JP2009085139A - Control device of variable valve train - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device stabilizing the control responsiveness of a variable valve train. <P>SOLUTION: This control device makes the variable valve train (operating angle-lift variable mechanism) respond with specified response characteristics to absorb the deviation between a reference response value and an actual response value by feedback control. When the deviation Δθ<SB>TM</SB>between the target value θ<SB>T</SB>and the reference response value θ<SB>M</SB>is larger than a predetermined value Δθ0, and the calculated value of an operating amount (drive voltage V) exceeds a drive power supply voltage V0, integration calculation is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸・排気バルブ(機関バルブ)の作動特性、例えば、リフト量(又は/及び作動角)やバルブタイミングを可変とする可変動弁機構の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that makes variable the operating characteristics of intake / exhaust valves (engine valves) of an internal combustion engine, such as lift amount (or / and operating angle) and valve timing.

特許文献1には、バルブタイミングを変更する可変動弁機構(可変バルブタイミング機構)において、応答特性の規範モデルを用いた制御を行うことが開示されている。
これは、可変動弁機構の目標値に対して規定の応答特性(規範モデル)を設定し、フィードフォワード操作量を、可変動弁機構の応答が規範モデルに応答に追従するよう設定する一方、可変動弁機構の経時変化や運転状態によるバラツキによって生じる規範モデルでの応答値(規範応答値)と可変動弁機構の実際の応答値との偏差を無くすように、該偏差に基づいてPID等によりフィードバック操作量を設定し、これらフィードフォワード操作量とフィードバック操作量とに基づいて制御するものである。
特開2003−336528号
Patent Document 1 discloses that control using a reference model of response characteristics is performed in a variable valve mechanism (variable valve timing mechanism) that changes valve timing.
This sets a prescribed response characteristic (reference model) for the target value of the variable valve mechanism, and sets the feedforward operation amount so that the response of the variable valve mechanism follows the reference model response, Based on the deviation, PID, etc., so as to eliminate the deviation between the response value in the reference model (reference response value) and the actual response value of the variable valve mechanism caused by the variation of the variable valve mechanism over time and variations due to operating conditions Is used to set the feedback operation amount, and control is performed based on the feedforward operation amount and the feedback operation amount.
JP 2003-336528 A

ところで、特許文献1のように、通常は、フィードバック操作量における積分演算を常に行っているため、以下のような課題を生じる。
可変動弁機構の目標値変化後の過渡状態では、規範応答値と実応答値との偏差が可変動弁機構の経時変化や運転状態によるバラツキ以外の要因を含んでいることが多く、該偏差に対して積分演算を行うと、積分値が過大になってしまい、目標値に接近した後、オーバーシュートを生じて収束に遅れをきたすこととなる。このため、積分要素のゲインを小さく抑えると、バラツキを大きく生じたときの収束を遅らせることとなる。
By the way, as in Patent Document 1, normally, since integral calculation is always performed in the feedback manipulated variable, the following problems occur.
In the transient state after the change of the target value of the variable valve mechanism, the deviation between the normative response value and the actual response value often includes factors other than variations due to changes over time of the variable valve mechanism and operating conditions. If the integral operation is performed on the above, the integral value becomes excessive, and after approaching the target value, an overshoot occurs and the convergence is delayed. For this reason, if the gain of the integral element is kept small, convergence when a large variation occurs is delayed.

また、何らかの原因、例えば、極低温時に可変動弁機構のフリクションの増大などによって、操作量の算出値が可変動弁機構の駆動能力(最大駆動量)を超えてしまい、実質的にフィードバック制御機能が働かないような場合も、積分演算を行うと積分値が過大となってオーバーシュートを生じて、収束に遅れをきたすこととなり、ひいては、エンジン性能を低下させていた。   In addition, the calculated value of the manipulated variable exceeds the drive capacity (maximum drive amount) of the variable valve mechanism due to some cause, for example, an increase in friction of the variable valve mechanism at extremely low temperatures. Even if the operation does not work, if the integral calculation is performed, the integral value becomes excessive, causing an overshoot, resulting in a delay in convergence, and thus reducing the engine performance.

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、規範モデルで応答させる可変動弁機構の制御において、規範応答値と実応答値との偏差に基づいてフィードバック操作量を算出する際の積分演算を、所定の条件で停止することにより、目標値への収束性を改善してエンジン性能を改善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 the control of the variable valve mechanism that responds with the reference model, the feedback operation amount is calculated based on the deviation between the reference response value and the actual response value. It is an object of the present invention to improve the engine performance by improving the convergence to the target value by stopping the integral calculation under the predetermined conditions.

このため、請求項1に係る発明は、
機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を備え、前記機関バルブの開弁特性の目標値に対応する前記可変動弁機構の目標値を算出する目標値算出手段と、前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させたときの規範応答値を算出する規範応答値算出手段と、前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させるためのフィードフォワード操作量を算出するフィードフォワード操作量算出手段と、前記可変動弁機構の前記規範応答値と実応答値との偏差を無くすためのフィードバック操作量を算出するフィードバック操作量算出手段と、前記フィードフォワード操作量と前記フィードバック操作量とに基づいて、前記可変動弁機構の駆動手段へ出力される操作量を算出する操作量算出手段と、を含んで構成した可変動弁機構の制御装置において、
前記可変動弁機構の目標値と規範応答値との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記可変動弁機構の目標値と規範応答値との偏差が所定値以上であるときに、前記フィードバック操作量を演算する際の、積分要素による演算を停止する積分演算停止手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
For this reason, the invention according to claim 1
A variable valve mechanism for changing a valve opening characteristic of the engine valve; target value calculating means for calculating a target value of the variable valve mechanism corresponding to a target value of the valve opening characteristic of the engine valve; and the variable valve valve A reference response value calculating means for calculating a reference response value when the mechanism is caused to respond with a specified response characteristic; and a feed for calculating a feedforward operation amount for causing the variable valve mechanism to respond with a specified response characteristic. A forward operation amount calculating means; a feedback operation amount calculating means for calculating a feedback operation amount for eliminating a deviation between the reference response value and the actual response value of the variable valve mechanism; the feedforward operation amount and the feedback operation; And an operation amount calculation means for calculating an operation amount output to the drive means of the variable valve mechanism based on the amount of the control valve. In,
Deviation calculating means for calculating a deviation between the target value of the variable valve mechanism and the reference response value;
An integral calculation stop means for stopping calculation by an integral element when calculating the feedback manipulated variable when the deviation between the target value of the variable valve mechanism and the reference response value is a predetermined value or more;
It is characterized by including.

可変動弁機構の目標値変化後の過渡状態では、規範応答値と実応答値との偏差が可変動弁機構の経時変化や運転状態によるバラツキ以外の要因を含んでいることが多く、該偏差に対して積分演算を行うと、積分値が過大になってしまい、目標値に接近した後、オーバーシュートを生じて収束に遅れをきたすこととなる。このため、積分要素のゲインを小さく抑えると、バラツキを大きく生じたときの収束を遅らせることとなる。   In the transient state after the change of the target value of the variable valve mechanism, the deviation between the normative response value and the actual response value often includes factors other than variations due to changes over time of the variable valve mechanism and operating conditions. If the integral operation is performed on the above, the integral value becomes excessive, and after approaching the target value, an overshoot occurs and the convergence is delayed. For this reason, if the gain of the integral element is kept small, convergence when a large variation occurs is delayed.

このようにすれば、可変動弁機構の目標値と規範応答値との偏差が大きい過渡状態では、フィードバック操作量の算出における積分演算を停止することにより、積分値が過大となることによるオーバーシュートを防止し、目標値と規範応答値との偏差が小さくなってから積分演算を行うことにより、定常偏差を残すことなく滑らかに目標値に収束させることができる。   In this way, in a transient state where the deviation between the target value of the variable valve mechanism and the reference response value is large, the overshoot due to an excessive integral value is caused by stopping the integral calculation in the calculation of the feedback manipulated variable. By performing the integral calculation after the deviation between the target value and the normative response value is reduced, it is possible to smoothly converge to the target value without leaving a steady deviation.

また、請求項2に係る発明は、
請求項1同様の可変動弁機構、目標値算出手段と、規範応答値算出手段と、フィードフォワード操作量算出手段と、フィードバック操作量算出手段と、操作量算出手段と、を含んで構成した可変動弁機構の制御装置において、
前記可変動弁機構の駆動手段に出力される操作量の算出値が、前記駆動手段の最大駆動量以上であるかを判定する操作量判定手段と、
前記可変動弁機構の駆動手段に出力される操作量の算出値が、前記駆動手段の最大駆動量以上であるときに、前記フィードバック操作量を演算する際の、積分要素による演算を停止する積分演算停止手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
The invention according to claim 2
A variable valve mechanism similar to claim 1, a target value calculating means, a norm response value calculating means, a feedforward manipulated variable calculating means, a feedback manipulated variable calculating means, and an manipulated variable calculating means. In the control device for the variable valve mechanism,
An operation amount determination means for determining whether or not the calculated value of the operation amount output to the drive means of the variable valve mechanism is equal to or greater than the maximum drive amount of the drive means;
Integration that stops the calculation by the integral element when calculating the feedback operation amount when the calculated value of the operation amount output to the drive unit of the variable valve mechanism is equal to or greater than the maximum drive amount of the drive unit Calculation stop means;
It is characterized by including.

このようにすれば、操作量の算出値が駆動手段の最大駆動量以上である実質的にフィードバック制御機能が働かない状態のときは、積分演算を停止することにより、積分値が過大となることによるオーバーシュートを防止でき、操作量が最大駆動量未満となってから積分演算を行うことにより、定常偏差を残すことなく滑らかに目標値に収束させることができる。   In this way, when the feedback control function does not work when the calculated value of the manipulated variable is greater than or equal to the maximum drive amount of the drive means, the integral value becomes excessive by stopping the integral calculation. The overshoot due to the above can be prevented, and the integral calculation is performed after the operation amount becomes less than the maximum drive amount, whereby the target value can be smoothly converged without leaving a steady deviation.

また、請求項3に係る発明は、
前記駆動手段は、操作量を駆動電圧とする電動アクチュエータであり、前記操作量の算出値が最大駆動量以上であることを、該電動アクチュエータの電源電圧以上であることによって判定することを特徴とする。
このようにすれば、操作量を駆動電圧とする電動アクチュエータを駆動手段として用いる場合は、操作量の算出値が電動アクチュエータの電源電圧以上であるときに、最大駆動量以上の飽和状態と判定して、積分演算を停止させることができる。
The invention according to claim 3
The drive means is an electric actuator having an operation amount as a drive voltage, and it is determined that the calculated value of the operation amount is equal to or greater than a maximum drive amount by being equal to or greater than a power supply voltage of the electric actuator. To do.
In this way, when an electric actuator having an operation amount as a drive voltage is used as the drive means, when the calculated value of the operation amount is equal to or higher than the power supply voltage of the electric actuator, it is determined that the saturation state is equal to or greater than the maximum drive amount. Thus, the integral calculation can be stopped.

また、請求項4に係る発明は、
前記駆動手段は、操作量を通電デューティ比とする電動アクチュエータであり、前記操作量の算出値が最大駆動量以上であることを、通電デューティ比が100%近傍であることによって判定することを特徴とする。
このようにすれば、操作量を通電デューティ比とする電動アクチュエータを駆動手段として用いる場合は、通電デューティ比が100%近傍であるときに、操作量の算出値が最大駆動量以上の飽和状態と判定して、積分演算を停止させることができる。
The invention according to claim 4
The drive means is an electric actuator having an operation amount as an energization duty ratio, and determines that the calculated value of the operation amount is equal to or greater than a maximum drive amount by the energization duty ratio being near 100%. And
In this way, when an electric actuator having an operation amount as the energization duty ratio is used as the driving means, when the energization duty ratio is near 100%, the calculated value of the operation amount is a saturation state equal to or greater than the maximum drive amount. It is possible to stop the integration calculation by determining.

また、請求項5に係る発明は、
前記可変動弁機構は、機関バルブの作動角、リフト量の少なくとも一方を可変とする機構であることを特徴とする。
このようにすれば、機関バルブの作動角、リフト量の少なくとも一方を可変として吸入空気量を制御する可変動弁機構に適用することにより、吸入空気量の制御精度を向上できる。
The invention according to claim 5
The variable valve mechanism is a mechanism that varies at least one of an operating angle and a lift amount of the engine valve.
In this way, the control accuracy of the intake air amount can be improved by applying it to a variable valve mechanism that controls the intake air amount by making at least one of the operating angle and the lift amount of the engine valve variable.

また、請求項6に係る発明は、
前記可変動弁機構は、機関バルブの中心位相を可変とする機構であることを特徴とする。
このようにすれば、機関バルブの中心位相を可変として吸入空気量を制御する可変動弁機構に適用することにより、吸入空気量の制御精度を向上できる。
The invention according to claim 6
The variable valve mechanism is a mechanism that varies the center phase of the engine valve.
In this way, the control accuracy of the intake air amount can be improved by applying it to a variable valve mechanism that controls the intake air amount by making the center phase of the engine valve variable.

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における車両用内燃機関のシステム図である。
図1において、内燃機関101は、左右2つのバンクからなるV型機関である。
前記機関101の吸気管102には、電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104を通過した空気は、各バンクに分配された後、更に、各気筒に分配される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine for a vehicle according to an embodiment.
In FIG. 1, an internal combustion engine 101 is a V-type engine composed of two banks on the left and right.
An electronic control throttle 104 is interposed in the intake pipe 102 of the engine 101, and the air that has passed through the electronic control throttle 104 is distributed to each bank and then to each cylinder.

各気筒では、吸気バルブ105を介して燃焼室106内に空気が吸入される。
燃焼排気は、燃焼室106から排気バルブ107を介して排出された後、バンク毎に排気が集合され、バンク毎に設けられるフロント触媒108a,108b及びリア触媒109a,109bで浄化される。
前記リア触媒109a,109bで浄化された後のバンク毎の排気は、合流してマフラーに103に流入し、その後大気中に放出される。
In each cylinder, air is sucked into the combustion chamber 106 via the intake valve 105.
The combustion exhaust gas is discharged from the combustion chamber 106 via the exhaust valve 107, and then exhaust gas is collected for each bank and purified by the front catalyst 108a, 108b and the rear catalyst 109a, 109b provided for each bank.
The exhausts of the banks after being purified by the rear catalysts 109a and 109b merge and flow into the muffler 103, and are then released into the atmosphere.

前記排気バルブ107は、排気側カム軸110に軸支されたカムによって一定のリフト,作動角及びバルブタイミング(作動角の中心位相)を保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ105側には、吸気バルブ105のリフトを作動角と共に連続的に可変とする第1の可変動弁機構である作動角・リフト可変機構112a,112bがバンク毎に設けられる。なお、リフトと作動角のいずれか一方のみを可変とする可変動弁機構を適用することもできる。
The exhaust valve 107 is opened and closed by a cam pivotally supported by the exhaust side camshaft 110 while maintaining a certain lift, operating angle, and valve timing (center phase of the operating angle).
On the other hand, on the intake valve 105 side, operating angle / lift variable mechanisms 112a and 112b, which are first variable valve operating mechanisms for continuously changing the lift of the intake valve 105 together with the operating angle, are provided for each bank. It is also possible to apply a variable valve mechanism that makes only one of the lift and the operating angle variable.

更に、吸気バルブ105側には、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105の作動角の中心位相を連続的に可変制御する第2の可変動弁機構である中心位相可変機構113a,113bがバンク毎に設けられる。
マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット(ECU)114は、アクセル開度などに対応する目標吸入空気量が得られるように、前記電子制御スロットル104,作動角・リフト可変機構112a,112b及び中心位相可変機構113a,113bを制御する。
Further, on the intake valve 105 side, there is a second variable valve mechanism that continuously and variably controls the center phase of the operating angle of the intake valve 105 by changing the rotational phase of the intake valve drive shaft relative to the crankshaft. Center phase variable mechanisms 113a and 113b are provided for each bank.
An electronic control unit (ECU) 114 with a built-in microcomputer has the electronic control throttle 104, the operating angle / lift variable mechanisms 112a and 112b, and the center phase variable so that a target intake air amount corresponding to the accelerator opening is obtained. The mechanisms 113a and 113b are controlled.

前記電子制御ユニット114には、機関101の吸入空気流量を検出するエアフローメータ115(流量計)、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ116、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ117、電子制御スロットル104の開度TVOを検出するスロットルセンサ118、機関101の冷却水温度を検出する水温センサ119、各バンクの排気空燃比を検出する空燃比センサ111a,111b等からの検出信号が入力される。   The electronic control unit 114 includes an air flow meter 115 (flow meter) for detecting the intake air flow rate of the engine 101, an accelerator sensor 116 for detecting the depression amount of the accelerator pedal, a crank angle sensor 117 for detecting the rotation angle of the crankshaft, Detection signals from a throttle sensor 118 that detects the opening TVO of the electronically controlled throttle 104, a water temperature sensor 119 that detects the coolant temperature of the engine 101, and air-fuel ratio sensors 111a and 111b that detect the exhaust air-fuel ratio of each bank are input. Is done.

また、各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート部には、燃料噴射弁131が設けられる。
前記燃料噴射弁131には、燃料タンク132内の燃料が燃料ポンプ133により圧送され、該燃料噴射弁131が、前記電子制御ユニット114からの噴射パルス信号(空燃比制御信号)によって開弁駆動されると、噴射パルス幅(開弁時間)に比例する量の燃料が機関101に噴射される。
A fuel injection valve 131 is provided at the intake port portion upstream of the intake valve 105 of each cylinder.
The fuel in the fuel tank 132 is pumped to the fuel injection valve 131 by a fuel pump 133, and the fuel injection valve 131 is driven to open by an injection pulse signal (air-fuel ratio control signal) from the electronic control unit 114. Then, an amount of fuel proportional to the injection pulse width (valve opening time) is injected into the engine 101.

次に、前記作動角・リフト可変機構112a,112b及び中心位相可変機構113a,113bの構造を、図2〜図4に基づいて説明する。
本実施形態の機関101は、各気筒に一対の吸気バルブ105,105が設けられており、これら吸気バルブ105,105の上方に、クランク軸によって回転駆動される吸気バルブ駆動軸3が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
Next, the structure of the operating angle / lift variable mechanisms 112a and 112b and the center phase variable mechanisms 113a and 113b will be described with reference to FIGS.
In the engine 101 of this embodiment, a pair of intake valves 105, 105 are provided for each cylinder, and an intake valve drive shaft 3 that is rotationally driven by a crankshaft is above the intake valves 105, 105 in the cylinder row direction. Is supported rotatably.

前記吸気バルブ駆動軸3には、吸気バルブ105のバルブリフタ2aに当接して吸気バルブ105を開閉駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気バルブ駆動軸3と揺動カム4との間には、吸気バルブ105の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更する作動角・リフト可変機構112a,112bが設けられている。
A swing cam 4 that contacts the valve lifter 2a of the intake valve 105 and opens and closes the intake valve 105 is fitted on the intake valve drive shaft 3 so as to be relatively rotatable.
Between the intake valve drive shaft 3 and the swing cam 4, operating angle / lift variable mechanisms 112a and 112b for continuously changing the operating angle and valve lift amount of the intake valve 105 are provided.

また、前記吸気バルブ駆動軸3の一端部には、クランク軸に対する前記吸気バルブ駆動軸3の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相を連続的に変更する中心位相可変機構113a,113bが配設されている。
前記作動角・リフト可変機構112a,112bは、図2及び図3に示すように、吸気バルブ駆動軸3に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気バルブ駆動軸3と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸13と、この制御軸13に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。
Further, at one end of the intake valve drive shaft 3, a center phase variable for continuously changing the center phase of the operation angle of the intake valve 105 by changing the rotational phase of the intake valve drive shaft 3 with respect to the crankshaft. Mechanisms 113a and 113b are provided.
As shown in FIGS. 2 and 3, the operating angle / lift variable mechanisms 112 a and 112 b are rotatable relative to the circular drive cam 11 that is fixedly provided eccentrically to the intake valve drive shaft 3. A ring-shaped link 12 that fits externally, a control shaft 13 that extends substantially parallel to the intake valve drive shaft 3 in the direction of the cylinder row, a circular control cam 14 that is fixed to the control shaft 13 in an eccentric manner, A rocker arm 15 that is externally fitted to the control cam 14 so as to be relatively rotatable, and has one end connected to the tip of the ring-shaped link 12, and a rod-shaped link 16 connected to the other end of the rocker arm 15 and the swing cam 4. ,have.

前記制御軸13は、電動アクチュエータ17(モータ)によりギア列18を介して所定の制御角度範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランク軸に連動して吸気バルブ駆動軸3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動するとともに、ロッカアーム15が制御カム14の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開閉駆動される。
The control shaft 13 is rotationally driven within a predetermined control angle range via a gear train 18 by an electric actuator 17 (motor).
With the above configuration, when the intake valve drive shaft 3 rotates in conjunction with the crankshaft, the ring-shaped link 12 moves substantially in translation through the drive cam 11 and the rocker arm 15 swings around the axis of the control cam 14. Then, the swing cam 4 swings through the rod-shaped link 16 and the intake valve 105 is driven to open and close.

また、前記制御軸13の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して揺動カム4の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相を略一定としたままで、吸気バルブ105の作動角及びリフトが連続的に増減変化する。
図4は、前記中心位相可変機構113a,113bを示している。
Further, by changing the rotation angle of the control shaft 13, the axial center position of the control cam 14 serving as the rocking center of the rocker arm 15 is changed, and the posture of the rocking cam 4 is changed.
As a result, the operating angle and lift of the intake valve 105 continuously increase or decrease while the center phase of the operating angle of the intake valve 105 is kept substantially constant.
FIG. 4 shows the center phase variable mechanisms 113a and 113b.

前記中心位相可変機構113a,113bは、クランク軸と同期して回転するスプロケット25に固定され、このスプロケット25と一体的に回転する第1回転体21と、ボルト22aにより前記吸気バルブ駆動軸3の一端に固定され、吸気バルブ駆動軸3と一体的に回転する第2回転体22と、ヘリカルスプライン26により第1回転体21の内周面と第2回転体22の外周面とに噛合する筒状の中間ギア23と、を有している。   The center phase variable mechanisms 113a and 113b are fixed to a sprocket 25 that rotates in synchronization with a crankshaft, and a first rotating body 21 that rotates integrally with the sprocket 25 and a bolt 22a of the intake valve drive shaft 3 are fixed. A second rotating body 22 fixed to one end and rotating integrally with the intake valve drive shaft 3, and a cylinder meshed with the inner peripheral surface of the first rotating body 21 and the outer peripheral surface of the second rotating body 22 by a helical spline 26. Intermediate gear 23.

前記中間ギア23は、ネジ28を介してドラム27が連結されており、このドラム27と中間ギア23との間にねじりスプリング29が介装されている。
前記中間ギア23は、ねじりスプリング29によって遅角方向(図4の左方向)へ付勢されており、電磁リターダ24に電圧を印加して磁力を発生すると、ドラム27及びネジ28を介して進角方向(図4の右方向)へ動かされる。
The intermediate gear 23 is connected to a drum 27 via a screw 28, and a torsion spring 29 is interposed between the drum 27 and the intermediate gear 23.
The intermediate gear 23 is biased in the retarding direction (left direction in FIG. 4) by a torsion spring 29. When a voltage is applied to the electromagnetic retarder 24 to generate a magnetic force, the intermediate gear 23 advances through the drum 27 and the screw 28. It is moved in the angular direction (right direction in FIG. 4).

この中間ギア23の軸方向位置に応じて、回転体21,22の相対位相が変化して、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸3の位相が変化し、吸気バルブ105の作動角の中心位相が連続的に変化する。
前記電動アクチュエータ17及び電磁リターダ24は、前記電子制御ユニット114からの制御信号により駆動制御される。
In accordance with the axial position of the intermediate gear 23, the relative phase of the rotating bodies 21 and 22 changes, the phase of the intake valve drive shaft 3 with respect to the crankshaft changes, and the central phase of the operating angle of the intake valve 105 continues. Changes.
The electric actuator 17 and the electromagnetic retarder 24 are driven and controlled by a control signal from the electronic control unit 114.

尚、前記中心位相可変機構113a,113bの構造を、上記のものに限定するものではなく、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸3(吸気側カム軸)の回転位相を可変とする公知の機構を適用でき、どの機構でも後述する本願発明における効果を得られる。
前記電子制御ユニット114は、前記制御軸13の目標角度(目標リフト)を設定し、角度センサ32で検出される実際の角度が前記目標角度に近づくように、前記電動アクチュエータ17の操作量をフィードバック制御する。
The structure of the center phase variable mechanisms 113a and 113b is not limited to the above-described structure, and a known mechanism that makes the rotational phase of the intake valve drive shaft 3 (intake side camshaft) variable with respect to the crankshaft is applied. Any mechanism can provide the effect of the present invention described later.
The electronic control unit 114 sets a target angle (target lift) of the control shaft 13 and feeds back an operation amount of the electric actuator 17 so that an actual angle detected by the angle sensor 32 approaches the target angle. Control.

更に、前記電子制御ユニット114は、前記吸気バルブ駆動軸3の所定角度位置で検出信号を出力する駆動軸センサ31からの信号と、前記クランク角センサ117からの検出信号とから、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸3の回転位相を検出し、この検出結果が目標の回転位相に近づくように、前記電磁リターダ24の操作量をフィードバック制御する。   Further, the electronic control unit 114 performs intake air to the crankshaft from a signal from the drive shaft sensor 31 that outputs a detection signal at a predetermined angular position of the intake valve drive shaft 3 and a detection signal from the crank angle sensor 117. The rotational phase of the valve drive shaft 3 is detected, and the operation amount of the electromagnetic retarder 24 is feedback-controlled so that the detection result approaches the target rotational phase.

次に可変動弁機構である作動角・リフト可変機構112a,112b及び中心位相可変機構113a,113bの制御の詳細を説明する。
図5は、作動角・リフト可変機構112(112a,112b)の制御ブロック図を示す。
目標値算出部Aは、機関運転状態に基づいて、吸気バルブ105の作動角・リフト特性の目標値(目標作動角)に対応する作動角・リフト可変機構112の目標値(制御軸13の目標回転角)θを算出する。
Next, details of control of the variable operating valve / operating angle / lift variable mechanisms 112a and 112b and the center phase variable mechanisms 113a and 113b will be described.
FIG. 5 is a control block diagram of the variable operating angle / lift mechanism 112 (112a, 112b).
The target value calculation unit A is based on the engine operating state and the target value of the variable operating angle / lift mechanism 112 (target of the control shaft 13) corresponding to the target value (target operating angle) of the operating angle / lift characteristic of the intake valve 105. It calculates a rotation angle) theta T.

規範応答値演算部Bは、作動角・リフト可変機構112の目標値θを入力し、設計者が希望する応答特性(規範モデル)にしたがって応答させたときの規範応答値θを算出して出力する。すなわち、規範応答値θは、最終的な目標値θに所望の応答特性で収束させる過渡的な目標値として設定される。
具体的には、下式(1)に示す作動角・リフト可変機構112の下記の動特性(運動方程式)に対し、安定した応答が得られる規範モデルR(s)を、式(2)のように設定し、式(3)により規範応答値θを算出する。
Nominal response value calculation unit B receives the target value theta T operating angle lift variable mechanism 112, the designer calculates the nominal response value theta M obtained while the response according to the response characteristics desired (reference model) Output. That is, the normative response value θ M is set as a transient target value that converges to the final target value θ T with desired response characteristics.
Specifically, a reference model R (s) that provides a stable response to the following dynamic characteristics (motion equation) of the variable operating angle / lift mechanism 112 shown in the following equation (1) is expressed by the equation (2). The normative response value θ M is calculated using equation (3).

T=J(dθ/dt)+μ(dθ/dt)+Kθ・・・(1)
ただし、T:駆動トルク、θ:作動角・リフト可変機構112の制御軸13の回転角、J:作動角・リフト可変機構112の慣性モーメント、μ:作動角・リフト可変機構112の摩擦係数、K:作動角・リフト可変機構112のバネ定数
R(s)=ω/(s+2ζωs+ω)・・・(2)
ただし、s:ラプラス演算子、ω:周波数、ζ:減衰係数
θ=θ・R(s)・・・(3)
フィードフォワード操作量演算部Cは、作動角・リフト可変機構112を規範モデルにしたがって応答させるためのフィードフォワード操作量を算出して出力する。
T = J (d 2 θ / dt 2 ) + μ (dθ / dt) + Kθ (1)
Where T: drive torque, θ: rotation angle of the control shaft 13 of the operating angle / lift variable mechanism 112, J: moment of inertia of the operating angle / lift variable mechanism 112, μ: friction coefficient of the operating angle / lift variable mechanism 112, K: Spring constant of operating angle / lift variable mechanism 112 R (s) = ω 2 / (s 2 + 2ζωs + ω 2 ) (2)
S: Laplace operator, ω: frequency, ζ: damping coefficient θ M = θ T · R (s) (3)
The feedforward manipulated variable calculator C calculates and outputs a feedforward manipulated variable for causing the operating angle / lift variable mechanism 112 to respond according to the normative model.

具体的には、フィードフォワード伝達関数F(s)を、次式(4)のように、前記作動角・リフト可変機構112A,112Bの下記の動特性の伝達関数P(s)を逆変換した関数P(s)−1と規範モデルR(s)との積P−1(s)・R(s)として設定する。
(s)=P(s)−1R(s)・・・(4)
そして、次式(5)のように、入力した目標値θに伝達関数F(s)を乗じることによりフィードフォワード駆動電流iFFを算出する。
Specifically, the feedforward transfer function F F (s) is inversely converted from the following dynamic characteristic transfer function P (s) of the operating angle / lift variable mechanism 112A, 112B as shown in the following equation (4). The product P −1 (s) · R (s) of the function P (s) −1 and the reference model R (s) is set.
F F (s) = P (s) −1 R (s) (4)
Then, the feedforward drive current i FF is calculated by multiplying the input target value θ T by the transfer function F F (s) as in the following equation (5).

FF=F(s)・θ・・・(5)
電動アクチュエータ17の駆動電流iを、駆動電圧によって制御する場合は、フィードフォワード操作量として、前記フィードフォワード駆動電流iFFを得るフィードフォワード駆動電圧VFFに変換して出力する。
フィードバック操作量演算部Dは、前記規範応答値θと作動角・リフト可変機構112の実応答値(実回転角)θとの偏差θERR(=θ−θ)に基づき、例えばPID制御の場合、次式(6)により比例要素P、積分要素I、微分要素Dを用いてフィードバック駆動電流iFBを算出し、フィードバック操作量としてフィードバック駆動電圧VFBに変換して出力する。
i FF = F F (s) · θ T (5)
When the drive current i of the electric actuator 17 is controlled by the drive voltage, it is converted into a feed-forward drive voltage V FF to obtain the feed-forward drive current i FF as a feed-forward operation amount and output.
Based on a deviation θ ERR (= θ M −θ R ) between the reference response value θ M and the actual response value (actual rotation angle) θ R of the operating angle / lift variable mechanism 112, for example, In the case of PID control, the feedback drive current i FB is calculated by using the proportional element P, the integral element I, and the differential element D according to the following equation (6), converted into a feedback drive voltage V FB as a feedback operation amount, and output.

FB=(P+I/s+Ds)・θERR・・・(6)
そして、前記フィードフォワード駆動電圧VFFとフィードバック駆動電圧VFBとを加算したトータルの操作量としての駆動電圧Vを、作動角・リフト可変機構112(電動アクチュエータ17)に出力する。
かかる制御は、作動角・リフト可変機構112を規範モデルにしたがって応答するようにフィードフォワード操作量で制御しつつ、機構のバラツキや環境条件などにより生じる規範応答値と実応答値とのずれを、フィードバック操作量で吸収するようにしたものである。
i FB = (P + I / s + Ds) · θ ERR (6)
Then, a drive voltage V as a total operation amount obtained by adding the feedforward drive voltage VFF and the feedback drive voltage VFB is output to the operating angle / lift variable mechanism 112 (electric actuator 17).
Such control is performed with a feedforward operation amount so that the operating angle / lift variable mechanism 112 responds according to the normative model, and the deviation between the normative response value and the actual response value caused by the variation of the mechanism or the environmental condition is determined. It is designed to absorb with the feedback manipulated variable.

しかし、前記フィードバック操作量演算部Dにおけるフィードバック操作量(フィードバック駆動電流iFB)の演算に際し、積分要素Iを用いた演算(積分演算)を常に行うと、以下の様な問題を生じる。
目標値θが変化してからしばらくの間、目標値θと規範応答値θとの偏差が大きく生じている過渡状態では、積分操作量で吸収すべき作動角・リフト可変機構112の機構や環境条件のバラツキのみを捉えるのは難しく、規範応答値θと作動角・リフト可変機構112の実応答値θとの偏差θERRが上記バラツキ以外の積分操作量では吸収すべきでない量を含んでいる可能性が高い。この状態で積分演算を行うと、偏差の吸収に寄与することなく積分値が増大しつづけ、目標値θに近づいたときには、過大となった積分値により、オーバーシュートを生じ、収束性が悪化する。なお、比例要素Pは、偏差θERRに比例した操作量分P・θERRを生成し、微分要素Dによる操作量分Ds・θERRもオーバーシュートを抑制する方向に作用するから、いずれも適正に作用する。
However, if the calculation (integration calculation) using the integral element I is always performed when calculating the feedback operation amount (feedback drive current i FB ) in the feedback operation amount calculation unit D, the following problems occur.
While from the target value theta T changes, in a transient state in which the deviation between the target value theta T and nominal response value theta M occurs greatly, the operating angle-variable lift mechanism 112 to be absorbed by the integral operation amount It is difficult to capture only the variation in mechanism and environmental conditions, and the deviation θ ERR between the normative response value θ M and the actual response value θ R of the operating angle / lift variable mechanism 112 should not be absorbed by an integral operation amount other than the above variation. It is likely to contain an amount. Doing integral calculation in this state, the integral value continues to increase without contributing to the absorption of the deviation, when approaching the target value theta T is the integral value becomes excessive, overshoot occurs, convergence deterioration To do. The proportional element P generates an operation amount P · θ ERR proportional to the deviation θ ERR , and the operation amount Ds · θ ERR due to the differential element D also acts in a direction to suppress overshoot, so both are appropriate. Act on.

また、作動角・リフト可変機構112に出力される操作量の算出値(駆動電圧V)が、電動アクチュエータ17の電源電圧V0を超える場合は、実際の駆動電圧Vは電源電圧V0で飽和してしまい、必要とする駆動電流iに対して実電流が不足し、規範応答値θに対して実応答値θが乖離する。したがって、この間に積分演算を行うと、同様に積分値が過大となってオーバーシュートを生じ、収束性が悪化する。 Further, when the calculated value (drive voltage V) of the operation amount output to the variable operating angle / lift mechanism 112 exceeds the power supply voltage V0 of the electric actuator 17, the actual drive voltage V is saturated at the power supply voltage V0. put away, insufficient actual current to the drive current i in need, the actual response value theta R deviates relative to nominal response value theta M. Therefore, if the integral calculation is performed during this time, the integral value is excessively increased, resulting in overshoot and deterioration of convergence.

しかし、フィードバック操作量の演算において、完全に積分演算を無くし、他の比例演算や微分演算のみとするとバラツキによって目標値θに対し定常偏差が残ってしまい、良好な制御を行えない。
そこで、図5に戻って、積分演算切換部Eは、上記の各条件を判定し、これら条件では、積分演算を停止し、それ以外では積分演算を実行させる指令をフィードバック操作量演算部Dに出力する。
However, in the calculation of the feedback manipulated variable, eliminating completely integral operation, steady state deviation with respect to the target value theta T remains will be, not be good control by variation When only other proportional operation and differential operation.
Therefore, returning to FIG. 5, the integral calculation switching unit E determines each of the above conditions. Under these conditions, the integral calculation switching unit E stops the integral calculation, and otherwise gives an instruction to execute the integral calculation to the feedback manipulated variable calculation unit D. Output.

図6は、上記フィードバック操作量演算部Dによる積分演算の実行/停止を切換制御するルーチンのフローを示す。
ステップS1では、前記作動角・リフト可変機構112の目標値θと規範応答値θとを読み込む。
ステップS2では、前記目標値θと規範応答値θとの偏差ΔθTM(=|θ−θ|)を算出する。
FIG. 6 shows a flow of a routine for performing switching control of execution / stop of integral calculation by the feedback manipulated variable calculation unit D.
In step S1, reads the target value theta T and nominal response value theta M of the operating angle, the lift variable mechanism 112.
In step S2, a deviation Δθ TM (= | θ T −θ M |) between the target value θ T and the normative response value θ M is calculated.

ステップS3では、前記偏差ΔθTMが所定値Δθ0以下であるかを判定し、所定値Δθ0を超えていると判定された場合は、ステップS8へ進んで次式(7)のように、フィードバック操作量の算出における積分演算を停止する(停止直前の積分値I−1に維持する)。ここで、前記所定値Δθ0は、過渡状態を脱し、積分演算を開始してもオーバーシュートを抑制しつつ定常偏差を遅れなく吸収して目標値θに収束できる大きさに設定される。 In step S3, it is determined whether or not the deviation Δθ TM is equal to or smaller than a predetermined value Δθ0. If it is determined that the deviation Δθ TM exceeds the predetermined value Δθ0, the process proceeds to step S8 and a feedback operation is performed as in the following equation (7). The integral calculation in the amount calculation is stopped (maintains the integral value I- 1 immediately before the stop). Here, the predetermined value Δθ0 is escaped transients, is set to a size which absorbs without delay steady-state deviation while suppressing overshoot be started integral calculation can converge to the target value theta T.

FB=(P+Ds)・θERR+I−1・・・(7)
−1:積分演算停止直前の積分値
上記積分演算を停止した式(7)で算出したフィードバック駆動電流iFBを得られるフィードバック駆動電圧VFFに変換する。
偏差ΔθTMが所定値Δθ0以下と判定された場合は、ステップS4へ進み、前回操作量の算出値(駆動電圧V=VFF+VFB)を読み込む。
i FB = (P + Ds) · θ ERR + I −1 (7)
I -1: converting the feedback driving voltages V FF obtained feedback drive current i FB calculated by the formula of stopping the integration value above integral operation immediately before the integral operation is stopped (7).
When it is determined that the deviation Δθ TM is equal to or less than the predetermined value Δθ0, the process proceeds to step S4, and the calculated value of the previous operation amount (drive voltage V = V FF + V FB ) is read.

次いで、ステップS5では、電動アクチュエータ17の電源電圧V0を読込む。
そして、ステップS6で駆動電圧Vが電源電圧V0以下であるかと判定し、電源電圧V0を超えていると判定された場合は、ステップS8へ進んでフィードバック操作量の算出における積分演算を停止する。
ステップS6で、前回操作量の算出値(駆動電圧Vの絶対値|V|)が電源電圧V0以下と判定されたときは、ステップS7へ進んで、フィードバック操作量の算出を、上式(6)により、積分演算も含めて実行する。
Next, in step S5, the power supply voltage V0 of the electric actuator 17 is read.
In step S6, it is determined whether the drive voltage V is equal to or lower than the power supply voltage V0. If it is determined that the drive voltage V exceeds the power supply voltage V0, the process proceeds to step S8, and the integration calculation in the calculation of the feedback manipulated variable is stopped.
If it is determined in step S6 that the previous operation amount calculation value (absolute value | V | of the drive voltage V) is equal to or lower than the power supply voltage V0, the process proceeds to step S7 to calculate the feedback operation amount using the above equation (6 ), Including integration.

このようにすれば、目標値θが変更され、目標値θと規範応答値θとの偏差ΔθTMが所定値Δθ0より大きいとき、及び、算出された駆動電圧Vが駆動電源電圧V0を超えているときに、積分演算を停止することにより、これらの間、積分値が増大し続けることを防止でき、オーバーシュートを防止できる。
また、これら以外のときは、積分演算を許可することにより、定常偏差を残すことなく目標値θに収束させることができる。
In this way, changed target value theta T is, when the deviation [Delta] [theta] TM between the target value theta T and nominal response value theta M is larger than the predetermined value Derutashita0, and the calculated drive voltage V drive power supply voltage V0 By stopping the integral calculation when the value exceeds the value, it is possible to prevent the integral value from continuing to increase during these periods and to prevent overshoot.
Also, when other than these, by permitting integration operation, it can be converged to the target value theta T without leaving any steady-state error.

図7は、目標値θと規範応答値θとの偏差ΔθTMが所定値Δθ0より大きいときに、積分演算を停止することによるオーバーシュート防止の効果を示す。
図8に示すように、駆動電圧Vが駆動電源電圧V0を超えているときに、積分演算を停止することによるオーバーシュート防止の効果を示す。
中心位相可変機構113(113a,113b)についても、同様の制御を行う。
7, when the deviation [Delta] [theta] TM between the target value theta T and nominal response value theta M is larger than the predetermined value Derutashita0, showing the effect of overshoot prevention by stopping the integral operation.
As shown in FIG. 8, the effect of preventing overshoot by stopping the integral calculation when the drive voltage V exceeds the drive power supply voltage V0 is shown.
The same control is performed for the center phase variable mechanism 113 (113a, 113b).

図9は、中心位相可変機構113の制御ブロック図を示す。
中心位相可変機構113に適用した場合、制御量が吸気バルブ駆動軸3の回転位相、操作量が電磁リターダ24の操作量に代わるだけで、作動角・リフト可変機構112における制御と全く同様に行われ、吸気バルブ駆動軸3の回転位相(吸気バルブ105の中心位相)を、目標値へオーバーシュートを防止しつつ収束させることができる。積分演算の実行/停止を切換制御するルーチンのフローについては、図6と同一であるので省略する。
FIG. 9 is a control block diagram of the center phase variable mechanism 113.
When applied to the center phase variable mechanism 113, the control amount is replaced with the rotational phase of the intake valve drive shaft 3 and the operation amount is replaced with the operation amount of the electromagnetic retarder 24. In other words, the rotational phase of the intake valve drive shaft 3 (center phase of the intake valve 105) can be converged to the target value while preventing overshoot. The flow of a routine for switching control of execution / stop of integration calculation is the same as that in FIG.

また、本実施形態では、電動アクチュエータ17及び電磁リターダ24の駆動電流を駆動電圧によって制御するものを示したが、駆動電圧を一定として断続的にON,OFFし、ON時間割合(通電デューティ比)で制御するデューティ制御で行うものにも適用できる。この場合は、ステップS6でデューティ比が100%近傍であるかを判定し、100%近傍であるときは、操作量算出値が最大駆動量を上回って通電デューティ比が飽和している状態であるので、ステップS8へ進んで積分演算を停止する。   In the present embodiment, the drive current of the electric actuator 17 and the electromagnetic retarder 24 is controlled by the drive voltage. However, the drive voltage is constantly turned ON and OFF, and the ON time ratio (energization duty ratio) is controlled. The present invention can also be applied to those performed by duty control controlled by. In this case, it is determined in step S6 whether the duty ratio is near 100%. When the duty ratio is close to 100%, the operation amount calculation value exceeds the maximum drive amount and the energization duty ratio is saturated. Therefore, it progresses to step S8 and stops the integral calculation.

以上のようにして、作動角・リフト可変機構112及び中心位相可変機構113に対し、所定条件で積分演算を停止する制御を行い、吸気バルブのリフト量と、中心位相をそれぞれの目標値へオーバーシュートなく収束させることにより、吸入空気量の変動ひいてはトルク変動や空燃比変動を防止でき、運転性、排気浄化性能を向上できる。
特に、リフト量が小さいアイドル・低負荷域では、操作量変化に対する吸入空気量変化の感度が大きいため、トルク変動に伴うエンジン振動、空燃比変動による排気エミッションが悪化しやいため、本制御により吸入空気量の変動を抑制して、これらの悪化を防止できる効果が大きい。
As described above, the control for stopping the integral calculation under the predetermined condition is performed on the operating angle / lift variable mechanism 112 and the center phase variable mechanism 113, and the lift amount of the intake valve and the center phase are exceeded to the respective target values. By converging without a chute, fluctuations in the intake air amount, as well as torque fluctuations and air-fuel ratio fluctuations can be prevented, and drivability and exhaust purification performance can be improved.
In particular, in the idle / low load range where the lift amount is small, the sensitivity of the change in the intake air amount with respect to the change in the operation amount is large, so the engine vibration accompanying the torque change and the exhaust emission due to the air-fuel ratio change are likely to deteriorate. The effect of suppressing fluctuations in the amount of air and preventing these deteriorations is great.

また、本実施形態のように、V型エンジンで各バンクに可変動弁機構を備えたものに適用した場合は、バンク毎の吸入空気量変動によって生じるバンク間のトルク段差も、バンク毎に吸入空気量の変動を抑制できることによって、効果的に解消でき、加速時に各気筒のトルクを滑らかに増大でき加速性も向上する。
また、本実施形態では、作動角・リフト可変機構112と中心位相可変機構113の双方に本発明に係る積分演算停止制御を適用したことにより、それぞれ単独での制御時に上記効果を得られるのは勿論であるが、両機構が同時に制御される場合に、積分制御を停止しないと、それぞれの目標値への収束の悪化が相乗的に作用して大きな吸気変動となってしまうことを、良好に防止できる。
In addition, when applied to a V-type engine having a variable valve mechanism in each bank as in this embodiment, the torque step between banks caused by fluctuations in the intake air amount for each bank is also suctioned for each bank. By suppressing fluctuations in the air amount, it can be effectively eliminated, and the torque of each cylinder can be increased smoothly during acceleration, improving acceleration performance.
Further, in the present embodiment, by applying the integral calculation stop control according to the present invention to both the operating angle / lift variable mechanism 112 and the center phase variable mechanism 113, the above-described effect can be obtained in the independent control. Of course, when both mechanisms are controlled at the same time, if the integral control is not stopped, the deterioration of convergence to each target value will act synergistically, resulting in large intake fluctuations. Can be prevented.

ただし、作動角・リフト可変機構112と中心位相可変機構113のいずれか一方のみに、本発明に係る積分演算停止制御を適用する構成であっても十分な効果が得られることは勿論である。
また、以上の実施形態では、吸気バルブの特性を可変とする可変動弁機構(作動角・リフト可変機構112、中心位相可変機構113)に適用したものを示したが、排気バルブの特性を可変とする可変動弁機構においても、排気バルブの特性を可変とすることによって、吸入空気量特性ひいてはエンジントルクを可変とすることができるから、本発明を適用することにより、同様の効果を得られる。
However, it is a matter of course that a sufficient effect can be obtained even if the integral calculation stop control according to the present invention is applied to only one of the operating angle / lift variable mechanism 112 and the center phase variable mechanism 113.
In the above embodiment, the variable valve mechanism (variable operating angle / lift mechanism 112, variable center phase mechanism 113) that varies the characteristics of the intake valve is shown. However, the characteristics of the exhaust valve are variable. In the variable valve mechanism as described above, by making the exhaust valve characteristic variable, it is possible to make the intake air amount characteristic and thus the engine torque variable, so that the same effect can be obtained by applying the present invention. .

また、目標値θと規範応答値θとの偏差ΔθTMが所定値Δθ0より大きいときのみ積分演算を停止する構成、あるいは、操作量算出値が最大駆動量を上回っているときのみ積分演算を停止する構成とした実施形態であってもよく、各構成による上記効果を得られる。 The configuration deviation [Delta] [theta] TM between the target value theta T and nominal response value theta M stops integral operation only when greater than the predetermined value Derutashita0, or integral operation only when the operation amount calculated value exceeds the maximum drive amount In the embodiment, the above-described effects can be obtained.

本発明の実施形態における内燃機関の構成図。The block diagram of the internal combustion engine in embodiment of this invention. 上記実施形態における作動角・リフト可変機構の構造を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the working angle / lift variable mechanism in the said embodiment. 前記作動角・リフト可変機構の側面図。The side view of the said working angle and lift variable mechanism. 上記実施形態における中心位相可変機構を示す断面図。Sectional drawing which shows the center phase variable mechanism in the said embodiment. 上記作動角・リフト可変機構の制御ブロック図。The control block diagram of the said operating angle and lift variable mechanism. 上記作動角・リフト可変機構におけるフィードバック操作量演算部による積分演算の実行/停止を切換制御するルーチンを示すフローチャート。7 is a flowchart showing a routine for switching control of execution / stop of integral calculation by a feedback operation amount calculation unit in the variable operating angle / lift mechanism. 目標値θと規範応答値θとの偏差ΔθTMが所定値Δθ0より大きいときに、積分演算を停止することによるオーバーシュート防止の効果を示す図。The figure which shows the effect of the overshoot prevention by stopping integral calculation when deviation (DELTA) (theta) TM of target value (theta) T and normative response value (theta) M is larger than predetermined value (DELTA) (theta) 0. 駆動電圧Vが駆動電源電圧V0を超えているときに、積分演算を停止することによるオーバーシュート防止の効果を示す図。The figure which shows the effect of the overshoot prevention by stopping integral calculation, when the drive voltage V exceeds the drive power supply voltage V0. 上記中心位相可変機構の制御ブロック図。The control block diagram of the said center phase variable mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

101…内燃機関、104…電子制御スロットル、105…吸気バルブ、107…排気バルブ、111a,111b…酸素センサ、112a,112b…作動角・リフト可変機構(VEL)、113a,113b…中心位相可変機構(VTC)、114…電子制御ユニット(ECU)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Internal combustion engine, 104 ... Electronically controlled throttle, 105 ... Intake valve, 107 ... Exhaust valve, 111a, 111b ... Oxygen sensor, 112a, 112b ... Operating angle / lift variable mechanism (VEL), 113a, 113b ... Center phase variable mechanism (VTC), 114 ... Electronic control unit (ECU)

Claims (6)

機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を備え、
前記機関バルブの開弁特性の目標値に対応する前記可変動弁機構の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させたときの規範応答値を算出する規範応答値算出手段と、
前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させるためのフィードフォワード操作量を算出するフィードフォワード操作量算出手段と、
前記可変動弁機構の前記規範応答値と実応答値との偏差を無くすためのフィードバック操作量を算出するフィードバック操作量算出手段と、
前記フィードフォワード操作量と前記フィードバック操作量とに基づいて、前記可変動弁機構の駆動手段へ出力される操作量を算出する操作量算出手段と、
を含んで構成した可変動弁機構の制御装置において、
前記可変動弁機構の目標値と規範応答値との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記可変動弁機構の目標値と規範応答値との偏差が所定値以上であるときに、前記フィードバック操作量を演算する際の、積分要素による演算を停止する積分演算停止手段と、
を含んで構成したことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
Equipped with a variable valve mechanism that changes the valve opening characteristics of the engine valve,
Target value calculating means for calculating a target value of the variable valve mechanism corresponding to a target value of the valve opening characteristic of the engine valve;
Normative response value calculating means for calculating a normative response value when the variable valve mechanism is caused to respond with a specified response characteristic;
A feedforward manipulated variable calculating means for calculating a feedforward manipulated variable for causing the variable valve mechanism to respond with a prescribed response characteristic;
Feedback manipulated variable calculating means for calculating a feedback manipulated variable for eliminating a deviation between the reference response value and the actual response value of the variable valve mechanism;
Based on the feedforward operation amount and the feedback operation amount, an operation amount calculation unit that calculates an operation amount output to the drive unit of the variable valve mechanism,
In a control device for a variable valve mechanism configured to include:
Deviation calculating means for calculating a deviation between the target value of the variable valve mechanism and the reference response value;
An integral calculation stop means for stopping calculation by an integral element when calculating the feedback manipulated variable when the deviation between the target value of the variable valve mechanism and the reference response value is a predetermined value or more;
A control apparatus for a variable valve mechanism, comprising:
機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を備え、
前記機関バルブの開弁特性の目標値に対応する前記可変動弁機構の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させたときの規範応答値を算出する規範応答値算出手段と、
前記可変動弁機構を、規定した応答特性で応答させるためのフィードフォワード操作量を算出するフィードフォワード操作量算出手段と、
前記可変動弁機構の前記規範応答値と実応答値との偏差を無くすためのフィードバック操作量を算出するフィードバック操作量算出手段と、
前記フィードフォワード操作量と前記フィードバック操作量とに基づいて、前記可変動弁機構の駆動手段へ出力される操作量を算出する操作量算出手段と、
を含んで構成した可変動弁機構の制御装置において、
前記可変動弁機構の駆動手段に出力される操作量の算出値が、前記駆動手段の最大駆動量以上であるかを判定する操作量判定手段と、
前記可変動弁機構の駆動手段に出力される操作量の算出値が、前記駆動手段の最大駆動量以上であるときに、前記フィードバック操作量を演算する際の、積分要素による演算を停止する積分演算停止手段と、
を含んで構成したことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
Equipped with a variable valve mechanism that changes the valve opening characteristics of the engine valve,
Target value calculating means for calculating a target value of the variable valve mechanism corresponding to a target value of the valve opening characteristic of the engine valve;
Normative response value calculating means for calculating a normative response value when the variable valve mechanism is caused to respond with a specified response characteristic;
A feedforward manipulated variable calculating means for calculating a feedforward manipulated variable for causing the variable valve mechanism to respond with a prescribed response characteristic;
Feedback manipulated variable calculating means for calculating a feedback manipulated variable for eliminating a deviation between the reference response value and the actual response value of the variable valve mechanism;
Based on the feedforward operation amount and the feedback operation amount, an operation amount calculation unit that calculates an operation amount output to the drive unit of the variable valve mechanism,
In a control device for a variable valve mechanism configured to include:
An operation amount determination means for determining whether or not the calculated value of the operation amount output to the drive means of the variable valve mechanism is equal to or greater than the maximum drive amount of the drive means;
Integration that stops the calculation by the integral element when calculating the feedback operation amount when the calculated value of the operation amount output to the drive unit of the variable valve mechanism is equal to or greater than the maximum drive amount of the drive unit Calculation stop means;
A control apparatus for a variable valve mechanism, comprising:
前記駆動手段は、操作量を駆動電圧とする電動アクチュエータであり、前記操作量の算出値が最大駆動量以上であることを、該電動アクチュエータの電源電圧以上であることによって判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可変動弁機構の制御装置。   The drive means is an electric actuator having an operation amount as a drive voltage, and it is determined that the calculated value of the operation amount is equal to or greater than a maximum drive amount by being equal to or greater than a power supply voltage of the electric actuator. The control apparatus for a variable valve mechanism according to claim 1 or 2. 前記駆動手段は、操作量を通電デューティ比とする電動アクチュエータであり、前記操作量の算出値が最大駆動量以上であることを、通電デューティ比が100%近傍であることによって判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可変動弁機構の制御装置。   The drive means is an electric actuator having an operation amount as an energization duty ratio, and determines that the calculated value of the operation amount is equal to or greater than a maximum drive amount by the energization duty ratio being near 100%. The control apparatus for a variable valve mechanism according to claim 1 or 2. 前記可変動弁機構は、機関バルブの作動角、リフト量の少なくとも一方を可変とする機構であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の可変動弁機構の制御装置。   The variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the variable valve mechanism is a mechanism that varies at least one of an operating angle and a lift amount of an engine valve. Control device. 前記可変動弁機構は、機関バルブの中心位相を可変とする機構であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の可変動弁機構の制御装置。   The control apparatus for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the variable valve mechanism is a mechanism that varies a center phase of the engine valve.
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