JP2020169581A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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.
近年、車両用エンジン等の内燃機関において、高出力、低燃費、低排気ガスを目的として、内燃機関の運転状態に応じて吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング装置が搭載されている。可変バルブタイミング装置として、内燃機関により駆動されるオイルポンプを用いて油圧でバルブ動作を行わせるものや、電動機の動力によってバルブ動作を行わせるものが知られている。 In recent years, in internal combustion engines such as vehicle engines, variable valve timing devices that control the valve timing of intake valves and exhaust valves according to the operating state of the internal combustion engine have been installed for the purpose of high output, low fuel consumption, and low exhaust gas. ing. As the variable valve timing device, a device that hydraulically operates a valve using an oil pump driven by an internal combustion engine and a device that operates a valve by the power of an electric motor are known.
例えば、電動式の可変バルブタイミング装置を用いた技術として、内燃機関の停止後に、電動機の動力によって吸気バルブのバルブタイミングを最遅角(吸気バルブの開閉が最も遅くなるタイミング)にする技術が提案されている(例えば、特許文献1)。吸気バルブのバルブタイミングを最遅角にすることで、次回の内燃機関始動時のショックを抑制することができる。油圧式の可変バルブタイミング装置では、内燃機関の機関回転速度の低下に伴って駆動力が低減する。これと異なり、電動式の可変バルブタイミング装置では、内燃機関停止の際に、内燃機関の駆動状態に影響を受けずに、吸気バルブを適切なタイミングで確実に最遅角タイミングに設定することができる。 For example, as a technology using an electric variable valve timing device, a technology is proposed in which the valve timing of the intake valve is set to the slowest angle (the timing at which the opening and closing of the intake valve is the latest) by the power of the electric motor after the internal combustion engine is stopped. (For example, Patent Document 1). By setting the valve timing of the intake valve to the latest angle, it is possible to suppress the shock at the next start of the internal combustion engine. In the hydraulic variable valve timing device, the driving force is reduced as the engine rotation speed of the internal combustion engine decreases. Unlike this, in the electric variable valve timing device, when the internal combustion engine is stopped, the intake valve can be reliably set to the maximum retardation timing at an appropriate timing without being affected by the driving state of the internal combustion engine. it can.
内燃機関は、燃料噴射を停止して機関回転が停止する際に、回転数が線形に漸減して完全停止に至るのではなく、シリンダの内圧変動等の影響によって、回転数の変動や逆回転方向への挙動(揺れ戻し等の動作)を生じる場合がある。このような完全停止前の回転変動によって、設定したバルブタイミングがずれてしまうおそれがある。 In an internal combustion engine, when the fuel injection is stopped and the engine rotation is stopped, the rotation speed does not gradually decrease linearly to reach a complete stop, but the rotation speed fluctuates or reverse rotation due to the influence of the internal pressure fluctuation of the cylinder or the like. Behavior in the direction (movement such as swinging back) may occur. Due to such rotation fluctuation before complete stop, the set valve timing may shift.
例えば、内燃機関停止に際して、可変バルブタイミング装置によって吸気バルブのバルブタイミングを最遅角に設定した後で、機関側に残存する回転変動によって、吸気バルブが進角側に動作してしまうことがあった。油圧式の可変バルブタイミング装置では、最遅角位置に保持する機構を備えたものがあるが、電動式の可変バルブタイミング装置では、上記のような最遅角からの進角側へのずれが生じる可能性がある。このようなバルブタイミングのずれが生じると、次回の内燃機関始動時におけるショック抑制や始動性向上の効果が損なわれてしまう。 For example, when the internal combustion engine is stopped, after the valve timing of the intake valve is set to the latest angle by the variable valve timing device, the intake valve may move to the advance side due to the rotation fluctuation remaining on the engine side. It was. Some hydraulic variable valve timing devices have a mechanism to hold them at the most retarded angle position, but electric variable valve timing devices have a deviation from the most retarded angle to the advance angle side as described above. It can occur. If such a valve timing shift occurs, the effects of shock suppression and improvement of startability at the next internal combustion engine start are impaired.
排気バルブ側に電動式の可変バルブタイミング装置を備える場合も同様の問題がある。例えば、内燃機関停止の際に、排気バルブのバルブタイミングを最進角にするように制御しているにも関わらず、機関の完全停止前の回転変動によって、排気バルブのバルブタイミングが遅角側にずれてしまうおそれがある。 There is a similar problem when an electric variable valve timing device is provided on the exhaust valve side. For example, when the internal combustion engine is stopped, the valve timing of the exhaust valve is controlled to be the maximum angle, but the valve timing of the exhaust valve is on the retard side due to the rotation fluctuation before the engine is completely stopped. There is a risk of shifting to.
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、内燃機関停止時にバルブを確実に次回始動時に適したバルブタイミングにさせることが可能な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 in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of reliably setting a valve at a valve timing suitable for the next start when the internal combustion engine is stopped.
本発明は、吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを電動機によって変更する可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の機関停止要求に応じて、電動機に通電して、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角にする、又は排気バルブのバルブタイミングを最進角にする第1の動作と、内燃機関の回転が完全停止した後に、電動機に通電して、第1の動作で動作させた吸気バルブのバルブタイミングを最遅角にする、又は第1の動作で動作させた排気バルブのバルブタイミングを最進角にする第2の動作と、を行うことを特徴とする。 The present invention is an internal combustion engine control device including a variable valve timing device that changes the valve timing of an intake valve or an exhaust valve by an electric motor, and energizes the electric motor to take in air in response to an engine stop request of the internal combustion engine. In the first operation of setting the valve timing of the valve to the latest or the valve timing of the exhaust valve to the maximum angle, and after the rotation of the internal combustion engine is completely stopped, the electric motor is energized and the first operation is performed. It is characterized by performing a second operation of setting the valve timing of the operated intake valve to the latest angle or setting the valve timing of the exhaust valve operated in the first operation to the maximum angle.
本発明によれば、内燃機関停止時に、吸気バルブや排気バルブを確実に次回始動時に適したバルブタイミングにさせる内燃機関の制御装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an internal combustion engine control device that ensures that the intake valve and the exhaust valve are set to the valve timing suitable for the next start when the internal combustion engine is stopped.
以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。まず、図1と図2を参照して、本実施の形態の内燃機関の構成要素について説明する。なお、以下の説明では、本開示の技術を車両に適用する構成について説明するが、内燃機関が設置される他の乗り物に適用することが可能である。また、図1及び図2は、説明の便宜上、本開示の技術を説明するために簡略化したものであり、車両が通常備える構成については図示されていなくても備えているものとする。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the components of the internal combustion engine of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description, the configuration in which the technology of the present disclosure is applied to a vehicle will be described, but it can be applied to other vehicles in which an internal combustion engine is installed. Further, FIGS. 1 and 2 are simplified for convenience of explanation to explain the technique of the present disclosure, and it is assumed that the configuration normally provided by the vehicle is provided even if it is not shown.
図1に示すように、内燃機関1は、吸気通路11を通じて取り込まれた空気に燃料を混合して、燃焼室12内で燃焼させて動力を発生し、排気通路13を通じて燃焼後の排気ガスを外部に排出するように構成されている。吸気通路11には、アクセルペダル14の踏込量に応じて開度を変化させるスロットルバルブ15が設置されている。スロットルバルブ15のバルブ開度に応じて燃焼室12に送り込まれる空気量が調整される。アクセルペダル14の踏込量は、アクセルポジションセンサ16により検知される。
As shown in FIG. 1, the
燃焼室12は、シリンダとクランクケースが一体化されたシリンダブロック2内に形成されている。シリンダブロック2上部に設けられるシリンダヘッド3には、吸気通路11及び燃焼室12に連通する吸気ポート20と、排気通路13及び燃焼室12に連通する排気ポート21が形成されている。吸排気に関与する可動弁として、吸気ポート20と燃焼室12の間を開閉する吸気バルブ22と、排気ポート21と燃焼室12の間を開閉する排気バルブ23が設置されている。
The
シリンダヘッド3には、吸気ポート20に燃料を噴射するポートインジェクタ17が設置されている。ポートインジェクタ17によって、内燃機関1の吸気行程でアクセルペダル14の踏込量に応じた燃料噴射が行われる。ここではポートインジェクタ17を例示しているが、シリンダに筒内インジェクタを設置して内燃機関1の圧縮行程で燃料を噴射してもよい。また、シリンダヘッド3には、燃焼室12の上部に突出する点火プラグ18が設けられ、点火プラグ18には点火コイル19が接続されている。
The
吸気バルブ22の開弁により吸気通路11を通じて混合気が燃焼室12に送り込まれて、点火コイル19の高圧電流で点火プラグ18が放電されて燃焼室12内の混合気が着火される。燃料の燃焼によってシリンダブロック2内のピストン25が一気に押下げられて、ピストン25の下動がコンロッド26を介してクランクシャフト27に伝達される。そして、排気バルブ23の開弁によって排気ポート21から排気ガスが排出され、排気通路13に設置された触媒装置28によって排気ガスに含まれる大気汚染物質が浄化される。
By opening the
吸気バルブ22と排気バルブ23に対応して、吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31が設けられている。クランクシャフト27の回転は、不図示のカムチェーンを介して各カムシャフト30、31に伝達される。吸気カムシャフト30が回転されることで、吸気バルブ22が燃焼室12に向けて往復動され、排気カムシャフト31が回転されることで、排気バルブ23が燃焼室12に向けて往復動される。このようにして、吸気バルブ22及び排気バルブ23のそれぞれにおける開閉動作が制御される。
An
クランクシャフト27の回転状態を測定するクランク角センサ33がシリンダブロック2に設置されている。また、吸気カムシャフト30の回転角を検出する吸気カム角センサ34と、排気カムシャフト31の回転角を検出する排気カム角センサ35とを備える。
A
内燃機関1は、クランクシャフト27に対する吸気カムシャフト30の相対的な回転位相を変更して、吸気バルブ22の開閉動作のタイミング(バルブタイミング)を変更する可変バルブタイミング装置40を備えている。可変バルブタイミング装置40は、電動機41(図2参照)を駆動源とするものであり、内燃機関1に設けるオイルポンプ等の動力によらずにバルブタイミングの変更が可能である。
The
上記の各センサ等からECU(Electrical Control Unit)50に対して信号が入力されて、ECU50が内燃機関1を統括制御する。ECU50は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等によって構成されている。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶媒体で構成されている。メモリには、各種パラメータや各種マップ情報の他、可変バルブタイミング装置40に吸気バルブ22のバルブタイミングの制御動作を実行させるためのプログラムが記憶されている。
A signal is input to the ECU (Electrical Control Unit) 50 from each of the above sensors, and the
図2に示すように、ECU50の入力ポートには、アクセルポジションセンサ16、クランク角センサ33、吸気カム角センサ34、排気カム角センサ35等の各種センサが接続されている。また、ブレーキペダル(図示略)の踏み込み状態を検出するブレーキペダルセンサ36、車両の速度を検出する車速度センサ37、イグニッションスイッチ38が、ECU50の入力ポートに接続している。イグニッションスイッチ38は、車両の乗員の操作によって、オフ、オン、スタートの各状態を選択可能である。
As shown in FIG. 2, various sensors such as an
ECU50の出力ポートには、上述のポートインジェクタ17及び点火コイル19の他に、内燃機関1の始動時にクランクシャフト27を強制回転させるスタータ42の制御回路が接続している。また、ECU50は、可変バルブタイミング装置40の電動機41に対する通電を制御する通電制御部51と、電動機41への通電量を検出する電流検出部52を備えている。
In addition to the
内燃機関1の始動と停止は、ECU50に対する機関始動要求と機関停止要求に応じて行われる。乗員の操作によりイグニッションスイッチ38がオフからオンに切り換えられると電装系の電源がオンになり、さらにイグニッションスイッチ38がスタートに切り換えられると機関始動要求が入力される。内燃機関1が自立運転している状態でイグニッションスイッチ38がオンからオフに切り換えられると、機関停止要求が入力される。また、イグニッションスイッチ38がオンからオフになると、電装系の電源をオフにする要求が入力される。
The start and stop of the
本実施の形態の内燃機関1は、イグニッションスイッチ38を介した上記操作とは別に、出力要求の有無に応じて自動的に停止と再始動を行うことが可能である。出力要求の有無は、アクセルポジションセンサ16、ブレーキペダルセンサ36、車速度センサ37等の検出値に基づいて判断される。内燃機関1が自立運転している状態で、アクセルペダル14の踏み込みが無い、ブレーキペダルが踏み込まれている、車速が所定値以下である(停止している)、といった条件を満たした場合、停車状態であって機関駆動を継続する必要がない(出力要求が無い)と判断され、機関停止要求が入力される。内燃機関1の停止中に上記条件を満たさなくなった場合は、機関駆動が必要な状況になった(出力要求が有る)と判断され、機関始動要求が入力される。出力要求の有無は、ECU50が備える始動停止判定部によって判定される。
The
機関始動要求が入力されると、ECU50は、スタータ42の駆動によるクランキング、ポートインジェクタ17からの燃料噴射、点火コイル19への通電による点火プラグ18の点火を実行して、内燃機関1の自立運転を開始させる。機関停止要求が入力されると、ECU50は、ポートインジェクタ17からの燃料噴射と点火コイル19のへの通電(点火プラグ18の点火)を終了して、内燃機関1の自立運転を停止させる。
When the engine start request is input, the
機関停止要求により内燃機関1を停止させる際に、ECU50は、通電制御部51を介して電動機41への通電を行って可変バルブタイミング装置40を動作させ、吸気バルブ22のバルブタイミングを最遅角にさせる制御を行う。この内燃機関1の停止時における機関回転と吸気バルブ22の制御との関係を図3に示した。
When the
図3(A)は、内燃機関1のクランクシャフト27の回転数の変化を示したタイムチャートであり、横軸は時間経過を示している。縦軸はクランクシャフト27の回転数を示しており、上方から下方に進むにつれて回転数が少なくなる。図3(A)のタイムチャートの開始時点又はその直前で、機関停止要求が入力されて、上述した機関の停止制御(ポートインジェクタ17からの燃料噴射の停止、点火プラグ18の点火停止)が実行されている。なお、本実施の形態においては、機関停止要求により燃料噴射を停止した制御上の停止段階を機関停止とし、クランクシャフト27の回転が完全に停止して内燃機関1の回転部分が機械的に静止した段階を完全停止とする。
FIG. 3A is a time chart showing changes in the rotation speed of the
図3(A)の区間T1では、機関の停止制御に伴い、燃焼室12内での燃焼による動力が供給されなくなったクランクシャフト27が、惰性回転しながら単位時間あたりの回転数を徐々に減少(回転を減速)させる。区間T1の終端で惰性回転におけるクランクシャフト27の減速は完了するが、様々な機構的要因によって、クランクシャフト27がさらに動作する場合があり、この状態を区間T2における回転変動として示した。
In section T1 of FIG. 3A, the
内燃機関1の駆動時におけるクランクシャフト27の回転方向を正転方向とした場合、区間T2では、逆転方向に回転してから正転方向に戻ることを繰り返す、いわゆる揺り戻し動作が生じている。こうした揺り戻し動作のような回転変動を生じさせる原因として、ピストン25やコンロッド26等の自重の影響や、シリンダの内圧変動等が挙げられる。回転変動が収束すると、クランクシャフト27が完全停止した状態になる(区間T2の終端)。区間T1と区間T2のいずれのクランクシャフト27の動作も、クランク角センサ33によって検出される。すなわち、ECU50は、内燃機関1の完全停止を検知できる、
When the rotation direction of the
図3(B)は、内燃機関1の停止時における可変バルブタイミング装置40による吸気バルブ22の位置制御を示したタイムチャートである。図3(A)と同じく、図3(B)の横軸は時間経過を示している。図3(B)における縦軸は吸気バルブ22の位置を示しており、下端が最遅角であり、上方が進角側である。
FIG. 3B is a time chart showing the position control of the
機関停止要求が入力されると、ECU50は、所定時間が経過した後に、電動機41に通電して吸気バルブ22のバルブタイミングを遅角側に動作させる。この動作を第1の遅角動作Q1とする。第1の遅角動作Q1は、吸気バルブ22のバルブタイミングを最遅角にさせるものであり、吸気カム角センサ34により検出される現状の吸気バルブ22の位置から最遅角となるまでの差分が目標遅角量として設定される。そして、区間T1内で速やかに最遅角まで変化させるように、単位時間あたりの移動量を大きくして(図3(B)における第1の遅角動作Q1の傾斜角を急にして)、可変バルブタイミング装置40に遅角側への動作を行わせる。第1の遅角動作Q1では、目標遅角量が認識されているため、遅角側への高速な動作を行わせつつ、最遅角位置に達したときに機械的な衝突による損傷や電動機41の過剰な負荷が生じないように、電動機41の適切な停止制御を行うことができる。
When the engine stop request is input, the
区間T2でクランクシャフト27の回転変動(揺り戻し動作)が生じると、この回転変動が吸気カムシャフト30に伝達されて、先の第1の遅角動作Q1で最遅角に設定した吸気バルブ22が進角側にずれる可能性がある。進角側にずれ量Vが生じた場合を図3(B)に示した。なお、ずれ量Vは、最終的な進角側へのずれ量を模式的に示したものであり、実際の吸気バルブ22の位置ずれの挙動は、図3(B)の区間T2中に直線状の破線で示したものとは異なる複雑な位置変動として出現する場合がある。この場合、内燃機関1が完全停止した区間T2の終端における吸気バルブ22の位置が、最終的な進角側へのずれ量となる。
When the rotation fluctuation (swing back operation) of the
本実施の形態の内燃機関の制御装置は、区間T2で進角側へのバルブタイミングのずれが生じたとしても、最終的に確実に吸気バルブ22のバルブタイミングを最遅角にさせるものである。すなわち、内燃機関1の回転の完全停止後に、可変バルブタイミング装置40により第2の遅角動作Q2を行わせる。
The control device for the internal combustion engine of the present embodiment ensures that the valve timing of the
具体的には、クランク角センサ33によりクランクシャフト27の完全停止(区間T2の終端)が検出されると、ECU50は、電動機41に通電して可変バルブタイミング装置40に遅角側への動作を行わせて、第2の遅角動作Q2を実行する。このとき、ずれ量Vが不明であると、ずれを解消するための正確な目標遅角量を設定できないという問題がある。そこで、第2の遅角動作Q2では、単位時間あたりの移動量を小さくして(図3(B)における第2の遅角動作Q2の傾斜角を緩くして)、第1の遅角動作Q1よりも遅い動作速度で徐々に遅角側へ動作させる。これにより、最遅角位置に達して機械的な移動端となったときに、電動機41に過大な負荷が作用することを防止できる。
Specifically, when the
第2の遅角動作Q2によって最遅角に達した状態で電動機41への通電が継続されていると、可変バルブタイミング装置40が機械的な制限によってそれ以上の動作を行えなくなるので、電動機41の通電量が上昇する。ECU50は、電流検出部52によって通電量を検出し、電動機41の駆動電流が所定値以上である場合に、吸気バルブ22の最遅角状態に達したと判断して、電動機41への通電を停止する。これにより、別途センサ等を設けることなく確実にバルブタイミングを最遅角に設定できる。
If the
続いて、図4を参照して、本実施の形態の制御フローについて説明する。なお、図4のフローチャートは一例を示すものであり、適宜変更が可能である。図4の制御フローは、内燃機関1が自立運転し、且つECU50等の電装系の電源がオンになっている状態で開始される。
Subsequently, the control flow of the present embodiment will be described with reference to FIG. The flowchart of FIG. 4 shows an example and can be changed as appropriate. The control flow of FIG. 4 is started in a state where the
ステップS1において、内燃機関1の機関停止要求の入力の有無が判定される。機関停止要求が入力されると(ステップS1のYes)、停止時制御が行われる(ステップS2)。この停止時制御は、ポートインジェクタ17からの燃料噴射の停止と、点火プラグ18の点火(点火コイル19の通電)停止と、可変バルブタイミング装置40による吸気バルブ22の最遅角への動作制御(図3(B)に示す第1の遅角動作Q1)を含む。なお、ステップS1において、イグニッションスイッチ38のオフによって機関停止要求が入力された場合は、電源オフ信号も入力される。この場合、「電源オフ要求有り」のフラグを立てた上で、電源オフを実行せずにステップS2に進む。
In step S1, it is determined whether or not an engine stop request for the
ステップS3では、クランク角センサ33の検出結果を参照して、クランクシャフト27の回転が止まって内燃機関1が完全停止状態になったか否かを判定する。ここでの完全停止は、図3(A)の区間T2における揺り戻し動作のような回転変動も収まっている状態である。
In step S3, it is determined whether or not the rotation of the
内燃機関1の完全停止が検出されると(ステップS3のYes)、吸気バルブ22に関するバルブ補正制御が行われる(ステップS4)。バルブ補正制御は、内燃機関1の完全停止前に生じた進角側へのバルブタイミングのずれ(例えば、図3(B)に示すずれ量V)を解消するべく、可変バルブタイミング装置40により最遅角位置へ再度動作させる制御(図3(B)に示す第2の遅角動作Q2)である。
When the complete stop of the
ステップS5では、バルブ補正制御において、可変バルブタイミング装置40の電動機41への通電量が所定値以上であるかを判定する。通電量が所定値以上になると(ステップS5のYes)、最遅角に達したと判断され、電動機41への通電を停止して制御フローから抜ける。
In step S5, in the valve correction control, it is determined whether or not the amount of energization of the variable
また、補正制御が完了するまでの間、イグニッションスイッチ38のオフ等による電源オフ信号が入力されているか否かを継続的に判定する(ステップS6)。電源オフ信号が入力された場合(ステップS6のYes)、電装系の電源を直ちにオフにせず、バルブ補正制御での可変バルブタイミング装置40における最遅角への動作(第2の遅角動作Q2)を継続させ、最遅角位置に達した後に電源オフにする(ステップS7)。図4には明示していないが、ステップS7に進んだ場合、ステップS5と同様に電動機41への通電量を参照して最遅角判定を行う。このように、必ず補正制御が完了してから電源オフになるので、吸気バルブ22のバルブタイミングが最遅角ではない状態で電動機41が止まってしまうことを防止できる。なお、ステップS1からステップS2へ進む際に「電源オフ要求有り」のフラグが立てられた場合、ステップS6で電源オフ信号が入力されたとして扱われる。
Further, until the correction control is completed, it is continuously determined whether or not a power off signal due to the
以上説明したように、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関1の完全停止直前の回転変動により吸気バルブタイミングが意図しないタイミングにずれてしまった場合でも、その後に最遅角になるように動作させる。これにより、内燃機関1の次回始動時に必ず最適化されたバルブタイミングにさせることができ、次回始動時のショック抑制を確実に実現することができる。
As described above, according to the control device of the internal combustion engine of the present embodiment, even if the intake valve timing shifts to an unintended timing due to the rotation fluctuation immediately before the complete stop of the
以上の実施の形態は、内燃機関の停止時に吸気バルブを最遅角に動作させる制御に適用したものであるが、本発明は、排気バルブの動作制御にも適用が可能である。排気バルブの制御については図示に基づく詳細な説明を省略するが、排気バルブの場合、先に説明した吸気バルブとは遅角と進角の関係が逆になるように制御される。すなわち、内燃機関の停止時に、排気バルブに対して第1の進角動作によって最進角のバルブタイミングになるように制御し、内燃機関の回転の完全停止直前に生じる遅角側へのずれを第2の進角動作によって補正して、排気バルブを確実に最進角にした状態で停止させる。 The above embodiment is applied to the control for operating the intake valve at the latest angle when the internal combustion engine is stopped, but the present invention can also be applied to the operation control of the exhaust valve. Although detailed description of the control of the exhaust valve is omitted based on the illustration, the exhaust valve is controlled so that the relationship between the retard angle and the advance angle is opposite to that of the intake valve described above. That is, when the internal combustion engine is stopped, the exhaust valve is controlled so that the valve timing of the maximum advance angle is reached by the first advance operation, and the deviation to the retard side that occurs immediately before the complete stop of the rotation of the internal combustion engine is prevented. The exhaust valve is stopped in the state where it is surely set to the maximum advance angle by correcting it by the second advance angle operation.
吸気バルブの遅角側への制御と排気バルブの進角側への制御はいずれも、バルブオーバーラップを減らして次回始動時の始動性を向上させる点で共通している。故に、本発明は、内燃機関の回転の完全停止後に、第2の(遅角又は進角)動作によって、所定のバルブが次回始動に適したバルブタイミング(吸気バルブでは最遅角、排気バルブでは最進角)にあることを保証するという技術思想で包括されるものである。 Both the control of the intake valve to the retard side and the control of the exhaust valve to the advance side are common in that the valve overlap is reduced and the startability at the next start is improved. Therefore, in the present invention, after the rotation of the internal combustion engine is completely stopped, the valve timing (the most retarded angle for the intake valve and the most retarded angle for the exhaust valve) is suitable for the next start of the predetermined valve by the second (retard or advance) operation. It is covered by the technical idea of guaranteeing that the valve is at the most advanced angle.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている構成や制御等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified in various ways. In the above embodiment, the configuration, control, and the like shown in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within the range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, it can be appropriately modified and implemented as long as it does not deviate from the scope of the object of the present invention.
上記実施の形態では、内燃機関1の回転検出を、クランク角センサ33により行うものとしたが、これと異なる手段によって回転検出を行ってもよい。例えば、クランクシャフト27の回転が吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31に伝達されるので、吸気カム角センサ34や排気カム角センサ35を用いて内燃機関1の回転状態を検出することも可能である。
In the above embodiment, the rotation detection of the
以上説明したように、本発明は、内燃機関停止時に吸気バルブや排気バルブを確実に次回始動時に適したバルブタイミングにさせることができるという効果を有し、特に、高精度なバルブタイミング制御が要求される内燃機関に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the intake valve and the exhaust valve can be surely set to the valve timing suitable for the next start when the internal combustion engine is stopped, and in particular, highly accurate valve timing control is required. It is useful for internal combustion engines.
1 :内燃機関
12 :燃焼室
14 :アクセルペダル
17 :ポートインジェクタ
18 :点火プラグ
22 :吸気バルブ
23 :排気バルブ
25 :ピストン
27 :クランクシャフト
30 :吸気カムシャフト
31 :排気カムシャフト
33 :クランク角センサ
34 :吸気カム角センサ
35 :排気カム角センサ
40 :可変バルブタイミング装置
41 :電動機
50 :ECU
51 :通電制御部
52 :電流検出部
Q1 :第1の遅角動作(第1の動作)
Q2 :第2の遅角動作(第2の動作)
1: Internal combustion engine 12: Combustion chamber 14: Accelerator pedal 17: Port injector 18: Ignition plug 22: Intake valve 23: Exhaust valve 25: Piston 27: Crankshaft 30: Intake camshaft 31: Exhaust camshaft 33: Crank angle sensor 34: Intake cam angle sensor 35: Exhaust cam angle sensor 40: Variable valve timing device 41: Electric motor 50: ECU
51: Energization control unit 52: Current detection unit Q1: First retard angle operation (first operation)
Q2: Second retard angle operation (second operation)
Claims (4)
前記内燃機関の機関停止要求に応じて、前記電動機に通電して、前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角にする、又は前記排気バルブのバルブタイミングを最進角にする第1の動作と、
前記内燃機関の回転が完全停止した後に、前記電動機に通電して、前記第1の動作で動作させた前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角にする、又は前記第1の動作で動作させた前記排気バルブのバルブタイミングを最進角にする第2の動作と、
を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine equipped with a variable valve timing device that changes the valve timing of the intake valve or exhaust valve by an electric motor.
The first operation of energizing the electric motor to set the valve timing of the intake valve to the latest angle or the valve timing of the exhaust valve to the maximum angle in response to the engine stop request of the internal combustion engine.
After the rotation of the internal combustion engine was completely stopped, the electric motor was energized to set the valve timing of the intake valve operated in the first operation to the latest angle, or to operate in the first operation. The second operation of setting the valve timing of the exhaust valve to the maximum angle and
A control device for an internal combustion engine, which is characterized by performing.
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JP2022160792A (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-20 | 株式会社アイシン | Valve-opening/closing timing control device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006125334A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | Controller for internal combustion engine |
JP2006144567A (en) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Toyota Motor Corp | Valve timing controller for internal combustion engine |
JP2007198314A (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
JP2009085067A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | Variable valve control unit and engine control system |
JP2011190768A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve control device in hybrid vehicle |
JP2014047695A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
JP2015218623A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Internal combustion engine control unit |
JP2019127887A (en) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine device |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006125334A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | Controller for internal combustion engine |
JP2006144567A (en) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Toyota Motor Corp | Valve timing controller for internal combustion engine |
JP2007198314A (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
JP2009085067A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | Variable valve control unit and engine control system |
JP2011190768A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Variable valve control device in hybrid vehicle |
JP2014047695A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
JP2015218623A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Internal combustion engine control unit |
JP2019127887A (en) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine device |
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