JP5987682B2 - Control device for internal combustion engine with variable valve mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine including a variable valve mechanism.

吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて変更する可変動弁機構として、バルブ特性を無段階に変更する可変動弁機構(例えば特許文献1等に記載の可変動弁機構)が知られている。   As a variable valve mechanism that changes the valve characteristics of an engine valve such as an intake valve or an exhaust valve in accordance with the engine operating state, a variable valve mechanism that changes the valve characteristics in a stepless manner (for example, a variable valve mechanism described in Patent Document 1 or the like). Mechanism) is known.

ここで、内燃機関では、例えばエアモデルによる吸入空気量の推定を行うことがあり、そうした吸入空気量の推定に際して、バルブ特性の推定値を利用することがある。
連続可変型の可変動弁機構では、バルブ特性の目標値が変更されたとき、その目標値は徐々に変更されていくため、目標値変化に対して実際のバルブ特性は大きく乖離することなく、良好な状態で追従していく。従って、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性は目標値とほぼ等しくなっており、徐々に変更されていく目標値自体を、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性の推定値とすることができる。
Here, in an internal combustion engine, for example, an intake air amount may be estimated using an air model, and an estimated value of a valve characteristic may be used in estimating the intake air amount.
In the continuously variable type variable valve mechanism, when the target value of the valve characteristic is changed, the target value is gradually changed, so that the actual valve characteristic does not greatly deviate from the target value change. Follow in good condition. Accordingly, the valve characteristic during the change of the valve characteristic is substantially equal to the target value, and the target value that is gradually changed can be used as the estimated value of the valve characteristic during the change of the valve characteristic.

他方、連続可変型の可変動弁機構の他に、バルブ特性を段階的に変更する可変動弁機構(例えば特許文献2等に記載の可変動弁機構)も知られている。   On the other hand, in addition to the continuously variable type variable valve mechanism, a variable valve mechanism that changes the valve characteristics in stages (for example, a variable valve mechanism described in Patent Document 2) is also known.

特開2001−263015号公報JP 2001-263015 A 特開2004−339951号公報JP 2004-339951 A

バルブ特性を段階的に変更する多段可変式の可変動弁機構では、連続可変型の可変動弁機構と異なり、バルブ特性の目標値が変更されたとき、その目標値はステップ状に大きく変更されるため、目標値変化に対して実際のバルブ特性が速やかに追従することは困難である。従って、多段可変式の可変動弁機構では、バルブ特性の目標値自体を、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性の推定値とすることはできず、新たな推定態様を創作する必要がある。   Unlike the continuously variable type variable valve mechanism, the multistage variable variable valve mechanism that changes the valve characteristics in stages, when the target value of the valve characteristics is changed, the target value is greatly changed in steps. Therefore, it is difficult for the actual valve characteristic to quickly follow the target value change. Therefore, in the multistage variable variable valve mechanism, the target value of the valve characteristic itself cannot be an estimated value of the valve characteristic in the middle of changing the valve characteristic, and a new estimation mode needs to be created.

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多段可変式の可変動弁機構を備える内燃機関において、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を推定することができる制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device capable of estimating a valve characteristic in the middle of changing a valve characteristic in an internal combustion engine including a multistage variable valve mechanism. There is to do.

上記課題を解決する可変動弁機構付き内燃機関の制御装置は、機関回転速度に基づいてバルブ特性の変更途中におけるバルブ特性の推定変化速度を推定し、バルブ特性を変更する前のバルブ特性と前記推定変化速度とに基づき、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を推定し、実際のバルブ特性の変化速度と前記推定変化速度との差異を求め、前記推定変化速度を推定する際に用いられる演算式の数値を、前記差異が小さくなるように補正し、前記演算式の数値を補正した後、新たに前記推定変化速度を推定する場合には、数値を補正後の演算式を用いて前記推定変化速度を推定するようにしている。 Control device for a variable valve mechanism with an internal combustion engine to solve the above problem is to estimate the estimated rate of change of the valve characteristics in the middle changes the valve characteristics based on the engine speed, the valve characteristic before changing the valve characteristics Based on the estimated change speed, the valve characteristic during the change of the valve characteristic is estimated , the difference between the actual change speed of the valve characteristic and the estimated change speed is obtained, and the calculation formula used when estimating the estimated change speed When the estimated change speed is newly estimated after correcting the numerical value of the numerical value so that the difference is reduced and correcting the numerical value of the arithmetic expression, the estimated change is calculated using the arithmetic expression after correcting the numerical value. The speed is estimated .

同構成では、バルブ特性を変更する前のバルブ特性と、この変更前のバルブ特性から別のバルブ特性に変更する途中でのバルブ特性の推定変化速度に基づき、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を推定するようにしている。   In this configuration, the valve characteristics in the middle of changing the valve characteristics are based on the valve characteristics before the valve characteristics are changed and the estimated change speed of the valve characteristics in the middle of changing from the previous valve characteristics to another valve characteristics. I try to estimate.

ここで、上記コントロールシャフトには、機関バルブを付勢するバルブスプリングの反力に起因して一方の軸方向に作用する力(以下、軸力という)が加わる。この軸力の作用方向と、電動モータによって駆動されるコントロールシャフトの駆動方向とが同一であれば、バルブ特性の変化速度は速くなる。一方、軸力の作用方向と、電動モータによって駆動されるコントロールシャフトの駆動方向とが逆であれば、バルブ特性の変化速度は遅くなる。   Here, a force (hereinafter referred to as an axial force) acting in one axial direction due to the reaction force of the valve spring that biases the engine valve is applied to the control shaft. If the acting direction of this axial force and the drive direction of the control shaft driven by the electric motor are the same, the change speed of the valve characteristic is increased. On the other hand, if the acting direction of the axial force is opposite to the driving direction of the control shaft driven by the electric motor, the change speed of the valve characteristic becomes slow.

このようにバルブ特性の変化速度は軸力の影響を受けて変化するのであるが、その軸力の大きさは機関回転速度によって変化する傾向がある。そこで、同構成では、バルブ特性の推定変化速度を機関回転速度に基づいて推定するようにしており、これにより軸力の影響を考慮して精度よく推定変化速度を推定することができる。従って、多段可変式の可変動弁機構において、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を精度よく推定することができるようになる。
また、上述した軸力やコントロールシャフトのフリクション、あるいは電動モータの出力トルクなどは可変動弁機構毎に個体差がある。この点、同構成によれば、実際のバルブ特性の変化速度と推定変化速度との差異に応じて推定変化速度を推定する際に用いられる演算式の数値が修正される。そのため、そうした可変動弁機構毎の個体差が補償されるようになり、個々の可変動弁機構において推定変化速度の精度を高めることができるようになる。
As described above, the change speed of the valve characteristic changes under the influence of the axial force, but the magnitude of the axial force tends to change depending on the engine speed. Therefore, in this configuration, it has to be estimated on the basis of the estimated rate of change of the valve characteristics on the engine speed, thereby taking into account the influence of the axial force can be estimated accurately estimated change rate. Therefore, in the multistage variable variable valve mechanism, the valve characteristic during the change of the valve characteristic can be accurately estimated.
Further, the above-described axial force, friction of the control shaft, output torque of the electric motor, and the like have individual differences for each variable valve mechanism. In this regard, according to the same configuration, the numerical value of the arithmetic expression used when estimating the estimated change rate is corrected according to the difference between the actual change rate of the valve characteristic and the estimated change rate. Therefore, such individual differences for each variable valve mechanism are compensated, and the accuracy of the estimated change speed can be increased in each variable valve mechanism.

なお、上記制御装置において、推定変化速度は、機関回転速度に応じて変化する力であって前記コントロールシャフトに作用する軸力の大きさに応じて推定されることが好ましい。 In the above control device, the estimated change speed is preferably estimated according to the magnitude of the axial force acting on the control shaft, which is a force that changes according to the engine rotational speed.

また、上記制御装置において、推定変化速度は、機関回転速度及び機関温度に基づいて推定されることが好ましい。
バルブ特性の推定変化速度は、コントロールシャフトの動作速度と強い相関があり、コントロールシャフトの動作速度は、機関温度の影響を受けて変化する傾向がある。この点、同構成によれば、機関回転速度だけでなく、そうした機関温度も加味して推定変化速度が推定されるため、推定変化速度の精度を高めることができるようになる。なお、機関温度は、センサ等で機関温度を直接検出する他、機関の油温や冷却水温などで代用することができる。
In the above control device, the estimated change speed is preferably estimated based on the engine speed and the engine temperature.
The estimated change speed of the valve characteristic has a strong correlation with the operation speed of the control shaft, and the operation speed of the control shaft tends to change under the influence of the engine temperature. In this respect, according to the same configuration, the estimated change speed is estimated in consideration of not only the engine rotation speed but also the engine temperature, so that the accuracy of the estimated change speed can be improved. The engine temperature can be substituted by the engine oil temperature, the cooling water temperature, etc., in addition to directly detecting the engine temperature by a sensor or the like.

上記制御装置において、推定変化速度は、機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど速い速度に推定されることが好ましい。
機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど、コントロールシャフトが動作するときのフリクションが小さくなるため、コントロールシャフトの動作速度は速くなり、バルブ特性の変化速度も速くなる。そこで同構成では、機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど、推定変化速度をより速い速度に推定するようにしており、これにより推定変化速度の精度を高めることができるようになる。
In the above control device, it is preferable that the estimated change speed is estimated to be faster as the viscosity of the lubricating oil becomes lower as the engine temperature increases.
As the engine temperature increases, the lower the viscosity of the lubricating oil, the smaller the friction when the control shaft operates, so that the operation speed of the control shaft increases and the rate of change in valve characteristics also increases. Therefore, in the same configuration, the estimated change speed is estimated to be faster as the viscosity of the lubricating oil becomes lower as the engine temperature increases, thereby improving the accuracy of the estimated change speed. .

また、上記制御装置において、推定変化速度は、機関温度の増大に伴って電動モータの出力トルクが低くなるほど遅い速度に推定されることが好ましい。
機関温度の増大に伴って電動モータの雰囲気温度が上昇すると、電動モータ内の電気抵抗が増大するため、電動モータ内を流れる電流が小さくなり、電動モータの出力トルクは低下する。このようにして電動モータの出力トルクが低下すると、コントロールシャフトの動作速度は遅くなり、バルブ特性の変化速度も遅くなる。そこで同構成では、機関温度の増大に伴って電動モータの出力トルクが低くなるほど、推定変化速度をより遅い速度に推定するようにしており、これにより推定変化速度の精度を高めることができるようになる。
In the above control device, it is preferable that the estimated change speed be estimated as a slower speed as the output torque of the electric motor becomes lower as the engine temperature increases.
When the ambient temperature of the electric motor rises as the engine temperature increases, the electric resistance in the electric motor increases, so that the current flowing in the electric motor decreases and the output torque of the electric motor decreases. When the output torque of the electric motor is reduced in this way, the operation speed of the control shaft is reduced, and the change speed of the valve characteristic is also reduced. Therefore, in this configuration, the estimated change speed is estimated to be slower as the output torque of the electric motor becomes lower as the engine temperature increases, so that the accuracy of the estimated change speed can be improved. Become.

また、上記制御装置において、コントロールシャフトの動作方向と前記コントロールシャフトに作用する軸力の作用方向とが逆のときに、コントロールシャフトに作用する軸力が所定値よりも大きいときには、軸力が所定値以下のときに比べてバルブ特性の変更量を小さくすることが好ましい。   In the above control device, when the operating direction of the control shaft is opposite to the acting direction of the axial force acting on the control shaft, the axial force is predetermined when the axial force acting on the control shaft is greater than a predetermined value. It is preferable to make the change amount of the valve characteristic smaller than when the value is less than the value.

コントロールシャフトの動作方向と上記軸力の作用方向とが逆になっている場合において、その軸力が非常に大きいときにバルブ特性を大きく変更すると、大きな軸力に抗してコントロールシャフトを大きく駆動させなければならないため、当該コントロールシャフトや電動モータ等に過大な負荷がかかるおそれがある。この点、同構成では、コントロールシャフトに作用する軸力が所定値よりも大きいときにはバルブ特性の変更量を小さくするようにしているため、コントロールシャフトや電動モータ等に過大な負荷がかかることを抑えることができる。なお、同構成において、バルブ特性の変更量を小さくするに際しては、例えば、機関運転状態に基づいて設定されるバルブ特性の目標値に向けて段階的にバルブ特性を変更する、といった構成を採用することができる。   When the operating direction of the control shaft and the acting direction of the axial force are reversed, if the valve characteristics are changed significantly when the axial force is very large, the control shaft is driven greatly against the large axial force. Therefore, an excessive load may be applied to the control shaft and the electric motor. In this regard, in this configuration, when the axial force acting on the control shaft is larger than a predetermined value, the change amount of the valve characteristic is reduced, so that an excessive load is not applied to the control shaft or the electric motor. be able to. In the same configuration, when reducing the amount of change in the valve characteristic, for example, a configuration is adopted in which the valve characteristic is changed stepwise toward the target value of the valve characteristic set based on the engine operating state. be able to.

可変動弁機構付き内燃機関の制御装置の一実施形態における内燃機関のシリンダヘッド周りの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure around the cylinder head of the internal combustion engine in one Embodiment of the control apparatus of the internal combustion engine with a variable valve mechanism. 同実施形態の可変機構部の破断斜視図。The fracture | rupture perspective view of the variable mechanism part of the embodiment. 同実施形態の可変動弁機構の模式図。The schematic diagram of the variable valve mechanism of the embodiment. 同実施形態の可変動弁機構に設けられたカムのプロファイルを示す図。The figure which shows the profile of the cam provided in the variable valve mechanism of the embodiment. 同実施形態の可変動弁機構による最大リフト量の変更態様を示すグラフ。The graph which shows the change aspect of the maximum lift amount by the variable valve mechanism of the embodiment. 同実施形態においてバルブ特性を変更するときの仮想目標量、仮想リフト量、目標リフト量、及び最大リフト量の変化態様を示すタイミングチャート。6 is a timing chart showing how the virtual target amount, the virtual lift amount, the target lift amount, and the maximum lift amount change when the valve characteristic is changed in the embodiment. 同実施形態において仮想リフト量の初期値を設定する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which sets the initial value of virtual lift amount in the embodiment. 同実施形態において仮想リフト量を算出する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which calculates virtual lift amount in the embodiment. 機関回転速度及び軸力の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between engine rotational speed and axial force. 同実施形態において機関回転速度及び基本増大量の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an engine speed and the basic increase amount in the same embodiment. 同実施形態において機関回転速度及び基本減少量の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an engine speed and the basic reduction amount in the same embodiment. 同実施形態において油温及びオイル係数の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between oil temperature and an oil coefficient in the same embodiment. 同実施形態において油温及びモータ係数の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between oil temperature and a motor coefficient in the same embodiment. 同実施形態において仮想リフト量の変化態様を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the change aspect of virtual lift amount in the embodiment. 同実施形態の変形例において基本増大量、基本減少量、オイル係数、及びモータ係数を補正するときの一連の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows a series of processing procedures when correct | amending a basic increase amount, a basic decrease amount, an oil coefficient, and a motor coefficient in the modification of the embodiment. 同実施形態の変形例における仮想目標量の変化態様を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the change aspect of the virtual target amount in the modification of the embodiment.

以下、可変動弁機構付き内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について、図1〜図14を参照して説明する。
図1に示すように、内燃機関1は、シリンダブロック10と、シリンダブロック10の上方に載置されたシリンダヘッド20とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine with a variable valve mechanism will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 includes a cylinder block 10 and a cylinder head 20 placed above the cylinder block 10.

シリンダブロック10の内部には、気筒数に応じた円筒状のシリンダ11が形成されており、各シリンダ11には、ピストン12が摺動可能に収容されている。シリンダブロック10の上部にはシリンダヘッド20が組み付けられており、シリンダ11の内周面、ピストン12の上面及びシリンダヘッド20の下面によって燃焼室13が区画形成されている。   A cylindrical cylinder 11 corresponding to the number of cylinders is formed inside the cylinder block 10, and a piston 12 is slidably accommodated in each cylinder 11. A cylinder head 20 is assembled to the upper part of the cylinder block 10, and a combustion chamber 13 is defined by an inner peripheral surface of the cylinder 11, an upper surface of the piston 12, and a lower surface of the cylinder head 20.

シリンダヘッド20には、燃焼室13に連通する吸気ポート21及び排気ポート22が形成されている。吸気ポート21は吸気通路30の一部を構成している。また、排気ポート22は排気通路40の一部を構成している。   An intake port 21 and an exhaust port 22 communicating with the combustion chamber 13 are formed in the cylinder head 20. The intake port 21 constitutes a part of the intake passage 30. Further, the exhaust port 22 constitutes a part of the exhaust passage 40.

吸気ポート21には、燃焼室13と吸気ポート21とを連通・遮断する機関バルブとしての吸気バルブ31が設けられている。排気ポート22には、燃焼室13と排気ポート22とを連通・遮断する機関バルブとしての排気バルブ41が設けられている。各バルブ31、41はバルブスプリング24によって閉弁方向に付勢されている。   The intake port 21 is provided with an intake valve 31 as an engine valve that communicates and blocks the combustion chamber 13 and the intake port 21. The exhaust port 22 is provided with an exhaust valve 41 as an engine valve that communicates and blocks the combustion chamber 13 and the exhaust port 22. The valves 31 and 41 are biased in the valve closing direction by the valve spring 24.

また、シリンダヘッド20の内部には、各バルブ31、41に対応してラッシュアジャスタ25が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ25と各バルブ31、41との間にはロッカアーム26が設けられている。ロッカアーム26は、一端がラッシュアジャスタ25に支持されており、他端が各バルブ31、41の端部に当接されている。   A lash adjuster 25 is provided in the cylinder head 20 corresponding to the valves 31 and 41. A rocker arm 26 is provided between the lash adjuster 25 and the valves 31 and 41. One end of the rocker arm 26 is supported by the lash adjuster 25, and the other end is in contact with the end portions of the valves 31 and 41.

更に、シリンダヘッド20には、各バルブ31、41を駆動する吸気カムシャフト32及び排気カムシャフト42がそれぞれ回転可能に支持されている。吸気カムシャフト32には吸気カム32aが形成されており、排気カムシャフト42には排気カム42aが形成されている。排気カム42aの外周面は、排気バルブ41に当接しているロッカアーム26のローラ26aに当接されている。これにより、機関運転中に排気カムシャフト42が回転すると、排気カム42aの作用により、ラッシュアジャスタ25によって支持された部分を支点としてロッカアーム26が揺動する。そしてロッカアーム26の揺動により、排気バルブ41が開弁方向にリフトされる。   Further, an intake camshaft 32 and an exhaust camshaft 42 that drive the valves 31, 41 are rotatably supported by the cylinder head 20, respectively. An intake cam 32 a is formed on the intake cam shaft 32, and an exhaust cam 42 a is formed on the exhaust cam shaft 42. The outer peripheral surface of the exhaust cam 42 a is in contact with the roller 26 a of the rocker arm 26 that is in contact with the exhaust valve 41. Thus, when the exhaust camshaft 42 rotates during engine operation, the rocker arm 26 swings about the portion supported by the lash adjuster 25 by the action of the exhaust cam 42a. As the rocker arm 26 swings, the exhaust valve 41 is lifted in the valve opening direction.

一方、吸気バルブ31に当接するロッカアーム26と吸気カム32aとの間には、吸気バルブ31のバルブ特性を変更する可変機構部300が各気筒毎に設けられている。この可変機構部300は可変動弁機構600の一部を構成しており、入力アーム311と出力アーム321とを有している。これら入力アーム311及び出力アーム321はシリンダヘッド20に固定された支持パイプ330を中心に揺動可能に支持されている。ロッカアーム26は、バルブスプリング24の付勢力によって出力アーム321側に付勢され、ロッカアーム26の中間部分に設けられたローラ26aが出力アーム321の外周面に当接されている。   On the other hand, a variable mechanism 300 that changes the valve characteristics of the intake valve 31 is provided for each cylinder between the rocker arm 26 that contacts the intake valve 31 and the intake cam 32a. The variable mechanism unit 300 constitutes a part of the variable valve mechanism 600 and includes an input arm 311 and an output arm 321. The input arm 311 and the output arm 321 are swingably supported around a support pipe 330 fixed to the cylinder head 20. The rocker arm 26 is urged toward the output arm 321 by the urging force of the valve spring 24, and a roller 26 a provided at an intermediate portion of the rocker arm 26 is in contact with the outer peripheral surface of the output arm 321.

また、可変機構部300の外周面には突起313が設けられており、この突起313には、シリンダヘッド20内に固定されたスプリング50の付勢力が作用する。このスプリング50の付勢力により、入力アーム311の先端に設けられたローラ311aが吸気カム32aの外周面に当接している。これにより、機関運転中に吸気カムシャフト32が回転すると、吸気カム32aの作用により、可変機構部300は支持パイプ330を中心に揺動する。そして、出力アーム321によってロッカアーム26が押圧されることにより、ラッシュアジャスタ25によって支持されている部分を支点としてロッカアーム26が揺動する。このロッカアーム26の揺動により、吸気バルブ31は開弁方向にリフトされる。   Further, a protrusion 313 is provided on the outer peripheral surface of the variable mechanism portion 300, and a biasing force of a spring 50 fixed in the cylinder head 20 acts on the protrusion 313. Due to the urging force of the spring 50, the roller 311a provided at the tip of the input arm 311 is in contact with the outer peripheral surface of the intake cam 32a. As a result, when the intake camshaft 32 rotates during engine operation, the variable mechanism portion 300 swings around the support pipe 330 by the action of the intake cam 32a. Then, when the rocker arm 26 is pressed by the output arm 321, the rocker arm 26 swings around the portion supported by the lash adjuster 25. The rocking of the rocker arm 26 lifts the intake valve 31 in the valve opening direction.

上記支持パイプ330には、その軸方向に沿って移動可能なコントロールシャフト340が挿入されている。可変機構部300は、コントロールシャフト340を軸方向に変位させることにより、支持パイプ330を中心とした入力アーム311と出力アーム321との相対位相差、即ち図1に示す角度θを変更する。   A control shaft 340 that is movable along the axial direction is inserted into the support pipe 330. The variable mechanism 300 changes the relative phase difference between the input arm 311 and the output arm 321 around the support pipe 330, that is, the angle θ shown in FIG. 1 by displacing the control shaft 340 in the axial direction.

次に、図2を参照して、可変機構部300の構成を更に詳しく説明する。
この図2に示すように、可変機構部300には、入力部310を挟んで両側に出力部320が配設されている。
Next, the configuration of the variable mechanism unit 300 will be described in more detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the variable mechanism unit 300 is provided with output units 320 on both sides of the input unit 310.

入力部310及び出力部320の各ハウジング314、323は、それぞれ中空円筒形状に形成されており、それらの内部には支持パイプ330が挿通されている。
入力部310のハウジング314の内周には、ヘリカルスプライン312が形成されている。一方、各出力部320のハウジング323の内周には、入力部310のヘリカルスプライン312に対して歯筋が逆向きのヘリカルスプライン322が形成されている。
The housings 314 and 323 of the input unit 310 and the output unit 320 are each formed in a hollow cylindrical shape, and a support pipe 330 is inserted through them.
A helical spline 312 is formed on the inner periphery of the housing 314 of the input unit 310. On the other hand, on the inner periphery of the housing 323 of each output unit 320, a helical spline 322 whose tooth traces are opposite to the helical spline 312 of the input unit 310 is formed.

入力部310及び2つの出力部320の各ハウジング314、323によって形成される一連の内部空間には、スライダギヤ350が配設されている。このスライダギヤ350は、中空円筒状に形成されており、支持パイプ330の外周面上において、支持パイプ330の軸方向に往復動可能、且つ支持パイプ330の軸回りに相対回動可能に配設されている。   A slider gear 350 is disposed in a series of internal spaces formed by the housings 314 and 323 of the input unit 310 and the two output units 320. The slider gear 350 is formed in a hollow cylindrical shape, and is disposed on the outer peripheral surface of the support pipe 330 so as to be able to reciprocate in the axial direction of the support pipe 330 and to be relatively rotatable around the axis of the support pipe 330. ing.

スライダギヤ350の軸方向中央部の外周面には、入力部310のヘリカルスプライン312に噛み合うヘリカルスプライン351が形成されている。一方、スライダギヤ350の軸方向両端部の外周面には、出力部320のヘリカルスプライン322に噛み合うヘリカルスプライン352がそれぞれ形成されている。   A helical spline 351 that meshes with the helical spline 312 of the input unit 310 is formed on the outer peripheral surface of the slider gear 350 in the axial center. On the other hand, helical splines 352 that mesh with the helical splines 322 of the output unit 320 are formed on the outer peripheral surfaces of both ends in the axial direction of the slider gear 350.

支持パイプ330の内部には、同支持パイプ330の軸方向に移動可能なコントロールシャフト340が設けられている。このコントロールシャフト340とスライダギヤ350とはピンで係合されており、支持パイプ330に対してスライダギヤ350は回動可能、かつコントロールシャフト340の軸方向への移動に合わせてスライダギヤ350も軸方向に移動する。   A control shaft 340 that is movable in the axial direction of the support pipe 330 is provided inside the support pipe 330. The control shaft 340 and the slider gear 350 are engaged by pins, the slider gear 350 can rotate with respect to the support pipe 330, and the slider gear 350 also moves in the axial direction in accordance with the movement of the control shaft 340 in the axial direction. To do.

このように構成された可変機構部300では、コントロールシャフト340が軸方向に移動すると、このコントロールシャフト340の移動に連動してスライダギヤ350も軸方向に移動する。このスライダギヤ350の外周面に形成されたヘリカルスプライン351、352は、歯筋の形成方向がそれぞれ異なっており、入力部310及び出力部320の内周面に形成されたヘリカルスプライン312、322とそれぞれ噛合している。そのため、スライダギヤ350が軸方向に移動すると、入力部310と出力部320はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム311と出力アーム321との相対位相差が変更され、吸気バルブ31のバルブ特性である最大リフト量及び開弁期間が変更される。具体的には、図2に示す矢印Hi方向にコントロールシャフト340を移動させると、コントロールシャフト340とともにスライダギヤ350が矢印Hi方向に移動する。これに伴って入力アーム311と出力アーム321との相対位相差、即ち図1に示した角度θが大きくなり、吸気バルブ31の最大リフト量VL及び開弁期間INCAMが大きくなって吸入空気量が増大する。一方、図2に示す矢印Lo方向にコントロールシャフト340を移動させると、コントロールシャフト340とともにスライダギヤ350が矢印Lo方向に移動するのに伴って入力アーム311と出力アーム321との相対位相差は小さくなる。これにより、吸気バルブ31の最大リフト量VL及び開弁期間INCAMが小さくなって吸入空気量は減少する。   In the variable mechanism section 300 configured as described above, when the control shaft 340 moves in the axial direction, the slider gear 350 also moves in the axial direction in conjunction with the movement of the control shaft 340. Helical splines 351 and 352 formed on the outer peripheral surface of the slider gear 350 have different tooth trace formation directions, respectively, and helical splines 312 and 322 formed on the inner peripheral surfaces of the input unit 310 and the output unit 320, respectively. Meshed. Therefore, when the slider gear 350 moves in the axial direction, the input unit 310 and the output unit 320 rotate in opposite directions. As a result, the relative phase difference between the input arm 311 and the output arm 321 is changed, and the maximum lift amount and the valve opening period that are valve characteristics of the intake valve 31 are changed. Specifically, when the control shaft 340 is moved in the arrow Hi direction shown in FIG. 2, the slider gear 350 is moved in the arrow Hi direction together with the control shaft 340. Accordingly, the relative phase difference between the input arm 311 and the output arm 321, that is, the angle θ shown in FIG. 1 increases, and the maximum lift amount VL and the valve opening period INCAM of the intake valve 31 increase to increase the intake air amount. Increase. On the other hand, when the control shaft 340 is moved in the direction of the arrow Lo shown in FIG. 2, the relative phase difference between the input arm 311 and the output arm 321 becomes smaller as the slider gear 350 moves in the direction of the arrow Lo together with the control shaft 340. . As a result, the maximum lift amount VL and the valve opening period INCAM of the intake valve 31 are reduced, and the intake air amount is reduced.

次に、可変動弁機構600のコントロールシャフト340を軸方向に移動させる駆動部の構成を説明する。
図3に示すように、可変動弁機構600の駆動部は、電動式のモータ210、モータ210の回転速度を減速する減速機構220、減速機構220の回転運動をコントロールシャフトの直線運動に変換する変換機構500を備えている。モータ210には、同モータ210の回転角度を検出する回転角度センサ211が設けられている。
Next, the configuration of the drive unit that moves the control shaft 340 of the variable valve mechanism 600 in the axial direction will be described.
As shown in FIG. 3, the drive part of the variable valve mechanism 600 converts the rotational motion of the electric motor 210, the speed reduction mechanism 220 that reduces the rotational speed of the motor 210, and the speed reduction mechanism 220 into the linear motion of the control shaft. A conversion mechanism 500 is provided. The motor 210 is provided with a rotation angle sensor 211 that detects the rotation angle of the motor 210.

減速機構220には、複数の歯車等が備えられている。減速機構220の入力軸は、モータ210の出力軸に接続されており、減速機構220の出力軸は、変換機構500に設けられたカム530に接続されている。   The speed reduction mechanism 220 includes a plurality of gears and the like. The input shaft of the speed reduction mechanism 220 is connected to the output shaft of the motor 210, and the output shaft of the speed reduction mechanism 220 is connected to a cam 530 provided in the conversion mechanism 500.

変換機構500は、ホルダ510と、ホルダ510の移動を案内するガイド520とを備えており、ホルダ510は、ガイド520に沿って往動及び復動する。ホルダ510には、コントロールシャフト340に向けて延びる接続軸511が取り付けられており、接続軸511の端部は、連結部材400によって、コントロールシャフト340における接続軸511側の端部に連結されている。   The conversion mechanism 500 includes a holder 510 and a guide 520 that guides the movement of the holder 510, and the holder 510 moves forward and backward along the guide 520. A connection shaft 511 extending toward the control shaft 340 is attached to the holder 510, and an end portion of the connection shaft 511 is coupled to an end portion of the control shaft 340 on the connection shaft 511 side by a coupling member 400. .

ホルダ510内には、減速機構220の出力軸によって回動されるカム530が配置されている。また、ホルダ510には、カム530のカム面が接するローラ540が回転可能に取り付けられている。   A cam 530 that is rotated by the output shaft of the speed reduction mechanism 220 is disposed in the holder 510. In addition, a roller 540 with which the cam surface of the cam 530 contacts is rotatably attached to the holder 510.

カム530が回動すると、カム530の運動が伝達される部材である従動節としてのホルダ510がガイド520に沿って移動する。このホルダ510の移動によってコントロールシャフト340は、コントロールシャフト340の中心軸の延びる方向である軸方向に変位する。   When the cam 530 rotates, a holder 510 as a driven node that is a member to which the movement of the cam 530 is transmitted moves along the guide 520. As the holder 510 moves, the control shaft 340 is displaced in the axial direction, which is the direction in which the central axis of the control shaft 340 extends.

モータ210には、モータ210の駆動を制御するモータ用制御装置150が接続されている。モータ210は、モータ用制御装置150からの駆動信号に応じて回転角度が制御される。モータ用制御装置150は、内燃機関1の運転状態を制御する機関用制御装置100に接続されている。   A motor controller 150 that controls the driving of the motor 210 is connected to the motor 210. The rotation angle of the motor 210 is controlled in accordance with a drive signal from the motor control device 150. The motor control device 150 is connected to the engine control device 100 that controls the operating state of the internal combustion engine 1.

機関用制御装置100には、アクセル操作量センサによって検出されるアクセル操作量や、クランク角センサによって検出されるクランク角などが入力される。そして、機関用制御装置100は、例えば、クランク角から算出される機関回転速度NE及びアクセル操作量ACCPなどに基づいて機関運転状態に応じた要求吸入空気量を算出し、要求吸入空気量が得られる吸気バルブ31の最大リフト量を算出する。そしてその算出された最大リフト量を目標リフト量VLpとして設定する。このようにして目標リフト量VLpが設定されると、モータ用制御装置150では、目標リフト量VLpに対応するカム530の回転位相が算出され、その算出された回転位相となるようにモータ210の回転角度を制御する。なお、モータ210の駆動は、モータ用制御装置150によってデューティ制御されており、モータ210を回転させるとき、つまりバルブ特性を変更するときにおいてモータ210に与えられるデューティ比は、ほぼ最大値に近い値が設定される。これによりモータ210の出力トルクは最大値に近い値となり、コントロールシャフト340は、最大速度に近い速度で移動する。   The engine control device 100 receives an accelerator operation amount detected by an accelerator operation amount sensor, a crank angle detected by a crank angle sensor, and the like. Then, the engine control device 100 calculates the required intake air amount according to the engine operating state based on, for example, the engine rotational speed NE calculated from the crank angle and the accelerator operation amount ACCP, and the required intake air amount is obtained. The maximum lift amount of the intake valve 31 is calculated. The calculated maximum lift amount is set as the target lift amount VLp. When the target lift amount VLp is set in this way, the motor control device 150 calculates the rotational phase of the cam 530 corresponding to the target lift amount VLp, and the motor 210 has the calculated rotational phase. Control the rotation angle. Note that the drive of the motor 210 is duty-controlled by the motor control device 150, and the duty ratio given to the motor 210 when the motor 210 is rotated, that is, when the valve characteristics are changed, is a value close to the maximum value. Is set. As a result, the output torque of the motor 210 becomes a value close to the maximum value, and the control shaft 340 moves at a speed close to the maximum speed.

また、モータ用制御装置150は、回転角度センサ211にて検出されるモータ210の回転角度からカム530の回転位相を算出し、その算出された回転位相から最大リフト量VLの現状値を算出する。そして、モータ用制御装置150は、算出された最大リフト量VLの現状値を機関用制御装置100に送信する。   Further, the motor control device 150 calculates the rotation phase of the cam 530 from the rotation angle of the motor 210 detected by the rotation angle sensor 211, and calculates the current value of the maximum lift amount VL from the calculated rotation phase. . Then, the motor control device 150 transmits the calculated current value of the maximum lift amount VL to the engine control device 100.

次に、コントロールシャフト340を変位させるカム530について詳細に説明する。
図4に示すように、カム530のカム面には、一方向に向かってカム径(カムの回転中心からカム面までの半径)が次第に大きくなることによりコントロールシャフト340の変位量が線形に増加する区間(図4に示す第1回転角度R1〜第2回転角度R2、及び第3回転角度R3〜第4回転角度R4の区間)が設けられている。また、カム530のカム面には、カム径が一定であってコントロールシャフト340の変位量が一定になる区間(図4に示す第2回転角度R2〜第3回転角度R3の区間、第4回転角度R4〜第5回転角度R5の区間、及びローラ540がカム530の基準円530bに接触する第1回転角度R1以前の区間)も設けられている。
Next, the cam 530 that displaces the control shaft 340 will be described in detail.
As shown in FIG. 4, on the cam surface of the cam 530, the displacement of the control shaft 340 increases linearly as the cam diameter (radius from the cam rotation center to the cam surface) gradually increases in one direction. Sections (sections of the first rotation angle R1 to the second rotation angle R2 and the third rotation angle R3 to the fourth rotation angle R4 shown in FIG. 4) are provided. The cam surface of the cam 530 has a constant cam diameter and a constant displacement amount of the control shaft 340 (second rotation angle R2 to third rotation angle R3 shown in FIG. 4, fourth rotation). A section from the angle R4 to the fifth rotation angle R5 and a section before the first rotation angle R1 where the roller 540 contacts the reference circle 530b of the cam 530 are also provided.

より詳細には、カム530の回転角度が第1回転角度R1以前の区間では、コントロールシャフト340の変位量が「0」に維持される。また、カム530の回転角度が第2回転角度R2〜第3回転角度R3の区間では、コントロールシャフト340の変位量が一定の値である「L1」に維持される。そして、カム530の回転角度が第4回転角度R4〜第5回転角度R5の区間では、コントロールシャフト340の変位量は一定の値であって上記「L1」よりも大きい「L2」に維持される。なお、このようにしてコントロールシャフト340の変位量が一定になる区間を、以下、「保持領域」という。   More specifically, the displacement amount of the control shaft 340 is maintained at “0” in the section where the rotation angle of the cam 530 is before the first rotation angle R1. Further, in a section where the rotation angle of the cam 530 is the second rotation angle R2 to the third rotation angle R3, the displacement amount of the control shaft 340 is maintained at “L1” which is a constant value. When the rotation angle of the cam 530 is between the fourth rotation angle R4 and the fifth rotation angle R5, the displacement amount of the control shaft 340 is a constant value and is maintained at “L2” which is larger than the above “L1”. . The section in which the displacement amount of the control shaft 340 is constant in this way is hereinafter referred to as “holding area”.

カム530のカム面は、上述したカムプロファイルを有しているため、カム530が1回転する間に、吸気バルブ31の最大リフト量VLは、図5に示すように変化する。
図5に示すように、モータ210の回転角度が大きくなるに伴って、カム530の回転角度も徐々に大きくなる。そして、ローラ540がカム530の基準円530bに接触した状態になる第1回転角度R1以前の区間では、コントロールシャフト340の変位量が「0」であり、このときの最大リフト量VLは、第1リフト量VL1に保持される。なお、この第1リフト量VL1は、最大リフト量VLの最小値である。そして、カム530の回転角度が、第1回転角度R1から第2回転角度R2に変化する過程では、コントロールシャフト340の変位量が徐々に増大するため、最大リフト量VLは、第1リフト量VL1から徐々に大きくなっていく。
Since the cam surface of the cam 530 has the above-described cam profile, the maximum lift amount VL of the intake valve 31 changes as shown in FIG. 5 while the cam 530 makes one rotation.
As shown in FIG. 5, as the rotation angle of the motor 210 increases, the rotation angle of the cam 530 gradually increases. In the section before the first rotation angle R1 where the roller 540 is in contact with the reference circle 530b of the cam 530, the displacement amount of the control shaft 340 is “0”, and the maximum lift amount VL at this time is the first lift amount VL. One lift amount VL1 is maintained. The first lift amount VL1 is the minimum value of the maximum lift amount VL. In the process in which the rotation angle of the cam 530 changes from the first rotation angle R1 to the second rotation angle R2, the displacement amount of the control shaft 340 gradually increases, so the maximum lift amount VL is the first lift amount VL1. It gradually grows from.

カム530の回転角度が第2回転角度R2〜第3回転角度R3の区間では、コントロールシャフト340の変位量が一定の「L1」に維持されるため、このときの最大リフト量VLは、第1リフト量VL1よりも大きい第2リフト量VL2に保持される。そして、カム530の回転角度が、第3回転角度R3から第4回転角度R4に変化する過程では、コントロールシャフト340の変位量が徐々に増大するため、最大リフト量VLは、第2リフト量VL2から徐々に大きくなっていく。   In the section where the rotation angle of the cam 530 is the second rotation angle R2 to the third rotation angle R3, the displacement amount of the control shaft 340 is maintained at a constant “L1”, so the maximum lift amount VL at this time is the first lift amount VL. The second lift amount VL2 is held larger than the lift amount VL1. In the process in which the rotation angle of the cam 530 changes from the third rotation angle R3 to the fourth rotation angle R4, the displacement amount of the control shaft 340 gradually increases, so the maximum lift amount VL is equal to the second lift amount VL2. It gradually grows from.

カム530の回転角度が第4回転角度R4〜第5回転角度R5の区間では、コントロールシャフト340の変位量が上記「L1」よりも大きい「L2」に維持されるため、このときの最大リフト量VLは、第2リフト量VL2よりも大きい第3リフト量VL3に保持される。なお、この第3リフト量VL3は、最大リフト量VLの最大値である。   In the section where the rotation angle of the cam 530 is the fourth rotation angle R4 to the fifth rotation angle R5, the displacement amount of the control shaft 340 is maintained at “L2” which is larger than the above “L1”. VL is held at a third lift amount VL3 that is larger than the second lift amount VL2. The third lift amount VL3 is the maximum value of the maximum lift amount VL.

ここで、上記可変機構部300の出力部320には、バルブスプリング24からの反力が作用するため、入力アーム311と出力アーム321との相対位相差を小さくしようとする力がかかる。従って、スライダギヤ350やコントロールシャフト340には、吸気バルブ31の最大リフト量VLが小さくなる方向(図2や図3に示す矢印Lo方向)に軸力が作用する。この軸力が、カム530において、コントロールシャフト340の変位量を変化させる区間のカム面に作用すると、その軸力からの分力が発生し、その分力により、カム530は最大リフト量VLが小さくなる方向に作用する回転トルクが働くようになる。そのため、コントロールシャフト340の変位量が変化する区間内で最大リフト量VLを保持しようとすると、上記回転トルクに抗する力をモータ210から発生させる必要があり、モータ210に対して保持電流を供給する必要がある。   Here, since the reaction force from the valve spring 24 acts on the output portion 320 of the variable mechanism portion 300, a force for reducing the relative phase difference between the input arm 311 and the output arm 321 is applied. Therefore, an axial force acts on the slider gear 350 and the control shaft 340 in the direction in which the maximum lift amount VL of the intake valve 31 decreases (the direction of the arrow Lo shown in FIGS. 2 and 3). When this axial force acts on the cam surface of the section where the displacement amount of the control shaft 340 is changed in the cam 530, a component force is generated from the axial force, and the cam 530 has a maximum lift amount VL due to the component force. Rotational torque acting in the direction of decreasing works. For this reason, if the maximum lift amount VL is to be maintained within a section in which the displacement amount of the control shaft 340 changes, it is necessary to generate a force against the rotational torque from the motor 210, and supply a holding current to the motor 210. There is a need to.

他方、カム530において上述した保持領域のカム面に上記軸力が作用するとき、つまりカム径が一定であってコントロールシャフト340の変位量が一定になる区間のカム面に上記軸力が作用するときには、そうした軸力が作用したとしても、その軸力からの分力の発生は抑えられる。そのため、軸力に起因した上記回転トルクの発生が抑制される。従って、コントロールシャフト340の変位量が一定になる区間において最大リフト量VLを保持する場合には、モータ210に供給する保持電流を低減することができる。   On the other hand, when the axial force acts on the cam surface of the holding region described above in the cam 530, that is, the axial force acts on the cam surface in a section where the cam diameter is constant and the displacement of the control shaft 340 is constant. Sometimes, even if such an axial force is applied, the generation of a component force from that axial force is suppressed. Therefore, the generation of the rotational torque due to the axial force is suppressed. Therefore, when the maximum lift amount VL is held in a section where the displacement amount of the control shaft 340 is constant, the holding current supplied to the motor 210 can be reduced.

そこで、可変動弁機構600では、吸気バルブ31の最大リフト量VLとして、上述した第1リフト量VL1、第2リフト量VL2、及び第3リフト量VL3のいずれかを機関運転状態に応じて選択する。そして、選択された最大リフト量を保持することにより、吸気バルブ31の最大リフト量VLを3段階に変更するようにしている。このように可変動弁機構600は、バルブ特性を多段階に変更する多段可変式の可変動弁機構として利用されている。   Accordingly, in the variable valve mechanism 600, the first lift amount VL1, the second lift amount VL2, and the third lift amount VL3 are selected as the maximum lift amount VL of the intake valve 31 according to the engine operating state. To do. The maximum lift amount VL of the intake valve 31 is changed in three stages by holding the selected maximum lift amount. Thus, the variable valve mechanism 600 is used as a multi-stage variable variable valve mechanism that changes the valve characteristics in multiple stages.

ところで、内燃機関1において燃料噴射が開始されてから吸気バルブ31が閉弁するまでの間に、吸気バルブ31のバルブ特性が変化すると、吸入空気量が燃料噴射時から変化するために空燃比が悪化してしまう。そこで、機関用制御装置100は、各種パラメータを使用したエアモデルによって吸入空気量の推定を行うようにしており、そうした吸入空気量の推定に際しては、上述した各種パラメータの一つとしてバルブ特性の推定値を利用している。   By the way, if the valve characteristics of the intake valve 31 change between the start of fuel injection in the internal combustion engine 1 and the closing of the intake valve 31, the intake air amount changes from the time of fuel injection, so the air-fuel ratio becomes smaller. It will get worse. Therefore, the engine control apparatus 100 estimates the intake air amount by an air model using various parameters, and when estimating the intake air amount, the estimated value of the valve characteristic is one of the various parameters described above. Is used.

図6に示すように、より詳細には、時刻t1において機関運転状態が変化し、これにより機関運転状態に対応した目標リフト量VLpが変化したときには、機関用制御装置100は、直ちに目標リフト量VLpを変更するのではなく、所定のディレイ時間DLが経過した後に目標リフト量VLpを変更する(時刻t2)。この時刻t2での目標リフト量VLpの変更により、実際の最大リフト量VLは、変更後の目標リフト量VLpに向かって変化していく。   More specifically, as shown in FIG. 6, when the engine operating state changes at time t1 and the target lift amount VLp corresponding to the engine operating state changes accordingly, the engine control device 100 immediately sets the target lift amount. Instead of changing VLp, the target lift amount VLp is changed after a predetermined delay time DL has elapsed (time t2). By changing the target lift amount VLp at time t2, the actual maximum lift amount VL changes toward the changed target lift amount VLp.

他方、時刻t1において機関運転状態が変化し、これにより機関運転状態に対応した目標リフト量VLpが変化したときには、機関用制御装置100は、時刻t1において直ちに目標リフト量VLpを変更したと仮定したときの目標リフト量VLpの変化に相当する仮想目標量VLVpを、変化前の目標リフト量VLpから変化後の目標リフト量VLpに変更する。   On the other hand, when the engine operating state changes at time t1 and thereby the target lift amount VLp corresponding to the engine operating state changes, it is assumed that the engine control device 100 immediately changes the target lift amount VLp at time t1. The virtual target amount VLVp corresponding to the change in the target lift amount VLp at the time is changed from the target lift amount VLp before the change to the target lift amount VLp after the change.

また、機関用制御装置100は、時刻t1にて直ちに目標リフト量VLpを変更したと仮定したときの最大リフト量VLの変化を推定した仮想リフト量VLVを算出する。つまりバルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における最大リフト量VLの推定値を仮想リフト量VLVとして算出する。そして、機関用制御装置100は、エアモデルによる吸入空気量の推定に際して上記仮想リフト量VLVを利用し、その仮想リフト量VLV等に基づいて推定された吸入空気量に応じて燃料噴射量を設定するようにしている。   The engine control apparatus 100 calculates a virtual lift amount VLV that estimates a change in the maximum lift amount VL when it is assumed that the target lift amount VLp is immediately changed at time t1. That is, the estimated value of the maximum lift amount VL during the change of the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed is calculated as the virtual lift amount VLV. The engine control apparatus 100 uses the virtual lift amount VLV when estimating the intake air amount by the air model, and sets the fuel injection amount according to the intake air amount estimated based on the virtual lift amount VLV and the like. I am doing so.

このように機関運転状態の変化によりバルブ特性を変更するときには、機関用制御装置100は、実際のバルブ特性(最大リフト量VL)の変更をディレイ時間DLの分だけ遅らせる。その一方、機関用制御装置100は、バルブ特性の変更に先立って事前にバルブ特性の変化を把握し、その事前に把握したバルブ特性の変化(仮想リフト量VLVの変化)に基づいて吸入空気量を推定することにより、上述したような空燃比の悪化を抑えるようにしている。   In this way, when the valve characteristic is changed due to the change in the engine operating state, the engine control apparatus 100 delays the change of the actual valve characteristic (maximum lift amount VL) by the delay time DL. On the other hand, the engine control apparatus 100 grasps the change in the valve characteristic in advance prior to the change in the valve characteristic, and the intake air amount based on the change in the valve characteristic grasped in advance (change in the virtual lift amount VLV). Thus, the deterioration of the air-fuel ratio as described above is suppressed.

そうしたエアモデルによる吸入空気量の推定に際しては、仮想リフト量VLVの推定精度が吸入空気量の推定精度に影響する。そこで、機関用制御装置100は、以下のようにして仮想リフト量VLVを算出することにより、目標リフト量VLpを変更したと仮定したときの最大リフト量VLの変更途中における仮想リフト量VLVを精度よく適切に推定するようにしている。   In estimating the intake air amount using such an air model, the estimation accuracy of the virtual lift amount VLV affects the estimation accuracy of the intake air amount. Therefore, the engine control apparatus 100 calculates the virtual lift amount VLV as follows, thereby accurately calculating the virtual lift amount VLV during the change of the maximum lift amount VL when it is assumed that the target lift amount VLp has been changed. I try to make a good estimate.

以下、仮想リフト量VLVの算出について、図7〜図14を参照しつつ説明する。
まずはじめに、仮想リフト量VLVの初期値を設定する処理手順について、図7を参照して説明する。なお、本処理は機関用制御装置100により所定周期毎に実行される。
Hereinafter, calculation of the virtual lift amount VLV will be described with reference to FIGS.
First, a processing procedure for setting an initial value of the virtual lift amount VLV will be described with reference to FIG. This process is executed by the engine control device 100 at predetermined intervals.

図7に示すように、本処理が開始されるとまず、機関始動後であるか否かが判定される(S100)。そして、機関始動後ではない、つまり機関が始動されていないときには(S100:NO)、最大リフト量VLは変化しないため、現在の最大リフト量VLが仮想リフト量VLVとして設定されて(S300)、本処理は一旦終了される。   As shown in FIG. 7, when this process is started, it is first determined whether or not the engine has been started (S100). When the engine is not started, that is, when the engine is not started (S100: NO), the maximum lift amount VL does not change, so the current maximum lift amount VL is set as the virtual lift amount VLV (S300). This process is temporarily terminated.

一方、機関始動後であるときには(S100:YES)、最大リフト量VLは種々変化するため、仮想リフト量VLVの算出処理が実行されて(S200)、本処理は一旦終了される。   On the other hand, when it is after the engine is started (S100: YES), the maximum lift amount VL changes variously. Therefore, the virtual lift amount VLV calculation process is executed (S200), and this process is temporarily terminated.

このようにして機関用制御装置100は、機関始動前の最大リフト量VLを仮想リフト量VLVの初期値として設定する。
次に、上記ステップS200の処理、つまり機関始動後に実行される仮想リフト量VLVの算出処理について、図8〜図14を参照して説明する。なお、本処理も機関用制御装置100により所定周期毎に実行される。
In this way, the engine control apparatus 100 sets the maximum lift amount VL before starting the engine as the initial value of the virtual lift amount VLV.
Next, the process of step S200, that is, the calculation process of the virtual lift amount VLV executed after the engine is started will be described with reference to FIGS. This process is also executed at predetermined intervals by the engine control apparatus 100.

図8に示すように、本処理が開始されるとまず、現在の仮想リフト量VLVが次式(1)を満たす値であるか否かが判定される(S210)。

VLVp−H≦VLV≦VLVp+H …(1)
VLVp:仮想目標量
VLV:仮想リフト量
H:定数

定数Hは、仮想リフト量VLVと仮想目標量VLVpとがほぼ一致していると判定できる程度の乖離度合が適宜設定されている。
As shown in FIG. 8, when this process is started, it is first determined whether or not the current virtual lift amount VLV is a value that satisfies the following equation (1) (S210).

VLVp−H ≦ VLV ≦ VLVp + H (1)
VLVp: Virtual target amount
VLV: Virtual lift amount
H: Constant

The constant H is appropriately set to such a degree of deviation that it can be determined that the virtual lift amount VLV and the virtual target amount VLVp substantially match.

そして、バルブ特性が変更されていない状態、つまり最大リフト量VLが上述した第1リフト量VL1、第2リフト量VL2、及び第3リフト量VL3のうちのいずれかに保持されているときには、仮想リフト量VLVと仮想目標量VLVpとが一致している。従って、この場合には、ステップS210にて肯定判定され(S210:YES)、現在の仮想目標量VLVpが仮想リフト量VLVに設定されて(S280)、本処理は一旦終了される。このステップS280の処理、あるいは先の図7に示したステップS300の処理により、バルブ特性を変更する前のバルブ特性であって仮想リフト量VLVの基準値となる値が設定される。   When the valve characteristic is not changed, that is, when the maximum lift amount VL is held in any one of the first lift amount VL1, the second lift amount VL2, and the third lift amount VL3 described above, The lift amount VLV matches the virtual target amount VLVp. Accordingly, in this case, an affirmative determination is made in step S210 (S210: YES), the current virtual target amount VLVp is set to the virtual lift amount VLV (S280), and this process is temporarily ended. By the process of step S280 or the process of step S300 shown in FIG. 7, a value that is the valve characteristic before changing the valve characteristic and becomes the reference value of the virtual lift amount VLV is set.

一方、機関運転状態に対応した目標リフト量VLpが変化したときには、仮想目標量VLVpが変更される。このようにして仮想目標量VLVpが変更されたときには、その後仮想リフト量VLVが変化して、同仮想リフト量VLVが仮想目標量VLVpとほぼ一致するようになるまで、上記式(1)は満たされない。従って、この場合には、ステップS210にて否定判定される。そして、バルブ特性を変更したと仮定したときの同バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を推定するために、ステップS220以降の処理が順次行われる。   On the other hand, when the target lift amount VLp corresponding to the engine operating state changes, the virtual target amount VLVp is changed. When the virtual target amount VLVp is changed in this way, the virtual lift amount VLV thereafter changes, and the above equation (1) is satisfied until the virtual lift amount VLV substantially coincides with the virtual target amount VLVp. Not. Accordingly, in this case, a negative determination is made in step S210. And in order to estimate the valve characteristic in the middle of the change of the valve characteristic when it assumes that the valve characteristic was changed, the process after step S220 is performed sequentially.

ステップS220では、仮想目標量VLVpが仮想リフト量VLVを超えているか否かが判定される。このステップS220では、例えば機関運転状態に対応した目標リフト量VLpが変化したことにより、仮想目標量VLVpが増大側に変更されたときなどに肯定判定される。   In step S220, it is determined whether or not the virtual target amount VLVp exceeds the virtual lift amount VLV. In step S220, an affirmative determination is made, for example, when the virtual target amount VLVp is changed to the increasing side due to a change in the target lift amount VLp corresponding to the engine operating state.

そしてステップS220にて肯定判定されるときには、次に、仮想リフト量VLVを増大させるための増大量Aが算出される(S230)。この増大量Aは、単位時間当たりの仮想リフト量VLVの増大量、つまり最大リフト量が大きくなるようにバルブ特性を変更している途中のバルブ特性の推定変化速度である。そして増大量Aは、次式(2)に基づいて設定される。   If an affirmative determination is made in step S220, then an increase amount A for increasing the virtual lift amount VLV is calculated (S230). The increase amount A is an estimated change speed of the valve characteristic while the valve characteristic is being changed so as to increase the virtual lift amount VLV per unit time, that is, the maximum lift amount. The increase amount A is set based on the following equation (2).


増大量A=基本増大量Ab×オイル係数K1×モータ係数K2 …(2)

なお、後述するステップS260では、仮想リフト量VLVを減少させるための減少量Bを算出する。この減少量Bは、単位時間当たりの仮想リフト量VLVの減少量、つまり最大リフト量が小さくなるようにバルブ特性を変更している途中のバルブ特性の推定変化速度である。そして減少量Bは、次式(3)に基づいて設定される。

Increase amount A = Basic increase amount Ab × oil coefficient K1 × motor coefficient K2 (2)

In step S260 described later, a reduction amount B for reducing the virtual lift amount VLV is calculated. This decrease amount B is an estimated change speed of the valve characteristic while the valve characteristic is being changed so that the decrease amount of the virtual lift amount VLV per unit time, that is, the maximum lift amount becomes small. The decrease amount B is set based on the following equation (3).


減少量B=基本減少量Bb×オイル係数K1×モータ係数K2 …(3)

基本増大量Ab及び基本減少量Bbとは、以下に説明する値である。

Reduction amount B = Basic reduction amount Bb × oil coefficient K1 × motor coefficient K2 (3)

The basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb are values described below.

まず、上述したように、上記コントロールシャフト340には、吸気バルブ31を付勢するバルブスプリング24の反力に起因して一方の軸方向(最大リフト量VLが小さくなる方向(図2や図3に示す矢印Lo方向))に作用する軸力が加わる。この軸力の作用方向と、モータ210によって駆動されるコントロールシャフト340の駆動方向とが同一のとき、つまり最大リフト量VLを小さくするときには、バルブ特性の変化速度は速くなる。一方、軸力の作用方向と、モータ210によって駆動されるコントロールシャフト340の駆動方向とが逆のとき、つまり最大リフト量VLを大きくするときには、バルブ特性の変化速度は遅くなる。   First, as described above, the control shaft 340 has one axial direction (the direction in which the maximum lift amount VL decreases (FIGS. 2 and 3) due to the reaction force of the valve spring 24 that urges the intake valve 31. Axial force acting on the arrow Lo direction)) shown in FIG. When the acting direction of the axial force and the drive direction of the control shaft 340 driven by the motor 210 are the same, that is, when the maximum lift amount VL is reduced, the change speed of the valve characteristic is increased. On the other hand, when the acting direction of the axial force is opposite to the driving direction of the control shaft 340 driven by the motor 210, that is, when the maximum lift amount VL is increased, the changing speed of the valve characteristic is slow.

このようにバルブ特性の変化速度は軸力の影響を受けて変化するのであるが、その軸力の大きさは機関回転速度によって変化する傾向がある。
図9に、機関回転速度NEと軸力との関係を示す。この図9に示すように、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は一旦小さくなっていく。そして、機関回転速度NEが中回転速度領域を超えたあたりから、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は徐々に大きくなっていく。このように、低回転速度領域や高回転速度領域では軸力が大きくなり、中回転速度領域では軸力が小さくなる。そして、最大リフト量VLを大きくするときには、軸力の作用方向と、モータ210によって駆動されるコントロールシャフト340の駆動方向とが逆になるため、軸力が大きいときほどバルブ特性の変化速度は遅くなる。逆に、最大リフト量VLを小さくするときには、軸力の作用方向と、モータ210によって駆動されるコントロールシャフト340の駆動方向とが同じになるため、軸力が大きいときほどバルブ特性の変化速度は速くなる。
As described above, the change speed of the valve characteristic changes under the influence of the axial force, but the magnitude of the axial force tends to change depending on the engine speed.
FIG. 9 shows the relationship between the engine speed NE and the axial force. As shown in FIG. 9, the axial force temporarily decreases as the engine speed NE increases. Then, the axial force gradually increases as the engine rotational speed NE increases from when the engine rotational speed NE exceeds the middle rotational speed region. Thus, the axial force increases in the low rotation speed region and the high rotation speed region, and the axial force decreases in the medium rotation speed region. When the maximum lift amount VL is increased, the acting direction of the axial force and the driving direction of the control shaft 340 driven by the motor 210 are reversed, so that the change speed of the valve characteristic is slower as the axial force is larger. Become. On the contrary, when the maximum lift amount VL is reduced, the acting direction of the axial force is the same as the driving direction of the control shaft 340 driven by the motor 210. Therefore, the change rate of the valve characteristic is increased as the axial force is increased. Get faster.

こうしたバルブ特性の変化速度に対する軸力の影響を考慮して、本実施形態では、最大リフト量VLを大きくするときの仮想リフト量VLVの推定変化速度に相当する増大量Aについて、その基本値である基本増大量Abを機関回転速度NEに基づいて可変設定するようにしている。また、最大リフト量VLを小さくするときの仮想リフト量VLVの推定変化速度に相当する減少量Bについても、その基本値である基本減少量Bbを機関回転速度NEに基づいて可変設定するようにしている。なお、基本増大量Ab及び基本減少量Bbはともに正の値である。   In consideration of the influence of the axial force on the change speed of the valve characteristics, in the present embodiment, the basic value of the increase amount A corresponding to the estimated change speed of the virtual lift amount VLV when the maximum lift amount VL is increased. A certain basic increase amount Ab is variably set based on the engine speed NE. Further, with respect to the reduction amount B corresponding to the estimated change speed of the virtual lift amount VLV when the maximum lift amount VL is reduced, the basic reduction amount Bb, which is the basic value, is variably set based on the engine speed NE. ing. The basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb are both positive values.

図10に示すように、基本増大量Abは、機関回転速度NEの増大に伴って大きくされていき、中間速度領域において基本増大量Abは極大値となる。そして、基本増大量Abが極大値となる機関回転速度NEを超える速度領域では、機関回転速度NEの増大に伴って基本増大量Abは小さくされる。   As shown in FIG. 10, the basic increase amount Ab is increased as the engine speed NE increases, and the basic increase amount Ab reaches a maximum value in the intermediate speed region. Then, in the speed region where the basic increase amount Ab exceeds the engine rotation speed NE where the maximum value is obtained, the basic increase amount Ab is decreased as the engine rotation speed NE increases.

図11に示すように、基本減少量Bbは、機関回転速度NEの増大に伴って小さくされていき、中間速度領域において基本減少量Bbは極小値となる。そして、基本減少量Bbが極小値となる機関回転速度NEを超える速度領域では、機関回転速度NEの増大に伴って基本減少量Bbは大きくされる。   As shown in FIG. 11, the basic reduction amount Bb is reduced as the engine speed NE increases, and the basic reduction amount Bb becomes a minimum value in the intermediate speed region. In a speed region where the basic reduction amount Bb exceeds the engine rotation speed NE where the minimum value is obtained, the basic reduction amount Bb is increased as the engine rotation speed NE increases.

図12に示すように、オイル係数K1は、油温に基づき、「0<K1≦1」の範囲内において可変設定される値であり、油温が高くなるについて徐々に大きくされていく。そして、油温が所定の温度を超えるとオイル係数K1は、「1」に固定される。なお、オイル係数K1が「1」に固定される温度領域を設けることなく、油温の上昇に伴ってオイル係数K1が徐々に大きくされるようにしてもよい。   As shown in FIG. 12, the oil coefficient K1 is a value that is variably set within the range of “0 <K1 ≦ 1” based on the oil temperature, and is gradually increased as the oil temperature increases. When the oil temperature exceeds a predetermined temperature, the oil coefficient K1 is fixed to “1”. Note that the oil coefficient K1 may be gradually increased as the oil temperature increases without providing a temperature region in which the oil coefficient K1 is fixed to “1”.

図13に示すように、モータ係数K2も、油温に基づき、「0<K1≦1」の範囲内において可変設定される値であり、油温がある程度低い領域、例えばモータ210の出力トルクに影響を与えない程度の低油温領域では「1」に固定される。そして、モータ係数K2が「1」に固定される温度領域よりも油温が高い領域では、油温が高くなるについてモータ係数K2は徐々に小さくされていく。なお、モータ係数K2が「1」に固定される温度領域を設けることなく、油温の上昇に伴ってモータ係数K2が徐々に小さくされるようにしてもよい。   As shown in FIG. 13, the motor coefficient K2 is also a value that is variably set within the range of “0 <K1 ≦ 1” based on the oil temperature. It is fixed at “1” in a low oil temperature region where there is no influence. In the region where the oil temperature is higher than the temperature region where the motor coefficient K2 is fixed to “1”, the motor coefficient K2 is gradually reduced as the oil temperature increases. Note that the motor coefficient K2 may be gradually decreased as the oil temperature rises without providing a temperature region in which the motor coefficient K2 is fixed to “1”.

こうしてステップS230にて増大量Aが算出されると、ステップS240では、仮想リフト量VLVの増大処理が行われて、本処理は一旦終了される。ステップS240の増大処理では、本処理の前回の実行周期時に算出された仮想リフト量VLVに対して、ステップS230で算出された増大量Aが加算され、これにより今回の実行周期における仮想リフト量VLVが算出される。   When the increase amount A is calculated in step S230 in this way, in step S240, the virtual lift amount VLV is increased, and this process is temporarily terminated. In the increase process in step S240, the increase amount A calculated in step S230 is added to the virtual lift amount VLV calculated in the previous execution cycle of this process, and thereby the virtual lift amount VLV in the current execution cycle. Is calculated.

図14に示すように、仮想リフト量VLVの算出処理が実行されてその実行周期毎にステップS240の処理が行われると、先の図8に示したステップS280の処理、あるいは先の図7に示したステップS300の処理により設定された仮想リフト量VLVを、バルブ特性変更前の仮想リフト量VLVの基準値とし、仮想リフト量VLVは、実行周期毎に増大量Aずつ増大されていく。このようにステップS240では、仮想リフト量VLVの基準値から増大量Aずつ大きくされていく仮想リフト量VLVが算出されることにより、最大リフト量VLが大きくなると仮定したときのバルブ特性変更途中における最大リフト量VLが仮想リフト量VLVとして推定される。   As shown in FIG. 14, when the calculation process of the virtual lift amount VLV is executed and the process of step S240 is performed for each execution cycle, the process of step S280 shown in FIG. 8 or the previous FIG. The virtual lift amount VLV set by the processing of step S300 shown is used as a reference value of the virtual lift amount VLV before the valve characteristic change, and the virtual lift amount VLV is increased by an increase amount A every execution cycle. As described above, in step S240, the virtual lift amount VLV that is increased by the increase amount A from the reference value of the virtual lift amount VLV is calculated, so that it is assumed that the maximum lift amount VL is increased. The maximum lift amount VL is estimated as the virtual lift amount VLV.

他方、上記ステップS220にて否定判定されるときには、仮想目標量VLVpが仮想リフト量VLVよりも小さいか否かが判定される(S250)。このステップS250では、例えば機関運転状態に対応した目標リフト量VLpが変化したことにより、仮想目標量VLVpが減少側に変更されたときなどに肯定判定される。   On the other hand, when a negative determination is made in step S220, it is determined whether or not the virtual target amount VLVp is smaller than the virtual lift amount VLV (S250). In step S250, an affirmative determination is made, for example, when the virtual target amount VLVp is changed to a decreasing side due to a change in the target lift amount VLp corresponding to the engine operating state.

そして、ステップS250にて否定判定されるときには、本処理は一旦終了される。
一方、ステップS250にて肯定判定されるときには、次に、仮想リフト量VLVを増大させるために、上述した減少量Bが算出される(S260)。なお、減少量Bを算出するときのオイル係数K1やモータ係数K2は、増大量Aを算出するときのオイル係数K1やモータ係数K2と同一の態様で算出される。
Then, when a negative determination is made in step S250, this process is temporarily terminated.
On the other hand, when an affirmative determination is made in step S250, the above-described reduction amount B is calculated in order to increase the virtual lift amount VLV (S260). The oil coefficient K1 and the motor coefficient K2 when calculating the decrease amount B are calculated in the same manner as the oil coefficient K1 and the motor coefficient K2 when calculating the increase amount A.

こうしてステップS260にて減少量Bが算出されると、ステップS270では、仮想リフト量VLVの減少処理が行われて、本処理は一旦終了される。ステップS270の減少処理では、本処理の前回の実行周期時に算出された仮想リフト量VLVに対して、ステップS260で算出された減少量Bが減算され、これにより今回の実行周期における仮想リフト量VLVが算出される。   When the reduction amount B is calculated in step S260 in this way, in step S270, the virtual lift amount VLV reduction processing is performed, and this processing is once ended. In the decrease process in step S270, the decrease amount B calculated in step S260 is subtracted from the virtual lift amount VLV calculated in the previous execution cycle of this process, and thereby the virtual lift amount VLV in the current execution cycle is subtracted. Is calculated.

仮想リフト量VLVの算出処理が実行されてその実行周期毎にステップS270の処理が行われると、先の図8に示したステップS280の処理、あるいは先の図7に示したステップS300の処理により設定された仮想リフト量VLVを基準値として、仮想リフト量VLVは、実行周期毎に減少量Bずつ減少されていく。このようにステップS270では、仮想リフト量VLVの基準値から減少量Bずつ小さくされていく仮想リフト量VLVが算出されることにより、最大リフト量VLが小さくなると仮定したときのバルブ特性変更途中における最大リフト量VLが仮想リフト量VLVとして推定される。   When the calculation process of the virtual lift amount VLV is executed and the process of step S270 is performed for each execution cycle, the process of step S280 shown in FIG. 8 or the process of step S300 shown in FIG. Using the set virtual lift amount VLV as a reference value, the virtual lift amount VLV is decreased by a decrease amount B every execution cycle. As described above, in step S270, the virtual lift amount VLV that is decreased by the decrease amount B from the reference value of the virtual lift amount VLV is calculated, so that the maximum lift amount VL is assumed to be small, and the valve characteristics are changed in the middle. The maximum lift amount VL is estimated as the virtual lift amount VLV.

次に、本実施形態の作用を説明する。
吸気バルブ31の最大リフト量を大きくするときには、上記軸力の影響を受けてバルブ特性の変化速度は遅くなる。そして、先の図9に示したように、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は一旦小さくなっていき、機関回転速度NEが中回転速度領域を超えたあたりから、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は徐々に大きくなっていく傾向がある。これらの点を考慮し、上記基本増大量Abは、先の図10に示す態様で可変設定される。つまり、基本増大量Abは、機関回転速度NEの増大に伴って大きくされていき、中間速度領域において基本増大量Abは極大値となる。そして、基本増大量Abが極大値となる機関回転速度NEを超える速度領域では、機関回転速度NEの増大に伴って基本増大量Abは小さくされる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the maximum lift amount of the intake valve 31 is increased, the change speed of the valve characteristic is slowed by the influence of the axial force. Then, as shown in FIG. 9, the axial force once decreases as the engine rotational speed NE increases, and the engine rotational speed NE increases after the engine rotational speed NE exceeds the middle rotational speed region. The axial force tends to increase gradually as it rises. Considering these points, the basic increase amount Ab is variably set in the manner shown in FIG. That is, the basic increase amount Ab is increased as the engine speed NE increases, and the basic increase amount Ab becomes a maximum value in the intermediate speed region. Then, in the speed region where the basic increase amount Ab exceeds the engine rotation speed NE where the maximum value is obtained, the basic increase amount Ab is decreased as the engine rotation speed NE increases.

一方、吸気バルブ31の最大リフト量を小さくするときには、軸力の影響を受けてバルブ特性の変化速度は速くなる。そして、上述したように、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は一旦小さくなっていき、機関回転速度NEが中回転速度領域を超えたあたりから、機関回転速度NEの上昇に伴って軸力は徐々に大きくなっていく傾向がある。これらの点を考慮し、上記基本減少量Bbは、先の図11に示す態様で可変設定される。つまり、基本減少量Bbは、機関回転速度NEの増大に伴って小さくされていき、中間速度領域において基本減少量Bbは極小値となる。そして、基本減少量Bbが極小値となる機関回転速度NEを超える速度領域では、機関回転速度NEの増大に伴って基本減少量Bbは大きくされる。   On the other hand, when the maximum lift amount of the intake valve 31 is reduced, the change speed of the valve characteristics increases due to the influence of the axial force. As described above, the axial force once decreases as the engine rotational speed NE increases, and from the point where the engine rotational speed NE exceeds the middle rotational speed region, the shaft increases as the engine rotational speed NE increases. The power tends to increase gradually. Considering these points, the basic reduction amount Bb is variably set in the manner shown in FIG. That is, the basic reduction amount Bb is reduced as the engine speed NE increases, and the basic reduction amount Bb becomes a minimum value in the intermediate speed region. In a speed region where the basic reduction amount Bb exceeds the engine rotation speed NE where the minimum value is obtained, the basic reduction amount Bb is increased as the engine rotation speed NE increases.

このようにバルブ特性の変化速度は軸力の影響を受けて変化するのであるが、その軸力の大きさは機関回転速度NEによって変化する傾向がある。そこで、バルブ特性の推定変化速度についてその基本値である基本増大量Abや基本減少量Bbを機関回転速度NEに基づいて可変設定するようにしている。つまり機関回転速度NEに応じて変化する力であってコントロールシャフト340に作用する軸力の大きさに応じて基本増大量Abや基本減少量Bbを可変設定している。これにより軸力の影響を考慮して精度よく推定変化速度(増大量Aや減少量B)を設定することができる。従って、多段可変式の可変動弁機構600において、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における仮想リフト量VLVが精度よく推定されるようになる。   As described above, the change speed of the valve characteristic changes under the influence of the axial force, but the magnitude of the axial force tends to change depending on the engine rotational speed NE. Therefore, the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb, which are the basic values of the estimated change speed of the valve characteristics, are variably set based on the engine speed NE. That is, the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb are variably set according to the magnitude of the axial force acting on the control shaft 340, which is a force that changes according to the engine speed NE. Thereby, the estimated change speed (increase amount A or decrease amount B) can be set with high accuracy in consideration of the influence of the axial force. Therefore, in the multistage variable type variable valve mechanism 600, the virtual lift amount VLV during the change of the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed can be accurately estimated.

また、このようにバルブ特性の推定変化速度は、コントロールシャフト340の動作速度と強い相関がある。そして、コントロールシャフト340の動作速度は、機関温度の影響を受けて変化する傾向がある。そこで、本実施形態では、軸力の大きさに関与する機関回転速度NEだけでなく、そうした機関温度も加味して推定変化速度を可変設定する、つまり機関温度も加味して増大量Aや減少量Bを可変設定するために、上記オイル係数K1はやモータ係数K2によって基本増大量Abや基本減少量Bbを補正するようにしている。従って、推定変化速度の精度が高まるようになる。   As described above, the estimated change speed of the valve characteristic has a strong correlation with the operation speed of the control shaft 340. The operating speed of the control shaft 340 tends to change under the influence of the engine temperature. Therefore, in the present embodiment, the estimated change speed is variably set in consideration of not only the engine rotational speed NE related to the magnitude of the axial force but also the engine temperature, that is, the increase amount A or the decrease is considered in consideration of the engine temperature. In order to variably set the amount B, the oil coefficient K1 corrects the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb by the motor coefficient K2. Therefore, the accuracy of the estimated change speed is increased.

なお、機関温度は、センサ等で機関温度を直接検出する他、機関の潤滑油の温度である油温や、機関の冷却水の温度である冷却水温などで代用することができる。そこで、本実施形態では、機関温度の代用値として上記油温を使用するようにしているが、他のパラメータを使用してもよい。   The engine temperature can be substituted by an oil temperature that is the temperature of the lubricating oil of the engine or a cooling water temperature that is the temperature of the cooling water of the engine, in addition to directly detecting the engine temperature by a sensor or the like. Therefore, in the present embodiment, the oil temperature is used as a substitute value for the engine temperature, but other parameters may be used.

また、機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど、コントロールシャフト340が動作するときのフリクションが小さくなるため、コントロールシャフト340の動作速度は速くなり、バルブ特性の変化速度も速くなる。そこで、機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど、仮想リフト量VLVの推定変化速度がより速い速度に設定されるように、つまり潤滑油の粘度が低くなるほど増大量Aや減少量Bが大きくなるように基本増大量Abや基本減少量Bbを補正する値としてオイル係数K1を設定している。従って、増大量Aや減少量Bといったバルブ特性の推定変化速度の精度が高まるようになる。   Further, the lower the viscosity of the lubricating oil as the engine temperature increases, the smaller the friction when the control shaft 340 operates, so the operating speed of the control shaft 340 increases and the rate of change of the valve characteristics also increases. Therefore, as the viscosity of the lubricating oil decreases as the engine temperature increases, the estimated change speed of the virtual lift amount VLV is set to a higher speed, that is, as the lubricating oil viscosity decreases, the increasing amount A or the decreasing amount. The oil coefficient K1 is set as a value for correcting the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb so that B increases. Therefore, the accuracy of the estimated change speed of the valve characteristics such as the increase amount A and the decrease amount B is increased.

また、機関温度の増大に伴ってモータ210の雰囲気温度が上昇すると、モータ210内の電気抵抗が増大するため、モータ210内を流れる電流が小さくなり、モータ210の出力トルクは低下する。このようにしてモータ210の出力トルクが低下すると、コントロールシャフト340の動作速度は遅くなり、バルブ特性の変化速度も遅くなる。そこで、機関温度の増大に伴ってモータ210の出力トルクが低くなるほど、仮想リフト量VLVの推定変化速度がより遅い速度に設定されるように、つまりモータ210の出力トルクが低くなるほど増大量Aや減少量Bが小さくなるように基本増大量Abや基本減少量Bbを補正する値としてモータ係数K2を設定している。従って、これによっても増大量Aや減少量Bといったバルブ特性の推定変化速度の精度が高まるようになる。   Further, when the ambient temperature of the motor 210 increases with the increase in the engine temperature, the electric resistance in the motor 210 increases, so that the current flowing in the motor 210 decreases and the output torque of the motor 210 decreases. When the output torque of the motor 210 is reduced in this way, the operating speed of the control shaft 340 is reduced and the changing speed of the valve characteristics is also reduced. Therefore, as the output torque of the motor 210 decreases as the engine temperature increases, the estimated change speed of the virtual lift amount VLV is set to a slower speed, that is, as the output torque of the motor 210 decreases, the increase amount A or The motor coefficient K2 is set as a value for correcting the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb so that the decrease amount B becomes small. Therefore, this also increases the accuracy of the estimated change speed of the valve characteristics such as the increase amount A and the decrease amount B.

また、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における仮想リフト量VLVに基づき、バルブ特性の変更途中における吸入空気量がエアモデルによって推定される。本実施形態では、上述したように仮想リフト量VLVが精度よく推定されるため、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における吸入空気量を精度よく推定することも可能になる。   Further, based on the virtual lift amount VLV in the middle of changing the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed, the intake air amount in the middle of changing the valve characteristic is estimated by the air model. In the present embodiment, since the virtual lift amount VLV is accurately estimated as described above, it is possible to accurately estimate the intake air amount during the change of the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed. .

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
(1)最大リフト量VLの推定変化速度である増大量Aや減少量Bの基本値(基本増大量Abや基本減少量Bb)を機関回転速度NEに基づいて可変設定するようにしている。そのため、コントロールシャフト340に作用する軸力の影響を考慮して精度よく推定変化速度を設定することができる。従って、多段可変式の可変動弁機構600を備える内燃機関1において、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における仮想リフト量VLVを精度よく推定することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The basic values (the basic increase amount Ab and the basic decrease amount Bb) of the increase amount A and the decrease amount B, which are estimated change speeds of the maximum lift amount VL, are variably set based on the engine speed NE. Therefore, the estimated change speed can be set with high accuracy in consideration of the influence of the axial force acting on the control shaft 340. Therefore, in the internal combustion engine 1 including the multistage variable variable valve mechanism 600, it is possible to accurately estimate the virtual lift amount VLV in the course of changing the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed.

(2)最大リフト量VLの推定変化速度である増大量Aや減少量Bを、機関回転速度NE及び機関温度(油温)に基づいて可変設定するようにしている。従って、最大リフト量VLの推定変化速度の精度を高めることができるようになる。   (2) The increase amount A and the decrease amount B, which are estimated change speeds of the maximum lift amount VL, are variably set based on the engine speed NE and the engine temperature (oil temperature). Therefore, the accuracy of the estimated change speed of the maximum lift amount VL can be increased.

(3)最大リフト量VLの推定変化速度である増大量Aや減少量Bが、機関温度(油温)の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど速い速度に設定されるようにしている。従って、推定変化速度の精度を高めることができるようになる。   (3) The increase amount A and the decrease amount B, which are the estimated change speeds of the maximum lift amount VL, are set to higher speeds as the viscosity of the lubricating oil becomes lower as the engine temperature (oil temperature) increases. . Therefore, the accuracy of the estimated change speed can be increased.

(4)最大リフト量VLの推定変化速度である増大量Aや減少量Bが、機関温度(油温)の増大に伴ってモータ210の出力トルクが低くなるほど遅い速度に設定されるようにしている。従って、これによっても推定変化速度の精度を高めることができるようになる。   (4) The increase amount A and the decrease amount B, which are the estimated change speeds of the maximum lift amount VL, are set to slower speeds as the output torque of the motor 210 becomes lower as the engine temperature (oil temperature) increases. Yes. Therefore, this also increases the accuracy of the estimated change speed.

(5)エアモデルを利用して、上記仮想リフト量VLVに基づき、バルブ特性の変更途中における吸入空気量を推定するようにしている。従って、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における吸入空気量を精度よく推定することができるようになる。   (5) The intake air amount during the change of the valve characteristics is estimated based on the virtual lift amount VLV using an air model. Accordingly, it is possible to accurately estimate the intake air amount during the change of the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed.

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・バルブ特性の推定変化速度として、単位時間当たりの最大リフト量VLの増大量である上記増大量Aや、単位時間当たりの最大リフト量VLの減少量である上記減少量Bを算出するようにしたが、この他の態様でバルブ特性の推定変化速度を算出するようにしてもよい。例えば、モデル式を用いてバルブ特性の推定変化速度を算出するようにしてもよく、この場合には機関回転速度に基づいてモデル式の各種係数を可変設定することにより、バルブ特性の推定変化速度を機関回転速度に基づいて可変設定することができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
As the estimated change speed of the valve characteristic, the increase amount A that is the increase amount of the maximum lift amount VL per unit time and the decrease amount B that is the decrease amount of the maximum lift amount VL per unit time are calculated. However, the estimated change speed of the valve characteristic may be calculated in another manner. For example, the estimated change speed of the valve characteristic may be calculated using a model formula. In this case, the estimated change speed of the valve characteristic is set by variably setting various coefficients of the model formula based on the engine speed. Can be variably set based on the engine speed.

・上述した軸力やコントロールシャフト340のフリクション、あるいはモータ210の出力トルクなどは可変動弁機構600毎に個体差がある。そこで、バルブ特性の変更途中における実際のバルブ特性の変化速度と推定変化速度との差異に応じて推定変化速度を修正するようにしてもよい。この場合には、可変動弁機構600毎の個体差が補償されるようになり、個々の可変動弁機構600においてバルブ特性の推定変化速度の精度を高めることができるようになる。   -The above-mentioned axial force, the friction of the control shaft 340, the output torque of the motor 210, etc. have individual differences for each variable valve mechanism 600. Therefore, the estimated change speed may be corrected according to the difference between the actual change speed of the valve characteristic and the estimated change speed during the change of the valve characteristic. In this case, the individual difference for each variable valve mechanism 600 is compensated, and the accuracy of the estimated change speed of the valve characteristics in each variable valve mechanism 600 can be increased.

この変形例における処理手順の一例を、図15に示す。なお、図15に示す一連の処理は、機関用制御装置100によって所定周期毎に実行する。
図15に示すように、この処理が開始されるとまず、最大リフト量VLの増大時であるか否かが判定される(S400)。そして、最大リフト量VLの増大時であるときには(S400:YES)、最大リフト量VLの増大側変化速度ASが計測される(S410)。この増大側変化速度ASは、最大リフト量VLが大きくされるときの実際の最大リフト量VLの変化速度であり、回転角度センサ211の検出値に基づいて計測される。
An example of the processing procedure in this modification is shown in FIG. The series of processing shown in FIG. 15 is executed by the engine control device 100 at predetermined intervals.
As shown in FIG. 15, when this process is started, it is first determined whether or not the maximum lift amount VL is increasing (S400). When the maximum lift amount VL is increasing (S400: YES), the increasing side change speed AS of the maximum lift amount VL is measured (S410). The increase side change speed AS is a change speed of the actual maximum lift amount VL when the maximum lift amount VL is increased, and is measured based on a detection value of the rotation angle sensor 211.

そして、この増大側変化速度ASに基づいて基本増大量Abやオイル係数K1、あるいはモータ係数K2が補正されて(S420)、本処理は一旦終了される。
ステップS420では、バルブ特性の実際の変化速度である増大側変化速度ASとバルブ特性の推定変化速度との乖離が小さくなるように、基本増大量Abやオイル係数K1、モータ係数K2が補正される。例えば、増大側変化速度ASから上記増大量Aの実測値を求める。そして、上記式(2)から算出される増大量Aと増大量Aの実測値との偏差を算出し、その偏差が小さくなるように基本増大量Ab、オイル係数K1、及びモータ係数K2を補正する。なお、簡易的には、基本増大量Abを補正することで、上記式(2)から算出される増大量Aと増大量Aの実測値との偏差が小さくなるようにしてもよい。また、より簡易的には、上記式(2)から算出される増大量Aと増大量Aの実測値との偏差に基づき、上記式(2)から算出される増大量Aを直接補正する補正値を算出するようにしてもよい。なお、増大側変化速度ASは、機関回転速度NEの違いによる軸力の差、潤滑油の粘度、モータ210の出力トルクによっても変化する。従って、種々の機関回転速度NEや機関温度毎に増大側変化速度ASを計測して、機関回転速度NEや機関温度毎に補正係数を算出することが望ましい。
Then, the basic increase amount Ab, the oil coefficient K1, or the motor coefficient K2 is corrected based on the increase side change speed AS (S420), and this process is temporarily terminated.
In step S420, the basic increase amount Ab, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 are corrected so that the difference between the increase side change speed AS, which is the actual change speed of the valve characteristics, and the estimated change speed of the valve characteristics is reduced. . For example, the actual value of the increase amount A is obtained from the increase side change speed AS. Then, the deviation between the increase amount A calculated from the above equation (2) and the actual value of the increase amount A is calculated, and the basic increase amount Ab, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 are corrected so that the deviation becomes smaller. To do. For simplicity, the basic increase amount Ab may be corrected so that the deviation between the increase amount A calculated from the above equation (2) and the actually measured value of the increase amount A is reduced. More simply, the correction for directly correcting the increase amount A calculated from the above equation (2) based on the deviation between the increase amount A calculated from the above equation (2) and the actual value of the increase amount A. A value may be calculated. The increase side change speed AS also changes depending on the difference in axial force due to the difference in the engine speed NE, the viscosity of the lubricating oil, and the output torque of the motor 210. Therefore, it is desirable to measure the increasing side change speed AS for each of various engine rotational speeds NE and engine temperatures, and calculate the correction coefficient for each engine rotational speed NE and engine temperature.

他方、上記ステップS400にて否定判定されるときには、最大リフト量VLの減少時であるか否かが判定される(S430)。そして、最大リフト量VLの減少時でないときには(S400:NO)、本処理は一旦終了される。   On the other hand, when a negative determination is made in step S400, it is determined whether or not the maximum lift amount VL is decreasing (S430). When the maximum lift amount VL is not decreased (S400: NO), this process is temporarily terminated.

一方、最大リフト量VLの減少時であるときには(S430:YES)、最大リフト量VLの減少側変化速度BSが計測される(S440)。この減少側変化速度BSは、最大リフト量VLが小さくされるときの実際の最大リフト量VLの変化速度であり、回転角度センサ211の検出値に基づいて計測される。   On the other hand, when the maximum lift amount VL is decreasing (S430: YES), the decreasing side change speed BS of the maximum lift amount VL is measured (S440). The decrease side change speed BS is a change speed of the actual maximum lift amount VL when the maximum lift amount VL is reduced, and is measured based on a detection value of the rotation angle sensor 211.

そして、この減少側変化速度BSに基づいて基本減少量Bbやオイル係数K1、あるいはモータ係数K2が補正されて(S450)、本処理は一旦終了される。
ステップS450では、バルブ特性の実際の変化速度である減少側変化速度BSとバルブ特性の推定変化速度との乖離が小さくなるように、基本減少量Bbやオイル係数K1、モータ係数K2が補正される。例えば、減少側変化速度BSから上記減少量Bの実測値を求める。そして、上記式(3)から算出される減少量Bと減少量Bの実測値との偏差を算出し、その偏差が小さくなるように基本減少量Bb、オイル係数K1、及びモータ係数K2を補正する。なお、簡易的には、基本減少量Bbを補正することで、上記式(3)から算出される減少量Bと減少量Bの実測値との偏差が小さくなるようにしてもよい。また、より簡易的には、上記式(3)から算出される減少量Bと減少量Bの実測値との偏差に基づき、上記式(3)から算出される減少量Bを直接補正する補正値を算出するようにしてもよい。なお、減少側変化速度BSも、機関回転速度NEの違いによる軸力の差、潤滑油の粘度、モータ210の出力トルクによっても変化する。従って、種々の機関回転速度NEや機関温度毎に減少側変化速度BSを計測して、機関回転速度NEや機関温度毎に補正係数を算出することが望ましい。
Then, the basic reduction amount Bb, the oil coefficient K1, or the motor coefficient K2 is corrected based on the decreasing side change speed BS (S450), and this process is temporarily ended.
In step S450, the basic reduction amount Bb, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 are corrected so that the difference between the decrease side change speed BS, which is the actual change speed of the valve characteristics, and the estimated change speed of the valve characteristics becomes small. . For example, an actual measurement value of the decrease amount B is obtained from the decrease side change speed BS. Then, the deviation between the reduction amount B calculated from the above equation (3) and the measured value of the reduction amount B is calculated, and the basic reduction amount Bb, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 are corrected so that the deviation becomes small. To do. For simplicity, the basic reduction amount Bb may be corrected so that the deviation between the reduction amount B calculated from the above equation (3) and the actual measurement value of the reduction amount B may be reduced. More simply, the correction for directly correcting the decrease amount B calculated from the above equation (3) based on the deviation between the decrease amount B calculated from the above equation (3) and the actual value of the decrease amount B. A value may be calculated. Note that the decrease side change speed BS also changes depending on the difference in axial force due to the difference in the engine speed NE, the viscosity of the lubricating oil, and the output torque of the motor 210. Therefore, it is desirable to measure the decrease side change speed BS for each of various engine rotational speeds NE and engine temperatures, and calculate the correction coefficient for each engine rotational speed NE and engine temperature.

また、先の図10〜図13に示した基本増大量Ab、基本減少量Bb、オイル係数K1、及びモータ係数K2を初期値とする。そして、種々の機関回転速度NEや機関温度毎に増大側変化速度ASや減少側変化速度BSを計測し、その計測結果から実際のバルブ特性の変化速度に即した基本増大量Ab、基本減少量Bb、オイル係数K1、及びモータ係数K2を算出する。そして、その算出された各値にて、先の図10〜図13に示した基本増大量Ab、基本減少量Bb、オイル係数K1、及びモータ係数K2の初期値を上書きするようにしてもよい。   Further, the basic increase amount Ab, the basic decrease amount Bb, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 shown in FIGS. 10 to 13 are set as initial values. Then, the increase side change speed AS and the decrease side change speed BS are measured for each of various engine rotational speeds NE and engine temperatures, and the basic increase amount Ab and the basic decrease amount according to the actual change speed of the valve characteristics are measured from the measurement results. Bb, oil coefficient K1, and motor coefficient K2 are calculated. Then, the calculated initial values of the basic increase amount Ab, the basic decrease amount Bb, the oil coefficient K1, and the motor coefficient K2 shown in FIGS. 10 to 13 may be overwritten. .

・コントロールシャフト340の動作方向と上記軸力の作用方向とが逆になっている場合、つまり最大リフト量VLが大きくなるようにコントロールシャフト340を動かす場合において、軸力が非常に大きいときにバルブ特性を大きく変更すると、大きな軸力に抗してコントロールシャフト340を大きく駆動させなければならない。そのため、コントロールシャフト340やモータ210等に過大な負荷がかかるおそれがある。そこで、コントロールシャフトの動作方向と上記軸力の作用方向とが逆のときに、コントロールシャフト340に作用する軸力が所定値よりも大きいときには、軸力が所定値以下のときに比べてバルブ特性の変更量を小さくするようにしてもよい。この場合には、コントロールシャフト340やモータ210等に過大な負荷がかかることを抑えることができる。   When the operating direction of the control shaft 340 is opposite to the direction in which the axial force is applied, that is, when the control shaft 340 is moved so that the maximum lift amount VL is increased, the valve is operated when the axial force is very large. If the characteristics are changed greatly, the control shaft 340 must be driven greatly against a large axial force. Therefore, an excessive load may be applied to the control shaft 340, the motor 210, and the like. Therefore, when the operating direction of the control shaft is opposite to the operating direction of the axial force and the axial force acting on the control shaft 340 is larger than a predetermined value, the valve characteristic is larger than when the axial force is less than the predetermined value. The amount of change may be reduced. In this case, it is possible to suppress an excessive load from being applied to the control shaft 340, the motor 210, and the like.

例えば、機関回転速度NEが所定の低回転判定値よりも低く、軸力が所定の値よりも大きくなるときや、機関回転速度NEが所定の高回転判定値よりも高く、軸力が所定値よりも大きくなるときには、軸力が所定値以下のときに比べて、最大リフト量VLを大きくするときの変更量を抑えるようにしてもよい。   For example, when the engine rotation speed NE is lower than a predetermined low rotation determination value and the axial force becomes larger than a predetermined value, or when the engine rotation speed NE is higher than a predetermined high rotation determination value, the axial force is a predetermined value. When the maximum lift amount VL is larger than the predetermined amount, the change amount when the maximum lift amount VL is increased may be suppressed as compared with the case where the axial force is equal to or less than a predetermined value.

図16に、この変形例の一例を示す。図16に示すように、例えば最大リフト量VLを第2リフト量VL2から第3リフト量VL3に向けて大きくする場合において、コントロールシャフト340に作用する軸力が所定値よりも大きいときには、機関運転状態に基づいて設定される目標リフト量VLpを、第2リフト量VL2から第3リフト量VL3に向けて段階的に変更する。これにより実際の最大リフト量VLは、第2リフト量VL2から第3リフト量VL3に向けて段階的に変更されていくため、軸力が所定値以下のときに比べて最大リフト量VLの変更量を抑えることができる。ちなみに、このようにして実際の最大リフト量VLを第2リフト量VL2から第3リフト量VL3に向けて段階的に変更させるときには、カム530において上記保持領域とは異なるカム面、つまり最大リフト量VLが徐々に変化するカム面を使い、モータ210に保持電流を流して最大リフト量VLを一時的に保持するようにすればよい。また、このようにして目標リフト量VLpを段階的に変更する場合には、そうした目標リフト量VLpの変更態様に合わせて、仮想目標量VLVpも同様に段階的に変更することが望ましい。   FIG. 16 shows an example of this modification. As shown in FIG. 16, for example, when the maximum lift amount VL is increased from the second lift amount VL2 toward the third lift amount VL3, when the axial force acting on the control shaft 340 is larger than a predetermined value, engine operation is performed. The target lift amount VLp set based on the state is changed stepwise from the second lift amount VL2 toward the third lift amount VL3. As a result, the actual maximum lift amount VL is changed stepwise from the second lift amount VL2 toward the third lift amount VL3, so that the maximum lift amount VL is changed compared to when the axial force is equal to or less than a predetermined value. The amount can be reduced. Incidentally, when the actual maximum lift amount VL is changed stepwise from the second lift amount VL2 to the third lift amount VL3 in this way, the cam surface of the cam 530 different from the holding region, that is, the maximum lift amount. A cam surface on which VL gradually changes may be used, and a holding current may be supplied to the motor 210 to temporarily hold the maximum lift amount VL. Further, when the target lift amount VLp is changed stepwise in this way, it is desirable that the virtual target amount VLVp is similarly changed stepwise in accordance with such a change mode of the target lift amount VLp.

・オイル係数K1による推定変化速度の補正は、適宜変更することができる。要は、バルブ特性を変更しているときのバルブ特性の推定変化速度が、機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど速い速度に設定されるようにすればよい。また、モータ係数K2による推定変化速度の補正も、適宜変更することができる。要は、バルブ特性を変更しているときのバルブ特性の推定変化速度が、機関温度の増大に伴ってモータ210の出力トルクが低くなるほど遅い速度に設定されるようにすればよい。   The correction of the estimated change speed by the oil coefficient K1 can be changed as appropriate. In short, the estimated change speed of the valve characteristic when the valve characteristic is changed may be set to a higher speed as the viscosity of the lubricating oil decreases as the engine temperature increases. Further, the correction of the estimated change speed by the motor coefficient K2 can be changed as appropriate. In short, the estimated change speed of the valve characteristic when the valve characteristic is changed may be set to a slower speed as the output torque of the motor 210 decreases as the engine temperature increases.

・上記式(2)や式(3)から、オイル係数K1を削除して、オイル係数K1による推定変化速度の補正を省略してもよい。また、上記式(2)や式(3)から、モータ係数K2を削除して、モータ係数K2による推定変化速度の補正を省略してもよい。   The correction of the estimated change speed by the oil coefficient K1 may be omitted by deleting the oil coefficient K1 from the above formulas (2) and (3). Further, the motor coefficient K2 may be deleted from the above equations (2) and (3), and the correction of the estimated change speed by the motor coefficient K2 may be omitted.

・先の図7や図8に示した一連の処理を、機関用制御装置100ではなくモータ用制御装置150にて行うようにしてもよい。
・仮想リフト量VLVを、吸入空気量の推定以外に利用してもよい。
The series of processing shown in FIGS. 7 and 8 may be performed by the motor control device 150 instead of the engine control device 100.
The virtual lift amount VLV may be used other than the estimation of the intake air amount.

・上記実施形態では、バルブ特性を変更したと仮定したときのバルブ特性の変更途中における最大リフト量VLの推定値を仮想リフト量VLVとして算出するようにした。つまり仮想リフト量VLVは、バルブ特性を変更したと仮定したときの値であった。この他、バルブ特性を実際に変更したときのバルブ特性の変更途中における最大リフト量VLの推定値として、上記仮想リフト量VLVを算出するようにしてもよい。つまり仮想リフト量VLVを、実際にバルブ特性を変更したときの最大リフト量VLの推定値として利用してもよい。この場合には、例えば最大リフト量VLを検出するセンサ等を省略したり、そうしたセンサをより簡素な構造を有したものに置き換えたりすることができる。   In the above embodiment, the estimated value of the maximum lift amount VL during the change of the valve characteristic when it is assumed that the valve characteristic has been changed is calculated as the virtual lift amount VLV. That is, the virtual lift amount VLV is a value when it is assumed that the valve characteristic is changed. In addition, the virtual lift amount VLV may be calculated as an estimated value of the maximum lift amount VL during the change of the valve characteristic when the valve characteristic is actually changed. That is, the virtual lift amount VLV may be used as an estimated value of the maximum lift amount VL when the valve characteristic is actually changed. In this case, for example, a sensor for detecting the maximum lift amount VL or the like can be omitted, or such a sensor can be replaced with one having a simpler structure.

・上記可変機構部300によるバルブ特性の変更では、吸気バルブ31の最大リフト量VLと開弁期間INCAMとが同期して変化する。そこで上記実施形態では、最大リフト量VLに関する各種制御値を算出するようにしたが、同様の態様にて開弁期間INCAMに関する各種制御値(例えば開弁期間INCAMの目標値や、開弁期間INCAMの仮想値など)を算出するようにしてもよい。   When the valve characteristic is changed by the variable mechanism unit 300, the maximum lift amount VL of the intake valve 31 and the valve opening period INCAM change synchronously. Therefore, in the above embodiment, various control values related to the maximum lift amount VL are calculated, but various control values related to the valve opening period INCAM (for example, the target value of the valve opening period INCAM, the valve opening period INCAM, and the like). Or the like may be calculated.

・可変動弁機構600によって変更される吸気バルブ31の最大リフト量は、3段階であった。この他、吸気バルブ31の最大リフト量を2段階に変更したり、4段階以上に変更する可変動弁機構でもよい。   The maximum lift amount of the intake valve 31 changed by the variable valve mechanism 600 was three stages. In addition, a variable valve mechanism that changes the maximum lift amount of the intake valve 31 to two stages or changes to four stages or more may be used.

・上記カム530の形状は一例であり、コントロールシャフト340を軸方向に移動させることが可能なカムであれば、他の形状でもよい。
・可変動弁機構600の構造は一例であり、他の構造でバルブ特性を段階的に変更する可変動弁機構であってもよい。例えば、直動式の動弁系を備える場合には、カムによって作動するバルブリフタの作動量を多段階に変更する可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。また、ロッカアーム式の動弁系を備える場合には、ロッカアームを支持するラッシュアジャスタの沈み込み量を多段階に変更する可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。また、ロッカアーム式の動弁系を備える場合において、ロッカアームの形状を多段階に変化させる可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。
The shape of the cam 530 is an example, and other shapes may be used as long as the cam can move the control shaft 340 in the axial direction.
The structure of the variable valve mechanism 600 is an example, and may be a variable valve mechanism that changes the valve characteristics stepwise with another structure. For example, when a direct-acting valve system is provided, the valve characteristics can be changed stepwise by providing a variable valve mechanism that changes the operation amount of a valve lifter operated by a cam in multiple stages. In addition, when a rocker arm type valve system is provided, the valve characteristics can be changed in stages by providing a variable valve mechanism that changes the sinking amount of the lash adjuster that supports the rocker arm in multiple stages. . Further, when a rocker arm type valve system is provided, the valve characteristics can be changed in stages by providing a variable valve mechanism that changes the shape of the rocker arm in multiple stages.

・上記可変機構部300は、吸気バルブ31の最大リフト量及び開弁期間を変更可能な機構であった。この他、最大リフト量のみを変更可能な機構、あるいは開弁期間のみを変更可能な機構であってもよい。また、最大リフト量や開弁期間とは異なるバルブ特性(例えば開弁時期や閉弁時期など)を変更する可変機構部でもよい。   The variable mechanism unit 300 is a mechanism that can change the maximum lift amount and the valve opening period of the intake valve 31. In addition, a mechanism that can change only the maximum lift amount or a mechanism that can change only the valve opening period may be used. Further, a variable mechanism that changes valve characteristics (for example, valve opening timing, valve closing timing, etc.) different from the maximum lift amount and the valve opening period may be used.

・上記可変機構部300は、吸気バルブ31の動弁系に設けられていたが、排気バルブ41の動弁系に設けられていてもよい。   The variable mechanism section 300 is provided in the valve operating system of the intake valve 31, but may be provided in the valve operating system of the exhaust valve 41.

1…内燃機関、10…シリンダブロック、11…シリンダ、12…ピストン、13…燃焼室、20…シリンダヘッド、21…吸気ポート、22…排気ポート、24…バルブスプリング、25…ラッシュアジャスタ、26…ロッカアーム、26a…ローラ、30…吸気通路、31…吸気バルブ、32…吸気カムシャフト、32a…吸気カム、33…スロットルバルブ、40…排気通路、41…排気バルブ、42…排気カムシャフト、42a…排気カム、50…スプリング、100…機関用制御装置、150…モータ用制御装置、210…モータ、211…回転角度センサ、220…減速機構、300…可変機構部、310…入力部、311…入力アーム、311a…ローラ、312…ヘリカルスプライン、313…突起、314…ハウジング、320…出力部、321…出力アーム、322…ヘリカルスプライン、323…ハウジング、330…支持パイプ、340…コントロールシャフト、350…スライダギヤ、351…ヘリカルスプライン、352…ヘリカルスプライン、400…連結部材、500…変換機構、510…ホルダ、511…接続軸、520…ガイド、530…カム、530b…基準円、540…ローラ、600…可変動弁機構。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 10 ... Cylinder block, 11 ... Cylinder, 12 ... Piston, 13 ... Combustion chamber, 20 ... Cylinder head, 21 ... Intake port, 22 ... Exhaust port, 24 ... Valve spring, 25 ... Rush adjuster, 26 ... Rocker arm, 26a ... roller, 30 ... intake passage, 31 ... intake valve, 32 ... intake camshaft, 32a ... intake cam, 33 ... throttle valve, 40 ... exhaust passage, 41 ... exhaust valve, 42 ... exhaust camshaft, 42a ... Exhaust cam 50 ... Spring 100 ... Engine control device 150 ... Motor control device 210 ... Motor 211 ... Rotation angle sensor 220 ... Deceleration mechanism 300 ... Variable mechanism unit 310 ... Input unit 311 ... Input Arm, 311a ... roller, 312 ... helical spline, 313 ... projection, 314 ... housing, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Output part, 321 ... Output arm, 322 ... Helical spline, 323 ... Housing, 330 ... Support pipe, 340 ... Control shaft, 350 ... Slider gear, 351 ... Helical spline, 352 ... Helical spline, 400 ... Connecting member, 500 ... Conversion mechanism, 510 ... holder, 511 ... connection shaft, 520 ... guide, 530 ... cam, 530b ... reference circle, 540 ... roller, 600 ... variable valve mechanism.

Claims (6)

機関バルブのバルブ特性を変更する可変機構部と、前記可変機構部を作動させるコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを駆動する電動モータとを備え、予め決められた複数のバルブ特性の中からいずれかのバルブ特性を選択することによりバルブ特性を多段階に変更する多段可変式の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
機関回転速度に基づいてバルブ特性の変更途中におけるバルブ特性の推定変化速度を推定し、
バルブ特性を変更する前のバルブ特性と前記推定変化速度とに基づき、バルブ特性の変更途中におけるバルブ特性を推定し、
実際のバルブ特性の変化速度と前記推定変化速度との差異を求め、
前記推定変化速度を推定する際に用いられる演算式の数値を、前記差異が小さくなるように補正し、
前記演算式の数値を補正した後、新たに前記推定変化速度を推定する場合には、数値を補正後の演算式を用いて前記推定変化速度を推定する
ことを特徴とする可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
A variable mechanism section that changes the valve characteristics of the engine valve, a control shaft that operates the variable mechanism section, and an electric motor that drives the control shaft, and any one of a plurality of predetermined valve characteristics A control device for an internal combustion engine comprising a multistage variable type variable valve mechanism that changes a valve characteristic in multiple stages by selecting a valve characteristic,
Estimate the estimated change speed of the valve characteristics during the change of the valve characteristics based on the engine speed,
Based on the valve characteristic before changing the valve characteristic and the estimated change velocity and estimated the valve characteristics in the middle changes the valve characteristic,
Find the difference between the actual valve characteristic change rate and the estimated change rate,
The numerical value of the arithmetic expression used when estimating the estimated change rate is corrected so that the difference becomes small,
With a variable valve mechanism , when the estimated change speed is newly estimated after correcting the numerical value of the arithmetic expression, the estimated change speed is estimated using the arithmetic expression after correcting the numerical value. Control device for internal combustion engine.
前記推定変化速度は、機関回転速度に応じて変化する力であって前記コントロールシャフトに作用する軸力の大きさに応じて推定される
請求項1に記載の可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
The estimated rate of change, controlling a variable valve mechanism with an internal combustion engine according to claim 1 which is estimated in accordance with the magnitude of the axial force acting on the control shaft a force which varies in accordance with the engine rotational speed apparatus.
前記推定変化速度は、機関回転速度及び機関温度に基づいて推定される
請求項1または2に記載の可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a variable valve mechanism according to claim 1, wherein the estimated change speed is estimated based on an engine rotation speed and an engine temperature.
機関温度の増大に伴って潤滑油の粘度が低くなるほど前記推定変化速度は速い速度に推定される
請求項3に記載の可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a variable valve mechanism according to claim 3, wherein the estimated change speed is estimated to be faster as the viscosity of the lubricating oil becomes lower as the engine temperature increases.
機関温度の増大に伴って前記電動モータの出力トルクが低くなるほど前記推定変化速度は遅い速度に推定される
請求項3に記載の可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine with a variable valve mechanism according to claim 3, wherein the estimated change speed is estimated to be slower as the output torque of the electric motor becomes lower as the engine temperature increases.
前記コントロールシャフトの動作方向と前記コントロールシャフトに作用する軸力の作用方向とが逆のときに、前記軸力が所定値よりも大きいときには、前記軸力が前記所定値以下のときに比べてバルブ特性の変更量を小さくする
請求項1〜5のいずれか1項に記載の可変動弁機構付き内燃機関の制御装置。
When the operating direction of the control shaft is opposite to the operating direction of the axial force acting on the control shaft, when the axial force is greater than a predetermined value, the valve is compared with when the axial force is less than the predetermined value. Reduce the amount of characteristic change
The control device for an internal combustion engine with a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 5 .
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