【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの可変動弁制御装置に係り、特に、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合のカムの移動の追従性を向上し得て、目標カム位置が変化した場合のカムの応答性を向上し得るエンジンの可変動弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に登載されるエンジンには、燃焼室に連通するポートを開閉するバルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを変更する可変動弁制御装置を設けているものがある。可変動弁制御装置には、カムプロフィールが変化するカムをエンジン運転状態に応じてカムシャフトの軸方向に移動させることにより、吸気バルブ若しくは排気バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）とバルブリフト量とを連続的に変更するものがある（特開平４−１８７８０７号公報）。
【０００３】
この可変動弁制御装置は、吸気バルブに適用した場合に、吸気バルブのバルブリフト量を連続的に変更させることにより吸入空気量の制御が可能であり、吸気通路の絞り弁を廃止して吸入抵抗を減らすことによりエンジン出力を向上を図ることができる。また、エンジンの低負荷域では、吸気バルブを早く閉じるようにカムのカムプロフィールを設定することでポンプ損失を減少することができ、バルブリフト量そのものを小さくすることで機械的損失をも減少することができ、燃費の面で有利とすることができる。
【０００４】
従来のエンジンの可変動弁制御装置には、カムシャフトの端部にカム位相を無段階に制御し得るバルブ作動特性可変機構を設け、目標カム位相と実カム位相との偏差が閾値以下のときにバルブ作動特性可変機構をフィードバック制御し、偏差が閾値を越えたときに基本操作量でフィードフォワード制御することにより、応答性及び収束性を両立させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
従来のエンジンの可変動弁制御装置には、進角側油圧室及び遅角側油圧室に対する油圧の給排を制御する電磁制御弁に与えるデューティ制御信号を、回転位相の計測値を目標に一致させるべくフィードバック制御し、フィードバック制御が略収束する毎にデューティ制御信号にオフセットを付加し、進角側油圧室及び遅角側油圧室に対する油圧の給排が常時行われるようにし、油圧経路内に空気を吸い込むことを防止したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２７０３３号公報（第８・９頁、図１１〜図１２）
【特許文献２】
特開２０００−３４５８７０号公報（第７頁、図８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の可変動弁制御装置は、カムプロフィールが変化するカムをエンジン運転状態に応じてカムシャフトの軸方向に移動させることにより、バルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを連続的に変更している。
【０００７】
ところが、従来の可変動弁制御装置は、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合のカムの移動の追従性が悪いという不都合があり、目標カム位置が変化した場合のカムの応答性を悪化させる不都合があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の不都合を除去するために、この発明は、エンジンのカムシャフトにカムプロフィールを変化させたカムを軸方向に移動可能に設け、このカムをカムシャフトの軸方向に移動させてバルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを連続的に変更するカム位置移動手段を設け、前記カムの実カム位置が目標カム位置になるように前記カム位置移動手段を制御するエンジンの可変動弁制御装置において、前記カムの実カム位置を検出するカム位置検出手段を設け、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、前記エンジンの運転状態に応じて変化するエンジン関連値を検出するエンジン関連値検出手段を設け、前記カムの実カム位置と前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標カム位置との偏差に基づきフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量算出手段を設け、少なくとも前記エンジン関連値に基づきフィードフォワード制御量を算出するとともにこのフィードフォワード制御量を前記エンジン関連値であるエンジン冷却水温が低いほど増大して算出するフィードフォワード制御量算出手段を設け、前記フィードバック制御量とフィードフォワード制御量とから前記カム位置移動手段による前記カムを目標カム位置に移動させるための制御量を算出する制御量算出手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明のエンジンの可変動弁制御装置は、フィードバック制御量算出手段によってフィードバック制御量を算出し、フィードフォワード制御量算出手段によって少なくともエンジン冷却水温が低いほど増大してフィードフォワード制御量を算出し、制御量算出手段によってフィードバック制御量とフィードフォワード制御量とからカム位置移動手段によるカムを目標カム位置に移動させるための制御量を算出することにより、エンジン冷却水温が低い場合にカム位置移動手段によるカムを目標カム位置に移動させるための制御量を大きくすることができ、エンジン冷機時にカムを目標カム位置に迅速に移動させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。図８において、２は車両（図示せず）に搭載されるエンジン、４はシリンダヘッドである。エンジン２は、シリンダヘッド４に図示しない燃焼室に臨ませて点火プラグ６を設け、吸気カムシャフト８及び排気カムシャフト１０を軸支して設け、吸気カムシャフト８及び排気カムシャフト１０に夫々吸気カム１２及び排気カム１４を設けている。
【００１１】
吸気カムシャフト８及び排気カムシャフト１０は、吸気カムスプロケット１６及び排気カムスプロケット１８に巻掛けた図示しないタイミングチェーンによりクランクシャフトの回転に同期して回転される。吸気カム１２及び排気カム１４は、図示しない吸気バルブ及び排気バルブを駆動し、燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートを開閉する。
【００１２】
このエンジン２には、可変動弁制御装置２０を設けている。可変動弁制御装置２０は、吸気バルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを連続的に変更するカム位置移動手段２２を設けている。
【００１３】
カム位置移動手段２２は、吸気カムシャフト８の軸方向にシャフト側スプライン２４を設け、このシャフト側スプライン２４に吸気カム１２のカム側スプライン２６を係合させて、吸気カムシャフト８に吸気カム１２を軸方向移動可能且つ回転不可能に設けている。吸気カム１２は、外周面に三次元的に変化するカムプロフィールのカム面２８を備え、軸方向一側に円周溝形状のフォークガイド３０を設けている。
【００１４】
カム位置移動手段２２は、吸気カム１２のフォークガイド３０に係合されるフォーク３２を設け、このフォーク３２を一端側に取付けられるとともに吸気カムシャフト８に対して平行に移動可能にシリンダヘッド４に保持されるねじ軸３４を設け、このねじ軸３４の他端側の雄ねじ部３６に螺合される雌ねじ部３８を備えるとともにシリンダヘッド４に回転可能且つ軸方向移動不可能に保持されるねじ筒４０を設け、ねじ筒４０のドリブンギヤ４２に噛合するドライブギヤ４４を駆動する制御モータ４６を設けている。
【００１５】
カム位置移動手段２２は、制御モータ４６によりドライブギヤ４４及びドリブンギヤ４２を介してねじ筒４０を回転させ、吸気カムシャフト８に対して平行に移動するねじ軸３４のフォーク３２により吸気カム１２を吸気カムシャフト８の軸方向に移動させることにより、吸気カム１２のカムプロフィールが三次元的に変化するカム面２８によってエンジン２の運転状態に応じて吸気バルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを連続的に変更する。
【００１６】
カム位置移動手段２２は、制御モータ４６によって吸気カム１２を図８の左方向Ｌに移動させると、カム面２８の突出量の小さい部分が吸気バルブに当接されてバルブリフト量を小さくなり、燃焼室に吸入される空気量が減少する。一方、カム位置移動手段２２は、制御モータ４６によって吸気カム１２を図８の右方向Ｒに移動させると、カム面２８の突出量の大きい部分が吸気バルブに当接されてバルブリフト量を大きくなり、燃焼室に吸入される空気量が増大する。
【００１７】
カム位置移動手段２２の制御モータ４６は、制御部４８に接続して設けている。制御モータ４６は、制御部４８からの制御信号（制御量）によって駆動制御される。制御部４８には、エンジン２の点火プラグ６と、吸気カム１２の実カム位置を検出するカム位置検出手段であるカム位置センサ５０と、エンジン２の運転状態を検出する手段として、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段であるエンジン回転センサ５２、及び運転者の要求するエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段としてアクセルペダルの踏み込み状態を検出するアクセル開度センサ５４と、エンジン２の運転状態に応じて変化するエンジン関連値を検出するエンジン関連値検出手段としてエンジン冷却水温度を検出する水温センサ５６と、を接続して設けている。
【００１８】
可変動弁制御装置２０の制御部４８には、図７に示す如く、目標カム位置算出手段５８と偏差算出手段６０とフィードバック制御量補正手段６２とフィードバック制御量算出手段６４とを設け、また、フィードフォワード制御量１算出手段６６とフィードフォワード制御量２算出手段６８とフィードフォワード制御量３算出手段７０とフィードフォワード制御量算出手段７２とを設け、制御量算出手段７４を設けている。
【００１９】
制御部４８は、カム位置センサ５０の検出する実カム位置により決定されるバルブリフト量を検出する。目標カム位置算出手段５８は、エンジン回転センサ５２の検出するエンジン回転速度とエンジン負荷検出センサであるアクセル開度センサ５４から入力するエンジン負荷たるアクセル開度とに基づき目標となるバルブリフト量を算出し、この目標となるバルブリフト量に応じて目標カム位置を算出する。偏差算出手段６０は、目標カム位置算出手段５８の算出した目標カム位置とカム位置センサ５０の検出した実カム位置との偏差を算出する。フィードバック制御量補正手段６２は、偏差算出手段６０の算出した偏差に応じたフィードバック制御量を、水温センサ５６の検出するエンジン冷却水温度から算出されるフィードバック補正量により補正する。フィードバック制御量算出手段６４は、偏差に応じたフィードバック制御量をフィードバック補正量で補正したフィードバック制御量を算出する。
【００２０】
また、フィードフォワード制御量１算出手段６６は、カム位置センサ５０の検出する実カム位置により決定される、バルブリフト量が増大するにしたがって増大するフィードフォワード制御量１を算出する。フィードフォワード制御量２算出手段６８は、エンジン回転センサ５２の検出する、エンジン回転速度が増大するにしたがって増大するフィードフォワード制御量２を算出する。フィードフォワード制御量３算出手段７０は，水温センサ５６の検出するエンジン冷却水温が低下するにしたがって増大するフィードフォワード制御量３を算出する。フィードフォワード制御量算出手段７２は，フィードフォワード制御量１とフィードフォワード制御量２とフィードフォワード制御量３とを入力して、これらの和、あるいはこれらを乗じた結果に基づいて、フィードフォワード制御量を算出する。
【００２１】
制御量算出手段７４は，フィードフォワード制御量とフィードバック制御量の和から、カム位置移動手段２２の制御モータ４６に出力する制御量を算出する。
【００２２】
これにより、可変動弁制御装置２０は、制御部４８によって、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいて目標カム位置を算出し、算出された目標カム位置と検出された実際のカム位置との偏差に応じてフィードバック制御量を算出し、少なくともエンジン冷却水温に基づいてエンジン冷却水温が低いほど増大してフィードフォワード制御量を算出し、カム位置移動手段２２の制御モータ４６の制御量を増減制御する。
【００２３】
このように、可変動弁制御装置２０は、吸気カム１２の実カム位置とエンジン２の運転状態であるエンジン回転速度及びエンジン負荷に応じて設定される目標カム位置との偏差に基づきフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量算出手段６４を設け、少なくともエンジン関連値であるエンジン冷却水温に基づきフィードフォワード制御量を算出するとともにこのフィードフォワード制御量をエンジン関連値であるエンジン冷却水温が低いほど増大して算出するフィードフォワード制御量算出手段７２を設け、フィードバック制御量とフィードフォワード制御量とからカム位置移動手段２２の制御モータ４６による吸気カム１２を目標カム位置に移動させるための制御量を算出する制御量算出手段７４を設けている。
【００２４】
前記フィードフォワード制御量算出手段７２は、吸気カム１２の実カム位置とエンジン２の運転状態であるエンジン回転速度とエンジン関連値であるエンジン冷却水温とに基づきフィードフォワード制御量を算出する。
【００２５】
前記フィードフォワード制御量算出手段７２は、フィードフォワード制御量をエンジン２の運転状態であるエンジン回転速度が低回転域では中回転域よりも増大して算出する。
【００２６】
前記フィードバック制御量算出手段６４は、フィードバック制御量をエンジン関連値であるエンジン冷却水温が低いほど増大して算出する。
【００２７】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２８】
この可変動弁制御装置２０は、制御部４８によって、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいて算出された目標カム位置と実際のカム位置との偏差に応じてフィードバック制御量を算出し、少なくともエンジン冷却水温に基づいてエンジン冷却水温が低いほど増大してフィードフォワード制御量を算出し、カム位置移動手段２２の制御モータ４６の制御量を増減制御する。この制御は、一定周期毎に繰り返し処理される。
【００２９】
可変動弁制御装置２０は、制御部４８によって、図１に示す如く、プログラムがスタートすると（１００）、カム位置センサ５０により吸気カム１２の実カム位置を検出し（１０２）、アクセル開度センサ５４によりアクセル開度をエンジン負荷として検出し（１０４）、エンジン回転センサ５２信号の周期計測によりエンジン回転速度を算出し（１０６）、エンジン負荷とエンジン回転速度とから目標カム位置を算出する（１０８）。目標カム位置は、例えば、図２に示すように、アクセル開度に応じて設定される。
【００３０】
前記（１０８）において算出された目標カム位置と前記（１０２）において検出された実カム位置との偏差を算出し（１１０）、水温センサ５６の検出するエンジン冷却水温に基づいて算出されるフィードバック補正量（Ｆ／Ｂ補正量）を求める（１１２）。偏差は、偏差＝目標カム位置−実カム位置により求められる。フィードバック補正量は、例えば、図３に示すように、エンジン冷却水温の関数から、Ｆ／Ｂ補正量＝Ｂ１（エンジン冷却水温）により求める。
【００３１】
偏差に基づくフィードバック制御量を、求められたフィードバック補正量により補正してフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）を算出する（１１４）。フィードバック制御量は、Ｆ／Ｂ制御量＝Ｆ／Ｂ補正量（Ｋｐ＊偏差＋ΣＫｉ＊偏差）により求められる（Ｋｐ：比例ゲイン、Ｋｉ：積分ゲイン）。なお、この実施例においては、ＰＩ制御量を算出しているが、他の算出方法でも良い。
【００３２】
次に、フィードフォワード制御量１（Ｆ／Ｆ制御量１）としてカム位置に応じた制御量を算出し（１１６）、フィードフォワード制御量２（Ｆ／Ｆ制御量２）としてエンジン回転速度に応じた制御量を算出し（１１８）、フィードフォワード制御量３（Ｆ／Ｆ制御量３）としてエンジン冷却水温に応じた制御量を算出する（１２０）。
【００３３】
フィードフォワード制御量１は、カム位置に応じて、例えば、図４に示すような関数を基に、Ｆ／Ｆ制御量１＝ｆ１（カム位置）により算出する。フィードフォワード制御量２は、エンジン回転速度に応じて、例えば、図５に示すような関数を基に、Ｆ／Ｆ制御量２＝ｆ２（エンジン回転速度）により算出する。フィードフォワード制御量３は、エンジン冷却水温に応じて、例えば、図６に示すような関数を基に、Ｆ／Ｆ制御量３＝ｆ３（エンジン冷却水温）により算出する。
【００３４】
前記算出されたフィードフォワード制御量１とフィードフォワード制御量２とフィードフォワード制御量３とを加算して、フィードフォワード制御量（Ｆ／Ｆ制御量）を算出する（１２２）。フィードフォワード制御量は、Ｆ／Ｆ制御量＝Ｆ／Ｆ制御量１＋Ｆ／Ｆ制御量２＋Ｆ／Ｆ制御量３により算出される。
【００３５】
前記（１１４）において算出されたフィードバック制御量と前記（１２２）において算出されたフィードフォワード制御量とを加算して、カム位置を移動させる制御モータ４６に印加する制御量を算出し（１２４）、エンドにする（１２６）。
【００３６】
このように、この可変動弁制御装置２０は、フィードバック制御量算出手段６４によってフィードバック制御量を算出し、フィードフォワード制御量算出手段７２によって少なくともエンジン冷却水温が低いほど増大してフィードフォワード制御量を算出し、制御量算出手段７４によってフィードバック制御量とフィードフォワード制御量とからカム位置移動手段２２による吸気カム１２を目標カム位置に移動させるため制御モータ４６の制御量を算出することにより、エンジン冷却水温が低い場合にカム位置移動手段２２による吸気カム１２を目標カム位置に移動させるための制御量を大きくすることができ、エンジン冷機時に吸気カム１２を目標カム位置に迅速に移動させることができる。
【００３７】
このため、このエンジン２の可変動弁制御装置２０は、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合の吸気カム１２の移動の追従性を向上し得て、目標カム位置が変化した場合の吸気カム１２の応答性を向上することができる。
【００３８】
フィードフォワード制御量算出手段７２は、吸気カム１２の実カム位置とエンジン２の運転状態であるエンジン回転速度とエンジン関連値であるエンジン冷却水温とに基づきフィードフォワード制御量を算出することにより、複数のパラメータによって制御量を補正することが可能なため、精度の高い制御を実施可能である。
【００３９】
フィードフォワード制御量算出手段７２は、フィードフォワード制御量をエンジン２の運転状態であるエンジン回転速度が低回転域では中回転域よりも増大して算出することにより、吸気力ム１２と吸気バルブとの間の摩擦力が増加するようなエンジン回転速度が低い回転域においても、カム位置の変化に対する応答性を良好に保つことが可能である。
【００４０】
フィードバック制御量算出手段６４は、フィードバック制御量をエンジン関連値であるエンジン冷却水温が低いほど増大して算出することにより、メカロスが増大するようなエンジン冷機時においても、カム位置の変化に対する応答性を良好に保つことが可能である。
【００４１】
なお、この実施例においては、フィードフォワード制御量１〜３を加算してフィードフォワード制御量を算出したが、例えばフィードフォワード制御量２とフィードフォワード制御量３をフィードフォワード制御量１の補正係数として算出し、乗算して求めても良い。
【００４２】
また、この実施例においては、カム位置とエンジン回転速度とエンジン冷却水温とに夫々応じたフィードフォワード制御量１〜３からフィードフォワード制御量を求めたが，エンジン油温や電源電圧に応じてフィードフォワード制御量を補正することにより、さらに精度良い制御が可能になる。
【００４３】
さらに、この実施例においては、フィードバック制御量とフィードフォワード制御量とを加算して制御モータ４６の制御量を算出したが、フィードバック補正量をフィードフォワード制御量に対する補正係数として算出し、乗算して制御量を算出しても良い。
【００４４】
さらにまた、エンジン２を停止する際に、吸気カム１２の移動が容易となる側の位置（例えば、吸気バルブに対して吸気カム１２のカム面２８の最高高さ部が当接される側の位置）に吸気カム１２を移動させた状態で停止させることにより、次回のエンジン始動後の冷機時に吸気カム１２を目標カム位置に移動させる場合には、吸気バルブに当接されるカム面２８の高さが低くなる側に向かって吸気カム１２を移動させることになるため、吸気カム１２を移動させる場合の抵抗を減少させることができ、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合の吸気カム１２の移動の追従性を向上し得て、目標カム位置が変化した場合の吸気カム１２の応答性を向上することができる。
【００４５】
あるいは、吸気バルブに対して吸気カム１２を移動させる場合に、吸気バルブがカム面２８の最低高さ部側の基円部に当接している状態から、吸気カム１２を吸気バルブがカム面２８の最高高さ部に当接される側の位置に向かって移動させ、吸気バルブがカム面２８の中間高さ部の基円部に当接する位置に移動した状態において吸気カム１２の移動を一旦停止し、吸気バルブがカム面２８の中間高さ部の突出部を乗り越えて時点から、吸気カム１２を吸気バルブがカム面２８の最高高さ部に当接される側に向かって再び移動させ、吸気バルブがカム面２８の最高高さ部の基円部に当接された場合に吸気カム１２の移動を終了することにより、吸気カム１２を移動させる場合の抵抗を減少させることができ、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合の吸気カム１２の移動の追従性を向上し得て、目標カム位置が変化した場合の吸気カム１２の応答性を向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
このように、この発明のエンジンの可変動弁制御装置は、エンジン冷却水温が低い場合にカム位置移動手段によるカムを目標カム位置に移動させるための制御量を大きくすることができ、エンジン冷機時にカムを目標カム位置に迅速に移動させることができる。
このため、このエンジンの可変動弁制御装置は、エンジン冷機時にメカロスが増大した場合のカムの移動の追従性を向上し得て、目標カム位置が変化した場合のカムの応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変動弁制御装置の制御フローチャートである。
【図２】目標カム位置を設定する図である。
【図３】フィードバック制御量を設定する図である。
【図４】フィードフォワード制御量１を設定する図である。
【図５】フィードフォワード制御量２を設定する図である。
【図６】フィードフォワード制御量３を設定する図である。
【図７】可変動弁制御装置のブロック図である。
【図８】可変動弁制御装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２ エンジン
４ シリンダヘッド
８ 吸気カムシャフト
１２ 吸気カム
２０ 可変動弁制御装置
２２ カム位置移動手段
２８ カム面
３０ フォークガイド
３２ フォーク
３４ ねじ軸
３８ ねじ筒
４２ ドリブンギヤ
４４ ドライブギヤ
４６ 制御モータ
４８ 制御部
５０ カム位置センサ
５２ エンジン回転センサ
５４ アクセル開度センサ
５６ 水温センサ
５８ 目標カム位置算出手段
６０ 偏差算出手段
６２ フィードバック制御量補正手段
６４ フィードバック制御量算出手段
６６ フィードフォワード制御量１算出手段
６８ フィードフォワード制御量２算出手段
７０ フィードフォワード制御量３算出手段
７２ フィードフォワード制御量算出手段
７４ 制御量算出手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve control apparatus for an engine, and in particular, can improve the followability of the movement of a cam when the mechanical loss increases when the engine is cold, and improve the responsiveness of the cam when the target cam position changes. The present invention relates to a variable valve control device for an engine that can be operated.
[0002]
[Prior art]
Some engines mounted on vehicles are provided with a variable valve control device that changes a valve timing and a valve lift of a valve that opens and closes a port that communicates with a combustion chamber. The variable valve control device controls the valve timing (opening / closing timing) and the valve lift amount of the intake valve or the exhaust valve by moving the cam whose cam profile changes in the axial direction of the camshaft according to the engine operating state. There is one that changes continuously (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4-187807).
[0003]
This variable valve control device, when applied to an intake valve, can control the amount of intake air by continuously changing the valve lift amount of the intake valve. The engine output can be improved by reducing the resistance. Also, in the low engine load range, the pump loss can be reduced by setting the cam profile of the cam so that the intake valve closes quickly, and the mechanical loss is also reduced by reducing the valve lift itself. This can be advantageous in terms of fuel efficiency.
[0004]
The conventional variable valve control system for an engine is provided with a variable valve operating characteristic mechanism capable of continuously controlling the cam phase at the end of the camshaft so that the deviation between the target cam phase and the actual cam phase is equal to or smaller than a threshold value In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, there is a technique in which feedback control is performed on a valve operating characteristic variable mechanism and feedforward control is performed using a basic operation amount when a deviation exceeds a threshold value. .
Conventional variable valve control systems for engines include a duty control signal that is supplied to an electromagnetic control valve that controls the supply and discharge of hydraulic pressure to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber. Feedback control so that the duty control signal is offset every time the feedback control substantially converges, so that the supply and discharge of hydraulic pressure to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber are always performed, There is one that prevents inhalation of air (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-227033 (pages 8.9, FIGS. 11 to 12)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-345870 (page 7, FIG. 8)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a conventional variable valve control apparatus continuously changes a valve timing and a valve lift amount of a valve by moving a cam whose cam profile changes in an axial direction of a camshaft according to an engine operating state. ing.
[0007]
However, the conventional variable valve control device has a disadvantage that the followability of the cam movement is poor when the mechanical loss increases when the engine is cold, and the disadvantage that the responsiveness of the cam when the target cam position changes is deteriorated. there were.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned inconvenience, the present invention provides a cam having a changed cam profile in an engine camshaft so as to be movable in the axial direction, and moves the cam in the axial direction of the camshaft to thereby provide a valve. In a variable valve control apparatus for an engine, a cam position moving means for continuously changing a valve timing and a valve lift amount is provided, and the cam position moving means is controlled so that an actual cam position of the cam becomes a target cam position. An engine-related value that is provided with cam position detecting means for detecting an actual cam position of the cam, operating state detecting means for detecting an operating state of the engine, and an engine-related value that changes according to the operating state of the engine. Value detecting means for detecting a difference between an actual cam position of the cam and a target cam position set in accordance with an operation state of the engine. A feedback control amount calculating means for calculating a feedback control amount, calculating a feedforward control amount based on at least the engine-related value and increasing the feedforward control amount as the engine cooling water temperature, which is the engine-related value, decreases. A feed-forward control amount calculating means for calculating; and a control amount calculating means for calculating a control amount for moving the cam by the cam position moving means to the target cam position from the feedback control amount and the feed-forward control amount. It is characterized by having.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the variable valve control apparatus for an engine according to the present invention, the feedback control amount is calculated by the feedback control amount calculating means, and the feedforward control amount is increased by the feedforward control amount calculating means at least as the engine cooling water temperature is lower, By calculating the control amount for moving the cam by the cam position moving means to the target cam position from the feedback control amount and the feedforward control amount by the control amount calculating means, when the engine coolant temperature is low, the cam position moving means The control amount for moving the cam to the target cam position can be increased, and the cam can be quickly moved to the target cam position when the engine is cold.
[0010]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 8 show an embodiment of the present invention. 8, reference numeral 2 denotes an engine mounted on a vehicle (not shown), and reference numeral 4 denotes a cylinder head. The engine 2 is provided with a spark plug 6 facing a combustion chamber (not shown) in the cylinder head 4 and supporting the intake camshaft 8 and the exhaust camshaft 10. A cam 12 and an exhaust cam 14 are provided.
[0011]
The intake camshaft 8 and the exhaust camshaft 10 are rotated by a timing chain (not shown) wound around the intake cam sprocket 16 and the exhaust cam sprocket 18 in synchronization with the rotation of the crankshaft. The intake cam 12 and the exhaust cam 14 drive an intake valve and an exhaust valve (not shown) to open and close an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber.
[0012]
The engine 2 is provided with a variable valve control device 20. The variable valve control device 20 is provided with a cam position moving means 22 for continuously changing the valve timing and the valve lift of the intake valve.
[0013]
The cam position moving means 22 is provided with a shaft side spline 24 in the axial direction of the intake camshaft 8 and engages the cam side spline 26 of the intake cam 12 with the shaft side spline 24 so that the intake camshaft 8 is Are provided so as to be axially movable and non-rotatable. The intake cam 12 is provided with a cam surface 28 having a cam profile that changes three-dimensionally on the outer peripheral surface, and a circumferential groove-shaped fork guide 30 is provided on one side in the axial direction.
[0014]
The cam position moving means 22 is provided with a fork 32 which is engaged with the fork guide 30 of the intake cam 12. The fork 32 is attached to one end side of the intake cam 12, and is movable to the cylinder head 4 so as to be movable in parallel to the intake camshaft 8. A screw cylinder provided with a screw shaft to be held, a female screw portion screwed to a male screw portion on the other end side of the screw shaft, and a rotatable and axially immovable screw head held by the cylinder head 4 And a control motor 46 for driving a drive gear 44 meshing with the driven gear 42 of the screw cylinder 40.
[0015]
The cam position moving means 22 rotates the screw cylinder 40 via the drive gear 44 and the driven gear 42 by the control motor 46, and sucks the intake cam 12 by the fork 32 of the screw shaft 34 which moves parallel to the intake camshaft 8. By moving the camshaft 8 in the axial direction, the cam profile of the intake cam 12 changes three-dimensionally to continuously adjust the valve timing and valve lift of the intake valve in accordance with the operating state of the engine 2. Change to
[0016]
When the control motor 46 moves the intake cam 12 in the leftward direction L in FIG. 8, the cam position moving means 22 causes the portion of the cam surface 28 where the protrusion amount is small to abut on the intake valve to reduce the valve lift, The amount of air taken into the combustion chamber decreases. On the other hand, when the control motor 46 moves the intake cam 12 in the right direction R in FIG. 8, the cam position moving means 22 causes the portion of the cam surface 28 where the protrusion amount is large to abut on the intake valve to increase the valve lift. As a result, the amount of air taken into the combustion chamber increases.
[0017]
The control motor 46 of the cam position moving means 22 is provided so as to be connected to the control unit 48. The drive of the control motor 46 is controlled by a control signal (control amount) from a control unit 48. The control unit 48 includes an ignition plug 6 of the engine 2, a cam position sensor 50 which is a cam position detecting means for detecting an actual cam position of the intake cam 12, and an engine rotation speed as means for detecting an operating state of the engine 2. An engine rotation sensor 52 as an engine rotation speed detecting means for detecting an engine load, an accelerator opening degree sensor 54 as an engine load detecting means for detecting an engine load required by a driver, and detecting an accelerator pedal depression state; A water temperature sensor 56 for detecting an engine cooling water temperature is connected and provided as engine-related value detection means for detecting an engine-related value that changes according to the state.
[0018]
As shown in FIG. 7, the control unit 48 of the variable valve control device 20 includes a target cam position calculation unit 58, a deviation calculation unit 60, a feedback control amount correction unit 62, and a feedback control amount calculation unit 64. A feed-forward control amount 1 calculation unit 66, a feed-forward control amount 2 calculation unit 68, a feed-forward control amount 3 calculation unit 70, and a feed-forward control amount calculation unit 72 are provided, and a control amount calculation unit 74 is provided.
[0019]
The control unit 48 detects the valve lift amount determined by the actual cam position detected by the cam position sensor 50. The target cam position calculation means 58 calculates a target valve lift amount based on the engine rotation speed detected by the engine rotation sensor 52 and the accelerator opening as an engine load input from the accelerator opening sensor 54 which is an engine load detection sensor. Then, a target cam position is calculated according to the target valve lift amount. The deviation calculating means 60 calculates a deviation between the target cam position calculated by the target cam position calculating means 58 and the actual cam position detected by the cam position sensor 50. The feedback control amount correction means 62 corrects the feedback control amount corresponding to the deviation calculated by the deviation calculation means 60 by the feedback correction amount calculated from the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 56. The feedback control amount calculating means 64 calculates a feedback control amount obtained by correcting the feedback control amount corresponding to the deviation with the feedback correction amount.
[0020]
Further, the feedforward control amount 1 calculating means 66 calculates a feedforward control amount 1 which is determined by the actual cam position detected by the cam position sensor 50 and increases as the valve lift amount increases. The feedforward control amount 2 calculation means 68 calculates a feedforward control amount 2 which is detected by the engine rotation sensor 52 and increases as the engine rotation speed increases. The feedforward control amount 3 calculating means 70 calculates the feedforward control amount 3 which increases as the engine cooling water temperature detected by the water temperature sensor 56 decreases. The feedforward control amount calculation means 72 inputs the feedforward control amount 1, the feedforward control amount 2, and the feedforward control amount 3, and calculates the feedforward control amount based on the sum of these or the result of multiplying them. Is calculated.
[0021]
The control amount calculating means 74 calculates a control amount to be output to the control motor 46 of the cam position moving means 22 from the sum of the feedforward control amount and the feedback control amount.
[0022]
Thereby, the variable valve control device 20 calculates the target cam position by the control unit 48 based on the engine speed and the engine load, and calculates the deviation between the calculated target cam position and the detected actual cam position. The control amount of the control motor 46 of the cam position moving means 22 is increased or decreased by increasing the lower the engine coolant temperature based on at least the engine coolant temperature and calculating the feedforward control amount. .
[0023]
As described above, the variable valve control device 20 performs the feedback control based on the deviation between the actual cam position of the intake cam 12 and the target cam position set in accordance with the engine rotation speed and the engine load, which are the operating states of the engine 2. Is provided to calculate the feedforward control amount based on at least the engine cooling water temperature that is an engine-related value, and the feedforward control amount is increased as the engine cooling water temperature that is an engine-related value is lower. A feed forward control amount calculating means 72 for calculating the control amount for moving the intake cam 12 to the target cam position by the control motor 46 of the cam position moving means 22 from the feedback control amount and the feed forward control amount. Control amount calculation means 74 is provided.
[0024]
The feedforward control amount calculating means 72 calculates a feedforward control amount based on the actual cam position of the intake cam 12, the engine rotational speed as the operating state of the engine 2, and the engine coolant temperature as an engine-related value.
[0025]
The feedforward control amount calculation means 72 calculates the feedforward control amount by increasing the feedforward control amount in the low engine speed range, which is the operating state of the engine 2, compared to the middle engine speed range.
[0026]
The feedback control amount calculating means 64 calculates the feedback control amount by increasing as the engine cooling water temperature, which is an engine-related value, is lower.
[0027]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0028]
The variable valve control device 20 calculates a feedback control amount by the control unit 48 in accordance with a deviation between a target cam position calculated based on the engine rotation speed and the engine load and an actual cam position. Based on the coolant temperature, the feedforward control amount is calculated to increase as the engine coolant temperature is lower, and the control amount of the control motor 46 of the cam position moving means 22 is increased or decreased. This control is repeated at regular intervals.
[0029]
As shown in FIG. 1, when the program is started by the control unit 48 (100), the variable valve control device 20 detects the actual cam position of the intake cam 12 by the cam position sensor 50 (102). The accelerator opening is detected as an engine load by 54 (104), the engine rotation speed is calculated by measuring the cycle of the engine rotation sensor 52 signal (106), and the target cam position is calculated from the engine load and the engine rotation speed (108). ). The target cam position is set, for example, according to the accelerator opening as shown in FIG.
[0030]
The difference between the target cam position calculated in (108) and the actual cam position detected in (102) is calculated (110), and the feedback correction is calculated based on the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 56. The amount (F / B correction amount) is obtained (112). The deviation is obtained by the following equation: deviation = target cam position−actual cam position. For example, as shown in FIG. 3, the feedback correction amount is obtained from an F / B correction amount = B1 (engine cooling water temperature) from a function of the engine cooling water temperature.
[0031]
The feedback control amount based on the deviation is corrected by the obtained feedback correction amount to calculate a feedback control amount (F / B control amount) (114). The feedback control amount is obtained by F / B control amount = F / B correction amount (Kp * deviation + ΣKi * deviation) (Kp: proportional gain, Ki: integral gain). In this embodiment, the PI control amount is calculated, but another calculation method may be used.
[0032]
Next, a control amount according to the cam position is calculated as a feedforward control amount 1 (F / F control amount 1) (116), and a feedforward control amount 2 (F / F control amount 2) is calculated according to the engine speed. The control amount is calculated (118), and a control amount according to the engine coolant temperature is calculated as a feedforward control amount 3 (F / F control amount 3) (120).
[0033]
The feedforward control amount 1 is calculated according to the cam position, for example, based on a function as shown in FIG. 4 by the F / F control amount 1 = f1 (cam position). The feedforward control amount 2 is calculated according to the engine speed, for example, based on a function as shown in FIG. 5 by the F / F control amount 2 = f2 (engine speed). The feedforward control amount 3 is calculated by the F / F control amount 3 = f3 (engine cooling water temperature) according to the engine cooling water temperature, for example, based on a function as shown in FIG.
[0034]
The calculated feedforward control amount 1, feedforward control amount 2, and feedforward control amount 3 are added to calculate a feedforward control amount (F / F control amount) (122). The feedforward control amount is calculated by F / F control amount = F / F control amount 1 + F / F control amount 2 + F / F control amount 3.
[0035]
The control amount applied to the control motor 46 for moving the cam position is calculated by adding the feedback control amount calculated in (114) and the feedforward control amount calculated in (122) (124). End (126).
[0036]
As described above, the variable valve control device 20 calculates the feedback control amount by the feedback control amount calculation means 64, and increases the feedforward control amount by increasing at least the lower the engine coolant temperature by the feedforward control amount calculation means 72. By calculating the control amount of the control motor 46 for moving the intake cam 12 to the target cam position by the cam position moving unit 22 from the feedback control amount and the feedforward control amount by the control amount calculating unit 74, the engine cooling is performed. When the water temperature is low, the control amount for moving the intake cam 12 to the target cam position by the cam position moving means 22 can be increased, and the intake cam 12 can be quickly moved to the target cam position when the engine is cold. .
[0037]
Therefore, the variable valve control device 20 of the engine 2 can improve the followability of the movement of the intake cam 12 when the mechanical loss increases when the engine is cold, and can improve the followability of the intake cam 12 when the target cam position changes. Responsiveness can be improved.
[0038]
The feedforward control amount calculating means 72 calculates a feedforward control amount based on the actual cam position of the intake cam 12, the engine rotation speed as the operating state of the engine 2, and the engine cooling water temperature as the engine-related value. Since the control amount can be corrected by the above parameter, highly accurate control can be performed.
[0039]
The feed-forward control amount calculation means 72 calculates the feed-forward control amount by increasing the engine rotation speed in the low engine speed range, which is the operating state of the engine 2, from the middle engine speed range. Even in the rotation range where the engine rotation speed is low such that the frictional force increases during the period, the responsiveness to the change in the cam position can be kept good.
[0040]
The feedback control amount calculating means 64 calculates the feedback control amount in such a manner that the feedback control amount increases as the engine cooling water temperature, which is an engine-related value, decreases, so that the responsiveness to a change in the cam position even when the engine is cold such that the mechanical loss increases. Can be kept good.
[0041]
In this embodiment, the feedforward control amount is calculated by adding the feedforward control amounts 1 to 3, but, for example, the feedforward control amount 2 and the feedforward control amount 3 are used as correction coefficients for the feedforward control amount 1. It may be calculated and multiplied.
[0042]
Further, in this embodiment, the feedforward control amount is obtained from the feedforward control amounts 1 to 3 corresponding to the cam position, the engine rotation speed, and the engine coolant temperature, however, the feedforward control amount is determined according to the engine oil temperature and the power supply voltage. Correcting the forward control amount enables more accurate control.
[0043]
Further, in this embodiment, the control amount of the control motor 46 is calculated by adding the feedback control amount and the feedforward control amount. However, the feedback correction amount is calculated as a correction coefficient for the feedforward control amount, and is multiplied. The control amount may be calculated.
[0044]
Furthermore, when the engine 2 is stopped, the position on the side where the intake cam 12 is easily moved (for example, the position on the side where the highest height of the cam surface 28 of the intake cam 12 contacts the intake valve). When the intake cam 12 is moved to the target cam position at the time of cooling after the next engine start by stopping the intake cam 12 in the state where the intake cam 12 is moved to the Since the intake cam 12 is moved toward the side where the height is reduced, the resistance when the intake cam 12 is moved can be reduced, and the movement of the intake cam 12 when the mechanical loss increases when the engine is cold. Can be improved, and the response of the intake cam 12 when the target cam position changes can be improved.
[0045]
Alternatively, when the intake cam 12 is moved with respect to the intake valve, the intake cam 12 is moved from the state in which the intake valve is in contact with the base circle portion on the lowest height side of the cam surface 28 to the intake surface. Is moved toward a position where the intake cam 12 comes into contact with the highest height portion, and once the intake valve 12 is moved to a position where it comes into contact with a base circle portion of the intermediate height portion of the cam surface 28, the movement of the intake cam 12 is temporarily stopped. The intake cam 12 is stopped and the intake cam 12 is moved again toward the side where the intake valve comes into contact with the highest height of the cam surface 28 from the point in time when the intake valve rides over the protrusion at the intermediate height of the cam surface 28. By ending the movement of the intake cam 12 when the intake valve comes into contact with the base circle portion of the highest portion of the cam surface 28, the resistance when the intake cam 12 is moved can be reduced. Mecha loss increases when the engine is cold Optionally obtained to improve the followability of the movement of the intake cam 12, it is possible to improve the responsiveness of the intake cam 12 when the target cam position is changed.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the variable valve control apparatus for an engine according to the present invention can increase the control amount for moving the cam to the target cam position by the cam position moving means when the engine cooling water temperature is low. The cam can be quickly moved to the target cam position.
For this reason, the variable valve control device for the engine can improve the followability of the movement of the cam when the mechanical loss increases when the engine is cold, and improve the responsiveness of the cam when the target cam position changes. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control flowchart of a variable valve control device.
FIG. 2 is a diagram for setting a target cam position.
FIG. 3 is a diagram for setting a feedback control amount;
FIG. 4 is a diagram for setting a feedforward control amount 1;
FIG. 5 is a diagram for setting a feedforward control amount 2;
FIG. 6 is a diagram for setting a feedforward control amount 3;
FIG. 7 is a block diagram of a variable valve control device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a variable valve control device.
[Explanation of symbols]
2 Engine 4 Cylinder head 8 Intake camshaft 12 Intake cam 20 Variable valve control device 22 Cam position moving means 28 Cam surface 30 Fork guide 32 Fork 34 Screw shaft 38 Screw cylinder 42 Driven gear 44 Drive gear 46 Control motor 48 Control unit 50 Cam Position sensor 52 Engine rotation sensor 54 Accelerator opening sensor 56 Water temperature sensor 58 Target cam position calculation means 60 Deviation calculation means 62 Feedback control amount correction means 64 Feedback control amount calculation means 66 Feedforward control amount 1 calculation means 68 Feedforward control amount 2 Calculating means 70 Feedforward control amount 3 calculating means 72 Feedforward control amount calculating means 74 Control amount calculating means
