JP6689778B2 - Control device and control method for variable valve timing device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の相対回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for a variable valve timing device that makes a relative rotation phase of a cam shaft relative to a crank shaft of an internal combustion engine variable.

特許文献1には、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ることで、カム軸によって開閉駆動される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可変バルブタイミング装置であって、カム軸の回転速度に対してモータの回転速度を調整することで回転位相を変化させるように構成される可変バルブタイミング装置の制御装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a variable valve timing device that changes the valve timing of an intake valve or an exhaust valve that is driven to open and close by a camshaft by changing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft of an internal combustion engine. There is disclosed a control device for a variable valve timing device configured to change a rotation phase by adjusting a rotation speed of a motor with respect to a rotation speed of a shaft.

そして、特許文献1に開示される制御装置は、クランク角センサから出力されるクランク角信号とカム角センサから出力されるカム角信号とに基づいてカム角信号出力時の実バルブタイミングを算出すると共に、このカム角信号出力時の実バルブタイミングに対するバルブタイミング変化量をモータとカム軸の回転速度差に基づいて算出し、カム角信号出力時の実バルブタイミングとバルブタイミング変化量とを用いて最終的な実バルブタイミングを算出する。   Then, the control device disclosed in Patent Document 1 calculates the actual valve timing at the time of outputting the cam angle signal based on the crank angle signal output from the crank angle sensor and the cam angle signal output from the cam angle sensor. At the same time, the valve timing change amount with respect to the actual valve timing at the time of outputting the cam angle signal is calculated based on the rotational speed difference between the motor and the cam shaft, and the actual valve timing and the valve timing change amount at the time of outputting the cam angle signal are used. Calculate the final actual valve timing.

特開2004−162706号公報JP, 2004-162706, A

可変バルブタイミング装置の制御装置は、クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号とカム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とに基づき、クランク軸に対するカム軸の回転位相を検出する場合、例えば、クランク角信号の発生タイミングからカム信号の発生タイミングまでのクランク角度を回転位相に相当する値として検出する。つまり、回転位相の検出値はカム信号の発生タイミング毎に更新され、回転位相の検出周期(ms)は、内燃機関の回転速度に応じて変化することになる。   The control device of the variable valve timing device detects the rotational phase of the cam shaft with respect to the crank shaft based on the crank angle signal output at the predetermined rotation position of the crank shaft and the cam signal output at the predetermined rotation position of the cam shaft. In this case, for example, the crank angle from the generation timing of the crank angle signal to the generation timing of the cam signal is detected as a value corresponding to the rotation phase. That is, the detected value of the rotation phase is updated at each generation timing of the cam signal, and the detection cycle (ms) of the rotation phase changes according to the rotation speed of the internal combustion engine.

一方、制御装置は、回転位相の検出値と設定値(目標値)とに基づく可変バルブタイミング装置の操作量の演算を、固定周期(一定の時間周期)で実施し、例えば、制御偏差に応じたPID動作(比例動作、積分動作、微分動作)によって操作量を変化させる。
このため、実際の回転位相が設定値に近づく速度(制御偏差の変化速度)が一定であっても、回転位相の検出周期と操作量(微分項)の演算周期とが異なる場合には、操作量の演算タイミングと回転位相の検出タイミングとのずれが操作量の演算タイミング毎に変動することで、制御偏差の微分に比例する微分項の値が変動(ハンチング)し、設定値への収束安定性が損なわれる場合があった。
On the other hand, the control device calculates the operation amount of the variable valve timing device based on the detected value of the rotational phase and the set value (target value) in a fixed cycle (constant time cycle), for example, according to the control deviation. The operation amount is changed by the PID operation (proportional operation, integral operation, differential operation).
Therefore, even if the speed at which the actual rotation phase approaches the set value (control deviation change speed) is constant, if the rotation phase detection cycle and the operation amount (differential term) calculation cycle are different, The deviation between the calculation timing of the amount and the detection timing of the rotation phase changes at each calculation timing of the manipulated variable, so the value of the differential term proportional to the derivative of the control deviation fluctuates (hunting), and the convergence to the set value is stable. There was a case where the sex was impaired.

そこで、本発明は、回転位相の検出値の更新タイミングと操作量の演算タイミングとのずれによって、制御偏差の変化に応じた微分項が変動することを抑制でき、以って、回転位相の収束安定性を改善できる、可変バルブタイミング装置の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can suppress the variation of the differential term according to the change of the control deviation due to the difference between the update timing of the detected value of the rotation phase and the calculation timing of the operation amount, and thus the convergence of the rotation phase is achieved. An object of the present invention is to provide a control device and a control method for a variable valve timing device that can improve stability.

そのため、本発明に係る制御装置は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、前記制御部は、前記検出値が設定値に近づくように、PID制御によって前記操作量を演算して出力するよう構成され、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、固定周期で前記設定値の変化量を求め、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき微分項を演算する。 Therefore, the control device according to the present invention is a control device for a variable valve timing device that varies the rotational phase of a cam shaft with respect to the crank shaft of an internal combustion engine, and a crank angle signal output at a predetermined rotational position of the crank shaft. And a control unit that calculates and outputs an operation amount of the variable valve timing device based on a detected value of the rotational phase obtained from a cam signal output at a predetermined rotational position of the cam shaft, and the control unit is The operation amount is calculated and output by PID control so that the detected value approaches the set value, the change amount of the detected value is obtained at the detection cycle of the rotation phase, and the set value is obtained at a fixed cycle. Is calculated, and the differential term is calculated based on the deviation between the change amount of the detected value of the rotation phase and the change amount of the set value .

また、本発明に係る制御方法は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、固定周期で前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量をPID制御によって演算するステップと、を含み、前記操作量を演算するステップは、前記回転位相の設定値を演算するステップと、前記固定周期での前記設定値の変化量を演算するステップと、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき微分項を演算するステップと、を含む。 Further, a control method according to the present invention is a control method for a variable valve timing device that varies a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine, and a crank angle signal output at a predetermined rotational position of the crankshaft. And a cam signal output at a predetermined rotation position of the cam shaft, a step of obtaining a detected value of the rotational phase, a step of obtaining a variation amount of the detected value at a detection cycle of the rotational phase, and a change at a fixed cycle. seen containing a step of computing the manipulated variable PID control of the based on the amount the variable valve timing device, a step of calculating the manipulated variable comprises the steps of calculating the set value of the rotation phase, in the fixed period step for calculating a derivative term based on the deviation of the step of calculating a change amount of the set value, the change amount of the set value change amount and the detection value of the rotational phase And, including the.

上記発明によると、回転位相の検出値の更新タイミングと操作量の演算タイミングとのずれによって、制御偏差の変化に応じた微分項が変動することを抑制でき、以って、回転位相の収束安定性を改善できる。 According to the above invention, it is possible to suppress the variation of the differential term according to the change of the control deviation due to the difference between the update timing of the detected value of the rotation phase and the calculation timing of the operation amount, and thus the convergence of the rotation phase is stabilized. You can improve your sex.

本発明の実施形態における内燃機関の構成図である。It is a block diagram of the internal combustion engine in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるクランク角センサ及びカムセンサの構成図である。It is a block diagram of a crank angle sensor and a cam sensor in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるクランク角信号CRANK及びカム信号CAMの波形を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing waveforms of a crank angle signal CRANK and a cam signal CAM in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における回転位相の計測方法を説明するためのタイムチャートである。6 is a time chart for explaining a method of measuring a rotational phase in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるクランク角信号CRANK割込みで実施される操作量設定処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a manipulated variable setting process executed by a crank angle signal CRANK interrupt in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるカム信号CAM割込みで実施される操作量設定処理を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a manipulated variable setting process executed by a cam signal CAM interrupt in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における固定周期(10ms)割込みで実施される操作量設定処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a manipulated variable setting process executed by a fixed cycle (10 ms) interrupt in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における微分項の演算処理を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the arithmetic processing of the differential term in embodiment of this invention.

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係る可変バルブタイミング装置の制御装置を適用する車両用内燃機関の一例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle internal combustion engine to which a control device for a variable valve timing device according to the present invention is applied.

内燃機関101は、走行駆動源として車両(図示省略)に搭載される4気筒4サイクル火花点火機関である。
吸入空気量センサ103は、吸気ダクト102に配置され、内燃機関101の吸入空気流量QAを検出する。
The internal combustion engine 101 is a 4-cylinder 4-cycle spark ignition engine mounted on a vehicle (not shown) as a drive source.
The intake air amount sensor 103 is arranged in the intake duct 102 and detects the intake air flow rate QA of the internal combustion engine 101.

吸気バルブ105は、各気筒の燃焼室104の吸気口を開閉する。
燃料噴射弁106は、吸気バルブ105の上流側の吸気ポート102aに配置されていて、吸気ポート102a内に燃料を噴射する。
尚、内燃機関101を、燃料噴射弁106が燃焼室104内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
The intake valve 105 opens and closes the intake port of the combustion chamber 104 of each cylinder.
The fuel injection valve 106 is arranged in the intake port 102a on the upstream side of the intake valve 105 and injects fuel into the intake port 102a.
The internal combustion engine 101 may be an in-cylinder direct injection internal combustion engine in which the fuel injection valve 106 directly injects fuel into the combustion chamber 104.

燃料噴射弁106から吸気ポート102a内に噴射された燃料は、吸気バルブ105を介して燃焼室104内に空気と共に吸引され、点火プラグ107による火花点火によって着火燃焼する。燃焼室104内で発生した燃焼圧は、ピストン108をクランク軸109に向けて押し下げ、クランク軸109を回転駆動する。
また、排気バルブ110は、燃焼室104の排気口を開閉し、排気バルブ110が開くことで排ガスが排気管111に排出される。
The fuel injected from the fuel injection valve 106 into the intake port 102a is sucked into the combustion chamber 104 together with air via the intake valve 105, and is ignited and burned by spark ignition by the spark plug 107. The combustion pressure generated in the combustion chamber 104 pushes down the piston 108 toward the crankshaft 109 and drives the crankshaft 109 to rotate.
Further, the exhaust valve 110 opens and closes the exhaust port of the combustion chamber 104, and the exhaust valve 110 is opened to discharge the exhaust gas to the exhaust pipe 111.

三元触媒等を備えた触媒コンバータ112は、排気管111に設置されて排気管111を通過する排気を浄化する。
吸気バルブ105は、クランク軸109によって回転駆動される吸気カム軸115aの回転に伴って開動作し、排気バルブ110は、クランク軸109によって回転駆動される排気カム軸115bの回転に伴って開動作する。
The catalytic converter 112 provided with a three-way catalyst or the like is installed in the exhaust pipe 111 and purifies the exhaust gas passing through the exhaust pipe 111.
The intake valve 105 opens according to the rotation of the intake cam shaft 115a that is rotationally driven by the crankshaft 109, and the exhaust valve 110 opens during the rotation of the exhaust cam shaft 115b that is rotationally driven by the crankshaft 109. To do.

可変バルブタイミング装置114は、クランク軸109に対する吸気カム軸115aの回転位相角を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作動角の位相(開時期及び閉時期)を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる装置である。
なお、内燃機関101は、排気バルブ110のバルブタイミングを可変とする装置として可変バルブタイミング装置114を備えることができる。
The variable valve timing device 114 changes the rotational phase angle of the intake camshaft 115a with respect to the crankshaft 109, thereby continuously advancing and retarding the phase (opening timing and closing timing) of the valve operating angle of the intake valve 105. It is a device that changes in the angular direction.
The internal combustion engine 101 may include a variable valve timing device 114 as a device that varies the valve timing of the exhaust valve 110.

また、可変バルブタイミング装置114としては、油圧式や電動式などの公知の可変バルブタイミング装置を用いることができる。
また、点火モジュール116は、点火プラグ107それぞれに直付けされ、点火プラグ107に対して点火エネルギを供給する。点火モジュール116は、点火コイル及び点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを備えている。
As the variable valve timing device 114, a known variable valve timing device such as a hydraulic type or an electric type can be used.
The ignition module 116 is directly attached to each of the spark plugs 107 and supplies ignition energy to the spark plugs 107. The ignition module 116 includes an ignition coil and a power transistor that controls energization of the ignition coil.

電子制御装置(ECU)201は、CPU、RAM、ROM、インターフェースなどを含んで構成されるマイクロコンピュータを備える。
そして、電子制御装置201は、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、予めROMなどに格納されたプログラムに従って演算処理を行うことで、燃料噴射弁106、可変バルブタイミング装置114、点火モジュール116などの各種デバイスの操作量を演算して出力する。
The electronic control unit (ECU) 201 includes a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, an interface and the like.
Then, the electronic control unit 201 inputs signals from various sensors and switches and performs arithmetic processing in accordance with a program stored in advance in the ROM or the like, whereby the fuel injection valve 106, the variable valve timing device 114, and the ignition module 116. The operation amount of various devices such as is calculated and output.

内燃機関101は、前述の各種センサとして、吸入空気量センサ103の他、クランク軸109の所定回転位置でクランク角信号CRANKを出力するクランク角センサ203、アクセルペダル207の踏込み量(アクセル開度ACC)を検出するアクセル開度センサ206、吸気カム軸115aの所定回転位置でカム信号CAMを出力するカムセンサ204、内燃機関101の冷却水の温度TWを検出する水温センサ208、触媒コンバータ112上流側の排気管111に設置され排気中の酸素濃度に基づいて空燃比AFを検出する空燃比センサ209などを備えている。
更に、内燃機関101は、運転及び停止のメインスイッチであるエンジンスイッチ(イグニッションスイッチ)205を備え、このエンジンスイッチ205の信号は、電子制御装置201に入力される。
The internal combustion engine 101 includes the intake air amount sensor 103, the crank angle sensor 203 that outputs a crank angle signal CRANK at a predetermined rotation position of the crankshaft 109, and the depression amount of the accelerator pedal 207 (accelerator opening ACC) as the various sensors described above. ) For detecting the accelerator opening, a cam sensor 204 for outputting a cam signal CAM at a predetermined rotational position of the intake cam shaft 115a, a water temperature sensor 208 for detecting the temperature TW of the cooling water of the internal combustion engine 101, and an upstream side of the catalytic converter 112. The exhaust pipe 111 includes an air-fuel ratio sensor 209 that detects the air-fuel ratio AF based on the oxygen concentration in the exhaust gas.
Further, the internal combustion engine 101 includes an engine switch (ignition switch) 205 which is a main switch for operating and stopping, and a signal from the engine switch 205 is input to the electronic control unit 201.

図2は、クランク角センサ203及びカムセンサ204の構造の一態様を示す。
クランク角センサ203は、クランク軸109に軸支され周囲に被検出部としての突起部203aを備えるシグナルプレート203bと、内燃機関101側に固定されてシグナルプレート203bの突起部203aを検出してパルス状のクランク角信号CRANKを出力する回転検出装置203cと、で構成される。
FIG. 2 shows one aspect of the structures of the crank angle sensor 203 and the cam sensor 204.
The crank angle sensor 203 is a shaft supported by the crankshaft 109 and has a signal plate 203b provided with a protrusion 203a as a detected portion around the crankshaft 109, and a protrusion 203a of the signal plate 203b which is fixed to the internal combustion engine 101 side and detects a pulse. Rotation detection device 203c that outputs a crank angle signal CRANK.

回転検出装置203cは、突起部203aを検出してパルス信号を発生させるピックアップと共に、波形発生回路、選択回路などを含む各種の処理回路を一体的に備えている。
回転検出装置203cは、図3に示すように、クランク角信号CRANKとして、突起部203aを回転検出装置203cが検出しない場合にローレベルを保持し、突起部203aを回転検出装置203cが検知したときに一定時間だけハイレベルに変化するパルス信号を出力する。
但し、回転検出装置203cは、クランク角信号CRANKとして、突起部203aを回転検出装置203cが検出しない場合にハイレベルを保持し、突起部203aを回転検出装置203cが検知したときに一定時間だけローレベルに変化するパルス信号を出力することができる。
The rotation detection device 203c integrally includes a pickup that detects the protrusion 203a and generates a pulse signal, and various processing circuits including a waveform generation circuit and a selection circuit.
As shown in FIG. 3, the rotation detecting device 203c holds a low level as the crank angle signal CRANK when the rotation detecting device 203c does not detect the protrusion 203a, and when the rotation detecting device 203c detects the protrusion 203a. A pulse signal that changes to high level for a certain period of time is output.
However, the rotation detection device 203c holds the high level as the crank angle signal CRANK when the rotation detection device 203c does not detect the protrusion 203a, and keeps the low level for a predetermined time when the rotation detection device 203c detects the protrusion 203a. A pulse signal that changes to a level can be output.

シグナルプレート203bの突起部203aは、例えばクランク角で10degのピッチで等間隔に設けられるが、突起部203aを2つ連続して欠落させてある部分を、クランク軸109の回転中心を挟んで対向する2箇所に設けてある。
突起部203aが欠落する部分を設けてあることで、クランク角センサ203(回転検出装置203c)から出力されるクランク角信号CRANKは、図3に示すように、クランク角10deg(単位クランク角)毎に16回連続してハイレベルに変化した後、突起部203aの欠落部分の角度に相当するクランク角30degの間だけローレベルを保持し、再度16回連続してハイレベルに変化する。
The projections 203a of the signal plate 203b are provided at equal intervals, for example, at a crank angle of 10 deg. However, the two missing projections 203a face each other across the rotation center of the crankshaft 109. It is provided in two places.
Since the protrusion 203a is provided with a missing portion, the crank angle signal CRANK output from the crank angle sensor 203 (rotation detecting device 203c) is, as shown in FIG. 3, every crank angle 10 deg (unit crank angle). After changing to the high level 16 times in succession, the low level is maintained for a crank angle of 30 deg, which corresponds to the angle of the missing portion of the protrusion 203a, and changes to the high level again 16 times in succession.

クランク角30degのパルス欠落期間後の最初のクランク角信号CRANKは、クランク角180deg間隔で出力されることになり、このクランク角180degは、4気筒内燃機関101における気筒間の行程位相差、換言すれば、点火間隔に相当する。
尚、クランク角センサ203がクランク角信号CRANKを欠落なく一定クランク角毎に出力するように構成し、クランク角センサ203とは別に、基準のクランク角位置でパルス状の基準クランク角信号を出力する基準クランク角センサを設けることができる。
The first crank angle signal CRANK after the pulse missing period of the crank angle of 30 deg is output at the crank angle of 180 deg, and this crank angle of 180 deg is, in other words, the stroke phase difference between the cylinders in the four-cylinder internal combustion engine 101. For example, it corresponds to the ignition interval.
The crank angle sensor 203 is configured to output the crank angle signal CRANK for each constant crank angle without omission, and outputs a pulse-shaped reference crank angle signal at the reference crank angle position separately from the crank angle sensor 203. A reference crank angle sensor can be provided.

一方、カムセンサ204は、図2に示すように、吸気カム軸115aの端部に軸支され周囲に被検出部としての突起部204aを備えたシグナルプレート204bと、内燃機関101側に固定されシグナルプレート204bの突起部204aを検出してパルス状のカム信号CAMを出力する回転検出装置204cと、で構成される。
回転検出装置204cは、突起部204aを検出してパルス信号を発生するピックアップと共に、波形整形回路などを含む各種の処理回路を一体的に備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the cam sensor 204 is provided with a signal plate 204b pivotally supported on the end of the intake cam shaft 115a and provided with a protrusion 204a as a detected portion around the signal plate 204b and a signal plate 204b fixed on the internal combustion engine 101 side. And a rotation detecting device 204c that detects the protruding portion 204a of the plate 204b and outputs a pulsed cam signal CAM.
The rotation detection device 204c integrally includes a pickup that detects the protrusion 204a and generates a pulse signal, and various processing circuits including a waveform shaping circuit.

シグナルプレート204bの突起部204aは、カム角で90deg毎の4箇所それぞれに、1個、3個、4個、2個だけ設けられ、突起部204aが複数連続して設けられる部分では、突起部204aのピッチをクランク角で30deg、カム角で15degに設定してある。
そして、カムセンサ204(回転検出装置204c)から出力されるパルス信号であるカム信号CAMは、図3に示すように、突起部204aを回転検出装置204cが検知しない場合にはローレベルを保持し、突起部204aを回転検出装置204cが検知することで一定時間だけハイレベルに変化し、カム角で90deg、クランク角で180deg毎に、1個単独、3個連続、4個連続、2個連続のパルス信号になる。
The protrusions 204a of the signal plate 204b are provided at only one position, three positions, four positions, and two positions at each of four 90-degree cam angles. The pitch of 204a is set to 30 deg in crank angle and 15 deg in cam angle.
The cam signal CAM, which is a pulse signal output from the cam sensor 204 (rotation detecting device 204c), maintains a low level when the rotation detecting device 204c does not detect the protrusion 204a, as shown in FIG. When the rotation detecting device 204c detects the protrusion 204a, it changes to a high level for a certain period of time, and the cam angle is 90 deg and the crank angle is 180 deg every 180 deg, one alone, three consecutive, four consecutive, and two consecutive. It becomes a pulse signal.

尚、カム信号CAMを、突起部204aを回転検出装置204cが検出しない場合にハイレベルを保持し、突起部204aを回転検出装置204cが検知したときに一定時間だけローレベルに変化するパルス信号とすることができる。
カム信号CAMのうち、1個単独のカム信号CAM、及び、複数連続して出力されるカム信号CAMの先頭の信号は、クランク角で180deg間隔に出力されることになる。
The cam signal CAM is a pulse signal that holds a high level when the rotation detecting device 204c does not detect the protrusion 204a and changes to a low level for a certain period of time when the rotation detecting device 204c detects the protrusion 204a. can do.
Of the cam signals CAM, the single cam signal CAM and the leading signal of the plurality of continuously output cam signals CAM are output at crank angle intervals of 180 deg.

ここで、カム信号CAMの連続出力数は、特定のピストン位置になっている気筒の番号を示し、4気筒内燃機関101において、気筒間における行程の位相差(点火間隔)がクランク角で180degであって、点火が第1気筒→第3気筒→第4気筒→第2気筒の順で行われることに対応している。   Here, the continuous output number of the cam signal CAM indicates the number of the cylinder at the specific piston position, and in the four-cylinder internal combustion engine 101, the phase difference in the stroke between the cylinders (ignition interval) is 180 degrees in crank angle. Therefore, it corresponds to the ignition being performed in the order of the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder.

即ち、カム信号CAMの連続出力数が1であることは、第1気筒が特定のピストン位置(上死点TDC前)になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が3であることは、第3気筒が特定のピストン位置になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が4であることは、第4気筒が特定のピストン位置になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が2であることは、第2気筒が特定のピストン位置になっていることを示す。
但し、カム信号CAMの出力パターン(突起部204aの設置パターン)は、図3(図2)のパターンに限定されるものではない。
That is, the fact that the continuous output number of the cam signal CAM is 1 indicates that the first cylinder is at the specific piston position (before the top dead center TDC), and the continuous output number of the cam signal CAM is 3. Indicates that the third cylinder is in a specific piston position, and that the continuous output number of the cam signal CAM is 4 indicates that the fourth cylinder is in a specific piston position. The fact that the number of continuous outputs of the signal CAM is 2 indicates that the second cylinder is in a specific piston position.
However, the output pattern of the cam signal CAM (the installation pattern of the protrusions 204a) is not limited to the pattern of FIG. 3 (FIG. 2).

電子制御装置201は、カム信号CAMの連続出力数を計数することで、次に特定のピストン位置となる気筒を検出し、係る検出結果に基づいて燃料噴射や点火を行わせる気筒を選定し、噴射パルス信号や点火信号を出力する気筒を設定する。
より具体的には、電子制御装置201は、クランク角信号CRANKの歯抜け箇所をクランク角信号CRANKの周期などから検出し、この歯抜け位置を基準に、カム信号CAMの発生数を計数する区間を設定し、この計数区間におけるカム信号CAMの発生数に基づいて、次に特定のピストン位置になる気筒を検出する。
The electronic control unit 201 detects the cylinder at the next specific piston position by counting the continuous output number of the cam signal CAM, and selects the cylinder to perform fuel injection or ignition based on the detection result. Set the cylinder that outputs the injection pulse signal and the ignition signal.
More specifically, the electronic control unit 201 detects the tooth missing portion of the crank angle signal CRANK from the cycle of the crank angle signal CRANK, and counts the number of generated cam signals CAM with reference to the tooth missing position. Is set, and the cylinder next reaching a specific piston position is detected based on the number of generated cam signals CAM in this counting section.

また、電子制御装置201は、クランク軸109に対する吸気カム軸115aの回転位相を検出するとともに、前記回転位相の目標値(設定値)を演算し、回転位相の検出値が目標値に近づくように可変バルブタイミング装置114の操作量を演算して出力する、制御部としての機能を、ソフトウェアとして備えている。
詳細には、電子制御装置201は、クランク角信号CRANKに基づき演算した機関回転速度NE(rpm)や機関負荷TPなどの機関運転条件に基づいて、回転位相の目標値を演算する。尚、電子制御装置201は、機関負荷TPとして、燃料噴射量、吸入空気量、吸気負圧、スロットル開度などを用いることができる。
Further, the electronic control unit 201 detects the rotational phase of the intake camshaft 115a with respect to the crankshaft 109, calculates a target value (set value) of the rotational phase, and makes the detected value of the rotational phase approach the target value. A function as a control unit for calculating and outputting the operation amount of the variable valve timing device 114 is provided as software.
Specifically, the electronic control unit 201 calculates the target value of the rotation phase based on the engine operating conditions such as the engine speed NE (rpm) calculated based on the crank angle signal CRANK and the engine load TP. The electronic control unit 201 can use, as the engine load TP, the fuel injection amount, the intake air amount, the intake negative pressure, the throttle opening degree, and the like.

また、電子制御装置201は、クランク角信号CRANK及びカム信号CAMに基づいてクランク軸109に対する吸気カム軸115aの回転位相を検出し、回転位相の検出値(実回転位相)が目標値に近づくように可変バルブタイミング装置114のアクチュエータの操作量を演算して出力する、回転位相のフィードバック制御を実施する。
上記操作量の演算において、電子制御装置201は、回転位相の検出値と目標値との偏差(制御エラー)に基づくPID動作(比例動作、積分動作、微分動作)によって操作量を変化させるフィードバック制御、換言すれば、前記偏差に基づくPID制御によって設定される比例項、積分項、微分項の総和を操作量とするPID制御を実施する。
Further, the electronic control unit 201 detects the rotation phase of the intake camshaft 115a with respect to the crankshaft 109 based on the crank angle signal CRANK and the cam signal CAM, and the detected value of the rotation phase (actual rotation phase) approaches the target value. Then, feedback control of the rotational phase is performed, in which the operation amount of the actuator of the variable valve timing device 114 is calculated and output.
In the calculation of the operation amount, the electronic control device 201 performs feedback control that changes the operation amount by the PID operation (proportional operation, integral operation, differential operation) based on the deviation (control error) between the detected value of the rotation phase and the target value. In other words, the PID control is performed with the manipulated variable being the sum of the proportional term, the integral term, and the differential term set by the PID control based on the deviation.

例えば、電子制御装置201が、可変バルブタイミング装置114のモータやソレノイドなどのアクチュエータをPWM制御する場合、操作量としてデューティ比(平均印加電圧)をPID動作によって変化させる。
なお、可変バルブタイミング装置114のアクチュエータの制御をPWM制御に限定するものではなく、したがって、操作量をデューティ比に限定するものでもなく、電圧や電流などを操作量とすることができる。
For example, when the electronic control device 201 PWM-controls an actuator such as a motor or a solenoid of the variable valve timing device 114, the duty ratio (average applied voltage) is changed by the PID operation as the operation amount.
It should be noted that the control of the actuator of the variable valve timing device 114 is not limited to the PWM control, and therefore the operation amount is not limited to the duty ratio, and the voltage or current can be used as the operation amount.

電子制御装置201は、回転位相を例えば図4に示すようにして検出する。
つまり、電子制御装置201は、歯抜け期間後の最初のクランク角信号CRANK(基準クランク角信号CRANKst)からカム信号CAM(先頭カム信号CAM)が発生するまでの間でクランク角信号CRANKの発生数を計数するとともに、最新のクランク角信号CRANKの発生からの経過時間を計測して、カム信号CAMの発生直前のクランク角信号CRANKからカム信号CAMが発生するまでの時間Tcamを計測する。
The electronic control unit 201 detects the rotation phase, for example, as shown in FIG.
That is, the electronic control unit 201 determines the number of crank angle signals CRANK generated between the first crank angle signal CRANK (reference crank angle signal CRANKst) and the cam signal CAM (head cam signal CAM) after the tooth missing period. And the elapsed time from the generation of the latest crank angle signal CRANK is measured, and the time Tcam from the crank angle signal CRANK immediately before the generation of the cam signal CAM to the generation of the cam signal CAM is measured.

そして、電子制御装置201は、クランク角信号CRANKの発生数とクランク角信号CRANKの出力間隔角度(10deg)とから、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生する直前のクランク角信号CRANKまでのクランク角度を求め、更に、時間Tcamを機関回転速度に基づきクランク角度に換算し、これらクランク角度を加算することで、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMまでのクランク角度を回転位相検出値ANG_CAM(deg)として求める。   Then, the electronic control unit 201 determines from the reference crank angle signal CRANKst to the crank angle signal CRANK immediately before the cam signal CAM is generated, based on the number of crank angle signals CRANK generated and the output interval angle (10 deg) of the crank angle signal CRANK. The crank angle from the reference crank angle signal CRANKst to the cam signal CAM is calculated by calculating the crank angle, converting the time Tcam to a crank angle based on the engine rotation speed, and adding the crank angles. deg).

ここで、電子制御装置201による可変バルブタイミング装置114の操作量の演算処理の流れを、図5‐図7のフローチャートにしたがって説明する。
図5のフローチャートは、クランク角信号CRANKの発生時に電子制御装置201によって割り込み処理されるルーチンを示す。
Here, the flow of calculation processing of the operation amount of the variable valve timing device 114 by the electronic control unit 201 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
The flowchart of FIG. 5 shows a routine that is interrupted by the electronic control unit 201 when the crank angle signal CRANK is generated.

まず、ステップS501で、電子制御装置201は、クランク角信号CRANKの発生周期からクランク角信号CRANKの歯抜け期間を検出することで、歯抜け期間後の最初のクランク角信号CRANK(基準クランク角信号CRANKst)を特定する。
次いで、電子制御装置201は、ステップS502で、基準クランク角信号CRANKstの発生周期や、所定期間内におけるクランク角信号CRANKの発生数などから、内燃機関101の機関回転速度NE(rpm)を算出する。
First, in step S501, the electronic control unit 201 detects the tooth missing period of the crank angle signal CRANK from the generation cycle of the crank angle signal CRANK, so that the first crank angle signal CRANK (reference crank angle signal) after the tooth missing period is detected. CRANKst) is specified.
Next, in step S502, the electronic control unit 201 calculates the engine rotational speed NE (rpm) of the internal combustion engine 101 from the generation cycle of the reference crank angle signal CRANKst, the number of crank angle signals CRANK generated within a predetermined period, and the like. .

また、電子制御装置201は、ステップS503で、基準クランク角信号CRANKst後(歯抜け期間後)におけるクランク角信号CRANKの発生数のカウントを実施する。
更に、電子制御装置201は、ステップS504で、今回のクランク角信号CRANKからの経過時間、つまり、クランク角信号CRANKからカム信号CAM発生までの時間Tcamを計測するためにタイマによる計時をスタートさせる。
Further, the electronic control unit 201 counts the number of occurrences of the crank angle signal CRANK after the reference crank angle signal CRANKst (after the tooth missing period) in step S503.
Further, in step S504, the electronic control unit 201 starts time counting by a timer to measure the elapsed time from the current crank angle signal CRANK, that is, the time Tcam from the crank angle signal CRANK to the generation of the cam signal CAM.

図6のフローチャートは、カム信号CAM(先頭カム信号CAM)の発生時に電子制御装置201によって割り込み処理されるルーチンを示す。なお、図6のフローチャートに示したルーチンは、カム信号CAM発生時に割り込み処理されるから、クランク角180deg周期で実行されることになり、機関回転速度NEに応じて実行周期(ms)が変動する。
まず、ステップS601で、電子制御装置201は、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生するまでの間でクランク角信号CRANKの発生数と、カム信号CAMの発生直前のクランク角信号CRANKからカム信号CAMが発生するまでの時間Tcamと、機関回転速度NEとに基づき、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生するまでのクランク角度を求め、当該クランク角度を、クランク軸109に対する吸気カム軸115aの回転位相の検出値ANG_CAM(実回転位相、実バルブタイミング)とする(図4参照)。
The flowchart of FIG. 6 shows a routine that is interrupted by the electronic control unit 201 when the cam signal CAM (head cam signal CAM) is generated. Since the routine shown in the flowchart of FIG. 6 is interrupted when the cam signal CAM is generated, it is executed at a crank angle cycle of 180 deg, and the execution cycle (ms) varies depending on the engine speed NE. .
First, in step S601, the electronic control unit 201 determines the number of crank angle signals CRANK from the reference crank angle signal CRANKst to the cam signal CAM and the crank angle signal CRANK immediately before the cam signal CAM. Based on the time Tcam until the signal CAM is generated and the engine rotational speed NE, the crank angle from the reference crank angle signal CRANKst to the cam signal CAM is obtained, and the crank angle is calculated with respect to the intake camshaft with respect to the crankshaft 109. The detection value ANG_CAM (actual rotation phase, actual valve timing) of the rotation phase of 115a is set (see FIG. 4).

このように、電子制御装置201は、カム信号CAM(先頭カム信号CAM)が発生する毎(つまり、クランク角180deg毎)に回転位相検出値ANG_CAM(deg)を検出する。したがって、電子制御装置201が、回転位相検出値ANG_CAMを更新する時間周期は、機関回転速度NEに応じて変化する。
次いで、電子制御装置201は、ステップS602で、回転位相検出値ANG_CAMの演算に用いるクランク角信号CRANKの発生数の計数値をクリアするなど、次回の回転位相検出値ANG_CAMの更新に備えた処理を実施する。
In this way, the electronic control unit 201 detects the rotational phase detection value ANG_CAM (deg) each time the cam signal CAM (head cam signal CAM) is generated (that is, every 180 degrees of the crank angle). Therefore, the time period in which the electronic control unit 201 updates the rotation phase detection value ANG_CAM changes according to the engine rotation speed NE.
Next, in step S602, the electronic control unit 201 performs processing for the next update of the rotational phase detection value ANG_CAM, such as clearing the count value of the number of crank angle signals CRANK used for calculating the rotational phase detection value ANG_CAM. carry out.

また、電子制御装置201は、ステップS603で、今回演算した回転位相検出値ANG_CAMと、前回のカム信号CAM(先頭カム信号CAM)発生時に演算した回転位相検出値ANG_CAMoldとの偏差、つまり、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期(更新周期)での変化量ΔANG_CAM(deg)を算出する。
ステップS603で算出される変化量ΔANG_CAM(deg)は、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期(クランク角180deg)での変化量であって、カム信号CAM(先頭カム信号CAM)が発生する毎に更新されることになる。
次いで、電子制御装置201は、ステップS604で、今回演算した回転位相検出値ANG_CAMを、次回の変化量ΔANG_CAMの演算に備えて前回値ANG_CAMoldとして記憶する。
Further, the electronic control unit 201, in step S603, the deviation between the rotational phase detection value ANG_CAM calculated this time and the rotational phase detection value ANG_CAMold calculated when the previous cam signal CAM (head cam signal CAM) was generated, that is, the rotational phase. The amount of change ΔANG_CAM (deg) in the detection cycle (update cycle) of the detection value ANG_CAM is calculated.
The change amount ΔANG_CAM (deg) calculated in step S603 is the change amount in the detection cycle (crank angle 180 deg) of the rotation phase detection value ANG_CAM, and is updated every time the cam signal CAM (head cam signal CAM) is generated. Will be done.
Next, in step S604, the electronic control unit 201 stores the rotational phase detection value ANG_CAM calculated this time as the previous value ANG_CAMold in preparation for the next calculation of the change amount ΔANG_CAM.

図7のフローチャートは、一定の時間毎(例えば10ms)の固定周期で、電子制御装置201によって割り込み処理されるルーチンを示す。
まず、電子制御装置201は、ステップS701で、回転位相の目標値ANG_TAR(目標バルブタイミング、目標進角値)を、機関回転速度NE、機関負荷などの機関運転状態に応じて算出する。
The flowchart of FIG. 7 shows a routine that is interrupted by the electronic control unit 201 at a fixed cycle at fixed time intervals (for example, 10 ms).
First, in step S701, the electronic control unit 201 calculates the target value ANG_TAR (target valve timing, target advance value) of the rotational phase according to the engine operating conditions such as the engine rotational speed NE and the engine load.

次いで、電子制御装置201は、ステップS702に進み、今回ステップS701で設定した目標値ANG_TAR(deg)と、本ルーチンの前回実行時(一定時間前)にステップS701で設定した前回値ANG_TARold(deg)との偏差、つまり、固定周期(設定周期)での目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR(deg)を演算する。
前記変化量ΔANG_TAR(deg)は、本ルーチンの実行周期である10ms間での目標値ANG_TARの変化量であって、本ルーチンの実行毎に更新されることになる。
Next, the electronic control unit 201 proceeds to step S702, and sets the target value ANG_TAR (deg) set in step S701 this time and the previous value ANG_TARold (deg) set in step S701 when the routine was last executed (before a fixed time). Of the target value ANG_TAR in a fixed cycle (setting cycle), ΔANG_TAR (deg) is calculated.
The change amount ΔANG_TAR (deg) is the change amount of the target value ANG_TAR during 10 ms which is the execution cycle of this routine, and is updated each time this routine is executed.

また、電子制御装置201は、ステップS703で、直前のカム信号CAM(先頭カム信号CAM)発生時に求めた回転位相検出値ANG_CAM(回転位相検出値ANG_CAMの最新値)を読み込む。
更に、電子制御装置201は、ステップS704で、直前のカム信号CAM(先頭カム信号CAM)発生時に求めた変化量ΔANG_CAM(変化量ΔANG_CAMの最新値)を読み込む。
In addition, in step S703, the electronic control unit 201 reads the rotational phase detection value ANG_CAM (the latest value of the rotational phase detection value ANG_CAM) obtained when the immediately preceding cam signal CAM (leading cam signal CAM) was generated.
Further, in step S704, the electronic control unit 201 reads the change amount ΔANG_CAM (the latest value of the change amount ΔANG_CAM) obtained when the immediately preceding cam signal CAM (head cam signal CAM) was generated.

そして、電子制御装置201は、ステップS705で、目標値ANG_TARと回転位相検出値ANG_CAMとの偏差を、制御偏差(制御エラー)CAとして算出する。
次のステップS706で、電子制御装置201は、制御偏差CAに比例ゲインを乗算して制御偏差CAに比例する比例項を演算して、制御偏差CAに比例して可変バルブタイミング装置114の操作量を変化させる比例動作(比例制御、P制御)を実施する。
Then, in step S705, the electronic control unit 201 calculates the deviation between the target value ANG_TAR and the rotational phase detection value ANG_CAM as the control deviation (control error) CA.
In the next step S706, the electronic control unit 201 multiplies the control deviation CA by a proportional gain to calculate a proportional term proportional to the control deviation CA, and in proportion to the control deviation CA, the operation amount of the variable valve timing device 114. A proportional operation (proportional control, P control) that changes

また、ステップS707で、電子制御装置201は、制御偏差CAの時間積分に積分ゲインを乗算して制御偏差CAの時間積分に比例する積分項を演算して、制御偏差CAの時間積分に比例して可変バルブタイミング装置114の操作量を変化させる積分動作(積分制御、I制御)を実施する。
更に、ステップS708で、電子制御装置201は、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR(deg)と、回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMとの偏差を求め、当該偏差に比例する値を微分項として演算し、制御偏差CAの微分値に比例して可変バルブタイミング装置114の操作量を変化させる微分動作(微分制御、D制御)を実施する。
Further, in step S707, the electronic control unit 201 multiplies the time integral of the control deviation CA by the integral gain to calculate an integral term proportional to the time integral of the control deviation CA, and is proportional to the time integral of the control deviation CA. Then, the integral operation (integral control, I control) for changing the operation amount of the variable valve timing device 114 is performed.
Further, in step S708, the electronic control unit 201 obtains a deviation between the change amount ΔANG_TAR (deg) of the target value ANG_TAR and the change amount ΔANG_CAM of the rotation phase detection value ANG_CAM, and calculates a value proportional to the deviation as a differential term. Then, the differential operation (differential control, D control) of changing the operation amount of the variable valve timing device 114 in proportion to the differential value of the control deviation CA is performed.

つまり、電子制御装置201は、制御偏差CAの微分値に相当する値として、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR(deg)と回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMとの偏差を演算し、当該偏差に微分ゲイン(定数)を乗算した値を微分項として設定する。
ここで、変化量ΔANG_CAMは、回転位相検出値ANG_CAMの更新周期での変化量であるから、操作量の演算タイミングと回転位相検出値ANG_CAMの更新タイミングとのずれが変動しても、係る変動の影響を受けない値である。
That is, the electronic control unit 201 calculates a deviation between the change amount ΔANG_TAR (deg) of the target value ANG_TAR and the change amount ΔANG_CAM of the rotation phase detection value ANG_CAM as a value corresponding to the differential value of the control deviation CA, and calculates the deviation. The value multiplied by the differential gain (constant) is set as the differential term.
Here, since the change amount ΔANG_CAM is the change amount in the update cycle of the rotation phase detection value ANG_CAM, even if the deviation between the operation timing calculation timing and the rotation phase detection value ANG_CAM update timing changes, the change It is a value that is not affected.

したがって、操作量の演算タイミングと回転位相検出値ANG_CAMの更新タイミングとのずれが変動する場合でも、変化量ΔANG_CAMに基づき演算される微分項の変動(ハンチング)は抑制され、微分項によって可変バルブタイミング装置114を制御することで目標値ANG_TAR(目標回転位相)に安定して収束させることができる。
電子制御装置201は、上記のようにして比例項、積分項、微分項を演算すると、ステップS709に進み、これらの総和を最終的な操作量(フィードバック操作量)として算出して、可変バルブタイミング装置114に出力する。
かかる電子制御装置201によるPID制御によって、可変バルブタイミング装置114によって可変とされる吸気バルブ105のバルブタイミングは、内燃機関101の運転状態に応じた目標値に制御される。
Therefore, even if the deviation between the operation timing calculation timing and the rotation phase detection value ANG_CAM update timing varies, the variation (hunting) of the differential term calculated based on the variation ΔANG_CAM is suppressed, and the variable term causes the variable valve timing. By controlling the device 114, the target value ANG_TAR (target rotation phase) can be stably converged.
After calculating the proportional term, the integral term, and the differential term as described above, the electronic control unit 201 proceeds to step S709 and calculates the sum of these as the final manipulated variable (feedback manipulated variable) to obtain the variable valve timing. Output to the device 114.
By the PID control by the electronic control unit 201, the valve timing of the intake valve 105, which is variable by the variable valve timing unit 114, is controlled to a target value according to the operating state of the internal combustion engine 101.

図8は、図5‐図7のフローチャートにしたがって説明した電子制御装置201による操作量の演算処理のうち、微分項の演算機能を示すブロック図である。
目標値ANG_TARは、固定周期(10ms)毎に演算され、第1遅延回路901に入力される。第1遅延回路901は、目標値ANG_TARの更新の1周期分(10ms)だけ目標値ANG_TARを遅延する回路である。
FIG. 8 is a block diagram showing a differential term calculation function in the operation amount calculation processing by the electronic control unit 201 described according to the flowcharts of FIGS. 5 to 7.
The target value ANG_TAR is calculated every fixed period (10 ms) and input to the first delay circuit 901. The first delay circuit 901 is a circuit that delays the target value ANG_TAR by one cycle (10 ms) of updating the target value ANG_TAR.

そして、第1減算器902は、第1遅延回路901を迂回した目標値ANG_TAR(目標値ANG_TARの最新値)と、第1遅延回路901を経由した目標値ANG_TAR(目標値ANG_TARの前回値)とを入力し、目標値ANG_TARの最新値から前回値(更新の1周期分だけ前の値)を減算する処理、換言すれば、目標値ANG_TARの演算周期(10ms間)での変化量ΔANG_TARを演算する処理を実施する。
一方、回転位相検出値ANG_CAMは、カム信号CAMが発生する毎(クランク角180deg毎)に演算され、第2遅延回路903に入力される。第2遅延回路903は、回転位相検出値ANG_CAMの更新の1周期分(クランク角で180deg回転する期間)だけ回転位相検出値ANG_CAMを遅延する回路である。
Then, the first subtractor 902 outputs the target value ANG_TAR (the latest value of the target value ANG_TAR) bypassing the first delay circuit 901 and the target value ANG_TAR (the previous value of the target value ANG_TAR) via the first delay circuit 901. Input the value and subtract the previous value (the value one cycle before the update) from the latest value of the target value ANG_TAR, in other words, calculate the amount of change ΔANG_TAR in the calculation cycle (10 ms) of the target value ANG_TAR. The processing to be performed is carried out.
On the other hand, the rotational phase detection value ANG_CAM is calculated every time the cam signal CAM is generated (every crank angle of 180 deg), and is input to the second delay circuit 903. The second delay circuit 903 is a circuit that delays the rotation phase detection value ANG_CAM by one cycle of updating the rotation phase detection value ANG_CAM (a period in which the crank angle rotates 180 degrees).

そして、第2減算器904は、第2遅延回路903を迂回した回転位相検出値ANG_CAM(回転位相検出値ANG_CAMの最新値)と、第2遅延回路903を経由した回転位相検出値ANG_CAM(回転位相検出値ANG_CAMの前回値)とを入力し、回転位相検出値ANG_CAMの最新値から前回値(更新の1周期分だけ前の値)を減算する処理、換言すれば、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期(更新周期、クランク角180deg間)での変化量ΔANG_CAMを演算する処理を実施する。   Then, the second subtractor 904 receives the rotation phase detection value ANG_CAM (the latest value of the rotation phase detection value ANG_CAM) bypassing the second delay circuit 903 and the rotation phase detection value ANG_CAM (rotation phase) via the second delay circuit 903. Detection value ANG_CAM previous value) and subtracting the previous value (the value one cycle before the update) from the latest rotation phase detection value ANG_CAM, in other words, detection of the rotation phase detection value ANG_CAM A process of calculating the change amount ΔANG_CAM in a cycle (between the update cycle and the crank angle of 180 deg) is executed.

第1ゼロオーダーホールド回路(0次ホールド回路)905は、第1減算器902が出力する目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TARを入力し、操作量の演算周期(10ms)の間だけ入力を保持する回路である。
また、第2ゼロオーダーホールド回路(0次ホールド回路)906は、第2減算器904が出力する回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMを入力し、操作量の演算周期(10ms)の間だけ入力を保持する回路である。
The first zero-order hold circuit (0th-order hold circuit) 905 is a circuit which receives the change amount ΔANG_TAR of the target value ANG_TAR output from the first subtractor 902 and holds the input only during the operation amount calculation cycle (10 ms). Is.
The second zero-order hold circuit (0th-order hold circuit) 906 inputs the change amount ΔANG_CAM of the rotation phase detection value ANG_CAM output from the second subtractor 904, and inputs it only during the operation amount calculation cycle (10 ms). Is a circuit for holding.

つまり、第2ゼロオーダーホールド回路906は、カム信号CAMの発生毎に更新される変化量ΔANG_CAMを、操作量の演算周期(10ms)毎に更新される値に変換するための回路である。
第3減算器907は、ゼロオーダーホールド回路905、906のサンプル周期毎に、第1ゼロオーダーホールド回路905の出力である変化量ΔANG_TARから、第2ゼロオーダーホールド回路906の出力である変化量ΔANG_CAMを減算する処理、換言すれば、制御偏差の微分値に相当する値を算出する処理を実施する。
そして、第3減算器907の出力はアンプ回路908に入力されて、アンプ回路908は、第3減算器907の出力に微分ゲインを乗算する処理を実施し、演算結果を微分項(微分操作量)として出力する。
That is, the second zero-order hold circuit 906 is a circuit for converting the amount of change ΔANG_CAM, which is updated each time the cam signal CAM is generated, into a value that is updated every operation period calculation period (10 ms).
The third subtractor 907 changes the amount of change ΔANG_TAR, which is the output of the first zero-order hold circuit 905, from the amount of change ΔANG_CAM, which is the output of the second zero-order hold circuit 906, for each sampling period of the zero-order hold circuits 905 and 906. Is performed, in other words, a process of calculating a value corresponding to the differential value of the control deviation is performed.
Then, the output of the third subtractor 907 is input to the amplifier circuit 908, and the amplifier circuit 908 performs a process of multiplying the output of the third subtractor 907 by a differential gain, and the calculation result is a differential term (differential operation amount). ) Is output.

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
上記実施形態では、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TARを求める固定周期T1(ms)と、操作量を演算する固定周期T2(ms)とを同じ時間としたが、例えば、T1<T2とすることができる。
Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can adopt various modifications based on the basic technical idea and teaching of the present invention. is there.
In the above embodiment, the fixed period T1 (ms) for obtaining the change amount ΔANG_TAR of the target value ANG_TAR and the fixed period T2 (ms) for calculating the operation amount are set to the same time, but, for example, T1 <T2 may be set. it can.

また、内燃機関101が180degだけ回転する間(回転位相検出値ANG_CAMの更新周期)の変化量ΔANG_CAMを、機関回転速度に基づき変化量ΔANG_TARの演算周期(固定周期)の間での変化量に変換し、変換後の値と変化量ΔANG_TARとの偏差を求める構成とすることができる。
また、電子制御装置201は、図8の機能ブロック図に示した微分項の演算を、微分項の変動(ハンチング)が所定値を超えて大きくなると予測される機関回転速度域で実施し、それ以外では、操作量の演算周期毎に算出した制御偏差の変化量から微分項を算出する構成とすることができる。
Further, the change amount ΔANG_CAM while the internal combustion engine 101 rotates by 180 deg (update period of the rotation phase detection value ANG_CAM) is converted into the change amount during the calculation period (fixed period) of the change amount ΔANG_TAR based on the engine rotation speed. However, the deviation between the converted value and the change amount ΔANG_TAR can be obtained.
Further, the electronic control unit 201 performs the operation of the differential term shown in the functional block diagram of FIG. 8 in the engine speed range in which the variation (hunting) of the differential term is predicted to increase beyond a predetermined value, and Other than that, the differential term can be calculated from the change amount of the control deviation calculated at each operation amount calculation cycle.

ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
可変バルブタイミング装置の制御装置は、その一態様として、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、前記制御部は、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、前記変化量に基づき前記操作量を演算する。
Here, the technical idea that can be understood from the above-described embodiment will be described below.
As one aspect thereof, the control device for the variable valve timing device is a control device for a variable valve timing device that varies a rotational phase of a cam shaft with respect to a crank shaft of an internal combustion engine, and outputs at a predetermined rotational position of the crank shaft. A control unit that calculates and outputs an operation amount of the variable valve timing device based on a detected value of the rotational phase obtained from a crank angle signal that is output from the crankshaft and a cam signal that is output at a predetermined rotational position of the cam shaft, The control unit obtains a change amount of the detection value in the rotation phase detection period, and calculates the operation amount based on the change amount.

可変バルブタイミング装置の制御装置の好ましい態様において、前記制御部は、前記操作量の演算を固定周期毎に実施する。
別の好ましい態様では、前記制御部は、前記カム信号が入力される毎に、前記回転位相の検出値及び前記検出値の変化量を求める。
In a preferred aspect of the control device of the variable valve timing device, the control unit performs the calculation of the manipulated variable at fixed cycles.
In another preferred aspect, the control unit obtains the detected value of the rotational phase and the amount of change in the detected value each time the cam signal is input.

更に、別の好ましい態様では、前記制御部は、前記検出値が設定値に近づくように前記操作量を演算して出力するよう構成され、前記回転位相の検出値の変化量と固定周期での前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算する。
更に、別の好ましい態様では、前記制御部は、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきPID制御の微分項を演算する。
Further, in another preferred aspect, the control unit is configured to calculate and output the operation amount so that the detection value approaches a set value, and the change amount of the detection value of the rotation phase and the fixed period The operation amount is calculated based on the deviation from the change amount of the set value.
Further, in another preferable aspect, the control unit calculates a differential term of PID control based on a deviation between a change amount of the detected value of the rotation phase and a change amount of the set value.

また、可変バルブタイミング装置の制御方法は、その一態様として、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、固定周期で前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算するステップと、を含む。   Further, the control method of the variable valve timing device is, as one aspect thereof, a control method of the variable valve timing device in which a rotational phase of a cam shaft with respect to a crank shaft of an internal combustion engine is variable, and the method is provided at a predetermined rotational position of the crank shaft. Determining a detected value of the rotational phase from a crank angle signal output and a cam signal output at a predetermined rotational position of the cam shaft; and determining a change amount of the detected value in a detection cycle of the rotational phase. Calculating a manipulated variable of the variable valve timing device based on the variation in a fixed cycle.

可変バルブタイミング装置の制御方法の好ましい態様において、前記操作量を演算するステップは、前記回転位相の設定値を演算するステップと、前記固定周期での前記設定値の変化量を演算するステップと、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算するステップと、を含む。
別の好ましい態様では、前記操作量を演算するステップは、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきPID制御の微分項を演算する。
In a preferred aspect of the control method of the variable valve timing device, the step of calculating the operation amount includes a step of calculating a set value of the rotation phase, and a step of calculating a change amount of the set value in the fixed cycle. Calculating the operation amount based on a deviation between the change amount of the detected value of the rotation phase and the change amount of the set value.
In another preferred aspect, the step of calculating the manipulated variable calculates a differential term of PID control based on a deviation between a change amount of the detected value of the rotation phase and a change amount of the set value.

101…内燃機関、105…吸気バルブ、109…クランク軸、114…可変バルブタイミング装置、115a…吸気カム軸、201…電子制御装置、203…クランク角センサ、204…カムセンサ   101 ... Internal combustion engine, 105 ... Intake valve, 109 ... Crank shaft, 114 ... Variable valve timing device, 115a ... Intake cam shaft, 201 ... Electronic control device, 203 ... Crank angle sensor, 204 ... Cam sensor

Claims (4)

内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、
前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、
前記制御部は、
前記検出値が設定値に近づくように、PID制御によって前記操作量を演算して出力するよう構成され、
前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、
固定周期で前記設定値の変化量を求め、
前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき微分項を演算する、
可変バルブタイミング装置の制御装置。
A controller for a variable valve timing device for varying the rotational phase of a cam shaft relative to a crank shaft of an internal combustion engine,
An operation amount of the variable valve timing device is calculated based on a detected value of the rotation phase obtained from a crank angle signal output at a predetermined rotation position of the crank shaft and a cam signal output at a predetermined rotation position of the cam shaft. Equipped with a control unit that calculates and outputs
The control unit is
It is configured to calculate and output the manipulated variable by PID control so that the detected value approaches the set value.
Obtaining the change amount of the detection value in the detection cycle of the rotation phase,
Obtain the amount of change in the set value in a fixed cycle,
A differential term is calculated based on a deviation between the amount of change in the detected value of the rotation phase and the amount of change in the set value.
Control device for variable valve timing device.
前記制御部は、前記微分項の演算を固定周期毎に実施する、請求項1記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。 The control device of the variable valve timing device according to claim 1, wherein the control unit executes the calculation of the differential term for each fixed cycle. 前記制御部は、前記カム信号が入力される毎に、前記回転位相の検出値及び前記検出値の変化量を求める、請求項1又は請求項2記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。   3. The control device for the variable valve timing device according to claim 1, wherein the control unit obtains the detected value of the rotational phase and the amount of change in the detected value every time the cam signal is input. 内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、
前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、
前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、
固定周期毎に前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量をPID制御によって演算するステップと、
を含み、
前記操作量を演算するステップは、
前記回転位相の設定値を演算するステップと、
前記固定周期での前記設定値の変化量を演算するステップと、
前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき微分項を演算するステップと、
を含む、可変バルブタイミング装置の制御方法。
A control method for a variable valve timing device for varying the rotational phase of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine, comprising:
Determining a detected value of the rotation phase from a crank angle signal output at a predetermined rotation position of the crank shaft and a cam signal output at a predetermined rotation position of the cam shaft,
Determining the amount of change in the detection value in the detection cycle of the rotation phase,
Calculating an operation amount of the variable valve timing device based on the change amount for each fixed cycle by PID control ;
Only including,
The step of calculating the operation amount is
Calculating the set value of the rotation phase,
Calculating a change amount of the set value in the fixed cycle;
A step of calculating a differential term based on a deviation between the change amount of the detected value of the rotation phase and the change amount of the set value;
Including, control method for a variable valve timing device.
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