JP4433913B2 - 内燃機関の気筒判別装置及びその気筒判別装置を備えた内燃機関 - Google Patents
内燃機関の気筒判別装置及びその気筒判別装置を備えた内燃機関 Download PDFInfo
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Description
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、内燃機関が停止する際に、この内燃機関が所定回転数まで低下した時点から完全停止するまでのクランク回転角度量等を予め認識しておくことで、内燃機関の停止状態を把握し、再始動時に燃料噴射が必要となる気筒(例えばディーゼルエンジンにあっては圧縮行程から膨張行程に移る気筒)を認識して、その気筒に対して燃料噴射動作を行って迅速に始動できるようにしている。
具体的に、本発明は、複数の気筒を備え、燃料供給手段によってこれら気筒に向けて順に燃料が供給される内燃機関に備えられる気筒判別装置を前提とする。この気筒判別装置に対し、停止移行回転数検出手段、エンジン特定行程気筒認識手段、特定行程発生回数記憶手段、内燃機関始動時気筒判別手段を備えさせている。停止移行回転数検出手段は、燃料供給手段からの燃料供給動作の停止に起因して内燃機関の駆動が停止する際、燃料供給動作停止後の回転数減少期間中、回転数が所定の停止移行回転数まで低下したことを判別する。エンジン特定行程気筒認識手段は、停止移行回転数が検出された直後、ピストン位置が特定のエンジン行程となっている気筒を認識する。特定行程発生回数記憶手段は、上記内燃機関が完全に停止するまでに、ピストン位置が特定のエンジン行程となる気筒数をあらかじめ記憶している。内燃機関始動時気筒判別手段は、上記特定行程発生回数記憶手段の出力を受け、内燃機関が完全停止した状態において特定行程となっている気筒を推測し、これによって内燃機関の再始動時に最初に圧縮行程となる気筒を判別する。
先ず、本実施形態に係るエンジンに適用される燃料噴射装置の全体構成について説明する。図1は4気筒舶用ディーゼルエンジンに備えられた蓄圧式燃料噴射装置を示している。
次に、上記コントローラ12に対してクランク角度情報及び気筒番号情報を送信するクランク角度検出手段の構成について説明する。本形態では、このクランク角度検出手段がクランク角度検出機能と気筒番号判別機能とを兼ね備えている。
次に、本形態の特徴である気筒判別手法について説明する。先ず、この気筒判別手法を実行するための構成について説明する。
(1) 船舶操縦者がイグニッションOFF操作を行った場合またはエンジンストール状態に陥る場合であって、インジェクタ1からの燃料噴射動作が停止してエンジンEの駆動が停止する状態であること。
(2) 上記エンジンEの駆動が停止する際におけるエンジン負荷が作用していない(無負荷である)場合、例えばスクリュー軸に動力伝達するクラッチが開放(動力非伝達)状態であること。
上述した実施形態にあっては、4気筒舶用ディーゼルエンジンの燃料供給系に備えられた蓄圧式燃料噴射装置に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、6気筒舶用ディーゼルエンジン等、種々の形式のエンジンに対して適用可能である。また、舶用エンジンに限らず、車両用など他の用途に使用されるエンジンへの適用も可能である。
12D 停止移行回転数検出手段
12E 特定行程発生回数記憶手段
12F 内燃機関始動時気筒判別手段
12G クランキング時間算出手段
12H クランク軸回転角度量算出手段
12I 駆動開始角度位置算出手段
12J エンジン特定行程気筒認識手段
100 クランク角度検出手段
E エンジン(内燃機関)
Claims (11)
- 複数の気筒を備え、燃料供給手段によってこれら気筒に向けて順に燃料が供給される内燃機関に備えられる気筒判別装置において、
燃料供給手段からの燃料供給動作の停止に起因して内燃機関の駆動が停止する際、燃料供給動作停止後の回転数減少期間中、回転数が所定の停止移行回転数まで低下したことを判別する停止移行回転数検出手段と、
停止移行回転数が検出された直後、ピストン位置が特定のエンジン行程となっている気筒を認識するエンジン特定行程気筒認識手段と、
上記内燃機関が完全に停止するまでに、ピストン位置が特定のエンジン行程となる気筒数をあらかじめ記憶している特定行程発生回数記憶手段と、
上記特定行程発生回数記憶手段の出力を受け、内燃機関が完全停止した状態において特定行程となっている気筒を推測し、これによって内燃機関の再始動時に最初に圧縮行程となる気筒を判別する内燃機関始動時気筒判別手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 請求項1記載の内燃機関の気筒判別装置において、
エンジン特定行程気筒認識手段が認識する特定のエンジン行程とは「ある気筒」の圧縮上死点とその次の圧縮上死点の中心に相当するクランク角度であり、エンジン特定行程気筒認識手段は、前記「ある気筒」の気筒番号を認識することを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 請求項2記載の内燃機関の気筒判別装置において、
エンジン特定行程気筒認識手段における、特定のエンジン行程の認識は、ある気筒の特定ピストン位置を基準とした絶対角度を検出する絶対角度検出手段の出力信号もしくは、エンジン回転数の変化率を検出するエンジン回転数変化率検出手段の出力信号に基づき行われることを特徴とした内燃機関の気筒判別装置。 - 請求項3記載の内燃機関の気筒判別装置において、
エンジン回転数変化率検出手段は、エンジン回転数の変化率が、負→0→正→0の順で変化したことを認識したときに信号を出力することを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項1〜4のうち何れか一つに記載の内燃機関の気筒判別装置において、
特定行程発生回数記憶手段は、内燃機関が完全停止するまでの情報として、内燃機関の慣性モーメント及び機関温度の少なくとも一方に応じた複数の情報を記憶しており、これら情報のうち上記慣性モーメント及び機関温度の少なくとも一方に応じて内燃機関始動時気筒判別手段に出力する情報を選択する構成となっていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項1〜5のうち何れか一つに記載の内燃機関の気筒判別装置において、
特定行程となっている気筒の推測は、燃料供給手段の燃料供給動作の停止に起因して内燃機関の駆動が停止する際、内燃機関が無負荷状態である場合に限り、動作を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項1〜6のうち何れか一つに記載の内燃機関の気筒判別装置において、
クランク軸の回転角度信号を検出するクランク角度検出手段を有し、
停止移行回転数は、上記クランク角度検出手段によりクランク軸の回転角度信号が認識可能なクランク軸回転数範囲の下限値よりも高い値に設定されていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項1〜7のうち何れか一つに記載の内燃機関の気筒判別装置において、
内燃機関始動時気筒判別手段は、内燃機関が完全停止した時点における、ある気筒が特定行程となっているクランク軸回転角度位置が認識可能である一方、
内燃機関の再始動時、再始動開始からクランク回転角度信号の認識が可能となる回転数にクランク軸回転数が上昇するまでの経過時間を算出するクランキング時間算出手段と、
このクランキング時間算出手段の出力を受け、このクランキング時間算出手段が算出した経過時間中におけるクランク軸の回転角度量を算出するクランク軸回転角度量算出手段と、
上記内燃機関始動時気筒判別手段及びクランク軸回転角度量算出手段の出力を受け、内燃機関が完全停止した時点におけるクランク軸回転角度位置に対して、クランク軸回転角度量算出手段が算出した回転角度量を加算することによって駆動開始角度位置を求める駆動開始角度位置算出手段とを備え、
この駆動開始角度位置算出手段によって求められた駆動開始角度位置までクランク軸が回転した時点から、クランク角度検出手段によって認識されるクランク軸の回転角度位置に応じて燃料供給手段からの燃料供給動作を行わせる構成となっていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項8記載の内燃機関の気筒判別装置において、
クランキング時間算出手段が算出する経過時間は、内燃機関の慣性モーメント、機関温度及びバッテリ電圧の少なくとも一つに応じて求められる構成となっていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項8または9記載の内燃機関の気筒判別装置において、
クランキング時間算出手段が算出する経過時間が経過する前に、クランク角度検出手段によるクランク軸の回転角度位置の認識が可能となった場合には、その時点から、このクランク角度検出手段によって認識されたクランク軸の回転角度位置に応じて燃料供給手段からの燃料供給動作を行わせる構成となっていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 - 上記請求項1〜10のうち何れか一つに記載の気筒判別装置を備えていることを特徴とする内燃機関。
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