JP2010024877A - Variable valve control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid a controlled variable from transiently exceeding a limit value for an internal combustion engine which has a variable valve train for continuously varying the opening property of an engine valve. <P>SOLUTION: The engine has a center phase varying mechanism for continuously varying the center phase of the valve operating angle of an intake valve, and an operating angle varying mechanism for continuously varying the valve operating angle of the intake valve. Herein, a change in an opening timing IVO of the intake valve is predicted in accordance with the operation amount and transfer function of each varying mechanism. When the predicted opening timing IVO exceeds an advance timing limit, a change in the control target of the side out of the varying mechanisms, having a smaller response time constant, is restricted to be smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、機関バルブの開特性を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関の可変動弁制御装置に関する。   The present invention relates to a variable valve control device for an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that continuously varies an opening characteristic of an engine valve.

特許文献1には、吸気バルブのバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変化させるリフト・作動角可変機構と、前記吸気バルブのバルブ作動角の中心位相を連続的に変化させる中心位相可変機構と、を備えた内燃機関において、バルブリフト量・バルブ作動角及び中心位相の変更量がそれぞれ所定の閾値を超えている場合に、リフト・作動角可変機構と中心位相可変機構との一方を先に駆動した後、他方を駆動することが記載されている。   Patent Document 1 discloses a lift / operating angle variable mechanism that continuously changes a valve operating angle and a valve lift amount of an intake valve, and a center phase variable mechanism that continuously changes a central phase of the valve operating angle of the intake valve. When the valve lift amount, the valve operating angle, and the change amount of the center phase exceed predetermined threshold values, respectively, one of the lift / operating angle variable mechanism and the center phase variable mechanism is After driving, the other is driven.

上記の駆動制御によると、吸気バルブの開特性の切り換え途中で、開特性が不正になることを防止できる。
特開2001−280167号公報
According to the drive control described above, it is possible to prevent the opening characteristic from becoming unauthorized during the switching of the opening characteristic of the intake valve.
JP 2001-280167 A

ところで、例えば、吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を増大変化させるのに並行して、前記吸気バルブのバルブ作動角の中心位相を遅角変化させ、吸気バルブの開時期を殆ど変化させることなく、バルブリフト量及びバルブ作動角を増大させる場合に、中心位相を要求角度だけ遅角させるのに要する時間に対して、バルブリフト量を要求値にまで増大させるのに要する時間が短いと、中心位相の遅角変化に対してバルブリフト量の増大が先行し、結果的に、吸気バルブの開時期が一旦進角方向に変化してから遅角変化し、最終目標に収束することになる。   By the way, for example, the central phase of the valve operating angle of the intake valve is delayed and the opening timing of the intake valve is changed almost in parallel with increasing the valve lift amount and the valve operating angle of the intake valve. Without increasing the valve lift amount and the valve operating angle, if the time required to increase the valve lift amount to the required value is shorter than the time required to delay the center phase by the required angle, As a result, the valve lift amount increases ahead of the delay change in the center phase. As a result, the opening timing of the intake valve changes once in the advance direction, then changes in delay, and converges to the final target. .

従って、吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角と、中心位相とを同時に変化させる場合に、開時期の過進角が一時的に発生し、これによって、バルブオーバーラップが過大となって残留ガスが増え、燃焼安定性が損なわれる可能性がある。
これに対し、中心位相を遅角変化させてから、バルブリフト量及びバルブ作動角を増大させるようにすれば、吸気バルブの開時期が過渡的に大きく進角してしまうことを防止することができる。
Therefore, when the valve lift amount and valve operating angle of the intake valve and the center phase are changed at the same time, an excessive advance angle of the opening timing is temporarily generated, which results in excessive valve overlap and residual gas. And combustion stability may be impaired.
On the other hand, if the valve lift amount and the valve operating angle are increased after the center phase is changed by a retarded angle, the opening timing of the intake valve can be prevented from being greatly advanced. it can.

しかし、上記のように、中心位相の遅角制御を先に実行し、後からバルブリフト量の増大制御を行わせるようにすると、加速要求に対してバルブリフト量(吸入空気量)の増大変化が遅れることになり、加速レスポンスを悪化させることになってしまう。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関バルブの開特性の変化を過剰に遅らせることなく、過渡的に制御量が制限値を越えてしまうことを回避できる内燃機関の可変動弁制御装置を提供することを目的とする。
However, as described above, if the retardation control of the center phase is executed first and the increase control of the valve lift amount is performed later, the change in the valve lift amount (intake air amount) increases with respect to the acceleration request. Will be delayed and the acceleration response will be worsened.
The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of avoiding that the controlled variable exceeds the limit value transiently without excessively delaying the change in the opening characteristics of the engine valve. An object is to provide a control device.

そのため、本発明に係る内燃機関の可変動弁制御装置は、機関バルブの開特性を連続的に可変とする可変動弁機構の操作量に基づいて前記可変動弁機構の制御量の変化を予測し、前記予測された制御量が制限値を越える場合に、前記可変動弁機構の動作を、前記制御量が前記制限値を超えないように制限するようにした。   Therefore, the variable valve control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention predicts a change in the control amount of the variable valve mechanism based on an operation amount of the variable valve mechanism that continuously varies the opening characteristics of the engine valve. When the predicted control amount exceeds the limit value, the operation of the variable valve mechanism is limited so that the control amount does not exceed the limit value.

上記発明によると、可変動弁機構の操作量に基づき、過渡的な制御量(例えばバルブタイミング)の変化を予測し、予測した制御量が制限値を越える場合には、可変動弁機構の動作を制限することで、制御量が制限値を越えないようにする。
例えば、機関バルブの中心位相の遅角制御と、機関バルブのバルブリフト量の増大制御とを同時に行わせる場合に、中心位相の遅角変化に対してバルブリフト量の増大変化が先行することで、バルブタイミング(例えば吸気バルブの開時期)が過渡的に過進角する場合に、係るバルブタイミングの過進角を操作量から予測し、過進角が発生しないように予め可変動弁機構の動作を制限する。
According to the above invention, based on the operation amount of the variable valve mechanism, a change in a transient control amount (for example, valve timing) is predicted, and if the predicted control amount exceeds the limit value, the operation of the variable valve mechanism By limiting the control amount, the control amount is prevented from exceeding the limit value.
For example, when the delay control of the center phase of the engine valve and the increase control of the valve lift amount of the engine valve are performed simultaneously, the increase change of the valve lift amount precedes the change of the delay angle of the center phase. When the valve timing (for example, the opening timing of the intake valve) is transiently over-advanced, the over-advance angle of the valve timing is predicted from the manipulated variable, and the variable valve mechanism is previously Limit operation.

従って、過渡的に制御量が制限値を越えることを抑止又は防止することができ、機関バルブの開特性を変化させる過渡運転時に、燃焼性が悪化することを抑止又は防止することができる。   Therefore, it is possible to suppress or prevent the controlled variable from transiently exceeding the limit value, and it is possible to suppress or prevent deterioration in combustibility during transient operation that changes the opening characteristics of the engine valve.

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図1において、内燃機関(ガソリンエンジン)101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine for a vehicle according to an embodiment.
In FIG. 1, an intake pipe 102 of an internal combustion engine (gasoline engine) 101 is provided with an electronically controlled throttle 104 that opens and closes a throttle valve 103b by a throttle motor 103a, and the electronically controlled throttle 104 and the intake valve 105 are interposed therebetween. Then, air is sucked into the combustion chamber 106.

また、各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート130には、電磁式の燃料噴射弁131が設けられ、該燃料噴射弁131は、エンジンコントロールユニット114から送られる噴射パルス信号の噴射パルス幅に比例する量の燃料(ガソリン)を噴射する。
そして、燃焼室106内に空気と共に吸引された燃料は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
In addition, an electromagnetic fuel injection valve 131 is provided in the intake port 130 upstream of the intake valve 105 of each cylinder. The fuel injection valve 131 has an injection pulse width of an injection pulse signal sent from the engine control unit 114. Inject a proportional amount of fuel (gasoline).
The fuel sucked into the combustion chamber 106 together with air is ignited and burned by spark ignition by a spark plug (not shown).

尚、燃焼室内に直接燃料を噴射させる筒内直接噴射式内燃機関であっても良い。
燃焼室106内の燃焼排気は、排気バルブ107を介して燃焼室106内から排出され、フロント触媒コンバータ108及びリア触媒コンバータ109で浄化された後、大気中に放出される。
前記排気バルブ107は、排気カムシャフト110に軸支されるカム111によって開閉駆動されるが、クランクシャフト120に対する前記排気カムシャフト110の回転位相を変化させることで、排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相を連続的に変化させる中心位相可変機構113bが設けられている。
Note that it may be a direct injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber.
The combustion exhaust in the combustion chamber 106 is discharged from the combustion chamber 106 through the exhaust valve 107, purified by the front catalytic converter 108 and the rear catalytic converter 109, and then released into the atmosphere.
The exhaust valve 107 is driven to open and close by a cam 111 pivotally supported on the exhaust camshaft 110. By changing the rotational phase of the exhaust camshaft 110 with respect to the crankshaft 120, the valve operating angle of the exhaust valve 107 can be adjusted. A center phase variable mechanism 113b that continuously changes the center phase is provided.

即ち、排気バルブ107は、一定のバルブリフト量,バルブ作動角を保持して開閉駆動されるものの、前記中心位相可変機構113bによって、バルブ作動角の中心位相が連続的に進角・遅角変化し、排気バルブ107の開時期EVO及び閉時期EVCが変化する。
一方、前記吸気バルブ105は、排気側に設けられるものと同じ機構である中心位相可変機構113aによって、クランクシャフト120に対する吸気カムシャフト3の回転位相が変更されることで、バルブ作動角の中心位相が連続的に可変制御されると共に、リフト・作動角可変機構112によってバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に可変制御される。
That is, although the exhaust valve 107 is driven to open and close while maintaining a constant valve lift amount and valve operating angle, the central phase of the valve operating angle is continuously changed by the central phase varying mechanism 113b. Then, the opening timing EVO and the closing timing EVC of the exhaust valve 107 change.
On the other hand, in the intake valve 105, the rotational phase of the intake camshaft 3 with respect to the crankshaft 120 is changed by a central phase variable mechanism 113a which is the same mechanism as that provided on the exhaust side, so that the central phase of the valve operating angle is changed. Is continuously variably controlled, and the lift / operating angle variable mechanism 112 continuously variably controls the valve lift amount and the valve operating angle.

上記中心位相可変機構113a,113b及びリフト・作動角可変機構112が、本実施形態において機関バルブの開特性を連続的に可変とする可変動弁機構に相当する。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット114は、予め記憶されたプログラムに従った演算処理によって、燃料噴射量,点火時期,目標トルク,目標マニホールド圧などを設定すると共に、これらに基づいて燃料噴射弁131,点火コイル用のパワートランジスタ,電子制御スロットル104,リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bに操作量(制御信号)を出力する。
The center phase variable mechanisms 113a and 113b and the lift / operating angle variable mechanism 112 correspond to a variable valve mechanism that continuously varies the opening characteristics of the engine valve in this embodiment.
The engine control unit 114 incorporating the microcomputer sets the fuel injection amount, ignition timing, target torque, target manifold pressure, and the like by arithmetic processing according to a program stored in advance, and the fuel injection valve 131 based on these. , The operation amount (control signal) is output to the power transistor for the ignition coil, the electronic control throttle 104, the lift / operating angle variable mechanism 112, and the center phase variable mechanisms 113a and 113b.

前記エンジンコントロールユニット114には、内燃機関101の吸入空気流量QAを検出するエアフローセンサ115、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)ACCを検出するアクセルペダルセンサ116、クランクシャフト120の基準回転位置毎にクランク角信号CASを出力するクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVO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、吸気カムシャフト3の基準回転位置毎にカム信号CAMINを出力する吸気カムセンサ132、前記排気カムシャフト110の基準回転位置毎にカム信号CAMEXを出力する排気カムセンサ133などからの検出信号が入力される。   The engine control unit 114 includes an air flow sensor 115 for detecting the intake air flow rate QA of the internal combustion engine 101, an accelerator pedal sensor 116 for detecting an accelerator pedal depression amount (accelerator opening) ACC operated by a vehicle driver, A crank angle sensor 117 that outputs a crank angle signal CAS for each reference rotational position of the shaft 120, a throttle sensor 118 that detects the opening TVO of the throttle valve 103b, a water temperature sensor 119 that detects the cooling water temperature TW of the internal combustion engine 101, and intake air Detection signals from an intake cam sensor 132 that outputs a cam signal CAMIN for each reference rotational position of the camshaft 3 and an exhaust cam sensor 133 that outputs a cam signal CAMEX for each reference rotational position of the exhaust camshaft 110 are input.

図2は、吸気バルブ105のバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変とするリフト・作動角可変機構112の構造を示す斜視図である。
前記吸気バルブ105の上方に、前記クランクシャフト120によって回転駆動される吸気カムシャフト3が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
前記吸気カムシャフト3には、吸気バルブ105のバルブリフタ105aに当接して吸気バルブ105を開閉駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the lift / operating angle variable mechanism 112 that continuously varies the valve lift amount and valve operating angle of the intake valve 105.
An intake camshaft 3 that is rotationally driven by the crankshaft 120 is supported above the intake valve 105 so as to be rotatable along the cylinder row direction.
A swing cam 4 that contacts the valve lifter 105a of the intake valve 105 and opens and closes the intake valve 105 is fitted on the intake camshaft 3 so as to be relatively rotatable.

前記吸気カムシャフト3と揺動カム4との間には、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するためのリフト・作動角可変機構112が設けられている。
また、前記吸気カムシャフト3の一端部には、クランクシャフト120に対する前記吸気カムシャフト3の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に変更する中心位相可変機構113aが配設されている。
Between the intake camshaft 3 and the swing cam 4, there is provided a variable lift / operating angle mechanism 112 for continuously changing the valve operating angle and valve lift amount of the intake valve 105.
Further, at one end of the intake camshaft 3, a center phase variable for continuously changing the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 by changing the rotational phase of the intake camshaft 3 with respect to the crankshaft 120. A mechanism 113a is provided.

前記リフト・作動角可変機構112は、図2及び図3に示すように、吸気カムシャフト3に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気カムシャフト3と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸13と、この制御軸13に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the lift / operating angle variable mechanism 112 includes a circular drive cam 11 that is eccentrically fixed to the intake camshaft 3, and is externally fitted to the drive cam 11 so as to be relatively rotatable. A ring-shaped link 12 that extends, a control shaft 13 that extends substantially parallel to the intake camshaft 3 in the cylinder row direction, a circular control cam 14 that is fixed to the control shaft 13 in an eccentric manner, and the control cam 14 A rocker arm 15 that is fitted so as to be relatively rotatable and has one end connected to the tip of the ring-shaped link 12, and a rod-shaped link 16 connected to the other end of the rocker arm 15 and the swing cam 4. ing.

前記制御軸13は、モータ17等のアクチュエータによりギヤ列18を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフト120に連動して吸気カムシャフト3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム15が制御カム14の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開閉駆動される。
The control shaft 13 is rotationally driven within a predetermined control range via a gear train 18 by an actuator such as a motor 17.
With the above configuration, when the intake camshaft 3 rotates in conjunction with the crankshaft 120, the ring-shaped link 12 moves substantially in translation through the drive cam 11, and the rocker arm 15 swings around the axis of the control cam 14. Then, the swing cam 4 swings through the rod-shaped link 16 and the intake valve 105 is driven to open and close.

また、前記モータ17を駆動制御して制御軸13の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して揺動カム4の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化する。
Further, by driving and controlling the motor 17 to change the rotation angle of the control shaft 13, the axial center position of the control cam 14 serving as the rocking center of the rocker arm 15 changes and the posture of the rocking cam 4 changes. .
As a result, the valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 105 continuously change while the central phase of the valve operating angle of the intake valve 105 remains substantially constant.

尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成したリフト・作動角可変機構112であってもよい。
エンジンコントロールユニット114には、前記制御軸13の回転角を検出する角度センサ134からの検出信号が入力され、目標のリフト量に対応する目標角度位置に前記制御軸13を回動させるべく、前記角度センサ134の検出結果に基づいて前記モータ17の通電制御デューティをフィードバック制御する。
The variable lift / operating angle mechanism 112 may be configured so that the central phase of the valve operating angle changes simultaneously with the continuous change of the valve operating angle and the valve lift amount.
A detection signal from an angle sensor 134 that detects the rotation angle of the control shaft 13 is input to the engine control unit 114, and the control shaft 13 is rotated to a target angle position corresponding to a target lift amount. Based on the detection result of the angle sensor 134, the energization control duty of the motor 17 is feedback-controlled.

尚、前記制御軸13を回転駆動するアクチュエータとして、モータ17に代えて油圧アクチュエータを用いることができる。
図4は、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記中心位相可変機構113aの構造を示す。
前記中心位相可変機構113aは、クランクシャフト120によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット51(タイミングスプロケット)と、前記吸気カムシャフト3の端部に固定されてカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、該回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60とを備えている。
A hydraulic actuator can be used in place of the motor 17 as an actuator for rotating the control shaft 13.
FIG. 4 shows the structure of the center phase variable mechanism 113a that makes the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 variable.
The center phase variable mechanism 113a is fixed to the cam sprocket 51 (timing sprocket) rotated by a crankshaft 120 via a timing chain and the end of the intake camshaft 3, and is rotatable in the cam sprocket 51. The rotary member 53 accommodated, the hydraulic circuit 54 for rotating the rotary member 53 relative to the cam sprocket 51, and the relative rotational position of the cam sprocket 51 and the rotary member 53 are selectively locked at predetermined positions. And a lock mechanism 60.

前記カムスプロケット51は、外周にタイミングチェーン(又はタイミングベルト)が噛合する歯部を有する回転部(図示省略)と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材53を回転自在に収容するハウジング56と、該ハウジング56の前後開口を閉塞するフロントカバー,リアカバー(図示省略)とから構成される。
前記ハウジング56は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング56の軸方向に沿って設けられる4つの隔壁部63が90°間隔で突設されている。
The cam sprocket 51 includes a rotating part (not shown) having a tooth part meshed with a timing chain (or timing belt) on the outer periphery, and a housing that is disposed in front of the rotating part and rotatably accommodates the rotating member 53. 56, and a front cover and a rear cover (not shown) for closing the front and rear openings of the housing 56.
The housing 56 has a cylindrical shape with openings at the front and rear ends, and has a trapezoidal shape in cross section on the inner peripheral surface, and four partition walls 63 provided along the axial direction of the housing 56 are spaced by 90 °. It is projecting at.

前記回転部材53は、吸気カムシャフト3の前端部に固定されており、円環状の基部77の外周面に90°間隔で4つのベーン78a,78b,78c,78dが設けられている。
前記第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部63間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン78a〜78dの両側と各隔壁部63の両側面との間に、進角側油圧室82と遅角側油圧室83を構成する。
The rotating member 53 is fixed to the front end portion of the intake camshaft 3, and four vanes 78 a, 78 b, 78 c, 78 d are provided on the outer peripheral surface of the annular base 77 at 90 ° intervals.
Each of the first to fourth vanes 78a to 78d has a substantially inverted trapezoidal cross section, and is disposed in a recess between the partition walls 63. The recesses are separated from each other in the rotational direction, and the vanes 78a to 78d. An advance side hydraulic chamber 82 and a retard side hydraulic chamber 83 are formed between both sides and both side surfaces of each partition wall 63.

前記ロック機構60は、ロックピン84が、回転部材53の初期位置において係合孔(図示省略)に係入するようになっている。
前記油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧を給排する第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧を給排する第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路91,92には、供給通路93とドレン通路94a,94bとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁95を介して接続されている。
The lock mechanism 60 is configured such that the lock pin 84 engages with an engagement hole (not shown) at the initial position of the rotating member 53.
The hydraulic circuit 54 includes two systems, a first hydraulic passage 91 that supplies and discharges hydraulic pressure to the advance side hydraulic chamber 82 and a second hydraulic passage 92 that supplies and discharges hydraulic pressure to the retard side hydraulic chamber 83. These hydraulic passages 91 and 92 are connected to a supply passage 93 and drain passages 94a and 94b through passage switching electromagnetic switching valves 95, respectively.

前記供給通路93には、オイルパン96内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ97が設けられている一方、ドレン通路94a,94bの下流端がオイルパン96に連通している。
前記第1油圧通路91は、回転部材53の基部77内に略放射状に形成されて各進角側油圧室82に連通する4本の分岐路91dに接続され、第2油圧通路92は、各遅角側油圧室83に開口する4つの油孔92dに接続される。
The supply passage 93 is provided with an engine-driven oil pump 97 that pumps oil in the oil pan 96, while the downstream ends of the drain passages 94 a and 94 b communicate with the oil pan 96.
The first hydraulic passage 91 is connected to four branch passages 91 d that are formed substantially radially in the base 77 of the rotating member 53 and communicate with the advance-side hydraulic chambers 82. It is connected to four oil holes 92 d that open to the retard side hydraulic chamber 83.

前記電磁切換弁95は、内部のスプール弁体が各油圧通路91,92と供給通路93及びドレン通路94a,94bとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記エンジンコントロールユニット114は、前記電磁切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号(操作量)に基づいて制御する。
The electromagnetic switching valve 95 is configured such that an internal spool valve body relatively switches and controls the hydraulic passages 91 and 92, the supply passage 93, and the drain passages 94a and 94b.
The engine control unit 114 controls the energization amount for the electromagnetic actuator 99 that drives the electromagnetic switching valve 95 based on a duty control signal (operation amount) on which a dither signal is superimposed.

中心位相可変機構113aにおいては、電磁アクチュエータ99にデューティ比(オン時間割合)0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、オイルポンプ47から圧送された作動油は、第2油圧通路92を通って遅角側油圧室83に供給されると共に、進角側油圧室82内の作動油が、第1油圧通路91を通って第1ドレン通路94aからオイルパン96内に排出されるようにしてある。   In the center phase variable mechanism 113 a, when a control signal (OFF signal) having a duty ratio (ON time ratio) of 0% is output to the electromagnetic actuator 99, the hydraulic oil pumped from the oil pump 47 passes through the second hydraulic passage 92. The hydraulic oil in the advance side hydraulic chamber 82 is discharged to the oil pan 96 from the first drain passage 94a through the first hydraulic passage 91. is there.

従って、中心位相可変機構113aにおいては、電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、遅角側油圧室83の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室82の内圧が低くなり、回転部材53は、ベーン78a〜78bを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。   Therefore, in the center phase variable mechanism 113a, when a control signal (OFF signal) with a duty ratio of 0% is output to the electromagnetic actuator 99, the internal pressure of the retard side hydraulic chamber 83 increases while the advance side hydraulic chamber 82 The internal pressure decreases, and the rotating member 53 rotates to the maximum retard angle side via the vanes 78a to 78b. As a result, the opening period of the intake valve 105 (the central phase of the valve operating angle) is relative to the piston position. The angle changes slowly.

即ち、中心位相可変機構113aの電磁アクチュエータ99への通電を遮断すると、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相は遅角変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。
また、中心位相可変機構113aにおいて、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、作動油は、第1油圧通路91を通って進角側油圧室82内に供給されると共に、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92及び第2ドレン通路94bを通ってオイルパン96に排出され、遅角側油圧室83が低圧になる。
That is, when the energization of the electromagnetic actuator 99 of the center phase variable mechanism 113a is cut off, the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 changes with a delay, and finally stops at the most retarded position.
When the center phase variable mechanism 113 a outputs a control signal (ON signal) with a duty ratio of 100% to the electromagnetic actuator 99, the hydraulic oil is supplied into the advance hydraulic chamber 82 through the first hydraulic passage 91. At the same time, the hydraulic oil in the retard side hydraulic chamber 83 is discharged to the oil pan 96 through the second hydraulic passage 92 and the second drain passage 94b, and the retard side hydraulic chamber 83 becomes low pressure.

このため、中心位相可変機構113aにおいて、デューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、回転部材53は、ベーン78a〜78dを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に進角変化する。
排気側の中心位相可変機構113bは、前記吸気側の中心位相可変機構113aと基本的に同じ構造のものであるが、電磁アクチュエータ99をオフしたときに、遅角側油圧室83の内圧が低く、進角側油圧室82の内圧が高くなるように構成されている。
For this reason, when the control signal (ON signal) with a duty ratio of 100% is output in the center phase variable mechanism 113a, the rotating member 53 rotates to the maximum advance side via the vanes 78a to 78d. The opening period of the valve 105 (the center phase of the valve operating angle) changes relative to the piston position.
The exhaust-side central phase varying mechanism 113b has basically the same structure as the intake-side central phase varying mechanism 113a. However, when the electromagnetic actuator 99 is turned off, the internal pressure of the retard-side hydraulic chamber 83 is low. The internal pressure of the advance side hydraulic chamber 82 is configured to be high.

即ち、中心位相可変機構113bにおいては、デューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、遅角側油圧室83の内圧が低くなる一方で、進角側油圧室82の内圧が高くなり、回転部材53は、ベーン78a〜78bを介して最大進角側に回転し、この結果、排気バルブ107の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に進角変化する。   That is, in the center phase variable mechanism 113b, when a control signal (OFF signal) with a duty ratio of 0% is output, the internal pressure of the retard side hydraulic chamber 83 decreases while the internal pressure of the advance side hydraulic chamber 82 increases. The rotation member 53 rotates to the maximum advance angle side via the vanes 78a to 78b. As a result, the open period of the exhaust valve 107 (the central phase of the valve operating angle) changes relative to the piston position. To do.

即ち、中心位相可変機構113bの電磁アクチュエータ99への通電を遮断すると、排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相は進角変化し、最終的には、最進角位置で停止する。
一方、中心位相可変機構113bにおいて、デューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、排気バルブ107の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。
That is, when the energization of the electromagnetic actuator 99 of the center phase variable mechanism 113b is cut off, the center phase of the valve operating angle of the exhaust valve 107 is advanced and finally stops at the most advanced position.
On the other hand, when the control signal (ON signal) with a duty ratio of 100% is output from the center phase variable mechanism 113b, the opening period of the exhaust valve 107 (the center phase of the valve operating angle) changes relative to the piston position. To do.

従って、吸気側の中心位相可変機構113aの初期位置(電磁アクチュエータ99をオフしたときのデフォルト位置)は最遅角位置であり、排気側の中心位相可変機構113bの初期位置は最進角位置に設定され、前記中心位相可変機構113a,113bが共に初期位置であるときに、バルブオーバーラップが最小になるように設定されている。
尚、吸気バルブ105の作動角・リフト量を連続的に可変とするためのリフト・作動角可変機構112、吸気バルブ105・排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構113a,113bは、上記の図2〜4に示したものに限定されない。
Therefore, the initial position of the intake-side center phase varying mechanism 113a (default position when the electromagnetic actuator 99 is turned off) is the most retarded position, and the initial position of the exhaust-side center phase varying mechanism 113b is the most advanced position. When the center phase variable mechanisms 113a and 113b are both at the initial positions, the valve overlap is set to be minimum.
The lift / operating angle variable mechanism 112 for continuously changing the operating angle / lift amount of the intake valve 105, and the center for continuously changing the central phase of the valve operating angles of the intake valve 105 / exhaust valve 107. The phase variable mechanisms 113a and 113b are not limited to those shown in FIGS.

例えば、バルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構としては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト120に対し前記吸気カムシャフト3や排気カムシャフト110を相対回転させる機構などを用いることができ、更に、油圧アクチュエータの他、モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。   For example, as a center phase variable mechanism that continuously varies the center phase of the valve operating angle, the intake camshaft 3 and the exhaust camshaft 110 are made relative to the crankshaft 120 using a gear in addition to the vane type described above. A rotating mechanism or the like can be used, and a mechanism using a motor or an electromagnetic brake as an actuator can be employed in addition to a hydraulic actuator.

また、例えば、吸気側の中心位相可変機構113aとして上記のベーン式の機構を採用する一方で、排気側の中心位相可変機構113bとして電磁ブレーキ式の機構を採用するなど、吸気側と排気側とで異なる機構の中心位相可変機構を用いることができる。
前記エンジンコントロールユニット114は、機関運転条件に基づいて、前記吸気バルブ105のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値に相当する制御軸13の目標回転角を演算し、角度センサ134で検出される制御軸13の実際の回転角(制御量)が前記目標回転角に近づくように、前記モータ17のオンデューティ(操作量)をフィードバック制御する。
Further, for example, the above vane mechanism is employed as the intake-side center phase varying mechanism 113a, while the electromagnetic brake mechanism is employed as the exhaust-side center phase varying mechanism 113b. The center phase variable mechanism having a different mechanism can be used.
The engine control unit 114 calculates the target rotation angle of the control shaft 13 corresponding to the target values of the valve operating angle and valve lift amount of the intake valve 105 based on the engine operating conditions, and is detected by the angle sensor 134. The on-duty (operation amount) of the motor 17 is feedback-controlled so that the actual rotation angle (control amount) of the control shaft 13 approaches the target rotation angle.

また、前記エンジンコントロールユニット114は、機関運転条件に基づいてバルブ作動角の中心位相の目標値(吸気側の目標進角量・排気側の目標遅角量)を、前記吸気バルブ105・排気バルブ107についてそれぞれに演算し、クランク角センサ117及びカムセンサ132,133で検出される前記吸気バルブ105・排気バルブ107それぞれの実際の中心位相(制御量)が、前記目標値に近づくように、中心位相可変機構113a,113bの各電磁アクチュエータ99に出力する制御信号のデューティ比(操作量)をそれぞれにフィードバック制御する。   Further, the engine control unit 114 sets the target value (the target advance angle amount on the intake side and the target retard amount on the exhaust side) of the center phase of the valve operating angle based on the engine operating conditions, and the intake valve 105 and the exhaust valve. 107 is calculated for each of the center phases so that the actual center phases (control amounts) of the intake valve 105 and the exhaust valve 107 detected by the crank angle sensor 117 and the cam sensors 132 and 133 approach the target value. The duty ratio (operation amount) of the control signal output to each electromagnetic actuator 99 of the variable mechanisms 113a and 113b is feedback controlled.

尚、前述のように、吸気側の中心位相可変機構113aにおいては、電磁アクチュエータ99をオフすることで、初期位置(デフォルト位置)である最遅角位置に戻り、排気側の中心位相可変機構113bにおいては、電磁アクチュエータ99をオフすることで、初期位置(デフォルト位置)である最進角位置に戻るようになっている。
このため、吸気側の中心位相可変機構113aについては、中心位相の目標が最遅角位置からの進角量(進角角度)として設定され、排気側の中心位相可変機構113bについては、中心位相の目標が最進角位置からの遅角量(遅角角度)として設定されるようになっている。
As described above, in the intake-side center phase varying mechanism 113a, the electromagnetic actuator 99 is turned off to return to the most retarded position, which is the initial position (default position), and the exhaust-side center phase varying mechanism 113b. In FIG. 2, the electromagnetic actuator 99 is turned off to return to the most advanced position, which is the initial position (default position).
Therefore, for the center phase variable mechanism 113a on the intake side, the target of the center phase is set as the advance amount (advance angle) from the most retarded position, and for the center phase variable mechanism 113b on the exhaust side, the center phase The target is set as a retard amount (retard angle) from the most advanced position.

図5は、中心位相可変機構113a及びリフト・作動角可変機構112による吸気バルブ105の開特性の変化を示す。
同図に示すように、リフト・作動角可変機構112を動作させると、矢印(イ)に示すように、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量の双方が連続的に増減変化する。
FIG. 5 shows changes in the opening characteristics of the intake valve 105 by the center phase variable mechanism 113a and the lift / operating angle variable mechanism 112. FIG.
As shown in the figure, when the lift / operating angle variable mechanism 112 is operated, the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 remains substantially constant as indicated by the arrow (A), and the valve of the intake valve 105 is maintained. Both the operating angle and the valve lift amount continuously increase or decrease.

一方、中心位相可変機構113aを動作させると、矢印(ロ)に示すように、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量が一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が進遅角変化する。
ところで、上記のリフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bを同時に駆動制御して、吸気バルブ105及び排気バルブ107の開特性を変化させる場合に、両機構112,113の時定数(応答速度)の差によって、吸気バルブ12の開時期IVOが過渡的に大きく進角されると同時に、排気バルブ107の閉時期EVCの進角が遅れ、これによってバルブオーバーラップが過渡的に過大になって燃焼安定性が悪化する可能性がある。
On the other hand, when the center phase variable mechanism 113a is operated, the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 advances while the valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 105 remain constant as shown by arrows (b). The angle changes.
By the way, when the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b are simultaneously driven and controlled to change the opening characteristics of the intake valve 105 and the exhaust valve 107, the time constants of both mechanisms 112 and 113 are used. Due to the difference in (response speed), the opening timing IVO of the intake valve 12 is greatly advanced at the same time, and at the same time, the advance timing of the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is delayed, thereby causing the valve overlap to be excessively excessive. The combustion stability may deteriorate.

例えば、図6に示す例は、中心位相可変機構113a,113bの応答時定数がリフト・作動角可変機構112の応答時定数よりも大きい場合に、排気バルブ107のバルブタイミングを進角する要求と同時に、吸気バルブ105のバルブタイミングを遅角しかつ吸気バルブ105のバルブリフト量を増大させる要求が発生した場合を示す。
ここで、中心位相可変機構113a,113bの時定数がリフト・作動角可変機構112の時定数よりも大きいと、吸気バルブ105のバルブタイミングの遅角変化及び排気バルブ107のバルブタイミングの進角変化に対して、吸気バルブ105のリフト量の増大変化が先行して進むことになる。
For example, the example shown in FIG. 6 is a request to advance the valve timing of the exhaust valve 107 when the response time constants of the center phase variable mechanisms 113a and 113b are larger than the response time constant of the lift / operating angle variable mechanism 112. At the same time, a case where a request for delaying the valve timing of the intake valve 105 and increasing the valve lift amount of the intake valve 105 occurs is shown.
Here, if the time constants of the center phase variable mechanisms 113a and 113b are larger than the time constant of the lift / operating angle variable mechanism 112, the valve timing of the intake valve 105 is delayed and the valve timing of the exhaust valve 107 is advanced. On the other hand, the increase in the lift amount of the intake valve 105 is advanced in advance.

その結果、吸気バルブ105の開時期IVOの目標は、変更前よりも遅角側であるのに、リフト量の増大に伴って一旦変更前よりも進角した後に、中心位相可変機構113aによる中心位相の遅角制御によって、本来の目標開時期IVOまで遅角されることになる。
即ち、中心位相の遅角変化分の2倍の角度だけバルブ作動角が増大変化すれば、吸気バルブ105の開時期IVOが一定のままバルブリフト量が増大変化することになるが、バルブリフト量の増大変化代が、中心位相の遅角変化分の2倍を超えることで、吸気バルブ105の開時期IVOは一時的に進角変化することになる。
As a result, the target of the opening timing IVO of the intake valve 105 is on the retard side with respect to that before the change. The phase is retarded to the original target opening timing IVO by the phase retardation control.
In other words, if the valve operating angle increases and changes by an angle twice as much as the change in retardation of the center phase, the valve lift amount increases while the opening timing IVO of the intake valve 105 remains constant. When the increase change margin of exceeds more than twice the retardation change of the center phase, the opening timing IVO of the intake valve 105 temporarily changes the advance angle.

尚、本実施形態では、前記リフト・作動角可変機構112がモータ17で動作するのに対し、中心位相可変機構113a,113bが油圧で動作するために、中心位相可変機構113a,113bの応答時定数が、リフト・作動角可変機構112の応答時定数よりも大きく、バルブリフト量・バルブ作動角が目標まで変化した後に、中心位相が遅れて目標に到達する傾向を示し、目標の変化幅が大きいほど遅れ時間は長くなる。   In the present embodiment, the lift / operating angle variable mechanism 112 is operated by the motor 17, whereas the center phase variable mechanisms 113a and 113b are operated hydraulically. Therefore, when the center phase variable mechanisms 113a and 113b respond. The constant is larger than the response time constant of the lift / operating angle variable mechanism 112, and after the valve lift amount / valve operating angle has changed to the target, the center phase tends to reach the target with a delay. The larger the value, the longer the delay time.

更に、排気バルブ107の閉時期EVCは要求に従って進角制御されるが、係る進角制御が、やはり吸気バルブ105のリフト量の増大に対して遅れるため、吸気バルブ105の開時期IVOがリフト量の増大に伴って変更後の目標よりも進角するときに、排気バルブ107の閉時期EVCの進角は充分に進行していないことになる。
従って、本来は、吸気バルブ105のバルブリフト量を増大させると同時に、バルブオーバーラップを減少させる目標変化時であるのに、過渡的にバルブオーバーラップが変更前よりも大きくなり、シリンダ内の残留ガスが増大して燃焼が不安定になってしまう。
Further, the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is advanced according to the request. However, since the advance control is delayed with respect to the increase in the lift amount of the intake valve 105, the opening timing IVO of the intake valve 105 is the lift amount. When the angle of advance advances from the target after the change with the increase of the angle, the advance angle of the closing timing EVC of the exhaust valve 107 does not advance sufficiently.
Therefore, originally, the valve lift amount of the intake valve 105 is increased and at the same time the target change is made to decrease the valve overlap, but the valve overlap becomes transiently larger than before the change and remains in the cylinder. Gas increases and combustion becomes unstable.

そこで、本実施形態では、前記エンジンコントロールユニット114が、図7のフローチャートに示す処理を実行することで、過渡的にバルブオーバーラップが過大になってしまうことを抑止又は防止する。
図7のフローチャートに示すルーチンは、一定時間毎に繰り返し実行されるようになっており、まず、ステップS1では、リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bの操作量(制御デューティ)から、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相・バルブ作動角の変化及び排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相の変化を予測する。
Therefore, in the present embodiment, the engine control unit 114 executes the processing shown in the flowchart of FIG. 7 to suppress or prevent the valve overlap from becoming excessively large.
The routine shown in the flowchart of FIG. 7 is repeatedly executed at regular intervals. First, in step S1, the operation amounts (control duty) of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b are controlled. ), The change in the central phase / valve operating angle of the valve operating angle of the intake valve 105 and the change in the central phase of the valve operating angle of the exhaust valve 107 are predicted.

前記エンジンコントロールユニット114には、前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bそれぞれにおける操作量と制御量との関係を数式的に表現する伝達関数が予め記憶されており、前記伝達関数に操作量(制御デューティ)を入力することで、出力として制御量が得られ、操作量に対する制御量(リフト・作動角及び中心位相)の変化を予測できるようになっている。   The engine control unit 114 stores in advance a transfer function that mathematically expresses the relationship between the operation amount and the control amount in each of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b. By inputting an operation amount (control duty) into the transfer function, a control amount is obtained as an output, and a change in the control amount (lift / operating angle and center phase) with respect to the operation amount can be predicted.

即ち、前記伝達関数は、前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bの信号伝達特性を示すモデルであり、ある操作量を与えたときに、どのように制御量(リフト・作動角及び中心位相)が変化するかを、シミュレーションできるようになっている。
尚、前記制御量を、制御軸13の角度やベーン角度とすることができ、また、バルブリフト量・バルブ作動角、進角量、遅角量を制御量とすることができる。
That is, the transfer function is a model showing the signal transfer characteristics of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b. It is possible to simulate whether the operating angle and the center phase change.
The control amount can be the angle of the control shaft 13 or the vane angle, and the valve lift amount / valve operating angle, advance angle amount, and retard angle amount can be the control amounts.

前記伝達関数Gは、一般的な2次遅れ系として、例えば下式で表される。   The transfer function G is represented by, for example, the following equation as a general second-order lag system.

Figure 2010024877
Figure 2010024877

ここで、ζは減衰比、ωnは固有周波数を示す。
また、前記伝達関数(モデル)は、同定実験によって構築され、テスト信号(テスト用の操作量)を前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bに与え、このときのリフト・作動角及び中心位相の動きを検出し、このときの入出力データの相関から特定される。
Here, ζ is an attenuation ratio, and ω n is a natural frequency.
The transfer function (model) is constructed by an identification experiment, and a test signal (test operation amount) is given to the lift / operation angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b. The movement of the operating angle and the center phase is detected, and it is specified from the correlation of the input / output data at this time.

前記ステップS1では、前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bそれぞれに対応する伝達関数に、そのときの制御デューティ比(操作量)を入力し、伝達関数の出力から、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相、吸気バルブ105のバルブ作動角及び排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相(制御量)の変化を予測する。   In the step S1, the control duty ratio (operation amount) at that time is input to the transfer functions corresponding to the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b, and the intake air is determined from the output of the transfer function. Changes in the central phase of the valve operating angle of the valve 105, the valve operating angle of the intake valve 105, and the central phase (control amount) of the valve operating angle of the exhaust valve 107 are predicted.

尚、伝達関数に基づいて予測する制御量は、現時刻から所定時間だけ先の時点、又は、先の予測区間内での値であり、どの時点での制御量を予測するかは、デューティ比の演算・出力周期や、前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bの過渡応答(応答時定数)などに基づき適合される。
また、前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bのフィードバック制御の停止時には、前記伝達関数に基づく制御量の予測を停止する。これは、フィードバック制御の停止時に、別の制御系によって前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bが制御される場合があり、その場合、前記伝達関数に基づいて制御量を正しく予測できなくなるためである。
Note that the control amount predicted based on the transfer function is a value that is a predetermined time after the current time, or a value within the previous prediction section, and at which point the control amount is predicted depends on the duty ratio. Are adjusted based on the calculation / output cycle, the transient response (response time constant) of the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a, 113b.
Further, when the feedback control of the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b is stopped, the control amount prediction based on the transfer function is stopped. This is because when the feedback control is stopped, the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b may be controlled by another control system. In this case, the control amount is controlled based on the transfer function. This is because it cannot be predicted correctly.

前記リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bのフィードバック制御が停止される場合とは、実バルブリフト量や実バルブタイミングを検出するセンサの出力特性を学習するために制御量を所定値に設定する場合や、冷却水温度(機関温度)が高温・低温になったり機関回転速度が低回転になったりして可変機構の駆動許可条件の温度域・回転速度域から外れた場合や、中心位相可変機構113a,113bのクリーニングモードに切り換った場合などである。   When the feedback control of the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b is stopped, the control amount is used to learn the output characteristics of the sensor that detects the actual valve lift amount and the actual valve timing. When set to a predetermined value, or when the coolant temperature (engine temperature) becomes high or low, or the engine rotation speed becomes low, and the temperature and rotation speed range deviates from the variable mechanism drive permission conditions. Or when the center phase variable mechanism 113a, 113b is switched to the cleaning mode.

前記クリーニングモードとは、中心位相可変機構113a,113bに対する異物の噛み込みなどの解消又は予防を図るために、制御量を設定するモードであって、例えば、電磁アクチュエータ99に与えるデューティ信号のデューティ比の増減変化を所定パターンで繰り返すようにする。
ステップS1で、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相・バルブ作動角の変化及び排気バルブ107のバルブ作動角の中心位相の変化を予測すると、ステップS2へ進み、該予測結果に対応する吸気バルブ105の予測開時期IVO及び排気バルブ107の予測閉時期EVCを求める。
The cleaning mode is a mode in which a control amount is set in order to eliminate or prevent foreign matter from entering the center phase variable mechanisms 113a and 113b. For example, the duty ratio of a duty signal applied to the electromagnetic actuator 99 is a cleaning mode. The increase / decrease change is repeated in a predetermined pattern.
If a change in the central phase / valve operating angle of the valve operating angle of the intake valve 105 and a change in the central phase of the valve operating angle of the exhaust valve 107 are predicted in step S1, the process proceeds to step S2, and the intake valve corresponding to the prediction result is obtained. A predicted opening timing IVO 105 and an estimated closing timing EVC of the exhaust valve 107 are obtained.

換言すれば、ステップS1及びステップS2において、リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113a,113bの操作量から、吸気バルブ105の開時期IVO及び排気バルブ107の閉時期EVCの将来的な変化を予測する(予測手段)。
前記吸気バルブ105の予測開時期IVOは、予測した中心位相から予測したバルブ作動角の半分の角度だけ進角したクランク角度位置として求められ、前記排気バルブ107の予測閉時期EVCは、予測した中心位相から固定値であるバルブ作動角の半分の角度だけ遅角したクランク角度位置として求められる。
In other words, in steps S1 and S2, the future of the opening timing IVO of the intake valve 105 and the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is determined from the operation amounts of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanisms 113a and 113b. Predict changes (prediction means).
The predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is obtained as a crank angle position advanced from the predicted center phase by half of the predicted valve operating angle, and the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is the predicted center It is obtained as a crank angle position retarded by half the valve operating angle, which is a fixed value, from the phase.

具体的には、前記吸気バルブ105の予測開時期IVOは、中心位相可変機構113aによる中心位相の予測進角量と、中心位相可変機構113aが最遅角位置であるときの中心位相と、吸気バルブ105の予測バルブ作動角とに基づき、下式に従って演算される。
予測開時期IVO=最遅角位置時の中心位相−予測進角量−予測作動角/2
ここで、最遅角位置時の中心位相は、上死点TDCからの遅角角度(>0)として示され、中心位相可変機構113aの動作によって最遅角位置よりも中心位相が進角するので、「最遅角位置時の中心位相−予測進角量」は、上死点TDCから、予測される中心位相までの遅角角度となる。
Specifically, the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 includes the predicted advance amount of the center phase by the center phase variable mechanism 113a, the center phase when the center phase variable mechanism 113a is at the most retarded position, and the intake air. Based on the predicted valve operating angle of the valve 105, calculation is performed according to the following equation.
Predicted opening timing IVO = center phase at the most retarded position−predicted advance amount−predicted operating angle / 2
Here, the center phase at the most retarded angle position is shown as a retard angle (> 0) from the top dead center TDC, and the center phase advances from the most retarded angle position by the operation of the center phase variable mechanism 113a. Therefore, “center phase at the most retarded angle position−predicted advance amount” is a retard angle from the top dead center TDC to the predicted center phase.

そして、吸気バルブ105の作動角の半分の角度だけ予測中心位相から進角した位置が開時期IVOとなるから、「最遅角位置時の中心位相−予測進角量」から予測作動角/2を減算した値が予測開時期IVOとなり、予測開時期IVOがマイナス角度である場合には、予測開時期IVOが上死点TDC前であることを示し、予測開時期IVOがプラス角度である場合には、予測開時期IVOが上死点TDC後であることを示す。   Since the position advanced from the predicted center phase by half the operating angle of the intake valve 105 is the opening timing IVO, the predicted operating angle / 2 is calculated from “center phase at the most retarded angle position−predicted advance amount”. When the predicted opening time IVO is a negative angle when the value obtained by subtracting is the predicted opening time IVO indicates that the predicted opening time IVO is before the top dead center TDC, and the predicted opening time IVO is a positive angle Indicates that the predicted opening timing IVO is after top dead center TDC.

従って、予測開時期IVOの値が大きいほど、開時期IVOが遅く、バルブオーバーラップとしては小さいことになる。
また、前記排気バルブ107の予測閉時期EVCは、中心位相可変機構113bが最進角位置であるときの閉時期EVCと、中心位相可変機構113bによる中心位相の予測遅角量とに基づき、下式に従って演算される。
Therefore, the larger the value of the predicted opening time IVO, the later the opening time IVO, and the smaller the valve overlap.
Further, the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is based on the closing timing EVC when the center phase variable mechanism 113b is at the most advanced angle position and the predicted retardation amount of the center phase by the center phase variable mechanism 113b. Calculated according to the formula.

予測閉時期EVC=最進角時の閉時期EVC+予測遅角量
ここで、閉時期EVCは、上死点からの角度で示し、上死点後をプラスで、上死点前をマイナスで示すものとする。
従って、予測閉時期EVCは、中心位相可変機構113bによって中心位相の遅角されるほど、より大きな値となる。換言すれば、予測閉時期EVCの値が小さいほど、閉時期EVCが早く、バルブオーバーラップとしては小さいことになる。
Predicted closing timing EVC = closing timing EVC at the most advanced angle + predicted retardation amount Here, the closing timing EVC is expressed as an angle from the top dead center, and is indicated as positive after the top dead center and negative before the top dead center. Shall.
Therefore, the predicted closing timing EVC becomes a larger value as the center phase is retarded by the center phase variable mechanism 113b. In other words, the smaller the value of the predicted closing timing EVC, the earlier the closing timing EVC, and the smaller the valve overlap.

次のステップS3では、内燃機関101の運転状態に基づいて、吸気バルブ105の開時期IVOの制限値(許容最大進角位置)LIVO及び排気バルブ107の閉時期EVCの制限値(許容最大遅角位置)LEVCを演算する。
前記運転状態とは、例えば、機関負荷,機関回転速度,機関温度(冷却水温度)などであり、機関負荷は、スロットル開度、シリンダ吸入空気量、基本燃料噴射量(基本燃料噴射パルス幅)、吸気負圧などで代表させることができる。
In the next step S3, based on the operating state of the internal combustion engine 101, the limit value (allowable maximum advance angle position) LIVO of the intake valve 105 and the limit value (allowable maximum delay angle) of the closing timing EVC of the exhaust valve 107 are determined. Position) LEVC is calculated.
The operating state is, for example, an engine load, an engine speed, an engine temperature (cooling water temperature), and the engine load includes a throttle opening, a cylinder intake air amount, a basic fuel injection amount (basic fuel injection pulse width). It can be represented by intake negative pressure.

前記制限値LIVO,LEVCは、そのときの運転状態で燃焼安定性を確保できる開時期IVO及び閉時期EVCの進角・遅角限界を示すものであり、換言すれば、制限値LIVOは、開時期IVOの許容最小値を示し、制限値LEVCは、閉時期EVCの許容最大値を示す。
そして、制限値LIVO,LEVCは、前記開時期IVO及び閉時期EVCを変化させたときの燃焼安定性の変化を検出する実験の結果に基づいて予め適合され、例えば、機関負荷と機関回転速度とを変数とするマップに記憶される。
The limit values LIVO and LEVC indicate the advance / retard angle limits of the open timing IVO and the close timing EVC that can ensure combustion stability in the operation state at that time. In other words, the limit values LIVO are open. The allowable minimum value of the timing IVO is indicated, and the limit value LEVC indicates the allowable maximum value of the closing timing EVC.
The limit values LIVO and LEVC are preliminarily adapted based on the result of an experiment for detecting changes in combustion stability when the opening timing IVO and the closing timing EVC are changed. For example, the engine load, the engine speed, Is stored in a map with.

ここで、吸気バルブ105の開時期IVOが前記制限値LIVOを超えて進角した場合(開時期IVO<制限値LIVOである場合)、及び/又は、排気バルブ107の閉時期EVCが前記制限値LEVCを超えて遅角した場合(閉時期EVC>制限値LEVCである場合)、換言すれば、バルブオーバーラップ量がそのときの運転条件における許容限界を超えて大きくなった場合には、燃焼が許容限界を超えて不安定になるものと推定される。   Here, when the opening timing IVO of the intake valve 105 advances beyond the limit value LIVO (when the opening timing IVO <the limit value LIVO), and / or when the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is the limit value. When retarding beyond LEVC (when closing timing EVC> limit value LEVC), in other words, when the valve overlap amount exceeds the allowable limit in the operating conditions at that time, Estimated to be unstable beyond acceptable limits.

一方、吸気バルブ105の開時期IVOが前記制限値LIVOよりも遅角側である場合(開時期IVO≧制限値LIVOである場合)、及び、排気バルブ107の閉時期EVCが前記制限値LEVCよりも進角側である場合(閉時期EVC≦制限値LEVCである場合)、換言すれば、バルブオーバーラップ量がそのときの運転条件における許容限界よりも小さい場合には、必要充分な燃焼安定性が確保されるものと推定される。   On the other hand, when the opening timing IVO of the intake valve 105 is more retarded than the limit value LIVO (when the opening timing IVO ≧ limit value LIVO), and when the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is higher than the limit value LEVC. Is also advanced (when closing timing EVC ≦ limit value LEVC), in other words, when the valve overlap amount is smaller than the allowable limit in the operating conditions at that time, the necessary and sufficient combustion stability Is estimated to be secured.

ステップS4では、現時刻における吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVO以上で(実開時期IVO≧制限値LIVO)、かつ、現時刻における排気バルブ107の実閉時期EVCが制限値LEVC以下(実閉時期EVC≦制限値LEVC)であるかを判別する。
前記実開時期IVOは、前記角度センサ134で検出された制御軸13の回転角から求められる吸気バルブ105の実際のバルブ作動角と、クランク角センサ117及びカムセンサ132で検出される吸気バルブ105の実際の中心位相(クランクシャフト120に対する吸気カムシャフト3の回転位相)とから演算される値であり、前記予測開時期IVOと同様に、上死点TDC前の開時期IVOはマイナスの角度で示され、上死点TDC後の開時期はプラスの角度で示される。
In step S4, the actual opening timing IVO of the intake valve 105 at the current time is greater than or equal to the limit value LIVO (actual opening timing IVO ≧ limit value LIVO), and the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 at the current time is less than or equal to the limit value LEVC. It is determined whether (actual closing timing EVC ≦ limit value LEVC).
The actual opening timing IVO includes the actual valve operating angle of the intake valve 105 obtained from the rotation angle of the control shaft 13 detected by the angle sensor 134, and the intake valve 105 detected by the crank angle sensor 117 and the cam sensor 132. It is a value calculated from the actual center phase (the rotational phase of the intake camshaft 3 with respect to the crankshaft 120). Like the predicted opening timing IVO, the opening timing IVO before the top dead center TDC is indicated by a negative angle. The opening time after the top dead center TDC is indicated by a positive angle.

一方、前記実閉時期EVCは、クランク角センサ117及びカムセンサ133で検出される排気バルブ107の実際の中心位相(クランクシャフト120に対する排気カムシャフト110の回転位相)と、一定値である排気バルブ107のバルブ作動角とから演算される値であり、前記予測閉時期EVCと同様に、上死点TDC前の閉時期EVCはマイナスの角度で示され、上死点TDC後の閉時期はプラスの角度で示される。   On the other hand, the actual closing timing EVC is an actual center phase of the exhaust valve 107 detected by the crank angle sensor 117 and the cam sensor 133 (the rotational phase of the exhaust camshaft 110 with respect to the crankshaft 120) and the exhaust valve 107 having a constant value. As with the predicted closing timing EVC, the closing timing EVC before the top dead center TDC is indicated by a negative angle, and the closing timing after the top dead center TDC is a positive value. Shown in angle.

現時刻における吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVO以上で、かつ、現時刻における排気バルブ107の実閉時期EVCが制限値LEVC以下である場合には、ステップS5を迂回してステップS6へ進む。
即ち、吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVOに一致するか、制限値LIVOよりも遅角側であり、かつ、排気バルブ107の実閉時期EVCが制限値LEVCに一致するか、制御値LEVCよりも進角側である場合には、現時刻の実開時期IVO及び実閉時期EVCでの運転で、燃焼安定性を確保できると判断し、前記実開時期IVO及び実閉時期EVCを変更するための処理を行うことなく、ステップS6へ進む。
If the actual opening timing IVO of the intake valve 105 at the current time is not less than the limit value LIVO and the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 at the current time is not more than the limit value LEVC, step S5 is bypassed and step S6 is bypassed. Proceed to
That is, whether the actual opening timing IVO of the intake valve 105 coincides with the limit value LIVO, or is retarded from the limit value LIVO, and the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 coincides with the limit value LEVC. When it is on the more advanced side than the value LEVC, it is determined that the combustion stability can be secured by the operation at the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC at the current time, and the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC are determined. The process proceeds to step S6 without performing the process for changing.

一方、現時刻における吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVO未満であるか、及び/又は、現時刻における排気バルブ107の実閉時期EVCが制限値LEVCを超えている場合には、前記実開時期IVO及び実閉時期EVCを変更すべく、ステップS5へ進む。
即ち、吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側であるか、及び/又は、排気バルブ107の実閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、現時刻の実開時期IVO及び実閉時期EVCでの運転では、バルブオーバーラップが過大で燃焼が不安定になる可能性があるので、実開時期IVO・実閉時期EVCが制限値LIVO,LEVCを超えないようにするために、ステップS5へ進む。
On the other hand, when the actual opening timing IVO of the intake valve 105 at the current time is less than the limit value LIVO and / or when the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 at the current time exceeds the limit value LEVC, Proceed to step S5 to change the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC.
That is, when the actual opening timing IVO of the intake valve 105 is on the more advanced side than the limit value LIVO and / or when the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 is on the more retarded side than the control value LEVC, In the operation at the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC at the current time, there is a possibility that the valve overlap is excessive and the combustion becomes unstable. Therefore, the actual opening timing IVO / actual closing timing EVC is the limit values LIVO, LEVC. In order not to exceed, the process proceeds to step S5.

吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側(実開時期IVO<制限値LIVO)である場合、ステップS5では、リフト・作動角可変機構112の目標値の制限値である作動角目標制限値(最大バルブ作動角)を、以下のようにして設定する。
作動角目標制限値=(最遅角時の中心位相−進角操作量−LIVO)×2
前記「最遅角時の中心位相」は、前記中心位相可変機構113aの初期状態(OFF状態)での吸気バルブ105の中心位相であり、上死点TDCからの角度で示される。
When the actual opening timing IVO of the intake valve 105 is more advanced than the limit value LIVO (actual opening timing IVO <limit value LIVO), in step S5, the target value limit value of the lift / operating angle variable mechanism 112 is set. The operating angle target limit value (maximum valve operating angle) is set as follows.
Operating angle target limit value = (center phase at the most retarded angle−advance amount manipulated variable−LIVO) × 2
The “center phase at the most retarded angle” is the center phase of the intake valve 105 in the initial state (OFF state) of the center phase variable mechanism 113a, and is indicated by an angle from the top dead center TDC.

前記進角操作量は、中心位相可変機構113aの動作による中心位相の進角変化分であり、「最遅角時の中心位相−進角操作量」は、現時刻での中心位相を、上死点TDCからの角度で示すものである。
そして、吸気バルブ105の現時刻での中心位相から、制限値LIVOを減算した結果は、そのときの実中心位相で、開時期IVOが制限値LIVOと一致するバルブ作動角の半分の値であり、これを2倍することで、そのときの実中心位相で、開時期IVOが制限値LIVOと一致するバルブ作動角が求まり、該バルブ作動角を作動角目標制限値(最大バルブ作動角)とする。
The advance angle manipulated variable is a change amount of the advance angle of the center phase due to the operation of the center phase variable mechanism 113a, and “center phase at the most retarded angle−advance angle manipulated variable” is obtained by increasing the center phase at the current time. This is indicated by the angle from the dead center TDC.
The result of subtracting the limit value LIVO from the center phase at the current time of the intake valve 105 is a value half the valve operating angle at which the opening timing IVO coincides with the limit value LIVO in the actual center phase at that time. By doubling this, the valve operating angle at which the opening timing IVO coincides with the limit value LIVO is obtained at the actual center phase at that time, and the valve operating angle is set as the operating angle target limit value (maximum valve operating angle). To do.

ここで、作動角目標制限値(最大バルブ作動角)以下にバルブ作動角を制御すれば、開時期IVOは制限値LIVOを越えて進角することはない。
そこで、そのときのリフト・作動角可変機構112の目標値(目標バルブ作動角)と、前記作動角目標制限値(最大バルブ作動角)とを比較し、そのときのリフト・作動角可変機構112の目標バルブ作動角が、前記作動角目標制限値を上回る場合には、前記作動角目標制限値を、前記リフト・作動角可変機構112の目標値に設定する。
Here, if the valve operating angle is controlled below the target operating angle limit value (maximum valve operating angle), the opening timing IVO does not advance beyond the limit value LIVO.
Therefore, the target value (target valve operating angle) of the lift / operating angle variable mechanism 112 at that time is compared with the operating angle target limit value (maximum valve operating angle), and the lift / operating angle variable mechanism 112 at that time is compared. When the target valve operating angle exceeds the operating angle target limit value, the operating angle target limit value is set to the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112.

即ち、前記作動角目標制限値を上限値として、リフト・作動角可変機構112の目標バルブ作動角を前記上限値以下に制限する処理を行う。
従って、例えば、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を遅角させ、かつ、バルブリフト量・バルブ作動角を増大変化させる場合、中心位相が実際に遅角変化し、制限値LIVOと中心位相との間の角度が増大すると、前記作動角目標制限値がより大きくなり、バルブ作動角の目標値としてより大きな値が設定されることが許容されるようになる。
That is, the target valve operating angle of the lift / operating angle variable mechanism 112 is limited to the upper limit value or less using the operating angle target limit value as the upper limit value.
Therefore, for example, when the central phase of the valve operating angle of the intake valve 105 is retarded and the valve lift amount / valve operating angle is increased and changed, the central phase is actually delayed and the limit value LIVO and the central phase are changed. When the angle between is increased, the operating angle target limit value becomes larger, and a larger value is allowed to be set as the target value of the valve operating angle.

本実施形態の場合、リフト・作動角可変機構112の時定数よりも中心位相可変機構113aの時定数が大きく、例えば、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を遅角させ、かつ、バルブリフト量・バルブ作動角を増大変化させる場合には、バルブリフト量・バルブ作動角の増大変化が先行し、後から中心位相の遅角変化が追従することになり、中心位相が充分に遅角変化していない状態で、バルブ作動角が大きくなってしまうと、吸気バルブ105の開時期IVOが、過渡的に制限値LIVOを越えて進角してしまう可能性がある。   In the present embodiment, the time constant of the center phase variable mechanism 113a is larger than the time constant of the lift / operating angle variable mechanism 112, for example, the center phase of the valve operating angle of the intake valve 105 is retarded, and the valve lift When increasing the amount and valve operating angle, the increase in valve lift amount and valve operating angle is preceded, followed by the delay change in the center phase, and the center phase is sufficiently delayed. If the valve operating angle becomes large in a state where the intake valve is not operated, the opening timing IVO of the intake valve 105 may transiently advance beyond the limit value LIVO.

そこで、応答時定数の大きな中心位相の変化に対応させて、バルブ作動角を増大変化させるように、中心位相が遅角変化するに従って、より大きなバルブ作動角目標が設定されることを許容するようにしてある。
上記のようにして、バルブ作動角の目標を小さく制限すれば、吸気バルブ105の開時期IVOが、過渡的に制限値LIVOを越えて進角してしまうことを抑止又は防止しつつ、中心位相の遅角変化に対応してバルブ作動角・バルブリフト量を連続的に増大変化させることができ、トルクレスポンス(加速応答)を大きく悪化させることがない。
Therefore, a larger valve operation angle target is allowed to be set as the center phase is retarded so as to increase the valve operation angle in response to a change in the center phase with a large response time constant. It is.
As described above, if the target of the valve operating angle is limited to be small, the opening phase IVO of the intake valve 105 is suppressed or prevented from advancing beyond the limit value LIVO transiently, while the center phase is The valve operating angle / valve lift amount can be continuously increased in response to the change in the retard angle, and the torque response (acceleration response) is not greatly deteriorated.

尚、リフト・作動角可変機構112の応答時定数よりも中心位相可変機構113aの応答時定数が小さい場合には、例えば、バルブリフト量の減少と中心位相の進角とを同時に行わせる場合に、中心位相の進角に対してバルブリフトの減少が遅れ、中心位相は目標まで進角しているのに、遅れてバルブリフトが減少して、吸気バルブ105の開時期IVOが、過渡的に制限値LIVOを越えて進角してしまう可能性がある。   When the response time constant of the center phase variable mechanism 113a is smaller than the response time constant of the lift / operation angle variable mechanism 112, for example, when the valve lift amount is reduced and the center phase is advanced simultaneously. The valve lift decreases with respect to the advance angle of the center phase, and the center phase advances to the target, but the valve lift decreases with a delay, and the opening timing IVO of the intake valve 105 becomes transient. There is a possibility of advancing beyond the limit value LIVO.

そこで、上記のような特性の場合には、実際のバルブリフトの減少に見合う進角量以下に、中心位相の進角目標の変化を制限することで、吸気バルブ105の開時期IVOが、過渡的に制限値LIVOを越えて進角してしまうこと、換言すれば、バルブオーバーラップが許容限界を超えて大きくなることを抑止又は防止できる。
即ち、リフト・作動角可変機構112と中心位相可変機構113aとのうち、応答時定数の小さい側(応答が速い側)の機構について、その目標値変化を制限することで、応答が遅い側の制御量の変化に対応させ、一方が先行して制御量を変化させてしまうことがないようにする。
Therefore, in the case of the above characteristics, the opening timing IVO of the intake valve 105 is made transient by restricting the change of the advance angle target of the center phase to be equal to or less than the advance angle amount corresponding to the actual decrease in the valve lift. Therefore, it is possible to inhibit or prevent the valve angle from being advanced beyond the limit value LIVO, in other words, the valve overlap from exceeding the allowable limit.
That is, of the lift / operating angle variable mechanism 112 and the center phase variable mechanism 113a, the mechanism having the smaller response time constant (the faster response side) is limited in its target value, so that the response on the slower response side is limited. Corresponding to the change in the control amount, one of them does not change the control amount in advance.

一方、排気バルブ107の実閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、排気側の中心位相可変機構113bの目標値(目標遅角量)の制限値である中心位相制限値(最大遅角量)を以下のようにして設定する。
中心位相制限値=制限値LEVC−最進角時のEVC
排気バルブ107の閉時期EVCは、上死点TDCからの角度で示され、上死点TDC前はマイナス、上死点TDC後はプラスの値として示されるから、前記中心位相制限値は、最進角時のEVCから制限値LEVCまでの遅角変化量を示し、換言すれば、前記中心位相制限値は、排気バルブ107の閉時期EVCを制限値LEVCに一致させるための中心位相可変機構113bの遅角目標である。
On the other hand, when the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 is on the retard side with respect to the control value LEVC, the center phase limit that is the limit value of the target value (target retard amount) of the exhaust-side center phase variable mechanism 113b. Set the value (maximum retard amount) as follows.
Center phase limit value = limit value LEVC−EVC at the most advanced angle
The closing timing EVC of the exhaust valve 107 is indicated by an angle from the top dead center TDC, and is indicated as a negative value before the top dead center TDC and a positive value after the top dead center TDC. The amount of retardation change from EVC at the advance angle to the limit value LEVC is shown. In other words, the center phase limit value is the center phase variable mechanism 113b for making the closing timing EVC of the exhaust valve 107 coincide with the limit value LEVC. This is the target for retarding the angle.

そして、前記中心位相制限値と、前記中心位相可変機構113bにおける中心位相の遅角目標とを比較し、遅角目標が前記中心位相制限値よりも大きい場合には、遅角目標に前記中心位相制限値を設定し、中心位相制限値(最大遅角量)以下に、前記中心位相可変機構113bにおける中心位相の遅角目標を制限する。
これにより、排気バルブ107の閉時期EVCが、過渡的に制限値LEVCを越えて遅角してしまうこと、換言すれば、バルブオーバーラップが許容限界を超えて大きくなることを抑止又は防止できる。
Then, the center phase limit value is compared with the retardation target of the center phase in the center phase variable mechanism 113b. When the retardation target is larger than the center phase limit value, the center phase is set as the retardation target. A limit value is set, and the retardation target of the center phase in the center phase variable mechanism 113b is limited to be equal to or less than the center phase limit value (maximum retardation amount).
As a result, it is possible to suppress or prevent the closing timing EVC of the exhaust valve 107 from being transiently retarded beyond the limit value LEVC, in other words, the valve overlap becoming larger than the allowable limit.

尚、吸気バルブ105の実開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側であり、かつ、排気バルブ107の実閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、前記作動角目標制限値によるリフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、及び、前記中心位相制限値による中心位相可変機構113bの制御目標の制限を、双方共に実行する。
ステップS6では、ステップS2で予測した予測開時期IVOが制限値LIVO以上で、かつ、ステップS2で予測した予測閉時期EVCが制限値LEVC以下であるかを判別する。
Note that when the actual opening timing IVO of the intake valve 105 is on the more advanced side than the limit value LIVO and the actual closing timing EVC of the exhaust valve 107 is on the more retarded side than the control value LEVC, the operating angle Both restriction of the control target of the lift / operating angle variable mechanism 112 by the target limit value and restriction of the control target of the center phase variable mechanism 113b by the center phase limit value are executed.
In step S6, it is determined whether the predicted opening timing IVO predicted in step S2 is equal to or greater than the limit value LIVO, and the predicted closing timing EVC predicted in step S2 is equal to or less than the limit value LEVC.

前記予測開時期IVO及び前記予測閉時期EVCは、上死点TDCからの角度であって、上死点TDC前はマイナスの角度で示され、上死点TDC後はプラスの角度で示される。
吸気バルブ105の予測開時期IVOが制限値LIVO以上で、かつ、排気バルブ107の予測閉時期EVCが制限値LEVC以下である場合には、ステップS7を迂回して本ルーチンを終了させる。
The predicted opening timing IVO and the predicted closing timing EVC are angles from the top dead center TDC, and are indicated by a negative angle before the top dead center TDC, and are indicated by a positive angle after the top dead center TDC.
If the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is equal to or greater than the limit value LIVO and the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is equal to or less than the limit value LEVC, step S7 is bypassed and this routine is terminated.

即ち、吸気バルブ105の予測開時期IVOが、制限値LIVOに一致するか、又は、制限値LIVOよりも遅角側であり、かつ、排気バルブ107の予測閉時期EVCが、制限値LEVCに一致するか、又は、制御値LEVCよりも進角側である場合には、将来的に、燃焼安定性を損ねるようなバルブオーバーラップの一時的な拡大は生じないと判断されるため、制御目標の制限は行わない。   That is, the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 coincides with the limit value LIVO, or is behind the limit value LIVO, and the estimated closing timing EVC of the exhaust valve 107 matches the limit value LEVC. Or if it is more advanced than the control value LEVC, it will be determined that there will be no temporary increase in valve overlap that will impair combustion stability in the future. There are no restrictions.

一方、吸気バルブ105の予測開時期IVOが制限値LIVO未満であるか、及び/又は、排気バルブ107の予測閉時期EVCが制限値LEVCを超えている場合には、ステップS7(動作制限手段)へ進み、制御目標の制限を行う。
即ち、吸気バルブ105の予測開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側であるか、及び/又は、排気バルブ107の予測閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、将来的にバルブオーバーラップが過大となって燃焼が不安定になると予測されるので、実開時期IVO・実閉時期EVCが制限値LIVO,LEVCを超えないようにするために、ステップS7へ進み、制御目標を予め制限する。
On the other hand, if the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is less than the limit value LIVO and / or if the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 exceeds the limit value LEVC, step S7 (operation limiting means) Proceed to and limit the control target.
That is, when the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is on the more advanced side than the limit value LIVO and / or when the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is on the more retarded side than the control value LEVC, Since it is predicted that the valve overlap will become excessive in the future and the combustion will become unstable, the process proceeds to step S7 in order to prevent the actual opening timing IVO / actual closing timing EVC from exceeding the limit values LIVO, LEVC. The control target is limited in advance.

ステップS7における制御目標の制限は、前記ステップS5と同様にして行われるので、以下では詳細な説明は省略する。
吸気バルブ105の予測開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側である場合、リフト・作動角可変機構112の目標値の制限値を、以下のようにして設定する。
作動角目標制限値=(最遅角時の中心位相−進角操作量−LIVO)×2
そして、そのときのリフト・作動角可変機構112の目標値と、前記作動角目標制限値とを比較し、そのときのリフト・作動角可変機構112の目標バルブ作動角が、前記作動角目標制限値を上回る場合には、前記作動角目標制限値を、前記リフト・作動角可変機構112の目標値に設定する。
Since the restriction of the control target in step S7 is performed in the same manner as in step S5, detailed description will be omitted below.
When the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is more advanced than the limit value LIVO, the limit value of the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112 is set as follows.
Operating angle target limit value = (center phase at the most retarded angle−advance amount manipulated variable−LIVO) × 2
Then, the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112 at that time is compared with the operating angle target limit value, and the target valve operating angle of the lift / operating angle variable mechanism 112 at that time is determined as the operating angle target limit. When the value exceeds the value, the operating angle target limit value is set to the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112.

即ち、前記作動角目標制限値を上限値として、リフト・作動角可変機構112の目標値を前記上限値以下に制限する処理を行う。
従って、例えば、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を遅角させ、かつ、バルブリフト量・バルブ作動角を増大変化させる場合、中心位相が実際に遅角変化し、制限値LIVOと中心位相との間の角度が増大すると、前記作動角目標制限値がより大きくなり、バルブ作動角の目標値としてより大きな値が設定されることが許容されるようになる。
That is, a process for limiting the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112 to the upper limit value or less is performed using the operating angle target limit value as the upper limit value.
Therefore, for example, when the central phase of the valve operating angle of the intake valve 105 is retarded and the valve lift amount / valve operating angle is increased and changed, the central phase is actually delayed and the limit value LIVO and the central phase are changed. When the angle between is increased, the operating angle target limit value becomes larger, and a larger value is allowed to be set as the target value of the valve operating angle.

上記のように、予測開時期IVOに基づいてリフト・作動角可変機構112の目標値を制限すれば、将来的に開時期IVOが制限値LIVOを越えて進角してしまうことを見越して、目標値を制限するので、実際に制限値LIVOを越えて進角していることを検出してから制限を加える場合のような遅れがなく、制限値LIVOを越えないようにするための処理をより早い時期から開始させることができるため、より確実かつ効果的に、開時期IVOが制限値LIVOを越えて進角してしまうことを抑止又は防止できる。   As described above, if the target value of the lift / operating angle variable mechanism 112 is limited based on the predicted opening timing IVO, in anticipation that the opening timing IVO will advance beyond the limit value LIVO in the future, Since the target value is limited, there is no delay as in the case of adding a limit after detecting that the angle has actually advanced beyond the limit value LIVO, and processing for preventing the limit value LIVO from being exceeded. Since it can be started from an earlier time, it is possible to suppress or prevent the opening time IVO from being advanced beyond the limit value LIVO more reliably and effectively.

そして、開時期IVOが制限値LIVOを越えて進角してしまうことを抑止又は防止できれば、過渡的にバルブオーバーラップが過大となることを抑止又は防止でき、過渡運転時における燃焼安定性を維持できる。
尚、リフト・作動角可変機構112の時定数よりも中心位相可変機構113aの時定数が小さい場合には、実際のバルブリフトの減少に見合う進角量以下に、中心位相の進角目標を制限することで、吸気バルブ105の開時期IVOが、将来的に制限値LIVOを越えて進角してしまうことを抑止又は防止できる。
If the opening timing IVO can be prevented or prevented from advancing beyond the limit value LIVO, the valve overlap can be prevented or prevented from being excessively increased, and combustion stability during transient operation can be maintained. it can.
When the time constant of the center phase variable mechanism 113a is smaller than the time constant of the lift / operating angle variable mechanism 112, the advance target of the center phase is limited to an amount of advance corresponding to the actual decrease in the valve lift. Thus, it is possible to suppress or prevent the opening timing IVO of the intake valve 105 from being advanced beyond the limit value LIVO in the future.

一方、排気バルブ107の予測閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、排気側の中心位相可変機構113bの目標値の制限値を以下のようにして設定する。
中心位相制限値=制限値LEVC−最進角時のEVC
そして、前記中心位相制限値と、前記中心位相可変機構113bにおける中心位相の遅角目標とを比較し、遅角目標が前記中心位相制限値よりも大きい場合には、遅角目標を前記中心位相制限値に設定し、中心位相制限値(最大遅角量)以下に、前記中心位相可変機構113bにおける中心位相の遅角目標を制限する。
On the other hand, when the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is behind the control value LEVC, the limit value of the target value of the center phase variable mechanism 113b on the exhaust side is set as follows.
Center phase limit value = limit value LEVC−EVC at the most advanced angle
Then, the central phase limit value is compared with the retardation target of the central phase in the central phase variable mechanism 113b. If the retardation target is larger than the central phase limit value, the retardation target is set to the central phase. The limit value is set, and the retardation target of the center phase in the center phase variable mechanism 113b is restricted below the center phase limit value (maximum retardation amount).

この場合も、排気バルブ107の閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角することを予測して、前記中心位相可変機構113bにおける中心位相の遅角目標を制限するので、実閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角したことを検出してから制限を加える場合のような遅れがなく、制限値LEVCを越えないようにするための処理をより早い時期から開始させることができるため、より確実かつ効果的に、閉時期EVCが制限値LEVCを越えて遅角してしまうことを抑止又は防止できる。   Also in this case, it is predicted that the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is retarded from the control value LEVC, and the delay target of the center phase in the center phase variable mechanism 113b is limited, so that the actual closing timing EVC is controlled. Since there is no delay as in the case of adding a limit after detecting that the angle is retarded from the value LEVC, the processing for preventing the limit value LEVC from exceeding the limit value can be started at an earlier time, so that the more reliable In addition, it is possible to suppress or prevent the closing timing EVC from retarding beyond the limit value LEVC.

上記のようにして、開時期IVOが制限値LIVOを越えて進角してしまうこと、更に、閉時期EVCが制限値LEVCを越えて遅角してしまうことを抑止又は防止できれば、過渡的にバルブオーバーラップが過大となることを抑止又は防止でき、過渡運転時における燃焼安定性を維持できる。
尚、吸気バルブ105の予測開時期IVOが制限値LIVOよりも進角側であり、かつ、排気バルブ107の予測閉時期EVCが制御値LEVCよりも遅角側である場合には、前記作動角目標制限値によるリフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、及び、前記中心位相制限値による中心位相可変機構113bの制御目標の制限を、双方共に実行する。
As described above, if it is possible to prevent or prevent the opening timing IVO from being advanced beyond the limit value LIVO and the closing timing EVC from being retarded beyond the limit value LEVC, it can be transiently achieved. Excessive valve overlap can be prevented or prevented, and combustion stability during transient operation can be maintained.
When the predicted opening timing IVO of the intake valve 105 is on the more advanced side than the limit value LIVO and the predicted closing timing EVC of the exhaust valve 107 is on the more retarded side than the control value LEVC, the operating angle Both restriction of the control target of the lift / operating angle variable mechanism 112 by the target limit value and restriction of the control target of the center phase variable mechanism 113b by the center phase limit value are executed.

図8のフローチャートは、リフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、中心位相可変機構113bの制御目標の制限について、継続・解除を制御するプログラムを示す。
ステップS11では、実開時期IVOから余裕代α(>0)を減算した結果が、制限値LIVO以上であり、かつ、実閉時期EVCに余裕代β(>0)を加算した結果が、制限値LEVC以下であるか否かを判断する。
The flowchart of FIG. 8 shows a program for controlling the continuation / cancellation regarding the restriction of the control target of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the restriction of the control target of the center phase variable mechanism 113b.
In step S11, the result of subtracting the margin allowance α (> 0) from the actual opening timing IVO is equal to or greater than the limit value LIVO, and the result of adding the margin allowance β (> 0) to the actual closing timing EVC is the limit. It is determined whether or not the value is less than LEVC.

前記実開時期IVOの値が大きいほど、吸気バルブ105の開時期IVOはより遅いことを示すから、実開時期IVO−余裕代α≧制限値LIVOが成立する場合には、制限値LIVOで示される開時期IVOの進角限界よりも、余裕代α以上に実開時期IVOが遅角していることになる。
換言すれば、実開時期IVOから更に余裕代αだけ進角しても、実開時期IVOは制限値LIVOを超えず、余裕代α以上の進角代が残されていることになる。
The larger the value of the actual opening timing IVO, the slower the opening timing IVO of the intake valve 105. Therefore, when the actual opening timing IVO−the margin allowance α ≧ the limit value LIVO is established, the limit value LIVO is indicated. The actual opening timing IVO is retarded more than the margin allowance α than the advance angle limit of the opening timing IVO.
In other words, even if the advance angle is further advanced by the margin allowance α, the actual open timing IVO does not exceed the limit value LIVO, and the advance allowance greater than the allowance allowance α remains.

また、閉時期EVCの値が小さいほど、排気バルブ107の閉時期EVCがより早いことを示すから、制限値LEVC≧実閉時期EVC+余裕代βが成立する場合には、制限値LEVCで示される閉時期EVCの遅角限界よりも、余裕代β以上に実閉時期EVCが進角していることになる。
換言すれば、実閉時期EVCから更に余裕代βだけ遅角しても、実閉時期EVCは制限値LEVCを超えず、余裕代β以上の遅角代が残されていることになる。
Further, the smaller the value of the closing timing EVC, the earlier the closing timing EVC of the exhaust valve 107 is. Therefore, when the limit value LEVC ≧ actual closing timing EVC + the margin allowance β is satisfied, the limit value LEVC is indicated. The actual closing timing EVC is advanced more than the margin β beyond the delay limit of the closing timing EVC.
In other words, even if the delay is further delayed by the margin allowance β from the actual closing timing EVC, the actual closing timing EVC does not exceed the limit value LEVC, and the delay allowance greater than the margin allowance β remains.

上記のように、実開時期IVO及び実閉時期EVCが、それぞれ制限値を超えず、かつ、制限値LIVO,LEVCから充分に離れている場合には、ステップS12へ進んで、リフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、及び、中心位相可変機構113bの制御目標の制限を解除し、機関運転条件に応じて設定される制御目標をそのまま用いて、リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113bを制御させるようにする。   As described above, when the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC do not exceed the limit values and are sufficiently separated from the limit values LIVO and LEVC, the routine proceeds to step S12, where the lift / operation angle is increased. The restriction of the control target of the variable mechanism 112 and the restriction of the control target of the center phase variable mechanism 113b are canceled, and the control target set according to the engine operating condition is used as it is, and the variable lift / operation angle mechanism 112 and the center The phase variable mechanism 113b is controlled.

一方、実開時期IVO−余裕代α<制限値LIVO、及び/又は、制限値LEVC<実閉時期EVC+余裕代βである場合には、ステップS13へ進み、リフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、及び、中心位相可変機構113bの制御目標の制限を継続させる。
即ち、実開時期IVOが制限値LIVO以上に進角している場合、実開時期IVOが制限値LIVOよりも遅角側であるものの、その遅角量が余裕代αよりも小さい場合、実閉時期EVCが制限値LEVC以上に遅角している場合、実閉時期EVCが制限値LEVCよりも進角側であるものの、その進角量が余裕代βよりも小さい場合のうちのいずれか1つが成立している間は、リフト・作動角可変機構112の制御目標の制限、及び、中心位相可変機構113bの制御目標の制限を継続させる。
On the other hand, if the actual opening timing IVO−the margin allowance α <the limit value LIVO and / or the limit value LEVC <the actual closing timing EVC + the margin allowance β, the process proceeds to step S13 to control the lift / operating angle variable mechanism 112. The target restriction and the control target restriction of the center phase variable mechanism 113b are continued.
That is, when the actual opening timing IVO is advanced beyond the limit value LIVO, the actual opening timing IVO is retarded from the limit value LIVO, but when the amount of retardation is smaller than the margin allowance α, When the closing timing EVC is delayed more than the limit value LEVC, any of the cases where the actual closing timing EVC is on the more advanced side than the limit value LEVC but the amount of advance is smaller than the margin allowance β While one is established, the control target limitation of the lift / operation angle variable mechanism 112 and the control target limitation of the center phase variable mechanism 113b are continued.

従って、制御目標を制限した結果、実開時期IVOが制限値LIVOよりも遅角側となり、かつ、実閉時期EVCが制限値LEVCよりも進角側となっても、直ちに制限を解除せず、制限値LIVO,LEVCから充分に離れてから制限を解除し、再度、実開時期IVOが制限値LIVO以上に進角するか、及び/又は、実閉時期EVCが制限値LEVC以上に遅角した場合に、制御目標に対する制限を加える。   Therefore, as a result of limiting the control target, even if the actual opening timing IVO is retarded from the limit value LIVO and the actual closing timing EVC is advanced from the limit value LEVC, the limitation is not immediately released. The limit is released after sufficiently separating from the limit values LIVO, LEVC, and the actual opening timing IVO is advanced again to the limit value LIVO or / or the actual closing timing EVC is retarded to the limit value LEVC or more. If this happens, limit the control target.

これにより、制御目標が制限される状態と、制御目標の制限が解除される状態との間で、頻繁な切り換り(ハンチング)が発生することを抑止できる。
また、実開時期IVO及び実閉時期EVCに基づいて制御目標の制限を継続するか解除するかを判断させることで、実開時期IVOが制限値LEVC以上に進角し、また、実閉時期EVCが制限値LEVC以上に遅角してしまうことを確実に防止できる。
Thereby, it can suppress that frequent switching (hunting) generate | occur | produces between the state in which a control target is restrict | limited, and the state in which the restriction | limiting of a control target is cancelled | released.
Further, by determining whether to continue or cancel the restriction of the control target based on the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC, the actual opening timing IVO is advanced to the limit value LEVC or more. It can be reliably prevented that the EVC is retarded beyond the limit value LEVC.

予測開時期IVOや予測閉時期EVCが制限値から充分に離れていることに基づいて制限解除を判断させる場合、制限を加えた制御目標に基づく操作量から将来的な開時期IVO及び閉時期EVCを予測するから、実際の開時期IVOや閉時期EVCが予測値に追い付いていない状態で制限を解除してしまうことになり、制限解除を判断した時点では、実開時期IVO及び/又は実閉時期EVCが制限値を越えている可能性がある。   When the restriction release is determined based on whether the predicted opening timing IVO or the predicted closing timing EVC is sufficiently away from the limit value, the future opening timing IVO and closing timing EVC are determined from the operation amount based on the control target to which the limitation is added. Therefore, the restriction is released in a state where the actual opening timing IVO or closing timing EVC has not caught up with the predicted value, and when the restriction release is determined, the actual opening timing IVO and / or actual closing timing are released. There is a possibility that the timing EVC exceeds the limit value.

このため、予測値から制限解除を判断させる構成とした場合には、実開時期IVO及び実閉時期EVCが制限値を越えている状態で、制御目標の制限が一旦解除されてしまう可能性がある。
これに対し、実開時期IVO及び実閉時期EVCに基づいて制御目標の制限を解除するか否かを判断させるようにすれば、制御目標の制限によって実際に開時期IVO・閉時期EVCが制限値を越えないようになってから、制御目標の制限を解除することになり、制限解除を適切に判断できる。
For this reason, when the restriction release is determined from the predicted value, there is a possibility that the restriction of the control target is once released in a state where the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC exceed the limitation values. is there.
On the other hand, if it is determined whether or not the restriction of the control target is released based on the actual opening timing IVO and the actual closing timing EVC, the opening timing IVO / closing timing EVC is actually limited by the limitation of the control target. After the value does not exceed the value, the restriction on the control target is released, and the restriction release can be appropriately determined.

尚、前記余裕代α,βは、制御のハンチングを防止しつつ、過剰に制御目標の制限が継続されることを回避できるように、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて適合され、余裕代αと余裕代βとを同じ値に設定してもよいし、余裕代αと余裕代βとを異なる値に設定することができ、更に、機関の運転状態によって可変に設定することができる。
上記実施形態では、内燃機関101において、吸気バルブ105と排気バルブ107との双方に可変動弁機構を備えるようにしたが、吸気バルブ105と排気バルブ107とのいずれか一方にのみ可変動弁機構を備える機関であってもよい。
The margins α and β are adapted based on the results of experiments and simulations in advance so as to avoid excessive control target restriction while preventing control hunting. And the margin allowance β may be set to the same value, the allowance allowance α and the allowance allowance β may be set to different values, and may be set variably according to the operating state of the engine.
In the above-described embodiment, in the internal combustion engine 101, both the intake valve 105 and the exhaust valve 107 are provided with variable valve mechanisms. However, the variable valve mechanism is provided only in either the intake valve 105 or the exhaust valve 107. An organization equipped with

また、前記バルブタイミング(開時期IVO,閉時期EVC)が制限値を超えないようにするための、可変動弁機構の動作を制限するための手段としては、制御目標を制限・補正することの他、操作量・制御ゲインの変更・補正や、制御量(リフト量・回転位相)の検出結果を補正してフィードバック制御に用いることなどが含まれ、更に、制限状態として、可変動弁機構の動作を停止させたり、制御目標に近づく方向とは逆方向に可変動弁機構を駆動したり、制御目標に向かう動作にブレーキをかけることなどが含まれる。   Further, as a means for restricting the operation of the variable valve mechanism so that the valve timing (open timing IVO, close timing EVC) does not exceed the limit value, the control target is limited / corrected. In addition, it includes changes and corrections in the manipulated variable and control gain, correction of the detection result of the controlled variable (lift amount and rotational phase), and use for feedback control. This includes stopping the operation, driving the variable valve mechanism in a direction opposite to the direction approaching the control target, and applying a brake to the operation toward the control target.

更に、前記バルブタイミング(開時期IVO,閉時期EVC)が制限値を超えないように可変動弁機構の動作を制限した場合、特に加速時に動作制限した場合に、シリンダ吸入空気量の増大変化が妨げられ、加速応答が非制限時に比べて低下する場合には、点火時期の進角補正、燃料噴射量の増量補正などを行うことでトルクを増大補正し、加速応答を維持させることができる。   Further, when the operation of the variable valve mechanism is limited so that the valve timing (open timing IVO, closing timing EVC) does not exceed the limit value, especially when the operation is limited during acceleration, the cylinder intake air amount increases. In the case where the acceleration response is hindered and lower than that in the non-restricted state, the acceleration can be increased and the acceleration response can be maintained by performing advance correction of the ignition timing, increase correction of the fuel injection amount, and the like.

実施形態における車両用内燃機関のシステム図。The system figure of the internal combustion engine for vehicles in an embodiment. 実施形態における吸気バルブの可変動弁機構を示す斜視図。The perspective view which shows the variable valve mechanism of the intake valve in embodiment. 実施形態におけるリフト・作動角可変機構を示す図。The figure which shows the lift and the working angle variable mechanism in embodiment. 実施形態における中心位相可変機構を示す図。The figure which shows the center phase variable mechanism in embodiment. 実施形態における吸気バルブのリフト・バルブ作動角・バルブ作動角の中心位相の変化特性を示す線図。The diagram which shows the change characteristic of the center phase of the lift of the intake valve in the embodiment, the valve operating angle, and the valve operating angle. 実施形態におけるリフト・作動角可変機構及び中心位相可変機構を動作させた場合のバルブタイミングの変化を示す線図。The diagram which shows the change of the valve timing at the time of operating the lift and working angle variable mechanism and center phase variable mechanism in embodiment. 実施形態におけるリフト・作動角可変機構及び中心位相可変機構の制御目標の制限処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the restriction | limiting process of the control target of the lift and working angle variable mechanism and center phase variable mechanism in embodiment. 実施形態におけるリフト・作動角可変機構及び中心位相可変機構の制御目標の制限の解除処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the cancellation | release process of the restriction | limiting of the control target of a lift and a working angle variable mechanism and a center phase variable mechanism in embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

3…吸気カムシャフト、13…制御軸、99…電磁アクチュエータ、101…内燃機関、104…電子制御スロットル、105…吸気バルブ、107…排気バルブ、112…リフト・作動角可変機構、113a,113b…中心位相可変機構、114…エンジンコントロールユニット、116…アクセルペダルセンサ、117…クランク角センサ、120…クランクシャフト、132…吸気カムセンサ、133…排気カムセンサ、134…角度センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Intake camshaft, 13 ... Control shaft, 99 ... Electromagnetic actuator, 101 ... Internal combustion engine, 104 ... Electronically controlled throttle, 105 ... Intake valve, 107 ... Exhaust valve, 112 ... Lift / operating angle variable mechanism, 113a, 113b ... Center phase variable mechanism, 114 ... engine control unit, 116 ... accelerator pedal sensor, 117 ... crank angle sensor, 120 ... crankshaft, 132 ... intake cam sensor, 133 ... exhaust cam sensor, 134 ... angle sensor

Claims (5)

機関バルブの開特性を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関の可変動弁制御装置であって、
前記可変動弁機構の操作量に基づいて前記可変動弁機構の制御量の変化を予測する予測手段と、
前記予測された制御量が制限値を越える場合に、前記可変動弁機構の動作を、前記制御量が前記制限値を超えないように制限する動作制限手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。
A variable valve control apparatus for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism for continuously changing an opening characteristic of an engine valve,
Predicting means for predicting a change in a control amount of the variable valve mechanism based on an operation amount of the variable valve mechanism;
Operation limiting means for limiting the operation of the variable valve mechanism so that the control amount does not exceed the limit value when the predicted control amount exceeds a limit value;
A variable valve control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記予測手段が、前記可変動弁機構における操作量と制御量との関係を示す伝達関数に基づいて、前記制御量の変化を予測することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁制御装置。   The variable motion of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the predicting means predicts a change in the control amount based on a transfer function indicating a relationship between an operation amount and a control amount in the variable valve mechanism. Valve control device. 前記予測手段が予測する制御量が、吸気バルブの開時期及び/又は排気バルブの閉時期であることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁制御装置。   The variable valve control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control amount predicted by the predicting means is an opening timing of the intake valve and / or a closing timing of the exhaust valve. 前記可変動弁機構として、機関バルブのバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構と、前記機関バルブのバルブ作動角を連続的に可変とする作動角可変機構とを備え、
前記予測手段が、前記中心位相可変機構及び前記作動角可変機構で開特性が可変とされる前記機関バルブのバルブタイミングを予測し、
前記動作制限手段が、前記予測されたバルブタイミングが制限値を越えるときに、前記中心位相可変機構と前記作動角可変機構とのうち応答時定数のより小さい側の可変機構の目標値の変化を小さく制限することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の可変動弁制御装置。
The variable valve mechanism includes a center phase variable mechanism that continuously varies the center phase of the valve operating angle of the engine valve, and an operating angle variable mechanism that continuously varies the valve operating angle of the engine valve. ,
The predicting means predicts a valve timing of the engine valve at which an opening characteristic is variable by the center phase variable mechanism and the operating angle variable mechanism;
When the predicted valve timing exceeds a limit value, the operation limiting means changes a target value of a variable mechanism having a smaller response time constant among the central phase variable mechanism and the operating angle variable mechanism. The variable valve control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable valve control apparatus is limited to a small value.
前記動作制限手段が、前記中心位相可変機構と前記作動角可変機構とのうち応答時定数のより大きい側の可変機構における制御量の変化に応じて、応答時定数のより小さい側の可変機構の目標値の制限量を変化させることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の可変動弁制御装置。   The operation limiting means is configured to change a variable mechanism having a smaller response time constant according to a change in a control amount in a variable mechanism having a larger response time constant of the central phase variable mechanism and the operating angle variable mechanism. 5. The variable valve control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein a limit amount of the target value is changed.
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