JP4596481B2 - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
まず、図1に基づいてシステム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン11は、クランク軸12からの動力がタイミングチェーン13(又はタイミングベルト)により各スプロケット14、15を介して吸気側カム軸16と排気側カム軸17とに伝達されるようになっている。また、吸気側カム軸16側には、モータ駆動式の可変バルブタイミング装置18が設けられている。この可変バルブタイミング装置18によって、クランク軸12に対する吸気側カム軸16の回転位相(カム軸位相)を可変することで、吸気側カム軸16によって開閉駆動される吸気バルブ(図示せず)のバルブタイミングを可変するようになっている。
吸気側カム軸16の回転速度=クランク軸12の回転速度×1/2
以下、ECU30が実行する図4乃至図6の各プログラムの処理内容を説明する。
図4の目標モータ回転速度演算プログラムは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう目標モータ回転速度演算手段としての役割を果たす。
カム軸位相偏差=目標カム軸位相−実カム軸位相
ここで、ベース目標モータ回転速度は、カム軸回転速度(クランク軸回転速度×1/2)と一致するモータ回転速度である。
目標モータ回転速度
=ベース目標モータ回転速度+ガード処理後の回転速度F/B補正量
ECU30は、本プログラムで演算した目標モータ回転速度の信号をEDU31に出力する。
図5のモータ電流推定プログラムは、上記図4の目標モータ回転速度演算プログラムのステップ103で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうモータ電流推定手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ201で、モータ電流制限処理の実行中(回転速度F/B補正量のガード処理中)であるか否かを判定し、モータ電流制限処理の実行中であれば、保持電流(保持デューティで決まるモータ電流)を推定モータ電流にセットして本プログラムを終了する。
回転速度F/B補正量=G×(目標モータ回転速度−実モータ回転速度)
モータ制御量=目標モータ回転速度+回転速度F/B補正量
図6の異常診断プログラムは、前記図4の目標モータ回転速度演算プログラムのステップ107で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ301で、目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差(カム軸位相偏差)が所定値K1(例えば5℃A)よりも大きいか否かを判定し、カム軸位相偏差が所定値K1以下であれば、ステップ307に進み、カム軸位相偏差が所定値K1以上になっている状態が継続する時間をカウントする経過時間カウンタtを0にリセットして本プログラムを終了する。
図10の制御例では、時刻t1 で、目標カム軸位相がステップ状に変化し、それに追従するように実カム軸位相が変化し始める。その後、時刻t2 で、推定モータ電流が設定値を越えると、回転速度F/B補正量に対するガード処理が開始され、回転速度F/B補正量が上限ガード値と下限ガード値で制限される。これにより、ECU30からEDU31に出力する目標モータ回転速度の変化量(回転速度F/B補正量)が制限され、その結果、EDU31でF/B制御するモータ電流が制限される。
Claims (8)
- モータを駆動源とし、内燃機関のカム軸の回転速度に対して前記モータの回転速度を変化させることで、クランク軸に対するカム軸の回転位相(以下「カム軸位相」という)を変化させて吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを変化させる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差及び内燃機関の回転速度に基づいて目標モータ回転速度を演算する目標モータ回転速度演算手段と、
前記目標モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差を小さくするように前記モータの駆動電流(以下「モータ電流」という)を制御するモータ駆動制御手段と、
前記モータ電流を推定するモータ電流推定手段と、
前記モータ電流推定手段で推定したモータ電流が設定値を越えたときに前記モータ駆動制御手段で制御するモータ電流を制限するモータ電流制限手段と、
前記モータ電流制限手段によるモータ電流制限処理の実行中に当該モータ電流の制限により可変バルブタイミング制御の応答性が遅くなることを考慮して前記目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差に基づいて可変バルブタイミング制御装置の異常の有無を判定する異常診断手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 - 前記異常診断手段により異常有りと判定されたときに運転者に警告する警告手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
- 前記モータ電流推定手段は、少なくとも前記目標モータ回転速度と実モータ回転速度に基づいて前記モータ電流を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
- 前記モータ電流推定手段は、少なくとも前記目標モータ回転速度と実モータ回転速度と内燃機関の回転速度に基づいて前記モータ電流を推定することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
- 前記モータ電流制限手段は、前記モータ電流推定手段で推定したモータ電流が前記設定値を越えたときに、前記目標モータ回転速度の変化量を制限することで、前記モータ駆動制御手段で制御するモータ電流を制限することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
- 前記目標モータ回転速度演算手段は、前記目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差及び内燃機関の回転速度に基づいてモータ回転速度補正量を算出し、前記カム軸の回転速度に応じたベース目標モータ回転速度を前記モータ回転速度補正量で補正して前記目標モータ回転速度を求め、
前記モータ電流制限手段は、前記モータ電流推定手段で推定したモータ電流が前記設定値を越えたときに、前記モータ回転速度補正量を制限することで、前記目標モータ回転速度の変化量を制限することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 - 前記モータ電流制限手段は、前記モータ回転速度補正量の制限範囲を内燃機関の回転速度に応じて変化させることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
- 前記モータ駆動制御手段は、前記モータに印加する電圧をデューティ制御して可変することで前記モータ電流を制御し、
前記モータ電流推定手段は、前記モータに印加する電圧のデューティを前記モータ電流の情報として推定し、
前記モータ電流制限手段は、前記モータ電流推定手段で推定した前記デューティが前記設定値を越えたときに前記モータ駆動制御手段で制御するモータ電流を制限することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
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