JP6082215B2 - 可変バルブタイミング機構の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るVTCの制御装置が適用される、車両用エンジンのシステム構成を示す。
なお、VTC角度センサ50として、単位角度ごとに連続して回転角度を出力するクランク角度センサ46及びカム角度センサ48を使用し、これらのセンサからの出力に応じてVTC角度θVTCを間接的に検出するようにしてもよい。また、エンジン10の制御で使用する、吸気流量Q,水温Tw,回転速度Ne,クランクシャフトの回転角度θCRK及び吸気カムシャフト36の回転角度θCAMは、各センサから読み込む代わりに、エンジン制御装置52から読み込むようにしてもよい。
ステップ3では、電子制御装置40が、例えば、エンジン制御装置52からスタータスイッチの信号を読み込み、これがOFFからONに変化したか否かを介して、エンジン10の始動指令があったか否かを判定する。そして、電子制御装置40は、エンジン10の始動指令があったと判定すれば処理をステップ4へと進める一方(Yes)、エンジン10の始動指令がないと判定すれば処理をステップ5へと進める(No)。
ステップ5では、電子制御装置40が、通常時の制御、即ち、エンジン停止時及びエンジン始動時の制御ではない、エンジン稼働中の制御を行うサブルーチン(詳細については後述する)を実行する。
ステップ11では、電子制御装置40が、例えば、フラッシュROM(Read Only Memory)から制御値を読み出すことで、エンジン10の始動に適したVTC38の目標角度を算出する。ここで、VTC38の目標角度としては、例えば、吸気弁20の遅閉じによる燃費向上と始動性とを両立させる角度とすることができる。
ステップ15では、電子制御装置40が、VTC38の実角度が目標角度に到達したか否かを判定する。そして、電子制御装置40は、実角度が目標角度に到達したと判定すれば処理を終了させる一方(Yes)、実角度が目標角度に到達していないと判定すれば処理をステップ12へと戻す(No)。
ステップ22では、電子制御装置40が、制御周期(制御間隔)において変化したVTC角度θVTCの変化量(角度変化量)Δを算出する。即ち、電子制御装置40は、前回検出したVTC角度θVTCと今回検出したVTC角度θVTCとの差の絶対値を求め、これを角度変化量Δとする。
ステップ31では、電子制御装置40が、エンジン運転状態に応じたVTC38の目標角度を算出する。即ち、電子制御装置40は、吸気流量センサ14,水温センサ42及び回転速度センサ44から、吸気流量Q,水温Tw及び回転速度Neを夫々読み込む。そして、電子制御装置40は、例えば、水温ごとに回転速度及び吸気流量に応じた目標角度が設定されたテーブルを参照し、水温Tw,回転速度Ne及び吸気流量Qに応じた目標角度を求める。
ステップ33では、電子制御装置40が、VTC38の目標角度と実角度との偏差に基づいて、VTC38の操作量を算出する。
ステップ35では、電子制御装置40が、VTC38の実角度が目標角度に到達したか否かを判定する。そして、電子制御装置40は、実角度が目標角度に到達したと判定すれば処理を終了させる一方(Yes)、実角度が目標角度に到達していないと判定すれば処理をステップ32へと戻す(No)。
ステップ41では、電子制御装置40が、エンジン始動時のカムトルクを算出する。即ち、電子制御装置40は、クランク角度センサ46,カム角度センサ48及びVTC角度センサ50から、クランクシャフトの回転角度θCRK,吸気カムシャフト36の回転角度θCAM及びVTC角度θVTCを夫々読み込み、これらに基づいてカムトルクを推定する。ここで、エンジン始動時のカムトルクは、例えば、クランクシャフトの回転角度,吸気カムシャフト36の回転角度及びVTC角度に応じた推定値が設定されたテーブルを参照して求めることができる。なお、エンジン始動時のカムトルクは、吸気カムシャフト36の歪みから求めるようにしてもよい。
ステップ44では、電子制御装置40が、制御周期において変化したVTC角度θVTCの変化量Δを算出する。即ち、電子制御装置40は、前回検出したVTC角度θVTCと今回検出したVTC角度θVTCとの差の絶対値を求め、これを角度変化量Δとする。
ステップ47では、電子制御装置40が、VTC38の操作量を必要に応じて補正する。即ち、電子制御装置40は、VTC38の操作量とVTC38の操作量の最小値とを比較し、「操作量<操作量最小値」である場合に、VTC38の操作量を操作量最小値とする。なお、ステップ41及び42の処理は、制御精度を向上させるべく、VTC38の操作量を補正する直前に行ってもよい。
これらの制御においては、VTC38の角度変化量Δは制御周期の変化量としたが、単位時間当たりの変化量、制御周期の変化量と単位時間当たりの変化量の組み合わせであってもよい。エンジン10が始動されたか否かを判定するための所定値は、所定の定数に限らず、潤滑油温度又は冷却水温度に応じた値、カムトルクに応じた値、バッテリの充電状態又は劣化状態に応じた値、これらの組み合わせであってもよい。ここで、所定値を潤滑油温度又は冷却水温度に応じた値とした場合には、低温になるほど小さな値とすることで、検知率を向上させることができる。また、所定値をカムトルクに応じた値とした場合には、カムトルクが小さくなるほど小さな値とすることで、早期に検知することができる。
(イ)前記バルブタイミングの操作量は、前記可変バルブタイミング機構の電動アクチュエータに出力される、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、可変バルブタイミング機構の電動アクチュエータに操作量を出力することで、バルブタイミングを任意に変更することができる。
かかる構成によれば、エンジン始動時のカムトルクに応じて操作量が補正されるので、短時間でバルブタイミングを目標値に収束させることができる。
かかる構成によれば、バッテリ電圧が低いときには操作量が補正されないので、不適切な補正を抑制することができる。
かかる構成によれば、バルブタイミングの変化量を高精度に検出することができる。
38 VTC
40 電子制御装置
46 クランク角度センサ
48 カム角度センサ
50 VTC角度センサ
Claims (3)
- バルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
前記バルブタイミングの変更角度を検出するセンサを備え、
エンジンの始動操作が行われてからクランクシャフトの回転が検知されるまで、前記センサの出力と目標角度との偏差に応じた操作量を、エンジン始動時のカムトルクに応じて補正し、当該補正した操作量に基づいて、前記バルブタイミングの変更角度を前記目標角度に収束させる、ことを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御装置。 - 前記操作量は、前記可変バルブタイミング機構の電動アクチュエータに出力される、ことを特徴とする請求項1に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
- 前記カムトルクは、クランクシャフトの回転角度、カムシャフトの回転角度及びバルブタイミングの変更角度から推定される、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
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