JP2007278143A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の吸気または排気のバルブタイミングを制御する内燃機関制御装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine controller for controlling valve timing of intake or exhaust of an internal combustion engine.
従来から、クランクシャフトと同期して回転するカムシャフトの相対位相を調整して、吸気または排気のバルブタイミングを制御する内燃機関制御装置はよく知られている。
この種の内燃機関制御装置においては、カムシャフトの目標位相角が変化した後の所定期間は、目標位相角と検出位相角との位相角偏差の積分値を更新することを禁止しており、積分値を除いた演算処理に基づいてカム角のフィードバック補正量を算出している。また、積分値の更新禁止期間は、内燃機関の回転速度ごとに決定されている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine controller that controls the intake or exhaust valve timing by adjusting the relative phase of a camshaft that rotates in synchronization with a crankshaft is well known.
In this type of internal combustion engine control device, for a predetermined period after the change of the target phase angle of the camshaft, it is prohibited to update the integral value of the phase angle deviation between the target phase angle and the detected phase angle, The cam angle feedback correction amount is calculated based on the calculation process excluding the integral value. The integral value update prohibition period is determined for each rotation speed of the internal combustion engine (see, for example,
しかしながら、特許文献1、特許文献2に記載された従来の内燃機関制御装置では、カムシャフトの検出位相角が目標位相角に向かっているときには、積分値の更新を禁止しているものの、カム角が目標位相角に向かっているか否か否かを判定するためのカム角変化量の判定値に関する設定方法については、特に言及されていない。
However, in the conventional internal combustion engine control devices described in
また、カム角の駆動手段(VVTアクチュエータ)は、内燃機関の潤滑油によって動作されているが、潤滑油は温度が低いほど粘性が高くなって流動性が低下する。
したがって、目標位相角が変化してから実際に検出位相角が動き出すまでの無駄時間は、油温が低いほど増大方向に変化するが、それにもかかわらず、従来装置では、温度に応じた補償がなされていない。
The cam angle driving means (VVT actuator) is operated by the lubricating oil of the internal combustion engine. However, the lower the temperature, the higher the viscosity of the lubricating oil and the lower the fluidity.
Therefore, the dead time from when the target phase angle changes until the detected phase angle actually starts moving increases as the oil temperature decreases, but nevertheless, the conventional device compensates for the temperature. Not done.
つまり、低温時においては、検出位相角が動作開始前または動作中であるにもかかわらず、動作判定速度が内燃機関の暖機後と同じ判定値を用いることから、更新禁止期間終了後もまだ検出位相角が動作開始前または動作中であるにもかかわらず、検出位相角が目標位相角に収束するときに、オーバシュートさらにはハンチングが発生し、ドラビリや排ガスの悪化を招く可能性がある。 In other words, at the low temperature, the operation determination speed uses the same determination value as after the warm-up of the internal combustion engine, even though the detection phase angle is before or during the operation, and therefore still after the update prohibition period ends. Even if the detected phase angle is before or during operation, overshoot or hunting may occur when the detected phase angle converges to the target phase angle, which may lead to drivability and exhaust gas deterioration. .
なお、内燃機関の暖機状態(潤滑油温も高温となって粘性が低下した状態)のみにおいてカム角の変更制御動作を行う場合には、特に問題は発生しないが、近年では、排ガス規制がより厳しくなる中で、油温(内燃機関の温度)が低温状態であってもカム角の変更制御動作が要求されてきたために、温度とカム角変更制御動作との相関関係の違いに起因した問題点が浮き彫りになりつつある。 Note that there is no particular problem when the cam angle change control operation is performed only in a warm-up state of the internal combustion engine (a state where the lubricating oil temperature is high and the viscosity is reduced). Due to the fact that the cam angle change control operation has been required even when the oil temperature (the temperature of the internal combustion engine) is a low temperature in the stricter situation, it is caused by the difference in the correlation between the temperature and the cam angle change control operation. The problem is emerging.
従来の内燃機関制御装置では、目標位相角の変化後に検出位相角が動き出すまでの無駄時間が温度に応じて変化するにもかかわらず、温度補償がなされていないので、特に低温時においては、無駄時間の範囲内で更新禁止期間が終了して積分値を更新してしまい、検出位相角が目標位相角に収束するときに、オーバシュートさらにはハンチングが発生してドラビリや排ガスの悪化を招く可能性があるという課題があった。 In the conventional internal combustion engine control device, even though the dead time until the detected phase angle starts to move after the target phase angle changes varies depending on the temperature, temperature compensation is not performed. The update prohibition period ends within the time range and the integral value is updated, and when the detected phase angle converges to the target phase angle, overshoot and further hunting may occur, leading to deterioration of drivability and exhaust gas There was a problem that there was sex.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、潤滑油の粘性が増大する低温時においても、目標位相角が変化した場合に検出位相角が目標位相角に一致するように制御が行われるが、潤滑油の粘性増大による無駄時間の増加および検出位相角の応答変化速度の低下時に、カムシャフトの駆動手段がまだ無駄時間内にあって動作を開始していない時点で積分値が過剰に更新されることを防止した内燃機関制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the detected phase angle matches the target phase angle when the target phase angle changes even at low temperatures when the viscosity of the lubricating oil increases. However, when the dead time increases due to the increase in the viscosity of the lubricant and the response change speed of the detected phase angle decreases, the camshaft drive means is still within the dead time and has not started operation. An object of the present invention is to obtain an internal combustion engine control device that prevents an integral value from being updated excessively.
この発明による内燃機関制御装置は、内燃機関の吸気および排気の少なくとも一方のタイミングを設定するカムシャフトと、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対位置を変更するカム角変更手段と、クランクシャフトの回転角度に対応してクランク角信号を生成するクランク角検出手段と、カム角変更手段により変更される位置に取り付けられ、カム角変更手段により変更されたカム角を検出するカム角検出手段と、カム角変更手段を駆動する駆動手段と、内燃機関の運転状態に応じたカム角目標値を算出する目標値算出手段と、カム角検出手段からのカム角検出値がカム角目標値と一致するように駆動手段の制御量を演算する制御手段と、内燃機関の温度を検出する温度検出手段とを備え、制御手段は、カム角目標値とカム角検出値との位相角偏差に関連した値に基づいて積分値を演算する積分値演算手段を含み、積分値に基づいて制御量を演算するとともに、積分値の積分更新値および更新条件を、内燃機関の温度に応じて設定するものである。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a camshaft for setting timing of at least one of intake and exhaust of the internal combustion engine, cam angle changing means for changing a relative position of the camshaft with respect to a crankshaft of the internal combustion engine, A crank angle detecting means for generating a crank angle signal corresponding to the rotation angle, a cam angle detecting means attached to a position changed by the cam angle changing means and detecting the cam angle changed by the cam angle changing means; The driving means for driving the cam angle changing means, the target value calculating means for calculating the cam angle target value corresponding to the operating state of the internal combustion engine, and the cam angle detection value from the cam angle detecting means match the cam angle target value. The control means for calculating the control amount of the drive means and the temperature detection means for detecting the temperature of the internal combustion engine as described above, the control means includes a cam angle target value and It includes integral value calculation means that calculates the integral value based on the value related to the phase angle deviation from the detected angle, and calculates the control amount based on the integral value, and the integral update value and update condition of the integral value It is set according to the temperature of the internal combustion engine.
この発明によれば、制御手段は、カム角検出手段によるカム角検出値が、目標値算出手段で算出したカム角目標値に一致するように制御するとともに、積分値演算手段で演算される積分更新値および更新条件を内燃機関の温度に応じて設定することにより、カムシャフトの動作開始前での積分値の過剰な更新を回避して、カム角目標値に対するカム角のオーバシュートやハンチングを防止し、ドラビリや排ガスの悪化を防止することができる。 According to this invention, the control means controls the cam angle detection value by the cam angle detection means so as to coincide with the cam angle target value calculated by the target value calculation means, and the integration calculated by the integral value calculation means. By setting the update value and update condition according to the temperature of the internal combustion engine, excessive update of the integral value before the start of camshaft operation can be avoided, and overshoot and hunting of the cam angle with respect to the cam angle target value can be avoided. It is possible to prevent dribbling and deterioration of exhaust gas.
実施の形態1.
以下、図1〜図12を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係る内燃機関制御装置を示すブロック構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1に係るカム角制御系の基本的な概念を示すブロック構成図である。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an internal combustion engine control apparatus according to
図1において、内燃機関101には、エアクリーナ102およびエアフローセンサ103を有する吸気管104が設けられている。
エアクリーナ102は、吸気管104を介して内燃機関101に吸入される空気を浄化し、エアフローセンサ103は、内燃機関101への吸入空気量を計量する。
In FIG. 1, an
The
また、吸気管104内には、スロットルバルブ105およびインジェクタ106が設けられている。
スロットルバルブ105は、内燃機関101への吸入空気量を調整し、インジェクタ106は、内燃機関101への吸入空気に燃料を供給して混合気を形成する。
A
The
一方、内燃機関101には、燃焼後の排気ガスを排出するための排気管107が設けられており、排気管107には、O2センサ108および三元触媒109が設けられている。
O2センサ108は、内燃機関101から排出する排気ガスの残存空気量を計量し、三元触媒109は、排気ガスの有害成分であるHC、CO、NOxを無害なCO2、H2Oに変換する。
On the other hand, the
The
また、内燃機関101には、吸気管104および排気管107との連通部を開閉する吸気および排気弁と、点火コイル110および点火プラグ111とが設けられている。
点火コイル110は、1次コイルの通電電流が遮断されることにより、2次コイル側に高電圧を発生させる。
点火プラグ111は、点火コイル110から発生した高電圧により、内燃機関101の燃焼室内に火花を発生させる。
In addition, the
The ignition coil 110 generates a high voltage on the secondary coil side by interrupting the energization current of the primary coil.
The spark plug 111 generates a spark in the combustion chamber of the
吸気弁の開閉タイミングを決定するカムシャフトには、カム角センサプレート113と協働するカム角センサ(カム角検出手段)112が設けられている。
カム角センサ112は、カムシャフトの回転位相に対応したカム角信号を発生する。
カム角センサプレート113は、カムシャフトと一体に構成されており、カム角センサ112からカム角信号を発生させるための突起または凹部が外周部に形成されている。
The camshaft that determines the opening / closing timing of the intake valve is provided with a cam angle sensor (cam angle detection means) 112 that cooperates with the cam
The
The cam
また、カムシャフトには、カム角を変更するためのVVTアクチュエータとして、油圧アクチュエータ(後述する)が設けられている。
油圧アクチュエータは、油圧アクチュエータの駆動手段として機能するオイルコントロールバルブ(以下、「OCV」と略称する)114により駆動される。
OCV114は、後述するように、油圧アクチュエータへの潤滑油の供給および排出を制御する。
The camshaft is provided with a hydraulic actuator (described later) as a VVT actuator for changing the cam angle.
The hydraulic actuator is driven by an oil control valve (hereinafter abbreviated as “OCV”) 114 that functions as drive means for the hydraulic actuator.
The
カムシャフトは、内燃機関101のクランクシャフトに対して、1/2の回転比で同期回転している。
なお、ここでは、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を制御するための油圧アクチュエータおよびOCV114を吸気弁側に設けたが、排気弁側に設けてもよく、さらに、吸気弁側および排気弁側の両方に設けてもよい。
The camshaft rotates synchronously with the crankshaft of the
Here, the hydraulic actuator for controlling the relative phase of the camshaft with respect to the crankshaft and the
一方、内燃機関101により回転駆動されるクランクシャフトには、クランク角センサプレート116と協働するクランク角センサ(クランク角検出手段)115が設けられている。
クランク角センサ115は、内燃機関101の回転位置および回転速度に対応したクランク角度位置信号(以下、「クランク角信号」と略称する)を発生する。
クランク角センサプレート116は、クランクシャフトに一体に構成されており、クランク角センサ115からクランク角信号を発生させるための突起または凹部が外周部に形成されている。
On the other hand, the crankshaft rotated by the
The
The crank
さらに、内燃機関101の外周部には、内燃機関101を冷却するための冷却水117と、冷却水117の温度Twを検出するための水温センサ(温度検出手段)118とが設けられている。
エアフローセンサ103、O2センサ108、カム角センサ112、クランク角センサ115および水温センサ118の検出信号は、他の各種センサ(図示しない圧力センサなど)の検出信号とともに、電子コントロールユニット(以下、「ECU」と略称する)119に入力される。
Furthermore, a
The detection signals of the
ECU119は、各種センサ(エアフローセンサ103、O2センサ108、カム角センサ112、クランク角センサ115、水温センサ118など)の検出信号に基づいて、インジェクタ106からの燃料噴射量、点火プラグ111による点火タイミングなどを各種駆動信号として演算し、インジェクタ106および点火コイル110などを駆動する。
The ECU 119 determines the fuel injection amount from the
図2において、ECU119は、目標値算出手段203と、制御手段204とを備えている。
目標値算出手段203は、エアフローセンサ103およびクランク角センサ115からの各検出信号(吸入空気量、クランク角信号)に基づいてカム角目標値(目標位相角Vt)を算出する。
制御手段204は、クランク角センサ115、カム角センサ112および水温センサ118の各検出信号と、目標値算出手段203からのカム角目標値(目標位相角Vt)とに基づいて、各種アクチュエータの制御量(OCV制御電流値I)を算出する。
In FIG. 2, the
The target value calculation means 203 calculates a cam angle target value (target phase angle Vt) based on each detection signal (intake air amount, crank angle signal) from the
The
また、制御手段204は、目標位相角Vtとカム角検出値(検出位相角Vd)との位相角偏差ΔVに関連した値に基づいて積分値Ii(後述する)を演算するために、積分値演算手段205を有している。
積分値演算手段205は、内燃機関101の温度に対応した水温センサ118の検出信号(冷却水温Tw)に応じて、OCV制御電流値I(後述する)を演算するための積分値Iiを算出する。
Further, the
The integral value calculation means 205 calculates an integral value Ii for calculating an OCV control current value I (described later) in accordance with a detection signal (cooling water temperature Tw) of the
制御手段204には、OCV(駆動手段)114および油圧アクチュエータ(カム角変更手段)207が接続されている。
OCV114は、ECU119内の制御手段204からの駆動指令に応答して、油圧アクチュエータ207を駆動することにより、カム角(クランク角に対する相対位相)をフィードバック制御する。
An OCV (drive means) 114 and a hydraulic actuator (cam angle changing means) 207 are connected to the control means 204.
The
次に、図3〜図5を参照しながら、この発明の実施の形態1によるOCV(駆動手段)114および油圧アクチュエータ(カム角変更手段)207の具体的な動作について説明する。
図3〜図5はOCV114および油圧アクチュエータ(以下、単に「アクチュエータ」と略称する)207の内部構造を示す断面図である。
Next, specific operations of the OCV (driving means) 114 and the hydraulic actuator (cam angle changing means) 207 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
3 to 5 are cross-sectional views showing the internal structure of the
図3はOCV114に対する駆動電流が0[A]の場合を示しており、クランクシャフトと同期したカムシャフトの回転方向(実線矢印参照)に対して、相対的なカム角の位相が最大遅角側(破線矢印参照)に制御された状態を示している。
図4はOCV114に対する駆動電流が約0.5[A]の場合を示しており、回転方向(実線矢印参照)に対して、相対的なカム角の位相が中間位置に制御された状態を示している。
FIG. 3 shows a case where the drive current for the
FIG. 4 shows a case where the drive current for the
また、図5はOCV114に対する駆動電流が1[A]の場合を示しており、回転方向(実線矢印参照)に対して、相対的なカム角の位相が、最大進角側(破線矢印参照)に制御された状態を示している。
つまり、OCV114への通電電流に応じて油圧駆動されるアクチュエータ207の状態を、潤滑油の流れ方向(上下方向の矢印参照)と関連付けて示している。
FIG. 5 shows a case where the drive current for the
That is, the state of the
図3〜図5において、アクチュエータ207は、ロータ402と、ハウジング403と、遅角油圧室404と、進角油圧室405とにより構成されている。
ハウジング403には、遅角油圧室404に連通する遅角通路406と、進角油圧室405に連通する進角通路407とが設けられている。
3 to 5, the
The
一方、OCV114は、コイル409と、スプール410と、ハウジング411と、スプリング412とにより構成されている。
OCV114は、遅角通路406および進角通路407を介して、アクチュエータ207に接続されている。
また、OCV114には、潤滑油の供給を行うオイルポンプ(図示せず)が接続されている。
On the other hand, the
The
The
アクチュエータ207のロータ402は、内燃機関101のカムシャフトにボルトを介して締結されており、カムシャフトとともに一体的に回転する。
ハウジング403には、スプロケット(または、プーリ)が締結されており、スプロケット(または、プーリ)には、クランクシャフトに係合したチェーン(または、ベルト)が係合されている。
The
A sprocket (or pulley) is fastened to the
これにより、クランクシャフトの回転動力は、チェーン(または、ベルト)を介してスプロケット(または、プーリ)に伝達されるので、ハウジング403は、クランクシャフトと同期して回転する。
ここで、クランクシャフトのスプロケット(または、プーリ)と、ハウジング403に締結されたスプロケット(または、プーリ)とのギヤ比は、1:2であり、カムシャフトには、前述のように、クランクシャフトの回転が1/2に減速されて伝達される。
As a result, the rotational power of the crankshaft is transmitted to the sprocket (or pulley) via the chain (or belt), so that the
Here, the gear ratio between the sprocket (or pulley) of the crankshaft and the sprocket (or pulley) fastened to the
内燃機関101の潤滑油は、OCV114を介して、アクチュエータ207の遅角油圧室404および進角油圧室405に対して供給または排出される。
これにより、カムシャフトと一体のロータ402は、クランクシャフトと同期回転するハウジング403に対して、位置関係が相対的に変更される。
つまり、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位置が相対的に変化する。
Lubricating oil of the
As a result, the positional relationship of the
That is, the rotational position of the camshaft changes relative to the crankshaft.
このとき、図3〜図5に示すように、OCV114は、遅角油圧室404および進角油圧室405への潤滑油の供給および排出を制御する。
すなわち、コイル409への通電を制御してスプール410の位置を変更し、ハウジング411に設けられた溝とスプール410の凹凸との位置関係を変えることにより、潤滑油の流れる向きおよび量を制御する。
At this time, as shown in FIGS. 3 to 5, the
That is, the direction and amount of the lubricating oil flow are controlled by controlling the energization of the
まず、図3においては、アクチュエータ207の遅角油圧室404に潤滑油を供給した状態が示されている。
このとき、OCV114のコイル409には、駆動電流が流れておらず(電流値=0[A])、スプール410は、スプリング412によって、図中の左方向に付勢されている。
したがって、ハウジング411の下側の中央溝を介して、オイルポンプから供給される潤滑油(図3内の上向き矢印参照)は、遅角通路406を通って、アクチュエータ207の遅角油圧室404に供給される。
First, FIG. 3 shows a state in which lubricating oil is supplied to the retarded
At this time, no drive current flows through the
Therefore, the lubricating oil (see the upward arrow in FIG. 3) supplied from the oil pump through the lower central groove of the
また、これと同時に、進角油圧室405内の潤滑油(図3内の下向き矢印参照)は、進角通路407を通って外部に排出される。
この結果、アクチュエータ207のロータ402は、図3内の破線矢印で示すように、ハウジング403に対して相対的に反時計回りに回転(すなわち、遅角)した状態となる。
At the same time, the lubricating oil in the advance hydraulic chamber 405 (see the downward arrow in FIG. 3) is discharged to the outside through the
As a result, the
また、図4においては、アクチュエータ207内の遅角油圧室404および進角油圧室405への遅角通路406および進角通路407が、ともに閉塞された状態が示されている。
このとき、OCV114のコイル409には、約0.5[A]の電流が流れており、コイル409が発生する励磁力とスプリング412の付勢力とが釣り合っている。
FIG. 4 shows a state in which both the
At this time, a current of about 0.5 [A] flows through the
したがって、スプール410は、図4のように、遅角通路406および進角通路407の両方を遮断する位置に調整されて、オイルポンプからの潤滑油は、遅角油圧室404および進角油圧室405のどちらにも流入せず、かつ、遅角油圧室404および進角油圧室405内の潤滑油は、いずれも流出しない状態となる。
この結果、ロータ402とハウジング403との相対位置は、図4に示した所定位置に保持されることになる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the
As a result, the relative position between the
さらに、図5においては、アクチュエータ207の進角油圧室405に潤滑油を供給する場合が示されている。
このとき、OCV114のコイル409には、1[A]の電流が流れており、スプール410は、スプリング412の付勢力に打ち勝って、図中の右方向に移動している。
したがって、オイルポンプから供給される潤滑油(図5内の上向き矢印参照)は、進角通路407を通って進角油圧室405に供給される。
Further, FIG. 5 shows a case where lubricating oil is supplied to the advance
At this time, a current of 1 [A] flows through the
Accordingly, the lubricating oil (see the upward arrow in FIG. 5) supplied from the oil pump is supplied to the advance
また、これと同時に、遅角油圧室404内の潤滑油(図5内の下向き矢印参照)は、遅角通路406を通って外部に排出される。
この結果、アクチュエータ207のロータ402は、図5内の破線矢印で示すように、ハウジング403に対して相対的に時計回りに回転(すなわち、進角)した状態となる。
At the same time, the lubricating oil (see the downward arrow in FIG. 5) in the retard
As a result, the
図6はクランク角信号およびカム角信号を示すタイミングチャートであり、クランク角センサ115およびカム角センサ112から出力される各パルス波形を示している。
ここでは、内燃機関101の気筒識別処理およびカム角(検出位相角)の検出処理について説明する。
FIG. 6 is a timing chart showing the crank angle signal and the cam angle signal, and shows each pulse waveform output from the
Here, a cylinder identification process and a cam angle (detection phase angle) detection process of the
クランク角センサ115は、図6に示すように、クランク角の10度ごとにパルス信号を出力するが、B95(BTDC95度)またはB105(BTDC105度)の位置には、パルス信号が出力されない欠け歯部分が設けられている。
カム角センサ112は、カム角が最遅角の場合には、B100およびB135のタイミングで検出信号を生成する。
As shown in FIG. 6, the
The
クランク角信号(クランク角センサ115の検出信号)は、欠け歯部分が設けられていることによって、10度ごとの各信号がどのクランク位置にあるのかを把握することができるようになっている。 The crank angle signal (detection signal of the crank angle sensor 115) is provided with a missing tooth portion, so that it is possible to grasp at which crank position each signal every 10 degrees is located.
たとえば、クランク角信号が入力されるごとにフリーランカウンタの計数値を取得し、クランク角信号の各パルス間の時間(周期)を計測し、通常よりも周期が長かった場合には、欠け歯部分の次の歯(B85)であると認識することができる。
さらに、1歯欠けの場合と2歯欠けの場合とで周期が異なることによっても、1歯欠け部分と2歯欠け部分とを区別することができるので、カム角信号のパルス数と照合することにより、気筒識別も可能となる。
For example, every time a crank angle signal is input, the count value of the free run counter is acquired, the time (cycle) between each pulse of the crank angle signal is measured, and if the cycle is longer than usual, the missing tooth It can be recognized that it is the next tooth (B85) of the part.
Furthermore, even if the period is different between the case of missing one tooth and the case of missing two teeth, it is possible to distinguish between the one missing tooth portion and the two missing tooth portion. Thus, cylinder identification is also possible.
このように、クランク角信号の欠け歯位置を特定することができるので、クランク角信号が入力されるごとに順次計数することにより、現在のクランク角信号がどのクランク角位置にあるかを把握することができる。 In this way, the missing tooth position of the crank angle signal can be specified, so that the current crank angle signal is grasped at which crank angle position by sequentially counting each time the crank angle signal is inputted. be able to.
次に、カム角の検出位相角Vdの検出処理について説明する。
この検出処理は、後述する図7内のステップ502での検出位相角Vdの検出処理で実行される。
Next, the detection process of the cam angle detection phase angle Vd will be described.
This detection process is executed in the detection process of the detection phase angle Vd in
カム角信号の入力時においても、クランク角信号の入力時刻Tcrkの計測に用いられるフリーランカウンタ値を取得して、カム角信号の入力直後のクランク角Acrk[degCA]と、カム角信号の入力時刻Tcamと、カム角信号の入力前後でのクランク角信号の時刻とを用いて、以下の式(1)のように、カム角Acam[degCA]を算出することができる。 Even when the cam angle signal is input, a free-run counter value used for measuring the input time Tcrk of the crank angle signal is acquired, and the crank angle Acrk [degCA] immediately after the input of the cam angle signal and the input of the cam angle signal are acquired. Using the time Tcam and the time of the crank angle signal before and after the input of the cam angle signal, the cam angle Acam [degCA] can be calculated as in the following equation (1).
Acam=Acrk+{(Tcrk−Tcam)/(Tcrk−Tcrk[i−1])}×△Acrk ・・・(1) Acam = Acrk + {(Tcrk−Tcam) / (Tcrk−Tcrk [i−1])} × ΔAcrk (1)
ただし、式(1)において、Tcrk[i−1]はクランク角信号の入力時刻(前回値)であり、△Acrkはクランク角信号間のクランク角[degCA]である。
最遅角状態において、式(1)で検出したカム角Acamを別途学習しておき、その学習値と今回の検出値との角度差により、基準位置である最遅角位置からの変化すなわち進角量が、検出位相角Vdとして検出される。
However, in Expression (1), Tcrk [i−1] is the input time (previous value) of the crank angle signal, and ΔAcrk is the crank angle [degCA] between the crank angle signals.
In the most retarded angle state, the cam angle Acam detected by the equation (1) is separately learned, and the change from the most retarded angle position that is the reference position, that is, the advance, based on the angle difference between the learned value and the current detected value. The angular amount is detected as a detection phase angle Vd.
図7はカム角の制御演算処理を示すフローチャートであり、ECU119内のマイクロプロセッサ(目標値算出手段203および制御手段204)により実行される処理手順を示している。
図7の処理ルーチンは、たとえばクランク角信号のB75のタイミング入力ごとに実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing cam angle control calculation processing, and shows a processing procedure executed by the microprocessor (target value calculation means 203 and control means 204) in the
The processing routine of FIG. 7 is executed for each timing input of B75 of the crank angle signal, for example.
図7において、まず、目標値算出手段203は、目標位相角Vtの算出処理を実行する(ステップ501)。
具体的には、所定タイミングごとにクランク角センサ115から得られるクランク角信号のパルス間の周期時間に基づいて内燃機関101の回転速度を算出するとともに、回転速度とエアフローセンサ103から得られる内燃機関101の吸入空気量とに基づいて充填効率を算出し、回転速度および充填効率を用いた2次元マップを補間参照することにより、ECU119内のROM(図示せず)にあらかじめ記憶されている目標位相角Vtを算出する。
In FIG. 7, first, the target
Specifically, the rotational speed of the
続いて、制御手段204は、前述のように、検出位相角Vdの算出処理を実行する(ステップ502)。
次に、目標位相角Vtと検出位相角Vdとの差分を位相角偏差△Vとして算出し(ステップ503)、目標位相角Vtが最遅角制御判定値KVr以上であるか否かを判定する(ステップ504)。
Subsequently, as described above, the
Next, the difference between the target phase angle Vt and the detected phase angle Vd is calculated as a phase angle deviation ΔV (step 503), and it is determined whether or not the target phase angle Vt is equal to or greater than the most retarded angle control determination value KVr. (Step 504).
ここで、最遅角制御判定値KVrは、たとえば最遅角位置付近で制御した場合に検出位相角Vdが安定しない領域を排除するように、2[degCA]程度に設定する。
ステップ504において、Vt<KVr(すなわち、NO)と判定されれば、OCV制御電流値Iを「0」に設定し(ステップ505)、最終的な制御信号出力処理(ステップ517)に進む。
Here, the most retarded angle control determination value KVr is set to about 2 [degCA] so as to exclude, for example, a region where the detected phase angle Vd is not stable when controlled near the most retarded angle position.
If it is determined in
一方、ステップ504において、Vt≧KVr(すなわち、YES)と判定されれば、位相角偏差の絶対値|△V|が保持制御判定値KVh以下であるか否かを判定する(ステップ506)。
ここで、保持制御判定値KVhは、たとえばカム角の変動によって内燃機関101の発生トルクが変動しないように、1[degCA]程度に設定する。
On the other hand, if it is determined in
Here, the holding control determination value KVh is set to about 1 [degCA] so that the generated torque of the
ステップ506において、|△V|≦KVh(すなわち、YES)と判定されれば、積分更新待機タイマThを「0」にクリアし(ステップ507)、積分値Iiに位相角偏差△Vと積分ゲインGiとの乗算値を加算した値(=Ii+△V×Gi)を新たな積分値Iiとして算出(更新設定)する(ステップ508)。
If it is determined in
また、保持電流学習値Ihと更新後の積分値Iiとを加算して、OCV制御電流値I(=Ih+Ii)を算出し(ステップ509)、制御信号出力処理(ステップ517)に進む。
ここで、保持電流学習値Ihは、別途の処理ルーチンにおいて、検出位相角Vdが目標位相角Vtにほぼ一致して安定している状態でのOCV制御電流値Iを、保持電流学習値Ihとしてあらかじめ学習しているものとする。
Further, the holding current learning value Ih and the updated integrated value Ii are added to calculate the OCV control current value I (= Ih + Ii) (step 509), and the process proceeds to the control signal output process (step 517).
Here, the holding current learning value Ih is the OCV control current value I in a state where the detected phase angle Vd is substantially equal to the target phase angle Vt and stabilized in a separate processing routine as the holding current learning value Ih. Assume that you have learned in advance.
一方、ステップ506において、|△V|>KVh(すなわち、NO)と判定されれば、現在時刻Tfから前回時刻Tf[i−1]を減算した時間偏差ΔTf(=Tf−Tf[i−1])を積分更新待機タイマThに加算して、新たな積分更新待機タイマThの値(=Th+ΔTf)を算出(更新設定)する(ステップ510)。
ここで、現在時刻Tfとしては、この処理が開始された時点でのフリーランカウンタの値をあらかじめ取得しておくものとする。また、前回時刻Tf[i−1]は、図7の処理ルーチンが前回開始された時点での時刻(フリーランカウンタ値)である。
On the other hand, if it is determined in
Here, as the current time Tf, the value of the free-run counter at the time when this process is started is acquired in advance. The previous time Tf [i−1] is the time (free run counter value) when the processing routine of FIG. 7 was started last time.
なお、図7の処理ルーチンは、クランク角信号の所定入力タイミングごとに実行されることから、内燃機関101の回転速度によって処理周期が変化するので、処理開始時の時刻から周期を求めて経過時間を算出している。
しかし、仮に、図7の処理ルーチンが所定周期(たとえば、25[ms])ごとに実行されるなど、時間管理で実行されるのであれば、演算周期を積分更新待機タイマThに加算するようにしてもよい。
Since the processing routine of FIG. 7 is executed at every predetermined input timing of the crank angle signal, the processing cycle changes depending on the rotation speed of the
However, if the processing routine of FIG. 7 is executed by time management, such as being executed every predetermined cycle (for example, 25 [ms]), the calculation cycle is added to the integral update waiting timer Th. May be.
次に、ステップ510に続いて、積分更新待機タイマThと待機時間判定値Ktとを比較し、積分更新待機タイマThが待機時間判定値Ktを超えたか否かを判定する(ステップ511)。
なお、待機時間判定値Ktの設定処理に関しては、後述する。
Next, following
The setting process of the standby time determination value Kt will be described later.
ステップ511において、Th>Kt(すなわち、YES)と判定されれば、検出位相角Vdの位相角変化量ΔVdを経過時間ΔTfで除算した値、すなわち単位時間あたりの位相角変化量(=ΔVd/ΔTf)が変化量判定値KVsよりも小さいか否かを判定する(ステップ512)。
If it is determined in
ここで、位相角変化量ΔVdは、今回の検出位相角Vdと前回の検出位相角Vd[i−1]との偏差(=Vd−Vd[i−1])として算出される。
また、経過時間ΔTfは、前述のように、現在時刻Tfと前回時刻Tf[i−1]との時間偏差(=Tf−Tf[i−1])として算出される。
Here, the phase angle change amount ΔVd is calculated as a deviation (= Vd−Vd [i−1]) between the current detected phase angle Vd and the previous detected phase angle Vd [i−1].
Further, as described above, the elapsed time ΔTf is calculated as a time deviation (= Tf−Tf [i−1]) between the current time Tf and the previous time Tf [i−1].
ステップ512において、ΔVd/ΔTf<KVs(すなわち、YES)と判定されれば、検出位相角Vdと目標位相角Vtとの位相角偏差ΔVが存在するにもかかわらず検出位相角Vdが変化していない状態と見なされるので、前述のステップ508と同様に、積分値Iiに位相角偏差△Vと積分ゲインGiとの乗算値を加算した値(=Ii+△V×Gi)を、新たな積分値Iiとして算出(更新設定)し(ステップ513)、比例値Ipの算出処理(ステップ514)に進む。
なお、積分ゲインGiの設定処理に関しては、後述する。
If it is determined in
The setting process of the integral gain Gi will be described later.
一方、ステップ512において、ΔVd/ΔTf≧KVs(すなわち、NO)と判定されれば、位相角偏差ΔVが存在するものの検出位相角Vdが変化している状態と見なされるので、ステップ512、513の処理を実行せずにステップ514に進む。
この場合、積分値Iiの更新処理(ステップ513)が実行されないので、前回値が保持されることになる。
On the other hand, if it is determined in
In this case, since the update process (step 513) of the integral value Ii is not executed, the previous value is held.
続いて、位相角偏差△Vと比例ゲインGpとを乗算して、比例値Ipを算出し(ステップ514)、今回の位相角偏差△Vと前回の位相角偏差△V[i−1]との偏差(=△V−△V[i−1])に微分ゲインGdを乗算して、微分値Idを算出する(ステップ515)。
また、保持電流学習値Ih、積分値Ii、比例値Ipおよび微分値Idを加算してOCV制御電流値Iを算出して(ステップ516)、制御信号出力処理(ステップ517)に進む。
Subsequently, the phase angle deviation ΔV is multiplied by the proportional gain Gp to calculate a proportional value Ip (step 514), and the current phase angle deviation ΔV and the previous phase angle deviation ΔV [i−1] (= ΔV−ΔV [i−1]) is multiplied by the differential gain Gd to calculate a differential value Id (step 515).
Further, the OCV control current value I is calculated by adding the holding current learning value Ih, the integral value Ii, the proportional value Ip, and the differential value Id (step 516), and the process proceeds to the control signal output process (step 517).
最後に、ステップ517においては、OCV制御電流値Iに対し、温度による補償処理などを施したうえで、OCV114の駆動デューティ値に換算し、さらに駆動デューティ値に一致したON/OFF信号に変換してOCV114に出力し、図7の処理ルーチンを終了する。
Finally, in
ここで、上記ステップ511で用いられる待機時間判定値Ktの設定処理について説明する。
前述のように、目標位相角Vtが変化してから実際に検出位相角Vdが変化し始めるまでの遅れ時間は、カム角を進角および遅角させるのに用いている潤滑油の粘度(温度)に影響される。
すなわち、低温時においては、潤滑油が高粘度となって流動が遅くなるので、遅れ時間は増大する。一方、高温時においては、潤滑油が低粘度となって流動が速くなるので、遅れ時間は減少する。
Here, the setting process of the standby time determination value Kt used in
As described above, the delay time from when the target phase angle Vt changes until the detected phase angle Vd actually starts to change is the viscosity (temperature) of the lubricating oil used to advance and retard the cam angle. ).
That is, at a low temperature, the lubricating oil becomes highly viscous and the flow becomes slow, so the delay time increases. On the other hand, at a high temperature, the lubricating oil has a low viscosity and the flow is fast, so the delay time is reduced.
したがって、待機時間判定値Ktは、遅れ時間に相当する時間に設定されることが望ましい。
なぜなら、たとえば目標位相角Vtが変化したにもかかわらず、無駄時間の経過後も依然として検出位相角Vdが変化しないのは、OCV制御電流値Iが検出位相角Vdを変化させるだけの出力値を得られていないためであり、この場合には、積分値Iiを更新してOCV制御電流値Iを変更する必要があるからである。
また、逆に、遅れ時間の経過以前に積分値Iiの更新処理(ステップ513)を実行すると、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するときに、不要な積分値Iiの更新によってオーバシュートが発生するからである。
Therefore, it is desirable that the standby time determination value Kt is set to a time corresponding to the delay time.
This is because, for example, the detected phase angle Vd does not change even after the dead time elapses even though the target phase angle Vt has changed, because the OCV control current value I only changes the detected phase angle Vd. This is because it is necessary to update the integrated value Ii and change the OCV control current value I in this case.
Conversely, if the integral value Ii update process (step 513) is executed before the lapse of the delay time, overshoot occurs due to unnecessary update of the integral value Ii when the detected phase angle Vd converges to the target phase angle Vt. This is because.
具体的には、ステップ511で用いられる待機時間判定値Ktは、ECU119内のROMにあらかじめ記憶されているマップ値(図8参照)を用いて設定される。
図8において、待機時間判定値Ktは、内燃機関101の温度(水温センサ118により検出される水温Tw)ごとに設定されており、低水温側においては大きい値に設定され、高水温側においては小さい値に設定される。
Specifically, the standby time determination value Kt used in
In FIG. 8, the standby time determination value Kt is set for each temperature of the internal combustion engine 101 (water temperature Tw detected by the water temperature sensor 118), and is set to a large value on the low water temperature side, and on the high water temperature side. Set to a small value.
このように、内燃機関101の運転中に検出された水温Twに基づき、図8に示したマップを参照して待機時間判定値Ktを設定する。
すなわち、低温時においては、潤滑油が高粘度となって遅れ時間が増大するので、待機時間判定値Ktは、水温Twごとのマップ値(図8参照)にしたがって、低水温側では大きい値に設定され、高水温側では小さい値に設定される。
なお、水温Twの代わりに、他の各種センサで検出された内燃機関101の運転情報から油温を推定した値、または潤滑油温を直接検出した値を用いて、待機時間判定値Ktを設定してもよい。
Thus, based on the water temperature Tw detected during the operation of the
That is, since the lubricating oil becomes highly viscous and the delay time increases at low temperatures, the standby time determination value Kt becomes a large value on the low water temperature side according to the map value for each water temperature Tw (see FIG. 8). It is set to a small value on the high water temperature side.
Instead of the water temperature Tw, the standby time determination value Kt is set using a value obtained by estimating the oil temperature from the operation information of the
次に、図9および図10のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態1による上記ステップ511および512に関連した動作について説明する。
図9および図10においては、カムシャフトの位相角と積分値Iiとの各動作が、待機時間判定値Ktと関連付けて示されている。
Next, referring to the timing charts of FIG. 9 and FIG. 10, operations related to the
9 and 10, each operation of the camshaft phase angle and the integral value Ii is shown in association with the standby time determination value Kt.
なお、図9は高温時(潤滑油の粘性が低く動作が早い場合)、図10は低温時(潤滑油の粘性が高く動作が遅い場合)の各動作例を示している。
また、位相角[degCA]において、目標位相角Vtの動作は破線で示され、検出位相角Vdの動作は実線で示されている。
FIG. 9 shows each operation example at high temperature (when the viscosity of the lubricating oil is low and the operation is fast), and FIG. 10 shows each operation example at low temperature (when the viscosity of the lubricating oil is high and the operation is slow).
In the phase angle [degCA], the operation at the target phase angle Vt is indicated by a broken line, and the operation at the detection phase angle Vd is indicated by a solid line.
図9において、潤滑油が高温(すなわち、内燃機関101が暖機された状態)の場合の検出位相角Vdは、目標位相角Vtの変化に対して早く追従する。
図9において、たとえば運転者によりアクセル操作が行われると、時刻Aにおいて目標位相角が変化し、時刻Aから所定の遅れ時間が経過した後の時刻Bにおいて、検出位相角Vdが変化し始める。
In FIG. 9, the detected phase angle Vd when the lubricating oil is at a high temperature (that is, when the
In FIG. 9, for example, when the driver performs an accelerator operation, the target phase angle changes at time A, and the detected phase angle Vd starts to change at time B after a predetermined delay time has elapsed from time A.
このとき、待機時間判定値Ktは、時刻Aから時刻Bまでの期間よりも長い時間に設定されているので、目標位相角Vtが変化してから待機時間判定値Ktが経過するまでの間は、積分値Iiが更新されることはない。 At this time, since the standby time determination value Kt is set to a time longer than the period from time A to time B, the standby time determination value Kt elapses after the target phase angle Vt changes. The integral value Ii is not updated.
その後、目標位相角Vtが変化した時刻Aから待機時間判定値Ktが経過した時刻Cにおいては、すでに検出位相角Vdが変化しており、単位時間あたりの変化量が変化量判定値KVs以上に達しているので、積分値Iiが更新されることはない。
よって、その後の時刻Dにおいて、検出位相角Vdは、オーバシュートなどを生じることなく、目標位相角Vtに収束する。
Thereafter, at the time C when the standby time determination value Kt has elapsed from the time A at which the target phase angle Vt has changed, the detection phase angle Vd has already changed, and the amount of change per unit time is greater than or equal to the change amount determination value KVs. Since it has reached, the integral value Ii is not updated.
Therefore, at the subsequent time D, the detected phase angle Vd converges to the target phase angle Vt without causing overshoot or the like.
一方、図10において、潤滑油が低温(すなわち、内燃機関101の暖機が完了していない状態)の場合の検出位相角Vdは、目標位相角Vtの変化に対して、図9の場合よりもゆっくり追従する。
ここで、まず、待機時間判定値Ktを仮に固定値とし、高温時(図9参照)と同一値に設定した場合(1点鎖線)の動作について説明する。
On the other hand, in FIG. 10, the detected phase angle Vd when the lubricating oil is at a low temperature (that is, the state where the
Here, first, the operation when the standby time determination value Kt is assumed to be a fixed value and set to the same value as at high temperatures (see FIG. 9) will be described.
図10において、1点鎖線は、待機時間判定値Ktを温度に応じた値に設定せずに固定値とした場合の検出位相角Vdおよび積分値Iiの動作を示している。
この場合、時刻Aにおいて目標位相角Vtが変化すると、潤滑油が高温時(図9)の時刻Bよりも遅れた時刻B’で検出位相角Vdが変化し始める。
In FIG. 10, an alternate long and short dash line indicates the operation of the detected phase angle Vd and the integral value Ii when the standby time determination value Kt is set to a fixed value without being set to a value corresponding to the temperature.
In this case, when the target phase angle Vt changes at time A, the detected phase angle Vd starts to change at time B ′, which is later than time B when the lubricating oil is hot (FIG. 9).
このとき、待機時間判定値Ktが、潤滑油温度が低温時にもかかわらず、高温時の場合(図9)と同一設定値(1点鎖線参照)とすると、続く時刻Cにおいては、まだ検出位相角Vdが動作していないので、積分値Iiは、1点鎖線で示すように増量側に更新を開始する。
その後、時刻B’において、ようやく検出位相角Vdが動作を開始し、続く時刻C’において、検出位相角Vdの単位時間あたりの変化量が変化量判定値KVs以上となり、積分値Iiの更新が停止する。
At this time, if the standby time determination value Kt is set to the same setting value (see the one-dot chain line) as in the case of the high temperature (FIG. 9) even when the lubricating oil temperature is low, the detection phase is still detected at the subsequent time C. Since the angle Vd is not operating, the integral value Ii starts to be updated on the increase side as indicated by the one-dot chain line.
Thereafter, at time B ′, the detection phase angle Vd finally starts to operate, and at the subsequent time C ′, the change amount per unit time of the detection phase angle Vd becomes equal to or greater than the change amount determination value KVs, and the integration value Ii is updated. Stop.
また、図10内の時刻Dにおいて、検出位相角Vdが目標位相角Vtに到達するが、時刻Cから時刻C’までの期間で積分値Iiが更新されてそのまま保持されているので、検出位相角Vd(1点鎖線参照)が目標位相角Vtを越えてオーバシュートが発生する。
さらに、オーバシュートが発生した後の時刻Eにおいて、積分値Iiを減量補正させることにより、ようやく検出位相角が目標位相角に収束することになる。
Further, at time D in FIG. 10, the detection phase angle Vd reaches the target phase angle Vt, but the integrated value Ii is updated and held as it is during the period from time C to time C ′, so that the detection phase angle Overshoot occurs when the angle Vd (see the dashed line) exceeds the target phase angle Vt.
Furthermore, at time E after the occurrence of overshoot, the detected phase angle finally converges to the target phase angle by correcting the decrease in the integral value Ii.
次に、図10内の実線を参照しながら、この発明の実施の形態1による動作について説明する。
図10内の実線は、待機時間判定値Ktを温度(水温Tw)に応じて前述(図8参照)のように可変設定し、低温時における待機時間判定値Ktを、高温時よりも大きい値に変更した場合の検出位相角Vdおよび積分値Iiの動作を示している。
Next, the operation according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the solid line in FIG.
The solid line in FIG. 10 indicates that the standby time determination value Kt is variably set as described above (see FIG. 8) according to the temperature (water temperature Tw), and the standby time determination value Kt at a low temperature is larger than that at a high temperature. The operation of the detected phase angle Vd and the integral value Ii when changed to is shown.
この場合、待機時間判定値Kt(積分値Iiの更新が停止される期間)は、目標位相角Vtが変化した時刻Aから、検出位相角Vdが変化を開始する時刻B’までの期間よりも長い期間に設定されているので、時刻Cにおいて検出位相角Vdが動作していなくても、積分値Iiの更新が開始されることはない。 In this case, the standby time determination value Kt (period in which the update of the integral value Ii is stopped) is longer than the period from time A when the target phase angle Vt changes to time B ′ when the detected phase angle Vd starts to change. Since the long period is set, the update of the integral value Ii is not started even if the detection phase angle Vd is not operating at the time C.
すなわち、積分値Iiの更新が可能となるのは、時刻Aにおいて目標位相角Vtが変化してから待機時間判定値Ktの期間が経過した後の時刻からである。
待機時間判定値Ktの経過後の時刻において、検出位相角Vdは、変化量判定値KVs以上の変化量で動作しているので、積分値Iiの更新処理は実行されず、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束する時刻D’において、オーバシュートが発生することもない。
That is, the integral value Ii can be updated from the time after the period of the standby time determination value Kt has elapsed since the target phase angle Vt changed at time A.
At the time after the elapse of the standby time determination value Kt, the detection phase angle Vd operates with a change amount equal to or greater than the change amount determination value KVs. Therefore, the update process of the integral value Ii is not executed, and the detection phase angle Vd is Overshoot does not occur at time D ′ when it converges to the target phase angle Vt.
このように、目標位相角Vtが変化した後の積分値Iiの更新処理の待機状態に対応した待機時間判定値Ktを、内燃機関101の温度(水温Tw)に応じて変更し、特に低温(低水温)であるほど長く設定することにより、内燃機関101の低温時において、目標位相角Vtが変化してから検出位相角Vdが変化を開始するまでの遅れ時間が大きくなっても、積分値Iiが不要に更新されることがなく、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するときに、オーバシュートおよびハンチングの発生を防止することができ、ドラビリの悪化を防止することができる。
また、温度検出手段として水温センサ118を用いているので、特にセンサを追加することなく、内燃機関101の温度情報を取得することができる。
As described above, the standby time determination value Kt corresponding to the standby state of the update process of the integral value Ii after the target phase angle Vt is changed is changed according to the temperature of the internal combustion engine 101 (water temperature Tw). By setting the longer as the water temperature is lower, the integrated value is obtained even when the delay time from when the target phase angle Vt changes until the detected phase angle Vd starts to change at a low temperature of the
Further, since the
次に、図11を参照しながら、上記ステップ513に関連した動作について説明する。
前述のように、カム角の変化速度は、低油温時(すなわち、高粘度時)には遅くなり、逆に、高油温時(すなわち、低粘度時)には速くなる。
したがって、低温時に積分ゲインGiが適正値よりも大きいと、応答速度が遅い(遅れ時間が大きい)ことから過補正となり、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するときにオーバシュートが発生し、場合によってはハンチングを引き起こす可能性がある。
Next, the operation related to step 513 will be described with reference to FIG.
As described above, the cam angle change rate becomes slower at low oil temperature (that is, when the viscosity is high), and conversely, it increases at high oil temperature (that is, when the viscosity is low).
Therefore, if the integral gain Gi is larger than the appropriate value at low temperatures, the response speed is slow (the delay time is large), so overcorrection occurs, and overshoot occurs when the detected phase angle Vd converges to the target phase angle Vt. In some cases, it may cause hunting.
そこで、図7内のステップ513において、積分ゲインGiは、運転中に検出した水温Twに基づき、図11のマップ値を参照して設定される。図11のマップ値は、水温Twごとに設定されており、あらかじめECU119内のROMに記憶されている。
図11において、積分ゲインGiのマップ値は、低水温側では小さい設定値となり、高水温側では大きい設定値となる。
Therefore, in
In FIG. 11, the map value of the integral gain Gi is a small set value on the low water temperature side and a large set value on the high water temperature side.
このように、内燃機関101の温度により変化する検出位相角Vdの応答時間および遅れ時間に応じて、積分ゲインGiを変更し、特に低温時では積分ゲインGiを小さい値に設定することにより、オーバシュートおよびハンチングを防止することができ、ドラビリ悪化を防止することができる。
As described above, the integral gain Gi is changed in accordance with the response time and delay time of the detected phase angle Vd that changes depending on the temperature of the
次に、図12を参照しながら、上記ステップ512における変化量判定値KVsの設定処理について説明する。
通常、高温時においては、カム角の応答速度を高速化して内燃機関101の運転出力性能を優先するために、カム角の応答速度が速くなるように比例ゲインGpおよび微分ゲインGdが適合されている。
したがって、積分制御実行用の検出位相角Vdの変化量判定値KVsがある程度小さい値に設定されていても、比例微分(PD)制御によって検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するので、積分制御が実行されることがない。
Next, the change amount determination value KVs setting process in
Normally, in order to increase the cam angle response speed and prioritize the operation output performance of the
Therefore, even if the change amount determination value KVs of the detection phase angle Vd for executing the integral control is set to a small value to some extent, the detection phase angle Vd converges to the target phase angle Vt by the proportional differential (PD) control. Control is never executed.
また、高温時であっても、仮に車載のバッテリが外されて保持電流学習値Ihがリセットされてしまうと、OCV制御電流値Iが、実際に検出位相角Vdを目標位相角Vtに保持するのに必要な電流値からずれてしまい、検出位相角Vdの動作が通常よりも遅くなるか、または検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束せずに途中で停止する可能性がある。 Even at high temperatures, if the in-vehicle battery is removed and the holding current learning value Ih is reset, the OCV control current value I actually holds the detected phase angle Vd at the target phase angle Vt. Therefore, there is a possibility that the operation of the detection phase angle Vd becomes slower than usual, or the detection phase angle Vd does not converge to the target phase angle Vt and stops midway.
したがって、保持電流学習値Ihがリセットされた場合には、積分値Iiを更新して検出位相角Vdを目標位相角Vtに収束させているが、できるだけ速く検出位相角Vdを目標位相角Vtに収束させて、保持電流学習値Ihの学習処理を早く実行させるためには、上記ステップ512における変化量判定値KVsを可能な限り小さく設定する必要がある。
Therefore, when the holding current learning value Ih is reset, the integrated value Ii is updated to converge the detection phase angle Vd to the target phase angle Vt, but the detection phase angle Vd is set to the target phase angle Vt as quickly as possible. In order to converge and to quickly execute the learning process of the holding current learning value Ih, it is necessary to set the variation determination value KVs in
しかしながら、低温時において、高温時の比例ゲインGpおよび微分ゲインGdを用いると、高温時よりもカム角の応答速度が低下しているので、高温時の変化量判定値KVsに基づく判定結果から、保持電流学習値Ihが正しく学習されているにもかかわらず積分値Iiが更新されてしまい、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するときにオーバシュートが発生してしまう可能性がある。 However, when the proportional gain Gp and the differential gain Gd at high temperature are used at low temperature, the response speed of the cam angle is lower than at high temperature, so from the determination result based on the variation determination value KVs at high temperature, The integrated value Ii is updated even though the holding current learning value Ih is correctly learned, and there is a possibility that overshoot occurs when the detected phase angle Vd converges to the target phase angle Vt.
そこで、図7内のステップ512において、変化量判定値KVsは、運転中に検出した水温Twに基づき、図12のマップ値を参照して設定される。図12のマップ値は、水温Twごとに設定されており、あらかじめECU119内のROMに記憶されている。
図12において、変化量判定値KVsのマップ値は、低水温側では大きい設定値となり、高水温側では小さい設定値となる。
Therefore, in
In FIG. 12, the map value of the variation determination value KVs is a large set value on the low water temperature side and a small set value on the high water temperature side.
図12のように、変化量判定値KVsは、水温Twに応じたマップ値として、高温時(検出位相角Vdの応答速度が速い条件下)よりも低温時(応答速度が遅い条件下)の方が大きい値となるように設定される。 As shown in FIG. 12, the change amount determination value KVs is a map value corresponding to the water temperature Tw when the temperature is lower than the high temperature (under the condition where the response speed of the detection phase angle Vd is fast) (under the condition where the response speed is slow). Is set to a larger value.
以上のように、この発明の実施の形態1による制御手段204は、目標位相角(カム角目標値)Vtと一致するように検出位相角(カム角検出値)Vdを制御するとともに、積分値演算手段205で演算される積分値Iiの積分更新値および更新条件を、内燃機関101の温度に応じて設定する。
As described above, the control means 204 according to the first embodiment of the present invention controls the detection phase angle (cam angle detection value) Vd so as to coincide with the target phase angle (cam angle target value) Vt, and also integrates the integrated value. The integral update value and update condition of the integral value Ii calculated by the calculation means 205 are set according to the temperature of the
これにより、低油温時において、潤滑油の粘性増加による検出位相角Vdの応答性低下が生じても、検出位相角Vdが動作している場合には積分値Iiが更新されないので、検出位相角Vdが目標位相角Vtに収束するときにオーバシュートが発生することがなく、ドラビリ悪化を防止することができる。 As a result, even if the responsiveness of the detected phase angle Vd decreases due to an increase in the viscosity of the lubricating oil at low oil temperature, the integrated value Ii is not updated when the detected phase angle Vd is operating. Overshoot does not occur when the angle Vd converges to the target phase angle Vt, and drivability deterioration can be prevented.
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、検出位相角Vdの変化量判定値KVsなどに基づいて積分更新処理をスキップさせるのみで、積分更新スキップ回数を考慮しなかったが、図13のように、積分更新スキップ回数SKIPが所定回数Ksに達した時点で、積分更新処理を実行させるようにしてもよい。
In the first embodiment, only the integral update process is skipped based on the change amount determination value KVs of the detected phase angle Vd and the number of integral update skips is not considered. However, as shown in FIG. The integration update process may be executed when the update skip count SKIP reaches the predetermined count Ks.
図13はこの発明の実施の形態2によるカム角の制御演算処理を示すフローチャートであり、ステップ501〜517については、前述(図7参照)と同一処理なので、ここでは詳述を省略する。
図13においては、ステップ512の後に、ダウンカウンタからなる積分更新スキップ回数SKIPに関する判定処理、設定処理およびデクリメント処理(ステップ601〜603)が挿入された点のみが図7と異なる。
FIG. 13 is a flowchart showing cam angle control calculation processing according to the second embodiment of the present invention.
13 is different from FIG. 7 only in that a determination process, a setting process, and a decrement process (
図13内のステップ511において、積分更新待機タイマThが待機時間判定値Ktよりも大きい(すなわち、YES)と判定され、続くステップ512において、単位時間あたりの位相角変化量(=ΔVd/ΔTf)が変化量判定値KVsよりも小さい(すなわち、YES)と判定されると、まず、積分更新スキップ回数SKIPが「0」であるか否かを判定する(ステップ601)。
なお、積分更新スキップ回数SKIPの初期値は、あらかじめ所定回数Ksに設定されているものとする。
In
Note that the initial value of the integral update skip count SKIP is set to a predetermined count Ks in advance.
たとえば、積分更新の禁止処理が既に所定回数Ksに達し、ステップ601において、SKIP=0(すなわち、YES)と判定されれば、ステップ513に進み、積分値Iiの更新処理を実行する。
続いて、積分更新スキップ回数SKIPに所定回数Ksを設定し(ステップ602)、比例値Ipの設定処理(ステップ514)に進む。
For example, if the integral update prohibition process has already reached the predetermined number of times Ks and it is determined in
Subsequently, the predetermined number Ks is set in the integral update skip count SKIP (step 602), and the process proceeds to the proportional value Ip setting process (step 514).
一方、ステップ601において、SKIP>0(すなわち、NO)と判定されれば、積分更新スキップ回数SKIPから「1」を減算してデクリメント処理(ステップ603)を実行した後、ステップ514に進む。
On the other hand, if it is determined in
なお、所定回数Ksは、図14に示すように、水温Twに応じたマップ値を参照して、高温時(検出位相角Vdの応答速度が速い条件下)よりも低温時(応答速度が遅い条件下)の方が大きい値となるように設定される。
このとき、所定回数Ksの値が大きいほど、積分値Iiの更新周期が長くなるので、図14のように、低温時ほど大きい所定回数Ksに設定することは、積分ゲインGiを小さくしたのと同等の効果がある。
As shown in FIG. 14, the predetermined number of times Ks refers to a map value corresponding to the water temperature Tw, and is lower than the high temperature (under the condition that the response speed of the detection phase angle Vd is fast) (the response speed is slow). (Condition) is set to a larger value.
At this time, as the value of the predetermined number of times Ks is larger, the update cycle of the integral value Ii is longer. Therefore, setting the larger predetermined number of times Ks as the temperature is lower as shown in FIG. 14 is that the integral gain Gi is reduced. Has the same effect.
したがって、図14のように、低温時ほど積分更新スキップ回数SKIPを大きく設定することにより、図13内のステップ513による積分値Iiの更新周期が長くなり、低水温でのオーバシュートおよびハンチングの発生を防止することができ、ドラビリ悪化を防止することができる。
Therefore, as shown in FIG. 14, by setting the integral update skip count SKIP to be larger as the temperature is lower, the update period of the integral value Ii in
なお、上記実施の形態2では、積分更新スキップ回数SKIPをダウンカウンタとし、デクリメント処理(ステップ603)において積分更新スキップ回数SKIPから「1」を減算したが、積分更新スキップ回数SKIPをタイマで構成してもよい。
この場合、ステップ602においては、積分更新スキップ回数SKIPとして所定時間が設定され、ステップ603のデクリメント処理において、積分更新スキップ回数SKIPは、経過時間ΔTf(=Tf−Tf[i−1])を更新時間として、以下の式(2)のように減算更新されることになる。
In the second embodiment, the integral update skip count SKIP is used as a down counter, and “1” is subtracted from the integral update skip count SKIP in the decrement process (step 603). However, the integral update skip count SKIP is configured by a timer. May be.
In this case, in
SKIP(今回値)=SKIP(前回値)−ΔTf ・・・(2) SKIP (current value) = SKIP (previous value) −ΔTf (2)
ただし、式(2)において、積分更新スキップ回数SKIPに対する更新時間ΔTfの倍数が、必ずしも所定回数Ksに一致するとは限らないので、上記ステップ601において「SKIP=0」であるか否かを判定するのではなく、「SKIP≦0」であるか否かを判定する必要がある。
However, in Expression (2), since the multiple of the update time ΔTf with respect to the integral update skip count SKIP does not necessarily match the predetermined count Ks, it is determined whether or not “SKIP = 0” in
101 内燃機関、104 吸気管、107 排気管、112 カム角センサ(カム角検出手段)、114 OCV(駆動手段)、115 クランク角センサ(クランク角検出手段)、118 水温センサ(温度検出手段)、119 ECU、203 目標値算出手段、204 制御手段、205 積分値演算手段、207 油圧アクチュエータ(カム角変更手段)、Gi 積分ゲイン、Ii 積分値、Kt 待機時間判定値、Th 積分更新待機タイマ、Tw 水温、Vd 検出位相角(カム角検出値)、Vt 目標位相角(カム角目標値)、ΔV 位相角偏差、ΔVd 位相角変化量。 101 internal combustion engine, 104 intake pipe, 107 exhaust pipe, 112 cam angle sensor (cam angle detection means), 114 OCV (drive means), 115 crank angle sensor (crank angle detection means), 118 water temperature sensor (temperature detection means), 119 ECU, 203 target value calculation means, 204 control means, 205 integral value calculation means, 207 hydraulic actuator (cam angle changing means), Gi integral gain, Ii integral value, Kt waiting time judgment value, Th integral update waiting timer, Tw Water temperature, Vd detection phase angle (cam angle detection value), Vt target phase angle (cam angle target value), ΔV phase angle deviation, ΔVd phase angle change amount.
Claims (9)
前記内燃機関のクランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対位置を変更するカム角変更手段と、
前記クランクシャフトの回転角度に対応してクランク角信号を生成するクランク角検出手段と、
前記カム角変更手段により変更される位置に取り付けられ、前記カム角変更手段により変更されたカム角を検出するカム角検出手段と、
前記カム角変更手段を駆動する駆動手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じたカム角目標値を算出する目標値算出手段と、
前記カム角検出手段からのカム角検出値が前記カム角目標値と一致するように前記駆動手段の制御量を演算する制御手段と、
前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記カム角目標値と前記カム角検出値との位相角偏差に関連した値に基づいて積分値を演算する積分値演算手段を含み、
前記積分値に基づいて前記制御量を演算するとともに、
前記積分値の積分更新値および更新条件を、前記内燃機関の温度に応じて設定することを特徴とする内燃機関制御装置。 A camshaft for setting the timing of at least one of intake and exhaust of the internal combustion engine;
Cam angle changing means for changing the relative position of the camshaft with respect to the crankshaft of the internal combustion engine;
Crank angle detection means for generating a crank angle signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft;
A cam angle detecting means attached to a position changed by the cam angle changing means and detecting the cam angle changed by the cam angle changing means;
Driving means for driving the cam angle changing means;
Target value calculating means for calculating a cam angle target value according to the operating state of the internal combustion engine;
Control means for calculating a control amount of the drive means so that a cam angle detection value from the cam angle detection means matches the cam angle target value;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the internal combustion engine,
The control means includes
An integral value calculating means for calculating an integral value based on a value related to a phase angle deviation between the cam angle target value and the cam angle detection value;
While calculating the control amount based on the integral value,
An internal combustion engine control apparatus, wherein an integral update value and an update condition of the integral value are set according to a temperature of the internal combustion engine.
前記カム角目標値が所定値以上変化した場合に前記積分値の更新を停止させるための積分更新停止期間を設定する無駄時間積分更新停止手段をさらに含み、
前記積分更新停止期間を、前記内燃機関の温度に応じて設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。 The control means includes
A dead time integral update stop means for setting an integral update stop period for stopping the update of the integral value when the cam angle target value changes by a predetermined value or more;
The internal combustion engine control device according to claim 1, wherein the integral update stop period is set according to a temperature of the internal combustion engine.
前記カム角検出値の変化量が所定値未満の場合に前記積分値の更新を停止させるための積分更新停止手段をさらに含み、
前記所定値を、前記内燃機関の温度に応じて設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。 The control means includes
An integral update stop means for stopping update of the integral value when the change amount of the cam angle detection value is less than a predetermined value;
The internal combustion engine control device according to claim 1, wherein the predetermined value is set according to a temperature of the internal combustion engine.
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JP2009174473A (en) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Hitachi Ltd | Control device for variable valve timing mechanism |
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