JP4195351B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4195351B2
JP4195351B2 JP2003315266A JP2003315266A JP4195351B2 JP 4195351 B2 JP4195351 B2 JP 4195351B2 JP 2003315266 A JP2003315266 A JP 2003315266A JP 2003315266 A JP2003315266 A JP 2003315266A JP 4195351 B2 JP4195351 B2 JP 4195351B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
variable mechanism
variable
piston
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003315266A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005083238A (en
Inventor
誠之助 原
信 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2003315266A priority Critical patent/JP4195351B2/en
Publication of JP2005083238A publication Critical patent/JP2005083238A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4195351B2 publication Critical patent/JP4195351B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、とりわけ、吸気弁や排気弁である機関弁のリフト作動角中心位置を制御する第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第2可変機構及び機関弁のリフト量を変更する第3可変機構とを備えた内燃機関に関する。   In particular, the present invention includes a first variable mechanism that controls the lift operation angle center position of an engine valve that is an intake valve or an exhaust valve, and a second variable mechanism and engine valve that change an engine compression ratio by changing piston stroke characteristics. The present invention relates to an internal combustion engine including a third variable mechanism that changes the lift amount of the engine.

周知のように、例えば吸気弁のバルブタイミング特性、つまりリフト作動中心位置を進角側あるいは遅角側へ可変にする可変バルブタイミング機構と、バルブリフト量及び作動角(リフト作動角)連続的に変更する可変リフト機構と、ピストンストローク特性を連続的に変更して機関圧縮比を可変にする可変圧縮比機構とを備えた内燃機関が、以下の特許文献1に記載されている。   As is well known, for example, the valve timing characteristics of the intake valve, that is, the variable valve timing mechanism that makes the lift operation center position variable to the advance side or the retard side, and the valve lift amount and the operation angle (lift operation angle) continuously An internal combustion engine that includes a variable lift mechanism that changes and a variable compression ratio mechanism that continuously changes piston stroke characteristics to make the engine compression ratio variable is described in Patent Document 1 below.

この内燃機関によれば、可変バルブタイミング機構と、可変リフト機構とを併用することにより、吸気弁の開時期及び閉時期を互いに独立して調整可能になると共に、吸気弁のリフト作動角及び中心位相を連続的に変更可能にできることから、吸気弁のバルブリフト特性を高度に制御できるので、吸入吸気量を機関運転状態に応じて正確に調整することができる。   According to this internal combustion engine, by using both the variable valve timing mechanism and the variable lift mechanism, the opening timing and closing timing of the intake valve can be adjusted independently of each other, and the lift operating angle and center of the intake valve can be adjusted. Since the phase can be continuously changed, the valve lift characteristic of the intake valve can be controlled to a high degree, so that the intake air intake amount can be accurately adjusted according to the engine operating state.

しかも、可変圧縮比機構によってピストンストローク特性を変更することにより、機関圧縮比を機関運転状態に応じて連続的に変更することができることから、機関始動時の高圧縮化による始動性の向上と、機関高負荷時における低圧縮化によるノッキングの発生を抑制できるといった、機関性能の大幅な向上が図れるようになっている。
特開2003−35111号公報
In addition, by changing the piston stroke characteristics by the variable compression ratio mechanism, the engine compression ratio can be continuously changed according to the engine operating state, so that the startability is improved by high compression at the time of engine start, The engine performance can be greatly improved such that knocking due to low compression at the time of engine high load can be suppressed.
JP 2003-35111 A

しかしながら、前記従来の内燃機関にあっては、前記各機構の組み合わせによって機関性能の大幅な向上が図れるものの、各機構のいずれか故障によってロックしてしまった場合に、吸気弁の制御リフト量やピストンのストローク制御位置によっては、吸気弁とピストンが干渉してしまうおそれがある。   However, in the conventional internal combustion engine, the engine performance can be greatly improved by the combination of the mechanisms. However, when the mechanism is locked due to a failure of each mechanism, the control lift amount of the intake valve or Depending on the stroke control position of the piston, the intake valve and the piston may interfere with each other.

例えば、ピストンのストローク位置が圧縮比を最大とする制御中に、前記可変バルブリフト機構が吸気弁を最大進角側への制御中に故障してロックしてしまった場合には、機関作動中にピストンが上死点位置で、吸気弁が開状態になる状態ではピストンと吸気弁が干渉してしまうおそれがある。   For example, if the variable valve lift mechanism fails and locks during the control of the intake valve to the maximum advance angle during the control in which the piston stroke position maximizes the compression ratio, the engine is operating. If the piston is at the top dead center position and the intake valve is open, the piston and the intake valve may interfere with each other.

本発明は、前記従来の内燃機関の実情に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、とりわけ、異常検出手段によりいずれか1つの可変機構が異常と判断された場合に、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相を、前記ピストンの上死点位置から遠ざける方向へ制御するか、あるいは第2可変機構がピストンストローク特性を制御して機関圧縮比が小さくなるように制御する制御信号を、少なくとも前記いずれかの正常な可変機構に出力するフェールセーフ手段を設けたことを特徴としている。   The present invention has been devised in view of the actual situation of the conventional internal combustion engine, and the invention according to claim 1 is, in particular, when any one of the variable mechanisms is determined to be abnormal by the abnormality detection means. The central phase of the lift operating angle of the engine valve is controlled by the first variable mechanism in a direction away from the top dead center position of the piston, or the second variable mechanism controls the piston stroke characteristic to reduce the engine compression ratio. Further, a fail-safe means for outputting a control signal to be controlled to at least one of the normal variable mechanisms is provided.

この発明によれば、一方の可変機構が故障したとしても、フェールセーフ手段によって正常な可変機構を安全サイドに制御することから、ピストンの上死点位置において該ピストンと機関弁との干渉を回避させることができる。   According to this invention, even if one of the variable mechanisms fails, the normal variable mechanism is controlled to the safe side by the fail-safe means, so that interference between the piston and the engine valve is avoided at the top dead center position of the piston. Can be made.

請求項2に記載の発明は、異常検出手段により少なくとも3つのうちの可変機構のいずれかが異常と判断された場合に、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相を、前記ピストンの上死点位置から遠ざける方向へ制御するか、あるいは第2可変機構がピストンストローク特性を制御して機関圧縮比が小さくなるように制御するか、あるいは第3可変機構によって機関弁のリフト量を小さくするように制御する制御信号を前記いずれかの正常な可変機構に出力するフェールセーフ手段を設けたことを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, when the abnormality detecting means determines that any one of at least three variable mechanisms is abnormal, the first variable mechanism determines the center phase of the lift operating angle of the engine valve as the piston. Or the second variable mechanism controls the piston stroke characteristics so as to reduce the engine compression ratio, or the third variable mechanism controls the lift amount of the engine valve. The present invention is characterized in that fail-safe means for outputting a control signal for controlling to be reduced to any one of the normal variable mechanisms is provided.

この発明によれば、請求項1の発明と同じく、一方の可変機構が故障したとしても、フェールセーフ手段によって正常な可変機構を安全サイドに制御することから、ピストンと機関弁との干渉を回避させることができる。   According to the present invention, as in the first aspect of the invention, even if one of the variable mechanisms fails, the normal variable mechanism is controlled to the safe side by the fail-safe means, so that interference between the piston and the engine valve is avoided. Can be made.

請求項3に記載の発明は、前記第2可変機構により機関圧縮比が最小に制御された状態では、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相が進角、遅角側のいずれの制御位置にあっても機関弁とピストンが干渉しないように構成すると共に、前記異常検出手段により前記第1可変機構が異常であると判断された場合には、第2可変機構によって機関圧縮比が最小とな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 state where the engine compression ratio is controlled to the minimum by the second variable mechanism, the center phase of the lift operating angle of the engine valve is either advanced or retarded by the first variable mechanism. The engine valve and the piston are configured not to interfere with each other even in the control position, and the engine compression ratio is determined by the second variable mechanism when the abnormality detecting means determines that the first variable mechanism is abnormal. Is controlled to be minimized.

この発明によれば、第1可変機構の故障時には、第2可変機構によってピストンのストローク位置を最小圧縮比となるように制御するため、機関弁のリフト作動角の中心位相(進角、遅角側)がどのような位置にあっても、ピストン上死点位置において該ピストンと機関弁との干渉を確実に回避することが可能になる。   According to the present invention, when the failure of the first variable mechanism occurs, the second variable mechanism controls the stroke position of the piston to the minimum compression ratio, so that the center phase (advance angle, delay angle) of the lift operating angle of the engine valve is controlled. Whatever position the side) is, it is possible to reliably avoid interference between the piston and the engine valve at the piston top dead center position.

図1は本発明に係る内燃機関の一実施形態を示し、シリンダヘッド1に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた1気筒あたり2つの機関弁である吸気弁2,2と、排気弁3,3とを備え、吸気弁2,2のリフト作動角の中心位相を進角側あるいは遅角側へ可変にする第1可変機構である可変バルブタイミング機構4と、ピストン7のストローク特性を変更して機関圧縮比を可変にする第2可変機構である可変圧縮比機構5と、機関弁のリフト量とバルブ作動角を連続的に大小制御する第3可変機構である可変リフト機構6と、前記各機構4〜6をを機関運転状態に応じてそれぞれ制御する電子コントローラ8(ECU)とを備えている。   FIG. 1 shows an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention. Intake valves 2 and 2, which are two engine valves per cylinder, are slidably provided on a cylinder head 1 via a valve guide (not shown). The variable valve timing mechanism 4, which is a first variable mechanism that includes the exhaust valves 3 and 3, and makes the center phase of the lift operating angle of the intake valves 2 and 2 variable to the advance side or the retard side, A variable compression ratio mechanism 5 that is a second variable mechanism that makes the engine compression ratio variable by changing the stroke characteristics, and a variable lift that is a third variable mechanism that continuously controls the lift amount and valve operating angle of the engine valve. A mechanism 6 and an electronic controller 8 (ECU) for controlling each of the mechanisms 4 to 6 according to the engine operating state are provided.

前記可変バルブタイミング機構4は、図3に示すように、シリンダヘッド1上部の軸受に回転自在に支持された中空状の駆動軸9の先端部側に設けられ、図外のタイミングチェーンによって機関のクランクシャフト11から回転力が伝達されるタイミングスプロケット10と、駆動軸9の先端部にボルトによって軸方向から固定されたスリーブ12と、タイミングスプロケット10とスリーブ12との間に介装されて、内外周面にはす歯(ヘリカルギア)が形成された筒状歯車13と、該筒状歯車13を駆動軸9の前後軸方向へ駆動させる駆動機構である油圧回路14とから構成されている。   As shown in FIG. 3, the variable valve timing mechanism 4 is provided on the distal end side of a hollow drive shaft 9 that is rotatably supported by a bearing on the cylinder head 1. A timing sprocket 10 to which a rotational force is transmitted from the crankshaft 11, a sleeve 12 fixed from the axial direction to the front end portion of the drive shaft 9 by a bolt, and interposed between the timing sprocket 10 and the sleeve 12, The peripheral gear includes a cylindrical gear 13 having helical teeth formed on its peripheral surface, and a hydraulic circuit 14 that is a drive mechanism that drives the cylindrical gear 13 in the front-rear axial direction of the drive shaft 9.

前記タイミングスプロケット10は、筒状本体10aの後端部にチェーンが巻装されるスプロケット部10bがボルトにより固定されていると共に、筒状本体の前端開口がフロントカバー10cによって閉塞されている。また、筒状本体10aの内周面には、前記筒状歯車13の外歯が噛合するはす歯形のインナ歯が形成されている。   In the timing sprocket 10, a sprocket portion 10b around which a chain is wound is fixed to a rear end portion of the cylindrical main body 10a by a bolt, and a front end opening of the cylindrical main body is closed by a front cover 10c. Further, on the inner peripheral surface of the cylindrical main body 10a, an inner tooth of a helical shape that engages with the external teeth of the cylindrical gear 13 is formed.

前記スリーブ12は、後端側に駆動軸9の先端部が嵌合する嵌合溝が形成されていると共に、前端部の保持溝内にはフロントカバー10cを介してタイミングスプロケット10を前方に付勢するコイルスプリング15が装着されている。また、スリーブ12の外周面には、筒状歯車13の内歯が噛合するはす歯形のアウタ歯が形成されている。   The sleeve 12 is formed with a fitting groove for fitting the front end of the drive shaft 9 on the rear end side, and the timing sprocket 10 is attached to the front holding groove at the front end via a front cover 10c. An energizing coil spring 15 is mounted. Further, on the outer peripheral surface of the sleeve 12, a helical outer tooth that engages with the internal teeth of the cylindrical gear 13 is formed.

前記筒状歯車13は、前後に形成された第1,第2油圧室16,17へ相対的に供給される油圧によって各歯間を摺接しながら前後軸方向へ移動するようになっており、フロントカバー10cに突当った最大前方移動位置で吸気弁2、2を最遅角位置に制御する一方、最大後方移動位置で最進角位置に制御するようになっている。さらに、第2油圧室17内に弾装されたリターンスプリング18によって第1油圧室16の油圧が供給されない場合に最大前方移動位置に付勢されるようになっている。   The cylindrical gear 13 is adapted to move in the front-rear axis direction while sliding between the teeth by the hydraulic pressure relatively supplied to the first and second hydraulic chambers 16 and 17 formed at the front and rear. The intake valves 2 and 2 are controlled to the most retarded angle position at the maximum forward movement position hitting the front cover 10c, while being controlled to the most advanced angle position at the maximum rearward movement position. Further, when the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber 16 is not supplied by the return spring 18 mounted in the second hydraulic chamber 17, it is biased to the maximum forward movement position.

前記油圧回路14は、図外のオイルパンと連通するオイルポンプ19の下流側に接続されたメインギャラリと、該メインギャラリの下流側で分岐して前記第1,第2油圧室16,17に接続された第1,第2油圧通路20,21と、前記分岐位置に設けられたソレノイド型の流路切換弁22と、該流路切換弁22に接続されたドレン通路23とから構成されている。前記流路切換弁22は、前記電子コントローラ8からの制御信号によって切換駆動されるようになっている。   The hydraulic circuit 14 has a main gallery connected to a downstream side of an oil pump 19 that communicates with an oil pan (not shown), and branches to the first and second hydraulic chambers 16 and 17 at a downstream side of the main gallery. The first and second hydraulic passages 20 and 21 connected to each other, a solenoid-type flow path switching valve 22 provided at the branch position, and a drain path 23 connected to the flow path switching valve 22 are configured. Yes. The flow path switching valve 22 is switched and driven by a control signal from the electronic controller 8.

前記可変圧縮比機構5は、図1及び図2に示すように、前記クランクシャフト11に結合されたクランクアーム11aと上端部がピストン7に連係されたコンロッド24の下端部との間に、両端部がピン25a、25bを介してそれぞれ回動自在に連結されたほぼく字形状の第1リンク25と、一端部がピン26aを介して前記コンロッド24の下端部に回動自在に連結された第2リンク26と、該第2リンク26の他端部に偏心カム27を介して連係された直流電動モータである電動アクチュエータ28とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the variable compression ratio mechanism 5 has both ends between a crank arm 11 a coupled to the crankshaft 11 and a lower end portion of a connecting rod 24 whose upper end portion is linked to the piston 7. The first link 25 having a substantially square shape, the part of which is rotatably connected via pins 25a and 25b, and one end of the first link 25 are rotatably connected to the lower end of the connecting rod 24 via a pin 26a. The second link 26 includes an electric actuator 28 that is a DC electric motor linked to the other end of the second link 26 via an eccentric cam 27.

前記偏心カム27は、前記第2リンク26の他端部中央に形成された摺動用孔26a内に摺動自在に保持されている。   The eccentric cam 27 is slidably held in a sliding hole 26 a formed at the center of the other end of the second link 26.

前記電動アクチュエータ28は、前記電子コントローラ8からの制御電流によって正逆回転制御されて、減速ギア29を介して前記偏心カム27を正逆回転させて、第2リンク26の軸方向の移動に伴い第1リンク25を、クランクアーム24aに対して立ち上がり、あるいは傾き変位させてコンロッド24を介してピストン7の上下ストローク位置を変更させるようになっている。   The electric actuator 28 is controlled to rotate forward and backward by a control current from the electronic controller 8, and rotates the eccentric cam 27 forward and backward via the reduction gear 29, so that the second link 26 moves in the axial direction. The first link 25 is raised or inclined with respect to the crank arm 24 a to change the vertical stroke position of the piston 7 via the connecting rod 24.

前記可変リフト機構6は、図3び図4に示すように、前記駆動軸9に固設された偏心駆動カム30と、駆動軸9に揺動自在に支持されて、各吸気弁2,2の上端部に配設されたバルブリフター31,31の平坦な上面に摺接して各吸気弁2,2を開作動させる揺動カム32、32と、偏心駆動カム30と揺動カム32との間に連係されて、偏心駆動カム30の回転力を揺動カムの揺動力として伝達する伝達機構と、該伝達機構の作動位置を可変制御にする制御機構とを備えている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the variable lift mechanism 6 is supported by an eccentric drive cam 30 fixed to the drive shaft 9 and swingably supported by the drive shaft 9. Oscillating cams 32, 32 that slide openly contact the flat upper surfaces of the valve lifters 31, 31 arranged at the upper end of each of the valve lifters to open the intake valves 2, 2, and the eccentric drive cam 30 and oscillating cam 32. A transmission mechanism linked with the transmission mechanism for transmitting the rotational force of the eccentric drive cam 30 as the swinging force of the swing cam, and a control mechanism for variably controlling the operating position of the transmission mechanism.

前記偏心駆動カム30は、ほぼリング状を呈し、内部軸方向に駆動軸挿通孔が貫通形成されていると共に、軸心Xが駆動軸9の軸心Yから径方向へ所定量だけオフセットしている。   The eccentric drive cam 30 has a substantially ring shape, a drive shaft insertion hole is formed through the inner shaft direction, and the shaft center X is offset from the shaft center Y of the drive shaft 9 by a predetermined amount in the radial direction. Yes.

前記揺動カム32は、一端部側の円環状の基端部には駆動軸9が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔が貫通形成されていると共に、他端部のカムノーズ部32aにピン孔が貫通形成され、また、下面には、前記バルブリフター31の上面に摺接するカム面32bが形成されている。   The rocking cam 32 is formed with a support hole that is rotatably inserted in the annular base end portion on one end side so as to be rotatably supported, and the cam nose portion 32a on the other end portion. A pin hole is formed therethrough, and a cam surface 32b that is slidably in contact with the upper surface of the valve lifter 31 is formed on the lower surface.

前記伝達機構は、駆動軸9の上方に配置されたロッカアーム33と、該ロッカアーム33の一端部と偏心駆動カム30とを連係するリンクアーム34と、ロッカアーム33の他端部と揺動カム32とを連係するリンクロッド35とを備えている。   The transmission mechanism includes a rocker arm 33 disposed above the drive shaft 9, a link arm 34 that links one end of the rocker arm 33 and the eccentric drive cam 30, the other end of the rocker arm 33, and a swing cam 32. And a link rod 35 that links the two.

前記各ロッカアーム33は、平面からみてほぼクランク状に折曲形成され、中央に有する筒状基部が後述する制御カム40に回転自在に支持されている。また、前記一端部には、図4にも示すように、リンクアーム34と相対回転自在に連結するピン36が挿通されるピン孔が貫通形成されている一方、前記他端部には、各リンクロッド35の一端部と相対回転自在に連結するピン37が挿通されるピン孔が形成されている。   Each of the rocker arms 33 is bent in a substantially crank shape when viewed from above, and a cylindrical base portion provided at the center is rotatably supported by a control cam 40 described later. Further, as shown in FIG. 4, the one end portion is formed with a pin hole through which a pin 36 connected to the link arm 34 so as to be relatively rotatable is penetrated. A pin hole is formed through which a pin 37 connected to one end of the link rod 35 so as to be relatively rotatable is inserted.

また、前記リンクアーム34は、比較的大径な円環状の基部と、該基部の外周面所定位置に突設された突出端とを備え、基部の中央位置には、前記駆動カム30の外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔が形成されている一方、突出端には、前記ピン36が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。   The link arm 34 includes an annular base portion having a relatively large diameter and a protruding end projecting at a predetermined position on the outer peripheral surface of the base portion. A fitting hole that is rotatably fitted to the surface is formed, and a pin hole through which the pin 36 is rotatably inserted is formed in the protruding end.

さらに、前記リンクロッド35は、所定長さのほぼく字形状に折曲形成され、両端部には、ピン挿通孔が形成されており、この各ピン挿通孔に、前記ロッカアーム33の他端部に有するピン孔と揺動カム32のカムノーズ部32aに有するピン孔にそれぞれ挿通した各ピン37,38の端部が回転自在に挿通している。   Further, the link rod 35 is bent into a substantially rectangular shape having a predetermined length, and pin insertion holes are formed at both ends. The other end of the rocker arm 33 is formed in each pin insertion hole. The end portions of the pins 37 and 38 respectively inserted through the pin holes formed in the cam holes and the pin holes formed in the cam nose portion 32a of the swing cam 32 are rotatably inserted.

前記制御機構は、機関前後方向に配設された前記制御軸39と、該制御軸39の外周に固定されてロッカアーム33の揺動支点となる制御カム40と、制御軸39の回転位置を制御する電動モータ41とから構成されている。   The control mechanism controls the control shaft 39 disposed in the longitudinal direction of the engine, a control cam 40 fixed to the outer periphery of the control shaft 39 and serving as a rocking fulcrum of the rocker arm 33, and the rotational position of the control shaft 39. The electric motor 41 is configured.

前記制御軸39は、駆動軸9と並行に設けられて、前述のように軸受に回転自在に支持されている一方、前記各制御カム40は、夫々円筒状を呈し、軸心P1位置が制御軸39の軸心P2からα分だけ偏倚している。   The control shaft 39 is provided in parallel with the drive shaft 9 and is rotatably supported by the bearing as described above, while the control cams 40 each have a cylindrical shape, and the position of the axis P1 is controlled. It is deviated from the axis P2 of the shaft 39 by α.

前記電動モータ41は、回転軸の先端部に設けられた第1平歯車42と制御軸39の後端部に設けられた第2平歯車43との噛合いを介して、制御軸39に回転力を伝達するようになっていると共に、機関の運転状態を検出する前記電子コントローラ8からの制御信号によって駆動するようになっている。   The electric motor 41 rotates to the control shaft 39 through meshing of a first spur gear 42 provided at the front end portion of the rotary shaft and a second spur gear 43 provided at the rear end portion of the control shaft 39. Power is transmitted, and the system is driven by a control signal from the electronic controller 8 that detects the operating state of the engine.

前記電子コントローラ8は、クランク角センサからの機関回転数信号やエアフローメータからの吸気流量信号(機関負荷)及び機関油温センサなどの各種のパラメータに基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、燃料噴射量や点火時期を制御するようになっている。また、前記機関運転状態や、制御軸39の現在の回転位置や駆動軸9とタイミングスプロケット40との相対回動位置を検出する図外の位置検出センサからの検出信号及びピストン7のシリンダ1a内での現在のストローク位置を検出するストローク位置検出センサから検出信号に基づいて、前記流路切換弁22や電動アクチュエータ28及び電動モータ41にそれぞれ制御信号(制御電流)を出力している。   The electronic controller 8 detects the current engine operating state by calculation based on various parameters such as an engine speed signal from a crank angle sensor, an intake flow signal (engine load) from an air flow meter, and an engine oil temperature sensor. Thus, the fuel injection amount and ignition timing are controlled. Further, the engine operating state, the current rotational position of the control shaft 39, the detection signal from the position detection sensor (not shown) for detecting the relative rotational position of the drive shaft 9 and the timing sprocket 40, and the inside of the cylinder 1a of the piston 7 are detected. A control signal (control current) is output to each of the flow path switching valve 22, the electric actuator 28, and the electric motor 41 based on a detection signal from a stroke position detection sensor that detects the current stroke position at.

すなわち、可変バルブタイミング機構4側では、例えば、機関始動時から所定の低回転域では、電子コントローラ8からの制御電流によって流路切換弁22が流路を切り換えて、第2油圧室17のみに油圧が供給されて第1油圧室16には油圧が供給されない。したがって、筒状歯車13は、リターンスプリング18のばね力で、最大前方位置に保持されて、駆動軸9が最大遅角の回転位置に保持されている。   That is, on the variable valve timing mechanism 4 side, for example, in a predetermined low rotation range from the start of the engine, the flow path switching valve 22 switches the flow path by the control current from the electronic controller 8, and only the second hydraulic chamber 17. The hydraulic pressure is supplied and no hydraulic pressure is supplied to the first hydraulic chamber 16. Therefore, the cylindrical gear 13 is held at the maximum front position by the spring force of the return spring 18, and the drive shaft 9 is held at the maximum retarded rotational position.

その後、機関中回転から高回転域に移行した場合は、流路切換弁22を駆動させて第1油圧通路20とメインギャラリを連通させて、第2油圧通路21とドレン通路23を連通させる。これにより、筒状歯車13は、最前方位置から最後方位置までを移動し、したがって、吸気弁2,2の開閉タイミングは、図5に示すように破線の最遅角状態から、実線の最進角まで連続的に可変制御する。   Thereafter, when the engine rotation is shifted to the high rotation range, the flow path switching valve 22 is driven to connect the first hydraulic passage 20 and the main gallery, and the second hydraulic passage 21 and the drain passage 23 are connected. As a result, the cylindrical gear 13 moves from the foremost position to the rearmost position. Therefore, the opening / closing timing of the intake valves 2 and 2 is changed from the most retarded state shown by the broken line to the most advanced line shown in FIG. Continuously variable control until the lead angle.

これによって、吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップが大きくなって十分な吸入空気量が導入されて出力トルクが向上する。   As a result, the valve overlap between the intake valve 2 and the exhaust valve 3 is increased, and a sufficient intake air amount is introduced to improve the output torque.

また、前記可変圧縮比機構5は、例えば機関始動時及びアイドリング時には、前記電子コントローラ8から出力された制御電流によって電動アクチュエータ28が一方向へ回転して前記偏心カム27を同方向へ回転させると、第2リンク26が図2に示すように右軸方向に移動して第1リンク25をほぼ垂直に立ち上げる。これによって、ピストン7は、コンロッド24を介してシリンダ1a内を上方へ所定量だけストローク移動し、燃焼室を高圧縮比に制御する。これによって、良好な始動性と燃費の向上が図れる。   Further, when the variable compression ratio mechanism 5 is, for example, at the time of engine start and idling, the electric actuator 28 is rotated in one direction by the control current output from the electronic controller 8 and the eccentric cam 27 is rotated in the same direction. As shown in FIG. 2, the second link 26 moves in the right axis direction to raise the first link 25 substantially vertically. As a result, the piston 7 strokes the cylinder 1a upward by a predetermined amount via the connecting rod 24, and controls the combustion chamber to a high compression ratio. As a result, good startability and improved fuel efficiency can be achieved.

一方、機関高回転高負荷域に移行すると、電動アクチュエータ28が反転して偏心カム27を同方向に回転させると、第2リンク26が図1に示すように左軸方向に移動して第1リンク25を倒す方向に回動させる。これによって、ピストン7は、コンロッド24を介してシリンダ1a内を下方へ所定量だけストローク移動し、燃焼室を低圧縮比に制御し、これによって、いわゆるノッキングの発生を防止することができる。   On the other hand, when the engine shifts to the high engine speed and high load range, when the electric actuator 28 reverses and the eccentric cam 27 rotates in the same direction, the second link 26 moves in the left axis direction as shown in FIG. The link 25 is rotated in the direction of tilting. As a result, the piston 7 travels downward within the cylinder 1a by a predetermined amount via the connecting rod 24 to control the combustion chamber to a low compression ratio, thereby preventing so-called knocking.

このような、低圧縮比制御と高圧縮比制御を得るためのピストン7の上下ストローク特性は、図5のQに示すような波形特性となり、最上方位置ではQ1、最下降位置ではQ2の特性を示す。   The vertical stroke characteristic of the piston 7 for obtaining such low compression ratio control and high compression ratio control is a waveform characteristic as indicated by Q in FIG. 5, and is the characteristic of Q1 at the uppermost position and Q2 at the lowermost position. Indicates.

さらに、前記可変リフト機構6にあっては、例えば、機関始動初期のクランキング時及びアイドリング時には、電子コントローラ8によって電動モータ41を介して制御軸39が一方向へ回転制御されて制御カム40の軸心P1が制御軸39の軸心P2から左上方の回動位置に保持され、厚肉部が駆動軸9から上方向へ離間回動する。これにより、ロッカアーム33は、全体が駆動軸9に対して上方向へ移動し、このため各揺動カム32はリンクロッド35を介して強制的に引き上げられて反時計方向へ回動する。したがって、駆動カム30が回転してリンクアーム34を介してロッカアーム33の一端部23aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド35を介して揺動カム32及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量は、図5の実線及び破線に示すように小さくなる(L1)。このため、ガス流動が強化されて燃焼が改善されて、燃費の向上と機関回転の安定化が図れる。   Further, in the variable lift mechanism 6, for example, at the time of cranking and idling at the initial stage of engine start, the control shaft 39 is controlled to rotate in one direction by the electronic controller 8 via the electric motor 41, and the control cam 40. The shaft center P1 is held at the upper left rotation position from the shaft center P2 of the control shaft 39, and the thick wall portion rotates away from the drive shaft 9 upward. As a result, the entire rocker arm 33 moves upward with respect to the drive shaft 9, so that each swing cam 32 is forcibly pulled up via the link rod 35 and rotated counterclockwise. Therefore, when the drive cam 30 rotates and pushes up the one end portion 23a of the rocker arm 33 via the link arm 34, the lift amount is transmitted to the swing cam 32 and the valve lifter 16 via the link rod 35. The lift amount becomes smaller as shown by the solid line and the broken line in FIG. 5 (L1). For this reason, gas flow is strengthened, combustion is improved, fuel consumption can be improved, and engine rotation can be stabilized.

一方、高回転高負荷域では、電子コントローラ8からの制御信号によって電動モータ41が制御軸39を介して制御カム40を回転させて厚肉部が下方向へ位置するように回動させる。このため、ロッカアーム33によって揺動カム32がリンクアーム25を介して下方向へ押圧されて揺動カム32全体を所定量だけ回動させる。したがって、駆動カム30が回転してリンクアーム34を介してロッカアーム33の一端部を押し上げると、そのリフト量がリンクロッド35を介して揺動カム32及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量は図5に示すように最も大きくなる(L2)。これによって、吸入吸気量の充填効率が高くなって出力トルクの向上が図れる。   On the other hand, in the high rotation and high load region, the electric motor 41 rotates the control cam 40 via the control shaft 39 by the control signal from the electronic controller 8 so that the thick portion is positioned downward. For this reason, the rocking cam 32 is pressed downward by the rocker arm 33 via the link arm 25 to rotate the entire rocking cam 32 by a predetermined amount. Therefore, when the drive cam 30 rotates and pushes up one end of the rocker arm 33 via the link arm 34, the lift amount is transmitted to the swing cam 32 and the valve lifter 16 via the link rod 35. The amount is the largest as shown in FIG. 5 (L2). As a result, the charging efficiency of the intake air intake amount is increased, and the output torque can be improved.

そして、前記電子コントローラ8は、前記可変バルブタイミング機構4と可変圧縮比機構5及び可変リフト機構6のそれぞれの作動異常を検出する異常検出手段である異常検出回路と、該異常検出回路により少なくとも前記各可変機構のいずれかが異常と判断された場合に、正常な機構の作動を制御して吸気弁2、2とピストン7との干渉を防止するフェールセーフ手段であるフェールセーフ回路とを備えている。   The electronic controller 8 includes an abnormality detection circuit which is an abnormality detection means for detecting an operation abnormality of each of the variable valve timing mechanism 4, the variable compression ratio mechanism 5, and the variable lift mechanism 6, and at least the abnormality detection circuit uses the abnormality detection circuit. A fail-safe circuit that is a fail-safe means for controlling the operation of the normal mechanism to prevent interference between the intake valves 2 and 2 and the piston 7 when any of the variable mechanisms is determined to be abnormal; Yes.

具体的に説明すれば、前記異常検出回路は、例えば機関高回転高負荷時などにあるにも拘わらず、ピストン7の前記ストローク位置検出センサからの入力信号によって該ピストン7が上昇位置(高圧縮比制御状態)にあることを検出した場合は、前記可変圧縮比機構5が故障していると判断して、その信号をフェールセーフ回路に出力する。   More specifically, the abnormality detection circuit is in a raised position (high compression) in accordance with an input signal from the stroke position detection sensor of the piston 7 in spite of, for example, during high engine speed and high load. If it is detected that the variable compression ratio mechanism 5 is in failure, it is determined that the variable compression ratio mechanism 5 has failed, and the signal is output to the fail-safe circuit.

このフェールセーフ回路は、異常検出回路からの出力信号に基づいて、まず、前記可変バルブタイミング機構4に対して例えば流路切換弁22に制御信号を出力して第1油圧室16に油圧を供給させずに、筒状歯車13をリターンスプリング18により最前方位置に移動させて、リフト作動中心位置を最遅角側(図5の破線)に制御する。つまり、図5に示すように前記ピストン7の最上昇位置Q1における上死点位置から回避した位置に制御する。   This fail-safe circuit first supplies a hydraulic pressure to the first hydraulic chamber 16 by outputting a control signal to, for example, the flow path switching valve 22 to the variable valve timing mechanism 4 based on an output signal from the abnormality detection circuit. Instead, the cylindrical gear 13 is moved to the forefront position by the return spring 18 to control the lift operation center position to the most retarded angle side (broken line in FIG. 5). That is, as shown in FIG. 5, the piston 7 is controlled to a position that is avoided from the top dead center position at the highest rise position Q <b> 1.

さらにこのフェールセーフ回路は、同時に前記可変リフト機構6の電動モータ41に制御信号を出力して、前述のように、吸気弁2のリフト量を図5に示すストローク最小(L1)となるように制御する。   Further, this fail-safe circuit simultaneously outputs a control signal to the electric motor 41 of the variable lift mechanism 6 so that the lift amount of the intake valve 2 becomes the minimum stroke (L1) shown in FIG. 5 as described above. Control.

このため、上死点位置(TDC)における前記ピストン7の冠面と吸気弁2の傘部との干渉を確実に回避させることができる。   For this reason, it is possible to reliably avoid interference between the crown surface of the piston 7 and the umbrella portion of the intake valve 2 at the top dead center position (TDC).

また、前記可変バルブタイミング機構4が、例えば最進角制御状態で故障によりロックしてしまった場合は、前記位置センサによってこの状態を検出した異常検出回路からフェールセーフ回路に情報信号が出力される。   In addition, when the variable valve timing mechanism 4 is locked due to a failure in the most advanced angle control state, for example, an information signal is output from the abnormality detection circuit that has detected this state to the fail safe circuit. .

そうすると、このフェールセーフ回路は、まず、可変圧縮比機構5の電動アクチュエータ28に制御信号を出力して、ピストン7のストローク特性を前述のように最大下方位置(Q2)となるように制御する。   Then, this fail-safe circuit first outputs a control signal to the electric actuator 28 of the variable compression ratio mechanism 5 to control the stroke characteristic of the piston 7 so as to reach the maximum downward position (Q2) as described above.

同時に、可変リフト機構6の電動モータ41に制御信号を出力して、吸気弁2,2のリフト量を、前述の小リフト量(L1)に制御する。   At the same time, a control signal is output to the electric motor 41 of the variable lift mechanism 6 to control the lift amount of the intake valves 2 and 2 to the aforementioned small lift amount (L1).

これによって、たとえ吸気弁2,2のリフト作動中心位置が進角側にロックされても、上死点位置におけるピストン7の冠面と吸気弁2,2の傘部との干渉を確実に防止することができる。   Thus, even if the lift operation center position of the intake valves 2 and 2 is locked to the advance side, the interference between the crown surface of the piston 7 and the umbrella portion of the intake valves 2 and 2 at the top dead center position is surely prevented. can do.

さらに、前記可変リフト機構6が、吸気弁2の例えば最大リフト制御状態で故障によりロックしてしまった場合には、前記位置センサによってこの状態を検出した異常検出回路からフェールセーフ回路に情報信号が出力される。   Further, when the variable lift mechanism 6 is locked due to a failure in, for example, the maximum lift control state of the intake valve 2, an information signal is sent from the abnormality detection circuit that has detected this state to the fail safe circuit by the position sensor. Is output.

そうすると、このフェールセーフ回路は、まず、可変圧縮比機構5の電動アクチュエータ28に制御信号を出力して、ピストン7のストローク特性を前述のように最下方位置(Q2)となるように制御する。   Then, this fail-safe circuit first outputs a control signal to the electric actuator 28 of the variable compression ratio mechanism 5 to control the stroke characteristic of the piston 7 so as to be at the lowest position (Q2) as described above.

同時に、可変バルブタイミング機構4の流路切換弁22に制御信号を出力して第1油圧室16に油圧を供給させずに、筒状歯車13をリターンスプリング18により最前方位置に移動させてリフト作動中心位置を最遅角側(図5の破線)に制御する。つまり、図5に示すように前記ピストン7の最上昇位置Q1から回避した位置に制御する。   At the same time, a control signal is output to the flow path switching valve 22 of the variable valve timing mechanism 4 so that the hydraulic pressure is not supplied to the first hydraulic chamber 16, and the cylindrical gear 13 is moved to the foremost position by the return spring 18 and lifted. The operation center position is controlled to the most retarded angle side (broken line in FIG. 5). That is, as shown in FIG. 5, the piston 7 is controlled to a position avoiding from the most elevated position Q1.

したがって、この場合にも、上死点位置における前記ピストン7の冠面と吸気弁2の傘部との干渉を確実に回避させることができる。   Therefore, also in this case, it is possible to reliably avoid interference between the crown surface of the piston 7 and the umbrella portion of the intake valve 2 at the top dead center position.

また、他の実施形態としては、前記可変圧縮比機構5のピストン7のストローク位置が機関圧縮比が最小に制御された状態(図5Q2)では、可変バルブタイミング機構4によって吸気弁2、2のリフト作動角の中心位相が最大進角、あるいは最大遅角側のいずれの制御位置にあっても、吸気弁2,2とピストン7が干渉しないように構成すると共に、前記異常検出回路により前記可変バルブタイミング機構4が異常であると判断された場合には、フェールセーフ回路によって可変圧縮比機構4のピストン7のストローク位置を最下位置に制御して、機関圧縮比が最小となるようにした。   As another embodiment, when the stroke position of the piston 7 of the variable compression ratio mechanism 5 is controlled to the minimum engine compression ratio (FIG. 5Q2), the variable valve timing mechanism 4 causes the intake valves 2 and 2 to Regardless of whether the center phase of the lift operating angle is at the maximum advance angle or the maximum retard angle control position, the intake valves 2 and 2 and the piston 7 are configured not to interfere with each other, and are variable by the abnormality detection circuit. When it is determined that the valve timing mechanism 4 is abnormal, the stroke position of the piston 7 of the variable compression ratio mechanism 4 is controlled to the lowest position by a fail safe circuit so that the engine compression ratio is minimized. .

このように、可変バルブタイミング機構4の故障時には、可変圧縮比機構5によってピストン7のストローク位置を最小圧縮比となるように制御するため、吸気弁2,2のリフト作動角の中心位相(進角、遅角側)が故障によってどのような位置にあったとしても、上死点位置におけるピストン7と吸気弁2,2との干渉を確実に回避することが可能になる。   Thus, when the variable valve timing mechanism 4 fails, the variable compression ratio mechanism 5 controls the stroke position of the piston 7 so as to be the minimum compression ratio. It is possible to reliably avoid interference between the piston 7 and the intake valves 2 and 2 at the top dead center position regardless of the position of the angle or retard side) due to the failure.

また、他の実施形態としては、前記いずれかの機構4〜6に故障が発生して、異常検出回路によって該異常が検出された場合には、電子コントローラ8は他の正常な機構4〜6による制御を停止させる。同時に該正常な機構4〜6をピストン7と吸気弁2,2との干渉を回避する位置となるように機械的に制御するようにした。   As another embodiment, when a failure occurs in any one of the mechanisms 4 to 6 and the abnormality is detected by the abnormality detection circuit, the electronic controller 8 is connected to another normal mechanism 4 to 6. Control by is stopped. At the same time, the normal mechanisms 4 to 6 are mechanically controlled so as to be positioned to avoid interference between the piston 7 and the intake valves 2 and 2.

すなわち、例えば可変バルブタイミング機構4が故障した場合には、電子コントローラ8によって可変圧縮比機構5と可変リフト機構6のそれぞれの制御を停止させる。と同時に、可変圧縮比機構5側では、例えば偏心カム27を捻りばねなどを用いて強制的に回転させて図1に示すように第1リンク26を左軸方向へ移動させることにより、ピストン7のストローク位置を最下位置(Q2)に制御する。同時に可変リフト機構6側では、例えば制御軸39を捻りばねなどを用いて強制的に一方向へ回転させて吸気弁2,2の最小リフト位置(L1)に制御するようにした。このため、可変バルブタイミング機構4がたとえ故障が発生してもピストン7と吸気弁2,2との干渉を自動的かつ確実に防止することができる。なお、他の機構が故障した場合でも同様である。   That is, for example, when the variable valve timing mechanism 4 fails, the electronic controller 8 stops the control of the variable compression ratio mechanism 5 and the variable lift mechanism 6. At the same time, on the variable compression ratio mechanism 5 side, for example, the eccentric cam 27 is forcibly rotated using a torsion spring or the like to move the first link 26 in the left axial direction as shown in FIG. Is controlled to the lowest position (Q2). At the same time, on the variable lift mechanism 6 side, for example, the control shaft 39 is forcibly rotated in one direction using a torsion spring or the like to control to the minimum lift position (L1) of the intake valves 2 and 2. For this reason, even if the variable valve timing mechanism 4 fails, the interference between the piston 7 and the intake valves 2 and 2 can be prevented automatically and reliably. The same applies when another mechanism fails.

また、前記いずれかの機構4〜6が故障した場合は、それを検出した異常検出回路からの出力信号によって、電子コントローラ8が車内のインスツルメントパネルに設けられた警告灯などに通電して点灯させることにより、運転者に故障を認識させることも可能である。   If any one of the mechanisms 4 to 6 fails, an electronic controller 8 energizes a warning light or the like provided on the instrument panel in the vehicle according to an output signal from an abnormality detection circuit that detects the failure. It is possible to make the driver recognize the failure by turning on the light.

さらに、異常検出回路によって少なくとも1つの機構が異常検出された場合には、電子コントローラ8が、機関停止時に正常な機構を機関再始動可能な制御位置に制御するようにすることも可能である。   Furthermore, when at least one mechanism is detected as abnormal by the abnormality detection circuit, the electronic controller 8 can control a normal mechanism to a control position where the engine can be restarted when the engine is stopped.

この発明によれば、例えば可変バルブタイミング機構4が故障した場合には、機関停止時に、他の正常な可変圧縮比機構5によってピストン7のストローク位置を最上昇位置に制御すると共に、可変リフト機構6によって最小リフトに制御すれば、機関再始動性に影響がなくなる。   According to the present invention, for example, when the variable valve timing mechanism 4 fails, the stroke position of the piston 7 is controlled to the highest position by the other normal variable compression ratio mechanism 5 when the engine is stopped, and the variable lift mechanism. If the minimum lift is controlled by 6, the engine restartability is not affected.

なお、前記各実施形態では、1つの可変機構が故障した際に、正常な他の2つの可変機構をフェールセーフ回路によって制御するようにしたが、ピストン7と吸気弁2,2との干渉を回避できれば、1つの正常な可変機構のみを制御することも可能である。   In each of the above embodiments, when one variable mechanism fails, the other two normal variable mechanisms are controlled by the fail-safe circuit. However, the interference between the piston 7 and the intake valves 2 and 2 is prevented. If it can be avoided, it is possible to control only one normal variable mechanism.

前記実施形態から把握される前記各請求項に記載の発明以外の技術的思想について以下に説明する。
(1)前記異常検出手段により少なくともいずれかの可変機構に異常が検出された場合に、他の正常な可変機構による制御を停止させると共に、該正常な各機構を前記ピストンと機関弁との干渉を回避する位置となるように機械的に制御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。
The technical ideas other than the inventions described in the respective claims ascertained from the embodiments will be described below.
(1) When an abnormality is detected in at least one of the variable mechanisms by the abnormality detecting means, the control by the other normal variable mechanism is stopped, and the normal mechanisms are interfered with the piston and the engine valve. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal combustion engine is mechanically controlled so as to be in a position to avoid the engine.

この発明によれば、正常な可変機構による制御を停止させると同時に、この各可変機構を機械的にピストンと機関弁との干渉を回避し得る位置となるように制御したため、たとえ故障が発生してもピストンと機関弁との干渉を自動的かつ確実に防止することができる。
(2)前記異常検出手段によって少なくとも前記1つの可変機構が異常検出された場合に、運転者に警告を発する警告手段を設けたことを特徴とする請求項1〜(1)のいずれかに記載の内燃機関。
According to the present invention, the control by the normal variable mechanism is stopped, and at the same time, each variable mechanism is controlled so as to mechanically avoid the interference between the piston and the engine valve. However, interference between the piston and the engine valve can be prevented automatically and reliably.
(2) The warning means which issues a warning to the driver when at least one of the variable mechanisms is abnormally detected by the abnormality detecting means is provided. Internal combustion engine.

この発明によれば、いずれかの可変機構の故障状態を運転者に知らせることが可能になる。
(3)前記異常検出手段によって少なくとも1つの可変機構が異常検出された場合には、機関停止時に正常な可変機構が機関再始動可能な制御位置となるように制御したことを特徴とする請求項1〜(2)のいずれかに記載の内燃機関。
According to the present invention, it becomes possible to notify the driver of the failure state of any of the variable mechanisms.
(3) When at least one variable mechanism is abnormally detected by the abnormality detecting means, the normal variable mechanism is controlled to be at a control position where the engine can be restarted when the engine is stopped. The internal combustion engine according to any one of 1 to (2).

この発明によれば、例えば第1可変機構が故障した場合には、他の正常な第2、第3可変機構はピストンのストローク位置や機関弁のリフト量を機関再始動可能な位置に制御することから、故障した第1可変機構によって機関再始動性に影響を与えられることがない。   According to the present invention, for example, when the first variable mechanism fails, other normal second and third variable mechanisms control the piston stroke position and the engine valve lift to a position where the engine can be restarted. Therefore, the engine restartability is not affected by the failed first variable mechanism.

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、各機構4〜6を排気弁3側に設けることも可能であり、また両方に設けることも可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and the mechanisms 4 to 6 can be provided on the exhaust valve 3 side, or can be provided on both.

本発明の内燃機関の一実施形態の概略図である。1 is a schematic view of an embodiment of an internal combustion engine of the present invention. 同内燃機関の可変圧縮比機構の作用を示す概略図である。It is the schematic which shows the effect | action of the variable compression ratio mechanism of the internal combustion engine. 本実施形態に供される可変バルブタイミング機構の断面図及び可変リフト機構の側面図である。It is sectional drawing of the variable valve timing mechanism with which this embodiment is provided, and a side view of a variable lift mechanism. 可変リフト機構を示す図3のA−A線断面図である。It is an AA line sectional view of Drawing 3 showing a variable lift mechanism. 各機構の作動特性図である。It is an operation characteristic figure of each mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

2…吸気弁(機関弁)
4…可変バルブリフタ機構(第1可変機構)
5…可変圧縮比機構(第2可変機構)
6…可変リフト機構(第3可変機構)
7…ピストン
8…電子コントローラ
9…駆動軸
22…流路切換弁
28…電動アクチュエータ
41…電動モータ
2 ... Intake valve (engine valve)
4. Variable valve lifter mechanism (first variable mechanism)
5. Variable compression ratio mechanism (second variable mechanism)
6 ... Variable lift mechanism (third variable mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Piston 8 ... Electronic controller 9 ... Drive shaft 22 ... Flow path switching valve 28 ... Electric actuator 41 ... Electric motor

Claims (3)

機関弁のリフト作動角の中心位相を、機関運転状態に応じて進角側あるいは遅角側へ可変にする第1可変機構と、
ピストンのストローク特性を、機関運転状態に応じて変更して機関圧縮比を可変にする第2可変機構と、
前記第1可変機構と第2可変機構のそれぞれの作動異常を検出する異常検出手段と、
を備えた内燃機関において、
前記異常検出手段により少なくとも1つの可変機構が異常と判断された場合に、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相を、前記ピストンの上死点位置から遠ざける方向へ制御するか、あるいは第2可変機構がピストンストローク特性を制御して機関圧縮比が小さくなるように制御する制御信号を、正常な可変機構に出力するフェールセーフ手段を設けると共に、機関停止時に正常な可変機構が機関再始動可能な制御位置となるように制御したことを特徴とする内燃機関。
A first variable mechanism that makes the center phase of the lift operating angle of the engine valve variable to the advance side or the retard side according to the engine operating state;
A second variable mechanism that changes a stroke characteristic of the piston in accordance with an engine operating state to make the engine compression ratio variable;
An abnormality detecting means for detecting an abnormal operation of each of the first variable mechanism and the second variable mechanism;
In an internal combustion engine with
If the least even one variable mechanism is determined as abnormal by the abnormality detecting means, the center phase of the lift operating angle of the engine valve by the first variable mechanism, to control the direction away from the top dead center position of the piston or, alternatively normal control signal a second variable mechanism is controlled so that the engine compression ratio by controlling the piston stroke characteristic is reduced, Rutotomoni provided a fail-safe means for outputting the normal variable mechanism, when the engine is stopped An internal combustion engine characterized in that the variable mechanism is controlled to be at a control position where the engine can be restarted .
機関弁のリフト作動角の中心位相を、機関運転状態に応じて進角側あるいは遅角側へ可変にする第1可変機構と、
ピストンのストローク特性を、機関運転状態に応じて変更して機関圧縮比を可変にする第2可変機構と、
機関弁のリフト量を、機関運転状態に応じて大小制御する第3可変機構と、
前記各可変機構のそれぞれの作動異常を検出する異常検出手段と、
を備えた内燃機関において、
前記異常検出手段により前記各可変機構のいずれかが異常と判断された場合に、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相を、前記ピストンの上死点位置から遠ざける方向へ制御するか、あるいは第2可変機構がピストンストローク特性を制御して機関圧縮比が小さくなるように制御するか、あるいは第3可変機構によって機関弁のリフト量を小さくするように制御する制御信号を、少なくとも前記いずれかの正常な可変機構に出力するフェールセーフ手段を設けると共に、機関停止時に正常な可変機構が機関再始動可能な制御位置となるように制御したことを特徴とする内燃機関。
A first variable mechanism that makes the center phase of the lift operating angle of the engine valve variable to the advance side or the retard side according to the engine operating state;
A second variable mechanism that changes a stroke characteristic of the piston in accordance with an engine operating state to make the engine compression ratio variable;
A third variable mechanism for controlling the lift amount of the engine valve according to the engine operating state;
An abnormality detecting means for detecting an operation abnormality of each variable mechanism;
In an internal combustion engine with
If any of the abnormality detecting means by Ri before Symbol each variable mechanism is determined to be abnormal, the direction to distance the center phase of the lift operating angle of the engine valve by the first variable mechanism, a top dead center position of the piston Control signal for controlling the piston stroke characteristics to reduce the engine compression ratio, or for the third variable mechanism to reduce the lift amount of the engine valve. and characterized by being controlled so that at least the one of Rutotomoni provided a fail-safe means for outputting the normal variable mechanism, a normal variable mechanism when the engine stops the engine restart possible control positions internal combustion organ.
前記第2可変機構により機関圧縮比が最小に制御された状態では、第1可変機構によって機関弁のリフト作動角の中心位相が進角、遅角側のいずれの制御位置にあっても機関弁とピストンが干渉しないように構成すると共に、
前記異常検出手段により前記第1可変機構及びまたは第2可変機構が異常であると検出された場合には、第2可変機構によって機関圧縮比が最小となるように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。
In a state where the engine compression ratio is controlled to the minimum by the second variable mechanism, the engine valve is controlled by the first variable mechanism regardless of whether the center phase of the lift operating angle of the engine valve is at the advanced or retarded control position. And so that the piston does not interfere,
When the abnormality detecting means detects that the first variable mechanism and / or the second variable mechanism is abnormal, the second variable mechanism controls the engine compression ratio to be minimized. Item 3. The internal combustion engine according to Item 1 or 2.
JP2003315266A 2003-09-08 2003-09-08 Internal combustion engine Expired - Fee Related JP4195351B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003315266A JP4195351B2 (en) 2003-09-08 2003-09-08 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003315266A JP4195351B2 (en) 2003-09-08 2003-09-08 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005083238A JP2005083238A (en) 2005-03-31
JP4195351B2 true JP4195351B2 (en) 2008-12-10

Family

ID=34415592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003315266A Expired - Fee Related JP4195351B2 (en) 2003-09-08 2003-09-08 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4195351B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132345A (en) * 2010-12-21 2012-07-12 Nissan Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4492523B2 (en) 2005-10-31 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine with variable compression ratio and valve characteristics
JP4776447B2 (en) 2006-06-12 2011-09-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Variable valve operating device for internal combustion engine
JP4297147B2 (en) 2006-09-22 2009-07-15 トヨタ自動車株式会社 Spark ignition internal combustion engine
DE102016006475B4 (en) * 2016-05-25 2018-03-29 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132345A (en) * 2010-12-21 2012-07-12 Nissan Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005083238A (en) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4727518B2 (en) Control device for internal combustion engine
US6513469B2 (en) Variable valve operating system of internal combustion engine
JP4776447B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP4373028B2 (en) Variable valve operating apparatus for internal combustion engine and control method thereof
JP4749981B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP4749988B2 (en) Start control device for internal combustion engine
JP4931740B2 (en) Control device for internal combustion engine
US6502535B2 (en) Valve timing and lift control system
JP4136926B2 (en) Start control device and start control method for internal combustion engine
JP4483637B2 (en) Internal combustion engine
JP5778598B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP5312301B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP2005069147A (en) Variable valve system of internal combustion engine
JP4195351B2 (en) Internal combustion engine
JP3823675B2 (en) Intake and exhaust valve drive control device for internal combustion engine
JP4017297B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
KR101648620B1 (en) Variable valve device for internal combustion engine
JP4369457B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP3797083B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP4325525B2 (en) Variable valve mechanism
JP5119180B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP4063478B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP2002295274A (en) Variable valve device for internal combustion engine
JP2008261319A (en) Variable valve gear for engine
JP4807314B2 (en) Diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080422

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080604

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080916

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4195351

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees