JP4182836B2 - Valve operating device for internal combustion engine - Google Patents

Valve operating device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4182836B2
JP4182836B2 JP2003280449A JP2003280449A JP4182836B2 JP 4182836 B2 JP4182836 B2 JP 4182836B2 JP 2003280449 A JP2003280449 A JP 2003280449A JP 2003280449 A JP2003280449 A JP 2003280449A JP 4182836 B2 JP4182836 B2 JP 4182836B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
drive mechanism
internal combustion
combustion engine
cam
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003280449A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005042688A (en
Inventor
稔夫 不破
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003280449A priority Critical patent/JP4182836B2/en
Publication of JP2005042688A publication Critical patent/JP2005042688A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4182836B2 publication Critical patent/JP4182836B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁を駆動する内燃機関の動弁装置にかかり、詳しくは同弁をカム及びばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構と、その駆動を補助する補助駆動機構とを備える内燃機関の動弁装置に関する。   The present invention relates to a valve operating device for an internal combustion engine that drives an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a cam drive mechanism that opens and closes the valve by the cooperation of a cam and a spring, and an auxiliary that assists the drive. The present invention relates to a valve operating apparatus for an internal combustion engine including a drive mechanism.

内燃機関の動弁装置としては、吸気弁や排気弁をカム及び弁ばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構を備えるものが一般的である。こうしたカム駆動機構にあっては、機関回転速度が高くなると、弁(或いは同弁にカムの駆動力を伝達するロッカーアーム)がその閉弁途中にカム面から離間する現象が発生するおそれがある。この場合、弁はカムプロフィールに対応したものと異なる開度をもって開弁するようになるため、所定の弁開閉特性を得ることが困難になる。このため、通常、弁ばねの剛性、具体的にはそのばね係数を設定する際には、内燃機関の高回転域における上記離間現象を抑制し得る程度にこれを高めに設定するのが望ましい。一方、このように弁ばねの剛性を高めに、換言すればリフト荷重を増大させるようにすると、内燃機関の低回転域にはカムシャフトに不必要な回転抵抗が作用してしまうようになり、内燃機関の駆動損失増大を招くこととなり好ましくない。   As a valve operating device for an internal combustion engine, a valve drive device that includes a cam drive mechanism that opens and closes an intake valve and an exhaust valve by cooperation of a cam and a valve spring is generally used. In such a cam drive mechanism, when the engine rotational speed becomes high, there is a possibility that the valve (or the rocker arm that transmits the driving force of the cam to the valve) may be separated from the cam surface during the valve closing. . In this case, since the valve opens with an opening different from that corresponding to the cam profile, it is difficult to obtain a predetermined valve opening / closing characteristic. For this reason, normally, when setting the rigidity of the valve spring, specifically, the spring coefficient thereof, it is desirable to set it high enough to suppress the above-mentioned separation phenomenon in the high rotation range of the internal combustion engine. On the other hand, when the rigidity of the valve spring is increased in this way, in other words, when the lift load is increased, an unnecessary rotational resistance acts on the camshaft in the low rotation range of the internal combustion engine. This increases the driving loss of the internal combustion engine, which is not preferable.

そこで従来では、例えば特許文献1に記載されるように、カム駆動機構とは別に補助駆動機構(電磁アクチュエータ)を設け、同機構を通じて弁に機関回転速度に応じた付勢力を付与するようにしている。即ち、弁がその全開位置近傍にあるとき補助駆動機構を作動させ、高回転時には閉方向の、また低回転時には開方向の付勢力を弁に付与し、弁ばねのばね係数を見かけ上、機関回転速度に応じて変化させることにより、駆動損失の増大を抑えつつ、併せて上記離間現象を抑制するようにしている。
特開平2−221608号公報
Therefore, conventionally, as described in Patent Document 1, for example, an auxiliary drive mechanism (electromagnetic actuator) is provided separately from the cam drive mechanism, and an urging force corresponding to the engine rotational speed is applied to the valve through the mechanism. Yes. In other words, the auxiliary drive mechanism is operated when the valve is in the vicinity of its fully open position, and the biasing force in the closing direction is applied to the valve at a high rotation and in the opening direction at a low rotation. By changing the rotation speed according to the rotation speed, an increase in driving loss is suppressed and the separation phenomenon is also suppressed.
JP-A-2-221608

ところで、近年では機関出力向上等の観点から機関の最高許容回転速度を上昇させる要求が高まりつつある。そして、要求に伴って吸気弁や排気弁が閉弁するとき、即ち弁が弁座に着座するときの速度(着座速度)が極めて大きくなる傾向にある。その結果、着座時における衝撃が大きくなり、一旦着座した弁が弁座から跳ね返って離間する現象、いわゆるバウンスが発生し易くなっている。設計上、バウンスが発生しない範囲で可能な限り高い速度に上記最高許容回転速度は設定される。しかしながら、例えば、長期間の使用により弁と弁座との接触部分が跳ね返りの生じやすい形状に変化した場合や、開弁時における燃焼室の燃焼状況が設計時のもとは異なるものに変化した場合等々にはバウンスが発生してしまうことがある。   Incidentally, in recent years, there has been an increasing demand for increasing the maximum allowable rotational speed of the engine from the viewpoint of improving the engine output. Then, when the intake valve or the exhaust valve closes in response to the request, that is, the speed at which the valve is seated on the valve seat (sitting speed) tends to become extremely high. As a result, the impact at the time of seating becomes large, and a phenomenon that the valve once seated rebounds away from the valve seat, that is, so-called bounce is likely to occur. By design, the maximum allowable rotational speed is set to the highest possible speed within a range where no bounce occurs. However, for example, when the contact portion between the valve and the valve seat has changed to a shape that tends to rebound due to long-term use, or the combustion state of the combustion chamber at the time of valve opening has changed to something that was originally designed In some cases, bounces may occur.

そして、こうしたバウンスが発生すると、吸気弁や排気弁が不適切な期間に開弁するようになるために、吸気充填効率や排気効率の低下、ひいてはそれに起因する機関特性(機関出力、排気性状等)の悪化等の不都合を招くおそれがある。更に、弁と弁座との衝突頻度が増大するために、その衝突に伴う打音の発生やそれら部材の耐久性低下についても無視できないものとなる。尚、上記文献に記載される装置は、基本的にこうしたバウンスの発生に注目しておらず、当然ながらこれに対して適切に対処できるものではない。   When such a bounce occurs, the intake valve and the exhaust valve are opened during an inappropriate period. As a result, the intake charging efficiency and the exhaust efficiency are lowered, and as a result, the engine characteristics (engine output, exhaust properties, etc.) ) May cause inconvenience such as deterioration. Further, since the frequency of collision between the valve and the valve seat increases, the occurrence of hitting sound due to the collision and the decrease in durability of these members cannot be ignored. Note that the apparatus described in the above document basically does not pay attention to the occurrence of such bounce, and of course, it cannot cope with this appropriately.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バウンスの発生を好適に抑制することの可能な内燃機関の動弁装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a valve operating apparatus for an internal combustion engine that can suitably suppress the occurrence of bounce.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項1記載の発明は、内燃機関の吸気ポート又は排気ポートの弁座に離着座する弁をカム及びばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構と、前記弁をその開及び閉方向のいずれかの方向に選択的に付勢する付勢力を発生してその駆動を補助する補助駆動機構とを有する内燃機関の動弁装置において、前記弁の変位を検出する検出手段と、前記カム駆動機構の駆動に基づいて前記弁が開閉していることを前提として同弁が弁座に着座していると推定される着座期間において、前記検出手段の検出結果に基づく前記弁の位置が前記弁座から離間する位置にあることを条件として前記弁が閉方向に付勢されるように前記補助駆動機構の付勢力を制御する制御手段を備えることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
A first aspect of the present invention is a cam drive mechanism for opening and closing a valve that is attached to and detached from a valve seat of an intake port or an exhaust port of an internal combustion engine by cooperation of a cam and a spring, and a direction in which the valve is opened and closed. In the valve operating apparatus for an internal combustion engine having an auxiliary drive mechanism that generates a biasing force that selectively biases in any of the directions and assists the driving thereof, a detecting means that detects the displacement of the valve, and the cam In the seating period in which it is estimated that the valve is seated on the valve seat on the assumption that the valve is opened and closed based on the drive of the drive mechanism, the position of the valve based on the detection result of the detection means is the valve to be in a position away from the valve seat as a condition to its gist in that it comprises a control means for controlling the urging force of the auxiliary drive mechanism to be biased in the closing direction.

同構成によれば、前記着座期間において前記検出手段の検出結果に基づく前記弁の位置が前記弁座から離間する位置にあることを条件として補助駆動機構を通じて閉方向の付勢力が弁に付与されるため、この付勢力によりバウンスの発生が抑制される。
こうした付勢力の大きさは、例えばこれを着座期間において一定に設定する、或いはバウンスの生じやすい着座期間の初期にあるほど大きく設定する、ことができる。但し、このように補助駆動機構を通じて弁に付勢力を付与するためには、当然ながら同機構におけるエネルギ消費が避けられない。
In this structure, the biasing force of the closing direction through the auxiliary drive mechanism on condition that the position of the valve based on the detection result is in the position spaced from the valve seat of Oite the detecting means to the seating period valve Therefore, the occurrence of bounce is suppressed by this biasing force.
The magnitude of the urging force can be set, for example, to be constant during the seating period, or can be set to be larger as the initial period of the seating period during which bounce is likely to occur. However, in order to apply the urging force to the valve through the auxiliary drive mechanism in this way, naturally, energy consumption in the mechanism is unavoidable.

この点、同構成では、弁の変位を検出する検出手段を備え、制御手段は前記着座期間にあって検出手段の検出結果に基づく弁の位置が弁座から離間する位置にあることを条件として付勢力が発生するように補助駆動機構を制御する、といった構成を採用するため、こうしたエネルギ消費を極力小さく抑えることができるようになる。 In this regard, in the same configuration, it provided that e Bei detection means for detecting a displacement of the valve, the control means in a position where the position of the valve based on the detection result of the detecting means be in the seating period is separated from the valve seat biasing force to control the auxiliary drive mechanism to generate as, such order to adopt a configuration so that such energy consumption can be minimized.

また、弁が弁座から跳ね返る際の跳ね返り量、即ち弁と弁座との離間間隔や、弁が弁座から跳ね返って離間しているときの同弁の速度、即ち目標速度(=0)と実速度との偏差とによってバウンスの発生状況を評価することができる。これら離間間隔や速度が大きいほど、大きなバウンスが発生しているといえる。この点、請求項記載の構成では、こうした離間間隔や速度に応じて付勢力の大きさを変化させるようにしているため、バウンスの発生をより好適に抑制することができるようになる。 Also, the amount of rebound when the valve rebounds from the valve seat, that is, the separation distance between the valve and the valve seat, and the speed of the valve when the valve rebounds away from the valve seat, that is, the target speed (= 0) The occurrence status of bounce can be evaluated by the deviation from the actual speed. It can be said that the larger the distance and the speed, the larger the bounce occurs. In this regard, in the configuration according to claim 2 , since the magnitude of the urging force is changed according to such a separation interval and speed, the occurrence of bounce can be more suitably suppressed.

ここで、バウンスの抑制のみに着目すると、例えば付勢力を弁の速度(正確には目標速度と実速度との偏差)のみに応じて設定することも可能である。この構成によれば、付勢力は弁に発生する振動現象を抑える減衰力として同弁に作用するようになるため、バウンスの発生については好適に抑制することができる。但し、この場合、目標位置、即ち着座位置に弁が収束する際の収束性が低下するようになる。従って、付勢力はこうした弁の速度に応じた成分(減衰力)を増大させつつ、離間間隔に応じて変化する成分(剛性力)についても併せて増大させるようにするのが望ましい。   Here, focusing only on bounce suppression, for example, the urging force can be set only in accordance with the valve speed (exactly, the deviation between the target speed and the actual speed). According to this configuration, since the urging force acts on the valve as a damping force that suppresses the vibration phenomenon generated in the valve, the occurrence of bounce can be suitably suppressed. However, in this case, the convergence when the valve converges to the target position, that is, the seating position, is lowered. Therefore, it is desirable that the urging force increases the component (rigid force) that changes according to the separation interval while increasing the component (damping force) according to the speed of the valve.

また、請求項記載の発明は、内燃機関の吸気ポート又は排気ポートの弁座に離着座する弁をカム及びばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構と、前記弁をその開及び閉方向のいずれかの方向に選択的に付勢する付勢力を発生してその駆動を補助する補助駆動機構とを有する内燃機関の動弁装置において、前記弁の実駆動態様を検出する検出手段と、前記カム駆動機構の駆動に基づく前記弁の目標駆動態様と前記検出される実駆動態様との乖離度合に応じた大きさの付勢力が発生するように前記補助駆動機構を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a cam drive mechanism that opens and closes a valve that is attached to and detached from a valve seat of an intake port or an exhaust port of an internal combustion engine by the cooperation of a cam and a spring; In the valve operating apparatus for an internal combustion engine, which has an auxiliary drive mechanism that generates a biasing force that selectively biases in any of the directions and assists the drive, a detection unit that detects an actual driving mode of the valve; Control means for controlling the auxiliary drive mechanism so that a biasing force having a magnitude corresponding to the degree of deviation between the target drive mode of the valve based on the drive of the cam drive mechanism and the detected actual drive mode is generated. The gist is to provide it.

同構成によれば、目標駆動態様と実駆動態様との乖離度合に応じて設定される付勢力が弁に付与されるため、弁がカムプロフィールに従って駆動されるのを目標とする駆動態様とした場合にあって、弁の実駆動態様がこうした目標駆動態様と異なる場合にはその乖離程度に応じた付勢力をもってこれを速やかに修正することができるようになる。   According to this configuration, since the biasing force set according to the degree of deviation between the target drive mode and the actual drive mode is applied to the valve, the target drive mode is to drive the valve according to the cam profile. In this case, when the actual drive mode of the valve is different from such a target drive mode, it is possible to quickly correct this with an urging force corresponding to the degree of deviation.

また、こうした付勢力は、実駆動態様と目標駆動態様との間に乖離がある場合には、例えばこれを常に発生させることも可能である。但し、このように補助駆動機構を通じて弁に付勢力を付与するためには、当然ながら同機構におけるエネルギ消費が避けられない。   Further, such a biasing force can always be generated, for example, when there is a difference between the actual drive mode and the target drive mode. However, in order to apply the urging force to the valve through the auxiliary drive mechanism in this way, naturally, energy consumption in the mechanism is unavoidable.

そこで、請求項記載の発明によるように、カム駆動機構により弁が弁座に着座可能になる着座期間にあることを条件に付勢力を発生させるように構成すれば、こうしたエネルギ消費についてもこれを極力小さく抑えることができるようになる。 Therefore, as described in the fourth aspect of the invention, if the urging force is generated on the condition that the valve is seated by the cam drive mechanism so that the valve can be seated on the valve seat, this energy consumption can be reduced. Can be kept as small as possible.

またその一方、請求項記載の発明によるように、カム駆動機構を通じて弁が閉方向に付勢される期間にあることを条件に前記付勢力が発生するように補助駆動機構を制御する、といった構成を採用するようにすれば、例えば弁が弁座に着座する際の速度を着座期間に先立ち制御することができるようになるため、バウンスの発生についてもこれを一層好適に抑制することができるようになる。 On the other hand, the auxiliary drive mechanism is controlled so that the biasing force is generated on the condition that the valve is biased in the closing direction through the cam drive mechanism, as in the invention of claim 5. If the configuration is adopted, for example, the speed at which the valve is seated on the valve seat can be controlled prior to the seating period, so that it is possible to more suitably suppress the occurrence of bounce. It becomes like this.

また、こうした弁の駆動態様としては、請求項に記載されるように、弁の変位や同弁の速度を含めることができる。例えば、弁の変位を上記駆動態様とした場合には、カム駆動機構を通じて弁が駆動される場合の変位を目標変位とし、その目標変位と実変位との偏差に基づいて付勢力を設定するようにする。また、弁の速度を上記駆動態様とした場合には、カム駆動機構を通じて弁が駆動される場合の速度を目標速度とし、その目標速度と実速度との偏差に基づいて付勢力を設定するようにする。 Further, as described in claim 6 , the driving mode of such a valve can include the displacement of the valve and the speed of the valve. For example, when the displacement of the valve is the above drive mode, the displacement when the valve is driven through the cam drive mechanism is the target displacement, and the urging force is set based on the deviation between the target displacement and the actual displacement. To. Further, when the valve speed is the above drive mode, the speed when the valve is driven through the cam drive mechanism is set as the target speed, and the biasing force is set based on the deviation between the target speed and the actual speed. To.

更に、付勢力Uについては、請求項記載の発明によるように、これを関係式:U=K1・ΔX+C1・ΔVに基づいて設定することができる。ここで、付勢力U>0のとき弁を開方向に付勢する付勢力を意味する。また、「ΔX」は弁の目標変位と実変位との偏差(=目標変位−実変位:開方向を正)であり、「ΔV」は弁の目標速度と実速度との偏差(=目標速度−実速度)である。更に、「K1」、「C1」は係数である。 Further, the urging force U can be set based on the relational expression: U = K1 · ΔX + C1 · ΔV, as in the seventh aspect of the invention. Here, the biasing force that biases the valve in the opening direction when the biasing force U> 0 is meant. “ΔX” is a deviation between the target displacement and the actual displacement of the valve (= target displacement−actual displacement: positive in the opening direction), and “ΔV” is a deviation between the target velocity of the valve and the actual velocity (= target velocity). -Actual speed). Furthermore, “K1” and “C1” are coefficients.

そして、この関係式において係数K1については、請求項記載の発明によるように、関係式:√((K+K1)/M)>ωcが満たされるようにこれを設定するのが望ましい。これにより、弁、ばね、及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系の固有振動数ωv(=√((K+K1)/M)がカムシャフトの角振動数ωcよりも高く設定され、弁がカムの動きに追従でなくなる現象の発生を抑制することができ、ひいては同現象に起因して生じるバウンスの発生についてもこれを一層好適に抑制することができるようになる。 In this relational expression, the coefficient K1 is preferably set so that the relational expression: √ ((K + K1) / M)> ωc is satisfied, as in the eighth aspect of the invention. As a result, the natural frequency ωv (= √ ((K + K1) / M)) of the spring-mass system constituted by the valve, the spring, and the auxiliary drive mechanism is set to be higher than the angular frequency ωc of the camshaft. Occurrence of a phenomenon that does not follow the movement of the cam can be suppressed, and as a result, the occurrence of bounce caused by the phenomenon can be suppressed more suitably.

更に、上記関係式において係数C1については、請求項記載の発明によるように、各関係式:ζ≧1、2・ζ・ωv=(C+C1)/M、ωv=√((K+K1)/M)がそれぞれ満たされるようにこれを設定するのが望ましい。これにより、弁、ばね、及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系について、その振動性を低くすることができ、バウンスの発生を一層好適に抑制することができるようになる。 Further, in the above relational expression, as for the coefficient C1, as in the invention according to claim 9 , each relational expression: ζ ≧ 1, 2 · ζ · ωv = (C + C1) / M, ωv = √ ((K + K1) / M ) Should be set so that each is satisfied. Thereby, about the spring-mass system comprised by a valve, a spring, and an auxiliary drive mechanism, the vibration property can be made low and generation | occurrence | production of a bounce can be suppressed more suitably.

通常、動弁装置においては、弁の熱膨張による開弁を防止するために、バルブクリアランスと称される隙間が設けられている。従って、弁が開弁する際には、こうした隙間が無くなるときに、カムや弁等の部材同士が衝突して衝突音が発生する。特に、こうした衝突音はカムの回転速度が高くなる高回転時に増大する傾向がある。   Normally, in a valve operating device, a gap called a valve clearance is provided in order to prevent the valve from opening due to thermal expansion of the valve. Therefore, when the valve opens, when such a gap disappears, members such as a cam and a valve collide with each other to generate a collision sound. In particular, such a collision sound tends to increase at a high rotation speed when the rotation speed of the cam increases.

この点、請求項10記載の発明によるように、制御手段はカム駆動機構により弁が開方向に付勢され始める時期から所定期間が経過するまで弁を開方向に付勢する付勢力が発生するように補助駆動機構を制御する、といった構成を採用することにより、弁が開弁する際における部材同士の衝突力を弱めることができ、それに起因する衝突音の発生を抑制することができるようになる。尚、この際の付勢力の大きさは、例えばこれを、上記所定期間において一定に設定する、同所定期間の初期にあるほど大きく設定する、或いは高回転時ほど大きく設定する、等々が衝突音を好適に低減する上では有効である。 In this regard, according to the invention described in claim 10 , the control means generates a biasing force that biases the valve in the opening direction until a predetermined period elapses from the time when the valve starts to be biased in the opening direction by the cam drive mechanism. By adopting a configuration such as controlling the auxiliary drive mechanism, the collision force between the members when the valve is opened can be weakened, and the occurrence of the collision noise caused by the member can be suppressed. Become. Note that the magnitude of the urging force at this time is, for example, set constant in the predetermined period, set larger as the initial period of the predetermined period, or set larger as the engine rotates at a higher speed, etc. It is effective in suitably reducing.

また、請求項11記載の発明は、請求項1〜10の何れかに記載の内燃機関の動弁装置において、前記補助駆動機構は前記弁に接触することなく同弁に付勢力を付与可能な非接触式の駆動機構であることをその要旨とする。 The invention according to claim 11 is the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10 , wherein the auxiliary drive mechanism can apply a biasing force to the valve without contacting the valve. Its gist is that it is a non-contact type drive mechanism.

同構成によれば、補助駆動機構の非作動時において、同機構の駆動に際して生じる摩擦減衰力等、弁の動きを妨げる力が弁に作用するのを極力回避することができ、ひいては駆動損失の増大を抑制することができるようになる。   According to this configuration, when the auxiliary drive mechanism is not in operation, it is possible to avoid as much as possible the force that impedes the movement of the valve, such as a friction damping force generated when the auxiliary drive mechanism is driven, and to reduce the drive loss. The increase can be suppressed.

以下、本発明にかかる内燃機関の動弁装置を具体化した一実施の形態について説明する。
本実施の形態にかかる動弁装置は、内燃機関の吸気弁又は排気弁をカムシャフトに形成されたカム及び弁ばねの協働によって往復駆動させ、吸気或いは排気ポートと燃焼室との連通及び遮断を切換えるためのものである。これら各弁の動弁特性は基本的に各々に対応したカムの形状、即ちカムプロフィールにより決定される。尚、吸気弁及び排気弁は略同構成を有しているため、以下ではそれらを特に区別することなく説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied will be described.
In the valve operating apparatus according to the present embodiment, the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine is driven to reciprocate by the cooperation of the cam and the valve spring formed on the camshaft, and the communication between the intake or exhaust port and the combustion chamber is cut off. Is for switching. The valve operating characteristics of these valves are basically determined by the cam shape corresponding to each valve, that is, the cam profile. In addition, since the intake valve and the exhaust valve have substantially the same configuration, they will be described below without particularly distinguishing them.

図1に、本実施の形態にかかる動弁装置を示す。同装置はカムによって直接弁を駆動する直動式の動弁装置である。
同図1に示すように、弁12は軸12a及び弁本体12bを有し、その軸12aはシリンダヘッド10に往復動可能に支持されている。弁12の上端部にはリフタ14が装着されており、同リフタ14は弁ばね16によって常時閉方向(図1の上方)に付勢されている。
FIG. 1 shows a valve gear according to the present embodiment. This device is a direct-acting valve operating device in which a valve is directly driven by a cam.
As shown in FIG. 1, the valve 12 has a shaft 12a and a valve body 12b, and the shaft 12a is supported by the cylinder head 10 so as to be able to reciprocate. A lifter 14 is mounted on the upper end of the valve 12, and the lifter 14 is normally urged by a valve spring 16 in the closing direction (upward in FIG. 1).

シリンダヘッド10にはカムシャフト20が回転可能に支持されている。カムシャフト20において各弁12に対応する位置にはリフタ14に当接可能なカム18が形成されている。カムシャフト20は、タイミングベルト(図示略)を通じて内燃機関のクランクシャフトに駆動連結されている。そして、内燃機関が運転されてカムシャフト20が回転すると、所定のタイミングでカム18による押圧力がリフタ14に作用し、この押圧力によって弁ばね16の付勢力に抗してリフタ14が押し下げられる。これにより弁12が弁座10aから離間し開弁状態となる。その結果、ポート22と内燃機関の燃焼室23とが連通される。本実施の形態では、弁ばね16やカム18、カムシャフト20等によりカム駆動機構が構成されている。尚、弁ばね16のばね係数Kは、駆動損失を低減するために、機関回転速度NEが低いときに対応すべく小さい値に設定されている。   A camshaft 20 is rotatably supported on the cylinder head 10. A cam 18 that can contact the lifter 14 is formed at a position corresponding to each valve 12 in the camshaft 20. The camshaft 20 is drivingly connected to a crankshaft of the internal combustion engine through a timing belt (not shown). When the internal combustion engine is operated and the camshaft 20 rotates, the pressing force by the cam 18 acts on the lifter 14 at a predetermined timing, and the lifter 14 is pushed down against the biasing force of the valve spring 16 by this pressing force. . As a result, the valve 12 is separated from the valve seat 10a and is opened. As a result, the port 22 communicates with the combustion chamber 23 of the internal combustion engine. In the present embodiment, a cam drive mechanism is configured by the valve spring 16, the cam 18, the cam shaft 20, and the like. Note that the spring coefficient K of the valve spring 16 is set to a small value to cope with a low engine speed NE in order to reduce drive loss.

一方、本実施の形態の動弁装置は、上記カム18及び弁ばね16とは各別に、弁12をその開方向又は閉方向に付勢するアクチュエータ24を備えている。このアクチュエータ24は、非接触式のムービングコイル型アクチュエータである。こうした非接触式のアクチュエータ24を用いることで、その非作動時において同アクチュエータ24の駆動に際して生じる摩擦減衰力等、弁12の動きを妨げる力が弁12に作用するのを極力回避し、駆動損失の増大抑制が図られている。本実施の形態では、このアクチュエータ24がカム駆動機構の駆動を補助する補助駆動機構として機能する。   On the other hand, the valve gear of the present embodiment includes an actuator 24 that urges the valve 12 in the opening direction or the closing direction separately from the cam 18 and the valve spring 16. The actuator 24 is a non-contact type moving coil actuator. By using such a non-contact type actuator 24, a force that impedes the movement of the valve 12, such as a friction damping force generated when the actuator 24 is driven when the actuator 24 is not operated, is avoided as much as possible. The suppression of the increase is achieved. In the present embodiment, the actuator 24 functions as an auxiliary drive mechanism that assists in driving the cam drive mechanism.

このアクチュエータ24は具体的には、弁12と一体に変位する電磁コイル26と、この電磁コイル26を取り囲むようにして筒形状に形成された永久磁石28とにより構成されている。電磁コイル26は弁12の軸12aに、また永久磁石28はシリンダヘッド10にそれぞれ取り付けられている。図1に示すように、弁12がその着座位置にあるときに永久磁石28内に電磁コイル26が収まるように配設されている。このため、電磁コイル26の漏れ磁束量は弁12が着座位置にあるときに最小となる。   Specifically, the actuator 24 includes an electromagnetic coil 26 that is displaced integrally with the valve 12, and a permanent magnet 28 that is formed in a cylindrical shape so as to surround the electromagnetic coil 26. The electromagnetic coil 26 is attached to the shaft 12a of the valve 12, and the permanent magnet 28 is attached to the cylinder head 10. As shown in FIG. 1, the electromagnetic coil 26 is disposed in the permanent magnet 28 when the valve 12 is in its seating position. For this reason, the amount of magnetic flux leakage of the electromagnetic coil 26 is minimized when the valve 12 is in the seating position.

電磁コイル26は駆動回路33を通じて駆動されることにより磁界の向きが異なる電磁力を選択的に発生する。その結果、電磁コイル26と永久磁石28との間にはその電磁力の磁界の向きに応じて反発力又は吸引力が発生する。そして、これらの間に吸引力が発生した場合には弁12は閉方向に付勢され、反発力が発生した場合には弁12は開方向に付勢される。   The electromagnetic coil 26 is selectively driven by the drive circuit 33 to selectively generate electromagnetic forces having different magnetic field directions. As a result, a repulsive force or an attractive force is generated between the electromagnetic coil 26 and the permanent magnet 28 according to the direction of the magnetic field of the electromagnetic force. When a suction force is generated between them, the valve 12 is biased in the closing direction, and when a repulsive force is generated, the valve 12 is biased in the opening direction.

また、本実施の形態にかかる内燃機関には、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。具体的には、例えば上記クランクシャフトの回転速度(機関回転速度NE)や回転位相(クランク位相)を検出するためのクランクセンサや、カムシャフト20の回転位相(カム位相)を検出するためのカムセンサが設けられている。また、上記弁12の実変位Xを検出するための変位センサ30等も設けられている。尚、変位センサ30としては、弁12の重量増加を極力抑えるために、例えば渦電流式のセンサ等の非接触式のセンサが用いられている。   Further, the internal combustion engine according to the present embodiment is provided with various sensors for detecting the operating state. Specifically, for example, a crank sensor for detecting the rotational speed (engine rotational speed NE) and rotational phase (crank phase) of the crankshaft, and a cam sensor for detecting the rotational phase (cam phase) of the camshaft 20. Is provided. A displacement sensor 30 for detecting the actual displacement X of the valve 12 is also provided. As the displacement sensor 30, a non-contact type sensor such as an eddy current type sensor is used in order to suppress an increase in the weight of the valve 12 as much as possible.

また、上記実変位Xは、弁12の着座位置をその基準(実変位X=「0」)とし、同着座位置からの開方向への変位量が検出される。本実施の形態では、変位センサ30が弁の実駆動態様、具体的にはその変位(位置)を検出する検出手段として機能する。   The actual displacement X is detected based on the seating position of the valve 12 as a reference (actual displacement X = “0”) in the opening direction from the seating position. In the present embodiment, the displacement sensor 30 functions as detection means for detecting the actual drive mode of the valve, specifically, its displacement (position).

更に、本実施の形態にかかる内燃機関は、例えばマイクロプロセッサ(図示略)、メモリ32a等を有する電子制御装置32を備えている。電子制御装置32は上記各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて内燃機関の運転状態を制御する。電子制御装置32は、そうした各種制御の一つとして、補助駆動機構、具体的にはアクチュエータ24等にかかる制御を実行する。   Furthermore, the internal combustion engine according to the present embodiment includes an electronic control device 32 having, for example, a microprocessor (not shown), a memory 32a, and the like. The electronic control device 32 takes in the detection signals of the various sensors and performs various calculations, and controls the operating state of the internal combustion engine based on the calculation results. The electronic control device 32 executes control related to the auxiliary drive mechanism, specifically, the actuator 24 and the like as one of such various controls.

以下、このように構成される動弁装置の制御態様を説明する。
本実施の形態にかかる動弁装置では、弁12の実変位Xと目標変位Xtとに変位偏差ΔX(=Xt−X)が生じた場合にその変位偏差ΔXに応じて動弁装置の剛性力が見かけ上増大するようにアクチュエータ24を作動させる。更に、こうした変位偏差ΔXの他、弁12の実際の変位速度(以下、実速度)Vと目標速度Vtとに速度偏差ΔV(=Vt−V)が生じた場合には、その速度偏差ΔVに応じて動弁装置の減衰力が見かけ上増大するようにアクチュエータ24を作動させる。そして、こうしたアクチュエータ24の駆動制御を通じて、バウンスや閉弁途中に弁12がカム面から離間する現象、いわゆるジャンプの発生を抑えるようにしている。
Hereinafter, a control mode of the valve gear configured as described above will be described.
In the valve gear according to the present embodiment, when a displacement deviation ΔX (= Xt−X) occurs between the actual displacement X and the target displacement Xt of the valve 12, the rigidity force of the valve gear according to the displacement deviation ΔX. Actuator 24 is actuated so that is apparently increased. Further, in addition to such a displacement deviation ΔX, when a speed deviation ΔV (= Vt−V) occurs between the actual displacement speed (hereinafter, actual speed) V of the valve 12 and the target speed Vt, the speed deviation ΔV is set. In response, the actuator 24 is actuated so that the damping force of the valve operating device is apparently increased. Through the drive control of the actuator 24, a phenomenon that the valve 12 is separated from the cam surface during bounce or valve closing, that is, a so-called jump is suppressed.

図2は、こうしたアクチュエータ24の駆動制御の具体的な処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態では、この駆動制御処理が補助駆動機構の付勢力を制御する制御手段として機能する。   FIG. 2 is a flowchart showing a specific processing procedure of the drive control of the actuator 24. In the present embodiment, this drive control process functions as a control means for controlling the urging force of the auxiliary drive mechanism.

以下、同図2を参照して上記処理手順について詳細に説明する。
尚、このフローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の処理として電子制御装置32により実行される。
Hereinafter, the processing procedure will be described in detail with reference to FIG.
The series of processes shown in this flowchart is executed by the electronic control device 32 as a process for each predetermined cycle.

本実施の形態では、この一連の処理を通じて目標駆動態様と実駆動態様との乖離度合に応じた大きさの付勢力Uが発生するように補助駆動機構を制御するようにしている。ここで、上記付勢力Uは以下の式(1)に基づいて求められる。ここで、付勢力U>0のとき弁12を開方向に付勢する付勢力を意味する。

U=K1・ΔX+C1・ΔV …(1)
ΔX:弁12の目標変位Xtと実変位Xとの変位偏差ΔX
ΔV:弁12の目標速度Vtと実速度Vとの速度偏差ΔV
K1,C1:係数

上式(1)において、右辺第1項K1・ΔXは変位偏差ΔXに比例する項であり、同項によりカム駆動機構及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系の剛性力を見かけ上増減することができる。また、同式(2)において、右辺第2項C1・ΔVは速度偏差ΔVに比例する項であり、同項に上記ばね−質量系の減衰力を見かけ上増減することができる。
In the present embodiment, the auxiliary drive mechanism is controlled so that an urging force U having a magnitude corresponding to the degree of deviation between the target drive mode and the actual drive mode is generated through this series of processes. Here, the urging force U is obtained based on the following equation (1). Here, the biasing force that biases the valve 12 in the opening direction when the biasing force U> 0 is meant.

U = K1 · ΔX + C1 · ΔV (1)
ΔX: displacement deviation ΔX between the target displacement Xt of the valve 12 and the actual displacement X
ΔV: Speed deviation ΔV between the target speed Vt of the valve 12 and the actual speed V
K1, C1: coefficient

In the above equation (1), the first term K1 · ΔX on the right side is a term proportional to the displacement deviation ΔX, and apparently increases or decreases the rigidity force of the spring-mass system composed of the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism. can do. In the same formula (2), the second term C1 · ΔV on the right side is a term proportional to the velocity deviation ΔV, and the damping force of the spring-mass system can be apparently increased or decreased in the same term.

以下、この付勢力Uの算出方法を含め、補助駆動機構の制御手順について順次説明する。
この処理では先ず、カム位相θが所定位相範囲S内であるか否かが判断される(ステップS100)。
Hereinafter, the control procedure of the auxiliary drive mechanism including the method for calculating the urging force U will be sequentially described.
In this process, first, it is determined whether or not the cam phase θ is within the predetermined phase range S (step S100).

ここで、上記所定位相範囲Sは、ジャンプ又はバウンスが発生し始める第1の位相(θ1)を始点とし、同第1の位相θ1からその可能性が殆どなくなる第2の位相(θ2)までの位相範囲(A:θ1<θ<θ2)として設定されている。   Here, the predetermined phase range S starts from the first phase (θ1) where the jump or bounce starts to occur, and extends from the first phase θ1 to the second phase (θ2) where the possibility is almost eliminated. It is set as a phase range (A: θ1 <θ <θ2).

図3に示すように、具体的には、上記第1の位相θ1は、弁12がカムプロフィールに従って開閉していることを前提として、同弁12の最も開側の位置(最下点位置)に対応するカム位相に設定されている。また、上記第2の位相θ2は、同じく弁12がカムプロフィールに従って開閉していることを前提として、同弁12が弁座10aに着座する位置に対応する位相θcに達し、その後更に所定位相θaだけ進んだときのカム位相に設定されている。   As shown in FIG. 3, specifically, the first phase θ1 is based on the assumption that the valve 12 is opened and closed according to the cam profile. The cam phase corresponding to is set. Further, the second phase θ2 reaches the phase θc corresponding to the position where the valve 12 is seated on the valve seat 10a on the assumption that the valve 12 is opened and closed according to the cam profile, and then further reaches the predetermined phase θa. It is set to the cam phase when it has advanced only.

カム位相θが所定位相範囲S内ではない場合には(ステップS100:NO)、ステップS102以降の処理は実行されず、本処理は一旦終了される。
一方、カム位相θが所定位相範囲S内である場合には(ステップS100:YES)、以下の式(2)における各パラメータM,C,Kがそれぞれメモリ32aから読み込まれる(ステップS102)。

F=M・A+C・V+K・X …(2)
A:弁加速度(Xの二階微分値)
V:弁速度(Xの一階微分値)

上式(2)は、カム駆動機構並びに補助駆動機構、すなわち弁12、弁ばね16、及びアクチュエータ24等により構成されるばね−質量系の等価質量をM、減衰係数をC、ばね係数をKとしてモデル化したときの振動モデルに関する運動方程式である。具体的には、等価質量Mは、弁12をはじめとするリフタ14、電磁コイル26等、上記振動モデルにおける可動部の質量である。因みに、ピポット式やロッカーアーム式の動弁装置では、上記等価質量Mにロッカアームの質量も含まれる。また、減衰係数Cは動弁装置、具体的にはカム駆動機構及び補助駆動機構の各部において弁速度に応じて発生する抵抗力に基づき設定されている。更にばね係数Kは主に弁ばね16の弾性特性、即ち同弁ばね16のばね係数Kと略等しく設定されている。
When the cam phase θ is not within the predetermined phase range S (step S100: NO), the processing after step S102 is not executed, and this processing is temporarily ended.
On the other hand, when the cam phase θ is within the predetermined phase range S (step S100: YES), each parameter M, C, K in the following equation (2) is read from the memory 32a (step S102).

F = M · A + C · V + K · X (2)
A: Valve acceleration (second-order differential value of X)
V: Valve speed (first derivative of X)

The above equation (2) indicates that the equivalent mass of the spring-mass system constituted by the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism, that is, the valve 12, the valve spring 16, and the actuator 24, is M, the damping coefficient is C, and the spring coefficient is K. Is an equation of motion related to a vibration model. Specifically, the equivalent mass M is the mass of the movable part in the vibration model such as the lifter 14 including the valve 12 and the electromagnetic coil 26. Incidentally, in the pivot type valve gear device of the pivot type or the rocker arm type, the mass of the rocker arm is included in the equivalent mass M. The damping coefficient C is set based on the resistance force generated according to the valve speed in each part of the valve operating device, specifically, the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism. Further, the spring coefficient K is mainly set to be substantially equal to the elastic characteristic of the valve spring 16, that is, the spring coefficient K of the valve spring 16.

その後、現在のカム位相θに対応する目標変位Xtがメモリ32aから読み出されるとともに、その目標変位Xtと弁12の実変位Xとの変位偏差ΔX(=Xt−X)が算出される(ステップS104)。ここで、目標変位Xtとしては、弁12がカムプロフィールに沿って変位する場合の同弁12の変位が設定されている。本実施の形態にかかる制御では、弁12の変位をその駆動態様の一つとしており、目標変位Xtと実変位Xとの変位偏差ΔXが目標駆動態様と実駆動態様との乖離度合を示すパラメータとして用いられている。   Thereafter, the target displacement Xt corresponding to the current cam phase θ is read from the memory 32a, and a displacement deviation ΔX (= Xt−X) between the target displacement Xt and the actual displacement X of the valve 12 is calculated (step S104). ). Here, the displacement of the valve 12 when the valve 12 is displaced along the cam profile is set as the target displacement Xt. In the control according to the present embodiment, the displacement of the valve 12 is one of the driving modes, and the displacement deviation ΔX between the target displacement Xt and the actual displacement X is a parameter indicating the degree of deviation between the target driving mode and the actual driving mode. It is used as.

一方、変位偏差ΔXが算出された後、目標変位Xtの時間的推移に基づいて弁12の目標速度Vtが算出されるとともに、実変位Xの時間的推移に基づいて実速度Vが算出される。そして、これら目標速度Vt及び実速度Vとの速度偏差ΔV(=Vt−V)が算出される(ステップS106)。本実施の形態にかかる制御では、弁12の速度をその駆動態様の一つとしており、目標速度Vtと実速度Vとの速度偏差ΔVが目標駆動態様と実駆動態様との乖離度合を示すパラメータとして用いられている。   On the other hand, after the displacement deviation ΔX is calculated, the target speed Vt of the valve 12 is calculated based on the temporal transition of the target displacement Xt, and the actual speed V is calculated based on the temporal transition of the actual displacement X. . Then, a speed deviation ΔV (= Vt−V) between the target speed Vt and the actual speed V is calculated (step S106). In the control according to the present embodiment, the speed of the valve 12 is one of the driving modes, and the speed deviation ΔV between the target speed Vt and the actual speed V is a parameter indicating the degree of deviation between the target driving mode and the actual driving mode. It is used as.

このようにして変位偏差ΔX及び速度偏差ΔVが算出された後、機関回転速度NEに基づいてカムシャフト20の角振動数ωcが算出され、更に以下の関係式(3)に基づいて先の関係式(1)の係数K1が求められる(ステップS108)。

√((K+K1)/M)=ωc・α …(3)
α:定数

同式(3)における左辺√((K+K1)/M)は、式(1)に示される補助駆動機構の付勢力Uを考慮したカム駆動機構及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系の固有振動数である。また、定数αは「1.0」より十分に大きい所定値である。本実施の形態では、上式(3)を通じて、上記ばね−質量系の固有振動数ωvがカム18の角振動数ωcよりも高くなるように係数K1が設定される。
After the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV are calculated in this way, the angular frequency ωc of the camshaft 20 is calculated based on the engine rotational speed NE, and the previous relationship is calculated based on the following relational expression (3). A coefficient K1 of equation (1) is obtained (step S108).

√ ((K + K1) / M) = ωc · α (3)
α: Constant

The left side √ ((K + K1) / M) in the equation (3) is the value of the spring-mass system constituted by the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism in consideration of the urging force U of the auxiliary drive mechanism shown in the equation (1). It is a natural frequency. The constant α is a predetermined value sufficiently larger than “1.0”. In the present embodiment, the coefficient K1 is set through the above equation (3) so that the natural frequency ωv of the spring-mass system is higher than the angular frequency ωc of the cam 18.

次に、以下の関係式(4)に基づいて先の式(1)の係数C1が算出される(ステップS110)。

(C1+C1)/M=2・ζ・ωv …(4)
但し、ωv=√((K+K1)/M)
ζ:拡大率

尚、上式(4)の拡大率ζとして、「1.0」以上の値が用いられる。これにより本実施の形態では、カム駆動機構及び補助駆動機構の振動性が低くなるような値が係数C1として算出される。
Next, the coefficient C1 of the previous equation (1) is calculated based on the following relational equation (4) (step S110).

(C1 + C1) / M = 2 · ζ · ωv (4)
However, ωv = √ ((K + K1) / M)
ζ: magnification

Note that a value of “1.0” or more is used as the enlargement ratio ζ in the above equation (4). Thus, in the present embodiment, a value that reduces the vibration of the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism is calculated as the coefficient C1.

このようにして変位偏差ΔX、速度偏差ΔV、係数K1、並びに係数C1が算出されると、先の式(1)に基づいてアクチュエータ24の付勢力Uが算出される(ステップS112)。   When the displacement deviation ΔX, the speed deviation ΔV, the coefficient K1, and the coefficient C1 are calculated in this way, the urging force U of the actuator 24 is calculated based on the previous equation (1) (step S112).

そして、このように算出された付勢力Uに基づいてアクチュエータ24の目標電流Itが算出される(ステップS114)。具体的には、付勢力U、及び弁12と前記弁座10aとの離間間隔(=実変位X)に基づいて以下の関係式(5)を満たす目標電流Itが算出された後、本処理は一旦終了される。

It=U/G …(5)
G:係数

尚、上記係数Gは、アクチュエータ24の特性によって定められる定数であり、式(1)から求められる付勢力Uの目標値とアクチュエータ24によって弁12に付与される付勢力の実際値とが等しくなるように実験等を通じて求められ、電子制御装置32のメモリ32aに記憶されている。
Then, the target current It of the actuator 24 is calculated based on the biasing force U calculated in this way (step S114). Specifically, after the target current It satisfying the following relational expression (5) is calculated based on the urging force U and the separation interval (= actual displacement X) between the valve 12 and the valve seat 10a, this processing is performed. Is temporarily terminated.

It = U / G (5)
G: Coefficient

The coefficient G is a constant determined by the characteristics of the actuator 24, and the target value of the biasing force U obtained from the equation (1) is equal to the actual value of the biasing force applied to the valve 12 by the actuator 24. Thus, it is calculated | required through experiment etc. and is memorize | stored in the memory 32a of the electronic controller 32.

本実施の形態にかかる動弁装置では、上記目標電流Itに応じた駆動信号が前記駆動回路33に出力され、アクチュエータ24の駆動電流が目標電流Itと一致するように駆動回路33により制御される。その結果、アクチュエータ24の付勢力は上式(5)を通じて求められる付勢力Uの値に調節される。   In the valve gear according to the present embodiment, a drive signal corresponding to the target current It is output to the drive circuit 33, and the drive circuit 33 is controlled so that the drive current of the actuator 24 matches the target current It. . As a result, the urging force of the actuator 24 is adjusted to the value of the urging force U obtained through the above equation (5).

本実施の形態にかかる動弁装置では、駆動損失を低減するために、機関回転速度NEが低いときに対応するように弁ばね16のばね係数Kを低く設定するようにしている。このため、例えば図3に示すように、前述したジャンプ(θ1〜θd)やバウンス(θd〜θ2)が発生するおそれがある。この点、本実施の形態にかかる装置では、アクチュエータ24に速度偏差ΔVに比例する付勢力(=C1・ΔV)を発生させることにより、カム駆動機構及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系の減衰力を高めるようにしている。その結果、同ばね−質量系は振動し難い特性を有するようになり、これにより上記バウンスの発生が好適に抑制されるようになる。   In the valve operating apparatus according to the present embodiment, in order to reduce drive loss, the spring coefficient K of the valve spring 16 is set to be low so as to correspond to when the engine speed NE is low. For this reason, for example, as shown in FIG. 3, the jump (θ1 to θd) and the bounce (θd to θ2) described above may occur. In this regard, in the apparatus according to the present embodiment, the actuator 24 generates an urging force (= C1 · ΔV) proportional to the speed deviation ΔV, whereby a spring-mass system constituted by the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism. The damping force is increased. As a result, the spring-mass system has a characteristic that it is difficult to vibrate, whereby the occurrence of the bounce is suitably suppressed.

更に、こうした減衰力の他、アクチュエータ24の変位偏差ΔXに比例する付勢力(=K1・ΔX)を発生させ、ばね−質量系の剛性力も併せて高めるようにしている。更に、この付勢力を設定する際には、ばね−質量系の固有振動数ωvがカム18の角振動数ωcよりも十分高くなるように係数K1を設定している。従って、カム18の動きに弁12を追従させて往復動させることができ、上記ジャンプの発生についても抑制されるようになる。   Furthermore, in addition to such a damping force, an urging force (= K1 · ΔX) proportional to the displacement deviation ΔX of the actuator 24 is generated, and the rigidity force of the spring-mass system is also increased. Furthermore, when setting this urging force, the coefficient K1 is set so that the natural frequency ωv of the spring-mass system is sufficiently higher than the angular frequency ωc of the cam 18. Therefore, the valve 12 can follow the movement of the cam 18 to reciprocate, and the occurrence of the jump is also suppressed.

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)カム駆動機構の駆動に基づく弁12の目標駆動態様と実駆動態様との乖離度合に応じた付勢力、即ち変位偏差ΔX及び速度偏差ΔVに応じた付勢力Uが発生するようにアクチュエータ24を制御するようにした。このため、着座期間にバウンスが発生するときには、これを抑える閉方向の付勢力がアクチュエータ24から弁12に付与される。その結果、この付勢力によってバウンスの発生を抑制することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) An actuator that generates an urging force according to the degree of deviation between the target driving mode and the actual driving mode of the valve 12 based on the driving of the cam driving mechanism, that is, an urging force U according to the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV. 24 was controlled. For this reason, when a bounce occurs during the seating period, a biasing force in the closing direction that suppresses the bounce is applied from the actuator 24 to the valve 12. As a result, the occurrence of bounce can be suppressed by this biasing force.

(2)また、バウンスが発生せず、弁12が着座しているとき、即ち変位偏差ΔX及び速度偏差ΔVがいずれも「0」である場合には、関係式(1)及び(5)から明らかなように、付勢力Uは「0」となり、目標電流Itも「0」となる。即ち、本実施の形態にかかる装置では、弁12の位置が弁座10aから離間する位置にあるときにのみアクチュエータ24が駆動されるため、同アクチュエータ24におけるエネルギ消費を極力小さく抑えることができるようになる。   (2) When bounce does not occur and the valve 12 is seated, that is, when the displacement deviation ΔX and the velocity deviation ΔV are both “0”, the relational expressions (1) and (5) As is apparent, the urging force U is “0”, and the target current It is also “0”. That is, in the apparatus according to the present embodiment, the actuator 24 is driven only when the position of the valve 12 is away from the valve seat 10a, so that energy consumption in the actuator 24 can be minimized. become.

(3)更に、上記着座期間のみならず、カム駆動機構により弁12が閉方向に付勢される期間全体(図3のθ1〜θc)にわたって上記アクチュエータ24にかかる制御を行うようにしている。このため、弁12が弁座10aに着座する際の速度を着座期間に先立ち制御することができるようになり、バウンスの発生を一層好適に抑制することができるようになる。   (3) Further, not only the seating period but also the control over the actuator 24 is performed over the entire period (θ1 to θc in FIG. 3) in which the valve 12 is biased in the closing direction by the cam drive mechanism. Therefore, the speed at which the valve 12 is seated on the valve seat 10a can be controlled prior to the seating period, and the occurrence of bounce can be more suitably suppressed.

(4)前記関係式(1)の係数K1を、前記関係式(3)を満たすように設定することにより、弁12、弁ばね16、及びアクチュエータ24により構成されるばね−質量系の固有振動数ωvをカムシャフト20の角振動数ωcよりも高く設定するようにした。これにより、弁12がカム18の動きに追従でなくなる現象の発生を抑制することができ、ひいては同現象に起因するバウンスの発生を一層好適に抑制することができるようになる。   (4) By setting the coefficient K1 of the relational expression (1) so as to satisfy the relational expression (3), the natural vibration of the spring-mass system constituted by the valve 12, the valve spring 16, and the actuator 24 The number ωv is set higher than the angular frequency ωc of the camshaft 20. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the valve 12 does not follow the movement of the cam 18, and thus it is possible to more suitably suppress the occurrence of bounce due to the phenomenon.

(5)前記関係式(1)の係数C1を前記関係式(4)を満たすように設定することにより、上記ばね−質量系についてこれを振動し難い特性を有するものとした。これにより、バウンスの発生を一層好適に抑制することができるようになる。   (5) By setting the coefficient C1 of the relational expression (1) so as to satisfy the relational expression (4), the spring-mass system has a characteristic that is difficult to vibrate. Thereby, generation | occurrence | production of a bounce can be suppressed more suitably.

(6)アクチュエータ24として、弁12に接触することなく同弁12に付勢力を付与可能な非接触式のアクチュエータを用いるようにした。このため、アクチュエータ24の非作動時において、同アクチュエータ24の駆動に際して生じる摩擦減衰力等、弁12の動きを妨げる力が弁12に作用するのを極力回避し、駆動損失の増大を抑制することができるようになる。   (6) The actuator 24 is a non-contact type actuator that can apply a biasing force to the valve 12 without contacting the valve 12. For this reason, when the actuator 24 is not in operation, it is avoided as much as possible that a force that impedes the movement of the valve 12 such as a friction damping force generated when the actuator 24 is driven, and an increase in driving loss is suppressed. Will be able to.

尚、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・弁12が開方向に付勢され始める時期から所定期間が経過するまで同弁12を開方向に付勢する付勢力が発生するようにアクチュエータ24を作動させるようにしてもよい。通常、動弁装置においては、弁12の熱膨張による開弁を防止するために、バルブクリアランスと称される隙間(図1にLで示す隙間)が設けられている。従って、弁12が開弁する際には、こうした隙間が無くなるときに、リフタ14とカム18とが衝突して衝突音が発生する。この点、上記構成によれば、弁12が開弁する際におけるリフタ14とカム18との衝突力を弱めることができ、それに起因する衝突音の発生を抑制することができるようになる。尚、この際の付勢力の大きさは、例えばこれを上記所定期間において一定に設定する、若しくは同所定期間の初期にあるほど大きく設定することが、衝突音を低減する上で有効である。
In addition, you may implement the said embodiment, changing as follows.
The actuator 24 may be operated so that a biasing force that biases the valve 12 in the opening direction is generated until a predetermined period elapses from the time when the valve 12 starts to be biased in the opening direction. Normally, in the valve operating apparatus, a gap (a gap indicated by L in FIG. 1) called a valve clearance is provided in order to prevent the valve 12 from opening due to thermal expansion. Therefore, when the valve 12 is opened, when such a gap disappears, the lifter 14 and the cam 18 collide with each other to generate a collision sound. In this respect, according to the above-described configuration, the collision force between the lifter 14 and the cam 18 when the valve 12 is opened can be weakened, and the occurrence of the collision noise resulting therefrom can be suppressed. Note that it is effective in reducing the collision noise that the magnitude of the urging force at this time is, for example, set to be constant in the predetermined period or set to be larger at the beginning of the predetermined period.

また、こうした衝突音はカム18の回転速度が高くなる高回転時に増大する傾向がある。このため、上記付勢力をカム18の回転速度が所定速度以上になったときに発生させる、或いは上記付勢力を高回転時ほど大きく設定すれば、上記傾向に見合ったかたちで衝突音の発生を好適に抑制することができるようになる。   Further, such a collision sound tends to increase at a high rotation speed when the rotation speed of the cam 18 increases. For this reason, if the urging force is generated when the rotation speed of the cam 18 exceeds a predetermined speed, or if the urging force is set to be larger as the rotation speed is higher, the generation of a collision sound is made in accordance with the above tendency. It becomes possible to suppress suitably.

・上記実施の形態における所定位相範囲Sの始点を、前記第1の位相θ1と実変位Xが着座位置になる前記位相θcとの間の位相θeに設定してもよい。こうした構成にあっても、図4に二点差線で示すように、その後にカム位相θが所定位相範囲内になると、弁12に作用する減衰力が高められてその実速度Vが低下するようになる。これにより、弁12の着座時における弁12の実速度Vを低下させることができ、バウンスの発生についてはこれを好適に抑制することができる。   In the above embodiment, the starting point of the predetermined phase range S may be set to the phase θe between the first phase θ1 and the phase θc at which the actual displacement X becomes the seating position. Even in such a configuration, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 4, when the cam phase θ subsequently falls within the predetermined phase range, the damping force acting on the valve 12 is increased and the actual speed V is decreased. Become. Thereby, the actual speed V of the valve 12 at the time of seating of the valve 12 can be reduced, and the occurrence of bounce can be suitably suppressed.

・所定位相範囲Sの始点を前記位相θcに設定してもよい。同構成によれば、アクチュエータ24によるエネルギ消費を極力小さく抑えることができるようになる。
・図5に駆動制御処理の変形例を示すように、バウンスの発生の有無を判定するとともに同バウンスが発生した旨の判定がなされたことを条件に(ステップS200:YES)、前述したステップS102〜S114の処理(図2)を実行するようにしてもよい。同構成によれば、バウンスが発生した場合に、それに応じたかたちでアクチュエータ24を作動させることができるようになる。尚、バウンスの発生は、着座期間に弁12の実変位Xが「0」と異なっていることにより判断することができる。また、例えば弁12の実変位Xが「0」である状態が所定時間継続するのを待って上記アクチュエータ24の作動を停止するのが望ましい(ステップS202及びS204)。このように構成すれば、短期間のうちにアクチュエータ24の作動・非作動が繰り返されることによる制御の不安定化を抑制することができるようになる。
The starting point of the predetermined phase range S may be set to the phase θc. According to this configuration, energy consumption by the actuator 24 can be minimized.
As shown in FIG. 5 as a modified example of the drive control process, it is determined whether or not the bounce has occurred and that the bounce has been determined (step S200: YES). To S114 (FIG. 2) may be executed. According to this configuration, when a bounce occurs, the actuator 24 can be operated in accordance with the bounce. The occurrence of bounce can be determined by the fact that the actual displacement X of the valve 12 is different from “0” during the seating period. Further, for example, it is desirable to stop the operation of the actuator 24 after waiting for a predetermined time that the actual displacement X of the valve 12 is “0” (steps S202 and S204). If comprised in this way, it will become possible to suppress the destabilization of the control by repeating the action | operation / non-operation of the actuator 24 within a short period of time.

・また、バウンスが発生した旨の判定がなされたときに、変位偏差ΔXや速度偏差ΔVに拘わらず、弁12を閉方向に付勢する付勢力が発生するようにアクチュエータ24を作動させることも可能である。   Further, when it is determined that the bounce has occurred, the actuator 24 may be operated so as to generate a biasing force that biases the valve 12 in the closing direction regardless of the displacement deviation ΔX or the speed deviation ΔV. Is possible.

・アクチュエータ24の作動中におけるバウンスの発生状況を監視し、アクチュエータ24を作動させたにも拘わらずバウンスの発生が抑えられない場合に、前記各係数K1,C1をより大きな値に変更するようにしてもよい。同構成によれば、動弁装置の経年変化や個体差に応じてバウンスの発生を的確に抑制することができるようになる。また一方、アクチュエータ24を作動させた結果、バウンスが発生しなかったときに、各係数K1,C1を徐々に小さくする構成も可能である。このようにすれば、アクチュエータ24の消費電力を極力抑えることができる。また、先の例に示されるように、付勢力を変位偏差ΔXや速度偏差ΔVとは無関係に設定する場合であっても、同様にバウンスの発生状況に応じた態様をもってその付勢力を変更することができる。   The state of occurrence of bounce during operation of the actuator 24 is monitored, and when the occurrence of bounce cannot be suppressed despite the actuator 24 being operated, the coefficients K1 and C1 are changed to larger values. May be. According to this configuration, it is possible to accurately suppress the occurrence of bounce according to the secular change of the valve gear and individual differences. On the other hand, when the bounce is not generated as a result of the actuator 24 being operated, the coefficients K1 and C1 can be gradually reduced. In this way, the power consumption of the actuator 24 can be suppressed as much as possible. Further, as shown in the previous example, even when the urging force is set regardless of the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV, the urging force is similarly changed in a manner corresponding to the bounce occurrence state. be able to.

・変位偏差ΔX及び速度偏差ΔVの他、更に弁12の変位加速度Aと目標変位加速度Atとの加速度偏差ΔAに応じてアクチュエータ24の駆動を制御するようにしてもよい。同構成によれば、精密な制御を行うことができ、バウンスの発生についても一層的確に抑制することができるようになる。   In addition to the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV, the driving of the actuator 24 may be controlled according to the acceleration deviation ΔA between the displacement acceleration A of the valve 12 and the target displacement acceleration At. According to this configuration, precise control can be performed, and the occurrence of bounce can be more accurately suppressed.

・また、変位偏差ΔX、速度偏差ΔV及び加速度偏差ΔAのうちの何れか一つ、或いは変位偏差ΔX及び速度偏差ΔVの何れか一方と加速度偏差ΔAとに基づいてアクチュエータ24の駆動を制御するようにしてもよい。   Further, the driving of the actuator 24 is controlled based on any one of the displacement deviation ΔX, the speed deviation ΔV, and the acceleration deviation ΔA, or one of the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV and the acceleration deviation ΔA. It may be.

・所定位相範囲Sの始点を前記位相θcとし、同所定位相範囲において変位偏差ΔXや速度偏差ΔVに拘わらず弁12を閉方向に一定の力で付勢する付勢力を発生するようにアクチュエータ24を作動させてもよい。   The starting point of the predetermined phase range S is the phase θc, and the actuator 24 generates a biasing force that biases the valve 12 with a constant force in the closing direction regardless of the displacement deviation ΔX and the speed deviation ΔV in the predetermined phase range. May be activated.

・また、所定位相範囲Sについて、これをジャンプ又はバウンスが発生し始める第1の位相(θ1)を始点とし、同位相θ1からその可能性が殆どなくなる第2の位相(θ2)までの範囲に設定したが、この第2の位相(θ2)を更に遅角側に設定することもできる。このようにすれば、例えば、ジャンプやバウンスの他、機関や車両の振動等によって弁12が開弁するのを抑制して同弁12を閉弁状態に保持することができるようになる。   Further, with respect to the predetermined phase range S, the first phase (θ1) where the jump or bounce starts to occur is set as the starting point, and the range from the same phase θ1 to the second phase (θ2) where the possibility is almost eliminated Although set, the second phase (θ2) can be further set to the retard side. In this way, for example, the valve 12 can be held in a closed state by suppressing the valve 12 from opening due to vibrations of the engine or the vehicle in addition to jumping and bouncing.

・また、上記所定位相範囲Sの始点を変位センサ30により検出される実際の弁12の実変位Xが「0」になったときに設定するようにしてもよい。
・また、上記付勢力として弁12の着座時に大きな力を発生させるとともに、その後において同力が徐々に小さくなるようにアクチュエータ24を作動させるようにしてもよい。バウンスが発生する場合には、その強度は弁12の着座直後において最も大きく、その後徐々に小さくなる。上記構成によれば、そうしたバウンス強度の推移に応じたかたちでアクチュエータ24を制御することができるようになる。
The start point of the predetermined phase range S may be set when the actual displacement X of the actual valve 12 detected by the displacement sensor 30 becomes “0”.
In addition, a large force may be generated as the urging force when the valve 12 is seated, and thereafter, the actuator 24 may be operated so that the force gradually decreases. When bounce occurs, the strength is greatest immediately after the valve 12 is seated, and then gradually decreases. According to the above configuration, the actuator 24 can be controlled in a manner corresponding to the transition of the bounce strength.

・図6に示すように、アクチュエータ24をリフタ14及び弁ばね16内に収まるように配設することで、弁12の軸方向について装置の小型化を図ることができるようになる。   As shown in FIG. 6, by arranging the actuator 24 so as to be accommodated in the lifter 14 and the valve spring 16, the apparatus can be downsized in the axial direction of the valve 12.

・アクチュエータ24としては、ムービングコイル型のアクチュエータに限らず、例えばリニアモータやリニアステッピングモータ等、他のリニアアクチュエータを用いることができる。また、こうした電磁力を利用したものの他、油や空気等といった流体圧力式のアクチュエータを用いることも可能である。更には、非接触式のアクチュエータを用いる手法に限らず、ギヤ等を介して弁12を直接駆動するようにしてもよい。   The actuator 24 is not limited to a moving coil type actuator, and other linear actuators such as a linear motor and a linear stepping motor can be used. In addition to those using such electromagnetic force, fluid pressure type actuators such as oil and air can also be used. Furthermore, the method is not limited to using a non-contact type actuator, and the valve 12 may be directly driven via a gear or the like.

・上記実施の形態における変位センサ30としては、渦電流式の位置センサに限らず、例えば差動トランス等といった他の電磁誘導式の位置センサや、光学式の位置センサ、或いは超音波式の位置センサ等を用いることもできる。また、それら非接触式の位置センサに限らず、例えばポテンショメータ等の接触式の位置センサを用いることも可能である。   The displacement sensor 30 in the above embodiment is not limited to an eddy current type position sensor, but other electromagnetic induction type position sensors such as a differential transformer, an optical position sensor, or an ultrasonic position A sensor or the like can also be used. Further, not only the non-contact type position sensor but also a contact type position sensor such as a potentiometer can be used.

・本発明は、上述した形式の動弁装置に限らず、ピポット式やロッカアーム式の動弁装置等といった他の形式の動弁装置にも適用可能である。何れの形式の動弁装置にあってもバウンスの発生やバルブクリアランスが無くなるときの衝突音の発生を適切に抑制することができる。   The present invention is not limited to the above-described type of valve operating device, but can be applied to other types of valve operating devices such as pivot type or rocker arm type valve operating devices. In any type of valve operating device, it is possible to appropriately suppress the occurrence of a bounce and the occurrence of a collision sound when the valve clearance disappears.

本発明の一実施の形態の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of one embodiment of this invention. 同実施の形態にかかる駆動制御処理の処理手順を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a processing procedure of drive control processing according to the embodiment; 同実施の形態にかかる所定位相範囲の設定態様を示す略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing how a predetermined phase range is set according to the same embodiment. FIG. 他の実施の形態における弁の変位態様の一例を示す略図。Schematic which shows an example of the displacement aspect of the valve in other embodiment. 他の実施の形態にかかる駆動制御処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the drive control process concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかる動弁装置を示すブロック図。The block diagram which shows the valve gear concerning other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…シリンダヘッド、10a…弁座、12…弁、12a…軸、12b…弁本体、14…リフタ、16…ばね、18…カム、20…カムシャフト、22…ポート、23…燃焼室、24…アクチュエータ、26…電磁コイル、28…永久磁石、30…変位センサ、32…電子制御装置、32a…メモリ、33…駆動回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder head, 10a ... Valve seat, 12 ... Valve, 12a ... Shaft, 12b ... Valve body, 14 ... Lifter, 16 ... Spring, 18 ... Cam, 20 ... Cam shaft, 22 ... Port, 23 ... Combustion chamber, 24 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Actuator, 26 ... Electromagnetic coil, 28 ... Permanent magnet, 30 ... Displacement sensor, 32 ... Electronic control unit, 32a ... Memory, 33 ... Drive circuit.

Claims (11)

内燃機関の吸気ポート又は排気ポートの弁座に離着座する弁をカム及びばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構と、前記弁をその開及び閉方向のいずれかの方向に選択的に付勢する付勢力を発生してその駆動を補助する補助駆動機構とを有する内燃機関の動弁装置において、
前記弁の変位を検出する検出手段と、
前記カム駆動機構の駆動に基づいて前記弁が開閉していることを前提として同弁が弁座に着座していると推定される着座期間において、前記検出手段の検出結果に基づく前記弁の位置が前記弁座から離間する位置にあることを条件として前記弁が閉方向に付勢されるように前記補助駆動機構の付勢力を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
A cam drive mechanism that opens and closes a valve that is attached to and detached from a valve seat of an intake port or an exhaust port of an internal combustion engine by the cooperation of a cam and a spring, and the valve is selectively attached in one of the opening and closing directions. In a valve operating apparatus for an internal combustion engine having an auxiliary drive mechanism that generates an urging force to assist and assists the drive,
Detecting means for detecting displacement of the valve;
The position of the valve based on the detection result of the detecting means during a seating period in which the valve is assumed to be seated on the valve seat on the assumption that the valve is opened and closed based on the drive of the cam drive mechanism dynamic but of the internal combustion engine, characterized in that it comprises a control means for the valve on condition that a position away from the valve seat to control the urging force of the auxiliary drive mechanism to be biased in the closing direction Valve device.
前記制御手段は前記付勢力の大きさが前記弁と前記弁座との離間間隔及び前記弁の速度の少なくとも一方に応じて変化するように前記補助駆動機構を制御する
請求項1記載の内燃機関の動弁装置。
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means controls the auxiliary drive mechanism so that the magnitude of the urging force changes according to at least one of a separation interval between the valve and the valve seat and a speed of the valve. Valve gear.
内燃機関の吸気ポート又は排気ポートの弁座に離着座する弁をカム及びばねの協働により開閉駆動するカム駆動機構と、前記弁をその開及び閉方向のいずれかの方向に選択的に付勢する付勢力を発生してその駆動を補助する補助駆動機構とを有する内燃機関の動弁装置において、
前記弁の実駆動態様を検出する検出手段と、
前記カム駆動機構の駆動に基づく前記弁の目標駆動態様と前記検出される実駆動態様との乖離度合に応じた大きさの付勢力が発生するように前記補助駆動機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
A cam drive mechanism that opens and closes a valve that is attached to and detached from a valve seat of an intake port or an exhaust port of an internal combustion engine by the cooperation of a cam and a spring, and the valve is selectively attached in one of the opening and closing directions. In a valve operating apparatus for an internal combustion engine having an auxiliary drive mechanism that generates an urging force to assist and assists the drive,
Detecting means for detecting an actual driving mode of the valve;
Control means for controlling the auxiliary drive mechanism so as to generate a biasing force having a magnitude corresponding to the degree of deviation between the target drive mode of the valve based on the drive of the cam drive mechanism and the detected actual drive mode;
A valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記制御手段は前記カム駆動機構により前記弁が前記弁座に着座可能になる着座期間にあることを条件に前記付勢力が発生するように前記補助駆動機構を制御する
請求項3記載の内燃機関の動弁装置。
The control means controls the auxiliary drive mechanism so that the urging force is generated on the condition that the valve is in a seating period during which the valve can be seated on the valve seat by the cam drive mechanism.
The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 .
前記制御手段は前記カム駆動機構を通じて前記弁が閉方向に付勢される期間にあることを条件に前記付勢力が発生するように前記補助駆動機構を制御する
請求項3又は4記載の内燃機関の動弁装置。
The internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein the control means controls the auxiliary drive mechanism so that the biasing force is generated on the condition that the valve is biased in the closing direction through the cam drive mechanism. Valve gear.
前記駆動態様には前記弁の変位及び同弁の速度の少なくとも一方が含まれる
請求項3〜5の何れかに記載の内燃機関の動弁装置。
The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 5, wherein the driving mode includes at least one of a displacement of the valve and a speed of the valve.
前記制御手段は前記付勢力Uを以下の関係式

U=K1・ΔX+C1・ΔV(U>0のとき弁を開方向に付勢する付勢力を意味する)
ΔX:弁の目標変位と実変位との偏差(=目標変位−実変位:開方向を正)
ΔV:弁の目標速度と実速度との偏差(=目標速度−実速度)
K1,C1:係数

に基づいて算出する
請求項又は記載の内燃機関の動弁装置。
The control means sets the biasing force U to the following relational expression.

U = K1 · ΔX + C1 · ΔV (means an urging force for urging the valve in the opening direction when U> 0)
ΔX: Deviation between target displacement and actual displacement of valve (= target displacement-actual displacement: positive direction of opening)
ΔV: Deviation between the target speed of the valve and the actual speed (= target speed-actual speed)
K1, C1: coefficient

The valve gear for an internal combustion engine according to claim 2 or 6 , wherein the valve operating device is calculated on the basis of
前記制御手段は前記カム駆動機構及び補助駆動機構により構成されるばね−質量系をモデル化したときの等価質量をM、減衰係数をC、ばね係数をKとそれぞれしたとき、上記係数K1を以下の関係式

√((K+K1)/M)>ωc
ωc:カムシャフトの角振動数

が満たされるように設定する
請求項記載の内燃機関の動弁装置。
When the control means models an equivalent mass when the spring-mass system configured by the cam drive mechanism and the auxiliary drive mechanism is modeled as M, the damping coefficient is C, and the spring coefficient is K, the coefficient K1 is as follows. Relational expression

√ ((K + K1) / M)> ωc
ωc: Camshaft angular frequency

The valve gear for an internal combustion engine according to claim 7 , wherein the valve is set so that
前記制御手段は上記係数C1を以下の各関係式

ζ≧1
2・ζ・ωv=(C+C1)/M
ωv=√((K+K1)/M)

がそれぞれ満たされるように設定する
請求項8記載の内燃機関の動弁装置。
The control means sets the coefficient C1 to the following relational expressions:

ζ ≧ 1
2 · ζ · ωv = (C + C1) / M
ωv = √ ((K + K1) / M)

9. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the valve is set so as to satisfy the above .
前記制御手段は前記カム駆動機構により前記弁が開方向に付勢され始める時期から所定期間が経過するまで前記弁を開方向に付勢する付勢力が発生するように前記補助駆動機構を制御する
請求項1〜9の何れかに記載の内燃機関の動弁装置。
The control means controls the auxiliary drive mechanism so that a biasing force that biases the valve in the opening direction is generated until a predetermined period elapses from a time when the valve starts to be biased in the opening direction by the cam driving mechanism. The valve gear for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9 .
前記補助駆動機構は前記弁に接触することなく同弁に付勢力を付与可能な非接触式の駆動機構である
請求項1〜10の何れかに記載の内燃機関の動弁装置。
Said auxiliary drive mechanism valve operating system for an internal combustion engine according to any of claims 1-10 which is a non-contact drive mechanism capable imparting a biasing force to the valve without contacting the valve.
JP2003280449A 2003-07-25 2003-07-25 Valve operating device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4182836B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003280449A JP4182836B2 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Valve operating device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003280449A JP4182836B2 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Valve operating device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005042688A JP2005042688A (en) 2005-02-17
JP4182836B2 true JP4182836B2 (en) 2008-11-19

Family

ID=34266277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003280449A Expired - Fee Related JP4182836B2 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Valve operating device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4182836B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013108428A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Toyota Motor Corp Valve gear for internal combustion engine
JP6506994B2 (en) * 2015-03-18 2019-04-24 三菱重工業株式会社 Cam design method and cam

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005042688A (en) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4766953B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3508636B2 (en) Control device for electromagnetically driven intake and exhaust valves
EP1167725B1 (en) Engine valve drive control apparatus and method
KR100271903B1 (en) Method of detecting malfunctions of the electronic-driving valve for air intake and exhaust
US6588385B2 (en) Engine valve drive control apparatus and method
JP2002266667A (en) Control device for solenoid drive valve
WO1999035375A1 (en) Control device for solenoid driving valve
JP3800896B2 (en) Control device for electromagnetic actuator
JP4182836B2 (en) Valve operating device for internal combustion engine
JP3614092B2 (en) Valve clearance estimation device and control device for electromagnetically driven valve
JP4089614B2 (en) Variable feedback gain energization control method for electromagnetically driven valve
JP4320885B2 (en) Control device for electromagnetically driven valve
JP3671793B2 (en) Control device for electromagnetically driven valve
JP2004270452A (en) Drive device for suction/exhaust valve
JP4103540B2 (en) Sliding mode controller
EP1371820B1 (en) Control apparatus for electromagnetically driven valve
JP3838040B2 (en) Electromagnetically driven valve control device and electromagnetically driven valve control method
JP2003041957A (en) Control system for internal combustion engine
JP2001221108A (en) Exhaust recirculation control device for internal combustion engine
JP2001221360A (en) Control device of solenoid driven valve
JP4238773B2 (en) Engine valve drive control device
JP2002256907A (en) Solenoid valve driving device of internal combustion engine
JP2007085318A (en) Control device of electromagnetic-drive valve
WO2007132327A1 (en) Electromagnetically driven valve
JP2003134782A (en) Step-out prevention energization control method for electromagnetically driven valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080812

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080825

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees