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公開番号2024054013
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160574
出願日2022-10-04
発明の名称内燃機関の制御装置
出願人日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類F01L 1/352 20060101AFI20240409BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】応答遅れによるカム位相角の過進角や過遅角を予防してカム位相角制御の制御精度を向上できる内燃機関の制御装置を得ること。
【解決手段】本発明の内燃機関100の制御装置201は、モータ12を用いてカム位相角を制御する可変バルブタイミング機構114を有するものであり、可変バルブタイミング機構の制御における応答遅れ要素を演算する応答遅れ要素演算部622と、応答遅れ要素に基づいて内燃機関の将来エンジン回転速度を推測する将来エンジン回転速度推測部623と、現在のエンジン回転速度に基づいて可変バルブタイミング機構の目標モータ回転速度を演算する目標モータ回転速度演算部613と、将来エンジン回転速度に基づいて可変バルブタイミング機構の目標モータ回転速度を補正する補正目標モータ回転速度演算部624を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
電動モータを用いてカム位相角を所定の最遅角位置から最進角位置までの間に制御するための可変バルブタイミング機構を有する内燃機関の制御装置であって、
前記可変バルブタイミング機構の制御における応答遅れ要素を演算する応答遅れ要素演算部と、前記応答遅れ要素に基づいて、前記内燃機関の将来時点のエンジン回転速度である将来エンジン回転速度を推測する将来エンジン回転速度推測部と、
前記内燃機関の現在のエンジン回転速度に基づいて前記可変バルブタイミング機構の目標モータ回転速度を演算する目標モータ回転速度演算部と、
前記将来エンジン回転速度に基づいて前記目標モータ回転速度を補正する補正目標モータ回転速度演算部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記応答遅れ要素は、前記可変バルブタイミング機構を前記最遅角位置からエンジン回転速度に同期される位置に進角させるまでの時間であるソレノイド応答遅れ時間を含むように演算していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ソレノイド応答遅れ時間の値は、エンジン回転速度に応じて変更されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記応答遅れ要素演算部は、前記内燃機関の現在のクランク角とクランク角センサ信号周期とに基づき、前記現在のクランク角に対して次回の制御実行タイミングまでの時間と、前記ソレノイド応答遅れ時間とを加算した、合成遅れ時間経過後のタイミングにおけるクランク角を演算し、
前記将来エンジン回転速度推測部は、前記合成遅れ時間経過後のタイミングにおけるクランク角を用いて前記将来エンジン回転速度を推測することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記補正目標モータ回転速度演算部は、
前記将来エンジン回転速度が現在のエンジン回転速度よりも高いと推測される場合に、前記補正目標モータ回転速度を前記現在のエンジン回転速度に基づいて設定される値よりも大きい値に補正し、
前記将来エンジン回転速度が現在のエンジン回転速度よりも低いと推測される場合に、前記補正目標モータ回転速度を前記現在のエンジン回転速度に基づいて設定される値よりも小さい値に補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記将来エンジン回転速度推測部は、前記合成遅れ時間経過後のタイミングにおけるクランク角が前記内燃機関の気筒の膨張行程の前半または後半のいずれの位置にあるかを判定し、
前記合成遅れ時間経過後のタイミングにおけるクランク角が膨張行程の前半の位置にあると判定した場合は、前記将来エンジン回転速度が現在のエンジン回転速度よりも高いと推測し、
前記合成遅れ時間経過後のタイミングにおけるクランク角が膨張行程の後半の位置にあると判定した場合は、前記将来エンジン回転速度が現在のエンジン回転速度よりも低いと推測することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記将来エンジン回転速度推測部は、前記内燃機関のスロットルバルブの開度に応じて前記将来エンジン回転速度を推測することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを用いてカム位相角を制御する可変バルブタイミング機構を有する内燃機関の制御装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、実際のカム位相角を検出し、目標のカム位相角に近づけるように可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ：ＶａｒｉａｂｌｅｖａｌｖｅＴｉｍｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌ）のカム位相角制御を行う内容が示されている。そして、エンジン回転速度に対するカム軸相対速度を電動モータにより変化させることでカム位相角を制御する電動式の可変バルブタイミング調整装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－８３１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電動式の可変バルブタイミング調整装置では、例えばエンジン始動時などのエンジン回転速度の変動が大きい領域でカム位相角制御を行った場合に、応答遅れによりカム位相角が過進角や過遅角となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、応答遅れによるカム位相角の過進角や過遅角を予防してカム位相角制御の制御精度を向上できる可変バルブタイミング機構の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の可変バルブタイミング機構の制御装置は、電動モータを用いてカム位相角を所定の最遅角位置から最進角位置までの間で制御するための可変バルブタイミング機構を有する内燃機関の制御装置であって、前記可変バルブタイミング機構の制御における応答遅れ要素を演算する応答遅れ要素演算部と、前記応答遅れ要素に基づいて、前記内燃機関の将来時点のエンジン回転速度である将来エンジン回転速度を推測する将来エンジン回転速度推測部と、前記内燃機関の現在のエンジン回転速度に基づいて前記可変バルブタイミング機構の目標モータ回転速度を演算する目標モータ回転速度演算部と、前記将来エンジン回転速度に基づいて前記目標モータ回転速度を補正する補正目標モータ回転速度演算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、応答遅れによるカム位相角の過進角や過遅角を予防してカム位相角制御の制御精度を向上できる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態に係る可変バルブタイミング機構の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成図。
図１における可変バルブタイミング機構を示す断面図。
図２のＡ－Ａ線断面図。
図２のＢ－Ｂ線断面図。
可変バルブタイミング機構の制御装置について説明するための機能ブロック図。
ＶＴＣ目標回転速度演算部の内部構成を説明するための機能ブロック図。
カム位相角を最遅角位置からエンジン回転速度同期位置まで進角させる例を示す図。
ハード要素とソフト要素の合成遅れ時間経過後のクランク位置を説明する図。
目標モータ回転速度の補正方法を説明する図。
将来のエンジン回転速度の変化を推測する方法の一例を説明する図。
補正目標モータ回転速度演算方法を説明するフローチャート。
図１１の補正処理の内容を説明するフローチャート。
エンジン回転速度と目標モータ回転速度との関係を説明する図。
将来のエンジン回転速度の変化を推測する方法の他の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る可変バルブタイミング機構の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成図、図２は、図１における可変バルブタイミング機構を示す断面図、図３は、図２のＡ－Ａ線断面図、図４は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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