JPH0988642A - エンジンのバルブタイミング検出方法及びその装置 - Google Patents

エンジンのバルブタイミング検出方法及びその装置

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JPH0988642A
JPH0988642A JP7247573A JP24757395A JPH0988642A JP H0988642 A JPH0988642 A JP H0988642A JP 7247573 A JP7247573 A JP 7247573A JP 24757395 A JP24757395 A JP 24757395A JP H0988642 A JPH0988642 A JP H0988642A
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JP
Japan
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valve timing
cam angle
crank angle
camshaft
crankshaft
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Pending
Application number
JP7247573A
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English (en)
Inventor
Kenichiro Tanaka
憲一郎 田中
Tsukasa Harada
司 原田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0988642A publication Critical patent/JPH0988642A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-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
    • F01L1/344—Valve-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
    • F01L1/3442—Valve-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 hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483—Phaser return springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/041—Camshafts position or phase sensors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的簡単な構成で精度良くカムシャフトとク
ランクシャフトとの位相関係を検出する。 【解決手段】最初のカム角信号の発生時点の対応クラン
ク角はカム角信号を換算することにより得られるので、
（Ａ）のクランク角信号の発生のタイミングと（Ｃ）に
おける最初のカム角信号発生タイミングとの差（dsgt1)
がクランク角位相差バルブタイミング可変制御による位
相差(vt)である。（Ｄ）の状態には、（Ｂ）の第２回目
のカム角信号の発生タイミングと（Ｄ）における実際の
第２回目のカム角信号の発生タイミング（dsgt2)とを比
較することによって算出する。（Ｅ）の状態は、（Ａ）
と（Ｂ）との関係から第３回目のカム角の発生タイミン
グは予め分かっているので、（Ｅ）において第３回目の
信号が発生した場合には、（Ｂ）における第３回目のカ
ム角発生タイミング（dsgt3)とを比較することによって
第３回目のカム角信号が発生した時点（dsgt3)における
クランク角とカム角との位相差(vt)を算出することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのバルブ
タイミング検出方法、検出装置及びバルブタイミング制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを運
転状態に応じて変更するバルブタイミング可変装置は公
知である。バルブタイミング可変制御装置によって吸排
気弁のオーバーラップを増大することによっていわゆる
内部ＥＧＲを実現することができることが知られてい
る。この内部ＥＧＲは外部ＥＧＲに比べて速効性がある
という利点がある。しかし、この効果が有効に得られる
かどうかはバルブタイミング可変速度に依存する。すな
わち目標のバルブタイミングにいかに早く到達できるか
にかかっている。最近では、バルブタイミング可変動作
を高速で行なうことができる高速バルブタイミング可変
制御アクチュエータが提供され、応答性のよいバルブタ
イミング可変動作が可能となって来ている。したがっ
て、上記の目標バルブタイミングを迅速的確に達成する
には、バルブタイミングの検出を高精度で行なうように
すれば、所期の目的を達成することができる。特開平５
−５４３０号公報には、エンジンのバルブタイミング可
変制御装置の例が開示されており、この開示された装置
は、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角セ
ンサ、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサを
備えている。
【０００３】上記公報に開示されるように従来のバルブ
タイミング可変装置においては、クランク角とカム角を
検出するためのセンサがそれぞれ設けられており、これ
らのセンサからの検出信号に基づいて目標バルブタイミ
ングとの偏差を算出し、アクチュエータを制御するよう
になっている。
【０００４】
【解決すべき課題】しかし、従来の装置におけるカム角
の検出は、クランク角の検出周期に１対１で対応してお
り、カム角の検出周期の間に実際のクランク角とカム角
との位相関係の変化が見逃せない程度に大きくなるとい
う問題がある。すなわち、このような検出周期に基づく
カム角の検出精度に限界がある。したがって、バルブタ
イミング可変装置において上記のように高速のアクチュ
エータを使用しても応答性のよい適正なバルブタイミン
グ可変制御を達成出来なくなるという問題がある。特に
エンジンの低速領域では、クランク角の検出周期が長く
なるため重大となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような事
情に鑑みて構成されたもので、比較的簡単な構成で精度
良くカムシャフトとクランクシャフトとの位相関係を検
出することかできるバルブタイミング検出方法及びその
装置を提供することを目的とする。本発明の１つの特徴
によれば、クランクシャフトの回転に同期して回転され
るバルブ駆動用カムシャフトと、クランクシャフトの回
転に対してカムシャフトの回転の位相を変更することに
よってバルブタイミングを変更するバルブタイミング変
更手段と、クランク角を検出するクランク角検出手段
と、クランク角検出周期よりも短い検出周期で前記カム
シャフトの回転角を検出するカム角検出手段と、１つの
クランク角検出に基づきつぎのクランク角検出までの間
にクランクシャフトとカムシャフトの間に位相変化が生
じないと仮定した場合の仮想カム角を算出する仮想カム
角算出手段と、前記カム角検出手段からのカム角の検出
値と前記仮想カム角とを比較して２つのクランク角検出
周期の間のクランクシャフトとカムシャフトとの位相ず
れを算出することによりエンジンのバルブタイミングを
検出するエンジンのバルブタイミング検出装置が提供さ
れる。
【０００６】この場合、好ましい形態では、クランク角
が検出された後次のクランク角の検出されるまでの間に
おいて検出されるカム角の検出回数をカウントし、前記
カム角検出回数から１を差し引いた値とカム角検出周期
とを掛けることによって前記仮想カム角を算出し、前記
検出回数に対応するカム角の検出値からこの仮想カム角
を差し引くことによってクランクシャフトとカムシャフ
トとの位相ずれを算出し、これにもとづいてエンジンの
バルブタイミングを検出するようにくなっている。ま
た、エンジンの低速領域において上記の手法によってバ
ルブタイミングを検出するようにするとバルブタイミン
グ可変制御に基づく顕著な効果を得ることができる。本
発明の別の特徴によれば、クランクシャフトのクランク
角を検出し、クランク角検出周期よりも短い検出周期で
クランクシャフトの回転に同期して回転するカムシャフ
トのカム角を検出し、クランク角検出に基づきつぎのク
ランク角検出までの間にクランクシャフトとカムシャフ
トの間に位相変化が生じないと仮定した場合における前
記カムシャフトにの仮想カム角を算出し、前記検出され
たカム角とこれに対応する仮想カム角とを比較して２つ
のクランク角検出間隔の間のクランクシャフトとカムシ
ャフトとの位相ずれを算出することによりエンジンのバ
ルブタイミングを検出するエンジンのバルブタイミング
検出方法が提供される。
【０００７】この場合においても、エンジンの低速領域
において顕著な効果を得ることができる。本発明のさら
に他の特徴によれば、クランクシャフトのクランク角を
検出し、クランク角検出周期よりも短い検出周期でクラ
ンクシャフトの回転に同期して回転するカムシャフトの
カム角を検出し、クランク角検出に基づきつぎのクラン
ク角検出までの間にクランクシャフトとカムシャフトの
間に位相変化が生じないと仮定した場合における前記カ
ムシャフトの仮想カム角を算出し、前記検出されたカム
角とこれに対応する仮想カム角とを比較して２つのクラ
ンク角検出間隔の間のクランクシャフトとカムシャフト
との位相ずれを算出することによりエンジンのバルブタ
イミングを検出し、エンジンの運転状態に応じて目標バ
ルブタイミングを設定し、前記検出されたバルブタイミ
ングが前記目標バルブタイミングとなるようにバルブタ
イミングを変更するためのアクチュエータをフィードバ
ック制御することを特徴とするバルブタイミング制御方
法が提供される。
【０００８】
【発明を実施するための形態】以下、本発明の実施の形
態について図面を参照しつつ説明する。図１を参照する
と本発明を適用したバルブタイミング可変装置１の概略
構成図が示されている。図示の装置は、吸気弁または排
気弁用カムシャフトのバルブタイミングを可変制御する
装置に適用したものである。本実施形態におけるバルブ
タイミング可変装置１は、クランクシャフト２の一端に
取り付けられたクランクプーリー２１と、吸気弁または
排気弁用カムシャフト１１と該カムシャフトの先端に取
り付けられたカムプーリー１２を備えている。クランク
プーリー２１とカムプーリー１２とは、タイミングベル
ト１３で連結されており、これによってクランクシャフ
ト２の回転力が同じタイミングでカムシャフト１１に伝
達されるようになっている。そしてカムシャフト１１に
は、バルブタイミングを変更するためのバルブタイミン
グ可変アクチュエータ１４が取り付けられている。ま
た、クランクシャフト２には、シグナルプレート２２が
取り付けられており、これに対峙してクランク角センサ
２３が配置される。
【０００９】シグナルプレート２２は、クランクシャフ
ト２に固定され、クランクシャフト２からフランジ状に
張り出した円形プレートであって、その周縁の一点にク
ランクシャフト２の基準を与える手段を備えている。こ
の手段は、たとえば、磁石片をシグナルプレート２２に
取り付け、クランク角センサ２３としてコイルを設けて
おけば、電磁誘導によって磁石が通過するたびに電流が
発生し、クランクシャフト２の基準位置の通過を検出す
ることができる。すなわちクランク角センサ２３はたと
えば電磁誘導コイルとして構成することができる。ま
た、磁石片を設ける代わりにシグナルプレートに半径方
向の突起を設け、クランク角センサを電磁ピックアップ
として構成してもよい。また、カムシャフト１１にも同
様の構成でカム角検出手段が構成される。すなわちクラ
ンクシャフト２のものと同様の形状をしたシグナルプレ
ート１５が取り付けられるとともに、これに対峙して電
磁ピックアップ式カム角センサ１６が配置される。図２
及び図３に示すようにカム角検出用のシグナルプレート
１５は、カムシャフトの途中にこれと一体に半径方向に
突出するように設けられ、その周縁部には等角度間隔で
複数の突起１７を備えている。
【００１０】図示の例では、カムシャフト１１のシグナ
ルプレート１５は、１２個の突起１７を備えている。し
たがって、本実施形態におけるシグナルプレート１５
は、カムシャフト１１が３０°回転するごとに信号を発
生するようになっている。そして、カム角センサ１６及
びクランク角センサ２３からの信号は、それぞれ電子制
御ユニット（ＥＣＵ）に入力される。ＥＣＵには、その
他の信号たとえば、エンジン回転数、エンジン負荷等を
表す信号も入力される。ＥＣＵは、これらの信号に基づ
いて車両の運転状態を判定し、運転状態に基づいてアク
チュエータ１４に信号を出力する。アクチュエータ１４
はこのＥＣＵからの信号に基づいて、バルブタイミング
を制御する。４ストローク・サイクルエンジンにおいて
はクランクシャフト２が２回転するとエンジンの１サイ
クルに対応する。また、カムシャフト１１はクランクシ
ャフト２の２分の１の回転速度で回転する。したがっ
て、カムシャフト１１の回転角３０°はクランク角とし
て６０°（６０ｃａ）に対応する。なおクランクシャフ
ト２のシグナルプレート２２には、１８０°隔てて対応
する位置に突起２５あるいは磁石片等の信号発生手段が
設けられる。
【００１１】したがって、カム角センサ１６の信号検出
周期は、クランク角センサ２３の信号検出周期の３分の
１である。図４を参照すると、バルブタイミング可変装
置及びアクチュエータ１４の概略説明図が示されてい
る。図示のカムシャフト１１には、その軸線方向にそっ
てカムプロフィルが変化するテーパカム１１１、１１２
が形成されているとともに、このカムシャフト１１の一
端には、カムシャフト１１をクランクシャフト２との位
相変化を生じさせつつ、軸線方向に移動させてバルブリ
フト量を変化させるアクチュエータ１４が設けられてい
る。カムシャフト１１が軸線方向に移動せしめられるこ
とによってタペットが当接するテーパーカム１１１、１
１２のプロフィルが変化してタペット４を介して開閉さ
れるバルブ５の開閉タイミングもしくは開弁時のバルブ
リフト量の少なくとも一方が変化する。本実施形態にお
けるアクチュエータ１４は、カムシャフト１１の外周面
に形成されたヘリカルスプライン１１３と、カムシャフ
トの外側に該カムシャフト１１と同軸上に取り付けられ
るとともに上記のヘリカルスプライン１１３に係合して
いるドラム１１４と、このドラム１１４が一体に備えて
いるディスク部１１５の面上に摺接するシュー１１６を
備えてドラム１１４に対して制動力を与えるソレノイド
ブレーキ１１８とを備えている。このソレノイドブレー
キ１１８は、そのソレノイド１１８に通電されるパルス
電流のデューティ比を制御して平均電流を調整すること
によりドラム１１４の回転動作に対する制動力を調節で
きるようになっている。そして、ソレノイドブレーキ１
１８によってカムシャフト１１とドラム１１４との間の
係合力を越える制動力がドラム１１４に印加された場合
に、カムシャフト１１がドラム１１４に対して相対回転
して、ヘリカルスプライン１１３の作用でカムシャフト
１１が図の左方を移動するようになっている。
【００１２】なお、位相差を生じさせるためには、必ず
しもカムシャフト１１とそのタイミングプーリー１２と
の相対回転与える必要はなく、カム形状を軸方向に適宜
変えることによって達成することができる。また、アク
チュエータ１４は、ドラム側に開口するカップ状のスプ
リングケースとこのスプリングケース１４１の内部に収
容されたぜんまいばね１４２とを備えている。このスプ
リングケース１４１は、カムシャフト１１の軸線方向に
は不動であるが、カムシャフト１１の外周面に形成され
たヘリカルスプライン１１９に係合してカムシャフト１
１とともに回転し、かつカムシャフト１１の軸線方向に
移動を許容するように構成されている。そして、このヘ
リカルスプライン１１９を介しての移動によって、カム
シャフト１１とクランクシャフト２とは、位相差を生じ
ることになる。ぜんまいばね１４２は、その一端がドラ
ム１１４に取り付けられ他端がスプリングケース１４１
側に取り付けられている。そして、ドラムがソレノイド
ブレーキ１１８によって制動されて、カムシャフト１１
とドラム１１４との間に相対回転が生じた場合に、この
相対回転にともなって巻き締められるようになってい
る。
【００１３】さらに、アクチュエータ１４は、カムシャ
フト１１の軸線方向の位置を保持するための位置保持機
構１４３を備えている。この位置保持機構１４３は、ド
ラム１１４側に開口するカップ状のプランジャ１４４
と、このプランジャ１４５を軸線方向に駆動するソレノ
イド１４５とプランジャ１４４をドラム１１４側に向か
って付勢するウェイブスプリング１４６とによって構成
されている。プランジャ１４４はスプリングケース１４
１の外側に遊嵌状態で配置されるとともにスプリングケ
ース１４１と一体に回転し得るようにスプリングケース
１４１の孔１４７に係合する係合部材１４８とを備えて
いる。プランジャ１４４のドラム側の外縁部には、ドラ
ム１１４のディスク部の外周縁に沿ってプランジャ側に
向かって形成された係合歯１５０とともにドグクラッチ
１５２を構成する係合歯１５１が形成され、ソレノイド
１４５に通電されていない状態では、ウェイブスプリン
グ１４６の付勢力によってプランジャ１４４がドラム１
１４側に付勢されて、係合歯同士が係合してドグクラッ
チ１５２が接続され、これによって、ドラム１１４とカ
ムシャフト１１との一体回転が確保されて、カムシャフ
ト１１の軸線方向の位置が保持されることとなる。
【００１４】そして、ソレノイド１４５に通電されると
プランジャ１４４がウェイブスプリング１４６の付勢力
に抗してドラム１１４から引き離されて、ドグクラッチ
１５２が非接続状態となる。この結果、ソレノイドブレ
ーキ１１８によってヘリカルスプラインによるドラムと
カムシャフトとの間の係合力とぜんまいばね１１の付勢
力との剛性力を越える制動力がドラム１１４に印加され
た場合には、カムシャフト１１がドラム１１４に対して
相対回転し、カムシャフト１１が図の左方へ移動するよ
うになっている。本実施形態においては、カム角センサ
１６及びクランク角センサ２３からの信号は、それぞれ
電子制御ユニット（ＥＣＵ）に入力される。ＥＣＵに
は、その他の信号たとえば、エンジン回転数、エンジン
負荷等を表す信号も入力される。ＥＣＵは、これらの信
号に基づいて車両の運転状態を判定し、運転状態に基づ
いて目標バルブタイミングを設定するとともに、上記の
カム角センサ及びクランク角センサからの信号に基づい
てカムシャフト１１の実際のバルブタイミングを検出
し、目標バルブタイミングと実際バルブタイミングとの
偏差を解消するようにアクチュエータ１４に対してバル
ブタイミング制御信号を出力する。アクチュエータ１４
はこのＥＣＵからの信号に基づいて、ソレノイド１４５
をＯＮ・ＯＦＦせしめてプランジャ１４５をドラムに対
して脱着させるとともに、ソレノイドブレーキ１１８の
ソレノイドをＯＮ・ＯＦＦしてこれがＯＮのときにはソ
レノイドに通電するパルス電流のデューティ比を制御し
てドラムに対する制動力を制御するようになっている。
なお、ソレノイドブレーキ１１８のソレノイド１１７に
対する通電を制動時以外においても所定の小さなデュー
ティ比を持って常時行なうことによりソレノイドブレー
キ１１８の動作時の立ち上がり時間を短縮することがで
きる。
【００１５】つぎに、図５を参照しつつ本実施形態にか
かるカム角の検出方法について説明する。本実施形態に
おけるクランク角及びカム角の検出は、シグナルプレー
ト１５、の突出部及び凹部に対応して変化する信号に基
づいて行なう。上記したようにシグナルプレートには所
定の角度位置に突出部及び凹部が交互に規則的に設けら
れておりクランクシャフト２のシグナルプレート２２に
は、１８０°隔てた位置に突出部及び凹部が設けられる
ので、クランクシャフトが１８０°回転する間に信号は
ハイ状態とロー状態とを反復して生じる。ハイ状態は、
シグナルプレートの突起部分がクランク角センサ２４を
通過することによって得られる信号の状態をしめし、ロ
ー状態は、シグナルプレート２２の凹部が通過する場合
に対応する。そして、本実施形態においては、ハイ状態
の立ち上がりの位置を検出することによってクランク角
の基準信号と認識する。本実施形態のクランク角の基準
信号(SGT) は図５の（Ａ）として示してあるように１１
０ｃａがハイ状態であり７０ｃａがロー状態となってい
る。図６の（Ｂ）はカム角とクランク角との位相ずれが
ない場合に得られるカム角センサからの波形の状態を示
している。これによれば、ハイ状態すなわち突起に対応
する状態は３６ｃａ継続し、ロー状態は２４ｃａ継続す
る。カム角の検出もハイ状態の立ち上がりを検出するこ
とによって行なう。（Ａ）と（Ｂ）の状態では、クラン
ク角とカム角との位相差がないので、クランク角信号の
立ち上がりとカム角信号の立ち上がりとは一致する。
【００１６】この位相合わせは、クランク角センサの信
号(SGT) とカム角センサからの信号の発生が一致するよ
うにカムシャフト１１のシグナルプレート１６を操作す
る。そして、所定位置にセットした後、クランクシャフ
ト２の回転数を変化させたとき、上記の信号の発生が同
期しているかを確認する。そして、アクチュエータ１４
を操作して操作に対応して信号の発生タイミングが変化
するかどうかを調べる。対応した変化があれば、バルブ
タイミング可変装置は適正に機能していることが判明す
る。次に、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）には、バルブタイミ
ング可変制御を実行することによってカム角とクランク
角との位相差が生じた場合のカム角の信号の発生状態を
示したものである。（Ｃ）の状態は、位相ずれが生じて
いる場合においてクランク角信号が入力されたのち最初
のカム角信号が入力された場合のその位相差を検出する
場合をしめしている。この場合には、最初のカム角信号
の発生時点の対応クランク角はカム角信号を換算するこ
とにより得られるので、（Ａ）のクランク角信号の発生
のタイミングと（Ｃ）における最初のカム角信号発生タ
イミングとの差（dsgt1)がクランク角位相差すなわち、
バルブタイミング可変制御による位相差(vt)である。
【００１７】また、（Ｄ）の状態は、クランク角とカム
角との間に位相差(vt)が生じている場合において、クラ
ンク角信号が発生したのち、第２回目のカム角信号が発
生した場合の位相差(vt)に関するものである。この場合
には、予めクランク角とカム角との位相差(vt)がない場
合のクランク角信号とカム角信号の発生する関係は
（Ａ）と（Ｂ）との関係であるから、クランク角との位
相差(vt)がないと仮定した場合のカム角信号の発生状態
を（Ｂ）の状態に基づいて予め算出しておき、これに基
づいて第２回目のカム角信号の発生時点（dsgt2)でのク
ランク角との位相差を算出する。すなわち、（Ｂ）の第
２回目のカム角信号の発生タイミングと（Ｄ）における
実際の第２回目のカム角信号の発生タイミング（dsgt2)
とを比較することによって算出する。さらに、（Ｅ）の
状態は、クランク角信号の発生の後第３回目のカム角信
号が発生した場合の位相差(vt)に関するものである。上
記同様（Ａ）と（Ｂ）との関係から第３回目のカム角の
発生タイミングは予め分かっているので、（Ｅ）におい
て第３回目の信号が発生した場合には、（Ｂ）における
第３回目のカム角発生タイミング（dsgt3)とを比較する
ことによって第３回目のカム角信号が発生した時点（ds
gt3)におけるクランク角とカム角との位相差(vt)を算出
することができる。
【００１８】以上のように本実施形態の手法によれば、
クランク角の検出周期の間におけるクランク角とカム角
の位相差(vt)の変化を追跡することができ、したがっ
て、バルブタイミング可変装置の動作によって時々刻々
変化するバルブタイミング可変制御量を正確に把握する
ことができ、適正なバルブタイミング可変制御を行なう
ことができる。以上の動作は、ＥＣＵの内部にプログラ
ムとして組み込まれており、このプログラムのフローチ
ャートが図６及び図７に示されている。以下、この内容
について説明する。ＥＣＵは、クランク角信号が入力さ
れた場合に割り込みして実行されるクランク角信号割り
込みルーチンと、カム角信号が入力されたときに割り込
みして実行されるカム角信号割り込みルーチンとを備え
ている。図６を参照すると、ＥＣＵはクランク角信号が
入力されたかどうかを判定し（ステップＳ１）、入力さ
れた場合には、クランク角信号の発生を示すフラグxsgt
1lを１に設定する（ステップＳ２）。そして、カム角信
号発生を示すカウンタcsgt2lをクリアする（ステップＳ
３）。
【００１９】またＥＣＵは、カム角信号が入力された場
合には、図７に示されるカム角信号割り込みルーチンを
実行する。この場合ＥＣＵはまずフラグxsgt1lが１に設
定されているかどうかを判定する（ステップＳ１）。フ
ラグxsgt1lが１に設定されている場合には、これをクリ
アする（ステップＳ２）。そして、カウンタcsgt2lを加
算する（ステップＳ３）。次に、ＥＣＵは、カウンタcs
gt2lの値に応じてそのカム角信号がクランク角信号入力
後第１回目ないし第３回目のいずれに該当するかを判定
する（ステップＳ４）。そして、第１回目の場合にはそ
の発生時刻（dsgt1)を位相差(vt)とし（ステップＳ
５）、第２回目の場合には、そのい発生時刻（dsgt2)か
ら、仮想カム角信号発生周期(tvtcyc)すなわち６０ｃａ
を引いた値を位相差(vt)とし（ステップＳ６）、第３回
目の場合には、その発生時刻（dsgt3)から、仮想カム角
周期(tvtcyc)の２倍を引いたものを位相差(vt)とする
（ステップＳ７）。上記位相差(vt)は時間で得られるの
でＥＣＵはこれをクランク角に換算する（ステップＳ
８）。これによって、ＥＣＵはバルブタイミングの位相
差(vt)が運転状態に応じた適正な値になったかどうかを
判定することができる。
【００２０】つぎに、上記のようにしてバルブタイミン
グ位相差(vt)が得られる場合におけるバルブタイミング
可変制御の応用例について説明する。図８には、バルブ
タイミング可変制御が関連するエンジン制御の内容を示
すフローチャートが示されている。この例は、エンジン
の燃料噴射を分割して行なう場合の制御に関する。分割
噴射は燃焼性を高め出力向上を図るためのエンジン制御
であって、バルブタイミング可変制御などと組み合わ
せ、運転状態の変化に合わせて燃料噴射の分割比を適宜
変更するように行なうものである。図８に示すようにＥ
ＣＵは、エンジンの回転数ｎｅ及び上記のような手順で
検出したバルブタイミング位相差(vt)を読み込み（ステ
ップＳ１）、その運転状態から分割噴射を行なうべきか
どうかを判断する（ステップＳ２）、そして分割噴射を
行なうべき運転状態と判断した場合には、予め運転状態
に対応して設定された分割比を格納したマップから燃料
噴射の分割比を割り出し（ステップＳ３）、当該分割比
に応じてリーディング噴射及びトレーリング噴射の噴射
量をそれぞれ決定する（ステップＳ４、５）。本発明に
よれば上記のようにクランク角信号発生周期の間におい
ても、バルブタイミングの検出は数回行われるので、常
に精度の高いバルブタイミングに基づいて上記のような
エンジン制御を行なうことができ、より適正な制御を達
成することができる。
【００２１】また、図９には、バルブタイミング可変装
置による１つの形態にかかる制御のフローチャートが示
されている。本制御においては、運転状態に応じて吸気
弁のバルブタイミング（とくにバルブリフト量）を変更
するようにしている。すなわち、車両の発進時において
は、エンスト防止のためにバルブリフトを大きくとり、
それ以外に運転状態においては適宜吸気量を調節するよ
うにバルブリフト量を調節するようになっている。なお
図１０に示すように上記のバルブタイミング可変装置を
制御することによってリフト量及びバルブタイミングの
両方が変化するようになっている。本実施例において
は、ＥＣＵは、まずスロットル弁の開度を判定して、現
在のスロットル弁開度が所定のスロットル弁開度以上か
どうかを判定する（ステップＳ１）。つぎにＥＣＵは、
車速が所定値Ｖa 以上かどうかを判定する（ステップＳ
２）。として上記の車速が所定以上である場合には、Ｅ
ＣＵは、車両が発進直後の状態にあるか、車両が停止寸
前の状態にあるかを示すフラグXvstの値を設定する。こ
の場合は、発進直後である場合には、Xvstの値を１に設
定し、。停止寸前である場合には、０と設定する（ステ
ップＳ３、Ｓ４）。
【００２２】次に、ＥＣＵは、フラグXvstの値を判定し
（ステップＳ５）、バルブタイミングのマップを選択す
る（ステップＳ６、Ｓ７）。すなわち、発進時には、バ
ルブタイミングの目標マップＡを選択することによって
大きなバルブリフト量を与えて、ポンピングロス少なく
して出力の向上を図るようにしている。また、車両が停
止寸前である場合には、エンジン出力はそれほど要求さ
れないので、バルブタイミングの目標マップＢを選択し
てバルブリフト量を比較的おさえ気味として吸気流速を
確保して良好な燃焼を確保して燃費向上を図る。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成で、カムシャフトとクランクシャフトとの位相差を精
度良く検出することができる。これによってより適正な
バルブタイミング可変制御を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施形態にかかるバルブタイミ
ング可変装置の概略構成図、
【図２】カム角検出機構の概略図、
【図３】図２のカム角検出機構の側面図、
【図４】本発明の１つの実施形態にかかるバルブタイミ
ング可変装置の断面図、
【図５】カム角検出機構の信号発生状況を示す特性図、
【図６】クランク角信号の処理プログラムのフローチャ
ート、
【図７】カム角信号の処理プログラムのフローチャー
ト、
【図８】本発明のバルブタイミング可変制御を応用する
ことができるエンジン制御の例を示すフローチャート、
【図９】本発明のバルブタイミング可変制御を応用する
ことができるエンジンの吸気装置の制御を示すフローチ
ャート、
【図１０】本発明に実施にかかるバルブタイミング可変
装置を用いた場合のバルブ開弁特性の変化の例を示す概
略図である。
【符号の説明】
１ バルブタイミング可変装置 ２ クランクシャフト ４ タペット ５ バルブ １１ カムシャフト １５、２２ シグナルプレート １５ カム角センサ ２３ クランク角センサ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クランクシャフトの回転に同期して回転さ
    れるバルブ駆動用カムシャフトと、 クランクシャフトの回転に対してカムシャフトの回転の
    位相を変更することによってバルブタイミングを変更す
    るバルブタイミング変更手段と、クランク角を検出する
    クランク角検出手段と、クランク角検出周期よりも短い
    検出周期で前記カムシャフトの回転角を検出するカム角
    検出手段と、 １つのクランク角検出に基づきつぎのクランク角検出ま
    での間にクランクシャフトとカムシャフトの間に位相変
    化が生じないと仮定した場合の仮想カム角を算出する仮
    想カム角算出手段と、 前記カム角検出手段からのカム角の検出値と前記仮想カ
    ム角とを比較して２つのクランク角検出周期の間のクラ
    ンクシャフトとカムシャフトとの位相ずれを算出するこ
    とによりエンジンのバルブタイミングを検出するエンジ
    ンのバルブタイミング検出装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、クランク角が検出され
    た後次のクランク角の検出されるまでの間において検出
    されるカム角の検出回数をカウントし、 前記カム角検出回数から１を差し引いた値とカム角検出
    周期とを掛けることによって前記仮想カム角を算出し、
    前記検出回数に対応するカム角の検出値からこの仮想カ
    ム角を差し引くことによってクランクシャフトとカムシ
    ャフトとの位相ずれを算出し、これにもとづいてエンジ
    ンのバルブタイミングを検出することを特徴とするエン
    ジンのバルブタイミング検出装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、エンジンの低速領域に
    おいてエンジンのバルブタイミングを検出することを特
    徴とするバルブタイミング検出装置。
  4. 【請求項４】クランクシャフトのクランク角を検出し、
    クランク角検出周期よりも短い検出周期でクランクシャ
    フトの回転に同期して回転するカムシャフトのカム角を
    検出し、 クランク角検出に基づきつぎのクランク角検出までの間
    にクランクシャフトとカムシャフトの間に位相変化が生
    じないと仮定した場合における前記カムシャフトにの仮
    想カム角を算出し、 前記検出されたカム角とこれに対応する仮想カム角とを
    比較して２つのクランク角検出間隔の間のクランクシャ
    フトとカムシャフトとの位相ずれを算出することにより
    エンジンのバルブタイミングを検出するエンジンのバル
    ブタイミング検出方法。
  5. 【請求項５】請求項４において、エンジンの低速領域に
    おいてエンジンのバルブタイミングを検出することを特
    徴とするバルブタイミング検出方法。
  6. 【請求項６】クランクシャフトのクランク角を検出し、
    クランク角検出周期よりも短い検出周期でクランクシャ
    フトの回転に同期して回転するカムシャフトのカム角を
    検出し、 クランク角検出に基づきつぎのクランク角検出までの間
    にクランクシャフトとカムシャフトの間に位相変化が生
    じないと仮定した場合における前記カムシャフトにの仮
    想カム角を算出し、 前記検出されたカム角とこれに対応する仮想カム角とを
    比較して２つのクランク角検出間隔の間のクランクシャ
    フトとカムシャフトとの位相ずれを算出することにより
    エンジンのバルブタイミングを検出し、 エンジンの運転状態に応じて目標バルブタイミングを設
    定し、 前記検出されたバルブタイミングが前記目標バルブタイ
    ミングとなるようにバルブタイミングを変更するための
    アクチュエータをフィードバック制御することを特徴と
    するバルブタイミング制御方法。
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