には、気筒1のシリンダボア内壁とピストンリングとの間の摺動摩擦や、クランクシャフト及びカムシャフトとそれらを支持する軸受との間の摺動摩擦等が、潤滑油温、潤滑油圧、油膜厚さ等によって変化する。
[i]クランクシャフトが惰性回転中、例えば、圧縮行程を迎えた第一気筒1の圧縮上死点の手前で一旦停止し、その後第一気筒1内で圧縮された空気からピストンが受ける反力により、クランクシャフトの逆回転が惹起されたとする。このとき、排気行程を迎えていた第二気筒1は排気バルブ14が開き、第二気筒1の筒内圧力は負圧でなくなっている。
[ii]クランクシャフトの惰性回転が一旦停止したときの各気筒1のピストンの位置によっては、クランクシャフトが逆回転する結果、圧縮行程を迎えて閉じた第一気筒1の吸気バルブが再び開くことがあり得る。第一気筒1の吸気バルブが再び開いた時点で、既にステップS7を実施してスロットルバルブ32を開いていたとすると、第一気筒1の筒内圧力が負圧でなくなる。
[iii]他方、膨脹行程にある第三気筒1内では、クランクシャフトの逆回転により空気が圧縮される。その圧縮された空気からピストンが受ける反力により、クランクシャフトが逆回転から正回転へと転じる。
[iv]クランクシャフトが逆回転から正回転へと転じることで、圧縮行程を迎えた第一気筒1内で空気が圧縮される。その圧縮された空気からピストンが受ける反力により、クランクシャフトが正回転から逆回転へと転じる。
[v]以上の過程を経て、クランクシャフトが逆回転と正回転とを幾度か繰り返した後、完全に静止するに至る。この繰り返しは、一往復あたりのエネルギの減衰が小さく、無視できない程度に大きな内燃機関の振動が発生する。
上記[ii]の時点でスロットルバルブ32を開いていなければ(閉じていれば)、上記[iv]における第一気筒1の圧縮行程による空気の再圧縮、そしてクランクシャフトの正回転と逆回転との反復が抑止され、内燃機関の大きな振動を発生させずに済む。
1…気筒
13…吸気バルブ
14…排気バルブ
3…吸気通路
32…スロットルバルブ
33…サージタンク
34…吸気マニホルド
4…排気通路
b…クランク角信号
d…吸気圧信号
g…カム角信号
k…開度操作信号
Claims (3)
- 複数の気筒を具備する内燃機関を停止させるに際し、
吸気通路上に設置したスロットルバルブを全閉しまたは全閉に近い開度に縮小する操作を行うとともに、
惰性回転しているクランクシャフトの現在の運動エネルギの大きさまたは回転速度を基に、向後その回転が停止するまでにクランクシャフトがどれだけの角度回転するかを予測し、
予測の結果、何れか一つの気筒の吸気バルブが閉弁する最後のタイミングを迎えかつ他の気筒の吸気バルブが閉弁する前にクランクシャフトの回転が停止すると判断したならば、クランクシャフトの回転が止まる前に閉弁または開度を縮小していたスロットルバルブの開度を拡大する操作を行い、そのように判断するまではスロットルバルブの開度を拡大せず、
以て何れかの気筒の吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁したバルブオーバラップ状態でクランクシャフトの回転が停止することを回避する内燃機関の制御装置。 - 惰性回転しているクランクシャフトが所定角度D回転する都度、現在のクランクシャフトの回転速度Nを実測し、
今回実測した回転速度Ni及び前回実測した回転速度Ni-1を基に、向後クランクシャフトの回転が停止するまでに回転する角度Aを
A=D×Ni 2/(Ni-1 2-Ni 2)
として推算し、ある気筒の吸気バルブが閉弁してから次の気筒の吸気バルブが閉弁するまでの間にクランクシャフトが回転する角度またはそれに近いBとの比較において
A≦B
が成立することを必要条件として、クランクシャフトの回転が止まる前に閉弁または開度を縮小していたスロットルバルブの開度を拡大する操作を行う請求項1記載の内燃機関の制御装置。 - スロットルバルブを全閉しまたは全閉に近い開度に縮小する操作を行った後、何れか一つの気筒の吸気バルブが閉弁する最後のタイミングを迎えかつ他の気筒の吸気バルブが閉弁する前にクランクシャフトの回転が停止すると判断したとしても、そのときのスロットルバルブ下流の吸気負圧が所定値よりも低い場合には、クランクシャフトの回転が止まる前に閉弁または開度を縮小していたスロットルバルブの開度を拡大する操作を行わない請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
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