JPH11247672A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JPH11247672A
JPH11247672A JP4961898A JP4961898A JPH11247672A JP H11247672 A JPH11247672 A JP H11247672A JP 4961898 A JP4961898 A JP 4961898A JP 4961898 A JP4961898 A JP 4961898A JP H11247672 A JPH11247672 A JP H11247672A
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valve timing
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Yoichiro Yamagishi
陽一郎 山岸
Satoru Watanabe
渡邊　　悟
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】可変バルブタイミング機構の応答性を向上す
る。 【解決手段】吸気側カム軸の回転位相の目標値つまり吸
気バルブの開閉タイミングの目標値ＴＡが変更されてか
ら所定時間Δｔ経過後に、目標値ＴＡと実際値ＤＡとの
偏差が所定値より大きいときには、比例分と積分分とを
用いて作成されたフィードバック制御信号に、周期的な
ディザー信号を加算した制御信号を作成して可変バルブ
タイミング機構に出力する。これにより、バルブタイミ
ングの目標値ＴＡに速やかに収束する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のバルブタ
イミング制御装置に関し、詳しくは、吸・排気弁（吸気
弁又は排気弁の少なくとも一方) のバルブタイミングを
変化させる可変バルブタイミング機構において、バルブ
タイミングを目標値にフィードバック制御する技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、カム軸の回転位相を変化させ
ることで、吸・排気バルブの開閉タイミングを早めたり
遅らせたりする可変バルブタイミング機構が知られてい
る（特開平７−２３３７１３号公報，特開平８−２４６
８２０号公報等参照）。また、前記可変バルブタイミン
グ機構においては、機関の運転条件に応じてバルブタイ
ミングの目標値に実際のバルブタイミングが一致するよ
うに、前記可変バルブタイミング機構に対する制御出力
を例えば比例積分（ＰＩ）動作によりフィードバック補
正する場合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記可変バ
ルブタイミング機構を比例積分動作によって制御する方
式では、部品バラツキ等により応答性が悪化し、目標値
のステップ的な変化に対して実際の回転位相との偏差が
なかなか定常偏差（定常時に生じる最大偏差) 内に入ら
ず、大きな制御の遅れを伴い、良好なバルブタイミング
制御を応答性良く行うことができないという問題があっ
た。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、制御方式の改良により、迅速に回転位相を目標値
に近づけることができるようにしたバルブタイミング制
御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、吸・排気バルブのバルブ
タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構と、
機関の運転条件に応じて前記バルブタイミングの目標値
を設定する目標値設定手段と、前記実際のバルブタイミ
ングを検出するバルブタイミング検出手段と、前記目標
値設定手段により設定されたバルブタイミングの目標値
と、前記バルブタイミング検出手段により検出されたバ
ルブタイミングの検出値と、に基づいて、前記可変バル
ブタイミング機構のフィードバック制御信号を作成する
フィードバック制御信号作成手段と、所定量の制御値を
周期的に発生するディザー信号を出力するディザー信号
出力手段と、前記フィードバック制御信号作成手段で算
出されたフィードバック制御信号に、前記ディザー信号
出力手段から出力されるディザー信号を、バルブタイミ
ングを目標値に近づける方向に加算して前記可変バルブ
タイミング機構の制御信号を作成する制御信号作成手段
と、前記制御信号作成手段で作成された制御信号を前記
可変バルブタイミング機構に出力する制御信号出力手段
と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００６】請求項１に係る発明によると、バルブタイ
ミングの目標値と検出値とに基づいて作成されたフィー
ドバック制御信号に、ディザー信号を加算して作成され
た制御信号が可変バルブタイミング機構に出力される。
このように、該ディザー信号を加算して制御値を目標値
に近づく方向に断続的に増大させることにより、バルブ
タイミングを迅速に目標値に近づけることができる。
【０００７】また、請求項２に係る発明は、前記制御信
号作成手段は、バルブタイミングの目標値の変更時、変
更後に所定時間を経過しても該バルブタイミングの目標
値と検出値との偏差が所定値以内にならないときに、前
記フィードバック制御信号に前記ディザー信号を加算し
て制御信号を作成することを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明によると、フィードバ
ック制御信号のみでは、なかなかバルブタイミングが目
標値に収束しないときに限って、ディザー信号を加算し
た制御信号を出力することにより、バルブタイミングを
目標値に速やかに収束させることができる。また、請求
項３に係る発明は、前記フィードバック制御信号作成手
段は、比例分と積分分とを用いてフィードバック制御信
号を作成することを特徴とする。
【０００９】請求項３に係る発明によると、いわゆる比
例積分制御により、目標値と検出値との偏差の状態に応
じたフィードバック制御が行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図２は、実施の形態における内燃機
関のシステム構成を示す図である。この図２において、
内燃機関１には、スロットルバルブ２で計量された空気
が吸気バルブ３を介してシリンダ内に供給され、燃焼排
気は、排気バルブ４を介して排出される。前記吸気バル
ブ３，排気バルブ４は、吸気側カム軸，排気側カム軸に
それぞれ設けられたカムによって開閉駆動される。
【００１１】吸気側カム軸５には、カム軸の回転位相を
変化させることで、吸気バルブ３の開閉タイミングを連
続的に早めたり遅くしたりする可変バルブタイミング機
構６が備えられている。前記可変バルブタイミング機構
６は、油圧によって前記回転位相を連続的に変化させる
構成であり、油圧を調整するソレノイドバルブ（図示省
略）に対してコントロールユニット７から制御信号を出
力して回転位相が制御される。
【００１２】尚、本実施の形態では、可変バルブタイミ
ング機構６が、吸気バルブ３の開閉タイミングを変化さ
せる構成としたが、吸気バルブ３に代えて排気バルブ４
の開閉タイミングを変化させる構成であっても良いし、
吸気バルブ３と排気バルブ４との両方の開閉タイミング
を変化させる構成であっても良い。マイクロコンピュー
タを内蔵するコントロールユニット７には、クランク軸
の回転信号を出力するクランク角センサ８、吸気側カム
軸５の回転信号を出力するカム角センサ９、機関１の吸
入空気量を検出するエアフローメータ10等からの検出信
号が入力される。
【００１３】そして、コントロールユニット７は、図３
のフローチャートに示すようにして、前記可変バルブタ
イミング機構６によって調整される吸気バルブの開閉タ
イミングを制御する。尚、本実施の形態において、目標
値設定手段，フィードバック制御信号作成手段、ディザ
ー信号出力手段、制御信号作成手段、制御信号出力手段
としての機能は、前記図３のフローチャートに示すよう
に、コントロールユニット７がソフトウェア的に備えて
いる。また、バルブタイミング検出手段は、クランク角
センサ８，カム角センサ９と前記コントロールユニット
７による演算処理機能とによって構成される。
【００１４】図３のフローチャートにおいて、ステップ
１（図中にはＳ１と記してある。以下同様）では、予め
機関負荷と機関回転速度Ｎｅとによって区分される運転
領域毎に前記吸気側カム軸５の回転位相の目標値（目標
角度）ＴＡを記憶したマップを参照し、現在の機関負
荷，機関回転速度Ｎｅに対応する目標値（目標角度）Ｔ
Ａを検索する。なお、吸気側カム軸５の回転位相の目標
値は、吸気バルブ３のバルブタイミングの目標値に相当
する。
【００１５】ステップ２では、クランク角センサ８及び
カム角センサ９からの検出信号に基づいて吸気側カム５
の実際の回転位相ＤＡを検出する。なお、吸気側カム５
の実際の回転位相ＤＡが、吸気バルブ３の実際のバルブ
タイミングに相当する。ステップ３では、前記吸気側カ
ム５の目標値ＴＡと実際値ＤＡとに基づいて、比例分と
積分分とを用いてフィードバック補正値を算出し、前記
目標値ＴＡから求めた基本値に前記フィードバック補正
値を加算するなどしてソレノイドバルブのフィードバッ
ク制御信号を作成する。なお、制御信号は、前記油圧制
御用のソレノイドバルブの開弁デューティ比を制御する
信号として作成される。
【００１６】ステップ４では、回転位相の目標値ＴＡを
変更してから所定時間Δｔが経過したか否かを判定す
る。そして、所定時間Δｔが経過していないと判定され
たときは、ステップ５へ進み、前記制御値に応じた制御
信号を、可変バルブタイミング機構６における油圧を制
御するソレノイドバルブに出力する。これにより、可変
バルブタイミング機構６の制御を介して吸気弁３の開閉
時期が制御される。
【００１７】また、ステップ４で所定時間が経過したと
判定されたときは、ステップ６へ進み、前記吸気側カム
５の目標値ＴＡと実際値ＤＡとの偏差｜ΔＡ｜（＝｜Ｔ
Ａ−ＤＡ｜) が所定値ΔＡ０以内であるか否かを判定す
る。そして、偏差｜ΔＡ｜が所定値ΔＡ０以内と判定さ
れたときは、ステップ５へ進んで、前記制御値に応じた
制御信号をソレノイドバルブに出力する。
【００１８】一方、偏差｜ΔＡ｜が所定値ΔＡ０より大
きいと判定されたときは、ステップ７へ進んで、ステッ
プ４で算出されたフィードバック制御信号に、ディザー
信号出力手段としてのディザー信号発生器から出力され
るディザー信号を回転位相を目標値に近づける方向に加
算する。ここで、該ディザー信号は、所定量の制御値を
周期的に発生する信号である。例えば、目標値ＴＡが実
際値ＤＡより大きく、回転位相を目標値に近づけるのに
正の制御量を与える必要がある場合には、周期的に正の
制御値を発生するディザー信号を加算し、また、目標値
ＴＡが実際値ＤＡより小さい場合は、周期的に正の制御
値を発生するディザー信号をマイナスの値に反転して加
算する。
【００１９】次いで、ステップ５へ進んで、前記ディザ
ー信号を加算した制御信号を、前記ソレノイドバルブに
出力する。このようにすれば、図４に示すように、比例
分，積分分を用いたフィードバック制御信号だけでは、
目標値に収束しにくい状況のときに、ディザー信号を加
算した制御信号を出力することにより、制御値が目標値
に近づく方向に断続的に増大して、バルブタイミングを
迅速に目標値に近づけることができる。なお、制御値の
増大が断続的であるので、目標値からオーバーシュート
するようなことも回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明に係るバルブタイミング制
御装置の基本構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。
【図３】前記実施の形態におけるバルブタイミング制御
の様子を示すフローチャート。
【図４】前記実施の形態における制御特性を示すタイム
チャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ スロットルバルブ ３ 吸気バルブ ４ 排気バルブ ５ 吸気側カム軸 ６ 可変バルブタイミング機構 ７ コントロールユニット ８ クランク角センサ ９ カム角センサ 10 エアフローメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２０Ｚ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸・排気バルブのバルブタイミングを変化
    させる可変バルブタイミング機構と、 機関の運転条件に応じて前記バルブタイミングの目標値
    を設定する目標値設定手段と、 前記実際のバルブタイミングを検出するバルブタイミン
    グ検出手段と、 前記目標値設定手段により設定されたバルブタイミング
    の目標値と、前記バルブタイミング検出手段により検出
    されたバルブタイミングの検出値と、に基づいて、前記
    可変バルブタイミング機構のフィードバック制御信号を
    作成するフィードバック制御信号作成手段と、 所定量の制御値を周期的に発生するディザー信号を出力
    するディザー信号出力手段と、 前記フィードバック制御信号作成手段で算出されたフィ
    ードバック制御信号に、前記ディザー信号出力手段から
    出力されるディザー信号を、バルブタイミングを目標値
    に近づける方向に加算して前記可変バルブタイミング機
    構の制御信号を作成する制御信号作成手段と、 前記制御信号作成手段で作成された制御信号を前記可変
    バルブタイミング機構に出力する制御信号出力手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関のバルブ
    タイミング制御装置。
  2. 【請求項２】前記制御信号作成手段は、バルブタイミン
    グの目標値の変更時、変更後に所定時間を経過しても該
    バルブタイミングの目標値と検出値との偏差が所定値以
    内にならないときに、前記フィードバック制御信号に前
    記ディザー信号を加算して制御信号を作成することを特
    徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング
    制御装置。
  3. 【請求項３】前記フィードバック制御信号作成手段は、
    比例分と積分分とを用いてフィードバック制御信号を作
    成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
    内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0783080A (ja) * 1993-09-17 1995-03-28 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の弁動作タイミング調整装置
JPH09217609A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Denso Corp 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JPH09282005A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Unisia Jecs Corp 位置制御装置

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