JP2009197591A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ECU3は、電磁コイルに通電される電流(デューティ比)が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量を、前記位相変更機構12が位相変化を開始してから目標位相θtgに到達するまでの一定期間毎の動作角θmをたとえば3つに分割して、最初の2つの位相角θopよりも前記目標位相に到達する最後の足されたθrが最も小さくなるように構成した。このパターンでは、最後が小さい動作角のためVTCが短時間でθrだけ動くことにより、θdetsからθtg1ヘの到達時間を短くできると共に、VTCの動作後半での速度の出すぎが緩和されて、オーバーシュートが抑えられる。
【選択図】図11
Description
前記位相変更機構が、前記クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を所定角度以上連続して変更する場合に、前記制御機構によって駆動機構が制御されるデューティ比が増減を繰り返すことを特徴としている。
そして、各係合ピン21が渦巻き溝25に係合した状態において、渦ディスク23がタイミングスプロケット11に対して遅れ方向に相対回動すると、各リンク部材18の先端部は、各径方向窓孔17に案内されつつ渦巻き溝25の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側(進角側)に移動し、逆に、渦ディスク23が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動して、係合ピン21が前記渦巻き溝25の偏曲部に位置した状態で最遅角側に制御される。
〔数1〕|θtg1一θtg1z|>0
ただし、θtglzはθtg1の前回値を示す。また、前記数1の条件を満たさない場合はステップ15に移行してθdetをθdetnに置き換える。
〔数2〕θm=θtb1−θdets
前記目標設定手段S5は、ECU3がVTC10の実際に追従すべき目標位相変化パターンθtg(θtgは時間的に可変)を動作角θmに基づいて設定する。
数式3が成立しない場合には、ステップS24で、次式のようにθtgをθtg1とする。つまり、θtgは、目標位相の変更はせずθtg1が変更されるまで一定となる。
数式3が成立する場合には、S18〜S23にて、目標位相変化パターンθtgをθtg2に設定する。つまり、ステップ18において0をNに代入し、ステップ19でN+1をNにしてステップ20に移行する。
また、θrは前記ステップS22で次式により算出される値である。
また、数式5ではθrの最後に目標位相変化パターンに加えているが、この加える順番で、VTC10の応答特性に差が出る。理解し易くするために、前記Nが2でθrが0でない場合のθtg1の例を図11〜図13に示す。
ステップ26では、Erを用いて次式にて操作量を計算する。
ここでUp,Ui,Udは以下のように計算する。
〔数式11〕 Ui=Ki×Er+Uiz
〔数式12〕 Ud=Kd×(Er−Erz)
ここで、UizはUiの前回値であり、ErzはErの前回値である。
この第2実施形態は、遅角動作へ適用したものであって、図14のフローチャートに示すように、目標設定手段S5のみが異なり、具体的には、前記図8のステップS17,S20と、前記数式3、数式5、数式6及び閾値θth、θopが異なる。他の部分は第1実施形態と共通することから重複説明は省略する。
前記数式13の不成立時には、第1実施形態と同様にθtgをθtg1とする。前記数式13が成立するときには、目標位相の変更を行う。第1実施形態の図8のステップS18〜S23の数式5と同様に、ステップS38〜S41にて以下の数式14に示すようにθtg2を設定する。なお、前記θrを足すタイミングについても第1実施形態と同様である。
前記遅角動作を対象とした第2実施形態は、目標設定手段S5が、前記のようにしてθtgを設定する点が第1実施形態と異なっている点であり、他は同様の処理をする。
3…ECU(制御機構)
4…クランクシャフト
5…クランク角センサ(位相角検出機構)
6…カム角センサ(位相角検出機構)
10…バルブタイミング制御装置
11…タイミングスプロケット
12…位相変更機構
13…電磁ブレーキ機構(駆動機構)
27…ヒステリシスブレーキ
30…電磁コイル
Claims (20)
- 吸気弁または排気弁の開閉時期を制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変化させる位相変更機構と、
通電されることによって前記位相変更機構に駆動力を付与する駆動機構と、
該駆動機構に通電される電流を制御する制御機構と、
前記クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転角度を検出すると共に、機関運転状態によって検出周期が前記制御機構の制御周期より長い場合が存在する位相角検出機構と、
前記位相変更機構が前記クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を所定角度以上連続して変更する場合に、前記制御機構から駆動機構に通電される電流の増減を繰り返すことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記制御機構は、前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量を可変制御することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量を、前記位相変更機構が位相変化を開始してから目標位相に近づくまでの変化量よりも前記目標位相に到達する最後の変化量が小さくなるように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量のうち、前記位相変更機構が位相変化を開始する1回目の変化量と目標位相に到達する最後の変化量の間に、前記1回目と最後の変化量よりも小さい位相変化量が存在することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す単位時間当たりの位相変化量は、前記位相変更機構が位相変化を開始する1回目より2回目以降の方が大きくなるように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す最も長い周期を、前記位相変更機構がオーバーシュートを発生しない周期になっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記制御機構は、機関運転状態から前記位相変更機構によって変化させる位相角度の目標値を設定すると共に、
現在のクランクシャフトに対するカムシャフトの実位相を算出し、
前記実位相から目標値まで移動させる位相角度を求め、
前記移動させる位相角度が所定以上であった場合には、前記駆動機構に通電される電流が増減を繰り返す周期を設定することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構は、通電されることによって発生する電磁力を前記位相変更機構に直接作用させることにより、該位相変更機構に駆動力を付与することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項8に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構は、電磁ブレーキ機構であることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項8に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構は、電動モータであることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 吸気弁または排気弁の開閉時期を制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変化させる位相変更機構と、
通電されることによって前記位相変更機構に駆動力を付与する駆動機構と、
該駆動機構に通電される電流をデューティ制御する制御機構と、
前記クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転角度を検出すると共に、機関運転状態によって検出周期が前記制御機構の制御周期より長い場合が存在する位相角検出機構と、
を備え、
前記位相変更機構が、前記クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を所定角度以上連続して変更する場合に、前記制御機構によって駆動機構が制御されるデューティ比が増減を繰り返すことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記制御機構は、前記デューティ比が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量を可変制御することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記デューティ比が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量を、前記位相変更機構が位相変化を開始してから目標位相に近づくまでの変化量よりも前記目標位相に到達する最後の変化量が小さくなるように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記デューティ比が増減を繰り返す単位時間当たりの位相角変化量のうち、前記位相変更機構が位相変化を開始する1回目の変化量と目標位相に到達する最後の変化量の間に、前記1回目と最後の変化量よりも小さい位相変化量が存在することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記デューティが増減を繰り返す単位時間当たりの位相変化量は、前記位相変更機構が位相変化を開始する1回目より2回目以降の方が大きくなるように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記デューティ比が増減を繰り返す最も長い周期を、前記位相変更機構がオーバーシュートを発生しない周期になっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記制御機構は、機関運転状態から前記位相変更機構によって変化させる位相角度の目標値を設定すると共に、現在のクランクシャフトに対するカムシャフトの実位相を算出し、
前記実位相から目標値まで移動させる位相角度を求め、
前記移動させる位相角度が所定以上であった場合には、前記デューティ比が増減を繰り返す周期を設定することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動機構は、通電されることによって発生する電磁力を前記位相変更機構に直接作用させることにより、該位相変更機構に駆動力を付与することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 吸気弁または排気弁の開閉時期を制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変化させる位相変更機構と、
前記位相変更機構に駆動力を付与する駆動機構と、
該駆動機構に通電される電流を制御する制御機構と、
前記クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転角度を検出すると共に、機関運転状態によって検出周期が前記制御機構の制御周期より長い場合が存在する位相角検出機構と、
を備え、
前記位相変更機構が前記クランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を所定角度以上連続して変更する場合に、前記位相変更機構は、移動速度が増減を繰り返すことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項19に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記位相変更機構が前記回転位相を所定角度以上連続して変更する場合に、前記駆動機構の駆動力が増減を繰り返すことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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