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JP6421672B2 - Variable valve system - Google Patents

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JP6421672B2 JP2015065144A JP2015065144A JP6421672B2 JP 6421672 B2 JP6421672 B2 JP 6421672B2 JP 2015065144 A JP2015065144 A JP 2015065144A JP 2015065144 A JP2015065144 A JP 2015065144A JP 6421672 B2 JP6421672 B2 JP 6421672B2
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Description

本発明は、内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムに関する。   The present invention relates to a variable valve system that changes the opening / closing timing of a valve in an internal combustion engine.

内燃機関は吸気バルブ及び排気バルブを備えている。それぞれのバルブの開閉は、内燃機関のクランク軸の回転に同期して適切なタイミングで行われる。具体的には、クランク軸が回転すると、これに連動してカム軸が回転し、当該カム軸に設けられた複数のカムがそれぞれのバルブを開閉させる構成となっている。   The internal combustion engine includes an intake valve and an exhaust valve. Each valve is opened and closed at an appropriate timing in synchronization with the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine. Specifically, when the crankshaft rotates, the camshaft rotates in conjunction with this, and a plurality of cams provided on the camshaft open and close the respective valves.

バルブの開閉タイミング、すなわち、バルブの開閉が行われる際におけるクランク角度が常に一定であったとしても、内燃機関を動作させることは可能である。しかしながら、バルブの最適な開閉タイミングは常に同じではなく、内燃機関の運転状況(回転数やトルクなど)によって変化することが知られている。   Even if the valve opening / closing timing, that is, the crank angle when the valve is opened / closed, is always constant, the internal combustion engine can be operated. However, it is known that the optimal opening / closing timing of the valve is not always the same, and varies depending on the operating condition (rotation speed, torque, etc.) of the internal combustion engine.

このため、運転状況に応じてバルブの開閉タイミングを変化させることのできるシステム、すなわち可変バルブシステムが開発されており、既に実用化されている。可変バルブシステムは、クランク軸の回転角度(クランク角度)と、カム軸の回転角度(カム角度)との関係、すなわち、クランク軸に対するカム軸の相対的な回転角度であるカム軸位相を変化させることにより、吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングを変化させるものである(例えば下記特許文献1を参照)。   For this reason, a system capable of changing the opening / closing timing of the valve according to the operating state, that is, a variable valve system has been developed and has already been put into practical use. The variable valve system changes the relationship between the rotation angle (crank angle) of the crankshaft and the rotation angle (cam angle) of the camshaft, that is, the camshaft phase, which is the relative rotation angle of the camshaft with respect to the crankshaft. Accordingly, the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is changed (for example, see Patent Document 1 below).

可変バルブシステムでは、バルブの開閉タイミングを適切なものとするための制御を行うにあたり、上記のカム軸位相を目標値に一致させる必要がある。このため、クランク角度を測定するためのセンサと、カム角度を測定するためのセンサとをそれぞれ備えており、これらセンサの測定値に基づいて現時点におけるカム軸位相を算出している。   In the variable valve system, it is necessary to make the cam shaft phase coincide with the target value when performing control for making the valve opening / closing timing appropriate. For this reason, a sensor for measuring the crank angle and a sensor for measuring the cam angle are provided, respectively, and the cam shaft phase at the present time is calculated based on the measured values of these sensors.

特許第4123127号Japanese Patent No. 4123127

上記特許文献1に記載されている可変バルブシステムでは、クランク角度を測定するためのセンサとして、クランク軸の回転に伴って生じるパルスの数をカウントし、これによりクランク角度を測定する方式のセンサが用いられている。また、カム角度を測定するためのセンサとして、カム軸の回転に伴って生じるパルスの数をカウントし、これによりカム角度を測定する方式のセンサが用いられている。   In the variable valve system described in Patent Document 1, a sensor for measuring the crank angle is provided as a sensor for measuring the crank angle by counting the number of pulses generated along with the rotation of the crankshaft. It is used. Further, as a sensor for measuring the cam angle, there is used a sensor of a type that counts the number of pulses generated as the cam shaft rotates and thereby measures the cam angle.

このような方式のセンサは、カム軸等の絶対的な回転角度(カム角度等の絶対値)を直接測定するものではなく、特定の状態からのカム角度等の変化量を測定するものである。このため、パルスの数をカウントし続けている限りにおいては、カム角度等の絶対値を測定することができる。   This type of sensor does not directly measure the absolute rotation angle of the cam shaft or the like (absolute value of the cam angle or the like), but measures the amount of change in the cam angle or the like from a specific state. . Therefore, as long as the number of pulses is continuously counted, an absolute value such as a cam angle can be measured.

しかしながら、例えば所謂「押し掛け」が行われる等により、車両のイグニッションスイッチがオフの状態(パルスのカウントが行われない状態)においてクランク軸が回転してしまったような場合には、その後にイグニッションスイッチがオンとされた際、その時点におけるカム角度の絶対値を直ちに測定することはできない。その結果、内燃機関の始動時においてはカム軸位相を正確に算出することができず、カム軸位相が目標値に一致していない状態で内燃機関の始動が行われてしまう可能性がある。その場合、不適切なタイミングで吸気バルブや排気バルブが開閉されてしまうことにより、プレイグニッション等の異常燃焼が生じてしまう。   However, for example, when the crankshaft rotates in a state where the ignition switch of the vehicle is turned off (a state where no pulse is counted) due to, for example, so-called “pushing”, the ignition switch is subsequently turned on. When is turned on, the absolute value of the cam angle at that time cannot be measured immediately. As a result, when starting the internal combustion engine, the camshaft phase cannot be accurately calculated, and the internal combustion engine may start in a state where the camshaft phase does not match the target value. In that case, abnormal combustion such as pre-ignition occurs because the intake valve and the exhaust valve are opened and closed at inappropriate timing.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関が始動された直後においても、適切なタイミングでバルブを開閉させることのできる可変バルブシステムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a variable valve system capable of opening and closing a valve at an appropriate timing even immediately after the internal combustion engine is started. .

上記課題を解決するために、本発明に係る可変バルブシステムは、内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、内燃機関のクランク軸の回転角度を測定するクランク角測定部と、クランク軸に連動しバルブを開閉させるカム軸、の回転角度を測定するカム角測定部と、内燃機関の始動時制御を行う制御部と、を備える。カム角測定部は、カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、制御部は、カム角測定部で測定されたカム軸の回転角度に基づいて、始動時制御を開始する。制御部は、内燃機関が前回停止された際におけるカム軸の回転角度である第1角度を記憶しており、始動時制御の開始直前におけるカム軸の回転角度である第2角度が、第1角度と一致していた場合には、クランク軸の回転角度の確定を待つことなく始動時制御を開始する。 In order to solve the above-mentioned problems, a variable valve system according to the present invention is a variable valve system that changes the opening / closing timing of a valve in an internal combustion engine, and includes a crank angle measurement unit that measures a rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine; A cam angle measuring unit that measures a rotation angle of a cam shaft that opens and closes a valve in conjunction with the crankshaft, and a control unit that performs control at the start of the internal combustion engine. The cam angle measurement unit is configured as an absolute angle sensor that measures the absolute rotation angle of the cam shaft, and the control unit controls the start time based on the rotation angle of the cam shaft measured by the cam angle measurement unit. To start. The control unit stores a first angle that is the rotation angle of the camshaft when the internal combustion engine was previously stopped, and the second angle that is the rotation angle of the camshaft immediately before the start-time control is started is the first angle. If the angle coincides with the angle, the start-time control is started without waiting for confirmation of the rotation angle of the crankshaft.

このような構成の可変バルブシステムでは、カム軸の回転角度を測定するカム角測定部が、カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されている。このため、車両の停止中にクランク軸の回転が行われたか否かに拘らず、始動制御の開始前においてクランク角度を瞬時に且つ正確に把握することができる。その結果、比較的短時間のうちにカム軸位相を目標値に一致させることができ、適切なタイミングでバルブを開閉させることができる。   In the variable valve system having such a configuration, the cam angle measuring unit that measures the rotation angle of the cam shaft is configured as an absolute angle sensor that measures the absolute rotation angle of the cam shaft. For this reason, the crank angle can be grasped instantaneously and accurately before the start control is started, regardless of whether or not the crankshaft is rotated while the vehicle is stopped. As a result, the camshaft phase can be matched with the target value within a relatively short time, and the valve can be opened and closed at an appropriate timing.

本発明によれば、内燃機関が始動された直後においても、適切なタイミングでバルブを開閉させることのできる可変バルブシステムが提供される。   According to the present invention, there is provided a variable valve system capable of opening and closing a valve at an appropriate timing even immediately after the internal combustion engine is started.

本発明の第1実施形態に係る可変バルブシステムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the variable valve system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の可変バルブシステムを搭載した車両の状態の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the state of the vehicle carrying the variable valve system of FIG. 図1の可変バルブシステムを搭載した車両の状態の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the state of the vehicle carrying the variable valve system of FIG. 図1の可変バルブシステムの制御部で実行される処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process performed by the control part of the variable valve system of FIG. 本発明の第2実施形態に係る可変バルブシステムを搭載した車両の状態の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the state of the vehicle carrying the variable valve system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態に係る可変バルブシステムの制御部で実行される処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process performed by the control part of the variable valve system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

第1実施形態に係る可変バルブシステム10は、不図示の内燃機関を備えた車両に搭載されており、当該内燃機関における吸気バルブの開閉タイミングを変化させるためのものである。尚、上記構成はあくまで一例であって、可変バルブシステム10は、排気バルブの開閉タイミングを変化させるものであってもよい。また、吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉タイミングを個別に変化させるものであってもよい。   The variable valve system 10 according to the first embodiment is mounted on a vehicle including an internal combustion engine (not shown), and is for changing the opening / closing timing of an intake valve in the internal combustion engine. The above configuration is merely an example, and the variable valve system 10 may change the opening / closing timing of the exhaust valve. Further, the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve may be individually changed.

図1を参照しながら、上記車両の構成について説明する。尚、図1においては、当該車両のうち、後述の可変バルブシステム10の構成及び動作を説明するために必要な部分のみが図示されている。車両は、内燃機関の駆動力により回転するクランク軸200と、クランク軸200に連動して回転するカム軸300とを備えている。   The configuration of the vehicle will be described with reference to FIG. In FIG. 1, only the part necessary for explaining the configuration and operation of the variable valve system 10 described later is shown in the vehicle. The vehicle includes a crankshaft 200 that rotates by a driving force of an internal combustion engine, and a camshaft 300 that rotates in conjunction with the crankshaft 200.

クランク軸200には、プーリー210と、被検出体230とが設けられている。プーリー210は略円板状の回転体であって、その主面の中心をクランク軸200が垂直に貫いている。プーリー210はクランク軸200に対して固定されており、クランク軸200が回転すると、それに伴ってプーリー210も回転する。   The crankshaft 200 is provided with a pulley 210 and a detection object 230. The pulley 210 is a substantially disk-shaped rotating body, and the crankshaft 200 penetrates the center of the main surface thereof vertically. The pulley 210 is fixed to the crankshaft 200, and when the crankshaft 200 rotates, the pulley 210 also rotates accordingly.

プーリー210の外周面にはタイミングチェーン250が掛けられている。プーリー210の回転、すなわちクランク軸200の回転は、タイミングチェーン250を介して可変バルブシステム10(後述のアウターギヤ320)に伝達され、可変バルブシステム10を介してカム軸300に伝達される。   A timing chain 250 is hung on the outer peripheral surface of the pulley 210. The rotation of the pulley 210, that is, the rotation of the crankshaft 200 is transmitted to the variable valve system 10 (an outer gear 320 described later) via the timing chain 250 and is transmitted to the camshaft 300 via the variable valve system 10.

被検出体230は略円板状の回転体であって、その主面の中心をクランク軸200が垂直に貫いている。被検出体230はクランク軸200に対して固定されており、クランク軸200が回転すると、それに伴って被検出体230も回転する。   The detected object 230 is a substantially disk-shaped rotating body, and the crankshaft 200 penetrates the center of the main surface vertically. The detected body 230 is fixed to the crankshaft 200, and when the crankshaft 200 rotates, the detected body 230 also rotates.

被検出体230は、クランク軸200の回転角度(以下、「クランク角度」とも表記する)を、可変バルブシステム10の一部であるクランク角センサ240が検知するためのものである。被検出体230の外周には複数の突起が等間隔で並ぶよう形成されている。ただし、突起の間隔は全てが同じなのではなく、一箇所だけ他とは異なっている。   The detected object 230 is for the crank angle sensor 240 that is a part of the variable valve system 10 to detect the rotation angle of the crankshaft 200 (hereinafter also referred to as “crank angle”). A plurality of protrusions are formed at equal intervals on the outer periphery of the detection object 230. However, the intervals between the protrusions are not all the same, but only one place is different from the others.

クランク角センサ240は、被検出体230の外周面に対向するように設けられている。クランク軸200及び被検出体230が回転すると、被検出体230は、その近傍を被検出体230の突起が通過する毎に電圧のパルスを発生させる。当該パルス、すなわちクランク角度の測定値を示す信号は、制御部100に入力される。制御部100は、当該パルスをカウントすることによりクランク角度を計測する。   The crank angle sensor 240 is provided so as to face the outer peripheral surface of the detection object 230. When the crankshaft 200 and the detected object 230 rotate, the detected object 230 generates a voltage pulse every time the protrusion of the detected object 230 passes through the vicinity. The pulse, that is, a signal indicating a measured value of the crank angle is input to the control unit 100. The control unit 100 measures the crank angle by counting the pulses.

被検出体230に形成された突起の間隔が他と異なっている部分(以下、「欠け歯箇所」とも称する)がクランク角センサ240を通過したとき、すなわち、一定であったパルスの間隔が変化したことが検知されたときに、制御部100は、クランク角度が特定の値(例えば0°)になったと認識する。このように、被検出体230の外周に形成された欠け歯箇所は、制御部100がクランク角度の絶対値を認識する(確定させる)ためのものとして機能する。   When a portion (hereinafter, also referred to as “missing tooth portion”) where the interval between the protrusions formed on the detection object 230 is different from the other passes through the crank angle sensor 240, that is, the interval between pulses that has been constant changes. When this is detected, the control unit 100 recognizes that the crank angle has reached a specific value (for example, 0 °). As described above, the missing tooth portion formed on the outer periphery of the detection object 230 functions as a part for the control unit 100 to recognize (determine) the absolute value of the crank angle.

カム軸300は、吸気バルブを開閉させるためのカム(不図示)が取り付けられたシャフトである。カム軸300は、クランク軸200の回転に連動して回転し、これに伴うカムの動きによって吸気バルブを開閉させる。   The cam shaft 300 is a shaft to which a cam (not shown) for opening and closing the intake valve is attached. The camshaft 300 rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 200, and the intake valve is opened and closed by the cam movement associated therewith.

カム軸300には、可変バルブシステム10の一部であるインナーギヤ310と、被検出体330とが設けられている。インナーギヤ310は略円板状の回転体であって、その主面の中心をカム軸300が垂直に貫いている。インナーギヤ310はカム軸300に対して固定されており、インナーギヤ310が回転すると、それに伴ってカム軸300も回転する。後に詳しく説明するように、可変バルブシステム10は、クランク軸200の回転を、インナーギヤ310を介してカム軸300に伝達し、これによりカム軸300を回転させるものである。   The camshaft 300 is provided with an inner gear 310 that is a part of the variable valve system 10 and a detection object 330. The inner gear 310 is a substantially disk-shaped rotating body, and the cam shaft 300 penetrates the center of the main surface thereof vertically. The inner gear 310 is fixed with respect to the cam shaft 300, and when the inner gear 310 rotates, the cam shaft 300 also rotates accordingly. As will be described in detail later, the variable valve system 10 transmits the rotation of the crankshaft 200 to the camshaft 300 via the inner gear 310, thereby rotating the camshaft 300.

被検出体330は略円板状(ただし真円ではない)の回転体であって、その主面の中心をカム軸300が垂直に貫いている。被検出体330はカム軸300に対して固定されており、カム軸300が回転すると、それに伴って被検出体330も回転する。   The detected object 330 is a substantially disk-like (but not a perfect circle) rotating body, and the cam shaft 300 penetrates the center of the main surface vertically. The detected body 330 is fixed to the camshaft 300, and when the camshaft 300 rotates, the detected body 330 also rotates.

被検出体330は、カム軸300の回転角度(以下、「カム角度」とも表記する)を、可変バルブシステム10の一部であるカム角センサ340が検知するためのものである。   The detected object 330 is for the cam angle sensor 340 that is a part of the variable valve system 10 to detect the rotation angle of the cam shaft 300 (hereinafter also referred to as “cam angle”).

カム角センサ340は、被検出体330の外周面に対向するように設けられている。被検出体330の主面は真円とはなっていない。このため、カム軸300及び被検出体330が回転すると、カム角センサ340と被検出体330の外周面との間の隙間は、回転に伴って次第に変化する。   The cam angle sensor 340 is provided so as to face the outer peripheral surface of the detection object 330. The main surface of the detection object 330 is not a perfect circle. For this reason, when the camshaft 300 and the detected object 330 rotate, the gap between the cam angle sensor 340 and the outer peripheral surface of the detected object 330 gradually changes with the rotation.

被検出体330の形状は、カム軸300の回転角度の値(0°〜360°)と上記隙間の大きさとの関係が1対1となるように設定されている。また、カム角センサ340は、所謂ギャップセンサとして構成されており、上記隙間の大きさに応じた電圧信号を出力する。つまり、カム角センサ340は、カム角度の絶対値を測定することのできるセンサ(絶対角センサ)となっている。上記電圧信号、すなわちカム角度の測定値(絶対値)を示す信号は、制御部100に入力される。   The shape of the detection object 330 is set so that the relationship between the rotation angle value (0 ° to 360 °) of the camshaft 300 and the size of the gap is 1: 1. The cam angle sensor 340 is configured as a so-called gap sensor, and outputs a voltage signal corresponding to the size of the gap. That is, the cam angle sensor 340 is a sensor (absolute angle sensor) that can measure the absolute value of the cam angle. The voltage signal, that is, a signal indicating the measured value (absolute value) of the cam angle is input to the control unit 100.

以上のように、内燃機関のクランク軸200が回転すると、当該回転がタイミングチェーン250及び可変バルブシステム10を介してカム軸300に伝達され、これによりカム軸300が回転する。このような構成の車両においては、吸気バルブの開閉タイミング、すなわち、吸気バルブの開閉が行われる際におけるクランク角度は、クランク軸200に対するカム軸300の相対的な回転角度(以下、「カム軸位相」と表記する)により定まることとなる。可変バルブシステム10は、カム軸位相を変化させることにより、吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。   As described above, when the crankshaft 200 of the internal combustion engine rotates, the rotation is transmitted to the camshaft 300 via the timing chain 250 and the variable valve system 10, thereby rotating the camshaft 300. In a vehicle having such a configuration, the intake valve opening / closing timing, that is, the crank angle when the intake valve is opened / closed, is a relative rotation angle of the cam shaft 300 with respect to the crank shaft 200 (hereinafter referred to as “cam shaft phase”). ”). The variable valve system 10 changes the opening / closing timing of the intake valve by changing the camshaft phase.

図1に模式的に示されるように、可変バルブシステム10は、インナーギヤ310と、アウターギヤ320と、遊星ギヤ420と、モーター400と、支持軸410と、制御部100と、を備えている。   As schematically shown in FIG. 1, the variable valve system 10 includes an inner gear 310, an outer gear 320, a planetary gear 420, a motor 400, a support shaft 410, and a control unit 100. .

インナーギヤ310は、既に述べたようにカム軸300に固定されており、カム軸300と一体となって回転するものである。インナーギヤ310の外周面には、後述の遊星ギヤ420と噛み合う外歯(不図示)が形成されている。   As described above, the inner gear 310 is fixed to the cam shaft 300 and rotates integrally with the cam shaft 300. On the outer peripheral surface of the inner gear 310, external teeth (not shown) that mesh with a planetary gear 420 described later are formed.

アウターギヤ320は、クランク軸200と同期して回転するスプロケット(不図示)の一部をなすリング状の部材である。アウターギヤ320は、その中心軸をカム軸300の中心軸と一致させた状態で配置されている。アウターギヤ320(スプロケット)の外周面にはタイミングチェーン250が掛けられている。このため、クランク軸200及びプーリー210が回転すると、当該回転がタイミングチェーン250を介してアウターギヤ320に伝達され、これによりアウターギヤ320が回転する。アウターギヤ320の内周面には、遊星ギヤ420と噛み合う内歯(不図示)が形成されている。   The outer gear 320 is a ring-shaped member that forms part of a sprocket (not shown) that rotates in synchronization with the crankshaft 200. The outer gear 320 is arranged in a state where the central axis thereof coincides with the central axis of the cam shaft 300. A timing chain 250 is hung on the outer peripheral surface of the outer gear 320 (sprocket). For this reason, when the crankshaft 200 and the pulley 210 rotate, the rotation is transmitted to the outer gear 320 via the timing chain 250, and thereby the outer gear 320 rotates. Inner teeth (not shown) that mesh with the planetary gear 420 are formed on the inner peripheral surface of the outer gear 320.

遊星ギヤ420は、インナーギヤ310の外歯、及びアウターギヤ320の内歯の両方に噛み合った状態で配置された円形の歯車である。遊星ギヤ420は、後述のモーター400及び支持軸410により、インナーギヤ310の外周面に沿って円軌道を描くように旋回することが可能となっている。   The planetary gear 420 is a circular gear that is arranged in mesh with both the outer teeth of the inner gear 310 and the inner teeth of the outer gear 320. The planetary gear 420 can be swung in a circular orbit along the outer peripheral surface of the inner gear 310 by a motor 400 and a support shaft 410 described later.

モーター400は、電力の供給を受けて動作する回転電機である。モーター400は、インナーギヤ310の外周面に沿って遊星ギヤ420を旋回させるためのものである。モーター400の回転速度は、制御部100により制御される。また、モーター400は、その回転軸(出力軸)の回転角度が所定量(例えば10°)変化する毎に、パルス状の電圧信号を制御部100に向けて出力する。このような電圧信号は、モーター400に内蔵されたホールセンサ(不図示)により生じる。   The motor 400 is a rotating electric machine that operates by receiving power. The motor 400 is for turning the planetary gear 420 along the outer peripheral surface of the inner gear 310. The rotation speed of the motor 400 is controlled by the control unit 100. The motor 400 outputs a pulsed voltage signal to the control unit 100 every time the rotation angle of the rotation shaft (output shaft) changes by a predetermined amount (for example, 10 °). Such a voltage signal is generated by a hall sensor (not shown) built in the motor 400.

支持軸410は、モーター400と遊星ギヤ420と接続するものである。支持軸410は、回転部411と、連結部412と、支持部413とを有している。   The support shaft 410 is connected to the motor 400 and the planetary gear 420. The support shaft 410 includes a rotating part 411, a connecting part 412, and a support part 413.

回転部411は、モーター400の回転軸と一体となっている部分であって、その中心軸をカム軸300の中心軸と一致させた状態で配置されている。連結部412は、回転部411の端部(モーター400とは反対側の端部)から、回転部411の中心軸に対して垂直に伸びるように形成された部分である。支持部413は、連結部412の端部(回転部411とは反対側の端部)から、回転部411の中心軸に対して平行に伸びるように形成された部分である。支持部413の端部(連結部412とは反対側の端部)は、遊星ギヤ420に接続されている。遊星ギヤ420は、支持部413の中心軸周りに回転自在な状態で、支持部413の端部に取り付けられている。   The rotating portion 411 is a portion that is integral with the rotating shaft of the motor 400, and is arranged in a state in which the central axis thereof coincides with the central axis of the cam shaft 300. The connecting part 412 is a part formed so as to extend perpendicularly to the central axis of the rotating part 411 from the end part of the rotating part 411 (the end opposite to the motor 400). The support part 413 is a part formed so as to extend in parallel with the central axis of the rotating part 411 from the end part of the connecting part 412 (the end part opposite to the rotating part 411). The end portion of the support portion 413 (the end portion opposite to the connecting portion 412) is connected to the planetary gear 420. The planetary gear 420 is attached to the end portion of the support portion 413 so as to be rotatable around the central axis of the support portion 413.

既に述べたように、モーター400の回転速度は制御部100により制御される。モーター400の回転速度、すなわち、遊星ギヤ420の旋回速度がアウターギヤ320(スプロケット)の回転速度と同じである場合には、インナーギヤ310及びカム軸300の回転速度はアウターギヤ320の回転速度と同じである。このような状態においては、カム軸位相の値は一定であるから、吸気バルブの開閉タイミングも常に一定となる。   As already described, the rotation speed of the motor 400 is controlled by the control unit 100. When the rotation speed of the motor 400, that is, the turning speed of the planetary gear 420 is the same as the rotation speed of the outer gear 320 (sprocket), the rotation speed of the inner gear 310 and the camshaft 300 is the same as the rotation speed of the outer gear 320. The same. In such a state, the value of the cam shaft phase is constant, so that the opening / closing timing of the intake valve is also always constant.

一方、モーター400の回転速度が変化し、遊星ギヤ420の旋回速度がアウターギヤ320の回転速度と異なっているときには、カム軸位相が変化する。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変化する。   On the other hand, when the rotational speed of the motor 400 changes and the turning speed of the planetary gear 420 is different from the rotational speed of the outer gear 320, the camshaft phase changes. As a result, the opening / closing timing of the intake valve changes.

その後、モーター400の回転速度が再びアウターギヤ320の回転速度と同じになると、カム軸位相は再び一定の値(ただし、モーター400の回転速度が変化する前とは異なる値である)となり、吸気バルブの開閉タイミングも再び一定となる。このように、モーター400の回転速度を、アウターギヤ320の回転速度とは一時的に異ならせることでカム軸位相を変化させ、これにより吸気バルブの開閉タイミングを変化させることが可能となっている。   Thereafter, when the rotational speed of the motor 400 becomes the same as the rotational speed of the outer gear 320 again, the camshaft phase again becomes a constant value (however, a value different from that before the rotational speed of the motor 400 changes), and the intake air The opening / closing timing of the valve becomes constant again. Thus, the rotational speed of the motor 400 is temporarily different from the rotational speed of the outer gear 320 to change the camshaft phase, thereby changing the opening / closing timing of the intake valve. .

制御部100は、可変バルブシステム10の全体の動作、及び内燃機関の動作を制御するものである。制御部100は、CPU、RAM、ROM、インターフェース等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。   The control unit 100 controls the overall operation of the variable valve system 10 and the operation of the internal combustion engine. The control unit 100 is configured as a computer system including a CPU, a RAM, a ROM, an interface, and the like.

制御部100は、モーター400の回転速度を制御し、これによりカム軸位相を目標値に一致させる。具体的には、クランク角センサ240から入力されるパルスに基づいてクランク角度を算出し、カム角センサ340から入力される電圧信号に基づいてカム角度を算出する。その後、クランク角度とカム角度との差分に基づいて、現時点におけるカム軸位相を算出する。算出されたカム軸位相をフィードバックしながら、当該カム軸位相が目標値に一致するよう、モーター400の回転速度を制御する。   The control unit 100 controls the rotation speed of the motor 400, thereby matching the camshaft phase with the target value. Specifically, the crank angle is calculated based on the pulse input from the crank angle sensor 240, and the cam angle is calculated based on the voltage signal input from the cam angle sensor 340. Thereafter, the current cam shaft phase is calculated based on the difference between the crank angle and the cam angle. While the calculated camshaft phase is fed back, the rotation speed of the motor 400 is controlled so that the camshaft phase matches the target value.

可変バルブシステム10の動作について、図2を参照しながら説明する。図2には、可変バルブシステム10を搭載した車両の状態の変化が、5つのタイムチャートにより示されている。これら5つのタイムチャートのうち、(A)には、車両が備えるイグニッションスイッチの状態(ON又はOFF)の時間変化が示されている。(B)には、内燃機関の回転数の時間変化が示されている。(C)には、制御部100の作動状態(ON又はOFF)の時間変化が示されている。(D)には、制御部100で算出されるカム軸位相の値の変化が示されている。(E)には、クランク角センサ240で測定され、制御部100で算出されるクランク角度の変化が示されている。   The operation of the variable valve system 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, changes in the state of the vehicle equipped with the variable valve system 10 are shown by five time charts. Of these five time charts, (A) shows the time change of the state (ON or OFF) of the ignition switch provided in the vehicle. (B) shows the time change of the rotational speed of the internal combustion engine. (C) shows the time change of the operating state (ON or OFF) of the control unit 100. (D) shows a change in the value of the camshaft phase calculated by the control unit 100. (E) shows a change in the crank angle measured by the crank angle sensor 240 and calculated by the control unit 100.

尚、後に説明する図3及び図5においても、図2と同様に5つのタイムチャートが示されている。それぞれの図において(A),(B),(C),(D),(E)により示されるものは、上記の図2の各タイムチャートで示されるもの(イグニッションスイッチの状態等)と同じである。   In FIGS. 3 and 5 described later, five time charts are shown as in FIG. In each figure, what is indicated by (A), (B), (C), (D), (E) is the same as that shown in each time chart of FIG. 2 (the state of the ignition switch, etc.). It is.

図2には、時刻t10においてイグニッションスイッチがONからOFFとされた後、時刻t30において再びイグニッションスイッチがONとされたときにおける、車両の状態の変化が示されている。   FIG. 2 shows a change in the state of the vehicle when the ignition switch is turned ON again at time t30 after the ignition switch is turned OFF from time ON at time t10.

時刻t10よりも前の期間においては、イグニッションスイッチはONの状態となっており(図2(A))、制御部100も作動中(ON)の状態となっている(図2(C))。内燃機関の回転数(クランク軸200の回転数ともいえる)は、概ね一定の値SP10となっている(図2(B))。また、カム角位相は目標値(値CF10)となるように制御されている(図2(D))。   In a period prior to time t10, the ignition switch is in an ON state (FIG. 2A), and the control unit 100 is also in operation (ON) (FIG. 2C). . The rotational speed of the internal combustion engine (also referred to as the rotational speed of the crankshaft 200) is a substantially constant value SP10 (FIG. 2B). Further, the cam angle phase is controlled to be a target value (value CF10) (FIG. 2D).

クランク角度は、下限値CL10(例えば0°)から上限値CL20(例えば360°)まで上昇することを繰り返す(図2(E))。尚、クランク角度が上限値CL20から下限値CL10に戻るタイミングは、被検出体230の欠け歯箇所がクランク角センサ240を通過したタイミングである。   The crank angle is repeatedly increased from the lower limit value CL10 (for example, 0 °) to the upper limit value CL20 (for example, 360 °) (FIG. 2E). Note that the timing at which the crank angle returns from the upper limit value CL20 to the lower limit value CL10 is the timing at which the missing tooth portion of the detected object 230 passes the crank angle sensor 240.

時刻t10において、運転者によりイグニッションスイッチがOFFにされると、内燃機関の回転数は値SP10から次第に低下して行き、最終的には0となる(図2(B))。時刻t10以降、少なくとも内燃機関の回転数が0となるまでにおいては、制御部100は作動中のままとなっている(図2(C))。その間、クランク角センサ240によるクランク角度の測定、及び、カム角センサ340によるカム角度の測定は、継続して行われる(図2(E))。また、これらに基づくカム角位相の算出及び制御も継続して行われる(図2(D))。   When the ignition switch is turned off by the driver at time t10, the rotational speed of the internal combustion engine gradually decreases from the value SP10 and finally becomes 0 (FIG. 2 (B)). After time t10, at least until the number of revolutions of the internal combustion engine becomes zero, the control unit 100 remains in operation (FIG. 2 (C)). Meanwhile, measurement of the crank angle by the crank angle sensor 240 and measurement of the cam angle by the cam angle sensor 340 are continuously performed (FIG. 2E). Further, the calculation and control of the cam angle phase based on these are continuously performed (FIG. 2D).

内燃機関の回転数が0になると、制御部100は動作を停止してOFFの状態となる(時刻t20)。制御部100が停止しているので、時刻t20以降、イグニッションスイッチがONとされる時刻t30までの期間においては、クランク角センサ240によるクランク角度の測定、カム角センサ340によるカム角度の測定、及びこれらに基づくカム角位相の算出及び制御は、いずれも行われない。   When the rotational speed of the internal combustion engine becomes 0, the control unit 100 stops its operation and is turned off (time t20). Since the control unit 100 is stopped, the crank angle measurement by the crank angle sensor 240, the cam angle measurement by the cam angle sensor 340, and the time from the time t20 to the time t30 when the ignition switch is turned ON, Neither calculation nor control of the cam angle phase based on these is performed.

図2に示される例では、時刻t20から時刻t30までの期間は、車両は停止したままであり、クランク角度は変化しない。つまり、時刻t30におけるクランク角度、カム角度、及びカム角位相は、時刻t20におけるクランク角度、カム角度、及びカム角位相とそれぞれ同一である。   In the example shown in FIG. 2, during the period from time t20 to time t30, the vehicle remains stopped and the crank angle does not change. That is, the crank angle, cam angle, and cam angle phase at time t30 are the same as the crank angle, cam angle, and cam angle phase at time t20, respectively.

制御部100は、その作動状態が前回OFFとされた際(時刻t20)におけるクランク角度及びカム角度をそれぞれ記憶している。時刻t20において記憶されたクランク角度及びカム角度のことを、以下ではそれぞれ「前回クランク角度」「前回カム角度」とも表記する。   The control unit 100 stores the crank angle and the cam angle when the operating state was previously turned off (time t20). The crank angle and the cam angle stored at time t20 are also referred to as “previous crank angle” and “previous cam angle”, respectively.

時刻t30においてイグニッションスイッチがONとされると、制御部100は、内燃機関を始動させるための制御(以下、「始動時制御」とも称する)を開始する。始動時制御には、内燃機関における点火(点火タイミングや点火エネルギー)を調整する点火制御、燃料噴射を調整する噴射制御が含まれる。また、カム軸位相を目標値に一致させるカム軸位相制御も含まれる。   When the ignition switch is turned on at time t30, control unit 100 starts control for starting the internal combustion engine (hereinafter also referred to as “starting time control”). The start-up control includes ignition control for adjusting ignition (ignition timing and ignition energy) in the internal combustion engine, and injection control for adjusting fuel injection. Also included is cam shaft phase control for matching the cam shaft phase to the target value.

これらの始動時制御を行うには、制御部100が現時点のクランク角度及びカム角度をそれぞれ把握している必要がある。そこで、図2に示される例のような場合、すなわち、車両の停止中においてクランク角度が変化しなかった場合には、制御部100は、記憶されていた前回クランク角度を、現時点におけるクランク角度として用いる。   In order to perform the start-up control, the control unit 100 needs to grasp the current crank angle and cam angle. Therefore, in the case of the example shown in FIG. 2, that is, when the crank angle does not change while the vehicle is stopped, the control unit 100 uses the stored previous crank angle as the current crank angle. Use.

制御部100は、被検出体230の欠け歯箇所がクランク角センサ240を通過し、これによりクランク角度の値が確定するのを待つことなく、現時点におけるクランク角度を迅速に把握することができる。その結果、上記始動時制御を迅速に開始することができる。   The control unit 100 can quickly grasp the current crank angle without waiting for the missing tooth portion of the detected object 230 to pass through the crank angle sensor 240 and thereby determine the value of the crank angle. As a result, the starting control can be started quickly.

時刻t30においては、クランク角度、カム角度、及びカム軸位相が直ちに算出される。このため、内燃機関は直ちに始動され、その回転数が上昇していく(図2(B))。また、時刻t10よりも前の期間と同様に、時刻t30以降は、クランク角度は下限値CL10から上限値CL20まで上昇することを繰り返す(図2(E))。   At time t30, the crank angle, cam angle, and cam shaft phase are immediately calculated. For this reason, the internal combustion engine is started immediately, and its rotational speed increases (FIG. 2 (B)). Similarly to the period before time t10, after time t30, the crank angle repeatedly increases from the lower limit value CL10 to the upper limit value CL20 (FIG. 2E).

図3には、時刻t20から時刻t30までの期間(車両が停止している期間)において、クランク角度が変化した場合の例が示されている。このようなクランク角度の変化は、例えば、車両において所謂「押し掛け」が行われた場合などに生じる。図3の例では、時刻t20におけるクランク角度(すなわち前回クランク角度)は値CL15となっている。また、時刻t30におけるクランク角度は値CL16となっている。クランク角度の変化に伴い、カム角度も変化している。   FIG. 3 shows an example in which the crank angle changes during a period from time t20 to time t30 (period in which the vehicle is stopped). Such a change in the crank angle occurs, for example, when a so-called “push” is performed in the vehicle. In the example of FIG. 3, the crank angle at time t20 (ie, the previous crank angle) is the value CL15. Further, the crank angle at time t30 is a value CL16. As the crank angle changes, the cam angle also changes.

既に述べたように、カム角センサ340は、カム角度の絶対値を測定することのできるセンサ(絶対角センサ)となっている。このため、上記のようにクランク角度及びカム角度が車両の停止中に変化した場合であっても、時刻t30において直ちにカム角度を測定することができる。一方、クランク角センサ240は絶車両の停止中にクランク角度は変化している(ただし、変化量は不明である)ので、現時点におけるクランク角度として前回クランク角度を用いることはできない。   As already described, the cam angle sensor 340 is a sensor (absolute angle sensor) that can measure the absolute value of the cam angle. Therefore, even when the crank angle and the cam angle change while the vehicle is stopped as described above, the cam angle can be measured immediately at time t30. On the other hand, since the crank angle of the crank angle sensor 240 changes while the vehicle is stopped (however, the amount of change is unknown), the previous crank angle cannot be used as the current crank angle.

そこで、図3に示される例では、時刻t30以降は所謂クランキングを行うことによりクランク軸200を回転させる。被検出体230が回転し、被検出体230の欠け歯箇所がクランク角センサ240の近傍を通過すると、その時点でクランク角度を確定させることができる。図3では、クランク角度が上記のように確定した時刻が時刻t40として示されている。また、クランキングが行われている時における内燃機関の回転数の値が、値SP05として示されている(図3(B))。値SP05は、値SP10よりも小さな値である。   Therefore, in the example shown in FIG. 3, the crankshaft 200 is rotated by performing so-called cranking after time t30. When the detected object 230 rotates and the missing tooth portion of the detected object 230 passes near the crank angle sensor 240, the crank angle can be determined at that time. In FIG. 3, the time when the crank angle is determined as described above is shown as time t40. Further, the value of the rotational speed of the internal combustion engine when cranking is being performed is indicated as a value SP05 (FIG. 3B). The value SP05 is a value smaller than the value SP10.

時刻t40以降は、クランク角度、カム角度がいずれも算出されるので、これらに基づいてカム角位相の算出及び制御が開始される。図3(D)に示される例では、クランク角度が確定した直後において算出されたカム角位相(時刻t40におけるカム角位相の実測値)が、停車前とは異なる値CF05になっている。その後、カム角位相制御が開始されることにより、カム角位相は値CF05から直ちに目標値(値CF10)に変化している。   After time t40, the crank angle and the cam angle are both calculated, and the calculation and control of the cam angle phase is started based on these. In the example shown in FIG. 3D, the cam angle phase (measured value of the cam angle phase at time t40) calculated immediately after the crank angle is determined is a value CF05 that is different from that before stopping. Thereafter, the cam angle phase control is started, so that the cam angle phase immediately changes from the value CF05 to the target value (value CF10).

カム角位相制御が開始された時刻t40以降においては、制御部100は、カム角位相制御に続いて点火制御及び噴射制御を開始する。   After time t40 when the cam angle phase control is started, the control unit 100 starts ignition control and injection control following the cam angle phase control.

尚、クランキングが行われている時刻t30から時刻t40までの期間においては、クランク軸200が回転しており、クランク角度の実際の値は変化している。しかしながら、測定値としてのクランク角度は上記のように確定しておらず、制御部100はその正確な値を把握することができない。このため、図3(E)では、時刻t30から時刻t40までの期間におけるクランク角度(測定値)の変化が示されていない。   In the period from time t30 when cranking is performed to time t40, the crankshaft 200 is rotating and the actual value of the crank angle is changing. However, the crank angle as the measurement value is not fixed as described above, and the control unit 100 cannot grasp the accurate value. For this reason, FIG. 3E does not show the change in the crank angle (measured value) in the period from time t30 to time t40.

図2及び図3に示されるような動作を実現するために、制御部100で行われる処理の具体的な内容について、図4を参照しながら説明する。図4は、車両の始動時において実行される処理の流れを示すフローチャートである。   The specific contents of the processing performed by the control unit 100 in order to realize the operation as shown in FIGS. 2 and 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing executed when the vehicle is started.

最初のステップS01では、イグニッションスイッチの状態がONであるか否かが判定される。イグニッションスイッチがOFFの状態であれば、図4に示される一連の処理を終了する。イグニッションスイッチがONの状態であれば、ステップS02に移行する。   In the first step S01, it is determined whether or not the ignition switch is ON. If the ignition switch is OFF, the series of processes shown in FIG. 4 is terminated. If the ignition switch is ON, the process proceeds to step S02.

ステップS02では、カム角度の読み出しが行われる。つまり、カム角センサ340から入力されている電圧信号に基づいて、現時点のカム角度が算出される。   In step S02, the cam angle is read. That is, the current cam angle is calculated based on the voltage signal input from the cam angle sensor 340.

ステップS02に続くステップS03では、ステップS02で読み出された現時点のカム角度(以下、「今回カム角度」とも表記する)が、記憶されている前回カム角度と同じであるか否かが判定される。今回カム角度が前回カム角度と同じであれば、ステップS04に移行する。   In step S03 following step S02, it is determined whether or not the current cam angle read in step S02 (hereinafter also referred to as “current cam angle”) is the same as the stored previous cam angle. The If the current cam angle is the same as the previous cam angle, the process proceeds to step S04.

ステップS04に移行したということは、図2に示される例と同様に、車両の停止中においてクランク角度が変化しなかったということである。つまり、現時点におけるクランク角度は、記憶されている前回クランク角度と同じであるということである。   The transition to step S04 means that the crank angle did not change while the vehicle was stopped, as in the example shown in FIG. That is, the current crank angle is the same as the stored previous crank angle.

このため、ステップS04では、記憶されていた前回クランク角度が、現時点におけるクランク角度として設定される。制御部100は、被検出体230の欠け歯箇所がクランク角センサ240を通過し、これによりクランク角度の値が確定するのを待つことなく、現時点におけるクランク角度を迅速に把握することとなる。   For this reason, in step S04, the stored previous crank angle is set as the current crank angle. The control unit 100 quickly grasps the current crank angle without waiting for the missing tooth portion of the detection object 230 to pass through the crank angle sensor 240 and thereby determining the value of the crank angle.

ステップS04に続くステップS05では、始動時制御(点火制御、噴射制御、カム軸位相制御)が開始される。この場合の始動時制御は、図2の時刻t30以降に行われる制御として既に説明したものである。   In step S05 following step S04, start-up control (ignition control, injection control, camshaft phase control) is started. The start-up control in this case has already been described as control performed after time t30 in FIG.

ステップS03において、今回カム角度が前回カム角度と異なっている場合には、ステップS06に移行する。ステップS06に移行したということは、図3に示される例と同様に、車両の停止中において押し掛けが行われる等により、クランク角度が変化したということである。つまり、現時点におけるクランク角度は、記憶されている前回クランク角度と異なっているということである。   In step S03, when the current cam angle is different from the previous cam angle, the process proceeds to step S06. The transition to step S06 means that the crank angle has changed as a result of being pushed while the vehicle is stopped, as in the example shown in FIG. That is, the current crank angle is different from the previously stored crank angle.

そこで、ステップS06では、クランク角度を確定させるためにクランキングが開始される。ステップS06に続くテップS07では、クランク角度が確定したか否かが判定される。クランク角度が確定した場合には、ステップS08に移行する。クランク角度が確定していない場合、すなわち、被検出体230の欠け歯箇所がクランク角センサ240を未だ通過していない場合には、ステップS07の処理が繰り返し実行される。   Therefore, in step S06, cranking is started to determine the crank angle. In step S07 following step S06, it is determined whether or not the crank angle has been determined. When the crank angle is determined, the process proceeds to step S08. When the crank angle has not been determined, that is, when the missing tooth portion of the detected object 230 has not yet passed through the crank angle sensor 240, the process of step S07 is repeatedly executed.

ステップS08に移行した時点(図3における時刻t40)以降は、クランク角度、カム角度がいずれも算出される。このため、ステップS08では、カム角位相の算出及び制御が開始される。その後、ステップS05に移行し、始動時制御(点火制御、噴射制御、カム軸位相制御)が開始される。この場合の始動時制御は、図3の時刻t40以降に行われる制御として既に説明したものである。   After the time of transition to step S08 (time t40 in FIG. 3), both the crank angle and the cam angle are calculated. For this reason, in step S08, the calculation and control of the cam angle phase is started. Thereafter, the process proceeds to step S05, and start-up control (ignition control, injection control, camshaft phase control) is started. The start-up control in this case has already been described as control performed after time t40 in FIG.

以上のように、第1実施形態に係る可変バルブシステム10では、絶対角センサであるカム角センサ340の測定値に基づいて、始動時制御が開始される。制御部100が作動し始めると、現時点におけるカム角度が直ちに且つ正確に測定される。このため、内燃機関が始動された直後においても、適切なタイミングで吸気バルブを開閉させることができる。   As described above, in the variable valve system 10 according to the first embodiment, the startup control is started based on the measured value of the cam angle sensor 340 that is an absolute angle sensor. When the control unit 100 starts operating, the current cam angle is measured immediately and accurately. For this reason, the intake valve can be opened and closed at an appropriate timing even immediately after the internal combustion engine is started.

尚、記憶されていた前回カム角度が何らかの原因(例えばノイズなど)により失われていた場合には、ステップS03において前回カム角度を読み出すことができない。このような場合には、ステップS03からステップS06に強制的に移行して、ステップS06以降の処理が行われる。   If the stored previous cam angle is lost for some reason (for example, noise), the previous cam angle cannot be read in step S03. In such a case, the process is forcibly shifted from step S03 to step S06, and the processes after step S06 are performed.

また、制御部100の停止時における前回クランク角度の記憶、及び前回カム角度の記憶がいずれも行われないこととした上で、ステップS01に続いてステップS06以降の処理が必ず行われるような態様としてもよい。   In addition, it is assumed that the previous crank angle and the previous cam angle are not stored when the control unit 100 is stopped, and the process after step S06 is always performed after step S01. It is good.

本発明の第2実施形態に係る可変バルブシステム(図示省略)について説明する。第2実施形態は、図1に示される可変バルブシステム10のクランク角センサ240を、カム角センサ340と同様の絶対角センサに置き換えたものである。具体的には、クランク軸200の被検出体230を被検出体330と同様の構成のものに置き換えて、クランク角センサ240をカム角センサ340と同様のギャップセンサに置き換えたものである。第2実施形態における制御部100は、クランク角センサ240から入力される電圧信号の値に基づいて、クランク角度の絶対値を算出する。   A variable valve system (not shown) according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the crank angle sensor 240 of the variable valve system 10 shown in FIG. 1 is replaced with an absolute angle sensor similar to the cam angle sensor 340. Specifically, the detected object 230 of the crankshaft 200 is replaced with one having the same configuration as the detected object 330, and the crank angle sensor 240 is replaced with a gap sensor similar to the cam angle sensor 340. The control unit 100 according to the second embodiment calculates the absolute value of the crank angle based on the value of the voltage signal input from the crank angle sensor 240.

図5には、第2実施形態に係る可変バルブシステム10を搭載した車両の状態の変化が示されている。本実施形態においても、制御部100がOFFとなっている時刻t20から時刻t30までの期間においては、クランク角センサ240によるクランク角度の測定、カム角センサ340によるカム角度の測定、及びこれらに基づくカム角位相の算出及び制御は、いずれも行われない。   FIG. 5 shows changes in the state of a vehicle equipped with the variable valve system 10 according to the second embodiment. Also in the present embodiment, during the period from time t20 to time t30 when the control unit 100 is OFF, measurement of the crank angle by the crank angle sensor 240, measurement of the cam angle by the cam angle sensor 340, and based on these. Neither calculation nor control of the cam angle phase is performed.

時刻t30においてイグニッションスイッチがONとされると、制御部100は始動時制御を開始する。本実施形態においても、始動時制御を行うには、制御部100が現時点のクランク角度及びカム角度をそれぞれ把握している必要がある。   When the ignition switch is turned on at time t30, the control unit 100 starts the starting control. Also in the present embodiment, in order to perform the start-up control, the control unit 100 needs to grasp the current crank angle and cam angle.

本実施形態においては、カム角センサ340のみならず、クランク角センサ240も絶対角センサとして構成されている。このため、時刻t20から時刻t30までの期間においてクランク角度が変化したか否かに拘らず、時刻t30において(クランキングによる欠け歯の通過を待つことなく)直ちに正確なクランク角センサを計測することが可能となっている。   In the present embodiment, not only the cam angle sensor 340 but also the crank angle sensor 240 is configured as an absolute angle sensor. Therefore, regardless of whether or not the crank angle has changed during the period from time t20 to time t30, an accurate crank angle sensor is measured immediately at time t30 (without waiting for missing teeth to pass by cranking). Is possible.

時刻t30以降、クランク角度及びカム角度がいずれも算出されるので、これらに基づいてカム角位相の算出及び制御が開始される。図5(D)に示される例では、時刻t30以降において最初に算出されたカム角位相(時刻t30におけるカム角位相の実測値)が、停車前とは異なる値CF05になっている。その後、カム角位相制御が開始されることにより、カム角位相は値CF05から直ちに目標値(値CF10)に変化している。時刻t30でカム角位相制御が開始された以降における車両の状態は、図2の時刻t30以降、及び図3の時刻t40以降における車両の状態と同じである。   Since both the crank angle and the cam angle are calculated after time t30, the calculation and control of the cam angle phase is started based on these. In the example shown in FIG. 5D, the cam angle phase calculated first after time t30 (actual value of the cam angle phase at time t30) is a value CF05 different from that before stopping. Thereafter, the cam angle phase control is started, so that the cam angle phase immediately changes from the value CF05 to the target value (value CF10). The state of the vehicle after the cam angle phase control is started at time t30 is the same as the state of the vehicle after time t30 in FIG. 2 and after time t40 in FIG.

図5に示されるような動作を実現するために、制御部100で行われる処理の具体的な内容について、図6を参照しながら説明する。図6は、車両の始動時において実行される処理の流れを示すフローチャートである。   In order to realize the operation shown in FIG. 5, the specific contents of the processing performed by the control unit 100 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing executed when the vehicle is started.

最初のステップS11では、イグニッションスイッチの状態がONであるか否かが判定される。イグニッションスイッチがOFFの状態であれば、図6に示される一連の処理を終了する。イグニッションスイッチがONの状態であれば、ステップS12に移行する。   In the first step S11, it is determined whether or not the state of the ignition switch is ON. If the ignition switch is OFF, the series of processes shown in FIG. If the ignition switch is on, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、クランク角度の読み出しが行われる。つまり、クランク角センサ240から入力されている電圧信号に基づいて、現時点のクランク角度が算出される。   In step S12, the crank angle is read out. That is, the current crank angle is calculated based on the voltage signal input from the crank angle sensor 240.

ステップS12に続くステップS13では、カム角度の読み出しが行われる。つまり、カム角センサ340から入力されている電圧信号に基づいて、現時点のカム角度が算出される。   In step S13 following step S12, the cam angle is read. That is, the current cam angle is calculated based on the voltage signal input from the cam angle sensor 340.

ステップS13に続くステップS14では、始動時制御(点火制御、噴射制御、カム軸位相制御)が開始される。この場合の始動時制御は、図5の時刻t30以降に行われる制御として既に説明したものである。   In step S14 following step S13, start-up control (ignition control, injection control, camshaft phase control) is started. The start-up control in this case has already been described as control performed after time t30 in FIG.

以上のように、第2実施形態に係る可変バルブシステム10では、絶対角センサであるクランク角センサ240の測定値、及び絶対角センサであるカム角センサ340の測定値、
の両方に基づいて始動時制御が開始される。制御部100が作動し始めると、現時点におけるクランク角度及びカム角度の両方がそれぞれ直ちに且つ正確に測定される。このため、内燃機関が始動された直後においても、適切なタイミングで吸気バルブを開閉させることができる。
As described above, in the variable valve system 10 according to the second embodiment, the measured value of the crank angle sensor 240, which is an absolute angle sensor, and the measured value of the cam angle sensor 340, which is an absolute angle sensor,
Based on both of these, the starting control is started. When the control unit 100 starts to operate, both the current crank angle and the cam angle are measured immediately and accurately. For this reason, the intake valve can be opened and closed at an appropriate timing even immediately after the internal combustion engine is started.

以上においては、モーター400の駆動力によってカム角位相を変化させる構成について説明したが、本発明の実施態様はこのような構成に限定されない。例えば、モーター400のような回転電機ではなく、油圧機構の動作によってカム角位相を変化させる構成としてもよい。   In the above, the configuration in which the cam angle phase is changed by the driving force of the motor 400 has been described, but the embodiment of the present invention is not limited to such a configuration. For example, the cam angle phase may be changed not by a rotating electrical machine such as the motor 400 but by an operation of a hydraulic mechanism.

また、絶対角センサもギャップを検出する方式に限らず、他の手段で回転角度を検出する方式としてもよい。   Further, the absolute angle sensor is not limited to the method of detecting the gap, and may be a method of detecting the rotation angle by other means.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

10:可変バルブシステム
100:制御部
200:クランク軸
240:クランク角センサ
300:カム軸
340:カム角センサ
400:モーター
410:支持軸
10: Variable valve system 100: Control unit 200: Crank shaft 240: Crank angle sensor 300: Cam shaft 340: Cam angle sensor 400: Motor 410: Support shaft

Claims (7)

内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、
前記内燃機関のクランク軸(200)の回転角度を測定するクランク角測定部(240)と、
前記クランク軸に連動し前記バルブを開閉させるカム軸(300)、の回転角度を測定するカム角測定部(340)と、
前記内燃機関の始動時制御を行う制御部(100)と、を備え、
前記カム角測定部は、前記カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
前記制御部は、
前記カム角測定部で測定された前記カム軸の回転角度に基づいて、前記始動時制御を開始し、
前記制御部は、
前記内燃機関が前回停止された際における前記カム軸の回転角度である第1角度を記憶しており、
前記始動時制御の開始直前における前記カム軸の回転角度である第2角度が、前記第1角度と一致していた場合には、前記クランク軸の回転角度の確定を待つことなく前記始動時制御を開始することを特徴とする可変バルブシステム。
A variable valve system that changes the opening and closing timing of a valve in an internal combustion engine,
A crank angle measuring unit (240) for measuring a rotation angle of the crankshaft (200) of the internal combustion engine;
A cam angle measuring unit (340) for measuring a rotation angle of a cam shaft (300) that opens and closes the valve in conjunction with the crank shaft;
A control unit (100) for performing start-up control of the internal combustion engine,
The cam angle measurement unit is configured as an absolute angle sensor that measures an absolute rotation angle of the cam shaft,
The controller is
Based on the rotation angle of the cam shaft measured by the cam angle measuring unit, the control at the start is started ,
The controller is
Storing a first angle which is a rotation angle of the camshaft when the internal combustion engine was previously stopped;
When the second angle, which is the rotation angle of the camshaft immediately before the start time control is started, coincides with the first angle, the start time control is performed without waiting for the determination of the rotation angle of the crankshaft. A variable valve system characterized by starting .
前記第2角度が前記第1角度と異なっていた場合には、前記クランク軸の回転角度が確定した後に前記始動時制御を開始することを特徴とする、請求項に記載の可変バルブシステム。 2. The variable valve system according to claim 1 , wherein when the second angle is different from the first angle, the start-time control is started after the rotation angle of the crankshaft is determined. 内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、
前記内燃機関のクランク軸(200)の回転角度を測定するクランク角測定部(240)と、
前記クランク軸に連動し前記バルブを開閉させるカム軸(300)、の回転角度を測定するカム角測定部(340)と、
前記内燃機関の始動時制御を行う制御部(100)と、を備え、
前記カム角測定部は、前記カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
前記制御部は、
前記カム角測定部で測定された前記カム軸の回転角度に基づいて、前記始動時制御を開始し、
前記クランク角測定部は、前記クランク軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
前記制御部は、
前記クランク角測定部で測定された前記クランク軸の回転角度、及び、前記カム角測定部で測定された前記カム軸の回転角度の両方に基づいて、前記始動時制御を開始することを特徴とする可変バルブシステム。
A variable valve system that changes the opening and closing timing of a valve in an internal combustion engine,
A crank angle measuring unit (240) for measuring a rotation angle of the crankshaft (200) of the internal combustion engine;
A cam angle measuring unit (340) for measuring a rotation angle of a cam shaft (300) that opens and closes the valve in conjunction with the crank shaft;
A control unit (100) for performing start-up control of the internal combustion engine,
The cam angle measurement unit is configured as an absolute angle sensor that measures an absolute rotation angle of the cam shaft,
The controller is
Based on the rotation angle of the cam shaft measured by the cam angle measuring unit, the control at the start is started,
The crank angle measurement unit is configured as an absolute angle sensor that measures an absolute rotation angle of the crankshaft,
The controller is
The start-up control is started based on both the rotation angle of the crankshaft measured by the crank angle measurement unit and the rotation angle of the camshaft measured by the cam angle measurement unit. variable valve system that.
前記始動時制御には、前記内燃機関における点火を調整する点火制御が含まれることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか1項に記載の可変バルブシステム。 The variable valve system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the start-up control includes ignition control for adjusting ignition in the internal combustion engine. 前記始動時制御には、前記内燃機関における燃料噴射を調整する噴射制御が含まれることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか1項に記載の可変バルブシステム。 The variable valve system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the start-up control includes injection control for adjusting fuel injection in the internal combustion engine. 前記始動時制御には、前記クランク軸に対する前記カム軸の相対的な回転角度であるカム軸位相を、目標値に一致させるカム軸位相制御が含まれることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか1項に記載の可変バルブシステム。 Wherein the start control is characterized in that the relative rotation is the angle camshaft phase of the camshaft relative to the crankshaft includes a camshaft phase control to match the target value, according to claim 1 to 3 The variable valve system according to any one of the above. 前記カム軸位相制御は、前記クランク角測定部で測定された前記クランク軸の回転角度、前記カム角測定部で測定された前記カム軸の回転角度、の両方に基づいて前記カム軸位相を算出し、算出された前記カム軸位相をフィードバックすることにより行われることを特徴とする、請求項に記載の可変バルブシステム。 The cam shaft phase control calculates the cam shaft phase based on both the rotation angle of the crank shaft measured by the crank angle measurement unit and the rotation angle of the cam shaft measured by the cam angle measurement unit. The variable valve system according to claim 6 , wherein the variable valve system is performed by feeding back the calculated camshaft phase.
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