JP4074463B2 - Control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in variable valve system of internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸・排気弁のリフト量(制御軸の回転角)を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置は従来から種々提供されており、その一例として特開2000−213314号公報等に記載されているものが知られている。
【0003】
この従来例の可変動弁装置は、図10のシステム図に示すように、前記吸気・排気弁のバルブリフト量を変化させるための制御軸の回転角をポテンショメータ等の回転角位置センサによって検出し、この検出された実回転角位置信号に基づき、可変動弁制御ユニットでは、実回転角位置信号と目標回転角とを比較し、偏差が零になるように、DCサーボモータ等のアクチュエータに駆動電流を出力することにより、制御軸の回転角を目標のバルブ特性に対応する目標回転角位置に一致させるようなフィードバック制御が行われるようになっている。
そして、前記回転角位置センサにおいては、センサ出力基準位置が予め設定された基準設定値(工場出荷時等に各個体に設定される値)で固定され、もしくは一律に設定された基準設定値で行われるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関の可変動弁装置においては、上述のように、前記回転角位置センサにおけるセンサ出力基準位置が予め設定された基準設定値(例えば、500mmV±100mmV)で固定され、もしくは、一律に設定された基準設定値で行われるようになっているため、該回転角位置センサの取り付け誤差によりセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらついてしまい、これにより、可変動弁装置搭載内燃機関毎に排気、燃費、出力性能にばらつきが生じると共に、回転角位置センサ取り付け後の経時変化によりセンサ出力基準位置が変化し、これにより、内燃機関の性能が変化するという問題点があった。
【0005】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、回転角位置センサの取付後に内燃機関の状態を考慮した上で回転角位置センサのセンサ出力基準位置を精度よく学習することができ、これにより、回転角位置センサの取り付け誤差によるセンサ出力基準位置のばらつきおよび回転角位置センサ取り付け後の経時変化によるセンサ出力基準位置の変動を修正し、内燃機関毎の排気、燃費、出力性能のばらつきおよび変動を常に修正することができる内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、内燃機関における機関弁のリフト特性を制御する制御軸を回転駆動する電動モータを制御することで前記制御軸の回転角を可変制御する制御軸回転角制御手段と、前記電動モータの駆動電流値を検出する電流検出手段と、前記制御軸の回転角位置を出力する回転角位置センサの出力基準位置を記憶する記憶手段と、前記回転角位置センサの出力信号と前記出力基準位置とに基づき前記制御軸の回転角位置を検出する回転角位置検出手段と、を備え、前記制御軸回転角制御手段は、前記回転角位置検出手段により検出された前記回転角位置が、内燃機関の運転状態に応じて設定される制御目標回転角位置と一致するように前記制御軸を制御する構成であり、イグニッションオフ後のセルフシャット中か否かを判断するセルフシャット判断手段と、前記セルフシャット判断手段でセルフシャット中と判断されたときは、前記制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、回転制御時の前記出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ前記電動モータの駆動電流値が一定値を超えれば前記制御軸が前記ストッパに当接したと判断する当接判断手段と、前記当接したと判断されたときの前記回転角位置センサの出力信号を前記出力基準位置として学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶するセルフシャット時学習手段と、を備えている手段とした。
【0007】
請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置において、前記制御軸の回転可能範囲内での前記回転角位置センサの取付誤差による前記出力基準位置のばらつき上限値を学習時目標回転角上限位置に設定し、前記学習時目標回転角上限位置と前記回転角位置センサの出力信号との偏差を演算する第1偏差演算手段と、前記学習時目標回転角上限位置から前記ストッパ側に向かって学習時目標回転角位置を段階的に設定し、前回の制御時の前記出力信号と今回の制御時の前記出力信号との偏差を演算する第2偏差演算手段と、を備え、前記セルフシャット時学習手段が、前記第1偏差演算手段で演算された偏差が所定の値以内となる条件1が成立した後に、前記第2偏差演算手段で演算された偏差が所定値以内となる条件2が成立し、かつ前記電流検出手段で検出された前記電動モータの駆動電流値が負の一定値以下となる条件3が成立した場合に、前記条件2が成立してから前記条件3が成立するまでの間の前記出力信号の最小値と現在の学習値の小さい方を前記出力基準位置の学習値として前記記憶手段に記憶するように構成されている手段とした。
【0008】
請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、内燃機関における機関弁のリフト特性を制御する制御軸を回転駆動する電動モータを制御することで前記制御軸の回転角を可変制御する制御軸回転角制御手段と、前記電動モータの駆動電流値を検出する電流検出手段と、前記制御軸の回転角位置を出力する回転角位置センサの出力基準位置を記憶する記憶手段と、前記回転角位置センサの出力信号と前記出力基準位置とに基づき前記制御軸の回転角位置を検出する回転角位置検出手段と、を備え、前記制御軸回転角制御手段は、前記回転角位置検出手段により検出された前記回転角位置が、内燃機関の運転状態に応じて設定される制御目標回転角位置と一致するように前記制御軸を制御する構成であり、前記内燃機関の減速時燃料カット状態であるか否かを判断する減速時燃料カット判断手段と、前記減速時燃料カット判断手段で減速時燃料カット中と判断されたときは、前記制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、回転制御時の前記出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ前記電動モータの駆動電流値が一定値を超えれば前記制御軸が前記ストッパに当接したと判断する当接判断手段と、前記当接したと判断されたときの前記回転角位置センサの出力信号を前記出力基準位置として学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶する減速時燃料カット時学習手段と、を備えている手段とした。
【0009】
請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置において、前記制御軸の回転可能範囲内での前記回転角位置センサの取付誤差による前記出力基準位置のばらつき上限値を学習時目標回転角上限位置に設定し、前記学習時目標回転角上限位置と前記回転角位置センサの出力信号との偏差を演算する第1偏差演算手段と、前記学習時目標回転角上限位置から前記ストッパ側に向かって学習時目標回転角位置を段階的に設定し、前回の制御時の前記出力信号と今回の制御時の前記出力信号との偏差を演算する第2偏差演算手段と、を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、前記第1偏差演算手段で演算された偏差が所定の値以内となる条件4が成立した後に、前記第2偏差演算手段で演算された偏差が所定値以内となる条件5が成立し、かつ前記電流検出手段で検出された前記電動モータの駆動電流値が負の一定値以下となる条件6が成立した場合に、前記条件5が成立してから前記条件6が成立するまでの間の前記出力信号の最大値を前記出力基準位置の学習値として前記記憶手段に記憶するように構成されている手段とした。
【0010】
請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3または4に記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置において、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、前記回転数検出手段で検出された内燃機関の回転数が所定回転数範囲内にあるときに前記出力基準位置を学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶するように構成されている手段とした。
【0011】
請求項6記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3〜5のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置において、前記記憶手段に記憶された学習値があるか否かを判断する記憶判定手段を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、前記記憶判定手段で学習値なしと判断されたときにはまず仮の学習値を設定するように構成されている手段とした。
【0012】
請求項7記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置において、前記可変動弁装置におけるセンサ系の故障を検出するセンサ診断手段を備え、前記セルフシャット時学習手段または前記減速時燃料カット時学習手段が、前記センサ診断手段によりセンサ系の故障が検出されていないときに前記出力基準位置を学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶するように構成されている手段とした。
【0013】
【作用】
本発明請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、イグニッションオフ後のセルフシャット中と判断されたときは、制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、所定の条件が成立すれば制御軸がストッパに当接したと判断し、当接したと判断されたときの回転角位置センサの出力信号をセンサ出力基準位置として学習し、この学習値を記憶手段に記憶するもので、以後はこの記憶されたセンサ出力基準位置の学習値に基づいて制御軸回転角位置の検出が行われる。
回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が一定値を超えると、ストッパに当接したことが確認できる。
従って、回転角位置センサの取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各内燃機関毎にセルフシャットが行われる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、内燃機関毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになる。
また、イグニッションオフ後のセルフシャット毎にセンサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。
また、内燃機関の状態を考慮しイグニッションオフ後のセルフシャット中に学習が行われるため、内燃機関の作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0014】
本発明請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、目標回転角位置が学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって段階的に近づくように設定され、この各段階の学習時目標回転角位置に順次回転制御されることにより、ストッパ近くなると制御軸の回転が減速され、これにより、ストッパ当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。また、前回の制御時のセンサ出力信号と今回の制御時のセンサ出力信号との偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が負の一定値以下になると、ストッパに当接したことが確認できる。また、この時点で今回の学習候補値と現在の学習値の小さい方をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、フリクションにより制御軸がストッパ手前で停止してしまった場合であっても、現在の学習値の方が小さい場合には学習誤差の発生を防止できるようになる。
【0015】
請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、減速時燃料カット中と判断されたときは、制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、所定の条件が成立すれば制御軸がストッパに当接したと判断し、当接したと判断されたときの回転角位置センサの出力信号をセンサ出力基準位置として学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶するもので、以後はこの記憶されたセンサ出力基準位置の学習値に基づいて制御軸回転角位置の検出が行われる。
回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が一定値を超えると、ストッパに当接したことが確認できる。
従って、回転角位置センサの取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各内燃機関毎に減速時燃料カット状態になる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、内燃機関毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになる。また、内燃機関の作動中であっても、センサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。また、内燃機関の状態を考慮し学習が行われるため、内燃機関の作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0016】
請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、目標回転角位置が学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって段階的に近づくように設定されこの各段階の目標回転角位置に順次回転制御されることにより、ストッパ近くなると制御軸の回転が減速され、これにより、ストッパ当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。また、前回の制御時のセンサ出力信号と今回の制御時のセンサ出力信号との偏差が所定値以内となり(条件5)、かつ、電動モータの駆動電流値が負の一定値以下になると(条件6)、ストッパに当接したことが確認できるため、この時点で前記条件5が成立してから条件6が成立するまでの間のセンサ出力信号の最大値をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、内燃機関の作動に基づくセンサ出力ノイズの発生により実際の学習すべき値より低い値が学習値として保存されることを防止できるようになる。
【0017】
請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、内燃機関の回転数が所定回転数範囲内にある時にセンサ出力基準位置を学習しこの学習値を記憶手段に記憶するようにしたことにより、内燃機関の回転数増加に伴う該回転角位置センサ出力変動による誤学習を防ぐことができるようになる。
【0018】
請求項6記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、少なくとも記憶判定手段で学習値なしと判断された時にはまず仮の学習値を設定するようにしたことで、例えば、バッテリを長期間取り外して学習値バックアップが無くなった状態においても、制御軸の回転角位置検出およびセンサ出力基準位置学習を行うことが可能となる。
【0019】
請求項7記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、センサ診断手段によりセンサ系の故障が検出されていない時にセンサ出力基準位置を学習しこの学習値を前記記憶手段に記憶するようにしたことで、センサ故障時における誤った学習を防止することができるようになる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態の制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置が適用された可変動弁装置の全体を示す構成図であり、この図において、1は吸気・排気弁のバルブリフト量を変化させる可変動弁機構、2は制御軸、3はポテンショメータ(回転角位置センサ)、4は可変動弁制御ユニット、5はDCサーボモータ(アクチュエータ)、6は減速機構、7は電流検出器(電流検出手段)を示す。
【0021】
さらに詳述すると、この可変動弁装置は、前記可変動弁制御ユニット4において、図示を省略したクランク角センサ、エアフローメータ、水温センサ、エンジン回転数センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出し、該検出された機関運転状態に応じて目標のバルブ特性を決定し、該目標のバルブ特性に対応する目標回転角を求め、この目標回転角位置に可変動弁機構1の制御軸2を駆動すべく、前記DCサーボモータ5に駆動信号(駆動電流)を出力する。なお、前記可変動弁制御ユニット4内には、前記各センサの故障状態を診断するセンサ診断手段を備え、また、可変動弁制御ユニット4には燃料カット信号が入力されるようになっている。
【0022】
ところで、上記可変動弁装置においては、上述のように、目標のバルブ特性に対応する目標回転角位置に制御軸2を駆動し、実際のバルブ特性を前記目標のバルブ特性に制御するが、前記制御軸2の駆動精度や、制御軸2の角度位置とバルブ特性との関係にばらつきがあると、目標のバルブ特性に精度よく実際のバルブ特性を制御することができなくなる。
【0023】
そこで、前記可変動弁機構1における制御軸2の回転角をポテンショメータ3によって検出し、可変動弁制御ユニット4では、この検出された実回転角位置信号と前記目標回転角とを比較し、偏差が零になるように、DCサーボモータ5に駆動電流を出力することにより、減速機構6を介して制御軸2の回転角を目標のバルブ特性に対応する目標回転角位置に一致させるようなフィードバック制御が行われるようになっている。
【0024】
また、前記DCサーボモータ5に入力される駆動電流値が電流検出器7で検出され、該検出駆動電流値が可変動弁制御ユニット4に入力される他、可変動弁制御ユニット4にはエンジン回転数信号および燃料カット信号が入力されるようになっている。
【0025】
また、前記制御軸2は、一端部に設けられたDCサーボモータ5によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっている。即ち、図2に示すように、バルブ最小リフト位置を規制する最小リフト側ストッパ8と、最大リフト位置を規制する最大リフト側ストッパ9との間で、制御軸2が例えば90°の回転角度範囲内で回転駆動されるように規制されている。
【0026】
なお、図3は制御軸回転角に対するバルブリフト特性図、図4は制御軸回転角に対するポテンショメータ3のセンサ出力特性図、図5はバルブリフトに対するポテンショメータ3のセンサ出力特性図であり、これらの図に示すように、バルブリフト量に比例してセンサ出力が増加する関係となっている。従って、制御軸2の実回転角位置をポテンショメータ3で検出することにより制御軸2の実回転角位置に比例したバルブリフト量を間接的に検出し、かつ、この検出値に基づいて制御軸2の回転角位置を制御目標回転角位置になるようにフィードバック制御することにより、バルブリフト量の制御が行われるようになっている。従って、吸・排気弁の最小リフト位置に対応するように前記最小リフト側ストッパ8により規制された制御軸2の最小回転角位置とポテンショメータ3のセンサ出力基準位置とが一致している必要がある。そこで、この発明の実施の形態では、前記可変動弁制御ユニット4にセンサ出力基準位置を学習する学習手段およびこの学習値を記憶する記憶手段(バックアップRAM)が備えられている。
【0027】
次に、前記可変動弁制御ユニット4に備えられた制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置の内容を、図6〜8のフローチャートに基づいて説明する。
図6のフローチャートは、制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置の全体の作動内容を示すもので、まず、ステップ101では、イグニッションOFFでエンジン制御用コントロールユニットの電源がON状態のセルフシャット中である(YES)か否か(イグニッションONでエンジン回転中)を判定し、YESである時はステップ102に進む。このステップ102では、以下に列挙するセルフシャット時学習条件が成立しているか否かを判定する。
(1) イグニッションがOFF状態
(2) 可変動弁装置のセンサ系診断結果がNGでない(センサ正常作動)。
(3) セルフシャット時学習未終了状態
【0028】
そして、このステップ102の判定がYES(セルフシャット時学習条件成立)である時は、ステップ103に進み、図7に示すフローチャートに基づき最小リフト回転角位置学習2(当接判断手段、セルフシャット時学習手段)を実施した後、これで一回のフローを終了し、また、NO(セルフシャット時学習条件不成立)である時はこれで一回のフローを終了する。
【0029】
前記ステップ101でNO(イグニッションONでエンジン回転中)と判定された時は、ステップ104に進む。
このステップ104では、バックアップ学習値が有るか否かを判定し、YES(バックアップ学習値有り)と判定された時は、ステップ105に進んで可変動弁装置の通常制御を許可する処理を行った後、ステップ106に進む。
【0030】
このステップ106では、以下に列挙する学習値有り時における学習条件が成立しているか否かを判定する。
(1) イグニッションがON状態
(2) エンジン回転数が一定値以上、一定値以下の所定範囲内
(3) 制御軸2をセンサ出力基準位置に制御可能な状態、例えば、エンジン性能に影響のない状態
▲1▼ アイドリング運転中
▲2▼ 極低負荷運転中
▲3▼ 減速時燃料カット中
(4) 可変動弁装置のセンサ系診断結果がNGでない(センサ正常作動)。
【0031】
そして、このステップ106の判定がYES(学習値有り時学習条件成立)である時は、ステップ107に進み、図8に示すフローチャートに基づき最小リフト回転角位置学習1を実施した後、これで一回のフローを終了し、また、NO(学習値有り時学習条件不成立)である時はステップ108に進んで可変動弁装置の通常制御を開始した後、これで一回のフローを終了する。
【0032】
前記ステップ104でNO(バックアップ学習値無し)と判定された時は、ステップ109に進む。
このステップ109では、以下に列挙する学習値無し時における学習条件が成立しているか否かを判定する。
(1) イグニッションがON状態
(2) エンジン回転数が一定値以上、一定値以下の所定範囲内
(3) 可変動弁装置のセンサ系診断結果がNGでない(センサ正常作動)。
【0033】
そして、このステップ109の判定がYES(学習値無し時学習条件成立)である時は、ステップ110に進み、図8に示すフローチャートに基づき最小リフト回転角位置学習1を実施した後、これで一回のフローを終了し、また、NO(学習値無し時学習条件不成立)である時はステップ111に進んで可変動弁装置の通常制御を不許可状態とした後、これで一回のフローを終了する。
【0034】
次に、前記図6のステップ103における最小リフト回転角位置学習2の内容を図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップ201(作動判断手段)では、エンジン非回転中であるか否かを判定し、NO(エンジン回転中)である時はステップ215に進んで目標回転角をαdeg に設定して可変動弁装置の通常制御を開始させた後、これで一回のフローを終了する。
【0035】
また、YES(エンジン非回転中)である時はステップ202に進んで、ローパスフィルタ通過後の実回転角θ(実回転角位置)を算出した後、ステップ203に進む。
このステップ203では、後述のステップ205において条件1が成立したと判定されているか否かを判定し、YES(条件1不成立)である時は、ステップ204に進んで、まず学習時目標回転角θc位置をセンサ取付バラツキ最大量α(学習時目標回転角上限位置)に設定した後、ステップ205に進む。
【0036】
このステップ205では、条件1が成立したか否かを判定する。即ち、学習時目標回転角θc位置と実回転角位置との制御偏差が一定値以内になったか否かを判定するもので、YES(条件1が成立)である時はステップ206に進んで、学習時目標回転角θc位置をθc−βに設定し、ステップ207に進んで条件1成立の設定を行った後、これで一回のフローを終了する。なお、前記βは学習時目標回転角θc位置を、目標最小回転角位置に段階的に徐々に近付けるための段階的補正値である。
【0037】
また、前記ステップ205の判定がNO(条件1不成立)である時は、これで一回のフローを終了する。
【0038】
また、前記ステップ203の判定がNO(条件1成立)である時は、ステップ208に進む。
【0039】
このステップ208では、条件2が成立したか否かを判定する。即ち、前回制御時における制御軸2の実回転角θ位置と今回制御時における実回転角θ位置との偏差dtθが一定値以内であるか否かを判定することにより、制御軸2が最小リフト側ストッパ8に当接したか否かの判定が可能となるもので、YES(条件2成立)である時は、ステップ209に進み、上記条件2が一定時間成立したか否かを判定し、YESである時は、ステップ210に進む。
【0040】
このステップ210(条件3)では、さらに、電流検出器7で検出されたDCサーボモータ5の駆動電流が負の一定値以下であるか否かを判定することにより、現実に制御軸2が最小リスト側ストッパ8に押し付けられた状態となっているか否かを判定し、YES(負の一定値以下)である時は、ステップ211に進む。
【0041】
このステップ211では、振動のないエンジン停止中の処理につき、駆動部の回転フリクションによって、最小リフト側ストッパ8の少し手前で制御軸2が停止した状態となっている可能性が高いため、既存の学習値より記憶しておいた制御軸回転角θclが小さいか否かを判定し、YES(θclの方が小)である時は、ステップ212に進んで記憶しておいた制御軸回転角θclを最小回転角学習値として保存し、また、NO(θclの方が大)である時は、そのまま現在の学習値を保存し、これで一回のフローを終了する。
【0042】
また、前記ステップ210でNO(条件3不成立=負の一定値越え)である時は、ステップ213に進んで今回の実制御軸回転角θと前回の実制御軸回転角θの小さい方を制御軸回転角θclとして記憶し、これで一回のフローを終了する。
【0043】
また、前記ステップ208でNO(条件2不成立)と判定された時は、ステップ214に進んで、学習時目標回転角θc位置をθc−βに設定し、これで一回のフローを終了する。
【0044】
次に、前記図6のステップ107、110における最小リフト回転角位置学習1の内容を図8に示すフローチャート、および、図9のタイムチャートに基づいて説明する。
【0045】
図8のフローチャートのステップ301(記憶判定手段)では、バックアップ学習値が無いか否かを判定し、YES(バックアップ学習値無し)と判断された時は、ステップ302に進んで最小回転角学習値として、予め記憶手段(バックアップRAM)に記憶設定された規定値を仮の学習値として設定した後、ステップ303に進み、NO(バックアップ学習値有り)と判定された時はそのままステップ303に進む。
このステップ303では、ローパスフィルタ通過後の実回転角θ(実回転角位置)を算出した後、ステップ304に進む。
【0046】
このステップ304では、後述のステップ306において条件4が成立したと判定されているか否かを判定し、YES(条件4不成立)である時は、ステップ305に進んで学習時目標回転角θc位置をセンサ取付バラツキ最大量αに設定した後、ステップ306に進む。
【0047】
このステップ306(第1偏差演算手段・条件4)では、条件1が成立したか否かを判定する。即ち、学習時目標回転角θc位置と実回転角位置と制御偏差が一定値以内になったか否かを判定するもので、YES(条件4が成立)である時はステップ307に進んで、学習時目標回転角θc位置をθc−βに設定し、ステップ308に進んで条件4成立の設定を行った後、これで一回のフローを終了する。なお、前記βは学習時目標回転角θc位置を、目標最小回転角位置に段階的に徐々に近付けるための段階的補正値である。
【0048】
また、前記ステップ306の判定がNO(条件4不成立)である時は、これで一回のフローを終了する。
また、前記ステップ304の判定がNO(条件4成立)である時は、ステップ309に進む。
【0049】
このステップ309(第2偏差演算手段・条件5)では、条件5が成立したか否かを判定する。即ち、前回制御時における制御軸2の実回転角θ位置と今回制御時における実回転角θ位置との偏差dtθが一定値以内であるか否かを判定することにより、制御軸2が最小リフト側ストッパ8に当接したか否かの判定が可能となるもので、YES(条件5成立)である時は、ステップ310に進み、上記条件5が一定時間成立したか否かを判定し、YESである時は、ステップ311に進む。
【0050】
このステップ311(条件6)では、さらに、電流検出器7で検出されたDCサーボモータ5の駆動電流が負の一定値以下であるか否かを判定することにより、現実に制御軸2が最小リフト側ストッパ8に押し付けられた状態となっているか否かを判定し、YES(負の一定値以下)である時は、ステップ312に進む。
【0051】
このステップ312では、記憶しておいた制御軸回転角θclを最小回転角学習値として保存した後、これで、一回のフローを終了する。
【0052】
また、前記ステップ311でNO(条件6不成立=負の一定値越え)である時、および、前記ステップ310でNO(条件5成立が一定時間未満)である時は、ステップ313に進み、今回の実制御軸回転角θと前回の実制御軸回転角θの大きい方を制御軸回転角θclとして記憶し、これで一回のフローを終了する。なお、このステップ313で最大の値を記憶するようにしたのは、エンジン回転中ではセンサ出力にノイズが入り、実際の学習すべき値より低い値が入ることを防ぐためである。
【0053】
また、前記ステップ309でNO(条件5不成立)と判定された時は、ステップ314に進んで、学習時目標回転角θc位置をθc−βに設定し、これで一回のフローを終了する。
【0054】
次に、この発明の実施の形態の作用・効果を説明する。即ち、この発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、ステップ101(セルフシャット判断手段)で内燃機関が作動停止後のセルフシャット中と判断された時は、当接判断手段およびセルフシャット時学習手段(図7のフローチャート)において制御軸2を最小リフト側ストッパ8により予め設定された目標最小回転角位置を目標として回転制御しその時のポテンショメータ3による実回転角位置をセンサ出力基準位置として学習し、この学習値を記憶手段(バックアップRAM)に記憶するもので、以後はこの記憶されたセンサ出力基準位置の学習値に基づいて制御軸2の回転角位置の検出が行われる。
【0055】
従って、ポテンショメータ3の取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各エンジン毎にセルフシャットが行われる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、エンジン毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになるという効果が得られる。
【0056】
また、エンジンの作動停止後のセルフシャット毎にセンサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。
また、エンジンの状態を考慮しエンジン作動停止後のセルフシャット中に学習が行われるため、エンジンの作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0057】
また、当接判断手段およびセルフシャット時学習手段(図7のフローチャート)において学習時目標回転角θc位置が学習時目標回転角上限位置であるセンサ取付バラツキ最大量αから目標最小回転角位置まで段階的に近づくように設定されこの各段階の学習時目標回転角θc位置に順次回転制御されることにより、最小リフト側ストッパ8近くになると制御軸2の回転が減速されるもので、これにより、最小リフト側ストッパ8当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸2の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。
【0058】
また、前回の制御時の実回転角θ位置と今回の制御時の実回転角θ位置との偏差dtθが所定値以内となり、かつ、DCサーボモータ5の駆動電流値が負の一定値以下になると、最小リフト側ストッパ8に当接したことが確認できるが、この時点で今回の学習候補値と現在の学習値の小さい方をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、フリクションにより制御軸2が最小リフト側ストッパ8手前で停止してしまった場合であっても、現在の学習値の方が小さい場合には学習誤差の発生を防止できるようになる。
【0059】
また、エンジンが作動中と判断されかつ制御軸2をセンサ出力基準位置に制御可能な状態、例えば、エンジン性能に影響のない状態(( i )アイドリング運転中、( ii )極低負荷運転中、( iii )減速時燃料カット中)であると判断された時は、当接判断手段および作動時学習手段(図8のフローチャート)において制御軸2を最小リフト側ストッパ8により予め設定された目標最小回転角位置まで回転制御しその時のポテンショメータ3による実回転角θ位置をセンサ出力基準位置として学習しこの学習値を前記記憶手段に記憶するもので、以後はこの記憶されたセンサ出力基準位置の学習値に基づいて制御軸回転角位置の検出が行われる。
【0060】
従って、回転角位置センサの取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各エンジン毎に制御軸2をセンサ出力基準位置に制御可能な状態、例えば、エンジンの性能に影響のない状態になる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、エンジン毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになるという効果が得られる。
【0061】
また、エンジンの作動中であっても制御軸2をセンサ出力基準位置に制御可能な状態、例えば、エンジンの性能に影響のない状態になる度に、センサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。
また、エンジンの状態を考慮し制御軸2をセンサ出力基準位置に制御可能な状態、例えば、エンジンの性能に影響のない状態の時、即ち、▲1▼アイドリング運転中、▲2▼極低負荷運転中、▲3▼減速時燃料カット中に学習が行われるため、エンジンの作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0062】
また、当接判断手段および作動時学習手段(図8のフローチャート)において学習時目標回転角θc位置が学習時目標回転角上限位置であるセンサ取付バラツキ最大量αから目標最小回転角位置まで段階的に近づくように設定されこの各段階の学習時目標回転角θc位置に順次回転制御されることにより、最小リフト側ストッパ8近くになると制御軸2の回転が減速されるもので、これにより、最小リフト側ストッパ8当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸2の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。
【0063】
また、前回の制御時の実回転角θ位置と今回の制御時の実回転角θ位置との偏差dtθが所定値以内となり、かつ、DCサーボモータ5の駆動電流値が負の一定値以下になると、最小リフト側ストッパ8に当接したことが確認できるため、この時点で上記偏差 dt θが所定値以内になった後における実回転角θの最大値をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、エンジンの作動に基づくセンサ出力ノイズの発生により実際の学習すべき値より低い値が学習値として保存されることを防止できるようになる。
【0064】
また、エンジンの回転数が所定回転数範囲内にある時にセンサ出力基準位置を学習しこの学習値を記憶手段に記憶するようにしたことにより、エンジンの回転数増加に伴う該ポテンショメータ3の出力変動による誤学習を防ぐことができるようなる。
【0065】
また、記憶判定手段でバックアップ学習値無しと判断された時にはまず仮の学習値を設定するようにしたことで、例えば、バッテリを長期間取り外して学習値バックアップが無くなった状態においても、制御軸2の回転角位置検出およびセンサ出力基準位置学習を行うことが可能となる。
【0066】
また、セルフシャット時学習手段および作動時学習手段において、センサ診断手段によりセンサ系の故障が検出されていない時にセンサ出力基準位置を学習しこの学習値を前記記憶手段に記憶するようにしたことで、センサ故障時における誤った学習を防止することができるようになる。
【0067】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0068】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、本発明の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、上述のように、イグニッションオフ(内燃機関の作動停止)後のセルフシャット中か否かを判断するセルフシャット判断手段と、セルフシャット判断手段でイグニッションオフ後のセルフシャット中と判断されたときは、制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ電動モータの駆動電流値が一定値を超えれば制御軸がストッパに当接したと判断する当接判断手段(図7のステップ203〜210、214)と、上記当接したと判断されたときの回転角位置センサの出力信号(実回転角位置)をセンサ出力基準位置として学習し、この学習値を記憶手段に記憶するセルフシャット時学習手段(図7のステップ211〜213)と、を備えている手段としたことで、以下に列挙する効果が得られる。
【0069】
即ち、回転角位置センサの取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各内燃機関毎にセルフシャットが行われる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、内燃機関毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになる。
回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が一定値を超えると、ストッパに当接したことが確認できる。
【0070】
また、内燃機関の作動停止後のセルフシャット毎にセンサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。
また、内燃機関の状態を考慮し内燃機関作動停止後のセルフシャット中に学習が行われるため、内燃機関の作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0071】
請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項1記載の発明において、制御軸の回転可能範囲内での回転角位置センサの取付誤差によるセンサ出力基準位置のばらつき上限値を学習時目標回転角上限位置に設定し、前記学習時目標回転角上限位置と回転角位置センサの出力信号(実回転角位置)との偏差を演算する第1偏差演算手段と、前記学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって学習時目標回転角位置を段階的に設定し、前回の制御時の前記出力信号と今回の制御時の前記出力信号との偏差を演算する第2偏差演算手段と、を備え、前記セルフシャット時学習手段が、前記第1偏差演算手段で演算された偏差が所定の値以内となる条件1が成立した後に、前記第2偏差演算手段で演算された偏差が所定値以内となる条件2が成立し、かつ前記電流検出手段で検出された電動モータの駆動電流値が負の一定値以下となる条件3が成立した場合に、前記条件2が成立してから条件3が成立するまでの間の前記出力信号の最小値と現在の学習値の小さい方をセンサ出力基準位置の学習値として前記記憶手段に記憶するように構成されている手段としたことで、以下に列挙する効果が得られる。
【0072】
即ち、目標回転角位置が学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって段階的に近づくように設定され、この各段階の目標回転角位置に順次回転制御されることにより、ストッパ近くなると制御軸の回転が減速され、これにより、ストッパ当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。
【0073】
また、前回の制御時のセンサ出力信号(実回転角位置)と今回の制御時のセンサ出力信号との偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が負の一定値以下になると、ストッパに当接したことが確認できる。また、この時点で今回の学習候補値と現在の学習値の小さい方をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、フリクションにより制御軸がストッパ手前で停止してしまった場合であっても、現在の学習値の方が小さい場合には学習誤差の発生を防止できるようになる。
【0074】
請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、内燃機関が減速時燃料カット状態であるか否かを判断する減速時燃料カット判断手段(図6のステップ106)と、減速時燃料カット判断手段で減速時燃料カット中と判断されたときは、制御軸をストッパに当接するように回転制御するとともに、回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ電動モータの駆動電流値が一定値を超えれば制御軸がストッパに当接したと判断する当接判断手段(図8のステップ304〜311、314)と、前記当接したと判断されたときの回転角位置センサの出力信号(実回転角位置)をセンサ出力基準位置として学習し、この学習値を記憶手段に記憶する減速時燃料カット時学習手段(図8のステップ312、313)と、を備えている手段としたことで、以下に列挙する効果が得られる。
【0075】
即ち、回転角位置センサの取り付け誤差により工場出荷時等に各個体に設定されるセンサ出力基準位置、例えば、吸・排気弁の最小リフトでのセンサ出力値が各個体でばらつきが生じていても、各内燃機関毎に減速時燃料カット状態になる度にセンサ出力基準位置の学習が精度よく行われ、これにより、内燃機関毎に発生した排気、燃費、出力性能のばらつきを修正することができるようになる。
回転制御時のセンサ出力信号の前回値と今回値の偏差が所定値以内となり、かつ、電動モータの駆動電流値が一定値を超えると、ストッパに当接したことが確認できる。
【0076】
また、内燃機関の作動中であっても減速時燃料カット状態になる度に、センサ出力基準位置の学習が行われるため、各構成部材の劣化や経時変化によるセンサ出力基準位置の変動に対しても学習機能が働き、その変動分を常に修正することができるようになる。また、内燃機関の状態を考慮し減速時燃料カット中に学習が行われるため、内燃機関の作動や車両の運転状態に影響を及ぼすこともない。
【0077】
請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3記載の発明において、制御軸の回転可能範囲内での回転角位置センサの取付誤差によるセンサ出力基準位置のばらつき上限値を学習時目標回転角上限位置に設定し、前記学習時目標回転角上限位置と回転角位置センサの出力信号(実回転角位置)との偏差を演算する第1偏差演算手段と、前記学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって学習時目標回転角位置を段階的に設定し、前回の制御時の前記出力信号と今回の制御時の前記出力信号との偏差を演算する第2偏差演算手段と、を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、第1偏差演算手段で演算された偏差が所定の値以内となる条件4が成立した後に、第2偏差演算手段で演算された偏差が所定値以内となる条件5が成立し、かつ電流検出手段で検出された電動モータの駆動電流値が負の一定値以下となる条件6が成立した場合に、条件5が成立してから条件6が成立するまでの間の前記出力信号の最大値をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶するように構成されている手段としたことで、以下に列挙する効果が得られる。
【0078】
即ち、目標回転角位置が学習時目標回転角上限位置からストッパ側に向かって段階的に近づくように設定されこの各段階の目標回転角位置に順次回転制御されることにより、ストッパ近くなると制御軸の回転が減速され、これにより、ストッパ当接時の跳ね返りや部材のねじれ・変形による制御軸の回転角位置ずれによって学習誤差が発生することを防止することができるようになる。
【0079】
また、前回の制御時のセンサ出力信号(実回転角位置)と今回の制御時のセンサ出力信号との偏差が所定値以内となり(条件5)、かつ、電動モータの駆動電流値が負の一定値以下になると(条件6)、ストッパに当接したことが確認できるため、この時点で条件5が成立してから条件6が成立するまでの間のセンサ出力信号の最大値をセンサ出力基準位置の学習値として記憶手段に記憶することにより、内燃機関の作動に基づくセンサ出力ノイズの発生により実際の学習すべき値より低い値が学習値として保存されることを防止できるようになる。
【0080】
請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3または4に記載の発明において、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、前記回転数検出手段で検出された内燃機関の回転数が所定回転数範囲内にあるときに前記出力基準位置を学習し、この学習値を前記記憶手段に記憶するように構成されている手段としたことで、内燃機関の回転数増加に伴う該回転角位置センサ出力変動による誤学習を防ぐことができるようなるという効果が得られる。
【0081】
請求項6記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項3〜5のいずれかに記載の発明において、前記記憶手段に記憶された学習値があるか否かを判断する記憶判定手段を備え、前記減速時燃料カット時学習手段が、前記記憶判定手段で学習値なしと判断されたときにはまず仮の学習値を設定するように構成されている手段としたことで、例えば、バッテリを長期間取り外して学習値バックアップが無くなった状態においても、制御軸の回転角位置検出およびセンサ出力基準位置学習を行うことが可能になるという効果が得られる。
【0082】
請求項7記載の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置では、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記可変動弁装置におけるセンサ系の故障を検出するセンサ診断手段を備え、セルフシャット時学習手段または減速時燃料カット時学習手段が、センサ診断手段によりセンサ系の故障が検出されていないときにセンサ出力基準位置を学習し、この学習値を記憶手段に記憶するように構成されている手段としたことで、センサ故障時における誤った学習を防止することができるようになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置が適用された可変動弁装置の全体を示す構成図である。
【図2】制御軸回転角とバルブリフト位置との関係を示す相関図である。
【図3】制御軸回転角に対するバルブリフト特性図である。
【図4】制御軸回転角に対するポテンショメータのセンサ出力特性図である。
【図5】バルブリフトに対するポテンショメータのセンサ出力特性図である。
【図6】本発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置の全体の作動内容を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置のうち、セルフシャット時学習手段の作動内容を示すフローチャートである。
【図8】本発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置のうち、作動時学習手段の作動内容を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の形態の内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置の作動内容を示すタイムチャートである。
【図10】従来例の可変動弁装置を示すシステム図である。
【符号の説明】
1 可変動弁機構
2 制御軸
3 ポテンショメータ(回転角位置センサ)
4 可変動弁制御ユニット
5 DCサーボモータ(アクチュエータ)
6 減速機構
7 電流検出器機(電流検出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve gear of an internal combustion engine that can vary the lift amount (rotation angle of the control shaft) of the intake and exhaust valves of the internal combustion engine according to the engine operating state. About.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the intake / exhaust valve opening / closing timing is used to improve fuel efficiency at low engine speeds and low loads, to ensure stable operation, and to ensure sufficient output by improving intake charge efficiency at high speeds and high loads. Various variable valve actuating devices that variably control the valve lift amount according to the engine operating state have been conventionally provided. For example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-213314 are known.
[0003]
As shown in the system diagram of FIG. 10, the conventional variable valve device detects the rotation angle of the control shaft for changing the valve lift amount of the intake / exhaust valves by a rotation angle position sensor such as a potentiometer. Based on the detected actual rotation angle position signal, the variable valve control unit compares the actual rotation angle position signal with the target rotation angle, and drives the actuator such as a DC servo motor so that the deviation becomes zero. By outputting the current, feedback control is performed so that the rotation angle of the control shaft matches the target rotation angle position corresponding to the target valve characteristic.
In the rotation angle position sensor, the sensor output reference position is fixed at a preset reference set value (a value set for each individual at the time of factory shipment or the like) or is set uniformly. To be done.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the variable valve system for an internal combustion engine, as described above, the sensor output reference position in the rotational angle position sensor is fixed at a preset reference set value (for example, 500 mmV ± 100 mmV) or uniformly. Since it is performed at the set reference set value, the sensor output reference position, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies depending on the individual due to the mounting error of the rotation angle position sensor. As a result, the exhaust, fuel consumption, and output performance vary among the internal combustion engines equipped with variable valve operating devices, and the sensor output reference position changes due to changes over time after the rotational angle position sensor is attached. There was a problem that performance changed.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and accurately learns the sensor output reference position of the rotation angle position sensor after considering the state of the internal combustion engine after the rotation angle position sensor is mounted. This makes it possible to correct variations in the sensor output reference position due to mounting error of the rotational angle position sensor and fluctuations in the sensor output reference position due to changes over time after mounting the rotational angle position sensor. It is an object of the present invention to provide a control shaft rotation angle position sensor output reference position learning apparatus in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can always correct variations and fluctuations in performance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention is a control shaft for controlling lift characteristics of an engine valve in the internal combustion engine. Rotating driveElectric motorControl shaft rotation angle control means for variably controlling the rotation angle of the control shaft by controllingCurrent detection means for detecting a drive current value of the electric motor;Storage means for storing an output reference position of a rotation angle position sensor for outputting a rotation angle position of the control shaft, and detecting a rotation angle position of the control shaft based on an output signal of the rotation angle position sensor and the output reference position A rotation angle position detection means for controlling the rotation angle position of the control shaft, wherein the rotation angle position detected by the rotation angle position detection means is set in accordance with an operating state of the internal combustion engine. The control axis is controlled so as to coincide with the angular position, and when the self-shut determining means for determining whether or not the self-shut is performed after the ignition is turned off, and when the self-shut determining means determines that the self-shut is being performed Controls the rotation of the control shaft so as to contact the stopper,If the deviation between the previous value and the current value of the output signal during rotation control is within a predetermined value, and the drive current value of the electric motor exceeds a certain valueThe contact determination means for determining that the control shaft has contacted the stopper, and the output signal of the rotation angle position sensor when it is determined that the control shaft has been contacted are learned as the output reference position, and the learning value is obtained. Self-shutdown learning means stored in the storage means.
[0007]
3. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0008]
4. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0009]
5. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0010]
The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0011]
The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the control shaft rotation angular position in the variable valve operating apparatus for the internal combustion engine according to
[0012]
8. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0013]
[Action]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating system for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention, when it is determined that the self-shut is being performed after the ignition is turned off, the control shaft is brought into contact with the stopper. And if the predetermined condition is satisfied, it is determined that the control shaft is in contact with the stopper, and the output signal of the rotation angle position sensor when it is determined to be in contact is learned as the sensor output reference position, This learning value is stored in the storage means, and thereafter, the control shaft rotation angle position is detected based on the stored learning value of the sensor output reference position.
When the deviation between the previous value and the current value of the sensor output signal at the time of rotation control is within a predetermined value and the drive current value of the electric motor exceeds a certain value, it can be confirmed that the sensor has contacted the stopper.
Therefore, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of shipment from the factory, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the rotation angle position sensor. The sensor output reference position is accurately learned every time the internal combustion engine is self-shut, so that variations in exhaust, fuel consumption, and output performance generated in each internal combustion engine can be corrected. Become.
In addition, since the sensor output reference position is learned for each self-shutdown after the ignition is turned off, the learning function also works for changes in the sensor output reference position due to deterioration of each component and changes over time. You can fix it.
Further, since learning is performed during self-shutdown after the ignition is turned off in consideration of the state of the internal combustion engine, the operation of the internal combustion engine and the driving state of the vehicle are not affected.
[0014]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating system for an internal combustion engine according to
[0015]
The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating system for an internal combustion engine according to
When the deviation between the previous value and the current value of the sensor output signal at the time of rotation control is within a predetermined value and the drive current value of the electric motor exceeds a certain value, it can be confirmed that the sensor has contacted the stopper.
Therefore, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of shipment from the factory, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the rotation angle position sensor. Each time the internal combustion engine is in a fuel cut state during deceleration, the sensor output reference position is learned with high accuracy, thereby correcting variations in exhaust, fuel consumption, and output performance that occur in each internal combustion engine. It becomes like this. In addition, since the sensor output reference position is learned even while the internal combustion engine is in operation, the learning function also works for sensor output reference position fluctuations due to deterioration of each component or changes over time. Can always be fixed. Further, since learning is performed in consideration of the state of the internal combustion engine, the operation of the internal combustion engine and the driving state of the vehicle are not affected.
[0016]
A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 4.,EyeLearning standard rotation angle positionTimeFrom the standard rotation angle upper limit positionTo the stopper sideBy setting to approach in steps and sequentially controlling the rotation to the target rotational angle position of each step, the rotation of the control shaft is decelerated when approaching the stopper. It is possible to prevent a learning error from occurring due to a rotational angle displacement of the control shaft due to deformation. Also, last timeSystemYour timeSensor output signalAnd this timeSystemYour timeSensor output signalDeviation from within the specified value(Condition 5)And when the drive current value of the electric motor is below a certain negative value(Condition 6)Since it can be confirmed that it has come into contact with the stopper,5 isEstablishedafterCondition 6 is metFor up toAmongSensor output signalIs stored in the storage means as a learned value of the sensor output reference position, so that a value lower than the actual value to be learned is saved as a learned value due to the occurrence of sensor output noise based on the operation of the internal combustion engine. Can be prevented.
[0017]
The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0018]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, at least a temporary learning value is set when at least the memory determination means determines that there is no learning value. Thus, for example, even when the battery is removed for a long time and the learning value backup is lost, the rotation angle position detection of the control shaft and the sensor output reference position learning can be performed.
[0019]
8. The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve system for an internal combustion engine according to
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing the entirety of a variable valve system to which a control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. Variable valve mechanism for changing the valve lift amount, 2 is a control shaft, 3 is a potentiometer (rotation angle position sensor), 4 is a variable valve control unit, 5 is a DC servo motor (actuator), 6 is a deceleration mechanism, 7 is A current detector (current detection means) is shown.
[0021]
More specifically, this variable valve operating apparatus is based on detection signals from various sensors such as a crank angle sensor, an air flow meter, a water temperature sensor, and an engine speed sensor (not shown) in the variable
[0022]
By the way, in the variable valve apparatus, as described above, the
[0023]
Therefore, the rotation angle of the
[0024]
A drive current value input to the
[0025]
The
[0026]
3 is a valve lift characteristic diagram with respect to the control shaft rotation angle, FIG. 4 is a sensor output characteristic diagram of the
[0027]
Next, the contents of the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device provided in the variable
The flowchart of FIG. 6 shows the entire operation contents of the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device. First, in
(1) Ignition is OFF
(2) The sensor system diagnosis result of the variable valve operating device is not NG (sensor normal operation).
(3) Learning not completed during self-shutdown
[0028]
When the determination in step 102 is YES (learning condition for self-shutdown), the routine proceeds to step 103, where the minimum lift rotation angle position learning 2 (Contact determination means,After executing the self-shutdown learning means), the one-time flow is ended, and when NO (self-shutdown learning condition is not established), the one-time flow is ended.
[0029]
If it is determined NO in step 101 (ignition is on and the engine is rotating), the routine proceeds to step 104.
In this
[0030]
In this
(1) Ignition is on
(2) The engine speed is within a specified range of a certain value and above
(3)A state in which the
▲ 1 ▼ During idling
(2) During extremely low load operation
▲ 3 ▼Fuel cut during deceleration
(4) The sensor system diagnosis result of the variable valve operating device is not NG (sensor normal operation).
[0031]
When the determination in
[0032]
If NO in step 104 (no backup learning value), the process proceeds to step 109.
In this
(1) Ignition is on
(2) The engine speed is within a specified range of a certain value and above
(3) The sensor system diagnosis result of the variable valve operating device is not NG (sensor normal operation).
[0033]
If the determination in
[0034]
Next, the content of the minimum lift rotation angle position learning 2 in
In step 201 (operation determining means), it is determined whether or not the engine is not rotating. If NO (engine is rotating), the routine proceeds to step 215, where the target rotation angle is set to αdeg and the variable valve operating device is set. After starting the normal control, one flow is finished.
[0035]
If YES (the engine is not rotating), the routine proceeds to step 202, the actual rotational angle θ (actual rotational angle position) after passing through the low-pass filter is calculated, and then the routine proceeds to step 203.
In this
[0036]
In
[0037]
If the determination in
[0038]
On the other hand, when the determination in
[0039]
In this
[0040]
This step 210(Condition 3)Then, by further determining whether or not the drive current of the
[0041]
In this
[0042]
In
[0043]
If NO in step 208 (
[0044]
Next, the content of the minimum lift rotation angle position learning 1 in
[0045]
In step 301 (memory determination means) in the flowchart of FIG. 8, it is determined whether or not there is a backup learning value. If YES (no backup learning value) is determined, the routine proceeds to step 302 and the minimum rotation angle learning value is determined. As a storage means (backupAfter the specified value stored in the RAM) is set as a temporary learning value, the process proceeds to step 303. If it is determined NO (there is a backup learning value), the process proceeds to step 303 as it is.
In
[0046]
In this
[0047]
In step 306 (first deviation calculating means / condition 4), it is determined whether or not condition 1 is satisfied. That is, it is determined whether or not the learning target rotation angle θc position, the actual rotation angle position, and the control deviation are within a certain value. If YES (
[0048]
If the determination in
If the determination in
[0049]
In Step 309 (second deviation calculating means / condition 5), it is determined whether or not the
[0050]
In Step 311 (Condition 6), the
[0051]
In step 312, the stored control shaft rotation angle θcl is stored as the minimum rotation angle learning value, and then one flow is completed.
[0052]
Further, if NO in Step 311 (Condition 6 is not satisfied = a negative constant value exceeded) and NO in Step 310 (
[0053]
If NO (
[0054]
Next, operations and effects of the embodiment of the present invention will be described. That is, in the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating system for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention, step 101 (Self shutWhen it is determined that the internal combustion engine is in a self-shutdown after the operation is stopped by the determination means)Contact determination means andIn the self-shut learning means (flowchart in FIG. 7), the
[0055]
Therefore, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of shipment from the factory or the like, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the
[0056]
In addition, since the sensor output reference position is learned for each self-shutdown after the engine stops operating, the learning function also works for sensor output reference position fluctuations due to deterioration of each component and changes over time. Can always be fixed.
Further, learning is performed during the self-shutdown after the engine operation is stopped in consideration of the state of the engine, so that the operation of the engine and the driving state of the vehicle are not affected.
[0057]
Also,Contact determination means andIn the self-shutdown learning means (flowchart in FIG. 7), the learning target rotation angle θc position is set so as to gradually approach the target minimum rotation angle position from the sensor mounting variation maximum amount α which is the learning target rotation angle upper limit position. By sequentially controlling the rotation to the target rotational angle θc position during learning at each stage, the rotation of the
[0058]
Also, last timeSystemActual rotation angle θ position at this time and this timeSystemWhen the deviation dtθ from the actual rotational angle θ position is within a predetermined value and the drive current value of the
[0059]
Further, it is determined that the engine is in operation and the
[0060]
Therefore, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of shipment from the factory, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the rotation angle position sensor. , For each
[0061]
Even when the engine is
Also consider the condition of the engineWhen the
[0062]
Also,Contact determination means andIn the learning means at the time of operation (the flowchart of FIG. 8), the learning target rotational angle θc position is set so as to gradually approach the target minimum rotational angle position from the sensor installation variation maximum amount α, which is the learning target rotational angle upper limit position. By sequentially controlling the rotation to the target rotation angle θc position during learning at each stage, the rotation of the
[0063]
Also, last timeSystemActual rotation angle θ position at this time and this timeSystemWhen the deviation dtθ from the actual rotational angle θ position is within a predetermined value and the drive current value of the
[0064]
Further, by learning the sensor output reference position when the engine speed is within the predetermined speed range and storing the learned value in the storage means, the output fluctuation of the
[0065]
In addition, when the storage determining means determines that there is no backup learning value, the temporary learning value is first set. For example, even when the battery is removed for a long time and the learning value backup is lost, the
[0066]
Further, in the self-shutdown learning means and the operation learning means, the sensor output reference position is learned when the sensor diagnosis means has not detected a failure of the sensor system, and the learning value is stored in the storage means. This makes it possible to prevent erroneous learning at the time of sensor failure.
[0067]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration is not limited to the embodiments of the present invention, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Included in the invention.
[0068]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus of the internal combustion engine of the present invention, as described above, the self after the ignition is turned off (the operation of the internal combustion engine is stopped). When the self-shut determining means for determining whether or not the engine is shut, and when the self-shut determining means determines that the self-shut is being performed after the ignition is turned off, the rotation control is performed so that the control shaft comes into contact with the stopper,If the deviation between the previous value and current value of the sensor output signal during rotation control is within the specified value, and the drive current value of the electric motor exceeds a certain valueContact determination means for determining that the control shaft has come into contact with the stopper (
[0069]
That is, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of factory shipment, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the rotation angle position sensor The sensor output reference position is accurately learned every time the internal combustion engine is self-shut, so that variations in exhaust, fuel consumption, and output performance generated in each internal combustion engine can be corrected. Become.
When the deviation between the previous value and the current value of the sensor output signal at the time of rotation control is within a predetermined value and the drive current value of the electric motor exceeds a certain value, it can be confirmed that the sensor has contacted the stopper.
[0070]
In addition, since the sensor output reference position is learned for each self-shutdown after the operation of the internal combustion engine is stopped, the learning function also works for sensor output reference position fluctuations due to deterioration of each component or changes over time. You can always correct the minutes.
Further, since learning is performed during the self-shutdown after the operation of the internal combustion engine is stopped in consideration of the state of the internal combustion engine, the operation of the internal combustion engine and the driving state of the vehicle are not affected.
[0071]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for the internal combustion engine according to claim 2, the invention according to claim 1,Set the upper limit of variation of the sensor output reference position due to the mounting error of the rotation angle position sensor within the rotatable range of the control shaft as the target rotation angle upper limit position during learning,The target rotation angle upper limit position during learningOutput signal of rotation angle position sensor (Actual rotation angle position)First deviation calculating means for calculating a deviation fromThe learning target rotation angle position is set stepwise from the learning target rotation angle upper limit position toward the stopper side,Last timeSystemYour timeThe output signalAnd this timeSystemYour timeThe output signalSecond deviation calculating means for calculating a deviation fromWhen,WithThe self-shutdown learning means isDeviation calculated by the first deviation calculating means is within a predetermined valueCondition 1 is satisfiedlater,The deviation calculated by the second deviation calculating means is within a predetermined value.Condition 2 is established,And the drive current value of the electric motor detected by the current detection means is less than a certain negative valueCondition 3 is satisfiedIn case,The above conditions2 isEstablishedThen condition 3Is establishedFor up toAmongThe output signalBy using the means configured to store the smaller of the minimum value and the current learned value in the storage means as the learned value of the sensor output reference position, the effects listed below can be obtained.
[0072]
That is,EyeThe target rotation angle position is from the upper limit position of the target rotation angle during learning.To the stopper sideSet to approach gradually,By sequentially controlling the rotation to the target rotation angle position in each stage, the rotation of the control shaft is decelerated when approaching the stopper, and as a result, the rotation angle position of the control shaft due to rebounding at the time of stopper contact or torsion / deformation of the member It is possible to prevent a learning error from occurring due to the deviation.
[0073]
Also, last timeSystemYour timeSensor output signal (Actual rotation angle position)And this timeSystemYour timeSensor output signalIs within a predetermined value, and when the drive current value of the electric motor is equal to or less than a certain negative value, it can be confirmed that the contact with the stopper is made. Further, at this time, the smaller of the current learning value and the current learning value is stored in the storage means as the learning value of the sensor output reference position, so that the control axis stops before the stopper due to friction. Even when the current learning value is smaller, the occurrence of a learning error can be prevented.
[0074]
4. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0075]
That is, even if the sensor output reference position set for each individual at the time of factory shipment, for example, the sensor output value at the minimum lift of the intake / exhaust valve varies due to the mounting error of the rotation angle position sensor Each time the internal combustion engine is in a fuel cut state during deceleration, the sensor output reference position is learned with high accuracy, thereby correcting variations in exhaust, fuel consumption, and output performance that occur in each internal combustion engine. It becomes like this.
When the deviation between the previous value and the current value of the sensor output signal at the time of rotation control is within a predetermined value and the drive current value of the electric motor exceeds a certain value, it can be confirmed that the sensor has contacted the stopper.
[0076]
Even during operation of the internal combustion engineFuel cut during decelerationSince the sensor output reference position is learned each time, the learning function also works for fluctuations in the sensor output reference position due to deterioration of each component and changes over time, and the fluctuations can always be corrected. It becomes like this. Also consider the state of the internal combustion engineFuel cut during decelerationTherefore, the operation of the internal combustion engine and the driving state of the vehicle are not affected.
[0077]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for the internal combustion engine according to claim 4, in the invention according to claim 3,Set the upper limit of variation of the sensor output reference position due to the mounting error of the rotation angle position sensor within the rotatable range of the control shaft as the target rotation angle upper limit position during learning,The target rotation angle upper limit position during learningOutput signal of rotation angle position sensor (Actual rotation angle position)First deviation calculating means for calculating a deviation fromThe learning target rotation angle position is set stepwise from the learning target rotation angle upper limit position toward the stopper side,Last timeSystemYour timeThe output signalAnd this timeSystemYour timeThe output signalSecond deviation calculating means for calculating a deviation fromWhen,WithThe deceleration fuel cut learning means isThe deviation calculated by the first deviation calculating means is within a predetermined valueCondition 4 is satisfiedlater,The deviation calculated by the second deviation calculating means is within a predetermined value.Condition 5 is satisfied,And the drive current value of the electric motor detected by the current detection means is below a certain negative valueCondition 6 is satisfiedIn case,conditions5 isEstablishedThen condition 6Is establishedFor up toAmongThe output signalBy using the means configured to store in the storage means as the learned value of the sensor output reference position, the effects listed below can be obtained.
[0078]
That is,EyeLearning standard rotation angle positionTimeFrom the standard rotation angle upper limit positionTo the stopper sideBy setting it to approach in steps and sequentially controlling the rotation to the target rotation angle position of each step, the rotation of the control shaft is decelerated when approaching the stopper, which makes it possible to rebound and twist the member Learning error occurs due to displacement of rotational angle of control axis due to deformationTheCan be prevented.
[0079]
Also, last timeSystemYour timeSensor output signal (Actual rotation angle position)And this timeSystemYour timeSensor output signalDeviation from within the specified value(Condition 5)And when the drive current value of the electric motor is below a certain negative value(Condition 6)Since it can be confirmed that it has come into contact with the stopper,5 isEstablishedafterCondition 6 is metFor up toAmongSensor output signalIs stored in the storage means as a learned value of the sensor output reference position, so that a value lower than the actual value to be learned is saved as a learned value due to the occurrence of sensor output noise based on the operation of the internal combustion engine. Can be prevented.
[0080]
6. A control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
[0081]
In the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, the learning value stored in the storage means in the invention according to any one of
[0082]
The control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve device for the internal combustion engine according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the entirety of a variable valve device to which a control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device is applied in a variable valve device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a correlation diagram showing a relationship between a control shaft rotation angle and a valve lift position.
FIG. 3 is a valve lift characteristic diagram with respect to a control shaft rotation angle.
FIG. 4 is a sensor output characteristic diagram of a potentiometer with respect to a control shaft rotation angle.
FIG. 5 is a sensor output characteristic diagram of a potentiometer with respect to a valve lift.
FIG. 6 is a flowchart showing the entire operation content of the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation contents of the self-shutdown learning means in the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation contents of the operating learning means in the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating system for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a time chart showing the operation contents of the control shaft rotation angle position sensor output reference position learning device in the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a system diagram showing a conventional variable valve operating apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Variable valve mechanism
2 Control axis
3 Potentiometer (rotational angle position sensor)
4 Variable valve control unit
5 DC servo motor (actuator)
6 Reduction mechanism
7 Current detector (current detection means)
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