JP5515793B2 - Variable mechanism control system for internal combustion engine - Google Patents

Variable mechanism control system for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5515793B2
JP5515793B2 JP2010016762A JP2010016762A JP5515793B2 JP 5515793 B2 JP5515793 B2 JP 5515793B2 JP 2010016762 A JP2010016762 A JP 2010016762A JP 2010016762 A JP2010016762 A JP 2010016762A JP 5515793 B2 JP5515793 B2 JP 5515793B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
variable
compression ratio
internal combustion
combustion engine
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.)
Active
Application number
JP2010016762A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011153597A (en
Inventor
高志 河崎
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010016762A priority Critical patent/JP5515793B2/en
Publication of JP2011153597A publication Critical patent/JP2011153597A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5515793B2 publication Critical patent/JP5515793B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関が備える可変機構を制御するシステムに関し、特に可変圧縮比機構と可変動弁機構を含む可変機構の制御システムに関する。   The present invention relates to a system for controlling a variable mechanism included in an internal combustion engine, and particularly to a control system for a variable mechanism including a variable compression ratio mechanism and a variable valve mechanism.

可変動弁機構を備えた内燃機関において、運転停止要求(イグニッションスイッチオフ)が発生した後に、内燃機関の運転を継続させつつ可変動弁機構を次回の始動に適した状態まで動作させる技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。   In an internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism, after the operation stop request (ignition switch-off) is generated, a technique for operating the variable valve mechanism to a state suitable for the next start while continuing the operation of the internal combustion engine is proposed. (For example, see Patent Document 1).

特開2009−228667号公報JP 2009-228667 A 特開2005−127239号公報JP 2005-127239 A

ところで、電動式の可変動弁機構及び電動式の可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、運転停止要求発生後に可変動弁機構と可変圧縮比機構を同時に動作させると、バッテリ電圧が過剰に低下する可能性がある。   By the way, in an internal combustion engine equipped with an electric variable valve mechanism and an electric variable compression ratio mechanism, if the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism are operated at the same time after the operation stop request is generated, the battery voltage decreases excessively. there's a possibility that.

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動アクチュエータにより駆動される可変動弁機構及び可変圧縮比機構を含む可変機構の制御システムにおいて、内燃機関の運転停止要求が発生したときにバッテリ電圧の過剰な低下を回避しつつ可変動弁機構及び可変圧縮比機構を次回始動に適した状態へ動作させることにある。   The present invention has been made in view of various circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine in a variable mechanism control system including a variable valve mechanism and a variable compression ratio mechanism driven by an electric actuator. When the operation stop request is generated, the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism are operated to a state suitable for the next start while avoiding an excessive decrease in the battery voltage.

本発明は、上記した課題を解決するために、電動アクチュエータにより駆動される可変動弁機構及び可変圧縮比機構を備えた内燃機関の可変機構制御システムにおいて、内燃機関の運転停止要求が発生したときに、該内燃機関の運転を継続させつつ可変動弁機構又は可変圧縮比機構の何れか一方を次回始動に適した状態まで動作させ、該内燃機関の運転停止後に可変動弁機構又は可変圧縮比機構の何れか他方を次回始動に適した状態まで動作させるものとする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a variable mechanism control system for an internal combustion engine that includes a variable valve mechanism and a variable compression ratio mechanism that are driven by an electric actuator. And operating either the variable valve mechanism or the variable compression ratio mechanism to a state suitable for the next start while continuing the operation of the internal combustion engine, and after stopping the operation of the internal combustion engine, the variable valve mechanism or the variable compression ratio One of the mechanisms is operated to a state suitable for the next start.

詳細には、本発明は、電動アクチュエータにより駆動される可変動弁機構と電動アクチュエータにより駆動される可変圧縮比機構とを備えた内燃機関の可変機構制御システムにおいて、
内燃機関の運転停止要求が発生した後に内燃機関の運転を継続させる運転継続手段と、
前記運転継続手段による運転継続期間中に前記可変動弁機構又は前記可変圧縮比機構の何れか一方を次回始動に適した状態まで動作させ、前記運転継続手段による運転継続期間の終了後に前記可変動弁機構又は前記可変圧縮比機構の何れか他方を次回始動に適した状態まで動作させる制御手段と、
を備えるようにした。
Specifically, the present invention relates to a variable mechanism control system for an internal combustion engine including a variable valve mechanism that is driven by an electric actuator and a variable compression ratio mechanism that is driven by an electric actuator.
An operation continuation means for continuing the operation of the internal combustion engine after an internal combustion engine operation stop request is generated;
During the operation continuation period by the operation continuation means, either the variable valve mechanism or the variable compression ratio mechanism is operated to a state suitable for the next start, and after the operation continuation period by the operation continuation means ends, the variable motion Control means for operating either the valve mechanism or the variable compression ratio mechanism to a state suitable for the next start;
I was prepared to.

かかる発明によれば、運転停止要求発生後の運転継続期間中に可変動弁機構と可変圧縮比機構が同時に動作する事態を回避することができるため、バッテリ電圧の過剰な低下を回避することができる。その結果、可変動弁機構及び可変動弁機構を次回始動に適した状
態まで確実に動作させることが可能になる。
According to this invention, it is possible to avoid a situation in which the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism operate simultaneously during the operation continuation period after the operation stop request is generated, so that it is possible to avoid an excessive decrease in the battery voltage. it can. As a result, the variable valve mechanism and the variable valve mechanism can be reliably operated to a state suitable for the next start.

ところで、内燃機関の運転中に可変圧縮比機構を動作させる場合は、気筒内で発生する燃焼圧が可変圧縮比機構の動作を妨げる反力として作用する可能性がある。たとえば、燃焼室容積を変更することにより機械圧縮比(行程容積と燃焼室容積との総和に対する燃焼室容積の比率)を変更する可変圧縮比機構においては、圧縮比を低める場合(燃焼室容積を拡大する場合)には燃焼圧が可変圧縮比機構の動作を補助するアシスト力として作用するが、圧縮比を高める場合(燃焼室容積を縮小する場合)には燃焼圧が可変圧縮比機構の動作を妨げる反力として作用する。   By the way, when the variable compression ratio mechanism is operated during the operation of the internal combustion engine, the combustion pressure generated in the cylinder may act as a reaction force that hinders the operation of the variable compression ratio mechanism. For example, in a variable compression ratio mechanism that changes the mechanical compression ratio (ratio of the combustion chamber volume with respect to the sum of the stroke volume and the combustion chamber volume) by changing the combustion chamber volume, the compression ratio is decreased (the combustion chamber volume is reduced). The combustion pressure acts as an assist force that assists the operation of the variable compression ratio mechanism in the case of expansion, but the operation of the variable compression ratio mechanism in the case of increasing the compression ratio (in the case of reducing the combustion chamber volume). Acts as a reaction force that prevents

よって、運転停止要求発生時における圧縮比が次回始動に適した圧縮比(以下、「始動時基準圧縮比」と称する)より低い場合において、可変圧縮比機構が運転継続期間中に動作させられると、電動アクチュエータの消費電力が却って増加する可能性がある。   Therefore, when the compression ratio at the time when the operation stop request is generated is lower than the compression ratio suitable for the next start (hereinafter referred to as “starting reference compression ratio”), the variable compression ratio mechanism is operated during the operation continuation period. The power consumption of the electric actuator may increase on the contrary.

そこで、本発明は、運転停止要求発生時における内燃機関の圧縮比(以下、「実圧縮比」と称する)を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された実圧縮比が上記した始動時基準圧縮比より低いか否かを判別する判別手段と、をさらに備えるようにしてもよい。その場合、制御手段は、判別手段により肯定判定された場合(実圧縮比が始動時基準圧縮比より低い場合)は運転継続期間中に動作させる機構として可変動弁機構を選択し、判別手段により否定判定された場合(実圧縮比が始動時基準圧縮比以上である場合)は運転継続期間中に動作させる機構として可変圧縮比機構を選択するようにしてもよい。   Accordingly, the present invention provides a detecting means for detecting the compression ratio of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “actual compression ratio”) when the operation stop request is generated, and the actual compression ratio detected by the detecting means is the above-described start time. A determining unit that determines whether the compression ratio is lower than the reference compression ratio may be further included. In that case, the control means selects the variable valve mechanism as the mechanism to be operated during the operation duration when the determination means makes an affirmative determination (when the actual compression ratio is lower than the starting reference compression ratio). When a negative determination is made (when the actual compression ratio is equal to or greater than the starting reference compression ratio), a variable compression ratio mechanism may be selected as a mechanism that is operated during the operation continuation period.

かかる構成によれば、バッテリの電圧低下を最小限に抑えつつ可変動弁機構及び可変圧縮比機構を次回始動に適した状態まで動作させることが可能になる。なお、内燃機関の圧縮比は機関負荷に応じて変更される場合は、目標圧縮比が始動時基準圧縮比と同等となる機関負荷(基準機関負荷)を予め求めておき、運転停止要求発生時の機関負荷が基準機関負荷より高いか又は低いかに応じて運転継続期間中に動作させる機構が選択されてもよい。   According to such a configuration, it is possible to operate the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism to a state suitable for the next start while minimizing the voltage drop of the battery. When the compression ratio of the internal combustion engine is changed according to the engine load, an engine load (reference engine load) at which the target compression ratio is equal to the reference compression ratio at start is obtained in advance, and when an operation stop request is generated Depending on whether the engine load of the engine is higher or lower than the reference engine load, a mechanism that operates during the operation duration may be selected.

また、運転停止要求発生時の可変動弁機構の状態によっては、該可変動弁機構が電動アクチュエータに依らずに次回始動に適した状態まで動作可能な場合がある。たとえば、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を進角又は遅角させる可変動弁機構においては、運転停止要求発生時のカムシャフトの位相が次回始動に適した位相(以下、「始動時基準位相」と称する)より進角している場合は、クランクシャフトの回転力によってカムシャフトの位相が遅角される。   Further, depending on the state of the variable valve mechanism when the operation stop request is generated, the variable valve mechanism may be operable up to a state suitable for the next start without depending on the electric actuator. For example, in a variable valve mechanism that advances or retards the phase of the camshaft relative to the crankshaft, the phase of the camshaft when the operation stop request is generated is the phase suitable for the next start (hereinafter referred to as the “starting reference phase”). The camshaft phase is retarded by the rotational force of the crankshaft.

また、吸気バルブ又は排気バルブの作用角(又はリフト量)を連続的に変化させる可変動弁機構においては、運転停止要求発生時の作用角が次回始動に適した作用角(以下、「始動時基準作用角」と称する)に対して十分に大きい場合は、バルブスプリングの反力によってバルブの作用角が始動時基準作用角まで縮小される。   In a variable valve mechanism that continuously changes the operating angle (or lift amount) of the intake valve or exhaust valve, the operating angle when the operation stop request is generated is the operating angle suitable for the next start (hereinafter referred to as “starting time”). If it is sufficiently large with respect to the reference operating angle, the valve operating angle is reduced to the starting reference operating angle by the reaction force of the valve spring.

そこで、本発明の制御手段は、運転停止要求発生時の可変動弁機構の状態が電動アクチュエータを利用せずに始動時基準位相又は始動時基準作用角まで動作可能である場合には、可変動弁機構の電動アクチュエータを作動させないようにしてもよい。   Therefore, the control means of the present invention is configured so that the variable valve mechanism when the operation stop request is generated can operate up to the starting reference phase or the starting reference operating angle without using the electric actuator. The electric actuator of the valve mechanism may not be operated.

その場合、バッテリ電力の消費量を少なく抑えつつ可変動弁機構及び可変圧縮比機構を次回始動に適した状態まで動作させることが可能になる。なお、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を変更する可変動弁機構においては、内燃機関の運転停止後はクランクシャフトの回転力を利用することができない。そのため、運転継続期間中に動作させる機構として可変動弁機構が選択され、且つカムシャフトの位相がクランクシャフトの位
相より進角している場合に限り、電動アクチュエータの作動を停止させるものとする。
In that case, it becomes possible to operate the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism to a state suitable for the next start-up while suppressing the consumption of battery power. In the variable valve mechanism that changes the phase of the camshaft relative to the crankshaft, the rotational force of the crankshaft cannot be used after the operation of the internal combustion engine is stopped. Therefore, the operation of the electric actuator is stopped only when the variable valve mechanism is selected as the mechanism to be operated during the operation continuation period and the phase of the camshaft is advanced from the phase of the crankshaft.

本発明によれば、電動アクチュエータにより駆動される可変動弁機構及び可変圧縮比機構を含む可変機構の制御システムにおいて、内燃機関の運転停止要求が発生したときにバッテリ電圧の過剰な低下を回避しつつ可変動弁機構及び可変圧縮比機構を次回始動に適した状態へ動作させることができる。   According to the present invention, in a control system for a variable mechanism including a variable valve mechanism and a variable compression ratio mechanism driven by an electric actuator, an excessive decrease in battery voltage is avoided when a request for stopping the operation of the internal combustion engine is generated. However, the variable valve mechanism and the variable compression ratio mechanism can be operated to a state suitable for the next start.

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. 可変圧縮比機構の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a variable compression ratio mechanism. 可変動弁機構の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a variable valve mechanism. 実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より高い場合における運転停止時制御の実行手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the execution procedure of the control at the time of an operation stop in case an actual machine compression ratio is higher than the starting reference compression ratio. 実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より低い場合における運転停止時制御の実行手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the execution procedure of the control at the time of operation stop in case an actual machine compression ratio is lower than the reference compression ratio at the time of starting. 運転停止時制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an operation stop time control routine.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒を有する4ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)である。なお、図1においては複数の気筒のうち1気筒のみが図示されている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a 4-stroke cycle spark ignition internal combustion engine (gasoline engine) having a plurality of cylinders. In FIG. 1, only one cylinder among the plurality of cylinders is shown.

内燃機関1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、クランクケース4とを備えている。シリンダブロック2には、複数の気筒(シリンダ)5が形成されている。各気筒5には、ピストン6がシリンダ軸方向へ摺動自在に装填されている。ピストン6は、クランクケース4に回転自在に支持されたクランクシャフト7とコネクティングロッド8を介して連結されている。   The internal combustion engine 1 includes a cylinder block 2, a cylinder head 3, and a crankcase 4. A plurality of cylinders 5 are formed in the cylinder block 2. Each cylinder 5 is loaded with a piston 6 slidably in the cylinder axial direction. The piston 6 is connected to a crankshaft 7 rotatably supported by the crankcase 4 via a connecting rod 8.

シリンダヘッド3には、吸気ポート9と排気ポート10が形成されている。シリンダヘッド3には、吸気ポート9の開口端を開閉する吸気バルブ11と、排気ポート10の開口端を開閉する排気バルブ12が取り付けられている。吸気バルブ11は、シリンダヘッド3に回転自在に支持された吸気カムシャフト13により開閉駆動される。排気バルブ12は、シリンダヘッド3に回転自在に支持された排気カムシャフト14により開閉駆動される。また、シリンダヘッド3には、吸気ポート9内へ燃料を噴射する燃料噴射弁15と、気筒5内に火花を発生させる点火プラグ16とが取り付けられている。   An intake port 9 and an exhaust port 10 are formed in the cylinder head 3. An intake valve 11 that opens and closes the open end of the intake port 9 and an exhaust valve 12 that opens and closes the open end of the exhaust port 10 are attached to the cylinder head 3. The intake valve 11 is driven to open and close by an intake camshaft 13 that is rotatably supported by the cylinder head 3. The exhaust valve 12 is driven to open and close by an exhaust camshaft 14 that is rotatably supported by the cylinder head 3. Further, a fuel injection valve 15 that injects fuel into the intake port 9 and a spark plug 16 that generates a spark in the cylinder 5 are attached to the cylinder head 3.

次に、シリンダブロック2とクランクケース4との連結部には、クランクケース4に対してシリンダブロック2をシリンダ軸方向へ変位させるための可変圧縮比機構100が設けられている。   Next, a variable compression ratio mechanism 100 for displacing the cylinder block 2 in the cylinder axial direction with respect to the crankcase 4 is provided at a connecting portion between the cylinder block 2 and the crankcase 4.

可変圧縮比機構100としては、図2に示すように、軸部101と、軸部101の中心軸に対して偏心された状態で軸部101に固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部102と、カム部102と同一外形を有し軸部101に対して回転可能且つカム部102と同じように偏心状態で取り付けられた可動軸受部103と、軸部101と同心状に設けられたウォームホイール104と、ウォームホイール104と噛み合うウォーム1
05と、ウォーム105を回転駆動させる第1電動モータ(電動アクチュエータ)106と、を備えた機構を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the variable compression ratio mechanism 100 includes a shaft portion 101 and a cam portion having a regular circular cam profile fixed to the shaft portion 101 in a state of being eccentric with respect to the central axis of the shaft portion 101. 102, a movable bearing portion 103 having the same outer shape as the cam portion 102 and capable of rotating with respect to the shaft portion 101 and mounted in an eccentric state in the same manner as the cam portion 102, and provided concentrically with the shaft portion 101. Worm wheel 104 and worm 1 meshing with worm wheel 104
05 and a mechanism including a first electric motor (electric actuator) 106 that rotationally drives the worm 105 can be used.

なお、カム部102はシリンダブロック2に設けられた収納孔内に設置され、可動軸受部103はクランクケース4に設けられた収納孔内に設置されるものとする。また、第1電動モータ106は、シリンダブロック2に固定され、シリンダブロック2と一体的に変位するものとする。   The cam portion 102 is installed in a storage hole provided in the cylinder block 2, and the movable bearing portion 103 is installed in a storage hole provided in the crankcase 4. The first electric motor 106 is fixed to the cylinder block 2 and is displaced integrally with the cylinder block 2.

このように構成された可変圧縮比機構100によれば、第1電動モータ106の動力がウォーム105とウォームホイール104とを介して軸部101に伝えられ、偏心状態にあるカム部102と可動軸受部103とが駆動される。その結果、カム部102と可動軸受部103とがシリンダ軸方向に相対変位し、それに伴ってシリンダブロック2とクランクケース4とがシリンダ軸方向に相対変位する。   According to the variable compression ratio mechanism 100 configured as described above, the power of the first electric motor 106 is transmitted to the shaft portion 101 via the worm 105 and the worm wheel 104, and the cam portion 102 and the movable bearing in the eccentric state are transmitted. The unit 103 is driven. As a result, the cam portion 102 and the movable bearing portion 103 are relatively displaced in the cylinder axial direction, and accordingly, the cylinder block 2 and the crankcase 4 are relatively displaced in the cylinder axial direction.

たとえば、シリンダ軸方向においてシリンダブロック2がクランクケース4から遠ざかると、燃焼室容積が大きくなるため、機械圧縮比が低くなる。一方、シリンダ軸方向においてシリンダブロック2がクランクケース4に近づくと、燃焼室容積が小さくなるため、機械圧縮比が高くなる。   For example, when the cylinder block 2 moves away from the crankcase 4 in the cylinder axial direction, the combustion chamber volume increases and the mechanical compression ratio decreases. On the other hand, when the cylinder block 2 approaches the crankcase 4 in the cylinder axial direction, the combustion chamber volume decreases, and the mechanical compression ratio increases.

また、シリンダヘッド3には、吸気バルブ11の開弁特性を変更する可変動弁機構200が取り付けられている。ここで、可変動弁機構200の構成について図3に基づいて説明する。図3に示す構成は、可変動弁機構200の一例であり、本発明に係わる可変動弁機構を限定するものではない。   A variable valve mechanism 200 that changes the valve opening characteristics of the intake valve 11 is attached to the cylinder head 3. Here, the configuration of the variable valve mechanism 200 will be described with reference to FIG. The configuration shown in FIG. 3 is an example of the variable valve mechanism 200, and does not limit the variable valve mechanism according to the present invention.

図3に示す例では、可変動弁機構200は、吸気バルブ11の作用角(及びリフト量)を連続的に変更する可変作用角機構201と、クランクシャフト7に対する吸気カムシャフト13の位相を連続的に変更する可変位相機構202と、を備えている。   In the example shown in FIG. 3, the variable valve mechanism 200 continuously changes the phase of the intake camshaft 13 with respect to the variable operating angle mechanism 201 that continuously changes the operating angle (and lift amount) of the intake valve 11 and the crankshaft 7. And a variable phase mechanism 202 that is changed in an automatic manner.

可変作用角機構201は、吸気カム130とローラロッカーアーム35との間に配置されている。ローラロッカーアーム35の基端部は、ラッシュアジャスタ37により揺動自在に支持されている。ローラロッカーアーム35の先端部は、吸気バルブ11のバルブステム11aの基端部と当接している。   The variable working angle mechanism 201 is disposed between the intake cam 130 and the roller rocker arm 35. The base end portion of the roller rocker arm 35 is supported by a lash adjuster 37 so as to be swingable. The distal end portion of the roller rocker arm 35 is in contact with the proximal end portion of the valve stem 11 a of the intake valve 11.

可変作用角機構201は、吸気カムシャフト13と平行に配置された制御軸41を有している。制御軸41は、周方向へ回転自在にシリンダヘッド3に取り付けられている。制御軸41には、制御アーム42がボルト43によって固定されている。制御アーム42の一部は、制御軸41の径方向に突出している。制御アーム42の突出部には、ピン45が固定されている。ピン45には中間アーム44の基端部が回転自在に取り付けられ、中間アーム44がピン45を支点として揺動可能になっている。中間アーム44の先端部には、後述する連結軸54が固定されている。   The variable working angle mechanism 201 has a control shaft 41 disposed in parallel with the intake camshaft 13. The control shaft 41 is attached to the cylinder head 3 so as to be rotatable in the circumferential direction. A control arm 42 is fixed to the control shaft 41 with bolts 43. A part of the control arm 42 protrudes in the radial direction of the control shaft 41. A pin 45 is fixed to the protruding portion of the control arm 42. A base end portion of the intermediate arm 44 is rotatably attached to the pin 45, and the intermediate arm 44 can swing about the pin 45 as a fulcrum. A connecting shaft 54 described later is fixed to the distal end portion of the intermediate arm 44.

また、制御軸41には、揺動カムアーム50が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム50は、吸気カム130と対向する側に、スライド面50aを有している。また、揺動カムアーム50は、スライド面50aの反対側に、揺動カム面51a,51bを有している。揺動カム面51a,51bは、揺動カムアーム50の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面51aと、非作用面51aから離れた位置ほど制御軸41の軸中心からの離間するように形成された作用面51bとで構成されている。   A swing cam arm 50 is swingably supported on the control shaft 41. The swing cam arm 50 has a slide surface 50 a on the side facing the intake cam 130. The swing cam arm 50 has swing cam surfaces 51a and 51b on the opposite side of the slide surface 50a. The swing cam surfaces 51a and 51b are arranged such that the distance from the swing center of the swing cam arm 50 is constant, and the position of the control shaft 41 that is further away from the non-work surface 51a is the axial center of the control shaft 41. And a working surface 51b formed so as to be separated from the working surface.

吸気カム130と可変作用角機構201との間には、前述した中間アーム44の先端部が位置し、該先端部には連結軸54が固定されている。連結軸54には、第1ローラ52
と第2ローラ53が回転自在に支持されている。その際、第1ローラ52及び第2ローラ53の位置と直径は、第1ローラ52が吸気カム130と当接し且つ第2ローラ53が揺動カムアーム50のスライド面50aと当接するように決定される。
Between the intake cam 130 and the variable working angle mechanism 201, the distal end portion of the intermediate arm 44 described above is located, and the connecting shaft 54 is fixed to the distal end portion. The connecting shaft 54 includes a first roller 52.
The second roller 53 is rotatably supported. At this time, the positions and diameters of the first roller 52 and the second roller 53 are determined so that the first roller 52 contacts the intake cam 130 and the second roller 53 contacts the slide surface 50 a of the swing cam arm 50. The

中間アーム44は、前述したピン45を支点として回転(揺動)するため、第1ローラ52及び第2ローラ53はピン45から一定距離を保ちながらスライド面50a及び吸気カム130の周面に沿って揺動する。   Since the intermediate arm 44 rotates (oscillates) with the pin 45 as a fulcrum, the first roller 52 and the second roller 53 follow the slide surface 50 a and the peripheral surface of the intake cam 130 while maintaining a certain distance from the pin 45. Rocks.

また、揺動カムアーム50には、バネ座50bが形成されている。このバネ座50bには、ロストモーションスプリング38の一端が当接している。ロストモーションスプリング38の他端は、シリンダヘッド3に固定されている。このロストモーションスプリング38により、揺動カムアーム50のスライド面50aが第2ローラ53に押し当てられるとともに、第1ローラ52が吸気カム130に押し当てられる。その結果、第1ローラ52及び第2ローラ53は、スライド面50aと吸気カム130の周面とに挟持された状態で位置決めされる。   The swing cam arm 50 is formed with a spring seat 50b. One end of the lost motion spring 38 is in contact with the spring seat 50b. The other end of the lost motion spring 38 is fixed to the cylinder head 3. By this lost motion spring 38, the slide surface 50a of the swing cam arm 50 is pressed against the second roller 53, and the first roller 52 is pressed against the intake cam 130. As a result, the first roller 52 and the second roller 53 are positioned while being sandwiched between the slide surface 50 a and the peripheral surface of the intake cam 130.

揺動カムアーム50の下方には前述したローラロッカーアーム35が位置している。ローラロッカーアーム35のロッカーローラ36は、前述したバルブスプリング11bの付勢力とラッシュアジャスタ37の油圧とにより揺動カム面51に押し当てられている。   The roller rocker arm 35 described above is located below the swing cam arm 50. The rocker roller 36 of the roller rocker arm 35 is pressed against the swing cam surface 51 by the biasing force of the valve spring 11b and the hydraulic pressure of the lash adjuster 37 described above.

このように構成された可変作用角機構201によれば、吸気カム130のカムノーズが第1ローラ52を押動すると、中間アーム44が揺動しつつ第2ローラ53がスライド面50aを押下する。すなわち、吸気カム130のカムノーズが第1ローラ52を押動すると、揺動カムアーム50が制御軸41を支軸として回転する。   According to the variable working angle mechanism 201 configured as described above, when the cam nose of the intake cam 130 pushes the first roller 52, the second roller 53 pushes the slide surface 50a while the intermediate arm 44 swings. That is, when the cam nose of the intake cam 130 pushes the first roller 52, the swing cam arm 50 rotates about the control shaft 41 as a support shaft.

その結果、揺動カム面51とロッカーローラ36との接点が非作用面51aから作用面51bへ移動し、ローラロッカーアーム35が押下されることになる。ローラロッカーアーム35が押下されると、それに伴って吸気バルブ11が開弁する。   As a result, the contact point between the swing cam surface 51 and the rocker roller 36 moves from the non-operation surface 51a to the operation surface 51b, and the roller rocker arm 35 is pushed down. When the roller rocker arm 35 is pressed, the intake valve 11 is opened accordingly.

なお、可変作用角機構201は、制御軸41を回動させる第2電動モータ410を備えている。第2電動モータ410が制御軸41の回転位置を変更すると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム50の揺動範囲が変化する。   The variable working angle mechanism 201 includes a second electric motor 410 that rotates the control shaft 41. When the second electric motor 410 changes the rotational position of the control shaft 41, the position of the second roller 53 on the slide surface 50a changes, and the swing range of the swing cam arm 50 during the lift operation changes.

たとえば、第2電動モータ410が制御軸41を図3中の反時計回りに回転させると、スライド面50aにおける第2ローラ53の位置が揺動カムアーム50の先端側に移動する。それに伴い、揺動カム面51とロッカーローラ36との当接位置が非作用面51aの範囲内において作用面51bから離間する位置へ変化する。   For example, when the second electric motor 410 rotates the control shaft 41 counterclockwise in FIG. 3, the position of the second roller 53 on the slide surface 50 a moves to the tip side of the swing cam arm 50. Accordingly, the contact position between the rocking cam surface 51 and the rocker roller 36 is changed to a position away from the action surface 51b within the range of the non-action surface 51a.

よって、吸気カム130のカムノーズが第1ローラ52を押動し始めてからローラロッカーアーム35が揺動し始めるまでに要する揺動カムアーム50の回転量(回転角度)が増加する。その結果、吸気バルブ11の閉弁タイミングが固定されつつ吸気バルブ11の作用角(及びリフト量)が減少する。   Therefore, the amount of rotation (rotation angle) of the swing cam arm 50 required from when the cam nose of the intake cam 130 starts to push the first roller 52 until the roller rocker arm 35 starts swinging increases. As a result, the operating angle (and lift amount) of the intake valve 11 decreases while the closing timing of the intake valve 11 is fixed.

逆に、第2電動モータ410が制御軸41を図3中の時計回りに回転させると、スライド面50aにおける第2ローラ53の位置が揺動カムアーム50の基端側へ移動する。それに伴い、揺動カム面51とローラロッカーアーム35との当接位置が非作用面51aの範囲内において作用面51bに近い位置へ変化する。   Conversely, when the second electric motor 410 rotates the control shaft 41 in the clockwise direction in FIG. 3, the position of the second roller 53 on the slide surface 50 a moves to the proximal end side of the swing cam arm 50. Accordingly, the contact position between the swing cam surface 51 and the roller rocker arm 35 changes to a position close to the action surface 51b within the range of the non-action surface 51a.

よって、吸気カム130のカムノーズが第1ローラ52を押動し始めてからローラロッ
カーアーム35が揺動し始めるまでに要する揺動カムアーム50の回転量(回転角度)が減少する。その結果、吸気バルブ11の閉弁タイミングが固定されつつ吸気バルブ11の作用角(及びリフト量)が増加する。
Therefore, the amount of rotation (rotation angle) of the swing cam arm 50 required from when the cam nose of the intake cam 130 starts to push the first roller 52 until the roller rocker arm 35 starts swinging is reduced. As a result, the operating angle (and lift amount) of the intake valve 11 increases while the closing timing of the intake valve 11 is fixed.

また、可変位相機構202は、図示しないカムプーリと吸気カムシャフト13との間に設けられている。可変位相機構202は、カムプーリに連動して回転する筐体と吸気カムシャフト13に連動して回転する回転軸とを備えた電動モータにより構成されている。   The variable phase mechanism 202 is provided between a cam pulley (not shown) and the intake camshaft 13. The variable phase mechanism 202 is configured by an electric motor including a casing that rotates in conjunction with the cam pulley and a rotating shaft that rotates in conjunction with the intake camshaft 13.

このように構成された可変位相機構202によれば、電動モータの回転軸がカムプーリの回転方向へ回転すると、カムプーリ(クランクシャフト7)に対する吸気カムシャフト13の位相が進角する。その結果、吸気バルブ11の開閉タイミングが進角されることになる。一方、電動モータの回転軸がカムプーリの回転方向と逆方向へ回転すると、カムプーリ(クランクシャフト7)に対する吸気カムシャフト13の位相が遅角する。その結果、吸気バルブ11の開閉タイミングが遅角されることになる。なお、以下では、可変位相機構202を第3電動モータ202と記す場合もある。   According to the variable phase mechanism 202 configured as described above, when the rotation shaft of the electric motor rotates in the rotation direction of the cam pulley, the phase of the intake camshaft 13 relative to the cam pulley (crankshaft 7) is advanced. As a result, the opening / closing timing of the intake valve 11 is advanced. On the other hand, when the rotating shaft of the electric motor rotates in the direction opposite to the rotating direction of the cam pulley, the phase of the intake camshaft 13 relative to the cam pulley (crankshaft 7) is retarded. As a result, the opening / closing timing of the intake valve 11 is retarded. Hereinafter, the variable phase mechanism 202 may be referred to as a third electric motor 202.

ここで図1に戻り、内燃機関1には、該内燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。ECU20には、クランクポジションセンサ21、アクセルポジションセンサ22、イグニッションスイッチ23、水温センサ24、リフトセンサ25等の各種センサの出力信号が入力されるようになっている。   Returning to FIG. 1, the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20 for controlling the operating state of the internal combustion engine 1. The ECU 20 is supplied with output signals from various sensors such as a crank position sensor 21, an accelerator position sensor 22, an ignition switch 23, a water temperature sensor 24, a lift sensor 25, and the like.

クランクポジションセンサ21は、クランクシャフト7の回転位置(回転角度)に相関する電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ22は、図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関する電気信号を出力するセンサである。水温センサ24は、内燃機関1を循環する冷却水の温度に相関する電気信号を出力するセンサである。リフトセンサ25は、クランクケース4においてシリンダブロック2との連結部位の近傍に配置され、クランクケース4に対するシリンダブロック2のリフト量(シリンダ軸方向の上死点側への変位量)に相関する電気信号を出力するセンサである。   The crank position sensor 21 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the rotational position (rotation angle) of the crankshaft 7. The accelerator position sensor 22 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown). The water temperature sensor 24 is a sensor that outputs an electrical signal that correlates with the temperature of the cooling water circulating in the internal combustion engine 1. The lift sensor 25 is disposed in the crankcase 4 in the vicinity of the connection portion with the cylinder block 2, and is correlated with the lift amount of the cylinder block 2 relative to the crankcase 4 (the displacement amount toward the top dead center side in the cylinder axis direction). It is a sensor that outputs a signal.

また、ECU20には、上記した燃料噴射弁15、点火プラグ16、第1電動モータ106、第2電動モータ410、可変位相機構(第3電動モータ)202等の各種機器が電気的に接続されている。ECU20は、上記した各種センサの出力信号に基づいて燃料噴射弁15、点火プラグ16、第1電動モータ106、第2電動モータ410、及び可変位相機構(第3電動モータ)202を制御する。   Further, the ECU 20 is electrically connected to various devices such as the fuel injection valve 15, the spark plug 16, the first electric motor 106, the second electric motor 410, and the variable phase mechanism (third electric motor) 202 described above. Yes. The ECU 20 controls the fuel injection valve 15, the spark plug 16, the first electric motor 106, the second electric motor 410, and the variable phase mechanism (third electric motor) 202 based on the output signals of the various sensors described above.

たとえば、ECU20は、内燃機関1が低負荷運転状態にあるときの熱効率を高めるために、高膨張比制御を行う。高膨張比制御では、ECU20は、内燃機関1の機械圧縮比を高めるべく第1電動モータ106を制御するとともに、内燃機関1の有効圧縮比を低下させるべく第2電動モータ410及び第3電動モータ202を制御する。   For example, the ECU 20 performs high expansion ratio control in order to increase the thermal efficiency when the internal combustion engine 1 is in a low load operation state. In the high expansion ratio control, the ECU 20 controls the first electric motor 106 to increase the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 and also the second electric motor 410 and the third electric motor to decrease the effective compression ratio of the internal combustion engine 1. 202 is controlled.

詳細には、ECU20は、シリンダブロック2が下死点方向へ変位するように第1電動モータ106を制御するとともに、吸気バルブ11の閉弁時期が圧縮行程半ばまで遅角するように第2電動モータ410を制御する。   Specifically, the ECU 20 controls the first electric motor 106 so that the cylinder block 2 is displaced toward the bottom dead center, and the second electric motor so that the closing timing of the intake valve 11 is delayed until the middle of the compression stroke. The motor 410 is controlled.

このような高膨張比制御が行われると、有効圧縮比がノッキングを回避し得る範囲に保たれたまま、膨脹比を高めることが可能となる。   When such high expansion ratio control is performed, the expansion ratio can be increased while the effective compression ratio is maintained in a range where knocking can be avoided.

また、ECU20は、内燃機関1の運転停止要求が発生したとき、言い換えれば、イグニッションスイッチ23がオン(ON)からオフ(OFF)へ切り換えられたときに、可変圧縮比機構100及び可変動弁機構200を次回始動に適した状態まで動作させる運転
停止時制御を実行する。
Further, the ECU 20 performs the variable compression ratio mechanism 100 and the variable valve mechanism when a request for stopping the operation of the internal combustion engine 1 is generated, in other words, when the ignition switch 23 is switched from ON to OFF. The control at the time of operation stop which operates 200 to the state suitable for the next start is executed.

運転停止時制御では、ECU20は、運転停止要求発生後も内燃機関1の運転を継続させる運転継続処理と、機械圧縮比が次回始動に適した値(始動時基準圧縮比)となり、且つ吸気バルブ11の作用角が次回始動に適した値(始動時基準作用角)となり、且つ吸気バルブ11の閉弁タイミングが次回始動に適した閉弁タイミング(以下、「始動時基準閉弁タイミング」と称する)となるように第1電動モータ106、第2電動モータ410、及び第3電動モータ202を制御する最適化処理と、を行う。   In the control at the time of operation stop, the ECU 20 performs the operation continuation processing for continuing the operation of the internal combustion engine 1 even after the operation stop request is generated, the mechanical compression ratio becomes a value suitable for the next start (startup reference compression ratio), and the intake valve 11 is a value suitable for the next start (a reference working angle at the start), and the closing timing of the intake valve 11 is a valve closing timing suitable for the next start (hereinafter referred to as a “starting reference valve closing timing”). ), An optimization process for controlling the first electric motor 106, the second electric motor 410, and the third electric motor 202 is performed.

なお、始動時基準圧縮比、始動時基準作用角、及び始動時基準閉弁タイミングは、圧縮端温度及び吸入空気量が冷間始動可能な範囲に収まり、且つ温間始動の際にノッキングやプレイグニッションを回避し得る範囲に収まるように定められた値であり、予め実験などを利用した適合処理によって定められた値である。   The starting reference compression ratio, starting reference working angle, and starting reference valve closing timing are within the range where the compression end temperature and the intake air amount can be cold-started, and knocking or pre- It is a value determined so as to fall within a range where ignition can be avoided, and is a value determined in advance by an adaptation process using an experiment or the like.

このような運転停止時制御が実行されると、次回始動時において、クランキングトルクの増大に伴う始動性の低下やスタータモータの負荷増加、ノッキングの発生に伴う振動・騒音の増加、未燃燃料成分の排出量増加による排気エミッションの増加を緩和することが可能となる。   If such control at the time of shutdown is executed, at the next start, the startability decreases as the cranking torque increases, the load on the starter motor increases, the vibration and noise increase due to the occurrence of knocking, the unburned fuel It is possible to mitigate an increase in exhaust emission due to an increase in component emissions.

ところで、運転継続処理実行期間中に第1電動モータ106、第2電動モータ410、及び第3電動モータ202が一斉に動作させられると、バッテリ電圧が過剰に低下する可能性がある。バッテリ電圧が過剰に低下すると、ECU20が正常な動作を継続することができずにリセットされる可能性がある。その場合、可変圧縮比機構100及び可変動弁機構200の状態を次回始動に適した状態にすることができなくなる虞がある。   By the way, if the 1st electric motor 106, the 2nd electric motor 410, and the 3rd electric motor 202 are operated simultaneously during the driving | running | working continuation process execution period, a battery voltage may fall excessively. If the battery voltage decreases excessively, the ECU 20 may not be able to continue normal operation and may be reset. In that case, there is a possibility that the state of the variable compression ratio mechanism 100 and the variable valve mechanism 200 cannot be made suitable for the next start.

そこで、本実施例における運転停止時制御では、ECU20は、運転継続処理実行期間中に可変圧縮比機構100又は可変動弁機構200の何れか一方のみを動作させ、運転継続処理実行期間終了後に可変圧縮比機構100又は可変動弁機構200の何れか他方を作動させるようにした。   Therefore, in the control at the time of operation stop in the present embodiment, the ECU 20 operates only one of the variable compression ratio mechanism 100 and the variable valve mechanism 200 during the operation continuation process execution period, and changes after the operation continuation process execution period ends. Either the compression ratio mechanism 100 or the variable valve mechanism 200 is operated.

このような方法により運転停止時制御が実行されると、バッテリ電圧の過剰な低下を回避することができるため、可変圧縮比機構100及び可変動弁機構200を次回始動に適した状態まで確実に動作させることが可能になる。   When the control at the time of operation stop is executed by such a method, an excessive decrease in the battery voltage can be avoided, so that the variable compression ratio mechanism 100 and the variable valve mechanism 200 are surely brought into a state suitable for the next start. It becomes possible to operate.

なお、ECU20は、運転停止要求発生時におけるリフトセンサ25の出力信号(実機械圧縮比)が始動時基準圧縮比より低いか否かの判別結果に基づいて、運転継続処理実行期間中に動作させる機構を選択してもよい。   The ECU 20 is operated during the operation continuation process execution period based on the determination result of whether or not the output signal (actual machine compression ratio) of the lift sensor 25 when the operation stop request is generated is lower than the starting reference compression ratio. A mechanism may be selected.

実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より低い場合は、可変圧縮比機構100が実機械圧縮比を始動時基準圧縮比まで高める(燃焼室容積を縮小させる)必要がある。一方、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比以上である場合は、可変圧縮比機構100が実機械圧縮比を始動時基準圧縮比まで低下させる(燃焼室容積を拡大させる)必要がある。   When the actual machine compression ratio is lower than the starting reference compression ratio, the variable compression ratio mechanism 100 needs to increase the actual machine compression ratio to the starting reference compression ratio (reduce the combustion chamber volume). On the other hand, when the actual machine compression ratio is equal to or higher than the starting reference compression ratio, the variable compression ratio mechanism 100 needs to reduce the actual machine compression ratio to the starting reference compression ratio (enlarge the combustion chamber volume).

ここで、本実施例の可変圧縮比機構100のように燃焼室容積を変更する機構においては、気筒5内で発生する燃焼圧が燃焼室容積を拡大(機械圧縮比を低下)させるように作用する。そのため、可変圧縮比機構100が燃焼室容積を拡大させる場合には燃焼圧が可変圧縮比機構100の動作を補助するアシスト力として作用するが、可変圧縮比機構100が燃焼室容積を縮小させる場合には燃焼圧が可変圧縮比機構100の動作を妨げる反力として作用することになる。   Here, in the mechanism that changes the combustion chamber volume, such as the variable compression ratio mechanism 100 of the present embodiment, the combustion pressure generated in the cylinder 5 acts to expand the combustion chamber volume (lower the mechanical compression ratio). To do. Therefore, when the variable compression ratio mechanism 100 expands the combustion chamber volume, the combustion pressure acts as an assisting force that assists the operation of the variable compression ratio mechanism 100, but the variable compression ratio mechanism 100 reduces the combustion chamber volume. The combustion pressure acts as a reaction force that hinders the operation of the variable compression ratio mechanism 100.

また、可変位相機構202が吸気カムシャフト13の位相を変更する際に、可変位相機構202は、クランクシャフト7からカムプーリを吸気カムシャフト13より進角させようとする力を受けるとともに、バルブスプリング11bから吸気カムシャフト13をカムプーリより遅角させようとする力を受ける。そのため、吸気カムシャフト13の位相を進角させる場合には上記した力が可変位相機構202の動作を妨げる反力として作用するが、吸気カムシャフト13の位相を遅角させる場合には上記した力が可変位相機構202の動作を補助するアシスト力として作用する。   Further, when the variable phase mechanism 202 changes the phase of the intake camshaft 13, the variable phase mechanism 202 receives a force from the crankshaft 7 to advance the cam pulley from the intake camshaft 13, and the valve spring 11b. To receive a force to retard the intake camshaft 13 from the cam pulley. Therefore, when the phase of the intake camshaft 13 is advanced, the above-described force acts as a reaction force that hinders the operation of the variable phase mechanism 202. However, when the phase of the intake camshaft 13 is retarded, the above-described force is applied. Acts as an assist force for assisting the operation of the variable phase mechanism 202.

なお、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より低いとき(内燃機関1が高負荷運転状態にあるとき)は吸気カムシャフト13の位相が始動時基準位相より遅角され、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より高いとき(内燃機関1が低負荷運転状態又はアイドル運転状態にあるとき)は吸気カムシャフト13の位相が始動時基準位相より進角されるものとする。   When the actual machine compression ratio is lower than the starting reference compression ratio (when the internal combustion engine 1 is in a high-load operation state), the phase of the intake camshaft 13 is retarded from the starting reference phase, and the actual machine compression ratio is When it is higher than the starting reference compression ratio (when the internal combustion engine 1 is in a low load operation state or an idling operation state), the phase of the intake camshaft 13 is advanced from the starting reference phase.

一方、可変作用角機構201が吸気バルブ11の作用角を変更する際に、バルブスプリング11bの付勢力が可変作用角機構201に作用する。詳細には、可変作用角機構201が吸気バルブ11の作用角を拡大させる場合にはバルブスプリング11bの付勢力が可変作用角機構201の動作を妨げる反力として作用し、可変作用角機構201が吸気バルブ11の作用角を縮小させる場合にはバルブスプリング11bの付勢力が可変作用角機構201の動作を補助するアシスト力として作用する。ただし、上記した傾向は、内燃機関1が運転中であるか或いは運転停止中であるかにかかわらず一定である。   On the other hand, when the variable working angle mechanism 201 changes the working angle of the intake valve 11, the urging force of the valve spring 11 b acts on the variable working angle mechanism 201. Specifically, when the variable working angle mechanism 201 increases the working angle of the intake valve 11, the urging force of the valve spring 11b acts as a reaction force that hinders the operation of the variable working angle mechanism 201. When the operating angle of the intake valve 11 is reduced, the urging force of the valve spring 11 b acts as an assist force that assists the operation of the variable operating angle mechanism 201. However, the above-mentioned tendency is constant regardless of whether the internal combustion engine 1 is operating or is stopped.

そこで、ECU20は、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より高い場合(内燃機関1が低負荷運転状態又はアイドル運転状態にあるときに運転停止要求が発生した場合)は、図4に示すように、運転継続処理実行期間中に可変圧縮比機構100を動作させ、運転継続処理実行期間終了後(フューエルカット(FC)の実施後)に可変作用角機構201及び可変位相機構202を動作させるようにした。   Therefore, when the actual machine compression ratio is higher than the starting reference compression ratio (when the operation stop request is generated when the internal combustion engine 1 is in the low load operation state or the idle operation state), the ECU 20 is as shown in FIG. In addition, the variable compression ratio mechanism 100 is operated during the operation continuation process execution period, and the variable working angle mechanism 201 and the variable phase mechanism 202 are operated after the operation continuation process execution period ends (after the fuel cut (FC) is performed). I made it.

その場合、気筒5内で発生する燃焼圧が可変圧縮比機構100の動作を補助するアシスト力として作用するため、第1電動モータ106の印加電圧を低く抑えることができる。その結果、運転継続処理実行期間中にバッテリ電圧が過剰に低下する事態を回避することができる。   In that case, the combustion pressure generated in the cylinder 5 acts as an assisting force that assists the operation of the variable compression ratio mechanism 100, so that the voltage applied to the first electric motor 106 can be kept low. As a result, it is possible to avoid a situation in which the battery voltage decreases excessively during the operation continuation process execution period.

なお、吸気カムシャフト13の位相は運転継続処理実行期間中に変更されるようにしてもよい。運転継続処理実行期間中はバルブスプリング1bの付勢力及びクランクシャフト7の回転力を利用して吸気カムシャフト13の位相を始動時基準位相まで遅角させることができる。そのため、第3電動モータ202を作動させることなく吸気カムシャフト13の位相を始動時基準位相まで遅角させることができる。よって、運転継続処理実行期間中は第1電動モータ106のみを作動させ、運転継続処理実行期間終了後は第2電動モータ410のみを作動させればよいことになる。その結果、運転継続処理実行期間中におけるバッテリ電圧の低下量を少なく抑えつつ、運転継続処理実行期間終了後におけるバッテリ電圧の低下量も少なく抑えることが可能になる。   The phase of the intake camshaft 13 may be changed during the operation continuation process execution period. During the operation continuation processing period, the phase of the intake camshaft 13 can be retarded to the starting reference phase by using the urging force of the valve spring 1b and the rotational force of the crankshaft 7. Therefore, the phase of the intake camshaft 13 can be retarded to the starting reference phase without operating the third electric motor 202. Therefore, only the first electric motor 106 is operated during the operation continuation process execution period, and only the second electric motor 410 is operated after the operation continuation process execution period ends. As a result, it is possible to reduce the decrease amount of the battery voltage after the end of the operation continuation process execution period while suppressing the decrease amount of the battery voltage during the operation continuation process execution period.

また、ECU20は、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より低い場合(内燃機関1が高負荷運転状態にあるときに運転停止要求が発生した場合)は、図5に示すように、運転継続処理実行期間中に可変作用角機構201及び可変位相機構202を動作させ、運転継続処理実行期間終了後(フューエルカット(FC)の実施後)の運転停止中に可変圧縮比機構100を動作させるようにした。   Further, when the actual machine compression ratio is lower than the starting reference compression ratio (when the operation stop request is generated when the internal combustion engine 1 is in a high load operation state), the ECU 20 continues the operation as shown in FIG. The variable working angle mechanism 201 and the variable phase mechanism 202 are operated during the process execution period, and the variable compression ratio mechanism 100 is operated during the operation stop after the end of the operation continuation process execution period (after the fuel cut (FC) is performed). I made it.

その場合、運転継続処理実行期間中に可変作用角機構201と可変位相機構202を動作させる必要があるが、バルブスプリング11bの付勢力が可変作用角機構201の動作
を補助するアシスト力として作用するため、第2電動モータ410の印加電圧を小さくすることができる。
In that case, it is necessary to operate the variable working angle mechanism 201 and the variable phase mechanism 202 during the operation continuation processing execution period, but the urging force of the valve spring 11b acts as an assisting force that assists the operation of the variable working angle mechanism 201. Therefore, the applied voltage of the second electric motor 410 can be reduced.

なお、吸気カムシャフト13の位相は運転継続処理実行期間終了後に変更されるようにしてもよい。運転継続処理実行期間はクランクシャフト7の回転力が可変位相機構202の動作(吸気カムシャフト13を進角させる動作)を妨げる反力として作用するため、第3電動モータ202の消費電力が大きくなる可能性がある。これに対し、運転継続処理実行期間終了後に吸気カムシャフト13の位相が変更されると、運転継続処理実行期間中より低い印加電圧によって吸気カムシャフト13の位相を変更することができる。よって、運転継続処理実行期間終了後におけるバッテリ電圧の過剰な低下を回避しつつ、運転継続処理実行期間中におけるバッテリ電圧の低下量を一層少なく抑えることができる。   The phase of the intake camshaft 13 may be changed after the operation continuation process execution period ends. Since the rotational force of the crankshaft 7 acts as a reaction force that hinders the operation of the variable phase mechanism 202 (the operation of advancing the intake camshaft 13) during the operation continuation processing execution period, the power consumption of the third electric motor 202 increases. there is a possibility. On the other hand, if the phase of the intake camshaft 13 is changed after the operation continuation process execution period ends, the phase of the intake camshaft 13 can be changed by a lower applied voltage than during the operation continuation process execution period. Therefore, it is possible to further reduce the amount of decrease in the battery voltage during the operation continuation process execution period while avoiding an excessive decrease in the battery voltage after the operation continuation process execution period ends.

以下、本実施例における運転停止時制御の実行手順について図6に沿って説明する。図6は、運転停止時制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、イグニションスイッチがオン(ON)からオフ(OFF)へ切り換えられたことをトリガにしてECU20が実行するルーチンである。   Hereinafter, the execution procedure of the control at the time of operation stop in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a control routine at the time of operation stop. This routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20, and is a routine that is executed by the ECU 20 when the ignition switch is switched from ON to OFF.

図6の運転停止時制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS101においてイグニッションスイッチ23がオン(ON)からオフ(OFF)へ切り換えられたか否かを判別する。S101において否定判定された場合は、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S101において肯定判定された場合は、ECU20はS102へ進む。   In the operation stop time control routine of FIG. 6, the ECU 20 first determines in step S101 whether or not the ignition switch 23 has been switched from on (ON) to off (OFF). If a negative determination is made in S101, the ECU 20 ends the execution of this routine. On the other hand, if an affirmative determination is made in S101, the ECU 20 proceeds to S102.

S102では、ECU20は、運転継続処理を実行する。具体的には、ECU20は、燃料噴射弁15及び点火プラグ16の作動を継続させる。その際の目標噴射量及び目標点火時期は、内燃機関1がアイドル運転状態にあるときの目標噴射量及び目標点火時期に設定されるものとする。   In S102, the ECU 20 executes an operation continuation process. Specifically, the ECU 20 continues the operation of the fuel injection valve 15 and the spark plug 16. In this case, the target injection amount and the target ignition timing are set to the target injection amount and the target ignition timing when the internal combustion engine 1 is in the idling operation state.

S103では、ECU20は、リフトセンサ25の出力信号(実機械圧縮比)を読み込む。続いて、ECU20は、S104へ進み、前記実機械圧縮比が始動時基準圧縮比より低いか否かを判別する。前記S104において肯定判定された場合は、ECU20は、S105へ進む。   In S103, the ECU 20 reads the output signal (actual machine compression ratio) of the lift sensor 25. Subsequently, the ECU 20 proceeds to S104, and determines whether or not the actual machine compression ratio is lower than the starting reference compression ratio. If an affirmative determination is made in S104, the ECU 20 proceeds to S105.

S105では、ECU20は、吸気バルブ11の作用角を始動時基準作用角まで変更すべく第2電動モータ410を動作させるとともに、吸気カムシャフト13の位相を始動時基準位相まで変更すべく第3電動モータ202を動作させる。   In S105, the ECU 20 operates the second electric motor 410 to change the operating angle of the intake valve 11 to the starting reference operating angle, and the third electric motor to change the phase of the intake camshaft 13 to the starting reference phase. The motor 202 is operated.

S106では、吸気バルブ11の実作用角(制御軸41の回転位置)が始動時基準作用角と等しく、且つ吸気カムシャフト13の実位相が始動時基準位相に等しくなったか否かを判別する。S106において否定判定された場合は、ECU20は、S105へ戻る。S106において肯定判定された場合は、ECU20は、S107へ進む。   In S106, it is determined whether or not the actual operating angle of the intake valve 11 (the rotational position of the control shaft 41) is equal to the starting reference operating angle and the actual phase of the intake camshaft 13 is equal to the starting reference phase. If a negative determination is made in S106, the ECU 20 returns to S105. If an affirmative determination is made in S106, the ECU 20 proceeds to S107.

S107では、ECU20は、可変作用角機構201及び可変位相機構202(第2電動モータ410及び第3電動モータ202)の動作を停止させるとともに、運転継続処理を終了(燃料噴射弁15の作動停止、及び点火プラグ16の作動停止)させる。   In S107, the ECU 20 stops the operation of the variable working angle mechanism 201 and the variable phase mechanism 202 (the second electric motor 410 and the third electric motor 202) and ends the operation continuation process (deactivation of the fuel injection valve 15, And the operation of the spark plug 16 is stopped).

S108では、ECU20は、実機械圧縮比を始動時基準圧縮比に変更すべく可変圧縮比機構100(第1電動モータ106)を作動させる。   In S108, the ECU 20 operates the variable compression ratio mechanism 100 (first electric motor 106) so as to change the actual machine compression ratio to the starting reference compression ratio.

また、前記S104において否定判定された場合は、ECU20は、S109へ進む。
S109では、ECU20は、実機械圧縮比を始動時基準圧縮比に変更すべく可変圧縮比機構100(第1電動モータ106)を作動させる。
If a negative determination is made in S104, the ECU 20 proceeds to S109.
In S109, the ECU 20 operates the variable compression ratio mechanism 100 (first electric motor 106) to change the actual machine compression ratio to the starting reference compression ratio.

S110では、ECU20は、実機械圧縮比が始動時基準圧縮比に等しくなったか否かを判別する。S110において否定判定された場合は、ECU20は、S109へ戻る。S110において肯定判定された場合は、ECU20は、S111へ進む。   In S110, the ECU 20 determines whether or not the actual machine compression ratio is equal to the starting reference compression ratio. If a negative determination is made in S110, the ECU 20 returns to S109. If an affirmative determination is made in S110, the ECU 20 proceeds to S111.

S111では、ECU20は、可変圧縮比機構100(第1電動モータ106)の動作を停止させるとともに、運転継続処理を終了(燃料噴射弁15の作動停止、及び点火プラグ16の作動停止)させる。   In S111, the ECU 20 stops the operation of the variable compression ratio mechanism 100 (first electric motor 106) and ends the operation continuation process (stops the operation of the fuel injection valve 15 and stops the operation of the spark plug 16).

S112では、ECU20は、吸気バルブ11の作用角を始動時基準作用角まで変更すべく第2電動モータ410を動作させるとともに、吸気カムシャフト13の位相を始動時基準位相まで変更すべく第3電動モータ202を動作させる。   In S112, the ECU 20 operates the second electric motor 410 in order to change the operating angle of the intake valve 11 to the starting reference operating angle, and the third electric motor to change the phase of the intake camshaft 13 to the starting reference phase. The motor 202 is operated.

以上述べたようにECU20が運転停止時制御ルーチンを実行することにより、本発明に係わる運転継続手段、制御手段、及び判別手段が実現される。その結果、内燃機関1の運転停止要求が発生したときにバッテリ電圧の過剰な低下を回避しつつ可変圧縮比機構100及び可変動弁機構200を次回始動に適した状態へ動作させることができる。   As described above, when the ECU 20 executes the control routine at the time of operation stop, the operation continuation means, control means, and determination means according to the present invention are realized. As a result, it is possible to operate the variable compression ratio mechanism 100 and the variable valve mechanism 200 to a state suitable for the next start while avoiding an excessive decrease in the battery voltage when an operation stop request for the internal combustion engine 1 is generated.

前述した実施例においては、本発明を火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)に適用する例について説明したが、本発明を圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)に適用してもよい。要するに、本発明は、電動アクチュエータにより駆動される可変機構を複数具備する内燃機関であれば適用可能である。   In the embodiment described above, the example in which the present invention is applied to a spark ignition type internal combustion engine (gasoline engine) has been described. However, the present invention may be applied to a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine). In short, the present invention is applicable to any internal combustion engine having a plurality of variable mechanisms driven by an electric actuator.

1 内燃機関
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 クランクケース
5 気筒
6 ピストン
7 クランクシャフト
8 コネクティングロッド
9 吸気ポート
10 排気ポート
11 吸気バルブ
11b バルブスプリング
12 排気バルブ
13 吸気カムシャフト
14 排気カムシャフト
15 燃料噴射弁
16 点火プラグ
25 リフトセンサ
100 可変圧縮比機構
106 第1電動モータ
130 吸気カム
200 可変動弁機構
201 可変作用角機構
202 可変位相機構
202 第3電動モータ
410 第2電動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder block 3 Cylinder head 4 Crankcase 5 Cylinder 6 Piston 7 Crankshaft 8 Connecting rod 9 Intake port 10 Exhaust port 11 Intake valve 11b Valve spring 12 Exhaust valve 13 Intake camshaft 14 Exhaust camshaft 15 Fuel injection valve 16 Spark plug 25 Lift sensor 100 Variable compression ratio mechanism 106 First electric motor 130 Intake cam 200 Variable valve mechanism 201 Variable working angle mechanism 202 Variable phase mechanism 202 Third electric motor 410 Second electric motor

Claims (2)

電動アクチュエータにより駆動される可変動弁機構と電動アクチュエータにより駆動される可変圧縮比機構とを備えた内燃機関の可変機構制御システムにおいて、
内燃機関の運転停止要求が発生した後に内燃機関の運転を継続させる運転継続手段と、
前記運転継続手段による運転継続期間中に前記可変動弁機構又は前記可変圧縮比機構の何れか一方を次回始動に適した状態まで動作させ、前記運転継続手段による運転継続期間の終了後に前記可変動弁機構又は前記可変圧縮比機構の何れか他方を次回始動に適した状態まで動作させる制御手段と、
運転停止要求発生時における内燃機関の圧縮比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された圧縮比が次回始動に適した圧縮比である始動時基準圧縮比より低いか否かを判別する判別手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記判別手段により肯定判定された場合は運転継続期間中に動作させる機構として可変動弁機構を選択し、前記判別手段により否定判定された場合は運転継続期間中に動作させる機構として可変圧縮比機構を選択することを特徴とする内燃機関の可変機構制御システム。
In a variable mechanism control system for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism driven by an electric actuator and a variable compression ratio mechanism driven by an electric actuator,
An operation continuation means for continuing the operation of the internal combustion engine after an internal combustion engine operation stop request is generated;
During the operation continuation period by the operation continuation means, either the variable valve mechanism or the variable compression ratio mechanism is operated to a state suitable for the next start, and after the operation continuation period by the operation continuation means ends, the variable motion Control means for operating either the valve mechanism or the variable compression ratio mechanism to a state suitable for the next start;
Detecting means for detecting the compression ratio of the internal combustion engine at the time when the operation stop request is generated;
Discrimination means for discriminating whether or not the compression ratio detected by the detection means is lower than a reference compression ratio at start which is a compression ratio suitable for next start;
Bei to give a,
The control means selects a variable valve mechanism as a mechanism to be operated during the operation continuation period when the determination means is affirmative, and operates during the operation continuation period when the determination means is negative. A variable mechanism control system for an internal combustion engine, wherein a variable compression ratio mechanism is selected as
請求項1において、前記制御手段は、運転停止要求発生時における可変動弁機構
の状態が電動アクチュエータの動力に依存することなく次回始動に適した状態まで動作可能である場合は、可変動弁機構用の電動アクチュエータに対する電力供給を行わないことを特徴とする内燃機関の可変機構制御システム。
Oite to claim 1, wherein if is operable to condition the state of the variable valve mechanism during operation stop request generated is suitable for the next start-up without depending on the power of the electric actuator, the variable A variable mechanism control system for an internal combustion engine, wherein power is not supplied to an electric actuator for a valve mechanism.
JP2010016762A 2010-01-28 2010-01-28 Variable mechanism control system for internal combustion engine Active JP5515793B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010016762A JP5515793B2 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Variable mechanism control system for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010016762A JP5515793B2 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Variable mechanism control system for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011153597A JP2011153597A (en) 2011-08-11
JP5515793B2 true JP5515793B2 (en) 2014-06-11

Family

ID=44539733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010016762A Active JP5515793B2 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Variable mechanism control system for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5515793B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014010018A1 (en) 2012-07-09 2014-01-16 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP6432827B2 (en) * 2014-09-22 2018-12-05 三菱自動車工業株式会社 Internal combustion engine with variable compression ratio mechanism
JP6477564B2 (en) * 2016-03-23 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 Engine equipment
US10202912B2 (en) * 2017-06-20 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing variable compression ratio engine shutdown shake

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127239A (en) * 2003-10-24 2005-05-19 Honda Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine
JP2007100681A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Toyota Motor Corp Electric variable valve timing mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011153597A (en) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7191746B2 (en) Engine start control apparatus
US7789051B2 (en) Variable valve actuating apparatus for internal combustion engine
US6840201B2 (en) Variable valve timing control apparatus and method for an internal combustion engine
US7451739B2 (en) Ignition timing control system and method for internal combustion engine, and engine control unit
US6705257B2 (en) Apparatus and method for controlling variable valve in internal combustion engine
US8843294B2 (en) Apparatus for and method of controlling variable valve timing mechanism
KR100935708B1 (en) Apparatus for and method of controlling a starting operation to restart an engine
JP5654940B2 (en) Variable valve operating controller and internal combustion engine variable valve operating device
JP4792882B2 (en) Control device for internal combustion engine
US20200232325A1 (en) Variable operation system for internal combustion engine, and control device therefor
US20090159027A1 (en) Variable valve actuating apparatus for internal combustion engine, and controller for variable valve actuating apparatus
JP4396339B2 (en) Intake valve drive control device for internal combustion engine
JP5515793B2 (en) Variable mechanism control system for internal combustion engine
JP5035317B2 (en) Internal combustion engine control method and internal combustion engine system
JP3829629B2 (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP2010168966A (en) Control device for vehicular internal combustion engine
JP2010084587A (en) Valve timing control method of internal combustion engine and internal combustion engine system
JP4525557B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2008291852A (en) Intake valve drive control device for internal combustion engine
JP5206565B2 (en) Internal combustion engine control system
JP2008196316A (en) Starting control device of internal combustion engine
JP2015224554A (en) Internal combustion engine decompression device
JP4609065B2 (en) Control device for internal combustion engine
WO2020008941A1 (en) Internal combustion engine control system and control device for same
JP2007016793A (en) Variable valve gear of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130827

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: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140317