JP2009150316A - Variable valve train, its control device, and internal combustion engine equipped therewith - Google Patents

Variable valve train, its control device, and internal combustion engine equipped therewith Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable valve train control device for performing highly accurate and inexpensive feedback control of a variable valve train even when the operating conditions of an internal combustion engine or the operating conditions including the operating speed of the variable valve train are changed, and also to provide the variable valve train and the internal combustion engine equipped therewith. <P>SOLUTION: The control device comprises: a state quantity detecting means 602 for detecting the state quantity of the variable valve train 113 and outputting a signal corresponding to the detected state quantity of the variable valve train, as a state quantity detected value; a state quantity estimating means 603 for estimating the state quantity of the variable valve train using a dynamic model for the variable valve train and outputting a signal corresponding to the estimated state quantity of the variable valve train, as a state quantity estimated value; and a coefficient correcting means 1003 for correcting the model coefficient of the dynamic model in accordance with the state quantity detected value output by the state quantity detecting means and the state quantity estimated value outputted by the state quantity estimating means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関(エンジン)の吸気バルブ及び排気バルブ等に備えられる可変動弁機構と、この可変動弁機構を介して吸気バルブ及び排気バルブ等の開閉特性(開閉タイミングやリフト量など)を制御する可変動弁機構の制御装置と、これら可変動弁機構及びその制御装置を備えた内燃機関とに関する。   The present invention relates to a variable valve mechanism provided in an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine (engine), and opening / closing characteristics (open / close timing, lift amount, etc.) of the intake valve and the exhaust valve via the variable valve mechanism. The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that controls the engine, and the variable valve mechanism and an internal combustion engine equipped with the control device.

従来、内燃機関の可変動弁機構の制御装置としては、クランクシャフトの基準回転位置でクランク角信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの基準回転位置でカム信号を出力するカムセンサとを備え、それらの各基準回転位置のずれ角に基づいて、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出するものが知られている。   Conventionally, a control device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine includes a crank angle sensor that outputs a crank angle signal at a reference rotation position of the crankshaft, and a cam sensor that outputs a cam signal at a reference rotation position of the camshaft, A device that detects the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft based on the deviation angle of each reference rotational position is known.

この従来例に係る可変動弁機構の制御装置は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をそれぞれの基準回転角ごとに検出した信号に基づいて算出し、算出された回転位相に基づいて可変動弁機構のバルブタイミングなどをフィードバック制御する。一般に、このフィードバック制御は微少時間ごとに実行されるが、回転位相の検出は基準回転角ごとに実行されるため、エンジン回転数が低いときには、フィードバック制御の制御周期よりも回転位相の検出周期の方が長くなってしまい、制御上十分な頻度で回転位相を検出できない場合を生じる。このような場合、制御系は、過去の回転位相の値を実際の回転位相の値と認識してフィードバック制御を実行することになるため、誤った値に基づくフィードバック制御が実行されやすく、可変動弁機構の制御性が悪化してしまうという問題がある。   The control device for a variable valve mechanism according to this conventional example calculates the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft based on a signal detected for each reference rotation angle, and changes the variable valve operation based on the calculated rotation phase. Feedback control of the valve timing of the mechanism. In general, this feedback control is executed every minute time, but detection of the rotation phase is executed for each reference rotation angle. Therefore, when the engine speed is low, the detection cycle of the rotation phase is lower than the control cycle of the feedback control. In some cases, the rotational phase becomes longer and the rotational phase cannot be detected with sufficient frequency for control. In such a case, the control system recognizes the past rotational phase value as the actual rotational phase value and executes feedback control. Therefore, feedback control based on an incorrect value is easily performed, and variable control is performed. There is a problem that the controllability of the valve mechanism is deteriorated.

本願出願人は、先に、かかる従来技術の問題点を解決するため、回転中心からの距離が周方向に徐々に変化する外周形状を有する回転体をカムシャフトに取り付けると共に、この回転体の外周と対向にギャップセンサを配置し、回転体の外周とギャップセンサとの間の距離に応じた信号をギャップセンサから出力することで、任意のタイミングでクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出できるようにした内燃機関のバルブタイミング制御装置を提案した(特許文献1参照。)。   In order to solve the problems of the prior art, the applicant of the present application previously attached a rotating body having an outer peripheral shape whose distance from the rotation center gradually changes in the circumferential direction to the camshaft, and the outer periphery of the rotating body. A gap sensor is placed opposite to the sensor, and a signal corresponding to the distance between the outer periphery of the rotating body and the gap sensor is output from the gap sensor, so that the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft can be detected at an arbitrary timing. A valve timing control device for an internal combustion engine was proposed (see Patent Document 1).

このバルブタイミング制御装置によれば、エンジン回転数と無関係にクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出できるので、エンジン回転数が低いときにも、バルブタイミングの制御周期と回転位相の検出周期とを一致させることができ、高応答かつ高精度のバルブタイミング制御を実現できる。
特開2005−299640号公報
According to this valve timing control device, the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft can be detected regardless of the engine rotational speed. Therefore, even when the engine rotational speed is low, the valve timing control period and the rotational phase detection period are set. The valve timing control with high response and high accuracy can be realized.
JP 2005-299640 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術は、特殊な外周形状を有する回転体とギャップセンサとを必須の構成要素とするので、高コストになりやすいという問題がある。また、自動車においては、回転位相の検出を他のエンジン機器の制御ロジックと共用するのが普通であるが、特許文献1に記載の技術は、従来技術とは回転位相の検出に要するセンサが変更されているので、他のエンジン機器の制御ロジックの変更も必要となり、工数が増大するという問題もある。   However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that the cost tends to be high because a rotating body having a special outer peripheral shape and a gap sensor are essential components. In addition, in an automobile, it is common to detect the rotational phase with the control logic of other engine equipment. However, the technique described in Patent Document 1 is different from the conventional technique in that the sensor required for detecting the rotational phase is changed. Therefore, it is necessary to change the control logic of other engine equipment, and there is a problem that man-hours increase.

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、内燃機関の運転条件や可変動弁機構の動作速度などの動作条件が変化した場合にも可変動弁機構のフィードバック制御を高精度に行うことができ、かつ低コストに実施可能な可変動弁機構の制御装置を提供すること、この制御装置により制御される可変動弁機構を提供すること、及びこの制御装置を備えた内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and even when operating conditions such as the operating conditions of the internal combustion engine and the operating speed of the variable valve mechanism change, the feedback of the variable valve mechanism is provided. To provide a control device for a variable valve mechanism that can be controlled with high accuracy and that can be implemented at low cost, to provide a variable valve mechanism that is controlled by this control device, and to provide this control device An object of the present invention is to provide an internal combustion engine provided.

前記の課題を解決するため、本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第1に、可変動弁機構の力学モデルを用いて可変動弁機構の状態量を推定し、推定された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えるという構成にした。   In order to solve the above-described problems, the present invention firstly relates to a control device for a variable valve mechanism, and firstly estimates a state quantity of the variable valve mechanism using a dynamic model of the variable valve mechanism, State quantity estimation means for outputting a signal corresponding to the state quantity of the valve mechanism as a state quantity estimation value, and a model coefficient of the dynamic model output from the state quantity detection means and the state quantity estimation means And a coefficient correction means for correcting based on the estimated state quantity.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第2に、前記第1の可変動弁機構の制御装置において、前記状態量推定手段は、前記係数補正手段により補正された前記力学モデルのモデル係数により前記状態量検出手段の検出周期間を補完する状態量を推定し、前記可変動弁機構の制御に用いるという構成にした。   Secondly, the present invention relates to a control device for a variable valve mechanism, and in the control device for the first variable valve mechanism, the state quantity estimation means includes a model coefficient of the dynamic model corrected by the coefficient correction means. Thus, the state quantity that complements the detection period of the state quantity detection means is estimated and used to control the variable valve mechanism.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第3に、前記第1及び第2の可変動弁機構の制御装置において、前記可変動弁機構は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることによって吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構であり、前記状態量検出手段は、前記クランクシャフトの基準回転位置を検出してから前記カムシャフトの基準回転位置を検出するまでの前記クランクシャフトの回転角から回転位相を検出するものであり、前記状態量推定手段は、前記カムシャフトの回転周期が低下し、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の検出周期が可変動弁機構の制御周期より長くなった場合に、制御周期ごとに推定した状態量推定値を用いて状態量を補完し、前記可変動弁機構を制御するという構成にした。   Thirdly, the present invention relates to the control device for the variable valve mechanism. In the control device for the first and second variable valve mechanisms, the variable valve mechanism changes the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft. A variable valve timing mechanism for controlling the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve, and the state quantity detection means from detecting the reference rotation position of the crankshaft to detecting the reference rotation position of the camshaft The state quantity estimating means is a variable valve that detects a rotation period of the camshaft relative to the crankshaft, and detects the rotation phase of the camshaft relative to the crankshaft. When the control cycle of the mechanism becomes longer, the state quantity is supplemented using the estimated state quantity estimated for each control period. And the configuration of controlling the variable valve mechanism.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第4に、前記第1乃至第3の可変動弁機構の制御装置において、前記係数補正手段により補正する前記力学モデルのモデル係数を、前記可変動弁機構の摺動部における動摩擦係数とするという構成にした。   Fourthly, the present invention relates to a control device for a variable valve mechanism, and in the control devices for the first to third variable valve mechanisms, the model coefficient of the dynamic model corrected by the coefficient correction means is the variable motion mechanism. It was set as the dynamic friction coefficient in the sliding part of a valve mechanism.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第5に、前記第1乃至第4の可変動弁機構の制御装置において、前記係数補正手段は、前記可変動弁機構の状態量検出値又は状態量推定値から計算した前記可変動弁機構の動作速度に基づいて前記力学モデルのモデル係数を補正するという構成にした。   The present invention fifthly relates to a control device for a variable valve mechanism. In the control devices for the first to fourth variable valve mechanisms, the coefficient correction means is a state quantity detection value or a state of the variable valve mechanism. The model coefficient of the dynamic model is corrected based on the operating speed of the variable valve mechanism calculated from the estimated value.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第6に、前記第5の可変動弁機構の制御装置において、前記係数補正手段は、前記可変動弁機構の動作速度に応じて、動摩擦係数を大きな値と小さな値の2つの値を切換えてモデル係数を補正するという構成にした。   The present invention relates to a control apparatus for a variable valve mechanism, sixthly, in the control apparatus for the fifth variable valve mechanism, wherein the coefficient correction means sets a dynamic friction coefficient in accordance with an operating speed of the variable valve mechanism. The model coefficient is corrected by switching between two values, a large value and a small value.

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関して第7に、前記第1乃至第6の可変動弁機構の制御装置において、前記係数補正手段は、前記状態量検出手段により前記可変動弁機構の状態量が新たに検出されたときには、前記状態量検出値と前記状態量推定値との偏差に基づいて前記力学モデルのモデル係数を補正し、検出されないときには過去の前記力学モデルのモデル係数を維持するという構成にした。   Seventhly, in the control device for the first to sixth variable valve mechanisms, the coefficient correction means is configured such that the state quantity detection means uses the state quantity detection means. When a state quantity is newly detected, the model coefficient of the dynamic model is corrected based on a deviation between the state quantity detection value and the state quantity estimated value, and when the state quantity is not detected, the model coefficient of the past dynamic model is maintained. It was configured to do.

また、本発明は、可変動弁機構に関して、可変動弁機構の状態量を検出し、検出された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量検出値として出力する状態量検出手段と、可変動弁機構の力学モデルを用いて可変動弁機構の状態量を推定し、推定された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を前記状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えた制御装置により動作が制御されるという構成にした。   Further, the present invention relates to a variable valve mechanism, a state quantity detection unit that detects a state quantity of the variable valve mechanism and outputs a signal corresponding to the detected state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity detection value. A state quantity estimating means for estimating a state quantity of the variable valve mechanism using a dynamic model of the variable valve mechanism, and outputting a signal corresponding to the estimated state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity estimated value; Operated by a control device comprising a state quantity detection value output from the state quantity detection means and a coefficient correction means for correcting the model coefficient of the dynamic model based on the state quantity estimation value output from the state quantity estimation means Was configured to be controlled.

さらに、本発明は、内燃機関に関して、吸気バルブ及び排気バルブと、これら各バルブの開閉タイミング及びリフト量のいずれかを調整する可変動弁機構と、前記可変動弁機構の状態量を検出し、検出された前記可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量検出値として出力する状態量検出手段と、前記可変動弁機構の力学モデルを用いて前記可変動弁機構の状態量を推定し、推定された前記可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を前記状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えた可変動弁機構の制御装置とを備えるという構成にした。   Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine, detecting an intake valve and an exhaust valve, a variable valve mechanism for adjusting one of the opening / closing timing and lift amount of each valve, and a state quantity of the variable valve mechanism, Estimating the state quantity of the variable valve mechanism using a state quantity detection means for outputting a signal corresponding to the detected state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity detection value and a dynamic model of the variable valve mechanism A state quantity estimating means for outputting a signal corresponding to the estimated state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity estimated value, and a state quantity detection for outputting a model coefficient of the dynamic model from the state quantity detecting means. And a control device for a variable valve mechanism having a coefficient correction means for correcting the value based on the value and the state quantity estimated value output from the state quantity estimation means.

本発明によると、可変動弁機構の制御装置に、可変動弁機構の力学モデルを用いて可変動弁機構の状態量を推定する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を、状態量検出手段から出力される状態量検出値及び状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えるので、可変動弁機構の動作条件が動作中に大きく変動するような場合においても状態量の推定を高精度に行うことが可能となり、この状態量の推定を高速で実行することにより、状態量検出手段による検出周期間の状態量を補完することができて、高精度な可変動弁機構のフィードバック制御を実現できる。また、従来技術と同様のセンサ構造を採用できるので、装置の低コスト化を実現できる。   According to the present invention, a state quantity estimating means for estimating a state quantity of a variable valve mechanism by using a dynamic model of the variable valve mechanism, and a model coefficient of the dynamic model are obtained as a state quantity in a control device for the variable valve mechanism. Since the state correction value is corrected based on the state quantity detection value output from the detection means and the state quantity estimation value output from the state quantity estimation means, the operating condition of the variable valve mechanism greatly varies during operation. Even in such a case, it is possible to estimate the state quantity with high accuracy, and by executing this state quantity estimation at high speed, it is possible to complement the state quantity between detection periods by the state quantity detection means. Therefore, highly accurate feedback control of the variable valve mechanism can be realized. In addition, since a sensor structure similar to that of the prior art can be employed, the cost of the apparatus can be reduced.

以下、実施形態に係る可変動弁機構の制御装置と、この制御装置により制御される可変動弁機構と、これら制御装置及び可変動弁機構を備えた内燃機関とについて説明する。   Hereinafter, a control apparatus for a variable valve mechanism according to an embodiment, a variable valve mechanism controlled by the control apparatus, and an internal combustion engine including the control apparatus and the variable valve mechanism will be described.

図1は実施形態に係る内燃機関の制御系統図であり、内燃機関101と、内燃機関101に備えられた可変動弁機構113と、可変動弁機構113の制御装置を兼ねたエンジンコントロールユニット(以下、「ECU」と略称する。)114とから主に構成されている。なお、本実施形態では、ECU114が可変動弁機構113の制御装置を兼ねる構成になっているが、可変動弁機構113の制御装置をECU114とは独立の電子回路として備えることもできる。   FIG. 1 is a control system diagram of an internal combustion engine according to the embodiment. An internal combustion engine 101, a variable valve mechanism 113 provided in the internal combustion engine 101, and an engine control unit (also a control device for the variable valve mechanism 113) Hereinafter, it is mainly composed of "ECU") 114. In the present embodiment, the ECU 114 also serves as a control device for the variable valve mechanism 113, but the control device for the variable valve mechanism 113 may be provided as an electronic circuit independent of the ECU 114.

内燃機関101の燃焼室106には、吸気管102及び吸気バルブ105を通して空気が吸入される。また、燃焼室106の燃焼排気は、排気バルブ107を通して大気中に放出される。   Air is sucked into the combustion chamber 106 of the internal combustion engine 101 through the intake pipe 102 and the intake valve 105. Further, the combustion exhaust in the combustion chamber 106 is released into the atmosphere through the exhaust valve 107.

吸気バルブ105及び排気バルブ107は、それぞれ吸気側カムシャフト134、排気側カムシャフト110に設けられたカムによって開閉駆動されるが、吸気側カムシャフト134には、可変動弁機構である可変バルブタイミング機構(以下、「VTC」と略称する。)113が設けられている。吸気側カムシャフト134は、VTC113並びに図示しないスプロケット及びタイミングチェーンを介してクランクシャフト120に連結され、排気側カムシャフト110は、図示しないスプロケット及びタイミングチェーンを介してクランクシャフト120に連結される。なお、本実施形態では、吸気バルブ105側にのみVTC113を備えたが、吸気バルブ105側に代えて、又は、吸気バルブ105側と共に、排気バルブ107側にVTC113を備える構成とすることもできる。   The intake valve 105 and the exhaust valve 107 are driven to open and close by cams provided on the intake side camshaft 134 and the exhaust side camshaft 110, respectively. The intake side camshaft 134 has a variable valve timing that is a variable valve mechanism. A mechanism (hereinafter abbreviated as “VTC”) 113 is provided. The intake camshaft 134 is connected to the crankshaft 120 via the VTC 113 and a sprocket and timing chain (not shown), and the exhaust camshaft 110 is connected to the crankshaft 120 via a sprocket and timing chain (not shown). In the present embodiment, the VTC 113 is provided only on the intake valve 105 side. However, the VTC 113 may be provided on the exhaust valve 107 side instead of the intake valve 105 side or together with the intake valve 105 side.

VTC113は、クランクシャフト120に対する吸気側カムシャフト134の回転位相を変化させることで、吸気バルブ103の開閉タイミングを変更する機構であり、本実施形態では、後述するようなスパイラルラジアルリンク式の可変バルブタイミング機構を採用する。   The VTC 113 is a mechanism that changes the opening / closing timing of the intake valve 103 by changing the rotational phase of the intake camshaft 134 with respect to the crankshaft 120. In this embodiment, a spiral radial link type variable valve as will be described later. Adopt timing mechanism.

ECU114には、後述する各種センサからの検出信号が入力され、該検出信号に基づく演算処理により、電子制御スロットル104、VTC113及び燃料噴射弁131が制御される。   Detection signals from various sensors described later are input to the ECU 114, and the electronic control throttle 104, the VTC 113, and the fuel injection valve 131 are controlled by arithmetic processing based on the detection signals.

前記各種センサとしては、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ(APS)116、内燃機関101の吸入空気量を検出するエアフローメータ115、クランクシャフト120からクランク角180°毎の基準回転位置で基準クランク角信号REFを取り出すと共に単位クランク角度毎の単位角度信号POSを取り出すクランク角センサ117、スロットルバルブ103aの開度を検出するスロットルセンサ118、内燃機関101の冷却水温度Twを検出する水温センサ119、吸気側カムシャフト134から単位カム角毎の基準回転位置でカム信号CAMを取り出すカムセンサ132等が設けられる。なお、カムセンサ132は、吸気側カムシャフト134の基準回転位置は、360°を気筒数で割った値、すなわち直列4気筒なら90°ごと、V型6気筒なら120°ごとに配置される。   The various sensors include an accelerator opening sensor (APS) 116 for detecting the accelerator opening, an air flow meter 115 for detecting the intake air amount of the internal combustion engine 101, and a reference rotational position at a crank angle of 180 ° from the crankshaft 120. A crank angle sensor 117 for extracting the crank angle signal REF and a unit angle signal POS for each unit crank angle, a throttle sensor 118 for detecting the opening of the throttle valve 103a, and a water temperature sensor 119 for detecting the cooling water temperature Tw of the internal combustion engine 101 A cam sensor 132 and the like for taking out the cam signal CAM at the reference rotational position for each unit cam angle from the intake camshaft 134 are provided. In the cam sensor 132, the reference rotational position of the intake camshaft 134 is arranged at a value obtained by dividing 360 ° by the number of cylinders, that is, every 90 ° for in-line four cylinders and every 120 ° for V-type six cylinders.

VTC113は、図3〜図5に示すように、吸気側カムシャフト(以下、単に「カムシャフト」という)134と、タイミングスプロケット302と、組付角操作機構304と、操作力付与手段305と、VTCカバーとを含んで構成される。なお、図3はVTC113の断面図、図4は図3のA−A断面図、図5は図3のB−B断面図である。   As shown in FIGS. 3 to 5, the VTC 113 includes an intake side camshaft (hereinafter simply referred to as “camshaft”) 134, a timing sprocket 302, an assembly angle operation mechanism 304, an operation force application unit 305, And a VTC cover. 3 is a cross-sectional view of the VTC 113, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

タイミングスプロケット302は、カムシャフト134の前端部に相対回動できるように組み付けられ、タイミングチェーン(図示せず)を介してクランクシャフト120に連結される。組付角操作機構304は、タイミングスプロケット302とカムシャフト134の前方側(図3において左側)に配置されて、カムシャフト134とタイミングスプロケット302との組付角を操作する。操作力付与手段305は、組付角操作機構304のさらに前方側に配置されて、同機構304を駆動する。VTCカバーは、内燃機関101の図外のシリンダヘッドとヘッドカバーの前面に跨って取り付けられており、組付角操作機構304と操作力付与手段305の前面及びその周域を覆う。   The timing sprocket 302 is assembled to the front end portion of the camshaft 134 so as to be relatively rotatable, and is connected to the crankshaft 120 via a timing chain (not shown). The assembly angle operating mechanism 304 is disposed on the front side (left side in FIG. 3) of the timing sprocket 302 and the camshaft 134, and operates the assembly angle between the camshaft 134 and the timing sprocket 302. The operation force applying means 305 is disposed further forward of the assembly angle operation mechanism 304 and drives the mechanism 304. The VTC cover is attached across the cylinder head (not shown) of the internal combustion engine 101 and the front surface of the head cover, and covers the front surface of the assembly angle operation mechanism 304 and the operation force applying means 305 and its peripheral area.

タイミングスプロケット302は、短軸円筒状に形成され、外周にはタイミングチェーンと噛み合う歯車部303を有している。そして、カムシャフト134の前端部に結合された従動軸部材307に回転可能に組み付けられている。また、タイミングスプロケット302の前面(カムシャフト134と逆側の面)には、図4に示すように、対面する平行な側壁を有する3個の径方向溝308がタイミングスプロケット302の半径方向に沿うように形成されている。従動軸部材307は、カムシャフト134と一体で回転するように結合されている。カムシャフト134の前方側の外周面には、放射状に突出する3つの突起部309が一体に形成されており、これら各突起部309には、3つのリンク311の基端がピン312によって回転可能に連結されている。また、各リンク311の先端には、各径方向溝308に摺動自由に係合する突出部313が一体に形成されている。このように、各リンク311は、各突出部313が対応する径方向溝308に係合した状態で、ピン312を介して従動軸部材307に連結されているため、リンク311の先端側が外力を受けて径方向溝308に沿って変位すると、タイミングスプロケット302と従動軸部材307とは、リンク311の作用によって相対的に回動する。また、各リンク311の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴314が形成されている。この収容穴314には、後述する渦巻き溝315に係合する球面突起316aを有する係合ピン316と、この係合ピン316を前方側(渦巻き溝315側)に付勢するコイルばね317とが収容されている。一方、従動軸部材307の突起部309よりも前方側には、円板状の中間回転体318が、回転自在に支持されている。この中間回転体318の後方側(カムシャフト134側)には、断面半円状の前述の渦巻き溝315が形成され、この渦巻き溝315に、各リンク311の先端の係合ピン316が転動自在に係合されている。渦巻き溝315は、タイミングスプロケット302の回転方向に沿って次第に縮径するように形成されている。従って、各リンク311の先端の係合ピン316が渦巻き溝315に係合した状態において、中間回転体318がタイミングスプロケット302に対して遅れ方向に相対回転すると、各リンク311の先端部は、径方向溝308に案内されつつ、渦巻き溝315の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動する。逆に、中間回転体318が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。   The timing sprocket 302 is formed in a short shaft cylindrical shape, and has a gear portion 303 that meshes with the timing chain on the outer periphery. And it is assembled | attached to the driven shaft member 307 couple | bonded with the front-end part of the cam shaft 134 so that rotation is possible. Further, on the front surface of the timing sprocket 302 (the surface opposite to the camshaft 134), as shown in FIG. 4, three radial grooves 308 having parallel side walls facing each other extend along the radial direction of the timing sprocket 302. It is formed as follows. The driven shaft member 307 is coupled to rotate integrally with the cam shaft 134. Three protrusions 309 projecting radially are integrally formed on the outer peripheral surface of the front side of the camshaft 134, and the base ends of the three links 311 can be rotated by pins 312 in each of the protrusions 309. It is connected to. In addition, a protruding portion 313 that is slidably engaged with each radial groove 308 is integrally formed at the tip of each link 311. In this way, each link 311 is connected to the driven shaft member 307 via the pin 312 in a state where each protrusion 313 is engaged with the corresponding radial groove 308, so that the distal end side of the link 311 applies an external force. When received and displaced along the radial groove 308, the timing sprocket 302 and the driven shaft member 307 are relatively rotated by the action of the link 311. In addition, a housing hole 314 that opens to the front side in the axial direction is formed at the tip of each link 311. In the accommodation hole 314, there are an engagement pin 316 having a spherical protrusion 316a that engages with a spiral groove 315, which will be described later, and a coil spring 317 that biases the engagement pin 316 forward (spiral groove 315 side). Contained. On the other hand, a disk-shaped intermediate rotating body 318 is rotatably supported on the front side of the protrusion 309 of the driven shaft member 307. The aforementioned spiral groove 315 having a semicircular cross section is formed on the rear side of the intermediate rotating body 318 (camshaft 134 side), and the engagement pin 316 at the tip of each link 311 rolls in the spiral groove 315. It is freely engaged. The spiral groove 315 is formed so as to gradually reduce the diameter along the rotation direction of the timing sprocket 302. Therefore, when the intermediate rotating body 318 rotates relative to the timing sprocket 302 in a delayed direction with the engaging pin 316 at the tip of each link 311 engaged with the spiral groove 315, the tip of each link 311 has a diameter. While being guided by the direction groove 308, it is guided by the spiral shape of the spiral groove 315 and moves inward in the radial direction. Conversely, when the intermediate rotator 318 is relatively displaced in the advance direction, it moves outward in the radial direction.

前記組付角操作機構304は、タイミングスプロケット302の径方向溝308、リンク311、突出部313、係合ピン316、突起部309、中間回転体318、渦巻き溝315等によって構成される。そして、操作力付与手段305から中間回転体318に対して回動操作力が入力されると、渦巻き溝315と係合ピン316との係合部を通してリンク311の先端を径方向に変位させ、リンク311と突起部309との作用によってタイミングスプロケット302と従動軸部材307との組付角、従ってタイミングスプロケット302とカムシャフト134との組付角を変化させる回動力として伝達する。   The assembly angle operation mechanism 304 includes a radial groove 308 of the timing sprocket 302, a link 311, a protrusion 313, an engagement pin 316, a protrusion 309, an intermediate rotating body 318, a spiral groove 315, and the like. Then, when a turning operation force is input from the operation force applying means 305 to the intermediate rotating body 318, the tip of the link 311 is displaced in the radial direction through the engaging portion between the spiral groove 315 and the engaging pin 316, By the action of the link 311 and the protruding portion 309, it is transmitted as turning power that changes the assembly angle between the timing sprocket 302 and the driven shaft member 307, and hence the assembly angle between the timing sprocket 302 and the camshaft 134.

操作力付与手段305は、中間回転体318をタイミングスプロケット302の回転方向に付勢するゼンマイばね319と、中間回転体318をタイミングスプロケット302の回転方向とは逆方向に回動させる制動力を発生するヒステリシスプレーキ320とを備えている。そして、ECU114が内燃機関101の運転状態に応じてヒステリシスブレーキ320の制動力を制御することにより、中間回転体318をタイミングスプロケット302に対して相対回転させ、その回転位置を維持できるようになっている。   The operating force applying means 305 generates a spring spring 319 that biases the intermediate rotator 318 in the rotation direction of the timing sprocket 302 and a braking force that rotates the intermediate rotator 318 in a direction opposite to the rotation direction of the timing sprocket 302. The hysteresis brake 320 is provided. Then, the ECU 114 controls the braking force of the hysteresis brake 320 according to the operating state of the internal combustion engine 101, whereby the intermediate rotating body 318 is rotated relative to the timing sprocket 302, and the rotational position can be maintained. Yes.

VTC113の回転位相(以下、単に「位相」という。)θdetは、図2に示すように、カムセンサ132の基準カム角信号CAMを検出してから、クランク角センサ117の基準クランク角信号REFを検出するまでの単位角度信号POSの検出回数に基づいて、ECU114により計算される。   The rotational phase (hereinafter simply referred to as “phase”) θdet of the VTC 113 detects the reference crank angle signal REF of the crank angle sensor 117 after detecting the reference cam angle signal CAM of the cam sensor 132 as shown in FIG. Based on the number of detections of the unit angle signal POS until this time, the ECU 114 calculates.

上述のように、本実施形態のVTC113は、中間回転体318の回転に伴って渦巻き溝315内を係合ピン316が接触状態を保ったまま移動する構成になっているが、渦巻き溝315と係合ピン316との接触部の潤滑状態は、渦巻き溝315と係合ピン316の相対速度(VTC113の動作速度)や潤滑油の温度・粘性、エンジン回転数Neによって流体潤滑の状態から境界潤滑の状態まで変化するので、該接触部の動摩擦係数も、図9に符号901,902,903で示すように、大きく変化する。従って、実施形態に係るVTC113を高精度に制御するためには、接触部の動摩擦係数がVTC113の動作条件に応じて大きく変化した場合にも対応可能な構成の制御装置が必要となる。なお、エンジン回転数Neは、基準クランク角信号REFの周期又は単位時間当たりの単位角度信号POSの発生数に基づいて、ECU114により算出される。   As described above, the VTC 113 of the present embodiment is configured to move in the spiral groove 315 while the engagement pin 316 is kept in contact with the rotation of the intermediate rotating body 318. The lubrication state of the contact portion with the engagement pin 316 is changed from the fluid lubrication state to the boundary lubrication depending on the relative speed (operating speed of the VTC 113) between the spiral groove 315 and the engagement pin 316, the temperature / viscosity of the lubricating oil, and the engine speed Ne. Therefore, the dynamic friction coefficient of the contact portion also greatly changes as indicated by reference numerals 901, 902, and 903 in FIG. Therefore, in order to control the VTC 113 according to the embodiment with high accuracy, a control device having a configuration that can cope with a case where the dynamic friction coefficient of the contact portion greatly changes according to the operating condition of the VTC 113 is required. The engine speed Ne is calculated by the ECU 114 based on the cycle of the reference crank angle signal REF or the number of unit angle signals POS generated per unit time.

次に、ECU114のうちのVTC113の制御に係る部分を、図6乃至図12に基づいて説明する。   Next, a part of the ECU 114 related to the control of the VTC 113 will be described with reference to FIGS.

図6に示すように、ECU114には、VTC113の制御に係る部分として、目標位相設定手段600と、制御器601と、状態量検出手段602と、状態量推定手段603とが備えられており、図7に示す手順によりVCT113をフィードバック制御する。   As shown in FIG. 6, the ECU 114 includes a target phase setting unit 600, a controller 601, a state quantity detection unit 602, and a state quantity estimation unit 603 as parts related to the control of the VTC 113. The VCT 113 is feedback controlled according to the procedure shown in FIG.

即ち、まず目標位相設定手段600により、車輌の運転状態に応じて、目標位相θtgを設定する(ステップ701)。車輌の運転状態を表す量としてはエンジン回転数Neや吸気管圧力などがある。また、目標位相θtgは予め計算や実験により求めておく。次に、状態量検出手段602により、状態量検出値θdetを検出する(ステップ702)。次に、状態量推定手段603により、推定状態量θobsを計算する(ステップ703)。この状態量推定手段603の実行内容については、後に説明する。次に、制御器601により、指令電圧Viを計算する(ステップ704)。この指令電圧Viの計算方法についても、後に説明する。そして、算出された指令電圧ViをVTC113に印加して、制御フローを閉じる。以上の制御は、微少時間(例えば10ms)毎に繰り返される。   That is, first, the target phase θtg is set by the target phase setting means 600 according to the driving state of the vehicle (step 701). The quantity representing the driving state of the vehicle includes the engine speed Ne and the intake pipe pressure. The target phase θtg is obtained in advance by calculation or experiment. Next, the state amount detection value θdet is detected by the state amount detection means 602 (step 702). Next, the estimated state quantity θobs is calculated by the state quantity estimating means 603 (step 703). The execution contents of the state quantity estimation means 603 will be described later. Next, the controller 601 calculates a command voltage Vi (step 704). A method for calculating the command voltage Vi will also be described later. Then, the calculated command voltage Vi is applied to the VTC 113, and the control flow is closed. The above control is repeated every minute time (for example, 10 ms).

制御器601は、PID制御のフイードバック制御器であり、図8のように、目標位置設定手段600により設定された目標位相θtgと状態量推定手段603により推定された推定状態量θobsの偏差より、指令電圧Viを次の(1)式〜(4)式に基づいて計算する。なお、θobsは後述する状態量推定手段にて制御周期毎に計算した位相の推定値である。

Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
The controller 601 is a feedback controller for PID control. As shown in FIG. 8, the controller 601 uses a deviation between the target phase θtg set by the target position setting unit 600 and the estimated state quantity θobs estimated by the state quantity estimating unit 603. The command voltage Vi is calculated based on the following formulas (1) to (4). Note that θobs is an estimated value of the phase calculated for each control period by a state quantity estimating means described later.
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316

状態量推定手段603は、図10に示すように、まず、VTC113の力学モデル(VTCモデル)1001を用い、下記の(5)式に基づいて、指令電圧Viから推定状態量θobsを計算する。次に、推定誤差補償部1002にて、検出状態量θdetと推定状態量θobsとの偏差θFBに基づいた補償信号を計算する。補償信号は、VTCモデル1001と係数補正手段1003に入力され、それぞれで後述の誤差の補償に用いられる。さらに、速度取得手段1004により、検出状態量θdetに基づいてVTC113の動作速度が算出される。算出された動作速度は、係数補正手段1003に入力される。係数補正手段1003は、動作速度と補償信号に基づいて動摩擦係数を補正し、VTCモデル1001の動摩擦係数を補正する。これにより、状態量推定手段603は、変動する動摩擦係数に対し、VTC113の動作速度と位相検出値θdetと位相推定値θobsの偏差θFBとに基づいて、時々刻々変化する状態量推定手段内部の動摩擦係数を補正しつつ、センサ検出周期間の値を補完したθobsを求める。   As shown in FIG. 10, the state quantity estimation means 603 first calculates an estimated state quantity θobs from the command voltage Vi based on the following equation (5) using a dynamic model (VTC model) 1001 of the VTC 113. Next, the estimated error compensation unit 1002 calculates a compensation signal based on the deviation θFB between the detected state quantity θdet and the estimated state quantity θobs. The compensation signal is input to the VTC model 1001 and the coefficient correction unit 1003 and is used for error compensation described later. Furthermore, the speed acquisition means 1004 calculates the operating speed of the VTC 113 based on the detected state quantity θdet. The calculated operation speed is input to the coefficient correction unit 1003. The coefficient correction unit 1003 corrects the dynamic friction coefficient of the VTC model 1001 by correcting the dynamic friction coefficient based on the operation speed and the compensation signal. As a result, the state quantity estimation means 603 causes the dynamic friction within the state quantity estimation means to change from time to time based on the operating speed of the VTC 113, the phase detection value θdet, and the deviation θFB of the phase estimation value θobs with respect to the changing dynamic friction coefficient. While correcting the coefficient, θobs that complements the value between the sensor detection periods is obtained.

図11に、実施形態に係る状態量推定手段603のブロック線図を示す。本例の状態量推定手段603は、次式で表されるVTC113の力学モデルに基づいて構成される。

Figure 2009150316
FIG. 11 is a block diagram of the state quantity estimation unit 603 according to the embodiment. The state quantity estimation means 603 of this example is configured based on a dynamic model of the VTC 113 expressed by the following equation.
Figure 2009150316

以下、(5)式を踏まえて、図11に示した状態量推定手段603の各要素について説明する。   Hereinafter, each element of the state quantity estimation means 603 shown in FIG. 11 will be described based on the equation (5).

VTC113に備えられたヒステリシスブレーキ320及び図11の状態量推定手段のヒステリシスブレーキモデル1101の出力トルクτと入力電圧Vの関係は簡単のため下記の(6)式で表されるとする。

Figure 2009150316
It is assumed that the relationship between the output torque τ of the hysteresis brake 320 provided in the VTC 113 and the hysteresis brake model 1101 of the state quantity estimation means in FIG. 11 and the input voltage V is expressed by the following equation (6) for simplicity.
Figure 2009150316

(5)式のモデル係数Kt,J,D,Kのうち、Kt,J,Kは状態によらない定数であり、Dは動作条件により変動する変数である。従って、係数補正手段1102は、動摩擦係数Dを時々刻々補正するように構成される。動摩擦係数は、図9に符号901,902,903で示すように、動摩擦係数が大きい低速動作域と、動摩擦係数が小さい高速動作域とがある。そこで、まず、動作速度に応じて、ベースとなる速度補正削摩擦係数Dmを設定する。次に、実際の動摩擦係数と速度補正動摩擦係数Dmとの誤差を、位相検出値θdetと位相推定値θobsの推定誤差θFBから求めた偏差補正動摩擦係数DFBに基づいて補正し、動摩擦係数Dを算出する。   Of the model coefficients Kt, J, D, and K in equation (5), Kt, J, and K are constants that do not depend on the state, and D is a variable that varies depending on operating conditions. Therefore, the coefficient correction means 1102 is configured to correct the dynamic friction coefficient D from moment to moment. As indicated by reference numerals 901, 902, and 903 in FIG. 9, the dynamic friction coefficient includes a low speed operation region where the dynamic friction coefficient is large and a high speed operation region where the dynamic friction coefficient is small. Therefore, first, a speed correction cutting friction coefficient Dm as a base is set according to the operation speed. Next, the error between the actual dynamic friction coefficient and the speed correction dynamic friction coefficient Dm is corrected based on the deviation correction dynamic friction coefficient DFB obtained from the phase detection value θdet and the estimated error θFB of the phase estimation value θobs, and the dynamic friction coefficient D is calculated. To do.

図12に、係数補正手段1102の処理手順を示す。なお、状態量推定手段603による推定位相θobsの計算及びこの係数補正手段1102による動摩擦係数の補正は、制御周期毎に繰り返し実行される。まず、ステップ1201で、状態量検出手段が位相を更新したか否かを判定する。更新した場合(Yes)には、ステップ1202とステップ1205に進む。ステップ1202,1204,1208は、下記の(8),(9),(10)式を実行するルーチンであり、動摩擦係数を検出位相θdettと推定位相θobsに基づいて補正するルーチンである。また、ステップ1205〜1208は下記の(7)及び(10)式を実行するルーチンであり、VTC113の動作速度に基づいて動摩擦係数を補正するルーチンである。ステップ1201で、状態量検出手段が位相を更新していないと判定した場合(No)には、θFB=0と置いて、ステップ1204に移行する。

Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
FIG. 12 shows a processing procedure of the coefficient correction unit 1102. The calculation of the estimated phase θobs by the state quantity estimating unit 603 and the correction of the dynamic friction coefficient by the coefficient correcting unit 1102 are repeatedly executed every control cycle. First, in step 1201, it is determined whether the state quantity detection means has updated the phase. If it has been updated (Yes), the process proceeds to step 1202 and step 1205. Steps 1202, 1204, and 1208 are routines for executing the following equations (8), (9), and (10), and are routines for correcting the dynamic friction coefficient based on the detected phase θdett and the estimated phase θobs. Steps 1205 to 1208 are routines for executing the following equations (7) and (10), and are routines for correcting the dynamic friction coefficient based on the operating speed of the VTC 113. If it is determined in step 1201 that the state quantity detection means has not updated the phase (No), θFB = 0 is set, and the process proceeds to step 1204.
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316
Figure 2009150316

但し、DmLはDmsよりも大きい値とする。また、DmL,Dms,KDは実験などにより予め求めておく。なお、ステップ1205にて(7)式の値の切換えが実行されたときには、ステップ1204にて(8)式のΣθFBを0にリセットするように設定しても良い。また、図11のK1〜K3はあらかじめ計算や実験により求めておく。   However, DmL is larger than Dms. Further, DmL, Dms, and KD are obtained in advance by experiments or the like. Note that when the value of the expression (7) is switched in step 1205, ΣθFB in the expression (8) may be reset to 0 in step 1204. Further, K1 to K3 in FIG. 11 are obtained in advance by calculation or experiment.

図13に、実施形態に係る制御装置によりVTC113を制御したときのVTC113の動作例を示す。図13(a)は位相、図13(b)は位相偏差θFB、図13(c)は状態量推定手段の動摩擦係数を示す。図13の符号1301はVTCの目標位相θtg、符号1302は状態量推定手段の推定位相θobs、符号1303はVTCの実際の位相、符号1304は検出位相θdetを示している。時刻t0で目標位相θtgが変化する。θtgの変化により、前掲の(1)〜(4)式によりヒステリシスプレーキ320への指令電圧Viが出力され、VTC113の位相が変化する。時刻t0以前の状態量推定手段603の動摩擦係数は、図13(c)に示すようにDmL近傍の値である。そして、時刻t1にて、前記状態量検出手段により、検出位相θdetが検出される。ここでに、図12のステップ1201でYesが選択される。次いで、ステップ1202にて位相偏差θFBが計算される。ステップ1205では、下記の(11)式により、(1)式のDmの切換えが判定される。

Figure 2009150316
FIG. 13 shows an operation example of the VTC 113 when the VTC 113 is controlled by the control device according to the embodiment. 13A shows the phase, FIG. 13B shows the phase deviation θFB, and FIG. 13C shows the dynamic friction coefficient of the state quantity estimating means. In FIG. 13, reference numeral 1301 indicates the target phase θtg of the VTC, reference numeral 1302 indicates the estimated phase θobs of the state quantity estimating means, reference numeral 1303 indicates the actual phase of the VTC, and reference numeral 1304 indicates the detected phase θdet. The target phase θtg changes at time t0. Due to the change in θtg, the command voltage Vi to the hysteresis brake 320 is output by the above-described equations (1) to (4), and the phase of the VTC 113 changes. The dynamic friction coefficient of the state quantity estimation means 603 before time t0 is a value near DmL as shown in FIG. At time t1, the state quantity detection means detects the detection phase θdet. Here, Yes is selected in step 1201 of FIG. Next, in step 1202, the phase deviation θFB is calculated. In step 1205, switching of Dm in the equation (1) is determined by the following equation (11).
Figure 2009150316

なお、Δtは状態量検出手段602の検出周期であり、θdetzはθdetの前回値である。ただし、(11)式は検出位相θdetに代えて、推定位相θobsで同様の処理をしても良い。また判定閾値Vshは実験などであらかじめ求めておく。時刻t1ではVTC113の動作が小さく、(11)式を満たさないので、ステップ1205でNoが選択され、ステップ1207にてDmはDmLがセットされる。そして、ステップ1208にて、動摩擦係数Dが10式のように計算される。また、位相推定及び動摩擦係数補正は制御周期毎に繰り返される。このため、状態量検出手段による位相検出が実行されない場合にも実行されている。ここでは位相が検出されないときの例として、t1の次の制御周期t1Iの例を示す。位相が検出されない場合には、図12のステップ1201にてNoが選択される。そしてステップ1203にてθFBが0にセットされる。これにより、DFBが前回の位相検出から次回の位相検出まで同じ値に維持される。Dmも前回値が維持され、動摩擦係数Dが維持される。   Note that Δt is the detection period of the state quantity detection means 602, and θdetz is the previous value of θdet. However, equation (11) may be processed in the estimated phase θobs instead of the detected phase θdet. The determination threshold value Vsh is obtained in advance by experiments or the like. Since the operation of the VTC 113 is small at time t1 and does not satisfy the expression (11), No is selected in step 1205, and Dm is set to DmL in step 1207. In step 1208, the dynamic friction coefficient D is calculated as shown in equation (10). The phase estimation and dynamic friction coefficient correction are repeated every control cycle. For this reason, it is executed even when the phase detection by the state quantity detection means is not executed. Here, as an example when the phase is not detected, an example of the control cycle t1I next to t1 is shown. If the phase is not detected, No is selected in step 1201 of FIG. In step 1203, θFB is set to zero. As a result, the DFB is maintained at the same value from the previous phase detection to the next phase detection. The previous value of Dm is also maintained, and the dynamic friction coefficient D is maintained.

以上はステップ1205〜1207でDmにDmLがセットされる場合の例である。DmにDmSがセットされる場合の例として、時刻tMを例に挙げる。図13の時刻tMでは、検出した位相θdetが大きく動いており、(11)式を満たす。従って、図12のフローチャートのステップ1205でYesが選択され、ステップ1206に進む。ステップ1206では、動摩擦係数が軽くなったときの値に近い動摩擦係数であるDmSがDmにセットされる。   The above is an example when DmL is set to Dm in steps 1205 to 1207. As an example when DmS is set in Dm, time tM is taken as an example. At time tM in FIG. 13, the detected phase θdet moves greatly and satisfies the equation (11). Accordingly, Yes is selected in step 1205 of the flowchart of FIG. In step 1206, DmS, which is a dynamic friction coefficient close to the value when the dynamic friction coefficient becomes light, is set to Dm.

なお、VTC113が目標位相θtg付近まで動くと、制御器601の作用により減速して目標値に近づく。このときには、動摩擦係数が小さい領域から大きい領域に遷移する(図13のtN)。このときには上述のDmのセットと同様にして、DmにDmLがセットされ、動摩擦係数の変化に対応でき、推定精度を向上できる。   When the VTC 113 moves to the vicinity of the target phase θtg, it is decelerated by the action of the controller 601 and approaches the target value. At this time, a transition is made from a region where the dynamic friction coefficient is small to a large region (tN in FIG. 13). At this time, DmL is set in Dm in the same manner as in the above-described setting of Dm, so that it is possible to cope with a change in the dynamic friction coefficient, and the estimation accuracy can be improved.

以下、本実施形態に係る制御装置の効果を記述する。   Hereinafter, effects of the control device according to the present embodiment will be described.

(7)〜(10)式のように状態量推定手段の動摩擦係数Dを設定することで、動作条件に応じて変動する動摩擦係数を補正することができ、位相を精度良く推定することができる。また、推定誤差θFBを補正に用いることで、時々刻々と変化する動摩擦係数を推定に反映でき、状態の変化に対してロバストな制御装置を構成できる。   By setting the dynamic friction coefficient D of the state quantity estimation means as in the equations (7) to (10), the dynamic friction coefficient that varies according to the operating conditions can be corrected, and the phase can be estimated with high accuracy. . Further, by using the estimation error θFB for correction, a dynamic friction coefficient that changes every moment can be reflected in the estimation, and a control device that is robust against changes in state can be configured.

本実施形態では、(9)式のように状態量を検出したタイミングで動摩擦係数を補正するように係数補正手段を構成する。補正を任意のタイミングで行おうとすると、過去の検出値と現在の推定値とを比較して補正することになる。例えば、ある時刻Te1で位相θdeteを検出したとする。このタイミングの位相の推定値θobse1がθdeteと一致し、状態量推定手段は精度良く推定しているとする。この次のタイミングTe2では、VTC113の動作に伴い、位相の推定値θobs2は変動する。しかし検出θdeteは次回の検出まで更新されず、推定精度が高い場合であっても、検出値θdeteと推定値θobs2には差ができる。この差に基づいてモデル係数の補正を実行すると、位相の推定精度の悪化を招く。そこで、本実施形態に係る制御装置のように、状態量を検出したタイミングでモデル係数を補正し、その他のタイミングではモデル係数を維持する係数補正手段を含むように状態量推定手段を構成することにより、上述のような過去の検出状態量に基づく誤ったモデル係数の補正を回避でき、推定精度の悪化を回避できる。   In the present embodiment, the coefficient correction means is configured to correct the dynamic friction coefficient at the timing when the state quantity is detected as in equation (9). If correction is made at an arbitrary timing, correction is performed by comparing the past detection value with the current estimated value. For example, it is assumed that the phase θdete is detected at a certain time Te1. Assume that the estimated value θobs1 of the phase at this timing coincides with θdete, and the state quantity estimating means estimates accurately. At the next timing Te2, the estimated value θobs2 of the phase varies with the operation of the VTC 113. However, the detected θdete is not updated until the next detection, and even if the estimation accuracy is high, there is a difference between the detected value θdete and the estimated value θobs2. If the correction of the model coefficient is executed based on this difference, the phase estimation accuracy is deteriorated. Therefore, as in the control device according to the present embodiment, the state quantity estimation unit is configured to include a coefficient correction unit that corrects the model coefficient at the timing when the state quantity is detected and maintains the model coefficient at other timings. Thus, correction of an erroneous model coefficient based on the past detected state quantity as described above can be avoided, and deterioration of estimation accuracy can be avoided.

なお、VTC113の構成によっては、KDを0としても十分な推定精度が得られる場合がある。このときには、係数補正手段を(7)式の補正のように、動摩擦係数を2点で切換えるような補正を行うように構成しても良い。このような係数補正手段の構成にすると、(8)〜(9)式に示すような誤差のフイードバックを実行する必要がないため、計算負荷やECU114のメモリの使用量を軽減できる。   Depending on the configuration of the VTC 113, sufficient estimation accuracy may be obtained even when KD is zero. At this time, the coefficient correction means may be configured to perform correction such that the dynamic friction coefficient is switched at two points, as in the correction of equation (7). With such a configuration of the coefficient correction means, it is not necessary to perform error feedback as shown in the equations (8) to (9), so that the calculation load and the memory usage of the ECU 114 can be reduced.

また、上述のように、変動が大きい動摩擦係数を補正したVTC113の力学モデルを用いて可変動弁機構の位相を推定することで、状態量検出手段の検出周期間の状態量を補完して推定できる。この推定値を用いて制御することで、実際に検出することができない検出周期間の状態量を制御に反映することができる。これにより位相の制御精度を向上できる。従って、状態量検出手段は低コストで導入できる検出周期が長いものでも良く、可変動弁システム全体のコストを下げることができる。   Further, as described above, by estimating the phase of the variable valve mechanism using the dynamic model of the VTC 113 in which the dynamic friction coefficient with large fluctuation is corrected, the state quantity during the detection period of the state quantity detection unit is complemented and estimated. it can. By controlling using this estimated value, it is possible to reflect in the control the amount of state between detection periods that cannot actually be detected. Thereby, the phase control accuracy can be improved. Therefore, the state quantity detection means may be a long detection cycle that can be introduced at a low cost, and the cost of the entire variable valve system can be reduced.

本実施形態に係る制御装置は、検出周期が制御周期よりも長い状態量検出手段でも、状態量推定手段により制御周期と同じ計算周期で状態量を取得することができると共に、状態量推定手段の推定状態量を用いて制御することで、各制御タイミングでの状態量を制御に反映することができ、可変動弁機構の位相を精度良く制御できる。従って、従来より自動車に搭載されているカムセンサ132とクランク角センサ117とで構成した状態量検出手段の検出状態量を用いて可変動弁機構を制御しても、可変動弁機構の位相を精度良く制御できる。これにより、位相の検出には新たにセンサを追加する必要がなく、制御装置の制御ロジックを変更する必要もないので、可変動弁機構全体のコストを下げることができる。   The control device according to the present embodiment can acquire the state quantity at the same calculation cycle as the control period by the state quantity estimation means even if the state quantity detection means has a detection cycle longer than the control period. By controlling using the estimated state quantity, the state quantity at each control timing can be reflected in the control, and the phase of the variable valve mechanism can be controlled with high accuracy. Therefore, even if the variable valve mechanism is controlled using the detection state quantity of the state quantity detection means constituted by the cam sensor 132 and the crank angle sensor 117 that are conventionally mounted on the automobile, the phase of the variable valve mechanism is accurately determined. It can be controlled well. As a result, it is not necessary to add a new sensor to detect the phase, and it is not necessary to change the control logic of the control device, so that the cost of the entire variable valve mechanism can be reduced.

(5)式に示すVCT113の力学モデルは、動作速度と動摩擦係数の積を含んでいる。従って、本実施形態に係るVCT113のように動摩擦係数が大きく動く場合には、動摩擦係数の変動が推定精度に大きな影響を与える。そこで、動摩擦係数を係数補正手段で補正するよう状態量推定手段を構成することで、動摩擦係数の補正を(7)式により時間遅れが少なく実施でき、(8)〜(9)式により精度良く実施できる。これにより、位相の推定も時間遅れが少なく、精度良く行える。   The dynamic model of the VCT 113 shown in the equation (5) includes a product of the operation speed and the dynamic friction coefficient. Therefore, when the dynamic friction coefficient moves greatly as in the VCT 113 according to the present embodiment, the fluctuation of the dynamic friction coefficient greatly affects the estimation accuracy. Therefore, by configuring the state quantity estimating means so as to correct the dynamic friction coefficient by the coefficient correction means, the dynamic friction coefficient can be corrected with less time delay according to the equation (7), and more accurately according to the equations (8) to (9). Can be implemented. As a result, the phase can be estimated accurately with little time delay.

図14に検出位相βdetと推定位相βobsの偏差のみで補正計算をする状態量推定手段を用いた場合の推定位相1402と、(7)式に示す動作条件による動摩擦係数の補正を実施する本実施形態に係る状態量推定手段を用いた場合の推定位相1302とを比較して示す。   FIG. 14 shows an estimation phase 1402 in the case of using a state quantity estimation means that performs correction calculation only by the deviation between the detection phase βdet and the estimation phase βobs, and this embodiment that corrects the dynamic friction coefficient according to the operating condition shown in equation (7). The estimated phase 1302 in the case of using the state quantity estimating means according to the embodiment is shown in comparison.

検出位相βdetと推定位相βobsの偏差のみで補正計算をする状態量推定手段を用いた場合、VTC113の動作速度の増加に伴って動摩擦係数が減少(図9参照)し、時刻T1で目標位相θtgが変化するとしたとき、時刻T1以前では、検出位相βdetと推定位相βobsとの差が小さいため、偏差に基づいた動摩擦係数の補正が十分行われない。この例では、状態量推定手段の動摩擦係数は、実際の動摩擦係数より小さくセットされている。このため、VTC113が動作を開始する時刻T1付近では、状態量推定手段の動摩擦係数は小さ過ぎ、位相が動き過ぎている。この位相の動き過ぎは、VTC113と状態量推定手段の動摩擦係数の誤差に起因している。動作開始直後では、状態量検出値と状態量推定値との偏差が小さく、偏差補正が十分行われない。   When the state quantity estimation means that performs correction calculation only with the deviation between the detected phase βdet and the estimated phase βobs is used, the dynamic friction coefficient decreases as the operating speed of the VTC 113 increases (see FIG. 9), and the target phase θtg at time T1. Is changed before time T1, the difference between the detected phase βdet and the estimated phase βobs is small, so that the dynamic friction coefficient based on the deviation is not sufficiently corrected. In this example, the dynamic friction coefficient of the state quantity estimation means is set smaller than the actual dynamic friction coefficient. For this reason, in the vicinity of time T1 when the VTC 113 starts to operate, the dynamic friction coefficient of the state quantity estimating means is too small and the phase is moving too much. This excessive movement of the phase is caused by an error in the dynamic friction coefficient between the VTC 113 and the state quantity estimating means. Immediately after the operation is started, the deviation between the state quantity detection value and the state quantity estimation value is small, and the deviation correction is not sufficiently performed.

これに対して、本実施形態に係る制御装置では、(7)式のように動作速度が小さいときと大きいときとで動摩擦係数の値を切換えるように係数補正手段を構成するので、動作開始直後の動作速度が小さい時には、前述のようにVTC113と状態量推定手段の動摩擦係数を近い値に設定することで、VTC113の動作開始直後でも位相の推定精度を高くできる。また、(8)〜(9)式の偏差補正のみだと、状態量推定手段の動摩擦係数が実際の動摩擦係数に到達するまでに多くの時間が必要となる。動摩擦係数の補正に多くの時間を費やすということは、状態量推定手段の力学モデルがVTC113の実際の力学特性と離れた状態で位相推定を実行する時間が長くなるという事態を引き起こす。従って、状態量推定手段の動摩擦係数が実際の動摩擦係数に到達するまでの間に位相の推定精度は大きく悪化する。そこで(7)式に示すように、動摩擦係数の減少に合わせて、状態量推定手段の動摩擦係数も大きく減少させると、補正の時間的な遅れを軽減することができる。このように、VTC113の動作速度により動摩擦係数を補正することで、推定精度を高くでき、制御精度を向上することができる。   On the other hand, in the control device according to the present embodiment, the coefficient correction means is configured to switch the value of the dynamic friction coefficient between when the operation speed is low and when the operation speed is high as in equation (7). When the operation speed of the VTC 113 is low, the dynamic friction coefficient between the VTC 113 and the state quantity estimation means is set to a close value as described above, so that the phase estimation accuracy can be increased immediately after the operation of the VTC 113 is started. Further, if only the deviation correction of the equations (8) to (9) is performed, a long time is required until the dynamic friction coefficient of the state quantity estimating means reaches the actual dynamic friction coefficient. The fact that much time is spent correcting the dynamic friction coefficient causes a situation in which the time for executing the phase estimation becomes long in the state where the dynamic model of the state quantity estimation means is away from the actual dynamic characteristics of the VTC 113. Therefore, the phase estimation accuracy greatly deteriorates until the dynamic friction coefficient of the state quantity estimation means reaches the actual dynamic friction coefficient. Therefore, as shown in the equation (7), when the dynamic friction coefficient of the state quantity estimating means is greatly decreased in accordance with the decrease of the dynamic friction coefficient, the time delay in correction can be reduced. In this way, by correcting the dynamic friction coefficient based on the operating speed of the VTC 113, the estimation accuracy can be increased and the control accuracy can be improved.

また、本実施形態に係る可変動弁機構の制御装置は、機構特性が動作条件に依存して変動する可変動弁機構を、検出周期が長い状態量検出手段と組み合わせても、精度の良い位相制御を実現できる。これにより、可変動弁機構の機構特性変動の許容範囲を広げることができ、可変動弁機構の機構特性に影響が大きい部分の部品形状の自由度や公差を広げることができると共に、可変動弁機構の位相の制御性を向上できる。これにより、アクチュェータの破損を招く恐れがある位相のオーバーシュートを回避できる。位相のオーバーシュートを回避することで、可変動弁機構の強度をオーバーシュートによる破損に耐えるように設計する必要がなく、可変動弁機構の小型化や軽量化が実現できる。   In addition, the control device for the variable valve mechanism according to the present embodiment provides a highly accurate phase even if a variable valve mechanism whose mechanism characteristics vary depending on operating conditions is combined with a state quantity detection unit having a long detection cycle. Control can be realized. As a result, the allowable range of fluctuations in the mechanism characteristics of the variable valve mechanism can be expanded, and the degree of freedom and tolerances of the part shapes that have a large influence on the mechanism characteristics of the variable valve mechanism can be increased. The controllability of the mechanism phase can be improved. This avoids a phase overshoot that can cause actuator damage. By avoiding the phase overshoot, it is not necessary to design the strength of the variable valve mechanism to withstand damage due to overshoot, and the variable valve mechanism can be reduced in size and weight.

本発明のように構成した制御装置を用いて構成した可変動弁システムを車輌に搭載することで、機構特性が変動するような可変動弁機構であっても吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングやリフト量を精度良く制御でき、燃焼室の吸気量及び排気量を精度良く制御できる。従って、運転条件に合わせた最適な吸気量及び排気量に正確に制御でき、排気中の有害物質濃度の減少や燃費向上を実現できる。また可変動弁機構の位相挙動に起因する吸気量及び排気量のオーバーシュートを回避することで、吸気量及び排気量の変動による、運転者の予期せぬエンジン出力の変動を回避することができる。   By mounting a variable valve system configured using a control apparatus configured as in the present invention on a vehicle, even with a variable valve mechanism whose mechanism characteristics fluctuate, the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve The lift amount can be controlled with high accuracy, and the intake air amount and exhaust amount of the combustion chamber can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to accurately control the intake air amount and the exhaust amount that are optimal for the operating conditions, and it is possible to reduce the concentration of harmful substances in the exhaust gas and improve the fuel consumption. Further, by avoiding overshooting of the intake air amount and the exhaust air amount due to the phase behavior of the variable valve mechanism, it is possible to avoid an unexpected change in the engine output of the driver due to a change in the intake air amount and the exhaust air amount. .

なお、上記実施形態では、係数補正手段による係数補正を、VTC113の動作速度に基づいて行うようにしている。しかし、動摩擦係数に影響を与える動作条件には、エンジン回転数Neや潤滑油の温度・粘度などがあることが分かっている。そこで、(7)式を拡張して、エンジン回転数や潤滑油の温度・粘度を反映する量(例えば水温センサ出力Tw)でDmの切換えを行ったり、切換える値を設定したりしても良い。   In the above embodiment, the coefficient correction by the coefficient correction unit is performed based on the operating speed of the VTC 113. However, it has been found that the operating conditions affecting the dynamic friction coefficient include the engine speed Ne and the temperature and viscosity of the lubricating oil. Therefore, the equation (7) may be expanded to switch Dm or set a value to be switched with an amount (for example, the water temperature sensor output Tw) reflecting the engine speed and the temperature and viscosity of the lubricating oil. .

実施形態に係る内燃機関の制御系統図である。1 is a control system diagram of an internal combustion engine according to an embodiment. 回転位相の計算方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of a rotation phase. 実施形態に係る可変動弁機構の断面図である。It is sectional drawing of the variable valve mechanism which concerns on embodiment. 図3のA−A断面図(最遅角状態)である。It is AA sectional drawing (most retarded angle state) of FIG. 図3のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 実施形態に係る制御装置の制御ブロックである。It is a control block of the control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置で実行される制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure performed with the control apparatus which concerns on embodiment. 制御器601のブロック線図である。3 is a block diagram of a controller 601. FIG. 実施形態に係る可変動弁機構の動摩擦係数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the dynamic friction coefficient of the variable valve mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係る状態量推定手段の構成図である。It is a block diagram of the state quantity estimation means which concerns on embodiment. 実施形態に係る状態量推定手段のブロック線図である。It is a block diagram of the state quantity estimation means which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置で実行される力学モデルの係数補正の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coefficient correction | amendment procedure of the dynamic model performed with the control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置を用いて制御した可変動弁機構の挙動を示すグラフ図である。It is a graph which shows the behavior of the variable valve mechanism controlled using the control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置を用いて制御した場合と、推定誤差に基づく力学モデルの係数補正のみの制御装置を用いて制御した場合の可変動弁機構の挙動の比較を示すグラフ図である。It is a graph which shows the comparison of the behavior of a variable valve mechanism when it controls using the control apparatus only with the coefficient correction | amendment of the dynamics model based on an estimation error, when it controls using the control apparatus which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

101 内燃機関
105 吸気バルブ
107 排気バルブ
113 可変バルブタイミング機構(VTC)
114 エンジンコントロールユニット(ECU)
117 クランク角センサ
120 クランクシャフト
132 カムセンサ
134 吸気側カムシャフト
302 タイミングスプロケット
304 組付角操作機構
305 操作力付与手段
600 目標位相設定手段
601 制御器
602 状態量検出手段
603 状態量推定手段
1001 VTCモデル
1002 推定誤差補償部
1003 係数補正手段
1004 速度取得手段
101 Internal combustion engine 105 Intake valve 107 Exhaust valve 113 Variable valve timing mechanism (VTC)
114 Engine control unit (ECU)
117 Crank angle sensor 120 Crankshaft 132 Cam sensor 134 Intake side camshaft 302 Timing sprocket 304 Assembly angle operating mechanism 305 Operating force applying means 600 Target phase setting means 601 Controller 602 State quantity detecting means 603 State quantity estimating means 1001 VTC model 1002 Estimated error compensation unit 1003 Coefficient correction unit 1004 Speed acquisition unit

Claims (9)

可変動弁機構の力学モデルを用いて可変動弁機構の状態量を推定し、推定された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、
前記力学モデルのモデル係数を状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えたことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
A state quantity estimating means for estimating a state quantity of the variable valve mechanism using a dynamic model of the variable valve mechanism, and outputting a signal corresponding to the estimated state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity estimated value;
Coefficient correction means for correcting the model coefficient of the dynamic model based on the state quantity detection value output from the state quantity detection means and the state quantity estimation value output from the state quantity estimation means. Control device for variable valve mechanism.
請求項1に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記状態量推定手段は、前記係数補正手段により補正された前記力学モデルのモデル係数により前記状態量検出手段の検出周期間を補完する状態量を推定し、前記可変動弁機構の制御に用いることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
The control apparatus for a variable valve mechanism according to claim 1,
The state quantity estimation means estimates a state quantity that complements the detection period of the state quantity detection means based on the model coefficient of the dynamic model corrected by the coefficient correction means, and is used for control of the variable valve mechanism. A control device for a variable valve mechanism.
請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記可変動弁機構は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることによって吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構であり、
前記状態量検出手段は、前記クランクシャフトの基準回転位置を検出してから前記カムシャフトの基準回転位置を検出するまでの前記クランクシャフトの回転角から回転位相を検出するものであり、
前記状態量推定手段は、前記カムシャフトの回転周期が低下し、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の検出周期が可変動弁機構の制御周期より長くなった場合に、制御周期ごとに推定した状態量推定値を用いて状態量を補完し、前記可変動弁機構を制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
In the control apparatus for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 and 2,
The variable valve mechanism is a variable valve timing mechanism that controls the opening and closing timing of the intake valve and the exhaust valve by changing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft.
The state quantity detection means detects a rotation phase from a rotation angle of the crankshaft from detection of a reference rotation position of the crankshaft to detection of a reference rotation position of the camshaft.
The state quantity estimating means estimates for each control period when the rotation period of the camshaft decreases and the detection period of the rotation phase of the camshaft relative to the crankshaft becomes longer than the control period of the variable valve mechanism. A control device for a variable valve mechanism, wherein a state variable is supplemented using an estimated value of the state variable to control the variable valve mechanism.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置の状態量推定手段において、
前記係数補正手段により補正する前記力学モデルのモデル係数を、前記可変動弁機構の摺動部における動摩擦係数としたことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
In the state quantity estimation means of the control device for the variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 3,
A control apparatus for a variable valve mechanism, wherein the model coefficient of the dynamic model corrected by the coefficient correction means is a dynamic friction coefficient in a sliding portion of the variable valve mechanism.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記係数補正手段は、前記可変動弁機構の状態量検出値又は状態量推定値から計算した前記可変動弁機構の動作速度に基づいて前記力学モデルのモデル係数を補正することを特徴とする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,
The coefficient correction means corrects the model coefficient of the dynamic model based on an operating speed of the variable valve mechanism calculated from a state quantity detection value or a state quantity estimation value of the variable valve mechanism. Control device for variable valve mechanism.
請求項5に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記係数補正手段は、前記可変動弁機構の動作速度に応じて、動摩擦係数を大きな値と小さな値の2つの値を切換えてモデル係数を補正することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
In the control apparatus of the variable valve mechanism according to claim 5,
The coefficient correction means corrects the model coefficient by switching between a large value and a small value of the dynamic friction coefficient according to the operating speed of the variable valve mechanism, and corrects the model coefficient. .
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記係数補正手段は、前記状態量検出手段により前記可変動弁機構の状態量が新たに検出されたときには、前記状態量検出値と前記状態量推定値との偏差に基づいて前記力学モデルのモデル係数を補正し、検出されないときには過去の前記力学モデルのモデル係数を維持することを特徴とする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 6,
When the state quantity detection unit newly detects a state quantity of the variable valve mechanism, the coefficient correction unit is configured to model the dynamic model based on a deviation between the state quantity detection value and the state quantity estimation value. A control apparatus for a variable valve mechanism, wherein the coefficient is corrected and the model coefficient of the past dynamic model is maintained when the coefficient is not detected.
可変動弁機構の状態量を検出し、検出された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量検出値として出力する状態量検出手段と、可変動弁機構の力学モデルを用いて可変動弁機構の状態量を推定し、推定された可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を前記状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えた制御装置により動作が制御されることを特徴とする可変動弁機構。   It is possible to detect the state quantity of the variable valve mechanism by using a state quantity detection means that outputs a signal corresponding to the detected state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity detection value and a dynamic model of the variable valve mechanism. State quantity estimation means for estimating a state quantity of the variable valve mechanism and outputting a signal corresponding to the estimated state quantity of the variable valve mechanism as a state quantity estimation value; and a model coefficient of the dynamic model as the state quantity detection means The operation is controlled by a control device including a state quantity detection value output from the state quantity and a coefficient correction means for correcting based on the state quantity estimation value output from the state quantity estimation means. mechanism. 吸気バルブ及び排気バルブと、これら各バルブの開閉タイミング及びリフト量のいずれかを調整する可変動弁機構と、前記可変動弁機構の状態量を検出し、検出された前記可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量検出値として出力する状態量検出手段と、前記可変動弁機構の力学モデルを用いて前記可変動弁機構の状態量を推定し、推定された前記可変動弁機構の状態量に応じた信号を状態量推定値として出力する状態量推定手段と、前記力学モデルのモデル係数を前記状態量検出手段から出力される状態量検出値及び前記状態量推定手段から出力される状態量推定値に基づいて補正する係数補正手段とを備えた可変動弁機構の制御装置とを備えたことを特徴とする内燃機関。   An intake valve and an exhaust valve; a variable valve mechanism for adjusting any of the opening / closing timing and lift amount of each of these valves; and a state quantity of the variable valve mechanism detected by detecting a state quantity of the variable valve mechanism A state quantity detection means for outputting a signal corresponding to the quantity as a state quantity detection value; and a state quantity of the variable valve mechanism is estimated using a dynamic model of the variable valve mechanism, and the estimated variable valve mechanism A state quantity estimating means for outputting a signal corresponding to the state quantity as a state quantity estimated value, and a model coefficient of the dynamic model is outputted from the state quantity detecting means and the state quantity estimating means. An internal combustion engine comprising: a variable valve mechanism control device including coefficient correction means for correcting based on the estimated state quantity.
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