JP5029289B2

JP5029289B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP5029289B2
Application number: JP2007280241A
Authority: JP
Inventors: 容康木村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-10-29
Also published as: JP2009108723A

Description

本発明は、エンジンの可変動弁装置に関し、特に、可変動弁装置を駆動する電動モータの温度が上昇した場合の制御に関する。 The present invention relates to a variable valve gear for an engine, and more particularly to control when the temperature of an electric motor that drives the variable valve gear rises.

エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの、バルブリフト量及び作動角といったバルブ特性を連続的に変化させ得る可変バルブ装置として、例えば、電動モータを用いて制御軸の角度を変化させることにより、バルブリフト量及び作動角を連続的に変化させる構成が知られている。この構成では、電動モータへの駆動電流を制御することで制御軸の角度を制御している。また、制御軸の角度が目標角度に一致した後は、バルブスプリングの反力や駆動部品の慣性力等に抗して制御軸角度を目標角度に保持するべく、駆動電流の制御を行っている。 As a variable valve device capable of continuously changing valve characteristics such as valve lift amount and operating angle of an intake valve and an exhaust valve of an engine, for example, by changing the angle of a control shaft using an electric motor, the valve lift amount And the structure which changes an operating angle continuously is known. In this configuration, the angle of the control shaft is controlled by controlling the drive current to the electric motor. In addition, after the angle of the control shaft matches the target angle, the drive current is controlled so as to keep the control shaft angle at the target angle against the reaction force of the valve spring, the inertial force of the drive parts, and the like. .

ところで、電動モータは、エンジンのシリンダヘッドに直付けするか、又はその近傍に設置する必要があるため、駆動時に自ら発する熱及びエンジンから発せられる熱によって昇温されるという熱的に厳しい環境に置かれることとなる。 By the way, since the electric motor needs to be directly attached to the cylinder head of the engine or installed in the vicinity thereof, it is in a thermally severe environment where the temperature is raised by the heat generated by the engine itself and the heat generated by the engine. Will be placed.

そこで、電動モータの熱による劣化を防止するために、エンジンが所定温度以上になった場合には、電動モータへの駆動電流を強制的に低下させることにより温度上昇を抑制する技術的手段が特許文献１に開示されている。
特開２００３−３９００号公報 Therefore, in order to prevent the electric motor from deteriorating due to heat, a technical means for suppressing the temperature rise by forcibly reducing the drive current to the electric motor when the engine exceeds a predetermined temperature is patented. It is disclosed in Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-3900

しかしながら、特許文献１では、電動モータ周辺の温度（雰囲気温度）が通常の運転時には到達することがほとんどない高い領域においても、電動モータの劣化防止を保証しているので、保持電流について必要以上の制限が課せられている。すなわち、モータコイルの温度は保持電流の大きさと雰囲気温度とにより決まるので、より高い雰囲気温度まで保証するためには、保持電流の大きさを制限せざるを得なくなっている。 However, Patent Document 1 guarantees prevention of deterioration of the electric motor even in a high region where the temperature around the electric motor (atmosphere temperature) is hardly reached during normal operation. There are restrictions. That is, since the temperature of the motor coil is determined by the magnitude of the holding current and the ambient temperature, the magnitude of the holding current must be limited in order to guarantee a higher ambient temperature.

ところで、保持電流の大きさはエンジン回転数とバルブ作動角により定まる。例えば、エンジン回転数が低いほどバルブの慣性力が小さくなり、バルブスプリングの弾性力がバルブの慣性力により相殺されずに反力として作用するため保持電流は大きくなり、バルブ作動角が大きくなると、バルブリフト量が大きくなる分だけバルブスプリングの反力が大きくなる。 By the way, the magnitude of the holding current is determined by the engine speed and the valve operating angle. For example, the lower the engine speed, the smaller the inertial force of the valve, and the elastic force of the valve spring acts as a reaction force without being canceled by the inertial force of the valve, so the holding current increases and the valve operating angle increases. The reaction force of the valve spring increases as the valve lift amount increases.

また、可変バルブ装置において、バルブ作動角等のバルブ特性は、エンジン回転数とエンジン負荷に応じて設定されており、一般に、低回転・低負荷領域ではバルブ作動角は小さく、高回転・高負荷領域ほどバルブ作動角は大きく設定される。 In the variable valve device, the valve characteristics such as the valve operating angle are set according to the engine speed and the engine load. Generally, the valve operating angle is small in the low rotation / low load region, and the high rotation / high load. The valve operating angle is set to be larger in the region.

したがって、保持電流の大きさが制限されると、主にバルブ作動角が制限されることとなり、エンジン低回転からの加速時等には、本来であればより多くの吸気量を確保するためにバルブ作動角を大きくしたいにもかかわらず、保持電流を制限内に収めるために大きくできないという問題があった。 Therefore, when the magnitude of the holding current is limited, the valve operating angle is mainly limited. When accelerating from a low engine speed, etc. In spite of the desire to increase the valve operating angle, there is a problem that the holding current cannot be increased to be within the limit.

そこで、本発明では、電動モータの熱による劣化を防止しつつ、バルブ作動角の設定の自由度を拡げることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to expand the degree of freedom in setting the valve operating angle while preventing the electric motor from being deteriorated by heat.

本発明は、機関弁の作動角又はリフト量を電動モータを用いて連続的に変更可能な作動角変更機構と、機関の運転状態に応じて機関弁の作動角又はリフト量の目標値を設定し、機関運転中に機関弁の作動角又はリフト量を目標値に保持するために電動モータに供給する保持電流を制御する制御手段と、を有する内燃機関の可変動弁装置に適用する。そして、制御手段は、電動モータのコイルが耐熱限界温度まで昇温する耐熱限界条件が成立したか否かを作動角又はリフト量及び機関回転数に基づいて判定し、耐熱限界条件が成立した場合には保持電流を小さくするために、耐熱限界条件非成立時に比べて、機関回転数を上昇させる。 The present invention sets an operating angle changing mechanism capable of continuously changing the operating angle or lift amount of an engine valve using an electric motor, and a target value of the operating angle or lift amount of the engine valve according to the operating state of the engine. And a control means for controlling a holding current supplied to the electric motor in order to hold the operating angle or lift amount of the engine valve at a target value during engine operation. Then, the control means determines whether or not a heat limit condition for raising the temperature of the electric motor coil to the heat limit temperature is satisfied based on the operating angle or the lift amount and the engine speed, and the heat limit condition is satisfied. the in order to reduce the holding current, as compared to when heat boundary conditions not satisfied, raise the institutional speed.

本発明によれば、耐熱限界条件が成立した場合にもコイルの熱劣化を防止し、かつバルブスプリングの反力等に抗して作動角又はリフト量を保持することができる。そのため、通常運転時の作動角又はリフト量を設定する際の自由度が拡がり、燃費性能、出力性能を向上させることが可能となる。 According to the present invention, even when the heat resistance limit condition is satisfied, the coil can be prevented from being thermally deteriorated, and the operating angle or the lift amount can be maintained against the reaction force of the valve spring. Therefore, the degree of freedom in setting the operating angle or lift amount during normal operation is expanded, and it becomes possible to improve fuel efficiency and output performance.

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本実施形態を適用するエンジンの構成を表す図である。１はエンジン、２は吸気ポート、３は排気ポート、４は吸気ポート２に接続する吸気通路、５は排気ポート３に接続する排気通路、６は吸気通路４に介装する吸気コレクタ、７は吸気コレクタ６の上流側に配置するスロットルバルブ、８は吸入空気量を計測するエアフローセンサ、９は吸気ポート２に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁、１０は吸気ポート２を開閉する吸気バルブ（機関弁）、１１は排気ポート３を開閉する排気バルブ（機関弁）、１２は吸気バルブ１０を駆動する吸気側可変動弁装置、１３は排気バルブ１１を駆動する排気側可変動弁装置、１４は点火栓、１５はエンジン１のシリンダ内に収装するピストン、１６はピストン１５と図示しないクランクシャフトとを連結するコネクティングロッド、１７はエンジン冷却水温を検出する水温センサ、１８は排気通路５に介装する排気浄化装置、１９は排気浄化装置１８通過後の排気空燃比を検出するλセンサ、２０はコントロールユニット（ＥＣＵ）、２１はエンジンオイルの温度を検出する油温センサ、２２は図示しないクランクシャフトの回転数を検出するクランク角センサである。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an engine to which the present embodiment is applied. 1 is an engine, 2 is an intake port, 3 is an exhaust port, 4 is an intake passage connected to the intake port 2, 5 is an exhaust passage connected to the exhaust port 3, 6 is an intake collector interposed in the intake passage 4, and 7 is A throttle valve disposed upstream of the intake collector 6, 8 is an air flow sensor that measures the intake air amount, 9 is a fuel injection valve that injects fuel toward the intake port 2, and 10 is an intake valve that opens and closes the intake port 2 ( (Engine valve), 11 is an exhaust valve (engine valve) for opening and closing the exhaust port 3, 12 is an intake side variable valve device for driving the intake valve 10, and 13 is an exhaust side variable valve device for driving the exhaust valve 11. Is a spark plug, 15 is a piston accommodated in the cylinder of the engine 1, 16 is a connecting rod connecting the piston 15 and a crankshaft (not shown), and 17 is an engine cooling water temperature. A water temperature sensor to be detected, 18 is an exhaust purification device interposed in the exhaust passage 5, 19 is a λ sensor that detects the exhaust air / fuel ratio after passing through the exhaust purification device 18, 20 is a control unit (ECU), and 21 is the temperature of the engine oil. An oil temperature sensor 22 for detecting the crank angle sensor 22 is a crank angle sensor for detecting the rotational speed of a crankshaft (not shown).

吸気側可変動弁装置１２は、吸気バルブ１０のリフト量及び作動角を連続的に可変制御可能な機構であり、運転車のアクセル開度に応じて、バルブリフト量を連続的に変化させることで吸入空気量を調節するものである。なお、構成及び制御については後述する。 The intake side variable valve operating device 12 is a mechanism capable of continuously variably controlling the lift amount and the operating angle of the intake valve 10, and continuously changes the valve lift amount according to the accelerator opening of the driving vehicle. This is to adjust the intake air amount. The configuration and control will be described later.

排気側可変動弁装置１３は、図示しないクランクシャフトの回転に対する排気バルブ１１を駆動する排気カムシャフトの回転の位相のずれを変化させることにより、排気バルブ１１の開閉時期を連続的に可変制御可能な機構である。 The exhaust-side variable valve device 13 can continuously variably control the opening / closing timing of the exhaust valve 11 by changing the phase shift of the rotation of the exhaust camshaft that drives the exhaust valve 11 with respect to the rotation of the crankshaft (not shown). Mechanism.

スロットルバルブ７は、シャフト７ａを軸として回転することで吸気通路４の流路を開閉し得る構成となっている。ただし、本実施形態では吸入空気量の調整を吸気側可変動弁装置１２により行うので、スロットルバルブ７は全開に近い角度で固定する。全開にしないのは、例えばブレーキブースター等のように負圧を利用する機器のために、吸気コレクタ６内に所定の負圧を発生させるためである。 The throttle valve 7 is configured to open and close the flow path of the intake passage 4 by rotating about the shaft 7a. However, in the present embodiment, since the intake air amount is adjusted by the intake side variable valve operating device 12, the throttle valve 7 is fixed at an angle close to full opening. The reason why the valve is not fully opened is to generate a predetermined negative pressure in the intake collector 6 for a device that uses the negative pressure, such as a brake booster.

ＥＣＵ２０は、エアフローセンサ８、クランク角センサ２２、ラムダセンサ１９、水温センサ１７、油温センサ２１、その他図示しないアクセル開度センサ等の検出信号に基づいて、燃料噴射弁９の噴射量や点火栓１４の点火時期の制御を行う。また、後述する吸気側可変動弁装置１２、排気側可変動弁装置１３及びスロットルバルブ７の制御も行う。 The ECU 20 determines the injection amount and spark plug of the fuel injection valve 9 based on detection signals from the air flow sensor 8, the crank angle sensor 22, the lambda sensor 19, the water temperature sensor 17, the oil temperature sensor 21, and an accelerator opening sensor (not shown). 14 ignition timing is controlled. In addition, control of an intake side variable valve device 12, an exhaust side variable valve device 13 and a throttle valve 7, which will be described later, is also performed.

図２は吸気側可変動弁装置１２の構成を表す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the intake side variable valve operating apparatus 12.

吸気側可変動弁装置１２は、上記のようにリフト量等を連続的に可変制御可能な機構である。なお、ここでいうリフト量とは最大リフト量のことをいう。また、リフト量の可変制御とは最大リフト量を可変制御することをいい、クランクシャフトの回転に同期して開閉する際のリフト量変化は除くものである。 The intake side variable valve operating device 12 is a mechanism capable of continuously variably controlling the lift amount and the like as described above. The lift amount here means the maximum lift amount. Further, the variable control of the lift amount means that the maximum lift amount is variably controlled, and excludes the lift amount change when opening and closing in synchronization with the rotation of the crankshaft.

吸気側可変動弁装置１２は、吸気バルブ１０のリフト量及び作動角を変化させるリフト・作動角可変機構４３と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構４２と、が組み合わされて構成されている。 The intake-side variable valve operating device 12 advances or retards the lift / operation angle variable mechanism 43 that changes the lift amount and the operation angle of the intake valve 10 and the phase of the center angle of the lift (phase relative to the crankshaft). The phase variable mechanism 42 is combined.

なお、このリフト・作動角可変機構４３は、本出願人が先に提案し、位相可変機構４２とともに特開２００２−８９３０３号公報や特開２００２−８９３４１号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。 The lift / operating angle variable mechanism 43 has been previously proposed by the present applicant, and is known together with the phase variable mechanism 42 from Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-89303 and 2002-89341. Only the outline will be described.

リフト・作動角可変機構４３は、シリンダヘッド上部の図示せぬカムブラケットに回転自在に支持された中空状の駆動軸３１と、この駆動軸３１に圧入等により固定された偏心カム３２と、駆動軸３１の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸３１と平行に配置された制御軸３７と、この制御軸３７の偏心カム部３８に揺動自在に支持された可変動弁用ロッカーアーム３４と、一方の端部付近が可変動弁用ロッカーアーム３４の一方の端部付近と連結ピン３９を介して連結されるリンク部材３５と、駆動軸３１と同軸状に配置されリンク部材３５の他方の端部付近と連結ピン４１で連結された揺動カム３６と、を備えている。また、駆動軸３１の回転角を検出する駆動軸角センサ４７と、制御軸３７の回転角を検出する制御軸角センサ４８とを備える。これらのセンサの検出値はＥＣＵ２０に読み込まれる。 The lift / operating angle variable mechanism 43 includes a hollow drive shaft 31 rotatably supported by a cam bracket (not shown) above the cylinder head, an eccentric cam 32 fixed to the drive shaft 31 by press-fitting, and the like. A control shaft 37 that is rotatably supported by the same cam bracket at a position above the shaft 31 and arranged in parallel with the drive shaft 31, and a variable motion that is swingably supported by an eccentric cam portion 38 of the control shaft 37. The valve rocker arm 34, one end portion and the link member 35 connected to the vicinity of one end portion of the variable valve rocker arm 34 via a connecting pin 39, and the drive shaft 31 are arranged coaxially. A rocking cam 36 connected to the vicinity of the other end of the link member 35 and a connecting pin 41 is provided. Further, a drive shaft angle sensor 47 that detects the rotation angle of the drive shaft 31 and a control shaft angle sensor 48 that detects the rotation angle of the control shaft 37 are provided. Detection values of these sensors are read into the ECU 20.

駆動軸３１は、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。 The drive shaft 31 is driven by the crankshaft of the engine via a timing chain or a timing belt.

偏心カム３２は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸３１の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム３３の環状部３３ａが回転可能に嵌合している。 The eccentric cam 32 has a circular outer peripheral surface, the center of the outer peripheral surface is offset by a predetermined amount from the axis of the drive shaft 31, and the annular portion 33a of the link arm 33 can be rotated on the outer peripheral surface. It is mated.

可変動弁用ロッカーアーム３４は、略中央部を上記偏心カム部３８が回転可能に貫通している。偏心カム部３８は、制御軸３７の軸心から偏心しており、従って、制御軸３７の角度位置に応じて可変動弁用ロッカーアーム３４の揺動中心は変化する。 The variable valve rocker arm 34 has the eccentric cam portion 38 passing therethrough in a substantially central portion. The eccentric cam portion 38 is eccentric from the axis of the control shaft 37, and accordingly, the swing center of the variable valve rocker arm 34 changes according to the angular position of the control shaft 37.

揺動カム３６は、駆動軸３１の外周に嵌合して回転自在に支持されており、駆動軸３１の軸方向に対して直角方向へ延びた端部付近に、前述したようにリンク部材３５の下端部が連結ピン４１を介して連結している。この揺動カム３６の下面には、駆動軸３１と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から上記端部へと所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム３６の揺動位置に応じて吸気バルブ１０上部に備えたバルブリフタ１０ａに接触するようになっている。 The swing cam 36 is rotatably supported by being fitted to the outer periphery of the drive shaft 31, and as described above, near the end portion extending in the direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft 31. Are connected via a connecting pin 41. On the lower surface of the swing cam 36, a base circle surface concentric with the drive shaft 31 and a cam surface extending in a predetermined curve from the base circle surface to the end are continuously provided. These base circle surfaces and cam surfaces are in contact with a valve lifter 10 a provided on the upper portion of the intake valve 10 in accordance with the swing position of the swing cam 36.

すなわち、基円面はベースサークル区間として、リフト量がゼロとなる区間であり、揺動カム３６が揺動してカム面がバルブリフタ１０ａに接触すると、吸気バルブ１０は徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。 That is, the base circle surface is a section where the lift amount becomes zero as the base circle section, and when the swing cam 36 swings and the cam surface contacts the valve lifter 10a, the intake valve 10 gradually lifts. become. A slight ramp section is provided between the base circle section and the lift section.

制御軸３７は、一方の端部に設けられたリフト・作動角制御用モータ（以下、単に「モータ」という）４４によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このモータ４４への電力供給は、ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて制御されている。 The control shaft 37 is configured to rotate within a predetermined angle range by a lift / operating angle control motor (hereinafter simply referred to as “motor”) 44 provided at one end. The power supply to the motor 44 is controlled based on a control signal from the ECU 20.

また、モータ４４は、作動角を変更する際に制御軸３７を目標角度に回転させるのみならず、運転中に制御軸３７の角度が目標角度からずれないように保持する機能も有する。この目標角度を保持するためにモータ４４に流す電流、つまり目標角度を保持するために必要なトルク（保持トルク）を発生させるのに必要な電流を保持電流とよぶ。 The motor 44 not only rotates the control shaft 37 to the target angle when changing the operating angle, but also has a function of keeping the angle of the control shaft 37 from shifting from the target angle during operation. A current that flows to the motor 44 to maintain the target angle, that is, a current that is necessary to generate a torque (holding torque) necessary to maintain the target angle is referred to as a holding current.

このリフト・作動角可変機構４３の作用を説明する。駆動軸３１が回転すると、偏心カム３２のカム作用によってリンクアーム３３が上下動し、これに伴って可変動弁用ロッカーアーム３４が制御軸３７を揺動軸として揺動する。この可変動弁用ロッカーアーム３４の揺動は、リンク部材３５を介して揺動カム３６へ伝達され、該揺動カム３６が揺動する。この揺動カム３６のカム作用によって、吸気バルブ１０がリフトする。 The operation of the lift / operating angle variable mechanism 43 will be described. When the drive shaft 31 rotates, the link arm 33 moves up and down by the cam action of the eccentric cam 32, and accordingly, the variable valve rocker arm 34 swings around the control shaft 37 as a swing shaft. The swing of the variable valve rocker arm 34 is transmitted to the swing cam 36 via the link member 35, and the swing cam 36 swings. The intake valve 10 is lifted by the cam action of the swing cam 36.

ここで、モータ４４を介して制御軸３７の角度が変化すると、可変動弁用ロッカーアーム３４の揺動中心位置が変化し、ひいては揺動カム３６の初期揺動位置が変化する。 Here, when the angle of the control shaft 37 changes via the motor 44, the swing center position of the variable valve rocker arm 34 changes, and consequently the initial swing position of the swing cam 36 changes.

例えば、偏心カム部３８が上方に位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム３４は全体として上方へ位置し、連結ピン４１が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム３６の初期揺動位置は、そのカム面３６ｂがバルブリフタ１０ａから離れる方向に傾く。従って、駆動軸３１の回転に伴って揺動カム３６が揺動した際に、基円面が長い間バルブリフタ１０ａに接触し続け、カム面がバルブリフタ１０ａに接触する期間は短い。このためリフト量が全体として小さくなり、かつ、その開時期から閉時期までの角度範囲、すなわち作動角も縮小する。 For example, if the eccentric cam portion 38 is positioned upward, the variable valve rocker arm 34 is positioned upward as a whole, and the connecting pin 41 is relatively lifted upward. That is, the initial swing position of the swing cam 36 is inclined in a direction in which the cam surface 36b is separated from the valve lifter 10a. Therefore, when the swing cam 36 swings as the drive shaft 31 rotates, the base circle surface continues to contact the valve lifter 10a for a long time, and the period during which the cam surface contacts the valve lifter 10a is short. For this reason, the lift amount is reduced as a whole, and the angle range from the opening timing to the closing timing, that is, the operating angle is also reduced.

逆に、偏心カム部３８が下方へ位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム３４は全体として下方へ位置し、揺動カム３６の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム３６の初期揺動位置は、そのカム面がバルブリフタ１０ａに近付く方向に傾く。従って、駆動軸３１の回転に伴って揺動カム３６が揺動した際に、バルブリフタ１０ａと接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。このためリフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。 Conversely, assuming that the eccentric cam portion 38 is positioned downward, the variable valve rocker arm 34 is positioned downward as a whole, and the end portion of the swing cam 36 is pushed downward relatively. Become. That is, the initial swing position of the swing cam 36 is inclined in a direction in which the cam surface approaches the valve lifter 10a. Therefore, when the swing cam 36 swings with the rotation of the drive shaft 31, the portion that contacts the valve lifter 10a immediately shifts from the base circle surface to the cam surface. For this reason, the lift amount is increased as a whole, and the operating angle is also increased.

上記の偏心カム部３８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性も連続的に変化する。つまり、リフト量ならびに作動角を、両者同時にかつ連続的に拡大，縮小させることができる。なお、この実施例では、リフト量・作動角の大小変化に伴い、吸気バルブ１０の開時期と閉時期がほぼ対称に変化する。 Since the initial position of the eccentric cam portion 38 can be continuously changed, the valve lift characteristic is continuously changed accordingly. That is, the lift amount and the operating angle can be both expanded and reduced simultaneously and simultaneously. In this embodiment, the opening timing and closing timing of the intake valve 10 change substantially symmetrically as the lift amount and operating angle change.

位相可変機構４２は、駆動軸３１の前端部に設けられたスプロケット４５と、このスプロケット４５と駆動軸３１とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ４６と、から構成されている。 The phase variable mechanism 42 includes a sprocket 45 provided at the front end of the drive shaft 31 and a phase control actuator 46 that relatively rotates the sprocket 45 and the drive shaft 31 within a predetermined angle range. Has been.

スプロケット４５は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトと同期して回転している。位相制御用アクチュエータ４６は、ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて制御される。この位相制御用アクチュエータ４６の制御によって、スプロケット４５と駆動軸３１とが相対的に回転し、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も連続的に得ることができる。位相可変機構４２としては、油圧式、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能であるが、本実施形態では油圧式アクチュエータを用いることとする。 The sprocket 45 rotates in synchronization with the crankshaft via a timing chain or timing belt (not shown). The phase control actuator 46 is controlled based on a control signal from the ECU 20. By controlling the phase control actuator 46, the sprocket 45 and the drive shaft 31 are relatively rotated, and the lift center angle is retarded. That is, the lift characteristic curve itself does not change, and the whole advances or retards. This change can also be obtained continuously. The phase variable mechanism 42 can have various configurations such as those using a hydraulic or electromagnetic actuator. In this embodiment, a hydraulic actuator is used.

なお、位相可変機構４２は排気側にも備えられ、排気バルブ１１の開閉時期を可変に制御することが可能となっている。 The phase variable mechanism 42 is also provided on the exhaust side so that the opening / closing timing of the exhaust valve 11 can be variably controlled.

上記のような構成の吸気側可変動弁装置１２において、吸気バルブ１０の作動角は、ＥＣＵ２０により、作動角をエンジン１の回転数及び負荷に割り付けた制御用マップに基づいて制御される。制御用マップは、例えば図３に示すように、高回転・高負荷になるほど作動角が大きくなるように設定したマップを用いる。 In the intake side variable valve operating apparatus 12 configured as described above, the operating angle of the intake valve 10 is controlled by the ECU 20 based on a control map in which the operating angle is assigned to the rotational speed and load of the engine 1. As the control map, for example, as shown in FIG. 3, a map that is set so that the operating angle increases as the rotation speed and load increase is used.

ところで、モータ４４は、運転中に温度が上昇して内部のコイルが耐熱温度を超えると熱により劣化するおそれがある。 By the way, if the temperature of the motor 44 rises during operation and the internal coil exceeds the heat-resistant temperature, there is a possibility that the motor 44 deteriorates due to heat.

モータ４４の温度は保持電流と雰囲気温度とによって定まり、保持電流が大きいほど、また雰囲気温度が高いほどモータ４４の温度は高くなる。 The temperature of the motor 44 is determined by the holding current and the ambient temperature, and the higher the holding current and the higher the ambient temperature, the higher the temperature of the motor 44.

保持電流は、エンジン回転数が低い領域ほど大きな保持電流が必要となる。これは、低回転時ほど図示しないバルブスプリングの反力が制御軸３７に強く作用するためである。すなわち、高回転時には吸気バルブ１０等の運動部品の慣性力が大きく、この慣性力がバルブスプリングの反力とは反対方向に作用するため、バルブスプリングの反力と慣性力とが相殺され、バルブリフタ１０ａ、リンク部材３５及び可変動弁用ロッカーアーム３４を介して制御軸３７を回転させようとする力は相対的に小さくなるが、低回転時にはこの慣性力が小さくなるため、制御軸３７を回転させようとする力が相対的に大きくなるためである。 The holding current requires a larger holding current in a region where the engine speed is lower. This is because a reaction force of a valve spring (not shown) acts more strongly on the control shaft 37 as the rotation speed is lower. That is, at the time of high rotation, the inertial force of the moving parts such as the intake valve 10 is large, and this inertial force acts in the opposite direction to the reaction force of the valve spring, so that the reaction force of the valve spring and the inertial force are offset. 10a, the force to rotate the control shaft 37 via the link member 35 and the variable valve rocker arm 34 is relatively small, but this inertial force is small at low rotation, so the control shaft 37 is rotated. This is because the force to be caused is relatively large.

また、吸気バルブ１０の作動角が大きい場合は、小さい場合に比べて大きな保持電流が必要となる。これは、作動角が大きいほどバルブリフト量が大きくなることにより、バルブスプリングの縮み量が大きくなり、バルブスプリングの反力が大きくなるためである。 Further, when the operating angle of the intake valve 10 is large, a larger holding current is required than when the intake valve 10 is small. This is because as the operating angle increases, the valve lift amount increases, so that the valve spring contraction amount increases and the reaction force of the valve spring increases.

上記のように、保持電流の大きさは、エンジン回転数及び作動角により定まる。 As described above, the magnitude of the holding current is determined by the engine speed and the operating angle.

雰囲気温度とは、モータ４４周辺の温度である。モータ４４はエンジン１の側面等に直接取り付けられており、また、周辺にはパワートランジスタ等の熱を発する部品が配置されているため、これらエンジン１等から発生する熱により、モータ４４周辺の温度は高くなる傾向がある。 The ambient temperature is the temperature around the motor 44. Since the motor 44 is directly attached to the side surface of the engine 1 and the like, and components that generate heat, such as a power transistor, are arranged in the periphery, the temperature around the motor 44 is generated by the heat generated from the engine 1 and the like. Tend to be higher.

したがって、吸気側可変動弁装置１２の制御用マップを作成する場合に、例えば低回転からの加速時のように低回転・高負荷域では、より大きな作動角を設定した方が加速性能は向上するが、保持電流及び雰囲気温度によるモータ４４の温度上昇を考慮して、モータ４４の熱による劣化を防止できる作動角を設定する必要がある。 Therefore, when creating a control map for the intake-side variable valve device 12, acceleration performance is improved by setting a larger operating angle in a low rotation / high load range, for example, during acceleration from low rotation. However, in consideration of the temperature rise of the motor 44 due to the holding current and the ambient temperature, it is necessary to set an operating angle that can prevent deterioration of the motor 44 due to heat.

ここで、より高い雰囲気温度までモータ４４の熱劣化の防止を保証しようとすると、許容できる保持電流は相対的に小さくなるので、設定可能な作動角も制限される。しかしながら、通常運転時にはほとんど到達することがない雰囲気温度であっても、何らかの理由で到達する可能性があれば、保証する必要がある。 Here, if an attempt is made to guarantee the prevention of thermal degradation of the motor 44 to a higher ambient temperature, the allowable holding current becomes relatively small, so that the settable operating angle is also limited. However, even if the ambient temperature is hardly reached during normal operation, it must be guaranteed if there is a possibility that it will be reached for some reason.

そこで、より大きな作動角の設定と、より高温までの保証とを両立するために、次のような制御を行うこととする。 Therefore, in order to achieve both the setting of a larger operating angle and the guarantee of higher temperatures, the following control is performed.

図４は本実施形態で実行するモータ４４の温度上昇による熱劣化を防止するための制御ルーチンを表すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a control routine for preventing thermal deterioration due to temperature increase of the motor 44 executed in the present embodiment.

ステップＳ１００では、エンジン回転数、エンジン潤滑油温（以下、単に「油温」という）、作動角を読み込む。 In step S100, the engine speed, engine lubricating oil temperature (hereinafter simply referred to as “oil temperature”), and operating angle are read.

エンジン回転数はクランク角センサ２２により検出する。油温は図示しない油温センサにより検出する。作動角は、制御軸角センサ４８により検出する。 The engine speed is detected by a crank angle sensor 22. The oil temperature is detected by an oil temperature sensor (not shown). The operating angle is detected by the control axis angle sensor 48.

油温はエンジン１の温度を推定するためのパラメータである。そして、ここではエンジン１の温度に基づいて雰囲気温度を推定する。油温センサは、エンジン潤滑油の温度を検出でき、かつ検出した温度とエンジン１の温度との関係がわかるものであればよく、例えば、位相可変機構４２の制御のために従来から用いられている油温センサを用いることができる。 The oil temperature is a parameter for estimating the temperature of the engine 1. Here, the ambient temperature is estimated based on the temperature of the engine 1. The oil temperature sensor only needs to be able to detect the temperature of the engine lubricating oil and to know the relationship between the detected temperature and the temperature of the engine 1. For example, the oil temperature sensor has been conventionally used for controlling the phase variable mechanism 42. An oil temperature sensor can be used.

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で読み込んだ各値に基づいて、モータ４４内のコイルの温度が耐熱限界を超えるまで上昇する条件が成立しているか否かの判定（耐熱限界判定）を行う。具体的には、まず保持トルクと制御軸３７の角度、エンジン回転数及び作動角との関係、保持トルクと保持電流との関係、及びその保持電流を流したときの発熱量を予め求めておき、検出したエンジン回転数及び作動角から保持電流による発熱量を求める。 In step S110, based on the values read in step S100, it is determined whether or not a condition for increasing the temperature of the coil in the motor 44 exceeds the heat limit (heat limit determination). Specifically, first, the relationship between the holding torque and the angle of the control shaft 37, the engine speed and the operating angle, the relationship between the holding torque and the holding current, and the amount of heat generated when the holding current flows are obtained in advance. The amount of heat generated by the holding current is obtained from the detected engine speed and operating angle.

また、油温とエンジン１本体温度との関係、及びエンジン１本体の温度と雰囲気温度との関係を予め求めておき、検出した油温から雰囲気温度を算出する。 Further, the relationship between the oil temperature and the engine 1 body temperature and the relationship between the engine 1 body temperature and the ambient temperature are obtained in advance, and the ambient temperature is calculated from the detected oil temperature.

そして、雰囲気温度と保持電流による発熱量からモータ４４の温度を推定し、このモータ４４の温度に基づいてコイルの温度が耐熱限界に達するか否かを判定する。 Then, the temperature of the motor 44 is estimated from the amount of heat generated by the ambient temperature and the holding current, and it is determined whether or not the coil temperature reaches the heat resistance limit based on the temperature of the motor 44.

なお、コイルの耐熱限界は使用するモータ４４によって異なるため、使用するモータ毎に判定用の閾値を設定する。 In addition, since the heat-resistant limit of a coil changes with the motors 44 to be used, the threshold value for determination is set for every motor to be used.

ここで耐熱限界を超えていないと判定した場合は、ステップＳ１３０に進み、超えていると判定した場合はステップＳ１４０に進む。 If it is determined that the heat resistance limit is not exceeded, the process proceeds to step S130. If it is determined that the heat resistance limit is not exceeded, the process proceeds to step S140.

本実施形態のように、油温に基づいて雰囲気温度を推定し、保持電流及び雰囲気温度に基づいて耐熱限界判定を行うと、例えば雰囲気温度が相対的に低い場合には、相対的に大きな作動角まで耐熱限界を超えなくなる。 As in this embodiment, when the ambient temperature is estimated based on the oil temperature and the heat resistance limit is determined based on the holding current and the ambient temperature, for example, when the ambient temperature is relatively low, a relatively large operation is performed. It does not exceed the heat limit up to the corner.

なお、油温に基づいて雰囲気温度を推定せずに、耐熱限界判定に用いる雰囲気温度は予め設定した所定値としてもよい。この場合、予め設定する所定値としては、例えば通常の運転状態におけるエンジン温度を設定する。 It should be noted that the ambient temperature used for the heat resistance limit determination may be set to a predetermined value without estimating the ambient temperature based on the oil temperature. In this case, as the predetermined value set in advance, for example, the engine temperature in a normal operation state is set.

ステップＳ１２０では、コイルの温度を耐熱限界以下に低下させるためのフェールセーフ制御を実行し、かつフェールセーフフラグＦ／Ｓ＝１にする。 In step S120, fail-safe control is performed to lower the coil temperature below the heat resistance limit, and the fail-safe flag F / S = 1 is set.

ステップＳ１３０では、フェールセーフフラグＦ／Ｓ＝０であるか否かの判定を行い、Ｆ／Ｓ＝０の場合はそのままリターンし、Ｆ／Ｓ＝１の場合はステップＳ１４０でＦ／Ｓ＝０とする。 In step S130, it is determined whether or not the fail safe flag F / S = 0. If F / S = 0, the process returns as it is. If F / S = 1, F / S = 0 in step S140. And

ここで、フェールセーフ制御について説明する。フェールセーフ制御はモータ４４の温度を低下させるための制御であり、具体的には、保持電流を小さくする制御、雰囲気温度を低下させるための制御、の何れか又は両方を行う。 Here, the fail safe control will be described. The fail safe control is control for lowering the temperature of the motor 44. Specifically, either or both of control for reducing the holding current and control for lowering the ambient temperature are performed.

保持電流を小さくするための制御としては、例えば作動角を小さくする制御がある。作動角を小さくすれば、上述したように保持トルクは小さくなるため、保持電流が小さくなる。例えば、通常の運転時と同様に、運転状態に応じた作動角をマップ検索した後、この作動角を小さくするよう補正する。どの程度補正するかは、モータ４４の推定温度と耐熱限界との乖離の度合に応じて設定するようにしてもよいし、乖離の度合によらず一定の補正係数を乗じるようにしてもよい。 Control for reducing the holding current includes, for example, control for reducing the operating angle. If the operating angle is reduced, the holding torque is reduced as described above, so the holding current is reduced. For example, in the same manner as during normal driving, a map is searched for the operating angle according to the driving state, and then the operating angle is corrected to be small. The degree of correction may be set according to the degree of deviation between the estimated temperature of the motor 44 and the heat limit, or may be multiplied by a fixed correction coefficient regardless of the degree of deviation.

なお、作動角の減少に伴うトルク低下を防止するために、作動角の減少に応じてスロットルバルブ７の開度を増大させるように、吸気側可変動弁装置１２とスロットルバルブ７とを協調制御してもよい。 In addition, in order to prevent a torque drop due to a decrease in the operating angle, the intake side variable valve device 12 and the throttle valve 7 are cooperatively controlled so as to increase the opening of the throttle valve 7 in accordance with the decrease in the operating angle. May be.

保持電流を小さくするための制御の他の例としては、エンジン回転数を上昇させる制御がある。例えば、通常走行時には全開よりもやや小さい開度に固定されているスロットルバルブ７の開度を大きくする。これにより吸入空気量が増大して、エンジン回転数は上昇する。このとき、エンジン回転上昇に伴うトルクショックを抑制するために、吸気バルブ１０のリフト量（作動角）をスロットルバルブ７の開度変化に応じて小さくするように、吸気側可変動弁装置１２とスロットルバルブ７とを協調制御してもよい。 As another example of the control for reducing the holding current, there is control for increasing the engine speed. For example, the opening degree of the throttle valve 7 that is fixed at an opening degree that is slightly smaller than the fully opened position during normal driving is increased. As a result, the intake air amount increases and the engine speed increases. At this time, in order to suppress the torque shock accompanying the increase in engine rotation, the intake side variable valve operating device 12 and the intake side variable valve device 12 are configured so that the lift amount (operating angle) of the intake valve 10 is reduced according to the change in the opening of the throttle valve 7. The throttle valve 7 may be cooperatively controlled.

また、自動変速機を備える車両の場合には、自動変速機の変速制御によりエンジン回転数を上昇させてもよい。例えば自動変速機がＣＶＴであれば、車速一定のままエンジン回転数が上昇するように変速比を変更することが可能である。 In the case of a vehicle equipped with an automatic transmission, the engine speed may be increased by shift control of the automatic transmission. For example, if the automatic transmission is CVT, the gear ratio can be changed so that the engine speed increases while the vehicle speed is constant.

雰囲気温度を低下させるためには、例えば冷却ファン等のモータ４４冷却用装置を設け、フェールセーフ制御実行時に当該冷却装置を作動させるようにすればよい。 In order to lower the ambient temperature, for example, a motor 44 cooling device such as a cooling fan may be provided, and the cooling device may be operated when fail-safe control is executed.

上記のようなフェールセーフ制御を行うことによる効果について説明する。 The effect by performing the above fail-safe control will be described.

図５は作動角とエンジン回転数との関係を示す図であり、実線Ａは、雰囲気温度が通常のエンジン運転時における温度であるとした場合に、モータ４４の温度が耐熱限界を超えないようにするための作動角の限界線、実線Ｂはそのときの作動角マップ、実線Ｃは雰囲気温度が通常の運転ではほとんど到達することがない高温であるとした場合に、モータ４４の温度が耐熱限界を超えないようにするための作動角の限界線、実線Ｄはそのときの作動角マップである。なお、実線Ｂ、Ｄは作動角マップの一例であって、それぞれ実線Ａ、Ｃを超えなければ他の特性でもよく、例えば限界線と一致する特性であってもよい。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operating angle and the engine speed, and the solid line A indicates that the temperature of the motor 44 does not exceed the heat resistance limit when the atmospheric temperature is a temperature during normal engine operation. The limit line of the operating angle, the solid line B is the operating angle map at that time, and the solid line C is the temperature of the motor 44 when the ambient temperature is a high temperature that is hardly reached in normal operation. The limit line of the operating angle for preventing the limit from being exceeded, the solid line D is the operating angle map at that time. The solid lines B and D are examples of the operating angle map, and may have other characteristics as long as they do not exceed the solid lines A and C, respectively. For example, the characteristics may coincide with the limit line.

本実施形態のフェールセーフ制御であれば、モータ４４の温度が耐熱限界を超えた場合であっても、吸気側可変動弁装置１２を作動させた状態での運転が可能となる。すなわち、制御軸３７の回転角を制御し得るだけの保持トルクを発生させた状態でエンジン1を運転することが可能なので運転性を損なうことがない。 With the fail-safe control according to the present embodiment, even when the temperature of the motor 44 exceeds the heat resistance limit, it is possible to operate in a state where the intake side variable valve apparatus 12 is operated. That is, since the engine 1 can be operated in a state where a holding torque sufficient to control the rotation angle of the control shaft 37 is generated, the drivability is not impaired.

そのため、エンジン回転数に対する作動角を設定する際に、通常のエンジン運転時の雰囲気温度を基準として作動角マップを作成することができる（実線Ａ、Ｂ）。 Therefore, when setting the operating angle with respect to the engine speed, an operating angle map can be created based on the ambient temperature during normal engine operation (solid lines A and B).

これに対して、例えばモータ４４への通電を停止または通電量を低減するようなフェールセーフ制御の場合は、フェールセーフ制御実行時には保持トルクがゼロ又は相対的に小さくなるので、エンジン運転中に制御軸３７を目標角度に保持できなくなり運転性を損なうおそれがある。そこで、できるだけフェールセーフ制御を実行する機会を少なくする必要があり、そのためには、雰囲気温度が通常運転時にはほとんど到達することがない高温まで上がった場合でも、モータ４４の温度が耐熱限界以下となるように、作動角限界線を実線Ｃのように低く設定しなくてはならない。すなわち、ほとんど起こりえない高温状態での運転性を確保するために、通常の雰囲気温度における作動角が必要以上に制限されるので、実線Ｄのように相対的に小さな作動角を設定しなければならない。 On the other hand, for example, in the case of fail-safe control that stops energization of the motor 44 or reduces the energization amount, the holding torque is zero or relatively small when the fail-safe control is executed. The shaft 37 cannot be held at the target angle, and the drivability may be impaired. Therefore, it is necessary to reduce the opportunity to perform fail-safe control as much as possible. For this purpose, even when the ambient temperature rises to a high temperature that hardly reaches during normal operation, the temperature of the motor 44 is below the heat resistance limit. Thus, the operating angle limit line must be set as low as the solid line C. That is, in order to ensure the operability in a high temperature state that can hardly occur, the operating angle at a normal atmospheric temperature is limited more than necessary, so a relatively small operating angle as shown by the solid line D must be set. Don't be.

このように、本実施形態では、通常運転時により大きな保持電流を流すことが可能となるので、作動角マップを設定する際の自由度が増し、より大きな作動角を設定して出力性能等を向上させることが可能となる。 As described above, in this embodiment, since a larger holding current can be supplied during normal operation, the degree of freedom in setting the operating angle map is increased, and a larger operating angle is set to improve output performance and the like. It becomes possible to improve.

また、より大きな保持電流を流すことができるようになると、図６に示すようにバルブスプリング（図示せず）のバネレートを高くすることができる。 Further, when a larger holding current can flow, the spring rate of a valve spring (not shown) can be increased as shown in FIG.

図６は、エンジン回転数が一定の場合における、保持電流と作動角との関係の一例を示す図であり、図に示すように、保持電流はピーク値をとる所定の作動角までは作動角の増大に伴って増大する特性を有する。図中の実線Ｅは、雰囲気温度が通常のエンジン運転時における温度であるとした場合にモータ４４の温度が耐熱限界を超えないようにするための保持電流の限界線、実線Ｆはそのときに設定可能な保持電流の作動角に対する特性、実線Ｇは雰囲気温度が通常の運転ではほとんど到達することがない高温であるとした場合に、モータ４４の温度が耐熱限界を超えないようにするための保持電流の限界線、実線Ｄはそのときに設定可能な保持電流の作動角に対する特性である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the holding current and the operating angle when the engine speed is constant. As shown in the figure, the holding current has an operating angle up to a predetermined operating angle at which a peak value is obtained. It has a characteristic that increases with increasing. A solid line E in the figure indicates a holding current limit line for preventing the temperature of the motor 44 from exceeding the heat resistance limit when the ambient temperature is a temperature during normal engine operation. The characteristic of the holding current that can be set with respect to the operating angle, the solid line G is for preventing the temperature of the motor 44 from exceeding the heat resistance limit when the ambient temperature is a high temperature that is hardly reached in normal operation. The limit line of the holding current, the solid line D, is a characteristic with respect to the operating angle of the holding current that can be set at that time.

保持電流は、前述したように主にバルブスプリングの反力に抗して制御軸３７の回転角を保持するだけのトルクを発生させるための電流値なので、バルブスプリングの反力が大きいほど、つまりバネレートが高くなるほど保持電流も大きくなる。 As described above, the holding current is a current value for generating torque sufficient to hold the rotation angle of the control shaft 37 against the reaction force of the valve spring, as described above. The higher the spring rate, the greater the holding current.

したがって、本実施形態のように保持電流の限界線（実線Ｅ）が従来の保持電流の限界線（実線Ｇ）より高くなると、より高いバネレートのバルブスプリングを使用することが可能となる。そして、バネレートの高いバルブスプリングを使用することにより、エンジンをより高回転で運転して出力性能を向上させることが可能となる。 Therefore, when the holding current limit line (solid line E) is higher than the conventional holding current limit line (solid line G) as in the present embodiment, a valve spring having a higher spring rate can be used. By using a valve spring having a high spring rate, it is possible to drive the engine at a higher speed and improve the output performance.

なお、本実施形態では、吸気ポート内に燃料を噴射するエンジン（ポート噴射式エンジン）に適用する場合について説明したが、燃焼室２３内に燃料を直接噴射するエンジン（筒内直接噴射式エンジン）にも同様に適用することができる。 In the present embodiment, the case where the present invention is applied to an engine that injects fuel into an intake port (port injection type engine) has been described. However, an engine that directly injects fuel into the combustion chamber 23 (in-cylinder direct injection type engine). It can be similarly applied to.

以上により本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

（１）吸気バルブ１０の作動角をモータ４４を用いて連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構４３と、機関運転状態に応じて吸気バルブ１０の作動角の目標値を設定し、機関運転中に吸気バルブ１０の作動角を目標値に保持するためにモータ４４に供給する保持電流を制御するコントロールユニット２０と、を有するエンジンの吸気側可変動弁装置１２において、コントロールユニット２０は、モータ４４のコイルが耐熱限界温度まで昇温する耐熱限界条件が成立したか否かを作動角及びエンジン回転数に基づいて判定し、耐熱限界条件が成立した場合には保持電流を小さくするために、耐熱限界条件非成立時に比べて、作動角の目標値を小さくする、またはエンジン回転数を上昇させるので、耐熱限界条件が成立した場合にもコイルの熱劣化を防止し、かつバルブスプリングの反力等に抗して作動角を保持することができる。そのため、通常運転時の作動角を設定する際の自由度が拡がり、燃費性能、出力性能を向上させることが可能となる。また、バルブスプリングのバネレートを高めることが可能となるので、エンジンを高回転化して性能を向上させることが可能となる。 (1) A lift / operating angle variable mechanism 43 capable of continuously changing the operating angle of the intake valve 10 using a motor 44, and a target value of the operating angle of the intake valve 10 according to the engine operating state are set. In the intake side variable valve apparatus 12 for an engine having a control unit 20 for controlling a holding current supplied to the motor 44 in order to hold the operating angle of the intake valve 10 at a target value during operation, the control unit 20 includes: In order to reduce the holding current if the heat resistance limit condition for raising the temperature of the coil of the motor 44 to the heat resistance limit temperature is satisfied based on the operating angle and the engine speed, and the heat resistance limit condition is satisfied. Compared to when the heat limit condition is not satisfied, the target value of the operating angle is reduced or the engine speed is increased. Preventing deterioration, and it is possible to hold the operating angle against the reaction force and the like of the valve spring. Therefore, the degree of freedom when setting the operating angle during normal operation is expanded, and fuel efficiency and output performance can be improved. In addition, since the spring rate of the valve spring can be increased, it is possible to improve the performance by increasing the engine speed.

（２）油温センサ２１の検出値に基づいて雰囲気温度を推定し、この雰囲気温度と作動角及びエンジン回転数に応じて耐熱限界条件が成立したか否かを判定するので、雰囲気温度が相対的に低い場合には作動角を相対的に大きく設定することができる。そのため、作動角マップを設定する際の自由度が拡がる。 (2) The ambient temperature is estimated based on the detection value of the oil temperature sensor 21, and it is determined whether or not the heat resistance limit condition is satisfied according to the ambient temperature, the operating angle, and the engine speed. If it is low, the operating angle can be set relatively large. Therefore, the degree of freedom when setting the operating angle map is expanded.

（３）フェールセーフ制御実行時に、スロットルバルブ７の開度を大きくすることによりエンジン回転数を上昇させるので、作動角を小さくすることなく保持電流を小さくすることができる。 (3) Since the engine speed is increased by increasing the opening degree of the throttle valve 7 when fail-safe control is executed, the holding current can be reduced without reducing the operating angle.

（４）フェールセーフ制御実行時に、自動変速機の変速比を変化させることによりエンジン回転数を上昇させるので、作動角を小さくすることなく保持電流を小さくすることができる。 (4) Since the engine speed is increased by changing the gear ratio of the automatic transmission when fail-safe control is executed, the holding current can be reduced without reducing the operating angle.

なお、上記実施形態では、フェールセーフ制御実行時にも通常運転時と同じ作動角マップを使用しているが、フェールセーフ制御時用の作動角マップを通常運転時用の作動角マップとは別に作成しておき、フェールセーフ制御実行時にはフェールセーフ制御時用の作動角マップに切り換えるようにしてもよい。 In the above embodiment, the same operating angle map as in normal operation is used even when failsafe control is executed, but the operating angle map for failsafe control is created separately from the operating angle map for normal operation. In addition, when fail-safe control is executed, it may be switched to the operating angle map for fail-safe control.

この場合、フェールセーフ制御時用の作動角マップは、エンジン回転数等の運転状態が同一の場合に、通常運転時よりも保持電流が小さくなるような作動角を設定したものを用いる。このようなフェールセーフ制御時用の作動角マップに切り換えると、より高い雰囲気温度までモータ４４の温度が耐熱限界を超えにくくなるので、マップ検索によって設定した作動角を、更に補正する必要が無くなる場合がある。つまり、演算負荷を軽減することができる。 In this case, as the operating angle map for fail-safe control, a map in which the operating angle is set such that the holding current is smaller than that in normal operation when the operating state such as the engine speed is the same is used. When switching to such an operating angle map for fail-safe control, it becomes difficult for the temperature of the motor 44 to exceed the heat resistance limit to a higher ambient temperature, so that it is not necessary to further correct the operating angle set by the map search. There is. That is, the calculation load can be reduced.

また、排気側可変動弁装置１３の替わりに、吸気側可変動弁装置１２と同様の可変動弁装置を適用し、上記実施形態の吸気側可変動弁装置１２と同様の制御を行うようにしてもよい。 Further, instead of the exhaust-side variable valve device 13, a variable valve device similar to the intake-side variable valve device 12 is applied to perform the same control as the intake-side variable valve device 12 of the above embodiment. May be.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

本発明を適用する実施形態のシステムの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the system of embodiment which applies this invention. 本実施形態を適用する可変動弁装置の構成図である。It is a block diagram of the variable valve apparatus to which this embodiment is applied. 作動角制御用のマップの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the map for operating angle control. 本実施形態の制御ルーチンを表す図である。It is a figure showing the control routine of this embodiment. 作動角とエンジン回転数との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between an operating angle and an engine speed. 保持電流と作動角との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between a holding current and an operating angle.

符号の説明Explanation of symbols

１エンジン
２吸気ポート
３排気ポート
４吸気通路
５排気通路
６吸気コレクタ
７スロットルバルブ
８エアフローセンサ
９燃料噴射弁
１０吸気バルブ
１１排気バルブ
１２吸気側可変動弁装置
１３排気側可変動弁装置
１４点火栓
１５ピストン
１６コネクティングロッド
１７水温センサ
１８排気浄化装置
１９ λセンサ
２０コントロールユニット（ＥＣＵ）
２１油温センサ
２２クランク角センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake port 3 Exhaust port 4 Intake passage 5 Exhaust passage 6 Intake collector 7 Throttle valve 8 Air flow sensor 9 Fuel injection valve 10 Intake valve 11 Exhaust valve 12 Intake side variable valve device 13 Exhaust side variable valve device 14 Ignition plug 15 Piston 16 Connecting rod 17 Water temperature sensor 18 Exhaust gas purification device 19 λ sensor 20 Control unit (ECU)
21 Oil temperature sensor 22 Crank angle sensor

Claims

機関弁の作動角又はリフト量を電動モータを用いて連続的に変更可能な作動角変更機構と、
機関の運転状態に応じて機関弁の作動角又はリフト量の目標値を設定し、機関運転中に前記機関弁の作動角又はリフト量を目標値に保持するために前記電動モータに供給する保持電流を制御する制御手段と、を有する内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御手段は、前記電動モータのコイルが耐熱限界温度まで昇温する耐熱限界条件が成立したか否かを前記作動角又はリフト量及び機関回転数に基づいて判定し、耐熱限界条件が成立した場合には前記保持電流を小さくするために、耐熱限界条件非成立時に比べて、機関回転数を上昇させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 An operating angle changing mechanism capable of continuously changing the operating angle or lift amount of the engine valve using an electric motor;
A target value for the operating angle or lift amount of the engine valve is set according to the operating state of the engine, and the holding is supplied to the electric motor to keep the operating angle or lift amount of the engine valve at the target value during engine operation A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine having control means for controlling current,
The control means determines, based on the operating angle or the lift amount and the engine speed, whether or not a heat resistance limit condition for raising the temperature of the coil of the electric motor to the heat resistance limit temperature is satisfied, and the heat resistance limit condition is satisfied. in order to reduce the holding current when compared to the time of heat boundary conditions not satisfied, the variable valve device for an internal combustion engine, characterized in that to increase the institutional speed.

前記電動モータを配置する位置の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段を有し、
雰囲気温度と前記作動角又はリフト量及び機関回転数とに基づいて耐熱限界条件が成立したか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。 An ambient temperature detecting means for detecting an ambient temperature at a position where the electric motor is disposed;
2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined whether or not a heat resistance limit condition is satisfied based on an atmospheric temperature, the operating angle or lift amount, and the engine speed.

前記作動角変更機構は、
機関のクランク軸に同期して回転し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、
所定の支軸に揺動自在に支持されて、バルブスプリングのばね力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、
制御軸に揺動自在に設けられて、一端部がリンクアームを介して前記駆動カムに連係し、他端部が前記揺動カムに連係したロッカアームと、
前記制御軸の回転位置を機関運転状態に応じて制御する電動モータとを備え、
前記制御軸の回転位置を変化させてロッカアームの揺動支点を変化させることにより、前記揺動カムのカム面の機関弁に対する当接位置を変化させて機関弁の作動角又はリフト量を可変にすることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。 The operating angle changing mechanism is
A drive shaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine and is provided with a drive cam on the outer periphery;
A swing cam that is swingably supported on a predetermined support shaft and opens the engine valve against the spring force of the valve spring;
A rocker arm that is swingably provided on the control shaft, one end of which is linked to the drive cam via a link arm, and the other end of which is linked to the swing cam;
An electric motor that controls the rotational position of the control shaft according to the engine operating state,
By changing the rotation position of the control shaft to change the rocking fulcrum of the rocker arm, the contact position of the cam surface of the rocking cam with respect to the engine valve is changed to make the operating angle or lift amount of the engine valve variable. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that:

吸入空気量を制御するスロットル弁を備え、
前記制御手段は、前記スロットル弁の開度を大きくすることにより機関回転数を上昇させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。 It has a throttle valve that controls the amount of intake air,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means increases the engine speed by increasing the opening of the throttle valve.

機関の出力を自動変速機を介して駆動輪に伝達し、
前記制御手段は、前記自動変速機の変速比を変化させることにより機関回転数を上昇させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。 The engine output is transmitted to the drive wheels via the automatic transmission,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means increases the engine speed by changing a gear ratio of the automatic transmission.

前記制御手段は、前記保持電流を小さくするために、耐熱限界条件非成立時に比べて、機関回転数を上昇させる場合に、前記スロットル弁の開度変化に応じて前記作動角又はリフト量を小さくする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。In order to reduce the holding current, the control means reduces the operating angle or the lift amount in response to a change in the opening of the throttle valve when the engine speed is increased compared to when the heat resistance limit condition is not satisfied. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.