JP2008095610A - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008095610A
JP2008095610A JP2006278886A JP2006278886A JP2008095610A JP 2008095610 A JP2008095610 A JP 2008095610A JP 2006278886 A JP2006278886 A JP 2006278886A JP 2006278886 A JP2006278886 A JP 2006278886A JP 2008095610 A JP2008095610 A JP 2008095610A
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valve
timing
intake
valve timing
exhaust
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JP2006278886A
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Japanese (ja)
Inventor
Kensuke Tominaga
健介 富永
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep driving performance excellent when valve timing of an intake valve and exhaust valve is simultaneously changed. <P>SOLUTION: Crank angles Ai and Ae from a current intake valve opening time (IVO) and an exhaust valve closing time (EVC) to the intake top dead center are calculated when operation is judged to be a deceleration, valve timing control is started from the valve having a larger crank angle of the crank angles Ai and Ae when the IVO is after the compressed top dead center and the EVC is before the intake top dead center, the valve timing control of the exhaust valve is carried out in advance when both IVO and EVC are after the intake top dead center, and the valve timing control of the intake valve is carried out in advance when both IVO and EVC are before intake top dead center. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングを制御する装置
に関し、特に、良好な運転性を維持しながらバルブタイミングを変更する制御に関する。
The present invention relates to an apparatus for controlling the valve timing of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine, and more particularly to control for changing the valve timing while maintaining good operability.

特許文献1には、減速運転状態を検出したときに、吸気バルブおよび排気バルブのオー
バーラップ量を小さくして内部EGR量を減少するように、可変バルブタイミング機構を
駆動して吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方を変更することが開示されている

実開平5−66237号
In Patent Document 1, when a deceleration operation state is detected, an intake valve or an exhaust valve is driven by driving a variable valve timing mechanism so that an overlap amount between the intake valve and the exhaust valve is reduced to reduce an internal EGR amount. It is disclosed that at least one of the above is changed.
Utility Kaihei 5-66237

吸気バルブ用の可変バルブタイミング機構と排気バルブ用の可変バルブタイミング機構
とを両方備えた内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを両方
とも変更する場合、2つの可変バルブタイミング機構を同時に駆動すると大きな駆動力を
要する。特に油圧式の可変バルブタイミング機構では、油圧不足とならないようにオイル
ポンプ容量を大きくする必要があるが、容量の拡大は、フリクション増大につながり燃費
を悪化させることとなる。
In an internal combustion engine having both a variable valve timing mechanism for an intake valve and a variable valve timing mechanism for an exhaust valve, when changing both the valve timings of the intake valve and the exhaust valve, the two variable valve timing mechanisms are simultaneously used. When driven, a large driving force is required. In particular, in the hydraulic variable valve timing mechanism, it is necessary to increase the oil pump capacity so that the hydraulic pressure does not become insufficient. However, the expansion of the capacity leads to an increase in friction and deteriorates the fuel consumption.

このため、一方のバルブの可変バルブタイミング機構を先に駆動してこのバルブのバル
ブタイミングを目標値に制御した後、他方のバルブの可変バルブタイミング機構を後で駆
動して目標値に制御する方式が現実的である。ここで、運転状態と関係なく駆動順序を設
定してしまうと、変更途中の過渡性能を悪化させてしまうことがある。例えば、上記特許
文献1に記載されたような減速運転状態検出時にバルブオーバラップ量を小さくする制御
を行う場合、なるべく速やかに内部EGRを減少したい要求があるが、駆動順序によって
はこの要求を満たせないことがあった。
Therefore, after the variable valve timing mechanism of one valve is driven first to control the valve timing of this valve to the target value, the variable valve timing mechanism of the other valve is driven later to control to the target value Is realistic. Here, if the drive order is set regardless of the operation state, the transient performance during the change may be deteriorated. For example, when performing control to reduce the valve overlap amount when detecting a deceleration operation state as described in Patent Document 1, there is a request to reduce the internal EGR as quickly as possible, but this request may be satisfied depending on the driving order. There was nothing.

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、吸気バルブ用と排気バル
ブ用の可変バルブタイミング機構を別個に備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に
おいて、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを適切な順序で制御することにより
、良好な運転性を維持しつつバルブタイミングを変更できるようにすることを目的とする
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and in an internal combustion engine valve timing control device separately provided with variable valve timing mechanisms for an intake valve and an exhaust valve, an intake valve and an exhaust valve are provided. By controlling the valve timings in an appropriate order, the valve timing can be changed while maintaining good operability.

このため、請求項1に係る発明は、
吸気バルブ用の可変バルブタイミング機構と、排気バルブ用の可変バルブタイミング機
構とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを共に変更するときに、変更前の吸気バル
ブ開時期と排気バルブ閉時期とに基づいて、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミング
制御順序を決定し、各可変バルブタイミング機構を決定された制御順序に従って駆動する
ことを特徴とする。
For this reason, the invention according to claim 1
In a valve timing control device for an internal combustion engine comprising a variable valve timing mechanism for an intake valve and a variable valve timing mechanism for an exhaust valve,
When changing the valve timing of both the intake and exhaust valves, the valve timing control sequence for the intake and exhaust valves is determined based on the intake valve opening timing and exhaust valve closing timing before the change, and each variable valve timing is determined. The mechanism is driven according to a determined control sequence.

このようにすれば、可変バルブタイミング機構を片方ずつ駆動することにより、駆動源
の大型化を回避しつつ、バルブタイミングの制御順序を変更前の吸気バルブ開時期と排気
バルブ閉時期とに基づいて決定することにより、急減速時などで、バルブオーバラップ量
を減少して内部EGR量を減少する際に、初期の内部EGR量を大きく減少できる方から
先に制御するように制御順序を決定するなど、運転性を良好に維持しつつバルブタイミン
グを変更することができる。
In this way, by driving the variable valve timing mechanism one by one, while avoiding an increase in the size of the drive source, the control timing of the valve timing is based on the intake valve opening timing and the exhaust valve closing timing before the change. By determining, when reducing the valve overlap amount and reducing the internal EGR amount, such as during sudden deceleration, the control order is determined so that the control can be performed first, starting from the one that can greatly reduce the initial internal EGR amount. For example, the valve timing can be changed while maintaining good operability.

図1は、本発明の一実施形態の全体構成を示すシステム図である。
エンジン1の吸気通路2には、吸入空気量を検出するエアフローメータ3が設けられ、
スロットル弁4により吸入空気量を調節する。
機関1の各気筒には、燃焼室6内に燃料を噴射する燃料噴射弁7、燃焼室6内で火花点
火を行う点火プラグ8が設けられており、吸気バルブ9を介して吸入された空気に対して
前記燃料噴射弁7から燃料を噴射して混合気を形成し、該混合気を前記燃焼室6内で圧縮
し、点火プラグ8による火花点火によって着火する。
FIG. 1 is a system diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.
The intake passage 2 of the engine 1 is provided with an air flow meter 3 for detecting the intake air amount.
The intake air amount is adjusted by the throttle valve 4.
Each cylinder of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 7 that injects fuel into the combustion chamber 6, and an ignition plug 8 that performs spark ignition within the combustion chamber 6, and the air taken in through the intake valve 9 In contrast, fuel is injected from the fuel injection valve 7 to form an air-fuel mixture, which is compressed in the combustion chamber 6 and ignited by spark ignition by the spark plug 8.

エンジン1の排気は、排気バルブ10を介して燃焼室6から排気通路11に排出され、
図示しない排気浄化触媒及びマフラーを介して大気中に放出される。
前記吸気バルブ9及び排気バルブ10は、それぞれ吸気バルブ側カム軸12及び排気バ
ルブ側カム軸13に設けられたカムにより開閉駆動される。
吸気バルブ側カム軸12、排気バルブ側カム軸13には、クランク軸に対するカム軸の
回転位相を変化させることで、吸、排気バルブのバルブタイミング(開閉時期)を進遅角
する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構(以下、VTC機構という)14A,14Bが
それぞれ設けられている。
Exhaust gas from the engine 1 is discharged from the combustion chamber 6 to the exhaust passage 11 via the exhaust valve 10.
It is discharged into the atmosphere through an exhaust purification catalyst and a muffler (not shown).
The intake valve 9 and the exhaust valve 10 are driven to open and close by cams provided on the intake valve side camshaft 12 and the exhaust valve side camshaft 13, respectively.
The intake valve side camshaft 12 and the exhaust valve side camshaft 13 are of hydraulic drive type that advance and retard the valve timing (opening and closing timing) of the intake and exhaust valves by changing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft. Variable valve timing mechanisms (hereinafter referred to as VTC mechanisms) 14A and 14B are provided.

ここで、前記スロットル弁4、燃料噴射弁7及び点火プラグ8の作動は、ECU(電子
制御回路)21により制御され、該ECU21には、クランク角センサ15、カム軸セン
サ16A,16B、水温センサ17、エアフローメータ3等からの信号が入力される。
また、ECU21は、機関の負荷(燃料噴射量)、回転速度Ne、冷却水温度Tw等の
情報に基づいて吸気側カム軸12及び排気側カム軸13のクランク軸に対する目標回転位
相(進角値又は遅角値)つまり吸気バルブ9と排気バルブ10の目標バルブタイミングを
それぞれ決定する一方、クランク角センサ15及び吸気側、排気側それぞれのカム軸セン
サ16A,16Bからの検出信号に基づいて、クランク軸に対する吸気カム軸12及び排
気カム軸13の回転位相つまり吸気バルブ9及び排気バルブ10の実バルブタイミングを
検出し、実バルブタイミングが目標バルブタイミングとなるように制御する。
Here, the operation of the throttle valve 4, the fuel injection valve 7 and the spark plug 8 is controlled by an ECU (electronic control circuit) 21. The ECU 21 includes a crank angle sensor 15, camshaft sensors 16A and 16B, a water temperature sensor. 17. A signal from the air flow meter 3 or the like is input.
The ECU 21 also sets a target rotational phase (advance value) with respect to the crankshafts of the intake side camshaft 12 and the exhaust side camshaft 13 based on information such as engine load (fuel injection amount), rotational speed Ne, and coolant temperature Tw. (Or retard angle value), that is, the target valve timings of the intake valve 9 and the exhaust valve 10 are respectively determined, while the crank angle is determined based on the crank angle sensor 15 and the detection signals from the intake-side and exhaust-side camshaft sensors 16A, 16B. The rotational phases of the intake camshaft 12 and the exhaust camshaft 13 relative to the shaft, that is, the actual valve timings of the intake valve 9 and the exhaust valve 10 are detected, and control is performed so that the actual valve timing becomes the target valve timing.

前記油圧駆動式のVTC機構14は、図2に示すように、クランク軸(図示省略)によ
りタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケットの円筒状のハウジング5
1と、前記カム軸(12,13)の端部に固定されて前記ハウジング51内に回転自在に
収容された回転部材52と、該回転部材52をハウジング51に対して相対的に回転させ
る油圧回路53とを備えている。
As shown in FIG. 2, the hydraulic drive type VTC mechanism 14 includes a cylindrical housing 5 of a cam sprocket that is rotationally driven via a timing chain by a crankshaft (not shown).
1, a rotating member 52 fixed to the end of the cam shaft (12, 13) and rotatably accommodated in the housing 51, and a hydraulic pressure for rotating the rotating member 52 relative to the housing 51. Circuit 53.

前記ハウジング51の内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング51の軸
方向に沿って設けられる4つの隔壁部51Aが90°間隔で突設されている。
前記回転部材52は、カム軸の前端部に固定されており、円環状の基部52Aの外周面
に90°間隔で4つのベーン52Bが設けられて、前記ハウジング51の各隔壁部51A
間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン52Bの両側と各隔壁
部51Aの両側面との間に、進角側油圧室61と遅角側油圧室62を構成する。
On the inner peripheral surface of the housing 51, a trapezoidal shape in cross section is provided, and four partition wall portions 51A provided along the axial direction of the housing 51 are projected at 90 ° intervals.
The rotating member 52 is fixed to the front end portion of the cam shaft, and four vanes 52B are provided on the outer peripheral surface of the annular base portion 52A at intervals of 90 °, so that each partition wall portion 51A of the housing 51 is provided.
The advance side hydraulic chamber 61 and the retard side hydraulic chamber 62 are provided between the both sides of the vane 52B and the both side surfaces of each partition wall 51A. Constitute.

前記油圧回路53は、進角側油圧室61に対して油圧を給排する第1油圧通路81と、
遅角側油圧室62に対して油圧を給排する第2油圧通路82との2系統の油圧通路を有し
、この両油圧通路81,82には、供給通路83とドレン通路84A,84Bとがそれぞ
れ通路切り換え用の電磁切換弁91を介して接続されている。前記供給通路83は、オイ
ルパン内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプに接続される一方、ドレン通路84A,
84Bの下流端がオイルパンに接続している。
The hydraulic circuit 53 includes a first hydraulic passage 81 that supplies and discharges hydraulic pressure to the advance side hydraulic chamber 61;
There are two systems of hydraulic passages, a second hydraulic passage 82 that supplies and discharges hydraulic pressure to and from the retard side hydraulic chamber 62. The hydraulic passages 81 and 82 include a supply passage 83 and drain passages 84A and 84B. Are connected via an electromagnetic switching valve 91 for path switching. The supply passage 83 is connected to an engine-driven oil pump that pumps oil in the oil pan, while a drain passage 84A,
The downstream end of 84B is connected to the oil pan.

前記電磁切換弁91は、内部のスプール弁体92が前記各油圧通路81,82と供給通
路83及びドレン通路84A,84Bとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ECU21は、前記電磁切換弁91のソレノイド93に対する通電量を制御する。
例えば、ソレノイド93への通電量を増大すると、図2(A)に示すように、作動油は
、第1油圧通路81を通って進角側油圧室61内に供給されると共に、遅角側油圧室62
内の作動油が第2油圧通路82及びドレン通路84Aを通ってオイルパンに排出され、遅
角側油圧室62が低圧になる。
The electromagnetic switching valve 91 is configured such that an internal spool valve body 92 relatively switches and controls the hydraulic passages 81 and 82, the supply passage 83, and the drain passages 84A and 84B.
The ECU 21 controls an energization amount for the solenoid 93 of the electromagnetic switching valve 91.
For example, when the energization amount to the solenoid 93 is increased, the hydraulic oil is supplied into the advance hydraulic chamber 61 through the first hydraulic passage 81 as shown in FIG. Hydraulic chamber 62
The hydraulic fluid inside is discharged to the oil pan through the second hydraulic passage 82 and the drain passage 84A, and the retard side hydraulic chamber 62 becomes low pressure.

このため、回転部材52は、ベーン52Bを介して進角側へ回転する。吸気バルブ9側
の可変バルブタイミング機構14の場合、吸気バルブ9の開時期が早くなり(進角され)
、排気バルブ10とのオーバーラップが大きくなる。
一方、ソレノイド93への通電量を減少すると、図2(B)に示すように、オイルポン
プから圧送された作動油は、第2油圧通路82を通って遅角側油圧室62に供給されると
共に、進角側油圧室61内の作動油が、第1油圧通路81を通ってドレン通路84Bから
オイルパン内に排出される。
For this reason, the rotating member 52 rotates to the advance side through the vane 52B. In the case of the variable valve timing mechanism 14 on the intake valve 9 side, the opening timing of the intake valve 9 is advanced (advanced).
The overlap with the exhaust valve 10 is increased.
On the other hand, when the energization amount to the solenoid 93 is decreased, the hydraulic oil pumped from the oil pump is supplied to the retard side hydraulic chamber 62 through the second hydraulic passage 82 as shown in FIG. At the same time, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chamber 61 passes through the first hydraulic passage 81 and is discharged from the drain passage 84B into the oil pan.

従って、遅角側油圧室62の内圧が高、進角側油圧室61の内圧が低となって、回転部
材52は、ベーン52Bを介して遅角側に回転する。吸気バルブ9側の可変バルブタイミ
ング機構14の場合、吸気バルブ9の開時期が遅くなり(遅角され)、排気バルブ10と
のオーバーラップが小さくなる。
排気バルブ10側の可変バルブタイミング機構の場合も同様に、遅角側油圧室62内に
油圧を供給することで、排気バルブ10の閉時期が遅角されて吸気バルブ9とのオーバー
ラップが大きくなり、進角側油圧室61内に油圧を供給することで、排気バルブ10の閉
時期が進角されて吸気バルブ9とのオーバーラップが小さくなる。
Accordingly, the internal pressure of the retard side hydraulic chamber 62 is high and the internal pressure of the advance side hydraulic chamber 61 is low, and the rotating member 52 rotates to the retard side via the vane 52B. In the case of the variable valve timing mechanism 14 on the intake valve 9 side, the opening timing of the intake valve 9 is delayed (retarded), and the overlap with the exhaust valve 10 is reduced.
Similarly, in the case of the variable valve timing mechanism on the exhaust valve 10 side, by supplying hydraulic pressure into the retarded hydraulic chamber 62, the closing timing of the exhaust valve 10 is retarded and the overlap with the intake valve 9 is large. Thus, by supplying the hydraulic pressure into the advance side hydraulic chamber 61, the closing timing of the exhaust valve 10 is advanced and the overlap with the intake valve 9 is reduced.

以上のように、吸気バルブ9用の可変バルブタイミング機構14Aと、排気バルブ10
用の可変バルブタイミング機構14Bとを備えたバルブタイミング制御装置において、吸
気バルブ9のバルブタイミングと排気バルブ10のバルブタイミングとを共に変更する要
求が生じたときに、変更前の吸気バルブ9の開時期と、排気バルブ10の閉時期とに基づ
いて、吸気バルブ9のバルブタイミングと排気バルブ10のバルブタイミングとの変更順
序を決定し、該変更順序にしたがってバルブタイミングを制御する。
As described above, the variable valve timing mechanism 14A for the intake valve 9 and the exhaust valve 10
In the valve timing control device provided with the variable valve timing mechanism 14B for use, when a request for changing both the valve timing of the intake valve 9 and the valve timing of the exhaust valve 10 occurs, the opening of the intake valve 9 before the change is opened. Based on the timing and the closing timing of the exhaust valve 10, a change order between the valve timing of the intake valve 9 and the valve timing of the exhaust valve 10 is determined, and the valve timing is controlled according to the change order.

図3は、減速運転時における上記バルブタイミングの制御のフローを示す。
ステップS1では、減速運転されたか否かをスロットル弁開度等によって判定する。な
お、減速運転時は、安定した燃焼性を確保するため、バルブオーバラップ量を減じて内部
EGR量を減少させるように、吸気バルブ9の開時期(以下IVOという)及び排気バル
ブ10の閉時期(以下EVCという)を、共に吸気上死点近傍となるように、目標バルブ
タイミングを設定する。
FIG. 3 shows a flow of the valve timing control during the deceleration operation.
In step S1, it is determined from the throttle valve opening or the like whether or not the vehicle has been decelerated. During deceleration operation, the intake valve 9 is opened (hereinafter referred to as IVO) and the exhaust valve 10 is closed so that the valve overlap amount is reduced to reduce the internal EGR amount in order to ensure stable combustibility. (Hereinafter referred to as EVC) is set so that both are close to the intake top dead center.

ステップS1で減速運転と判定されたときは、ステップS2へ進み、カム軸センサ16
A,16Bからの検出信号に基づいて、IVOと、EVCとを読み込む。
ステップS3では、IVOから吸気上死点までのクランク角度Aiと、吸気上死点から
EVCまでのクランク角度Aeとを算出して、両者の値を比較する。なお、回転量に応じ
て増大するクランク角位置(例えば、図4〜図6に示すように、吸気上死点を0、吸気下
死点で180°、吸気上死点で360°、排気下死点で540°)において、以下のよう
に算出する。
When it is determined in step S1 that the vehicle is decelerating, the process proceeds to step S2 where the camshaft sensor 16
Based on the detection signals from A and 16B, IVO and EVC are read.
In step S3, the crank angle Ai from the IVO to the intake top dead center and the crank angle Ae from the intake top dead center to the EVC are calculated, and the two values are compared. Note that the crank angle position increases according to the amount of rotation (for example, as shown in FIGS. 4 to 6, the intake top dead center is 0, the intake bottom dead center is 180 °, the intake top dead center is 360 °, the exhaust bottom At the dead point (540 °), calculation is performed as follows.

Ai=吸気上死点のクランク角位置−IVOのクランク角位置
Ae=EVCのクランク角位置−吸気上死点のクランク角位置
ステップS4では、Ai,Ae>0であるか、つまり、変更前のIVOが吸気上死点前
にあり、かつ、EVCが吸気上死点後にあるかを判定する。
Ai,Ae>0と判定されたときは、ステップS5へ進み、Ai>Aeであるかを判定
する。
Ai = Crank angle position of intake top dead center−Crank angle position of IVO Ae = Crank angle position of EVC−Crank angle position of intake top dead center In step S4, Ai, Ae> 0, that is, before change It is determined whether the IVO is before the intake top dead center and the EVC is after the intake top dead center.
If it is determined that Ai, Ae> 0, the process proceeds to step S5 to determine whether Ai> Ae.

Ai>Aeのときは、IVOを先に目標値である吸気上死点に近づけた方が、EVCを
同じく目標値である吸気上死点に近づけるより、初期のバルブオーバラップ量減少量を大
きくすることができる。
すなわち、EVCより吸気上死点から離れているIVOを先に吸気上死点に近づけるよ
うに制御する方が、特に初期の操作量を大きくしてバルブオーバラップ量をいち早く減少
させることができ、かつ、IVOを吸気上死点に制御し終えて、既に、バルブオーバラッ
プ量を初めの半分以上減少した段階で、EVCの制御に切り換えることになり、遅れを伴
う切り換えタイミングを後半にずらすことができることなどにより、初期のバルブオーバ
ラップ量の減少量を大きくすることができるのである。
When Ai> Ae, the initial valve overlap amount decrease is larger when IVO is closer to the target intake top dead center than when EVC is closer to the target intake top dead center. can do.
That is, it is possible to reduce the valve overlap amount more quickly by increasing the initial operation amount, especially by controlling the IVO farther away from the intake top dead center than the EVC to approach the intake top dead center first. In addition, when the IVO is controlled to the intake top dead center and the valve overlap amount has already been reduced by more than half of the first, the control is switched to the EVC control, and the switching timing with delay may be shifted to the second half. As a result, the initial reduction amount of the valve overlap can be increased.

そして、初期段階でバルブオーバラップ量を大きく減少すれば、アイドル状態に移行し
て吸入空気量が減少する過程で内部EGR量を速やかに減少できるため、安定した燃焼性
を保つことができる。
そこで、ステップS5でAi>Aeと判定されたときは、ステップS6へ進み、吸気バ
ルブ9のバルブタイミング制御を、排気バルブ10のバルブタイミング制御より先に行う
ことを決定する。
If the valve overlap amount is greatly reduced in the initial stage, the internal EGR amount can be quickly reduced in the process of shifting to the idle state and the intake air amount is reduced, so that stable combustibility can be maintained.
Therefore, when it is determined in step S5 that Ai> Ae, the process proceeds to step S6, and it is determined that the valve timing control of the intake valve 9 is performed before the valve timing control of the exhaust valve 10.

また、ステップS5の判定がNOの場合は、ステップS7へ進んでAe>Aiであるか
を判定する。
そして、Ae>Aiと判定されたときは、上記同様の理由により、EVCを先に吸気上
死点に近づけた方が、IVOを吸気上死点に近づけるより、速やかにバルブオーバラップ
量を減少できるので、ステップS8へ進み、排気バルブ10のバルブタイミング制御を、
吸気バルブ9のバルブタイミング制御より先に行うことを決定する。
If the determination in step S5 is no, the process proceeds to step S7 to determine whether Ae> Ai.
When it is determined that Ae> Ai, for the same reason as described above, the valve overlap amount is reduced more quickly when the EVC is first brought closer to the intake top dead center than when the IVO is brought closer to the intake top dead center. Since it is possible to proceed to step S8, the valve timing control of the exhaust valve 10 is performed.
It is determined that the control is performed prior to the valve timing control of the intake valve 9.

また、ステップS7の判定がNO、つまりAi=Aeと判定されたときは、基本的には
、吸気バルブ9、排気バルブ10のどちらのバルブタイミングを先に制御してもよく、ス
テップS9で、予め設定した順序で制御するように決定する。
また、アクチュエータ等が相違してバルブタイミング制御の応答性に差がある場合は、
応答性の良い方から先に制御するように設定するのがよく、さらに、この場合は、Aiと
Aeの大きさが相違した場合でも、応答性を考慮して制御順序を決定するのがよい。例え
ば、AiとAeに応答性の補正係数(応答性が高いほど大とする)を乗じた値同士を比較
して、制御順序を決定するようなこともできる。
If the determination in step S7 is NO, that is, if it is determined that Ai = Ae, basically, the valve timing of either the intake valve 9 or the exhaust valve 10 may be controlled first. In step S9, Decide to control in the preset order.
If there is a difference in responsiveness of valve timing control due to different actuators,
It is better to set the control so that the one with good responsiveness is first, and in this case, even if the sizes of Ai and Ae are different, the control order should be determined in consideration of the responsiveness. . For example, the control order may be determined by comparing values obtained by multiplying Ai and Ae by a responsive correction coefficient (larger as the responsiveness is higher).

また、ステップS4の判定がNOのときは、ステップS10へ進み、Ai≦0,Ae≧
0(Ai=Ae=0を除く)であるか、つまり、IVO,EVCが吸気上死点以後にある
かを判定し、YESと判定された場合は、ステップS8へ進んで、排気バルブ10のバル
ブタイミング制御を、吸気バルブ9のバルブタイミング制御より先に行うことを決定する
Further, when the determination in step S4 is NO, the process proceeds to step S10, and Ai ≦ 0, Ae ≧
It is determined whether it is 0 (excluding Ai = Ae = 0), that is, whether IVO and EVC are after the intake top dead center. If YES is determined, the process proceeds to step S8 and the exhaust valve 10 is It is determined that the valve timing control is performed prior to the valve timing control of the intake valve 9.

すなわち、EVCを先に吸気上死点に近づけることにより、バルブオーバラップ量を減
少させ、0からマイナスオーバーラップ状態としてから、IVOを吸気上死点に近づける
ことによりバルブオーバラップ量を0とする。
このようにすれば、アイドル状態に移行する間、バルブオーバラップ量が増大すること
がなく、良好な燃焼安定性を維持できる。逆の順序とした場合には、先のIVOを吸気上
死点に近づける制御でバルブオーバラップ量が増大した後、後のEVCを吸気上死点に近
づける制御でバルブオーバラップ量を減少させることになるから、バルブオーバラップ量
増大時の燃焼性悪化を招くこととなってしまう。
In other words, the valve overlap amount is reduced by first bringing the EVC closer to the intake top dead center, and the valve overlap amount is reduced to 0 by setting the IVO closer to the intake top dead center. .
In this way, the valve overlap amount does not increase during the transition to the idle state, and good combustion stability can be maintained. When the order is reversed, the valve overlap amount is increased by the control that brings the previous IVO closer to the intake top dead center, and then the valve overlap amount is decreased by the control that brings the subsequent EVC closer to the intake top dead center. Therefore, the combustibility is deteriorated when the valve overlap amount is increased.

減速前のバルブタイミングの組み合わせが、以上示した3通りだけである場合は、ステ
ップS10の判定を省略してステップS8へ進むようにすればよい。
さらにバルブタイミングの組み合わせがある場合は、以下のように処理される。
ステップS10の判定がNOのときは、ステップS11へ進んでAi≧0,Ae≦0(
Ai=Ae=0を除く)であるか、つまり、IVO,EVCが吸気上死点以前にあるかを
判定し、YESと判定された場合は、ステップS6へ進んで、吸気バルブ9のバルブタイ
ミング制御を、排気バルブ10のバルブタイミング制御より先に行うことを決定する。
If there are only three combinations of valve timings before deceleration, the determination in step S10 may be omitted and the process may proceed to step S8.
Further, when there is a combination of valve timings, the following processing is performed.
When the determination in step S10 is NO, the process proceeds to step S11 and Ai ≧ 0, Ae ≦ 0 (
Ai = Ae = 0), that is, whether IVO and EVC are before the intake top dead center, and if YES is determined, the process proceeds to step S6 and the valve timing of the intake valve 9 is determined. It is determined that the control is performed before the valve timing control of the exhaust valve 10.

すなわち、IVOを先に吸気上死点に近づけることにより、バルブオーバラップ量を減
少させ、0からマイナスオーバーラップ状態としてから、EVCを吸気上死点に近づける
ことによりバルブオーバラップ量を0とする。
このようにすれば、アイドル状態に移行する間、バルブオーバラップ量が増大すること
がなく、良好な燃焼安定性を維持できる。逆の順序とした場合には、先のEVCを吸気上
死点に近づける制御でバルブオーバラップ量が増大した後、後のIVOを吸気上死点に近
づける制御でバルブオーバラップ量を減少させることになるから、バルブオーバラップ量
増大時の燃焼性悪化を招くこととなってしまう。
That is, the valve overlap amount is reduced by reducing the valve overlap amount from 0 to a negative overlap state by first bringing IVO closer to the intake top dead center, and then the valve overlap amount is set to 0 by bringing EVC closer to the intake top dead center. .
In this way, the valve overlap amount does not increase during the transition to the idle state, and good combustion stability can be maintained. If the order is reversed, the valve overlap amount is increased by controlling the previous EVC closer to the intake top dead center, and then the valve overlap amount is decreased by controlling the subsequent IVO closer to the intake top dead center. Therefore, the combustibility is deteriorated when the valve overlap amount is increased.

ステップS10の判定がNOの場合は、Ai≦0,Ae≦0、つまり、IVOが吸気上
死点以後、EVCが吸気上死点以前であり、この状態では、バルブオーバラップを生じな
いので、燃焼性悪化を懸念する必要がなく、どちらを先に制御してもよいので、ステップ
S9へ進み、予め設定された順序で制御することを決定する。
なお、上記ステップS10以降で判定される減速前でのIVO,EVCの2通りの状態
のうち、一方の状態のみしか制御しない場合には、ステップS10の判定がNOとされた
ときに、そのバルブタイミング状態に見合った上記制御を行うようにすればよい。
If the determination in step S10 is NO, Ai ≦ 0, Ae ≦ 0, that is, IVO is after the intake top dead center and EVC is before the intake top dead center, and in this state, no valve overlap occurs. There is no need to worry about deterioration in combustibility, and either of them may be controlled first, so the process proceeds to step S9, and it is determined to control in a preset order.
When only one of the two states of IVO and EVC before deceleration determined after step S10 is controlled, when the determination of step S10 is NO, the valve What is necessary is just to perform the said control corresponding to a timing state.

そして、ステップS12では、以上のように減速前のIVOとEVCの状態に応じて決
定されたバルブタイミングの制御順序にしたがって、吸気バルブ9と排気バルブ10のバ
ルブタイミング制御を、それぞれ可変バルブタイミング機構14A,14Bを駆動して行
う。具体的には、先に行われるバルブタイミング制御でIVOまたはEVCが吸気上死点
に制御されたことを検出した後、後のバルブタイミング制御を行う。
In step S12, the valve timing control of the intake valve 9 and the exhaust valve 10 is performed according to the variable valve timing mechanism according to the control sequence of the valve timing determined according to the state of IVO and EVC before deceleration as described above. This is performed by driving 14A and 14B. Specifically, after detecting that the IVO or EVC is controlled to the intake top dead center by the valve timing control performed earlier, the subsequent valve timing control is performed.

図4は、ステップS6での制御、図5は、ステップS8での制御、図6は、ステップS
9での制御(特に、|Ai|=|Ae|の場合を示す)の様子をそれぞれ示している。
上記実施形態によれば、吸気バルブ9と排気バルブ10の可変バルブタイミング機構1
4A,14Bを片方ずつ駆動することにより、オイルポンプ容量の拡大など駆動源の大型
化を回避できると共に、減速への切換時に内部EGR量を速やかに減少させて、切換過渡
時の運転性(安定した燃焼性)を良好に維持することができる。
4 shows the control in step S6, FIG. 5 shows the control in step S8, and FIG.
9 shows the state of the control at 9 (in particular, the case of | Ai | = | Ae |).
According to the above embodiment, the variable valve timing mechanism 1 for the intake valve 9 and the exhaust valve 10 is used.
By driving each of 4A and 14B one by one, enlargement of the drive source such as expansion of the oil pump capacity can be avoided, and the internal EGR amount can be quickly reduced at the time of switching to deceleration so that the operability during switching transition (stable Can be maintained satisfactorily.

上記実施形態では、減速への切換時の場合を示したが、逆に、内部EGRが増大する方
向に運転状態が切り換わるような場合は、例えば、切換前のIVOと切換運転後における
目標IVOとの偏差(クランク角度)と、切換前のEVCと切換運転後における目標EV
Cとの偏差(クランク角度)を比較し、大きい方から先にバルブタイミングを制御するよ
うにすれば、内部EGR量を初期から速やか増大させることができ、切換過渡時の運転性
を良好に維持することができる。
In the above embodiment, the case of switching to deceleration is shown, but conversely, when the operating state switches in the direction in which the internal EGR increases, for example, the IVO before switching and the target IVO after switching operation Deviation (crank angle), EVC before switching and target EV after switching operation
By comparing the deviation (crank angle) with C and controlling the valve timing from the larger one first, the internal EGR amount can be increased quickly from the beginning, and the operability during switching transitions is maintained well. can do.

また、可変バルブタイミング機構も実施形態のような油圧駆動式に限定されず、電動式
のものにも適用できる。
Further, the variable valve timing mechanism is not limited to the hydraulic drive type as in the embodiment, and can be applied to an electric type.

本発明の一実施形態の全体構成を示すシステム図。1 is a system diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. 同上実施形態における可変バルブタイミング機構によるバルブタイミング制御状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the valve timing control state by the variable valve timing mechanism in embodiment same as the above. 同上実施形態における減速への運転時のバルブタイミング制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the valve timing control at the time of the driving | operation to the deceleration in embodiment same as the above. 吸気バルブのバルブタイミングを先に行い、排気バルブタイミングのバルブタイミング制御を後に行うときのバルブタイミングの変化の様子を示すタイムチャート。The time chart which shows the mode of a change of valve timing when performing the valve timing control of exhaust valve timing after performing the valve timing of an intake valve first. 排気バルブのバルブタイミングを先に行い、吸気バルブタイミングのバルブタイミング制御を後に行うときのバルブタイミングの変化の様子を示すタイムチャート。The time chart which shows the mode of a change of valve timing when valve timing of an exhaust valve is performed first and valve timing control of intake valve timing is performed later. 図4とは別の初期状態から吸気バルブのバルブタイミングを先に行い、排気バルブタイミングのバルブタイミング制御を後に行うときのバルブタイミングの変化の様子を示すタイムチャート。FIG. 5 is a time chart showing a change in valve timing when the valve timing of the intake valve is performed first from the initial state different from that in FIG. 4 and the valve timing control of the exhaust valve timing is performed later.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン
9…吸気バルブ
10…排気バルブ
12…吸気バルブ側カム軸
13…排気バルブ側カム軸
14A…吸気バルブ用の可変バルブタイミング機構
14B…排気バルブ用の可変バルブタイミング機構
15…クランク角センサ
16A,16B…カム軸センサ
21…エンジン制御回路(ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 9 ... Intake valve 10 ... Exhaust valve 12 ... Intake valve side cam shaft 13 ... Exhaust valve side cam shaft 14A ... Variable valve timing mechanism for intake valves 14B ... Variable valve timing mechanism for exhaust valves 15 ... Crank angle sensor 16A, 16B ... camshaft sensor 21 ... engine control circuit (ECU)

Claims (6)

吸気バルブ用の可変バルブタイミング機構と、排気バルブ用の可変バルブタイミング機
構とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを共に変更するときに、変更前の吸気バル
ブ開時期と排気バルブ閉時期とに基づいて、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミング
制御順序を決定し、各可変バルブタイミング機構を決定された制御順序に従って駆動する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
In a valve timing control device for an internal combustion engine comprising a variable valve timing mechanism for an intake valve and a variable valve timing mechanism for an exhaust valve,
When changing the valve timing of both the intake and exhaust valves, the valve timing control sequence for the intake and exhaust valves is determined based on the intake valve opening timing and exhaust valve closing timing before the change, and each variable valve timing is determined. A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the mechanism is driven in accordance with a determined control sequence.
バルブタイミング変更後の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ量が、変更
前のバルブオーバラップ量に対して減少する場合には、制御初期のバルブオーバラップ量
を大きく減少できる方のバルブのバルブタイミングを先に制御するように制御順序を決定
することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
If the valve overlap amount between the intake valve and exhaust valve after the valve timing change is less than the valve overlap amount before the change, the valve of the valve that can greatly reduce the valve overlap amount at the initial stage of control 2. The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control order is determined so as to control the timing first.
バルブタイミング変更後の機関減速時における目標吸気バルブ開時期と目標排気バルブ
閉時期を共に吸気上死点としたとき、バルブタイミング変更前の吸気バルブ開時期が吸気
上死点後で、排気バルブ閉時期が吸気上死点前であるときは、吸気上死点までのクランク
角度が大きい方のバルブのバルブタイミングを先に制御するように制御順序を決定するこ
とを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
When the target intake valve opening timing and target exhaust valve closing timing at the time of engine deceleration after the valve timing change are both the intake top dead center, the intake valve open timing before the valve timing change is after the intake top dead center, and the exhaust valve close The control order is determined so that the valve timing of the valve having the larger crank angle to the intake top dead center is controlled first when the timing is before the intake top dead center. The valve timing control device for an internal combustion engine.
バルブタイミング変更後の機関減速時における目標吸気バルブ開時期と目標排気バルブ
閉時期を共に吸気上死点としたとき、バルブタイミング変更前の吸気バルブ開時期および
排気バルブ閉時期が共に吸気上死点後であるときは、排気バルブのバルブタイミングを先
に制御し、バルブタイミング変更前の吸気バルブ開時期および排気バルブ閉時期が共に吸
気上死点前であるときは、吸気バルブのバルブタイミングを先に制御するように制御順序
を決定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置。
When both the target intake valve open timing and target exhaust valve close timing during engine deceleration after the valve timing change are taken as the intake top dead center, both the intake valve open timing and exhaust valve close timing before the valve timing change are the intake top dead center. When it is later, the valve timing of the exhaust valve is controlled first, and when both the intake valve opening timing and the exhaust valve closing timing before the valve timing change are before the intake top dead center, the intake valve timing is advanced. 4. The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control order is determined so as to control the engine.
バルブタイミング変更後の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ量が、変更
前のバルブオーバラップ量に対して増大する場合には、制御初期のバルブオーバラップ量
を大きく増大できる方のバルブのバルブタイミングを先に制御するように制御順序を決定
することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置。
When the valve overlap amount between the intake valve and exhaust valve after the valve timing change increases relative to the valve overlap amount before the change, the valve of the valve that can greatly increase the valve overlap amount at the initial stage of control The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control order is determined so as to control the timing first.
前記吸気バルブ用および排気バルブ用の可変バルブタイミング機構は、油圧駆動式であ
ることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置。
6. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve timing mechanisms for the intake valve and the exhaust valve are hydraulically driven.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010223096A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems Ltd Valve timing control device for internal combustion engine for vehicle
JP2013155746A (en) * 2013-04-22 2013-08-15 Hitachi Automotive Systems Ltd Valve timing control device of vehicular internal combustion engine
JP2014095358A (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Suzuki Motor Corp Vehicle control device

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