JP2010059891A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来、例えば、特開2004−169646号公報に開示されているように、フューエルカット中に吸気バルブと排気バルブを閉じた状態にする内燃機関の制御装置が知られている。内燃機関の排気系に備えられた排気浄化触媒は、高温酸化雰囲気において劣化する。上記従来の技術にかかる制御装置は、フューエルカット中に吸排気バルブの両方を閉じた状態に維持することにより、排気浄化触媒側に高温酸化雰囲気が発生することを抑制している。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-169646, a control device for an internal combustion engine that closes an intake valve and an exhaust valve during a fuel cut is known. An exhaust purification catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine deteriorates in a high-temperature oxidizing atmosphere. The control device according to the above conventional technique suppresses the generation of a high-temperature oxidizing atmosphere on the exhaust purification catalyst side by maintaining both the intake and exhaust valves closed during fuel cut.
上記従来の技術によれば、フューエルカット中の期間、および、フューエルカットから燃料噴射制御への復帰時(以下、単に「フューエルカットからの復帰時」とも称す)の一連の期間に、排気バルブ→吸気バルブの順番で駆動が再開される。 According to the above-described conventional technique, the exhaust valve → during a period during the fuel cut and a series of periods when returning from the fuel cut to the fuel injection control (hereinafter, also simply referred to as “returning from the fuel cut”) Driving is resumed in the order of the intake valves.
フューエルカット中に吸排気バルブを閉じている期間に、クランクケース側に存在する空気が、気筒内に侵入しうる。このため、上記従来の技術では、フューエルカットからの復帰時に、気筒内に空気が在る状況下で排気バルブが開かれる可能性がある。この場合、排気バルブの開弁に伴って、排気浄化触媒に空気が供給されてしまう。このような空気供給を許すと、排気浄化触媒が、劣化を招く高温酸化雰囲気におかれる可能性がある。 During the period when the intake and exhaust valves are closed during the fuel cut, the air present on the crankcase side can enter the cylinder. For this reason, in the above conventional technique, when returning from the fuel cut, there is a possibility that the exhaust valve is opened in a situation where air exists in the cylinder. In this case, air is supplied to the exhaust purification catalyst as the exhaust valve opens. If such air supply is allowed, the exhaust purification catalyst may be placed in a high-temperature oxidizing atmosphere that causes deterioration.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フューエルカットからの復帰時に、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ吸気バルブおよび排気バルブの動作を再開させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of resuming the operation of the intake valve and the exhaust valve while suppressing deterioration of the exhaust purification catalyst when returning from the fuel cut. An object of the present invention is to provide a control device.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、その駆動を休止可能である可変動弁機構と、
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブおよび排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記可変動弁機構を制御する弁休止手段と、
フューエルカットからの復帰要求の後に、前記弁休止手段により閉じられていた吸気バルブおよび排気バルブのうち、排気バルブを閉じたままで吸気バルブの駆動を再開させる吸気バルブ復帰手段と、
前記吸気バルブ復帰手段による吸気バルブの駆動再開後の既燃ガス排気行程において排気バルブが開弁動作を行うように、前記弁休止手段により閉じられていた排気バルブの駆動を再開させる排気バルブ復帰手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A variable valve mechanism that drives an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine and is capable of stopping the drive;
Fuel cut means for performing fuel cut of the internal combustion engine;
A valve pausing means for controlling the variable valve mechanism so that the intake valve and the exhaust valve are kept closed during the fuel cut;
An intake valve return means for restarting the drive of the intake valve while the exhaust valve is closed among the intake valve and the exhaust valve closed by the valve pause means after the request for return from the fuel cut;
Exhaust valve return means for resuming the drive of the exhaust valve closed by the valve pause means so that the exhaust valve opens in the burned gas exhaust stroke after restarting the drive of the intake valve by the intake valve return means When,
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関が、各々が吸気バルブおよび排気バルブを有する複数の気筒を備えた内燃機関であり、
フューエルカットからの復帰の要求があったときのクランク角を取得するクランク角取得手段と、
前記クランク角取得手段が取得したクランク角に基づいて、フューエルカット中に吸気バルブおよび排気バルブが閉じられていた複数の気筒のなかから、前記吸気バルブ復帰手段によって吸気バルブの駆動が再開される気筒を決定する復帰気筒決定手段と、
を備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The internal combustion engine is an internal combustion engine having a plurality of cylinders each having an intake valve and an exhaust valve;
Crank angle acquisition means for acquiring a crank angle when there is a request for return from the fuel cut;
Based on the crank angle acquired by the crank angle acquisition means, the cylinder in which the drive of the intake valve is resumed by the intake valve return means from among the plurality of cylinders in which the intake valve and the exhaust valve were closed during the fuel cut. Return cylinder determining means for determining
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、フューエルカットから燃料噴射制御への復帰時に、フューエルカット中に気筒を閉鎖していた吸排気バルブのうち、排気バルブを閉じたままで吸気バルブの動作を再開させることができる。これにより、排気バルブを閉じたままで、フューエルカット中に気筒内に侵入した空気を吸気系へと吹き戻すことができる。その後、吸気行程に移行し、フューエルカットから燃料噴射制御に復帰することができる。この期間は、依然として排気バルブは閉じられている。ゆえに、排気浄化触媒への空気流入が抑制される。また、吸気行程、圧縮行程、爆発行程を経て排気行程中に排気バルブが開弁された際には、排気浄化触媒へと既燃ガスが流れる。ゆえに、排気バルブ復帰タイミングに排気浄化触媒が劣化を招くような酸化雰囲気が発生する事態が、抑制される。以上のように、第1の発明では、フューエルカットからの復帰時に、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、吸気バルブおよび排気バルブの動作を再開させることができる。 According to the first aspect of the invention, when returning from fuel cut to fuel injection control, among the intake and exhaust valves that have closed the cylinder during fuel cut, the operation of the intake valve can be resumed while the exhaust valve remains closed. it can. As a result, the air that has entered the cylinder during the fuel cut can be blown back to the intake system while the exhaust valve is closed. Thereafter, the process proceeds to the intake stroke, and the fuel cut control can be returned to the fuel injection control. During this period, the exhaust valve is still closed. Therefore, air inflow to the exhaust purification catalyst is suppressed. Further, when the exhaust valve is opened during the exhaust stroke through the intake stroke, the compression stroke, and the explosion stroke, the burned gas flows to the exhaust purification catalyst. Therefore, a situation in which an oxidizing atmosphere that causes deterioration of the exhaust purification catalyst at the exhaust valve return timing is suppressed. As described above, according to the first aspect of the present invention, the operation of the intake valve and the exhaust valve can be resumed while suppressing the deterioration of the exhaust purification catalyst when returning from the fuel cut.
第2の発明によれば、フューエルカットからの復帰の要求があったときのクランク角に基づいて、吸気バルブ復帰手段が吸気バルブの駆動を再開させる気筒を決定することができる。クランク角との関係を無視して闇雲に吸気バルブの駆動再開気筒を決定したのでは、フューエルカットからの復帰後に良好な運転状態を実現することが難しい。この点、第2の発明によれば、クランク角を基準として、吸気バルブの駆動を再開させる気筒を決定することができる。従って、フューエルカット復帰後の運転再開時に良好な運転状態を実現することが容易になる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine the cylinder in which the intake valve return means restarts the drive of the intake valve based on the crank angle when the return from the fuel cut is requested. It is difficult to realize a good operating state after returning from the fuel cut if the cylinder for which the drive of the intake valve is resumed is determined by ignoring the relationship with the crank angle. In this regard, according to the second invention, it is possible to determine the cylinder for restarting the drive of the intake valve with reference to the crank angle. Therefore, it becomes easy to realize a favorable operation state when the operation is resumed after returning from the fuel cut.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成および基本動作]
以下、本発明の実施の形態1の内燃機関の制御装置の構成、および基本動作を説明する。実施の形態1にかかる内燃機関は、複数の気筒を備えた多気筒内燃機関を備える。実施の形態1では、この多気筒内燃機関に、個々の気筒の吸気バルブの駆動(作動)/休止を行うことが可能な可変動弁機構が取り付けられている。但し、この可変動弁機構は実施の形態の構成の一例として示すものであり、本発明の構成は実施の形態1の可変動弁機構に限定されるものではない。
[Configuration and Basic Operation of Embodiment 1]
Hereinafter, the configuration and basic operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention will be described. The internal combustion engine according to the first embodiment includes a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders. In the first embodiment, the multi-cylinder internal combustion engine is provided with a variable valve mechanism that can drive (activate) / stop an intake valve of each cylinder. However, this variable valve mechanism is shown as an example of the configuration of the embodiment, and the configuration of the present invention is not limited to the variable valve mechanism of the first embodiment.
図1乃至図15を用いて、実施の形態1の内燃機関および可変動弁機構を説明する。下記の実施の形態1の構成および基本動作は、特願2008−122616号出願書類にも開示されている。以下に述べる内容は吸気バルブ側の構成についてのみであるが、下記の吸気バルブ側の構成と同様の構成を排気バルブ側に適用することにより、排気バルブ側についても駆動/休止の切換を可能とすることができる。よって、排気バルブ側の構成は、重複を避けるため説明を省略する。
The internal combustion engine and variable valve mechanism according to
先ず、本発明の第1の実施の形態について図1〜図15に基づいて説明する。図1は、本発明が適用される内燃機関の概略構成を示す図である。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied.
図1に示す内燃機関1は、4ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)である。この内燃機関1は、4つの気筒21,22,23,24を備えている。各気筒21,22,23,24には、2本の吸気バルブ3と2本の排気バルブ4が配置されている。さらに、各気筒21,22,23,24には、筒内に火花を発生する点火プラグ5が配置されている。
The
各吸気バルブ3は、図2に示すように、吸気カムシャフト6に取り付けられたカム70,71の作動力とバルブスプリング30の付勢力とを利用して開閉される。吸気カムシャフト6は、図示しない機関出力軸(クランクシャフト)とタイミングチェーン又はタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの1/2の速度で回転される。
As shown in FIG. 2, each
吸気カムシャフト6には、1気筒当たりに1つの主カム70と2つの副カム71とが形成されている。主カム70は、2つの副カム71の間に配置されている。主カム70のカムプロフィールは、副カム71よりも作用角及びリフト量(カムノーズの高さ)が大きくなるように形成されている。
The
尚、本実施の形態では、副カム71のカムプロフィールは、吸気バルブ3のリフト量が零(カムノーズの高さが零)となるように形成されている。言い換えれば、副カム71は、ベース円部のみを有するカム(零リフトカム)である。
In the present embodiment, the cam profile of the
各気筒21,22,23,24のカム70,71と吸気バルブ3との間には、可変機構81,82,83,84が介在している。すなわち、カム70,71の作動力は、可変機構81,82,83,84を介して2本の吸気バルブ3へ伝達されるようになっている。
可変機構81,82,83,84は、主カム70の作動力を吸気バルブ3へ伝達する状態と副カム71の作動力を吸気バルブ3へ伝達する状態とを切り換えることにより、吸気バルブ3の開弁特性を変更する機構である。
The
尚、本実施の形態においては副カム71が零リフトカムであるため、副カム71の作動力が吸気バルブ3へ伝達される状態とは、吸気バルブ3が開閉しない状態(バルブ休止状態)を意味する。
In this embodiment, since the
1番気筒(#1)21の可変機構(以下、「第1可変機構」と称する)81と2番気筒(#2)22の可変機構(以下、「第2可変機構」と称する)82は、1つのアクチュエータ(以下、「第1アクチュエータ」と称する)91によって駆動されるようになっている。以下では、第1可変機構81、第2可変機構82、及び第1アクチュエータ91を第1可変グループと総称する。
The variable mechanism (hereinafter referred to as “first variable mechanism”) 81 of the first cylinder (# 1) 21 and the variable mechanism (hereinafter referred to as “second variable mechanism”) 82 of the second cylinder (# 2) 22 are: One actuator (hereinafter referred to as “first actuator”) 91 is driven. Hereinafter, the first
同様に、3番気筒(#3)23の可変機構(以下、「第3可変機構」と称する)83と4番気筒(#4)24の可変機構(以下、「第4可変機構」と称する)84も、1つのアクチュエータ(以下、「第2アクチュエータ」と称する)92によって駆動されるようになっている。以下では、第3可変機構83、第4可変機構84、及び第2アクチュエータ92を第2可変グループと総称する。
Similarly, the variable mechanism of the third cylinder (# 3) 23 (hereinafter referred to as “third variable mechanism”) 83 and the variable mechanism of the fourth cylinder (# 4) 24 (hereinafter referred to as “fourth variable mechanism”). ) 84 is also driven by one actuator (hereinafter referred to as “second actuator”) 92. Hereinafter, the third variable mechanism 83, the fourth
以下、第1可変グループ及び第2可変グループの構成について説明する。尚、第1可変グループと第2可変グループの構成は同等であるため、ここでは第1可変グループの構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the first variable group and the second variable group will be described. Since the first variable group and the second variable group have the same configuration, the configuration of the first variable group will be described here.
図3は、第1可変グループの平面図である。図3において、第1可変機構81は、吸気カムシャフト6と平行に配置されたロッカーシャフト10を備えている。ロッカーシャフト10は、ラッシュアジャスタ11を介して内燃機関1のシリンダヘッドに支持されている。
FIG. 3 is a plan view of the first variable group. In FIG. 3, the first
前記ロッカーシャフト10には、1つの第1ローラロッカーアーム8110と一対の第2ローラロッカーアーム8120,8130とが回転自在に取り付けられている。尚、第1ローラロッカーアーム8110は、2つの第2ローラロッカーアーム8120,8130の間に配置される。また、本実施の形態においては、第1ローラロッカーアーム8110の長さは、第2ローラロッカーアーム8120,8130の長さより短くされている。
One
第1ローラロッカーアーム8110の先端部分には、第1ローラ8111が軸支されている。第1ローラロッカーアーム8110は、前記ロッカーシャフト10に取り付けられたコイルスプリング8112により、図4中の矢印Xが示す方向へ付勢されている。すなわち、コイルスプリング8112は、第1ローラ8111が前記した主カム70と常に当接するように、第1ローラロッカーアーム8110を付勢している。
A
このように構成された第1ローラロッカーアーム8110は、前記した主カム70の作動力とコイルスプリング8112の付勢力との協働により、ロッカーシャフト10を支点に揺動されることになる。この第1ローラロッカーアーム8110は、特願2008−122616号出願書類における第1揺動部材に相当する。
The first
一方、各第2ローラロッカーアーム8120,8130の先端部分は、図5に示すように、吸気バルブ3の基端部(詳細には、バルブステムの基端部)が当接している。各第2ローラロッカーアーム8120,8130において、吸気バルブ3の当接部位よりロッカーシャフト10側の部位には、第2ローラ8121,8131が軸支されている。第2ローラ8121,8131の外径は、前記した第1ローラ8111の外径と同等である。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the distal end portions of the second
尚、第2ローラ8121,8131の位置は、前記第1ローラ8111が前記主カム70のベース円部と当接(図4を参照)し、且つ、該第2ローラ8121,8131が前記副カム71のベース円部と当接(図5を参照)している時に、該第2ローラ8121,8131の軸心と前記第1ローラ8111の軸心とが同一直線L上に位置(図3を参照)するように定められている。
The positions of the
第2ローラロッカーアーム8120,8130は、バルブスプリング30により、図5中の矢印Yが示す方向へ付勢されている。このため、第2ローラ8121,8131は、副カム71が吸気バルブ3をリフトさせている時は、バルブスプリング30によって副カム71に押し付けられることになる。但し、本実施の形態の副カム71は零リフトカムであるため、この限りではない。
Second
また、第2ローラロッカーアーム8120,8130は、副カム71が吸気バルブ3をリフトさせていない時は、ラッシュアジャスタ11によって副カム71に押し付けられる。
The second
このように構成された第2ローラロッカーアーム8120,8130は、特願2008−122616号出願書類における第2揺動部材に相当する。
The second
ここで第1ローラロッカーアーム8110と第2ローラロッカーアーム8120,8130との連結/分離を切り換えるための機構(以下、「第1切換機構」と称する)について説明する。
Here, a mechanism for switching connection / separation between the first
図6は、第1可変機構81の水平断面図である。尚、図6中の右手方向には、第2可変機構82が位置するものとする。
FIG. 6 is a horizontal sectional view of the first
図6において、第1ローラ8111の支軸(以下、「第1支軸」と称する)8113には、軸方向に延在する第1ピン孔8114が形成されている。第1ピン孔8114の両端は、第1ローラロッカーアーム8110の両側面に開口している。
In FIG. 6, a
第1ピン孔8114には、図7に示すように、円柱状の第1ピン181が摺動自在に挿入されている。第1ピン181の外径は、第1ピン孔8114の内径と略同等である。第1ピン181の軸方向の長さは、前記第1ピン孔8114と略同等である。
As shown in FIG. 7, a cylindrical
ここで図6に戻り、第2ローラ8121,8131の各支軸(以下、「第2支軸」と称する)8122,8132には、軸方向に延在する第2ピン孔8123,8133が形成されている。第2ピン孔8123,8133の内径は、前記した第1ピン孔8114の内径と同等である。
Returning to FIG. 6,
2つの第2ピン孔8123,8133のうち、一方の第2ピン孔8123(第1ローラロッカーアーム8110を基準にして第2可変機構82と反対側に位置する第2ピン孔)は、第1ローラロッカーアーム8110側の端部が開口し、且つ、第1ローラロッカーアーム8110と反対側の端部8124が閉塞されるように形成されている(以下、閉塞された端部を「閉塞端」と称する)。
Of the two second pin holes 8123, 8133, one second pin hole 8123 (second pin hole located on the opposite side of the second
前記した第2ピン孔8123には、図8に示すように、円柱状の第2ピン182が摺動自在に挿入されている。第2ピン182の外径は、第2ピン孔8123の内径と略同等である。第2ピン182の軸方向の長さは、前記第2ピン孔8123より短くされている。
As shown in FIG. 8, a cylindrical
また、前記した第2ピン孔8123において、前記第2ピン182の基端(閉塞端8124側に位置する端部)と前記閉塞端8124との間にはリターンスプリング18が配置されている。リターンスプリング18は、第2ピン182を前記第1ローラロッカーアーム8110側へ付勢する部材であり、特願2008−122616号出願書類における付勢部材に相当する。
Further, in the
ここで図6に戻り、前記した2つの第2ピン孔8123,8133のうち、他方の第2ピン孔8133(第1ローラロッカーアーム8110を基準にして第2可変機構82側に位置する第2ピン孔)の両端は、前述した第1ピン孔8114と同様に、第2ローラロッカーアーム8130の両側面に開口している。
Returning to FIG. 6, of the two
前記第2ピン孔8133には、円柱状の第2ピン183が摺動自在に挿入されている。第2ピン183の外径は、前記第2ピン孔8133の内径と同等である。第2ピン183の軸方向の長さは、前記第2ピン孔8133よりも長くされている。
A cylindrical
尚、各ピン孔8114,8123,8133の軸心は各支軸8113,8122,8132の軸心とは一致していなくてもよいが、3つのピン孔8114,8123,8133の相対位置は以下の条件を満たすものとする。
The axis of each
すなわち、3つのピン孔8114,8123,8133の相対位置は、第1ローラ8111が主カム70のベース円部と当接(図4を参照)し、且つ、第2ローラ8121,8131が副カム71のベース円部と当接(図5を参照)している時に、3つのピン孔8114,8123,8133の軸心が同一直線上に位置するように決定される。
That is, the relative positions of the three
このように構成された第1切換機構においては、第2ピン182がリターンスプリング18によって第1ローラロッカーアーム8110側へ常時付勢される。このため、第2ピン182の先端は、第1ピン181の基端に押し付けられることになる。それに応じて第1ピン181の先端は、第2ピン183の基端に押し付けられることになる。その結果、第2ピン183の先端は、第1アクチュエータ91の変位部材910と常時当接することになる。
In the first switching mechanism configured as described above, the
前記した変位部材910は、支軸8113,8122,8132の軸方向(言い換えれば、ピン181,182,183の軸方向)へ進退自在な部材であり、駆動部911によって変位駆動される。
The
前記した駆動部911は、油圧や電力を動力源として、前記変位部材910を変位させる装置である。駆動部911は、ECU100によって電気的に制御される。ECU100は、内燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニットであり、クランクポジションセンサ101等の出力信号に基づいて前記駆動部911を制御する。クランクポジションセンサ101は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転角度を検出センサである。
The
尚、上記した変位部材910、リターンスプリング18、第1ピン181、及び第2ピン182,183の相対配置や寸法は、以下の2つの条件を満たすように定められるものとする。
The relative arrangement and dimensions of the
(1)前記変位部材910が第2可変機構82側の変位端Pmax1に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング18が予め定められた最大長まで伸長した時に、第2ピン182の先端及び第1ピン181の基端が第2ローラロッカーアーム8120と第1ローラロッカーアーム8110との間隙に位置し、且つ、第1ピン181の先端及び第2ピン183の基端が第1ローラロッカーアーム8110と第2ローラロッカーアーム8130との間隙に位置する(図6を参照)。
(1) When the
(2)前記変位部材910が第1可変機構81側の変位端Pmax2に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング18が予め定められた最小長まで収縮した時に、第2ピン182の先端及び第1ピン181の基端が第2ピン孔8123内に位置し、且つ、第1ピン181の先端及び第2ピン183の基端が第1ピン孔8114内に位置する(図9を参照)。
(2) When the
上記(1),(2)の条件に従って変位部材910、リターンスプリング18、第1ピン181、及び第2ピン182,183の相対配置や寸法が定められると、変位部材910が前記変位端Pmax1に位置する時に、第1ローラロッカーアーム8110及び第2ローラロッカーアーム8120,8130が相互に分離された状態になる。
When the relative arrangement and dimensions of the
その場合、第1ローラロッカーアーム8110が主カム70の作動力を受けて揺動し、第2ローラロッカーアーム8120,8130が副カム71の作動力を受けて揺動することになる。尚、本実施の形態の副カム71は零リフトカムであるため、第2ローラロッカーアーム8120,8130は揺動しない。その結果、吸気バルブ3が開閉動作しないバルブ休止状態になる。
In this case, the first
ところで、上記したように、第1ローラロッカーアーム8110のみが揺動する場合は、第1ピン181の軸心と第2ピン182,183の軸心とがずれることになる。その際、第1ピン181の端面の一部と第2ピン182,183の端面の一部とが互いに当接している必要がある。よって、第1ピン181及び第2ピン182,183の端面の形状や寸法は、上記した条件を満たすように定められるものとする。
By the way, as described above, when only the first
但し、第1ピン181の端面と第2ピン182,183の端面との当接面積が大きくなると、両者の摺動抵抗が大きくなる。よって、第1ピン181及び第2ピン182,183の端面の形状や寸法は、上記した条件を満たす範囲内で最小の当接面積となるように定められることが好適である。
However, when the contact area between the end surface of the
一方、変位部材910が前記変位端Pmax2へ変位した時は、第2ローラロッカーアーム8120と第1ローラロッカーアーム8110とが第1ピン181によって連結されるとともに、第1ローラロッカーアーム8110と第2ローラロッカーアーム8130とが第2ピン183によって連結される。すなわち、変位部材910が前記変位端Pmax2に位置する時は、第1ローラロッカーアーム8110及び第2ローラロッカーアーム8120,8130が相互に連結された状態になる。
On the other hand, when the
第1ローラロッカーアーム8110及び第2ローラロッカーアーム8120,8130が相互に連結されると、第1ローラロッカーアーム8110が主カム70の作動力を受けて揺動する時に、第2ローラロッカーアーム8120,8130も第1ローラロッカーアーム8110とともに揺動する。その結果、吸気バルブ3は、主カム70のカムプロフィールに従って開閉動作することになる。
When the first
従って、第1アクチュエータ91がピン181,182,183を軸方向に変位させることにより、吸気バルブ3の作動状態と休止状態とを切り換えることが可能となる。その場合のピン181,182,183は、特願2008−122616号出願書類における切換ピンに相当する。
Therefore, when the
ここで図3に戻り、第2可変機構82の構成について述べる。第2可変機構は、前述した第1可変機構と同様に、ロッカーシャフト10に回転自在に取り付けられた1つの第1ローラロッカーアーム8210と一対の第2ローラロッカーアーム8220,8230とを備えている。
Here, returning to FIG. 3, the configuration of the second
第1ローラロッカーアーム8210は、特願2008−122616号出願書類における第1揺動部材に相当する。第1ローラロッカーアーム8210の先端部分には、第1ローラ8211が軸支されている。第1ローラ8211は、前記ロッカーシャフト10に取り付けられたコイルスプリング8212の付勢力によって主カム70に押し付けられている。
The first
第2ローラロッカーアーム8120,8130は、特願2008−122616号出願書類における第2揺動部材に相当する。各第2ローラロッカーアーム8220,8230の先端部分は、吸気バルブ3の基端部が当接している。各第2ローラロッカーアーム8220,8230において、吸気バルブ3の当接部位よりロッカーシャフト10側の部位には、第2ローラ8221,8231が軸支されている。第2ローラ8221,8231は、バルブスプリング30および/またはラッシュアジャスタ11によって副カム71に押し付けられている。
The second
尚、第1ローラロッカーアーム8210と第2ローラロッカーアーム8220,8230との連結/分離を切り換えるための機構(以下、「第2切換機構」と称する)は、第1切換機構と略対称に構成される。
A mechanism for switching connection / separation between the first
図10は、第2可変機構82の水平断面図である。尚、図10中の左手方向には、第1可変機構81が位置するものとする。
FIG. 10 is a horizontal sectional view of the second
図10において、第1ローラ8211の支軸(第1支軸)8213には、軸方向に延在する第1ピン孔8214が形成されている。第1ピン孔8214の両端は、第1ローラロッカーアーム8210の両側面に開口している。
In FIG. 10, a
第1ピン孔8214には、円柱状の第1ピン281が摺動自在に挿入されている。第1ピン281の外径は、第1ピン孔8214の内径と略同等である。第1ピン孔8214の軸方向の長さは、前記第1ピン孔8214と略同等である。
A cylindrical
第2ローラ8221,8231の各支軸(第2支軸)8222,8232には、軸方向に延在する第2ピン孔8223,8233が形成されている。第2ピン孔8223,8233の内径は、前記した第1ピン孔8214の内径と同等である。
Second pin holes 8223 and 8233 extending in the axial direction are formed in the respective support shafts (second support shafts) 8222 and 8232 of the
2つの第2ピン孔8223,8233のうち、一方の第2ピン孔8223(第1ローラロッカーアーム8110を基準にして第1可変機構82と反対側に位置する第2ピン孔)は、は、第1ローラロッカーアーム8210側の端部が開口し、且つ、第1ローラロッカーアーム8210と反対側の端部8224が閉塞されるように形成されている(以下、閉塞された端部を「閉塞端」と称する)。
Of the two
前記した第2ピン孔8223には、円柱状の第2ピン282が摺動自在に挿入されている。第2ピン282の外径は、第2ピン孔8223の内径と略同等である。第2ピン282の軸方向の長さは、前記第2ピン孔8223より短くされている。
A cylindrical
また、前記した第2ピン孔8223において、前記第2ピン282の基端(閉塞端8224側に位置する端部)と前記閉塞端8224との間にはリターンスプリング28が配置されている。リターンスプリング28は、第2ピン282を前記第1ローラロッカーアーム8210側へ付勢する部材であり、特願2008−122616号出願書類における付勢部材に相当する。
In the
前記した2つの第2ピン孔8223,8233のうち、他方の第2ピン孔8233(第1ローラロッカーアーム8210を基準にして第1可変機構81側に位置する第2ピン孔)の両端は、前述した第1ピン孔8214と同様に、第2ローラロッカーアーム8230の両側面に開口している。
Of the two
前記第2ピン孔8233には、円柱状の第2ピン283が摺動自在に挿入されている。第2ピン283の外径は、前記第2ピン孔8233の内径と同等である。第2ピン283の軸方向の長さは、前記第2ピン孔8233より長くされている。
A cylindrical
上記した3つのピン孔8214,8223,8233の相対位置は、前述した第1切換機構のピン孔8114,8123,8133と同様の条件を満たすように定められている。
The relative positions of the three
このように構成された第2切換機構においては、第2ピン282がリターンスプリング28によって第1ローラロッカーアーム8210側へ常時付勢される。このため、第2ピン282の先端は、第1ピン281の基端に押し付けられることになる。それに応じて第1ピン281の先端は、第2ピン283の基端に押し付けられることになる。その結果、第2ピン283の先端は、第1アクチュエータ91の変位部材910に常に当接することになる。
In the second switching mechanism configured as described above, the
ここで、リターンスプリング28、第1ピン孔8214、及び第2ピン282,283の相対位置や寸法は、以下の2つの条件を満たすように定められるものとする。
Here, the relative positions and dimensions of the
(3)前記変位部材910が前記した変位端Pmax1に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング28が予め定められた最小長まで収縮した時に、第2ピン282の先端及び第1ピン281の基端が第2ローラロッカーアーム8220と第1ローラロッカーアーム8210との間隙に位置し、且つ、第1ピン281の先端及び第2ピン283の基端が第1ローラロッカーアーム8210と第2ローラロッカーアーム8230との間隙に位置する(図10を参照)。
(4)前記変位部材910が前記した変位端Pmax2に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング28が予め定められた最大長まで伸長した時に、第2ピン282の先端及び第1ピン孔8214の基端が第1ピン孔8214内に位置し、且つ、第1ピン孔8214の先端及び第2ピン283の基端が第2ピン孔8233内に位置する(図11を参照)する。
(3) When the
(4) When the
上記した(3),(4)の条件を満たすようにリターンスプリング28、第1ピン孔8214、及び第2ピン282,283の相対位置や寸法が定められると、変位部材910が前記変位端Pmax1に位置する場合は、前述した第1可変機構81と同様に、第1ローラロッカーアーム8210及び第2ローラロッカーアーム8220,8230が相互に分離された状態になる。この場合は、吸気バルブ3がバルブ休止状態となる。
When the relative positions and dimensions of the
その際、第1ピン281及び第2ピン282,283の端面の形状や寸法は、前述した第1切換機構と同様に定められるものとする。
At that time, the shapes and dimensions of the end surfaces of the
一方、変位部材910が前記変位端Pmax2に位置する時は、第2ローラロッカーアーム8220と第1ローラロッカーアーム8210とが第2ピン282によって連結されるとともに、第1ローラロッカーアーム8210と第2ローラロッカーアーム8230とが第2ピン283によって連結された状態になる。すなわち、変位部材910が前記変位端Pmax2に位置する場合は、第1ローラロッカーアーム8210及び第2ローラロッカーアーム8220,8230が相互に連結された状態になる。この場合は、吸気バルブ3が主カム70のカムプロフィールに従って開閉動作することになる。
On the other hand, when the
従って、第1アクチュエータ91がピン281,282,283を軸方向に変位させることにより、吸気バルブ3の作動状態と休止状態とを切り換えることが可能となる。その場合のピン281,282,283は、特願2008−122616号出願書類における切換ピンに相当する。
Therefore, when the
次に、第1アクチュエータ91の具体的な構成について述べる。図12は、変位部材910の構成を示す平面図である。
Next, a specific configuration of the
図12において、変位部材910は、シリンダヘッドに回転自在に支持された回転体9101と、該回転体9101の外周部分から径方向に延びる2本のアーム9102,9103と、を備えている。
In FIG. 12, the
2本のアーム9102,9103のうち、一方のアーム9102の先端は前述した第1可変機構81の第2ピン183の先端に当接している。また、2本のアーム9102,9103のうち、他方のアーム9103の先端は前述した第2可変機構82の第2ピン283の先端に当接している。
Of the two
このように構成された変位部材910によれば、前記回転体9101が回転することにより、2本のアーム9102,9103の先端が第2ピン183,283を軸方向へ変位させることができる。
According to the
この場合、駆動部911は、前記回転体9101の軸9104を回転させればよい。そのような駆動部911としては、電動モータを例示することができる。
In this case, the driving
駆動部911の他の実施態様としては、図13に示すように、回転体9101に設けられた駆動用アーム9105を一回転方向へ付勢するスプリング9111と、前記駆動用アーム9105を前記スプリング9106と逆方向へ押圧するソレノイド9112と、を例示することもできる。
As another embodiment of the
尚、前述した第1切換機構のリターンスプリング18の付勢力を第2切換機構のリターンスプリング28より大きくすることにより、前記したスプリング9111を省略することも可能である。
The above-described
変位部材910の他の実施態様としては、図14に示すように、第1可変機構81の第2ピン183と第2可変機構82の第2ピン283との間に、軸方向へ進退自在に支持された円柱体9106を例示することもできる。
As another embodiment of the
このような変位部材910(9106)によれば、変位部材910(9106)が変位する時に該変位部材910(9106)と第2ピン183,283との間に摺動抵抗が発生しないため、駆動部911の要求動力を一層小さくすることができる。
According to such a displacement member 910 (9106), no sliding resistance is generated between the displacement member 910 (9106) and the
尚、円柱体9106の軸心と第2ピン183,283の軸心とは、第2ローラロッカーアーム8130,8230が揺動する時のずれを見込んでオフセットされていることが好ましい。これは、円柱体9106の外径を過剰に大きくする必要がなくなるとともに、可変機構81,82の揺動動作時における円柱体9106と第2ピン183,283との摺動抵抗を小さく抑えることができるからである。
In addition, it is preferable that the axial center of the
図14に示す変位部材910に適した駆動部911としては、前記円柱体9106を第2可変機構82側へ付勢するスプリング9114と、前記円柱体9106を第1可変機構81側へ押圧するソレノイド9113と、を例示することができる。この場合のスプリング9114も、前述した第1切換機構のリターンスプリング18の付勢力を第2切換機構のリターンスプリング28より大きくすることで省略することができる。
As the
また、駆動部911の他の実施態様としては、前記円柱体9106とラック機構を介して連結された電動モータを例示することもできる。
Further, as another embodiment of the
以上述べた第1可変グループによれば、2つの可変機構81,82を一つのアクチュエータ91で駆動させることができる。その際、第1アクチュエータ91は切換ピンを少量変位させればよいので、2つの気筒21,22の吸気バルブ3の開弁特性を速やかに切り換えることが可能である。また、切換ピンの質量が小さいため、第1アクチュエータ91は小さな動力で切換ピンを変位させることができる。
According to the first variable group described above, the two
ところで、切換ピンが変位する場合に、リターンスプリング18,28の一方の付勢力が抵抗になることが懸念される。しかしながら、リターンスプリング18,28の他方の動力が加勢されるため、第1アクチュエータ91の要求動力を小さく抑えることができる。
By the way, when the switching pin is displaced, there is a concern that one urging force of the return springs 18 and 28 becomes resistance. However, since the other power of the return springs 18 and 28 is energized, the required power of the
従って、上記した第1可変グループによれば、第1アクチュエータ91の定格を小さく抑えつつ、開弁特性変更時の応答性を高めることができる。さらに、2つの可変機構が一つのアクチュエータを共用するため、第1可変グループの構成を簡略化することもできる。その結果、第1可変グループの小型軽量化を好適に図ることが可能となる。
Therefore, according to the first variable group described above, it is possible to improve the response when changing the valve opening characteristic while keeping the rating of the
尚、第2可変グループも第1可変グループと同様の構成を採用することにより、第1可変グループと同様の効果を得ることが可能になる。その結果、動弁システム全体の小型軽量化を好適に図ることが可能になる。 The second variable group can obtain the same effect as the first variable group by adopting the same configuration as the first variable group. As a result, it is possible to suitably reduce the size and weight of the entire valve operating system.
次に、ECU100による第1アクチュエータ91及び第2アクチュエータ92の制御方法について図15に基づいて説明する。
Next, a method for controlling the
上記した切換ピンの変位は、第1ピン孔の軸心と第2ピン孔の軸心とが同一直線状に位置する時に行われる必要がある。すなわち、切換ピンの変位は、第1ローラロッカーアームが揺動していない時に行われる必要がある。 The displacement of the switching pin described above needs to be performed when the axis of the first pin hole and the axis of the second pin hole are located on the same straight line. That is, the displacement of the switching pin needs to be performed when the first roller rocker arm is not swinging.
例えば、ECU100は、1番気筒(#1)21及び2番気筒(#2)22の主カム70のベース円区間(主カム70のベース円部が第1ローラ8111,8211に当接している期間)T1に切換ピンが変位するように第1アクチュエータ91を制御する。
For example, the ECU 100 determines the base circle section of the
その際、ECU100は、前記ベース円区間T1の開始時、或いは開始直後に、切換ピンが変位し始めるように第1アクチュエータ91を制御することが好ましい。
At that time, the ECU 100 preferably controls the
詳細には、ECU100は、クランクポジションセンサ101の出力信号がベース円区間T1の開始時のクランク角度CA1と一致した時に、第1アクチュエータ91を作動させるようにすればよい。上記したクランク角度CA1は、予め実験的に求めておくことができる。
Specifically, the ECU 100 may operate the
同様に、ECU100は、3番気筒(#3)23及び4番気筒(#4)24の主カム70のベース円区間T2が開始される時CA2に、第2アクチュエータ92を作動させればよい。
Similarly, the ECU 100 may operate the second actuator 92 at CA2 when the base circle section T2 of the
このようにECU100が第1アクチュエータ91及び第2アクチュエータ92を制御すると、各ベース円区間T1,T2内に切換ピンの変位を完了させることが可能となる。
When the ECU 100 controls the
上記したような制御の好適な実施時期としては、内燃機関1のフューエルカット運転が開始される時や、内燃機関1のフューエルカット運転が終了する時などを例示することができる。
Examples of suitable execution timing of the control as described above include when the fuel cut operation of the
内燃機関1のフューエルカット運転中に吸気バルブ3が開閉動作すると、新気が気筒内や内燃機関1の排気系に設けられた排気浄化装置を通過することになる。その結果、排気浄化装置に担持された貴金属触媒が酸化し、該排気浄化装置の浄化性能が劣化或いは低下する可能性がある。
When the
また、排気の一部を気筒内へ再循環させるためのEGR機構を備えた内燃機関においては、フューエルカット運転中に吸気系のEGRガスが掃気されてしまい、フューエルカット運転終了直後のEGRガスが不足する可能性もある。 Further, in an internal combustion engine equipped with an EGR mechanism for recirculating a part of the exhaust gas into the cylinder, the EGR gas in the intake system is scavenged during the fuel cut operation, and the EGR gas immediately after the fuel cut operation ends. There may be a shortage.
これに対し、内燃機関1のフューエルカット運転開始時に、各気筒の第1ローラロッカーアーム及び第2ローラロッカーアームが分離されるように切換ピンが変位させられると、吸気バルブ3が直ちに休止状態になるため、上記した不具合を回避することが可能となる。
On the other hand, when the switching pin is displaced so that the first roller rocker arm and the second roller rocker arm of each cylinder are separated at the start of the fuel cut operation of the
[実施の形態1のフューエルカット復帰時の動作、およびその具体的処理]
本実施形態では、内燃機関1の減速時など、所定のフューエルカット実行条件が成立した場合に、燃料噴射を休止する処理、つまり、フューエルカット(F/C)が実行される。従来の内燃機関システムにおいては、フューエルカットが実行されると、排気通路に空気(新気)が流通し、その空気が排気浄化触媒に流入する事態が生ずる。排気浄化触媒は、高温環境下で酸素に晒されると劣化し易いという性質がある。そこで、本実施形態では、排気浄化触媒の劣化を抑制するため、フューエルカットの実行中は吸気バルブ3および排気バルブ4の開弁動作を休止させることにより、排気通路に酸素を含んだ新気が流通するのを防止する。
[Operation at Fuel Cut Return of
In the present embodiment, when a predetermined fuel cut execution condition is satisfied, such as when the
ところで、上述したように、実施の形態1では、フューエルカット中に、吸気バルブ3および排気バルブ4が閉じた状態に維持される。フューエルカット中に吸気バルブ3および排気バルブ4を閉じている期間に、図示しないクランクケース側に存在する空気が、内燃機関1の各気筒内に侵入しうる。このため、フューエルカットからの復帰時に、各気筒内にある程度の量の空気が存在している場合がある。仮に、気筒内に空気がある状況下で排気バルブ4が開弁すれば、排気浄化触媒に空気が供給されてしまう。このような空気供給を許すと、排気浄化触媒が、劣化を招く高温酸化雰囲気におかれる可能性がある。
Incidentally, as described above, in the first embodiment, the
そこで、実施の形態1では、下記の手法によって、フューエルカットからの復帰時に、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ吸気バルブ3および排気バルブ4の動作を再開させる。以下、図24を用いて、実施の形態1の特徴的動作および具体的処理の詳細を説明する。図24は、実施の形態1においてECU100によりフューエルカット中に実行されるルーチンのフローチャートである。
Therefore, in the first embodiment, the operation of the
実施の形態1では、先ず、図24のステップS102にあるように、フューエルカットから復帰する要求があるか否かが判定される。この要求が無いと判定された場合には、今回のルーチンが終了する。 In the first embodiment, first, as in step S102 of FIG. 24, it is determined whether or not there is a request to return from the fuel cut. If it is determined that there is no such request, the current routine ends.
フューエルカットから復帰する要求があると判定された場合、吸気バルブ3を復帰させる処理が実行される(ステップS104)。このステップでは、フューエルカット中に閉じられていた吸気バルブ3および排気バルブ4のうち、排気バルブ4を閉じたままで吸気バルブ3の駆動を再開させるように、実施の形態1の可変動弁機構が制御される。実施の形態1では、1番気筒〜4番気筒のそれぞれの吸気バルブ3の駆動再開を、一括して行う。具体的には、第1アクチュエータ91および第2アクチュエータ92が制御されることにより、全気筒の吸気バルブ3が作動状態に切り換わる。
When it is determined that there is a request to return from the fuel cut, a process for returning the
これにより、排気バルブ4は閉じられたままで、フューエルカット中に気筒内に侵入した空気を吸気系へと吹き戻しその後吸気行程に移行することができる。この期間は、依然として排気バルブ4は閉じられている。ゆえに、排気浄化触媒への空気流入が抑制される。
As a result, the air that has entered the cylinder during the fuel cut is blown back to the intake system while the
ステップS104の後、排気バルブ4を復帰させる処理が実行される(ステップS106)。このステップでは、ステップS104での吸気バルブ3の駆動再開後の既燃ガス排気行程において排気バルブ4が開弁動作を行うように、フューエルカット中に閉じられていた排気バルブ4の駆動が再開させられる。実施の形態1では構成の説明を省略しているが、排気バルブ4についても、吸気バルブ3側の構成と同様に適宜に可変動弁機構を構成しておき、駆動/休止の切り換えをおこなえばよい。実施の形態1では、1番気筒〜4番気筒のそれぞれの排気バルブ4の駆動再開を、一括して行う。
After step S104, a process for returning the
これにより、吸気バルブ3の駆動再開後、吸気行程、圧縮行程、爆発行程を経て排気行程中に排気バルブ4が開弁された際には、排気浄化触媒へと既燃ガスが流れる。ゆえに、排気バルブ復帰タイミングに排気浄化触媒が劣化を招くような酸化雰囲気が発生する事態が、抑制される。
Thereby, after the driving of the
以上説明したように、実施の形態1によれば、フューエルカットから燃料噴射制御への復帰時に、フューエルカット中に気筒を閉鎖していた吸気バルブ3および排気バルブ4のうち、排気バルブ4を閉じたままで吸気バルブ3の動作を再開させることができる。その結果、フューエルカットからの復帰時に、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、吸気バルブ3および排気バルブ4の動作を再開させることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the fuel cut is returned to the fuel injection control, the
なお、実施の形態1では、内燃機関1がフューエルカットに突入する際の条件は特に限定していない。ここで、フューエルカットに突入する際に、内燃機関1の排気行程を完了してから排気バルブ4を休止させてもよい。この場合、気筒内のガスの排気が完了した状態で、吸気バルブ3および排気バルブ4が閉じられる。その結果、フューエルカット中のピストンの上下動に伴ってクランクケース側から内燃機関1の各気筒内へ侵入する空気量が、多くなり易い。このため、実施の形態1の効果がより有効に発揮される。
In the first embodiment, the conditions when the
[実施の形態1の変形例]
(第1変形例)
実施の形態1の内燃機関が備える可変動弁機構は、第1アクチュエータ91の制御により、1番気筒21と2番気筒22の吸気バルブ3の作動/休止を切り換えることができる。また、実施の形態1の内燃機関が備える可変動弁機構は、第2アクチュエータ92の制御により、3番気筒23と4番気筒24の吸気バルブ3の作動/休止を切り換えることができる。このように、実施の形態1によれば、1番気筒21および2番気筒22の側の吸気バルブ3の群と、3番気筒23および4番気筒24の側の吸気バルブ3の群との間で、吸気バルブ3の駆動/休止を異なるタイミングで行うことが可能である。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、それらの駆動をフューエルカット中に休止可能である可変動弁機構であればよい。
[Modification of Embodiment 1]
(First modification)
The variable valve mechanism provided in the internal combustion engine of the first embodiment can switch the operation / pause of the
すなわち、実施の形態1とは異なり、全て気筒の吸気バルブの駆動/休止が一緒に切り換えられるような可変動弁機構に、本発明を適用することができる。また、複数の気筒の排気バルブの駆動/休止が一緒に切り換えられるような可変動弁機構に、本発明を適用することができる。 That is, unlike the first embodiment, the present invention can be applied to a variable valve mechanism in which the drive / pause of the intake valves of all cylinders is switched together. Further, the present invention can be applied to a variable valve mechanism that can switch driving / pause of exhaust valves of a plurality of cylinders together.
(第2変形例)
第2変形例では、先ず、フューエルカットからの復帰の要求があったとき、クランクポジションセンサ101の出力に基づいて、クランク角が取得される。ここで取得されたクランク角に基づいて、吸気バルブ3の駆動を再開させる気筒(復帰気筒と称す)が決定される。復帰気筒が決定された後は、この復帰気筒の吸気バルブ3の駆動を再開させるように、可変動弁機構が制御される。燃料噴射制御との同期を正確にとるためには、クランク角との関係を考慮して吸気バルブの駆動再開気筒を決定することが好ましい。本変形例によれば、クランク角を基準として、何れの気筒の吸気バルブの駆動を再開するかを決定することができる。従って、フューエルカット復帰後の運転再開時に良好な運転状態を実現することが容易になる。
(Second modification)
In the second modification, first, when there is a request for return from the fuel cut, the crank angle is acquired based on the output of the crank position sensor 101. Based on the crank angle acquired here, a cylinder (referred to as a return cylinder) for restarting driving of the
(第3変形例)
実施の形態1では、複数の気筒の吸気バルブ3の駆動/休止の切り替えを、全ての吸気バルブ3を一括にして行った。また、実施の形態1では、複数の気筒の排気バルブ4の駆動/休止の切り換えも、全ての排気バルブ4を一括にして行った。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。前述したように、実施の形態1のハードウェア構成によれば、吸排気バルブの駆動/休止を、1番気筒および2番気筒の側と、3番気筒および4番気筒の側とで、異なるタイミングにおいて行うことが可能である。この特徴を利用して、気筒群毎に、フューエルカットおよび吸排気バルブ休止→フューエルカット復帰→吸気バルブの駆動再開→排気バルブの駆動再開というように、吸排気バルブの駆動/休止を切り換えてもよい。
(Third Modification)
In the first embodiment, switching of driving / pause of the
なお、以下述べるように、多気筒内燃機関の個々の気筒の吸排気バルブの駆動/休止を、各気筒の間でそれぞれ異なるタイミングで行うことができるように、可変動弁機構を構成しても良い。実施の形態1にかかる可変動弁機構では、1番気筒と2番気筒の弁の駆動/休止を切り換えるための切換ピンを第1アクチュエータによって変位させ、3番気筒と4番気筒の弁の駆動/休止を切り換えるための切換ピンを第2アクチュエータによって変位させている。ここで、1番気筒の弁動作の切換用の切換ピンと、2番気筒の弁動作の切換用の切換ピンと、3番気筒の弁動作の切換用の切換ピンと、4番気筒の弁動作の切換用の切換ピンとを、異なるアクチュエータによってそれぞれ独立に変位させるようにしてもよい。つまり、合計で4つのアクチュエータを搭載して、各気筒の切換ピンを個別に変位させることができるように可変動弁機構を構成しても良い。これにより、気筒毎に、所望のタイミングで、吸気弁および排気弁の駆動/休止を制御できるようになる。その結果、あらゆるタイプの内燃機関(例えば、4気筒以外の気筒数の内燃機関や、燃焼順序が複雑な内燃機関など)に対して、触媒劣化を抑制できるようになる。 As described below, the variable valve mechanism may be configured so that the intake / exhaust valves of individual cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine can be driven / paused at different timings among the cylinders. good. In the variable valve mechanism according to the first embodiment, a switching pin for switching between driving / pausing of the valves of the first cylinder and the second cylinder is displaced by the first actuator to drive the valves of the third cylinder and the fourth cylinder. The switching pin for switching between / pause is displaced by the second actuator. Here, the switching pin for switching the valve operation of the first cylinder, the switching pin for switching the valve operation of the second cylinder, the switching pin for switching the valve operation of the third cylinder, and the switching of the valve operation of the fourth cylinder The changeover pins may be displaced independently by different actuators. That is, a variable valve mechanism may be configured so that a total of four actuators are mounted and the switching pins of each cylinder can be individually displaced. As a result, the intake / exhaust valve drive / pause can be controlled for each cylinder at a desired timing. As a result, catalyst deterioration can be suppressed for all types of internal combustion engines (for example, an internal combustion engine having a number of cylinders other than four, or an internal combustion engine having a complicated combustion order).
(実施の形態1の可変動弁機構の他の形態)
以下、実施の形態1の可変動弁機構の他の形態を説明する。実施の形態1のフューエルカット復帰時の動作を、実施の形態1の可変動弁機構に代えて、以下に述べるか変動弁機構に対して適用することができる。なお、下記の構成および基本動作は、特願2008−122616号出願書類に、第2の実施例として開示されている。
(Other forms of variable valve mechanism of Embodiment 1)
Hereinafter, another embodiment of the variable valve mechanism according to
以下、図16〜図22を用いて説明する。ここでは、前述した実施の形態1と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。 Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. Here, a configuration different from the above-described first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
ここで述べる他の形態における動弁システムの特徴は、アクチュエータ91,92の構成にある。すなわち、ここで述べる他の形態のアクチュエータ91,92は、吸気カムシャフト6の回転力を利用して前述した切換ピンを変位させることを特徴とする。
The characteristic of the valve operating system in another embodiment described here is the configuration of the
先ず、ここで述べる他の形態におけるアクチュエータ91,92の構成について図16〜図19に基づいて説明する。尚、第1アクチュエータ91と第2アクチュエータ92の構成は同等であるため、ここで第1アクチュエータ91の構成についてのみ説明する。
First, the configuration of
第1アクチュエータ91の変位部材910は、第1可変機構81の第2ピン183と第2可変機構82の第2ピン283との間に配置された円柱体9106を備えている。この円柱体9106は、シリンダヘッドに固定されたキャリア9107によって、軸方向へ進退自在且つ周方向へ回転自在に支持されている。
The
前記円柱体9106の外周面には、アーム9108が立設されている。アーム9108の先端部は、吸気カムシャフト6の周面と対向する位置まで延びている。さらに、アーム9108の先端部には、挿脱ピン9109が形成されている。
An
吸気カムシャフト6において前記挿脱ピン9109と対向する外周面には、該吸気カムシャフト6より大きな外径を有する径大部600が形成されている。径大部600の周面には、周方向に延びる螺旋状溝60が形成されている。螺旋状溝60の幅は、前記挿脱ピン9109の外径より若干大きく形成されている。
A
吸気カムシャフト6の軸方向における螺旋状溝60の基端の位置は、変位部材910が前述した変位端Pmax1に位置する時の挿脱ピン9109の位置と一致するように定められている。また、吸気カムシャフト6の周方向(回転方向)における螺旋状溝60の基端の位置(回転角度位置)は、前述したベース円区間T1が開始される時の回転角度位置に定められる。
The position of the proximal end of the
一方、吸気カムシャフト6の軸方向における螺旋状溝60の終端の位置は、変位部材910が前述した変位端Pmax2に位置する時の挿脱ピン9109の位置と一致するように定められている。また、吸気カムシャフト6の周方向における螺旋状溝60の終端の位置は、前述したベース円区間T1が終了される時の回転角度位置より手前に定められる。
On the other hand, the position of the terminal end of the
次に、第1アクチュエータ91の駆動部911は、前記挿脱ピン9109を前記螺旋状溝60へ挿入させるためのソレノイド9114と、前記挿脱ピン9109を前記螺旋状溝60から離脱させるための離脱用スプリング9116と、前記円柱体9106を第2可変機構82側へ付勢(変位端Pmax1側へ付勢)するスプリング9114と、を備えている。
Next, the
ソレノイド9114は、該ソレノイド9114の駆動軸9115が前記アーム9108の先端部背面(挿脱ピン9109が設けられた面と反対側の面)を前記径大部600へ向けて押圧可能な位置に配置されている。
The
離脱用スプリング9116は、前記アーム9108の先端部が前記径大部600から離間する方向に前記円柱体9106を付勢可能な位置に設けられている。本実施の形態では、図19に示すように、離脱用スプリング9116は、前記円柱体9106に巻き付けられている。尚、離脱用スプリング9116の一端はアーム9108に係止され、他端はシリンダヘッド或いはキャリア9107に係止されている。
The detaching
次に、第1アクチュエータ91の動作について図20〜図22に基づいて説明する。
Next, the operation of the
先ず、ソレノイド9114の非作動時は、離脱用スプリング9116の付勢力によって挿脱ピン9109が螺旋状溝60から離脱した状態になる。この場合、円柱体9106及びアーム9108は、スプリング9114の付勢力を受けて前述した変位端Pmax1に位置決めされる。
First, when the
ECU100がソレノイド9114を作動させた時は、該ソレノイド9114の駆動軸9115が前記アーム9108の先端部を前記径大部600へ押し付ける。その際、吸気カムシャフト6の軸方向における螺旋状溝60の基端の位置と挿脱ピン9109の位置とは一致している。そして、吸気カムシャフト6の回転方向における螺旋状溝60の位置と挿脱ピン9109の位置とが一致した時(すなわち、クランクシャフトの回転角度がベース円区間T1の開始位置CA1と一致した時)に、挿脱ピン9109が螺旋状溝60に挿入される(図20を参照)。
When the ECU 100 operates the
挿脱ピン9109が螺旋状溝60に挿入されると、吸気カムシャフト6の軸方向における挿脱ピン9109の位置が螺旋状溝60に沿って変位する。それに伴い、円柱体9106の時軸方向の位置が変位端Pmax1から変位端Pmax2へ向かって変位する。そして、前記挿脱ピン9109が前記螺旋状溝60の終端に到達した時に、円柱体9106が変位端Pmax2に到達する(図21を参照)。
When the insertion /
ところで、前記挿脱ピン9109が前記螺旋状溝60の終端に到達した後は、前記円柱体9106が前記スプリング9114の付勢力を受けて変位端Pmax2から変位端Pmax1へ戻る可能性がある。
By the way, after the insertion /
そこで、図22に示すように、前記挿脱ピン9109が前記螺旋状溝60の終端に到達した時に、該挿脱ピン9109が径大部600から吸気カムシャフト6の周面へ落ち込むようにしてもよい。この場合、前記挿脱ピン9109の側面が前記吸気カムシャフト6の周面と径大部600の周面との段差に当接するため、前記円柱体9106の位置が変位端Pmax2に保持される。
Therefore, as shown in FIG. 22, when the insertion /
尚、円柱体9106を変位端Pmax2から変位端Pmax1へ変位させる場合は、ソレノイド9114が駆動軸9115を退行させればよい。その場合、離脱用スプリング9116によって前記挿脱ピン9109と前記段差との係合が解除されるため、前記円柱体9106がスプリング9114の付勢力を受けて変位端Pmax2から変位端Pmax1へ変位する。
When the
以上述べた第1アクチュエータ91は、挿脱ピン9109を押圧する動力のみを発生すればよいので、該第1アクチュエータ91の定格を一層小さくすることができる。また、変位部材910が変位するタイミングは螺旋状溝60の配置によって一意に決まるため、ECU100が変位タイミングを調整する必要もなくなる。その結果、第1アクチュエータ91の小型軽量化を図ることができるとともに、制御ロジックの簡略化も図ることが可能となる。
Since the
尚、前述したリターンスプリング18の付勢力をリターンスプリング28より大きくすることにより、前記したスプリング9114を省くことが可能である。その場合は、第1アクチュエータ91の構成を一層簡略にすることができる。
Note that the above-described
また、上記の説明では、円柱体9106がアーム9108の回転軸を兼ねる構成について述べたが、図23に示すように、円柱体9106とは独立した回転軸9119にアーム9108が支持されるようにしてもよい。この場合、アーム9108の可動範囲やソレノイド9114の取り付け角度などの自由度が高くなるという利点がある。
In the above description, the configuration in which the
前述した実施の形態では、4つの気筒が直列に配置された内燃機関1を例に挙げたが、本発明を適用可能な内燃機関の気筒数や気筒の配列を限定するものではない。
In the above-described embodiment, the
また、気筒当たりの吸気バルブ又は排気バルブの本数も2本に限られず、気筒当たり少なくとも1本の吸気バルブ又は排気バルブを備える内燃機関であれば、本発明を適用することができる。 Further, the number of intake valves or exhaust valves per cylinder is not limited to two, and the present invention can be applied to any internal combustion engine provided with at least one intake valve or exhaust valve per cylinder.
さらに、前述した実施の形態では、2つの気筒の可変機構を一つのアクチュエータで駆動する例について述べたが、ベース円区間が重複する気筒であれば3気筒以上の可変機構を一つのアクチュエータで駆動することが可能である。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the variable mechanism of two cylinders is driven by one actuator has been described. However, if the cylinder has overlapping base circle sections, the variable mechanism of three or more cylinders is driven by one actuator. Is possible.
1・・・・・内燃機関
3・・・・・吸気バルブ
4・・・・・排気バルブ
5・・・・・点火プラグ
6・・・・・吸気カムシャフト
10・・・・ロッカーシャフト
11・・・・ラッシュアジャスタ
18・・・・リターンスプリング
21・・・・1番気筒
22・・・・2番気筒
23・・・・3番気筒
24・・・・4番気筒
28・・・・リターンスプリング
30・・・・バルブスプリング
60・・・・螺旋状溝
70・・・・主カム
71・・・・副カム
81・・・・第1可変機構
82・・・・第2可変機構
83・・・・第3可変機構
84・・・・第4可変機構
91・・・・第1アクチュエータ
92・・・・第2アクチュエータ
181・・・第1ピン
182・・・第2ピン
183・・・第2ピン
281・・・第1ピン
282・・・第2ピン
283・・・第2ピン
600・・・径大部
910・・・変位部材
911・・・駆動部
8110・・第1ローラロッカーアーム
8113・・第1支軸
8114・・第1ピン孔
8120・・第2ローラロッカーアーム
8122・・第2支軸
8123・・第2ピン孔
8130・・第2ローラロッカーアーム
8132・・第2支軸
8133・・第2ピン孔
8210・・第1ローラロッカーアーム
8213・・第1支軸
8214・・第1ピン孔
8220・・第2ローラロッカーアーム
8222・・第2支軸
8223・・第2ピン孔
8230・・第2ローラロッカーアーム
8232・・第2支軸
8233・・第2ピン孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブおよび排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記可変動弁機構を制御する弁休止手段と、
フューエルカットからの復帰要求の後に、前記弁休止手段により閉じられていた吸気バルブおよび排気バルブのうち、排気バルブを閉じたままで吸気バルブの駆動を再開させる吸気バルブ復帰手段と、
前記吸気バルブ復帰手段による吸気バルブの駆動再開後の既燃ガス排気行程において排気バルブが開弁動作を行うように、前記弁休止手段により閉じられていた排気バルブの駆動を再開させる排気バルブ復帰手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A variable valve mechanism that drives an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine and is capable of stopping the drive;
Fuel cut means for performing fuel cut of the internal combustion engine;
A valve pausing means for controlling the variable valve mechanism so that the intake valve and the exhaust valve are kept closed during the fuel cut;
An intake valve return means for restarting the drive of the intake valve while the exhaust valve is closed among the intake valve and the exhaust valve closed by the valve pause means after the request for return from the fuel cut;
Exhaust valve return means for resuming the drive of the exhaust valve closed by the valve pause means so that the exhaust valve opens in the burned gas exhaust stroke after restarting the drive of the intake valve by the intake valve return means When,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
フューエルカットからの復帰の要求があったときのクランク角を取得するクランク角取得手段と、
前記クランク角取得手段が取得したクランク角に基づいて、フューエルカット中に吸気バルブおよび排気バルブが閉じられていた複数の気筒のなかから、前記吸気バルブ復帰手段によって吸気バルブの駆動が再開される気筒を決定する復帰気筒決定手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is an internal combustion engine having a plurality of cylinders each having an intake valve and an exhaust valve;
Crank angle acquisition means for acquiring a crank angle when there is a request for return from the fuel cut;
Based on the crank angle acquired by the crank angle acquisition means, the cylinder in which the drive of the intake valve is resumed by the intake valve return means from among the plurality of cylinders in which the intake valve and the exhaust valve were closed during the fuel cut. Return cylinder determining means for determining
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008227574A JP2010059891A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Internal combustion engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
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-
2008
- 2008-09-04 JP JP2008227574A patent/JP2010059891A/en active Pending
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