JP3633113B2 - 吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 - Google Patents
吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3633113B2 JP3633113B2 JP17125596A JP17125596A JP3633113B2 JP 3633113 B2 JP3633113 B2 JP 3633113B2 JP 17125596 A JP17125596 A JP 17125596A JP 17125596 A JP17125596 A JP 17125596A JP 3633113 B2 JP3633113 B2 JP 3633113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- internal combustion
- combustion engine
- intake
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸気弁及び排気弁として使用する内燃機関の停止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸排気弁としては、クランクシャフトの回転に基づいて駆動されるカムシャフトにより開閉操作されるものが一般的である。そして、内燃機関の高性能化を図るという観点から、運転状態に応じて最適な弁開閉時期を達成するために動弁系の可変機構が種々実用化されつつあり、２段切り替え式（ＯＮ／ＯＦＦ制御式）のものを始めとして連続可変式のものも開発されている。これら可変機構には、カムシャフトの回転位相をずらすものや、カムシャフトに複数のカムプロファイルを備えるもの等がある。
【０００３】
しかしながら、上述のようなカムシャフトにより駆動される吸排気弁では、バルブリフト量、開弁期間及び弁開閉時期の全てを独立かつ任意に設定することは不可能である。そこで、近年においては、内燃機関に対する更なる高性能化の要求に応えるべく、運転状態に応じてそれらのパラメータを理想的な値に設定可能な電磁駆動式動弁系に関する研究が活発化してきている。例えば、特開昭 ５９−２１３９１３号公報は、一対のバネによる付勢力により中間位置に支持される弁体を、その弁体と連結したプランジャに電磁力を作用させることにより、その中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる電磁駆動弁について開示している。
【０００４】
かかる電磁駆動式の吸排気弁では、内燃機関のクランクシャフトと機械的に結合されていないため、クランク角センサ及び基準位置検出センサからの信号に基づく電子制御により、弁リフトとクランク角とが所望の相対関係を維持するようにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような、プランジャを質量として含むバネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁では、非通電時すなわち電磁力が加えられていない状態において、弁体は、中立位置すなわちフルリフトの半分のリフト（半開）状態に保たれる。従って、イグニションキーがオフとされて機関の停止が指示されたと同時に電磁弁への電力供給をも停止すると、ピストンが慣性により動いているにもかかわらず、弁体が中間位置で停止することとなる。そのようにして弁体とピストンとの相対的位置関係における整合性が保証されない状態では、様々な不具合が発生する。例えば、爆発行程中に電磁弁が停止された気筒では、燃焼室内の燃焼ガスが半開状態の吸気弁から吸気系に逆流する。また、圧縮行程のあるタイミングで電磁弁が停止された気筒では、吸気系で未燃ガスが燃焼することとなる。このように燃焼ガスが過度に吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼した場合には、吸気系の部品が熱により損傷するおそれがある。
【０００６】
かかる実情に鑑み、本発明の目的は、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸排気弁として使用する内燃機関において、吸気系の損傷を招くことのない停止方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく案出された、本願第１の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁及び吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させるとともに吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする。
【００１１】
上述の如く構成された、第１から第４までの発明に係る、内燃機関の停止方法によれば、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁は、内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動せしめられるか、又は閉弁状態に保持されるため、燃焼ガスが吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態は生じない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子制御式内燃機関の全体概要図である。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２でろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー４に設けられたスロットル弁５により調節されるとともに、エアフローメータ４０により計測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３により検出される。さらに、吸気管には、バキュームスイッチ４１が備えられている。
【００１４】
また、スロットル弁５の開度は、スロットル開度センサ４２により検出される。また、スロットル弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクティブとなる。
【００１５】
一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００１６】
吸気管７では、空気と燃料とが混合され、その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。そのような点火は、図示されない点火制御装置によりスパークプラグ６５に電圧が印加されることにより行われる。なお、点火タイミングは、図示されないクランク軸に設けられたクランク角センサ（切り欠きを有する回転ロータと切り欠きを検出するポジションセンサとにより構成される）５１を用いてクランク位置を検出することにより、適切な点火タイミングとされている。
【００１７】
なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生させる車速センサ５３によって検出される。また、エンジン２０は、冷却水通路２２に導かれた冷却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ４４によって検出される。また、気筒内の圧力を直接検出するために耐熱性の圧電式燃焼圧センサ４６が設けられている。この燃焼圧センサ４６は、気筒内圧力に応じたアナログ電圧を発生させる。
【００１８】
燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ２ センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ ）の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に排出される。
【００１９】
エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御などを実行するマイクロコンピュータシステムであり、そのハードウェア構成は、図２のブロック図に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプログラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ，７７ｄを介して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場所として使用される。また、バックアップＲＡＭ７９は、バッテリに直接接続されることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチがオフの状態においても保持されるべきデータ（例えば、各種の学習値）を格納するために使用される。また、これらのＥＣＵ内各構成要素は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバスからなるシステムバス７２によって接続されている。
【００２０】
以上のようなハードウェア構成を有する内燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエンジン制御処理について、以下、説明する。
【００２１】
燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定の目標空燃比を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁６０による噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃料を噴射すべく、駆動制御回路７７ａを介して燃料噴射弁６０を制御するものである。なお、エンジン１回転当たりの吸入空気量は、エアフローメータ４０により計測される吸入空気流量とクランク角センサ５１から得られるエンジン回転速度とから算出される。そして、かかる燃料噴射量演算の際には、スロットル開度センサ４２、吸気温センサ４３、水温センサ４４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正、Ｏ２ センサ４５からの信号に基づく空燃比フィードバック補正、そのフィードバック補正値の中央値が理論空燃比となるようにする空燃比学習補正、等が加えられる。
【００２２】
また、点火時期制御は、クランク角センサ５１から得られるエンジン回転速度、エアフローメータ４０から得られる吸入空気流量、及びその他のセンサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な点火時期を決定する。
【００２３】
以下、本発明に係るバルブタイミング制御について詳細に説明する。図３は、吸気弁２４及び排気弁２６として使用される電磁弁を示す縦断面図並びに関連する電源系回路図である。同図に示される弁体８０は、弁頭（バルブヘッド：ｖａｌｖｅ ｈｅａｄ、又は「弁がさ」ともいう）８１及び弁軸８２からなり、弁頭８１の弁フェース（ｖａｌｖｅ ｆａｃｅ）８１ａが、内燃機関の吸排気用ポート９２に設けられた弁座（バルブシート：ｖａｌｖｅ ｓｅａｔ）９３に着座し又は弁座９３から離座することにより、吸排気用ポート９２を開閉する。弁体８０の弁軸８２は、バルブガイド９１により軸方向に摺動可能な状態で保持される。また、弁軸８２には、プランジャ（ｐｌｕｎｇｅｒ） ８３が固定されている。
【００２４】
プランジャ８３は、軟磁性材料で構成された円板状の部材である。プランジャ８３の上方には、所定距離だけ離隔してアッパコア（ｕｐｐｅｒ ｃｏｒｅ）８４が、一方、プランジャ８３の下方には、同様に所定距離だけ離隔してロアコア（ｌｏｗｅｒ ｃｏｒｅ）８６がそれぞれ配設されている。アッパコア８４及びロアコア８６は、軟磁性材料で構成されており、非磁性材料で構成されるケース９０により所定の位置関係に保持されている。また、アッパコア８４にはアッパコイル（ｕｐｐｅｒ ｃｏｉｌ）８５が把持されるとともに、ロアコア８６にはロアコイル（ｌｏｗｅｒ ｃｏｉｌ）８７が把持されている。
【００２５】
また、弁軸８２は、アッパスプリング（ｕｐｐｅｒ ｓｐｒｉｎｇ）８８及びロアスプリング（ｌｏｗｅｒ ｓｐｒｉｎｇ）８９により、軸方向に弾性的に支持されている。そして、アッパコイル８５及びロアコイル８７に通電がなされない場合におけるプランジャ８３の位置（中立位置）が、アッパコア８４とロアコア８６との中間位置となるように、アッパスプリング８８とロアスプリング８９との釣り合いが図られている。なお、プランジャ８３が中立位置にあるときには、弁体８０は、全開側変位端と全閉側変位端との中間位置をとるようになっている。
【００２６】
かかる構成によれば、アッパコイル８５の周囲には、アッパコア８４とプランジャ８３とそれらの間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成される。従って、アッパコイル８５に電流が流されると、上記磁気回路中を磁束が還流し、エアギャップを小さくする方向すなわちプランジャ８３を上方へ変位させる方向の電磁力が発生する。一方、ロアコイル８７の周囲には、ロアコア８６とプランジャ８３とそれらの間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成される。従って、ロアコイル８７に電流が流されると、同様の原理から、プランジャ８３を下方へ変位させる方向の電磁力が発生する。
【００２７】
かくして、アッパコイル８５及びロアコイル８７に交互に電流を流すことにより、プランジャ８３を上下に往復運動せしめること、すなわち弁体８０を開閉方向に交互に駆動することが可能となる。エンジンＥＣＵ７０は、各種センサからの信号に基づいて電磁弁の開閉タイミングを決定し、駆動制御回路７７ｄを介してアッパコイル８５及びロアコイル８７への通電（電力供給）を制御することにより、電磁弁を駆動する。
【００２８】
なお、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５を介してバッテリ９４に接続されるとともに、さらにリレー９６を介してバッテリ９４に接続されている。そして、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５がオンにされて起動せしめられると、リレー９６を作動させる。そうすることにより、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５がオフとされた後も、電力の自己保持を行い、所定のエンジン停止制御を実行することができる。また、このようにリレー９６を介して供給される電力が、駆動制御回路７７ｄを介して電磁弁に供給されるようになっているため、イグニションキーのオフ後も電磁弁を駆動することができる。
【００２９】
図４において実線で示される複数の曲線は、プランジャ８３の位置（アッパコア８４と接する位置を零とする）とアッパコア８４に係る電磁石がプランジャ８３に及ぼす電磁力（吸引力）との関係を、アッパコイル８５に流れる電流値をパラメータとして表したものである。これらの曲線に示されるように、プランジャに作用する電磁力（吸引力）は、弁体８０が全閉側変位端に近接するにつれて急増する。一方、図４において破線で示される直線は、同じくプランジャ８３の位置とアッパスプリング８８及びロアスプリング８９が弁体８０に及ぼす付勢力（ロアコア８６側）との関係を表したものである。この直線からわかるように、付勢力は、弁体８０が全閉側変位端に近接しても、直線的に増加するだけである。なお、ロアコア８６に係る電磁石による電磁力も同様に図４に示されるものとなり、単に全閉位置が全開位置に変わるだけである。従って、全開位置又は全閉位置に近づくほど、中立位置に比較して小さな電流で付勢力を上回る電磁力を得ることができる。このような電磁力及び付勢力の特性を考慮した電磁弁駆動方法について、次に説明する。
【００３０】
図５は、弁リフト（Ａ）、アッパコイル電流（Ｂ）、及びロアコイル電流（Ｃ）を示すタイムチャートである。全閉状態においては、同図（Ｂ）に示されるように、アッパコア８４にプランジャ８３を吸着保持するために最低限必要な電流（以下、保持電流という）がアッパコイル８５に流されている。そして、開弁しようとするときには、まず、その保持電流の供給が停止される。すると、弁体８０は、バネ質量系の単振動（自由振動）により全開方向へと移動していくが、弁軸８２とバルブガイド９１との間の摩擦損失やスプリング自体の内部摩擦損失等により、弁体８０の振幅は、理想状態に対して減衰するため、あるタイミングでロアコイル８７に電流が供給される。その電流は、同図（Ｃ）に示されるように、吸引電流、遷移電流及び保持電流の３つに分けることができる。
【００３１】
すなわち、まず、プランジャ８３を移動させるための吸引電流が流される。次いで、前述した図４の特性を考慮し、電磁力（吸引力）が弱められた状態にてプランジャ８３の吸着が行われるように、ある時間的変化割合をもって減少する遷移電流が流される。そして、プランジャ８３の吸着後には、弁体８０の吸着保持に最低限必要な電流すなわち保持電流が供給される。全開状態から閉弁しようとする場合にも、同様に、まず、ロアコイル８７への保持電流の供給が停止され、アッパコイル８５への吸引電流、遷移電流及び保持電流の供給が順次行われていく。
【００３２】
さて、本発明は、前述のように、このような電磁駆動弁を吸排気弁として使用するエンジンにおいて、吸気系の損傷を招くことなく、エンジンの停止制御を実行しようというものである。以下、本発明に係る停止方法について、４つの実施形態を採り上げる。まず、第１実施形態は、運転停止の信号を受けてからエンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、排気弁も吸気弁も共にクランクシャフトの回転と同期して作動させるようにしたものである。
【００３３】
図６は、エンジン停止制御ルーチンの内の吸排気弁制御に係る部分についての第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。エンジン停止制御ルーチンは、イグニションキーがオフとされた時点で起動されるように構成されており、ある一定時間、前述したリレー９６により電源の自己保持を行い、エンジン停止に関する処理を実行するものである。まず、ステップ１０２では、吸気弁２４及び排気弁２６ともクランクシャフトに同期して作動させる。次いで、ステップ１０４では、燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでに要する時間として予め設定されている一定時間が経過したか否かを判定し、経過していなければステップ１０２にループバックし、経過していればステップ１０６に進む。ステップ１０６では、電源自己保持用リレー９６をオフにして終了する。
【００３４】
図７は、このような第１実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程（吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程）に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされてからも一定時間、排気弁及び吸気弁が共にクランクシャフトの回転と同期して作動することにより、燃焼ガスが過度に吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態は生じなくなる。なお、ここでいう「過度」とは、通常の運転状態において排気弁と吸気弁との開弁期間がオーバラップすることにより排気ガスが吸気系へ逆流するのを許容することを意味するものである。第１実施形態では、吸気弁及び排気弁を同期運転するため、再始動性は優れているが、消費電力が大きいという特徴がある。
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、運転停止の信号を受けてからエンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、排気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させるとともに吸気弁を閉弁状態に保持しようというものである。図８は、第２実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ２０２では、吸気弁２４を全閉にするとともに排気弁２６をクランクシャフトと同期をとって作動させる。ステップ２０４及び２０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００３６】
図９は、このような第２実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、吸気弁が全閉状態に保持される一方、排気弁は、一定時間、クランクシャフトの回転と同期して作動せしめられる。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、吸気弁を全閉状態に保持するため、駆動電力を最小限に抑えることができ、第１実施形態に比較して省電力化が図られる。
【００３７】
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、運転停止の信号を受けて排気弁への電力の供給を停止するとともに、エンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、吸気弁をクランクシャフトの回転と同期して作動させようというものである。図１０は、第３実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ３０２では、排気弁２６への通電を停止するとともに吸気弁２４をクランクシャフトと同期をとって作動させる。ステップ３０４及び３０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００３８】
図１１は、このような第３実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、排気弁への通電が停止されて、排気弁は中立位置をとる。一方、吸気弁は、一定時間、クランクシャフトの回転と同期して作動せしめられる。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、排気弁を停止するため、第２実施形態に比較して省電力化が図られる。この場合、未燃ガスが排気系に流出するおそれがあるため、燃料噴射が停止した後も暫くの間、点火を続けることが好ましい。
【００３９】
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、運転停止の信号を受けて排気弁への電力の供給を停止するとともに、エンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、吸気弁を閉弁状態に保持しようというものである。図１２は、第４実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ４０２では、排気弁２６への通電を停止するとともに吸気弁２４を全閉にする。ステップ４０４及び４０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００４０】
図１３は、このような第４実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、排気弁への通電が停止されて、排気弁は中立位置をとる。一方、吸気弁は、一定時間、全閉状態に保持される。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、排気弁を停止するとともに吸気弁を全閉状態にするため、第３実施形態に比較して省電力化が図られる。この場合も、未燃ガスが排気系に流出するおそれがあるため、燃料噴射が停止した後も暫くの間、点火を続けることが好ましい。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容易なことである。例えば、以上の実施形態においては、予め設定されている一定時間が経過したか否かを判定することにより、燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるのを待つようにしているが、他の運転状態パラメータに基づき判定してもよい。例えば、バキュームスイッチ４１によって吸気管圧力を検出し、その値が大気圧に近いある値となったら弁の駆動を停止するようにしてもよい。また、吸気管圧力に代えて、燃焼圧センサ４６によって検出される燃焼圧力、クランク角センサ５１の出力に基づき算出されるエンジン回転速度等を使用して、燃焼ガス又は未燃ガスの排出の完了を推定してももちろんよい。また、上記実施形態、例えば第１実施形態と第２実施形態とを時間経過により使い分けるというように、組み合わせて実施してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸排気弁として使用する内燃機関において機関停止する場合に、燃焼ガスが吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態が生じなくなるため、吸気系の損傷を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】吸気弁及び排気弁として使用される電磁弁の構成を示す縦断面図である。
【図４】プランジャ位置とアッパ側電磁石がプランジャに及ぼす電磁力（吸引力）との関係を、アッパコイル電流をパラメータとして表す特性図（実線）、及びプランジャ位置と一対のスプリングがプランジャに及ぼす付勢力との関係を表す特性図（破線）である。
【図５】弁リフト（Ａ）、アッパコイル電流（Ｂ）及びロアコイル電流（Ｃ）のタイムチャートである。
【図６】第１実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図８】第２実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図１０】第３実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図１２】第４実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】第４実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【符号の説明】
２…エアクリーナ
４…スロットルボデー
５…スロットル弁
６…サージタンク（インテークマニホルド）
７…吸気管
１０…燃料タンク
１１…燃料ポンプ
１２…燃料配管
２０…気筒（エンジン本体）
２１…燃焼室
２２…冷却水通路
２３…ピストン
２４…吸気弁
２６…排気弁
３０…排気マニホルド
３４…排気管
３８…触媒コンバータ
４０…エアフローメータ
４１…バキュームスイッチ
４２…スロットル開度センサ
４３…吸気温センサ
４４…水温センサ
４５…Ｏ２ センサ
４６…燃焼圧センサ
５１…クランク角センサ
５２…アイドルスイッチ
５３…車速センサ
６０…燃料噴射弁
６５…スパークプラグ
７０…エンジンＥＣＵ
７１…ＣＰＵ
７２…システムバス
７３…ＲＯＭ
７４…ＲＡＭ
７５…Ａ／Ｄ変換回路
７６…入力インタフェース回路
７７ａ，７７ｄ…駆動制御回路
７９…バックアップＲＡＭ
８０…弁体
８１…弁頭
８１ａ…弁フェース
８２…弁軸
８３…プランジャ
８４…アッパコア
８５…アッパコイル
８６…ロアコア
８７…ロアコイル
８８…アッパスプリング
８９…ロアスプリング
９０…ケース
９１…バルブガイド
９２…内燃機関の吸排気用ポート
９３…弁座
９４…バッテリ
９５…イグニションキー
９６…リレー
【発明の属する技術分野】
本発明は、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸気弁及び排気弁として使用する内燃機関の停止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸排気弁としては、クランクシャフトの回転に基づいて駆動されるカムシャフトにより開閉操作されるものが一般的である。そして、内燃機関の高性能化を図るという観点から、運転状態に応じて最適な弁開閉時期を達成するために動弁系の可変機構が種々実用化されつつあり、２段切り替え式（ＯＮ／ＯＦＦ制御式）のものを始めとして連続可変式のものも開発されている。これら可変機構には、カムシャフトの回転位相をずらすものや、カムシャフトに複数のカムプロファイルを備えるもの等がある。
【０００３】
しかしながら、上述のようなカムシャフトにより駆動される吸排気弁では、バルブリフト量、開弁期間及び弁開閉時期の全てを独立かつ任意に設定することは不可能である。そこで、近年においては、内燃機関に対する更なる高性能化の要求に応えるべく、運転状態に応じてそれらのパラメータを理想的な値に設定可能な電磁駆動式動弁系に関する研究が活発化してきている。例えば、特開昭 ５９−２１３９１３号公報は、一対のバネによる付勢力により中間位置に支持される弁体を、その弁体と連結したプランジャに電磁力を作用させることにより、その中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる電磁駆動弁について開示している。
【０００４】
かかる電磁駆動式の吸排気弁では、内燃機関のクランクシャフトと機械的に結合されていないため、クランク角センサ及び基準位置検出センサからの信号に基づく電子制御により、弁リフトとクランク角とが所望の相対関係を維持するようにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような、プランジャを質量として含むバネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁では、非通電時すなわち電磁力が加えられていない状態において、弁体は、中立位置すなわちフルリフトの半分のリフト（半開）状態に保たれる。従って、イグニションキーがオフとされて機関の停止が指示されたと同時に電磁弁への電力供給をも停止すると、ピストンが慣性により動いているにもかかわらず、弁体が中間位置で停止することとなる。そのようにして弁体とピストンとの相対的位置関係における整合性が保証されない状態では、様々な不具合が発生する。例えば、爆発行程中に電磁弁が停止された気筒では、燃焼室内の燃焼ガスが半開状態の吸気弁から吸気系に逆流する。また、圧縮行程のあるタイミングで電磁弁が停止された気筒では、吸気系で未燃ガスが燃焼することとなる。このように燃焼ガスが過度に吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼した場合には、吸気系の部品が熱により損傷するおそれがある。
【０００６】
かかる実情に鑑み、本発明の目的は、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸排気弁として使用する内燃機関において、吸気系の損傷を招くことのない停止方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく案出された、本願第１の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁及び吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させるとともに吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明に係る、内燃機関の停止方法は、一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする。
【００１１】
上述の如く構成された、第１から第４までの発明に係る、内燃機関の停止方法によれば、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁は、内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動せしめられるか、又は閉弁状態に保持されるため、燃焼ガスが吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態は生じない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子制御式内燃機関の全体概要図である。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２でろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー４に設けられたスロットル弁５により調節されるとともに、エアフローメータ４０により計測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３により検出される。さらに、吸気管には、バキュームスイッチ４１が備えられている。
【００１４】
また、スロットル弁５の開度は、スロットル開度センサ４２により検出される。また、スロットル弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクティブとなる。
【００１５】
一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００１６】
吸気管７では、空気と燃料とが混合され、その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。そのような点火は、図示されない点火制御装置によりスパークプラグ６５に電圧が印加されることにより行われる。なお、点火タイミングは、図示されないクランク軸に設けられたクランク角センサ（切り欠きを有する回転ロータと切り欠きを検出するポジションセンサとにより構成される）５１を用いてクランク位置を検出することにより、適切な点火タイミングとされている。
【００１７】
なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生させる車速センサ５３によって検出される。また、エンジン２０は、冷却水通路２２に導かれた冷却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ４４によって検出される。また、気筒内の圧力を直接検出するために耐熱性の圧電式燃焼圧センサ４６が設けられている。この燃焼圧センサ４６は、気筒内圧力に応じたアナログ電圧を発生させる。
【００１８】
燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ２ センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ ）の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に排出される。
【００１９】
エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御などを実行するマイクロコンピュータシステムであり、そのハードウェア構成は、図２のブロック図に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプログラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ，７７ｄを介して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場所として使用される。また、バックアップＲＡＭ７９は、バッテリに直接接続されることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチがオフの状態においても保持されるべきデータ（例えば、各種の学習値）を格納するために使用される。また、これらのＥＣＵ内各構成要素は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバスからなるシステムバス７２によって接続されている。
【００２０】
以上のようなハードウェア構成を有する内燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエンジン制御処理について、以下、説明する。
【００２１】
燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定の目標空燃比を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁６０による噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃料を噴射すべく、駆動制御回路７７ａを介して燃料噴射弁６０を制御するものである。なお、エンジン１回転当たりの吸入空気量は、エアフローメータ４０により計測される吸入空気流量とクランク角センサ５１から得られるエンジン回転速度とから算出される。そして、かかる燃料噴射量演算の際には、スロットル開度センサ４２、吸気温センサ４３、水温センサ４４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正、Ｏ２ センサ４５からの信号に基づく空燃比フィードバック補正、そのフィードバック補正値の中央値が理論空燃比となるようにする空燃比学習補正、等が加えられる。
【００２２】
また、点火時期制御は、クランク角センサ５１から得られるエンジン回転速度、エアフローメータ４０から得られる吸入空気流量、及びその他のセンサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な点火時期を決定する。
【００２３】
以下、本発明に係るバルブタイミング制御について詳細に説明する。図３は、吸気弁２４及び排気弁２６として使用される電磁弁を示す縦断面図並びに関連する電源系回路図である。同図に示される弁体８０は、弁頭（バルブヘッド：ｖａｌｖｅ ｈｅａｄ、又は「弁がさ」ともいう）８１及び弁軸８２からなり、弁頭８１の弁フェース（ｖａｌｖｅ ｆａｃｅ）８１ａが、内燃機関の吸排気用ポート９２に設けられた弁座（バルブシート：ｖａｌｖｅ ｓｅａｔ）９３に着座し又は弁座９３から離座することにより、吸排気用ポート９２を開閉する。弁体８０の弁軸８２は、バルブガイド９１により軸方向に摺動可能な状態で保持される。また、弁軸８２には、プランジャ（ｐｌｕｎｇｅｒ） ８３が固定されている。
【００２４】
プランジャ８３は、軟磁性材料で構成された円板状の部材である。プランジャ８３の上方には、所定距離だけ離隔してアッパコア（ｕｐｐｅｒ ｃｏｒｅ）８４が、一方、プランジャ８３の下方には、同様に所定距離だけ離隔してロアコア（ｌｏｗｅｒ ｃｏｒｅ）８６がそれぞれ配設されている。アッパコア８４及びロアコア８６は、軟磁性材料で構成されており、非磁性材料で構成されるケース９０により所定の位置関係に保持されている。また、アッパコア８４にはアッパコイル（ｕｐｐｅｒ ｃｏｉｌ）８５が把持されるとともに、ロアコア８６にはロアコイル（ｌｏｗｅｒ ｃｏｉｌ）８７が把持されている。
【００２５】
また、弁軸８２は、アッパスプリング（ｕｐｐｅｒ ｓｐｒｉｎｇ）８８及びロアスプリング（ｌｏｗｅｒ ｓｐｒｉｎｇ）８９により、軸方向に弾性的に支持されている。そして、アッパコイル８５及びロアコイル８７に通電がなされない場合におけるプランジャ８３の位置（中立位置）が、アッパコア８４とロアコア８６との中間位置となるように、アッパスプリング８８とロアスプリング８９との釣り合いが図られている。なお、プランジャ８３が中立位置にあるときには、弁体８０は、全開側変位端と全閉側変位端との中間位置をとるようになっている。
【００２６】
かかる構成によれば、アッパコイル８５の周囲には、アッパコア８４とプランジャ８３とそれらの間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成される。従って、アッパコイル８５に電流が流されると、上記磁気回路中を磁束が還流し、エアギャップを小さくする方向すなわちプランジャ８３を上方へ変位させる方向の電磁力が発生する。一方、ロアコイル８７の周囲には、ロアコア８６とプランジャ８３とそれらの間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成される。従って、ロアコイル８７に電流が流されると、同様の原理から、プランジャ８３を下方へ変位させる方向の電磁力が発生する。
【００２７】
かくして、アッパコイル８５及びロアコイル８７に交互に電流を流すことにより、プランジャ８３を上下に往復運動せしめること、すなわち弁体８０を開閉方向に交互に駆動することが可能となる。エンジンＥＣＵ７０は、各種センサからの信号に基づいて電磁弁の開閉タイミングを決定し、駆動制御回路７７ｄを介してアッパコイル８５及びロアコイル８７への通電（電力供給）を制御することにより、電磁弁を駆動する。
【００２８】
なお、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５を介してバッテリ９４に接続されるとともに、さらにリレー９６を介してバッテリ９４に接続されている。そして、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５がオンにされて起動せしめられると、リレー９６を作動させる。そうすることにより、ＥＣＵ７０は、イグニションキー９５がオフとされた後も、電力の自己保持を行い、所定のエンジン停止制御を実行することができる。また、このようにリレー９６を介して供給される電力が、駆動制御回路７７ｄを介して電磁弁に供給されるようになっているため、イグニションキーのオフ後も電磁弁を駆動することができる。
【００２９】
図４において実線で示される複数の曲線は、プランジャ８３の位置（アッパコア８４と接する位置を零とする）とアッパコア８４に係る電磁石がプランジャ８３に及ぼす電磁力（吸引力）との関係を、アッパコイル８５に流れる電流値をパラメータとして表したものである。これらの曲線に示されるように、プランジャに作用する電磁力（吸引力）は、弁体８０が全閉側変位端に近接するにつれて急増する。一方、図４において破線で示される直線は、同じくプランジャ８３の位置とアッパスプリング８８及びロアスプリング８９が弁体８０に及ぼす付勢力（ロアコア８６側）との関係を表したものである。この直線からわかるように、付勢力は、弁体８０が全閉側変位端に近接しても、直線的に増加するだけである。なお、ロアコア８６に係る電磁石による電磁力も同様に図４に示されるものとなり、単に全閉位置が全開位置に変わるだけである。従って、全開位置又は全閉位置に近づくほど、中立位置に比較して小さな電流で付勢力を上回る電磁力を得ることができる。このような電磁力及び付勢力の特性を考慮した電磁弁駆動方法について、次に説明する。
【００３０】
図５は、弁リフト（Ａ）、アッパコイル電流（Ｂ）、及びロアコイル電流（Ｃ）を示すタイムチャートである。全閉状態においては、同図（Ｂ）に示されるように、アッパコア８４にプランジャ８３を吸着保持するために最低限必要な電流（以下、保持電流という）がアッパコイル８５に流されている。そして、開弁しようとするときには、まず、その保持電流の供給が停止される。すると、弁体８０は、バネ質量系の単振動（自由振動）により全開方向へと移動していくが、弁軸８２とバルブガイド９１との間の摩擦損失やスプリング自体の内部摩擦損失等により、弁体８０の振幅は、理想状態に対して減衰するため、あるタイミングでロアコイル８７に電流が供給される。その電流は、同図（Ｃ）に示されるように、吸引電流、遷移電流及び保持電流の３つに分けることができる。
【００３１】
すなわち、まず、プランジャ８３を移動させるための吸引電流が流される。次いで、前述した図４の特性を考慮し、電磁力（吸引力）が弱められた状態にてプランジャ８３の吸着が行われるように、ある時間的変化割合をもって減少する遷移電流が流される。そして、プランジャ８３の吸着後には、弁体８０の吸着保持に最低限必要な電流すなわち保持電流が供給される。全開状態から閉弁しようとする場合にも、同様に、まず、ロアコイル８７への保持電流の供給が停止され、アッパコイル８５への吸引電流、遷移電流及び保持電流の供給が順次行われていく。
【００３２】
さて、本発明は、前述のように、このような電磁駆動弁を吸排気弁として使用するエンジンにおいて、吸気系の損傷を招くことなく、エンジンの停止制御を実行しようというものである。以下、本発明に係る停止方法について、４つの実施形態を採り上げる。まず、第１実施形態は、運転停止の信号を受けてからエンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、排気弁も吸気弁も共にクランクシャフトの回転と同期して作動させるようにしたものである。
【００３３】
図６は、エンジン停止制御ルーチンの内の吸排気弁制御に係る部分についての第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。エンジン停止制御ルーチンは、イグニションキーがオフとされた時点で起動されるように構成されており、ある一定時間、前述したリレー９６により電源の自己保持を行い、エンジン停止に関する処理を実行するものである。まず、ステップ１０２では、吸気弁２４及び排気弁２６ともクランクシャフトに同期して作動させる。次いで、ステップ１０４では、燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでに要する時間として予め設定されている一定時間が経過したか否かを判定し、経過していなければステップ１０２にループバックし、経過していればステップ１０６に進む。ステップ１０６では、電源自己保持用リレー９６をオフにして終了する。
【００３４】
図７は、このような第１実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程（吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程）に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされてからも一定時間、排気弁及び吸気弁が共にクランクシャフトの回転と同期して作動することにより、燃焼ガスが過度に吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態は生じなくなる。なお、ここでいう「過度」とは、通常の運転状態において排気弁と吸気弁との開弁期間がオーバラップすることにより排気ガスが吸気系へ逆流するのを許容することを意味するものである。第１実施形態では、吸気弁及び排気弁を同期運転するため、再始動性は優れているが、消費電力が大きいという特徴がある。
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、運転停止の信号を受けてからエンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、排気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させるとともに吸気弁を閉弁状態に保持しようというものである。図８は、第２実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ２０２では、吸気弁２４を全閉にするとともに排気弁２６をクランクシャフトと同期をとって作動させる。ステップ２０４及び２０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００３６】
図９は、このような第２実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、吸気弁が全閉状態に保持される一方、排気弁は、一定時間、クランクシャフトの回転と同期して作動せしめられる。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、吸気弁を全閉状態に保持するため、駆動電力を最小限に抑えることができ、第１実施形態に比較して省電力化が図られる。
【００３７】
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、運転停止の信号を受けて排気弁への電力の供給を停止するとともに、エンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、吸気弁をクランクシャフトの回転と同期して作動させようというものである。図１０は、第３実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ３０２では、排気弁２６への通電を停止するとともに吸気弁２４をクランクシャフトと同期をとって作動させる。ステップ３０４及び３０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００３８】
図１１は、このような第３実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、排気弁への通電が停止されて、排気弁は中立位置をとる。一方、吸気弁は、一定時間、クランクシャフトの回転と同期して作動せしめられる。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、排気弁を停止するため、第２実施形態に比較して省電力化が図られる。この場合、未燃ガスが排気系に流出するおそれがあるため、燃料噴射が停止した後も暫くの間、点火を続けることが好ましい。
【００３９】
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、運転停止の信号を受けて排気弁への電力の供給を停止するとともに、エンジンの燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるまでの間、吸気弁を閉弁状態に保持しようというものである。図１２は、第４実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ４０２では、排気弁２６への通電を停止するとともに吸気弁２４を全閉にする。ステップ４０４及び４０６は、第１実施形態（図６）のステップ１０４及び１０６と同一である。
【００４０】
図１３は、このような第４実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するか、を例示する図である。この図に示されるように、イグニションキーがオフとされると、排気弁への通電が停止されて、排気弁は中立位置をとる。一方、吸気弁は、一定時間、全閉状態に保持される。こうすることにより、燃焼ガス及び未燃ガスは、吸気系に戻されることなく、排気系に排出されることとなる。そして、排気弁を停止するとともに吸気弁を全閉状態にするため、第３実施形態に比較して省電力化が図られる。この場合も、未燃ガスが排気系に流出するおそれがあるため、燃料噴射が停止した後も暫くの間、点火を続けることが好ましい。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容易なことである。例えば、以上の実施形態においては、予め設定されている一定時間が経過したか否かを判定することにより、燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが排気系に排出されるのを待つようにしているが、他の運転状態パラメータに基づき判定してもよい。例えば、バキュームスイッチ４１によって吸気管圧力を検出し、その値が大気圧に近いある値となったら弁の駆動を停止するようにしてもよい。また、吸気管圧力に代えて、燃焼圧センサ４６によって検出される燃焼圧力、クランク角センサ５１の出力に基づき算出されるエンジン回転速度等を使用して、燃焼ガス又は未燃ガスの排出の完了を推定してももちろんよい。また、上記実施形態、例えば第１実施形態と第２実施形態とを時間経過により使い分けるというように、組み合わせて実施してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バネ質量系に外力として電磁力を加える構成の電磁駆動弁を吸排気弁として使用する内燃機関において機関停止する場合に、燃焼ガスが吸気系に流入したり未燃ガスが吸気系で燃焼したりする事態が生じなくなるため、吸気系の損傷を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】吸気弁及び排気弁として使用される電磁弁の構成を示す縦断面図である。
【図４】プランジャ位置とアッパ側電磁石がプランジャに及ぼす電磁力（吸引力）との関係を、アッパコイル電流をパラメータとして表す特性図（実線）、及びプランジャ位置と一対のスプリングがプランジャに及ぼす付勢力との関係を表す特性図（破線）である。
【図５】弁リフト（Ａ）、アッパコイル電流（Ｂ）及びロアコイル電流（Ｃ）のタイムチャートである。
【図６】第１実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図８】第２実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図１０】第３実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【図１２】第４実施形態に係るエンジン停止制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】第４実施形態に係る停止方法によりエンジンが停止せしめられる場合に、吸気弁（Ａ）及び排気弁（Ｂ）のリフトがエンジン行程に応じてどのように変化するかを例示する図である。
【符号の説明】
２…エアクリーナ
４…スロットルボデー
５…スロットル弁
６…サージタンク（インテークマニホルド）
７…吸気管
１０…燃料タンク
１１…燃料ポンプ
１２…燃料配管
２０…気筒（エンジン本体）
２１…燃焼室
２２…冷却水通路
２３…ピストン
２４…吸気弁
２６…排気弁
３０…排気マニホルド
３４…排気管
３８…触媒コンバータ
４０…エアフローメータ
４１…バキュームスイッチ
４２…スロットル開度センサ
４３…吸気温センサ
４４…水温センサ
４５…Ｏ２ センサ
４６…燃焼圧センサ
５１…クランク角センサ
５２…アイドルスイッチ
５３…車速センサ
６０…燃料噴射弁
６５…スパークプラグ
７０…エンジンＥＣＵ
７１…ＣＰＵ
７２…システムバス
７３…ＲＯＭ
７４…ＲＡＭ
７５…Ａ／Ｄ変換回路
７６…入力インタフェース回路
７７ａ，７７ｄ…駆動制御回路
７９…バックアップＲＡＭ
８０…弁体
８１…弁頭
８１ａ…弁フェース
８２…弁軸
８３…プランジャ
８４…アッパコア
８５…アッパコイル
８６…ロアコア
８７…ロアコイル
８８…アッパスプリング
８９…ロアスプリング
９０…ケース
９１…バルブガイド
９２…内燃機関の吸排気用ポート
９３…弁座
９４…バッテリ
９５…イグニションキー
９６…リレー
Claims (4)
- 一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁及び吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする内燃機関の停止方法。
- 一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けてから内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、排気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させるとともに吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする内燃機関の停止方法。
- 一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を内燃機関のクランクシャフトの回転と同期して作動させることを特徴とする内燃機関の停止方法。
- 一対の弾性体による付勢力により中間位置に支持される弁体を、該弁体と一体となったプランジャに電磁力を作用させることにより、該中間位置から全開方向又は全閉方向へと移動させる構成の吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法において、機関運転停止の信号を受けて排気弁を電磁駆動せしめるための電力の供給を停止するとともに、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス又は未燃ガスが内燃機関の排気系に排出されるまでの間、吸気弁を閉弁状態に保持することを特徴とする内燃機関の停止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17125596A JP3633113B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17125596A JP3633113B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018820A JPH1018820A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3633113B2 true JP3633113B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=15919939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17125596A Expired - Fee Related JP3633113B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633113B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3846070B2 (ja) | 1998-10-29 | 2006-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 電磁駆動弁の制御装置 |
| JP3733782B2 (ja) | 1999-04-05 | 2006-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電磁駆動弁の制御装置 |
| JP3684966B2 (ja) | 1999-12-13 | 2005-08-17 | 日産自動車株式会社 | エンジンの電磁動弁制御装置 |
| US6257194B1 (en) * | 2000-08-02 | 2001-07-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Method to manage internal combustion engine shutdown |
| JP4092917B2 (ja) | 2002-01-21 | 2008-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の電磁駆動弁制御装置 |
| EP1464830A1 (de) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company | Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine vor und nach einem Motorstillstand |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17125596A patent/JP3633113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1018820A (ja) | 1998-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3803220B2 (ja) | 電磁駆動式吸排気バルブを備えたエンジンシステムの制御装置 | |
| US7278388B2 (en) | Engine starting for engine having adjustable valve operation | |
| JP2954350B2 (ja) | 内燃機関の作動モードを制御する装置 | |
| US6640756B2 (en) | Electromagnetic valve controller of an internal combustion engine | |
| US6371075B2 (en) | Method for reactivating a cylinder of a multicylinder internal combustion engine | |
| JP2001159337A (ja) | 電磁式動弁機構の一時的な機能停止時のピストン式内燃機関の運転方法 | |
| JP3633113B2 (ja) | 吸排気用電磁駆動弁を有する内燃機関の停止方法 | |
| US8430067B2 (en) | Engine starting for engine having adjustable valve operation | |
| JP3510044B2 (ja) | 内燃機関の電磁駆動弁の始動方法 | |
| JP4151268B2 (ja) | 電磁駆動弁を備えた内燃機関の停止制御装置 | |
| JP3946361B2 (ja) | 内燃機関用電磁駆動弁の制御装置 | |
| JP3966209B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4200712B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁機構制御装置 | |
| JP4080551B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3298406B2 (ja) | 電磁駆動式内燃機関 | |
| JP2002195059A (ja) | 内燃機関用可変動弁機構の制御装置 | |
| JPH1018819A (ja) | 磁力駆動式内燃機関の機関停止方法 | |
| JP2000130194A (ja) | 可変動弁エンジンの制御装置 | |
| JP4218169B2 (ja) | 電磁駆動弁を有する内燃機関 | |
| JP2002227672A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP2004068617A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3649925B2 (ja) | 気筒休止エンジンのｅｇｒ制御装置 | |
| JP2001182564A (ja) | 電磁駆動弁を有する内燃機関 | |
| JP2004301081A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2001295673A (ja) | 分割吸気系を備えた内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041124 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041207 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080107 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |