JP2005098236A - Valve timing control device and drive device equipped with the same - Google Patents

Valve timing control device and drive device equipped with the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cope with narrowing of valve clearance due to adhesion of deposit. <P>SOLUTION: If a knock sensor detects knocking noise of an intake valve, existence of interference of the intake valve and a piston head based on output thereof (S31). If interference exists, actuation timing of the intake valve is retarded by a variable valve timing mechanism, and the intake valve is evacuated from the piston head (S32). Retarded angle range varies according to knock noise level, the retarded angle range gradually increases as the knocking noise level gets higher. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミング（バルブタイミング）を変化させるための可変バルブタイミング機構を搭載した内燃機関につき、その運転状態に応じて同機構を駆動制御するためのバルブタイミング制御装置、および該装置を備えた駆動装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine equipped with a variable valve timing mechanism for changing the opening / closing timing (valve timing) of at least one of an intake valve and an exhaust valve, and a valve for driving and controlling the mechanism according to its operating state. The present invention relates to a timing control device and a driving device including the device.

従来、エンジンのクランクシャフトの回転に対するカムシャフトの回転の位相を変化させることにより、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）を任意に変化させることのできる可変バルブタイミング機構が種々提案されている。このバルブタイミングは、吸・排気バルブが開弁及び閉弁されるときのクランクシャフトの回転角度（クランク角）で表される。   Conventionally, various variable valve timing mechanisms that can arbitrarily change the valve timing (opening / closing timing) of intake valves and exhaust valves by changing the phase of camshaft rotation with respect to engine crankshaft rotation have been proposed. Yes. This valve timing is represented by the rotation angle (crank angle) of the crankshaft when the intake / exhaust valve is opened and closed.

このような可変バルブタイミング機構に関し、特許文献１は、内燃機関の製造時や点検時においてバルブの開閉タイミングが予め設定されたタイミングとは異なったまま可変バルブタイミング機構が組み付けられ、正常組み付け時に比較してピストンとバルブとの間隔が狭くなった場合にも、両者の干渉を防止するようにした技術を開示している。この技術は、内燃機関の始動時にバルブの目標開閉タイミングと実際の開閉タイミングとの偏差を求め、その偏差が予め設定された許容値より大きいときには、バルブがピストン側へ最大量変位する際のクランク角と、ピストンがバルブ側へ最大量変位する際のクランク角との角度差が、バルブ及びピストンの干渉時の角度差よりも大きくなるように、目標開閉タイミングを強制的に変更するものである。   With regard to such a variable valve timing mechanism, Patent Document 1 discloses that a variable valve timing mechanism is assembled while the valve opening / closing timing is different from a preset timing at the time of manufacture or inspection of the internal combustion engine, and compared with that at the time of normal assembly. Thus, a technique is disclosed in which interference between the piston and the valve is prevented even when the distance between the piston and the valve becomes narrow. This technique obtains a deviation between the target opening / closing timing of the valve and the actual opening / closing timing at the start of the internal combustion engine, and when the deviation is larger than a preset allowable value, the crank when the valve is displaced to the piston side by the maximum amount is obtained. The target opening / closing timing is forcibly changed so that the angle difference between the angle and the crank angle when the piston is displaced by the maximum amount to the valve side is larger than the angle difference between the valve and the piston. .

特開平７−２３３７４３号公報JP-A-7-233743

しかし、この技術は、内燃機関の始動後のデポジットの付着などによるバルブクリアランスの変化を考慮していないため、始動後のバルブクリアランスの狭小化によるバルブとピストンヘッドの干渉に対応することができない。このことは、燃費向上等の目的で吸気弁の開弁タイミングを可能な限り進めるようにしたエンジンにおいて、特に問題となりうる。   However, since this technique does not take into account a change in valve clearance due to deposits or the like after starting the internal combustion engine, it cannot cope with interference between the valve and the piston head due to narrowing of the valve clearance after starting. This can be a particular problem in an engine in which the opening timing of the intake valve is advanced as much as possible for the purpose of improving fuel consumption.

そこで本発明の目的は、デポジットの付着などによるバルブクリアランスの狭小化に対応するための新規な手段を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel means for coping with the narrowing of the valve clearance due to deposit adhesion or the like.

第１の本発明は、吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミング及び／又はリフト量を変更する可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構を内燃機関の運転状態に応じて制御する制御手段とを有するバルブタイミング制御装置であって、前記吸排気弁の打音を検出する打音検出手段と、前記打音検出手段の出力に基づいて前記吸排気弁の少なくとも一方と前記内燃機関のピストンヘッドとの干渉の有無を判定する判定手段とを更に備え、前記制御手段は、前記干渉があった場合に前記吸排気弁の少なくとも一方を前記ピストンヘッドから退避させることを特徴とするバルブタイミング制御装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve timing mechanism that changes a valve timing and / or a lift amount of at least one of the intake and exhaust valves, and a control unit that controls the variable valve timing mechanism according to an operating state of the internal combustion engine. A valve timing control device comprising: a sound detection means for detecting a sound of the intake and exhaust valves; at least one of the intake and exhaust valves based on an output of the sound detection means; and a piston head of the internal combustion engine; Determining means for determining the presence or absence of interference, wherein the control means retracts at least one of the intake and exhaust valves from the piston head when the interference occurs. is there.

第１の本発明では、打音検出手段が吸排気弁の打音を検出すると、その旨の出力に基づいて判定手段が、吸排気弁の少なくとも一方と内燃機関のピストンヘッドとの干渉の有無を判定する。制御手段は、干渉があった場合に吸排気弁の少なくとも一方を、ピストンヘッドから退避させる。したがって第１の本発明では、デポジットの付着などによるバルブクリアランスの狭小化に対応でき、良好なドライバビリティを維持できる。   In the first aspect of the present invention, when the hitting sound detecting means detects the hitting sound of the intake / exhaust valve, the determination means determines whether there is interference between at least one of the intake / exhaust valve and the piston head of the internal combustion engine based on the output to that effect. Determine. The control means retracts at least one of the intake and exhaust valves from the piston head when there is interference. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to cope with the narrowing of the valve clearance due to deposit adhesion or the like, and it is possible to maintain good drivability.

第２の本発明は、請求項１に記載のバルブタイミング制御装置と、内燃機関の出力トルクを増大させることが可能な運転制御手段とを備えた駆動装置であって、前記運転制御手段は、前記干渉があった場合に、内燃機関の出力トルクを増大させることを特徴とする駆動装置である。   A second aspect of the present invention is a drive device comprising the valve timing control device according to claim 1 and operation control means capable of increasing the output torque of the internal combustion engine, wherein the operation control means comprises: In the drive device, the output torque of the internal combustion engine is increased when the interference occurs.

第２の本発明では、バルブとピストンとの干渉があった場合に、運転制御手段が内燃機関の出力トルクを増大させるので、退避動作に伴う出力の低下を抑制できる。   In the second aspect of the present invention, when the valve and the piston interfere with each other, the operation control means increases the output torque of the internal combustion engine, so that it is possible to suppress a decrease in output accompanying the retreat operation.

第３の本発明は、請求項１に記載のバルブタイミング制御装置であって、前記制御手段は、前記退避させた時点から所定時間経過後に、前記退避させた弁を進出させることを特徴とするバルブタイミング制御装置である。   A third aspect of the present invention is the valve timing control apparatus according to claim 1, wherein the control means advances the retracted valve after a predetermined time has elapsed from the retracted time point. It is a valve timing control device.

第３の本発明では、ピストンヘッドとの干渉に伴いいずれかの弁を退避させた時点から所定時間経過後に、その退避させた弁を進出（すなわち、退避が遅角であった場合には進角、退避が進角であった場合には遅角）させるので、一旦付着したデポジットが剥離・脱落した場合にも、この剥離・脱落を検出して正常な運転に復帰できる。   In the third aspect of the present invention, after a predetermined time has elapsed from the time when one of the valves is retracted due to interference with the piston head, the retracted valve is advanced (that is, if the retract is retarded). Therefore, even if the deposited deposit is peeled off or dropped off, the peeling / dropping off can be detected to return to normal operation.

本発明の好適な実施形態につき、以下に説明する。図１において、第１実施形態に係るエンジンは、吸気ポート内燃料噴射式の４気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロック１の内部にシリンダ２が形成され、その中にピストン３が摺動可能に挿入されている。   A preferred embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, the engine according to the first embodiment is a fuel injection type four-cylinder gasoline engine in an intake port, in which a cylinder 2 is formed inside a cylinder block 1 and a piston 3 is slidable therein. Has been inserted.

ピストン３はコンロッド４によりクランクシャフト５に連結されている。ピストン３は燃費や燃焼効率を高めるために、バルブリセスに代えてピストンヘッド３ａの中央に凹部３ｂが設けられている。シリンダヘッド６は全気筒に共通とされており、その内部には各気筒ごとに、吸気ポート７および排気ポート８が形成され、また吸気弁９および排気弁１０が、不図示のバルブスプリングを介してセットされている。吸気ポート７には燃料噴射弁１２が設けられ、吸気ポート７からその上流側のエアフローメータ１４まで延びる吸気マニホルドを含む吸気通路１３の一部には、スロットルアクチュエータ１５ａによって制御されるスロットル弁（吸気絞り弁）１５が設けられている。   The piston 3 is connected to the crankshaft 5 by a connecting rod 4. The piston 3 is provided with a recess 3b in the center of the piston head 3a in place of the valve recess in order to improve fuel consumption and combustion efficiency. The cylinder head 6 is common to all cylinders, and an intake port 7 and an exhaust port 8 are formed in each cylinder, and an intake valve 9 and an exhaust valve 10 are provided via a valve spring (not shown). Is set. A fuel injection valve 12 is provided in the intake port 7, and a throttle valve (intake air) controlled by a throttle actuator 15 a is provided in a part of the intake passage 13 including an intake manifold extending from the intake port 7 to the upstream air flow meter 14. (Throttle valve) 15 is provided.

吸排気弁９，１０を駆動するカムシャフト９ａ，１０ａには、バルブタイミング可変機構（以下ＶＶＴという）１１が設けられている。ＶＶＴ１１は、クランクシャフト５の回転に対するカムシャフト９ａ，１０ａの回転の位相を変化させて、吸排気弁９，１０のバルブタイミングを連続的に変更するための機構であり、油圧によって駆動される。   The camshafts 9a and 10a that drive the intake and exhaust valves 9 and 10 are provided with a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as VVT) 11. The VVT 11 is a mechanism for continuously changing the valve timings of the intake and exhaust valves 9 and 10 by changing the rotation phase of the camshafts 9a and 10a with respect to the rotation of the crankshaft 5, and is driven by hydraulic pressure.

電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）２０は、その詳細は図示しないが、各種演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムや各制御変数の初期値などを格納したＲＯＭ、制御プログラムやデータを一時的に保持するＲＡＭ、入出力ポート、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換器ならびに記憶装置等を含んで構成されている。   Although not shown in detail, an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 temporarily holds a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that stores control programs and initial values of control variables, and control programs and data. A RAM, an input / output port, an A / D and D / A converter, a storage device, and the like are included.

ＥＣＵ２０には、運転者によって操作されるアクセルペダル１６に関連して設けられたアクセル開度センサ１６ａと、クランクシャフト５の一部に対向して設けられたクランク角センサ１７と、吸気通路１３内に設けられた吸気温センサ１８と、シリンダブロック１に取り付けられた振動センサ、この場合は機関のノッキングを検出するための既設のノックセンサ１９と、エアフローメータ１４からの各出力信号が入力される。   The ECU 20 includes an accelerator opening sensor 16 a provided in association with the accelerator pedal 16 operated by the driver, a crank angle sensor 17 provided facing a part of the crankshaft 5, and an intake passage 13. The intake air temperature sensor 18 provided in the cylinder block 1, the vibration sensor attached to the cylinder block 1, in this case, the existing knock sensor 19 for detecting knocking of the engine, and each output signal from the air flow meter 14 are input. .

ＥＣＵ２０からの制御信号によって、前述のＶＶＴ１１や燃料噴射弁１２、スロットル弁１５等が制御されるようになっており、点火プラグ２１の放電時期も決定されるようになっている。燃料タンク２２からの燃料は、図示しない燃料ポンプによって加圧され、燃料噴射弁１２へ供給される。   The VVT 11, the fuel injection valve 12, the throttle valve 15, and the like are controlled by a control signal from the ECU 20, and the discharge timing of the spark plug 21 is also determined. The fuel from the fuel tank 22 is pressurized by a fuel pump (not shown) and supplied to the fuel injection valve 12.

ノックセンサ１９は、その出力信号を本発明に係る制御とは別途に実行されるノックコントロール制御（ノッキングの検出に応答して点火時期を進遅角する制御）で利用するために設けられているが、本実施形態ではその出力信号を、吸気弁９とピストン３のピストンヘッド３ａとの干渉の検出にも利用するものである。   The knock sensor 19 is provided to use the output signal for knock control control (control for advancing and retarding the ignition timing in response to detection of knocking) that is executed separately from the control according to the present invention. However, in this embodiment, the output signal is also used to detect interference between the intake valve 9 and the piston head 3a of the piston 3.

図２に示されるように、ノックセンサ１９の出力信号は、ノック検出用ゲート区間ＫＧ１〜ＫＧ４、および打音検出用ゲート区間ＨＧ１〜ＨＧ４において、ＥＣＵ２０によってサンプリングされる。各シリンダ♯１〜４におけるノック検出用ゲート区間ＫＧ１〜ＫＧ４は、それぞれ圧縮上死点ＴＤＣ後１５〜９０度（１５ＡＴＤＣ〜９０ＡＴＤＣ）に設定されている。例えばシリンダ♯１では、吸気弁９が排気行程の終了前に開かれて吸気行程の終了後に閉じ、圧縮上死点ＴＤＣの直前に点火が行われるが、打音検出用ゲート区間ＨＧ１は、吸気弁９の平常運転時の開弁時ｔ１から、排気上死点ＴＤＣを跨ぐように設定されている。また、打音検出におけるノイズや誤検出を防止する目的から、打音検出用ゲート区間ＨＧ１〜ＨＧ４は、他のシリンダにおける点火タイミングの近傍や、ノッキングの可能性のあるノック検出用ゲート区間ＫＧ１〜ＫＧ４と重ならないように設定されている。   As shown in FIG. 2, the output signal of knock sensor 19 is sampled by ECU 20 in knock detection gate sections KG1 to KG4 and hammering detection gate sections HG1 to HG4. Knock detection gate sections KG1 to KG4 in cylinders # 1 to # 4 are set to 15 to 90 degrees (15 ATDC to 90 ATDC) after compression top dead center TDC, respectively. For example, in cylinder # 1, the intake valve 9 is opened before the end of the exhaust stroke and closed after the end of the intake stroke, and ignition is performed immediately before the compression top dead center TDC. The valve 9 is set so as to straddle the exhaust top dead center TDC from the valve opening time t1 during normal operation. Further, for the purpose of preventing noise and false detection in the hitting sound detection, the hitting detection gate sections HG1 to HG4 are in the vicinity of the ignition timing in the other cylinders or the knock detection gate sections KG1 to CK1 that may be knocked. It is set not to overlap with KG4.

以上のとおり構成された本実施形態の動作について、以下に説明する。図３のフロー図に係る処理はＥＣＵ２０により、打音検出用ゲート区間ＨＧ１内に（すなわち、排気上死点の近傍で）実行される。まず、ノックセンサ１９によって打音が検出されたかが判定される（Ｓ３１）。この判定は、ノックセンサ１９からの信号レベルが所定のしきい値を超えたか否かによって実行される。検出されない場合には、該判断が繰り返し行われる。   The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. The process according to the flowchart of FIG. 3 is executed by the ECU 20 in the hitting detection gate section HG1 (that is, in the vicinity of the exhaust top dead center). First, it is determined whether or not the knocking sound is detected by the knock sensor 19 (S31). This determination is executed based on whether or not the signal level from knock sensor 19 exceeds a predetermined threshold value. If not detected, the determination is repeated.

打音検出ありと判定された場合には、吸気弁９の開弁タイミングの遅角処理が行われる（Ｓ３２）。この遅角処理は、ＥＣＵ２０において所定のテーブル又は関数の利用により実行される遅角幅αの設定と、設定された遅角幅αを実現するためのＶＶＴ１１への制御出力からなる。遅角幅αは、図４に示されるように、打音レベルに応じて異なり、打音レベルが大であるほど遅角幅αが漸増するように設定される。また、遅角幅αには所定の上限値αｍａｘが設けられており、その結果、遅角幅αはそれが最大の場合に、初期設定に係る開弁時期からその遅角幅α（＝αｍａｘ）だけ遅角することで吸気弁９の開弁時期が排気上死点ＴＤＣと一致するような値に設定される。なお、遅角幅αに上限値αｍａｘを設けたのは、開弁開始を排気上死点より遅らせても打音が発生するのは、打音がシリンダヘッド６とピストン３との間で発生していることによる（つまり、吸気弁９とピストン３との間で発生しているのではない）可能性が高いためである。   If it is determined that the sound is detected, the opening timing of the intake valve 9 is retarded (S32). This retard processing includes a setting of the retard width α executed by using a predetermined table or function in the ECU 20 and a control output to the VVT 11 for realizing the set retard width α. As shown in FIG. 4, the retard width α varies depending on the hit sound level, and is set such that the retard angle width α gradually increases as the hit sound level increases. Further, a predetermined upper limit value αmax is provided for the retard angle range α. As a result, when the retard angle range α is the maximum, the retard angle range α (= αmax) from the valve opening timing according to the initial setting. ), The opening timing of the intake valve 9 is set to a value that matches the exhaust top dead center TDC. Note that the upper limit value αmax is provided for the retarding angle range α because the hitting sound is generated between the cylinder head 6 and the piston 3 even if the start of valve opening is delayed from the exhaust top dead center. This is because there is a high possibility that it is caused by the operation (that is, it does not occur between the intake valve 9 and the piston 3).

この遅角幅αの設定に基づいて、ＶＶＴ１１が駆動され、クランクシャフト５の回転角に対する吸気側カムシャフト９ａの回転角の位相が変化させられて、吸排気弁９のバルブタイミングが連続的に変更される。   Based on the setting of the retard width α, the VVT 11 is driven, the phase of the rotation angle of the intake camshaft 9a with respect to the rotation angle of the crankshaft 5 is changed, and the valve timing of the intake / exhaust valve 9 is continuously changed. Be changed.

以上の処理の結果、吸気弁９とピストン３との干渉があった場合には、吸気弁９の開弁タイミングが遅角幅αだけ遅角され、これにより、ピストン３が排気上死点に到達した時点における吸気弁９のリフト量（開度）が小さくされる。すなわち、吸気弁９がピストン３のピストンヘッド３ａから退避させられることになる。   As a result of the above processing, when there is interference between the intake valve 9 and the piston 3, the valve opening timing of the intake valve 9 is retarded by the retard width α, thereby causing the piston 3 to reach exhaust top dead center. The lift amount (opening degree) of the intake valve 9 at the time of arrival is reduced. That is, the intake valve 9 is retracted from the piston head 3 a of the piston 3.

以上のとおり、本実施形態では、ノックセンサ１９が吸気弁９の打音を検出すると、その旨の出力に基づいて、吸気弁９とピストン３のピストンヘッド３ａとの干渉の有無が判定され、干渉があった場合に吸気弁９が、ピストンヘッド３ａから退避させられる。したがって本実施形態では、デポジットの付着などによるバルブクリアランスの狭小化に対応でき、良好なドライバビリティを維持できる。   As described above, in the present embodiment, when the knock sensor 19 detects the sound of the intake valve 9, the presence or absence of interference between the intake valve 9 and the piston head 3a of the piston 3 is determined based on the output to that effect. When there is interference, the intake valve 9 is retracted from the piston head 3a. Therefore, in the present embodiment, it is possible to cope with the narrowing of the valve clearance due to deposit adhesion or the like, and it is possible to maintain good drivability.

また本実施形態では、この遅角処理に係る遅角幅αを打音レベルに応じて異ならせ、打音レベルが大であるほど遅角幅αが漸増するように設定することとしたので、吸気弁９とピストン３との干渉の程度に応じた適切な量だけ吸気弁９を退避させることができ、またハンチングの抑制により制御を精度よく実行できる。   Further, in the present embodiment, the retardation angle α related to this retardation processing is varied according to the hitting sound level, and as the hitting sound level is increased, the delaying angle width α is set to gradually increase. The intake valve 9 can be retracted by an appropriate amount according to the degree of interference between the intake valve 9 and the piston 3, and control can be executed with high accuracy by suppressing hunting.

次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、打音が検出され退避動作が行われた場合に、バルブの退避動作に伴う出力の低下を補償するように、スロットル弁１５を駆動するものである。なお、第２実施形態の機械的構成は上記第１実施形態におけるものと同様であるため、その説明は省略する。   Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, when a hitting sound is detected and a retracting operation is performed, the throttle valve 15 is driven so as to compensate for a decrease in output accompanying the valve retracting operation. The mechanical configuration of the second embodiment is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

第２実施形態における制御について説明する。図５のフロー図に係る処理はＥＣＵ２０により、打音検出用ゲート区間ＨＧ１内に（すなわち、排気上死点の近傍で）実行される。まず、ノックセンサ１９によって打音が検出されたかが判定される（Ｓ５１）。検出されない場合には、該判断が繰り返し行われる。   The control in 2nd Embodiment is demonstrated. The process according to the flowchart of FIG. 5 is executed by the ECU 20 in the hitting detection gate section HG1 (that is, in the vicinity of the exhaust top dead center). First, it is determined whether or not the knocking sound is detected by the knock sensor 19 (S51). If not detected, the determination is repeated.

打音検出ありと判定された場合には、吸気弁９の開弁タイミングの遅角処理が行われる（Ｓ５２）。この遅角処理により、打音レベルに応じた遅角幅αが設定され、この遅角幅αの設定に基づいてＶＶＴ１１が駆動され、吸排気弁９のバルブタイミングが連続的に変更される。以上の処理は、上記第１実施形態におけるステップＳ３１，Ｓ３２における処理と同様である。   If it is determined that the sound is detected, the opening timing of the intake valve 9 is retarded (S52). By this retard processing, a retard width α corresponding to the hitting sound level is set, the VVT 11 is driven based on the setting of the retard width α, and the valve timing of the intake / exhaust valve 9 is continuously changed. The above processing is the same as the processing in steps S31 and S32 in the first embodiment.

次に、設定された遅角幅αに応じたトルク変化量が推定され、このトルク変化量を補償するためのスロットル弁１５の目標スロットル開度が算出される（Ｓ５３）。これらの演算は、所定の関数の実行や、所定の遅角幅／トルク変化量テーブルおよびトルク変化量／スロットル開度テーブルの参照などにより行われる。   Next, a torque change amount corresponding to the set retardation angle α is estimated, and a target throttle opening degree of the throttle valve 15 for compensating for this torque change amount is calculated (S53). These calculations are performed by executing a predetermined function, referring to a predetermined retardation width / torque change amount table, and a torque change amount / throttle opening table.

そして、現在のスロットル開度が算出された目標スロットル開度に一致するように、スロットル弁１５に対して制御出力が行われる（Ｓ５４）。   Then, a control output is made to the throttle valve 15 so that the current throttle opening coincides with the calculated target throttle opening (S54).

以上の処理の結果、吸気弁９とピストン３との干渉があった場合には、吸気弁９の開弁タイミングが遅角幅αだけ遅角され、吸気弁９がピストン３のピストンヘッド３ａから退避させられる。そして、この退避に伴う出力トルクの減少を補償するように、スロットル弁１５が制御されることになる。すなわち、本実施形態では、バルブの退避動作に伴うトルク変化量を補償するように、内燃機関の出力トルクを増大させるので、退避動作に伴う出力の低下を抑制することができ、良好なドライバビリティを維持できる。   If there is interference between the intake valve 9 and the piston 3 as a result of the above processing, the opening timing of the intake valve 9 is retarded by the retard width α, and the intake valve 9 is moved from the piston head 3 a of the piston 3. Evacuated. Then, the throttle valve 15 is controlled so as to compensate for the decrease in the output torque accompanying the retreat. That is, in the present embodiment, the output torque of the internal combustion engine is increased so as to compensate for the torque change amount associated with the valve retracting operation, so that a decrease in the output accompanying the retracting operation can be suppressed, and good drivability is achieved. Can be maintained.

なお、バルブとピストン３の干渉があった場合にエンジン１の出力トルクを増大させるための手段としては、第２実施形態のようにスロットル弁１５を制御する方法の他にも、燃料噴射量の制御など、他の種々の手段を採用できる。例えば、可変ノズル型ターボチャージャー（排気側タービンの回転翼の周りに可動式のノズルベーンを設け、過給圧を可変とした過給器）を搭載した車両においては、図６に示されるように、打音検出（Ｓ６１）に応答して設定（Ｓ６２）された遅角幅αに応じて、トルク変化量を推定し、このトルク変化量を補償するための可変ノズル型ターボチャージャーの目標過給圧を算出し（Ｓ６３）、そして、現在の過給圧が算出された目標過給圧に一致するように（あるいは、現在のノズルベーンの回動角度が目標回動角度に一致するように）、可変ノズル型ターボチャージャーに対して制御出力を行う（Ｓ６４）ようにするのも好適である。   In addition, as a means for increasing the output torque of the engine 1 when there is interference between the valve and the piston 3, in addition to the method of controlling the throttle valve 15 as in the second embodiment, the fuel injection amount Various other means such as control can be employed. For example, in a vehicle equipped with a variable nozzle turbocharger (a supercharger in which a movable nozzle vane is provided around the rotor blades of the exhaust side turbine and the supercharging pressure is variable), as shown in FIG. The target supercharging pressure of the variable nozzle turbocharger for estimating the torque change amount and compensating for the torque change amount according to the retardation angle α set (S62) in response to the sound detection (S61). Is calculated (S63), and variable so that the current supercharging pressure matches the calculated target supercharging pressure (or so that the current nozzle vane rotation angle matches the target rotation angle). It is also preferable to perform control output for the nozzle-type turbocharger (S64).

さらに、本発明では、バルブとピストン３の干渉があった場合にエンジン１の出力トルクを増大させるための手段を複数種類用意し、これらを組み合わせたり、あるいは回転域や負荷領域に応じて切替えて使用する（例えば、スロットル弁１５により制御可能な部分負荷領域ではスロットルアクチュエータ１５ａによる出力トルク補償を行い、これより高負荷の領域では可変ノズル型ターボチャージャーのノズルベーン回動角度による出力トルク補償を行う）のも好適である。   Furthermore, in the present invention, a plurality of types of means for increasing the output torque of the engine 1 when there is interference between the valve and the piston 3 are prepared, and these are combined or switched according to the rotation range or the load range. Used (for example, output torque compensation by the throttle actuator 15a is performed in a partial load region that can be controlled by the throttle valve 15, and output torque compensation is performed by a nozzle vane rotation angle of a variable nozzle type turbocharger in a region of higher load than this) It is also suitable.

また、上記各実施形態および変形例におけるステップＳ３２，Ｓ５２，Ｓ６２のような吸気弁９の退避動作が実行された場合において、吸気弁９を退避させた時点から所定時間経過後に、その退避させた吸気弁９を進出（すなわち、退避が遅角であった場合には進角、退避が進角であった場合には遅角、というように逆方向に動作）させるように、ＶＶＴ１１を制御する構成としてもよい。このような構成とすれば、ピストン３のピストンヘッド３ａに一旦付着したデポジットがその後の運転により剥離・脱落した場合に、この剥離・脱落を検出して正常な運転に復帰できる。   Further, when the retracting operation of the intake valve 9 as in steps S32, S52, and S62 in each of the above embodiments and modifications is performed, the intake valve 9 is retracted after a lapse of a predetermined time from the retracted time. The VVT 11 is controlled so that the intake valve 9 is advanced (that is, when the retraction is retarded, the valve is advanced, and when the retraction is the advance, it is operated in the reverse direction). It is good also as a structure. With such a configuration, when the deposit once adhered to the piston head 3a of the piston 3 is peeled off or dropped by the subsequent operation, the peeling / dropping can be detected to return to the normal operation.

なお、上記各実施形態および変形例においては、吸気弁９の退避動作はバルブタイミングの制御によって実現することとしたが、これをリフト量の制御によって実現することとしてもよい。また、上記各実施形態および変形例においては、ピストン３の排気上死点の近傍において吸気弁９を遅角して退避させる構成としたが、本発明は例えば圧縮上死点の近傍における排気弁１０の退避動作（この場合には排気弁１０の退避は進角によって行われることになろう）など、他の場面においても適用することができる。   In each of the above-described embodiments and modifications, the retracting operation of the intake valve 9 is realized by controlling the valve timing, but this may be realized by controlling the lift amount. Further, in each of the above embodiments and modifications, the intake valve 9 is configured to be retarded and retracted in the vicinity of the exhaust top dead center of the piston 3, but the present invention is, for example, an exhaust valve in the vicinity of the compression top dead center. The present invention can also be applied to other scenes such as 10 retracting operations (in this case, the retracting of the exhaust valve 10 will be performed by the advance angle).

本発明の第１実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a 1st embodiment of the present invention. 第１実施形態の動作を示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows operation | movement of 1st Embodiment. 第１実施形態における制御を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control in 1st Embodiment. 第１実施形態における遅角幅の設定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a setting of the retard width in 1st Embodiment. 第２実施形態における制御を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control in 2nd Embodiment. 第２実施形態の変形例における制御を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control in the modification of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

３ ピストン
３ａ ピストンヘッド
９ 吸気弁
１０ 排気弁
１１ バルブタイミング可変機構
１２ 燃料噴射弁
１５ スロットル弁
１９ ノックセンサ
２０ ＥＣＵ
ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３，ＨＧ４ 打音検出用ゲート区間
ＫＧ１，ＫＧ２，ＫＧ３，ＫＧ４ ノック検出用ゲート区間
α 遅角幅
3 Piston 3a Piston head 9 Intake valve 10 Exhaust valve 11 Valve timing variable mechanism 12 Fuel injection valve 15 Throttle valve 19 Knock sensor 20 ECU
HG1, HG2, HG3, HG4 Hitting sound detection gate section KG1, KG2, KG3, KG4 Knock detection gate section α Delay width

Claims (3)

吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミング及び／又はリフト量を変更する可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構を内燃機関の運転状態に応じて制御する制御手段とを有するバルブタイミング制御装置であって、
前記吸排気弁の打音を検出する打音検出手段と、
前記打音検出手段の出力に基づいて前記吸排気弁の少なくとも一方と前記内燃機関のピストンヘッドとの干渉の有無を判定する判定手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記干渉があった場合に前記吸排気弁の少なくとも一方を前記ピストンヘッドから退避させることを特徴とするバルブタイミング制御装置。 A valve timing control device comprising: a variable valve timing mechanism that changes the valve timing and / or lift amount of at least one of the intake and exhaust valves; and a control unit that controls the variable valve timing mechanism according to the operating state of the internal combustion engine. And
The sound detection means for detecting the sound of the intake and exhaust valves;
Determination means for determining the presence or absence of interference between at least one of the intake and exhaust valves and the piston head of the internal combustion engine based on the output of the sound detection means;
The valve timing control device, wherein the control means retracts at least one of the intake and exhaust valves from the piston head when the interference occurs. 請求項１に記載のバルブタイミング制御装置と、内燃機関の出力トルクを増大させることが可能な運転制御手段とを備えた駆動装置であって、
前記運転制御手段は、前記干渉があった場合に、内燃機関の出力トルクを増大させることを特徴とする駆動装置。 A drive device comprising the valve timing control device according to claim 1 and an operation control means capable of increasing an output torque of the internal combustion engine,
The driving device characterized in that the operation control means increases the output torque of the internal combustion engine when the interference occurs. 請求項１に記載のバルブタイミング制御装置であって、
前記制御手段は、前記退避させた時点から所定時間経過後に、前記退避させた弁を進出させることを特徴とするバルブタイミング制御装置。
The valve timing control device according to claim 1,
The valve timing control device, wherein the control means advances the retracted valve after a predetermined time has elapsed since the retracted time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007309123A (en) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp Variable compression ratio internal combustion engine
JP2010024955A (en) * 2008-07-18 2010-02-04 Toyota Motor Corp Controller for internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309123A (en) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp Variable compression ratio internal combustion engine
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