KR20000053558A - 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 - Google Patents

내연기관의 밸브타이밍 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000053558A
KR20000053558A KR1020000002805A KR20000002805A KR20000053558A KR 20000053558 A KR20000053558 A KR 20000053558A KR 1020000002805 A KR1020000002805 A KR 1020000002805A KR 20000002805 A KR20000002805 A KR 20000002805A KR 20000053558 A KR20000053558 A KR 20000053558A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve timing
oil
control
combustion engine
hydraulic actuator
Prior art date
Application number
KR1020000002805A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100355126B1 (ko
Inventor
와다코오지
하시모토아쓰코
Original Assignee
다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시, 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
Publication of KR20000053558A publication Critical patent/KR20000053558A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100355126B1 publication Critical patent/KR100355126B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • 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
    • 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
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • 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
    • F01L2820/044—Temperature

Abstract

운전상태에만 기준한 밸브타이밍의 제어에서는 제어성이 일정하지 않었다. VVT 액추에이터에 공급되는 유압을 검지할 수가 없으므로 목표의 밸브타이밍에 제어할 수 없는 경우가 있었다. 이의 해결수단으로 내연기관의 밸브타이밍을 진각 또는 지각 시키기 위해 캠샤프트의 캠의 작동각을 변화 시키는 유압 액추에이터와 유압 액추에이터에 윤활유를 압송하는 펌프와 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유량을 조정하는 공급유량 조절밸브와 펌프의 하류측에서의 윤활유의 유압에 따라 유압 액추에이터의 구동력을 추정하고, 이 추정한 유압 액추에이터의 구동력에 따라 제어량을 결정하는 제어수단을 구비하고 있다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 제어장치{VALVE TIMING CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 유압 작동식의 가변 밸브타이밍 기구를 구비한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에 관한 것이다.
도 14는 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면이다.
도 14에 표시하는 바와 같이 종래의 밸브타이밍 제어장치는 윤활유를 밸브타이밍 제어시스템에 압송하는 오일펌프(1)와 내연기관의 흡기밸브 내지 배기밸브의 개폐를 하는 캠샤프트(2)와 크랭크 축(도시않음)에 대한 캠샤프트(2)의 회전위상을 변화 시키는 VVT(Variable Valve Timing) 액추에이터(3)와 VVT액추에이터(3)에 공급되는 윤활유의 량을 조정하는 오일 콘트롤 밸브(4)와 크랭크 축의 회전위상을 검출하는 크랭크 축 회전위상 검출수단(5)과 캠샤프트의 회전위상을 검출하는 캠샤프트 회전위상 검출수단(6)과 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단(7)과 오일 콘트롤 밸브(4)를 전기적으로 구동하는 오일 콘트롤 밸브 구동회로(8)와 오일 콘트롤 밸브 구동회로(8)에 지령을 주는 ECU(9)를 구비한다.
또, VVT액추에이터(3)는 크랭크 축과 동기해서 회전하는 (회전수는 크랭크 축의 1/2) 캠풀리(2a)와 캠샤프트(2)를 진각 또는 지각측에 각각 회전 이동 시키기 위한 진각실 (3a), 지각실(3b) 및 로터(3c)를 구비한다.
다음 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 동작을 설명한다. 운전상태 검출수단(7)에서 검출되는 내연기관의 운전상태(엔진 회전수,스로틀개도,충전효율,냉각수 온 등)에 따라 ECU(9)내에서는 최적한 밸브타이밍을 결정한다.
크랭크 축 회전위상 검출수단(5) 및 캠샤프트 회전위상 검출수단(6)으로 검출되는 크랭크 축 및 캠샤프트(2)의 각각 위상에 따라 ECU(9)에서 현재의 밸브타이밍이 연산된다.
ECU(9)에서는 최적한 밸브타이밍과 현재의 밸브타이밍의 편차를 감소시키는 오일 콘트롤 밸브(4)의 조작량이 산출되고 이 조작량이 오일 콘트롤 밸브 구동회로 (8)에 전송된다.
오일 콘트롤 밸브 구동회로(8)는 ECU(9)에서 지령되는 조작량과 오일콘트롤 밸브(4)의 전기적인 거동이 일치 하도록 ECU(9)로 부터 지령되는 조작량에 따라 오일 콘트롤 밸브(4)에 공급되는 전압 또는 전류를 조정한다.
오일펌프(1)로 부터 오일 콘트롤 밸브(4)에 압송된 윤활유는 오일 콘트롤 밸브(4)에서 VVT 액추에이터(3)의 진각실(3a) 또는 지각실(3b)로 통하는 진각측 유로 (3d) 또는 지각측 유로(3e)로 나누어지고 진각실(3a) 또는 지각실(3b)의 어느곳인가에 공급된다.
밸브타이밍을 진각 시킬때는 진각실(3a)에 윤활유가 공급되는 동시에 지각실 (3b)내의 윤활유가 오일 콘트롤 밸브(4)의 드레인을 통해서 오일팬으로 되돌려진다.
캠샤프트(2)는 VVT 액추에이터(3)내의 로터(3c)와 동축에 접속되어 있으므로 로터(3c)가 유압에 의해 캠풀리(2a)에 대해 진각측으로 회전되고, 캠샤프트(2)의 회전 위상을 크랭크축의 회전위상에 대해 진각 시킨다.
한편, 밸브타이밍을 지각 시킬때는 지각실(3b)에 윤활유가 공급되고 진각실 (3a)내의 윤활유가 오일 콘트롤 밸브(4)의 드레인을 통해서 오일팬으로 되돌려지고 진각때와는 역의 동작이 진행됨으로써 밸브타이밍을 지각 시킨다.
VVT 액추에이터(3)의 구동력은 캠샤프트의 작동토크와 오일펌프로 부터 공급되는 윤활유의 압력에 의해 결정되나 종래의 밸브타이밍 제어장치에서는 윤활유의 압력이나 캠샤프트의 작동토크는 운전상태 검출수단(7)의 검출신호(예를들면 엔진 회전수나 냉각수 온으로 부터)로 부터 추정되어 있다.
그러나, 윤활유의 압력은 윤활유의 성상, 유온의 변화 열화의 정도에 의해 변화하는 외에 유량의 감소, 가감속, 고속선회에서의 오일팬내에서의 윤활유의 기울기등에 의한 오일펌프의 토출압의 변화나 공급 유로내에 이물질이 축적하는 등에 의해 동일한 운전상태라도 변화한다.
또, 캠샤프트의 작동토크는 엔진 회전수와 윤활유의 점도에 의해 변화한다.
이 때문에 운전상태 만에 따라서 VVT 액추에이터(3)의 구동력을 추정해서 제어량을 결정하는 종래의 제어방법에서는 밸브타이밍의 제어성이 일정하지 않다는 과제가 있었다.
또, VVT 액추에이터(3)에 의한 공급유압이 현저하게 저하하는 케이스로는 유온이 극히 높고, 또 엔진 회전수가 낮은 경우나 공급 유로내에 이물질이 축적된 경우가 생각된다. 이런 경우에는 VVT 액추에이터(3)의 구동력이 저하하기 때문에 목표하는 밸브타이밍으로 제어할 수 없다는 과제가 있었다.
또, 이 결과 내연기관의 연소상태가 불안정하게 된다는 과제가 발생되고 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로 VVT 액추에이터(3)에 공급되는 윤활유의 유압에 따라 VVT 액추에이터의 구동력을 추정함으로써 밸브타이밍의 제어성을 일정하게 유지할 수가 있고, 내연기관의 연소상태가 불안정하게 되지않는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 내연기관의 밸브타이밍을 진각 또는 지각 시키기 위해 캠샤프트의 캠의 작동각을 변화 시키는 유압 액추에이터와 유압 액추에이터에 윤활유를 압송하는 펌프와, 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유량을 조정하는 공급유량 조정밸브와, 펌프의 하류측에서의 윤활유의 유압 액추에이터의 구동력을 추정하고 유압 액추에이터의 구동력의 추정치에 따라 제어량을 결정하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어수단은 유압 액추에이터의 구동력의 변화에 불구하고 밸브타이밍의 제어성이 대략 일정하게 되도록 제어량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어수단은 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 작을때는 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 클때 보다도 밸브타이밍제어의 제어게인을 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 펌프의 하류측에 설치되고, 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유의 압력을 검출하는 유압 검출수단과, 윤활유의 온도를 검출하는 유온 검출수단과, 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또다시 구비하고, 제어수단은 유온 검출수단에서 검출되는 유온과 운전상태 검출수단으로 검출되는 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동 시키기 위한 힘을 추정하고 유압 검출수단으로 검출된 유압에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트의 회전력을 연산하고, 캠샤프트 작동력 및 캠샤프트에의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 펌프의 하류측에 배치되고 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유의 압력을 검출하는 유압 검출수단과 적어도 내연기관의 회전수를 포함하는 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또 구비하고, 제어수단은 유압 검출수단에서 검출되는 유압 및 운전상태 검출수단에 의해 검출되는 내연기관의 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동 시키기 위한 힘을 추정하고, 유압 검출수단에서 검출된 유압에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트의 회전력을 연산하고, 캠샤프트의 작동력 및 캠샤프트의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 윤활유의 온도를 검출하는 유온 검출수단과 적어도 내연기관의 회전수를 포함하는 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또 구비하고, 제어수단은 유온 검출수단에서 검출되는 유온 및 운전상태 검출수단에 의해 검출되는 내연기관의 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동시키기 위한 힘을 추정하고, 운전상태 검출수단에서 검출되는 내연기관의 운전상태 및 유온 건출수단에 의해 검출되는 유온에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트의 회전력을 연산하고, 캠샤프트의 작동력 및 캠샤프트의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 개략적으로 표시하는 블록도,
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용을 표시하는 플로차트,
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 운활유의 온도와 점도의 관계를 표시하는 특성도,
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 엔진 회전수와 캠샤프트 작동력의 관계를 표시하는 특성도,
도 6은 본 발명의 실시의형태 1에서의 캠샤프트에의 회전력과 VVT 액추에이터 구동력과의 관계를 표시하는 특성도,
도 7은 추정된 VVT 액추에이터의 구동력에 따라 설정되는 제어게인의 특성을 표시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 블록도,
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용의 일부를 표시하는 플로차트,
도 10은 엔진 회전수에 대한 유압의 관계를 표시하는 특성도,
도 11은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 블록도,
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용의 일부를 표시하는 플로차트,
도 13은 엔진 회전수에 대한 유압의 관계를 표시하는 특성도,
도 14는 종래의 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 오일펌프(펌프) 3 : VVT 액추에이터(유압 액추에이터)
4 : 오일 콘트롤 밸브(공급유량 조절밸브) 10 : ECU(제어수단,유압추정수단)
11 : 운전상태 검출수단 14 : 유온 검출수단
15 : 유압 검출수단 30 : 유압 추정수단
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 개략적으로 표시하는 블록도이다,
도 1에 표시하는 바와 같이 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 제어장치는 운전상태 검출수단(11), 밸브타이밍 결정수단(12), 밸브타이밍 검출수단 (13), 유온 검출수단(14), 유압 검출수단(15), 윤활유 점도 추정수단(16), 캠샤프트 작동력 추정수단(17), VVT 액추에이터 구동력 추정수단(18) 및 밸브타이밍 제어량 결정수단(19)을 구비한다.
도 2는 본 발명의 실시의 형 태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면이다.
도 2에 표시하는 바와 같이 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 종래의 장치와 같이 오일펌프(1), 캠샤프트(2), 유압 액추에이터로서의 VVT 액추에이터(3), 공급 유량 조정밸브로서의 오일 콘트롤 밸브(4), 크랭크 축 회전위상 검출수단(5), 캠샤프트 회전위상 검출수단(6) 및 오일 콘트롤 밸브 구동회로(8)을 구비하고 있다.
또, 유온 검출수단(14) 및 유압 검출수단(15)은 도 2에 표시하는 바와 같이 VVT 액추에이터(3)에 윤활유를 압송하기 위한 펌프인 오일펌프(1)의 하류측에 배치되는 것이고, 오일펌프(1)와 오일 콘트롤 밸브(4)사이에 배치되는 것이 바람직하다.
또, 유온 검출수단(14)에 대해서는 VVT 액추에이터(3)와 캠샤프트의 접동각부에 공급되는 윤활유의 온도를 검출할 수 있는 위치이면 반드시 오일펌프(1)의 하류측에 배치할 필요는 없다.
또, ECU(10)는 도 1에 표시한 밸브타이밍 결정수단(12), 윤활유 점도 추정수단(16), 캠샤프트 작동력 추정수단(17), VVT 액추에이터 구동력 추정수단(18), 및 밸브타이밍 제어량 결정수단(19)을 포함하는 엔진 제어장치이고, 오일펌프(1)의 하류측에서의 윤활유의 유압 및 유온에 따라 VVT 액추에이터(3)에 공급하는 윤활유 량을 제어한다.
이러한, 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에서 운전상태 검출수단(11)은 내연기관의 운전상태로서의 엔진 회전수(Ne), 스로틀개도(TPS), 충전효율(EV) 및 냉각수 온도(WT)등을 검출한다.
밸브타이밍 결정수단(12)은 운전상태 검출수단(11)에서 검출되는 엔진 회전수등에 따라 최적한 밸브타이밍을 결정한다.
밸브타이밍 검출수단(13)은 크랭크 축 회전 위상검출수단(5) 및 캠샤프트 회전 위상검출수단(6)의 검출신호에 따라 현재의 밸브타이밍을 검출한다.
유온 검출수단(14) 및 유압 검출수단(15)은 윤활유의 온도 및 VVT 액추에이터(3)에 공급되는 윤활유의 온도 및 압력을 각각 검출한다.
윤활유의 점도 추정수단(16)은 유온 검출수단(14)으로 검출되는 유온에 따라 윤활유의 점도를 추정한다.
캠샤프트 작동력 추정수단(17)은 운전상태 검출수단(11)에서 검출되는 운전상태로서 엔진 회전수 및 윤활유 점도 추정수단(16)에서 추정되는 윤활유의 점도에 따라 캠샤프트의 작동력을 추정한다.
VVT 액추에이터 구동력 추정수단(18)은 현재의 밸브타이밍 최적한 밸브타이밍 캠샤프트의 작동력의 추정치 및 유압에 따라 VVT 액추에이터(3)가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력(이하 VVT 액추에이터 구동력이라 칭함)을 추정한다.
밸브타이밍 제어량 결정수단(19)은 VVT 액추에이터 구동력의 추정치에 따라 오일 콘트롤 밸브(4)의 제어량을 결정하고 밸브타이밍을 제어한다.
또, 도 1에는 제어수단으로서의 ECU(10)의구성을 개략적으로 표시하기 위해 밸브타이밍 결정수단(12), 윤활유점도 추정수단(16), 캠샤프트 작동력 추정수단 (17), VVT 액추에이터 구동력 추정수단(18) 및 밸브타이밍 제어량 결정수단(19)을 표시하나 ECU(10)의 기능은 이것에 한정되는 것은 아니고, 아래에서 설명하는 플로에서 필요한 모든 연산을 하는 기능을 구비하는 것이다.
다음 동작에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용을 표시하는 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 윤활유의 온도와 점도의 관계를 표시하는 특성도이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 엔진 회전수와 캠샤프트 작동력의 관계를 표시하는 특성도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 캠샤프트에의 회전력과 VVT 액추에이터 구동력과의 관계를 표시하는 특성도이다.
도 7은 추정된 VVT 액추에이터의 구동력에 따라 설정되는 제어게인의 특성을 표시하는 도면이다.
도 3에 표시하는 바와 같이 스텝 1에서 운전상태 검출수단(11)과 크랭크 축 회전 위상검출수단(5)와, 캠샤프트 회전 위상검출수단(6)으로 검출된 각 검출신호(예를들면 엔진 회전수 스로틀개도 등)을 판독한다(S1).
스텝 2에서는 스텝 1에서 판독한 크랭크 축의 회전위상과 캠샤프트의 회전위상에 따라 ECU(10)내에서 현재의 밸브타이밍( θ)를 산출한다(S2).
스텝 3에서는 스텝 1에서 판독한 운전상태를 표시하는 검출신호(예를들면 엔지 회전수,스로틀개도,충전효율,수온 등)에 따라 그 운전상태에서의 가장 적절한 밸브타이밍(이하 무표 밸브타이밍)(θT)를 산출한다(S3).
스텝 4에서는 유온 검출수단(14)에서 검출되는 윤활유의 온도(이하 단지유온이라 칭함)을 판독하고 도 4의 특성에 따라 윤활유의 점도를 추정한다(S4).
스텝 5에서는 목표 밸브타이밍 (θT)에 대한 현재의 밸브타이밍( θ)의 편차( θe)를 산출하고, 스텝 4에서 추정한 윤활유의 점도와 엔진 회전수로 부터 도 5의 특성을 사용해서 캠샤프트를 작동 시키는데 필요한 힘(이하 캠샤프트의 작동력 Fc라 칭한다)를 추정한다(S5).
이 캠샤프트의 작동력(Fc)는 캠샤프트 회전시에 샤프트와 캠베어링, 캠과 밸브리프트 사이에서 생기는 마찰력등에 기인하는 것이다.
스텝 6에서는 VVT 액추에이터(3)가 캠의 작동각을 변화 시키는 힘 (FА)(이하 VVT 액추에이터 구동력 FА라 칭한다)를 추정한다.
구체적으로는 유압 검출수단(15)에서 검출된 유압을 판독하고, VVT 액추에이터(3)에서 공급되는 유압이 캠샤프트(2)를 회전 시키는 힘 (Fp)가 연산된다.
그리고, 스텝 5에서 추정된 캠샤프트의 작동력 (Fc)를 사용해서 도 6의 특성에 따라 VVT 액추에이터 구동력 (FА)를 식(1)에 따라 추정한다(S6).
FА= Fp - FC ...............(1)
이와같이 VVT 액추에이터(3)가 실제로 크랭크 축의 회전 위상에 대해 캠샤프트(2)의 위상을 변화 시키는 힘인 VVT 액추에이터 구동력 (FА)는 VVT 액추에이터 (3)에 공급되는 윤활유의 유압에 의해 캠샤프트(2)가 회전되는 힘 (Fp)(캠샤프트에의 회전력 Fp)와 스텝 5에서 추정된 캠샤프트의 작동력(Fc)와의 차로 표시 된다.
스텝 7에서는 목표 밸브타이밍(θT)에 대한 현재의 밸브타이밍(θ)의 편차 (θe)와 불감대(θD)의 대소 관계에 따라 오일콘트롤 밸브(4)의 동작을 결정한다(아래에 기록하는 스텝 8).
편차(θe) 쪽이 불감대(θD)보다 작을때는 밸브가 폐쇄된다.(아래에 기록되는 스텝 9).
또, 이 불감대(θD)는 영(0)에 설정해도 (즉, 불감대를 설정하지 않아도) 본 발명은 마찬가지로 실시할 수 있는 것이다. 즉, 이런 경우에는 목표 밸브타이밍과 현재의 밸브타이밍의 편차의 대소에 불구하고 항상 제어가 실시되게 된다.
스텝 8에서는 오일콘트롤 밸브(4)를 개방하기 의한 제어량을 결정한다. 예를들면 제어량의 결정에 PID제어를 사용하는 경우에는 스텝 7에서 산출된 (θe)와 스텝 6에서 추정된 VVT 액추에이터의 구동력에 따라 설정된 제어게인에 따라 제어량을 결정한다.
도 7은 추정된 VVT 액추에이터의 구동력에 따라 설정되는 제어게인의 특성을 표시하는 도면이다.
도 7과 같이 VVT 액추에이터의 구동력의 추정치가 작을수록 제어게인은 크게 설정 되도록 되어 있다. 이것은 VVT 액추에이터(3)의 구동력이 작아질수록 제어의 응답 시간이 길어지므로 VVT 액추에이터(3)의 구동력이 작을때는 제어게인을 크게 설정함으로써 오일 콘트롤 밸브(4)의 제어량을 크게하고, VVT 액추에이터(3)의 구동력의 변화에 불구하고 항상 일정한 제어 응답성이 얻어지도록 제어게인을 결정하는 것이다.
스텝 9에서는 스텝 8과 같은 조작에 의해 오일콘트롤 밸브(4)를 폐쇄하기 위한 제어량을 결정한다.
스텝 10에서는 스텝 8 또는 스텝 9에서 결정된 제어량이 오일콘트롤 밸브 구동회로(8)를 통해서 전기적인 신호로 변환되고 오일콘트롤 밸브(4)가 구동된다.
이상 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 밸브타이밍 제어장치에 의하면 VVT 액추에이터의 구동원인 유압을 직접 계측하기 위해 윤활유의 성상이나 량의 변화 차량 운전상태의 변화 윤활유를 공급하는 유로의 상태 변화등에 의한 유압의 변화등이 생겨도 정확하고 일정한 제어를 할 수가 있다.
또, 캠샤프트의 작동토크의 추정과 액추에이터의 구동방향을 고려해서 VVT 액추에이터의 구동력을 추정하기 위해 진각측 또는 지각측의 어느 방향으로 캠의 위상을 변화 시키는 경우에도 안정된 제어를 할 수가 있다.
또, VVT 액추에이터에 공급되는 유압의 저하를 정확하게 검출할 수 있으므로 당해 유압이 현저하게 저하한 경우에는 이를 정확히 검출해서 VVT 액추에이터를 가장 안정한 위치(예를들면 흡기밸브이면 최지각 위치가 캠샤프트의 작동력으로 안정된다)에 고정할 수 있고, 이 결과 VVT 액추에이터에 공급되는 유압의 저하시에 내연기관의 연소상태를 보다 안정하게 유지할 수가 있다.
실시의 형태 2.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 일부를 표시하는 플로차트이다.
도 10은 엔진 회전수에 대한 유압과 점도의 관계를 표시하는 특성도이다. 도 8에 표시하는 바와 같이 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 유온 검출수단(14)을 구비하지않고 운전상태와 유압에 따라 윤활유의 점도를 추정하고, 또 윤활유의 점도의 추정치와 운전상태에 따라 VVT 액추에이터 (3)의 구동력 (FА)를 추정하는 것 이외는 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 밸브타이밍 제어장치와 같다.
다음은 제어방법에 대하여 설명한다.
도 9에 표시하는 바와 같이 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용은 실시의 형태 1에 관한 제어내용에서의 스텝 4를 스텝 14로 변경한 것이다.
스텝 3에서 목표 밸브타이밍(θT)가 연산한 후 스텝 14에서는 유압 검출수단 (15)에서 윤활유의 압력(유압)을 판독하고, 스텝 1에서 판독된 유압과 운전상태로서의 엔진 회전수에 따라 도 10의 특성을 사용해서 윤활유의 점도를 추정한다 (S14).
스텝 14가 종료하면 플로는 실시의 형태 1과 같은 스텝 5로 진행하고, 이후 실시의 형태 1과 같은 플로가 실시된다.
이상 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 밸브타이밍 제어장치는 유온 검출수단을 구비하지 않고 내연기관의 운전상태와 VVT 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 따라 VVT 액추에이터의 구동력을 추정함으로써 밸브타이밍을 제어할 수 있으므로 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수가 있는 동시에 장치의 코스트 다운을 도모할 수가 있다.
실시의 형태 3.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어내용을 표시하는 플로차트이다.
도 13은 엔진 회전수에 대한 유온과 유압의 관계를 표시하는 특성도이다. 도 11에서 유압 검출수단(15)을 구비하지 않는것과 ECU(10)가 내연기관의 유온 및 운전상태에 따라 유압을 추정하는 유압 추정수단(30)을 구비하는 것 이외는 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 밸브타이밍 제어장치의 구성과 동일하다.
다음은 제어방법에 대하여 설명한다.
스텝 3 까지의 제어플로는 실시의 형태 1에 관한 제어내용과 같으므로 그 설명은 생략한다.
도 12에서 스텝 3에서 목표 밸브타이밍(θT)가 연산된후에 플로는 스텝 24로 진행하고, 유온 검출수단(14)에서 검출된 유온과 스텝 1에서 판독된 엔진 회전수에 따라 도 13의 관계를 사용해서 유압 추정수단(30)에서 유압을 추정한다(S24).
또, 플로는 스텝 25로 진행하고 스텝 24에서 판독된 유온에 따라 도 4의 특성을 사용해서 윤활유의 점도를 추정한다(S25).
스텝 26에서는 목표 밸브타이밍에 대한 현재의 밸브타이밍의 편차(θe)를 산출하고, 스텝 25에서 추정된 윤활유의 점도와 엔진 회전수에 따라 도 5의 특성을 사용해서 캠샤프트의 작동력을 추정한다(S26).
또, 플로는 스텝 27로 진행하고 스텝 24에서 추정된 유압과 스텝 26에서 추정된 캠샤프트의 작동력에 따라 도 6의 특성을 사용해서 VVT 액추에이터 구동력을 추정한다(S27).
스텝 27이 종료하면 플로는 실시의 형태 1과 같은 스텝 7로 진행하고 이하 실시의 형태 1과 같은 플로가 실시된다.
이상 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 밸브타이밍 제어장치에 의하면 유압 검출수단을 구비하지 않고 내연기관의 운전상태와 윤활유의 유온으로 부터 유압을 추정함으로써 밸브타이밍을 제어할 수 있으므로 실시의 형태 1에 준하는 효과를 얻을 수 있는 동시에 장치의 코스트 다운을 도모할 수 가 있다.
본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 내연기관의 밸브타이밍을 진각 또는 지각 시키기 위해 캠샤프트의 캠의 작동각을 변화 시키는 액추에이터와, 유압 액추에이터에 윤활유를 압송하는 펌프와, 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유 량을 조정하는 공급 유량 조정밸브와, 펌프의 하류측에서의 윤활유의 유압에 따라 유압 액추에이터의 구동력을 추정하고, 유압 액추에이터의 구동력의 추정치에 따라 제어량을 결정하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하므로 윤활유의 성상이나 량의 변화 차량의 운전상태의 변화 또는 공급 유로의상태 변화등에 의한 유압의 변화의영향을 받지않는 밸브타이밍 제어를 할 수 가 있다.
또, 상기 제어수단은 유압 액추에이터의 구동력의 변화에도 불구하고, 밸브타이밍의 제어성이 대략 일정하게 되도록 제어량을 결정하는 것을 특징으로 하므로 제어성이 좋은 밸브타이밍 제어를 할 수 가 있다.
또, 상기 제어수단은 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 작을때는 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 클때보다 타이밍제어의 제어게인을 크게 설정하는 것을 특징으로 하므로 유압 액추에이터의 구동력의 변화에도 불구하고 제어성이 좋은 밸브타이밍 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 펌프의 하류측에 배치되고, 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유의압력을 검출하는 유압 검출수단과, 윤활유의 온도를 검출하는 유온 검출수단과 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또 구비하고, 제어수단은 유로 검출수단으로 검출되는 유온과, 운전상태 검출수단에서 검출되는 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동 시키기 위한 힘을 추정하고, 유압 검출수단에서 검출된 유압에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트에의 회전력을 연산하고, 캠샤프트 작동력 및 캠샤프트의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 하므로 윤활유의 성상이나 량의 변화 차량의 운전상태의 변화 또는 공급 유로의상태 변화등에 의한 유압의 변화의 영향을 받지 않는 밸브타이밍 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 펌프의 하류측에 배치되고 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유의 압력을 검출하는 유압 검출수단과, 적어도 내연기관의 회전수를 포함하는 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또, 구비하고, 제어수단은 유압 검출수단에서 검출되는 유압 및 운전상태 검출수단에 의해 검출되는 내연기관의 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동 시키기 위한 힘을 추정하고, 유압 검출수단에서 검출된 유압에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트에의 회전력을 연산하고 캠샤프트 작동력 및 캠샤프트에의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 하므로 장치의 코스트 다운을 도모 할 수 가 있다.
또, 상기 윤활유의 온도를 검출하는 유온 검출수단과 적어도 내연기관의 회전수를 포함하는 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단을 또 구비하고, 제어수단은 유온 검출수단에서 검출되는 유온 및 운전상태 검출수단에 의해 검출되는 내연기관의 운전상태에 따라 캠샤프트를 작동 시키기 위한 힘을 추정하고, 운전상태 검출수단에서 검출되는 내연기관의 운전상태 및 유온 검출수단에 의해 검출되는 유온에 따라 유압 액추에이터에 공급되는 윤활유의 유압에 의한 캠샤프트에의 회전력을 연산하고, 캠샤프트 작동력 및 캠샤프트에의 회전력에 따라 유압 액추에이터가 캠의 작동각을 변화 시키는 구동력을 추정하는 것을 특징으로 하므로 장치의 코스트 다운을 도모할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 내연기관의 밸브타이밍을 진각 또는 지각 시키기 위해 캠샤프트의 캠의 작동각을 변화 시키는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터에 윤활유를 압송하는 펌프와, 상기 유압 액추에이터에 공급하는 윤활유 량을 조정하는 공급량 조정밸브와, 상기 펌프의 하류측에서의 윤활유의 유압에 따라 상기 유압 액추에이터의 구동력을 추정하고, 상기 유압 액추에이터의 구동력의 추정치에 따라 제어량을 결정하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서.
    상기 제어수단은 상기 유압 액추에이터의 구동력의 변화에도 불구하고, 상기 밸브타이밍의 제어성이 대략 일정하게 되도록 제어량을 결정하는 것을 특징으로 하는 청구항 1기재의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서.
    상기 제어수단은 상기 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 작을때는 상기 유압 액추에이터의 구동력의 추정치가 클때보다 상기 밸브타이밍 제어의 제어게인을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
KR1020000002805A 1999-01-28 2000-01-21 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 KR100355126B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1999-020370 1999-01-28
JP2037099 1999-01-28
JP19586899A JP3730809B2 (ja) 1999-01-28 1999-07-09 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP1999-195868 1999-07-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000053558A true KR20000053558A (ko) 2000-08-25
KR100355126B1 KR100355126B1 (ko) 2002-10-11

Family

ID=26357307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000002805A KR100355126B1 (ko) 1999-01-28 2000-01-21 내연기관의 밸브타이밍 제어장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6196174B1 (ko)
JP (1) JP3730809B2 (ko)
KR (1) KR100355126B1 (ko)
DE (1) DE10002352B4 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100412713B1 (ko) * 2001-10-09 2003-12-31 현대자동차주식회사 연속가변 밸브 타이밍 제어방법 및 장치
KR100439717B1 (ko) * 2000-11-02 2004-07-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내연기관의 밸브타이밍 제어장치

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10156510A1 (de) * 2001-11-16 2003-06-05 Audi Ag System zum Beheben der Abweichung einer verstellbaren Nockenwelle
US6557540B1 (en) * 2001-12-11 2003-05-06 Visteon Global Technologies, Inc. Method of calculating a valve timing command for an engine
US6678607B2 (en) 2002-05-22 2004-01-13 Cummins Inc. Machine fluid pressure indication system
CN101194086A (zh) * 2005-05-02 2008-06-04 博格华纳公司 具有偏置滑阀的正时相位器
JP4531674B2 (ja) * 2005-10-18 2010-08-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4353249B2 (ja) * 2007-01-19 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 油圧アクチュエータ制御装置
US7712441B2 (en) * 2007-12-20 2010-05-11 Gm Global Technology Operations, Inc. Predicted engine oil pressure
JP2009264224A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
US7908913B2 (en) * 2008-12-18 2011-03-22 GM Global Technology Operations LLC Solenoid diagnostic systems for cylinder deactivation control
JP4798234B2 (ja) 2009-03-04 2011-10-19 トヨタ自動車株式会社 可変動弁システム
US7921701B2 (en) * 2009-04-24 2011-04-12 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic systems and methods for variable lift mechanisms of engine systems having a camshaft driven fuel pump
JP5263047B2 (ja) * 2009-07-20 2013-08-14 株式会社デンソー 機関バルブ制御装置
US8047065B2 (en) * 2009-07-22 2011-11-01 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic system for valve actuation camshaft driven component compensation
JP5534320B2 (ja) * 2010-03-26 2014-06-25 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP5278465B2 (ja) * 2011-02-16 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 バルブタイミング制御装置
JP5708041B2 (ja) * 2011-03-03 2015-04-30 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
GB2491626B (en) * 2011-06-09 2016-05-04 Ford Global Tech Llc A system and method for monitoring engine oil pressure
US9080516B2 (en) 2011-09-20 2015-07-14 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic system and method for a variable valve lift mechanism
JP5761572B2 (ja) * 2012-01-27 2015-08-12 株式会社デンソー 電動式可変バルブタイミング装置の制御装置
US9863293B2 (en) * 2012-08-01 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC Variable valve actuation system including an accumulator and a method for controlling the variable valve actuation system
US10202911B2 (en) * 2013-07-10 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for an engine for detection and mitigation of insufficient torque
US9341129B2 (en) 2013-10-15 2016-05-17 Ford Global Technologies, Llc Viscosity detection using starter motor
US9523320B2 (en) 2013-10-15 2016-12-20 Ford Global Technologies, Llc Viscosity detection using sump
JP6267553B2 (ja) * 2014-03-20 2018-01-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変動弁機構の制御装置及び制御方法
US9810161B2 (en) 2014-09-30 2017-11-07 GM Global Technology Operations LLC Variable valve lift diagnostic systems and methods using cam phaser differential oil pressure

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289805A (en) * 1992-03-05 1994-03-01 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Self-calibrating variable camshaft timing system
JP3776463B2 (ja) 1992-11-30 2006-05-17 株式会社デンソー 内燃機関における弁動作タイミング制御装置
JP3039331B2 (ja) * 1995-03-27 2000-05-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3620684B2 (ja) * 1997-01-31 2005-02-16 株式会社デンソー 内燃機関用バルブタイミング調整装置
JPH10318002A (ja) * 1997-05-21 1998-12-02 Denso Corp 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JPH1150820A (ja) * 1997-08-05 1999-02-23 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3070547B2 (ja) * 1997-10-24 2000-07-31 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100439717B1 (ko) * 2000-11-02 2004-07-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내연기관의 밸브타이밍 제어장치
KR100412713B1 (ko) * 2001-10-09 2003-12-31 현대자동차주식회사 연속가변 밸브 타이밍 제어방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
DE10002352B4 (de) 2009-02-19
JP2000282903A (ja) 2000-10-10
US6196174B1 (en) 2001-03-06
JP3730809B2 (ja) 2006-01-05
DE10002352A1 (de) 2000-08-17
KR100355126B1 (ko) 2002-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100355126B1 (ko) 내연기관의 밸브타이밍 제어장치
KR100342840B1 (ko) 내연기관의 밸브타이밍 제어장치
US5400747A (en) Valve timing control apparatus for internal combustion engine
JP2003254017A (ja) 内燃機関のバルブ制御装置
KR100694901B1 (ko) 내연기관의 밸브특성 변경장치
US8055430B2 (en) Valve performance controller for internal combustion engine
US6213069B1 (en) Valve timing control device for use in an internal combustion engine
KR20150098200A (ko) 내연기관에서 압축비를 결정하기 위한, 그리고 압축비를 가변 조정하기 위해 포지셔닝 부재를 적응시키기 위한 방법 및 장치
EP2179146B1 (en) Variable valve train control device
US6659055B2 (en) Valve-timing control method and apparatus for controlling valve timing of a valve of an engine
JP4196441B2 (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
WO2018116994A1 (ja) 内燃機関の制御装置及び燃焼室壁温推定方法
KR100439717B1 (ko) 내연기관의 밸브타이밍 제어장치
JP2000230437A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
KR100343763B1 (ko) 내연기관의 제어장치
US8108057B2 (en) Control system with input averaging and hold control input
JP6414100B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
JP2007278222A (ja) 可変動弁装置の制御装置
JP4720766B2 (ja) バルブタイミング可変装置及び油圧アクチュエータ制御装置
JP2000303864A (ja) バルブ特性可変装置の異常処理装置
JP2001254639A (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP4661757B2 (ja) 内燃機関の停止位置制御装置
JP2000073799A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5270396B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JPH10299440A (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110811

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee