JP2010025065A - Control device of valve system - Google Patents
Control device of valve system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010025065A JP2010025065A JP2008190256A JP2008190256A JP2010025065A JP 2010025065 A JP2010025065 A JP 2010025065A JP 2008190256 A JP2008190256 A JP 2008190256A JP 2008190256 A JP2008190256 A JP 2008190256A JP 2010025065 A JP2010025065 A JP 2010025065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve characteristic
- control
- maximum lift
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、機関バルブのバルブ特性を変更可能な動弁系に適用され、バルブ特性について所定の初期値からの変更履歴を検出し、検出された変更履歴とその初期値とに基づいて同バルブ特性を検出する動弁系の制御装置に関する。 The present invention is applied to a valve operating system capable of changing a valve characteristic of an engine valve, detects a change history from a predetermined initial value for the valve characteristic, and based on the detected change history and the initial value, the valve The present invention relates to a valve system control device for detecting characteristics.
近年、内燃機関の燃費性能や出力の向上を図るため、内燃機関の運転状態に基づいて機関バルブの最大リフト量や開弁期間等のバルブ特性を変更する動弁系が広く採用されている(例えば特許文献1参照)。このような動弁系としては、以下の構成が一般的に採用される。 In recent years, in order to improve the fuel efficiency and output of an internal combustion engine, a valve operating system that changes valve characteristics such as the maximum lift amount and valve opening period of the engine valve based on the operating state of the internal combustion engine has been widely adopted ( For example, see Patent Document 1). The following configuration is generally adopted as such a valve train.
すなわち、この動弁系にあっては、機関出力軸によって回転するカムに当接しその回転に基づいて揺動する入力部材と、同入力部材とともに揺動することにより機関バルブを往復駆動する出力部材とが設けられている。なお、この機関バルブには、同バルブを出力部材に付勢することにより、入力部材をカムに付勢するバルブスプリングが設けられている。また、入力部材及び出力部材には、軸方向に往復動することによりこれら入力部材と出力部材との相対揺動位相差を変更可能な制御軸が機械的に連結されており、この制御軸の基端部は、運動変換機構を介して電動モータの出力軸に連結されている。この運動変換機構は、電動モータの出力軸の回転運動を制御軸の軸方向への直線運動に変換するためのものであり、その逆効率が低く設定されている。すなわち、同運動変換機構により、電動モータの出力軸の回転運動が制御軸の直線運動に容易に変更できる一方、制御軸の直線運動が電動モータの出力軸の回転運動に変換されることが抑制されている。こうした構成により、電動モータの出力軸が回転すると、制御軸がその軸方向に沿って駆動され、上述の入力部材と出力部材との相対位相差が変更されて機関バルブの最大リフト量や開弁期間等のバルブ特性が変更される。 That is, in this valve operating system, an input member that abuts on a cam rotated by an engine output shaft and swings based on the rotation, and an output member that reciprocates the engine valve by swinging together with the input member. And are provided. The engine valve is provided with a valve spring that urges the input member to the cam by urging the valve to the output member. The input member and the output member are mechanically connected to a control shaft capable of changing the relative oscillation phase difference between the input member and the output member by reciprocating in the axial direction. The base end is connected to the output shaft of the electric motor via a motion conversion mechanism. This motion conversion mechanism is for converting the rotational motion of the output shaft of the electric motor into linear motion in the axial direction of the control shaft, and its reverse efficiency is set low. In other words, the rotary motion of the output shaft of the electric motor can be easily changed to the linear motion of the control shaft, while the linear motion of the control shaft is prevented from being converted to the rotary motion of the output shaft of the electric motor. Has been. With this configuration, when the output shaft of the electric motor rotates, the control shaft is driven along the axial direction, and the relative phase difference between the input member and the output member is changed to change the maximum lift amount and the valve opening of the engine valve. Valve characteristics such as period are changed.
そして、こうした動弁系の制御装置では、以下に示すような態様をもって機関バルブのバルブ特性を制御するようにしている。すなわち、この制御装置にあっては、電動モータの出力軸の回転履歴、換言すれば機関バルブのバルブ特性について所定の初期値からの変更履歴を検出する履歴センサが設けられている。機関運転中に、動弁系の制御装置は、この履歴センサによって検出されたバルブ特性の変更履歴とその初期値とに基づいてバルブ特性を検出するとともに、機関運転状態に基づいてバルブ特性の制御目標値を設定し、電動モータを駆動させることによりバルブ特性の検出値とその制御目標値との乖離が小さくなるように同バルブ特性を制御するようにしている。
このように、機関運転状態に基づいて機関バルブのバルブ特性を変更することにより、内燃機関の燃費性能や出力を向上させることができる。ただし、上述したようにバルブスプリングの付勢力によって機関バルブが出力部材に付勢されるとともに、入力部材がカムに付勢されているため、入力部材と出力部材との相対揺動位相差を小さくしようとするトルク、換言すれば制御軸をその軸方向に駆動しようとするトルクが常に発生する。ここで、運動変換機構の逆効率が低く設定されてはいるものの、制御軸が上述のトルクにより僅かに駆動されるとともに、この制御軸の直線運動が運動変換機構により電動モータの出力軸の回転運動に変換される可能性があることも否定できない。そしてこのように制御軸の駆動が発生すると、入力部材と出力部材との相対揺動位相差が変化し、機関バルブのバルブ特性も変化してしまうこととなる。特に、運動変換機構の効率を高めるために同機構における各駆動部材の間の摩擦抵抗を低減した場合には、運動変換機構の逆効率も高くなり、こうしたバルブ特性の変化がより発生しやすくなる。ここで、例えば内燃機関の停止に基づき前述のバルブ特性の制御が終了した後にこうしたバルブ特性の変化が発生すると、実際のバルブ特性が変化したにもかかわらず、その変更履歴を検出できないため、次回の機関始動時以降において、バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との間に偏差が生じることとなる。その結果、バルブ特性の制御の精度が低下するおそれがある。 Thus, by changing the valve characteristic of the engine valve based on the engine operating state, the fuel efficiency performance and output of the internal combustion engine can be improved. However, as described above, the engine valve is urged to the output member by the urging force of the valve spring and the input member is urged to the cam, so that the relative oscillation phase difference between the input member and the output member is reduced. Torque to be generated, in other words, torque to drive the control shaft in the axial direction is always generated. Here, although the reverse efficiency of the motion conversion mechanism is set low, the control shaft is slightly driven by the torque described above, and the linear motion of the control shaft is rotated by the motion conversion mechanism of the output shaft of the electric motor. It cannot be denied that there is a possibility of conversion into movement. When the drive of the control shaft occurs in this way, the relative rocking phase difference between the input member and the output member changes, and the valve characteristics of the engine valve also change. In particular, when the frictional resistance between the drive members in the mechanism is reduced in order to increase the efficiency of the motion conversion mechanism, the reverse efficiency of the motion conversion mechanism is also increased, and this change in valve characteristics is more likely to occur. . Here, for example, if such a change in the valve characteristic occurs after the control of the valve characteristic is completed based on the stop of the internal combustion engine, the change history cannot be detected even though the actual valve characteristic has changed. After the start of the engine, a deviation occurs between the detected value of the valve characteristic and the actual valve characteristic. As a result, the accuracy of control of the valve characteristics may be reduced.
なお、バルブ特性を変更するアクチュエータとして電動モータの回転運動を制御軸の直線運動に変換する運動変換機構を含むものを採用した動弁系の制御装置について説明したが、こうした不都合は同構成に限らず、他種のアクチュエータを採用する動弁系の制御装置においても概ね共通して発生し得る。 In addition, although the valve system control device has been described that employs a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the electric motor to the linear motion of the control shaft as an actuator that changes the valve characteristics, such inconvenience is limited to the same configuration. In addition, it can occur almost in common in a valve system control device that employs other types of actuators.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の停止に基づきバルブ特性の制御が終了した後にバルブスプリングの付勢力によりバルブ特性が変化することに起因して、バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との間に偏差が発生することを抑制することのできる動弁系の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is that the valve characteristics change due to the urging force of the valve spring after the control of the valve characteristics is completed based on the stop of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a valve operating system control device capable of suppressing the occurrence of a deviation between a detected value of a valve characteristic and an actual valve characteristic.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関のカムに当接しその回転に基づいて揺動する入力部材と、該入力部材とともに揺動することにより機関バルブを往復駆動する出力部材と、前記機関バルブを前記出力部材に付勢することにより前記入力部材を前記カムに付勢するバルブスプリングと、前記入力部材及び前記出力部材に機械的に連結されこれら入力部材と出力部材との相対揺動位相差を変更することにより前記機関バルブのバルブ特性を変更可能なアクチュエータとを備える動弁系に適用され、前記バルブ特性について所定の初期値からの変更履歴を検出し、この検出された変更履歴と前記初期値とに基づき前記バルブ特性を検出するバルブ特性検出手段と、前記バルブ特性の制御目標値を設定し、前記バルブ特性検出手段によって検出されたバルブ特性の検出値が前記制御目標値との乖離が小さくなるように前記アクチュエータを通じて前記バルブ特性を変更するバルブ特性制御を実行するバルブ特性制御手段とを備える動弁系の制御装置において、前記内燃機関の停止に基づき前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了した後に、前記バルブ特性検出手段により前記バルブ特性を継続して検出する監視手段を備えることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The invention according to
同構成によれば、内燃機関の停止に基づきバルブ特性制御が終了した後にバルブ特性を継続して検出することにより、そのバルブ特性制御が終了した後にバルブスプリングの付勢力により入力部材と出力部材との相対揺動位相差が変更されてバルブ特性が変化した場合であっても、バルブ特性の変更履歴に基づいて同バルブ特性を正確に検出することができるようになる。そのため、例えばバルブ特性制御が終了したことを条件にバルブ特性の検出を停止する構成を採用した場合と比較して、バルブ特性の制御が終了した後にバルブスプリングの付勢力により機関バルブのバルブ特性が変化することに起因してバルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との間に偏差が発生することを抑制することができるようになる。 According to this configuration, the valve characteristic is continuously detected after the valve characteristic control is ended based on the stop of the internal combustion engine, and the input member and the output member are thereby detected by the urging force of the valve spring after the valve characteristic control is completed. Even when the relative oscillation phase difference is changed and the valve characteristic changes, the valve characteristic can be accurately detected based on the change history of the valve characteristic. For this reason, for example, compared to a case where the detection of the valve characteristic is stopped on the condition that the valve characteristic control is completed, the valve characteristic of the engine valve is increased by the biasing force of the valve spring after the control of the valve characteristic is completed. It is possible to suppress the occurrence of a deviation between the detected value of the valve characteristic and the actual valve characteristic due to the change.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の動弁系の制御装置において、前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから所定の時間が経過したときに、同バルブ特性制御が終了してから当時点までの間に前記バルブ特性が変化していないことを条件に、前記監視手段による前記バルブ特性の検出を中止することをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the valve operating control apparatus according to the first aspect, when a predetermined time elapses after the valve characteristic control by the valve characteristic control means ends, the valve characteristic control is performed. The gist of the present invention is to stop the detection of the valve characteristic by the monitoring means on the condition that the valve characteristic has not changed between the end of the process and the present time.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の動弁系の制御装置において、前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから前記所定の時間が経過したときに、同バルブ特性制御が終了してから当時点までの間に前記バルブ特性が変化したことを条件に、前記監視手段による前記バルブ特性の検出を中止し、次回の機関始動時に前記バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との偏差を解消するバルブ特性学習を行うことをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the valve operating control apparatus according to the second aspect, when the predetermined time elapses after the valve characteristic control by the valve characteristic control means is finished, On the condition that the valve characteristic has changed between the end of the control and the current time point, the detection of the valve characteristic by the monitoring means is stopped, and the detected value of the valve characteristic and the actual value are detected at the next engine start. The gist is to perform valve characteristic learning that eliminates the deviation from the valve characteristic.
内燃機関の運転中にバルブ特性制御が実行される場合には、動弁系において各部材の摺動部に動的摩擦力が発生しているが、内燃機関の停止に基づきバルブ特性制御が終了すると、動弁系の駆動が停止し、同動弁系における各摺動部材の間の摩擦力が静的摩擦力となるため、動弁系の駆動に対する抵抗力が大きくなる。したがって、バルブ特性制御の終了に伴い動弁系の駆動が一旦停止して安定した場合には、次回の機関始動時までの間にバルブスプリングの付勢力によりその相対揺動位相差の変化が発生する可能性、換言すればバルブ特性の変化が発生する可能性が低い。 When valve characteristic control is executed during operation of the internal combustion engine, dynamic frictional force is generated at the sliding portion of each member in the valve system, but the valve characteristic control ends when the internal combustion engine stops. Then, the driving of the valve operating system stops, and the frictional force between the sliding members in the valve operating system becomes a static frictional force, so that the resistance force to the driving of the valve operating system increases. Therefore, when the drive of the valve system is temporarily stopped and stabilized at the end of the valve characteristic control, the change of the relative oscillation phase difference occurs due to the urging force of the valve spring until the next engine start. In other words, there is a low possibility that a change in valve characteristics will occur.
そのため、請求項2に記載の発明によれば、バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから所定の時間が経過するまでの間にバルブ特性が変化していないこと、換言すればバルブ特性制御の終了に伴い動弁系の駆動が一旦停止して安定したことを条件に監視手段によるバルブ特性の検出を中止することにより、バルブ特性の変化が発生する可能性の低い期間にバルブ特性を検出することによる消費電力の増大を回避することができるようになる。 Therefore, according to the second aspect of the present invention, the valve characteristic does not change between the end of the valve characteristic control by the valve characteristic control means and the elapse of a predetermined time, in other words, the valve characteristic. By stopping the detection of the valve characteristics by the monitoring means on the condition that the driving of the valve system is once stopped and stabilized at the end of the control, the valve characteristics can be changed during a period when the change of the valve characteristics is unlikely to occur. An increase in power consumption due to detection can be avoided.
ところで、バルブ特性制御が終了してから所定の時間が経過するまでの間にバルブ特性の変化が発生した場合にも、上述のように監視手段によるバルブ特性の検出を単に中止するようにすると、その後にバルブ特性が継続して変化し、バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との間に偏差が生じるおそれがある。 By the way, even when a change in the valve characteristic has occurred between the end of the valve characteristic control and the elapse of a predetermined time, if the detection of the valve characteristic by the monitoring means is simply stopped as described above, Thereafter, the valve characteristic continuously changes, and there is a possibility that a deviation occurs between the detected value of the valve characteristic and the actual valve characteristic.
この点、請求項3に記載の発明では、バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから所定の時間が経過するまでの間にバルブ特性が変化したことを条件に、前記監視手段による前記バルブ特性の検出を中止し、次回の機関始動時に前記バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との偏差を解消するバルブ特性学習を行うようにしている。これにより、監視手段によるバルブ特性の検出が中止された後にバルブ特性が継続して変化した場合であっても、次回の機関始動時のバルブ特性学習を行うことにより、バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との偏差を解消することができる。したがって、上記構成によれば、バルブ特性を検出するために消費される電力を抑えつつも、バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との偏差が発生することを抑制することができるようになる。
In this regard, in the invention according to
なお、2つの機械的限界位置の間に作動するアクチュエータを採用した場合には、バルブ特性学習の具体的な方法としては、例えば請求項4に記載されるように、そのアクチュエータを前記機械的限界位置の一方に向けて作動させ、該アクチュエータが停止したときに同アクチュエータがその機械的限界位置にまで作動したと判断して該時点のバルブ特性を該機械的限界位置に対応する同バルブ特性の基準値に設定する、といった構成を採用することができる。
When an actuator that operates between two mechanical limit positions is employed, as a specific method of valve characteristic learning, for example, as described in
以下、本発明を車両に搭載される内燃機関の動弁系の制御装置に適用した一実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。ここで、図1は、車両に搭載される内燃機関の動弁系の一部断面構造を示す断面図であり、図2は、同内燃機関の動弁系の配設態様を示す平面図である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a control device for a valve operating system of an internal combustion engine mounted on a vehicle will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a sectional view showing a partial sectional structure of a valve operating system of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of the valve operating system of the internal combustion engine. is there.
図1及び図2に示されるように、内燃機関は4つの気筒(図1では1つのみを表示)を有しており、そのシリンダヘッド2にはこれら気筒に対応した一対の排気バルブ10と吸気バルブ20とが往復動可能にそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド2には、それら排気バルブ10と吸気バルブ20とに対応して排気弁開閉装置90と吸気弁開閉装置100とがそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine has four cylinders (only one is shown in FIG. 1), and a
排気弁開閉装置90には、各排気バルブ10に対応してラッシュアジャスタ12が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ12と排気バルブ10との間にはロッカーアーム13が架設されている。ロッカーアーム13は、その基端がラッシュアジャスタ12に支持されるとともに先端が排気バルブ10の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド2には、排気カムシャフト14が回転可能に支持されており、この排気カムシャフト14は、機関出力軸の回転に連動して回転される。排気カムシャフト14には複数のカム15が形成されるとともに、それらカム15の外周面にはロッカーアーム13の中間部分に設けられたローラ13aが当接されている。排気バルブ10にはリテーナ16が設けられるとともに、このリテーナ16とシリンダヘッド2との間にはバルブスプリング11が圧縮された状態で設けられている。なお、このバルブスプリング11の付勢力によって排気バルブ10は閉弁方向に付勢されている。そしてこれにより、ロッカーアーム13のローラ13aはカム15の外周面に押圧されている。機関運転時にカム15が回転すると、ロッカーアーム13はラッシュアジャスタ12により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ10はロッカーアーム13によって開閉駆動されるようになる。
The exhaust valve opening /
一方、吸気弁開閉装置100には、排気側と同様に圧縮状態のバルブスプリング21、吸気バルブ20に設けられたリテーナ26、ロッカーアーム23及びラッシュアジャスタ22が設けられている。シリンダヘッド2には、複数のカム25が形成された吸気カムシャフト24が回転可能に支持されており、この吸気カムシャフト24も、機関出力軸の回転に連動して回転される。ここで、排気弁開閉装置90とは異なり、吸気弁開閉装置100には、カム25とロッカーアーム23との間に仲介駆動機構50が設けられている。この仲介駆動機構50は入力部材51と一対の出力部材52とを有しており、これら入力部材51及び出力部材52はシリンダヘッド2に固定された支持パイプ53に揺動可能に支持されている。吸気バルブ20及びロッカーアーム23は、バルブスプリング21の付勢力によって出力部材52側に付勢され、ロッカーアーム23の中間部分に設けられたローラ23aが出力部材52の外周面に当接されている。これにより、入力部材51が出力部材52とともに左回り方向W1に揺動付勢され、入力部材51においてその径方向に延出した部分の先端に設けられたローラ51aがカム25の外周面に押圧される。すなわち、バルブスプリング21の付勢力により、入力部材51と出力部材52との相対揺動位相差を小さくしようとするトルクが常に発生する。
On the other hand, the intake valve opening /
こうした吸気弁開閉装置100では、機関運転時にカム25が回転すると、同カム25はローラ51aに摺接しつつ入力部材51を押圧し、これにより出力部材52が支持パイプ53の周方向に揺動するようになる。そして出力部材52が揺動すると、ロッカーアーム23はラッシュアジャスタ22により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ20はロッカーアーム23によって開閉駆動されるようになる。
In such an intake valve opening /
また、支持パイプ53には、その軸方向に沿って駆動可能なコントロールシャフト54が挿入されている。このコントロールシャフト54は、連結部材を介して入力部材51及び出力部材52に駆動連結されている。コントロールシャフト54がその軸方向に沿って駆動すると、それら入力部材51及び出力部材52が相対的に揺動するようになる。なお、上述したように、バルブスプリング21の付勢力によって入力部材51と出力部材52との相対揺動位相差を小さくしようとするトルクが常に発生するため、コントロールシャフト54には、同コントロールシャフト54をその軸方向に駆動しようとするトルクが常に発生する。
A
次に、図3を参照してコントロールシャフト54と入力部材51,出力部材52とを連結する仲介駆動機構50について詳述する。尚、図3は仲介駆動機構50の内部構造を示す一部破断斜視図である。
Next, the
図3に示されるように、入力部材51は一対の出力部材52の間に設けられており、これら入力部材51と出力部材52との内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力部材51の内周面にはヘリカルスプライン51hが形成されるとともに、出力部材52の内周面には入力部材51のヘリカルスプライン51hとその歯すじが逆向きに傾斜するヘリカルスプライン52hが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
入力部材51と出力部材52との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア55が設けられている。このスライダギア55の外周面の中央部分には、入力部材51のヘリカルスプライン51hに噛合するヘリカルスプライン55aが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部材52のヘリカルスプライン52hに噛合するヘリカルスプライン55bが形成されている。
In a space formed inside the
また、この略円筒状のスライダギア55の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝55cが形成されており、この溝55cにはブッシュ56が嵌合されている。なお、このブッシュ56は、溝55cの伸びる方向に沿って同溝55cの内周面を摺動することができるが、スライダギア55に対するその軸方向の相対変位は溝55cによって規制されている。
Further, a groove 55c extending along the circumferential direction is formed on the inner wall of the substantially
そして、支持パイプ53はスライダギア55の内部に形成された貫通空間に挿入されるとともに、コントロールシャフト54はその支持パイプ53に挿入されている。また、支持パイプ53の管壁にはその軸方向に延伸する長孔53aが形成されている。スライダギア55とコントロールシャフト54との間には、長孔53aを通じてこれらスライダギア55とコントロールシャフト54とを連結する係止ピン57が設けられている。この係止ピン57の一端がコントロールシャフト54に形成された凹部(図示略)に挿入されるとともに、他端がブッシュ56に形成された貫通孔56aに挿入されている。
The
こうした仲介駆動機構50にあって、コントロールシャフト54がその軸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダギア55が軸方向に変位する。スライダギア55の外周面に形成されたヘリカルスプライン55a,55bは、入力部材51及び出力部材52の内周面に形成されたヘリカルスプライン51h、52hとそれぞれ噛合されているため、スライダギア55がその軸方向に変位すると、入力部材51と出力部材52とは逆の方向に回転する。その結果、入力部材51と出力部材52との相対位相差が変更され、吸気バルブ20の最大リフト量、及び同吸気バルブ20の開弁期間に相当する作用角が変更される。図4は、これら入力部材51と出力部材52との相対位相差の変化に伴う吸気バルブ20の最大リフト量及び作用角の変化態様を示すグラフである。図4に示されるように、入力部材51と出力部材52との相対位相差が増大するほど、吸気バルブ20の最大リフト量及び作用角が増大する。なお、それら入力部材51と出力部材52との相対位相差が変化したときに、吸気バルブ20の最大リフト量と作用角とは互いに対応して変化するため、以下に吸気バルブ20の最大リフト量のみについて説明する。
In such an
ここで、先の図2に示されるように、コントロールシャフト54の基端部(図中右端部)には、電動式アクチュエータ60(以下、単に「アクチュエータ60」と称する)が設けられており、このアクチュエータ60は、マイクロコンピュータ70によりその駆動が制御される。以下、図5を参照してアクチュエータ60の構造について詳細に説明する。図5は、アクチュエータ60の構造を主に示す部分断面図である。
Here, as shown in FIG. 2, an electric actuator 60 (hereinafter simply referred to as “
図5に示されるように、アクチュエータ60のハウジング60aは、シリンダヘッド2に取り付けられている。このハウジング60aの内部には、コイルCを有するステータ61a、及び永久磁石を有するロータ61bを備えたモータ61と、そのロータ61bの回転を直線運動に変換してコントロールシャフト54に伝達する運動変換機構62とが設けられている。なお、この運動変換機構62は、その逆効率が低く設定されている。すなわち、同運動変換機構62により、ロータ61bの回転運動がコントロールシャフト54の直線運動に容易に変更できる一方、コントロールシャフト54の直線運動がロータ61bの回転運動に変換されることが抑制されている。
As shown in FIG. 5, the
この運動変換機構62は、外周に螺旋状のスプラインを設けた出力軸63、並びにそれとは逆回りのスプラインを、外周に設けた複数の遊星ギヤ64と内周に設けたローラナット65とを有して構成されている。
This motion conversion mechanism 62 has an
出力軸63は、軸方向へ変位可能に、かつ軸線Lを中心として回転不能にハウジング60aにより支持され、その先端部(図5の左端部)は、連結部材68によってコントロールシャフト54に連結されている。ローラナット65は、複列アンギュラ式のベアリング66を介してロータ61bと一体回転可能にハウジング60aにより支持されている。
The
また、遊星ギヤ64は、それら出力軸63及びローラナット65の間に等角度毎に配置されている。遊星ギヤ64のスプラインは、出力軸63のスプラインと同出力軸63に外嵌したローラナット65のスプラインとの双方に噛合し、出力軸63とローラナット65との間で遊星ギヤ64が出力軸63を中心に公転しながら自転するように形成されている。
Further, the
こうしたアクチュエータ60により、ステータ61aのコイルCに通電すると、ロータ61b及びローラナット65が軸線Lを中心として回転され、各遊星ギヤ64がそれぞれ自身の軸線を中心として自転しつつ、軸線Lの周りを公転する。なお、そのコイルCに対する通電は、マイクロコンピュータ70により機関の運転状態に基づいてデューティ制御されている。また上述したように、出力軸63は、軸線Lを中心として回転不能であるが、軸方向へは変位可能であるため、各遊星ギヤ64の自転及び公転によりその出力軸63が軸方向に変位する。
When the
そして、出力軸63の軸方向の変位に伴いコントロールシャフト54が軸方向に変位することにより、仲介駆動機構50の駆動状態が変更され、吸気バルブ20の最大リフト量が連続的に変化するようになる。具体的には、コントロールシャフト54が図5の方向Fへ駆動されると、最大リフト量が減少する一方、コントロールシャフト54が図5の方向Rへ駆動されると、最大リフト量が増大する。なお、出力軸63には、ハウジング60aに当接可能な2つのストッパ63a,63bが固定されており、出力軸63、換言すればコントロールシャフト54は、これらストッパ63a,63bによって規制される駆動区間において駆動可能になっている。ストッパ63aがハウジング60aに当接する機械的限界位置(以下「Hi端」と称する)に出力軸63が変位したときに、最大リフト量がその最大値になる一方、ストッパ63bがハウジング60aに当接する機械的限界位置(以下「Lo端」と称する)に出力軸63が変位したときに、最大リフト量がその最小値になる。
As the
また、図5に示されるように、アクチュエータ60には、3つの電気角センサD1〜D3と、これら電気角センサD1〜D3に対応してローラナット65と一体回転する8極の多極マグネットとが設けられている。これら電気角センサD1〜D3は、8極の多極マグネットの磁気に応じて図6(a)〜(c)に示されるようなパルス状の信号、すなわち論理ハイレベル信号「H」と論理ローレベル信号「L」とを交互に出力する。なお、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、3つの電気角センサD1〜D3は出力軸63の周方向において120°毎に配置されている。したがって、これら電気角センサD1〜D3のうちの1つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸63の45°回転毎に発生している。また、これら電気角センサD1〜D3のうちの1つからのパルス信号は、他の電気角センサからのパルス信号に対し、出力軸63の30°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。
As shown in FIG. 5, the
また、アクチュエータ60には、ロータリーエンコーダとして機能する2つの位置センサS1,S2と、これら位置センサS1,S2に対応して出力軸63と一体回転する48極の多極マグネット(図示略)とが設けられている。これら位置センサS1,S2は、48極の多極マグネットの磁気に応じて図6(d)及び(e)に示されるようなパルス状の信号、すなわち論理ハイレベル信号「H」と論理ローレベル信号「L」とを交互に出力する。なお、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、位置センサS1は出力軸63の周方向において位置センサS2から176.25°を隔てて配置されている。したがって、位置センサS1,S2のうちの1つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸63の7.5°回転毎に発生している。また、位置センサS2からのパルス信号は、位置センサS1からのパルス信号に対し、出力軸63の3.75°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。
The
ここで、電気角センサD1〜D3を合わせたパルス信号のエッジ間隔が15°であるのに対し、位置センサS1,S2を合わせたパルス信号のエッジ間隔は3.75°となっている。したがって、電気角センサD1〜D3を合わせたパルス信号のエッジ発生から次回のエッジ発生までには、位置センサS1,S2を合わせたパルス信号のエッジが4回発生するようになっている。 Here, the edge interval of the pulse signal combined with the electric angle sensors D1 to D3 is 15 °, whereas the edge interval of the pulse signal combined with the position sensors S1 and S2 is 3.75 °. Therefore, the edge of the pulse signal combined with the position sensors S1 and S2 is generated four times from the generation of the edge of the pulse signal combined with the electric angle sensors D1 to D3 to the next generation of the edge.
これら電気角センサD1〜D3及び位置センサS1,S2によって出力されたパルス信号はマイクロコンピュータ70に取り込まれる。このマイクロコンピュータ70は、プログラムによって数値計算や情報処理等を行う中央演算処理装置(CPU)71、各種の制御に必要なプログラムやデータを記憶する不揮発性メモリ(ROM)72a、入力データや演算結果を一時的に記憶する揮発性メモリ(DRAM)72b、学習制御により得られた基準値等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ(EEPROM)72cを備えている。また、マイクロコンピュータ70には、コイルCを流れる電流を検出する電流センサ73、車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ74等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。
The pulse signals output by the electrical angle sensors D1 to D3 and the position sensors S1 and S2 are taken into the
このマイクロコンピュータ70は、イグニッションスイッチIGのオン操作に基づきオン状態に維持されるメインリレーMRを介して車載バッテリBTからの給電を受けてその制御動作が実行可能な状態となる。すなわち、イグニッションスイッチIGがオン操作されると、これに伴いマイクロコンピュータ70は、メインリレーMRの内部設定をオンとして車載バッテリBTの電圧VBを取り込み、この電圧VBに基づいてマイクロコンピュータ70や内燃機関の各電動駆動部を駆動するための電圧を生成する。そして、イグニッションスイッチIGがオフ操作されると、マイクロコンピュータ70は各後処理を終えた後、メインリレーMRの内部設定をオフとして、車載バッテリBTからマイクロコンピュータ70への給電を遮断する。
The
マイクロコンピュータ70は、機関の運転状態に基づき吸気バルブ20の最大リフト量の制御目標値を設定するとともに、上述した電気角センサD1〜D3及び位置センサS1,S2によって出力されたパルス信号に基づいて吸気バルブ20の最大リフト量を検出する。以下、吸気バルブ20の最大リフト量を検出する手順について、図6及び図7を参照して詳細に説明する。
The
ここで、図6(a)〜(e)は、上述したようにアクチュエータ60の出力軸63の回転時に電気角センサD1〜D3、及び位置センサS1,S2から出力するパルス信号の波形を示している。そして図6(f)〜(h)は、アクチュエータ60の回転時における回転角の変化に対し、それぞれ電気角カウント値E、位置カウント値P、及びストロークカウント値Sが推移するパターンを示している。また、図7(a)は、電気角センサD1〜D3の出力信号のパターンと電気角カウント値Eとの対応関係を示すとともに、図7(b)は、位置センサS1,S2の出力信号のエッジが発生するときに位置カウント値Pが増減する態様を示している。
Here, FIGS. 6A to 6E show the waveforms of the pulse signals output from the electrical angle sensors D1 to D3 and the position sensors S1 and S2 when the
まず、各カウント値について説明する。
[電気角カウント値E]
電気角カウント値Eは、電気角センサD1〜D3のパルス信号に基づいて設定され、モータ61の回転位相を表す。具体的には、図7(a)に示されるように、各電気角センサD1〜D3から各々論理ハイレベル信号「H」と論理ローレベル信号「L」とのいずれが出力されているかに応じて、電気角カウント値Eに「0」〜「5」範囲内の連続した整数値のうちのいずれかに設定されてDRAM72bに記憶される。マイクロコンピュータ70は、DRAM72bに記憶された電気角カウント値Eに基づきアクチュエータ60の回転位相を検出し、同コイルCの通電相を切り替えてモータを正・逆回転する。ここで、モータ61の正回転時には、電気角カウント値Eは「0」→「1」→「2」→「3」→「4」→「5」→「0」といった順序で順方向に変化する。一方、アクチュエータ60の逆回転時には、電気角カウント値E「5」→「4」→「3」→「2」→「1」→「0」→「5」といった順序で逆方向に変化する。
First, each count value will be described.
[Electric angle count value E]
The electrical angle count value E is set based on the pulse signals of the electrical angle sensors D1 to D3 and represents the rotational phase of the
[位置カウント値P]
位置カウント値Pは、モータ61の作用角、換言すれば吸気バルブ20の最大リフト量について機関始動時における初期値からの変更履歴を表すものであり、DRAM72bに記憶される。具体的には、位置センサS1,S2のうち、一方のセンサからパルス信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジのいずれが生じているか、及び他方のセンサから論理ハイレベル信号「H」と論理ローレベル信号「L」とのいずれが出力されているかに応じて、位置カウント値Pに対し「+1」と「−1」とのいずれかが加算される(図7(b)参照)。なお、同図7(b)において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立下りエッジを表している。こうした処理を実行して得られる位置カウント値Pは、各位置センサS1,S2からのパルス信号のエッジを計数した値になる。
[Position count value P]
The position count value P represents the change history from the initial value at the time of starting the engine with respect to the operating angle of the
ここで、モータ61の正回転中であれば、位置カウント値Pは、図6(d)及び(e)に示される位置センサS1,S2からのパルス信号のエッジ毎に「1」ずつ加算され、図6(g)に示されるパターンに沿って矢印Aに示す方向に推移するようになる。一方、アクチュエータ60の逆回転中であれば、位置カウント値Pは、上記パルス信号のエッジ毎に「1」ずつ減算され、図6(g)に示されるパターンに沿って矢印Bに示す方向に推移するようになる。
Here, if the
[ストロークカウント値S]
ストロークカウント値Sは、吸気バルブ20の最大リフト量を表すものである。機関運転時に、マイクロコンピュータ70は、位置カウント値Pをストロークカウント値Sに加算し、ストロークカウント値Sをこの加算された値に更新される。なお、内燃機関の停止に基づき位置カウント値Pの検出が終了した後に、吸気弁開閉装置100の駆動が停止されたときのストロークカウント値Sの最終値が次回機関運転の開始時の初期値Sgとして学習されてEEPROM72cに記憶される。
[Stroke count value S]
The stroke count value S represents the maximum lift amount of the
したがって、マイクロコンピュータ70は、EEPROM72cに記憶された初期値SgとDRAM72bに記憶された位置カウント値Pとに基づきストロークカウント値S、換言すれば最大リフト量を検出する。そして、マイクロコンピュータ70は、この最大リフト量の検出値と機関運転状態に基づいて設定された制御目標値との乖離が小さくなるように、アクチュエータ60に対する通電のデューティ比DU、換言すればアクチュエータ60の駆動荷重を変更することにより、最大リフト量をフィードバック制御している。以下、アクチュエータ60に対する通電のデューティ比の制御について詳細に説明する。
Therefore, the
この最大リフト量のフィードバック制御(以下、単に「フィードバック制御」と称する)に係る処理では、吸気バルブ20の最大リフト量の制御目標値とその検出値との偏差ΔRVLに基づいてデューティ比DUが以下の各演算式(1)〜(4)を通じて設定される。
In the processing related to the feedback control of the maximum lift amount (hereinafter simply referred to as “feedback control”), the duty ratio DU is less than or equal to the deviation ΔRVL between the control target value of the maximum lift amount of the
DU ← VLP+VLI+VLD・・・(1)
VLP←KP・ΔRVL ・・・(2)
KP:補正係数(比例ゲイン)
VLI←KI・ΣΔRVL(i) ・・・(3)
KI:補正係数(積分ゲイン)
VLD←KD・(ΣΔRVL(i)−ΣΔRVL(i−1))/Δt ・・・(4)
KD:補正係数(微分ゲイン)
Δt:制御周期
上式(2)において、「VLP」はフィードバック制御における比例項であり、吸気バルブ20の最大リフト量の検出値とその制御目標値との間に乖離傾向が全く存在していない場合には、この比例項VLPはその初期値「0」に収束する。
DU ← VLP + VLI + VLD (1)
VLP ← KP ・ ΔRVL (2)
KP: Correction coefficient (proportional gain)
VLI ← KI · ΣΔRVL (i) (3)
KI: Correction coefficient (integral gain)
VLD ← KD · (ΣΔRVL (i) −ΣΔRVL (i−1)) / Δt (4)
KD: Correction coefficient (differential gain)
Δt: Control cycle
In the above equation (2), “VLP” is a proportional term in the feedback control, and when there is no deviation tendency between the detected value of the maximum lift amount of the
一方、吸気バルブ20の最大リフト量の検出値がその制御目標値よりも小さい場合には、比例項VLPは正の値に設定され、コントロールシャフト54を図5の方向Rに付勢する駆動荷重が発生する。
On the other hand, when the detected value of the maximum lift amount of the
他方、吸気バルブ20の最大リフト量の検出値がその制御目標値よりも大きい場合には、比例項VLPは負の値に設定され、コントロールシャフト54を図5の方向Rに付勢する駆動荷重が発生する。
On the other hand, when the detected value of the maximum lift amount of the
このように最大リフト量の検出値と制御目標値との間の偏差ΔRVLに基づき、それに見合う大きさの比例項VLPが算出されることにより、最大リフト量の検出値と制御目標値との間の乖離が補償されるようにデューティ比DUが適切な量に設定されるようになる。 Thus, based on the deviation ΔRVL between the detected value of the maximum lift amount and the control target value, the proportional term VLP having a size corresponding to the deviation ΔRVL is calculated, so that it is between the detected value of the maximum lift amount and the control target value. The duty ratio DU is set to an appropriate amount so as to compensate for the deviation.
また、上式(3)において、「VLI」はフィードバック制御における積分項である。上式(3)において、「ΣΔRVL」は、予め定められた所定期間における上記偏差ΔRVLの積算値であり、添え字「i」はその所定期間中の各制御周期において算出される偏差ΔRVLの値をそれぞれ示している。同式(3)から明らかなように、最大リフト量の制御目標値と検出値との間に定常的な偏差が存在すると、積分項VLIは徐々に増大しあるいは減少するようになる。その結果、最大リフト量の制御目標値と検出値との間に比例項VLPによっては補償することのできないような定常的な偏差が存在する場合であっても、この積分項VLIにより、その偏差が打ち消されるようになる。 In the above equation (3), “VLI” is an integral term in the feedback control. In the above equation (3), “ΣΔRVL” is an integrated value of the deviation ΔRVL in a predetermined period, and the subscript “i” is a value of the deviation ΔRVL calculated in each control cycle in the predetermined period. Respectively. As apparent from the equation (3), when there is a steady deviation between the control target value of the maximum lift amount and the detected value, the integral term VLI gradually increases or decreases. As a result, even if there is a steady deviation between the control target value of the maximum lift amount and the detected value that cannot be compensated for by the proportional term VLP, this deviation is caused by this integral term VLI. Will be countered.
また、上式(4)において「VLD」は微分項である。同式(4)に示されるように、最大リフト量の検出値と制御目標値との間の偏差ΔRVLが急激に変化すると、微分項VLDはその変化を緩和するように変化する。 In the above equation (4), “VLD” is a differential term. As shown in the equation (4), when the deviation ΔRVL between the detected value of the maximum lift amount and the control target value changes abruptly, the differential term VLD changes so as to moderate the change.
その結果、こうしたフィードバック制御により、アクチュエータ60の駆動に対する抵抗荷重が大きいほど、同アクチュエータ60に対する通電のデューティ比DUが大きく設定され、アクチュエータ60、正確にはコイルCを流れる電流が大きくなる。
As a result, by such feedback control, as the resistance load for driving the
こうしたフィードバック制御により、吸気バルブ20の最大リフト量を機関運転状態に適した値に変更し、内燃機関の燃費や出力の向上を図ることができるようになる。そして、従来の動弁系の制御装置では、内燃機関の停止に基づきこうしたフィードバック制御を終了し、位置カウント値Pの検出を停止するとともに、ストロークカウント値Sの最終値を次回機関運転の開始時の初期値Sgとして学習してEEPROM72cに記憶するようにしている。
By such feedback control, the maximum lift amount of the
ただし、上述したようにバルブスプリング21の付勢力により、コントロールシャフト54をその軸方向に駆動しようとするトルクが常に発生する。ここで、運動変換機構62の逆効率が低く設定されているものの、コントロールシャフト54が上述のトルクにより僅かに駆動されるとともに、このコントロールシャフト54の直線運動が運動変換機構62によりロータ61bの回転運動に変換される可能性があることも否定できない。そしてこのようにコントロールシャフト54の駆動が発生すると、入力部材51と出力部材52との相対揺動位相差が変化し、吸気バルブ20の最大リフト量も変化してしまうこととなる。特に、運動変換機構62の効率を高めるために同機構における各駆動部材の間の摩擦抵抗を低減した場合には、運動変換機構62の逆効率も高くなり、こうした最大リフト量の変化がより発生しやすくなる。ここで、例えば内燃機関の停止に基づき前述のフィードバック制御が終了した後にこうした最大リフト量の変化が発生すると、実際の最大リフト量が変化したにもかかわらず、その変更履歴を検出できないため、次回の機関始動時以降において、最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との間に偏差が生じることとなる。その結果、最大リフト量の制御の精度が低下するおそれがある。
However, as described above, the torque for driving the
そこで、本実施形態では、内燃機関が停止した後に、上述のフィードバック制御の後処理として以下の監視処理を実行することによりこうした最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との間に偏差が生じることを抑制するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, after the internal combustion engine is stopped, the following monitoring process is executed as a post-processing of the feedback control described above, thereby causing a deviation between the detected value of the maximum lift amount and the actual maximum lift amount. I try to suppress it.
以下、図8のフローチャートを参照して本実施形態にかかる監視処理の手順について説明する。同図8に示される一連の処理は、内燃機関の始動時にマイクロコンピュータ70により実行される。
Hereinafter, the procedure of the monitoring process according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. A series of processing shown in FIG. 8 is executed by the
この処理ではまず、機関停止に基づき上述の最大リフト量のフィードバック制御が終了したか否かを判断する(ステップS10)。ここで、フィードバック制御が終了していない旨判断した場合には(ステップS10:NO)、所定の時間間隔を隔ててステップS10における判定を繰り返して実行する。一方、機関停止に基づきそのフィードバック制御が終了した旨判断した場合には(ステップS10:YES)、位置カウント値Pの検出を継続して行い、この検出された位置カウント値Pに基づいてストロークカウント値Sを更新する(ステップS20)。 In this process, first, it is determined whether or not the feedback control of the maximum lift amount is completed based on the engine stop (step S10). Here, when it is determined that the feedback control has not ended (step S10: NO), the determination in step S10 is repeatedly performed at a predetermined time interval. On the other hand, when it is determined that the feedback control is completed based on the engine stop (step S10: YES), the position count value P is continuously detected, and the stroke count is determined based on the detected position count value P. The value S is updated (step S20).
そして上述のフィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過したか否かを判断する(ステップS30)。なお、この所定時間Tは、他の後処理に必要となる時間よりも短い時間に設定され、EEPROM72cに記憶されている。ここで、フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過していない旨判断した場合には(ステップS30:NO)、ステップS20の処理を繰り返して実行する。一方、フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過した旨判断した場合には(ステップS30:YES)、フィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化したか否かを判断する(ステップS40)。
Then, it is determined whether or not a predetermined time T has elapsed since the above-described feedback control has been completed (step S30). The predetermined time T is set to a time shorter than the time required for other post-processing, and is stored in the
フィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化した旨判断した場合には(ステップS40:YES)、学習フラグFgを「オン」に設定し(ステップS50)、この一連の処理を一旦終了する。 When it is determined that the stroke count value S has changed after the feedback control is completed (step S40: YES), the learning flag Fg is set to “on” (step S50), and this series of processes is temporarily ended.
ここで、学習フラグFgは、次回の機関始動時に最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との偏差を解消する最大リフト量学習を行う必要があるか否かを示すフラグであり、その値がEEPROM72cに記憶されている。なお、その最大リフト量学習については、後に説明する。
Here, the learning flag Fg is a flag that indicates whether or not it is necessary to perform maximum lift amount learning that eliminates the deviation between the detected value of the maximum lift amount and the actual maximum lift amount at the next engine start. The value is stored in the
一方、フィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化していない旨判断した場合には(ステップS40:NO)、フィードバック制御の終了に伴い動弁系の駆動が一旦停止して安定したため、次回の機関始動時までの間にバルブスプリング21の付勢力により吸気バルブ20の最大リフト量の変化が発生する可能性が低いと判断する。この場合には、学習フラグFgを「オフ」に設定し(ステップS51)、この一連の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined that the stroke count value S has not changed after the feedback control is completed (step S40: NO), the valve system drive is temporarily stopped and stabilized with the completion of the feedback control. It is determined that there is a low possibility that a change in the maximum lift amount of the
ちなみに、内燃機関が停止した後に、上述の監視処理を含む各後処理が全て完了したときに、メインリレーMRがオフ操作されて車載バッテリBTからマイクロコンピュータ70への給電が遮断される。
Incidentally, after the internal combustion engine is stopped, when all the post-processes including the monitoring process described above are completed, the main relay MR is turned off, and the power supply from the in-vehicle battery BT to the
次に、図9のフローチャートを参照して機関始動時に実行される最大リフト量学習の処理手順について説明する。なお、図9に示される一連の処理は、内燃機関の始動時にマイクロコンピュータ70により実行される。
Next, the processing procedure of the maximum lift amount learning that is executed when the engine is started will be described with reference to the flowchart of FIG. The series of processing shown in FIG. 9 is executed by the
この処理ではまず、前回の機関停止時の監視処理において設定された学習フラグFgが「オン」であるか否かを判断する(ステップS110)。学習フラグFgが「オフ」である場合には(ステップS110:NO)、前回のフィードバック制御が完了した後に吸気バルブ20の最大リフト量の変化が発生する可能性が低いと判断し、最大リフト量学習を実行せず、この一連の処理を一旦終了する。
In this process, first, it is determined whether or not the learning flag Fg set in the previous monitoring process when the engine is stopped is “ON” (step S110). When the learning flag Fg is “OFF” (step S110: NO), it is determined that there is a low possibility that the maximum lift amount of the
一方、学習フラグFgが「オン」である場合には(ステップS110:YES)、その時点に検出されたストロークカウント値S、すなわちストロークカウント値Sの検出値Skに基づき、以下の式(5)を通じてストロークカウント値Sの制御目標値Stを算出して前述のフィードバック制御を実行する(ステップS120)。 On the other hand, when the learning flag Fg is “ON” (step S110: YES), based on the stroke count value S detected at that time, that is, the detected value Sk of the stroke count value S, the following equation (5) Then, the control target value St of the stroke count value S is calculated through the above-described feedback control (step S120).
St←Sk−Bd …(5)
Bd:減量値
式(5)において、減量値Bdは予め設定された正の値である。そのため、制御目標値Stはストロークカウント値Sの検出値Skよりも小さい値に設定され、コントロールシャフト54がLo端側に変位するように駆動される。その結果、最大リフト量が減少するとともに、位置カウント値Pが減少するようになる。なお、この減量値Bdは、最大リフト量が急激に変化することを抑制すべく、その大きさが適宜設定されている。
St ← Sk−Bd (5)
Bd: Weight loss value
In equation (5), the weight loss value Bd is a positive value set in advance. Therefore, the control target value St is set to a value smaller than the detected value Sk of the stroke count value S, and the
次に、ストロークカウント値Sの変更が不能となったか否かを判断する(ステップS130)。具体的には、例えばデューティ比DU及びアクチュエータ60を流れる電流が所定の閾値よりも大きいにも拘わらず、ストロークカウント値Sの検出値Skが変化しないときに、ストロークカウント値Sの変更が不能となったと判断する、といった方法を採用することができる。
Next, it is determined whether or not the stroke count value S cannot be changed (step S130). Specifically, for example, when the detection value Sk of the stroke count value S does not change even though the current flowing through the duty ratio DU and the
ここで、最大リフト量の変更が可能である旨判断された場合には(ステップS130:NO)、コントロールシャフト54がLo端に到達していないと判断し、先のステップS120に戻り、コントロールシャフト54を継続してLo端側に駆動する。一方、最大リフト量の変更が不能となった旨判断された場合には(ステップS130:YES)、コントロールシャフト54がLo端に到達したと判断し、その時点のストロークカウント値Sの検出値SkをEEPROM72cに記憶されたLo端に対応するストロークカウント値の基準値Sloに更新するとともに、位置カウント値Pを「0」にリセットする(ステップS150)。
Here, when it is determined that the maximum lift amount can be changed (step S130: NO), it is determined that the
以下、図10を参照して上述の監視処理及び最大リフト量学習についてその一具体例を説明する。なお、図10(a)はフィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変換しない場合、図10(b)はフィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化した場合におけるストロークカウント値Sの時間的な推移をそれぞれ示すタイミングチャートである。 Hereinafter, a specific example of the monitoring process and the maximum lift amount learning will be described with reference to FIG. FIG. 10A shows the time of the stroke count value S when the stroke count value S is not converted after the feedback control is finished. FIG. 10B shows the time of the stroke count value S when the stroke count value S changes after the feedback control is finished. 6 is a timing chart showing typical transitions.
図10(a)に示されるように、時刻t0において内燃機関の停止に基づきフィードバック制御が終了すると(ステップS10:YES)、位置カウント値Pの検出が継続して実行されるとともに、ストロークカウント値Sが更新される(ステップS20)。 As shown in FIG. 10 (a), when the feedback control is terminated based on the stop of the internal combustion engine at time t0 (step S10: YES), the position count value P is continuously detected and the stroke count value is detected. S is updated (step S20).
そして、時刻t1においてフィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過すると(ステップS30:YES)、フィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化したか否かが判断される(ステップS40)。 Then, when the predetermined time T has elapsed after the feedback control is finished at time t1 (step S30: YES), it is determined whether or not the stroke count value S has changed after the feedback control is finished (step S40).
例えば図10(a)に示されるように、フィードバック制御が終了した後にストロークカウント値Sが変化していない旨が判断されると(ステップS40:NO)、次回の機関始動時までの間にバルブスプリング21の付勢力により吸気バルブ20の最大リフト量の変化が発生する可能性が低いと判断し、学習フラグFgを「オフ」に設定して(ステップS51)監視処理を終了する。ちなみに、時刻t2においてこの監視処理を含む各後処理が全て完了すると、メインリレーMRがオフ操作されて車載バッテリBTからマイクロコンピュータ70への給電が遮断される。
For example, as shown in FIG. 10 (a), when it is determined that the stroke count value S has not changed after the feedback control is completed (step S40: NO), the valve is not used until the next engine start. It is determined that the maximum lift amount of the
そして、時刻t3において内燃機関が再度起動すると、学習フラグFgが「オフ」に設定されているため(ステップS110:NO)、最大リフト量学習が実行されず、通常のフィードバック制御が開始される。 When the internal combustion engine is started again at time t3, the learning flag Fg is set to “off” (step S110: NO), so that the maximum lift amount learning is not executed and normal feedback control is started.
一方、図10(b)に示されるように、フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過したときに(時刻t1)、ストロークカウント値Sが変化した旨が判断されると(ステップS40:YES)、学習フラグFgを「オン」に設定して(ステップS50)監視処理を終了する。 On the other hand, as shown in FIG. 10B, when a predetermined time T has elapsed after the feedback control has ended (time t1), it is determined that the stroke count value S has changed (step S40: YES), the learning flag Fg is set to “ON” (step S50), and the monitoring process is terminated.
ここで、同図10(b)に示されるように、監視処理の終了に伴ってストロークカウント値Sの検出値Skが同処理の終了時(時刻t1)の最終値に維持されるが、バルブスプリング21の付勢力により実際のストロークカウント値Sが継続して変化することがある。
Here, as shown in FIG. 10B, the detection value Sk of the stroke count value S is maintained at the final value at the end of the process (time t1) with the end of the monitoring process. The actual stroke count value S may continuously change due to the biasing force of the
しかしながら、時刻t3において内燃機関が再度始動すると、監視処理の終了時に学習フラグFgが「オン」に設定されたため(ステップS110:YES)、最大リフト量学習が実行される。すなわち、コントロールシャフト54がLo端側に変位するように駆動され(ステップS120)、時刻t4においてコントロールシャフト54がLo端に到達した旨判断されると(ステップS130:YES)、その時点のストロークカウント値Sの検出値SkをEEPROM72cに記憶されたLo端に対応するストロークカウント値の基準値Sloに更新するとともに、位置カウント値Pを「0」にリセットする(ステップS140)。その後、通常のフィードバック制御が開始される。
However, when the internal combustion engine is started again at time t3, the learning flag Fg is set to “ON” at the end of the monitoring process (step S110: YES), so that the maximum lift amount learning is executed. That is, the
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)内燃機関の停止に基づき最大リフト量のフィードバック制御が終了した後にストロークカウント値S、換言すれば最大リフト量を継続して検出するようにした。これにより、そのフィードバック制御が終了した後にバルブスプリング21の付勢力により入力部材51と出力部材52との相対揺動位相差が変更されて最大リフト量が変化した場合であっても、最大リフト量を正確に検出することができる。そのため、例えばフィードバック制御が終了したことを条件に最大リフト量の検出を停止する構成を採用した場合と比較して、フィードバック制御が終了した後にバルブスプリング21の付勢力により最大リフト量が変化することに起因して最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との間に偏差が発生することを抑制することができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The stroke count value S, in other words, the maximum lift amount is continuously detected after the feedback control of the maximum lift amount is completed based on the stop of the internal combustion engine. Thereby, even when the maximum lift amount is changed even after the feedback control is completed and the relative swing phase difference between the
(2)フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過するまでの間に最大リフト量が変化していないことを条件に、次回の機関始動時までの間にバルブスプリング21の付勢力により最大リフト量の変化が発生する可能性が低いと判断し、最大リフト量の検出を中止するようにした。ここで、内燃機関の運転中にフィードバック制御が実行される場合には、動弁系において各部材の摺動部に動的摩擦力が発生しているが、内燃機関の停止に基づきそのフィードバック制御が終了すると、動弁系の駆動が停止し、同動弁系における各摺動部材の間の摩擦力が静的摩擦力となるため、動弁系の駆動に対する抵抗力が大きくなる。したがって、フィードバック制御の終了に伴い動弁系の駆動が一旦停止して安定した場合には、次回の機関始動時までの間にバルブスプリング21の付勢力により最大リフト量の変化が発生する可能性が低い。そのため、上記構成によれば、フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過するまでの間に最大リフト量が変化していないこと、換言すれば最大リフト量の終了に伴い動弁系の駆動が一旦停止して安定したことを条件に最大リフト量の検出を中止することにより、最大リフト量の変化が発生する可能性の低い期間に最大リフト量を検出することを回避することができる。そのため、内燃機関が停止した後に、監視処理によりマイクロコンピュータ70への給電を遅延することを抑制することができ、最大リフト量を検出するために消費される電力を極力抑えることができる。
(2) Maximum by the urging force of the
(3)フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過するまでの間に最大リフト量が変化したことを条件に、最大リフト量の検出を中止し、次回の機関始動時に最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との偏差を解消する最大リフト量学習を行うようにした。これにより、最大リフト量の検出が中止された後に最大リフト量が継続して変化した場合であっても、次回の機関始動時の最大リフト量学習を行うことにより、最大リフト量の検出値と実際の最大リフト量との偏差を解消することができる。したがって、上記構成によれば、最大リフト量を検出するために消費される電力を抑えつつも、最大リフト量の検出値と実際のバルブ特性との偏差が発生することを抑制することができる。 (3) The detection of the maximum lift amount is stopped on the condition that the maximum lift amount has changed between the end of the feedback control and the elapse of the predetermined time T, and the maximum lift amount is detected at the next engine start. The maximum lift amount learning that eliminates the deviation between the actual value and the actual maximum lift amount is performed. Thus, even if the maximum lift amount continues to change after the detection of the maximum lift amount is stopped, the maximum lift amount is detected by performing the maximum lift amount learning at the next engine start. Deviations from the actual maximum lift amount can be eliminated. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of a deviation between the detected value of the maximum lift amount and the actual valve characteristic while suppressing the electric power consumed for detecting the maximum lift amount.
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、フィードバック制御が完了してから所定時間Tが経過するまでの間にストロークカウント値S、すなわち最大リフト量が変化したことを条件に、次回の機関始動時に最大リフト量学習を行うようにしている。ここで、フィードバック制御が完了した後にバルブスプリング21の付勢力により最大リフト量が変化した場合、最大リフト量の変化に伴いバルブスプリング21の付勢力が小さくなる傾向にある。そしてバルブスプリング21の付勢力が所定の閾値よりも小さくなると、最大リフト量の変化が停止する。したがって、その所定時間Tをバルブスプリング21の付勢力による最大リフト量の変化が停止するまでの最長時間よりも長い時間に設定する構成を採用することにより、フィードバック制御が完了した後に最大リフト量が変化した場合であっても、その変化を正確に検出することができ、次回の機関始動時の最大リフト量学習を省略してもよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the maximum lift amount learning is performed at the next engine start, on the condition that the stroke count value S, that is, the maximum lift amount has changed between the completion of the feedback control and the elapse of the predetermined time T. Like to do. Here, when the maximum lift amount changes due to the urging force of the
・また、例えばフィードバック制御が完了した後にストロークカウント値Sが変化した場合に、ストロークカウント値Sの変化が停止するまでストロークカウント値Sを継続して検出する構成を採用してもよい。具体的には、図11のフローチャートに示されるように、内燃機関の停止に基づきフィードバック制御が終了した後に(ステップS210:YES)、位置カウント値Pの検出を継続して行い、ストロークカウント値Sを更新する(ステップS220)。そして、ストロークカウント値Sの変化が停止したか否かを判断する(ステップS230)。ストロークカウント値Sの変化が停止していない場合には(ステップS230:NO)、ステップS220における検出処理を繰り返して実行する一方、ストロークカウント値Sの変化が停止した場合には(ステップS230:YES)、この一連の処理を一旦終了する。こうした構成を採用することにより、フィードバック制御が完了した後に最大リフト量が変化した場合であっても、その変化を正確に検出することができるため、次回の機関始動時の最大リフト量学習を省略することもできる。 In addition, for example, when the stroke count value S changes after the feedback control is completed, a configuration may be adopted in which the stroke count value S is continuously detected until the change of the stroke count value S stops. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 11, after the feedback control is ended based on the stop of the internal combustion engine (step S210: YES), the position count value P is continuously detected, and the stroke count value S is detected. Is updated (step S220). Then, it is determined whether or not the change of the stroke count value S is stopped (step S230). When the change of the stroke count value S is not stopped (step S230: NO), the detection process in step S220 is repeatedly executed, while when the change of the stroke count value S is stopped (step S230: YES). ), This series of processes is temporarily terminated. By adopting such a configuration, even when the maximum lift amount changes after feedback control is completed, the change can be detected accurately, so the maximum lift amount learning at the next engine start is omitted. You can also
・上記実施形態では、所定時間Tを他の後処理に必要となる時間よりも短い時間に設定するようにしているが、これに限らず、より高い信頼性をもってフィードバック制御の終了後における最大リフト量の変化の有無を検出するために、所定時間Tを他の後処理に必要となる時間よりも長い時間に設定してもよい。また、上述の監視処理以外の後処理が実行されない場合には、その所定時間Tを最大リフト量変化の有無の検出に対する十分な信頼性を確保できる時間に設定することができる。 In the above embodiment, the predetermined time T is set to a time shorter than the time required for other post-processing. However, the present invention is not limited to this, and the maximum lift after the feedback control ends with higher reliability. In order to detect the presence or absence of a change in amount, the predetermined time T may be set to a time longer than the time required for other post-processing. Further, when post-processing other than the above-described monitoring processing is not executed, the predetermined time T can be set to a time that can ensure sufficient reliability for detecting the presence or absence of the maximum lift amount change.
・上記実施形態では、フィードバック制御が終了してから所定時間Tが経過するまでの間に最大リフト量が変化した場合、次回の機関始動時にコントロールシャフト54をLo端にまで駆動し、その時点のストロークカウント値Sの検出値SkをLo端に対応する基準値Sloに更新するようにしている。これに対して、機関始動時にコントロールシャフト54をHi端にまで駆動し、その時点のストロークカウント値Sの検出値SkをHi端に対応する基準値Shiに更新してもよい。
In the above-described embodiment, when the maximum lift amount changes between the end of the feedback control and the elapse of the predetermined time T, the
・上記実施形態では、機関運転状態に基づいて吸気バルブ20の最大リフト量及び作用角を変更する動弁系の制御装置に本発明を適用する場合について例示したが、排気バルブ10の最大リフト量及び作用角を変更する動弁系の制御装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。また、機関バルブの最大リフト量及び作用角に限らず、機関停止時にバルブスプリングの付勢力により変化可能な他のバルブ特性を変更する動弁系の制御装置に本発明を適用することもできる。
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a valve-operated control device that changes the maximum lift amount and the operating angle of the
BT…車載バッテリ、C…コイル、IG…イグニッションスイッチ、MR…メインリレー、S1,S2…位置センサ、D1〜D3…電気角センサ、2…シリンダヘッド、10…排気バルブ、11…バルブスプリング、12…ラッシュアジャスタ、13…ロッカーアーム、13a…ローラ、14…排気カムシャフト、15…カム、16…リテーナ、20…吸気バルブ、21…バルブスプリング、22…ラッシュアジャスタ、23…ロッカーアーム、23a…ローラ、24…吸気カムシャフト、25…カム、26…リテーナ、50…仲介駆動機構、51…入力部材、51a…ローラ、51h…ヘリカルスプライン、52…出力部材、52h…ヘリカルスプライン、53…支持パイプ、53a…長孔、54…コントロールシャフト、55…スライダギア、55a…ヘリカルスプライン、55b…ヘリカルスプライン、55c…溝、56…ブッシュ、56a…貫通孔、57…係止ピン、60…アクチュエータ、60a…ハウジング、61…モータ、61a…ステータ、61b…ロータ、62……運動変換機構、63…出力軸、63a,63b…ストッパ、64…遊星ギヤ、65…ローラナット、66…ベアリング、68…連結部材、70…マイクロコンピュータ(バルブ特性検出手段、バルブ特性制御手段、監視手段)、71…中央演算処理装置(CPU)、72a…不揮発性メモリ(ROM)、72b…揮発性メモリ(DRAM)、72c…不揮発性メモリ(EEPROM)、73…電流センサ、74…アクセルセンサ、90…排気弁開閉機構、100…吸気弁開閉機構。
BT ... In-vehicle battery, C ... Coil, IG ... Ignition switch, MR ... Main relay, S1, S2 ... Position sensor, D1-D3 ... Electric angle sensor, 2 ... Cylinder head, 10 ... Exhaust valve, 11 ... Valve spring, 12 ... Rush adjuster, 13 ... Rocker arm, 13a ... Roller, 14 ... Exhaust camshaft, 15 ... Cam, 16 ... Retainer, 20 ... Intake valve, 21 ... Valve spring, 22 ... Rush adjuster, 23 ... Rocker arm, 23a ...
Claims (4)
前記バルブ特性について所定の初期値からの変更履歴を検出し、この検出された変更履歴と前記初期値とに基づき前記バルブ特性を検出するバルブ特性検出手段と、前記バルブ特性の制御目標値を設定し、前記バルブ特性検出手段によって検出されたバルブ特性の検出値が前記制御目標値との乖離が小さくなるように前記アクチュエータを通じて前記バルブ特性を変更するバルブ特性制御を実行するバルブ特性制御手段とを備える動弁系の制御装置において、
前記内燃機関の停止に基づき前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了した後に、前記バルブ特性検出手段により前記バルブ特性を継続して検出する監視手段を備える
ことを特徴とする動弁系の制御装置。 An input member that contacts the cam of the internal combustion engine and swings based on the rotation thereof, an output member that reciprocates the engine valve by swinging together with the input member, and urges the engine valve to the output member And a valve spring for urging the input member to the cam, and mechanically connected to the input member and the output member, and by changing a relative oscillation phase difference between the input member and the output member, Applied to valve trains with actuators that can change valve characteristics,
A change history from a predetermined initial value for the valve characteristic is detected, and a valve characteristic detection means for detecting the valve characteristic based on the detected change history and the initial value, and a control target value for the valve characteristic is set. And valve characteristic control means for executing valve characteristic control for changing the valve characteristic through the actuator so that the deviation of the detected value of the valve characteristic detected by the valve characteristic detection means from the control target value is reduced. In the valve train control device provided,
Control of a valve train system comprising: monitoring means for continuously detecting the valve characteristic by the valve characteristic detection means after the valve characteristic control by the valve characteristic control means is completed based on the stop of the internal combustion engine. apparatus.
前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから所定の時間が経過したときに、同バルブ特性制御が終了してから当時点までの間に前記バルブ特性が変化していないことを条件に、前記監視手段による前記バルブ特性の検出を中止する
ことを特徴とする動弁系の制御装置。 In the valve system control device according to claim 1,
On the condition that when the predetermined time has elapsed since the end of the valve characteristic control by the valve characteristic control means, the valve characteristic has not changed between the end of the valve characteristic control and the present time. The control of the valve operating system is characterized in that detection of the valve characteristic by the monitoring means is stopped.
前記バルブ特性制御手段によるバルブ特性制御が終了してから前記所定の時間が経過したときに、同バルブ特性制御が終了してから当時点までの間に前記バルブ特性が変化したことを条件に、前記監視手段による前記バルブ特性の検出を中止し、次回の機関始動時に前記バルブ特性の検出値と実際のバルブ特性との偏差を解消するバルブ特性学習を行う
ことを特徴とする動弁系の制御装置。 In the valve system control device according to claim 2,
When the predetermined time has elapsed since the end of the valve characteristic control by the valve characteristic control means, on the condition that the valve characteristic has changed between the end of the valve characteristic control and the present time, Control of the valve operating system characterized by stopping the detection of the valve characteristic by the monitoring means, and performing valve characteristic learning to eliminate the deviation between the detected value of the valve characteristic and the actual valve characteristic at the next engine start apparatus.
前記アクチュエータは、2つの機械的限界位置の間に作動するものであり、前記バルブ特性学習は、前記アクチュエータを前記機械的限界位置の一方に向けて作動させ、該アクチュエータが停止したときに同アクチュエータがその機械的限界位置にまで作動したと判断して該時点のバルブ特性を該機械的限界位置に対応する同バルブ特性の基準値に設定するものである
ことを特徴とする動弁系の制御装置。 In the valve system control device according to claim 3,
The actuator operates between two mechanical limit positions, and the valve characteristic learning operates the actuator toward one of the mechanical limit positions, and when the actuator stops, the actuator The valve characteristic at the time is set to the reference value of the valve characteristic corresponding to the mechanical limit position. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008190256A JP2010025065A (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Control device of valve system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008190256A JP2010025065A (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Control device of valve system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010025065A true JP2010025065A (en) | 2010-02-04 |
Family
ID=41731120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008190256A Pending JP2010025065A (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Control device of valve system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010025065A (en) |
-
2008
- 2008-07-23 JP JP2008190256A patent/JP2010025065A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5591204B2 (en) | Control device for variable valve timing mechanism | |
JP4525797B2 (en) | Abnormality judgment device for valve characteristic change mechanism | |
JP5012963B2 (en) | Actuator control device | |
JP4821808B2 (en) | Valve system abnormality detection method | |
JP2008291744A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2007113440A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2009216052A (en) | Initial learning method about maximum lift quantity of valve system | |
US8525463B2 (en) | Malfunction determination device for motor control system | |
JP4636049B2 (en) | Internal combustion engine control system | |
JP4591366B2 (en) | Control device for rotating linear motion conversion mechanism of internal combustion engine | |
JP4715536B2 (en) | Maximum lift control device for engine valves | |
JP4525579B2 (en) | Valve characteristic control device for internal combustion engine | |
JP2008286053A (en) | Control device for valve system | |
JP2010025065A (en) | Control device of valve system | |
JP2009243282A (en) | Valve system control device | |
JP2008157088A (en) | Valve gear for internal combustion engine | |
JP2010180865A (en) | Variable valve gear of internal combustion engine | |
JP2008291790A (en) | Control device for valve system | |
JP4665937B2 (en) | Valve control system | |
JP4816627B2 (en) | Actuator failure diagnosis device | |
JP2008223486A (en) | Control system of internal combustion engine | |
JP2016089683A (en) | Valve opening/closing timing control unit | |
JP6436056B2 (en) | Engine control device | |
JP2008291713A (en) | Control device for intake system | |
JP2008286172A (en) | Control device of variable valve mechanism |