JP4315132B2 - Variable valve operating apparatus for internal combustion engine and control method thereof - Google Patents

Variable valve operating apparatus for internal combustion engine and control method thereof Download PDF

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Description

本発明は、作動体の初期位置からの作動量に応じて内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉特性に対応する制御量を変化させる可変動弁機構を備えた内燃機関の可変動弁装置に関する。   The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine having a variable valve mechanism that changes a control amount corresponding to an opening / closing characteristic of an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine in accordance with an operation amount from an initial position of the operating body. .

特許文献1や特許文献2に記載されているように、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁や排気弁の開閉時期(バルブタイミング),作動角及びバルブリフト量等の開閉特性に関連する制御量を変更する様々な可変動弁機構が提案され、一部で実用化されている。このような可変動弁機構は、一般的に、アクチュエータにより駆動される作動体の初期位置からの作動量に応じて上記制御量が変化するように構成されている。多くの機構では、その構造上、上記特許文献1のように作動量の変化(増加又は減少)に対して制御量が単調に増加又は減少するようになっている。
特開平11−182214号公報 特開2003−314216号公報
As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, control related to opening / closing characteristics such as opening / closing timing (valve timing), operating angle, and valve lift amount of an intake valve and an exhaust valve according to the operating state of the internal combustion engine Various variable valve mechanisms that change the amount have been proposed and partially put into practical use. Such a variable valve mechanism is generally configured such that the control amount changes in accordance with the operation amount from the initial position of the operating body driven by the actuator. In many mechanisms, the control amount monotonously increases or decreases with respect to the change (increase or decrease) of the operation amount as in Patent Document 1 due to its structure.
JP-A-11-182214 JP 2003-314216 A

機関始動時における適切な吸・排気弁の開閉特性の制御量は、必ずしも制御量が取り得る範囲の両端の限界値になるとは限らず、限界値を除く中間的な値とした方が良い場合がある。例えば、アイドル時にはポンプロス低減等のために吸気弁の開閉時期(制御量)を限界値である最遅角値に設定する一方、機関始動時には始動安定性を確保するために吸気弁の開閉時期を最遅角値よりも進角した中間値に設定する場合等である。このような場合、上述したように作動量の変化に対して制御量が単調に変化する機構では、機関始動時における作動体の作動位置が、この作動体が取り得る範囲の両端の限界位置、つまり、部材の案内溝の端面やストッパ等に突き当たることによって機械的に係止される限界位置ではなく、この限界位置を除く中間的な位置となる。このため、例えば特許文献1に開示されているように、機関始動に適した中間位置に作動体を安定して機械的に保持するための中間ロック機構を別途設ける必要があり、この中間ロック機構及びこれを駆動・制御する手段が必要となるために、部品点数の増加,大型化,コストの増加等の課題が残る。また、機関停止状態での作動位置が機関始動に適した中間位置にない場合には、機関始動時にアクチュエータによって作動体を初期位置から始動用の中間位置まで駆動する必要が生じ、始動応答性の低下や始動安定性の低下を招いていまう。   When the engine starts, the appropriate control amount for the intake / exhaust valve opening / closing characteristics is not necessarily the limit value at both ends of the range that the control amount can take, and it is better to set an intermediate value excluding the limit value There is. For example, when idling, the intake valve opening / closing timing (control amount) is set to the most retarded value, which is the limit value, in order to reduce pump loss, etc., while at the time of engine start, the intake valve opening / closing timing is set to ensure starting stability. For example, the intermediate value that is advanced from the most retarded value is set. In such a case, in the mechanism in which the control amount changes monotonously with respect to the change in the operation amount as described above, the operation position of the operation body at the time of starting the engine is the limit position at both ends of the range that the operation body can take, That is, it is not a limit position that is mechanically locked by hitting the end face of the guide groove of the member, a stopper, or the like, but an intermediate position that excludes this limit position. For this reason, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to separately provide an intermediate lock mechanism for stably mechanically holding the operating body at an intermediate position suitable for starting the engine. In addition, since a means for driving and controlling this is required, problems such as an increase in the number of parts, an increase in size, and an increase in cost remain. If the operating position when the engine is stopped is not at an intermediate position suitable for starting the engine, it is necessary to drive the operating body from the initial position to the starting intermediate position by an actuator when starting the engine. Decreasing and starting stability will be reduced.

特許文献2には、周方向位置によって径方向長さが異なる渦巻きガイド(溝)を利用して、吸・排気弁の開閉時期を変更する可変動弁機構が提案されている。この機構では、後述するように渦巻きガイドの形状を適切に設定することによって、機関始動用の制御量が中間的な値であっても、これに対応する機関始動用の作動位置を、その可変範囲の一方の限界位置、すなわち機械的に係止される位置であって、典型的には機関停止状態での初期位置と一致させることが可能である。これにより、機関始動用の制御量が中間的な値であっても、作動体の初期位置を、上記制御量の中間的な値に対応する中間位置とすることができ、中間ロック機構等を敢えて必要とすることのない簡素な構造でありながら、始動応答性及び始動安定性を含む機関始動性能を著しく向上することができる。   Patent Document 2 proposes a variable valve mechanism that changes the opening and closing timings of intake and exhaust valves using spiral guides (grooves) having different radial lengths depending on circumferential positions. In this mechanism, by appropriately setting the shape of the spiral guide as will be described later, even if the control amount for starting the engine is an intermediate value, the corresponding operation position for starting the engine can be changed. One limit position of the range, i.e., a mechanically locked position, which can typically coincide with the initial position when the engine is stopped. As a result, even if the control amount for starting the engine is an intermediate value, the initial position of the operating body can be set to an intermediate position corresponding to the intermediate value of the control amount. The engine start performance including start response and start stability can be remarkably improved while having a simple structure that is not required.

しかしながら、このように作動体の初期位置での制御量を中間的な値とすると、必然的に、作動体の初期位置からの作動量の増加に応じて、制御量が減少する減少領域と、制御量が増加する増加領域の双方が存在し、これらの減少領域と増加領域とが重複する制御量の範囲では、同じ制御量に対応する作動体の作動位置、すなわち初期位置からの作動量が2つ存在することとなる。このため、センサ等により検出される制御量の検出値である実制御量に応じて作動体を駆動制御する構成では、実制御量に対応する作動量が2つあるので、作動体を良好に駆動制御することができない。例えば実制御量に基づいて制御量を目標値へ向けてフィードバック制御を行う場合、仮に実制御量に対応する2つの作動量のうちで実際とは異なる作動量の方を誤認している状況で制御を継続すると、作動体が予期せぬ方向に変位して、目標値へ良好に収束させることができないおそれがある。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。   However, when the control amount at the initial position of the operating body is set to an intermediate value in this way, inevitably, a decrease region in which the control amount decreases according to an increase in the operating amount from the initial position of the operating body, There are both increasing regions where the control amount increases, and in the control amount range where these decreasing regions and the increasing region overlap, the operating position of the operating body corresponding to the same control amount, that is, the operating amount from the initial position is There will be two. For this reason, in the configuration in which the operating body is driven and controlled according to the actual control amount that is the detection value of the control amount detected by the sensor or the like, there are two operating amounts corresponding to the actual control amount, so that the operating body is improved. The drive cannot be controlled. For example, when feedback control is performed with the control amount directed to the target value based on the actual control amount, the operation amount that is different from the actual one of the two operation amounts corresponding to the actual control amount is misidentified. If the control is continued, there is a possibility that the operating body is displaced in an unexpected direction and cannot be converged well to the target value. The present invention has been made in view of such problems.

作動体を駆動するアクチュエータと、上記作動体の初期位置からの作動量に応じて、吸気弁又は排気弁の開閉特性に関連する制御量を変更する可変動弁機構と、上記制御量に対応する実制御量を検出する制御量検出手段と、を有し、実制御量に応じてアクチュエータの動作を制御することにより、作動量を直接的に検出するセンサ類を敢えて必要としない簡素な構成で、機関負荷や機関回転数等の機関運転状態に応じてアクチュエータの動作を制御することができる。典型的には、機関運転状態に基づいて制御量の目標値を設定し、この目標値と実制御量との偏差に基づくフィードバック制御が行われる。   An actuator for driving the operating body, a variable valve mechanism for changing the control amount related to the opening / closing characteristics of the intake valve or the exhaust valve according to the operation amount from the initial position of the operating body, and the control amount Control amount detection means for detecting the actual control amount, and by controlling the operation of the actuator according to the actual control amount, with a simple configuration that does not require sensors that directly detect the operation amount The operation of the actuator can be controlled in accordance with the engine operating state such as the engine load and the engine speed. Typically, a control value target value is set based on the engine operating state, and feedback control based on a deviation between the target value and the actual control amount is performed.

また、上記作動量の増加に対して制御量が減少する減少領域と、上記作動量の増加に対して制御量が増加する増加領域と、が設けられる。従って、上述したように、機関始動用に適した制御量が、この制御量の最大値や最小値を除く中間的な値であっても、この値に対応する作動体の位置を、その可変範囲の一端の限界位置である初期位置に設定することができるため、上記の中間ロック機構等を敢えて必要としない簡素・安価な構成で、始動応答性や始動安定性等の機関始動性能を著しく向上することができる。   In addition, a decrease region where the control amount decreases with respect to the increase in the operation amount and an increase region where the control amount increases with respect to the increase in the operation amount are provided. Therefore, as described above, even if the control amount suitable for starting the engine is an intermediate value excluding the maximum value and the minimum value of the control amount, the position of the operating body corresponding to this value can be changed. Since it can be set to the initial position, which is the limit position at one end of the range, the engine start performance such as start response and start stability is remarkably achieved with a simple and inexpensive configuration that does not require the intermediate lock mechanism. Can be improved.

例えば作動量の増加に対し、増加領域では制御量が増加し、減少領域では制御量が減少する。従って、作動量の変化に対する実制御量の変化の方向、つまり増加方向であるか減少方向であるかによって、増加領域か減少領域かを正確に判別することができる。実制御量の変化の方向は、例えば一つの実制御量とその直前の実制御量との差が正の値であるか負の値であるかにより判定でき、極めて容易で、かつ、精度も高い。従って、増加領域と減少領域の双方が存在する可変動弁機構であっても、実制御量に基づいて、アクチュエータを良好に駆動制御することが可能である。   For example, as the operating amount increases, the control amount increases in the increase region, and the control amount decreases in the decrease region. Therefore, it is possible to accurately determine whether the region is an increase region or a decrease region depending on the direction of change of the actual control amount with respect to the change of the operation amount, that is, whether the direction is an increase direction or a decrease direction. The direction of change in the actual control amount can be determined by, for example, whether the difference between one actual control amount and the immediately preceding actual control amount is a positive value or a negative value, which is extremely easy and accurate. high. Therefore, even with a variable valve mechanism that has both an increase region and a decrease region, it is possible to satisfactorily drive and control the actuator based on the actual control amount.

そして本発明では、上記作動量を変化させ、この作動量の変化に対する上記実制御量の変化の方向を判別し、この実制御量の変化の方向に基づいて、上記作動体が減少領域にあるか増加領域にあるかを判定する領域判定手段を有することを特徴としている。   In the present invention, the operating amount is changed, the direction of change of the actual control amount relative to the change of the operating amount is determined, and the operating body is in the decrease region based on the direction of change of the actual control amount. It is characterized by having an area determining means for determining whether the area is in the increased area.

例えば作動量の増加に対し、作動体が増加領域にある場合には制御量が増加し、作動体が減少領域にある場合には制御量が減少する。従って、作動量を変化させ、その前後の実制御量を比較することによって、実制御量の変化の方向が増加方向であるか減少方向であるかを判別し、この実制御量の変化の方向に基づいて、増加領域か減少領域かを容易かつ正確に判定することができる。この領域判定結果を用いて、実制御量に対応する作動量を特定することができる。従って、増加領域と減少領域とを併せ持つ機構であっても、実制御量に基づいてアクチュエータの駆動制御を良好に行うことができる。   For example, when the operating body is in the increase region, the control amount increases, and when the operating body is in the decrease region, the control amount decreases with respect to the increase in the operation amount. Therefore, by changing the operating amount and comparing the actual control amount before and after that, it is determined whether the direction of change of the actual control amount is the increasing direction or the decreasing direction, and the direction of the change of the actual control amount Based on the above, it is possible to easily and accurately determine whether the region is an increase region or a decrease region. Using this region determination result, the operation amount corresponding to the actual control amount can be specified. Therefore, even with a mechanism having both an increase area and a decrease area, the actuator can be favorably controlled based on the actual control amount.

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る可変動弁装置が適用される内燃機関61の一例を簡略的に示すシステム図である。内燃機関61のシリンダブロック62には複数のシリンダ63が形成されており、各シリンダ63内を昇降するピストン64の上方には燃焼室65が画成されている。シリンダブロック62上に固定されるシリンダヘッド66には、吸気通路67を開閉する吸気弁68と、排気通路69を開閉する排気弁70と、燃焼室65内の混合気を火花点火する点火プラグ71と、が配設されている。吸気通路67には、上流側より順に、エアクリーナ72,吸入空気量を検出するエアフロメータ73,吸気量を調整する電子制御式のスロットル74,及び吸気ポート75へ燃料を噴射する燃料噴射弁76が配設されている。スロットル74の開度はスロットル開度センサ77により検出される。排気通路69には、上流側より順に、排気の空燃比を検出するための酸素センサ78と、排気を浄化する三元触媒等の触媒79,80と、排気音を消音するマフラ81と、が設けられている。排気の一部はEGR通路82を経由して吸気通路67に還流され、その還流量はEGR制御バルブ83により調整される。EGRガスの温度はEGR温度センサ84により検出される。燃料タンク85内には、燃料配管86へ燃料を圧送する燃料ポンプ87と、燃圧を所定圧に維持するプレッシャレギュレータ88とが配設されている。また、燃料タンク85内の蒸発燃料を処理するキャニスタ89が設けられている。更に、吸・排気弁の開閉特性を変化させる可変動弁機構として、吸気弁68の開閉時期に対応する変換角θを変更するバルブタイミング変更機構60が設けられている。変換角θはクランクシャフト92に対するカムシャフト1の位相に相当し、この変換角θが変化することによって、吸気弁の開閉時期(バルブタイミング)が変化つまり遅角・進角する。この変換角θに対応する実変換角tθは、カムシャフトポジションセンサ91及びクランクシャフトポジションセンサ93の検出信号に基づいて演算される。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram schematically showing an example of an internal combustion engine 61 to which a variable valve operating apparatus according to the present invention is applied. A plurality of cylinders 63 are formed in the cylinder block 62 of the internal combustion engine 61, and combustion chambers 65 are defined above the pistons 64 that move up and down in each cylinder 63. The cylinder head 66 fixed on the cylinder block 62 includes an intake valve 68 that opens and closes an intake passage 67, an exhaust valve 70 that opens and closes an exhaust passage 69, and an ignition plug 71 that sparks and ignites an air-fuel mixture in the combustion chamber 65. And are arranged. In the intake passage 67, an air cleaner 72, an air flow meter 73 that detects the intake air amount, an electronically controlled throttle 74 that adjusts the intake air amount, and a fuel injection valve 76 that injects fuel into the intake port 75 in order from the upstream side. It is arranged. The opening degree of the throttle 74 is detected by a throttle opening degree sensor 77. In the exhaust passage 69, in order from the upstream side, an oxygen sensor 78 for detecting the air-fuel ratio of exhaust, catalysts 79 and 80 such as a three-way catalyst for purifying exhaust, and a muffler 81 for silencing the exhaust noise are provided. Is provided. A part of the exhaust gas is recirculated to the intake air passage 67 via the EGR passage 82, and the recirculation amount is adjusted by the EGR control valve 83. The temperature of the EGR gas is detected by the EGR temperature sensor 84. A fuel pump 87 that pumps fuel to the fuel pipe 86 and a pressure regulator 88 that maintains the fuel pressure at a predetermined pressure are disposed in the fuel tank 85. Further, a canister 89 for processing the evaporated fuel in the fuel tank 85 is provided. Further, a valve timing changing mechanism 60 that changes the conversion angle θ corresponding to the opening / closing timing of the intake valve 68 is provided as a variable valve mechanism that changes the opening / closing characteristics of the intake / exhaust valves. The conversion angle θ corresponds to the phase of the camshaft 1 with respect to the crankshaft 92, and by changing the conversion angle θ, the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve changes, that is, retards / advances. The actual conversion angle tθ corresponding to the conversion angle θ is calculated based on detection signals from the camshaft position sensor 91 and the crankshaft position sensor 93.

機関運転状態を検出するセンサ類として、機関水温を検出する水温センサ90,吸気カムシャフト1の回転位置を検出するカムシャフトポジションセンサ91,クランクシャフト92の回転位置を検出するクランクシャフトポジションセンサ93,ノッキングの発生を検出するノックセンサ94,アクセルペダル95の操作(開度)を検出するアクセルポジションセンサ96,及びバッテリ97の電流値を検出する電流センサ98等が設けられている。機関制御部(エンジン・コントロール・モジュール:ECM)100は、各種制御処理を記憶及び実行する機能を有し、上記の各種センサ等により検出される機関運転状態に基づいて、上記のスロットル74,燃料噴射弁76,点火プラグ71及びEGR制御バルブ83等の他、後述するバルブタイミング変更機構60のアクチュエータ(操作力付与手段8)へ制御信号を出力して、スロットル開度,燃料噴射量,燃料噴射時期,点火時期,EGR量及び上記の変換角θ等を制御する。   As sensors for detecting the engine operating state, a water temperature sensor 90 for detecting the engine water temperature, a camshaft position sensor 91 for detecting the rotational position of the intake camshaft 1, a crankshaft position sensor 93 for detecting the rotational position of the crankshaft 92, A knock sensor 94 that detects the occurrence of knocking, an accelerator position sensor 96 that detects the operation (opening degree) of the accelerator pedal 95, a current sensor 98 that detects the current value of the battery 97, and the like are provided. The engine control unit (engine control module: ECM) 100 has a function of storing and executing various control processes, and the throttle 74, fuel, and the like based on the engine operating state detected by the various sensors. In addition to the injection valve 76, the spark plug 71, the EGR control valve 83, and the like, a control signal is output to an actuator (operation force applying means 8) of the valve timing changing mechanism 60, which will be described later, and the throttle opening, fuel injection amount, fuel injection The timing, the ignition timing, the EGR amount, the conversion angle θ and the like are controlled.

図2は、上記バルブタイミング変更機構60を示す断面図であり、この機構60の基本的な構成は特開2003−314216号公報等に詳しく記載されているように公知である。図1及び図2を参照して、このバルブタイミング変更機構60は、カムシャフト1と一体的に回転する従動軸部材(従動回転体)3と、クランクシャフト92の回転に連動して回転する駆動リング(駆動回転体)5と、これら駆動リング5と従動軸部材3との相対的な回転位相に対応する上記の変換角(組付角)θを変更・操作する組付角操作機構6と、を有している。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the valve timing changing mechanism 60. The basic structure of the mechanism 60 is well known as described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-314216. Referring to FIGS. 1 and 2, the valve timing changing mechanism 60 is a driven shaft member (driven rotor) 3 that rotates integrally with the camshaft 1 and a drive that rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 92. A ring (drive rotator) 5, and an assembly angle operation mechanism 6 for changing and operating the conversion angle (assembly angle) θ corresponding to the relative rotation phase between the drive ring 5 and the driven shaft member 3; ,have.

従動軸部材3は、内燃機関61のシリンダヘッド66に回転自在に支持された吸気弁側のカムシャフト1の前端部(図2中左側端部)にカムボルト2によって一体に結合されている。また従動軸部材3には、カムシャフト1の前端部に突き合わされる基端部に径方向外側に張り出すフランジ壁14が一体に形成されている。フランジ壁14の外周部と駆動リング5の後端部との間にはシールリング34が介装されている。なお、従動軸部材3にはオイル供給孔13が開口形成されており、この供給孔13を通して駆動リング5と従動軸部材3との摺動面に潤滑油が供給される。   The driven shaft member 3 is integrally connected to the front end portion (left end portion in FIG. 2) of the camshaft 1 on the intake valve side rotatably supported by the cylinder head 66 of the internal combustion engine 61 by the cam bolt 2. In addition, the driven shaft member 3 is integrally formed with a flange wall 14 that projects outward in the radial direction at a base end portion that is abutted against the front end portion of the camshaft 1. A seal ring 34 is interposed between the outer peripheral portion of the flange wall 14 and the rear end portion of the drive ring 5. An oil supply hole 13 is formed in the driven shaft member 3, and the lubricating oil is supplied to the sliding surface between the drive ring 5 and the driven shaft member 3 through the supply hole 13.

駆動リング5は、従動軸部材3の外周に回動可能に組み付けられる内側円筒部10aと、チェーン(図示せず)を介してクランクシャフト92に動力伝達可能に連繋されるタイミングスプロケット4(動力伝達部)が設けられた略円筒状の外側円筒部5aと、内側円筒部10aの外周と外側円筒部5aの内周とに一体的に接続する略円盤状・ドーナツ状の支持部10と、を有している。支持部10には、径方向に延びる2本の径方向スリット11が形成され、この径方向スリット11が後述する可動案内部12を案内する径方向ガイドとして機能する。尚、径方向スリットは必ずしも支持部の径方向に正確に沿って形成されている必要はなく、支持部の径方向に略沿うように形成されていてもよい。   The drive ring 5 is a timing sprocket 4 (power transmission) connected to a crankshaft 92 via a chain (not shown) so as to be able to transmit power via an inner cylindrical portion 10a that is rotatably mounted on the outer periphery of the driven shaft member 3. A substantially cylindrical outer cylindrical portion 5a provided with a portion), and a substantially disc-shaped / doughnut-shaped supporting portion 10 integrally connected to the outer periphery of the inner cylindrical portion 10a and the inner periphery of the outer cylindrical portion 5a. Have. Two radial slits 11 extending in the radial direction are formed in the support portion 10, and the radial slit 11 functions as a radial guide for guiding a movable guide portion 12 described later. Note that the radial slit is not necessarily formed along the radial direction of the support portion, and may be formed so as to be substantially along the radial direction of the support portion.

組付角操作機構6は、駆動リング5及び従動軸部材3と同軸上に配置され、アクチュエータとしての操作力付与手段8から付与される操作力によって回転駆動される中間回転体7と、駆動リング5と従動軸部材3とを連係する2本のリンク15と、を備え、リンク15を介して駆動リング5から従動軸部材3へ回転動力が伝達される。中間回転体7には、周方向位置に沿って径方向長さが円滑に変化する渦巻き溝24が形成されている。各リンク15の一端は、ピン16によって従動軸部材3のフランジ壁14に揺動可能に支持・連結されている。つまり各リンク15はピン16を中心として揺動可能である。   The assembly angle operation mechanism 6 is arranged coaxially with the drive ring 5 and the driven shaft member 3, and is rotated by an operation force applied from an operation force applying means 8 as an actuator, and a drive ring 5 and two links 15 that link the driven shaft member 3, and rotational power is transmitted from the drive ring 5 to the driven shaft member 3 via the link 15. The intermediate rotating body 7 is formed with a spiral groove 24 whose radial length smoothly changes along the circumferential position. One end of each link 15 is swingably supported and connected to the flange wall 14 of the driven shaft member 3 by a pin 16. That is, each link 15 can swing around the pin 16.

各リンク15の他端には、径方向スリット11を通して渦巻き溝24に係合する可動案内部12が設けられている。詳しくは、リンク15の他端には軸方向前方側に突出するボス部17が一体に形成されている。各ボス部17は円筒状に形成され、支持部10の各対応する径方向スリット11に摺動自在に嵌入されている。各ボス部17は、支持部10の径方向スリット11に係合された状態において、リンク15を介して従動軸部材3の回転中心から離間した位置に連結されているため、各ボス部17が外力を受けて径方向スリット11に沿って変位すると、駆動リング5と従動軸部材3はリンク15の作用でもって各ボス部17の変位(作動量)に応じた方向及び角度だけ相対的に回動する。各リンク15の先端側(他端側)のボス部17からリンク本体部にかけては前方側(カムシャフト1と逆側)に開口する円形状の保持穴18が設けられ、この保持穴18に球19を保持するためのリテーナ20の基部と、そのリテーナ20を前方側に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング21が収容されている。   At the other end of each link 15, a movable guide portion 12 that engages with the spiral groove 24 through the radial slit 11 is provided. Specifically, a boss portion 17 that protrudes forward in the axial direction is integrally formed at the other end of the link 15. Each boss portion 17 is formed in a cylindrical shape, and is slidably fitted into each corresponding radial slit 11 of the support portion 10. Since each boss portion 17 is engaged with the radial slit 11 of the support portion 10 and is connected to a position separated from the rotation center of the driven shaft member 3 via the link 15, each boss portion 17 is When the drive ring 5 and the driven shaft member 3 are displaced along the radial slit 11 in response to an external force, the drive ring 5 and the driven shaft member 3 rotate relative to each other in the direction and angle corresponding to the displacement (operation amount) of each boss portion 17. Move. A circular holding hole 18 opened to the front side (opposite side of the camshaft 1) is provided from the boss portion 17 on the tip end side (the other end side) of each link 15 to the link main body portion. A base portion of a retainer 20 for holding 19 and a coil spring 21 as a biasing means for biasing the retainer 20 forward are accommodated.

従動軸部材3の支持部10の支持位置よりも前方側には中間回転体7が軸受23を介して回転可能に支持されている。2条の渦巻き溝24(渦巻き状ガイド)は、支持部10の前面に所定隙間をもって対峙する中間回転体7の後部面に、断面半円状に形成されている。各渦巻き溝24は、周方向位置に応じて径方向長さが円滑に変化するように設定されている。そして、この中間回転体7の各渦巻き溝24には各ボス部17に保持された球19が転動自在に係合されている。ここで、各リンク15は先端側のボス部17が支持部10の径方向スリット11に案内係合された状態において各球19が渦巻き溝24に係合しているため、中間回転体7が駆動リング5に対して相対回動することによって球19が渦巻き溝24に案内されて転動すると、各ボス部17が中間回転体7の相対回動に応じた方向及び量だけ径方向スリット11に沿って変位する。このように、支持部10の径方向スリット11,渦巻き溝24を有する中間回転体7,可動案内部12を備えるリンク15等によって、駆動リング5に対する従動軸部材3の回転位相を変化させる組付角操作機構6が構成されている。   An intermediate rotating body 7 is rotatably supported via a bearing 23 in front of the support position of the support portion 10 of the driven shaft member 3. Two spiral grooves 24 (spiral guides) are formed in a semicircular cross section on the rear surface of the intermediate rotating body 7 facing the front surface of the support portion 10 with a predetermined gap. Each spiral groove 24 is set so that the radial length smoothly changes according to the circumferential position. Then, a ball 19 held by each boss portion 17 is engaged with each spiral groove 24 of the intermediate rotator 7 so as to roll freely. Here, since each link 15 is engaged with the spiral groove 24 in a state where the boss portion 17 on the distal end side is guided and engaged with the radial slit 11 of the support portion 10, the intermediate rotating body 7 is When the sphere 19 is guided by the spiral groove 24 and rolls by rotating relative to the drive ring 5, each boss portion 17 has the radial slit 11 in the direction and amount corresponding to the relative rotation of the intermediate rotating body 7. Displacement along As described above, the rotation phase of the driven shaft member 3 with respect to the drive ring 5 is changed by the radial slit 11 of the support portion 10, the intermediate rotating body 7 having the spiral groove 24, the link 15 having the movable guide portion 12, and the like. A corner operation mechanism 6 is configured.

操作力付与手段8は、駆動リング5に一体に結合された円筒ハウジング25と、そのハウジング25の内周面に結合された円筒状の永久磁石ブロック26と、中間回転体7にリテーナプレート27を介して一体回転可能に結合された同じく円筒状のヨークブロック28と、非回転部材であるVTCカバー9内にゴム弾性体29を介して固定設置された電磁コイルブロック30と、を備えている。電磁コイルブロック30に設けられる一対の電磁コイル31a,31bは、励磁回路やパルス分配回路等を含む駆動回路(図示せず)に接続される。上記の機関制御部100は、クランク角、カム角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号に基づいて、変換角θの目標値tθを演算し、この目標値tθに応じた制御信号、例えばデューティー比に応じたON−OFF信号を駆動回路に出力する。   The operating force applying means 8 includes a cylindrical housing 25 integrally coupled to the drive ring 5, a cylindrical permanent magnet block 26 coupled to the inner peripheral surface of the housing 25, and a retainer plate 27 on the intermediate rotating body 7. And a cylindrical yoke block 28 coupled so as to be integrally rotatable therewith, and an electromagnetic coil block 30 fixedly installed via a rubber elastic body 29 in a VTC cover 9 which is a non-rotating member. A pair of electromagnetic coils 31a and 31b provided in the electromagnetic coil block 30 is connected to a drive circuit (not shown) including an excitation circuit and a pulse distribution circuit. The engine control unit 100 calculates a target value tθ of the conversion angle θ based on various input signals such as a crank angle, a cam angle, an engine speed, and an engine load, and a control signal corresponding to the target value tθ. For example, an ON-OFF signal corresponding to the duty ratio is output to the drive circuit.

永久磁石ブロック26は、軸方向に延出する磁極が、異磁極が円周方向に沿って交互になるように複数着磁された構成とされている。ヨークブロック28は、透磁率の高い金属から成る複数の極歯リング(図示省略)を有し、その各極歯リングの複数の極歯が永久磁石ブロック26の磁極面にエアギャップを介して対峙している。また、電磁コイルブロック30は電磁コイル31a,31bによる磁気入出部がヨークブロック28の各極歯リングの円環状の基部にエアギャップを介して対峙している。   The permanent magnet block 26 has a configuration in which a plurality of magnetic poles extending in the axial direction are magnetized so that different magnetic poles alternate along the circumferential direction. The yoke block 28 has a plurality of pole tooth rings (not shown) made of a metal with high permeability, and the plurality of pole teeth of each pole tooth ring face the magnetic pole surface of the permanent magnet block 26 via an air gap. is doing. In the electromagnetic coil block 30, the magnetic input / output portion by the electromagnetic coils 31 a and 31 b is opposed to the annular base portion of each pole tooth ring of the yoke block 28 through an air gap.

この操作力付与手段8は、基本構成はステッピングモータであるが、電磁コイル31a,31bを励磁するON−OFF信号のデューティー比を変化させることにより、ヨークブロック28の各極歯の磁極が電磁コイルブロック30と非接触状態のまま連続変化し、それにより、ヨークブロック28と永久磁石ブロック26の回転の如何に拘らず両者を所望通りに相対回動させることができる。   The operating force applying means 8 is basically a stepping motor, but by changing the duty ratio of the ON-OFF signal that excites the electromagnetic coils 31a and 31b, the magnetic poles of the pole teeth of the yoke block 28 become electromagnetic coils. The block 30 is continuously changed in a non-contact state, so that the yoke block 28 and the permanent magnet block 26 can be rotated relative to each other as desired regardless of the rotation of the yoke block 28 and the permanent magnet block 26.

機関制御部100から電磁コイル31a,31bの駆動回路に出力されるON−OFF信号のデューティー比に応じて、電磁コイル31a,31bは磁界を発生し、ヨークブロック28を中間回転体7と共に駆動リング5に対して所定方向(遅れ側または進み側)に相対回動させる。これにより、各球19が渦巻き溝24内を転動しつつそれに対応するボス部17が径方向スリット11に沿って外側に変位し、このとき各リンク15が揺動することによって駆動リング5と従動軸部材3の組付角が変更される。この結果、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相すなわち変換角θが変更される。つまり、操作力付与手段8により中間回転体7を介して駆動される可動案内部12の変位に応じて、吸気弁の開閉時期に対応する変換角θが連続的に変化する。   The electromagnetic coils 31a and 31b generate a magnetic field according to the duty ratio of the ON-OFF signal output from the engine control unit 100 to the drive circuits of the electromagnetic coils 31a and 31b, and the yoke block 28 and the intermediate rotating body 7 are driven by the drive ring. 5 is relatively rotated in a predetermined direction (delayed side or advanced side). As a result, each sphere 19 rolls in the spiral groove 24 and the corresponding boss portion 17 is displaced outward along the radial slit 11. The assembly angle of the driven shaft member 3 is changed. As a result, the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 1, that is, the conversion angle θ is changed. That is, the conversion angle θ corresponding to the opening / closing timing of the intake valve continuously changes according to the displacement of the movable guide portion 12 driven by the operating force applying means 8 via the intermediate rotator 7.

図3は作動量Sと変換角θとの関係を示している。作動量Sは、広義にはアクチュエータ8により駆動される作動体の初期位置からの変位であり、具体的には渦巻き溝24における可動案内部12の球19の初期位置Sminである一端24Aからの変位(角度)に相当する。変換角θは、広義には吸・排気弁の開閉特性に対応する制御量であって、ここでは吸気弁の開閉時期、より具体的にはクランクシャフト92に対するカムシャフト1の回転位相、さらに具体的には駆動リング5に対する従動軸部材3の初期値である最遅角値θminからの変換角度に相当する。従って、変換角θが小さいほど吸気弁の開閉時期が遅角し、大きいほど進角することとなる。変換角θは、可動案内部12の中心Oからの径方向距離ΔRに比例しており、径方向距離が減少するほど変換角θが増加する関係にある。   FIG. 3 shows the relationship between the operation amount S and the conversion angle θ. The operating amount S is a displacement from the initial position of the operating body driven by the actuator 8 in a broad sense, and specifically, from the one end 24A that is the initial position Smin of the ball 19 of the movable guide portion 12 in the spiral groove 24. Corresponds to displacement (angle). The conversion angle θ is a control amount corresponding to the open / close characteristics of the intake / exhaust valves in a broad sense. Here, the open / close timing of the intake valve, more specifically, the rotational phase of the camshaft 1 with respect to the crankshaft 92, and more specifically, Specifically, this corresponds to the conversion angle from the most retarded angle value θmin that is the initial value of the driven shaft member 3 with respect to the drive ring 5. Therefore, the opening / closing timing of the intake valve is retarded as the conversion angle θ is small, and advanced as the conversion angle θ is large. The conversion angle θ is proportional to the radial distance ΔR from the center O of the movable guide portion 12, and the conversion angle θ increases as the radial distance decreases.

なお、可動案内部12が渦巻き溝24の一端24Aから他端24Bの全長にわたって移動できるように、径方向スリット11が可動案内部12の移動範囲よりも余裕をもって大きく形成されている。従って、渦巻き溝24の全長が作動量Sの可動範囲ΔSallであり、渦巻き溝24の両端24A,24Bが、可動範囲ΔSallの両端の限界位置である初期位置Smin及び最大作動位置Smaxに相当する。これらの限界位置では、球19が渦巻き溝24の両端24A,24Bの端面に突き当てられて、機械的に安定して係止された状態となる。機関停止時のように、電磁コイル31a,31bへ通電されていない状態、つまりON−OFF信号のデューティー比が0(ゼロ)の初期状態では、カムシャフト1に作用する最小作動側への動弁反力等によって可動案内部12が機械的に係止される最小作動位置である初期位置Sminに常に保持される。   The radial slit 11 is formed with a margin larger than the moving range of the movable guide portion 12 so that the movable guide portion 12 can move over the entire length of the other end 24B from the one end 24A of the spiral groove 24. Therefore, the entire length of the spiral groove 24 is the movable range ΔSall of the operation amount S, and both ends 24A and 24B of the spiral groove 24 correspond to the initial position Smin and the maximum operation position Smax that are limit positions at both ends of the movable range ΔSall. At these limit positions, the sphere 19 is abutted against the end faces of both ends 24A and 24B of the spiral groove 24, and is in a state of being mechanically and stably locked. In a state where the electromagnetic coils 31a and 31b are not energized, such as when the engine is stopped, that is, in an initial state where the duty ratio of the ON-OFF signal is 0 (zero), the valve operating to the minimum operating side acting on the camshaft 1 is performed. The movable guide portion 12 is always held at the initial position Smin which is the minimum operating position where the movable guide portion 12 is mechanically locked by a reaction force or the like.

図3(A)は、作動量Sの増加に対して変換角θが単調に増加(変化)する比較例を示しており、図3(B)は、作動量Sの増加に対して、変換角θが減少する減少領域Aと、変換角θが増加する増加領域Bと、の双方が存在する本発明の一例に対応している。この図3(B)に示すように、渦巻き溝24には、一端24Aから他端24Bへ向かうに従って、径方向長さΔRが増加する区間と、径方向長さΔRが減少する区間とが設けられ、増加する区間が減少領域Aに対応し、減少する区間が増加領域Bに対応する。このように渦巻き溝24の形状を適切に設定することによって、作動量Sに応じて変換角θが一義的に変化する機構でありながら、減少領域Aと増加領域Bとを合わせもつ特性を実現することができる。   FIG. 3A shows a comparative example in which the conversion angle θ monotonously increases (changes) with respect to the increase in the operation amount S, and FIG. This corresponds to an example of the present invention in which both a decrease region A where the angle θ decreases and an increase region B where the conversion angle θ increases exist. As shown in FIG. 3B, the spiral groove 24 is provided with a section in which the radial length ΔR increases and a section in which the radial length ΔR decreases from the one end 24A to the other end 24B. The increasing section corresponds to the decreasing area A, and the decreasing section corresponds to the increasing area B. By appropriately setting the shape of the spiral groove 24 in this way, a characteristic that combines the decrease region A and the increase region B is realized while the conversion angle θ is uniquely changed according to the operation amount S. can do.

単調増加特性である比較例では、初期位置Sminでの変換角θが必然的に最小値θminとなる。これに対して、減少領域Aと増加領域Bの双方を併せ持つ構成では、初期位置Sminでの変換角θを、その限界値θmin,θmaxを除く中間的な値θγ、つまり機関始動に適した中間的な値θγとすることができる。これにより、上述したように機関始動時に作動体を初期位置から始動用の中間位置に駆動する必要がなく、また、作動体を始動に適した中間位置に保持する中間ロック機構等を用いる必要がないので、始動応答性及び始動安定性を向上しつつ、簡素化,小型化,低コスト化等の実用上多大な効果を奏することができる。   In the comparative example having the monotone increasing characteristic, the conversion angle θ at the initial position Smin necessarily becomes the minimum value θmin. On the other hand, in the configuration having both the decrease area A and the increase area B, the conversion angle θ at the initial position Smin is an intermediate value θγ excluding the limit values θmin and θmax, that is, an intermediate suitable for engine start. A typical value θγ can be obtained. As a result, it is not necessary to drive the operating body from the initial position to the starting intermediate position when starting the engine as described above, and it is also necessary to use an intermediate lock mechanism or the like that holds the operating body at an intermediate position suitable for starting. Therefore, it is possible to achieve practically great effects such as simplification, miniaturization, and cost reduction while improving the start response and start stability.

但し、減少領域Aと増加領域Bの双方が重複する変換角の範囲Δθγでは、一つの変換角θに対応する作動量Sつまり作動位置が2箇所あるので、実変換角rθに基づいてアクチュエータ8を駆動制御する場合に、作動位置を誤認すると作動体が予期せぬ方向に変位するおそれがある。センサ等用いて作動量Sを直接的に検知することができれば、このような問題を生じることはないものの、このようなセンサを設けることはレイアウト的に困難であるとともに、構造の複雑化・大型化やコストの増加を招くために、好ましくない。そこで、作動体の変位(作動量)を直接的に検出するセンサ等を敢えて必要としない簡素な構造で、減少領域Aか増加領域Bのいずれにあるかを判別し得る新規な手法を見い出し、本発明に至った。この領域判定結果に基づいて、実変換角rθに対応する作動量・作動位置を一義的に特定することができるため、実変換角rθに基づいてバルブタイミング変更機構60の動作を良好に制御することが可能となる。   However, in the conversion angle range Δθγ in which both the decrease region A and the increase region B overlap, there are two operation amounts S, that is, operation positions corresponding to one conversion angle θ, and therefore the actuator 8 based on the actual conversion angle rθ. When driving is controlled, if the operating position is misidentified, the operating body may be displaced in an unexpected direction. If the operation amount S can be directly detected using a sensor or the like, such a problem will not occur. However, it is difficult to provide such a sensor, and the structure is complicated and large. This is not preferable because it causes increase in cost and cost. Therefore, a simple method that does not require a sensor or the like that directly detects the displacement (actuation amount) of the operating body, and finds a new method that can determine whether the region is in the decrease region A or the increase region B, The present invention has been reached. Since the operation amount and the operation position corresponding to the actual conversion angle rθ can be uniquely specified based on the region determination result, the operation of the valve timing changing mechanism 60 is favorably controlled based on the actual conversion angle rθ. It becomes possible.

図4〜6を参照して本発明の第1実施例を説明する。図6は、この第1実施例に係る制御の流れを簡略的に示すフローチャートである。このルーチンは上記制御部100の内部記憶装置に記憶され、所定期間毎(例えば10ms毎)に繰り返し実行される。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart schematically showing a control flow according to the first embodiment. This routine is stored in the internal storage device of the control unit 100 and is repeatedly executed every predetermined period (for example, every 10 ms).

ステップ(図では「S」と記す)11では、後述するステップ14以降の領域判定処理を行うべき運転条件であるかを判定する。具体的には、急加速時等のように変換角θの目標値tθが変化する制御量変更時には、後述する領域判定処理の実行を禁止して、領域判定処理の実行に伴う変換角の応答遅れを未然に回避する。逆に言えば、変換角θの目標値tθが一定である定常的な機関運転条件のときに、ステップ14以降の領域判定処理を行うようにしている。更に好ましくは、領域判定処理を行った場合、次に変換角の目標値tθが変化するまでの間、領域判定処理の実行を禁止する。これによって、過度に領域判定処理が行われることを回避することができる。   In step (denoted as “S” in the figure) 11, it is determined whether or not the operation condition is to be subjected to the region determination processing in step 14 and later described later. Specifically, when changing the control amount in which the target value tθ of the conversion angle θ changes, such as during sudden acceleration, the execution of the region determination process described later is prohibited, and the response of the conversion angle that accompanies the execution of the region determination process Avoid delays in advance. In other words, the region determination process after step 14 is performed under steady engine operating conditions where the target value tθ of the conversion angle θ is constant. More preferably, when the area determination process is performed, the execution of the area determination process is prohibited until the next conversion angle target value tθ changes. Thereby, it is possible to avoid the region determination process from being performed excessively.

ステップ12では、変換角θの検出値に相当する実変換角rθを検知する。実変換角rθは、変換角θに対応する検出値であって、上記のカムシャフトポジションセンサ91及びクランクシャフトポジションセンサ93の検出信号に基づいて演算される。つまり、実変換角rθは、機関回転数の検出や気筒判別等にも用いられる既存のセンサ91,93を利用して容易に得られるものである。   In step 12, the actual conversion angle rθ corresponding to the detected value of the conversion angle θ is detected. The actual conversion angle rθ is a detection value corresponding to the conversion angle θ, and is calculated based on the detection signals of the camshaft position sensor 91 and the crankshaft position sensor 93. That is, the actual conversion angle rθ can be easily obtained by using the existing sensors 91 and 93 that are also used for detection of engine speed, cylinder discrimination, and the like.

ステップ13では、上記の実変換角rθが、所定の第1しきい値θαより大きく、かつ、所定の第2しきい値θβよりも小さい第1判定許可領域Δθαβ(図4参照)に存在するか否かを判定する。実変換角rθが第1判定許可領域Δθαβから外れていれば、後述するステップ14以降の領域判定処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。   In step 13, the actual conversion angle rθ is present in the first determination permission region Δθαβ (see FIG. 4) that is larger than the predetermined first threshold value θα and smaller than the predetermined second threshold value θβ. It is determined whether or not. If the actual conversion angle rθ deviates from the first determination permission region Δθαβ, the routine is terminated without performing the region determination process after step 14 described later.

図4を参照して、第1しきい値θαは、最小値θminの近傍の値であって、この最小値θminよりもわずかに大きな値とされる。第3しきい値θγは、減少領域Aと増加領域Bとが重複する重複領域Δθγの上限値である。また、第3しきい値θγは、機関始動時に適した初期値であって、変換角の可変領域Δθallの両端の最小値θmin及び最大値θmaxを除く中間的な値とされている。つまり、作動量Sの可変範囲における一端の限界値である初期位置Sminのときに、変換角が機関始動に適した中間的な値θγとなるように設定されている。上記の第2しきい値θβは、初期値θβの近傍の値であって、この値θγよりもわずかに小さな値とされる。   Referring to FIG. 4, first threshold value θα is a value in the vicinity of minimum value θmin, and is a value slightly larger than this minimum value θmin. The third threshold value θγ is an upper limit value of the overlapping region Δθγ where the decreasing region A and the increasing region B overlap. The third threshold value θγ is an initial value suitable for starting the engine, and is an intermediate value excluding the minimum value θmin and the maximum value θmax at both ends of the conversion angle variable region Δθall. That is, at the initial position Smin, which is a limit value at one end in the variable range of the operation amount S, the conversion angle is set to an intermediate value θγ suitable for engine start. The second threshold value θβ is a value in the vicinity of the initial value θβ, and is a value slightly smaller than the value θγ.

変換角の可変領域Δθallは、変換角が初期値θγより小さく、減少領域Aと増加領域Bとが重複する重複領域Δθγと、変換角が初期値θγより大きく、減少領域Aと増加領域Bとが重複しない領域、つまり増加領域B(又は減少領域A)のみしか存在しない非重複領域Δθεと、に大別される。重複領域Δθγでは一つの変換角(制御量)に対して2つの作動位置が存在する一方、非重複領域Δθεでは一つの変換角(制御量)に対応する作動位置が一つである。上記の重複領域Δθγには、機関始動用の初期値θγの近傍、より詳しくは変換角が第2しきい値θβから第3しきい値θγまでの領域Δθβγと、最小変曲位置Pminの近傍、より詳しくは変換角が最小値θminから第1しきい値θαまでの領域Δθαと、を含んでいる。   The conversion angle variable region Δθall has a conversion angle smaller than the initial value θγ, an overlapping region Δθγ where the decrease region A and the increase region B overlap, a conversion angle larger than the initial value θγ, and the decrease region A and the increase region B. Are roughly divided into non-overlapping regions Δθε where only the increasing region B (or decreasing region A) exists. In the overlap region Δθγ, there are two operation positions for one conversion angle (control amount), while in the non-overlap region Δθε, there is one operation position corresponding to one conversion angle (control amount). In the overlap region Δθγ, in the vicinity of the initial value θγ for starting the engine, more specifically, in the region Δθβγ where the conversion angle is from the second threshold value θβ to the third threshold value θγ, and in the vicinity of the minimum inflection position Pmin. More specifically, the conversion angle includes a region Δθα from the minimum value θmin to the first threshold value θα.

変換角θが上記の領域Δθε,Δθβγ及びΔθαのいずれかにある場合に、ステップ13の判定が否定され、ステップ14以降の領域判定処理の実行が禁止される。つまり、変換角に対する作動位置が一つしかない非重複領域Δθεでは、領域判定を行う必要がないので、領域判定処理の作動を禁止している。また、初期位置Sminの近傍の領域Δθβγでは、後述するように領域判定時の強制的な作動量増加(ステップ15)の際に、可動案内部12の球19が渦巻き溝24の一端の壁面24Aに突き当たって変位不能となることによって、領域判定に悪影響を与えたり打音を生じるおそれがあるので、領域判定処理の実行を禁止している。更に、変曲位置Pminの近傍の領域Δθαでは、領域判定時の強制的な作動量増加(ステップ15)の際に、作動量Sが変曲位置Pminを跨いで変化することによって作動量の変化の方向が判定し、これにより誤判定を招くおそれがあるので、領域判定処理の実行を禁止している。   When the conversion angle θ is in any of the above-described regions Δθε, Δθβγ, and Δθα, the determination in step 13 is negative, and the execution of the region determination processing after step 14 is prohibited. That is, in the non-overlapping region Δθε that has only one operation position with respect to the conversion angle, it is not necessary to perform region determination, and therefore operation of the region determination process is prohibited. Further, in the region Δθβγ in the vicinity of the initial position Smin, the ball 19 of the movable guide portion 12 moves to the wall surface 24A at one end of the spiral groove 24 when the operation amount is forcedly increased (step 15) at the time of region determination, as described later. Since it becomes impossible to displace when it hits the area, there is a possibility that the area determination may be adversely affected or a hitting sound may be generated. Therefore, execution of the area determination processing is prohibited. Further, in the region Δθα in the vicinity of the inflection position Pmin, when the operation amount is forcibly increased at the time of region determination (step 15), the operation amount S changes across the inflection position Pmin, thereby changing the operation amount. Therefore, the region determination process is prohibited from being executed.

ステップ14ではステップ12で検知された変換角rθを、変位前変換角θ0として記憶する。ステップ15では、初期位置Sminからの作動量Sを、所定量だけ意図的に増加させる。具体的には、電磁コイル31a,31bの駆動回路への指令信号(ON−OFF信号)のデューティー比を所定量増加する。後述する判定処理では、実制御量rθそのものの値ではなく、実制御量の変化の方向によって判定を行うことができるために、ここでの作動量増加分は、機関運転性に悪影響を与えることのない微少な値で良い。   In step 14, the conversion angle rθ detected in step 12 is stored as the pre-displacement conversion angle θ0. In step 15, the operation amount S from the initial position Smin is intentionally increased by a predetermined amount. Specifically, the duty ratio of the command signal (ON-OFF signal) to the drive circuit for the electromagnetic coils 31a and 31b is increased by a predetermined amount. In the determination process described later, since the determination can be performed not by the value of the actual control amount rθ itself but by the direction of change of the actual control amount, the increase in the operating amount here has an adverse effect on the engine operability. A fine value without any value is acceptable.

ステップ15での作動量増加を完了すると、ステップ16へ進み、上記のステップ12と同様、実変換角rθを検知する。ステップ17では、ステップ16で検知した実変換角rθを、変位後変換角θ1として記憶する。   When the operation amount increase in step 15 is completed, the process proceeds to step 16 where the actual conversion angle rθ is detected as in step 12 above. In step 17, the actual conversion angle rθ detected in step 16 is stored as a post-displacement conversion angle θ1.

ステップ18では、上記の変位後変換角θ1と変位前変換角θ0とを比較する。図5に示すように、ステップ15での作動位置の意図的な作動量増加に応じて、減少領域Aにある場合には実変換角が減少する一方、増加領域Bにある場合には実変換角が増加する。従って、変位後変換角θ1が変位前変換角θ0よりも大きく、つまり両者の差(θ1−θ0)が正の値であり、図5の矢印Y2に示すように変換角が増加していれば、ステップ19へ進み、増加領域Bであると判定する。一方、変位後変換角θ1が変位前変換角θ0よりも小さく、つまり両者の差(θ1−θ0)が負の値であり、図5の矢印Y1に示すように変換角が減少していれば、ステップ20へ進み、減少領域Aであると判定する。このように、作動量増加に応じた実変換角rθの変化が増加方向であるか減少方向であるかによって、減少領域Aか増加領域Bかを容易かつ正確に判定することができる。   In step 18, the post-displacement conversion angle θ1 and the pre-displacement conversion angle θ0 are compared. As shown in FIG. 5, the actual conversion angle decreases in the decrease region A according to the intentional increase in the operation amount of the operation position in step 15, while the actual conversion occurs in the increase region B. The corner increases. Accordingly, if the post-displacement conversion angle θ1 is larger than the pre-displacement conversion angle θ0, that is, the difference (θ1−θ0) is a positive value, and the conversion angle is increased as shown by the arrow Y2 in FIG. Then, the process proceeds to step 19 where it is determined that the region is the increase region B. On the other hand, if the post-displacement conversion angle θ1 is smaller than the pre-displacement conversion angle θ0, that is, the difference between them (θ1−θ0) is a negative value, and the conversion angle is decreased as shown by the arrow Y1 in FIG. Then, the process proceeds to step 20, and it is determined that the area is the decrease area A. In this way, it is possible to easily and accurately determine the decrease region A or the increase region B depending on whether the change in the actual conversion angle rθ corresponding to the increase in the operation amount is in the increase direction or the decrease direction.

ステップ21では、ステップ15での増加分、作動量を減少して、作動体を増加前の正規位置へ戻して、この領域判定処理を終了する。なお、ステップ15での作動量増加分が機関運転性に実質的に影響を与えないような非常に僅かな値である場合には、このステップ21の処理を省略しても良い。   In step 21, the operation amount is decreased by the increase in step 15, the operating body is returned to the normal position before the increase, and this region determination process is ended. If the amount of increase in the operating amount at step 15 is a very small value that does not substantially affect the engine operability, the processing at step 21 may be omitted.

以降の吸気弁の開閉時期の制御では、上記の領域判定の結果が反映される。つまり、実制御量rθと領域判定結果とに基づいて、実際の作動量Sを一義的に判別することができるために、実制御量rθに基づくフィードバック制御を安定して行うことができる。   In the subsequent control of the opening / closing timing of the intake valve, the result of the region determination is reflected. That is, since the actual operation amount S can be uniquely determined based on the actual control amount rθ and the region determination result, feedback control based on the actual control amount rθ can be stably performed.

以下に説明する実施例では、既述した実施例と重複する構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を適宜省略する。   In the embodiments described below, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiments, and the overlapping description will be omitted as appropriate.

図7は、本発明の第2実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。この第2実施例では、ステップ13Aのみが第1実施例のステップ13と異なっている。このステップ13Aでは、上記の実変換角rθが、第1しきい値αより大きく、かつ、上記の第3しきい値(初期値)θγよりも小さい領域Δθαγに存在するか否かを判定する。つまり、実変換角rθが上記の領域Δθε及びΔθαのいずれかにある場合に、ステップ13Aの判定が否定されて、ステップ14以降の領域判定処理の実行が禁止される。   FIG. 7 is a flowchart showing a flow of control according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, only step 13A is different from step 13 of the first embodiment. In step 13A, it is determined whether or not the actual conversion angle rθ is present in a region Δθαγ that is larger than the first threshold value α and smaller than the third threshold value (initial value) θγ. . That is, when the actual conversion angle rθ is in any one of the above-described regions Δθε and Δθα, the determination in step 13A is negative, and the execution of the region determination processing after step 14 is prohibited.

図8は、本発明の第3実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。この第3実施例では、ステップ13Bのみが第1実施例のステップ13と異なっている。このステップ13Bでは、図4に示すように上記の実変換角rθが第2しきい値θβよりも小さい領域Δθβに存在するか否かを判定する。つまり、実変換角rθが上記の領域Δθε及びΔθβγのいずれかにある場合に、ステップ13Bの判定が否定されて、ステップ14以降の領域判定処理の実行が禁止される。   FIG. 8 is a flowchart showing the flow of control according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, only step 13B is different from step 13 in the first embodiment. In step 13B, as shown in FIG. 4, it is determined whether or not the actual conversion angle rθ exists in a region Δθβ smaller than the second threshold value θβ. That is, when the actual conversion angle rθ is in any one of the above-described regions Δθε and Δθβγ, the determination in step 13B is negative, and the execution of the region determination processing after step 14 is prohibited.

図9は、本発明の第4実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。この第4実施例では、ステップ13Cのみが第1実施例のステップ13と異なっている。このステップ13Cでは、図4に示すように上記の実変換角rθが第3しきい値(初期値)θγより小さい重複領域Δθγに存在するか否かを判定する。つまり、実変換角rθが上記の領域Δθεにある場合に、ステップ13Cの判定が否定されて、ステップ14以降の領域判定処理の実行が禁止される。   FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, only step 13C is different from step 13 in the first embodiment. In step 13C, as shown in FIG. 4, it is determined whether or not the actual conversion angle rθ exists in the overlapping region Δθγ smaller than the third threshold value (initial value) θγ. That is, when the actual conversion angle rθ is in the above-described region Δθε, the determination in step 13C is negative, and the execution of the region determination process after step 14 is prohibited.

図10は、本発明の第5実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。この第5実施例では、第1実施例のステップ13が省略されており、その分、制御処理が簡素化されている。従って、ステップ1での判定可能運転条件を満たしていれば、実変換角rθの値にかかわらず、ステップ14以降の領域判定処理が実行される。   FIG. 10 is a flowchart showing the flow of control according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, step 13 of the first embodiment is omitted, and the control process is simplified accordingly. Therefore, if the decidable operating condition in Step 1 is satisfied, the region determination process after Step 14 is executed regardless of the value of the actual conversion angle rθ.

図11を参照して、破線L1は、上記第1〜5実施例の作動量−変換角の特性に対応しており、実線L2は、本発明の第6実施例に係る作動量−変換角の特性を示している。この第6実施例では、減少領域Aと増加領域Bとの間に、作動量Sの変化に対して変換角θの変化が緩慢である不感帯Cを設けている。この不感帯Cでは、変換角θの変化量がオーバーシュートやアンダーシュートの許容幅(例えば6°CA)以下の範囲に制限されている。なお、このような不感帯Cを、上記第1〜5実施例にも同様に適用することができる。   Referring to FIG. 11, a broken line L1 corresponds to the operating amount-conversion angle characteristics of the first to fifth embodiments, and a solid line L2 represents an operating amount-conversion angle according to the sixth embodiment of the present invention. The characteristics are shown. In the sixth embodiment, a dead zone C in which the change in the conversion angle θ is slow with respect to the change in the operation amount S is provided between the decrease region A and the increase region B. In this dead zone C, the amount of change in the conversion angle θ is limited to a range that is less than the allowable range of overshoot or undershoot (for example, 6 ° CA). Such a dead zone C can be similarly applied to the first to fifth embodiments.

次に、上記実施例より把握し得る特徴的な構成及びその作用効果について説明する。但し、本発明は参照符号を付した実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。   Next, a characteristic configuration that can be grasped from the above embodiment and its function and effect will be described. However, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment given the reference numerals, and includes various modifications and changes without departing from the spirit thereof.

(1)作動体(可動案内部)12を駆動するアクチュエータ(操作力付与手段)8と、上記作動体12の初期位置Sminからの作動量Sに応じて、吸気弁68又は排気弁70の開閉特性に関連する制御量(変換角)θを変更する可変動弁機構(バルブタイミング変更機構)60と、上記制御量θに対応する実制御量rθを検出する制御量検出手段(カムシャフトポジションセンサ91,クランクシャフトポジションセンサ93)と、を有し、この実制御量rθに基づいてアクチュエータ8の動作を機関運転状態に応じて制御可能である。より具体的には、機関制御部100によって、機関負荷や機関回転数等に基づいて制御量θの目標値tθを演算し、この目標値tθと実制御量rθとの偏差に基づくフィードバック制御が行われる。   (1) Actuator (operating force applying means) 8 for driving the operating body (movable guide portion) 12 and opening / closing of the intake valve 68 or the exhaust valve 70 according to the operation amount S from the initial position Smin of the operating body 12 A variable valve mechanism (valve timing changing mechanism) 60 for changing the control amount (conversion angle) θ related to the characteristics, and control amount detection means (camshaft position sensor) for detecting the actual control amount rθ corresponding to the control amount θ. 91, a crankshaft position sensor 93), and the operation of the actuator 8 can be controlled according to the engine operating state based on the actual control amount rθ. More specifically, the engine control unit 100 calculates the target value tθ of the control amount θ based on the engine load, the engine speed, etc., and feedback control based on the deviation between the target value tθ and the actual control amount rθ is performed. Done.

また、作動量Sの増加に対して制御量θが減少する減少領域Aと、制御量が増加する増加領域Bと、が設けられる。つまり、本発明に係る可変動弁機構60では、作動量Sに応じて変換角θが一義的に変化する機構でありながら、作動量に対する制御量θの変化が単調ではなく、減少領域Aと増加領域Bの双方が存在する特性を実現可能である。従って、初期位置Sminでの制御量θを機関始動に適した中間的な値θγとすることでき、中間ロック機構等を敢えて必要としない簡素・安価な構成で、始動応答性や始動安定性等の機関始動性能を著しく向上することができる。   Further, a decrease region A in which the control amount θ decreases with an increase in the operation amount S and an increase region B in which the control amount increases are provided. That is, the variable valve mechanism 60 according to the present invention is a mechanism in which the conversion angle θ is uniquely changed according to the operation amount S, but the change in the control amount θ with respect to the operation amount is not monotonous, A characteristic in which both of the increased regions B exist can be realized. Accordingly, the control amount θ at the initial position Smin can be set to an intermediate value θγ suitable for engine start, and the start response, start stability, etc. can be achieved with a simple and inexpensive configuration that does not require an intermediate lock mechanism or the like. The engine starting performance can be significantly improved.

例えば作動体の増加側への変化に対し、増加領域Bにある場合には制御量θが増加し、減少領域Aにある場合には制御量θが減少する。そこで、作動量を意図的に増加側又は減少側に変化させ(ステップ15)、この作動量の変化に対する上記実制御量rθの変化の方向を判別し(ステップ18)、この実制御量rθの変化の方向に基づいて、上記作動体が増加領域Bにあるか減少領域Aにあるかを判定する領域判定手段(ステップ19,20)を有する構成としている。   For example, when the operating body is on the increase side, the control amount θ increases when it is in the increase region B, and when it is in the decrease region A, the control amount θ decreases. Therefore, the operating amount is intentionally increased or decreased (step 15), the direction of change of the actual control amount rθ with respect to the change of the operating amount is determined (step 18), and the actual control amount rθ is determined. Based on the direction of the change, it is configured to include area determination means (steps 19 and 20) for determining whether the operating body is in the increase area B or the decrease area A.

上記変化の方向の判定は、例えば実制御量θ1とその直前の実制御量θ0との差(θ1−θ0)が正の値であるか負の値であるかにより判定でき(ステップ18)、極めて容易で、かつ、精度も高い。従って、増加領域Bと減少領域Aの双方が存在する可変動弁機構60であっても、実制御量rθに基づいて作動体の作動位置、ひいては制御量を正確に安定して制御することができる。   The direction of the change can be determined, for example, based on whether the difference (θ1−θ0) between the actual control amount θ1 and the immediately preceding actual control amount θ0 is a positive value or a negative value (step 18). It is extremely easy and has high accuracy. Therefore, even in the variable valve mechanism 60 in which both the increase region B and the decrease region A exist, it is possible to accurately and stably control the operating position of the operating body, and thus the control amount, based on the actual control amount rθ. it can.

(2)好ましくは、初期位置Sminでの制御量が機関始動に適した中間的な値θγとされる。この場合、初期位置Sminから制御量が最小θminとなる最小変曲位置Pminまでの区間が減少領域Aとなる。   (2) Preferably, the control amount at the initial position Smin is set to an intermediate value θγ suitable for engine start. In this case, the area from the initial position Smin to the minimum inflection position Pmin where the control amount is the minimum θmin is the decrease region A.

(3)好ましくは上記第1〜4実施例のように、実制御量rθに基づいて、上記減少領域A及び増加領域Bの一方しか存在しない非重複領域Δθεであるかを判定し(ステップ13,13A,13B,13C)、非重複領域Δθεである場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止する。この場合、非重複領域Δθεで不必要に領域判定が行われることがない。   (3) Preferably, as in the first to fourth embodiments, it is determined based on the actual control amount rθ whether it is a non-overlapping region Δθε in which only one of the decreasing region A and the increasing region B exists (step 13). , 13A, 13B, 13C) and the non-overlapping region Δθε, the execution of the determination by the region determination unit is prohibited. In this case, the region determination is not performed unnecessarily in the non-overlapping region Δθε.

(4)更に好ましくは上記第1,3実施例のように、上記実制御量rθに基づいて、上記作動位置が初期位置Smin近傍の領域Δθβγであるかを判定し(ステップ13,13B)、この領域Δθβγである場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止する。これにより、領域判定時に作動量を強制的に変化させる際に、作動体が機械的に係止される初期位置Sminに突き当たることによって変位不能となり、誤判定を生じたり打音を生じることを未然に回避することができる。   (4) More preferably, as in the first and third embodiments, based on the actual control amount rθ, it is determined whether the operating position is a region Δθβγ in the vicinity of the initial position Smin (steps 13 and 13B). In the case of this region Δθβγ, the execution of the determination by the region determination means is prohibited. As a result, when the operating amount is forcibly changed at the time of region determination, it becomes impossible to displace the operating body by hitting the initial position Smin where the operating body is mechanically locked. Can be avoided.

(5)上記第1,2実施例では、実制御量rθに基づいて、上記減少領域Aと増加領域Bとが切り替わる変曲位置Pminの近傍の領域Δθαであるかを判定し(ステップ13,13A)、この領域Δθαである場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止している。これにより、領域判定時に作動量を強制的に変化させる際に、作動体が変曲位置Pminを跨ぐことにより制御量の変化の方向が反転して誤判定を生じることを未然に回避することができる。   (5) In the first and second embodiments, based on the actual control amount rθ, it is determined whether or not the region Δθα is in the vicinity of the inflection position Pmin where the decrease region A and the increase region B are switched (step 13, 13A), when the region is Δθα, the execution of the determination by the region determination unit is prohibited. Accordingly, when the operating amount is forcibly changed at the time of region determination, it is possible to avoid the occurrence of erroneous determination by causing the operating body to cross the inflection position Pmin to reverse the direction of change in the control amount. it can.

(6)好ましくは第6実施例のように、上記減少領域Aと増加領域Bとの間に、上記作動量の変化に対する制御量の変化が緩慢である不感帯Cを設ける。つまり、減少領域Aと増加領域Bとが反転する変局位置Pminを、所定幅を有する不感帯Cとする。これにより、領域判定時や機関運転状態に応じた通常の制御量の制御時に、作動量変化のオーバーシュートやアンダーシュートに起因して減少領域Aと増加領域Bとが過度に切り替わることを防止することができる。   (6) Preferably, as in the sixth embodiment, a dead zone C in which the change in the control amount with respect to the change in the operation amount is slow is provided between the decrease region A and the increase region B. That is, the inflection position Pmin where the decrease area A and the increase area B are reversed is defined as a dead zone C having a predetermined width. As a result, when the region is determined or when the normal control amount is controlled according to the engine operating state, the decrease region A and the increase region B are prevented from being switched excessively due to overshoot or undershoot of the operation amount change. be able to.

(7)機関運転状態に応じて設定される制御量の目標値rθが変化する制御量変更時には、運転性を阻害することのないように、上記領域判定手段による判定の実行を禁止する(ステップ11)。   (7) When the control amount is changed so that the target value rθ of the control amount that is set according to the engine operating state changes, the execution of the determination by the region determination means is prohibited so as not to hinder the operability (step 11).

(8)減少領域Aと増加領域Bとを併せ持つ可変動弁機構の好ましい一例が、上述したように、吸気弁又は排気弁の開閉時期を変更する渦巻き式のバルブタイミング変更機構60である。このバルブタイミング変更機構60は、内燃機関61のクランクシャフト92に連動して回転する駆動回転体(駆動リング)5と、吸気弁又は排気弁を駆動するためのカムシャフト1と連動して回転する従動回転体(従動軸部材)3と、周方向位置に応じて径方向長さが異なる渦巻きガイド24が形成され、アクチュエータ8によって回転方向に駆動される中間回転体7と、一端が駆動回転体5又は従動回転体3の一方に揺動可能に支持されたリンク15と、を有している。このリンク15の他方には、駆動回転体5又は従動回転体3の他方に形成された径方向に延びる径方向ガイド11と上記渦巻きガイド24の双方に変位可能に係合する可動案内部12が設けられる。上記作動量Sは、渦巻きガイド24の一端24Aからの可動案内部12の変位に相当し、上記変換角θは、駆動回転体5に対する従動回転体3の相対的な変換角度に相当する。このような渦巻きガイド式のバルブタイミング変更機構60では、渦巻きガイド24の形状を適切に設定することによって、作動量Sに対する制御量θの変化の特性を、上記減少区間Aと増加区間Bの双方を備えるものとすることができる。   (8) A preferable example of the variable valve mechanism having both the decrease area A and the increase area B is the spiral valve timing changing mechanism 60 that changes the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve, as described above. The valve timing changing mechanism 60 rotates in conjunction with a drive rotating body (drive ring) 5 that rotates in conjunction with a crankshaft 92 of the internal combustion engine 61 and a camshaft 1 for driving an intake valve or an exhaust valve. A driven rotator (driven shaft member) 3, a spiral guide 24 having a different radial length according to the circumferential position is formed, an intermediate rotator 7 driven in the rotational direction by an actuator 8, and one end of a driven rotator 5 or a link 15 supported so as to be swingable on one of the driven rotators 3. On the other side of the link 15, there is a movable guide portion 12 that is displaceably engaged with both the radial guide 11 extending in the radial direction formed on the other of the driving rotary body 5 or the driven rotary body 3 and the spiral guide 24. Provided. The operation amount S corresponds to the displacement of the movable guide portion 12 from the one end 24 </ b> A of the spiral guide 24, and the conversion angle θ corresponds to a relative conversion angle of the driven rotor 3 with respect to the drive rotor 5. In such a spiral guide type valve timing changing mechanism 60, by appropriately setting the shape of the spiral guide 24, the characteristic of the change in the control amount θ with respect to the operation amount S can be expressed in both the decrease section A and the increase section B. Can be provided.

より具体的には、渦巻きガイド24に対し、周方向一端24Aから他端24Bへ向かうに従って、径方向長さΔRが増加する区間と、径方向長さΔRが減少する区間と、を設ければ良い。一方の区間が減少領域Aに、他方の区間が増加領域Bに対応する。   More specifically, if the spiral guide 24 is provided with a section in which the radial length ΔR increases and a section in which the radial length ΔR decreases as it goes from the circumferential end 24A to the other end 24B. good. One section corresponds to the decrease area A, and the other section corresponds to the increase area B.

(9)なお、ステップ14以降の領域判定手段による判定処理の実行中には、機関運転状態に応じた制御量の制御動作は禁止される。   (9) During the execution of the determination process by the region determination means after step 14, the control operation of the control amount according to the engine operating state is prohibited.

本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の一例を簡略的に示すシステム構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The system block diagram which shows simply an example of the variable valve operating apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る可変動弁機構の一例としての渦巻きガイド式バルブタイミング変更機構を示す断面図。Sectional drawing which shows the spiral guide type | formula valve timing change mechanism as an example of the variable valve mechanism based on this invention. (A)が変換角が単調増加する比較例、(B)が減少領域と増加領域とを合わせ持つ実施例に係り、上段が作動量と変換角の関係を示す特性図、下段が上記バルブタイミング変更機構の要部を示す構成図。(A) is a comparative example in which the conversion angle increases monotonously, (B) is an embodiment having both a decrease region and an increase region, the upper part is a characteristic diagram showing the relationship between the operation amount and the conversion angle, and the lower part is the valve timing. The block diagram which shows the principal part of a change mechanism. 作動量と変換角の関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between an operating quantity and a conversion angle. 作動量の変化に対する変換角の変化の方向を示す説明図。Explanatory drawing which shows the direction of the change of the conversion angle with respect to the change of the operation amount. 本発明の第1実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control which concerns on 4th Example of this invention. 本発明の第5実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control which concerns on 5th Example of this invention. 本発明の第6実施例に係る不感帯を設けた場合の作動量と変換角の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the operation amount at the time of providing the dead zone which concerns on 6th Example of this invention, and a conversion angle.

符号の説明Explanation of symbols

7…中間回転体
8…操作力付与手段(アクチュエータ)
12…可動案内部(作動体)
24…渦巻き溝
60…バルブタイミング変更機構
100…機関制御部
7 ... Intermediate rotator 8 ... Operating force applying means (actuator)
12 ... Movable guide (actuator)
24 ... Swirl groove 60 ... Valve timing changing mechanism 100 ... Engine control unit

Claims (9)

作動体を駆動するアクチュエータと、上記作動体の初期位置からの作動量に応じて、吸気弁又は排気弁の開閉特性に関連する制御量を変更する可変動弁機構と、上記制御量に対応する実制御量を検出する制御量検出手段と、を有し、この実制御量に基づいてアクチュエータの動作を機関運転状態に応じて制御可能な内燃機関の可変動弁装置であって、
上記作動量の増加に対して制御量が減少する減少領域と、上記作動量の増加に対して制御量が増加する増加領域と、が設けられ、
かつ、上記作動量を変化させ、この作動量の変化に対する上記実制御量の変化の方向を判別し、この実制御量の変化の方向に基づいて、上記作動体が減少領域にあるか増加領域にあるかを判定する領域判定手段を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
An actuator for driving the operating body, a variable valve mechanism for changing the control amount related to the opening / closing characteristics of the intake valve or the exhaust valve according to the operation amount from the initial position of the operating body, and the control amount A variable amount control device for an internal combustion engine having control amount detection means for detecting an actual control amount, and capable of controlling the operation of the actuator according to the engine operating state based on the actual control amount,
A decrease region in which the control amount decreases with respect to the increase in the operation amount, and an increase region in which the control amount increases with respect to the increase in the operation amount;
In addition, the operating amount is changed, the direction of change of the actual control amount relative to the change of the operating amount is determined, and the operating body is in the decrease region or the increase region based on the direction of change of the actual control amount. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising region determining means for determining whether or not the engine is present.
上記減少領域が、作動体の可変範囲の中で、初期位置から制御量が最小となる最小変曲位置までの区間に相当することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。   2. The variable valve for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the decreasing region corresponds to a section from an initial position to a minimum inflection position where the control amount is minimum in a variable range of the operating body. apparatus. 上記実制御量に基づいて、上記減少領域及び増加領域の一方しか存在しない非重複領域であるかを判定し、非重複領域である場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の可変動弁装置。   Based on the actual control amount, it is determined whether it is a non-overlapping region where only one of the decreasing region and the increasing region exists, and if it is a non-overlapping region, prohibiting execution of the determination by the region determining means 3. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve operating apparatus is an internal combustion engine. 上記実制御量に基づいて、上記作動位置が初期位置近傍の領域であるかを判定し、この領域である場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。   The determination as to whether or not the operating position is an area near the initial position is made based on the actual control amount, and execution of the determination by the area determining means is prohibited when the operating position is in this area. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of? 上記実制御量に基づいて、上記減少領域と増加領域とが切り替わる変曲位置の近傍の領域であるかを判定し、この領域である場合に、上記領域判定手段による判定の実行を禁止することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。   Based on the actual control amount, it is determined whether the region is in the vicinity of the inflection position where the decrease region and the increase region are switched, and in this case, the determination by the region determination unit is prohibited. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 上記減少領域と増加領域との間に、上記作動量の変化に対する制御量の変化が緩慢である不感帯を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。   The variable motion of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a dead zone in which a change in the control amount with respect to a change in the operation amount is slow is provided between the decrease region and the increase region. Valve device. 機関運転状態に応じて設定される制御量の目標値が変化する制御量変更時には、上記領域判定手段による判定の実行を禁止することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein execution of the determination by the region determination means is prohibited when the control amount is changed so that the target value of the control amount set according to the engine operating state changes. Variable valve gear for engine. 上記可変動弁機構が吸気弁又は排気弁の開閉時期を変更するバルブタイミング変更機構であって、
このバルブタイミング変更機構は、
内燃機関のクランクシャフトに連動して回転する駆動回転体と、
吸気弁又は排気弁を駆動するためのカムシャフトと連動して回転する従動回転体と、
周方向位置に応じて径方向長さが異なる渦巻きガイドが形成され、上記アクチュエータによって回転方向に駆動される中間回転体と、
一端が駆動回転体又は従動回転体の一方に揺動可能に支持されたリンクと、
このリンクの他端に設けられ、上記駆動回転体又は従動回転体の他方に形成された径方向に延びる径方向ガイドと上記渦巻きガイドの双方に変位可能に係合する可動案内部と、を有し、
上記作動量が、上記渦巻きガイドの一端からの可動案内部の変位に対応することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
The variable valve mechanism is a valve timing changing mechanism for changing the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve,
This valve timing change mechanism
A drive rotor that rotates in conjunction with the crankshaft of the internal combustion engine;
A driven rotating body that rotates in conjunction with a camshaft for driving an intake valve or an exhaust valve;
A spiral guide having a different radial length according to the circumferential position is formed, and an intermediate rotating body driven in the rotational direction by the actuator;
A link having one end swingably supported by one of the driving rotating body or the driven rotating body;
A radial guide formed on the other end of the drive rotary body or the driven rotary body and extending in the radial direction; and a movable guide portion that displaceably engages both of the spiral guides. And
8. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the operation amount corresponds to a displacement of the movable guide portion from one end of the spiral guide.
作動体を駆動するアクチュエータと、上記作動体の初期位置からの作動量に応じて、吸気弁又は排気弁の開閉特性に関連する制御量を変更する可変動弁機構と、上記制御量に対応する実制御量を検出する制御量検出手段と、を有し、
上記作動量の増加に対して制御量が減少する減少領域と、上記作動量の増加に対して制御量が増加する増加領域と、が設けられた内燃機関の可変動弁装置の制御方法であって、
上記作動量を変化させるステップと、
この作動量の変化に対する上記実制御量の変化の方向を判別するステップと、
の実制御量の変化の方向に基づいて、上記作動体が減少領域にあるか増加領域にあるかを判定するステップと、
を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の制御方法。
An actuator for driving the operating body, a variable valve mechanism for changing the control amount related to the opening / closing characteristics of the intake valve or the exhaust valve according to the operation amount from the initial position of the operating body, and the control amount Control amount detection means for detecting the actual control amount,
A control method for a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine provided with a decrease region in which the control amount decreases with respect to the increase in the operation amount and an increase region in which the control amount increases with an increase in the operation amount. And
Changing the operating amount;
Determining the direction of change in the actual control amount relative to the change in the operation amount;
Determining whether the operating body is in the decrease region or the increase region based on the direction of change in the actual control amount of
A control method for a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
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