JP2016109115A - 点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、中間位相CVVTでは、吸気/排気バルブのバルブオーバーラップの増大によるポンピングロスの低減で燃費が向上する効果をより高め、エンジン条件に応じたバルブオーバーラップの最適化による内部排ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation、以下、EGRと略す)による燃焼ガスの再燃焼で排出ガスの低減効果をより向上させ、エンジン条件に応じた吸気バルブタイミングの最適化による体積効率の増大で低速トルクの増大および出力向上の効果をより高めることにより、CVVT対比の燃費向上および排出ガス低減効果の改善をもたらす(例えば、引用文献2〜4参照)。
このようなエンジンの回転数の低下(RPM Drop)現象は、パーキング=>遅角=>ホールディング=>進角流路の順に動くプランジャの電気的応答速度を速くすることにより、遅角流路にオイルが流入しないように遅角流路を速やかに通らせることで解消できるが、電気エネルギーが印加されるソレノイドバルブのプランジャが動き始める瞬間までデッドゾーン(Dead Zone)が存在することにより、プランジャの応答速度の向上に物理的限界が存在するしかない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、物理的限界性を有するバルブプランジャの応答性向上の代わりに点火時期を補償することにより、カム位置遅角現象(CAM undershoot)によるエンジンの回転数の低下(RPM Drop)が解消された、中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法を提供することにある。
エンジン点火時期の補償は、エンジンECUが読んだカム位置に応じたエンジンの現在点火時期を補償する。
エンジン作動条件に応じた点火時期制御の復帰は、カム位置で判断される。
カム位置は、中間位相CVVTの遅角を外れた位置である。
また、本発明は、中間位相CVVTの性能改善が点火時期補償によってソフトウェア的に実現されることにより、時間/費用過剰で現実的に適用しにくい中間位相CVVTのハードウェア構造および流路の改善が要求されない効果がある。
図示したとおり、作動制御条件で中間位相CVVTを制御するエンジンECUは、CVVTトルク補償モード(S30)を行うことを特徴とする。その理由は、中間位相CVVTがパーキング(DetentまたはLocking)=>遅角=>ホールディング=>進角流路の順による作動状態を示す図2から分かる。図示したとおり、中間位相CVVTには、OCV(オイル流路制御バルブ)10−1が備えられ、OCV10−1には、吸気バルブと排気バルブを制御するカム10−3につながる油圧回路10−2が連結され、油圧回路10−2には、カム10−3を最遅角と最進角との中間位置で固定するロックピン(Lock Pin)10−4が備えられ、PWMデューティ信号によってOCV10−1のプランジャ(またはスプール)の位置が移動することにより、油圧回路10−2に対するオイル流路制御が行われる。そのため、エンジンECUがパーキング状態でOCV10−1に印加するPWMデューティ信号は、最遅角と最進角との中間位置でカム10−3を固定させたロックピン10−4のパーキング状態が解除されるオイル流れを発生させ、次に、OCV10−1に印加される他のPWMデューティ信号は、カム10−3の状態を遅角−>ホールディング−>進角に切り替えるか、その逆に切り替えることとなる。
そのため、S30のCVVTトルク補償モードでは、物理的限界性を有するOCV10−1の代わりに、遅角から進角に進行するカム位置を利用した点火時期補償方式が適用されることにより、カム位置遅角(CAM undershoot)の解消およびエンジンの回転数の減少(RPM Drop)の防止が行われる。
S30でCVVTトルク補償モード入りが必要でなければ、エンジンECUは、点火時期補償を適用せずに中間位相CVVTの位置を制御するが、これは、エンジンECUで位置制御される中間位相CVVTがすでに遅角流路を通ったことを意味する。ここで、CVVTトルク補償モードが適用されない中間位相CVVTの位置制御は、遅角流路で点火時期補償なしにパーキング=>遅角=>ホールディング=>進角流路に制御されることを意味する。
反面、S30でCVVTトルク補償モード入りが必要であれば、エンジンECUは、S40のように、エンジントルク補償制御開始モードに進むことにより、S50のように、点火時期補償が行われる。点火時期補償は、エンジンの基本作動条件に応じた現在点火時期にCVVT補償点火時期の値を加えて定められる。
ここで、CVVT補償点火時期は、実車に対する車両評価によって求められ、エンジン電子制御ユニット(ECU)にデータやマップとして格納される値であるので、車両ごとに最適なCalibrationが異なるため、具体的な値は特定されない。
点火時期補償の適用時点を図3に例示したが、図3の「A」は、エンジンの回転数の減少(RPM Drop)が発生するカム位置の値であるので、「A」は、点火時期補償の適用時点を示す。そのため、点火時期補償の結果は、中間位相CVVTの位置制御時、パーキングから遅角に移る遅角流路でカム位置遅角(CAM undershoot)の解消およびエンジンの回転数の減少(RPM Drop)の防止が行われる。
S60でカムポジションが遅角位置を通っていなければ、S40にフィードバックされて、点火時期補償制御を継続し、反面、S60でカムポジションが遅角位置を通っていれば、S70に進んで、エンジントルク補償を解除することにより、CVVTトルク補償モードが終了する。
すると、エンジンECUは、目標位置であるホールディングまたは進角に中間位相CVVTの位置制御を継続する。
10−1:オイル流路制御バルブ(Oil−Flow Control Valve:OCV)
10−2:油圧回路
10−3:カム
10−4:ロックピン(Lock Pin)
CVVT:連続可変バルブ制御システム(Continuously Variable Valve Timing System)
ECU:電子制御ユニット(Electronic Control Unit)
PWM デューティ:パルス幅変調デューティ(Pulse Width Modulation Duty)
Claims (6)
- (A)中間位相連続可変バルブ制御システム(Continuously Variable Valve Timing System:中間位相CVVT)の位置制御を開始したエンジン電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)がカム位置を読み、
(B)前記エンジン電子制御ユニット(ECU)が前記中間位相連続可変バルブ制御システム(中間位相CVVT)のパーキング(Parking)に一致するカム位置を判断すれば、カム位置遅角(CAM undershoot)が防止されるようにエンジン点火時期を補償し、
(C)前記エンジン点火時期の補償後、エンジン作動条件に応じた点火時期制御に復帰することを特徴とする点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。 - 前記エンジン点火時期の補償は、前記中間位相連続可変バルブ制御システム(中間位相CVVT)の遅角通過前に行われることを特徴とする請求項1に記載の点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。
- 前記エンジン点火時期の補償は、前記エンジン電子制御ユニット(ECU)が読んだカム位置に応じたエンジンの現在点火時期を補償することを特徴とする請求項2に記載の点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。
- 前記現在点火時期の補償は、カム位置遅角(CAM undershoot)が防止される連続可変バルブ制御システム(CVVT)補償点火時期を現在点火時期に加えて行われることを特徴とする請求項3に記載の点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。
- 前記エンジン作動条件に応じた点火時期制御の復帰は、カム位置で判断されることを特徴とする請求項1に記載の点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。
- 前記カム位置は、前記中間位相連続可変バルブ制御システム(中間位相CVVT)の遅角を外れた位置であることを特徴とする請求項5に記載の点火時期補償による中間位相連続可変バルブ制御システムの作動性能向上方法。
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