JP5516432B2 - Variable valve operating apparatus for internal combustion engine and internal combustion engine provided with the same - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の可変動弁装置およびそれを備える内燃機関に係り、特に、バルブの作用角を変更可能とする内燃機関の可変動弁装置およびそれを備える内燃機関に関する。   The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine and an internal combustion engine including the variable valve operating apparatus, and more particularly, to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine capable of changing a valve operating angle and an internal combustion engine including the variable valve operating apparatus.

従来、例えば特許文献1には、吸気弁の作用角を連続的に変更可能とするカム作用角変更部を備える可変バルブタイミング機構が開示されている。この従来のカム作用角変更部では、アクチュエータにより制御ロッドの軸方向位置を調整することによって、駆動カムの回転力を受ける中間カムと吸気弁を押動させる揺動カムとの相対的な回転角度が変更される。このような構成によって、上記従来の可変バルブタイミング機構は、アクチュエータによって調整される制御ロッド(制御部材)の位置に応じて、吸気弁の作用角を変更可能となっている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a variable valve timing mechanism including a cam working angle changing unit that can continuously change the working angle of an intake valve. In this conventional cam working angle changing section, the relative rotation angle between the intermediate cam that receives the rotational force of the drive cam and the swing cam that pushes the intake valve is adjusted by adjusting the axial position of the control rod by the actuator. Is changed. With this configuration, the conventional variable valve timing mechanism can change the operating angle of the intake valve according to the position of the control rod (control member) adjusted by the actuator.

特開2008−274962号公報JP 2008-274962 A 特開2005−180238号公報JP 2005-180238 A

上記従来の可変バルブタイミング機構では、制御ロッド(制御部材)を往復動作させることによって吸気弁の作用角を小作用角側と大作用角側との間で往復的に変化させる場合には、アクチュエータによる制御ロッドの駆動方向を順方向とその逆方向に切り替える必要がある。その結果、アクチュエータによって吸気弁の作用角が大作用角側から小作用角側に向けて移行している期間中に現在の作用角よりも大きな作用角が要求された場合(或いは、逆にアクチュエータによって吸気弁の作用角が小作用角側から大作用角側に向けて移行している期間中に現在の作用角よりも小さな作用角が要求された場合)において、アクチュエータによる制御ロッドの駆動方向をそれまでと逆方向に切り替える際に、それまでのアクチュエータの動作により生じたアクチュエータの慣性力が付加されることによって、アクチュエータの駆動方向を切り替える際に大きな負荷がアクチュエータに作用する場合がある。このため、アクチュエータが例えば電動モータを利用するものである場合には、電流の増加による消費電力や発熱量の増大が懸念される。また、アクチュエータの内部のギヤに作用する荷重の増加によるギヤの摩耗の促進が懸念される。   In the conventional variable valve timing mechanism described above, when the operating angle of the intake valve is reciprocally changed between the small operating angle side and the large operating angle side by reciprocating the control rod (control member), the actuator It is necessary to switch the driving direction of the control rod by forward and backward. As a result, when the operating angle of the intake valve is shifted from the large operating angle side to the small operating angle side by the actuator, a larger operating angle than the current operating angle is requested (or conversely, the actuator When the operating angle of the intake valve is moving from the small operating angle side to the large operating angle side during the period when the operating angle smaller than the current operating angle is requested), the drive direction of the control rod by the actuator When the actuator is switched in the reverse direction, the inertial force of the actuator generated by the operation of the actuator so far is added, so that a large load may act on the actuator when switching the driving direction of the actuator. For this reason, when the actuator uses, for example, an electric motor, there is a concern about an increase in power consumption and heat generation due to an increase in current. In addition, there is a concern about the acceleration of gear wear due to an increase in the load acting on the gear inside the actuator.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブの作用角を小作用角側と大作用角側との間で往復的に変化させる場合にアクチュエータに大きな負荷が作用しないようにし、そのような大きな負荷がアクチュエータに作用することに伴う不具合の発生を防止することのできる内燃機関の可変動弁装置およびそれを備える内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When the valve operating angle is reciprocally changed between the small operating angle side and the large operating angle side, a large load acts on the actuator. It is an object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine and an internal combustion engine provided with the same that can prevent the occurrence of problems associated with such a large load acting on an actuator.

第1の発明は、内燃機関の可変動弁装置であって、
バルブの作用角を変化させるべく位置が調整される制御部材と、
前記制御部材の位置を調整するアクチュエータと、
を備え、前記アクチュエータが一方向に動作する過程で、前記制御部材の位置が再び元の位置に戻ることが可能に構成されている内燃機関の可変動弁装置であって、
前記アクチュエータによって前記バルブの作用角が大作用角側から小作用角側に向けて変更している期間中に現在の作用角よりも大きな作用角が要求された第1の場合に、或いは、前記アクチュエータによって前記バルブの作用角が小作用角側から大作用角側に向けて変更している期間中に現在の作用角よりも小さな作用角が要求された第2の場合に、前記アクチュエータの動作方向を変更せずに、要求された前記バルブの作用角が得られる位置に前記制御部材が移動するように前記アクチュエータを一方向に制御する一方向制御を行うアクチュエータ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine,
A control member whose position is adjusted to change the working angle of the valve;
An actuator for adjusting the position of the control member;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine configured to be able to return the position of the control member to the original position again in the process in which the actuator operates in one direction,
In the first case where a larger working angle than the current working angle is requested during the period when the working angle of the valve is changed from the large working angle side to the small working angle side by the actuator, or The operation of the actuator is performed in the second case in which a working angle smaller than the current working angle is requested during a period in which the working angle of the valve is changed from the small working angle side to the large working angle side by the actuator. Actuator control means for performing one-way control for controlling the actuator in one direction so that the control member moves to a position where the required operating angle of the valve can be obtained without changing the direction;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記可変動弁装置は、
前記制御部材として、前記バルブを駆動する従動カムロブを回転駆動する駆動カム軸を覆うように形成された軌道面を有するガイド部材と、
前記ガイド部材の制御位置に応じて、前記駆動カム軸に対する前記従動カムロブの相対的な回転角度を変更することによって、前記駆動カム軸が一回転する間に、前記駆動カム軸に対する前記従動カムロブの相対的な回転速度を増減させる可変カム速度機構と、
を含み、
前記アクチュエータによって前記ガイド部材を前記駆動カム軸の軸線と直交する平面方向に移動させることにより、前記駆動カム軸が一回転する間の前記従動カムロブの回転速度を変化させて前記バルブの作用角を変更可能とするものであることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The variable valve operating device is:
As the control member, a guide member having a raceway surface formed so as to cover a drive cam shaft that rotationally drives a driven cam lobe that drives the valve;
By changing the relative rotation angle of the driven cam lobe with respect to the drive cam shaft in accordance with the control position of the guide member, the driven cam lobe with respect to the drive cam shaft is rotated during one rotation of the drive cam shaft. A variable cam speed mechanism to increase or decrease the relative rotational speed;
Including
By moving the guide member in a plane direction perpendicular to the axis of the drive cam shaft by the actuator, the rotational speed of the driven cam lobe is changed during one rotation of the drive cam shaft, and the working angle of the valve is increased. It can be changed.

また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記アクチュエータ制御手段は、
前記第1の場合または前記第2の場合における前記バルブの作用角の切り替えが前記アクチュエータへの負荷の高い高負荷切替要求であるか否かを判定する切替要求度判定手段と、
前記切替要求度判定手段によって前記高負荷切替要求であると判定された場合には、前記一方向制御を選択し、前記切替要求度判定手段によって前記高負荷切替要求ではないと判定された場合には、前記アクチュエータの動作方向を逆方向に切り替えたうえで要求された前記バルブの作用角が得られる位置に前記制御部材が移動するように前記アクチュエータを制御する揺動制御を選択する制御態様切替手段と、
を含むことを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The actuator control means includes
Switching request degree determination means for determining whether switching of the valve operating angle in the first case or the second case is a high load switching request with a high load on the actuator;
When it is determined by the switching request degree determination means that the high load switching request is selected, the one-way control is selected, and when the switching request degree determination means determines that the request is not the high load switching request Is a control mode switching for selecting swing control for controlling the actuator so that the control member moves to a position where the required operating angle of the valve is obtained after switching the operating direction of the actuator to the reverse direction. Means,
It is characterized by including.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記アクチュエータは、前記制御部材と接するカム面を有する作用角可変カムと、当該作用角可変カムを回転駆動する駆動部と、を含み、
前記可変動弁装置は、
前記制御部材を前記カム面に向けて付勢する付勢手段と、
前記作用角可変カムの回転中心からの距離が遠い前記カム面上の第1接触点から、当該第1接触点よりも前記回転中心からの距離が短い前記カム面上の第2接触点に向けて前記制御部材と前記作用角可変カムとの接触点が変化するように、前記アクチュエータによって前記作用角可変カムの回転位置を制御する場合には、前記回転中心からの距離が最短となる前記カム面上の最短接触点を経由したうえで、当該最短接触点の先に存在する前記第2接触点を狙い位置として前記作用角可変カムが回転駆動されるように前記アクチュエータを制御する第2アクチュエータ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The actuator includes a variable working angle cam having a cam surface in contact with the control member, and a drive unit that rotationally drives the variable working angle cam.
The variable valve operating device is:
Biasing means for biasing the control member toward the cam surface;
From the first contact point on the cam surface, which is far from the rotation center of the variable working angle cam, to the second contact point on the cam surface, the distance from the rotation center being shorter than the first contact point. When the rotational position of the variable operating angle cam is controlled by the actuator so that the contact point between the control member and the variable operating angle cam changes, the cam having the shortest distance from the rotation center A second actuator that controls the actuator so that the operating angle variable cam is rotationally driven with the second contact point existing ahead of the shortest contact point as a target position after passing through the shortest contact point on the surface Control means;
Is further provided.

また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおける内燃機関の可変動弁装置を備える内燃機関であって、
前記バルブは、吸気弁であって、
前記アクチュエータは、前記制御部材と接するカム面を有する作用角可変カムと、当該作用角可変カムを回転駆動する駆動部と、を含み、
前記作用角可変カムは、当該作用角可変カムの回転軸線方向から見て、当該回転軸線と直交する直線を基準として線対称となるプロフィールを有しており、
前記内燃機関の吸入空気流量を検出する吸気流量検出手段と、
前記作用角可変カムの回転中心からの距離が最長となる最長接触点もしくは当該距離が最短となる最短接触点を基準作用角位置として、前記作用角可変カムを正回転させた時の第1吸入空気流量値と、当該正回転時と同じ揺動量だけ前記作用角可変カムを逆回転させた時の第2吸入空気流量値との比較結果に基づいて、前記バルブの作用角を検出する作用角センサまたは前記作用角可変カムの形状の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を更に備えることを特徴とする。
The fifth invention is an internal combustion engine comprising the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth inventions,
The valve is an intake valve,
The actuator includes a variable working angle cam having a cam surface in contact with the control member, and a drive unit that rotationally drives the variable working angle cam.
The working angle variable cam has a profile that is line symmetric with respect to a straight line orthogonal to the rotational axis as seen from the rotational axis direction of the working angle variable cam.
An intake flow rate detecting means for detecting an intake air flow rate of the internal combustion engine;
First suction when the working angle variable cam is rotated forward with the longest contact point having the longest distance from the rotation center of the working angle variable cam or the shortest contact point having the shortest distance as a reference working angle position. A working angle for detecting a working angle of the valve based on a comparison result between an air flow rate value and a second intake air flow rate value when the working angle variable cam is reversely rotated by the same amount of swing as in the forward rotation. An abnormality determining means for determining whether there is an abnormality in the shape of the sensor or the variable working angle cam;
Is further provided.

また、第6の発明は、第5の発明において、
前記異常判定手段は、前記揺動量を複数回変更しながら前記第1吸入空気流量値と前記第2吸入空気流量値とを比較したにもかかわらず、前記第1吸入空気流量値と前記第2吸入空気流量値とが同じ空気流量特性を示さない場合には、前記作用角センサに異常が生じていると判定することを特徴とする。
The sixth invention is the fifth invention, wherein
The abnormality determining means compares the first intake air flow rate value with the second intake air flow rate value while changing the swing amount a plurality of times, but compares the first intake air flow rate value with the second intake air flow rate value. When the intake air flow rate value does not show the same air flow rate characteristic, it is determined that an abnormality has occurred in the working angle sensor.

第1の発明によれば、上記第1の場合または上記第2の場合において上記一方向制御を用いることによって、それまでのアクチュエータの動作により生じたアクチュエータの慣性力が付加されることに起因して、アクチュエータの駆動方向を切り替える際にアクチュエータに大きな負荷が作用しないようにすることができる。これにより、そのような大きな負荷がアクチュエータに作用することに伴う不具合の発生を防止することができる。   According to the first invention, by using the one-way control in the first case or the second case, the inertial force of the actuator generated by the operation of the actuator so far is added. Thus, it is possible to prevent a large load from acting on the actuator when the driving direction of the actuator is switched. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems associated with such a large load acting on the actuator.

第2の発明によれば、アクチュエータによって制御部材であるガイド部材を駆動カム軸の軸線と直交する平面方向に移動させることによって、駆動カム軸が一回転する間の従動カムロブの回転速度を変化させてバルブの作用角を変更可能とする構成を有する可変動弁装置に対して、上記第1の発明における効果を奏することができる。   According to the second aspect of the invention, the rotational speed of the driven cam lobe during one rotation of the drive camshaft is changed by moving the guide member as a control member in the plane direction orthogonal to the axis of the drive camshaft by the actuator. Thus, the effects of the first aspect of the invention can be achieved with respect to the variable valve operating apparatus having a configuration that allows the operating angle of the valve to be changed.

第3の発明によれば、アクチュエータへの負荷の高い高負荷切替要求が出されている状況下においてアクチュエータの駆動負荷の増加を防止しつつ、それ以外の状況下において作用角の調整をスムーズに行えるようになる。   According to the third aspect of the present invention, an increase in the driving load of the actuator is prevented in a situation where a high load switching request with a high load on the actuator is issued, and the adjustment of the operating angle is smooth in other situations. You can do it.

作用角可変カムの回転中心からの距離が遠いカム面上の第1接触点から、当該第1接触点よりも上記回転中心からの距離が短いカム面上の第2接触点に向けて制御部材と作用角可変カムとの接触点が変化するように、アクチュエータによって作用角可変カムの回転位置が制御される場合には、上記付勢手段が発する付勢力がアクチュエータによる作用角可変カムの駆動をアシストする力として作用する。そのようなアシスト力が作用する状況下において、上記回転中心からの距離が最短となるカム面上の最短接触点を越える位置まで作用角可変カムが回転した後には、上記付勢力に基づく作用角可変カムの回転中心回りのモーメントは、アクチュエータの回転の反力として作用するようになる。第4の発明によれば、そのようなアシスト力が作用する状況下において作用角可変カムを回転させる場合には、上記最短接触点を経由したうえで当該最短接触点の先に存在する第2接触点を狙い位置として作用角可変カムが回転駆動されるようにアクチュエータを制御することにより、上記付勢力に基づくモーメントをアクチュエータの慣性力(モーメント)に対するブレーキ力として働かせることができるようになる。これにより、作用角可変カムを狙い位置に停止させるためにアクチュエータが発するブレーキ力は、上記付勢力に基づくモーメントによってアクチュエータの慣性モーメントを相殺できない分だけで済むようになる。このため、このような場合に、アクチュエータに必要とされる力(トルク)を低減させることができる。   The control member from the first contact point on the cam surface that is far from the rotation center of the variable working angle cam to the second contact point on the cam surface that is shorter than the rotation center than the first contact point. When the rotational position of the operating angle variable cam is controlled by the actuator so that the contact point between the operating angle variable cam and the operating angle variable cam changes, the urging force generated by the urging means drives the operating angle variable cam by the actuator. Acts as an assisting force. Under such circumstances where the assist force is applied, after the variable operating angle cam rotates to a position exceeding the shortest contact point on the cam surface where the distance from the rotation center is the shortest, an operating angle based on the biasing force is applied. The moment around the rotation center of the variable cam acts as a reaction force for the rotation of the actuator. According to the fourth invention, in the case where the operating angle variable cam is rotated under such a situation where the assist force is applied, the second existing at the tip of the shortest contact point after passing through the shortest contact point. By controlling the actuator so that the operating angle variable cam is rotationally driven with the contact point as a target position, the moment based on the biasing force can be applied as a braking force with respect to the inertial force (moment) of the actuator. As a result, the braking force generated by the actuator to stop the operating angle variable cam at the target position can be as much as the moment of inertia of the actuator cannot be offset by the moment based on the biasing force. For this reason, in such a case, the force (torque) required for the actuator can be reduced.

作用角可変カムは、上記のように線対称となるように設定されたプロフィールを有している。従って、作用角センサの出力値と実作用角との整合がとれている場合であれば、上記基準作用角位置に対して作用角可変カムを双方向に均等に揺動させた際に、吸気弁の同一の作用角が得られ、同じ空気流量特性が得られるはずである。そうであるのに、同じ空気流量特性が得られない場合には、作用角センサの異常によって作用角センサ値と実作用角との整合がとれていないか、或いは、作用角可変カムの形状の異常が発生していると判断することができる。従って、第5の発明によれば、基準作用角位置に対して作用角可変カムを双方向に均等な揺動量で制御させた際の第1および第2吸入空気流量値に基づく比較を行うという簡便な手法によって、内燃機関の運転中に、バルブの作用角を検出する作用角センサまたは作用角可変カムの形状の異常の有無を判定することができる。   The working angle variable cam has a profile set so as to be line symmetric as described above. Therefore, if the output value of the working angle sensor and the actual working angle are matched, the intake angle can be reduced when the working angle variable cam is swung evenly with respect to the reference working angle position. The same working angle of the valve should be obtained and the same air flow characteristics should be obtained. However, if the same air flow rate characteristics cannot be obtained, the working angle sensor value may not match the actual working angle due to the malfunction of the working angle sensor, or the shape of the variable working angle cam It can be determined that an abnormality has occurred. Therefore, according to the fifth aspect of the invention, the comparison is performed based on the first and second intake air flow rates when the variable working angle cam is controlled in both directions with a uniform swing amount with respect to the reference working angle position. With a simple method, during operation of the internal combustion engine, it is possible to determine whether there is an abnormality in the shape of the working angle sensor that detects the working angle of the valve or the working angle variable cam.

第6の発明によれば、揺動量を複数回変更した際の第1および第2吸入空気流量値の比較結果を利用して、作用角センサの異常の有無を判定することができる。   According to the sixth invention, it is possible to determine the presence or absence of abnormality of the working angle sensor using the comparison result of the first and second intake air flow values when the swing amount is changed a plurality of times.

本発明の実施の形態1における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 図1に示す吸気可変動弁装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the whole structure of the intake variable valve operating apparatus shown in FIG. 図1に示す吸気可変動弁装置が備える駆動カム軸周りの構成を説明するための図である。FIG. 2 is a view for explaining a configuration around a drive cam shaft provided in the intake variable valve operating apparatus shown in FIG. 1. 吸気可変動弁装置を、図2に示すA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the intake variable valve operating apparatus by the AA line shown in FIG. 図2における矢視B方向から吸気可変動弁装置を見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the intake variable valve operating apparatus from the arrow B direction in FIG. 図1に示すアクチュエータの具体的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structure of the actuator shown in FIG. アクチュエータにより回転駆動される作用角可変カムとガイド部材との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between the working angle variable cam rotated by the actuator and the guide member. ガイド部材の変位に伴う吸気可変動弁装置の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the intake variable valve operating apparatus accompanying the displacement of a guide member. ガイド部材の変位に伴う吸気弁の作用角の変化、および、ガイド部材の変位に伴う(基準状態時の値に対する)駆動カム軸と従動カムロブとの回転角度θの差(変化)を表した図である。A diagram showing the change in the operating angle of the intake valve accompanying the displacement of the guide member and the difference (change) in the rotation angle θ between the drive cam shaft and the driven cam lobe (relative to the value in the reference state) accompanying the displacement of the guide member It is. 吸気弁の作用角を往復的に変化させるための作用角可変カムの揺動制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating rocking | fluctuation control of the working angle variable cam for changing the working angle of an intake valve reciprocally. 吸気弁の作用角を往復的に変化させるための作用角可変カムの一方向制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the one-way control of the working angle variable cam for changing the working angle of an intake valve reciprocally. 作用角可変カムの一方向制御が行われる運転条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the driving | running condition in which the one-way control of a working angle variable cam is performed. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2における特徴的な作用角の調整手法との対比のために参照する作用角の調整手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adjustment method of the working angle referred for contrast with the adjustment method of the characteristic working angle in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における特徴的な作用角の調整手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adjustment method of the characteristic working angle in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における特徴的な作用角センサ値と実作用角との整合確認手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the matching confirmation method with the characteristic working angle sensor value and actual working angle in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における特徴的な作用角センサ値と実作用角との整合確認手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the matching confirmation method with the characteristic working angle sensor value and actual working angle in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention.

実施の形態1.
[内燃機関のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。尚、内燃機関10は、一例として、4つの気筒(#1〜#4)を有する直列4気筒型エンジンであるものとする。内燃機関10の筒内には、燃焼室12が形成されている。燃焼室12には、吸気通路14および排気通路16が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration of internal combustion engine]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The internal combustion engine 10 is, for example, an in-line four-cylinder engine having four cylinders (# 1 to # 4). A combustion chamber 12 is formed in the cylinder of the internal combustion engine 10. An intake passage 14 and an exhaust passage 16 communicate with the combustion chamber 12.

吸気通路14の入口近傍には、吸気通路14に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ18が設けられている。エアフローメータ18の下流には、電子制御式のスロットルバルブ20が設けられている。また、スロットルバルブ20の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁22が配置されている。また、内燃機関10が備えるシリンダヘッドには、燃焼室12の頂部から燃焼室12に突出するように点火プラグ24が取り付けられている。   An air flow meter 18 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air sucked into the intake passage 14 is provided in the vicinity of the inlet of the intake passage 14. An electronically controlled throttle valve 20 is provided downstream of the air flow meter 18. A fuel injection valve 22 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine 10 is disposed downstream of the throttle valve 20. A spark plug 24 is attached to the cylinder head provided in the internal combustion engine 10 so as to protrude from the top of the combustion chamber 12 to the combustion chamber 12.

吸気通路14の吸気ポートおよび排気通路16の排気ポートには、それぞれ、燃焼室12と吸気通路14、或いは燃焼室12と排気通路16を導通状態または遮断状態とするための吸気弁26および排気弁28が設けられている。吸気弁26および排気弁28は、それぞれ吸気可変動弁装置30および排気可変動弁装置32により駆動される。これらの可変動弁装置30、32の具体的な構成については、図2乃至図9を参照して後述するものとする。   An intake port 26 and an exhaust valve for bringing the combustion chamber 12 and the intake passage 14 or the combustion chamber 12 and the exhaust passage 16 into a conductive state or a cut-off state are respectively provided in the intake port of the intake passage 14 and the exhaust port of the exhaust passage 16. 28 is provided. The intake valve 26 and the exhaust valve 28 are driven by an intake variable valve operating device 30 and an exhaust variable valve operating device 32, respectively. The specific configuration of these variable valve gears 30 and 32 will be described later with reference to FIGS.

また、クランク軸34の近傍には、クランク角度やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ36が配置されている。更に、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)38を備えている。ECU38の入力部には、上述したエアフローメータ18およびクランク角センサ36に加え、内燃機関10が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するためのアクセル開度センサ40等の内燃機関10の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ECU38の出力部には、上述したスロットルバルブ20、燃料噴射弁22、点火プラグ24、および可変動弁装置30、32等の内燃機関10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU38は、それらのセンサ出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関10の運転状態を制御するものである。   A crank angle sensor 36 for detecting the crank angle and the engine speed is disposed in the vicinity of the crankshaft 34. Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 38. In addition to the air flow meter 18 and the crank angle sensor 36 described above, an accelerator opening sensor 40 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) of the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted, etc. Various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 are connected. Various actuators for controlling the operating state of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 20, the fuel injection valve 22, the spark plug 24, and the variable valve gears 30 and 32 are connected to the output portion of the ECU 38. ing. The ECU 38 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by operating various actuators according to a predetermined program based on the sensor outputs.

次に、図2乃至図9を参照して、可変動弁装置30、32の基本構成およびその基本動作について説明する。尚、ここでは、吸気可変動弁装置30を例に挙げて説明を行うが、排気可変動弁装置32についても、吸気可変動弁装置30と同様に構成されているものとする。   Next, the basic configuration and the basic operation of the variable valve gears 30 and 32 will be described with reference to FIGS. Here, the intake variable valve operating device 30 will be described as an example, but the exhaust variable valve operating device 32 is also configured in the same manner as the intake variable valve operating device 30.

[可変動弁装置の基本構成]
図2は、図1に示す吸気可変動弁装置30の全体構成を概略的に示す斜視図である。図3は、図1に示す吸気可変動弁装置30が備える駆動カム軸42周りの構成を説明するための図である。
図2、3に示すように、吸気可変動弁装置30(以下、単に「可変動弁装置30」と略する場合がある)は、駆動カム軸42を備えている。駆動カム軸42は、タイミングプーリー44およびタイミングチェーン等(図示省略)を介してクランク軸34と連結され、クランク軸34の1/2の速度で回転するように構成されている。図3に示すように、駆動カム軸42とタイミングプーリー44との間には、クランク軸34の回転に対する駆動カム軸42の回転位相を変更可能とする可変バルブタイミング(VVT)機構46が介在している。
[Basic configuration of variable valve gear]
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the intake variable valve operating apparatus 30 shown in FIG. FIG. 3 is a view for explaining the configuration around the drive cam shaft 42 provided in the intake variable valve operating apparatus 30 shown in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the intake variable valve operating apparatus 30 (hereinafter sometimes simply referred to as “variable valve operating apparatus 30”) includes a drive cam shaft 42. The drive camshaft 42 is connected to the crankshaft 34 via a timing pulley 44 and a timing chain (not shown), and is configured to rotate at a half speed of the crankshaft 34. As shown in FIG. 3, a variable valve timing (VVT) mechanism 46 that allows the rotation phase of the drive cam shaft 42 to change with respect to the rotation of the crankshaft 34 is interposed between the drive cam shaft 42 and the timing pulley 44. ing.

図3に示すように、駆動カム軸42には、気筒毎にカムピース48が取り付けられている。カムピース48は、駆動カム軸42と同心であって当該駆動カム軸42によって回転自在に支持されている。カムピース48には、吸気弁26を駆動するための従動カムロブ48aが2つ形成されている。   As shown in FIG. 3, a cam piece 48 is attached to the drive camshaft 42 for each cylinder. The cam piece 48 is concentric with the drive cam shaft 42 and is rotatably supported by the drive cam shaft 42. The cam piece 48 is formed with two driven cam lobes 48 a for driving the intake valve 26.

また、駆動カム軸42には、気筒毎に、駆動カム軸42の径方向外側に突出した駆動アーム部50aを有する駆動アーム50が一体的に固定されている。更に、カムピース48には、同一気筒のための駆動アーム50に近い方の従動カムロブ48aの近傍に、駆動カム軸42の径方向外側に突出した従動アーム部48bが一体的に形成されている。   In addition, a drive arm 50 having a drive arm portion 50a protruding outward in the radial direction of the drive cam shaft 42 is integrally fixed to the drive cam shaft 42 for each cylinder. Further, the cam piece 48 is integrally formed with a driven arm portion 48b protruding outward in the radial direction of the drive cam shaft 42 in the vicinity of the driven cam lobe 48a closer to the drive arm 50 for the same cylinder.

図4および図5を新たに加えて説明を継続する。
図4は、吸気可変動弁装置30を、図2に示すA−A線で切断した断面図である。図5は、図2における矢視B方向から吸気可変動弁装置30を見た斜視図である。尚、図4においては、リンクプレート64の一部の図示を省略しており、図5においては、ガイド部材66の図示を省略している。
The description will be continued with the addition of FIG. 4 and FIG.
4 is a cross-sectional view of the intake variable valve operating apparatus 30 taken along line AA shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the intake variable valve operating apparatus 30 as seen from the direction of arrow B in FIG. In FIG. 4, illustration of a part of the link plate 64 is omitted, and illustration of the guide member 66 is omitted in FIG.

図4、5に示すように、駆動アーム部50aには、カム軸側回転軸52を介して、駆動リンク54の一端が回転自在に連結されている。また、従動アーム部48bには、カムロブ側回転軸56を介して、従動リンク58の一端が回転自在に連結されている。駆動リンク54の他端と従動リンク58の他端とは、制御ローラ側回転軸60を介して、連結されている。制御ローラ側回転軸60上における駆動リンク54と従動リンク58との間の部位には、制御ローラ62とリンクプレート64とが介在している。   As shown in FIGS. 4 and 5, one end of a drive link 54 is rotatably connected to the drive arm portion 50 a via a cam shaft side rotation shaft 52. In addition, one end of a driven link 58 is rotatably connected to the driven arm portion 48 b via a cam lobe side rotation shaft 56. The other end of the drive link 54 and the other end of the driven link 58 are connected via a control roller side rotating shaft 60. A control roller 62 and a link plate 64 are interposed between the drive link 54 and the driven link 58 on the control roller side rotating shaft 60.

このように、本実施形態の可変動弁装置30は、駆動カム軸42の軸中心を共通の回転中心とする駆動アーム部50aおよび従動アーム部48bと、駆動リンク54と従動リンク58とによって、図4に示すようにパンタグラフ状(菱形状)に連結された四節リンクであるリンク機構65を備えている。   As described above, the variable valve operating apparatus 30 of the present embodiment includes the drive arm portion 50a and the driven arm portion 48b having the shaft center of the drive cam shaft 42 as a common rotation center, the drive link 54, and the driven link 58. As shown in FIG. 4, a link mechanism 65 that is a four-bar link connected in a pantograph shape (diamond shape) is provided.

リンクプレート64は、図5に示すように、環状に形成された2つのプレート部が同心となるように折り曲げられることにより成形されている。そして、リンクプレート64は、その内部に駆動カム軸42が貫通され、かつ、制御ローラ62を外側から挟み込むようにした状態で、制御ローラ側回転軸60上に配置されている。   As shown in FIG. 5, the link plate 64 is formed by bending two annular plate portions so as to be concentric. The link plate 64 is disposed on the control roller-side rotation shaft 60 in a state where the drive cam shaft 42 passes through the link plate 64 and the control roller 62 is sandwiched from the outside.

リンクプレート64の外周側には、図4に示すように、駆動カム軸42が内部を貫通するリンクプレート64を更に覆うように、ガイド部材66の軌道面66a1が配置されている。本実施形態の軌道面66a1は、より具体的には円周面によって構成されている。また、上記制御ローラ62は、駆動カム軸42の回転と連動して軌道面66a1上を転動できるように、軌道面66a1と接する位置で制御ローラ側回転軸60によって回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 4, a raceway surface 66 a 1 of the guide member 66 is disposed on the outer peripheral side of the link plate 64 so as to further cover the link plate 64 through which the drive cam shaft 42 penetrates. More specifically, the track surface 66a1 of the present embodiment is configured by a circumferential surface. The control roller 62 is rotatably supported by the control roller side rotation shaft 60 at a position in contact with the track surface 66a1 so that the control roller 62 can roll on the track surface 66a1 in conjunction with the rotation of the drive cam shaft 42. .

更に、図4に示すように、リンクプレート64には、制御ローラ62以外にも、軌道面66a1と接する位置に、2つの保持ローラ68が保持用回転軸70を介して回転自在に取り付けられている。より具体的には、制御ローラ62に加えて2つの保持ローラ68を含めた3つのローラ62、68間の配置が駆動カム軸42を中心として等角度間隔となるように、これらの3つのローラ62、68がリンクプレート64に取り付けられている。このような構成によって、リンクプレート64に取り付けられた制御ローラ62の軌道面66a1に対する位置が規定されている。このため、制御ローラ62は、駆動カム軸42の回転に伴い、軌道面66a1に常に接した状態で当該軌道面66a1上を転動するようになる。そして、制御ローラ62の位置が規定された結果、駆動リンク54および従動リンク58を介して、駆動カム軸42の回転角度に対する従動カムロブ48aの相対的な回転角度θ(図4参照)も特定されることになる。   Further, as shown in FIG. 4, in addition to the control roller 62, two holding rollers 68 are rotatably attached to the link plate 64 via a holding rotary shaft 70 at a position in contact with the track surface 66a1. Yes. More specifically, the three rollers 62 and 68 including the two holding rollers 68 in addition to the control roller 62 are arranged at equiangular intervals around the drive cam shaft 42. 62 and 68 are attached to the link plate 64. With such a configuration, the position of the control roller 62 attached to the link plate 64 with respect to the track surface 66a1 is defined. For this reason, the control roller 62 rolls on the raceway surface 66a1 while always in contact with the raceway surface 66a1 as the drive cam shaft 42 rotates. As a result of defining the position of the control roller 62, the relative rotation angle θ (see FIG. 4) of the driven cam lobe 48a with respect to the rotation angle of the drive cam shaft 42 is also specified via the drive link 54 and the driven link 58. Will be.

ガイド部材66は、図2、4に示すように、気筒毎に、上記軌道面66a1を有する環状部66aを備えている。各気筒の環状部66aは、図2に示すように、架橋部66bを介して橋渡しされることによって一体的に連結されている。ガイド部材66は、図4における上下方向(すなわち、気筒の上下方向)への移動自在な態様であって、図4における左右方向および駆動カム軸42の軸方向への移動が拘束される態様で、所定の支持部材(図示省略)を介してシリンダヘッドもしくはカムキャリアによって支持されている。更に、図4に示すように、ガイド部材66は、スプリング71によって、図4における下方向(気筒の下方向)に(より具体的には、後述する作用角可変カム82に向けて)付勢されている。スプリング71の他端は、図示省略するヘッドカバーに取り付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the guide member 66 includes an annular portion 66a having the raceway surface 66a1 for each cylinder. As shown in FIG. 2, the annular portion 66a of each cylinder is integrally connected by being bridged via a bridging portion 66b. The guide member 66 is movable in the vertical direction in FIG. 4 (that is, in the vertical direction of the cylinder), and the movement in the horizontal direction in FIG. 4 and the axial direction of the drive cam shaft 42 is restricted. These are supported by a cylinder head or a cam carrier via a predetermined support member (not shown). Further, as shown in FIG. 4, the guide member 66 is biased by the spring 71 in the downward direction (downward of the cylinder) in FIG. 4 (more specifically, toward the working angle variable cam 82 described later). Has been. The other end of the spring 71 is attached to a head cover (not shown).

図6は、図1に示すアクチュエータ72の具体的な構成を説明するための図である。より具体的には、図6(A)は、アクチュエータ72を、図2における矢視Cの方向から見た図であり、図6(B)は、アクチュエータ72を、図6(A)における矢視Dの方向から見た図である。尚、図2および図6(B)では、モータ74およびウォームギヤ76の図示を省略している。   FIG. 6 is a diagram for explaining a specific configuration of the actuator 72 shown in FIG. More specifically, FIG. 6A is a view of the actuator 72 viewed from the direction of the arrow C in FIG. 2, and FIG. 6B is a view of the actuator 72 in the direction of the arrow C in FIG. It is the figure seen from the direction of the view D. 2 and 6B, the motor 74 and the worm gear 76 are not shown.

本実施形態の可変動弁装置30は、上記ガイド部材66を、図4中に示す移動方向(本実施形態では、内燃機関の気筒の軸線方向と一致しているものとする)に所定の移動範囲内で駆動するためのアクチュエータ72を備えている。より具体的には、アクチュエータ72は、駆動カム軸42の軸方向から見て、円周面である軌道面66a1の中心点と駆動カム軸42の中心点とが一致した状態を基準状態として、軌道面66a1の中心点が駆動カム軸42の軸線の法線方向かつ気筒の軸線方向に沿って移動するように(すなわち、図4における上下方向に)ガイド部材66を移動させるものである。   The variable valve operating apparatus 30 according to the present embodiment moves the guide member 66 in a predetermined direction in the movement direction shown in FIG. 4 (in this embodiment, it coincides with the axial direction of the cylinder of the internal combustion engine). An actuator 72 for driving within the range is provided. More specifically, the actuator 72 has, as a reference state, a state in which the center point of the raceway surface 66a1 that is a circumferential surface coincides with the center point of the drive cam shaft 42 as viewed from the axial direction of the drive cam shaft 42. The guide member 66 is moved so that the center point of the track surface 66a1 moves along the normal direction of the axis of the drive cam shaft 42 and the axial direction of the cylinder (that is, in the vertical direction in FIG. 4).

アクチュエータ72は、図6(A)に示すように、電動モータ(以下、単に「モータ」)74と、当該モータ74の出力軸に固定されたウォームギヤ76と、当該ウォームギヤ76と噛み合わされたウォームホイール78とを備えている。モータ74は、ECU38の指令に基づいて駆動される。そして、図6(B)に示すように、ウォームホイール78には、当該ウォームホイール78と同心の制御軸80が固定されている。制御軸80には、ガイド部材66の並行する2つの架橋部66bに対応して、2つの作用角可変カム82が固定されている。更に、制御軸80の近傍には、制御軸80の回転角度を検出することにより吸気弁26の作用角を取得するための作用角センサ84が配置されている。作用角センサ84は、ECU38に接続されている。尚、吸気弁26の作用角を取得するための作用角センサは、上記構成のものに限らず、例えば、ガイド部材66のストロークを検出するストロークセンサなどを用いるものであってもよい。   As shown in FIG. 6A, the actuator 72 includes an electric motor (hereinafter simply “motor”) 74, a worm gear 76 fixed to the output shaft of the motor 74, and a worm wheel meshed with the worm gear 76. 78. The motor 74 is driven based on a command from the ECU 38. As shown in FIG. 6B, a control shaft 80 concentric with the worm wheel 78 is fixed to the worm wheel 78. Two variable operating angle cams 82 are fixed to the control shaft 80 corresponding to the two bridging portions 66b of the guide member 66 in parallel. Further, a working angle sensor 84 for obtaining the working angle of the intake valve 26 by detecting the rotation angle of the control shaft 80 is disposed in the vicinity of the control shaft 80. The working angle sensor 84 is connected to the ECU 38. The working angle sensor for acquiring the working angle of the intake valve 26 is not limited to the one having the above-described configuration, and for example, a stroke sensor that detects the stroke of the guide member 66 may be used.

図7は、アクチュエータ72により回転駆動される作用角可変カム82とガイド部材66との関係を表した図である。より具体的には、図7(A)は、制御軸80の軸方向から見て、作用角可変カム82の回転中心(以下、「カム回転中心」と略する)からの距離が最長となる最長接触点において作用角可変カム82がガイド部材66と接触している状態を示している。この状態では、ガイド部材66が上記移動範囲内において、図7における上方向(すなわち、内燃機関の気筒の上方向)に最も変位することになる。一方、図7(B)は、制御軸80の軸方向から見て、カム回転中心からの距離が最短となる最短接触点において作用角可変カム82がガイド部材66と接触している状態を示している。この状態では、ガイド部材66が上記移動範囲内において、図7における下方向(すなわち、内燃機関の気筒の下方向)に最も変位することになる。   FIG. 7 is a view showing the relationship between the variable operating angle cam 82 driven by the actuator 72 and the guide member 66. More specifically, FIG. 7A shows the longest distance from the rotation center of the variable working angle cam 82 (hereinafter abbreviated as “cam rotation center”) when viewed from the axial direction of the control shaft 80. The state in which the operating angle variable cam 82 is in contact with the guide member 66 at the longest contact point is shown. In this state, the guide member 66 is most displaced in the upward direction in FIG. 7 (that is, the upward direction of the cylinder of the internal combustion engine) within the above movement range. On the other hand, FIG. 7B shows a state in which the variable operating angle cam 82 is in contact with the guide member 66 at the shortest contact point where the distance from the cam rotation center is the shortest when viewed from the axial direction of the control shaft 80. ing. In this state, the guide member 66 is most displaced in the downward direction in FIG. 7 (that is, the downward direction of the cylinder of the internal combustion engine) within the moving range.

上記の構成を有するアクチュエータ72によれば、モータ74によって作用角可変カム82の回転角度を制御することにより、ガイド部材66の位置を上記移動範囲(図7に示すストローク)内において任意の位置に調整することができる。また、図7に示すように、本実施形態の作用角可変カム82は、制御軸80の軸方向から見て、上記最長接触点と上記最短接触点とを結ぶ直線を基準として線対称となるように設定されたプロフィールを有している。   According to the actuator 72 having the above-described configuration, the rotation angle of the operating angle variable cam 82 is controlled by the motor 74, so that the position of the guide member 66 is set to an arbitrary position within the movement range (stroke shown in FIG. 7). Can be adjusted. Further, as shown in FIG. 7, the working angle variable cam 82 of the present embodiment is axisymmetric with respect to a straight line connecting the longest contact point and the shortest contact point when viewed from the axial direction of the control shaft 80. You have a profile set up as follows.

[可変動弁装置の基本動作]
次に、図8および図9を参照して、本実施形態の可変動弁装置30の基本動作について説明する。
図8は、ガイド部材66の変位に伴う吸気可変動弁装置30の動作を説明するための模式図である。尚、図8の各図は、上記図4とは逆方向から見て、可変動弁装置30の主たる構成を模式的に表した図である。また、図9は、ガイド部材66の変位に伴う吸気弁26の作用角の変化、および、ガイド部材66の変位に伴う(上記基準状態時の値に対する)駆動カム軸42と従動カムロブ48aとの回転角度θの差(変化)を表した図である。
[Basic operation of variable valve system]
Next, the basic operation of the variable valve operating apparatus 30 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of the intake variable valve operating apparatus 30 accompanying the displacement of the guide member 66. In addition, each figure of FIG. 8 is the figure which represented typically the main structures of the variable valve apparatus 30 seeing from the reverse direction to the said FIG. Further, FIG. 9 shows a change in the operating angle of the intake valve 26 accompanying the displacement of the guide member 66, and the drive cam shaft 42 and the driven cam lobe 48a (relative to the values in the reference state) accompanying the displacement of the guide member 66. It is a figure showing the difference (change) of rotation angle (theta).

図8中に示す駆動カム軸42の回転方向に駆動カム軸42が回転すると、駆動カム軸42の回転力が、駆動カム軸42に一体的に固定された駆動アーム部50aを介して、駆動リンク54に伝達される。駆動リンク54に伝達された駆動カム軸42の回転力は、制御ローラ側回転軸60および従動リンク58を介して、従動アーム部48bと一体的に形成された従動カムロブ48aに伝達される。このように、駆動カム軸42の回転力は、リンク機構65を介して従動カムロブ48aに伝達されることになる。   When the drive cam shaft 42 rotates in the rotation direction of the drive cam shaft 42 shown in FIG. 8, the rotational force of the drive cam shaft 42 is driven via the drive arm portion 50 a fixed integrally to the drive cam shaft 42. It is transmitted to the link 54. The rotational force of the drive cam shaft 42 transmitted to the drive link 54 is transmitted to the driven cam lob 48a formed integrally with the driven arm portion 48b via the control roller side rotary shaft 60 and the driven link 58. As described above, the rotational force of the drive cam shaft 42 is transmitted to the driven cam lobe 48 a via the link mechanism 65.

その結果、駆動カム軸42の回転と同期して、リンク機構65の各要素および従動カムロブ48aが駆動カム軸42と同一方向に回転することになる。この際、既述したように、制御ローラ62は、軌道面66a1に常に接した状態で当該軌道面66a1上を転動することになる。   As a result, in synchronization with the rotation of the drive cam shaft 42, each element of the link mechanism 65 and the driven cam lobe 48a rotate in the same direction as the drive cam shaft 42. At this time, as described above, the control roller 62 rolls on the raceway surface 66a1 in a state where it is always in contact with the raceway surface 66a1.

図8(B)に示す状態は、駆動カム軸42の中心点と軌道面66a1の中心点とが一致している状態(上記基準状態)であり、また、本実施形態の軌道面66a1は、円周面である。このため、駆動カム軸42の回転に伴って制御ローラ62が軌道面66a1上を一回転する間に、駆動カム軸42の回転中心と制御ローラ62の回転中心との距離に変化はなく、駆動カム軸42に対する従動カムロブ48aの相対的な回転角度θに変化はない。従って、図8(B)に示す基準状態時には、従動カムロブ48aは、駆動カム軸42と等速で一回転することになる。   The state shown in FIG. 8B is a state where the center point of the drive camshaft 42 and the center point of the raceway surface 66a1 coincide (the reference state), and the raceway surface 66a1 of the present embodiment is It is a circumferential surface. For this reason, there is no change in the distance between the rotation center of the drive cam shaft 42 and the rotation center of the control roller 62 while the control roller 62 makes one rotation on the track surface 66a1 with the rotation of the drive cam shaft 42. There is no change in the relative rotation angle θ of the driven cam lobe 48a with respect to the cam shaft 42. Accordingly, in the reference state shown in FIG. 8B, the driven cam lobe 48a makes one rotation with the drive cam shaft 42 at a constant speed.

次に、図8(A)に示す状態は、図8(B)に示す基準状態時と比べて、軌道面66a1が図8における上方向(気筒の上方向)に上記移動範囲内で最も移動した状態を示している。この状態では、制御ローラ62が軌道面66a1の下半分側に位置している時に、駆動カム軸42の回転中心と制御ローラ62の回転中心との距離が上記基準状態の時よりも狭められることになる。この下半分の区間において上記距離が狭められると、上記基準状態時に比べて、駆動カム軸42に対する従動カムロブ48aの相対的な回転角度θが拡大することになる。駆動カム軸42の回転方向は、図8における時計回りである。従って、この下半分の区間において回転角度θが拡大すると、上記基準状態時と比べ、従動カムロブ48aの回転位置が駆動カム軸42に対して駆動カム軸42の回転方向の前方側に進められることになる。以下、上記基準状態時よりも上記回転角度θが拡大することにより、このような作用の生ずる区間のことを、「増速区間」と称する場合がある。   Next, in the state shown in FIG. 8A, compared with the reference state shown in FIG. 8B, the track surface 66a1 moves most in the above movement range in the upward direction (upward direction of the cylinder) in FIG. Shows the state. In this state, when the control roller 62 is positioned on the lower half side of the raceway surface 66a1, the distance between the rotation center of the drive cam shaft 42 and the rotation center of the control roller 62 is narrower than in the reference state. become. When the distance is narrowed in the lower half section, the relative rotation angle θ of the driven cam lobe 48a with respect to the drive camshaft 42 is increased as compared with the reference state. The rotation direction of the drive cam shaft 42 is clockwise in FIG. Therefore, when the rotation angle θ is increased in the lower half section, the rotational position of the driven cam lob 48a is advanced to the front side in the rotational direction of the drive cam shaft 42 with respect to the drive cam shaft 42 as compared to the reference state. become. Hereinafter, a section in which such an action occurs when the rotation angle θ is larger than that in the reference state may be referred to as an “acceleration section”.

一方、図8(C)に示す状態は、図8(B)に示す基準状態時と比べて、軌道面66a1が図8における下方向(気筒の下方向)に上記移動範囲内で最も移動した状態を示している。この状態では、制御ローラ62が軌道面66a1の下半分側に位置している時に、駆動カム軸42の回転中心と制御ローラ62の回転中心との距離が上記基準状態の時よりも広げられることになる。この下半分の区間において上記距離が広げられると、上記基準状態時に比べて、駆動カム軸42に対する従動カムロブ48aの相対的な回転角度θが減少することになる。その結果、上記基準状態時と比べ、従動カムロブ48aの回転位置が駆動カム軸42に対して駆動カム軸42の回転方向の後方側に遅らされることになる。以下、上記基準状態時よりも上記回転角度θが減少することにより、このような作用の生ずる区間のことを、「減速区間」と称する場合がある。   On the other hand, in the state shown in FIG. 8C, compared with the reference state shown in FIG. 8B, the track surface 66a1 has moved most in the moving range in the downward direction (downward direction of the cylinder) in FIG. Indicates the state. In this state, when the control roller 62 is positioned on the lower half side of the raceway surface 66a1, the distance between the rotation center of the drive cam shaft 42 and the rotation center of the control roller 62 is wider than that in the reference state. become. When the distance is increased in the lower half section, the relative rotation angle θ of the driven cam lobe 48a with respect to the drive cam shaft 42 is reduced as compared with the reference state. As a result, the rotational position of the driven cam lobe 48a is delayed to the rear side in the rotational direction of the drive camshaft 42 with respect to the drive camshaft 42 as compared with the reference state. Hereinafter, a section in which such an action occurs due to the rotation angle θ being reduced compared to the reference state may be referred to as a “deceleration section”.

(吸気弁の作用角について)
本実施形態の可変動弁装置30では、図8(A)に示すように軌道面66a1が上方向に移動した時の増速区間が、従動カムロブ48aのリフト区間と重なるように設定されている。ここで、図8(A)および図8(C)に示すガイド部材66の制御状態において、図8中における駆動カム軸42の中心点を通る水平線と軌道面66a1とが交わる点付近を制御ローラ62が通過する際に、駆動カム軸42の中心点と制御ローラ62の中心点との距離が上記基準状態時の値と等しくなり、これにより、上記回転角度θが上記基準状態時の値と等しくなるタイミング(以下、このようなタイミングのことを、「等回転角度タイミング」と称する)が存在する。本実施形態では、図8に示すように、アクチュエータ72によってガイド部材66を上記移動範囲内において上方向に移動させた場合に減速区間から増速区間に切り換わる方(すなわち、図8における右側)の等回転角度タイミングと、吸気弁26の開き時期IVOとが(ほぼ)一致するように、軌道面66a1に対する制御ローラ62の位置が設定されている。
(Intake valve operating angle)
In the variable valve operating apparatus 30 of the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the speed increasing section when the raceway surface 66a1 moves upward is set so as to overlap the lift section of the driven cam lobe 48a. . Here, in the control state of the guide member 66 shown in FIGS. 8A and 8C, the control roller is located near the point where the horizontal line passing through the center point of the drive cam shaft 42 and the raceway surface 66a1 in FIG. When 62 passes, the distance between the center point of the drive cam shaft 42 and the center point of the control roller 62 becomes equal to the value in the reference state, so that the rotation angle θ becomes the value in the reference state. There is an equal timing (hereinafter, such timing is referred to as “equal rotation angle timing”). In the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the guide member 66 is moved upward within the moving range by the actuator 72, the one that switches from the deceleration zone to the acceleration zone (that is, the right side in FIG. 8). The position of the control roller 62 with respect to the raceway surface 66a1 is set so that the equal rotation angle timing of the intake valve 26 and the opening timing IVO of the intake valve 26 coincide (almost).

以上の設定を有する本実施形態の可変動弁装置30によれば、軌道面66a1が図8(A)に示すように上方向に移動した場合には、吸気弁26の開き側のリフト区間では、駆動カム軸42に対して前方に進みながら従動カムロブ48aが回転することになる。このため、駆動カム軸42に対する相対的な従動カムロブ48aの回転速度が図8(B)に示す基準状態時(等速時)と比べて増加することになる。このため、この場合には、図9(A)中に「増速時リフト(小作用角)」と付して示すように、上記基準状態時の「等速時リフト」と比べて、吸気弁26のリフト量が最大リフト量に早く到達するようになる。また、この場合には、制御ローラ62が軌道面66a1の真下位置を通過した後(吸気弁26の開弁後にカム角度で90°、クランク角度で180°CAを経過した後)は、駆動カム軸42に対する従動カムロブ48aの相対的な回転速度が減少し始める。従って、作用角が180°CAを越える一般的な設定の吸気弁の場合には、吸気弁26の閉じ時期付近では、「等速時リフト」と比べて、吸気弁26の加速度(負の値)が小さくなる。しかしながら、吸気弁26の開弁後に制御ローラ62が軌道面66a1の真下位置に到達するまでの区間において従動カムロブ48aの回転速度が高められている影響が大きいため、吸気弁26の閉じ時期についても「等速時リフト」時と比べて早くなる。これにより、吸気弁26の作用角を等速時リフトと比べて小さくすることができる。   According to the variable valve operating apparatus 30 of the present embodiment having the above settings, when the raceway surface 66a1 moves upward as shown in FIG. 8A, in the lift section on the opening side of the intake valve 26, The driven cam lobe 48a rotates while proceeding forward with respect to the drive cam shaft 42. For this reason, the rotational speed of the driven cam lobe 48a relative to the drive camshaft 42 increases as compared with the reference state (at the constant speed) shown in FIG. 8B. Therefore, in this case, as shown in FIG. 9A with “lift at high speed (small working angle)”, the intake air is compared with the “lift at constant speed” in the reference state. The lift amount of the valve 26 reaches the maximum lift amount early. Further, in this case, after the control roller 62 passes the position just below the raceway surface 66a1 (after the intake valve 26 has been opened, the cam angle is 90 ° and the crank angle is 180 ° CA), the drive cam The relative rotational speed of the driven cam lobe 48a with respect to the shaft 42 begins to decrease. Therefore, in the case of an intake valve having a general setting in which the operating angle exceeds 180 ° CA, the acceleration (negative value) of the intake valve 26 near the closing timing of the intake valve 26 as compared with “lift at constant speed”. ) Becomes smaller. However, since the rotational speed of the driven cam lobe 48a is greatly increased in the interval from when the intake valve 26 is opened until the control roller 62 reaches a position directly below the raceway surface 66a1, the closing timing of the intake valve 26 is also large. Compared to “lift at constant speed”. Thereby, the operating angle of the intake valve 26 can be made smaller than the constant speed lift.

また、本実施形態における可変動弁装置30によれば、軌道面66a1が図8(C)に示すように下方向に移動した場合には、吸気弁26の開き側のリフト区間では、駆動カム軸42に対して後方に遅れながら従動カムロブ48aが回転することになる。このため、駆動カム軸42に対する相対的な従動カムロブ48aの回転速度が図8(B)に示す基準状態時(等速時)と比べて減少することになる。このため、この場合には、図9(A)中に「減速時リフト(大作用角)」と付して示すように、上記基準状態時の「等速時リフト」と比べて、吸気弁26のリフト量が最大リフト量に到達するタイミングが遅くなる。また、上記「増速時リフト」に対して上述したものとは逆の理由により、吸気弁26の閉じ時期についても「等速時リフト」時と比べて遅くなる。これにより、吸気弁26の作用角を等速時リフトと比べて大きくすることができる。   Further, according to the variable valve operating apparatus 30 in the present embodiment, when the raceway surface 66a1 moves downward as shown in FIG. 8C, in the lift section on the opening side of the intake valve 26, the drive cam The driven cam lobe 48a rotates while being delayed rearward with respect to the shaft 42. For this reason, the rotational speed of the driven cam lobe 48a relative to the drive camshaft 42 is reduced as compared with the reference state (at the constant speed) shown in FIG. 8B. For this reason, in this case, as indicated by “lift during deceleration (large working angle)” in FIG. 9A, the intake valve is compared with the “lift during constant speed” in the reference state. The timing at which the lift amount 26 reaches the maximum lift amount is delayed. Further, the closing timing of the intake valve 26 is also delayed compared to the “lift at constant speed” for the reason opposite to that described above with respect to the “lift at acceleration”. As a result, the operating angle of the intake valve 26 can be increased compared to the constant speed lift.

また、本実施形態における可変動弁装置30では、上記のように、図8における右側の等回転角度タイミングと、吸気弁26の開き時期IVOとが一致するように、軌道面66a1に対する制御ローラ62の位置が設定されている。このような設定によれば、アクチュエータ72により制御される軌道面66a1の位置にかかわらず、吸気弁26の開き時期における従動カムロブ48aの上記回転角度θを(ほぼ)一定に揃えることができる。これにより、図9(A)に示すように、吸気弁26の開き時期を一定(もしくは実質的に一定)としつつ作用角を変更すること(すなわち、位相連成)が可能となる。   Further, in the variable valve operating apparatus 30 according to the present embodiment, as described above, the control roller 62 for the raceway surface 66a1 so that the equal rotation angle timing on the right side in FIG. 8 coincides with the opening timing IVO of the intake valve 26. The position of is set. According to such setting, the rotation angle θ of the driven cam lobe 48a at the opening timing of the intake valve 26 can be made (almost) constant regardless of the position of the track surface 66a1 controlled by the actuator 72. As a result, as shown in FIG. 9A, it is possible to change the operating angle (ie, phase coupling) while keeping the opening timing of the intake valve 26 constant (or substantially constant).

以上説明したように、本実施形態の可変動弁装置30によれば、アクチュエータ72によって作用角可変カム82を回転駆動して軌道面66a1を気筒の軸線方向に沿って上下に移動させることにより、駆動カム軸42の回転中心と制御ローラ62の回転中心との距離が変化し、駆動カム軸42と従動カムロブ48aとの回転角度θが変化する。また、軌道面66a1の移動量が大きいほど、上記回転角度θの変化量が大きくなる。その結果、アクチュエータ72による作用角可変カム82の回転位置(ガイド部材66の軌道面66a1の制御位置)に応じて、駆動カム軸42が一回転する間の従動カムロブ48aの回転速度を連続的に増減することができる。これにより、作用角可変カム82の回転位置(軌道面66a1の制御位置)に応じて、吸気弁26の作用角を連続的に可変することができるようになる。   As described above, according to the variable valve operating apparatus 30 of the present embodiment, the operating angle variable cam 82 is rotationally driven by the actuator 72 to move the track surface 66a1 up and down along the axial direction of the cylinder. The distance between the rotation center of the drive cam shaft 42 and the rotation center of the control roller 62 changes, and the rotation angle θ between the drive cam shaft 42 and the driven cam lobe 48a changes. Further, the greater the amount of movement of the track surface 66a1, the greater the amount of change in the rotation angle θ. As a result, the rotational speed of the driven cam lobe 48a is continuously changed during one rotation of the drive cam shaft 42 according to the rotational position of the variable operating angle cam 82 by the actuator 72 (control position of the track surface 66a1 of the guide member 66). It can be increased or decreased. As a result, the operating angle of the intake valve 26 can be continuously varied according to the rotational position of the operating angle variable cam 82 (the control position of the track surface 66a1).

[実施の形態1における特徴的な制御]
(実施の形態1における運転条件に応じた吸気弁の作用角の調整手法)
本実施形態の内燃機関10では、アイドル時を含む軽負荷運転時には、吸気可変動弁装置30の制御状態が上記図8(C)に示す制御状態となるように、アクチュエータ72によってガイド部材66を駆動するようにしている。その結果、この場合には、吸気弁26の作用角が所定の作用角設定範囲の中の大作用角側の値(例えば、320°CA程度)に制御される。このような大作用角制御時には、吸気弁26がゆっくりと開くようになるので、吸気弁26の閉じ時期が遅くなり、一度吸った空気を戻すことで少ない空気量で運転する、いわゆるアトキンソンサイクルとなる。これにより、ポンピング損失の低減を図ることができる。
[Characteristic Control in Embodiment 1]
(Adjustment method of working angle of intake valve according to operating conditions in Embodiment 1)
In the internal combustion engine 10 of the present embodiment, the guide member 66 is moved by the actuator 72 so that the control state of the intake variable valve operating apparatus 30 becomes the control state shown in FIG. I try to drive it. As a result, in this case, the working angle of the intake valve 26 is controlled to a value on the large working angle side within a predetermined working angle setting range (for example, about 320 ° CA). In such a large working angle control, the intake valve 26 opens slowly, so that the closing timing of the intake valve 26 is delayed, and a so-called Atkinson cycle in which operation is performed with a small amount of air by returning the air once sucked. Become. Thereby, reduction of pumping loss can be aimed at.

また、本実施形態の内燃機関10では、加速時には、吸気可変動弁装置30の制御状態が上記図8(A)に示す制御状態となるように、アクチュエータ72によってガイド部材66を制御するようにしている。その結果、この場合には、吸気弁26の作用角が上記作用角設定範囲の中の小作用角側の値(例えば、220°CA程度)に制御される。このような小作用角制御時には、吸気の吹き返しが無くなるので吸気の充填効率を高めて、加速性を向上させることができる。   Further, in the internal combustion engine 10 of the present embodiment, at the time of acceleration, the guide member 66 is controlled by the actuator 72 so that the control state of the intake variable valve apparatus 30 becomes the control state shown in FIG. ing. As a result, in this case, the operating angle of the intake valve 26 is controlled to a value on the small operating angle side in the operating angle setting range (for example, about 220 ° CA). In such a small operating angle control, since the intake air is not blown back, the charging efficiency of the intake air can be increased and the acceleration performance can be improved.

ところで、車両の運転中には、運転者が運転状況に応じてアクセルペダルをON/OFFすることが頻繁に行われる。例えば、内燃機関10がアイドル状態にある時にアクセルペダルがONとされ、かつ、それに伴う加速の途中に再びアクセルペダルがOFFとされたような場合には、上記作用角設定を有する内燃機関10における吸気弁26の作用角は、大作用角側から小作用角側に向けて変更され、かつ、その変更の途中において再び大作用角側に変更する指令が出されることになる。つまり、吸気弁26の作用角が大作用角側と小作用角側との間で往復的に変化させられることになる。以下、このように吸気弁26の作用角を往復的に変化させる際に本実施形態において行われる特徴的な作用角可変カム82の一方向制御を、本制御との対比のために参照する作用角可変カム82の揺動制御とともに説明する。   By the way, during the driving of the vehicle, the driver frequently turns on / off the accelerator pedal according to the driving situation. For example, in the case where the accelerator pedal is turned on when the internal combustion engine 10 is in an idle state, and the accelerator pedal is turned off again during the accompanying acceleration, the internal combustion engine 10 having the above operating angle setting is used. The operating angle of the intake valve 26 is changed from the large operating angle side toward the small operating angle side, and a command to change to the large operating angle side is issued again during the change. That is, the operating angle of the intake valve 26 is reciprocally changed between the large operating angle side and the small operating angle side. Hereinafter, the characteristic one-way control of the variable working angle cam 82 performed in this embodiment when the working angle of the intake valve 26 is reciprocally changed in this way is referred to for comparison with this control. A description will be given together with the swing control of the variable angle cam 82.

図10は、吸気弁26の作用角を往復的に変化させるための作用角可変カム82の揺動制御を説明するための図である。
アイドル状態においてアクセルペダルがONとされた場合には、この揺動制御では、作用角可変カム82を所定の回転方向(ここでは、図10中の右回転方向)に回転駆動することによって、図10(A)に示す大作用角制御状態から、図10(B)に示す中作用角制御状態を経由して、図10(C)に示す小作用角制御状態に向けて、吸気弁26の作用角が制御される。そして、目標とする小作用角制御状態への移行中にアクセルペダルがOFFとされた場合には、図10(C)に示すように、アクチュエータ72のモータ74によって作用角可変カム82の右回転にブレーキがかけられたうえで、作用角可変カム82の回転方向が逆方向(図10中の左回転方向)に反転させられる。そして、図10(D)に示す中作用角制御状態を経由して、図10(E)に示すように元の大作用角制御状態に制御される。
FIG. 10 is a view for explaining swing control of the variable operating angle cam 82 for reciprocally changing the operating angle of the intake valve 26.
When the accelerator pedal is turned on in the idling state, in this swing control, the operating angle variable cam 82 is rotationally driven in a predetermined rotation direction (here, the right rotation direction in FIG. 10), From the large operating angle control state shown in FIG. 10 (A) to the small operating angle control state shown in FIG. 10 (C) via the intermediate operating angle control state shown in FIG. 10 (B). The working angle is controlled. When the accelerator pedal is turned off during the transition to the target small operating angle control state, the operating angle variable cam 82 is rotated clockwise by the motor 74 of the actuator 72 as shown in FIG. Then, the rotation direction of the operating angle variable cam 82 is reversed in the reverse direction (the left rotation direction in FIG. 10). Then, through the intermediate working angle control state shown in FIG. 10D, the original large working angle control state is controlled as shown in FIG.

しかしながら、このような揺動制御では、急な作用角の往復動作が要求されている場合には、モータ74によって作用角可変カム82を反転させることによってガイド部材66の駆動方向をそれまでと逆方向に切り替える際に、それまでのモータ74の動作により生じたアクチュエータ72の慣性力がモーメントとして付加されることによって、アクチュエータ72の駆動方向を切り替える際に大きな負荷がアクチュエータ72に作用してしまう。このため、電流の増加による消費電力や発熱量の増大が懸念される。また、アクチュエータ72の内部のギヤ(ウォームギヤ76とウォームホイール78)に作用する荷重の増加によるギヤの摩耗の促進が懸念される。   However, in such swing control, when a reciprocating operation at a steep operating angle is required, the driving direction of the guide member 66 is reversed by reversing the operating angle variable cam 82 by the motor 74. When the direction is switched, the inertial force of the actuator 72 generated by the operation of the motor 74 so far is added as a moment, so that a large load acts on the actuator 72 when the driving direction of the actuator 72 is switched. For this reason, there are concerns about an increase in power consumption and heat generation due to an increase in current. Moreover, there is a concern that the wear of the gear is promoted due to an increase in the load acting on the gear (worm gear 76 and worm wheel 78) inside the actuator 72.

図11は、吸気弁26の作用角を往復的に変化させるための作用角可変カム82の一方向制御を説明するための図である。
この一方向制御においても、作用角可変カム82を所定の回転方向(ここでは、図10中の右回転方向)に回転駆動することによって、図11(A)に示す大作用角制御状態から、図11(B)に示す中作用角制御状態を経由して、図11(C)に示す小作用角制御状態に向けて吸気弁の26の作用角を制御する点については上記揺動制御と同様である。そのうえで、この一方向制御では、目標とする小作用角制御状態への移行中にアクセルペダルがOFFとされた場合には、図11(C)および図11(D)に示すように、作用角可変カム82の回転方向の変更が行われずに、最長接触点を乗り越えて作用角可変カム82の反対側のプロフィールが使用される。そして、図11(E)に示すように元の大作用角制御状態に制御される。
FIG. 11 is a diagram for explaining one-way control of the variable operating angle cam 82 for reciprocally changing the operating angle of the intake valve 26.
Also in this one-way control, by rotating the working angle variable cam 82 in a predetermined rotational direction (here, the right rotational direction in FIG. 10), the large working angle control state shown in FIG. With respect to the point of controlling the operating angle of the intake valve 26 toward the small operating angle control state shown in FIG. 11C via the intermediate operating angle control state shown in FIG. It is the same. In addition, in this one-way control, when the accelerator pedal is turned off during the transition to the target small working angle control state, as shown in FIGS. 11 (C) and 11 (D), the working angle is set. The profile on the opposite side of the working angle variable cam 82 is used over the longest contact point without changing the rotational direction of the variable cam 82. Then, the original large working angle control state is controlled as shown in FIG.

更に、この一方向制御には、上記図11に示す例のように元の大作用角制御状態に戻す場合に限らず、作用角可変カム82を反転させずに最長接触点を乗り越えて作用角可変カム82の反対側のプロフィール上の任意の作用角値に向けて制御を行うものも含まれる。また、この一方向制御は、上記とは逆に、小作用角側から大作用角側に向けて変更され、かつ、その変更の途中において再び小作用角側に変更する指令が出される場合に対しても同様に適用される。   Furthermore, this one-way control is not limited to the case of returning to the original large working angle control state as in the example shown in FIG. 11, but the working angle is overcome by moving over the longest contact point without reversing the working angle variable cam 82. Also included are those that control to any working angle value on the opposite profile of the variable cam 82. Also, this one-way control is performed when the small working angle side is changed from the small working angle side to the large working angle side and a command to change to the small working angle side is issued again during the change. The same applies to the same.

以上説明した本実施形態の一方向制御によれば、モータ74の回転により生じたアクチュエータ72の慣性力が作用している状態で、モータ74の駆動方向を反転させずに済むので、吸気弁26の作用角を小作用角側と大作用角側との間で往復的に変化させる場合にアクチュエータ72(モータ74、ウォームギヤ76、ウォームホイール78)に大きな負荷が作用しないようにすることができる。このため、モータ74の消費電力を低減することができ、また、アクチュエータ72の内部のギヤ(ウォームギヤ76、ウォームホイール78)への負荷を下げることによる摩耗低減を図ることができる。   According to the one-way control of the present embodiment described above, it is not necessary to reverse the driving direction of the motor 74 while the inertia force of the actuator 72 generated by the rotation of the motor 74 is acting. When the operating angle is reciprocally changed between the small operating angle side and the large operating angle side, it is possible to prevent a large load from acting on the actuator 72 (motor 74, worm gear 76, worm wheel 78). Therefore, the power consumption of the motor 74 can be reduced, and wear can be reduced by reducing the load on the gears (worm gear 76 and worm wheel 78) inside the actuator 72.

(内燃機関の運転条件に応じた一方向制御と揺動制御の切り替えについて)
上述したように、作用角可変カム82の一方向制御によれば、揺動制御であるとアクチュエータ72の駆動負荷が大きくなる状況下において、そのような駆動負荷の増加を招くことなく、アクチュエータ72を動作させることができる。しかしながら、吸気弁26の作用角を小作用角側と大作用角側との間で継続的かつ往復的に変化させること(以下、単に「作用角の往復動作」と称する場合がある)が行われない場合、或いは、作用角の往復動作が行われる場合であっても作用角の制御方向が緩やかに切り替えられる場合であれば、アクチュエータ72に対して大きな駆動負荷が作用しない。このように、アクチュエータ72に対して大きな駆動負荷が作用しない状況下であれば、現在の作用角と目標作用角との可変幅が一方向制御時よりも小さくなる揺動制御を用いた方が、作用角の調整をスムーズに行えるようになる。
(Switching between unidirectional control and swing control according to the operating conditions of the internal combustion engine)
As described above, according to the one-way control of the working angle variable cam 82, the actuator 72 does not cause an increase in the driving load in a situation where the driving load of the actuator 72 becomes large in the swing control. Can be operated. However, the operating angle of the intake valve 26 is continuously and reciprocally changed between the small operating angle side and the large operating angle side (hereinafter simply referred to as “reciprocating operation of the operating angle”). If not, or even if the operating angle is reciprocated, a large driving load will not act on the actuator 72 if the operating angle control direction is switched slowly. As described above, when the large driving load is not applied to the actuator 72, it is preferable to use the swing control in which the variable width between the current operating angle and the target operating angle is smaller than that in the one-way control. The working angle can be adjusted smoothly.

そこで、本実施形態では、内燃機関10の運転条件に応じて、作用角可変カム82の一方向制御と揺動制御とを切り分けて使用するようにした。より具体的には、急な作用角の往復動作が要求されている場合(アクチュエータ72への負荷の高い高負荷切替要求が出されている場合)には、一方向制御を用いるようにした。   Therefore, in this embodiment, the one-way control and the swing control of the variable working angle cam 82 are used separately according to the operating conditions of the internal combustion engine 10. More specifically, one-way control is used when a reciprocating operation with a steep operating angle is required (when a high load switching request with a high load on the actuator 72 is issued).

図12は、作用角可変カム82の一方向制御が行われる運転条件を説明するための図である。既述した本実施形態の吸気弁26の作用角の設定によれば、内燃機関10がアイドル状態にある時にアクセルペダルがONとされている場合には、図12に示すように、吸気弁26の作用角が大作用角に制御される。この状態において、図12中のタイミングt1においてアクセルペダルがONとされた場合には、吸気弁26の作用角が目標とする小作用角に向けて制御されていく。図12中のタイミングt2は、そのような作用角の変更の途中においてアクセルペダルがOFFとされて車両のブレーキが踏み込まれたタイミングを示している。本実施形態では、このようにアクセルペダルがOFF状態に戻される際のアクセル開度の変化率(の絶対値)が所定値よりも高い場合には、急な作用角の往復動作が要求されていると判断され、一方向制御が選択される。その結果、作用角可変カム82がそれまでと同一方向に継続的に回転させられることによって、図12に示すように、吸気弁26の作用角が、最小作用角を経由したうえで、作用角可変カム82の反対側のプロフィールを用いて目標とする大作用角に向けて制御される。
更に、図12に示す例では、そのような大作用角に向けての作用角の変更の途中のタイミングt3において、アクセルペダルがONとされている。本実施形態では、アクセルペダルOFF時と同様に、このようにアクセルペダルがON状態に踏み込まれる際のアクセル開度の変化率(の絶対値)が所定値よりも高い場合には、急な作用角の往復動作が要求されていると判断され、一方向制御が選択される。その結果、作用角可変カム82がそれまでと同一方向に継続的に回転させられることによって、図12に示すように、吸気弁26の作用角が、最大作用角を経由したうえで、作用角可変カム82の反対側のプロフィールを用いて目標とする小作用角に向けて制御される。
FIG. 12 is a diagram for explaining operating conditions in which the one-way control of the working angle variable cam 82 is performed. According to the setting of the operating angle of the intake valve 26 of the present embodiment described above, when the accelerator pedal is ON when the internal combustion engine 10 is in the idle state, as shown in FIG. Is controlled to have a large operating angle. In this state, when the accelerator pedal is turned on at timing t1 in FIG. 12, the operating angle of the intake valve 26 is controlled toward the target small operating angle. A timing t2 in FIG. 12 indicates a timing at which the accelerator pedal is turned off and the vehicle brake is depressed during the change of the operating angle. In this embodiment, when the rate of change of the accelerator opening (the absolute value thereof) when the accelerator pedal is returned to the OFF state is higher than a predetermined value, a reciprocating operation with a steep operating angle is required. One-way control is selected. As a result, when the operating angle variable cam 82 is continuously rotated in the same direction as before, the operating angle of the intake valve 26 passes through the minimum operating angle as shown in FIG. The profile on the opposite side of the variable cam 82 is used to control the target large working angle.
Furthermore, in the example shown in FIG. 12, the accelerator pedal is turned on at timing t3 in the middle of changing the operating angle toward such a large operating angle. In the present embodiment, in the same way as when the accelerator pedal is OFF, when the change rate (the absolute value thereof) of the accelerator opening when the accelerator pedal is depressed in the ON state is higher than a predetermined value, a sudden action is caused. It is determined that corner reciprocation is required, and one-way control is selected. As a result, the operating angle variable cam 82 is continuously rotated in the same direction as before, so that the operating angle of the intake valve 26 passes through the maximum operating angle as shown in FIG. The profile on the opposite side of the variable cam 82 is used to control the target small working angle.

また、本実施形態では、作用角の往復動作が行われない場合、および緩やかな(すなわち、作用角の可変速度の低い)作用角の往復動作が行われる場合には、一方向制御ではなく揺動制御を用いるようにした。   Further, in this embodiment, when the reciprocating operation of the working angle is not performed and when the reciprocating operation of the working angle is performed slowly (that is, the variable operating angle is low), the swinging is not performed in one direction. Dynamic control was used.

図13は、本発明の実施の形態1における制御を実現するために、ECU38が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図13に示すルーチンでは、先ず、吸気弁26の作用角の往復動作の要求があるか否かが判定される(ステップ100)。具体的には、本ステップ100では、吸気弁26の作用角が小作用角側から大作用角側、もしくは大作用角側から小作用角側に向けて変更されている途中において、アクセルペダルの踏み込み動作(OFF状態もしくは小開度からの踏み込み動作)、もしくはアクセルペダルの戻し動作(OFF状態もしくは小開度への戻し動作)がなされたか否かがアクセル開度センサ40を用いて判定される。このような判定によれば、吸気弁26の作用角が小作用角側から大作用角側に向けて変更されている途中において、アクセルペダルの踏み込み動作がなされた場合には、変更途中の作用角を小作用角側に戻す作用角の往復動作の要求があると判断することができ、同様に、吸気弁26の作用角が大作用角側から小作用角側に向けて変更されている途中において、アクセルペダルの戻し動作がなされた場合には、変更途中の作用角を大作用角側に戻す作用角の往復動作の要求があると判断することができる。
FIG. 13 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 38 in order to realize the control in the first embodiment of the present invention.
In the routine shown in FIG. 13, first, it is determined whether or not there is a request for a reciprocating operation of the working angle of the intake valve 26 (step 100). Specifically, in step 100, the accelerator pedal 26 is operated while the operating angle of the intake valve 26 is changed from the small operating angle side to the large operating angle side or from the large operating angle side to the small operating angle side. The accelerator opening sensor 40 is used to determine whether or not a stepping operation (stepping operation from an OFF state or a small opening) or an accelerator pedal return operation (OFF state or returning to a small opening) has been performed. . According to such a determination, when the accelerator pedal is depressed while the operating angle of the intake valve 26 is being changed from the small operating angle side to the large operating angle side, the operation during the change is performed. It can be determined that there is a request for the reciprocating operation of the working angle to return the angle to the small working angle side. Similarly, the working angle of the intake valve 26 is changed from the large working angle side to the small working angle side. In the middle, when the accelerator pedal is returned, it can be determined that there is a request for a reciprocating operation of the operating angle that returns the operating angle being changed to the large operating angle side.

上記ステップ100において作用角の往復動作の要求が出されていないと判定された場合には、この場合の吸気弁26の作用角の調整手法として、上記揺動制御が選択される(ステップ102)。一方、上記ステップ100において作用角の往復動作の要求があると判定された場合には、その要求が急な作用角の往復動作の要求であるか否かが判定される(ステップ104)。   If it is determined in step 100 that a request for a reciprocating operation of the operating angle has not been issued, the swing control is selected as a method for adjusting the operating angle of the intake valve 26 in this case (step 102). . On the other hand, if it is determined in step 100 that there is a request for a reciprocating operation at the working angle, it is determined whether or not the request is a request for a reciprocating operation at an abrupt working angle (step 104).

具体的には、本ステップ104では、上記ステップ100の判定の成立時のアクセル開度の変化率の絶対値が所定値よりも大きいか否かが判定される。可変動弁装置30は、アクセルペダルが緩やかに操作される場合には、それに伴い、吸気弁26の作用角の可変速度が低くなり、一方、アクセルペダルが素早く操作させる場合には、それに伴い、吸気弁26の作用角の可変速度が高くなるように設定されている。このため、アクセル開度の変化率の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判断することにより、急な作用角の往復動作の要求の有無を判定することができる。   Specifically, in step 104, it is determined whether or not the absolute value of the rate of change of the accelerator opening when the determination in step 100 is satisfied is greater than a predetermined value. When the accelerator pedal is gently operated, the variable valve device 30 is accompanied by a decrease in the variable speed of the operating angle of the intake valve 26. On the other hand, when the accelerator pedal is operated quickly, The variable speed of the operating angle of the intake valve 26 is set to be high. For this reason, by determining whether or not the absolute value of the rate of change of the accelerator opening is greater than a predetermined value, it is possible to determine whether or not there is a request for a reciprocating operation at a steep operating angle.

上記ステップ104において急な作用角の往復動作の要求が出されていると判定された場合には、この場合の吸気弁26の作用角の調整手法として、上記一方向制御が選択される(ステップ106)。一方、上記ステップ104において急な作用角の往復動作の要求が出されておらず、緩やかな作用角の往復動作の要求が出されていると判定された場合には、この場合の吸気弁26の作用角の調整手法として、上記揺動制御が選択される(ステップ102)。   If it is determined in step 104 that a request for a sudden reciprocation of the working angle has been issued, the one-way control is selected as a method for adjusting the working angle of the intake valve 26 in this case (step 106). On the other hand, if it is determined in step 104 that a request for a reciprocating operation with a steep operating angle has not been made and a request for a reciprocating operation with a gentle operating angle has been issued, the intake valve 26 in this case is determined. The swing control is selected as a method for adjusting the working angle of (step 102).

以上説明した図13に示すルーチンによれば、内燃機関10の運転条件(ここでは、アクセル開度の変化の有無およびその変化率の大きさ)に応じて、一方向制御および揺動制御の中から吸気弁26の作用角の調整手法が選択される。これにより、急な作用角の往復動作が要求されている状況下においてアクチュエータ72の駆動負荷の増加を防止しつつ、それ以外の状況下において作用角の調整をスムーズに行えるようになる。   According to the routine shown in FIG. 13 described above, depending on the operating conditions of the internal combustion engine 10 (here, whether or not the accelerator opening is changed and the magnitude of the change rate), the one-way control and the swing control are performed. From this, the adjustment method of the operating angle of the intake valve 26 is selected. This makes it possible to smoothly adjust the operating angle in other situations while preventing an increase in the driving load of the actuator 72 in a situation where a reciprocating operation with a steep operating angle is required.

ところで、上述した実施の形態1においては、吸気弁26を回転駆動する吸気可変動弁装置30を対象としたアクチュエータ72による吸気弁26の作用角の調整手法(作用角可変カム82の一方向制御、および、運転条件に応じた一方向制御と揺動制御の切り分け)について説明した。しかしながら、上記調整手法の対象は、吸気可変動弁装置30に限定されるものではなく、排気弁28を回転駆動する排気可変動弁装置32であってもよい。   Incidentally, in the first embodiment described above, a method for adjusting the operating angle of the intake valve 26 by the actuator 72 (one-way control of the operating angle variable cam 82) for the variable intake valve operating device 30 that rotationally drives the intake valve 26. And the separation of the one-way control and the swing control according to the operating conditions). However, the object of the adjustment method is not limited to the intake variable valve operating apparatus 30, but may be the exhaust variable valve operating apparatus 32 that rotationally drives the exhaust valve 28.

尚、上述した実施の形態1においては、軌道面66a1を有するガイド部材66が前記第1の発明における「制御部材」に相当している。また、ECU38が上記ステップ100〜106の一連の処理を実行することにより前記第1の発明における「アクチュエータ制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、リンク機構65、リンクプレート64および保持ローラ68が前記第2の発明における「可変カム速度機構」に相当している。
また、上述した実施の形態1においては、ECU38が、上記ステップ104の処理を実行することにより前記第3の発明における「切替要求度判定手段」が、上記ステップ104の判定結果に応じて上記ステップ102または106の処理を実行することにより前記第3の発明における「制御態様切替手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the guide member 66 having the raceway surface 66a1 corresponds to the “control member” in the first invention. Further, the “actuator control means” according to the first aspect of the present invention is realized by the ECU 38 executing the series of processes of steps 100 to 106.
In the first embodiment described above, the link mechanism 65, the link plate 64, and the holding roller 68 correspond to the “variable cam speed mechanism” in the second aspect of the invention.
In the first embodiment described above, the ECU 38 executes the process of step 104, so that the “switching request degree determination means” in the third aspect of the present invention performs the above step according to the determination result of step 104. By executing the process 102 or 106, the “control mode switching means” in the third aspect of the present invention is realized.

実施の形態2.
次に、図14および図15を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
[実施の形態2における特徴的な作用角の調整手法]
本実施形態においても、図1乃至図9を参照して説明した構成を有する吸気可変動弁装置30および排気可変動弁装置32が備えられているものとする。尚、ここでは、吸気可変動弁装置30を例に挙げて説明を行うが、本調整手法は、吸気弁26を回転駆動する吸気可変動弁装置30および排気弁28を回転駆動する排気可変動弁装置32の双方に対して適用可能なものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[Characteristic adjustment method of working angle in the second embodiment]
Also in this embodiment, it is assumed that the intake variable valve operating apparatus 30 and the exhaust variable valve operating apparatus 32 having the configuration described with reference to FIGS. 1 to 9 are provided. Here, the intake variable valve operating device 30 will be described as an example, but this adjustment method is an exhaust variable operating system that rotationally drives the intake variable valve operating device 30 that rotates the intake valve 26 and the exhaust valve 28. The present invention can be applied to both the valve device 32.

上記図7に示すように、可変動弁装置30は、最小作用角に制御されている状況下においてカム回転中心(作用角可変カム82の回転中心)からの、ガイド部材66と作用角可変カム82との接触点までの距離が最長となり、最大作用角に制御されている状況下においてカム回転中心からの、ガイド部材66と作用角可変カム82との接触点までの距離が最短となるように構成されている。また、ガイド部材66は、スプリング71によって作用角可変カム82に向けて付勢されている。従って、吸気弁26の作用角を小作用角側から大作用角側に向けて変更するために作用角可変カム82が回転する場合に、スプリング71のスプリング荷重に基づく制御軸回りのモーメントが作用角可変カム82の回転をアシストするように作用する。そして、その逆方向に作用角可変カム82が回転する場合に、当該モーメントが作用角可変カム82の回転の反力として作用する。   As shown in FIG. 7, the variable valve apparatus 30 is configured such that the guide member 66 and the variable working angle cam from the cam rotation center (the rotation center of the variable working angle cam 82) are controlled under the minimum operating angle. The distance from the cam rotation center to the contact point between the guide member 66 and the variable working angle cam 82 is the shortest under the condition where the distance to the contact point 82 is the longest and the maximum working angle is controlled. It is configured. The guide member 66 is urged toward the variable operating angle cam 82 by a spring 71. Accordingly, when the working angle variable cam 82 rotates to change the working angle of the intake valve 26 from the small working angle side to the large working angle side, a moment around the control axis based on the spring load of the spring 71 acts. It acts to assist the rotation of the variable angle cam 82. When the operating angle variable cam 82 rotates in the opposite direction, the moment acts as a reaction force for the rotation of the operating angle variable cam 82.

本実施形態の作用角の調整手法は、小作用角側から大作用角側の任意の作用角(ただし、最大作用角を除く)に向けて作用角を調整する状況を対象とするものである。図14は、本発明の実施の形態2における特徴的な作用角の調整手法との対比のために参照する作用角の調整手法を説明するための図である。図14に示す対比のための調整手法では、図14(A)に示す小作用角位置から図14における右回りに作用角可変カム82を回転させることによって、狙いとする作用角が得られる位置にまで作用角可変カム82を回転させている。そして、図14(B)に示すように、狙いとする作用角が得られる位置にまで作用角可変カム82が回転する直前でモータ74によるブレーキ力を発生させるようにしている。   The working angle adjustment method of the present embodiment is intended for a situation in which the working angle is adjusted from a small working angle side to an arbitrary working angle on the large working angle side (excluding the maximum working angle). . FIG. 14 is a diagram for describing a working angle adjustment technique referred to for comparison with a characteristic working angle adjustment technique according to the second embodiment of the present invention. In the contrast adjustment method shown in FIG. 14, the target operating angle is obtained by rotating the operating angle variable cam 82 clockwise from the small operating angle position shown in FIG. The operating angle variable cam 82 is rotated up to. Then, as shown in FIG. 14B, the braking force by the motor 74 is generated immediately before the operating angle variable cam 82 rotates to the position where the target operating angle can be obtained.

このような図14に示す調整手法によれば、上記スプリング荷重に基づくモーメントと、この場合に当該モーメントと同方向に作用するアクチュエータ72の慣性力(モーメント)とに抗するだけのモータ74によるブレーキ力が必要となる。また、既述したように、作用角可変カム82は、制御軸80の軸方向から見て、上記最長接触点と上記最短接触点とを結ぶ直線を基準として線対称となるように設定されたプロフィールを有している。このため、狙いとする作用角が得られるようにする接触点(以下、「目標接触点」と称する)は、作用角可変カム82のカム面における上記直線を挟んだ両側にそれぞれ存在することになる。図14に示す調整手法は、小作用角位置から近い方の目標接触点に向けて作用角可変カム82を可変させる手法であるといえる。   According to the adjustment method shown in FIG. 14, the braking by the motor 74 that resists the moment based on the spring load and the inertia force (moment) of the actuator 72 acting in the same direction as the moment in this case. Power is required. Further, as described above, the variable operating angle cam 82 is set so as to be symmetrical with respect to a straight line connecting the longest contact point and the shortest contact point when viewed from the axial direction of the control shaft 80. Have a profile. For this reason, the contact points (hereinafter referred to as “target contact points”) at which the target operating angle is obtained are present on both sides of the cam surface of the variable operating angle cam 82 across the straight line. Become. The adjustment method shown in FIG. 14 can be said to be a method of varying the working angle variable cam 82 toward the target contact point closer to the small working angle position.

図15は、本発明の実施の形態2における特徴的な作用角の調整手法を説明するための図である。
図15に示す本実施形態の調整手法は、図15(A)に示す小作用角位置から図15における右回りに作用角可変カム82を回転させる点については、上記図14に示す調整手法と同様である。そのうえで、本調整手法では、図15(B)に示すように、図14に示す調整手法における狙い位置を越え、更に最短接触点を通過した先に存在する接触点であって同一作用角を得られる狙い位置に向けて、作用角可変カム82を図15における右方向に回転させる。
FIG. 15 is a diagram for explaining a characteristic working angle adjustment method according to the second embodiment of the present invention.
The adjustment method of the present embodiment shown in FIG. 15 is the same as the adjustment method shown in FIG. 14 described above with respect to the point that the action angle variable cam 82 is rotated clockwise from the small action angle position shown in FIG. It is the same. In addition, in this adjustment method, as shown in FIG. 15B, the same working angle is obtained at a contact point that exists beyond the target position in the adjustment method shown in FIG. 14 and further passes through the shortest contact point. The operating angle variable cam 82 is rotated rightward in FIG. 15 toward the intended position.

図15に示す本実施形態の調整手法によって作用角可変カム82とガイド部材66との接触点が最短接触点を越えた後は、上記スプリング荷重に基づくモーメントは、図15(B)に示すように、それまでの右回りから左回りに切り替わることになる。その結果、狙い位置に作用角可変カム82を停止させる際に、このモーメントをアクチュエータ72の慣性力(モーメント)に対するブレーキ力として働かせることができる。これにより、モータ74によるブレーキ力は、上記スプリング荷重に基づくモーメントによってアクチュエータ72の慣性モーメントを相殺できない分だけで済むようになる(尚、モータ74によるブレーキ力の方向は、スプリング荷重に基づくモーメントと慣性モーメントとの大小関係に応じて変化するので、図15においては両方向の矢印で表現している)。このため、本実施形態の作用角の調整手法によれば、上記スプリング荷重に基づくモーメントが作用角可変カム82の回転のアシスト力として作用する方向に作用角可変カム82を回転させて作用角を調整する場合において、モータ74が作用角可変カム82の回転位置を制御するために必要な力(トルク)を低減させることができる。   After the contact point between the operating angle variable cam 82 and the guide member 66 exceeds the shortest contact point by the adjustment method of this embodiment shown in FIG. 15, the moment based on the spring load is as shown in FIG. In addition, it will switch from the previous clockwise rotation to the left rotation. As a result, when the operating angle variable cam 82 is stopped at the target position, this moment can be applied as a braking force against the inertial force (moment) of the actuator 72. As a result, the braking force by the motor 74 only needs to be such that the moment of inertia of the actuator 72 cannot be offset by the moment based on the spring load (note that the direction of the braking force by the motor 74 is the moment based on the spring load. Since it changes in accordance with the magnitude relationship with the moment of inertia, it is expressed by arrows in both directions in FIG. Therefore, according to the method of adjusting the working angle of the present embodiment, the working angle is adjusted by rotating the working angle variable cam 82 in the direction in which the moment based on the spring load acts as an assist force for the rotation of the working angle variable cam 82. In the adjustment, the force (torque) necessary for the motor 74 to control the rotational position of the operating angle variable cam 82 can be reduced.

尚、上述した実施の形態2においては、制御軸80、電動モータ74、ウォームギヤ76およびウォームホイール78が前記第4の発明における「駆動部」に、スプリング71が前記第4の発明における「付勢手段」に、それぞれ相当している。また、ECU38が上記図15を参照して説明した制御を実行することにより前記第4の発明における「第2アクチュエータ制御手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the control shaft 80, the electric motor 74, the worm gear 76 and the worm wheel 78 are the “driving part” in the fourth invention, and the spring 71 is the “biasing” in the fourth invention. It corresponds to “means”. Further, the “second actuator control means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 38 executing the control described with reference to FIG.

実施の形態3.
次に、図16乃至図18を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
[実施の形態3における特徴的な作用角センサ値と実作用角との整合確認手法]
本実施形態においても、図1乃至図9を参照して説明した構成を有する吸気可変動弁装置30が備えられているものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[Method for Confirming Matching between Characteristic Working Angle Sensor Value and Actual Working Angle in Embodiment 3]
Also in this embodiment, it is assumed that the intake variable valve operating apparatus 30 having the configuration described with reference to FIGS. 1 to 9 is provided.

可変動弁装置30では、吸気弁26の実作用角を目標作用角に制御するために、作用角センサ84の出力値に基づいて吸気弁26の実作用角を取得するようにしている。しかしながら、作用角センサ84の組み付けミスや運転時のイレギュラーな操作によるゆるみ等の理由により、作用角センサ84の出力値に正常値に対するずれが生ずる場合がある。このような作用角センサの出力値のずれ(異常)を判定するための手法として、例えば、制御軸の回転を拘束するストッパを備えるようにし、ストッパに突き当てられている時の制御軸の回転位置を作用角制御の基準位置として、作用角センサ値と実作用角との整合をとる手法が考えられる。ところが、このような手法では、ストッパ位置の変形等により基準位置自体が変わってしまい、上記整合がとれているか否かを正確に判断することが難しい場合がある。   In the variable valve operating apparatus 30, in order to control the actual operating angle of the intake valve 26 to the target operating angle, the actual operating angle of the intake valve 26 is acquired based on the output value of the operating angle sensor 84. However, the output value of the working angle sensor 84 may deviate from the normal value due to misassembly of the working angle sensor 84 or loosening due to irregular operation during operation. As a method for determining such a deviation (abnormality) in the output value of the working angle sensor, for example, a stopper that restricts the rotation of the control shaft is provided, and the rotation of the control shaft when it is abutted against the stopper A method of matching the working angle sensor value with the actual working angle using the position as the reference position for the working angle control is conceivable. However, with such a technique, the reference position itself changes due to deformation of the stopper position or the like, and it may be difficult to accurately determine whether or not the above alignment is achieved.

そこで、本実施形態では、可変動弁装置30において、作用角センサ84の出力値と実作用角との整合がとれているか否かを、以下に説明する制御を利用して判定するようにした。図16および図17は、本発明の実施の形態3における特徴的な作用角センサ値と実作用角との整合確認手法を説明するための図である。図16(A)に示すように、先ず、内燃機関10が定常状態(例えば、アイドル状態)にある時に、吸気弁26の作用角が最大作用角となるように、すなわち、最短接触点において作用角可変カム82とガイド部材66とが接触した状態となるように、作用角可変カム82の回転位置が制御される。本手法では、この場合の作用角可変カム82の回転位置が基準作用角位置とされる。   Therefore, in the present embodiment, in the variable valve operating apparatus 30, it is determined using the control described below whether or not the output value of the working angle sensor 84 is matched with the actual working angle. . FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining a matching check method between the characteristic working angle sensor value and the actual working angle in the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16A, first, when the internal combustion engine 10 is in a steady state (for example, in an idle state), the operating angle of the intake valve 26 becomes the maximum operating angle, that is, operates at the shortest contact point. The rotational position of the variable working angle cam 82 is controlled so that the variable angle cam 82 and the guide member 66 are in contact with each other. In this method, the rotational position of the variable working angle cam 82 in this case is set as the reference working angle position.

次に、図16(B)および図16(C)に示すように、上記基準作用角位置に対して作用角可変カム82を所定の揺動量だけ双方向に均等に回転させた状態(揺動Aおよび揺動B)における吸入空気流量を比較するようにした。これらの吸入空気流量が同様の値とならなかった場合には、作用角センサ84の位置ずれによって作用角センサ値と実作用角との整合がとれていないか、或いは、作用角可変カム82のカム面が変形していることが考えられる。そこで、このような場合には、次いで、上記と異なる複数(例えば、2〜3)パターンの揺動量で作用角可変カム82を双方向に均等に回転された状態における吸入空気流量の比較を行う。このような追加の比較を行ったにもかかわらず、揺動Aと揺動Bにおいて同様の吸入空気流量が得られなかった場合には、作用角センサ84の位置ずれ異常が発生していると判定するようにした。   Next, as shown in FIGS. 16 (B) and 16 (C), the operating angle variable cam 82 is rotated evenly in both directions by a predetermined oscillation amount with respect to the reference operating angle position (oscillation). The intake air flow rates in A and rocking B) were compared. If these intake air flow rates do not become the same value, the working angle sensor value and the actual working angle are not matched due to the displacement of the working angle sensor 84, or the working angle variable cam 82 It is conceivable that the cam surface is deformed. Therefore, in such a case, the intake air flow rate is compared in a state where the operating angle variable cam 82 is rotated evenly in both directions with a plurality of (for example, 2 to 3) patterns of swinging amounts different from the above. . If the same intake air flow rate is not obtained in the swing A and the swing B even though such an additional comparison is performed, it is assumed that the position error abnormality of the working angle sensor 84 has occurred. Judgment was made.

図18は、本発明の実施の形態3における特徴的な作用角センサ値と実作用角との整合確認手法を実現するために、ECU38が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図18に示すルーチンでは、先ず、基準作用角位置(本実施形態では、最大作用角位置)となるように作用角可変カム82の回転位置が制御される(ステップ200)。尚、作用角可変カム82は、上記のように線対称(左右対称)となるように設定されたプロフィールを有している。このため、基準作用角位置は、最大作用角位置に限らず、最小作用角位置であってもよい。
FIG. 18 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 38 in order to realize a matching confirmation method between the characteristic working angle sensor value and the actual working angle in the third embodiment of the present invention.
In the routine shown in FIG. 18, first, the rotational position of the variable operating angle cam 82 is controlled so as to be the reference operating angle position (in this embodiment, the maximum operating angle position) (step 200). The working angle variable cam 82 has a profile set so as to be line-symmetric (left-right symmetric) as described above. For this reason, the reference operating angle position is not limited to the maximum operating angle position, and may be the minimum operating angle position.

次に、上記基準作用角位置に対して作用角可変カムを右回りに回転させた状態(揺動A)における吸入空気流量、および上記基準作用角位置に対して作用角可変カム82を同じ揺動量だけ左回りに回転させた状態(揺動B)における吸入空気流量がエアフローメータ18を用いてそれぞれ取得される(ステップ202)。   Next, the operating angle variable cam 82 is swung the same with respect to the reference operating angle position and the intake air flow rate when the operating angle variable cam is rotated clockwise (swing A). The intake air flow rate in the state of being rotated counterclockwise by the amount of movement (swing B) is acquired using the air flow meter 18 (step 202).

次に、揺動A時の吸入空気流量と揺動B時の吸入空気流量との差が所定値以下であるか否かが判定される(ステップ204)。本ステップ204における所定値は、これらの吸入空気流量が同一の作用角に制御されている状況下で実質的に同じといえる値であるか否かを判断するための閾値として予め設定された値である。   Next, it is determined whether or not the difference between the intake air flow rate during swing A and the intake air flow rate during swing B is equal to or less than a predetermined value (step 204). The predetermined value in this step 204 is a value set in advance as a threshold value for determining whether or not these intake air flow rates are substantially the same values under the situation where the intake air flow rate is controlled to the same operating angle. It is.

上記ステップ204における判定が成立する場合には、正常判定がなされる(ステップ206)。すなわち、作用角センサ84の位置ずれ異常が生じておらず、作用角センサ84の出力値と実作用角との整合がとれていると判断される。   If the determination in step 204 is established, a normal determination is made (step 206). That is, it is determined that there is no positional deviation abnormality of the working angle sensor 84 and that the output value of the working angle sensor 84 matches the actual working angle.

一方、上記ステップ204における判定が不成立である場合には、上記基準作用角位置に対する作用角可変カム82の揺動量を変更して、揺動A(右回転)時の吸入空気流量と揺動B(左回転)時の吸入空気流量とがそれぞれ再度取得される(ステップ208)。次いで、上記ステップ204と同様に、揺動A時の吸入空気流量と揺動B時の吸入空気流量との差が上記所定値以下であるか否かが判定される(ステップ210)。   On the other hand, if the determination in step 204 is not established, the amount of swing of the operating angle variable cam 82 with respect to the reference operating angle position is changed, and the intake air flow rate and the swing B during swing A (right rotation) are changed. The intake air flow rate at the time of (left rotation) is acquired again (step 208). Next, as in step 204, it is determined whether or not the difference between the intake air flow rate during swing A and the intake air flow rate during swing B is equal to or less than the predetermined value (step 210).

上記ステップ210における判定が成立する場合には、作用角可変カム82のカム面の変形が生じているものと判定される(ステップ212)。一方、上記ステップ210における判定が不成立である場合には、次いで、揺動量の変更回数が所定回数(例えば、2回)に達したか否かが判定される(ステップ214)。その結果、揺動量の変更回数が未だ所定回数に達していない場合には、上記ステップ208および210の処理が繰り返し実行される。一方、揺動量の変更回数が所定回数に達した場合には、作用角センサ84の異常(位置ずれ異常)が発生していると判定される(ステップ216)。   If the determination in step 210 is satisfied, it is determined that the cam surface of the variable working angle cam 82 is deformed (step 212). On the other hand, if the determination in step 210 is not established, it is then determined whether or not the number of changes in the swing amount has reached a predetermined number (for example, 2 times) (step 214). As a result, when the number of changes in the swing amount has not yet reached the predetermined number, the processes of steps 208 and 210 are repeatedly executed. On the other hand, when the number of changes in the swing amount reaches the predetermined number, it is determined that an abnormality (positional deviation abnormality) of the operating angle sensor 84 has occurred (step 216).

作用角可変カム82は、上記のように線対称(左右対称)となるように設定されたプロフィールを有している。従って、作用角センサ84の出力値と実作用角との整合がとれている場合であれば、上記基準作用角位置に対して作用角可変カム82を左右双方向に均等に回転させた際に、吸気弁26の同一の作用角が得られ、同じ空気流量特性が得られるはずである。そうであるのに、同様の吸入空気流量が得られない場合には、以上説明した図18に示すルーチンのように、作用角センサ84の位置ずれによって作用角センサ値と実作用角との整合がとれていないか、或いは、作用角可変カム82のカム面が変形していると判断することができる。   The working angle variable cam 82 has a profile set so as to be line-symmetric (left-right symmetric) as described above. Therefore, if the output value of the working angle sensor 84 and the actual working angle are matched, when the working angle variable cam 82 is evenly rotated in the left and right directions with respect to the reference working angle position. The same operating angle of the intake valve 26 should be obtained, and the same air flow characteristic should be obtained. However, if the same intake air flow rate cannot be obtained, the operating angle sensor value matches the actual operating angle due to the displacement of the operating angle sensor 84 as in the routine shown in FIG. It can be determined that the cam surface of the variable working angle cam 82 is not deformed.

そして、上記ルーチンによれば、揺動量を複数パターンで変更する間に、揺動A時と揺動B時の吸入空気流量が同様の値となる場合であれば、作用角センサ84の位置ずれはなく、作用角可変カム82のカム面が変形していると判断される。一方、揺動量を複数パターンで変更して吸入空気流量を取得したにもかかわらず、揺動A時と揺動B時の吸入空気流量が同様の値とならない場合には、作用角可変カム82のカム面の変形ではなく、作用角センサ84の位置ずれ異常が発生し、作用角センサ値と実作用角との整合がとれていないと判断される。   Then, according to the above routine, if the intake air flow rate during the swing A and the swing B becomes the same value while the swing amount is changed in a plurality of patterns, the displacement of the working angle sensor 84 is shifted. However, it is determined that the cam surface of the variable operating angle cam 82 is deformed. On the other hand, if the intake air flow rate at the time of swing A and swing B does not become the same value even though the swing amount is changed in a plurality of patterns and the intake air flow rate is acquired, the variable operating angle cam 82 is obtained. It is determined that the working angle sensor 84 is not deformed, and the working angle sensor 84 is misaligned, and the working angle sensor value and the actual working angle are not matched.

以上説明したように、本実施形態の確認手法によれば、作用角可変カム82を上記基準作用角位置に対して双方向に同じ揺動量で回転させた際の吸入空気流量を比較するだけで異常判定が可能となるため、揺動量を複数パターンで変更して確認を行うことによって、信頼度の高い判定を行うことができる。そして、本実施形態の確認手法によれば、内燃機関10の運転中に、作用角センサ84の位置ずれ異常の有無、すなわち、作用角センサ値と実作用角との整合の有無を判定することができる。   As described above, according to the confirmation method of the present embodiment, it is only necessary to compare the intake air flow rate when the variable working angle cam 82 is rotated with the same swing amount in both directions with respect to the reference working angle position. Since abnormality determination is possible, highly reliable determination can be performed by changing and confirming the amount of rocking in a plurality of patterns. Then, according to the confirmation method of the present embodiment, during the operation of the internal combustion engine 10, it is determined whether or not there is a positional deviation abnormality of the working angle sensor 84, that is, whether or not the working angle sensor value matches the actual working angle. Can do.

尚、上述した実施の形態3においては、エアフローメータ18が前記第5の発明における「吸気流量検出手段」に相当している。また、ECU38が上記ステップ200〜216の一連の処理を実行することにより前記第5の発明における「異常判定手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the air flow meter 18 corresponds to the “intake flow rate detecting means” in the fifth aspect of the invention. Further, the “abnormality determination means” according to the fifth aspect of the present invention is realized by the ECU 38 executing the series of processes of steps 200 to 216 described above.

ところで、上述した実施の形態1乃至3においては、アクチュエータ72により作用角可変カム82の回転位置を調整することに伴ってガイド部材66の制御位置が変化することによって、駆動カム軸42が一回転する間の従動カムロブ48aの回転速度が増減し、これにより、吸気弁26や排気弁28の作用角が変更可能となる構成を有する可変動弁装置30、32を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関の可変動弁装置は、上記構成のものに限らず、バルブの作用角を変化させるべく位置が調整される制御部材と、制御部材の位置を調整するアクチュエータとを備え、アクチュエータが一方向に動作する過程で、制御部材の位置が再び元の位置に戻ることが可能に構成されているものであればよい。   By the way, in the first to third embodiments described above, the control position of the guide member 66 is changed by adjusting the rotation position of the variable operating angle cam 82 by the actuator 72, whereby the drive cam shaft 42 is rotated once. The rotation speed of the driven cam lobe 48a is increased or decreased during this time, and the variable valve operating devices 30 and 32 having a configuration in which the operating angle of the intake valve 26 and the exhaust valve 28 can be changed are described as an example. . However, the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that is the subject of the present invention is not limited to the one having the above-described configuration, and a control member whose position is adjusted to change the operating angle of the valve, and an actuator that adjusts the position of the control member The control member may be configured so that the position of the control member can return to the original position again in the process in which the actuator operates in one direction.

また、上述した実施の形態1乃至3においては、制御軸80の軸方向から見て、上記最長接触点と上記最短接触点とを結ぶ直線を基準として線対称となるように設定されたプロフィールを有する作用角可変カム82を備えるようにしている。しかしながら、上述した実施の形態1と2の制御を行ううえでは、作用角可変カムは、必ずしも、上記直線を基準として線対称となるように設定されたものでなくてもよい。すなわち、作用角可変カムにおけるカム面上の上記直線を境とする両側に、制御上の目標値として用いられる接触点であって同一作用角が得られる接触点が複数存在するものであれば、必ずしも上記のように線対称となっているものでなくてもよい。   In the above-described first to third embodiments, the profile set to be symmetrical with respect to the straight line connecting the longest contact point and the shortest contact point as seen from the axial direction of the control shaft 80 is used. The operating angle variable cam 82 is provided. However, in performing the control of the first and second embodiments described above, the operating angle variable cam does not necessarily have to be set to be line-symmetric with respect to the straight line. That is, if there are a plurality of contact points that are used as control target values and have the same operating angle on both sides of the cam angle in the operating angle variable cam, It does not necessarily have to be line symmetrical as described above.

また、上述した実施の形態1乃至3においては、作用角可変カム82を回転駆動するアクチュエータ72の駆動源として電動モータ74を用いるようにしている。しかしながら、アクチュエータ72の駆動源は、電動モータ74に限らず、例えば、油圧式の駆動源であってもよい。   In the first to third embodiments described above, the electric motor 74 is used as a drive source of the actuator 72 that rotationally drives the operating angle variable cam 82. However, the drive source of the actuator 72 is not limited to the electric motor 74, and may be a hydraulic drive source, for example.

また、上述した実施の形態1乃至3においては、従動リンク58が駆動リンク54との間に制御ローラ62を介在させた状態で当該駆動リンク54よりも駆動カム軸42の回転方向前方側に配置されており、かつ、図8(A)に示すように軌道面66a1が上方向に移動した時の増速区間が、従動カムロブ48aのリフト区間と重なるように設定されている。これにより、軌道面66a1が上方向に移動した場合に、バルブの作用角を等速時と比べて小さくすることができ、逆に、軌道面66a1が下方向に移動した場合に、バルブの作用角を等速時と比べて大きくすることができる。しかしながら、本発明における可変動弁装置は、このような構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、図8(A)に示すように軌道面66a1が上方向に移動した時の増速区間が、従動カムロブ48aのリフト区間と重なるように設定されているものにおいて、従動リンク58が、駆動リンク54との間に制御ローラ62を介在させた状態で当該駆動リンク54よりも駆動カム軸42の回転方向後方側に配置されているものであってもよい。このような構成によれば、軌道面66a1が図8(A)に示すように上方向に移動した場合に、駆動カム軸42に対して遅れながら従動カムロブ48aが回転することになるので、バルブの作用角を等速時と比べて大きくすることができ、逆に、軌道面66a1が下方向に移動した場合に、バルブの作用角を等速時に比べて小さくすることができるようになる。   Further, in the first to third embodiments described above, the driven link 58 is disposed in front of the drive link 54 in the rotational direction of the drive cam shaft 42 with the control roller 62 interposed between the driven link 58 and the drive link 54. In addition, as shown in FIG. 8A, the speed increasing section when the track surface 66a1 moves upward is set to overlap the lift section of the driven cam lobe 48a. As a result, when the raceway surface 66a1 moves upward, the valve operating angle can be made smaller than that at the constant speed, and conversely, when the raceway surface 66a1 moves downward, the valve action. The angle can be made larger than that at constant speed. However, the variable valve operating apparatus in the present invention is not limited to such a configuration. That is, for example, as shown in FIG. 8A, in the case where the speed increasing section when the track surface 66a1 moves upward is set to overlap the lift section of the driven cam lobe 48a, the driven link 58 is Alternatively, the control roller 62 may be interposed between the drive link 54 and the drive link 54, and the drive cam shaft 42 may be disposed behind the drive link 54 in the rotational direction. According to such a configuration, when the raceway surface 66a1 moves upward as shown in FIG. 8A, the driven cam lobe 48a rotates while being delayed with respect to the drive cam shaft 42. The operating angle of the valve can be made larger than that at the constant speed, and conversely, when the raceway surface 66a1 moves downward, the working angle of the valve can be made smaller than that at the constant speed.

また、上述した実施の形態1乃至3においては、駆動カム軸42の軸方向から見て、円周面である軌道面66a1の中心点と駆動カム軸42の中心点とが一致した状態を基準位置として、軌道面66a1の中心点が駆動カム軸42の軸線の法線方向かつ気筒の軸線方向に沿って移動するように(図8等における上下方向に)ガイド部材66を移動させるアクチュエータ72を備えるようにしている。しかしながら、本発明において駆動カム軸に対する従動カムロブの回転角度を変化させるためのガイド部材の移動方向は、上記に限定されるものではなく、駆動カム軸の軸線と直交する平面方向であればよい。   In the first to third embodiments described above, a state in which the center point of the raceway surface 66a1 that is the circumferential surface and the center point of the drive cam shaft 42 coincide with each other when viewed from the axial direction of the drive cam shaft 42 is a reference. As a position, an actuator 72 that moves the guide member 66 so that the center point of the raceway surface 66a1 moves along the normal direction of the axis of the drive cam shaft 42 and the axial direction of the cylinder (vertical direction in FIG. 8 and the like). I have to prepare. However, in the present invention, the direction of movement of the guide member for changing the rotation angle of the driven cam lobe relative to the drive cam shaft is not limited to the above, and may be a plane direction orthogonal to the axis of the drive cam shaft.

10 内燃機関
12 燃焼室
14 吸気通路
18 エアフローメータ
20 スロットルバルブ
26 吸気弁
28 排気弁
30 吸気可変動弁装置
32 排気可変動弁装置
34 クランク軸
36 クランク角センサ
38 ECU(Electronic Control Unit)
40 アクセル開度センサ
42 駆動カム軸
48 カムピース
48a 従動カムロブ
48b 従動アーム部
50 駆動アーム
50a 駆動アーム部
52 カム軸側回転軸
54 駆動リンク
56 カムロブ側回転軸
58 従動リンク
60 制御ローラ側回転軸
62 制御ローラ
64 リンクプレート
65 リンク機構
66 ガイド部材
66a ガイド部材の環状部
66a1 ガイド部材の軌道面
66b ガイド部材の架橋部
68 保持ローラ
70 保持用回転軸
71 スプリング
72 アクチュエータ
74 電動モータ
76 ウォームギヤ
78 ウォームホイール
80 制御軸
82 作用角可変カム
84 作用角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Combustion chamber 14 Intake passage 18 Air flow meter 20 Throttle valve 26 Intake valve 28 Exhaust valve 30 Intake variable valve operating device 32 Exhaust variable valve operating device 34 Crankshaft 36 Crank angle sensor 38 ECU (Electronic Control Unit)
40 accelerator opening sensor 42 drive cam shaft 48 cam piece 48a driven cam lobe 48b driven arm portion 50 drive arm 50a drive arm portion 52 cam shaft side rotating shaft 54 drive link 56 cam lobe side rotating shaft 58 driven link 60 control roller side rotating shaft 62 control Roller 64 Link plate 65 Link mechanism 66 Guide member 66a Guide member annular portion 66a1 Guide member raceway surface 66b Guide member bridging portion 68 Holding roller 70 Holding rotary shaft 71 Spring 72 Actuator 74 Electric motor 76 Warm gear 78 Warm wheel 80 Control Shaft 82 Variable working angle cam 84 Working angle sensor

Claims (6)

バルブの作用角を変化させるべく位置が調整される制御部材と、
前記制御部材の位置を調整するアクチュエータと、
を備え、前記アクチュエータが一方向に動作する過程で、前記制御部材の位置が再び元の位置に戻ることが可能に構成されている内燃機関の可変動弁装置であって、
前記アクチュエータによって前記バルブの作用角が大作用角側から小作用角側に向けて変更している期間中に現在の作用角よりも大きな作用角が要求された第1の場合に、或いは、前記アクチュエータによって前記バルブの作用角が小作用角側から大作用角側に向けて変更している期間中に現在の作用角よりも小さな作用角が要求された第2の場合に、前記アクチュエータの動作方向を変更せずに、要求された前記バルブの作用角が得られる位置に前記制御部材が移動するように前記アクチュエータを一方向に制御する一方向制御を行うアクチュエータ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
A control member whose position is adjusted to change the working angle of the valve;
An actuator for adjusting the position of the control member;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine configured to be able to return the position of the control member to the original position again in the process in which the actuator operates in one direction,
In the first case where a larger working angle than the current working angle is requested during the period when the working angle of the valve is changed from the large working angle side to the small working angle side by the actuator, or The operation of the actuator is performed in the second case in which a working angle smaller than the current working angle is requested during a period in which the working angle of the valve is changed from the small working angle side to the large working angle side by the actuator. Actuator control means for performing one-way control for controlling the actuator in one direction so that the control member moves to a position where the required operating angle of the valve can be obtained without changing the direction;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記可変動弁装置は、
前記制御部材として、前記バルブを駆動する従動カムロブを回転駆動する駆動カム軸を覆うように形成された軌道面を有するガイド部材と、
前記ガイド部材の制御位置に応じて、前記駆動カム軸に対する前記従動カムロブの相対的な回転角度を変更することによって、前記駆動カム軸が一回転する間に、前記駆動カム軸に対する前記従動カムロブの相対的な回転速度を増減させる可変カム速度機構と、
を含み、
前記アクチュエータによって前記ガイド部材を前記駆動カム軸の軸線と直交する平面方向に移動させることにより、前記駆動カム軸が一回転する間の前記従動カムロブの回転速度を変化させて前記バルブの作用角を変更可能とするものであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。
The variable valve operating device is:
As the control member, a guide member having a raceway surface formed so as to cover a drive cam shaft that rotationally drives a driven cam lobe that drives the valve;
By changing the relative rotation angle of the driven cam lobe with respect to the drive cam shaft in accordance with the control position of the guide member, the driven cam lobe with respect to the drive cam shaft is rotated during one rotation of the drive cam shaft. A variable cam speed mechanism to increase or decrease the relative rotational speed;
Including
By moving the guide member in a plane direction perpendicular to the axis of the drive cam shaft by the actuator, the rotational speed of the driven cam lobe is changed during one rotation of the drive cam shaft, and the working angle of the valve is increased. 2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the variable valve operating apparatus is changeable.
前記アクチュエータ制御手段は、
前記第1の場合または前記第2の場合における前記バルブの作用角の切り替えが前記アクチュエータへの負荷の高い高負荷切替要求であるか否かを判定する切替要求度判定手段と、
前記切替要求度判定手段によって前記高負荷切替要求であると判定された場合には、前記一方向制御を選択し、前記切替要求度判定手段によって前記高負荷切替要求ではないと判定された場合には、前記アクチュエータの動作方向を逆方向に切り替えたうえで要求された前記バルブの作用角が得られる位置に前記制御部材が移動するように前記アクチュエータを制御する揺動制御を選択する制御態様切替手段と、
を含むことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の可変動弁装置。
The actuator control means includes
Switching request degree determination means for determining whether switching of the valve operating angle in the first case or the second case is a high load switching request with a high load on the actuator;
When it is determined by the switching request degree determination means that the high load switching request is selected, the one-way control is selected, and when the switching request degree determination means determines that the request is not the high load switching request Is a control mode switching for selecting swing control for controlling the actuator so that the control member moves to a position where the required operating angle of the valve is obtained after switching the operating direction of the actuator to the reverse direction. Means,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記アクチュエータは、前記制御部材と接するカム面を有する作用角可変カムと、当該作用角可変カムを回転駆動する駆動部と、を含み、
前記可変動弁装置は、
前記制御部材を前記カム面に向けて付勢する付勢手段と、
前記作用角可変カムの回転中心からの距離が遠い前記カム面上の第1接触点から、当該第1接触点よりも前記回転中心からの距離が短い前記カム面上の第2接触点に向けて前記制御部材と前記作用角可変カムとの接触点が変化するように、前記アクチュエータによって前記作用角可変カムの回転位置を制御する場合には、前記回転中心からの距離が最短となる前記カム面上の最短接触点を経由したうえで、当該最短接触点の先に存在する前記第2接触点を狙い位置として前記作用角可変カムが回転駆動されるように前記アクチュエータを制御する第2アクチュエータ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
The actuator includes a variable working angle cam having a cam surface in contact with the control member, and a drive unit that rotationally drives the variable working angle cam.
The variable valve operating device is:
Biasing means for biasing the control member toward the cam surface;
From the first contact point on the cam surface, which is far from the rotation center of the variable working angle cam, to the second contact point on the cam surface, the distance from the rotation center being shorter than the first contact point. When the rotational position of the variable operating angle cam is controlled by the actuator so that the contact point between the control member and the variable operating angle cam changes, the cam having the shortest distance from the rotation center A second actuator that controls the actuator so that the operating angle variable cam is rotationally driven with the second contact point existing ahead of the shortest contact point as a target position after passing through the shortest contact point on the surface Control means;
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記バルブは、吸気弁であって、
前記アクチュエータは、前記制御部材と接するカム面を有する作用角可変カムと、当該作用角可変カムを回転駆動する駆動部と、を含み、
前記作用角可変カムは、当該作用角可変カムの回転軸線方向から見て、当該回転軸線と直交する直線を基準として線対称となるプロフィールを有しており、
前記内燃機関の吸入空気流量を検出する吸気流量検出手段と、
前記作用角可変カムの回転中心からの距離が最長となる最長接触点もしくは当該距離が最短となる最短接触点を基準作用角位置として、前記作用角可変カムを正回転させた時の第1吸入空気流量値と、当該正回転時と同じ揺動量だけ前記作用角可変カムを逆回転させた時の第2吸入空気流量値との比較結果に基づいて、前記バルブの作用角を検出する作用角センサまたは前記作用角可変カムの形状の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の可変動弁装置を備える内燃機関。
The valve is an intake valve,
The actuator includes a variable working angle cam having a cam surface in contact with the control member, and a drive unit that rotationally drives the variable working angle cam.
The working angle variable cam has a profile that is line symmetric with respect to a straight line orthogonal to the rotational axis as seen from the rotational axis direction of the working angle variable cam.
An intake flow rate detecting means for detecting an intake air flow rate of the internal combustion engine;
First suction when the working angle variable cam is rotated forward with the longest contact point having the longest distance from the rotation center of the working angle variable cam or the shortest contact point having the shortest distance as a reference working angle position. A working angle for detecting a working angle of the valve based on a comparison result between an air flow rate value and a second intake air flow rate value when the working angle variable cam is reversely rotated by the same amount of swing as in the forward rotation. An abnormality determining means for determining whether there is an abnormality in the shape of the sensor or the variable working angle cam;
An internal combustion engine comprising the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記異常判定手段は、前記揺動量を複数回変更しながら前記第1吸入空気流量値と前記第2吸入空気流量値とを比較したにもかかわらず、前記第1吸入空気流量値と前記第2吸入空気流量値とが同じ空気流量特性を示さない場合には、前記作用角センサに異常が生じていると判定することを特徴とする請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置を備える内燃機関。   The abnormality determining means compares the first intake air flow rate value with the second intake air flow rate value while changing the swing amount a plurality of times, but compares the first intake air flow rate value with the second intake air flow rate value. 6. An internal combustion engine having a variable valve operating system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein when the intake air flow rate value does not show the same air flow rate characteristic, it is determined that an abnormality has occurred in the working angle sensor. organ.
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