JP5935138B2 - Control device for cam mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、モータで回転駆動されるカムによって制御部材を変位させるカム機構の制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a control device for a cam mechanism that displaces a control member by a cam that is rotationally driven by a motor.
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブ開閉特性(例えば最大リフト量や作用角等)を変化させる可変バルブ装置を採用したものがある。 In recent years, in internal combustion engines mounted on vehicles, variable valves that change the valve opening and closing characteristics (for example, maximum lift amount and working angle) of intake valves and exhaust valves for the purpose of improving output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust emissions. There is one that adopts the device.
このような可変バルブ装置としては、例えば、特許文献1(特開2006−144593号公報)に記載されているように、モータで回転駆動されるカムによってコントロールシャフトを軸方向に変位させる変位機構と、バルブ開閉特性を変更する開閉特性変更機構とを備え、変位機構でコントロールシャフトを軸方向に変位させることで開閉特性変更機構を操作してバルブ開閉特性を変化させるようにしたものがある。この特許文献1では、カムの回転位相(回転角度)を検出するセンサを設け、このセンサの出力信号に基づいたカムの回転位相が目標回転位相となるようにモータを制御することで、コントロールシャフトの変位量を目標変位量に制御して、バルブ開閉特性を目標バルブ開閉特性に制御するようにしている。 As such a variable valve device, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-144593), a displacement mechanism that axially displaces a control shaft by a cam that is rotationally driven by a motor. And an opening / closing characteristic changing mechanism for changing the valve opening / closing characteristic, and the valve opening / closing characteristic is changed by operating the opening / closing characteristic changing mechanism by displacing the control shaft in the axial direction by the displacement mechanism. In Patent Document 1, a sensor that detects the rotational phase (rotational angle) of a cam is provided, and the control shaft is controlled by controlling the motor so that the rotational phase of the cam is the target rotational phase based on the output signal of the sensor. The valve opening / closing characteristic is controlled to the target valve opening / closing characteristic by controlling the displacement amount of the valve to the target displacement amount.
ところで、上記特許文献1の技術では、カムの回転角度を検出するセンサ等の異常によってセンサの出力信号に基づいた算出値の誤差が大きくなると、バルブ開閉特性の制御精度が低下して、燃費、排気エミッション、ドライバビリティ等の悪化を招く可能性がある。このような不具合を防止するには、センサの出力信号に基づいた算出値の誤差を検出して、その誤差の影響を低減するような処理を行う必要があるが、上記特許文献1の技術では、センサの出力信号に基づいた算出値の誤差を検出することができない。 By the way, in the technique of the above-mentioned patent document 1, when the error of the calculated value based on the output signal of the sensor becomes large due to an abnormality of the sensor or the like that detects the rotation angle of the cam, the control accuracy of the valve opening / closing characteristics decreases, and the fuel consumption, There is a possibility of deteriorating exhaust emissions and drivability. In order to prevent such a problem, it is necessary to detect an error in the calculated value based on the output signal of the sensor and perform a process for reducing the influence of the error. The error of the calculated value based on the sensor output signal cannot be detected.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータで回転駆動されるカムによって制御部材を変位させるカム機構を備えたシステムにおいて、カムの回転角度等を検出するセンサの出力信号に基づいた算出値の誤差を検出することができるカム機構の制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is a calculated value based on an output signal of a sensor that detects a cam rotation angle or the like in a system including a cam mechanism that displaces a control member by a cam that is rotationally driven by a motor. It is an object of the present invention to provide a control device for a cam mechanism that can detect an error in the above.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、モータ(15)で回転駆動されるカム(17)によって制御部材(12)を変位させるカム機構(18)と、カム(17)の回転角度又はこれと相関関係を有する情報(以下これらを「回転角度情報」と総称する)を検出するセンサ(19)と、センサ(19)の出力信号に基づいて制御部材(12)の変位量又はこれと相関関係を有する情報(以下これらを「変位量情報」と総称する)を算出する変位量情報算出手段(21)とを備えたカム機構の制御装置において、カム(17)に設けられて該カム(17)の回転角度に対する制御部材(12)の変位量の傾きが他の部分と異なるように形成された段差部(20)と、センサ(19)の出力信号に基づいてカム(17)の角速度又はこれと相関関係を有する情報(以下これらを「角速度情報」と総称する)を算出する角速度情報算出手段(21)と、センサ(19)の出力信号に基づいて算出された変位量情報の算出値と角速度情報とに基づいて変位量情報の算出値の誤差を検出する誤差検出手段(21)とを備えた構成としたものである。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a cam mechanism (18) for displacing the control member (12) by a cam (17) driven to rotate by a motor (15), and a cam (17). A sensor (19) for detecting a rotation angle or information correlated therewith (hereinafter collectively referred to as “rotation angle information”), and a displacement amount of the control member (12) based on an output signal of the sensor (19) Alternatively, in a cam mechanism control device comprising a displacement amount information calculation means (21) for calculating information correlated with this (hereinafter collectively referred to as “displacement amount information”), the cam (17) is provided. The step (20) formed so that the inclination of the displacement of the control member (12) with respect to the rotation angle of the cam (17) is different from the other parts, and the cam ( 17) angular velocity or An angular velocity information calculating means (21) for calculating information having a correlation with this (hereinafter collectively referred to as "angular velocity information"), and a calculated value of displacement information calculated based on the output signal of the sensor (19) And error detection means (21) for detecting an error in the calculated value of the displacement amount information based on the angular velocity information.
この構成では、カムに段差部(カムの回転角度に対する制御部材の変位量の傾きが他の部分と異なるように形成された部分)が設けられているため、モータの回転中にカムの回転位置が段差部で制御部材と当接する段差位置を通過する際に、モータの回転負荷が急変してカムの角速度が急変する。従って、カムの角速度情報(例えば角速度や角加速度等)を監視すれば、カムの回転位置が段差位置であるか否かを判定することができ、この段差位置における実際の変位量情報は、機構的に決まる既知の値であり、予め記憶しておくことができる。従って、センサの出力信号に基づいて算出された変位量情報の算出値と角速度情報とを用いれば、変位量情報の算出値の誤差(実際の変位量情報に対する偏差)を算出することができる。 In this configuration, the cam is provided with a step portion (a portion formed such that the inclination of the displacement of the control member with respect to the cam rotation angle is different from that of the other portions). When passing through the step position where the step contacts the control member, the rotational load of the motor changes suddenly and the angular velocity of the cam changes suddenly. Therefore, if cam angular velocity information (for example, angular velocity or angular acceleration) is monitored, it can be determined whether or not the rotational position of the cam is a step position. This is a known value determined in advance and can be stored in advance. Therefore, if the calculated value of the displacement amount information calculated based on the output signal of the sensor and the angular velocity information are used, an error of the calculated value of the displacement amount information (deviation from the actual displacement amount information) can be calculated.
具体的には、請求項2のように、角速度情報に基づいてカム(17)の回転位置が段差部(20)で制御部材(12)と当接する段差位置であるか否かを判定する段差判定手段(21)を備え、誤差検出手段(21)は、カム(17)の回転位置が段差位置であると判定されたときに、予め記憶した段差位置における実際の変位量情報とセンサ(19)の出力信号に基づいて算出された変位量情報の算出値との差を変位量情報の算出値の誤差として算出するようにすると良い。このようにすれば、変位量情報の算出値の誤差を精度良く算出することができる。 Specifically, as in claim 2, a step for determining whether or not the rotational position of the cam (17) is a step position that contacts the control member (12) at the step portion (20) based on the angular velocity information. The determination means (21) is provided, and the error detection means (21), when it is determined that the rotational position of the cam (17) is the step position, the actual displacement amount information stored in advance at the step position and the sensor (19 The difference from the calculated value of the displacement amount information calculated based on the output signal of) is preferably calculated as an error of the calculated value of the displacement amount information. In this way, the error of the calculated value of the displacement amount information can be calculated with high accuracy.
以下、本発明を実施するための形態を内燃機関(エンジン)の吸気バルブ又は排気バルブのバルブ開閉特性を変化させる可変バルブ装置に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。 Hereinafter, several embodiments will be described in which the embodiment for implementing the present invention is applied to a variable valve device that changes the valve opening / closing characteristics of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine (engine).
本発明の実施例1を図1乃至図7に基づいて説明する。
まず、図1に基づいて可変バルブ制御システム全体の概略構成を説明する。
可変バルブ装置11には、制御軸12(制御部材)を軸方向に変位させるアクチュエータ部13と、制御軸12の変位量に応じてバルブ開閉特性(例えば最大リフト量や作用角等)を変更するバルブ開閉特性変更機構14が設けられている。アクチュエータ部13には、モータ15で回転駆動されるカム17によって制御軸12を変位させるカム機構18と、カム17の回転角度を検出する回転角センサ19が設けられている。カム機構18は、モータ15の回転軸に減速機16を介してカム17が連結され、このカム17の外周面に制御軸12の先端が当接する(カム17の外周面で制御軸12の先端を押圧する)ように制御軸12が配置されている。カム機構18は、カム17の回転運動を制御軸12の往復直線運動に変換する役割を果たす。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the entire variable valve control system will be described with reference to FIG.
In the
図2に示すように、カム17は、回転中心から制御軸12と当接する位置(制御軸12を押圧する位置)までの距離がカム17の回転に応じて変化するように外周形状が形成されている。また、カム17の外周面の複数箇所(例えば3箇所)に、カム17の回転角度に対する制御軸12の変位量の傾き(変化割合)が他の部分と異なるように形成された段差部20が設けられている。尚、図2では、説明の便宜上、各段差部20を太線で示している。
As shown in FIG. 2, the outer periphery of the
図3に示すように、各段差部20は、カム17の回転角度に対する制御軸12の変位量の傾きがほぼ0(つまり変位量がほぼ一定)になるように形成されている。つまり、カム17の回転位置が、第1の段差部20で制御軸12と当接する第1の段差位置を通過する際と、第2の段差部20で制御軸12と当接する第2の段差位置を通過する際と、第3の段差部20で制御軸12と当接する第3の段差位置を通過する際に、それぞれ制御軸12の変位量の傾きがほぼ0(つまり変位量がほぼ一定)になるようになっている。
As shown in FIG. 3, each step portion 20 is formed so that the inclination of the displacement amount of the
回転角センサ19の出力は、ECU21(図1参照)に入力される。このECU21は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された可変バルブ制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態等に応じて可変バルブ装置11のモータ15を制御してカム機構18で制御軸12を軸方向に変位させることでバルブ開閉特性変更機構14を操作してバルブ開閉特性(例えば最大リフト量や作用角等)を変化させる(図4参照)。
The output of the
その際、ECU21(制御手段)は、エンジン運転状態等に応じて制御軸12の変位量目標値(目標バルブ開閉特性に対応した変位量)を算出すると共に、回転角センサ19の出力信号に基づいて制御軸12の変位量を算出し、その制御軸12の変位量算出値を変位量目標値に一致させるようにモータ15をPID制御等によりフィードバック制御することで、バルブ開閉特性を目標バルブ開閉特性に制御する。
At that time, the ECU 21 (control means) calculates a target displacement amount value of the control shaft 12 (a displacement amount corresponding to the target valve opening / closing characteristics) according to the engine operating state and the like, and based on the output signal of the
図5に示すように、回転角センサ19やカム機構18等の正常時には、制御軸12の実際の変位量と、回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値とがほぼ一致する。しかし、図6に示すように、回転角センサ19やカム機構18等の異常時には、制御軸12の実際の変位量と、回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値との偏差(乖離量)が大きくなって、制御軸12の変位量算出値の誤差が大きくなる可能性がある。
As shown in FIG. 5, when the
このように回転角センサ19やカム機構18等の異常によって回転角センサ19の出力信号に基づいた制御軸12の変位量算出値の誤差が大きくなると、バルブ開閉特性の制御精度が低下して、燃費、排気エミッション、ドライバビリティ等の悪化を招く可能性がある。このような不具合を防止するには、制御軸12の変位量算出値の誤差を検出して、その誤差の影響を低減するような処理を行う必要がある。
As described above, when an error in the calculated amount of displacement of the
そこで、本実施例1では、ECU21により後述する図7の誤差検出ルーチンを実行することで、回転角センサ19の出力信号に基づいてカム17の角速度情報(例えば角速度や角加速度等)を算出し、回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値と角速度情報とに基づいて制御軸12の変位量算出値の誤差を検出するようにしている。
Therefore, in the first embodiment, the
カム17の外周面に段差部20(カム17の回転角度に対する制御軸12の変位量の傾きが他の部分と異なるように形成された部分)が設けられているため、モータ15の回転中にカム17の回転位置が段差部20で制御軸12と当接する段差位置を通過する際に、モータ15の回転負荷が急変してカム17の角速度が急変する。従って、カム17の角速度情報(例えば角速度や角加速度等)を監視すれば、カム17の回転位置が段差位置であるか否かを判定することができ、この段差位置における実際の変位量は、機構的に決まる既知の値であり、予め記憶しておくことができる。従って、回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値とカム17の角速度情報とを用いれば、制御軸12の変位量算出値の誤差(実際の変位量に対する偏差)を算出することができる。
Since the step portion 20 (the portion formed so that the inclination of the displacement amount of the
具体的には、カム17の角速度情報に基づいてカム17の回転位置が段差部20で制御軸12と当接する段差位置であるか否かを判定し、カム17の回転位置が段差位置であると判定されたときに、予め記憶した段差位置における実際の変位量と回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値との差を制御軸12の変位量算出値の誤差として算出する。
Specifically, based on the angular velocity information of the
図5及び図6に示すように、モータ15の回転中にカム17の回転位置が段差位置(段差部20で制御軸12と当接する位置)を通過する際に、モータ15の回転負荷が急変してカム17の角速度が急変する。より詳しくは、カム17の回転位置が段差位置を通過し始めるとき(制御軸12が段差部20に当接し始めるとき)に、カム17の角速度が急増加して角加速度が急増加し、カム17の回転位置が段差位置を通過し終わるとき(制御軸12が段差部20に当接し終わるとき)に、カム17の角速度が急減少して角加速度が急減少する。
As shown in FIGS. 5 and 6, when the rotational position of the
このような特性に着目して、本実施例では、カム17の角速度情報(例えば角速度や角加速度等)が所定値を越えたとき又は所定範囲外となったときにカム17の回転位置が段差位置であると判定するようにしている。これにより、段差位置を精度良く判定することができる。
Focusing on such characteristics, in this embodiment, when the angular velocity information (for example, angular velocity and angular acceleration) of the
以下、ECU21が実行する図7の誤差検出ルーチンの処理内容を説明する。
図7に示す誤差検出ルーチンは、ECU21の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、モータ15が一定の駆動力で回転中であるか否かを判定し、このステップ101で、モータ15が一定の駆動力で回転中ではないと判定された場合には、ステップ102以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
The processing contents of the error detection routine of FIG. 7 executed by the
The error detection routine shown in FIG. 7 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the
一方、上記ステップ101で、モータ15が一定の駆動力で回転中であると判定された場合には、ステップ102に進み、回転角センサ19の出力信号に基づいて制御軸12の変位量をマップ等により算出する。このステップ102の処理が特許請求の範囲でいう変位量情報算出手段としての役割を果たす。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ103に進み、回転角センサ19の出力信号に基づいてカム17の角速度情報(角速度や角加速度)を算出する。このステップ103の処理が特許請求の範囲でいう角速度情報算出手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 103, and angular velocity information (angular velocity and angular acceleration) of the
この後、ステップ104に進み、カム17の角速度情報(角速度や角加速度)に基づいてカム17の回転位置が段差位置(段差部20で制御軸12と当接する位置)であるか否かを判定する。このステップ104の処理が特許請求の範囲でいう段差判定手段としての役割を果たす。
Thereafter, the routine proceeds to step 104, where it is determined whether or not the rotational position of the
この場合、例えば、カム17の角速度又は角加速度が所定値よりも大きくなったとき又は所定範囲よりも大きくなったときに、カム17の回転位置が段差位置を通過し始めるとき(制御軸12が段差部20に当接し始めるとき)であると判断して、カム17の回転位置が段差位置であると判定するようにしても良い。或は、カム17の角速度又は角加速度が所定値よりも小さくなったとき又は所定範囲よりも小さくなったときに、カム17の回転位置が段差位置を通過し終わるとき(制御軸12が段差部20に当接し終わるとき)であると判断して、カム17の回転位置が段差位置であると判定するようにしても良い。
In this case, for example, when the angular velocity or angular acceleration of the
また、カム17の角速度と角加速度の両方がそれぞれ所定値よりも大きくなったとき又は所定範囲よりも大きくなったときに、カム17の回転位置が段差位置を通過し始めるときであると判断して、カム17の回転位置が段差位置であると判定するようにしても良い。或は、カム17の角速度と角加速度の両方がそれぞれ所定値よりも小さくなったとき又は所定範囲よりも小さくなったときに、カム17の回転位置が段差位置を通過し終わるときであると判断して、カム17の回転位置が段差位置であると判定するようにしても良い。
Further, when both the angular velocity and the angular acceleration of the
このステップ104で、カム17の回転位置が段差位置ではないと判定された場合には、ステップ105以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
If it is determined in
その後、上記ステップ104で、カム17の回転位置が段差位置であると判定された時点で、ステップ105に進み、現在の段差位置における制御軸21の実際の変位量を読み込む。各段差位置における制御軸21の実際の変位量は、ECU21のROMに予め記憶されている。現在の段差位置が第1の段差位置の場合には、第1の段差位置における制御軸21の実際の変位量を読み込む。現在の段差位置が第2の段差位置の場合には、第2の段差位置における制御軸21の実際の変位量を読み込む。現在の段差位置が第3の段差位置の場合には、第3の段差位置における制御軸21の実際の変位量を読み込む。
Thereafter, when it is determined in
この後、ステップ106に進み、段差位置における制御軸21の実際の変位量と、回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸21の変位量算出値との差を、制御軸21の変位量算出値の誤差として算出する。このステップ106の処理が特許請求の範囲でいう誤差検出手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 106, and the difference between the actual displacement amount of the
尚、所定の実行条件が成立したとき(例えば、イグニッションスイッチのオン直後でエンジン始動前の期間、アイドリングストップ中、エンジン停止直後等)に、強制的にモータ15を一定の駆動力で回転駆動して、図7のルーチンを実行するようにしても良い。
When a predetermined execution condition is satisfied (for example, immediately after the ignition switch is turned on and before the engine is started, during idling stop, immediately after the engine is stopped, etc.), the
以上説明した本実施例1では、カム17の外周面に段差部20(カム17の回転角度に対する制御軸12の変位量の傾きが他の部分と異なるように形成された部分)を設け、モータ15の回転中に、回転角センサ19の出力信号に基づいて制御軸12の変位量を算出すると共にカム17の角速度情報(例えば角速度や角加速度等)を算出して、カム17の角速度情報に基づいてカム17の回転位置が段差部20で制御軸12と当接する段差位置であるか否かを判定し、カム17の回転位置が段差位置であると判定されたときに、予め記憶した段差位置における実際の変位量と回転角センサ19の出力信号に基づいて算出された制御軸12の変位量算出値との差を制御軸12の変位量算出値の誤差として算出するようにしたので、制御軸12の変位量算出値の誤差を精度良く算出することができる。
In the first embodiment described above, the step portion 20 (the portion formed so that the inclination of the displacement amount of the
次に、図8を用いて本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。 Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.
本実施例2では、ECU21により後述する図8の誤差検出及び異常診断ルーチンを実行することで、制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、その変位量算出値の誤差を所定の異常判定値と比較して回転角センサ19やカム機構18等の異常の有無を判定するようにしている。
In the second embodiment, an error detection and abnormality diagnosis routine of FIG. 8 described later is executed by the
本実施例2で実行する図8のルーチンは、前記実施例1で説明した図7のルーチンのステップ106の処理の後に、ステップ107〜109の処理を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は図7と同じである。
The routine of FIG. 8 executed in the second embodiment is obtained by adding the processes of
図8の誤差検出及び異常診断ルーチンでは、ステップ101〜106の処理により前記実施例1と同じ方法で制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、ステップ107に進み、制御軸12の変位量算出値の誤差の絶対値が所定の異常判定値よりも大きいか否かを判定する。
In the error detection and abnormality diagnosis routine of FIG. 8, after calculating the displacement amount calculation value error of the
このステップ107で、制御軸12の変位量算出値の誤差の絶対値が異常判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ108に進み、回転角センサ19又はカム機構18等の異常有りと判定して異常フラグをONにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ(図示せず)を点灯又は点滅したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部(図示せず)に警告表示して、運転者に警告すると共に、その異常情報(異常コード等)をECU21のバックアップRAM(図示せず)等の書き換え可能な不揮発性メモリ(ECU21の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ)に記憶して、本ルーチンを終了する。
If it is determined in
これに対して、上記ステップ107で、制御軸12の変位量算出値の誤差の絶対値が異常判定値以下であると判定された場合には、ステップ109に進み、回転角センサ19やカム機構18等の異常無し(正常)と判定して異常フラグをOFFに維持して、本ルーチンを終了する。これらのステップ107〜109の処理が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。
On the other hand, when it is determined in
以上説明した本実施例2では、制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、制御軸12の変位量算出値の誤差を所定の異常判定値と比較して回転角センサ19やカム機構18等の異常の有無を判定するようにしたので、回転角センサ19やカム機構18等の異常が発生した場合に、その異常を早期に検出することができる。
In the second embodiment described above, after calculating the error of the calculated displacement amount of the
次に、図9を用いて本発明の実施例3を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.
本実施例3では、ECU21により後述する図9の誤差検出及び補正ルーチンを実行することで、制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、その変位量算出値の誤差を用いて制御軸12の変位量算出値又は変位量目標値を補正するようにしている。
In the third embodiment, an error detection and correction routine of FIG. 9 described later is executed by the
本実施例3で実行する図9のルーチンは、前記実施例1で説明した図7のルーチンのステップ106の処理の後に、ステップ110の処理を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は図7と同じである。
The routine of FIG. 9 executed in the third embodiment is obtained by adding the process of
図9の誤差検出及び補正ルーチンでは、ステップ101〜106の処理により前記実施例1と同じ方法で制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、ステップ110に進み、制御軸12の変位量算出値に変位量算出値の誤差を加算することで制御軸12の変位量算出値を補正する。又は、制御軸12の変位量目標値から変位量算出値の誤差を減算することで制御軸12の変位量目標値を補正する。このステップ110の処理が特許請求の範囲でいう算出値補正手段又は目標値補正手段としての役割を果たす。
In the error detection and correction routine of FIG. 9, the error of the displacement amount calculation value of the
ECU21は、補正後の変位量算出値又は補正後の変位量目標値を用いて、制御軸12の変位量算出値を変位量目標値に一致させるようにモータ15をフィードバック制御することで、バルブ開閉特性を目標バルブ開閉特性に制御する。
The
以上説明した本実施例3では、制御軸12の変位量算出値の誤差を算出した後、その変位量算出値の誤差を用いて制御軸12の変位量算出値又は変位量目標値を補正するようにしたので、変位量算出値の誤差に起因するバルブ開閉特性の制御精度の低下を抑制することができる。
In the third embodiment described above, after calculating the error of the displacement amount calculation value of the
尚、上記各実施例1〜3では、回転角センサ19の出力信号に基づいて制御軸12の変位量を算出するシステムにおいて、制御軸12の変位量の算出値の誤差を算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、回転角センサ19の出力信号に基づいてリフト量又は作用角(制御軸21の変位に伴って変化する物理量)を算出するシステムにおいて、リフト量又は作用角の算出値の誤差を算出するようにしても良い。或は、回転角センサ19の出力信号に基づいてカム17の回転角度を算出するシステムにおいて、カム17の回転角度の算出値の誤差を算出するようにしても良い。
In each of the first to third embodiments, in the system for calculating the displacement amount of the
更に、カム17の回転角度を検出する回転角センサ19の出力信号に基づいて変位量情報(カム17の回転角度、制御軸21の変位量、制御軸12の変位に伴って変化する物理量等)を算出するシステムに限定されず、例えば、制御軸12の変位量を検出する変位量センサの出力信号に基づいて変位量情報を算出するようにしても良い。或は、モータ15の回転角度を検出する回転角センサの出力信号に基づいて変位量情報を算出するようにしても良い。
Further, based on the output signal of the
また、上記各実施例1〜3では、可変バルブ装置のカム機構に本発明を適用したが、これに限定されず、可変バルブ装置以外の装置のカム機構に本発明を適用しても良い。
その他、本発明は、カム機構の構成(カムや制御部材の形状、段差部の数や位置等)を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
In the first to third embodiments, the present invention is applied to the cam mechanism of the variable valve device. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a cam mechanism of a device other than the variable valve device.
In addition, the present invention can be implemented with various modifications within a range not departing from the gist, such as the configuration of the cam mechanism (the shape of the cam and the control member, the number and position of the stepped portions, etc.) may be appropriately changed.
11…可変バルブ装置、12…制御軸(制御部材)、15…モータ、17…カム、18…カム機構、19…回転角センサ、20…段差部、21…ECU(制御手段,変位量情報算出手段,角速度情報算出手段,段差判定手段,誤差検出手段,異常診断手段,算出値補正手段,目標値補正手段)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記カム(17)に設けられて該カム(17)の回転角度に対する前記制御部材(12)の変位量の傾きが他の部分と異なるように形成された段差部(20)と、
前記センサ(19)の出力信号に基づいて前記カム(17)の角速度又はこれと相関関係を有する情報(以下これらを「角速度情報」と総称する)を算出する角速度情報算出手段(21)と、
前記センサ(19)の出力信号に基づいて算出された変位量情報の算出値と前記角速度情報とに基づいて前記変位量情報の算出値の誤差を検出する誤差検出手段(21)と
を備えていることを特徴とするカム機構の制御装置。 A cam mechanism (18) that displaces the control member (12) by a cam (17) that is rotationally driven by a motor (15), and a rotation angle of the cam (17) or information having a correlation therewith (hereinafter referred to as “ A sensor (19) for detecting a rotation angle information), and a displacement amount of the control member (12) based on an output signal of the sensor (19) or information correlated therewith (hereinafter referred to as " In a control device for a cam mechanism comprising displacement amount information calculating means (21) for calculating (displacement amount information))
A step portion (20) provided on the cam (17) and formed so that an inclination of a displacement amount of the control member (12) with respect to a rotation angle of the cam (17) is different from other portions;
Angular velocity information calculating means (21) for calculating the angular velocity of the cam (17) or information correlated therewith (hereinafter collectively referred to as “angular velocity information”) based on the output signal of the sensor (19);
Error detection means (21) for detecting an error in the calculated displacement amount information based on the calculated displacement amount information calculated based on the output signal of the sensor (19) and the angular velocity information. A control device for a cam mechanism.
前記誤差検出手段(21)は、前記カム(17)の回転位置が前記段差位置であると判定されたときに、予め記憶した前記段差位置における実際の変位量情報と前記センサ(19)の出力信号に基づいて算出された変位量情報の算出値との差を前記変位量情報の算出値の誤差として算出することを特徴とする請求項1に記載のカム機構の制御装置。 A step determining means (21) for determining whether the rotational position of the cam (17) is a step position in contact with the control member (12) at the step portion (20) based on the angular velocity information;
When it is determined that the rotational position of the cam (17) is the step position, the error detection means (21) stores actual displacement information at the step position stored in advance and the output of the sensor (19). 2. The control device for a cam mechanism according to claim 1, wherein a difference from a calculated value of the displacement amount information calculated based on the signal is calculated as an error of the calculated value of the displacement amount information.
前記変位量情報の算出値の誤差に基づいて前記目標値を補正する目標値補正手段(21)とを備えてい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カム機構の制御装置。 Control means (21) for controlling the motor (15) so that the calculated value of the displacement information matches the target value of the displacement information;
The control of the cam mechanism according to any one of claims 1 to 4, further comprising target value correcting means (21) for correcting the target value based on an error of a calculated value of the displacement amount information. apparatus.
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