JP4888160B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Description
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、吸気バルブのバルブリフト量及び作動角を可変とする可変動弁機構と、その可変動弁機構を動作させるべく所定の駆動範囲内で駆動されるアクチュエータと、そのアクチュエータの駆動位置を検出する検出手段と、検出された前記駆動位置に基づき前記アクチュエータを前記駆動範囲内で駆動制御する制御手段とを備え、学習条件の成立をもって前記アクチュエータを前記駆動範囲の範囲端へと駆動し、同変位端に到達した状態で前記検出手段によって検出される前記駆動位置の適正位置からのずれ量を学習値として学習する内燃機関の可変動弁装置において、前記内燃機関は、アクセル操作量の増加に伴い機関出力を増加させるべく吸入空気量の増加が図られるものであり、前記学習値の学習のために前記アクチュエータ駆動される前記範囲端は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角を大とする側の範囲端であり、前記アクチュエータを前記範囲端へと駆動する際、そのアクチュエータの駆動速度を制限する制限手段を備え、前記制限手段は、前記アクセル操作量が大となるほど前記アクチュエータの駆動速度が大きくなるように前記アクチュエータの駆動速度の制限を徐々に緩和してゆくものとした。
学習値の学習を行うべくアクチュエータを範囲端へと駆動すると、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大とされ、内燃機関の吸入空気量が増加側に変化することとなる。また、学習値の学習を行うときであれ、そうでないときであれ、アクセル操作量が大となって機関出力増加が要求されたときには、それに応じて機関出力を増加させるべく内燃機関の吸入空気量の増加が図られる。
ここで、学習値の学習を行うべくアクチュエータを上記範囲端へと駆動する際、アクセル操作量が大である場合には上記範囲端側に向けて駆動されるアクチュエータの駆動速度を比較的速くすることが好ましい。これは、アクセル操作量が大であるということは機関出力の増加を要求していることを意味し、上記範囲端側に向けて駆動されるアクチュエータの駆動速度を速めて吸気バルブの最大リフト量及び作動角の増加(吸入空気量の増加)を速め、上記要求に対応して機関出力を速やかに増加させることが好ましいためである。しかし、このようなとき仮に制限手段によるアクチュエータの駆動速度の制限が過度に大きく行われると、それによって内燃機関の吸入空気量の増加速度が大きく制限され、アクセル操作による機関出力の増加要求に対し実際の機関出力の増加が遅くなってもたつき感を与えることになる。
上記構成によれば、学習値の学習を行うべくアクチュエータを範囲端へと駆動するときに駆動速度を制限する際、同駆動速度の制限がアクセル操作量が大となるほど徐々に大きく緩和される。従って、アクセル操作量が小であって機関出力要求が小さいときにはアクチュエータの駆動速度を機関運転への影響を抑えることの可能なレベルへと制限し、機関出力の増加を要求すべくアクセル操作量を大としているときには上記駆動速度の制限が過度に行われて機関出力の増加に関しもたつき感を与えることのないようにすることができる。
このように、上記構成によれば、学習値の学習を行うためのアクチュエータの駆動が機関運転に与える影響を許容レベルとするうえでの適切なアクチュエータの駆動速度の制限と、機関出力増加に関してのもたつき感を与えることのないようにするうえでの上記制限の緩和とを、最適な状態で両立させることができる。従って、学習値の学習を行うためのアクチュエータの駆動が機関運転に与える影響を許容レベルとしながら、アクセル操作量が大きい値であるときの機関出力増加に関してのもたつき感を可能な限り小さく抑えることができるようになる。
図1は、エンジン1における所定気筒のシリンダヘッド2周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン1においては、シリンダヘッド2、シリンダブロック3、及びピストン5によって燃焼室6が区画され、この燃焼室6には吸気通路7及び排気通路8が接続されている。そして、吸気通路7と燃焼室6との間は吸気バルブ9の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路8と燃焼室6との間は排気バルブ10の開閉動作によって連通・遮断されるようになる。
可変動弁機構14は、回転する吸気カム11aにより押されて上記吸気カムシャフト11と平行に延びるロッカシャフト15及びコントロールシャフト16の軸線を中心に揺動する入力アーム17と、この入力アーム17の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム18とを備えている。入力アーム17に関しては、ローラ19が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ19が吸気カム11aに押しつけられるようコイルスプリング20によって吸気カム11a側に付勢されている。また、出力アーム18は、その揺動時にロッカアーム21に押しつけられ、同ロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせる。
三つの電気角センサS1〜S3は、ブラシレスモータ47の回転時、同モータ47のロータと一体回転する4極の多極マグネットの磁気に応じて、図3(a)〜(c)に示されるようなパルス状の信号、すなわちハイ信号「H」とロー信号「L」とを交互に出力するものである。また、各電気角センサS1〜S3からのパルス信号は、互いに位相をずらした状態で出力されるようになっている。すなわち、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、上記ロータに対する各電気角センサS1〜S3の周方向位置が定められている。なお、各電気角センサS1〜S3のうちの一つのセンサから出力されるパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ47の45°回転毎に発生している。また、上記一つのセンサからのパルス信号は、他のセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ47の30°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル踏込量)を検出するアクセルポジションセンサ51。
・上記吸気通路7を通じて燃焼室6に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ53。
・自動車の運転者により切り換え操作され、現在の切換位置に対応した信号を出力するイグニッションスイッチ55。
図3において、(a)〜(e)は、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角変化に対し、各センサS1〜S5からパルス信号がどのように出力されるかを示す波形図である。また、(f)〜(h)ではそれぞれ、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角の変化に対し、電気角カウンタE、位置カウンタP、及びストロークカウンタSのカウンタ値がどのように推移するかを示している。
Hi端学習の実施中のブラシレスモータ47の駆動制御としては、ブラシレスモータ47の回転角の目標値として目標回転角が設定され、ストロークカウンタSのカウンタ値に基づき検出された同モータ47の回転角が上記目標回転角に合わせ込まれるようブラシレスモータ47を駆動するという制御が実施される。
なお、Hi端学習を行うべくブラシレスモータ47をHi端へと駆動する際、上記速度制限値の大きさに基づきブラシレスモータ47の目標回転角の変化速度を制限して同モータ47の駆動速度を制限するにしても、そのときにアクセル踏込量が大である場合にはHi端に向けて駆動される同モータ47の駆動速度を比較的速くすることが好ましい。これは、アクセル操作量が大であるということはエンジン出力の増加を要求していることを意味し、Hi端へのブラシレスモータ47の駆動速度を速めて吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の増加(吸入空気量の増加)を速め、上記要求に対応してエンジン出力を速やかに増加させることが好ましいためである。こうした状況のもとでは、ブラシレスモータ47のHi端側への駆動中にスロットルバルブの閉じ側への制御等が行われていても、同スロットルバルブがアクセル踏込量に応じて開き側に制御される。
(1)Hi端学習のためにブラシレスモータ47をHi端へと駆動する際、そのブラシレスモータ47の駆動速度が制限される。より詳しくは、ブラシレスモータ47をHi端へと駆動する際における吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の変化に伴うエンジン運転への影響が許容レベルを越えないよう、Hi端に向けて駆動されるブラシレスモータ47の駆動速度が制限される。従って、同モータ47のHi端への駆動時、それによるエンジン運転への影響を的確に許容レベルまでに抑え、同駆動による問題の発生を回避することができる。
・ブラシレスモータ47の駆動速度の制限の緩和に関しては、必ずしもアクセル踏込量の大きさに応じて徐々に行う必要はなく、二段階や三段階など段階的に行うようにしてもよい。
・上記ブラシレスモータ47の駆動速度の制限をエンジン運転への影響を抑えることに特化したりHi端到達時の破損を抑制することに特化したりしてもよい。
・可変動弁機構14を油圧式のアクチュエータで駆動するようにしてもよい。
Claims (2)
- 吸気バルブのバルブリフト量及び作動角を可変とする可変動弁機構と、その可変動弁機構を動作させるべく所定の駆動範囲内で駆動されるアクチュエータと、そのアクチュエータの駆動位置を検出する検出手段と、検出された前記駆動位置に基づき前記アクチュエータを前記駆動範囲内で駆動制御する制御手段とを備え、学習条件の成立をもって前記アクチュエータを前記駆動範囲の範囲端へと駆動し、同変位端に到達した状態で前記検出手段によって検出される前記駆動位置の適正位置からのずれ量を学習値として学習する内燃機関の可変動弁装置において、
前記内燃機関は、アクセル操作量の増加に伴い機関出力を増加させるべく吸入空気量の増加が図られるものであり、
前記学習値の学習のために前記アクチュエータが駆動される前記範囲端は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角を大とする側の範囲端であり、前記アクチュエータを前記範囲端へと駆動する際、そのアクチュエータの駆動速度を制限する制限手段を備え、
前記制限手段は、前記アクセル操作量が大となるほど前記アクチュエータの駆動速度が大きくなるように前記アクチュエータの駆動速度の制限を徐々に緩和してゆく
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記制限手段は、前記アクチュエータを前記範囲端へと駆動する際、そのアクチュエータの駆動速度を同駆動による前記アクチュエータの前記範囲端への到達時に前記アクチュエータに破損が生じることのない値で且つ最速となるよう制限する
請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。
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