JP4011282B2

JP4011282B2 - Control device for electromagnetic variable valve timing device

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Publication number: JP4011282B2
Application number: JP2000357453A
Authority: JP
Inventors: 肇細谷; 渡邊　　悟
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002161763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁式可変バルブタイミング装置の制御装置に関し、詳しくは、電磁ブレーキを用いてクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成の電磁式可変バルブタイミング装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用エンジンにおいて、電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を進角変化させる構成のエンジンの電磁式可変バルブタイミング装置が知られている（特開平１０−１５３１０４号公報参照）。
【０００３】
前記電磁式可変バルブタイミング装置においては、回転位相を遅角方向に付勢するコイルばねを有すると共に、遅角方向への回転位相の変化を規制するストッパとを備え、前記コイルばねによる付勢力に抗する制動力を電磁ブレーキによって発生させることで、前記ストッパ位置（基準位置）から回転位相を進角変化させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転位相を前記ストッパ位置に戻す場合には、電磁ブレーキを構成する電磁コイルに対する通電を遮断すれば良いが、このときストッパ位置にまでコイルばねの付勢力で戻るため運動エネルギーが大きく、ストッパが当たったときに大きな当たり音が発生し、これが車室内の乗員にまで伝播し、乗員に不快感を与えてしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電磁式可変バルブタイミング装置において、ストッパで規制される基準位置にまで回転位相を戻すときに、大きな当たり音が発生することを回避できる制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を進角変化させる構成であって、前記回転位相を遅角方向に付勢する弾性体と、前記遅角方向への回転位相の変化を規制するストッパとを備え、運転条件に応じた目標回転位相と実際の回転位相との偏差に基づいて前記電磁ブレーキの制御信号をフィードバック制御する電磁式可変バルブタイミング装置において、前記ストッパで規制される基準位置の回転位相が要求される運転条件に切り変わったときに、前記目標回転位相を、前記基準位置の回転位相にまで徐々に変化させる構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、運転条件が回転位相を基準位置することを要求する状態であっても、目標の回転位相を直ちに基準位置に切り替えるのではなく、徐々に基準位置にまで変化するように、目標回転位相が基準位置にまで遅角変化するときの変化速度を遅くし、該目標回転位相に応じて制御される実際の回転位相の基準位置への変化速度を遅らせる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記ストッパで規制される基準位置の回転位相が要求される運転条件に切り変わったときに、前記目標回転位相を、前記基準位置よりも進角側の所定回転位相から前記基準位置の回転位相にまで予め設定された速度で徐々に変化させる構成とした。かかる構成によると、例えば所定回転位相よりも進角側を目標とする状態から、基準位置を目標とすることが要求される運転条件に切り換わると、前記所定回転位相までは制限なく変化させるが、その後、基準位置の回転位相までは徐々に目標を変化させる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、基準位置に向かう目標回転位相の変化速度を遅くすることで、目標回転位相に基づいて制御される実際の回転位相が基準位置に向かう速度を遅くし、ストッパが当たるときの当たり音を小さくすることができるという効果がある。
【００１７】
請求項２記載の発明によると、基準位置付近での目標回転位相の変化速度を遅くすることで、目標回転位相の変化速度が過剰に制限されることを回避しつつ、ストッパが当たるときの当たり音を小さくすることができるという効果がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構成図である。
この図１において、車両に搭載されるエンジン１０１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ１０２，吸気通路１０３，モータ１０４ａで開閉駆動される電子制御式スロットル弁１０４を介して空気が吸入される。
【００２１】
各気筒の燃焼室内に燃料（ガソリン）を直接噴射する電磁式の燃料噴射弁１０５が設けられており、該燃料噴射弁１０５から噴射される燃料と吸入空気とによって燃焼室内に混合気が形成される。
燃料噴射弁１０５は、コントロールユニット１３１から出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射する。
【００２２】
そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓１０６回りに集中的に層状の混合気を形成する。燃焼室内に形成される混合気は、点火栓１０６により着火燃焼する。
但し、エンジン１０１を上記の直接噴射式ガソリンエンジンに限定するものではなく、吸気ポートに燃料を噴射する構成のエンジンであっても良い。
【００２３】
エンジン１０１からの排気は排気通路１０７より排出され、該排気通路１０７には排気浄化用の触媒１０８が介装されている。
また、吸気バルブ１０９を駆動する吸気側カムシャフト１１０には、電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフト１１２に対するカムシャフト１１０の回転位相を進角変化させ、作動角一定のまま吸気バルブ１０９のバルブタイミングを変更する電磁式可変バルブタイミング装置１１５が備えられている。
【００２４】
尚、電磁式可変バルブタイミング装置１１５は、排気側カムシャフトに備えられる構成であっても良いし、また、排気側カムシャフトと吸気側カムシャフトの双方に備えられる構成であっても良いし、更に、シングルカムに適用される構成であっても良い。
コントロールユニット１３１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサからの入力信号を受け、これらに基づいて演算処理して、燃料噴射弁１０５，点火栓１０６及び前記電磁式可変バルブタイミング装置１１５を制御する。
【００２５】
前記各種センサとして、エンジン１０１のクランク角を検出するクランク角センサ１２１、カムシャフト１１０から気筒判別信号を取り出すカムセンサ１２２が設けられており、前記クランク角センサ１２１からの信号に基づきエンジン１０１の回転速度Ｎｅが算出される。
この他、吸気通路１０３のスロットル弁１０４上流側で吸入空気流量Ｑ（質量流量）を検出するエアフローメータ１２３、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＳを検出するアクセルセンサ１２４、スロットル弁１０４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１２５、エンジン１０１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１２６、排気中の酸素濃度に応じて燃焼混合気の空燃比を検出する空燃比センサ１２７、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１２８などが設けられている。
【００２６】
ここで、前記電磁式可変バルブタイミング装置１１５の構造を、図２，３に基づいて説明する。
図２，３において、シリンダヘッド１２０に対して回転可能に支持されるカムシャフト１１０の端部１１１の軸周に回転可能にプーリ（又はスプロケット）２が支承される。プーリ２はカムシャフト１１０に対して相対回転可能に支承され、エンジン１０１のクランクシャフト１１２の回転に連動して回転する。
【００２７】
カムシャフト１１０の端部１１１の延長線上には、軸周にギヤが形成される伝達部材３がボルト３１により固定され、プーリ２の回転が、以下に説明する伝達機構を介して伝達部材３に伝えられる。
カムシャフト１１０と同軸に、フランジを有する筒状のドラム４１が設けられ、このドラム４１とプーリ２との間には、ドラム４１の回転位相を遅らせる方向に付勢するコイルばね４２（弾性体）が介装されている。
【００２８】
即ち、プーリ２にはケース部材４４が固定され、コイルばね４２の外周側端部は、このケース部材４４の内周面部分に固定され、コイルばね４２の内周側端部は、ドラム４１の外周面に固定されている。
ここで、前記ドラム４１に形成されたストッパ４１ａと、前記プーリ２に形成されたストッパ２ａとが当接して、コイルばね４２による付勢方向（回転位相を遅らせる方向）への回転位相の変化が規制されるようになっており、後述する電磁ブレーキの摩擦制動力によって前記ストッパ位置（以下、基準位置という）から回転位相が進角方向に変化し、電磁ブレーキによる摩擦制動力が無くなると、前記基準位置にまでコイルばね４２の付勢力によって戻るようになっている。
【００２９】
また、伝達部材３の軸周に形成されたギア３２と、筒状のピストン部材４３の内周に形成されたギア４３３とが、はす歯ギヤによるヘリカル機構により噛み合っている。
ピストン部材４３の外周面の対向する２箇所に、係合部４３１，４３１が突出形成されていて、プーリ２の回転中心部分からカムシャフト１１０の軸方向に延出している爪部材２１，２１の間に前記係合部４３１，４３１が係合している。この係合によりピストン部材４３とプーリ２とは同位相で回転する。
【００３０】
ピストン部材４３の前記係合部４３１，４３１には、ピストン部材４３の軸を中心とする雄ねじ４３２が各々形成され、ドラム４１の内周面には雌ねじ４１１が形成されていて、この両者はねじ作用により噛み合っている。
ドラム軸受部材４５は、伝達部材３の外周とドラム４１の内周との間に介装され、この両者の相対回転を軸受する。このドラム軸受部材４５とドラム４１の内周面との間には、爪受部材７ａが介装されている。
【００３１】
この爪受部材７ａはドラム４１の内周面に支持され、爪部材２１，２１の先端部の外周面側に形成されている段部２２，２２に当接して、カムシャフト１１０の径方向に爪部材２１，２１を係止している。
被吸引部材４６は、その回転中心部分に内歯の平ギヤ４６１が形成され、このギヤ４６１には、伝達部材３の先端部に形成されている平ギヤ３３に噛み合っている。
【００３２】
これにより、被吸引部材４６は伝達部材３に対し、その軸方向に摺動可能に構成されると共に、被吸引部材４６と伝達部材３とは同位相で回転する。
ドラム４１のフランジ部分４１２の側面にはギア４１３が形成され、被吸引部材４６の一方の面４６２に形成されているギア４６３と対峙していて、この両ギヤは噛み合うことで、ドラム４１と被吸引部材４６とが回転方向に係合するようにしてある。
【００３３】
第１の電磁ソレノイド５ｂと第２の電磁ソレノイド５ａは、カムシャフト１１０の軸芯線を囲むように、カムシャフト１１０の端部１１１に固定されている伝達部材３や、この伝達部材３を固定しているボルト３１の外周面を囲むように軸受部材６を介して配置されている。
すなわち、スペーサ部材４７が、ボルト３１の頭部３１１と伝達部材３の先端部との間に嵌合固定されていて、このスペーサ部材４７の外周側には、第２の電磁ソレノイド５ａがスペーサ部材４７との間に軸受部材６を介して配置されている。
【００３４】
さらに、第２の電磁ソレノイド５ａと被吸引部材４６の外周側には、電磁ブレーキを構成する第１の電磁ソレノイド５ｂが配置されている。第２の電磁ソレノイド５ａはボルト５１ａにより、ケース８に固定されている。
次に作用について説明する。
カムシャフト１１０の回転位相を進角側に変更するためには、第１の電磁ソレノイド５ｂが発生する磁界によりピストン部材４３をカムシャフト１１０の軸方向に移動することにより行う。
【００３５】
すなわち、まず、第２の電磁ソレノイド５ａの発生磁界により、被吸引部材４６が吸引されて、被吸引部材４６のギア４６３と、ドラム４１のギア４１３とが離れ、ドラム４１がプーリ２に対して相対的に回転できるようにする。
そして、第１の電磁ソレノイド５ｂの発生磁界により、ドラム４１を吸引することで、ドラム４１を第１の電磁ソレノイド５ｂの端面に押し付けて、摩擦制動を作用させる。
【００３６】
これにより、ドラム４１はコイルばね４２の付勢力に抗してプーリ２に対して回転遅れを生じて相対回転し、ねじ４１１とねじ４３２とで噛み合っているピストン部材４３はカムシャフト１１０の軸方向に移動する。
ピストン部材４３と伝達部材３とは前記のヘリカル機構により噛み合っているので、ピストン部材４３の移動により、伝達部材３引いてはカムシャフト１１０の回転位相がプーリ２に対して進角側に変わることになる。
【００３７】
従って、第１の電磁ソレノイド５ｂへの電流値を増大させ、コイルばね４２の付勢力に抗する制動力（滑り摩擦）を増大させるほど、カムシャフト１１０の回転位相が進角側に変更されることになる。
上記のように、電磁ブレーキによる制動力に応じて決まるドラム４１の回転遅れ量によってカムシャフト１１０の回転位相がプーリ２（クランクシャフト１１２）に対して変わるものであり、前記電磁ブレーキによる制動力は、第１の電磁ソレノイド５ｂに供給される電流値をデューティ制御することで制御されるようになっており、前記電流値の制御デューティＤｕｔｙを変化させることで、回転位相の変化量（進角量）を連続的に制御できる。
【００３８】
尚、本実施形態では、電磁ブレーキの制御信号に相当する制御デューティＤｕｔｙ（％）の増大に応じて、前記第１の電磁ソレノイド５ｂに供給される電流値が増大し、該電流値の増大に応じてカムシャフト１１０の回転位相が進角方向に変化するものとする。
前記コントロールユニット１３１は、後述するようにして、第１の電磁ソレノイド５ｂの通電をフィードバック制御してカムシャフト１１０の回転位相を変化させ、目標回転位相に一致すると、第２の電磁ソレノイド５ａへの通電を遮断することで、被吸引部材４６のギア４６３と、ドラム４１のギア４１３とを噛み合わせ、ドラム４１をプーリ２に対してそのときの位相状態で固定し、第１の電磁ソレノイド５ｂへの通電を遮断する。
【００３９】
図４は、コントロールユニット１３１による回転位相制御の実施形態を示すフローチャートである。尚、図４のフローチャートに示すルーチンは一定時間毎に実行されるものとする。ステップＳ１では、エンジン負荷及びエンジン回転速度を読み込む。
【００４０】
ステップＳ２では、予めエンジン負荷及びエンジン回転速度に応じて目標回転位相を記憶したマップを参照し、そのときのエンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する目標回転位相を検索し、これをマップ目標値とする。
尚、前記目標回転位相は、前記コイルばね４２の付勢力によって戻るストッパ２ａ、４１ａによる基準位置を０とする進角角度で示されるものとする。
【００４１】
ステップＳ３では、前記マップ目標値が０、即ち、前記コイルばね４２の付勢力によって戻るストッパ２ａ、４１ａによる基準位置であるか否かを判別する。
前記マップ目標値が０（基準位置）ではないときには、ステップＳ４へ進み、前記マップ目標値を制御目標値にセットする。
そして、次のステップＳ５では、第１の電磁ソレノイド５ｂの制御デューティ（制御信号）の基本値（フィードホワード分）を、前記制御目標値に従って設定する。
【００４２】
また、ステップＳ６では、前記クランク角センサ１２１及びカムセンサ１２２からの検出信号に基づいて検出される実際の回転位相と、前記制御目標値との偏差に基づき、フィードバック分を、例えば比例・積分・微分動作によって設定する。
そして、ステップＳ７では、前記基本値（フィードホワード分）とフィードバック分との加算値を最終的な制御デューティ（制御信号）として求め、次のステップＳ８で、前記最終的な制御デューティを第１の電磁ソレノイド５ｂに出力する。
【００４３】
一方、ステップＳ３で、マップ目標値が０（基準位置）であると判別されると、ステップＳ９へ進む。
ステップＳ９では、前回の制御目標値が０（基準位置）であったか否かを判別し、前回の制御目標値が０（基準位置）であったときには、前回の制御目標値＝０（基準位置）の状態を保持したまま、ステップＳ５以降へ進む。
【００４４】
また、前回の制御目標値が０（基準位置）でなかったときには、ステップＳ１０へ進み、前回の制御目標値が閾値Ｓ/Ｌよりも大きかったか否かを判別する。
ここで、前回の制御目標値が閾値Ｓ/Ｌよりも大きかった場合には、ステップＳ１１へ進み、制御目標値に前記閾値Ｓ/Ｌをセットした後、ステップＳ５以降へ進む。
【００４５】
これにより、閾値Ｓ/Ｌよりも大きいマップ目標値が設定される運転条件から、マップ目標値として基準位置が設定される運転条件に切り換わったときには、まず、制御目標値を閾値Ｓ/Ｌにまでステップ的に変化させる設定が行われ、該閾値Ｓ/Ｌを目標とする制御が行われる。
一方、ステップＳ１０で、前回の制御目標値が閾値Ｓ/Ｌよりも小さかったと判別された場合には、ステップＳ１２へ進み、前回の制御目標値から所定値Δθだけ小さい回転位相を今回の制御目標値とする。
【００４６】
ステップＳ１３では、前記ステップＳ１２における制御目標値の減算処理で、制御目標値が基準位置である０よりも小さくなったか否かを判別し、制御目標値が基準位置である０よりも大きいときには、そのままステップＳ５以降へ進むが、制御目標値が基準位置である０よりも小さくなっているときには、ステップＳ１４で制御目標値を基準位置とする設定を行った後、ステップＳ５以降へ進む。
【００４７】
上記処理により、閾値Ｓ/Ｌよりも大きいマップ目標値が設定される運転条件から、マップ目標値として基準位置が設定される運転条件に切り換わったときには、まず、制御目標値を閾値Ｓ/Ｌにまでステップ的に変化させる設定が行われた後、本ルーチンの実行周期毎（一定時間毎）に制御目標値が所定値Δθずつ減少設定され、最終的にはマップ目標値である基準位置まで変化する（図５参照）。
【００４８】
また、閾値Ｓ/Ｌよりも小さいマップ目標値が設定される運転条件から、マップ目標値として基準位置が設定される運転条件に切り換わったときには、切り換わり前のマップ目標値を初期値として、本ルーチンの実行周期毎（一定時間毎）に制御目標値が所定値Δθずつ減少設定され、最終的にはマップ目標値である基準位置まで変化する。
【００４９】
従って、運転条件の変化によって回転位相を基準位置とする要求が発生しても、回転位相の制御目標値が基準位置にまでステップ的に変化することがなく、制御目標値が単位時間当たり一定角度ずつ減少して徐々に基準位置に近づくことになる。
このように、徐々に基準位置に近づく制御目標値に従って、第１の電磁ソレノイド５ｂに出力する制御デューティ（制御信号）を演算させれば、実際の回転位相も徐々に基準位置に近づくことになり、基準位置を規定するストッパが当たるときの運動エネルギーが小さくなり、ストッパの当たり音を小さくできる。
【００５０】
また、閾値Ｓ/Ｌよりも大きい領域では、制御目標値のステップ的変化が許容されるため、回転位相が基準位置に戻るのが過剰に遅くなることを防止できる。尚、上記実施形態では、回転位相の制御目標が基準位置に到達するのを強制的に遅らせることで、実際の回転位相が基準位置に到達するときの速度を遅らせるようにしたが、第１の電磁ソレノイド５ｂに出力される制御デューティ（制御信号）の変化を強制的に鈍らすことで、実際の回転位相が基準位置に到達するときの速度を遅らせることができ、係る構成とした参考例を、図６のフローチャートに従って説明する。
【００５１】
図６のフローチャートに示すルーチンは一定時間毎に実行され、ステップＳ２１では、エンジン負荷・エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ２２では、前記エンジン負荷・回転に基づいて目標回転位相を設定する。
ステップＳ２３では、第１の電磁ソレノイド５ｂの制御デューティ（制御信号）の基本値（フィードホワード分）を、前記目標回転位相に従って設定する。
【００５２】
また、ステップＳ２４では、前記クランク角センサ１２１及びカムセンサ１２２からの検出信号に基づいて検出される実際の回転位相と、前記目標回転位相との偏差に基づき、フィードバック分を設定する。
そして、ステップＳ２５では、前記基本値とフィードバック分とを加算して、制御デューティ（制御信号）を求める。
【００５３】
ステップＳ２６では、そのときの目標回転位相が０（基準位置）であるか否かを判別する。
目標回転位相が０（基準位置）でない場合には、ステップＳ３１へ進み、ステップＳ２５で演算された制御デューティをそのまま第１の電磁ソレノイド５ｂに出力するが、目標回転位相が０（基準位置）である場合にはステップＳ２７へ進む。
【００５４】
ステップＳ２７では、そのときの実際の回転位相が、閾値θｓよりも小さいか否かを判別する。
実際の回転位相が閾値θｓ以上である場合、即ち、目標回転位相は０（基準位置）であるが、未だ回転位相が所定以上進角された状態にある場合には、ステップＳ３１へ進むことで、制御デューティ（制御信号）に制限を加えることなく、ステップＳ２５で演算された制御デューティをそのまま出力させる。
【００５５】
一方、実際の回転位相が閾値θｓよりも小さくなると、ステップＳ２８へ進み、実際の回転位相が０（基準位置）になっているか否かを判別する。
実際の回転位相が０（基準位置）になるまでは、ステップＳ２９以降へ進んで、制御デューティに制限を加えるが、実際の回転位相が０（基準位置）になると、ステップＳ３１へ進むことで、制御デューティ（制御信号）に制限を加えることなく、ステップＳ２５で演算された制御デューティをそのまま出力させる。
【００５６】
ステップＳ２９では、前回第１の電磁ソレノイド５ｂに出力された制御デューティと、今回ステップＳ２５で演算された制御デューティとの偏差が、所定値ΔＤｕｔｙよりも大きいか否かを判別する。
前記偏差が所定値ΔＤｕｔｙ以下であれば、ステップＳ３１へ進むことで、ステップＳ２５で演算された制御デューティをそのまま出力させるが、前記偏差が所定値ΔＤｕｔｙよりも大きい場合には、ステップＳ３０へ進み、前回第１の電磁ソレノイド５ｂに出力された制御デューティから所定値ΔＤｕｔｙを減算した値を今回の出力デューティとして、ステップＳ３１へ進む。
【００５７】
上記構成によると、目標回転位相が０になると、実際の回転位相が閾値θｓよりも大きい状態では通常の制御で制御デューティ（第１の電磁ソレノイド５ｂに供給される電流値）が減少変化することになるが、実際の回転位相が基準位置に近づいて閾値θｓよりも小さくなると、制御デューティの減少速度を制限して徐々に減少させるようにするので、実際の回転位相は、閾値θｓよりも大きい状態では比較的早く減少変化するものの、閾値θｓよりも小さくなると基準位置に向かう速度が緩くなり、基準位置を定めるストッパの当たり音を小さくできる。
【００５８】
上記参考例においては、ステップＳ２７で実際の回転位相と閾値θｓとを比較させることで、制御デューティの減少速度の制限を開始するタイミングを判断させる構成としたが、図７のフローチャートに示す第２の参考例に示すように、ステップＳ２７ａにおいて、目標回転位相が０（基準位置）に切り換わってからの時間が所定時間になったか否かを判別させ、所定時間が経過してから制御デューティの減少速度の制限を開始させる構成としても良い。
【００５９】
尚、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２７ａ以外の各ステップは、図６のフローチャートと同じ処理を行うので、同じステップ番号を付して説明を省略した。以下に示す第３〜第６の参考例においても、図６のフローチャートと同じステップ番号が付されたステップは、同じ処理を行うものとして説明を省略する。
【００６０】
図８のフローチャートに示す第３の参考例に示すように、ステップＳ２７ｂにおいて、目標回転位相が０（基準位置）に切り換わってから制御デューティが所定値Ｓ/Ｌよりも小さくなったか否かを判別させ、所定値Ｓ/Ｌから規準位置相当値である０までの制御デューティの領域内で、制御デューティの減少速度を制限させる構成としても良い（図９参照）。
【００６１】
また、上記第１〜３の参考例においては、制御デューティの単位時間当たりの減少変化量を所定値以下に制限する構成としたが、実際の回転位相が単位量だけ変化するときの（単位実回転位相当たりの）制御デューティの変化量を制限する構成としても良い。図１０のフローチャートは、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量を制限する第４の参考例を示すものであり、ステップＳ２９ａ及びステップＳ３０ａの部分以外の各ステップは、図６のフローチャートと同じである。
【００６２】
この第４の参考例において、ステップＳ２９ａでは、前回の制御デューティと今回ステップＳ２５で演算された制御デューティとの偏差を、前回の実際の回転位相と今回の実際の回転位相との偏差で除算して、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量を求め、該単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量が所定値Ｄ/θよりも大きいか否かを判別する。
【００６３】
そして、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量が所定値Ｄ/θよりも大きい場合には、ステップＳ３０ａへ進んで、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量を所定値Ｄ/θとすべく、前回の実際の回転位相と今回の実際の回転位相との偏差に前記所定値Ｄ/θを乗算して許容される制御デューティの変化量を求め、前回の制御デューティから前記許容変化量を減算した結果を、今回の出力デューティとする。
【００６４】
ここで、図１１のフローチャートの示す第５の参考例のように、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量を制限する構成において、制限の開始タイミングを判定するステップＳ２７ａを、目標回転位相が０（基準位置）になってからの経過時間が所定時間以上になっているか否かを判断させる構成としても良い。
【００６５】
更に、単位実回転位相当たりの制御デューティの変化量を制限する構成において、前記図８のフローチャートと同様に、ステップＳ２７ｂで制御デューティが所定値Ｓ/Ｌよりも小さくなった否かを判別させて、所定値Ｓ/Ｌよりも小さい領域で制限を加える構成とすることができ、係る構成とした第６の参考例を図１２のフローチャートに示してある。
【００６６】
尚、上記実施形態及び参考例では、一定速度で制御目標値又は制御デューティを減少変化させるようにしたが、制御目標が基準位置に近づくほど又は制御デューティが基準位置相当値に近づくほど、より減少速度を遅くするようにしても良い。また、目標回転位相（マップ目標値）が基準位置に切り換わった時点から、直ちに、制御目標の変化或いは制御デューティの変化を制限させるようにしても良い。
【００６７】
また、電磁式可変バルブタイミング装置１１５は、電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフトに対するカムシャフトの回転遅延を制御して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成であれば良く、図２，３に示した構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図２】実施の形態における電磁式可変バルブタイミング装置の断面図。
【図３】実施の形態における電磁式可変バルブタイミング装置の分解斜視図。
【図４】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の実施形態を示すフローチャート。
【図５】上記実施形態における制御特性を示すタイムチャート。
【図６】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第１の参考例を示すフローチャート。
【図７】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第２の参考例を示すフローチャート。
【図８】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第３の参考例を示すフローチャート。
【図９】上記第４実施形態における制御特性を示すタイムチャート。
【図１０】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第４の参考例を示すフローチャート。
【図１１】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第５の参考例を示すフローチャート。
【図１２】電磁式可変バルブタイミング装置の回転位相制御の第６の参考例を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…プーリ
２ａ…ストッパ
３…伝達部材
５ａ…第２の電磁ソレノイド
５ｂ…第１の電磁ソレノイド
４１…ドラム
４１ａ…ストッパ
４２…コイルバネ
４３…ピストン部材
４６…被吸引部材
１１０…カムシャフト
１０１…エンジン
１１５…電磁式可変バルブタイミング装置
１２１…クランク角センサ
１２２…カムセンサ
１３１…コントロールユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electromagnetic variable valve timing device, and more particularly to a control device for an electromagnetic variable valve timing device configured to change a rotational phase of a camshaft relative to a crankshaft using an electromagnetic brake.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine for a vehicle, an electromagnetic variable valve timing device for an engine having a configuration in which the rotational phase of a camshaft relative to a crankshaft is advanced by friction braking of an electromagnetic brake is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-153104). reference).
[0003]
The electromagnetic variable valve timing device includes a coil spring that biases the rotational phase in the retarded direction, and a stopper that restricts the change of the rotational phase in the retarded direction, and is adapted to the biasing force of the coil spring. The rotational phase of the rotational phase is changed from the stopper position (reference position) by generating a braking force to be resisted by an electromagnetic brake.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the rotational phase is returned to the stopper position, it is only necessary to cut off the energization to the electromagnetic coil constituting the electromagnetic brake. At this time, the kinetic energy is large because the coil spring returns to the stopper position by the biasing force. When hitting, a loud hitting sound was generated, which propagated to the passengers in the passenger compartment and could cause discomfort to the passengers.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and in the electromagnetic variable valve timing device, a control device capable of avoiding a large hitting sound when returning the rotational phase to the reference position regulated by the stopper. The purpose is to provide .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is advanced by friction braking of an electromagnetic brake, and an elastic body that urges the rotational phase in the retarding direction; An electromagnetic variable valve timing that feedback-controls the electromagnetic brake control signal based on a deviation between a target rotational phase and an actual rotational phase according to operating conditions, and a stopper that regulates a change in rotational phase in the angular direction In the apparatus, the target rotational phase is gradually changed to the rotational phase of the reference position when the rotational phase of the reference position regulated by the stopper is changed to the required operating condition .
[0008]
According to such a configuration, even if the operating condition requires the rotational phase to be the reference position, the target rotational phase is not immediately switched to the reference position, but is gradually changed to the reference position. The speed of change when the rotational phase changes to the reference position is retarded, and the speed of change of the actual rotational phase controlled according to the target rotational phase to the reference position is delayed.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, when the rotation phase of the reference position regulated by the stopper is changed to the required operating condition, the target rotation phase is set to a predetermined rotation phase on the advance side from the reference position. To the rotational phase of the reference position is gradually changed at a preset speed . According to such a configuration, for example, when switching from a state in which the advance side is set to the predetermined rotational phase to an operating condition that requires the reference position to be targeted, the predetermined rotational phase is changed without limitation. Thereafter, the target is gradually changed until the rotational phase of the reference position.
[0016]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the actual rotational phase controlled based on the target rotational phase is slowed down toward the reference position by slowing down the change speed of the target rotational phase toward the reference position. There is an effect that the hit sound when hitting can be reduced.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, the change rate of the target rotation phase near the reference position is slowed to avoid excessively limiting the change rate of the target rotation phase, and the hit when the stopper hits. There is an effect that the sound can be reduced.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine according to an embodiment.
In FIG. 1, air is sucked into the combustion chamber of each cylinder of an engine 101 mounted on a vehicle via an air cleaner 102, an intake passage 103, and an electronically controlled throttle valve 104 that is opened and closed by a motor 104a.
[0021]
An electromagnetic fuel injection valve 105 that directly injects fuel (gasoline) into the combustion chamber of each cylinder is provided, and an air-fuel mixture is formed in the combustion chamber by the fuel injected from the fuel injection valve 105 and intake air. The
The fuel injection valve 105 is energized to open a solenoid by an injection pulse signal output from the control unit 131, and injects fuel adjusted to a predetermined pressure.
[0022]
In the case of intake stroke injection, the injected fuel diffuses into the combustion chamber to form a homogeneous mixture, and in the case of compression stroke injection, a stratified mixture is intensively formed around the spark plug 106. . The air-fuel mixture formed in the combustion chamber is ignited and burned by the spark plug 106.
However, the engine 101 is not limited to the direct injection gasoline engine described above, and may be an engine configured to inject fuel into the intake port.
[0023]
Exhaust gas from the engine 101 is discharged from an exhaust passage 107, and an exhaust purification catalyst 108 is interposed in the exhaust passage 107.
In addition, the intake camshaft 110 that drives the intake valve 109 is advanced by changing the rotational phase of the camshaft 110 with respect to the crankshaft 112 by friction braking of an electromagnetic brake, and the valve timing of the intake valve 109 is maintained with a constant operating angle. An electromagnetic variable valve timing device 115 to be changed is provided.
[0024]
The electromagnetic variable valve timing device 115 may be provided on the exhaust side camshaft, or may be provided on both the exhaust side camshaft and the intake side camshaft. Furthermore, the structure applied to a single cam may be sufficient.
The control unit 131 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, receives input signals from various sensors, performs arithmetic processing based on these signals, and performs fuel processing. The injection valve 105, the spark plug 106, and the electromagnetic variable valve timing device 115 are controlled.
[0025]
As the various sensors, a crank angle sensor 121 that detects the crank angle of the engine 101 and a cam sensor 122 that extracts a cylinder discrimination signal from the camshaft 110 are provided, and the rotational speed of the engine 101 is based on the signal from the crank angle sensor 121. Ne is calculated.
In addition, an air flow meter 123 that detects an intake air flow rate Q (mass flow rate) upstream of the throttle valve 104 in the intake passage 103, an accelerator sensor 124 that detects an accelerator pedal depression amount (accelerator opening) APS, and a throttle valve 104 A throttle sensor 125 that detects the opening degree TVO, a water temperature sensor 126 that detects the cooling water temperature Tw of the engine 101, an air-fuel ratio sensor 127 that detects the air-fuel ratio of the combustion mixture according to the oxygen concentration in the exhaust, and a vehicle speed VSP. A vehicle speed sensor 128 and the like are provided.
[0026]
Here, the structure of the electromagnetic variable valve timing device 115 will be described with reference to FIGS.
2 and 3, the pulley (or sprocket) 2 is rotatably supported on the shaft circumference of the end portion 111 of the camshaft 110 that is rotatably supported with respect to the cylinder head 120. The pulley 2 is supported so as to be rotatable relative to the camshaft 110 and rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 112 of the engine 101.
[0027]
On the extension line of the end portion 111 of the camshaft 110, the transmission member 3 having a gear formed around the shaft is fixed by a bolt 31, and the rotation of the pulley 2 is transmitted to the transmission member 3 via a transmission mechanism described below. Reportedly.
A cylindrical drum 41 having a flange is provided coaxially with the camshaft 110, and a coil spring 42 (elastic body) that urges the drum 41 between the drum 41 and the pulley 2 in a direction that delays the rotational phase of the drum 41. Is intervening.
[0028]
That is, the case member 44 is fixed to the pulley 2, the outer peripheral side end portion of the coil spring 42 is fixed to the inner peripheral surface portion of the case member 44, and the inner peripheral side end portion of the coil spring 42 is fixed to the drum 41. It is fixed to the outer peripheral surface.
Here, the stopper 41a formed on the drum 41 and the stopper 2a formed on the pulley 2 come into contact with each other, and the change of the rotation phase in the urging direction (direction in which the rotation phase is delayed) by the coil spring 42 is changed. When the rotational phase changes in the advance direction from the stopper position (hereinafter referred to as a reference position) due to the friction braking force of an electromagnetic brake, which will be described later, and the friction braking force due to the electromagnetic brake disappears, It returns to the reference position by the biasing force of the coil spring 42.
[0029]
Further, the gear 32 formed on the shaft periphery of the transmission member 3 and the gear 433 formed on the inner periphery of the cylindrical piston member 43 are engaged with each other by a helical mechanism using a helical gear.
Engaging portions 431 and 431 are formed to project at two opposite positions on the outer peripheral surface of the piston member 43, and the claw members 21 and 21 extending in the axial direction of the camshaft 110 from the rotation center portion of the pulley 2. The engaging portions 431 and 431 are engaged therebetween. By this engagement, the piston member 43 and the pulley 2 rotate in the same phase.
[0030]
The engaging portions 431 and 431 of the piston member 43 are each formed with a male screw 432 centered on the axis of the piston member 43, and a female screw 411 is formed on the inner peripheral surface of the drum 41. They are engaged by action.
The drum bearing member 45 is interposed between the outer periphery of the transmission member 3 and the inner periphery of the drum 41, and supports the relative rotation of both. A claw receiving member 7 a is interposed between the drum bearing member 45 and the inner peripheral surface of the drum 41.
[0031]
The claw receiving member 7 a is supported on the inner peripheral surface of the drum 41, abuts on the step portions 22, 22 formed on the outer peripheral surface side of the tip end portions of the claw members 21, 21, and extends in the radial direction of the cam shaft 110. The claw members 21 and 21 are locked.
The sucked member 46 is formed with an internal spur gear 461 at the center of rotation thereof, and the gear 461 meshes with a spur gear 33 formed at the tip of the transmission member 3.
[0032]
Thus, the sucked member 46 is configured to be slidable in the axial direction with respect to the transmission member 3, and the sucked member 46 and the transmission member 3 rotate in the same phase.
A gear 413 is formed on the side surface of the flange portion 412 of the drum 41, and is opposed to the gear 463 formed on one surface 462 of the sucked member 46. The suction member 46 is engaged with the rotation direction.
[0033]
The first electromagnetic solenoid 5b and the second electromagnetic solenoid 5a fix the transmission member 3 fixed to the end 111 of the camshaft 110 and the transmission member 3 so as to surround the axis of the camshaft 110. It arrange | positions via the bearing member 6 so that the outer peripheral surface of the volt | bolt 31 which is attached may be enclosed.
That is, the spacer member 47 is fitted and fixed between the head portion 311 of the bolt 31 and the tip end portion of the transmission member 3, and the second electromagnetic solenoid 5 a is disposed on the outer peripheral side of the spacer member 47. 47 and the bearing member 6.
[0034]
Further, the first electromagnetic solenoid 5 b constituting the electromagnetic brake is disposed on the outer peripheral side of the second electromagnetic solenoid 5 a and the attracted member 46. The second electromagnetic solenoid 5a is fixed to the case 8 by a bolt 51a.
Next, the operation will be described.
In order to change the rotational phase of the camshaft 110 to the advance side, the piston member 43 is moved in the axial direction of the camshaft 110 by the magnetic field generated by the first electromagnetic solenoid 5b.
[0035]
That is, first, the attracted member 46 is attracted by the magnetic field generated by the second electromagnetic solenoid 5a, the gear 463 of the attracted member 46 and the gear 413 of the drum 41 are separated, and the drum 41 is separated from the pulley 2. Allow relative rotation.
Then, the drum 41 is attracted by the magnetic field generated by the first electromagnetic solenoid 5b, whereby the drum 41 is pressed against the end surface of the first electromagnetic solenoid 5b, and friction braking is applied.
[0036]
Accordingly, the drum 41 rotates relative to the pulley 2 against the biasing force of the coil spring 42 and rotates relative to the pulley 2, and the piston member 43 engaged with the screw 411 and the screw 432 moves in the axial direction of the camshaft 110. Move to.
Since the piston member 43 and the transmission member 3 are engaged with each other by the above-described helical mechanism, the movement of the piston member 43 causes the rotation phase of the camshaft 110 to change to the advance side with respect to the pulley 2 by pulling the transmission member 3. become.
[0037]
Accordingly, the rotational phase of the camshaft 110 is changed to the advance side as the current value to the first electromagnetic solenoid 5b is increased and the braking force (sliding friction) against the urging force of the coil spring 42 is increased. It will be.
As described above, the rotational phase of the camshaft 110 changes with respect to the pulley 2 (crankshaft 112) according to the rotational delay amount of the drum 41 determined according to the braking force by the electromagnetic brake, and the braking force by the electromagnetic brake is The current value supplied to the first electromagnetic solenoid 5b is controlled by duty control. By changing the control duty Duty of the current value, the amount of change in rotational phase (advance amount) ) Can be controlled continuously.
[0038]
In the present embodiment, as the control duty Duty (%) corresponding to the electromagnetic brake control signal increases, the current value supplied to the first electromagnetic solenoid 5b increases, and the current value increases. Accordingly, it is assumed that the rotational phase of the camshaft 110 changes in the advance direction.
As will be described later, the control unit 131 feedback-controls energization of the first electromagnetic solenoid 5b to change the rotational phase of the camshaft 110. When the control unit 131 matches the target rotational phase, the control unit 131 applies the second electromagnetic solenoid 5a to the second electromagnetic solenoid 5a. By shutting off the energization, the gear 463 of the sucked member 46 and the gear 413 of the drum 41 are engaged with each other, the drum 41 is fixed to the pulley 2 in the phase state at that time, and the first electromagnetic solenoid 5b is reached. Shut off the power of the.
[0039]
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment of rotational phase control by the control unit 131. Note that the routine shown in the flowchart of FIG. 4 is executed at regular intervals. In step S1, the engine load and the engine speed are read.
[0040]
In step S2, a map in which the target rotational phase is stored in advance according to the engine load and the engine rotational speed is referred to, a target rotational phase corresponding to the engine load and the engine rotational speed at that time is searched, and this is set as a map target value. To do.
The target rotation phase is indicated by an advance angle with the reference position by the stoppers 2a and 41a returning by the biasing force of the coil spring 42 as zero.
[0041]
In step S3, it is determined whether or not the map target value is 0, that is, a reference position by the stoppers 2a and 41a returned by the biasing force of the coil spring 42.
When the map target value is not 0 (reference position), the process proceeds to step S4, and the map target value is set to the control target value.
In the next step S5, the basic value (for feed forward) of the control duty (control signal) of the first electromagnetic solenoid 5b is set according to the control target value.
[0042]
In step S6, the feedback amount is determined based on the deviation between the actual rotational phase detected based on the detection signals from the crank angle sensor 121 and the cam sensor 122 and the control target value, for example, proportional / integral / differential. Set by operation.
In step S7, an added value of the basic value (for feed forward) and the feedback is obtained as a final control duty (control signal). In the next step S8, the final control duty is set to the first control duty. Output to the electromagnetic solenoid 5b.
[0043]
On the other hand, if it is determined in step S3 that the map target value is 0 (reference position), the process proceeds to step S9.
In step S9, it is determined whether or not the previous control target value is 0 (reference position). If the previous control target value is 0 (reference position), the previous control target value = 0 (reference position). While maintaining this state, the process proceeds to step S5 and subsequent steps.
[0044]
When the previous control target value is not 0 (reference position), the process proceeds to step S10, and it is determined whether or not the previous control target value is larger than the threshold value S / L.
Here, if the previous control target value is larger than the threshold value S / L, the process proceeds to step S11. After the threshold value S / L is set as the control target value, the process proceeds to step S5 and subsequent steps.
[0045]
Thus, when the driving condition in which the map target value larger than the threshold value S / L is set is switched to the driving condition in which the reference position is set as the map target value, first, the control target value is set to the threshold value S / L. Is set to change step by step until the threshold S / L is targeted.
On the other hand, if it is determined in step S10 that the previous control target value is smaller than the threshold value S / L, the process proceeds to step S12, and the rotational phase smaller than the previous control target value by a predetermined value Δθ is set to the current control target. Value.
[0046]
In step S13, it is determined whether or not the control target value is smaller than 0 which is the reference position in the subtraction process of the control target value in step S12. When the control target value is larger than 0 which is the reference position, The process proceeds directly to step S5 and subsequent steps. However, if the control target value is smaller than 0, which is the reference position, the control target value is set as the reference position in step S14, and then the process proceeds to step S5 and subsequent steps.
[0047]
When the operation condition in which the map target value larger than the threshold value S / L is set to the operation condition in which the reference position is set as the map target value is switched by the above processing, the control target value is first set to the threshold value S / L. After the setting to change step by step, the control target value is set to decrease by a predetermined value Δθ every execution cycle (every fixed time) of this routine, and finally to the reference position that is the map target value Change (see FIG. 5).
[0048]
Further, when the driving condition in which the map target value smaller than the threshold S / L is set is switched to the driving condition in which the reference position is set as the map target value, the map target value before switching is set as the initial value. The control target value is set to decrease by a predetermined value Δθ every execution cycle (every fixed time) of this routine, and finally changes to a reference position that is a map target value.
[0049]
Therefore, even if a request for setting the rotational phase as the reference position occurs due to a change in operating conditions, the control target value of the rotational phase does not change stepwise up to the reference position, and the control target value does not change at a constant angle per unit time. It decreases gradually and gradually approaches the reference position.
As described above, if the control duty (control signal) output to the first electromagnetic solenoid 5b is calculated according to the control target value that gradually approaches the reference position, the actual rotational phase gradually approaches the reference position. The kinetic energy when the stopper that defines the reference position hits is reduced, and the hitting sound of the stopper can be reduced.
[0050]
In addition, in a region larger than the threshold value S / L, a step change of the control target value is allowed, so that it is possible to prevent the rotational phase from returning too late to the reference position. In the above embodiment , the speed at which the actual rotational phase reaches the reference position is delayed by forcibly delaying the rotational phase control target from reaching the reference position. by to dampen a change in the control duty is output to the electromagnetic solenoid 5b (control signal) to force, it can delay the rate at which the actual rotational phase reaches the reference position, the reference example where the structure according This will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0051]
The routine shown in the flowchart of FIG. 6 is executed at regular intervals. In step S21, the engine load / engine speed is read, and in step S22, a target rotation phase is set based on the engine load / rotation.
In step S23, a basic value (for feed forward) of the control duty (control signal) of the first electromagnetic solenoid 5b is set according to the target rotation phase.
[0052]
In step S24, a feedback amount is set based on the deviation between the actual rotation phase detected based on the detection signals from the crank angle sensor 121 and the cam sensor 122 and the target rotation phase.
In step S25, the basic value and the feedback are added to obtain a control duty (control signal).
[0053]
In step S26, it is determined whether or not the target rotation phase at that time is 0 (reference position).
If the target rotation phase is not 0 (reference position), the process proceeds to step S31, and the control duty calculated in step S25 is output to the first electromagnetic solenoid 5b as it is, but the target rotation phase is 0 (reference position). If there is, the process proceeds to step S27.
[0054]
In step S27, it is determined whether or not the actual rotational phase at that time is smaller than the threshold value θs.
If the actual rotational phase is greater than or equal to the threshold value θs, that is, the target rotational phase is 0 (reference position), but the rotational phase is still advanced by a predetermined amount or more, the process proceeds to step S31. The control duty calculated in step S25 is output as it is without limiting the control duty (control signal).
[0055]
On the other hand, when the actual rotational phase becomes smaller than the threshold value θs, the process proceeds to step S28, and it is determined whether or not the actual rotational phase is 0 (reference position).
Until the actual rotational phase reaches 0 (reference position), the process proceeds to step S29 and thereafter, and the control duty is limited. When the actual rotational phase reaches 0 (reference position), the process proceeds to step S31. Without limiting the control duty (control signal), the control duty calculated in step S25 is output as it is.
[0056]
In step S29, it is determined whether or not the deviation between the control duty output to the first electromagnetic solenoid 5b last time and the control duty calculated in step S25 is greater than a predetermined value ΔDuty.
If the deviation is less than or equal to the predetermined value ΔDuty, the process proceeds to step S31 to output the control duty calculated in step S25 as it is, but if the deviation is larger than the predetermined value ΔDuty, the process proceeds to step S30. The process proceeds to step S31 with a value obtained by subtracting the predetermined value ΔDuty from the control duty previously output to the first electromagnetic solenoid 5b as the current output duty.
[0057]
According to the above configuration, when the target rotation phase becomes 0, the control duty (the current value supplied to the first electromagnetic solenoid 5b) decreases and changes under normal control when the actual rotation phase is larger than the threshold value θs. However, when the actual rotational phase approaches the reference position and becomes smaller than the threshold value θs, the speed of decrease of the control duty is limited and gradually decreased. Therefore, the actual rotational phase is larger than the threshold value θs. In the state, it decreases and changes relatively quickly, but when it becomes smaller than the threshold value θs, the speed toward the reference position becomes slow, and the hitting sound of the stopper that determines the reference position can be reduced.
[0058]
In the reference example described above, the actual rotational phase is compared with the threshold value θs in step S27 to determine the timing for starting the restriction on the reduction rate of the control duty. However, the second example shown in the flowchart of FIG. As shown in the reference example , in step S27a, it is determined whether or not the time since the target rotation phase has switched to 0 (reference position) has reached a predetermined time. It is good also as a structure which starts the restriction | limiting of reduction speed.
[0059]
In the flowchart of FIG. 7, each step other than step S27a performs the same processing as that of the flowchart of FIG. Also in the third to sixth reference examples described below, steps denoted by the same step numbers as those in the flowchart of FIG.
[0060]
As shown in the third reference example shown in the flowchart of FIG. 8, whether or not the control duty has become smaller than the predetermined value S / L since the target rotation phase is switched to 0 (reference position) in step S27b. The control duty may be limited within a control duty range from a predetermined value S / L to a reference position equivalent value of 0 (see FIG. 9).
[0061]
In the first to third reference examples , the reduction change amount per unit time of the control duty is limited to a predetermined value or less. However, when the actual rotation phase changes by the unit amount (unit actual A configuration may be adopted in which the amount of change in control duty (per rotation phase) is limited. The flowchart of FIG. 10 shows a fourth reference example for limiting the amount of change in the control duty per unit actual rotation phase, and each step other than the steps S29a and S30a is the same as the flowchart of FIG. It is.
[0062]
In the fourth reference example , in step S29a, the deviation between the previous control duty and the control duty calculated in step S25 is divided by the deviation between the previous actual rotation phase and the current actual rotation phase. Thus, the control duty change amount per unit actual rotation phase is obtained, and it is determined whether or not the control duty change amount per unit actual rotation phase is larger than a predetermined value D / θ.
[0063]
When the change amount of the control duty per unit actual rotation phase is larger than the predetermined value D / θ, the process proceeds to step S30a, and the change amount of the control duty per unit actual rotation phase is set to the predetermined value D / θ. Therefore, an allowable control duty change amount is obtained by multiplying the deviation between the previous actual rotational phase and the current actual rotational phase by the predetermined value D / θ, and the allowable change amount is obtained from the previous control duty. The result of subtracting is used as the current output duty.
[0064]
Here, as in the fifth reference example shown in the flowchart of FIG. 11, in the configuration in which the amount of change in the control duty per unit actual rotation phase is limited, step S27a for determining the start timing of the limit is performed in step S27a. It may be configured to determine whether or not the elapsed time since becoming 0 (reference position) is equal to or longer than a predetermined time.
[0065]
Further, in the configuration for limiting the amount of change in the control duty per unit actual rotation phase, it is determined whether or not the control duty has become smaller than the predetermined value S / L in step S27b, as in the flowchart of FIG. The sixth reference example having such a configuration can be configured such that the restriction is made in an area smaller than the predetermined value S / L, and is shown in the flowchart of FIG.
[0066]
In the embodiment and the reference example , the control target value or the control duty is decreased and changed at a constant speed. However, the control target value or the control duty decreases as the control target approaches the reference position or the control duty approaches the reference position equivalent value. You may make it slow down. Further, immediately after the target rotation phase (map target value) is switched to the reference position, the change in the control target or the change in the control duty may be limited.
[0067]
Further, the electromagnetic variable valve timing device 115 may be configured to change the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft by controlling the rotational delay of the camshaft relative to the crankshaft by friction braking of the electromagnetic brake. It is not limited to the configuration shown in FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine in an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electromagnetic variable valve timing device according to the embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the electromagnetic variable valve timing device according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 5 is a time chart showing control characteristics in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a first reference example of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 7 is a flowchart showing a second reference example of the rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 8 is a flowchart showing a third reference example of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 9 is a time chart showing control characteristics in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a fourth reference example of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 11 is a flowchart showing a fifth reference example of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
FIG. 12 is a flowchart showing a sixth reference example of rotational phase control of the electromagnetic variable valve timing device.
[Explanation of symbols]
2 ... pulley 2a ... stopper 3 ... transmission member 5a ... second electromagnetic solenoid 5b ... first electromagnetic solenoid 41 ... drum 41a ... stopper 42 ... coil spring 43 ... piston member 46 ... attracted member 110 ... camshaft 101 ... engine 115 ... Electromagnetic variable valve timing device 121 ... Crank angle sensor 122 ... Cam sensor 131 ... Control unit

Claims

電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を進角変化させる構成であって、前記回転位相を遅角方向に付勢する弾性体と、前記遅角方向への回転位相の変化を規制するストッパとを備え、運転条件に応じた目標回転位相と実際の回転位相との偏差に基づいて前記電磁ブレーキの制御信号をフィードバック制御する電磁式可変バルブタイミング装置において、
前記ストッパで規制される基準位置の回転位相が要求される運転条件に切り変わったときに、前記目標回転位相を、前記基準位置の回転位相にまで徐々に変化させることを特徴とする電磁式可変バルブタイミング装置の制御装置。The configuration is such that the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is advanced by friction braking of an electromagnetic brake, and an elastic body that urges the rotational phase in the retarded direction, and the rotational phase change in the retarded direction. An electromagnetic variable valve timing device that feedback-controls the control signal of the electromagnetic brake based on a deviation between a target rotation phase and an actual rotation phase according to an operating condition .
An electromagnetic variable characterized by gradually changing the target rotational phase to the rotational phase of the reference position when the rotational phase of the reference position regulated by the stopper is changed to the required operating condition. Control device for valve timing device.

電磁ブレーキの摩擦制動によりクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を進角変化させる構成であって、前記回転位相を遅角方向に付勢する弾性体と、前記遅角方向への回転位相の変化を規制するストッパとを備え、運転条件に応じた目標回転位相と実際の回転位相との偏差に基づいて前記電磁ブレーキの制御信号をフィードバック制御する電磁式可変バルブタイミング装置において、
前記ストッパで規制される基準位置の回転位相が要求される運転条件に切り変わったときに、前記目標回転位相を、前記基準位置よりも進角側の所定回転位相から前記基準位置の回転位相にまで予め設定された速度で徐々に変化させることを特徴とする電磁式可変バルブタイミング装置の制御装置。The configuration is such that the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is advanced by friction braking of an electromagnetic brake, and an elastic body that urges the rotational phase in the retarded direction, and the rotational phase change in the retarded direction. An electromagnetic variable valve timing device that feedback-controls the control signal of the electromagnetic brake based on a deviation between a target rotation phase and an actual rotation phase according to an operating condition .
When the rotation phase of the reference position regulated by the stopper is changed to the required operating condition, the target rotation phase is changed from a predetermined rotation phase on the advance side to the rotation position of the reference position from the reference position. A control device for an electromagnetic variable valve timing device characterized by gradually changing the speed to a preset speed .