(57)【要約】【課題】  レシプロエンジンのピストンを高い精度をもって所望のクランク角度で停止させることができるピストン停止位置制御装置を提供する。【解決手段】  エンジンＥの運転停止条件が成立した場合、エンジンＥＣＵ３０は、流路遮断弁４４によって新気導入通路４２を閉鎖するとともに、可変動弁機構２８によって排気行程にある気筒の排気バルブ２４を閉鎖する。すると、新気導入通路４２からの新気の導入が流路遮断弁４４によって阻止され、ブローバイ通路４１からのブローバイガスの逆流も逆止弁４３によって防止される一方、両気筒における燃焼室３の内圧が上昇する。これにより、燃焼室３の内圧がクランクケース６の内圧に対して有意に大きくなりピストン２が上死点に至らないクランク角度で停止しやすくなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを往復動自在に保持するシリンダと、クランクシャフトを収容するクランクケースとを有するレシプロエンジンに設けられ、エンジンの運転停止時に前記ピストンを所定のクランク角度で停止させやすくする停止位置制御装置であって、
前記レシプロエンジンには、前記クランクケースから吸気系にブローバイガスを排出するためのブローバイ通路と、前記クランクケースに新気を導入するための新気導入通路とが設けられ、
前記ブローバイ通路に設けられ、前記クランクケース側から吸気系側へのみ前記ブローバイガスを通過させる逆止弁と、
前記新気導入通路に設けられ、当該新気導入通路の流路を開閉する流路開閉手段と、
前記エンジンの運転停止条件が成立したか否かを判定する停止条件判定手段と
を備え、
前記停止条件判定手段によって前記運転停止条件が成立したと判定された場合、前記流路開閉手段によって前記新気導入通路の閉鎖あるいは流路面積の減少を行わせることを特徴とするピストンの停止位置制御装置。
【請求項２】
前記レシプロエンジンは、排気バルブを閉鎖させることのできる可変動弁機構を備えており、
前記停止条件判定手段によって前記運転停止条件が成立したと判定された場合、前記可変動弁機構によって排気行程においても排気バルブを閉鎖させることを特徴とする、請求項１に記載されたピストンの停止位置制御装置。
【請求項３】
前記レシプロエンジンは、単気筒エンジンまたはクランク角位相が３６０°の複数気筒エンジンであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載されたピストンの停止位置制御装置。
【請求項４】
前記新気導入通路には、前記ブローバイ通路の流路面積よりも断面積の小さなオリフィスが設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載されたピストンの停止位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レシプロエンジンのピストンを高い精度をもって所望のクランク角度で停止させることができるピストン停止位置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車では、燃料消費や有害排出ガス成分の低減を図るべく、赤信号や渋滞による停車の際にエンジンを自動的に停止させるもの（アイドルストップ車）が増加している。アイドルストップ車では、発進の度にエンジンを再始動させる必要があるため、信号の多い市街地や渋滞中の高速道路を走行する場合には再始動の頻度が非常に高くなる。そのため、エンジンの再始動に時間が掛かった場合、スムーズな発進ができずに運転者が違和感を憶える、クランキング時間が長くなってスタータモータやリングギヤの寿命が短くなる等の問題が生じる。
【０００３】
そこで、エンジンの停止条件が成立したか否かを判定し、この判定がＹｅｓであった場合には、吸気圧力を増大させた後にエンジンを停止させる技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、例えばエンジンの停止直前に燃料噴射モードをストイキモードからリーンモードに切り換えることによって気筒内の圧力（筒内圧）を増大させ、圧縮行程において上死点に至らないクランク角度（例えば、ＢＴＤＣ６０°付近）でピストンが停止する頻度を高めることで、再始動に要するクランキング時間を短くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７３４７３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、特許文献１のように、エンジンの停止直前に吸気圧力を増大させた場合（特に、燃料噴射モードを切り換えた場合）、不快な振動や騒音が生じる虞があった。また、ピストンの上昇を妨げる力（上昇抗力）は筒内圧とクランクケース内圧とのバランスによって増減するため、筒内圧を増大させることだけでは、所望のクランク角度でピストンを停止させることが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、レシプロエンジンのピストンを高い精度をもって所望のクランク角度で停止させることができるピストン停止位置制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面では、ピストン（２）を往復動自在に保持するシリンダ（１）と、クランクシャフト（１２）を収容するクランクケース（６）とを有するレシプロエンジン（Ｅ）に設けられ、エンジンの運転停止時に前記ピストンを所定のクランク角度で停止させやすくする停止位置制御装置であって、前記レシプロエンジンには、前記クランクケースから吸気系にブローバイガスを排出するためのブローバイ通路（４１）と、前記クランクケースに新気を導入するための新気導入通路（４２）とが設けられ、前記ブローバイ通路に設けられ、前記クランクケース側から吸気系側へのみ前記ブローバイガスを通過させる逆止弁（４３）と、前記新気導入通路に設けられ、当該新気導入通路の流路を開閉する流路開閉手段（４４）と、前記エンジンの運転停止条件が成立したか否かを判定する停止条件判定手段（３０）とを備え、前記停止条件判定手段によって前記運転停止条件が成立したと判定された場合、前記流路開閉手段によって前記新気導入通路の閉鎖あるいは流路面積の減少を行わせる。
【０００８】
また、本発明の第２の側面では、前記レシプロエンジンは、排気バルブ（２４）を閉鎖させることのできる可変動弁機構（２８）を備えており、前記停止条件判定手段によって前記運転停止条件が成立したと判定された場合、前記可変動弁機構によって前記排気バルブを排気行程においても閉鎖させる。
【０００９】
また、本発明の第３の側面では、前記レシプロエンジンは、単気筒エンジンまたはクランク角位相が３６０°の複数気筒エンジンである。
【００１０】
また、本発明の第４の側面では、前記新気導入通路には、前記ブローバイ通路の流路面積よりも断面積の小さなオリフィス（４５）が設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、停止条件判定手段によって運転停止条件が成立したと判定された場合、例えば、流路開閉手段によって新気導入通路を閉鎖させる。この状態で、ある気筒で圧縮行程にあるピストンが上昇した場合、その気筒における燃焼室の内圧が高まる一方で、新気導入通路からクランクケースに新気が導入されず、ブローバイ通路からクランクケースへのブローバイガスの逆流も逆止弁によって阻止されることでクランクケースの内圧が低くなる。その結果、ピストンは、圧縮行程において圧縮上死点を超え難くなり、圧縮上死点前のクランク角度で停止する頻度が高くなる。また、第２の側面によれば、燃焼室の内圧を高い状態に維持することができるため、燃焼室の内圧とクランクケースの内圧との差がより大きくなり、ピストンが圧縮上死点前のクランク角度で停止する頻度がより高くなる。また、第３の側面によれば、エンジンの運転停止時において、あるピストンが圧縮行程で上昇している場合、他のピストンが膨張行程で下降することがなくなることから、クランクケースの内圧が確実に低下してピストンが圧縮上死点前のクランク角度で停止する頻度がより高くなる。また、第４の側面によれば、流路開閉手段が開放状態にある際において、ブローバイガスの新気導入通路への逆流が起こり難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るエンジンシステムを示す模式図である。
【図２】実施形態の作用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を適用したレシプロエンジンの一実施形態を詳細に説明する。
≪実施形態の構成≫
＜エンジン本体＞
図１に示すエンジン（内燃機関）Ｅは、自動車に搭載されるＤＯＨＣ４サイクル直列２気筒ガソリンエンジンであり、シリンダボア１ａにピストン２が摺動自在に内嵌したシリンダブロック１と、シリンダボア１ａおよびピストン２の頂部とともに燃焼室３を画成するシリンダヘッド４と、シリンダブロック１の下面に締結されるロアブロック５と、シリンダブロック１およびロアブロック５とともにクランクケース６を画成するオイルパン７と、シリンダヘッド４の上端に締結されたヘッドカバー８とを備えている。
【００１４】
シリンダブロック１の下部中央には、シリンダブロック１とロアブロック５とに挟持されるかたちで、クランクシャフト１２が回転自在に支持されている。クランクシャフト１２はコネクティングロッド１３を介してピストン２に連結されており、ピストン２がレシプロ運動することによってクランクシャフト１２が回転する。本実施形態の場合、クランクシャフト１２のクランク角位相が３６０°に設定され、２つのピストン２が同時に上下動するが、一方のピストン２が圧縮行程である場合には他方のピストン２が排気行程となり、一方のピストン２が吸気行程である場合には他方のピストン２が膨張行程となる。
【００１５】
シリンダヘッド４には、吸排気ポート２１，２２を開閉する吸排気バルブ２３，２４が保持されるとともに、これら吸排気バルブ２３，２４を駆動する吸排気カムシャフト２５，２６と、吸排気バルブ２３，２４のリフト量等をそれぞれ可変制御する可変動弁機構２７，２８とが設けられている。可変動弁機構２７，２８は、エンジンルームに設置されたエンジンＥＣＵ３０によって駆動制御される。
【００１６】
＜吸気系＞
吸気ポート２１にはスロットルバルブ３１をその管路に有する吸気マニホールド３２が接続されており、エアクリーナ３３から負圧吸引された外気がこの吸気マニホールド３２を介して燃焼室３に流入する。
【００１７】
＜ＰＣＶシステム＞
ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）システムは、クランクケース６から吸気マニホールド３２にブローバイガスを排出させるブローバイ通路４１と、エアクリーナ３３からクランクケース６に新気を導入する新気導入通路４２とから構成されている。ブローバイ通路４１は、吸気マニホールド３２におけるスロットルバルブ３１の上流側に連通しており、その流路にクランクケース６側からエアクリーナ３３側へのみブローバイガスを通過させる逆止弁４３が設けられている。また、新気導入通路４２には、流路を開放／遮断する電磁式の流路遮断弁４４と、ブローバイ通路４１の流路面積よりも断面積の小さなオリフィス４５とが設けられている。流路遮断弁４４は、エンジンＥＣＵ３０によって駆動制御される。
【００１８】
≪実施形態の作用≫
エンジンＥが運転されると、クランクケース６内のブローバイガスがブローバイ通路４１を介して吸気マニホールド３２に負圧吸引され、吸排気ポート２１から燃焼室３に流入して混合気とともに燃焼される一方、エアクリーナ３３からの新気が新気導入通路４２を介してクランクケース６内に導入される。この際、新気導入通路４２にオリフィス４５が設けられているため、両ピストン２が同時に下降することでクランクケース６の内圧が上昇した場合においても、エアクリーナ３３側へのブローバイガスの逆流が抑制される。
【００１９】
エンジンＥＣＵ３０は、イグニッションキー５１の操作信号（ＯＦＦ信号）やエンジン回転速度Ｎｅ等に基づいてエンジンＥの運転停止条件が成立したか否かを所定の時間間隔（例えば、１０ｍｓ）をもって判定する。そして、この判定がＹｅｓとなった場合、エンジンＥＣＵ３０は、図２に示すように、流路遮断弁４４によって新気導入通路４２を閉鎖するとともに、可変動弁機構２８によって排気バルブ２４を常時（すなわち、排気行程においても）閉鎖する。
【００２０】
すると、新気導入通路４２からの新気の導入が流路遮断弁４４によって阻止され、ブローバイ通路４１からのブローバイガスの逆流も逆止弁４３によって防止されることにより、両気筒のピストン２が上昇するに連れてクランクケース６の内圧が低下する。一方、両気筒のピストン２が上昇すると、排気バルブ２４が閉鎖されているために排気が全く行われなくなり、圧縮行程および排気行程において燃焼室３の内圧が上昇する。
【００２１】
これにより、燃焼室３の内圧がクランクケース６の内圧に対して有意に大きくなり（すなわち、大きな差圧が生じ）、ピストン２は、この差圧に起因する押し下げ力に抗して上昇することになる。その結果、エンジンＥが停止直前で（エンジン回転速度Ｎｅが十分に低く）クランクシャフト１２の回転慣性が小さいことも相俟って、ピストン２が上死点に至らないクランク角度（例えば、ＢＴＤＣ６０°付近）で停止しやすくなり、エンジンＥの再始動時においてクランキングに要する時間が短くなる。
【００２２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態はクランク角位相が３６０°のＤＯＨＣ４サイクル直列２気筒ガソリンエンジンに本発明を適用したものであるが、本発明は、単気筒エンジンやＳＯＨＣエンジン、ディーゼルエンジン等にも当然に適用可能であるし、可変動弁機構も必ずしも備える必要はない。また、上記実施形態ではエンジンの運転停止時に流路遮断弁によって新気導入通路を閉鎖するようにしたが、新気導入通路の流路面積を所定量小さくするようにしてもよい。その他、ＰＣＶシステムの具体的構成や停止条件判定の具体的方法等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１      シリンダブロック（シリンダ）
２      ピストン
３      燃焼室
４      シリンダヘッド
６      クランクケース
１２    クランクシャフト
２４    排気バルブ
２８    可変動弁機構
３０    エンジンＥＣＵ（停止条件判定手段、停止位置制御装置）
３３    エアクリーナ
４１    ブローバイ通路
４２    新気導入通路
４３    逆止弁
４４    流路遮断弁（流路開閉手段）
４５    オリフィス
【図１】
2012021491.tif 000003
【図２】
2012021491.tif 000004