JP5252125B2 - 内燃機関の吸排気弁制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の気筒に設けられた吸気弁及び排気弁を制御する吸排気弁制御装置に関する。
従来、このような分野の技術文献として、特開2003−293799号公報がある。この公報には、内燃機関の気筒に備えられた吸排気弁の駆動タイミングを制御するバルブタイミング制御装置であって、吸排気弁を保持するための電磁アクチュエータの電源の電圧が低いほど、電磁アクチュエータに対する通電を早く開始することで、電源の電圧低下による電磁アクチュエータの作動遅れの発生を回避している。
ところで、前述した従来のバルブタイミング制御装置では、電磁アクチュエータに対する通電の開始後に電源の電圧が大幅に低下すると、電磁アクチュエータの駆動に必要な通電量を得るまでの時間が長くなり、電磁アクチュエータの応答性が著しく低下するという問題があった。
本発明は、電源の電圧状態の予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定することで、駆動ユニットの応答性を確保することができる内燃機関の吸排気弁制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置であって、吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方を駆動させる駆動ユニットと、駆動ユニットに電流を供給する電源と、電源の電圧状態を予測する電圧状態予測ユニットと、電圧状態予測ユニットの予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定する通電条件設定ユニットと、を備えることを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の吸排気弁制御装置によれば、電源の電圧状態の予測結果に基づいて将来の電源の電圧状態に対応した通電条件を設定することができるので、現在の電源の電圧状態のみに基づいて通電条件を設定する場合と比べて、適切なタイミングにおける駆動ユニットの駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。従って、この吸排気弁制御装置によれば、適切なタイミングで駆動ユニットの駆動に必要な通電量を得ることができるので、駆動ユニットの応答性を確保することができる。
本発明においては、電源の電流が供給される駆動ユニット以外の機器の電力消費を予測する電力消費予測ユニットを更に備え、電圧状態予測ユニットは、電力消費予測ユニットの予測結果に基づいて、電源の電圧状態を予測することが好ましい。
本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、電源から電流が供給される電子機器の電力消費を予測することで、電力消費の予測結果に基づいて将来の電源の電圧状態の高精度な予測を実現することができる。従って、この吸排気弁制御装置によれば、将来の電源の電圧状態を高精度に予測することで、適切なタイミングにおける駆動ユニットの駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。
本発明に係る吸排気弁制御装置においては、通電条件設定ユニットは、通電条件として駆動ユニットに対する通電開始タイミングを設定し、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定することが好ましい。
本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、将来の電源の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早く設定するので、将来の電源の電圧状態が低くても適切なタイミングで必要な通電量を得ることができ、駆動ユニットの応答性を確保することができる。
本発明に係る吸排気弁制御装置においては、駆動ユニットに対してPWM制御を行うPWM制御ユニットを更に備え、通電条件設定ユニットは、通電条件としてPWM制御ユニットによるPWM制御のduty比を設定し、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、duty比を高く設定することが好ましい。
本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、PWM制御のduty比を高く設定するので、将来の電源の電圧状態が低くても予定時間までに必要な通電量を得ることができ、駆動ユニットの応答性を確保することができる。
本発明によれば、電源の電圧状態の予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定することで、駆動ユニットの応答性を確保することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1の実施形態]
図1に示されるように、第1の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置1は、4気筒のレシプロエンジン(内燃機関)を有する車両に備えられ、各気筒の吸気弁及び排気弁の制御を行うものである。吸排気弁制御装置1は、エンジンECU[Electronic Control Unit]2によって統括的に制御される。エンジン制御ECU2は、演算処理を行うCPU[Central Processing Unit]3を有する電子制御ユニットである。
図1に示されるように、第1の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置1は、4気筒のレシプロエンジン(内燃機関)を有する車両に備えられ、各気筒の吸気弁及び排気弁の制御を行うものである。吸排気弁制御装置1は、エンジンECU[Electronic Control Unit]2によって統括的に制御される。エンジン制御ECU2は、演算処理を行うCPU[Central Processing Unit]3を有する電子制御ユニットである。
エンジン制御ECU2は、エンジンの統括的な制御を行う。エンジン制御ECU2は、所定のフューエルカット条件が成立した場合、気筒に対する燃料供給を停止すると共に吸気弁及び排気弁を停止状態にするフューエルカット制御を実施する。
エンジン制御ECU2は、クランク角度センサ4、アクセル開度センサ5、バッテリ6、バッテリ状態検出部7、及びコイル温度検出部8と電気的に接続されている。また、エンジン制御ECU2は、吸気弁ソレノイド9〜12、排気弁ソレノイド13〜16、及び燃料噴射部17と電気的に接続されている。
クランク角度センサ4は、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出する。クランク角度センサ4は、検出したクランクシャフトの回転角度に応じたクランク角度信号をエンジン制御ECU2に出力する。アクセル開度センサ5は、運転者による車両のアクセル操作部の開度すなわちアクセル操作量を検出する。アクセル開度センサ5は、検出したアクセル操作部の開度に応じたアクセル開度信号をエンジン制御ECU2に出力する。
バッテリ6は、車載機器を稼働させるための電力を蓄えている。バッテリ6の通常状態の電圧は、12V(ボルト)である。バッテリ6は、吸気弁ソレノイド9〜12及び排気弁ソレノイド13〜16や燃料噴射部17に対して電流を供給する。バッテリ6による吸気弁ソレノイド9〜12及び排気弁ソレノイド13〜16等に対する電流の供給は、エンジン制御ECU2によって制御される。また、バッテリ6は、ブレーキアクチュエータやステアリングアクチュエータなどの各種車載機器に対して電流を供給する。バッテリ6は、請求の範囲に記載の電源として機能する。
バッテリ状態検出部7は、バッテリ6の電圧状態を検出する。バッテリ状態検出部7は、検出したバッテリ6の電圧状態に応じたバッテリ状態信号をエンジン制御ECU2に出力する。コイル温度検出部8は、吸気弁ソレノイド9〜12及び排気弁ソレノイド13〜16を構成するソレノイドコイルの温度を検出する。コイル温度検出部8は、検出したソレノイドコイルの温度に応じたコイル温度信号をエンジン制御ECU2に出力する。
吸気弁ソレノイド9〜12及び排気弁ソレノイド13〜16は、エンジン制御ECU2からの命令信号に応じて、吸気弁又は排気弁の作動状態を切り替えるアクチュエータである。
吸気弁ソレノイド9〜12は、第1吸気弁ソレノイド9、第2吸気弁ソレノイド10、第3吸気弁ソレノイド11、及び第4吸気弁ソレノイド12の4つのソレノイドから構成されている。第1吸気弁ソレノイド9、第2吸気弁ソレノイド10、第3吸気弁ソレノイド11、及び第4吸気弁ソレノイド12は、4つの気筒の吸気弁の弁体にそれぞれ対応している。
また、排気弁ソレノイド13〜16は、第1排気弁ソレノイド13、第2排気弁ソレノイド14、第3排気弁ソレノイド15、及び第4排気弁ソレノイド16の4つのソレノイドから構成されている。第1排気弁ソレノイド13、第2排気弁ソレノイド14、第3排気弁ソレノイド15、及び第4排気弁ソレノイド16は、4つの気筒の排気弁の弁体にそれぞれ対応している。
吸気弁ソレノイド9〜12及び排気弁ソレノイド13〜16(以下、ソレノイド9〜16という)は、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態と停止状態とに切り替える。ここで、駆動状態とは、エンジンのカムシャフトの回転に連動して吸気弁又は排気弁が開閉動作を繰り返す状態である。停止状態とは、吸気弁又は排気弁が閉じて停止した状態である。
ソレノイド9〜16は、エンジンのカムシャフトと吸気弁又は排気弁との連動状態を構造的に切り離すことで、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態から停止状態に切り替える。ソレノイド9〜16は、エンジンのカムシャフトと吸気弁又は排気弁とが連動するように接続することで、吸気弁又は排気弁の作動状態を停止状態から駆動状態に切り替える。ソレノイド9〜16は、吸気弁又は排気弁の作動状態を停止状態から駆動状態に切り替えることで、吸気弁又は排気弁を駆動させる。ソレノイド9〜16は、請求の範囲に記載の駆動ユニットとして機能する。
燃料噴射部17は、4つの気筒にそれぞれ対応する4つの電子制御インジェクタを備えている。燃料噴射部17は、各インジェクタにから燃料を噴射することで気筒内に燃料を供給する。燃料噴射部17は、エンジン制御ECU2からの信号に応じて各インジェクタの燃料噴射又は噴射停止を制御する。
エンジン制御ECU2のCPU3は、フューエルカット条件判定部31、通電開始タイミング設定部32、及び駆動制御部33を有している。フューエルカット条件判定部31は、クランク角度センサ4のクランク角度信号及びアクセル開度センサ5のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する。このようなフューエルカット条件としては、エンジンの回転数が所定回転数以上であり、かつエンジンのスロットルバルブが閉じている場合に成立する条件などが挙げられる。また、フューエルカット条件判定部31は、フューエルカット条件の成立後、フューエルカット条件が成立しなくなったか否かの判定を行う。
通電開始タイミング設定部32は、フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件が成立したと判定した場合に、バッテリ状態検出部7のバッテリ状態信号及びコイル温度検出部8のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド9〜16に通電を開始する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う。
ここで、図2を参照して、バッテリ6の電圧状態が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図2は、バッテリ6の電圧状態が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。ソレノイド9〜16への供給電流の大きさが保持電流Hに到達すると、ソレノイド9〜16が駆動して、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態から停止状態に切り替える。その後、供給電流の大きさが保持電流Hの状態に維持されることで、吸気弁又は排気弁が停止状態に保持される。なお、ソレノイドコイルの温度としては、各ソレノイド9〜16のソレノイドコイルの温度のうち最も高い温度を用いる。
図2のVaは、バッテリ6の電圧状態が6Vであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の高温領域にある場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。Vbは、バッテリ6の電圧状態が6Vであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が高温領域より低い所定の常温領域にある場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。Vcは、バッテリ6の電圧状態が8Vであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。Vdは、バッテリ6の電圧状態が8Vであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。Veは、バッテリ6の電圧状態が12V(通常状態)であり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。
図2のTsは、ソレノイド9〜16の駆動により吸気弁及び排気弁の作動状態が切り替えられる予定切替時刻を示している。予定切替時刻Tsは、フューエルカット制御を適切に実行できるように予め設定される。図2のTaは、Vaに対応する通電開始タイミングを示している。Taは、予定切替時刻Tsより39ms手前の時刻である。また、Tbは、Vbに対応する通電開始タイミングを示している。Tbは、予定切替時刻Tsより35ms手前の時刻である。Tcは、Vcに対応する通電開始タイミングを示している。Tcは、予定切替時刻Tsより28ms手前の時刻である。Tdは、Vdに対応する通電開始タイミングを示している。Taは、予定切替時刻Tsより20ms手前の時刻である。Teは、Veに対応する通電開始タイミングを示している。Teは、予定切替時刻Tsより15ms手前の時刻である。
図2に示されるように、バッテリ6の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、ソレノイド9〜16への供給電流の増加速度は遅くなる。このため、通電開始タイミング設定部32は、バッテリ6の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。すなわち、通電開始タイミング設定部32は、予定切替時刻Tsにおける吸気弁及び排気弁の作動状態の切り替えを達成するように、通電開始タイミング設定処理を行う。通電開始タイミング設定部32は、請求の範囲に記載の通電条件設定ユニットとして機能する。また、通電開始タイミングは、請求の範囲に記載の通電条件に相当する。
駆動制御部33は、通電開始タイミング設定部32が通電開始タイミングを設定した場合、ソレノイド9〜16の駆動制御を行う。駆動制御部33は、PWM[Pulse Width Modulation]制御によってソレノイド9〜16を制御する。PWM制御とは、ソレノイド9〜16に対する通電をパルス信号として行う制御である。PWM制御では、パルス信号のパルス幅を変化させることによりソレノイド9〜16の制御を行う。なお、駆動制御部33は、通常、パルス信号の一周期におけるHIGHとLOWとの比であるduty比を50%としてPWM制御を行う。
駆動制御部33は、通電開始タイミング設定部32の設定した通電開始タイミングからソレノイド9〜16に対する通電を開始することで、予定切替時刻Tsに吸気弁及び排気弁の作業状態を切り替える切替処理を行う。駆動制御部33は、吸気弁及び排気弁の作動状態が停止状態に切り替えられた場合、燃料噴射部17を制御して燃料の供給を停止する燃料供給停止処理を行いフューエルカット制御を実施する。駆動制御部33は、フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件が成立しなくなったか否かの判定した場合、フューエルカット制御を終了する。駆動制御部33は、請求の範囲に記載の制御ユニットとして機能する。
次に、第1の実施形態に係るエンジンECU2のフューエルカット制御について図3を参照して説明する。
図3に示されるように、エンジンECU2は、まず各種センサ類4〜8から各種情報を取得する(S1)。次に、エンジンECU2のフューエルカット条件判定部31は、クランク角度センサ4のクランク角度信号及びアクセル開度センサ5のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する(S2)。フューエルカット条件判定部31は、フューエルカット条件が成立しないと判定した場合、S1に戻って各種情報の取得を繰り返させる。
フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件は成立したと判定した場合、通電開始タイミング設定部32は、バッテリ状態検出部7のバッテリ状態信号及びコイル温度検出部8のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド9〜16に通電を開始する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う(S3)。通電開始タイミング設定部32は、バッテリ6の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。
S4において、駆動制御部33は、切替処理及び燃料供給停止処理を行う。駆動制御部33は、通電開始タイミング設定部32の設定した通電開始タイミングに基づいてソレノイド9〜16に対する通電を開始することで、予定切替時刻Tsに吸気弁及び排気弁の作業状態の切り替える切替処理を行う。駆動制御部33は、吸気弁及び排気弁の作動状態を切り替えた後に燃料供給を停止する燃料供給停止処理を行うことでフューエルカット制御を実施する。その後、駆動制御部33は、フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件は成立しなくなったと判定するまでフューエルカット制御を継続する。
以上説明した第1の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置1によれば、バッテリ6の電圧状態に基づいて、ソレノイド9〜16に対するバッテリ6の通電開始タイミングを早く設定することで、バッテリ6の電圧状態の低下に起因してソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができる。また、この吸排気弁制御装置1によれば、ソレノイドコイルの温度に基づいて通電開始タイミングを設定するので、ソレノイドコイルの温度の高温化に起因してソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができる。従って、この吸排気弁制御装置1によれば、バッテリ6の電圧状態やソレノイドコイルの温度に起因してソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができるので、ソレノイド9〜16の応答性を確保することが可能になる。
この吸排気弁制御装置1によれば、ソレノイド9〜16の応答性を確保することができるので、フューエルカット制御を実施する際に、吸気弁及び排気弁の停止が遅れて空気が気筒内に進入し、触媒の劣化が生じる事態を回避することができる。また、この吸排気弁制御装置1によれば、バッテリ6の電圧状態の低下に備えて、多めのバッテリ容量を用意する必要がなくなるので、バッテリ6の低コスト化に有利である。
[第2の実施形態]
図4に示されるように、第2の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置21は、第1の実施形態に係る吸排気弁制御装置1と比較して、バッテリ状態検出部18の機能と、車両センサ19及びナビゲーションシステム20を備える点と、CPU3がバッテリ状態予測部34を有する点と、通電開始タイミング設定部35の機能と、が主に相違する。
図4に示されるように、第2の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置21は、第1の実施形態に係る吸排気弁制御装置1と比較して、バッテリ状態検出部18の機能と、車両センサ19及びナビゲーションシステム20を備える点と、CPU3がバッテリ状態予測部34を有する点と、通電開始タイミング設定部35の機能と、が主に相違する。
第2の実施形態に係るバッテリ状態検出部18は、バッテリ6の電圧状態を検出する他に、車両がバッテリ6を交換してからの走行距離と交換後の年月とを記録している。バッテリ状態検出部18は、検出したバッテリ6の電圧状態と記録したバッテリ交換後の走行距離及び年月とに応じたバッテリ状態信号をエンジン制御ECU2に出力する。
車両センサ19は、車速センサ、ブレーキセンサ、加速度センサ、ステアリングセンサ、スロットルバルブセンサ、車室内温度センサ、車外温度センサ等から構成されている。車両センサ19は、走行速度などの車両情報を取得する。車両センサ19は、取得した車両情報をエンジン制御ECU2に出力する。
ナビゲーションシステム20は、車両の現在位置や走行方向の検出及び目的地までの経路案内などを行うシステムである。ナビゲーションシステム20は、各種道路情報が記録された道路情報データベースを有している。ナビゲーションシステム20は、道路情報データベースから車両が走行する経路の道路情報を取得する。ナビゲーションシステム20は、取得した道路情報や経路案内情報をナビ情報としてエンジン制御ECU2に出力する。
第2の実施形態に係るCPU3のバッテリ状態予測部34は、クランク角度センサ4のクランク角度信号、アクセル開度センサ5のアクセル開度信号、車両センサ19の車両情報、及びナビゲーションシステム20のナビ情報に基づいて、バッテリ6が電流を供給するソレノイド9〜16以外の車載機器の電力消費を予測する。
具体的には、バッテリ状態予測部34は、クランク角度センサ4のクランク角度信号から燃料噴射部17のインジェクタやイグナイタの電力消費を予測する。また、バッテリ状態予測部34は、車両センサ19の車両情報に含まれる車室内温度と車外温度の情報に基づいて、エアコンディショナーのコンプレッサーの電力消費を予測する。また、バッテリ状態予測部34は、ナビゲーションシステム20のナビ情報に含まれる道路傾斜情報に基づいて、シフト切替アクチュエータの電力消費を予測する。バッテリ状態予測部34は、その他の車載機器についても周知の方法により電力消費を予測する。
バッテリ状態予測部34は、車載機器の電力消費を予測した場合、電力消費の予測結果に基づいて、バッテリ6の電圧状態を予測するバッテリ電圧予測処理を行う。バッテリ状態予測部34は、車載機器の電力消費の予測結果が大きいほど、バッテリ6の電圧状態を低く予測する。バッテリ状態予測部34は、請求の範囲に記載の電圧状態予測ユニット及び電力消費予測ユニットとして機能する。
通電開始タイミング設定部35は、バッテリ状態予測部34によるバッテリ6の電圧状態の予測結果、バッテリ状態検出部7のバッテリ状態信号、及びコイル温度検出部8のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド9〜16に対する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う。
ここで、図5を参照して、ソレノイド9〜16以外の車載機器の電力消費が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図5は、車載機器の電力消費が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。なお、図5において、バッテリ6の現在の電圧状態は通常状態であり、ソレノイドコイルの温度は常温である。
図5のVAは、車載機器の電力消費が100W(ワット)であり、バッテリ6の電圧状態が8Vに低下すると予測された場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。VBは、車載機器の電力消費が50Wであり、バッテリ6の電圧状態が10Vに低下すると予測された場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。VCは、車載機器の電力消費が0Wであり、バッテリ6の電圧状態は12Vのまま低下しないと予測された場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。
図5のTAは、VAに対応する通電開始タイミングを示している。また、TBは、VBに対応する通電開始タイミングを示している。TCは、VCに対応する通電開始タイミングを示している。
図5に示されるように、車載機器の電力消費の予測結果が高いほど、バッテリ6の電圧状態の予測結果は低くなり、ソレノイド9〜16への供給電流の増加速度は遅くなる。このため、通電開始タイミング設定部35は、バッテリ6の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。
また、バッテリ6の経年劣化が進むと、車載機器の電力消費が高くなくてもバッテリ6の電圧状態は大きく低下する。このため、通電開始タイミング設定部35は、バッテリ状態信号に含まれるバッテリ6を交換してからの車両の走行距離及び交換後の年月に基づいて、バッテリ6の電圧状態の予測結果に重み付けを行い、通電開始タイミングをより早いタイミングに設定する。
次に、第2の実施形態に係るエンジンECU2のフューエルカット制御について図6を参照して説明する。
図6に示されるように、第2の実施形態に係るエンジンECU2は、まず各種センサ類4〜6,8,18〜20から各種情報を取得する(S11)。次に、エンジンECU2のフューエルカット条件判定部31は、クランク角度センサ4のクランク角度信号及びアクセル開度センサ5のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する(S12)。フューエルカット条件判定部31は、フューエルカット条件が成立しないと判定した場合、S11に戻って各種情報の取得を繰り返させる。
フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件は成立したと判定した場合、バッテリ状態予測部34は、クランク角度センサ4のクランク角度信号、アクセル開度センサ5のアクセル開度信号、車両センサ19の車両情報、及びナビゲーションシステム20のナビ情報に基づいて、バッテリ6が電流を供給するソレノイド9〜16以外の車載機器の電力消費を予測する電量消費予測処理を行う(S13)。その後、バッテリ状態予測部34は、車載機器の電力消費の予測結果に基づいて、バッテリ6の電圧状態を予測するバッテリ電圧予測処理を行う(S14)。
通電開始タイミング設定部35は、バッテリ状態予測部34によるバッテリ6の電圧状態の予測結果、バッテリ状態検出部7のバッテリ状態信号、及びコイル温度検出部8のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド9〜16に対する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う(S15)。
S16において、駆動制御部33は、切替処理及び燃料供給停止処理を行う。駆動制御部33は、通電開始タイミング設定部35の設定した通電開始タイミングに基づいてソレノイド9〜16に対する通電を開始することで、予定切替時刻Tsに吸気弁及び排気弁の作業状態の切り替える切替処理を行う。駆動制御部33は、吸気弁及び排気弁の作動状態を切り替えた後に燃料供給を停止する燃料供給停止処理を行うことでフューエルカット制御を実施する。その後、駆動制御部33は、フューエルカット条件判定部31がフューエルカット条件は成立しなくなったと判定するまでフューエルカット制御を継続する。
以上説明した内燃機関の吸排気弁制御装置21によれば、バッテリ6の電圧状態の予測結果に基づいて将来のバッテリ6の電圧状態に対応した通電開始タイミングを設定することができるので、現在のバッテリ6の電圧状態のみに基づいて通電開始タイミングを設定する場合と比べて、予定切替時刻Tsにおけるソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。従って、この吸排気弁制御装置21によれば、予定切替時刻Tsまでにソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量を得ることができるので、ソレノイド9〜16の応答性を確保することができる。
また、この吸排気弁制御装置21では、ソレノイド9〜16以外の車載機器の電力消費を予測する電量消費予測処理を行うことで、電量消費予測処理の予測結果から将来のバッテリ6の電圧状態の高精度な予測を実現することができる。従って、この吸排気弁制御装置21によれば、将来のバッテリ6の電圧状態を高精度に予測することで、予定切替時刻Tsにおけるソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、請求の範囲に記載の通電条件は、通電開始タイミングに限られない。通電条件として、ソレノイド9〜16のPWM制御におけるduty比を用いても良い。
ここで、図7を参照して、duty比が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図7は、duty比が変化した場合のソレノイド9〜16に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。
図7のVDは、車載機器の電力消費が100Wであり、バッテリ6の電圧状態が8Vに低下すると予測された場合のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。このVDのduty比は50%である。一方、VEは、duty比が100%であること以外はVDと同じ条件下のソレノイド9〜16に対する供給電流の時間変化を示している。図7のTDは、VDに対応する通電開始タイミングを示している。また、TEは、VEに対応する通電開始タイミングを示している。
図7に示されるように、ソレノイド9〜16に対する供給電流の増加速度は、duty比を50%から100%に変更することで著しく改善される。このため、通電開始タイミング設定部32,35において、通電開始タイミングの設定と共にduty比の設定を行うことで、ソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量を短時間で得ることが可能となる。具体的には、通電開始タイミング設定部32,35は、現在又は将来のバッテリ6の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定すると共にduty比を高く設定する。これによって、駆動制御部33では、予定切替時刻Tsまでにソレノイド9〜16の駆動に必要な通電量を得ることができ、ソレノイド9〜16の応答性を確保することができる。なお、通電開始タイミングの設定をすることなく、duty比の設定のみを行う態様であっても良い。
また、通電条件としてduty比を設定する場合において、ソレノイド9〜16以外の車載機器による電力消費が大きく、バッテリ6の電圧状態の著しい低下が予測される場合には、duty比を低く設定しても良い。これにより、ソレノイド9〜16への電力供給のためにバッテリ6の電圧状態が更に低下して種々の問題が生じることを避けることができる。なお、この場合には、通電開始タイミングをより早いタイミングに設定することで、duty比の低下を補うことが好ましい。
また、本発明の吸排気弁制御装置1,21が備えられる内燃機関は、4気筒のレシプロエンジンに限定されず、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えるエンジンであれば良い。また、請求の範囲に記載の駆動ユニットは、吸気弁又は排気弁の作動状態を切り替えるソレノイド9〜16に限られない。
本発明は、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置に利用可能である。
1,21…吸排気弁制御装置 2…エンジン制御ECU 3…CPU 4…クランク角度センサ 5…アクセル開度センサ 6…バッテリ(電源) 7,18…バッテリ状態検出部 8…コイル温度検出部 9〜16…ソレノイド(駆動ユニット) 17…燃料噴射部 19…車両センサ 20…ナビゲーションシステム 31…フューエルカット条件判定部 32,35…通電開始タイミング設定部(通電条件設定ユニット) 33…駆動制御部(制御ユニット) 34…バッテリ状態予測部(電圧状態予測ユニット,電力消費予測ユニット)
Claims (3)
- 吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置であって、
前記吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方を駆動させる駆動ユニットと、
前記駆動ユニットに電流を供給する電源と、
前記電源の電圧状態を予測する電圧状態予測ユニットと、
前記電圧状態予測ユニットの予測結果に基づいて、前記駆動ユニットに対する前記電源の通電条件を設定する通電条件設定ユニットと、
前記電源の電流が供給される前記駆動ユニット以外の機器の電力消費を予測する電力消費予測ユニットと、を備え、
前記電圧状態予測ユニットは、前記電力消費予測ユニットの予測結果に基づいて、前記電源の電圧状態を予測することを特徴とする内燃機関の吸排気弁制御装置。 - 前記通電条件設定ユニットは、前記通電条件として前記駆動ユニットに対する通電開始タイミングを設定し、前記電圧状態予測ユニットによる前記電源の電圧状態の予測結果が低いほど、前記通電開始タイミングを早いタイミングに設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸排気弁制御装置。
- 前記駆動ユニットに対してPWM制御を行う制御ユニットを更に備え、
前記通電条件設定ユニットは、前記通電条件として前記制御ユニットによるPWM制御のduty比を設定し、前記電圧状態予測ユニットによる前記電源の電圧状態の予測結果が低いほど、前記duty比を高く設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸排気弁制御装置。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003293799A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
JP2006183603A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Toyota Motor Corp | 可変バルブ機構の電動アクチュエータ制御方法 |
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DE10261022A1 (de) * | 2002-12-24 | 2004-07-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuereinrichtung zum Ansteuern von Gaswechselventilen zugeordneten Magnetventilen |
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JP2006183603A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Toyota Motor Corp | 可変バルブ機構の電動アクチュエータ制御方法 |
JP2006257995A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 電動可変動弁機構の制御装置 |
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