(57)【要約】【課題】カムの回転位置が揺れ動く場合に、この揺動を低減させることでエンジンの性能と安定性を向上させる可変バルブタイミング装置の制御システムを提供する。【解決手段】本発明の可変バルブタイミング装置の制御システムは、バルブをリフトさせるカムが突き出して形成されたカムシャフトと、カムシャフトの一側に装着され、内部に遅角室及び進角室が形成される可変機構と、遅角室及び進角室に油圧を供給してカムシャフトの回転を遅角させる又は進角させるオイルコントロールバルブと、カムの回転位置を感知するカム位置感知部と、カム位置感知部からカムシャフトの位置信号を感知し、位置信号の変動が設定範囲を超えるときオイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させる制御部とを含むことを特徴とする。【選択図】図３
2015232320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブをリフトさせるカムが突き出して形成されたカムシャフトと、
前記カムシャフトの一側に装着され、内部に遅角室及び進角室が形成される可変機構と、
前記遅角室及び前記進角室に油圧を供給して前記カムシャフトの回転を遅角させる又は進角させるオイルコントロールバルブと、
前記カムの回転位置を感知するカム位置感知部と、
前記カム位置感知部から前記カムシャフトの位置信号を感知し、前記位置信号の変動特性が設定範囲を超えるとき前記オイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させる制御部と、
を含むことを特徴とする可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項２】
前記変動特性は、前記位置信号の振動幅を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項３】
前記変動特性は、前記位置信号と予め設定された目標値の間の差分値であることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項４】
前記予め設定された目標値は、運行条件によって可変することを特徴とする請求項３に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項５】
前記可変機構は、前記カムの位置を進角位置と遅角位置との間に中間位置として維持するロッキングピンを含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項６】
前記可変機構は、回転力の伝達を受ける回転力伝達部を含み、
前記回転力伝達部は、チェーンまたはベルトを通じて回転力の伝達を受けることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【請求項７】
前記制御部が前記オイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させた後に、
前記位置信号の変動特性が設定範囲に含まれれば、前記オイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を初期値に復帰させることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング装置の制御システムに係り、より詳しくは、吸気バルブのリフト時期を進角、中間、および遅角状態に可変的に制御することによって、全体的なエネルギー消費効率を向上させ、出力を向上させる可変バルブタイミング装置の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を受け入れてこれを燃焼することで動力を形成する。空気を吸入する時は、カム軸（ｃａｍ  ｓｈａｆｔ）の駆動により吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ  ｖａｌｖｅｓ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入される。
また、カム軸の駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ  ｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出される。
しかし、エンジンの回転速度や負荷などの運転条件により、最適の吸気バルブ／排気バルブの開閉時点および開放時間が変わる。
つまり、エンジンの回転速度により、適切なリフト（ｌｉｆｔ）タイミングまたはバルブオープニング／クロージングタイミングが変わる。
そこで、バルブのリフトタイミングを遅角させたり進角させる技術が紹介され、エンジンの運行条件によってバルブのリフトタイミングを調節することで燃焼効率を向上させることができる。
特に、連続可変バルブ制御（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ：以下、ＣＶＶＴと略す）システムは、エンジンのバルブ開閉時期をエンジンの回転数により最適化制御して、燃費の向上、排出ガスの低減、低速トルクの増大および出力向上の効果をもたらす。
【０００３】
さらに、吸／排気バルブのバルブオーバーラップを増大してポンピングロスを低減するので燃費向上の効果があり、エンジン条件によるバルブオーバーラップの最適化により内部排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＥＧＲと略す）による未燃焼ガスの再燃焼効果によって排出ガスの低減効果があり、エンジン条件による吸気バルブタイミングの最適化により体積効率を増大して、低速トルクの増大および出力向上の効果がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
最近では、既存のＣＶＶＴシステムの応答性および作動領域の制限に対する問題点を改善した中間位相ＣＶＶＴシステムに対する開発が活発に進められている。中間位相ＣＶＶＴシステムは、カムの位置を最遅角（吸気）、最進角（排気）位置でなく、中間位置で制御をするため、応答性が早く、カムの使用領域を広げることができ、燃費の向上および排出ガスの低減効果に優れる（例えば、特許文献４参照）。
一方、中間位相ＣＶＶＴシステムの場合、精密制御を通じた応答性の向上および燃費向上の効果が得られるが、ソレノイドバルブのパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＰＷＭと略す）制御周波数とエンジンのカムに共振が発生する場合、カムの位置が揺れる現象が発生する。このような場合、カムの制御性と安定性に問題が発生して、エンジンの性能および安定性に悪影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９３６４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０２０９号公報
【特許文献３】特開２００７−４０３１０号公報
【特許文献４】特開２００４−３６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、オイルコントロールバルブを通じてカムを進角／遅角させる構造でカムの回転位置が揺れ動く場合に、この揺動を低減させることでエンジンの性能と安定性を向上させる可変バルブタイミング装置の制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の実施例に係る可変バルブタイミング装置の制御システムは、バルブをリフトさせるカムが突き出して形成されたカムシャフトと、カムシャフトの一側に装着され、内部に遅角室及び進角室が形成される可変機構と、遅角室及び進角室に油圧を供給してカムシャフトの回転を遅角させる又は進角させるオイルコントロールバルブと、カムの回転位置を感知するカム位置感知部と、カム位置感知部からカムシャフトの位置信号を感知し、位置信号の変動が設定範囲を超えるときオイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させる制御部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
変動特性は、位置信号の振動幅を含むことができる。
変動特性は、位置信号と予め設定された目標値の間の差分値であることができる。
予め設定された目標値は、運行条件によって可変することができる。
【０００８】
可変機構は、カムの位置を進角位置と遅角位置との間に中間位置として維持するロッキングピンを含むことができる。
可変機構は、回転力の伝達を受ける回転力伝達部を含み、回転力伝達部は、チェーンまたはベルトを通じて回転力の伝達を受けることができる。
制御部がオイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させた後に、位置信号の変動特性が設定範囲に含まれれば、オイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を復帰させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、位置センサーを通じてカムの位置が設定幅から外れて揺れると判断されれば、オイルコントロールバルブを制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティーの周波数を可変させることで、カムが共振により揺れることを容易に防止することができる。
また、カムの位置が揺れることが防止され、カムの制御性と安定性を向上させることができ、エンジンの性能および安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る可変バルブタイミング装置の制御システムの一部概略的な内部側面図である。
【図２】本発明の実施例に係る可変バルブタイミング装置の制御システムのバルブのリフトを示すグラフである。
【図３】本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の制御システムで制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置でバルブの動きを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例に係る可変バルブタイミング装置の制御システムの一部概略的な内部側面図であり、図２はそのバルブのリフトを示すグラフである。
図１に示したとおり、可変バルブタイミング装置の制御システムは、カム（図示せず）が形成されたカムシャフト１７０、進角室１１０と遅角室１３０が形成されたスプロケット１００、ロッキングピン１２０、カム位置センサー１６０、オイルコントロールバルブ１４０、および制御部１５０を含む。
【００１２】
カム位置センサー１６０は、カムシャフト１７０またはカムシャフト１７０に配置されるカムの位置を感知し、該感知信号を制御部１５０に伝達する。制御部１５０は、カム位置センサー１６０から伝達された感知信号を通じてカムシャフト１７０の回転位置またはカムの位置を演算（選択）し、運行条件によってオイルコントロールバルブ１４０を制御する。
オイルコントロールバルブ１４０は、スプロケット１００の内部に形成された進角室１１０または遅角室１３０に油圧を供給して、スプロケット１００を基準としてカムシャフト１７０を進角させたり遅角させる。
つまり、進角室１１０に油圧が供給されれば、スプロケット１００を基準としてカムシャフト１７０が時計方向に回転して、カムシャフト１７０に形成されたカムが進角する。そして、遅角室１３０に油圧が供給されれば、スプロケット１００を基準としてカムシャフト１７０が時計反対方向に回転して、カムシャフト１７０に形成されたカムが遅角する。
【００１３】
ロッキングピン１２０は、別途に供給される油圧により作動して、スプロケット１００とカムシャフト１７０を固定して、カムシャフト１７０が遅角位置と進角位置の間の中間位置に固定されるようにする。
従って、エンジンの運行条件によって排気バルブまたは吸気バルブが進角位置、中間位置、および遅角位置にそれぞれ制御される。
本発明の実施例において、スプロケット１００は、チェーンを通じてエンジンのクランクシャフトから回転力の伝達を受けることができ、スプロケット１００は、プーリで代替されることができる。特に、プーリは、ベルトを通じてエンジンのクランクシャフトから回転力の伝達を受けることができる。
【００１４】
図３は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の制御システムで制御方法を示すフローチャートである。
図３に示すとおり、Ｓ２００で制御部１５０が制御を始め、Ｓ２１０で制御部はカム共振防止ロジックを行う。
カム共振防止ロジックを通じて、制御部１５０は、進角室１１０または遅角室１３０に油圧を供給して、カムシャフト１７０の位置を制御し、その過程でカムシャフト１７０の回転位置が変動することを予め防止する。
Ｓ２２０において、制御部１５０は、カム位置センサー１６０からカムシャフト１７０の回転位置を感知し、その感知信号は予め設定された目標値から一定の範囲内で上昇と下落を繰り返して変動幅を形成する。そして、制御部１５０は、その変動幅が設定値を超えるか否かを判断する。
【００１５】
感知信号の変動幅が設定値を超えると判断されれば、Ｓ２３０において、制御部１５０は、オイルコントロールバルブ１４０のＰＷＭデューティーを制御する信号の周波数を予め設定された値に可変させる。
そして、Ｓ２４０において、制御部１５０は、カム位置センサー１６０でカムシャフト１７０の回転位置を感知し、その感知信号の変動幅が設定値を超えるか否かを再び判断する。
感知信号の変動幅が設定値未満であると判断されれば、Ｓ２５０において、制御部１５０は、オイルコントロールバルブ１４０のＰＷＭデューティーを制御する信号の周波数を復帰させ、感知信号の変動幅が設定値以上であると判断されれば、Ｓ２１０に戻り、Ｓ２２０を行う。
【００１６】
図４は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置でバルブの動きを示すグラフである。
図４に示したとおり、横軸は時間を示し、縦軸はオイルコントロールバルブ１４０を制御するＰＷＭデューティーの周波数およびカムの位置をそれぞれ示す。
カム位置は、カムシャフト１７０の回転位置と対応し、運行条件によって目標値が設定され、カム位置は目標値によって可変する。
しかし、オイルコントロールバルブ１４０から供給される油圧の変動やその他の理由で、カム位置は、目標値を中心として設定された領域内で一定の周波数の周期を有して変動する。
【００１７】
カム位置の変動幅が設定値を超える領域は、共振領域と判断し、本発明の実施例で、オイルコントロールバルブを制御するＰＷＭデューティーの制御周波数を可変させることで、カム位置の変動幅が減って共振領域が正常領域に転換される。
本発明の実施例において、カム位置の変動幅が設定値を超えると判断されれば、共振領域と判断されることができる。そして、カム位置の変動幅は、目標値を基準として演算されることができる。
【００１８】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００１９】
１００：スプロケット
１１０：進角室
１２０：ロッキングピン
１３０：遅角室
１４０：オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
１５０：制御部（ＥＣＵ）
１６０：カム位置センサー（ＣＳ）
１７０：カムシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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