JP3414250B2 - 内燃機関用バルブタイミング制御装置 - Google Patents
内燃機関用バルブタイミング制御装置Info
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気バ
ルブまたは排気バルブの少なくとも何れか一方の開閉タ
イミングまたはリフト量を運転状態に応じて変更自在な
内燃機関用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、内燃機関用バルブタイミング制御
装置に関連する先行技術文献としては、特開昭５９−９
３９４０号公報にて開示されたものが知られている。こ
のものでは、車両の減速時に可変バルブタイミング制御
機構の作動により内燃機関によるエンジンブレーキ性能
を向上させる技術が示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、車両の減速時にはエンジンブレーキの効きを良く
することのみに観点がおかれており、運転者によるエン
ジンブレーキの要求の有無が考慮されていないため、運
転者の意志が反映されていないという不具合があった。 【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、車両の減速時に運転者による
エンジンブレーキの要求の有無が考慮され、内燃機関に
よるエンジンブレーキ性能を向上可能な内燃機関用バル
ブタイミング制御装置の提供を課題としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関用バル
ブタイミング制御装置によれば、要求判定手段にて内燃
機関によるエンジンブレーキの要求の有無が判定され、
バルブ制御手段で内燃機関の運転状態に応じて制御され
る可変バルブタイミング制御機構の開閉タイミングまた
はリフト量がその判定結果と、更に、そのときの車速と
が考慮された減速状態となるよう、制御変更手段によっ
て変更される。このため、減速時であって運転者による
エンジンブレーキの要求が有るときには、可変バルブタ
イミング制御機構の開閉タイミングまたはリフト量が素
早く変更されることで内燃機関のポンピングロスが増大
されエンジンブレーキ性能（エンジンブレーキの効き）
が向上し車速が速やかに減速される。これにより、運転
者の意志が反映されると共に、そのときの運転状態に適
した減速状態を得ることができる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。 【０００７】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用バルブタイミング制御装置が適用された
ダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示
す概略構成図である。 【０００８】図１において、１は内燃機関、２は内燃機
関１の駆動軸としてのクランクシャフト３１の回転角θ
1 信号を検出するクランク角センサ、３は内燃機関１の
冷却水温ＴＨＷ信号を検出する水温センサ、４は内燃機
関１の吸気バルブ３２側の従動軸としてのカムシャフト
３３の回転角θ2 信号を検出し、クランク角センサ２か
らの回転角θ1 信号との位相差から相対回転角（変位
角）を算出するためのカム角センサ、５はスロットルバ
ルブ１４のスロットル開度ＴＡ信号を検出するスロット
ル開度センサ、６は内燃機関１への吸気量（吸入空気
量）ＱＡ信号を検出するエアフローメータ等の吸気量セ
ンサ、７は油路の途中に設置され、作動油の油温ＴＨＯ
信号を検出する油温センサ、８はアクセル操作量として
のアクセル開度ＡＰ信号を検出するアクセル開度セン
サ、９は作動油の油圧を調整制御する油圧制御バルブ
（Oil-flow Control Valve：以下『ＯＣＶ』と記す）、
１０はＯＣＶ９にて調整された油圧にてカムシャフト３
３をクランクシャフト３１との目標とする位相差である
目標相対回転角（目標変位角）に制御するアクチュエー
タとしての吸気バルブ３２側に設置された油圧式の可変
バルブタイミング制御機構（Variable Valve Timming C
ontrol Mechanism：以下、『ＶＶＴ』と記す）、１１は
作動油を内燃機関１のオイルパン内より吸上げるための
オイルストレーナ、１２は作動油を圧送するオイルポン
プ、１３は電子スロットルシステムにおけるスロットル
バルブ１４を駆動するアクチュエータとしてのＤＣモー
タ、２０は各種センサからの入力信号に基づき内燃機関
１の運転状態を検知し、最適な制御値を演算し、ＯＣＶ
９やＤＣモータ１３に駆動信号を出力するＥＣＵ（Elec
tronic Control Unit:電子制御ユニット）である。ま
た、４０はＡ／Ｔ（Automatic Transmission：自動変速
機）またはＭ／Ｔ（Manually Shifted Transmission:手
動変速機）にて構成される変速機であり、変速機４０に
配設されたシフト位置検出スイッチ（図示略）からのシ
フト位置ＳＨＦＴ信号がＥＣＵ２０に入力されている。 【０００９】次に、ＥＣＵ２０の電気的構成について図
２を参照して説明する。 【００１０】図２において、ＥＣＵ２０は、周知の中央
処理装置としてのＣＰＵ２１、制御プログラムを格納し
たＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３、水温
センサ３からの冷却水温ＴＨＷ信号、スロットル開度セ
ンサ５からのスロットル開度ＴＡ信号、吸気量センサ６
からの吸気量ＱＡ信号、油温センサ７からの油温ＴＨＯ
信号及びアクセル開度センサ８からのアクセル開度ＡＰ
信号の各アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換回路２４、クランク角センサ２からの回転角θ1
信号及びカム角センサ４からの回転角θ2 信号を波形整
形する波形整形回路２５、変速機４０からのシフト位置
ＳＨＦＴ信号、これら各種情報に基づきＣＰＵ２１で算
出される後述のＯＣＶＤuty （デューティ比）制御値Ｄ
ＯＣＶに基づく駆動信号ＩDOCVをＯＣＶ９、出力スロッ
トル開度ＴＡＥＸに基づく駆動信号ＩTAEXをＤＣモータ
１３にそれぞれ出力するための出力回路２６からなる論
理演算回路として構成されている。 【００１１】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されて
いるＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１のベースルーチンを示す
図３のフローチャートに基づき説明する。なお、このベ
ースルーチンは所定時間毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行
される。 【００１２】図３において、まず、電源の投入と同時
（電源起動時）にステップＳ１００で、初期化が実行さ
れる。この初期化では、ＲＡＭ２３等のメモリ内容が初
期値に設定されたり、各種センサからの入力信号がチェ
ックされる。このステップＳ１００による初期化のの
ち、以下のループ内の本格的な制御処理が繰返し実行さ
れる。 【００１３】ステップＳ２００では、減速状態判定処理
が実行される。次にステップＳ３００に移行して、ＶＶ
Ｔ目標相対回転角演算処理が実行される。次にステップ
Ｓ４００に移行して、ＶＶＴ相対回転角制御処理が実行
されたのち、ステップＳ２００に戻り同様な処理が繰返
し実行される。 【００１４】次に、上述のベースルーチンにおける各処
理を各サブルーチン毎に詳細に説明する。 【００１５】図３のステップＳ２００における減速状態
判定処理ルーチンの詳細について、図４のフローチャー
トに基づいて説明する。なお、このサブルーチンは１２
０ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行される。 【００１６】図４において、まず、ステップＳ２０１で
スロットル開度ＴＡ〔°〕が読込まれる。次にステップ
Ｓ２０２に移行して、スロットル開度ＴＡが所定値未満
であるかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が
成立せず、即ち、スロットル開度ＴＡが所定値以上と大
きく全閉付近でないときにはステップＳ２０３に移行
し、今回のスロットル開度ＴＡ(i）と前回のスロットル
開度ＴＡ(i-1）との偏差から微分値ＤＬＴＡが算出され
る。次にステップＳ２０４に移行して、ステップＳ２０
３で算出された微分値ＤＬＴＡが負の所定値未満である
かが判定される。なお、ステップＳ２０４の判定条件に
おける所定値（負）は、運転者によるエンジンブレーキ
の要求の有無を判定するための閾値である。ステップＳ
２０４の判定条件が成立、即ち、微分値ＤＬＴＡが所定
値（負）未満とマイナス側に小さいとき、またはステッ
プＳ２０２の判定条件が成立、即ち、スロットル開度Ｔ
Ａが所定値未満と小さく全閉付近であるときにはステッ
プＳ２０５に移行し、変速機４０からのシフト位置ＳＨ
ＦＴがＬ（１速），２（２速），Ｏ／Ｄ(Overdrive）Ｏ
ＦＦ（オフ）の何れかにあるかが判定される。 【００１７】つまり、ステップＳ２０５では、変速機４
０のシフト位置ＳＨＦＴが通常走行で使用されるＭ／Ｔ
の３（３速），４（４速），…，Ａ／ＴのＯ／Ｄ ＯＮ
（オン），Ｄ（Drive Range:ドライブレンジ）よりも変
速比が大きな変速位置にあり、運転者によるエンジンブ
レーキの要求が有るかが判定される。ステップＳ２０５
の判定条件が成立、即ち、変速機４０のシフト位置ＳＨ
ＦＴがＬ，２，Ｏ／ＤＯＦＦの何れかにあるときにはス
テップＳ２０６に移行し、減速状態にあって運転者によ
るエンジンブレーキの要求が有るとしてエンジンブレー
キ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ（１）」とされ本ルーチン
を終了する。一方、ステップＳ２０４の判定条件が成立
せず、即ち、微分値ＤＬＴＡが所定値（負）以上と大き
いとき、またはステップＳ２０５の判定条件が成立せ
ず、即ち、変速機４０のシフト位置ＳＨＦＴが通常走行
で使用されるＭ／Ｔの３，４，…，Ａ／ＴのＯ／Ｄ Ｏ
Ｎ，Ｄの何れかにあるときにはステップＳ２０７に移行
し、減速状態になく運転者によるエンジンブレーキの要
求がないとしてエンジンブレーキ要求フラグＤＥＣが
「ＯＦＦ（０）」とされ本ルーチンを終了する。 【００１８】次に、図３のステップＳ３００におけるＶ
ＶＴ目標相対回転角演算処理ルーチンの詳細について、
図５のフローチャートに基づき説明する。なお、このサ
ブルーチンは１６ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行さ
れる。 【００１９】図５において、ステップＳ３０１で機関回
転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕、吸気量ＱＡ〔ｇ／ｓｅｃ〕、車速
ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕が読込まれる。次にステップＳ３０
２に移行して、上述の図４で設定されたエンジンブレー
キ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ」であるかが判定される。
ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、エンジンブ
レーキ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ」で運転者によるエン
ジンブレーキの要求が有るときにはステップＳ３０３に
移行し、ステップＳ３０１で読込まれた車速ＳＰＤに基
づきマップからＶＶＴ１０の目標相対回転角が算出され
る。ここで、マップから例えば、ＳＰＤ＝ｓpd1 のとき
目標相対回転角としてａが算出される。このマップから
求まる目標相対回転角は予め計算・実験等により求めら
れた最適値である。 【００２０】一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立
せず、即ち、エンジンブレーキ要求フラグＤＥＣが「Ｏ
ＦＦ」で運転者によるエンジンブレーキの要求がないと
きにはステップＳ３０４に移行し、ステップＳ３０１で
読込まれた機関回転数ＮＥと吸気量ＱＡとに基づきマッ
プからＶＶＴ１０の目標相対回転角が算出される。ここ
で、マップから例えば、ＮＥ＝ｎe1，ＱＡ＝ｑa1のとき
目標相対回転角としてａが算出される。このマップから
求まる目標相対回転角は予め計算・実験等により求めら
れた最適値である。ステップＳ３０３またはステップＳ
３０４の処理ののちステップＳ３０５に移行し、算出さ
れた目標相対回転角ａがＲＡＭ２３の目標相対回転角の
記憶領域の“ＶＴＴ”に格納され、本ルーチンを終了す
る。したがって、以下の説明においては目標相対回転角
ＶＴＴと記す。 【００２１】次に、図３のステップＳ４００におけるＶ
ＶＴ相対回転角制御処理ルーチンの詳細について、図６
のフローチャートに基づき説明する。なお、このサブル
ーチンは１６ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行され
る。 【００２２】図６において、ステップＳ４０１で上述の
図５で算出されＲＡＭ２３内に格納されている目標相対
回転角ＶＴＴが読込まれる。次にステップＳ４０２に移
行して、クランク角センサ２及びカム角センサ４からの
各入力信号に基づくＶＶＴ１０の現在の相対回転角（実
相対回転角ともいう）ＶＴが読込まれる。次にステップ
Ｓ４０３に移行して、今回の相対回転角ＶＴ(i）と前回
の相対回転角ＶＴ(i-1）との偏差から微分値ＤＬＶＴが
算出される。次にステップＳ４０４に移行して、今回の
相対回転角ＶＴ(i）と目標相対回転角ＶＴＴとの偏差か
ら相対回転角偏差ＥＲＶＴが算出される。 【００２３】次にステップＳ４０５に移行して、ステッ
プＳ４０４で算出された相対回転角偏差ＥＲＶＴに基づ
きテーブルからＰ（比例）項補正値ＰＶＴが算出され
る。次にステップＳ４０６に移行して、ステップＳ４０
３で算出された微分値ＤＬＶＴに基づきテーブルからＤ
（微分）項補正値ＤＶＴが算出される。なお、ステップ
Ｓ４０５でテーブルから算出されるＰ項補正値ＰＶＴ及
びステップＳ４０６でテーブルから算出されるＤ項補正
値ＤＶＴは予め計算・実験等により求められた最適値で
ある。次にステップＳ４０７に移行して、ステップＳ４
０５で算出されたＰ項補正値ＰＶＴとステップＳ４０６
で算出されたＤ項補正値ＤＶＴと前回のＯＣＶＤuty 制
御値ＤＯＣＶとが加算され最終的なＯＣＶＤuty 制御値
ＤＯＣＶが算出され、本ルーチンを終了する。このＯＣ
ＶＤuty 制御値ＤＯＣＶが出力されるＯＣＶ９を介して
ＶＶＴ１０によりＶＶＴ相対回転角制御が実行される。 【００２４】次に、本実施例による作用について、図７
のタイムチャートを用いて説明する。なお、図７ではシ
フト位置ＳＨＦＴ信号をＬ（１速），２（２速），Ｄ
（ドライブレンジ）として変速機４０がＡ／Ｔである場
合について述べる。 【００２５】図７の時刻ｔ1 以降では、スロットル開度
ＴＡ〔°〕が急峻な減少方向にあり、スロットル開度Ｔ
Ａが全閉付近となる時刻ｔ2 でシフト位置ＳＨＦＴがＤ
（ドライブレンジ）から減速比の大きな２（２速）に変
更されたとする。すると、運転者によるエンジンブレー
キの要求が有るとしてエンジンブレーキ要求フラグＤＥ
Ｃがそれまでの「ＯＦＦ」から「ＯＮ」とされる。この
ため、ＶＶＴ１０における目標相対回転角ＶＴＴ〔°Ｃ
Ａ〕の進角側から遅角側への遷移状態が、図７に破線で
制御なしとして示すように緩やかな変化から、図７に実
線で制御有りとして示すように急峻でより遅角側に変化
される。すると、内燃機関１における吸気バルブ３２と
排気バルブ３４との開閉タイミングにおけるオーバラッ
プ量が素早く減少されポンピングロスが増大されること
でエンジンブレーキ性能が向上される。これにより、車
速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕を、図７に破線で制御なしとして
示すように緩やかな減速状態から、図７に実線で制御有
りとして示すように速やかな減速状態とすることができ
る。 【００２６】このように、本実施例の内燃機関用バルブ
タイミング制御装置は、内燃機関１の駆動軸としてのク
ランクシャフト３１から吸気バルブ３２を開閉する従動
軸としてのカムシャフト３３に駆動力を伝達する駆動力
伝達系に設けられ、吸気バルブ３２の開閉タイミングを
変更自在なＶＶＴ１０と、内燃機関１の運転状態に応じ
てＶＶＴ１０により開閉タイミングを制御するＥＣＵ２
０内のＣＰＵ２１にて達成されるバルブ制御手段と、車
両の変速機４０におけるシフト位置ＳＨＦＴ、内燃機関
１への吸気量ＱＡを調節するスロットルバルブ１４のス
ロットル開度ＴＡに基づき内燃機関１によるエンジンブ
レーキの要求の有無を判定するＥＣＵ２０内のＣＰＵ２
１にて達成される要求判定手段と、前記要求判定手段に
よる判定結果としてのエンジンブレーキ要求フラグＤＥ
ＣのＯＮ／ＯＦＦとそのときの車速ＳＰＤとに基づき前
記バルブ制御手段で制御される開閉タイミングを変更す
るＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて達成される制御変更手
段とを具備するものである。 【００２７】したがって、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１に
よって、シフト位置ＳＨＦＴ、スロットル開度ＴＡの情
報に基づき内燃機関１によるエンジンブレーキの要求の
有無が判定され、この判定結果とそのときの車速ＳＰＤ
とに基づきＶＶＴ１０の開閉タイミング制御が変更され
る。このため、減速時であって運転者によるエンジンブ
レーキの要求が有り、更に、車速ＳＰＤが高いときに
は、ＶＶＴ１０の開閉タイミング制御として目標相対回
転角ＶＴＴが進角側から遅角側へと素早く変更される。
これにより、内燃機関１における吸気バルブ３２と排気
バルブ３４との開閉タイミングにおけるオーバラップ量
が素早く減少されポンピングロスが増大されることでエ
ンジンブレーキ性能が向上し車速ＳＰＤが速やかに減速
され、運転者の意志が反映されると共に、そのときの運
転状態に適した減速状態が得られることで極めて実用性
の高いシステムを構築することができる。 【００２８】ところで、上記実施例では、スロットル開
度ＴＡとシフト位置ＳＨＦＴとから運転者によるエンジ
ンブレーキの要求の有無を判定しているが、本発明を実
施する場合には、これに限定されるものではなく、その
他、アクセル開度ＡＰ、ブレーキペダル（図示略）によ
るブレーキ操作状態（ブレーキ信号の有無）等の各種情
報に基づき判定するようにしてもよい。
ルブまたは排気バルブの少なくとも何れか一方の開閉タ
イミングまたはリフト量を運転状態に応じて変更自在な
内燃機関用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、内燃機関用バルブタイミング制御
装置に関連する先行技術文献としては、特開昭５９−９
３９４０号公報にて開示されたものが知られている。こ
のものでは、車両の減速時に可変バルブタイミング制御
機構の作動により内燃機関によるエンジンブレーキ性能
を向上させる技術が示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、車両の減速時にはエンジンブレーキの効きを良く
することのみに観点がおかれており、運転者によるエン
ジンブレーキの要求の有無が考慮されていないため、運
転者の意志が反映されていないという不具合があった。 【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、車両の減速時に運転者による
エンジンブレーキの要求の有無が考慮され、内燃機関に
よるエンジンブレーキ性能を向上可能な内燃機関用バル
ブタイミング制御装置の提供を課題としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関用バル
ブタイミング制御装置によれば、要求判定手段にて内燃
機関によるエンジンブレーキの要求の有無が判定され、
バルブ制御手段で内燃機関の運転状態に応じて制御され
る可変バルブタイミング制御機構の開閉タイミングまた
はリフト量がその判定結果と、更に、そのときの車速と
が考慮された減速状態となるよう、制御変更手段によっ
て変更される。このため、減速時であって運転者による
エンジンブレーキの要求が有るときには、可変バルブタ
イミング制御機構の開閉タイミングまたはリフト量が素
早く変更されることで内燃機関のポンピングロスが増大
されエンジンブレーキ性能（エンジンブレーキの効き）
が向上し車速が速やかに減速される。これにより、運転
者の意志が反映されると共に、そのときの運転状態に適
した減速状態を得ることができる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。 【０００７】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用バルブタイミング制御装置が適用された
ダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示
す概略構成図である。 【０００８】図１において、１は内燃機関、２は内燃機
関１の駆動軸としてのクランクシャフト３１の回転角θ
1 信号を検出するクランク角センサ、３は内燃機関１の
冷却水温ＴＨＷ信号を検出する水温センサ、４は内燃機
関１の吸気バルブ３２側の従動軸としてのカムシャフト
３３の回転角θ2 信号を検出し、クランク角センサ２か
らの回転角θ1 信号との位相差から相対回転角（変位
角）を算出するためのカム角センサ、５はスロットルバ
ルブ１４のスロットル開度ＴＡ信号を検出するスロット
ル開度センサ、６は内燃機関１への吸気量（吸入空気
量）ＱＡ信号を検出するエアフローメータ等の吸気量セ
ンサ、７は油路の途中に設置され、作動油の油温ＴＨＯ
信号を検出する油温センサ、８はアクセル操作量として
のアクセル開度ＡＰ信号を検出するアクセル開度セン
サ、９は作動油の油圧を調整制御する油圧制御バルブ
（Oil-flow Control Valve：以下『ＯＣＶ』と記す）、
１０はＯＣＶ９にて調整された油圧にてカムシャフト３
３をクランクシャフト３１との目標とする位相差である
目標相対回転角（目標変位角）に制御するアクチュエー
タとしての吸気バルブ３２側に設置された油圧式の可変
バルブタイミング制御機構（Variable Valve Timming C
ontrol Mechanism：以下、『ＶＶＴ』と記す）、１１は
作動油を内燃機関１のオイルパン内より吸上げるための
オイルストレーナ、１２は作動油を圧送するオイルポン
プ、１３は電子スロットルシステムにおけるスロットル
バルブ１４を駆動するアクチュエータとしてのＤＣモー
タ、２０は各種センサからの入力信号に基づき内燃機関
１の運転状態を検知し、最適な制御値を演算し、ＯＣＶ
９やＤＣモータ１３に駆動信号を出力するＥＣＵ（Elec
tronic Control Unit:電子制御ユニット）である。ま
た、４０はＡ／Ｔ（Automatic Transmission：自動変速
機）またはＭ／Ｔ（Manually Shifted Transmission:手
動変速機）にて構成される変速機であり、変速機４０に
配設されたシフト位置検出スイッチ（図示略）からのシ
フト位置ＳＨＦＴ信号がＥＣＵ２０に入力されている。 【０００９】次に、ＥＣＵ２０の電気的構成について図
２を参照して説明する。 【００１０】図２において、ＥＣＵ２０は、周知の中央
処理装置としてのＣＰＵ２１、制御プログラムを格納し
たＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３、水温
センサ３からの冷却水温ＴＨＷ信号、スロットル開度セ
ンサ５からのスロットル開度ＴＡ信号、吸気量センサ６
からの吸気量ＱＡ信号、油温センサ７からの油温ＴＨＯ
信号及びアクセル開度センサ８からのアクセル開度ＡＰ
信号の各アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換回路２４、クランク角センサ２からの回転角θ1
信号及びカム角センサ４からの回転角θ2 信号を波形整
形する波形整形回路２５、変速機４０からのシフト位置
ＳＨＦＴ信号、これら各種情報に基づきＣＰＵ２１で算
出される後述のＯＣＶＤuty （デューティ比）制御値Ｄ
ＯＣＶに基づく駆動信号ＩDOCVをＯＣＶ９、出力スロッ
トル開度ＴＡＥＸに基づく駆動信号ＩTAEXをＤＣモータ
１３にそれぞれ出力するための出力回路２６からなる論
理演算回路として構成されている。 【００１１】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されて
いるＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１のベースルーチンを示す
図３のフローチャートに基づき説明する。なお、このベ
ースルーチンは所定時間毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行
される。 【００１２】図３において、まず、電源の投入と同時
（電源起動時）にステップＳ１００で、初期化が実行さ
れる。この初期化では、ＲＡＭ２３等のメモリ内容が初
期値に設定されたり、各種センサからの入力信号がチェ
ックされる。このステップＳ１００による初期化のの
ち、以下のループ内の本格的な制御処理が繰返し実行さ
れる。 【００１３】ステップＳ２００では、減速状態判定処理
が実行される。次にステップＳ３００に移行して、ＶＶ
Ｔ目標相対回転角演算処理が実行される。次にステップ
Ｓ４００に移行して、ＶＶＴ相対回転角制御処理が実行
されたのち、ステップＳ２００に戻り同様な処理が繰返
し実行される。 【００１４】次に、上述のベースルーチンにおける各処
理を各サブルーチン毎に詳細に説明する。 【００１５】図３のステップＳ２００における減速状態
判定処理ルーチンの詳細について、図４のフローチャー
トに基づいて説明する。なお、このサブルーチンは１２
０ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行される。 【００１６】図４において、まず、ステップＳ２０１で
スロットル開度ＴＡ〔°〕が読込まれる。次にステップ
Ｓ２０２に移行して、スロットル開度ＴＡが所定値未満
であるかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が
成立せず、即ち、スロットル開度ＴＡが所定値以上と大
きく全閉付近でないときにはステップＳ２０３に移行
し、今回のスロットル開度ＴＡ(i）と前回のスロットル
開度ＴＡ(i-1）との偏差から微分値ＤＬＴＡが算出され
る。次にステップＳ２０４に移行して、ステップＳ２０
３で算出された微分値ＤＬＴＡが負の所定値未満である
かが判定される。なお、ステップＳ２０４の判定条件に
おける所定値（負）は、運転者によるエンジンブレーキ
の要求の有無を判定するための閾値である。ステップＳ
２０４の判定条件が成立、即ち、微分値ＤＬＴＡが所定
値（負）未満とマイナス側に小さいとき、またはステッ
プＳ２０２の判定条件が成立、即ち、スロットル開度Ｔ
Ａが所定値未満と小さく全閉付近であるときにはステッ
プＳ２０５に移行し、変速機４０からのシフト位置ＳＨ
ＦＴがＬ（１速），２（２速），Ｏ／Ｄ(Overdrive）Ｏ
ＦＦ（オフ）の何れかにあるかが判定される。 【００１７】つまり、ステップＳ２０５では、変速機４
０のシフト位置ＳＨＦＴが通常走行で使用されるＭ／Ｔ
の３（３速），４（４速），…，Ａ／ＴのＯ／Ｄ ＯＮ
（オン），Ｄ（Drive Range:ドライブレンジ）よりも変
速比が大きな変速位置にあり、運転者によるエンジンブ
レーキの要求が有るかが判定される。ステップＳ２０５
の判定条件が成立、即ち、変速機４０のシフト位置ＳＨ
ＦＴがＬ，２，Ｏ／ＤＯＦＦの何れかにあるときにはス
テップＳ２０６に移行し、減速状態にあって運転者によ
るエンジンブレーキの要求が有るとしてエンジンブレー
キ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ（１）」とされ本ルーチン
を終了する。一方、ステップＳ２０４の判定条件が成立
せず、即ち、微分値ＤＬＴＡが所定値（負）以上と大き
いとき、またはステップＳ２０５の判定条件が成立せ
ず、即ち、変速機４０のシフト位置ＳＨＦＴが通常走行
で使用されるＭ／Ｔの３，４，…，Ａ／ＴのＯ／Ｄ Ｏ
Ｎ，Ｄの何れかにあるときにはステップＳ２０７に移行
し、減速状態になく運転者によるエンジンブレーキの要
求がないとしてエンジンブレーキ要求フラグＤＥＣが
「ＯＦＦ（０）」とされ本ルーチンを終了する。 【００１８】次に、図３のステップＳ３００におけるＶ
ＶＴ目標相対回転角演算処理ルーチンの詳細について、
図５のフローチャートに基づき説明する。なお、このサ
ブルーチンは１６ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行さ
れる。 【００１９】図５において、ステップＳ３０１で機関回
転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕、吸気量ＱＡ〔ｇ／ｓｅｃ〕、車速
ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕が読込まれる。次にステップＳ３０
２に移行して、上述の図４で設定されたエンジンブレー
キ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ」であるかが判定される。
ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、エンジンブ
レーキ要求フラグＤＥＣが「ＯＮ」で運転者によるエン
ジンブレーキの要求が有るときにはステップＳ３０３に
移行し、ステップＳ３０１で読込まれた車速ＳＰＤに基
づきマップからＶＶＴ１０の目標相対回転角が算出され
る。ここで、マップから例えば、ＳＰＤ＝ｓpd1 のとき
目標相対回転角としてａが算出される。このマップから
求まる目標相対回転角は予め計算・実験等により求めら
れた最適値である。 【００２０】一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立
せず、即ち、エンジンブレーキ要求フラグＤＥＣが「Ｏ
ＦＦ」で運転者によるエンジンブレーキの要求がないと
きにはステップＳ３０４に移行し、ステップＳ３０１で
読込まれた機関回転数ＮＥと吸気量ＱＡとに基づきマッ
プからＶＶＴ１０の目標相対回転角が算出される。ここ
で、マップから例えば、ＮＥ＝ｎe1，ＱＡ＝ｑa1のとき
目標相対回転角としてａが算出される。このマップから
求まる目標相対回転角は予め計算・実験等により求めら
れた最適値である。ステップＳ３０３またはステップＳ
３０４の処理ののちステップＳ３０５に移行し、算出さ
れた目標相対回転角ａがＲＡＭ２３の目標相対回転角の
記憶領域の“ＶＴＴ”に格納され、本ルーチンを終了す
る。したがって、以下の説明においては目標相対回転角
ＶＴＴと記す。 【００２１】次に、図３のステップＳ４００におけるＶ
ＶＴ相対回転角制御処理ルーチンの詳細について、図６
のフローチャートに基づき説明する。なお、このサブル
ーチンは１６ｍｓ毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行され
る。 【００２２】図６において、ステップＳ４０１で上述の
図５で算出されＲＡＭ２３内に格納されている目標相対
回転角ＶＴＴが読込まれる。次にステップＳ４０２に移
行して、クランク角センサ２及びカム角センサ４からの
各入力信号に基づくＶＶＴ１０の現在の相対回転角（実
相対回転角ともいう）ＶＴが読込まれる。次にステップ
Ｓ４０３に移行して、今回の相対回転角ＶＴ(i）と前回
の相対回転角ＶＴ(i-1）との偏差から微分値ＤＬＶＴが
算出される。次にステップＳ４０４に移行して、今回の
相対回転角ＶＴ(i）と目標相対回転角ＶＴＴとの偏差か
ら相対回転角偏差ＥＲＶＴが算出される。 【００２３】次にステップＳ４０５に移行して、ステッ
プＳ４０４で算出された相対回転角偏差ＥＲＶＴに基づ
きテーブルからＰ（比例）項補正値ＰＶＴが算出され
る。次にステップＳ４０６に移行して、ステップＳ４０
３で算出された微分値ＤＬＶＴに基づきテーブルからＤ
（微分）項補正値ＤＶＴが算出される。なお、ステップ
Ｓ４０５でテーブルから算出されるＰ項補正値ＰＶＴ及
びステップＳ４０６でテーブルから算出されるＤ項補正
値ＤＶＴは予め計算・実験等により求められた最適値で
ある。次にステップＳ４０７に移行して、ステップＳ４
０５で算出されたＰ項補正値ＰＶＴとステップＳ４０６
で算出されたＤ項補正値ＤＶＴと前回のＯＣＶＤuty 制
御値ＤＯＣＶとが加算され最終的なＯＣＶＤuty 制御値
ＤＯＣＶが算出され、本ルーチンを終了する。このＯＣ
ＶＤuty 制御値ＤＯＣＶが出力されるＯＣＶ９を介して
ＶＶＴ１０によりＶＶＴ相対回転角制御が実行される。 【００２４】次に、本実施例による作用について、図７
のタイムチャートを用いて説明する。なお、図７ではシ
フト位置ＳＨＦＴ信号をＬ（１速），２（２速），Ｄ
（ドライブレンジ）として変速機４０がＡ／Ｔである場
合について述べる。 【００２５】図７の時刻ｔ1 以降では、スロットル開度
ＴＡ〔°〕が急峻な減少方向にあり、スロットル開度Ｔ
Ａが全閉付近となる時刻ｔ2 でシフト位置ＳＨＦＴがＤ
（ドライブレンジ）から減速比の大きな２（２速）に変
更されたとする。すると、運転者によるエンジンブレー
キの要求が有るとしてエンジンブレーキ要求フラグＤＥ
Ｃがそれまでの「ＯＦＦ」から「ＯＮ」とされる。この
ため、ＶＶＴ１０における目標相対回転角ＶＴＴ〔°Ｃ
Ａ〕の進角側から遅角側への遷移状態が、図７に破線で
制御なしとして示すように緩やかな変化から、図７に実
線で制御有りとして示すように急峻でより遅角側に変化
される。すると、内燃機関１における吸気バルブ３２と
排気バルブ３４との開閉タイミングにおけるオーバラッ
プ量が素早く減少されポンピングロスが増大されること
でエンジンブレーキ性能が向上される。これにより、車
速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕を、図７に破線で制御なしとして
示すように緩やかな減速状態から、図７に実線で制御有
りとして示すように速やかな減速状態とすることができ
る。 【００２６】このように、本実施例の内燃機関用バルブ
タイミング制御装置は、内燃機関１の駆動軸としてのク
ランクシャフト３１から吸気バルブ３２を開閉する従動
軸としてのカムシャフト３３に駆動力を伝達する駆動力
伝達系に設けられ、吸気バルブ３２の開閉タイミングを
変更自在なＶＶＴ１０と、内燃機関１の運転状態に応じ
てＶＶＴ１０により開閉タイミングを制御するＥＣＵ２
０内のＣＰＵ２１にて達成されるバルブ制御手段と、車
両の変速機４０におけるシフト位置ＳＨＦＴ、内燃機関
１への吸気量ＱＡを調節するスロットルバルブ１４のス
ロットル開度ＴＡに基づき内燃機関１によるエンジンブ
レーキの要求の有無を判定するＥＣＵ２０内のＣＰＵ２
１にて達成される要求判定手段と、前記要求判定手段に
よる判定結果としてのエンジンブレーキ要求フラグＤＥ
ＣのＯＮ／ＯＦＦとそのときの車速ＳＰＤとに基づき前
記バルブ制御手段で制御される開閉タイミングを変更す
るＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて達成される制御変更手
段とを具備するものである。 【００２７】したがって、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１に
よって、シフト位置ＳＨＦＴ、スロットル開度ＴＡの情
報に基づき内燃機関１によるエンジンブレーキの要求の
有無が判定され、この判定結果とそのときの車速ＳＰＤ
とに基づきＶＶＴ１０の開閉タイミング制御が変更され
る。このため、減速時であって運転者によるエンジンブ
レーキの要求が有り、更に、車速ＳＰＤが高いときに
は、ＶＶＴ１０の開閉タイミング制御として目標相対回
転角ＶＴＴが進角側から遅角側へと素早く変更される。
これにより、内燃機関１における吸気バルブ３２と排気
バルブ３４との開閉タイミングにおけるオーバラップ量
が素早く減少されポンピングロスが増大されることでエ
ンジンブレーキ性能が向上し車速ＳＰＤが速やかに減速
され、運転者の意志が反映されると共に、そのときの運
転状態に適した減速状態が得られることで極めて実用性
の高いシステムを構築することができる。 【００２８】ところで、上記実施例では、スロットル開
度ＴＡとシフト位置ＳＨＦＴとから運転者によるエンジ
ンブレーキの要求の有無を判定しているが、本発明を実
施する場合には、これに限定されるものではなく、その
他、アクセル開度ＡＰ、ブレーキペダル（図示略）によ
るブレーキ操作状態（ブレーキ信号の有無）等の各種情
報に基づき判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置が適用されたダ
ブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す
概略構成図である。 【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置におけるＥＣＵ
内の電気的構成を示すブロック図である。 【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されてい
るＥＣＵ内のＣＰＵにおけるベースルーチンの処理手順
を示すフローチャートである。 【図４】 図４は図３における減速状態判定の処理手順
を示すフローチャートである。 【図５】 図５は図３におけるＶＶＴ目標相対回転角演
算の処理手順を示すフローチャートである。 【図６】 図６は図３におけるＶＶＴ相対回転角制御の
処理手順を示すフローチャートである。 【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置における作用を
示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ 内燃機関 ２ クランク角センサ ４ カム角センサ ５ スロットル開度センサ ８ アクセル開度センサ ９ ＯＣＶ（油圧制御バルブ） １０ ＶＶＴ（可変バルブタイミング制御機構） １３ ＤＣモータ １４ スロットルバルブ ２０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ３１ クランクシャフト（駆動軸） ３３ カムシャフト（従動軸） ４０ 変速機
る内燃機関用バルブタイミング制御装置が適用されたダ
ブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す
概略構成図である。 【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置におけるＥＣＵ
内の電気的構成を示すブロック図である。 【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されてい
るＥＣＵ内のＣＰＵにおけるベースルーチンの処理手順
を示すフローチャートである。 【図４】 図４は図３における減速状態判定の処理手順
を示すフローチャートである。 【図５】 図５は図３におけるＶＶＴ目標相対回転角演
算の処理手順を示すフローチャートである。 【図６】 図６は図３におけるＶＶＴ相対回転角制御の
処理手順を示すフローチャートである。 【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用バルブタイミング制御装置における作用を
示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ 内燃機関 ２ クランク角センサ ４ カム角センサ ５ スロットル開度センサ ８ アクセル開度センサ ９ ＯＣＶ（油圧制御バルブ） １０ ＶＶＴ（可変バルブタイミング制御機構） １３ ＤＣモータ １４ スロットルバルブ ２０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ３１ クランクシャフト（駆動軸） ３３ カムシャフト（従動軸） ４０ 変速機
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から吸気バルブまたは
排気バルブの少なくとも何れか一方を開閉する従動軸に
駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気バ
ルブまたは前記排気バルブの開閉タイミングまたはリフ
ト量を変更自在な可変バルブタイミング制御機構と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記可変バルブタイミ
ング制御機構により前記開閉タイミングまたは前記リフ
ト量を制御するバルブ制御手段と、 車両の変速機におけるシフト位置、前記内燃機関への吸
気量を調節するスロットルバルブの開度、アクセル操作
量、ブレーキ操作状態のうち少なくとも１つの情報に基
づき前記内燃機関によるエンジンブレーキの要求の有無
を判定する要求判定手段と、 前記要求判定手段による判定結果とそのときの車速とに
基づき前記バルブ制御手段で制御される前記開閉タイミ
ングまたは前記リフト量を変更する制御変更手段とを具
備することを特徴とする内燃機関用バルブタイミング制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07380098A JP3414250B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 内燃機関用バルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07380098A JP3414250B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 内燃機関用バルブタイミング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270371A JPH11270371A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3414250B2 true JP3414250B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=13528625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07380098A Expired - Fee Related JP3414250B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 内燃機関用バルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414250B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160101770A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and Systems of Controlling A Vehicle Powertrain |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2392512B (en) * | 2002-08-31 | 2004-11-24 | Visteon Global Tech Inc | Over-ride of driver demand in a motor vehicle |
| US8352161B2 (en) | 2007-11-13 | 2013-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
| JP2010116869A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Yamaha Motor Co Ltd | 車両用内燃機関 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP07380098A patent/JP3414250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160101770A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and Systems of Controlling A Vehicle Powertrain |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11270371A (ja) | 1999-10-05 |
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