JP2001164951A - Variable valve timing device for engine - Google Patents
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの可変バ
ルブタイミング装置に関し、電磁ブレーキを用いてクラ
ンク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成の可
変バルブタイミング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing device for an engine, and more particularly, to a variable valve timing device having a structure in which a rotation phase of a camshaft with respect to a crankshaft is changed by using an electromagnetic brake.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、電磁ブレーキによる摩擦制動
によりクランク軸に対するカム軸の回転遅延を制御する
ことで、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化さ
せる構成のエンジンの可変バルブタイミング装置が知ら
れている（特開平１０−１５３１０４号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a variable valve timing apparatus for an engine in which the rotation phase of a camshaft with respect to a crankshaft is changed by controlling the rotation delay of the camshaft with respect to the crankshaft by friction braking by an electromagnetic brake. (See JP-A-10-153104).
【０００３】前記可変バルブタイミング装置において
は、例えば、目標の回転位相（目標の遅延角）とエンジ
ン回転速度とから電磁ブレーキの基本制御量を演算する
一方、目標の回転位相と実際の回転位相との偏差からフ
ィードバック制御量を演算し、前記基本制御量及びフィ
ードバック制御量から最終的な制御量（例えばデューテ
ィ制御量）を求めて、該制御量で電磁ブレーキを構成す
る電磁コイルに流れる電流を制御するようにしていた。In the variable valve timing device, for example, a basic control amount of an electromagnetic brake is calculated from a target rotational phase (target delay angle) and an engine rotational speed, while the target rotational phase and the actual rotational phase are calculated. , A final control amount (for example, a duty control amount) is obtained from the basic control amount and the feedback control amount, and the control amount controls the current flowing through the electromagnetic coil constituting the electromagnetic brake. I was trying to do it.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁ブレー
キの温度が変化すると電磁ブレーキの摩擦係数が変化し
て、目標の回転位相を得るのに要求される制御量が変化
する（図５参照）。このため、摩擦力（滑り摩擦）を大
きく変化させて回転位相を大きく変化させるときに、電
磁ブレーキの大きな温度変化によって目標の回転位相を
得るのに要求される制御量が大きく変化し、目標回転位
相への収束性が悪化する場合があった。When the temperature of the electromagnetic brake changes, the coefficient of friction of the electromagnetic brake changes, and the control amount required to obtain the target rotational phase changes (see FIG. 5). Therefore, when the rotational phase is largely changed by greatly changing the frictional force (sliding friction), the control amount required to obtain the target rotational phase is greatly changed by a large temperature change of the electromagnetic brake, and the target rotational speed is greatly changed. In some cases, the convergence to the phase deteriorated.
【０００５】尚、図５は、同じ回転位相を得るのに必要
な電磁ブレーキの制御量（デューティ値）が、電磁ブレ
ーキの温度に相関するエンジンの油温とエンジン回転速
度に応じて変化する様子を示している。FIG. 5 shows that the control amount (duty value) of the electromagnetic brake required to obtain the same rotational phase changes according to the engine oil temperature and the engine rotational speed which are correlated with the electromagnetic brake temperature. Is shown.
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、電磁ブレーキの温度変化があっても、目標回転位
相への収束応答性を良好に維持できるエンジンの可変バ
ルブタイミング装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides an engine variable valve timing apparatus which can maintain good convergence responsiveness to a target rotational phase even when the temperature of an electromagnetic brake changes. With the goal.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、電磁ブレーキによる摩擦制動によりクランク軸
に対するカム軸の回転遅延を制御することで、クランク
軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成のエンジ
ンの可変バルブタイミング装置において、前記電磁ブレ
ーキの制御量を、前記電磁ブレーキの温度に応じて補正
する構成とした。According to the first aspect of the present invention, a rotation phase of a camshaft with respect to a crankshaft is changed by controlling a rotation delay of the camshaft with respect to the crankshaft by friction braking by an electromagnetic brake. In the variable valve timing device for an engine, the control amount of the electromagnetic brake is corrected according to the temperature of the electromagnetic brake.
【０００８】かかる構成によると、電磁ブレーキによる
摩擦制動で、クランク軸に対するカム軸の回転遅延を制
御することで、クランク軸に対するカム軸の回転位相が
変化し、以って、バルブタイミングを変化させる可変バ
ルブタイミング装置において、電磁ブレーキの制御量
を、摩擦係数を変化させ、以って、目標の回転位相を得
るための必要制御量を変化させることになる電磁ブレー
キの温度に応じて補正する。According to this configuration, the rotational delay of the camshaft with respect to the crankshaft is controlled by the friction braking by the electromagnetic brake, so that the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft changes, thereby changing the valve timing. In the variable valve timing device, the control amount of the electromagnetic brake is corrected in accordance with the temperature of the electromagnetic brake that changes the coefficient of friction and thereby changes the control amount required to obtain the target rotational phase.
【０００９】請求項２記載の発明では、前記電磁ブレー
キの温度変化を、回転位相の変更量に基づいて推定する
構成とした。かかる構成によると、回転位相の変更量が
大きいときほど電磁ブレーキの温度変化量が大きくなる
ことから、回転位相の変更に伴う温度変化に対応する補
正を行う。According to the present invention, the temperature change of the electromagnetic brake is estimated on the basis of the change amount of the rotation phase. According to such a configuration, the larger the change amount of the rotation phase, the larger the temperature change amount of the electromagnetic brake. Therefore, the correction corresponding to the temperature change accompanying the change of the rotation phase is performed.
【００１０】請求項３記載の発明では、前記電磁ブレー
キの温度を、エンジン温度から推定する構成とした。か
かる構成によると、電磁ブレーキの温度とエンジン温度
との間には一定の相関があることから、エンジン温度に
基づき電磁ブレーキ（摩擦面）の温度を推定する。[0010] According to a third aspect of the present invention, the temperature of the electromagnetic brake is estimated from the engine temperature. According to this configuration, since there is a certain correlation between the temperature of the electromagnetic brake and the engine temperature, the temperature of the electromagnetic brake (friction surface) is estimated based on the engine temperature.
【００１１】請求項４記載の発明では、前記電磁ブレー
キの温度を、エンジン温度及び外気温により推定する構
成とした。かかる構成によると、電磁ブレーキ（摩擦
面）の温度を、雰囲気温度である外気温度を加味して推
定する。According to a fourth aspect of the present invention, the temperature of the electromagnetic brake is estimated based on an engine temperature and an outside air temperature. According to this configuration, the temperature of the electromagnetic brake (friction surface) is estimated in consideration of the outside air temperature that is the ambient temperature.
【００１２】請求項５記載の発明では、電磁ブレーキに
よる摩擦制動によりクランク軸に対するカム軸の回転遅
延を制御することで、クランク軸に対するカム軸の回転
位相を変化させる構成のエンジンの可変バルブタイミン
グ装置において、前記電磁ブレーキの制御量と回転位相
との相関を予め記憶し、現在の回転位相に対応する現在
位相相当制御量と、目標の回転位相に対応する目標位相
相当制御量とを前記相関から求め、基本制御量を、係数
（｜係数｜≦1.0）を用いて、基本制御量＝現在位相相
当制御量＋係数（目標位相相当制御量−現在位相相当制
御量）として算出する一方、現在の回転位相と目標の回
転位相との偏差に応じてフィードバック制御量を求め、
前記基本制御量とフィードバック制御量とから最終的な
制御量を決定する構成とした。According to the fifth aspect of the present invention, the variable valve timing device of the engine is configured to change the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by controlling the rotation delay of the camshaft with respect to the crankshaft by friction braking by the electromagnetic brake. In the above, the correlation between the control amount of the electromagnetic brake and the rotation phase is stored in advance, and the current phase equivalent control amount corresponding to the current rotation phase and the target phase equivalent control amount corresponding to the target rotation phase are calculated from the correlation. Using the coefficient (| coefficient | ≦ 1.0), the basic control amount is calculated as basic control amount = current phase equivalent control amount + coefficient (target phase equivalent control amount−current phase equivalent control amount), while the current control amount is calculated. The feedback control amount is obtained according to the deviation between the rotation phase and the target rotation phase,
The final control amount is determined from the basic control amount and the feedback control amount.
【００１３】かかる構成によると、現在位相相当制御量
をフィードバック制御量で補正して回転位相を目標に近
づけるが、回転位相の変化量に相当する（目標位相相当
制御量−現在位相相当制御量）に応じて、温度変化分に
対応する補正量を決定し、該補正量を付加して最終的な
制御量を決定する。With this configuration, the current phase-equivalent control amount is corrected by the feedback control amount to bring the rotational phase closer to the target, but corresponds to the rotational phase change amount (target phase-equivalent control amount-current phase-equivalent control amount). , A correction amount corresponding to the temperature change is determined, and the correction amount is added to determine a final control amount.
【００１４】[0014]
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、目標回転
位相を得るための制御量が電磁ブレーキの温度によって
変化することに対応でき、以って、目標回転位相への収
束応答性が温度条件で悪化することを防止できるという
効果がある。According to the first aspect of the present invention, the control amount for obtaining the target rotational phase can correspond to a change depending on the temperature of the electromagnetic brake. There is an effect that deterioration can be prevented under the conditions.
【００１５】請求項２記載の発明によると、回転位相を
変化させるときの電磁ブレーキの温度変化に対応して、
電磁ブレーキの制御量を適切に補正でき、以って、大き
く回転位相を変化させる場合に目標への収束応答性が悪
化することを防止できるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, in response to a temperature change of the electromagnetic brake when changing the rotation phase,
There is an effect that the control amount of the electromagnetic brake can be appropriately corrected, so that the convergence responsiveness to the target can be prevented from deteriorating when the rotation phase is largely changed.
【００１６】請求項３記載の発明によると、電磁ブレー
キの温度を簡便に検知できるという効果がある。請求項
４記載の発明によると、電磁ブレーキの温度をより精度
良く推定できるという効果がある。According to the third aspect of the invention, there is an effect that the temperature of the electromagnetic brake can be easily detected. According to the fourth aspect of the present invention, there is an effect that the temperature of the electromagnetic brake can be more accurately estimated.
【００１７】請求項５記載の発明によると、回転位相を
変化させるときの電磁ブレーキの温度変化に対応する補
正を、フィードホワード分として付加して、フィードバ
ック制御の応答遅れによる収束性の悪化を防止できると
いう効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, a correction corresponding to a change in the temperature of the electromagnetic brake when the rotation phase is changed is added as a feedforward component to prevent deterioration in convergence due to a response delay in feedback control. There is an effect that can be.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態における電磁ブレーキを用い
る可変バルブタイミング装置の断面図であり、図２は、
分解斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view of a variable valve timing device using an electromagnetic brake according to an embodiment, and FIG.
It is an exploded perspective view.
【００１９】図１及び図２に示す可変バルブタイミング
装置１において、シリンダヘッド１２０に対して回転可
能に支持されるカム軸１１０の端部１１１の軸周に回転
可能にプーリ（又はスプロケット）２が支承される。プ
ーリ２はカム軸１１０に対して相対回転可能に支承さ
れ、エンジンのクランク軸の回転に連動して回転する。In the variable valve timing device 1 shown in FIGS. 1 and 2, a pulley (or sprocket) 2 is rotatably mounted on the periphery of an end 111 of a cam shaft 110 rotatably supported by a cylinder head 120. It is supported. The pulley 2 is rotatably supported with respect to the camshaft 110, and rotates in conjunction with the rotation of the engine crankshaft.
【００２０】カム軸１１０の端部１１１の延長線上に
は、軸周にギヤが形成される伝達部材３がボルト３１に
より固定され、プーリ２の回転が、以下に説明する伝達
機構を介して伝達部材３に伝えられる。On the extension of the end 111 of the camshaft 110, a transmission member 3 having a gear formed around the shaft is fixed by a bolt 31, and the rotation of the pulley 2 is transmitted through a transmission mechanism described below. The information is transmitted to the member 3.
【００２１】カム軸１１０と同軸に、フランジを有する
筒状のドラム４１が設けられ、このドラム４１とプーリ
２との間には、ドラム４１の回転位相を遅らせる方向に
付勢するコイルばね４２が介装されている。即ち、プー
リ２にはケース部材４４が固定され、コイルばね４２の
外周側端部は、このケース部材４４の内周面部分に固定
され、コイルばね４２の内周側端部は、ドラム４１の外
周面に固定されている。A cylindrical drum 41 having a flange is provided coaxially with the camshaft 110, and a coil spring 42 for urging the drum 41 in the direction of delaying the rotational phase of the drum 41 is provided between the drum 41 and the pulley 2. It is interposed. That is, the case member 44 is fixed to the pulley 2, the outer peripheral end of the coil spring 42 is fixed to the inner peripheral surface of the case member 44, and the inner peripheral end of the coil spring 42 is It is fixed to the outer peripheral surface.
【００２２】また、伝達部材３の軸周に形成されたギア
３２と、筒状のピストン部材４３の内周に形成されたギ
ア４３３とが、はすばギヤによるヘリカル機構により噛
み合っている。The gear 32 formed on the shaft circumference of the transmission member 3 and the gear 433 formed on the inner circumference of the cylindrical piston member 43 mesh with each other by a helical mechanism using a helical gear.
【００２３】ピストン部材４３の外周面の対向する２箇
所に、係合部４３１，４３１が突出形成されていて、プ
ーリ２の回転中心部分からカム軸１１０の軸方向に延出
している爪部材２１，２１の間に前記係合部４３１，４
３１が係合している。この係合によりピストン部材４３
とプーリ２とは同位相で回転する。Engaging portions 431 and 431 are formed at two opposing locations on the outer peripheral surface of the piston member 43, and the claw members 21 extend in the axial direction of the cam shaft 110 from the rotation center of the pulley 2. , 21 between the engaging portions 431, 4
31 are engaged. This engagement allows the piston member 43
And the pulley 2 rotate in the same phase.
【００２４】ピストン部材４３の前記係合部４３１，４
３１には、ピストン部材４３の軸を中心とする雄ねじ４
３２が各々形成され、ドラム４１の内周面には雌ねじ４
１１が形成されていて、この両者はねじ作用により噛み
合っている。The engaging portions 431, 4 of the piston member 43
31 has a male screw 4 about the axis of the piston member 43.
32 are formed, and an internal thread 4
11 are formed, both of which are engaged by a screw action.
【００２５】ドラム軸受部材４５は、伝達部材３の外周
とドラム４１の内周との間に介装され、この両者の相対
回転を軸受する。このドラム軸受部材４５とドラム４１
の内周面との間には、爪受部材７ａが介装されている。The drum bearing member 45 is interposed between the outer periphery of the transmission member 3 and the inner periphery of the drum 41, and bears relative rotation between the two. The drum bearing member 45 and the drum 41
A claw receiving member 7a is interposed between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface.
【００２６】この爪受部材７ａはドラム４１の内周面に
支持され、爪部材２１，２１の先端部の外周面側に形成
されている段部２２，２２に当接して、カム軸１１０の
径方向に爪部材２１，２１を係止している。The claw receiving member 7a is supported on the inner peripheral surface of the drum 41, and abuts against the stepped portions 22, 22 formed on the outer peripheral surface side of the distal end portions of the claw members 21, 21 to form the cam shaft 110. The claw members 21 and 21 are locked in the radial direction.
【００２７】被吸引部材４６は、その回転中心部分に内
歯の平ギヤ４６１が形成され、このギヤ４６１には、伝
達部材３の先端部に形成されている平ギヤ３３に噛み合
っている。これにより、被吸引部材４６は伝達部材３に
対し、その軸方向に摺動可能に構成されると共に、被吸
引部材４６と伝達部材３とは同位相で回転する。The to-be-sucked member 46 has an internal gear flat gear 461 formed at the center of rotation thereof, and meshes with this gear 461 with the flat gear 33 formed at the distal end of the transmission member 3. As a result, the member to be sucked 46 is configured to be slidable in the axial direction with respect to the transmission member 3, and the member to be sucked 46 and the transmission member 3 rotate in the same phase.
【００２８】ドラム４１のフランジ部分４１２の側面に
はギア４１３が形成され、被吸引部材４６の一方の面４
６２に形成されているギア４６３と対峙していて、この
両ギアは噛み合うことで、ドラム４１と被吸引部材４６
とが回転方向に係合するようにしてある。A gear 413 is formed on the side surface of the flange portion 412 of the drum 41, and the one surface 4
62, the gears 463 formed on the drum 41 and the member to be sucked 46 are engaged with each other.
Are engaged in the rotation direction.
【００２９】第１の電磁ソレノイド５ｂと第２の電磁ソ
レノイド５ａは、カム軸１１０の軸芯線を囲むように、
カム軸１１０の端部１１１に固定されている伝達部材３
や、この伝達部材３を固定しているボルト３１の外周面
を囲むように軸受部材６を介して配置されている。The first electromagnetic solenoid 5b and the second electromagnetic solenoid 5a are arranged so as to surround the axis of the camshaft 110.
Transmission member 3 fixed to end 111 of camshaft 110
Also, it is arranged via a bearing member 6 so as to surround the outer peripheral surface of the bolt 31 fixing the transmission member 3.
【００３０】すなわち、スペーサ部材４７が、ボルト３
１の頭部３１１と伝達部材３の先端部との間に嵌合固定
されていて、このスペーサ部材４７の外周側には、第２
の電磁ソレノイド５ａがスペーサ部材４７との間に軸受
部材６を介して配置されている。さらに第２の電磁ソレ
ノイド５ａと被吸引部材４６の外周側には、電磁ブレー
キを構成する第１の電磁ソレノイド５ｂが配置されてい
る。第２の電磁ソレノイド５ａはボルト５１ａにより、
ケース８に固定されている。That is, the spacer member 47 is
The first head 311 and the distal end of the transmission member 3 are fitted and fixed.
The electromagnetic solenoid 5a is disposed between the electromagnetic solenoid 5a and the spacer member 47 via the bearing member 6. Further, on the outer peripheral side of the second electromagnetic solenoid 5a and the member to be sucked 46, a first electromagnetic solenoid 5b constituting an electromagnetic brake is arranged. The second electromagnetic solenoid 5a is driven by a bolt 51a.
It is fixed to the case 8.
【００３１】次に作用について説明する。カム軸１１０
の回転位相を進角側に変更するためには、第１の電磁ソ
レノイド５ｂが発生する磁界によりピストン部材４３を
カム軸１１０の軸方向に移動することにより行う。Next, the operation will be described. Camshaft 110
Is changed to the advanced side by moving the piston member 43 in the axial direction of the camshaft 110 by the magnetic field generated by the first electromagnetic solenoid 5b.
【００３２】すなわち、まず、第２の電磁ソレノイド５
ａの発生磁界により、被吸引部材４６が吸引されて、被
吸引部材４６のギア４６３と、ドラム４１のギア４１３
とが離れ、ドラム４１がプーリ２に対して相対的に回転
できるようにする。That is, first, the second electromagnetic solenoid 5
The member to be sucked 46 is sucked by the generated magnetic field a, and the gear 463 of the member to be sucked 46 and the gear 413 of the drum 41 are sucked.
And the drum 41 can rotate relative to the pulley 2.
【００３３】そして、第１の電磁ソレノイド５ｂの発生
磁界により、ドラム４１を吸引することで、ドラム４１
を第１の電磁ソレノイド５ｂの端面に押し付けて、摩擦
制動を作用させる。これにより、ドラム４１はコイルば
ね４２の付勢力に抗してプーリ２に対して回転遅れを生
じて相対回転し、ねじ４１１とねじ４３２とで噛み合っ
ているピストン部材４３はカム軸１１０の軸方向に移動
する。ピストン部材４３と伝達部材３とは前記のヘリカ
ル機構により噛み合っているので、ピストン部材４３の
移動により、伝達部材３引いてはカム軸１１０の回転位
相がプーリ２に対して進角側に変わることになる。従っ
て、第１の電磁ソレノイド５ｂへの電流値を増大させ、
コイルばね４２の付勢力に抗する制動力（滑り摩擦）を
増大させるほど、カム軸１１０の回転位相が進角側に変
更されることになる。Then, the drum 41 is attracted by the magnetic field generated by the first electromagnetic solenoid 5b.
Is pressed against the end face of the first electromagnetic solenoid 5b to apply friction braking. As a result, the drum 41 rotates relative to the pulley 2 with a rotational delay against the urging force of the coil spring 42, and the piston member 43 meshed with the screw 411 and the screw 432 is moved in the axial direction of the camshaft 110. Go to Since the piston member 43 and the transmission member 3 are engaged with each other by the helical mechanism, the movement of the piston member 43 causes the rotation phase of the transmission member 3 and thus the rotation of the camshaft 110 to change to the advance angle side with respect to the pulley 2. become. Therefore, the current value to the first electromagnetic solenoid 5b is increased,
As the braking force (sliding friction) against the urging force of the coil spring 42 increases, the rotational phase of the camshaft 110 changes to the advanced side.
【００３４】上記のように、電磁ブレーキによる制動力
に応じて決まるドラム４１の回転遅れ量によってカム軸
１１０の回転位相がプーリ２（クランク軸）に対して変
わるものであり、前記電磁ブレーキによる制動力は、第
１の電磁ソレノイド５ｂに供給される電流値をデューテ
ィ制御することで制御されるようになっており、前記デ
ューティ比を変化させることで、回転位相の変化量（進
角量）を連続的に制御できる。尚、電磁ブレーキの制御
量に相当するデューティ値（％）の増大に応じて、前記
第１の電磁ソレノイド５ｂに供給される電流値が増大す
るものとする。As described above, the rotation phase of the cam shaft 110 changes with respect to the pulley 2 (crank shaft) by the rotation delay amount of the drum 41 determined according to the braking force of the electromagnetic brake. The power is controlled by performing duty control on the current value supplied to the first electromagnetic solenoid 5b. By changing the duty ratio, the amount of change (advance angle) in the rotation phase is reduced. Can be controlled continuously. It is assumed that the current value supplied to the first electromagnetic solenoid 5b increases as the duty value (%) corresponding to the control amount of the electromagnetic brake increases.
【００３５】図３は、上記構成の可変バルブタイミング
装置の制御系を示すブロック図であり、前記第１の電磁
ソレノイド５ｂ及び第２の電磁ソレノイド５ａへの通電
を制御するマイクロコンピュータを内蔵するコントロー
ルユニット５１１には、エンジンの吸入空気量を検出す
るエアフローメータ５１２、クランク回転を検出するク
ランク角センサ５１３、エンジンの冷却水温度を検出す
る水温センサ５１４、外気温度を検出する外気温度セン
サ５１５、カム回転を検出するカムセンサ５１６等から
の検出信号が入力される。FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the variable valve timing device having the above-described structure. The control system includes a microcomputer for controlling the energization of the first electromagnetic solenoid 5b and the second electromagnetic solenoid 5a. The unit 511 includes an air flow meter 512 for detecting an intake air amount of the engine, a crank angle sensor 513 for detecting a crank rotation, a water temperature sensor 514 for detecting a temperature of an engine cooling water, an outside air temperature sensor 515 for detecting an outside air temperature, and a cam. A detection signal from a cam sensor 516 or the like for detecting rotation is input.
【００３６】そして、前記コントロールユニット５１１
は、図４のフローチャートに示すようにして、第１の電
磁ソレノイド５ｂの通電をデューティ制御してカム軸１
１０の回転位相を変化させ、目標回転位相に一致する
と、第２の電磁ソレノイド５ａへの通電を遮断すること
で、被吸引部材４６のギア４６３と、ドラム４１のギア
４１３とを噛み合わせ、ドラム４１をプーリ２に対して
そのときの位相状態で固定し、第１の電磁ソレノイド５
ｂへの通電を遮断する。Then, the control unit 511
As shown in the flowchart of FIG. 4, the energization of the first electromagnetic solenoid 5b is duty-controlled to control the camshaft 1
When the rotation phase of the motor 10 is changed to coincide with the target rotation phase, the power supply to the second electromagnetic solenoid 5a is cut off, thereby meshing the gear 463 of the suctioned member 46 with the gear 413 of the drum 41, 41 is fixed to the pulley 2 in the phase state at that time, and the first electromagnetic solenoid 5
Cut off the current to b.
【００３７】図４のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ１では、吸入空気量、エンジン回転速度などのエンジ
ン運転条件を読み込む。尚、エンジン回転速度は、前記
クランク角センサ５１３からの検出信号に基づいて算出
される。In the flowchart of FIG. 4, in step S1, engine operating conditions such as an intake air amount and an engine speed are read. Note that the engine rotation speed is calculated based on a detection signal from the crank angle sensor 513.
【００３８】ステップＳ２では、吸入空気量（エンジン
負荷）及びエンジン回転速度に基づいて目標の回転位相
（目標角度）を決定する。ステップＳ３では、前記クラ
ンク角センサ５１３及びカムセンサ５１５からの検出信
号に基づいて実際の回転位相を検出する。In step S2, a target rotation phase (target angle) is determined based on the intake air amount (engine load) and the engine speed. In step S3, an actual rotation phase is detected based on detection signals from the crank angle sensor 513 and the cam sensor 515.
【００３９】ステップＳ４では、前記実際の回転位相
と、目標回転位相との偏差の絶対値が所定値以下である
か否かを判別する。そして、前記偏差の絶対値が所定値
以下である場合には、ステップＳ５へ進み、予め回転位
相とエンジン回転速度に応じて第２の電磁ソレノイド５
ａの通電を制御する基本デューティ値（基本制御量）を
記憶した基本デューティマップを参照し、実際の回転位
相及びそのときのエンジン回転速度に対応するデューテ
ィ値（現在位相相当デューティ値）を検索し、これを基
本デューティ値とする。In step S4, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the actual rotation phase and the target rotation phase is equal to or less than a predetermined value. If the absolute value of the deviation is equal to or smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S5, and the second electromagnetic solenoid 5 is set in advance according to the rotation phase and the engine speed.
With reference to a basic duty map storing a basic duty value (basic control amount) for controlling the energization of a, a duty value (current phase equivalent duty value) corresponding to the actual rotational phase and the engine rotational speed at that time is searched. , Which is a basic duty value.
【００４０】また、ステップＳ６では、フィードバック
デューティ値をＰＩＤ（比例・積分・微分）動作により
演算させる。具体的には、偏差の絶対値が所定値１（比
例分不感帯幅）以下となったら比例分を付加せず、ま
た、偏差の絶対値が所定値２（微分分不感帯幅）以下と
なったら微分分を付加せず、更に、偏差の絶対値が所定
値３（積分分不感帯幅）以下となったら、所定値３にな
る前の積分分の値にクランプさせる処理を行う。In step S6, the feedback duty value is calculated by a PID (proportional / integral / differential) operation. Specifically, if the absolute value of the deviation is less than a predetermined value 1 (proportional dead zone width), no proportional component is added, and if the absolute value of the deviation is less than a predetermined value 2 (differential dead band width). If the differential value is not added and the absolute value of the deviation is equal to or smaller than a predetermined value 3 (integral dead zone width), a process of clamping the integral value before reaching the predetermined value 3 is performed.
【００４１】尚、前記所定値１，２，３は、ステップＳ
４で偏差と比較させる所定値とは異なる値である。一
方、前記偏差の絶対値が所定値を超える場合には、ステ
ップＳ７へ進み、前記基本デューティマップから、実際
の回転位相及びそのときのエンジン回転速度に対応する
デューティ値（現在位相相当デューティ値）を検索する
と共に、前記基本デューティマップから、目標の回転位
相及びそのときのエンジン回転速度に対応するデューテ
ィ値（目標位相相当デューティ値）を検索する。The predetermined values 1, 2, and 3 are determined in step S
4 is a value different from the predetermined value to be compared with the deviation. On the other hand, if the absolute value of the deviation exceeds the predetermined value, the process proceeds to step S7, where the duty value corresponding to the actual rotational phase and the engine rotational speed at that time (current phase equivalent duty value) is obtained from the basic duty map. And a duty value (a target phase equivalent duty value) corresponding to the target rotation phase and the engine rotation speed at that time from the basic duty map.
【００４２】そして、基本デューティ値を、以下のよう
にして算出する。 基本デューティ値＝現在位相相当デューティ値＋ｋ×
（目標位相相当デューティ値−現在位相相当デューティ
値） 尚、上式において、係数ｋは、｜ｋ｜≦1.0の定数であ
る。Then, the basic duty value is calculated as follows. Basic duty value = current phase equivalent duty value + k ×
(Target Phase Equivalent Duty Value-Current Phase Equivalent Duty Value) In the above equation, the coefficient k is a constant satisfying | k | ≦ 1.0.
【００４３】即ち、現在位相相当デューティ値を基本と
して、目標の回転位相への変更は、後述するフィードバ
ック制御で行うが、例えば制動力（滑り摩擦）を増大さ
せる進角制御においては、回転位相の変更量に略比例す
る温度上昇を生じ、該温度上昇に対応して摩擦係数が低
下し、目標回転位相を得るのに必要となるデューティ値
（制動力）が大きくなる（図５参照）。That is, the change to the target rotational phase is performed by feedback control described later on the basis of the current phase-equivalent duty value. For example, in the advance angle control for increasing the braking force (sliding friction), the rotational phase is changed. A temperature rise that is substantially proportional to the change amount occurs, the friction coefficient decreases in response to the temperature rise, and the duty value (braking force) required to obtain the target rotation phase increases (see FIG. 5).
【００４４】そこで、本実施の形態では、温度上昇量に
相関する回転位相の変更量に相当する「目標位相相当デ
ューティ値−現在位相相当デューティ値」に応じて進角
時に基本デューティを増大補正することで、温度上昇分
に対応するデューティをフィードホワード分として付加
して目標への収束性を確保するようにしてある。Therefore, in the present embodiment, the basic duty is increased and corrected at the time of advancement in accordance with "target phase equivalent duty value-current phase equivalent duty value" corresponding to the change amount of the rotational phase correlated with the temperature rise amount. Thus, the duty corresponding to the temperature rise is added as the feedforward component to ensure the convergence to the target.
【００４５】また、制動力（滑り摩擦）を減少させる遅
角制御においては、回転位相の変更量に略比例する温度
低下を生じ、該温度低下に対応して摩擦係数が増大し、
目標回転位相を得るのに必要となるデューティ値が小さ
くなるので、「目標位相相当デューティ値−現在位相相
当デューティ値」に応じて基本デューティを減少補正す
ることで、温度低下分に対応するデューティをフィード
ホワード分として減算して目標への収束性を確保するよ
うにしてある。In the retard control for reducing the braking force (sliding friction), a temperature drop substantially proportional to the amount of change in the rotational phase occurs, and the friction coefficient increases in response to the temperature drop.
Since the duty value required to obtain the target rotation phase becomes smaller, the duty corresponding to the temperature decrease is corrected by reducing the basic duty in accordance with “target phase equivalent duty value−current phase equivalent duty value”. It is subtracted as the feedforward component to ensure convergence to the target.
【００４６】本実施形態では、制動力を増大させる進角
時に「目標位相相当デューティ値−現在位相相当デュー
ティ値」がプラスの値になり、デューティ値を増大させ
ることで制動力が大きくなるので、０＜ｋ≦1.0（例え
ば0.9）とすることで、温度上昇に見合う制動力の増大
補正がなされることになり、逆に、遅角制御時には、温
度低下に見合う制動力の減少補正がなされることにな
る。In the present embodiment, the "target phase equivalent duty value-current phase equivalent duty value" becomes a positive value at the time of advancing to increase the braking force, and the braking force increases by increasing the duty value. By setting 0 <k ≦ 1.0 (for example, 0.9), an increase correction of the braking force corresponding to the temperature rise is performed, and conversely, a reduction correction of the braking force corresponding to the temperature decrease is performed at the time of the retard control. Will be.
【００４７】尚、上記ｋ×（目標位相相当デューティ値
−現在位相相当デューティ値）なる温度補正項は、回転
位相の変更に伴う温度変化分に対応するものであるが、
電磁ブレーキのベース温度によっても目標回転位相を得
るのに必要となるデューティ値が変化する。Note that the temperature correction term of k × (duty value corresponding to the target phase−duty value corresponding to the current phase) corresponds to the temperature change due to the change of the rotation phase.
The duty value required to obtain the target rotation phase also changes depending on the base temperature of the electromagnetic brake.
【００４８】そこで、電磁ブレーキのベース温度を、エ
ンジン温度を代表する冷却水温度から推定し、更に、外
気温度に応じて推定温度を補正し、該推定した電磁ブレ
ーキのベース温度に応じて前記係数ｋを変更する構成と
しても良い。Therefore, the base temperature of the electromagnetic brake is estimated from the coolant temperature representing the engine temperature, the estimated temperature is corrected in accordance with the outside air temperature, and the coefficient is determined in accordance with the estimated base temperature of the electromagnetic brake. It is good also as composition which changes k.
【００４９】また、前記推定した電磁ブレーキの温度に
応じてベース温度補正デューティを求め、 基本デューティ値＝現在位相相当デューティ値＋ｋ（目
標位相相当デューティ値−現在位相相当デューティ値）
＋ベース温度補正デューティ として、基本デューティ値を演算させるようにしても良
い。Further, a base temperature correction duty is obtained in accordance with the estimated temperature of the electromagnetic brake. Basic duty value = current phase equivalent duty value + k (target phase equivalent duty value−current phase equivalent duty value)
A basic duty value may be calculated as + base temperature correction duty.
【００５０】尚、エンジン温度を代表する温度として冷
却水温度の代わりに、潤滑油の温度を用いる構成として
も良い。ステップＳ８では、目標回転位相と実際の回転
位相との偏差に基づくＰＩＤ動作によってフィードバッ
クデューティ値を演算する。The temperature of the lubricating oil may be used instead of the cooling water temperature as the temperature representing the engine temperature. In step S8, a feedback duty value is calculated by a PID operation based on the difference between the target rotation phase and the actual rotation phase.
【００５１】ステップＳ９では、デューティ値と回転位
相との相関において、進角変化時と遅角変化時とで要求
デューティ値が異なるヒステリシス特性を有することに
対応するヒスデューティ値を、進角・遅角の判別とエン
ジン回転速度とに応じて決定する。In step S9, in the correlation between the duty value and the rotation phase, the hysteresis value corresponding to the fact that the required duty value has a hysteresis characteristic that is different between when the advance angle changes and when the retard angle changes is changed to the advance / lag value. The determination is made according to the determination of the angle and the engine speed.
【００５２】ステップＳ１０では、前記基本デューティ
値、フィードバックデューティ値、ヒスデューティ値を
加算して、最終的なデューティ値を算出し、次のステッ
プＳ１１で前記デューティ値に基づき第１の電磁ソレノ
イド５ｂへの通電を制御する。In step S10, the basic duty value, the feedback duty value, and the hiss duty value are added to calculate a final duty value. In the next step S11, the final duty value is calculated based on the duty value to the first electromagnetic solenoid 5b. Is controlled.
【００５３】尚、可変バルブタイミング装置は、電磁ブ
レーキによる摩擦制動（滑り摩擦）によりクランク軸に
対するカム軸の回転遅延を制御することで、クランク軸
に対するカム軸の回転位相を変化させる構成であれば良
く、図１及び図２に示した構成のものに限定されない。Incidentally, the variable valve timing device is configured to change the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by controlling the rotation delay of the camshaft with respect to the crankshaft by friction braking (sliding friction) by an electromagnetic brake. The configuration is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2.
【図１】実施の形態における可変バルブタイミング装置
の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a variable valve timing device according to an embodiment.
【図２】実施の形態における可変バルブタイミング装置
の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the variable valve timing device according to the embodiment.
【図３】実施の形態における可変バルブタイミング装置
のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a variable valve timing device according to the embodiment.
【図４】実施の形態における位相制御を示すフローチャ
ート。FIG. 4 is a flowchart showing phase control in the embodiment.
【図５】実施の形態における温度及びエンジン回転速度
と要求デューティとの相関を示す線図。FIG. 5 is a diagram showing a correlation between a temperature, an engine rotation speed, and a required duty in the embodiment.
１…可変バルブタイミング装置 ２…プーリ ３…伝達部材 ５ａ…第２の電磁ソレノイド ５ｂ…第１の電磁ソレノイド ４１…ドラム ４２…コイルバネ ４３…ピストン部材 ４６…被吸引部材 １１０…カム軸 １２０…シリンダヘッド ５１１…コントロールユニット ５１２…エアフローメータ ５１３…クランク角センサ ５１４…水温センサ ５１５…外気温度センサ ５１６…カムセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable valve timing device 2 ... Pulley 3 ... Transmission member 5a ... 2nd electromagnetic solenoid 5b ... 1st electromagnetic solenoid 41 ... Drum 42 ... Coil spring 43 ... Piston member 46 ... Sucked member 110 ... Camshaft 120 ... Cylinder head 511 ... Control unit 512 ... Air flow meter 513 ... Crank angle sensor 514 ... Water temperature sensor 515 ... Outside air temperature sensor 516 ... Cam sensor
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２０Ｚ Ｆ１６Ｄ 55/00 Ｆ１６Ｄ 55/00 Ａ Ｆターム(参考） 3G018 BA34 CA12 DA34 3G084 BA23 DA05 EB13 EB14 EB15 FA02 FA07 FA20 FA33 FA38 3G092 AA11 DA09 DG02 DG09 EB02 EB03 EC01 EC08 EC09 FA06 HA01Z HA04Z HA13X HA13Z HE00Z HE01Z HE03Z HE08Z 3J058 AA78 AA83 AA87 BA32 CC13 CC35 DB25 DB29 FA01 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 45/00 320 F02D 45/00 320Z F16D 55/00 F16D 55/00 A F term (reference) 3G018 BA34 CA12 DA34 3G084 BA23 DA05 EB13 EB14 EB15 FA02 FA07 FA20 FA33 FA38 3G092 AA11 DA09 DG02 DG09 EB02 EB03 EC01 EC08 EC09 FA06 HA01Z HA04Z HA13X HA13Z HE00Z HE01Z HE03Z HE08Z 3J058 AA78 AA83 AA87 BA32 CC13 CC35 DB25 FA
Claims (5)
ク軸に対するカム軸の回転遅延を制御することで、クラ
ンク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成のエ
ンジンの可変バルブタイミング装置において、 前記電磁ブレーキの制御量を、前記電磁ブレーキの温度
に応じて補正することを特徴とするエンジンの可変バル
ブタイミング装置。1. A variable valve timing device for an engine, wherein a rotation phase of a camshaft with respect to a crankshaft is changed by controlling a rotation delay of a camshaft with respect to a crankshaft by friction braking by an electromagnetic brake. A variable valve timing device for an engine, wherein a control amount is corrected according to a temperature of the electromagnetic brake.
の変更量に基づいて推定することを特徴とする請求項１
記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。2. The method according to claim 1, wherein a temperature change of the electromagnetic brake is estimated based on a change amount of a rotation phase.
A variable valve timing device for an engine as described.
から推定することを特徴とする請求項１記載のエンジン
の可変バルブタイミング装置。3. The variable valve timing apparatus for an engine according to claim 1, wherein the temperature of the electromagnetic brake is estimated from an engine temperature.
及び外気温により推定することを特徴とする請求項１記
載のエンジンの可変バルブタイミング装置。4. The variable valve timing apparatus for an engine according to claim 1, wherein the temperature of the electromagnetic brake is estimated based on an engine temperature and an outside air temperature.
ク軸に対するカム軸の回転遅延を制御することで、クラ
ンク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成のエ
ンジンの可変バルブタイミング装置において、 前記電磁ブレーキの制御量と回転位相との相関を予め記
憶し、現在の回転位相に対応する現在位相相当制御量
と、目標の回転位相に対応する目標位相相当制御量とを
前記相関から求め、基本制御量を、係数（｜係数｜≦1.
0）を用いて、 基本制御量＝現在位相相当制御量＋係数（目標位相相当
制御量−現在位相相当制御量） として算出する一方、現在の回転位相と目標の回転位相
との偏差に応じてフィードバック制御量を求め、前記基
本制御量とフィードバック制御量とから最終的な制御量
を決定することを特徴とするエンジンの可変バルブタイ
ミング装置。5. A variable valve timing apparatus for an engine, wherein a rotation phase of a camshaft with respect to a crankshaft is changed by controlling a rotation delay of a camshaft with respect to a crankshaft by friction braking by an electromagnetic brake. The correlation between the control amount and the rotation phase is stored in advance, and the current phase equivalent control amount corresponding to the current rotation phase and the target phase equivalent control amount corresponding to the target rotation phase are obtained from the correlation, and the basic control amount is calculated. , Coefficient (| coefficient | ≦ 1.
0), the basic control amount is calculated as the current phase-equivalent control amount + the coefficient (the target phase-equivalent control amount-the current phase-equivalent control amount), and is calculated according to the deviation between the current rotational phase and the target rotational phase. A variable valve timing device for an engine, wherein a feedback control amount is obtained, and a final control amount is determined from the basic control amount and the feedback control amount.
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|---|---|---|---|
| JP35402799A JP3859920B2 (en) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Variable valve timing device for engine |
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| US8381694B2 (en) | 2008-02-27 | 2013-02-26 | Nittan Valve Co., Ltd. | Engine valve controller |
| JP5181016B2 (en) * | 2008-02-27 | 2013-04-10 | 日鍛バルブ株式会社 | Engine valve control device |
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