JP2024077777A - Internal Combustion Engine Systems - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な制御を用いることなく、簡素な構成にて迅速かつ安定的にエンジンを始動させる。【解決手段】少なくとも1つのバランスウェイトの全体の重心が回転軸線よりも下方に位置する特定クランク角において、シグナルロータの回転方向における基準部の中心は、被感知位置よりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、前記シグナルロータの回転軸線周りに前記被感知位置から45度の角度範囲内に配置されている。【選択図】図1[Problem] To start an engine quickly and stably with a simple configuration without using complex control. [Solution] At a specific crank angle where the overall center of gravity of at least one balance weight is located below the rotation axis, the center of a reference part in the rotation direction of a signal rotor is located rearward of a sensed position in the rotation direction and within an angular range of 45 degrees from the sensed position around the rotation axis of the signal rotor. [Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、内燃エンジンシステムに関する。 This disclosure relates to internal combustion engine systems.
内燃エンジンのクランク軸の端部には、前記クランク軸と一体に回転するシグナルロータが設けられている。前記シグナルロータは、その外周部において周方向に一定間隔をあけて並んだ複数の歯(突起)と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有する欠歯(隙間)と、を含む。前記シグナルロータの近傍に配置されたクランク角センサは、前記クランク軸とともに回転する前記シグナルロータの前記歯を検出してパルス信号を出力する。エンジンECUは、前記パルス信号に基づいてクランク角を把握し、前記内燃エンジンの現在の行程を判別しながら点火時期及び燃料噴射時期を決定する。 A signal rotor that rotates integrally with the crankshaft is provided at the end of the crankshaft of the internal combustion engine. The signal rotor includes a number of teeth (protrusions) arranged at regular intervals in the circumferential direction on its outer periphery, and missing teeth (gaps) that are wider in the circumferential direction than the regular intervals in a portion of the outer periphery of the signal rotor. A crank angle sensor disposed near the signal rotor detects the teeth of the signal rotor that rotates with the crankshaft and outputs a pulse signal. An engine ECU determines the crank angle based on the pulse signal, and determines the ignition timing and fuel injection timing while determining the current stroke of the internal combustion engine.
エンジン始動時に、スタータモータによってクランク軸が回転し始めてから最初の点火が行われるまでの時間が長くなると、車両発進時のフィーリングが良くない。また、パラレルハイブリッド車両の場合には、エンジン始動に遅れがあると、EV走行モードからHEV走行モードへの切替が遅れ、走行モード変更のフィーリングが良くない。 When starting the engine, if the time between when the crankshaft begins to rotate by the starter motor and when the first ignition occurs is long, the feeling when the vehicle starts moving is not good. Also, in the case of a parallel hybrid vehicle, if there is a delay in starting the engine, the switch from EV driving mode to HEV driving mode is delayed, and the feeling of changing driving modes is not good.
そこで本開示の一態様は、複雑な制御を用いることなく、簡素な構成にて迅速かつ安定的にエンジンを始動させることを目的とする。 Therefore, one aspect of the present disclosure aims to start an engine quickly and stably with a simple configuration without using complex control.
本開示の一態様に係る内燃エンジンシステムは、水平方向に延びるクランク軸と、前記クランク軸に接続された少なくとも1つのバランスウェイトと、を含み、前記少なくとも1つのバランスウェイトが前記クランク軸の回転軸線周りの周方向において不均等に配置された内燃エンジンと、クランク角センサと、前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備える。前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置である。前記少なくとも1つのバランスウェイトの全体の重心が前記回転軸線よりも下方に位置する特定クランク角において、前記シグナルロータの回転方向における前記基準部の中心は、前記被感知位置よりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、前記シグナルロータの回転軸線周りに前記被感知位置の中心から45度の角度範囲内に配置されている。 An internal combustion engine system according to one aspect of the present disclosure includes an internal combustion engine including a horizontally extending crankshaft and at least one balance weight connected to the crankshaft, the at least one balance weight being unevenly arranged in the circumferential direction around the rotation axis of the crankshaft, a crank angle sensor, and a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detection parts that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the signal rotor and are detected by the crank angle sensor, and a reference part that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and is not detected by the crank angle sensor. The position of the part of the outer periphery of the signal rotor that faces the crank angle sensor is the detection position sensed by the crank angle sensor. At a specific crank angle where the overall center of gravity of the at least one balance weight is located below the rotation axis, the center of the reference part in the rotation direction of the signal rotor is located rearward of the sensed position in the rotation direction, and is located within an angular range of 45 degrees from the center of the sensed position around the rotation axis of the signal rotor.
本開示の他の態様に係る内燃エンジンシステムは、第1気筒及び第2気筒を含む複数の気筒と、前記複数の気筒に連結されたクランク軸と、を含む内燃エンジンであって、膨張行程を不等間隔に発生させ、隣接する点火時期の間隔のうち前記第1気筒の点火時期から前記第2気筒の点火時期までの間隔が最小間隔となる内燃エンジンと、クランク角センサと、前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において前記周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備える。前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置である。前記シグナルロータの回転方向における前記基準部の中心は、前記外周部のうち前記第1気筒の前記点火時期に前記被感知位置にある点火時期部分よりも前記回転方向の前側に配置され、かつ、前記回転軸線周りに前記点火時期部分の中心から45度の角度範囲内に配置されている。 An internal combustion engine system according to another aspect of the present disclosure includes an internal combustion engine including a plurality of cylinders including a first cylinder and a second cylinder, and a crankshaft connected to the plurality of cylinders, in which expansion strokes occur at irregular intervals, and the interval between adjacent ignition timings is the shortest interval between the ignition timing of the first cylinder and the ignition timing of the second cylinder, a crank angle sensor, and a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detection parts that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the signal rotor and are detected by the crank angle sensor, and a reference part that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and is not detected by the crank angle sensor. The position of the part of the outer periphery of the signal rotor that faces the crank angle sensor is the detection position detected by the crank angle sensor. The center of the reference part in the rotational direction of the signal rotor is located forward of the ignition timing part of the outer periphery that is at the sensed position at the ignition timing of the first cylinder, and is located within an angular range of 45 degrees from the center of the ignition timing part around the rotational axis.
本開示によれば、迅速かつ安定的にエンジンを始動させることができる。 This disclosure allows the engine to be started quickly and stably.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る内燃エンジンシステム1のブロック図である。図1に示すように、内燃エンジンシステム1は、内燃エンジン2、クランク角センサ3、シグナルロータ4、電気モータ5、及び、コントローラ6を備える。内燃エンジンシステム1は、自動二輪車、自動三輪車、オフロード四輪車等のような乗物に走行駆動源として搭載される。
First Embodiment
Fig. 1 is a block diagram of an internal
内燃エンジン2は、例えば、単気筒エンジンである。内燃エンジン2は、気筒10を有する。気筒10には、ピストン11が往復動可能に収容されている。ピストン11は、コンロッド12、クランクピン13及びクランクアーム14を介して、クランク軸15に接続されている。クランク軸15は、水平方向に延びている。クランク軸15には、バランスウェイト16が接続されている。バランスウェイト16は、クランク軸15の回転軸線X周りの周方向において不均等に配置されている。バランスウェイト16の全体の重心Gは、回転軸線Xからずれた位置にある。
The
内燃エンジン2は、例えば4ストロークエンジンである。気筒10内には、ピストン11の上側に燃焼室17が画定されている。内燃エンジン2は、燃焼室17と連通する吸気ポート18と、燃焼室17に連通する排気ポート19と、を有する。吸気ポート18には、吸気弁20が配置され、排気ポート19には排気弁21が配置されている。吸気ポート18には、その吸気通路に燃料を噴射する燃料インジェクタ22が設けられている。吸気ポート18には、その吸気通路を流れる吸気の圧力を検出する吸気圧センサ23が設けられている。内燃エンジン2には、燃焼室17の混合気を着火するための点火プラグ24が設けられている。
The
クランク軸15の端部には、シグナルロータ4が固定されている。クランク角センサ3は、回転軸線Xに直交する方向からシグナルロータ4に対向している。クランク角センサ3及びシグナルロータ4の詳細については、後述する。電気モータ5は、クランク軸15を駆動可能なようにクランク軸15に機械的に接続されている。電気モータ5の駆動軸は、ギヤ機構、ベルト・プーリー機構、又は、チェーン・スプロケット機構を介してクランク軸15に接続されている。
A
コントローラ6は、内燃エンジン2及び電気モータ5を制御する。コントローラ6は、プロセッサ31、システムメモリ32及びストレージメモリ33を含む。プロセッサ31は、例えば、中央演算処理装置である。システムメモリ32は、例えば、RAMである。ストレージメモリ33は、コンピュータ可読媒体の例であり、非一時的で有形な媒体である。ストレージメモリ33は、ROMを含み得る。ストレージメモリ33は、ハードディスク、フラッシュメモリ又はそれらの組合せを含み得る。ストレージメモリ33は、プログラムを記憶している。システムメモリ32に読み出された当該プログラムをプロセッサ31が実行する構成は、処理回路の一例である。
The
コントローラ6は、クランク角センサ3で検出されるクランク角と、吸気圧センサ23で検出される吸気圧とに基づいて、内燃エンジン2の運転中の行程(吸気・圧縮・膨張・排気)を判定する。吸気圧は、行程ごとの燃焼室17の状態によって変化する物理量の例である。コントローラ6は、その判定された行程に基づいて、燃料インジェクタ22及び点火プラグ24の動作時期を制御する。
The
図2は、図1のシグナルロータ4及びクランク角センサ3の拡大図である。図2に示すように、シグナルロータ4は、クランク軸15の回転軸線X周りにクランク軸15と一体的に回転するようにクランク軸15に固定されている。シグナルロータ4の外周部は、その周方向Cに一定間隔をあけて並んだ複数の被検出部4aと、前記一定間隔よりも周方向Cに広い幅を有する基準部4bと、を含む。被検出部4aは、クランク角センサ3の検出部3aによって検出される部分である。基準部4bは、前記一定間隔よりも周方向Cに広い幅を有する。基準部4bは、クランク角センサ3によって検出されない部分である。
Figure 2 is an enlarged view of the
例えば、クランク角センサ3は、電磁ピックアップセンサであり、シグナルロータ4は、金属からなる。被検出部4aは、シグナルロータ4の外周部から径方向外方に突出した突起(歯)である。互いに隣接する2つの被検出部4aの間の隙間4cは、クランク角センサ3の検出部3aによって検出されない部分である。基準部4bの周方向Cの幅は、隙間4cの周方向Cの幅よりも大きい。具体的には、基準部4bは、シグナルロータ4の外周部の全周にわたって周方向Cに等間隔をあけて並んだ複数の突起のうち1つを欠落させてなる幅広の隙間(欠歯)である。
For example, the
シグナルロータ4の外周部のうちクランク角センサ3の検出部3aに対向する部分の位置は、クランク角センサ3に感知される被感知位置Pである。隙間4cの周方向Cの幅と基準部4bの周方向Cの幅とが互いに違うことにより、コントローラ6は、クランク角センサ3の検出信号に基づいて、隙間4cとは区別して基準部4bを認識できる。コントローラ6は、基準部4bが被感知位置Pにあることを認識することで、クランク角の基点角度を検出する。コントローラ6は、基準部4bの検出後に検出される被検出部4aをカウントすることで、基点角度からの角変位量を算出する。
The position of the portion of the outer periphery of the
図3は、図1の内燃エンジン2(単気筒)の行程とシグナルロータ4との対応関係を示す遷移図である。図3に示すように、内燃エンジン2は、排気・吸気・圧縮・膨張の各行程からなるサイクルを繰り返す。図3の例では、「(1)排気」から「(8)吸気」までのクランク角範囲におけるバランスウェイト16の姿勢と、「(9)圧縮」から「(16)膨張」までのクランク角範囲におけるバランスウェイト16の姿勢とは、互いに同じになる。特に、「(3)排気」から「(5)吸気」までのクランク角範囲、及び、「(11)圧縮」から「(13)膨張」までのクランク角範囲は、バランスウェイト16の重心Gがクランク軸15の回転軸線Xよりも下方に位置する範囲である。このクランク角範囲を特定クランク角範囲と称し、その特定クランク角範囲における1つのクランク角を特定クランク角と称することとする。
Figure 3 is a transition diagram showing the correspondence between the strokes of the internal combustion engine 2 (single cylinder) in Figure 1 and the
特定クランク角範囲のうち少なくとも1つの特定クランク角において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pよりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、回転軸線X周りの周方向Cにおいて被感知位置Pの中心から45度の角度範囲内に配置されている。ここで、「被感知位置Pよりも回転方向の後側」とは、被感知位置Pの中心を基準としてシグナルロータ4の回転逆方向における180度の範囲内の角度領域を意味する。図3の例では、特定クランク角範囲の全域において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pよりも前記回転方向の後側に配置されている。
At least one specific crank angle in the specific crank angle range, the center of the
内燃エンジン2の始動時の点火時期においてシグナルロータ4の外周部のうち被感知位置Pにある部分を点火時期部分4dと称する。シグナルロータ4の基準部4bは、シグナルロータ4の外周部のうち点火時期部分4dとは異なる部分に配置されている。内燃エンジン2において運転状況により点火時期が変わる場合には、シグナルロータ4の基準部4bは、シグナルロータ4の外周部のうち点火時期となり得る各時期に被感知位置Pに存在する各部分と異なる部分に配置されると好ましい。
The portion of the outer periphery of the
バランスウェイト16は回転軸線X周りの周方向Cにおいて不均等に配置されているため、バランスウェイト16の全体の重心Gが回転軸線Xよりも下方に位置する状態で内燃エンジン2が停止する可能性が高い(図3の二点鎖線で囲まれた各状態)。本実施形態では、シグナルロータ4の基準部4bを前述したように配置しているため、内燃エンジン2の始動時には、クランク角センサ3によってシグナルロータ4の基準部4bが速やか検出される。よって、内燃エンジン2の始動時に、コントローラ6は現在のクランク角を速やかに把握でき、迅速かつ安定的に内燃エンジン2に始動させることができる。
Because the
コントローラ6は、稼働していた内燃エンジン2が停止するときに、内燃エンジン2のクランク角が前記特定クランク角になるように電気モータ5を制御してもよい。即ち、コントローラ6は、内燃エンジン2が停止するときに、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心が被感知位置Pよりも回転方向の後側に配置され且つ被感知位置Pの中心から45度の角度範囲内に配置されるように、電気モータ5を制御してもよい。そうすれば、内燃エンジン2の始動時に、クランク角センサ3によってシグナルロータ4の基準部4bが速やか検出される可能性を更に高めることができる。
The
なお、シグナルロータ4の基準部4bの配置は、気筒10の向きにかかわらずバランスウェイト16の姿勢を参照して決定されるため、気筒10は鉛直方向に延びて配置されていなくてもよい。例えば、気筒10は、鉛直方向に対して斜めに延びていてもよいし、水平に延びていてもよい。
The position of the
図4は、図3のシグナルロータ4における基準部4bの別の配置例を示す図である。図4の例では、「(12)圧縮」のときに点火が行われる。内燃エンジン2の始動時の点火時期に対応する点火クランク角において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pよりも前記回転方向の前側に配置されている。ここで、「被感知位置Pよりも回転方向の前側」とは、被感知位置Pを基準としてシグナルロータ4の回転方向すなわち回転順方向における180度の範囲内の角度領域を意味する。そして、前記点火クランク角において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、回転軸線X周りの周方向Cにおける被感知位置Pの中心から45度の角度範囲内に配置されている。
Figure 4 is a diagram showing another example of the arrangement of the
この構成によれば、クランク角センサ3がシグナルロータ4の基準部4bを検出してから速やかに点火時期が到来する。よって、内燃エンジン2の始動時に短時間で点火時期が到来し、迅速に内燃エンジン2を始動させることができる。
With this configuration, the ignition timing arrives promptly after the
なお、図4の例では、特定クランク角範囲のうち少なくとも1つの特定クランク角において(例えば、「(3)排気」及び「(11)圧縮」)、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pよりも回転方向の後側に配置され、かつ、被感知位置Pの中心から45度の角度範囲内に配置されている。
In the example of FIG. 4, at least one specific crank angle in the specific crank angle range (for example, "(3) exhaust" and "(11) compression"), the center of the
また、シグナルロータ4の基準部4bの配置は、回転軸線X周りに不均等に配置されたバランスウェイト16の姿勢を参照して決定されるため、気筒の数は1又は2に限られない。全体としてバランスウェイト16が回転軸線X周りに不均等に配置されるものであれば、気筒の数は3以上であってもよい。
In addition, since the position of the
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る内燃エンジン102(360度クランクの二気筒)の模式図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図5に示すように、内燃エンジン102は、360度クランクの二気筒エンジンである。即ち、第1気筒10Aにおけるクランク軸15周りのクランクピン13の配置角度と、第2気筒10Bにおけるクランク軸15周りのクランクピン13の配置角度とは、互いに同じである。第1気筒10A及び第2気筒10Bは、クランク角において互いに360度ずらして行程を実施してもよいし、同時に同じ行程を実施してもよい。
Second Embodiment
FIG. 5 is a schematic diagram of an internal combustion engine 102 (two-cylinder with a 360-degree crank) according to the second embodiment. The same reference numerals are used to designate the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, the
図6Aは、図5の内燃エンジン102(360度クランクの二気筒)の行程とシグナルロータ4との対応関係を示す遷移図である。図6Bは、図6Aの続きを示す模式図である。図6A及びBに示すように、360度クランクの二気筒エンジン102の場合も、基本的な考え方は単気筒エンジン2の場合と同じである。第1気筒10A及び第2気筒10Bは、クランク角において互いに360度ずらして行程を実施する。図6A及びBの例では、第1気筒10Aの「(1)排気」から「(12)膨張」までのクランク角範囲と、第2気筒10Bの「(1)圧縮」から「(12)吸気」までのクランク角範囲とは、互いに同じである。
Figure 6A is a transition diagram showing the correspondence between the strokes of the internal combustion engine 102 (two-cylinder with a 360-degree crank) in Figure 5 and the
第1気筒10Aの「(2)排気」から「(4)吸気」までの範囲であり且つ第2気筒10Bの「(2)圧縮」から「(4)膨張」までの範囲である第1クランク角範囲と、第1気筒10Aの「(8)圧縮」から「(10)膨張」までの範囲であり且つ第2気筒10Bの「(8)排気」から「(10)吸気」までの範囲である第2クランク角範囲とでは、バランスウェイト16の全体の重心Gがクランク軸15の回転軸線Xよりも下方に位置する。前記第1クランク角範囲及び前記第2クランク角範囲を特定クランク角範囲と称し、前記特定クランク角範囲における1つのクランク角を特定クランク角と称する。
In the first crank angle range, which is the range from "(2) Exhaust" to "(4) Intake" of the
特定クランク角範囲のうち少なくとも1つの特定クランク角において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pよりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、回転軸線X周りの周方向Cにおいて被感知位置Pの中心から45度の角度範囲内に配置されている。図6A及びBの例では、特定クランク角範囲の全域において、シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、被感知位置Pの中心よりも前記回転方向の後側に配置されている。
At least one specific crank angle in the specific crank angle range, the center of the
バランスウェイト16は回転軸線X周りの周方向Cにおいて不均等に配置されているため、バランスウェイト16の全体の重心Gが回転軸線Xよりも下方に位置する状態で内燃エンジン102が停止する可能性が高い(図6A及びBの二点鎖線で囲まれた各状態)。本実施形態では、シグナルロータ4の基準部4bを前述したように配置しているため、内燃エンジン102の始動時には、クランク角センサ3によってシグナルロータ4の基準部4bが速やか検出される。よって、内燃エンジン102の始動時に、コントローラ6は現在のクランク角を速やかに把握でき、迅速かつ安定的に内燃エンジン2に始動させることができる。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
Because the
(第3実施形態)
図7Aは、第3実施形態に係る内燃エンジン202(不等間隔爆発エンジン)の行程とシグナルロータ4との対応関係を示す遷移図である。図7Bは、図7Aの続きを示す模式図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図7A及びBに示すように、内燃エンジン202は、不等間隔爆発エンジンである。即ち、内燃エンジン202は、第1気筒10C及び第2気筒10Dの全体において膨張行程(爆発行程)を不等間隔に発生させる。本実施形態では、隣接する点火時期の間隔のうち第1気筒10Cの点火時期から第2気筒10Dの点火時期までの間隔が最小間隔となっている。即ち、第1気筒10Cの点火時期から第2気筒10Dの点火時期までの間隔は、第2気筒10Dの点火時期から第1気筒10Cの点火時期までの間隔よりも小さい。
Third Embodiment
FIG. 7A is a transition diagram showing the correspondence between the strokes of the internal combustion engine 202 (unequal-interval explosion engine) according to the third embodiment and the
シグナルロータ4の回転方向における基準部4bの中心は、エンジン始動時の点火時期部分4dよりも回転方向の前側に配置され、かつ、シグナルロータ4の回転軸線X周りに点火時期部分4dから45度の角度範囲内に配置されている。ここで、「点火時期部分4dよりも回転方向の前側」とは、点火時期部分4dの中心を基準としてシグナルロータ4の回転方向すなわち回転順方向における180度の範囲内の角度領域を意味する。
The center of the
これにより、クランク角センサ3がシグナルロータ4の基準部4bを検出した後に短時間で第1気筒10Cの点火時期が到来し、その後に短時間で第2気筒10Dの点火時期が到来する。よって、迅速かつ安定的に内燃エンジン202を始動させることができる。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
As a result, the ignition timing of the
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。例えば、1つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれる。 As described above, the above embodiment has been described as an example of the technology disclosed in this application. However, the technology in this disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which modifications, substitutions, additions, omissions, etc. are made as appropriate. In addition, it is also possible to combine the components described in the above embodiment to create a new embodiment. For example, a portion of the configuration or method in one embodiment may be applied to another embodiment, and a portion of the configuration in an embodiment can be separated from the other configurations in that embodiment and arbitrarily extracted. In addition, the components described in the attached drawings and detailed description include not only components essential for solving the problem, but also components that are not essential for solving the problem in order to illustrate the technology.
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、従来の回路、及び/又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット若しくは手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、又は、列挙された機能を実行するようにプログラム若しくは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段若しくはユニットは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェア及び/又はプロセッサの構成に使用される。 The functions of the elements disclosed herein can be performed using circuits or processing circuits, including general purpose processors, special purpose processors, integrated circuits, ASICs (Application Specific Integrated Circuits), conventional circuits, and/or combinations thereof, configured or programmed to perform the disclosed functions. Processors are considered processing circuits or circuits because they include transistors and other circuits. In this disclosure, a circuit, unit, or means is hardware that performs the recited functions or hardware that is programmed to perform the recited functions. The hardware may be hardware disclosed herein or other known hardware that is programmed or configured to perform the recited functions. When the hardware is a processor, which is considered a type of circuit, the circuit, means, or unit is a combination of hardware and software, and the software is used to configure the hardware and/or the processor.
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。 Each of the following sections discloses a preferred embodiment.
[項目1]
水平方向に延びるクランク軸と、前記クランク軸に接続された少なくとも1つのバランスウェイトと、を含み、前記少なくとも1つのバランスウェイトが前記クランク軸の回転軸線周りの周方向において不均等に配置された内燃エンジンと、
クランク角センサと、
前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備え、
前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置であり、
前記少なくとも1つのバランスウェイトの全体の重心が前記回転軸線よりも下方に位置する特定クランク角において、前記シグナルロータの回転方向における前記基準部の中心は、前記被感知位置よりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、前記シグナルロータの回転軸線周りに前記被感知位置の中心から45度の角度範囲内に配置されている、内燃エンジンシステム。
[Item 1]
an internal combustion engine including a crankshaft extending in a horizontal direction and at least one balance weight connected to the crankshaft, the at least one balance weight being unevenly disposed in a circumferential direction around a rotation axis of the crankshaft;
A crank angle sensor;
a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detectable portions that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on an outer periphery of the signal rotor and that are detected by the crank angle sensor, and a reference portion that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and that is not detected by the crank angle sensor,
a position of a portion of the outer circumferential portion of the signal rotor that faces the crank angle sensor is a sensed position that is sensed by the crank angle sensor,
An internal combustion engine system, wherein at a specific crank angle where the overall center of gravity of the at least one balance weight is located below the rotational axis, the center of the reference part in the rotational direction of the signal rotor is located rearward of the sensed position in the rotational direction and is located within an angular range of 45 degrees from the center of the sensed position around the rotational axis of the signal rotor.
この構成によれば、少なくとも1つのバランスウェイトが回転軸線周りの周方向において不均等に配置されているため、バランスウェイトの全体の重心が回転軸線よりも下方に位置する特定クランク角で内燃エンジンが停止する可能性が高い。そして、シグナルロータの基準部の回転方向の中心は、特定クランク角において、被感知位置よりも回転方向の後側に配置され且つ被感知位置から回転軸線周りに45度の角度範囲内に配置されている。そのため、エンジン始動時には、クランク角センサによってシグナルロータの基準部が速やか検出される。よって、エンジン始動時に現在のクランク角が速やかに把握され、迅速かつ安定的にエンジンを始動させることができる。 With this configuration, at least one balance weight is unevenly positioned in the circumferential direction around the rotation axis, so that the internal combustion engine is likely to stop at a specific crank angle where the center of gravity of the balance weight as a whole is located below the rotation axis. The center of the rotation direction of the reference part of the signal rotor is located rearward of the sensed position in the rotation direction at the specific crank angle and within an angular range of 45 degrees around the rotation axis from the sensed position. Therefore, when the engine is started, the reference part of the signal rotor is quickly detected by the crank angle sensor. Therefore, the current crank angle is quickly determined when the engine is started, and the engine can be started quickly and stably.
[項目2]
前記内燃エンジンの始動時の点火時期に対応する点火クランク角において、前記シグナルロータの前記回転方向における前記基準部の中心は、前記被感知位置よりも前記回転方向の前側に配置され、かつ、前記被感知位置の中心から前記回転軸線周りに45度の角度範囲内に配置されている、項目1に記載の内燃エンジンシステム。
[Item 2]
2. The internal combustion engine system according to
この構成によれば、クランク角センサがシグナルロータの基準部を検出してから速やかに点火時期が到来する。よって、エンジン始動時に短時間で点火時期が到来し、迅速にエンジンを始動させることができる。 With this configuration, the ignition timing occurs quickly after the crank angle sensor detects the reference portion of the signal rotor. Therefore, when the engine is started, the ignition timing occurs in a short time, allowing the engine to start quickly.
[項目3]
前記内燃エンジンは、単気筒エンジン、又は、360度クランクの二気筒エンジンである、項目1又は2に記載の内燃エンジンシステム。
[Item 3]
3. The internal combustion engine system according to
この構成によれば、少なくとも1つのバランスウェイトが回転軸線周りの周方向において不均等に配置されるエンジンにおいて、シグナルロータの基準部の適切な配置によって迅速なエンジン始動を実現できる。 With this configuration, in an engine in which at least one balance weight is unevenly positioned in the circumferential direction around the rotation axis, proper positioning of the reference portion of the signal rotor allows for rapid engine start-up.
[項目4]
前記クランク軸に接続可能な電気モータと、
前記内燃エンジン及び前記電気モータを制御する処理回路と、を更に備え、
前記処理回路は、前記内燃エンジンが停止するときに前記内燃エンジンのクランク角が前記特定クランク角になるように前記電気モータを制御する、項目1乃至3のいずれか1項に記載の内燃エンジンシステム。
[Item 4]
an electric motor connectable to the crankshaft;
a processing circuit for controlling the internal combustion engine and the electric motor;
4. The internal combustion engine system according to any one of
この構成によれば、エンジン始動時にクランク角センサによってシグナルロータの基準部が速やか検出される可能性を更に高めることができる。 This configuration further increases the likelihood that the reference portion of the signal rotor will be quickly detected by the crank angle sensor when the engine is started.
[項目5]
第1気筒及び第2気筒を含む複数の気筒と、前記複数の気筒に連結されたクランク軸と、を含む内燃エンジンであって、膨張行程を不等間隔に発生させ、隣接する点火時期の間隔のうち前記第1気筒の点火時期から前記第2気筒の点火時期までの間隔が最小間隔となる内燃エンジンと、
クランク角センサと、
前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備え、
前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置であり、
前記シグナルロータの前記回転方向における前記基準部の中心は、前記外周部のうち前記第1気筒の前記点火時期に前記被感知位置にある点火時期部分よりも前記回転方向の前側に配置され、かつ、前記シグナルロータの回転軸線周りに前記点火時期部分の中心から45度の角度範囲内に配置されている、内燃エンジンシステム。
[Item 5]
An internal combustion engine including a plurality of cylinders including a first cylinder and a second cylinder, and a crankshaft connected to the plurality of cylinders, wherein expansion strokes are generated at irregular intervals, and among intervals between adjacent ignition timings, an interval between the ignition timing of the first cylinder and the ignition timing of the second cylinder is a minimum interval;
A crank angle sensor;
a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detectable portions that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on an outer periphery of the signal rotor and that are detected by the crank angle sensor, and a reference portion that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and that is not detected by the crank angle sensor,
a position of a portion of the outer circumferential portion of the signal rotor that faces the crank angle sensor is a sensed position that is sensed by the crank angle sensor,
an internal combustion engine system, wherein the center of the reference portion in the rotational direction of the signal rotor is positioned forward in the rotational direction of an ignition timing portion of the outer circumferential portion that is at the sensed position at the ignition timing of the first cylinder, and is positioned within an angular range of 45 degrees from the center of the ignition timing portion around the rotational axis of the signal rotor.
この構成によれば、クランク角センサがシグナルロータの基準部を検出した後に短時間で第1気筒の点火時期が到来し、その後に短時間で第2気筒の点火時期が到来する。よって、迅速かつ安定的にエンジンを始動させることができる。 With this configuration, the ignition timing for the first cylinder arrives a short time after the crank angle sensor detects the reference portion of the signal rotor, and the ignition timing for the second cylinder arrives a short time after that. This allows the engine to start quickly and stably.
1 内燃エンジンシステム
2,102,202 内燃エンジン
3 クランク角センサ
4 シグナルロータ
4a 被検出部
4b 基準部
4d 点火時期部分
5 電気モータ
6 コントローラ
10 気筒
10C 第1気筒
10D 第2気筒
15 クランク軸
16 バランスウェイト
G 重心
P 被感知位置
X 回転軸線
REFERENCE SIGNS LIST 1 Internal
Claims (5)
クランク角センサと、
前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において前記周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備え、
前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置であり、
前記少なくとも1つのバランスウェイトの全体の重心が前記回転軸線よりも下方に位置する特定クランク角において、前記シグナルロータの回転方向における前記基準部の中心は、前記被感知位置よりも前記回転方向の後側に配置され、かつ、前記回転軸線周りに前記被感知位置の中心から45度の角度範囲内に配置されている、内燃エンジンシステム。 an internal combustion engine including a crankshaft extending in a horizontal direction and at least one balance weight connected to the crankshaft, the at least one balance weight being unevenly disposed in a circumferential direction around a rotation axis of the crankshaft;
A crank angle sensor;
a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detectable portions that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on an outer periphery of the signal rotor and that are detected by the crank angle sensor, and a reference portion that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and that is not detected by the crank angle sensor,
a position of a portion of the outer circumferential portion of the signal rotor that faces the crank angle sensor is a sensed position that is sensed by the crank angle sensor,
An internal combustion engine system, wherein at a specific crank angle where the overall center of gravity of the at least one balance weight is located below the rotational axis, the center of the reference part in the rotational direction of the signal rotor is located rearward of the sensed position in the rotational direction and is located within an angular range of 45 degrees around the rotational axis from the center of the sensed position.
前記内燃エンジン及び前記電気モータを制御する処理回路と、を更に備え、
前記処理回路は、前記内燃エンジンが停止するときに前記内燃エンジンのクランク角が前記特定クランク角になるように前記電気モータを制御する、請求項1又は2に記載の内燃エンジンシステム。 an electric motor connectable to the crankshaft;
a processing circuit for controlling the internal combustion engine and the electric motor;
3. The internal combustion engine system according to claim 1, wherein the processing circuit controls the electric motor so that a crank angle of the internal combustion engine is at the specific crank angle when the internal combustion engine is stopped.
クランク角センサと、
前記クランク軸に連動して回転するシグナルロータであって、前記シグナルロータの外周部において周方向に一定間隔をあけて並び且つ前記クランク角センサに検出される複数の被検出部と、前記シグナルロータの前記外周部の一部において前記一定間隔よりも前記周方向に広い幅を有し且つ前記クランク角センサに検出されない基準部と、を含むシグナルロータと、を備え、
前記シグナルロータの前記外周部のうち前記クランク角センサに対向する部分の位置が、前記クランク角センサに感知される被感知位置であり、
前記シグナルロータの回転方向における前記基準部の中心は、前記外周部のうち前記第1気筒の前記点火時期に前記被感知位置にある点火時期部分よりも前記回転方向の前側に配置され、かつ、前記シグナルロータの回転軸線周りに前記点火時期部分の中心から45度の角度範囲内に配置されている、内燃エンジンシステム。
An internal combustion engine including a plurality of cylinders including a first cylinder and a second cylinder, and a crankshaft connected to the plurality of cylinders, wherein expansion strokes are generated at irregular intervals, and among intervals between adjacent ignition timings, an interval between the ignition timing of the first cylinder and the ignition timing of the second cylinder is a minimum interval;
A crank angle sensor;
a signal rotor that rotates in conjunction with the crankshaft, the signal rotor including a plurality of detectable portions that are arranged at regular intervals in the circumferential direction on an outer periphery of the signal rotor and that are detected by the crank angle sensor, and a reference portion that has a width in the circumferential direction wider than the regular intervals in a part of the outer periphery of the signal rotor and that is not detected by the crank angle sensor,
a position of a portion of the outer circumferential portion of the signal rotor that faces the crank angle sensor is a sensed position that is sensed by the crank angle sensor,
an internal combustion engine system, wherein the center of the reference portion in the rotational direction of the signal rotor is positioned forward in the rotational direction of an ignition timing portion of the outer circumferential portion that is at the sensed position at the ignition timing of the first cylinder, and is positioned within an angular range of 45 degrees from the center of the ignition timing portion around the rotational axis of the signal rotor.
Priority Applications (1)
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JP2022189920A JP2024077777A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Internal Combustion Engine Systems |
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JP2022189920A JP2024077777A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Internal Combustion Engine Systems |
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Family Applications (1)
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JP2022189920A Pending JP2024077777A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Internal Combustion Engine Systems |
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Country | Link |
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2022
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