JP2008163802A - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ用制御装置に電力供給が行われておらず(S400:NO)、機関回転速度NEが判定値A以上となっているときには(S410:YES)、タイマの作動を開始する(S420)。そして、タイマ値Tが判定時間B以上となっている場合には(S430)、ずれ判定フラグEFを「1」に設定し、検出される回転角が実際の回転角からずれていると判定する。
【選択図】図8
Description
請求項1に記載の発明は、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構と、所定の回転角範囲内で回転駆動されて前記可変動弁機構を駆動するモータと、同モータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサと、同位置センサからのパルス信号のエッジを計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいて前記モータの回転角を検出する検出手段とを備え、可変とされる前記バルブ特性の現状値を前記回転角に基づいて検出する可変動弁機構の制御装置において、前記検出手段への電力供給状態と前記内燃機関の稼働状態とを検出するとともに、前記内燃機関が稼働中であって前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する判定手段を備えることをその要旨とする。
図1に、エンジン1におけるシリンダヘッド2周りの断面構造を示す。
同可変動弁機構14は、シリンダヘッド2に固定されて吸気カムシャフト11と平行に延びるパイプ状のロッカシャフト15、ロッカシャフト15に挿入された棒状のコントロールシャフト16、コントロールシャフト16の軸線を中心に揺動する入力アーム17、入力アーム17の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム18等を備えている。
三つの電気角センサS1〜S3は、ブラシレスモータ47の回転時、同モータ47のロータと一体回転する4極の多極マグネットの磁気に応じて、図3(a)〜(c)に示されるようなパルス状の信号を互いに位相をずらした状態で出力するものである。そして、こうしたパルス信号の波形がえられるように、上記ロータに対する各電気角センサS1〜S3の周方向位置は定められている。なお、各電気角センサS1〜S3のうちの一つのセンサから出力されるパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ47の45°回転毎に発生している。また、上記一つのセンサからのパルス信号は、他の2つのセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ47の30°回転分だけそれぞれ進み側及び遅れ側に位相がずれた状態となっている。
このエンジン用制御装置51も、各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
・エンジン1の吸気通路7に設けられたスロットルバルブの開度(スロットル開度TA)を検出するスロットルセンサ53。
・エンジン1の出力軸の回転に対応する信号を出力して機関回転速度NEの検出等に用いられるクランク角センサ55。
このイグニッションスイッチ56がオンにされると、モータ用制御装置50やエンジン用制御装置51には、バッテリ70から電力が供給され、モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51との間で上記通信線60を介した相互通信が開始されるともに、スタータモータが駆動されてエンジン1の始動が開始される。また、イグニッションスイッチ56がオフにされると、所定の処理がなされた後、モータ用制御装置50やエンジン用制御装置51への電力供給が遮断されるとともに機関停止が行われる。
図3において、(a)〜(e)は、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角変化に対し、各センサS1〜S5からパルス信号がどのように出力されるかを示した波形図である。また、(f)〜(h)は、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角の変化に対し、電気角カウンタE、位置カウンタP(検出用位置カウンタPk)、及びストロークカウンタSのカウンタ値がどのように推移するかを示している。
より詳しくは、図5に示すように、各位置センサS4,S5のうち、一方のセンサからパルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとのいずれが生じているか、及び他方のセンサからハイ信号「H」とロー信号「L」とのいずれが出力されているかに応じて、位置カウンタPのカウンタ値に対し「+1」と「−1」とのいずれかが加算される。なお、この図5において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立ち下がりエッジを表している。こうした処理を通じて得られる位置カウンタPのカウンタ値は、各位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジを計数した値となる。
図3に示すように、現在の位置カウンタPのカウンタ値が例えば「29」であるときにイグニッションオフされて、不揮発性メモリ57には「29」がカウンタ値Pgとして記憶されたとする。しかし、イグニッションオフ後のエンジン停止中において、機械的ながたつき等によりブラシレスモータ47の回転角が逆回転方向(図中左側)に、例えば図3(g)の矢印aで示される変化量「−13」だけ変化したとすると、上記カウンタ値Pg(「29」)がブラシレスモータ47の実際の回転角と対応しなくなる。このときのブラシレスモータ47の実際の回転角に対応する位置カウンタPのカウンタ値は、同図3に示されるように「16(=29−13)」であり、その値に対し、不揮発性メモリ57に記憶されたカウンタ値Pgは「13」だけ増加側にずれていることになる。
変化量相当値Xは、次式(1)に基づいて算出される。
X=(Eg−Ei)・n+(Pgをnで割った余り) …(1)
この式(1)で用いられる「n」は、電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ間において位置センサS4,S5から出力されるパルス信号のエッジ数を表しており、この実施形態では「4」になっている。そして、式(1)の「(Eg−Ei)・4」という項は、イグニッションオフ時のカウンタ値Egと、その後の最初のイグニッションオン時のカウンタ値Eiとの差分を、位置カウンタPのカウンタ値の変化に置き換えた値になる。なお、イグニッションオフ時の位置カウンタPのカウンタ値Pgが電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ発生時の値、例えば「28」という値になっていれば、「(Eg−Ei)・4」という項をそのまま変化量相当値Xとして用いることが可能である。
イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Eg、すなわちモータ用制御装置50への電力供給が遮断される直前のカウンタ値Egと、そのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタEのカウンタ値Ei、すなわちモータ用制御装置50への電力供給が開始された直後のカウンタ値Egとが検出される。そして、それらカウンタ値Eg及びカウンタ値Eiに基づき、機関始動後、モータ用制御装置50への通電が開始されるまでの間に変化したブラシレスモータ47の回転角が算出される。そのため、機関始動時にあってモータ用制御装置50への通電が一時的に滞ったとしても、その後通電状態になれば、モータ用制御装置50への電力供給が遮断されてから電力供給が開始されるまでの間に変化したブラシレスモータ47の回転角を求めることも可能である。
本処理が開始されるとまず、モータ用制御装置50に電力供給が行われているか否かが判定される(S400)。ここでは、以下のようにして電極供給の有無が判定される。
一方、タイマ値Tが判定時間B以上である場合には(S430:YES)、機関回転速度NEが判定値A以上である時間がある程度長くなっており、エンジン1は確実に稼働中であると判断される。そして、エンジン1が稼働中であると判断することができる状況にあって、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないため、検出されるブラシレスモータ47の回転角は実際の回転角からずれていると判定され、ずれ発生フラグEFが「0」から「1」に変更される(S440)。そして、タイマ値Tは「0」に初期化されて、本処理は一旦終了される。このようにして、ずれ発生フラグEFが「1」にされると、モータ用制御装置50への通電が開始された後に、上記位置カウンタ学習処理が実行され、検出される回転角と実際の回転角とのずれが修正される。
(1)モータ用制御装置50への電力供給状態とエンジン1の稼働状態とを検出するとともに、エンジン1が稼働中であってモータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定するずれ判定処理を行うようにしている。従って、可変動弁機構14を駆動するブラシレスモータ47の回転角を検出する場合にあって、検出される回転角が実際の回転角からずれていることを好適に判定することができるようになる。
(5)モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51とを通信線60で接続し、相互通信させるようにしている。そして、その相互通信が途絶している場合に、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないと判定するようにしている。従って、モータ用制御装置50への電力供給状態を適切に判定することができるようになる。
・上記実施形態では、上記停止時・始動時位置カウンタ処理を行う可変動弁機構の制御装置において上記ずれ判定処理を行う場合について説明したが、そうした停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合にも上記ずれ判定処理は適用可能である。この場合にも、モータ用制御装置50への電力供給状態とエンジン1の稼働状態とを検出し、エンジン1が稼働中であってモータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定することが可能である。なお、このように停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、ブラシレスモータ47以外のモータで駆動される可変動弁機構の制御装置にも、上記ずれ判定処理を実施することができる。また、停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、判定時間Bを更に短くしてもよい。また、停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、機関回転速度NEが判定値A以上となっていた時間の計測を省略して、機関回転速度NEが「0」よりも高く、かつモータ用制御装置50への電力供給が行われていないことが検出されたときに上記ずれ発生フラグEFを「1」にするようにしてもよい。
・機関回転速度NEが判定値A以上となっている時間をタイマ58で計測するようにしたが、この他の方法でそうした時間を計測するようにしてもよい。例えば、先の図8に示したステップS400での否定判定、及びステップS410での肯定判定がなされたときに、所定値ずつ(例えば1ずつ)増大されるカウンタを用意し、このカウンタの値に基づいて機関回転速度NEが判定値A以上となっている時間を計測するようにしてもよい。
・モータ用制御装置50に電力が供給されているか否かを、モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51との相互通信が途絶しているか否かに基づいて判定するようにしたが、この他の態様で判定するようにしてもよい。
Claims (8)
- 内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構と、所定の回転角範囲内で回転駆動されて前記可変動弁機構を駆動するモータと、同モータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサと、同位置センサからのパルス信号のエッジを計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいて前記モータの回転角を検出する検出手段とを備え、可変とされる前記バルブ特性の現状値を前記回転角に基づいて検出する可変動弁機構の制御装置において、
前記検出手段への電力供給状態と前記内燃機関の稼働状態とを検出するとともに、前記内燃機関が稼働中であって前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する判定手段を備える
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 - 前記判定手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測する計測手段を備え、
同計測手段にて計測された時間が所定の判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する
請求項1に記載の可変動弁機構の制御装置。 - 前記計測手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えた時間についてその累積時間を算出し、その算出された累積時間が前記判定時間以上であって、前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する
請求項2に記載の可変動弁機構の制御装置。 - 前記判定時間は、機関回転速度が高くなるほど短い時間に設定される
請求項2または3に記載の可変動弁機構の制御装置。 - 前記検出手段及び前記判定手段は、相互通信を行う通信線で接続されており、
前記判定手段は、前記相互通信が途絶している場合に、前記検出手段への電力供給が行われていないと判定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置。 - 前記モータは、複数の電気角センサから出力されるパルス信号の出力パターンに応じて周期的に変更される電気角カウンタのカウンタ値に基づいて通電相が切り換えられることで駆動されるブラシレスモータであって、
前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔は、前記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されており、
前記検出手段は、イグニッションオフ時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、イグニッションオフからオンまでの間における前記ブラシレスモータの回転角の変化量を前記位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値として算出する算出手段を更に備える請求項2〜4のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記判定時間は、前記電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定される
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 - 前記電気角カウンタは、前記ブラシレスモータの正回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を順方向にカウンタ値として当てはめ、前記ブラシレスモータの逆回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を逆方向にカウンタ値として当てはめるものであり、
前記算出手段は、前記カウンタ値Egと前記カウンタ値Eiとの差分に対して、前記複数の電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間において前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数nを乗算し、その後に前記乗算により得られた値に対して、イグニッションオフ直前の位置カウンタのカウンタ値Pgを前記エッジ数nで除算した余りを加算することにより、前記変化量相当値を算出する
請求項6に記載の可変動弁機構の制御装置。 - 検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定されたときには、前記モータを駆動して前記モータの回転角を前記所定の回転角範囲の端まで変化させ、そのときの前記位置カウンタのカウンタ値を初期位置として記憶する初期位置学習を、前記検出手段への電力供給が開始された後に行う
請求項1〜7のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置。
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