JP4600935B2 - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4600935B2
JP4600935B2 JP2006233284A JP2006233284A JP4600935B2 JP 4600935 B2 JP4600935 B2 JP 4600935B2 JP 2006233284 A JP2006233284 A JP 2006233284A JP 2006233284 A JP2006233284 A JP 2006233284A JP 4600935 B2 JP4600935 B2 JP 4600935B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotation speed
power supply
supply voltage
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006233284A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008057373A (ja
Inventor
敏和 田中
正臣 井上
優一 竹村
善一郎 益城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2006233284A priority Critical patent/JP4600935B2/ja
Priority to KR1020070086554A priority patent/KR100893842B1/ko
Priority to EP07115155A priority patent/EP1895115B1/en
Priority to US11/896,118 priority patent/US7599782B2/en
Priority to CNB2007101462614A priority patent/CN100564838C/zh
Publication of JP2008057373A publication Critical patent/JP2008057373A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4600935B2 publication Critical patent/JP4600935B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1418Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • F02D2041/1419Several control loops, either as alternatives or simultaneous the control loops being cascaded, i.e. being placed in series or nested
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2051Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、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関する発明である。
近年、可変バルブタイミング制御を電子制御化するために、モータを駆動源とする可変バルブタイミング制御装置が開発されている。例えば、特許文献1(特開2006−70754号公報)に記載の可変バルブタイミング制御装置は、内燃機関のカム軸と同心状に配置され且つクランク軸の回転駆動力によって回転駆動される第1のギヤ(アウタギヤ)と、カム軸と一体的に回転する第2のギヤ(インナギヤ)と、カム軸と同心の円軌跡を描くように旋回しながら前記第1のギヤの回転力を前記第2のギヤに伝達し且つ前記第1のギヤに対する前記第2のギヤの回転位相を変化させる位相可変ギヤ(遊星ギヤ)と、この位相可変ギヤの旋回速度(公転速度)を制御するようにカム軸と同心に配置されたモータとを備え、前記第1のギヤ、前記第2のギヤ及び前記位相可変ギヤの歯数は、カム軸をクランク軸の回転速度の1/2の回転速度で駆動するように構成されている。そして、バルブタイミングを変化させないときは、モータの回転速度をカム軸の回転速度に一致させて、前記位相可変ギヤの旋回速度をカム軸の回転速度に一致させることで、前記第1のギヤと前記第2のギヤとの回転位相の差を現状維持して、バルブタイミングを現状維持し、バルブタイミングを変化させるときは、モータの回転速度をカム軸の回転速度に対して変化させて前記位相可変ギヤの旋回速度をカム軸の回転速度に対して変化させることで、前記第1のギヤと前記第2のギヤとの回転位相の差を変化させてバルブタイミングを変化させるように構成されている。
特開2006−70754号公報(第4頁〜第5頁)
ところで、モータの制御は、エンジン制御用のコンピュータから制御信号(目標モータ回転速度の信号)をモータ駆動回路に出力して、モータ駆動回路を構成するパワーMOSFET等のスイッチング素子のオン/オフのデューティを制御することで、モータ駆動回路からモータへの出力電流を制御するようにしている。この場合、モータ駆動回路にはバッテリから電源電圧が供給されるが、バッテリの充電不足や車載機器の消費電力増加により電源電圧が低下することがある。これにより、電源電圧がモータ駆動回路の最低動作保証電圧付近まで低下した状態が続くと、モータ駆動回路のスイッチング素子の発熱量が増大してスイッチング素子が過熱状態となり、スイッチング素子が故障する可能性があることが判明した。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、モータを駆動源としてバルブタイミングを可変する内燃機関において、電源電圧低下によるモータ駆動回路のスイッチング素子の故障を未然に防止できる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、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(モータ電流)を制御するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に供給される電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記モータ駆動回路の最低動作保証電圧よりも高く設定された動作制限電圧を下回ったときに前記モータ駆動回路の出力電流を制限するモータ電流制限手段ととを備えた構成としたものである。
このようにすれば、電源電圧がモータ駆動回路の最低動作保証電圧付近まで低下したときに、モータ駆動回路の出力電流(モータ電流)が制限されて、モータ駆動回路のスイッチング素子のオン期間が短くなる。これにより、電源電圧低下によるスイッチング素子の発熱・温度上昇を抑制することができ、スイッチング素子の故障を未然に防止できる。この場合、モータ駆動回路の出力電流(モータ電流)を制限すると、可変バルブタイミング制御は、応答速度を遅くして実行されることになる。
ところで、電源電圧がモータ駆動回路の最低動作保証電圧を下回ると、モータ駆動回路のスイッチング素子の発熱量が急増して短時間でスイッチング素子が過熱状態となって故障する可能性がある。
この対策として、請求項2のように、電源電圧検出手段で検出した電源電圧がモータ駆動回路の最低動作保証電圧を下回ったときにモータ駆動回路の出力電流(モータ電流)を遮断するモータ電流遮断手段を設けるようにすると良い。このようにすれば、電源電圧がモータ駆動回路の最低動作保証電圧を下回ったときに、モータ駆動回路のスイッチング素子を完全にオフさせて、スイッチング素子の発熱・温度上昇を確実に抑制することができ、スイッチング素子の故障を未然に防止できる。
また、請求項3のように、電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記動作制限電圧を下回ったときに、目標モータ回転速度演算手段(エンジン制御用のコンピュータ)からモータ駆動回路に出力する目標モータ回転速度の変化量を制限することで、モータ駆動回路の出力電流(モータ電流)を制限するようにすると良い。このようにすれば、モータ駆動回路の仕様を変更することなく、モータ駆動回路の出力電流(モータ電流)を制限する構成を実現できる。
また、請求項4のように、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、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目標モータ回転速度を求めるシステムにおいては、電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記動作制限電圧を下回ったときに、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ようにすると良い。このようにすれば、目標モータ回転速度の変化量を簡単な処理で適正に制限することができる。
この場合、モータ回転速度補正量の制限範囲(ガード値)は、演算処理の簡略化のために予め決められた一定範囲としても良いが、内燃機関の回転速度に応じてモータ回転速度補正量が変化することを考慮して、請求項5のように、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ようにしても良い。これにより、モータ回転速度補正量の制限範囲をより適正に設定することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
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。
また、吸気側カム軸16の外周側には、所定のカム角毎にカム角信号を出力するカム角センサ19が取り付けられている。一方、クランク軸12の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ20が取り付けられている。
次に、図2に基づいて可変バルブタイミング装置18(VCT)の概略構成を説明する。可変バルブタイミング装置18の位相可変機構21は、吸気側カム軸16と同心状に配置された内歯付きのアウタギヤ22(第1のギヤ)と、このアウタギヤ22の内周側に同心状に配置された外歯付きのインナギヤ23(第2のギヤ)と、これらアウタギヤ22とインナギヤ23との間に配置されて両者に噛み合う遊星ギヤ24(位相可変ギヤ)とから構成されている。アウタギヤ22は、クランク軸12と同期して回転するスプロケット14と一体的に回転するように設けられ、インナギヤ23は、吸気側カム軸16と一体的に回転するように設けられている。また、遊星ギヤ24は、アウタギヤ22とインナギヤ23に噛み合った状態でインナギヤ23の回りを円軌道を描くように旋回することで、アウタギヤ22の回転力をインナギヤ23に伝達する役割を果たすと共に、インナギヤ23の回転速度(吸気側カム軸16の回転速度)に対する遊星ギヤ24の旋回速度(公転速度)を変化させることで、アウタギヤ22に対するインナギヤ23の回転位相(カム軸位相)を調整するようになっている。この場合、アウタギヤ22、インナギヤ23及び遊星ギヤ24の歯数は、吸気側カム軸16をクランク軸12の回転速度の1/2の回転速度で駆動するように構成されている。
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
一方、エンジン11には、遊星ギヤ24の旋回速度を可変するためのモータ26が設けられている。このモータ26の回転軸27は、吸気側カム軸16、アウタギヤ22及びインナギヤ23と同軸上に配置され、このモータ26の回転軸27と遊星ギヤ24の支持軸25とが、径方向に延びる連結部材28を介して連結されている。これにより、モータ26の回転に伴って、遊星ギヤ24が支持軸25を中心に回転(自転)しながらインナギヤ23の外周の円軌道を旋回(公転)できるようになっている。また、モータ26には、モータ26の回転速度を検出するモータ回転速度センサ29が取り付けられている。
この可変バルブタイミング装置18は、モータ26の非駆動時に、モータ26の回転軸27が吸気側カム軸16と同期して回転するように構成され、モータ26の回転速度が吸気側カム軸16の回転速度(クランク軸12の回転速度×1/2)に一致して、遊星ギヤ24の公転速度がインナギヤ23の回転速度(アウタギヤ22の回転速度)に一致していると、アウタギヤ22とインナギヤ23との回転位相の差が現状維持されて、バルブタイミング(カム軸位相)が現状維持されるようになっている。
そして、吸気バルブのバルブタイミングを進角する場合には、モータ26の回転速度を吸気側カム軸16の回転速度よりも速くして、遊星ギヤ24の公転速度をインナギヤ23の回転速度よりも速くする。これにより、アウタギヤ22に対するインナギヤ23の回転位相が進角されて、バルブタイミング(カム軸位相)が進角される。
一方、吸気バルブのバルブタイミングを遅角する場合には、モータ26の回転速度を吸気側カム軸16の回転速度よりも遅くして、遊星ギヤ24の公転速度をインナギヤ23の回転速度よりも遅くする。これにより、アウタギヤ22に対するインナギヤ23の回転位相が遅角されて、バルブタイミングが遅角される。
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)30に入力される。このECU30は、マイクロコンピュータを主体として構成され、そのROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁(図示せず)の燃料噴射量や点火プラグ(図示せず)の点火時期を制御する。ECU30には、電源電圧となるバッテリ電圧を検出する電源電圧検出回路(電源電圧検出手段)が内蔵されている。
また、ECU30は、カム角センサ19とクランク角センサ20の出力信号に基づいてクランク軸12に対するカム軸16の回転位相(実カム軸位相)を演算すると共に、エンジン運転条件に応じて目標カム軸位相(目標バルブタイミング)を演算し、この目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差及びエンジン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して機能する。そして、図3に示すように、ECU30は、演算した目標モータ回転速度の信号をモータ駆動回路(以下「EDU」と表記する)31に出力する。
このEDU31は、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モータ26に印加する電圧のデューティをフィードバック制御するアナログ回転速度フィードバック回路32が内蔵され、実モータ回転速度を目標モータ回転速度にフィードバック制御することで、実カム軸位相を目標カム軸位相にフィードバック制御する。以下の説明では、「フィードバック」を「F/B」と表記する。
また、ECU30は、エンジン運転中に、後述する図4の目標モータ回転速度演算プログラムを実行することで、EDU31の電源電圧(バッテリ電圧)がEDU31の最低動作保証電圧よりも高く設定された動作制限電圧を下回ったときに、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)を制限することで、EDU31の出力電流(モータ電流)を制限するモータ電流制限手段として機能し、更に、EDU31の電源電圧がEDU31の最低動作保証電圧を下回ったときに通電OFF信号をEDU31に出力してEDU31の出力電流を遮断するモータ電流遮断手段として機能する。以下、図4の目標モータ回転速度演算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。本プログラムが起動されると、まずステップ101で、目標カム軸位相と実カム軸位相との偏差(以下「カム軸位相偏差」という)を算出する。
カム軸位相偏差=目標カム軸位相−実カム軸位相
この後、ステップ102に進み、図5の回転速度F/B補正量マップを参照して、現在のエンジン回転速度とカム軸位相偏差に応じた回転速度F/B補正量を算出する。図5の回転速度F/B補正量マップは、カム軸位相偏差が大きくなるほど、回転速度F/B補正量が大きくなり、また、エンジン回転速度が高くなるほど、回転速度F/B補正量が大きくなるように設定されている。
回転速度F/B補正量の算出後、ステップ103に進み、EDU31の電源電圧(バッテリ電圧)を検出した後、ステップ104に進み、EDU31の電源電圧が動作制限電圧よりも高いか否かを判定する。ここで、動作制限電圧は、EDU31の電源電圧の低下によりEDU31を構成するパワーMOSFET等のスイッチング素子の発熱量が増大する電圧領域の上限を設定するための電圧であり、EDU31の最低動作保証電圧よりも所定電圧だけ高く設定されている。
このステップ104で、EDU31の電源電圧が動作制限電圧よりも高いと判定されれば、EDU31の出力電流を制限する必要はない(EDU31のスイッチング素子の発熱限界に対して余裕がある)と判断して、ステップ108に進み、上記ステップ102で算出した回転速度F/B補正量を制限せずにそのまま用いて目標モータ回転速度を次式により設定する。
目標モータ回転速度=ベース目標モータ回転速度+回転速度F/B補正量
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。
これに対して、上記ステップ104で、EDU31の電源電圧が動作制限電圧以下と判定されれば、ステップ105に進み、EDU31の電源電圧が最低動作保証電圧よりも高いか否か(つまり動作制限電圧≧電源電圧>最低動作保証電圧であるか否か)を判定する。その結果、電源電圧が最低動作保証電圧よりも高い(動作制限電圧≧電源電圧>最低動作保証電圧)と判定されれば、EDU31のスイッチング素子の発熱限界に対して余裕が少なく、スイッチング素子の発熱量増大を抑制する必要があると判断して、ステップ106に進み、回転速度F/B補正量に対する上限ガード値と下限ガード値を現在のエンジン回転速度に応じて図6の上下限ガード値マップにより算出する。
図6の上下限ガード値マップは、エンジン回転速度が高くなるほど、上限ガード値と下限ガード値の絶対値が大きくなるように設定されている。尚、上下限ガード値をエンジン回転速度とカム軸位相偏差に応じて設定しても良く、勿論、演算処理の簡略化のために、上下限ガード値を予め決められた一定値に設定しても良い。
この後、ステップ107に進み、上記ステップ106で算出した上下限ガード値を用いて、上記ステップ102で算出した回転速度F/B補正量をガード処理する。つまり、回転速度F/B補正量が上限ガード値よりも大きければ、回転速度F/B補正量を上限ガード値で制限して回転速度F/B補正量=上限ガード値とし、回転速度F/B補正量が下限ガード値を下回れば、回転速度F/B補正量を下限ガード値で制限して回転速度F/B補正量=下限ガード値する。また、上記ステップ102で算出した回転速度F/B補正量が上限ガード値と下限ガード値の範囲内であれば、当該回転速度F/B補正量を制限することなくそのまま用いる。上記ステップ105→106→107の処理が特許請求の範囲でいうモータ電流制限手段としての役割を果たす。
この後、ステップ108に進み、上記ステップ107でガード処理した回転速度F/B補正量を用いて目標モータ回転速度を次式により設定する。
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。
一方、上記ステップ105で、EDU31の電源電圧が最低動作保証電圧以下であると判定されれば、EDU31のスイッチング素子の発熱限界を越えていると判断して、ステップ109に進み、ECU30から通電OFF信号をEDU31に出力して、EDU31のスイッチング素子を強制的にオフさせてEDU31の出力電流(モータ電流)を遮断する。上記ステップ105→109の処理が特許請求の範囲でいうモータ電流遮断手段としての役割を果たす。
以上説明した本実施例の制御例を図7のタイムチャートを用いて説明する。
図7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、EDU31の電源電圧が動作制限電圧を下回った時点t2 で、出力電流制限処理が開始される。この出力電流制限処理中は、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)を制限することで、EDU31の出力電流(モータ電流)を制限する。
図7の制御例では、出力電流制限処理の実行中もEDU31の電源電圧が低下し、その電源電圧が最低動作保証電圧を下回った時点t3 で、出力電流制限処理から出力電流遮断処理に切り替わり、ECU30から通電OFF信号をEDU31に出力して、EDU31のスイッチング素子を強制的にオフさせてEDU31の出力電流(モータ電流)を遮断する。
以上説明した本実施例では、EDU31の電源電圧がEDU31の最低動作保証電圧よりも高く設定された動作制限電圧を下回ったときに、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)を制限することで、EDU31の出力電流(モータ電流)を制限するようにしたので、EDU31の電源電圧が最低動作保証電圧付近まで低下したときに、EDU31の出力電流(モータ電流)が制限されて、EDU31のスイッチング素子のオン期間が短くなる。これにより、電源電圧低下によるスイッチング素子の発熱・温度上昇を抑制することができ、スイッチング素子の故障を未然に防止できる。この場合、モータ電流を制限すると、可変バルブタイミング制御は、応答速度を遅くして実行されることになる。
更に、本実施例では、EDU31の電源電圧が最低動作保証電圧を下回ったときに、ECU30から通電OFF信号をEDU31に出力してEDU31の出力電流(モータ電流)を遮断するようにしたので、EDU31の電源電圧が最低動作保証電圧を下回ったときに、EDU31のスイッチング素子を完全にオフさせて、スイッチング素子の発熱・温度上昇を確実に抑制することができ、スイッチング素子の故障を未然に防止できる。
尚、本発明は、吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に限定されず、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用しても良い。更に、可変バルブタイミング装置18の位相可変機構は、本実施例のような遊星歯車機構を用いたものに限定されず、他の方式の位相可変機構を用いても良く、要は、モータの回転速度をカム軸の回転速度に対して変化させることでバルブタイミングを可変するモータ駆動式の可変バルブタイミング装置であれば良い。
本発明の一実施例における制御システム全体の概略構成図である。 可変バルブタイミング装置の概略構成図である。 可変バルブタイミング装置の制御系の構成を示すブロック図である。 目標モータ回転速度演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 回転速度F/B補正量マップを概念的に示す図である。 上下限ガード値マップを概念的に示す図である。 実施例の制御例を説明するタイムチャートである。
符号の説明
11…エンジン(内燃機関)、12…クランク軸、16…吸気側カム軸、18…可変バルブタイミング装置、19…カム角センサ、20…クランク角センサ、21…位相可変機構、22…アウタギヤ、23…インナギヤ、24…遊星ギヤ、26…モータ、27…回転軸、29…モータ回転速度センサ、30…ECU(目標モータ回転速度演算手段,電源電圧検出手段,モータ電流制限手段,モータ電流遮断手段)、31…EDU(モータ駆動回路)、32…アナログ回転速度フィードバック回路

Claims (5)

  1. 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を制御するモータ駆動回路と、
    前記モータ駆動回路に供給される電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
    前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記モータ駆動回路の最低動作保証電圧よりも高く設定された動作制限電圧を下回ったときに前記モータ駆動回路の出力電流を制限するモータ電流制限手段と
    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。
  2. 前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記モータ駆動回路の最低動作保証電圧を下回ったときに前記モータ駆動回路の出力電流を遮断するモータ電流遮断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。
  3. 前記モータ電流制限手段は、前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記動作制限電圧を下回ったときに、前記目標モータ回転速度の変化量を制限することで、前記モータ駆動回路の出力電流を制限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。
  4. 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、前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧が前記動作制限電圧を下回ったときに、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3に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
  5. 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4に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
JP2006233284A 2006-08-30 2006-08-30 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 Active JP4600935B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006233284A JP4600935B2 (ja) 2006-08-30 2006-08-30 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
KR1020070086554A KR100893842B1 (ko) 2006-08-30 2007-08-28 내연기관의 가변 밸브 타이밍 제어기
EP07115155A EP1895115B1 (en) 2006-08-30 2007-08-29 Variable valve timing controller for internal combustion engine
US11/896,118 US7599782B2 (en) 2006-08-30 2007-08-29 Variable valve timing controller for internal combustion engine
CNB2007101462614A CN100564838C (zh) 2006-08-30 2007-08-30 用于内燃机的可变阀正时控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006233284A JP4600935B2 (ja) 2006-08-30 2006-08-30 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008057373A JP2008057373A (ja) 2008-03-13
JP4600935B2 true JP4600935B2 (ja) 2010-12-22

Family

ID=38787005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006233284A Active JP4600935B2 (ja) 2006-08-30 2006-08-30 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7599782B2 (ja)
EP (1) EP1895115B1 (ja)
JP (1) JP4600935B2 (ja)
KR (1) KR100893842B1 (ja)
CN (1) CN100564838C (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101793203B (zh) * 2010-02-20 2013-03-06 北京经纬恒润科技有限公司 发动机曲轴和凸轮轴信号发生器及信号发生方法
KR101231416B1 (ko) * 2010-12-07 2013-02-07 현대자동차주식회사 가변 밸브 리프트용 모터 제어 장치 및 방법
KR101859165B1 (ko) * 2012-05-30 2018-05-17 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 연속 가변 밸브리프트 장치의 모터 제어 방법 및 장치
KR101512397B1 (ko) * 2013-12-19 2015-04-16 현대오트론 주식회사 가변 밸브 타이밍 제어 장치 및 방법
KR101631608B1 (ko) * 2014-05-15 2016-06-17 주식회사 현대케피코 연속 가변 밸브 타이밍 제어 장치 및 그 제어 방법
US9683468B2 (en) * 2014-06-24 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Camshaft positioning
KR101593925B1 (ko) 2014-12-10 2016-02-15 현대오트론 주식회사 가변 밸브 타이밍 제어 방법
US9998040B2 (en) 2015-06-05 2018-06-12 Denso Corporation Motor driver of motor for valve timing control of internal combustion engine
USD791323S1 (en) 2015-09-08 2017-07-04 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray apparatus
US10371018B2 (en) * 2017-03-24 2019-08-06 GM Global Technology Operations LLC Device and method for fast position control of a hydraulic actuator
JP7466428B2 (ja) 2020-10-21 2024-04-12 株式会社アイシン 制限値設定装置
US11643950B2 (en) * 2021-05-13 2023-05-09 Borgwarner Inc. Method for controlling camshaft orientation for improved engine re-starting of an engine having start-stop capability

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0361637A (ja) * 1989-07-27 1991-03-18 Honda Motor Co Ltd 車載エンジンの制御弁制御方法
JP2002186171A (ja) * 2000-12-12 2002-06-28 Fuji Electric Co Ltd 電圧形インバータ装置の回生電力消費抵抗器用スイッチング素子の過熱保護装置
JP2004190663A (ja) * 2002-11-28 2004-07-08 Denso Corp 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2006025597A (ja) * 2005-07-25 2006-01-26 Konica Minolta Holdings Inc ストロボ装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2237015A (en) * 1939-06-24 1941-04-01 Gen Electric Electric control system
DE10251347A1 (de) * 2002-07-11 2004-03-11 Ina-Schaeffler Kg Regelstruktur für den Verstellmotor eines elektrischen Nockenwellenverstellers
DE10392698T5 (de) * 2002-10-25 2005-09-29 Denso Corp., Kariya Variable Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine
JP4123127B2 (ja) 2002-10-25 2008-07-23 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4218062B2 (ja) 2003-11-20 2009-02-04 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
KR101158926B1 (ko) * 2004-06-09 2012-07-03 섀플러 카게 캠축 조정 장치
JP4196294B2 (ja) * 2004-08-31 2008-12-17 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
DE102005015856A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-13 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Einrichtung zum Einstellen einer elektrodynamischen Bremse eines elektrischen Nockenwellenverstellers für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
JP2006214386A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP4444138B2 (ja) * 2005-02-10 2010-03-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変動弁機構の制御装置
JP4267635B2 (ja) * 2006-03-27 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
JP4600326B2 (ja) * 2006-03-27 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4786390B2 (ja) * 2006-03-30 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4641986B2 (ja) * 2006-08-30 2011-03-02 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4596481B2 (ja) * 2006-08-30 2010-12-08 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4641985B2 (ja) * 2006-08-30 2011-03-02 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4678350B2 (ja) * 2006-08-31 2011-04-27 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4171036B2 (ja) * 2006-09-14 2008-10-22 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4591842B2 (ja) * 2007-04-17 2010-12-01 株式会社デンソー 電動式可変バルブタイミング装置の制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0361637A (ja) * 1989-07-27 1991-03-18 Honda Motor Co Ltd 車載エンジンの制御弁制御方法
JP2002186171A (ja) * 2000-12-12 2002-06-28 Fuji Electric Co Ltd 電圧形インバータ装置の回生電力消費抵抗器用スイッチング素子の過熱保護装置
JP2004190663A (ja) * 2002-11-28 2004-07-08 Denso Corp 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2006025597A (ja) * 2005-07-25 2006-01-26 Konica Minolta Holdings Inc ストロボ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20080065307A1 (en) 2008-03-13
EP1895115A2 (en) 2008-03-05
EP1895115A3 (en) 2010-06-16
KR100893842B1 (ko) 2009-04-17
US7599782B2 (en) 2009-10-06
EP1895115B1 (en) 2011-06-08
CN101135270A (zh) 2008-03-05
KR20080020514A (ko) 2008-03-05
CN100564838C (zh) 2009-12-02
JP2008057373A (ja) 2008-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4600935B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4596481B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4641985B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4641986B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
US7980214B2 (en) Control device for electrically driven variable valve timing apparatus
JP4196294B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2009257186A (ja) 可変バルブタイミング装置の制御装置
JP2004162706A (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2006070753A (ja) 内燃機関の回転状態検出装置
JP2004257249A (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4066366B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2013024065A (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2018066332A (ja) 制御装置
JP5761572B2 (ja) 電動式可変バルブタイミング装置の制御装置
US8525463B2 (en) Malfunction determination device for motor control system
JP2011094581A (ja) 電動式可変バルブタイミング装置の制御装置
JP6331963B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4710839B2 (ja) バルブタイミング調整装置のモータ駆動回路
JP6337759B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2010252428A (ja) 電動アクチュエータの制御装置
JP6398636B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2010248933A (ja) 電動可変バルブタイミング機構の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100924

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100922

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4600935

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250