KR101929467B1 - 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

크랭크축이 역회전하는 경우에도 밸브 타이밍의 오제어를 억제하면서 가능한 한 목표값에 근접시킨 위치에 유지한다. 전동 모터로 구동되는 가변 밸브 타이밍 기구(전동 VTC)에 의하여 밸브 타이밍을 제어하는 내연 기관에 있어서, 기관 정지 지령의 출력 후에, 흡기 밸브의 밸브 타이밍을, 기관이 정방향으로 회전하고 있을 때에는 센서에서 검출되는 실제 밸브 타이밍(VTC 실제 각도(θr))을 시동 시용의 진각시킨 목표 밸브 타이밍(VTC 목표 각도(θtrg))으로 수렴시키는 피드백 제어를 실시하고, 기관이 역방향으로 회전하였을 때에는 VTC 실제 회전각(θr)을 역회전 검출 직전에 검출된 VTC 실제 회전각(θr)으로 유지하도록 전동 VTC의 조작량을 유지 조작량으로 설정한다.

Description

내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치 및 제어 방법{CONTROL DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING VARIABLE VALVE TIMING MECHANISM IN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관의 기관 밸브(흡기 밸브 또는 배기 밸브)의 밸브 타이밍을 변경하는 가변 밸브 타이밍 기구제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치에서는, 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 검출하면서, 가변 밸브 타이밍 기구에 의하여 목표 회전 위상에 근접시킴으로써 밸브 타이밍을 제어하고 있다.
그런데, 기관의 운전을 정지시킬 때 등, 정지 직전의 극저속 회전 시에 크랭크축이 정회전 방향과는 역방향으로 회전(역회전)하는 경우가 있다. 일본 공개 특허 공보 특개2000-303865호에 개시된 기술에서는, 역회전을 검출한 경우에는 캠축 회전 위상을 정확히 검출할 수 없기 때문에, 상기 목표 위상으로의 피드백 제어를 정지하고, 기관이 정지될 때까지의 사이에 가변 밸브 타이밍 기구에 의하여 흡기 캠축을 스토퍼에 접촉되는 기준 회전각 위치(디폴트 위치)까지 지각 방향으로 회전 구동시켰다.
그러나, 상기와 같이 지각된 기준 회전각 위치에서는 흡기 밸브의 폐(閉)시기(IVC)가 흡기 하사점으로부터 멀어지기 때문에, 유효 스트로크가 감소하여 흡입 공기량이 감소하고, 다음 번 시동 시의 시동성이 저하된다.
이에, 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 과제에 착안하여 이루어진 것으로서, 가변 밸브 타이밍 기구에 있어서, 크랭크축이 역회전한 경우에도 기관 밸브 타이밍을 오제어를 억제하면서 가능한 한 목표값에 근접시켜서 시동성 등의 기관 운전 성능을 양호하게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치는, 크랭크축의 회전각을 검출하는 크랭크각 센서 및 기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각을 검출하는 캠 센서, 상기 크랭크각 센서 및 상기 캠 센서로부터의 각각의 신호에 기초하여, 상기 크랭크축에 대한 상기 캠축의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출부와,
상기 크랭크축에 대하여 상기 캠축을 상대 회전시켜 상기 회전 위상을 변경할 수 있는 액추에이터를 구비하고, 또한 다음의 구성, 즉
상기 크랭크축의 정방향 회전과 역방향 회전을 판별하여 검출하는 정회전/역회전 검출부와,
상기 액추에이터의 구동을 제어하고, 상기 크랭크축의 역방향 회전을 검출하였을 때에는, 상기 액추에이터의 조작량을 상기 회전 위상을 현재의 상태로 유지하도록 제어하는 유지 조작량으로 절환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법은, 크랭크축의 회전각 및 기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각을 검출하고, 상기 크랭크축의 회전각 및 상기 기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각의 각 신호에 기초하여 상기 크랭크축에 대한 상기 캠축의 회전 위상을 검출하고, 액추에이터를 구동하여 상기 크랭크축에 대하여 상기 캠축을 상대 회전시켜서 상기 캠축의 회전 위상을 변경하는 방법으로서, 또한, 다음과 같은 단계, 즉
상기 크랭크축 회전의 정방향 회전과 역방향 회전을 판별하여 검출하는 단계와,
상기 크랭크축의 역방향 회전을 검출하였을 때에는, 상기 액추에이터의 조작량을, 상기 회전 위상을 현재의 상태로 유지하도록 제어하는 유지 조작량으로 절환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 크랭크축이 역회전한 경우에도 기관 밸브 타이밍을 오제어를 억제하면서 가능한 한 목표값에 근접시켜서 시동성 등의 기관 운전 성능을 양호하게 유지할 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 설명을 읽으면 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내연 기관의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 타이밍 기구를 나타낸 종단면도이다.
도 3은 상기 가변 밸브 타이밍 기구의 주요 구성 부재의 요부 확대 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 6은 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 사용되는 커버 부재와 제1 오일 씰의 분해 사시도이다.
도 7은 도 2의 C-C선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서 및 캠 센서의 구조를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서 및 캠 센서의 출력 특성을 나타낸 타임 차트이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전 신호의 정회전ㆍ역회전에 의한 펄스 폭ㆍ진폭의 차이를 나타낸 타임 차트이다.
도 11은 본 발명의 실시예에서 역회전을 검출한 경우의 카운터(CNTPOS)의 증감 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 12는 본 발명의 실시예에서 제어되는 밸브 타이밍으로서, (a)는 시동 후의 밀러 사이클 운전 시, (b)는 시동 시의 밸브 타이밍을 나타낸다.
도 13은 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 의한 흡기 밸브의 밸브 타이밍 제어의 실시예1의 흐름도이다.
도 14는 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 의한 흡기 밸브의 밸브 타이밍 제어의 실시예2의 흐름도이다.
도 15는 실시예2의 흐름도의 후단을 나타낸다.
도 16은 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 의한 흡기 밸브의 밸브 타이밍 제어의 실시예3의 흐름도이다.
도 17은 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 의한 흡기 밸브의 밸브 타이밍 제어의 실시예4의 흐름도이다.
도 18은 상기 각 실시예에 따른 기관 정지 거동 중의 흡기 밸브의 밸브 타이밍 제어 시의 각종 상태의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 장치를 적용한 차량용 내연 기관(101)의 구성도이다. 또한, 본 실시예의 내연 기관(101)은 직렬 4기통의 4사이클 기관이지만 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 1에서, 내연 기관(101)의 흡기관(102)에는 스로틀 모터(103a)로 스로틀 밸브(103b)를 개폐 구동하는 전자 제어 스로틀(103)이 개재되어 있다.
그리고, 내연 기관(101)은 전자 제어 스로틀(103)과 흡기 밸브(105)를 통하여 각 기통의 연소실(106) 내로 공기를 흡입한다.
각 기통의 흡기 포트(130)에는 연료 분사 밸브(131)가 설치되어 있고, 연료 분사 밸브(131)는 제어 장치로서의 ECU(엔진 제어 유닛)(114)에서 출력되는 분사 펄스 신호에 따라 개방되어 연료를 분사한다.
연소실(106) 내의 연료는 점화 플러그(104)에 의한 불꽃 점화로 착화 연소된다. 점화 플러그(104) 각각에는 점화 코일 및 상기 점화 코일에의 통전을 제어하는 파워 트랜지스터를 내장한 점화 모듈(112)이 장착되어 있다.
연소실(106) 내의 연소 가스는 배기 밸브(107)를 통하여 배기관(111)으로 유출된다. 배기관(111)에 설치된 프런트 촉매 컨버터(108) 및 리어 촉매 컨버터(109)는 배기관(111)을 흐르는 배기를 정화시킨다.
흡기 캠축(134)과 배기 캠축(110)은 각각 일체로 된 캠을 구비하며, 이 캠에 의하여 흡기 밸브(105)와 배기 밸브(107)를 동작시킨다.
흡기 밸브(105)는, 그 밸브 타이밍이 전동 모터(액추에이터)를 이용하여 흡기 캠축(134)을 크랭크축(120)에 대하여 상대 회전시키는 가변 밸브 타이밍 기구(전동 VTC)(113)에 의하여 가변적으로 제어된다.
상기 전동 VTC(113)는, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 내연 기관의 크랭크축(120)에 의하여 회전 구동되는 구동 회전체인 타이밍 스프로켓(1)과, 실린더 헤드 위에 베어링(44)을 통하여 회전 가능하게 지지되고 상기 타이밍 스프로켓(1)으로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 흡기 캠축(134)과, 상기 타이밍 스프로켓(1)의 전방 위치에 배치되고 고정부인 체인 커버(40)에 볼트로 고정 설치된 커버 부재(3)와, 상기 타이밍 스프로켓(1)과 흡기 캠축(134) 사이에 배치되고 기관의 운전 상태에 따라 양자(1, 134)의 상대 회전 위상을 변경하는 가변 기구인 위상 변경 기구(4)를 구비하여 구성되어 있다.
타이밍 스프로켓(1)은 전체가 철계 금속에 의하여 일체로 형성되고 내주면이 직경 방향으로 단차진 원환상의 스프로켓 본체(1a)와, 상기 스프로켓 본체(1a)의 외주에 일체로 설치되고, 감겨있는 타이밍 체인(42)을 통하여 크랭크축으로부터 회전력을 받는 기어부(1b)로 구성되어 있다.
또한, 타이밍 스프로켓(1)은 상기 스프로켓 본체(1a)의 내주측에 형성된 원형 홈(1c)과 상기 흡기 캠축(134)의 전단부에 일체로 설치된 두꺼운 플랜지부(2a)의 외주 사이에 개재된 제3의 베어링인 제3 볼 베어링(43)에 의하여 흡기 캠축(134)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
스프로켓 본체(1a)의 전단부 외주연에는 환상돌기(1e)가 일체로 형성되어 있다. 이 스프로켓 본체(1a)의 전단부에는, 상기 환상돌기(1e)의 내주측에 동축으로 위치 결정되고 내주에 파형상 치합부인 내부기어(19a)가 형성된 환상 부재(19)와, 대경 원환상 플레이트(6)가 볼트(7)에 의하여 함께 축방향으로 체결되어 고정되어 있다.
또한, 상기 스프로켓 본체(1a)의 내주면의 일부에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 원호 형태의 계합부인 스토퍼 돌출부(1d)가 원주 방향을 따라 소정 길이 범위까지 형성되어 있다.
플레이트(6)의 전단측 외주에는, 상기 위상 변경 기구(4)의 후술하는 감속기(8)와 전동 모터(12)의 각 구성 부재를 덮는 상태로 전방으로 돌출한 원통형의 하우징(5)이 볼트(11)로 고정되어 있다.
하우징(5)은 철계 금속에 의하여 일체로 형성되고 요크로서 기능하며, 전단측에 원환 플레이트 형상의 지지부(5a)를 일체로 가지는 동시에, 상기 지지부(5a)를 포함하는 외주측 전체가 상기 커버 부재(3)에 의하여 소정 간격을 두고 덮인 형태로 배치되어 있다.
흡기 캠축(134)은 외주에 흡기 밸브(105)를 개방 작동시키는 1기통 당 2개의 구동 캠을 가지며, 또한 전단부에 종동 회전체인 종동 부재(9)가 캠 볼트(10)에 의하여 축방향으로 결합되어 있다.
또한, 흡기 캠축(134)의 상기 플랜지부(2a)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스프로켓 본체(1a)의 스토퍼 돌출부(1d)가 걸리는 계합부인 스토퍼 홈(2b)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 이 스토퍼 홈(2b)은 원주 방향을 따라 소정 길이의 원호 형태로 형성되고 이 길이 범위에서 회동하는 스토퍼 돌출부(1d)의 양단 가장자리가 원주 방향 대향 가장자리(2c, 2d)에 각각 맞닿음으로써 타이밍 스프로켓(1)에 대한 흡기 캠축(134)의 최대 진각측 또는 최대 지각측의 상대 회전 위치를 규제하게 되어 있다.
캠 볼트(10)는 머리부(10a)의 축부(10b)측 단부 가장자리에 플랜지 형상의 베어링면부(10c)가 일체로 형성되며, 또한 축부(10b)의 외주에는 상기 흡기 캠축(134)의 단부에서 내부 축 방향으로 형성된 암나사부에 나사 체결되는 수나사부가 형성되어 있다.
종동 부재(9)는 철계 금속 소재에 의하여 일체로 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 전단측에 형성된 원판부(9a)와, 후단측에 일체로 형성된 원통형의 원통부(9b)로 구성되어 있다.
원판부(9a)는 후단면의 직경 방향으로 대략 중앙인 위치에 상기 흡기 캠축(134)의 플랜지부(2a)와 대략 동일한 외경의 환상 단차돌기(9c)가 일체로 형성되며, 이 단차돌기(9c)의 외주면과 상기 플랜지부(2a)의 외주면이 상기 제3 볼 베어링(43)의 내륜(43a)의 내주에 삽통되어 배치되어 있다. 제3 볼 베어링(43)의 외륜(43b)은 스프로켓 본체(1a)의 원형 홈(1c)의 내주면에 압입되어 고정되어 있다.
또한, 원판부(9a)의 외주부에는, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 후술하는 다수의 롤러(34)를 지지하는 지지기(41)가 일체로 설치되어 있다. 이 지지기(41)는 상기 원판부(9a)의 외주부로부터 상기 원통부(9b)와 같은 방향으로 돌출되어 형성되고 원주 방향으로 대략 등간격의 위치에 소정의 간극을 갖는 다수의 가늘고 긴 돌기부(41a)에 의하여 형성되어 있다.
원통부(9b)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 상기 캠 볼트(10)의 축부(10b)가 삽입되는 삽입공(9d)이 관통 형성되며, 또한 외주측에 제1의 베어링인 후술하는 제1 니들 베어링(30)이 설치되어 있다.
커버 부재(3)는, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 비교적 두꺼운 합성수지 소재에 의하여 일체로 형성되고, 컵 형상으로 팽출한 커버 본체(3a)와 상기 커버 본체(3a)의 후단부 외주에 일체로 형성된 브래킷(3b)으로 구성되어 있다.
커버 본체(3a)는 위상 변경 기구(4)의 전단측을 덮는, 즉 하우징(5)의 축방향 지지부(5b)로부터 후단부측의 대략 전체를 소정 간극을 두고 덮도록 배치되어 있다. 한편, 상기 브래킷(3b)은 대략 환형으로 형성되고, 6개의 보스부에 각각 볼트 삽입공(3f)이 관통 형성되어 있다.
또한, 커버 부재(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 브래킷(3b)이 상기 체인 커버(40)에 다수의 볼트(147)로 고정되어 있으며, 또한 상기 커버 본체(3a)의 전단부(3c)의 내주면에 안팎으로 2중인 슬립 링(48a, 48b)이 각 내측 단부면을 노출한 상태로 매설되어 고정되어 있다. 또한, 상단부에는 상기 슬립 링(48a, 48b)과 도전 부재를 통하여 접속되는 커넥터 단자(49a)가 내부에 고정된 커넥터부(49)가 설치되어 있다. 또한, 상기 커넥터 단자(49a)는 제어 유닛(21)을 통하여 배터리 전원(도시되지 않음)에서부터 통전되게 또는 통전이 차단되게 형성되어 있다.
그리고, 커버 본체(3a)의 후단부측의 내주면과 상기 하우징(5)의 외주면 사이에는, 도 7에도 도시된 바와 같이, 씰링 부재인 큰 직경의 제1 오일 씰(50)이 개재되어 있다. 이 제1 오일 씰(50)은 횡단면이 대략 'ㄷ'자 형태로 형성되고 합성 고무로 된 기재의 내부에 심금이 매설되어 있으며, 또한 외주측의 원환상 기부(50a)가 상기 커버 부재(3a) 후단부의 내주면에 형성된 원형 홈(3d) 내에 끼워져 고정되어 있다. 또한, 원환상 기부(50a)의 내주측에는 상기 하우징(5)의 외주면에 맞닿는 씰링면(50b)이 일체로 형성되어 있다.
위상 변경 기구(4)는 흡기 캠축(134)의 대략 동축상 전단측에 배치된 전동 모터(12)와, 상기 전동 모터(12)의 회전 속도를 감속시켜 흡기 캠축(134)에 전달하는 상기 감속기(8)로 구성되어 있다.
전동 모터(12)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 브러쉬 DC 모터로서, 타이밍 스프로켓(1)과 일체로 회전하는 요크인 하우징(5)과, 상기 하우징(5)의 내부에 회전 가능하게 설치된 출력축인 모터축(13)과, 하우징(5)의 내주면에 고정된 반원호 형태의 한 쌍의 영구자석(14, 15)과, 하우징 지지부(5a)의 내부 바닥면측에 고정된 고정자(16)를 구비한다.
모터축(13)은 원통형으로 형성되어 아마추어로서 기능하고, 축방향의 대략 중앙 위치의 외주에 다수의 극을 갖는 철심 로터(17)가 고정되어 있으며, 또한 상기 철심 로터(17)의 외주에는 전자석 코일(18)이 감겨져 있다. 또한, 모터축(13)의 전단부 외주에는 정류자(20)가 압입되어 고정되어 있고, 이 정류자(20)에는 상기 철심 로터(17)의 극수와 같은 수로 분할되어 있는 세그먼트 각각에 상기 전자석 코일(18)이 접속되어 있다.
고정자(16)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지부(5a) 내부 바닥벽에 4개의 나사(22a)로 고정된 원환판상의 수지 홀더(22)와, 상기 수지 홀더(22)와 지지부(5a)를 축방향으로 관통하도록 배치되고 각 선단면이 상기 한 쌍의 슬립 링(48a, 48b)에 미끄럼 접촉되어 급전되는 원주 방향 안팎의 2개의 제1 브러쉬(23a, 23b)와, 수지 홀더(22)의 내주측에 안 쪽으로 전후진 가능하게 지지되고 원호 형태의 선단부가 상기 정류자(20)의 외주면에 미끄럼 접촉되는 제2 브러쉬(24a, 24b)로 주로 구성되어 있다.
제1 브러쉬(23a, 23b)와 제2 브러쉬(24a, 24b)는 피그테일 하니스(25a, 25b)에 의하여 접속되며, 또한 각각에 탄성 접촉된 복귀스프링(26a, 27a)의 스프링력에 의하여 슬립 링(48a, 48b) 방향과 정류자(20) 방향으로 각각 가압되어 있다.
모터축(13)은 캠 볼트(10)의 머리부(10a)측의 축부(10b)의 외주면에 제1의 베어링인 니들 베어링(28)과 상기 니들 베어링(28)의 축방향 측부에 배치된 베어링인 제4 볼 베어링(35)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상기 모터축(13)의 흡기 캠축(134)측의 후단부에는 감속기(8)의 일부를 구성하는 원통형의 편심축부(30)가 일체로 설치되어 있다.
제1 니들 베어링(28)은 편심축부(30)의 내주면에 압입된 원통형의 리테이너(28a)와, 상기 리테이너(28a)의 내부에 회전 가능하게 지지된 다수의 전동체(轉動體)인 니들 롤러(28b)로 구성되어 있다. 이 니들 롤러(28b)는 상기 종동 부재(9)의 원통부(9b)의 외주면 상에서 전동하고 있다.
제4 볼 베어링(35)은, 내륜(35a)이 상기 종동 부재(9)의 원통부(9b)의 전단부와 캠 볼트(10)의 베어링면부(10c) 사이에 끼워진 상태로 고정되어 있으며, 또한 외륜(35b)이 모터축(13)의 내주에 형성된 단차부와 이탈 방지링인 스냅 링(36) 사이에 축방향으로 위치 결정되어 지지되어 있다.
또한, 모터축(13)(편심축부(30))의 외주면과 플레이트(6)의 내주면 사이에는 감속기(8) 내부에서 전동 모터(12) 내로 윤활유가 누설되는 것을 방지하는 마찰 부재인 제2 오일 씰(32)이 설치되어 있다. 이 제2 오일 씰(32)은 내주부가 상기 모터축(13)의 외주면에 탄성 접촉됨으로써 상기 모터축(13)의 회전에 대하여 마찰 저항을 부여하게 되어 있다.
감속기(8)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 편심 회전 운동을 하는 상기 편심축부(30)와, 상기 편심축부(30)의 외주에 설치된 제2의 베어링인 제2 볼 베어링(33)과, 상기 제2 볼 베어링(33)의 외주에 설치된 상기 롤러(34)와, 상기 롤러(34)를 전동 방향으로 지지하면서 직경 방향의 이동을 허용하는 상기 지지기(41)와, 상기 지지기(41)와 일체로 된 상기 종동 부재(9)로 주로 구성되어 있다.
편심축부(30)는 외주면에 형성된 캠면의 축심(Y)이 모터축(13)의 축심(X)에서 직경 방향으로 약간 편심되어 있다. 또한, 상기 제2 볼 베어링(33)과 롤러(34) 등이 유성 치합부로서 구성되어 있다.
제2 볼 베어링(33)은 직경이 큰 형태로 직경으로 형성되고 제1 니들 베어링(28)의 직경 방향 위치에서 전체가 대략 오버랩되는 상태로 배치되어, 내륜(33a)이 편심축부(30)의 외주면에 압입되어 고정되어 있으며, 또한 외륜(33b)의 외주면에는 상기 롤러(34)가 항상 접촉되어 있다. 또한, 외륜(33b)의 외주측에는 원환상 간극(C)이 형성되고, 이 간극(C)에 의하여 제2 볼 베어링(33) 전체가 상기 편심축부(30)의 편심 회전에 따라 직경 방향으로 이동 가능하게, 즉 편심 운동 가능하게 되어 있다.
각 롤러(34)는 제2 볼 베어링(33)의 편심운동에 따라 직경 방향으로 이동하면서 상기 환상 부재(19)의 내부 기어(19a)에 끼워지며, 또한 지지기(41)의 돌기부(41a)에 의하여 원주 방향으로 안내되면서 직경 방향으로 요동 운동하게 되어 있다.
감속기(8)의 내부에는 윤활유 공급수단에 의하여 윤활유가 공급된다. 이 윤활유 공급 수단은, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드의 베어링(44)의 내부에 형성되고 메인 오일 갤러리(도시되지 않음)에서부터 윤활유가 공급되는 유류 공급 통로(47)와, 상기 흡기 캠축(134)의 내부에 축방향으로 형성되고 상기 유류 공급 통로(47)에 그루브 홈을 통하여 연통된 유류 공급공(48)과, 종동 부재(9)의 내부에 축방향으로 관통 형성되고 일단이 상기 유류 공급공(48)으로 개방되고 타단이 상기 제1 니들 베어링(28)과 제2 볼 베어링(33) 부근에서 개방되는 직경이 작은 오일 공급공(45)과, 마찬가지로 종동 부재(9)에 관통 형성된 직경이 큰 3개의 오일 배출공(도시되지 않음)으로 구성되어 있다.
본 전동 VTC(113)의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다. 우선, 기관의 크랭크축이 회전 구동되면 타이밍 체인(42)을 통하여 타이밍 스프로켓(1)이 회전하고, 그 회전력에 의하여 하우징(5)과 환상 부재(19)와 플레이트(6)를 통하여 전동 모터(12)가 동기되어 회전한다. 한편, 환상 부재(19)의 회전력이 롤러(34)에서 지지기(41) 및 종동 부재(9)를 경유하여 흡기 캠축(134)에 전달된다. 이에 따라, 흡기 캠축(134)의 캠이 흡기 밸브를 개폐 작동시킨다.
그리고, 전동 VTC(113)를 구동하고 흡기 캠축(134)의 회전 위상(흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍)을 변경할 경우 제어 유닛(21)으로부터 슬립 링(48a, 48b) 등을 통하여 전동 모터(12)의 전자석 코일(17)에 통전된다. 이에 따라, 모터축(13)이 회전 구동되고, 이 회전력은 감속기(8)를 통하여 감속되어 흡기 캠축(134)으로 전달된다.
즉, 모터축(13)의 회전에 따라 편심축부(30)가 편심 회전하면 각 롤러(34)가 모터축(13)의 1회전마다 지지기(41)의 돌기부(41a)에 직경 방향으로 안내되면서 환상 부재(19)의 하나의 내부 기어(19a)를 지나 인접한 다른 내부 기어(19a)에 전동하면서 이동하고, 이것을 순차적으로 반복하여 원주 방향으로 구름 접촉된다. 이와 같은 각 롤러(34)의 구름 접촉에 의하여 상기 모터축(13)의 회전이 감속되면서 종동 부재(9)에 회전력이 전달된다. 이 경우 감속비는 롤러(34)의 개수 등에 의해 임의로 설정할 수 있다.
이에 따라, 흡기 캠축(134)이 타이밍 스프로켓(1)에 대하여 정방향 및 역방향으로 상대 회전하여 상대 회전 위상이 변환되고 흡기 밸브의 개폐 타이밍을 진각측 또는 지각측으로 변환 제어하게 된다.
그리고, 타이밍 스프로켓(1)에 대한 흡기 캠축(134)의 정방향 및 역방향 상대 회전의 최대 위치 규제(각도 위치 규제)는 상기 스토퍼 돌출부(1d)의 각 측면이 상기 스토퍼 홈(2b)의 각 대향면(2c, 2d) 중 어느 하나에 맞닿음으로써 이루어진다.
즉, 종동 부재(9)가 편심축부(30)의 편심 회동에 따라 타이밍 스프로켓(1)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전함으로써 스토퍼 돌출부(1d)의 일측면이 스토퍼 홈(2b)의 일측의 대향면(2c)에 맞닿아 더 이상의 그 방향으로의 회전이 규제된다. 이에 따라, 흡기 캠축(134)은 타이밍 스프로켓(1)에 대한 상대 회전 위상이 진각측으로 최대로 변경된다.
한편, 종동 부재(9)가 타이밍 스프로켓(1)의 회전 방향과 역방향으로 회전함으로써 스토퍼 돌출부(1d)의 타측면이 스토퍼 홈(2b)의 타측의 대향면(2d)에 맞닿아 더 이상의 그 방향으로의 회전이 규제된다. 이에 따라, 흡기 캠축(134)은 타이밍 스프로켓(1)에 대한 상대 회전 위상이 지각측으로 최대로 변경된다.
도 1로 돌아가서, ECU(114)는 마이크로컴퓨터를 내장하며, 메모리에 미리 저장된 프로그램에 따라 연산하여 전자 제어 스로틀(103), 연료 분사 밸브(131), 점화 모듈(112) 등을 제어한다.
ECU(114)는 각종 센서에서 출력되는 검출 신호를 입력받는다. 각종 센서로서 액셀 페달(116a)의 개도(액셀 개도)(ACC)를 검출하는 액셀 개도 센서(116), 내연 기관(101)의 흡입 공기량(Q)을 검출하는 공기 유량 센서(115), 내연 기관(101)의 출력축인 크랭크축(120)의 회전에 따라 펄스 상태의 회전 신호(단위 크랭크각 신호)(POS)를 출력하는 크랭크각 센서(회전 센서)(117), 스로틀 밸브(103b)의 개도(TVO)를 검출하는 스로틀 센서(118), 내연 기관(101)의 냉각수 온도(TW)를 검출하는 수온 센서(119), 흡기 캠축(134)의 회전에 따라 펄스 상태의 캠 신호(PHASE)를 출력하는 캠 센서(133), 차량의 운전자가 브레이크 페달(121)을 밟은 제동 상태에서 온(ON)되는 브레이크 스위치(122), 내연 기관(101)을 동력원으로 하는 차량의 주행 속도(차속)(VSP)를 검출하는 차속 센서(123) 등이 설치되어 있다.
또한, ECU(114)는 내연 기관(101)의 운전ㆍ정지의 메인 스위치인 점화 스위치(124)의 온(ON)ㆍ오프(OFF) 신호와 시동 스위치(125)의 온ㆍ오프 신호를 입력받는다.
도 8은 크랭크각 센서(117)와 캠 센서(133)의 구조를 나타낸다.
크랭크각 센서(117)는, 크랭크축(120)에 지지되고 피검출부로서의 돌기부(151)를 주위에 구비한 시그널 플레이트(152)와, 내연 기관(101)측에 고정되고 돌기부(151)를 검출하여 회전 신호(POS)를 출력하는 회전 검출 장치(153)로 구성된다.
회전 검출 장치(153)는 돌기부(151)를 검출하는 픽업과 함께 파형 발생 회로, 선택 회로 등을 포함한 각종 처리 회로를 구비하며, 회전 검출 장치(153)가 출력하는 회전 신호(POS)는 통상은 로우 레벨(low level)이고 상기 돌기부(151)를 검지하였을 때에 일정 시간만 하이 레벨(high level)로 변화하는 펄스 열로 이루어진 펄스 신호이다.
시그널 플레이트(152)의 돌기부(151)는 크랭크각으로 10도의 피치로 등간격이 되도록 형성되어 있으며, 돌기부(151)가 연속으로 2개 누락된 부분이 크랭크축(120)의 회전 중심을 사이에 두고 대향하는 2개소에 설치되어 있다.
또한, 돌기부(151)의 누락수가 1개일 수도 있고, 연속으로 3개 이상 누락될 수도 있다.
상기 구조에 따라, 크랭크각 센서(117)(회전 검출 장치(153))가 출력하는 회전 신호(POS)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 크랭크각으로 10도(단위 크랭크각)마다 16회 연속으로 하이 레벨로 변화한 후, 30도 동안 로우 레벨을 유지하고, 다시 16회 연속으로 하이 레벨로 변화한다.
따라서, 크랭크각으로 30도인 로우 레벨 기간(누락 영역, 누락 부분) 후의 최초의 회전 신호(POS)는 180도의 크랭크각 간격으로 출력되며, 이 180도의 크랭크각은 본 실시예의 4기통 기관(101)에서 기통 간의 행정 위상 차, 즉 점화 간격에 상당한다.
또한, 본 실시예에서는 크랭크각 센서(117)가 크랭크각으로 30도인 로우 레벨 기간(누락 영역) 후의 최초의 회전 신호(POS)를 각 기통의 상사점 전 50도(BTDC 50도)에 상당하는 피스톤 위치에서 출력하도록 설정되어 있다.
한편, 캠 센서(133)는 흡기 캠축(134)의 단부에 지지되고, 피검출부로서의 돌기부(157)를 주위에 구비한 시그널 플레이트(158)와, 내연 기관(101)측에 고정되고 돌기부(157)를 검출하여 캠 신호(PHASE)를 출력하는 회전 검출 장치(159)로 구성된다.
회전 검출 장치(159)는 돌기부(157)를 검출하는 픽업과 함께 파형 정형 회로 등을 포함한 각종 처리 회로를 구비한다.
시그널 플레이트(158)의 돌기부(157)는 캠각으로 90도마다 4개소에 각각 1개, 3개, 4개, 2개씩 설치되며, 돌기부(157)가 연속으로 복수 개 설치된 부분에서 돌기부(157)의 피치는 크랭크각으로 30도(캠각으로는 15도)로 설정되어 있다.
그리고, 캠 센서(133)(회전 검출 장치(159))가 출력하는 캠 신호(PHASE)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 통상은 로우 레벨이고 상기 돌기부(157)를 검지함으로써 일정 시간만 하이 레벨로 변화하는 펄스 열로 이루어진 펄스 신호이며, 캠각으로 90도, 크랭크각으로 180도마다 1개가 단독으로, 3개가 연속으로, 4개가 연속으로, 2개가 연속으로 하이 레벨로 변화한다.
또한, 1개가 단독으로 출력되는 캠 신호(PHASE) 및 복수 개가 연속으로 출력되는 캠 신호(PHASE)의 선두의 신호는 180도의 크랭크각 간격으로 출력되며, 또한 1개가 단독으로, 3개가 연속으로, 4개가 연속으로, 2개가 연속으로 출력되는 패턴은 어떤 기통의 상사점(TDC)과 다음 기통의 상사점(TDC) 사이에서 각각 출력되도록 설정되어 있다. 또한, 전동 VTC○에 의하여 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍을 변경하여도 캠 신호(PHASE)의 출력 위치가 상사점(TDC)을 지나서 변화하지 않도록 밸브 타이밍의 변경 범위를 예상하여 캠 신호(PHASE)의 출력 위치와 출력 간격이 설정되어 있다.
보다 상세하게는, 제1 기통의 압축 상사점(TDC)과 제3 기통의 압축 상사점(TDC) 사이에서는 캠 신호(PHASE) 3개가 연속으로 출력되고, 제3 기통의 압축 상사점(TDC)과 제4 기통의 압축 상사점(TDC) 사이에서는 캠 신호(PHASE) 4개가 연속으로 출력되고, 제4 기통의 압축 상사점(TDC)과 제2 기통의 압축 상사점(TDC) 사이에서는 캠 신호(PHASE) 2개가 연속으로 출력되고, 제2 기통의 압축 상사점(TDC)과 제1 기통의 압축 상사점(TDC) 사이에서는 캠 신호(PHASE) 1대가 단독으로 출력되도록 설정되어 있다.
각 상사점(TDC) 사이에서 출력되는 캠 신호(PHASE)의 연속 출력 수는 다음에 압축 상사점이 되는 기통 번호를 나타내는데, 예를 들면 이번 상사점(TDC)과 지난번 상사점(TDC) 사이에서 캠 신호(PHASE) 3개가 연속으로 출력된 경우에는 이번 상사점(TDC)은 제3 기통의 압축 상사점(TDC)인 것을 나타낸다.
본 실시예의 4기통 기관(101)에서는 제1 기통→ 제3 기통 → 제4 기통 → 제2 기통의 순서로 점화를 실시하므로, 상사점(TDC) 사이에서 출력되는 캠 신호(PHASE)의 출력 패턴은, 도 9에 도시된 바와 같이, 1개가 단독으로, 3개가 연속으로, 4개가 연속으로, 2개가 연속으로 출력되는 순서로 설정되어 있다.
ECU(114)는 예를 들면, 회전 신호(POS)의 누락 개소를 회전 신호(POS)의 주기 변화 등으로부터 판단하고, 이 누락 위치를 기준으로 회전 신호(POS)의 발생 수를 계수함으로써 상사점(TDC)(기준 크랭크각 위치(REF))을 검출한다. 본 실시예에서는 회전 신호(POS)의 누락 영역 후 여섯 번째 출력되는 회전 신호(POS)가 각 기통의 상사점(TDC)에 상당한다.
그리고, ECU(114)는 상사점(TDC) 사이에서 캠 신호(PHASE)의 출력 수를 계수함으로써 다음에 피스톤 위치가 압축상사점(TDC)(소정 피스톤 위치)이 되는 기통을 판별하는 동시에, 상사점(TDC)에서 출력되는 회전 신호(POS)의 발생 수를 계수하고 상기 계수값(CNTPOS)에 기초하여 그때의 크랭크각을 검출한다.
압축 상사점(TDC)의 기통과 크랭크각을 검출하면 ECU(114)는 연료 분사 및 점화를 하는 기통과, 연료 분사 타이밍 및 점화 타이밍을 결정하고, 상기 계수값(CNTPOS)에 기초하여 검출되는 크랭크축(120)의 각도(크랭크각)에 따라 분사 펄스 신호와 점화 제어 신호를 출력한다.
피스톤 위치가 압축상사점(TDC)(소정 피스톤 위치)이 되는 기통의 판별 결과는 점화 순서에 따라 갱신하게 되므로, 상사점(TDC) 사이에서 캠 신호(PHASE)의 출력 수를 계수함으로써 다음에 피스톤 위치가 압축 상사점(TDC)(소정 피스톤 위치)이 되는 기통을 판별하면 압축 상사점(TDC)의 기통을 상사점(TDC)마다 점화 순서에 따라 갱신할 수 있다.
또한, 캠 신호(PHASE)의 발생 수를 계수하는 구간을 상사점(TDC) 사이로 한정하는 것은 아니고, 임의의 크랭크각(피스톤 위치)을 캠 신호(PHASE)의 발생 수를 계수하는 구간의 기준으로 할 수 있다.
또한, 캠 신호(PHASE)의 발생 수로 소정 피스톤 위치의 기통을 판별하는 대신에 캠 신호(PHASE)의 펄스 폭의 차이 등에 기초하여 소정 피스톤 위치의 기통을 판별할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 회전 신호(POS)의 펄스 열의 일부를 누락시킴으로써 누락위치를 기준으로 크랭크축(120)의 각도 위치(크랭크각)를 검출할 수 있게 되어 있지만, 회전 신호(POS)를 10도마다 누락 없이 출력시키고, 그 대신에 크랭크각으로 180도마다 기준 크랭크각 위치에서 신호를 발생하는 기준 위치 센서를 설치하여 상기 기준 위치 센서의 출력 신호를 기준으로 회전 신호(POS)를 계수함으로써 크랭크축(120)의 각도 위치(크랭크각)를 검출할 수도 있다.
또한, 기준 크랭크각 위치에서 1개가 단독으로 출력되는 캠 신호(PHASE), 또는 복수 개가 연속으로 출력되는 캠 신호(PHASE)의 선두의 신호까지의 회전 신호(POS)의 발생 수를 계수함으로써, 전동 VTC(113)에 의하여 변경되는 크랭크축(120)에 대한 흡기 캠축(134)의 회전 위상(흡기 밸브(105)의 실제 밸브 타이밍)을 검출할 수 있고 이 검출값에 기초하여 밸브 타이밍이 목표값에 근접하도록 피드백 제어할 수 있다.
한편, 내연 기관(101)(크랭크축(120))이 정방향으로 회전(정회전)하고 있는 경우에는, 회전 신호(POS)의 발생이 크랭크축(120)이 10도만큼 정회전한 것을 나타내며, 기준 크랭크각 위치에서 출력되는 회전 신호(POS)의 발생 수가 크랭크축(120)이 기준 크랭크각 위치로부터 회전한 각도를 나타내게 된다.
그러나, 내연 기관(101)이 정지하기 직전에는 기통 내의 압축압 등에 의하여 내연 기관(101)(크랭크축(120))이 역방향으로 회전(역회전)하는 경우가 있으며, 이러한 역회전 시에도 정회전 시와 동일하게 회전 신호(POS)의 발생 수를 계속 계수하면 크랭크축(120)의 각도 위치(크랭크각)의 검출에 오류가 발생하게 된다.
따라서, 내연 기관(101)(크랭크축(120))의 정회전ㆍ역회전을 판별할 수 있도록 크랭크각 센서(117)(회전 검출 장치(153))가 크랭크축(120)의 정회전 시와 역회전 시에 펄스 폭이 다른 회전 신호(POS)(펄스신호)를 출력하도록 설정되어 있다(도 10의 (a) 참조).
회전축의 회전 방향에 따라 펄스 폭이 다른 펄스 신호를 발생시키는 수단으로서 예를 들면, 일본 특허 공개 공보 특개2001-165951호에 개시된 수단을 이용한다. 구체적으로는, 시그널 플레이트(152)의 돌기부(151)의 검출 펄스 신호로서 서로 위상이 일치하지 않는 2개의 신호를 발생시키고, 이러한 신호를 비교함으로써 정회전ㆍ역회전을 판정하여 서로 다른 펄스 폭(WIPOS)으로 생성되는 2개의 펄스 신호 중에서 어느 하나를 정회전ㆍ역회전의 판정 결과에 따라 선택하여 출력시키도록 한다.
ECU(114)에서는 회전 신호(POS)의 펄스 폭(WIPOS)을 계측하고, 펄스 폭(WIPOS)의 계측값과 정회전ㆍ역회전의 판별 임계값인 임계값(SL)을 비교함으로써 정회전 시의 펄스 폭(WIPOS)인지 역회전 시의 펄스 폭(WIPOS)인지를 판단하여 크랭크축(120)이 정회전하고 있는지 역회전하고 있는지를 판별한다.
정회전ㆍ역회전의 판별에 이용하는 임계값(SL)은 정회전 시의 펄스 폭(WIPOS)과 역회전 시의 펄스 폭(WIPOS)의 중간값(예를 들면, 55μs ~ 80μs)으로 설정되며, 정회전 시의 펄스 폭(WIPOS)보다 역회전 시의 펄스 폭(WIPOS)이 긴 본 실시예에서는 펄스 폭(WIPOS)이 상기 임계값(SL) 이상이면 역회전 상태인 것으로 판단하고 펄스 폭(WIPOS)이 상기 임계값(SL) 미만이면 정회전 상태인 것으로 판단한다.
또한, 본 실시예에서는, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 정회전 시의 펄스 폭(WIPOS)을 45μs로 설정하고 역회전 시의 펄스 폭(WIPOS)을 90μs로 설정하였지만, 펄스 폭(WIPOS)을 상기 45μs, 90μs로 한정하는 것은 아니다. 또한, 정회전 시에 역회전 시보다 펄스 폭(WIPOS)이 크게 되도록 설정할 수도 있다.
또한, 도 10의 (a)에 도시된 예에서는 회전 신호(POS)가 통상은 로우 레벨이고 미리 정해진 각도 위치가 되었을 때에 일정 시간만 하이 레벨로 변화하는 펄스 신호이지만, 통상은 하이 레벨이고 미리 정해진 각도 위치가 되었을 때에 일정 시간만 로우 레벨로 변화하는 펄스 신호일 수도 있으며, 이러한 경우 로우 레벨 기간을 회전 방향에 따라 다르게 설정하고 로우 레벨 기간의 길이를 펄스 폭(WIPOS)으로서 계측하여 회전 방향을 판별할 수 있다.
또한, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전 신호(POS)의 진폭(신호 레벨)을 정회전ㆍ역회전에서 다르게 하고 진폭(신호 레벨)의 차이에 따라 정회전ㆍ역회전을 판별할 수 있다.
도 10의 (b)에 도시된 예에서는 회전 신호(POS)가 통상은 로우 레벨이고 미리 정해진 각도 위치가 되었을 때에 일정 시간만 하이 레벨로 변화하는 펄스 신호이며, 미리 정해진 각도 위치가 되었을 때의 신호 레벨이 역회전 시보다 정회전 시에 더 높아지도록 설정되어 있고, 구체적으로는 정회전 시에는 5V, 역회전 시에는 2.5V의 신호를 출력하도록 설정되어 있다.
그리고, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 크랭크축(120)의 정회전 시에는 회전 신호(POS)의 발생 시마다 계수값(CNTPOS)을 증가시킴으로써 크랭크축(120)의 정회전 방향의 회전각을 검출하고, 크랭크축(120)의 역회전 시에는 회전 신호(POS)의 발생에 대하여 상기 계수값(CNTPOS)을 감소시킴으로써 크랭크축(120)이 역회전한 정도만큼 정회전 방향의 회전각이 감소한 것으로 간주한다.
또한, 역회전하여 상사점(TDC)을 지난 경우에는, 도 11에 도시된 바와 같이, 소정 피스톤 위치의 기통의 판별결과를 점화순서에서 1개 앞의 기통으로 복귀시킴으로써 내연 기관(101)의 정지 시의 각 기통의 피스톤 위치를 검출한다.
도 11에 도시된 패턴에서는 제1 기통 → 제3 기통 → 제4 기통 → 제3 기통 → 제4 기통의 순서로 소정 피스톤 위치의 기통 데이터를 갱신하고 있지만, 이는 제3 기통의 상사점(TDC)을 경과한 후에 내연 기관(101)이 역회전하여 다시 제3 기통의 상사점(TDC)을 지나서 되돌아가고, 제1 기통의 상사점(TDC)과 제3 기통의 상사점 사이에서 역회전에서 정회전으로 전환되어 제3 기통의 상사점(TDC)을 지나서 정지한 상태를 나타낸다.
앞에서 설명한 바와 같이, 정회전ㆍ역회전을 판별하여 크랭크각을 검출하면, 내연 기관(101)의 정지 직전에 역회전하는 경우가 있더라도 정지 시의 크랭크각 및 정지 시의 각 기통의 피스톤 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 내연 기관에서는, 시동 후에, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 흡기 밸브(105)의 폐(閉)시기(IVC)를 흡기 하사점(BDC)에 대하여 크게 지각(또는, 진각)시킨 밸브 타이밍으로 설정함으로써 밀러(앳킨슨) 사이클 운전을 하며, 실린더의 유효 압축비보다 팽창비를 크게 한다. 이에 따라, 녹킹 회피 성능을 향상시킬 수 있고 연비를 향상시킬 수 있다.
그러나, 시동 시에 IVC를 지나치게 지각(진각)시키면 실린더 흡입 공기량이 감소하여 양호한 시동 성능을 확보할 수 없다. 따라서, 시동 시에는, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, IVC의 지각량(진각량)을 작게 하여 BDC에 근접시키는 밸브 타이밍 제어를 함으로써 실린더 흡입 공기량을 증대시켜 시동성을 확보하는 운전을 한다. 여기서, 본 실시예에서는 크랭킹 개시부터 상기 시동용 밸브 타이밍으로 하기 위하여 점화 스위치를 오프시켜 기관을 정지시키는 정지 거동 중에 정지 후의 밸브 타이밍이 시동용 밸브 타이밍이 되도록 제어한다.
이와 같이, 정지 거동 중에 전동 VTC(113)에 의하여 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍을 변경하는 제어 도중에, 전술한 바와 같이 크랭크축의 역회전을 검출할 수 있다.
한편, 전동 VTC(113)에 의하여 변경되는 흡기 캠축(134)의 회전 위상(흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍)은, 전술한 바와 같은 기준 크랭크각 위치에서부터 캠 신호(복수 개 출력되는 기통에서는 선두의 캠 신호)가 출력될 때까지의 회전 신호(POS)의 발생 수를 계수하여 검출하는 방식으로는, 역회전이 일어나면 되면 캠 신호의 검출에 오류가 발생하여 회전 위상을 정확히 검출할 수 없다.
또한, 회전 위상을 기통 간의 행정 위상차마다 검출하기 때문에 정회전 시라도 정지 직전의 극저회전 시에는 피드백 제어의 제어 주기와 비교하여 회전 위상의 검출 주기가 길어서 지난번 제어 타이밍과 이번 제어 타이밍 사이에 검출값이 갱신되지 않으므로 이 사이에도 변경되는 회전 위상을 고정밀도로 검출할 수 없다.
이에, 본 실시예에서는 기관의 정지 거동 중의 밸브 타이밍의 피드백 제어 중에, 크랭크각 센서(117)로부터의 회전 신호(POS)에 기초하여 크랭크축(120)의 역회전을 검출한 때에 이 역회전 검출 직전의 회전 위상을 유지하도록 전동 VTC(113)의 전동 모터(12)의 조작량을 피드백 제어용 조작량에서부터 유지 조작량으로 절환한다.
흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍 제어의 각 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 13은 실시예1의 흐름도를 나타낸다.
제1 단계에서는, 이그니션 스위치의 오프 조작 등에 기초하여, 기관(엔진)의 정지 지령이 출력되었는지를 판정한다.
정지 지령이 출력되어 있지 않다고 판정된 때에는, 제2 단계에서 기관 운전 상태에 기초하여 VTC 목표각도(θtrg), 즉 전동 VTC(113)에 의하여 크랭크축(120)에 대하여 상대 회전되는 흡기 캠축(134)의 목표 회전각(VTC 목표 각도(θtrg)), 즉 흡기 캠축(134)의 목표 회전 위상(흡기 밸브(105)의 목표 밸브 타이밍)을 산출한다.
여기서, VTC 목표각도(θtrg)는, 저(低)부하ㆍ중(中)부하 등에서 연비 중시의 밀러 사이클 운전을 실시할 때에는 도 12의 (a)에 도시한 밀러 운전용 목표 밸브 타이밍으로 설정된다.
제3 단계에서는, 마찬가지로 전동 VTC(113)로 회전되는 흡기 캠축(134)의 실제 회전각(VTC 실제 각도)(θr), 즉, 흡기 캠축(134)의 회전 위상(흡기 밸브(105)의 실제 밸브 타이밍)을 산출한다.
전술한 바와 같이, 크랭크 각도 센서(117)로부터의 신호에 의해 검출되는 기준 크랭크 각도 위치로부터, 기통 마다 1개가 단독으로 출력되는 캠 신호(PHASE) 및 복수 개가 연속으로 출력되는 캠 신호(PHASE)의 선두의 신호까지의 회전 신호(POS)의 발생 수를 카운트함으로써, VTC 실제 각도(θr)를 산출할 수 있다.
제4 단계에서는, VTC 실제 각도(θr)를 VTC 목표 각도(θtrg)로 수렴시키는 피드백 제어(PI, PID 제어 등)의 VTC 조작량을 산출한다.
한편, 제1 단계에서, 이그니션 스위치의 오프 조작 등에 의하여 엔진 정지 지령이 출력되었다고 판정되었을 때는, 제5 단계 이후에서, 상기 정지 거동 중의 시동 시용 밸브 타이밍으로 수렴시키는 제어를 실시한다.
제5 단계에서는, VTC 목표 각도(θtrg)를, 도 12의 (b)에 나타낸 흡기 밸브(105)의 시동 시용으로 진각시킨 목표 밸브 타이밍으로 절환하여 설정한다.
제6 단계에서는, 기관이 정지하였는지를, 소정 시간 내에 크랭크 각도 센서(117)로부터의 회전 신호(POS)가 입력되지 않는 것 등에 의하여 판정한다.
기관이 아직 정지되어 있지 않다고 판정되었을 때는, 제7 단계에서 기관(크랭크축(120))의 회전 방향을, 전술한 판정 방법을 이용하여 판정한다.
또한, 기관이 정회전중이라고 판정되었을 경우에는, 제8 단계로 진행되어 VTC 실제 각도(θr)를 검출하고, 제9 단계에서 VTC 실제 각도(θr)를 VTC 목표 각도(θtrg)로 수렴시키는 피드백 제어에서의 전동 VTC(113)(전동 모터(12))의 조작량(VTC 조작량)을 산출한다.
한편, 제7 단계에서 기관이 역회전중이라고 판정되었을 경우는, 제10 단계로 진행되어, VTC 실제 회전각(θr)(흡기 밸브(105)의 실제 밸브 타이밍)을, 역회전 검출 직전에 검출된 VTC 실제 회전각(θr)으로 유지하기 위하여, VTC 조작량을 유지 조작량으로 설정한다. 아울러 기관 회전 시에는, 주로 밸브 스프링에 의해 흡기 밸브(105)를 개폐할 때의 캠 반력 등에 의하여, 흡기 캠축(134)을 크랭크축(120)에 대하여 상대 회전시키는 힘, 즉 회전 위상을 변화시키는 힘이 작용한다. 이 때, 전동 VTC(113)의 모터축(13)을 유지(모터 본체에 대한 모터축(13)의 회전을 정지)함으로써, 흡기 캠축(134)의 크랭크축(120)에 대한 상대 회전, 즉 회전 위상의 변화를 억제하고, 회전 위상을 현재 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 유지 조작량은, 전동 모터(12)에, 상기의 모터축(13)을 유지하여 회전 위상을 현재의 상태로 유지시키는 유지력을 부여하는 값으로 설정된다.
그리고, 제6 단계에서, 기관이 정지하였다고 판정되었을 경우는, 제11 단계에서 전동 VTC(113)의 구동을 정지(조작량 = 0)한다. 기관이 정지한 후에는, 캠 반력이 일어나지 않기 때문에, 전동 VTC(113)의 구동을 정지하더라도, 감속기(8)의 마찰 저항 등에 의하여 흡기 캠축(134)의 회전은 저지되어 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍은 그대로 유지된다.
또한, 기관이 역회전한 후에 다시 정회전으로 복귀하였을 경우에는, 다시 제8 단계로 진행되어, VTC 실제 각도(θr)를 검출하면서 VTC 목표 각도(θtrg)로 수렴시키는 피드백 제어용의 VTC 조작량이 산출되고, 이 피드백 제어가 재개되어, VTC 실제 각도(θr)가 VTC 목표 각도(θtrg)(시동용의 목표 밸브 타이밍)에 근접할 수 있게 된다.
본 실시예1에 의하면, 기관 정지 거동 중에 크랭크축(120)의 반전되더라도, 기관 정지 후의 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍은, 반전 발생 직전까지 시동용의 밸브 타이밍을 목표값으로 하는 피드백 제어를 하므로, 엔진 정지 지령전의 밀러 사이클용 등의 밸브 타이밍보다 진각된 시동용 밸브 타이밍에 가급적 근접시킬 수 있다.
따라서, 다음 번 기관 시동 시에, 이 정지 시의 밸브 타이밍으로부터 시동용 밸브 타이밍까지 가급적 신속하게 수렴시킬 수 있어서 시동성을 향상시킬 수 있다.
도 18은, 실시예1의 제어 시의 타임 차트를 나타낸다. 종래에는, 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 역회전에 의해 VTC 실제 각도를 오검출하면, 기관 정지 후의 VTC 실제 각도(밸브 타이밍)가 VTC 목표 각도(시동용 밸브 타이밍)로부터 크게 어긋나게 되어 시동성이 악화된다. 이에 대하여, 실선으로 나타낸 본 실시예에서는 역회전 시에 VTC 실제 각도(θr)를 오검출하는 일 없이 기관 정지 후의 밸브 타이밍을 시동용 밸브 타이밍에 근접한 상태로 유지하고, 이 상태에서부터 시동(크랭킹)을 개시할 수 있는 것을 볼 수 있다.
도 14와 도 15는 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍 제어의 실시예2의 흐름을 나타낸다.
기본적인 구성은 실시예1의 도 13과 동일하므로, 다른(추가된) 부분을 위주로 설명한다.
도 14에서는, 제7 단계에서 역회전 중이라고 판정되었을 때에는, 제10 단계에서 전동 VTC(113)의 유지 조작량을 산출하기 전에, 제21 단계에서 역회전 직전의 VTC 실제 각도(θr)를 기억해 둔다. 또한, 다음 번 시동 시에 상기 저장된 VTC 실제 각도(θr)를 이용한 이하에 설명하는 밸브 타이밍 제어를 실시한다.
제6 단계에서 기관의 정지가 판정된 후, 제22 단계로 진행되어 기관의 시동 지령의 유무를 판정하고, 시동 지령이 없을 때에는, 실시예1과 마찬가지로 제11 단계에서 전동 VTC(113)의 구동을 정지한다.
제22 단계에서 기관의 시동 지령이 있다고 판정되었을 때에는, 제23 단계로 진행되어, 시동(크랭킹)을 개시한 후, 첫 번째 VTC 실제 각도(θr)를 검출하였는지(VTC 실제 각도(θr) 검출용의 캠 신호(PHASE)를 검출하였는지)를 판정한다.
또한, 첫 번째 VTC 실제 각도(θr) 검출 전이라고 판정되었을 때에는, 제24 단계에서, 제21 단계에서 기억한 VTC 실제 각도(θr)를 호출하고, 제25 단계에서, 상기 호출한 VTC 실제 각도(θr)를 초기 검출값으로 하여 시동용의 VTC 목표 각도(θtrg)로 수렴시키는 VTC 조작량을 산출하여 밸브 타이밍의 피드백 제어를 개시한다.
이 때, VTC 조작량은 VTC 목표 각도(θtrg)와 VTC 실제 각도(θr)와의 편차(= trg - θr)가 클(작을)수록 큰(작은) 값으로 설정하여, 오버 슛을 억제하면서 신속하게 수렴할 수 있게 한다.
또한, 첫 번째 VTC 실제 각도(θr)가 검출될 때까지, 간편하게는 VTC 조작량을 일정한 값으로 하여도 좋은데, VTC 조작량의 초기값을 크게 설정하여 제어 주기마다 VTC 조작량을 점점 감소시키는 특성으로 설정하면, 오버 슛 억제 기능을 높여 수렴성을 높일 수도 있다.
제23 단계에서 VTC 실제 각도(θr)의 첫 번째 검출 후(VTC 실제 각도(θr) 검출용 캠 신호(PHASE)가 검출됨)라고 판정되었을 때에는, 제26 단계에서 VTC 실제 각도(θr)를 검출하고, 제27 단계에서, 검출된 VTC 실제 각도(θr)를 VTC 목표 각도(θtrg)로 수렴시키는 피드백 제어의 VTC 조작량을 산출한다.
본 실시예2에 의하면, 시동 지령 출력 후, 첫 번째 VTC 실제 각도(θr)가 검출되기 전부터 기관의 역회전 직전에 기억된 VTC 실제 각도(θr)를 이용하여 피드백 제어를 개시할 수 있다. 이에 의하여, 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍을 더 신속하게 시동 시용 목표 밸브 타이밍으로 수렴시키면서 시동성을 향상시킬 수 있다.
도 16은 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍 제어의 실시예3의 흐름을 나타낸다.
본 실시예3에서는, 실시예1의 도 13과 동일한 구성에서, 제7 단계에서 기관의 역회전을 검출하였을 때에는, 제31 단계에서 VTC 실제 각도(θr)의 연산을 정지하는 구성으로 하였다.
본 실시예3에 의하면, VTC 실제 각도(θr)를 올바르게 산출할 수 없는 크랭크축의 역회전 중에는 불필요한 연산을 정지함으로써, 연산 부하를 경감할 수 있다.
도 17은 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍 제어의 실시예4의 흐름을 나타낸다.
본 실시예4에서는, 실시예1의 도 13과 동일한 구성에서, 제7 단계에서 기관의 역회전을 검출하였을 때에, 제11 단계에서 설정되는 VTC 조작량의 유지 조작량을 역회전 검출 직전에 검출된 VTC 실제 회전각(θr)으로 유지하기 위한 유지 조작량을, 제41 단계에서 윤활유 온도(유온(油溫))와 기관 회전 속도에 기초하여 가변적인 값으로서 산출한다.
구체적으로는, 윤활유의 온도가 낮고 윤활유의 점도가 높을 때에는, 감속기(8) 등의 마찰 저항이 증가하므로 유지 조작량을 작게 보정할 수 있고, 기관 회전 속도가 높을 때에는, 캠 반력의 발생 빈도가 증대되어 캠축(134)이 상대 회전하기 쉬워지기 때문에 유지 조작량을 큰 값으로 보정한다.
본 실시예4에 의하면, 유지 조작량을 필요 충분한 값으로 설정하고, 유지력을 확보하면서 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한 제7 단계와 제11 단계 사이에, 상기 실시예3의 제31 단계와 실시예4의 제41 단계를 동시에 구비한 실시예로 하여도 좋은 것은 물론이다. 실시예2에 있어서, 제7 단계와 제11 단계 사이에 제31 단계와 제41 단계 중 적어도 한 단계를 구비하여도 좋은 것도 물론이다.
또한, 이상의 실시예에서는, 전동 VTC(113)는 전동 모터(12)의 본체가 타이밍 스프로켓(1)과 일체로 회전하는 구조이며, 모터축(13)과 흡기 캠축(134) 간은 감속비가 큰 감속기(8)가 개재됨으로써 마찰 저항이 크다. 따라서, 이 마찰 저항만으로도 큰 모터축(13) 유지력이 부여되고 있고, 유지 조작량을 이 마찰 저항에 의한 유지력에서 부족분을 공급할 수 있을 정도로 하면 되므로 소비 전력을 절감할 수 있다. 또한, 마찰 저항만으로 캠 반력에 의한 모터축(13)의 상대 회전을 억제할 수 있는 유지력을 확보할 수 있게 설정되어 있는 경우에는, 유지 조작량을 0(전동 VTC의 구동을 정지)으로 할 수도 있다. 또한, 이 타입의 전동 VTC에서는, 통상 운전 중에 밸브 타이밍을 변경하지 않는 동안에도 유지 조작량으로 하고, 밸브 타이밍을 변경할 때에만 모터축을 회전 구동하면 된다.
이에 대하여, 예를 들면, 일본 특허 제4123127호에 개시된 바와 같이, 전동 모터의 고정자를 커버에 고정한 전동 VTC의 구조의 경우, 캠축을 스프로켓과 동일 속도로 회전시키는 모터축 회전 속도(밸브 타이밍을 유지하는 회전 속도)에 대하여 전동 모터의 회전 속도를 증감 조정하여 밸브 타이밍을 변경하는 방식이기 때문에, 항상 고속으로 회전 구동할 필요가 있다.
따라서, 밸브 타이밍 변경 시에만 모터축을 구동하는 상기 실시예의 구조를 채용함으로써, 일본 특허 제4123127호의 구조와 비교하여, 전동 모터의 소비 전력을 큰 폭으로 절감할 수 있다. 다만, 본 발명은 일본 특허 제4123127호의 구조의 전동 VTC에 적용한 구성도 포함한다.
또한, 본 발명은 배기 밸브의 밸브 타이밍을 전동 모터로 변경하는 전동 VTC에서, 정지 거동 시 등에 배기 밸브를 시동 시에 적합한 밸브 타이밍으로 제어할 때 등에도 적용할 수 있고, 이 경우에도, 역회전 발생 시 정지 후의 배기 밸브의 밸브 타이밍이 시동용의 밸브 타이밍에 근접한 상태로 유지되므로, 다음 번 시동 시의 시동성을 향상시킬 수 있다.
2011년 9월 28일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-202730호의 전체 내용을 원용하여 본 발명의 명세서에 포함시킨다.
일부 실시예만을 선택하여 본 발명을 예시하였지만, 당업자라면 이와 같은 개시로부터 특허청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 개조를 할 수 있을 명확하게 알 수 있을 것이다.
또한, 위에서 설명한 본 발명에 따른 실시예는 단지 예시를 위한 것일 뿐, 특허청구범위에 의해 한정된 본 발명과 그 균등물을 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (18)

  1. 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치로서,
    크랭크축의 회전각을 검출하는 크랭크각 센서와,
    기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각을 검출하는 캠 센서와,
    상기 크랭크각 센서 및 상기 캠 센서로부터의 각 신호에 기초하여, 상기 크랭크축에 대한 상기 캠축의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출부와,
    상기 크랭크축에 대하여 상기 캠축을 상대 회전시켜 상기 회전 위상을 변경시킬 수 있는 액추에이터를 구비하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치에 있어서,
    상기 크랭크축의 정방향 회전과 역방향 회전을 판별하여 검출하는 정회전/역회전 검출부와,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부로서, 기관을 정지 조작하고 나서 정지할 때까지의 정지 거동중에, 상기 크랭크축의 정방향 회전을 검출하였을 때에는, 상기 회전 위상 검출부에 의하여 검출된 회전 위상에 기초하여, 정지 후의 회전 위상을 시동 시용의 목표 회전 위상에 근접하도록 제어하고, 기관을 정지 조작하고 나서 정지할 때까지의 정지 거동 중에, 상기 크랭크축의 역방향 회전을 검출하였을 때에는, 상기 액추에이터의 조작량을, 상기 회전 위상을 상기 크랭크축의 역방향 회전 검출 직전에 검출된 회전 위상으로 유지하도록 제어하는 유지 조작량으로 절환하는 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 기관 시동 지령의 발생 시점으로부터 상기 회전 위상 검출부에 의한 첫 번째 회전 위상 검출까지의 기간 동안, 상기 유지 조작량을 이용한 제어에 의하여 유지되고 있는 회전 위상에 기초하여 상기 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 흡기 밸브 개폐용 캠축의 회전 위상을, 기관을 정지 조작하기 전에는 흡기 밸브의 폐시기가 흡기 하사점보다 지각측이 되도록 제어하고, 정지 조작 후에는 흡기 밸브의 폐시기를 정지 조작 전보다 진각시켜 흡기 하사점에 근접하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 크랭크축의 역회전 발생 시의 기관 회전 속도 및 기관 온도에 기초하여 상기 유지 조작량을 산출하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 크랭크축의 역방향 회전이 검출되면 상기 회전 위상 검출부에 의한 회전 위상 검출의 연산을 정지하고, 다시 상기 크랭크축의 정방향 회전이 검출되면 회전 위상 검출부에 의한 회전 위상 검출의 연산을 재개하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 기관의 정지 후에 상기 액추에이터의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 기관 밸브로서의 흡기 밸브의 비시동 시의 목표 회전 위상을 밀러 사이클 운전용의 값으로 하고, 시동 시 용의 목표 회전 위상을 비시동 시 용 목표 회전 위상보다 흡기 하사점에 가까운 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 크랭크축에 연동하여 회전하는 스프로켓과 상기 캠축이 동심으로 배치되고,
    상기 액추에이터는, 상기 스프로켓과, 상기 캠축과, 모터축이 동심으로 배치되는 동시에 고정자를 포함한 모터 본체가 상기 스프로켓과 일체로 회전하는 전동 모터로 구성되고,
    상기 제어부는 상기 모터축의 회전을 감속기를 매개하여 상기 캠축에 전달함으로써 상기 캠축을 상기 스프로켓에 대하여 상대 회전시켜서, 상기 회전 위상을 변경하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 장치.
  9. 크랭크축의 회전각 및 기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각을 검출하고, 상기 크랭크축의 회전각 및 상기 기관 밸브 개폐용 캠축의 회전각의 각 신호에 기초하여, 상기 크랭크축에 대한 상기 캠축의 회전 위상을 검출하고, 액추에이터를 구동하여 상기 크랭크축에 대하여 상기 캠축을 상대 회전시켜 상기 캠축의 회전 위상을 변경하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법으로서,
    상기 크랭크축 회전의 정방향 회전과 역방향 회전을 판별하여 검출하는 단계와,
    기관을 정지 조작하고 나서 정지할 때까지의 정지 거동 중에, 상기 크랭크축의 정방향 회전을 검출하였을 때에는, 검출된 회전 위상에 기초하여, 정지 후의 회전 위상을 시동 시 용의 목표 회전 위상에 근접하도록 제어하고, 기관을 정지 조작하고 나서 정지할 때까지의 정지 거동 중에, 상기 크랭크축의 역방향 회전을 검출하였을 때에는, 상기 액추에이터의 조작량을, 상기 회전 위상을 상기 크랭크축의 역방향 회전 검출 직전에 검출된 회전 위상으로 유지하도록 제어하는, 유지 조작량으로 절환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액추에이터를 조작하는 단계는 기관 시동 지령의 발생 시점으로부터 첫 번째 회전 위상 검출까지의 기간 동안, 상기 유지 조작량을 이용한 제어에 의하여 유지되고 있는 회전 위상에 기초하여 상기 액추에이터를 조작하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 단계는, 흡기 밸브 개폐용 캠축의 회전 위상을, 기관을 정지 조작하기 전에는 흡기 밸브의 폐시기가 흡기 하사점보다 지각측이 되도록 제어하고, 정지 조작 후에는 흡기 밸브의 폐시기를 정지 조작 전보다 진각시켜 흡기 하사점에 근접하도록 제어하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유지 조작량을 상기 크랭크축의 역회전 발생 시의 기관 회전 속도 및 기관 온도에 기초하여 산출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 단계는, 상기 크랭크축의 역방향 회전이 검출되면 회전 위상 검출의 연산을 정지하고, 다시 상기 크랭크축의 정방향 회전이 검출되면 회전 위상 검출의 연산을 재개하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 단계는, 기관의 정지 후에 상기 액추에이터의 구동을 정지하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 단계는 기관 밸브로서의 흡기 밸브의 비시동 시에 있어서의 목표 회전 위상을 밀러 사이클 운전용의 값으로 하고, 시동 시용 목표 회전 위상을 비시동 시 용 목표 회전 위상보다 흡기 하사점에 가까운 값으로 설정하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
  16. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 크랭크축에 연동하여 회전하는 스프로켓과 상기 캠축이 동심으로 배치되고,
    상기 액추에이터는 상기 스프로켓과, 상기 캠축과, 모터축이 동심으로 배치되는 동시에 고정자를 포함한 모터 본체가 상기 스프로켓과 일체로 회전하는 전동 모터로 구성되며,
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 단계는 상기 모터축의 회전을 감속기를 매개하여 상기 캠축에 전달함으로써 상기 캠축을 상기 스프로켓에 대해서 상대 회전시켜서, 상기 회전 위상을 변경하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법.
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