JP2014043771A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御装置に関し、特に、電動式の可変動弁機構の制御に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, and more particularly to control of an electric variable valve mechanism.
近年、車両等に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)において吸気弁や排気弁の動作時期を可変とする可変動弁機構(Variable Valve Timing:以下、VVTともいう)の普及が進んでいる。このようなVVTとしては比較的安価な油圧動作式のものが主流であるが、電動式のものも増えつつある。電動式のVVTは、油圧ポンプが停止しているエンジンの停止中であっても動作させることができる。 In recent years, a variable valve timing (hereinafter also referred to as VVT) that makes the operation timing of intake valves and exhaust valves variable in an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) mounted on a vehicle or the like has become widespread. Yes. As such VVT, a relatively inexpensive hydraulic operation type is mainstream, but an electric type is also increasing. The electric VVT can be operated even when the engine in which the hydraulic pump is stopped is stopped.
例えば特許文献1に記載されている可変バルブタイミング装置では、停止指示に応じてエンジンへの燃料の供給および点火を停止した後に、慣性によるクランクシャフトの回転が止まる(完全停止)までの間、電動式のVVTを動作させて、その後のエンジン始動に適したバルブタイミング(動弁時期)に変更するようにしている。そして、完全停止までの間にバルブタイミングを変更し切れなかった場合は、始動時にもVVTを動作させる。 For example, in the variable valve timing device described in Patent Document 1, after the fuel supply and ignition to the engine are stopped in response to a stop instruction, the rotation of the crankshaft due to inertia stops (complete stop). The VVT of the equation is operated, and the valve timing (valve timing) suitable for the subsequent engine start is changed. If the valve timing cannot be changed before the complete stop, the VVT is operated even at the start.
ところで、前記のような電動式のVVTにおいて例えばギヤの噛み合い部分などの機構部分に異物が混入すると、負荷の増大によって電動モータのコイルなどが過熱するおそれがある。さらに、電動モータが回転しなくなって(モータロック)通電だけがなされるロック通電状態では、電動モータを駆動制御するための駆動回路のICなどの電子部品も過熱するおそれがある。 By the way, in the electric VVT as described above, for example, if foreign matter is mixed into a mechanism portion such as a gear meshing portion, the coil of the electric motor may be overheated due to an increase in load. Furthermore, in a lock energization state where only the energization is performed when the electric motor stops rotating (motor lock), there is a possibility that electronic components such as an IC of a drive circuit for driving and controlling the electric motor may be overheated.
そして、前記従来例のように電動式のVVTをエンジンの停止からその後の始動までの期間(エンジン停止期間)に動作させるようにした場合は、この動作時に前記電動モータや電子部品が過熱して耐久信頼性が損なわれるおそれがある。すなわち、エンジン停止の際に電動モータや電子部品の温度が比較的高い状態でメインリレーがオフされた後に、直ぐにVVTが動作された場合、前記ロック通電などが発生すると短時間で過熱状態に陥ることになるからである。 When the electric VVT is operated during the period from the engine stop to the subsequent start (engine stop period) as in the conventional example, the electric motor and electronic components are overheated during this operation. Durability reliability may be impaired. In other words, when the VVT is operated immediately after the main relay is turned off while the temperature of the electric motor or electronic component is relatively high when the engine is stopped, when the energization of the lock occurs, the overheated state occurs in a short time. Because it will be.
かかる点に鑑みて本発明の目的は、前記のような電動式のVVT(可変動弁機構)を備えた内燃機関の停止時の制御手順に工夫を凝らし、電動モータやその駆動回路の電子部品などの過熱を防止して、その耐久信頼性を向上させることにある。 In view of this point, an object of the present invention is to devise a control procedure at the time of stopping an internal combustion engine provided with an electric VVT (variable valve mechanism) as described above, and to provide electronic components for an electric motor and its drive circuit. It is to prevent the overheating and improve the durability reliability.
かかる目的を達成すべく本発明は、内燃機関を停止させる際に可変動弁機構の電動モータやその駆動回路の温度状態を監視して、それが許容温度以下に低下してから電源をオフするようにした。 In order to achieve this object, the present invention monitors the temperature state of the electric motor of the variable valve mechanism and its drive circuit when stopping the internal combustion engine, and turns off the power supply after the temperature drops below the allowable temperature. I did it.
すなわち、本発明は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の動作時期が変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置が対象であって、その可変動弁機構を電動モータによって駆動されるものとし、この電動モータの動作を制御する制御手段には、内燃機関の停止からその後の始動までの間の停止期間において、前記電動モータにより前記可変動弁機構を駆動する、停止期間動作モードを備えるものとする。そして、前記制御手段は、電源オフ要求があると判定したときでも、前記電動モータおよびその駆動回路の所定部品の温度が許容温度以下になるまでは、電源オン状態を継続する構成とする。 That is, the present invention is directed to a control device for an internal combustion engine that includes a variable valve mechanism that can change the operation timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve, and the variable valve mechanism is driven by an electric motor. The control means for controlling the operation of the electric motor includes a stop period operation mode in which the variable valve mechanism is driven by the electric motor in a stop period from the stop of the internal combustion engine to the subsequent start. Shall be provided. And even if it determines with the said control means having a power-off request | requirement, it is set as the structure which continues a power-on state until the temperature of the predetermined components of the said electric motor and its drive circuit becomes below allowable temperature.
前記の発明特定事項により、例えばイグニッションオフ操作がなされて内燃機関が停止する際に、制御手段は電源オフ要求があると判定しても、可変動弁機構の電動モータおよびその駆動回路の所定部品の温度が許容温度以下になるまでは、電源オン状態を継続する。そして、所定部品の温度が十分に低下したことを確認した上で、電源オフ状態とする。 For example, when the ignition means is operated and the internal combustion engine is stopped, the control means determines that there is a power-off request, for example, and the predetermined parts of the electric motor of the variable valve mechanism and the drive circuit thereof are determined. The power-on state is continued until the temperature of is lower than the allowable temperature. Then, after confirming that the temperature of the predetermined part has sufficiently decreased, the power is turned off.
こうすれば、仮にその後、直ぐに可変動弁機構を動作させることになり、そのときにロック通電が起きたとしても、許容温度以下に低下している所定部品が直ぐに過熱状態に陥ることはない。よって、可変動弁装置の電動モータや駆動回路の所定部品の過熱を防止して、その耐久信頼性を向上できる。 In this case, the variable valve mechanism is immediately operated immediately thereafter, and even if energization of the lock occurs at that time, the predetermined component that has fallen below the allowable temperature does not immediately fall into an overheated state. Therefore, it is possible to prevent overheating of predetermined parts of the electric motor and drive circuit of the variable valve operating apparatus, and to improve the durability reliability.
好ましくは前記制御手段は、前記停止期間動作モードで電動モータを制御するときに、前記所定部品の温度が第1の設定温度以上であれば、前記電動モータへの通電量を制限するようにしてもよい。こうすれば通電による発熱量が少なくなるので、電動モータや駆動回路の所定部品の温度上昇を抑制し、その過熱を防止することができる。 Preferably, when the electric motor is controlled in the stop period operation mode, the control means limits an energization amount to the electric motor if the temperature of the predetermined component is equal to or higher than a first set temperature. Also good. In this way, the amount of heat generated by energization is reduced, so that the temperature rise of predetermined parts of the electric motor and the drive circuit can be suppressed, and overheating can be prevented.
特に前記所定部品の温度が、第1の設定温度よりも高い第2の設定温度以上であれば、前記電動モータへの通電を禁止することによって前記所定部品の過熱をより確実に防止することができる。また、このときには、併せて前記可変動弁機構、電動モータおよびその駆動回路の故障診断を禁止するようにすれば、その誤診断を防止することができる。 In particular, if the temperature of the predetermined part is equal to or higher than a second set temperature higher than the first set temperature, overheating of the predetermined part can be more reliably prevented by prohibiting energization of the electric motor. it can. At this time, if the failure diagnosis of the variable valve mechanism, the electric motor, and the drive circuit thereof is also prohibited, the erroneous diagnosis can be prevented.
また、前記制御手段は、前記停止期間動作モードで電動モータを制御しているときには、前記電源オフ要求の有無を判定しないようにしてもよい。こうすれば、上述した従来例(特開2008−057351号公報)と同様に内燃機関の運転を停止させるときに、可変動弁機構を動作させている間は電源オフ要求の有無が判定されず、自ずと電源オン状態に保たれる。 Further, the control unit may not determine whether or not the power-off request is present when the electric motor is controlled in the stop period operation mode. In this way, when the operation of the internal combustion engine is stopped as in the conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-057351) described above, whether or not there is a power-off request is not determined while the variable valve mechanism is operating. Naturally, the power is kept on.
或いは、前記制御手段は、例えばイグニッションオフ操作がなされて、電源オフ要求があると判定してから前記所定部品の温度が設定温度以下になるまでの間、前記電動モータへの通電を禁止するようにしてもよい。こうすれば、電動モータやその駆動回路の部品の温度を速やかに低下させて、電源をオフすることができる。 Alternatively, the control means prohibits energization of the electric motor after, for example, an ignition-off operation is performed and it is determined that there is a power-off request until the temperature of the predetermined component falls below a set temperature. It may be. In this way, the temperature of the electric motor and its drive circuit components can be quickly lowered to turn off the power supply.
ここで、前記所定部品の温度については温度センサによって検出することも可能であるが、電動モータや電子部品の過熱が主にロック通電によって発生することを考慮すれば、少なくとも電動モータの通電状態およびその回転状態に基づいて、温度を推定するようにしてもよい。すなわち、内燃機関の運転中に可変動弁機構が動作し、電動モータが正常に動作しているときには、そのコイルや制御回路の電子部品(所定部品)の温度は設計上の一定温度に概ね維持されるから、その後、ロック通電が起きればその時間と通電量とに応じて温度が上昇するものとして、前記所定部品の温度を推定することができる。また、その推定の際に内燃機関の冷却水や潤滑油の温度について加味するようにしてもよい。 Here, the temperature of the predetermined component can be detected by a temperature sensor. However, considering that overheating of the electric motor and electronic components is mainly caused by energization of the lock, at least the energization state of the electric motor and The temperature may be estimated based on the rotation state. That is, when the variable valve mechanism is operating during operation of the internal combustion engine and the electric motor is operating normally, the temperature of the electronic components (predetermined components) of the coil and control circuit is generally maintained at a constant design temperature. Therefore, if the lock energization occurs thereafter, the temperature of the predetermined component can be estimated on the assumption that the temperature rises according to the time and the energization amount. In addition, the temperature of the cooling water or lubricating oil of the internal combustion engine may be taken into account in the estimation.
一方、内燃機関の始動前であれば外気温や機関の温度状態以外にも、その前に内燃機関を停止させたときの温度状態も前記所定部品の温度に影響を与えることがある。この点を考慮すれば前記制御手段は、電源オフ状態にする際に前記所定部品の温度と、この温度に影響を及ぼす所定の温度状態量(即ち、前記の冷却水温や潤滑油温、吸気温など)とを記憶しておくことが好ましい。 On the other hand, the temperature state when the internal combustion engine is stopped before the start of the internal combustion engine may affect the temperature of the predetermined component in addition to the outside air temperature and the temperature state of the engine. In consideration of this point, the control means sets the temperature of the predetermined component when the power is turned off, and a predetermined temperature state quantity that affects the temperature (that is, the cooling water temperature, the lubricating oil temperature, the intake air temperature). Etc.) is preferably stored.
本発明によれば、内燃機関を停止させる際に可変動弁機構の電動モータや駆動回路などの温度状態を監視し、それが許容温度以下に低下したことを確認した上で電源をオフするようにしたので、その後の機関始動までの間に停止期間動作モードで可変動弁機構を動作させるときに、仮にロック通電状態になったとしても、電動モータや駆動回路が直ぐに過熱することはなく、それらの耐久信頼性が向上する。 According to the present invention, when the internal combustion engine is stopped, the temperature state of the electric motor or drive circuit of the variable valve mechanism is monitored, and after confirming that the temperature has dropped below the allowable temperature, the power is turned off. As a result, even if the variable valve mechanism is operated in the stop period operation mode until the engine start after that, even if the lock energization state is assumed, the electric motor and the drive circuit do not immediately overheat, Their durability and reliability are improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
−内燃機関の全体構成−
まず、図1を参照して、本発明を適用する内燃機関(以下、エンジンともいう)について説明する。この例のエンジン1は、車両に搭載される4気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロック1a内に形成された4つの気筒(図1には1気筒のみを示す)それぞれに、上下に往復動するようにピストン1cが収容されている。それら4つの気筒を取り囲むようにシリンダブロック1aにはウォータジャケットが形成され、エンジン冷却水の温度を検出するように水温センサ32が配置されている。
-Overall configuration of internal combustion engine-
First, an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The engine 1 of this example is a four-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle and reciprocates up and down in each of four cylinders (only one cylinder is shown in FIG. 1) formed in a
前記4つの気筒におけるピストン1cの往復運動はそれぞれ、コネクティングロッド16を介してクランクシャフト15の回転運動に変換される。クランクシャフト15は、トルクコンバータ(またはクラッチ)等を介して変速機(図示せず)に連結されており、エンジン1の出力を変速機を介して車両の駆動輪に伝達することができる。この変速機は、一例としてクラッチおよびブレーキ等の摩擦係合要素と遊星歯車機構とを用いた多段式の自動変速機であってもよいし、ベルト式無段変速機などであってもよい。
The reciprocating motion of the
また、クランクシャフト15には、エンジン1の始動時に起動されるスタータモータ10が連結可能になっており、このスタータモータ10によってクランクシャフト15を強制的に回転させる(クランキング)ことができる。クランクシャフト15にはシグナルロータ17が取り付けられており、その外周面には複数の歯(突起)17aが等角度毎に設けられるとともに、その歯17aの2枚分が欠落した欠歯部17bも設けられている。
A
前記シグナルロータ17の側方近傍には、クランク角を検出するクランクポジションセンサ31が配置されている。クランクポジションセンサ31は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト15が回転する際にシグナルロータ17の歯17aに対応するパルス状の信号を発生する。このクランクポジションセンサ31の出力信号からエンジン回転数を算出することができる。
A crank
さらに、クランクシャフト15を覆うようにシリンダブロック1aの下部には、潤滑油(エンジンオイル)を貯留するオイルパン18が設けられている。オイルパン18に貯留された潤滑油は、エンジン1の運転時にオイルポンプ(図示せず)によって汲み上げられ、ピストン1c、クランクシャフト15、コネクティングロッド16などエンジン各部の潤滑・冷却等に供される。この潤滑油の温度を検出するようにオイルパン18には油温センサ30が配設されている。
Further, an
一方、シリンダブロック1aの上端にはシリンダヘッド1bが締結されており、このシリンダヘッド1bによって上端を閉じられた各気筒毎に、ピストン1cの往復運動によって容積の変化する燃焼室1dが形成されている。この燃焼室1dに臨んでシリンダヘッド1bには各気筒毎に点火プラグ3が配置されており、これによる点火のタイミングはイグナイタ4によって調整される。イグナイタ4はECU(Electronic Control Unit)200によって制御される。
On the other hand, a
前記燃焼室1dには吸気通路11と排気通路12とがそれぞれ連通し、新気の吸入および燃焼ガスの排気を行うようになっている。吸気通路11の下流側(吸気流れの下流側)は吸気ポート11aおよびインテークマニホールド11bによって構成され、その上流側にはサージタンク11cが配設されている。また、吸気通路11には、吸気を濾過するエアクリーナ7、熱線式のエアフロメータ33、吸気温センサ34(一例としてエアフロメータ33に内蔵)、エンジン1の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ5などが配置されている。
An
本実施形態ではスロットルバルブ5は、サージタンク11cの上流側に設けられており、スロットルモータ6によって駆動される。スロットルバルブ5の開度はスロットル開度センサ35によって検出され、エンジン1の運転状態に応じた最適な吸入空気量となるようにECU200によってフィードバック制御される。
In the present embodiment, the
また、各気筒毎に吸気ポート11aにはインジェクタ2が配置されており、これらのインジェクタ2は共通のデリバリパイプ21を介して燃料供給系20に接続されている。一例として燃料供給系20は、デリバリパイプ21に接続された燃料供給管22、燃料ポンプ23および燃料タンク24などを備えている。インジェクタ2はECU200によって制御され、各気筒毎に所定のタイミングで燃料噴射が行われる。
In addition, an
そして、インジェクタ2から吸気ポート11a内に噴射された燃料は吸入空気と混合され、吸気バルブ13の開弁に伴い各気筒の吸気行程で燃焼室1dに導入される。この混合気は、気筒の圧縮行程の終盤に点火プラグ3によって点火されて燃焼・爆発し、高温高圧の燃焼ガスがピストン1cを押し下げた後に、排気バルブ14の開弁に伴い排気通路12に排出される。
The fuel injected from the
この排気通路12の上流側(排気流れの上流側)は排気ポート12aおよびエキゾーストマニホールド12bによって構成され、その下流側には三元触媒8が配置されている。三元触媒8は、排気通路12に排気された排気ガス中のCO、HCの酸化およびNOxの還元を行い、それらを無害なCO2、H2O、N2とすることで排気ガスを浄化する。
An upstream side of the exhaust passage 12 (upstream side of the exhaust flow) is constituted by an
三元触媒8の上流側の排気通路12には、例えば空燃比に対してリニアな特性を示すフロント空燃比センサ37が配置されており、下流側の排気通路12には、例えばラムダセンサからなるリアO2センサ38が配置されている。これらフロント空燃比センサ37およびリアO2センサ38の出力信号はECU200にフィードバックされて、空燃比の制御に供される。
For example, a front air-
前記のような燃焼室1dの吸気および排気は、吸気バルブ13および排気バルブ14の開閉動作によって行われる。すなわち、吸気ポート11aと燃焼室1dとの間には吸気バルブ13が設けられ、排気ポート12aと燃焼室1dとの間には排気バルブ14が設けられている。そして、タイミングチェーン等を介してクランクシャフト15により回転される吸気および排気の各カムシャフト25,26によって、吸気バルブ13および排気バルブ14がそれぞれ所定のタイミングで開閉される。
The intake and exhaust of the
より具体的には、吸気および排気の各カムシャフト25,26はそれぞれ、クランクシャフト15の1/2の回転速度で回転し、ピストン1cが2往復する間に1回転する。言い換えると、クランクシャフト15が2回転(720°回転)して、ピストン1cが吸気、圧縮、膨張および排気の各行程を行う間に、各カムカムシャフト25,26が1回転し、それぞれの気筒の吸気行程で吸気バルブ13を開き、排気行程で排気バルブ14を開くようになっている。
More specifically, each of the intake and
こうして回転する吸気カムシャフト25の近傍には、特定の気筒(例えば第1気筒)のピストン1cが圧縮上死点(TDC)に達したときにパルス状の信号を発生するように、カムポジションセンサ39が設けられている。カムポジションセンサ39は、前記のクランクポジションセンサ31と同様に電磁ピックアップからなり、吸気カムシャフト25のロータ外周の1個の歯(図示せず)が通過する際にパルス状の信号を出力する。
In the vicinity of the
また、本実施形態では吸気カムシャフト25に、以下に説明する電動式の可変動弁機構(以下、VVT40と略称する)が取り付けられている。これにより、クランクシャフト15の回転を基準とする吸気カムシャフト25の回転位相を連続的に変化させて、吸気バルブ13の開閉するタイミングを進角側、遅角側に連続的に変更することができる。例えば部分負荷の運転領域ではVVT40により吸気バルブ13の閉時期を遅角させることで、ポンピングロスを減らすことができる。
In the present embodiment, the
−VVTの構造−
図2〜4に示すように本実施形態では、吸気カムシャフト25の端部にVVT40(図1には示さず)が配設されている。なお、図2はVVT40の内部の構造を示す断面図であり、図3および図4はそれぞれ、図2のIII-III線およびIV-IV線における断面図である。排気カムシャフト26にも同様の可変動弁機構が配設されていてもよい。
-VVT structure-
As shown in FIGS. 2 to 4, in this embodiment, a VVT 40 (not shown in FIG. 1) is disposed at the end of the
図の例ではVVT40は、ECU200により制御される電動モータ42(以下、単にモータという)の回転トルクを利用してエンジン1の吸気バルブ13の動作時期、即ち吸気バルブタイミングを調整するようになっている。即ち、本実施形態の可変バルブタイミング機構40は、いわゆる電動式のバルブタイミング調整装置(MD−VVT:Motor Drive - Variable Valve Timing)として構成されている。
In the illustrated example, the
図2および図3に示すようにモータ42は、モータ軸44、軸受46、回転数センサ47、ステータ50等から構成される三相モータである。モータ軸44は二つの軸受46,46により支持されて軸線O周りに回転可能となっている。このモータ軸44には、径方向外側に突出する円形板状のロータ部45が固定され、このロータ部45の外周壁に複数の磁石45aが埋設されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、前記ロータ部45の近傍には、例えばホール素子からなり、各磁石45aの形成する磁界の強さを感知することにより、ロータ部45の回転数、即ちモータ軸44の回転数(以下、モータ回転数という)を検出する回転数センサ47が配設されている。
Further, in the vicinity of the
一方、ステータ50はモータ軸44の外周側に配設され、モータ軸44の軸線O周りに等間隔に並ぶ複数のコイルを備えている。コイルはコア51に巻線52を巻回してなり、図5を参照して後述するように、巻線52は三本を一組としてスター結線されて、非結線側の端子がモータ駆動回路100に接続されている。このモータ駆動回路100から巻線52に電流が流れると、モータ軸44の外周側に回転磁界が形成されて、回転トルクが発生する。
On the other hand, the
モータ駆動回路100の制御によってステータ50の複数のコイルが、図3の時計回り方向又は反時計回り方向の回転磁界をモータ軸44の外周側に形成する。時計回り方向の回転磁界が形成されると、ロータ部45の各磁石45aが順に吸引力と反発力とを受け、この時計回り方向の回転トルクがモータ軸44に付与される。反対に図3の反時計回り方向の回転磁界が形成されると、この反時計回り方向の回転トルクがモータ軸44に付与される。
Under the control of the
また、前記図2の他、図4にも示すようにVVT40は、位相変化機構60を備えている。この位相変化機構60は、スプロケット62、リングギア63、偏心軸64、遊星歯車65、出力軸66等を備えている。前記スプロケット62は出力軸66の外周側に同軸上に配設されており、出力軸66に対してモータ軸44と同じ軸線O周りに相対回転可能である。
Further, as shown in FIG. 4 in addition to FIG. 2, the
そして、クランクシャフト15の回転がチェーンなどによってスプロケット62に伝えられると、このスプロケット62がクランクシャフト15に対する回転位相を保ちつつ、軸線Oを中心として図4の時計回り方向に回転する。リングギア63は内歯車で構成されてスプロケット62の内周壁に同軸上に固定されており、スプロケット62と一体に回転する。
When the rotation of the
偏心軸64は、モータ軸44に連結固定されることにより軸線Oに対し偏心して配設されており、モータ軸44と一体に回転する。遊星歯車65は外歯車であり、リングギア63と噛み合うようにしてその内周側に遊星運動可能に配設されている。偏心軸64の外周壁に同軸上に支持されている遊星歯車65は、偏心軸64に対して偏心軸線P周りに相対回転可能になっている。
The
また、出力軸66は吸気カムシャフト25に同軸にボルト固定されており、モータ軸44と同じ軸線Oを中心として吸気カムシャフト25と一体に回転する。出力軸66には、軸線Oを中心とする円環板状の係合部67が形成されていて、この係合部67には軸線O周りに等間隔に複数の係合孔68が設けられている。これらの係合孔68と向き合うように遊星歯車65には、偏心軸線Pの周りに等間隔をあけて複数の係合突起69が設けられており、それぞれが軸66側に突出して対応する係合孔68に突入している。
The
このような構造のVVT40は、モータ軸44がスプロケット62に対して相対回転しないときには、クランクシャフト15の回転に伴い遊星歯車65が、リングギア63との噛合位置を保ちつつスプロケット62と一体に図4の時計回り方向に回転する。このとき、係合突起69が係合孔68の内周壁を回転方向に押圧するため、出力軸66はスプロケット62に対して相対回転することなく図4の時計回り方向に回転する。これにより、クランクシャフト15に対する吸気カムシャフト25の回転位相が保たれる。
In the
一方、モータ軸44がスプロケット62に対して図4の反時計回り方向に相対回転すると、遊星歯車65がその遊星運動により、偏心軸64に対して図4の時計回り方向へ相対回転しつつリングギア63との噛合位置を変化させる。このとき、係合突起69が係合孔68を回転方向に押圧する力が増大するため、出力軸66はスプロケット62に対して進角する。これにより、吸気カムシャフト25の回転位相が進角側に変化する。
On the other hand, when the
反対にモータ軸44がスプロケット62に対して図4の時計回り方向に相対回転すると、遊星歯車65がその遊星運動により、偏心軸64に対して図4の反時計回り方向へ相対回転しつつリングギア63との噛合位置を変化させる。このとき、係合突起69が係合孔68を反回転方向に押圧するようになるため、出力軸66はスプロケット62に対して遅角する。これにより、吸気カムシャフト25の回転位相が遅角側に変化する。
On the other hand, when the
−モータ駆動回路−
図5には、VVT40のモータ42の駆動制御を行うモータ駆動回路100の構成を示す。このモータ駆動回路100は、ECU200からの制御信号を受けて動作する。なお、図5ではモータ駆動回路100をモータ42の外部に位置するように示しているが、本実施形態ではモータ駆動回路100はモータ42のケース内に設置されて、エンジン1のシリンダヘッド1bの温度、即ちエンジン水温や潤滑油温の影響を受けるようになっている。
-Motor drive circuit-
FIG. 5 shows a configuration of a
図示のモータ駆動回路100は一例として、通電制御部102および検出部104を有している。通電制御部102は、三列のアーム105にそれぞれモータ42の非結線側の端子が接続されたブリッジ回路106を有している。このブリッジ回路106では、各アーム105の一端がバッテリ120からの電力供給線132に接続され、各アーム105の他端は接地されている。また、各アーム105においてモータ42の端子との接続点107を挟んだ両側には、MOS型トランジスタ等からなるスイッチング素子108が一つずつ、合計6個配設されている。
The illustrated
そして、ECU200からの制御信号を受けて通電制御部102のスイッチング素子108が高速でオン・オフ切換え動作することで、バッテリ120からモータ42への通電状態が制御されて、モータ42の回転トルクや回転数が制御される。すなわち、後述するようにエンジン1の運転状態に応じてECU200にて生成されたVVT40の制御信号が通電制御部102に入力され、この制御信号に応じて通電制御部102がモータ42を例えばデューティ制御するようになっている。
In response to the control signal from the
図5に示すブリッジ回路106の各アーム105において、電力供給線132が接続される接続点111とそれに直近のスイッチング素子108との間には負荷抵抗素子112が配設されており、この各負荷抵抗素子112の両端に接続された検出部104が、モータ42への通電量を表す各負荷抵抗素子112の電流値を検出する。検出部104はECU200に接続されており、前記の電流値、即ちモータ42への通電量を表す信号を送信する。
In each
なお、図5において符号130,140はメインリレーであって、それぞれモータ駆動回路100およびECU200の主制御部へのバッテリ120からの電力供給を導通または遮断(オン・オフ)するように配設されている。これらのメインリレー130,140はいずれもECU200の電源制御部からの制御信号を受けて、連動してオンまたはオフのいずれかの状態に切換えられる。
In FIG. 5,
−ECU−
図6にはECU200の構成を示す。なお、図6に示すのは主にエンジン1の運転制御を行う主制御部であって、電源制御部については示していない。図示のようにECU200は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203およびバックアップRAM204などを備えている。
-ECU-
FIG. 6 shows the configuration of the
ROM202は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU201は、ROM202に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM203は、CPU201での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM204は、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The
以上のCPU201、ROM202、RAM203およびバックアップRAM204は、バス207を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース205および出力インターフェース206と接続されている。
The
入力インターフェース205には、油温センサ30、クランクポジションセンサ31、水温センサ32、エアフロメータ33、吸気温センサ34、スロットル開度センサ35、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ36、フロント空燃比センサ37、リアO2センサ38、および、カムポジションセンサ39などの各種センサ類が接続されている。
The
また、入力インターフェース205には、VVT40の回転数センサ47(VVT回転数センサ)と、車両のメイン電源をオンオフするためのイグニッションスイッチ48と、車両の乗員によってエンジン1の始動に係る操作が行われるスタータスイッチ49と、VVT40のモータ駆動回路100の検出部104と、が接続されている。
In addition, the
一方、出力インターフェース206には、一例として各気筒毎のインジェクタ2、同じく各気筒毎の点火プラグ3のイグナイタ4、スロットルバルブ5のスロットルモータ6、スタータモータ10、および、吸気カムシャフト25のVVT40(そのモータ駆動回路100)などが接続されている。
On the other hand, in the
そして、ECU200は、前記した各種センサおよびスイッチからの信号に基づいて、インジェクタ2の駆動制御(燃料の噴射量および噴射時期の制御)、点火プラグ3による点火時期の制御、スロットルモータ6の駆動制御(スロットル開度の制御)、VVT40の動作制御(吸気バルブ13の位相制御)などを含むエンジン1の各種制御を実行する。
The
例えばVVT40の動作制御としてECU200は、クランクポジションセンサ31およびカムポジションセンサ39からの信号に基づいて、バルブタイミングを保持するのか変化させるのかを決定する。この決定は、スロットル開度、潤滑油温、クランク回転数の各検出値又はカム回転数等のエンジン運転状態から設定した目標の回転位相と、クランク回転数の検出値およびカム回転数から割り出した実際の回転位相とを比較することにより行う。
For example, as an operation control of the
すなわち、バルブタイミングを保持するときにECU200は、VVT40のモータ42の回転数の目標変化量(目標の回転位相に実際の回転位相を一致させるのに必要な位相変化速度に対応)を実質的に0とする。一方、バルブタイミングを変化させるときには、吸気カムシャフト25の目標の回転位相と実際の回転位相とを比較して位相差を算出し、その算出した位相差からモータ回転数の目標変化量を設定する。
That is, when maintaining the valve timing, the
一例としてECU200には、エンジン1の運転状態に応じて目標の回転位相と実際の回転位相との位相差と、モータ回転数の目標変化量との相関関係(テーブル)が予め実験などにより適合されて記憶されており、その相関関係に従って目標変化量を求めることができる。そうして設定された目標変化量に対応する制御信号がECU200からモータ駆動回路100に送信される。
As an example, a correlation (table) between the phase difference between the target rotational phase and the actual rotational phase and the target amount of change in the motor rotational speed is adapted to the
この制御信号を受信したモータ駆動回路100によって前記のようにモータ42への電力供給が制御され、その回転トルクや回転速度が制御されることにより、当該モータ42の回転数が変更されて、その実際の回転位相が目標の回転位相に近づくようになる。これにより、吸気バルブ13の動作時期(吸気バルブタイミング)がエンジン1の運転状態に応じて好適に制御される。
The
そのようなエンジン1の運転中のVVT制御に加えて、本実施形態のECU200は、下記のようにエンジン1の停止からその後の始動までの間(エンジン停止期間)においてもVVT40の動作を制御する、停止期間動作モードを備えている。こうしてECU200により実行される以下のVVT制御に係るプログラムによって、本発明の内燃機関の制御装置が実現される。
In addition to such VVT control during operation of the engine 1, the
−停止期間動作モード−
停止期間動作モードでは、例えばイグニッションスイッチ48のオフ操作に応じてエンジン1への燃料供給および点火を停止した後に、慣性によってクランクシャフト15が2〜3回転する間、VVT40を動作させてエンジン始動に適した吸気バルブタイミングに変更することがある。また、イグニッションスイッチ48のオン操作に応じて、VVT40を動作させることもある。
-Stop period operation mode-
In the stop period operation mode, for example, after the fuel supply to the engine 1 and the ignition are stopped in response to the turning-off operation of the
このようにイグニッションスイッチ48のオン操作に応じて、VVT40を動作させるようにした場合、その動作開始時点で既にモータ42やモータ駆動回路100の温度が高いことがあり、このときにロック通電などが起きるとモータ42のコイルや駆動回路100のスイッチング素子108が過熱して、耐久信頼性の損なわれるおそれがあった。
As described above, when the
すなわち、エンジン1の運転中は、その運転状態に適した吸気バルブタイミングとなるようにモータ42によってVVT40が動作されるので、モータ42は概ね常時、通電状態になっており、そのコイルや駆動回路100のスイッチング素子108は、設計上の一定温度(例えば100〜120℃くらい)に保たれる。
That is, while the engine 1 is in operation, the
この状態で、前記のようにイグニッションスイッチ48のオフ操作に応じてエンジン1の運転を停止させるとともに、直ちにメインリレー130,140をオフすると、モータ42への通電が停止されて、そのコイルや駆動回路100のスイッチング素子108の温度が前記の一定温度から徐々に低下してゆく。但し、一旦、オフ操作されたイグニッションスイッチ48が直ぐにオン操作されることもある。
In this state, as described above, the operation of the engine 1 is stopped in response to the turning-off operation of the
こうして直ぐにイグニッションスイッチ48がオン操作されたときに、VVT40も動作させることがあり、このときに位相変化機構60への異物の混入などによってモータ42に大きな負荷がかかり、コイル(巻線52)の発熱が大きくなると、短時間で過熱状態に陥る可能性がある。また、モータ42が回転しなくなって(モータロック)、一相通電となる2個のスイッチング素子108の温度が急速に上昇し、過熱状態に陥る可能性もある。
When the
このようなモータ42やスイッチング素子108の過熱を防止するために、本実施形態では、エンジン1を停止させる際にモータ42やモータ駆動回路100の温度状態を推定し、この推定温度が許容温度以下に低下するまではメインリレー130,140をオン状態に保持するようにした。また、停止期間動作モードでVVT40を動作させるときには、推定温度の上昇に応じてモータ42への通電を制限し、必要に応じて禁止するようにした。
In order to prevent such overheating of the
以下、図7のフローチャートを参照して停止期間動作モードでのVVT制御の手順を具体的に説明する。このフローはイグニッションスイッチ48がオン状態であるときに、一定の時間間隔でECU200により繰り返し実行される。
Hereinafter, the procedure of VVT control in the stop period operation mode will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. This flow is repeatedly executed by the
まず、スタート後のステップS1においてECU200は、VVT作動要求があるか否か判定する。これは、VVT40のモータ回転数の目標変化量によって判定し、目標変化量が零でなければ肯定判定(YES)して後述のステップS6に進む一方、目標変化量が零であれば否定判定(NO)してステップS2に進み、今度はイグニッションスイッチ48がオフ操作されたか否か(IG−OFF要求あり?)判定する。
First, in step S1 after the start, the
言い換えると、IG−OFF要求の有無の判定は、VVT作動要求のあるときには行われないので、VVT40の動作中にはイグニッションスイッチ48がオフ操作されたとしても、そのことは判定されず、メインリレー130,140はオン状態に保たれる。
In other words, since the determination of the presence or absence of the IG-OFF request is not performed when there is a VVT operation request, even if the
そして、IG−OFF要求について否定判定(NO)されればリターンする一方、IG−OFF要求ありと肯定判定されれば(YES)ステップS3に進み、電動モータ42のコイル(巻線52)やモータ駆動回路100のスイッチング素子108など、所定部品の推定温度Tが許容温度Taよりも高いか否か判定する。この許容温度Taは、モータ42の通常の動作中における設計上の一定温度に比べて十分に低下した温度(例えば30〜40℃くらい)に設定されている。
If a negative determination (NO) is made for the IG-OFF request, the process returns. On the other hand, if an affirmative determination is made that there is an IG-OFF request (YES), the process proceeds to step S3, and the coil (winding 52) of the
また、前記所定部品(巻線52やスイッチング素子108など)の温度の推定については、モータ42の通常の動作中は前記設計上の一定温度になると考えられるので、モータロックの際の一相通電による温度上昇を考慮して、例えば通電状態であるにも関わらず、モータ42が回転していないときに、その通電量および通電時間に比例して温度が上昇する、として推定することができる。
In addition, regarding the estimation of the temperature of the predetermined component (winding 52, switching
すなわち、前記のようにIG−OFFの肯定判定に応じてモータ42への通電を停止する場合、所定部品の推定温度Tは、時間の経過とともに前記設計上の一定温度から徐々に低下してゆく。なお、VVT40がシリンダヘッド1dに配設され、そのモータ42のケース内にモータ駆動回路100が設置されていることから、推定温度Tにはエンジン水温や潤滑油温の影響も考慮することが好ましい。
That is, when the energization to the
そうして推定した所定部品の温度(推定温度T)が許容温度Taよりも高くて肯定判定(YES)であれば、ステップS4においてメインリレーON要求を出し、メインリレー130,140をオン状態に保持してリターンする。つまり、IG−OFFの要求を受けてエンジン1の運転を停止させるときに、VVT40やモータ駆動回路100の所定部品の推定温度Tが十分に低下するまで、ECU200への電力供給を継続する。
If the estimated temperature of the predetermined part (estimated temperature T) is higher than the allowable temperature Ta and the determination is affirmative (YES), a main relay ON request is issued in step S4, and the
その後、前記のように時間の経過とともに推定温度Tが低下して許容温度Ta以下になれば、前記ステップS3において否定判定(NO)されてステップS5に進み、この時点での推定温度Tと、それ以外にも前記所定部品の温度に影響を及ぼし得るエンジン水温、潤滑油温、外気温など(温度状態量)とをECU200のバックアップRAM204に記憶して、リターンする。
Thereafter, if the estimated temperature T decreases as the time elapses and becomes equal to or lower than the allowable temperature Ta as described above, a negative determination (NO) is made in step S3 and the process proceeds to step S5, and the estimated temperature T at this time point, In addition, the engine water temperature, the lubricating oil temperature, the outside air temperature and the like (temperature state quantity) that can affect the temperature of the predetermined part are stored in the
なお、メインリレー130,140のオン・オフは、バッテリ120から常時、電力供給を受けているECU200の電源制御部によって行われ、この電源制御部には、例えばスロットル制御ルーチンなど、VVT制御以外のルーチンからのメインリレーON要求も入力されることがある。よって、前記ステップS5のようにVVT制御ルーチンのメインリレーON要求が出されない場合、それ以外の制御ルーチンからもメインリレーON要求が出されなければ、メインリレー130,140はオフされる。
The
一方、前記したステップS1においてVVT作動要求があると肯定判定して(YES)進んだステップS6では、前記所定部品の推定温度Tが第1の設定温度Tb以下であるか否か判定する。すなわち、例えば前記のようにエンジン1の運転を停止させた後に、イグニッションスイッチ48がオン操作されたとき、VVT40のモータ回転数の目標変化量が零でなければ停止期間動作モードでVVT40を動作させことになるが、このときにもモータ42やモータ駆動回路100の温度状態を推定する。
On the other hand, in step S6, which is affirmatively determined that there is a VVT operation request in step S1 described above (YES), it is determined whether or not the estimated temperature T of the predetermined component is equal to or lower than a first set temperature Tb. That is, for example, when the
このときには、前記ステップS5でバックアップRAM204に記憶したエンジン停止時の推定温度Tとエンジン水温、潤滑油温、外気温などのデータと、現時点で油温センサ30、水温センサ32、吸気温センサ34などにより検出された温度のデータとに基づいて、前記所定部品(巻線52やスイッチング素子108など)の温度の初期値を設定し、その後のモータ42の通電および動作状態に基づいて推定温度Tを求めることができる。
At this time, the estimated engine temperature T, the engine water temperature, the lubricating oil temperature, the outside air temperature, etc. stored in the
そして、推定温度Tが第1の設定温度Tb以下で肯定判定(YES)すれば、モータ42に対する通常の通電制御を行って(ステップS7)、目標変化量が零に近づくようにVVT40を進角または遅角動作させる。つまり、前記所定部品の温度が第1設定温度Tb未満であれば通常通り停止期間動作モードでVVT40を動作させることができる。
If the estimated temperature T is equal to or lower than the first set temperature Tb (YES), normal energization control for the
これに対し推定温度Tが第1の設定温度Tbよりも高くなっていて、否定判定(NO)すればステップS8に進んで、前記推定温度Tが第1の設定温度Tbよりも高い第2の設定温度Tc以下か否か判定する。これが肯定判定(YES)であれば、モータ42に対する通電量を制限してその発熱を抑えながら(ステップS9)、VVT40を進角または遅角動作させる。
On the other hand, if the estimated temperature T is higher than the first set temperature Tb and a negative determination (NO) is made, the process proceeds to step S8, where the estimated temperature T is higher than the first set temperature Tb. It is determined whether or not the temperature is lower than the set temperature Tc. If this is an affirmative determination (YES), the
一方、推定温度Tが第2の設定温度Tcよりも高くなっていれば(ステップS8で肯定判定(YES))、過熱するおそれがあるので、モータ42に対する通電を禁止して(ステップS10)、それ以上の温度上昇を阻止する。また、こうしてモータ42への通電を禁止したことによって誤診断が起きないように、VVT40、モータ42およびモータ制御回路100の故障診断を禁止して(ステップS11)、リターンする。
On the other hand, if the estimated temperature T is higher than the second set temperature Tc (Yes in Step S8), the
―本実施形態の作用効果―
以上のようなVVT40の制御によって、エンジン1の運転を停止させるとき、およびその後に始動するときにそれぞれVVT40のモータ42がどのように動作され、そのコイル(巻線52)やモータ制御回路100のスイッチング素子108など、所定部品の温度がどのように変化するか、図8および図9を参照して説明する。
-Functional effects of this embodiment-
By controlling the
まず、図8に示すエンジン1の停止時には、イグニッションスイッチ48(IG)がオフ操作されて(時刻t1)、ECU200がエンジン1への燃料供給および点火を停止した後も、VVT40のモータ回転数の目標変化量が零になっていないので、VVT40の動作が継続する(停止期間動作モード)。このためIG−OFF要求の判定が行われず、モータ42への通電が継続されて、その回転に伴いVVT40の回転数センサ47からのパルス信号(モータパルス)が入力する。また、推定温度Tは概ね設計上の一定温度に維持される。
First, when the engine 1 shown in FIG. 8 is stopped, the ignition switch 48 (IG) is turned off (time t1), and even after the
こうしてVVT40が動作して吸気バルブタイミングが変更され、モータ42の目標変化量が零になると、モータ42への通電が停止され(時刻t2)、モータ42の回転も停止する。そして、この通電の停止から徐々に推定温度Tが低下してゆくが、推定温度Tが許容温度Taよりも高い間はメインリレー130,140はオン状態に保持される。
When the
時刻t3において推定温度Tが許容温度Ta以下になると、メインリレー130,140が連動してオフされ、モータ制御回路100やECU200(主制御部)への電力供給が停止される。つまり、VVT40のモータ42やモータ制御回路100の温度が十分に低下した後に、ECU200の電源がオフされる。また、こうして電源をオフする前に推定温度Tなどの温度データがECU200に記憶されている。
When the estimated temperature T becomes equal to or lower than the allowable temperature Ta at time t3, the
一方、エンジン始動時には図9に示すように、イグニッションスイッチ48がオン操作されて、ECU200の電源制御部によりメインリレー130,140が連動してオンされると(時刻t4)、ECU200(主制御部)およびVVT40のモータ制御回路100への電力供給が開始される。このとき、VVT40のモータ42の目標変化量が零でなければ、停止期間動作モードでのVVT制御が開始され、モータ42への通電が始まるとともに、このモータ42の回転に伴いVVT40の回転数センサ47からパルス信号(モータパルス)が入力する。また、モータ42への通電開始に伴い推定温度Tが上昇し始める。
On the other hand, when the engine is started, as shown in FIG. 9, when the
こうしてVVT40の動作制御を開始したとき、例えば位相変化機構60に異物が混入していて、モータ42に過大な負荷がかかると、コイル(巻線52)の発熱が増大することになる。そして、モータ42の回転が停止してしまうと(時刻t5)、モータ制御回路100において一相通電となる2個のスイッチング素子108の温度が急速に上昇する。
Thus, when the operation control of the
こうしてモータ42の回転が停止すると、モータパルスが途絶えることによって推定温度Tも急上昇し、それが第1の設定温度Tbを越えると(時刻t6)、まず、モータ42への通電量が制限されることにより、そのコイル(巻線52)やモータ制御回路100のスイッチング素子108の発熱が抑制されて、その温度上昇が鈍化する。よって、それら所定部品の過熱の防止が図られる。
When the rotation of the
図の例では、前記のような通電量の制限によってもコイル(巻線52)やスイッチング素子108の温度上昇が止まらない状況を示しており、この場合は推定温度Tもさらに上昇して第2の設定温度Tcを越えることになる(時刻t7)。この推定温度Tの上昇に応じてモータ42への通電が禁止され、その後はコイル(巻線52)やスイッチング素子108の温度が下降に向かうようになる。つまり、それら所定部品の過熱をより確実に防止することができる。
The example in the figure shows a situation where the temperature rise of the coil (winding 52) and the
したがって、本実施形態のエンジン制御装置によると、電動式のVVT40のモータ42やモータ駆動回路100のスイッチング素子108等、過熱の懸念される所定部品の温度を推定し、エンジン1の運転を停止させる際に推定温度Tが許容温度Ta以下に低下したことを確認してから電源をオフするようにしたので、その後のエンジン始動までの間にVVT40を動作させる停止期間動作モードにおいて仮にロック通電などが発生したとしても、モータ42やモータ駆動回路100が直ぐに過熱状態に陥ることがなく、それらの耐久信頼性を向上できる。
Therefore, according to the engine control apparatus of the present embodiment, the temperature of a predetermined component such as the
また、前記停止期間動作モードにおいてVVT40のモータ42を制御するときには、前記所定部品の推定温度Tが第1の設定温度Tb以上になれば、モータ42への通電量を制限することにより、該モータ42やモータ制御回路100の温度上昇を抑制して、その過熱を防止できる。
Further, when the
さらに、前記推定温度Tが第1の設定温度Tbよりも高い第2の設定温度Tc以上になれば、モータ42への通電を禁止することによって、該モータ42やモータ制御回路100の過熱をより確実に防止することができる。この際、併せてVVT40やモータ42およびモータ駆動回路100の故障診断を禁止することによって、誤診断の発生を防止することができる。
Further, when the estimated temperature T becomes equal to or higher than the second set temperature Tc higher than the first set temperature Tb, the
−他の実施形態−
前記の実施形態では図7のフローチャートに示すように、VVT作動要求のないときにIG−OFF要求の有無を判定するようにしており、VVT40の動作中はイグニッションスイッチ48がオフ操作されても、直ちにIG−OFF要求ありと判定されることはないが、これに限らず、VVT40の動作中でもIG−OFF要求の有無を判定するようにしてもよい。
-Other embodiments-
In the above embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 7, it is determined whether or not there is an IG-OFF request when there is no VVT operation request, and even if the
また、ECU200への電源オフ要求の有無をイグニッションスイッチ48からの信号だけでなく、それ以外の他のスイッチやセンサからの信号に基づいて判定するようにしてもよい。
Further, whether or not there is a power-off request to the
また、IG−OFF要求ありと判定すれば直ちにVVT40のモータ42への通電を停止するようにしてもよい。こうすれば、そのモータ42のコイル(巻線52)やモータ駆動回路100のスイッチング素子108など所定部品の温度を速やかに低下させ、メインリレー130,140をオフすることができる。
If it is determined that there is an IG-OFF request, the energization of the
さらに、モータ42やモータ制御回路100の所定部品の温度の推定について、前記実施形態では主にモータロックに起因する温度上昇に着目して、モータ42への通電量とその回転状態により温度を推定するようにしているが、それらの温度を温度センサなどによって検出するようにしてもよい。
Further, regarding the estimation of the temperatures of the predetermined parts of the
また、前記した実施形態では、本発明をポート噴射式のエンジン1のVVT40に適用した例について説明したが、本発明はこれに限ることなく、筒内直噴式のエンジンにも適用可能であるし、ポート噴射および筒内噴射の両方の燃料噴射弁を備えたエンジンにも適用可能である。また、本発明は、エンジン1がいわゆるハイブリッド車両に搭載されている場合にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the
本発明は、内燃機関(エンジン)の可変動弁機構を動作させる電動モータやその駆動回路の過熱を防止して、耐久信頼性を向上できるものであり、比較的運転、停止の頻度が高い乗用車等に搭載する場合に特に有効なものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can prevent overheating of an electric motor that operates a variable valve mechanism of an internal combustion engine (engine) and its drive circuit, and can improve durability and reliability, and is a passenger vehicle that is relatively frequently operated and stopped. It is particularly effective when mounted on the like.
1 エンジン(内燃機関)
13 吸気バルブ(吸気弁)
14 排気バルブ(排気弁)
40 VVT(可変動弁機構)
42 電動モータ
52 コイルの巻線(所定部品)
100 モータ駆動回路(電動モータの駆動回路)
108 スイッチング素子(所定部品)
200 ECU(制御手段)
1 engine (internal combustion engine)
13 Intake valve (intake valve)
14 Exhaust valve (exhaust valve)
40 VVT (Variable valve mechanism)
42
100 Motor drive circuit (drive circuit for electric motor)
108 Switching elements (predetermined parts)
200 ECU (control means)
Claims (8)
前記可変動弁機構が電動モータによって駆動されるものであり、
前記内燃機関の停止からその後の始動までの間の停止期間において、前記電動モータにより前記可変動弁機構を駆動する、停止期間動作モードを有する制御手段を備え、
前記制御手段は、電源オフ要求があると判定したときでも、前記電動モータおよびその駆動回路の所定部品の温度が許容温度以下になるまでは、電源オン状態を継続する構成とした、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism capable of changing an operation timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve,
The variable valve mechanism is driven by an electric motor;
A control means having a stop period operation mode for driving the variable valve mechanism by the electric motor in a stop period between the stop of the internal combustion engine and a subsequent start;
Even when it is determined that there is a power-off request, the control means is configured to continue the power-on state until the temperature of the predetermined parts of the electric motor and its drive circuit is below an allowable temperature. A control device for an internal combustion engine.
前記制御手段は、前記停止期間動作モードで電動モータを制御するときに、前記所定部品の温度が第1の設定温度以上であれば、前記電動モータへの通電量を制限する、内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control unit controls the internal combustion engine to limit an energization amount to the electric motor if the temperature of the predetermined component is equal to or higher than a first set temperature when the electric motor is controlled in the stop period operation mode. apparatus.
前記制御手段は、前記停止期間動作モードで電動モータを制御するときに、前記所定部品の温度が第1の設定温度よりも高い第2の設定温度以上であれば、前記電動モータへの通電を禁止する、内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
When the temperature of the predetermined component is equal to or higher than a second set temperature higher than the first set temperature when controlling the electric motor in the stop period operation mode, the control means energizes the electric motor. Control device for internal combustion engine prohibited.
前記制御手段は、前記所定部品の温度が第2の設定温度以上であって、前記電動モータへの通電を禁止するときには、併せて前記可変動弁機構、電動モータおよびその駆動回路の故障診断も禁止する、内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
When the temperature of the predetermined component is equal to or higher than a second set temperature and the energization of the electric motor is prohibited, the control means also performs fault diagnosis of the variable valve mechanism, the electric motor, and a drive circuit thereof. Control device for internal combustion engine prohibited.
前記制御手段は、前記停止期間動作モードで電動モータを制御しているときには、前記電源オフ要求の有無を判定しない、内燃機関の制御装置。 In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The control device of the internal combustion engine, wherein the control means does not determine the presence or absence of the power-off request when controlling the electric motor in the stop period operation mode.
前記制御手段は、前記電源オフ要求があると判定してから前記所定部品の温度が設定温度以下になるまでの間、前記電動モータへの通電を禁止する、内燃機関の制御装置。 In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The control device of the internal combustion engine, which prohibits energization of the electric motor from when it is determined that the power-off request is made until the temperature of the predetermined part becomes equal to or lower than a set temperature.
前記制御手段は、少なくとも前記電動モータの通電状態およびその回転状態に基づいて前記所定部品の温度を推定する、内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
The control device of the internal combustion engine, wherein the control means estimates the temperature of the predetermined component based on at least an energization state and a rotation state of the electric motor.
前記制御手段は、前記所定部品の温度が許容温度以下になって電源オフ状態にする際に、当該所定部品の温度と、この温度に影響を及ぼす所定の温度状態量とを記憶する、内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The control means stores the temperature of the predetermined component and a predetermined temperature state quantity that affects the temperature when the temperature of the predetermined component is lower than an allowable temperature and the power is turned off. Control device.
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