JP3070547B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JP3070547B2
JP3070547B2 JP29244097A JP29244097A JP3070547B2 JP 3070547 B2 JP3070547 B2 JP 3070547B2 JP 29244097 A JP29244097 A JP 29244097A JP 29244097 A JP29244097 A JP 29244097A JP 3070547 B2 JP3070547 B2 JP 3070547B2
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の運転
条件に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミング(バルブ
タイミング)を調整するためのバルブタイミング制御装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、運転状態に応じて吸気弁や排
気弁、あるいはこれら両方のバルブタイミングを可変制
御する機構として、例えば、特開平9−60508号公
報に示すものが知られている。また、その機構を制御す
る方法として、例えば、特開平6−159021号公報
に示すものが知られている。以下に、従来の内燃機関の
バルブタイミング制御装置を、従来装置に係る図22乃
至図27及びこの発明の実施の形態に係る図2乃至図1
3を援用して説明する。
【0003】ここで、図2は、バルブタイミング可変機
構を有するガソリンエンジンシステムを示す概略構成図
である。この図2において、1は複数のシリンダ例えば
4つのシリンダで構成されその1気筒分が図示されたエ
ンジン、2はエンジン1の複数のシリンダを形成するシ
リンダブロック、3はシリンダブロック2の上部に連結
されるシリンダヘッド、4はシリンダブロック2の各シ
リンダ内を上下に往復移動するピストンである。また、
5はピストン4の下端部に連結されたクランクシャフト
であり、ピストン4を上下動することによりクランクシ
ャフト5が回転させられる。
【0004】さらに、6はクランクシャフト5の近傍に
配設され、エンジン1の回転数NEとクランクシャフト
5が所定の基準クランク角度にあることを検出するため
のクランク角センサ、7はクランクシャフト5に連結さ
れているシグナルロータである。このシグナルロータ7
の外周には2個の歯が180°毎に形成されており、こ
の歯がクランク角センサ6の前方を通過する毎に、クラ
ンク角センサ6からパルス状のクランク角信号が発生す
る。
【0005】また、8はシリンダブロック2及びシリン
ダヘッド3の内壁と、ピストン4の頂部とによって区画
形成された、混合気を燃焼させるための燃焼室、9はシ
リンダヘッド3の頂部に燃焼室8に突出するように配設
された、混合気に点火するための点火プラグ、10はシ
リンダヘッド3の排気側カムシャフト20(後述)に連
結して配設されたディストリビュータ、11は高電圧を
発生するイグナイタである。各点火プラグ9は高圧コー
ド(図示せず)を介してディストリビュータ10に接続
されており、イグナイタ11から出力された高電圧はデ
ィストリビュータ10によって、クランクシャフト5の
回転に同期して各点火プラグ9に分配される。
【0006】12はシリンダブロック2に配設され、冷
却水通路を流れる冷却水の温度(冷却水温)THWを検
出するための水温センサである。13はシリンダヘッド
3に設けられた吸気ポート、14はシリンダヘッド3に
設けられた排気ポート、15は吸気ポート13に接続さ
れた吸気通路、16は排気ポート14に接続された排気
通路である。また、17はシリンダヘッド3の吸気ポー
ト13に配設された吸気バルブ、18はシリンダヘッド
3の排気ポート14に配設された排気バルブである。
【0007】19は吸気バルブ17の上方に配置され、
吸気バルブ17を開閉駆動するための吸気側カムシャフ
ト、20は排気バルブ18の上方に配置され、排気バル
ブ18を開閉駆動するための排気側カムシャフトであ
る。また、21は吸気側カムシャフト19の一端に装着
された吸気側タイミングプーリ、22は排気側カムシャ
フト20の一端に装着された排気側タイミングプーリ、
23は各タイミングプーリ21、22をクランクシャフ
ト5に連結するタイミングベルトである。なお、吸気側
カムシャフト19、排気側カムシャフト20は、クラン
クシャフト5の1/2の速度で回転する。
【0008】従って、エンジン1の作動時にはクランク
シャフト5からタイミングベルト23及び各タイミング
プーリ21、22を介して各カムシャフト19、20に
回転駆動力が伝達され、各カムシャフト19、20が回
転することにより吸気バルブ17、及び排気バルブ18
が開閉駆動される。これら各バルブ17、18は、クラ
ンクシャフト5の回転及びピストン4の上下動に同期し
て、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程、
及び排気行程よりなるエンジン1における一連の4行程
に同期して、所定の開閉タイミングで駆動される。
【0009】さらに、24は吸気側カムシャフト19の
近傍に配設された、吸気バルブ17のバルブタイミング
を検出するためのカム角センサ、25は吸気側カムシャ
フト19に連結されているシグナルロータである。この
シグナルロータ25の外周には4個の歯が90°毎に形
成されており、この歯がカム角センサ24の前方を通過
する毎に、カム角センサ24からパルス状のカム角信号
が発生する。
【0010】26は吸気通路15の途中に配設され、ア
クセルペダル(図示しない)に連動して開閉駆動される
スロットルバルブであり、このスロットルバルブ26が
開閉されることにより、吸入空気量が調整される。ま
た、27はスロットルバルブ26に連結して配設され、
スロットル開度TVOを検出するスロットルセンサ、2
8はスロットルバルブ26の上流側に配設され、エンジ
ン1に吸入される空気流量(吸入空気量)QAを検出す
る熱式の吸入空気量センサ、29はスロットルバルブ2
6の下流側に形成され、吸気脈動を抑制するためのサー
ジタンク、30は各シリンダの吸気ポート13の近傍に
各々配設され、燃焼室8へ燃料を供給するためのインジ
ェクタである。
【0011】各インジェクタ30は通電により開弁され
る電磁弁であり、各インジェクタ30には、燃料ポンプ
(図示しない)から圧送される燃料が供給される。従っ
て、エンジン1の作動時には、吸気通路15には空気が
取り込まれ、その空気の取り込みと同時に各インジェク
タ30から吸気ポート13に向けて燃料が噴射される。
この結果、吸気ポート13では混合気が生成され、混合
気は、吸入行程において開弁される吸気バルブ17の開
弁にともなって、燃焼室8内に吸入される。
【0012】40は吸気側カムシャフト19に連結して
配設され、吸気バルブ17のバルブタイミングを変更す
るため、作動油としてのエンジン1の潤滑油により駆動
されるバルブタイミング可変機構(以下、VVTと称
す)である。このVVT40は、吸気側タイミングプー
リ21に対する吸気側カムシャフト19の変位角度を変
化させることにより、吸気バルブ17のバルブタイミン
グを連続的に変更させる。80は、VVT40に対して
作動油を供給するとともにその油量を調整するオイルコ
ントロールバルブ(以下、OCVと称す)である。
【0013】100は、電子制御ユニット(以下、EC
Uと称す)で、主に吸入空気量センサ28、スロットル
センサ27、水温センサ12、クランク角センサ6、カ
ム角センサ24からの信号に基づき、インジェクタ3
0、イグナイタ11、OCV80を駆動して、燃料噴射
量、点火時期、バルブタイミングを制御する。
【0014】次に、VVT40及びOCV80によるバ
ルブタイミング可変システムの構成について図3乃至図
9を参照して説明する。ここで、図3は、VVT40が
配設された吸気側カムシャフト19近傍の断面、及びV
VT40を駆動するための作動油供給手段の構成を示す
説明図である。
【0015】図3において、40は、吸気バルブタイミ
ングを調整するためのVVTである。21は、クランク
シャフト5により回転させられているタイミングベルト
23が掛けられることによりクランクシャフト5と同期
して回転する吸気側タイミングプーリである。19は、
VVT40に接続され吸気側タイミングプーリ21の回
転がVVT40を介することにより位相が変更されて伝
達される吸気側カムシャフトである。41は、吸気側カ
ムシャフト19を回転自在に支持しシリンダヘッド3に
固定された軸受けである。42は、吸気側カムシャフト
19及びロータ52(後述)に設けられロータ52を遅
角方向に移動させる遅角油圧室62(後述)に連通して
いる第1油路である。43は、吸気側カムシャフト19
及びロータ52(後述)に設けられ、ロータ52(後
述)を進角方向に移動させる進角油圧室63(後述)に
連通している第2油路である。
【0016】また、80は、VVT40に供給される作
動油の量を制御するOCVである。90はエンジン1に
設けられたオイルパン、91はオイルポンプ、92はオ
イルフィルタであり、これらオイルパン90、オイルポ
ンプ91、オイルフィルタ92はエンジン1の各部を潤
滑するための潤滑装置を構成するとともに、OCV80
と共にVVT40への作動油供給装置を構成している。
【0017】ここで、81はハウジング、82はハウジ
ング81内を摺動するスプール弁、83はECU100
からの制御信号に従ってスプール弁82を摺動させるリ
ニアソレノイド、84はリニアソレノイド83による駆
動方向と反対にスプール弁82を付勢するスプリングで
ある。85はハウジング81に形成され、オイルフィル
タ92を介してオイルポンプ91と連通された供給ポー
ト、86はハウジング81に形成され、第1油路42と
連通されたAポート、87はハウジング81に形成さ
れ、第2油路43と連通されたBポート、88a及び8
8bはハウジング81に形成され、オイルパン90に連
通された排出ポートである。
【0018】エンジン1のクランクシャフト5の回転に
連動してオイルポンプ91が作動することにより、オイ
ルパン90から吸い上げられた作動油がオイルポンプ9
1より吐出される。吐出された作動油はオイルフィルタ
92を通り、OCV80により各油路42、43へ選択
的に圧送される。各油路42、43の油量は、スプール
弁82が摺動してAポート86、Bポート87の各ポー
トの開度が連続して変えられることにより増減され、そ
の開度はリニアソレノイド83に供給される電流値で決
定される。ECU100は、クランク角センサ6、カム
角センサ24等の各種センサ信号に基づき、リニアソレ
ノイド83に供給する電流を制御する。
【0019】さらに、44は、吸気側カムシャフト19
に対して回転自在に配置されたハウジングである。45
は、ハウジング44に固定されるケースである。46
は、チップシール49(後述)とケース45の間に設置
され、チップシール49をロータ52(後述)に押し付
ける板バネ式のバックスプリングである。47は、ケー
ス45に固定されるカバーである。48は、ハウジング
44とケース45とカバー47とを固定するボルトであ
る。49は、バックスプリング46によりロータ52に
押し付けられ、ロータ52とケース45により区切られ
る油圧室間の作動油の移動を防止するチップシールであ
る。50は、カバー47に取り付けられるプレートであ
る。51は、プレート50をカバー47に固定するネジ
である。
【0020】52は、吸気側カムシャフト19に固定さ
れ、ケース45に対して相対的に回転可能に配置された
ロータである。53は、ロータ52に設けられ、プラン
ジャ54(後述)と係合する凹部を有する円柱状のホル
ダである。54は、スプリング55(後述)の弾力性及
びホルダ53内に導入される油圧によりハウジング44
内を摺動する凸部材としてのプランジャである。55
は、プランジャ54をロータ52方向に付勢するスプリ
ングである。56は、スプリング55による付勢力に抗
する油圧をプランジャ54にかけるための油圧を導入す
るプランジャ油路である。57は、プランジャ54のス
プリング55側を常時大気圧にするための空気穴であ
る。
【0021】58は、吸気側カムシャフト19とロータ
52とを連結、固定するための連結ボルトである。59
は、吸気側カムシャフト19とロータ52とをその回転
軸において、連結、固定するための軸ボルトである。こ
の軸ボルト59は、カバー47に対して、回転可能に設
けられている。60は、軸ボルト59及び吸気側カムシ
ャフト19内に設けられ、プレート50の内側を大気圧
と同圧にするための空気穴である。
【0022】図4は、プランジャ油路56を介してプラ
ンジャ54に油圧がかけられた状態を示す説明図であ
る。この図に示されるように、プランジャ54は油圧に
よって、スプリング55を圧縮しつつハウジング44側
に押し付けられ、ホルダ53との係合が解かれ、ハウジ
ング44に対してロータ52が回転可能な状態とするこ
とができる。
【0023】図5は、図3中のX−X断面を矢印方向か
ら見た説明図であり、図6は、スライドプレート71の
移動状態を示す説明図であり、図7は、図3中のY−Y
断面を矢印方向からみた説明図であり、図8は、図3中
のZ−Z断面を矢印方向からみた説明図である。
【0024】これらの図において、61は、ボルト48
が螺合されるボルト穴である。62は、第1〜第4ベー
ン64〜67(後述)を遅角方向に回転させるための扇
柱状の遅角油圧室であり、この遅角油圧室62は第1〜
第4ベーン64〜67のそれぞれに対応して、ロータ5
2とケース45、カバー47、ハウジング44に囲まれ
て設けられている。また、この遅角油圧室62は、第1
油路42に連通し、この第1油路42から作動油が供給
されるものである。
【0025】63は、第1〜第4ベーン64〜67を進
角方向に回転させるための扇柱状の進角油圧室であり、
この進角油圧室63は第1〜第4ベーン64〜67のそ
れぞれに対応して、ロータ52とケース45、カバー4
7、ハウジング44に囲まれて設けられている。また、
この進角油圧室63は、第2油路43に連通し、この第
2油路43から作動油が供給されるものである。この遅
角油圧室62、進角油圧室63に供給される作動油量に
応じて、ロータ52がハウジング44に対して相対移動
し、それぞれの油圧室の体積が変化するものである。
【0026】64は、ロータ52から外径方向に凸設さ
れた第1ベーンであり、この第1ベーン64のハウジン
グ44側にはホルダ53が嵌め込まれていて、カバー4
7側には連通油路70(後述)が凹設されており、さら
に、この連通通路70の途中には移動溝72(後述)が
凹設され、この移動溝72からホルダ53を通ってハウ
ジング44側までプランジャ油路56が貫通されてい
る。
【0027】65〜67は、それぞれロータ52から外
径方向に凸設されている第2〜第4ベーンである。ま
た、第1〜第4ベーン64〜67のケース45と当接す
る部位には、チップシール73(後述)が設けられてい
る。68は、ロータ52の中心部分であるベーン支持体
である。69は、ケース45から内径方向に凸設されて
いるシューであり、このシュー69にはボルト48が挿
入されるボルト穴61が設けられ、また、ベーン支持体
68と当接する部位には、チップシール49が設けられ
ている。
【0028】70は、第1ベーン64の両側の遅角油圧
室62と進角油圧室63とを連通する連通油路である。
71は、連通油路70の途中に設けられた移動溝72
(後述)内を移動するスライドプレートであり、このス
ライドプレート71によって、連通通路70は連通が分
断されており、遅角油圧室62と進角油圧室63との間
で油漏れがないようにされている。また、このスライド
プレート71は遅角油圧室62の油圧が高いときには、
図5のように、進角油圧室63側に移動し、進角油圧室
63の油圧が高いときには、図6のように、遅角油圧室
62側に移動するものである。
【0029】72は、連通油路70の途中に凹設された
移動溝であり、この移動溝72の途中にプランジャ油路
56が連通している。ここで、スライドプレート71
が、図5に示されるように、進角油圧室63側に移動し
た際には、プランジャ油路56は、遅角油圧室62と連
通し、また、スライドプレート71が、図6に示される
ように、遅角油圧室62側に移動した際には、プランジ
ャ油路56は進角油圧室63と連通するものである。7
3は、第1〜第4ベーン64〜67のそれぞれに設けら
れ、各ベーンとケース45との間をシールして、油漏れ
を防止するチップシールである。また、図5、図7、図
8中の矢印は、タイミングベルト23などによるVVT
40全体の回転方向を示している。
【0030】次に、VVT40及びOCV80の動作に
ついて説明する。まず、エンジン1が停止した状態にお
いては、ロータ52の位置は、図5に示されるような最
大遅角位置(すなわち、ハウジング44に対して、遅角
方向に最大に相対回動した位置)にあり、オイルポンプ
91からOCV80に供給される油圧が低く、または、
大気圧であり、第1、第2油路42、43に油圧が供給
されず、したがって、プランジャ油路56に油圧が供給
されないので、図3に示すように、プランジャ54は、
スプリング55の付勢力により、ホルダ53に押し付け
られ、プランジャ54とホルダ53とは係合している。
【0031】次に、エンジン1が始動すると、オイルポ
ンプ91が稼動し、OCV80に供給される油圧が上昇
し、Aポート86を介して遅角油圧室62に油圧が供給
される。このとき、遅角油圧室62の油圧によって、ス
ライドプレート71が進角油圧室63側に移動し、遅角
油圧室62とプランジャ油路56とが連通して、プラン
ジャ54が押圧されて、ハウジング44側に移動し、プ
ランジャ54とロータ52との係合が解除される。しか
しながら、遅角油圧室63に油圧が供給されているの
で、各ベーン64〜67が遅角方向のシュー69に当
接、押圧されている状態であり、プランジャ54による
係合が解除されても、ハウジング44とロータ52とは
遅角油圧室62の油圧により押し付け合い、振動や衝撃
を低減、解消することができる。
【0032】次に、ロータ52を進角させるために、B
ポート87が開けられると、第2油路43を介して進角
油圧室63に作動油が供給される。そして、進角油圧室
63から連通油路70に油圧が伝わり、スライドプレー
ト71が油圧により押圧され、遅角油圧室62側に移動
する。このスライドプレート71の移動によって、プラ
ンジャ油路56は連通油路70の進角油圧室63側に連
通し、進角油圧室63からプランジャ油路56へ油圧が
伝えられ、この油圧によって、図4に示すように、プラ
ンジャ54がスプリング55の付勢力に抗してハウジン
グ44側に移動し、プランジャ54とホルダ53との係
合が解除される。このプランジャ54とホルダ53の係
合が解除された状態で、Aポート86、Bポート87の
開閉で供給油量を調節することにより、遅角油圧室6
2、進角油圧室63の油量を調節し、ハウジング44の
回転に対して、ロータ52の回転を進角、遅角させるこ
とができる。
【0033】以下、図9を用いてOCV80の代表的な
作動状態を説明する。図9(a)は、ECU100から
の制御電流値が基準値0.5Aよりも小さい0.1Aの
ときの例であり、スプール弁82がスプリング84によ
りハウジング81の左端に付勢され、供給ポート85−
Aポート86間、及びBポート87−排出ポート88b
間とが連通した状態を示している。このとき、遅角油圧
室62には作動油が供給される一方、進角油圧室63か
らは作動油が排出されるので、図9に示すロータ52は
ハウジング44に対して図面反時計方向に回転し、吸気
側タイミングプーリ21に対する吸気側カムシャフト1
9の位相が遅れて遅角制御となる。
【0034】一方、図9(b)は、ECU100からの
制御電流値が基準値である0.5Aのときの例であり、
相対するリニアソレノイド83とスプリング84との力
が釣り合い、スプール弁82がAポート86、Bポート
87の両方のポートを閉鎖する位置に維持され、遅角油
圧室62、進角油圧室63の作動油の供給及び排出が行
われていない状態を示している。このとき、遅角油圧室
62、進角油圧室63から作動油の漏れが無い場合に
は、上記ロータ52は現在位置に保持され、吸気側タイ
ミングプーリ21と吸気側カムシャフト19の位相は現
状のまま維持される。
【0035】また、図9(c)は、ECU100からの
制御電流値が基準値0.5Aよりも大きい1.0Aのと
きの例であり、スプール弁82がリニアソレノイド83
によりハウジング81の右端に駆動され、供給ポート8
5−Bポート87間、及びAポート86−排出ポート8
8a間が連通した状態を示している。このとき、上記進
角油圧室63には第2油路43を通して作動油が供給さ
れる一方、遅角油圧室62からは作動油が排出される。
これにより、図9に示すロータ52はハウジング44に
対して図面時計方向に回転し、吸気側タイミングプーリ
21に対する吸気側カムシャフト19の位相が進んで進
角制御となる。
【0036】また、図9(a)、(b)及び(c)にお
いて、供給ポート85とAポート86(又はBポート8
7)の間の連通度及び排出ポート88b(又は88a)
とBポート87(又はAポート86)との間の連通度
は、スプール82の位置により制御される。また、スプ
ール弁82の位置とリニアソレノイド83の電流値とは
比例関係にある。図10は、エンジン1のある運転条件
でのリニアソレノイド83の電流値(以下、リニアソレ
ノイド電流と称す)と、実バルブタイミング変化速度と
の関係を表す特性図である。この図10において、実バ
ルブタイミング変化速度が正の領域が進角方向へ移動し
ている領域に相当し、一方、実バルブタイミング変化速
度が負の領域が遅角方向へ移動している領域に相当す
る。
【0037】この図10において、各符号(a)、
(b)、(c)は、図9(a)、(b)、(c)のスプ
ール弁82の各位置に対応するリニアソレノイド電流を
それぞれ示す。符号(b)により示すような実バルブタ
イミングが変化しないリニアソレノイド電流は、各油圧
室62、63、油圧配管、スプール弁82の各部から漏
れる作動油量とオイルポンプ91から圧送される作動油
量との釣り合う一点しかない。
【0038】さらに、この点は、エンジン回転数や温度
による作動油吐出圧の変動によって特性が図11に示す
ように変化するため、常に変動する。また、スプール弁
82の寸法等の製品バラツキにより、この点及び特性の
変化の仕方は製品毎に異なる。この実バルブタイミング
が変化しない点のリニアソレノイド電流を、以後、保持
電流と呼び、記号HLDで表す。この保持電流HLDを
基準にバルブタイミングを進角させたいときはリニアソ
レノイド電流を大きくし、逆に遅角させたいときはリニ
アソレノイド電流を小さくすることで、制御できる。
【0039】次に、バルブタイミングの検出方法を図1
2について説明する。図12(a)は、クランク角信号
を、図12(b)は、最遅角時のカム角信号を、図12
(c)は、進角時のカム角信号を示すタイミングチャー
トである。ECU100は、クランク角信号周期Tとカ
ム角信号からクランク角信号までの位相差時間TVTを
計測し、バルブタイミングが最遅角状態にある時の位相
差時間TVT0とクランク角信号周期Tから、最遅角バ
ルブタイミングVTRを数1の式に従って求め、記憶し
ておく。
【0040】
【数1】
【0041】実バルブタイミングVTAは、位相差時間
TVTとクランク角信号周期Tおよび最遅角バルブタイ
ミングVTRより、数2の式に従って求める。
【0042】
【数2】
【0043】ECU100は、この実バルブタイミング
VTAと目標バルブタイミングVTTの偏差に基づき、
リニアソレノイド電流をフィードバック制御することに
より、実バルブタイミングVTAを目標バルブタイミン
グVTTに収束させる。
【0044】図13は、ECU100の内部構成を示し
た説明図である。図13において、101は、マイクロ
コンピュータで、各種の演算や判定を行う中央処理装置
(CPU)102、所定の制御プログラム等を予め記憶
する読み出し専用メモリ(ROM)103、CPUの演
算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RA
M)104、アナログ電圧をデジタル値に変換するA/
D変換器105、入力信号の周期等を計測するカウンタ
106、出力信号の駆動時間等を計測するタイマ10
7、出力信号を出力する出力ポート108、及びこれら
を接続するコモンバス109から構成されている。
【0045】110は、第1入力回路であり、カム角セ
ンサ24からの信号は、第1入力回路110により波形
整形されて、割込み指令信号(INT)としてマイクロ
コンピュータ101に入力される。この割込みがかけら
れる毎にCPU102は、カウンタ106の値を読み取
って、RAM104に記憶する。クランク角センサ6か
らの信号は、第1入力回路110により波形整形され
て、割込み指令信号(INT)としてマイクロコンピュ
ータ101に入力される。この割込みがかけられる毎に
CPU102は、カウンタ106の値を読み取って、R
AM104に記憶し、前回クランク角センサ6からの信
号が入力されたときのカウンタ値との差からクランク角
信号周期Tを算出し、更に、このクランク角信号周期T
に基づきエンジン回転数NEを算出する。また、RAM
104に記憶されているカム角センサ24からの信号が
入力されたときのカウンタ値との差から位相差時間TV
Tを算出する。
【0046】111は、第2入力回路である。水温セン
サ12、スロットルセンサ27、吸入空気量センサ28
からの信号は、第2入力回路111によりノイズ成分の
除去や増幅等されて、A/D変換器105に与えられ、
ここで、冷却水温THW、スロットル開度TVO、吸入
空気量QAの各デジタルデータに変換される。
【0047】112は、インジェクタ30を駆動するた
めの駆動回路、113は、イグナイタを駆動するための
駆動回路である。CPU102は、上記各種入力信号に
基づいてインジェクタ駆動時間、点火タイミングを演算
し、タイマ107の時間計測結果に基づき、出力ポート
108、各駆動回路112、113を介して、インジェ
クタ30、イグナイタ11を駆動し、燃料噴射量制御、
点火時期制御を行う。
【0048】114は、OCV80のリニアソレノイド
電流を制御するための電流制御回路である。CPU10
2は、上記各種入力信号に基づいてOCV80のリニア
ソレノイド電流CNTを演算し、タイマ107の時間計
測結果に基づき、出力ポート108にOCV80のリニ
アソレノイド電流CNTに相当するデューティ信号を出
力する。電流制御回路114は、このデューティ信号に
基づき、OCV80のリニアソレノイド83を流れる電
流がリニアソレノイド電流CNTとなるように制御する
ことにより、バルブタイミング制御を行う。
【0049】115は電源回路、116はバッテリ、1
17はキースイッチであり、マイクロコンピュータ10
1はキースイッチ117を介してバッテリ116の電圧
を入力した電源回路115から定電圧の供給を受けて動
作する。
【0050】次に、CPU102の動作について、図2
2乃至図24を参照して説明する。図22は、積分制御
手段が無い制御装置において、実際の保持電流HLDが
基準値0.5Aと一致している場合の動作タイミング
図、図23は、積分制御手段が無い制御装置において、
実際の保持電流HLDが基準値0.5Aよりも高電流側
にずれている場合の動作タイミング図、図24は、積分
制御手段が有る制御装置において、実際の保持電流HL
Dが基準値0.5Aよりも高電流側にずれている場合の
動作タイミング図である。
【0051】OCV80は単位時間当たりの供給作動油
量を調整することができ、VVT40は供給作動油の積
算量に対応して変位角度が決まる。その意味で制御対象
であるVVT40は積分要素を含んでいるため、OCV
80の実際の保持電流HLDが、基準値0.5Aと一致
しているとした場合、制御手段は、基準値0.5Aを基
準に目標バルブタイミングVTTと実バルブタイミング
VTAの偏差ERに応じた比例制御を行うことにより、
実バルブタイミングを目標バルブタイミングに収束させ
ることができる。このときの、OCV80のリニアソレ
ノイド電流CNTは、数3の式で与えられる。
【0052】
【数3】
【0053】数3の式において、ERは目標バルブタイ
ミングVTTと実バルブタイミングVTAの偏差であっ
て、数4の式のように算出される。
【0054】
【数4】
【0055】また、数3の式においてKPは、比例動作
に対応するゲインである。このときの、目標バルブタイ
ミングVTT、実バルブタイミングVTA、リニアソレ
ノイド電流CNTの動きを図22に示す。
【0056】しかし、OCV80の実際の保持電流HL
Dは、基準値0.5Aとは必ずしも一致していない。例
えば、実際の保持電流HLDが、基準値0.5Aよりも
高電流側にずれていた場合、数3の式に基づいた制御を
行うと、図23に示すように、実バルブタイミングVT
Aは目標バルブタイミングVTTに収束せず、定常偏差
ER1が残る。即ち、制御装置は、目標バルブタイミン
グVTTと実バルブタイミングVTAとの偏差ERが0
になるようOCV80のリニアソレノイド電流CNTを
制御する。図23の場合においては偏差がER1だけ残
っているので、これを0にすべくリニアソレノイド電流
CNTとして(KP×ER1+0.5)Aを与えてい
る。しかしながら図23では、実際の保持電流HLDが
基準値0.5Aよりも(KP×ER1)だけ高電流側に
ずれている。従って、制御装置は、偏差ER1をなくす
るべく基準値0.5Aよりも(KP×ER1)だけ高い
電流を与えて、実バルブタイミングVTAが目標バルブ
タイミングVTTに収束するよう制御しているつもりで
いるが、実際にはOCV80は図9(b)の状態にあ
り、Aポート86、Bポート87の両方のポートを閉鎖
している。従って、この場合、偏差ER1は解消され
ず、定常偏差として残る。この定常偏差ER1は、数5
の式で表される。
【0057】
【数5】
【0058】そこで、従来の制御装置においては、数3
の式の比例制御に更に積分制御を加え、数6の式で表さ
れる制御を行うことにより、上記定常偏差が残らないよ
うにしている。
【0059】
【数6】
【0060】数6の式において、ΣKIは目標バルブタ
イミングVTTと実バルブタイミングVTAの偏差ER
に基づいて算出した積分増減値を積算した積分補正値で
あって、数7の式のように算出される。
【0061】
【数7】
【0062】数7の式において、ΣKI(i−1)は、
今回積算前の積分補正値であり、KIは、積分動作に対
応するゲインである。また、数7の式において、KI×
ERが積分増減値に相当するが、このKIは、ステップ
応答等の際に生じる過渡的な偏差ERの増大によって、
積分補正値ΣKIが大きく変動し、その結果、制御が不
安定になってしまわないような非常に小さな値に設定さ
れている。目標バルブタイミングVTTと実バルブタイ
ミングVTAの間に定常偏差が残らない状態、すなわ
ち、積分制御の結果、積分補正値ΣKIが数8の式を満
たすようになった状態における、目標バルブタイミング
VTT、実バルブタイミングVTA、リニアソレノイド
電流CNTの動きを図24に示す。
【0063】
【数8】
【0064】次に、数6の式に基づく制御動作につい
て、図25を参照して説明する。図25は、ROM10
3に格納された制御プログラムの動作フロー図を示して
いる。この動作フロー図は、ECU100のCPU10
2内で所定時間毎、例えば25ms毎に処理される。図
25において、まず、ステップS1では、クランク角セ
ンサ6、カム角センサ24、吸入空気量センサ28、ス
ロットルセンサ27、水温センサ12から、クランク角
信号周期T、エンジン回転数NE、位相差時間TVT、
吸入空気量QA、スロットル開度TVO、冷却水温TH
W等のエンジンの運転状態信号を入力する。
【0065】次に、ステップS2では、クランク角信号
周期Tと位相差時間TVTから、クランクシャフト5に
対する吸気側カムシャフト19の変位角度(実バルブタ
イミング)VTAを数2に式に従って演算する。次に、
ステップS3では、エンジン回転数NE、吸入空気量Q
A、スロットル開度TVO、冷却水温THWに基づい
て、目標バルブタイミングVTTを算出する。次に、ス
テップS4では、目標バルブタイミングVTTと実バル
ブタイミングVTAの偏差ERを、数4の式に従って算
出する。
【0066】次に、ステップS5において、積分補正値
ΣKIを数7の式に従って求める。この場合、数7の式
におけるΣKI(i−1)は、25ms前のΣKIを示
すことになる。なお、積分補正値ΣKIは、ECU10
0に電源が印加された直後に0に初期化されている。次
に、ステップS6において、OCV80のリニアソレノ
イド電流CNTを数6の式に従って求める。
【0067】次に、ステップS7において、タイマ10
7の時間計測結果に基づき、出力ポート108にOCV
80のリニアソレノイド電流CNTに相当するデューテ
ィ信号を出力する。このデューティ信号は、電流制御回
路114に入力され、OCV80のリニアソレノイド8
3を流れる電流がリニアソレノイド電流CNTとなるよ
うに制御する。この結果、実バルブタイミングVTA
が、目標バルブタイミングVTTとなるように制御され
る。
【0068】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の内燃機関
のバルブタイミング制御装置において、ECU100に
電源を印加した直後の積分補正値ΣKIが初期化されて
いる状態や、OCV80の実際の保持電流HLDが運転
状態の変化等によって変化した場合、目標バルブタイミ
ングVTTと実バルブタイミングVTAとの間に定常偏
差が発生するが、その定常偏差を短時間で無くすために
は、積分動作に対応するゲインKIを大きな値に設定し
なければならない。しかし、積分動作に対応するゲイン
KIを大きな値に設定すると、図26に示すように、ス
テップ応答等の際に生じる過渡的な偏差ERの増大によ
って、積分補正値ΣKIが大きく変動し、その結果、制
御が不安定になり、実バルブタイミングVTAにオーバ
ーシュートやハンチングが発生し、目標バルブタイミン
グVTTへの収束が遅れ、運転性能や排ガスの悪化を招
くという問題があった。
【0069】逆に、制御が不安定にならない程度に、積
分動作に対応するゲインKIを小さい値に設定すると、
図27に示すように、ECU100に電源を印加した直
後の積分補正値ΣKIが初期化されている状態や、実際
の保持電流HLDが運転状態の変化等によって変化した
場合に発生する、目標バルブタイミングVTTと実バル
ブタイミングVTAとの間の定常偏差が長時間残ってし
まい、同じく運転性能や排ガスの悪化を招くという問題
があった。
【0070】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、目標バルブタイミングVTTの
変化に対して、実バルブタイミングVTAを安定して追
従させることができるとともに、ECU100に電源を
印加した直後の積分補正値ΣKIが初期化されている状
態や、OCV80の実際の保持電流HLDが運転状態の
変化等によって変化した場合にも、短時間で実バルブタ
イミングVTAを目標バルブタイミングVTTに収束さ
せることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置
を提供することを目的としている。
【0071】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、内燃機関の回転に同期して
所定のタイミングで駆動され燃焼室に通じる吸気通路及
び排気通路をそれぞれ開閉するための吸気バルブ及び排
気バルブと、内燃機関の運転状態を検出するための運転
状態検出手段と、運転状態検出手段の検出結果に基づき
内燃機関の運転状態に対する目標バルブタイミングを算
出する目標バルブタイミング算出手段と、吸気バルブあ
るいは排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイ
ミングを変更するバルブタイミング可変機構と、開閉タ
イミングを変更されたバルブの実バルブタイミングを検
出する実バルブタイミング検出手段と、目標バルブタイ
ミングと実バルブタイミングとの偏差に関連した値に基
づきバルブタイミング可変機構を制御するための制御量
を発生する実バルブタイミング制御手段と、実バルブタ
イミングと目標バルブタイミングとの偏差に関連した値
に基づき積分増減値を算出する積分増減値算出手段と、
実バルブタイミング制御手段によるバルブタイミング可
変機構の制御量を補正するために積分増減値を積算して
積分補正値を算出する積分制御手段と、実バルブタイミ
ングが目標バルブタイミングの方向に向かって変化して
いるとき積分制御手段の積算を停止する積分停止手段と
を備えている。
【0072】また請求項2に記載の発明は、積分停止手
段は実バルブタイミングの変化速度が所定の積分停止判
定速度以上であるか否かを判定する変化速度判定手段を
有し、実バルブタイミングが所定の積分停止判定速度以
上で目標バルブタイミングの方向に向かって変化してい
ると判定されたとき積分制御手段の積算を停止するもの
である。
【0073】また請求項3に記載の発明は、変化速度判
定手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミングの
偏差に関連した値の絶対値が小さいときは、絶対値が大
きいときに比し積分停止判定速度を小さく設定するもの
である。
【0074】また請求項4に記載の発明は、変化速度判
定手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミングの
偏差に関連した値の絶対値が所定値以上となってから所
定期間経過するまでは、所定期間経過後に比し積分停止
判定速度を小さく設定するものである。
【0075】また請求項5に記載の発明は、変化速度判
定手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミングの
偏差に関連した値の絶対値が増加してから所定期間経過
するまでは、所定期間経過後に比し積分停止判定速度を
小さく設定するものである。
【0076】また請求項6に記載の発明は、積分増減値
算出手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミング
の偏差に関連した値の絶対値が小さいときは、絶対値が
大きいときに比し積分増減値を小さく算出するものであ
る。
【0077】また請求項7に記載の発明は、積分増減値
算出手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミング
の偏差に関連した値の絶対値が所定値以上となってから
所定期間経過するまでは、所定期間経過後に比し積分増
減値を小さく算出するものである。
【0078】また請求項8に記載の発明は、積分増減値
算出手段は実バルブタイミングと目標バルブタイミング
の偏差に関連した値の絶対値が増加してから所定期間経
過するまでは、所定期間経過後に比し積分増減値を小さ
く算出するものである。
【0079】また請求項9に記載の発明は、実バルブタ
イミング制御手段は実バルブタイミングと目標バルブタ
イミングとの偏差に関連した値の絶対値が所定値未満の
とき、バルブタイミング可変機構を制御するための制御
量を所定値に保持するものである。
【0080】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態の一例を図
について説明する。図1は、この発明の基本的な概念構
成を示す概念構成図、図2は、この発明の実施の形態に
係るバルブタイミング可変機構を有するガソリンエンジ
ンシステムを示す概略図、図3は、VVT40が配設さ
れた吸気側カムシャフト近傍の断面、及びVVT40を
駆動制御するための作動油供給手段の構成を示す説明
図、図4は、プランジャ油路56を介してプランジャ5
4に油圧がかけられた状態を示す説明図、図5は、図3
中のX−X断面を矢印方向から見た説明図、図6は、ス
ライドプレート71の移動状態を示す説明図、図7は、
図3中のY−Y断面を矢印方向からみた説明図、図8
は、図3中のZ−Z断面を矢印方向からみた説明図、図
9は、OCV80の代表的な作動状態の説明図、図10
は、リニアソレノイド電流と実バルブタイミング変化速
度との関係を表す特性図、図11は、リニアソレノイド
電流と実バルブタイミング変化速度との関係のバラツキ
を表す特性図、図12は、クランク角信号とカム角信号
の位相関係及び実バルブタイミングVTAの算出方法を
示す動作タイミング図であるが、その構成、動作につい
ては、従来の技術の欄で述べた内容と同一であるので、
その説明を省略する。
【0081】図13は、図2に示したECU100の内
部構成を示し、この構成についてはROM103に図1
7に示す動作フロー図の制御プログラム及びデータが書
き込まれていること以外は従来の技術の欄で述べた内容
と同一であるので、その説明を省略する。
【0082】次に、この発明の実施の形態に係る内燃機
関のバルブタイミング制御装置の動作について図14乃
至図16について説明する。図14は、実バルブタイミ
ングVTAが目標バルブタイミングVTT近傍に収束し
ている状態での制御動作を示す動作タイミング図であ
る。目標バルブタイミングVTTと実バルブタイミング
VTAの偏差ERの絶対値が所定値E1(例えば、1°
CA)未満であるときは、実バルブタイミングがほぼ目
標バルブタイミングに収束していると判断し、積分増減
値を、OCV80の保持電流の微少な変化に対応できる
程度の小さい値KI1(例えば 0.1mA)とする。
但し、実バルブタイミングVTAがわずかにでも目標バ
ルブタイミングVTTに向かって動いているときは、積
分補正値ΣKIを更に増減させる必要がないため、実バ
ルブタイミングVTAが所定の積分停止判定速度V1
(例えば0.01°CA/25ms)以上の速さで目標
バルブタイミングに向かって動いているときは、積分増
減値の積分を停止する。
【0083】図15は、実バルブタイミングVTAと目
標バルブタイミングVTTとの間に定常偏差が発生して
いる状態での制御動作を示す動作タイミング図である。
目標バルブタイミングVTTと実バルブタイミングVT
Aの偏差ERの絶対値が所定値E1以上のときで、実バ
ルブタイミングVTAが目標バルブタイミングVTTに
向かって所定の積分停止判定速度以上の速さで動いてい
ないときは、目標バルブタイミングVTTと実バルブタ
イミングVTAとの間に定常偏差が発生していると判断
して、定常偏差を無くす方向へ急速に制御させるため
に、積分増減値を上記KI1よりも大きな値KI2(例
えば1mA)に設定する。ここで、所定の積分停止判定
速度が、上記V1のままであると、積分増減値をいくら
大きくしても、実バルブタイミングVTAの変化速度が
V1以上となった時点で、積分増減値の積算が停止する
ため、実バルブタイミングVTAの変化速度はV1以上
にはならない。そこで、偏差ERの絶対値が所定値E1
以上のときは、積分増減値の増大に合わせて、積分停止
判定速度をV1より大きな値V2(例えば、0.1°C
A/25ms)に設定することにより、実バルブタイミ
ングVTAは速度V2の速さで目標バルブタイミングに
近づくことができる。
【0084】図16は、積分補正値が安定した状態での
ステップ応答時の制御動作を示す動作タイミング図であ
る。この図に示すように、目標バルブタイミングVTT
が変化した後、作動油の伝達遅れ等により、しばらく実
バルブタイミングVTAが動かないか或いは動きが遅い
場合がある。この状態では、目標バルブタイミングVT
Tと実バルブタイミングVTAの偏差ERの絶対値は所
定値E1以上となっているため、上述の制御を行うと、
定常偏差が発生していると誤判断して、積分増減値をK
I2に、積分停止判定速度をV2に設定するので、本
来、増減させる必要のない積分補正値ΣKIを増減させ
てしまう。そこで、偏差ERの絶対値が所定値E1未満
から所定値E1以上となったのち、所定時間TD(例え
ば、0.2sec)の間は、偏差ERの絶対値が所定値
E1未満のときと同様に、積分増減値をKI1に、積分
停止判定速度をV1に設定する。
【0085】これにより、目標バルブタイミングVTT
が変化した後、実バルブタイミングVTAが未だ動いて
いない状態での積分補正値ΣKIの増減はわずかに抑え
ることができ、また、実バルブタイミングVTAがわず
かにでも目標バルブタイミングVTTに向かって動きだ
せば、積分増減値の積算を停止するため、積分補正値Σ
KIはほとんど変動しない。そして、所定時間TDが経
過した後は、実バルブタイミングVTAは、既に、V2
以上の変化速度で目標バルブタイミングVTTに向かっ
て動いているため、このときも積分増減値の積算は停止
している。さらに、実バルブタイミングVTAが目標バ
ルブタイミングVTTに近づくと、その変化速度は低下
するが、目標バルブタイミングVTTとの偏差ERが所
定値E1未満の領域に入れば、積分停止判定速度はV1
に、積分増減値はKI1に、それぞれ小さな値となるた
め、このときにも積分補正値ΣKIが不必要に増減する
ことは無く、実バルブタイミングVTAは目標バルブタ
イミングVTTに安定して収束する。
【0086】以上の動作を図17の動作フロー図に基づ
いて説明する。図17は、従来装置の動作を示す図25
の動作フロー図のステップS5をステップS10〜ステ
ップS26に置き換えたものであり、図25と同一処理
部分には同一ステップ符号を付し、その詳細な説明を省
略する。また、図17の動作フロー図は、CPU102
内で、25ms毎に処理される。
【0087】図17において、まず、ステップS1で運
転状態検出手段としての各種センサからクランク角信号
周期T、エンジン回転数NE、位相差時間TVT、吸入
空気量QA、スロットル開度TVO、冷却水温THW等
の内燃機関としてのエンジン1の各種運転状態信号を入
力する。次に、実バルブタイミング検出手段としてのス
テップS2で実バルブタイミングVTAを算出する。次
に、ステップS1で得たエンジン回転数NE、吸入空気
量QA、スロットル開度TVO、冷却水温THW等に基
づいてステップS3では目標バルブタイミングVTTを
算出する。ここでステップ3は目標バルブタイミング算
出手段を構成している。次に、ステップS4では目標バ
ルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に関連し
た値として、目標バルブタイミングVTTと実バルブタ
イミングVTAの偏差ERを数4の式に従って算出す
る。なお、ステップS1〜ステップS4は、図25に示
した従来装置のステップと同じ処理である。
【0088】次に、ステップS10にて、偏差ERの絶
対値が所定値E1未満か否かを判定し、偏差ERの絶対
値が所定値E1未満であると判定した場合は、ステップ
S11にて、タイマTMを初期値0にリセットする。一
方、ステップS10にて、偏差ERの絶対値が所定値E
R1以上であると判定した場合は、ステップS12に
て、タイマTMを1だけインクリメントする。ステップ
S10〜ステップS12の処理の結果、タイマTMは所
定期間を計測するものであって、偏差ERの絶対値が所
定値E1未満から所定値E1以上となった後の経過時間
(1LSB=25ms)を表している。
【0089】ステップS11又はステップS12の終了
後、ステップS13にて、今回の実バルブタイミングV
TAから25ms前の実バルブタイミングVTABを減
じた値をΔVTに格納し、その後、25ms前の実バル
ブタイミングVTABに今回の実バルブタイミングVT
Aを格納する。ここで、ΔVTは、25ms間の実バル
ブタイミングVTAの変化量、すなわち変化速度を表し
ている。
【0090】次に、ステップS14にて、偏差ERが0
以上か否かを判定し、偏差ERが0以上、すなわち実バ
ルブタイミングVTAが目標バルブタイミングVTTよ
りも遅角側にあると判定したときは、ステップS15へ
進む。ステップS15では、偏差ERの絶対値が所定値
E1未満か否かを判定し、偏差ERの絶対値が所定値E
1未満であると判定したときは、ステップS17へ進
む。また、ステップS15にて、偏差ERの絶対値がE
1以上であると判定したときは、ステップS16へ進
み、タイマTMが8未満であるか否かを判定し、タイマ
TMが8未満、すなわち、偏差ERの絶対値が所定値E
1未満から所定値E1以上となった後の経過時間が0.
2sec(25ms×8)未満であると判定した場合
は、ステップS17へ進む。
【0091】ステップS17では、変化速度ΔVTがV
1以上か否かを判定し、変化速度ΔVTがV1未満であ
ると判定した場合は、実バルブタイミングVTAが目標
バルブタイミングVTTに向かって、V1/25ms未
満の速度で動いているか、又は、実バルブタイミングV
TAが目標バルブタイミングVTTから離れる方向に動
いていると判断できるので、ステップS18にて、積分
補正値ΣKIに所定値KI1を加算し、ステップS6へ
進む。ステップS17にて変化速度ΔVTがV1以上と
判定した場合は、実バルブタイミングVTAが目標バル
ブタイミングVTTに向かって、V1/25ms以上の
速度で動いていると判断できるので、ステップS18の
処理を行わずにステップS6へ進む。
【0092】一方、ステップS16にて、タイマTMが
8以上、すなわち、偏差ERの絶対値が所定値E1未満
から所定値E1以上となった後の経過時間が0.2se
c以上であると判定した場合は、ステップS19へ進
む。ステップS19では、変化速度ΔVTがV2以上か
否かを判定し、変化速度ΔVTがV2未満であると判定
した場合は、実バルブタイミングVTAが目標バルブタ
イミングVTTに向かって、V2/25ms未満の速度
で動いているか、又は、実バルブタイミングVTAが目
標バルブタイミングVTTから離れる方向に動いている
と判断できるので、ステップS20にて、積分補正値Σ
KIに所定値KI2を加算し、ステップS6へ進む。ス
テップS19にて変化速度ΔVTがV2以上と判定した
場合は、実バルブタイミングVTAが目標バルブタイミ
ングVTTに向かって、V2/25ms以上の速度で動
いていると判断できるので、ステップS20の処理を行
わずにステップS6へ進む。ここで、ステップS17と
ステップS19は変化速度判定手段及び積分停止手段、
ステップS18とステップS20は積分増減値算出手段
及び積分制御手段、V1とV2は積分停止判定速度、K
I1とKI2は積分増減値をそれぞれ構成している。
【0093】ステップS14にて、偏差ERが0未満、
すなわち実バルブタイミングVTAが目標バルブタイミ
ングVTTよりも進角側にあると判定したときは、ステ
ップS21へ進む。ステップS21では、偏差ERの絶
対値が所定値E1未満か否かを判定し、偏差ERの絶対
値が所定値E1未満であると判定したときは、ステップ
S23へ進む。また、ステップS21にて、偏差ERの
絶対値がE1以上であると判定したときは、ステップS
22へ進み、タイマTMが8未満であるか否かを判定
し、タイマTMが8未満、すなわち、偏差ERの絶対値
が所定値E1未満から所定値E1以上となった後の経過
時間が0.2sec未満であると判定した場合は、ステ
ップS23へ進む。
【0094】ステップS23では、変化速度ΔVTが−
V1以下か否かを判定し、変化速度ΔVTが−V1より
も大きいと判定した場合は、実バルブタイミングVTA
が目標バルブタイミングVTTに向かって、V1/25
ms未満の速度で動いているか、又は、実バルブタイミ
ングVTAが目標バルブタイミングVTTから離れる方
向に動いていると判断できるので、ステップS24に
て、積分補正値ΣKIから所定値KI1を減算し、ステ
ップS6へ進む。ステップS23にて変化速度ΔVTが
−V1以下と判定した場合は、実バルブタイミングVT
Aが目標バルブタイミングVTTに向かって、V1/2
5ms以上の速度で動いていると判断できるので、ステ
ップS24の処理を行わずにステップS6へ進む。
【0095】一方、ステップS22にて、タイマTMが
8以上、すなわち、偏差ERの絶対値が所定値E1未満
から所定値E1以上となった後の経過時間が0.2se
c以上であると判定した場合は、ステップS25へ進
む。ステップS25では、変化速度ΔVTが−V2以下
か否かを判定し、変化速度ΔVTが−V2よりも大きい
と判定した場合は、実バルブタイミングVTAが目標バ
ルブタイミングVTTに向かって、V2/25ms未満
の速度で動いているか、又は、実バルブタイミングVT
Aが目標バルブタイミングVTTから離れる方向に動い
ていると判断できるので、ステップS26にて、積分補
正値ΣKIから所定値KI2を減算し、ステップS6へ
進む。ステップS25にて変化速度ΔVTが−V2以下
と判定した場合は、実バルブタイミングVTAが目標バ
ルブタイミングVTTに向かって、V2/25ms以上
の速度で動いていると判断できるので、ステップS26
の処理を行わずにステップS6へ進む。ここで、ステッ
プS23とステップS25は変化速度判定手段及び積分
停止手段、ステップS24とステップS26は積分増減
値算出手段及び積分制御手段、−V1と−V2は積分停
止判定速度、−KI1と−KI2は積分増減値をそれぞ
れ構成している。
【0096】以上のステップS10〜ステップS26に
より、積分補正値ΣKIを算出した後、ステップS6に
て、OCV80のリニアソレノイド電流CNTを数6の
式に従って求める。ステップS6は実バルブタイミング
制御手段を内包しており、実バルブタイミング制御手段
から得た制御量としての(KP×ER+0.5A)と積
分制御手段から得た積分補正値としてのΣKIとを加算
してリニアソレノイド電流CNTを求めている。次にス
テップS7において、出力ポート108にOCV80の
リニアソレノイド電流CNTに相当するデューティ信号
を出力する。なお、ステップS6およびステップS7
は、図25に示した従来装置のステップと同じ処理であ
る。
【0097】実施の形態2.上記実施の形態1では、積
分増減値を、偏差ERが所定値E1以上か否かによっ
て、KI1とKI2の2つの値の内の1つを選択するよ
うにしている。また、積分停止判定速度も、偏差ERが
E1以上か否かによって、V1とV2の2つの値の内1
つを選択するようにしている。また、偏差ERがE1未
満からE1以上となったことで、偏差ERが増大したに
も係らずその後しばらくは実バルブタイミングVTAが
変化しない可能性があることを予測し、偏差ERがE1
未満からE1以上となった後、時間TDの間は、積分増
減値としてKI1を、積分停止判定速度としてV1を選
択するようにしている。このように簡単な積分増減値切
換、積分停止判定速度切換、および偏差増大判定であっ
ても、この発明の目的を十分に果たすことができるが、
もちろん、図18乃至21に示すように、積分増減値、
積分停止判定速度、および偏差増大判定タイミングを偏
差ERに基づいて連続的に変化させることも可能であ
る。
【0098】図18は、偏差ER、積分制御用偏差ER
B、およびタイマTMの動作を示す動作タイミング図で
ある。積分制御用偏差ERBは、偏差ERに基づいて作
成されるものであって、内燃機関の運転状態の変化等に
より、目標バルブタイミングVTTと実バルブタイミン
グVTAとの偏差ERの絶対値が増大した場合は、その
後、例えば0.2sec間は、積分制御用偏差ERBに
偏差ERが増大する前の偏差ERが保持される。それ以
外の場合は、積分制御用偏差ERBは偏差ERと等しい
値となる。なお積分制御用偏差ERBは、目標バルブタ
イミングと実バルブタイミングとの偏差に関連した値を
構成している。
【0099】次にVM(ERB)は積分停止判定速度で
あって、例えば、図19に示すような、積分制御用偏差
ERBに応じて連続的に変化する値であり、予めマップ
値としてROM103に格納されている。ここで、積分
制御用偏差ERBが0以上の場合は、VM(ERB)は
正の値となり、偏差ERBが0未満の場合は、VM(E
RB)は負の値となるように設定されている。また、積
分制御用偏差ERBの絶対値が大きいほど、VM(ER
B)の絶対値は大きくなるように設定されており、制御
装置の特性に合わせて自由に値を設定することが可能で
あるため、制御精度を上げることが可能である。
【0100】また、KIM(ERB)は積分増減値であ
って、例えば、図20に示すような、積分制御用偏差E
RBに応じて連続的に変化する値であり、予めマップ値
としてROM103に格納されている。ここで、積分制
御用偏差ERBが0以上の場合は、KIM(ERB)は
正の値となり、偏差ERBが0未満の場合は、KIM
(ERB)は負の値となるように設定されている。ま
た、積分制御用偏差ERBの絶対値が大きいほど、KI
M(ERB)の絶対値は大きくなるように設定されてお
り、制御装置の特性に合わせて自由に値を設定すること
が可能であるため、制御精度を上げることが可能であ
る。
【0101】即ち、実施の形態2においては、偏差ER
を用いる代わりに積分制御用偏差ERBを用いる。上述
したように積分制御用偏差ERBは、偏差ERが変化し
ても所定時間はそのときの値を保持する。即ち、運転状
態の変化により目標バルブタイミングVTTが変化した
後、作動油の伝達遅れ等により実バルブタイミングVT
Aの動きが悪くこのため偏差ERが大きくなったとして
も積分制御用偏差ERBは所定時間変化しないから、積
分補正値ΣKIを不必要に変化させることがない。な
お、図18に示すように所定時間0.2secは、偏差
ERが増大した任意の時点から計測開始される。従って
偏差増大判定タイミングを任意に変化させることが可能
である
【0102】次に偏差ERが増大してから0.2sec
経過すると、積分制御用偏差ERBにそのときの偏差E
Rの値が与えられる。制御装置は、演算された積分制御
用偏差ERBの値に基づいて、積分停止判定速度VM
(ERB)及び積分増減値KIM(ERB)をROM1
03から読み出す。そして、実バルブタイミングVTA
の変化速度ΔVTが、上述で読み出された積分停止判定
速度VM(ERB)以上か否か判定する。偏差ERが正
で変化速度ΔVTが積分停止速度VM(ERB)以上の
とき、又は、偏差ERが負で変化速度ΔVTが積分停止
速度VM(ERB)以下のときは、十分な速度で目標バ
ルブタイミングVTTに近づいているので積分動作を停
止する。逆に、偏差ERが正で変化速度ΔVTが積分停
止速度VM(ERB)未満のとき、又は、偏差ERが負
で変化速度ΔVTが積分停止速度VM(ERB)より大
きいときは、目標バルブタイミングVTTに近づく速度
が遅い、あるいは目標バルブタイミングVTTから離れ
る方向に動いていると判断できるので、積分制御用偏差
ERBに基づいて積分を実行する。なお、このときの積
分増減値はKIM(ERB)はROM103から読み出
したものであって、図20に示す如く積分制御用偏差E
RBが大きいほどその値が大きくなっている。従って、
積分制御用偏差ERBが大きいほど大きな積分ゲインで
実バルブタイミングVTAを目標バルブタイミングVT
Tに近づけると共に、実バルブタイミングVTAが目標
バルブタイミングVTTに近づいてくると積分ゲインが
徐々に小さくされて、高速且つ安定して目標バルブタイ
ミングVTTに収束する。
【0103】次に図21の動作フロー図を用いて実施の
形態2について詳述する。図21は、実施の形態1の動
作を示す図17の動作フロー図のステップS10〜ステ
ップS12をステップS30〜ステップS34に、ステ
ップS15〜ステップS26をステップS35〜ステッ
プS37に置き換えたものであり、図17と同一処理部
分には同一ステップ符号を付し、その詳細な説明を省略
する。また、図21の動作フロー図は、CPU102内
で、25ms毎に処理される。
【0104】図21において、ステップS4にて目標バ
ルブタイミングVTTと実バルブタイミングVTAの偏
差ERを求めた後、ステップS30にて、偏差ERの絶
対値が、積分制御用偏差ERBの絶対値以下か否かを判
定する。ステップS30にて、偏差ERの絶対値が、積
分制御用偏差ERBの絶対値以下であると判定した場合
には、ステップS31にて、タイマTMを0にリセット
し、更に、ステップS32にて、積分制御用偏差ERB
に偏差ERを格納し、ステップS13へ進む。一方、ス
テップS30にて、偏差ERの絶対値が、積分制御用偏
差ERBの絶対値よりも大きいと判定した場合は、偏差
ERが増大したと判断して、タイマTMを1だけインク
リメントする。更に、ステップS34にて、タイマTM
が8以上か否か、すなわち、偏差が増大した後、0.2
sec以上経過したか否かを判定し、タイマTMが8以
上、すなわち偏差が増大した後、所定期間としての0.
2sec以上経過したと判定した場合は、ステップS3
1へ進み、タイマTMを0にリセットし、更に、ステッ
プS32にて、積分制御用偏差ERBに偏差ERを格納
する。ステップS34にて、タイマTMが8未満、すな
わち、偏差が増大した後の経過時間が0.2sec未満
と判定した場合は、ステップS13へ進む。
【0105】次に、ステップS13にて、実バルブタイ
ミングVTAの変化速度ΔVTを求めた後、ステップS
14にて、偏差ERが0以上か否かを判定し、偏差ER
が0以上と判定した場合は、ステップS35へ進む。ス
テップS35では、変化速度ΔVTがVM(ERB)以
上か否かを判定し、変化速度ΔVTがVM(ERB)未
満であると判定した場合は、実バルブタイミングVTA
が目標バルブタイミングVTTに向かって、VM/25
ms未満の速度で動いているか、又は、実バルブタイミ
ングVTAが目標バルブタイミングVTTから離れる方
向に動いていると判断できるので、ステップS37へ進
み、積分補正値ΣKIに所定値KIM(ERB)を加算
し、ステップS6へ進む。ステップS14にて、変化速
度ΔVTがVM(ERB)以上であると判定した場合
は、実バルブタイミングVTAが目標バルブタイミング
VTTに向かって、VM/25ms以上の速度で動いて
いると判断できるので、ステップS37の処理を行わず
に、ステップS6へ進む。
【0106】一方、ステップS14にて、偏差ERが0
未満と判定した場合は、ステップS36へ進み、変化速
度ΔVTがVM(ERB)以下か否かを判定し、変化速
度ΔVTがVM(ERB)よりも大きいと判定した場合
は、実バルブタイミングVTAが目標バルブタイミング
VTTに向かって、−VM/25ms未満の速度で動い
ているか、又は、実バルブタイミングVTAが目標バル
ブタイミングVTTから離れる方向に動いていると判断
できるので、ステップS37へ進み、積分補正値ΣKI
に所定値KIM(ERB)を加算し、ステップS6へ進
む。ステップS14にて、変化速度ΔVTがVM(ER
B)以下であると判定した場合は、実バルブタイミング
VTAが目標バルブタイミングVTTに向かって、−V
M/25ms以上の速度で動いていると判断できるの
で、ステップS37の処理を行わずに、ステップS6へ
進む。ここで、ステップS35およびステップS36は
変化速度判定手段及び積分停止手段、ステップS37は
積分増減値算出手段及び積分制御手段をそれぞれ構成し
ている。
【0107】以上のステップにより、積分補正値ΣKI
を算出した後、実施の形態1と同様にステップS6に
て、OCV80のリニアソレノイド電流CNTを数6の
式に従って求め、ステップS7において、出力ポート1
08にOCV80のリニアソレノイド電流CNTに相当
するデューティ信号を出力する。
【0108】なお上記実施の形態1および実施の形態2
では、実バルブタイミングVTAが所定の速度以上で目
標バルブタイミングVTTに向かっているときには積分
動作を停止するようにした。しかしながら他の実施の形
態として、例えば、実バルブタイミングVTAが目標バ
ルブタイミングVTTに向かう速度に拘わらず、実バル
ブタイミングVTAが目標バルブタイミングVTTに向
かっているときは積分動作を禁止するようにしても良
い。
【0109】また、上記実施の形態1および実施の形態
2では、偏差ERもしくは積分制御用偏差ERBが増大
してから所定期間として所定時間0.2sec経過する
までは、偏差ERもしくは積分制御用偏差ERBを所定
の値に保持した。しかしながら実施の形態はこれに限ら
れるものではなく、所定期間経過するまでは偏差ERも
しくは積分制御用偏差ERBを、所定期間経過後に比し
小さくなるよう算出しても良い。なお、上記実施の形態
1および実施の形態2では、所定期間として0.2se
cを用いたがこの値は任意に変更しても良い。また実施
の形態1と実施の形態2の所定期間をそれぞれ異ならせ
ても良い。
【0110】また、上記実施の形態1および実施の形態
2では、比例制御と積分制御によってフィードバック制
御をしているが、特開平6−159021号公報に記載
されているように更に微分制御を加えてもよい。また、
上記実施の形態では、比例制御を常時実行しているが、
偏差ERあるいは積分制御用偏差ERB等の偏差に関連
した値が所定値(例えば1°CA)未満となったときに
は比例制御を禁止して、積分制御のみとしてもよい。即
ち、偏差に関連した値が所定値未満になったときはその
ときの比例制御量を零とし、積分制御のみで実バルブタ
イミングを目標バルブタイミングに収束させる。また、
上記実施の形態では、バルブタイミング可変機構本体が
タイミングプーリの回転とともに回転する方式の機構に
ついて説明したが、特願平8−267603号公報に記
載されているようなバルブタイミング可変機構本体が回
転しない方式の機構や実バルブタイミングをポテンショ
メータにて検出する方式においても、適用可能である。
【0111】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、実バルブタイミングが目標バルブタイミングの
方向に向かって動いているときは、積分制御手段による
積分増減値の積算を停止する。これにより、目標バルブ
タイミングに向けて実バルブタイミングを安定して収束
させることができる。一方、実バルブタイミングと目標
バルブタイミングとの間に定常偏差が発生する状態にお
いては、積分制御手段は積分増減値の積算を実行するた
め、定常偏差を無くすことができる。
【0112】また請求項2に記載の発明によれば、実バ
ルブタイミングが目標バルブタイミングの方向に向かっ
て所定の積分停止判定速度以上で動いているときは、積
分制御手段による積分増減値の積算を停止する。これに
より目標バルブタイミングが変化し、実バルブタイミン
グと目標バルブタイミングとの偏差に関連した値が過渡
的に増大したとしても、このとき所定の積分停止判定速
度以上の速度で実バルブタイミングが変化していれば積
分増減値の積算が停止されるので、積分補正値が不必要
に増減することがなく目標バルブタイミングに向けて実
バルブタイミングを安定して収束させることができる。
【0113】また、請求項3に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が小さいときは、絶対値が大きいときに
比し積分停止判定速度を小さく設定するので、実バルブ
タイミングが目標バルブタイミング近傍にいる状態では
実バルブタイミングは目標バルブタイミングに安定して
収束できる。
【0114】また、請求項4に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が所定値以上となってから所定期間経過
するまでは、所定期間経過後に比し積分停止判定速度を
小さく設定する。よって、目標バルブタイミングが変化
して実バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差
に関連した値の絶対値が所定値以上となったとしても所
定期間経過するまでの間は、偏差に関連した値が大きい
にもかかわらず積分停止判定速度を小さく設定するの
で、積分補正値がわずかにしか増減せず、目標バルブタ
イミングに向けて実バルブタイミングを安定して収束さ
せることができる。
【0115】また、請求項5に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が増加してから所定期間経過するまで
は、所定期間経過後に比し積分停止判定速度を小さく設
定する。よって、偏差増大判定タイミングを任意に変化
させることができる。
【0116】また、請求項6に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が小さいときは、絶対値が大きいときに
比し積分増減値を小さく算出する。よって実バルブタイ
ミングが目標バルブタイミング近傍にいる状態では積分
補正値がわずかにしか変動せず実バルブタイミングが目
標バルブタイミングに安定して収束する。
【0117】また、請求項7に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が所定値以上となってから所定期間経過
するまでは、所定期間経過後に比し積分増減値を小さく
算出する。よって、目標バルブタイミングが変化して実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が所定値以上となったとしても所定期間
経過するまでの間は、偏差に関連した値が大きいにもか
かわらず積分増減値を小さく算出するので、積分補正値
がわずかにしか増減せず、目標バルブタイミングに向け
て実バルブタイミングを安定して収束させることができ
る。
【0118】また、請求項8に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が増加してから所定期間経過するまで
は、所定期間経過後に比し積分増減値を小さく算出す
る。よって、偏差増大判定タイミングを任意に変化させ
ることができる。
【0119】また、請求項9に記載の発明によれば、実
バルブタイミングと目標バルブタイミングの偏差に関連
した値の絶対値が所定値未満のとき、バルブタイミング
可変機構を制御するための制御量を所定値に保持する。
よって、実バルブタイミングが目標バルブタイミング近
傍にある状態では実バルブタイミング制御手段の制御量
が保持され、積分制御手段によって実バルブタイミング
が変化させられるので、実バルブタイミングを目標バル
ブタイミングに安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の基本的な概念構成を示す概念構成
図である。
【図2】 この発明の実施の形態1、2に係るバルブタ
イミング可変機構を有するガソリンエンジンシステムを
示す概略図である。
【図3】 この発明の実施の形態1、2に係るバルブタ
イミング可変機構及びバルブタイミング可変機構を駆動
制御するための作動油供給手段の構成を示す説明図であ
る。
【図4】 図3に係る動作説明図である。
【図5】 図3のX−X断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態1、2に係るスライド
プレートの移動状態を示す説明図である。
【図7】 図3のY−Y断面図である。
【図8】 図3のZ−Z断面図である。
【図9】 この発明の実施の形態1、2に係るオイルコ
ントロールバルブの動作説明図である。
【図10】 この発明の実施の形態1、2に係るリニア
ソレノイド電流と実バルブタイミング変化速度との関係
を表す特性図である。
【図11】 この発明の実施の形態1、2に係るリニア
ソレノイド電流と実バルブタイミング変化速度との関係
のバラツキを表す特性図である。
【図12】 この発明の実施の形態1、2に係るクラン
ク角信号、カム角信号及び実バルブタイミングの一例を
示す動作タイミング図である。
【図13】 この発明の実施の形態1、2に係る電子制
御ユニットの内部構成を示した構成図である。
【図14】 この発明の実施の形態1に係る動作を説明
するための動作タイミング図である。
【図15】 この発明の実施の形態1に係る動作を説明
するための動作タイミング図である。
【図16】 この発明の実施の形態1に係る動作を説明
するための動作タイミング図である。
【図17】 この発明の実施の形態1の動作を示す動作
フロー図である。
【図18】 この発明の実施の形態2に係る動作を説明
するための動作タイミング図である。
【図19】 この発明の実施の形態2に係る、積分制御
用偏差ERBと積分停止判定速度VM(ERB)との関
係を示す線図である。
【図20】 この発明の実施の形態2に係る、積分制御
用偏差ERBと積分増減値KIM(ERB)との関係を
示す線図である。
【図21】 この発明の実施の形態2の動作を示す動作
フロー図である。
【図22】 従来装置に係る動作の一例を示す動作タイ
ミング図である。
【図23】 従来装置に係る動作の一例を示す動作タイ
ミング図である。
【図24】 従来装置に係る動作の一例を示す動作タイ
ミング図である。
【図25】 従来装置の動作を示す動作フロー図であ
る。
【図26】 従来装置の課題を説明するための動作タイ
ミング図である。
【図27】 従来装置の課題を説明するための動作タイ
ミング図である。
【符号の説明】
M1 内燃機関、M2 燃焼室、M3 吸気通路、M4
排気通路、M5 吸気バルブ、M6 排気バルブ、M
7 運転状態検出手段、M8 目標バルブタイミング算
出手段、M9 バルブタイミング可変機構、M10 流
体供給手段、M11 実バルブタイミング検出手段、M
12 実バルブタイミング制御手段、M13 積分増減
値算出手段、M14 積分制御手段、M15 積分停止
手段、1 エンジン、6 クランク角センサ、8 燃焼
室、12 水温センサ 15 吸気通路、16 排気通路、17 吸気バルブ、
18 排気バルブ 24 カム角センサ、27 スロットルセンサ、28
吸入空気量センサ 40 バルブタイミング可変機構(VVT) 80 オイルコントロールバルブ(OCV) 100 電子制御ユニット(ECU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 13/02 - 45/00 F01L 1/34 - 13/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の回転に同期して所定のタイミ
    ングで駆動され燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路を
    それぞれ開閉するための吸気バルブ及び排気バルブと、
    前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出
    手段と、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき前記
    内燃機関の運転状態に対する目標バルブタイミングを算
    出する目標バルブタイミング算出手段と、 前記吸気バルブあるいは前記排気バルブの少なくとも一
    方のバルブの開閉タイミングを変更するバルブタイミン
    グ可変機構と、 前記開閉タイミングを変更されたバルブの実バルブタイ
    ミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、 前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングと
    の偏差に関連した値に基づき前記バルブタイミング可変
    機構を制御するための制御量を発生する実バルブタイミ
    ング制御手段と、 前記実バルブタイミングと前記目標バルブタイミングと
    の偏差に関連した値に基づき積分増減値を算出する積分
    増減値算出手段と、 前記実バルブタイミング制御手段による前記バルブタイ
    ミング可変機構の前記制御量を補正するために前記積分
    増減値を積算して積分補正値を算出する積分制御手段
    と、 前記実バルブタイミングが前記目標バルブタイミングの
    方向に向かって変化しているとき前記積分制御手段の前
    記積算を停止する積分停止手段とを備えたことを特徴と
    する内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  2. 【請求項2】 積分停止手段は、実バルブタイミングの
    変化速度が所定の積分停止判定速度以上であるか否かを
    判定する変化速度判定手段を有し、前記実バルブタイミ
    ングが所定の積分停止判定速度以上で目標バルブタイミ
    ングの方向に向かって変化していると判定されたとき積
    分制御手段の積算を停止することを特徴とする請求項1
    記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  3. 【請求項3】 変化速度判定手段は、実バルブタイミン
    グと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対値
    が小さいときは、前記絶対値が大きいときに比し積分停
    止判定速度を小さく設定することを特徴とする請求項2
    記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  4. 【請求項4】 変化速度判定手段は、実バルブタイミン
    グと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対値
    が所定値以上となってから所定期間経過するまでは、所
    定期間経過後に比し積分停止判定速度を小さく設定する
    ことを特徴とする請求項3記載の内燃機関のバルブタイ
    ミング制御装置。
  5. 【請求項5】 変化速度判定手段は、実バルブタイミン
    グと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対値
    が増加してから所定期間経過するまでは、所定期間経過
    後に比し積分停止判定速度を小さく設定することを特徴
    とする請求項3記載の内燃機関のバルブタイミング制御
    装置。
  6. 【請求項6】 積分増減値算出手段は、実バルブタイミ
    ングと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対
    値が小さいときは、前記絶対値が大きいときに比し積分
    増減値を小さく算出することを特徴とする請求項1記載
    の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  7. 【請求項7】 積分増減値算出手段は、実バルブタイミ
    ングと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対
    値が所定値以上となってから所定期間経過するまでは、
    所定期間経過後に比し積分増減値を小さく算出すること
    を特徴とする請求項6記載の内燃機関のバルブタイミン
    グ制御装置。
  8. 【請求項8】 積分増減値算出手段は、実バルブタイミ
    ングと目標バルブタイミングの偏差に関連した値の絶対
    値が増加してから所定期間経過するまでは、所定期間経
    過後に比し積分増減値を小さく算出することを特徴とす
    る請求項6記載の内燃機関のバルブタイミング制御装
    置。
  9. 【請求項9】 実バルブタイミング制御手段は、実バル
    ブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差に関連し
    た値の絶対値が所定値未満のとき、バルブタイミング可
    変機構を制御するための制御量を所定値に保持すること
    を特徴とする請求項1記載の内燃機関のバルブタイミン
    グ制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130107222A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3719339B2 (ja) * 1998-11-09 2005-11-24 日産自動車株式会社 内燃機関の可変動弁制御装置
JP3730809B2 (ja) * 1999-01-28 2006-01-05 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US6505585B1 (en) * 1999-06-04 2003-01-14 Unisia Jecs Corporation Apparatus and method for controlling valve timing of an engine
KR100335927B1 (ko) * 1999-07-21 2002-05-09 이계안 크랭크 각도 신호 처리장치 및 그 처리 방법
JP3290427B2 (ja) * 1999-09-21 2002-06-10 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
DE19951391A1 (de) * 1999-10-26 2001-07-05 Schaeffler Waelzlager Ohg Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere hydraulische Nockenwellen-Verstelleinrichtung in Rotationsrichtung
JP3477128B2 (ja) * 1999-11-30 2003-12-10 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2001254638A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
ES2214362T3 (es) * 2000-06-16 2004-09-16 Dr.Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Dispositivo para la regulacion del angulo de giro de un arbol de levas de un motor de combustion con relacion a una rueda de impulsion.
US6405706B1 (en) * 2000-08-02 2002-06-18 Ford Global Tech., Inc. System and method for mixture preparation control of an internal combustion engine
JP4012378B2 (ja) * 2000-11-28 2007-11-21 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3699655B2 (ja) 2001-02-01 2005-09-28 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2002250240A (ja) * 2001-02-22 2002-09-06 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3641595B2 (ja) * 2001-05-08 2005-04-20 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2003013759A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Sanshin Ind Co Ltd 船外機用4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置
JP2003013761A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Sanshin Ind Co Ltd 船外機用4サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置
JP3994926B2 (ja) * 2003-06-04 2007-10-24 日産自動車株式会社 スタータ取付構造
US7383820B2 (en) 2004-03-19 2008-06-10 Ford Global Technologies, Llc Electromechanical valve timing during a start
US7021289B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-04 Ford Global Technology, Llc Reducing engine emissions on an engine with electromechanical valves
US7032545B2 (en) 2004-03-19 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Multi-stroke cylinder operation in an internal combustion engine
US7031821B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-18 Ford Global Technologies, Llc Electromagnetic valve control in an internal combustion engine with an asymmetric exhaust system design
US7165391B2 (en) 2004-03-19 2007-01-23 Ford Global Technologies, Llc Method to reduce engine emissions for an engine capable of multi-stroke operation and having a catalyst
US7128043B2 (en) * 2004-03-19 2006-10-31 Ford Global Technologies, Llc Electromechanically actuated valve control based on a vehicle electrical system
US7066121B2 (en) 2004-03-19 2006-06-27 Ford Global Technologies, Llc Cylinder and valve mode control for an engine with valves that may be deactivated
US7107947B2 (en) * 2004-03-19 2006-09-19 Ford Global Technologies, Llc Multi-stroke cylinder operation in an internal combustion engine
US7559309B2 (en) 2004-03-19 2009-07-14 Ford Global Technologies, Llc Method to start electromechanical valves on an internal combustion engine
US7194993B2 (en) 2004-03-19 2007-03-27 Ford Global Technologies, Llc Starting an engine with valves that may be deactivated
US7240663B2 (en) 2004-03-19 2007-07-10 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine shut-down for engine having adjustable valves
US7063062B2 (en) 2004-03-19 2006-06-20 Ford Global Technologies, Llc Valve selection for an engine operating in a multi-stroke cylinder mode
US7028650B2 (en) 2004-03-19 2006-04-18 Ford Global Technologies, Llc Electromechanical valve operating conditions by control method
US7555896B2 (en) 2004-03-19 2009-07-07 Ford Global Technologies, Llc Cylinder deactivation for an internal combustion engine
US7079935B2 (en) 2004-03-19 2006-07-18 Ford Global Technologies, Llc Valve control for an engine with electromechanically actuated valves
US7128687B2 (en) 2004-03-19 2006-10-31 Ford Global Technologies, Llc Electromechanically actuated valve control for an internal combustion engine
US7055483B2 (en) * 2004-03-19 2006-06-06 Ford Global Technologies, Llc Quick starting engine with electromechanical valves
US7017539B2 (en) * 2004-03-19 2006-03-28 Ford Global Technologies Llc Engine breathing in an engine with mechanical and electromechanical valves
US7032581B2 (en) 2004-03-19 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Engine air-fuel control for an engine with valves that may be deactivated
US7072758B2 (en) 2004-03-19 2006-07-04 Ford Global Technologies, Llc Method of torque control for an engine with valves that may be deactivated
US7140355B2 (en) 2004-03-19 2006-11-28 Ford Global Technologies, Llc Valve control to reduce modal frequencies that may cause vibration
US7107946B2 (en) * 2004-03-19 2006-09-19 Ford Global Technologies, Llc Electromechanically actuated valve control for an internal combustion engine
JP4609278B2 (ja) * 2005-10-24 2011-01-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置及びその可変バルブタイミング制御装置を備えた内燃機関
JP2007255401A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Denso Corp 機関バルブの制御装置及び機関バルブの制御システム
JP4267636B2 (ja) * 2006-03-28 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4767096B2 (ja) * 2006-06-09 2011-09-07 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP5028495B2 (ja) * 2007-12-11 2012-09-19 ボッシュ株式会社 コモンレール式燃料噴射制御装置における流量制御弁の駆動制御方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置
US8127725B2 (en) * 2009-08-26 2012-03-06 Ford Global Technologies, Llc Engine with hydraulic variable valve timing

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1331118C (en) * 1988-10-11 1994-08-02 Yasunari Seki Failsafe method in connection with valve timing-changeover control for internal combustion engines
JP2770238B2 (ja) * 1989-06-15 1998-06-25 本田技研工業株式会社 内燃エンジンのバルブタイミング切換制御装置の故障検知方法
DE4006950A1 (de) * 1990-03-06 1991-09-12 Bayerische Motoren Werke Ag Regelverfahren zur drehzahlabhaengigen, stufenlosen verstellung der nockenspreizung
JPH03260344A (ja) * 1990-03-08 1991-11-20 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの制御方法
JP3776463B2 (ja) * 1992-11-30 2006-05-17 株式会社デンソー 内燃機関における弁動作タイミング制御装置
JPH06280516A (ja) * 1993-03-25 1994-10-04 Nippondenso Co Ltd 内燃機関における弁動作タイミング調整装置
DE4325902C2 (de) * 1993-08-02 1999-12-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Berechnung der Luftfüllung für eine Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung
JP3508194B2 (ja) * 1994-02-04 2004-03-22 株式会社デンソー 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3351090B2 (ja) * 1994-03-31 2002-11-25 株式会社デンソー 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3733600B2 (ja) * 1994-08-31 2006-01-11 株式会社デンソー エンジンの弁動作タイミング調整装置
JP3039331B2 (ja) * 1995-03-27 2000-05-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3146956B2 (ja) * 1995-06-14 2001-03-19 株式会社デンソー 内燃機関用バルブタイミング調整装置
US5680834A (en) * 1996-01-22 1997-10-28 Ford Global Technologies, Inc. Just-in-time scheduling for variable camshaft timing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130107222A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법
KR102039564B1 (ko) 2012-03-21 2019-11-01 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법

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