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JP4175968B2 - Variable valve mechanism control apparatus for internal combustion engine - Google Patents

Variable valve mechanism control apparatus for internal combustion engine Download PDF

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JP4175968B2
JP4175968B2 JP2003204539A JP2003204539A JP4175968B2 JP 4175968 B2 JP4175968 B2 JP 4175968B2 JP 2003204539 A JP2003204539 A JP 2003204539A JP 2003204539 A JP2003204539 A JP 2003204539A JP 4175968 B2 JP4175968 B2 JP 4175968B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変動弁機構の状態とセンサの検出値との関係に基づいて学習値を設定して可変動弁機構を制御する内燃機関の可変動弁機構制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
バルブ駆動状態を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が提案されている。ここでバルブ駆動状態とは、吸気バルブや排気バルブのバルブ作用角、バルブリフト量、バルブタイミングを意味する。したがってバルブ駆動状態の可変とは、吸気バルブや排気バルブのバルブ作用角やバルブリフト量の大小、バルブタイミングの進角・遅角を変更可能としていることを意味する。
【0003】
このような可変動弁機構の制御精度は内燃機関の運転性に大きく影響するため、可変動弁機構を駆動制御する際には、予め可変動弁機構の状態とセンサの検出値とを比較して学習値を求め、この学習値によりセンサの検出値を補正することで正確な状態量を求めている。このようにすることで内燃機関の製造時や、経時にて生じる可変動弁機構によるバルブ駆動状態とセンサの検出値との誤差を補償し、高精度なバルブ駆動制御を実現しようとしている。
【0004】
具体的には、開閉タイミングを最遅角側に移動させる制御を可変動弁機構にて実行し、この時のセンサの検出値と最遅角位置に対応した既知の状態量との関係から学習値を求めている(例えば特許文献1参照)。この従来技術では、バッテリの取り替え等によりバックアップRAMなどに保持されていた学習値が消去された場合に、上述のごとくのバルブタイミングの強制的な最遅角状態への駆動により早期に学習値を求めることで、学習値が存在しないことによる内燃機関の運転性の悪化を極力抑制するようにしている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−82190号公報(第9−10頁、図2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述した従来技術においては、強制的に可変動弁機構を、正式な学習値を求める基準バルブ駆動状態(最遅角状態)に変更しているため、現状の内燃機関にとって適切なバルブ駆動状態と基準バルブ駆動状態とが大きく異なる場合には、バルブ駆動状態が一層不適当な状態となってしまう。したがって、この正式な学習値を求めるための駆動が内燃機関の運転性悪化を招くおそれがある。
【0007】
更に、このような強制的な変更自体が内燃機関の運転状態からして困難な場合がある。この場合には従来技術の処理は不可能であり、やはり全く学習値が存在しない状態が非常に長く継続することになって内燃機関の運転性悪化を生じるおそれがある。
【0008】
本発明は、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態にされて正式な学習値を得られるまでの間、内燃機関の運転性悪化を抑制することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置は、アクチュエータにより駆動されて内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁機構においてセンサによりバルブ駆動の状態量を検出し、該状態量が目標値となるように前記アクチュエータを駆動する制御を実行する内燃機関の可変動弁機構制御装置であって、前記制御に用いるために、可変動弁機構が予め設定された基準バルブ駆動状態となった時に前記センサにより検出された状態量と前記基準バルブ駆動状態に対応する既知の前記バルブ駆動の状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する学習値を設定する基準バルブ駆動状態学習手段と、内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から内燃機関のバルブ駆動状態を推定し、推定される同バルブ駆動状態と前記センサにより検出されている状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する仮学習値を設定し、該仮学習値を、前記基準バルブ駆動状態学習手段にて学習値が設定されるまでの間、前記制御に用いる仮学習手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
このように仮学習手段は、基準バルブ駆動状態学習手段にて正式に学習値が設定されるまでの間は仮学習値を設定する。すなわち内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から内燃機関のバルブ駆動状態を推定し、この推定されたバルブ駆動状態と、センサにより検出されている状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する仮学習値を設定する。そしてこの仮学習値を正式に学習値が設定されるまで、可変動弁機構の制御に用いている。
【0011】
この仮学習値は、初期値でもなく予め設定した特定の値でもなく、内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から推定された現実に近いバルブ駆動状態に基づいて設定されているので、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態にされていなくても内燃機関の運転性を維持するために十分な値を設定することができる。
すなわち、例えば、内燃機関の始動時や冷間アイドル時などの特定の運転状態では、可変動弁機構は内燃機関を始動しやすくするため、あるいは安定回転のために、特定のバルブ駆動状態、吸気バルブであれば最大バルブ作用角あるいはこれに近いバルブ作用角に配置されている。このようなバルブ駆動状態は機械的に実現される。したがって、このように特定のバルブ駆動状態を実現するような内燃機関の運転状態を基準機関状態として、内燃機関が基準機関状態にある時には、基準機関状態からセンサにより検出されるべきバルブ駆動状態を推定できる。したがって、この推定された検出されるべきバルブ駆動状態とセンサにより検出されている実際の状態量との差に基づいて仮学習値を求めることができる。
【0012】
このように仮学習値は学習値の役割を果たすことができるので、強制的に基準バルブ駆動状態に変更しなくても良く、学習値が存在しない状態での制御が継続されることがない。このため強制的な基準バルブ駆動状態への変更により生じる内燃機関の運転性悪化の問題は生じることはない。すなわち、例えば始動時や冷間アイドル時に強制的に基準バルブ駆動状態にする必要が無く、上述した仮学習値が存在するので内燃機関の始動性や回転安定性の悪化を抑制できる。
【0013】
更に、基準バルブ駆動状態への強制的な変更自体が内燃機関の運転状態から困難な場合であっても、上述した仮学習値が存在するので内燃機関の運転性悪化を生じることはない。
【0014】
こうして、本発明は、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態となって正式な学習値を得られるまでの間、内燃機関の運転性悪化を抑制することができる。
請求項2に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置は、アクチュエータにより駆動されて内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁機構においてセンサによりバルブ駆動の状態量を検出し、該状態量が目標値となるように前記アクチュエータを駆動する制御を実行する内燃機関の可変動弁機構制御装置であって、前記制御に用いるために、可変動弁機構が予め設定された基準バルブ駆動状態となった時に前記センサにより検出された状態量と前記基準バルブ駆動状態に対応する既知の前記バルブ駆動の状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する学習値を設定する基準バルブ駆動状態学習手段と、前記基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない場合に、内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から内燃機関のバルブ駆動状態を推定し、推定される同バルブ駆動状態と前記センサにより検出されている状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する仮学習値を設定して前記制御に用いる仮学習手段とを備えたことを特徴とする。
【0015】
基準バルブ駆動状態学習手段による学習値を制御に利用することが困難な場合がある。例えば、以前の内燃機関運転時では学習値が存在していたがバッテリの取り外しなどによりバックアップされていた学習値が消失した場合、未だ一度も学習していなかった場合、更に学習値を得るために学習しようとしても直ちに基準バルブ駆動状態にできない場合などの状況が生じることがある。
【0016】
このように基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない合、正式な学習値が設定されるまでの間は、仮学習値に学習値の役割を果たさせている。
この仮学習値は、初期値でもなく予め設定した特定の値でもなく、内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から推定された現実に近いバルブ駆動状態に基づいて設定されているので、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態にされていなくても内燃機関の運転性を維持するために十分な値を設定することができる。
すなわち、例えば、内燃機関の始動時や冷間アイドル時などの特定の運転状態では、上述したように、特定のバルブ駆動状態、吸気バルブであれば最大バルブ作用角あるいはこれに近いバルブ作用角に配置されている。したがって、このように特定のバルブ駆動状態を実現するような内燃機関の運転状態を基準機関状態として、内燃機関が基準機関状態にある時には、基準機関状態からセンサにより検出されるべきバルブ駆動状態を推定できる。したがって、この推定された検出されるべきバルブ駆動状態とセンサにより検出されている実際の状態量との差に基づいて仮学習値を求めることができる。
【0017】
このように仮学習値は学習値の役割を果たすことができるので、強制的に基準バルブ駆動状態に変更しなくても、あるいは変更できなくても良く、学習値が存在しない状態での制御が継続されることがない。このため強制的な基準バルブ駆動状態への変更により生じる内燃機関の運転性悪化の問題は生じることはない。すなわち、例えば始動時や冷間アイドル時に強制的に基準バルブ駆動状態にする必要が無く、上述した仮学習値が存在するので内燃機関の始動性や回転安定性の悪化を抑制できる。
【0018】
こうして、本発明は、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態にて正式な学習値を得られなくても、内燃機関の運転性悪化を抑制することができる。
請求項3に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置では、請求項2において、前記基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない場合とは、前記学習値の記憶が消失している場合であることを特徴とする。
【0019】
このように具体的には、基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない場合とは、学習値の記憶が消失している場合を挙げることができる。例えば、バッテリの取り替え、記憶されたメモリやその基板全体の取り替え等により、学習値の記憶が消失する。
【0020】
このような場合に、仮学習値が用いられるので、可変動弁機構が基準バルブ駆動状態にされて正式な学習値を得られるまでの間、内燃機関の運転性悪化を抑制することができる。
【0025】
こうして、本発明は、基準バルブ駆動状態にて正式な学習値を得られなくても、この間、内燃機関の運転性悪化を抑制することができる。
請求項に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置では、請求項1〜のいずれかにおいて、前記バルブ駆動状態とは、バルブ作用角又はバルブリフト量の状態であることを特徴とする。
【0026】
バルブ駆動状態として、バルブ作用角又はバルブリフト量の状態を挙げることができる。バルブ作用角又はバルブリフト量は吸入空気の状態に大きく影響し、内燃機関の出力やエミッションに大きく反映されるため、精密な制御が早期に実行されることが重要である。
【0027】
本発明によれば、正式な学習値が得られる前や得ることが困難な場合にも、仮学習値を設定してバルブ作用角又はバルブリフト量を精密に調節することが可能であるので、内燃機関の運転性の悪化を抑制できる。
【0028】
請求項に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置では、請求項において、前記基準バルブ駆動状態学習手段は、前記基準バルブ駆動状態として、バルブ作用角又はバルブリフト量が最小となるバルブ駆動状態を設定していることを特徴とする。
【0029】
基準バルブ駆動状態としては、バルブ作用角又はバルブリフト量が最小となるバルブ駆動状態を挙げることができる。可変動弁機構による駆動が行われていてもバルブ作用角又はバルブリフト量は最小位置にて機械的に停止する。したがってこの停止状態に対応する既知の状態量とセンサ検出値との関係により学習値が得られる。特にバルブ作用角又はバルブリフト量が小さい側での制御誤差は運転性に大きく影響するので、最小側にて学習値を求めることは重要である。
【0030】
このように最小側で正式な学習値を求めるようにすると、始動時などでは最小側にバルブ作用角又はバルブリフト量を設定することは困難となる。この場合でも上記仮学習値が設定できることにより、正式な学習値が存在しなくてもバルブ作用角又はバルブリフト量を精密に調節することが可能となり、内燃機関の始動性の悪化を抑制できる。
【0031】
請求項に記載の内燃機関の可変動弁機構制御装置では、請求項1〜のいずれかにおいて、前記バルブ駆動状態とは、バルブタイミングであることを特徴とする。
【0032】
バルブ駆動状態として、バルブタイミングを挙げることができる。このような、バルブタイミングは吸入空気の状態に大きく影響し、内燃機関の出力やエミッションに大きく反映されるため、精密な制御が早期に実行されることが重要である。
【0033】
本発明によれば、正式な学習値が得られる前や得ることが困難な場合にも、仮学習値を設定してバルブタイミングを精密に調節することが可能であるので、内燃機関の運転性の悪化を抑制できる。
【0054】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、「エンジン」と略す)2、及び制御装置としての電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)4の概略構成図を示している。エンジン2は複数気筒エンジン、ここでは4気筒エンジンであり、この内の1気筒についての可変動弁系を図2の縦断面図に示す。各気筒には吸気バルブ2aと排気バルブ2bとが各2つ設けられて、4バルブエンジンとして構成されている。尚、気筒数は6気筒でも8気筒でも良く、更に2バルブエンジンでも5バルブエンジンでも良い。
【0055】
エンジン2の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン2には、ピストン6、シリンダブロック8及びシリンダヘッド10により区画された燃焼室12が形成されている。そしてシリンダヘッド10には燃焼室12内の混合気に点火するために点火プラグ14及び燃焼室12内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。尚、燃料噴射弁16は燃焼室12に接続している吸気ポート18に燃料を噴射するものであっも良い。
【0056】
吸気ポート18は吸気バルブ2aの駆動により開閉され、この吸気ポート18に接続された各吸気通路20はサージタンク22に接続されている。サージタンク22の上流側にはモータ24によって開度が調節されるスロットルバルブ26が設けられている。このスロットルバルブ26は通常はほぼ全開状態にあるが、エンジン2の状態によっては、開度(スロットル開度TA)を制御して吸入空気量GAを調節する場合がある。スロットル開度TAはスロットル開度センサ28により検出されECU4に読み込まれている。吸入空気量GAはスロットルバルブ26の上流側に設けられた吸入空気量センサ30により検出され、吸気温THAはスロットルバルブ26の上流側に設けられた吸気温センサ32により検出されてECU4に読み込まれている。
【0057】
燃焼室12に接続している排気ポート34は排気バルブ2bの駆動により開閉される。排気ポート34に接続された排気通路36の途中には排気浄化用触媒コンバータ38が配置されている。この排気浄化用触媒コンバータ38の上流側の排気通路36に設けられた空燃比センサ40により、排気通路36における排気成分に基づいて空燃比AFが検出され、ECU4に読み込まれている。
【0058】
ECU4はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このECU4は、上述したスロットル開度センサ28、吸入空気量センサ30、吸気温センサ32、空燃比センサ40以外にもエンジン2の運転状態を検出するセンサ類から信号を入力している。すなわちアクセルペダル42の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ44、クランクシャフト6aの回転からエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ46、及び吸気カムシャフトの回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ48から信号を入力している。又、後述するバルブ作用角を検出するための回転角センサ50、エンジン冷却水温THWを検出する冷却水温センサ52からも信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも各種のデータを検出するセンサが設けられている。
【0059】
ECU4は、上述した各センサからの検出内容に基づいて、燃料噴射弁16、スロットルバルブ用モータ24あるいは点火プラグ14に対する制御信号によりエンジン2の燃料噴射時期、燃料噴射量、スロットル開度TA及び点火時期等を適宜制御する。更にECU4は、アクセル開度ACCP及びエンジン回転数NEに基づいて、吸気バルブ2aのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節する可変動弁機構54に対する制御信号により、吸気バルブ2aのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節している。この内、主としてバルブ作用角により吸入空気量が調節されている。
【0060】
可変動弁機構54はバルブ作用角調節機構56とバルブタイミング調節機構58とから構成されている。バルブ作用角調節機構56は、図2〜図5に示す仲介駆動機構60と、図9,10に示すシャフトスライド機構100とを備えている。
【0061】
図2に示したごとく仲介駆動機構60は、吸気バルブ2aに対して設けられたローラロッカーアーム62と、吸気カムシャフト64に設けられた吸気カム64aとの間に配置されて、吸気カム64aからのバルブ駆動力を仲介してローラロッカーアーム62に与えることで、吸気バルブ2aを駆動させている。
【0062】
各気筒毎に設けられている仲介駆動機構60は図3の斜視図及び図4の水平破断斜視図に示すごとく、図示中央に設けられた入力部66、入力部66の一端側に設けられた第1揺動カム68、第1揺動カム68とは反対側に設けられた第2揺動カム70及び内部に配置されたスライダギア72を備えている。
【0063】
入力部66のハウジング66aは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン66bを設けている。又、ハウジング66aの外周面からは平行な2つのアーム66c,66dが突出して形成されている。これらアーム66c,66dの先端には、ハウジング66aの軸方向と平行なシャフト66eを有するローラ66fが回転可能に取り付けられている。尚、図2に示したごとく、ローラ66fが吸気カム64a側に常に接触するように、スプリング66gの付勢力がアーム66c,66dあるいはハウジング66aに与えられている。
【0064】
第1揺動カム68のハウジング68aは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン68bを設けている。又、このハウジング68aの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部68cにて一端が覆われている。又、ハウジング68aの外周面からは略三角形状のノーズ68dが突出して形成されている。このノーズ68dの一辺は凹状に湾曲するカム面68eを形成している。
【0065】
第2揺動カム70のハウジング70aは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン70bを設けている。又、このハウジング70aの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部70cにて一端が覆われている。又、ハウジング70aの外周面からは略三角形状のノーズ70dが突出して形成されている。このノーズ70dの一辺は凹状に湾曲するカム面70eを形成している。
【0066】
これらの第1揺動カム68および第2揺動カム70は、軸受部68c,70cを外側にして、入力部66に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図3に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【0067】
入力部66及び2つの揺動カム68,70から構成される内部空間には、スライダギア72が配置されている。スライダギア72は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン72aが設けられている。この入力用ヘリカルスプライン72aの一端側には小径部72bを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第1出力用ヘリカルスプライン72cが設けられている。第1出力用ヘリカルスプライン72cとは反対側には小径部72dを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第2出力用ヘリカルスプライン72eが設けられている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン72c,72eは入力用ヘリカルスプライン72aに対して外径が小さく形成されている。
【0068】
スライダギア72の内部には中心軸方向に貫通孔72fが形成されている。そして図5に縦断面で示したごとく、入力用ヘリカルスプライン72aの位置にて、貫通孔72fの内周面に周方向に周溝72gが形成されている。この周溝72gには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔72hが形成されている。
【0069】
スライダギア72の貫通孔72f内には支持パイプ80が周方向に摺動可能に配置される。この支持パイプ80は全気筒の仲介駆動機構60に対して共通の1本が設けられている。支持パイプ80には各仲介駆動機構60に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔80aが開口している。
【0070】
更に支持パイプ80内には、コントロールシャフト82が軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。そして支持パイプ80の各長孔80aに対応する位置には、軸直角方向の支持穴82bが設けられている。この支持穴82bにはそれぞれコントロールピン82aの基端部が挿入されることにより、コントロールピン82aが軸直角方向に突出するように支持されている。
【0071】
そしてコントロールシャフト82が支持パイプ80の内部に配置されている状態では、各コントロールピン82aの先端は、支持パイプ80に形成されている軸方向の長孔80aを貫通し、スライダギア72の内周面に形成されている周溝72gに挿入されている。
【0072】
このような構成により、各スライダギア72はコントロールシャフト82の移動により軸方向への移動が可能であり、コントロールシャフト82の位置制御により各仲介駆動機構60におけるスライダギア72の位置を決定できる。ただし、各スライダギア72は周溝72gにてコントロールピン82aに係止されているので、軸周りについてはコントロールピン82aの位置に関わらず揺動可能となっている。
【0073】
スライダギア72の内で、入力用ヘリカルスプライン72aは入力部66内部のヘリカルスプライン66bに噛み合わされている。そして第1出力用ヘリカルスプライン72cは第1揺動カム68内部のヘリカルスプライン68bに噛み合わされ、第2出力用ヘリカルスプライン72eは第2揺動カム70内部のヘリカルスプライン70bに噛み合わされている。
【0074】
そして各仲介駆動機構60は、揺動カム68,70の軸受部68c,70c側にてシリンダヘッド10上に軸方向への移動が阻止される状態で取り付けられている。このためコントロールシャフト82がスライダギア72を軸方向に移動させても、入力部66及び揺動カム68,70は軸方向に移動することはない。
【0075】
したがって仲介駆動機構60の内部空間内でスライダギア72の軸方向移動量を調節することにより、ヘリカルスプライン72a,66b,72c,68b,72e,70bの機能により、入力部66と揺動カム68,70との位相差を変更できる。そしてこのことにより、ローラ66fとノーズ68d,70dとの位置関係を変更することができる。
【0076】
ここで図6はコントロールシャフト82を最大限L方向(図3,4の矢印)へ移動させた場合の仲介駆動機構60の作動状態を示している。図6の(A)が閉弁時、図6の(B)が開弁時である。この場合には入力部66のローラ66fと揺動カム68,70のノーズ68d,70dとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため図6の(B)に示すごとく吸気カム64aが最大限に入力部66のローラ66fを押し下げても、ノーズ68d,70dのカム面68e,70eによるロッカーローラ62aの押し下げ量は最小となり、吸気バルブ2aのバルブ作用角及びバルブリフト量は最小となる。したがって吸気ポート18から燃焼室12内への吸入空気量も最小限の状態となる。
【0077】
図7は、コントロールシャフト82を最大限H方向(図3,4の矢印)へ移動させた場合の仲介駆動機構60の作動状態を示している。図7の(A)が閉弁時、図7の(B)が開弁時である。この場合には入力部66のローラ66fと揺動カム68,70のノーズ68d,70dとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため図7の(B)に示すごとく吸気カム64aが最大限に入力部66のローラ66fを押し下げた時には、ノーズ68d,70dのカム面68e,70eによるロッカーローラ62aの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ2aのバルブ作用角及びバルブリフト量は最大となる。したがって吸気ポート18から燃焼室12内への吸入空気量も最大限の状態となる。
【0078】
このようにコントロールシャフト82の軸方向位置を調節することで、図6の状態と図7の状態との間で、図8に示すごとく連続的に吸気バルブ2aのバルブ作用角及びバルブリフト量を調節できる。図8においてMINで示す状態が図6に該当し、MAXで示す状態が図7に該当する。このことによりスロットルバルブ26によることなく、吸入空気量の調節が可能となる。
【0079】
コントロールシャフト82を軸方向に移動させるシャフトスライド機構100を図9に示す。シャフトスライド機構100は、駆動用モータ102(アクチュエータに相当)、螺旋カム機構104及び回転角センサ50を備えている。
【0080】
駆動用モータ102はシリンダヘッド10に固定されてECU4からの駆動信号により小径ギヤ102aを回転させる。小径ギヤ102aは螺旋カム機構104側の大径ギヤ104aを回転させることによりシリンダヘッド10に回転可能に支持されているカム軸104bを介して内部の螺旋カム108の回転位相を変化させることができる。更にカム軸104bは小径ギヤ104cを設けており、この小径ギヤ104cにより、シリンダヘッド10に固定されている回転角センサ50側の大径ギヤ106aを回転させる。このことによりレゾルバ等からなる回転角センサ50内部のロータを回転させることで螺旋カム108の回転位相が回転角センサ50により検出され、ECU4に読み込まれる。尚、カム軸104bに取り付けられたストッパアーム104dが、外部(ここではシリンダヘッド10)に、調整可能に固定された2つのストッパ104e,104fに当接することより、螺旋カム108の回転は360°より小さい範囲、ここでは300°の範囲に限定されている。
【0081】
螺旋カム機構104の構成を図10の斜視図に示す。螺旋カム機構104は、前述した大径ギヤ104a、カム軸104b、小径ギヤ104c、ストッパアーム104d,ストッパ104e,104f及び螺旋カム108以外に、螺旋カム108を内部空間に収納するように配置されたカムフレーム110が備えている。このカムフレーム110には、螺旋カム108の螺旋状カム面108aに接触する断面円形のローラ110aがカム軸104bとは平行の軸110bにて回転可能に支持されている。カムフレーム110におけるローラ110aとは反対側には前述したコントロールシャフト82の一端が固定されている。したがってカムフレーム110がコントロールシャフト82の軸方向に移動すると、コントロールシャフト82も連動して軸方向位置を変化させる。尚、ローラ110aが常に螺旋カム108の螺旋状カム面108aに接触するように、カムフレーム110あるいはコントロールシャフト82には図示するごとくの方向にバネ力が付与されている。
【0082】
ここでカムフレーム110の移動は次のようになされる。図11の(A)に示すごとくストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接するように駆動用モータ102(図9)を回転させることで、螺旋カム108は螺旋状カム面108a内で最もカム軸104bに近い側がローラ110aに当接する。この時、カムフレーム110は最大限L方向に移動しており、カムフレーム110に連動して、コントロールシャフト82もバネ力により最大限L方向に移動している。したがって図6に示した最小バルブ作用角及び最小バルブリフト量の状態が実現される。
【0083】
駆動用モータ102を回転させて、ストッパアーム104dを図11の(A)に示すごとくR方向に回転させると、ストッパアーム104dは最小作用角側ストッパ104eから離れる。このことにより螺旋カム108の螺旋状カム面108aによりローラ110aはH方向に移動し、カムフレーム110全体もH方向に移動する。これに連動してコントロールシャフト82もバネ力に抗してH方向に移動する。したがってバルブ作用角及びバルブリフト量が増加する。
【0084】
そして、図11の(B)に示すごとく、ストッパアーム104dが300°回転すると、最大作用角側ストッパ104fに当接する。このことにより、螺旋カム108は螺旋状カム面108a内で最もカム軸104bから遠い側がローラ110aに当接する。この時、カムフレーム110は最大限H方向に移動しており、カムフレーム110に連動して、コントロールシャフト82もバネ力に抗して最大限H方向に移動している。したがって図7に示した最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量の状態が実現される。
【0085】
尚、図12に示すごとく螺旋カム108の螺旋状カム面108aは最大バルブ作用角(最大バルブリフト量)側(最もカム軸104bから遠い側)において幅dθxの範囲で螺旋カム108の回転角が変化してもカム軸104bとの距離が変化しない不変作用角領域が存在する。したがって不変作用角領域では、螺旋カム108の回転位相にかかわらず、吸気バルブ2aのバルブ作用角及びバルブリフト量は、既知の最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量に一定化されることになる。
【0086】
したがって上述した螺旋カム108の回転角θvとバルブ作用角VLとの関係は図13に示すごとくとなる。
バルブタイミング調節機構58について説明する。バルブタイミング調節機構58は、図14の縦断面図に示すごとく、オイルコントロールバルブ(以下、「OCV」と称する)120とベーン式油圧回転機構122とから構成されている。OCV120はECU4からの指令により、オイルポンプからの作動油圧を進角用油路に供給するモード、遅角用油路に供給するモード及びいずれの油路とも密閉遮断するモードを選択的に実行するものである。
【0087】
ベーン式油圧回転機構122は、図14(A)に示すごとく、タイミングスプロケットと一体に形成された短円筒状のケーシング124を備え、このケーシング124の中心部にはベーン体126が配置されている。このベーン体126の中心の軸部126aには吸気カムシャフト64の端部が係合状態で挿入されている。このことにより吸気カムシャフト64はベーン体126に連動して回転する。
【0088】
軸部126aへは、ケーシング124から2つの壁部124a,124bが軸対称な位置から突出して、先端部で油密的に接触している。ベーン体126の軸部126aからも2つのベーン126c,126dが突出してケーシング124の内周面に油密的に接触している。
【0089】
このことによりケーシング124の内部は、4つの部屋に仕切られている。この内、油圧室128,130が進角用油路に接続され、圧縮状態のスプリング132a,134aが配置されている油圧室132,134が遅角用油路に接続されている。そして油圧室128,132内にはストッパ136,138が設けられて、ベーン体126の回転範囲を制限している。
【0090】
図14(B)は進角油路から油圧が排出され、遅角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室132,134は拡大し、油圧室128,130は縮小して、ベーン体126はケーシング124に対して相対的に左回転しストッパ136に当接する。この状態では、吸気バルブ2aのバルブタイミングは最も遅角された状態となる。
【0091】
尚、エンジン2の停止状態のごとく油圧が供給されないときには、スプリング132a,134aにより、ベーン式油圧回転機構122は図14(B)の状態となっている。
【0092】
図14(C)は遅角油路から油圧が排出され、進角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室128,130は拡大し、油圧室132,134は縮小して、ベーン体126はケーシング124に対して相対的に右回転しストッパ138に当接する。この状態では、吸気バルブ2aのバルブタイミングは最も進角された状態となる。
【0093】
尚、前記図14(A)は図14(B)と(C)との中間の状態を示し、この状態では吸気バルブ2aのバルブタイミングは中間的な進角状態となる。
次にECU4による回転角センサ50による検出されるバルブ作用角と実際のバルブ作用角との関係に基づいて学習が行われるバルブ作用角制御処理について説明する。
【0094】
図15にバルブ作用角制御処理のフローチャートを示す。本処理は一定の時間周期で繰り返し実行される処理である。
本処理が開始されると、まずエンジン2の運転状態、ここではアクセル開度ACCPとエンジン回転数NEとに基づいて予め実験により定められたマップから負荷率(最大機関負荷に対する負荷の割合)が計算され、この負荷率に基づいて目標バルブ作用角VLt(目標値に相当)が設定される(S102)。そして回転角センサ50の検出値(回転角θv)により前記図13に示したマップに基づいてバルブ作用角VLを算出する(S104)。
【0095】
次にバルブ作用角VLを最大とする運転状態にあるか否かが判定される(S106)。例えば始動時などにおいては最大の吸入空気量を得るために螺旋カム機構104のストッパアーム104dを最大作用角側ストッパ104fに当接させる処理が行われる場合がある。具体的には、前記ステップS102において目標バルブ作用角VLtには最大バルブ作用角設定値VLmaxより大きい値が設定される。前述した図13に示したごとくストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接した状態では、回転角θvは幅dθx(不変作用角領域)に含まれてバルブ作用角VLは最大の一定値となるが、この最大の一定値が最大バルブ作用角設定値VLmaxである。
【0096】
このようにバルブ作用角VLを最大にする運転状態である場合には(S106で「YES」)、次に最小バルブ作用角学習値VLgが存在しないか否かが判定される(S108)。ここで既に最小バルブ作用角学習値VLgがECU4のバックアップRAM内に存在すれば(S108で「NO」)、実バルブ作用角VLaには、既知の値である前記最大バルブ作用角設定値VLmaxが設定される(S114)。すなわち、前述したごとくストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接した状態では、回転角θvは幅dθx(不変作用角領域)に含まれ、この時、バルブ作用角は最大バルブ作用角設定値VLmaxとなって一定だからである。
【0097】
そして実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされる(S116)。この時は、実バルブ作用角VLa(=VLmax)と目標バルブ作用角VLt(>VLmax)との差に基づいて算出された回転方向と回転角度に応じてモータ102が駆動される。したがってストッパアーム104dは最大作用角側ストッパ104fに当接した状態となる。こうして一旦本処理を終了する。
【0098】
以後、バルブ作用角VLを最大にする運転状態が継続している限り、ステップS106で「YES」、ステップS108で「NO」と判定される。このため実バルブ作用角VLaには最大バルブ作用角設定値VLmaxが設定され(S114)、実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされる(S116)状態が継続する。すなわちストッパアーム104dを最大作用角側ストッパ104fに当接させることで、機械的に最大バルブ作用角設定値VLmaxとする状態が継続する。
【0099】
始動が完了してアイドル時に移行すると、吸気バルブ2aのバルブ作用角を小さくするために、ステップS102にて目標バルブ作用角VLtが最大バルブ作用角設定値VLmaxよりも小さく設定されるようになる。このためステップS106では「NO」と判定されるようになる。このため次に最小バルブ作用角学習値VLgが存在しないか否かが判定される(S118)。ここで既に最小バルブ作用角学習値VLgがECU4のバックアップRAM内に存在している場合であるので(S118で「NO」)、次に実バルブ作用角VLaが式1のごとく算出される(S122)。
【0100】
【数1】
VLa ← VL − VLg … [式1]
そして実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S116)、一旦本処理を終了する。
【0101】
したがって最小バルブ作用角学習値VLgが存在していれば、以後もステップS118で「NO」と判定されて、図13のマップから求められたバルブ作用角VLをバックアップRAMに存在する最小バルブ作用角学習値VLgにて補正して実バルブ作用角VLaとして、モータ102の駆動制御に用いられる。
【0102】
尚、ECU4は別途、図16に示す最小バルブ作用角学習処理を実行している。本処理も一定時間周期で繰り返し実行されている。本処理では、暖機後のアイドル時等において、バルブ作用角VLを最小とする制御が実行されることで、実際に図11(A)に示したごとくにストッパアーム104dを最小作用角側ストッパ104eに当接させていることを回転角センサ50の検出値θvが最小側で変化しないことから判定している(S200)。制御の結果、ストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接していれば(S200で「YES」)、式2のごとく正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される(S202)。
【0103】
【数2】
VLg ← VL − VLmin … [式2]
ここで最小バルブ作用角設定値VLminは、バルブ作用角調節機構56の組み立て時に、ストッパアーム104dを最小作用角側ストッパ104eに当接した状態で設定したバルブ作用角であり、既知の値である。
【0104】
したがってステップS202にて正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出されれば、前述したバルブ作用角制御処理(図15)のステップS122では、新たに求められることで更新された最小バルブ作用角学習値VLgを用いて実バルブ作用角VLaの計算がなされることになる。
【0105】
上述した処理は、最小バルブ作用角学習値VLgが始動時に既に存在している場合の例であったが、次にバッテリの取り替え等やECU4のバックアップRAMのメモリクリア処理などで、最小バルブ作用角学習値VLgが存在しなくなっている状態でのバルブ作用角制御処理(図15)について説明する。
【0106】
始動時においてバルブ作用角VLを最大にする運転状態であると(S106で「YES」)、この場合には最小バルブ作用角学習値VLgは存在しないので(S108で「YES」)、確実にストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接したか否かが判定される(S109)。
【0107】
ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接したか否かは、回転角センサ50の検出値θvが最大側で変化しなくなったか否かにより判定する。ストッパアーム104dが最大側への回転途中であり、ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接していなければ(S109で「NO」)、前記ステップS114,S116を実行して、モータ102による最大バルブ作用角側への駆動を行う。以後、ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接するまで、上述の処理が継続する。
【0108】
そしてストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接すると(S109で「YES」)、次に式3に示すごとく仮学習値VLpを算出する(S110)。
【0109】
【数3】
VLp ← f(θv − θmax) … [式3]
ここで最大回転角θmaxは、ストッパアーム104dを最大作用角側ストッパ104fに当接した状態で標準とする回転角センサ50が出力する回転角検出値であり、既知の値である。
【0110】
f()は回転角の差をバルブ作用角の差に換算する計算式あるいはマップである。ここでは図13に示した幅dθx(不変作用角領域)以外の領域である、回転角θvの増加に応じてバルブ作用角VLが増加している変化領域の関係により「θv−θmax」の値が換算されて仮学習値VLpに設定される。すなわち図13に示した変化領域の勾配(ΔVL/Δθv)に基づいて式4のごとく算出される。
【0111】
【数4】
VLp ← (ΔVL/Δθv)×(θv−θmax) … [式4]
次に仮学習値VLpを最小バルブ作用角学習値VLgに設定する(S112)。そしてステップS114,S116を実行して、一旦本処理を終了する。
【0112】
次の制御周期では、バルブ作用角VLが最大にする運転状態となっていても(S106で「YES」)、最小バルブ作用角学習値VLgは仮学習(S110,S112)にて存在するので(S108で「NO」)、ステップS114,S116を実行して一旦本処理を終了する。
【0113】
そして始動が完了してアイドル時の制御に移行するとステップS102にて目標バルブ作用角VLtが最大よりも小さく設定されるようになる(S106で「NO」)。この時、仮学習値VLpが設定された最小バルブ作用角学習値VLgが存在するので(S118で「NO」)、前記式1にて最小バルブ作用角学習値VLgを用いて実バルブ作用角VLaが算出されるようになる(S122)。
【0114】
そして完全に暖機後のアイドル時となれば、前述したごとく最小バルブ作用角学習処理(図16)により、バルブ作用角VLを最小とする制御が実行されることにより(S200で「YES」)、前記式2のごとく正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出される(S202)。このように正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるので、前述したバルブ作用角制御処理(図15)のステップS122では正式に学習された最小バルブ作用角学習値VLgを用いて実バルブ作用角VLaの計算がなされてモータ102の駆動制御(S116)がなされるようになる。
【0115】
尚、バルブ作用角制御処理(図15)において、最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で、始動時にバルブ作用角VLを最大にしていない場合あるいは最大にできなかった場合(S106で「NO」)を考える。この場合にはステップS110,S112にて最小バルブ作用角学習値VLgを仮学習で設定できていない状態であるので、ステップS118では「YES」と判定される。そして実バルブ作用角VLaにはステップS104にて求めたバルブ作用角VLの値が設定される(S120)。そしてこの実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102が駆動される(S116)。
【0116】
しかし暖機状態での始動では、直ちに暖機アイドル時において最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される(S202)。したがって最小バルブ作用角学習値VLgが早期に設定されて(図15のS118で「NO」)、実バルブ作用角VLaが、前記式1のごとく最小バルブ作用角学習値VLgにより補正されて算出されるようになる(S122)。
【0117】
尚、始動時にバルブ作用角VLを最大にしなかった場合あるいはできなかった場合においても、特に冷間アイドル時においては回転安定性のためにバルブ作用角VLを最大にする場合がある。ここで、ECU4は冷間アイドル時においては回転安定性のためにバルブ作用角VLを最大にする制御をしているものとする。この場合には、最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される前に、冷間アイドル時となれば、バルブ作用角制御処理(図15)においてバルブ作用角VLを最大にする運転状態となる(S106で「YES」)。
【0118】
したがって最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない場合には(S108で「YES」)、ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接したことにより(S109で「YES」)、前述したステップS110,S112が実行されて、最小バルブ作用角学習値VLgが仮学習される。したがって、これ以後、冷間アイドル時から暖機後のアイドル状態となって正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるまでの間は、仮学習された最小バルブ作用角学習値VLgによって実バルブ作用角VLaが算出され(S122)、モータ102の駆動がなされることになる(S116)。
【0119】
本実施の形態の処理例を図17〜19のタイミングチャートに示す。図17は最小バルブ作用角学習値VLgが存在している状態で時刻t0から暖機状態での始動がなされた場合を示している。尚、既に直前のエンジン2の停止処理において、ストッパアーム104dは最大作用角側ストッパ104fに当接されている。この場合は、始動後(t1)に暖機アイドルとなってバルブ作用角VLが最大バルブ作用角VLmaxから最小バルブ作用角VLminに変更された後に(t2〜)に最小バルブ作用角学習値VLgが更新される。
【0120】
図18は最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で時刻t10から暖機状態での始動がなされた場合を示している。したがって始動時に最大バルブ作用角VLmaxに駆動している状態で仮学習がなされて最小バルブ作用角学習値VLgが仮に設定される。そして、始動後(t11)に暖機アイドルとなってバルブ作用角VLが最大バルブ作用角VLmaxから最小バルブ作用角VLminに変更された後に(t12〜)に正式に最小バルブ作用角学習値VLgが学習されて設定される。
【0121】
図19は冷間始動時には最大バルブ作用角VLmaxよりもバルブ作用角VLを小さくしているエンジンの例を示す。この場合に、最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で時刻t20から冷間状態での始動がなされた場合を示している。したがって始動後(t21〜)、冷間アイドル時(t21〜t23)に最大バルブ作用角VLmaxに駆動された時(t22)に仮学習がなされて最小バルブ作用角学習値VLgが仮に設定される。そして、暖機アイドルとなって(t23〜)バルブ作用角VLが最大バルブ作用角から最小バルブ作用角に変更された後に(t24〜)に正式に最小バルブ作用角学習値VLgが学習されて設定される。
【0122】
上述した構成において、ECU4が可変動弁機構制御装置に相当し、最小バルブ作用角学習処理(図16)が基準バルブ駆動状態学習手段としての処理に相当する。したがってストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接した状態が「基準バルブ駆動状態」に、回転角センサ50に検出される回転角θvを換算したバルブ作用角VLが「状態量」に、最小バルブ作用角設定値VLminが「既知の状態量」に相当する。
【0123】
バルブ作用角制御処理(図15)のステップS106〜S112が仮学習手段としての処理に相当する。したがって最大回転角θmaxが「推定されたバルブ駆動状態」に、回転角センサ50により検出された回転角θvが「状態量」に、始動状態あるいは冷間アイドル状態が「基準機関状態」に相当する。
【0124】
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).最小バルブ作用角学習値VLgが存在しなくても、バルブ作用角制御処理(図15)では最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるまでの間は、エンジン2の運転状態(始動時あるいは冷間アイドル時での運転状態)に基づいて吸気バルブ2aの駆動状態を推定する。具体的には螺旋カム108が最大回転角θmaxにあると推定する。
【0125】
そして、この最大回転角θmaxと、回転角センサ50により検出されている回転角θvとの関係(ここではθmaxとθvとの差)に基づいて仮学習値VLpを設定し(S110)、可変動弁機構54の制御に用いている。このように最小バルブ作用角学習値VLgがステップS202(図16)にて正式に設定されるまでの間は仮学習値VLpを用いている。この仮学習値VLpは、初期値でもなく予め設定した特定の値でもなく、螺旋カム108による現実に近いバルブ駆動状態に基づいて設定されている。このため可変動弁機構54が最小バルブ作用角にされていなくてもエンジン2の運転性を維持するために十分な最小バルブ作用角学習値VLgの代替値を設定することができる。
【0126】
このように仮学習値VLpは最小バルブ作用角学習値VLgの役割を果たすことができるので、学習のために強制的にエンジン2の運転状態を変更しなくても、学習値が存在しない状態での制御が継続されることがない。このため可変動弁機構54の強制的な駆動により生じるエンジン2の運転安定性上の問題は生じることはない。
【0127】
更に、最小バルブ作用角VLminへの強制的な駆動自体が困難であるエンジン運転状態(例えば始動時や冷間アイドル時)であっても、仮学習値VLpが存在するのでエンジン2の運転安定性などに問題を生じることはない。
【0128】
したがって、最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるまでの間、エンジン2の運転性悪化を抑制することができる。
【0129】
(ロ).最終的に、正式な最小バルブ作用角学習値VLgはバルブ作用角VLが最小の位置で求められている。特にバルブ作用角が小さい領域では制御誤差はエンジン2の運転性に大きく影響しやすい。このためバルブ作用角VLの最小側で学習値を求めることは重要である。
【0130】
しかし、このようにバルブ作用角VLの最小側で正式な最小バルブ作用角学習値VLgを求めるようにしているため、始動時や冷間アイドル時などでは最小バルブ作用角学習値VLgを設定することは困難となる。しかし本実施の形態では、上述したごとくバルブ作用角VLの最大側で仮学習値VLpが設定できる。このことにより始動時あるいは冷間アイドル時からバルブ作用角を精密に調節することが可能となるので、エンジン2の運転性の悪化を抑制できる。
【0131】
[実施の形態2]
本実施の形態では、学習対象をバルブ作用角ではなく回転角としている。
本実施の形態のハード構成は、前記実施の形態1の図1〜14に示したハード構成と同じであり、同一の符号にて説明する。前記実施の形態1と異なるのは、ECU4におけるバルブ作用角制御処理(図15)の代わりに図20に示す処理が実行される。そして最小バルブ作用角学習処理(図16)の代わりに図21の処理が実行される。
【0132】
バルブ作用角制御処理(図20)及び最小バルブ作用角学習処理(図21)について説明する。これらの処理は一定周期で繰り返し実行されている。
バルブ作用角制御処理(図20)が開始されると、まず前記図15のステップS102にて説明したごとく目標バルブ作用角VLtが設定される(S302)。
【0133】
次にバルブ作用角VLを最大とする運転状態か否かが判定される(S304)。このような運転状態は前記図15のステップS106にて説明したごとくである。バルブ作用角VLを最大にする運転状態である場合には(S304で「YES」)、次に回転角として設定されている最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在しないか否かが判定される(S306)。ここで既に最小バルブ作用角時回転角学習値θgがECU4のバックアップRAM内に存在すれば(S306で「NO」)、前記図15のステップS114と同じ処理により、実バルブ作用角VLaには既知である最大バルブ作用角設定値VLmaxが設定される(S312)。
【0134】
そして前記図15のステップS116と同じ処理により、実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S314)、一旦本処理を終了する。
【0135】
以後、バルブ作用角VLを最大にしている状態が継続している限り、ステップS304で「YES」、ステップS306で「NO」と判定される。このため実バルブ作用角VLaには最大バルブ作用角設定値VLmaxが設定され(S312)、実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされる(S314)状態が継続する。
【0136】
そして始動が完了してアイドル制御に移行すると、吸気バルブ2aのバルブ作用角を小さくするために、ステップS302にて目標バルブ作用角VLtが小さく設定されるようになる。このためステップS304では「NO」と判定されるようになる。そして次に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在しないか否かが判定される(S316)。ここで既に最小バルブ作用角時回転角学習値θgがECU4のバックアップRAM内に存在している場合であるので(S316で「NO」)、次に実回転角θaが式5のごとく算出される(S320)。
【0137】
【数5】
θa ← θv − θg … [式5]
次に実回転角θaから前記図13に示したマップにより実バルブ作用角VLaを算出する(S322)。そして実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S314)、一旦本処理を終了する。
【0138】
したがって最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在していれば、以後もステップS316で「NO」と判定されて、最小バルブ作用角時回転角学習値θgにて回転角センサ50により実際に検出されている回転角θvを補正して実回転角θaが求められる。そしてこの実回転角θaに基づいて実バルブ作用角VLaが求められて、モータ102の駆動制御に用いられる。
【0139】
ECU4は別途、図21の最小バルブ作用角学習処理を実行している。本処理では、暖機後のアイドル時等において、ストッパアーム104dを最小作用角側ストッパ104eに当接させるバルブ作用角VLを最小とする制御が実行されていると(S402で「YES」)、式6のごとく正式に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出される(S404)。
【0140】
【数6】
θg ← θv − θmin … [式6]
ここで最小バルブ作用角時回転角設定値θminは、ストッパアーム104dを最小作用角側ストッパ104eに当接した状態で標準の回転センサ50が出力する回転角検出値であり、既知の値である。
【0141】
したがってステップS404にて正式に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出されれば、前述したバルブ作用角制御処理(図20)のステップS320では新たに求められて更新された最小バルブ作用角時回転角学習値θgを用いて実回転角θaの計算がなされる。
【0142】
上述した処理は、最小バルブ作用角時回転角学習値θgが既に存在している場合の例であったが、次にバッテリの取り替え等やECU4のバックアップRAMのメモリクリア処理などで、最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在しなくなっている場合におけるバルブ作用角制御処理(図20)について説明する。
【0143】
始動時においてバルブ作用角VLを最大にする運転状態では(S304で「YES」)、ここでは最小バルブ作用角時回転角学習値θgは存在しない場合であるので(S306で「YES」)、確実にストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接したか否かが判定される(S307)。
【0144】
このステップS307の判定は前記図15のステップS109にて述べたごとくである。ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接していなければ(S307で「NO」)、前記ステップS312,S314を実行して、モータ102による最大バルブ作用角側への駆動を行う。以後、ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接するまで、上述の処理が継続する。
【0145】
そしてストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接すると(S307で「YES」)、次に式7に示すごとく仮学習値θpを算出する(S308)。
【0146】
【数7】
θp ← θv − θmax … [式7]
ここで最大回転角θmaxは前記図15のステップS110にて述べたごとくである。
【0147】
次に仮学習値θpを最小バルブ作用角時回転角学習値θgに設定する(S310)。そしてステップS312,S314を実行して、一旦本処理を終了する。次の制御周期では、バルブ作用角VLを最大にする運転状態であっても(S304で「YES」)、最小バルブ作用角時回転角学習値θgは仮学習(S308,S310)にて存在するので(S306で「NO」)、ステップS312,S314を実行して一旦本処理を終了する。
【0148】
そして始動が完了してアイドル制御に移行するとステップS302にて目標バルブ作用角VLtが最大よりも小さく設定されるようになる(S304で「NO」)。この時、仮学習値θpが設定された最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在するので(S316で「NO」)、前記式5にて、最小バルブ作用角時回転角学習値θgを用いて実回転角θaが算出されるようになる(S320)。
【0149】
そして完全に暖機後のアイドル状態となれば、前述したごとく最小バルブ作用角学習処理(図21)により、バルブ作用角VLを最小とする制御が実行されることにより(S402で「YES」)、前記式6のごとく正式に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出される(S404)。このように正式に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出されるので、前述したバルブ作用角制御処理(図20)のステップS320では正式な最小バルブ作用角時回転角学習値θgを用いて実回転角θaの計算がなされる。
【0150】
尚、バルブ作用角制御処理(図20)において、最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在していない状態で、始動時にバルブ作用角VLを最大にしていない場合あるいは最大にできなかった場合(S304で「NO」)を考える。この場合にはステップS308,S310にて最小バルブ作用角時回転角学習値θgを仮学習で設定していない状態であるので、ステップS316では「YES」と判定される。そして実回転角θaには回転角センサ50にて検出されている回転角θvの値が設定される(S318)。そしてこの実回転角θaから実バルブ作用角VLaが算出され(S322)、目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102が駆動される(S314)。
【0151】
しかし暖機状態での始動後では、直ちに暖機アイドル状態において最小バルブ作用角学習処理(図21)により正式な最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出される(S404)。したがって早期に最小バルブ作用角時回転角学習値θgが設定されて(S316で「NO」)、実回転角θaが、前記式5のごとく最小バルブ作用角時回転角学習値θgにより補正されて算出されるようになる(S320)。
【0152】
ここで、ECU4は冷間アイドル時においては回転安定性のためにバルブ作用角VLを最大にする制御をしているものとする。この場合には、最小バルブ作用角学習処理(図21)により正式な最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出される前に、冷間アイドル状態となれば、バルブ作用角制御処理(図20)においてバルブ作用角VLを最大にする運転状態となる(S304で「YES」)。
【0153】
したがって最小バルブ作用角時回転角学習値θgが存在していない場合(S306で「YES」)、確実にストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接すれば(S307で「YES」)、前述したステップS308,S310が実行される。このことにより最小バルブ作用角時回転角学習値θgに仮学習値θpが設定される。したがって、以後の冷間アイドル状態から暖機後のアイドル状態となって正式な最小バルブ作用角時回転角学習値θgが算出されるまでの期間において、仮学習された最小バルブ作用角時回転角学習値θgによって実回転角θaが算出される(S320)。そしてこの実回転角θaから実バルブ作用角VLaが算出され(S322)、目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102が駆動されることになる(S314)。
【0154】
本実施の形態の処理例を図22〜24のタイミングチャートに示す。図22は前記実施の形態1の図17の場合に、図23は前記図18の場合に、図24は前記図19の場合に相当する。図示するごとく、最小バルブ作用角時回転角学習値θgは前記実施の形態1の最小バルブ作用角学習値VLgと同様に設定されている。
【0155】
上述した構成において、最小バルブ作用角学習処理(図21)が基準バルブ駆動状態学習手段としての処理に相当する。したがってストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接した状態が「基準バルブ駆動状態」に、回転角センサ50に検出される回転角θvが「状態量」に、最小バルブ作用角時回転角設定値θminが「既知の状態量」に相当する。
【0156】
バルブ作用角制御処理(図20)のステップS304〜S310が仮学習手段としての処理に相当する。したがって最大回転角θmaxが「推定されたバルブ駆動状態」に、回転角センサ50により検出された回転角θvが「状態量」に、始動状態あるいは冷間アイドル状態が「基準機関状態」に相当する。
【0157】
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)、(ロ)と同様の効果が得られる。
[実施の形態3]
本実施の形態では、シャフトスライド機構300が図25に示すごとく、回転角センサを設けずに、スライドセンサ350によりカムフレーム110に連動するコントロールシャフト82のスライド量SLvを検出している。
【0158】
ここでスライドセンサ350は、差動トランスタイプの変位センサであり、カムフレーム110側に設けられたロッド状コア350aとシリンダヘッド10(図2)側に設けられたコイル350bとからなる。モータ102により螺旋カム108が回転してカムフレーム110がコントロールシャフト82を軸方向に移動させると、ロッド状コア350aがコイル350bに対して相対的に移動する。このことでコントロールシャフト82のスライド量SLvを検出することができる。
【0159】
これ以外のハード構成は前記実施の形態1と同じである。同一の構成については同一の符号にて説明する。
そして制御的にはECU4におけるバルブ作用角制御処理(図15)の代わりに図26に示す処理が実行される。最小バルブ作用角学習処理(図16)については前記実施の形態1と同一である。このことにより本実施の形態ではバルブ作用角VLを学習する。
【0160】
バルブ作用角制御処理(図26)について説明する。この処理は一定周期で繰り返し実行されている。バルブ作用角制御処理(図26)が開始されると、まず前記図15のステップS102と同じ処理により目標バルブ作用角VLtが設定される(S502)。そしてスライドセンサ350の検出値SLvからバルブ作用角VLが算出される(S504)。この算出は、図27に示すごとく、予め実験により標準のスライドセンサにより測定しておいたスライド量SLと吸気バルブ2aのバルブ作用角VLと関係を表すマップにより算出される。
【0161】
次に最小バルブ作用角学習値VLgが存在しないか否かが判定される(S506)。ここで既に最小バルブ作用角学習値VLgがECU4のバックアップRAM内に存在すれば(S506で「NO」)、次に実バルブ作用角VLaが式8のごとく算出される(S516)。
【0162】
【数8】
VLa ← VL − VLg … [式8]
そして、前記図15のステップS116と同様の制御処理により実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S520)、一旦本処理を終了する。
【0163】
したがって最小バルブ作用角学習値VLgが存在すれば、以後もステップS506で「NO」と判定され、図27のマップから求められたバルブ作用角VLをバックアップRAMに存在する最小バルブ作用角学習値VLgにて補正して実バルブ作用角VLaとし、モータ102の駆動制御に用いられることになる。
【0164】
尚、前記実施の形態1にて説明したごとくECU4は別途、前記図16に示す最小バルブ作用角学習処理を実行している。したがってステップS202(図16)にて正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出されれば、前述したバルブ作用角制御処理(図26)のステップS516では新たに求められた最小バルブ作用角学習値VLgを用いて実バルブ作用角VLaの計算がなされることになる。
【0165】
上述した処理は、最小バルブ作用角学習値VLgが既に存在している場合の例であったが、次にバッテリの取り替え等やECU4のバックアップRAMのメモリクリア処理などで、最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない場合におけるバルブ作用角制御処理(図26)について説明する。
【0166】
ステップS502,S504の処理の後、最小バルブ作用角学習値VLgが存在しないので(S506で「YES」)、次にバルブ作用角VLを最大に駆動する運転状態か否かが判定される(S508)。始動時においてはバルブ作用角VLを最大にする運転状態であるので(S508で「YES」)、次にモータ102による最大バルブ作用角側への螺旋カム108の回転にもかかわらず、スライドセンサ350の検出値SLvに変化が無くなったか否かが判定される(S510)。
【0167】
前記実施の形態1の図12,13にて示したごとく、螺旋カム108の螺旋状カム面108aは最大バルブ作用角側において幅dθxの範囲では螺旋カム108の回転角が変化してもカム軸104bとの距離が変化しない不変作用角領域が存在する。したがって不変作用角領域にローラ110aが接触した状態では、螺旋カム108の回転位相にかかわらず、スライドセンサ350の検出値SLvに変化が無くなり、吸気バルブ2aのバルブ作用角及びバルブリフト量は、既知の最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量に一定化されることになる。したがって、ステップS510は、この不変作用角領域に到達したか否かを判定するためである。
【0168】
最大バルブ作用角側へのモータ102の駆動時にスライドセンサ350の検出値SLvに変化がある間は(S510で「NO」)、実バルブ作用角VLaに最大バルブ作用角設定値VLmaxを設定する(S518)。そして実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動制御を行う(S520)。
【0169】
螺旋カム108の回転により不変作用角領域にローラ110aが接触する状態となると最大バルブ作用角側へのモータ102の駆動にもかかわらずスライドセンサ350の検出値SLvに変化が無くなるので(S510で「YES」)、次に式9のごとく仮学習値VLpを設定する(S512)。
【0170】
【数9】
VLp ← VL − VLmax … [式9]
ここで最大バルブ作用角VLmaxは、前記実施の形態1の図12にて説明したごとく螺旋カム108に存在する幅dθx(不変作用角領域)における既知のバルブ作用角であり、幅dθx内では一定である。モータ102を回転させて最大限にバルブ作用角VLを大きくしても、このような機械的な設定によりバルブ作用角VLは最大バルブ作用角VLmaxで停止する。したがって前記式9によりスライドセンサ350の検出値SLvに基づいて最大バルブ作用角側で算出されるバルブ作用角VLと最大バルブ作用角VLmaxとの差を仮学習値VLpとすることができる。
【0171】
そして仮学習値VLpの値を最小バルブ作用角学習値VLgに設定し(S514)、実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102を駆動して(S520)、一旦本処理を終了する。
【0172】
次の制御周期では、最小バルブ作用角学習値VLgは仮学習(S512,S514)にて存在するので(S506で「NO」)、ステップS516,S520を実行して一旦本処理を終了する。
【0173】
以後、仮学習値VLpが設定された最小バルブ作用角学習値VLgによるバルブ作用角制御が行われた後、暖機後のアイドル状態となれば、前述したごとくバルブ作用角VLを最小とする制御が実行される。このことにより最小バルブ作用角学習処理(図16)により前記式2のごとく正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出される(S202)。このように正式に最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるので、前述したバルブ作用角制御処理(図26)のステップS516では正式な最小バルブ作用角学習値VLgを用いて実バルブ作用角VLaの計算がなされるようになる。
【0174】
尚、バルブ作用角制御処理(図26)において、最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で(S506で「YES」)、始動時にバルブ作用角VLを最大にしていない場合あるいは最大にできなかった場合(S508で「NO」)を考える。この場合には実バルブ作用角VLaには、ステップS504で求められたバルブ作用角VLが設定され(S509)、モータ102の駆動がなされる(S520)。
【0175】
しかし暖機状態での始動では、直ちに暖機アイドル時において最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される(S202)。したがって最小バルブ作用角学習値VLgが早期に設定されて、前記式8のごとく最小バルブ作用角学習値VLgにより補正された実バルブ作用角VLaが算出されるようになる(S516)。
【0176】
ここでECU4が冷間アイドル時においては回転安定性のためにバルブ作用角VLを最大にする制御をしているものとする。この場合には、最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される前に、冷間アイドル時となれば、バルブ作用角制御処理(図26)においてバルブ作用角VLを最大にする運転状態となる(S508で「YES」)。
【0177】
したがって、スライドセンサ350の検出値SLvに変化が無くなった後は(S510で「YES」)、前述したステップS512,S514が実行されて、最小バルブ作用角学習値VLgが仮学習される。したがって、以後の冷間アイドル状態から暖機後のアイドル状態となって正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるまでの期間において、仮学習された最小バルブ作用角学習値VLgによって実バルブ作用角VLaが算出され(S516)、目標バルブ作用角VLtに制御されることになる(S520)。
【0178】
このような構成により、前記実施の形態1のタイミングチャート(図17〜19)に示したごとくの処理が行われる。
上述した構成において、最小バルブ作用角学習処理(図16)が基準バルブ駆動状態学習手段としての処理に相当する。したがってストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接した状態が「基準バルブ駆動状態」に、スライドセンサ350に検出されるスライド量SLvを換算したバルブ作用角VLが「状態量」に、最小バルブ作用角設定値VLminが「既知の状態量」に相当する。
【0179】
バルブ作用角制御処理(図26)のステップS506〜S514が仮学習手段としての処理に相当する。したがって最大バルブ作用角VLmaxが「推定されたバルブ駆動状態」に、スライドセンサ350により検出されたバルブ作用角VLが「状態量」に、始動状態あるいは冷間アイドル状態が「基準機関状態」に相当する。
【0180】
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)、(ロ)と同様の効果が得られる。
(ロ).スライド量SLvに変化が無くなれば(S510で「YES」)、仮学習しているので、ストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接する前に仮学習が完了する頻度が高くなる。このためステップS508の判定が何らかの原因で短時間で「NO」となったとしても、仮学習による最小バルブ作用角学習値VLgが設定される確率が高まり、エンジン2の運転性悪化の抑制を、より効果的なものとできる。
【0181】
[実施の形態4]
本実施の形態は、エンジン運転に影響がでない範囲でバルブ作用角を最大にして仮学習を実行する制御例を示している。
【0182】
本実施の形態のハード構成は、前記実施の形態1の図1〜14に示したハード構成と同じであり、同一の符号にて説明する。前記実施の形態1と異なるのは、ECU4におけるバルブ作用角制御処理(図15)の代わりに図28,29に示す処理が実行される点である。尚、最小バルブ作用角学習処理(図16)は同一である。
【0183】
バルブ作用角制御処理(図28,29)について説明する。これらの処理は一定周期で繰り返し実行されている。本処理が開始されると、まず前記図15のステップS102にて説明したごとく目標バルブ作用角VLtが算出され設定される(S602)。そして前記図15のステップS104にて説明したごとく回転角センサ50の検出値(回転角θv)により前記図13に示したマップに基づいてバルブ作用角VLを算出する(S604)。
【0184】
次に最小バルブ作用角学習値VLgが存在しないか否かが判定される(S606)。ここで既に最小バルブ作用角学習値VLgがECU4のバックアップRAM内に存在すれば(S606で「NO」)、実バルブ作用角VLaが式10のごとく算出される(S620)。
【0185】
【数10】
VLa ← VL − VLg … [式10]
そして実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S622)、一旦本処理を終了する。
【0186】
以後、上述した処理を繰り返すが、この間に、最小バルブ作用角学習処理(図16)によりステップS202が実行されて最小バルブ作用角学習値VLgが更新されると、ステップS620では新たな最小バルブ作用角学習値VLgによる実バルブ作用角VLaの算出がなされる。
【0187】
一方、最小バルブ作用角学習値VLgが存在しない場合には(S606で「YES」)、次にエンジン2がバルブ作用角VLを最大バルブ作用角とする駆動制御が可能な運転状態か否かが判定される。
【0188】
バルブ作用角VLを最大バルブ作用角とする駆動制御が可能な運転状態とは、既にバルブ作用角VLが最大となっている状態を含むが、これ以外に、目標バルブ作用角VLtが最大に近いことにより、スロットル開度制御側との協調制御の実行によりエンジン運転上問題を生じることなくできる状態を含む。すなわち現在のバルブ作用角から最大のバルブ作用角に変更してもスロットル開度制御側でスロットルバルブ26を絞ることで吸入空気量の状態に与える影響がほとんどなく駆動できる運転状態を含むものである。このような運転状態は、予め実験により、バルブ作用角VL、エンジン回転数NE及び吸入空気量GAの状態毎に求めてマップ化しておく。そしてステップS608においては、このマップ適用の有無、更に適用する場合にはマップに基づいて、バルブ作用角VL、エンジン回転数NE及び吸入空気量GAの値から、バルブ作用角VLを最大とする駆動制御が可能な運転状態か否かを判定する。例えば、始動時においてマップを適用できないようにし、始動時以外ではマップを適用するようにしても良い。あるいは全ての運転状態でマップを適用するようにしても良い。
【0189】
ここでマップの適用によりバルブ作用角VLを最大バルブ作用角とする駆動制御が可能な運転状態であれば(S608で「YES」)、既に最大バルブ作用角になっているか否かが判定される(S610)。まだ最大バルブ作用角でなければ(S610で「NO」)、前述したごとくスロットル開度制御側との協調制御により、スロットルバルブ26の閉方向の駆動に連動してモータ102の駆動により吸気バルブ2aのバルブ作用角を最大にする(S618)。尚、バルブ作用角が最大となったか否かはストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接することで回転角センサ50の検出値θvの上昇が停止したことで判断する。
【0190】
バルブ作用角が最大となれば(S610で「YES」)、次に式11に示すごとく仮学習値VLpを算出する(S612)。
【0191】
【数11】
VLp ← f(θv − θmax) … [式11]
最大回転角θmax,f()については、前記実施の形態1のステップS110(図15)にて説明したごとくである。
【0192】
次に仮学習値VLpを最小バルブ作用角学習値VLgに設定し(S614)、実バルブ作用角VLaには最大バルブ作用角設定値VLmaxを設定する(S616)。
【0193】
そしてスロットルバルブ26が元の状態に戻るようにスロットル開度制御側に復帰を要求し(S617)、一旦本処理を終了する。この要求により、スロットル開度制御側ではスロットルバルブ26を次第に元のスロットル開度状態に戻す。
【0194】
そしてバルブ作用角制御処理(図28,29)の次の制御周期では、スロットル開度TAの戻し量に適合させて目標バルブ作用角VLtが算出され(S602)、回転角センサ50の検出値θvからバルブ作用角VLが算出される(S604)。そして最小バルブ作用角学習値VLgは、前回のステップS614の処理にて仮学習値VLpの値が設定されている(S606で「NO」)。このため実バルブ作用角VLaが前記式10のごとく算出され(S620)、実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102の駆動がなされ(S622)、一旦本処理を終了する。
【0195】
このようにして仮学習された最小バルブ作用角学習値VLgにより吸気バルブ2aのバルブ作用角制御がなされる。そして、暖機アイドル時となれば最小バルブ作用角学習処理(図16)によりステップS202が実行されて正式に最小バルブ作用角学習値VLgが設定されて、正式な最小バルブ作用角学習値VLgによるバルブ作用角制御がなされるようになる。
【0196】
ステップS608にてバルブ作用角VLを最大にする駆動制御が可能な運転状態でない場合(S608で「NO」)について説明する。この場合には実バルブ作用角VLaにステップS604にて求めたバルブ作用角VLの値が設定される(S624)。そしてこの実バルブ作用角VLaが目標バルブ作用角VLtとなるようにモータ102が駆動される(S622)。しかし暖機状態での始動では、直ちに暖機アイドル状態において最小バルブ作用角学習処理(図16)により正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出される。したがって最小バルブ作用角学習値VLgが早期に設定されて(S606で「NO」)、実バルブ作用角VLaが、前記式10のごとく最小バルブ作用角学習値VLgにより補正されて算出されるようになる(S620)。
【0197】
尚、冷間アイドル時においては、回転安定性のためにバルブ作用角VLを最大にする運転状態となる。したがって、この場合には、最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない場合には(S606で「YES」)、ステップS608にて「YES」とされて、前述したごとく最小バルブ作用角学習値VLgが仮学習される。このため、以後の冷間アイドル状態から暖機後のアイドル状態となって正式な最小バルブ作用角学習値VLgが算出されるまでの期間において、仮学習された最小バルブ作用角学習値VLgにて実バルブ作用角VLaが算出され(S620)、目標バルブ作用角VLtに制御されることになる(S622)。
【0198】
本実施の形態の処理例を図30〜32のタイミングチャートに示す。図30は最小バルブ作用角学習値VLgが存在している状態で時刻t40から暖機状態での始動がなされた場合を示している。尚、本エンジンでは、始動時においては最大バルブ作用角設定値VLmaxよりも少し小さいバルブ作用角にしている。始動後(t41)には暖機アイドルとなってバルブ作用角VLが最小バルブ作用角VLminに変更された後に(t42〜)に最小バルブ作用角学習値VLgが更新される。
【0199】
図31は最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で時刻t50から暖機状態での始動がなされた場合を示している。本エンジンは、始動時に最大バルブ作用角VLmaxより小さいバルブ作用角にしなくてはならないので、始動時には仮学習はなされない。ただし、暖機状態での始動であるので、始動後(t51)に暖機アイドルとなってバルブ作用角VLが最小バルブ作用角に変更された後に(t52〜)に直ちに正式な最小バルブ作用角学習値VLgが学習されて設定される。
【0200】
図32は冷間アイドル時に最大バルブ作用角VLmaxよりもバルブ作用角を小さくしている例を示す。ただし本エンジンは、冷間アイドル時にスロットル開度制御側との協調制御により最大バルブ作用角VLmaxにすることが可能である。最小バルブ作用角学習値VLgが存在していない状態で時刻t60から冷間状態での始動がなされると、始動後(t61〜)、冷間アイドル時(t61〜t64)において、一時的に最大バルブ作用角VLmaxへ駆動される(t62〜t63)。このことにより最大バルブ作用角VLmaxでの仮学習がなされて最小バルブ作用角学習値VLgが設定される(t63)。そして暖機アイドルとなって(t64〜)バルブ作用角VLが最小バルブ作用角に変更された後に(t65〜)に正式に最小バルブ作用角学習値VLgが学習されて設定される。
【0201】
上述した構成において、最小バルブ作用角学習処理(図16)が基準バルブ駆動状態学習手段としての処理に相当する。したがってストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接した状態が「基準バルブ駆動状態」に、回転角センサ50に検出される回転角θvを換算したバルブ作用角VLが「状態量」に、最小バルブ作用角設定値VLminが「既知の状態量」に相当する。
【0202】
バルブ作用角制御処理(図28,29)のステップS606〜S614が仮学習手段としての処理に相当する。したがって回転角センサ50により検出された回転角θvが「状態量」に、吸気バルブ2aのバルブ作用角を最大にした時の状態が「仮基準バルブ駆動状態」に、最大回転角θmaxが「仮基準バルブ駆動状態に対応する既知の状態量」に相当する。
【0203】
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)、(ロ)と同様の効果が得られる。
(ロ).バルブ作用角が最大でなくても、バルブ作用角を最大にすることが許される運転状態であれば、積極的にバルブ作用角を最大にすることにより、仮学習にて最小バルブ作用角学習値VLgを設定しているので仮学習値を設定するチャンスを多くできる。
【0204】
このように最小バルブ作用角学習値VLgが存在せず、最小バルブ作用角状態に移行できずあるいは移行に時間がかかることなどの理由により、正式な最小バルブ作用角学習値VLgを得ることが困難である場合でも、最大バルブ作用角に積極的に移行することにより仮学習値が得られる。このため、最小バルブ作用角学習値VLgが全く存在しない状態での制御が長期間継続される頻度が低下する。
【0205】
こうして、正式な最小バルブ作用角学習値VLgが得られるまでの間、エンジンの運転性悪化を抑制することができる。
[その他の実施の形態]
(a).前記各実施の形態においては、コントロールシャフトの軸方向移動により仲介駆動機構がバルブ作用角及びバルブリフト量を調節するタイプであったが、仲介駆動機構を設けなくても図33,34に示すごとく構成することでバルブ作用角及びバルブリフト量を調節しても良い。すなわち吸気カム464aを3次元カムとし、吸気カムシャフト464にコントロールシャフトを兼ねさせて軸方向に移動しても良い。ここでは、吸気カムシャフト464の端部にはストレートスプライン464bが設けられて、このストレートスプライン464bによりバルブタイミング調節機構58のベーン体126(図14)に係合している。したがってベーン体126が短円筒状のケーシング内で軸方向移動が不能でも、吸気カムシャフト464は軸方向に移動可能となる。
【0206】
ここでシャフトスライド機構100は前記実施の形態1にて説明したごとくである。ただしカムフレーム110は転がり軸受部466を介して吸気カムシャフト464に接続されている。このことにより、バルブタイミング調節機構58を介してクランクシャフトの回転に連動している吸気カムシャフト464に対して、カムフレーム110は回転することなく吸気カムシャフト464を軸方向に移動できる。
【0207】
そして図34の(A)に示すごとく螺旋カム機構104のストッパアーム104dが最小作用角側ストッパ104eに当接している状態では、吸気カムシャフト464はL方向の限界位置に存在する。したがって吸気バルブ2aは吸気カム464aの低バルブリフト量側に接触して駆動され、バルブリフト量及びバルブ作用角は最も小さいものとなる。
【0208】
図34の(A)の状態からモータ駆動により螺旋カム108を回転させると、吸気カムシャフト464はH方向に移動する。このことにより吸気バルブ2aは吸気カム464aの低バルブリフト量側から離れた位置に接触するようになり、バルブリフト量及びバルブ作用角は次第に大きくなる。
【0209】
そして図34の(B)に示すごとく螺旋カム機構104のストッパアーム104dが最大作用角側ストッパ104fに当接すると、吸気カムシャフト464はH方向の限界位置となる。したがって吸気バルブ2aは吸気カム464aの高バルブリフト量側に接触して駆動され、バルブリフト量及びバルブ作用角は最も大きいものとなる。
【0210】
このようにして前記図8に示したごとくの吸気バルブ2aのバルブリフト量及びバルブ作用角の調節が可能となる。そして前記各実施の形態にて説明したごとくの学習が可能となり、同様な効果を生じる。
【0211】
(b).前記各実施の形態では、モータと螺旋カムとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させたが、油圧ピストンでコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良く、モータとボールネジとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良い。
【0212】
(c).前記各実施の形態においては、バルブ作用角について述べた。しかし、図8に示したごとく、バルブ作用角(バルブの開弁から閉弁までのクランクシャフトの回転角度)はバルブリフト量に連動しているので、前記各実施の形態に記載されている「バルブ作用角」との表現を「バルブリフト量」に置き換えても同じである。
【0213】
(d).前記各実施の形態においては、吸気バルブ2aについてのバルブ作用角又はバルブリフト量の制御例であったが、排気バルブ2bのバルブ作用角又はバルブリフト量を可変とする場合にも適用できる。
【0214】
(e).前記各実施の形態においてはバルブ作用角又はバルブリフト量の制御例であったが、バルブタイミングの制御に対しても適用することができる。
すなわち、図14に示したバルブタイミング調節機構58により調節されるバルブタイミングは、エンジン回転数センサ46の出力パルスと、基準クランク角センサ48の出力パルスとのクランク角度差により求められる。このバルブタイミングの学習値を、バルブタイミングの最遅角側と最進角側とのいずれか一方にて正式に学習し、他方にて仮学習するようにしても良い。
【0215】
(f).前記各実施の形態では、学習値及び仮学習値はセンサにより検出された状態量と既知の状態量との差が設定されていたが、これ以外にセンサにより検出された状態量に加算すると、加算後の値が、既知の状態量とは許容範囲内の差となるような加算値を、学習値及び仮学習値として設定しても良い。
【0216】
(g).前記各実施の形態では、仮学習の位置は最大バルブ作用角(最大バルブリフト量)の位置であったが、例えばエンジン停止時あるいはエンジン始動時に、コントロールシャフトを、最大バルブ作用角と最小バルブ作用角との中間の位置で機械的に拘束する場合がある。このような場合にはエンジンの始動状態ではコントロールシャフトは中間位置に拘束されて、バルブ作用角(バルブリフト量)も中間位置であることが推定される。したがって始動時に、この中間位置に対応する既知の状態量(回転角θv、スライド量SLvやバルブ作用角VL)と実際にセンサにより検出される回転角θv、スライド量SLvやバルブ作用角VLとの差に基づいて、仮学習値を求めることができる。
【0217】
このような中間の位置での機械的な拘束は、例えばコントロールシャフトの周面にピン孔を設け、このピン孔にエンジンの停止時や始動時にシリンダヘッド側からバネ、油圧、電磁力などによりピンを挿入することで可能である。バルブタイミングについても同じであり、ベーン体にピン孔を設けてケーシング側からピンを挿入することにより拘束できる。始動後に油圧や電磁力によりピンをピン孔から抜くことにより、バルブ作用角(バルブリフト量)あるいはバルブタイミングを任意に調節できる状態に戻すことができる。
【0218】
又、コントロールシャフトの中間位置での機械的拘束は、螺旋カム機構のストッパアームに対して、最小作用角側ストッパと最大作用角側ストッパとの中間位置に、中間ストッパを出し入れすることによっても可能である。
【0219】
(h).図15のステップS109、図20のステップS307及び図26のステップS510にては、当接の有無や検出値としてのスライド量SLvの変化の有無を判定していたが、エンジン停止時に最大バルブ作用角状態にしてある場合は、始動時にこれらの判定処理は実行しなくて直ちに仮学習しても良い。停止時に中間位置に機械的に拘束している場合も同じである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1のエンジン及びECUの概略構成図。
【図2】上記エンジンの可変動弁系の縦断面図。
【図3】上記可変動弁系の仲介駆動機構の斜視図。
【図4】上記仲介駆動機構の水平破断斜視図。
【図5】上記仲介駆動機構の水平及び垂直破断斜視図。
【図6】上記仲介駆動機構の駆動説明図。
【図7】上記仲介駆動機構の駆動説明図。
【図8】上記仲介駆動機構によるバルブ作用角及びバルブリフト量変化を説明するグラフ。
【図9】上記可変動弁系のシャフトスライド機構の斜視図。
【図10】上記シャフトスライド機構における螺旋カム機構の斜視図。
【図11】上記螺旋カム機構の駆動説明図。
【図12】上記螺旋カム機構の螺旋カムのカム形状説明図。
【図13】上記螺旋カムの検出回転角θvとバルブ作用角VLとの関係を示すグラフ。
【図14】上記可変動弁系のバルブタイミング調節機構の構成及び駆動説明図。
【図15】上記ECUが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図16】同じく最小バルブ作用角学習処理のフローチャート。
【図17】実施の形態1による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図18】実施の形態1による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図19】実施の形態1による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図20】実施の形態2のECUが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図21】同じく最小バルブ作用角学習処理のフローチャート。
【図22】実施の形態2による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図23】実施の形態2による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図24】実施の形態2による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図25】実施の形態3のシャフトスライド機構の斜視図。
【図26】実施の形態3のECUが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図27】コントロールシャフトのスライド量SLとバルブ作用角VLとの関係を示すグラフ。
【図28】実施の形態4のECUが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図29】実施の形態4のECUが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図30】実施の形態4による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図31】実施の形態4による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図32】実施の形態4による処理の一例を示すタイミングチャート。
【図33】他のエンジンの可変動弁系の例を示す斜視図。
【図34】他のエンジンの可変動弁系の駆動状態の説明図。
【符号の説明】
2…エンジン、2a…吸気バルブ、2b…排気バルブ、4…ECU、6…ピストン、6a…クランクシャフト、8…シリンダブロック、10…シリンダヘッド、12…燃焼室、14…点火プラグ、16…燃料噴射弁、18…吸気ポート、20…吸気通路、22…サージタンク、24…モータ、26…スロットルバルブ、28…スロットル開度センサ、30…吸入空気量センサ、32…吸気温センサ、34…排気ポート、36…排気通路、38…排気浄化用触媒コンバータ、40…空燃比センサ、42…アクセルペダル、44…アクセル開度センサ、46…エンジン回転数センサ、48…基準クランク角センサ、50…回転角センサ、52…冷却水温センサ、54…可変動弁機構、56…バルブ作用角調節機構、58…バルブタイミング調節機構、60…仲介駆動機構、62…ローラロッカーアーム、62a…ロッカーローラ、64…吸気カムシャフト、64a…吸気カム、66…入力部、66a…ハウジング、66b…ヘリカルスプライン、66c,66d…アーム、66e…シャフト、66f…ローラ、66g…スプリング、68…第1揺動カム、68a…ハウジング、68b…ヘリカルスプライン、68c…軸受部、68d…ノーズ、68e…カム面、70…第2揺動カム、70a…ハウジング、70b…ヘリカルスプライン、70c…軸受部、70d…ノーズ、70e…カム面、72…スライダギア、72a…入力用ヘリカルスプライン、72b…小径部、72c…第1出力用ヘリカルスプライン、72d…小径部、72e…第2出力用ヘリカルスプライン、72f…貫通孔、72g…周溝、72h…ピン挿入孔、80…支持パイプ、80a…長孔、82…コントロールシャフト、82a…コントロールピン、82b…支持穴、100…シャフトスライド機構、102…モータ、102a…小径ギヤ、104…螺旋カム機構、104a…大径ギヤ、104b…カム軸、104c…小径ギヤ、104d…ストッパアーム、104e…最小作用角側ストッパ、104f…最大作用角側ストッパ、106a…大径ギヤ、108…螺旋カム、108a…螺旋状カム面、110…カムフレーム、110a…ローラ、110b…軸、120…OCV、122…ベーン式油圧回転機構、124…ケーシング、124a,124b…壁部、126…ベーン体、126a…軸部、126c,126d…ベーン、128,130,132,134…油圧室、132a,134a…スプリング、136,138…ストッパ、300…シャフトスライド機構、350…スライドセンサ、350a…ロッド状コア、350b…コイル、464…吸気カムシャフト、464a…吸気カム、464b…ストレートスプライン、466…転がり軸受部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine that controls a variable valve mechanism by setting a learning value based on a relationship between a state of the variable valve mechanism and a detection value of a sensor.
[0002]
[Prior art]
An internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that makes the valve drive state variable has been proposed. Here, the valve driving state means the valve operating angle, the valve lift amount, and the valve timing of the intake valve and the exhaust valve. Therefore, the variable valve drive state means that the valve operating angle of the intake valve or the exhaust valve, the magnitude of the valve lift, and the advance / retard angle of the valve timing can be changed.
[0003]
Since the control accuracy of such a variable valve mechanism greatly affects the operability of the internal combustion engine, when controlling the drive of the variable valve mechanism, the state of the variable valve mechanism is compared with the detection value of the sensor in advance. Thus, a learning value is obtained, and an accurate state quantity is obtained by correcting the detection value of the sensor based on the learning value. By doing so, an error between the valve drive state by the variable valve mechanism and the detection value of the sensor, which occurs during the manufacture of the internal combustion engine or over time, is compensated to achieve high-precision valve drive control.
[0004]
Specifically, control that moves the opening / closing timing to the most retarded angle side is executed by the variable valve mechanism, and learning is performed from the relationship between the detected value of the sensor at this time and the known state quantity corresponding to the most retarded angle position. The value is calculated | required (for example, refer patent document 1). In this prior art, when the learning value held in the backup RAM or the like is deleted by battery replacement or the like, the learning value is quickly obtained by driving the valve timing to the most retarded state as described above. By obtaining, the deterioration of the drivability of the internal combustion engine due to the absence of the learning value is suppressed as much as possible.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-82190 A (page 9-10, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, the variable valve mechanism is forcibly changed to the reference valve drive state (the most retarded state) for obtaining a formal learning value, so that the appropriate valve drive state for the current internal combustion engine When the reference valve driving state is significantly different from the reference valve driving state, the valve driving state becomes more inappropriate. Therefore, the drive for obtaining the official learning value may cause deterioration of the drivability of the internal combustion engine.
[0007]
Further, such a forced change itself may be difficult from the operating state of the internal combustion engine. In this case, the processing of the prior art is impossible, and there is a possibility that the drivability of the internal combustion engine is deteriorated because the state where there is no learning value continues for a very long time.
[0008]
An object of the present invention is to suppress deterioration in drivability of an internal combustion engine until the variable valve mechanism is brought into a reference valve drive state and a formal learning value is obtained.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
  The variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 is a variable valve mechanism that is driven by an actuator to vary a valve drive state of the internal combustion engine, and detects a state quantity of the valve drive by a sensor. A variable valve mechanism control device for an internal combustion engine that executes control for driving the actuator so that the amount reaches a target value, wherein the variable valve mechanism is set in advance for use in the control. The state quantity detected by the sensor at the time and the known value corresponding to the reference valve drive stateThe valve driveReference valve drive state learning means for setting a learning value for compensating for an error between the actual valve drive state and the state amount detected by the sensor based on a difference from the state amount; and an operation state of the internal combustion engineDifferent from the engine state in which the reference valve is drivenWhen in the reference engine state, the valve drive state of the internal combustion engine is estimated from the reference engine state, and the actual valve drive state is based on the difference between the estimated valve drive state and the state quantity detected by the sensor. And a temporary learning value that compensates for an error between the state quantity detected by the sensor and the temporary learning value is used for the control until the learning value is set by the reference valve driving state learning means. And provisional learning means to be used.
[0010]
  In this way, the temporary learning means sets the temporary learning value until the learning value is formally set by the reference valve driving state learning means. That is, the operating state of the internal combustion engineDifferent from the engine state in which the reference valve is drivenWhen in the reference engine state, the valve driving state of the internal combustion engine is estimated from the reference engine state, and the actual valve driving state is based on the difference between the estimated valve driving state and the state quantity detected by the sensor. And a provisional learning value that compensates for an error between the state quantity detected by the sensor. The temporary learning value is used for controlling the variable valve mechanism until the learning value is officially set.
[0011]
  This temporary learning value is neither an initial value nor a specific value set in advance, and the operating state of the internal combustion engine isDifferent from the engine state in which the reference valve is drivenWhen the engine is in the reference engine state, the operability of the internal combustion engine is set even if the variable valve mechanism is not in the reference valve drive state because it is set based on the valve drive state that is close to reality estimated from the reference engine state. A sufficient value can be set to maintain the value.
  That is, for example, in a specific operating state such as when the internal combustion engine is started or during cold idling, the variable valve mechanism makes it easy to start the internal combustion engine or for stable rotation, so that a specific valve drive state, intake air In the case of a valve, it is arranged at the maximum valve working angle or a valve working angle close thereto. Such a valve drive state is realized mechanically. Therefore, when the internal combustion engine is in the reference engine state, and the internal combustion engine is in the reference engine state, the valve drive state to be detected by the sensor from the reference engine state. Can be estimated. Therefore, the provisional learning value can be obtained based on the difference between the estimated valve driving state to be detected and the actual state amount detected by the sensor.
[0012]
  Thus, the provisional learning value can serve as the learning value, so that it is not necessary to forcibly change to the reference valve drive state, and the control without the learning value does not continue. For this reason, the problem of deterioration of operability of the internal combustion engine caused by the forced change to the reference valve drive state does not occur.That is, for example, it is not necessary to force the reference valve drive state during start-up or cold idling, and since the above-described provisional learning value exists, it is possible to suppress deterioration of startability and rotational stability of the internal combustion engine.
[0013]
Further, even when the forced change to the reference valve driving state itself is difficult from the operating state of the internal combustion engine, the operability of the internal combustion engine is not deteriorated because the temporary learning value described above exists.
[0014]
  Thus, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the drivability of the internal combustion engine until the variable valve mechanism is in the reference valve driving state and a formal learning value is obtained.
  According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine, wherein a variable valve mechanism that is driven by an actuator to vary a valve drive state of the internal combustion engine detects a valve drive state quantity by a sensor, and A variable valve mechanism control device for an internal combustion engine that executes control for driving the actuator so that the amount reaches a target value, wherein the variable valve mechanism is set in advance for use in the control. The state quantity detected by the sensor at the time and the known value corresponding to the reference valve drive stateThe valve driveA reference valve driving state learning means for setting a learning value for compensating an error between an actual valve driving state and a state quantity detected by the sensor based on a difference from the state quantity, and learning by the reference valve driving state learning means valueIs not setIf the operating condition of the internal combustion engine isDifferent from the engine state in which the reference valve is drivenWhen in the reference engine state, the valve drive state of the internal combustion engine is estimated from the reference engine state, and the actual valve drive state is based on the difference between the estimated valve drive state and the state quantity detected by the sensor. And provisional learning means used for the control by setting a provisional learning value that compensates for an error between the state quantity detected by the sensor and the state quantity detected by the sensor.
[0015]
In some cases, it is difficult to use the learning value obtained by the reference valve driving state learning means for control. For example, if the learned value that existed during the previous internal combustion engine operation was backed up due to removal of the battery, etc., but has not yet been learned, to obtain further learned value There may be situations where the reference valve drive state cannot be immediately established even if learning is attempted.
[0016]
  like thisThe learning value by the reference valve drive state learning means is not set inPlaceIfUntil the formal learning value is set, the provisional learning value plays the role of the learning value.
  This temporary learning value is neither an initial value nor a specific value set in advance, and the operating state of the internal combustion engine isDifferent from the engine state in which the reference valve is drivenWhen the engine is in the reference engine state, the operability of the internal combustion engine is set even if the variable valve mechanism is not in the reference valve drive state because it is set based on the valve drive state that is close to reality estimated from the reference engine state. A sufficient value can be set to maintain the value.
  That is, for example, in a specific operating state such as when the internal combustion engine is started or during cold idling, as described above, if the intake valve is a specific valve driving state, the maximum valve operating angle or a valve operating angle close thereto is set. Has been placed. Therefore, when the internal combustion engine is in the reference engine state, and the internal combustion engine is in the reference engine state, the valve drive state to be detected by the sensor from the reference engine state. Can be estimated. Therefore, the provisional learning value can be obtained based on the difference between the estimated valve driving state to be detected and the actual state amount detected by the sensor.
[0017]
  In this way, the provisional learning value can play the role of the learning value, so that it may or may not be forcibly changed to the reference valve driving state, and control in a state where the learning value does not exist is possible. It will not continue. For this reason, the problem of deterioration of operability of the internal combustion engine caused by the forced change to the reference valve drive state does not occur.Yes. That is, for example, it is not necessary to force the reference valve drive state during start-up or cold idling, and since the above-described provisional learning value exists, it is possible to suppress deterioration of startability and rotational stability of the internal combustion engine.
[0018]
  Thus, the present invention can suppress the deterioration of the drivability of the internal combustion engine even if the variable valve mechanism does not obtain a formal learning value in the reference valve driving state.
  The variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the learning value by the reference valve driving state learning means in claim 2.Is not setThe case is characterized in that the learning value memory is lost.
[0019]
  Specifically, the learning value obtained by the reference valve driving state learning means is as follows.Is not setThe case may include a case where the learning value memory is lost. For example, the stored learning value is lost by replacing the battery, replacing the stored memory or the entire board, and the like.
[0020]
In such a case, since the provisional learning value is used, it is possible to suppress the deterioration of the drivability of the internal combustion engine until the variable valve mechanism is brought into the reference valve driving state and the official learning value is obtained.
[0025]
  Thus, the present invention can suppress the deterioration of the drivability of the internal combustion engine during this period even if the official learning value cannot be obtained in the reference valve driving state.
  Claim4In the variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,3In any of the above, the valve driving state is a state of a valve operating angle or a valve lift amount.
[0026]
Examples of the valve driving state include a valve working angle or a valve lift state. Since the valve working angle or the valve lift greatly affects the state of the intake air and is largely reflected in the output and emission of the internal combustion engine, it is important that precise control is executed early.
[0027]
According to the present invention, it is possible to precisely adjust the valve working angle or the valve lift amount by setting the provisional learning value even before it is difficult to obtain the formal learning value or when it is difficult to obtain it. The deterioration of the drivability of the internal combustion engine can be suppressed.
[0028]
  Claim5In the variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,4The reference valve driving state learning means sets a valve driving state in which a valve operating angle or a valve lift amount is minimized as the reference valve driving state.
[0029]
Examples of the reference valve driving state include a valve driving state in which the valve operating angle or the valve lift amount is minimized. Even if driving by the variable valve mechanism is performed, the valve operating angle or the valve lift is mechanically stopped at the minimum position. Therefore, a learning value is obtained from the relationship between the known state quantity corresponding to this stop state and the sensor detection value. In particular, since a control error on the side where the valve operating angle or valve lift is small greatly affects the operability, it is important to obtain the learning value on the minimum side.
[0030]
As described above, when the official learning value is obtained on the minimum side, it is difficult to set the valve operating angle or the valve lift amount on the minimum side at the time of starting or the like. Even in this case, since the provisional learning value can be set, the valve operating angle or the valve lift amount can be precisely adjusted even if there is no official learning value, and deterioration of the startability of the internal combustion engine can be suppressed.
[0031]
  Claim6In the variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,3In any of the above, the valve driving state is valve timing.
[0032]
An example of the valve driving state is valve timing. Since such valve timing greatly affects the state of intake air and is greatly reflected in the output and emission of the internal combustion engine, it is important that precise control is executed at an early stage.
[0033]
According to the present invention, the operability of the internal combustion engine can be adjusted because the valve timing can be precisely adjusted by setting the provisional learning value even before it is difficult to obtain the formal learning value. Can be suppressed.
[0054]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a gasoline engine (hereinafter abbreviated as “engine”) 2 as an internal combustion engine mounted on a vehicle and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 4 as a control device. ing. The engine 2 is a multi-cylinder engine, here, a 4-cylinder engine, and a variable valve system for one cylinder among them is shown in the longitudinal sectional view of FIG. Each cylinder is provided with two intake valves 2a and two exhaust valves 2b, and is configured as a four-valve engine. The number of cylinders may be 6 cylinders or 8 cylinders, and may be a 2-valve engine or a 5-valve engine.
[0055]
The output of the engine 2 is finally transmitted as traveling driving force to the wheels via the transmission. The engine 2 has a combustion chamber 12 defined by a piston 6, a cylinder block 8 and a cylinder head 10. The cylinder head 10 is provided with a spark plug 14 and a fuel injection valve 16 for directly injecting fuel into the combustion chamber 12 in order to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber 12. The fuel injection valve 16 may inject fuel into the intake port 18 connected to the combustion chamber 12.
[0056]
The intake port 18 is opened and closed by driving the intake valve 2 a, and each intake passage 20 connected to the intake port 18 is connected to a surge tank 22. A throttle valve 26 whose opening degree is adjusted by a motor 24 is provided on the upstream side of the surge tank 22. The throttle valve 26 is normally in a fully open state, but depending on the state of the engine 2, the opening amount (throttle opening TA) may be controlled to adjust the intake air amount GA. The throttle opening degree TA is detected by the throttle opening degree sensor 28 and read into the ECU 4. The intake air amount GA is detected by an intake air amount sensor 30 provided on the upstream side of the throttle valve 26, and the intake air temperature THA is detected by an intake air temperature sensor 32 provided on the upstream side of the throttle valve 26 and is read into the ECU 4. ing.
[0057]
The exhaust port 34 connected to the combustion chamber 12 is opened and closed by driving the exhaust valve 2b. An exhaust purification catalytic converter 38 is disposed in the middle of the exhaust passage 36 connected to the exhaust port 34. An air-fuel ratio AF is detected on the basis of the exhaust component in the exhaust passage 36 by an air-fuel ratio sensor 40 provided in the exhaust passage 36 upstream of the exhaust purification catalytic converter 38 and is read into the ECU 4.
[0058]
The ECU 4 is an engine control circuit configured mainly with a digital computer. In addition to the throttle opening sensor 28, the intake air amount sensor 30, the intake air temperature sensor 32, and the air-fuel ratio sensor 40, the ECU 4 inputs signals from sensors that detect the operating state of the engine 2. That is, an accelerator opening sensor 44 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 42 (accelerator opening ACCP), an engine speed sensor 46 that detects the engine speed NE from the rotation of the crankshaft 6a, and a reference crank based on the rotation of the intake camshaft. A signal is input from a reference crank angle sensor 48 that determines the angle. Signals are also input from a rotation angle sensor 50 for detecting a valve operating angle, which will be described later, and a cooling water temperature sensor 52 for detecting an engine cooling water temperature THW. In addition to such sensors, sensors for detecting various data are provided.
[0059]
The ECU 4 controls the fuel injection timing, the fuel injection amount, the throttle opening TA, and the ignition of the engine 2 according to the control signal for the fuel injection valve 16, the throttle valve motor 24 or the ignition plug 14 based on the detection contents from each sensor described above. Control time etc. as appropriate. Further, the ECU 4 controls the valve operating angle and the valve of the intake valve 2a by a control signal for the variable valve mechanism 54 that adjusts the valve operating angle and the valve timing of the intake valve 2a based on the accelerator opening ACCP and the engine speed NE. The timing is adjusted. Of these, the intake air amount is adjusted mainly by the valve operating angle.
[0060]
The variable valve mechanism 54 includes a valve working angle adjustment mechanism 56 and a valve timing adjustment mechanism 58. The valve working angle adjustment mechanism 56 includes a mediation drive mechanism 60 shown in FIGS. 2 to 5 and a shaft slide mechanism 100 shown in FIGS.
[0061]
As shown in FIG. 2, the mediation drive mechanism 60 is disposed between a roller rocker arm 62 provided for the intake valve 2a and an intake cam 64a provided on the intake cam shaft 64, and from the intake cam 64a. The intake valve 2a is driven by applying the valve driving force to the roller rocker arm 62.
[0062]
As shown in the perspective view of FIG. 3 and the horizontal cutaway perspective view of FIG. 4, the intermediate drive mechanism 60 provided for each cylinder is provided at the input portion 66 provided at the center of the drawing and at one end side of the input portion 66. A first rocking cam 68, a second rocking cam 70 provided on the opposite side of the first rocking cam 68, and a slider gear 72 disposed inside are provided.
[0063]
A housing 66a of the input portion 66 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 66b formed in a spiral shape of a right-hand thread is provided in the axial direction on the inner peripheral surface of this space. In addition, two parallel arms 66c and 66d are formed to protrude from the outer peripheral surface of the housing 66a. A roller 66f having a shaft 66e parallel to the axial direction of the housing 66a is rotatably attached to the ends of the arms 66c and 66d. As shown in FIG. 2, the urging force of the spring 66g is applied to the arms 66c and 66d or the housing 66a so that the roller 66f always contacts the intake cam 64a.
[0064]
The housing 68a of the first swing cam 68 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 68b formed in a spiral shape of a left-hand screw in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the internal space. One end of the inner space of the housing 68a is covered with a ring-shaped bearing portion 68c having a center hole with a small diameter. Further, a substantially triangular nose 68d protrudes from the outer peripheral surface of the housing 68a. One side of the nose 68d forms a cam surface 68e that curves in a concave shape.
[0065]
The housing 70a of the second rocking cam 70 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 70b formed in a spiral shape of a left-hand screw in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the internal space. One end of the internal space of the housing 70a is covered with a ring-shaped bearing portion 70c having a center hole with a small diameter. Further, a substantially triangular nose 70d protrudes from the outer peripheral surface of the housing 70a. One side of the nose 70d forms a cam surface 70e that is concavely curved.
[0066]
The first swing cam 68 and the second swing cam 70 are disposed so that the bearing portions 68c and 70c are outside and the end faces are coaxially in contact with the input portion 66 from both sides. As shown in FIG. 3, it has a substantially cylindrical shape having an internal space.
[0067]
A slider gear 72 is disposed in the internal space formed by the input unit 66 and the two swing cams 68 and 70. The slider gear 72 has a substantially cylindrical shape, and an input helical spline 72a formed in a spiral shape of a right-hand thread is provided at the center of the outer peripheral surface. On one end side of the input helical spline 72a, a first output helical spline 72c formed in a left-handed spiral shape with a small diameter portion 72b interposed therebetween is provided. On the opposite side of the first output helical spline 72c, a second output helical spline 72e formed in a left-handed spiral shape with a small diameter portion 72d interposed therebetween is provided. The output helical splines 72c and 72e have a smaller outer diameter than the input helical spline 72a.
[0068]
A through hole 72f is formed in the slider gear 72 in the central axis direction. As shown in the longitudinal section in FIG. 5, a circumferential groove 72g is formed in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the through hole 72f at the position of the input helical spline 72a. The circumferential groove 72g is formed with a pin insertion hole 72h penetrating to the outside in a radial direction at one place.
[0069]
A support pipe 80 is slidably disposed in the through hole 72f of the slider gear 72 in the circumferential direction. The support pipe 80 is provided in common with the intermediate drive mechanism 60 for all cylinders. The support pipe 80 has long holes 80a formed in the axial direction at positions corresponding to the respective mediation drive mechanisms 60.
[0070]
Further, a control shaft 82 is disposed in the support pipe 80 so as to be slidable in the axial direction. Support holes 82b in the direction perpendicular to the axis are provided at positions corresponding to the long holes 80a of the support pipe 80. By inserting the base end portion of the control pin 82a into the support hole 82b, the control pin 82a is supported so as to protrude in the direction perpendicular to the axis.
[0071]
In the state where the control shaft 82 is disposed inside the support pipe 80, the tip of each control pin 82 a passes through the axial long hole 80 a formed in the support pipe 80, and the inner periphery of the slider gear 72. It is inserted into a circumferential groove 72g formed on the surface.
[0072]
With such a configuration, each slider gear 72 can move in the axial direction by the movement of the control shaft 82, and the position of the slider gear 72 in each intermediate drive mechanism 60 can be determined by the position control of the control shaft 82. However, since each slider gear 72 is locked to the control pin 82a by the circumferential groove 72g, the slider gear 72 can swing around the axis regardless of the position of the control pin 82a.
[0073]
Within the slider gear 72, the input helical spline 72 a is meshed with the helical spline 66 b inside the input unit 66. The first output helical spline 72 c is meshed with the helical spline 68 b inside the first swing cam 68, and the second output helical spline 72 e is meshed with the helical spline 70 b inside the second swing cam 70.
[0074]
Each intermediary drive mechanism 60 is attached to the cylinder head 10 in a state where movement in the axial direction is prevented on the bearing portions 68c, 70c side of the swing cams 68, 70. Therefore, even if the control shaft 82 moves the slider gear 72 in the axial direction, the input portion 66 and the swing cams 68 and 70 do not move in the axial direction.
[0075]
Therefore, by adjusting the axial movement amount of the slider gear 72 in the internal space of the mediation drive mechanism 60, the input portion 66 and the swing cam 68, by the function of the helical splines 72a, 66b, 72c, 68b, 72e, 70b. The phase difference from 70 can be changed. As a result, the positional relationship between the roller 66f and the noses 68d and 70d can be changed.
[0076]
Here, FIG. 6 shows the operating state of the mediation drive mechanism 60 when the control shaft 82 is moved in the L direction (arrows in FIGS. 3 and 4) as much as possible. 6A is when the valve is closed, and FIG. 6B is when the valve is opened. In this case, the relative positional relationship between the roller 66f of the input unit 66 and the noses 68d and 70d of the swing cams 68 and 70 is the closest. Therefore, as shown in FIG. 6B, even if the intake cam 64a pushes down the roller 66f of the input portion 66 to the maximum extent, the push-down amount of the rocker roller 62a by the cam surfaces 68e and 70e of the noses 68d and 70d is minimized. The valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are minimized. Accordingly, the amount of intake air from the intake port 18 into the combustion chamber 12 is also minimized.
[0077]
FIG. 7 shows the operating state of the mediation drive mechanism 60 when the control shaft 82 is moved in the maximum H direction (arrows in FIGS. 3 and 4). 7A is when the valve is closed, and FIG. 7B is when the valve is opened. In this case, the relative positional relationship between the roller 66f of the input unit 66 and the noses 68d and 70d of the swing cams 68 and 70 is the farthest. Therefore, as shown in FIG. 7B, when the intake cam 64a pushes down the roller 66f of the input portion 66 to the maximum extent, the push-down amount of the rocker roller 62a by the cam surfaces 68e, 70e of the noses 68d, 70d is maximized. The valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are maximized. Accordingly, the intake air amount from the intake port 18 into the combustion chamber 12 is also maximized.
[0078]
By adjusting the axial position of the control shaft 82 in this way, the valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are continuously changed between the state of FIG. 6 and the state of FIG. 7 as shown in FIG. Can be adjusted. In FIG. 8, the state indicated by MIN corresponds to FIG. 6, and the state indicated by MAX corresponds to FIG. As a result, the intake air amount can be adjusted without using the throttle valve 26.
[0079]
A shaft slide mechanism 100 that moves the control shaft 82 in the axial direction is shown in FIG. The shaft slide mechanism 100 includes a drive motor 102 (corresponding to an actuator), a spiral cam mechanism 104, and a rotation angle sensor 50.
[0080]
The drive motor 102 is fixed to the cylinder head 10 and rotates the small-diameter gear 102a by a drive signal from the ECU 4. The small-diameter gear 102a can change the rotational phase of the internal helical cam 108 via the cam shaft 104b rotatably supported by the cylinder head 10 by rotating the large-diameter gear 104a on the helical cam mechanism 104 side. . Further, the cam shaft 104b is provided with a small-diameter gear 104c, and the small-diameter gear 104c rotates the large-diameter gear 106a on the rotation angle sensor 50 side fixed to the cylinder head 10. As a result, the rotation phase of the helical cam 108 is detected by the rotation angle sensor 50 by rotating the rotor inside the rotation angle sensor 50 made of a resolver or the like, and is read into the ECU 4. Note that the stopper arm 104d attached to the cam shaft 104b abuts the two stoppers 104e and 104f that are adjustably fixed to the outside (here, the cylinder head 10), whereby the rotation of the spiral cam 108 is 360 °. It is limited to a smaller range, here 300 °.
[0081]
The configuration of the helical cam mechanism 104 is shown in the perspective view of FIG. The spiral cam mechanism 104 is disposed so as to accommodate the spiral cam 108 in the internal space other than the large-diameter gear 104a, the cam shaft 104b, the small-diameter gear 104c, the stopper arm 104d, the stoppers 104e and 104f, and the spiral cam 108 described above. The cam frame 110 is provided. On this cam frame 110, a roller 110a having a circular cross section that contacts the helical cam surface 108a of the helical cam 108 is rotatably supported by a shaft 110b parallel to the cam shaft 104b. One end of the control shaft 82 described above is fixed to the opposite side of the cam frame 110 from the roller 110a. Therefore, when the cam frame 110 moves in the axial direction of the control shaft 82, the control shaft 82 also changes the axial position in conjunction with it. A spring force is applied to the cam frame 110 or the control shaft 82 in the direction shown in the drawing so that the roller 110a always contacts the helical cam surface 108a of the helical cam 108.
[0082]
Here, the cam frame 110 is moved as follows. As shown in FIG. 11A, by rotating the drive motor 102 (FIG. 9) so that the stopper arm 104d abuts against the minimum working angle side stopper 104e, the spiral cam 108 is most in the spiral cam surface 108a. The side close to the cam shaft 104b contacts the roller 110a. At this time, the cam frame 110 is moved in the L direction as much as possible, and the control shaft 82 is also moved in the L direction as much as possible by the spring force in conjunction with the cam frame 110. Therefore, the state of the minimum valve working angle and the minimum valve lift shown in FIG. 6 is realized.
[0083]
When the driving motor 102 is rotated and the stopper arm 104d is rotated in the R direction as shown in FIG. 11A, the stopper arm 104d is separated from the minimum operating angle side stopper 104e. Accordingly, the roller 110a is moved in the H direction by the helical cam surface 108a of the helical cam 108, and the entire cam frame 110 is also moved in the H direction. In conjunction with this, the control shaft 82 also moves in the H direction against the spring force. Accordingly, the valve working angle and the valve lift amount are increased.
[0084]
Then, as shown in FIG. 11B, when the stopper arm 104d rotates by 300 °, it comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f. As a result, the spiral cam 108 comes into contact with the roller 110a on the side farthest from the cam shaft 104b in the spiral cam surface 108a. At this time, the cam frame 110 moves in the H direction as much as possible, and the control shaft 82 moves in the H direction as much as possible against the spring force in conjunction with the cam frame 110. Therefore, the state of the maximum valve working angle and the maximum valve lift shown in FIG. 7 is realized.
[0085]
As shown in FIG. 12, the helical cam surface 108a of the helical cam 108 has a rotational angle of the helical cam 108 in the range of the width dθx on the maximum valve operating angle (maximum valve lift amount) side (the side farthest from the cam shaft 104b). There is an invariable working angle region in which the distance from the cam shaft 104b does not change even if it changes. Therefore, in the invariable operating angle region, the valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are fixed to the known maximum valve operating angle and the maximum valve lift amount regardless of the rotational phase of the helical cam 108.
[0086]
Therefore, the relationship between the rotation angle θv of the helical cam 108 and the valve operating angle VL is as shown in FIG.
The valve timing adjustment mechanism 58 will be described. The valve timing adjusting mechanism 58 includes an oil control valve (hereinafter referred to as “OCV”) 120 and a vane type hydraulic rotating mechanism 122 as shown in the longitudinal sectional view of FIG. The OCV 120 selectively executes a mode for supplying hydraulic pressure from the oil pump to the advance oil passage, a mode for supplying the retard oil passage, and a mode in which both of the oil passages are hermetically shut off according to a command from the ECU 4. Is.
[0087]
As shown in FIG. 14A, the vane hydraulic rotating mechanism 122 includes a short cylindrical casing 124 formed integrally with the timing sprocket, and a vane body 126 is disposed at the center of the casing 124. . The end portion of the intake camshaft 64 is inserted into the shaft portion 126a at the center of the vane body 126 in an engaged state. As a result, the intake camshaft 64 rotates in conjunction with the vane body 126.
[0088]
Two wall portions 124a and 124b project from the casing 124 to the shaft portion 126a from the axially symmetric position, and are in oil-tight contact with the tip portion. Two vanes 126c and 126d also protrude from the shaft portion 126a of the vane body 126 and are in oil-tight contact with the inner peripheral surface of the casing 124.
[0089]
As a result, the inside of the casing 124 is partitioned into four rooms. Among these, the hydraulic chambers 128 and 130 are connected to the advance oil passage, and the hydraulic chambers 132 and 134 in which the compressed springs 132a and 134a are arranged are connected to the retard oil passage. Stoppers 136 and 138 are provided in the hydraulic chambers 128 and 132 to limit the rotation range of the vane body 126.
[0090]
FIG. 14B shows a state where the hydraulic pressure is discharged from the advance oil passage and the hydraulic pressure is supplied from the retard oil passage. In this case, the hydraulic chambers 132 and 134 are enlarged, the hydraulic chambers 128 and 130 are reduced, and the vane body 126 rotates counterclockwise relative to the casing 124 and comes into contact with the stopper 136. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is most retarded.
[0091]
When the hydraulic pressure is not supplied as in the engine 2 stopped state, the vane hydraulic rotating mechanism 122 is in the state shown in FIG. 14B by the springs 132a and 134a.
[0092]
FIG. 14C shows a state in which the hydraulic pressure is discharged from the retarded oil passage and the hydraulic pressure is supplied from the advanced oil passage. In this case, the hydraulic chambers 128 and 130 are expanded, the hydraulic chambers 132 and 134 are contracted, and the vane body 126 rotates clockwise relative to the casing 124 and contacts the stopper 138. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is most advanced.
[0093]
14A shows an intermediate state between FIGS. 14B and 14C. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is in an intermediate advance state.
Next, the valve working angle control process in which learning is performed based on the relationship between the valve working angle detected by the rotation angle sensor 50 by the ECU 4 and the actual valve working angle will be described.
[0094]
FIG. 15 shows a flowchart of the valve working angle control process. This process is a process that is repeatedly executed at a constant time period.
When this processing is started, first, the load factor (the ratio of the load to the maximum engine load) is determined from a map determined in advance based on experiments based on the operating state of the engine 2, here, the accelerator opening ACCP and the engine speed NE. The target valve operating angle VLt (corresponding to the target value) is set based on this load factor (S102). Based on the detected value (rotation angle θv) of the rotation angle sensor 50, the valve operating angle VL is calculated based on the map shown in FIG. 13 (S104).
[0095]
Next, it is determined whether or not there is an operation state in which the valve operating angle VL is maximized (S106). For example, at the time of starting, in order to obtain the maximum intake air amount, a process of bringing the stopper arm 104d of the spiral cam mechanism 104 into contact with the maximum operating angle side stopper 104f may be performed. Specifically, in step S102, the target valve operating angle VLt is set to a value larger than the maximum valve operating angle set value VLmax. In the state where the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f as shown in FIG. 13, the rotation angle θv is included in the width dθx (invariable operating angle region), and the valve operating angle VL is the maximum constant value. However, this maximum constant value is the maximum valve working angle setting value VLmax.
[0096]
When the operation state is such that the valve operating angle VL is maximized (“YES” in S106), it is next determined whether or not the minimum valve operating angle learning value VLg exists (S108). If the minimum valve working angle learning value VLg already exists in the backup RAM of the ECU 4 ("NO" in S108), the maximum valve working angle set value VLmax, which is a known value, is the actual valve working angle VLa. It is set (S114). That is, as described above, when the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f, the rotation angle θv is included in the width dθx (invariable operating angle region), and at this time, the valve operating angle is set to the maximum valve operating angle setting. This is because the value VLmax is constant.
[0097]
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S116). At this time, the motor 102 is driven according to the rotation direction and the rotation angle calculated based on the difference between the actual valve operating angle VLa (= VLmax) and the target valve operating angle VLt (> VLmax). Accordingly, the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f. In this way, this process is once completed.
[0098]
Thereafter, as long as the operation state in which the valve operating angle VL is maximized continues, “YES” is determined in Step S106 and “NO” is determined in Step S108. Therefore, the actual valve operating angle VLa is set to the maximum valve operating angle set value VLmax (S114), and the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S116). continue. That is, by bringing the stopper arm 104d into contact with the maximum operating angle side stopper 104f, the state in which the maximum valve operating angle set value VLmax is mechanically maintained continues.
[0099]
When the start is completed and the engine is shifted to the idling state, the target valve operating angle VLt is set smaller than the maximum valve operating angle set value VLmax in step S102 in order to reduce the valve operating angle of the intake valve 2a. Therefore, “NO” is determined in step S106. Therefore, it is next determined whether or not the minimum valve working angle learning value VLg exists (S118). Here, since the minimum valve operating angle learning value VLg already exists in the backup RAM of the ECU 4 (“NO” in S118), the actual valve operating angle VLa is then calculated as shown in Equation 1 (S122). ).
[0100]
[Expression 1]
VLa ← VL−VLg ... [Formula 1]
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S116), and this process is temporarily terminated.
[0101]
Therefore, if the minimum valve operating angle learning value VLg exists, it is determined as “NO” in step S118 and the valve operating angle VL obtained from the map of FIG. 13 is used as the minimum valve operating angle existing in the backup RAM. The actual valve operating angle VLa is corrected by the learning value VLg and used for drive control of the motor 102.
[0102]
The ECU 4 separately executes a minimum valve working angle learning process shown in FIG. This process is also repeatedly executed at regular time intervals. In this process, the control for minimizing the valve operating angle VL is executed at the time of idling after warm-up, etc., so that the stopper arm 104d is actually set to the minimum operating angle side stopper as shown in FIG. It is determined from the fact that the detected value θv of the rotation angle sensor 50 does not change on the minimum side (S200). As a result of the control, if the stopper arm 104d is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e (“YES” in S200), a formal minimum valve operating angle learning value VLg is calculated as shown in Equation 2 (S202).
[0103]
[Expression 2]
VLg ← VL − VLmin ... [Formula 2]
Here, the minimum valve operating angle setting value VLmin is a valve operating angle set in a state where the stopper arm 104d is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e when the valve operating angle adjusting mechanism 56 is assembled, and is a known value. .
[0104]
Therefore, if the minimum valve working angle learning value VLg is formally calculated in step S202, the minimum valve working angle learning updated by newly obtained in step S122 of the valve working angle control process (FIG. 15) described above. The actual valve operating angle VLa is calculated using the value VLg.
[0105]
The above-described processing is an example in the case where the minimum valve working angle learning value VLg already exists at the time of starting. Next, the minimum valve working angle is obtained by replacing the battery or the memory clear processing of the backup RAM of the ECU 4. The valve working angle control process (FIG. 15) in a state where the learning value VLg no longer exists will be described.
[0106]
If the valve operating angle VL is maximized at the time of starting ("YES" in S106), the minimum valve operating angle learning value VLg does not exist in this case ("YES" in S108), so that the stopper is surely stopped. It is determined whether or not the arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f (S109).
[0107]
Whether or not the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f is determined based on whether or not the detected value θv of the rotation angle sensor 50 is changed on the maximum side. If the stopper arm 104d is rotating to the maximum side and the stopper arm 104d is not in contact with the maximum operating angle side stopper 104f (“NO” in S109), the steps S114 and S116 are executed, and the motor 102 Drive to the maximum valve working angle side. Thereafter, the above-described processing continues until the stopper arm 104d comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f.
[0108]
When the stopper arm 104d comes into contact with the maximum working angle side stopper 104f (“YES” in S109), a temporary learning value VLp is calculated as shown in Expression 3 (S110).
[0109]
[Equation 3]
VLp ← f (θv−θmax) (Formula 3)
Here, the maximum rotation angle θmax is a known rotation angle output value output by the rotation angle sensor 50 as a standard when the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f.
[0110]
f () is a calculation formula or map for converting the difference in rotation angle into the difference in valve operating angle. Here, the value of “θv−θmax” depends on the relationship of the change area where the valve action angle VL increases with the increase of the rotation angle θv, which is an area other than the width dθx (invariable action angle area) shown in FIG. Is converted and set to the provisional learning value VLp. That is, it is calculated as shown in Expression 4 based on the gradient (ΔVL / Δθv) of the change region shown in FIG.
[0111]
[Expression 4]
VLp ← (ΔVL / Δθv) × (θv−θmax) [Equation 4]
Next, the provisional learning value VLp is set to the minimum valve operating angle learning value VLg (S112). And step S114, S116 is performed and this process is once complete | finished.
[0112]
In the next control cycle, even when the valve operating angle VL is in the maximum operating state (“YES” in S106), the minimum valve operating angle learning value VLg exists in the provisional learning (S110, S112) ( ("NO" in S108)), Steps S114 and S116 are executed, and this process is temporarily terminated.
[0113]
When the start is completed and the control shifts to idling control, the target valve operating angle VLt is set smaller than the maximum in step S102 ("NO" in S106). At this time, there is a minimum valve operating angle learning value VLg for which the provisional learning value VLp is set (“NO” in S118). Is calculated (S122).
[0114]
When the engine is completely idle after idling, the control for minimizing the valve operating angle VL is executed by the minimum valve operating angle learning process (FIG. 16) as described above ("YES" in S200). Then, the minimum valve operating angle learning value VLg is formally calculated as shown in the equation 2 (S202). Since the minimum valve working angle learned value VLg is officially calculated in this way, in step S122 of the valve working angle control process (FIG. 15) described above, the actual valve is obtained using the minimum learned valve working angle learned value VLg. The operating angle VLa is calculated, and the drive control of the motor 102 (S116) is performed.
[0115]
In the valve operating angle control process (FIG. 15), when the minimum valve operating angle learning value VLg does not exist and the valve operating angle VL is not maximized or cannot be maximized at the start (in S106). “NO”). In this case, since the minimum valve working angle learning value VLg cannot be set by temporary learning in steps S110 and S112, “YES” is determined in step S118. The actual valve operating angle VLa is set to the value of the valve operating angle VL obtained in step S104 (S120). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S116).
[0116]
However, at the start in the warm-up state, the formal minimum valve working angle learning value VLg is immediately calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) at the time of warm-up idling (S202). Therefore, the minimum valve operating angle learned value VLg is set early (“NO” in S118 of FIG. 15), and the actual valve operating angle VLa is calculated by being corrected by the minimum valve operating angle learned value VLg as shown in Equation 1 above. (S122).
[0117]
Even when the valve working angle VL is not maximized at the time of start-up, the valve working angle VL may be maximized for rotational stability, particularly during cold idling. Here, it is assumed that the ECU 4 performs control to maximize the valve operating angle VL for rotational stability during cold idling. In this case, if the cold idle state occurs before the official minimum valve operating angle learning value VLg is calculated by the minimum valve operating angle learning process (FIG. 16), the valve operating angle control process (FIG. 15) The operation state is such that the valve operating angle VL is maximized (“YES” in S106).
[0118]
Therefore, when the minimum valve working angle learning value VLg does not exist (“YES” in S108), the stopper arm 104d has come into contact with the maximum working angle side stopper 104f (“YES” in S109), as described above. Steps S110 and S112 are executed, and the minimum valve operating angle learning value VLg is provisionally learned. Therefore, from this time until the official minimum valve operating angle learning value VLg is calculated from the cold idling state to the idle state after warm-up, the actual learning is performed by the temporarily learned minimum valve operating angle learning value VLg. The valve operating angle VLa is calculated (S122), and the motor 102 is driven (S116).
[0119]
Processing examples of the present embodiment are shown in timing charts of FIGS. FIG. 17 shows a case where the engine is started in the warm-up state from time t0 in the state where the minimum valve working angle learning value VLg exists. In the stop process of the engine 2 just before, the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f. In this case, after starting (t1), the engine becomes warm-up idle and the valve operating angle VL is changed from the maximum valve operating angle VLmax to the minimum valve operating angle VLmin. Updated.
[0120]
FIG. 18 shows a case where the engine is started in the warm-up state from time t10 in a state where the minimum valve working angle learned value VLg does not exist. Therefore, provisional learning is performed in a state where the valve is driven to the maximum valve operating angle VLmax at the start, and the minimum valve operating angle learned value VLg is temporarily set. Then, after starting (t11), the engine becomes warm-up idle, and after the valve operating angle VL is changed from the maximum valve operating angle VLmax to the minimum valve operating angle VLmin (from t12), the minimum valve operating angle learned value VLg is formally set. Learned and set.
[0121]
FIG. 19 shows an example of an engine in which the valve operating angle VL is smaller than the maximum valve operating angle VLmax during cold start. In this case, a case where the engine is started in the cold state from time t20 in the state where the minimum valve working angle learning value VLg does not exist is shown. Accordingly, after starting (t21 to), when the engine is driven to the maximum valve operating angle VLmax (t22) during cold idling (t21 to t23), provisional learning is performed and the minimum valve operating angle learned value VLg is temporarily set. Then, after the engine is warmed up (from t23) and the valve operating angle VL is changed from the maximum valve operating angle to the minimum valve operating angle (from t24), the minimum valve operating angle learning value VLg is officially learned and set. Is done.
[0122]
In the configuration described above, the ECU 4 corresponds to the variable valve mechanism control device, and the minimum valve operating angle learning process (FIG. 16) corresponds to the process as the reference valve drive state learning means. Therefore, the state in which the stopper arm 104d is in contact with the minimum working angle side stopper 104e is the “reference valve driving state”, and the valve working angle VL converted from the rotational angle θv detected by the rotational angle sensor 50 is the “state quantity”. The minimum valve working angle set value VLmin corresponds to the “known state quantity”.
[0123]
Steps S106 to S112 of the valve working angle control processing (FIG. 15) correspond to processing as temporary learning means. Therefore, the maximum rotation angle θmax corresponds to the “estimated valve drive state”, the rotation angle θv detected by the rotation angle sensor 50 corresponds to the “state amount”, and the start state or the cold idle state corresponds to the “reference engine state”. .
[0124]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). Even if the minimum valve operating angle learned value VLg does not exist, the operation state of the engine 2 (starting or cold) is not calculated until the minimum valve operating angle learned value VLg is calculated in the valve operating angle control process (FIG. 15). The driving state of the intake valve 2a is estimated on the basis of the operating state during idling. Specifically, it is estimated that the spiral cam 108 is at the maximum rotation angle θmax.
[0125]
Based on the relationship between the maximum rotation angle θmax and the rotation angle θv detected by the rotation angle sensor 50 (here, the difference between θmax and θv), a temporary learning value VLp is set (S110), Used to control the valve mechanism 54. Thus, the provisional learning value VLp is used until the minimum valve working angle learning value VLg is officially set in step S202 (FIG. 16). The temporary learning value VLp is neither an initial value nor a specific value set in advance, and is set based on a valve driving state close to reality by the spiral cam 108. Therefore, even if the variable valve mechanism 54 is not set to the minimum valve operating angle, an alternative value of the minimum valve operating angle learned value VLg sufficient to maintain the operability of the engine 2 can be set.
[0126]
As described above, the provisional learning value VLp can play the role of the minimum valve working angle learning value VLg. Therefore, even if the operation state of the engine 2 is not forcibly changed for learning, the learning value does not exist. Control is not continued. For this reason, the problem of the operational stability of the engine 2 caused by the forced driving of the variable valve mechanism 54 does not occur.
[0127]
Further, even in an engine operating state where it is difficult to forcibly drive to the minimum valve operating angle VLmin itself (for example, at the time of starting or during cold idling), the temporary learning value VLp exists, so that the operation stability of the engine 2 is maintained. Will not cause any problems.
[0128]
Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of the operability of the engine 2 until the official minimum valve operating angle learning value VLg is calculated by the minimum valve operating angle learning process (FIG. 16).
[0129]
(B). Finally, the official minimum valve operating angle learning value VLg is obtained at the position where the valve operating angle VL is minimum. Particularly in a region where the valve operating angle is small, the control error tends to greatly affect the operability of the engine 2. For this reason, it is important to obtain the learning value on the minimum side of the valve operating angle VL.
[0130]
However, since the official minimum valve operating angle learning value VLg is obtained on the minimum side of the valve operating angle VL in this way, the minimum valve operating angle learned value VLg is set at the time of starting or cold idling. Will be difficult. However, in the present embodiment, as described above, the provisional learning value VLp can be set on the maximum side of the valve operating angle VL. This makes it possible to precisely adjust the valve operating angle at the time of starting or cold idling, so that deterioration of the operability of the engine 2 can be suppressed.
[0131]
[Embodiment 2]
In the present embodiment, the learning target is not the valve working angle but the rotation angle.
The hardware configuration of the present embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 to 14 of the first embodiment, and will be described using the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the process shown in FIG. 20 is executed instead of the valve working angle control process (FIG. 15) in the ECU 4. Then, the process of FIG. 21 is executed instead of the minimum valve working angle learning process (FIG. 16).
[0132]
The valve working angle control process (FIG. 20) and the minimum valve working angle learning process (FIG. 21) will be described. These processes are repeatedly executed at a constant cycle.
When the valve working angle control process (FIG. 20) is started, first, the target valve working angle VLt is set as described in step S102 of FIG. 15 (S302).
[0133]
Next, it is determined whether or not the operating state is such that the valve operating angle VL is maximized (S304). Such an operating state is as described in step S106 of FIG. When the operation state is such that the valve working angle VL is maximized (“YES” in S304), it is then determined whether or not there is a minimum valve working angle rotation angle learning value θg set as the rotation angle. (S306). Here, if the learning value θg at the minimum valve operating angle already exists in the backup RAM of the ECU 4 (“NO” in S306), the actual valve operating angle VLa is known by the same processing as step S114 of FIG. A maximum valve working angle set value VLmax is set (S312).
[0134]
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt by the same processing as step S116 of FIG. 15 (S314), and this processing is once ended.
[0135]
Thereafter, as long as the state where the valve operating angle VL is maximized continues, “YES” is determined in Step S304 and “NO” is determined in Step S306. Therefore, the actual valve working angle VLa is set to the maximum valve working angle set value VLmax (S312), and the motor 102 is driven so that the actual valve working angle VLa becomes the target valve working angle VLt (S314). continue.
[0136]
When the start is completed and the control shifts to idle control, the target valve operating angle VLt is set to be small in step S302 in order to reduce the valve operating angle of the intake valve 2a. Therefore, “NO” is determined in step S304. Next, it is determined whether or not the minimum valve operating angle rotation angle learning value θg exists (S316). Here, since the learning value θg at the minimum valve operating angle already exists in the backup RAM of the ECU 4 (“NO” in S316), the actual rotation angle θa is then calculated as shown in Equation 5. (S320).
[0137]
[Equation 5]
θa ← θv − θg ... [Formula 5]
Next, the actual valve operating angle VLa is calculated from the actual rotation angle θa using the map shown in FIG. 13 (S322). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S314), and this process is temporarily terminated.
[0138]
Therefore, if the minimum valve working angle rotation angle learning value θg exists, it is determined as “NO” in step S316, and the rotation angle sensor 50 actually uses the minimum valve working angle rotation angle learning value θg. The actual rotation angle θa is obtained by correcting the detected rotation angle θv. Based on the actual rotation angle θa, the actual valve operating angle VLa is obtained and used for driving control of the motor 102.
[0139]
The ECU 4 separately executes the minimum valve working angle learning process of FIG. In this process, when idling after warm-up, etc., control is performed to minimize the valve operating angle VL that causes the stopper arm 104d to contact the minimum operating angle side stopper 104e (“YES” in S402). The rotational angle learning value θg at the minimum valve operating angle is formally calculated as in Expression 6 (S404).
[0140]
[Formula 6]
θg ← θv − θmin ... [Formula 6]
Here, the minimum valve operating angle rotation angle setting value θmin is a rotation angle detection value output by the standard rotation sensor 50 in a state where the stopper arm 104d is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e, and is a known value. .
[0141]
Therefore, if the minimum valve working angle rotation angle learning value θg is formally calculated in step S404, the minimum valve working angle newly obtained and updated in step S320 of the valve working angle control process (FIG. 20) described above. The actual rotation angle θa is calculated using the hourly rotation angle learning value θg.
[0142]
The above-described processing is an example in the case where the learning value θg at the minimum valve operating angle already exists. Next, the minimum valve operating is performed by replacing the battery or the memory clear processing of the backup RAM of the ECU 4. The valve working angle control process (FIG. 20) when the angular rotation angle learning value θg no longer exists will be described.
[0143]
In the operation state in which the valve operating angle VL is maximized at the time of starting (“YES” in S304), the rotation angle learning value θg at the minimum valve operating angle does not exist here (“YES” in S306). Whether the stopper arm 104d is in contact with the maximum operating angle side stopper 104f is determined (S307).
[0144]
The determination in step S307 is as described in step S109 in FIG. If the stopper arm 104d is not in contact with the maximum operating angle side stopper 104f (“NO” in S307), the above steps S312 and S314 are executed to drive the motor 102 to the maximum valve operating angle side. Thereafter, the above-described processing continues until the stopper arm 104d comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f.
[0145]
When the stopper arm 104d comes into contact with the maximum working angle side stopper 104f (“YES” in S307), a temporary learning value θp is calculated as shown in Expression 7 (S308).
[0146]
[Expression 7]
θp ← θv − θmax ... [Formula 7]
Here, the maximum rotation angle θmax is as described in step S110 of FIG.
[0147]
Next, the provisional learning value θp is set to the minimum valve operating angle rotation angle learning value θg (S310). And step S312 and S314 are performed and this process is once complete | finished. In the next control cycle, even when the valve operating angle VL is in the maximum operating state (“YES” in S304), the minimum valve operating angle rotation angle learning value θg exists in provisional learning (S308, S310). Therefore (“NO” in S306), Steps S312 and S314 are executed, and this process is temporarily terminated.
[0148]
When the start is completed and the control shifts to idle control, the target valve operating angle VLt is set smaller than the maximum in step S302 (“NO” in S304). At this time, there is a minimum valve working angle rotation angle learning value θg for which the provisional learning value θp is set (“NO” in S316). Using this, the actual rotation angle θa is calculated (S320).
[0149]
When the engine is completely idle after being warmed up, the control for minimizing the valve operating angle VL is executed by the minimum valve operating angle learning process (FIG. 21) as described above ("YES" in S402). Then, the rotational angle learning value θg at the minimum valve operating angle is officially calculated as in the above equation 6 (S404). Since the minimum valve working angle rotation angle learned value θg is formally calculated in this way, the formal minimum valve working angle rotation angle learned value θg is used in step S320 of the above-described valve working angle control process (FIG. 20). Thus, the actual rotation angle θa is calculated.
[0150]
In the valve operating angle control process (FIG. 20), when the valve operating angle VL is not maximized or cannot be maximized at the start in the state where the learning value θg at the minimum valve operating angle does not exist. (“NO” in S304) is considered. In this case, since the minimum valve working angle rotation angle learning value θg is not set in the provisional learning in steps S308 and S310, “YES” is determined in step S316. The actual rotation angle θa is set to the value of the rotation angle θv detected by the rotation angle sensor 50 (S318). Then, the actual valve operating angle VLa is calculated from the actual rotation angle θa (S322), and the motor 102 is driven so as to become the target valve operating angle VLt (S314).
[0151]
However, immediately after starting in the warm-up state, a formal minimum valve working angle rotation angle learning value θg is immediately calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 21) in the warm-up idle state (S404). Therefore, the minimum valve working angle rotation angle learning value θg is set at an early stage (“NO” in S316), and the actual rotation angle θa is corrected by the minimum valve working angle rotation angle learning value θg as shown in Equation 5 above. It is calculated (S320).
[0152]
Here, it is assumed that the ECU 4 performs control to maximize the valve operating angle VL for rotational stability during cold idling. In this case, if the cold idle state occurs before the official minimum valve working angle rotation angle learning value θg is calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 21), the valve working angle control process (FIG. In 20), the valve operating angle VL is maximized ("YES" in S304).
[0153]
Therefore, when the rotation angle learning value θg at the minimum valve working angle does not exist (“YES” in S306), if the stopper arm 104d surely contacts the maximum working angle side stopper 104f (“YES” in S307), Steps S308 and S310 are executed. As a result, the provisional learning value θp is set as the minimum valve operating angle rotation angle learning value θg. Therefore, during the period from the subsequent cold idle state to the idle state after warm-up until the official minimum valve operating angle rotation angle learning value θg is calculated, the provisionally learned minimum valve operating angle rotation angle is calculated. The actual rotation angle θa is calculated from the learning value θg (S320). Then, the actual valve operating angle VLa is calculated from the actual rotation angle θa (S322), and the motor 102 is driven to reach the target valve operating angle VLt (S314).
[0154]
Processing examples of the present embodiment are shown in the timing charts of FIGS. 22 corresponds to the case of FIG. 17 of the first embodiment, FIG. 23 corresponds to the case of FIG. 18, and FIG. 24 corresponds to the case of FIG. As illustrated, the minimum valve working angle rotation angle learned value θg is set in the same manner as the minimum valve working angle learned value VLg of the first embodiment.
[0155]
In the configuration described above, the minimum valve working angle learning process (FIG. 21) corresponds to the process as the reference valve driving state learning means. Therefore, the state in which the stopper arm 104d is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e is the “reference valve driving state”, the rotational angle θv detected by the rotational angle sensor 50 is the “state amount”, and the rotational angle at the minimum valve operating angle. The set value θmin corresponds to the “known state quantity”.
[0156]
Steps S304 to S310 of the valve working angle control processing (FIG. 20) correspond to processing as temporary learning means. Therefore, the maximum rotation angle θmax corresponds to the “estimated valve drive state”, the rotation angle θv detected by the rotation angle sensor 50 corresponds to the “state amount”, and the start state or the cold idle state corresponds to the “reference engine state”. .
[0157]
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The same effects as (a) and (b) of the first embodiment can be obtained.
[Embodiment 3]
In this embodiment, as shown in FIG. 25, the shaft slide mechanism 300 detects the slide amount SLv of the control shaft 82 interlocked with the cam frame 110 by the slide sensor 350 without providing the rotation angle sensor.
[0158]
Here, the slide sensor 350 is a differential transformer type displacement sensor, and includes a rod-shaped core 350a provided on the cam frame 110 side and a coil 350b provided on the cylinder head 10 (FIG. 2) side. When the helical cam 108 is rotated by the motor 102 and the cam frame 110 moves the control shaft 82 in the axial direction, the rod-shaped core 350a moves relative to the coil 350b. Thus, the slide amount SLv of the control shaft 82 can be detected.
[0159]
The other hardware configuration is the same as that of the first embodiment. The same components will be described with the same reference numerals.
In terms of control, the processing shown in FIG. 26 is executed instead of the valve operating angle control processing (FIG. 15) in the ECU 4. The minimum valve working angle learning process (FIG. 16) is the same as in the first embodiment. Thus, in this embodiment, the valve operating angle VL is learned.
[0160]
The valve working angle control process (FIG. 26) will be described. This process is repeatedly executed at a constant cycle. When the valve working angle control process (FIG. 26) is started, first, the target valve working angle VLt is set by the same process as step S102 of FIG. 15 (S502). Then, the valve operating angle VL is calculated from the detection value SLv of the slide sensor 350 (S504). As shown in FIG. 27, this calculation is performed based on a map representing the relationship between the slide amount SL measured by a standard slide sensor in advance through experiments and the valve operating angle VL of the intake valve 2a.
[0161]
Next, it is determined whether or not the minimum valve working angle learning value VLg exists (S506). If the minimum valve operating angle learned value VLg already exists in the backup RAM of the ECU 4 (“NO” in S506), the actual valve operating angle VLa is then calculated as shown in Equation 8 (S516).
[0162]
[Equation 8]
VLa ← VL−VLg ... [Formula 8]
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt by the same control processing as in step S116 of FIG. 15 (S520), and this processing is temporarily ended.
[0163]
Therefore, if the minimum valve operating angle learned value VLg exists, it is determined as “NO” in step S506 and the valve operating angle VL obtained from the map of FIG. 27 is determined as the minimum valve operating angle learned value VLg existing in the backup RAM. Is corrected to the actual valve operating angle VLa and used for drive control of the motor 102.
[0164]
As described in the first embodiment, the ECU 4 separately executes the minimum valve working angle learning process shown in FIG. Therefore, if the minimum valve working angle learned value VLg is formally calculated in step S202 (FIG. 16), the minimum valve working angle learned value newly obtained in step S516 of the valve working angle control process (FIG. 26) described above. The actual valve operating angle VLa is calculated using VLg.
[0165]
The above-described processing is an example in the case where the minimum valve working angle learned value VLg already exists. Next, the minimum valve working angle learned value is obtained by replacement of the battery or the memory clear processing of the backup RAM of the ECU 4. The valve working angle control process (FIG. 26) in the case where VLg does not exist will be described.
[0166]
Since the minimum valve operating angle learned value VLg does not exist after the processing of steps S502 and S504 (“YES” in S506), it is next determined whether or not the operating state is driving the valve operating angle VL to the maximum (S508). ). Since the valve operating angle VL is maximized at the time of starting (“YES” in S508), the slide sensor 350 is set regardless of the rotation of the helical cam 108 toward the maximum valve operating angle by the motor 102. It is determined whether or not the detected value SLv has changed (S510).
[0167]
As shown in FIGS. 12 and 13 of the first embodiment, the helical cam surface 108a of the helical cam 108 has a cam shaft even if the rotational angle of the helical cam 108 changes within the range of the width dθx on the maximum valve operating angle side. There is an invariable working angle region where the distance to 104b does not change. Therefore, when the roller 110a is in contact with the invariable working angle region, the detected value SLv of the slide sensor 350 is not changed regardless of the rotational phase of the spiral cam 108, and the valve working angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are known. The maximum valve working angle and the maximum valve lift amount are fixed. Therefore, step S510 is for determining whether or not this invariable working angle region has been reached.
[0168]
While the detected value SLv of the slide sensor 350 is changed when the motor 102 is driven to the maximum valve operating angle side (“NO” in S510), the maximum valve operating angle set value VLmax is set to the actual valve operating angle VLa ( S518). Then, drive control of the motor 102 is performed so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S520).
[0169]
When the roller 110a comes into contact with the invariable operating angle region due to the rotation of the helical cam 108, the detection value SLv of the slide sensor 350 is not changed regardless of the driving of the motor 102 to the maximum valve operating angle side (in S510, “ YES "), and next, provisional learning value VLp is set as shown in Equation 9 (S512).
[0170]
[Equation 9]
VLp ← VL−VLmax (Equation 9)
Here, the maximum valve operating angle VLmax is a known valve operating angle in the width dθx (invariable operating angle region) existing in the helical cam 108 as described with reference to FIG. 12 of the first embodiment, and is constant within the width dθx. It is. Even if the valve operating angle VL is increased to the maximum by rotating the motor 102, the valve operating angle VL stops at the maximum valve operating angle VLmax by such a mechanical setting. Therefore, the difference between the valve operating angle VL calculated on the maximum valve operating angle side and the maximum valve operating angle VLmax based on the detection value SLv of the slide sensor 350 can be set as the provisional learning value VLp.
[0171]
Then, the provisional learning value VLp is set to the minimum valve operating angle learning value VLg (S514), the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S520), and this process is performed once. Exit.
[0172]
In the next control cycle, the minimum valve working angle learning value VLg exists in the provisional learning (S512, S514) (“NO” in S506), so steps S516 and S520 are executed, and this process is temporarily terminated.
[0173]
Thereafter, after the valve operating angle is controlled by the minimum valve operating angle learned value VLg to which the provisional learning value VLp is set, if the engine is in an idle state after warming up, the control that minimizes the valve operating angle VL as described above. Is executed. As a result, the minimum valve working angle learning value VLg is formally calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) (S202). Since the minimum valve working angle learned value VLg is formally calculated in this way, in step S516 of the valve working angle control process (FIG. 26) described above, the actual valve working angle VLa is used by using the formal minimum valve working angle learned value VLg. Is calculated.
[0174]
In the valve working angle control process (FIG. 26), when the minimum valve working angle learning value VLg does not exist (“YES” in S506), the valve working angle VL is not maximized at the start or is maximized. Consider a case where it was not possible (“NO” in S508). In this case, the valve operating angle VL obtained in step S504 is set as the actual valve operating angle VLa (S509), and the motor 102 is driven (S520).
[0175]
However, at the start in the warm-up state, the formal minimum valve working angle learning value VLg is immediately calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) at the time of warm-up idling (S202). Therefore, the minimum valve operating angle learned value VLg is set at an early stage, and the actual valve operating angle VLa corrected by the minimum valve operating angle learned value VLg is calculated as in Equation 8 (S516).
[0176]
Here, it is assumed that the ECU 4 performs control to maximize the valve operating angle VL for rotational stability during cold idling. In this case, if the cold idle state occurs before the official minimum valve working angle learning value VLg is calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 16), the valve working angle control process (FIG. 26) The operation state is such that the valve operating angle VL is maximized (“YES” in S508).
[0177]
Therefore, after the detection value SLv of the slide sensor 350 is not changed (“YES” in S510), the aforementioned steps S512 and S514 are executed, and the minimum valve operating angle learning value VLg is provisionally learned. Therefore, during the period from the subsequent cold idle state to the idle state after warm-up until the official minimum valve operating angle learned value VLg is calculated, the actual valve is calculated based on the temporarily learned minimum valve operating angle learned value VLg. The operating angle VLa is calculated (S516) and controlled to the target valve operating angle VLt (S520).
[0178]
With such a configuration, processing as shown in the timing chart of the first embodiment (FIGS. 17 to 19) is performed.
In the configuration described above, the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) corresponds to the process as the reference valve drive state learning means. Therefore, the state in which the stopper arm 104d is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e is the “reference valve driving state”, and the valve operating angle VL converted from the slide amount SLv detected by the slide sensor 350 is the minimum “state amount”. The valve operating angle set value VLmin corresponds to the “known state quantity”.
[0179]
Steps S506 to S514 of the valve working angle control processing (FIG. 26) correspond to processing as temporary learning means. Accordingly, the maximum valve operating angle VLmax corresponds to the “estimated valve driving state”, the valve operating angle VL detected by the slide sensor 350 corresponds to the “state amount”, and the start state or the cold idle state corresponds to the “reference engine state”. To do.
[0180]
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The same effects as (a) and (b) of the first embodiment can be obtained.
(B). If there is no change in the slide amount SLv (“YES” in S510), since provisional learning is performed, the frequency of completion of provisional learning increases before the stopper arm 104d comes into contact with the maximum working angle side stopper 104f. For this reason, even if the determination in step S508 becomes “NO” in a short time for some reason, the probability that the minimum valve working angle learning value VLg by temporary learning is set is increased, and suppression of deterioration of the drivability of the engine 2 is suppressed. It can be more effective.
[0181]
[Embodiment 4]
This embodiment shows a control example in which provisional learning is executed with the valve operating angle maximized within a range that does not affect engine operation.
[0182]
The hardware configuration of the present embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 to 14 of the first embodiment, and will be described using the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the processing shown in FIGS. 28 and 29 is executed instead of the valve working angle control processing (FIG. 15) in the ECU 4. The minimum valve working angle learning process (FIG. 16) is the same.
[0183]
The valve working angle control process (FIGS. 28 and 29) will be described. These processes are repeatedly executed at a constant cycle. When this process starts, first, the target valve operating angle VLt is calculated and set as described in step S102 of FIG. 15 (S602). Then, as described in step S104 of FIG. 15, the valve operating angle VL is calculated based on the detected value (rotation angle θv) of the rotation angle sensor 50 based on the map shown in FIG. 13 (S604).
[0184]
Next, it is determined whether or not the minimum valve operating angle learning value VLg exists (S606). If the minimum valve operating angle learned value VLg already exists in the backup RAM of the ECU 4 (“NO” in S606), the actual valve operating angle VLa is calculated as shown in Equation 10 (S620).
[0185]
[Expression 10]
VLa ← VL−VLg ... [Formula 10]
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S622), and this process is temporarily terminated.
[0186]
Thereafter, the above-described processing is repeated. During this time, when step S202 is executed by the minimum valve operation angle learning process (FIG. 16) and the minimum valve operation angle learning value VLg is updated, a new minimum valve operation is performed in step S620. The actual valve operating angle VLa is calculated from the learned angle value VLg.
[0187]
On the other hand, when the minimum valve working angle learning value VLg does not exist (“YES” in S606), it is then determined whether or not the engine 2 is in an operating state in which drive control with the valve working angle VL as the maximum valve working angle is possible. Determined.
[0188]
The driving state in which the drive control with the valve operating angle VL as the maximum valve operating angle includes a state in which the valve operating angle VL has already been maximized. In addition to this, the target valve operating angle VLt is close to the maximum. Thus, it includes a state that can be performed without causing problems in engine operation by executing cooperative control with the throttle opening control side. In other words, even if the current valve operating angle is changed to the maximum valve operating angle, the throttle valve 26 is throttled on the throttle opening control side so that the operating state can be driven with almost no influence on the intake air amount. Such an operating state is obtained and mapped in advance for each state of the valve operating angle VL, the engine speed NE, and the intake air amount GA through experiments. In step S608, based on the presence / absence of application of this map, and further application, driving that maximizes the valve operating angle VL from the values of the valve operating angle VL, the engine speed NE, and the intake air amount GA. It is determined whether or not the operation state is controllable. For example, the map may not be applied at the start, and the map may be applied at other times than the start. Or you may make it apply a map by all the driving | running states.
[0189]
Here, if the map is applied to an operation state in which the drive control can be performed with the valve operating angle VL as the maximum valve operating angle (“YES” in S608), it is determined whether or not the maximum valve operating angle has already been reached. (S610). If it is not yet the maximum valve operating angle (“NO” in S610), as described above, the intake valve 2a is driven by the motor 102 in conjunction with the drive in the closing direction of the throttle valve 26 by the cooperative control with the throttle opening control side. Is maximized (S618). Whether or not the valve operating angle is maximized is determined by stopping the increase in the detected value θv of the rotation angle sensor 50 by the stopper arm 104d coming into contact with the maximum operating angle side stopper 104f.
[0190]
If the valve operating angle is maximized (“YES” in S610), a temporary learning value VLp is then calculated as shown in Expression 11 (S612).
[0191]
[Expression 11]
VLp ← f (θv−θmax) (Equation 11)
The maximum rotation angle θmax, f () is as described in step S110 (FIG. 15) of the first embodiment.
[0192]
Next, the provisional learning value VLp is set to the minimum valve operating angle learning value VLg (S614), and the maximum valve operating angle setting value VLmax is set to the actual valve operating angle VLa (S616).
[0193]
Then, the throttle opening control side is requested to return so that the throttle valve 26 returns to the original state (S617), and this process is temporarily terminated. In response to this request, the throttle opening control side gradually returns the throttle valve 26 to the original throttle opening state.
[0194]
In the next control cycle of the valve operating angle control process (FIGS. 28 and 29), the target valve operating angle VLt is calculated in conformity with the return amount of the throttle opening TA (S602), and the detected value θv of the rotation angle sensor 50 is calculated. From the above, the valve operating angle VL is calculated (S604). As the minimum valve operating angle learning value VLg, the provisional learning value VLp is set in the process of the previous step S614 (“NO” in S606). For this reason, the actual valve operating angle VLa is calculated as in Equation 10 (S620), the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S622), and this process is temporarily terminated. .
[0195]
The valve operating angle of the intake valve 2a is controlled by the minimum valve operating angle learned value VLg provisionally learned in this way. Then, when the engine is warm-up idle, step S202 is executed by the minimum valve operating angle learning process (FIG. 16) to formally set the minimum valve operating angle learned value VLg, and the official minimum valve operating angle learned value VLg is used. The valve working angle control is performed.
[0196]
The case where the driving state in which the drive control for maximizing the valve operating angle VL is not possible in step S608 (“NO” in S608) will be described. In this case, the value of the valve operating angle VL obtained in step S604 is set to the actual valve operating angle VLa (S624). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S622). However, at the start in the warm-up state, the formal minimum valve working angle learning value VLg is immediately calculated by the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) in the warm-up idle state. Therefore, the minimum valve operating angle learned value VLg is set early (“NO” in S606), and the actual valve operating angle VLa is corrected and calculated by the minimum valve operating angle learned value VLg as shown in Equation 10 above. (S620).
[0197]
During cold idling, the valve operating angle VL is maximized for rotational stability. Therefore, in this case, when the minimum valve working angle learned value VLg does not exist (“YES” in S606), “YES” is set in Step S608, and the minimum valve working angle learned value is set as described above. VLg is provisionally learned. For this reason, in the period until the official minimum valve operating angle learned value VLg is calculated from the cold idle state after the warm-up to the idle state after the warm-up, the provisionally learned minimum valve operating angle learned value VLg is used. The actual valve operating angle VLa is calculated (S620) and controlled to the target valve operating angle VLt (S622).
[0198]
Processing examples of the present embodiment are shown in the timing charts of FIGS. FIG. 30 shows a case where the engine is started in the warm-up state from time t40 in a state where the minimum valve working angle learning value VLg exists. In this engine, the valve operating angle is slightly smaller than the maximum valve operating angle set value VLmax at the start. After starting (t41), the engine is warmed up and the valve operating angle VL is changed to the minimum valve operating angle VLmin (t42-), and the minimum valve operating angle learned value VLg is updated.
[0199]
FIG. 31 shows a case where the engine is started in the warm-up state from time t50 in a state where the minimum valve working angle learned value VLg does not exist. Since this engine must have a valve operating angle smaller than the maximum valve operating angle VLmax at the time of starting, provisional learning is not performed at the time of starting. However, since the engine is started in the warm-up state, after the engine is started (t51), the engine is warmed-up idle and the valve operating angle VL is changed to the minimum valve operating angle (t52-). The learning value VLg is learned and set.
[0200]
FIG. 32 shows an example in which the valve operating angle is made smaller than the maximum valve operating angle VLmax during cold idling. However, the engine can be set to the maximum valve operating angle VLmax by cooperative control with the throttle opening control side during cold idling. When starting in the cold state from time t60 in the state where the minimum valve working angle learning value VLg does not exist, after the start (t61 to), during cold idling (t61 to t64), the maximum temporarily It is driven to the valve operating angle VLmax (t62 to t63). Thus, provisional learning is performed at the maximum valve operating angle VLmax, and the minimum valve operating angle learned value VLg is set (t63). Then, after the engine becomes warm-up idle (t64-) and the valve operating angle VL is changed to the minimum valve operating angle (t65-), the minimum valve operating angle learning value VLg is formally learned and set.
[0201]
In the configuration described above, the minimum valve working angle learning process (FIG. 16) corresponds to the process as the reference valve drive state learning means. Therefore, the state in which the stopper arm 104d is in contact with the minimum working angle side stopper 104e is the “reference valve driving state”, and the valve working angle VL converted from the rotational angle θv detected by the rotational angle sensor 50 is the “state quantity”. The minimum valve working angle set value VLmin corresponds to the “known state quantity”.
[0202]
Steps S606 to S614 of the valve working angle control processing (FIGS. 28 and 29) correspond to processing as temporary learning means. Therefore, the rotation angle θv detected by the rotation angle sensor 50 is “state quantity”, the state when the valve operating angle of the intake valve 2a is maximized is “temporary reference valve driving state”, and the maximum rotation angle θmax is “temporary”. This corresponds to “a known state quantity corresponding to the reference valve driving state”.
[0203]
According to the fourth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The same effects as (a) and (b) of the first embodiment can be obtained.
(B). Even if the valve operating angle is not the maximum, if the operating condition allows the valve operating angle to be maximized, the minimum valve operating angle learning value can be obtained by tentative learning by actively maximizing the valve operating angle. Since VLg is set, the chances of setting a provisional learning value can be increased.
[0204]
Thus, it is difficult to obtain the formal minimum valve working angle learned value VLg because the minimum valve working angle learned value VLg does not exist and the transition to the minimum valve working angle state cannot be performed or the transition takes time. Even in this case, the provisional learning value can be obtained by positively shifting to the maximum valve operating angle. For this reason, the frequency with which the control in the state where the minimum valve working angle learning value VLg does not exist at all is continued for a long time decreases.
[0205]
In this way, it is possible to suppress the deterioration of the operability of the engine until the formal minimum valve working angle learning value VLg is obtained.
[Other embodiments]
(A). In each of the above-described embodiments, the mediation drive mechanism is a type in which the valve operating angle and the valve lift amount are adjusted by the axial movement of the control shaft, but as shown in FIGS. 33 and 34 without the mediation drive mechanism. By configuring, the valve working angle and the valve lift amount may be adjusted. That is, the intake cam 464a may be a three-dimensional cam, and the intake cam shaft 464 may also serve as a control shaft and move in the axial direction. Here, a straight spline 464b is provided at the end of the intake camshaft 464, and the straight spline 464b is engaged with the vane body 126 (FIG. 14) of the valve timing adjusting mechanism 58. Therefore, even if the vane body 126 cannot move in the axial direction within the short cylindrical casing, the intake camshaft 464 can move in the axial direction.
[0206]
Here, the shaft slide mechanism 100 is as described in the first embodiment. However, the cam frame 110 is connected to the intake camshaft 464 via a rolling bearing portion 466. Thus, the intake camshaft 464 can be moved in the axial direction without rotating the cam frame 110 with respect to the intake camshaft 464 that is interlocked with the rotation of the crankshaft via the valve timing adjusting mechanism 58.
[0207]
As shown in FIG. 34A, when the stopper arm 104d of the helical cam mechanism 104 is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e, the intake camshaft 464 exists at the limit position in the L direction. Accordingly, the intake valve 2a is driven in contact with the low valve lift amount side of the intake cam 464a, and the valve lift amount and the valve operating angle become the smallest.
[0208]
When the spiral cam 108 is rotated by driving the motor from the state shown in FIG. 34A, the intake camshaft 464 moves in the H direction. As a result, the intake valve 2a comes into contact with a position away from the low valve lift amount side of the intake cam 464a, and the valve lift amount and the valve operating angle gradually increase.
[0209]
As shown in FIG. 34B, when the stopper arm 104d of the spiral cam mechanism 104 comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f, the intake camshaft 464 becomes the limit position in the H direction. Therefore, the intake valve 2a is driven in contact with the high valve lift amount side of the intake cam 464a, and the valve lift amount and the valve operating angle become the largest.
[0210]
In this way, the valve lift amount and valve working angle of the intake valve 2a can be adjusted as shown in FIG. Then, learning as described in the above embodiments is possible, and the same effect is produced.
[0211]
(B). In each of the above embodiments, the control shaft is moved in the axial direction by the combination of the motor and the spiral cam. However, the control shaft may be moved in the axial direction by a hydraulic piston, and the combination of the motor and the ball screw may be used. The control shaft may be moved in the axial direction.
[0212]
(C). In each of the above embodiments, the valve working angle has been described. However, as shown in FIG. 8, the valve operating angle (the rotation angle of the crankshaft from the valve opening to the valve closing) is linked to the valve lift amount, and therefore is described in the above embodiments. It is the same even if the expression “valve operating angle” is replaced with “valve lift amount”.
[0213]
(D). In each of the above embodiments, the valve working angle or valve lift amount is controlled for the intake valve 2a. However, the present invention can also be applied to the case where the valve working angle or valve lift amount of the exhaust valve 2b is variable.
[0214]
(E). In each of the above embodiments, the valve working angle or the valve lift amount is controlled. However, the present invention can be applied to the valve timing control.
That is, the valve timing adjusted by the valve timing adjusting mechanism 58 shown in FIG. 14 is obtained from the crank angle difference between the output pulse of the engine speed sensor 46 and the output pulse of the reference crank angle sensor 48. The learning value of the valve timing may be formally learned on either the most retarded side or the most advanced side of the valve timing and temporarily learned on the other side.
[0215]
(F). In each of the embodiments, the difference between the state quantity detected by the sensor and the known state quantity is set as the learning value and the provisional learning value, but in addition to this, when adding to the state quantity detected by the sensor, You may set the added value as a learning value and a provisional learning value so that the value after addition may become a difference in an allowable range with respect to a known state quantity.
[0216]
(G). In each of the above embodiments, the temporary learning position is the position of the maximum valve operating angle (maximum valve lift amount). For example, when the engine is stopped or the engine is started, the control shaft is connected to the maximum valve operating angle and the minimum valve operating angle. There is a case where mechanical restraint is performed at a position in the middle of the corner. In such a case, it is estimated that the control shaft is restrained at the intermediate position in the engine starting state, and the valve operating angle (valve lift amount) is also at the intermediate position. Therefore, at the time of starting, the known state quantity (rotation angle θv, slide amount SLv and valve operating angle VL) corresponding to this intermediate position and the actual rotation angle θv, slide amount SLv and valve operating angle VL detected by the sensor Based on the difference, a provisional learning value can be obtained.
[0217]
The mechanical restraint at such an intermediate position is, for example, provided with a pin hole on the peripheral surface of the control shaft, and the pin hole is pinned by a spring, hydraulic pressure, electromagnetic force, etc. from the cylinder head side when the engine is stopped or started. Is possible by inserting. The same applies to the valve timing, and it can be restrained by providing a pin hole in the vane body and inserting a pin from the casing side. By pulling the pin out of the pin hole by hydraulic pressure or electromagnetic force after startup, the valve operating angle (valve lift amount) or valve timing can be returned to a state where it can be arbitrarily adjusted.
[0218]
Mechanical restraint at the intermediate position of the control shaft is also possible by inserting and removing the intermediate stopper at the intermediate position between the minimum working angle side stopper and the maximum working angle side stopper with respect to the stopper arm of the helical cam mechanism. It is.
[0219]
(H). In step S109 in FIG. 15, step S307 in FIG. 20, and step S510 in FIG. 26, the presence or absence of contact and the presence or absence of a change in the slide amount SLv as a detection value are determined. In the case of the angular state, these determination processes may not be executed at the start, and temporary learning may be performed immediately. The same applies when mechanically constrained to an intermediate position at the time of stopping.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine and an ECU according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the variable valve system of the engine.
FIG. 3 is a perspective view of the intermediate drive mechanism of the variable valve system.
FIG. 4 is a horizontal cutaway perspective view of the mediation drive mechanism.
FIG. 5 is a horizontal and vertical broken perspective view of the intermediate drive mechanism.
FIG. 6 is a drive explanatory diagram of the mediation drive mechanism.
FIG. 7 is a drive explanatory diagram of the mediation drive mechanism.
FIG. 8 is a graph for explaining changes in valve operating angle and valve lift amount by the mediation drive mechanism.
FIG. 9 is a perspective view of the shaft slide mechanism of the variable valve system.
FIG. 10 is a perspective view of a helical cam mechanism in the shaft slide mechanism.
FIG. 11 is a drive explanatory diagram of the spiral cam mechanism.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a cam shape of a spiral cam of the spiral cam mechanism.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the detected rotation angle θv of the helical cam and the valve operating angle VL.
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration and driving of the valve timing adjusting mechanism of the variable valve system.
FIG. 15 is a flowchart of a valve operating angle control process executed by the ECU.
FIG. 16 is a flowchart of a minimum valve working angle learning process.
FIG. 17 is a timing chart showing an example of processing according to the first embodiment.
FIG. 18 is a timing chart showing an example of processing according to the first embodiment.
19 is a timing chart showing an example of processing according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 20 is a flowchart of a valve working angle control process executed by the ECU according to the second embodiment.
FIG. 21 is a flowchart of the minimum valve working angle learning process.
FIG. 22 is a timing chart showing an example of processing according to the second embodiment.
FIG. 23 is a timing chart showing an example of processing according to the second embodiment.
24 is a timing chart illustrating an example of processing according to Embodiment 2. FIG.
FIG. 25 is a perspective view of the shaft slide mechanism of the third embodiment.
FIG. 26 is a flowchart of valve operating angle control processing executed by the ECU according to the third embodiment.
FIG. 27 is a graph showing the relationship between the slide amount SL of the control shaft and the valve operating angle VL.
FIG. 28 is a flowchart of a valve working angle control process executed by the ECU according to the fourth embodiment.
FIG. 29 is a flowchart of valve operating angle control processing executed by the ECU according to the fourth embodiment.
30 is a timing chart showing an example of processing according to Embodiment 4. FIG.
FIG. 31 is a timing chart showing an example of processing according to Embodiment 4;
FIG. 32 is a timing chart showing an example of processing according to Embodiment 4;
FIG. 33 is a perspective view showing an example of a variable valve system of another engine.
FIG. 34 is an explanatory diagram of a driving state of a variable valve system of another engine.
[Explanation of symbols]
2 ... Engine, 2a ... Intake valve, 2b ... Exhaust valve, 4 ... ECU, 6 ... Piston, 6a ... Crankshaft, 8 ... Cylinder block, 10 ... Cylinder head, 12 ... Combustion chamber, 14 ... Spark plug, 16 ... Fuel Injection valve, 18 ... intake port, 20 ... intake passage, 22 ... surge tank, 24 ... motor, 26 ... throttle valve, 28 ... throttle opening sensor, 30 ... intake air amount sensor, 32 ... intake air temperature sensor, 34 ... exhaust Port, 36 ... Exhaust passage, 38 ... Exhaust purification catalytic converter, 40 ... Air-fuel ratio sensor, 42 ... Accelerator pedal, 44 ... Accelerator opening sensor, 46 ... Engine speed sensor, 48 ... Reference crank angle sensor, 50 ... Rotation Angle sensor, 52 ... Cooling water temperature sensor, 54 ... Variable valve mechanism, 56 ... Valve operating angle adjustment mechanism, 58 ... Valve timing adjuster 60 ... Intermediate drive mechanism, 62 ... Roller rocker arm, 62a ... Rocker roller, 64 ... Suction cam shaft, 64a ... Suction cam, 66 ... Input section, 66a ... Housing, 66b ... Helical spline, 66c, 66d ... Arm, 66e ... shaft, 66f ... roller, 66g ... spring, 68 ... first swing cam, 68a ... housing, 68b ... helical spline, 68c ... bearing portion, 68d ... nose, 68e ... cam surface, 70 ... second swing cam, 70a ... housing, 70b ... helical spline, 70c ... bearing portion, 70d ... nose, 70e ... cam surface, 72 ... slider gear, 72a ... input helical spline, 72b ... small diameter portion, 72c ... first output helical spline, 72d ... Small diameter part, 72e ... Helical spline for second output, 72f ... Through hole 72g ... circumferential groove, 72h ... pin insertion hole, 80 ... support pipe, 80a ... long hole, 82 ... control shaft, 82a ... control pin, 82b ... support hole, 100 ... shaft slide mechanism, 102 ... motor, 102a ... small diameter gear 104 ... spiral cam mechanism, 104a ... large diameter gear, 104b ... cam shaft, 104c ... small diameter gear, 104d ... stopper arm, 104e ... minimum working angle side stopper, 104f ... maximum working angle side stopper, 106a ... large diameter gear, DESCRIPTION OF SYMBOLS 108 ... Spiral cam 108a ... Spiral cam surface, 110 ... Cam frame, 110a ... Roller, 110b ... Shaft, 120 ... OCV, 122 ... Vane type hydraulic rotation mechanism, 124 ... Casing, 124a, 124b ... Wall part, 126 ... Vane body, 126a ... shaft, 126c, 126d ... vane, 128, 130, 132, 134 ... Hydraulic chamber, 132a, 134a ... Spring, 136, 138 ... Stopper, 300 ... Shaft slide mechanism, 350 ... Slide sensor, 350a ... Rod-shaped core, 350b ... Coil, 464 ... Intake cam shaft, 464a ... Intake cam, 464b ... Straight spline, 466 ... Rolling bearing.

Claims (6)

アクチュエータにより駆動されて内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁機構においてセンサによりバルブ駆動の状態量を検出し、該状態量が目標値となるように前記アクチュエータを駆動する制御を実行する内燃機関の可変動弁機構制御装置であって、
前記制御に用いるために、可変動弁機構が予め設定された基準バルブ駆動状態となった時に前記センサにより検出された状態量と前記基準バルブ駆動状態に対応する既知の前記バルブ駆動の状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する学習値を設定する基準バルブ駆動状態学習手段と、
内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から内燃機関のバルブ駆動状態を推定し、推定される同バルブ駆動状態と前記センサにより検出されている状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する仮学習値を設定し、該仮学習値を、前記基準バルブ駆動状態学習手段にて学習値が設定されるまでの間、前記制御に用いる仮学習手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。
In a variable valve mechanism that is driven by an actuator and changes the valve drive state of the internal combustion engine, a state quantity of valve drive is detected by a sensor, and control is performed to drive the actuator so that the state quantity becomes a target value. A variable valve mechanism control device for an internal combustion engine,
For use in the control, a state quantity detected by the sensor when the variable valve mechanism enters a preset reference valve drive state, and a known state quantity of the valve drive corresponding to the reference valve drive state, Reference valve drive state learning means for setting a learning value for compensating for an error between the actual valve drive state and the state quantity detected by the sensor based on the difference between
When the operating state of the internal combustion engine is in a reference engine state different from the engine state that becomes the reference valve driving state, the valve driving state of the internal combustion engine is estimated from the reference engine state, and the estimated valve driving state and the sensor Based on a difference from the detected state quantity, a temporary learning value that compensates for an error between the actual valve driving state and the state quantity detected by the sensor is set, and the temporary learning value is set as the reference valve driving state. Until the learning value is set by the learning means, provisional learning means used for the control,
A variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
アクチュエータにより駆動されて内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁機構においてセンサによりバルブ駆動の状態量を検出し、該状態量が目標値となるように前記アクチュエータを駆動する制御を実行する内燃機関の可変動弁機構制御装置であって、
前記制御に用いるために、可変動弁機構が予め設定された基準バルブ駆動状態となった時に前記センサにより検出された状態量と前記基準バルブ駆動状態に対応する既知の前記バルブ駆動の状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する学習値を設定する基準バルブ駆動状態学習手段と、
前記基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない場合において内燃機関の運転状態が前記基準バルブ駆動状態となる機関状態と異なる基準機関状態にある時に、同基準機関状態から内燃機関のバルブ駆動状態を推定し、推定される同バルブ駆動状態と前記センサにより検出されている状態量との差に基づいて実際のバルブ駆動状態と前記センサにより検出された状態量との誤差を補償する仮学習値を設定して前記制御に用いる仮学習手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。
In a variable valve mechanism that is driven by an actuator and changes the valve drive state of the internal combustion engine, a state quantity of valve drive is detected by a sensor, and control is performed to drive the actuator so that the state quantity becomes a target value. A variable valve mechanism control device for an internal combustion engine,
For use in the control, a state quantity detected by the sensor when the variable valve mechanism enters a preset reference valve drive state, and a known state quantity of the valve drive corresponding to the reference valve drive state, Reference valve drive state learning means for setting a learning value for compensating for an error between the actual valve drive state and the state quantity detected by the sensor based on the difference between
When the learning value by the reference valve driving state learning means is not set, when the operating state of the internal combustion engine is in a reference engine state different from the engine state in which the reference valve driving state is set , the valve of the internal combustion engine from the reference engine state Temporarily estimating the driving state and compensating for an error between the actual valve driving state and the state quantity detected by the sensor based on the difference between the estimated valve driving state and the state quantity detected by the sensor. Provisional learning means for setting a learning value and using it for the control;
A variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
請求項2において、前記基準バルブ駆動状態学習手段による学習値が設定されていない場合とは、前記学習値の記憶が消失している場合であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。3. The variable valve mechanism control for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the case where the learning value by the reference valve driving state learning means is not set is a case where memory of the learning value has disappeared. apparatus. 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記バルブ駆動状態とは、バルブ作用角又はバルブリフト量の状態であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。 4. The variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve driving state is a state of a valve working angle or a valve lift amount . 請求項において、前記基準バルブ駆動状態学習手段は、前記基準バルブ駆動状態として、バルブ作用角又はバルブリフト量が最小となるバルブ駆動状態を設定していることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。 5. The variable operation of the internal combustion engine according to claim 4 , wherein the reference valve drive state learning means sets a valve drive state in which a valve operating angle or a valve lift amount is minimized as the reference valve drive state. Valve mechanism control device. 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記バルブ駆動状態とは、バルブタイミングであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構制御装置。In claim 1, wherein the valve drive state, the variable valve mechanism control device for an internal combustion engine, which is a valve timing.
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