JP2002106373A - 電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置 - Google Patents
電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置Info
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- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気バルブを電磁アクチュエータによって駆
動するエンジンにおいて、エンジンの始動特性の向上を
図り、信号系異常の際であってもエンジン運転を維持す
る。 【解決手段】 信号系の異常やエンジン始動の状態を含
む非正常状態を検出して所定の定電流を駆動電流として
電磁アクチュエータに供給し、エンジン吸気バルブの閉
弁保持力を適切に制御する。
動するエンジンにおいて、エンジンの始動特性の向上を
図り、信号系異常の際であってもエンジン運転を維持す
る。 【解決手段】 信号系の異常やエンジン始動の状態を含
む非正常状態を検出して所定の定電流を駆動電流として
電磁アクチュエータに供給し、エンジン吸気バルブの閉
弁保持力を適切に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁アクチュエー
タによるエンジンの吸気バルブの開閉制御装置に関す
る。
タによるエンジンの吸気バルブの開閉制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの運転状態に応じて電磁アクチ
ュエータへの供給電流を調整し、電磁アクチュエータに
よって該エンジンの吸気バルブの開閉動作を制御する開
閉制御装置は、例えば特開平９−２１７６１３号公報に
開示されている。かかる開閉制御装置は、例えばエンジ
ンパラメータの検出センサと、エンジンパラメータに基
づいて電磁アクチュエータへの供給電流を演算して供給
電流値を指定する演算回路と、この指定された供給電流
値に応じて電磁アクチュエータを駆動する駆動回路と、
からなっている。
ュエータへの供給電流を調整し、電磁アクチュエータに
よって該エンジンの吸気バルブの開閉動作を制御する開
閉制御装置は、例えば特開平９−２１７６１３号公報に
開示されている。かかる開閉制御装置は、例えばエンジ
ンパラメータの検出センサと、エンジンパラメータに基
づいて電磁アクチュエータへの供給電流を演算して供給
電流値を指定する演算回路と、この指定された供給電流
値に応じて電磁アクチュエータを駆動する駆動回路と、
からなっている。
【０００３】かかる従来例においては、例えば、クラン
ク角センサから得られるエンジン回転数データがノイズ
の影響で異常に大きな値となることがある。また、演算
回路をマイコンで構成した場合に、マイコン自体のエラ
ーを示すエラー信号が発せられることもある。更には、
電磁アクチュエータ内に磁気センサを設けた場合に、こ
の磁気センサからの信号が異常となることもある。
ク角センサから得られるエンジン回転数データがノイズ
の影響で異常に大きな値となることがある。また、演算
回路をマイコンで構成した場合に、マイコン自体のエラ
ーを示すエラー信号が発せられることもある。更には、
電磁アクチュエータ内に磁気センサを設けた場合に、こ
の磁気センサからの信号が異常となることもある。
【０００４】かかるセンサ系や演算回路系を含むいわゆ
る信号系の異常状態の下では、電磁アクチュエータによ
る吸気バルブの開閉制御が適切に行われなくなるという
問題がある。また、このエンジン回転数をパラメータと
するデータマップによって吸気バルブの開閉タイミング
やリフト量等を設定するが、エンジン始動の際等のクラ
ンク角の変化速度が極めて小さい場合に得られるエンジ
ン回転数は低過ぎるので適切なマップ値が得られないと
いう問題もある。
る信号系の異常状態の下では、電磁アクチュエータによ
る吸気バルブの開閉制御が適切に行われなくなるという
問題がある。また、このエンジン回転数をパラメータと
するデータマップによって吸気バルブの開閉タイミング
やリフト量等を設定するが、エンジン始動の際等のクラ
ンク角の変化速度が極めて小さい場合に得られるエンジ
ン回転数は低過ぎるので適切なマップ値が得られないと
いう問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決するためになされたものであって、
信号系の異常状態やエンジン回転数の非正常状態下にあ
ってもエンジンの運転を維持し得る電磁アクチュエータ
による吸気バルブの開閉制御装置を提供することにあ
る。
来技術の問題を解決するためになされたものであって、
信号系の異常状態やエンジン回転数の非正常状態下にあ
ってもエンジンの運転を維持し得る電磁アクチュエータ
による吸気バルブの開閉制御装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるエンジン吸
気バルブ開閉制御装置は、エンジンの吸気バルブに結合
した可動子を有する電磁アクチュエータと、エンジンの
エンジンパラメータ信号を得て、得られたエンジンパラ
メータ信号に基づいて目標開度電流を設定する設定回路
と、該目標開度電流に従って、該電磁アクチュエータを
駆動する駆動回路と、からなるエンジン吸気バルブ開閉
制御装置であって、該設定回路が異常状態であること、
または該エンジンパラメータ信号のうちエンジン回転数
信号が所定回転数以下のエンジン回転数を示すことを判
別したとき、非正常状態であると判別する判別手段と、
該判別手段が非正常状態を判別している限り該目標開度
電流を所定定電流とする修正手段と、を含むことを特徴
とする。
気バルブ開閉制御装置は、エンジンの吸気バルブに結合
した可動子を有する電磁アクチュエータと、エンジンの
エンジンパラメータ信号を得て、得られたエンジンパラ
メータ信号に基づいて目標開度電流を設定する設定回路
と、該目標開度電流に従って、該電磁アクチュエータを
駆動する駆動回路と、からなるエンジン吸気バルブ開閉
制御装置であって、該設定回路が異常状態であること、
または該エンジンパラメータ信号のうちエンジン回転数
信号が所定回転数以下のエンジン回転数を示すことを判
別したとき、非正常状態であると判別する判別手段と、
該判別手段が非正常状態を判別している限り該目標開度
電流を所定定電流とする修正手段と、を含むことを特徴
とする。
【０００７】
【０００８】
【実施例】本発明に係る吸気バルブ開閉制御装置につい
て、図１以下に示される実施例に基づいて説明する。図
１に示した本発明による内燃エンジンの吸気バルブ開閉
制御装置においては、車載内燃エンジン等のエンジン
（図示せず）のクランク軸に設けられたクランク角セン
サ（図示せず）及びカム角センサ（図示せず）から検出
されるクランク角センサ信号１２及びカムのカム角セン
サ信号１４がインターフェース回路１０を経てクランク
角信号１１２及びカム角信号１１４としてサブコントロ
ーラ２０に供給される。インターフェース回路１０は、
クランク角センサ信号１２とカム角センサ信号１４に対
してレベル変換等の所定の処理を施してクランク角信号
１１２及びカム角信号１１４を得る。サブコントローラ
２０はクランク角信号１１２若しくはカム角信号１１４
によってエンジン回転数信号を得る。このエンジン回転
数信号は、スロットル開度、エンジン吸気負圧、エンジ
ン吸入空気量、エンジン温度等と共にいわゆるエンジン
パラメータに含まれる。一方、かかるエンジンパラメー
タ或いはアクセルペダル踏み込み量に基づいてメインコ
ントローラ１９によって設定される目標開度信号２２が
サブコントローラ２０に供給される。目標開度信号２２
は０から５ボルトの間の電圧値を有する電圧信号であ
る。また、サブコントローラ２０はメインコントローラ
１９との間で故障（エラー）信号や補正信号等の通信信
号２４を入出力する。
て、図１以下に示される実施例に基づいて説明する。図
１に示した本発明による内燃エンジンの吸気バルブ開閉
制御装置においては、車載内燃エンジン等のエンジン
（図示せず）のクランク軸に設けられたクランク角セン
サ（図示せず）及びカム角センサ（図示せず）から検出
されるクランク角センサ信号１２及びカムのカム角セン
サ信号１４がインターフェース回路１０を経てクランク
角信号１１２及びカム角信号１１４としてサブコントロ
ーラ２０に供給される。インターフェース回路１０は、
クランク角センサ信号１２とカム角センサ信号１４に対
してレベル変換等の所定の処理を施してクランク角信号
１１２及びカム角信号１１４を得る。サブコントローラ
２０はクランク角信号１１２若しくはカム角信号１１４
によってエンジン回転数信号を得る。このエンジン回転
数信号は、スロットル開度、エンジン吸気負圧、エンジ
ン吸入空気量、エンジン温度等と共にいわゆるエンジン
パラメータに含まれる。一方、かかるエンジンパラメー
タ或いはアクセルペダル踏み込み量に基づいてメインコ
ントローラ１９によって設定される目標開度信号２２が
サブコントローラ２０に供給される。目標開度信号２２
は０から５ボルトの間の電圧値を有する電圧信号であ
る。また、サブコントローラ２０はメインコントローラ
１９との間で故障（エラー）信号や補正信号等の通信信
号２４を入出力する。
【０００９】サブコントローラ２０は、目標開度信号２
２、クランク角信号１１２、カム角信号１１４、等に基
づいて目標電流信号３２を電流フィードバック回路３０
に供給している。目標電流信号３２は、０から５ボルト
の間の電圧値を有する電圧信号である。電流フィードバ
ック回路３０から出力される指令信号４２は高速アンプ
４０に供給される。高速アンプ４０は、例えば定格４ア
ンペアの出力アンプである。高速アンプ４０から出力さ
れた駆動電流５２は電流プローブ５４を経て電磁アクチ
ュエータ５０に供給される。駆動電流５２は電流プロー
ブ５４で検知され、検知信号５６が電流フィードバック
回路３０にフィードバックされる。電流フィードバック
回路３０は上記した指令信号４２を駆動電流５２と目標
電流信号３２によって示される目標電流との差分を小さ
くするように調整するのである。電磁アクチュエータ５
０の可動子（図示せず）には吸気バルブ３１０（図４）
が連結されている。なお、電磁アクチュエータ５０は供
給電流に略比例した移動位置を可動子に与える、いわゆ
るリニア型であり、特開２０００−１９９４１１号に開
示されているものと同様のものである。
２、クランク角信号１１２、カム角信号１１４、等に基
づいて目標電流信号３２を電流フィードバック回路３０
に供給している。目標電流信号３２は、０から５ボルト
の間の電圧値を有する電圧信号である。電流フィードバ
ック回路３０から出力される指令信号４２は高速アンプ
４０に供給される。高速アンプ４０は、例えば定格４ア
ンペアの出力アンプである。高速アンプ４０から出力さ
れた駆動電流５２は電流プローブ５４を経て電磁アクチ
ュエータ５０に供給される。駆動電流５２は電流プロー
ブ５４で検知され、検知信号５６が電流フィードバック
回路３０にフィードバックされる。電流フィードバック
回路３０は上記した指令信号４２を駆動電流５２と目標
電流信号３２によって示される目標電流との差分を小さ
くするように調整するのである。電磁アクチュエータ５
０の可動子（図示せず）には吸気バルブ３１０（図４）
が連結されている。なお、電磁アクチュエータ５０は供
給電流に略比例した移動位置を可動子に与える、いわゆ
るリニア型であり、特開２０００−１９９４１１号に開
示されているものと同様のものである。
【００１０】図２は、図３の目標電流設定ルーチンにお
いて用いられる非正常状態判別フラッグを生成する非正
常状態判別サブルーチンを示す。本サブルーチンは、図
３のサブルーチンとは別にサブコントローラ２０内にお
いて実行される。本サブルーチンでは、まずステップ１
１０で信号系が異常であるか否かを判断する。信号系と
は、本明細書においては、電流フィードバック回路３０
から電磁アクチュエータに至る電力系を除く部分を指称
している。また電磁アクチュエータ内に、可動子の位置
情報を得るための磁気センサを設けた場合、このセンサ
も信号系に含まれる。信号系が異常であると判別した場
合には、フラグＦ1を「１」にした後（ステップ１１
１）、本ルーチンを終了する。ステップ１１０で信号系
が異常でないと判別した場合には、現在、Ｆ1＝１であ
るか否かを判断し（ステップ１１２）、Ｆ1＝１と判別
した場合、タイマー値ｔにΔｔを加算して（ステップ１
１３）その結果のタイマー値ｔをタイムオーバー値Ｔ1
と比較する（ステップ１１４）。ｔ＜Ｔ1であれば本ル
ーチンを終了する。一方、ｔ≧Ｔ1であれば、ｔをゼロ
にリセットした後フラッグＦ1もゼロとしてフラッグＦ1
を解消した後（ステップ１１５、１１６）、本ルーチン
を終了する。
いて用いられる非正常状態判別フラッグを生成する非正
常状態判別サブルーチンを示す。本サブルーチンは、図
３のサブルーチンとは別にサブコントローラ２０内にお
いて実行される。本サブルーチンでは、まずステップ１
１０で信号系が異常であるか否かを判断する。信号系と
は、本明細書においては、電流フィードバック回路３０
から電磁アクチュエータに至る電力系を除く部分を指称
している。また電磁アクチュエータ内に、可動子の位置
情報を得るための磁気センサを設けた場合、このセンサ
も信号系に含まれる。信号系が異常であると判別した場
合には、フラグＦ1を「１」にした後（ステップ１１
１）、本ルーチンを終了する。ステップ１１０で信号系
が異常でないと判別した場合には、現在、Ｆ1＝１であ
るか否かを判断し（ステップ１１２）、Ｆ1＝１と判別
した場合、タイマー値ｔにΔｔを加算して（ステップ１
１３）その結果のタイマー値ｔをタイムオーバー値Ｔ1
と比較する（ステップ１１４）。ｔ＜Ｔ1であれば本ル
ーチンを終了する。一方、ｔ≧Ｔ1であれば、ｔをゼロ
にリセットした後フラッグＦ1もゼロとしてフラッグＦ1
を解消した後（ステップ１１５、１１６）、本ルーチン
を終了する。
【００１１】ところで、ステップ１１２においてＦ1＝
０と判別した場合、エンジン回転数信号によって表わさ
れるエンジン回転数データＮｅが始動時のクランキング
回転数ＮCRより低いかどうかを判断する（ステップ１１
７）。 エンジン回転数データＮｅが始動時のクランキ
ング回転数ＮCRより低いと判別した場合には、フラグＦ
2を「１」にした後（ステップ１１８）、本ルーチンを終
了する。一方、ステップ１１７において、エンジン回転
数データＮｅが始動時のクランキング回転数Ｎ CR以上で
あると判別した場合には、現在、Ｆ2＝１であるか否か
を判断し（ステップ１１９）、Ｆ2＝１と判別した場合
には、タイマー値ｔにΔｔを加算して（ステップ１２
０）その結果のタイマー値ｔをタイムオーバー値Ｔ2と
比較する（ステップ１２１）。ｔ＜Ｔ2であれば本ルー
チンを終了する。一方、ｔ≧Ｔ2であれば、ｔをゼロに
リセットした後フラッグＦ2もゼロとしてフラッグＦ2を
解消し（ステップ１２２、ステップ１２３）、本ルーチ
ンを終了する。 なお、Ｔ1＞Ｔ2として、エラー状態判
別からの復旧をエンジン始動状態判別からの復旧より遅
くするのが望ましい。
０と判別した場合、エンジン回転数信号によって表わさ
れるエンジン回転数データＮｅが始動時のクランキング
回転数ＮCRより低いかどうかを判断する（ステップ１１
７）。 エンジン回転数データＮｅが始動時のクランキ
ング回転数ＮCRより低いと判別した場合には、フラグＦ
2を「１」にした後（ステップ１１８）、本ルーチンを終
了する。一方、ステップ１１７において、エンジン回転
数データＮｅが始動時のクランキング回転数Ｎ CR以上で
あると判別した場合には、現在、Ｆ2＝１であるか否か
を判断し（ステップ１１９）、Ｆ2＝１と判別した場合
には、タイマー値ｔにΔｔを加算して（ステップ１２
０）その結果のタイマー値ｔをタイムオーバー値Ｔ2と
比較する（ステップ１２１）。ｔ＜Ｔ2であれば本ルー
チンを終了する。一方、ｔ≧Ｔ2であれば、ｔをゼロに
リセットした後フラッグＦ2もゼロとしてフラッグＦ2を
解消し（ステップ１２２、ステップ１２３）、本ルーチ
ンを終了する。 なお、Ｔ1＞Ｔ2として、エラー状態判
別からの復旧をエンジン始動状態判別からの復旧より遅
くするのが望ましい。
【００１２】従って、本サブルーチンにおいて、信号系
の異常状態の場合にはフラッグＦ1が１に設定され、エ
ンジン回転数データＮｅが始動時のクランキング回転数
ＮCRより低い場合にはフラッグＦ2が１に設定され、後
述する目標電流設定ルーチンにおいて、エラー電流又は
低速定電流が目標値として設定される。なお、信号系の
異常の場合は、例えば、クランク角信号１１２のレベル
が最大値や最小値を取り続けるようなレベルの大きさや
変化の異常状態又はクランク角信号に含まれるノイズレ
ベルが異常に高い場合をいう。更に、メインコントロー
ラ１９やサブコントローラ２０がマイクロコンピュータ
によって構成される場合、これらのマイクロコンピュー
タの動作不良のときエラー信号が発せられるので、かか
るエラー信号の生成の際も信号系の異常状態であるとす
ることも出来る。更に、エンジン回転数以外のエンジン
パラメータ信号の異常の際も信号系の異常状態とするこ
とも考えられる。更に電磁アクチュエータ内の磁気セン
サの出力が異常の場合も信号系の異常状態とすることも
出来る。 また、エンジン回転数信号としてはクランク
角信号１１２のみならずカム角信号１１４を用いても良
い。更に、メインコントローラ１９へのエンジンパラメ
ータ信号にエンジン回転数信号が含まれる場合も考えら
れ、この場合は、サブコントローラ２０内でエンジン回
転数信号を生成する必要はない。
の異常状態の場合にはフラッグＦ1が１に設定され、エ
ンジン回転数データＮｅが始動時のクランキング回転数
ＮCRより低い場合にはフラッグＦ2が１に設定され、後
述する目標電流設定ルーチンにおいて、エラー電流又は
低速定電流が目標値として設定される。なお、信号系の
異常の場合は、例えば、クランク角信号１１２のレベル
が最大値や最小値を取り続けるようなレベルの大きさや
変化の異常状態又はクランク角信号に含まれるノイズレ
ベルが異常に高い場合をいう。更に、メインコントロー
ラ１９やサブコントローラ２０がマイクロコンピュータ
によって構成される場合、これらのマイクロコンピュー
タの動作不良のときエラー信号が発せられるので、かか
るエラー信号の生成の際も信号系の異常状態であるとす
ることも出来る。更に、エンジン回転数以外のエンジン
パラメータ信号の異常の際も信号系の異常状態とするこ
とも考えられる。更に電磁アクチュエータ内の磁気セン
サの出力が異常の場合も信号系の異常状態とすることも
出来る。 また、エンジン回転数信号としてはクランク
角信号１１２のみならずカム角信号１１４を用いても良
い。更に、メインコントローラ１９へのエンジンパラメ
ータ信号にエンジン回転数信号が含まれる場合も考えら
れ、この場合は、サブコントローラ２０内でエンジン回
転数信号を生成する必要はない。
【００１３】図３は、図１に示した制御装置によって実
行される目標電流設定サブルーチンを示す。本ルーチン
は、サブコントローラ２０内において実行される。ま
ず、クランク角度信号及びカム角信号を取り込む（ステ
ップ２１０）。これらのクランク角度信号及びカム角信
号によって別のルーチン（図示せず）によってエンジン
回転数Neを得る。次いでクランク角信号によって得られ
るクランク角位置データ値が所定のクランク角範囲内で
あるか否かを判断する（ステップ２２０）。クランク角
の位置が所定の範囲内であると判別した場合には、電流
波形データをサブコントローラ２０内に予め設定してあ
るデータマップから読み出す（ステップ２２５）。次い
で前述のＦ1が「１」の値であるか否かを判断する。Ｆ1＝
１であること、即ちエンジン回転数信号が非正常である
ことを判別した場合には、所定のエラー電流値を目標値
として（ステップ２３５）、直ちに本サブルーチンを終
了する。この目標値を表す目標電流信号３２は電流フィ
ードバック回路３０に供給される。フラグＦ1＝０であ
ること、即ちエンジン回転数信号が異常でないと判別し
た場合には、Ｆ2＝１であるか否かを判断する(ステップ
２５０）。Ｆ2＝１であること、即ちエンジン回転数信
号が所定の低回転以下であることを判別した場合には、
所定の低速定電流値を目標値として（ステップ２３
５）、直ちに本ルーチンを終了する。この目標値を表す
目標電流信号３２が電流フィードバック回路３０に供給
される。Ｆ2＝１でない、即ちエンジン回転数信号が所
定の低回転以下でないと判別した場合には、エンジン回
転数信号は正常であるので正常時の動作を実行する。即
ち、クランク角位置が吸気バルブの開弁開始時期にある
か否かを判断する（ステップ２６０）。クランク角位置
が吸気バルブの開弁開始時期にあると判別した場合、開
立ち上げ電流及び開保持電流並びに開時間長（開立ち上
げ期間と開保持期間の和）をステップ２２５で取り込ん
だ電流波形データに基づき設定し（ステップ２６５）、
本ルーチンを終了する。ステップ２６０において、クラ
ンク角位置が吸気バルブの開弁開始時期にないと判別し
た場合、開立ち上げ期間内にあるか否かを判断する（ス
テップ２６６）。開立ち上げ期間内にあると判別した場
合、開立ち上げ電流を目標値とし（ステップ２６７）、
本ルーチンを終了する。開立ち上げ期間外にある判別し
た場合、開保持期間内にあるか否かを判別して（ステッ
プ２６８）、開保持期間内にある場合、開保持電流を目
標値とし（ステップ２６９）、次のステップ２７０に進
む。ステップ２７０では、クランク角位置が閉弁開始時
期にあるか否かを判断する。クランク角位置がクランク
角位置が閉弁開始時期にあると判別した場合、閉立ち上
げ電流及び閉保持電流並びに閉立ち上げ時間長をステッ
プ２２５で取り込んだ電流波形データに基づき設定した
後（ステップ２７５）、本ルーチンを終了する。クラン
ク角位置が閉弁開始時期にないと判別した場合には、ス
テップ２８０で閉保持期間内にあるか否かを判断する。
閉保持期間内にあると判別した場合、閉保持電流を目標
値とし（ステップ２８５）、本ルーチンを終了する。閉
保持時間が終了したと判別した場合、閉保持電流を目標
値とし（ステップ２９０）、本ルーチンを終了する。
行される目標電流設定サブルーチンを示す。本ルーチン
は、サブコントローラ２０内において実行される。ま
ず、クランク角度信号及びカム角信号を取り込む（ステ
ップ２１０）。これらのクランク角度信号及びカム角信
号によって別のルーチン（図示せず）によってエンジン
回転数Neを得る。次いでクランク角信号によって得られ
るクランク角位置データ値が所定のクランク角範囲内で
あるか否かを判断する（ステップ２２０）。クランク角
の位置が所定の範囲内であると判別した場合には、電流
波形データをサブコントローラ２０内に予め設定してあ
るデータマップから読み出す（ステップ２２５）。次い
で前述のＦ1が「１」の値であるか否かを判断する。Ｆ1＝
１であること、即ちエンジン回転数信号が非正常である
ことを判別した場合には、所定のエラー電流値を目標値
として（ステップ２３５）、直ちに本サブルーチンを終
了する。この目標値を表す目標電流信号３２は電流フィ
ードバック回路３０に供給される。フラグＦ1＝０であ
ること、即ちエンジン回転数信号が異常でないと判別し
た場合には、Ｆ2＝１であるか否かを判断する(ステップ
２５０）。Ｆ2＝１であること、即ちエンジン回転数信
号が所定の低回転以下であることを判別した場合には、
所定の低速定電流値を目標値として（ステップ２３
５）、直ちに本ルーチンを終了する。この目標値を表す
目標電流信号３２が電流フィードバック回路３０に供給
される。Ｆ2＝１でない、即ちエンジン回転数信号が所
定の低回転以下でないと判別した場合には、エンジン回
転数信号は正常であるので正常時の動作を実行する。即
ち、クランク角位置が吸気バルブの開弁開始時期にある
か否かを判断する（ステップ２６０）。クランク角位置
が吸気バルブの開弁開始時期にあると判別した場合、開
立ち上げ電流及び開保持電流並びに開時間長（開立ち上
げ期間と開保持期間の和）をステップ２２５で取り込ん
だ電流波形データに基づき設定し（ステップ２６５）、
本ルーチンを終了する。ステップ２６０において、クラ
ンク角位置が吸気バルブの開弁開始時期にないと判別し
た場合、開立ち上げ期間内にあるか否かを判断する（ス
テップ２６６）。開立ち上げ期間内にあると判別した場
合、開立ち上げ電流を目標値とし（ステップ２６７）、
本ルーチンを終了する。開立ち上げ期間外にある判別し
た場合、開保持期間内にあるか否かを判別して（ステッ
プ２６８）、開保持期間内にある場合、開保持電流を目
標値とし（ステップ２６９）、次のステップ２７０に進
む。ステップ２７０では、クランク角位置が閉弁開始時
期にあるか否かを判断する。クランク角位置がクランク
角位置が閉弁開始時期にあると判別した場合、閉立ち上
げ電流及び閉保持電流並びに閉立ち上げ時間長をステッ
プ２２５で取り込んだ電流波形データに基づき設定した
後（ステップ２７５）、本ルーチンを終了する。クラン
ク角位置が閉弁開始時期にないと判別した場合には、ス
テップ２８０で閉保持期間内にあるか否かを判断する。
閉保持期間内にあると判別した場合、閉保持電流を目標
値とし（ステップ２８５）、本ルーチンを終了する。閉
保持時間が終了したと判別した場合、閉保持電流を目標
値とし（ステップ２９０）、本ルーチンを終了する。
【００１４】なお、上記した低速定電流値はエンジン温
度に応じて調整することもできる。例えばエンジン低温
時にはゼロ[A]とし、暖気後においては３[A]とする。ま
た、アクセルペダルとスロットル弁が直結していない場
合やスロットル弁を備えていないエンジンの場合等にお
いてはエラー電流とアクセル踏み込み量に応じて調整す
ることもできる。ステップ２２０の所定のクランク角範
囲とは、例えば吸気バルブの閉弁後から開弁開始までに
おけるクランク角範囲とすることができる。
度に応じて調整することもできる。例えばエンジン低温
時にはゼロ[A]とし、暖気後においては３[A]とする。ま
た、アクセルペダルとスロットル弁が直結していない場
合やスロットル弁を備えていないエンジンの場合等にお
いてはエラー電流とアクセル踏み込み量に応じて調整す
ることもできる。ステップ２２０の所定のクランク角範
囲とは、例えば吸気バルブの閉弁後から開弁開始までに
おけるクランク角範囲とすることができる。
【００１５】図４は、図１に示した制御装置の制御対象
である内燃エンジン３００の部分縦断面図である。電磁
アクチュエータ５０はエンジンヘッドの吸気ポート３２
０の上方に介装されている。電磁アクチュエータ５０の
可動子には吸気バルブ３１０が連結されている。かかる
構成の吸気バルブ駆動系を備えたエンジン３００におい
て、クランク角センサ系が正常であり、且つエンジンが
始動状態の如き低回転状態ではない場合、図３のサブル
ーチンにおいてはステップ２６０以下のステップによっ
て設定される目標電流に従って電磁アクチュエータが駆
動される。
である内燃エンジン３００の部分縦断面図である。電磁
アクチュエータ５０はエンジンヘッドの吸気ポート３２
０の上方に介装されている。電磁アクチュエータ５０の
可動子には吸気バルブ３１０が連結されている。かかる
構成の吸気バルブ駆動系を備えたエンジン３００におい
て、クランク角センサ系が正常であり、且つエンジンが
始動状態の如き低回転状態ではない場合、図３のサブル
ーチンにおいてはステップ２６０以下のステップによっ
て設定される目標電流に従って電磁アクチュエータが駆
動される。
【００１６】次いで、万一、エンジン回転数信号が非正
常状態であることが判別された場合、ステップ２３５に
おけるエラー電流の設定やステップ２５５における低速
定電流の設定がなされる。そうすると例えば、エンジン
３００が吸入行程に入っても、電磁アクチュエータ５０
には正常時における駆動電流は供給されず、設定された
エラー電流又は低速定電流が供給される。従って、電磁
アクチュエータ５０によって吸気バルブ３１０に対して
閉弁保持力が与えられる。この閉弁保持力は、例えば約
３キログラム重である。かかる状態において、エンジン
が吸入行程にある場合、吸気バルブ３１０及び排気バル
ブ３３０は共に閉じている。ピストン（図示せず）が下
降し始めると、燃焼室内３４０には負圧が発生する。こ
のピストンが下降するに従い、燃焼室内３４０の負圧は
増すのでこの負圧は吸気バルブ３１０を開弁するように
作用する。この吸気バルブ３１０を開けようとする力が
電磁アクチュエータ５０による閉弁保持力よりも大きく
なると、吸気バルブ３１０が開く。こうしてピストンの
移動に応じて吸気バルブが強制的に開弁せしめられるの
で、エンジン回転数信号が非正常であってもエンジンの
運転は継続され得る。
常状態であることが判別された場合、ステップ２３５に
おけるエラー電流の設定やステップ２５５における低速
定電流の設定がなされる。そうすると例えば、エンジン
３００が吸入行程に入っても、電磁アクチュエータ５０
には正常時における駆動電流は供給されず、設定された
エラー電流又は低速定電流が供給される。従って、電磁
アクチュエータ５０によって吸気バルブ３１０に対して
閉弁保持力が与えられる。この閉弁保持力は、例えば約
３キログラム重である。かかる状態において、エンジン
が吸入行程にある場合、吸気バルブ３１０及び排気バル
ブ３３０は共に閉じている。ピストン（図示せず）が下
降し始めると、燃焼室内３４０には負圧が発生する。こ
のピストンが下降するに従い、燃焼室内３４０の負圧は
増すのでこの負圧は吸気バルブ３１０を開弁するように
作用する。この吸気バルブ３１０を開けようとする力が
電磁アクチュエータ５０による閉弁保持力よりも大きく
なると、吸気バルブ３１０が開く。こうしてピストンの
移動に応じて吸気バルブが強制的に開弁せしめられるの
で、エンジン回転数信号が非正常であってもエンジンの
運転は継続され得る。
【００１７】また、エラー電流値や低速定電流値を調整
することにより、吸気バルブ３１０に対する閉弁保持力
を制御し得、吸気バルブ３１０のリフト量、開弁タイミ
ング、閉弁タイミングを調整し得るのである。従って、
例えば高速走行においてクランク角度センサが故障し、
クランク角信号の非正常を判別して開弁電流がエラー電
流値に設定されると、クランク角度センサの故障にも関
わらず時速６０キロメートル程度の平地走行も可能であ
る。更に、走行速度を低下させたい場合には、吸気バル
ブを閉弁方向に対する荷重を上げるべくエラー電流値を
予め調整しておき、電磁アクチュエータ５０への駆動電
流５２を調整すればよい。また、特開２０００−１９９
４１１号に開示されたリニアタイプの電磁アクチュエー
タを電磁アクチュエータ５０として用いた場合、非駆動
状態において、例えば約３ｋｇ重の閉弁保持力が得られ
るので、エラー電流値や低速定電流値をゼロ[A]とする
ことも可能である。換言すれば、電磁アクチュエータ５
０がその特性として非駆動時の閉弁保持力にエラー電流
や低速定電流によって得られる付加的な閉弁保持力を加
えて得られるトータルの閉弁保持力が所望のエンジン運
転に見合った値になるようにエラー電流や低速定電流の
値を選択すれば良いのである。なお、排気バルブの開閉
動作は、周知の機械的な動弁機構によるものであり、そ
の作動原理についての説明は省略する。
することにより、吸気バルブ３１０に対する閉弁保持力
を制御し得、吸気バルブ３１０のリフト量、開弁タイミ
ング、閉弁タイミングを調整し得るのである。従って、
例えば高速走行においてクランク角度センサが故障し、
クランク角信号の非正常を判別して開弁電流がエラー電
流値に設定されると、クランク角度センサの故障にも関
わらず時速６０キロメートル程度の平地走行も可能であ
る。更に、走行速度を低下させたい場合には、吸気バル
ブを閉弁方向に対する荷重を上げるべくエラー電流値を
予め調整しておき、電磁アクチュエータ５０への駆動電
流５２を調整すればよい。また、特開２０００−１９９
４１１号に開示されたリニアタイプの電磁アクチュエー
タを電磁アクチュエータ５０として用いた場合、非駆動
状態において、例えば約３ｋｇ重の閉弁保持力が得られ
るので、エラー電流値や低速定電流値をゼロ[A]とする
ことも可能である。換言すれば、電磁アクチュエータ５
０がその特性として非駆動時の閉弁保持力にエラー電流
や低速定電流によって得られる付加的な閉弁保持力を加
えて得られるトータルの閉弁保持力が所望のエンジン運
転に見合った値になるようにエラー電流や低速定電流の
値を選択すれば良いのである。なお、排気バルブの開閉
動作は、周知の機械的な動弁機構によるものであり、そ
の作動原理についての説明は省略する。
【００１８】図５乃至図７は、エンジンが毎分２０００
回転の定回転をしている場合において、電磁アクチュエ
ータへのエラー電流の大きさをパラメータとする内燃エ
ンジンの燃焼室圧と吸気ポート流速の変化を示すグラフ
である。図５は、エラー電流値をゼロ[A]とした場合の
燃焼室内３４０の圧力と吸気ポート３２０の流速との関
係を示す。図５（Ｃ）のグラフはサブコントローラ２０
への入力であるクランク角信号を表す。電磁アクチュエ
ータ５０にはゼロ[A]のエラー電流が供給される結果、
吸入行程にて下降するピストンの負圧により吸気バルブ
３１０は開弁し、同図（Ｂ）のグラフに示すように吸気
ポート３２０は毎秒約１０５メートルの最大流速を得
る。更に圧縮行程におけるピストン上昇の結果、燃焼室
内３４０において約１．３ＭＰaの最大圧力を得る。
回転の定回転をしている場合において、電磁アクチュエ
ータへのエラー電流の大きさをパラメータとする内燃エ
ンジンの燃焼室圧と吸気ポート流速の変化を示すグラフ
である。図５は、エラー電流値をゼロ[A]とした場合の
燃焼室内３４０の圧力と吸気ポート３２０の流速との関
係を示す。図５（Ｃ）のグラフはサブコントローラ２０
への入力であるクランク角信号を表す。電磁アクチュエ
ータ５０にはゼロ[A]のエラー電流が供給される結果、
吸入行程にて下降するピストンの負圧により吸気バルブ
３１０は開弁し、同図（Ｂ）のグラフに示すように吸気
ポート３２０は毎秒約１０５メートルの最大流速を得
る。更に圧縮行程におけるピストン上昇の結果、燃焼室
内３４０において約１．３ＭＰaの最大圧力を得る。
【００１９】図６は、電磁アクチュエータ５０へのエラ
ー電流が１．５[A]のときの燃焼室内３４０の圧力と吸
気ポート３２０の流速との関係を示す。図５の場合と同
様、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のグラフはそれぞれ燃
焼室内圧の変動、吸気ポート流速の変動、クランク角信
号の変動を表し、吸気ポート３２０の最大流速は毎秒約
４５メートルであり、燃焼室内３４０の最大圧力は約
０．６ＭＰaである。
ー電流が１．５[A]のときの燃焼室内３４０の圧力と吸
気ポート３２０の流速との関係を示す。図５の場合と同
様、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のグラフはそれぞれ燃
焼室内圧の変動、吸気ポート流速の変動、クランク角信
号の変動を表し、吸気ポート３２０の最大流速は毎秒約
４５メートルであり、燃焼室内３４０の最大圧力は約
０．６ＭＰaである。
【００２０】図７は、電磁アクチュエータ５０へのエラ
ー電流が３．０[A]のときの燃焼室内３４０の圧力と吸
気ポート３２０の流速との関係を示す。図５及び図６の
場合と同様、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のグラフはそ
れぞれ燃焼室内圧の変動、吸気ポート流速の変動、クラ
ンク角信号の変動を表し、吸気ポート３２０の最大流速
は毎秒約２５メートルであり、燃焼室内３４０の最大圧
力は約０．４５ＭＰaである。
ー電流が３．０[A]のときの燃焼室内３４０の圧力と吸
気ポート３２０の流速との関係を示す。図５及び図６の
場合と同様、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のグラフはそ
れぞれ燃焼室内圧の変動、吸気ポート流速の変動、クラ
ンク角信号の変動を表し、吸気ポート３２０の最大流速
は毎秒約２５メートルであり、燃焼室内３４０の最大圧
力は約０．４５ＭＰaである。
【００２１】図５乃至図７のグラフを見れば、電磁アク
チュエータへのエラー電流を調整することによる吸気バ
ルブの閉弁保持力が変化して、燃焼室内圧の変化の大き
さが変化することが解る。燃焼室内圧の変動の大きさ
は、エンジン出力に比例していることが知られている。
従って、例えばアクセルペダルの踏込量に応じてエラー
電流を調整することにより正常なエンジン運転ではない
にしても、アクセルペダルの踏込量に応じたエンジン出
力を得ることが可能となり、ある程度のドライバビリテ
ィが確保出来て好ましい。
チュエータへのエラー電流を調整することによる吸気バ
ルブの閉弁保持力が変化して、燃焼室内圧の変化の大き
さが変化することが解る。燃焼室内圧の変動の大きさ
は、エンジン出力に比例していることが知られている。
従って、例えばアクセルペダルの踏込量に応じてエラー
電流を調整することにより正常なエンジン運転ではない
にしても、アクセルペダルの踏込量に応じたエンジン出
力を得ることが可能となり、ある程度のドライバビリテ
ィが確保出来て好ましい。
【００２２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明による電磁アクチ
ュエータによる吸気バルブ開閉制御装置においては、信
号系の異常状態あるいはエンジン回転数信号が非正常状
態にある場合にも、吸気バルブの閉弁保持力が適切に設
定され、エンジン運転を維持することができる。
ュエータによる吸気バルブ開閉制御装置においては、信
号系の異常状態あるいはエンジン回転数信号が非正常状
態にある場合にも、吸気バルブの閉弁保持力が適切に設
定され、エンジン運転を維持することができる。
【図１】本発明による内燃エンジンの吸気バルブ開閉制
御装置のブロック図である。
御装置のブロック図である。
【図２】図１の吸気バルブ開閉制御装置において非正常
状態判別サブルーチンを示すフロー図である。
状態判別サブルーチンを示すフロー図である。
【図３】図１の吸気バルブ開閉制御装置において実行さ
れる目標電流設定ルーチンを示すフロー図である。
れる目標電流設定ルーチンを示すフロー図である。
【図４】図１に示した吸気バルブ開閉制御装置の制御対
象である内燃エンジンの部分縦断面図である。
象である内燃エンジンの部分縦断面図である。
【図５】電磁アクチュエータへのエラー電流値をパラメ
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
【図６】電磁アクチュエータへのエラー電流値をパラメ
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
【図７】電磁アクチュエータへのエラー電流値をパラメ
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
ータとする内燃エンジンを所定回転数にて運転したとき
の燃焼室圧及び吸気ポート流速の変化を示すグラフであ
る。
１９ メインコントローラ ２０ サブコントローラ ３２ 目標電流信号 ５０ 電磁アクチュエータ ５２ 駆動電流 １１２ クランク角信号 １１４ カム角信号 ３１０ 吸気バルブ
Claims (10)
- 【請求項１】 エンジンの吸気バルブに結合した可動子
を有する電磁アクチュエータと、エンジンのエンジンパ
ラメータ信号を得て、得られたエンジンパラメータ信号
に基づいて目標開度電流を設定する設定回路と、前記目
標開度電流に従って、前記電磁アクチュエータを駆動す
る駆動回路と、からなるエンジン吸気バルブ開閉制御装
置であって、 前記設定回路が異常状態であることを判別する判別手段
と、 前記判別手段が異常状態を判別している限り前記目標開
度電流を所定定電流とする修正手段と、 を含むことを特徴とするエンジン吸気バルブ開閉制御装
置。 - 【請求項２】 エンジンの吸気バルブに結合した可動子
を有する電磁アクチュエータと、エンジンのエンジンパ
ラメータ信号を得て、得られたエンジンパラメータ信号
に基づいて目標開度電流を設定する設定回路と、前記目
標開度電流に従って、前記電磁アクチュエータを駆動す
る駆動回路と、からなるエンジン吸気バルブ開閉制御装
置であって、 前記設定回路が異常状態であること、または前記エンジ
ンパラメータ信号のうちエンジン回転数信号が所定回転
数以下のエンジン回転数を示すことを判別したとき、非
正常状態であると判別する判別手段と、 前記判別手段が非正常状態を判別している限り前記目標
開度電流を所定定電流とする修正手段と、 を含むことを特徴とするエンジン吸気バルブ開閉制御装
置。 - 【請求項３】 エンジンの吸気バルブに結合した可動子
を有する電磁アクチュエータと、エンジンのエンジンパ
ラメータ信号を得て、得られたエンジンパラメータ信号
に基づいて目標開度電流を設定する設定回路と、前記目
標開度電流に従って、前記電磁アクチュエータを駆動す
る駆動回路と、からなるエンジン吸気バルブ開閉制御装
置であって、 前記エンジンパラメータ信号のうちエンジン回転数信号
が所定回転数以下のエンジン回転数を示すとき、非正常
状態であると判別する判別手段と、 前記判別手段が非正常状態を判別している限り前記目標
開度電流を所定定電流とする修正手段と、 を含むことを特徴とするエンジン吸気バルブ開閉制御装
置。 - 【請求項４】 前記判別手段は、前記エンジン回転数信
号のレベルの大きさ若しくはレベルの変化が異常である
ときに前記設定回路が異常状態であると判別することを
特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン吸気バルブ
開閉制御装置。 - 【請求項５】 前記判別手段は、前記エンジン回転数信
号のノイズレベルが所定レベルより大きいときに前記設
定回路が異常状態であると判別することを特徴とする請
求項１又は２に記載のエンジン吸気バルブ開閉制御装
置。 - 【請求項６】 前記設定回路はマイクロコンピュータか
らなり、前記マイクロコンピュータが自身の動作不良の
ときエラー信号を生成し、前記判別手段は前記エラー信
号の発生の際、前記設定回路が異常状態であると判別す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン吸
気バルブ開閉制御装置。 - 【請求項７】 前記電磁アクチュエータは、非駆動状態
においても前記吸気バルブに閉弁保持力を付与すること
を特徴とする先行する請求項のいずれか１に記載のエン
ジン吸気バルブ開閉制御装置。 - 【請求項８】 前記電磁アクチュエータは、磁気センサ
を含み、前記判別手段は前記磁気センサ出力の異常の
際、前記設定回路が異常状態であると判別することを特
徴とする先行する請求項のいずれか１に記載のエンジン
吸気バルブ開閉制御装置。 - 【請求項９】 前記修正手段は、前記エンジンパラメー
タ信号のうちのエンジン温度信号若しくはアクセル踏み
込み量に応じて前記所定定電流の値を調整することを特
徴とする先行する請求項のいずれか１に記載のエンジン
吸気バルブ開閉制御装置。 - 【請求項１０】 前記電磁アクチュエータは、駆動電流
の大きさに略比例した大きさの駆動力を生ずることを特
徴とする先行する請求項のいずれか１に記載のエンジン
吸気バルブ開閉制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000302596A JP2002106373A (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置 |
| EP01970316A EP1329619B1 (en) | 2000-10-02 | 2001-09-28 | Engine suction valve open/close control device by electromagnetic actuator |
| US10/398,182 US7011053B2 (en) | 2000-10-02 | 2001-09-28 | Controller for controlling opening and closing of an intake valve of an engine |
| PCT/JP2001/008631 WO2002029227A1 (fr) | 2000-10-02 | 2001-09-28 | Dispositif de commande d'ouverture/fermeture de soupape d'admission de moteur utilisant un actionneur electromagnetique |
| DE60119147T DE60119147D1 (de) | 2000-10-02 | 2001-09-28 | Vorrichtung zur öffnungs-/schliesssteuerung eines motorsaugventiles durch elektromagnetisches stellglied |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000302596A JP2002106373A (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002106373A true JP2002106373A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18783924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000302596A Pending JP2002106373A (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7011053B2 (ja) |
| EP (1) | EP1329619B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002106373A (ja) |
| DE (1) | DE60119147D1 (ja) |
| WO (1) | WO2002029227A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7093571B2 (en) * | 2002-08-27 | 2006-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3967536B2 (ja) * | 1999-11-25 | 2007-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 可変動弁機構を有する内燃機関 |
| AU2001222342A1 (en) * | 2000-07-22 | 2002-02-18 | Yong-Nyun Kim | Liquid supply apparatus |
| JP2002242708A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Mikuni Corp | 内燃機関用直動弁の駆動装置 |
| DE10251347A1 (de) * | 2002-07-11 | 2004-03-11 | Ina-Schaeffler Kg | Regelstruktur für den Verstellmotor eines elektrischen Nockenwellenverstellers |
| US7640899B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-01-05 | Ford Global Technologies, Llc | Adjusting electrically actuated valve lift |
| US20070118269A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Alex Gibson | Engine control unit to valve control unit interface |
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