JP2007292045A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Chuchi Shu
中智 周
Yasushi Kusaka
康 日下
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimally control action of a valve according to limitation such as voltage of a boost converter in a system for opening/closing the valve by driving a motor. <P>SOLUTION: The control device for the internal combustion engine has valve gears 48A, 48B for conducting open/close drive of the valve element 36 equipped by each cylinder by motors 54A, 54B, a target operating angle determination means for determining a target operation angle at the time of driving the valve element 36 according to limitation of the driving load of the motors 54A, 54B or rotation speed of the motors 54A, 54B and a control means for driving the motors 54A, 54B based on the target operation angle. As the target operation angle of the valve element 36 is determined according to the limitation of the driving load and the rotation speed of the motors 54A, 54B, the driving load and the rotation speed of the motors 54A, 54B can be prevented from exceeding their allowable ranges and reliability of the internal combustion engine 10 can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特開2005−54732号公報には、モータの駆動力を用いて弁を開閉する構成において、カムシャフトとクランクシャフトが非同期で回転する場合は、弁を停止するか、または低リフト制御へ切り換える方法が開示されている。   Conventionally, for example, in JP-A-2005-54732, in a configuration in which a valve is opened and closed using a driving force of a motor, when the camshaft and the crankshaft rotate asynchronously, the valve is stopped or low lift control is performed. A method of switching to is disclosed.

特開2005−54732号公報JP 2005-54732 A

しかしながら、例えばモータの駆動力により揺動運転中に目標とする作用角/リフト量を制御するにあたり、目標とする作用角/リフト量が昇圧コンバータの能力限界を超えてしまう場合があった。このため、弁を正常に作動させることができなくなり、作用角/リフト量の制限がかかるという問題が生じていた。また、昇圧コンバータによる昇圧が、作用角/リフト量の目標を超えて行われる場合があり、システムの効率低下を招来するという問題も生じていた。   However, for example, when the target operating angle / lift amount is controlled during the swing operation by the driving force of the motor, the target operating angle / lift amount may exceed the capacity limit of the boost converter. For this reason, the valve cannot be operated normally, and there is a problem that the working angle / lift amount is restricted. Further, there is a case where the boosting by the boosting converter is performed exceeding the target of the working angle / lift amount, which causes a problem of reducing the efficiency of the system.

また、モータの駆動負荷が高い場合や、モータの周囲温度が高い場合などには、モータの温度が上昇し易く、許容温度を超えるおそれが生ずるという問題もあった。   In addition, when the motor drive load is high or when the ambient temperature of the motor is high, there is a problem that the temperature of the motor is likely to rise and the allowable temperature may be exceeded.

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、モータの駆動により弁の開閉動作を行うシステムにおいて、昇圧コンバータの能力限界などの制約に応じて昇圧コンバータの目標電圧値などを決定することにより弁の動作を最適に制御することを目的とする。また、この発明の他の目的は、同システムにおいて、モータの温度が許容温度を超えることを確実に防止することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In a system that opens and closes a valve by driving a motor, the target voltage value of the boost converter is determined according to restrictions such as the capability limit of the boost converter. The purpose is to optimally control the operation of the valve. Another object of the present invention is to reliably prevent the motor temperature from exceeding an allowable temperature in the system.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限に応じて、前記弁体を駆動する際の目標作用角を決定する目標作用角決定手段と、前記目標作用角に基づいて前記モータを駆動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a valve driving means for opening and closing a valve body included in each cylinder by a motor, and the valve according to a limitation on a driving load of the motor or a rotation speed of the motor. A target operating angle determining means for determining a target operating angle for driving the body, and a control means for driving the motor based on the target operating angle are provided.

第2の発明は、第1の発明において、前記モータへ供給する電圧を昇圧する昇圧回路と、前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度に応じて、前記昇圧回路から前記モータへ供給される電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、前記目標値に基づいて前記昇圧回路の昇圧動作を制御する昇圧制御手段と、を更に備えたことを特徴とする。   In a second aspect based on the first aspect, the booster circuit boosts the voltage supplied to the motor, and the booster circuit supplies the motor to the motor according to the driving load of the motor or the rotational speed of the motor. It further comprises target voltage setting means for setting a target value of voltage, and boost control means for controlling the boosting operation of the booster circuit based on the target value.

第3の発明は、第2の発明において、前記目標作用角決定手段は、前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限と前記昇圧回路の能力の限界値とに基づいて、前記目標作用角を決定することを特徴とする。   In a third aspect based on the second aspect, the target operating angle determining means is configured to determine the target operating angle based on a limit of the driving load of the motor or the rotational speed of the motor and a limit value of the capacity of the booster circuit. It is characterized by determining a corner.

第4の発明は、第2または第3の発明において、前記目標作用角決定手段は、前記昇圧回路の出力電圧値から定まる前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限に応じて、前記目標作用角を決定することを特徴とする。   According to a fourth invention, in the second or third invention, the target working angle determining means is configured to control the motor driving load determined from an output voltage value of the booster circuit or a limitation on a rotation speed of the motor. A target operating angle is determined.

第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、前記弁駆動手段は、前記弁体を駆動するためのカムシャフトを揺動駆動モードで駆動し、前記モータの駆動負荷の制限に応じて、前記弁体を駆動する際の目標リフト量を決定するリフト量決定手段を備え、前記制御手段は、前記目標作用角及び前記目標リフト量に基づいて前記モータを駆動することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the valve driving means drives a camshaft for driving the valve body in a swing driving mode, and limits a driving load of the motor. And a lift amount determining means for determining a target lift amount for driving the valve body according to the control mechanism, wherein the control means drives the motor based on the target operating angle and the target lift amount. And

また、第6の発明は、内燃機関の制御装置であって、
各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、
前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記モータの温度が許容温度以下となるように、前記弁体の目標開弁特性を補正する目標開弁特性補正手段と、
前記補正された目標開弁特性に基づいて前記モータを駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
The sixth invention is a control device for an internal combustion engine,
A valve driving means for opening and closing a valve body included in each cylinder by a motor;
Target valve opening characteristic correcting means for correcting the target valve opening characteristic of the valve body so that the temperature of the motor is equal to or lower than the allowable temperature when the temperature of the motor may exceed the allowable temperature;
Control means for driving the motor based on the corrected target valve opening characteristic;
It is provided with.

また、第7の発明は、第6の発明において、
前記目標開弁特性補正手段は、前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記弁体の目標作用角を増加させる作用角補正手段を含み、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記作用角補正手段により目標作用角が大きくされた場合に、エンジントルクが変化しないように、前記スロットル弁の開度を縮小させるスロットル開度制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
The seventh invention is the sixth invention, wherein
The target valve opening characteristic correcting means includes a working angle correcting means for increasing a target working angle of the valve body when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature.
A throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine;
Throttle opening control means for reducing the opening of the throttle valve so that the engine torque does not change when the target operating angle is increased by the operating angle correction means;
Is further provided.

また、第8の発明は、第6または第7の発明において、
前記目標開弁特性補正手段は、前記弁体を駆動するためのカムシャフトが揺動駆動モードで駆動されているときに、前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合には、前記カムシャフトの駆動モードを正転駆動モードに変更する駆動モード変更手段を含むことを特徴とする。
The eighth invention is the sixth or seventh invention, wherein
When the camshaft for driving the valve element is driven in the swing drive mode, the target valve opening characteristic correction means may be configured to detect the cam when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature. Drive mode changing means for changing the drive mode of the shaft to the normal rotation drive mode is included.

また、第9の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、
前記内燃機関と車両の駆動軸との間に設けられた変速機と、
前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記変速機の変速比を高速側に変更することにより、機関回転数を低下させる機関回転数抑制手段と、
を備えたことを特徴とする。
The ninth invention is a control device for an internal combustion engine,
Valve drive means for opening and closing a valve body included in each cylinder of the internal combustion engine by a motor;
A transmission provided between the internal combustion engine and a drive shaft of the vehicle;
An engine speed suppression means for reducing the engine speed by changing the gear ratio of the transmission to a high speed side when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature;
It is provided with.

第1の発明によれば、モータの駆動負荷及び回転速度の制限に応じて、弁体の目標作用角を決定するため、モータの駆動負荷及び回転速度が許容範囲を超えてしまうことを抑止できる。従って、弁体を確実に駆動することができ、内燃機関の信頼性を高めることが可能となる。   According to the first aspect of the invention, the target operating angle of the valve body is determined in accordance with the restrictions on the driving load and rotation speed of the motor. . Therefore, the valve body can be reliably driven, and the reliability of the internal combustion engine can be improved.

第2の発明によれば、モータの駆動負荷及び回転速度に応じて、昇圧回路からモータへ供給される電圧の目標値を設定するため、昇圧回路による昇圧を最小限に抑えることができ、システムの効率を向上することができる。   According to the second invention, since the target value of the voltage supplied from the booster circuit to the motor is set according to the driving load and rotation speed of the motor, the booster by the booster circuit can be minimized, and the system Efficiency can be improved.

第3の発明によれば、モータの駆動負荷または回転速度の制限と昇圧回路の能力の限界値に基づいて目標作用角を決定するため、目標作用角が昇圧回路の能力の限界値を超えてしまうことを抑止できる。従って、昇圧回路の能力の範囲内で弁体を確実に駆動することが可能となる。   According to the third aspect of the invention, since the target working angle is determined based on the limit of the driving load or rotation speed of the motor and the limit value of the booster circuit capability, the target operating angle exceeds the limit value of the booster circuit capability. Can be prevented. Therefore, it is possible to reliably drive the valve body within the capacity of the booster circuit.

第4の発明によれば、昇圧回路の出力電圧値から定まるモータの駆動負荷または回転速度の制限に応じて、目標作用角を決定するため、昇圧回路の出力電圧の範囲内で弁体を確実に駆動することが可能となる。   According to the fourth aspect of the invention, the target operating angle is determined in accordance with the motor driving load or the rotational speed limit determined from the output voltage value of the booster circuit, so that the valve body is reliably within the range of the output voltage of the booster circuit. Can be driven.

第5の発明によれば、弁体を駆動するためのカムシャフトを揺動駆動モードで駆動するため、弁体の作用角、リフト量を最適に制御することが可能となる。また、モータの駆動負荷の制限に応じて弁体の目標リフト量を決定するため、モータの駆動負荷が許容範囲を超えてしまうことを抑止できる。   According to the fifth aspect, since the camshaft for driving the valve body is driven in the swing drive mode, the operating angle and the lift amount of the valve body can be optimally controlled. Further, since the target lift amount of the valve body is determined according to the limitation of the motor driving load, it is possible to prevent the motor driving load from exceeding the allowable range.

第6の発明によれば、モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、モータの温度が許容温度以下となるように、弁体の目標開弁特性を補正し、その補正された目標開弁特性に基づいてモータを駆動することができる。これにより、モータの温度が許容温度を超えることを確実に防止することができ、内燃機関の信頼性を高めることが可能となる。   According to the sixth aspect of the invention, when the motor temperature may exceed the allowable temperature, the target valve opening characteristic of the valve body is corrected so that the motor temperature is equal to or lower than the allowable temperature, and the corrected target is corrected. The motor can be driven based on the valve opening characteristics. Thereby, the temperature of the motor can be reliably prevented from exceeding the allowable temperature, and the reliability of the internal combustion engine can be improved.

第7の発明によれば、モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、弁体の目標作用角を増大させることができる。作用角を増大させると、モータの加速度や減速度が小さくなり、モータトルク実効値が低下するので、モータの発熱量が小さくなる。よって、モータの温度上昇を有効に抑制することができる。また、第7の発明によれば、上記のようにして目標作用角を増大させた場合に、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を縮小させることができる。これにより、作用角が変化しても、エンジントルクをなるべく変化させないようにすることができる。従って、運転者の意図しないエンジントルクの上昇などが生ずることを確実に防止することができ、良好なドライバビリティが得られる。   According to the seventh aspect, the target operating angle of the valve element can be increased when the motor temperature may exceed the allowable temperature. When the operating angle is increased, the acceleration and deceleration of the motor are reduced and the effective value of the motor torque is reduced, so that the amount of heat generated by the motor is reduced. Therefore, the temperature rise of the motor can be effectively suppressed. According to the seventh invention, when the target operating angle is increased as described above, the opening of the throttle valve provided in the intake passage of the internal combustion engine can be reduced. Thereby, even if the operating angle changes, the engine torque can be prevented from changing as much as possible. Therefore, it is possible to reliably prevent an increase in engine torque unintended by the driver, and to obtain good drivability.

第8の発明によれば、弁体を駆動するためのカムシャフトが揺動駆動モードで駆動されているときに、モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合には、カムシャフトの駆動モードを正転駆動モードに変更することができる。これにより、モータのトルク実効値を大幅に低減することができ、発熱量が大きく低下するので、モータの温度が許容温度を超えることをより確実に防止することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, when the camshaft for driving the valve element is driven in the swing drive mode, the camshaft drive mode may be used if the motor temperature may exceed the allowable temperature. Can be changed to the forward rotation drive mode. As a result, the effective torque value of the motor can be greatly reduced and the amount of heat generation is greatly reduced, so that the motor temperature can be more reliably prevented from exceeding the allowable temperature.

第9の発明によれば、モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、変速機の変速比を高速側に変更することにより、機関回転数を低下させることができる。機関回転数を低下させると、カムの回転速度(平均回転速度)が低下し、ひいてはモータの回転速度(平均回転速度)を低下させることができる。その結果、モータの発熱量を低下させることができるので、モータの温度が許容温度を超えることを確実に防止することができる。   According to the ninth aspect, when the motor temperature may exceed the allowable temperature, the engine speed can be reduced by changing the transmission gear ratio to the high speed side. When the engine rotational speed is decreased, the rotational speed (average rotational speed) of the cam is decreased, and as a result, the rotational speed of the motor (average rotational speed) can be decreased. As a result, since the amount of heat generated by the motor can be reduced, it is possible to reliably prevent the motor temperature from exceeding the allowable temperature.

以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の動弁装置を備えたシステムの構成を示す模式図である。内燃機関10には吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備えている。エアフィルタ16には、吸気温THA(すなわち外気温)を検出する吸気温センサ18が組みつけられている。また、排気通路14には排気浄化触媒32が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a system including a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with the internal combustion engine 10. The intake passage 12 includes an air filter 16 at an upstream end. The air filter 16 is assembled with an intake air temperature sensor 18 for detecting the intake air temperature THA (that is, the outside air temperature). An exhaust purification catalyst 32 is disposed in the exhaust passage 14.

エアフィルタ16の下流には、エアフロメータ20が配置されている。エアフロメータ20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ24と、スロットルバルブ22が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ26とが配置されている。スロットルバルブ22の下流には、サージタンク28が設けられている。また、サージタンク28の更に下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁30が配置されている。   An air flow meter 20 is disposed downstream of the air filter 16. A throttle valve 22 is provided downstream of the air flow meter 20. A throttle sensor 24 that detects the throttle opening degree TA and an idle switch 26 that is turned on when the throttle valve 22 is fully closed are disposed in the vicinity of the throttle valve 22. A surge tank 28 is provided downstream of the throttle valve 22. Further, a fuel injection valve 30 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine 10 is disposed further downstream of the surge tank 28.

内燃機関10は、吸気弁36および排気弁38を備えている。吸気弁36には、吸気弁36を駆動するための動弁装置48が接続されている。また、排気弁38には、排気弁38を駆動するための動弁装置50が接続されている。   The internal combustion engine 10 includes an intake valve 36 and an exhaust valve 38. A valve operating device 48 for driving the intake valve 36 is connected to the intake valve 36. The exhaust valve 38 is connected to a valve operating device 50 for driving the exhaust valve 38.

また、燃焼室内に噴霧された燃料に点火するため、内燃機関10の筒内には点火プラグが設けられている。更に、筒内には、その内部を往復運動するピストン44が設けられている。ピストン44には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸46が連結されている。車両駆動系と補機類(エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等)は、このクランク軸46の回転トルクによって駆動される。   An ignition plug is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10 to ignite the fuel sprayed into the combustion chamber. Further, a piston 44 that reciprocates inside the cylinder is provided in the cylinder. The piston 44 is connected to a crankshaft 46 that is driven to rotate by the reciprocating motion. The vehicle drive system and accessories (air conditioner compressor, alternator, torque converter, power steering pump, etc.) are driven by the rotational torque of the crankshaft 46.

図1に示すように、本実施形態の制御装置はECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種センサに加え、内燃機関10の運転状態を把握すべく、ノッキングの発生を検知するKCSセンサや、スロットル開度、機関回転数、排気温度、冷却水温度、潤滑油温度、触媒床温度などを検出するための各種センサ(不図示)が接続されている。また、ECU40には、上述した燃料噴射弁30、動弁装置48,50などが備える各アクチュエータ、センサが接続されている。   As shown in FIG. 1, the control device of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the various sensors described above, the ECU 40 includes a KCS sensor that detects the occurrence of knocking, a throttle opening, an engine speed, an exhaust temperature, a cooling water temperature, a lubricating oil temperature in order to grasp the operating state of the internal combustion engine 10. Various sensors (not shown) for detecting the catalyst bed temperature and the like are connected. The ECU 40 is connected to each actuator and sensor provided in the fuel injection valve 30 and the valve gears 48 and 50 described above.

図2は、吸気弁36および動弁装置48の周辺の構成を示す模式図であって、主としてシリンダヘッドの周りの構成を示している。図2では、排気弁38および動弁装置50の図示を省略しているが、吸気側の動弁装置48と排気側の動弁装置50は基本的に同一の構成を有している。ここでは、内燃機関10の個々の気筒に2つの吸気弁36と2つの排気弁38とが備わっているものとする。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration around the intake valve 36 and the valve gear 48, and mainly shows the configuration around the cylinder head. In FIG. 2, the exhaust valve 38 and the valve operating device 50 are not shown, but the intake side valve operating device 48 and the exhaust side valve operating device 50 basically have the same configuration. Here, it is assumed that each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with two intake valves 36 and two exhaust valves 38.

本実施形態の内燃機関10は4つの気筒(#1〜#4)を備えており、#1→#3→#4→#2の順で爆発行程が行われる。動弁装置48は、2つの装置(動弁装置48A、動弁装置48B)から構成されている。動弁装置48Aは#2気筒および#3気筒が備える吸気弁36を駆動し、動弁装置48Bは#1気筒および#4気筒が備える吸気弁36を駆動する。   The internal combustion engine 10 of the present embodiment includes four cylinders (# 1 to # 4), and the explosion stroke is performed in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2. The valve operating device 48 includes two devices (the valve operating device 48A and the valve operating device 48B). The valve gear 48A drives the intake valve 36 provided in the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, and the valve device 48B drives the intake valve 36 provided in the # 1 cylinder and the # 4 cylinder.

動弁装置48Aは、駆動源としての電動機(以下、モータと称する)54Aと、モータ54Aの回転運動を伝達する伝達機構としてのギヤ列56Aと、ギヤ列から伝達された回転運動を吸気弁36の直線的な開閉運動に変換するカムシャフト58Aとを備えている。同様に、動弁装置48Bは、モータ54B、ギヤ列56B、カムシャフト58Bを備えている。ギヤ列56Bの構成はギヤ列56Aと同様である。   The valve gear 48A includes an electric motor (hereinafter referred to as a motor) 54A as a drive source, a gear train 56A as a transmission mechanism for transmitting the rotational motion of the motor 54A, and the rotational motion transmitted from the gear train to the intake valve 36. And a camshaft 58A for converting into a linear opening / closing motion. Similarly, the valve gear 48B includes a motor 54B, a gear train 56B, and a camshaft 58B. The configuration of the gear train 56B is the same as that of the gear train 56A.

モータ54A,54Bには、例えば回転速度の制御が可能なDCブラシレスモータ等が使用される。モータ54A,54Bには、その回転位置を検出するためのレゾルバ、ロータリーエンコーダ等の位置検出センサが内蔵されている。カムシャフト58A、58Bの外周部には、カムシャフト58A、58Bに対して一体回転するカム駆動ギヤ60と、やはりカムシャフト58A、58Bに対して一体回転するカム62とが設けられている。   For the motors 54A and 54B, for example, a DC brushless motor capable of controlling the rotation speed is used. The motors 54A and 54B have built-in position detection sensors such as a resolver and a rotary encoder for detecting their rotational positions. A cam drive gear 60 that rotates integrally with the camshafts 58A and 58B and a cam 62 that also rotates integrally with the camshafts 58A and 58B are provided on the outer periphery of the camshafts 58A and 58B.

ギヤ列56Aは、モータ54Aの出力軸55に取り付けられたモータギヤ64Aの回転を中間ギヤ66Aを介してカムシャフト58Aのカム駆動ギヤ60に伝達する。ギヤ列56Aはモータギヤ64Aとカム駆動ギヤ60とが互いに等しい速度で回転するように構成されても良いし、モータギヤ64Aに対してカム駆動ギヤ60を増速または減速させるように構成されても良い。同様にして、ギヤ列56Bは、モータ54Bの出力軸に取り付けられたモータギヤ64Bの回転を中間ギヤ66B(図2において不図示)を介してカムシャフト58Bのカム駆動ギヤ60に伝達する。   The gear train 56A transmits the rotation of the motor gear 64A attached to the output shaft 55 of the motor 54A to the cam drive gear 60 of the camshaft 58A via the intermediate gear 66A. The gear train 56A may be configured such that the motor gear 64A and the cam drive gear 60 rotate at equal speeds, or may be configured to increase or decrease the speed of the cam drive gear 60 relative to the motor gear 64A. . Similarly, the gear train 56B transmits the rotation of the motor gear 64B attached to the output shaft of the motor 54B to the cam drive gear 60 of the camshaft 58B via the intermediate gear 66B (not shown in FIG. 2).

図2に示すように、カムシャフト58Aは#2,#3気筒の吸気弁36の上部に配置されており、カムシャフト58Aに設けられた4つのカム62により#2,#3気筒の各吸気弁36が開閉駆動される。また、カムシャフト58Bは2つに分割された状態で#1,#4気筒の吸気弁36の上部に配置されており、カムシャフト58Bに設けられた4つのカム62により#1,#4気筒の各吸気弁36が開閉駆動される。2つに分割されたカムシャフト58Bはカムシャフト58Aの中心に設けられた貫通孔に挿通された連結部材58Cにより接続され、一体的に回転するように構成されている。なお、説明の便宜上、図2では、カムシャフト58Aと2つのカムシャフト58Bをそれぞれ分離した状態を示している。   As shown in FIG. 2, the camshaft 58A is disposed above the intake valves 36 of the # 2 and # 3 cylinders, and each of the intakes of the # 2 and # 3 cylinders is provided by four cams 62 provided on the camshaft 58A. The valve 36 is driven to open and close. In addition, the camshaft 58B is divided into two parts and is disposed above the intake valves 36 of the # 1 and # 4 cylinders, and the # 1 and # 4 cylinders are provided by four cams 62 provided on the camshaft 58B. Each intake valve 36 is driven to open and close. The camshaft 58B divided into two is connected by a connecting member 58C inserted through a through hole provided at the center of the camshaft 58A, and is configured to rotate integrally. For convenience of explanation, FIG. 2 shows a state in which the camshaft 58A and the two camshafts 58B are separated from each other.

図3は、カム62によって吸気弁36が駆動される様子を示す模式図である。カム62はカムシャフト58A,58Bと同軸の円弧状のベース円62bの一部を半径方向外側に向かって膨らませてノーズ62aを形成した板カムの一種として形成されている。カム62のプロファイルはその全周に亘って負の曲率が生じないように、つまり半径方向外側に向かって凸曲面を描くように設定されている。   FIG. 3 is a schematic diagram showing how the intake valve 36 is driven by the cam 62. The cam 62 is formed as a kind of plate cam in which a nose 62a is formed by inflating a part of an arc-shaped base circle 62b coaxial with the camshafts 58A, 58B radially outward. The profile of the cam 62 is set so that a negative curvature does not occur over the entire circumference, that is, a convex curved surface is drawn outward in the radial direction.

図2に示すように、吸気弁36はそれぞれ弁軸36aを備えている。各カム62は吸気弁36の弁軸36aの一端に設けられたリテーナ68と対向する。各吸気弁36はバルブスプリング(不図示)の圧縮反力によってカム62側に付勢され、カム62のベース円62bとリテーナ68が対向している場合は、吸気ポートのバルブシート(不図示)に吸気弁36が密着して吸気ポートが閉じられる。   As shown in FIG. 2, each intake valve 36 includes a valve shaft 36a. Each cam 62 faces a retainer 68 provided at one end of the valve shaft 36 a of the intake valve 36. Each intake valve 36 is urged toward the cam 62 by a compression reaction force of a valve spring (not shown), and when the base circle 62b of the cam 62 and the retainer 68 are opposed to each other, a valve seat (not shown) of the intake port. The intake valve 36 is in close contact with the intake port and the intake port is closed.

モータ54A、54Bの回転運動がギヤ列56A,56Bを介してカムシャフト58A,58Bに伝達されると、カムシャフト58A,58Bと一体にカム62が回転し、ノーズ62aがリテーナ68を乗り越える間にリテーナ68が押し下げられ、吸気弁36がバルブスプリングに抗して開閉駆動される。   When the rotational motion of the motors 54A, 54B is transmitted to the camshafts 58A, 58B via the gear trains 56A, 56B, the cam 62 rotates together with the camshafts 58A, 58B, and the nose 62a passes over the retainer 68. The retainer 68 is pushed down, and the intake valve 36 is driven to open and close against the valve spring.

また、図3(A)及び図3(B)は、カム62の2つの駆動モードを示している。カム62の駆動モードには、モータ54A、54Bを一方向に連続回転させて図3(A)に示すようにカム62を最大リフト位置、すなわちカム62のノーズ62aが相手側の部品(この場合はリテーナ68)と接する位置を越えて正転方向(図3(A)中の矢印方向)に連続的に回転させる正転駆動モードと、正転駆動モードにおける最大リフト位置に達する前にモータ54A、54Bの回転方向を切り換えて図3(B)に示すようにカム62を往復運動させる揺動駆動モードとがある。   3A and 3B show two drive modes of the cam 62. FIG. In the drive mode of the cam 62, the motors 54A and 54B are continuously rotated in one direction to move the cam 62 to the maximum lift position as shown in FIG. 3A, that is, the nose 62a of the cam 62 is the counterpart component (in this case). Is a forward drive mode for continuously rotating in the forward rotation direction (in the direction of the arrow in FIG. 3A) beyond the position in contact with the retainer 68), and the motor 54A before reaching the maximum lift position in the forward drive mode. , 54B and a swing drive mode in which the cam 62 is reciprocated as shown in FIG.

正転駆動モードでは、クランク軸46の回転に対してカム62の回転速度を可変することで吸気弁36の作用角が制御される。また、揺動駆動モードでは、カム62の回転速度とともに、カム62が揺動する角度範囲を制御することで、吸気弁36の最大リフト量、作用角を制御することができる。   In the forward rotation drive mode, the operating angle of the intake valve 36 is controlled by varying the rotational speed of the cam 62 with respect to the rotation of the crankshaft 46. In the swing drive mode, the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 36 can be controlled by controlling the angular range in which the cam 62 swings together with the rotational speed of the cam 62.

正転駆動モードには、機関回転数が一定の場合に、カム62を一定の速度で回転させる一定速度モードと、カム62の速度を可変する可変速度モードとがある。可変速度モードは、例えば、カム62が吸気弁36を押し下げている間はカム62の回転速度を遅くし、カム62が吸気弁36を押し下げていない間はカム62の回転速度を速くするモードである。また、可変速度モードにおいて、カム62が吸気弁36を押し下げている間はカム62の回転速度を速くし、カム62が吸気弁36を押し下げていない間はカム62の回転速度を遅くすることもできる。このような制御により、クランク軸46の回転角に対して吸気弁36の作用角を自在に設定することが可能となる。   The forward rotation drive mode includes a constant speed mode in which the cam 62 is rotated at a constant speed when the engine speed is constant, and a variable speed mode in which the speed of the cam 62 is variable. The variable speed mode is a mode in which, for example, the rotational speed of the cam 62 is slowed while the cam 62 pushes down the intake valve 36, and the rotational speed of the cam 62 is fastened while the cam 62 is not pushing down the intake valve 36. is there. In the variable speed mode, the rotational speed of the cam 62 is increased while the cam 62 is pushing down the intake valve 36, and the rotational speed of the cam 62 is decreased while the cam 62 is not pushing down the intake valve 36. it can. Such control makes it possible to freely set the operating angle of the intake valve 36 with respect to the rotation angle of the crankshaft 46.

以上のような制御によれば、運転状態に応じた最適なリフト量、作用角で吸気弁36を駆動することが可能となる。図4は内燃機関10の機関回転数、出力トルクと、カム62の駆動モードとの関係を示す模式図である。図4に示すように、カム62の駆動モードは、機関回転数と出力トルクとに関連付けて使い分けられる。基本的に低回転域では揺動駆動モードが選択され、高回転域では正転駆動モードが選択される。これにより、低回転域では吸気弁36のリフト量、作用角を少なくし、高回転域では吸気弁36のリフト量、作用角を大きくする制御が行われ、機関回転数と出力トルクに応じた最適な空気量を機関筒内に送ることが可能となる。   According to the control as described above, the intake valve 36 can be driven with an optimal lift amount and operating angle according to the operating state. FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the engine speed and output torque of the internal combustion engine 10 and the drive mode of the cam 62. As shown in FIG. 4, the drive mode of the cam 62 is selectively used in association with the engine speed and the output torque. Basically, the swing drive mode is selected in the low rotation range, and the normal rotation drive mode is selected in the high rotation range. As a result, control is performed to reduce the lift amount and operating angle of the intake valve 36 in the low rotation range, and increase the lift amount and operating angle of the intake valve 36 in the high rotation range, depending on the engine speed and output torque. It becomes possible to send the optimal amount of air into the engine cylinder.

図5は、カムシャフト58Aに設けられた2種類のカム62を詳細に示す模式図である。図5に示すように、カムシャフト58Aには、#2気筒の吸気弁36を駆動するためのカム62と、#3気筒の吸気弁36を駆動するためのカム62とが180°の角度位置だけ離間して設けられている。4気筒の内燃機関ではクランク角720°の間に#1→#3→#4→#2の順で爆発行程が行われるため、#2気筒と#3気筒の吸気行程はクランク角の360°毎に行われる。動弁装置48Aは、クランク角360°毎に#2気筒用のカム62と#3気筒用のカム62が、交互に#2気筒の吸気弁36と#3気筒の吸気弁36を駆動するようにカムシャフト58Aを回転または揺動させる。同様に、カムシャフト58Bには#1気筒、#4気筒の吸気弁36を駆動するための2種類のカム62が設けられており、動弁装置48Bは、カムシャフト58Bを回転または揺動させることで、#1気筒の吸気弁36と#4気筒の吸気弁36を駆動する。   FIG. 5 is a schematic diagram showing in detail two types of cams 62 provided on the camshaft 58A. As shown in FIG. 5, on the camshaft 58A, a cam 62 for driving the intake valve 36 for the # 2 cylinder and a cam 62 for driving the intake valve 36 for the # 3 cylinder are at an angular position of 180 °. Are spaced apart. In the four-cylinder internal combustion engine, the explosion strokes are performed in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2 during the crank angle of 720 °. Therefore, the intake stroke of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is 360 ° of the crank angle. Done every time. In the valve gear 48A, the # 2-cylinder cam 62 and the # 3-cylinder cam 62 alternately drive the # 2-cylinder intake valve 36 and the # 3-cylinder intake valve 36 at every crank angle of 360 °. The camshaft 58A is rotated or swung. Similarly, the camshaft 58B is provided with two types of cams 62 for driving the # 1 and # 4 cylinder intake valves 36, and the valve gear 48B rotates or swings the camshaft 58B. Thus, the intake valve 36 for the # 1 cylinder and the intake valve 36 for the # 4 cylinder are driven.

図6は、動弁装置48A,48Bのモータ54A,54Bを駆動する駆動システム70と、駆動システム70に電力を供給する昇圧コンバータ72を示す模式図である。図6に示すように、駆動システム70は、モータ54A,54Bの駆動を制御するECU40、ドライバ76、およびセンサ78を備えている。ドライバ76には、動弁装置48A,48Bのモータ54A,54Bが接続されている。ドライバ76は、ECU40からの指令を受けて、所定のモードでモータ54A,54Bを駆動する。また、センサ78は、モータ54A,54Bに内蔵されており、カムシャフト58A,58Bの角度位置、回転速度を検出する。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a drive system 70 that drives the motors 54A and 54B of the valve gears 48A and 48B, and a boost converter 72 that supplies power to the drive system 70. As shown in FIG. 6, the drive system 70 includes an ECU 40 that controls driving of the motors 54 </ b> A and 54 </ b> B, a driver 76, and a sensor 78. The driver 76 is connected to motors 54A and 54B of valve gears 48A and 48B. In response to a command from the ECU 40, the driver 76 drives the motors 54A and 54B in a predetermined mode. The sensor 78 is built in the motors 54A and 54B, and detects the angular positions and rotational speeds of the camshafts 58A and 58B.

昇圧コンバータ72には入力電源(バッテリー)80が接続されている。昇圧コンバータ72は、PICマイコン82、コイル84、スイッチ86を備えている。昇圧コンバータ72は、PICマイコン82で電圧制御(フィードフォワードとフィードバック)を行う。そして、昇圧コンバータ72は、PICマイコン82による制御の結果によってスイッチ86のオン/オフ時間の割合を決定し、入力電源80の電圧を昇圧して駆動システム70へ供給する機能を有している。   An input power source (battery) 80 is connected to the boost converter 72. The boost converter 72 includes a PIC microcomputer 82, a coil 84, and a switch 86. Boost converter 72 performs voltage control (feed forward and feedback) with PIC microcomputer 82. The boost converter 72 has a function of determining the ratio of the on / off time of the switch 86 based on the result of the control by the PIC microcomputer 82, boosting the voltage of the input power supply 80, and supplying the boosted voltage to the drive system 70.

本実施形態のシステムがハイブリッド自動車に搭載されるものである場合、入力電源80の電圧は、通常、200V程度であり、運転状態に応じて170V〜240V程度の範囲で変化する。入力電源80の電圧は、PICマイコン82の指令を受けて280V程度まで昇圧され、センサ88を介して駆動システム70へ出力される。駆動システム70は、昇圧コンバータ72からの電力を受けて、ECU40の指令に基づいてモータ54A,54Bを制御する。   When the system of this embodiment is mounted on a hybrid vehicle, the voltage of the input power supply 80 is normally about 200V, and varies in the range of about 170V to 240V depending on the driving state. The voltage of the input power supply 80 is boosted to about 280 V in response to a command from the PIC microcomputer 82, and is output to the drive system 70 via the sensor 88. Drive system 70 receives electric power from boost converter 72 and controls motors 54A and 54B based on a command from ECU 40.

図7は、昇圧コンバータ72の出力電圧と、モータ54A,54Bの回転数、負荷との関係を示す特性図である。図7において、縦軸は昇圧コンバータ72の出力電圧を、横軸はモータ54A,54Bの回転数を示している。また、図7に示す特性の傾きは、モータ54A,54Bの負荷を表している。   FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage of boost converter 72, the number of rotations of motors 54A and 54B, and the load. In FIG. 7, the vertical axis indicates the output voltage of the boost converter 72, and the horizontal axis indicates the rotation speed of the motors 54A and 54B. Further, the slope of the characteristic shown in FIG. 7 represents the load on the motors 54A and 54B.

図7に示すように、昇圧コンバータ72の出力電圧が280Vの場合は、図7中に実線で示す特性X1の負荷でモータ54A,54Bを駆動すると、モータ54A,54Bの最大回転数をr1まで上昇させることができる。   As shown in FIG. 7, when the output voltage of boost converter 72 is 280 V, when motors 54A and 54B are driven with a load of characteristic X1 indicated by a solid line in FIG. 7, the maximum rotational speed of motors 54A and 54B is reduced to r1. Can be raised.

一方、負荷が図7に示す特性X1の場合において、モータ54A,54Bの最大回転数をr2として運転を行う場合、昇圧コンバータ72の出力電圧は200V程度で十分であり、出力電圧を280Vまで昇圧する必要は生じない。同様に、図7中に破線で示す特性X2まで負荷を低下させた場合は、モータ54A,54Bの最大回転数をr1とした場合であっても、昇圧コンバータ72の出力電圧は200V程度で十分である。   On the other hand, in the case where the load is the characteristic X1 shown in FIG. 7, when the motors 54A and 54B are operated at the maximum rotation speed r2, the output voltage of the boost converter 72 is about 200V, and the output voltage is boosted to 280V. There is no need to do this. Similarly, when the load is reduced to the characteristic X2 indicated by the broken line in FIG. 7, even if the maximum rotational speed of the motors 54A and 54B is r1, the output voltage of the boost converter 72 is sufficient to be about 200V. It is.

このため、本実施形態では、モータ54A,54Bの動作パターンに応じて、昇圧コンバータ72の最適な出力電圧を決定し、これに基づいて昇圧コンバータ72による昇圧動作を制御するようにしている。これにより、昇圧コンバータ72による昇圧動作を最小限に抑えることができ、システムの効率を向上することができる。   For this reason, in this embodiment, the optimum output voltage of the boost converter 72 is determined according to the operation pattern of the motors 54A and 54B, and the boost operation by the boost converter 72 is controlled based on this. Thereby, the boosting operation by boost converter 72 can be minimized, and the efficiency of the system can be improved.

すなわち、本実施形態では、吸気弁36の作用角、リフト量の動作パターンに応じて昇圧コンバータ72の昇圧が行われる。そして、昇圧が行われた後は、昇圧コンバータ72の出力電圧によって制限されるモータ54A,54Bの回転速度、駆動負荷に応じて、吸気弁36の作用角、リフト量が決定される。   That is, in the present embodiment, boosting of the boost converter 72 is performed according to the operation angle of the intake valve 36 and the operation pattern of the lift amount. After boosting, the operating angle and lift amount of the intake valve 36 are determined according to the rotational speeds and drive loads of the motors 54A and 54B that are limited by the output voltage of the boost converter 72.

図8は、カム62の動作モードに応じたモータ54A,54Bの回転速度の特性を示す図である。図8において、横軸は時間、縦軸はモータ54A,54Bの回転速度を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating the characteristics of the rotational speeds of the motors 54A and 54B according to the operation mode of the cam 62. In FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotational speed of the motors 54A and 54B.

図8において、実線で示す特性Aは、正転駆動モードにおけるモータ54A,54Bの回転速度を示している。また、一点鎖線で示す特性B1,B2は、揺動駆動モードにおけるモータ54A,54Bの回転速度を示している。ここで、特性B1は吸気弁36が小作用角でリフトする場合の特性を示しており、特性B2は吸気弁36が大作用角でリフトする場合の特性を示している。また、実線で示す特性Cは、正転駆動モードにおいて、可変速度でモータ54A,54Bを駆動した場合の特性を示している。   In FIG. 8, a characteristic A indicated by a solid line indicates the rotation speed of the motors 54A and 54B in the forward rotation drive mode. Further, characteristics B1 and B2 indicated by alternate long and short dash lines indicate the rotational speeds of the motors 54A and 54B in the swing drive mode. Here, the characteristic B1 indicates a characteristic when the intake valve 36 is lifted at a small operating angle, and the characteristic B2 indicates a characteristic when the intake valve 36 is lifted at a large operating angle. A characteristic C indicated by a solid line indicates a characteristic when the motors 54A and 54B are driven at a variable speed in the forward rotation drive mode.

正転駆動モードでは、モータ54A,54Bが一方向のみに回転する。図8では、正転駆動モードにおけるモータ54A,54Bの回転速度を正の値としている。揺動駆動モードでは、モータ54A,54Bが正転、反転を繰り返すため、図8中に示すように、特性B1,B2で示される回転速度は、正の値と負の値が繰り返す特性となる。   In the forward rotation drive mode, the motors 54A and 54B rotate in only one direction. In FIG. 8, the rotational speeds of the motors 54A and 54B in the forward rotation drive mode are positive values. In the oscillating drive mode, the motors 54A and 54B repeat normal rotation and reversal. Therefore, as shown in FIG. 8, the rotation speed indicated by the characteristics B1 and B2 is a characteristic in which a positive value and a negative value are repeated. .

揺動駆動モードにおいて、小作用角で吸気弁36を駆動する場合は、クランク軸46の回転角に合わせて瞬時に吸気弁36を開弁、閉弁する必要があるため、図8中に示す特性B1のように、モータ54A,54Bの回転速度の最大値が比較的大きくなる。一方、大作用角で吸気弁36を駆動する場合は、小作用角の場合に比べて吸気弁36を緩やかに駆動することができるため、モータ54A,54Bの回転速度は小さくなる。   In the swing drive mode, when the intake valve 36 is driven at a small operating angle, the intake valve 36 needs to be opened and closed instantaneously in accordance with the rotation angle of the crankshaft 46, so that it is shown in FIG. Like the characteristic B1, the maximum value of the rotational speed of the motors 54A and 54B is relatively large. On the other hand, when the intake valve 36 is driven at a large operating angle, the intake valve 36 can be driven more slowly than at a small operating angle, so the rotational speeds of the motors 54A and 54B are reduced.

本実施形態では、上述の各駆動モード毎に、モータ54A,54Bが必要とする電圧値に基づいて、昇圧コンバータ72の目標電圧値を決定する。そして、目標電圧値に基づいて、昇圧コンバータ72の昇圧動作を行う。以下、各駆動モード毎に、昇圧コンバータ72の目標電圧を決定する方法を説明する。   In the present embodiment, the target voltage value of the boost converter 72 is determined based on the voltage value required by the motors 54A and 54B for each of the drive modes described above. Based on the target voltage value, the boosting operation of the boosting converter 72 is performed. Hereinafter, a method of determining the target voltage of boost converter 72 for each drive mode will be described.

先ず、正転駆動モードでモータ54A、54Bが一定速度で駆動されている場合について説明する。この場合は、モータ54A、54Bの回転数は、内燃機関10の機関回転数によって定められる。また、吸気弁36のリフト量は最大リフトに達しているため、機関回転数が一定の場合は、モータ54A,54Bにかかる負荷は予め設定された所定値と考えることができる。従って、内燃機関10の回転数から決定されたモータ54A,54Bの回転速度に基づいて、昇圧コンバータ72の目標出力電圧が決定される。図7で説明したように、モータ54A,54Bの回転速度が大きいほど、昇圧コンバータ72の出力電圧が大きくなるように、目標電圧が設定される。   First, a case where the motors 54A and 54B are driven at a constant speed in the normal rotation drive mode will be described. In this case, the rotational speeds of the motors 54A and 54B are determined by the engine rotational speed of the internal combustion engine 10. Further, since the lift amount of the intake valve 36 reaches the maximum lift, when the engine speed is constant, the load applied to the motors 54A and 54B can be considered as a predetermined value set in advance. Therefore, the target output voltage of boost converter 72 is determined based on the rotational speeds of motors 54A and 54B determined from the rotational speed of internal combustion engine 10. As described with reference to FIG. 7, the target voltage is set such that the output voltage of boost converter 72 increases as the rotational speed of motors 54A and 54B increases.

次に、揺動駆動モードでモータ54A、54Bが一定速度で駆動されている場合について説明する。揺動駆動の場合においても、機関回転数によってモータ54A、54Bの回転速度は変化する。また、吸気弁36をリフトする際の作用角が変化すると、カム62が吸気弁36を押し下げている時間が変化するため、モータ54A,54Bの回転速度は作用角によっても変化する。従って、吸気弁36がリフトする際の作用角と、機関回転数に応じて、モータ54A、54Bの回転数が変化する。更に、モータ54A,54Bの負荷は、吸気弁36のリフト量、作用角によって変化する。従って、揺動駆動モードにおいては、機関回転数と作用角から定まる回転速度と、リフト量から定まる負荷とに基づいて、昇圧コンバータ72の目標出力電圧を算出する。   Next, a case where the motors 54A and 54B are driven at a constant speed in the swing drive mode will be described. Even in the case of swing drive, the rotational speeds of the motors 54A and 54B vary depending on the engine speed. Further, when the operating angle when lifting the intake valve 36 changes, the time during which the cam 62 pushes down the intake valve 36 changes, so the rotational speeds of the motors 54A and 54B also change depending on the operating angle. Accordingly, the rotational speeds of the motors 54A and 54B change according to the operating angle when the intake valve 36 lifts and the engine rotational speed. Furthermore, the loads on the motors 54A and 54B vary depending on the lift amount and operating angle of the intake valve 36. Therefore, in the swing drive mode, the target output voltage of boost converter 72 is calculated based on the rotational speed determined from the engine speed and the operating angle, and the load determined from the lift amount.

次に、正転駆動モードの可変速度モードで動弁装置48A,48Bが駆動されている場合について説明する。この場合は、揺動駆動モードの場合と同様に、機関回転数と作用角に応じてモータ54A,54Bの回転速度は変化する。また、上述した正転駆動モードの場合と同様に、吸気弁36は最大リフトに達しているため、機関回転数が一定の場合は、作用角が変化しない限りモータ54A,54Bにかかる負荷は一定と考えることができる。従って、可変速度モードにおいては、機関回転数と作用角から定まる回転速度に基づいて、昇圧コンバータの目標出力電圧を算出する。   Next, the case where the valve gears 48A and 48B are driven in the variable speed mode of the normal rotation drive mode will be described. In this case, as in the swing drive mode, the rotational speeds of the motors 54A and 54B change according to the engine speed and the operating angle. Further, as in the case of the forward rotation drive mode described above, since the intake valve 36 has reached the maximum lift, when the engine speed is constant, the load applied to the motors 54A and 54B is constant unless the operating angle changes. Can be considered. Therefore, in the variable speed mode, the target output voltage of the boost converter is calculated based on the rotational speed determined from the engine speed and the operating angle.

次に、図9及び図10のフローチャートに基づいて、本実施形態のシステムにおける処理について説明する。図9は揺動駆動モードに切り換えた後の処理を示しており、図10は正転駆動モードの可変速度モードに切り換えた後の処理を示している。   Next, processing in the system of this embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows the process after switching to the swing drive mode, and FIG. 10 shows the process after switching to the variable speed mode of the normal rotation drive mode.

最初に、図9に基づいて、揺動駆動モードにおける処理について説明する。先ず、ステップS1では、揺動駆動モードへの切り換えを行う。次のステップS2では、現在の運転状態における作用角、リフト量の指令値を取得する。次のステップS3では、現在のクランク軸46の回転速度、および作用角の指令値に基づいて、カムシャフト58A,58Bが揺動した際の最大回転速度を算出する。   First, processing in the swing drive mode will be described with reference to FIG. First, in step S1, switching to the swing drive mode is performed. In the next step S2, command values for the operating angle and the lift amount in the current operating state are acquired. In the next step S3, the maximum rotational speed when the camshafts 58A and 58B swing is calculated based on the current rotational speed of the crankshaft 46 and the command value of the operating angle.

次のステップS4では、リフト量の指令値に基づいて、モータ54A,54Bを駆動する際の最大負荷を算出する。   In the next step S4, the maximum load for driving the motors 54A and 54B is calculated based on the lift amount command value.

次のステップS5では、ステップS3、ステップS4で算出した最大回転速度、最大負荷に基づいて、昇圧コンバータ72の目標出力電圧値を算出する。目標出力電圧値が昇圧コンバータ72の能力限界を超えてしまった場合は、作用角、リフト量を修正して昇圧目標値を再計算する。   In the next step S5, the target output voltage value of the boost converter 72 is calculated based on the maximum rotation speed and the maximum load calculated in steps S3 and S4. When the target output voltage value exceeds the capacity limit of the boost converter 72, the operating angle and the lift amount are corrected and the boost target value is recalculated.

次のステップS6では、ステップS5で算出した電圧値に基づいて、昇圧コンバータ72による昇圧動作を開始する。次のステップS7では、昇圧動作が完了した後、昇圧コンバータ72の出力電圧の範囲内で揺動動作を実行する。ステップS7の後は、処理を終了する(RETURN)。   In the next step S6, the boost operation by the boost converter 72 is started based on the voltage value calculated in step S5. In the next step S7, after the boosting operation is completed, the swinging operation is executed within the range of the output voltage of the boosting converter 72. After step S7, the process ends (RETURN).

次に、図10に基づいて、正転駆動モードの可変速度モードにおける処理について説明する。先ず、ステップS11では、可変速度モードへの切り換えを行う。次のステップS12では、現在の運転状態における作用角の指令値を取得する。次のステップS13では、現在のクランク軸46の回転速度、および作用角の指令値に基づいて、カムシャフト58A,58Bの最大回転速度を算出する。   Next, processing in the variable speed mode of the normal rotation drive mode will be described based on FIG. First, in step S11, switching to the variable speed mode is performed. In the next step S12, a command value for the operating angle in the current operating state is acquired. In the next step S13, the maximum rotational speed of the camshafts 58A and 58B is calculated based on the current rotational speed of the crankshaft 46 and the command value of the operating angle.

次のステップS14では、ステップS13で算出した最大回転速度に基づいて、昇圧コンバータ72の目標出力電圧値を算出する。この際、予め設定されている最大リフト時のモータ54A,54Bの駆動負荷を考慮して目標出力電圧値を算出する。次のステップS15では、ステップS14で算出した電圧値に基づいて、昇圧コンバータ72による昇圧動作を開始する。   In the next step S14, the target output voltage value of the boost converter 72 is calculated based on the maximum rotation speed calculated in step S13. At this time, the target output voltage value is calculated in consideration of a preset driving load of the motors 54A and 54B during the maximum lift. In the next step S15, the boost operation by the boost converter 72 is started based on the voltage value calculated in step S14.

次のステップS16では、昇圧動作が完了した後、昇圧コンバータ72の出力電圧の範囲内で揺動動作を実行する。ステップS16の後は、処理を終了する(RETURN)。   In the next step S16, after the boosting operation is completed, the swinging operation is executed within the range of the output voltage of the boosting converter 72. After step S16, the process ends (RETURN).

以上説明したように本実施形態によれば、モータ54A,54Bの動作パターンに基づいて、昇圧コンバータ72による昇圧電圧を最適に制御するため、昇圧を必要最小限の範囲で行うことができる。従って、システムの効率を向上することが可能となる。また、昇圧コンバータ72による昇圧が完了した後は、昇圧された電圧に基づいて吸気弁36の作用角、リフト量を最適に制御することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, since the boosted voltage by the boost converter 72 is optimally controlled based on the operation pattern of the motors 54A and 54B, boosting can be performed within the minimum necessary range. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the system. In addition, after boosting by boost converter 72 is completed, the operating angle and lift amount of intake valve 36 can be optimally controlled based on the boosted voltage.

実施の形態2.
次に、図11乃至図15を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 to FIG. 15. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be described. Simplify or omit.

[システム構成の説明]
図11は、本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための図である。本実施形態において、内燃機関10は、車両(自動車)に駆動源として搭載されているものとする。図11に示す本実施形態のシステムは、モータ54A,54Bの周囲温度(以下「モータ周囲温度」という)を検出する温度センサ90と、内燃機関10の出力を変速して車両の駆動輪に伝達する自動変速機92とを更に備えている。この点以外は、本実施形態のシステムは、実施の形態1と同様である。
[Description of system configuration]
FIG. 11 is a diagram for explaining a system configuration according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, it is assumed that the internal combustion engine 10 is mounted on a vehicle (automobile) as a drive source. The system of the present embodiment shown in FIG. 11 has a temperature sensor 90 that detects the ambient temperature of the motors 54A and 54B (hereinafter referred to as “motor ambient temperature”), and the output of the internal combustion engine 10 is shifted and transmitted to the drive wheels of the vehicle. And an automatic transmission 92. Except for this point, the system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.

なお、モータ周囲温度としては、例えば、モータ54A,54Bの冷却方式が空冷である場合にはエンジンルーム内の気温を用いることができ、同冷却方式が水冷である場合にはエンジン冷却水温度を用いることができる。   As the motor ambient temperature, for example, when the cooling method of the motors 54A and 54B is air cooling, the air temperature in the engine room can be used, and when the cooling method is water cooling, the engine cooling water temperature is set. Can be used.

また、自動変速機92は、有段変速のものでも、無段変速のものでもよい。更に、自動変速機92は、電気モータなどの他の駆動源との組み合わせにより実質的に変速機として機能し得るハイブリッドシステムのようなものであってもよい。   The automatic transmission 92 may be a stepped transmission or a continuously variable transmission. Furthermore, the automatic transmission 92 may be a hybrid system that can function substantially as a transmission in combination with another drive source such as an electric motor.

本実施形態のシステムでは、内燃機関10の軽負荷域では、カム62を揺動駆動モードで駆動し、吸気弁36の作用角を小さくする制御を行っている。軽負荷域において、吸気弁36の作用角を小さくすると、スロットルバルブ22の開度(以下「スロットル開度」という)を比較的大きい開度に保ったままで、吸入空気量を要求負荷に見合った量に抑えることができる。このため、スロットル開度を絞ることによって生ずるポンプ損失を低減することができるので、燃費性能を向上することができる。   In the system of the present embodiment, in the light load region of the internal combustion engine 10, the cam 62 is driven in the swing drive mode and control is performed to reduce the operating angle of the intake valve 36. When the operating angle of the intake valve 36 is reduced in the light load range, the intake air amount is commensurate with the required load while maintaining the opening of the throttle valve 22 (hereinafter referred to as “throttle opening”) at a relatively large opening. The amount can be suppressed. For this reason, since the pump loss caused by reducing the throttle opening can be reduced, the fuel efficiency can be improved.

図12は、吸気弁36のリフトカーブと、モータ54A,54Bのトルク実効値との関係を示す図である。なお、トルク実効値とは、モータトルクの2乗平均値の平方根である。図12中、破線は、吸気弁36の作用角を120°CAとした場合のグラフであり、実線は、吸気弁36の作用角を60°CAとした場合のグラフである。図12のリフトカーブから分かるように、作用角を小さくするほど、吸気弁36を急激に開いたり閉じたりする必要がある。このため、作用角を小さくするほど、モータ54A,54Bの加速度および減速度を高める必要がある。よって、図12に示すように、作用角を小さくするほど、モータ54A,54Bのトルク実効値は大きくなる。モータ54A,54Bの発熱量は、トルク実効値の2乗に比例する。従って、作用角が小さくなるにつれて、モータ54A,54Bの温度が上昇し易くなる傾向がある。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the lift curve of the intake valve 36 and the effective torque values of the motors 54A and 54B. The torque effective value is the square root of the root mean square value of the motor torque. In FIG. 12, the broken line is a graph when the operating angle of the intake valve 36 is 120 ° CA, and the solid line is a graph when the operating angle of the intake valve 36 is 60 ° CA. As can be seen from the lift curve of FIG. 12, the intake valve 36 needs to be opened and closed more rapidly as the operating angle is reduced. For this reason, it is necessary to increase the acceleration and deceleration of the motors 54A and 54B as the operating angle is reduced. Therefore, as shown in FIG. 12, the effective torque value of the motors 54A and 54B increases as the operating angle decreases. The amount of heat generated by the motors 54A and 54B is proportional to the square of the effective torque value. Therefore, the temperature of the motors 54A and 54B tends to increase as the operating angle decreases.

図13は、内燃機関10のトルクを一定として吸気弁36の作用角およびスロットル開度を変化させた場合のモータ54A,54Bの温度上昇を示す図である。図13に示すように、同じエンジントルクを得る場合、吸気弁36の作用角を小さくするほど、スロットル開度を大きくすることができる。その結果、ポンプ損失が減るので、燃費を改善することができる。しかしながら、上述したように、吸気弁36の作用角を小さくするほど、モータ54A,54Bの温度が上昇し易くなる。このため、モータ周囲温度が高い場合には、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超える可能性もある。   FIG. 13 is a diagram showing the temperature rise of the motors 54A and 54B when the operating angle of the intake valve 36 and the throttle opening are changed while the torque of the internal combustion engine 10 is constant. As shown in FIG. 13, when the same engine torque is obtained, the throttle opening can be increased as the operating angle of the intake valve 36 is decreased. As a result, pump loss is reduced, and fuel efficiency can be improved. However, as described above, the temperature of the motors 54A and 54B is likely to rise as the operating angle of the intake valve 36 is reduced. For this reason, when the motor ambient temperature is high, the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature.

図14は、モータ54A,54Bの温度上昇に対する機関回転数の影響を示す図である。図14に示すように、機関回転数が高くなるほど、モータ54A,54Bの温度が上昇し易くなるという傾向もある。これは、機関回転数が高くなるほど、カム62の回転速度も高くなり、モータ54A,54Bの加速度や減速度が更に高くなるので、モータ54A,54Bのトルク実効値や発熱量が更に高くなるためである。   FIG. 14 is a diagram showing the influence of the engine speed on the temperature rise of the motors 54A and 54B. As shown in FIG. 14, the temperature of the motors 54A and 54B tends to increase as the engine speed increases. This is because the higher the engine speed, the higher the rotational speed of the cam 62 and the higher the acceleration and deceleration of the motors 54A and 54B, and the higher the effective torque value and the heat generation amount of the motors 54A and 54B. It is.

以上のような事情に鑑みて、本実施形態では、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合には、吸気弁36の作用角を大きくすることにより、モータ54A,54Bの温度上昇を抑制することとした。その際、エンジントルクがなるべく変化しないように、吸気弁36の作用角を大きくするのに伴って、スロットル開度を小さくすることとした。   In view of the above circumstances, in this embodiment, when the temperature of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the operating angle of the intake valve 36 is increased to increase the temperature of the motors 54A and 54B. It was decided to suppress the rise. At that time, the throttle opening is reduced as the operating angle of the intake valve 36 is increased so that the engine torque does not change as much as possible.

[実施の形態2における具体的処理]
図15は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 15 is a flowchart of a routine executed by the ECU 40 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is repeatedly executed every predetermined time.

また、本実施形態において、ECU40には、図12に示すような関係、すなわち、吸気弁36のリフト量と、モータ54A,54Bのトルク実効値との関係を表すマップあるいは計算式が予め記憶されているものとする。更に、ECU40には、図13および図14に示すような関係、すなわち、機関回転数および吸気弁36の作用角と、モータ54A,54Bの温度上昇との関係を表すマップあるいは計算式が予め記憶されているものとする。   Further, in the present embodiment, the ECU 40 stores in advance a map or a calculation formula representing the relationship as shown in FIG. 12, that is, the relationship between the lift amount of the intake valve 36 and the effective torque values of the motors 54A and 54B. It shall be. Further, the ECU 40 stores in advance a map or a calculation formula representing the relationship as shown in FIGS. 13 and 14, that is, the relationship between the engine speed and the operating angle of the intake valve 36 and the temperature rise of the motors 54A and 54B. It is assumed that

図15に示すルーチンによれば、まず、温度センサ90により検出されるモータ周囲温度が取得される(ステップ100)。次いで、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあるか否かが判別される(ステップ102)。この処理は、具体的には、現在の機関回転数および吸気弁36の作用角を、図13および図14の関係に照合して算出されるモータ温度上昇量と、上記ステップ100で取得された現在のモータ周囲温度とに鑑みて、判断される。   According to the routine shown in FIG. 15, first, the motor ambient temperature detected by the temperature sensor 90 is acquired (step 100). Next, it is determined whether or not the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature (step 102). Specifically, this processing is acquired in step 100 above with the motor temperature increase calculated by comparing the current engine speed and the operating angle of the intake valve 36 with the relationship of FIG. 13 and FIG. This is determined in view of the current motor ambient temperature.

上記ステップ102において、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれはないと判別された場合には、以下の制御を実施する必要はないので、今回の処理サイクルがそのまま終了される。これに対し、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあると判別された場合には、次に、モータ54A,54Bの温度を許容温度以下に抑えることのできるようなモータトルク実効値が算出される(ステップ104)。このステップ104においては、例えば、現在のモータ周囲温度から許容発熱量を算出し、その許容発熱量に基づいて、許容されるモータトルク実効値を算出することができる。   If it is determined in step 102 that the temperatures of the motors 54A and 54B are not likely to exceed the allowable temperature, it is not necessary to perform the following control, and thus the current processing cycle is terminated. On the other hand, when it is determined that the temperature of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the motor torque effective value that can suppress the temperature of the motors 54A and 54B to the allowable temperature or less next. Is calculated (step 104). In this step 104, for example, an allowable heat generation amount can be calculated from the current motor ambient temperature, and an allowable motor torque effective value can be calculated based on the allowable heat generation amount.

続いて、モータ54A,54Bの温度を許容温度以下に抑えることができ、かつエンジントルクが現在と比べてなるべく変化することのないような、吸気弁36の作用角とスロットル開度とが決定される(ステップ106)。具体的には、まず、上記ステップ104で算出された許容モータトルク実効値と、現在の機関回転数とに基いて、図12に示すような関係に従い、吸気弁36の作用角が決定される。次いで、その決定された作用角を図13に示すような関係に照合することにより、スロットル開度が算出される。   Subsequently, the operating angle and the throttle opening of the intake valve 36 are determined so that the temperatures of the motors 54A and 54B can be kept below the allowable temperature and the engine torque does not change as much as possible. (Step 106). Specifically, first, based on the allowable motor torque effective value calculated in step 104 and the current engine speed, the operating angle of the intake valve 36 is determined according to the relationship shown in FIG. . Next, the throttle opening is calculated by collating the determined operating angle with a relationship as shown in FIG.

上記ステップ106において吸気弁36の作用角とスロットル開度が算出されると、次に、その作用角およびスロットル開度が実現されるように、モータ54A,54Bおよびスロットルバルブ22の作動が制御される(ステップ108)。   When the operating angle and throttle opening of the intake valve 36 are calculated in step 106, the operations of the motors 54A and 54B and the throttle valve 22 are controlled so that the operating angle and throttle opening are realized. (Step 108).

以上説明した図15に示すルーチンの処理によれば、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合には、吸気弁36の作用角を増加させて、モータ54A,54Bの発熱量を抑制することができる。このため、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えることを確実に防止することができる。このため、モータ周囲温度が高い場合などであっても、モータ54A,54Bを確実に保護することできる。   According to the processing of the routine shown in FIG. 15 described above, when the temperature of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the operating angle of the intake valve 36 is increased, and the amount of heat generated by the motors 54A and 54B. Can be suppressed. For this reason, it can prevent reliably that the temperature of motor 54A, 54B exceeds permissible temperature. For this reason, even when the ambient temperature of the motor is high, the motors 54A and 54B can be reliably protected.

また、上記の場合において吸気弁36の作用角を増加させる際、スロットル開度の縮小を併せて行うことで、エンジントルクがなるべく変化しないようにすることができる。このため、運転者の意図しないエンジントルクの上昇(あるいは車速のアップ)が生ずることを確実に防止することができ、良好なドライバビリティが得られる。   In addition, when the operating angle of the intake valve 36 is increased in the above case, the engine torque can be prevented from changing as much as possible by reducing the throttle opening. For this reason, it is possible to reliably prevent an increase in engine torque (or increase in vehicle speed) unintended by the driver, and good drivability can be obtained.

更に、図15に示すルーチンの処理によれば、モータ54A,54Bの温度を許容温度以下に維持できる範囲において、吸気弁36の作用角をなるべく大きな作用角に維持することができる。その結果、モータ54A,54Bの過熱を防止しつつ、内燃機関10のポンプ損失を可能な限り低減することができ、優れた燃費性能を得ることができる。   Further, according to the routine processing shown in FIG. 15, the operating angle of the intake valve 36 can be maintained as large as possible within the range in which the temperatures of the motors 54A and 54B can be maintained below the allowable temperature. As a result, the pump loss of the internal combustion engine 10 can be reduced as much as possible while preventing overheating of the motors 54A and 54B, and excellent fuel efficiency performance can be obtained.

なお、上述した実施の形態2では、カム62が揺動駆動モードで駆動されていることを前提に説明したが、カム62が正転駆動モードの可変速度モードで駆動されている場合にも、上述した事情は同様である。よって、本実施形態は、カム62が正転駆動モードの可変速度モードで駆動されている場合にも同様に適用可能である。   In the second embodiment described above, the description has been made on the assumption that the cam 62 is driven in the swing drive mode. However, even when the cam 62 is driven in the variable speed mode of the forward rotation drive mode, The situation described above is the same. Therefore, the present embodiment can be similarly applied when the cam 62 is driven in the variable speed mode of the forward rotation drive mode.

また、上述した実施の形態2においては、ECU40が、上記ステップ104および106の処理を実行することにより前記第1の発明における「目標作用角決定手段」が、上記ステップ108の処理を実行することにより前記第1の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU40が、上記ステップ102〜106の処理を実行することにより前記第6の発明における「目標開弁特性補正手段」および前記第7の発明における「作用角補正手段」が、上記ステップ106および108の処理を実行することにより前記第7の発明における「スロットル開度制御手段」が、それぞれ実現されている。   In the second embodiment described above, the ECU 40 executes the processing of steps 104 and 106, so that the “target operating angle determination means” in the first invention executes the processing of step 108. Thus, the “control means” in the first invention is realized. Further, when the ECU 40 executes the processing of the above steps 102 to 106, the “target valve opening characteristic correcting means” in the sixth invention and the “working angle correcting means” in the seventh invention become the steps 106 and By executing the process 108, the “throttle opening control means” in the seventh aspect of the present invention is realized.

実施の形態3.
次に、図16を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態2との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16. The description will focus on the differences from the second embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted.

[実施の形態3の特徴]
上述した実施の形態2では、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合、吸気弁36の作用角を増加させることにより、モータ54A,54Bの過熱を防止することとしている。これに対し、本実施形態では、カム62の駆動モードを正転駆動モードの一定速度モードに切り替えることにより、モータ54A,54Bの過熱を防止することとした。
[Features of Embodiment 3]
In the second embodiment described above, when the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the operating angle of the intake valve 36 is increased to prevent overheating of the motors 54A and 54B. On the other hand, in the present embodiment, the overheating of the motors 54A and 54B is prevented by switching the driving mode of the cam 62 to the constant speed mode of the forward rotation driving mode.

カム62の駆動モードを正転駆動モードの一定速度モードとした場合には、モータ54A,54Bは一定速度で回転する。つまり、モータ54A,54Bは加減速が不要となる。このため、モータ54A,54Bの駆動トルクは、加減速トルクの分がなくなり、カム62の回転に必要なフリクショントルクの分だけとなる。よって、モータ54A,54Bのトルク実効値が大幅に小さくなり、もって発熱量を大幅に低減することができるので、モータ54A,54Bの温度を極めて有効に低下させることができる。   When the drive mode of the cam 62 is a constant speed mode of the normal rotation drive mode, the motors 54A and 54B rotate at a constant speed. That is, the motors 54A and 54B do not require acceleration / deceleration. For this reason, the driving torque of the motors 54A and 54B is not increased by the acceleration / deceleration torque, but only by the friction torque necessary for the rotation of the cam 62. Therefore, the effective torque values of the motors 54A and 54B are significantly reduced, and the amount of heat generation can be greatly reduced, so that the temperatures of the motors 54A and 54B can be reduced extremely effectively.

なお、カム62の駆動モードを正転駆動モードの一定速度モードとした場合には、吸気弁36の作用角は、カム62のプロフィールによって決定される。つまり、カム62の駆動モードを、揺動駆動モードから、正転駆動モードの一定速度モードに切り替えると、通常は作用角が大きくなる。そこで、本実施形態では、正転駆動モードの一定速度モードに切り替えた場合には、エンジントルクがなるべく変化しないように、スロットル開度を小さくすることとした。   When the drive mode of the cam 62 is a constant speed mode of the normal rotation drive mode, the operating angle of the intake valve 36 is determined by the profile of the cam 62. That is, when the drive mode of the cam 62 is switched from the rocking drive mode to the constant speed mode of the normal rotation drive mode, the operating angle is usually increased. Therefore, in this embodiment, when the forward drive mode is switched to the constant speed mode, the throttle opening is reduced so that the engine torque does not change as much as possible.

[実施の形態3における具体的処理]
図16は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図16において、図15に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。また、本ルーチンは、カム62が揺動駆動モードで駆動されている場合に実行されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 16 is a flowchart of a routine executed by the ECU 40 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 16, the same steps as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. Further, this routine is executed when the cam 62 is driven in the swing drive mode.

図16に示すルーチンは、図15中のステップ104〜108がステップ110〜114に置換されていること以外は、図15に示すルーチンと同様である。   The routine shown in FIG. 16 is the same as the routine shown in FIG. 15 except that steps 104 to 108 in FIG. 15 are replaced with steps 110 to 114.

図16に示すルーチンによれば、まず、モータ周囲温度が取得され(ステップ100)、次いで、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあるか否かが判別される(ステップ102)。ステップ102で、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあると判別された場合には、カム62の駆動モードが、正転駆動モードの一定速度モードへと切り替えられる(ステップ110)。   According to the routine shown in FIG. 16, first, the motor ambient temperature is acquired (step 100), and then it is determined whether or not the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature (step 102). If it is determined in step 102 that the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the drive mode of the cam 62 is switched to the constant speed mode of the normal rotation drive mode (step 110).

続いて、エンジントルクが現在と比べてなるべく変化することのないような、スロットル開度が算出される(ステップ112)。前述したように、正転駆動モードの一定速度モードでの作用角は、カム62のプロフィールによって決まっている。ステップ112では、その所定の作用角と、図13に示すような関係とに基いて、スロットル開度が算出される。スロットル開度が算出されると、続いて、そのスロットル開度が実現されるように、スロットルバルブ22が制御される(ステップ114)。これにより、エンジントルクは、上記ステップ110の切り替えの前後において、一定に維持される。   Subsequently, the throttle opening is calculated so that the engine torque does not change as much as possible (step 112). As described above, the operating angle in the constant speed mode of the forward rotation drive mode is determined by the profile of the cam 62. In step 112, the throttle opening is calculated based on the predetermined operating angle and the relationship as shown in FIG. When the throttle opening is calculated, the throttle valve 22 is subsequently controlled so that the throttle opening is realized (step 114). Thereby, the engine torque is kept constant before and after the switching of step 110.

以上説明した図16に示すルーチンの処理によれば、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合、カム62の駆動モードを正転駆動モードの一定速度モードに切り替えることができる。これにより、モータ54A,54Bのトルク実効値を大幅に小さくし、もって発熱量を大幅に低減することができるので、モータ54A,54Bの温度を極めて有効に低下させることができる。このため、機関回転数が高い場合などの厳しい条件下であっても、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えることをより確実に防止することができる。   According to the processing of the routine shown in FIG. 16 described above, the drive mode of the cam 62 can be switched to the constant speed mode of the normal rotation drive mode when the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature. As a result, the effective torque values of the motors 54A and 54B can be greatly reduced, and the amount of heat generated can be greatly reduced, so that the temperatures of the motors 54A and 54B can be reduced extremely effectively. For this reason, even under severe conditions such as when the engine speed is high, it is possible to more reliably prevent the temperatures of the motors 54A and 54B from exceeding the allowable temperature.

また、上述した実施の形態3においては、ECU40が、上記ステップ100,102および110の処理を実行することにより前記第8の発明における「駆動モード変更手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “drive mode changing means” according to the eighth aspect of the present invention is implemented when the ECU 40 executes the processes of steps 100, 102, and 110 described above.

実施の形態4.
次に、図17を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態2との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 17. The description will focus on the differences from the second embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted.

[実施の形態4の特徴]
本実施形態では、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合、自動変速機92の変速比を高速側に変更することによって、モータ54A,54Bの過熱を防止することとした。変速比を高速側に変更すると、同じ車速であっても、機関回転数を低下させることができる。図14を参照して説明したように、機関回転数を低くするほど、モータ54A,54Bの発熱量が小さくなるので、温度上昇を抑制することができる。よって、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるのを確実に防止することができる。
[Features of Embodiment 4]
In the present embodiment, when the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the motor 54A and 54B are prevented from being overheated by changing the gear ratio of the automatic transmission 92 to the high speed side. If the gear ratio is changed to the high speed side, the engine speed can be reduced even at the same vehicle speed. As described with reference to FIG. 14, the lower the engine speed, the smaller the amount of heat generated by the motors 54 </ b> A and 54 </ b> B. Therefore, it is possible to reliably prevent the motors 54A and 54B from exceeding the allowable temperature.

[実施の形態4における具体的処理]
図17は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図17において、図15に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 17 is a flowchart of a routine executed by the ECU 40 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 17, the same steps as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図17に示すルーチンは、図15中のステップ104〜108がステップ116に置換されていること以外は、図15に示すルーチンと同様である。   The routine shown in FIG. 17 is the same as the routine shown in FIG. 15 except that steps 104 to 108 in FIG.

図17に示すルーチンによれば、まず、モータ周囲温度が取得され(ステップ100)、次いで、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあるか否かが判別される(ステップ102)。ステップ102で、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれがあると判別された場合には、自動変速機92の変速比が高速側に変更される(ステップ116)。すなわち、現在よりも高速側の変速比または変速段となるように、自動変速機92の変速が実行される。   According to the routine shown in FIG. 17, first, the motor ambient temperature is acquired (step 100), and then it is determined whether or not the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature (step 102). If it is determined in step 102 that the temperatures of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the gear ratio of the automatic transmission 92 is changed to the high speed side (step 116). That is, the shift of the automatic transmission 92 is executed so that the speed ratio or gear position is higher than the current speed.

上述した図17に示すルーチンの処理によれば、モータ54A,54Bの温度が許容温度を超えるおそれのある場合、自動変速機92の変速比が高速側に変更することで、機関回転数を低下させることができる。これにより、モータ54A,54Bの発熱量を低減することができるので、モータ54A,54Bの温度を有効に低下させることができる。   According to the routine processing shown in FIG. 17, when the temperature of the motors 54A and 54B may exceed the allowable temperature, the speed ratio of the automatic transmission 92 is changed to the high speed side to reduce the engine speed. Can be made. Thereby, since the emitted-heat amount of motor 54A, 54B can be reduced, the temperature of motor 54A, 54B can be reduced effectively.

また、上述した実施の形態4においては、自動変速機92が前記9の発明における「変速機」に相当している。また、ECU40が、図17に示すルーチンの処理を実行することにより前記第9の発明における「機関回転数抑制手段」が実現されている。   In the fourth embodiment, the automatic transmission 92 corresponds to the “transmission” in the ninth aspect of the invention. Further, the “engine speed suppressing means” according to the ninth aspect of the present invention is implemented by the ECU 40 executing the routine shown in FIG.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 吸気弁および動弁装置の周辺の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the periphery structure of an intake valve and a valve operating apparatus. カムによって吸気弁が駆動される様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that an intake valve is driven with a cam. 内燃機関の機関回転数、出力トルクと、カムの駆動モードとの関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the engine speed of an internal combustion engine, output torque, and the drive mode of a cam. カムシャフトに設けられた2種類のカムを詳細に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows two types of cams provided in the camshaft in detail. 動弁装置のモータを駆動する駆動システムと、駆動システムに電力を供給する昇圧コンバータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the drive converter which drives the motor of a valve operating apparatus, and the step-up converter which supplies electric power to a drive system. 昇圧コンバータの出力電圧と、モータの回転数、負荷との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the output voltage of a boost converter, the rotation speed of a motor, and load. カムの動作モードに応じたモータの回転速度の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the rotational speed of the motor according to the operation mode of a cam. 揺動駆動モードで運転が行われている場合の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process in case driving | running is performed by rocking | fluctuation drive mode. 正転駆動モードの可変速度モードで運転が行われている場合の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process in case driving | running is performed by the variable speed mode of normal rotation drive mode. 本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 2 of this invention. 吸気弁のリフトカーブと、モータのトルク実効値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the lift curve of an intake valve, and the torque effective value of a motor. エンジントルクを一定として吸気弁の作用角およびスロットル開度を変化させた場合のモータの温度上昇を示す図である。It is a figure which shows the temperature rise of a motor at the time of changing the operating angle and throttle opening of an intake valve by making engine torque constant. モータの温度上昇に対する機関回転数の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the engine speed with respect to the temperature rise of a motor. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
36 吸気弁
38 排気弁
40 ECU
48A,48B 動弁装置
54A,54B モータ
58A,58B カムシャフト
72 昇圧コンバータ
10 Internal combustion engine 36 Intake valve 38 Exhaust valve 40 ECU
48A, 48B Valve train 54A, 54B Motor 58A, 58B Camshaft 72 Boost converter

Claims (9)

各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、
前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限に応じて、前記弁体を駆動する際の目標作用角を決定する目標作用角決定手段と、
前記目標作用角に基づいて前記モータを駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A valve driving means for opening and closing a valve body included in each cylinder by a motor;
A target operating angle determining means for determining a target operating angle when driving the valve body in accordance with a limitation of a driving load of the motor or a rotational speed of the motor;
Control means for driving the motor based on the target operating angle;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記モータへ供給する電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度に応じて、前記昇圧回路から前記モータへ供給される電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、
前記目標値に基づいて前記昇圧回路の昇圧動作を制御する昇圧制御手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
A booster circuit for boosting a voltage supplied to the motor;
Target voltage setting means for setting a target value of a voltage supplied from the booster circuit to the motor according to the driving load of the motor or the rotational speed of the motor;
Boost control means for controlling the boost operation of the boost circuit based on the target value;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
前記目標作用角決定手段は、前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限と前記昇圧回路の能力の限界値とに基づいて、前記目標作用角を決定することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   3. The target operating angle determining means determines the target operating angle based on a limit of a driving load of the motor or a rotational speed of the motor and a limit value of the capacity of the booster circuit. The internal combustion engine control device described. 前記目標作用角決定手段は、前記昇圧回路の出力電圧値から定まる前記モータの駆動負荷または前記モータの回転速度の制限に応じて、前記目標作用角を決定することを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関の制御装置。   The target working angle determining means determines the target working angle according to a limit of a driving load of the motor or a rotational speed of the motor determined from an output voltage value of the booster circuit. 3. The control device for an internal combustion engine according to 3. 前記弁駆動手段は、前記弁体を駆動するためのカムシャフトを揺動駆動モードで駆動し、
前記モータの駆動負荷の制限に応じて、前記弁体を駆動する際の目標リフト量を決定するリフト量決定手段を備え、
前記制御手段は、前記目標作用角及び前記目標リフト量に基づいて前記モータを駆動することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The valve drive means drives a camshaft for driving the valve body in a swing drive mode,
A lift amount determining means for determining a target lift amount when driving the valve body in accordance with a limitation of a driving load of the motor;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means drives the motor based on the target operating angle and the target lift amount.
各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、
前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記モータの温度が許容温度以下となるように、前記弁体の目標開弁特性を補正する目標開弁特性補正手段と、
前記補正された目標開弁特性に基づいて前記モータを駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A valve driving means for opening and closing a valve body included in each cylinder by a motor;
Target valve opening characteristic correcting means for correcting the target valve opening characteristic of the valve body so that the temperature of the motor is equal to or lower than the allowable temperature when the temperature of the motor may exceed the allowable temperature;
Control means for driving the motor based on the corrected target valve opening characteristic;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記目標開弁特性補正手段は、前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記弁体の目標作用角を増加させる作用角補正手段を含み、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記作用角補正手段により目標作用角が大きくされた場合に、エンジントルクが変化しないように、前記スロットル弁の開度を縮小させるスロットル開度制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項6記載の内燃機関の制御装置。
The target valve opening characteristic correcting means includes a working angle correcting means for increasing a target working angle of the valve body when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature.
A throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine;
Throttle opening control means for reducing the opening of the throttle valve so that the engine torque does not change when the target operating angle is increased by the operating angle correction means;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising:
前記目標開弁特性補正手段は、前記弁体を駆動するためのカムシャフトが揺動駆動モードで駆動されているときに、前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合には、前記カムシャフトの駆動モードを正転駆動モードに変更する駆動モード変更手段を含むことを特徴とする請求項6または7記載の内燃機関の制御装置。   When the camshaft for driving the valve element is driven in the swing drive mode, the target valve opening characteristic correction means may be configured to detect the cam when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature. 8. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising drive mode changing means for changing the drive mode of the shaft to a normal rotation drive mode. 内燃機関の各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する弁駆動手段と、
前記内燃機関と車両の駆動軸との間に設けられた変速機と、
前記モータの温度が許容温度を超えるおそれのある場合に、前記変速機の変速比を高速側に変更することにより、機関回転数を低下させる機関回転数抑制手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Valve drive means for opening and closing a valve body included in each cylinder of the internal combustion engine by a motor;
A transmission provided between the internal combustion engine and a drive shaft of the vehicle;
An engine speed suppression means for reducing the engine speed by changing the gear ratio of the transmission to a high speed side when the temperature of the motor may exceed an allowable temperature;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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