JP2020153267A - Internal combustion engine valve control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は内燃機関の動弁制御装置に関する。 The present disclosure relates to a valve control device for an internal combustion engine.
機関弁を駆動するためのカムを備えたカムシャフトであって、クランクシャフトによって駆動されるカムシャフトと、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相角であるカム位相角を変更可能な油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータにおける作動油の流れを制御する制御弁と、カム位相角があらかじめ定められた位相角に固定されるロック状態と、カム位相角が変更可能なアンロック状態との間で切り換え可能なロック機構と、を備え、ロック機構がロック状態にあるときにカム位相角を変更するときには、ロック機構をアンロック状態に切り換えるとともに、ロック機構に干渉されることなくカム位相角が変更されるように制御弁への供給電流値を制限する、内燃機関の動弁制御装置が公知である(例えば、特許文献1参照)。 A camshaft equipped with a cam for driving an engine valve, the camshaft driven by the crankshaft, a hydraulic actuator capable of changing the cam phase angle which is the phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft, and a hydraulic actuator. A control valve that controls the flow of hydraulic oil in the engine, and a lock mechanism that can switch between a locked state in which the cam phase angle is fixed at a predetermined phase angle and an unlocked state in which the cam phase angle can be changed. When changing the cam phase angle while the lock mechanism is in the locked state, the lock mechanism is switched to the unlocked state and the control valve is changed so that the cam phase angle is changed without being interfered by the lock mechanism. A valve control device for an internal combustion engine that limits the value of the supply current to the camshaft is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の油圧アクチュエータは、タイミングベルト用のプーリと、カムシャフトに取り付けられたロータと、これらプーリとロータとにより画定された油圧室と、を備えており、油圧室内の油圧を制御することにより、プーリに対するロータの角度位置が変更され、したがってカム位相角が変更される。また、特許文献1のロック機構は、ロータに保持されるロックピンと、プーリに設けられた係合孔と、を備えており、ロック状態ではロックピンが係合孔内に収容され、プーリに対するロータの相対移動が制限される。一方、アンロック状態ではロックピンが係合孔から抜け出され、プーリに対するロータの相対移動が許容される。
The hydraulic actuator of
ところで、制御弁への供給電流値を大きくすれば、油圧室内の油圧の上昇速度を高くでき、したがってプーリに対するロータの相対速度、すなわちカム位相角の変化速度を高くできる、と考えられる。しかしながら、ロック機構がロック状態にあるときに制御弁への供給電流値が過度に急激に高められると、ロックピンが係合孔から完全に抜け出る前に油圧室内の油圧が過度に高められるおそれがあり、この場合プーリに対するロータの相対移動が正常に行われないおそれがある。そこで特許文献1では、ロック機構がロック状態にあるときにカム位相角を変更するときには、ロック機構をアンロック状態に切り換えるとともに、ロック機構に干渉されることなくカム位相角が変更されるように制御弁への供給電流値を制限している。
By the way, it is considered that if the value of the current supplied to the control valve is increased, the rising speed of the hydraulic pressure in the hydraulic chamber can be increased, and therefore the relative speed of the rotor with respect to the pulley, that is, the changing speed of the cam phase angle can be increased. However, if the value of the current supplied to the control valve is excessively increased while the locking mechanism is in the locked state, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber may be excessively increased before the lock pin is completely removed from the engagement hole. In this case, the relative movement of the rotor with respect to the pulley may not be performed normally. Therefore, in
しかしながら、制御弁への供給電流値が制限されると、カム位相角の変化速度ないしカム位相角が制限される。このため、実際のカム位相角が目標カム位相角に到達する時期が遅くなるおそれがあり、実際のカム位相角が目標カム位相角に到達する前に制御弁への供給電流値の補正が終了されるおそれがある。あるいは、目標カム位相角に対する実際のカム位相角の偏差が過度に大きくなるおそれがあり、この偏差に基づく供給電流値の補正量が過度に大きくなるおそれがある。いずれにしても、カム位相角の制御性が悪化するおそれがある。 However, when the value of the current supplied to the control valve is limited, the rate of change of the cam phase angle or the cam phase angle is limited. Therefore, the time when the actual cam phase angle reaches the target cam phase angle may be delayed, and the correction of the supply current value to the control valve is completed before the actual cam phase angle reaches the target cam phase angle. May be done. Alternatively, the deviation of the actual cam phase angle with respect to the target cam phase angle may become excessively large, and the correction amount of the supply current value based on this deviation may become excessively large. In any case, the controllability of the cam phase angle may deteriorate.
本開示によれば、機関弁を駆動するためのカムを備えたカムシャフトであって、クランクシャフトによって駆動されるカムシャフトと、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの位相角であるカム位相角を変更可能に構成されている、油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータにおける作動油の流れを制御するように構成されている制御弁と、前記カム位相角があらかじめ定められた位相角に固定されるロック状態と、前記カム位相角が変更可能なアンロック状態との間で切り換え可能に構成された、ロック機構と、電子制御ユニットであって、前記ロック機構が前記ロック状態にあるときに前記カム位相角を変更するときに、前記ロック機構を前記アンロック状態に切り換えるとともに、目標カム位相角に基づいて制限前目標電流値を算出することと、前記ロック機構に干渉されることなく前記カム位相角が変更されるように前記制限前目標電流値を電流値制限量だけ制限して制限後目標電流値を算出することと、前記制限後目標電流値になるように前記制御弁への供給電流値を制御することと、を繰り返す、ように構成された電子制御ユニットと、を備え、前記電子制御ユニットは更に、前記電流値制限量に応じて定まる前記目標カム位相角速度の制限量に基づいて前記目標カム位相角を修正することを繰り返す、ように構成されている、内燃機関の動弁制御装置が提供される。 According to the present disclosure, a camshaft provided with a cam for driving an engine valve, the camshaft driven by the crankshaft, and a cam phase angle which is a phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft are changed. A hydraulic actuator configured to be possible, a control valve configured to control the flow of hydraulic oil in the hydraulic actuator, and a locked state in which the cam phase angle is fixed to a predetermined phase angle. A locking mechanism configured to be switchable between an unlocked state in which the cam phase angle can be changed, and an electronic control unit, the cam phase angle is set when the locking mechanism is in the locked state. When changing, the lock mechanism is switched to the unlocked state, the target current value before limiting is calculated based on the target cam phase angle, and the cam phase angle is changed without being interfered by the lock mechanism. The target current value before the limit is limited by the current value limit amount to calculate the target current value after the limit, and the supply current value to the control valve is controlled so as to be the target current value after the limit. The electronic control unit further comprises an electronic control unit configured to repeat and repeat, and the electronic control unit further comprises the target cam based on a limit of the target cam phase angular velocity determined according to the current value limit. A valve control device for an internal combustion engine is provided, which is configured to repeat the correction of the phase angle.
ロック機構に干渉されることなくカム位相角が変更されるのを確保しつつ、カム位相角の制御性を高く維持することができる。 It is possible to maintain high controllability of the cam phase angle while ensuring that the cam phase angle is changed without being interfered by the locking mechanism.
図1を参照すると、本開示による実施例の内燃機関の動弁制御装置1は、カムシャフト2と、油圧アクチュエータ3と、電磁式の制御弁4と、ロック機構5と、電子制御ユニット6と、を備える。
Referring to FIG. 1, the
本開示による実施例のカムシャフト2は図2に示されるように、機関弁21を駆動するための複数のカム22を備える。機関弁21の例には吸気弁及び排気弁が含まれる。なお、カム位相角は機関弁21の動作(例えば、開弁時期、閉弁時期、など)を表している。
As shown in FIG. 2, the
一方、本開示による実施例の油圧アクチュエータ3は、クランクシャフト32に対するカムシャフト2の位相角であるカム位相角を変更するように構成されている。再び図1を参照すると、本開示による実施例の油圧アクチュエータ3は、カムシャフト2の長手方向一端に固定されたロータ31と、クランクシャフト32にベルト33を介して連結されたタイミングプーリ34と、を備える。本開示による実施例では、ロータ31に周方向に互いに離間した例えば4つの外向き突起31pが形成され、タイミングプーリ34に周方向に互いに離間した例えば4つの内向き突起34pが形成される。また、外向き突起31pの一側と内向き突起34pの一側との間に作動油で満たされた封密の進角室35aが形成され、外向き突起31pの他側と内向き突起34pの他側との間に作動油で満たされた封密の遅角室35rが形成される。その結果、クランクシャフト32の回転がベルト33及び油圧がアクチュエータ3を介してカムシャフト2に伝達される。すなわち、カムシャフト2はクランクシャフト32によって駆動される。
On the other hand, the
本開示による実施例の油圧アクチュエータ3は、進角室35a内の油圧及び遅角室35r内の油圧を制御するように構成されている。本開示による実施例では、カム位相角を進角すべきときに、進角室35a内の油圧が上昇され、遅角室35r内の油圧が低下される。その結果、進角室35aの容積が増大し、遅角室35rの容積が減少し、ロータ31がタイミングプーリ34に対し、クランクシャフト32又はタイミングプーリ34の回転方向DRと同じ方向Aに移動される。これに対し、カム位相角を遅角すべきときに、遅角室35r内の油圧が上昇され、進角室35a内の油圧が低下される。その結果、遅角室35rの容積が増大し、進角室35aの容積が減少し、ロータ31がタイミングプーリ34に対し、クランクシャフト32又はタイミングプーリ34の回転方向DRと逆方向Rに移動される。
The
本開示による実施例の制御弁4は、油圧アクチュエータ3における作動油の流れを制御するように構成されている。具体的には、本開示による実施例の制御弁4は、進角室35a内の油圧及び遅角室35r内の油圧を制御するように構成されている。本開示による実施例では、進角室35a内の油圧を上昇させ遅角室35r内の油圧を低下させるべきときには、制御弁4は進角室35aを作動油ポンプ41に接続し、遅角室35rを作動油溜め42に接続する。遅角室35r内の油圧を上昇させ進角室35a内の油圧を低下させるべきときには、制御弁4は遅角室35rを作動油ポンプ41に接続し、進角室35aを作動油溜め42に接続する。また、本開示による実施例では、制御弁4への供給電流値が大きくなると、進角室35a内の油圧が上昇し遅角室35r内の油圧が低下するように制御弁4が作動し、制御弁4への供給電流値が少なくなると、遅角室35r内の油圧が上昇し進角室35a内の油圧が低下するように制御弁4が作動する。
The control valve 4 of the embodiment according to the present disclosure is configured to control the flow of hydraulic oil in the
なお、タイミングプーリ34が回転方向DRに回転されているときに、ロータ31には方向Rの反力が作用する。このため、ロック機構5がアンロック状態にあるときに、制御弁4への供給電流値を或る電流値よりも小さく設定すると、ロータ31はタイミングプーリ34に対し方向Rに移動し、制御弁4への供給電流値を当該或る電流値よりも大きく設定すると、ロータ31はタイミングプーリ34に対し方向Aに移動し、制御弁4への供給電流値を当該或る電流値に設定すると、ロータ31はタイミングプーリ34に対し静止する。当該或る電流値は保持点と称されている。
When the timing
本開示による実施例のロック機構5は、カム位相角があらかじめ定められた位相角に固定されるロック状態と、カム位相角が変更可能なアンロック状態との間で切り換え可能に構成されている。具体的には、本開示による実施例のロック機構5は、図3に示されるように、ロータ31に形成された収容孔51と、長手軸線方向に移動可能に収容孔51内に保持されたロックピン52と、タイミングプーリ34に形成され、作動油で満たされた係合孔53と、ロックピン52を係合孔53に向けて付勢する圧縮バネ54と、係合孔53内の油圧を制御するように構成された油圧制御装置55と、を備える。
The
図3に実線で示されるように、ロックピン52が係合孔53内に位置しているときには、ロータ31はタイミングプーリ34に対し相対移動不能となっている。すなわち、ロック機構5はロック状態にある。これに対し、油圧制御装置55により係合孔53内の油圧が上昇され、それにより図3に破線で示されるようにロックピン52が収容孔51内に押し込まれて係合孔53から抜け出ると、ロック機構5はアンロック状態となる。すなわち、ロータ31がタイミングプーリ34に対し相対移動可能となる。なお、本開示による実施例では、カム位相角が最も遅角されたカム位相角のときに、ロータ31のロックピン52とタイミングプーリ34の係合孔53とが互いに整列する。したがって、ロック状態において、カム位相角は最も遅角されたカム位相角に固定される。別の実施例(図示しない)では、ロックピン52がタイミングプーリ34に保持され、係合孔53がロータ31に形成される。
As shown by the solid line in FIG. 3, when the
本開示による実施例の電子制御ユニット6は1又は複数のコンピュータを備える。1又は複数のコンピュータは、双方向性バスによって相互に接続されたCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート、などを含む。
The
本開示による実施例の電子制御ユニット6には、1又は複数のセンサ61が接続され、センサ61の出力が入力される。センサ61の例には、カム位相角を検出するように構成されているカム位相角センサ、クランク角を検出するように構成されているクランク角センサ、機関負荷を検出するように構成されている負荷センサ、などが含まれる。また、本開示による実施例の制御弁4、作動油ポンプ41、油圧制御装置55、内燃機関本体(例えば、燃料噴射弁、点火栓、スロットル弁、など)など、は電子制御ユニット6に接続され、電子制御ユニット6からの信号に基づいて制御される。
One or a plurality of
さて、本開示による実施例では、ロック機構5がロック状態にあるときにカム位相角を変更させるべきときには、ロック機構5をアンロック状態に切り換えるとともに、カム位相角が目標カム位相角になるように制御弁4への供給電流値が制御される。
By the way, in the embodiment according to the present disclosure, when the cam phase angle should be changed while the
本開示による実施例の電子制御ユニット6は、制御弁4への供給電流値の目標値を算出するように構成された電流値算出部7を含む。図4には、本開示による実施例の電流値算出部7が概略的に示される。図4を参照すると、本開示による実施例の電流値算出部7は、比較部71と、目標電流値算出部72と、電流値制限部73と、カム位相角速度制限量算出部74と、を含み、供給電流値の目標値を繰り返し算出する。
The
本開示による実施例の比較部71は、修正前目標カム位相角VTTPと、カム位相角速度制限量算出部74で算出されたカム位相角速度制限量LVVTとの偏差(=VTTP−LVVT)を修正後目標カム位相角VTTCとして目標電流値算出部72に出力する。修正前目標カム位相角VTTPは、最初のルーチンではあらかじめ定められた初期値であり、それ以外は、前回のルーチンで算出された修正後目標カム位相角VTTCである。
The comparison unit 71 of the embodiment according to the present disclosure corrects the deviation (= VTTP-LVVT) between the uncorrected target cam phase angle VTTP and the cam phase angular velocity limit amount LVVT calculated by the cam phase angular velocity limit
本開示による実施例の目標電流値算出部72は、修正後目標カム位相角VTTCと、実際のカム位相角VTRとから、制限前目標電流値iTLPを算出し、電流値制限部73に出力する。本開示による実施例では、フィードフォワード補正係数及びフィードバック補正係数を用いて制限前目標電流値iTLPが算出される。
The target current value calculation unit 72 of the embodiment according to the present disclosure calculates the pre-limit target current value iTLP from the modified target cam phase angle VTTC and the actual cam phase angle VTR, and outputs the pre-limit target current value iTLP to the current
本開示による実施例の電流制限部73は、制限前目標電流値iTLPから制限後目標電流値iTLを算出し、制御弁4に出力する。すなわち、制限後目標電流値iTLとなるように制御弁4への供給電流値が制御される。また、制限後目標電流値iTLはカム位相角速度制限量算出部74に出力される。
The current limiting
図5には本開示による実施例の電流値制限部73が概略的に示される。図5を参照すると、本開示による実施例の電流値制限部73は、電流値制限量算出部81と、上限ガード部82と、ロック状態判定部83と、切り換え部84と、を備える。本開示による実施例では、上限ガード部82及び切り換え部84には制限前目標電流値iTLPが入力され、実際のカム位相角VTRがロック状態判定部83に入力される。
FIG. 5 schematically shows the current
本開示による実施例の電流値制限量算出部81は、制限前目標電流値iTLPの制限量である電流値制限量Liを算出し、上限ガード部82に出力する。 The current value limit calculation unit 81 of the embodiment according to the present disclosure calculates the current value limit Li, which is the limit of the pre-limit target current value iTLP, and outputs it to the upper limit guard unit 82.
本開示による実施例の上限ガード部82は、仮の制御後目標電流値iTLTを算出し、切り換え部84に出力する。仮の制御後目標電流値iTLTは、例えば、あらかじめ定められた上限ガード値を越えない範囲で、制御前目標電流値iTLPを電流値制限量Liだけ制限し、すなわち減少することにより、算出される。 The upper limit guard unit 82 of the embodiment according to the present disclosure calculates a tentatively controlled target current value iTLT and outputs it to the switching unit 84. The tentative post-control target current value iTLT is calculated, for example, by limiting the pre-control target current value iTLP by the current value limit amount Li, that is, decreasing it within a range not exceeding a predetermined upper limit guard value. ..
本開示による実施例のロック状態判定部83は、例えば、実際のカム位相角VTRに基づいてロック機構5がロック状態にあるか、すなわちロックピン52が係合孔53内にあるか否かを判定し、判定結果を切り換え部84に出力する。
The lock state determination unit 83 of the embodiment according to the present disclosure determines, for example, whether the
本開示による実施例の切り換え部84は、ロック状態判定部83の判定結果に応じて制御後目標電流値iTLを出力する。一例では、ロック機構5がロック状態にあると判定されたときには、仮の制御後目標電流値iTLTが制御後目標電流値iTLとして出力される。これに対し、ロック機構5がアンロック状態にあると判定されたときには、制限前目標電流値iTLPが制限されることなく、制御後目標電流値iTLとして出力される。
The switching unit 84 of the embodiment according to the present disclosure outputs the controlled target current value iTL according to the determination result of the lock state determination unit 83. In one example, when it is determined that the
図6において、実線は制御後目標電流値iTLの一例を示しており、破線は制御前目標電流値iTLPの一例を示している。また、図6において時間ta1は、ロック機構5がロック状態にあるときにカム位相角を変更すべきタイミングを示している。図6を参照すると、時間ta1において、制御後目標電流値iTLがゼロから増大される。増大初期の範囲Z1では、制御後目標電流値iTLは制限前目標電流値iTLPと同様に急激に増大される。範囲Z1では、進角室35aに油圧が作用しない、制御弁4への供給電流値が上述の保持点よりも小さい、などの理由により、制御弁4への供給電流値を大きくしてもロータ31がタイミングプーリ34に対し移動しないからである。
In FIG. 6, the solid line shows an example of the post-control target current value iTL, and the broken line shows an example of the pre-control target current value iTLP. Further, in FIG. 6, the time ta1 indicates the timing at which the cam phase angle should be changed when the
続く範囲Z2では、制御後目標電流値iTLが制限前目標電流値iTLPに対し制限される、すなわち制限前目標電流値iTLPよりも小さくされる。この場合、ロック機構5に干渉されることなく、すなわちロックピン52が係合孔53内に位置したままロータ31がタイミングプーリ34に対し移動するということは発生することなく、カム位相角が変更されるように、制御後目標電流値iTLが制限される。制限前目標電流値iTLPを制限するには種々のやり方が考えられる。図6に示される例では、勾配があらかじめ定められた上限値を越えないように、制限前目標電流値iTLPが制限される。
In the subsequent range Z2, the post-control target current value iTL is limited to the pre-limit target current value iTLP, that is, smaller than the pre-limit target current value iTLP. In this case, the cam phase angle is changed without being interfered by the
続く範囲Z3では、制御後目標電流値iTLは、制限前目標電流値iTLPまで急激に増大され、制限前目標電流値iTLPに維持される。言い換えると、制限前目標電流値iTLPは制限されない。 In the subsequent range Z3, the post-control target current value iTL is rapidly increased to the pre-limit target current value iTLP and maintained at the pre-limit target current value iTLP. In other words, the pre-limit target current value iTLP is not limited.
その結果、カム位相角が良好に変更される。また、例えば、目標電流値をゼロから制限前目標電流値iTLPまで増大する全期間にわたり制限前目標電流値iTLPを制限する場合に比べて、カム位相角を速やかに変更させることができる。 As a result, the cam phase angle is satisfactorily changed. Further, for example, the cam phase angle can be changed more quickly than in the case of limiting the pre-limit target current value iTLP over the entire period in which the target current value is increased from zero to the pre-limit target current value iTLP.
再び図5を参照すると、本開示による実施例のカム位相速度制限量算出部74は、制限前目標電流値iTLPと、制御後目標電流値iTLに基づいて、カム位相角速度制限量LVVTを算出する。カム位相角速度制限量LVVTは、制限前目標電流値iTLPが制限後目標電流値iTLまで制限されたときに生ずる、カム位相角速度VVTの制限量である。図7には、カム位相角速度VVTと、制御弁4への供給電流値iとの関係の一例が示される。図7に示される例では、制限前目標電流値iTLPが制限後目標電流値iTLまで、電流値制限量LiRだけ制限されると、カム位相角速度VVTはLVVTだけ制限される。なお、図7において、iMは保持点を示している。また、上述の電流値制限量Liが上限ガード値を越えない限り、電流値制限量LiRは電流値制限量Liに一致する。
Referring to FIG. 5 again, the cam phase velocity
このように本開示による実施例では、修正前目標カム位相角VTTPがカム位相角速度制限量LVVTに基づいて修正されて修正後目標カム位相角VTTCが算出され、この修正後目標カム位相角VTTCに基づいて制限前目標電流値iTLPが算出される。更に、ロック機構5に干渉されることなくカム位相角が変更されるように制限前目標電流値iTLPが電流値制限量LiRだけ制限されて制限後目標電流値iTLが算出され、制限後目標電流値iTLになるように制御弁4への供給電流値が制御される。ここで、電流値制限量LiRに基づいてカム位相角速度制限量LVVTが算出される。これらが繰り返される。
As described above, in the embodiment according to the present disclosure, the uncorrected target cam phase angle VTTP is modified based on the cam phase angular velocity limit amount LVVT to calculate the modified target cam phase angle VTTC, and the modified target cam phase angle VTTC is used. Based on this, the pre-limit target current value iTLP is calculated. Further, the pre-limit target current value iTLP is limited by the current value limit amount LiR so that the cam phase angle is changed without being interfered by the
したがって、概念的に表現すると、本開示による実施例では、目標カム位相角に基づいて制限前目標電流値を算出することと、ロック機構に干渉されることなくカム位相角が変更されるように制限前目標電流値を電流値制限量だけ制限して制限後目標電流値を算出することと、制限後目標電流値になるように制御弁への供給電流値を制御することと、を繰り返し、更に、電流値制限量に応じて定まる目標カム位相角速度の制限量に基づいて目標カム位相角を繰り返し修正する、ということになる。 Therefore, conceptually expressed, in the embodiment according to the present disclosure, the target current value before the limit is calculated based on the target cam phase angle, and the cam phase angle is changed without being interfered by the locking mechanism. The pre-limit target current value is limited by the current value limit amount to calculate the post-limit target current value, and the supply current value to the control valve is controlled so as to reach the post-limit target current value. Further, the target cam phase angle is repeatedly corrected based on the target cam phase angle velocity limit amount determined according to the current value limit amount.
図8には本開示による実施例における目標カム位相角VTTなどの経時変化の一例が示される。図8において、実線A1は修正後目標カム位相角VTTC、点線Bは修正前目標カム位相角VTTP、破線C1は電流制限部73により目標電流値が制限されないと仮定したときの目標カム位相角、すなわち非制限目標カム位相角をそれぞれ示している。また、実線A2,A3,A4,A5は修正後目標カム位相角VTTCに基づいて算出された、目標カム位相角速度VVTT、フィードフォワード補正量FF、目標電流値iTL、及び、カム位相角速度制限量LVVTをそれぞれ示している。更に、破線C2,C3,C4は非制限目標カム位相角(C1)に基づいて算出された、目標カム位相角速度VVTT、フィードフォワード補正量FF、及び、目標電流値iTLをそれぞれ示している。なお、図8ではフィードバック補正量の図示が省略されている。
FIG. 8 shows an example of time-dependent changes such as the target cam phase angle VTT in the embodiment according to the present disclosure. In FIG. 8, the solid line A1 is the corrected target cam phase angle VTTC, the dotted line B is the uncorrected target cam phase angle VTTP, and the broken line C1 is the target cam phase angle when it is assumed that the target current value is not limited by the current limiting
図8において、時間tb1はロック機構5がロック状態にあるときにカム位相角を変更すべきタイミングを示している。図8に示される例では、時間tb1において、目標カム位相角(A1,B,C1)が増大し始める。その後、修正後目標カム位相角VTTC(A1)は非制限目標カム位相角(C1)よりも小さく、修正前目標カム位相角VTTP(B)よりも大きい。したがって、ロック機構5との干渉が妨げられつつ、カム位相角が速やかに変更される。また、目標カム位相角速度VVTT(A2,C2)はステップ状に増大し、次いで或る値に保持される。フィードフォワード補正量(A3,C3)もステップ状に増大し、次いで或る値に保持される。目標電流値iTL(A4,C4)はステップ状に増大し、次いで増大速度が制限されつつ増大する。カム位相角速度制限量LVVT(A5)はステップ状に増大し、次いで上限ガード値UGに保持され、その後減少する。
In FIG. 8, the time tb1 indicates the timing at which the cam phase angle should be changed when the
続く時間tb2において、カム位相角速度制限量LVVTが下限ガード値LG(例えば、ゼロ)に到達し、次いで下限ガード値LGに保持される。また、修正後目標カム位相角VTTC(A1)と修正前目標カム位相角VTTP(B)とが一致する。更に、目標電流値iTL(A4,C4)は或る値に到達し、次いで保持される。 At the subsequent time tb2, the cam phase angular velocity limit amount LVVT reaches the lower limit guard value LG (for example, zero) and is then held at the lower limit guard value LG. Further, the corrected target cam phase angle VTTC (A1) and the uncorrected target cam phase angle VTTP (B) match. Further, the target current value iTL (A4, C4) reaches a certain value and is then retained.
続く時間tb3において、非制限目標カム位相角(C1)が或る値に到達し、次いで保持される。その結果、非制限目標カム位相角(C1)に基づく目標カム位相角速度VVTT(C2)、フィードフォワード補正量FF(C3)はそれぞれ、元の値(例えば、ゼロ)に戻され、目標電流値iTL(C4)は保持点iMまで減少される。その結果、フィードフォワード補正量が、必要な補正量よりも少なくなるおそれがある。また、目標カム位相角に対する実際のカム位相角の偏差が過度に大きくなり、フィードバック補正量が過度に大きくなるおそれがある。いずれにしても、カム位相角の制御性が悪化するおそれがある。 At the subsequent time tb3, the unrestricted target cam phase angle (C1) reaches a value and is then retained. As a result, the target cam phase angular velocity VVTT (C2) and the feed forward correction amount FF (C3) based on the unrestricted target cam phase angle (C1) are each returned to their original values (for example, zero), and the target current value iTL. (C4) is reduced to the holding point iM. As a result, the feed forward correction amount may be less than the required correction amount. Further, the deviation of the actual cam phase angle with respect to the target cam phase angle may become excessively large, and the feedback correction amount may become excessively large. In any case, the controllability of the cam phase angle may deteriorate.
これに対し、修正後目標カム位相角VTTC(A1)は時間tb3経過後も増大し続けており、修正後目標カム位相角VTTC(A1)に基づく目標カム位相角速度VVTT(A2)、フィードフォワード補正量FF(A3)、及び目標電流値iTL(A4)は維持されている。その結果、実際のカム位相角が目標カム位相角に速やかに近づけられる。その結果、フィードフォワード補正量及びフィードバック補正量の精度が高く維持され、カム位相角の制御性が高く維持される。したがって、実際のカム位相角が目標カム位相角に速やかに近づけられる。 On the other hand, the corrected target cam phase angle VTTC (A1) continues to increase even after the lapse of time tb3, and the target cam phase angular velocity VVTT (A2) and feed forward correction based on the corrected target cam phase angle VTTC (A1) are corrected. The amount FF (A3) and the target current value iTL (A4) are maintained. As a result, the actual cam phase angle is quickly brought closer to the target cam phase angle. As a result, the accuracy of the feedforward correction amount and the feedback correction amount is maintained high, and the controllability of the cam phase angle is maintained high. Therefore, the actual cam phase angle is quickly brought close to the target cam phase angle.
続く時間tb4において、修正後目標カム位相角VTTCは或る一定値に到達し、保持される。その結果、修正後目標カム位相角(A1)に基づく目標カム位相角速度VVTT(A2)及びフィードフォワード補正量FF(A3)はそれぞれ、元の値(例えば、ゼロ)に戻され、目標電流値iTL(C4)は保持点iMまで減少される。 At the subsequent time tb4, the modified target cam phase angle VTTC reaches a certain value and is held. As a result, the target cam phase angular velocity VVTT (A2) and the feed forward correction amount FF (A3) based on the corrected target cam phase angle (A1) are each returned to the original values (for example, zero), and the target current value iTL. (C4) is reduced to the holding point iM.
図9には本開示による実施例における目標カム位相角VTTなどの経時変化の一例が示される。図9において、実線X1は修正後目標カム位相角VTTC、実線X2は修正後目標カム位相角VTTCに基づく目標電流値iTL、実線X3は修正後目標カム位相角VTTCに基づく実際のカム位相角、破線Y1は非制限目標カム位相角、破線Y2は非制限目標カム位相角に基づく目標電流値iTL、破線Y3は非制限目標カム位相角に基づく実際のカム位相角、をそれぞれ示している。 FIG. 9 shows an example of time-dependent changes such as the target cam phase angle VTT in the embodiment according to the present disclosure. In FIG. 9, the solid line X1 is the modified target cam phase angle VTTC, the solid line X2 is the target current value iTL based on the modified target cam phase angle VTTC, and the solid line X3 is the actual cam phase angle based on the modified target cam phase angle VTTC. The broken line Y1 indicates the unrestricted target cam phase angle, the broken line Y2 indicates the target current value iTL based on the unrestricted target cam phase angle, and the broken line Y3 indicates the actual cam phase angle based on the unrestricted target cam phase angle.
図9からわかるように、修正後目標カム位相角VTTCに基づく実際のカム位相角(X3)は、非制限目標カム位相角に基づく実際のカム位相角(Y3)よりも、速やかに増大する。したがって、ロック機構5に干渉されることなくカム位相角が変更されるのが確保されつつ、カム位相角の制御性が高く維持される。
As can be seen from FIG. 9, the actual cam phase angle (X3) based on the modified target cam phase angle VTTC increases more rapidly than the actual cam phase angle (Y3) based on the unrestricted target cam phase angle. Therefore, the controllability of the cam phase angle is maintained high while ensuring that the cam phase angle is changed without being interfered by the
1 動弁制御装置
2 カムシャフト
3 油圧アクチュエータ
4 制御弁
5 ロック機構
6 電子制御ユニット
7 電流値算出部
21 機関弁
22 カム
32 クランクシャフト
1 Drive
Claims (1)
前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの位相角であるカム位相角を変更可能に構成されている、油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータにおける作動油の流れを制御するように構成されている制御弁と、
前記カム位相角があらかじめ定められた位相角に固定されるロック状態と、前記カム位相角が変更可能なアンロック状態との間で切り換え可能に構成された、ロック機構と、
電子制御ユニットであって、
前記ロック機構が前記ロック状態にあるときに前記カム位相角を変更するときに、
前記ロック機構を前記アンロック状態に切り換えるとともに、
目標カム位相角に基づいて制限前目標電流値を算出することと、前記ロック機構に干渉されることなく前記カム位相角が変更されるように前記制限前目標電流値を電流値制限量だけ制限して制限後目標電流値を算出することと、前記制限後目標電流値になるように前記制御弁への供給電流値を制御することと、を繰り返す、
ように構成された電子制御ユニットと、
を備え、
前記電子制御ユニットは更に、
前記電流値制限量に応じて定まる前記目標カム位相角速度の制限量に基づいて前記目標カム位相角を修正することを繰り返す、
ように構成されている、
内燃機関の動弁制御装置。 A camshaft equipped with a cam for driving the engine valve, the camshaft driven by the crankshaft, and
A hydraulic actuator configured so that the cam phase angle, which is the phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft, can be changed.
A control valve configured to control the flow of hydraulic oil in the hydraulic actuator,
A locking mechanism configured to be switchable between a locked state in which the cam phase angle is fixed to a predetermined phase angle and an unlocked state in which the cam phase angle can be changed.
It is an electronic control unit
When the cam phase angle is changed while the locking mechanism is in the locked state,
While switching the lock mechanism to the unlocked state,
The pre-limit target current value is calculated based on the target cam phase angle, and the pre-limit target current value is limited by the current value limit amount so that the cam phase angle is changed without being interfered by the lock mechanism. Then, the calculation of the target current value after the limitation and the control of the supply current value to the control valve so as to reach the target current value after the limitation are repeated.
With an electronic control unit configured as
With
The electronic control unit further
Repeatedly modifying the target cam phase angle based on the target cam phase angular velocity limit determined according to the current value limit.
Is configured as
Valve control device for internal combustion engine.
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US20160108773A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for variable cam timing device |
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