JP5668458B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、機関弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、を有する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism capable of changing an engine compression ratio and a variable valve mechanism capable of changing a valve timing of an engine valve.

例えば、特許文献1には、機関弁のリフト作動角の中心位相を遅進させることが可能な第1可変機構と、ピストンストローク特性を変更して機関圧縮比を変更することが可能な第2可変機構と、機関弁のリフト量とバルブ作動角を拡大縮小することが可能な第3可変機構と、と有し、これらの各可変機構のいずれかに異常があると判断された場合には、各可変機構のうちの正常な機構の作動を制御して、機関弁とピストンとの干渉を防止するようにした技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a first variable mechanism that can retard the center phase of the lift operating angle of an engine valve, and a second that can change an engine compression ratio by changing piston stroke characteristics. A variable mechanism, a third variable mechanism capable of enlarging and reducing the lift amount and valve operating angle of the engine valve, and if any of these variable mechanisms is determined to be abnormal A technology is disclosed in which the operation of a normal mechanism among the variable mechanisms is controlled to prevent interference between the engine valve and the piston.

ここで、この第2可変機構により精度良く機関圧縮比を可変制御するには、第2可変機構により機関圧縮比を変更する際の基準となる第2可変機構の制御位置に対応した基準圧縮比を精度よく検出しておくことが必要である
例えば、第2可変機構を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に機械的なストッパーに突き当たるまで最大限駆動して、このときに検出された第2可変機構の制御位置を低圧縮比側の基準圧縮比とする。また、第2可変機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に機械的なストッパーに突き当たるまで最大限駆動して、このときに検出された第2可変機構の制御位置を高圧縮比側の基準圧縮比とする。そして、機関圧縮比を変更する際には、これらの基準圧縮比を基準として、第2可変機構を駆動制御することで、機関圧縮比を目標機関圧縮比に対して精度よく追従させることが可能となる。
Here, in order to variably control the engine compression ratio with the second variable mechanism, the reference compression ratio corresponding to the control position of the second variable mechanism, which becomes the reference when the engine compression ratio is changed by the second variable mechanism. For example, the second variable mechanism is driven as much as possible until it hits a mechanical stopper on the low compression ratio side where the engine compression ratio becomes low, and the second variable mechanism detected at this time is detected. 2 The control position of the variable mechanism is set to the reference compression ratio on the low compression ratio side. Further, the second variable mechanism is driven as much as possible until it hits a mechanical stopper on the high compression ratio side where the engine compression ratio becomes high, and the control position of the second variable mechanism detected at this time is set on the high compression ratio side. Use standard compression ratio. When changing the engine compression ratio, it is possible to cause the engine compression ratio to accurately follow the target engine compression ratio by controlling the drive of the second variable mechanism based on these reference compression ratios. It becomes.

特許第4195351号公報Japanese Patent No. 4195351

しかしながら、この特許文献1に開示されるような内燃機関においては、例えば、第2可変機構以外の第1または第3可変機構の少なくともいずれか一方が故障していると、第2可変機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に最大限駆動して高圧縮比側の基準圧縮比を検出しようとする際に、機関弁とピストンとが干渉してしまう虞がある。   However, in the internal combustion engine as disclosed in Patent Document 1, for example, when at least one of the first or third variable mechanism other than the second variable mechanism is out of order, the second variable mechanism is used as the engine. When attempting to detect the reference compression ratio on the high compression ratio side by driving to the high compression ratio side where the compression ratio becomes high, the engine valve and the piston may interfere with each other.

そこで、本発明は、内燃機関を始動する際に、可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動してから低圧縮比側基準圧縮比(低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)を検出し、機関弁のバルブタイミングを検出し、低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動しての高圧縮比側基準圧縮比(高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)の検出を行うように構成されていることを特徴としている。   Therefore, according to the present invention, when the internal combustion engine is started, the variable compression ratio mechanism is driven in a direction in which the engine compression ratio becomes lower, and then the low compression ratio side reference compression ratio (control corresponding to the low compression ratio side reference compression ratio). Position or control amount), the valve timing of the engine valve is detected, and after the detection of the low compression ratio side reference compression ratio and the valve timing is detected, the variable compression ratio mechanism is moved in the direction of increasing the engine compression ratio. It is configured to detect a high compression ratio side reference compression ratio (control position or control amount corresponding to the high compression ratio side reference compression ratio) after driving.

低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出に対する、高圧縮比側基準圧縮比の検出の順序を特定する(高圧縮比側基準圧縮比の検出を後にする)本発明によれば、内燃機関の始動時に、可変圧縮比機構の制御に用いる低圧縮比側基準圧縮比(低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)及び高圧縮比側基準圧縮比(高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)の更新をしつつ、機関弁とピストンとの干渉を回避することができる。   According to the present invention, the order of detection of the high compression ratio side reference compression ratio with respect to the detection of the low compression ratio side reference compression ratio and the detection of the valve timing is specified (the detection of the high compression ratio side reference compression ratio is performed later). The low compression ratio side reference compression ratio (control position or control amount corresponding to the low compression ratio side reference compression ratio) and the high compression ratio side reference compression ratio (high compression ratio) used for controlling the variable compression ratio mechanism when starting the internal combustion engine The interference between the engine valve and the piston can be avoided while the control position or control amount) corresponding to the side reference compression ratio is updated.

本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成の概略を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the outline of the system configuration | structure of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関の制御装置に適用される可変圧縮比機構を模式的に示した説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which showed typically the variable compression ratio mechanism applied to the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 可変圧縮比機構のリンク姿勢を模式的に示した説明図であって、(A)は高圧縮比位置を示し、(B)は低圧縮比位置を示す。It is explanatory drawing which showed typically the link attitude | position of a variable compression ratio mechanism, (A) shows a high compression ratio position, (B) shows a low compression ratio position. 可変圧縮比機構のピストンモーションを示す特性図。The characteristic view which shows the piston motion of a variable compression ratio mechanism. 可変圧縮比機構における低圧縮比位置と高圧縮比位置でのコントロールリンクとコントロールシャフト等の位置関係を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the positional relationship of a control link, a control shaft, etc. in the low compression ratio position and high compression ratio position in a variable compression ratio mechanism. 本発明に係る内燃機関の始動時における全体の制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the whole control at the time of start-up of the internal combustion engine which concerns on this invention. 図6のS1における始動許可判定処理の内容を示すサブルーチン。The subroutine which shows the content of the starting permission determination process in S1 of FIG. 図6のS2における圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチン。The subroutine which shows the content of the compression ratio initialization process in S2 of FIG. 図8のS24における低圧縮比側基準圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチン。The subroutine which shows the content of the low compression ratio side reference | standard compression ratio initialization process in S24 of FIG. 図6のS3におけるクランキング処理の内容を示すサブルーチン。The subroutine which shows the content of the cranking process in S3 of FIG. 図6のS4における始動完了判定処理の内容を示すサブルーチン。The subroutine which shows the content of the start completion determination process in S4 of FIG. 比較例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows an example of the crank angle at the time of starting of the internal combustion engine in a comparative example, the valve timing of an intake valve, and a compression ratio. 本実施例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows an example of the change of the crank angle at the time of the starting of the internal combustion engine in this embodiment, the valve timing of an intake valve, and a compression ratio.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

始めに、本発明が適用される内燃機関の基本的な構成を説明する。図1に示すように、この内燃機関1は、シリンダヘッド1aとシリンダブロック1bとにより大略構成されており、かつピストン3の上方に画成される燃焼室4内の混合気を火花点火する点火プラグ9を備えたガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関である。この内燃機関1は、周知のように、吸気カムシャフト12に設けられた吸気カム12aにより駆動されて吸気ポート7を開閉する機関弁としての吸気弁5と、排気カムシャフト13に設けられた排気カム13aにより駆動されて排気ポート8を開閉する機関弁としての排気弁6と、吸気ポート7に燃料を噴射する燃料噴射弁10と、吸気コレクタ14の上流側を開閉して吸入空気量を調整するスロットル15と、を有し、かつ吸気弁5を駆動する吸気弁側の動弁機構として吸気弁5のバルブタイミングを連続的に変更可能な可変動弁機構18と、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構20と、を備えている。なお、本実施例においては、排気弁6を駆動する排気弁側の動弁機構は、一般的な直動式カム(リフト・作動角及びリフト中心角の位相が固定)を用いた動弁機構(図示せず)となっている。   First, a basic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is roughly constituted by a cylinder head 1 a and a cylinder block 1 b, and an ignition for spark-igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber 4 defined above a piston 3. A spark ignition internal combustion engine such as a gasoline engine provided with a plug 9. As is well known, the internal combustion engine 1 is driven by an intake cam 12a provided on an intake camshaft 12 to drive an intake valve 5 as an engine valve that opens and closes an intake port 7, and an exhaust camshaft 13 is provided with an exhaust valve. An exhaust valve 6 as an engine valve that is driven by a cam 13a to open and close the exhaust port 8, a fuel injection valve 10 that injects fuel into the intake port 7, and an upstream side of the intake collector 14 is opened and closed to adjust the intake air amount. And a variable valve mechanism 18 capable of continuously changing the valve timing of the intake valve 5 as a valve mechanism on the intake valve side that drives the intake valve 5 and the engine compression ratio can be changed. Variable compression ratio mechanism 20. In this embodiment, the valve mechanism on the exhaust valve side that drives the exhaust valve 6 is a valve mechanism that uses a general direct-acting cam (the phase of the lift / operating angle and lift center angle is fixed). (Not shown).

エンジンコントロールモジュール(ECM)11は、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータであり、排気の空燃比を検出する空燃比センサ16からの空燃比センサ信号、スロットル開度を検出するスロットルセンサ信号、機関水温を検出する水温センサからの水温センサ信号、機関回転速度を検出するクランク角センサからのクランク角センサ信号、ノッキングの有無を検出するノックセンサからのノックセンサ信号、バッテリ17から供給される電力により可変圧縮比機構20の制御軸27を駆動する電動機21からの回転角センサ信号や負荷センサ信号、可変圧縮比機構20の制御軸27の回転角度を検出する角度位置センサ信号等の各種信号に基づいて、燃料噴射弁10、点火プラグ9、スロットル15、及び可変圧縮比機構20の電動機21等の各種アクチュエータへ制御信号を出力して、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度、及び機関圧縮比等を統括的に制御する。   The engine control module (ECM) 11 is a well-known digital computer having a CPU, a ROM, a RAM and an input / output interface. Throttle sensor signal to detect, water temperature sensor signal from water temperature sensor to detect engine water temperature, crank angle sensor signal from crank angle sensor to detect engine rotation speed, knock sensor signal from knock sensor to detect presence or absence of knocking, battery 17 is a rotational angle sensor signal and load sensor signal from the electric motor 21 that drives the control shaft 27 of the variable compression ratio mechanism 20 by the electric power supplied from 17, and an angular position sensor that detects the rotation angle of the control shaft 27 of the variable compression ratio mechanism 20. Based on various signals such as signals, the fuel injection valve 10, the ignition plug 9. Control signals are output to various actuators such as the throttle 15 and the electric motor 21 of the variable compression ratio mechanism 20 to control the fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, throttle opening, engine compression ratio, etc. Control.

可変動弁機構18は、本実施例においては吸気弁5のリフト中心角の位相を遅進させることが可能ないわゆる位相可変機構であって、内燃機関1のクランクシャフト22により駆動する吸気カムシャフト12と、吸気カムシャフト12の前端部に設けられ、タイミングチェーン(図示せず)もしくはタイミングベルト(図示せず)を介してクランクシャフト22と連動しているスプロケット(図示せず)と、このスプロケットと吸気カムシャフト12とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ(図示せず)と、から大略構成されている。前記位相制御用アクチュエータは、例えば、油圧式の回転型アクチュエータからなり、ECM11からの制御信号によって油圧制御弁(図示せず)を介して制御され、この位相制御用アクチュエータの作用によって、前記スプロケットと吸気カムシャフト12とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角の位相が遅進する。そして、前記位相可変機構の制御状態は、吸気カムシャフト12の回転位置を検出する吸気カムシャフトセンサ19によって検出され、ECM11に入力されている。   The variable valve mechanism 18 is a so-called phase variable mechanism capable of delaying the phase of the lift center angle of the intake valve 5 in this embodiment, and is an intake camshaft driven by the crankshaft 22 of the internal combustion engine 1. 12, a sprocket (not shown) provided at the front end portion of the intake camshaft 12 and linked to the crankshaft 22 via a timing chain (not shown) or a timing belt (not shown), and the sprocket And a phase control actuator (not shown) for relatively rotating the intake camshaft 12 within a predetermined angle range. The phase control actuator is composed of, for example, a hydraulic rotary actuator, and is controlled via a hydraulic control valve (not shown) by a control signal from the ECM 11, and by the action of the phase control actuator, the sprocket and The intake camshaft 12 rotates relatively, and the phase of the lift center angle in the valve lift is retarded. The control state of the phase variable mechanism is detected by an intake camshaft sensor 19 that detects the rotational position of the intake camshaft 12 and is input to the ECM 11.

図2及び図3に示すように、可変圧縮比機構20は、ピストン3とクランシャフト22のクランクピン23とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものであって、クランクピン23に回転可能に装着されたロアリンク24と、このロアリンク24とピストン3とを連結するアッパリンク25と、偏心軸部28が設けられた制御軸27と、偏心軸部28とロアリンク24とを連結する制御リンク26と、を有している。アッパリンク25は、一端がピストンピン30に回転可能に取り付けられ、他端が第1連結ピン31によりロアリンク24と回転可能に連結されている。制御リンク26は、一端が第2連結ピン32によりロアリンク24と回転可能に連結されており、他端が偏心軸部28に回転可能に取り付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the variable compression ratio mechanism 20 uses a multi-link type piston-crank mechanism in which the piston 3 and the crank pin 23 of the crankshaft 22 are linked by a plurality of links. A lower link 24 rotatably attached to the crankpin 23, an upper link 25 connecting the lower link 24 and the piston 3, a control shaft 27 provided with an eccentric shaft portion 28, an eccentric shaft portion 28 and a lower And a control link 26 connecting the link 24. One end of the upper link 25 is rotatably attached to the piston pin 30 and the other end is rotatably connected to the lower link 24 by a first connecting pin 31. One end of the control link 26 is rotatably connected to the lower link 24 by the second connecting pin 32, and the other end is rotatably attached to the eccentric shaft portion 28.

制御軸27は、クランクシャフト22と平行に配置され、かつシリンダブロック1bに回転可能に支持されている。そして、この制御軸27は、歯車機構29を介して電動機21によって回転駆動され、その回転位置が制御されている。   The control shaft 27 is disposed in parallel with the crankshaft 22 and is rotatably supported by the cylinder block 1b. The control shaft 27 is rotationally driven by the electric motor 21 via the gear mechanism 29, and its rotational position is controlled.

電動機21により制御軸27の回転位置を変更することにより、図3にも示すように、制御リンク26によるロアリンク24の姿勢が変化し、ピストン3のピストンモーション(ストローク特性)、すなわちピストン3の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、機関圧縮比が連続的に変更・制御される。   By changing the rotational position of the control shaft 27 by the electric motor 21, as shown in FIG. 3, the posture of the lower link 24 by the control link 26 changes, and the piston motion (stroke characteristic) of the piston 3, that is, the piston 3 The engine compression ratio is continuously changed and controlled with changes in the top dead center position and the bottom dead center position.

そして、本実施例においては、制御軸27の回転角度を検出する角度位置センサ33を有し、この角度位置センサ33からの検出信号により可変圧縮比機構20により設定されている機関圧縮比を検出可能となっている。なお、角度位置センサ33としては、制御軸27の所定の角度のみを検出可能なセンサを用いることも可能である。   In this embodiment, an angular position sensor 33 that detects the rotation angle of the control shaft 27 is provided, and the engine compression ratio set by the variable compression ratio mechanism 20 is detected by a detection signal from the angular position sensor 33. It is possible. As the angular position sensor 33, a sensor capable of detecting only a predetermined angle of the control shaft 27 can be used.

また、可変圧縮比機構20は、制御軸27の回転角度の上下限角度を規定する回転角度制限部として、制御軸27の回転角度の上限角度を規定する上限側ストッパ(図示せず)と、制御軸27の回転角度の下限角度を規定する下限側ストッパ(図示せず)と、制御軸27の径方向に突出しこれら上下限側ストッパの間に位置するように設けられたストッパピン(図示せず)と、を有している。内燃機関1の機関圧縮比は、前記ストッパピンが上限側ストッパに突き当てられている状態では、可変圧縮比機構20によって実現可能な最高圧縮比となっており、前記ストッパピンが下限側ストッパに突き当てられている状態では、可変圧縮比機構20によって実現可能な最低圧縮比となっている。なお、可変圧縮比機構20は、実際の制御上は、前記上限側ストッパで規定される最高圧縮比よりも低い機関圧縮比を最大値とし、前記下限側ストッパで規定される最低圧縮比よりも高い機関圧縮比を最小値として制御する。 The variable compression ratio mechanism 20 includes an upper limit stopper (not shown) that defines an upper limit angle of the rotation angle of the control shaft 27 as a rotation angle limiter that defines upper and lower limit angles of the rotation angle of the control shaft 27; A lower limit stopper (not shown) for defining a lower limit angle of the rotation angle of the control shaft 27 and a stopper pin (not shown) provided so as to protrude in the radial direction of the control shaft 27 and be positioned between these upper and lower limit stoppers. Z). Engine compression ratio of the internal combustion engine 1, in the state where the stopper pin is pressed against the upper side stopper Pa, has a maximum compression ratio achievable by the variable compression ratio mechanism 20, the stopper pin is the lower limit stopper In the state of being abutted against the path, the minimum compression ratio that can be realized by the variable compression ratio mechanism 20 is obtained. In actual control, the variable compression ratio mechanism 20 has an engine compression ratio lower than the maximum compression ratio defined by the upper limit side stopper as a maximum value, and is lower than the minimum compression ratio defined by the lower limit side stopper. A high engine compression ratio is controlled as a minimum value.

このような複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構20によれば、機関運転状態に応じて機関圧縮比を適正化することで燃費や出力向上を図れることに加え、ピストンとクランクピンとを一本のリンクで連結した単リンク機構に比して、ピストンストローク特性(図4参照)そのものを例えば単振動に近い特性に適正化することができる。また、単リンク機構に比して、クランクスローに対するピストンストロークを長くとることができ、機関全高の短縮化や高圧縮比化を図ることができる。更に、アッパリンク25の傾きを適正化することで、ピストン3やシリンダに作用するスラスト荷重を低減・適正化し、ピストン3やシリンダの軽量化を図ることができる。なお、制御軸27を駆動するアクチュエータとしては図示の電動機21に限らず、例えば油圧制御弁を用いた油圧式の駆動装置であっても良い。   According to the variable compression ratio mechanism 20 using such a multi-link type piston-crank mechanism, in addition to improving the fuel consumption and output by optimizing the engine compression ratio according to the engine operating state, the piston and crank Compared with a single link mechanism in which a pin is connected by a single link, the piston stroke characteristic (see FIG. 4) itself can be optimized to a characteristic close to simple vibration, for example. Further, the piston stroke with respect to the crank throw can be made longer as compared with the single link mechanism, and the overall engine height can be shortened and the compression ratio can be increased. Furthermore, by optimizing the inclination of the upper link 25, the thrust load acting on the piston 3 and the cylinder can be reduced and optimized, and the weight of the piston 3 and the cylinder can be reduced. The actuator for driving the control shaft 27 is not limited to the illustrated electric motor 21 and may be a hydraulic drive device using a hydraulic control valve, for example.

また、図5に示すように、この可変圧縮比機構20は、高圧縮比側から低圧縮比側への変更が遅れると過渡的にノッキング等を生じるおそれがあるために、高圧縮比側での圧縮比変更速度が低圧縮比側での圧縮比変更速度よりも大きくなるように構成されている。具体的には、高圧縮比位置の設定では、低圧縮比位置の設定に比して、制御リンク26のリンク中心線と、制御軸27の回転中心と偏心軸部28の中心とを結ぶ偏心線と、のなす角度が直角に近くなり、モーメントの腕長さが大きくなって、電動機21(アクチュエータ)による駆動モーメントが大きくなり、ひいては変更速度が大きくなるように構成されている。   Further, as shown in FIG. 5, the variable compression ratio mechanism 20 may cause knocking or the like transiently when the change from the high compression ratio side to the low compression ratio side is delayed. The compression ratio changing speed is configured to be larger than the compression ratio changing speed on the low compression ratio side. Specifically, in the setting of the high compression ratio position, as compared with the setting of the low compression ratio position, the eccentricity connecting the link center line of the control link 26, the rotation center of the control shaft 27, and the center of the eccentric shaft portion 28. The angle formed by the line is close to a right angle, the arm length of the moment is increased, the drive moment by the electric motor 21 (actuator) is increased, and consequently the change speed is increased.

可変圧縮比機構20により内燃機関1の機関圧縮比を運転状態に応じて精度良く可変制御する上で、機関圧縮比を変更する際の基準となる可変圧縮比機構20の制御位置に対応した基準圧縮比を精度よく検出しておくことは重要である。   When the variable compression ratio mechanism 20 variably controls the engine compression ratio of the internal combustion engine 1 in accordance with the operating state, the reference corresponding to the control position of the variable compression ratio mechanism 20 that serves as a reference when changing the engine compression ratio. It is important to accurately detect the compression ratio.

そこで、本実施例においては、内燃機関1を始動する際に、可変圧縮比機構20を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側と機関圧縮比が高くなる高圧縮比側とにそれぞれ駆動し、機関圧縮比を変更する際の基準となる低圧縮比側の低圧縮比側基準圧縮比(低圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)と、高圧縮比側の高圧縮比側基準圧縮比(高圧縮比側基準圧縮比に対応する制御位置あるいは制御量)とを、吸気弁5とピストン3とが干渉しないように更新する。   Therefore, in this embodiment, when starting the internal combustion engine 1, the variable compression ratio mechanism 20 is driven to the low compression ratio side where the engine compression ratio is low and the high compression ratio side where the engine compression ratio is high, The low compression ratio side reference compression ratio (control position or control amount corresponding to the low compression ratio side reference compression ratio) and the high compression ratio side high compression ratio, which are the reference when changing the engine compression ratio The side reference compression ratio (control position or control amount corresponding to the high compression ratio side reference compression ratio) is updated so that the intake valve 5 and the piston 3 do not interfere with each other.

図6は、本実施例の内燃機関1の始動時における全体の制御の流れを示すフローチャートである。S1では始動許可判定処理を実施し、S2では可変圧縮比機構20における低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とを検出する圧縮比初期化処理を実施し、S3ではクランキング処理を実施し、S4では始動完了判定処理を実施する。   FIG. 6 is a flowchart showing an overall control flow when the internal combustion engine 1 according to this embodiment is started. In S1, a start permission determination process is performed. In S2, a compression ratio initialization process for detecting a low compression ratio side reference compression ratio and a high compression ratio side reference compression ratio in the variable compression ratio mechanism 20 is performed. In S3, cranking is performed. Processing is performed, and in S4, start completion determination processing is performed.

図7は、上述したS1における始動許可判定処理の内容を示すサブルーチンである。S11では、内燃機関1の始動要求の有無を読み込む。例えば、運転者によるエンジンキー操作等の外部からの内燃機関始動指令の有無を読み込む。S12では、始動要求があるか否かを判定し、始動要求がある場合にはS13へ進んで、始動許可フラグを「ON」とし、始動要求がない場合には、今回のこのサブルーチンを終了する。なお、始動許可フラグは、例えば、運転者によるエンジンキー操作等の外部からの内燃機関停止指令時に「OFF」となっている。   FIG. 7 is a subroutine showing the contents of the start permission determination process in S1 described above. In S11, the presence / absence of a request for starting the internal combustion engine 1 is read. For example, the presence / absence of an internal combustion engine start command from the outside such as an engine key operation by the driver is read. In S12, it is determined whether or not there is a start request. If there is a start request, the process proceeds to S13, the start permission flag is set to "ON", and if there is no start request, this subroutine is finished. . Note that the start permission flag is “OFF” at the time of an internal combustion engine stop command from the outside such as an engine key operation by the driver, for example.

図8は、上述したS2における圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチンである。S21では、現在の始動許可フラグの状態を読み込む。S22では、現在の始動許可フラグの状態が「ON」であるか否かを判定し、始動許可フラグの状態が「ON」であればS23へ進み、始動許可フラグの状態が「OFF」であれば今回のこのサブルーチンを終了する。S23では、可変動弁機構18のバルブタイミングの検出が完了したか否かを判定し、可変動弁機構18のバルブタイミングの検出が完了していない場合にはS24へ進み、完了している場合にはS25へ進む。本実施例においては、可変動弁機構18が位相可変機構であり、吸気カムシャフトセンサ19により吸気カムシャフト12の回転位置が検出されたことをもって可変動弁機構18のバルブタイミングの検出が完了したと判定している。また、本実施例においては、吸気カムシャフト12が回転していないと、吸気カムシャフトセンサ19による吸気カムシャフト12の回転位置の検出できないので、S25へは、内燃機関1のクランキング開始後に進むようになっている。S24では、低圧縮比側基準圧縮比を検出する低圧縮比側基準圧縮比初期化処理を実施する。S25では、S23で検出された吸気カムシャフト12の回転位置から、ピストン3が吸気弁5に対して干渉する(干渉し始める)境界の機関圧縮比として、吸気弁5とピストン3の間に所定のマージンが確保される非干渉圧縮比を算出し、この非干渉圧縮比と、前記ストッパピンが前記上限側ストッパに突き当てられている状態の機関圧縮比(最高圧縮比)とを比較して、小さい方の圧縮比となるように可変圧縮比機構20を駆動する。すなわち、可変動弁機構18のバルブタイミングによって決まる前記非干渉圧縮比と、前記ストッパピンが前記上限側ストッパに突き当てられている状態の機関圧縮比と、を比較して小さい方の圧縮比を高圧縮比側基準圧縮比として検出する。なお、可変動弁機構18が正常動作可能な状態であれば、前記ストッパピンが前記上限側ストッパに突き当てられている状態の機関圧縮比が高圧縮比側基準圧縮比となる。 FIG. 8 is a subroutine showing the contents of the compression ratio initialization process in S2 described above. In S21, the current start permission flag state is read. In S22, it is determined whether or not the current start permission flag is “ON”. If the start permission flag is “ON”, the process proceeds to S23, and if the start permission flag is “OFF”. If this is the case, this subroutine is terminated. In S23, it is determined whether or not the detection of the valve timing of the variable valve mechanism 18 is completed. If the detection of the valve timing of the variable valve mechanism 18 is not completed, the process proceeds to S24. To S25. In this embodiment, the variable valve mechanism 18 is a phase variable mechanism, and the detection of the valve timing of the variable valve mechanism 18 is completed when the rotational position of the intake camshaft 12 is detected by the intake camshaft sensor 19. It is determined. Further, in this embodiment, if the intake camshaft 12 is not rotating, the rotation position of the intake camshaft 12 cannot be detected by the intake camshaft sensor 19, so the routine proceeds to S25 after the cranking of the internal combustion engine 1 is started. It is like that. In S24, low compression ratio side reference compression ratio initialization processing for detecting the low compression ratio side reference compression ratio is performed. In S25, a predetermined engine compression ratio between the intake valve 5 and the piston 3 is defined as a boundary engine compression ratio at which the piston 3 interferes (begins to interfere with) the intake valve 5 from the rotational position of the intake camshaft 12 detected in S23. calculating a non-interfering compression ratio margin is secured, compared this with non-interfering compression ratio, engine compression ratio in the state where the stopper pin is abutted against the upper side stopper Pas and (maximum compression ratio) Then, the variable compression ratio mechanism 20 is driven so that the smaller compression ratio is obtained. That is, the a non-interfering compression ratio determined by the valve timing of the variable valve mechanism 18, the compression ratio towards the stopper pin is small compared to the engine compression ratio in a state of being abutted against the upper side stopper Pas Is detected as the high compression ratio side reference compression ratio. Incidentally, if the variable valve mechanism 18 is normal operable state, the engine compression ratio in the state where the stopper pin is abutted against the upper side stopper path has a higher compression ratio side reference compression ratio.

図9は、上述したS24における低圧縮比側基準圧縮比初期化処理の内容を示すサブルーチンである。S241では、可変圧縮比機構20を機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に駆動する。具体的には、機関圧縮比が低くなる低圧縮比側に電動機21を回転駆動する。そして、電動機21に対して機関圧縮比を低圧縮比側に駆動する指令が出力されている状態で、角度位置センサ33の検出値が所定時間連続して一定の値となり、制御軸27の回転が停止したと判定されると、そのときの可変圧縮比機構20の制御位置における機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比として検出し(S242)、S243へ進む。制御軸27の回転が停止したと判定されるまでは、低圧縮比側基準圧縮比の検出が完了しないので、その場合にはS242からS243へは進まず、今回のこのサブルーチンを終了する。なお、S242で、制御軸27の回転が停止したと判定される状態としては、例えば、前記ストッパピンが前記下限側ストッパに突き当てられた状態がある。そして、S243では、低圧縮比側基準圧縮比の検出完了に伴い、クランキング許可フラグの状態を「ON」とし、内燃機関1のクランキングを許可する。換言すれば、低圧縮比側基準圧縮比の検出が完了するまでは、クランキング許可フラグの状態は「OFF」となり、前述の始動許可フラグの状態が「ON」となっていても、内燃機関1のクランキングが実施されないようになっている。 FIG. 9 is a subroutine showing the contents of the low compression ratio side reference compression ratio initialization process in S24 described above. In S241, the variable compression ratio mechanism 20 is driven to the low compression ratio side where the engine compression ratio becomes low. Specifically, the electric motor 21 is rotationally driven to the low compression ratio side where the engine compression ratio becomes low. Then, in a state where a command for driving the engine compression ratio to the low compression ratio side is output to the electric motor 21, the detected value of the angular position sensor 33 becomes a constant value for a predetermined time, and the rotation of the control shaft 27 Is determined to have stopped, the engine compression ratio at the control position of the variable compression ratio mechanism 20 at that time is detected as the low compression ratio side reference compression ratio (S242), and the process proceeds to S243. The detection of the low compression ratio side reference compression ratio is not completed until it is determined that the rotation of the control shaft 27 is stopped. In this case, the process does not proceed from S242 to S243, and this subroutine is finished. In S242, as the state where the rotation is determined to have stopped in the control shaft 27, for example, there is a state in which the stopper pin is abutted to the lower limit stopper Pas. In S243, with the completion of detection of the low compression ratio side reference compression ratio, the state of the cranking permission flag is set to “ON” and the cranking of the internal combustion engine 1 is permitted. In other words, until the detection of the low compression ratio side reference compression ratio is completed, the state of the cranking permission flag is “OFF”, and even if the start permission flag is “ON”, the internal combustion engine No cranking of 1 is performed.

図10は、上述したS3におけるクランキング処理の内容を示すサブルーチンである。S31では、現在のクランキング許可フラグ、始動完了フラグの状態をそれぞれ読み込む。S32では、現在のクランキング許可フラグの状態が「ON」であるか否かを判定し、クランキング許可フラグの状態が「ON」であればS34へ進み、始動許可フラグの状態が「OFF」であればS33へ進む。S33では、スタータモータを停止した状態にする。S34では、現在の始動完了フラグの状態が「ON」であるか否かを判定し、始動完了フラグの状態が「ON」であればS33へ進み、始動完了フラグの状態が「OFF」であればS35へ進む。そして、S35では、スタータモータを駆動して、クランキングを実施する。   FIG. 10 is a subroutine showing the contents of the cranking process in S3 described above. In S31, the current states of the cranking permission flag and the start completion flag are read. In S32, it is determined whether or not the current cranking permission flag is “ON”. If the cranking permission flag is “ON”, the process proceeds to S34, and the start permission flag is “OFF”. If so, the process proceeds to S33. In S33, the starter motor is stopped. In S34, it is determined whether or not the current start completion flag state is “ON”. If the start completion flag state is “ON”, the process proceeds to S33, and if the start completion flag state is “OFF”. If so, the process proceeds to S35. In S35, the starter motor is driven to perform cranking.

図11は、上述したS4における始動完了判定処理の内容を示すサブルーチンである。S41では、内燃機関1の機関回転数を検出し、機関回転数が所定回転数(例えばアイドル回転数)以上なっていれば、内燃機関1の始動が完了したものと判定してS42へ進み、そうでない場合には内燃機関1の始動がまだ完了していないものと判定して、今回のこのサブルーチンを終了する。S42では、始動完了フラグの状態を「ON」とする。   FIG. 11 is a subroutine showing the contents of the start completion determination process in S4 described above. In S41, the engine speed of the internal combustion engine 1 is detected. If the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed (for example, idle speed), it is determined that the internal combustion engine 1 has been started, and the process proceeds to S42. Otherwise, it is determined that the internal combustion engine 1 has not yet been started, and this subroutine is finished. In S42, the state of the start completion flag is set to “ON”.

図12は、比較例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャートである。図13は、本実施例における内燃機関の始動時のクランク角、吸気弁5のバルブタイミング及び圧縮比の変化の一例を示すタイミングチャートである。なお、図12に示す比較例の内燃機関は、上述した本実施例と同一構成の内燃機関であり、またクランキング開始前に可変圧縮比機構の低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準の双方を検出していること以外は、図13に示す本実施例と同一条件となっている。   FIG. 12 is a timing chart showing an example of changes in the crank angle, the valve timing of the intake valve, and the compression ratio when the internal combustion engine is started in the comparative example. FIG. 13 is a timing chart showing an example of changes in the crank angle at the start of the internal combustion engine, the valve timing of the intake valve 5 and the compression ratio in the present embodiment. The internal combustion engine of the comparative example shown in FIG. 12 is an internal combustion engine having the same configuration as that of the above-described embodiment, and the low compression ratio side reference compression ratio and the high compression ratio side of the variable compression ratio mechanism before the start of cranking. Except for detecting both of the standards, the conditions are the same as in the present embodiment shown in FIG.

図12に示すように、比較例においては、クランキング開始前に、可変圧縮比機構の低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比の双方を検出している。そのため、可変圧縮比機構の高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、可変動弁機構のバルブタイミングが検出されていない。つまり、前回(直前)の内燃機関の停止時に、例えば可変動弁機構としての位相可変機構の可動部分の一部が固着し、吸気弁のバルブタイミングがとあるバルブタイミングに固定されいる場合、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に駆動して高圧縮比側基準圧縮比を検出しようとする際に、吸気弁にピストンが干渉してしまう可能性がある。なお、図12において、t1は内燃機関に始動要求があったタイミングであり、t2はクランキングが開始するタイミングであり、t3は可変動弁機構のバルブタイミングが検出されるタイミングである。また、t3のタイミングまでは、可変動弁機構のバルブタイミングが検出されていないので、図12に破線で示すように、t3のタイミングから機関圧縮比は可変動弁機構のバルブタイミングに応じた制限を受けている。 As shown in FIG. 12, in the comparative example, both the low compression ratio side reference compression ratio and the high compression ratio side reference compression ratio of the variable compression ratio mechanism are detected before the cranking is started. Therefore, the valve timing of the variable valve mechanism is not detected when the high compression ratio side reference compression ratio of the variable compression ratio mechanism is detected. That is, when the internal combustion engine is stopped last (immediately before), for example, part of the movable portion of the phase change mechanism as variable valve mechanism is fixed, when the valve timing of the intake valve is fixed to the phrase valve timing, When the variable compression ratio mechanism is driven to the high compression ratio side where the engine compression ratio becomes high to detect the high compression ratio side reference compression ratio, the piston may interfere with the intake valve. In FIG. 12, t1 is the timing when the internal combustion engine is requested to start, t2 is the timing when cranking starts, and t3 is the timing when the valve timing of the variable valve mechanism is detected. Further, since the valve timing of the variable valve mechanism is not detected until the timing of t3, the engine compression ratio is limited from the timing of t3 according to the valve timing of the variable valve mechanism as shown by the broken line in FIG. Is receiving.

一方、本実施例においては、図13に示すように、内燃機関1のクランキングが開始され、可変動弁機構18のバルブタイミングが検出されたタイミングT3から可変圧縮比機構20を機関圧縮比が高くなる高圧縮比側に駆動している。すなわち、可変圧縮比機構20を高圧縮比側に駆動する際には、可変動弁機構18のバルブタイミングから吸気弁5とピストン3とが干渉するピストン上死点位置(干渉ピストン上死点位置)が算出されており、この干渉ピストン上死点位置から、図13中に破線で示すように、可変動弁機構18のバルブタイミングによる機関圧縮比の制限値が算出されている。そして、制御軸27の回転角度を検出する角度位置センサ33の検出値を用いることで、仮に可変動弁機構18が故障して吸気弁のバルブタイミングがとあるバルブタイミングに固定されいる場合であっても、吸気弁5とピストン3との干渉を回避するように可変圧縮比機構20の最大限高圧縮比側に駆動制御することが可能となり、精度良く高圧縮比側基準圧縮比を検出することができる。なお、T4のタイミングで高圧縮比側基準圧縮比の検出を完了すると、可変圧縮比機構20は、始動時の目標機関圧縮比(目標ε)となるよう制御されている。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 13, cranking of the internal combustion engine 1 is started, and the variable compression ratio mechanism 20 is changed from the timing T3 when the valve timing of the variable valve mechanism 18 is detected. Drives to the higher compression ratio side. That is, when the variable compression ratio mechanism 20 is driven to the high compression ratio side, the piston top dead center position where the intake valve 5 and the piston 3 interfere from the valve timing of the variable valve mechanism 18 (interference piston top dead center position). ) Is calculated, and the limit value of the engine compression ratio according to the valve timing of the variable valve mechanism 18 is calculated from the top dead center position of the interference piston as indicated by a broken line in FIG. Then, by using the detection value of the angular position sensor 33 for detecting the rotation angle of the control shaft 27, if in the case where the variable valve mechanism 18 is valve timing of the failed intake valve is fixed to the phrase valve timing Even so, the variable compression ratio mechanism 20 can be controlled to the maximum high compression ratio side so as to avoid interference between the intake valve 5 and the piston 3, and the high compression ratio side reference compression ratio can be detected accurately. can do. When the detection of the high compression ratio side reference compression ratio is completed at the timing of T4, the variable compression ratio mechanism 20 is controlled to be the target engine compression ratio (target ε) at the start.

また、内燃機関1の始動時に、低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とを検出できるので、検出された低圧縮比側基準圧縮比と高圧縮比側基準圧縮比とに応じて可変圧縮比機構20の分解能を変更することや、制御量(目標機関圧縮比)に対する制御軸27の回転角度を更新することも可能となる。   Further, when the internal combustion engine 1 is started, the low compression ratio side reference compression ratio and the high compression ratio side reference compression ratio can be detected, so that the detected low compression ratio side reference compression ratio and high compression ratio side reference compression ratio can be detected. Accordingly, the resolution of the variable compression ratio mechanism 20 can be changed, and the rotation angle of the control shaft 27 with respect to the control amount (target engine compression ratio) can be updated.

そして、内燃機関1の始動要求があると(T1のタイミング)、可変圧縮比機構20を低圧縮比側に駆動し、低圧縮比側基準圧縮比の検出を完了すると(T2のタイミング)、機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比に維持した状態で内燃機関1のクランキングが開始されている。つまり、本実施例においては、クランキング開始前に可変圧縮比機構20を低圧縮比側にのみ駆動して低圧縮比側基準圧縮比のみを検出しているので、内燃機関のクランキングが開始までに可変圧縮比機構を低圧縮側と高圧縮比側とにそれぞれ駆動している上述した比較例に比べて、内燃機関1の始動要求から内燃機関1のクランキング開始までの時間を短縮することができる。なお、内燃機関1を始動する際には、機関圧縮比が低い方が機関回転数がスムースに上昇していくことから、本実施例のように、機関圧縮比を低圧縮比側基準圧縮比に維持した状態で内燃機関1のクランキングを開始するのは、始動性の観点からも有利である。   When there is a request to start the internal combustion engine 1 (timing T1), the variable compression ratio mechanism 20 is driven to the low compression ratio side, and when detection of the low compression ratio side reference compression ratio is completed (timing T2), the engine Cranking of the internal combustion engine 1 is started with the compression ratio maintained at the low compression ratio side reference compression ratio. In other words, in the present embodiment, since the variable compression ratio mechanism 20 is driven only to the low compression ratio side and only the low compression ratio side reference compression ratio is detected before cranking starts, cranking of the internal combustion engine starts. Compared to the above-described comparative example in which the variable compression ratio mechanism is driven on the low compression side and on the high compression ratio side, the time from the start request of the internal combustion engine 1 to the start of cranking of the internal combustion engine 1 is shortened. be able to. When the internal combustion engine 1 is started, the engine speed increases more smoothly when the engine compression ratio is lower. Therefore, as in this embodiment, the engine compression ratio is set to the low compression ratio side reference compression ratio. Starting the cranking of the internal combustion engine 1 in a state maintained in this manner is also advantageous from the viewpoint of startability.

また、本実施例においては、吸気弁のバルブタイミングが検出されるT3のタイミングまで、可変圧縮比機構20により変更可能な機関圧縮比の上限が、図13に一点鎖線で示す特性線Aの始動時上限圧縮比以下となるように制御されている。この始動時上限圧縮比は、可変動弁機構18の故障の有無に関わらず吸気弁5とピストン3とが干渉することのない機関圧縮比に設定されているため、吸気弁5のバルブタイミングが検出されるT3の以前のタイミングであっても、吸気弁5とピストン3とが干渉することを確実に回避することができる。   Further, in this embodiment, the upper limit of the engine compression ratio that can be changed by the variable compression ratio mechanism 20 until the timing of T3 when the valve timing of the intake valve is detected is the start of the characteristic line A indicated by the one-dot chain line in FIG. It is controlled to be equal to or less than the upper limit compression ratio. This upper limit compression ratio at the time of starting is set to an engine compression ratio at which the intake valve 5 and the piston 3 do not interfere with each other regardless of whether the variable valve mechanism 18 has failed or not. Even at the timing before the detected T3, it is possible to reliably avoid the interference between the intake valve 5 and the piston 3.

なお、バルブタイミングが検出されるタイミングT3以前において、特性線Aの始動時上限圧縮比以下の範囲なら機関圧縮比を最高圧縮比側に向かって制御しても構わないから、少なくとも高圧縮比側基準圧縮比の検出が、低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後であれば良い。すなわち、可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動し始めるタイミングは、必ずしも低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後である必要がないことは勿論である。   Before the timing T3 at which the valve timing is detected, the engine compression ratio may be controlled toward the highest compression ratio as long as it is in the range equal to or lower than the upper limit compression ratio at the start of the characteristic line A. The reference compression ratio may be detected after detection of the low compression ratio side reference compression ratio and detection of the valve timing. That is, it is needless to say that the timing at which the variable compression ratio mechanism starts to be driven in the direction in which the engine compression ratio increases does not necessarily have to be after detection of the low compression ratio side reference compression ratio and detection of the valve timing. .

また、上述した実施例おいては、可変圧縮比機構20により設定されている機関圧縮比が、可変圧縮比機構20の制御軸27の回転角度を検出する角度位置センサ33の検出信号から演算されているが、可変圧縮比機構20により設定されている機関圧縮比は、可変圧縮比機構20の制御軸27を駆動する電動機21からの回転角センサ信号からも演算可能であり、角度位置センサ33を省略しても、高圧縮比側基準圧縮比を検出する際に、吸気弁5とピストン3とが干渉すること回避することは可能である。
Also, keep the above-described embodiment, the engine compression ratio set by the variable compression ratio mechanism 20, the detection signal whether et Starring angular position sensor 33 for detecting the rotation angle of the control shaft 27 of the variable compression ratio mechanism 20 Although calculated, the engine compression ratio set by the variable compression ratio mechanism 20 can also be calculated from the rotation angle sensor signal from the electric motor 21 that drives the control shaft 27 of the variable compression ratio mechanism 20, and the angular position Even if the sensor 33 is omitted, it is possible to avoid interference between the intake valve 5 and the piston 3 when detecting the high compression ratio side reference compression ratio.

そして、上述した実施例においては、可変動弁機構18が吸気弁5のリフト中心角の位相を遅進させることが可能な位相可変機構となっているが、可変動弁機構18は上述したような位相可変機構にのみ限定されるものではなく、吸気弁5のバルブリフト量と作動角を変更するリフト作動角可変機構、あるいは前記位相可変機構と前記リフト作動角可変機構を組み合わせたものであってもよい。そして、リフト作動角可変機構を採用する場合のバルブタイミングの検出が、最大リフト量に基づくものであって良いことは当然である。   In the above-described embodiment, the variable valve mechanism 18 is a phase variable mechanism that can retard the phase of the lift center angle of the intake valve 5, but the variable valve mechanism 18 is as described above. It is not limited to a variable phase mechanism, but is a lift operating angle variable mechanism that changes the valve lift amount and operating angle of the intake valve 5, or a combination of the phase variable mechanism and the lift operating angle variable mechanism. May be. Of course, the detection of the valve timing when the lift operating angle variable mechanism is employed may be based on the maximum lift amount.

また、本発明は、吸気弁側の動弁機構だけでなく、排気弁側の動弁機構が排気弁のバルブタイミングを連続的に変更可能な可変動弁機構であるものにも適用可能である。その場合には、吸気弁側の可変動弁機構のバルブタイミングと、排気側の可変動弁機構のバルブタイミングとを検出した後に、高圧縮比側基準圧縮比を検出することになる。   Further, the present invention can be applied not only to the valve mechanism on the intake valve side but also to the variable valve mechanism in which the valve mechanism on the exhaust valve side can continuously change the valve timing of the exhaust valve. . In that case, the high compression ratio side reference compression ratio is detected after detecting the valve timing of the variable valve mechanism on the intake valve side and the valve timing of the variable valve mechanism on the exhaust side.

3…ピストン
5…吸気弁
11…エンジンコントロールモジュール
18…可変動弁機構
20…可変圧縮比機構
27…制御軸
33…角度位置センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Piston 5 ... Intake valve 11 ... Engine control module 18 ... Variable valve mechanism 20 ... Variable compression ratio mechanism 27 ... Control shaft 33 ... Angular position sensor

Claims (5)

ピストンの上死点位置を変更することで機関圧縮比を連続的に変更可能な可変圧縮比機構と、機関弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、を有し、
内燃機関を始動する際に、可変圧縮比機構が低圧縮比側に最大限駆動制御することが可能な圧縮比であって、機関圧縮比を変更する際の基準となる低圧縮比側の低圧縮比側基準圧縮比と、可変圧縮比機構が高圧縮比側に最大限駆動制御することが可能な圧縮比であって、機関圧縮比を変更する際の基準となる高圧縮比側の高圧縮比側基準圧縮比とを更新する内燃機関の制御装置において、
前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動してから前記低圧縮比側基準圧縮比を検出し、前記機関弁のバルブタイミングを検出し、前記低圧縮比側基準圧縮比の検出とバルブタイミングの検出が済んだ後、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動して前記高圧縮比側基準圧縮比の検出を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A variable compression ratio mechanism that can continuously change the engine compression ratio by changing the top dead center position of the piston, and a variable valve mechanism that can change the valve timing of the engine valve,
When starting the internal combustion engine, the variable compression ratio mechanism is a compression ratio at which the maximum drive control can be performed on the low compression ratio side, and the low compression ratio side becomes a reference when changing the engine compression ratio. The compression ratio side reference compression ratio and the compression ratio mechanism at which the variable compression ratio mechanism can perform maximum drive control to the high compression ratio side, and the high compression ratio side that is the reference when changing the engine compression ratio the controller of an internal combustion engine to update the compression ratio side reference compression ratio, and
The variable compression ratio mechanism of the engine compression ratio is driven in the direction the detecting a low compression ratio side reference compression ratio from low to detect the valve timing of the engine valve, the detection of the low compression ratio side reference compression ratio and characterized in that the after having undergone the detection of the valve timing, and is configured so as to detect the pre-Symbol high compression ratio side reference compression ratio by driving the variable compression ratio mechanism engine compression ratio becomes higher the direction A control device for an internal combustion engine.
前記機関弁のバルブタイミングに異常があった場合、前記機関弁のバルブタイミングから前記機関弁と前記ピストンとが干渉する機関圧縮比を算出し、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に、前記機関弁と前記ピストンとが干渉しないように最大限駆動し、
前記機関弁のバルブタイミングに異常が無かった場合、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に最大限駆動して前記高圧縮比側基準圧縮比を検出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
When there is an abnormality in the valve timing of the engine valve, the engine compression ratio at which the engine valve and the piston interfere with each other is calculated from the valve timing of the engine valve, and the variable compression ratio mechanism is used to increase the engine compression ratio. In addition, the maximum drive so that the engine valve and the piston do not interfere,
The high compression ratio side reference compression ratio is detected by maximally driving the variable compression ratio mechanism in a direction in which the engine compression ratio increases when there is no abnormality in the valve timing of the engine valve. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記機関弁のバルブタイミングを検出するまでは、前記可変圧縮比機構により変更可能な機関圧縮比が所定の始動時上限圧縮比以下となるように制御されることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。   3. The engine compression ratio that can be changed by the variable compression ratio mechanism is controlled to be equal to or less than a predetermined starting upper limit compression ratio until the valve timing of the engine valve is detected. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1. 前記内燃機関の始動指令により、前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が低くなる方向に駆動して前記低圧縮比側基準圧縮比を検出した後に、前記内燃機関のクランキングを開始し、
前記内燃機関のクランキング開始後に前記機関弁のバルブタイミングを検出し、
前記機関弁のバルブタイミングを検出してから前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動して前記高圧縮比側基準圧縮比を検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
In response to a start command for the internal combustion engine, after the variable compression ratio mechanism is driven in a direction in which the engine compression ratio is reduced and the low compression ratio side reference compression ratio is detected, cranking of the internal combustion engine is started,
Detecting the valve timing of the engine valve after cranking of the internal combustion engine,
4. The high compression ratio side reference compression ratio is detected by driving the variable compression ratio mechanism in a direction in which the engine compression ratio becomes higher after detecting the valve timing of the engine valve. The control apparatus of the internal combustion engine in any one.
前記可変圧縮比機構は、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結する複数のリンク部材と、これらリンク部材の自由度を制限する制御リンクと、前記内燃機関のシリンダブロックに回転可能に支持されるとともにその回転中心から偏心した偏心軸部を備えた制御軸と、を有し、前記制御リンクの基端が前記制御軸の偏心軸部に揺動可能に連結され、前記制御軸の回転位置に応じた前記偏心軸部の位置によって機関圧縮比が変化するものであって、
前記制御軸の回転角度を検出する角度位置センサを有し、
前記機関弁のバルブタイミングを検出してから前記可変圧縮比機構を機関圧縮比が高くなる方向に駆動する際の機関圧縮比の制御量を、検出された前記機関弁のバルブタイミングと前記角度位置センサの検出値に基づいて設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
The variable compression ratio mechanism includes a plurality of link members you consolidated the piston and the crankshaft of the internal combustion engine, a control link for limiting the freedom of the link member, rotatably in a cylinder block of the internal combustion engine A control shaft having an eccentric shaft portion that is supported and eccentric from the rotation center thereof, and a base end of the control link is swingably connected to the eccentric shaft portion of the control shaft, The engine compression ratio changes depending on the position of the eccentric shaft portion according to the rotational position,
An angular position sensor for detecting a rotation angle of the control shaft;
The control amount of the engine compression ratio when the variable compression ratio mechanism is driven in the direction of increasing the engine compression ratio after detecting the valve timing of the engine valve, the detected valve timing of the engine valve and the angular position The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device is set based on a detection value of the sensor.
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