JP2009167902A - Valve system of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of further correctly obtaining a cylinder determining signal in a valve system of an internal combustion engine in which a cam rotated or oscillated by a driving source independent of the internal combustion engine opens and closes a valve. <P>SOLUTION: The valve system includes: a sensor for outputting a signal if the cam is at a prescribed angle; a selection means for selecting a rotation behavior of the cam based on an operating state of the internal combustion engine; and a switching means for switching a method of processing a signal from the sensor based on results of selection by the selection means in detecting a rotational position of the cam (S101). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムに関する。   The present invention relates to a valve operating system for an internal combustion engine in which a valve that is rotated or rocked by a drive source independent of the internal combustion engine opens and closes the valve.

内燃機関のカムを電動機(モータ)により回転又は揺動させる動弁システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。このシステムでは、カムとクランクシャフトが物理的に連結されないため、始動時等にカムの回転位置(位相)を検出する必要がある。   2. Description of the Related Art A valve operating system that rotates or swings a cam of an internal combustion engine with an electric motor (motor) is known (for example, see Patent Document 1). In this system, since the cam and the crankshaft are not physically connected, it is necessary to detect the rotational position (phase) of the cam at the time of starting or the like.

これに対し、内燃機関の運転停止時にカムの停止位置を不揮発性メモリに記憶させる技術が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
WO2005/119019号公報 特開2004−183612号公報
On the other hand, a technique has been proposed in which the stop position of the cam is stored in a nonvolatile memory when the operation of the internal combustion engine is stopped (see, for example, Patent Document 2).
WO2005 / 1119019 JP 2004-183612 A

ところで、カム軸に取り付けた突起がセンサを通過することにより回転位置(位相)を検出する場合には、揺動動作を行なう場合と、一定速度で一方向へ回転動作を行なう場合と、では、センサの検出状況が異なる(なお、このようなセンサからの出力信号を以下、「気筒判別信号」ともいう。)。つまり、カム軸の回転動作時にはカム軸が1回転すると、突起がセンサを1回通過する。しかし、揺動動作時には、突起がセンサを何回も通過したり、または全く通過しなかったりすることがある。これにより、カムの回転位置の検出が困難となると、火花点火又は燃料噴射の時期を誤るおそれがある。   By the way, when the rotation position (phase) is detected by the projection attached to the camshaft passing the sensor, in the case of performing the swinging operation and the case of performing the rotation operation in one direction at a constant speed, The detection status of the sensors is different (an output signal from such a sensor is hereinafter also referred to as a “cylinder discrimination signal”). That is, when the cam shaft rotates once during the rotation of the cam shaft, the protrusion passes through the sensor once. However, during the swinging motion, the protrusion may pass through the sensor many times or not at all. As a result, if it becomes difficult to detect the rotational position of the cam, the timing of spark ignition or fuel injection may be wrong.

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、気筒判別信号をより正確に得ることができる技術の提供にある。   The present invention has been made in view of the various circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a valve operating system for an internal combustion engine in which a cam rotated or swung by a drive source independent of the internal combustion engine opens and closes the valve. Is providing a technique capable of obtaining a cylinder discrimination signal more accurately.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の動弁システムは、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の動弁システムは、
内燃機関とは独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
前記カムが所定角度となるときに信号を出力するセンサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記カムの回転動作態様を選択する選択手段と、
前記カムの回転位置を検出するときに、前記選択手段による選択結果に基づいて前記センサからの信号の処理方法を切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a valve operating system for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, the valve operating system for an internal combustion engine according to the present invention is:
In a valve operating system for an internal combustion engine in which a valve rotated or swung by a drive source independent of the internal combustion engine opens and closes the valve,
A sensor that outputs a signal when the cam is at a predetermined angle;
Selection means for selecting a rotational operation mode of the cam based on an operating state of the internal combustion engine;
Switching means for switching a processing method of a signal from the sensor based on a selection result by the selection means when detecting the rotational position of the cam;
It is characterized by providing.

内燃機関とは独立した駆動源によりカムが回転又は揺動される動弁システムにおいては、カムの回転方向や回転速度を変更することができる。つまり、カムの回転方向を一方と他方とに交互に変更することで、カムを揺動させることができる。これにより、カムのリフト量を変更することができる。また、クランクシャフトの回転速度に対するカムの回転速度を変更することにより、カムの作用角を変更することができる。そして、カムが一方向へ一定の速度で回転しているときには、センサの出力信号に基づいてカムの回転位置を特定することができる。   In a valve operating system in which a cam is rotated or oscillated by a drive source independent of the internal combustion engine, the rotational direction and rotational speed of the cam can be changed. That is, the cam can be swung by alternately changing the rotation direction of the cam between one and the other. Thereby, the lift amount of the cam can be changed. Further, the cam operating angle can be changed by changing the cam rotation speed relative to the crankshaft rotation speed. When the cam is rotating in one direction at a constant speed, the rotational position of the cam can be specified based on the output signal of the sensor.

ところで、カムの回転位置に応じて内燃機関を制御することがある。例えば、センサの出力信号に応じて、火花点火または燃料噴射を行なうことがある。つまり、カムの回転位置に応じてどの気筒で点火するのか、またはどの気筒に燃料噴射を行なうのかを決定することがある。   By the way, the internal combustion engine may be controlled according to the rotational position of the cam. For example, spark ignition or fuel injection may be performed in accordance with the output signal of the sensor. In other words, depending on the rotational position of the cam, which cylinder is ignited or which cylinder is subjected to fuel injection may be determined.

しかし、カムが揺動しているときには、センサからの出力がなかったり、複数回出力されたりする。また、カムの回転速度が変更されたときには、センサからの出力時期と、クランク角度との関係が変わる虞がある。これらにより、内燃機関の制御が困難となる虞もある。   However, when the cam is swinging, there is no output from the sensor or it is output a plurality of times. Further, when the rotational speed of the cam is changed, the relationship between the output timing from the sensor and the crank angle may change. As a result, it may be difficult to control the internal combustion engine.

これに対し本発明では、カムの回転動作態様に基づいてセンサ出力の扱いを変える。ここで、カムの回転動作態様には、例えばカムを一方向へ一定速度で回転させている場合、カムが揺動動作を行なっている場合、又はカムの回転速度を可変としている場合(以下、回転速度を可変としてカムが動作することを可変速度動作ともいう。)を挙げることができる。選択手段は、このようなカムの回転動作態様の中から、内燃機関の運転状態に基づいて何れか1つを選択する。   On the other hand, in the present invention, the handling of the sensor output is changed based on the rotational operation mode of the cam. Here, the rotational operation mode of the cam includes, for example, a case where the cam is rotated in one direction at a constant speed, a case where the cam is swinging, or a case where the rotational speed of the cam is variable (hereinafter, The operation of the cam with the rotation speed being variable is also referred to as variable speed operation.). The selection means selects one of the rotational operation modes of the cam based on the operating state of the internal combustion engine.

そして、カムの回転動作態様に応じてセンサからの信号処理方法を切り替えることにより、そのときのカムの回転動作態様に応じた処理を施すことができる。これにより、センサからの出力時期と、クランク角度との関係が変わった場合であっても、適切にカムの回転角度を得ることができる。   Then, by switching the signal processing method from the sensor in accordance with the cam rotation operation mode, processing according to the cam rotation operation mode at that time can be performed. Thereby, even if the relationship between the output timing from the sensor and the crank angle changes, the cam rotation angle can be appropriately obtained.

そして、本発明においては、前記カムが一方向へ一定の速度で回転しているとき以外では、前記カムが一方向へ一定の速度で回転していたとすれば前記カムが所定角度となる時期に前記センサから信号が出力されるとすることができる。   In the present invention, except when the cam is rotating at a constant speed in one direction, if the cam is rotating at a constant speed in one direction, the cam is at a predetermined angle. A signal may be output from the sensor.

つまり、カムが一方向へ一定の速度で回転しているときには、センサの出力信号をそのまま用いてもカムの回転位置を得ることができる。一方、カムが揺動しているときや回転速度が変化しているときには、カムが一定の速度で回転しているとするならばセンサから信号が出力されるタイミングで該センサから出力があったものとしている。この場合、擬似的にセンサからの信号を生成してもよい。つまり、カムの揺動動作時や可変速度動作時には、仮に揺動動作や速度変更をしていなかったとすればカムが所定角度となるであろう時期にセンサから出力があったものとする。   That is, when the cam is rotating in one direction at a constant speed, the rotational position of the cam can be obtained even if the output signal of the sensor is used as it is. On the other hand, when the cam is oscillating or when the rotation speed is changing, if the cam is rotating at a constant speed, there is an output from the sensor at the timing when the signal is output from the sensor. It is supposed to be. In this case, a signal from the sensor may be generated in a pseudo manner. In other words, during the cam swinging operation or variable speed operation, if the swinging operation or speed change is not performed, it is assumed that the output is from the sensor at a time when the cam is at a predetermined angle.

このようにして、センサ出力に基づいてカムの回転位置を得ることができない場合であっても、気筒判別信号を得ることができる。なお、カムが一方向へ一定の速度で回転している場合であっても、センサから出力される信号をそのまま用いずに、他の処理を施してから用いても良い。   In this way, the cylinder discrimination signal can be obtained even when the rotational position of the cam cannot be obtained based on the sensor output. Even when the cam is rotating in one direction at a constant speed, the signal output from the sensor may be used as it is without being used as it is.

本発明によれば、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動される内燃機関の動弁システムにおいて、気筒判別信号をより正確に得ることができる。   According to the present invention, a cylinder discrimination signal can be obtained more accurately in a valve operating system of an internal combustion engine that is rotated or oscillated by a drive source independent of the internal combustion engine.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
<実施例1>
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Example 1>

先ず、本発明の第1の実施例について説明する。図1は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。   First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a valve operating system for an internal combustion engine according to the present invention.

図1に示す内燃機関1は、4ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関1は、4つの気筒2を備えている。気筒2内には、ピストン3が摺動自在に内装されている。ピストン3は、コネクティングロッド4を介してクランクシャフト5と連結されている。   The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a 4-stroke cycle spark ignition internal combustion engine (gasoline engine). The internal combustion engine 1 includes four cylinders 2. A piston 3 is slidably mounted in the cylinder 2. The piston 3 is connected to the crankshaft 5 via a connecting rod 4.

気筒2の内部は、吸気ポート6及び排気ポート7と連通している。気筒2内における吸気ポート6の開口端は、吸気バルブ8により開閉される。気筒2内における排気ポート7の開口端は、排気バルブ9により開閉される。吸気バルブ8と排気バルブ9は、吸気側駆動機構10と排気側駆動機構11とにより各々開閉駆動される。   The inside of the cylinder 2 communicates with the intake port 6 and the exhaust port 7. The opening end of the intake port 6 in the cylinder 2 is opened and closed by an intake valve 8. An open end of the exhaust port 7 in the cylinder 2 is opened and closed by an exhaust valve 9. The intake valve 8 and the exhaust valve 9 are respectively opened and closed by an intake side drive mechanism 10 and an exhaust side drive mechanism 11.

前記吸気ポート6は、吸気通路60と連通している。前記吸気通路60には、燃料噴射弁12が取り付けられている。前記排気ポート7は、排気通路70と連通している。前記排気通路70は、図示しない排気浄化装置や消音器と接続されている。   The intake port 6 communicates with the intake passage 60. A fuel injection valve 12 is attached to the intake passage 60. The exhaust port 7 communicates with the exhaust passage 70. The exhaust passage 70 is connected to an exhaust purification device and a silencer (not shown).

前記吸気通路60へ取り込まれた吸気は、吸気ポート6へ導かれる。吸気ポート6へ導かれた吸気は、吸気バルブ8の開弁時に気筒2内へ吸入される。その際、燃料噴射弁12から吸気ポート6へ噴射された燃料も吸気とともに気筒2内へ吸入される。   The intake air taken into the intake passage 60 is guided to the intake port 6. The intake air guided to the intake port 6 is sucked into the cylinder 2 when the intake valve 8 is opened. At that time, the fuel injected from the fuel injection valve 12 to the intake port 6 is also taken into the cylinder 2 together with the intake air.

気筒2内に導かれた燃料及び吸気(混合気)は、点火プラグ13が発生する火花により燃焼される。気筒2内で燃焼されたガス(既燃ガス)は、排気バルブ9の開弁時に排気ポート7へ排出される。排気ポート7へ排出された既燃ガスは、排気通路70を介して大気中へ排出される。   The fuel and intake air (air mixture) introduced into the cylinder 2 are burned by the spark generated by the spark plug 13. Gas burned in the cylinder 2 (burned gas) is discharged to the exhaust port 7 when the exhaust valve 9 is opened. The burned gas discharged to the exhaust port 7 is discharged to the atmosphere through the exhaust passage 70.

このように構成された内燃機関1には、ECU14及びカムコントローラ141が併設されている。ECU14及びカムコントローラ141は夫々、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU14には、クランクポジションセンサ15、水温センサ16等の各種センサと電気的に接続されている。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 14 and a cam controller 141. The ECU 14 and the cam controller 141 are electronic control units each composed of a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ECU 14 is electrically connected to various sensors such as a crank position sensor 15 and a water temperature sensor 16.

ECU14は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁12、点火プラグ13を電気的に制御する。またカムコントローラ141は、各種センサの測定値に基づいて吸気側駆動機構10、及び排気側駆動機構11を電気的に制御する。なお、本実施例ではECU14とカムコントローラ141とが別体となっているが、一体となっていても良い。   The ECU 14 electrically controls the fuel injection valve 12 and the spark plug 13 based on the measurement values of the various sensors described above. The cam controller 141 electrically controls the intake side drive mechanism 10 and the exhaust side drive mechanism 11 based on the measured values of various sensors. In this embodiment, the ECU 14 and the cam controller 141 are separate, but may be integrated.

ここで、図2、図3に基づいて吸気側駆動機構10及び排気側駆動機構11の構成を説明する。図2は吸気側駆動機構10の構成を示す図である。図2中の#1〜♯4は、内燃機関1の1番気筒から4番気筒を各々示している。1番気筒(#1)から4番気筒(#4)の燃焼順序は、1番気筒(#1)→3番気筒(#3)→4番気筒(#4)→2番気筒(#2)である。   Here, the configuration of the intake side drive mechanism 10 and the exhaust side drive mechanism 11 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the intake side drive mechanism 10. In FIG. 2, # 1 to # 4 indicate the first to fourth cylinders of the internal combustion engine 1, respectively. The order of combustion from the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) is as follows: first cylinder (# 1) → third cylinder (# 3) → fourth cylinder (# 4) → second cylinder (# 2) ).

1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の各々には、2つの吸気バルブ8が設けられている。吸気バルブ8のステム基端には、バルブリフタ80が取り付けられている。吸気バルブ8は吸気側バルブスプリング88によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ80が第1吸気カム81又は第2吸気カム82に押し付けられている。   Two intake valves 8 are provided in each of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4). A valve lifter 80 is attached to the stem base end of the intake valve 8. The intake valve 8 is urged in the valve closing direction by an intake side valve spring 88, and the valve lifter 80 is pressed against the first intake cam 81 or the second intake cam 82 by the urging force.

第1吸気カム81は、1番気筒(#1)及び4番気筒(#4)の吸気バルブ8を開閉駆動させるカムであり、第1吸気カムシャフト83に固定されている。第2吸気カム82は、2番気筒(#2)及び3番気筒(#3)の吸気バルブ8を開閉駆動するカムであり、第2吸気カムシャフト84に固定されている。すなわち、本実施例では、燃焼時期が360°CA異なる2つの気筒が1本の吸気カムシャフトを共用するように構成されている。   The first intake cam 81 is a cam that opens and closes the intake valves 8 of the first cylinder (# 1) and the fourth cylinder (# 4), and is fixed to the first intake camshaft 83. The second intake cam 82 is a cam that opens and closes the intake valves 8 of the second cylinder (# 2) and the third cylinder (# 3), and is fixed to the second intake camshaft 84. That is, in this embodiment, two cylinders having different combustion timings of 360 ° CA are configured to share one intake camshaft.

第1吸気カムシャフト83と第2吸気カムシャフト84は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関1に支持されている。   The first intake camshaft 83 and the second intake camshaft 84 are arranged coaxially and are supported by the internal combustion engine 1 so as to be rotatable or swingable in the circumferential direction independently of each other.

第1吸気カムシャフト83の一端には、第1被動ギア85が固定されている。第1被動ギア85は、第1モータ18の出力軸に固定された第1駆動ギア19と噛合している。以下では、第1被動ギア85及び第1駆動ギア19を第1ギア機構と総称する。第1ギア機構の減速比は、第1吸気カムシャフト83の1回転当たりに第1モータ18が2回転するように設定されている。   A first driven gear 85 is fixed to one end of the first intake camshaft 83. The first driven gear 85 meshes with the first drive gear 19 fixed to the output shaft of the first motor 18. Hereinafter, the first driven gear 85 and the first drive gear 19 are collectively referred to as a first gear mechanism. The reduction ratio of the first gear mechanism is set so that the first motor 18 makes two rotations per one rotation of the first intake camshaft 83.

この場合、第1モータ18の回転トルクは、第1ギア機構を介して第1吸気カムシャフト83へ伝達される。よって、第1モータ18は、第1ギア機構を介して第1吸気カムシャフト83を周方向へ回転或いは揺動させることができる。   In this case, the rotational torque of the first motor 18 is transmitted to the first intake camshaft 83 via the first gear mechanism. Therefore, the first motor 18 can rotate or swing the first intake camshaft 83 in the circumferential direction via the first gear mechanism.

第2吸気カムシャフト84の外周面の一部には、第2被動ギア86が同軸に固定されている。第2被動ギア86は、中間ギア87と噛合している。中間ギア87は、第2モータ21の出力軸に固定された第2駆動ギア22と噛合している。以下では、第2被動ギア86、中間ギア87、及び第2駆動ギア22を第2ギア機構と総称する。第2ギア機構による減速比は、前述した第1ギア機構と同等であるものとする。   A second driven gear 86 is coaxially fixed to a part of the outer peripheral surface of the second intake camshaft 84. The second driven gear 86 meshes with the intermediate gear 87. The intermediate gear 87 meshes with the second drive gear 22 fixed to the output shaft of the second motor 21. Hereinafter, the second driven gear 86, the intermediate gear 87, and the second drive gear 22 are collectively referred to as a second gear mechanism. The reduction ratio by the second gear mechanism is equivalent to that of the first gear mechanism described above.

この場合、第2モータ21の回転トルクは、第2ギア機構を介して第2吸気カムシャフト84へ伝達される。よって、第2モータ21は、第2ギア機構を介して第2吸気カムシャフト84を周方向へ回転或いは揺動させることができる。   In this case, the rotational torque of the second motor 21 is transmitted to the second intake camshaft 84 via the second gear mechanism. Therefore, the second motor 21 can rotate or swing the second intake camshaft 84 in the circumferential direction via the second gear mechanism.

尚、第1モータ18は、出力軸の回転位置を検出する第1レゾルバ20を備えており、第1レゾルバ20の検出信号がカムコントローラ141へ入力されるようになっている。第2モータ21は、出力軸の回転位置を検出する第2レゾルバ23を備えており、第2レゾルバ23の検出信号がカムコントローラ141へ入力されるようになっている。   The first motor 18 includes a first resolver 20 that detects the rotational position of the output shaft, and a detection signal of the first resolver 20 is input to the cam controller 141. The second motor 21 includes a second resolver 23 that detects the rotational position of the output shaft, and a detection signal of the second resolver 23 is input to the cam controller 141.

また、第1吸気カムシャフト83には、第1カムポジションセンサ30が取り付けられている。第2吸気カムシャフト84には、第2カムポジションセンサ31が取り付けられている。   A first cam position sensor 30 is attached to the first intake camshaft 83. A second cam position sensor 31 is attached to the second intake camshaft 84.

第1吸気カムシャフト83には、第1被検出部33が設置されている。この第1被検出部33は、第1吸気カムシャフト83に連動して回転又は揺動する。また、第1カムポジションセンサ30の検出部(所定位置)は、第1吸気カムシャフト83には連動しておらず位置が固定されている。そして、第1被検出部33が第1カムポジションセンサ30の検出部(所定位置)を通過したときに、該第1カムポジションセンサ30から信号が出力される。   A first detected portion 33 is installed on the first intake camshaft 83. The first detected portion 33 rotates or swings in conjunction with the first intake camshaft 83. Further, the detection portion (predetermined position) of the first cam position sensor 30 is not linked to the first intake camshaft 83 and is fixed in position. A signal is output from the first cam position sensor 30 when the first detected portion 33 passes the detection portion (predetermined position) of the first cam position sensor 30.

一方、第2吸気カムシャフト84には、第2被検出部34が設置されている。この第2被検出部34は、第2吸気カムシャフト84に連動して回転又は揺動する。また、第2カムポジションセンサ31の検出部(所定位置)は、第2吸気カムシャフト84には連動しておらず、位置が固定されている。そして、第2被検出部34が第2カムポジションセンサ31の検出部(所定位置)を通過したときに、該第2カムポジションセンサ31から信号が出力される。そして、第1カムポジションセンサ30及び第2カムポジションセンサ31の検出信号は、カムコントローラ141へ入力されるようになっている。   On the other hand, the second detected portion 34 is installed on the second intake camshaft 84. The second detected portion 34 rotates or swings in conjunction with the second intake camshaft 84. Further, the detection part (predetermined position) of the second cam position sensor 31 is not interlocked with the second intake camshaft 84 and is fixed in position. When the second detected portion 34 passes the detection portion (predetermined position) of the second cam position sensor 31, a signal is output from the second cam position sensor 31. The detection signals of the first cam position sensor 30 and the second cam position sensor 31 are input to the cam controller 141.

なお、第1カムポジションセンサ30と、第1被検出部33と、の取り付け位置は逆になっていても良い。つまり、第1カムポジションセンサ30が第1吸気カムシャフト83
に連動して回転又は揺動し、第1被検出部33の位置が固定されていても良い。同様に、第2カムポジションセンサ31と、第2被検出部34と、の取り付け位置は逆になっていても良い。
Note that the attachment positions of the first cam position sensor 30 and the first detected portion 33 may be reversed. That is, the first cam position sensor 30 is connected to the first intake camshaft 83.
The position of the first detected part 33 may be fixed by rotating or swinging in conjunction with Similarly, the attachment positions of the second cam position sensor 31 and the second detected portion 34 may be reversed.

次に、排気側駆動機構11の構成について図3に基づいて説明する。図3において、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の各々には、2つの排気バルブ9が設けられている。排気バルブ9のステム基端には、バルブリフタ90が取り付けられている。排気バルブ9は、排気側バルブスプリング94によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ90が排気カム91に押し付けられている。   Next, the structure of the exhaust side drive mechanism 11 is demonstrated based on FIG. In FIG. 3, two exhaust valves 9 are provided in each of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4). A valve lifter 90 is attached to the stem base end of the exhaust valve 9. The exhaust valve 9 is urged in the valve closing direction by an exhaust side valve spring 94, and the valve lifter 90 is pressed against the exhaust cam 91 by the urging force.

全気筒の排気カム91は、1本の排気カムシャフト92に固定されている。排気カムシャフト92の一端には、第3被動ギア93が固定されている。第3被動ギア93は、第3モータ24の出力軸に取り付けられた第3駆動ギア25と噛合している。以下では、第3被動ギア93及び第3駆動ギア25を第3ギア機構と総称する。第3ギア機構の減速比は、前述した第1ギア機構、第2ギア機構と同等であるものとする。   The exhaust cams 91 of all cylinders are fixed to one exhaust cam shaft 92. A third driven gear 93 is fixed to one end of the exhaust camshaft 92. The third driven gear 93 meshes with the third drive gear 25 attached to the output shaft of the third motor 24. Hereinafter, the third driven gear 93 and the third drive gear 25 are collectively referred to as a third gear mechanism. The reduction ratio of the third gear mechanism is equivalent to that of the first gear mechanism and the second gear mechanism described above.

この場合、第3モータ24の回転トルクは、第3駆動ギア25及び第3被動ギア93を介して排気カムシャフト92に伝達される。よって、第3モータ24は、第3ギア機構を介して排気カムシャフト92を周方向へ回転或いは揺動させることができる。   In this case, the rotational torque of the third motor 24 is transmitted to the exhaust camshaft 92 via the third drive gear 25 and the third driven gear 93. Therefore, the third motor 24 can rotate or swing the exhaust camshaft 92 in the circumferential direction via the third gear mechanism.

また、第3モータ24は、出力軸の回転位置を検出する第3レゾルバ26を備えており、第3レゾルバ26の検出信号がカムコントローラ141へ入力されるようになっている。排気カムシャフト92には、第3カムポジションセンサ32が取り付けられている。   The third motor 24 includes a third resolver 26 that detects the rotational position of the output shaft, and a detection signal from the third resolver 26 is input to the cam controller 141. A third cam position sensor 32 is attached to the exhaust camshaft 92.

さらに、排気カムシャフト92には、第3被検出部35が設置されている。この第3被検出部35は、排気カムシャフト92に連動して回転又は揺動する。また、第3カムポジションセンサ32の検出部(所定位置)は、排気カムシャフト92には連動しておらず、位置が固定されている。そして、第3被検出部35が第3カムポジションセンサ32の検出部(所定位置)を通過したときに、該第3カムポジションセンサ32から信号が出力される。そして、第3カムポジションセンサ32の検出信号は、カムコントローラ141へ入力されるようになっている。なお、第3カムポジションセンサ32と、第3被検出部35と、の取り付け位置は逆になっていても良い。   Further, the exhausted camshaft 92 is provided with a third detected portion 35. The third detected portion 35 rotates or swings in conjunction with the exhaust camshaft 92. The detection part (predetermined position) of the third cam position sensor 32 is not linked to the exhaust camshaft 92 and is fixed in position. A signal is output from the third cam position sensor 32 when the third detected portion 35 passes the detection portion (predetermined position) of the third cam position sensor 32. The detection signal of the third cam position sensor 32 is input to the cam controller 141. Note that the attachment positions of the third cam position sensor 32 and the third detected portion 35 may be reversed.

なお、本実施例においては、第1モータ18、第2モータ21、及び第3モータ24が、本発明における駆動源に相当する。また、本実施例においては第1カムポジションセンサ30、第2カムポジションセンサ31、又は第3カムポジションセンサ32が、本発明におけるセンサに相当する。   In the present embodiment, the first motor 18, the second motor 21, and the third motor 24 correspond to the drive source in the present invention. In the present embodiment, the first cam position sensor 30, the second cam position sensor 31, or the third cam position sensor 32 corresponds to the sensor in the present invention.

このように構成された動弁系では、カムコントローラ141がクランクシャフト5の回転に同期したタイミングで第1モータ18と第2モータ21と第3モータ24を回転動作又は揺動動作させることにより、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の吸気バルブ8及び排気バルブ9がクランクシャフト5の回転に同期したタイミング(すなわち、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の燃焼サイクルに同期したタイミング)で開閉可能となる。ここで、夫々のモータを一方向へ一定の速度で回転させるか、または、揺動動作若しくは可変速動作させるのかは、ECU14またはカムコントローラ141により決定される。この場合、内燃機関1の運転状態(例えば、機関回転数または機関負荷、冷却水温度等)に応じて決定される。つまり、本実施例においてはECU14またはカムコントローラ141が、本発明における選択手段に相当する。   In the valve train configured as described above, the cam controller 141 rotates or swings the first motor 18, the second motor 21, and the third motor 24 at a timing synchronized with the rotation of the crankshaft 5. The timing at which the intake valve 8 and the exhaust valve 9 of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) are synchronized with the rotation of the crankshaft 5 (that is, the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4)). ) At a timing synchronized with the combustion cycle of). Here, it is determined by the ECU 14 or the cam controller 141 whether each motor is rotated in one direction at a constant speed, or the swinging operation or the variable speed operation is performed. In this case, it is determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 (for example, engine speed or engine load, cooling water temperature, etc.). That is, in this embodiment, the ECU 14 or the cam controller 141 corresponds to the selection means in the present invention.

ところで、カムコントローラ141とECU14とは電気配線で接続されており、カム
コントローラ141からECU14へは気筒判別信号が送信され、ECU14からカムコントローラ141へはクランク信号が送信されている。クランク信号とは、クランクポジションセンサ15により得られる信号である。また、気筒判別信号とは、第1カムポジションセンサ30、第2カムポジションセンサ31、及び第3カムポジションセンサ32により得られる信号である。この気筒判別信号に応じてECU14はどの気筒へ燃料噴射を行なうのか、または、どの気筒へ点火するのかを決定する。しかし、カムシャフトの揺動動作時又は可変速度動作時には、カムポジションセンサからの出力信号と、燃焼サイクルと、の関係が変わるため、該カムポジションセンサからの出力信号をそのまま使用して燃料噴射時期及び火花点火時期を制御することが困難となる。
Incidentally, the cam controller 141 and the ECU 14 are connected by electrical wiring, and a cylinder discrimination signal is transmitted from the cam controller 141 to the ECU 14, and a crank signal is transmitted from the ECU 14 to the cam controller 141. The crank signal is a signal obtained by the crank position sensor 15. The cylinder discrimination signal is a signal obtained by the first cam position sensor 30, the second cam position sensor 31, and the third cam position sensor 32. In accordance with the cylinder discrimination signal, the ECU 14 determines which cylinder is to be injected with fuel or which cylinder is to be ignited. However, during camshaft swinging or variable speed operation, the relationship between the output signal from the cam position sensor and the combustion cycle changes, so the output signal from the cam position sensor is used as it is and the fuel injection timing And it becomes difficult to control the spark ignition timing.

そこで、本実施例における内燃機関の動弁システムでは、カムシャフトの揺動動作時及び可変速度動作時において、カムシャフトが一定速度の回転動作をしているとしたならば気筒判別信号が出力される時期に、気筒判別信号を生成しつつ出力するようにした。つまり、カムシャフトの回転動作時と揺動動作時又は可変速度動作時とで、気筒判別信号の出力方法を切り替えることにした。なお、前提として、カムシャフトの回転位置と、該カムシャフトを駆動するモータの回転位置と、の関係は予め求めてあるものとする。   Therefore, in the valve operating system for the internal combustion engine in this embodiment, a cylinder discrimination signal is output if the camshaft is rotating at a constant speed during the camshaft swinging operation and variable speed operation. At this time, a cylinder discrimination signal is generated and output. That is, the output method of the cylinder discrimination signal is switched between the camshaft rotating operation and the swinging operation or the variable speed operation. It is assumed that the relationship between the rotational position of the camshaft and the rotational position of the motor that drives the camshaft has been obtained in advance.

以下、気筒判別信号の出力手順について図4に沿って説明する。図4は、気筒判別信号の処理方法を切り替えるための制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、カムコントローラ141のROMに予め記憶されており、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図4に示すフローでは、第1吸気カムシャフト83について説明するが、第2吸気カムシャフト84及び排気カムシャフト92についても同様に適用できる。   Hereinafter, the procedure for outputting the cylinder discrimination signal will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a control routine for switching the processing method of the cylinder discrimination signal. This control routine is stored in advance in the ROM of the cam controller 141, and is repeatedly executed at predetermined time intervals. In the flow shown in FIG. 4, the first intake camshaft 83 will be described, but the same applies to the second intake camshaft 84 and the exhaust camshaft 92.

図4の制御ルーチンでは、カムコントローラ141は、先ずS101において第1吸気カムシャフト83が一定回転動作中であるか否かを判別する。つまり、一定の速度で正方向へ回転しているか否か判別される。なお、カムシャフトが一定の速度で正方向へ回転していることを以下、「一定回転動作」ともいう。S101において肯定判定がなされた場合には、S104へ進む。一方、否定判定がなされた場合には、S102へ進む。なお、本実施例においてはS101を実行するカムコントローラ141が、本発明における切替手段に相当する。   In the control routine of FIG. 4, the cam controller 141 first determines in S101 whether or not the first intake camshaft 83 is operating at a constant rotational speed. That is, it is determined whether or not the vehicle is rotating in the positive direction at a constant speed. Hereinafter, the fact that the camshaft rotates in the positive direction at a constant speed is also referred to as “constant rotation operation”. If a positive determination is made in S101, the process proceeds to S104. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to S102. In this embodiment, the cam controller 141 that executes S101 corresponds to the switching means in the present invention.

S102では、第1吸気カムシャフト83の一定回転動作時相当の気筒判別信号が生成される。これについては、後述する。そして、S103では、S102で生成された気筒判別信号が、ECU14へ向けて出力される。   In S102, a cylinder discrimination signal corresponding to the constant rotation operation of the first intake camshaft 83 is generated. This will be described later. In S103, the cylinder discrimination signal generated in S102 is output to the ECU 14.

S104では、カムコントローラ141は、第1カムポジションセンサ30により得られる信号を気筒判別信号としてそのままECU14へ出力する。なお、第1カムポジションセンサ30により得られる信号に補正を加える等の処理を行った後の信号を気筒判別信号としても良い。   In S104, the cam controller 141 outputs the signal obtained by the first cam position sensor 30 as it is to the ECU 14 as a cylinder discrimination signal. Note that a signal after performing processing such as correcting the signal obtained by the first cam position sensor 30 may be used as the cylinder discrimination signal.

次に、S102における一定回転動作時相当の気筒判別信号の生成について説明する。   Next, generation of the cylinder discrimination signal corresponding to the constant rotation operation in S102 will be described.

先ず初めに、カムコントローラ141は、クランク信号及び第1吸気カムシャフト83の表裏判定に基づいて、現在のクランク角度を算出する。なお、クランク信号はECU14から得られる値である。また本実施例では、1番気筒(#1)の圧縮上死点時を基準とし、このときのクランク角度を0度としている。つまり、クランク角度が0度のときには、4番気筒(#4)のピストン3は排気上死点に位置する。   First, the cam controller 141 calculates the current crank angle based on the crank signal and the front / back determination of the first intake camshaft 83. The crank signal is a value obtained from the ECU 14. In this embodiment, the compression top dead center of the first cylinder (# 1) is used as a reference, and the crank angle at this time is 0 degree. That is, when the crank angle is 0 degree, the piston 3 of the fourth cylinder (# 4) is located at the exhaust top dead center.

カムシャフトの表裏判定について説明する。ここで、カムシャフトに対するモータの回
転速度比が2である場合は、カムシャフトが1回転(360度回転)する間にモータが2回転(720度回転)する。そのため、モータの回転位置が0度〜360度の範囲(カムシャフトの回転位置が0度〜180度の範囲)に属するか、或いは360度〜720度の範囲(カムシャフトの回転位置が180度〜360度の範囲)に属するかの判別をレゾルバの出力信号のみに基づいて行うことは困難である。
The front / back determination of the camshaft will be described. Here, when the rotation speed ratio of the motor to the camshaft is 2, the motor rotates twice (720 degrees) while the camshaft rotates once (360 degrees). Therefore, the rotational position of the motor belongs to a range of 0 degrees to 360 degrees (the rotational position of the camshaft is a range of 0 degrees to 180 degrees), or the range of 360 degrees to 720 degrees (the rotational position of the camshaft is 180 degrees). It is difficult to determine whether it belongs to the range of ~ 360 degrees based only on the output signal of the resolver.

これに対し、各々のカムシャフトにカムポジションセンサを取り付ければ、各カムシャフトに連動して回転又は揺動する被検出部が所定位置を通過した時に信号(オン信号)を出力することができる。   On the other hand, if a cam position sensor is attached to each camshaft, a signal (ON signal) can be output when a detected part that rotates or swings in conjunction with each camshaft passes a predetermined position.

このように、モータの回転位置が0度〜360度の範囲(カムシャフトの回転位置が0度〜180度の範囲)に属するか、或いは360度〜720度の範囲(カムシャフトの回転位置が180度〜360度の範囲)に属するか判定することを本実施例ではカムシャフトの表裏判定と称する。   Thus, the rotational position of the motor belongs to the range of 0 to 360 degrees (the rotational position of the camshaft is in the range of 0 to 180 degrees), or the range of 360 to 720 degrees (the rotational position of the camshaft is In this embodiment, the determination of whether or not it belongs to the range of 180 degrees to 360 degrees is referred to as camshaft front / back determination.

なお、内燃機関1の運転中においてカムコントローラ141がカムシャフトを制御しているときには、該カムコントローラ14は常にカムシャフトの回転位置を把握しているため、改めて表裏判定を行う必要はない。   When the cam controller 141 controls the camshaft while the internal combustion engine 1 is operating, the cam controller 14 always knows the rotational position of the camshaft, so there is no need to make a front / back determination.

次にカムコントローラ141は、位相進角要求値に基づいて基準クランク角度を算出する。位相進角要求値とは、カムのリフト量が最大となる位置が、クランク角度に対してどれだけ変化するのかを表す値である。この位相進角要求値の算出方法については後述する。   Next, the cam controller 141 calculates a reference crank angle based on the phase advance angle request value. The phase advance angle required value is a value that represents how much the position where the lift amount of the cam is maximum changes with respect to the crank angle. A method of calculating the phase advance request value will be described later.

ここで図5は、クランク角度と基準クランク角度とカムのリフト量との関係を同一時間軸上に示した図である。基準クランク角度は、現在のクランク角度から位相進角要求値分遅れて変化する値として求められる。この基準クランク角度は、カムの回転動作時にはモータの目標角度と等しい。そして、カムシャフトの一定回転動作時には、基準クランク角度が0のときにカムのリフト量が最大となる。また、カムの揺動動作時及び可変速度動作時には、基準クランク角度と、複数の制御マップと、に基づいて仮想クランク角度を算出し、該仮想クランク角度をモータの目標角度としている。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship among the crank angle, the reference crank angle, and the lift amount of the cam on the same time axis. The reference crank angle is determined as a value that changes with a phase advance request value delayed from the current crank angle. This reference crank angle is equal to the target angle of the motor when the cam is rotating. During a constant rotation of the camshaft, the cam lift amount is maximized when the reference crank angle is zero. Further, during cam swinging operation and variable speed operation, a virtual crank angle is calculated based on the reference crank angle and a plurality of control maps, and the virtual crank angle is set as the target angle of the motor.

ここで図6は、4番気筒(#4)及び3番気筒(#3)の吸気バルブ及び排気バルブが開いている時期(ハッチング部)と、第1吸気カムシャフト83、第2吸気カムシャフト84、及び排気カムシャフト92の夫々の基準クランク角度と、の推移を示した図である。横軸は、実際のクランク角度である。基準クランク角度において実線は第1吸気カムシャフト83、二点鎖線は第2吸気カムシャフト84、一点鎖線は排気カムシャフト92の場合を夫々示している。   Here, FIG. 6 shows the timing when the intake valve and the exhaust valve of the fourth cylinder (# 4) and the third cylinder (# 3) are open (hatched portion), the first intake camshaft 83, the second intake camshaft. 84 and the reference crank angle of each of the exhaust camshafts 92. The horizontal axis is the actual crank angle. In the reference crank angle, the solid line indicates the case of the first intake camshaft 83, the two-dot chain line indicates the second intake camshaft 84, and the one-dot chain line indicates the case of the exhaust camshaft 92.

図6に基づいて、第1吸気カムシャフト83について説明する。この場合、基準クランク角度が0度のときに4番気筒(#4)の吸気バルブ8のリフト量が最大となるように(つまり、第1吸気カム81のリフト量が最大となるように)基準クランク角度が設定される。   The first intake camshaft 83 will be described based on FIG. In this case, when the reference crank angle is 0 degree, the lift amount of the intake valve 8 of the fourth cylinder (# 4) is maximized (that is, the lift amount of the first intake cam 81 is maximized). A reference crank angle is set.

この基準クランク角度に基づいて気筒判別信号が出力される。つまり、基準クランク角度が所定の角度となったときに、気筒判別信号が出力される。所定の角度とは、第1吸気カムシャフト83が一定の速度で正方向へ回転しているときに第1カムポジションセンサ30から信号が出力される角度である。   A cylinder discrimination signal is output based on this reference crank angle. That is, the cylinder discrimination signal is output when the reference crank angle becomes a predetermined angle. The predetermined angle is an angle at which a signal is output from the first cam position sensor 30 when the first intake camshaft 83 is rotating in the positive direction at a constant speed.

ここで、1番気筒(#1)が圧縮上死点(クランク角度0度)のときに4番気筒(#4
)が排気上死点となり、該4番気筒(#4)の吸気行程が開始される。そして、位相進角要求値は以下のようにして求める。
Here, when the first cylinder (# 1) is at the compression top dead center (crank angle 0 degree), the fourth cylinder (# 4
) Becomes the exhaust top dead center, and the intake stroke of the fourth cylinder (# 4) is started. The phase advance request value is obtained as follows.

排気上死点で4番気筒(#4)の吸気バルブ8が開き始めるとすると、第1吸気カム81の作用角VANGLINの半分の位置で該第1吸気カム81のリフト量が最大となるので、吸気バルブ8が開き始めてから第1吸気カム81のリフト量が最大となるまでに要する角度VLMAXCRKIN’は、
VLMAXCRKIN’=VANGLIN/2
となる。なお、第1吸気カム81の作用角VANGLINは、そのときの内燃機関1の運転状態に応じて決定される。また本実施例では、VLMAXCRKIN’=105(CA)となる。
If the intake valve 8 of the fourth cylinder (# 4) starts to open at the exhaust top dead center, the lift amount of the first intake cam 81 is maximized at a half of the operating angle VANGLIN of the first intake cam 81. The angle VLMAXCRKIN ′ required from when the intake valve 8 starts to open until the lift amount of the first intake cam 81 becomes maximum is:
VLMAXCRKIN '= VANGLIN / 2
It becomes. The working angle VANGLIN of the first intake cam 81 is determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 at that time. In this embodiment, VLMAXCRKIN ′ = 105 (CA).

次に、バルブタイミングが最も遅角されたときに、吸気バルブ8が開き始めてから第1吸気カム81のリフト量が最大となるまでに要する角度VLMAXCRKIN1を求める。なお、バルブタイミングが最も遅角されるときの遅角量VOPNTINは、予め内燃機関1の仕様等に基づいて設定されている。吸気バルブ8が開き始めるのが遅れる方向の角度を加算するとして、
VLMAXCRKIN1=VLMAXCRKIN’+VOPNTIN
の関係を得ることができる。この角度VLMAXCRKIN1が位相進角要求値となる。なお、本実施例では、VOPNTIN=15(CA)であるため、VLMAXCRKIN1=120(CA)となる。
Next, when the valve timing is retarded most, an angle VLMAXCRKIN1 required from when the intake valve 8 starts to open until the lift amount of the first intake cam 81 becomes maximum is obtained. Note that the retard amount VOPTIN when the valve timing is most retarded is set in advance based on the specifications of the internal combustion engine 1 and the like. Assuming that the angle of the direction in which the intake valve 8 starts to open is delayed,
VLMAXCRKIN1 = VLMAXCRKIN '+ VOPNTIN
Can get a relationship. This angle VLMAXCRKIN1 is the phase advance angle required value. In this embodiment, VOPTINN = 15 (CA), so VLMAXCRKIN1 = 120 (CA).

そして、4番気筒の第1吸気カム81のリフト量が最大となる位置(つまり、基準クランク角度が0度となる位置)は、実際のクランク角度GNECRKに対して、第1吸気カム81のリフト量が最大となるまでに要する角度VLMAXCRKIN1分遅れるため、第1吸気カムシャフト83の基準クランク角度GNECRNK_IN1は、
GNECRNK_IN1=GNECRK−VLMAXCRKIN1
となる。
The position where the lift amount of the first intake cam 81 of the fourth cylinder is maximized (that is, the position where the reference crank angle is 0 degree) is the lift of the first intake cam 81 with respect to the actual crank angle GNERK. The reference crank angle GNECRNK_IN1 of the first intake camshaft 83 is set to be delayed by the angle VLMAXCRKIN1 required for the amount to become the maximum.
GNEKRNK_IN1 = GNECRK-VLMAXCRKIN1
It becomes.

なお、可変動弁機構によりカムの進角が行なわれている場合には、この進角分IN1VTを加算する。この場合、位相進角要求値は、VLMAXCRKIN1−IN1VTとなり、第1吸気カムシャフト83の基準クランク角度GNECRNK_IN1は、
GNECRNK_IN1=necrk−VLMAXCRKIN1+IN1VT
となる。
When the cam is advanced by the variable valve mechanism, the advance angle IN1VT is added. In this case, the phase advance angle request value is VLMAXCRKIN1-IN1VT, and the reference crank angle GNECRNK_IN1 of the first intake camshaft 83 is
GNECRNK_IN1 = necrk−VLMAXCRKIN1 + IN1VT
It becomes.

次に、第2吸気カムシャフト84について説明する。まず、クランク角度に対する3番気筒(#3)のバルブタイミングが最も遅角されたときに、吸気バルブ8が開き始めてから第2吸気カム82のリフト量が最大となるまでに要する角度VLMAXCRKIN2を求める。3番気筒(#3)の最大リフト位置は、4番気筒(#4)の最大リフト位置に対して、クランクアングルで180度前となるので、
VLMAXCRKIN2=VLMAXCRKIN1−180
の関係が成り立つ。なお、本実施例では、VLMAXCRKIN2=−60(CA)となる。
Next, the second intake camshaft 84 will be described. First, when the valve timing of the third cylinder (# 3) with respect to the crank angle is most retarded, an angle VLMAXCRKIN2 required until the lift amount of the second intake cam 82 is maximized after the intake valve 8 starts to open is obtained. . The maximum lift position of the third cylinder (# 3) is 180 degrees before the maximum lift position of the fourth cylinder (# 4).
VLMAXCRKIN2 = VLMAXCRKIN1-180
The relationship holds. In this embodiment, VLMAXCRKIN2 = −60 (CA).

そして、4番気筒(#4)のときと同様にして、第2吸気カムシャフト84の基準クランク角度GNECRNK_IN2を以下の式により得ることができる。
GNECRNK_IN2=GNECRK−VLMAXCRKIN2+IN2VT
Similarly to the case of the fourth cylinder (# 4), the reference crank angle GNECRNK_IN2 of the second intake camshaft 84 can be obtained by the following equation.
GNECRNK_IN2 = GNECRK-VLMAXCRKIN2 + IN2VT

この場合、位相進角要求値は、VLMAXCRKIN2−IN2VTとなる。   In this case, the phase advance angle request value is VLMAXCRKIN2-IN2VT.

次に、排気カムシャフト92について説明する。この場合、基準クランク角度が0度のときに4番気筒(#4)の排気バルブ9のリフト量が最大となるように(つまり、排気カム91のリフト量が最大となるように)基準クランク角度が設定される。   Next, the exhaust camshaft 92 will be described. In this case, when the reference crank angle is 0 degree, the reference crank is set so that the lift amount of the exhaust valve 9 of the fourth cylinder (# 4) is maximized (that is, the lift amount of the exhaust cam 91 is maximized). An angle is set.

排気上死点で排気バルブが完全に閉じるとした場合、排気カム91の作用角VANGLEXの半分で排気カム91のリフト量が最大となるので、排気カム91のリフト量が最大のときから排気バルブ9が完全に閉じるまでに要する角度VLMAXCRKEX’は、   When the exhaust valve is completely closed at the exhaust top dead center, the lift amount of the exhaust cam 91 is maximized at half the working angle VANGLEX of the exhaust cam 91. Therefore, the exhaust valve starts from when the lift amount of the exhaust cam 91 is maximum. The angle VLMAXCRKEX ′ required for 9 to completely close is

VLMAXCRKEX’=VANGLEX/2
となる。なお、カムの作用角VANGLEXは、そのときの内燃機関1の運転状態に応じて決定される。
VLMAXCRKEX '= VANGLEX / 2
It becomes. The cam operating angle VANGLEX is determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 at that time.

次に、バルブタイミングが最も遅角されたときに、排気カム91のリフト量が最大の位置から排気バルブ9が完全に閉じるまでに要する角度VLMAXCRKEXを求める。なお、バルブタイミングが最も遅角されるときの遅角量VCLSTEXは、予め内燃機関1の仕様等に基づいて設定されている。排気バルブ9が閉じるのが遅れる方向の角度を減算するとし、且つ単位を吸気側と揃えると、
VLMAXCRKEX=−(VLMAXCRKEX’−VCLSTEX)
の式を得ることができる。この角度VLMAXCRKEXが位相進角要求値となる。なお、本実施例では、VLMAXCRKEX=106(CA)となる。
Next, the angle VLMAXCRKEX required until the exhaust valve 9 is completely closed from the position where the lift amount of the exhaust cam 91 is maximum when the valve timing is most retarded is obtained. The retard amount VCLSTEX when the valve timing is most retarded is set in advance based on the specifications of the internal combustion engine 1 and the like. If the angle in the direction in which the exhaust valve 9 is delayed to close is subtracted and the unit is aligned with the intake side,
VLMAXCRKEX =-(VLMAXCRKEX'-VCLSTEX)
The following equation can be obtained. This angle VLMAXCRKEX becomes the phase advance angle required value. In this embodiment, VLMAXCRKEX = 106 (CA).

そして、4番気筒の排気カム91のリフト量が最大となる位置(つまり、基準クランク角度が0度となる位置)は、実際のクランク角度GNECRKに対して、排気カム91のリフト量が最大となるまでに要する角度VLMAXCRKEX分遅れるため、排気カムシャフト92の基準クランク角度GNECRNK_EXは、
GNECRNK_EX=GNECRK−VLMAXCRKEX
となる。
The position where the lift amount of the exhaust cam 91 of the fourth cylinder is maximized (that is, the position where the reference crank angle is 0 degree) is the maximum lift amount of the exhaust cam 91 with respect to the actual crank angle GNERK. The reference crank angle GNECRNK_EX of the exhaust camshaft 92 is delayed by the angle VLMAXCRKEX required to become
GNECRNK_EX = GNECRK-VLMAXCRKEX
It becomes.

なお、可変動弁機構により排気カム91の進角が行なわれている場合には、この進角分EXVTを加算する(但し、閉じるのが遅くなる方向なのでマイナスとなる。)。この場合、位相進角要求値は、VLMAXCRKEX+EXVTとなり、排気カムシャフト92の基準クランク角度GNECRNK_EXは、
GNECRNK_EX=GNECRK−VLMAXCRKEX−EXVT
となる。
If the exhaust cam 91 is advanced by the variable valve mechanism, the amount of advance EXVT is added (however, it is negative because the closing is delayed). In this case, the phase advance angle request value is VLMAXCRKEX + EXVT, and the reference crank angle GNECRNK_EX of the exhaust camshaft 92 is
GNECRNK_EX = GNECRK-VLMAXCRKEX-EXVT
It becomes.

このようにして、第1吸気カムシャフト83、第2吸気カムシャフト84、排気カムシャフト92の夫々において基準クランク角度を算出することができる。   In this way, the reference crank angle can be calculated for each of the first intake camshaft 83, the second intake camshaft 84, and the exhaust camshaft 92.

そして、カムシャフトが一方向へ一定の速度で回転している場合には、第1カムポジションセンサ30、第2カムポジションセンサ31、及び第3カムポジションセンサ32により得られる信号を気筒判別信号としてそのままECU14へ出力する。   When the camshaft rotates in one direction at a constant speed, signals obtained by the first cam position sensor 30, the second cam position sensor 31, and the third cam position sensor 32 are used as cylinder discrimination signals. The data is output to the ECU 14 as it is.

一方、カムシャフトの揺動動作の場合、すなわち正転と逆転とが行われる場合には、基準クランク角度が所定の角度となったときに気筒判別信号をカムコントローラ141で生成しつつECU14へ出力する。この所定の角度は、カムシャフトが一定方向へ一定の速度で回転しているとしたときに第1カムポジションセンサ30、第2カムポジションセンサ31、及び第3カムポジションセンサ32から信号が出力される角度である。   On the other hand, when the camshaft swings, that is, when forward rotation and reverse rotation are performed, a cylinder discrimination signal is generated by the cam controller 141 and output to the ECU 14 when the reference crank angle reaches a predetermined angle. To do. This predetermined angle is output from the first cam position sensor 30, the second cam position sensor 31, and the third cam position sensor 32 when the camshaft is rotating in a constant direction at a constant speed. It is an angle.

また、カムシャフトの可変速度動作の場合にも、基準クランク角度が所定の角度となったときに気筒判別信号をカムコントローラ141で生成しつつECU14へ出力する。   Also in the case of variable speed operation of the camshaft, a cylinder discrimination signal is generated by the cam controller 141 and output to the ECU 14 when the reference crank angle reaches a predetermined angle.

このようにして、カム(カムシャフト)の回転動作態様に基づいてカムポジションセンサからの信号の処理方法を切り替えることにより、気筒判別信号を正確に得ることができる。なお、本実施例では、一定回転動作、揺動動作若しくは可変速動作の三態様に基づいて、カムポジションセンサからの出力信号の処理方法を切り替えているが、他の動作態様であっても同様に適用することができる。   Thus, the cylinder discrimination signal can be accurately obtained by switching the processing method of the signal from the cam position sensor based on the rotational operation mode of the cam (camshaft). In this embodiment, the processing method of the output signal from the cam position sensor is switched based on the three modes of constant rotation operation, swing operation, or variable speed operation, but the same applies to other operation modes. Can be applied to.

内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the valve operating system of an internal combustion engine. 吸気側駆動機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an intake side drive mechanism. 排気側駆動機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an exhaust side drive mechanism. 気筒判別信号の処理方法を切り替えるための制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine for switching the processing method of a cylinder discrimination | determination signal. クランク角度と基準クランク角度とカムのリフト量との関係を同一時間軸上に示した図である。It is the figure which showed on the same time axis the relationship between a crank angle, a reference | standard crank angle, and the lift amount of a cam. 4番気筒(#4)及び3番気筒(#3)の吸気バルブ及び排気バルブが開いている時期(ハッチング部)と、夫々のカムシャフトの基準クランク角度と、の推移を示した図である。It is the figure which showed transition of the time (hatching part) when the intake valve and exhaust valve of the 4th cylinder (# 4) and the 3rd cylinder (# 3) are opened, and the reference crank angle of each camshaft. .

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
6・・・・・吸気ポート
7・・・・・排気ポート
8・・・・・吸気バルブ
9・・・・・排気バルブ
10・・・・吸気側駆動機構
11・・・・排気側駆動機構
12・・・・燃料噴射弁
13・・・・点火プラグ
14・・・・ECU
18・・・・第1モータ
20・・・・第1レゾルバ
21・・・・第2モータ
23・・・・第2レゾルバ
24・・・・第3モータ
26・・・・第3レゾルバ
30・・・・第1カムポジションセンサ
31・・・・第2カムポジションセンサ
32・・・・第3カムポジションセンサ
33・・・・第1被検出部
34・・・・第2被検出部
35・・・・第3被検出部
60・・・・吸気通路
70・・・・排気通路
80・・・・バルブリフタ
81・・・・第1吸気カム
82・・・・第2吸気カム
83・・・・第1吸気カムシャフト
84・・・・第2吸気カムシャフト
88・・・・吸気側バルブスプリング
90・・・・バルブリフタ
91・・・・排気カム
92・・・・排気カムシャフト
94・・・・排気側バルブスプリング
141・・・・カムコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 6 ... Intake port 7 ... Exhaust port 8 ... Intake valve 9 ... Exhaust valve 10 ... ..Intake side drive mechanism 11 ... Exhaust side drive mechanism 12 ... Fuel injection valve 13 ... Ignition plug 14 ... ECU
18 .... first motor 20 .... first resolver 21 ...... second motor 23 ...... second resolver 24 ...... third motor 26 ...... third resolver 30. ... 1st cam position sensor 31 ... 2nd cam position sensor 32 ... 3rd cam position sensor 33 ... 1st detected part 34 ... 2nd detected part 35 ... ... 3rd detected part 60 ... Air intake passage 70 ... Air exhaust passage 80 ... Valve lifter 81 ... 1st air intake cam 82 ... 2nd air intake cam 83 ...・ First intake camshaft 84 ・ ・ ・ ・ Second intake camshaft 88 ・ ・ ・ ・ Inlet valve spring 90 ・ ・ ・ ・ Valve lifter 91 ・ ・ ・ ・ Exhaust cam 92 ・ ・ ・ ・ Exhaust camshaft 94・ Exhaust side valve spring 141 Controller

Claims (2)

内燃機関とは独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
前記カムが所定角度となるときに信号を出力するセンサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記カムの回転動作態様を選択する選択手段と、
前記カムの回転位置を検出するときに、前記選択手段による選択結果に基づいて前記センサからの信号の処理方法を切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
In a valve operating system for an internal combustion engine in which a valve rotated or swung by a drive source independent of the internal combustion engine opens and closes the valve,
A sensor that outputs a signal when the cam is at a predetermined angle;
Selection means for selecting a rotational operation mode of the cam based on an operating state of the internal combustion engine;
Switching means for switching a processing method of a signal from the sensor based on a selection result by the selection means when detecting the rotational position of the cam;
A valve operating system for an internal combustion engine, comprising:
前記カムが一方向へ一定の速度で回転しているとき以外では、前記カムが一方向へ一定の速度で回転していたとすれば前記カムが所定角度となる時期に前記センサから信号が出力されるとすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁システム。   Except when the cam is rotating at a constant speed in one direction, if the cam is rotating at a constant speed in one direction, a signal is output from the sensor when the cam is at a predetermined angle. The valve operating system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
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