(57)【要約】【課題】  内燃機関のリアルタイム制御システムにおいて、パルスホイールからの位相角情報を正確に利用できる方法を提供する。【解決手段】  一定のループ時間の範囲の内外の周波数を入力が有しているリアルタイム制御システムにおいて、パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法である。この方法は、カムシャフト１０２を提供する工程と、カムシャフト１０２に固定されるパルスホイール１００を提供する工程と、パルスホイール１００からの第１および第２の情報を含む情報を検出するセンサ１１４を提供する工程と、カムシャフト１０２の回転速度が所定値よりも大きい場合に、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより第２の情報を第１の情報とともに用いる工程とを備えている。【選択図】  図６
2005127320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のループ時間を有するリアルタイム制御システムにおいて、一定のループ時間を越えたまたはこれを下回る周波数を入力が有しており、パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法であって、
回転軸を提供する工程と、
回転軸に固定されるパルスホイールを提供する工程と、
パルスホイールからの第１および第２の情報を含む情報を検出するセンサを提供する工程と、
回転軸の回転速度が所定値よりも大きい場合に、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより、情報のより正確な表示のために第２の情報が第１の情報とともに用いられている工程と、
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１において、
第１の情報が、パルスホイールに関連する情報を有しているとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１において、
第２の情報が、パルスホイールに関連する情報を有しているとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報ではないが、最新の情報に対して時間的に先行して発生している情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、
平均化の工程が、ループごとに２つのアップデートが存在している閾値のわずか手前で開始している、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１において、
第１の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１において、
第２の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１において、
回転軸が内燃機関のカムシャフトである、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１において、
回転軸が内燃機関のクランクシャフトである、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１において、
パルスホイールが、その上に分配された歯を有するホイールである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法であって、
回転軸を提供する工程と、
回転軸に固定されるパルスホイールを提供する工程と、
パルスホイールからの第１および第２の情報を含む情報を検出するセンサを提供する工程と、
所定のサンプリング速度で検出されたパルスホイールからの情報を制御しまたは処理するためのコントローラを提供する工程と、
回転軸の回転速度が所定値よりも大きい場合に、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより、情報のより正確な表示のために第２の情報が第１の情報とともに用いられている工程と、
を備えた方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
第１の情報が、パルスホイールに関係する情報を有するとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０において、
第１の情報が、パルスホイールに関係する情報を有するとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報ではないが、最新の情報に対して時間的に先行して発生している情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０において、
平均化の工程が、ループごとに２つのアップデートが存在している閾値のわずか手前で開始している、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０において、
コントローラがエンジンコントロールユニットである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０において、
第１の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０において、
第２の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１０において、
回転軸が内燃機関のカムシャフトである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１０において、
回転軸が内燃機関のクランクシャフトである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０において、
パルスホイールが、その上に分配された歯を有するホイールである、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変カムタイミング（ＶＣＴ：variable camshaft timing）位相測定の分野に関する。より詳細には、本発明は、高速回転域での位相平均化に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の性能は、エンジンの種々のシリンダのインテークバルブを駆動するカムシャフトと、エグゾーストバルブを駆動するカムシャフトという２本のカムシャフトを使用することによって改良することが可能である。
【０００３】
典型的には、このようなカムシャフトの一方は、第１のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第１のベルト駆動装置を介してエンジンのクランクシャフトによって駆動され、他方のカムシャフトは、第２のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第２のベルト駆動装置を介して、前記一方のカムシャフトによって駆動される。あるいは、双方のカムシャフトが、単一のクランクシャフトにより駆動されるチェーン駆動装置またはベルト駆動装置により運転される。
【０００４】
２本のカムシャフトを備えたエンジンの性能は、エグゾーストバルブに対するインテークバルブの運転の点からまたはクランクシャフトの位置に対する各バルブの位置の点からエンジンタイミングを変更するために、一方のカムシャフト（通常はインテークバルブ駆動用のカムシャフト）の他方のカムシャフトおよびクランクシャフトに対する位置関係を変えることによって、アイドル運転の質、燃費、低減排気ガスおよび上昇トルクの観点からさらに改良を加えることが可能である。
【０００５】
引用することによってすべて本明細書の中に含まれる以下の米国特許により開示された情報を考慮することは、本発明の背景を探るのに有用である。
米国特許第 5,002,023号は、本発明の分野におけるＶＣＴシステムについて記述している。このシステムの液圧装置は、適切な作動流体要素を備えるとともに逆方向に作用する一対の液圧シリンダを有している。
【０００６】
作動流体要素は、作動流体を一方のシリンダから他方のシリンダにまたはその逆方向に選択的に移送しており、これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの周方向位置をアドバンスさせまたはリタードさせている。
【０００７】
制御システムは、一方または他方のシリンダからの作動流体の排出がバルブ内のスプールを中央位置つまり零位置から一方向または他の方向に移動させることによって行われる制御バルブを使用している。
【０００８】
スプールの移動は、スプールの一端に作用する制御液圧Ｐc の増加または減少に応じて、さらにスプリングの一端に作用する液圧と他端に作用する圧縮スプリングによる機械的な押付力との間の関係に応じて、生じる。
【０００９】
米国特許第 5,107,804号は、本発明の分野における他のタイプのＶＣＴシステムについて記述しており、このシステムの液圧装置は、囲繞されたハウジング内にローブを備えたベーンを有している。このベーンは、上述の米国特許第 5,002,023号により開示された逆方向作用のシリンダに取って代わっている。
【００１０】
ベーンは、ハウジング内でローブの一方の側から他方の側にまたはその逆方向に作動流体を移動させることによりハウジングに対してベーンを一方の側から他方の側に振動させる適切な作動流体要素を有しており、ベーンはハウジングに対して振動可能つまり周方向に移動可能に構成されている。
【００１１】
このようなベーンの振動は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位置をアドバンスまたはリタードさせるのに効果的なものである。このＶＣＴシステムの制御システムは、米国特許第 5,002,023号に開示されたものと同一であって、スプールバルブに作用する同種の力に反応する同一タイプのスプールバルブを使用している。
【００１２】
米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号はいずれも、スプールの一端に作用する液圧による力とスプールの他端に作用する機械的な力とを釣り合わせようとする試みによって発生する、上述したタイプのＶＣＴシステムの問題に取り組んでいる。米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号の双方に開示された改良制御システムは、スプールの両端に作用する液圧による力を利用している。
【００１３】
スプールの一端に作用する液圧による力は、最大液圧Ｐs でエンジンオイルギャラリから直接供給される作動流体に起因している。スプールの他端に作用する液圧による力は、減圧Ｐc 下でＰＷＭソレノイドからの作動流体に反応して作用する液圧シリンダまたはその他の倍力装置に起因している。
【００１４】
スプールの対向端の各々に作用する力が元々同じ作動流体に基づいた液圧であるため、作動流体の圧力または粘性の変化は自己否定的なものであって、スプールの中央位置または零位置には影響を与えない。
【００１５】
米国特許第 5,289,805号は、改良されたＶＣＴ方法を提供している。この方法は、所定のセットポイントを追跡する挙動を生じさせるところのコンピュータの実行に適した液圧ＰＷＭスプール位置制御および進んだ制御アルゴリズムを利用している。
【００１６】
米国特許第 5,361,735号においては、カムシャフトが、非振動の回転のために一端に固定されたベーンを有している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なタイミングベルト駆動のプーリを有している。ベーンは、プーリの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。カムシャフトは、通常の運転中に発生するトルクパルスに反応して変化する傾向がある。
【００１７】
カムシャフトは、エンジン制御ユニットからの信号に反応して制御バルブのバルブ本体内でのスプールの位置を制御することによって、凹部からのエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスしまたはリタードするようになっている。スプールは、好ましくはステッピングモータ型の電気モータによって回転させられるロータリー・リニア運動移動手段によって一定の方向に付勢されている。
【００１８】
米国特許第 5,497,738号は、ＶＣＴシステムの上述の実施態様で利用された最大液圧Ｐs においてエンジンオイルギャラリから直接供給された作動流体に起因してスプールの一端に作用する液圧による力を除去する制御システムについて開示している。
【００１９】
ベントスプールの他端に作用する力は、好ましくは可変力ソレノイド型の電気機械的アクチュエータによるものであり、この力は、種々のエンジンパラメータを監視するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から出力された電気信号に反応してベントスプールに直接作用している。
【００２０】
ＥＣＵは、カムシャフト位置およびクランクシャフト位置に対応するセンサ信号を受け取り、この位置情報を利用して相対位相角を計算する。好ましくは、位相角誤差を補償するクローズドループフィードバックシステムが採用されている。可変力ソレノイドの使用が、緩慢な動的応答性の問題を解決する。
【００２１】
このような装置は、スプールバルブの機械的応答性と同程度に速くなるように設計でき、確かに従来の完全液圧差圧制御システムよりもずっと速くなっている。応答性が速くなることにより、増加したクローズドループゲインを使用することができ、これにより、構成要素の許容誤差および運転環境に対してシステムがそれほど敏感でないようにすることが可能である。
【００２２】
米国特許第 5,657,725号は、駆動のためにエンジンオイル圧を利用する制御システムを示している。このシステムは、ベーンが一端に固定されたカムシャフトを有しており、ベーンはカムシャフトとともに回転可能でカムシャフトに対して振動しないようになっている。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトとともに振動するハウジングを有している。
【００２３】
ベーンは、ハウジングの対向凹部内に受け入れられた対向ローブを有している。ベーンおよびハウジングが相対的に振動でき、これにより、カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して変化するように、凹部はローブよりも周方向長さが長くなっている。
【００２４】
カムシャフトは、通常の運転中に受けるエンジンオイル圧および（または）カムシャフトトルクパルスに反応して方向を変える。エンジン運転状態を示すエンジン制御ユニットからの信号に反応してスプールバルブ本体内のスプールの位置を制御することによって、カムシャフトは、凹部からリターンラインを通るエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスまたはリタードすることができる。
【００２５】
スプールは、エンジン制御ユニットからの信号に反応してその対向端に作用する液圧による力を制御することによって、選択的に配置される。ベーンは、回転中にカムシャフトが受ける一方向の摩擦トルクに対して反作用の力を作用させるように、最も端の位置に付勢されている。
【００２６】
米国特許第 6,247,434号は、エンジンオイルによって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。このシステム内には、カムシャフトに同期して回転するようにハブがカムシャフトに固定されている。
【００２７】
また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００２８】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働する。ドリブンベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの内面と協働する。ロック装置は、油圧に反応して、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。また制御装置が、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００２９】
米国特許第 6,250,265号は、内燃機関のためのアクチュエータロック機構を備えた可変バルブタイミングシステムを示している。この可変バルブタイミングシステムは、ベーンが固定されたカムシャフトを有しており、ベーンは、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動しないようになっている。
【００３０】
ベーンは、周方向に延びかつ半径方向外方に延びる複数のローブを有している。ベーンは、各ローブに対応する複数の凹部を有する環状ハウジングによって囲繞されており、各ローブは、対応する各凹部に受け入れられている。
【００３１】
ハウジングがカムシャフトおよびベーンとともに回転しているときにベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動を許容するように、各凹部は、ローブの周方向長さよりも長い周方向長さを有している。ベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動は、ローブの対向側の各凹部内の加圧エンジンオイルによって励起されている。
【００３２】
好ましくは、凹部内の油圧は、運転中のカムシャフトの回転時に、カムシャフトのトルクパルスから一部引き出されている。環状ロックプレートは、カムシャフトおよび環状ハウジングと同芯に配置されている。
【００３３】
また、環状ロックプレートは、ロックプレートが環状ハウジングと係合してベーンに対する周方向の動きを防止する第１の位置と、ベーンに対する環状ハウジングの周方向の動きを許容する第２の位置との間で、カムシャフトの長手方向の中心軸に沿って環状ハウジングに対して移動可能になっている。ロックプレートは、第１の位置に向かってスプリングにより付勢されるとともに、エンジンオイル圧により、第１の位置から離れて第２の位置に向かって押圧される。
【００３４】
ロックプレートは、エンジンオイル圧がスプリングの付勢力に打ち勝つほど十分に高いときに、これは環状ハウジングおよびベーンの相対位置を変化させるように要求される唯一のときであるが、カムシャフトを挿通する流路によって第２の位置にさらされる。ロックプレートの移動は、クローズドループ制御システムまたはオープンループ制御システムを介して、エンジン電子制御ユニットにより制御されている。
【００３５】
米国特許第 6,263,846号は、ベーン型可変カムシャフトタイミングシステムのための制御バルブを示している。この制御バルブは、カムシャフトおよびこれに固定されてカムシャフトとともに回転するハブを有する内燃機関を含んでいる。
【００３６】
また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、ハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向内方に配置されており、ハブとともに協働する。
【００３７】
ドリブンベーンは、ハウジングと協働するようにハブ内において半径方向外方に配置されている。また、ドリブンベーンは、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバを周方向に交互に限定するように、ドライブベーンと周方向に交互に配置されている。
【００３８】
ハブに対するハウジングの振動を制御するための構成は、電子エンジン制御ユニットと、電子エンジン制御ユニットに反応してアドバンスチャンバに対するエンジンオイル圧を調整するアドバンス制御バルブとを有している。
【００３９】
電子エンジン制御ユニットに反応するリタード制御バルブは、リタードチャンバに対してエンジンオイル圧を調整する。アドバンス通路は、アドバンス制御バルブおよびアドバンスチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。リタード通路は、リタード制御バルブおよびリタードチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。
【００４０】
米国特許第 6,311,655号は、ベーン取付けのロックピストン装置を有する多数位置可変カムタイミングシステムを示している。カムシャフトおよび可変カムシャフトタイミングシステムを有する内燃機関において、ロータはカムシャフトに固定されるとともに、カムシャフトに対して回転可能で振動しないように構成されている。
【００４１】
ハウジングは、ロータを囲繞するとともに、ロータおよびカムシャフトの双方に対して回転可能になっており、さらに、最リタード位置および最アドバンス位置間においてロータおよびカムシャフトの双方に対して振動可能になっている。
【００４２】
ロック装置は、ロータまたはハウジングのいずれか一方の内部に設けられるとともに、最リタード位置、最アドバンス位置およびこれらの間の位置において、ロータまたはハウジングのいずれか他方に係脱可能に係合しており、ロータおよびハウジング間の相対運動を防止している。
【００４３】
ロック装置は、ロータをハウジングに固定するために、キーとその逆側に設けられたセレーションとを備えたロックピストンを有している。制御装置は、ハウジングに対するロータの振動を制御する。
【００４４】
米国特許第 6,374,787号は、エンジンオイル圧によって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。ハブがカムシャフトに同期して回転するようにカムシャフトに固定されている。ハウジングは、ハブを囲繞しており、ハブおよびカムシャフトとともに回転するとともに、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動するようになっている。
【００４５】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働している。ドリブンベーンは、ハブ内において半径方向に配置されており、ハウジングの内面と協働している。油圧に反応するロック装置は、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。制御装置は、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００４６】
米国特許第 6,477,999号は、非振動の回転のために、その一端にベーンが固定されたカムシャフトを示している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なスプロケットを有している。ベーンは、スプロケットの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。
【００４７】
凹部は、ベーンおよびスプロケットが互いに振動するのを許容するように、ローブよりも大きな周方向長さを有している。カムシャフトの位相は、通常の運転中に受けるパルスに反応して変化する傾向がある。
【００４８】
カムシャフトの位相は、制御バルブのバルブ本体内におけるスプールの位置を制御して、凹部からの加圧作動流体（好ましくはエンジンオイル）の流れを選択的に阻止しまたは許容することにより、アドバンスまたはリタード方向という一定の方向にのみ変化するように許容されている。
【００４９】
スプロケットは、カムシャフトの回転軸から離れて該回転軸に平行に延びる貫通通路を有している。ピンは、通路内にスライド可能に設けられており、ピンの自由端が通路を越えて突出する位置までスプリングによって弾性的に付勢されている。ベーンは、ポケットを有するプレートを備えており、該ポケットは所定のスプロケットの通路と整列している。
【００５０】
ポケットは作動流体を受け入れており、流体圧が通常の運転レベルにあるとき、ポケット内には、ピンの自由端がポケットに入らないようにするのに十分な圧力がある。その一方、液圧レベルが低いときには、ピンの自由端がポケット内に入り、カムシャフトおよびスプロケットと所定の向きに係合する。
【００５１】
「速度範囲にわたったＶＣＴ誤差の補償」という名称の米国特許出願第10/415,513号は、内燃機関の可変カムタイミングのための補償方法について記述している。この方法は、ａ）周期的なクランクパルス信号（６２）を提供する工程と、ｂ）周期的なカムパルス信号（６６）を提供する工程と、ｃ）内燃機関がＺ位相値（９０）に対する激しい変化を引き起こしているところのセグメントを決定する工程と、ｄ）セグメントをサブセグメント分割する工程と、ｅ）サブセグメント内で複数の点からなるＺ位相値（９０）を計算する工程とを備えている。
【００５２】
ＶＣＴシステムにおいては、センサホイールがエンジンコントローラのサンプリング速度よりも速く回転していることにより、一定歯数のセンサホイールが検出した情報のいくつかをエンジンコントローラがミスして（見落として）しまうかもしれない。このような状態が発生すれば、検出した情報のいくつかは失われ、またはエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）のようなエンジンコントローラによって使用されないことになる。
【００５３】
したがって、一定時間制御システムまたはＥＣＵに関連した一定時間ループにおいて、測定目的のためのパルスホイールを備えたＶＣＴシステムに関連したコントローラが検出または測定情報のいくつかをミスしたときに、そのようなミスした情報を依然として使用できるような方法またはシステムを備えることは望ましいことである。
【特許文献１】米国特許第 5,002,023号明細書
【特許文献２】米国特許第 5,107,804号明細書
【特許文献３】米国特許第 5,172,659号明細書
【特許文献４】米国特許第 5,184,578号明細書
【特許文献５】米国特許第 5,289,805号明細書
【特許文献６】米国特許第 5,361,735号明細書
【特許文献７】米国特許第 5,497,738号明細書
【特許文献８】米国特許第 5,657,725号明細書
【特許文献９】米国特許第 6,247,434号明細書
【特許文献１０】米国特許第 6,250,265号明細書
【特許文献１１】米国特許第 6,263,846号明細書
【特許文献１２】米国特許第 6,311,655号明細書
【特許文献１３】米国特許第 6,374,787号明細書
【特許文献１４】米国特許第 6,477,999号明細書
【特許文献１５】米国特許出願第10/415,513号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５４】
本発明は、情報のより正確な表示のためにセンサによる検出情報を利用する方法を提供しようとしている。さらに、本発明は、内燃機関のリアルタイム制御システムにおいて、パルスホイールからの位相角情報を正確に利用できる方法を提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【００５５】
請求項１の発明は、一定のループ時間を有するとともに、入力が一定のループ時間を越えたまたはこれを下回る周波数を有しているリアルタイム制御システムにおいて、パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法である。当該方法は、回転軸を提供する工程と、回転軸に固定されるパルスホイールを提供する工程と、パルスホイールからの第１および第２の情報を含む情報を検出するセンサを提供する工程と、回転軸の回転速度が所定値よりも大きい場合に、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより、情報のより正確な表示のために第２の情報が第１の情報とともに用いられる工程とを備えている。
【００５６】
請求項２の発明では、請求項１において、第１の情報が、パルスホイールに関連する情報を有しているとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報である。
【００５７】
請求項３の発明では、請求項１において、第２の情報が、パルスホイールに関連する情報を有しているとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報ではないが、最新の情報に対して時間的に先行して生じている。
【００５８】
請求項４の発明では、請求項１において、平均化の工程が、ループごとに２つのアップデートが存在している閾値のわずか手前で開始している。
【００５９】
請求項５の発明では、請求項１において、第１の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である。
【００６０】
請求項６の発明では、請求項１において、第２の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である。
【００６１】
請求項７の発明では、請求項１において、回転軸が内燃機関のカムシャフトである。
【００６２】
請求項８の発明では、請求項１において、回転軸が内燃機関のクランクシャフトである。
【００６３】
請求項９の発明では、請求項１において、パルスホイールが、その上に配置された歯を有するホイールである。
【００６４】
請求項１０の発明は、パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法であって、回転軸を提供する工程と、回転軸に固定されるパルスホイールを提供する工程と、パルスホイールからの第１および第２の情報を含む情報を検出するセンサを提供する工程と、所定のサンプリング速度で検出されたパルスホイールからの情報を制御しまたは処理するためのコントローラを提供する工程と、回転軸の回転速度が所定値よりも大きい場合に、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより、情報のより正確な表示のために第２の情報が第１の情報とともに用いられている工程とを備えている。
【００６５】
請求項１１の発明では、請求項１０において、第１の情報が、パルスホイールに関係する情報を有するとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報である。
【００６６】
請求項１２の発明では、請求項１０において、第１の情報が、パルスホイールに関係する情報を有するとともに、コントローラによって処理されるように配置された最新の情報ではないが、最新の情報に対して時間的に先行して発生している。
【００６７】
請求項１３の発明では、請求項１０において、平均化の工程が、ループごとに２つのアップデートが存在している閾値のわずか手前で開始している。
【００６８】
請求項１４の発明では、請求項１０において、コントローラがエンジンコントロールユニットである。
【００６９】
請求項１５の発明では、請求項１０において、第１の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である。
【００７０】
請求項１６の発明では、請求項１０において、第２の情報が、センサによって検出されたパルスホイールからの位相角情報である。
【００７１】
請求項１７の発明では、請求項１０において、回転軸が内燃機関のカムシャフトである。
【００７２】
請求項１８の発明では、請求項１０において、回転軸が内燃機関のクランクシャフトである。
【００７３】
請求項１９の発明では、請求項１０において、パルスホイールが、その上に配置された歯を有するホイールである。
【００７４】
本発明によれば、一定のループ時間を有するリアルタイム制御システムが提供されている。このシステムは、一定のループ時間の範囲の内外で変動する周波数を有する入力を備えるとともに、パルスホイールで提供されかつセンサで検出された情報を利用するための方法を備えている。
【００７５】
カム捩じりを考慮するパルスホイールを用いることによってＶＣＴシステムを測定するための方法が提供されている。パルスホイールの一方はクランクシャフトに取り付けられ、他方はカムシャフトに取り付けられている。
【００７６】
カム捩じりを考慮するパルスホイールを用いることによってＶＣＴシステムを測定するための方法が提供されている。ＶＣＴシステムにおいては、パルスホイールは、ＥＣＵのような電子コントローラが位相角情報を利用するよりもずっと速く位相角情報を生成する。
【００７７】
エンジン高速回転領域では、パルスホイールセンサシステムによりコントローラに供給された追加の情報が利用されている。以前に使用されていなかった情報は、以前使用されていた情報とともに平均化するのに寄与する要素なので、ここで使用される。
【００７８】
したがって、一定のループ時間を有するリアルタイム制御システムが提供されている。このシステムは、一定のループ時間の範囲の内外で変動する周波数を有する入力を備えるとともに、パルスホイールで提供されかつセンサで検出された情報を利用するための方法を備えている。
【００７９】
この方法は、以下の工程を備えている。すなわち、回転軸を提供する工程。回転軸に固定されたパルスホイールを提供する工程。パルスホイールから出た情報を検出するセンサを提供する工程。第１の情報および第２の情報からなる検出情報を提供する工程。
【００８０】
そして、回転軸の回転速度が所定の値よりも大きい場合に、一方が第１の情報に関連しかつ他方が第２の情報に関連している少なくとも２つのパルスを平均化する。これにより、第２の情報が、情報のより正確な表示のために、第１の情報とともに用いられる。
【００８１】
したがって、パルスホイールで提供されかつセンサで検出された情報を利用するための方法を備えている。この方法は、以下の工程を備えている。すなわち、回転軸を提供する工程。回転軸に固定されたパルスホイールを提供する工程。パルスホイールから出た情報を検出するセンサを提供する工程。第１の情報および第２の情報からなる検出情報を提供する工程。所定のサンプリング速度におけるパルスホイールからの検出情報を制御しまたは処理するためのコントローラを提供する工程。
【００８２】
そして、回転軸の回転速度が所定の値よりも大きい場合に、一方が第１の情報に関連しかつ他方が第２の情報に関連している少なくとも２つのパルスを平均化する。これにより、第２の情報が、情報のより正確な表示のために、第１の情報とともに用いられる。
【発明の効果】
【００８３】
本発明によれば、センサにより第１および第２の情報を含む情報を検出し、第１および第２の情報に関係する少なくとも２つのパルスを平均化することにより、これらのセンサ情報を利用するようにしたので、情報のより正確な表示のためにセンサによる検出情報を利用できるようになる。さらに、本発明によれば、内燃機関のリアルタイム制御システムにおいて、パルスホイールからの位相角情報を正確に利用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８４】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
本発明においては、可変カムタイミング（ＶＣＴ）位相測定に関連したＶＣＴシステムが、２つのシャフト間の位相角測定について要求している。参照シャフトは通常クランクシャフトであり、測定シャフトは通常カムシャフトであり、あるいは、２本以上のカムシャフトが存在している場合には一方のカムシャフトである。
【００８５】
本発明による測定方法は、パルスホイールを使用している。一方のパルスホイールはクランクシャフトに取り付けられ、他方はカムシャフトに取り付けられている。シャフトが回転すると、パルスホイールがセンサを励起する。センサは、パルスホイールの歯がセンサを通過したことを電子コントローラに知らせる。
【００８６】
コンピュータに適した方法が、「自己較正の可変カムシャフトタイミングシステム」という名称の米国特許第5,289,805号に開示されている。理解されるように、上記米国特許と同様に本発明による位相測定は、これらの測定パルスに含まれた情報を利用することにより、行われている。
【００８７】
エンジンのカムシャフトは、回転時にバルブスプリングを圧縮するカムローブを有している。バルブスプリングに対する周期的な圧縮および解放は、回転力つまりカムシャフトに対する捩じりを生じさせる。この捩じり力は、カムシャフトの回転時に時計回りおよび反時計回りの双方の方向に作用する。
【００８８】
測定に使用されるパルスホイールの歯数は、他のシステム要因から決定される。大抵の場合、エンジンの回転速度の範囲は、電子コントローラがパルス角情報を利用するよりもずっと速く、パルスホイールがパルス角情報を生成する状態に到達する。
【００８９】
たとえば、カム１回転につき８枚の歯を有するカムパルスホイールは、１５００ｒｐｍにおいて１０ｍｓごとに情報を与える。この例では、我々のコントローラは、１０ｍｓの速度で制御ループを駆け抜ける。
【００９０】
この速度以下では、コントローラは、ループごとに１アップデートよりも少ないアップデートを受けることになり、いくつかのループの実行は古い情報を使用している。１５００ｒｐｍを超えると、コントローラは、１回転につき１アップデートよりも多くのアップデートを受ける。
【００９１】
図１には、パルスアップデート速度がループ実行速度と等しくなっているシナリオが示されている。第１列の検出パルス１０が提供されている。パルス２０は、予め配列された一連のコントローラループ実行を示している。
【００９２】
理解されるように、パルスアップデート速度は、ループ実行速度とほぼ同じである。したがって、各ループ実行は、以前のアップデートで用いられていない唯一のパルスであるところの対応する検出カムパルスを使用することができる。
【００９３】
言い換えれば、検出カムパルス１２は、コントローラループ実行パルス２２によって用いられかつ従来のコントローラループ実行パルス２４によって用いられていないところの唯一アップデートされたパルスである。
【００９４】
実行パルス２４はまた、単一のアップデート１４のみを使用している。パルス１２，１４およびパルス２２，２４間の一つの関係における実行パルスは、それぞれ参照ライン１６，１８によって示されている。
【００９５】
図１Ａには、パルスアップデート速度がループ実行速度よりも遅くなっている第２のシナリオが示されている。検出カムパルスの第２の列３０が提供されている。パルス４０は、予め用意されたコントローラループ実行の列を示している。図から分かるように、パルスアップデート速度は、ループ実行速度よりも遅い。したがって、各ループ実行は、時には、２つ以上の検出カムパルスを用いることができる。
【００９６】
言い換えれば、第２の制御ループ４３が発生するときに検出パルスホイール信号がアップデートされていないので、検出カムパルス３２は、コントローラループ実行４２によって２度使用されるアップデートパルスである。このため、制御ループ４２，４３はいずれも単一（つまり同一）の検出カムパルスを使用している。このシナリオは、それぞれ参照ライン３８，３９によって示されている。
【００９７】
同様に、第２の制御ループ４５が発生するときに検出パルスホイール信号がアップデートされていないので、検出カムパルス３４は、コントローラループ実行４４によって２度使用されるアップデートパルスである。このシナリオは、それぞれ参照ライン３８，３９によって示されている。典型的には、第２のシナリオは、エンジン低速回転域で発生する。
【００９８】
図１Ｂには、パルスアップデート速度がループ実行速度よりも大きくなっている第３のシナリオが示されている。検出カムパルス５０の第３の列が提供されている。パルス６０は、予め用意されたコントローラループ実行の列を示している。図から分かるように、パルスアップデート速度は、ループ実行速度よりも速い。
【００９９】
したがって、各ループ実行は、前のアップデートで使用されていなかった２つまたはそれ以上の対応する検出カムパルスを選択することができる。言い換えれば、各コントローラループ実行は、一つの検出パルスに含まれる情報の使用または一つ以上の検出パルスに含まれる情報の使用のいずれかを選択できる。
【０１００】
図１Ｂに示すように、検出カムパルス５０の第３の列は、制御ループ６０によって使用されていないいくつかの検出パルスを有している。図から分かるように、検出ホイールパルス５２は、制御ループ実行６４によって用いられている。
【０１０１】
その一方、検出カムパルス５０の第３の列および制御ループ６０の間の速度の違いにより、検出カムパルス５０の第３の列におけるいくつかのパルスは、使用されていない。言い換えれば、検出カムパルス５０の第３の列に含まれた検出情報のいくつかは、検出カムパルス５０の第３の列と制御ループ６０との間の１対１の対応関係が設定されている場合には、コントローラ側で失われている。
【０１０２】
理解されるように、たとえば、カムパルス５２は制御ループ６４に対応しており、制御ループ６４の一つ前の制御ループは、検出カムパルス５０の第３の列における別のパルスに対応している。したがって、パルス５３は、パルス５２ともう一つのパルスとの間で取り残されており、使用されていない。
【０１０３】
本発明は、パルス５３のようなパルス未使用状態に注目しており、前に使用されなかったパルス内に含まれる情報が使用されるように、方法またはシステムを変更している。簡単に言うと、未使用のパルスは、使用パルスとともに平均化され、これにより、未使用のパルスに含まれた情報が全体の情報内容に寄与することになる。このような方法およびシステムの詳細については、本明細書中の他のパラグラフを参照のこと。
【０１０４】
例示によると、パルス５４は、制御ループ６２に対応している。もしパルス５４のみが用いられるのであれば、パルス５５に含まれた情報はコントローラ側では失われている。しかし、パルス５４および５５の双方に含まれた情報を平均化することによって、各パルスにおける位相情報が考慮されることになる。
【０１０５】
一方、パルス５２および制御ループ６４間の関係は参照ライン５６で示されている。参照ライン５６は、パルス５３に含まれた情報を考慮してはいない。これに対して、本発明の教示内容によれば、パルス５４，５５および制御ループ６２間の関係は、参照ライン５７，５８で示されている。
【０１０６】
参照ライン５７，５８は、組み合わされることにより、パルス５４，５５の双方に含まれた情報を考慮に入れている。この第３のシナリオは、典型的には、エンジン速度が高いときに発生する。
【０１０７】
例示に戻ると、３０００ｒｐｍにおいては、コントローラは、ループ実行ごとに２回のアップデートを受けている。しかしながら、コントローラは、２つのアップデートのうちの後者のみを使用している。というのは、それが直近（つまり最新）のデータだからである。
【０１０８】
同じ例の４５００ｒｐｍおよび６０００ｒｐｍにおいては、コントローラループごとにそれぞれ３回および４回のアップデートが存在している。しかしながら、この場合でも、直近のデータのみが使用されている。
【０１０９】
理解されるように、高速エンジン回転域におけるアップデート速度は、コントローラが使用できる速度よりも大きい。この一つの例外は、パルスホイールの歯数が非常に少ない場合である。なお、検出される歯ホイール上の歯数は、典型的には、関連するエンジンシステムによって予め設定されている。
【０１１０】
本発明は、エンジン高速回転域でパルスホイールセンサシステムからコントローラに提供される追加の情報を利用している。以前に使用されていなかった情報が、本発明においては使用されている。というのは、それは、以前使用されていた情報とともに平均化するのに役立つ要素だからである。
【０１１１】
したがって、システムのより正確なモデル化のために、追加の情報が提供されている。このため、コントローラは、ただ単に最新の情報によるのではなく、全体の情報に基づいて決定を下している。
【０１１２】
さらに、本発明は、ループごとに２つのアップデートが存在している閾値のわずかに手前から開始することによって、コントローラが制御ループ内の情報を使用する前に、最新の２つのパルスアップデートが平均化されるということを教示している。我々の実験によれば、制御ループごとに２つのアップデートがあるこの閾値は３０００ｒｐｍであるが、このわずかに手前で（たとえば２８００ｒｐｍで）平均化を開始するのが望ましい。
【０１１３】
閾値の手前で平均化を開始する理由は、コントローラは潜在的には要求された以上のアップデートを受けるが、それが正確に２回ではないからである。このため、こうした平均化の利点は、閾値の手前で実現することが可能である。
【０１１４】
また、我々は、ループごとに３回のアップデートの閾値のわずか手前で直近３つのパルスアップデートを平均化し、あるいは、ループごとに４回のアップデートの閾値の手前で直近４つのパルスアップデートを平均化する。
【０１１５】
全速度範囲にわたってパルスアップデートを平均化することは、有利なことではない。というのは、ループごとに１回およびそれ以下のアップデートの閾値においては、位相角の突然の変化は、平均化の手法によって平滑化されることになるからである。
【０１１６】
低速回転域において、位相角の突然の変化は、最大の強度で迅速にはコントローラに認識されないだろう。このため、コントローラは、変化の激しさを知らず、正確に反応することができない。
【０１１７】
このことは、高速回転域においても発生するが、コントローラはさもなければ追加の情報をミスするであろうから、性能の低下はなく、実際上、コントローラは、本発明を用いてより利用可能な情報を使用することができるので、より正確な情報を受け取ることができる。
【０１１８】
低速回転域で（つまりカムパルスアップデート速度が制御ループ実行速度と等しい閾値以下で）これらの信号を平均化するとき、システム性能レベルが低下するということが注目される。これは、アップデートが制御ループよりも少ない頻度で発生するからである。
【０１１９】
制御ループは、もしもそれ以上でなければ、少なくとも１回情報を見ている。したがって、平均化を行なうのは実際的ではない。他方、高速回転域においては、激しいカム位相の変化は、本発明によるシステムおよび方法によって平均化されている。
【０１２０】
制御ループがアップデートを見落とすことによって、この急激な理論上の変化がミスされるので、平均化によって平滑化されるという事実は重要ではない、ということが注目されるべきである。最終結果は、コントローラが実際に発生している事象をより正確に使用しているということである。
【０１２１】
本発明による方法は、一つの具現化された構成に基づいて有用であることが分かった。上述した同じパルスホイール装置（つまりカム回転ごとに８枚の歯を有する装置）を利用することによって、回転ごとに４つのカムローブと組み合わされて、或るエンジン速度において偽効果(aliasing effect)を助長する。
【０１２２】
各カムローブには、関連する２つの捩じりが存在している。その一つは、カムタイミングをリタードさせるように作用し、他の一つはカムタイミングをアドバンスさせるように作用する。
【０１２３】
このため、パルスホイールに８枚の歯がある場合には、各歯は捩じりで整列する。半分はアドバンストルクであり、残りの半分はリタードトルクである。これらの捩じりは、タイミング駆動装置にも拘らず、カムシャフトの回転時にカムシャフトを振動させる効果を有している。
【０１２４】
この例ではループごとに２回のアップデートの閾値である３０００ｒｐｍにおいて、コントローラは第１の測定をミスして第２の測定を使用している。しかしながら、パルスホイールと整列するカム捩じりが存在するようなこの独特の場合には、コントローラは、ただ一つのカム捩じりから位相角測定値を見ている。
【０１２５】
この捩じりは、アドバンスまたはリタードのいずれかの振動を生じさせており、ミスした捩じりは、逆方向のものである。このことは、パルスホイール上の２枚の歯について、正の振動を測定するものと、負の振動を測定するものとがあるということを意味している。
【０１２６】
コントローラが２つの測定値のうちの最初のものをミスしたとき、コントローラは振動の振幅を見ることが出来ない。その結果生じることは、コントローラが位相振動の下方部分または上方部分に対してセットポイントを要求するということである。
【０１２７】
図２には、平均化を用いていないカムによる３０００ｒｐｍでの捩じりを示している。グラフ７０は、カム捩じりにより生じる振動を示している。四角の点７２は、図示しないコントローラによるループ実行事象を示している。点７２は、コントローラが点７４ａではなく最新の点７４のみをサンプリングしているということを示している。
【０１２８】
言い換えれば、時間的に正確な直近の点のみが使用されている。点７４および７４ａのいずれもがカムホイールからの検出位置情報を示しており、コントローラが点７４のみをサンプリングしているので、カムパルスホイールからのアップデート事象は偏っている。
【０１２９】
理解されるように、もし双方のループ実行事象およびすべてのカムアップデート事象が考慮に入れられるのであれば、実際の平均位相位置はライン７６である。しかしながら、ループ実行事象のみがコントローラに送られ、またはコントローラに知られているので、計算上の平均位相位置は破線７８に偏っている。言い換えれば、点７４のみがコントローラによって用いられており、点７４ａは用いられていない。
【０１３０】
図２から分かるように、振動曲線において頂上部７４ａおよび底部７４の双方において情報が入手可能になっているが、コントローラは、頂上部７４ａにおける情報を見ていないので、底部７４の情報を有する点７２のみを計算している。
【０１３１】
図３には、平均化を用いてカムにより３０００ｒｐｍで生じる捩じりが示されている。グラフ７０は、カム捩じりにより生じる振動を示している。四角の点７２は、図示しないコントローラによるループ実行事象を示している。点７４は、カムパルスホイールからのアップデート事象を示している。
【０１３２】
この場合には、点７４および７４ａの双方がコントローラによって考慮に入れられており、点７２でのサンプリングにおいて点７４および７４ａの双方の平均が点７９になっている。理解されるように、ループ実行事象およびすべてのカムアップデート事象の双方を考慮に入れた実際の平均位相位置は、ライン７６である。
【０１３３】
カムパルスホイールからのアップデート事象の点７４，７４ａがすべて考慮に入れられて使用されており、交差点で示される点７９に帰着している。平均ライン７６は、すべての点７９を接続することによって形成されており、振動の中央に配置されている。
【０１３４】
ライン７６は、コントローラが実際の物理的な世界で何が起こっているのかを見ていることにより、正確に実際のシステムを表している。言い換えれば、点７４，７４ａのいずれもがコントローラによって用いられている。点７４，７４ａの双方を用いるための一つの手法は、これら２つに含まれる情報を平均化することである。
【０１３５】
図４は、セットポイントと実際の位相角との間の関係を示すグラフである。上記例では、位相角が高精度位相角測定システムで測定されると、振動量の正確に１．５倍分だけ、セットポイントに対する定常状態の位相オフセットが達成される。ライン８０は、セットポイント、つまりコントローラに関連して要求されたカム位置である。
【０１３６】
領域８４，８６および８８にまたがるグラフ８２は、実際の位相測定値を示している。図から分かるように、領域８４においては、実際の位相測定値が振動の底部に制御されている。これは、位相平均化による偏りの影響を受けることなく達成される。領域８６においては、実際の位相測定値が振動の頂上部に制御されている。これは、位相平均化による偏りの影響を受けることなく達成される。
【０１３７】
領域８８においては、本発明による位相平均化の手法が実現されている。減少した振動や、セットポイント８０上に位置する位相測定値に注目してほしい。
【０１３８】
理解されるように、位相平均化は、実際の振動を減少させることができる。このことは、コントローラによって測定された振動の大きさを低減させることによって達成されている。測定された振動を補償するように、コントローラがシステムに振動を付加しているケースもある。位相の平均化は、このような影響を低減させる。
【０１３９】
大部分の試験中には、エミュレートされたエンジン速度を正確に３０００ｒｐｍに保持するのは困難である。しかしながら、速度がわずかに外れた場合、セットポイント値の上方から下方まで（または下方から上方まで）切り替えるときの偏りの効果は明らかである。
【０１４０】
この速度条件では、位相平均化処理は、振動の上側ピークおよび下側ピークを表す最新の２つのパルスアップデートを採り入れ、これら２つの間の位相角を示すようにピークを平均化する。次に、コントローラは、セットポイントに対する平均位相を認識することができ、このことは、非定常状態のオフセットまたは偏りに帰着することになる。
【０１４１】
図５には、９（８＋１）枚歯のパルスホイール１００と、その単一ローブカムシャフトへの取付けが示されている。図から分かるように、パルスホイール１００は同所性を有する（つまり均等間隔で配置された）８枚の歯と、インデックス歯とを有している。追加のインデックス歯は、カム歯センサが他の歯と同様に検出するように用いられている。
【０１４２】
図示しないコントローラは、検出歯情報を記録して処理するように用いられている。歯ホイール上のすべての歯は均等につまり対称に配置されているということが注目される。他方、これらの歯は、非対称に配置されていてもよい。
【０１４３】
歯ホイール１００は、カムシャフト１０２に固定されており、カムシャフト１０２とともに回転する。カムシャフト１０２は、スプリングリテーナ１０６に関連して回転しかつスプリングリテーナ１０６に押付力を作用させる少なくとも一つのカムローブ１０４を有している。
【０１４４】
既知の方法でバルブ１１０に取り付けられたバルブスプリング１０８による実質的に等しい大きさの抗力が、カムローブ１０４からのスプリングリテーナ１０６への押付力に釣り合っている。
【０１４５】
さらに、バルブガイド１１２が、同様に既知の手法でバルブの移動を制限している。回転歯ホイール１００に対して静止して取り付けられたカムセンサ１１４が、ホイール１００上の歯の位置を検出するために設けられている。
【０１４６】
カムシャフト１０２は、シリンダバルブ閉塞時に正のトルクを受けるが、このとき、圧縮されたバルブスプリング１０８は弾性エネルギを放出する。カムトルクの０の通過値は、カムローブの先端がその従動部分（つまりスプリングリテーナ１０６）と接触する角度位置において、発生する。
【０１４７】
インデックス歯が均等間隔歯のホイール１００に設けられている。理解されるように、インデックス歯によって発生するインデックスパルスは、元の均等なパルス分布パターンを断ち切っている。次に、コントローラは、歯ホイール上の個々の歯を認識することができる。
【０１４８】
なお、上述したように、元のパルス分布のその他のパターンとして、非均等分布のものでもよい。コントローラ１１８は、センサ１１４によって発生した情報を制御しまたは処理するために設けられている。
【０１４９】
クランクシャフトのような他のシャフトについて、パルスホイールがシャフトに取り付けられるとともにセンサが検出情報を生成するのに使用されているような同様のレイアウトを採用するようにしてもよい。
【０１５０】
図６には、本発明によるフローチャート１２０が示されている。パルスホイールによって提供されかつセンサによって検出された情報を利用するための方法が提供されている。
【０１５１】
この方法は、以下の工程を備えている。すなわち、回転軸を提供する工程（１２２）。回転軸に固定されたパルスホイールを提供する工程（１２４）。パルスホイールから出た情報を検出するセンサを提供する工程（１２６）。
【０１５２】
検出された情報は、第１の情報および第２の情報を有している。第１の情報は、コントローラによってサンプリングされ得る情報に関係している。この第１の情報は、最新のセンサ情報である。第２の情報は、従来装置のコントローラによって一般にサンプリングされていない情報に関係している。
【０１５３】
しかしながら、本発明は、第１の情報および第２の情報の間で平均化を行なうことによって第２の情報を使用する方法またはシステムを提供している。例示によれば、図１〜図１Ｂにおいて、第１の情報は、パルス１２，１４，５２および５４に関係しており、第２の情報は、パルス５３，５５に関係している。
【０１５４】
この方法はまた、所定のサンプリング速度でのパルスホイールからの検出情報を制御しまたは処理するためのコントローラを提供する工程（１２８）を有している。さらに、当該方法は、回転軸の回転速度が所定の値よりも大きい場合に、一方が第１の情報に関連しかつ他方が第２の情報に関連している少なくとも２つのパルスを平均化する工程（１３０）を有している。これにより、第２の情報が、情報のより正確な表示のために、第１の情報とともに用いられることになる。
【０１５５】
本発明の一実施例は、たとえば図５に示された装置のようなコンピュータシステムとともに使用されるプログラム製品として組み込まれている。プログラム製品のプログラムは、実施例の機能（図６に関連して以下に述べる方法を含むとともに種々の信号担持媒体に含まれ得る）を限定している。
【０１５６】
信号担持媒体は、以下のものを含むが、これらには限定されない。ｉ）ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭなどのような回路内のプログラム可能な装置に格納された情報。ii)書込み不能の記憶媒体に格納された情報（例：ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭのような、コンピュータ内のリードオンリーメモリー装置）。iii)書込み可能な記憶媒体（例：ディスクドライブ内のフレキシブルディスクまたはハードディスク）に格納された変更可能な情報。iv)ワイヤレス通信または自動車の車両コントローラを含むコンピュータネットワークまたはテレフォンネットワークのような情報伝達手段を介してコンピュータに伝達された情報。
【０１５７】
いくつかの実施例は、インターネットまたはその他のネットワークからダウンロードされた情報を含んでいる。このような信号担持媒体は、本発明の機能を指示しかつコンピュータにより読出し可能な指令を有しているとき、本発明の実施例を表している。
【０１５８】
一般に、本発明の実施例を実施するように実行されるルーチンは、オペレーティングシステムの一部として実行されようが、あるいは、特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、モジュール、オブジェクトまたは一連の指令として実行されようが、ここでは、「プログラム」と呼称される。
【０１５９】
コンピュータプログラムは、一般に、機械が読出し可能なフォーマットに翻訳されて実行可能な指令となる多数の指令から構成されている。プログラムは、プログラムに局所的に存在するかあるいはメモリまたは記憶装置に見出される変数およびデータ構造から構成されている。
【０１６０】
また、ここで記述された種々のプログラムは、それらが本発明の特定の実施例で実施されるアプリケーションに基づいて認定される。なお、特定のプログラム用語は単に便宜上用いられており、したがって、本発明が、このような用語によって特定されまたは意味される特定のアプリケーションにのみ限定されないということが理解されるべきである。
【０１６１】
さらに、本発明は、一定のループ時間が存在しかつシステムへの入力周波数がループ時間の下方から上方まで変化する任意のリアルタイム制御システムに用いられ得る。包括的な意味において、制御システムは中断によって入力に反応するが、制御ループが再開するまでは情報を使用しないということが、本発明の概念から享受できる。
【０１６２】
以下の事項は、本発明に関連する用語および概念である。
上記流体が作動流体であるということが注目されるべきである。作動流体は、ベーン位相器内でベーンを移動させる流体のことである。典型的には、作動流体はエンジンオイルを含んでいるが、これとは別個の作動流体である。
【０１６３】
本発明のＶＣＴシステムは、カムトルク駆動（ＣＴＡ）ＶＣＴシステムである。ＶＣＴシスおテムは、ベーンを移動させるのにエンジンバルブを開閉させる力によって生じるカムシャフト内のトルク逆転現象を使用している。
【０１６４】
ＣＴＡシステム内の制御バルブは、アドバンスチャンバからリタードチャンバへの流体の流れを許容しており、これにより、ベーンの移動を許容しまたは流体の流れを停止させて、ベーンのためにオイル導入口を有しているが、位相器を移動させるのにエンジンオイル圧を使用してはいない。ベーンは、チャンバ内に収容されるとともに、作動流体が作用する半径方向の部材である。ベーン位相器は、チャンバ内で移動するベーンによって駆動される位相器である。
【０１６５】
エンジンには、一つまたはそれ以上のカムシャフトがある。カムシャフトは、ベルト、チェーン、ギヤまたは他のカムシャフトにより駆動される。カムシャフト上には、バルブを押圧するローブが設けられている。
【０１６６】
多数本のカムシャフトを有するエンジンにおいては、大抵の場合、エグゾーストバルブ用に１本のシャフトが設けられ、インテークバルブ用に一本のシャフトが設けられている。Ｖ型エンジンは、通常、各バンクに１本ずつ２本のカムシャフトを有しているか、または各バンクにインテークバルブ用およびエグゾーストバルブ用の４本のカムシャフトを有している。
【０１６７】
チャンバは、ベーンが回転する空間領域として定義されている。チャンバは、クランクシャフトに対してバルブを先に開放させるアドバンスチャンバと、クランクシャフトに対してバルブを後で開放させるリタードチャンバとに分割されている。チェックバルブは、ただ一つの方向のみの流体の流れを許容するバルブとして定義されている。
【０１６８】
クローズドループは、一つの特性を他の特性に反応させて変化させるとともに、その変化が正しくなされたかどうかチェックして、所望の結果が得られるように作用を調整する制御システムとして定義されている。たとえば、ＥＣＵからの命令に反応して位相器位置を変化させるバルブを移動させ、実際の位相器位置をチェックして、バルブを再度正規の位置に移動させる。
【０１６９】
制御バルブは、位相器への流体の流れを制御するバルブである。制御バルブは、ＣＴＡシステムの位相器の内部に設けられている。制御バルブは、油圧またはソレノイドによって駆動される。クランクシャフトは、ピストンからの動力により、トランスミッションおよびカムシャフトを駆動する。
【０１７０】
スプールバルブは、スプール型の制御バルブとして定義されている。典型的には、スプールは穴内に配置されて、一方の通路を他方の通路に連絡している。スプールは、大抵の場合、位相器のロータの中心軸に配置されている。
【０１７１】
差圧制御システム（ＤＰＣＳ：differential pressure control system)は、スプールの各端部への作動流体圧を使用して、スプールバルブを移動させるシステムである。スプールの一端は他端よりも大きくなっており、一端に作用する流体は通常は油圧制御のＰＷＭバルブによって制御され、全供給圧はスプールの他端に供給されており、これにより、差圧が生じている。バルブ制御ユニット（ＶＣＵ： valve control unit)は、ＶＣＴシステムを制御するための制御回路である。典型的には、ＶＣＵは、ＥＣＵからの命令に反応して作動する。
【０１７２】
ドリブンシャフトは、ＶＣＴ内において動力を受ける任意のシャフトであり、大抵の場合、カムシャフトである。ドライブシャフトは、ＶＣＴ内において動力を供給する任意のシャフトであり、大抵の場合はクランクシャフトであるが、一方のカムシャフトに対する他方の駆動カムシャフトの場合もある。
【０１７３】
ＥＣＵは、車載コンピュータであるエンジン制御ユニットである。エンジンオイルは、エンジンを潤滑するのに使用されるオイルであり、制御バルブを介して位相器を駆動するのに油圧を作用させている。
【０１７４】
ハウジングは、チャンバを備えた位相器の外側部分として定義されている。ハウジングの外側部分は、タイミングベルト用のプーリ、タイミングチェーン用のスプロケットまたはタイミングギヤ用のギヤである。作動流体は、ブレーキオイルやパワーステアリングオイルと同様に、液圧シリンダに使用される任意のオイルである。
【０１７５】
作動流体は、必ずしもエンジンオイルと同じでなくてもよい。ロックピンは、位相器を所定位置にロックするように配置されている。ロックピンは、エンジン始動時や停止時のように、油圧が低すぎて位相器を保持できない場合に通常用いられる。
【０１７６】
ＯＰＡ型のＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンオイル圧をベーンの一方の側または他方の側に作用させる一般的な位相器を使用している。
オープンループは、作用を確認するフィードバックを行うことなく、一つの特性を他方の特性に反応して変化させる（たとえば、ＥＣＵからの命令信号に反応してバルブを移動させる）制御システム内で用いられている。
【０１７７】
位相は、カムシャフトおよびクランクシャフト間（または、位相器が他方のカムによって駆動される場合にはカムシャフト間）の相対的角度位置として定義されている。位相器は、カムに据え付けられる全体の部分として定義されている。
【０１７８】
位相器は、典型的には、ロータおよびハウジング、さらにはスプールバルブおよびチェックバルブから構成されている。ピストン位相器は、内燃機関のシリンダ内のピストンによって駆動される位相器である。ロータは、カムシャフトに装着された、位相器の内側部分である。
【０１７９】
ＰＷＭ（ＰＷＭ：Pulse-width Modulation）は、電圧または流体圧のオン・オフパルスのタイミングを変化させることによって、変化する力または圧力を提供している。ソレノイドは、機械的アームを移動させるのにコイル内を流れる電流を使用する電気式アクチュエータである。
【０１８０】
可変力ソレノイド（ＶＦＳ：variable force solenoid）は、通常は供給電流のＰＷＭによってその駆動力が変化し得るソレノイドである。ＶＦＳは、オン・オフソレノイドに対向している。
【０１８１】
スプロケットは、エンジンタイミングチェーンのようなチェーンとともに使用される部材である。タイミングとは、ピストンが或る限定位置（通常は上死点（ＴＤＣ））に達する時間と他の事象が起こる時間との間の関係として定義される。
【０１８２】
たとえば、ＶＣＴまたはＶＶＴシステムにおいては、タイミングは通常、バルブが開くまたは閉じるときに関係している。点火タイミングは、点火プラグが点火するときに関係している。
【０１８３】
トーション・アシスト（ＴＡ）位相器またはトルク・アシスト位相器は、ＯＰＡ位相器の変形例であって、オイル供給ラインにチェックバルブを付加しており（つまり、単一のチェックバルブの実施態様）、または各チャンバへの供給ラインにチェックバルブを付加している（つまり、二つのチェックバルブの実施態様）。
【０１８４】
チェックバルブは、トルク逆転による油圧パルスが油圧システム内に伝搬するのを阻止するとともに、ベーンがトルク逆転により後退するのを停止させる。ＴＡシステムにおいては、前方へのトルク効果によるベーンの動きが許容されている。このため、トーション・アシストという表現が用いられている。ベーンの動きのグラフは、階段状である。
【０１８５】
ＶＣＴシステムは、位相器、制御バルブ、制御バルブアクチュエータおよび制御回路を有している。可変カムタイミング（ＶＣＴ）は、エンジンのインテークバルブおよび（または）エグゾーストバルブを駆動する一つまたはそれ以上のカムシャフト間の角度関係（位相）を制御しまたは変化させるための方法であって物ではない。角度関係はまた、クランクシャフトがピストンに連結されているところのカムおよびクランクシャフト間の位相関係を含んでいる。
【０１８６】
可変バルブタイミング（ＶＶＴ：variable valve timing）は、バルブタイミングを変化させる任意の方法である。ＶＶＴはＶＣＴに関連している。ＶＶＴは、カムの形状を変えることによって、あるいは、カムに対するカムローブの関係、カムまたはバルブに対するバルブアクチュエータの関係を変えることによって、達成される。
【０１８７】
またＶＶＴは、電気式または液圧式アクチュエータを使用してバルブを個々に制御することによって、達成される。言い換えれば、すべてのＶＣＴはＶＶＴであるが、ＶＶＴがすべてＶＣＴであるというわけではない。
【０１８８】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【０１８９】
したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】パルスアップデート速度がループ実行速度と等しくなっている第１のシナリオを示している。
【図１Ａ】パルスアップデート速度がループ実行速度よりも低くなっている第２のシナリオを示している。
【図１Ｂ】パルスアップデート速度がループ実行速度よりも高くなっている第３のシナリオを示している。
【図２】３０００ｒｐｍにおいて平均化を用いていないカムによる捩じりのグラフを示している。
【図３】３０００ｒｐｍにおいて平均化を用いたカムによる捩じりのグラフを示している。
【図４】セットポイントおよび実際の位相角間の関係を示すグラフである。
【図５】９（８+１）枚の歯を有するセンサホイールおよび単一ローブカムシャフトへのセンサホイールへの取付けを示している。
【図６】本発明のフローチャートを示している。
【符号の説明】
【０１９１】
１０：  検出パルス
２０：  パルス
１００：  パルスホイール
１０２：  カムシャフト（回転軸）
１１４：  センサ
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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