JP2012132345A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変圧縮比機を高圧縮比側に駆動して高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、機関弁とピストンとが干渉しないようにする。
【解決手段】吸気弁のバルブタイミングを検出して、吸気弁とピストンとが干渉するピストン上死点位置を算出してから、可変圧縮比機構を高圧縮比側に、吸気弁とピストンとが干渉しないように最大限駆動して高圧縮比側基準圧縮比を検出する。これによって、可変圧縮比機を高圧縮比側に駆動して高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、機関弁とピストンとの干渉を回避することができる。
【選択図】図１３

Description

本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、機関弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、を有する内燃機関の制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、機関弁のリフト作動角の中心位相を遅進させることが可能な第１可変機構と、ピストンストローク特性を変更して機関圧縮比を変更することが可能な第２可変機構と、機関弁のリフト量とバルブ作動角を拡大縮小することが可能な第３可変機構と、と有し、これらの各可変機構のいずれかに異常があると判断された場合には、各可変機構のうちの正常な機構の作動を制御して、機関弁とピストンとの干渉を防止するようにした技術が開示されている。

ここで、この第２可変機構により精度良く機関圧縮比を可変制御するには、第２可変機構により機関圧縮比を変更する際の基準となる第２可変機構の制御位置に対応した基準圧縮比を精度よく検出しておくことが必要である
例えば、第２可変機構を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に機械的なストッパーに突き当たるまで最大限駆動して、このときに検出された第２可変機構の制御位置を低圧縮比側の基準圧縮比とする。また、第２可変機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に機械的なストッパーに突き当たるまで最大限駆動して、このときに検出された第２可変機構の制御位置を高圧縮比側の基準圧縮比とする。そして、機関圧縮比を変更する際には、これらの基準圧縮比を基準として、第２可変機構を駆動制御することで、機関圧縮比を目標機関圧縮比に対して精度よく追従させることが可能となる。

特許第４１９５３５１号公報

しかしながら、この特許文献１に開示されるような内燃機関においては、例えば、第２可変機構以外の第１または第３可変機構の少なくともいずれか一方が故障していると、第２可変機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に最大限駆動して高圧縮比側の基準圧縮比を検出しようとする際に、機関弁とピストンとが干渉してしまう虞がある。

そこで、本発明は、内燃機関を始動する際に、可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動してから低圧縮比側基準圧縮比（低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）を検出し、機関弁のバルブタイミングを検出し、低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動しての高圧縮比側基準圧縮比（高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）の検出を行うように構成されていることを特徴としている。

低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出に対する、高圧縮比側基準圧縮比の検出の順序を特定する（高圧縮比側基準圧縮比の検出を後にする）本発明によれば、内燃機関の始動時に、可変圧縮比機構の制御に用いる低圧縮比側基準圧縮比（低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）及び高圧縮比側基準圧縮比（高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）の更新をしつつ、機関弁とピストンとの干渉を回避することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成の概略を示す説明図。 本発明に係る内燃機関の制御装置に適用される可変圧縮比機構を模式的に示した説明図。 可変圧縮比機構のリンク姿勢を模式的に示した説明図であって、（Ａ）は高圧縮比位置を示し、（Ｂ）は低圧縮比位置を示す。 可変圧縮比機構のピストンモーションを示す特性図。 可変圧縮比機構における低圧縮比位置と高圧縮比位置でのコントロールリンクとコントロールシャフト等の位置関係を模式的に示した説明図。 本発明に係る内燃機関の始動時における全体の制御の流れを示すフローチャート。 図６のＳ１における始動許可判定処理の内容を示すサブルーチン。 図６のＳ２における圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチン。 図８のＳ２４における低圧縮比側基準圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチン。 図６のＳ３におけるクランキング処理の内容を示すサブルーチン。 図６のＳ４における始動完了判定処理の内容を示すサブルーチン。 比較例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャート。 本実施例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャート。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

始めに、本発明が適用される内燃機関の基本的な構成を説明する。図１に示すように、この内燃機関１は、シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂとにより大略構成されており、かつピストン３の上方に画成される燃焼室４内の混合気を火花点火する点火プラグ９を備えたガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関である。この内燃機関１は、周知のように、吸気カムシャフト１２に設けられた吸気カム１２ａにより駆動されて吸気ポート７を開閉する機関弁としての吸気弁５と、排気カムシャフト１３に設けられた排気カム１３ａにより駆動されて排気ポート８を開閉する機関弁としての排気弁６と、吸気ポート７に燃料を噴射する燃料噴射弁１０と、吸気コレクタ１４の上流側を開閉して吸入空気量を調整するスロットル１５と、を有し、かつ吸気弁５を駆動する吸気弁側の動弁機構として吸気弁５のバルブタイミングを連続的に変更可能な可変動弁機構１８と、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構２０と、を備えている。なお、本実施例においては、排気弁６を駆動する排気弁側の動弁機構は、一般的な直動式カム（リフト・作動角及びリフト中心角の位相が固定）を用いた動弁機構（図示せず）となっている。

エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータであり、排気の空燃比を検出する空燃比センサ１６からの空燃比センサ信号、スロットル開度を検出するスロットルセンサ信号、機関水温を検出する水温センサからの水温センサ信号、機関回転速度を検出するクランク角センサからのクランク角センサ信号、ノッキングの有無を検出するノックセンサからのノックセンサ信号、バッテリ１７から供給される電力により可変圧縮比機構２０の制御軸２７を駆動する電動機２１からの回転角センサ信号や負荷センサ信号、可変圧縮比機構２０の制御軸２７の回転角度を検出する角度位置センサ信号等の各種信号に基づいて、燃料噴射弁１０、点火プラグ９、スロットル１５、及び可変圧縮比機構２０の電動機２１等の各種アクチュエータへ制御信号を出力して、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度、及び機関圧縮比等を統括的に制御する。

可変動弁機構１８は、本実施例においては吸気弁５のリフト中心角の位相を遅進させることが可能ないわゆる位相可変機構であって、内燃機関１のクランクシャフト２２により駆動する吸気カムシャフト１２と、吸気カムシャフト１２の前端部に設けられ、タイミングチェーン（図示せず）もしくはタイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャフト２２と連動しているスプロケット（図示せず）と、このスプロケットと吸気カムシャフト１２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アクチュエータ（図示せず）と、から大略構成されている。前記位相制御用アクチュエータは、例えば、油圧式の回転型アクチュエータからなり、ＥＣＭ１１からの制御信号によって油圧制御弁（図示せず）を介して制御され、この位相制御用アクチュエータの作用によって、前記スプロケットと吸気カムシャフト１２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角の位相が遅進する。そして、前記位相可変機構の制御状態は、吸気カムシャフト１２の回転位置を検出する吸気カムシャフトセンサ１９によって検出され、ＥＣＭ１１に入力されている。

図２及び図３に示すように、可変圧縮比機構２０は、ピストン３とクランシャフト２２のクランクピン２３とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものであって、クランクピン２３に回転可能に装着されたロアリンク２４と、このロアリンク２４とピストン３とを連結するアッパリンク２５と、偏心軸部２８が設けられた制御軸２７と、偏心軸部２８とロアリンク２４とを連結する制御リンク２６と、を有している。アッパリンク２５は、一端がピストンピン３０に回転可能に取り付けられ、他端が第１連結ピン３１によりロアリンク２４と回転可能に連結されている。制御リンク２６は、一端が第２連結ピン３２によりロアリンク２４と回転可能に連結されており、他端が偏心軸部２８に回転可能に取り付けられている。

制御軸２７は、クランクシャフト２２と平行に配置され、かつシリンダブロック１ｂに回転可能に支持されている。そして、この制御軸２７は、歯車機構２９を介して電動機２１によって回転駆動され、その回転位置が制御されている。

電動機２１により制御軸２７の回転位置を変更することにより、図３にも示すように、制御リンク２６によるロアリンク２４の姿勢が変化し、ピストン３のピストンモーション（ストローク特性）、すなわちピストン３の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、機関圧縮比が連続的に変更・制御される。

そして、本実施例においては、制御軸２７の回転角度を検出する角度位置センサ３３を有し、この角度位置センサ３３からの検出信号により可変圧縮比機構２０により設定されている機関圧縮比を検出可能となっている。なお、角度位置センサ３３としては、制御軸２７の所定の角度のみを検出可能なセンサを用いることも可能である。

また、可変圧縮比機構２０は、制御軸２７の回転角度の上下限角度を規定する回転角度制限部として、制御軸２７の回転角度の上限角度を規定する上限側ストッパ（図示せず）と、制御軸２７の回転角度の下限角度を規定する下限側ストッパ（図示せず）と、制御軸２７の径方向に突出しこれら上下限側ストッパの間に位置するように設けられたストッパピン（図示せず）と、を有している。内燃機関１の機関圧縮比は、前記ストッパピンが上限側ストッパピンに突き当てられている状態では、可変圧縮比機構２０によって実現可能な最高圧縮比となっており、前記ストッパピンが下限側ストッパピンに突き当てられている状態では、可変圧縮比機構２０によって実現可能な最低圧縮比となっている。なお、可変圧縮比機構２０は、実際の制御上は、前記上限側ストッパで規定される最高圧縮比よりも低い機関圧縮比を最大値とし、前記下限側ストッパで規定される最低圧縮比よりも高い機関圧縮比を最小値として制御する。

このような複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構２０によれば、機関運転状態に応じて機関圧縮比を適正化することで燃費や出力向上を図れることに加え、ピストンとクランクピンとを一本のリンクで連結した単リンク機構に比して、ピストンストローク特性（図４参照）そのものを例えば単振動に近い特性に適正化することができる。また、単リンク機構に比して、クランクスローに対するピストンストロークを長くとることができ、機関全高の短縮化や高圧縮比化を図ることができる。更に、アッパリンク２５の傾きを適正化することで、ピストン３やシリンダに作用するスラスト荷重を低減・適正化し、ピストン３やシリンダの軽量化を図ることができる。なお、制御軸２７を駆動するアクチュエータとしては図示の電動機２１に限らず、例えば油圧制御弁を用いた油圧式の駆動装置であっても良い。

また、図５に示すように、この可変圧縮比機構２０は、高圧縮比側から低圧縮比側への変更が遅れると過渡的にノッキング等を生じるおそれがあるために、高圧縮比側での圧縮比変更速度が低圧縮比側での圧縮比変更速度よりも大きくなるように構成されている。具体的には、高圧縮比位置の設定では、低圧縮比位置の設定に比して、制御リンク２６のリンク中心線と、制御軸２７の回転中心と偏心軸部２８の中心とを結ぶ偏心線と、のなす角度が直角に近くなり、モーメントの腕長さが大きくなって、電動機２１（アクチュエータ）による駆動モーメントが大きくなり、ひいては変更速度が大きくなるように構成されている。

可変圧縮比機構２０により内燃機関１の機関圧縮比を運転状態に応じて精度良く可変制御する上で、機関圧縮比を変更する際の基準となる可変圧縮比機構２０の制御位置に対応した基準圧縮比を精度よく検出しておくことは重要である。

そこで、本実施例においては、内燃機関１を始動する際に、可変圧縮比機構２０を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側と機関圧縮比が高くなる高圧縮比側とにそれぞれ駆動し、機関圧縮比を変更する際の基準となる低圧縮比側の低圧縮比側基準圧縮比（低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）と、高圧縮比側の高圧縮比側基準圧縮比（高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量）とを、吸気弁５とピストン３とが干渉しないように更新する。

図６は、本実施例の内燃機関１の始動時における全体の制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１では始動許可判定処理を実施し、Ｓ２では可変圧縮比機構２０における低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とを検出する圧縮比初期化処理を実施し、Ｓ３ではクランキング処理を実施し、Ｓ４では始動完了判定処理を実施する。

図７は、上述したＳ１における始動許可判定処理の内容を示すサブルーチンである。Ｓ１１では、内燃機関１の始動要求の有無を読み込む。例えば、運転者によるエンジンキー操作等の外部からの内燃機関始動指令の有無を読み込む。Ｓ１２では、始動要求があるか否かを判定し、始動要求がある場合にはＳ１３へ進んで、始動許可フラグを「ＯＮ」とし、始動要求がない場合には、今回のこのサブルーチンを終了する。なお、始動許可フラグは、例えば、運転者によるエンジンキー操作等の外部からの内燃機関停止指令時に「ＯＦＦ」となっている。

図８は、上述したＳ２における圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチンである。Ｓ２１では、現在の始動許可フラグの状態を読み込む。Ｓ２２では、現在の始動許可フラグの状態が「ＯＮ」であるか否かを判定し、始動許可フラグの状態が「ＯＮ」であればＳ２３へ進み、始動許可フラグの状態が「ＯＦＦ」であれば今回のこのサブルーチンを終了する。Ｓ２３では、可変動弁機構１８のバルブタイミングの検出が完了したか否かを判定し、可変動弁機構１８のバルブタイミングの検出が完了していない場合にはＳ２４へ進み、完了している場合にはＳ２５へ進む。本実施例においては、可変動弁機構１８が位相可変機構であり、吸気カムシャフトセンサ１９により吸気カムシャフト１２の回転位置が検出されたことをもって可変動弁機構１８のバルブタイミングの検出が完了したと判定している。また、本実施例においては、吸気カムシャフト１２が回転していないと、吸気カムシャフトセンサ１９による吸気カムシャフト１２の回転位置の検出できないので、Ｓ２５へは、内燃機関１のクランキング開始後に進むようになっている。Ｓ２４では、低圧縮比側基準圧縮比を検出する低圧縮比側基準圧縮比初期化処理を実施する。Ｓ２５では、Ｓ２３で検出された吸気カムシャフト１２の回転位置から、ピストン３が吸気弁５に対して干渉する（干渉し始める）境界の機関圧縮比として、吸気弁５とピストン３の間に所定のマージンが確保される非干渉圧縮比を算出し、この非干渉圧縮比と、前記ストッパピンが前記上限側ストッパピンに突き当てられている状態の機関圧縮比（最高圧縮比）とを比較して、小さい方の圧縮比となるように可変圧縮比機構２０を駆動する。すなわち、可変動弁機構１８のバルブタイミングによって決まる前記非干渉圧縮比と、前記ストッパピンが前記上限側ストッパピンに突き当てられている状態の機関圧縮比と、を比較して小さい方の圧縮比を高圧縮比側基準圧縮比として検出する。なお、可変動弁機構１８が正常動作可能な状態であれば、前記ストッパピンが前記上限側ストッパピンに突き当てられている状態の機関圧縮比が高圧縮比側基準圧縮比となる。

図９は、上述したＳ２４における低圧縮比側基準圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチンである。Ｓ２４１では、可変圧縮比機構２０を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に駆動する。具体的には、機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に電動機２１を回転駆動する。そして、電動機２１に対して機関圧縮比を低圧縮比側に駆動する指令が出力されている状態で、角度位置センサ３３の検出値が所定時間連続して一定の値となり、制御軸２７の回転が停止したと判定されると、そのときの可変圧縮比機構２０の制御位置における機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比として検出し（Ｓ２４２）、Ｓ２４３へ進む。制御軸２７の回転が停止したと判定されるまでは、低圧縮比側基準圧縮比の検出が完了しないので、その場合にはＳ２４２からＳ２４３へは進まず、今回のこのサブルーチンを終了する。なお、Ｓ２４２で、制御軸２７の回転が停止したと判定される状態としては、例えば、前記ストッパピンが前記下限側ストッパピンに突き当てられた状態がある。そして、Ｓ２４３では、低圧縮比側基準圧縮比の検出完了に伴い、クランキング許可フラグの状態を「ＯＮ」とし、内燃機関１のクランキングを許可する。換言すれば、低圧縮比側基準圧縮比の検出が完了するまでは、クランキング許可フラグの状態は「ＯＦＦ」となり、前述の始動許可フラグの状態が「ＯＮ」となっていても、内燃機関１のクランキングが実施されないようになっている。

図１０は、上述したＳ３におけるクランキング処理の内容を示すサブルーチンである。Ｓ３１では、現在のクランキング許可フラグ、始動完了フラグの状態をそれぞれ読み込む。Ｓ３２では、現在のクランキング許可フラグの状態が「ＯＮ」であるか否かを判定し、クランキング許可フラグの状態が「ＯＮ」であればＳ３４へ進み、始動許可フラグの状態が「ＯＦＦ」であればＳ３３へ進む。Ｓ３３では、スタータモータを停止した状態にする。Ｓ３４では、現在の始動完了フラグの状態が「ＯＮ」であるか否かを判定し、始動完了フラグの状態が「ＯＮ」であればＳ３３へ進み、始動完了フラグの状態が「ＯＦＦ」であればＳ３５へ進む。そして、Ｓ３５では、スタータモータを駆動して、クランキングを実施する。

図１１は、上述したＳ４における始動完了判定処理の内容を示すサブルーチンである。Ｓ４１では、内燃機関１の機関回転数を検出し、機関回転数が所定回転数（例えばアイドル回転数）以上なっていれば、内燃機関１の始動が完了したものと判定してＳ４２へ進み、そうでない場合には内燃機関１の始動がまだ完了していないものと判定して、今回のこのサブルーチンを終了する。Ｓ４２では、始動完了フラグの状態を「ＯＮ」とする。

図１２は、比較例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャートである。図１３は、本実施例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁５のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１２に示す比較例の内燃機関は、上述した本実施例と同一構成の内燃機関であり、またクランキング開始前に可変圧縮比機構の低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準の双方を検出していること以外は、図１３に示す本実施例と同一条件となっている。

図１２に示すように、比較例においては、クランキング開始前に、可変圧縮比機構の低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比の双方を検出している。そのため、可変圧縮比機構の高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、可変動弁機構のバルブタイミングが検出されていない。つまり、前回（直前）の内燃機関の停止時に、例えば可変動弁機構としての位相可変機構の可動部分の一部が固着し、吸気弁のバルブタイミングがとあるバルブタイミングに固定されいる場合、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に駆動して高圧縮比側基準圧縮比を検出しようとする際に、吸気弁にピストンが干渉してしまう可能性がある。なお、図１２において、ｔ１は内燃機関に始動要求があったタイミングであり、ｔ２はクランキングが開始するタイミングであり、ｔ３は可変動弁機構のバルブタイミングが検出されるタイミングである。また、ｔ３のタイミングまでは、可変動弁機構のバルブタイミングが検出されていないので、図１２に破線で示すように、ｔ３のタイミングから機関圧縮比は可変動弁機構のバルブタイミングに応じた制限を受けている。

一方、本実施例においては、図１３に示すように、内燃機関１のクランキングが開始され、可変動弁機構１８のバルブタイミングが検出されたタイミングＴ３から可変圧縮比機構２０を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に駆動している。すなわち、可変圧縮比機構２０を高圧縮比側に駆動する際には、可変動弁機構１８のバルブタイミングから吸気弁５とピストン３とが干渉するピストン上死点位置（干渉ピストン上死点位置）が算出されており、この干渉ピストン上死点位置から、図１３中に破線で示すように、可変動弁機構１８のバルブタイミングによる機関圧縮比の制限値が算出されている。そして、制御軸２７の回転角度を検出する角度位置センサ３３の検出値を用いることで、仮に可変動弁機構１８が故障して吸気弁のバルブタイミングがとあるバルブタイミングに固定されいる場合であっても、吸気弁５とピストン３との干渉を回避するように可変圧縮比機構２０の最大限高圧縮比側に駆動制御することが可能となり、精度良く高圧縮比側基準圧縮比を検出することができる。なお、Ｔ４のタイミングで高圧縮比側基準圧縮比の検出を完了すると、可変圧縮比機構２０は、始動時の目標機関圧縮比（目標ε）となるよう制御されている。

また、内燃機関１の始動時に、低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とを検出できるので、検出された低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とに応じて可変圧縮比機構２０の分解能を変更することや、制御量（目標機関圧縮比）に対する制御軸２７の回転角度を更新することも可能となる。

そして、内燃機関１の始動要求があると（Ｔ１のタイミング）、可変圧縮比機構２０を低圧縮比側に駆動し、低圧縮比側基準圧縮比の検出を完了すると（Ｔ２のタイミング）、機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比に維持した状態で内燃機関１のクランキングが開始されている。つまり、本実施例においては、クランキング開始前に可変圧縮比機構２０を低圧縮比側にのみ駆動して低圧縮比側基準圧縮比のみを検出しているので、内燃機関のクランキングが開始までに可変圧縮比機構を低圧縮側と高圧縮比側とにそれぞれ駆動している上述した比較例に比べて、内燃機関１の始動要求から内燃機関１のクランキング開始までの時間を短縮することができる。なお、内燃機関１を始動する際には、機関圧縮比が低い方が機関回転数がスムースに上昇していくことから、本実施例のように、機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比に維持した状態で内燃機関１のクランキングを開始するのは、始動性の観点からも有利である。

また、本実施例においては、吸気弁のバルブタイミングが検出されるＴ３のタイミングまで、可変圧縮比機構２０により変更可能な機関圧縮比の上限が、図１３に一点鎖線で示す特性線Ａの始動時上限圧縮比以下となるように制御されている。この始動時上限圧縮比は、可変動弁機構１８の故障の有無に関わらず吸気弁５とピストン３とが干渉することのない機関圧縮比に設定されているため、吸気弁５のバルブタイミングが検出されるＴ３の以前のタイミングであっても、吸気弁５とピストン３とが干渉することを確実に回避することができる。

なお、バルブタイミングが検出されるタイミングＴ３以前において、特性線Ａの始動時上限圧縮比以下の範囲なら機関圧縮比を最高圧縮比側に向かって制御しても構わないから、少なくとも高圧縮比側基準圧縮比の検出が、低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後であれば良い。すなわち、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動し始めるタイミングは、必ずしも低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後である必要がないことは勿論である。

また、上述した実施例おいては、可変圧縮比機構２０により設定されている機関圧縮比が、可変圧縮比機構２０の制御軸２７の回転角度を検出する角度位置センサ３３の検出信号からが演算されているが、可変圧縮比機構２０により設定されている機関圧縮比は、可変圧縮比機構２０の制御軸２７を駆動する電動機２１からの回転角センサ信号からも演算可能であり、角度位置センサ３３を省略しても、高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、吸気弁５とピストン３とが干渉すること回避することは可能である。

そして、上述した実施例においては、可変動弁機構１８が吸気弁５のリフト中心角の位相を遅進させることが可能な位相可変機構となっているが、可変動弁機構１８は上述したような位相可変機構にのみ限定されるものではなく、吸気弁５のバルブリフト量と作動角を変更するリフト作動角可変機構、あるいは前記位相可変機構と前記リフト作動角可変機構を組み合わせたものであってもよい。そして、リフト作動角可変機構を採用する場合のバルブタイミングの検出が、最大リフト量に基づくものであって良いことは当然である。

また、本発明は、吸気弁側の動弁機構だけでなく、排気弁側の動弁機構が排気弁のバルブタイミングを連続的に変更可能な可変動弁機構であるものにも適用可能である。その場合には、吸気弁側の可変動弁機構のバルブタイミングと、排気側の可変動弁機構のバルブタイミングとを検出した後に、高圧縮比側基準圧縮比を検出することになる。

３…ピストン
５…吸気弁
１１…エンジンコントロールモジュール
１８…可変動弁機構
２０…可変圧縮比機構
２７…制御軸
３３…角度位置センサ

Claims (5)

1. ピストンの上死点位置を変更することで機関圧縮比を連続的に変更可能な可変圧縮比機構と、機関弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、を有し、
   内燃機関を始動する際に、機関圧縮比を変更する際の基準となる低圧縮比側の低圧縮比側基準圧縮比と、高圧縮比側の高圧縮比側基準圧縮比とを更新する内燃機関の制御装置において、
   前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動してから前記低圧縮比側基準圧縮比を検出し、前記機関弁のバルブタイミングを検出し、低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動しての前記高圧縮比側基準圧縮比の検出を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記機関弁のバルブタイミングに異常があった場合、前記機関弁のバルブタイミングから前記機関弁と前記ピストンとが干渉する機関圧縮比を算出し、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に、前記機関弁と前記ピストンとが干渉しないように最大限駆動し、
   前記機関弁のバルブタイミングに異常が無かった場合、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に最大限駆動して前記高圧縮比側基準圧縮比を検出す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。
3. 前記機関弁のバルブタイミングを検出するまでは、前記可変圧縮比機構により変更可能な機関圧縮比が所定の始動時上限圧縮比以下となるように制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関の始動指令により、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動して前記低圧縮比側基準圧縮比を検出した後に、前記内燃機関のクランキングを開始し、
   前記内燃機関のクランキング開始後に前記機関弁のバルブタイミングを検出し、
   前記機関弁のバルブタイミングを検出してから前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動して前記高圧縮比側基準圧縮比を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記可変圧縮比機構は、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結るする複数のリンク部材と、これらリンク部材の自由度を制限する制御リンクと、前記内燃機関本体に回転可能に支持されるとともにその回転中心から偏心した偏心軸部を備えた制御軸と、を有し、前記制御リンクの基端が前記制御軸の偏心軸部に揺動可能に連結され、前記制御軸の回転位置に応じた前記偏心軸部の位置によって機関圧縮比が変化するものであって、
   前記制御軸の回転角度を検出する角度位置センサを有し、
   前記機関弁のバルブタイミングを検出してから前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動する際の機関圧縮比の制御量を、検出された前記機関弁のバルブタイミングと前記角度位置センサの検出値に基づいて設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

Images