JP6427020B2

JP6427020B2 - エンジンの停止位置制御装置

Info

Publication number: JP6427020B2
Application number: JP2015019363A
Authority: JP
Inventors: 大門酒井; 航佑古田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: JP2016142201A

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００７−３１５３１６号公報特開２００５−２８２４３４号公報

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。

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。

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。

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オイルポンプ本体及び、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。

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。

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。

また、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。

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。

また、前記オイルポンプ本体は、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。

これによると、オイルポン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。

また、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。

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。

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。

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オイルポンプ本体及び、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。

一実施の形態に係る停止位置制御装置を備えたエンジンの全体構成図である。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。エンジンにおける燃焼動作等を示すタイムチャートである。オイルポンプの説明図である。吐出油量制御部の概要説明図である。吐出油量制御部の作動説明図であり、（ａ）は通常状態を示し、（ｂ）は吐出油量制限状態を示す。運転制御手段の概要を示す構成図である。制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施に形態を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）
６０ＥＣＵ（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

Claims

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オイルポンプ本体及び、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、
前記オイルポンプ本体は、
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、
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エンジンの停止位置制御装置。
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請求項１に記載のエンジンの停止位置制御装置。