KR20000076485A - 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 - Google Patents

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Abstract

윤활유압이 낮은 운전상태에서 최지각량을 학습하면 VVT 제어량에 오차가 포함되어, 본래의 엔진성능을 발휘할 수 없게 되는 때가 있었다.
이를 해결하는 데는 내연기관의 윤활유압을 이용한 가변밸브 타이밍수단과, 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치에서, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 학습수단과, 학습수단에 의해 학습되는 위상차의 학습치와, 진각량 연산수단에 의해 연산되는 위상차의 편차에 따라, 가변밸브 타이밍수단을 구동하기 위한 밸브타이밍제어량을 연산하는 밸브타이밍 제어량 연산수단을 구비하고, 학습수단은 내연기관의 아이들링시 이외에 기계적 정지위치에서의 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습한다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 제어장치{VALVE TIMING CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 내연기관의 밸브타이밍을 제어하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에 관한 것이다.
도 13은 일본국 특개평 6-299876호 공보에 기재된 밸브타이밍기구를 구비하는 내연기관의 구성을 개념적으로 표시하는 도면이다.
도 13에 표시하는 바와같이, 종래의 밸브타이밍 제어장치를 구비하는 내연기관(1)은 에어클리너(2), 에어플로센서(3), 스로틀밸브(4), 스로틀센서(5), 흡기관(6), 인젝터(7), 점화플러그(8), 배기관(9), O2센서(10), 삼원촉매(11), 센서플레이트(12), 크랭크각센서(13), 센서플레이트(14), 캠각센서(15), 오일컨트롤밸브(16), ECU(17), 점화코일(18)을 구비한다.
또, 하우징(21), 로터(22), 지각실(23) 및 진각실(24)은 VVT 액추에이터(20)를 구성한다.
에어클리너(2)는 흡기관(6)의 입구에 부착되어있고, 내연기관이 흡입하는 공기를 정화한다.
또, 에어플로센서(3)는, 에어클리너(2)의 하류측에 부착되어있고, 내연기관(1)의 흡기량을 검출한다.
스로틀밸브(4)는 액셀페달에 연동해서 개폐함으로써 흡기량을 조절한다.
스로틀밸브(5)는, 스로틀밸브(4)의 개도를 검출한다.
이런 내연기관에서, 운전자가 액셀페달을 밟으면, 스로틀밸브(4)가 개폐하고 인젝터(7)로부터 분사되는 연료와 혼합된 혼합기가 실린더내로 도입된다.
실린더내에 혼합기가 도입되고, 점화플러그에 의해 인화되면, 폭발력에 의해 피스틴이 밀어올려져서 크랭크 샤프트가 회전한다.
크랭크 샤프트의 회전력은, 내연기관의 출력으로서 인출된다.
이러한 내연기관의 운전에 따라, O2센서(10)는, 배기가스내의 잔존산소량을 검출한다.
삼원촉매(11)는 배기가스내의 유해가스인 THC, CO, NOX를 동시에 정화한다.
도 14 및 도 15는 VVT 액추에이터의 요부를 확대해서 표시하는 도면이다.
도 14에 표시하는 VVT(VVT: Variable Valve Timing)액추에이터는 흡기측에 부착되어있고, 하우징(21), 로터(22), 진각실(23) 및 지각실(24)을 구비한다.
로터(22)는, 도시하지 않은 캠샤프트에 축이 고정되어있고, 또 하우징(21)과 일정한 위치관계(예를들면 도 14에 표시하는 위치관계)를 유지하도록 고정되어있다.
하우징(21)에는 도시하지않는 타이밍벨트 또는 타이밍체인이 걸려있다.
이 타이밍벨트 등은, 도시하지않은 크랭크 샤프트에도 걸려있다.
이런 구성에서 크랭크 샤프트가 회전하면, 타이미벨트 등을 통해서 캠샤프트도 회전한다.
또, 오일컨트롤밸브(16)는 캠샤프트에 부착된 VVT(Variable Valve Timing)액추에이터(20)에 공급하는 유압을 전환하기 위한 밸브이다.
따라서, 내연기관의 밸브타이밍을 변화시키기 위해서는, ECU17은, 오일컨트롤밸브(16)를 통해서, VVT 액추에이터(20)를 제어하고, 지각실(23) 및 진각실(24)에 공급하는 윤활유의 량을 조정한다.
ECU(17)은 예를들면, 하우징(21)에 대한 로터(22)의 상대위치를 도 14에 표시하는 위치에서, 도 15에 표시하는 위치로 변화시킴으로써 밸브타이밍을 변경한다.
도 16은, 밸브타이밍과 밸브오버랩과의 관계를 표시하는 특성도이다.
여기서, 밸브오버랩이라는 것은, 흡기밸브가 열려있는 시기와 배기밸브가 열려있는 시기의 충부를 말한다.
예를들면, 흡밸브의 타이밍을 지각시키기 위해서는, 오일컨트롤밸브(16)는 지각실(23)에 오일을 공급한다.
이때, 로터(22)는 하우징(21)에 대해서 반시계방향으로 회전되고, 흡기밸브의 밸브타이밍이 지각하고(도 16중 화살표 A의 방향), 밸브오버랩이 감소한다.
한편, 흡기밸브의 밸브타이밍을 진각시키면(도 16중 화살표 B의 방향) 밸브오버랩은 증대한다.
또, 흡기밸브의 밸브타이밍을 가장 지각시키는 경우에는, 하우징(21)을 로터(22)에 접하고 기계적으로 정지하는 위치(도 15참조)에 고정한다.
이 위치에서 밸브오버랩은 최소가 된다.
이하, 흡기밸브의 밸브타이밍이 당해 위치에 있는 경우의 진각량을 최지각량이라 칭하고, 이경우에 흡기밸브의 밸브타이밍은 최지각위치에 있다고 표현한다.
내연기관의 밸브타이밍의 제어에서는, 상술한 최지각량을 기준으로 해서, VVT 기구에 의한 실질적인 진각량(이하, VVT 제어량이라 함)을 결정한다.
또, 이 같은 밸브타이밍의 제어는 ECU(1)에 의해 실시된다.
내연기관에 요구되는 최적한 밸브타이밍은, 운전조건에 의해 다르므로, ECU(17)은 운전상황에 따라 항상 밸브타이밍을 제어하고 있다.
예를들면, ECU(17)의 ROM내에는 크랭크각센서(13)에서 검출한 기관회전수 및 에어플로센서(3)에서 검출한 흡기량에 따라 목표진각량을 결정하기 위해 2차원 맵이 기록 보존되고 있다.
따라서, ECU(17)은 기관회전수 및 흡기량에 따라, 2차원 맵에서 구해지는 목표진각량과, VVT 제어량을 일치시키도록 밸브타이밍을 제어한다.
이 같은 목표진각량은, 최진각량을 기준으로 한 진각량의 편차로서 저장되어있고, VVT 제어량의 목표치를 표시한다.
따라서, 목표진각량이 0일때는, ECU(17)에 의해, VVT 제어량을 0이 되도록 하는 제어가 되고, 밸브타이밍은 최지각측에 설정된다.
다음, 밸브타이밍의 검출장치에 대해 설명한다.
크랭크 샤프트 및 캠샤프트에는 각각 센서플레이트(12) 및 센서플레이트(14)가 고정되어있다.
이들의 센서플레이트(12) 및 (14)의 외주에는 돌기가 설치되어있다.
또, 센서플레이트(12) 및 (14)의 근방에는 이들의 외주에 대면이 되도록, 크랭크각센서 및 캠각센서(15)가 배치되어있다.
크랭크각센서(13) 및 캠각센서(15)는 센서플레이트(12) 및 (14)의 회전에 따른 크랭크각센서(13) 및 캠각센서(15)와 센서플레이트(12) 및 (14)와의 사이의 거리의 변화를 자계의 변화로서 검출하는 센서이다.
따라서, 크랭크 샤프트 및 캠샤프트가 회전하면, 이에따라 센서플레이트(12) 및 (14)가 회전하고, 이들의 외주에 설치된 돌기를 크랭크각센서(13) 및 캠각센서(15)가 각각 검출함으로써 크랭크각 및 캠각이 각각 검출된다.
도 17은, 크랭크각센서와 캠각센서의 출력신호를 예시적으로 표시하는 도면이다.
또, 도 17의 특성은 4기통의 내연기관에서의 특성을 표시한다.
도 17에 표시한 특성의 내연기관에서는, 크랭크 샤프트에 고정된 센서플레이트(12)는 크랭크 각도에서의 상사점 전(BTDC) 76 degCA 로부터 BTDC 6 degCA에 걸치는 돌기를 갖고있다.
따라서, 이 같은 내연기관에서는, 크랭크각센서(13)의 신호는, 크랭크각도에서의 상사점전(BTDC) 76 degCA에서 H레벨이 되고, BTDC 6 degCA에서 L레벨이 된다.
또, 도 17에 표시하는 특성을 갖는 내연기관에서는, 캠샤프트에 고정된 센서플레이트(14)는 크랭크각센서(13)의 출력신호가 H레벨로 전환되는 20 degCA 전(θ=20 degCA)에서 H레벨을 출력하도록 돌기를 갖고있다.
따라서, 캠각센서(15)의 신호는 최지각량에서, 크랭크각센서(13)의 출력신호가 H레벨로 전환되는 20 degCA전(θ=20 degCA)에서 H레벨이 된다.
이상에서, ECU(17)은, 크랭크각센서(13) 및 캠각센서(15)에서 송신되는 신호의 시간차와, 기관회전수에 따라 진각량인 크랭크각과 캠각의 위상차를 차식에서 연산한다.
θ=(Tcrank - Tcam) / (Tcrank[i]-Tcrank[i-1]) x 180 (1)
θ: 캠샤프트와 크랭크 샤프트의 위상차 [degCA]
Tcrank: 프리런닝카운터의 기산시로부터 크랭크각센서의 출력신호가 H레벨로
환되는 시각까지의 소요시간[msec]
Tcam: 프리런닝카운터의 기산시로부터 캠각센서의 출력신호가 L레벨로 전환
되는 시각까지의 소요시간 [msec]
또, Tcrank[i-1]은, Tcrank[i]의 1세대전의 연산처리에서의 값을 표시한다.
여기에, 위상차 θ를 구하기 위한 신호압력처리는, ECU(17)의 처리프로그램에서의 인터럽트처리에 의해 실시되므로, 밸브타이밍이 최지각측에 있어도 도 17에 표시하는 위상차 θ는 0이 되지 않도록 하고 있다.
이는 최지각측에서 위상차 θ가 0이 되도록 하면 인터럽트처리의 약간의 타이밍에 의해 연산을 잘못하는 경우가 있기 때문이다.
이같은 착오의 연산처리를 방지하기 위해, 최지각측에서도 위상차 θ를 설치하고, 이 값을 최지각량으로서 학습하고, 이 최지각량의 학습치를 기준으로해서 진각제어를 하고있다.
이와같이, 최지각량을 학습하는 것은, 센서플레이트, 캠각센서 및 크랭크각센서의 정밀도나 부착위치의 흐트러짐에 의해, 또는 경시변화에 의해 최지각량의 흐트러짐을 방지하기 위해서이다.
즉, ECU(17)의 ROM내에 최지각량을 기억시키는 것만으로 실제로 최지각량을 검출하지 않은 경우에는, 상술한 부착위치의 흐트러짐 등에 의해, 밸브타이밍을 정확하게 제어할 수가 없게 되어, 내연기관의 본래의 성능을 발휘할 수가 없게 되기 때문이다.
또 이같은 최지각량은, 밸브오버랩이 최소가 되는 위치에서 학습할 필요가 있다.
VVT 기구를 구비하는 내연기관의 아이들링 상태에서는, 일반적으로 운전상태의 안정성을 중시해서, 밸브오버랩이 최소가 되는 위치에 하우징(21)을 로터(22)에 대해 유압으로 고정하고있다.
그러나, 내연기관의 유활유온도가 상승해 있을 때에는, 냉각시에 비해 아이들링상태에서의 윤활유압이 저하한다.
이 때문에, VVT 제어량이 0이 되는 위치에 하우징(21)을 고정하는 힘이 작아지고, 캠샤프트로부터 받는 힘에 의해 로터(22)에 대한 하우징(21)의 위치가 변동하고, 밸브타이밍이 진각하는 염려가 있다.
따라서, 윤활유압이 낮을 때에 최지각량을 학습하면 최지각량에 오차가 포함되는 가능성이있다.
다음, 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 동작에 대해 설명한다.
도 18은, 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 18에 표시하는 바와 같이, 우선 스텝(1801)에서, 캠각센서(15)에 의해 검출되는 캠샤프트의 회전위상과, 크랭크각센서(13)에서 검출되는 크랭크 샤프트의 회전위상에 따라 캠샤프트와 크랭크 샤프트의 위상차를 연산한다.
이렇게해서 구해지는 위상차는, 크랭크 샤프트에 대한 캠샤프트의 현재의 진각량을 표시한다.
다음, 스텝(1802)에서, 내연기관(1)의 운전상태가 아이들링 상태인지의 여부를 판정한다.
내연기관(1)의 운전상태가 아이들링상태라고 판정될 경우에는 플로는 스텝(1803)으로 진행하고, 아이들링 상태에서의 진각량을 최지각량으로서 학습한다.
통상 아이들링 상태에서는 VVT 기구가 작동하고 있지 않으므로, 스텝(1803)에서 검출된 최지각량은, 밸브타이밍이 최지각측에 있을때의 진각량이 된다.
또, 플로는 스텝(1804)로 진행하고, 스텝(1801)에서 검출한 현재의 진각량과, 스텝(1803)에서 학습한 최지각량과의 편차를 연산한다.
이 편차는, 밸브타이밍장치에 의한 VVT 제어량을 표시한다.
또, 아이들링 상태에서는 현재의 진각량과 스텝(1803)에서 학습한 최지각량은 동일치가 되므로 VVT 제어량은 0이 된다.
ECU(17)은 이렇게 검출한 VVT 제어량과, 미리 ECU(17)내에서 연산한 목표진각량과의 편차에 따라 밸브타이밍 제어량을 결정한다.
그리고, ECU(17)는, VVT 제어량을 목표진각량과 일치시키도록 오일컨트롤밸브(16)를 제어하고, VVT 액추에이터(20)를 구동한다.
상술한 바와 같이, 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에서는 밸브오버랩이 최소가 되는 아이들링시에 있어서, 캠각과 크랭크각의 위상차를 학습하고있다.
그러나, 일단 유온이 상승한 후에 아이들링 상태에서는 유압이 저하하므로, 로터(22)에 대해 하우징(21)을 최지각량에 고정하는 힘이 약하고, 캠샤프트의 작동력에 의해 하우징(21)이 최지각량에 고정되지 않는 염려가 있다.
이 캠샤프트의 작동력이라는 것은 캠샤프트가 밸브에 작용할때에 작용하는 밸브로부터의 반력이다.
이런 경우에는 최지각량으로부터 어느정도 진각한 위치를 최지각량으로 학습해버리기 때문에, 잘못된 최지각량을 기준으로해서 VVT 제어량에 의한 밸브타이밍의 제어가되고, 밸브타이밍 제어량과 목표진각량 사이에 오차가 생겨 본래의 엔진성능을 발휘할 수가 없게 된다는 과제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 최지각량을 정확하게 학습함으로써 정밀도가 높은 밸브타이밍제어를 할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는, 내연기관의 크랭크각을 검출하는 크랭크각 검출수단과, 내연기관의 캠각을 검출하는 캠각 검출수단과, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차인 진각량을 연산하는 진각량 연산수단과, 내연기관의 윤활유압을 이용해서, 크랭크각에 대한 캠각을 진각 또는 지각시키는 가변밸브 타이밍수단과, 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치에서, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 학습수단과, 학습수단에 의해 학습되는 위상차의 학습치와, 진각량수단에 의해 연산되는 위상차와의 편차에 따라, 가변밸브 타이밍수단을 구동하기 위한 밸브타이밍 제어량을 연산하는 밸브타이밍 제어량 연산수단을 구비해서되고, 학습수단은 내연기관의 아이들링시 이외에서, 기계적 정지위치에서의 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가변밸브 타이밍수단은, 내연기관의 흡기밸브측에 비치되어있고, 학습수단은 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치로서, 밸브타이밍이 최지각위치에 있을때에, 크랭크각에 대한 흡기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가변밸브 타이밍수단은, 내연기관의 배기밸브측에 비치되어있고, 학습수단은 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치로서, 밸브타이밍이 최진각위치에 있을때에, 크랭크각에 대한 배기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 학습수단에 의해 학습되는 위상차의 학습치와, 진각량 연산수단에 의해 연산되는 위상차와의 편차의 목표치를 연산하는 목표치 연산수단을 또 구비하고, 학습수단은, 목표치가 0일 때에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하 고, 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해 내연기관이 감속운전중이라고 판정된 경우에는, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하고, 학습수단은, 운전상황 판정수단에 의해 내연기관이 연료차단제어중이라고 판정된 경우에, 크랭크각에 대한 냉각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하는 동시에, 가변밸브 타이밍수단은, 내연기관의 기관회전수가 일정회전수보다 높은 경우에 밸브오버랩이 최소가 되도록 밸브타이밍을 제어하도록 설정되어있고, 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해 내연기관의 기관회전수가 일정한 회전수보다도 높다고 판정된 경우에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해 목표치가 0인 내연기관이 감속운전중인 내연기관이 연료차단제어중이거나, 또는 내연기관의 기관회전수가 일정회전수보다 높다고 판정된 후 일정기간경과한 후에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 일정기간은 운전상황 판정수단에 의해, 목표치가 0인, 내연기관이 감속운전중인 내연기관이 연료차단제어중이거나 또는 내연기관의 기관회전수가 일정회전수보다 높다고 판정된 후 밸브타이밍 제어량이 0이 될때까지의 지연보다 긴 것을 특징으로 한다.
또, 상기 학습수단은, 내연기관의 냉각시에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 학습수단은, 내연기관의 기관회전수가 시동직후에 아이들링 회전수보다도 상승해 있는 상태에서, 통상의 아이들링 회전수까지 저하해있을 때에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 학습수단은, 학습치가 기억보존되어있지 않을때에만 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어처리내용을 표시하는 플로차트
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어처리내용을 표시하는 플로차트
도 4은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타이밍차트
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
도 10은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트
도 11은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트
도 12는 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
도 13은 일본국 특개평 6-200876호 공보에 기재된 밸브타이밍기구를 구비한 내연기관의 구성을 개념적으로 표시하는 도면
도 14는 VVT 액추에이터의 요부를 확대해서 표시하는 도면
도 15는 VVT 액추에이터의 요부를 확대해서 표시하는 도면
도 16은 밸브타아밍과 밸브오버랩의 관계를 표시하는 특성도
도 17은 크랭크각센서와 캠각센서의 출력신호를 예시적으로 표시하는 도면
도 18은 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
13: 크랭크각센서(크랭크각 검출수단)
15: 캠각센서(캠각 검출수단)
20: VVT 액추에이터(가변밸브 타이밍수단)
25: ECU(진각량 연산수단, 가변밸브 타이밍수단, 학습수단, 밸브타이밍 제어량 연산수단, 운전상황 판정수단)
실시의 형태 1
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성을 표시하는 도면이다.
도 1에서, 종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같은 구성요소에는 같은 부호를 부쳐 그 설명을 생략한다.
또, 크랭크각센서(13)는 크랭크각 검출수단으로 캠각센서(15)는 캠각 검출수단으로 기능한다.
ECU(25)는 진각량 연산수단, 학습수단, 밸브타이밍 제어량 연산수단 및 운전상황판정수단으로 기능한다.
VVT 액추에이터(20)는 가변밸브 타이밍수단으로 기능한다.
에어클리너(2)는 흡기관(6)의 입구에 부착되어있고, 내연기관이 흡입하는 공기를 정화한다.
또, 에어플로센서(3)는 에어클리너(2)의 하류측에 부착되어있고, 내연기관 (1)의 흡기량을 계량한다.
스로틀밸브(4)는 액셀페달에 연동해서 개폐함으로써 흡기량을 조절한다.
스로틀센서(5)는, 스로틀밸브(4)의 개도를 검출한다.
이러한 내연기관에서 운전자가 액셀페달을 밟으면, 스로틀밸브(4)가 개폐하고, 인젝터(7)로부터 분사되는 연료와 혼합된 혼합기가 실린더내에 도입된다.
실린더내에 혼합기가 도입되고, 점화플러그에 의해 인화되면, 폭발력에 의해 피스톤이 밀어내려져, 크랭크 샤프트가 회전한다.
크랭크 샤프트의 회전력은, 내연기관의 출력으로 인출된다.
이같은 내연기관의 운전에 따라, O2센서(10)는, 배기가스내의 잔존산소량을 검출한다.
3원 촉매(11)는 배기가스내의 유해가스인 THC, CO, NOX를 동시에 정화한다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 2에 표시하는 바와 같이, 스텝(201)에서는, ECU(25)는 캠각센서(15)와 크랭크각센서(13)의 위상차인 현재의 진각량을 연산한다.
스텝(202)에서는, ECU(25)는 내연기관(1)의 운전상태가 아이들링상태인지 아닌지를 판정한다.
이 판정은, 예를들면 스로틀센서(15)가 전개위치에 있는 지의 여부, 기관회전수가 아이들 회전수인지의 여부, 또는 내연기관의 아이들 스피드제어가 되고 있는지의 여부등에 따라 실시한다.
ECU(25)는, 스텝(202)에서 내연기관이 아이들링 상태가 아니라고 판정한 경우에는 스텝(203)에 목표진각량이 0인지 아닌지의 판정을 한다.
목표진각량이 0이라고 판정한 경우에는, 플로는 스텝(204)에 진행하고, ECU (25)는 그 시점에서의 진각량을 최지각량으로해서 학습한다.
이와같이, 내연기관이 아이들링 상태가 아니고, 또 목표진각량이 0인 경우에는, 밸브타이밍은, VVT 액추에이터(20)의 지각측의 기계적 정지위치인 밸브타이밍의 최지각위치에 있게 된다.
또, 시동시를 제외하는 기관운전상태에서는, 아이들링 운전중에, 기관회전수가 가장 낮아지고, 아이들링 운전시보다도 기관회전수가 높아지므로 유압도 높아지고, 이 결과 하우징(21)을 로터(22)에 고정하는 힘도 강해지므로, 스텝(204)에서 힉습하는 최지각량에는 종래와 같이 오차가 포함되는 일은 없다.
또, 플로는 스텝(205)로 진행하고, ECU(25)는 스텝(201)에서 연산한 현재의 위상차와 스텝(204)에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
한편, 스텝(202)에서 ECU(25)가 아이들링상태라고 판정한 경우에는, 또는 스텝(203)에서 목표진각량이 0이 아니라고 판정한 경우에는, 공히 플로는 스텝(205)로 진행하고, ECU(25)는 VVT 제어량을 연산한다.
이런 처리의 경우에는 최지각량의 학습을 하지않고, 전세대까지의 연산처리에서 사용한 최지각량의 학습치를 사용해서 VVT 제어량을 연산한다.
즉, 예를들면 내연기관의 시동직후에서 최지각량을 학습하지않고, ECU(25)내의 RAM등에 최지각량이 기억보존되지 않은 경우에는 미리 ECU(25)의 ROM에 기억보존해둔 설계치를 사용해서 최지각량의 연산을 한다.
이상에서, 플로가 스텝(201),(202),(203)으로 진행하고, 또 스텝(204)에서 최지각량을 학습한 경우에는 계속되는 스텝(205)에서 연산되는 VVT 제어량은 0이 된다.
이런 경우에는 최지각량에 오차가 포함되어 있지않고, 또 현재의 진각량을 최지각량과 같기 때문이다.
한편, 플로가 스텝(204)을 경유하지않고, 스텝(202) 또는 스텝(203)에서 스텝(205)에 진행한 경우에는 ECU(25)의 RAM에 기억보존되어있는 최지각량과 현재의 진각량이 다르고 스텝(205)에서 연산되는 편차가 VVT 제어량이 된다.
이와같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에 의하면, 내연기관(1)의 아이들링상태 이외의 윤활유압이 높은 상태로, 목표진각량이 0일때에 최지각량을 학습하기 때문에, 캠샤프트의 작동력에 따른 오차가 최지각량에 포함되는 일이 없고, 정확하게 최지각량을 학습하는 것이 가능해진다.
이 결과, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
실시의 형태 2
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 3에서, 스텝(201),(204) 및 (205)의 내용은 실시의 형태 1에서의 같은 번호의 스텝과 같으므로, 그 설명을 생략한다.
또, 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201),(302),(204) 및 (205)는 ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
도 3에서, ECU(25)는 스텝(201)에서 진각량을 연산한후, 스텝(302)에서는 내연기관이 감속중인지의 여부의 판정을 한다.
내연기관이 감속중이라고 판정한 경우에는, 스텝(204)에서 최지각량을 학습한다.
또, 계속되는 스텝(205)에서, VVT 제어량이 연산된다.
한편, 스텝(302)에서, 내연기관이 감속중이 아니라고 판정한 경우에는, 플로는 스텝(205)에 진행하고, 전세대까지에 학습한 최지각량에 따라, VVT 제어량을 연산한다.
스텝(302)에서는 ECU(25)는 예를들면 스로틀센서의 출력치가 전폐치가 된 상태에서 기관회전수가 높은 것 또는 기관회전수가 일정회전수 또는 아이들 회전수 이상인 것에 따라, 내연기관의 감속중이라고 판정한다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트이다.
도 4에 표시하는 타임차트는, 도 3에 표시하는 제어처리에 대응해 있고, 내연기관의 감속시에 최지각량을 학습하는 경우를 표시하고 있다.
도 4에 표시한 바와 같이, 감속중의 내연기관에서는 엔진부레이크의 효과를 유효하게 발휘시키기 위해, 펌핑로스를 최대로 하도록 밸브오버랩이 최소가 되는 최지극측에 제어한다.
따라서, 이때에는 목표진각량을 0으로 한다.
또 2차원 맵에서의 감속영역의 목표진각량을 0으로 하는 경우도 있다.
스로틀밸브(4)의 개도가 전폐가 되면 이로인해 스로틀센서의 출력이 전폐치가 되고, 또 내연기관은 감속을 시작하고, 기관회전수는 저하하기 시작한다.
도 4에 표시하는 시점 A에서는 내연기관은 목표진각량이 0이고, 기관회전수가 높으나 차량은 감속운전중이다.
이때에는, 최지각량을 학습하기 위한 조건이 성립하고, 그 시점에서의 진각량을 최지각량으로 학습한다.
이와같이, 본 발명의 실시의 형태 2에 의하면, 내연기관(1)의 감속시에 기관회전수가 아이들링 회전수보다도 높은 상태에서 밸브타이밍이 최지각위치에 있을때에 최지각량을 학습한다.
이 결과, 내연기관(1)의 윤활유압이 높은 상태에서 정확하게 최지각량을 학습할 수가 있고, 캠샤프트의 작동력에 의해 최지각량에 오차가 포함되는 일은 없다.
따라서, 내연기관의 밸브타이밍을 고정밀도로 제어할 수가 있다.
실시의 형태 3
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 제어처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 5에 표시하는 스텝(201),(302),(204) 및 (205)의 내용은, 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2에서의 같은 번호의 스텝과 같기 때문에 그 설명은 생략한다.
또, 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래 설명하는 스텝(201),(302),(503),(204) 및 (205)는 ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
ECU(25)는, 스텝(302)에서 내연기관이 감속중이라고 판정하면, 계속되는 스텝(503)에서 연료컷 제어가 되고 있는지를 판정한다.
내연기관의 감속시에서의 연료컷 제어하는 것은, 연비, 배기가스 저감을 목표로해서 연료의 무분사 제어를 하는 것이다.
ECU(25)가, 스텝(503)에서 연료컷 제어가 안되고 있다고 판정된 경우에는 플로는 그대로 스텝(205)로 진행한다.
한편, ECU(25)가 스텝(503)에서, 연료컷 제어가 되고 있다고 판정하면 스텝(204)에서 최지각량을 학습하고, 플로는 다시 스텝(205)로 진행한다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트이다.
도 6에 표시한 바와 같이, 연료컷 제어실시중에 최지각량을 학습하기 위해서는, 스로틀센서의 출력신호가 전폐치가 되고, 또 연료컷 제어가 개시된 시점 A에서의 진각량을 최진각량의 학습치로 해서 기억보존한다.
시점 A에서는 최지각량을 학습하기 위한 조건이 성립되고, 그 시점에서의 진각량을 최지각량으로서 학습한다.
이와같이, 본 발명의 실시의 형태 3에서는, 내연기관(1)의 감속시에서의 연료컷 제어의 실시중이고, 또 밸브타이밍이 최지각인 때에 최지각량을 학습하도록 하고 있으므로, 내연기관(1)의 윤활유압이 높은 상태에서 최지각량을 학습할 수가 있다.
따라서, 캠샤프트의 작동력에 의해, 밸브타이밍이 최지각 위치에서 변동하지않고 안정되고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 감속운전중의 연로컷제어는, 내연기관의 스톨발생을 방지하므로, 기관회전수가 어느 정도 높은 상태에서만 실행하는 것이다.
따라서, 연로컷제어가 실행될때에는 윤활유압이 어느 정도 높게된다.
또, 연료컷 제어중은 연소가 안되므로, 연소에 의한 악영향이 생기지 않는다.
이상에서, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에 의하면, 최지각위치의 학습을 고정밀도로 할 수가 있고, 보다 고정밀도의 밸브타이밍제어를 할 수가 있다.
실시의 형태 4
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처치내용을 표시하는 플로차트이다.
도 7에서, 스텝(201),(204) 및 (205)의 내용은, 실시의 형태 1에서의 같은 번호의 스텝과 같기 때문에 그 설명을 생략한다.
또, 실시의 형태 4에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201),(702),(204) 및 (205)는, ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
또, 본 발명의 실시의 형태 4에서는 특히 중속회전역에서 밸브타이밍을 진각시켜 고속회전역에서는 밸브타이밍을 최지각측에 설정하는 VVT 기구를 구비한 내연기관의 본 발명의 밸브타이밍 제어장치를 적용한 경우에 대해 설명한다.
ECU(25)는, 스텝(201)에서 진각량을 연산한후, 스텝(702)에서는 내연기관의 기관회전수가 고속회전역에 있는 지의 여부를 판정한다.
스텝(702)에서 내연기관의 기관회전수가 고속회전역에 있다고 판정된 경우에는 스텝(204)에서는, 최지각량을 학습한다.
그리고, 계속되는 스텝(205)에서, VVT 제어량이 연산된다.
한편, 스텝(702)에서, 내연기관의 기관회전수가 고속회전역에 없다고 판정된 경우에는, 플로는 스텝(205)로 진행하고, 전세대까지의 연산처리에 의해 학습된 최지각량에 따라, VVT 제어량이 연산한다.
여기서, 고속회전역이라는 것은, 예를들면 기관회전수가 5000rpm 이상이 된 경우를 말하고, 상술한 바와 같은 내연기관에서는 고속회전역에서는 흡기관성 과급효과를 이용해서 기관출력을 향상시키기 위해, 밸브타이밍을 최지각측으로 제어한다.
그리고, 이때의 진각량을 최지각량으로 해서 학습한다.
또 이같은 밸브타이밍의 제어는, 2차원 맵의 고속회전역에서의 목표진각량을 0에 설정함으로서 실시할 수가 있다.
이와같이, 본 발명의 실시의 형태 4에 의하면, 내연기관의 고속회전역에서, 목표진각량이 0이 될때에 최지각량을 학습하므로 내연기관의 윤활유압이 높은 상태에 있을때에 최지각량을 학습할 수가 있고, 캠샤프트로부터의 작동력에 의해 밸브타이밍이 최지각량으로부터 변동하는 일 없이 안정되므로 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
실시의 형태 5
실시의 형태 5에서는 밸브타이밍이 지각해서 최지각위치가 된 경우에 최지각량을 학습할때까지의 사이에 지연을 두는 제어를 한다.
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트이다.
또, 도 8에서, 스텝(201)내지 (205)의 내용은, 실시의 형태 1에서 같은 번호의 스텝과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
또, 실시의 형태 5에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201)내지(205) 및 스텝(800)은, ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
플로가 스텝(201),(202),(203)으로 진행하고, 스텝(203)에서 목표진각량이 0이라고 판정하면, ECU(25)는 스텝(800)에서 목표진각량이 0이 된후 일정시간이 경과되었는지의 여부를 판정한다.
일정시간이 경과되지 않았다고 판정된 경우에는 최지각량의 학습은 하지않고, 플로는 스텝(205)로 진행하고, 전세대의 연산처리에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
한편, 일정시간이 경과하였다고 판정된 경우에는 플로는 스텝(204)로 진행해서, 최지각량을 학습한다.
스텝(204)에서 최지각량을 학습한 후에는, 플로는 스텝(205)으로 진행하고, 스텝(204)에서 학습한 최지각량에 따라, VVT 제어량을 연산한다.
내연기관의 밸브타이밍 제어장치에서는, 내연기관(1)의 윤활유압을 동력원으로해서 VVT 제어량의 피드백제어를 하고 있으므로, VVT 제어량은 목표진각량에 대해 지연해서 추종한다.
따라서, 상기 스텝(800)에서의 소전시간은, 목표진각량이 0이 된후 VVT 제어량이 0이 될때까지의 지연시간보다 긴 시간이 필요하다.
목표진각량이 0이 된후, VVT 제어량이 0이 될때까지의 시간은, 기관회전수에 의해 변화하는 윤활유압에 의해 다르고, 기관회전수가 높을수록 짧아진다.
따라서, 기관회전수가 낮을때는 설정하는 소정시간을 길고, 기관회전수가 높을때는 설정하는 소정의 시간을 짧게해도 된다.
또, 상술한 설명에서는 소정시간을 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위는 여기에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 스텝(800)에서 예를들면, 일정한 점화회수, 소정의 크랭크각, 기관회전수의 소정의 적산치등의 소정기간이 경과하였는지의 여부를 판정해서 밸브타이밍의 제어를 해도 된다.
스텝(800)에서, 상기 일정한 회전수등의 값을 사용하는 경우에는, 기관회전수가 높을때는 상기 소정치에 도달할 때까지의 시간이 짧아지고, 또 기관회전수가 낮을때에는 상기 소정치에 도달할때까지의 시간이 길어진다.
따라서, 스텝(800)에서의 소정시간을 목표진각량이 0이 된후, VVT 제어량이 0이 될때까지의 지연시간보다 긴시간에 설정하는 경우와 같은 효과를 얻을 수가 있다.
본 발명의 실시의 형태 5에서는 실시의 형태 1에 관한 발명에 상기 지연에 의한 제어를 부하한 경우에 대해 설명하였으나, 실시의 형태 2, 3, 4에 관한 발명에 대해서도 같이 적용할 수 있다.
즉, 실시의 형태 2의 경우에는, 도 3에서의 스텝(302)와 스텝(204)사이에 상기 스텝(800)과 같은 판정을 부가하면 된다.
또, 실시의 형태 3의 경우에는 도 5에서의 스텝(503)과, 스텝(204)사이에 상기 스텝(800)과 같은 판정스텝을 부가하면 된다.
또, 실시의 형태 4의 경우에는 도 7에서의 스텝(702)와 스텝(204)사이에 상기 스텝(800)과 같은 판정스텝을 부가하면 된다.
이상, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치에 의하면, 밸브타이밍이 어느정도 진각된 상태에서, 최지각위치까지 변화한 경우에, 일정한 지연시간후에 최지각량을 학습하도록 하고 있으므로, VVT 제어량의 연산처리가 최지각량의 연산처리에 추종하지 못하고, 최지각량에 오차를 포함해서 학습할 염려를 배제할 수가 있다.
실시의 형태 6
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 9에 표시한 스텝(201)에서 스텝(205)까지의 처리내용은 실시의 형태 2에서의 동일번호의 스텝과 같기 때문에 그 설명은 생략한다.
또, 실시의 형태 6에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201),(202),(903),(204) 및 (205)는 ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
플로가 스텝(201),(202)로 진행하고, 스텝(903)에서 내연기관이 냉각되어았는지의 여부를 판정한다.
스텝(903)에서, 내연기관이 냉각되었다고 판정된 경우에는, ECU(25)는 스텝(204)에서 최지각량을 학습한다.
플로는 스텝(205)로 진행하고 스텝(204)에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
한편, 스텝(903)에서 내연기관이 냉각되어있지않은 즉, 난기운전이 완료하고 있다고 판정한 경우에는, 플로는 스텝(205)로 진행하고, 전세대의 연산처리에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
스텝(903)에서의 내연기관이 냉각되어 있는 가의 여부의 판정은, 예를들면 냉각수의 온도를 70℃를 경계로해서 판정하면 되고, 냉각수의 온도가 70℃ 이하이면, 내연기관은 냉각되어있다고 판정한다.
일반적으로, 내연기관의 냉기시에는 연료온도가 낮고, 진각제어를 하면, EGR량의 증가에 의해 연소온도가 더욱 저하하고, 불안정한 연소상태를 초래하기 때문에 진각제어는 되지 않는다.
따라서, 내연기관이 냉각되어 있다고 판정했을때의 진각량을 최지각량으로서 학습한다.
그런데, 일반적으로 내연기관의 냉기시에는 내연기관을 조기에 덥게하기 위하거나, 연소상태의 안정화를 도모하기 위해, 난기시보다도 기관회전수를 높게 설정한다.
또, 내연기관의 냉기시에는 윤활유의 온도도 낮고, 비교적 윤활유압이 높아진다.
이와같이 윤활유압이 높은 경우에는, 캠샤프트의 작동력에 의해 밸브타이밍이 최지각위치에서 변동하지는 않고, 스텝(204)에서 학습하는 최지각량에 오차는 포함되지 않으므로, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
실시의 형태 7
도 10은, 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 10에 표시하는 스텝(201),(204) 및 (205)의 처리내용은 실시의 형태 1에서의 동일번호의 스텝과 같기 때문에, 그 설명은 생략한다.
또, 실시의 형태 7에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201),(1002),(204) 및 (205)는 ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
ECU(25)는 스텝(201)에서 진각량을 연산한 후에는, 플로는 스텝(1002)에 진행한다.
스텝(1002)에서는, 내연기관의 기관회전수가 시동직후에 아이들링 회전수보다 높게 설정되어있는 상태에서, 통상의 아이들링 회전수까지 저하시키기 위한 제어가 되고 있는지의 여부를 판정한다.
스텝(1002)에서, 상술한 제어가 되고 있다고 판정된 경우에는, 플로는 스텝(204)로 진행하고, 최지각량을 학습한다.
또, 플로는 스텝(205)로 진행하고, 스텝(204)에서 학습한 최지각량에 따라, VVT 제어량이 연산된다.
한편, 스텝(1002)에서, 상술한 제어가 안되고 있다고 판정된 경우에는 플로는 스텝(205)로 진행하고, 전세대의 연산처리에서 학습된 최지각량에 따라 VVT 제어량이 연산된다.
도 11은, 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 타임차트이다.
스피터가 온해있는 상태를 검출하는 스타터신호, 기관회전수등의 정보에 의해 시동모드의 판정을 하고, 기관시동시는 시동모드로 판정된다.
시동모드라고 판정된 경우에는, ECU(25)는 내연기관을 시동시키기 위해, ISC(아이들 스피드 컨트롤)밸브(도시않음)의 개도를 크게하고, 연료분사량을 증대시키고, 내연기관을 시동시키기 위한 제어를 한다.
내연기관이 시동해서, 기관회전수가 상승하는 동시에 스타터가 오프되면, 시동모드는 종료하고, ISC밸브나 연료의 제어는 통상제어로 이행한다.
그리고, 시동모드에서의 제어에 의해 기관회전수가 아이들링 회전수보다도 상승시켜진후에, 아이들링 회전수에 수렴하도록 저하한다.
도 11에 표시하는 바와 같이, 예를들면 기관회전수기 저하하기 시작한 시점 A에서 최지각량의 학습조건이 성립하고, 그때의 진각량의 학습치로서 학습한다.
이상, 본 발명의 실시의 형태 7에 의하면, 내연기관의 시동직후에서의 기관회전수 상승시에 최지각량을 학습하도록 하고 있다.
이와같이, 내연기관의 윤활유압이 높고 밸브타이밍이 최지각위치에 있는 상태에서 최지각량을 학습하므로, 학습하는 최지각량에 캠샤프트의 작동력에 의한 오차가 포함되지않고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
실시의 형태 8
도 12는 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 처리내용을 표시하는 플로차트이다.
도 12에 표시하는 스텝(201),(204) 및(205)의 처리내용은, 실시의 형태 1에서의 같은 번호의 스텝과 같기 때문에 그 설명은 생략한다.
또, 실시의 형태 8에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치의 구성은, 도 1에 표시하는 실시의 형태 1에 관한 내연기관의 밸브타이밍 제어장치와 같고, 아래에서 설명하는 스텝(201),(1202),(204) 및 (205)는 ECU(25)에 의해 실시되는 것이다.
ECU(25)는, 스텝(201)에서 진각량을 연산한후, 스텝(1202)에서, 최지각량의 학습을 한번이라도 하였는가의 여부를 판정한다.
스텝(1202)에서, 최지각량의 학습을 한번도 하지 않았다고 판정된 경우에는, 플로는 스텝(1203)으로 진행한다.
스텝(1203)에서는 시동모드가 종료해서 기관회전수가 저하하고 있는지의 여부를 판정한다.
스텝(1202)에서, 시동모드 종료후로, 기관회전수가 저하해있다고 판정되면, 플로는 스텝(204)로 진행하고, 그때의 진각량을 최지각량으로 학습한다.
또, 플로는 스텝(205)로 진행하고 스텝(204)에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
한편, 스텝(1202)에서, 최지각량의 학습을 한번이라도 하였다고 판정된 경우에는 플로는 스텝(205)으로 진행하고, 전세대의 연산처리로 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
또, 스텝(1203)에서, 시동모드종료후로, 기관회전수가 저하되어있는 것이 아닌가하고 판정된 경우에도, 플로는 스텝(205)으로 진행하고, 전세대의 연산처리에서 학습한 최지각량에 따라 VVT 제어량을 연산한다.
또, 스텝(204)에서 학습된 최지각량은 백업전원에 의해 이그니션을 오프했을때에도 기억되어있고, 배터리를 분리시키지 않는 한 소거되지 않게 되어있다.
또, 여기서 말하는 최지각량의 학습을 한번도 하지 않는 상태라는 것은, 배터리가 분리되거나 또는 배터리가 완전히 방전해서, 최지각량의 학습치가 소거된 상태의 것을 말한다.
따라서, 최지각량이 일단 학습된 후에 이그니션이 오프되고, 배터리를 분리시키거나 배터리가 방전하거나 하는 일 없이, 다시 이그니션을 온한 경우에는, 전세대의 연산처리에서의 스텝(204)에서 학습된 최지각량이 ECU(25)내부에 기억 보존되어있으므로, 상술한 바와 같이 시동모드 종료후의 기관회전수가 저하되어있을 때에 최지각량을 학습하는 일은 없다.
본 발명의 실시의 형태 8에 의하면, 최지각량이 한번도 학습되어있지 않은 상태에서 내연기관을 시동한 경우에도, VVT 제어량을 연산하기 전에 현재의 최지각량을 학습할 수가 있다.
예를들면, 경년변화등에 의해 ECU(25)의 ROM 내에 기억보존되어있는 최지각량의 설계치와 현재의 최지각량의 오차가 증대해 있는 경우에도 내연기관의 시동직후로, 윤활유압이 높을때에 현재의 최지각량을 학습하므로, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 내연기관은 시동직후에서 연료상태가 불안정하고, 본래 최지각위치에 있는 밸브타이밍이 진각하는 경우도 있을 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시의 형태 8에서는 상술한 바와 같은 제어는 최지각량이 한번도 학습되지 않은 경우에 한해 실시되므로 최지각량의 학습이 한번도 안된 경우에 한해서만 실시되고, 실시의 형태 1 내지 7에서 설명한 최지각량의 학습이 한번이라도 된 경우에는 실시의 형태 8에 관한 제어처리에 의한 최지각량의 학습을 하지 않도록 해 배터리가 분리된 경우 등에 최지각량의 학습량이 ECU(25)내에서 소거된 경우에만 본 실시의 형태에 의한 제어방법에 의해 최지각량을 학습한다.
이렇게 하면, 내연기관의 시동직후의 연소상태가 불안정한 때에 최지각량을 학습하는 것은, ECU(25)내에 최지각량의 학습치가 존재하지 않을 때에 한정할 수가 있다.
따라서, 예를들면 최지각량의 설계치와, 실제의 최지각량과의 오차가 큰 경우등에도 그때에 학습한 최지각량을 사용해서 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있으므로, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
이상 실시의 형태 1 내지 8에서는 흡기측에 VVT 기구를 구비하는 내연기관에 대해 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 배기측에 VVT 기구를 구비하는 내연기관에 본 발명을 적용해도 같은 효과가 있는 것은 말할 필요가 없다.
또, 배기측에서는 배기밸브의 밸브타이밍이 가장 진각한 위치(최지각위치)에서, 밸브오버랩이 최소가 된다.
따라서, 본 발명을 배기측의 VVT 기구에 대해 적용하는 경우에는 상술한 설명에서의 흡기밸브의 밸브타이밍의 최지각위치는, 배기밸브의 밸브타아밍의 최진각위치에 치환되어 당해 최진각위치를 기준으로 한 지각량을 VVT 제어량으로서 연산하게 된다.
또, 이상의 설명에서는 본 발명을 흡기측의 VVT 기구에 적용하는 경우에. 흡기밸브의 밸브타이밍의 최지각위치를 기준으로 해서 VVT 제어량을 연산하는 경우에 대해 설명하였다.
그러나, VVT 액추에이터(20)는, 흡기밸브의 밸브타이밍이 최진각위치에 있는 경우에도 기계적으로 정지하므로, 이 최진각위치를 기준으로 한 지각량에 따라 VVT 제어량을 연산하는 경우에도 본 발명을 같게 적용할 수 있다.
또, 이런 제어를 배기측에 VVT 기구를 구비한 내연기관에 적용하는 경우에는 밸브오버랩이 최대가 되는 최지각위치를 기준으로 해서 VVT 제어량을 연산하게 된다.
본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 내연기관의 크랭크각을 검출하는 크랭크각 검출수단과, 내연기관의 캠각을 검출하는 캠각 검출수단과, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차인 진각량을 연산하는 진각량 연산수단과, 내연기관의 윤활유압을 이용해서 크랭크각에 대한 캠각을 진각 또는 지각시키는 가변밸브 타이밍수단과, 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치에서, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 학습수단과, 학습수단에 의해 학습되는 위상차의 학습치와, 진각량연산수단에 의해 연산되는 위상차와의 편차에 따라 가변밸브 타이밍수단을 구동하기 위한 밸브타이밍 제어량을 연산하는 밸브타이밍 제어량 연산수단을 구비해서 되고, 학습수단은, 내연기관의 아이들링시 이외에서, 기계적 정지위치에서의 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 캠샤프트의 작동력에 따른 오차가 최지각량에 포함되는 일이 없고, 정확하게 최지각량을 학습할 수가 있다.
이 결과, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 가변밸브 타이밍수단은, 내연기관의 흡기밸브측에 구비되어있고, 학습수단은, 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치로, 밸브타이밍이 최지각위치에 있을때에 크랭크각에 대한 흡기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 흡기밸브측에서 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 가변밸브 타이밍수단은 내연기관의 배기밸브측에 구비되어있고, 학습수단은 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치로서, 밸브타이밍이 최진각위치에 있을대에 크랭크각에 대한 배기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로 배기밸브측에서 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 학습수단에 의해 학습되는 위상차의 학습치와 진각량 연산수단에 의해 연산되는 위상차와의 편차의 목표치를 연산하는 목표치 연산수단을 또 구비하고 있고, 학습수단은 목표치가 0일때에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하고, 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해 내연기관이 감속운전중이라고 판정된 경우에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하고, 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해 내연기관이 연료차단 제어중이라고 판정된 경우에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 내연기관의 운전상황을 판정하는 운전상황 판정수단을 또 구비하는 동시에, 가변밸브 타이밍수단은 내연기관의 기관회전수가 소정회전수보다 높은 경우에 밸브오버랩이 최소가 되도록 밸브타이밍을 제어하도록 설정되어있고, 학습수단은 운전상황 판정수단에 의해, 내연기관의 기관회전수가 소정회전수보다도 높다고 판정된 경우에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수 있다.
또, 상기 학습수단은, 운전상황 판정수단에 의해 목표치가 0인 내연기관이 감속운전중인 내연기관이 연료차단 제어중이거나, 또는 내연기관의 기관회전수가 소정회전수보다도 높다고 판정되어진후 소정기간 경과한후에, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수가 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 일정기간은 운전상황 판정수단에 의해 목표치가 0인 내연기관이 감속운전중인 내연기관이 연료차단 제어중인 또는 내연기관의 기관회전수가 소정회전수보다 높다고 판정된 후, 밸브타이밍 제어량이 0이 될때까지의 지연보다 긴 것을 특징으로 하므로 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 학습수단은, 내연기관의 냉기시에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.
또, 상기 학습수단은 내연기관의 기관회전수가 시동직후에 아이들링 회전수보디도 상승해 있는 상태에서, 통상의 아이들링 회전수까지 저하해 있을 때에 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로, 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할수가 있다.
또, 상기 학습수단은, 학습치가 기억보존되어있지 않을때만 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하므로 윤활유압이 높은 운전상태에서 정확하게 최지각량을 연산할 수 있고, 정밀도가 높은 밸브타이밍의 제어를 할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 내연기관의 크랭크각을 검출하는 크랭크각 검출수단과, 내연기관의 캠각을 검출하는 캠각 검출수단과, 크랭크각에 대한 캠각의 위상차인 진각량을 연산하는 진각량 연산수단과, 내연기관의 윤활유압을 이용해서 크랭크각에 대한 캠각을 진각 또는 지각시키는 가변밸브 타이밍수단과, 상기 가변밸브 타이밍수단의 기계적 정지위치에서 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 학습수단과, 상기 학습수단에 의해 학습되는 상기 위상차의 학습치와, 상기 진각량 연산수단에 의해 연산되는 상기 위상차와의 편차에 따라, 상기 가변밸브 타이밍수단을 구동하기 위한 밸브타이밍 제어량을 연산하는 밸브타이밍 제어량 연산수단을 구비해서 되고, 상기 학습수단은 내연기관의 아이들링시 이외에서, 상기 기계적 정지위치에서의 크랭크각에 대한 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가변밸브 타이밍수단은, 내연기관의 흡기밸브측에 구비되어있고, 상기 학습수단은 상기 가변밸브 타이밍수단의 상기 기계적 정지위치로서, 밸브타이밍이 최지각위치에 있을 때에, 크랭크각에 대한 흡기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가변밸브 타이밍수단은 내연기관의 배기밸브측에 구비되어있고, 상기 학습수단은, 상기 가변밸브 타이밍수단의 상기 기계적 정지위치로서, 밸브타이밍이 최진각위치에 있을때에 크랭크각에 대한 배기밸브측의 캠각의 위상차를 학습하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
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