JP2010043544A - Variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の上死点におけるピストンの相対位置を変更して燃焼室の容積を変更することで、前記内燃機関の機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、内燃機関のバルブタイミングを機構的に変更する可変バルブタイミング機構を備えている可変圧縮比内燃機関に適用されるものである。そして、可変圧縮比内燃機関の中でも、特に可変バルブタイミング機構と可変圧縮比機構可変とが機構的に連動しており、可変圧縮比機構によって設定される機械圧縮比が変化するとバルブタイミング機構により設定されるバルブタイミングも変化するものに関する。 The present invention provides a variable compression ratio mechanism that changes the mechanical compression ratio of the internal combustion engine by changing the relative position of the piston at the top dead center of the internal combustion engine to change the volume of the combustion chamber, and the valve timing of the internal combustion engine. The present invention is applied to a variable compression ratio internal combustion engine having a variable valve timing mechanism that changes the mechanism mechanically. Among the variable compression ratio internal combustion engines, in particular, the variable valve timing mechanism and the variable compression ratio mechanism variable are mechanically linked, and set by the valve timing mechanism when the mechanical compression ratio set by the variable compression ratio mechanism changes. The valve timing is also related to changing.
近年、内燃機関の燃費性能や出力性能などを向上させることを目的とした、内燃機関の機械圧縮比を可変にする技術が提案されている。この種の技術としては、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動可能に連結するとともにその連結部分にカム軸を設け、前記カム軸を回動させてシリンダブロックとクランクケースとを、気筒の軸線方向に相対移動させることで燃焼室の容積を変更し、以て内燃機関の機械圧縮比を変更する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。 In recent years, a technique for making the mechanical compression ratio of an internal combustion engine variable has been proposed for the purpose of improving the fuel efficiency performance and output performance of the internal combustion engine. As this type of technology, the cylinder block and the crankcase are connected so as to be relatively movable, and a camshaft is provided at the connecting portion, and the camshaft is rotated to connect the cylinder block and the crankcase in the axial direction of the cylinder. A technique has been proposed in which the volume of the combustion chamber is changed by relatively moving the internal combustion engine, thereby changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1).
また、コンロッドを2分割し、クランクシャフトに連結された方のコンロッドに所定の揺動中心を中心に揺動可能な揺動部材を連結し、前記揺動中心がカム軸を回転させることによって移動することで燃焼室の容積及びピストンのストロークを変更し、以って内燃機関の機械圧縮比を変更する技術も提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。 Further, the connecting rod is divided into two, a connecting member connected to the crankshaft is connected to a swinging member capable of swinging around a predetermined swinging center, and the swinging center is moved by rotating the camshaft. Thus, a technique for changing the volume of the combustion chamber and the stroke of the piston and thereby changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
内燃機関の機械圧縮比を変更すべく、内燃機関の機械要素の一部の配置、大きさ等を変更する場合、該内燃機関の吸排気弁を駆動するカムシャフトの回転と燃焼サイクルにおけるピストンの位置との相対関係がずれる場合がある。そうすると、吸排気弁がカムシャフトの回転によって直接駆動される場合や、カムシャフトの回転位相に基づいて吸排気弁の開閉時期であるバルブタイミングが制御される場合には、ピストンが圧縮行程上死点などの所定位置にある時期に対して吸排気弁のバルブタイミングが本来あるべきタイミングからずれる虞がある。 In order to change the mechanical compression ratio of the internal combustion engine, when changing the arrangement, size, etc. of some of the mechanical elements of the internal combustion engine, the rotation of the camshaft that drives the intake and exhaust valves of the internal combustion engine and the piston of the combustion cycle The relative relationship with the position may be off. Then, when the intake / exhaust valve is directly driven by the rotation of the camshaft, or when the valve timing that is the opening / closing timing of the intake / exhaust valve is controlled based on the rotation phase of the camshaft, the piston is dead in the compression stroke. There is a possibility that the valve timing of the intake / exhaust valve deviates from the timing that should be originally with respect to the timing at a predetermined position such as a point.
これに対し次のような制御を行なうことが提案されている。この提案においては、特定の機械圧縮比において、ピストンの上死点で可変バルブタイミング機構を最遅角位置に調整し、その際のバルブタイミングを基準とする。そして、運転状態に応じた、前記基準からのバルブタイミングの相対的な作動量を規定値としてマップに記憶しておき、基準から規定値分だけバルブタイミングを作動させて目標値に制御する。また、上記の規定値について、バルブタイミングが目標値に正確に制御可能なように学習制御を行う。更に、機械圧縮比の変化に起因するバルブタイミングの変化を考慮して前記学習制御における学習値を修正し、当該修正後の学習値と前記規定値とに基づいて、バルブタイミングを目標値に制御する(引用文献3参照。)。 On the other hand, it has been proposed to perform the following control. In this proposal, the variable valve timing mechanism is adjusted to the most retarded position at the top dead center of the piston at a specific mechanical compression ratio, and the valve timing at that time is used as a reference. Then, the relative operation amount of the valve timing from the reference according to the operating state is stored in the map as a specified value, and the valve timing is operated by the specified value from the reference to control the target value. In addition, learning control is performed on the specified value so that the valve timing can be accurately controlled to the target value. Further, the learning value in the learning control is corrected in consideration of the change in the valve timing due to the change in the mechanical compression ratio, and the valve timing is controlled to the target value based on the corrected learning value and the specified value. (See cited document 3).
すなわち上記の従来技術では、内燃機関のバルブタイミング制御において、内燃機関の機械圧縮比の値に応じて学習値を修正し、修正後の学習値を用いてバルブタイミングを制御することで、機械圧縮比の変化に起因するバルブタイミングの変化の影響を抑制していた。しかしながら、上記の従来技術においては、内燃機関の機械圧縮比を変化させる度に学習値を修正する必要があり制御が複雑化する不都合があった。また、圧縮比センサの故障などにより内燃機関の機械圧縮比が正確に検出できなくなった場合には、内燃機関の圧縮比の制御精度が低下するだけでなく、バルブタイミングの制御精度も低下してしまう不
都合があった。
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、内燃機関の機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、内燃機関のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を備えている可変圧縮比内燃機関について適用される。そして、その目的は、特に機械圧縮比を変更した際に、可変圧縮比機構の作動の影響で可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングが変化する可変圧縮比内燃機関に対し、より簡単にまたは精度よく、バルブタイミングを目標値に制御可能とする技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above situation, and includes a variable compression ratio mechanism that changes the mechanical compression ratio of the internal combustion engine and a variable compression ratio that includes a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of the internal combustion engine. Applies to internal combustion engines. The purpose of the variable compression ratio internal combustion engine, in which the valve timing of the variable valve timing mechanism changes due to the operation of the variable compression ratio mechanism, particularly when the mechanical compression ratio is changed, is simpler or more accurate. It is to provide a technique that makes it possible to control the valve timing to a target value.
上記目的を達成するための本発明においては、可変圧縮比機構の作動の影響で可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングが変化する可変圧縮比内燃機関のバルブタイミング制御に関し以下の点を最大の特徴とする。すなわち、バルブタイミング制御の基準となる基準バルブタイミングを、内燃機関の機械圧縮比によっては変化しない所定の値として学習する。この基準バルブタイミングからの相対的なバルブタイミング変化量によって、バルブタイミングを目標値に制御する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features regarding the valve timing control of the variable compression ratio internal combustion engine in which the valve timing by the variable valve timing mechanism changes due to the operation of the variable compression ratio mechanism. . That is, the reference valve timing that is a reference for valve timing control is learned as a predetermined value that does not change depending on the mechanical compression ratio of the internal combustion engine. The valve timing is controlled to a target value based on the relative valve timing variation from the reference valve timing.
より詳しくは、内燃機関の上死点におけるピストンの相対位置を機構的に変更することで燃焼室の容積を変更し、内燃機関の機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
前記内燃機関の吸気弁および/または排気弁のバルブタイミングを機構的に変更および設定する可変バルブタイミング機構と、
前記可変バルブタイミング機構の作動の基準となる基準バルブタイミングを学習して記憶するバルブタイミング学習手段と、
前記基準バルブタイミングから、運転状態に応じた規定値だけ前記可変バルブタイミング機構によってバルブタイミングを変更することで、バルブタイミングを目標値に制御するバルブタイミング制御手段と、を備え、
前記バルブタイミング機構により設定されるバルブタイミングが、前記可変圧縮比機構によって設定される機械圧縮比と機構的に連動して変化する可変圧縮比内燃機関であって、
前記基準バルブタイミングは、前記内燃機関の機械圧縮比によっては不変の値とすることを特徴とする。
More specifically, a variable compression ratio mechanism that changes the volume of the combustion chamber by changing the relative position of the piston at the top dead center of the internal combustion engine to change the mechanical compression ratio of the internal combustion engine;
A variable valve timing mechanism that mechanically changes and sets the valve timing of the intake valve and / or the exhaust valve of the internal combustion engine;
Valve timing learning means for learning and storing a reference valve timing as a reference for operation of the variable valve timing mechanism;
A valve timing control means for controlling the valve timing to a target value by changing the valve timing by the variable valve timing mechanism from the reference valve timing by a specified value according to the operating state;
A variable compression ratio internal combustion engine in which a valve timing set by the valve timing mechanism changes mechanically in conjunction with a mechanical compression ratio set by the variable compression ratio mechanism;
The reference valve timing is an invariable value depending on the mechanical compression ratio of the internal combustion engine.
ここで、従前のバルブタイミング制御においては、ピストンの上死点時に可変バルブタイミング機構を機械的な作動限界である最遅角位置まで作動させ、その際のバルブタイミングを学習してバルブタイミング制御の基準としていた。従って、バルブタイミング機構により設定されるバルブタイミングが、可変圧縮比機構によって設定される機械圧縮比と機構的に連動して変化する可変圧縮比機構においては、機械圧縮比が変化するとバルブタイミング制御の基準自体が変化してしまう不都合があった。 Here, in the conventional valve timing control, at the top dead center of the piston, the variable valve timing mechanism is operated to the most retarded position that is the mechanical operation limit, and the valve timing at that time is learned to perform the valve timing control. It was the standard. Therefore, in a variable compression ratio mechanism in which the valve timing set by the valve timing mechanism changes in conjunction with the mechanical compression ratio set by the variable compression ratio mechanism, when the mechanical compression ratio changes, the valve timing control is performed. There was an inconvenience that the standard itself changed.
また、この不都合の対策として、機械圧縮比とバルブタイミングの変化との関係に基づいて、可変圧縮比内燃機関の機械圧縮比の変更の度に学習値を修正し、修正された学習値を用いてバルブタイミングを制御する技術が提案されていた。 As a countermeasure against this inconvenience, the learning value is corrected each time the mechanical compression ratio of the variable compression ratio internal combustion engine is changed based on the relationship between the mechanical compression ratio and the change in valve timing, and the corrected learning value is used. Therefore, a technique for controlling the valve timing has been proposed.
しかしながら上記の対策が折り込まれた技術では、機械圧縮比が変更される度に学習値
の修正のための演算が必要となり制御が複雑になる不都合があった。また、内燃機関の機械圧縮比を検出するセンサが故障した場合には、その影響が機械圧縮比制御のみならずバルブタイミング制御にも及ぶ可能性が高く、バルブタイミング制御を高精度に実行することが困難な場合があった。
However, in the technique in which the above countermeasure is incorporated, there is an inconvenience that a calculation for correcting the learning value is required every time the mechanical compression ratio is changed, and the control becomes complicated. In addition, when a sensor that detects the mechanical compression ratio of an internal combustion engine fails, it is highly possible that the influence will affect not only the mechanical compression ratio control but also the valve timing control, and the valve timing control should be executed with high accuracy. There were cases where it was difficult.
それに対し、本発明においては、バルブタイミング制御の基準として、内燃機関の機械圧縮比によっては変化しない値を採用するので、バルブタイミング制御と機械圧縮比の制御とを分離できる。その結果、機械圧縮比を変更する度に学習値を修正する演算が必要なくなり、制御を単純にすることができる。また、機械圧縮比を検出するセンサの異常の影響がバルブタイミング制御に及ぶ可能性が低下するので、バルブタイミング制御を高精度に実行することが可能となる。 On the other hand, in the present invention, a value that does not change depending on the mechanical compression ratio of the internal combustion engine is adopted as the reference of the valve timing control, so that the valve timing control and the mechanical compression ratio control can be separated. As a result, it is not necessary to perform an operation for correcting the learning value every time the mechanical compression ratio is changed, and the control can be simplified. Further, since the possibility that the influence of the sensor detecting the mechanical compression ratio is affected by the valve timing control is reduced, the valve timing control can be executed with high accuracy.
また、本発明においては、前記バルブタイミング学習手段は、特定の機械圧縮比において前記可変バルブタイミング機構の機構的な基準に基づいて決定されるバルブタイミングを、基準バルブタイミングとして学習するようにしてもよい。 In the present invention, the valve timing learning means may learn, as a reference valve timing, a valve timing determined based on a mechanical reference of the variable valve timing mechanism at a specific mechanical compression ratio. Good.
ここで、可変バルブタイミング機構の機構的な基準に基づいて決定されるバルブタイミングとは、例えば、可変バルブタイミング機構の作動が部材同士の当接によって機構的に制限される最遅角位置(突き当て位置)であってもよい。あるいは、可変バルブタイミング機構の作動が部材同士の当接によって機構的に制限される最進角位置(突き当て位置)であってもよい。 Here, the valve timing determined based on the mechanistic reference of the variable valve timing mechanism is, for example, the most retarded angle position (projection) where the operation of the variable valve timing mechanism is mechanically limited by contact between members. It may be a contact position). Alternatively, it may be a most advanced angle position (abutment position) where the operation of the variable valve timing mechanism is mechanically limited by contact between members.
そして、バルブタイミング学習手段は、基準バルブタイミングを学習して記憶する際には、内燃機関の圧縮比を予め定められた特定の機械圧縮比に制御し、可変バルブタイミング機構を突き当て位置まで作動させ、そのタイミングを記憶することで、より簡単且つ正確に基準バルブタイミングを学習して取得することができる。 When learning and storing the reference valve timing, the valve timing learning means controls the compression ratio of the internal combustion engine to a predetermined mechanical compression ratio and operates the variable valve timing mechanism to the abutting position. By storing the timing, the reference valve timing can be learned and acquired more easily and accurately.
また、本発明においては、前記バルブタイミング学習手段は、任意の機械圧縮比において前記可変バルブタイミング機構の機構的な基準に基づいて決定されるバルブタイミングを、前記内燃機関における機械圧縮比とバルブタイミングとの既知の関係に基づいて、特定の機械圧縮比におけるバルブタイミングの値に補正し、基準バルブタイミングとして学習するようにしてもよい。 Further, in the present invention, the valve timing learning means determines a valve timing determined based on a mechanical reference of the variable valve timing mechanism at an arbitrary mechanical compression ratio, as a mechanical compression ratio and a valve timing in the internal combustion engine. May be corrected to a valve timing value at a specific mechanical compression ratio and learned as a reference valve timing.
すなわち、本発明では、バルブタイミング学習手段が基準バルブタイミングを学習して記憶する際の機械圧縮比を特に定めず任意の機械圧縮比で行うこととする。そして、取得された基準バルブタイミングを、内燃機関の機械圧縮比とバルブタイミングとの関係を利用して、特定の機械圧縮比におけるバルブタイミングの値に補正し、基準バルブタイミングとして学習し記憶する。 In other words, in the present invention, the mechanical compression ratio is not particularly defined when the valve timing learning means learns and stores the reference valve timing, and is performed at an arbitrary mechanical compression ratio. Then, the acquired reference valve timing is corrected to a valve timing value at a specific mechanical compression ratio using the relationship between the mechanical compression ratio of the internal combustion engine and the valve timing, and is learned and stored as a reference valve timing.
これによれば、基準バルブタイミングの学習および記憶を任意の機会に行うことができ、さらに、基準バルブタイミングの値を特定の機械圧縮比における値に補正して記憶することが可能となる。これによれば、基準バルブタイミングの学習の時期についての自由度を高めることができるとともに、基準バルブタイミングの基礎となる機械圧縮比における学習値をより簡単に取得することができる。 According to this, learning and storage of the reference valve timing can be performed at an arbitrary opportunity, and further, the value of the reference valve timing can be corrected to a value at a specific mechanical compression ratio and stored. According to this, it is possible to increase the degree of freedom with respect to the learning timing of the reference valve timing, and it is possible to more easily acquire the learning value in the mechanical compression ratio that is the basis of the reference valve timing.
また、本発明においては、前記特定の機械圧縮比は、前記可変圧縮比機構によって設定可能な最高圧縮比であってもよい。 In the present invention, the specific mechanical compression ratio may be a maximum compression ratio that can be set by the variable compression ratio mechanism.
この最高圧縮比においては、上死点におけるピストンの位置は最も高くなるので、ピストンと吸気弁または排気弁との干渉が最も生じ易い状況になる。この最高圧縮比において
基準バルブタイミングを決定すれば、ピストンと吸気弁または排気弁との干渉が最も生じ易い状況において直接にバルブタイミングの制御の基準の学習および記憶を行うことができ、バルブタイミングと機械圧縮比の関係を決定することが可能となる。その結果、吸気弁または排気弁とピストンとの干渉をより確実に回避することが可能となる。
At this maximum compression ratio, the position of the piston at the top dead center is the highest, so that the interference between the piston and the intake valve or the exhaust valve is most likely to occur. If the reference valve timing is determined at this maximum compression ratio, the reference of valve timing control can be directly learned and stored in a situation where the interference between the piston and the intake valve or the exhaust valve is most likely to occur. It becomes possible to determine the relationship of the mechanical compression ratio. As a result, it is possible to more reliably avoid interference between the intake valve or the exhaust valve and the piston.
また、本発明において、前記特定の機械圧縮比は、前記可変圧縮比機構によって設定可能な最低圧縮比であってもよい。 In the present invention, the specific mechanical compression ratio may be a minimum compression ratio that can be set by the variable compression ratio mechanism.
この最低圧縮比においては、上死点におけるピストンの位置は最も低くなるので、ピストンと吸気弁または排気弁との干渉が最も生じ難い状況になる。そうすると、ピストンと吸排気弁との干渉が最も起こり難い状態で、より安全に基準バルブタイミングの学習及び記憶を行うことができ、学習の実行中におけるピストンと吸気弁または排気弁との干渉による内燃機関の故障を抑制することができる。 At this minimum compression ratio, the position of the piston at the top dead center is the lowest, so that the interference between the piston and the intake valve or the exhaust valve is least likely to occur. Then, in the state where the interference between the piston and the intake / exhaust valve is least likely to occur, the reference valve timing can be learned and stored more safely, and the internal combustion caused by the interference between the piston and the intake valve or the exhaust valve during the execution of learning. Engine failure can be suppressed.
なお、上記した本発明の課題を解決する手段については、可能なかぎり組み合わせて用いることができる。 The means for solving the above-described problems of the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明によれば、機械圧縮比を変更した際に、可変圧縮比機構の作動の影響でバルブタイミングが変化する可変圧縮比内燃機関においても、より簡単にまたは精度よく、バルブタイミングを制御することができる。 According to the present invention, even in a variable compression ratio internal combustion engine in which the valve timing changes due to the operation of the variable compression ratio mechanism when the mechanical compression ratio is changed, the valve timing can be controlled more easily or accurately. Can do.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
図1は、機械圧縮比を可変とする可変圧縮比内燃機関(以下、単に「内燃機関」という)1の概略構成を表す図である。本実施例において、シリンダ2内の燃焼室には、シリンダヘッド10に設けられた吸気ポート18を介して吸気管19が接続されている。シリンダ2への吸気の流入は吸気弁5によって制御される。吸気弁5の開閉は、吸気側カム7の回転駆動によって制御される。また、シリンダヘッド10に設けられた排気ポート20を介して、排気管21が接続されている。シリンダ2外への排気の排出は排気弁6によって制御される。排気弁6の開閉は排気側カム8の回転駆動によって制御される。更に、吸気ポート18には燃料噴射弁17が、シリンダ2の頂部には、点火プラグ16が設けられている。そして、内燃機関1のクランクシャフト13にコンロッド14を介して連結されたピストン15が、シリンダ2内で往復運動を行う。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a variable compression ratio internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”) 1 in which a mechanical compression ratio is variable. In this embodiment, an
ここで、内燃機関1においては、可変圧縮比機構9によって、シリンダブロック3をクランクケース4に対してシリンダ2の軸線方向に相対移動させることで、内燃機関1の機械圧縮比が変更される。即ち、可変圧縮比機構9が、シリンダブロック3と共にシリンダヘッド10を、シリンダ2の軸線方向にクランクケース4に対して相対移動させることによって、シリンダブロック3、シリンダヘッド10およびピストン15によって構成される燃焼室の容積が変更され、その結果、内燃機関1の機械圧縮比が可変制御される。例えば、シリンダブロック3がクランクケース4から遠ざかる方向に相対移動されると、燃焼室容積が増えて機械圧縮比が低下する。
Here, in the
可変圧縮比機構9は、軸部9aと、軸部9aの中心軸に対して偏心された状態で軸部9a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9bと、カム部9bと同一外形を有し軸部9aに対して回転可能且つカム部9bと同じように偏心状態で取り付けられた
可動軸受部9cと、軸部9aと同心状に設けられたウォームホイール9dと、ウォームホイール9dと噛み合うウォーム9eと、ウォーム9eを回転駆動させるモータ9fによって構成される。そして、カム部9bはシリンダブロック3に設けられた収納孔内に設置され、可動軸受部9c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。ここで、モータ9fからの駆動力は、ウォーム9eとウォームホイール9dとを介して軸部9aに伝えられる。そして、偏心状態にあるカム部9b、可動軸受部9cが駆動されることで、シリンダブロック3がクランクケース4に対してシリンダ2の軸線方向に相対移動させられる。
The variable
また、内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(以下、「ECU」という)90が併設されている。このECU90は、CPUの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するROM、RAM等を備えており、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。
The
ここで、アクセル開度センサ92がECU90と電気的に接続されており、ECU90はアクセル開度に応じた信号を受け取り、この信号に応じて内燃機関1に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ91がECU90と電気的に接続されており、ECU90は内燃機関1の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関1の機関回転速度や、該機関回転速度とギア比等から内燃機関1が搭載されている車両の車両速度等を算出する。
Here, the
更に、可変圧縮比機構9を構成するモータ9fがECU90と電気的に接続されている。そして、ECU90からの指令によりモータ9fが駆動されて、可変圧縮比機構9による内燃機関1の機械圧縮比の変更が行われる。この内燃機関1の機械圧縮比の変更は、内燃機関1の運転状態に基づいて行われる。例えば、内燃機関1の運転状態を機関負荷と機関回転速度で表す場合、低機関負荷から高機関負荷になるに従い又は低機関回転速度から高機関回転速度になるに従い、シリンダブロック3をクランクケース4から遠ざける方向にモータ9fを駆動して、内燃機関1の機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと移行させる。
Further, a
次に、内燃機関1における吸気弁5および排気弁6の開閉動作および該開閉動作を行う開閉機構について、図2および図3に基づいて説明する。図2、3は、主に内燃機関1のバルブタイミング制御システムの機構を示す図であり、図2(a)はシリンダブロック3がクランクケース4に近づき、内燃機関1の機械圧縮比が比較的高い機械圧縮比(以下、単に「高圧縮比」という)となっている状態を示し、図2(b)はシリンダブロック3がクランクケース4から遠ざかり、内燃機関1の機械圧縮比が比較的低い機械圧縮比(以下、単に「低圧縮比」という)となっている状態を示す。図2に示すように、シリンダブロック3がシリンダ2の軸線方向にΔh相対移動することで、内燃機関1の機械圧縮比が変更される。また、図3は、吸気弁5、排気弁6を中心としたシリンダヘッド10の頂部近傍を模式的に表した図である。
Next, the opening / closing operation of the
内燃機関1においては、吸気弁5の開閉動作は吸気側カム7によって行われる。この吸気側カム7は吸気側カムシャフト22に取り付けられ、更に吸気側カムシャフト22の端部には吸気側プーリ24が設けられている。更に、吸気側カムシャフト22と吸気側プーリ24との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構(以下、「吸気側VVT」という)23が設けられている。この吸気側VVT23は、ECU90からの指令に従って吸気側カムシャフト22と吸気側プーリ24との相対的な回転位相を制御する。更に、吸気側カムシャフト22の回転角を検出する吸気側カム角センサ93が設けられ、吸気側カム角センサ93とECU90とが電気的に接続されている。
In the
また、排気弁6の開閉動作は排気側カム8によって行われる。この排気側カム8は排気側カムシャフト25に取り付けられ、更に排気側カムシャフト25の端部には排気側プーリ27が設けられている。更に、排気側カムシャフト25と排気側プーリ27との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構(以下、「排気側VVT」という)26が設けられている。この排気側VVT26は、ECU90からの指令に従って排気側カムシャフト25と排気側プーリ27との相対的な回転位相を制御する。更に、排気側カムシャフト25の回転角を検出する排気側カム角センサ94が設けられ、排気側カム角センサ94とECU90とが電気的に接続されている。なお、吸気側VVT23及び排気側VVT26は本実施例において可変バルブタイミング機構に相当する。
The opening / closing operation of the
そして、吸気側カムシャフト22と排気側カムシャフト25の回転駆動は、クランクシャフト13の駆動力によって行われる。具体的には、クランクシャフト13に設けられたクランク側プーリ32、吸気側プーリ24、排気側プーリ27にはタイミングベルト33が掛けられており、更にタイミングベルト33は、クランクケース4側に設けられた第一クランクケース側プーリ30、第二クランクケース側プーリ31およびシリンダブロック3側に設けられた第一シリンダブロック側プーリ28、第二シリンダブロック側プーリ29にも掛かっている。
The rotation of the
なお、タイミングベルト33が掛かる順序は、クランク側プーリ32を初めとして、第一クランクケース側プーリ30、第一シリンダブロック側プーリ28、吸気側プーリ24、排気側プーリ27、第二シリンダブロック側プーリ29、第二クランクケース側プーリ31の順である。
The
そして、第一クランクケース側プーリ30、および第二クランクケース側プーリ31はタイミングベルト33の外周面と接しており、それ以外のクランク側プーリ32、第一シリンダブロック側プーリ28、吸気側プーリ24、排気側プーリ27、第二シリンダブロック側プーリ29、はタイミングベルト33の内周面と接している。
The first
このようにして、クランクシャフト13の駆動力によって吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25が回転駆動されて、以て吸気側カム7および排気側カム8によって、吸気弁5および排気弁6の開閉動作が行われる。
In this manner, the
ここで、可変圧縮比機構9によって内燃機関1の機械圧縮比が変更されるとき、例えば図2(a)に示す高圧縮比の状態から図2(b)に示す低圧縮比の状態へと変更されるとき、上述したようにシリンダブロック3がクランクケース4から遠ざかる方向に相対移動する。従って、機械圧縮比の変更に合わせて、シリンダブロック3に設けられた第一シリンダブロック側プーリ28、第二シリンダブロック側プーリ29も移動する。その結果、第一クランクケース側プーリ30と第一シリンダブロック側プーリ28との間に掛かるタイミングベルト33の長さL1、および第二クランクケース側プーリ31と第二シリンダブロック側プーリ29との間に掛かるタイミングベルト33の長さL2は、機械圧縮比の変更に伴って変化する。このような構成により、シリンダブロック3が移動しても、タイミングベルト33の全長は変化しない。
Here, when the mechanical compression ratio of the
なお、内燃機関1においては、クランクポジションセンサ91と吸気側カム角センサ93、排気側カム角センサ94とからの信号に基づいて、クランク角と吸排気弁5、6のカム角との関係が適正な関係となるべく、吸気側VVT23および排気側VVT26によって、吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の回転位相がフィードバック制御される。
In the
そして、本実施例においては、吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25
を最遅角位置から何度回転させるかにより吸気側VVT23および排気側VVT26を制御する。すなわち、吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25が最も遅角されたときの位置(以下、最遅角位置という。)を基準位置とし、この基準位置から内燃機関1の運転状態に応じて吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の角度が進角される。この基準位置からの進角量は、内燃機関1の運転状態(例えば、機関回転数、機関負荷)と進角量との関係を予めマップ化したものをECU90に記憶させておき、該マップに内燃機関1の運転状態を代入して得ることができる。
In this embodiment, the
The
しかし、内燃機関1では、図2(a)に示す高圧縮比の状態から図2(b)に示す低圧縮比の状態へと変更されると、タイミングベルト長L1は短くなり、タイミングベルト長L2は長くなる。その結果、クランクシャフト13が特定の回転角にあるとき、例えばピストン15の位置が圧縮行程上死点等にあるときの、吸気側プーリ24および排気側プーリ27の位相は、図2(a)に示す高圧縮比状態と図2(b)に示す低圧縮比状態とでは異なる。すなわち、図2(a)に示す高圧縮比状態を基準とすると、図2(b)に示す低圧縮比状態では、吸気側プーリ24および排気側プーリ27の回転位相がΔTvだけずれる。
However, in the
そして、回転位相がΔTvずれた状態で前記学習値を取得すると、吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の最遅角位置がずれることに起因して回転位相がΔTvずれた値となる。そして、吸気側VVT23および排気側VVT26の目標値、すなわち吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の進角量にもずれを生じてしまう。
When the learning value is acquired in a state where the rotational phase is shifted by ΔTv, the rotational phase is shifted by ΔTv due to the displacement of the most retarded angle positions of the
そのため、ピストン位置が圧縮行程上死点にある時期に対する吸気弁5および排気弁6のバルブタイミングが、図2(a)に示す高圧縮比状態と図2(b)に示す低圧縮比状態とでは異なってしまい、圧縮比の変更に伴って、バルブタイミングが適正なタイミングからずれる虞がある。即ち、圧縮比の変更の結果、シリンダ2内で行われる燃焼に適したバルブタイミングが得られない虞がある。
Therefore, the valve timings of the
これに対し、従前のバルブタイミングの制御では、機械圧縮比の変更が行なわれるときの吸気側プーリ24および排気側プーリ27の回転位相のずれを機械圧縮比と関連付けて予め求めておき、吸気側VVT23および排気側VVT26を制御するときには、前記学習値を予め求めておいたずれ量によって補正することとしていた。
On the other hand, in the conventional valve timing control, the rotational phase shift of the
すなわち、吸気側VVT23および排気側VVT26の作動量の目標値は、内燃機関の運転状態との関係において定められる規定値と、吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の位相を最も遅角させた際のバルブタイミングの学習値とから決定され、当該学習値は、内燃機関1の機械圧縮比の変化による吸気側プーリ24および排気側プーリ27の回転位相のずれにより補正される。
That is, the target values of the operation amounts of the
この場合の規定値は、例えば内燃機関1の機械圧縮比が最高圧縮比である場合の、内燃機関1の運転状態から決定される最遅角位置からの吸気側カムシャフト22および排気側カムシャフト25の進角量であり、内燃機関1の運転状態との関係から予め実験等により求められマップ化されてECU90に記憶されている。また、学習値は、最高圧縮比のときのバルブタイミングの最遅角位置を基準とし、この基準の学習値にバルブタイミングずれ量ΔTvを加えて補正される。
The specified values in this case are, for example, the
そして、吸気側プーリ24と排気側プーリ27はタイミングベルト33を介してクランクシャフト13と連動しているため、吸気側VVT23と排気側VVT26とによる回転位相の変更によって、クランクシャフト13の回転角に対する吸気側カムシャフト22お
よび排気側カムシャフト25の回転角の相対関係が変更されて、ピストン15のピストン位置に対する吸気弁5、排気弁6のバルブタイミングが適正なタイミングとなる。
Since the
図4には、上記した従前のバルブタイミングの制御における規定値と、補正後の学習値、バルブタイミング制御量の関係を示す。ここでゼロ点は、クランク軸の角度との関係で定義される絶対的な基準である。バルブタイミング制御量は、各圧縮比において、バルブタイミングを規定値で規定される目標バルブタイミングとするために、最遅角位置から実際に進角させる量を意味する。図に示すように、補正学習値は、機械圧縮比によって変化するΔTvを、最高圧縮比における学習制御による学習値に加えて補正した学習値である。 FIG. 4 shows the relationship between the specified value in the previous control of the valve timing, the corrected learned value, and the valve timing control amount. Here, the zero point is an absolute reference defined in relation to the angle of the crankshaft. The valve timing control amount means an amount that is actually advanced from the most retarded position in order to set the valve timing to a target valve timing defined by a specified value in each compression ratio. As shown in the figure, the corrected learning value is a learning value obtained by correcting ΔTv, which changes depending on the mechanical compression ratio, in addition to the learning value obtained by learning control at the maximum compression ratio.
このように、従前のバルブタイミングの制御においては、例えば最高圧縮比の場合の吸気弁5および排気弁6の最遅角位置に係る学習値を、機械圧縮比の変化に起因するバルブタイミングの変化を考慮して補正し、これにより、吸気側VVT23および排気側VVT26を実際に進角させる量であるバルブタイミング制御量を決定していた。従って、内燃機関1における機械圧縮比を変更する毎に、吸気側VVT23と排気側VVT26とのバルブタイミング制御に係る学習値をΔTvによって補正し、バルブタイミング制御量を導出する煩雑な演算と制御とを行っていた。
Thus, in the conventional control of the valve timing, for example, the learning value related to the most retarded position of the
また、上記した従前のバルブタイミングの制御においては、機械圧縮比の制御用のセンサが異常となった場合には、機械圧縮比だけでなくバルブタイミングの制御も異常となるおそれがあり、制御の安定性の観点から望ましいものではなかった。 In the conventional valve timing control described above, if the sensor for controlling the mechanical compression ratio becomes abnormal, not only the mechanical compression ratio but also the valve timing control may become abnormal. It was not desirable from the viewpoint of stability.
そこで、本実施例においては、機械圧縮比で変化しない特定のバルブタイミングを基準として、その学習値(ΔTvによる補正なし)と規定値とから、バルブタイミング制御量を取得することとした。例えば、図5に示すように、最高圧縮比での吸気弁6および排気弁6の最遅角位置を基準としてもよい。そして、マップに格納され運転状態に応じた規定値をバルブタイミング制御量として、前記の基準についての学習値から吸気弁5および排気弁6を進角させることにより、バルブタイミングを目標値に制御する。
Therefore, in this embodiment, the valve timing control amount is obtained from the learning value (without correction by ΔTv) and the specified value with reference to a specific valve timing that does not change with the mechanical compression ratio. For example, as shown in FIG. 5, the most retarded angle positions of the
これによれば、図4で説明した場合ようにバルブタイミング制御量を決定する学習値が機械圧縮比によって変化しない。従って、内燃機関1における機械圧縮比が変化する度に、学習値を補正してバルブタイミング制御量を演算する必要がなくなるので、処理を簡単にすることができる。また、学習値及びバルブタイミング制御量が機械圧縮比の影響を受けないので、圧縮比測定のためのセンサの異常が生じたとしても、そのことでバルブタイミングまでもが影響を受けるという事態を回避できる。
According to this, the learning value for determining the valve timing control amount does not change depending on the mechanical compression ratio as described with reference to FIG. Therefore, it is not necessary to correct the learning value and calculate the valve timing control amount each time the mechanical compression ratio in the
図6には、本実施例におけるバルブタイミング学習・制御ルーチンを示す。本ルーチンは、ECU90のROMに記憶されたプログラムであり、内燃機関1の稼動中には所定期間毎に実行されるルーチンである。
FIG. 6 shows a valve timing learning / control routine in this embodiment. This routine is a program stored in the ROM of the
本ルーチンが実行されると、まずS101において車速、アクセル開度、シフト状態、内燃機関の状態(回転数、吸気量、圧縮比等)が検出される。S101の処理が終了するとS102に進む。 When this routine is executed, first, in S101, the vehicle speed, the accelerator opening, the shift state, and the state of the internal combustion engine (the rotational speed, the intake amount, the compression ratio, etc.) are detected. When the processing of S101 ends, the process proceeds to S102.
S102においては、バルブタイミング学習条件が成立しているか否かが判定される。本実施例においてバルブタイミング学習条件は、内燃機関がアイドル状態か否かによって判定される。ここで否定判定された場合はS107に進む。一方、肯定判定された場合にはS103に進む。 In S102, it is determined whether or not a valve timing learning condition is satisfied. In this embodiment, the valve timing learning condition is determined by whether or not the internal combustion engine is in an idle state. If a negative determination is made here, the process proceeds to S107. On the other hand, if a positive determination is made, the process proceeds to S103.
S103においては、内燃機関1の機械圧縮比を可変圧縮比機構9で変更可能な最高圧縮比に制御する。S103の処理が終了するとS104に進む。
In S 103, the mechanical compression ratio of the
S104においては、吸気側VVT23および排気側VVT26を機構的な遅角可能限界である最遅角位置まで遅角させ、その際のバルブタイミングを取得する。なお、排気VVTは進角側で学習してもよい。S104の処理が終了するとS105に進む。
In S104, the
S105においては、この時点における内燃機関1の機械圧縮比を検出する。具体的には、図示しない筒内圧センサの出力から検出しても構わない。あるいは、クランクケース4に対するシリンダブロック3の位置をセンサ(不図示)で測定して検出しても構わない。ここで、S103で目標とした機械圧縮比とS105で実際に検出した機械圧縮比との差が許容値以上の場合には、可変圧縮比機構9またはセンサが異常であると判定される。この場合には、運転者への報知、機械圧縮比の変更の禁止などの措置を実行してもよいが、ここでは説明を省略する。S105の処理が終了するとS106に進む。
In S105, the mechanical compression ratio of the
S106においては、S104で取得された値によって、バルブタイミングの最遅角位置の学習値(ゼロ点からの絶対位置(タイミング位相差))を更新する。更新された学習値はECU90内のメモリに格納しておく。S106の処理が終了するとS107に進む。
In S106, the learning value (absolute position from the zero point (timing phase difference)) of the most retarded position of the valve timing is updated with the value acquired in S104. The updated learning value is stored in a memory in the
S107においては、吸気側VVT23および排気側VVT26のバルブタイミングの最遅角位置の学習値と、規定値マップから読み出された規定値とから、バルブタイミング制御量を算出する。具体的には最新の学習値と、規定値の基準となっている最遅角位置との間に差がある場合には、その差によって規定値を補正した進角量をバルブタイミング制御量とする。そして、求められたバルブタイミング制御量に基づいて、吸気側VVT23および排気側VVT25を作動させて各バルブタイミングを目標バルブタイミングに制御する。S107の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。なお、上記のバルブタイミング学習・制御ルーチンにおいて特にS107の処理を実行するECU90は、本実施例においてバルブタイミング制御手段に相当する。
In S107, the valve timing control amount is calculated from the learned value of the most retarded position of the valve timing of the
以上、説明したように、本実施例においては、バルブタイミング制御量には、内燃機関1の機械圧縮比の変化に起因するバルブタイミングの変化は影響しない。従って、機械圧縮比の変更の度に学習値を補正して、補正後の学習値と規定値によってバルブタイミング制御量を一々演算するという煩雑な処理が不要となり、制御が簡単になる。本実施例による制御では学習値の更新時に所定の圧縮比まで機械圧縮比を制御し、更新された学習値に対してバルブタイミング制御量を演算すればよいこととなる。従って、バルブタイミング制御のために機械圧縮比の値を使用する頻度を少なくすることができ、機械圧縮比の検出センサの異常など、圧縮比に関わる異常がバルブタイミング制御に影響を及ぼす確率を低減することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the valve timing control amount is not affected by the change in valve timing caused by the change in the mechanical compression ratio of the
なお、本実施例のバルブタイミング学習・制御ルーチンにおける特にS104及びS106の処理を実行するECU90は、本実施例においてバルブタイミング学習手段に相当する。また、吸気側VVT23および排気側VVT26のバルブタイミングの最遅角位置の学習値は、本実施例において基準バルブタイミングに相当する。
Note that the
次に、本発明の実施例2について説明する。本発明の実施例1では、学習値の更新を可変圧縮比機構9で変更可能な最高圧縮比で行う例について説明した。これに対し本実施例においては、任意の機械圧縮比において吸気側VVT23および排気側VVT26の最遅角位置を取得し、特定の機械圧縮比における値に変換した上で学習値の更新を行う例につ
いて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment of the present invention, the example in which the learning value is updated at the maximum compression ratio that can be changed by the variable
図7は、本実施例におけるバルブタイミング学習・制御ルーチン2である。本ルーチンと実施例1で説明したバルブタイミング学習・制御ルーチンとの相違点は、S103の処理が削除された点と、S104の処理の代わりにS201の処理が実行され、S106の処理の代わりにS202の処理が実行される点である。以下、本ルーチンとバルブタイミング学習・制御ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
FIG. 7 shows a valve timing learning /
まず、本ルーチンにおいてはS103の処理が削除されたことより、学習値の更新のために特定の機械圧縮比に変更されないことが前提となる。すなわち、本ルーチンが実行された時点における機械圧縮比においてバルブタイミング学習が行われる。 First, in this routine, since the process of S103 is deleted, it is assumed that the machine compression ratio is not changed to a learning value update. That is, valve timing learning is performed at the mechanical compression ratio at the time when this routine is executed.
すなわち、S201においては、まず吸気側VVT23および排気側VVT26を機構的な遅角可能限界である最遅角位置まで遅角させ、その際のバルブタイミングを取得する。S201の処理が終了するとS105に進む。S105においては、バルブタイミング学習時における実際の機械圧縮比が検出される。ここで、機械圧縮比(運転状態から定められる目標値)とS105で実際に検出した機械圧縮比との差が許容値以上の場合には、可変圧縮比機構9またはセンサが異常であると判定される点はバルブタイミング学習・制御ルーチンと同等である。S105の処理が終了するとS202に進む。
That is, in S201, the
S202においては、S201で得られたバルブタイミングの値を機械圧縮比が特定の機械圧縮比、ここでは例として図8に示すように、可変圧縮比機構9で設定可能な最高圧縮比とされた場合のバルブタイミングに変換する。より具体的には、バルブタイミングと機械圧縮比の関係のグラフに基づいて予め作成された補正係数をS201で得られたバルブタイミングに乗じることで変換しても構わない。これにより、機械圧縮比を特定圧縮比(可変圧縮比機構9の最高圧縮比)とした場合のバルブタイミングが得られる。
In S202, the value of the valve timing obtained in S201 is set to a mechanical compression ratio that is a specific mechanical compression ratio, here, as an example, the maximum compression ratio that can be set by the variable
次に、上記で得られた、機械圧縮比を特定圧縮比(可変圧縮比機構9の最高圧縮比)とした場合のバルブタイミングの値によって、バルブタイミングの最遅角位置の学習値(ゼロ点からの絶対位置(タイミング位相差))を更新する。更新された学習値はECU90内のメモリに格納しておく。S202の処理が終了するとS107に進む。以降の制御は、バルブタイミング学習・制御ルーチンと同等である。
Next, the learning value (zero point) of the most retarded position of the valve timing is obtained by the valve timing value obtained when the mechanical compression ratio is the specific compression ratio (the maximum compression ratio of the variable compression ratio mechanism 9) obtained above. The absolute position (timing phase difference) from is updated. The updated learning value is stored in a memory in the
以上、説明したように、本実施例においてはバルブタイミングの学習時に、逐一機械圧縮比を特定の機械圧縮比に変更せず、その時点における圧縮比のままで吸気側VVT23および排気側VVT26の最遅角位置のバルブタイミングを取得し、その後、取得したバルブタイミングの値を機械圧縮比が特定の機械圧縮比となった場合の値に変換した上で学習値を更新することとした。これによれば、より簡単にバルブタイミングの学習を行うことができる。
As described above, in this embodiment, at the time of learning the valve timing, the mechanical compression ratio is not changed to a specific mechanical compression ratio one by one, and the
なお、本実施例に係るバルブタイミング制御においては機械圧縮比を可変圧縮比機構9で変更可能な最高圧縮比とした場合の吸気側VVT23および排気側VVT26の最遅角位置を基準位置としている。この基準位置は、任意の機械圧縮比において吸気側VVT23および排気側VVT26が取りうる位置の中でも最も遅角側にある。また、機械圧縮比が変更したことによるVVT最遅角位置の変化はバルブタイミング制御において意識されないこととなる。そうすると、目標バルブタイミングと機械圧縮比の組合せによっては、吸気側VVT23または排気側VVT26が機構的に定められる移動限界である最遅角位置より更に遅角側に移動しようとすることにより、吸気側VVT23または排気側VVT26において機構的な衝突が生じる場合があった。
In the valve timing control according to the present embodiment, the most retarded angle positions of the
従って、上記の実施例においては、各機械圧縮比における吸気側VVT23および排気側VVT26の最遅角位置をマップ化して記憶しておき、各機械圧縮比におけるバルブタイミング制御において、吸気側VVT23および排気側VVT26のバルブタイミングが各々のVVTの最遅角位置より遅角側にならないように制御し、あるいは、各々のVVTの最遅角位置付近に制御する場合には、変更(移動)速度を遅くするなどの対応を行なってもよい。このことは、基準位置が吸気側VVT23および排気側VVT26の最進角位置である場合にも同様である。すなわちこの場合には、各機械圧縮比におけるバルブタイミング制御において、吸気側VVT23および排気側VVT26のバルブタイミングが各々のVVTの最進角位置より進角側にならないように制御し、あるいは、各々のVVTの最進角位置付近に制御する場合には、変更(移動)速度を遅くするなどの対応を行なってもよい。
Therefore, in the above-described embodiment, the most retarded positions of the
また、上記のバルブタイミング学習・制御ルーチン及び、バルブタイミング学習・制御ルーチン2においては、バルブタイミングの制御の基準となるバルブタイミングの学習値を内燃機関を最高圧縮比とした状態を基準として求めた。
In the valve timing learning / control routine and the valve timing learning /
最高圧縮比においては、上死点におけるピストンの位置は最も高くなるので、ピストンと吸気弁または排気弁との干渉が最も生じ易い状況になる。従って、上記の実施例においては、ピストン15と吸気弁5または排気弁6との干渉が最も生じ易い状況において直接にバルブタイミングの制御の基準の学習を行うことができ、バルブタイミングと機械圧縮比の関係を決定することができる。その結果、バルブタイミングのずれによる吸気弁5または排気弁6とピストン15との干渉を回避することができる。
At the highest compression ratio, the position of the piston at the top dead center is the highest, so that the interference between the piston and the intake valve or the exhaust valve is most likely to occur. Therefore, in the above-described embodiment, it is possible to directly learn the reference for controlling the valve timing in a situation where the interference between the
しかしながら、基準となる機械圧縮比は最高圧縮比である必要はなく、他の特定の機械圧縮比としてもよい。もちろん、最低圧縮比としてもよい。最低圧縮比においては、上死点におけるピストンの位置は最も低くなるので、ピストン15と吸気弁5または排気弁6との干渉が最も生じ難い状況になる。そうすると、ピストン15と吸気弁5または排気弁6との干渉が最も起こり難い状態で、より安全に基準バルブタイミングの学習を行うことができ、学習の実行中におけるピストン15と吸気弁5または排気弁6との干渉による内燃機関1の故障を抑制することができる。
However, the reference mechanical compression ratio is not necessarily the highest compression ratio, and may be another specific mechanical compression ratio. Of course, the minimum compression ratio may be used. At the lowest compression ratio, the position of the piston at the top dead center is the lowest, so that the interference between the
また、上記の実施例において本発明が適用されたのは、シリンダブロック3とクランクケース4とを相対移動可能に連結するとともにその連結部分にカム軸を設け、カム軸を回動させてシリンダブロック3とクランクケース4とを、シリンダ2の軸線方向に相対移動させるタイプの可変圧縮比内燃機関である。しかしながら、本発明は、他のタイプの可変圧縮比内燃機関に適用されてよいことはもちろんである。
In addition, the present invention is applied in the above-described embodiment because the
例えば、コンロッドを2分割し、クランクシャフトに連結された方のコンロッドに所定の揺動中心を中心に揺動可能な揺動部材を連結し、前記揺動中心がカム軸を回転させることによって移動することで燃焼室の容積及びピストンのストロークを変更し、以って内燃機関の機械圧縮比を変更するタイプの可変圧縮比内燃機関に本発明を適用しても構わない。 For example, the connecting rod is divided into two parts, a swing member that can swing around a predetermined swing center is connected to the connecting rod that is connected to the crankshaft, and the swing center moves by rotating the camshaft. Thus, the present invention may be applied to a variable compression ratio internal combustion engine of a type that changes the volume of the combustion chamber and the stroke of the piston, thereby changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine.
1・・・ 内燃機関
2・・・ シリンダ
3・・・ シリンダブロック
4・・・ クランクケース
5・・・ 吸気弁
6・・・ 排気弁
7・・・ 吸気側カム
8・・・ 排気側カム
9・・・ 可変圧縮比機構
9a・・・ 軸部
9b・・・ カム部
9c・・・ 可動軸受部
9d・・・ ウォームホイール
9e・・・ ウォーム
9f・・・ モータ
10・・・ シリンダヘッド
13・・・ クランクシャフト
14・・・ コンロッド
15・・・ ピストン
16・・・ 点火プラグ
17・・・ 燃料噴射弁
18・・・ 吸気ポート
19・・・ 吸気管
20・・・ 排気ポート
21・・・ 排気管
22・・・ 吸気側カムシャフト
24・・・ 吸気側プーリ
25・・・ 排気側カムシャフト
27・・・ 排気側プーリ
28・・・ 第一シリンダブロック側プーリ
29・・・ 第二シリンダブロック側プーリ
30・・・ 第一クランクケース側プーリ
31・・・ 第二クランクケース側プーリ
32・・・ クランク側プーリ
33・・・ タイミングベルト
90・・・ ECU
91・・・ クランクポジションセンサ
92・・・ アクセル開度センサ
93・・・ 吸気側カム角センサ
94・・・ 排気側カム角センサ
DESCRIPTION OF
91 ... Crank
Claims (5)
前記内燃機関の吸気弁および/または排気弁のバルブタイミングを機構的に変更および設定する可変バルブタイミング機構と、
前記可変バルブタイミング機構の作動の基準となる基準バルブタイミングを学習して記憶するバルブタイミング学習手段と、
前記基準バルブタイミングから、運転状態に応じた規定値だけ前記可変バルブタイミング機構によってバルブタイミングを変更することで、バルブタイミングを目標値に制御するバルブタイミング制御手段と、を備え、
前記バルブタイミング機構により設定されるバルブタイミングが、前記可変圧縮比機構によって設定される機械圧縮比と機構的に連動して変化する可変圧縮比内燃機関であって、
前記基準バルブタイミングは、前記内燃機関の機械圧縮比によっては不変の値とすることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。 A variable compression ratio mechanism for changing the volume of the combustion chamber by changing the relative position of the piston at the top dead center of the internal combustion engine to change the mechanical compression ratio of the internal combustion engine;
A variable valve timing mechanism that mechanically changes and sets the valve timing of the intake valve and / or the exhaust valve of the internal combustion engine;
Valve timing learning means for learning and storing a reference valve timing as a reference for operation of the variable valve timing mechanism;
A valve timing control means for controlling the valve timing to a target value by changing the valve timing by the variable valve timing mechanism from the reference valve timing by a specified value according to the operating state;
A variable compression ratio internal combustion engine in which a valve timing set by the valve timing mechanism changes mechanically in conjunction with a mechanical compression ratio set by the variable compression ratio mechanism;
The variable compression ratio internal combustion engine, wherein the reference valve timing is a value that does not change depending on a mechanical compression ratio of the internal combustion engine.
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