JP2019044594A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室のバルブの開閉時期を電気的に制御する弁開閉時期制御機構を備えている内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a valve opening / closing timing control mechanism for electrically controlling the opening / closing timing of a valve in a combustion chamber of the internal combustion engine.
上記構成の内燃機関の制御装置として特許文献1には、内燃機関の運転状態の検出結果に基づいて弁開閉時期制御機構(文献では可変バルブタイミング機構)を制御する駆動制御手段を備え、車速が所定速度未満である場合に駆動制御手段が弁開閉時期制御機構を制御する技術が記載されている。
As a control device for an internal combustion engine having the above-described configuration,
この特許文献1では、所定の車速以下にある場合には、バルブオーバーラップ期間が長くならないように設定されている。
In this
しかしながら、弁開閉時期制御機構を制御する信号経路が断線した場合、あるいは、弁開閉時期制御機構を制御する装置が適正に作動せず弁開閉時期制御機構において弁開閉時期(バルブタイミング)の目標信号を取得できない場合には、適正な制御を行えず改善の余地がある。 However, when the signal path for controlling the valve opening / closing timing control mechanism is disconnected, or the device for controlling the valve opening / closing timing control mechanism does not operate properly, the valve opening / closing timing control mechanism uses the target signal for the valve opening / closing timing (valve timing). If it is not possible to obtain the value, there is room for improvement because proper control cannot be performed.
つまり、弁開閉時期制御機構が故障状態でなくとも、制御信号を取得できない場合には適正な制御を実現できないものであった。特に、適正な制御が行われない場合には、吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップが過大になることや、ネガティブオーバーラップ状態に陥ることも想像でき、安定的な燃焼を損なうものであった。 In other words, even if the valve opening / closing timing control mechanism is not in a failure state, proper control cannot be realized if the control signal cannot be acquired. In particular, when proper control is not performed, it can be imagined that the overlap between the intake valve and the exhaust valve will be excessive, or that it will fall into a negative overlap state, impairing stable combustion .
このような理由から、弁開閉時期制御機構の制御信号が適正でない場合でも不都合のない制御を可能にする内燃機関の制御装置が求められる。 For these reasons, there is a need for an internal combustion engine control device that enables inconvenient control even when the control signal of the valve timing control mechanism is not appropriate.
本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトの回転に連係して回転する駆動側回転体と、
燃焼室を開閉するバルブ開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、を備えて弁開閉時期制御機構が構成されると共に、
前記相対回転位相を位相検知ユニットで検知し、この検知の結果に基づき前記電動アクチュエータを制御する位相制御ユニットを備え、
前記内燃機関を管理する制御において前記位相制御ユニットに対し目標位相情報を与える機関制御ユニットを備え、
前記位相制御ユニットが、前記機関制御ユニットから適正な前記目標位相情報を取得しない場合には、前記目標位相情報に代えて所定位相に対応する所定位相情報を設定する強制制御部を備えている点にある。
A feature of the present invention is a drive-side rotating body that rotates in conjunction with rotation of a crankshaft of an internal combustion engine;
A driven rotor that rotates integrally with a camshaft for opening and closing a valve that opens and closes the combustion chamber;
An electric actuator that sets a relative rotation phase between the driving side rotating body and the driven side rotating body, and a valve opening / closing timing control mechanism is configured,
A phase control unit that detects the relative rotational phase with a phase detection unit and controls the electric actuator based on a result of the detection,
An engine control unit that provides target phase information to the phase control unit in control for managing the internal combustion engine;
When the phase control unit does not acquire the appropriate target phase information from the engine control unit, the phase control unit includes a forcible control unit that sets predetermined phase information corresponding to a predetermined phase instead of the target phase information. It is in.
この特徴構成によると、機関制御ユニットが故障した場合や、機関制御ユニットから位相制御ユニットに情報を伝える信号系が断線した場合のように、位相制御ユニットが適正な目標位相情報を取得できないため異常状態にあることを判定した場合には、位相制御ユニットの強制制御部は、取得した目標位相情報に代えて所定位相に対応する所定位相情報を設定する。このように設定される所定位相は、最遅角位相や最進角位相等の極端な位相でなければ良く、内燃機関を不都合なく稼動させることが可能となる。
従って、弁開閉時期制御機構の制御信号が適正でない場合でも不都合のない制御を可能にする内燃機関の制御装置が構成された。
According to this characteristic configuration, the phase control unit cannot acquire proper target phase information, such as when the engine control unit fails or when the signal system that transmits information from the engine control unit to the phase control unit is disconnected. When it is determined that the state is in the state, the forcible control unit of the phase control unit sets predetermined phase information corresponding to the predetermined phase instead of the acquired target phase information. The predetermined phase set in this way may be an extreme phase such as the most retarded angle phase or the most advanced angle phase, and the internal combustion engine can be operated without any inconvenience.
Therefore, a control device for an internal combustion engine has been constructed that enables control without inconvenience even when the control signal of the valve timing control mechanism is not appropriate.
他の構成として、前記内燃機関を停止する制御において、前記位相制御ユニットは、前記所定位相に対応する前記所定位相情報を設定しても良い。 As another configuration, in the control for stopping the internal combustion engine, the phase control unit may set the predetermined phase information corresponding to the predetermined phase.
これによると、内燃機関を停止する際には、弁開閉時期制御機構の相対回転位相を所定位相に設定する。これにより、この後に内燃機関を始動する際には、内燃機関を不都合なく始動させる位相に設定することが可能となり、無理のない始動を可能にする。 According to this, when the internal combustion engine is stopped, the relative rotation phase of the valve timing control mechanism is set to a predetermined phase. As a result, when starting the internal combustion engine thereafter, it is possible to set the phase at which the internal combustion engine can be started without any inconvenience, and it is possible to start without difficulty.
他の構成として、前記内燃機関を始動する制御において、前記位相制御ユニットは、前記所定位相に対応する前記所定位相情報を設定しても良い。 As another configuration, in the control for starting the internal combustion engine, the phase control unit may set the predetermined phase information corresponding to the predetermined phase.
これによると、内燃機関が停止している状況で、弁開閉時期制御機構の相対回転位相が決まっていなくとも、内燃機関を始動する際には、内燃機関を不都合なく始動させる位相に設定して、内燃機関を不都合なく始動させることが可能となる。 According to this, even when the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control mechanism is not determined when the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is set to a phase that allows the internal combustion engine to start without inconvenience. The internal combustion engine can be started without inconvenience.
他の構成として、前記所定位相が、最遅角位相と最進角位相との中間となる中間位相であり、この中間位相に対応して前記所定位相情報が設定されても良い。 As another configuration, the predetermined phase may be an intermediate phase that is intermediate between the most retarded angle phase and the most advanced angle phase, and the predetermined phase information may be set corresponding to the intermediate phase.
これによると、過大なオーバーラップを設定することや、過大なネガティブオーバーラップを設定する不都合を招くことなく、無理のない始動も可能となる。 According to this, it is possible to start without difficulty without causing an inconvenience of setting an excessive overlap or an excessive negative overlap.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように内燃機関としてのエンジンEが構成されると共に、図2に示すようにエンジンEを制御するエンジンEの制御装置A(内燃機関の制御装置の一例)が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
An engine E as an internal combustion engine is configured as shown in FIG. 1, and a control device A for the engine E (an example of a control device for an internal combustion engine) that controls the engine E is configured as shown in FIG.
エンジンEの制御装置Aは、ECUとして機能するエンジン制御ユニット40(機関制御ユニットの一例)と、位相制御ユニット50とを備えている。エンジン制御ユニット40は、エンジンEの始動と、稼動状態のエンジンEの管理と、エンジンEの停止とを実現する。位相制御ユニット50は、弁開閉時期制御機構VTによる吸気バルブVaの開閉時期(開閉タイミング)を管理するために弁開閉時期制御機構VTの位相制御モータM(電動アクチュエータの一例)を制御する。
The control device A for the engine E includes an engine control unit 40 (an example of an engine control unit) that functions as an ECU, and a
〔エンジン〕
エンジンE(内燃機関の一例)は、図1、図3に示すように乗用車等の車両に備えられるものを想定している。このエンジンEは、クランクシャフト1を支持するシリンダブロック2の上部にシリンダヘッド3を連結し、シリンダブロック2に形成された複数のシリンダボアにピストン4を摺動自在に収容し、ピストン4をコネクティングロッド5によりクランクシャフト1に連結して4サイクル型に構成されている。
〔engine〕
The engine E (an example of an internal combustion engine) is assumed to be provided in a vehicle such as a passenger car as shown in FIGS. In this engine E, a
このエンジンEでは一方の端部から他方に向けて#1気筒、#2気筒、#3気筒、#4気筒(図3では、#1、#2、#3、#4として示している)が配置され、シリンダの内部空間のうちピストン4とシリンダヘッド3との間に燃焼室が形成されている。
In this engine E, # 1 cylinder, # 2 cylinder, # 3 cylinder, # 4 cylinder (shown as # 1, # 2, # 3, # 4 in FIG. 3) from one end to the other. The combustion chamber is formed between the
シリンダヘッド3には、吸気バルブVaと排気バルブVbとが備えられ、シリンダヘッド3の上部に吸気バルブVaを制御する吸気カムシャフト7と、排気バルブVbを制御する排気カムシャフト8とが備えられている。クランクシャフト1の出力プーリ部1Pと、弁開閉時期制御機構VTの駆動ケース21のタイミングプーリ部21Pと、排気カムシャフト8の駆動プーリ部8Pに亘ってタイミングベルト6が巻回されている。
The
シリンダヘッド3には、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ9と点火プラグ10とが備えられている。シリンダヘッド3には、吸気バルブVaを介して燃焼室に空気を供給するインテークマニホールド11と、排気バルブVbを介して燃焼室からの燃焼ガスを送り出すエキゾーストマニホールド12とが連結される。
The
〔基本構成:センサ類の構成〕
このエンジンEでは、図1、図2に示すようにクランクシャフト1を駆動回転するスタータモータ15を備え、クランクシャフト1の近傍位置には回転角と単位時間あたりの回転数との検知が可能なクランク角センサ16を備えている。また、エンジンEには、吸気カムシャフト7の回転位相の検知が可能なカム角センサ17を備えている。
[Basic configuration: Sensor configuration]
The engine E includes a
この構成から、スタータモータ15の駆動によりエンジンEを始動し、クランク角センサ16での検知結果と、カム角センサ17での検知結果とに基づいて弁開閉時期制御機構VTの開閉時期(バルブタイミング)を取得できる。
With this configuration, the engine E is started by driving the
このエンジンEでは、クランク角センサ16の検知信号とカム角センサ17の検知信号とに基づいてエンジン制御ユニット40が気筒判別を行う。つまり、クランク角センサ16は、図2に示すように、クランクシャフト1と一体回転するディスク部16Dと、このディスク部16Dの外周に形成された多数の歯部16Tの検知が可能なクランクセンサ部16Sとで構成されている。ディスク部16Dの外周の2箇所に歯部16Tを備えない基準点16nを形成しており、この基準点を所定の気筒(例えば、#1気筒)の上死点に一致させている。
In the engine E, the
ディスク部16Dと歯部16Tとを磁性体材料により一体的に形成しており、クランクセンサ部16Sとしてピックアップ型のものを用いることにより、クランクシャフト1の回転時には基準点16nを基準にして多数の歯部16Tをクランクセンサ部16Sで検知すると共に、この検知毎にエンジン制御ユニット40においてカウントすることによりクランクシャフト1の回転角(基準点16nを基準にした角度)を取得する。
The
カム角センサ17は、図2に示すように、吸気カムシャフト7と一体回転する回転体17Dと、この回転体17Dの外周にセクタ状に形成された4つの検知領域17Tを検知する吸気カムセンサ部17Sとで構成されている。また、4つの検知領域17Tは、回転体17Dの全周を等しく4分割した領域において、各々の長さ(周長)を異ならせることで4つの気筒の判別を可能にしている。
As shown in FIG. 2, the
回転体17Dと検知領域17Tとを磁性体材料で形成しており、吸気カムセンサ部17Sとしてピックアップ型のものを用いている。吸気カムシャフト7の回転に伴い吸気カムセンサ部17Sで検知領域17Tの始端部を検知(アップエッジを検知)した際には、エンジン制御ユニット40の内部で発生させたクロック信号のカウントを開始し、検知領域17Tの終端部を検知(ダウンエッジを検知)した際にはカウントを終了し、この終了時点でのカウント値(積算値)に基づいて気筒の判別を可能にしている。
The
特に、このカム角センサ17は、弁開閉時期制御機構VTの開閉時期(バルブタイミング)の検知も可能に構成されている。つまり、例えば、弁開閉時期制御機構VTが最遅角にある状況を考えると、4つの検知領域17Tのうち予め設定された1つの検知領域17Tの端部を検知した際の検知タイミングにおけるクランク角センサ16のカウント値は決まった値となる。従って、弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相(図3に示す駆動ケース21と内部ロータ22との相対回転位相)が中間位相の方向に変位した場合には、前述した検知タイミングにおけるクランク角センサ16のカウント値も変化することになり、この変化量(差分/オフセット値)から開閉時期の検知を実現している。
In particular, the
尚、最遅角とは、弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相が遅角方向Sbに変位した際の限界となる位相である。また、相対回転位相が進角方向Saに変位した際の限界となる位相を最進角位相と称している。 The most retarded angle is a phase that becomes a limit when the relative rotational phase of the valve opening / closing timing control mechanism VT is displaced in the retarded direction Sb. Further, a phase that becomes a limit when the relative rotational phase is displaced in the advance angle direction Sa is referred to as a most advanced angle phase.
〔弁開閉時期制御機構〕
図3〜図6に示すように、弁開閉時期制御機構VTは、駆動ケース21(駆動側回転体の一例)と、内部ロータ22(従動側回転体の一例)とを有すると共に、これらの相対回転位相を電動アクチュエータとしての位相制御モータMの駆動により設定する位相調節部を備えている。
[Valve opening / closing timing control mechanism]
As shown in FIGS. 3 to 6, the valve opening / closing timing control mechanism VT includes a drive case 21 (an example of a drive-side rotator) and an internal rotor 22 (an example of a driven-side rotator). A phase adjustment unit that sets the rotation phase by driving a phase control motor M as an electric actuator is provided.
駆動ケース21は、吸気カムシャフト7の回転軸芯Xと同軸芯に配置されると共に、外周にタイミングプーリ部21Pが形成されている。内部ロータ22は、駆動ケース21に対し相対回転自在に内包され、連結ボルト23により吸気カムシャフト7に連結固定されている。駆動ケース21と内部ロータ22との間に位相調節部が配置され、駆動ケース21の開口部分を覆う位置にフロントプレート24を配置し、これは複数の締結ボルト25により駆動ケース21に締結している。
The
この弁開閉時期制御機構VTでは、図4に示すようにタイミングベルト6からの駆動力により全体が駆動回転方向Sに回転する。また、位相制御モータMの駆動力により駆動ケース21に対する内部ロータ22の相対回転位相が、駆動回転方向Sと同方向に変位する方向を進角方向Saと称し、この逆方向への変位を遅角方向Sbと称する。
In the valve opening / closing timing control mechanism VT, the whole is rotated in the driving rotation direction S by the driving force from the
尚、相対回転位相を進角方向Saに変位させることで吸気バルブVaでの吸気量を増大させる。これとは逆に相対回転位相を遅角方向Sbに変位させることで吸気バルブVaでの吸気量を低減する。 Note that the amount of intake air at the intake valve Va is increased by displacing the relative rotational phase in the advance direction Sa. On the contrary, the intake amount at the intake valve Va is reduced by displacing the relative rotational phase in the retarding direction Sb.
〔弁開閉時期制御機構:位相調節部〕
図3〜図5に示すように、位相調節部は、内部ロータ22と、この内部ロータ22の内周に形成されるリングギヤ26と、インナギヤ27と、偏心カム体28と、継手部Jとを備えて構成される。リングギヤ26は内部ロータ22の内周において回転軸芯Xを中心とする複数の内歯部26Tが形成されている。インナギヤ27は、外周に複数の外歯部27Tを形成しており、回転軸芯Xと平行する姿勢の偏心軸芯Yと同軸芯に配置されることにより一部の外歯部27Tが、リングギヤ26の一部の内歯部26Tに咬合する。
[Valve opening / closing timing control mechanism: phase adjuster]
As shown in FIGS. 3 to 5, the phase adjusting unit includes an
この位相調節部では、リングギヤ26の内歯部26Tの歯数に対して、インナギヤ27の外歯部27Tの歯数が1歯だけ少ないものが用いられる。
In this phase adjustment unit, the number of teeth of the
また、継手部Jは、駆動ケース21に対して内部ロータ22が回転軸芯Xに直交する方向への変位を許しつつ、駆動ケース21と内部ロータ22との相対回転を阻止するオルダム継手として構成されている。
Further, the joint portion J is configured as an Oldham joint that prevents relative rotation between the
偏心カム体28は、回転軸芯Xと同軸芯で回転するようにフロントプレート24に対して第1軸受31により支持されている。この偏心カム体28には、回転軸芯Xに平行する姿勢の偏心軸芯Yを中心とする偏心カム面28Aが一体形成され、この偏心カム面28Aに対して第2軸受32を介してインナギヤ27が回転自在に支持される。更に、偏心カム面28Aに形成した凹部にバネ体29を嵌め込み、このバネ体29の付勢力を、第2軸受32を介してインナギヤ27に作用させている。
The
この偏心カム体28は全体に筒状であり、内周には一対の係合溝28Bが回転軸芯Xと平行となる姿勢で形成されている。これにより、リングギヤ26の内歯部26Tの一部にインナギヤ27の外歯部27Tの一部が咬合する。
The
継手部Jは、板材をプレス加工して成る継手部材33を有しており、この継手部材33に形成した一対の係合アーム33Aを駆動ケース21の係合溝部21Gに係合させ、この継手部材33に形成した一対の係合凹部33Bをインナギヤ27の係合突部27Uに係合させて構成されている。
The joint portion J has a
つまり、継手部材33は、中央部分が環状に形成されると共に、この環状の中央部分から外方に向けて一対の係合アーム33Aを突出形成し、環状の中央部分の空間と連なるように一対の係合凹部33Bを形成した構造を有している。
That is, the
この継手部Jでは、継手部材33が、駆動ケース21の一対の係合溝部21Gを結ぶ直線方向に変位自在となり、この継手部材33に対してインナギヤ27が一対の係合突部27Uを結ぶ直線方向に変位自在となる。
In the joint portion J, the
位相制御モータMは、エンジンEに支持されると共に、出力軸Maに対して直交姿勢で備えた係合ピン34を備えており、この係合ピン34を、偏心カム体28の内周の係合溝28Bに嵌め込んでいる。尚、位相制御モータMには、三相型のブラシレス直流モータが使用されるが、ステッピングモータ等の同期モータを用いても良い。
The phase control motor M is supported by the engine E and includes an
これにより、エンジンEが停止する状態で作動形態を考えると、位相制御モータMの駆動力で偏心カム体28が回転した場合には、偏心カム面28Aが回転軸芯Xを中心に回転し、この回転に伴いインナギヤ27が回転軸芯Xを中心に公転を開始する。この公転時には、インナギヤ27の外歯部27Tとリングギヤ26の内歯部26Tとの咬合位置がリングギヤ26の内周に沿って変位するためインナギヤ27には偏心軸芯Yを中心に自転させる力が作用する。
As a result, when the operation mode is considered with the engine E stopped, when the
つまり、インナギヤ27が1回転だけ公転した場合には、リングギヤ26の内歯部26Tの歯数と、インナギヤ27の外歯部27Tの歯数と差(歯数差)に相当する角度(1歯に対応する角度)だけインナギヤ27に対して回転させようとする回転力(自転力)が作用する。
That is, when the
前述したように、継手部Jは、駆動ケース21に対するインナギヤ27の回転を規制する構造であるため、駆動ケース21に対してインナギヤ27が回転することはなく、インナギヤ27に作用する回転力により、駆動ケース21に対してリングギヤ26が回転し、このリングギヤ26と一体的に内部ロータ22が相対回転することになり、駆動ケース21に対する吸気カムシャフト7の回転位相の調節が実現する。
As described above, since the joint portion J has a structure that restricts the rotation of the
特に、インナギヤ27が、回転軸芯Xを中心に1回転だけ公転した場合には、駆動ケース21に対して吸気カムシャフト7を、インナギヤ27の外歯部27Tの歯数と差(歯数差)に相当する角度だけ回転させるため大きい減速比での調節が実現する。
In particular, when the
〔位相調節の概要〕
弁開閉時期制御機構VTの位相調節を行う際には、エンジン制御ユニット40の位相制御部42は、吸気カムシャフト7の回転速度と等速度で同じ方向に位相制御モータMの出力軸Maを駆動回転することで駆動ケース21と内部ロータ22との相対回転位相が維持される。
[Outline of phase adjustment]
When the phase of the valve opening / closing timing control mechanism VT is adjusted, the
また、吸気カムシャフト7の回転速度を基準にして、位相制御モータMの回転速度を増大する又は低減することにより相対回転位相を進角方向Sa又は遅角方向Sbに変位させる。
Further, the relative rotational phase is displaced in the advance direction Sa or the retard direction Sb by increasing or decreasing the rotational speed of the phase control motor M with reference to the rotational speed of the
〔エンジン制御ユニットおよび位相制御ユニット〕
図7に示すように、エンジン制御ユニット40は、ソフトウエアで構成される機関制御部41と位相制御部42とを備えると共に、スタータモータ15とインジェクタ9と点火プラグ10とを制御する出力系を備えている。
[Engine control unit and phase control unit]
As shown in FIG. 7, the
このエンジン制御ユニット40は、位相制御ユニット50に対して目標位相情報を出力すると共に、位相制御ユニット50から設定位相情報を取得する。
The
位相制御ユニット50は、位相角演算部51と、位相角偏差演算部52と、PWM設定部53と、通電制御部54と、強制制御部55とを備えている。
The
この位相制御ユニット50では、位相角演算部51と位相角偏差演算部52と強制制御部55とがソフトウエアで構成されるものであるが、これらをロジックやメモリ等によるハードウエアで構成することや、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせにより構成することも可能である。
In this
位相角演算部51は、カム角センサ17とクランク角センサ16との検知信号を取得することにより駆動ケース21(駆動側回転体)と、内部ロータ22(従動側回転体)との現在の相対回転位相を取得して位相角偏差演算部52に与える処理を行うと同時に設定位相情報をエンジン制御ユニット40に与える処理を行う。
The phase
位相角偏差演算部52は、位相角演算部51からの現在の相対回転位相と、エンジン制御ユニット40から与えられる目標位相情報とに基づく偏差情報をPWM設定部53に与える処理を行う。
The phase angle
PWM設定部53は、偏差情報に基づいて位相制御モータMに出力すべき電流値を設定し、通電制御部54は、三相電流を作り出して位相制御モータMに出力する。
The
また、位相制御モータMは、所定の回転角に達する毎に信号を出力する磁極センサMSを備えており、この磁極センサMSからの信号が通電制御部54と、位相角偏差演算部52とに与えられる。
The phase control motor M includes a magnetic pole sensor MS that outputs a signal every time a predetermined rotation angle is reached. The signal from the magnetic pole sensor MS is sent to the
強制制御部55は、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を取得した場合には、その目標位相情報を位相角偏差演算部52に与える。また、強制制御部55は、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を取得しない場合や、設定時間のうちに目標位相情報が変化しない場合には異常状態であると判定する。このように判定した場合には、エンジン制御ユニット40からの目標位相情報に代えて、最遅角位相と最進角位相との中間となる中間位相を目標位相情報に設定して位相角偏差演算部52に与える処理を行う。
When the
〔制御形態〕
この制御形態を図8に示すエンジン制御ルーチンにおいて説明する。このエンジン制御ルーチンは、エンジン制御ユニット40と位相制御ユニット50との複合した制御形態を示すものであり、エンジン制御ユニット40と位相制御ユニット50との一方の制御だけを示すものではない。
[Control form]
This control mode will be described in the engine control routine shown in FIG. This engine control routine shows a combined control form of the
つまり、エンジンEを始動する操作があった場合には、スタータモータ15の駆動によるクランキングを開始すると共に、位相制御ユニット50により弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を中間位相に保持する制御が行われる(#01、#02ステップ)。
That is, when there is an operation for starting the engine E, cranking is started by driving the
始動制御(#02ステップ)では、エンジン制御ユニット40の機関制御部41がクランキングによりクランクシャフト1が回転を開始し、位相制御ユニット50の強制制御部55が目標位相情報として中間位相の情報を出力する。これにより、クランク角センサ16とカム角センサ17とからの角度情報を位相制御ユニット50にフィードバックし、この位相制御ユニット50が弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を中間位相に保持するように位相制御モータMの回転を制御する。
In the start control (step # 02), the
また、後述する#07ステップの停止制御において、エンジンEを停止する際に弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を中間位相に保持する制御が行われるため、エンジンEの始動時には、相対回転位相は既に中間位相にあるため、前述したようにクランキングの開始時に強制制御部55が目標位相情報として中間位相の情報を出力することにより、相対回転位相を、一層精度良く中間位相に保持できる。
Further, in the stop control of
このように強制制御部55が目標位相情報として中間位相の情報を出力することにより、例えば、エンジン制御ユニット40が適正な目標位相情報を出力できない場合や、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を出力する信号系に断線等の異常がある場合にも相対回転位相を中間位相に保持できる。
As described above, when the
次に、エンジンEが既に始動状態にある場合には(#03ステップ)、サブルーチンとしてセットされた位相制御(#100ステップ)を実行し、この位相制御において異常状態にあることが判別された場合には、異常情報を運転座席の前方のパネル等に出力する(#04、#05ステップ)。そして、エンジンEを停止する操作が行われた場合には、弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を中間位相に保持した状態で、燃焼室に対する燃料の供給を停止することによりエンジンEを停止する制御が行われる(#06、#07ステップ)。
Next, when the engine E is already in the starting state (# 03 step), the phase control (# 100 step) set as a subroutine is executed, and it is determined that the phase control is in an abnormal state The abnormal information is output to a panel in front of the driver's seat or the like (
更に、#07ステップの停止制御では、エンジンEが完全に停止する以前に強制制御部55が目標位相情報として中間位相の情報を出力する。このように強制制御部55が目標位相情報として中間位相の情報を出力することにより、例えば、エンジン制御ユニット40が適正な目標位相情報を出力できない状況にある場合や、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を出力する信号系に断線等の異常がある場合にも相対回転位相を中間位相に保持した状態でエンジンEを停止できる。
Further, in the stop control in
位相制御(#100ステップ)では、図9に示すように、エンジンEの負荷等に基づき、エンジン制御ユニット40の位相制御部42が目標位相情報を出力する。位相制御ユニット50では、目標位相情報を取得すると共に、このように取得した目標位相情報と、先に取得した目標位相情報とを比較し、変化がある場合に目標位相を得るように位相制御モータMを制御する制御が行われる(#101〜#104ステップ)。
In phase control (step # 100), as shown in FIG. 9, the
例えば、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を出力する信号系が断線した場合には目標位相情報が所定の値に固定される。また、エンジン制御ユニット40が故障により適正な制御を行えない場合にも、目標位相情報が所定の値に固定されることが多い。このような理由から、取得した目標位相情報と、先に取得した目標位相情報とが変化していない場合には、位相制御ユニット50の強制制御部55が、目標位相情報として中間位相の情報を設定する。そして、目標位相を得るように位相制御モータMを制御する制御が行われ、異常情報を不揮発性メモリ等に記憶する制御が行われる(#105〜#107ステップ)。
For example, when the signal system that outputs the target phase information from the
つまり、位相制御ユニット50から出力する目標位相情報は、負荷やドライバーの運転操作等の運転情報に対応して極めて短いインターバルで変化する。従って、異なるタイミングで取得した目標情報を比較し、変化がある場合には適正であるため、強制制御部55は取得した目標位相情報を、そのまま位相角偏差演算部52に与えることにより目標位相を制御が実行される。
That is, the target phase information output from the
これに対して異なるタイミングで取得した目標位相情報を比較し、目標位相情報に変化がない場合には、エンジン制御ユニット40が適正な目標位相情報を出力できない状況や、エンジン制御ユニット40から目標位相情報を出力する信号系が断線した状況にあることが想像できる。このように機関制御部41から適正な目標位相情報を取得していない状況では、取得した目標位相情報に代えて強制制御部55が中間位相を目標位相情報として位相角偏差演算部52に与えると共に、異常であると判定し、この判定結果に基づく異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し、前述したように運転座席の前方のメータパネル部において異常を示すランプを点灯させることや、ディスプレイに異常を示すメッセージを表示する。
On the other hand, when the target phase information acquired at different timings is compared and there is no change in the target phase information, the situation in which the
このように、エンジン制御ユニット40が故障した場合や、エンジン制御ユニット40から位相制御ユニット50に目標位相情報を伝える信号系が断線した場合のように、適正な目標位相情報が伝えられない場合には、取得している目標位相情報に代えて、強制制御部55が、中間位相に対応する位相情報を設定して位相角偏差演算部52に与える。これにより、弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相が不適正に設定される不都合を回避し、この弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を、エンジンEを無理なく稼動させる中間位相に設定することでエンジンEを不都合なく稼動させることが可能となる。
In this way, when the
また、エンジンEの始動時も弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を、無理のない始動を実現する中間位相に設定するため、位相制御ユニット50が故障した場合や、信号系が断線した場合でも、エンジンEを無理なく始動させることを可能にしている。更に、エンジンEを停止する際にも。弁開閉時期制御機構VTを中間位相に設定することにより、このエンジンEの停止の後に、エンジンEを始動する際にも、この始動を一層円滑に行える。
In addition, when the engine E is started, the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control mechanism VT is set to an intermediate phase for realizing a reasonable start, so that the
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
[Another embodiment]
In addition to the above-described embodiments, the present invention may be configured as follows (the components having the same functions as those of the embodiments are given the same numbers and symbols as those of the embodiments).
(a)エンジンE(内燃機関)の始動時に弁開閉時期制御機構VTの相対回転位相を中間位相に設定する制御に代えて、例えば、最遅角位相に設定することや、この最遅角位相に設定時間だけ設定した後に中間位相に移行するように制御形態を設定する。 (A) Instead of the control for setting the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control mechanism VT to the intermediate phase at the start of the engine E (internal combustion engine), for example, setting to the most retarded angle phase or the most retarded angle phase The control mode is set so that the phase shifts to the intermediate phase after setting for a set time.
このように目標位相を設定する際に例えば、エンジンEの温度を取得し温度に対応して目標位相を設定することも考えられる。また、取得した温度に対応して始動時の目標位相と始動後の目標位相とを設定することも考えられる。 When setting the target phase in this way, for example, it is conceivable to acquire the temperature of the engine E and set the target phase corresponding to the temperature. It is also conceivable to set the target phase at the start and the target phase after the start in accordance with the acquired temperature.
(b)エンジンE(内燃機関)が稼動する状況において、エンジン制御ユニット40から適正な目標位相情報を取得できない状況を判定する手段として、目標位相情報が決まった値に固定されることに基づくものでも良い。
(B) Based on the fact that the target phase information is fixed to a predetermined value as means for determining a situation in which proper target phase information cannot be obtained from the
(b)位相制御ユニット50は、実施形態に示した構成に限るものではなく、任意の構成を採用することも可能である。
(B) The
(d)制御装置Aを、排気カムシャフト8に備えた弁開閉時期制御機構VTを制御するように構成する。あるいは、吸気カムシャフト7と排気カムシャフト8とに弁開閉時期制御機構VTを備えたエンジンEに適用する。
(D) The control device A is configured to control the valve opening / closing timing control mechanism VT provided in the exhaust camshaft 8. Alternatively, the present invention is applied to an engine E in which an
本発明は、内燃機関のバルブの開閉時期を電気的に制御する弁開閉時期制御機構を備えている内燃機関の制御装置に利用することができる。 The present invention can be used in a control device for an internal combustion engine that includes a valve opening / closing timing control mechanism that electrically controls the opening / closing timing of a valve of the internal combustion engine.
1 クランクシャフト
21 駆動ケース(駆動側回転体)
22 従動ケース(従動側回転体)
40 エンジン制御ユニット(機関制御ユニット)
50 位相制御ユニット
55 強制制御部
M 位相制御モータ(電動アクチュエータ)
1
22 Driven case (driven rotor)
40 Engine control unit (Engine control unit)
50
Claims (4)
燃焼室を開閉するバルブ開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、を備えて弁開閉時期制御機構が構成されると共に、
前記相対回転位相を位相検知ユニットで検知し、この検知の結果に基づき前記電動アクチュエータを制御する位相制御ユニットを備え、
前記内燃機関を管理する制御において前記位相制御ユニットに対し目標位相情報を与える機関制御ユニットを備え、
前記位相制御ユニットが、前記機関制御ユニットから適正な前記目標位相情報を取得しない場合には、前記目標位相情報に代えて所定位相に対応する所定位相情報を設定する強制制御部を備えている内燃機関の制御装置。 A drive-side rotating body that rotates in conjunction with rotation of the crankshaft of the internal combustion engine;
A driven rotor that rotates integrally with a camshaft for opening and closing a valve that opens and closes the combustion chamber;
An electric actuator that sets a relative rotation phase between the driving side rotating body and the driven side rotating body, and a valve opening / closing timing control mechanism is configured,
A phase control unit that detects the relative rotational phase with a phase detection unit and controls the electric actuator based on a result of the detection,
An engine control unit that provides target phase information to the phase control unit in control for managing the internal combustion engine;
An internal combustion engine that includes a forcible control unit that sets predetermined phase information corresponding to a predetermined phase instead of the target phase information when the phase control unit does not acquire appropriate target phase information from the engine control unit. Engine control device.
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined phase is an intermediate phase that is intermediate between a most retarded angle phase and a most advanced angle phase, and the predetermined phase information is set corresponding to the intermediate phase. .
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