JP6951180B2 - Engine piston - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンのピストンに関する。 The present invention relates to engine pistons.

従来、エンジンの停止中に電動過給機を駆動させ、空気を圧縮および昇温させてエンジンの暖機を行う技術が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, there is known a technique of driving an electric supercharger while the engine is stopped to compress and raise the temperature of air to warm up the engine (for example, Patent Document 1).

特開2003−307134号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-307134

特許文献1に記載された技術では、電動過給機によって圧縮された空気が吸気通路やインタークーラを介してシリンダに導入されるが、シリンダ内におけるピストンの位置によって暖機の進行にばらつきが生じる可能性がある。 In the technique described in Patent Document 1, the air compressed by the electric supercharger is introduced into the cylinder via the intake passage and the intercooler, but the progress of warm-up varies depending on the position of the piston in the cylinder. there is a possibility.

そこで、本発明は、エンジンに暖機用の空気を導入した際に暖機の進行にばらつきが生じることを抑制することができるエンジンのピストンを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an engine piston capable of suppressing variation in the progress of warm-up when air for warm-up is introduced into the engine.

上記課題を解決するために、本発明のエンジンのピストンは、燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、エンジンの停止時に連通路を開放する開放位置と、エンジンの駆動時に連通路を塞ぐ封鎖位置との間を移動する可動部材と、を備え、可動部材は、エンジンオイルの油圧によって、開放位置から封鎖位置に移動される
In order to solve the above problems, the piston of the engine of the present invention has a communication passage that connects the crown surface facing the combustion chamber and the back surface facing the crank chamber, and an open position that opens the communication passage when the engine is stopped. It includes a movable member that moves between a closed position that closes the communication passage when the engine is driven, and the movable member is moved from the open position to the closed position by the hydraulic pressure of the engine oil .

また、連通路に交差して形成され、エンジンの駆動時にエンジンオイルが供給される油圧室を備え、可動部材は、油圧室内に収容されてもよい。 Further, a hydraulic chamber formed so as to intersect the continuous passage and to which engine oil is supplied when the engine is driven may be provided, and the movable member may be housed in the hydraulic chamber.

また、油圧室内に設けられ、可動部材を封鎖位置から開放位置に向かう方向に付勢する弾性部材を備え、可動部材は、エンジンの駆動時にエンジンオイルの油圧によって、弾性部材の付勢力に抗して開放位置から封鎖位置に移動され、エンジンの停止時に弾性部材の付勢力によって封鎖位置から開放位置に移動されてもよい。 Further, it is provided in the hydraulic chamber and includes an elastic member that urges the movable member in the direction from the closed position to the open position. The movable member resists the urging force of the elastic member by the hydraulic pressure of the engine oil when the engine is driven. The engine may be moved from the open position to the closed position, and may be moved from the closed position to the closed position by the urging force of the elastic member when the engine is stopped.

また、油圧室と、ピストンピンが挿入されるピストンピン穴とを連通させる油回路と、を備え、油回路は、エンジンオイルを油圧室に流通させてもよい。 Further, the oil circuit may include an oil circuit for communicating the hydraulic chamber and the piston pin hole into which the piston pin is inserted, and the oil circuit may circulate engine oil to the hydraulic chamber.

また、上記課題を解決するために、本発明のエンジンのピストンは、燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、エンジンの停止時に連通路を開放し、エンジンの駆動時に連通路を閉鎖する可動部材と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the piston of the engine of the present invention has a communication passage for communicating the crown surface facing the combustion chamber and the back surface facing the crank chamber, and the communication passage is opened when the engine is stopped to open the engine. It is provided with a movable member that closes the communication passage when the vehicle is driven.

本発明によれば、エンジンに暖機用の空気を導入した際に暖機の進行にばらつきが生じることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variations in the progress of warm-up when warm-up air is introduced into the engine.

第1の実施形態におけるエンジン暖機システムを説明する概略図である。It is the schematic explaining the engine warm-up system in 1st Embodiment. クランクシャフトを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the crankshaft. コネクティングロッドを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connecting rod. ピストンピンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a piston pin. ピストンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a piston. ピストンの略断面図(図5(b)におけるVI−VI断面図)である。It is a schematic cross-sectional view (VI-VI cross-sectional view in FIG. 5B) of a piston. 暖機中の空気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the air flow in warm-up. 電動過給機が駆動する際の効率のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of efficiency at the time of driving an electric supercharger. エンジン停止時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the engine warm-up process at the time of engine stop. エンジン始動時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the engine warm-up process at the time of starting an engine. 第2の実施形態におけるエンジン始動時のエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the engine warm-up process at the time of starting an engine in 2nd Embodiment. 第1の実施形態における変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification in 1st Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, etc. shown in the embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are not shown. do.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態におけるエンジン暖機システム100を説明する概略図である。なお、図1中、信号の流れを破線の矢印で示す。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an engine warm-up system 100 according to the first embodiment. In FIG. 1, the signal flow is indicated by a broken line arrow.

図1に示すように、エンジン暖機システム100には、エンジン1が設けられる。エンジン1は、クランクシャフト2を挟んで2つのシリンダブロック3にそれぞれ形成されたシリンダボア3aが対向して配された水平対向4気筒エンジンである。 As shown in FIG. 1, the engine 1 is provided in the engine warm-up system 100. The engine 1 is a horizontally opposed 4-cylinder engine in which cylinder bores 3a formed in two cylinder blocks 3 are arranged so as to face each other with the crankshaft 2 interposed therebetween.

シリンダブロック3には、クランクケース4が一体形成されるとともに、クランクケース4とは反対側にシリンダヘッド5が固定されている。クランクシャフト2は、2つのクランクケース4によって形成されたクランク室6内に回転自在に支持される。 A crankcase 4 is integrally formed in the cylinder block 3, and a cylinder head 5 is fixed to the side opposite to the crankcase 4. The crankshaft 2 is rotatably supported in a crank chamber 6 formed by two crankcases 4.

シリンダボア3aには、コネクティングロッド7を介してクランクシャフト2に連結されたピストン8が摺動可能に収容されている。そして、エンジン1では、シリンダボア3aと、シリンダヘッド5と、ピストン8の冠面8a(図5参照)とによって囲まれた空間が燃焼室9として形成される。 A piston 8 connected to the crankshaft 2 via a connecting rod 7 is slidably housed in the cylinder bore 3a. Then, in the engine 1, a space surrounded by the cylinder bore 3a, the cylinder head 5, and the crown surface 8a of the piston 8 (see FIG. 5) is formed as the combustion chamber 9.

シリンダヘッド5には、吸気ポート10および排気ポート11が燃焼室9に連通するように形成される。吸気ポート10と燃焼室9との間には、吸気バルブ12の先端が位置し、排気ポート11と燃焼室9との間には、排気バルブ13の先端が位置している。 The cylinder head 5 is formed so that the intake port 10 and the exhaust port 11 communicate with the combustion chamber 9. The tip of the intake valve 12 is located between the intake port 10 and the combustion chamber 9, and the tip of the exhaust valve 13 is located between the exhaust port 11 and the combustion chamber 9.

また、エンジン1には、シリンダヘッド5およびヘッドカバー14に囲まれたカム室内に、吸気バルブ用カム15および排気バルブ用カム16が設けられる。吸気バルブ用カム15は、吸気バルブ12の他端に当接されており、回転することで吸気バルブ12を軸方向に移動させる。これにより、吸気バルブ12は、吸気ポート10と燃焼室9との間を開閉する。排気バルブ用カム16は、排気バルブ13の他端に当接されており、回転することで排気バルブ13を軸方向に移動させる。これにより、排気バルブ13は、排気ポート11と燃焼室9との間を開閉する。 Further, the engine 1 is provided with an intake valve cam 15 and an exhaust valve cam 16 in a cam chamber surrounded by the cylinder head 5 and the head cover 14. The intake valve cam 15 is in contact with the other end of the intake valve 12, and rotates to move the intake valve 12 in the axial direction. As a result, the intake valve 12 opens and closes between the intake port 10 and the combustion chamber 9. The exhaust valve cam 16 is in contact with the other end of the exhaust valve 13, and rotates to move the exhaust valve 13 in the axial direction. As a result, the exhaust valve 13 opens and closes between the exhaust port 11 and the combustion chamber 9.

吸気ポート10の上流側には、インテークマニホールド17を含む吸気流路18が連通される。また、排気ポート11の下流側には、エキゾーストマニホールド19を含む排気流路20が連通される。燃焼室9から排出された排気ガスは、排気ポート11を介してエキゾーストマニホールド19で集約され、排気流路20に導かれる。 An intake flow path 18 including an intake manifold 17 is communicated with the upstream side of the intake port 10. Further, an exhaust flow path 20 including an exhaust manifold 19 is communicated with the downstream side of the exhaust port 11. The exhaust gas discharged from the combustion chamber 9 is collected by the exhaust manifold 19 via the exhaust port 11 and guided to the exhaust flow path 20.

吸気流路18には、エアクリーナ21、吸気制御バルブ25、後述する電動過給機22のコンプレッサインペラ22c、インタークーラ前バルブ28、インタークーラ23、スロットルバルブ24およびインテークマニホールド17が上流側から順に設けられる。ここで、吸気流路18のうち、コンプレッサインペラ22cよりも上流側を上流側吸気流路18aと称し、コンプレッサインペラ22cよりも下流側を下流側吸気流路18bと称する。 The intake flow path 18 is provided with an air cleaner 21, an intake control valve 25, a compressor impeller 22c of an electric supercharger 22, which will be described later, an intercooler front valve 28, an intercooler 23, a throttle valve 24, and an intake manifold 17 in this order from the upstream side. Be done. Here, of the intake flow paths 18, the upstream side of the compressor impeller 22c is referred to as an upstream intake flow path 18a, and the downstream side of the compressor impeller 22c is referred to as a downstream intake flow path 18b.

電動過給機22は、モータ22aと、シャフト22bと、コンプレッサインペラ22cとを含んで構成される。モータ22aは、電力が供給されることで駆動する。シャフト22bは、モータ22aと接続され、モータ22aの駆動によって回転する。コンプレッサインペラ22cは、シャフト22bと接続され、シャフト22bと一体回転する。 The electric supercharger 22 includes a motor 22a, a shaft 22b, and a compressor impeller 22c. The motor 22a is driven by being supplied with electric power. The shaft 22b is connected to the motor 22a and is rotated by the drive of the motor 22a. The compressor impeller 22c is connected to the shaft 22b and rotates integrally with the shaft 22b.

また、コンプレッサインペラ22cは、モータ22aの駆動によって回転することで、エアクリーナ21で塵や埃などの不純物が除去された空気(吸気)を圧縮して下流側吸気流路18bに供給する。 Further, the compressor impeller 22c is rotated by driving the motor 22a to compress the air (intake air) from which impurities such as dust and dirt have been removed by the air cleaner 21 and supply the air (intake air) to the downstream intake flow path 18b.

インタークーラ23は、コンプレッサインペラ22cで圧縮されて昇温された空気を冷却する。冷却された空気は、スロットルバルブ24、インテークマニホールド17および吸気ポート10を介して燃焼室9に導かれる。 The intercooler 23 cools the air compressed and heated by the compressor impeller 22c. The cooled air is guided to the combustion chamber 9 via the throttle valve 24, the intake manifold 17, and the intake port 10.

スロットルバルブ24は、不図示のアクチュエータによって開度が調整されることで、燃焼室9に供給される空気の流量を可変する。 The opening degree of the throttle valve 24 is adjusted by an actuator (not shown) to change the flow rate of air supplied to the combustion chamber 9.

吸気制御バルブ25は、エンジン1の駆動中は開放状態になっており、エアクリーナ21を介して外部から吸い込まれる空気の流量を調節することなく下流側に通過させる。また、吸気制御バルブ25は、詳しくは後述するエンジン暖機中に開度が調整されることで、外部から吸い込まれる空気(吸気)の流量を調整する。 The intake control valve 25 is in an open state while the engine 1 is being driven, and is passed through the air cleaner 21 to the downstream side without adjusting the flow rate of air sucked from the outside. Further, the intake control valve 25 adjusts the flow rate of air (intake) sucked from the outside by adjusting the opening degree during engine warm-up, which will be described in detail later.

また、吸気流路18には、コンプレッサインペラ22cを迂回するエアバイパス流路26が設けられる。エアバイパス流路26の一端は、上流側吸気流路18aにおける吸気制御バルブ25とコンプレッサインペラ22cとの間に接続される。また、エアバイパス流路26の他端は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ23とスロットルバルブ24との間に接続される。 Further, the intake flow path 18 is provided with an air bypass flow path 26 that bypasses the compressor impeller 22c. One end of the air bypass flow path 26 is connected between the intake control valve 25 and the compressor impeller 22c in the upstream intake flow path 18a. The other end of the air bypass flow path 26 is connected between the intercooler 23 and the throttle valve 24 in the downstream intake flow path 18b.

エアバイパス流路26には、エアバイパスバルブ27が介装される。エアバイパスバルブ27は、開度が調整されることで、エアバイパス流路26を流通する圧縮された空気の流量を調整する。エアバイパスバルブ27は、エンジン1の駆動時、運転者がアクセルを放してスロットルバルブ24が閉鎖されるときに開放され、下流側吸気流路18bの圧力が過剰となることを防止する。なお、エンジン1の暖機中におけるエアバイパスバルブ27の詳細な制御については、後述する。 An air bypass valve 27 is interposed in the air bypass flow path 26. The air bypass valve 27 adjusts the flow rate of the compressed air flowing through the air bypass flow path 26 by adjusting the opening degree. The air bypass valve 27 is opened when the driver releases the accelerator and the throttle valve 24 is closed when the engine 1 is driven, to prevent the pressure in the downstream intake flow path 18b from becoming excessive. The detailed control of the air bypass valve 27 during the warm-up of the engine 1 will be described later.

下流側吸気流路18bには、電動過給機22によって圧縮された空気をクランクケース4内(クランク室6内)へと導入させるクランクケース流路29が設けられる。クランクケース流路29の一端は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ前バルブ28よりも上流側に接続される。また、クランクケース流路29の他端は、クランクケース4に接続され、クランク室6に連通される。 The downstream intake flow path 18b is provided with a crankcase flow path 29 that introduces air compressed by the electric supercharger 22 into the crankcase 4 (inside the crankcase 6). One end of the crankcase flow path 29 is connected to the upstream side of the valve before the intercooler 28 in the downstream intake flow path 18b. Further, the other end of the crankcase flow path 29 is connected to the crankcase 4 and communicates with the crankcase 6.

また、エンジン暖機システム100には、インタークーラ前バルブ28およびクランクケースバルブ30を含んで構成されるクランクケースバルブ機構200が設けられる。 Further, the engine warm-up system 100 is provided with a crankcase valve mechanism 200 including an intercooler front valve 28 and a crankcase valve 30.

インタークーラ前バルブ28は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ23よりも上流側に設けられる。インタークーラ前バルブ28は、エンジン1の駆動中は開放状態になっており、空気の流量を調節することなく下流側に通過させる。また、インタークーラ前バルブ28は、詳しくは後述するエンジン暖機中に閉鎖状態になることで、空気を下流側(インタークーラ23側)に流通させない。 The intercooler front valve 28 is provided on the upstream side of the intercooler 23 in the downstream intake flow path 18b. The intercooler front valve 28 is in an open state while the engine 1 is being driven, and is passed to the downstream side without adjusting the air flow rate. Further, the valve 28 in front of the intercooler is closed during engine warm-up, which will be described in detail later, so that air is not circulated to the downstream side (intercooler 23 side).

クランクケースバルブ30は、クランクケース流路29の上流端(コンプレッサインペラ22c側)に介装される。クランクケースバルブ30は、エンジン1の駆動中は閉鎖状態になっており、空気(吸気)をクランクケース流路29に流通させない。また、クランクケースバルブ30は、詳しくは後述するエンジン暖機中に開度が調整されることで、クランクケース流路29を流通する空気の流量を調整する。なお、インタークーラ前バルブ28およびクランクケースバルブ30の詳細な制御については、後述する。 The crankcase valve 30 is interposed at the upstream end (compressor impeller 22c side) of the crankcase flow path 29. The crankcase valve 30 is in a closed state while the engine 1 is being driven, and does not allow air (intake) to flow through the crankcase flow path 29. Further, the crankcase valve 30 adjusts the flow rate of air flowing through the crankcase flow path 29 by adjusting the opening degree during engine warm-up, which will be described in detail later. The detailed control of the intercooler front valve 28 and the crankcase valve 30 will be described later.

エンジン1では、燃焼室9に導かれた吸気と、不図示のインジェクタから噴射された燃料との混合気が、シリンダヘッド5に設けられた不図示の点火プラグによって所定のタイミングで点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン8がシリンダボア3a内で往復運動を行い、その往復運動が、コネクティングロッド7を通じてクランクシャフト2の回転運動に変換される。 In the engine 1, a mixture of the intake air guided to the combustion chamber 9 and the fuel injected from an injector (not shown) is ignited at a predetermined timing by an ignition plug (not shown) provided in the cylinder head 5 and burned. Will be done. Due to such combustion, the piston 8 reciprocates in the cylinder bore 3a, and the reciprocating motion is converted into the rotational motion of the crankshaft 2 through the connecting rod 7.

また、燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート11、排気流路20を介して車外へ排出される。排気流路20には、上流側の触媒31と下流側の触媒32とが設けられる。上流側の触媒31および下流側の触媒32は、排気流路20を流通する排気ガスを浄化する。なお、上流側の触媒31および下流側の触媒32は、触媒機能付きのフィルタ装置であってもよい。 Further, the exhaust gas generated by combustion is discharged to the outside of the vehicle through the exhaust port 11 and the exhaust flow path 20. The exhaust flow path 20 is provided with a catalyst 31 on the upstream side and a catalyst 32 on the downstream side. The catalyst 31 on the upstream side and the catalyst 32 on the downstream side purify the exhaust gas flowing through the exhaust flow path 20. The catalyst 31 on the upstream side and the catalyst 32 on the downstream side may be a filter device having a catalyst function.

また、排気流路20における上流側の触媒31および下流側の触媒32の間には、EGR(Exhaust Gas Recirculation)流路33の一端が接続される。上流側吸気流路18aにおける吸気制御バルブ25およびコンプレッサインペラ22cの間には、EGR流路33の他端が接続される。EGR流路33は、排気流路20を流通する排気ガスの一部を上流側吸気流路18aに還流させる(以下、還流させた排気ガス(空気)を「EGRガス」と称する)。 Further, one end of the EGR (Exhaust Gas Recirculation) flow path 33 is connected between the catalyst 31 on the upstream side and the catalyst 32 on the downstream side in the exhaust flow path 20. The other end of the EGR flow path 33 is connected between the intake control valve 25 and the compressor impeller 22c in the upstream intake flow path 18a. The EGR flow path 33 recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust flow path 20 to the upstream intake flow path 18a (hereinafter, the recirculated exhaust gas (air) is referred to as "EGR gas").

EGR流路33には、EGRクーラ34およびEGRバルブ35が上流側から順に設けられる。EGRクーラ34は、EGRガスを冷却する。EGRバルブ35は、開度が調整されることで、EGR流路33を流通するEGRガスの流量を調整する。なお、EGRバルブ35の詳細な制御については、後述する。 The EGR cooler 34 and the EGR valve 35 are provided in the EGR flow path 33 in this order from the upstream side. The EGR cooler 34 cools the EGR gas. The EGR valve 35 adjusts the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR flow path 33 by adjusting the opening degree. The detailed control of the EGR valve 35 will be described later.

また、EGR流路33には、EGRクーラ34を迂回するバイパス流路36が設けられる。バイパス流路36の上流側と、EGR流路33とを接続する箇所には、流路切り替えバルブ37が設けられる。流路切り替えバルブ37は、EGRクーラ34またはバイパス流路36のどちらかにEGRガス(空気)を流通させるように、流路を切り替える。 Further, the EGR flow path 33 is provided with a bypass flow path 36 that bypasses the EGR cooler 34. A flow path switching valve 37 is provided at a position connecting the upstream side of the bypass flow path 36 and the EGR flow path 33. The flow path switching valve 37 switches the flow path so that the EGR gas (air) flows through either the EGR cooler 34 or the bypass flow path 36.

また、エンジン暖機システム100には、クランクケース4内と燃焼室9とを連通および遮断させるシリンダ内連通機構38が設けられる。 Further, the engine warm-up system 100 is provided with an in-cylinder communication mechanism 38 that communicates and shuts off the inside of the crankcase 4 and the combustion chamber 9.

シリンダ内連通機構38は、クランクシャフト2、コネクティングロッド7、ピストン8、および、コネクティングロッド7に対してピストン8を回転自在に支持するピストンピン40(図4参照)によって構成される。ここで、図2〜図6を用いて、シリンダ内連通機構38について説明する。 The in-cylinder communication mechanism 38 is composed of a crankshaft 2, a connecting rod 7, a piston 8, and a piston pin 40 (see FIG. 4) that rotatably supports the piston 8 with respect to the connecting rod 7. Here, the in-cylinder communication mechanism 38 will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

図2は、クランクシャフト2を説明するための図である。図2に示すように、クランクシャフト2は、クランクジャーナル2a、クランクアーム2bおよびクランクピン2cが一体形成される。クランクジャーナル2aは、軸受を介してクランクケース4に回転自在に支持される。クランクアーム2bは、クランクジャーナル2aおよびクランクピン2cの間に設けられ、クランクジャーナル2aに対してクランクピン2cを偏心させる。クランクピン2cは、ピストン8と同等の数だけ(ここでは、4つ)設けられ、コネクティングロッド7を回転自在に支持する。 FIG. 2 is a diagram for explaining the crankshaft 2. As shown in FIG. 2, the crankshaft 2 is integrally formed with a crank journal 2a, a crank arm 2b, and a crank pin 2c. The crank journal 2a is rotatably supported by the crankcase 4 via bearings. The crank arm 2b is provided between the crank journal 2a and the crank pin 2c, and eccentricizes the crank pin 2c with respect to the crank journal 2a. As many crankpins 2c as the number of pistons 8 (here, four) are provided to rotatably support the connecting rod 7.

クランクピン2cには、クランクシャフト2の軸方向の中央に、クランクシャフト2の内部でエンジンオイルが流通するオイル流路から外周面2dまで貫通したオイル孔2eが形成される。オイル孔2eは、オイル流路を流通したエンジンオイルを外周面2dに導く。また、クランクピン2cの外周面2dには、クランクシャフト2の軸方向の中央に、周方向に亘ってオイル溝2fが形成される。オイル溝2fは、クランクピン2cの外周面2dにおいてオイル孔2eと繋がっている。したがって、オイル溝2fは、オイル孔2eを流通してクランクピン2cの外周面2dまで到達したエンジンオイルで満たされる。 In the crankpin 2c, an oil hole 2e is formed in the center of the crankshaft 2 in the axial direction so as to penetrate from the oil flow path through which the engine oil flows inside the crankshaft 2 to the outer peripheral surface 2d. The oil hole 2e guides the engine oil flowing through the oil flow path to the outer peripheral surface 2d. Further, on the outer peripheral surface 2d of the crank pin 2c, an oil groove 2f is formed in the center of the crankshaft 2 in the axial direction along the circumferential direction. The oil groove 2f is connected to the oil hole 2e on the outer peripheral surface 2d of the crank pin 2c. Therefore, the oil groove 2f is filled with the engine oil that has passed through the oil hole 2e and reached the outer peripheral surface 2d of the crankpin 2c.

図3は、コネクティングロッド7を説明するための図である。図3に示すように、コネクティングロッド7は、ビックエンド7a、スモールエンド7bおよびコネクティングロッド軸7cが一体形成される。ビックエンド7aは、クランクシャフト2におけるクランクピン2cの外径よりも若干径が大きい結合孔7dが形成され、クランクピン2cが結合孔7dに結合されることで、クランクシャフト2に回転自在に支持される。スモールエンド7bは、ピストンピン40の外径よりも若干径が大きい挿通孔7eが形成され、挿通孔7eにピストンピン40が挿通されることで、ピストンピン40を介してピストン8を回転自在に支持する。コネクティングロッド軸7cは、ビックエンド7aおよびスモールエンド7bの間に位置し、ビックエンド7aおよびスモールエンド7bを繋ぐ。 FIG. 3 is a diagram for explaining the connecting rod 7. As shown in FIG. 3, in the connecting rod 7, the big end 7a, the small end 7b, and the connecting rod shaft 7c are integrally formed. The big end 7a is rotatably supported by the crankshaft 2 by forming a coupling hole 7d having a diameter slightly larger than the outer diameter of the crankpin 2c on the crankshaft 2 and coupling the crankpin 2c to the coupling hole 7d. Will be done. The small end 7b is formed with an insertion hole 7e having a diameter slightly larger than the outer diameter of the piston pin 40, and the piston pin 40 is inserted into the insertion hole 7e so that the piston 8 can be rotated through the piston pin 40. To support. The connecting rod shaft 7c is located between the big end 7a and the small end 7b and connects the big end 7a and the small end 7b.

コネクティングロッド軸7cには、ビックエンド7aの結合孔7dと、スモールエンド7bの挿通孔7eとを連通させる油回路7fが形成される。油回路7fは、コネクティングロッド軸7cにおける幅方向(クランクシャフト2の軸方向)の中央に形成される。油回路7fは、クランクシャフト2にコネクティングロッド7が支持された際に、クランクピン2cに形成されたオイル溝2fと対向する位置に一端7gが開口している。これにより、クランクピン2cのオイル溝2fに満たされたエンジンオイルは、一端7gから油回路7fを通じて他端7hに導かれる。 An oil circuit 7f is formed in the connecting rod shaft 7c to communicate the coupling hole 7d of the big end 7a and the insertion hole 7e of the small end 7b. The oil circuit 7f is formed at the center of the connecting rod shaft 7c in the width direction (axial direction of the crankshaft 2). In the oil circuit 7f, when the connecting rod 7 is supported by the crankshaft 2, one end 7g is opened at a position facing the oil groove 2f formed in the crankpin 2c. As a result, the engine oil filled in the oil groove 2f of the crankpin 2c is guided from one end 7g to the other end 7h through the oil circuit 7f.

また、油回路7fは、後述するピストンピン40を介して、ピストン8を支持した際に、ピストンピン40に形成されたピストンピン溝40f(図4参照)と対向する位置に他端7hが開口している。 Further, in the oil circuit 7f, when the piston 8 is supported via the piston pin 40 described later, the other end 7h opens at a position facing the piston pin groove 40f (see FIG. 4) formed in the piston pin 40. doing.

図4は、ピストンピン40を説明するための図である。図4に示すように、ピストンピン40は、内部が中空(中空部)である略円筒形状に形成される。そして、ピストンピン40における内周面と外周面との間には、軸方向に沿って油回路40aが設けられる。なお、油回路40aは、ピストンピン40の一方の側面40bから、軸方向に沿って、他方の側面40cまで到達しないように削られることにより形成され、一方の側面40b側がプラグ40dで封止される。 FIG. 4 is a diagram for explaining the piston pin 40. As shown in FIG. 4, the piston pin 40 is formed in a substantially cylindrical shape having a hollow inside (hollow portion). An oil circuit 40a is provided along the axial direction between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the piston pin 40. The oil circuit 40a is formed by scraping from one side surface 40b of the piston pin 40 so as not to reach the other side surface 40c along the axial direction, and one side surface 40b side is sealed with a plug 40d. NS.

また、ピストンピン40には、軸方向の中央に連通孔40eおよびピストンピン溝40fが形成される。連通孔40eは、油回路40aから外周面まで貫通している。また、ピストンピン溝40fは、ピストンピン40の外周面において周方向に亘って形成される。そして、連通孔40eおよびピストンピン溝40fは、ピストンピン40の外周面において繋がっている。したがって、コネクティングロッド7の油回路7fを流通したエンジンオイルは、油回路7fの他端7hからピストンピン溝40fに排出され、ピストンピン溝40fおよび連通孔40eを介して油回路40aに導かれる。 Further, the piston pin 40 is formed with a communication hole 40e and a piston pin groove 40f at the center in the axial direction. The communication hole 40e penetrates from the oil circuit 40a to the outer peripheral surface. Further, the piston pin groove 40f is formed on the outer peripheral surface of the piston pin 40 in the circumferential direction. The communication hole 40e and the piston pin groove 40f are connected to each other on the outer peripheral surface of the piston pin 40. Therefore, the engine oil that has passed through the oil circuit 7f of the connecting rod 7 is discharged from the other end 7h of the oil circuit 7f into the piston pin groove 40f, and is guided to the oil circuit 40a through the piston pin groove 40f and the communication hole 40e.

また、ピストンピン40には、油回路40aから外周面まで貫通した2つの連通孔40gが設けられる。2つの連通孔40gは、ピストンピン40の軸方向において中央を基準として対称の位置に形成される。 Further, the piston pin 40 is provided with two communication holes 40g penetrating from the oil circuit 40a to the outer peripheral surface. The two communication holes 40g are formed at positions symmetrical with respect to the center in the axial direction of the piston pin 40.

また、ピストンピン40には、2つのピストンピン溝40hが設けられる。ピストンピン溝40hは、ピストンピン40の外周面において周方向に亘って形成される。ピストンピン溝40hは、ピストンピン40の外周面において連通孔40gと繋がっている。したがって、ピストンピン溝40hは、油回路40aおよび連通孔40gを流通してピストンピン40の外周面まで到達したエンジンオイルで満たされる。なお、油回路40aを設けることなく、連通孔40eおよび連通孔40gをピストンピン40の中空部まで貫通させ、中空部の両端をプラグで封止することで、中空部を油回路40aの代わりとして用いるようにしてもよい。 Further, the piston pin 40 is provided with two piston pin grooves 40h. The piston pin groove 40h is formed on the outer peripheral surface of the piston pin 40 over the circumferential direction. The piston pin groove 40h is connected to the communication hole 40g on the outer peripheral surface of the piston pin 40. Therefore, the piston pin groove 40h is filled with engine oil that has passed through the oil circuit 40a and the communication hole 40g and reached the outer peripheral surface of the piston pin 40. By penetrating the communication hole 40e and the communication hole 40g to the hollow portion of the piston pin 40 and sealing both ends of the hollow portion with plugs without providing the oil circuit 40a, the hollow portion can be used as a substitute for the oil circuit 40a. You may use it.

図5は、ピストン8を説明する図である。図5(a)は、ピストン8の断面図(斜視図)である。図5(b)は、ピストン8を冠面8a側から(図5(a)中、高さ方向上方から)見た概略図である。なお、図5(a)では、弾性部材41を断面にせずに示す。また、図5(b)では、位置関係を明確にするため、ピストン8の外形形状を細線で示し、ピストン8の内部に関する構造および部品を太線で示す。また、以下では、図5に示すように、ピストン8の摺動方向を高さ方向、空気が吸気ポート10から排気ポート11へ流通する方向を移動方向、移動方向と垂直に交わる方向を幅方向として説明する。 FIG. 5 is a diagram illustrating the piston 8. FIG. 5A is a cross-sectional view (perspective view) of the piston 8. FIG. 5B is a schematic view of the piston 8 as viewed from the crown surface 8a side (in FIG. 5A, from above in the height direction). In addition, in FIG. 5A, the elastic member 41 is shown without having a cross section. Further, in FIG. 5B, in order to clarify the positional relationship, the outer shape of the piston 8 is shown by a thin line, and the structure and parts related to the inside of the piston 8 are shown by a thick line. Further, in the following, as shown in FIG. 5, the sliding direction of the piston 8 is the height direction, the direction in which air flows from the intake port 10 to the exhaust port 11 is the moving direction, and the direction perpendicular to the moving direction is the width direction. It is explained as.

ピストン8は、第1キャビティ8bおよび第2キャビティ8cを有する、二段キャビティピストンである。第1キャビティ8bおよび第2キャビティ8cは、冠面8aに形成される窪みである。第1キャビティ8bは、冠面8a側から見た形状が略円形状であり、ピストン8の軸中心に形成される。第2キャビティ8cは、第1キャビティ8bよりも深い窪みである。第2キャビティ8cは、冠面8a側から見た形状が移動方向に長い略楕円形状であり、第1キャビティ8bよりも中心(高さ方向から見た中心)が吸気ポート10側に位置している。第1キャビティ8bは、タンブル流の形成を促進する吸気のガイドとして機能し、第2キャビティ8cは、噴霧された燃料を不図示の点火プラグに導くガイドとして機能する。 The piston 8 is a two-stage cavity piston having a first cavity 8b and a second cavity 8c. The first cavity 8b and the second cavity 8c are recesses formed in the crown surface 8a. The first cavity 8b has a substantially circular shape when viewed from the crown surface 8a side, and is formed at the center of the axis of the piston 8. The second cavity 8c is a recess deeper than the first cavity 8b. The second cavity 8c has a substantially elliptical shape that is long in the moving direction when viewed from the crown surface 8a side, and the center (center when viewed from the height direction) is located on the intake port 10 side with respect to the first cavity 8b. There is. The first cavity 8b functions as an intake guide that promotes the formation of a tumble flow, and the second cavity 8c functions as a guide that guides the sprayed fuel to a spark plug (not shown).

また、ピストン8には、ピストンピン穴8e、油回路8f、油圧室8gおよび連通路39が形成される。ピストンピン穴8eは、ピストンピン40の外径よりも若干径が大きく、ピストンピン40が挿通される。油回路8fは、一端がピストンピン穴8eに連通され、他端が油圧室8gに連通される。 Further, the piston 8 is formed with a piston pin hole 8e, an oil circuit 8f, a hydraulic chamber 8g, and a communication passage 39. The piston pin hole 8e has a diameter slightly larger than the outer diameter of the piston pin 40, and the piston pin 40 is inserted through the piston pin hole 8e. One end of the oil circuit 8f communicates with the piston pin hole 8e, and the other end communicates with the hydraulic chamber 8g.

油回路8fは、ピストンピン穴8eと連通する位置において、ピストンピン40がピストン8に挿通された際に、ピストンピン40のピストンピン溝40hと対向する位置に形成される(例えば、図5(b)に示すように2つ)。したがって、ピストンピン溝40hに満たされたエンジンオイルは、油回路8fを通って油圧室8gに導かれる。 The oil circuit 8f is formed at a position communicating with the piston pin hole 8e at a position facing the piston pin groove 40h of the piston pin 40 when the piston pin 40 is inserted into the piston 8 (for example, FIG. 5 (see FIG. 5). Two) as shown in b). Therefore, the engine oil filled in the piston pin groove 40h is guided to the hydraulic chamber 8g through the oil circuit 8f.

油圧室8gは、ピストン8の摺動方向(図5(a)および図5(b)中、高さ方向)に直交する移動方向に沿って形成される。具体的には、油圧室8gは、同幅部8hおよび縮幅部8jで構成される。同幅部8hは、移動方向に長い立方体形状に形成される。油圧室8gの一端8kは、正方形に形成される。縮幅部8jは、同幅部8hの他端に連続して形成される。縮幅部8jは、移動方向において同幅部8hと離隔するに連れて、幅方向が短くなる三角柱形状に形成される。なお、ピストン8は、ピストンリング溝8pが形成される位置で一度径方向(図5(a)および図5(b)中、移動方向および幅方向)に切断され、油圧室8gが形成される。そして、切断部分は、油圧室8gが形成された後(弾性部材41および可動部材42が収容された後)に、電子ビーム溶接によって溶接される。 The hydraulic chamber 8g is formed along a moving direction orthogonal to the sliding direction of the piston 8 (in the height direction in FIGS. 5A and 5B). Specifically, the hydraulic chamber 8g is composed of the same width portion 8h and the narrowed width portion 8j. The same width portion 8h is formed in a cubic shape that is long in the moving direction. One end 8k of the hydraulic chamber 8g is formed in a square shape. The narrowed width portion 8j is continuously formed at the other end of the same width portion 8h. The narrowed width portion 8j is formed in a triangular prism shape in which the width direction becomes shorter as the width portion 8j is separated from the same width portion 8h in the moving direction. The piston 8 is cut once in the radial direction (in the moving direction and the width direction in FIGS. 5A and 5B) at the position where the piston ring groove 8p is formed, and the hydraulic chamber 8g is formed. .. Then, the cut portion is welded by electron beam welding after the hydraulic chamber 8 g is formed (after the elastic member 41 and the movable member 42 are accommodated).

油圧室8gは、他端8n側(縮幅部8j)に油回路8fが連通されている。具体的には、油圧室8gは、縮幅部8jが油回路8fと連通する。また、油圧室8gは、移動方向における一端8kから所定の距離だけ離隔した位置で、連通路39と交差(直交)している。 In the hydraulic chamber 8g, the oil circuit 8f is communicated with the other end 8n side (narrowed width portion 8j). Specifically, in the hydraulic chamber 8g, the narrowed width portion 8j communicates with the oil circuit 8f. Further, the hydraulic chamber 8g intersects (orthogonally) the communication passage 39 at a position separated from one end 8k in the moving direction by a predetermined distance.

また、油圧室8g内には、弾性部材41および可動部材42が設けられる。弾性部材41は、一端が油圧室8g内の一端8kに接して設けられる。弾性部材41は、伸縮可能な部材であり、例えば、スプリングが用いられる。また、弾性部材41の長さ(図5(a)中、移動方向の長さ)は、伸縮されていない状態(自然長)のときに、油圧室8g内の一端8kから連通路39を超えるまでの長さを有する。 Further, an elastic member 41 and a movable member 42 are provided in the hydraulic chamber 8g. One end of the elastic member 41 is provided in contact with one end 8k in the hydraulic chamber 8g. The elastic member 41 is a stretchable member, and for example, a spring is used. Further, the length of the elastic member 41 (the length in the moving direction in FIG. 5A) exceeds the continuous passage 39 from one end 8k in the hydraulic chamber 8g when it is not expanded and contracted (natural length). Has a length of up to.

可動部材42は、油圧室8g内において油圧室8gが延在する方向(図5(a)中、移動方向)に、移動可能に設けられる。可動部材42は、立方体形状に形成される。可動部材42は、高さ方向の長さおよび幅方向の長さが同幅部8h(油圧室8g)の高さ方向の長さおよび幅方向の長さと概ね同等に形成される。したがって、可動部材42は、油圧室8g内を移動する際に、縮幅部8j内には進入しない。 The movable member 42 is movably provided in the direction in which the hydraulic chamber 8g extends (moving direction in FIG. 5A) within the hydraulic chamber 8g. The movable member 42 is formed in a cubic shape. The movable member 42 is formed so that the length in the height direction and the length in the width direction are substantially the same as the length in the height direction and the length in the width direction of the same width portion 8h (hydraulic chamber 8g). Therefore, the movable member 42 does not enter the narrowed width portion 8j when moving in the hydraulic chamber 8g.

また、可動部材42の幅方向および移動方向の長さは、少なくとも後述する連通路39の直径よりも長く形成される。なお、可動部材42の詳細な機能(動き)については、後述する。 Further, the length of the movable member 42 in the width direction and the moving direction is formed to be at least longer than the diameter of the communication passage 39 described later. The detailed function (movement) of the movable member 42 will be described later.

また、可動部材42には、内部に油回路42aが形成されている。油回路42aは、高さ方向および移動方向に延在するL字型に形成される。油回路42aの一端42bは、可動部材42の底面(図5(a)中、背面8mと対向する面)に開口している。また、油回路42aの一端42bは、可動部材42の幅方向の中央、かつ、弾性部材41と対向する可動部材42の側面42eから所定の距離だけ隔離した位置に設けられ、詳しくは後述するように、エンジン1の駆動時に連通路39と連通する。 Further, an oil circuit 42a is formed inside the movable member 42. The oil circuit 42a is formed in an L shape extending in the height direction and the moving direction. One end 42b of the oil circuit 42a is open to the bottom surface of the movable member 42 (the surface of FIG. 5A facing the back surface 8m). Further, one end 42b of the oil circuit 42a is provided at the center of the movable member 42 in the width direction and at a position separated from the side surface 42e of the movable member 42 facing the elastic member 41 by a predetermined distance, and details will be described later. In addition, when the engine 1 is driven, it communicates with the communication passage 39.

油回路42aの他端42cは、可動部材42における油圧室8gの他端8nと対向する側面42dに開口している。また、油回路42aの他端42cは、可動部材42の側面42dの中央に設けられる。なお、油回路42aの直径は、可動部材42が弾性部材41の付勢力に抗して動くことができれば、どのような大きさでもよい。 The other end 42c of the oil circuit 42a is open to the side surface 42d of the movable member 42 facing the other end 8n of the hydraulic chamber 8g. The other end 42c of the oil circuit 42a is provided at the center of the side surface 42d of the movable member 42. The diameter of the oil circuit 42a may be any size as long as the movable member 42 can move against the urging force of the elastic member 41.

連通路39は、燃焼室9に臨む冠面8aと、クランク室6に臨む背面8mとを連通させるように形成される。連通路39は、冠面8aにおける移動方向の排気ポート11側であって、例えば、第2キャビティ8cが形成される場所とは異なる(第2キャビティ8cが形成される場所には重ならない)位置に形成される。また、連通路39は、油圧室8gと直交するように設けられる。なお、連通路39は、直径が油圧室8gの幅方向の長さよりも短く形成され、図5(b)に示すように、ピストン8の上方(冠面8a側)から見た際に、油圧室8gの幅(図5(b)中、幅方向)内にすべてが位置するように油圧室8gと交差している。 The communication passage 39 is formed so as to communicate the crown surface 8a facing the combustion chamber 9 and the back surface 8m facing the crank chamber 6. The communication passage 39 is on the exhaust port 11 side in the moving direction on the crown surface 8a, and is at a position different from, for example, a place where the second cavity 8c is formed (it does not overlap the place where the second cavity 8c is formed). Is formed in. Further, the communication passage 39 is provided so as to be orthogonal to the hydraulic chamber 8g. The communication passage 39 is formed to have a diameter shorter than the length of the hydraulic chamber 8g in the width direction, and as shown in FIG. It intersects the hydraulic chamber 8g so that everything is located within the width of the chamber 8g (in the width direction in FIG. 5B).

図6は、ピストン8の略断面図(図5(b)におけるVI−VI断面図)である。図6(a)は、エンジン1の駆動時の状態を示し、図6(b)は、エンジン1の停止時の状態を示す。なお、図5(a)同様、弾性部材41を断面にせずに示す。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the piston 8 (VI-VI cross-sectional view in FIG. 5B). FIG. 6A shows a state when the engine 1 is driven, and FIG. 6B shows a state when the engine 1 is stopped. As in FIG. 5A, the elastic member 41 is shown without having a cross section.

エンジン1が駆動しているとき、エンジンオイルは、シリンダ内連通機構38によって、クランクシャフト2、コネクティングロッド7の油回路7f、ピストンピン40の油回路40a、ピストン8の油回路8fの順に流通し、油圧室8g内へと導かれる。そして、油圧室8gに導かれたエンジンオイルは、油圧(図6(a)中、白抜き矢印で示す)によって、弾性部材41の付勢力に抗して、可動部材42を油圧室8gの一端8k側(弾性部材41側)へと移動させる。そうすると、可動部材42は、連通路39を閉鎖(遮断)する位置(封鎖位置)へと移動する。なお、弾性部材41の付勢力は、油圧によって可動部材42から受ける力よりも弱く設定されている。 When the engine 1 is being driven, the engine oil is circulated in the order of the crank shaft 2, the oil circuit 7f of the connecting rod 7, the oil circuit 40a of the piston pin 40, and the oil circuit 8f of the piston 8 by the in-cylinder communication mechanism 38. , Guided into the hydraulic chamber 8g. Then, the engine oil guided to the hydraulic chamber 8g has the movable member 42 at one end of the hydraulic chamber 8g against the urging force of the elastic member 41 by the electric pressure (indicated by the white arrow in FIG. 6A). It is moved to the 8k side (elastic member 41 side). Then, the movable member 42 moves to a position (blocking position) at which the communication passage 39 is closed (blocked). The urging force of the elastic member 41 is set to be weaker than the force received from the movable member 42 by the flood control.

可動部材42が封鎖位置に移動すると、連通路39は閉鎖される。これにより、ピストン8は、エンジン1が駆動している際に、燃焼室9とクランク室6とが連通されてしまうことを防止することができる。 When the movable member 42 moves to the closed position, the communication passage 39 is closed. As a result, the piston 8 can prevent the combustion chamber 9 and the crank chamber 6 from communicating with each other when the engine 1 is being driven.

また、油回路42aの一端42bは、油圧室8gより下方の連通路39と連通する。そして、エンジンオイルは、図6(a)中、黒塗り矢印で示すように、油回路8f、油回路42aおよび連通路39を介して、ピストン8外へと排出される。ピストン8外へとエンジンオイルが排出されることにより、油回路8fには、エンジン1の駆動中、常に新しいエンジンオイルが導かれることになる。これにより、ピストン8(特に冠面8a)は、ピストン8内を流通するエンジンオイルによって常に冷却される。 Further, one end 42b of the oil circuit 42a communicates with the communication passage 39 below the hydraulic chamber 8g. Then, the engine oil is discharged to the outside of the piston 8 via the oil circuit 8f, the oil circuit 42a, and the communication passage 39, as shown by the black arrows in FIG. 6A. By discharging the engine oil to the outside of the piston 8, new engine oil is always guided to the oil circuit 8f while the engine 1 is being driven. As a result, the piston 8 (particularly the crown surface 8a) is constantly cooled by the engine oil circulating in the piston 8.

そして、エンジン1が停止すると、エンジンオイルの供給が停止されるため、油圧室8g内に貯留されたエンジンオイルはピストン8外へと排出される。したがって、図6(b)に示すように、可動部材42は、弾性部材41の付勢力(図6(b)中、白抜き矢印で示す)によって、油圧室8gの他端8n側である、連通路39を開放(連通)する位置(開放位置)へと移動する。つまり、連通路39は開放(連通)される。これにより、ピストン8は、図6(b)中、黒塗り矢印で示すように、クランクケース4内と、燃焼室9とを連通させることができる。 Then, when the engine 1 is stopped, the supply of the engine oil is stopped, so that the engine oil stored in the hydraulic chamber 8g is discharged to the outside of the piston 8. Therefore, as shown in FIG. 6B, the movable member 42 is on the other end 8n side of the hydraulic chamber 8g due to the urging force of the elastic member 41 (indicated by the white arrow in FIG. 6B). It moves to a position (open position) where the communication passage 39 is opened (communication). That is, the communication passage 39 is opened (communication). As a result, the piston 8 can communicate with the inside of the crankcase 4 and the combustion chamber 9 as shown by the black arrows in FIG. 6B.

このように、シリンダ内連通機構38は、エンジン1が駆動しているときには、連通路39を閉鎖(遮断)することにより、クランク室6と燃焼室9とを遮断することができる。 As described above, the in-cylinder communication mechanism 38 can shut off the crank chamber 6 and the combustion chamber 9 by closing (blocking) the communication passage 39 when the engine 1 is being driven.

一方で、シリンダ内連通機構38は、エンジン1が停止すると、連通路39を開放(連通)し、クランク室6と燃焼室9とを連通させることができる。 On the other hand, the communication mechanism 38 in the cylinder can open (communicate) the communication passage 39 when the engine 1 is stopped, and allow the crank chamber 6 and the combustion chamber 9 to communicate with each other.

ところで、燃焼室9にとって、連通路39のような孔が設けられることは、本来望ましくないことである。そのため、燃焼室9を形成する一部であるピストン8に連通路39を設けると燃焼効率が悪くなってしまうおそれがある。 By the way, it is essentially undesirable for the combustion chamber 9 to be provided with a hole such as a communication passage 39. Therefore, if the communication passage 39 is provided in the piston 8 which is a part of forming the combustion chamber 9, the combustion efficiency may deteriorate.

一方、効率の悪いエンジン暖機を行うと、エンジン1の暖機が遅くなったり、エンジン1を十分に暖められなかったりし、排気ガスの悪化や、燃費の悪化などを引き起こしてしまうおそれがある。すなわち、連通路39を設けた場合、燃焼室9の燃焼効率とエンジン暖機とがトレードオフの関係になる。そのため、本実施形態の連通路39は、ピストン8の冠面8aのうち、最も燃焼効率に悪影響を与えない箇所である、第2キャビティ8c以外の位置に(第2キャビティ8cと重ならないように)設けられる。これにより、燃焼室9での燃焼効率への影響を最小限にするとともに、後述するエンジン暖機の効率を向上させることができる。 On the other hand, if the engine is warmed up inefficiently, the warm-up of the engine 1 may be slowed down, the engine 1 may not be warmed up sufficiently, and the exhaust gas may be deteriorated or the fuel consumption may be deteriorated. .. That is, when the communication passage 39 is provided, the combustion efficiency of the combustion chamber 9 and the engine warm-up are in a trade-off relationship. Therefore, the communication passage 39 of the present embodiment is located at a position other than the second cavity 8c, which is a portion of the crown surface 8a of the piston 8 that does not adversely affect the combustion efficiency (so as not to overlap with the second cavity 8c). ) Provided. As a result, the influence on the combustion efficiency in the combustion chamber 9 can be minimized, and the efficiency of engine warm-up, which will be described later, can be improved.

図1に戻り説明すると、エンジン暖機システム100には、制御装置110が設けられる。制御装置110には、第1圧力センサ(圧力センサ)50、第2圧力センサ52、第1温度センサ54、第2温度センサ56、第3温度センサ58、第4温度センサ60およびエンジン起動スイッチセンサ62が接続される。 Returning to FIG. 1, the engine warm-up system 100 is provided with a control device 110. The control device 110 includes a first pressure sensor (pressure sensor) 50, a second pressure sensor 52, a first temperature sensor 54, a second temperature sensor 56, a third temperature sensor 58, a fourth temperature sensor 60, and an engine start switch sensor. 62 is connected.

第1圧力センサ50は、下流側吸気流路18bにおけるインタークーラ23とスロットルバルブ24との間に設けられ、下流側吸気流路18b内の圧力を測定する。また、第1圧力センサ50は、下流側吸気流路18b内の圧力(圧力P1)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The first pressure sensor 50 is provided between the intercooler 23 and the throttle valve 24 in the downstream intake flow path 18b, and measures the pressure in the downstream intake flow path 18b. Further, the first pressure sensor 50 transmits a detection signal corresponding to the pressure (pressure P1) in the downstream intake flow path 18b to the control device 110.

第2圧力センサ52は、上流側吸気流路18aにおけるEGR流路33の接続箇所よりも下流側に設けられ、上流側吸気流路18a内の圧力を測定する。また、第2圧力センサ52は、上流側吸気流路18a内の圧力(圧力P2)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The second pressure sensor 52 is provided on the downstream side of the connection point of the EGR flow path 33 in the upstream side intake flow path 18a, and measures the pressure in the upstream side intake flow path 18a. Further, the second pressure sensor 52 transmits a detection signal corresponding to the pressure (pressure P2) in the upstream intake flow path 18a to the control device 110.

第1温度センサ54は、シリンダブロック3内に設けられ、エンジン1内を流通する冷却水の温度を測定する。また、第1温度センサ54は、エンジン1内の温度(温度T1)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The first temperature sensor 54 is provided in the cylinder block 3 and measures the temperature of the cooling water flowing in the engine 1. Further, the first temperature sensor 54 transmits a detection signal corresponding to the temperature (temperature T1) in the engine 1 to the control device 110.

第2温度センサ56は、上流側吸気流路18aにおける吸気制御バルブ25よりも上流側に設けられ、吸気される空気(吸気)の温度を測定する。また、第2温度センサ56は、吸気(外気)の温度(温度T2)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The second temperature sensor 56 is provided on the upstream side of the intake control valve 25 in the upstream intake flow path 18a, and measures the temperature of the intake air (intake). Further, the second temperature sensor 56 transmits a detection signal corresponding to the temperature (temperature T2) of the intake air (outside air) to the control device 110.

第3温度センサ58は、インテークマニホールド17内に設けられ、インテークマニホールド17内を流通する空気の温度を測定する。また、第3温度センサ58は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The third temperature sensor 58 is provided in the intake manifold 17 and measures the temperature of the air flowing through the intake manifold 17. Further, the third temperature sensor 58 transmits a detection signal corresponding to the temperature (temperature T3) in the intake manifold 17 to the control device 110.

第4温度センサ60は、上流側の触媒31に設けられ、上流側の触媒31内を流通する空気(排気)の温度を測定する。また、第4温度センサ60は、上流側の触媒31内の温度(温度T4)に応じた検出信号を制御装置110に送信する。 The fourth temperature sensor 60 is provided on the catalyst 31 on the upstream side and measures the temperature of the air (exhaust) flowing through the catalyst 31 on the upstream side. Further, the fourth temperature sensor 60 transmits a detection signal corresponding to the temperature (temperature T4) in the catalyst 31 on the upstream side to the control device 110.

エンジン起動スイッチセンサ62は、不図示のエンジン起動スイッチがオンされると、エンジン起動スイッチがオンされたことを示すエンジン起動スイッチオン信号を制御装置110に送信する。また、エンジン起動スイッチセンサ62は、エンジン起動スイッチがオフされると、エンジン起動スイッチがオフされたことを示すエンジン起動スイッチオフ信号を制御装置110に送信する。 When the engine start switch (not shown) is turned on, the engine start switch sensor 62 transmits an engine start switch on signal indicating that the engine start switch is turned on to the control device 110. Further, when the engine start switch is turned off, the engine start switch sensor 62 transmits an engine start switch off signal indicating that the engine start switch is turned off to the control device 110.

制御装置110は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であり、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成され、エンジン1全体を制御する。また、制御装置110は、エンジン1を含む車両全体の動作を制御するほか、駆動制御部112、吸排気バルブ制御部114、バルブ制御部116、流路切り替えバルブ制御部118および電動過給機制御部120としても機能する。以下では、エンジン暖機システム100の具体的な動作について説明する。 The control device 110 is, for example, an ECU (Engine Control Unit), and is composed of a central processing unit (CPU), a ROM in which a program or the like is stored, a semiconductor integrated circuit including a RAM as a work area, and the like, and constitutes the entire engine 1. Control. In addition to controlling the operation of the entire vehicle including the engine 1, the control device 110 also controls the drive control unit 112, the intake / exhaust valve control unit 114, the valve control unit 116, the flow path switching valve control unit 118, and the electric supercharger. It also functions as a unit 120. Hereinafter, the specific operation of the engine warm-up system 100 will be described.

図7は、暖機中の空気の流れを示す説明図である。図7中、黒塗り矢印は、吸気系統を流通する空気の流れを示す。図7中、白抜き矢印は、排気系統を流通する空気の流れを示す。ここで、吸気系統とは、吸気ポート10、吸気流路18、およびエアバイパス流路26を指し、排気系統とは、排気ポート11、排気流路20、EGR流路33およびバイパス流路36を指す。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the flow of air during warm-up. In FIG. 7, black arrows indicate the flow of air flowing through the intake system. In FIG. 7, white arrows indicate the flow of air flowing through the exhaust system. Here, the intake system refers to the intake port 10, the intake flow path 18, and the air bypass flow path 26, and the exhaust system refers to the exhaust port 11, the exhaust flow path 20, the EGR flow path 33, and the bypass flow path 36. Point to.

ここで、エンジン起動スイッチがオンされる(エンジン起動スイッチオン信号を受信する)と、駆動制御部112は、エンジン1を始動させることになるが、エンジン1が低温である場合、エンジンオイルの粘性が高く、エンジン1の始動性が低下してしまう。そこで、エンジン暖機システム100では、エンジン起動スイッチがオンされた際に、エンジン暖機実行条件が成立している場合、エンジン暖機を実行する。なお、エンジン暖機実行条件は、エンジン1内の温度(温度T1)が予め設定された低温とされる所定の温度よりも低いことである。なお、エンジン暖機システム100による暖機は、エンジン1の燃焼室9を暖機することで、外気温が低いときでも始動時の燃焼を安定させることを第1の目的として行われる。 Here, when the engine start switch is turned on (receives the engine start switch on signal), the drive control unit 112 starts the engine 1, but when the engine 1 is at a low temperature, the viscosity of the engine oil Is high, and the startability of the engine 1 is lowered. Therefore, in the engine warm-up system 100, when the engine start switch is turned on, if the engine warm-up execution condition is satisfied, the engine warm-up is executed. The engine warm-up execution condition is that the temperature (temperature T1) in the engine 1 is lower than a predetermined temperature which is a preset low temperature. The warm-up by the engine warm-up system 100 is performed for the first purpose of stabilizing the combustion at the time of starting even when the outside air temperature is low by warming up the combustion chamber 9 of the engine 1.

駆動制御部112は、エンジン起動スイッチセンサ62より送られてきたエンジン起動スイッチオフ信号を受信すると、エンジン1を停止させる。このとき、吸排気バルブ制御部114は、エンジン暖機を実行する前段階として、エンジン1の始動時にエンジン暖機を実行するか否かに拘わらず、吸気バルブ12および排気バルブ13が共に開放状態(オーバーラップ状態)になるようにエンジン1を停止制御する。これにより、エンジン1では、吸気ポート10と燃焼室9とが連通された状態が維持される。また、エンジン1では、排気ポート11と燃焼室9とが連通された状態が維持される。また、エンジン1が停止されることで、シリンダ内連通機構38は、クランク室6と燃焼室9とを、連通路39を介して連通させる。 When the drive control unit 112 receives the engine start switch off signal sent from the engine start switch sensor 62, the drive control unit 112 stops the engine 1. At this time, in the intake / exhaust valve control unit 114, both the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are in an open state regardless of whether or not the engine warm-up is executed at the start of the engine 1 as a step before the engine warm-up is executed. The engine 1 is stopped and controlled so as to be in the (overlapping state). As a result, in the engine 1, the state in which the intake port 10 and the combustion chamber 9 are communicated with each other is maintained. Further, in the engine 1, the state in which the exhaust port 11 and the combustion chamber 9 are communicated with each other is maintained. Further, when the engine 1 is stopped, the in-cylinder communication mechanism 38 communicates the crank chamber 6 and the combustion chamber 9 with each other via the communication passage 39.

その後、エンジン起動スイッチがオンされた(エンジン起動スイッチオン信号を受信した)際に、駆動制御部112は、エンジン暖機実行条件が成立しているかを判定する。そして、エンジン暖機実行条件が成立したと判定した場合、駆動制御部112は、エンジン1を始動させずに、制御装置110の各部にエンジン暖機を実行させる。 After that, when the engine start switch is turned on (the engine start switch on signal is received), the drive control unit 112 determines whether the engine warm-up execution condition is satisfied. Then, when it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied, the drive control unit 112 causes each unit of the control device 110 to execute the engine warm-up without starting the engine 1.

エンジン暖機が開始されると、バルブ制御部116は、スロットルバルブ24、エアバイパスバルブ27、クランクケースバルブ30およびEGRバルブ35を開放させる。また、バルブ制御部116は、吸気制御バルブ25およびインタークーラ前バルブ28を閉鎖させる。 When the engine warm-up is started, the valve control unit 116 opens the throttle valve 24, the air bypass valve 27, the crankcase valve 30, and the EGR valve 35. Further, the valve control unit 116 closes the intake control valve 25 and the intercooler front valve 28.

また、流路切り替えバルブ制御部118は、空気がバイパス流路36を流通するように、流路切り替えバルブ37を制御する。 Further, the flow path switching valve control unit 118 controls the flow path switching valve 37 so that air flows through the bypass flow path 36.

そして、電動過給機制御部120は、予め設定された一定の電力で電動過給機22を駆動させる。このとき、吸気制御バルブ25が閉鎖状態であり、エアバイパスバルブ27およびEGRバルブ35が開放状態であることにより、電動過給機22を駆動させた際、コンプレッサインペラ22cは、エアバイパス流路26およびEGR流路33から空気を吸気する。 Then, the electric supercharger control unit 120 drives the electric supercharger 22 with a predetermined constant electric power. At this time, when the electric supercharger 22 is driven by the intake control valve 25 in the closed state and the air bypass valve 27 and the EGR valve 35 in the open state, the compressor impeller 22c enters the air bypass flow path 26. And air is taken in from the EGR flow path 33.

このように、吸気バルブ12および排気バルブ13が開放状態で維持され、各バルブの開閉状態が制御されることで、図7に黒塗り矢印と白抜き矢印で示すように、エンジン1内(燃焼室9)を含む、空気が循環する循環流路が形成されることになる。 In this way, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are maintained in the open state, and the open / closed state of each valve is controlled, so that the inside of the engine 1 (combustion) is shown by the black arrow and the white arrow in FIG. A circulation flow path through which air circulates, including the chamber 9), will be formed.

ここで、電動過給機22の圧縮比について説明する。図8は、電動過給機22が駆動する際の効率のマップを示す図である。図8中は、縦軸に圧力比を示し、横軸に流量を示す。圧力比とは、電動過給機22を流通する空気の圧力と、電動過給機22によって圧縮された空気の圧力との比である。流量とは、電動過給機22によって圧縮された空気の質量流量である。図8を用いて、クランクケースバルブ30の制御を説明する。また、図8中、破線は、電動過給機22の効率(動力効率)を示している。なお、それぞれの動力効率線a〜dは、等しい動力効率を示す。また、図8中、一点鎖線は、電動過給機22に入力される電力を示している。なお、それぞれの一点鎖線で示される電力線は、等しい電力を示す。 Here, the compression ratio of the electric supercharger 22 will be described. FIG. 8 is a diagram showing a map of efficiency when the electric supercharger 22 is driven. In FIG. 8, the vertical axis shows the pressure ratio and the horizontal axis shows the flow rate. The pressure ratio is a ratio of the pressure of the air flowing through the electric supercharger 22 to the pressure of the air compressed by the electric supercharger 22. The flow rate is the mass flow rate of air compressed by the electric supercharger 22. The control of the crankcase valve 30 will be described with reference to FIG. Further, in FIG. 8, the broken line indicates the efficiency (power efficiency) of the electric supercharger 22. The power efficiency lines a to d show the same power efficiency. Further, in FIG. 8, the alternate long and short dash line indicates the electric power input to the electric supercharger 22. The power line indicated by each alternate long and short dash line indicates equal power.

図8に示すように、電動過給機22の動力効率は、図中中央に向かうに連れて効率が高くなる。例えば、動力効率線aで囲まれる内側の領域では、電動過給機22は、85%以上の効率で駆動する。また、電動過給機22は、動力効率線bで囲まれる内側の領域では80%〜85%の効率で、動力効率線cで囲まれる内側の領域では75%〜80%の効率で、動力効率線dで囲まれる内側の領域では70%〜75%の効率で駆動する。 As shown in FIG. 8, the power efficiency of the electric supercharger 22 increases toward the center of the figure. For example, in the inner region surrounded by the power efficiency line a, the electric supercharger 22 is driven with an efficiency of 85% or more. Further, the electric supercharger 22 is powered with an efficiency of 80% to 85% in the inner region surrounded by the power efficiency line b and a efficiency of 75% to 80% in the inner region surrounded by the power efficiency line c. The inner region surrounded by the efficiency line d is driven with an efficiency of 70% to 75%.

動力効率線aで囲まれる内側の領域Aは、電動過給機22が通常で駆動される場合の動力効率を示す。上述したように、動力効率線aで囲まれる内側の領域では、電動過給機22は、例えば、85%以上の効率で駆動する。そのとき、電動過給機22が駆動することによって生じる発熱は10%程度となる。よって、電動過給機22は、領域A内で駆動することにより、効率よく空気を圧縮することができる。 The inner region A surrounded by the power efficiency line a indicates the power efficiency when the electric supercharger 22 is normally driven. As described above, in the inner region surrounded by the power efficiency line a, the electric supercharger 22 is driven with an efficiency of, for example, 85% or more. At that time, the heat generated by driving the electric supercharger 22 is about 10%. Therefore, the electric supercharger 22 can efficiently compress the air by driving it in the region A.

一方で、動力効率線b、動力効率線c、動力効率線dの順に、動力効率線aから遠くなるにつれて、電動過給機22が駆動することにより生じる発熱量は多くなる。発熱量の上昇に伴って、電動過給機22の動力効率は悪化するものの、発熱によるエネルギーが吸気流路18を流通する空気に伝達され、空気の温度は上昇する。 On the other hand, as the distance from the power efficiency line a increases in the order of the power efficiency line b, the power efficiency line c, and the power efficiency line d, the amount of heat generated by driving the electric supercharger 22 increases. Although the power efficiency of the electric supercharger 22 deteriorates as the amount of heat generated increases, the energy generated by the heat generation is transmitted to the air flowing through the intake flow path 18, and the temperature of the air rises.

ここで、図8中、低で示す実線で囲まれた領域は、高で示す実線で囲まれた領域(電動過給機22が通常で駆動される場合)に対して、効率の悪い(低効率の)領域である。なお、図8中、左側の領域を領域Bとし、右側の領域を領域Cとする。ただし、領域Bおよび領域Cでは、電動過給機22の効率はほぼ等しい。 Here, in FIG. 8, the region surrounded by the solid line shown by low is inefficient (low) with respect to the region surrounded by the solid line shown by high (when the electric supercharger 22 is normally driven). Area of efficiency. In FIG. 8, the left side region is referred to as region B, and the right side region is referred to as region C. However, in the area B and the area C, the efficiencies of the electric supercharger 22 are substantially the same.

領域Bおよび領域Cでは、電動過給機22から生じる発熱量はほぼ同じである。しかし、電動過給機22に供給される電力が同一である場合、領域Bでは、領域Aに比べ、より空気は圧縮され、流量は減少する。一方で、領域Cでは、領域Aに比べ、空気が圧縮されず、流量は増加する。したがって、領域Bで電動過給機22を駆動させる方が、領域Cで電動過給機22を駆動させる場合よりも、圧縮による温度上昇分だけ、空気を高温にすることができる。 In the area B and the area C, the amount of heat generated from the electric supercharger 22 is substantially the same. However, when the electric power supplied to the electric supercharger 22 is the same, in the region B, the air is compressed more and the flow rate is reduced as compared with the region A. On the other hand, in the region C, the air is not compressed and the flow rate increases as compared with the region A. Therefore, driving the electric supercharger 22 in the region B can raise the temperature of the air by the amount of the temperature rise due to compression, as compared with the case of driving the electric supercharger 22 in the region C.

そこで、クランクケースバルブ30は、電動過給機22が領域Bで駆動するようなバルブ径に設定されている。これにより、エンジン暖機システム100は、空気の温度が最も高くなる領域Bで電動過給機22を駆動させることになり、エンジン1を早期に暖機することができる。 Therefore, the crankcase valve 30 is set to a valve diameter such that the electric supercharger 22 is driven in the region B. As a result, the engine warm-up system 100 drives the electric supercharger 22 in the region B where the air temperature is highest, and the engine 1 can be warmed up at an early stage.

また、電動過給機22が駆動していることにより、EGR流路33内は負圧となる。EGR流路33内が負圧となるため、空気は、排気流路20より下流(下流側の触媒32より下流側)には排出され難くなる。そのため、一度暖めた空気が外気により冷却されることなく再び暖機に用いることができる。 Further, since the electric supercharger 22 is driven, the pressure inside the EGR flow path 33 becomes negative. Since the pressure inside the EGR flow path 33 is negative, air is less likely to be discharged downstream from the exhaust flow path 20 (downstream from the catalyst 32 on the downstream side). Therefore, the air once warmed can be used for warming up again without being cooled by the outside air.

また、ピストン8において、連通路39は、第2キャビティ8cに重ならないように設けられている。つまり、連通路39は、排気ポート11側に設けられている。そのため、電動過給機22によって圧縮され暖められた空気は、吸気ポート10側に設けられる場合に比べ、長い間燃焼室9内にとどまることができる、エンジン1をより早期に暖機することができる。 Further, in the piston 8, the communication passage 39 is provided so as not to overlap the second cavity 8c. That is, the communication passage 39 is provided on the exhaust port 11 side. Therefore, the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 can stay in the combustion chamber 9 for a long time as compared with the case where the air is provided on the intake port 10 side, and the engine 1 can be warmed up earlier. can.

また、クランクケース流路29により、電動過給機22で圧縮され暖められた空気は、クランクケース流路29を流通して、エンジン1内(クランク室6内)に直接導かれる。そして、エンジン1は、導かれた空気の熱によって暖められる。エンジン1を通過した空気は、エアバイパス流路26、あるいは排気流路20およびEGR流路33を流通し、上流側吸気流路18aに還流される。また、エンジン1を通過した空気は、排気流路20およびEGR流路33を流通する過程で、EGRクーラ34を迂回して上流側吸気流路18aに還流される。 Further, the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 by the crankcase flow path 29 flows through the crankcase flow path 29 and is directly guided into the engine 1 (inside the crank chamber 6). Then, the engine 1 is warmed by the heat of the guided air. The air that has passed through the engine 1 flows through the air bypass flow path 26, the exhaust flow path 20 and the EGR flow path 33, and is returned to the upstream intake flow path 18a. Further, the air that has passed through the engine 1 is returned to the upstream intake flow path 18a by bypassing the EGR cooler 34 in the process of flowing through the exhaust flow path 20 and the EGR flow path 33.

このように、エンジン1内に直接暖められた空気を導入することで、吸気流路18やインタークーラ23やインテークマニホールド17を介す場合よりもより早く(効率的に)エンジン1を暖めることができる。また、ピストン8において暖められた空気(暖機用の空気)が連通路39を通過することから、暖機時におけるピストン8の位置の影響を受け難くなり、暖機の進行にばらつきが生じることを抑制することができる。 By introducing the warmed air directly into the engine 1 in this way, it is possible to warm the engine 1 faster (efficiently) than through the intake flow path 18, the intercooler 23, or the intake manifold 17. can. Further, since the air warmed by the piston 8 (air for warming up) passes through the communication passage 39, it is less likely to be affected by the position of the piston 8 during warming up, and the progress of warming up varies. Can be suppressed.

そして、電動過給機制御部120は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)が、外気の温度(温度T2)を基準とした閾値Th1以上になるまでエンジン1を暖機する。なお、閾値Th1は、外気の温度(温度T2)よりも高い値であり、かつ、外気の温度(温度T2)によって異なる値となっており、外気の温度(温度T2)が低い場合の閾値Th1は、外気の温度(温度T2)が高い場合のそれよりも相対的に低くなる。 Then, the electric supercharger control unit 120 warms up the engine 1 until the temperature (temperature T3) in the intake manifold 17 becomes equal to or higher than the threshold value Th1 based on the temperature of the outside air (temperature T2). The threshold Th1 is a value higher than the temperature of the outside air (temperature T2) and differs depending on the temperature of the outside air (temperature T2), and the threshold Th1 when the temperature of the outside air (temperature T2) is low. Is relatively lower than that when the temperature of the outside air (temperature T2) is high.

ところで、エンジン1を暖機する際、上流側の触媒31を、エンジン1と同時に暖機させることができる。上流側の触媒31を暖めることで、エンジン1の駆動直後の燃料噴射量低減や暖機の早期化が可能になり、燃費の向上や排気ガスの浄化性能の向上へと繋がる。 By the way, when warming up the engine 1, the catalyst 31 on the upstream side can be warmed up at the same time as the engine 1. By warming the catalyst 31 on the upstream side, it is possible to reduce the fuel injection amount immediately after the engine 1 is driven and to accelerate the warm-up, which leads to improvement of fuel efficiency and exhaust gas purification performance.

そこで、エンジン暖機システム100では、エンジン1および吸気系統が暖機されたとされる、エンジン暖機保温条件が成立している場合、上流側の触媒31の暖機を実行する。なお、エンジン暖機保温条件は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)が、閾値Th1以上の温度であり、かつ、上流側の触媒31の温度(温度T4)が予め設定された閾値Th2よりも低いことである。 Therefore, in the engine warm-up system 100, when the engine warm-up heat-retaining condition, which is said to have warmed up the engine 1 and the intake system, is satisfied, the catalyst 31 on the upstream side is warmed up. The engine warm-up heat retention condition is such that the temperature (temperature T3) in the intake manifold 17 is a temperature equal to or higher than the threshold Th1 and the temperature (temperature T4) of the catalyst 31 on the upstream side is set from the preset threshold Th2. Is also low.

バルブ制御部116は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、エンジン1および吸気系統が暖機されたとして、エアバイパスバルブ27を閉鎖する。 When the valve control unit 116 determines that the engine warm-up heat retention condition is satisfied, the valve control unit 116 closes the air bypass valve 27, assuming that the engine 1 and the intake system have been warmed up.

これにより、電動過給機22で圧縮され暖められた空気は、吸気系統(図7中、黒塗り矢印)に流通されず、排気系統(図7中、白抜き矢印)のみを流通することとなる。そのため、上流側の触媒31を集中して暖機することができる。 As a result, the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 is not circulated to the intake system (black arrow in FIG. 7), but only to the exhaust system (white arrow in FIG. 7). Become. Therefore, the catalyst 31 on the upstream side can be concentrated and warmed up.

そして、電動過給機制御部120は、上流側の触媒31の温度(温度T4)が閾値Th2以上の温度になるまで上流側の触媒31を暖機する。 Then, the electric supercharger control unit 120 warms the catalyst 31 on the upstream side until the temperature (temperature T4) of the catalyst 31 on the upstream side reaches a temperature equal to or higher than the threshold value Th2.

そして、駆動制御部112は、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)が閾値Th1以上の温度、かつ、上流側の触媒31の温度(温度T4)が閾値Th2以上になった場合に、エンジン暖機終了条件が成立したとして上流側の触媒31およびエンジン暖機を終了させ、エンジン1を駆動(始動)させる。 Then, when the temperature (temperature T3) in the intake manifold 17 becomes the temperature of the threshold Th1 or more and the temperature (temperature T4) of the catalyst 31 on the upstream side becomes the threshold Th2 or more, the drive control unit 112 warms the engine. Assuming that the machine termination condition is satisfied, the upstream catalyst 31 and the engine warm-up are terminated, and the engine 1 is driven (started).

(エンジン暖機処理)
次に、エンジン暖機システム100による、エンジン暖機処理の流れについて説明を行う。図9は、エンジン1の停止時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。
(Engine warm-up process)
Next, the flow of the engine warm-up process by the engine warm-up system 100 will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating an engine warm-up process when the engine 1 is stopped.

まず、駆動制御部112は、エンジン起動スイッチセンサ62から送信される信号に基づいて、エンジン起動スイッチがオフされたか否かを判定する(S10)。そして、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されれば(ステップS10におけるYES)、吸排気バルブ制御部114は、吸気バルブ12および排気バルブ13を開放状態(オーバーラップ状態)に制御する(S12)。その後、駆動制御部112は、エンジン1を停止させ(S14)、当該エンジン1の停止時におけるエンジン暖機処理を終了する。 First, the drive control unit 112 determines whether or not the engine start switch has been turned off based on the signal transmitted from the engine start switch sensor 62 (S10). Then, if it is determined that the engine start switch is turned off (YES in step S10), the intake / exhaust valve control unit 114 controls the intake valve 12 and the exhaust valve 13 in an open state (overlap state) (S12). After that, the drive control unit 112 stops the engine 1 (S14), and ends the engine warm-up process when the engine 1 is stopped.

一方で、駆動制御部112は、エンジン起動スイッチがオフされていないと判定した場合(ステップS10におけるNO)は、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されるまで、ステップS10の処理を繰り返す。 On the other hand, when the drive control unit 112 determines that the engine start switch is not turned off (NO in step S10), the drive control unit 112 repeats the process of step S10 until it is determined that the engine start switch is turned off.

図10は、エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。このエンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理は、エンジン起動スイッチがオンされた場合に実行される処理である。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an engine warm-up process at the time of starting the engine 1. The engine warm-up process at the time of starting the engine 1 is a process executed when the engine start switch is turned on.

エンジン起動スイッチがオンされた場合、駆動制御部112は、エンジン暖機実行条件が成立しているか否かを判定する(S20)。なお、エンジン暖機実行条件が成立しているか否かの判断に、温度T2を加えてもよい。この場合、温度T1および温度T2がそれぞれに対して設定された温度(閾値)以下であるときにエンジン暖機実行条件が成立していると判定する。 When the engine start switch is turned on, the drive control unit 112 determines whether or not the engine warm-up execution condition is satisfied (S20). The temperature T2 may be added to determine whether or not the engine warm-up execution condition is satisfied. In this case, it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied when the temperature T1 and the temperature T2 are equal to or lower than the temperature (threshold value) set for each.

そして、エンジン暖機実行条件が成立していると判定されれば(ステップS20におけるYES)、バルブ制御部116は、スロットルバルブ24、エアバイパスバルブ27、クランクケースバルブ30およびEGRバルブ35を開放し、吸気制御バルブ25およびインタークーラ前バルブ28を閉鎖する(S22)。また、流路切り替えバルブ制御部118は、空気がバイパス流路36を流通するように、流路切り替えバルブ37を制御する。そして、電動過給機制御部120は、電動過給機22を所定の電力で駆動させる(S24)。 Then, if it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied (YES in step S20), the valve control unit 116 opens the throttle valve 24, the air bypass valve 27, the crank case valve 30, and the EGR valve 35. , The intake control valve 25 and the intercooler front valve 28 are closed (S22). Further, the flow path switching valve control unit 118 controls the flow path switching valve 37 so that air flows through the bypass flow path 36. Then, the electric supercharger control unit 120 drives the electric supercharger 22 with a predetermined electric power (S24).

そして、バルブ制御部116は、温度T3が閾値Th1以上であるか否かを判定する(S28)。そして、温度T3が閾値Th1以上であると判定されれば(ステップS28におけるYES)、バルブ制御部116は、温度T4が閾値Th2未満であるか否かを判定する(S30)。つまり、バルブ制御部116は、ステップS28およびステップS30において、エンジン暖機保温条件が成立しているか否かを判定している。 Then, the valve control unit 116 determines whether or not the temperature T3 is equal to or higher than the threshold value Th1 (S28). Then, if it is determined that the temperature T3 is equal to or higher than the threshold value Th1 (YES in step S28), the valve control unit 116 determines whether or not the temperature T4 is lower than the threshold value Th2 (S30). That is, the valve control unit 116 determines in steps S28 and S30 whether or not the engine warm-up heat retention condition is satisfied.

一方で、温度T3が閾値Th1以上でない(閾値Th1未満である)と判定されれば(ステップS28におけるNO)、エンジン1は充分な温度まで暖機されていないということになり、エンジン1が充分な温度まで暖機された(温度T3が閾値Th1以上になる)と判定されるまで、ステップS28の処理を繰り返す。 On the other hand, if it is determined that the temperature T3 is not equal to or higher than the threshold Th1 (less than the threshold Th1) (NO in step S28), it means that the engine 1 has not been warmed up to a sufficient temperature, and the engine 1 is sufficient. The process of step S28 is repeated until it is determined that the temperature has been warmed up to a certain temperature (the temperature T3 becomes the threshold value Th1 or more).

また、温度T4が閾値Th2未満でない(閾値Th2以上である)と判定されれば(ステップS30におけるNO)、上流側の触媒31は充分な温度まで暖機されているということになり、駆動制御部112は、エンジン暖機を終了する。そして、バルブ制御部116は、クランクケースバルブ30およびEGRバルブ35を閉鎖し、吸気制御バルブ25およびインタークーラ前バルブ28を開放する。また、流路切り替えバルブ制御部118は、空気がEGRクーラ34を流通するように、流路切り替えバルブ37を制御する(S36)。 Further, if it is determined that the temperature T4 is not less than the threshold value Th2 (NO in step S30), it means that the catalyst 31 on the upstream side has been warmed up to a sufficient temperature, and the drive control is performed. The unit 112 ends the engine warm-up. Then, the valve control unit 116 closes the crankcase valve 30 and the EGR valve 35, and opens the intake control valve 25 and the intercooler front valve 28. Further, the flow path switching valve control unit 118 controls the flow path switching valve 37 so that air flows through the EGR cooler 34 (S36).

そして、駆動制御部112は、エンジン1を駆動(始動)させ(S38)、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。つまり、エンジン暖機を行う過程で上流側の触媒31も充分に暖機されたので(エンジン暖機終了条件が成立したので)、エンジン1を保温することなくエンジン1を駆動させる。 Then, the drive control unit 112 drives (starts) the engine 1 (S38), and ends the engine warm-up process at the time of starting the engine. That is, since the catalyst 31 on the upstream side is also sufficiently warmed up in the process of warming up the engine (because the condition for ending the warm-up of the engine is satisfied), the engine 1 is driven without keeping the engine 1 warm.

そして、エンジン暖機保温条件が成立したと判定されれば(ステップS28およびステップS30におけるYES)、バルブ制御部116は、エアバイパスバルブ27を閉鎖させる(S32)。次に、バルブ制御部116は、温度T4が閾値Th2以上であるか否かを判定する(S34)。そして、温度T4が閾値Th2以上であると判定されれば(ステップS34におけるYES)、駆動制御部112は、エンジン暖機を終了する。そして、バルブ制御部116は、クランクケースバルブ30およびEGRバルブ35を閉鎖し、吸気制御バルブ25およびインタークーラ前バルブ28を開放する。また、流路切り替えバルブ制御部118は、空気がEGRクーラ34を流通するように、流路切り替えバルブ37を制御する(S36)。そして、駆動制御部112は、エンジンを駆動(始動)させ(S38)、エンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。つまり、バルブ制御部116は、ステップS28、ステップS30およびステップS34において、エンジン暖機終了条件が成立しているか否かを判定している。 Then, if it is determined that the engine warm-up heat retention condition is satisfied (YES in step S28 and step S30), the valve control unit 116 closes the air bypass valve 27 (S32). Next, the valve control unit 116 determines whether or not the temperature T4 is equal to or higher than the threshold value Th2 (S34). Then, if it is determined that the temperature T4 is equal to or higher than the threshold value Th2 (YES in step S34), the drive control unit 112 ends the engine warm-up. Then, the valve control unit 116 closes the crankcase valve 30 and the EGR valve 35, and opens the intake control valve 25 and the intercooler front valve 28. Further, the flow path switching valve control unit 118 controls the flow path switching valve 37 so that air flows through the EGR cooler 34 (S36). Then, the drive control unit 112 drives (starts) the engine (S38), and ends the engine warm-up process at the time of starting the engine 1. That is, the valve control unit 116 determines in steps S28, S30, and S34 whether or not the engine warm-up end condition is satisfied.

一方で、温度T4が閾値Th2未満であると判定されれば(ステップS34におけるNO)、バルブ制御部116は、ステップS34の処理を繰り返す。なお、エンジン始動前におけるエンジン暖機システム100による暖機時にあっては、エンジン1内の温度(冷却水温度)を示す温度T1に基づいて燃焼室9の温度を精度良く把握するのは困難である。そこで、本実施形態にあっては、エンジン暖機の終了の判定に、インテークマニホールド17内の温度T3、換言すれば、燃焼室9に供給される空気の温度を用いるようにした。また、燃焼室9の熱容量を勘案し、温度T3が閾値Th1に達してからの経過時間を確認するようにした。なお、温度T3と流量履歴(エンジン暖機が開始してからの空気流量の積算値)に基づいてエンジン暖機の終了を判定するようにしてもよい。 On the other hand, if it is determined that the temperature T4 is less than the threshold value Th2 (NO in step S34), the valve control unit 116 repeats the process of step S34. During warm-up by the engine warm-up system 100 before starting the engine, it is difficult to accurately grasp the temperature of the combustion chamber 9 based on the temperature T1 indicating the temperature inside the engine 1 (cooling water temperature). be. Therefore, in the present embodiment, the temperature T3 in the intake manifold 17, in other words, the temperature of the air supplied to the combustion chamber 9, is used to determine the end of engine warm-up. Further, in consideration of the heat capacity of the combustion chamber 9, the elapsed time after the temperature T3 reaches the threshold value Th1 is confirmed. The end of the engine warm-up may be determined based on the temperature T3 and the flow rate history (integrated value of the air flow rate after the start of the engine warm-up).

また、電動過給機制御部120は、エンジン暖機実行条件が成立していないと判定されれば(S20におけるNO)、エンジン1を始動させ(S38)、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。エンジン暖機実行条件が成立していないということは、エンジン1は冷態状態ではないということである。したがって、エンジン1内を暖める必要がないため、駆動制御部112は、エンジン暖機を行わずに、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。 Further, if it is determined that the engine warm-up execution condition is not satisfied (NO in S20), the electric supercharger control unit 120 starts the engine 1 (S38) and warms up the engine at the time of starting the engine. End the process. The fact that the engine warm-up execution condition is not satisfied means that the engine 1 is not in the cold state. Therefore, since it is not necessary to warm the inside of the engine 1, the drive control unit 112 ends the engine warm-up process at the time of starting the engine without performing the engine warm-up.

かかる構成により、エンジン暖機システム100は、エンジン1が冷態状態で駆動する際、各バルブの開閉の制御を行い、電動過給機22を駆動させる。これにより、電動過給機22によって圧縮(過給)され暖められた空気をシリンダ内連通機構38によって、エンジン1内(クランク室6内)に直接導入させることが可能となる。また、各バルブの制御によって、圧縮され暖められた空気を循環させることが可能となる。よって、シリンダ内連通機構38および各バルブの制御により、エンジン1を効率よく早期に暖機することができる。 With this configuration, the engine warm-up system 100 controls the opening and closing of each valve when the engine 1 is driven in a cold state, and drives the electric supercharger 22. As a result, the air compressed (supercharged) and warmed by the electric supercharger 22 can be directly introduced into the engine 1 (inside the crank chamber 6) by the communication mechanism 38 in the cylinder. In addition, the control of each valve makes it possible to circulate the compressed and warmed air. Therefore, the engine 1 can be warmed up efficiently and early by controlling the communication mechanism 38 in the cylinder and each valve.

(第2の実施形態)
図11は、第2の実施形態におけるエンジン始動時のエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。第2の実施形態は、上述したエンジン暖機システム100によって構成されるが、バルブ制御部116の制御が異なる。なお、上述したエンジン暖機システム100と実質的に等しい制御については、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a flowchart illustrating an engine warm-up process at the time of starting the engine in the second embodiment. The second embodiment is configured by the engine warm-up system 100 described above, but the control of the valve control unit 116 is different. The description of the control substantially equal to that of the engine warm-up system 100 described above will be omitted.

バルブ制御部116は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定した場合(ステップS20におけるYES)、スロットルバルブ24、エアバイパスバルブ27およびクランクケースバルブ30を開放させる。また、バルブ制御部116は、吸気制御バルブ25、インタークーラ前バルブ28およびEGRバルブ35を閉鎖させる(S40)。 When it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied (YES in step S20), the valve control unit 116 opens the throttle valve 24, the air bypass valve 27, and the crankcase valve 30. Further, the valve control unit 116 closes the intake control valve 25, the intercooler front valve 28, and the EGR valve 35 (S40).

このように、吸気バルブ12および排気バルブ13が開放状態で維持され、各バルブの開閉状態が制御されることで、図7に黒塗り矢印で示すように、吸気系統を含む循環流路が形成されることになる。一方で、図7に白塗り矢印で示した排気系統を含む循環流路は形成されない。 In this way, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are maintained in the open state, and the open / closed state of each valve is controlled, so that a circulation flow path including the intake system is formed as shown by the black arrow in FIG. Will be done. On the other hand, the circulation flow path including the exhaust system indicated by the white arrow in FIG. 7 is not formed.

そして、電動過給機制御部120によって、電動過給機22を駆動させ(S24)、エンジン暖機を行う。この場合、電動過給機22によって圧縮(過給)され暖められた空気は、吸気系統(図7中、黒塗り矢印)により多く流通される。そのため、吸気系統をより早く(優先的に)暖めることができる。 Then, the electric supercharger control unit 120 drives the electric supercharger 22 (S24) to warm up the engine. In this case, the air compressed (supercharged) and warmed by the electric supercharger 22 is circulated more through the intake system (black arrows in FIG. 7). Therefore, the intake system can be warmed faster (priority).

そして、バルブ制御部116は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合(ステップS28およびステップS30におけるYES)、エアバイパスバルブ27を閉鎖し、EGRバルブ35を開放する(S42)。また、流路切り替えバルブ制御部118は、空気がバイパス流路36を流通するように、流路切り替えバルブ37を制御する。これにより、吸気系統を含む循環流路が閉鎖される一方で、排気系統を含む循環流路が形成され、上流側の触媒31を集中して暖機することができる。 Then, when the valve control unit 116 determines that the engine warm-up heat retention condition is satisfied (YES in step S28 and step S30), the valve control unit 116 closes the air bypass valve 27 and opens the EGR valve 35 (S42). Further, the flow path switching valve control unit 118 controls the flow path switching valve 37 so that air flows through the bypass flow path 36. As a result, the circulation flow path including the intake system is closed, while the circulation flow path including the exhaust system is formed, and the catalyst 31 on the upstream side can be concentrated and warmed up.

よって、第2の実施形態のエンジン暖機システム100では、エンジン1と上流側の触媒31とをそれぞれ重点的に暖機することが出来る。このことにより、より早くエンジン暖機処理を終了することが可能となる。 Therefore, in the engine warm-up system 100 of the second embodiment, the engine 1 and the catalyst 31 on the upstream side can be warmed up intensively. This makes it possible to finish the engine warm-up process earlier.

(変形例)
図12は、第1の実施形態における変形例を示す図である。なお、上述したエンジン暖機システム100と実質的に等しい構成については、説明を省略する。図12に示すように、エンジン1には、エンジン暖機システム300が設けられる。具体的には、エンジン暖機システム300は、排気制御バルブ302、加熱ヒータ304および制御装置310を新たに含んで構成される。
(Modification example)
FIG. 12 is a diagram showing a modification of the first embodiment. The description of the configuration substantially the same as that of the engine warm-up system 100 described above will be omitted. As shown in FIG. 12, the engine 1 is provided with an engine warm-up system 300. Specifically, the engine warm-up system 300 is newly configured to include an exhaust control valve 302, a heating heater 304, and a control device 310.

排気制御バルブ302は、排気流路20におけるEGR流路33が接続される箇所よりも下流側で、かつ、下流側の触媒32よりも上流側に設けられる。排気制御バルブ302は、エンジン1の駆動中は開放状態になっており、排気流路20における排気制御バルブ302よりも上流側から流通する空気の流量を調節することなく排気制御バルブ302よりも下流側に通過させる。また、排気制御バルブ302は、詳しくは後述するエンジン暖機中に開度が調整されることで、排気流路20を介して外部へと排出される空気の流量を調整する。 The exhaust control valve 302 is provided on the downstream side of the exhaust flow path 20 where the EGR flow path 33 is connected, and on the upstream side of the catalyst 32 on the downstream side. The exhaust control valve 302 is in an open state while the engine 1 is being driven, and is downstream of the exhaust control valve 302 without adjusting the flow rate of air flowing from the upstream side of the exhaust control valve 302 in the exhaust flow path 20. Let it pass to the side. Further, the exhaust control valve 302 adjusts the flow rate of air discharged to the outside through the exhaust flow path 20 by adjusting the opening degree during engine warm-up, which will be described in detail later.

加熱ヒータ304は、排気流路20における上流側の触媒31よりも上流側に設けられる。加熱ヒータ304は、排気流路20を流通する空気(排気ガス)を暖める。 The heating heater 304 is provided on the upstream side of the catalyst 31 on the upstream side in the exhaust flow path 20. The heating heater 304 warms the air (exhaust gas) flowing through the exhaust flow path 20.

制御装置310は、上述した制御装置110の機能に加え、新たに排気制御バルブ制御部312および加熱ヒータ制御部314としても機能する。 In addition to the functions of the control device 110 described above, the control device 310 also newly functions as an exhaust control valve control unit 312 and a heater / heater control unit 314.

排気制御バルブ制御部312は、排気制御バルブ302の開度を制御する。排気制御バルブ制御部312は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、排気制御バルブ302を閉鎖させる。このため、排気流路20を流通する空気は、下流側の触媒32よりも下流側(エンジン暖機システム300外)に排出されなくなる。そのため、暖められた空気が外気により冷却されることなく(エンジン暖機システム100外に排出させることなく)、再度エンジン暖機に使用することが可能となる。よって、より効果的(より積極的)、かつ、早期にエンジン1を暖機することができる。 The exhaust control valve control unit 312 controls the opening degree of the exhaust control valve 302. The exhaust control valve control unit 312 closes the exhaust control valve 302 after it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied. Therefore, the air flowing through the exhaust flow path 20 is not discharged to the downstream side (outside the engine warm-up system 300) of the catalyst 32 on the downstream side. Therefore, the warmed air can be used again for engine warm-up without being cooled by the outside air (without being discharged to the outside of the engine warm-up system 100). Therefore, the engine 1 can be warmed up more effectively (more aggressively) and at an early stage.

加熱ヒータ制御部314は、加熱ヒータ304を加熱させる。加熱ヒータ制御部314は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、加熱ヒータ304を加熱させる。電動過給機22によって圧縮され、暖められた空気は、エンジン1内を通過することにより温度が低下する。よって、排気流路20を流通する空気はクランクケース流路29を通過する空気に比べて、温度が低い。そのため、排気流路20に加熱ヒータ304を設け、流通する空気を暖めることで、還流する空気の温度を上昇させる。還流する空気の温度を上昇させることで、空気が再び電動過給機22によって圧縮される際、より高い温度に圧縮される。このように、還流される空気を暖め循環させることで、より効果的(より積極的)、かつ、早期にエンジン1を暖機することができる。 The heating heater control unit 314 heats the heating heater 304. The heater control unit 314 heats the heater 304 after it is determined that the engine warm-up execution condition is satisfied. The temperature of the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 drops as it passes through the engine 1. Therefore, the temperature of the air flowing through the exhaust flow path 20 is lower than that of the air passing through the crankcase flow path 29. Therefore, the heating heater 304 is provided in the exhaust flow path 20 to warm the flowing air, thereby raising the temperature of the refluxing air. By raising the temperature of the refluxing air, when the air is compressed again by the electric supercharger 22, it is compressed to a higher temperature. By warming and circulating the recirculated air in this way, the engine 1 can be warmed up more effectively (more aggressively) and at an early stage.

また、加熱ヒータ304が排気流路20における上流側の触媒31よりも上流側に設けられることで、上流側の触媒31を暖めることができる。上流側の触媒31を暖めることで、上流側の触媒31を早期に活性化することができる。 Further, by providing the heating heater 304 on the upstream side of the catalyst 31 on the upstream side in the exhaust flow path 20, the catalyst 31 on the upstream side can be warmed. By warming the catalyst 31 on the upstream side, the catalyst 31 on the upstream side can be activated at an early stage.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such an embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Will be done.

例えば、上記実施形態では、エンジン1が冷態状態の場合にエンジン暖機処理を実行する場合について説明したが、エンジン1が冷態状態でない場合においてもエンジン暖機処理を実行してもよい。 For example, in the above embodiment, the case where the engine warm-up process is executed when the engine 1 is in the cold state has been described, but the engine warm-up process may be executed even when the engine 1 is not in the cold state.

また、上記実施形態では、油圧室8gには、同幅部8hおよび縮幅部8jが設けられ、可動部材42が油回路8fを塞がないようにする場合について説明した。しかし、油圧室8gに幅方向の長さが短くなる縮幅部8jを設ける代わりに、高さ方向の長さと移動方向の長さとがともに短くなる漏斗部を設けてもよい。あるいは、油圧室8g内に、油回路8fとの接続箇所と、可動部材42との間に、油圧室8g内に突出する突出部を設けてもよい。または、油圧室8gの他端8nに伸縮可能な弾性部材41を設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the hydraulic chamber 8g is provided with the same width portion 8h and the narrowed width portion 8j so that the movable member 42 does not block the oil circuit 8f has been described. However, instead of providing the hydraulic chamber 8g with a narrowed width portion 8j whose length in the width direction is shortened, a funnel portion in which both the length in the height direction and the length in the moving direction are shortened may be provided. Alternatively, a protruding portion protruding into the hydraulic chamber 8g may be provided between the connection point with the oil circuit 8f and the movable member 42 in the hydraulic chamber 8g. Alternatively, an elastic member 41 that can be expanded and contracted may be provided at the other end 8n of the hydraulic chamber 8g.

また、上記実施形態では、ピストンピン40には、ピストンピン溝40hが2つ設けられ、また、それに対応して、ピストン8には、油回路8fが2つ設けられる場合について説明した。しかし、ピストンピン40に設けられるピストンピン溝40hおよびピストン8に設けられる油回路8fは必ずしも2つでなければならない訳ではなく、1つまたは3つ以上設けられていてもよい。少なくとも、1つ以上の同数のピストンピン溝40hと油回路8fとが、ピストンピン40とピストン8とに設けられていればよい。 Further, in the above embodiment, the case where the piston pin 40 is provided with two piston pin grooves 40h and the piston 8 is provided with two oil circuits 8f correspondingly has been described. However, the piston pin groove 40h provided on the piston pin 40 and the oil circuit 8f provided on the piston 8 do not necessarily have to be two, and one or three or more may be provided. At least one or more equal number of piston pin grooves 40h and oil circuit 8f may be provided in the piston pin 40 and the piston 8.

また、上記実施形態では、油圧室8gは、ピストン8内において、ピストンピン40と直交する位置(図5(a)および図5(b)中、移動方向)に設けられる場合について説明した。しかし、油圧室8gは、ピストンピン40と平行する位置(図5(a)および図5(b)中、幅方向)に設けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the hydraulic chamber 8g is provided in the piston 8 at a position (moving direction in FIGS. 5A and 5B) orthogonal to the piston pin 40 has been described. However, the hydraulic chamber 8g may be provided at a position parallel to the piston pin 40 (in the width direction in FIGS. 5A and 5B).

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム100、300には、EGR流路33にEGRクーラ34を迂回するバイパス流路36が設けられる場合について説明した。しかし、バイパス流路36は必須の構成ではない。 Further, in the above embodiment, the case where the engine warm-up systems 100 and 300 are provided with the bypass flow path 36 bypassing the EGR cooler 34 in the EGR flow path 33 has been described. However, the bypass flow path 36 is not an essential configuration.

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム100、300には、第1圧力センサ50および第2圧力センサ52が設けられ、圧力比に基づいてスロットルバルブ24の開度を制御する場合について説明した。しかし、圧力センサの代わりに、流量センサを用いて流量を導出しクランクケースバルブ30の開度を制御してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the first pressure sensor 50 and the second pressure sensor 52 are provided in the engine warm-up systems 100 and 300 and the opening degree of the throttle valve 24 is controlled based on the pressure ratio has been described. .. However, instead of the pressure sensor, the flow rate sensor may be used to derive the flow rate and control the opening degree of the crankcase valve 30.

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム100、300では、バルブ制御部116は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、エアバイパスバルブ27を閉鎖する制御を行う(ステップS32およびステップS42)場合について説明した。しかし、バルブ制御部116は、エアバイパスバルブ27を閉鎖する代わりに、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、インテークマニホールド17内の温度(温度T3)が閾値Th1以上の温度に保たれるように、エアバイパスバルブ27の開度を制御する(開度が絞られる)こととしてもよい。この場合、電動過給機22によって圧縮され暖められた空気が吸気系統にも流通する。そのため、暖機されたエンジン1を保温することが出来るため、より早期にエンジン1の始動時におけるエンジン暖機処理を終了することが出来る。 Further, in the above embodiment, in the engine warm-up systems 100 and 300, the valve control unit 116 controls to close the air bypass valve 27 when it is determined that the engine warm-up heat retention condition is satisfied (step S32 and step). S42) The case has been described. However, when the valve control unit 116 determines that the engine warm-up heat retention condition is satisfied instead of closing the air bypass valve 27, the temperature (temperature T3) in the intake manifold 17 is maintained at a temperature equal to or higher than the threshold Th1. Therefore, the opening degree of the air bypass valve 27 may be controlled (the opening degree may be narrowed down). In this case, the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 also flows to the intake system. Therefore, since the warmed-up engine 1 can be kept warm, the engine warm-up process at the time of starting the engine 1 can be completed earlier.

また、上記実施形態では、クランクケースバルブ機構200は、インタークーラ前バルブ28とクランクケースバルブ30とによって構成される場合について説明した。しかし、インタークーラ前バルブ28およびクランクケースバルブ30の代わりに、下流側吸気流路18bにおけるクランクケース流路29との分岐位置に、クランクバルブを設けてもよい。この場合、クランクバルブは、下流側吸気流路18bまたはクランクケース流路29のどちらかに吸気(空気)を流通させるように流路を切り替え、かつ、クランクケース流路29を流通する吸気(空気)の流量を調整する。そして、バルブ制御部116は、このクランクバルブを制御し、上述したように、クランクケース流路29に電動過給機22によって圧縮され暖められた空気を流通させる。 Further, in the above embodiment, the case where the crankcase valve mechanism 200 is composed of the intercooler front valve 28 and the crankcase valve 30 has been described. However, instead of the intercooler front valve 28 and the crankcase valve 30, a crank valve may be provided at a branch position with the crankcase flow path 29 in the downstream intake flow path 18b. In this case, the crank valve switches the flow path so that the intake air (air) flows through either the downstream intake flow path 18b or the crankcase flow path 29, and the intake air (air) flows through the crankcase flow path 29. ) Adjust the flow rate. Then, the valve control unit 116 controls the crank valve, and as described above, circulates the air compressed and warmed by the electric supercharger 22 through the crankcase flow path 29.

また、上記変形例では、エンジン暖機システム300には、排気制御バルブ302および加熱ヒータ304がさらに設けられる場合について説明した。しかし、排気制御バルブ302および加熱ヒータ304を両方備えずともよい。少なくとも排気制御バルブ302および加熱ヒータ304のいずれか一方を設けるようにしてもよい。 Further, in the above modification, the case where the engine warm-up system 300 is further provided with the exhaust control valve 302 and the heating heater 304 has been described. However, it is not necessary to include both the exhaust control valve 302 and the heater 304. At least one of the exhaust control valve 302 and the heater 304 may be provided.

また、上記実施形態では、電動過給機22が領域Bで駆動するように、クランクケースバルブ30のバルブ径を設定するようにした。しかしながら、電動過給機22が領域Bで駆動できれば、バルブ制御部116がクランクケースバルブ30の開度を制御するようにしてもよいし、連通路39の直径で調整するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the valve diameter of the crankcase valve 30 is set so that the electric supercharger 22 is driven in the region B. However, if the electric supercharger 22 can be driven in the region B, the valve control unit 116 may control the opening degree of the crankcase valve 30, or may adjust the diameter of the communication passage 39.

また、上記実施形態では、吸気バルブ12および排気バルブ13をオーバーラップ状態に制御する際、吸気バルブ12および排気バルブ13がオーバーラップするクランク角でエンジン1を停止させる場合について説明した。しかし、例えば、VVT(Variable Valve Timing system:可変バルブタイミング機構)を用いて、エンジン1が停止する際または停止した後に、吸気バルブ12および排気バルブ13を動かしてオーバーラップ状態にしてもよい。その場合、各バルブの開放および閉鎖の制御を行う際(ステップS36)、吸排気バルブ制御部114は、吸気バルブ12および排気バルブ13をエンジン起動スイッチがオフされた時のクランク角に応じたバルブ開度に戻す制御を行う。 Further, in the above embodiment, when the intake valve 12 and the exhaust valve 13 are controlled to overlap, the case where the engine 1 is stopped at the crank angle where the intake valve 12 and the exhaust valve 13 overlap has been described. However, for example, a VVT (Variable Valve Timing system) may be used to move the intake valve 12 and the exhaust valve 13 to bring them into an overlapping state when or after the engine 1 is stopped. In that case, when controlling the opening and closing of each valve (step S36), the intake / exhaust valve control unit 114 sets the intake valve 12 and the exhaust valve 13 according to the crank angle when the engine start switch is turned off. Control to return to the opening.

本発明は、エンジンを暖機するエンジン暖機システムに利用できる。 The present invention can be used in an engine warm-up system for warming up an engine.

1 エンジン
6 クランク室
8 ピストン
8a 冠面
8e ピストンピン穴
8f 油回路
8g 油圧室
8m 背面
9 燃焼室
39 連通路
40 ピストンピン
41 弾性部材
42 可動部材
1 Engine 6 Crank chamber 8 Piston 8a Crown surface 8e Piston pin hole 8f Oil circuit 8g Hydraulic chamber 8m Back surface 9 Combustion chamber 39 Communication chamber 40 Piston pin 41 Elastic member 42 Movable member

Claims (4)

燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、
エンジンの停止時に前記連通路を開放する開放位置と、前記エンジンの駆動時に前記連通路を塞ぐ封鎖位置との間を移動する可動部材と、
を備え
前記可動部材は、
エンジンオイルの油圧によって、前記開放位置から前記封鎖位置に移動されるエンジンのピストン。
A communication passage that connects the crown surface facing the combustion chamber and the back surface facing the crank chamber,
A movable member that moves between an open position that opens the communication passage when the engine is stopped and a blockade position that closes the communication passage when the engine is driven.
Equipped with a,
The movable member is
An engine piston that is moved from the open position to the closed position by the oil pressure of the engine oil.
前記連通路に交差して形成され、前記エンジンの駆動時に前記エンジンオイルが供給される油圧室を備え、
前記可動部材は、
前記油圧室内に収容される請求項に記載のエンジンのピストン。
It is provided with a hydraulic chamber formed so as to intersect the communication passage and to which the engine oil is supplied when the engine is driven.
The movable member is
The piston of the engine according to claim 1 , which is housed in the hydraulic chamber.
前記油圧室内に設けられ、前記可動部材を前記封鎖位置から前記開放位置に向かう方向に付勢する弾性部材を備え、
前記可動部材は、前記エンジンの駆動時に前記エンジンオイルの油圧によって、前記弾性部材の付勢力に抗して前記開放位置から前記封鎖位置に移動され、前記エンジンの停止時に前記弾性部材の付勢力によって前記封鎖位置から前記開放位置に移動される請求項に記載のエンジンのピストン。
An elastic member provided in the hydraulic chamber and urging the movable member in a direction from the closed position to the open position is provided.
The movable member is moved from the open position to the closed position by the hydraulic pressure of the engine oil when the engine is driven, against the urging force of the elastic member, and by the urging force of the elastic member when the engine is stopped. The engine piston according to claim 2 , which is moved from the closed position to the open position.
前記油圧室と、ピストンピンが挿入されるピストンピン穴とを連通させる油回路と、
を備え、
前記油回路は、
前記エンジンオイルを前記油圧室に流通させる請求項またはに記載のエンジンのピストン。
An oil circuit that communicates the hydraulic chamber with the piston pin hole into which the piston pin is inserted.
With
The oil circuit
The engine piston according to claim 2 or 3 , wherein the engine oil is circulated to the hydraulic chamber.
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