JP4609278B2 - 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 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの差によって求められるバルブタイミング変化速度(ゲイン)に対し、運転者の操作によるアクセル開度の変化速度が比較的低い場合には、運転者はバルブタイミングの急速な変化は要求していないと判断して、車体にショックを招かないように上記バルブタイミング変化速度に制限を加える。一方、運転者の操作によるアクセル開度の変化速度が比較的高い場合には、上記目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの差によって求められるバルブタイミング変化速度でバルブタイミングを変化させることにより迅速にバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていき、運転者の要求に応えることができるようにしている。
具体的に、本発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングを可変にする可変バルブタイミング制御装置を前提としている。この可変バルブタイミング制御装置に対し、タイミング偏差算出手段と、アクセル操作速度検知手段と、バルブタイミング変化速度調整手段とを備えさせている。タイミング偏差算出手段は、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの差であるタイミング偏差を算出するものである。アクセル操作速度検知手段は、運転者の操作によるアクセル開度の変化速度を検知するものである。そして、バルブタイミング変化速度調整手段は、上記タイミング偏差算出手段及びアクセル操作速度検知手段の出力を受け、上記タイミング偏差により求められるバルブタイミング変化速度と、上記アクセル開度の変化速度により求められるバルブタイミング変化速度制限値とを比較し、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えていない場合には、上記バルブタイミング変化速度によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させる一方、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えている場合には、上記バルブタイミング変化速度制限値によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させるようにしている。そして、上記バルブタイミング変化速度制限値は、アクセル開度の変化速度が所定速度を超えている場合には一定の値として得られる一方、アクセル開度の変化速度が上記所定速度以下である場合にはその変化速度が小さいほど小さな値として得られるものである。
図1は、本実施形態に係るエンジン1の概略構成を示している。この図1に示すように、本エンジン1は、シリンダブロック2に形成されたシリンダボア2aにピストン3が上下動可能に設けられている。ピストン3はコネクティングロッド4を介してクランクシャフトに連結されている。そして、ピストン3、シリンダボア2a及びそのシリンダボア2aの上方を覆うシリンダヘッド5によって囲まれる空間が燃焼室6となっている。
次に、上記エンジンECU40及びVVT−ECU41の構成について、図2及び図3のブロック図を用いて説明する。図2はエンジンECU40に係る電気的構成を説明するためのブロック図である。エンジンECU40は中央処理装置(CPU)42、所定の制御プログラム等を予め記憶した読出し専用メモリ(ROM)43、CPU42の演算結果を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)44、予め記憶されたデータを保存するバックアップRAM45等と、これら各部と外部入力回路46及び外部出力回路47等とをバス48によって接続した理論演算回路として構成されている。
次に、吸気バルブ9及び排気バルブ10の開閉動作を実行するための動弁機構、及び上記VVT−ECU41によって駆動制御されて吸気バルブ9の開閉タイミングを調整するVVT70について説明する。
先ず、本実施形態に係るVVT−ECU41のROM51には、以下に述べる2つのマップが格納(記憶)されている。これらマップのうちの一つは、図6(a)に示すものであって、上記目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの差であるタイミング偏差Δφにより基準バルブタイミング変化速度Aを求めるゲイン算出マップである。つまり、上記目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの差であるタイミング偏差Δφ(実バルブタイミングが目標バルブタイミングに対して遅角している場合には正の値となり、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに対して進角している場合には負の値となる)をMPU50によって演算し、その結果から基準バルブタイミング変化速度Aを求めるためのマップである。このゲイン算出マップでは、上記タイミング偏差Δφの絶対値が大きい程、ゲインの絶対値も大きくしてバルブタイミング変化速度を高めるようにしている。言い換えると、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角している場合には、その遅角量(偏差)が大きい程(タイミング偏差Δφが正の値であってその絶対値が大きい程)、バルブタイミングの進角側への変化速度を高く設定するようにしている一方、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角している場合には、その進角量(偏差)が大きい程(タイミング偏差Δφが負の値であってその絶対値が大きい程)、バルブタイミングの遅角側への変化速度を高く設定するようにしている。尚、このゲイン算出マップでは、タイミング偏差Δφの絶対値が比較的小さい領域(図中の領域I)では、タイミング偏差Δφの変動に対するゲインの変化量が小さくなるように設定し(図中の特性ラインの傾きを小さくし)、バルブタイミングが短時間のうちに大きく変動してしまうことを抑制している。
次に、上記VVT−ECU41により実行される、上記各マップを利用したバルブタイミング変更動作の手順について図7のフローチャートに沿って説明する。この可変バルブタイミング制御プログラムは、例えば、イグニッションスイッチ(図示せず)のオン後に所定周期で実行される。または、上記クロックジェネレータ56からクロックパルスが発信される度に実行される。
以上説明した実施形態は、吸気バルブ9のバルブタイミングを可変とするVVT70として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、排気バルブ10のバルブタイミングを可変とするVVT70として適用したり、吸気バルブ9及び排気バルブ10の両方のバルブタイミングを可変とするVVT70として適用してもよい。また、適用されるエンジン1の形式、気筒数、燃料噴射方式、その他、エンジン1の仕様は特に限定されるものではない。
9 吸気バルブ
10 排気バルブ
12 アクセルペダル
70 VVT(可変バルブタイミング制御装置)
80 位相可変機構
Claims (4)
- 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングを可変にする可変バルブタイミング制御装置において、
目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの差であるタイミング偏差を算出するタイミング偏差算出手段と、
運転者の操作によるアクセル開度の変化速度を検知するアクセル操作速度検知手段と、
上記タイミング偏差算出手段及びアクセル操作速度検知手段の出力を受け、上記タイミング偏差により求められるバルブタイミング変化速度と、上記アクセル開度の変化速度により求められるバルブタイミング変化速度制限値とを比較し、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えていない場合には、上記バルブタイミング変化速度によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させる一方、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えている場合には、上記バルブタイミング変化速度制限値によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させるバルブタイミング変化速度調整手段とを備えており、
上記バルブタイミング変化速度制限値は、アクセル開度の変化速度が所定速度を超えている場合には一定の値として得られる一方、アクセル開度の変化速度が上記所定速度以下である場合にはその変化速度が小さいほど小さな値として得られるものであ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。 - 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングを可変にする可変バルブタイミング制御装置において、
目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの差であるタイミング偏差を算出するタイミング偏差算出手段と、
運転者の操作によるアクセル開度の変化速度を検知するアクセル操作速度検知手段と、
上記タイミング偏差算出手段及びアクセル操作速度検知手段の出力を受け、上記タイミング偏差により求められるバルブタイミング変化速度と、上記アクセル開度の変化速度により求められるバルブタイミング変化速度制限値とを比較し、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えていない場合には、上記バルブタイミング変化速度によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させる一方、上記バルブタイミング変化速度がバルブタイミング変化速度制限値を超えている場合には、上記バルブタイミング変化速度制限値によってバルブタイミングを目標バルブタイミングに近付けていくバルブタイミング制御動作を実行させるバルブタイミング変化速度調整手段とを備えており、
上記バルブタイミング変化速度制限値は、
バルブタイミングを進角側に制御するアクセル操作方向の変化速度が第1の所定速度を超えている場合には一定の値として得られる一方、このバルブタイミングを進角側に制御するアクセル操作方向の変化速度が上記第1の所定速度以下である場合にはその変化速度が小さいほど小さな値として得られるものであると共に、
バルブタイミングを遅角側に制御するアクセル操作方向の変化速度が第2の所定速度を超えている場合には一定の値として得られる一方、このバルブタイミングを遅角側に制御するアクセル操作方向の変化速度が上記第2の所定速度以下である場合にはその変化速度が小さいほど小さな値として得られるものであり、
上記第2の所定速度は第1の所定速度よりも低い値に設定され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。 - 請求項1または2記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させてバルブタイミングを変化させる位相可変機構を備えており、電動モータの駆動力によりこの位相可変機構を駆動してバルブの開閉タイミングを可変にする構成とされ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。 - 請求項1、2または3記載の可変バルブタイミング制御装置を備えることにより、吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングが可変に構成されていることを特徴とする内燃機関。
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