(57)【要約】【課題】本発明は、カム角センサがノイズの影響を受けた際には、制御手段によって予め設定された前回演算された変位量を用いるバルブタイミング制御を行い、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることなく、エンジン制御システム全体の信頼性を向上し得ることを目的としている。【解決手段】このため、クランク角センサとカム角センサと変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、変位量演算手段により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けている。また、変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けている。【選択図】図１
2007092544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記変位量演算手段により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関のバルブタイミング制御装置に係り、特にカム角センサがノイズの影響を受けた際に、制御手段によって予め設定された前回演算された変位量を用いるバルブタイミング制御を行い、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることなく、エンジン制御システム全体の信頼性の向上を図る内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のバルブタイミング制御装置において、吸排気弁の開閉タイミングの変化量をクランク角信号とカム角信号との位相差によって演算する方策が知られている（後述の特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５９１６２号公報
【特許文献２】特開平６−２４８９８６号公報
【特許文献３】特開２００１−７３８３４号公報
【特許文献４】実公平３−３８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に開示される方策においては、カム角信号にノイズが発生した場合は考慮されていないため、例えばカム角信号断線等によりノイズが発生した場合でも、そのノイズをカム角信号として演算してしまい、誤った吸排気弁の開閉タイミングの変化量（「カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変化量」とも換言できる。）を求めてしまうという不都合がある。
【０００５】
この結果、ＶＶＴ機構（「可変バルブタイミング機構」ともいう。）を有するＤジェトロ方式の内燃機関用制御装置の場合に、吸排気弁の開閉タイミングの変化量に応じて燃料噴射量及び点火時期を最適に制御する内燃機関用制御装置（上述の特許文献３等参照）において、適切な体積効率にて燃料噴射が行われず、排気ガスの悪化、または失火によりエンジンストールを起こしてしまうという不都合がある。
【０００６】
ここで、ＶＶＴ機構（「可変バルブタイミング機構」ともいう。）を有する内燃機関用制御装置について追記すると、制御手段は、クランク角センサの出力信号ＳＧＴ及びカム角センサの出力信号ＳＧＣから、回転位相制御手段によるカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を検出・演算する変位量演算手段と、複数の変位量毎に燃料制御パラメータとしての体積効率を、吸気圧力とエンジン回転数とに基づいて予め定められた複数のデータとして記憶する記憶手段と、吸気圧力やエンジン回転数、及び記憶手段に記憶された体積効率の複数のデータに基づいて制御データを演算し、変位量演算手段の算出値に基づいて、体積効率を算出する体積効率算出手段と、体積効率のデータにより内燃機関の各気筒への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、各気筒に燃料噴射を行うインジェクタとを備えている。
【０００７】
そして、例えば、３気筒の内燃機関の場合の制御動作、つまり、変位量制御手段にてクランク角センサの出力信号ＳＧＴ（図４の記号ａ参照）及びカム角センサの出力信号ＳＧＣ（図４の記号ｂ参照）とのカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を計算する制御用フローチャートについて説明すると、図５に示す如く、制御用プログラムがスタート（Ａ０１）すると、カム角センサの出力信号ＳＧＣが入力済であるか否かの判断（Ａ０２）に移行し、この判断（Ａ０２）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ａ０６）に移行し、判断（Ａ０２）がＹＥＳの場合には、クランク角センサの出力信号ＳＧＴのうちでカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を演算する基準となる基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴ（図４の記号ｃ参照）が入力されたか否かの判断（Ａ０３）に移行する。
【０００８】
そして、この基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴが入力されたか否かの判断（Ａ０３）において、判断（Ａ０３）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ａ０６）に移行し、判断（Ａ０３）がＹＥＳの場合には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量の演算を行い、変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ａ０４）に移行する。
【０００９】
この変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ａ０４）の後には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）に更新する処理（Ａ０５）を行い、制御用プログラムのエンド（Ａ０６）に移行するものである。
【００１０】
このとき、更新された変位量Ｔ（゜ＣＡ）に基づき体積効率算出手段にて記憶手段に記憶された体積効率の複数のデータから適切な体積効率を算出し、燃料噴射量制御手段にて内燃機関の各気筒への燃料噴射量を決定し、インジェクタにて各気筒に燃料噴射を行っている。
【００１１】
ところで、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）は、最遅角位置ｔ０（゜ＣＡ）から変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）まで変位可能である（図４参照）。
【００１２】
ここで、カム角センサの出力信号ＳＧＣとは別にノイズ（図４の記号ｄ参照）が発生した場合（図４のノイズ印加時参照）に、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量はｔ２（゜ＣＡ）と算出されてしまう。
【００１３】
すると、燃料噴射量における体積効率の補正データは、本来のカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）によるものとは異なる誤った変位量となり、体積効率算出手段で適切な体積効率が得られず、燃料噴射量制御手段にてインジェクタにより適正な燃料噴射が行われないため、排気ガスの悪化または失火によりエンジンストールを起こしてしまう場合がある。
【００１４】
これは、カム角センサの出力信号ＳＧＣが断線したことによりばたついた信号（「チャタリング」ともいう。図４の記号ｅ参照）が発生した場合（図４の断線時参照）も同様である。
【００１５】
この発明の目的は、カム角センサがノイズの影響を受けた際には、制御手段によって予め設定された前回演算された変位量を用いるバルブタイミング制御を行い、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることなく、エンジン制御システム全体の信頼性を向上し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記変位量演算手段により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、変位量演算手段により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたので、前記カム角センサがノイズの影響を受けた場合でも、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性の向上に貢献することが可能である。
【００１９】
また、クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサと、前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相の変位量を演算する変位量演算手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたので、前記カム角センサがノイズの影響を受けた場合でも、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性の向上に貢献することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述の如く発明したことにより、変位量演算手段により演算された変位量が設定変位量より大きい時には、制御手段によって前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行い、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性を向上させている。
【００２１】
また、前記変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、制御手段によって前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行い、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性を向上させている。
【実施例１】
【００２２】
以下図面に基づいてこの発明の第１実施例を詳細に説明する。
【００２３】
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。図２において、１はＶＶＴ機構（「可変バルブタイミング機構」ともいう。）を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置である。
【００２４】
このバルブタイミング制御装置１は、図２に示す如く、クランクシャフトの回転に応じて角度信号を出力するクランク角センサ２と、カムシャフトの回転に応じて角度信号を出力するカム角センサ３と、前記クランク角センサ２及びカム角センサ３を接続する制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）４と、この制御手段４に接続され、各気筒に燃料噴射を行うインジェクタ５とを有している。
【００２５】
そして、前記制御手段４は、クランク角センサ２の出力信号ＳＧＴ及びカム角センサ３の出力信号ＳＧＣから、回転位相制御手段によるカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を検出・演算する変位量演算手段６と、複数の変位量毎に燃料制御パラメータとしての体積効率を、吸気圧力とエンジン回転数とに基づいて予め定められた複数のデータとして記憶する記憶手段７と、吸気圧力やエンジン回転数、及び記憶手段に記憶された体積効率の複数のデータに基づいて制御データを演算し、変位量演算手段６の算出値に基づいて、体積効率を算出する体積効率算出手段８と、体積効率のデータにより内燃機関の各気筒への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段９とを備えている。
【００２６】
このとき、前記制御手段４は、前記変位量演算手段６により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う構成とする。
【００２７】
詳述すれば、前記クランク角センサ２の出力信号ＳＧＴのうちでカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を演算する基準となる基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴ及びカム角センサ３の出力信号ＳＧＣからカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を前記変位量演算手段６により検出・演算した際に、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）が、設定変位量、例えば変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）より大きい時には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）ではなく、前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）に更新するものである。
【００２８】
次に、図１の前記内燃機関のバルブタイミング制御装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００２９】
制御用プログラムがスタート（Ｂ０１）すると、前記カム角センサ３の出力信号ＳＧＣが入力済であるか否かの判断（Ｂ０２）に移行し、この判断（Ｂ０２）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ｂ０８）に移行し、判断（Ｂ０２）がＹＥＳの場合には、前記クランク角センサ２の出力信号ＳＧＴのうちでカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を演算する基準となる基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴが入力されたか否かの判断（Ｂ０３）に移行する。
【００３０】
そして、この基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴが入力されたか否かの判断（Ｂ０３）において、判断（Ｂ０３）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ｂ０８）に移行し、判断（Ｂ０３）がＹＥＳの場合には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量の演算を行い、変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ｂ０４）に移行する。
【００３１】
この変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ｂ０４）の後には、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）が、設定変位量、例えば変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）より小さいか否かの判断（Ｂ０５）に移行する。
【００３２】
この算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）が、設定変位量、例えば変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）より小さいか否かの判断（Ｂ０５）において、判断（Ｂ０５）がＹＥＳの場合には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）に更新する処理（Ｂ０６）を行い、更新処理の後に後述する制御用プログラムのエンド（Ｂ０８）に移行する。
【００３３】
また、上述の算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）が、設定変位量、例えば変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）より小さいか否かの判断（Ｂ０５）において、判断（Ｂ０５）がＮＯの場合には、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）が設定変位量、例えば変位量最大値ｔｍａｘ（゜ＣＡ）より大きくなっているため、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）ではなく、前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）に更新する処理（Ｂ０７）に移行し、更新処理の後に制御用プログラムのエンド（Ｂ０８）に移行する。
【００３４】
これにより、前記制御手段４は、前記変位量演算手段６により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う構成を有することによって、ノイズや前記カム角センサ３の出力信号ＳＧＣが断線したことによりばたついた信号（「チャタリング」ともいう。）等が発生して前記カム角センサ３がノイズの影響を受けた場合でも、誤ったカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量によって前記体積効率算出手段８で適切な体積効率が得られず、前記燃料噴射量制御手段９にて前記インジェクタ５による適切な燃料噴射が行われないため、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性の向上に貢献することが可能である。
【実施例２】
【００３５】
図３はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
【００３６】
上述第１実施例においては、前記変位量演算手段６により演算された変位量が、設定変位量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う前記制御手段４を設ける構成としたが、この第２実施例の特徴とするところは、前記変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けた点にある。
【００３７】
すなわち、前記変位量演算手段により演算された変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）と前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）との差の絶対値｜Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）｜を算出し、この絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜と設定変位変化量、例えば最大変化量（「最大変化率」ともいう。）ｔｘ（゜ＣＡ）とを比較し、絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜が最大変化量ｔｘ（゜ＣＡ）よりも大きい時に、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）ではなく、前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）に更新するものである。
【００３８】
ここで、図３の内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３９】
制御用プログラムがスタート（Ｃ０１）すると、前記カム角センサの出力信号ＳＧＣが入力済であるか否かの判断（Ｃ０２）に移行し、この判断（Ｃ０２）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ｃ０８）に移行し、判断（Ｃ０２）がＹＥＳの場合には、前記クランク角センサの出力信号ＳＧＴのうちでカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量を演算する基準となる基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴが入力されたか否かの判断（Ｃ０３）に移行する。
【００４０】
そして、この基準出力信号Ｂ＿ＳＧＴが入力されたか否かの判断（Ｃ０３）において、判断（Ｃ０３）がＮＯの場合には、後述する制御用プログラムのエンド（Ｃ０８）に移行し、判断（Ｃ０３）がＹＥＳの場合には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量の演算を行い、変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ｃ０４）に移行する。
【００４１】
この変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）を算出する処理（Ｃ０４）の後には、前記変位量演算手段により演算された変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）と前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）との差の絶対値｜Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）｜を算出し、この絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜が設定変位変化量、例えば最大変化量ｔｘ（゜ＣＡ）よりも小さいか否かの判断（Ｃ０５）に移行する。
【００４２】
この絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜が、設定変位変化量、例えば最大変化量ｔｘ（゜ＣＡ）より小さいか否かの判断（Ｃ０５）において、判断（Ｃ０５）がＹＥＳの場合には、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）に更新する処理（Ｃ０６）を行い、更新処理の後に後述する制御用プログラムのエンド（Ｃ０８）に移行する。
【００４３】
また、上述の絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜が、設定変位変化量、例えば最大変化量ｔｘ（゜ＣＡ）より小さいか否かの判断（Ｃ０５）において、判断（Ｃ０５）がＮＯの場合には、絶対値｜Ｔ（ｎ））−Ｔ（ｎ−１）｜が設定変位変化量、例えば最大変化量ｔｘ（゜ＣＡ）より大きくなっているため、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量Ｔ（゜ＣＡ）を、算出した変位量Ｔ（ｎ）（゜ＣＡ）ではなく、前回演算された変位量Ｔ（ｎ−１）（゜ＣＡ）に更新する処理（Ｃ０７）に移行し、更新処理の後に制御用プログラムのエンド（Ｃ０８）に移行する。
【００４４】
さすれば、前記変位量演算手段により演算された変位量と前回演算された変位量との差が、設定変位変化量より大きい時には、前回演算された変位量を用いてバルブタイミング制御を行う制御手段を設けたことにより、ノイズや前記カム角センサの出力信号ＳＧＣが断線したことによりばたついた信号等が発生して前記カム角センサがノイズの影響を受けた場合でも、上述第１実施例のものと同様に、誤ったカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相の変位量によって前記体積効率算出手段で適切な体積効率が得られず、前記燃料噴射量制御手段にて前記インジェクタによる適切な燃料噴射が行われないため、バルブタイミング制御や排気ガス浄化制御や、点火制御に悪影響を与えることがなく、エンジン制御システム全体の信頼性の向上に貢献することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の第１実施例を示す内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御用フローチャートである。
【図２】内燃機関のバルブタイミング制御装置の概略構成図である。
【図３】この発明の第２実施例を示す内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御用フローチャートである。
【図４】この発明の従来技術を示す内燃機関のバルブタイミング制御装置の制御用フローチャートである。
【図５】内燃機関のバルブタイミング制御装置のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ＶＶＴ機構を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置
２  クランク角センサ
３  カム角センサ
４  制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）
５  インジェクタ
６  変位量演算手段
７  記憶手段
８  体積効率算出手段
９  燃料噴射量制御手段
【図１】
2007092544.tif 000003
【図２】
2007092544.tif 000004
【図３】
2007092544.tif 000005
【図４】
2007092544.tif 000006
【図５】
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