(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、
吸気弁の位置検出手段と、
該位置検出手段の実際位置算出手段と、
該位置検出手段の目標位置算出手段と、
前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、
該算出された偏差に基づいて要求速度デューティを算出する要求速度デューティ算出手段と、
停止デューティおよび動作開始点を含む吸気弁の動作開始デューティに対する吸気弁の動作速度の関係を示す基本特性からエンジン運転状態の変化に基づいた特性を設定する特性設定手段と、
停止時の停止デューティに基づいて前記設定された特性上の動作開始点における動作開始デューティを学習する動作開始点デューティ学習手段と、および
該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティの半分を付与して停止時の新たな停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、
を含んで構成されることを特徴とするバルブデューティ調整装置。
【請求項２】
エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、
吸気弁の位置検出手段と、
該位置検出手段の実際位置算出手段と、
該位置検出手段の目標位置算出手段と、
前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、
停止デューティおよび動作開始デューティに対する吸気弁の動作速度の関係を示す基本特性からエンジン運転状態の変化に基づいた特性を設定する特性設定手段と、
停止時の停止デューティに基づいて前記設定された特性上の動作開始点における動作開始デューティを学習する動作開始点デューティ学習手段と、および
該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティの半分を付与して停止時の新たな停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、
を含んで構成されることを特徴とするバルブデューティ調整装置。
【請求項３】
エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、
吸気弁の位置検出手段と、
該位置検出手段の実際位置算出手段と、
該位置検出手段の目標位置算出手段と、
前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、
該偏差から要求速度デューティを算出する要求速度デューティ算出手段と、
前記実際位置から変化速度を算出する変化速度算出手段と、
停止デューティおよび動作開始デューティに対する吸気弁の動作速度の関係を示す基本特性からエンジン運転状態の変化に基づいた特性を設定する特性設定手段と、
停止時の停止デューティに基づいて前記設定された特性上の動作開始点における動作開始デューティを学習する動作開始点デューティ学習手段と、および
該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティの半分を付与して停止時の新たな停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、
を含んで構成されることを特徴とするバルブデューティ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのバルブタイミングを運転条件に応じて変更するバルブデューティ調整装置（ＶＶＴ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの運転条件に応じて吸気弁開閉タイミングを可変制御するためタイミング変更手段およびその制御手段ならびに学習手段を設けることが知られている。特開平6−159105 号公報には、クランク軸と同期回転するクランク軸部材と、前記クランク軸部材から駆動力を受けて回転するカム軸と、前記クランク軸部材と前記カム軸との間に軸方向移動可能に配置され、前記クランク軸部材と前記カム軸との間の位相を変化させる油圧ピストンと、前記油圧ピストンの軸方向に設けられる油圧室と、前記油圧室に連通する油圧通路と、前記油圧通路に設けられ、前記油圧室へ供給される油量を開度に応じて調節する弁と、外部から入力される駆動信号に応じて、前記弁の開度を調節する駆動手段と、前記クランク軸と、前記カム軸との相対回転角を検出する相対回転角検出手段と、運転状態に応じて前記カム軸と前記クランク軸との目標相対回転角を算出する目標相対回転角算出手段と、前記相対回転角と前記目標相対回転角とに基づいて、前記相対回転角を前記目標相対回転角へ一致させるための前記駆動手段の駆動信号を算出する制御手段と、前記相対回転角検出手段で検出される前記相対回転角によって前記油圧ピストンの作動状態を検出し、前記油圧ピストンを所定の作動状態とする前記駆動手段の駆動信号を学習し、この学習値に基づき前記制御手段において算出される駆動信号を補正する学習手段とを備えたことを特徴とするバルブタイミング調整装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エンジン回転数，水温などのエンジン運転条件の変化に伴って吸気弁の動作デューティを適正な特性曲線に求めることによって正確にバルブデューティを制御することのできるバルブデューティ調整装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動作速度と出力デューティとの関係において定まる停止デューティと、目標位置および実際位置から偏差を算出して要求速度を求め、実際位置から変化速度を求め、これらの算出された値から求めた学習によって動作開始デューティとから新たな停止デューティを算出することによって出力デューティを算出するようにしたことに特徴がある。
【０００５】
具体的には、本発明は次に掲げる装置を提供する。
【０００６】
本発明は、エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、吸気弁の位置検出手段と、該位置検出手段の実際位置算出手段と、該位置検出手段の目標位置算出手段と、前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、該算出された偏差に基づいて要求速度デューティを算出する要求速度デューティ算出手段と、該要求速度デューティおよび動作開始デューティを付与して動作開始点を学習する動作開始点デューティ学習手段と、および該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティから新たに停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、を含んで構成されるバルブデューティ調整装置を提供する。
【０００７】
本発明は、エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、吸気弁の位置検出手段と、該位置検出手段の実際位置算出手段と、該位置検出手段の目標位置算出手段と、前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、該算出された偏差に基づいて動作開始デューティを付与して動作開始点を学習する動作開始点デューティ学習手段と、および該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティから新たに停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、を含んで構成されるバルブデューティ調整装置を提供する。
【０００８】
本発明は、エンジンの吸気弁の動作デューティを変更する動作デューティ変更手段と、該動作デューティ変更手段を制御する制御手段と、および該制御手段によって前記吸気弁を動作させる動作速度と出力デューティとの関係において、停止デューティに基づいて動作開始デューティが決定されるバルブデューティ調整装置において、吸気弁の位置検出手段と、該位置検出手段の実際位置算出手段と、該位置検出手段の目標位置算出手段と、前記実際位置算出手段によって算出された実際位置および前記目標位置算出手段によって算出された目標位置から偏差を算出する偏差算出手段と、該偏差から要求速度デューティを算出する要求速度デューティ算出手段と、前記実際位置から変化速度を算出する変化速度算出手段と、前記偏差，要求速度および変化速度から動作開始点を学習する動作開始点デューティ学習手段と、該動作開始点デューティ学習手段によって学習された動作開始デューティから新たに停止デューティを設定する停止デューティ学習手段と、および該新たに設定した停止デューティを使用して出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを含んで構成されるバルブデューティ調整装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、バルブデューティ調整装置の全体構成を示す。
【００１１】
エンジン１には、吸気弁２および点火プラグ３が設けられ、吸気弁２はタイミング変更手段としてのＯＣＶ（oil contral valve  オイルコントロールバルブ) ４によって開閉制御される。またエンジン１には、吸気管５および排気管６が接続される。エアクリーナ７を介して導入された空気は吸気管６を通り、ターボチャージャ８，インタークーラー９，電子制御スロットル１０を経てエンジン１に導入される。吸気管５にはインジェクタ１１が設けられる。インジェクタ１１には、燃料タンク１２内の燃料がフューエルポンプ１３により送り出され燃料配管１４を経由して導入される。これらの配管１４にはフィルタ１５，プレッシャレギュレータ１６が設けられる。電子制御スロットル１０と燃料タンク１２との間にはキャニスタ１７が設けられる。排気管６には、サーモヒューズ１８，触媒１９およびＯ２センサ２０が設けられる。２１は、イグナイタ内蔵のプラグトップコイルである。
【００１２】
制御装置２２には、カム角センサ２３からの信号，クランク角センサ２４からの信号，水温センサ２５からの信号，スロットルセンサ２５からの信号およびエンジン回転数信号などが入力される。２６は吸気温センサ、２７は圧力センサである。制御装置２２からの出力は後述するようにＯＣＶ４に伝達され、バルブデューティの変更を行うことになる。
【００１３】
図２は、本発明の実施例の構成をブロックで示す。図において非制御対象である吸気弁２はアクチュエータ３１（ＯＣＶ４）で操作され、その制御位置は位置検出手段３２によって検出される。この検出値を基に実際位置算出手段３３によって実際位置が算出される。一方、目標位置算出手段３４によって目標位置が算出される。これらの値は偏差算出手段３５に入力されて偏差が算出され、実際位置に基づいて後述するように変化速度が変化速度算出手段３６によって算出される。算出された偏差に基づいて後述するように要求速度デューティが要求速度デューティ算出手段３７によって算出され、偏差を変化速度値に基づいて動作開始デューティが動作開始デューティ学習手段３８によって算出される。動作開始デューティに基づいて後述する停止デューティが停止デューティ学習手段３９によって算出される。要求速度デューティ，動作開始デューティ，停止デューティ算出手段４０で求められた停止デューティおよび停止デューティ学習手段３９で求められた停止デューティを使用して図６に示すようにして出力デューティが出力デューティ算出手段４１によって算出される。算出された出力デューティに基づいて前述したアクチュエータ３１の操作がなされる。図３は、アクチュエータ３１に対する出力デューティと動作速度との関係において、停止デューティと動作開始デューティとの関係を示す。特性線図は図に示すように右上り，左下りを示し、停止デューティを中心として正方向動作開始デューティおよび負方向動作開始デューティが定まる関係にある。停止デューティにあってはアクチュエータ３１は動作せず、吸気弁は動作しない。動作開始デューティが付与されてアクチュエータ３１は動作し、吸気弁が動作する。
【００１４】
図４は、図３に示す関係において、本発明のコンセプトを示す。すなわち、初期設定において基本特性図を採用した場合に、エンジン回転数，水温などの変化に基づくエンジン運転状態の変化に基づき特性Ａを設定し、これに基づき動作開始デューティ、すなわち正方向動作デューティおよび負方向動作デューティを学習によって求め吸気弁の動作を行うものである。学習によって求められた停止デューティが新たな停止デューティとして設定され、これに基づいて正方向動作開始デューティおよび負方向動作開始デューティを定める。新たな正方向動作開始デューティはＸデューティに移る。基本特性をそのまま採用していた場合にはＸデューティで速度Ｘが与えられるが、新たな特性Ａによれば、Ｘデューティで動作開始となる。このように、運転条件の変化に伴う停止デューティのずれ量を学習によって認識し、特性Ａに従って制御を行うことになる。図５は、正方向動作デューティを付与したときの動作開始遅れ、停止デューティとしたときの動作停止遅れを示す（図５(イ)）。図５(ロ)に示すように、（ａ）線で示すように動作デューティを付与すると非制御対象の位置は、図に示すように、実際位置が目標位置に対してハンチングを起すことになる。そこで、（ｂ）線で示す動作デューティを付与することによって、このハンチングを防止する制御を行うことになる。
【００１５】
図７は、基本特性から特性Ａに設定した場合を示す。基本特性における停止  デューティ，正方向動作開始デューティ，負方向動作開始デューティから特性Ａにおける学習停止  デューティ、およびそれに基づく正方向動作開始デューティ，負方向動作開始デューティが設定される。この関係を初期設定時、動作開始点学習停止デューティ学習時および、停止時において図７に示す。図において初期において基本特性を採用する。停止デューティに、増加する動作開始デューティおよび要求速度デューティが付与されて動作開始となり、この時点で動作開始点が学習される。動作開始点学習時の動作デューティの半分が停止デューティ学習値として求められ学習された停止デューティが定められる。この点を中立点として認識することになる。これを点線で示す。停止時において新たに決定された停止デューティ学習値を停止デューティに加えた値が新たな停止デューティとして設定される。
【００１６】
図８は、要求速度デューティ算出フローを示す。図において、目標位置TAGPOSを読み込み（Ｓ９１）、実位置ＲＬＰＯＳを検出し（Ｓ９２）、偏差DLTPOSをDLTPOS＝TAGPOS−RLPOSの計算式から算出し（ＳＰ９３）、この結果から要求速度デューティ  ＶＶＴＰをテーブル検索する（Ｓ９４）。
【００１７】
図９は、変化速度算出フローを示す。図において、実位置ＲＬＰＯＳを検出し（Ｓ１０１）、１回目の実位置RLPOSoldを読み込み（Ｓ１０２）、変化速度    ＳＰＯＣＶをSPOCV＝RLPOS−RLPOSoldの計算式から算出して求める。
【００１８】
図１０は、動作開始デューティ算出フローを示す。図において、変化速度ＳＰＯＣＶを読み込み(Ｓ１１１）、変化速度が０かどうかを判定する(Ｓ１１２）。Yesであれば、要求速度デューティが０かどうかを判定し（Ｓ１１５）、Ｎｏであれば制御方向をチェックし（Ｓ１１４）、正方向であれば要求速度方向について判定し    （Ｓ１１６）、負方向であれば要求速度を判定する（Ｓ１１７）。
【００１９】
要求速度方向を判定し（Ｓ１１５）し、正方向である場合または要求速度デューティが０である場合には正方向動作開始デューティ KLDTYA減少させる(Ｓ１１８)。Ｓ１１５で要求速度方向が負方向である場合には負方向動作開始デューティ KLDTYR増加させる(Ｓ１１９）。
【００２０】
Ｓ１１６で要求速度方向が負方向であれば、正方向動作開始デューティ KLDTYA増加させる(Ｓ１２０）。
【００２１】
Ｓ１１７で要求速度方向が正方向であれば負方向動作開始デューティ KLDTYR 減少させる(Ｓ１２１）。
【００２２】
図１１は、停止デューティ学習値算出フローを示す。図において、動作開始デューティ平均値AVKLDYをAVKLDY＝(KLDTYA／KLDTYR)／２の計算式で算出する(Ｓ１２１）。
【００２３】
ＶＶＴＩ更新をＶＶＴＩ＝ｖｖｔｉ（過去値）＋AVKLDTYで求める(Ｓ１２２）。ＶＶＴＩ＝ｖｖｔｉかどうかを判定し（Ｓ１２３）、Ｎｏの場合にはＶＶＴＩ＞ｖｖｔｉを判定し（Ｓ１２４）、Yesの場合終了する。ＶＶＴＩがｖｖｔｉより大きい場合（Yesの場合）には、正方向動作開始デューティをKLDTYA＝kldtya(過去値)−AVKLDTY の計算式で修正する（Ｓ１２５）。ＶＶＴＩがｖｖｔｉより小さい場合（Ｎｏの場合）には、負方向動作開始デューティをKLDTYR＝kldtya（過去値）−AVKLDTYの計算式で修正する（Ｓ１２６）。
【００２４】
図１２は、出力デューティ算出フローを示す。図において、停止デューティ BASEDTYを読み込み（Ｓ１３１）、停止デューティ学習値ＶＶＴＩ読み込み（Ｓ１３２）。要求速度デューティＶＶＴＰを読み込み(Ｓ１３３)、要求速度方向を判定する(Ｓ１３４)。負方向であれば負方向動作開始デューティ読み込みをＫＬＤＴＹ＝KLDTYRの計算式で求めて行う（Ｓ１３５）、正方向であれば正方向動作開始デューティ読み込みをＫＬＤＴＹ＝KLDTYAの計算式で求めて行う（Ｓ１３６）。次いで、出力デューティ算出をVVTDTY＝BASEDTY＋ＶＶＴＩ＋ＶＶＴＰ＋ＫＬＤＴＹの計算式で行う(S137)。
【００２５】
図１３は、KLDTYA増加，ＶＶＴＩ増加の仕方によって出力デューティを適正化して非制御対象の位置を適正に収歛させる手法を示す。学習したＶＶＴＩ分の適用によってKLDTYA分，ＫＬＤＴＲ分が適正化されて非制御対象は迅速に収歛する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン運転条件に変化があった場合に動作開始デューティを学習して求め新たに停止デューティを設定することができるので、吸気弁のバルブデューティ適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バルブデューティ調整装置の全体構成概略図。
【図２】  本発明の実施例のブロック図。
【図３】  特性図。
【図４】  基本特性および変化後の特性図。
【図５】  動作デューティによる動作開始遅れの関係ならびに動作デューティによる非制御対象の位置の状態図。
【図６】  特性図。
【図７】  学習手法を示す説明図。
【図８】  要求速度デューティ算出フローチャート図。
【図９】  変化速度算出フローチャート図。
【図１０】  動作開始デューティ算出フローチャート図。
【図１１】  停止デューティ学習値算出フローチャート図。
【図１２】  出力デューティ算出フローチャート図。
【図１３】  制御のタイムチャート図。
【符号の説明】
２２…制御装置、２３…カム角センサ、２４…クランク角センサ、２５…水温センサ、３１…アクチュエータ、３２…位置検出手段、３３…実際位置算出手段、３４…目標位置算出手段、３５…偏差算出手段、３６…変化速度算出手段、３７…要求速度デューティ算出手段、３８…動作開始デューティ学習手段、３９…停止デューティ学習手段、４０…停止デューティ算出手段。
【図１】
0003765929.tif 000002
【図２】
0003765929.tif 000003
【図３】
0003765929.tif 000004
【図４】
0003765929.tif 000005
【図５】
0003765929.tif 000006
【図６】
0003765929.tif 000007
【図７】
0003765929.tif 000008
【図８】
0003765929.tif 000009
【図９】
0003765929.tif 000010
【図１０】
0003765929.tif 000011
【図１１】
0003765929.tif 000012
【図１２】
0003765929.tif 000013
【図１３】
0003765929.tif 000014