(57)【要約】【課題】  油膜切れすることなく、エンジンを始動させる。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、エンジン停止信号を検知すると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度を検知するステップ（Ｓ１１００）と、検知された回転角および回転角速度が予め定められた範囲内にないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、検知された回転角および回転角速度と予め記憶されたマップとに基づいて、デューティー比を設定するステップ（Ｓ１３００）と、設定されたデューティー比に基づいて、オイルコントロールバルブに制御信号を送信するステップ（Ｓ１４００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
2005291125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクジャーナルおよびクランクピンの内部を互いに連通する空隙部を有する中空クランクシャフトの停止位置を制御するエンジンの制御装置であって、
前記中空クランクシャフトの回転状態を検知するための検知手段と、
前記検知手段により検知される回転状態に基づいて、前記中空クランクシャフトの位置が予め定められた位置で停止するように、前記エンジンを制御するための制御手段とを含む、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記予め定められた位置は、前記クランクジャーナルの中心軸と前記クランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置である、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジンは、気筒内に設けられるバルブの開閉のタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構を有し、
前記検知される回転状態は、前記中空クランクシャフトの回転角および回転角速度であって、
前記制御手段は、前記回転角および回転角速度に基づいて、前記バルブの開閉のタイミングを変更して、前記位置で前記中空クランクシャフトが停止するように制御するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記エンジンには、前記エンジンの始動時に前記中空クランクシャフトを回転させるための電動機が設けられ、
前記検知される回転状態は、前記中空クランクシャフトの回転角であって、
前記制御手段は、前記回転角に基づいて、前記電動機の回転力を用いて、前記位置で前記中空クランクシャフトが停止するように前記電動機を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記エンジンには、接続状態と非接続状態とを切り換え可能な接続手段を介して、前記エンジンにより作動する補機が設けられ、
前記検知される回転状態は、前記中空クランクシャフトの回転角および回転角速度であって、
前記制御手段は、前記回転角および回転角速度に基づいて、前記補機と前記中空クランクシャフトとを接続させて、前記位置で前記中空クランクシャフトが停止するように前記接続手段を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記補機は、オルタネータであって、
前記接続手段は、電磁クラッチである、請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記補機は、エアコンディショナのコンプレッサであって、
前記接続手段は、電磁クラッチである、請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空クランクシャフトの位置を制御する装置に関し、特に、エンジン停止時における中空クランクシャフトの状態を制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのクランクシャフトの軽量化および油路の確保のため、クランクジャーナルおよびクランクピンの内部にオイル通路を介して互いに接続される中空室を有する中空クランクシャフトが設けられる。このような中空クランクシャフトについて以下のような技術がある。
【０００３】
特開平９−１２６２１９号公報（特許文献１）は、熱負荷された軸受け領域の冷却、軸受け潤滑、クランクシャフト重量軽減および軸受け箇所領域での方向付けられた効果的なオイル流を実現可能にする組み立て式クランクシャフトを開示する。この組み立て式クランクシャフトは、クランクシャフトの単独エレメントが、クランクジャーナルおよびクランクピンの領域において互いに結合されて、クランクジャーナルおよびクランクピン内に、オイル通路を介して互いに接続された中空室が備えられている。このクランクシャフトには、中空室の少なくとも一部内に成形体が挿入されている。
【０００４】
特許文献１により開示された組み立て式クランクシャフトによると、組み立て式クランクシャフトのクランクピンおよびクランクジャーナル内の中空室に挿入される成形体を使用することによって、オイルの圧送に用いられるオイル体積が著しく減じられる。さらに、このような中空室の内部における成形体の配置および適当な形状によって、規定の方向付けられたオイル体積流が実現可能である。この場合、特に壁部領域における十分なオイル体積流若しくは流れ速度が保証される。したがって、軸受け領域からの熱排出が実現可能である。
【特許文献１】特開平９−１２６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中空クランクシャフトが設けられるエンジンにおいて、エンジン停止時は、中空クランクシャフトが停止する回転角によっては、重力によりクランクピンの領域からオイルが抜けてしまう可能性がある。
【０００６】
すなわち、エンジンが停止したときに、クランクピンの中心軸がクランクジャーナルの中心軸よりも上方にある場合を想定すると、クランクピン内部の中空室に有するオイルは、重力により連通しているクランクジャーナル内部の中空室に落下する。そのため、クランクピン内部の中空室においてオイルが抜ける。クランクピン内部の中空室のオイルが抜けると、エンジンの再始動時の油圧の立ち上がりが遅れる問題がある。また、クランクピンからオイルが抜けると、クランクピンにおける油膜切れによる磨耗量の増加の問題がある。
【０００７】
特許文献１においては、エンジン停止時における中空クランクシャフトの回転の停止位置について想定されていないため、上述のような問題を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、油膜切れすることなく、エンジンを始動させることができるエンジンの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るエンジンの制御装置は、クランクジャーナルおよびクランクピンの内部を互いに連通する空隙部を有する中空クランクシャフトの停止位置を制御するエンジンの制御装置である。制御装置は、中空クランクシャフトの回転状態を検知するための検知手段と、検知手段により検知される回転状態に基づいて、中空クランクシャフトの位置が予め定められた位置で停止するように、エンジンを制御するための制御手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、検知手段により検知される中空クランクシャフトの回転状態（たとえば、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度）に基づいて、中空クランクシャフトの位置が予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）で停止するように、エンジンを制御するための制御手段を含む。たとえば、エンジンの停止時において、検知手段により検知される中空クランクシャフトの回転角および回転角速度に基づいて、エンジンの気筒内に設けられるバルブの開閉のタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構により、バルブの開閉のタイミングが変更される。バルブの開閉のタイミングを制御することにより、気筒内の気体の圧力を制御することができる。中空クランクシャフトの回転は、気筒内の気体の圧力がピストンの運動を抑制するように働くことにより停止する。そのため、気筒内の圧力を制御することにより、中空クランクシャフトを予め定められた位置で停止させることができる。そのため、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からのオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、エンジンの始動時において、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がない。したがって、油膜切れすることなく、エンジンを始動させることができるエンジンの制御装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予め定められた位置は、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置である。
【００１２】
第２の発明によると、予め定められた位置は、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置である。エンジン停止時に、中空クランクシャフトを、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置に停止させることにより、クランクピン内部の中空室の位置をクランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からのオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００１３】
第３の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、エンジンは、気筒内に設けられるバルブの開閉のタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構を有する。検知される回転状態は、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度である。制御手段は、回転角および回転角速度に基づいて、バルブの開閉のタイミングを変更して、予め定められた位置で中空クランクシャフトが停止するように制御するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、検知手段により中空クランクシャフトの回転角および回転角速度が検知される。検知された回転角および回転角速度に基づいて、バルブタイミング可変機構により、バルブの開閉のタイミングが変更される。バルブの開閉のタイミングを制御することにより、気筒内の気体の圧力を制御することができる。中空クランクシャフトの回転は、気筒内の気体の圧力がピストンの運動を抑制するように働くことにより停止する。そのため、気筒内の圧力を制御することにより、中空クランクシャフトを予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）に停止させることができる。そのため、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からのオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００１５】
第４の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、エンジンには、エンジンの始動時に中空クランクシャフトを回転させるための電動機が設けられる。検知される回転状態は、中空クランクシャフトの回転角である。制御手段は、回転角に基づいて、電動機の回転力を用いて、予め定められた位置で中空クランクシャフトが停止するように電動機を制御するための手段を含む。
【００１６】
第４の発明によると、エンジンには、エンジンの始動時に中空クランクシャフトを回転させるための電動機が設けられる。検知手段により検知される中空クランクシャフトの回転角に基づいて、電動機の回転力を用いて、予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）で中空クランクシャフトが停止するように電動機を制御する。これにより、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００１７】
第５の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、エンジンには、接続状態と非接続状態とを切り換え可能な接続手段を介して、エンジンにより作動する補機が設けられる。検知される回転状態は、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度である。制御手段は、回転角および回転角速度に基づいて、補機と中空クランクシャフトとを接続させて、予め定められた位置で中空クランクシャフトが停止するように接続手段を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、エンジンには、接続状態と非接続状態とを切り換え可能な接続手段（たとえば、電磁クラッチ）を介して、エンジンにより作動する補機（たとえば、オルタネータ）が設けられる。検知手段は、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度を検知する。制御手段は、検知された回転角および回転角度に基づいて、接続手段において非接続状態から接続状態へと切り換えるタイミングを設定する。補機と中空クランクシャフトとを接続させるタイミングを制御することにより、予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）で中空クランクシャフトを停止させることができる。これにより、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００１９】
第６の発明に係るエンジンの制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、補機は、オルタネータである。接続手段は、電磁クラッチである。
【００２０】
第６の発明によると、補機は、オルタネータである。接続手段は、電磁クラッチである。これにより、検知手段により検知される中空クランクシャフトの回転角および回転角速度に基づいて、電磁クラッチを制御することができる。具体的には、オルタネータと中空クランクシャフトとを電磁クラッチにより接続させるタイミングを制御することにより、予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）で中空クランクシャフトを停止させることができる。
【００２１】
第７の発明に係るエンジンの制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、補機は、エアコンディショナのコンプレッサである。接続手段は、電磁クラッチである。
【００２２】
第７の発明によると、補機は、エアコンディショナのコンプレッサである。接続手段は、電磁クラッチである。これにより、検知手段により検知される中空クランクシャフトの回転角および回転角速度に基づいて、電磁クラッチを制御することができる。具体的には、エアコンディショナのコンプレッサと中空クランクシャフトとを電磁クラッチにより接続させるタイミングを制御することにより、予め定められた位置（たとえば、クランクジャーナルの中心軸とクランクピンの中心軸とで形成される面が略水平となる位置）で中空クランクシャフトを停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、エンジン１０２とを含む。なお、エンジン１０２は、複数の燃焼室である気筒を有する。エンジン１０２は、本実施の形態においては、４気筒であるとする。
【００２５】
また、エンジン１０２は、中空クランクシャフト１０４と、オイルコントロールバルブ１２０と、バルブタイミング可変機構１２２と、吸気バルブ１２６と、吸気側のカムシャフト１２４とを含む。
【００２６】
中空クランクシャフト１０４は、エンジン１０２のシリンダブロックに回転自在に支持される。中空クランクシャフト１０４の一方端は、変速機（図示せず）に接続される。そして、他方端には、クランクシャフトプーリ１０８が設けられる。また、中空クランクシャフト１０４には、複数の凸形状の歯部を有するタイミングロータ（図示せず）が固定される。複数の歯部は、予め定められた間隔毎の角度に設けられる。そして、タイミングロータに対向する位置にクランク角センサ１０６が設けられる。クランク角センサ１０６は、コイル等から構成され、タイミングロータが回転すると、クランク角センサ１０６は、複数の歯部とのエアギャップに応じて、クランク角検知信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０６から送信されるクランク角検知信号に基づいて、回転角および回転角速度を検出する。
【００２７】
エンジン１０２において、吸気された空気と、燃料噴射インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料とが混合された混合気は、気筒内において点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼により生じた圧力すなわち、燃焼圧によりピストン（図示せず）が押し下げられる。ピストンが押し下げられることにより、クランク機構を介して、中空クランクシャフト１０４が回転させられる。中空クランクシャフト１０４の回転により、チェーンあるいはベルト等で連結された吸気側のカムシャフト１２４と排気側のカムシャフト（図示せず）とが回転させられる。そして、吸気側のカムシャフト１２４および排気側のカムシャフトの回転により、気筒の上部に設けられた吸気バルブ１２６と排気バルブ（図示せず）の開閉が行なわれる。排気バルブが開くことにより、気筒内の燃焼後の排気ガスは、外部に排気される。そして、吸気バルブ１２６が開くことにより再び気筒内に混合気が流入する。
【００２８】
ここで、バルブタイミング可変機構１２２は、吸気側のカムシャフト１２４に設けられる。バルブタイミング可変機構１２２は、吸気バルブ１２６の開閉のタイミングを可変とする機構である。
【００２９】
バルブタイミング可変機構１２２は、オイルコントロールバルブ１２０からオイルを供給されて作動する。具体的には、バルブタイミング可変機構１２２は、図示しない進角室および遅角室を内部に有する。そして、進角室に供給されるオイルの油圧が上昇すると、バルブタイミング可変機構１２２は、カムシャフト１２４を進角方向（吸気バルブ１２６が早く閉じる方向）に回転させる。一方、遅角室に供給されるオイルの油圧が上昇すると、バルブタイミング可変機構１２２は、カムシャフト１２４を遅角方向（吸気バルブ１２６が遅く閉じる方向）に回転させる。オイルコントロールバルブ１２０は、エンジン１０２に設けられるオイルポンプ（図示せず）から供給されるオイルを、進角室と遅角室とに選択的に供給するスプール弁を有する。オイルコントロールバルブ１２０は、エンジンＥＣＵ１００からのデューティ信号に基づいて、スプール弁の位置を制御することにより、進角室および遅角室における油圧を制御する。
【００３０】
また、エンジン１０２には、オルタネータ１１０と、エアコンディショナコンプレッサ（以下、Ａ／Ｃコンプレッサと略して記載する。）１１４が設けられる。オルタネータ１１０には、ベルト１１８を介してクランクシャフトプーリ１０８に接続されるプーリ１１２が設けられる。また、Ａ／Ｃコンプレッサ１１４には、ベルト１１８を介してクランクシャフトプーリ１０８に接続されるプーリ１１６が設けられる。
【００３１】
エンジンＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）とメモリ（図示せず）とを含む。エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０６からのクランク角検知信号を受信する。
【００３２】
ここで、中空クランクシャフト１０４は、図２に示すように、クランクジャーナル２０４の内部に有する中空室２１０と、クランクピン２０２の内部に有する中空室２０８と、クランクピン２０６の内部に有する中空室２１２とを含む。オイルポンプから供給されるオイルは、シリンダブロックから中空クランクシャフト１０４へと送られる。そして、オイルは、中空クランクシャフト１０４内の中空室２０８，２１０，２１２を通ってクランクピン２０２，２０６およびクランクジャーナル２０４の軸受け部に送られる。
【００３３】
このような中空クランクシャフト１０４は、エンジン停止時において、下死点後３０〜６０度で停止することが多い。すなわち、エンジンＥＣＵ１００がエンジンの停止信号を検知すると、気筒内の点火を停止させるため、中空クランクシャフト１０４は慣性で回転する。このとき、複数の気筒のうち、吸気バルブが閉じて、ピストンが下死点から上昇する気筒（圧縮行程における気筒）においては、気筒内の圧力が高まることにより、ピストンの動きを抑制するように働く。一方、ピストンが上死点から下降する気筒（膨張行程における気筒）においては、気筒内の圧力が低下し、負圧により、ピストンの動きを抑制するように働く。上述のような気筒内の気体の圧力の働きにより、中空クランクシャフト１０４の回転は停止する。このとき、気筒内の気体の圧力がピストンの運動を停止させるときの中空クランクシャフト１０４の位置は、圧縮行程における気筒において、下死点後３０〜６０度になることが多い。
【００３４】
このように、下死点後３０〜６０度で中空クランクシャフト１０４が停止すると、図３（Ａ）に示すように、中空室２０８の位置が中空室２１０よりも高い位置にあり、中空室２０８に滞留していたオイルは、重力により中空室２１０に落下する。そのため、エンジンの再始動時において、クランクピン２０２におけるオイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れや、油膜切れによるクランクピン２０２の摺動面の傷つき、偏磨耗等の問題がある。なお、図３（Ａ）においては、中空室２０８の位置が中空室２１０よりも高い位置にある場合を示したが、中空室２１２の位置が中空室２１０よりも高い位置にある場合においても同様の問題を有する。
【００３５】
そこで、本実施の形態において、エンジンの停止の際には、バルブタイミング可変機構１２２によりバルブの開閉のタイミングを変更することにより、気筒内の圧力を制御して、予め定められた位置で回転を停止するように制御することを特徴とする。予め定められた位置とは、本実施の形態において、図３（Ｂ）に示すように、中空クランクシャフト１０４の回転角をクランクジャーナル２０４の中心軸と、クランクピン２０２の中心軸とで形成される面が略水平となる位置である。
【００３６】
図４を参照して、本実施の形態に係る中空クランクシャフト１０４のエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと略して記載する。）１０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン停止信号を検知する。ここで、エンジンＥＣＵ１００は、たとえば、運転者がイグニッションキーをオフにする操作を検知にしてもよいし、アイドリングストップシステムが搭載された車両においては、予め定められたエンジン１０２の停止条件が満足する否かを検知してもよい。
【００３８】
エンジン停止信号を検知すると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１００に移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、エンジン停止信号を検知するまで処理は繰り返される。
【００３９】
Ｓ１１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、中空クランクシャフト１０４の回転角および回転角速度をクランク角センサ１０６から送信される検知信号に基づいて検知する。
【００４０】
Ｓ１２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、検知された回転角および回転角速度が予め定められた範囲内の角度および角速度であるか否かを判断する。なお、予め定められた範囲内の角度および角速度とは、特に限定されるものではない。たとえば、予め定められた範囲内の角度は、クランクジャーナル２０４の中心軸と、クランクピン２０２の中心軸とで形成される面が略水平となる角度としてもよい。略水平となる角度とは、たとえば、中空室２１０と中空室２０８とにおいて、エンジンの始動時に、少なくともオイルの抜けや油膜切れ等の影響をおよぼさない程度の量のオイルが中空室２０８に残留する位置関係となる角度である。
【００４１】
また、予め定められた範囲内の角速度は、極低速の角速度としてもよい。あるいは、予め定められた範囲内の角度および角速度は、吸気バルブ１２６の開閉の制御を行なわなくとも、予め定められた位置で回転が停止すると予測される角度および角速度としてもよい。
【００４２】
回転角および回転角速度が予め定められた範囲内の角度および角速度であると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、処理はＳ１３００に移される。
【００４３】
Ｓ１３００にて、エンジンＥＣＵ１００は、検知された回転角および回転角速度に基づいて、デューティ比を設定する。すなわち、オイルコントロールバルブ１２０のスプール弁の位置の制御により吸気バルブ１２６が閉じるタイミングを設定する。なお、デューティ比は、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、エンジンＥＣＵ１００により検知された回転角および回転角速度と、予め記憶されたマップとに基づいて設定される。
【００４４】
Ｓ１４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、設定されたデューティ比に基づいて、オイルコントロールバルブ１２０に対して制御信号を送信する。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００４６】
運転者がイグニッションをオフにする操作を行なうと（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、中空クランクシャフト１０４の回転角および回転角速度が検知される（Ｓ１１００）。そして、検知された回転角および回転角速度が予め定められた範囲内にないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、検知された回転角および回転角速度と予め記憶されたマップとに基づいて、デューティ比が設定される（Ｓ１３００）。そして、設定されたデューティ比に基づいて、オイルコントロールバルブ１２０に制御信号が送信される（Ｓ１４００）。オイルコントロールバルブ１２０が制御信号に応じてスプール弁を動作させると、バルブタイミング可変機構１２０の進角室および遅角室のそれぞれにデューティ比に応じた量のオイルが供給される。このとき、進角室および遅角室の間で油圧の差が生じる。そして、カムシャフトが油圧の差に応じて進角方向あるいは遅角方向に回転して、吸気バルブ１２６の閉じるタイミングが変更される。そして、気筒内の気体の圧力が制御されて、中空クランクシャフト１０４は、予め定められた位置で回転が停止する。
【００４７】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、制御手段は、エンジンの停止時において、クランク角センサにより検知される中空クランクシャフトの回転角および回転角速度に基づいて、中空クランクシャフトの位置が予め定められた位置で停止するように、エンジンを制御する。すなわち、クランク角センサにより検知される中空クランクシャフトの回転角および回転角速度に基づいて、エンジンの気筒内に設けられるバルブの開閉のタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構により、バルブの開閉のタイミングが変更される。バルブの開閉のタイミングを制御することにより、気筒内の気体の圧力を制御することができる。中空クランクシャフトの回転は、気筒内の気体の圧力がピストンの運動を抑制するように働くことにより停止する。そのため、気筒内の圧力を制御することにより、中空クランクシャフトを予め定められた位置で停止させることができる。そのため、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からのオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、エンジンの始動時において、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がない。したがって、油膜切れすることなく、エンジンを始動させることができるエンジンの制御装置を提供することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態において、バルブタイミング可変機構１２２は、吸気バルブ１２６の開閉のタイミングを可変としたが、特に限定されない。たとえば、バルブタイミング可変機構１２２は、排気側のカムシャフトに設けられる排気バルブの開閉のタイミングを可変としてもよい。すなわち、エンジンの停止時に、排気行程における気筒において、排気バルブを開けるタイミングを制御することにより、気筒内の圧力を制御することができる。そのため、排気バルブを開けるタイミングを制御することにより、中空クランクシャフト１０４を予め定められた位置に停止させることができる。
【００４９】
また、本実施の形態において、直列４気筒エンジンに設けられる中空クランクシャフトの位置の制御について説明したがこれに限定されない。すなわち、複数の気筒を有するエンジンであって、１つのクランクピンの中心軸と、クランクジャーナルの中心軸とで形成される面と同一平面上に他のクランクピンの中心軸が設けられる中空クランクシャフトであれば、本発明のエンジンの制御装置は適用できる。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両の構成と比較して、オルタネータ１１０に代えて発電機および電動機として機能する、いわゆるモータジェネレータである点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両の構成と同じである。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５１】
モータジェネレータは、エンジン１０２の始動時に、中空クランクシャフト１０４を回転させて始動させる、いわゆるクランキングを行なう。
【００５２】
モータジェネレータには、駆動制御回路（図示せず）から電力の供給を受けて動作する。駆動制御回路は、エンジンＥＣＵ１００から送信される制御信号に応じた電力をモータジェネレータに供給する。
【００５３】
図５を参照して、本実施の形態に係る中空クランクシャフト１０４のエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００５４】
Ｓ２０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン停止信号を検知する。ここで、エンジンＥＣＵ１０００は、たとえば、運転者がイグニッションキーをオフにする操作を検知してもよいし、アイドリングストップシステムが搭載された車両においては、予め定められたエンジン１０２の停止条件が満足するか否かを検知してもよい。
【００５５】
エンジン停止信号を検知すると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１００に移される。もしそうでないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、エンジン停止信号を検知するまで処理は繰り返される。
【００５６】
Ｓ２１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジンが停止したか否かを判断する。ここで、エンジンＥＣＵ１００は、たとえば、クランク角センサ１０６により検知される中空クランクシャフト１０４の回転速度に基づいてエンジン１０２の停止を判断してもよいし、エンジン停止信号を検知してから、中空クランクシャフト１０４が停止する予め定められた時間が経過するか否かを判断してもよい。
【００５７】
エンジンが停止すると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２２００に移される。もしそうでないと（Ｓ２１００にてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１００がエンジンが停止したと判断するまで処理は繰り返される。
【００５８】
Ｓ２２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０６から送信される検知信号に基づいて中空クランクシャフト１０４の回転角を検知する。
【００５９】
Ｓ２３００にて、エンジンＥＣＵは、検知された回転角が予め定められた範囲内の角度であるか否かを判断する。なお、予め定められた範囲内の角度とは、特に限定されるものではないが、たとえば、クランクジャーナル２０４の中心軸と、クランクピン２０２の中心軸とで形成される面が略水平となる角度である。略水平となる角度とは、たとえば、中空室２１０と中空室２０８とにおいて、エンジンの始動時に、少なくともオイルの抜けや油膜切れ等の影響をおよぼさない程度の量のオイルが中空室２０８に残留する位置関係となる角度である。
【００６０】
回転角が予め定められた範囲内の角度であると（Ｓ２３００にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２３００にてＮＯ）、処理はＳ２４００に移される。
【００６１】
Ｓ２４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、駆動制御回路にモータジェネレータを動作させる駆動信号を送信する。Ｓ２５００にて、エンジンＥＣＵ１００は、検知された中空クランクシャフト１０４の回転角が予め定められた範囲内の角度であるか否かを判断する。このとき、中空クランクシャフト１０４の回転角は、クランク角センサ１０６により検知してもよいし、モータジェネレータに設けられる回転角センサにより検知されるモータジェネレータの回転角に基づいて算出してもよい。
【００６２】
回転角が予め定められた角度であると（Ｓ２５００にてＹＥＳ）、処理はＳ２６００に移される。もしそうでないと（Ｓ２５００にてＮＯ）、処理はＳ２４００に移される。Ｓ２６００にて、エンジンＥＣＵは、駆動制御回路に対して、モータジェネレータの動作を停止させる停止信号を送信する。
【００６３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００６４】
運転者がイグニッションをオフにする操作を行なうと（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、中空クランクシャフト１０４の回転角速度を検知して、エンジンが停止しているか否かを判断する（Ｓ２１００）。エンジンが停止していると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、中空クランクシャフト１０４の回転角が検知される（Ｓ２２００）。検知された回転角が予め定められた範囲内の角度でないと（Ｓ２３００にてＮＯ）、モータジェネレータは駆動制御回路からの電力の供給を受けて駆動する（Ｓ２４００）。そして、中空クランクシャフト１０４の回転角が予め定められた範囲内の角度になると（Ｓ２５００にてＹＥＳ）、モータジェネレータへの電力の供給が停止される（Ｓ２６００）。
【００６５】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、エンジンには、エンジンの始動時に中空クランクシャフトを回転させるためのモータジェネレータが設けられる。クランク角センサにより検知される中空クランクシャフトの回転角に基づいて、モータジェネレータの回転力を用いて、予め定められた位置で中空クランクシャフトが停止するように電動機を制御する。これにより、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、エンジン１０２の始動時に中空クランクシャフト１０４を回転させる電動機をモータジェネレータとして説明したが本発明は特にこれに限定されるものではない。たとえば、モータジェネレータの代わりにスタータモータを用いてもよい。
【００６７】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両は、前述の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両の構成と比較して、オルタネータ１１０とプーリ１１２との間に電磁クラッチを有する点で異なる。それ以外の構成は前述の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載する車両の構成と同じである。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６８】
本実施の形態に係るオルタネータ１１０には、電磁クラッチ（図示せず）を有するプーリ１１２が設けられる。電磁クラッチは、エンジンＥＣＵ１００から送信される切り換え信号に応じて、プーリ１１２とオルタネータ１１０との間において接続状態と非接続状態とを切り換える。
【００６９】
図６を参照して、本実施の形態に係る中空クランクシャフト１０４のエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００７０】
ステップ３０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン停止信号を検知する。ここで、エンジンＥＣＵ１００は、たとえば、運転者がイグニッションキーをオフにする操作を検知にしてもよいし、アイドリングストップシステムが搭載された車両においては、予め定められたエンジン１０２の停止条件が満足する否かを検知してもよい。
【００７１】
エンジン停止信号を検知すると（Ｓ３０００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０５０に移される。もしそうでないと（Ｓ３０００にてＮＯ）、エンジン停止信号を検知するまで処理は繰り返される。
【００７２】
Ｓ３０５０にて、エンジンＥＣＵ１００は、オイルコントロールバルブ１２０に対して、吸気バルブ１２６を開くように制御する制御信号を送信する。すなわち、４気筒のうち吸気バルブが閉じようとしている、あるいはすでに閉じている気筒において、カムシャフト１２４を遅角方向に回転させるデューティ信号をオイルコントロールバルブ１２０に送信する。カムシャフトを遅角方向に回転させると、吸気バルブが閉じようとしている場合、吸気バルブは遅く閉じることとなり、すでに閉じている場合、吸気バルブは、開くこととなる。このように吸気バルブを制御することにより、気筒内の気体の圧力が中空クランクシャフト１０４の回転に影響をおよぼさないようにする。
【００７３】
Ｓ３１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、中空クランクシャフト１０４の回転角および回転角速度をクランク角センサ１０６から送信される検知信号に基づいて検知する。
【００７４】
Ｓ３２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、検知された回転角および回転角速度が予め定められた範囲内の角度および角速度であるか否かを判断する。なお、予め定められた範囲内の角度および角速度とは、特に限定されるものではない。たとえば、予め定められた範囲内の角度は、クランクジャーナル２０４の中心軸と、クランクピン２０２の中心軸とで形成される面が略水平となる角度としてもよい。略水平となる角度とは、たとえば、中空室２１０と中空室２０８とにおいて、エンジンの始動時に、少なくともオイルの抜けや油膜切れ等の影響をおよぼさない程度の量のオイルが中空室２０８に残留する位置関係となる角度である。
【００７５】
また、予め定められた範囲内の角速度は、極低速の角速度してもよい。あるいは、予め定められた範囲内の角度および角速度は、電磁クラッチの制御を行なわなくとも、予め定められた位置で回転が停止すると予測される角度および角速度としてもよい。
【００７６】
回転角および回転角速度が予め定められた範囲内の角度および角速度であると（Ｓ３２００にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ３２００にてＮＯ）、処理はＳ３３００に移される。
【００７７】
Ｓ３３００にて、エンジンＥＣＵ１００は、電磁クラッチを介してオルタネータ１１０と、プーリ１１２とを接続するタイミングを設定する。電磁クラッチを介してオルタネータ１１０とプーリ１１２とを接続するタイミングは、本実施の形態において、たとえば、エンジン停止信号を検知したときを基準として設定されるが特に限定されない。また、エンジンＥＣＵ１００は、検知された回転角および回転角速度と、予め記憶されたマップとに基づいて、電磁クラッチを介してオルタネータ１１０とプーリ１１２とを接続するタイミングを設定するが特に限定されない。
【００７８】
Ｓ３４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン停止信号を検知してから予め定められた時間が経過したか否かを判断する。予め定められた時間が経過すると（Ｓ３４００にてＹＥＳ）、処理はＳ３５００に移される。もしそうでないと（Ｓ３４００にてＮＯ）、予め定められた時間が経過するまで処理が繰り返される。
【００７９】
Ｓ３５００にて、エンジンＥＣＵ１００は、電磁クラッチを介してオルタネータ１１０とプーリ１１２とが接続するように制御信号を送信する。
【００８０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００８１】
運転者がイグニッションをオフにする操作を行なうと（Ｓ３０００にてＹＥＳ）、吸気バルブ１２６が開かれて（Ｓ３０５０）、中空クランクシャフト１０４の回転角および回転角速度が検知される（Ｓ３１００）。そして、検知された回転角および回転角速度が予め定められた範囲内にないと（Ｓ３２００にてＮＯ）、検知された回転角および回転角速度に基づいて、電磁クラッチを介してオルタネータ１１０とプーリ１１２とを接続するタイミングが設定される（Ｓ３３００）。そして、エンジン停止信号を検知してから予め定められた時間が経過すると（Ｓ３４００にてＹＥＳ）、電磁クラッチを介してオルタネータ１１０とプーリ１１２とが接続される。オルタネータ１１０とプーリ１１２とが接続されると、オルタネータ１１０が中空クランクシャフト１０４の回転にともなって回転する。そのため、オルタネータ１１０の回転が中空クランクシャフトの回転の抵抗となって、中空クランクシャフト１０４の回転力が弱まる。そして、中空クランクシャフト１０４は、予め定められた位置で回転が停止する。
【００８２】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、エンジンには、接続状態と非接続状態とを切り換え可能な電磁クラッチを介して、エンジンにより作動するオルタネータが設けられる。クランク角センサは、中空クランクシャフトの回転角および回転角速度を検知する。エンジンＥＣＵは、検知された回転角および回転角度に基づいて、電磁クラッチにおいて非接続状態から接続状態へと切り換えるタイミングを設定する。オルタネータと中空クランクシャフトとを接続させるタイミングを制御することにより、予め定められた位置で中空クランクシャフトを停止させることができる。これにより、クランクピン内部の中空室の位置を、クランクジャーナル内部の中空室と同じ高さにすることができる。その結果、重力によるクランクピン内部の中空室からオイルの抜けを防ぐことができる。そのため、オイルの抜けによる油圧の立ち上がりの遅れ、油膜切れによるクランクピンの摺動面の傷つき等がなく、エンジンを始動させることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態において、オルタネータ１１０を電磁クラッチを介して中空クランクシャフト１０４に接続することにより中空クランクシャフト１０４の回転を予め定められた位置で回転を停止させたが、特に限定されない。たとえば、Ａ／Ｃコンプレッサ１１４に電磁クラッチを有するプーリ１１６が設けてもよい。これにより、Ａ／Ｃコンプレッサ１１４を電磁クラッチを介して中空クランクシャフト１０４に接続することより中空クランクシャフト１０４の回転を予め定められた位置で回転を停止させることができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置が搭載される車両の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る中空クランクシャフトの断面を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係るエンジン停止時の中空クランクシャフトの中空室内におけるオイルの流れを示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係るエンジンの制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１００  エンジンＥＣＵ、１０２  エンジン、１０４  中空クランクシャフト、１０６  クランク角センサ、１０８  クランクシャフトプーリ、１１０  オルタネータ、１１２，１１６  プーリ、１１４  Ａ／Ｃコンプレッサ、１１８  タイミングベルト、１２０  オイルコントロールバルブ、１２２  バルブタイミング可変機構、１２４  カムシャフト、１２６  吸気バルブ、２００，２０４  クランクジャーナル、２０２，２０６  クランクピン、２０８，２１０，２１２  中空室。
【図１】
2005291125.tif 000003
【図２】
2005291125.tif 000004
【図３】
2005291125.tif 000005
【図４】
2005291125.tif 000006
【図５】
2005291125.tif 000007
【図６】
2005291125.tif 000008