JP2002061522A - Control device for vehicle internal combustion engine - Google Patents
Control device for vehicle internal combustion engineInfo
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆるハイブ
リッド型自動車やアイドルストップ手段を備えた自動車
のように、車両運転中に自動的に停止、起動を繰り返す
内燃機関に好適な車両用内燃機関の制御装置に関し、詳
しくは、この種の内燃機関に適した吸気弁の可変制御に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of a vehicle internal combustion engine suitable for an internal combustion engine that repeatedly stops and starts automatically during vehicle operation, such as a so-called hybrid vehicle or a vehicle having idle stop means. More specifically, the present invention relates to variable control of an intake valve suitable for an internal combustion engine of this type.
【０００２】[0002]
【従来の技術】加速時ならびに高速走行時に内燃機関に
よって車両を駆動するとともに、低速走行時にはモータ
を用いた走行を行い、この低速走行時や車両停止時に内
燃機関を停止させるようにしたハイブリッド型自動車が
従来から種々提案されている。この種のハイブリッド型
自動車としては、車両を駆動するためのモータと、内燃
機関を必要に応じて起動するためのモータと、をそれぞ
れ個別に備えている構成が一般的であり、車両停止状態
から緩やかに発進した場合、走行用モータによって走行
が開始され、その後、車速の上昇などにより要求トルク
が走行用モータの限界に達した時点で、起動用モータに
よって内燃機関が自動的に起動されるようになってい
る。また、通常、これらのモータの双方もしくは一方
が、発電用にも利用されるようになっており、低速運転
中であっても、バッテリ充電量が減少すると、内燃機関
が起動されて、充電が行われる。2. Description of the Related Art A hybrid vehicle in which a vehicle is driven by an internal combustion engine during acceleration and high-speed running, and a motor is used during low-speed running, and the internal combustion engine is stopped during low-speed running and when the vehicle is stopped. Has been proposed in the past. This type of hybrid vehicle generally has a configuration in which a motor for driving the vehicle and a motor for starting the internal combustion engine as necessary are provided separately from each other. When the vehicle starts gently, the running is started by the running motor, and then, when the required torque reaches the limit of the running motor due to an increase in vehicle speed, the internal combustion engine is automatically started by the starting motor. It has become. Also, usually, both or one of these motors is also used for power generation, and even during low-speed operation, when the battery charge decreases, the internal combustion engine is started and charging is started. Done.
【０００３】また、モータを具備せずに内燃機関のみで
駆動される車両にあっても、車両停止時に内燃機関が自
動的に停止され、かつ発進時に自動的に起動される、い
わゆるアイドルストップ手段を備えたものが知られてい
る。[0003] Even in a vehicle that is driven only by an internal combustion engine without a motor, a so-called idle stop means that the internal combustion engine is automatically stopped when the vehicle stops and automatically started when the vehicle starts moving. Are known.
【０００４】このような自動的な停止、起動が繰り返さ
れる内燃機関に適した吸気弁の制御として、例えば特開
２０００−３４９１３号公報には、起動時に吸気弁の作
動角を最大にしつつ閉時期を大幅に遅らせてことによっ
て、いわゆるデコンプ作用として圧縮圧力を十分に低く
抑え、不快な車体振動を抑制することが開示されてい
る。For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-34913 discloses a control of an intake valve suitable for an internal combustion engine in which such automatic stop and start are repeated. It is disclosed that the compression pressure is suppressed sufficiently low as a so-called decompression action to suppress uncomfortable body vibration by greatly delaying the body pressure.
【０００５】また、特開２０００−７３９０１号公報に
は、吸気弁の閉時期を遅く設定し、実圧縮比よりも膨張
比を大としたいわゆるアトキンソンサイクルによってポ
ンプ損失を低減する提案がなされている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-73901 proposes that the closing timing of the intake valve is set late and the pump loss is reduced by a so-called Atkinson cycle in which the expansion ratio is larger than the actual compression ratio. .
【０００６】なお、本出願人は、先に、吸気弁のリフト
・作動角を連続的に拡大，縮小制御可能な可変動弁機構
を提案しており（例えば特開平１１−１０７７２５号公
報、特開平１１−３２４６２５号公報等参照）、さら
に、リフトの中心角の位相を遅進させる機構と組み合わ
せて、リフト特性の大幅な自由度を得るようにした可変
動弁機構を提案している。The present applicant has previously proposed a variable valve mechanism capable of continuously increasing and decreasing the lift and operating angle of an intake valve (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-107725, Further, a variable valve mechanism has been proposed in which a great degree of freedom of the lift characteristics is obtained by combining with a mechanism for delaying the phase of the central angle of the lift.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】内燃機関の熱効率を向
上させる上で、車両停止時、あるいはハイブリッド型自
動車におけるモータ走行時に、内燃機関を停止すること
は重要な要素である。しかしながら、停止状態あるいは
モータで滑らかに走行している状態で、内燃機関が起動
されると、特に回転数が上昇するまでの間、コンプレッ
ションに起因するマウント振動が発生し、車体振動とな
って不快感を与える、という問題がある。In order to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine, it is important to stop the internal combustion engine when the vehicle is stopped or when the motor is running in a hybrid vehicle. However, when the internal combustion engine is started in a stopped state or in a state where the vehicle is running smoothly with a motor, mount vibration due to compression is generated, particularly until the rotation speed increases, and the vehicle body vibrates. There is a problem of giving pleasure.
【０００８】これを避けるには、マウントの共振点を通
過するまで、上記特開２０００−３４９１３号公報に開
示されているように、吸気弁の閉時期を大幅に遅らせて
圧縮圧力を十分に低く抑えるのが効果的である。To avoid this, as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-34913, the closing timing of the intake valve is largely delayed until the compression pressure is sufficiently reduced until the resonance point of the mount passes. It is effective to suppress.
【０００９】また、ハイブリッド型自動車においては、
モータ走行後のバッテリの充電を行う際に、内燃機関を
高効率な条件で運転することが燃費向上には必須であ
り、このためには、上記特開２０００−７３９０１号公
報に示されているように、吸気弁の閉時期を遅く設定
し、実圧縮比よりも膨張比を大として、ポンプ損失を低
減することは有効な手段であると言える。また、特に、
上述したような、エンジン再起動時の振動低減にもその
まま適用できる点で合理的ではある。In a hybrid vehicle,
When charging the battery after running the motor, it is essential to operate the internal combustion engine under high-efficiency conditions in order to improve fuel efficiency, and this is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-73901. Thus, it can be said that it is an effective means to set the closing timing of the intake valve late and increase the expansion ratio to be larger than the actual compression ratio to reduce the pump loss. Also, in particular,
It is rational in that it can be applied to vibration reduction at the time of engine restart as described above.
【００１０】しかしながら、これらの従来技術のよう
に、吸気弁の閉時期を大幅に遅らせた条件では、実圧縮
比の低下が著しいため、内燃機関の起動に際しては、相
当な高回転までモータリングしないと良好な初爆が得ら
れない。これは、暖機後の緩加速時の再起動など、燃焼
面でも時間的にも余裕のある条件ではそれほど問題にな
らないが、低温始動時には、バッテリの能力も低下して
いるために高回転のモータリングには限界があり、特
に、急発進時など応答性の要求が厳しい条件では、回転
が上昇して起動するまでの僅かな遅れがもたつき感とな
って、運転者に不快感を与える要因となっていた。However, under the condition that the closing timing of the intake valve is greatly delayed as in these prior arts, the actual compression ratio is significantly reduced. Therefore, when the internal combustion engine is started, motoring is not performed to a considerably high speed. And a good first explosion cannot be obtained. This is not a problem under conditions where there is enough time in terms of combustion, such as restarting at the time of slow acceleration after warm-up. There is a limit to motoring, especially under conditions where responsiveness is severe, such as when starting suddenly, a slight delay until the start-up due to the increase in rotation causes a feeling of sloppyness, causing discomfort to the driver. Had become.
【００１１】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、吸気弁のリフト・作動角ならびにその中
心角の位相を最適化することにより、起動時のコンプレ
ッションの低減と、モータリング回転数を大幅に上げる
ことなく初爆に至る良好な起動性の確保と、を両立させ
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem. By optimizing the lift / operating angle of the intake valve and the phase of the central angle thereof, it is possible to reduce the compression at the time of starting and to reduce the motoring. The aim is to ensure both good start-up performance and the first explosion without significantly increasing the rotational speed.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮
小制御可能なリフト・作動角可変機構と、吸気弁のリフ
トの中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、内燃機
関の回転数および負荷を検出する手段と、この機関回転
数および負荷に応じて上記吸気弁のリフト・作動角およ
び中心角を制御する制御手段と、上記内燃機関を回転駆
動するモータと、を備え、車両停止時に内燃機関の発火
運転を停止するとともに車両発進時に上記モータにより
内燃機関を起動して発火運転を再開するように構成され
た車両用内燃機関の制御装置において、車両停止に伴う
内燃機関の停止直前に、上記吸気弁のリフト・作動角を
所定値以下に制御するとともに、上記吸気弁の中心角を
進角側に制御することを特徴としている。The invention according to claim 1 is
A lift / operating angle variable mechanism capable of simultaneously and continuously increasing and decreasing the lift / operating angle of the intake valve, a variable phase mechanism for delaying the phase of the central angle of the lift of the intake valve, and the rotational speed of the internal combustion engine And a control unit for controlling a lift / operating angle and a central angle of the intake valve in accordance with the engine speed and the load; and a motor for driving the internal combustion engine to rotate. A control device for a vehicular internal combustion engine configured to stop the ignition operation of the internal combustion engine at the time and to start the internal combustion engine by the motor at the time of starting the vehicle and restart the ignition operation. The lift / operating angle of the intake valve is controlled to a predetermined value or less, and the central angle of the intake valve is controlled to be advanced.
【００１３】これは、車両停止時に内燃機関を停止する
いわゆるアイドルストップ手段を備えたものであり、車
両の発進の際には、自動的に内燃機関が起動される。This is provided with a so-called idle stop means for stopping the internal combustion engine when the vehicle stops. When the vehicle starts, the internal combustion engine is automatically started.
【００１４】上記リフト・作動角可変機構は、作動角を
拡大すると、同時にリフトが大となり、逆に作動角を縮
小すると、同時にリフトが小となる構成となっている。
停止直前に、リフト・作動角を所定値以下に小さくする
と、その後、起動する際には、このリフト・作動角が小
さい状態で、モータによるクランキングが開始される。
また、同時にリフトの中心角が進角側に制御されるの
で、吸気弁閉時期は、下死点よりも大幅に進角した位置
となる。そのため、圧縮圧力が低下し、いわゆるデコン
プ作用によって、クランキング中の不快な振動発生が回
避される。また、ピストンの吸入行程中における吸気弁
のリフトが小さくなっていることから、吸気弁を通過す
る吸気の流速は非常に高くなり、点火後の燃焼速度が十
分に速く、良好な初爆が得られる。つまり、作動角を拡
大して吸気弁閉時期を下死点後に大幅に遅らせた場合と
比較すると、仮に実圧縮比が同一となるように設定した
とすると、本発明のようにリフト・作動角を縮小しつつ
吸気弁閉時期を進角させた方が、筒内ガス流動が活発化
し、より低回転で確実な初爆が得られる。The lift / operating angle variable mechanism has a structure in which, when the operating angle is increased, the lift becomes large at the same time, and conversely, when the operating angle is reduced, the lift becomes small at the same time.
Immediately before the stop, the lift / operating angle is reduced to a predetermined value or less. After that, when starting, cranking by the motor is started in a state where the lift / operating angle is small.
At the same time, since the central angle of the lift is controlled to the advanced side, the closing timing of the intake valve is at a position advanced significantly from the bottom dead center. Therefore, the compression pressure is reduced, and the generation of unpleasant vibration during cranking is avoided by the so-called decompression action. In addition, since the lift of the intake valve during the intake stroke of the piston is small, the flow velocity of the intake air passing through the intake valve is extremely high, the combustion speed after ignition is sufficiently fast, and a good first explosion is obtained. Can be That is, if the actual compression ratio is set to be equal to the case where the operating angle is enlarged and the intake valve closing timing is greatly delayed after the bottom dead center, the lift / operating angle is set as in the present invention. By advancing the closing timing of the intake valve while reducing the pressure, the in-cylinder gas flow is activated, and a reliable first explosion at a lower rotation speed can be obtained.
【００１５】請求項２に係る発明は、吸気弁のリフト・
作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小制御可能なリフ
ト・作動角可変機構と、吸気弁のリフトの中心角の位相
を遅進させる位相可変機構と、内燃機関の回転数および
負荷を検出する手段と、この機関回転数および負荷に応
じて上記吸気弁のリフト・作動角および中心角を制御す
る制御手段と、上記内燃機関を回転駆動するモータと、
車両を駆動可能な第２のモータと、を備え、車両停止時
および車両低速走行時に内燃機関の発火運転を停止して
上記第２のモータによる走行を行うとともに、所定の車
両加速時に上記モータにより内燃機関を起動して発火運
転を再開するように構成された車両用内燃機関の制御装
置において、車両運転条件に伴う内燃機関の停止直前
に、上記吸気弁のリフト・作動角を所定値以下に制御す
るとともに、上記吸気弁の中心角を進角側に制御するこ
とを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a lift valve for an intake valve.
A lift / operating angle variable mechanism capable of simultaneously and continuously increasing and decreasing the operating angle, a variable phase mechanism for delaying the phase of the central angle of the lift of the intake valve, and detecting the rotational speed and load of the internal combustion engine. Means, control means for controlling the lift / operating angle and central angle of the intake valve according to the engine speed and load, and a motor for driving the internal combustion engine to rotate,
A second motor capable of driving the vehicle, wherein the ignition operation of the internal combustion engine is stopped when the vehicle is stopped and the vehicle is running at a low speed, and the vehicle is driven by the second motor. In the control device for a vehicle internal combustion engine configured to start the internal combustion engine and restart the ignition operation, the lift / operating angle of the intake valve is reduced to a predetermined value or less immediately before the stop of the internal combustion engine according to the vehicle operation condition. In addition to the control, the center angle of the intake valve is controlled to be advanced.
【００１６】これはいわゆるハイブリッド型自動車に適
用したものであり、上述した請求項１と同様に、起動の
際にデコンプ作用が得られると同時に、筒内ガス流動の
活発化による確実な初爆が得られる。This is applied to a so-called hybrid type vehicle, and in the same way as in the above-mentioned claim 1, a decompression effect is obtained at the time of starting, and at the same time, a reliable first explosion due to activation of in-cylinder gas flow is achieved. can get.
【００１７】また請求項３に係る発明は、請求項１また
は２に記載の車両用内燃機関の制御装置において、車両
停止状態からの急発進の際に、所定値以下のリフト・作
動角で内燃機関のクランキングを開始した後、速やかに
燃料噴射および点火を行うととともに、上記吸気弁の中
心角を遅角させて、吸気弁閉時期を下死点に近づけるよ
うに制御することを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a vehicle internal combustion engine according to the first or second aspect, when the vehicle suddenly starts from a stopped state, the internal combustion engine has a lift / operating angle of a predetermined value or less. After starting cranking of the engine, fuel injection and ignition are performed promptly, and the central angle of the intake valve is retarded to control the intake valve closing timing to approach the bottom dead center. I have.
【００１８】請求項４に係る発明は、請求項２に記載の
車両用内燃機関の制御装置において、第２のモータによ
るモータ走行からの急加速の際に、所定値以下のリフト
・作動角で内燃機関のクランキングを開始した後、速や
かに燃料噴射および点火を行うととともに、上記吸気弁
の中心角を遅角させて、吸気弁閉時期を下死点に近づけ
るように制御することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to the second aspect, when the second motor is suddenly accelerated from the motor running, the lift / operating angle is less than a predetermined value. After starting cranking of the internal combustion engine, the fuel injection and ignition are performed promptly, and the central angle of the intake valve is retarded to control the intake valve closing timing to approach the bottom dead center. And
【００１９】これらの請求項３，４においては、クラン
キングの初期にデコンプ作用が得られ、その後、吸気弁
閉時期が下死点に近付くことから、実圧縮比が速やかに
高くなる。これにより、内燃機関のトルクは速やかに上
昇する。According to the third and fourth aspects, the decompression effect is obtained at the beginning of cranking, and thereafter, the intake valve closing timing approaches the bottom dead center, so that the actual compression ratio quickly increases. As a result, the torque of the internal combustion engine increases quickly.
【００２０】また請求項５に係る発明は、請求項１また
は２に記載の車両用内燃機関の制御装置において、車両
停止状態からの緩発進の際に、所定値以下のリフト・作
動角で内燃機関のクランキングを開始した後、所定回転
数に達した時点で、燃料噴射および点火を開始するとと
もに、上記吸気弁の中心角を、機関の負荷および回転数
に対応した所定の進角位置に制御することを特徴として
いる。According to a fifth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to the first or second aspect, when the vehicle slowly starts from a vehicle stopped state, the internal combustion engine has a lift / operating angle of a predetermined value or less. After starting the cranking of the engine, at the time when the predetermined rotation speed is reached, fuel injection and ignition are started, and the central angle of the intake valve is set to a predetermined advance position corresponding to the load and the rotation speed of the engine. It is characterized by controlling.
【００２１】請求項６に係る発明は、請求項２に記載の
車両用内燃機関の制御装置において、第２のモータによ
るモータ走行からの緩加速の際に、所定値以下のリフト
・作動角で内燃機関のクランキングを開始した後、所定
回転数に達した時点で、燃料噴射および点火を開始する
とともに、上記吸気弁の中心角を、機関の負荷および回
転数に対応した所定の進角位置に制御することを特徴と
している。According to a sixth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine for a vehicle according to the second aspect, when the second motor is slowly accelerated from the motor running, the lift / operating angle is less than a predetermined value. After the cranking of the internal combustion engine is started, when a predetermined number of revolutions is reached, fuel injection and ignition are started, and the central angle of the intake valve is set to a predetermined advance position corresponding to the load and the number of revolutions of the engine. It is characterized in that
【００２２】これらの請求項５，６においては、クラン
キングを開始してから上記所定回転数に達するまでの
間、実圧縮比が低くなり、デコンプ作用が得られる。上
記所定回転数としては、例えば、内燃機関を支持するエ
ンジンマウントの共振点である３００〜４００ｒｐｍ付
近を過ぎた値に設定することが好ましい。このようにす
れば、デコンプ作用により不快な振動が確実に防止でき
る。According to the fifth and sixth aspects, the actual compression ratio is reduced during the period from the start of cranking until the predetermined rotational speed is reached, and a decompression effect is obtained. The predetermined rotation speed is preferably set, for example, to a value that passes around 300 to 400 rpm, which is the resonance point of the engine mount that supports the internal combustion engine. In this way, uncomfortable vibration can be reliably prevented by the decompression action.
【００２３】また請求項７に係る発明は、内燃機関の停
止の際に、上記モータによりクランクシャフトの停止位
置を制御し、各気筒のピストンが上死点近傍ならびに下
死点近傍で停止しないようにすることを特徴としてい
る。一般にクランクシャフトの位置は、クランク角セン
サ等によって常時検出されているで、モータによる駆動
もしくは制動によって、所望の角度位置に容易に停止さ
せることができる。これにより、吸気弁が閉じたまま停
止し、再起動されることが回避される。According to a seventh aspect of the present invention, when the internal combustion engine is stopped, the stop position of the crankshaft is controlled by the motor so that the piston of each cylinder does not stop near the top dead center or near the bottom dead center. It is characterized in that. In general, the position of the crankshaft is always detected by a crank angle sensor or the like, and can be easily stopped at a desired angular position by driving or braking by a motor. This avoids stopping and restarting the intake valve with the intake valve closed.
【００２４】上記リフト・作動角可変機構は、例えば請
求項８のように、駆動軸により回転駆動される偏心カム
と、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリン
クアームと，上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カ
ム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カ
ム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームによ
り揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に
支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介し
て連結され、該ロッカアームに伴って揺動することによ
り吸気弁のタペットを押圧する揺動カムと、を備えてお
り、上記制御軸の偏心カム部の回動位置を変化させるこ
とにより吸気弁のリフト・作動角が同時に増減変化する
ように構成されている。The lift / operating angle variable mechanism is, for example, an eccentric cam which is driven to rotate by a drive shaft, a link arm fitted to the outer periphery of the eccentric cam so as to be relatively rotatable, and A rotatable control shaft provided in parallel with the shaft and having an eccentric cam portion; a rocker arm rotatably mounted on the eccentric cam portion of the control shaft and swinging by the link arm; A swing cam that is rotatably supported by a shaft, is connected to the rocker arm via a link, and swings with the rocker arm to press a tappet of an intake valve. By changing the rotational position of the eccentric cam portion, the lift and operating angle of the intake valve are simultaneously increased and decreased.
【００２５】また上記位相可変機構は、例えば請求項９
のように、上記駆動軸と同心に回転可能に配置され、か
つチエーンもしくはタイミングベルトを介してクランク
シャフトに従動するスプロケットと、このスプロケット
と上記駆動軸との間に装着され、両者の相対的な位相を
変化させる手段と、を備えて構成される。The variable phase mechanism may be, for example,
And a sprocket that is rotatably disposed concentrically with the drive shaft and that is driven by a crankshaft via a chain or a timing belt, and is mounted between the sprocket and the drive shaft. Means for changing the phase.
【００２６】[0026]
【発明の効果】この発明に係る車両用内燃機関の制御装
置によれば、ハイブリッド型自動車あるいはアイドルス
トップ手段を備えた自動車のように、自動的に停止，再
起動がなされる車両用内燃機関において、起動時にいわ
ゆるデコンプ作用が得られ、不快な振動発生を回避でき
るとともに、筒内ガス流動の活発化によって低い回転数
で初爆に至り、良好な起動性能を確保できる。According to the control device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention, a vehicle internal combustion engine that is automatically stopped and restarted, such as a hybrid vehicle or a vehicle equipped with idle stop means, is provided. In addition, a so-called decompression effect can be obtained at the time of startup, and unpleasant vibration can be avoided. In addition, activation of the gas flow in the cylinder leads to an initial explosion at a low rotation speed, thereby ensuring good startup performance.
【００２７】特に、請求項３，４の発明によれば、デコ
ンプ作用を得つつ、速やかに起動させてトルクを上昇さ
せることができ、発進、加速性能に優れたものとなる。In particular, according to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to start the engine quickly and to increase the torque while obtaining the decompression action, thereby achieving excellent starting and acceleration performance.
【００２８】また、請求項５，６の発明によれば、機関
回転数がエンジンマウントの共振点を越えるまで確実に
デコンプ作用を継続させることで、不快な振動発生を一
層確実に防止できる。According to the fifth and sixth aspects of the present invention, uncomfortable vibration can be more reliably prevented by continuing the decompression operation until the engine speed exceeds the resonance point of the engine mount.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】以下、この発明を、ハイブリッド
型自動車に適用した実施の形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described below.
【００３０】図１は、内燃機関の吸気弁側可変動弁機構
の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁機構は、
吸気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可
変機構１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクラ
ンクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる
位相可変機構２と、が組み合わされて構成されている。FIG. 1 is a structural explanatory view showing the structure of an intake valve-side variable valve mechanism of an internal combustion engine.
A variable lift / operating angle mechanism 1 for changing the lift / operating angle of the intake valve is combined with a variable phase mechanism 2 for advancing or retarding the phase of the central angle of the lift (phase with respect to a crankshaft not shown). It is configured.
【００３１】図２は、リフト・作動角可変機構１のみを
示しており、図１および図２に基づいて、このリフト・
作動角可変機構１を説明する。なお、このリフト・作動
角可変機構１は、本出願人が先に提案したものである
が、例えば特開平１１−１０７７２５号公報等によって
公知となっているので、その概要のみを説明する。FIG. 2 shows only the lift / operating angle variable mechanism 1, and based on FIGS.
The variable operating angle mechanism 1 will be described. The variable lift / operating angle mechanism 1 has been proposed by the applicant of the present invention, but is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-107725, so that only its outline will be described.
【００３２】リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘ
ッド１１に図示せぬバルブガイドを介して摺動自在に設
けられた吸気弁１２と、シリンダヘッド１１上部のカム
ブラケット１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸
１３と、この駆動軸１３に、圧入等により固定された偏
心カム１５と、上記駆動軸１３の上方位置に同じカムブ
ラケット１４に回転自在に支持されるとともに駆動軸１
３と平行に配置された制御軸１６と、この制御軸１６の
偏心カム部１７に揺動自在に支持されたロッカアーム１
８と、各吸気弁１２の上端部に配置されたタペット１９
に当接する揺動カム２０と、を備えている。上記偏心カ
ム１５とロッカアーム１８とはリンクアーム２５によっ
て連係されており、ロッカアーム１８と揺動カム２０と
は、リンク部材２６によって連係されている。The lift / operating angle variable mechanism 1 is rotatably supported by an intake valve 12 slidably provided on a cylinder head 11 via a valve guide (not shown) and a cam bracket 14 on the cylinder head 11. A hollow drive shaft 13, an eccentric cam 15 fixed to the drive shaft 13 by press-fitting or the like, and a drive bracket 1 rotatably supported by the same cam bracket 14 above the drive shaft 13.
3 and a rocker arm 1 swingably supported by an eccentric cam portion 17 of the control shaft 16.
8 and a tappet 19 arranged at the upper end of each intake valve 12
And a swing cam 20 that abuts against the swing cam 20. The eccentric cam 15 and the rocker arm 18 are linked by a link arm 25, and the rocker arm 18 and the swing cam 20 are linked by a link member 26.
【００３３】上記駆動軸１３は、後述するように、タイ
ミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関
のクランクシャフトによって駆動されるものである。The drive shaft 13 is driven by a crankshaft of the engine via a timing chain or a timing belt, as described later.
【００３４】上記偏心カム１５は、円形外周面を有し、
該外周面の中心が駆動軸１３の軸心から所定量だけオフ
セットしているとともに、この外周面に、リンクアーム
２５の環状部２５ａが回転可能に嵌合している。The eccentric cam 15 has a circular outer peripheral surface,
The center of the outer peripheral surface is offset from the axis of the drive shaft 13 by a predetermined amount, and the annular portion 25a of the link arm 25 is rotatably fitted to the outer peripheral surface.
【００３５】上記ロッカアーム１８は、略中央部が上記
偏心カム部１７によって支持されており、その一端部
に、上記リンクアーム２５の延長部２５ｂが連係してい
るとともに、他端部に、上記リンク部材２６の上端部が
連係している。上記偏心カム部１７は、制御軸１６の軸
心から偏心しており、従って、制御軸１６の角度位置に
応じてロッカアーム１８の揺動中心は変化する。The rocker arm 18 has a substantially central portion supported by the eccentric cam portion 17. One end of the rocker arm 18 is connected to an extension 25b of the link arm 25, and the other end is connected to the link. The upper ends of the members 26 are linked. The eccentric cam portion 17 is eccentric from the axis of the control shaft 16, so that the rocking center of the rocker arm 18 changes according to the angular position of the control shaft 16.
【００３６】上記揺動カム２０は、駆動軸１３の外周に
嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部
２０ａに、上記リンク部材２６の下端部が連係してい
る。この揺動カム２０の下面には、駆動軸１３と同心状
の円弧をなす基円面２４ａと、該基円面２４ａから上記
端部２０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面２４ｂ
と、が形成されており、これらの基円面２４ａならびに
カム面２４ｂが、揺動カム２０の揺動位置に応じてタペ
ット１９の上面に当接するようになっている。The swing cam 20 is rotatably supported by being fitted to the outer periphery of the drive shaft 13, and the lower end of the link member 26 is linked to the end 20a extending laterally. . On the lower surface of the swing cam 20, a base circular surface 24a concentric with the drive shaft 13 and a cam surface 24b extending in a predetermined curve from the base circular surface 24a to the end 20a.
The base circular surface 24a and the cam surface 24b are brought into contact with the upper surface of the tappet 19 according to the swing position of the swing cam 20.
【００３７】すなわち、上記基円面２４ａはベースサー
クル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動
カム２０が揺動してカム面２４ｂがタペット１９に接触
すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベー
スサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区
間が設けられている。That is, the base circle surface 24a is a base circle section in which the lift amount becomes zero. When the swing cam 20 swings and the cam surface 24b contacts the tappet 19, the base circle surface 24a gradually lifts. Will go. Note that a slight ramp section is provided between the base circle section and the lift section.
【００３８】上記制御軸１６は、図１に示すように、一
端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエ
ータ３１によって所定回転角度範囲内で回転するように
構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチ
ュエータ３１への油圧供給は、エンジンコントロールユ
ニット３３からの制御信号に基づき、第１油圧制御部３
２によって制御されている。As shown in FIG. 1, the control shaft 16 is configured to rotate within a predetermined rotation angle range by a lift / operation angle control hydraulic actuator 31 provided at one end. The supply of hydraulic pressure to the lift / operating angle control hydraulic actuator 31 is performed by the first hydraulic control unit 3 based on a control signal from the engine control unit 33.
2.
【００３９】このリフト・作動角可変機構１の作用を説
明すると、駆動軸１３が回転すると、偏心カム１５のカ
ム作用によってリンクアーム２５が上下動し、これに伴
ってロッカアーム１８が揺動する。このロッカアーム１
８の揺動は、リンク部材２６を介して揺動カム２０へ伝
達され、該揺動カム２０が揺動する。この揺動カム２０
のカム作用によって、タペット１９が押圧され、吸気弁
１２がリフトする。The operation of the lift / operating angle variable mechanism 1 will be described. When the drive shaft 13 rotates, the link arm 25 moves up and down by the cam action of the eccentric cam 15, and the rocker arm 18 swings accordingly. This rocker arm 1
The swing of 8 is transmitted to the swing cam 20 via the link member 26, and the swing cam 20 swings. This swing cam 20
, The tappet 19 is pressed and the intake valve 12 is lifted.
【００４０】ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチ
ュエータ３１を介して制御軸１６の角度が変化すると、
ロッカアーム１８の初期位置が変化し、ひいては揺動カ
ム２０の初期揺動位置が変化する。Here, when the angle of the control shaft 16 changes via the lift / operating angle control hydraulic actuator 31,
The initial position of the rocker arm 18 changes, and consequently, the initial swing position of the swing cam 20 changes.
【００４１】例えば偏心カム部１７が図の上方へ位置し
ているとすると、ロッカアーム１８は全体として上方へ
位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に上方へ引
き上げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期
位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９から離れる方
向に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム
２０が揺動した際に、基円面２４ａが長くタペット１９
に接触し続け、カム面２４ｂがタペット１９に接触する
期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくな
り、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作
動角も縮小する。For example, assuming that the eccentric cam portion 17 is located upward in the drawing, the rocker arm 18 is located upward as a whole, and the end portion 20a of the swing cam 20 is relatively pulled upward. . That is, the initial position of the swing cam 20 is inclined such that the cam surface 24b moves away from the tappet 19. Therefore, when the swing cam 20 swings with the rotation of the drive shaft 13, the base circle surface 24 a is long and the tappet 19 is long.
And the period during which the cam surface 24b contacts the tappet 19 is short. Accordingly, the lift amount is reduced as a whole, and the angle range from the opening timing to the closing timing, that is, the operating angle is also reduced.
【００４２】逆に、偏心カム部１７が図の下方へ位置し
ているとすると、ロッカアーム１８は全体として下方へ
位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に下方へ押
し下げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期
位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９に近付く方向
に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム２
０が揺動した際に、タペット１９と接触する部位が基円
面２４ａからカム面２４ｂへと直ちに移行する。従っ
て、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角
も拡大する。Conversely, assuming that the eccentric cam portion 17 is located at a lower position in the drawing, the rocker arm 18 is located at a lower position as a whole, and the end portion 20a of the swing cam 20 is relatively pushed down. Becomes That is, the initial position of the swing cam 20 is inclined in a direction in which the cam surface 24 b approaches the tappet 19. Therefore, with the rotation of the drive shaft 13, the swing cam 2
When 0 is swung, the portion in contact with the tappet 19 immediately shifts from the base circular surface 24a to the cam surface 24b. Therefore, the lift amount is increased as a whole, and the operating angle is also increased.
【００４３】上記の偏心カム部１７の位置は連続的に変
化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、
図３に示すように、連続的に変化する。つまり、リフト
ならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小さ
せることができる。特に、このものでは、リフト・作動
角の大小変化に伴い、吸気弁１２の開時期と閉時期とが
ほぼ対称に変化する。Since the position of the eccentric cam portion 17 can be continuously changed, the valve lift characteristic is accordingly reduced.
As shown in FIG. 3, it changes continuously. That is, both the lift and the operating angle can be simultaneously enlarged and reduced simultaneously. In particular, in this case, the opening timing and the closing timing of the intake valve 12 change substantially symmetrically with the change in the lift / operating angle.
【００４４】次に、位相可変機構２は、図１に示すよう
に、上記駆動軸１３の前端部に設けられたスプロケット
３５と、このスプロケット３５と上記駆動軸１３とを、
所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御
用油圧アクチュエータ３６と、から構成されている。上
記スプロケット３５は、図示せぬタイミングチェーンも
しくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに
連動している。上記位相制御用油圧アクチュエータ３６
への油圧供給は、エンジンコントロールユニット３３か
らの制御信号に基づき、第２油圧制御部３７によって制
御されている。この位相制御用油圧アクチュエータ３６
への油圧制御によって、スプロケット３５と駆動軸１３
とが相対的に回転し、図４に示すように、リフト中心角
が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらず
に、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、
連続的に得ることができる。位相可変機構２としては、
油圧式のものに限られず、電磁式アクチュエータを利用
したものなど、種々の構成が可能である。Next, as shown in FIG. 1, the variable phase mechanism 2 comprises a sprocket 35 provided at the front end of the drive shaft 13 and a sprocket 35 and the drive shaft 13.
And a phase control hydraulic actuator 36 that relatively rotates within a predetermined angle range. The sprocket 35 is linked to a crankshaft via a timing chain or a timing belt (not shown). The above phase control hydraulic actuator 36
The supply of hydraulic pressure to is controlled by the second hydraulic control unit 37 based on a control signal from the engine control unit 33. This phase control hydraulic actuator 36
The sprocket 35 and the drive shaft 13
Rotate relative to each other, and as shown in FIG. 4, the lift center angle is advanced. That is, the lift characteristic curve itself does not change, and the whole is advanced or retarded. Also, this change
Can be obtained continuously. As the variable phase mechanism 2,
Not limited to the hydraulic type, various configurations such as those using an electromagnetic actuator are possible.
【００４５】なお、リフト・作動角可変機構１ならびに
位相可変機構２の制御としては、実際のリフト・作動角
あるいは位相を検出するセンサを設けて、クローズドル
ープ制御するようにしても良く、あるいは運転条件に応
じて単にオープンループ制御するようにしても良い。As the control of the variable lift / operating angle mechanism 1 and the variable phase mechanism 2, a sensor for detecting the actual lift / operating angle or phase may be provided to perform closed-loop control, or Open loop control may be simply performed according to conditions.
【００４６】次に、図５に基づいて、ハイブリッド型自
動車の駆動系の構成を説明する。同図において、５１
は、前述した可変動弁機構を備えた内燃機関であって、
そのクランクシャフトの一端には、発電機を兼ねた起動
用モータ５２が常時連動している。クランクシャフトの
他端は、ベルト式無段変速装置５３の入力軸５４に、電
磁クラッチ５５を介して連結されるようになっている。
上記入力軸５４には、走行用モータ５６が一体に取り付
けられている。この走行用モータ５６は、回生による発
電が可能である。また、無段変速装置５３は、終減速装
置５７を備え、駆動輪５８を駆動している。また、上記
無段変速装置５３へ油圧を供給するために、補機用モー
タ５８によって駆動される油圧ポンプ５９を備えてい
る。これらの３つのモータ５２，５６，５８は、バッテ
リ６０の電力によりインバータ６１を介して制御されて
いる。Next, the configuration of the drive system of the hybrid vehicle will be described with reference to FIG. In FIG.
Is an internal combustion engine provided with the variable valve mechanism described above,
A starting motor 52 also serving as a generator is constantly linked to one end of the crankshaft. The other end of the crankshaft is connected to an input shaft 54 of a belt-type continuously variable transmission 53 via an electromagnetic clutch 55.
A traveling motor 56 is integrally attached to the input shaft 54. The traveling motor 56 can generate electric power by regeneration. Further, the continuously variable transmission 53 includes a final reduction gear 57 and drives the drive wheels 58. Further, a hydraulic pump 59 driven by an auxiliary machine motor 58 is provided to supply hydraulic pressure to the continuously variable transmission 53. These three motors 52, 56, 58 are controlled by the power of a battery 60 via an inverter 61.
【００４７】図６は、上記ハイブリッド型自動車の代表
的な作動である車両発進から加速にかけての各部の作動
を示している。なお、図中の矢印は、エネルギの流れを
表している。車両停止時は、補機等の負荷が大きい場合
やバッテリ６０の充電が必要な場合等を除き、通常、内
燃機関５１を停止させるため、急発進でない通常の発進
の場合は、（Ａ）に示すように、走行用モータ５６がバ
ッテリ６０により無段変速機５３を駆動し、最適な変速
比で発進する。なお、このモータ走行の際には、電磁ク
ラッチ５５が遮断されている。その後、低速走行は、バ
ッテリ電源が十分にあれば、原則としてモータ走行を継
続するが、所定の車速に達すると、あるいは加速に移行
する場合、（Ｂ）に示すように、走行用モータ５６での
走行中に、起動用モータ５２によって内燃機関５１を起
動する。そして、速やかに回転を同期させ、（Ｃ）に示
すように電磁クラッチ５５を接続してエンジン走行に移
行する。内燃機関５１のトルク発生に応じて走行用モー
タ５６の発生トルクは減少し、トルクショック無しにエ
ンジン走行への移行が可能である。FIG. 6 shows the operation of each part from the start of the vehicle to the acceleration, which is a typical operation of the hybrid vehicle. The arrows in the figure indicate the flow of energy. When the vehicle is stopped, the internal combustion engine 51 is normally stopped except when the load on the auxiliary equipment or the like is large or when the battery 60 needs to be charged. As shown, the running motor 56 drives the continuously variable transmission 53 by the battery 60, and starts at an optimum gear ratio. When the motor runs, the electromagnetic clutch 55 is disconnected. Thereafter, in low-speed running, if the battery power is sufficient, the motor running is continued in principle. However, when the vehicle speed reaches a predetermined vehicle speed or when the vehicle shifts to acceleration, as shown in FIG. During the traveling, the internal combustion engine 51 is started by the starting motor 52. Then, the rotation is immediately synchronized, and the electromagnetic clutch 55 is connected as shown in FIG. The generated torque of the traveling motor 56 decreases in accordance with the generation of the torque of the internal combustion engine 51, and it is possible to shift to the engine traveling without torque shock.
【００４８】このように、ハイブリッド型自動車では、
モータ走行とエンジン走行とがあるため、内燃機関５１
の役割として、モータ走行用の電力を発電することが必
要となる。この電力は、減速時の走行用モータ５６によ
る回生発電でも得られるが、それだけでは十分ではな
く、大部分は、起動用モータ５２を内燃機関５１が駆動
して得られる発電電力による。従って、モータ走行後に
内燃機関５１を起動した場合、モータ走行で消費した電
力を先ず発電することになるから、内燃機関５１の負荷
としては、一般路の定常走行（Ｒ／Ｌ走行）の場合で
も、相当に大きくなる。一般的に内燃機関の熱効率は、
負荷が高くなると向上するため、このような比較的高い
負荷の領域で発電と走行に必要な駆動力を発生させるこ
とは、機関全体の効率向上に大きな効果があり、アイド
ル停止、回生とともに、ハイブリッド型自動車の熱効率
向上の三大要因となっている。Thus, in a hybrid vehicle,
Since there are motor running and engine running, the internal combustion engine 51
It is necessary to generate electric power for driving the motor. This power can also be obtained by regenerative power generation by the traveling motor 56 during deceleration, but this is not sufficient, and most of the power is generated by the internal combustion engine 51 driving the starter motor 52. Therefore, when the internal combustion engine 51 is started after the motor travels, the power consumed by the motor travel is first generated, so that the load on the internal combustion engine 51 is the same as in the case of steady travel (R / L travel) on a general road. , Will be considerably larger. Generally, the thermal efficiency of an internal combustion engine is
Generating the driving force necessary for power generation and traveling in such a relatively high load area has a great effect on improving the efficiency of the entire engine, since it increases as the load increases. This is one of the three major factors in improving the thermal efficiency of a model car.
【００４９】内燃機関５１の起動時にデコンプ作用で振
動を低減し、その後このような発電走行に移行する際
に、吸気弁の開閉時期が連続的に最小限の変化でつなが
ることも重要である。また、低速の減速時には、直ちに
内燃機関５１を停止させることが多いため、充電用発電
時の吸気弁開閉時期のままで十分なデコンプ作用が得ら
れれば、応答性の高い制御は不要となる。It is also important that when the internal combustion engine 51 is started, the vibration is reduced by the decompression action, and then when the operation shifts to such power generation running, the opening and closing timing of the intake valve is continuously connected with a minimum change. In addition, at the time of low-speed deceleration, the internal combustion engine 51 is often stopped immediately. Therefore, if a sufficient decompression action can be obtained with the intake valve opening / closing timing during power generation for charging, control with high responsiveness becomes unnecessary.
【００５０】次に、図７は、このようなハイブリッド型
自動車におけるエンジン起動の代表的なパターンである
緩加速からの起動前後の吸気弁開閉時期の制御特性を示
す。 ・エンジン停止時 次の再起動に備えて、に示すように、小リフト・小作
動角で、かつリフトの中心角Φを上死点寄りとして、吸
気弁閉時期（ＩＶＣ）を下死点よりも大幅に早い時期と
する。 ・起動時 に示すように、上記のエンジン停止時のタイミング
設定のまま起動用モータ５２によるクランキングが開始
する。この特性では、ＩＶＣが吸気行程の途中となるの
で、圧縮圧力が低下し、クランキングに伴う不快な振動
発生が抑制される。ここで、例えば、従来のように起動
時に大リフト・大作動角とする場合は、ＩＶＣを下死点
よりも大幅に遅らせてデコンプを行うことになるが、本
発明では、逆にＩＶＣを下死点よりも大幅に進めて、吸
入行程途中で吸気弁を閉じ、実質的に同じデコンプ作用
を得るようにしている。この方式では、ピストンが下死
点で停止している場合は、フルコンプレッションとなる
ため、デコンプ効果が無くなるが、通常の機関停止の際
には、ピストンは力学的なバランス作用（コンプレッシ
ョンによって押し返される力を受ける）によって、行程
中央付近で停止することがほとんどであり、下死点で停
止する可能性は低い。さらに完璧を期すためには、エン
ジン停止時に、起動用モータ５２の制御により、所期の
位置にピストンを停止させることも可能である。 ・点火・初爆時 緩加速の場合には、機関回転数がマウント共振点を越え
るまで、燃料噴射ならびに点火が行われずにモータリン
グされる。そして、マウント共振点を通過した時点で燃
料噴射ならびに点火が開始される。ここで、吸気弁の特
性としては、マウント共振点を越えた後は、実圧縮比を
高めるため、のように、リフト・作動角を若干増大さ
せる。この場合でも、吸気弁を通過する吸気の流速は極
めて高い状況にあるため、点火後の燃焼速度は十分速
く、良好な初爆が得られる。図８は、参考のために、小
リフト制御により得られるガス流動強化の効果を示す。
標準リフト（１／１リフト）の場合、低速では吸気量が
少ないため、筒内ガス流動の目安であるタンブル比が著
しく低下する。しかし、１／５リフトあるいは１／１０
リフトのように、小リフト制御を行うことによって、高
回転時と同程度にタンブル比を維持できる。マウント共
振点は通常３〜４００rpmの回転域にあるため、これを
越えた領域では、小リフトの場合、いつでも、標準リフ
ト高回転と同程度もしくはそれ以上のタンブル比が得ら
れる。従って、図７のに破線でＩＶＣを示したような
大リフト・大作動角でＩＶＣを遅らせた従来技術に比べ
て、実圧縮比はほぼ同一でも、小リフトとすることによ
り、より低回転で確実な初爆が可能となる。 ・Ｒ／Ｌ走行時（発電） 緩加速の場合、内燃機関５１の起動後は速やかにエンジ
ン走行に移行するが、モータ走行の直後でもあり、バッ
テリ充電のための発電（起動用モータ５２による発電）
を行う必要があるので、内燃機関５１は比較的高負荷状
態で運転される。この条件では、吸気弁の特性は、の
ようになり、バルブオーバラップを大として適量の残留
ガスを筒内に残し、ＩＶＣも下死点よりは進角させた設
定となる。これはポンプ損失低減を狙った設定であり、
燃費的に優れたものとなる。初爆からこの設定に移行す
るのは短時間で十分であり、円滑に移行が可能である。
また、この条件から減速になった場合、内燃機関５１を
停止する場合が多いが、内燃機関５１の完全な停止まで
に各アクチュエータ３１，３６をの状態に制御するこ
とは容易である。また、万一、制御の遅れによりのタ
イミングのままで停止しても、かなりのデコンプ効果が
得られるため、頻度が少なければ実用上は問題無い。 ・全開 発電負荷の無い全開加速の場合は、の特性に制御され
る。これは、吸入空気量を確保するために、作動角をさ
らに拡大し、ＩＶＣは下死点前後としている。この設定
もの延長上にあるので、制御の応答性の点で有利とな
る。Next, FIG. 7 shows the control characteristics of the intake valve opening / closing timing before and after starting from gentle acceleration, which is a typical pattern of engine starting in such a hybrid vehicle.・ At the time of engine stop As shown in the figure, in preparation for the next restart, the intake valve closing timing (IVC) is set at a small lift / small operating angle and the center angle Φ of the lift near the top dead center. It will also be significantly earlier. As shown in "Starting", the cranking by the starting motor 52 starts with the timing set when the engine is stopped. With this characteristic, since the IVC is in the middle of the intake stroke, the compression pressure decreases, and the generation of unpleasant vibration accompanying cranking is suppressed. Here, for example, when a large lift and a large operating angle are used at the time of startup as in the related art, the decompression is performed with the IVC significantly delayed from the bottom dead center, but in the present invention, the IVC is conversely lowered. The intake valve is closed in the middle of the intake stroke, significantly ahead of the dead center, so that substantially the same decompression action is obtained. In this method, when the piston stops at the bottom dead center, full compression is applied, and the decompression effect is lost. However, during normal engine stop, the piston is mechanically balanced (returned by compression). In most cases, the vehicle stops near the center of the stroke, and is unlikely to stop at the bottom dead center. For further perfection, it is possible to stop the piston at a desired position by controlling the starting motor 52 when the engine is stopped.・ Ignition and initial explosion In the case of slow acceleration, motoring is performed without fuel injection or ignition until the engine speed exceeds the mount resonance point. Then, fuel injection and ignition are started at the time of passing the mount resonance point. Here, as a characteristic of the intake valve, after exceeding the mount resonance point, the lift / operating angle is slightly increased as described in the following to increase the actual compression ratio. Even in this case, since the flow velocity of the intake air passing through the intake valve is extremely high, the combustion speed after ignition is sufficiently high, and a good initial explosion can be obtained. FIG. 8 shows the effect of gas flow enhancement obtained by small lift control for reference.
In the case of the standard lift (1/1 lift), since the amount of intake air is small at low speeds, the tumble ratio, which is a measure of in-cylinder gas flow, is significantly reduced. However, 1/5 lift or 1/10
By performing a small lift control like a lift, the tumble ratio can be maintained at the same level as at the time of high rotation. Since the mount resonance point is usually in the rotation range of 3 to 400 rpm, a tumble ratio equal to or higher than that of the standard lift high rotation can be obtained at any time in the region beyond the rotation range. Therefore, as compared with the prior art in which the IVC is delayed at a large lift and a large operating angle as shown by the broken line in FIG. A reliable first explosion becomes possible. R / L running (power generation) In the case of moderate acceleration, the engine immediately shifts to the engine running after the start of the internal combustion engine 51. )
Therefore, the internal combustion engine 51 is operated under a relatively high load state. Under this condition, the characteristics of the intake valve are as follows, the valve overlap is large, an appropriate amount of residual gas is left in the cylinder, and the IVC is set to be advanced from the bottom dead center. This is a setting aimed at reducing pump loss,
Excellent fuel economy. The transition from the first explosion to this setting is short enough and can be done smoothly.
When the internal combustion engine 51 is stopped under these conditions, the internal combustion engine 51 is often stopped. However, it is easy to control the actuators 31 and 36 to the state until the internal combustion engine 51 is completely stopped. Also, even if the operation is stopped at the timing due to the control delay, a considerable decompression effect can be obtained. Therefore, if the frequency is low, there is no practical problem.・ Fully open In the case of full-open acceleration with no power generation load, the characteristics are controlled to the following characteristics. In order to secure the intake air amount, the operating angle is further increased, and the IVC is set to be around the bottom dead center. Since this setting is an extension, it is advantageous in terms of control responsiveness.
【００５１】次に、図９に、緩加速時の各機能要素の過
渡制御特性を示す。なお、同図には、走行用モータ５６
を「モータＡ」と、起動用モータ５２を「モータＢ」
と、それぞれ略記してある。図示するように、モータ走
行中に、走行用モータ５６の負荷が高くなると、エンジ
ン走行に移行するために、起動用モータ５２により内燃
機関５１が起動される。このとき、吸気弁の特性は前述
のように制御され、起動がデコンプ状態で行われる。こ
の起動時には、起動用モータ５２はスタータとして機能
するが、内燃機関５１の起動後は、発電機として逆に駆
動されるようになる。さらに車速が上昇してくると、発
電量は徐々に減少し、機関発生トルクのより多くの割合
が車両の走行に供給される。また全開加速時は、走行用
モータ５６によるアシストが可能であり、その分のモー
タトルクが機関発生トルクに加えられる。吸気弁のリフ
ト・作動角は、吸気量の増大（エンジン回転数の上昇、
負荷の増大）に伴って漸増する設定となっている。Next, FIG. 9 shows the transient control characteristics of each functional element at the time of gentle acceleration. Note that FIG.
Is "motor A", and the starting motor 52 is "motor B".
, Respectively. As shown in the figure, when the load on the traveling motor 56 increases during motor running, the internal combustion engine 51 is started by the starting motor 52 to shift to engine running. At this time, the characteristics of the intake valve are controlled as described above, and the startup is performed in a decompressed state. At the time of the start, the start motor 52 functions as a starter, but after the start of the internal combustion engine 51, it is reversely driven as a generator. As the vehicle speed further increases, the amount of power generation gradually decreases, and a larger proportion of the engine-generated torque is supplied to the running of the vehicle. At the time of full-open acceleration, assist by the traveling motor 56 is possible, and the corresponding motor torque is added to the engine generated torque. The lift / operating angle of the intake valve increases the amount of intake air (increase in engine speed,
(Load increase).
【００５２】次に、図１０にモータ走行からの急加速の
場合を示す。この場合は、起動用モータ５２によるクラ
ンキング開始と同時に燃料噴射ならびに点火を開始し、
可能な限り早い時期に点火・初爆を行う。また、これと
同時に、リフト・作動角を速やかに拡大し、内燃機関と
してトルクを最大限に確保し得る吸気弁開閉特性に移行
する。このような場合、モータアシストは極めて効果的
であり、良好な加速フィーリングが得られる。Next, FIG. 10 shows a case of sudden acceleration from the motor running. In this case, fuel injection and ignition are started simultaneously with the start of cranking by the starting motor 52,
Ignition and first explosion are carried out as early as possible. At the same time, the lift / operating angle is quickly increased, and the internal combustion engine shifts to an intake valve opening / closing characteristic capable of ensuring the maximum torque. In such a case, the motor assist is extremely effective, and a good acceleration feeling can be obtained.
【００５３】図１１は、加速時における吸気弁の開閉時
期制御のフローチャートを示しており、以下、これを、
その流れに沿って説明する。まず、初めに、ステップ１
において、機関回転数、スロットル開度等の運転条件を
検出する。そして、車両の停止状態では、ステップ２以
降へ進み、Ｒ／Ｌ走行中であれば、ステップ１２以降へ
進む。ステップ２では、加速の検出を行い、加速を検出
した場合は、さらにステップ３で、急加速が緩加速かを
判定する。緩加速であれば、ステップ４へ進み、モータ
（走行用モータ５６）で発進する。また、急加速であれ
ば、ステップ５へ進んで、起動用モータ５２により内燃
機関５１を起動する。同時に、アクチュエータ３１，３
６の制御を開始し（ステップ６）、吸気弁の開時期（Ｉ
ＶＯ）、閉時期（ＩＶＣ）および中心角を目標値に制御
する（ステップ７）。そして、機関回転数が所定値（ス
テップ８）に達した時点で点火を開始し（ステップ
９）、さらに機関回転数が所定値（ステップ１０）以上
となったら、電磁クラッチ５５を接続する（ステップ１
１）。なお、急加速の場合、前述したように、ステップ
８で所定回転数になるまで待機せずに、直ちに燃料噴射
ならびに点火を開始するようにしてもよい。FIG. 11 is a flow chart of controlling the opening / closing timing of the intake valve during acceleration.
A description will be given along the flow. First, step 1
, Operating conditions such as the engine speed and the throttle opening are detected. When the vehicle is in a stopped state, the process proceeds to step 2 and thereafter, and when the vehicle is traveling in R / L, the process proceeds to step 12 and thereafter. In step 2, acceleration is detected. If acceleration is detected, step 3 determines whether rapid acceleration is gentle acceleration. If the acceleration is moderate, the process proceeds to step 4, where the vehicle is started by the motor (motor 56). If the acceleration is abrupt, the routine proceeds to step 5, where the internal combustion engine 51 is started by the starting motor 52. At the same time, the actuators 31, 3
6 is started (step 6), and the opening timing (I
VO), the closing timing (IVC) and the central angle are controlled to target values (step 7). Then, when the engine speed reaches a predetermined value (step 8), ignition is started (step 9), and when the engine speed exceeds the predetermined value (step 10), the electromagnetic clutch 55 is connected (step 9). 1
1). In the case of rapid acceleration, as described above, the fuel injection and the ignition may be started immediately without waiting at step 8 until the number of revolutions reaches the predetermined value.
【００５４】一方、Ｒ／Ｌ走行中であれば、ステップ１
２で加速の検出を行い、加速を検出した場合は、さらに
ステップ１３で急加速か緩加速かを判定する。緩加速で
あれば、ステップ１４へ進み、緩加速時用の制御マップ
を読み込み、急加速であれば、ステップ１５へ進んで、
急加速時用の制御マップを読み込む。そして、ステップ
１６で起動用モータ５２により内燃機関５１を起動す
る。同時に、アクチュエータ３１，３６の制御を開始し
（ステップ１７）、吸気弁の開時期（ＩＶＯ）、閉時期
（ＩＶＣ）および中心角を目標値に制御する（ステップ
１８）。そして、機関回転数が所定値（ステップ１９）
に達した時点で点火を開始し（ステップ２０）、さらに
機関回転数が所定値（ステップ２１）以上となったら、
電磁クラッチ５５を接続する（ステップ２２）。なお、
急加速の場合、前述したように、ステップ１９で所定回
転数になるまで待機せずに、直ちに燃料噴射ならびに点
火を開始するようにしてもよい。On the other hand, if the vehicle is running in R / L, step 1
In step 2, acceleration is detected. If acceleration is detected, it is further determined in step 13 whether rapid acceleration or gentle acceleration is performed. If the acceleration is moderate, the process proceeds to step 14, and the control map for slow acceleration is read. If the acceleration is rapid, the process proceeds to step 15,
Read the control map for sudden acceleration. Then, in step 16, the internal combustion engine 51 is started by the starting motor 52. At the same time, the control of the actuators 31, 36 is started (step 17), and the opening timing (IVO), closing timing (IVC) and center angle of the intake valve are controlled to target values (step 18). Then, the engine speed becomes a predetermined value (step 19).
When the engine speed reaches a predetermined value (step 21), the ignition is started (step 20).
The electromagnetic clutch 55 is connected (Step 22). In addition,
In the case of rapid acceleration, as described above, the fuel injection and ignition may be started immediately without waiting at step 19 until the number of revolutions reaches a predetermined value.
【図１】この発明に係る内燃機関の制御装置に用いられ
る吸気弁の可変動弁機構を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a variable valve mechanism of an intake valve used in a control device for an internal combustion engine according to the present invention.
【図２】リフト・作動角可変機構を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a lift / operating angle variable mechanism.
【図３】リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角
の特性変化を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a characteristic change of a lift / operating angle by a lift / operating angle variable mechanism.
【図４】位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変
化を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a phase change of a valve lift characteristic by a variable phase mechanism.
【図５】ハイブリッド型自動車の基本的構成を示す構成
説明図。FIG. 5 is a configuration explanatory diagram showing a basic configuration of a hybrid vehicle.
【図６】このハイブリッド型自動車の基本的な動作を示
す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a basic operation of the hybrid vehicle.
【図７】停止状態からの緩加速に伴う吸気弁の開閉特性
変化を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change in the opening / closing characteristics of an intake valve accompanying slow acceleration from a stop state.
【図８】小リフト化に伴うガス流動の強化を示す特性
図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing enhancement of gas flow accompanying a reduction in lift.
【図９】モータ走行からの緩加速における各部の動作を
示すタイミングチャート。FIG. 9 is a timing chart showing the operation of each unit during gentle acceleration from motor running.
【図１０】モータ走行からの急加速における各部の動作
を示すタイミングチャート。FIG. 10 is a timing chart showing the operation of each part during rapid acceleration from motor running.
【図１１】この吸気弁の開閉時期制御のフローチャー
ト。FIG. 11 is a flowchart of the opening / closing timing control of the intake valve.
１…リフト・作動角可変機構 ２…位相可変機構 １３…駆動軸 １５…偏心カム １６…制御軸 １７…偏心カム部 １８…ロッカアーム ２５…リンクアーム ２６…リンク部材 ３１…リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ ３３…エンジンコントロールユニット ３６…位相制御用油圧アクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lift / operating angle variable mechanism 2 ... Phase variable mechanism 13 ... Drive shaft 15 ... Eccentric cam 16 ... Control shaft 17 ... Eccentric cam part 18 ... Rocker arm 25 ... Link arm 26 ... Link member 31 ... Lift / operating angle control hydraulic pressure Actuator 33 ... Engine control unit 36 ... Hydraulic actuator for phase control
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｌ 13/00 ３０１ Ｆ０１Ｌ 13/00 ３０１Ｆ Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｑ 29/02 29/02 Ｄ ３２１ ３２１Ｂ (72)発明者 竹村 信一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G018 AA05 AA14 AB05 AB16 BA07 BA17 BA29 BA33 BA38 CA07 CA20 DA04 DA15 DA72 DA73 DA74 EA02 EA08 EA11 EA14 EA35 FA01 FA06 FA08 GA11 GA32 3G092 AA11 AC02 AC03 DA01 DA05 DA09 DA12 DG05 DG09 EA03 EA04 EA08 EA12 FA14 FA25 FA31 GA01 GA10 GB00 GB01 HA11Z HA13X HA13Z HE01Z HF01Z HF05Z 3G093 AA06 AA07 AA16 BA21 BA33 CA01 CA06 CA07 CB05 CB06 DA01 DA12 DA13 EA15 EC02 FB01 FB02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F01L 13/00 301 F01L 13/00 301F F02D 17/00 F02D 17/00 Q 29/02 29/02 D 321 321B (72 ) Inventor Shinichi Takemura 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 3G018 AA05 AA14 AB05 AB16 BA07 BA17 BA29 BA33 BA38 CA07 CA20 DA04 DA15 DA72 DA73 DA74 EA02 EA08 EA11 EA14 EA35 FA01 FA06 FA08 GA11 GA32 3G092 AA11 AC02 AC03 DA01 DA05 DA09 DA12 DG05 DG09 EA03 EA04 EA08 EA12 FA14 FA25 FA31 GA01 GA10 GB00 GB01 HA11Z HA13X HA13Z HE01Z HF01Z HF05Z 3G093 AA06 AA07 AA16 BA21 DA33 CA01 CA06 DA07
Claims (9)
続的に拡大，縮小制御可能なリフト・作動角可変機構
と、吸気弁のリフトの中心角の位相を遅進させる位相可
変機構と、内燃機関の回転数および負荷を検出する手段
と、この機関回転数および負荷に応じて上記吸気弁のリ
フト・作動角および中心角を制御する制御手段と、上記
内燃機関を回転駆動するモータと、を備え、車両停止時
に内燃機関の発火運転を停止するとともに車両発進時に
上記モータにより内燃機関を起動して発火運転を再開す
るように構成された車両用内燃機関の制御装置におい
て、 車両停止に伴う内燃機関の停止直前に、上記吸気弁のリ
フト・作動角を所定値以下に制御するとともに、上記吸
気弁の中心角を進角側に制御することを特徴とする車両
用内燃機関の制御装置。1. A lift / operating angle variable mechanism capable of simultaneously and continuously controlling a lift / operating angle of an intake valve, and a variable phase mechanism for delaying a phase of a central angle of a lift of the intake valve. Means for detecting the rotational speed and load of the internal combustion engine, control means for controlling the lift / operating angle and the central angle of the intake valve according to the engine rotational speed and load, a motor for rotating and driving the internal combustion engine, A control device for a vehicle internal combustion engine configured to stop the ignition operation of the internal combustion engine when the vehicle stops and to start the internal combustion engine by the motor when the vehicle starts to restart the ignition operation. Immediately before the internal combustion engine is stopped, the lift / operating angle of the intake valve is controlled to a predetermined value or less, and the center angle of the intake valve is controlled to be advanced. Location.
続的に拡大，縮小制御可能なリフト・作動角可変機構
と、吸気弁のリフトの中心角の位相を遅進させる位相可
変機構と、内燃機関の回転数および負荷を検出する手段
と、この機関回転数および負荷に応じて上記吸気弁のリ
フト・作動角および中心角を制御する制御手段と、上記
内燃機関を回転駆動するモータと、車両を駆動可能な第
２のモータと、を備え、車両停止時および車両低速走行
時に内燃機関の発火運転を停止して上記第２のモータに
よる走行を行うとともに、所定の車両加速時に上記モー
タにより内燃機関を起動して発火運転を再開するように
構成された車両用内燃機関の制御装置において、 車両運転条件に伴う内燃機関の停止直前に、上記吸気弁
のリフト・作動角を所定値以下に制御するとともに、上
記吸気弁の中心角を進角側に制御することを特徴とする
車両用内燃機関の制御装置。2. A variable lift / operating angle mechanism capable of simultaneously and continuously increasing / decreasing a lift / operating angle of an intake valve, a variable phase mechanism for delaying a phase of a central angle of a lift of an intake valve, Means for detecting the rotational speed and load of the internal combustion engine, control means for controlling the lift / operating angle and the central angle of the intake valve according to the engine rotational speed and load, a motor for rotating and driving the internal combustion engine, A second motor capable of driving the vehicle, wherein the ignition operation of the internal combustion engine is stopped when the vehicle is stopped and the vehicle is running at a low speed, and the vehicle is driven by the second motor. In a control device for a vehicle internal combustion engine configured to start the internal combustion engine and restart the ignition operation, the lift / operating angle of the intake valve is set to a predetermined value immediately before the internal combustion engine is stopped according to the vehicle operation conditions. Controls under control device for a vehicular internal combustion engine and controls the central angle of the intake valve to the advance side.
値以下のリフト・作動角で内燃機関のクランキングを開
始した後、速やかに燃料噴射および点火を行うとととも
に、上記吸気弁の中心角を遅角させて、吸気弁閉時期を
下死点に近づけるように制御することを特徴とする請求
項１または２に記載の車両用内燃機関の制御装置。3. When suddenly starting from a vehicle stop state, after starting cranking of the internal combustion engine at a lift / operating angle equal to or less than a predetermined value, fuel injection and ignition are performed promptly, and 3. The control device for a vehicle internal combustion engine according to claim 1, wherein the central angle is retarded to control the intake valve closing timing to approach the bottom dead center.
加速の際に、所定値以下のリフト・作動角で内燃機関の
クランキングを開始した後、速やかに燃料噴射および点
火を行うととともに、上記吸気弁の中心角を遅角させ
て、吸気弁閉時期を下死点に近づけるように制御するこ
とを特徴とする請求項２に記載の車両用内燃機関の制御
装置。4. When suddenly accelerating from motor running by the second motor, after starting cranking of the internal combustion engine at a lift / operating angle equal to or less than a predetermined value, fuel injection and ignition are performed immediately, 3. The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 2, wherein the central angle of the intake valve is retarded to control the intake valve closing timing to approach a bottom dead center.
値以下のリフト・作動角で内燃機関のクランキングを開
始した後、所定回転数に達した時点で、燃料噴射および
点火を開始するとともに、上記吸気弁の中心角を、機関
の負荷および回転数に対応した所定の進角位置に制御す
ることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内
燃機関の制御装置。5. A fuel injection and an ignition are started at a time when a predetermined number of revolutions is reached after a cranking of the internal combustion engine is started at a lift / operating angle equal to or less than a predetermined value when the vehicle slowly starts from a stopped state. 3. The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 1, wherein the central angle of the intake valve is controlled to a predetermined advance position corresponding to a load and a rotation speed of the engine.
加速の際に、所定値以下のリフト・作動角で内燃機関の
クランキングを開始した後、所定回転数に達した時点
で、燃料噴射および点火を開始するとともに、上記吸気
弁の中心角を、機関の負荷および回転数に対応した所定
の進角位置に制御することを特徴とする請求項２に記載
の車両用内燃機関の制御装置。6. When the second motor starts cranking at a lift / operating angle equal to or less than a predetermined value at the time of gentle acceleration from motor running, fuel injection is performed at a time when the internal combustion engine reaches a predetermined rotation speed. 3. The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 2, wherein the control unit controls the central angle of the intake valve to a predetermined advance position corresponding to a load and a rotation speed of the engine, while starting ignition and ignition. .
りクランクシャフトの停止位置を制御し、各気筒のピス
トンが上死点近傍ならびに下死点近傍で停止しないよう
にすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
の車両用内燃機関の制御装置。7. When the internal combustion engine is stopped, the stop position of the crankshaft is controlled by the motor so that the piston of each cylinder does not stop near the top dead center and near the bottom dead center. A control device for a vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周
に相対回転可能に嵌合したリンクアームと，上記駆動軸
と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な
制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着さ
れ、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアー
ムと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上
記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカア
ームに伴って揺動することにより吸気弁のタペットを押
圧する揺動カムと、を備えており、上記制御軸の偏心カ
ム部の回動位置を変化させることにより吸気弁のリフト
・作動角が同時に増減変化するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用
内燃機関の制御装置。8. The lift / operating angle variable mechanism is provided in parallel with the drive shaft, an eccentric cam rotatably driven by a drive shaft, a link arm fitted to the outer periphery of the eccentric cam so as to be relatively rotatable. A rotatable control shaft having an eccentric cam portion, a rocker arm rotatably mounted on the eccentric cam portion of the control shaft and swinging by the link arm, and rotatably supported by the drive shaft. A swing cam that is connected to the rocker arm via a link, and swings with the rocker arm to press the tappet of the intake valve, and the rotation of the eccentric cam portion of the control shaft is provided. The control device for a vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the lift / operating angle of the intake valve is simultaneously increased or decreased by changing the moving position. .
に回転可能に配置され、かつチエーンもしくはタイミン
グベルトを介してクランクシャフトに従動するスプロケ
ットと、このスプロケットと上記駆動軸との間に装着さ
れ、両者の相対的な位相を変化させる手段と、を備えて
いることを特徴とする請求項８に記載の車両用内燃機関
の制御装置。9. A sprocket that is rotatably arranged concentrically with the drive shaft and is driven by a crankshaft via a chain or a timing belt, and is mounted between the sprocket and the drive shaft. 9. The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 8, further comprising means for changing a relative phase between the two.
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