JP4792952B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、多気筒内燃機関の制御装置に関し、さらに詳しくは、各気筒に設けられた機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関に適用される制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine, and more particularly, to a control device applied to an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that varies a valve characteristic of an engine valve provided in each cylinder.

自動車等に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)の出力増加・燃費の改善・排気エミッションの向上などを目的として、バルブタイミング(開閉時期)、バルブリフト量、作用角(開弁期間)などの機関バルブ(吸気バルブ・排気バルブ)のバルブ特性を可変とする可変動弁機構が知られている。   Valve timing (open / close timing), valve lift amount, working angle (valve opening period) for the purpose of increasing the output of internal combustion engines (hereinafter also referred to as engines) mounted on automobiles, improving fuel efficiency, and improving exhaust emissions. 2. Description of the Related Art A variable valve mechanism that varies the valve characteristics of engine valves (intake valves / exhaust valves) is known.

可変動弁機構の一例として、内燃機関に固定された円筒状のロッカシャフトと、このロッカシャフト内に軸方向に移動可能な状態で配設されたコントロールシャフトと、ロッカシャフト上に設けられ、機関バルブの作用角及びバルブリフト量を連続的に変更する可変バルブリフト機構とを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As an example of a variable valve mechanism, a cylindrical rocker shaft fixed to an internal combustion engine, a control shaft disposed in an axially movable state within the rocker shaft, and an engine provided on the rocker shaft A mechanism including a variable valve lift mechanism that continuously changes the valve operating angle and the valve lift amount has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この種の可変動弁機構を備えた多気筒内燃機関において、気筒間のばらつきの検出に関する技術として、気筒間の吸入空気量ばらつきを検出する方法がある(例えば、特許文献2参照)。   In a multi-cylinder internal combustion engine equipped with this type of variable valve mechanism, there is a method for detecting variations in intake air amount between cylinders as a technique for detecting variations between cylinders (see, for example, Patent Document 2).

この特許文献2に記載の方法では、(1)燃料カット時やクランキング時には気筒内で燃焼が発生しておらず、燃焼による回転変動の影響を受けない点を考慮し、燃料カット時やクランキング時を検出実行条件として気筒間の吸入空気量ばらつきを検出することで検出精度を高めている。(2)減速運転時では低リフトであり目標リフトに対する実リフトのばらつきが大きくなる点を考慮し、減速運転時に気筒間の吸入空気量ばらつきを検出することで検出精度を高めている。(3)機関回転数が低くなるほど1サイクルの時間が長くなり、ばらつき検出のためのサンプリング回数を多くすることができる点を利用し、機関回転数が所定回転速度以下のときに気筒間の吸入空気量ばらつきを検出することで検出精度を高めている。
特開2001−263015号公報 特開2004−190593号公報
In the method described in Patent Document 2, (1) combustion is not generated in the cylinder at the time of fuel cut or cranking, and it is not affected by the rotational fluctuation due to combustion. The detection accuracy is improved by detecting variations in the intake air amount between cylinders using the ranking execution condition as a detection execution condition. (2) In consideration of the fact that the lift is low during the deceleration operation and the variation in the actual lift with respect to the target lift becomes large, the detection accuracy is improved by detecting the intake air amount variation between the cylinders during the deceleration operation. (3) Taking advantage of the fact that as the engine speed decreases, the time for one cycle becomes longer and the number of samplings for detecting variations can be increased, suction between cylinders is performed when the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed. The detection accuracy is improved by detecting the variation in the air amount.
JP 2001-263015 A JP 2004-190593 A

ところで、上記した可変動弁機構を備えた多気筒内燃機関では、可変動弁機構の寸法公差や組み付け公差、コントロールシャフトの熱膨張(軸方向の膨張)などの要因により、気筒間において作用角がばらつくことがある。気筒間で作用角のばらつきがあると、アイドリングやパーシャル域等において内燃機関の運転状態が不安定となり、トルク特性や排気ガス特性等の出力特性に影響が及ぶため、気筒間の作用角ばらつきを検出して可変動弁機構の補正等を行う必要がある。   By the way, in a multi-cylinder internal combustion engine equipped with the above-described variable valve mechanism, the working angle between cylinders may vary due to factors such as dimensional tolerance and assembly tolerance of the variable valve mechanism and thermal expansion (axial expansion) of the control shaft. May vary. If there is a variation in operating angle between cylinders, the operating state of the internal combustion engine becomes unstable in idling or partial areas, which affects output characteristics such as torque characteristics and exhaust gas characteristics. It is necessary to detect and correct the variable valve mechanism.

気筒間の作用角ばらつきを検出する条件として、運転状態が安定しているアイドリング運転時などを挙げることができる。しかし、アイドリング域などの運転領域つまり機関回転数、負荷及びブースト圧pmなどが小さい運転領域では、気筒間の吸入空気量の差が小さくて、気筒間の作用角ばらつきを精度良く検出することができない。   As a condition for detecting the variation in the operating angle between the cylinders, an idling operation in which the operation state is stable can be cited. However, in the operation region such as the idling region, that is, the operation region where the engine speed, the load, the boost pressure pm, and the like are small, the difference in the intake air amount between the cylinders is small, and the variation in the working angle between the cylinders can be accurately detected. Can not.

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、機関バルブの作用角を可変とする可変動弁機構を備えた多気筒内燃機関において、気筒間の作用角ばらつきを精度良く検出することができ、内燃機関の燃焼状態を安定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 such circumstances, and in a multi-cylinder internal combustion engine having a variable valve mechanism that makes the working angle of an engine valve variable, it is possible to accurately detect variation in working angle between cylinders. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of stabilizing the combustion state of the internal combustion engine.

本発明では、図14に示すように、機関回転数(エンジン回転数)が高くなると、ブースト圧pmが高くなり、気筒間のA/Fの差つまり吸入空気量のばらつきが増大する点に着目し、気筒間の作用角ばらつきの検出時のみ機関回転数を高くすることにより、気筒間の吸入空気量の差を大きくすることで、作用角ばらつきの検出性を高めている点に特徴がある。   In the present invention, as shown in FIG. 14, when the engine speed (engine speed) increases, the boost pressure pm increases, and the difference in A / F between cylinders, that is, the variation in intake air amount increases. The feature is that the detection of the variation in the working angle is improved by increasing the difference in the intake air amount between the cylinders by increasing the engine speed only when detecting the variation in the working angle between the cylinders. .

−解決手段−
具体的に、本発明は、複数の気筒にそれぞれ設けられた機関バルブの作用角を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関に適用される制御装置であって、前記複数の気筒間の作用角ばらつきを検出する検出手段と、前記気筒間の作用角ばらつきを検出するときに、前記内燃機関の運転状態を変更して機関回転数を高くする制御を実行する制御手段とを備えていることを特徴としている。
-Solution-
Specifically, the present invention is a control device applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism that varies the operating angle of an engine valve provided in each of a plurality of cylinders. Detection means for detecting variation in operating angle, and control means for executing control for increasing the engine speed by changing the operating state of the internal combustion engine when detecting variation in operating angle between the cylinders. It is characterized by that.

この特定事項により、例えばアイドリング運転時などの作用角ばらつきが小さい状況であっても、気筒間の作用角ばらつきを検出するときにのみ機関回転数を高くすることで、作用角ばらつきを大きくすることができ、気筒間の作用角ばらつきを精度良く検出することが可能になる。そして、このようにして得られた検出結果に基づいて、可変動弁機構の補正等を行うことにより、アイドリングやパーシャル域等において内燃機関の燃焼状態を安定させることができる。   By this specific matter, even if the operating angle variation is small, such as during idling, the operating angle variation can be increased by increasing the engine speed only when detecting the operating angle variation between cylinders. Therefore, it is possible to accurately detect the variation in the working angle between the cylinders. Then, by correcting the variable valve mechanism based on the detection result thus obtained, it is possible to stabilize the combustion state of the internal combustion engine in an idling or partial region.

本発明において、気筒間の作用角ばらつきを検出する具体的な手段として、内燃機関のクランクシャフトのクランク角を検出するクランクポジションセンサを用い、このクランクポジションセンサの出力から得られるクランク角速度の変動量に基づいて気筒間の作用角ばらつきを検出するという方法を挙げることができる。また、気筒間の作用角ばらつきを検出するタイミングとしては、例えば、内燃機関の機関始動後で完全暖機状態に到達したときに機関回転数を高くして作用角ばらつきを検出するというタイミングを挙げることができる。   In the present invention, a crank position sensor for detecting the crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine is used as a specific means for detecting the operating angle variation between the cylinders, and the variation amount of the crank angular speed obtained from the output of the crank position sensor. The method of detecting the working angle variation between cylinders based on the above can be mentioned. The timing for detecting the operating angle variation between the cylinders is, for example, the timing of detecting the operating angle variation by increasing the engine speed when the engine reaches a fully warm-up state after the engine is started. be able to.

本発明によれば、複数の気筒のそれぞれに設けられた機関バルブの作用角を可変とする可変動弁機構を備えた多気筒内燃機関において、気筒間の作用角ばらつきを検出するときに、内燃機関の運転状態を変更して機関回転数を高くするので、気筒間の作用角ばらつきを精度良く検出することができ、アイドリングやパーシャル域等において内燃機関の燃焼状態を安定させることが可能になる。   According to the present invention, in a multi-cylinder internal combustion engine having a variable valve mechanism that varies the operating angle of an engine valve provided in each of a plurality of cylinders, Since the engine speed is increased by changing the engine operating state, it is possible to accurately detect the operating angle variation between the cylinders and to stabilize the combustion state of the internal combustion engine in the idling and partial regions. .

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明を適用するエンジン(内燃機関)、可変動弁機構及びECUについて図1及び図2を参照しながら説明する。   An engine (internal combustion engine), a variable valve mechanism and an ECU to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

−エンジン−
この例のエンジン1は、車両に搭載される直列4気筒ガソリンエンジンであって、シリンダヘッド11と、4つの気筒(シリンダ:#1〜#4)12を有するシリンダブロック13とを備えている。各気筒12(#1〜#4)内にはピストン1aが往復運動が可能な状態で収容されている。ピストン1aはコネクティングロッドを介してクランクシャフト10に連結されており、ピストン1aの往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト10の回転へと変換される。
-Engine-
The engine 1 of this example is an in-line four-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle, and includes a cylinder head 11 and a cylinder block 13 having four cylinders (cylinders: # 1 to # 4) 12. In each cylinder 12 (# 1 to # 4), a piston 1a is accommodated in a reciprocable manner. The piston 1a is connected to the crankshaft 10 via a connecting rod, and the reciprocating motion of the piston 1a is converted into rotation of the crankshaft 10 by the connecting rod.

エンジン1のシリンダヘッド11には、各燃焼室1bに連通する吸気ポート15と排気ポート16とが各気筒12毎に一対ずつ設けられている。また、エンジン1の燃焼室1bには点火プラグ3が各気筒12毎に配置されている。   The cylinder head 11 of the engine 1 is provided with a pair of intake ports 15 and exhaust ports 16 communicating with the respective combustion chambers 1 b for each cylinder 12. Further, a spark plug 3 is arranged for each cylinder 12 in the combustion chamber 1 b of the engine 1.

シリンダヘッド11には、各吸気ポート15を開閉する吸気バルブ21と、排気ポート16を開閉する排気バルブ22とがそれぞれ配置されている。各吸気バルブ21にはそれぞれバルブスプリング25が設けられており、そのバルブスプリング25の弾性力によって各吸気バルブ21が吸気ポート15を閉じる方向に付勢されている。また、各排気バルブ22にも同様にバルブスプリング25が設けられている。   The cylinder head 11 is provided with an intake valve 21 for opening and closing each intake port 15 and an exhaust valve 22 for opening and closing the exhaust port 16. Each intake valve 21 is provided with a valve spring 25, and each intake valve 21 is biased in a direction to close the intake port 15 by the elastic force of the valve spring 25. Similarly, each exhaust valve 22 is provided with a valve spring 25.

吸気バルブ21の上方には、各気筒12(#1〜#4)毎に1つの吸気カム23aを有する吸気カムシャフト23が配置されている。吸気カムシャフト23は、複数の支持壁17・・17によって回転自在に支持されている。また、排気バルブ22の上方に、各気筒12毎に1つの排気カム24aを有する排気カムシャフト24が配置されている。排気カムシャフト24は、複数の支持壁18・・18によって回転自在に支持されている。これら吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24はタイミングチェーン14等を介してクランクシャフト10に駆動連結されている。そして、クランクシャフト10の回転がタイミングチェーン14等を介して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24に伝達され、それら吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の各回転によって、吸気バルブ21及び排気バルブ22がそれぞれ往復運動する。   Above the intake valve 21, an intake camshaft 23 having one intake cam 23a for each cylinder 12 (# 1 to # 4) is disposed. The intake camshaft 23 is rotatably supported by a plurality of support walls 17. Further, an exhaust camshaft 24 having one exhaust cam 24 a for each cylinder 12 is disposed above the exhaust valve 22. The exhaust camshaft 24 is rotatably supported by a plurality of support walls 18. The intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are drivingly connected to the crankshaft 10 via the timing chain 14 and the like. The rotation of the crankshaft 10 is transmitted to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 via the timing chain 14 and the like, and the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are rotated by the rotation of the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24. Each reciprocates.

吸気バルブ21の上端部と吸気カム23aとの間、及び、排気バルブ22の上端部と排気カム24aとの間には、それぞれ、ローラ26aを有するロッカアーム26が揺動自在に配置されている。さらに、吸気バルブ21及び排気バルブ22の各上端部の近傍には、それぞれ、油圧式のラッシュアジャスタ27が配置されている。ロッカアーム26には、バルブスプリング25の圧縮反力とラッシュアジャスタ27の押し上げ力が伝達され、これらの伝達力によりロッカアーム26のローラ26aがほぼ上方に付勢されている。このような構造のローラ26aは、排気カム24aに対しては直接接触し、吸気カム23aに対しては後述する可変動弁機構30を介して間接的に接触している。   A rocker arm 26 having a roller 26a is swingably disposed between the upper end portion of the intake valve 21 and the intake cam 23a and between the upper end portion of the exhaust valve 22 and the exhaust cam 24a. Further, hydraulic lash adjusters 27 are disposed in the vicinity of the upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22, respectively. A compression reaction force of the valve spring 25 and a push-up force of the lash adjuster 27 are transmitted to the rocker arm 26, and the roller 26a of the rocker arm 26 is biased substantially upward by these transmission forces. The roller 26a having such a structure directly contacts the exhaust cam 24a and indirectly contacts the intake cam 23a via a variable valve mechanism 30 described later.

そして、以上のエンジン1において、吸気ポート15に吸気通路が接続されており、エンジン1の外部の空気が吸気通路及び吸気ポート15を通じて燃焼室1b内に取り込まれる。吸気通路には燃料噴射用のインジェクタ2が配置されている。インジェクタ2には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となって各吸気ポート15を通じてエンジン1の燃焼室1bに導入される。燃焼室1bに導入された混合気(燃料+空気)は点火プラグ3にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室1b内での燃焼・爆発によりピストン1aが往復運動してクランクシャフト10が回転する。なお、エンジン1は、第1気筒#1→第3気筒#3→第4気筒#4→第2気筒#2の順で燃焼・爆発する。   In the engine 1 described above, an intake passage is connected to the intake port 15, and air outside the engine 1 is taken into the combustion chamber 1 b through the intake passage and the intake port 15. An injector 2 for fuel injection is disposed in the intake passage. Fuel of a predetermined pressure is supplied from the fuel tank to the injector 2 by a fuel pump, and the fuel is injected into the intake passage. This injected fuel is mixed with intake air to form an air-fuel mixture, and is introduced into the combustion chamber 1 b of the engine 1 through each intake port 15. The air-fuel mixture (fuel + air) introduced into the combustion chamber 1b is ignited by the spark plug 3 and combusted and exploded. The piston 1a reciprocates due to combustion / explosion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 1b, and the crankshaft 10 rotates. The engine 1 burns and explodes in the order of the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, the fourth cylinder # 4, and the second cylinder # 2.

以上のエンジン1の運転状態は後述するECU(電子制御ユニット)にて制御される。   The operating state of the engine 1 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) described later.

−可変動弁機構−
以上のようなエンジン1において、吸気カムシャフト23の近傍に可変動弁機構30が設けられている。以下、可変動弁機構30の構成について、図1〜図6を参照して説明する。
-Variable valve mechanism-
In the engine 1 as described above, the variable valve mechanism 30 is provided in the vicinity of the intake camshaft 23. Hereinafter, the configuration of the variable valve mechanism 30 will be described with reference to FIGS.

可変動弁機構30は、吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量(最大リフト量)を連続的に変更するための機構であって、吸気カムシャフト23の吸気カム23aとロッカアーム26の間に配設されている。   The variable valve mechanism 30 is a mechanism for continuously changing the operating angle and valve lift amount (maximum lift amount) of the intake valve 21, and is arranged between the intake cam 23 a of the intake cam shaft 23 and the rocker arm 26. It is installed.

ここで、吸気バルブ21の作用角とは、図9に示すように、吸気バルブ21の開弁時期IVOから閉弁時期IVCまでの角度範囲(図9ではクランク角で表現)である。また、バルブリフト量(最大リフト量)は、吸気バルブ21が開弁時において稼動範囲の最も下方まで移動(リフト)したときのバルブ移動量である。これらの作用角及びバルブリフト量は、可変動弁機構30によって互いに同期して変化する。例えば、作用角が小さくなるほどバルブリフト量も小さくなる。また、作用角が小さくなるに従って吸気バルブ21の開弁時期IVOと閉弁時期IVCとが互いに近寄り、開弁期間が短くなって1気筒当りの吸入空気量が少なくなる。   Here, the operating angle of the intake valve 21 is an angle range from the valve opening timing IVO to the valve closing timing IVC of the intake valve 21 (expressed by a crank angle in FIG. 9), as shown in FIG. Further, the valve lift amount (maximum lift amount) is a valve movement amount when the intake valve 21 moves (lifts) to the lowermost part of the operating range when the valve is opened. These operating angles and valve lift amounts are changed in synchronization with each other by the variable valve mechanism 30. For example, the valve lift amount decreases as the operating angle decreases. Further, as the operating angle decreases, the valve opening timing IVO and the valve closing timing IVC of the intake valve 21 approach each other, the valve opening period is shortened, and the intake air amount per cylinder is decreased.

可変動弁機構30は、ロッカシャフト31、コントロールシャフト32、アクチュエータ33、及び、可変バルブリフト機構40を備えている。   The variable valve mechanism 30 includes a rocker shaft 31, a control shaft 32, an actuator 33, and a variable valve lift mechanism 40.

ロッカシャフト31は、吸気カムシャフト23と平行な方向(気筒配列方向、図2の矢印で示すF・R方向)に沿って延びる円筒状の部材であり、シリンダヘッド11に一定間隔ごとに設けられた複数の支持壁17・・17に、軸方向及び周方向への移動が規制された状態で取り付けられている。なお、ロッカシャフト31が延びる方向を「軸方向」という。   The rocker shaft 31 is a cylindrical member extending along a direction parallel to the intake camshaft 23 (cylinder arrangement direction, F / R direction indicated by arrows in FIG. 2), and is provided in the cylinder head 11 at regular intervals. The plurality of support walls 17, 17 are attached in a state in which movement in the axial direction and the circumferential direction is restricted. The direction in which the rocker shaft 31 extends is referred to as the “axial direction”.

コントロールシャフト32は、ロッカシャフト31内に軸方向の移動が可能な状態で挿入されている。コントロールシャフト32は、アクチュエータ33によって軸方向(図2、図3に示すF方向またはR方向)に前進・後退される。   The control shaft 32 is inserted into the rocker shaft 31 so as to be movable in the axial direction. The control shaft 32 is advanced and retracted in the axial direction (F direction or R direction shown in FIGS. 2 and 3) by the actuator 33.

可変バルブリフト機構40は、気筒数と同数設けられており、ロッカシャフト31に対して各気筒12と対応するように外装されている。この可変バルブリフト機構40は、入力アーム41、出力アーム42、及び、スライダギヤ43を備えている。   The number of variable valve lift mechanisms 40 is the same as the number of cylinders, and is externally mounted on the rocker shaft 31 so as to correspond to each cylinder 12. The variable valve lift mechanism 40 includes an input arm 41, an output arm 42, and a slider gear 43.

入力アーム41は円筒形のハウジング41aを備えている。ハウジング41aの内周面には、後述するスライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aに噛み合うヘリカルスプライン41bが形成されている。また、ハウジング41aの外周には、径方向外向きに突出する一対の支持片41c,41cが設けられており、この一対の支持片41c,41cの間にローラ41eが配置されている。ローラ41eは、ロッカシャフト31と平行な回転軸41dによって回転自在に支持されている。   The input arm 41 includes a cylindrical housing 41a. A helical spline 41b that meshes with an input-side helical spline 43a of a slider gear 43 described later is formed on the inner peripheral surface of the housing 41a. A pair of support pieces 41c and 41c protruding outward in the radial direction is provided on the outer periphery of the housing 41a, and a roller 41e is disposed between the pair of support pieces 41c and 41c. The roller 41e is rotatably supported by a rotation shaft 41d parallel to the rocker shaft 31.

入力アーム41の軸方向の両側にはそれぞれ円筒形状の出力アーム42,42が配置されている。各出力アーム42は円筒形のハウジング42aを備えている。ハウジング42aの内周面には、スライダギヤ43の出力側ヘリカルスプライン43bに噛み合うヘリカルスプライン42bが形成されている。また、ハウジング42aの外周には、径方向外向きに突出するノーズ42cが設けられている。このノーズ42cは、略三角形状に加工されており、その一辺が凹状に湾曲するカム面42dとなっている。   Cylindrical output arms 42 and 42 are arranged on both sides of the input arm 41 in the axial direction. Each output arm 42 includes a cylindrical housing 42a. A helical spline 42b that meshes with the output-side helical spline 43b of the slider gear 43 is formed on the inner peripheral surface of the housing 42a. Further, a nose 42c is provided on the outer periphery of the housing 42a so as to protrude outward in the radial direction. The nose 42c is processed into a substantially triangular shape, and a cam surface 42d whose one side is curved in a concave shape.

これらの入力アーム41及び2つの出力アーム42,42によって区画された内部空間には、スライダギヤ43が配設されている。このスライダギヤ43は、ロッカシャフト31上にコントロールシャフト32と連動して軸方向に移動可能に外装されている。   A slider gear 43 is disposed in an internal space defined by the input arm 41 and the two output arms 42 and 42. The slider gear 43 is externally mounted on the rocker shaft 31 so as to be movable in the axial direction in conjunction with the control shaft 32.

スライダギヤ43は、中心に貫通孔43cを有する略円筒形状に加工されている。スライダギヤ43の軸方向の中央部には、入力アーム41のヘリカルスプライン41bに噛み合う入力側ヘリカルスプライン43aが加工されている。また、スライダギヤ43の軸方向の両端部には、出力アーム42のヘリカルスプライン42bに噛み合う出力側ヘリカルスプライン43bがそれぞれ加工されている。出力側ヘリカルスプライン43bは、入力側ヘリカルスプライン43aに対して外径が小さく形成されている。また、入力側ヘリカルスプライン43aと出力側ヘリカルスプライン43bとは、歯のねじれの向きが互いに逆向きとなるように加工されている。   The slider gear 43 is processed into a substantially cylindrical shape having a through hole 43c at the center. An input-side helical spline 43 a that engages with the helical spline 41 b of the input arm 41 is machined in the central portion of the slider gear 43 in the axial direction. Further, output-side helical splines 43b that are engaged with the helical splines 42b of the output arm 42 are respectively machined at both ends of the slider gear 43 in the axial direction. The output side helical spline 43b has a smaller outer diameter than the input side helical spline 43a. Further, the input side helical spline 43a and the output side helical spline 43b are processed so that the directions of twisting of teeth are opposite to each other.

そして、入力アーム41のローラ41eは、シリンダヘッド11に圧縮状態で配設されたロストモーションスプリング50の弾性力によって、常に吸気カム23aへ押し付けられている。一方、出力アーム42のハウジング42aのベース円部分またはノーズ42cのカム面42dには、吸気バルブ21のバルブスプリング25によってロッカアーム26のローラ26aが圧接されている。これにより、吸気カム23aの回転によって入力アーム41が揺動され、この入力アーム41と一体的に揺動する出力アーム42によって、ロッカアーム26を介して吸気バルブ21がリフトされるようになっている。   The roller 41e of the input arm 41 is always pressed against the intake cam 23a by the elastic force of the lost motion spring 50 disposed in a compressed state on the cylinder head 11. On the other hand, the roller 26 a of the rocker arm 26 is pressed against the base circular portion of the housing 42 a of the output arm 42 or the cam surface 42 d of the nose 42 c by the valve spring 25 of the intake valve 21. Thus, the input arm 41 is swung by the rotation of the intake cam 23a, and the intake valve 21 is lifted via the rocker arm 26 by the output arm 42 that swings integrally with the input arm 41. .

次に、スライダギヤ43と、ロッカシャフト31及びコントロールシャフト32との結合形態について説明する。   Next, the coupling | bonding form of the slider gear 43, the rocker shaft 31, and the control shaft 32 is demonstrated.

スライダギヤ43には、入力側ヘリカルスプライン43aと一方の出力側ヘリカルスプライン43bとの間に、周方向に延びる長孔(貫通孔)43dが設けられている。また、ロッカシャフト31には、スライダギヤ43の周方向の長孔43dと対応する箇所に、軸方向へ延びる長孔(貫通孔)31aが形成されている。さらに、コントロールシャフト32には、ロッカシャフト31の長孔31aに対応する箇所に挿通孔32aが形成されている。   The slider gear 43 is provided with a long hole (through hole) 43d extending in the circumferential direction between the input side helical spline 43a and one output side helical spline 43b. The rocker shaft 31 is formed with a long hole (through hole) 31a extending in the axial direction at a position corresponding to the long hole 43d in the circumferential direction of the slider gear 43. Further, an insertion hole 32 a is formed in the control shaft 32 at a location corresponding to the long hole 31 a of the rocker shaft 31.

そして、ロッカシャフト31をスライダギヤ43の貫通孔43cへ挿入し、スライダギヤ43の長孔43dとロッカシャフト31の長孔31aとが交差した箇所に、係止ピン44を挿入し、この係止ピン44の一端を、ロッカシャフト31内に挿入したコントロールシャフト32の挿通孔32aに固定している。   Then, the rocker shaft 31 is inserted into the through hole 43 c of the slider gear 43, and the locking pin 44 is inserted at a location where the long hole 43 d of the slider gear 43 intersects with the long hole 31 a of the rocker shaft 31. Is fixed to the insertion hole 32 a of the control shaft 32 inserted into the rocker shaft 31.

このように組み付けられたスライダギヤ43は、次のように動作する。   The slider gear 43 assembled in this way operates as follows.

まず、コントロールシャフト32は、ロッカシャフト31の長孔31aの軸方向の長さの範囲内で、ロッカシャフト31に対して軸方向に移動可能である。また、スライダギヤ43は、係止ピン44と長孔43dとの係合により、コントロールシャフト32に対する軸方向の位置が固定されているので、アクチュエータ33の駆動によりコントロールシャフト32が軸方向に移動すると、これに連動してスライダギヤ43が軸方向に移動する。一方、スライダギヤ43は、長孔43dの周方向の長さの範囲内で、コントロールシャフト32に対し回転可能であるので、入力アーム41に吸気カムシャフト23のトルクが伝達されると、スライダギヤ43は、ロッカシャフト31の回りを揺動する。   First, the control shaft 32 is movable in the axial direction with respect to the rocker shaft 31 within the range of the axial length of the long hole 31 a of the rocker shaft 31. Further, since the slider gear 43 is fixed in the axial position with respect to the control shaft 32 by the engagement of the locking pin 44 and the elongated hole 43d, when the control shaft 32 moves in the axial direction by driving the actuator 33, In conjunction with this, the slider gear 43 moves in the axial direction. On the other hand, since the slider gear 43 can rotate with respect to the control shaft 32 within the range of the circumferential length of the long hole 43d, when the torque of the intake camshaft 23 is transmitted to the input arm 41, the slider gear 43 Oscillates around the rocker shaft 31.

このような可変バルブリフト機構40において、スライダギヤ43の入力側ヘリカルスプライン43aと、入力アーム41のヘリカルスプライン41bとは、互いに噛み合わされることによって支持されている。また同様に、スライダギヤ43の出力側ヘリカルスプライン43bと、出力アーム42のヘリカルスプライン42bとは、互いに噛み合わされて支持されている。   In such a variable valve lift mechanism 40, the input side helical spline 43a of the slider gear 43 and the helical spline 41b of the input arm 41 are supported by being engaged with each other. Similarly, the output-side helical spline 43b of the slider gear 43 and the helical spline 42b of the output arm 42 are engaged with each other and supported.

従って、コントロールシャフト32の前進・後退によりスライダギヤ43を軸方向に移動させて、スライダギヤ43と入力アーム41及び出力アーム42,42との軸方向における相対位置を変化させることにより、入力アーム41と出力アーム42とに互いに逆向きのねじり力が付与されることになる。これにより、入力アーム41と出力アーム42とが互いに相対回転し、入力アーム41(ローラ41e)と出力アーム42(ノーズ42c)との相対位相差が変更されるようになっている。   Accordingly, the slider gear 43 is moved in the axial direction by the forward / backward movement of the control shaft 32, and the relative position in the axial direction between the slider gear 43, the input arm 41, and the output arms 42, 42 is changed. Twisting forces in opposite directions are applied to the arm 42. As a result, the input arm 41 and the output arm 42 rotate relative to each other, and the relative phase difference between the input arm 41 (roller 41e) and the output arm 42 (nose 42c) is changed.

このようにして、入力アーム41のローラ41eと出力アーム42のノーズ42cとの相対位相差が変更されると、吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量が変更される。そして、相対位相差が最も小さいとき(可変バルブリフト機構40の周方向において、ローラ41eとノーズ42cとが最も接近した状態にあるとき)、吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量は最も小さくなる。逆に、相対位相差が最も大きいとき(可変バルブリフト機構40の周方向において、ローラ41eとノーズ42cとが最も離れた状態にあるとき)、吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量は最も大きくなる。   Thus, when the relative phase difference between the roller 41e of the input arm 41 and the nose 42c of the output arm 42 is changed, the operating angle and the valve lift amount of the intake valve 21 are changed. When the relative phase difference is the smallest (when the roller 41e and the nose 42c are closest to each other in the circumferential direction of the variable valve lift mechanism 40), the operating angle and the valve lift amount of the intake valve 21 are the smallest. . Conversely, when the relative phase difference is the largest (when the roller 41e and the nose 42c are in the most separated state in the circumferential direction of the variable valve lift mechanism 40), the operating angle and the valve lift amount of the intake valve 21 are the largest. Become.

そして、この例の可変動弁機構30においては、共通する1本のコントロールシャフト32に各気筒12毎のスライダギヤ43・・43がそれぞれ配置されているので、コントロールシャフト32の軸方向の前進・後退に応じて、全ての気筒12の吸気バルブ21の作用角及びバルブリフト量が同時に変更されるようになっている。   In the variable valve mechanism 30 of this example, the slider gears 43, 43 for each cylinder 12 are arranged on a common control shaft 32, so that the control shaft 32 moves forward and backward in the axial direction. Accordingly, the operating angles and valve lift amounts of the intake valves 21 of all the cylinders 12 are changed simultaneously.

次に、可変動弁機構30の動作について図7及び図8を参照しながら説明する。   Next, the operation of the variable valve mechanism 30 will be described with reference to FIGS.

図7は、入力アーム41と出力アーム42との相対位相差を最大にする場合の動作説明であって、(A)及び(B)はそれぞれ閉弁状態及び開弁状態を示している。図8は、入力アーム41と出力アーム42との相対位相差を最小にする場合の動作説明図であって、(A)及び(B)はそれぞれ閉弁状態及び開弁状態を示している。   FIG. 7 is an explanation of the operation when the relative phase difference between the input arm 41 and the output arm 42 is maximized, and (A) and (B) show a valve closing state and a valve opening state, respectively. FIG. 8 is an operation explanatory diagram in the case where the relative phase difference between the input arm 41 and the output arm 42 is minimized, and (A) and (B) show a valve closing state and a valve opening state, respectively.

まず、図7を参照して、コントロールシャフト32を最大限までアクチュエータ33から離れる方向(図2、図3の矢印F方向)へ移動させた場合の可変動弁機構30の動作について説明する。   First, the operation of the variable valve mechanism 30 when the control shaft 32 is moved in the direction away from the actuator 33 (the direction of arrow F in FIGS. 2 and 3) will be described with reference to FIG.

図7(A)に示すように、吸気カム23aのベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているとき、ロッカアーム26のローラ26aは、出力アーム42のハウジング42aのベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ21はバルブリフト量が「0」の状態(エンジン1の吸気ポート15を閉じた状態)に維持される。   As shown in FIG. 7A, when the base circle portion of the intake cam 23a is in contact with the roller 41e of the input arm 41, the roller 26a of the rocker arm 26 is in contact with the base circle portion of the housing 42a of the output arm 42. In contact. For this reason, the intake valve 21 is maintained in a state where the valve lift amount is “0” (a state where the intake port 15 of the engine 1 is closed).

そして、吸気カムシャフト23の時計方向への回転に伴って入力アーム41のローラ41eが吸気カム23aのリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム41がロッカシャフト31に対して、反時計回り方向(図7(A)の矢印方向)に回動する。また、これに伴って、出力アーム42及びスライダギヤ43が一体となって揺動する。   When the roller 41e of the input arm 41 is pushed down through the lift portion of the intake cam 23a as the intake camshaft 23 rotates in the clockwise direction, the input arm 41 is counterclockwise with respect to the rocker shaft 31 (see FIG. 7 (A) arrow direction). As a result, the output arm 42 and the slider gear 43 swing together.

これにより、出力アーム42のノーズ42cに形成されたカム面42dが、ロッカアーム26のローラ26aに当接し、カム面42dの押圧によってローラ26aが押し下げられる。   As a result, the cam surface 42d formed on the nose 42c of the output arm 42 contacts the roller 26a of the rocker arm 26, and the roller 26a is pushed down by the pressing of the cam surface 42d.

一方、図7(B)に示すように、ロッカアーム26のローラ26aがカム面42dにより押圧されているとき、ロッカアーム26がラッシュアジャスタ27との当接部を中心として揺動し、吸気バルブ21が開弁される。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the roller 26a of the rocker arm 26 is pressed by the cam surface 42d, the rocker arm 26 swings around the contact portion with the lash adjuster 27, and the intake valve 21 is moved. The valve is opened.

以上のように、コントロールシャフト32がアクチュエータ33から離れる方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の軸心回りにおける入力アーム41のローラ41eと、出力アーム42のノーズ42cとの相対位相差が最大となる。   As described above, when the control shaft 32 moves to the maximum in the direction away from the actuator 33, the relative phase difference between the roller 41 e of the input arm 41 and the nose 42 c of the output arm 42 around the axis of the rocker shaft 31. Is the maximum.

これにより、吸気カム23aがローラ41eを最大限に押し下げたとき、ロッカアーム26の揺動量(揺動範囲)が最も大きくなり、吸気バルブ21は最大の作用角及びバルブリフト量で開閉される。   Thereby, when the intake cam 23a pushes down the roller 41e to the maximum extent, the rocking amount (swing range) of the rocker arm 26 becomes the largest, and the intake valve 21 is opened and closed with the maximum operating angle and valve lift amount.

次に、図8を参照して、コントロールシャフト32を最大限までアクチュエータ33に近づける方向(図2、図3の矢印R方向)へ移動させた場合の可変動弁機構30の動作について説明する。   Next, with reference to FIG. 8, the operation of the variable valve mechanism 30 when the control shaft 32 is moved in the direction (arrow R direction in FIGS. 2 and 3) close to the actuator 33 as much as possible will be described.

図8(A)に示すように、吸気カム23aのベース円部分が入力アーム41のローラ41eに当接しているときには、出力アーム42とローラ41eとの当接位置は、カム面42dから最大限まで離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト23の回転によって、入力アーム41のローラ41eが吸気カム23aのリフト部分により押し下げられると、入力アーム41と出力アーム42とが一体となって回動する。   As shown in FIG. 8A, when the base circle portion of the intake cam 23a is in contact with the roller 41e of the input arm 41, the contact position between the output arm 42 and the roller 41e is maximized from the cam surface 42d. Is far away. When the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the lift portion of the intake cam 23a due to the rotation of the intake cam shaft 23, the input arm 41 and the output arm 42 rotate together.

ただし、この場合、出力アーム42とローラ41eとの当接位置は、カム面42dから最大限離れているので、カム面42dによるロッカアーム26のローラ26aの押し下げが開始されるまでの出力アーム42の回転量が、図7に示す場合と比べて大きくなる。また、吸気カム23aのリフト部分により入力アーム41のローラ41eが押し下げられた際、ローラ41eと当接するカム面42dの範囲が、ノーズ42cの基端側の一部のみに縮小される。このため、吸気カム23aのリフト部分によるローラ41eの押し下げに応じたロッカアーム26の揺動量(揺動範囲)は小さくなる。   However, in this case, since the contact position between the output arm 42 and the roller 41e is farthest from the cam surface 42d, the output arm 42 until the roller 26a of the rocker arm 26 is pushed down by the cam surface 42d is started. The amount of rotation is larger than that shown in FIG. Further, when the roller 41e of the input arm 41 is pushed down by the lift portion of the intake cam 23a, the range of the cam surface 42d contacting the roller 41e is reduced to only a part of the base end side of the nose 42c. For this reason, the rocking | fluctuation amount (swinging range) of the rocker arm 26 according to depression of the roller 41e by the lift part of the intake cam 23a becomes small.

一方、図8(B)に示すように、ロッカアーム26の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ21は、より小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the rocker arm 26 swings small, the intake valve 21 is opened with a smaller valve lift.

また、コントロールシャフト32がアクチュエータ33に近づく方向に最大限まで移動した状態では、ロッカシャフト31の軸心回りにおけるローラ41eとノーズ42cとの相対位相差が最小となる。   Further, when the control shaft 32 moves to the maximum in the direction approaching the actuator 33, the relative phase difference between the roller 41e and the nose 42c around the axis of the rocker shaft 31 is minimized.

これにより、吸気カム23aがローラ41eを最大限に押し下げたときに、ローラ41eの変位量は最も小さくなり、吸気バルブ21が最小の作用角及びバルブリフト量で開閉されるようになる。   Thereby, when the intake cam 23a pushes down the roller 41e to the maximum extent, the displacement amount of the roller 41e becomes the smallest, and the intake valve 21 is opened and closed with the minimum operating angle and valve lift amount.

−ECU−
ECU100は、CPU、ROM、RAM及びバックアップRAMなどを備えている。ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
-ECU-
The ECU 100 includes a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory that temporarily stores calculation results from the CPU, data input from each sensor, and the like. The backup RAM is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped. is there.

ECU100には、図2に示すように、水温センサ101、吸入空気量を検出するエアフロメータ102、吸気の温度を検出する吸気温センサ103、クランクシャフト10の回転角(エンジン回転数)を検出するクランクポジションセンサ104などのエンジン1の運転状態等を検出する各種センサが接続されている。そして、ECU100は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ2、点火プラグ3、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ4、及び、可変動弁機構30のアクチュエータ33などを制御してエンジン1の各種制御を実行する。さらに、ECU100は、下記の作用角ばらつき検出制御を実行する。   As shown in FIG. 2, the ECU 100 detects the water temperature sensor 101, the air flow meter 102 that detects the intake air amount, the intake air temperature sensor 103 that detects the intake air temperature, and the rotation angle (engine speed) of the crankshaft 10. Various sensors for detecting the operating state of the engine 1 such as the crank position sensor 104 are connected. The ECU 100 controls the injector 2, the spark plug 3, the electronically controlled throttle valve 4 that adjusts the intake air amount, the actuator 33 of the variable valve mechanism 30 and the like based on the outputs of the various sensors described above. Various controls of the engine 1 are executed. Further, the ECU 100 executes the following operating angle variation detection control.

−作用角ばらつき検出制御−
この例で採用する作用角ばらつきの検出方法について説明する。
-Operation angle variation detection control-
A method of detecting the operating angle variation employed in this example will be described.

この例では、クランク角速度の変化量に基づいてエンジン1の気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきを検出する。具体的には、クランクポジションセンサ104の出力信号に基づいて、各気筒12(#1〜#4)について、図11に示すT1(TDC(上死点)前30°CAからTDCまでに要する時間)と、T2(ATDC60°CAからATDC90°CAまでに要する時間)とを求めるとともに、そのT1とT2との時間差分[T30差分=T1−T2]を各気筒12(#1〜#4)毎に算出し、そのT30差分の算出結果に基づいて作用角ばらつきを検出する。なお、このような作用角ばらつき検出は、後述する図10のフローチャートのステップST4で実行する処理である。   In this example, the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) of the engine 1 is detected based on the change amount of the crank angular velocity. Specifically, based on the output signal of the crank position sensor 104, the time required for each cylinder 12 (# 1 to # 4) from T1 (30 ° CA before TDC (top dead center) to TDC) shown in FIG. ) And T2 (time required from ATDC 60 ° CA to ATDC 90 ° CA) and the time difference between T1 and T2 [T30 difference = T1-T2] for each cylinder 12 (# 1- # 4). And variation in the operating angle is detected based on the T30 difference calculation result. Such operation angle variation detection is a process executed in step ST4 of the flowchart of FIG. 10 described later.

以上のようなT30差分に基づいて気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきを検出する場合、例えば図12(A)に示すように、作用角ばらつきが大きいときには、S/N(信号/ノイズ)が良好であり、作用角ばらつきを検出することが可能であるが、図12(B)に示すように、作用角ばらつきが小さいときにはS/Nをとることができず、作用角ばらつきの検出が不可能になる。このような問題を解消する方法を以下に説明する。   When detecting variation in operating angle between the cylinders 12 (# 1 to # 4) based on the T30 difference as described above, for example, as shown in FIG. (Signal / Noise) is good and variation in operating angle can be detected. However, as shown in FIG. 12B, when the variation in operating angle is small, S / N cannot be obtained, and the operating angle is small. Variations cannot be detected. A method for solving such a problem will be described below.

まず、吸入空気量、ブースト圧及び作用角の関係について説明する。エンジン1の気筒12間において作用角のばらつきがある場合、図13に示すように、気筒12間の吸入空気量の差は、バルブ開口面積の差(図13の斜線で示す面積の差)となり、[ブースト圧pm]×[作用角]に関係した値となる。ここで、空気充填効率を一定としてエンジン1の回転数を上げると、図14に示すようにブースト圧pmが高くなるので、気筒12(#1〜#4)間の吸入空気量(吸入空気量は[ブースト圧pm]×[作用角]に比例)の差(A/Fの差)が増大する。本発明では、このような関係に着目し、作用角ばらつきの検出時のみエンジン1の回転数を高くすることにより、気筒12(#1〜#4)間の吸入空気量の差(つまり気筒間の作用角ばらつき)を大きくすることで、作用角ばらつきの検出性を高めている点に特徴がある。   First, the relationship between the intake air amount, the boost pressure, and the operating angle will be described. When the operating angle varies between the cylinders 12 of the engine 1, as shown in FIG. 13, the difference in the intake air amount between the cylinders 12 becomes the difference in valve opening area (the difference in the area shown by hatching in FIG. 13). , [Boost pressure pm] × [operation angle]. Here, when the rotation speed of the engine 1 is increased with the air charging efficiency being constant, the boost pressure pm is increased as shown in FIG. 14, so the intake air amount (intake air amount) between the cylinders 12 (# 1 to # 4). (Proportional to [boost pressure pm] × [action angle]) increases (A / F difference). In the present invention, paying attention to such a relationship, the difference in the intake air amount between the cylinders 12 (# 1 to # 4) (that is, between the cylinders) is increased by increasing the rotational speed of the engine 1 only at the time of detecting the operating angle variation. The feature is that the detection of the variation in the working angle is enhanced by increasing the variation in the working angle.

その具体的な処理を、図10に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図10に示す作用角ばらつき検出制御ルーチンはECU100においてエンジン1を始動するごとに実行される。   The specific processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG. It should be noted that the operating angle variation detection control routine shown in FIG.

まず、ステップST1において、エンジン始動後にエンジン1が完全暖機に到達した否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合は、このルーチンを一旦は終了する。ステップST1の判定結果が肯定判定であり、エンジン1が完全暖機後で安定した運転状態(アイドリング運転状態)である場合は、ステップST2において、全ての気筒12(#1〜#4)の点火時期条件を同一条件に設定した後にステップST3に進む。   First, in step ST1, it is determined whether or not the engine 1 has fully warmed up after the engine is started. If the determination result is negative, this routine is once terminated. If the determination result in step ST1 is affirmative and the engine 1 is in a stable operation state (idling operation state) after complete warm-up, ignition of all cylinders 12 (# 1 to # 4) is performed in step ST2. After setting the time condition to the same condition, the process proceeds to step ST3.

なお、ステップST2において点火時期条件を同一条件に設定するのは、点火時期を各気筒12(#1〜#4)毎に制御していると、その点火時期制御により作用角ばらつき分が補正されてしまい、本来検出すべき作用角ばらつきが現れなくなるという不具合を防止するためである。   In step ST2, the ignition timing condition is set to the same condition. If the ignition timing is controlled for each cylinder 12 (# 1 to # 4), the operating angle variation is corrected by the ignition timing control. This is to prevent the problem that the variation in the operating angle that should be detected does not appear.

ステップST3では、気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきを検出しやすい状況を作り出すことを目的として、電子制御式のスロットルバルブ4の制御により吸入空気量を多くしてエンジン回転数を高くする。このようにアイドリング運転状態からエンジン回転数を高くすると、前記したように、気筒12(#1〜#4)間のA/Fの差つまり吸入空気量のばらつきが増大して(図14参照)、作用角ばらつきの検出性を高めることができる。ここで、作用角ばらつきを検出する際のエンジン回転数は、図12に示すようなクランク角速度の変化量がS/Nをとることが可能な状態となる回転数にまで上昇させればよく、予め実験・計算等に基づいて経験的に求めた回転数とする。   In step ST3, the engine speed is increased by increasing the amount of intake air by controlling the electronically controlled throttle valve 4 for the purpose of creating a situation in which the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) can be easily detected. To increase. As described above, when the engine speed is increased from the idling operation state, the A / F difference between the cylinders 12 (# 1 to # 4), that is, the variation in the intake air amount increases as described above (see FIG. 14). Detectability of working angle variation can be improved. Here, the engine speed at the time of detecting the operating angle variation may be increased to a speed at which the change amount of the crank angular speed as shown in FIG. The number of revolutions is empirically determined in advance based on experiments and calculations.

そして、ステップST4において、クランクポジションセンサ104の出力信号に基づいて、図11に示すT1とT2とを各気筒12(#1〜#4)について求めるとともに、上記したT30差分(T1−T2)を各気筒12(#1〜#4)毎に算出して、その気筒12(#1〜#4)間のT30差分のばらつき、つまり、気筒12(#1〜#4)間の作用角のばらつきを検出する。   In step ST4, T1 and T2 shown in FIG. 11 are obtained for each cylinder 12 (# 1 to # 4) based on the output signal of the crank position sensor 104, and the above-described T30 difference (T1-T2) is obtained. Calculated for each cylinder 12 (# 1 to # 4), variation in T30 difference between the cylinders 12 (# 1 to # 4), that is, variation in working angle between the cylinders 12 (# 1 to # 4). Is detected.

ステップST5では、ステップST4で検出した気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきが所定の許容範囲内であるか否かを判定し、作用角ばらつきが許容範囲内であるときには、このルーチンを一旦終了する。気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきが許容範囲を超えているときには、ステップST6に進み、コントロールシャフト32のアクチュエータ33を駆動制御し、全ての気筒12(#1〜#4)の作用角を一律に大きくするという補正を行って作用角ばらつきを抑制する。その後にこのルーチンを終了する。   In step ST5, it is determined whether or not the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) detected in step ST4 is within a predetermined allowable range. When the operating angle variation is within the allowable range, The routine is temporarily terminated. When the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) exceeds the allowable range, the process proceeds to step ST6, where the actuator 33 of the control shaft 32 is driven and controlled, and all the cylinders 12 (# 1 to # 4) are controlled. The variation of the working angle is suppressed by performing a correction of uniformly increasing the working angle. Thereafter, this routine is terminated.

以上のように、この例では、アイドリング運転時などの作用角ばらつきが小さい状況であっても、気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきを検出するときにのみ、エンジン回転数を高くして作用角ばらつきを大きくしているので、気筒12(#1〜#4)間の作用角ばらつきを精度良く検出することが可能になる。そして、このようにして得られた作用角ばらつきの検出結果に基づいて、可変動弁機構30を制御して吸気バルブ21の作用角を調整することにより、アイドリングやパーシャル域等においてエンジン1の燃焼状態を安定させることができる。   As described above, in this example, even when the operating angle variation is small, such as during idling, the engine speed is set only when the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) is detected. Since the operating angle variation is increased by increasing the operating angle, the operating angle variation between the cylinders 12 (# 1 to # 4) can be accurately detected. Then, based on the detection result of the operating angle variation obtained in this way, the variable valve mechanism 30 is controlled to adjust the operating angle of the intake valve 21, whereby the combustion of the engine 1 in the idling or partial region or the like. The state can be stabilized.

−他の実施形態−
以上の例では、可変動弁機構30を吸気バルブ21のみに設けた例を示しているが、これに限られることなく、可変動弁機構30を吸気バルブ21及び排気バルブ22の双方のバルブに設けたエンジンにも適用可能である。また、可変動弁機構30に加えて可変バルブタイミング(VVT)機構を設けたエンジンにも適用可能である。
-Other embodiments-
In the above example, the variable valve mechanism 30 is provided only on the intake valve 21. However, the present invention is not limited to this, and the variable valve mechanism 30 is used as both the intake valve 21 and the exhaust valve 22. It can also be applied to the engine provided. Further, the present invention can be applied to an engine provided with a variable valve timing (VVT) mechanism in addition to the variable valve mechanism 30.

以上の例では、コントロールシャフト32の前進・後退により吸気カム23aの作用角を調整する可変動弁機構30を備えたエンジン1に本発明を適用しているが、これに限られることなく、例えばコントロールシャフトの回転駆動により吸気カム23aの作用角を可変とする機構などの他の可変動弁機構を備えたエンジンにも適用することができる。   In the above example, the present invention is applied to the engine 1 including the variable valve mechanism 30 that adjusts the operating angle of the intake cam 23a by the forward / backward movement of the control shaft 32. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to an engine equipped with another variable valve mechanism such as a mechanism that makes the operating angle of the intake cam 23a variable by rotationally driving the control shaft.

以上の例では、4気筒ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒6気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数の多気筒ガソリンエンジンの制御にも適用できる。また、本発明は、ガソリンエンジンに限られることなく、例えばLPG(液化石油ガス)やLNG(液化天然ガス)などの他の燃料とする点火方式のエンジンの制御にも適用可能であり、また、筒内直噴型エンジンの制御にも適用可能である。   In the above example, an example in which the present invention is applied to control of a four-cylinder gasoline engine has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a multi-cylinder gasoline having any other number of cylinders such as a cylinder six-cylinder gasoline engine It can also be applied to engine control. In addition, the present invention is not limited to a gasoline engine, but can be applied to control of an ignition type engine using other fuel such as LPG (liquefied petroleum gas) and LNG (liquefied natural gas), for example. It can also be applied to control of an in-cylinder direct injection engine.

本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an example of an engine to which the present invention is applied. 図1のエンジンのシリンダヘッドの平面図及び制御系のブロック図を併記して示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a plan view of a cylinder head of the engine of FIG. 1 and a block diagram of a control system. 可変動弁機構の要部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part structure of a variable valve mechanism. 可変動弁機構の要部構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the principal part structure of a variable valve mechanism. 可変動弁機構のスライダギヤ、ロッカシャフト、コントロールシャフト等を抽出して示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which extracts and shows the slider gear, rocker shaft, control shaft, etc. of a variable valve mechanism. 可変動弁機構の要部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part structure of a variable valve mechanism. 可変動弁機構の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a variable valve mechanism. 可変動弁機構の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a variable valve mechanism. 可変動弁機構により可変とされる吸気バルブの作用角及びバルブリフト量を示す図である。It is a figure which shows the operating angle and valve lift amount of the intake valve which are made variable by the variable valve mechanism. ECUが実行する作用角ばらつき検出制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the working angle dispersion | variation detection control which ECU performs. 作用角ばらつきの検出に用いるT30差分の説明図である。It is explanatory drawing of T30 difference used for the detection of an operating angle dispersion | variation. T30差分に基づいて作用角ばらつきを検出する方法において検出が不可能となる理由の説明図である。It is explanatory drawing of the reason which becomes impossible to detect in the method which detects a working angle dispersion | variation based on T30 difference. 気筒間の吸入空気量の差とブースト圧及び作用角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the difference of the intake air amount between cylinders, a boost pressure, and a working angle. 各気筒毎のA/F及びブースト圧とエンジン回転数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between A / F and boost pressure for each cylinder, and engine speed.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 インジェクタ
3 点火プラグ
4 スロットルバルブ
10 クランクシャフト
11 シリンダヘッド
12 気筒
13 シリンダブロック
1a ピストン
1b 燃焼室
21 吸気バルブ
22 排気バルブ
23 吸気カムシャフト
23a 吸気カム
24 排気カムシャフト
24a 排気カム
30 可変動弁機構
31 ロッカシャフト
32 コントロールシャフト
33 アクチュエータ
40 可変バルブリフト機構
100 ECU
104 クランクポジションセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Injector 3 Spark plug 4 Throttle valve 10 Crankshaft 11 Cylinder head 12 Cylinder 13 Cylinder block 1a Piston 1b Combustion chamber 21 Intake valve 22 Exhaust valve 23 Intake camshaft 23a Intake cam 24 Exhaust camshaft 24a Exhaust cam 30 Variable valve Mechanism 31 Rocker shaft 32 Control shaft 33 Actuator 40 Variable valve lift mechanism 100 ECU
104 Crank position sensor

Claims (2)

複数の気筒にそれぞれ設けられた機関バルブの作用角を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
前記複数の気筒間の作用角ばらつきを検出する検出手段と、前記気筒間の作用角ばらつきを検出するときに、前記内燃機関の運転状態を変更して機関回転数を高くする制御を実行する制御手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device applied to an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that varies the operating angle of an engine valve provided in each of a plurality of cylinders,
Detection means for detecting operating angle variation between the plurality of cylinders and control for executing control for increasing the engine speed by changing the operating state of the internal combustion engine when detecting operating angle variation between the cylinders And a control device for the internal combustion engine.
前記内燃機関のクランクシャフトのクランク角を検出するクランクポジションセンサを用い、このクランクポジションセンサの出力から得られるクランク角速度の変動量に基づいて前記気筒間の作用角ばらつきを検出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   A crank position sensor that detects a crank angle of a crankshaft of the internal combustion engine is used, and a variation in operating angle between the cylinders is detected based on a variation amount of a crank angular speed obtained from an output of the crank position sensor. The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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