JP2011085078A - Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system - Google Patents
Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011085078A JP2011085078A JP2009238810A JP2009238810A JP2011085078A JP 2011085078 A JP2011085078 A JP 2011085078A JP 2009238810 A JP2009238810 A JP 2009238810A JP 2009238810 A JP2009238810 A JP 2009238810A JP 2011085078 A JP2011085078 A JP 2011085078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- valve
- control
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
- F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
- F01L13/0026—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0261—Controlling the valve overlap
- F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
- F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
- F01L2001/34483—Phaser return springs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、多気筒内燃機関の主として再始動性を良好にすることができる制御装置及び制御システムに関する。 The present invention relates to a control device and a control system capable of mainly improving restartability of a multi-cylinder internal combustion engine.
従来の内燃機関の制御装置としては、例えば、以下の特許文献1に記載されているものが知られている。
As a conventional control device for an internal combustion engine, for example, one described in
概略を説明すれば、この制御装置は、可変動弁機構としての吸気弁のバルブリフト量と作動角を連続的に変更可能なリフト変更機構と、吸気弁のリフト・作動角の中心位相を進角側及び遅角側へ変更可能な位相変更機構とを制御するようになっている。 In brief, this control device advances the center phase of the lift / operating angle of the intake valve and the lift changing mechanism that can continuously change the valve lift amount and operating angle of the intake valve as a variable valve mechanism. A phase change mechanism capable of changing to the angle side and the retard side is controlled.
そして、クランクシャフトに連動して吸気駆動軸が回転すると、前記リフト変更機構を介して揺動カムが揺動し、この揺動カムと吸気弁との間に、油圧を利用して前記揺動カムとの隙間を零方向にする油圧ラッシアジャスタが介装されている。機関停止状態で、前記油圧ラッシアジャスタが適用される全ての気筒の吸気弁のバルブリフト量がほぼ零である全気筒零リフト状態となるように、吸気弁のバルブリフト特性を設定するようになっている。 When the intake drive shaft rotates in conjunction with the crankshaft, the swing cam swings via the lift changing mechanism, and the swing cam is made between the swing cam and the intake valve using hydraulic pressure. A hydraulic lash adjuster is installed to make the gap with the cam zero. The valve lift characteristics of the intake valves are set so that the all-cylinder zero lift state in which the valve lift amounts of the intake valves of all the cylinders to which the hydraulic lash adjuster is applied is almost zero when the engine is stopped. ing.
すなわち、4気筒内燃機関のクランクシャフトの回転停止位置が圧縮行程でのピストン上死点(TDC)と下死点(BDC)の中間付近であることに着目して、そのクランクシャフトの回転停止位置を全気筒の吸気弁を実質的に零リフト状態になるように設定しているのである。 That is, paying attention to the fact that the rotation stop position of the crankshaft of the four-cylinder internal combustion engine is near the middle of the piston top dead center (TDC) and bottom dead center (BDC) in the compression stroke, the rotation stop position of the crankshaft Is set so that the intake valves of all the cylinders are substantially in a zero lift state.
これによって、機関停止状態で、全気筒の前記油圧ラッシアジャスタが作動油のリークによって縮小するのを防止して、気筒間のバルブリフト量のばらつきなどを解消されて良好な再始動性を得るようになっている。
しかしながら、前記従来の制御装置にあっては、前述のように、クランクシャフトの回転停止位置が圧縮行程のTDCとBDCの中間付近であることを前提とし、全気筒の吸気弁を実質的に零リフト状態となるように吸気弁の開閉時期(バルブタイミング)を設定していることから、吸気弁のピークリフト位相は、特許文献1の図8及び図9にも示すように、TDCあるいはBDC付近になってしまう。したがって、クランキング時に、前記位相変更機構を大きく作動させる必要があるが、この位相変更機構は極低回転では作動応答性が悪く機関の初爆までの時間が掛かってしまう。この結果、良好な再始動性が得られない。 However, in the conventional control device, as described above, it is assumed that the rotation stop position of the crankshaft is in the vicinity of the middle of the compression stroke TDC and BDC. Since the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve is set so as to be in the lift state, the peak lift phase of the intake valve is in the vicinity of TDC or BDC as shown in FIGS. Become. Therefore, it is necessary to largely operate the phase changing mechanism at the time of cranking, but this phase changing mechanism has poor operation response at extremely low rotation speed, and takes time until the first explosion of the engine. As a result, good restartability cannot be obtained.
本発明は、前記従来の制御装置の技術的課題に鑑みて案出したもので、クランキング回転に先立ち、機関弁の状態に応じた吸気弁のリフト特性となるように制御することによって良好な再始動性を得ることを目的としている。 The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional control device, and is good by controlling the lift characteristics of the intake valve in accordance with the state of the engine valve prior to cranking rotation. The purpose is to obtain restartability.
請求項1に記載の発明は、とりわけ、内燃機関が停止する際に、可変動弁装置によって全気筒の吸気弁が非リフト状態となる閉弁期間が生じる状態に制御すると共に、クランク位置変更機構によってクランクシャフトの停止位置が前記閉弁期間となるように制御し、前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記可変動弁装置を機関の状態に応じた吸気弁の始動リフト特性となるように制御することを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, in particular, when the internal combustion engine is stopped, the variable valve device controls the valve closing period in which the intake valves of all the cylinders are in the non-lift state, and the crank position changing mechanism. The crankshaft is controlled so that the stop position of the crankshaft is within the valve closing period, and when the internal combustion engine is restarted, the variable valve device is set to a start lift characteristic of the intake valve in accordance with the state of the engine prior to cranking rotation. It is characterized by controlling to become.
請求項2に記載の発明は、内燃機関が停止する際に、可変動弁装置とクランク位置変更機構によって制御軸にバルブスプリングからのばね荷重が作用しないように制御し、前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記制御軸の位置を始動に適した位置となるように制御することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, when the internal combustion engine is stopped, the variable valve device and the crank position changing mechanism are controlled so that the spring load from the valve spring does not act on the control shaft, and the internal combustion engine is restarted. In some cases, prior to cranking rotation, the position of the control shaft is controlled to be a position suitable for starting.
請求項3に記載の発明は、内燃機関の制御システムに関し、内燃機関が停止する際に、可変動弁装置によって全気筒の吸気弁が非リフト状態となる閉弁期間が生じる状態に制御すると共に、前記クランク位置変更機構によってクランクシャフトの回転停止位置が前記閉弁期間となるように制御し、前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記可変動弁装置を機関の状態に応じた吸気弁の始動リフト特性に向けて制御することを特徴としている。
The invention according to
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
〔第1実施形態〕
第1実施形態は、ガソリン仕様のいわゆる4サイクルの4気筒内燃機関で吸気弁側に適用したものを示している。
Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The first embodiment shows a so-called four-cycle four-cylinder internal combustion engine of gasoline specification applied to the intake valve side.
まず、本発明における内燃機関全体の構成を、図1に基づいて概略を説明すると、この内燃機関は、いわゆるアイドリングストップが可能になっており、また、いわゆるハイブリット車両も含めて適用できるものである。 First, the overall configuration of the internal combustion engine according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1. The internal combustion engine can be applied to a so-called idling stop and can be applied to a so-called hybrid vehicle. .
シリンダブロックSB内に形成されたシリンダボア内に上下摺動自在に設けられたピストン01と、シリンダヘッドSHの内部にそれぞれ形成された吸気ポートIP及び排気ポートEPと、該シリンダヘッドSHに摺動自在に設けられて前記吸、排気ポートIP,EPの開口端を開閉する一気筒当たりそれぞれ一対の吸気弁4,4及び排気弁08,08と、を備えている。
Piston 01 provided in a cylinder bore formed in the cylinder block SB so as to be slidable up and down, an intake port IP and an exhaust port EP formed in the cylinder head SH, and slidable in the cylinder head SH. Are provided with a pair of intake valves 4, 4 and
前記ピストン01は、クランクシャフト02にコンロッド03を介して連結されていると共に、冠面とシリンダヘッドSHの下面との間に燃焼室04を形成している。
The
前記吸気ポートIPに接続された吸気管Iの吸気マニホルドIaの上流側の内部には、吸入空気量を制御するスロットルバルブSVが設けられていると共に、下流側に図外の燃料噴射弁が設けられている。また、前記シリンダヘッドSHのほぼ中央には、点火栓05が設けられている。
A throttle valve SV for controlling the intake air amount is provided in the upstream side of the intake manifold Ia of the intake pipe I connected to the intake port IP, and a fuel injection valve (not shown) is provided on the downstream side. It has been. In addition, a
前記クランクシャフト02は、外周のリングギア09がピニオンギア機構06のギアに常時噛み合っており、このピニオンギア機構06は、電動モータ07によって回転駆動され、これによって、前記クランクシャフト02がクランキングを開始されると共に、回転位置が制御されるようになっている。つまり、この電動モータ07とピニオンギア機構06がクランク位置変更機構の一部を構成している。
In the
前記各吸気弁4,4は、それぞれバルブスプリング5,5を介して前記各吸気ポートIPの開口端を閉止する方向に付勢されている。
The intake valves 4 and 4 are biased in the direction of closing the open ends of the intake ports IP via
また、この内燃機関は、図1及び図2に示すように、可変動弁装置として、両吸気弁4,4のバルブリフト及び開弁期間(作動角)を制御するリフト可変機構である吸気VEL1と、吸気弁4,4の開閉時期、つまりピークリフトの中心位相を変更制御するリフト位相可変機構である吸気VTC2とから構成されている。なお、この実施例では、排気弁08,08側では排気VTCなどが存在せずに、その開閉時期が固定的なものになっている。
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, this internal combustion engine is an intake valve VEL1 that is a variable lift mechanism that controls the valve lift and valve opening period (operating angle) of both intake valves 4, 4 as a variable valve operating device. And intake air VTC2 which is a lift phase variable mechanism for changing and controlling the opening / closing timing of the intake valves 4 and 4, that is, the center phase of the peak lift. In this embodiment, there is no exhaust VTC or the like on the
前記吸気VEL1は、本出願人が先に出願した例えば特開2003−172112号公報などに記載されたものと同様の構成であるから、簡単に説明すると、図2、図3に示すように、シリンダヘッドSHの上部の軸受に回転自在に支持された中空状の駆動軸6と、該駆動軸6の外周面に圧入等により固設された駆動カム7と、駆動軸6の外周面に揺動自在に支持されて、各吸気弁4,4の上端部に配設された各バルブリフター8、8の上面に摺接して各吸気弁4,4を開作動させる2つの揺動カム9,9と、駆動カム7と揺動カム9,9との間に介装されて、駆動カム7の回転力を揺動運動に変換して揺動カム9,9に揺動力として伝達する伝達機構とを備えている。
Since the intake air VEL1 has the same configuration as that described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-172112 previously filed by the applicant, as shown in FIG. 2 and FIG. A
前記駆動軸6は、一端部に設けられたタイミングスプロケット33を介して前記クランクシャフトから図外のタイミングチェーンによって回転力が伝達されており、この回転方向は図2中、時計方向(矢印方向)に設定されている。
The
前記駆動カム7は、ほぼリング状を呈し、内部軸方向に形成された駆動軸挿通孔を介して駆動軸6に貫通固定されていると共に、カム本体の軸心が駆動軸6の軸心から径方向へ所定量だけオフセットしている。
The
前記両揺動カム9は、図2及び図3などにも示すように、円筒状のカムシャフト10の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト10が内周面を介して駆動軸6に回転自在に支持されている。また、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなるカム面9aが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム9の揺動位置に応じて各バルブリフター8の上面の所定位置に当接するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3 and the like, both the
前記伝達機構は、駆動軸6の上方に配置されたロッカアーム11と、該ロッカアーム11の一端部11aと駆動カム7とを連係するリンクアーム12と、ロッカアーム11の他端部11bと揺動カム9とを連係するリンクロッド13とを備えている。
The transmission mechanism includes a
前記ロッカアーム11は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部11aがピン14によってリンクアーム12に回転自在に連結されている一方、他端部11bがリンクロッド13の一端部13aにピン15を介して回転自在に連結されている。
The
前記リンクアーム12は、円環状の基端部12aの中央位置に有する嵌合孔に前記駆動カム7のカム本体が回転自在に嵌合している一方、基端部12aから突出した突出端12bが前記ピン14によってロッカアーム一端部11aに連結されている。
In the
前記リンクロッド13は、他端部13bがピン16を介して揺動カム9のカムノーズ部に回転自在に連結されている。
The other end portion 13 b of the
また、駆動軸6の上方位置に同じ軸受部材に制御軸17が回転自在に支持されていると共に、該制御軸17の外周に前記ロッカアーム11の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム11の揺動支点となる制御カム18が固定されている。
A
前記制御軸17は、駆動軸6と並行に機関前後方向に配設されていると共に、駆動機構19によって回転制御されている。一方、前記制御カム18は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸17の軸心から所定分だけ偏倚している。
The
前記駆動機構19は、図外のハウジングの一端部に固定された駆動モータ20と、ハウジングの内部に設けられて駆動モータ20の回転駆動力を前記制御軸17に伝達するボール螺子伝達手段21とから構成されている。
The
前記電動モ−タ20は、比例型のDCモータによって構成され、機関運転状態を検出する制御機構であるコントローラ22からの制御信号によって駆動するようになっている。
The
前記ボール螺子伝達手段21は、駆動モータ20の駆動シャフトとほぼ同軸上に配置されたボール螺子軸23と、該ボール螺子軸23の外周に螺合する移動部材であるボールナット24と、前記制御軸17の一端部に直径方向に沿って連結された連係アーム25と、該連係アーム25と前記ボールナット24とを連係するリンク部材26とから主として構成されている。
The ball screw transmission means 21 includes a
前記ボール螺子軸23は、両端部を除く外周面全体に所定幅のボール循環溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、一端部に駆動シャフトが連結された駆動モータ20によって回転駆動されるようになっている。
The ball screw
前記ボールナット24は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝と共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、各ボールを介してボール螺子軸23の回転運動をボールナット24に直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。また、このボールナット24は、第2付勢手段であるコイルスプリング30のばね力によって駆動モータ20側(最小リフト側)に付勢されている。したがって、機関停止時には、ボールナット24が、前記コイルスプリング30のばね力によってボール螺子軸23の軸方向に沿って最小リフト側に移動するようになっている。
The
前記コントローラ22は、現在の機関回転数N(rpm)を検出するクランク角センサからのクランク角信号や機関回転数信号、アクセル開度センサ、車速センサ、ギア位置センサ、機関本体の温度を検出する機関冷却水温センサなどから各種情報信号から現在の機関運転状態を検出している。また、駆動軸6の回転角度を検出する駆動軸角度センサ28からの検出信号や、前記制御軸17の回転位置を検出するポテンショメータ29からの検出信号を入力して、前記スプロケット33と駆動軸6との相対回転角度や各吸気弁4,4のバルブリフト量及び作動角を検出するようになっている。
The
以下、前記吸気VEL1の基本作動を説明すると、例えば低回転低負荷などの所定の運転領域で、前記コントローラ22からの制御電流によって一方向へ回転駆動した駆動モータ20の回転トルクによってボール螺子軸23が一方向へ回転すると、ボールナット24がコイルスプリング30のばね力にアシストされながら最大一方向(駆動モータ20に接近する方向)へ直線状に移動し、これによって制御軸17がリンク部材39と連係アーム25を介して一方向へ回転する。
Hereinafter, the basic operation of the
したがって、制御カム18は、図3A、B(フロントビュー)に示すように、軸心が制御軸17の軸心の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸6から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム11の他端部11bとリンクロッド13の枢支点は、駆動軸6に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム9は、リンクロッド13を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられて全体が図3に示す時計方向へ回動する。
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B (front view), the
よって、駆動カム7が回転してリンクアーム12を介してロッカアーム11の一端部11aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド13を介して揺動カム9及びバルブリフター16に伝達され、これによって、吸気弁4,4は、そのバルブリフト量が図5のバルブリフト曲線で示すように小リフト(L1)になり、その作動角D1(駆動軸での開弁回転角のことで、開弁クランク角の半分)が小さくなる。
Therefore, when the
なお、ここで、前記揺動カム9とバルブリフター16との間には、バルブクリアランスが存在し、バルブリフト量はカムリフト量よりバルブクリアランス分だけ小さくなっている。また、前記バルブクリアランスを考慮したバルブリフトの開時期から閉時期までが作動角となっている。
Here, there is a valve clearance between the
別の運転状態では、コントローラ22からの制御信号によって駆動モータ20が他方向へ回転して、この回転トルクがボール螺子軸23に伝達されて回転すると、この回転に伴ってボールナット24がコイルスプリング30のばね力に抗して反対方向へ直線移動する。これにより、制御軸17が、図3中、時計方向へ所定量だけ回転駆動する。
In another operation state, when the
このため、制御カム18は、軸心が制御軸17の軸心から所定量だけ下方の回転角度位置に保持され、肉厚部が下方へ移動する。このため、ロッカアーム11は、全体が図3の位置から反時計方向へ移動して、これによって各揺動カム9がリンク部材13を介してカムノーズ部側が強制的に押し下げられて、全体が反時計方向へ僅かに回動する。
For this reason, the shaft center of the
したがって、駆動カム7が回転してリンクアーム12を介してロッカアーム11の一端部11aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド13を介して各揺動カム9及びバルブリフター8に伝達され、吸気弁4,4のリフト量が図5に示すように、中リフト(L2)になり、作動角D2も大きくなる。これによって、吸気弁4,4の閉時期が遅角側の下死点近傍に制御されることから、有効圧縮比が高くなって燃焼が良好になる。また、新気の充填効率も高くなって燃焼トルクも大きくなる。
Therefore, when the
また、例えば高回転高負荷領域に移行した場合などは、コントローラ22からの制御信号によって駆動モータ20がさらに他方向に回転し、制御軸17は、制御カム18をさらに時計方向へ回転させて、図4A、Bに示すように軸心を下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム11は、全体がさらに駆動軸6方向寄りに移動して他端部11bが揺動カム9のカムノーズ部を、リンクロッド13を介して下方へ押圧して該揺動カム9全体を所定量だけさらに反時計方向へ回動させる。
Further, for example, in the case of shifting to the high rotation / high load region, the
よって、駆動カム7が回転してリンクアーム12を介してロッカアーム11の一端部11aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド13を介して揺動カム9及びバルブリフター8に伝達されるが、そのバルブリフト量は図5に示すようにL2からL3に連続的に大きくなる。その結果、高回転域での吸気充填効率を高め、もって出力を向上させることができる。
Therefore, when the
すなわち、吸気弁4,4のリフト量は、機関の運転状態に応じて小リフトのL1から大リフトL3まで連続的に変化するようになっており、したがって、各吸気弁4,4の作動角も小リフトD1から大リフトのD3まで連続的に変化する。 That is, the lift amount of the intake valves 4 and 4 changes continuously from the small lift L1 to the large lift L3 according to the operating state of the engine. Also changes continuously from a small lift D1 to a large lift D3.
また、機関の停止時には、前述したように、ボールナット24がコイルスプリング30のばね力によって小作動角D1及び小リフトL1域に安定に保持される。これによって、動弁フリクションが低減し、良好な始動性が得られる。
When the engine is stopped, the
そして、揺動カム9の揺動中におけるベースサークル面とバルブリフター8との間には、図5に示すように、僅かなバルブクリアランスΔが存在し、その分バルブリフト量Lは僅かに低下して作動角Dも僅かに減少する。前記リフト量L1〜L3、作動角D1〜D3は、前記バルブクリアランスΔを除いた値として表している。
Further, as shown in FIG. 5, there is a slight valve clearance Δ between the base circle surface and the
次に、前記吸気VTC2について説明する。これは、図6〜図8に示すように、いわゆるベーンタイプのものであって、前記クランクシャフト02によって回転駆動されて、この回転駆動力を前記駆動軸6に伝達するタイミングスプロケット33と、前記駆動軸6の端部に固定されてタイミングスプロケット33内に回転自在に収容されたベーン部材32と、該ベーン部材32を油圧によって正逆回転させる油圧回路と、を備えている。
Next, the
前記タイミングスプロケット33は、前記ベーン部材32を回転自在に収容したハウジング34と、該ハウジング34の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー35と、ハウジング34の後端開口を閉塞するほぼ円板状のリアカバー36とから構成され、これらハウジング34及びフロントカバー35,リアカバー36は、4本の小径ボルト37によって駆動軸6の軸方向から一体的に共締め固定されている。
The
前記ハウジング34は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の約90°位置に4つの隔壁であるシュー34aが内方に向かって突設されている。
The
この各シュー34aは、横断面ほぼ台形状を呈し、ほぼ中央位置に前記各ボルト37の軸部が挿通する4つのボルト挿通孔34bが軸方向へ貫通形成されていると共に、各内端面に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材38と該シール部材38を内方へ押圧する図外の板ばねが嵌合保持されている。
Each of the
前記フロントカバー35は、円盤プレート状に形成されて、中央に比較的大径な支持孔35aが穿設されていると共に、外周部に前記各シュー34aの各ボルト挿通孔34bに対応する位置に図外の4つのボルト孔が穿設されている。
The
前記リアカバー36は、後端側に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部36aが一体に設けられていると共に、ほぼ中央に大径な軸受孔36bが軸方向に貫通形成されている。
The
前記ベーン部材32は、中央にボルト挿通孔を有する円環状のベーンロータ32aと、該ベーンロータ32aの外周面の周方向のほぼ90°位置に一体に設けられた4つのベーン32bとを備えている。
The
前記ベーンロータ32aは、前端側の小径筒部が前記フロントカバー35の支持孔35aに回転自在に支持されている一方、後端側の小径な円筒部が前記リアカバー36の軸受孔36bに回転自在に支持されている。
In the
また、ベーン部材32は、前記ベーンロータ32aのボルト挿通孔に軸方向から挿通した固定ボルト39によって駆動軸6の前端部に軸方向から固定されている。
The
前記各ベーン32bは、その内の3つが比較的細長い長方体形状に形成され、前記3つのベーン32bはそれぞれの幅長さがほぼ同一に設定されているのに対して、他の1つのベーン32bは幅長さの大きな台形状に形成されて、その幅長さが前記3つのものよりも大きく設定され、ベーン部材32全体の重量バランスが取られている。
Of the
また、各ベーン32bは、各シュー34a間に配置されていると共に、各外面の軸方向に形成された細長い保持溝内に前記ハウジング34の内周面に摺接するコ字形のシール部材40及び該シール部材40をハウジング34の内周面方向に押圧する板ばねが夫々嵌着保持されている。また、各ベーン32bの前記駆動軸6の回転方向と反対側のそれぞれの一側面には、ほぼ円形状の2つの凹溝32cがそれぞれ形成されている。
Each
また、この各ベーン32bの両側と各シュー34aの両側面との間に、それぞれ4つの進角側油圧室41と遅角側油圧室42がそれぞれ隔成されている。
Further, four advance-side
前記油圧回路は、図6に示すように、前記各進角側油圧室41に対して作動油の油圧を給排する第1油圧通路43と、前記各遅角側油圧室42に対して作動油の油圧を給排する第2油圧通路44との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路43,44には、供給通路45とドレン通路46とが夫々通路切り換え用の電磁切換弁47を介して接続されている。前記供給通路45には、オイルパン48内の油を圧送する一方向のオイルポンプ49が設けられている一方、ドレン通路46の下流端がオイルパン48に連通している。
As shown in FIG. 6, the hydraulic circuit operates with respect to the first
前記第1、第2油圧通路43,44は、円柱状の通路構成部39の内部に形成され、この通路構成部39は、一端部が前記ベーンロータ32aの小径筒部から内部の支持穴32d内に挿通配置されている一方、他端部が前記電磁切換弁47に接続されている。
The first and second
また、前記通路構成部39の一端部の外周面と支持穴14dの内周面との間には、各油圧通路43,44の一端側間を隔成シールする3つの環状シール部材27が嵌着固定されている。
Further, between the outer peripheral surface of one end portion of the
前記第1油圧通路43は、前記支持穴32dの駆動軸6側の端部に形成された油室43aと、ベーンロータ32aの内部にほぼ放射状に形成されて油室43aと各進角側油圧室41とを連通する4本の分岐路43bとを備えている。
The first
一方、第2油圧通路44は、通路構成部39の一端部内で止められ、該一端部の外周面に形成された環状室44aと、ベーンロータ32の内部にほぼL字形状に折曲形成されて、前記環状室44aと各遅角側油圧室42と連通する第2油路44bを備えている。
On the other hand, the second
前記電磁切換弁47は、4ポート3位置型であって、内部の弁体が各油圧通路43、44と供給通路45及びドレン通路46とを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、前記コントローラ22からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。
The
このコントローラ22は、吸気VEL1と共通のものであって、機関運転状態を検出すると共に、クランク角センサ27及び駆動軸角度センサ28からの信号によってタイミングスプロケット33と駆動軸6との相対回転位置を検出している。
The
また、前記ベーン部材32とハウジング34との間には、このハウジング34に対してベーン部材32の回転を拘束及び拘束を解除する固定手段であるロック機構が設けられている。
Further, a locking mechanism is provided between the
このロック機構は、前記幅長さの大きな1つのベーン32bとリアカバー36との間に設けられ、前記ベーン32bの内部の駆動軸6の軸方向に沿って形成された摺動用穴50と、該摺動用穴50の内部に摺動自在に設けられた有蓋円筒状のロックピン51と、前記リアカバー36に有する固定孔内に固定された横断面カップ状の係合穴構成部52に設けられて、前記ロックピン51のテーパ状先端部51aが係脱する係合穴52aと、前記摺動用穴50の底面側に固定されたスプリングリテーナ53に保持されて、ロックピン51を係合穴52a方向へ付勢するばね部材54とから構成されている。
This locking mechanism is provided between the one
また、前記係合穴52aには、図外の油孔を介して前記遅角側油圧室42内の油圧あるいはオイルポンプ49の油圧が直接供給されるようになっている。
The
そして、前記ロックピン51は、前記ベーン部材32が最遅角側に回転した位置で、先端部51aが前記ばね部材54のばね力によって係合穴52aに係合してタイミングスプロケット31と駆動軸6との相対回転をロックする。また、前記遅角側油圧室42から係合穴52a内に供給された油圧あるいはオイルポンプ49の油圧によって、ロックピン51が後退移動して係合穴52aとの係合が解除されるようになっている。
The
また、前記各ベーン32bの一側面と該一側面に対向する各シュー34aの対向面との間には、ベーン部材32を遅角側へ回転付勢するコイルスプリング状の一対のバイアススプリング55、56が配置されている。
In addition, a pair of coil spring-like bias springs 55 for rotating and biasing the
このバイアススプリング55、56は、図7、図8では、両者が重なるように見えるが、実際にはそれぞれ独立して形成されて互いに並列に配置されていると共に、それぞれの軸方向の長さ(コイル長)は、前記ベーン32bの一側面とシュー34aの対向面との間の長さよりも大きく設定されて、両者とも同一の長さに設定されている。
The bias springs 55 and 56 appear to overlap in FIGS. 7 and 8, but are actually formed independently of each other and arranged in parallel to each other, and have their axial lengths ( The coil length) is set to be longer than the length between one side surface of the
各バイアススプリング55,56は、最大圧縮変形時にも互いが接触しない軸間距離をもって並設されていると共に、各一端部が各シュー34aの凹溝32cに嵌合する図外の薄板状のリテーナを介して連結されている。
The bias springs 55 and 56 are arranged side by side with an inter-axis distance so that they do not contact each other even during maximum compression deformation, and one end of each of the bias springs 55 and 56 fits into the
以下、吸気VTC2の基本的な動作を説明すると、まず、機関停止時には、コントローラ22から電磁切換弁47に対する制御電流の出力が停止されて、弁体がバイアススプリング55,56によって機械的に図7に示すデフォルト位置になり、供給通路45と遅角側の第2油圧通路44とが連通されると共に、ドレン通路46と第1油圧通路43が連通される。また、機関が停止されると、オイルポンプ49の油圧が作用せず供給油圧も0になる。
Hereinafter, the basic operation of the
したがって、ベーン部材32は、図7に示すように、前記各バイアススプリング55,56のばね力によって最遅角側に回転付勢されて1つの幅広ベーン32bの一端面が対向する1つのシュー34aの一側面に当接する。と同時に前記ロック機構のロックピン51の先端部51aが係合穴52a内に係入して、ベーン部材32をかかる最遅角位置に安定に保持する。すなわち、最遅角位置に吸気VTC2が機械的に安定するデフォルト位置になっている。
Accordingly, as shown in FIG. 7, the
次に、この吸気VTC2の作動を簡単に説明する。まず、機関始動時、つまりイグニッションスイッチをオン操作して、電動モータ07を回転駆動させてクランクシャフトをクランキング回転させると、電磁切換弁47にコントローラ22から制御信号が出力されるようになる。しかしながら、この始動直後の時点では、まだオイルポンプ49の吐出油圧が十分に上昇していないことから、ベーン部材32は、ロック機構と各バイアススプリング55,56のばね力とによって最遅角側に保持されている。
Next, the operation of the
このとき、コントローラ22から出力された制御信号によって電磁切換弁47が供給通路45と第2油圧通路44を連通させると共に、ドレン通路46と第1油圧通路43とを連通させている。そして、オイルポンプ49から圧送された油圧の油圧上昇とともに第2油圧通路44を通って遅角側油圧室42に供給される一方、進角側油圧室41には、機関停止時と同じく油圧が供給されずにドレン通路46から油圧がオイルパン48内に開放されて低圧状態を維持している。
At this time, the
ここで、油圧が上昇した後は、電磁切換弁47による自在のベーン位置制御ができるようになる。すなわち、遅角側油圧室42の油圧の上昇に伴ってロック機構の係合穴52a内の油圧も高まってロックピン51が後退移動し、先端部51aが係合穴52aから抜け出してハウジング34とベーン部材32との相対回転を許容するため、自在のベーン位置制御が可能になる。
Here, after the hydraulic pressure has increased, the vane position can be freely controlled by the
例えば、暖機完了後のアイドリング状態では、電磁切換弁47が供給通路45と第2油圧通路44を連通させると共に、ドレン通路46と第1油圧通路43を連通させる。したがって、ベーン部材32は、遅角側油圧室42内の高圧化に伴い各バイアススプリング55,56のばね力とともに、図7の位置を維持して駆動軸6がタイミングスプロケット33に対して遅角側に相対回転する。
For example, in the idling state after the warm-up is completed, the
その後、例えば所定の低回転中負荷域に移行すると、コントローラ39からの制御信号によって電磁切換弁47が作動して、供給通路45と第1油圧通路43を連通させる一方、ドレン通路46と第2油圧通路44を連通させる。
Thereafter, for example, when shifting to a predetermined low-rotation load range, the
したがって、今度は遅角側油圧室42内の油圧が第2油圧通路44を通ってドレン通路46からオイルパン48内に戻され、該遅角側油圧室42内が低圧になる一方、進角側油圧室41内に油圧が供給されて高圧となる。
Accordingly, the hydraulic pressure in the retard side
したがって、ベーン部材32は、かかる進角側油圧室41内の高圧化によって各バイアススプリング55,56のばね力に抗して図中時計方向へ回転して図8に示す位置に相対回転して、タイミングスプロケット33に対する駆動軸6の相対回転位相を進角側に変換する。また、電磁切換弁47のポジションを相対回転途中に中立ポジションにすることで、任意の相対回転位相に保持できる。
Therefore, the
さらに、機関の低回転域から通常の中回転域、さらに高回転域に移行すると、電磁切換弁47を前述の暖機完了後のアイドリング運転状態と同様の制御を行うことで、ベーン部材32は、進角側油圧室41に供給された油圧が低下して、逆に遅角側油圧室42の油圧が上昇し、各バイアススプリング55,56のばね力との合成力によって、タイミングスプロケット33と駆動軸6の相対回転位相を遅角側に変換する(図7参照)。
Further, when the engine shifts from the low rotation range to the normal medium rotation range and further to the high rotation range, the
次に、前記コントローラ22による制御について説明するが、それに先だって、図9に示すクランクシャフト02のクランク角と各気筒における吸気弁4,4の開閉時期との関係について説明する。なお、各気筒の点火順序は、#1気筒→#3気筒→#4気筒→#2気筒になっている。また、この図では内燃機関の停止時を想定しており、吸気VTC2による吸気弁4,4の開閉時期は前述したデフォルトの最遅角側に安定している。
Next, the control by the
いま、吸気VEL1の前記制御軸17が、吸気弁4,4を最大作動角D3の位置に制御し、また、例えば、クランクシャフト02のクランク角度が#1気筒で圧縮行程の上死点位置にあったとする。このとき、#1気筒の吸気弁4,4は当然開弁していないが、次のサイクルの#3気筒の吸気弁4,4(作動角D3)は開弁しており、次々のサイクルの#4気筒の吸気弁4,4(作動角D3)も開弁している。つまり、2気筒のそれぞれの吸気弁4,4が同時に開いている。
Now, the
次に、異なったクランク角で全ての吸気弁4,4が閉じている位置にあるか否かをみると、そのような状態は存在しない。これは、2気筒間でリフトカーブがオーバーラップする領域が存在することと対応する。 Next, when it is examined whether or not all the intake valves 4 and 4 are closed at different crank angles, such a state does not exist. This corresponds to the existence of a region where lift curves overlap between two cylinders.
つまり、どのクランク角であったとしても、少なくとも1気筒の吸気弁4,4は開弁しており、前記制御カム18には、前記バルブスプリング5,5のばね反力が作用している。ここで、内燃機関が停止している状態で前記制御軸17を前記駆動モータ20によりボール螺子伝達手段21を介して回転させようとすると、この反力及び大きな静摩擦係数によって速やかに回転させることはできなかった。
That is, at any crank angle, at least the intake valves 4 and 4 of one cylinder are opened, and the reaction force of the valve springs 5 and 5 acts on the
次に、吸気弁4,4の作動角Dが最大D3ではなく、中間作動角D2であったとしても、やはり2気筒でリフトカーブがオーバーラップする領域が存在しており、いずれのクランク角であったとしても、少なくとも1気筒の吸気弁4,4は開弁していることから、前記制御カム18前記バルブスプリング5,5のばね反力が作用している。
Next, even if the operating angle D of the intake valves 4 and 4 is not the maximum D3 but the intermediate operating angle D2, there is still a region where the lift curves overlap in two cylinders. Even if it exists, since the intake valves 4 and 4 of at least one cylinder are opened, the spring reaction force of the
ここで、機関が停止している状態で制御軸17を前記駆動モータ20などで回転させようとすると、この反力及び大きな静摩擦係数によって作動角D3と同様に速やかに回転させることができない。
If the
次に、吸気弁4,4の最小作動角D1について検証すると、クランク角が図9の星印A点にあった場合に、#3気筒はやはり開弁しているので、制御カム18にはバルブスプリング5,5のばね反力が作用している。したがって、機関が停止している状態で前記制御軸17を駆動モータ20などで回転させようとすると、この反力及び静摩擦係数によって作動角D1であっても速やかに回転させることができない。
Next, the minimum operating angle D1 of the intake valves 4 and 4 is verified. When the crank angle is at the star A point in FIG. 9, the # 3 cylinder is still open, so the
しかし、この作動角D1では、2気筒間でリフトカーブがオーバーラップしない領域が出てくる。この場合のクランク角範囲α1では、どの気筒でも開弁していないことから、クランク角がα1内の例えば星印B点にあった場合は、バルブスプリング5,5のばね反力が殆ど作用しないので、前記制御カム18はスムーズに回転する。そして、制御カム18が回転し始めると、該制御カム18の摺動部の摩擦係数は大きな静摩擦係数から小さな動摩擦係数に変化する。したがって、作動角D1からD2、さらにD3へとスムーズに変化させることができる。
However, at this operating angle D1, there appears a region where the lift curves do not overlap between the two cylinders. In this case, since none of the cylinders are open in the crank angle range α1, the spring reaction force of the valve springs 5 and 5 hardly acts when the crank angle is at, for example, the star B point in α1. Therefore, the
ここで、作動角がD2、D3になると、星印B点であっても開弁し出すが、そのとき、既に小さな動摩擦係数に変化していると共に、制御軸17が既に回転し始めており、その慣性によって良好な変換応答性を維持できるのである。
Here, when the operating angle becomes D2 and D3, the valve starts to open even at the star point B, but at that time, it has already changed to a small dynamic friction coefficient, and the
すなわち、本実施形態では、内燃機関の停止時には、前述した電動モータ07でクランクシャフト02の回転停止位置を前述のα1(乃至α2〜α4)の範囲内に調整する。そして、このとき、作動角は最小作動角に制御されている。
That is, in the present embodiment, when the internal combustion engine is stopped, the rotation stop position of the
次に、機関再始動時には、クランキング開始前に制御カム18を所望の作動角に変換するために、制御信号を吸気VEL1の駆動モータ20に出力するのである。これによって、クランキング前から変換が開始されるので、前記変換応答性の改善効果(動摩擦係数)や制御軸17の回転慣性と相俟って目標作動角への変換時間が短縮されるのである。
Next, when the engine is restarted, a control signal is output to the
ところで、機関始動時の吸気弁4,4の要求作動角は、機関温度などによって異なっており、例えば、機関温度が極低温の場合は、良好な燃焼を確保するために、吸気弁4,4の閉弁時期(IVC)をピストンの下死点に近づける必要があり、中作動角D2が目標作動角として選択される。 By the way, the required operating angle of the intake valves 4 and 4 at the time of starting the engine varies depending on the engine temperature or the like. For example, when the engine temperature is extremely low, the intake valves 4 and 4 are used to ensure good combustion. Needs to be close to the bottom dead center of the piston, and the intermediate operating angle D2 is selected as the target operating angle.
逆に機関温度が高温の場合は、プレイグニッションや始動振動を抑制するために、大作動角D3が目標作動角として選択される。これによれば、IVCが下死点に対して大きく遅角されるので、一度吸い込んだ新気を吐き出し、これによって有効圧縮比を低減してデコンプレション作用によりプレイグニッションや始動振動を抑制することができるのである。 Conversely, when the engine temperature is high, the large operating angle D3 is selected as the target operating angle in order to suppress pre-ignition and starting vibration. According to this, since the IVC is greatly retarded with respect to the bottom dead center, the fresh air once sucked is discharged, thereby reducing the effective compression ratio and suppressing pre-ignition and starting vibration by the decompression action. It can be done.
機関温度が極低温でもなく、高温でもない一般的な再始動時の場合は、最小作動角D1が選択される。これによれば、吸気弁4,4のバルブリフト量や作動角が小さいので、動弁駆動フリクションが低減してスムーズな機関の回転上昇が得られることから、円滑で迅速な始動性を実現できる。 In the case of a general restart at which the engine temperature is neither extremely low nor high, the minimum operating angle D1 is selected. According to this, since the valve lift amount and the operating angle of the intake valves 4 and 4 are small, the valve drive friction is reduced and a smooth increase in the rotation of the engine can be obtained, so that smooth and quick startability can be realized. .
ここで、吸気弁4,4の最小作動角D1は、有効圧縮比を低減し、デコンプレッション効果を有するが吸気弁4,4の開弁時期(IVO)が遅れることによる吸気攪拌効果によってややプレイグニッションを助長する可能性もあるので、高油温には最大作動角D3の方がやや有利である。 Here, the minimum operating angle D1 of the intake valves 4 and 4 reduces the effective compression ratio and has a decompression effect. However, the minimum operation angle D1 is slightly increased by the intake agitation effect due to the delay of the valve opening timing (IVO) of the intake valves 4 and 4. Since there is a possibility of facilitating ignition, the maximum operating angle D3 is somewhat advantageous for high oil temperature.
以上のように、機関停止時に、電動モータ07などのクランク位置制御機構によってクランク角を全気筒の吸気弁4,4を非リフト状態である全気筒閉弁期間に予め設定しておいて、再始動時には機関油温などの機関状態に応じた目標作動角値に向け、クランキング回転に先だって吸気VEL1に制御信号を出力するので、目標作動角への変換時間を短縮することができるのである。
As described above, when the engine is stopped, the crank angle is set in advance by the crank position control mechanism such as the
以下、図10に基づいて前記コントローラ20による具体的な制御フローを説明する。
Hereinafter, a specific control flow by the
まず、ステップ1では、現在の機関状態が機関停止条件か否か、つまりイグニッションスイッチによってオフ操作される条件か否かを判断する。あるいは、アイドリングストップシステムを用いるハイブリット車であれば、自動的に機関が停止する条件か否かを判断する。
First, in
ノーと判断した場合は何も処理しないでリターンするが、イエス、つまり停止条件にあると判断した場合は、ステップ2に移行し、ここでは、吸気VEL1の駆動モータ20に吸気弁4,4が最小作動角D1となるように切り換え制御信号を出力する。
If NO is determined, the process returns without processing. If YES, that is, if it is determined that the stop condition is satisfied, the process proceeds to step 2, where the intake valves 4, 4 are connected to the
ステップ3では、クランク角変更機構の電動モータ07に制御信号を出力して、クランクシャフト02を全気筒の吸気弁4,4が閉弁状態となる範囲(期間)、例えばα1になるように制御する。
In
ステップ4では、吸気VEL1が吸気弁4,4の作動角を実際に作動角D1になったか否か、また、前記機関停止時のクランク角が範囲α1内になったか否かを判断する。ここで、未だなっていないと判断した場合は、ステップ2に戻るが、なっている(例えば図9の星印B点)と判断した場合はステップ5に移行する。
In step 4, it is determined whether or not the intake valve VEL1 actually has the operating angle of the intake valves 4 and 4 set to the operating angle D1, and whether or not the crank angle when the engine is stopped is within the range α1. Here, if it is determined that it is not yet, the process returns to Step 2, but if it is determined that it is (for example, the star B in FIG. 9), the process proceeds to
このステップ5では、機関停止信号を出力して、ステップ6において機関回転が実際に停止する。
In this
そして、次の機関再始動まで、内燃機関は停止状態を継続するが、吸気VEL1は、前述のように、コイルスプリング30のばね力を介して吸気弁4,4の最小作動角D1が安定した位置(デフォルト)にあり、この作動角D1が維持される。また、吸気VTC2は、前述のように、バイアススプリング55,56のばね力によって吸気弁4,4の開閉時期が最遅角に安定した位置(デフォルト)にあり、最遅角が維持される。また、クランクシャフト02は、図9の星印B点に維持される。
Until the next engine restart, the internal combustion engine continues to be stopped. However, as described above, in the intake VEL1, the minimum operating angle D1 of the intake valves 4 and 4 is stabilized via the spring force of the
次に、ステップ7では、機関の再始動条件、つまり、例えばハイブリット車両の再加速要求シーンなどの再始動条件か否かを判断し、ノーと判断した場合はそのままリターンするが、エイスと判断した場合は、ステップ8に移行する。
Next, in
このステップ8では、現在の機関状態の一つである例えば機関温度Tを水温センサなどから読み込み、ステップ9に移行し、このステップ9では、機関温度Tが所定の第1温度T1よりも大きいか否かを判断する。
In
前記ステップ9で、T≦T1と判断した場合、つまり冷機状態であると判断した場合には、ステップ10に移行し、このステップ10では、吸気VEL1によって中間作動角D2を始動の目標作動角値Dtに設定してステップ14に移行する。この時点では、吸気VTC2によって、吸気弁4,4は最遅角で安定しており、また、IVCも下死点付近になっている。すなわち、例えば、#1気筒のIVCが#1気筒の下死点(=#2気筒の圧縮上死点)付近になっている。したがって、有効圧縮比を高く設定することができることから冷機時の燃焼を改善できる。
If it is determined in
前記ステップ9で、T>T1と判断した場合は、ステップ11に移行し、ここでは、さらに機関温度を比較判断し、現在の機関温度Tが第2温度T2よりも大きいか否かを判断する。ここで、T≧T2と判断した場合、つまり、高温であると判断した場合は、ステップ12に移行する。
If it is determined in
このステップ12では、吸気弁4,4の大作動角D3を始動目標作動角値に設定する。ここで、吸気VTC2は、最遅角で安定しており、#1気筒の吸気弁4,4のIVCは#1気筒の下死点(=#2気筒の圧縮上死点)より大きく遅角している。また、他の気筒の吸気弁4,4のIVCも同様に当該気筒の下死点より大きく遅角している。
In
したがって、有効圧縮比を低くすることができ、よって、デコンプレッションによりプレイグニッションの発生を抑制することができる。また、高油温(低粘度)に起因して始動振動が大きくなるおそれがあるが、前記デコンプレッションによってこの始動振動を十分に抑制することができる。 Therefore, the effective compression ratio can be lowered, and therefore the occurrence of pre-ignition can be suppressed by decompression. In addition, the starting vibration may increase due to the high oil temperature (low viscosity), but the starting vibration can be sufficiently suppressed by the decompression.
前記ステップ11でノーと判断した場合、つまりT2よりも低い温度であってT1<T<T2の関係になる場合は、一般的な始動条件であると判断して、ステップ13において、吸気弁4,4の小作動角D1を始動目標作動角値Dtに設定する。
When it is determined NO in
このように、始動目標作動角値Dtを決定した後は(ステップ10,12,13)、クランキング回転に先立ち、ステップ14において吸気弁4,4の作動角を始動目標作動角値Dtへ切り換える信号を吸気VEL1の駆動モータ20に出力する。
Thus, after the start target operating angle value Dt is determined (
ここで、前述した星印B点は、全気筒で吸気弁4,4が開弁していないクランク角であるから、バルブスプリング5,5のばね反力が制御カム18には殆ど作用しない。このため、吸気VEL1の駆動モータ20の回転力によって制御軸17を介して制御カム18をスムーズに変換が開始される。かかる制御カム18とロッカアーム11との摺動部は、静摩擦係数(大)の領域から動摩擦係数(小)の領域に変化する。このため、一層作動がスムーズになり、一部の気筒で開弁し出す作動角D2になり、さらに最大作動角D3になるまで変換される場合であっても、このスムーズな変換作動が継続するのである。また、制御軸17が回転し始めると、その慣性によってスムーズな変換作動が継続するのである。
Here, the above-mentioned star point B is a crank angle at which the intake valves 4 and 4 are not opened in all the cylinders, so that the spring reaction force of the valve springs 5 and 5 hardly acts on the
続いて、ステップ15では前記電動モータ07によるクランクシャフト02のクランキングが開始される。このクランキング開始は、目標作動角値Dtに到達確認をしてからでも良いし、目標作動角値Dtへの変換途中、あるいは変換終了未確認状態であっても構わない。
Subsequently, in
前者の場合は、クランキングの最初から目標作動角値Dtになっているので、所望の始動性能の効果を得ることができる。また、前記電動モータ07でクランキングを開始する際に、吸気VEL1の駆動モータ20のピーク電流時期は過ぎているので、十分なバッテリー電圧を電動モータ07に供給でき、余力あるクランキングを実現できる。
In the former case, since the target operating angle value Dt has been reached from the beginning of cranking, the desired start performance effect can be obtained. Further, when cranking is started by the
一方、前記後者の場合は、変換終了を確認しなくとも素早くクランキングを開始できるので、前記ステップ7で機関の再始動条件であると判断された後に速やかにクランキングが開始され、即座に機関の燃焼状態に移行できるので、車両の急加速の際に有利である。本フローチャートは、後者の例を想定して記載してあり、ステップ15で目標作動角値Dtへの変換終了を確認しない状態でクランキングが開始される。
On the other hand, in the latter case, cranking can be started quickly without confirming the completion of conversion. Therefore, cranking is started immediately after it is determined in
ところで、前記クランキング初期の初回コンプレションについて考察すると、#1気筒が星印B点(圧縮上死点僅かに手前)にある。したがって、機関停止後の筒内にはピストンの隙間から大気圧が予め流入してきており、大気圧を初期条件として前記B点から圧縮上死点まで圧縮を受けることになる。 By the way, considering the initial compression in the initial stage of cranking, the # 1 cylinder is at the star B point (slightly before the compression top dead center). Therefore, atmospheric pressure has flowed into the cylinder after the engine has stopped from the gap of the piston, and compression is performed from point B to compression top dead center with atmospheric pressure as the initial condition.
しかしながら、そもそも前記B点が圧縮上死点に近いので、圧縮上死点までのピストンストロークが短く、コンプレッションはごく僅かであることから、クランキング回転がスムーズに上昇するため、この点からも一層始動性を向上できる。ここでもし、B点が圧縮上死点後であれば、初回コンプレション自体が発生せず、さらにクランキング回転をスムーズに上昇させることができるのである。 However, since the point B is close to the compression top dead center in the first place, the piston stroke to the compression top dead center is short and the compression is negligible, so the cranking rotation rises smoothly. Startability can be improved. Here, if point B is after compression top dead center, the initial compression itself does not occur, and the cranking rotation can be raised smoothly.
したがって、プレイグニッションや始動振動を回避できるのは勿論のこと、スピーディーな始動実現できる。 Therefore, not only pre-ignition and start-up vibration can be avoided, but speedy start can be realized.
そして、ステップ16では、目標作動角値Dtになったか否かを判断し、イエスの場合は、その確認後に、ステップ17において、燃料噴射、点火といった完爆制御が行われ、確実でスピーディーな始動が完了するのである。また、ステップ16で、目標作動角値Dtになっていないと判断した場合は、ステップ14に戻って再度目標作動角値Dtへの制御信号が出力され、ステップ15でクランキングが開始継続される。
Then, in
なお、本実施形態では、機関状態として機関温度を対象としているが、車速などを対象として含めることも可能であり、これらによって、ステップ8で期間の要求状態を検出し、それに応じて目標作動角を設定することもできる。
〔第2実施形態〕
図11及び図12は第2実施形態を示し、直列2気筒の内燃機関に適用したものであって、吸気VEL1や吸気VTC2の基本構成は第1実施形態のものと同様である。
In the present embodiment, the engine temperature is targeted as the engine state, but it is also possible to include the vehicle speed as a target. With these, the required state of the period is detected in
[Second Embodiment]
11 and 12 show a second embodiment, which is applied to an in-line two-cylinder internal combustion engine, and the basic configuration of the intake air VEL1 and the intake air VTC2 is the same as that of the first embodiment.
図11に示すように、機関停止時には、吸気VEL1による吸気弁4,4の作動角はデフォルトの最小作動角D1’になっている。 As shown in FIG. 11, when the engine is stopped, the operating angle of the intake valves 4, 4 by the intake VEL1 is the default minimum operating angle D1 '.
ここで、#1気筒の圧縮上死点付近で両気筒の吸気弁4,4が閉弁状態のクランク角領域はα1’であり、また、#1気筒の吸気弁4,4の閉弁から#2気筒の吸気弁4,4の開弁までの区間であり、これらの区間は、図9に示す4気筒のα1と比較すると十分に拡がっている。なぜなら、気筒インターバルが4気筒では、クランク角180°しかないのに対して2気筒では360°に拡大したためである。 Here, the crank angle region where the intake valves 4 and 4 of both cylinders are closed in the vicinity of the compression top dead center of the # 1 cylinder is α1 ′, and from the closing of the intake valves 4 and 4 of the # 1 cylinder. This is the interval until the intake valves 4 and 4 of the # 2 cylinder are opened. These intervals are sufficiently expanded as compared with the α1 of the four cylinders shown in FIG. This is because when the cylinder interval is 4 cylinders, the crank angle is only 180 °, but when the cylinder interval is 2 cylinders, the angle is increased to 360 °.
したがって、クランク位置変更機構の制御目標範囲がα1からα1’に拡大するので、クランク角位置変更機構の制御精度を低下させることができることになる。 Therefore, since the control target range of the crank position changing mechanism is expanded from α1 to α1 ', the control accuracy of the crank angle position changing mechanism can be lowered.
また、最小作動角D1’、つまり、吸気弁4,4の開弁と閉弁の間の期間(作動角)をここでは第1実施形態に対して短く想定している。 In addition, the minimum operating angle D1 ', that is, the period between the opening and closing of the intake valves 4 and 4 (operating angle) is assumed to be shorter than that of the first embodiment.
最小作動角D1’は、第1実施形態では、図5に示すD1であるが、第2実施形態では、D1’となっている。第1実施形態では実際に開弁するポイントから閉弁するポイントの間の区間D1を意味するが、第2実施形態では、図12に示す上りランプリフト点(微小リフトΔL)から下りランプ点(微小リフトΔL)の間の区間D1’をいう。 The minimum operating angle D1 'is D1 shown in FIG. 5 in the first embodiment, but is D1' in the second embodiment. In the first embodiment, it means a section D1 between the point at which the valve is actually opened and the point at which the valve is closed, but in the second embodiment, the down ramp point (the minute lift ΔL) shown in FIG. This refers to the section D1 ′ between the minute lifts ΔL).
したがって、D1’<D1の関係になるので、その分α1’をさらに拡大することができる。この結果、クランク位置変更機構の制御精度の要求が緩和される。あるいは、目標クランク停止位置範囲を満足させる制御性が改善されるといえる。 Therefore, since the relationship of D1 ′ <D1 is satisfied, α1 ′ can be further enlarged accordingly. As a result, the demand for control accuracy of the crank position changing mechanism is eased. Alternatively, it can be said that the controllability that satisfies the target crank stop position range is improved.
ここで、ランプリフト時のリンク姿勢を図12に示すが、バルブスプリング5,5から荷重FSが作用しても、揺動軸心に対する荷重点のオフセットΔTが十分小さい。したがって、揺動カム9、9に作用するモーメントΔMは十分に小さくなるので、リンクロッド13などを介して制御カム18に作用する荷重が十分に小さくなる。したがって、機関停止時においてもスムーズな制御軸17の回転が可能となり、実質、完全な零リフトに近い切り換え制御を行うことができる。
Here, the link posture at the time of the ramp lift is shown in FIG. 12, but even when the load FS is applied from the bulb springs 5 and 5, the offset ΔT of the load point with respect to the swing axis is sufficiently small. Accordingly, the moment ΔM acting on the
因みに、ランプリフトを超えた例えばL1リフトの場合は、前記図3Bに示すように、荷重点のオフセットが大きく(T)、したがって、揺動カム9,9の作用するモーメントは大きくなり(M)、制御カム18に作用する荷重は顕著に大きくなるので、機関停止状態での制御軸17の円滑な回転(変換)は困難である。
Incidentally, for example, in the case of the L1 lift exceeding the ramp lift, as shown in FIG. 3B, the offset of the load point is large (T), and therefore the moment acting on the
さらに、クランク位置変更機構の制御目標範囲α1’の中間点であるB’点を目標ポイントとして電動モータ07などによってクランクシャフト02の回転位置制御を行えば、ピストン01のフリクションのばらつきなどがあっても高精度に目標範囲α1’に入れることができる。
Furthermore, if the rotational position of the
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば気筒数を問わないが、気筒数が3気筒、2気筒と少なくなるほど全気筒の吸気弁4,4が閉弁となるクランク角範囲は拡大するので、制御はしやすくなる。 The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above. For example, the number of cylinders is not limited, but the intake valves 4 and 4 of all the cylinders are closed as the number of cylinders decreases to 3 and 2 cylinders. Since the crank angle range is expanded, control becomes easier.
また、前記クランク位置変更機構としては、電動モータ07とピニオンギア機構06によって構成したが、これに限定されるものではなく、異なる形態で設けることも可能である。例えば、クランクシャフトの後端に電動モータを直結することも可能である。
Further, the crank position changing mechanism is configured by the
また、車両としては、機関停止時に車両も停止する一般的なものに用いることができるのは勿論のこと、機関停止時にもモータで自走できるハイブリット車にも適用できる。 Further, the vehicle can be applied to a general vehicle that also stops when the engine is stopped, and can also be applied to a hybrid vehicle that can be self-propelled by a motor even when the engine is stopped.
さらに、可変動弁機構として、制御軸17の角度を変更することによって揺動カム9の姿勢を変化させるものを示したが、制御軸17の軸方向位置を変更することで、揺動カム9の姿勢を変化させるものなど、他の構造のものにも適用することもできる。
Further, as the variable valve mechanism, the one that changes the attitude of the
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項a〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関が停止する際には、前記可変動弁装置によって前記吸気弁の作動角可動範囲で小作動角側に制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項b〕請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記可変動弁装置は、吸気弁の作動角が零とならない最小作動角となるまで制御可能であり、内燃機関が停止際には、前記可変動弁装置によって最小作動角となるように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a] The control apparatus for an internal combustion engine according to
When the internal combustion engine is stopped, the control device for the internal combustion engine is controlled to the small operating angle side in the operating angle movable range of the intake valve by the variable valve operating device.
[Claim b] An internal combustion engine control apparatus according to
The variable valve operating device can be controlled until the operating angle of the intake valve reaches a minimum operating angle that does not become zero, and when the internal combustion engine is stopped, the variable valve operating device is controlled so that the operating angle becomes the minimum operating angle. A control device for an internal combustion engine.
この発明によれば、零でない初期作動角(リフト)から目標作動角に変換するので、変換巾がその分小さくなることから、変換応答時間を短縮できると共に、可変動弁装置の構造を簡素化できる。
〔請求項c〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の再始動時の機関温度が、所定の第1温度以下の場合には吸気弁の閉時期を吸気行程のピストン下死点付近となるように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項d〕請求項cに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の再始動時の機関温度が、前記第1温度を超えた第2温度以上である場合には、前記吸気弁の閉時期が吸気行程のピストン下死点付近から乖離するように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
According to the present invention, since the initial operating angle (lift) that is not zero is converted to the target operating angle, the conversion width is reduced accordingly, so that the conversion response time can be shortened and the structure of the variable valve operating device is simplified. it can.
[Claim c] A control apparatus for an internal combustion engine according to
When the internal combustion engine is restarted when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined first temperature, the closing timing of the intake valve is controlled to be near the bottom dead center of the piston in the intake stroke. Control device.
[Claim d] A control apparatus for an internal combustion engine according to claim c,
When the engine temperature at the time of restart of the internal combustion engine is equal to or higher than the second temperature exceeding the first temperature, the closing timing of the intake valve is controlled to deviate from the vicinity of the piston bottom dead center of the intake stroke. A control device for an internal combustion engine.
この発明によれば、再始動時の機関温度が低温であった場合に燃焼を改善し、再始動時における機関温度が高温であった場合のプレイグニッションや始動振動発生を回避することができる。
〔請求項e〕請求項dに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の再始動時の機関温度が、前記第1温度以下である場合には、吸気弁の作動角を機関温度が前記第1温度を超え第2温度未満の場合よりも大きくかつ、前記第2温度を超えた場合よりも小さくなるように制御したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項f〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関が停止する際に、前記可変動弁装置によって、全気筒の吸気弁が非リフト状態となる閉弁期間が発生するように制御した後、前記クランク位置制御機構によって、クランクシャフトの停止位置が前記閉弁期間となるように制御したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項g〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関はアイドリングストップ機能を有する車両に搭載されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項h〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記クランク位置制御機構は、電動モータを制御することによってクランクシャフトの位置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項i〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、該内燃機関を停止させて電動モータのみで走行可能なハイブリット車両に搭載されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項j〕請求項gに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記クランク位置制御機構は、車両の走行に用いられる電動モータを制御することによってクランクシャフトの位置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項k〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記クランク位置制御機構は、発電に用いられるオルタネータを制御することによってクランクシャフトの位置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項l〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の再始動時に、イグニッションスイッチを操作して電源がオンになった際に前記可変動弁装置を機関運転状態に応じた吸気弁の始動リフト特性に制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項m〕請求項lに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記可変動弁装置を機関運転状態に応じた吸気弁の始動リフト特性に制御される前に、イグニッションスイッチにより強制クランキングがなされた場合には、クランキング回転中に前記可変動弁装置が吸気弁の始動リフト特性に向けて制御されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項n〕請求項lに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記可変動弁装置が吸気弁の始動リフト特性に制御された後に、クランキングを開始することを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項o〕請求項nに記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御軸は、電動機の動力によって直接駆動されるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項p〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関が停止する際のクランクシャフトの停止位置範囲を、所定気筒に関して圧縮行程のピストン上死点を含む所定範囲としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
〔請求項q〕請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関が停止する際のクランクシャフトの停止位置範囲を、所定気筒に関して圧縮行程のピストン上死点の直前を含む範囲としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
According to the present invention, combustion can be improved when the engine temperature at the time of restart is low, and pre-ignition and start-up vibration when the engine temperature at the time of restart is high can be avoided.
(Claim e) A control device for an internal combustion engine according to claim d,
When the engine temperature at the time of restarting the internal combustion engine is equal to or lower than the first temperature, the operating angle of the intake valve is larger than when the engine temperature exceeds the first temperature and is lower than the second temperature, and A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that control is performed to be smaller than when the second temperature is exceeded.
[Claim f] A control device for an internal combustion engine according to
When the internal combustion engine is stopped, the variable valve device controls the intake valve of all the cylinders to be in a non-lift state, and then the crank position control mechanism controls the crankshaft stop position. Is controlled so as to be the valve closing period.
[Claim g] A control apparatus for an internal combustion engine according to
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is mounted on a vehicle having an idling stop function.
(Claim h) A control apparatus for an internal combustion engine according to
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the crank position control mechanism controls a position of a crankshaft by controlling an electric motor.
[Claim i] A control apparatus for an internal combustion engine according to
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is mounted on a hybrid vehicle capable of running only with an electric motor while the internal combustion engine is stopped.
[Claim j] A control device for an internal combustion engine according to claim g,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the crank position control mechanism controls a position of a crankshaft by controlling an electric motor used for traveling of a vehicle.
[Claim k] A control apparatus for an internal combustion engine according to
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the crank position control mechanism controls a position of a crankshaft by controlling an alternator used for power generation.
[Claim 1] A control device for an internal combustion engine according to
When the internal combustion engine is restarted, when the ignition switch is operated and the power is turned on, the variable valve operating device is controlled to start lift characteristics of the intake valve according to the engine operating state. Control device.
[Claim m] A control apparatus for an internal combustion engine according to claim l,
If forced cranking is performed by an ignition switch before the variable valve device is controlled to the start lift characteristic of the intake valve according to the engine operating state, the variable valve device is inhaled during cranking rotation. A control device for an internal combustion engine, wherein the control device is controlled toward a starting lift characteristic of the valve.
[Claim n] A control apparatus for an internal combustion engine according to claim l,
A control device for an internal combustion engine, wherein cranking is started after the variable valve operating device is controlled to a start lift characteristic of an intake valve.
(Claim o) A control device for an internal combustion engine according to claim n,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the control shaft is directly driven by power of an electric motor.
[Claim p] A control device for an internal combustion engine according to
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein a stop position range of a crankshaft when the internal combustion engine stops is a predetermined range including a piston top dead center of a compression stroke with respect to a predetermined cylinder.
[Claim q] A control apparatus for an internal combustion engine according to
A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a stop position range of a crankshaft when the internal combustion engine stops is a range including immediately before a piston top dead center of a compression stroke with respect to a predetermined cylinder.
請求項p及びqに記載の発明によれば、機関停止から再始動時の間に、圧縮行程のピストン上死点付近ないし直前の所定気筒内圧は大気圧まで低下するが、初回圧縮の際の圧縮ストロークが短いあるいは無くなるので、初回圧縮時のデコンプレッションも実現し、始動振動やプレイグニッションをさらに低減できる。 According to the inventions described in claims p and q, during the initial stop, the predetermined cylinder internal pressure near the top dead center of the piston during the compression stroke or immediately before the pressure decreases to the atmospheric pressure. Can be shortened or eliminated, so the compression at the time of the first compression can be realized, and the starting vibration and pre-ignition can be further reduced.
02…クランクシャフト
06…ピニオンギア機構(クランク位置変更機構)
07…電動モータ(クランク位置変更機構)
08…排気弁
1…吸気VEL(リフト可変機構・可変動弁装置)
2…吸気VTC(リフト位相可変機構・可変動弁装置)
4…吸気弁
5…バルブスプリング
6…駆動軸
7…駆動カム
9…揺動カム
11…ロッカアーム
17…制御軸
18…制御カム
20…駆動モータ
22…コントローラ
30…コイルスプリング(付勢部材)
32…ベーン部材
55,56…バイアススプリング(付勢部材)
02 ...
07 ... Electric motor (Crank position changing mechanism)
08 ...
2 ... Intake VTC (lift phase variable mechanism / variable valve operating device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ...
32 ...
Claims (3)
前記内燃機関が停止する際に、前記可変動弁装置によって全気筒の吸気弁が非リフト状態となる閉弁期間が生じる状態に制御すると共に、前記クランク位置変更機構によってクランクシャフトの停止位置が前記閉弁期間となるように制御し、
前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記可変動弁装置を機関の状態に応じた吸気弁の始動リフト特性となるように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine that controls a crank position changing mechanism capable of changing a rotation stop position of a crankshaft of the internal combustion engine and a variable valve operating device that changes at least operating angles of intake valves of a plurality of cylinders by changing the position of a control shaft. A control device of
When the internal combustion engine is stopped, the variable valve device controls the intake valve of all the cylinders to be in a non-lift state, and a crankshaft stop position is controlled by the crank position changing mechanism. To control the valve closing period,
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein, when the internal combustion engine is restarted, the variable valve apparatus is controlled to have a start lift characteristic of an intake valve in accordance with an engine state prior to cranking rotation.
前記内燃機関が停止する際に、前記可変動弁装置とクランク位置変更機構によって前記制御軸にバルブスプリングからのばね荷重が殆ど作用しないように制御し、
前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記制御軸の位置を始動に適した位置となるように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine for controlling a crank position changing mechanism capable of changing a rotation stop position of a crankshaft of an internal combustion engine, and a variable valve operating device for changing an operation angle of intake valves of a plurality of cylinders by changing a position of a control shaft A control device,
When the internal combustion engine is stopped, the variable valve device and the crank position changing mechanism are controlled so that almost no spring load from the valve spring acts on the control shaft,
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein when the internal combustion engine is restarted, the position of the control shaft is controlled to be a position suitable for starting prior to cranking rotation.
前記内燃機関が停止する際に、前記可変動弁装置によって全気筒の吸気弁が非リフト状態となる閉弁期間が生じる状態に制御すると共に、前記クランク位置変更機構によってクランクシャフトの回転停止位置が前記閉弁期間となるように制御し、
前記内燃機関の再始動時に、クランキング回転に先だって前記可変動弁装置を機関の状態に応じた吸気弁の始動リフト特性に向けて制御することを特徴とする内燃機関の制御システム。 Crank position changing mechanism capable of changing rotation stop position of crankshaft of internal combustion engine, variable valve operating device for changing operating angle and lift amount of intake valves of plural cylinders, crank position changing mechanism and variable valve operating device An internal combustion engine control system comprising a control device for controlling
When the internal combustion engine is stopped, the variable valve device controls the intake valve of all the cylinders to be in a non-lift state, and a crankshaft rotation stop position is set by the crank position changing mechanism. Control to be the valve closing period,
A control system for an internal combustion engine, wherein when the internal combustion engine is restarted, the variable valve operating device is controlled toward a start lift characteristic of an intake valve in accordance with an engine state prior to cranking rotation.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009238810A JP2011085078A (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system |
US12/868,293 US20110088644A1 (en) | 2009-10-16 | 2010-08-25 | Internal Combustion Engine Control Device and Internal Combustion Engine Control System |
CN2010105068924A CN102042094A (en) | 2009-10-16 | 2010-10-13 | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009238810A JP2011085078A (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011085078A true JP2011085078A (en) | 2011-04-28 |
Family
ID=43878313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009238810A Pending JP2011085078A (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110088644A1 (en) |
JP (1) | JP2011085078A (en) |
CN (1) | CN102042094A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012251483A (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve gear of internal combustion engine and start control apparatus of internal combustion engine |
JP2013060887A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Isuzu Motors Ltd | Method for controlling idling stop and idling stop system of internal combustion engine |
JP2014185580A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2015067265A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
JP2015077867A (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5482566B2 (en) * | 2010-08-19 | 2014-05-07 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Valve timing adjustment device |
JP6042233B2 (en) * | 2013-03-01 | 2016-12-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Valve timing control system for internal combustion engine |
EP2982848B1 (en) * | 2013-04-02 | 2017-07-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller of variable valve mechanism |
JP6040913B2 (en) | 2013-11-12 | 2016-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
JP5962640B2 (en) * | 2013-12-19 | 2016-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
US9677479B2 (en) * | 2014-07-29 | 2017-06-13 | Ford Global Technologies, Llc | Variable displacement engine control |
EP3032054B1 (en) * | 2014-12-10 | 2017-03-29 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Internal combustion engine with an electronically controlled hydraulic system for variable actuation of the intake valves, provided with a device for refilling the system with fluid |
DE102015224758A1 (en) * | 2015-12-10 | 2017-06-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for starting an internal combustion engine |
JP2019173601A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002266670A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Denso Corp | Starting method of internal combustion engine for vehicle |
JP2006144680A (en) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | Intake control device of internal combustion engine |
JP2007132188A (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Nissan Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3164007B2 (en) * | 1997-02-14 | 2001-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | Valve timing adjustment device for internal combustion engine |
JP4570291B2 (en) * | 2001-08-14 | 2010-10-27 | 日産自動車株式会社 | Intake valve drive device for internal combustion engine |
JP3896952B2 (en) * | 2002-02-22 | 2007-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | Drive device |
JP3817516B2 (en) * | 2002-12-26 | 2006-09-06 | 本田技研工業株式会社 | Drive control apparatus for hybrid vehicle |
US7263959B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-09-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus of internal combustion engine |
US7021289B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-04-04 | Ford Global Technology, Llc | Reducing engine emissions on an engine with electromechanical valves |
US7571709B2 (en) * | 2004-03-19 | 2009-08-11 | Ford Global Technologies, Llc | Method for stopping and starting an internal combustion engine having a variable event valvetrain |
JP4423136B2 (en) * | 2004-08-20 | 2010-03-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Cylinder stop control device for internal combustion engine |
JP4516401B2 (en) * | 2004-10-18 | 2010-08-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine start control device |
JP4749981B2 (en) * | 2005-12-28 | 2011-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Variable valve operating device for internal combustion engine |
US7174252B1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-02-06 | Ford Global Technologies, Llc | Method for reducing power consumption and emissions for an internal combustion engine having a variable event valvetrain |
JP4175371B2 (en) * | 2006-02-02 | 2008-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND POWER OUTPUT DEVICE |
US7458346B2 (en) * | 2006-04-05 | 2008-12-02 | Ford Global Technologies, Llc | Method for controlling valves of an engine having a variable event valvetrain during an engine stop |
JP4776447B2 (en) * | 2006-06-12 | 2011-09-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Variable valve operating device for internal combustion engine |
JP4727518B2 (en) * | 2006-07-12 | 2011-07-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP4749988B2 (en) * | 2006-10-23 | 2011-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Start control device for internal combustion engine |
-
2009
- 2009-10-16 JP JP2009238810A patent/JP2011085078A/en active Pending
-
2010
- 2010-08-25 US US12/868,293 patent/US20110088644A1/en not_active Abandoned
- 2010-10-13 CN CN2010105068924A patent/CN102042094A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002266670A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Denso Corp | Starting method of internal combustion engine for vehicle |
JP2006144680A (en) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | Intake control device of internal combustion engine |
JP2007132188A (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Nissan Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012251483A (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve gear of internal combustion engine and start control apparatus of internal combustion engine |
US8776743B2 (en) | 2011-06-03 | 2014-07-15 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Variably operated valve apparatus of internal combustion engine and start control apparatus of internal combustion engine |
JP2013060887A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Isuzu Motors Ltd | Method for controlling idling stop and idling stop system of internal combustion engine |
JP2014185580A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2015067265A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
JP2015077867A (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110088644A1 (en) | 2011-04-21 |
CN102042094A (en) | 2011-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4749981B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
JP2011085078A (en) | Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system | |
JP4907416B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
JP5662264B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
JP4776447B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
JP4804384B2 (en) | Variable valve operating device and control device for internal combustion engine | |
US7793625B2 (en) | Variable valve actuating apparatus for internal combustion engine | |
JP4989523B2 (en) | Variable valve system for internal combustion engine and control device for internal combustion engine | |
JP6250484B2 (en) | Automatic stop / restart control system for internal combustion engine and variable valve operating device | |
JP5302173B2 (en) | Variable valve operating device for internal combustion engine | |
US20060081207A1 (en) | Engine start control apparatus | |
JP5654940B2 (en) | Variable valve operating controller and internal combustion engine variable valve operating device | |
US20090159027A1 (en) | Variable valve actuating apparatus for internal combustion engine, and controller for variable valve actuating apparatus | |
JP2010138737A (en) | Variable valve gear for internal combustion engine and controller of the same | |
JP2010059791A (en) | Control device of variable valve mechanism and variable valve control system | |
JP2012251483A (en) | Variable valve gear of internal combustion engine and start control apparatus of internal combustion engine | |
JP2012036864A (en) | Variably operated valve apparatus for internal combustion engine, start system for internal combustion engine, and start control apparatus for internal combustion engine | |
JP5035317B2 (en) | Internal combustion engine control method and internal combustion engine system | |
JP6348833B2 (en) | Variable valve system and variable valve controller for internal combustion engine | |
US20150267575A1 (en) | Variable valve system of internal combustion engine | |
JP5284232B2 (en) | Internal combustion engine and control device for internal combustion engine. | |
JP2017106382A (en) | Variable valve gear of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120216 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130604 |