JP2004239209A - Valve timing control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じてそのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
こうしたバルブタイミング制御装置にあっては、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより、同カムシャフトにより開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更するようにしている。こうしたバルブタイミング制御装置の一例としては、ベーン式のバルブタイミング制御装置がある。このベーン式のバルブタイミング制御装置は、例えばクランクシャフトに駆動連結されたハウジングと、同ハウジング内に回動可能に配設され、ハウジング内を進角圧力室と遅角圧力室とに区画するとともにカムシャフトに連結されるベーン体とを備えている。そして、進角圧力室または遅角圧力室に作動油が供給されることにより、ハウジングとベーン体が相対回動し、最終的にクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相、すなわちバルブタイミングが変更される。また、バルブタイミングを保持する場合には、進角圧力室及び遅角圧力室に対する作動油の供給及び排出が停止され、各圧力室における作動油の圧力が等しくされる。
【0003】
ところで、機関始動時には、オイルポンプによって十分な量の作動油を供給することができないために、上記各圧力室に供給される作動油の圧力は通常運転時と比較して低くなる。ここで、ベーン体には、カムシャフトがバルブを開閉駆動する際に生じる反力トルクが作用するため、このように作動油の圧力が低くなる状況では、ベーン体が反力トルクの変化に応じて回動してしまい、バルブタイミングを一定に維持することが困難になる。また、ベーン体がハウジングの内壁に衝突し、打音が発生する場合もある。
【0004】
そこで、近年のベーン式のバルブタイミング制御装置には、機関始動時においてハウジングとベーン体との相対回動を規制するロック機構を備えるものが多い。このロック機構は、例えばベーン体に摺動可能に配設されたロックピンと、ハウジングの内壁に設けられ、ロックピンの先端部が挿入されるロック穴とを備えて構成されている。そして、作動油の圧力が低下している機関停止時等には、ロックピンの先端部がロック穴に挿入される。これによりハウジングとベーン体との相対回動が規制される。
【0005】
また、このロック機構には、ロック解除用の圧力室が設けられており、この圧力室にはロックピンをロック穴から離脱させる方向に押圧する圧力が上記各圧力室から導入される。
【0006】
そして、機関始動後に、オイルポンプによる十分な作動油の供給が可能となり、上記各圧力室のうちの少なくとも一方の圧力が十分に高まると、ロック解除用の圧力室の圧力も高まり、ロックピンがロック穴から離脱してハウジングとベーン体との相対回動の規制が解除される。こうして相対回動の規制が解除されると、ハウジングとベーン体との相対回動が可能となり、遅角圧力室と進角圧力室との圧力調整に基づいてバルブタイミングの変更が行われるようになる。
【0007】
ここで、ロックピンの解除は作動油の油圧により行われるため、油圧の状態によっては、ロック機構に誤作動が生じるおそれがある。例えば、機関始動時には、オイルポンプが停止状態から起動することにより、一時的にポンプ吐出圧が急上昇してロックピンが強制的に解除されてしまうおそれがある。そこで特許文献1に記載の装置では、機関始動時において、各圧力室の双方への作動油供給を遮断することにより、一時的なポンプ吐出圧の急上昇に起因するロック機構の誤作動を抑えるようにしている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−41012号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロック機構の誤作動は上述したようなものだけではなく、例えば、次のようなものもある。すなわち、各圧力室からの作動油の漏洩に起因してそれら圧力室の圧力が低下した時や機関始動時などのように作動油の油圧が低い状態において、バルブタイミングを変更しようとすると、ロックピンの解除がなされる前にハウジングとベーン体との相対回動が開始されてしまう場合がある。この場合には、ロックピンがロック穴の側壁などに押し付けられるなどして、ロックが解除されなくなり、バルブタイミング装置の作動不良を引き起こすおそれがある。上記従来の装置ではこのような不具合に対して対処することができず、この点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。
【0010】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロック機構を備える可変バルブタイミング機構にあって、ロックの解除不全の発生を好適に抑制することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項1に記載の発明は、相対回動することにより内燃機関のバルブタイミングを変更可能な第1及び第2の回転体と、同第1の回転体に対する前記第2の回転体の回転位相を変更するための作動流体が供給される第1及び第2の圧力室と、前記第1及び第2の回転体のバルブタイミング最大制御位置に対応した所定回転位相においてこれら回転体の相対回動を規制すると共に、前記第1及び第2の圧力室に供給される流体圧に基づき同規制を解除するロック機構とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記ロック機構による前記所定回転位相からの位相変更に際して、前記第1及び第2の圧力室のうち、前記バルブタイミング最大制御位置を維持する側の一方の圧力室に対し、同圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定される所定時間が経過するまで作動流体を供給した後に、他方の圧力室に作動流体を供給することをその要旨とする。
【0012】
同構成によれば、第1及び第2の回転体のロック機構による相対回動の規制が行われるバルブタイミング最大制御位置からの位相変更に先立ち、当該制御位置を維持する側の圧力室、すなわち回転位相を変更しようとする方向とは逆方向に相対回動させる側の圧力室である一方の圧力室に対して作動流体が所定時間供給されるようになる。これにより位相変更に先立って、ロック機構にある程度の流体圧が付与されるようになる。そして、位相変更が行われると、この予圧に加え、他方の圧力室の流体圧もロック機構に作用するようになる。従って、ロック機構による相対回動の規制が速やかに解除されるようになる。ここで、前記一方の圧力室に流体圧を供給する所定時間を、同圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定するようにしている。従って、ロック機構の解除に必要な予圧を十分に付与するための時間を好適に設定することができ、ロックの解除不全の発生を好適に抑制することができるようになる。
【0013】
更に、位相変更に先立ち、制御位置を維持する側の圧力室に作動流体が供給されるため、位相変更が開始されてからの第1及び第2の回転体の相対回動動作も緩やかになり、ロック機構の解除時間も確保しやすくなる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、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において、前記圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータは作動流体の粘度あるいはその相関値であることをその要旨とする。
【0015】
上記最大制御位置を維持する側の圧力室に作動流体が供給されると、同圧力室内の流体圧は上昇するようになる。このときの流体圧上昇の態様は作動流体の粘度によって変化する。そこで、上記請求項2に記載の構成では、前記一方の圧力室に作動流体を供給する時間を、作動流体の粘度あるいはその相関値に基づいて可変設定するようにしている。従って、位相変更に先立って行われる前記一方の圧力室への作動流体の供給時間を好適に設定することができ、位相変更が開始されるまでの待機時間を好適に設定することができるようになる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、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において、前記作動流体の粘度あるいはその相関値が所定値以上の場合には、同粘度の増加に伴って前記所定時間は増大するように設定されることをその要旨とする。
【0017】
同構成によれば、作動流体の粘度が所定値以上に増加して、その流動性が低下し、前記一方の圧力室への作動流体の単位時間当たりの供給量が減少するほど、同圧力室に作動流体を供給する時間が長くされる。従って、作動流体の粘度の変化に対応して確実に前記一方の圧力室内の流体圧を高めることができ、ロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記作動流体の粘度あるいはその相関値が所定値以下の場合には、同粘度の低下に伴って前記所定時間は増大するように設定されることをその要旨とする。
【0019】
一般に、作動流体の粘度が低下するほど、流路内の流体圧は低下する。そこで、上記請求項4に記載の構成では、作動流体の粘度が所定値以下に低下して、流路回路内の流体圧が低下するほど、前記一方圧力室に作動流体を供給する時間を長くするようにしている。すなわち、流体圧の低下に伴って、より多くの作動流体が前記一方の圧力室に供給されるようにしている。従って、作動流体の粘度の変化に対応して確実に前記一方の圧力室内の流体圧を高めることができ、ロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、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において、前記圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータとは、機関始動前の機関停止時間であることをその要旨とする。
【0021】
内燃機関の運転が停止されると、上記第1及び第2の圧力室に作動流体を供給するポンプも停止される。そのため、機関停止中には徐々に第1及び第2の圧力室内の流体圧が低下し、機関始動時おいてロック機構を解除する際の流体圧が不足するようになる。そこで、上記請求項5に記載の構成では、前記一方の圧力室に作動流体を供給する時間を、機関始動前の機関停止時間に基づいて可変設定するようにしている。従って、位相変更に先立って行われる前記一方の圧力室への作動流体の供給時間を好適に設定することができ、位相変更が開始されるまでの待機時間を好適に設定することができるようになる。
【0022】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記所定時間は、前記機関停止時間が長くなるほど長く設定されることをその要旨とする。
【0023】
上述したように、内燃機関の運転が停止されると、上記第1及び第2の圧力室に作動流体を供給するポンプも停止されるため、機関停止中には徐々に第1及び第2の圧力室内の流体圧が低下し、機関始動時おいてロック機構を解除する際の流体圧が不足するようになる。そこで、上記請求項6に記載の構成では、機関停止時間が長くなるほど、前記一方の圧力室に作動流体を供給する時間を長くするようにしている。従って、機関停止時間内に低下した流体圧を確実に高めることができ、もってロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0024】
請求項7に記載に発明は、相対回動することにより内燃機関のバルブタイミングを変更可能な第1及び第2の回転体と、同第1の回転体に対する前記第2の回転体の回転位相を変更するための作動流体が供給される第1及び第2の圧力室と、前記第1及び第2の回転体のバルブタイミング最大制御位置に対応した回転位相においてこれら回転体の相対回動を規制すると共に、前記第1及び第2の圧力室の少なくとも一方に供給される流体圧に基づき同規制を解除するロック機構と、作動流体を前記第1及び第2の圧力室に供給するポンプの吐出圧を検出する圧力センサとを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記圧力センサの検出値が、前記作動流体の粘度あるいはその相関値に基づいて設定される許容圧力以上になるまで、前記第1及び第2の圧力室のうち、前記バルブタイミング最大制御位置を維持する側の一方の圧力室に対し作動流体を供給した後に、他方の圧力室に作動流体を供給することをその要旨とする。
【0025】
同構成では、圧力センサによって検出されるポンプの吐出圧が、許容圧力以上になるまでの間、前記一方の圧力室に対し作動流体を供給するようにしている。ここで、前記一方の圧力室に作動流体が供給される際に圧力センサによって検出されるポンプの吐出圧と、同圧力室内の流体圧とは、作動流体の粘度によって異なるようになる。そこで、上記請求項7に記載の構成では、この作動流体の粘度あるいはその相関値に基づいて上記許容圧力を設定するようにしている。従って、この許容圧力は上記の流体圧差に対応した好適な値が設定され、位相変更に先立って行われる上記圧力室への作動流体の供給を好適に実施することができる。その結果、ロックの解除不全の発生を好適に抑制することができるようになる。
【0026】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記許容圧力は、前記作動流体の粘度あるいはその相関値の増大に伴って高く設定されることをその要旨とする。
【0027】
作動流体の粘度が高くなるほど、流路内の流体圧は上昇するが、その流動性も低下するため、上記制御位置を維持する側の圧力室内の流体圧と、上記圧力センサで検出された流体圧との差が大きくなる。そこで、上記請求項8に記載の構成では、前記作動流体の粘度あるいはその相関値の増大に伴って前記許容圧力を高めるようにしている。そのため、粘度の増加に伴って流動性が低下する状況にあってもより高い圧力で、いわば強制的に上記圧力室に作動流体が供給されるため、確実に上記圧力室内の流体圧を高めることができ、もってロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0028】
請求項9に記載の発明は、請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記相関値は作動流体の温度であることをその要旨とする。
【0029】
作動流体の粘度は、その流体温度が高くなるほど低下する傾向にある。このような傾向に着目した上記請求項9に記載の構成によれば、作動流体の温度に基づいてその粘度を推定することができ、上記請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の作用効果が得られるようになる。
【0030】
請求項10に記載の発明は、請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記相関値は冷却水温であることをその要旨とする。
【0031】
作動流体の粘度は、内燃機関の冷却水温が高くなるほど低下する傾向にある。このような傾向に着目した上記請求項10に記載の構成によれば、内燃機関に一般的に設けられている水温センサの検出値である冷却水温が、作動流体の粘度についてその相関値として用いられる。従って、作動流体の粘度を検出するためのセンサを別途設けることなく、上記請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の作用効果が得られるようになる。
【0032】
請求項11に記載の発明は、請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記相関値は冷却水温及び吸気温であることをその要旨とする。
【0033】
冷却水温の変化に対する吸気温の影響、換言すれば冷却水温の変化に対する外気温の影響は、作動流体の粘度、換言すれば作動流体の温度の変化に対する吸気温の影響と比較すると小さい。そのため例えば、吸気温が低いときには、冷却水温は高いものの、作動流体の温度は低いといった状況も想定される。この点、上記請求項11に記載の構成によれば、冷却水温のみならず吸気温も考慮に入れた値が、作動流体の粘度と相関関係にある値として利用される。そのため、作動流体の粘度に対する相関関係の精度がより高まり、ひいては上記請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の作用効果も自ずと精度の高いものとなる。なお、この場合にも、内燃機関に一般的に設けられている水温センサ及び吸気温センサの検出値である冷却水温及び吸気温が、作動流体の粘度の代わりに用いられる。従って、作動流体の粘度を検出するためのセンサを別途設けることなく、上記請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の作用効果が得られるようになる。
【0034】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について、図1〜図5を参照して詳細に説明する。
【0035】
図1は、本実施形態のバルブタイミング制御装置の可変バルブタイミング機構の構造と、同制御装置の油圧回路構造とを併せて示している。
この図1に示すように、上記可変バルブタイミング機構は、第1の回転体であって略円環形状のハウジング103と、その内部に収容された第2の回転体であるベーン体101とを有している。ベーン体101は、吸気バルブを駆動するカムシャフト130に、またハウジング103は機関出力軸であるクランクシャフトに同期して回転するカムプーリ105に、それぞれ一体回転可能に連結されている。なおこの例では、カムシャフトは同図1の時計回り方向に回転するものとする。
【0036】
ベーン体101の外周には、その径方向に延びる複数のベーン102が形成されている。また、ハウジング103の内周には、その周方向に延びる複数の凹部104が形成されており、ベーン102はこの凹部104内にそれぞれ配設されている。そして各凹部104内には、ベーン102によって区画されることで、第1の圧力室である進角圧力室106と第2の圧力室である遅角圧力室107とがそれぞれ形成されている。なお、図1では、ベーン102並びに凹部104をそれぞれ2つずつ示すが、この数は適宜に変更してよい。
【0037】
これら進角圧力室106、遅角圧力室107はそれぞれ適宜の油通路を介して油圧制御弁120に接続されており、同油圧制御弁120には、クランクシャフトに駆動連結されたオイルポンプ121から送られる作動流体である作動油が供給される。この油圧制御弁120は、同弁に印加される電圧のデューティ比に応じて、進角圧力室106あるいは遅角圧力室107への作動油供給量を調整することのできる弁となっている。そして油圧制御弁120は、電子制御装置122の指令信号に基づいて動作し、作動油を進角圧力室106や遅角圧力室107内に供給、あるいは進角圧力室106や遅角圧力室107内から排出させる。そして、ベーン102は、その両側面に形成された進角圧力室106内と遅角圧力室107内との流体圧の差、すなわち油圧の差により、上記凹部104内における相対回動位相が所望の位相に設定される。その結果、ベーン体101はハウジング103に対して相対回動される、ひいてはカムプーリ105に対するカムシャフト130の相対回転位相が変更されて、吸気バルブのバルブタイミングが変更される。
【0038】
なお、バルブタイミング制御は、具体的には次のように行われる。
電子制御装置122には、水温センサ10によって検出される冷却水温THW、クランク角センサによって検出される機関回転速度、及びスロットルセンサによって検出されるスロットル弁開度等の機関運転状態を表すパラメータが入力される。そして、電子制御装置122は、これらのパラメータを基に機関運転状態に応じた適切なバルブタイミングを演算し、それに応じたベーン体101の相対回動位相の目標値を算出する。この目標値が現在の位相と異なる場合、電子制御装置122は、進角圧力室106及び遅角圧力室107のいずれか一方から作動油を排出するとともに、他方に対しては作動油を供給するように油圧制御弁120を作動制御する。その結果生じる進角圧力室106と遅角圧力室107との圧力の偏差に応じてベーン体101はハウジング103に対して相対回動し、バルブタイミングが調整される。
【0039】
そして、こうした調整の結果、目標値が現在の位相と一致した場合、電子制御装置122は、進角圧力室106及び遅角圧力室107に対する作動油の供給及び排出を停止するよう油圧制御弁120を作動制御する。その結果、進角圧力室106内及び遅角圧力室107内の圧力は均等に保持され、ベーン体101の相対回動位相も維持されるようになる。
【0040】
なお、この可変バルブタイミング機構では、ベーン体101は、ベーン102が凹部104の一方の側壁に当接する位相から同凹部104の反対側の側壁に当接する位相までの範囲で相対回動できるようになっている。すなわち、この相対回動可能な位相の範囲が、このバルブタイミング制御装置における回動位相の制御範囲となる。以下では、ベーン体101が最も遅角方向(カムシャフト130の回転方向とは逆方向)に相対回動したときの位置、すなわち上記制御範囲の遅角側の最大制御位置を「最遅角位置」という。そしてこの位置は、上記油圧制御弁120が電子制御装置122によって作動制御されていないときの初期位置、すなわち機関停止時の位置として設定されている。一方、最も進角方向(カムシャフト130の回転方向)に相対回動したときの位置、すなわち上記制御範囲の進角側の最大制御位置を「最進角位置」という。
【0041】
このように本実施形態のバルブタイミング制御装置では、進角圧力室106内及び遅角圧力室107内の圧力制御に基づき、ベーン体101を上記「最遅角位置」から「最進角位置」までの範囲で相対回動させている。そしてこの相対回動によって、クランクシャフトに対するカムシャフト130の相対回転位相を変更し、同カムシャフト130の回転に伴い開閉駆動される吸気バルブの開閉弁時期(バルブタイミング)を可変としている。
【0042】
また、本実施形態の可変バルブタイミング機構には、機関始動時などの圧力低下時にベーン体101の相対回動を規制するロック機構が設けられている。
すなわち、図1に示すように、ベーン102の一つには、カムシャフト130の軸方向と平行に延びる段付きの収容孔30が形成されており、この収容孔30の内部の空間には、ロックピン31が往復摺動可能に配設されている。
【0043】
このロックピン31は、図2及び図3にその断面構造を示すように、外周面が上記収容孔30の内周面に摺接した状態で、図2に示す位置から図3に示す位置までの間をカムシャフト130の軸方向に移動するようになっている。また、ロックピン31はコイルばね33によってカムプーリ105側に向けて付勢されている。このロックピン31の端部には拡径された段部31aが形成されており、この段部31aと上記収容孔30の段部30aとの間には環状の空間であるロック解除用圧力室37が形成されている。このロック解除用圧力室37は、上記ベーン102に形成された進角側油通路35を通じて進角圧力室106に接続されており、同進角圧力室106内の圧力が伝達されるようになっている。
【0044】
一方、ハウジング103には、ベーン体101が上記最遅角位置に位置するときに、上記ロックピン31が挿入可能なロック穴32が形成されている。図2に示すように、ロックピン31がコイルばね33の付勢力によってこのロック穴32内に挿入することで、ベーン体101はハウジング103に機械的に締結され、その相対回動が規制(ロック)されるようになる。
【0045】
このロック穴32とロックピン31の先端部とで形成される空間はロック解除用圧力室38となっており、上記ベーン102とハウジング103との摺接面に形成された遅角側油通路36を通じて遅角圧力室107に接続され、同遅角圧力室107内の圧力が伝達されるようになっている。
【0046】
上記ロック解除用圧力室37、38内の作動油の圧力は、上記ロックピン31を収容孔30から離脱させる方向に作用する。したがって、進角圧力室106及び遅角圧力室107の一方若しくは両方の圧力が高まり、これらと接続されたロック解除用圧力室37、38内の圧力が十分に高まると、図3に示すように、ロックピン31は収容孔30から離脱する方向に移動して、上記相対回動の規制(ロック)が解除される。
【0047】
他方、上記油圧制御弁120が作動制御されていないときには、オイルポンプ121と遅角圧力室107とが連通するように油回路は構成されている。従って、機関始動時にあって油圧制御弁120が動作していないときには、オイルポンプ121から遅角圧力室107に向けて作動油が供給される。
【0048】
こうして本実施形態のバルブタイミング制御装置では、機関始動直後の圧力低下時にはベーン体101の相対回動を最遅角位置で規制(ロック)し、オイルポンプ121が十分な作動油を供給できるようになると上記相対回動の規制を解除して、バルブタイミング制御を行えるようにしている。
【0049】
ところで、機関始動時にはオイルポンプ121が十分な作動油を供給できないため、こうしたバルブタイミング制御装置にあって、機関始動直後に進角要求がなされると、ロックピン31がロック穴32から解除される前にハウジング103とベーン体101との相対回動が開始されてしまう場合がある。この場合には、ロックピン31がロック穴32の側壁などに押し付けられるなどして、ロック機構の解除不全が発生し、ひいては可変バルブタイミング機構の作動不良を引き起こすおそれがある。
【0050】
そこで本実施形態にかかるバルブタイミング制御装置では、機関始動直後に進角要求がなされたときには、所定時間、遅角圧力室107に作動油を供給してロック解除用圧力室38に作動油を供給する。そして、ロックピン31を解除する方向への予圧をかけた後で、進角圧力室106に作動油を供給することで、上記ロック解除用圧力室37、38に確実に油圧を作用させ、ロック機構を確実に解除できるようにしている。
【0051】
ここで、遅角圧力室107に作動油を供給する所定時間が短すぎると、同遅角圧力室107内の油圧が不足してしまうため、ロックピン31に対してその解除を行うことのできる十分な予圧をかけることができない。また、上記所定時間が長すぎると、ロックピン31に十分な予圧をかけることはできるものの、進角要求がなされてから実際に進角圧力室106に作動油が供給されるまでの時間が長くなり、不要な待機時間が生じることになる。このように不必要に長い待機時間が設定されると、例えば次のような不具合が生じるおそれがある。
【0052】
すなわち、近年、電動機及び内燃機関を駆動源として搭載するハイブリット車両が実用化されている。このハイブリット車両では、電動機の出力特性に適合した車両走行状態と内燃機関の出力特性に適合した車両走行状態とに応じて、駆動源が切り替えられる。ここで、電動機を駆動源として車両走行が行われるときにあっても、内燃機関のクランクシャフトは回転しており、同機関の気筒内では吸入空気の圧縮が行われる。この吸入空気の圧縮による負荷は、電動機の負荷抵抗になる。そこで、電動機によって車両走行が行われるときには、内燃機関の吸気バルブの閉じタイミングを圧縮上死点近傍に変更して実質的な圧縮行程の短縮を図って上記負荷を低減するようにしている。一方、内燃機関によって車両走行が行われるときには、吸気バルブの閉じタイミングを進角させて十分な圧縮行程を確保し、車両走行に必要な出力トルクを得るようにしている。逆に言えば、機関始動直後は速やかに吸気バルブを進角させないと十分な出力トルクが得られなくなる。従って、上述した待機時間が不必要に長くなると、機関始動直後の出力トルクの低下時間が長くなってしまう。もちろん、ハイブリッド車両だけではなく、内燃機関のみを駆動源として搭載する車両にあっても、進角要求がなされた後は、できるだけ速やかに進角制御が行われた方がよい。
【0053】
そこで、本実施形態では、遅角圧力室107に作動油を供給する所定時間を、同遅角圧力室107内の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定することで、ロック機構の解除に必要な予圧を過不足なくに付与するための時間を設定し、ロックの解除不全の発生を抑制するようにしている。
【0054】
以下、こうした本実施形態における進角待機処理の詳細を、図4、図5を併せ参照して説明する。
図4は、機関始動時に実行される、そうした進角待機処理における電子制御装置122の処理手順を示している。
【0055】
この処理が開始されるとまず、冷却水温THWが読み込まれる(S100)。次に、電子制御装置122から進角要求がなされているか否かが判定される(S110)。そして、進角要求がなされていない場合には(S110でNO)、本処理を終了する。
【0056】
一方、進角要求がなされている場合には(S110でYES)、冷却水温THWに基づき、図5に例示する待機時間マップから、待機時間WATが求められる。この待機時間マップは、図5に示すように、ある所定の温度に達するまでは、冷却水温THWが高くなるにつれて待機時間は短くなるように設定されており、また、所定の温度を超えると、冷却水温THWが高くなるにつれて待機時間は長くなるように設定されている。換言すれば、冷却水温THWが所定値以下の場合には、冷却水温THWの低下に伴って、待機時間WATは増大するように設定されている。また、冷却水温THWが所定値以上の場合には、冷却水温THWの増大に伴って、待機時間WATは増大するように設定されているが、これらは以下の理由による。
【0057】
一般に冷却水温THWが低くなるほど、作動油の温度は低くなる傾向にある。そしてこのように作動油の温度が低くなるほど同作動油の粘度は増加して、その流動性は低下し、遅角圧力室107への作動油の単位時間当たりの供給量が減少する。そこで、冷却水温THWが所定値以下の領域にあるときには、冷却水温THWが低くなるに伴って待機時間WATが長くなるように設定することで、遅角圧力室107へはより多くの作動油が供給されるようになり、確実に遅角圧力室107内の油圧を高めることができるようになる。
【0058】
他方、冷却水温THWが高くなるほど、作動油の温度は高くなる傾向にある。そしてこのように作動油の温度が高くなるほど同作動油の粘度は低下する。このように作動油の粘度が低下するほど、油回路内の油圧は低下することが知られている。そこで、冷却水温THWが所定値以上の領域にあるときには、冷却水温THWが高くなるに伴って待機時間WATが長くなるように設定することで、遅角圧力室107へはより多くの作動油が供給されるようになり、確実に遅角圧力室107内の油圧を高めることができるようになる。
【0059】
さて、S120にて待機時間WATが求められると、次に、進角要求後時間ATが待機時間WAT以上となったか否かが判定される(S130)。すなわち、遅角圧力室107に十分な作動油が供給され、同遅角圧力室107内の油圧が上昇したか否かが判定される。ここで、進角要求後時間ATは、電子制御装置122から進角要求がなされてから今回の処理が行われるまでの経過時間のことであり、電子制御装置122内のタイマカウンタ等で計測されている。そして、進角要求後時間ATが待機時間WAT以上になるまで、S130での比較判定が繰り返し行われ、進角要求後時間ATが待機時間WAT以上になると(S130でYES)、油圧制御弁120に対して進角制御信号が出力され、実際に可変バルブタイミング機構は進角制御される(S140)。そして、本処理を終了する。
【0060】
このように、本実施形態では、遅角圧力室107内及び進角圧力室106内の双方の油圧によって解除されるロックピン31を備える可変バルブタイミング機構にあって、進角要求がなされたときには、まず、遅角圧力室107に作動油を供給するようにしている。そのため、進角制御に先立って、ロック解除用圧力室38には予圧が付与され、ロックピン31が解除されやすい状態になる。そして、進角制御が実行されて進角圧力室106にも作動油が供給されることにより、ロック解除用圧力室37にも作動油が供給され、ロックピン31はロック解除用圧力室37、38の油圧によって確実に解除されるようになる。このとき、作動油の粘度と相関関係にある冷却水温THWに基づいて待機時間WAT、すなわち遅角圧力室107に作動油を供給する時間を、上述した傾向をもって可変設定するようにしている。従って、遅角圧力室107内の油圧を確実に高めることのできる時間が過不足なく設定される。
【0061】
以上説明したように、第1の実施形態における内燃機関のバルブタイミング制御装置によれば、次のような効果が得られるようになる。
(1)遅角圧力室107内及び進角圧力室106内の双方の油圧によって解除されるロックピン31を備える可変バルブタイミング機構にあって、進角要求がなされたときには、まず、遅角圧力室107に作動油を供給するようにしている。そのため、ロック機構を確実に解除することができるようになる。
【0062】
(2)進角制御に先立って、遅角圧力室107に作動油を供給するようにしているが、その供給時間を遅角圧力室107内の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定するようにしている。より具体的には、遅角圧力室107に作動油が供給されると、遅角圧力室107内の油圧は上昇するようになるが、このときの油圧上昇の態様は作動油の粘度によって変化する。そこで、遅角圧力室107に作動油を供給する時間を、作動油の粘度の相関値である冷却水温THWに基づいて可変設定するようにしている。従って、進角制御に先立って行われる遅角圧力室107への作動油の供給時間を好適に設定することができ、もって、ロック機構の解除に必要な予圧を十分に付与するための時間を好適に設定することができるようになる。
【0063】
(3)上記待機時間マップを、作動油の粘度の相関値である冷却水温THWが所定値以上の領域にある場合には、作動油の粘度低下に伴って待機時間WATが増大するように設定している。また、冷却水温THWが所定値以下の領域にある場合には、作動油の粘度増加に伴って待機時間WATが増大するようにも設定している。従って、作動流体の粘度の変化に対応して確実に遅角圧力室107内の油圧を高めることができ、もってロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0064】
(4)進角制御に先立って、遅角圧力室107に作動油を供給するようにしているため、進角制御が実行される際の進角圧力室106内と遅角圧力室107内との油圧の差が小さくなり、ハウジング103とベーン体101との相対回動も緩やかに行われるようになる。そのため、同相対回動が速やかに実行される場合と比較して、ロック機構の解除に要する時間も確保しやすくなり、ロックピン31の解除方向への移動速度が低下しやすい油圧低下時、すなわち上述したような機関始動直後にあっても、ロック機構の解除を確実に行うことができるようになる。
【0065】
(5)遅角圧力室107内の油圧状態を推定することのできるパラメータである作動油の粘度の相関値である冷却水温THWに基づいて、上記待機時間WATを求めるようにしている。ここで、冷却水温THWは、内燃機関に一般的に設けられている水温センサによって検出される値である。従って、作動油の粘度を検出するセンサを別途設けることなく、上述した効果が得られるようになる。
【0066】
(6)油回路内の油圧が低下している機関始動時に、上記進角待機処理を実行するようにしている。従って、油圧低下に起因するロック機構の解除不全を好適に抑制することができる。
【0067】
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を説明する。
本実施形態は、第1の実施形態と比較して、進角待機処理の態様が異なる点以外は基本的に第1の実施形態と同一であり、可変バルブタイミング機構の構成も同一である。そこで以下では、第1の実施形態と異なる点を中心に、本実施形態における進角待機処理について、図6、図7を併せ参照して詳細に説明する。
【0068】
さて、内燃機関の運転が停止されると、オイルポンプ121も停止される。そのため、機関停止中には遅角圧力室107内及び進角圧力室106内の作動油が徐々に漏洩するとともに両圧力室内の油圧も低下し、機関始動時おいてロック機構を解除する際の油圧が不足するようになる。そこで、本実施形態では、遅角圧力室107に作動油を供給する時間を、機関始動前の機関停止時間に基づいて可変設定するようにしている。
【0069】
図6は、機関始動時に実行される、そうした進角待機処理における電子制御装置122の処理手順を示している。
この処理が開始されるとまず、機関停止時間STが読み込まれる(S200)。この機関停止時間STは、機関停止がなされたときから機関始動がなされるまでの間の時間であり、イグニッションスイッチのオフ・オン時間を、電子制御装置122内のタイマカウンタ等で計測している。
【0070】
次に、機関停止時間STに基づき、図7に例示する待機時間マップから、待機時間WTが求められる(S210)。この待機時間マップは、図6に示すように、機関停止時間STが長くなるほど、待機時間WTも長くなるように設定されているが、これは以下の理由による。
【0071】
すなわち、上述したように、機関停止中はオイルポンプ121の稼働が停止するため、機関停止時間STが長くなるほど、遅角圧力室107内や進角圧力室106内から漏洩する作動油の量は増大し、両圧力室内の油圧は低下する。そこで、機関停止時間STが長くなるに伴って、遅角圧力室107に作動油が供給される時間である待機時間WTが長くなるように待機時間マップを設定することにより、遅角圧力室107から漏洩した分に相当する量の作動油を同遅角圧力室107に供給することができる。従って、遅角圧力室107内の油圧を確実に高めることができ、もってロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0072】
次に、電子制御装置122から進角要求がなされているか否かが判定される(S220)。そして、進角要求がなされていない場合には(S220でNO)、本処理を終了する。
【0073】
一方、進角要求がなされている場合には(S220でYES)、機関始動後時間ONTが待機時間WT以上となったか否かが判定される(S230)。すなわち、遅角圧力室107に十分な作動油が供給され、同遅角圧力室107内の油圧が上昇したか否かが判定される。ここで、機関始動後時間ONTは、機関始動がなされてからS220の判定処理が行われるまでの経過時間のことであり、電子制御装置122内のタイマカウンタ等で計測されている。そして、機関始動後時間ONTが待機時間WT以上になるまで、S230での比較判定が繰り返し行われ、機関始動後時間ONTが待機時間WT以上になると(S230でYES)、油圧制御弁120に対して進角制御信号が出力され、実際に可変バルブタイミング機構は進角制御される(S240)。そして、本処理を終了する。
【0074】
このような第2の実施形態における内燃機関のバルブタイミング制御装置によれば、次のような効果が得られるようになる。
(1)進角制御に先立って、遅角圧力室107に作動油を供給するようにしているが、その供給時間を遅角圧力室107内の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定するようにしている。より具体的には、機関停止時間ST内に遅角圧力室107から漏洩した作動油を補充できるように、上記供給時間である待機時間WTを可変設定するようにしている。従って、進角制御に先立って行われる遅角圧力室107への作動油の供給時間を好適に設定することができ、もって、進角制御が開始されるまでの待機時間を好適に設定することができるようになる。
【0075】
(2)また、機関停止時間STが長くなるほど、上記待機時間WTが長くなるように設定している。そのため、機関停止時間ST内に低下した、遅角圧力室107内の油圧を確実に高めることができ、もってロック機構の解除も確実に行うことができるようになる。
【0076】
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した第3の実施形態を説明する。
本実施形態は、第1の実施形態と比較して、進角待機処理の態様が異なるとともに、図8に示すように、油圧制御弁120とオイルポンプ121との間の油圧、すなわちオイルポンプ121の吐出圧を検出する圧力センサ140を備える点以外は基本的に第1の実施形態と同一である。そこで以下では、第1の実施形態と異なる点を中心に、本実施形態における進角待機処理について、図9、図10を併せ参照して詳細に説明する。
【0077】
一般に冷却水温THWが低くなるほど、作動油の温度は低くなる傾向にある。そしてこのように作動油の温度が低くなるほど同作動油の粘度は増加して、その流動性は低下する。そのため、遅角圧力室107への作動油供給の初期段階では、圧力センサ140で検出された油圧Pと遅角圧力室107内の油圧との間に差が生じるとともに、この差は作動油の粘度が高くなるほど大きくなる。そこで、本実施形態では、上記油圧Pが、作動油の粘度の増大に伴って高められる許容圧力OKP以上になってから、進角制御を行うようにしている。
【0078】
図9は、機関始動時に実行される、そうした進角待機処理における電子制御装置122の処理手順を示している。
この処理が開始されるとまず、冷却水温THWが読み込まれる(S300)。次に、電子制御装置122から進角要求がなされているか否かが判定される(S310)。そして、進角要求がなされていない場合には(S310でNO)、本処理を終了する。
【0079】
一方、進角要求がなされている場合には(S310でYES)、冷却水温THWに基づき、図10に例示する許容圧力算出マップから、許容圧力OKPが求められる(S320)。この許容圧力OKPは、遅角圧力室107への作動油供給を、進角圧力室106への作動油供給に切り替える際の判定に用いられる油圧であり、かつ、上述した予圧を十分に確保できる値となっている。また、許容圧力算出マップは、図10に示すように、冷却水温THWが高くなるほど許容圧力OKPは高くなるように設定されているが、これは以下の理由による。
【0080】
上述したように、遅角圧力室107への作動油供給の初期段階では、圧力センサ140で検出された油圧Pと遅角圧力室107内の油圧との間に差が生じる。ここで、冷却水温THWが低く、換言すれば作動油の粘度が低くその流動性が高いときには、オイルポンプ121から遅角圧力室107に速やかに作動油が供給されるため、上記圧力差は速やかに解消される。一方、作動油の粘度が高く、その流動性が低いときには、オイルポンプ121から遅角圧力室107への作動油供給が滞るため、上記圧力差の解消にはある程度の時間を要する。そこで、冷却水温THWが低くなるほど(作動油の粘度が増大するほど)、上記許容圧力OKPを高めることで、強制的に遅角圧力室107に作動油を供給し、確実に遅角圧力室107内の油圧を高められるようにしている。
【0081】
さて、S320にて許容圧力OKPが求められると、次に、圧力センサ140で検出された油圧Pが許容圧力OKP以上となったか否かが判定される(S330)。すなわち、遅角圧力室107に十分な作動油が供給され、同遅角圧力室107内の油圧が上昇したか否かが判定される。そして、油圧Pが許容圧力OKP以上になるまで、S330での比較判定が繰り返し行われ、油圧Pが許容圧力OKP以上になると(S330でYES)、油圧制御弁120に対して進角制御信号が出力され、実際に可変バルブタイミング機構は進角制御される(S340)。そして、本処理を終了する。
【0082】
以上説明したように、第3の実施形態における内燃機関のバルブタイミング制御装置によれば、次のような効果が得られるようになる。
(1)許容圧力OKPを冷却水温THWに応じて、換言すれば作動油の粘度に応じて設定するようにしている。そのため、上記油圧Pと遅角圧力室107内の油圧との圧力差に対応した好適な許容圧力OKPが設定され、進角制御に先立って行われる遅角圧力室107への作動油の供給を好適に実施することができる。その結果、ロック機構の解除不全の発生を好適に抑制することができるようになる。
【0083】
(2)また、冷却水温THWが低くなるほど(作動油の粘度が増大するほど)、上記許容圧力OKPを高めるようにしている。そのため、作動油の流動性が低下するほど、強制的に遅角圧力室107に作動油が供給されるようになる。従って、確実に遅角圧力室107内の油圧が高められ、もってロック機構の解除を確実に行うことができるようになる。
【0084】
(3)一般に、油圧制御弁120と遅角圧力室107との間の油圧は、油圧制御弁120の作動や、油圧制御弁120と遅角圧力室107との間の作動油の量等に影響を受けて変動する。これに較べ、油圧制御弁120とオイルポンプ121との間の油圧は比較的安定していることが知られている。このような油圧の変化が比較的に穏やかな部位に上記圧力センサ140を設けるようにしている。そのため、油圧Pと許容圧力OKPとの比較判定も、自ずと精度の高いものとなる。
【0085】
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせて実施してもよい。例えば以下のようにすることもできる。
【0086】
(a)第1の実施形態において算出される待機時間WATと、第2の実施形態において算出される待機時間WTとを比較し、より長い時間が設定されている方の待機時間を採用して、同待機時間が経過するまで、進角制御を待機させるようにしてもよい。
【0087】
(b)冷却水温THWから推定される遅角圧力室107内の油圧上昇と、機関停止時間STから推定される作動油の残留量とに基づいて進角制御を待機する待機時間を求めるようにしてもよい。
【0088】
そしてこれらの場合には、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
・第1の実施形態と第3の実施形態とを組み合わせて実施してもよい。例えば以下のようにすることもできる。
【0089】
(c)第1の実施形態において算出される待機時間WAT以上に進角要求後時間ATが経過し、かつ、第3の実施形態で説明した油圧Pが同実施形態で算出される許容圧力OKP以上になったときに進角制御を実行するようにしてもよい。
【0090】
このような場合にも、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
・第2の実施形態と第3の実施形態とを組み合わせて実施してもよい。例えば以下のようにすることもできる。
【0091】
(d)第2の実施形態において算出される待機時間WT以上に機関始動後時間ONTが経過し、かつ、第3の実施形態で説明した油圧Pが同実施形態で算出される許容圧力OKP以上になったときに進角制御を実行するようにしてもよい。
【0092】
このような場合にも、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
・第1〜第3の実施形態を組み合わせて実施してもよい。例えば以下のようにすることもできる。
【0093】
(e)第1の実施形態において算出される待機時間WATと、第2の実施形態において算出される待機時間WTとを比較し、より長い時間が設定されている方の待機時間を採用する。そして、進角要求がなされてから前記選択された待機時間が経過するとともに、第3の実施形態で説明した油圧Pが同実施形態で算出される許容圧力OKP以上になったときに進角制御を実行するようにしてもよい。
【0094】
(f)冷却水温THWから推測される遅角圧力室107内の油圧変化と、機関停止時間STから推測される作動油の残留量とに基づいて進角制御を待機する待機時間を求める。そして、進角要求がなされてから前記求められた待機時間が経過するとともに、第3の実施形態で説明した油圧Pが同実施形態で算出される許容圧力OKP以上になったときに進角制御を実行するようにしてもよい。
【0095】
これらの場合にも、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
・第2の実施形態では、機関停止時間STに基づいて待機時間WTを求めるようにした。ここで、機関停止直後の作動油の粘度が高いほど、遅角圧力室107や進角圧力室106から漏洩する作動油の量は減少し、遅角圧力室107内の油圧低下量も小さくなる。そこで、作動油の粘度あるいはその相関値(例えば冷却水温THW)が増大するほど、待機時間WTが短くなるように補正してもよい。この場合には、待機時間WTを、作動油の漏洩量に対応させてさらに好適に設定することができるようになる。
【0096】
・一般に、冷却水温THWの変化に対する吸気温の影響、換言すれば冷却水温THWの変化に対する外気温の影響は、作動油の粘度、換言すれば作動油の温度の変化に対する吸気温の影響と比較すると小さい。そのため例えば、吸気温が低いときには、冷却水温THWは高いものの、作動油の温度は低いといった状況も想定される。そこで、第1の実施形態における待機時間WATの算出、あるいは第2の実施形態における待機時間WTの算出に際して、冷却水温THWのみならず吸気温も考慮した値を作動油の粘度と相関関係にある値として利用してもよい。この場合には、作動油の粘度に対する相関関係の精度がより高まり、ひいては上記各実施形態の作用効果も自ずと精度の高いものとなる。なお、この場合にも、内燃機関に一般的に設けられている水温センサ及び吸気温センサの検出値である冷却水温THW及び吸気温が、作動油の粘度の代わりに用いられる。従って、作動油の粘度を検出するためのセンサを別途設ける必要もない。
【0097】
・上記第1及び第2の実施形態では、作動油の粘度を表す相関値として冷却水温THWを用いるようにしたが、作動油の温度を検出する油温センサを別途内燃機関に設け、その検出値を同粘度を表す相関値として用いるようにしてもよい。
【0098】
・機関停止中にはオイルポンプ121も停止するため、上述したようなロック解除用圧力室37、38内の圧力低下も著しいものとなる。そこで、上記各実施形態では、上述した進角待機処理を機関始動時に実行するようにした。他方、機関運転中にあっても、遅角圧力室107及び進角圧力室106からの作動油の漏洩等により、ロック解除用圧力室37、38内の圧力が低下し、ロック機構のロック解除不全が発生するおそれはある。そこで、機関運転中に上記第1及び第3の実施形態で説明した進角待機処理を実行するようにしてもよい。この場合には、機関運転中におけるロック機構のロック解除不全の発生を抑えることができるようになる。
【0099】
・上記各実施形態では、ロック機構は最遅角位置でベーン体101及びハウジング103の相対回動を規制する構成としていたが、最進角位置で同ベーン体101及びハウジング103の相対回動を規制するロック機構を備える構成についても同様に本発明は適用可能である。また、上記各実施形態では、吸気バルブを駆動するカムシャフト130に可変バルブタイミング機構を備える場合について例示したが、排気バルブを駆動するカムシャフトに可変バルブタイミング機構を備える場合にも、同様に本発明は適用可能である。
【0100】
そしてこれらの場合も、上記各実施形態に準じた態様でバルブタイミング制御を行うことで、同様の効果が得られるようになる。
・上記各実施形態では、遅角圧力室107に作動油を供給した後、進角圧力室106への作動油供給を行うようにした。この他にも、遅角圧力室107内の圧力が進角圧力室106内の圧力に対して高くなるように両圧力室に作動油を供給する。そして上記待機時間WAT経過後や待機時間WT経過後、あるいは油圧Pが許容圧力OKP以上となってから、進角圧力室106内の圧力が遅角圧力室107内の圧力に対して高くなるように両圧力室に作動油を供給するようにしてもよい。
【0101】
・上記各実施形態では、いわゆるベーン式の可変バルブタイミング機構の制御装置に本発明を適用した場合について説明した。この他にも、ヘリカルギヤ式の可変バルブタイミング機構など、互いに相対回動する回転体を備え、それらの動作により機関バルブのバルブタイミングを変更する機構にあって、各回転体の動作を規制するロック機構を備える可変バルブタイミング機構の制御装置であれば、本発明は同様に適用することができる。
【0102】
その他、上記各実施形態あるいはその変形例から把握することができる技術思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)上記請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータは、作動流体の粘度あるいはその相関値、及び機関始動前の機関停止時間である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。
【0103】
同装置によれば、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
(ロ)上記請求項6に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記所定時間は、機関停止直後の作動流体の粘度あるいはその相関値が高いほど短くなるように補正される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。
【0104】
同装置によれば、前記制御位置を維持する側の圧力室に作動流体を供給する時間を、作動流体の漏洩量に対応させてさらに好適に設定することができるようになる。
【0105】
(ハ)相対回動することにより内燃機関のバルブタイミングを変更可能な第1及び第2の回転体と、同第1の回転体に対する前記第2の回転体の回転位相を変更するための作動流体が供給される第1及び第2の圧力室と、前記第1及び第2の回転体のバルブタイミング最大制御位置に対応した所定回転位相においてこれら回転体の相対回動を規制すると共に、前記第1及び第2の圧力室に供給される流体圧に基づき同規制を解除するロック機構と、作動流体を前記第1及び第2の圧力室に供給するポンプの吐出圧を検出する圧力センサとを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記ロック機構による前記所定回転位相からの位相変更に際して、前記第1及び第2の圧力室のうち、前記バルブタイミング最大制御位置を維持する側の一方の圧力室に対し、前記作動流体の粘度あるいはその相関値と機関始動前の機関停止時間とのうちの少なくとも一方に基づいて可変設定される所定時間が経過するまで作動流体を供給するとともに、前記圧力センサの検出値が、前記作動流体の粘度あるいはその相関値に基づいて設定される許容圧力以上になるまで、前記一方の圧力室に対し作動流体を供給した後に、他方の圧力室に作動流体を供給する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。
【0106】
同装置によれば、ロック機構の解除不全の発生をより確実に抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した第1の実施形態における可変バルブタイミング機構の構造を示す模式図。
【図2】同実施形態における可変バルブタイミング機構のロック機構についてその断面構造を示す図。
【図3】同実施形態における可変バルブタイミング機構のロック機構についてその断面構造を示す図。
【図4】同実施形態における進角待機処理の手順を示すフローチャート。
【図5】同実施形態において待機時間を算出するためのマップ構造を示す図。
【図6】第2の実施形態における進角待機処理の手順を示すフローチャート。
【図7】同実施形態において待機時間を算出するためのマップ構造を示す図。
【図8】第3の実施形態における油回路の一部を示す模式図。
【図9】同実施形態における進角待機処理の手順を示すフローチャート。
【図10】同実施形態において許容油圧を算出するためのマップ構造を示す図。
【符号の説明】
10…水温センサ、30…収容孔、30a…段部、31…ロックピン、31a…段部、32…ロック孔、33…コイルばね、35…進角側油通路、36…遅角側油通路、37、38…ロック解除用圧力室、101…ベーン体、102…ベーン、103…ハウジング、104…凹部、105…カムプーリ、106…進角圧力室、107…遅角圧力室、120…油圧制御弁、121…オイルポンプ、122…電子制御装置、130…カムシャフト、140…圧力センサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the valve timing according to the operating state of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In such a valve timing control device, the valve timing of a valve that is opened and closed by the camshaft is changed by changing the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft that is the output shaft of the internal combustion engine. I have. An example of such a valve timing control device is a vane type valve timing control device. The vane type valve timing control device is, for example, a housing that is drivingly connected to a crankshaft, and is rotatably disposed in the housing, and partitions the inside of the housing into an advance pressure chamber and a retard pressure chamber. A vane body connected to the camshaft. Then, by supplying hydraulic oil to the advance pressure chamber or the retard pressure chamber, the housing and the vane body rotate relatively, and finally the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft, that is, the valve timing is changed. You. When the valve timing is maintained, the supply and discharge of the hydraulic oil to the advance pressure chamber and the retard pressure chamber are stopped, and the pressure of the hydraulic oil in each pressure chamber is equalized.
[0003]
By the way, when the engine is started, a sufficient amount of hydraulic oil cannot be supplied by the oil pump, so that the pressure of the hydraulic oil supplied to each of the pressure chambers is lower than that in the normal operation. Here, since the reaction torque generated when the camshaft drives the valve to open and close acts on the vane body, the vane body responds to the change in the reaction torque in such a situation where the pressure of the hydraulic oil becomes low. And it becomes difficult to maintain the valve timing constant. Further, the vane body may collide with the inner wall of the housing and generate a tapping sound.
[0004]
Thus, many vane-type valve timing control devices in recent years have a lock mechanism that regulates the relative rotation between the housing and the vane body when the engine is started. The lock mechanism includes, for example, a lock pin slidably provided on the vane body, and a lock hole provided on the inner wall of the housing and into which the tip of the lock pin is inserted. Then, when the engine is stopped or the like where the pressure of the hydraulic oil is low, the tip of the lock pin is inserted into the lock hole. Thereby, the relative rotation between the housing and the vane body is restricted.
[0005]
Further, the lock mechanism is provided with a pressure chamber for unlocking, and a pressure for pressing the lock pin in a direction to separate from the lock hole is introduced into the pressure chamber from each of the pressure chambers.
[0006]
Then, after the engine is started, a sufficient supply of hydraulic oil by the oil pump becomes possible, and when the pressure of at least one of the pressure chambers is sufficiently increased, the pressure of the unlocking pressure chamber is also increased, and the lock pin is released. The lock is released from the lock hole, and the regulation of the relative rotation between the housing and the vane body is released. When the regulation of the relative rotation is released in this way, the relative rotation between the housing and the vane body becomes possible, and the valve timing is changed based on the pressure adjustment between the retard pressure chamber and the advance pressure chamber. Become.
[0007]
Here, since the release of the lock pin is performed by the hydraulic pressure of the hydraulic oil, a malfunction may occur in the lock mechanism depending on the state of the hydraulic pressure. For example, when the engine is started, the oil pump is started from a stopped state, so that the pump discharge pressure may temporarily rise sharply and the lock pin may be forcibly released. Therefore, in the device described in Patent Document 1, when the engine is started, the supply of the hydraulic oil to both of the pressure chambers is shut off, so that the malfunction of the lock mechanism caused by a temporary sudden increase in the pump discharge pressure is suppressed. I have to.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-41012 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the malfunction of the lock mechanism is not limited to the one described above. That is, when the valve timing is changed in a state in which the hydraulic pressure of the hydraulic oil is low, such as when the pressure in the pressure chambers is reduced due to leakage of the hydraulic oil from each pressure chamber or when the engine is started, the lock is locked. Before the pin is released, the relative rotation between the housing and the vane body may be started. In this case, the lock pin is pressed against the side wall of the lock hole or the like, so that the lock is not released, and there is a possibility that the malfunction of the valve timing device may be caused. The conventional apparatus described above cannot cope with such a problem, and there is still room for improvement in this respect.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable valve timing mechanism having a lock mechanism, and a valve for an internal combustion engine that can appropriately suppress occurrence of lock release failure. It is to provide a timing control device.
[0011]
Means for achieving the above object and the effects thereof will be described below.
According to the first aspect of the present invention, first and second rotating bodies capable of changing a valve timing of an internal combustion engine by relatively rotating, and a rotational phase of the second rotating body with respect to the first rotating body. First and second pressure chambers to which a working fluid for changing the pressure is supplied, and relative rotation of these rotators in a predetermined rotation phase corresponding to the valve timing maximum control position of the first and second rotators And a lock mechanism for releasing the restriction based on the fluid pressure supplied to the first and second pressure chambers. When the phase is changed, one of the first and second pressure chambers that maintains the valve timing maximum control position is a parameter for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber. After supplying the working fluid until a predetermined time has elapsed which is variably set based on the data, and its gist to supply the other pressure chamber to the working fluid.
[0012]
According to this configuration, prior to the phase change from the valve timing maximum control position at which the relative rotation is restricted by the lock mechanism of the first and second rotating bodies, the pressure chamber that maintains the control position, The working fluid is supplied to one of the pressure chambers, which is a pressure chamber on the side that is relatively rotated in the direction opposite to the direction in which the rotation phase is to be changed, for a predetermined time. Thus, a certain amount of fluid pressure is applied to the lock mechanism prior to the phase change. When the phase is changed, the fluid pressure in the other pressure chamber acts on the lock mechanism in addition to the preload. Therefore, the regulation of the relative rotation by the lock mechanism is quickly released. Here, the predetermined time for supplying the fluid pressure to the one pressure chamber is variably set based on a parameter for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber. Therefore, it is possible to suitably set the time for sufficiently applying the preload necessary for releasing the lock mechanism, and it is possible to appropriately suppress the occurrence of lock release failure.
[0013]
Further, prior to the phase change, the working fluid is supplied to the pressure chamber that maintains the control position, so that the relative rotation operation of the first and second rotating bodies after the phase change is started becomes gentle. Also, it is easy to secure the release time of the lock mechanism.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the first aspect, a parameter for estimating a fluid pressure state in the pressure chamber is a viscosity of a working fluid or a correlation value thereof. And
[0015]
When the working fluid is supplied to the pressure chamber that maintains the maximum control position, the fluid pressure in the pressure chamber increases. The manner in which the fluid pressure rises at this time changes depending on the viscosity of the working fluid. Therefore, in the configuration of the second aspect, the time for supplying the working fluid to the one pressure chamber is variably set based on the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof. Therefore, the supply time of the working fluid to the one pressure chamber, which is performed prior to the phase change, can be appropriately set, and the standby time until the phase change is started can be appropriately set. Become.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the second aspect, when the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof is equal to or more than a predetermined value, the viscosity increases with the increase of the viscosity. The gist is that the predetermined time is set to increase.
[0017]
According to this configuration, as the viscosity of the working fluid increases to a predetermined value or more, the fluidity of the working fluid decreases, and as the supply amount of the working fluid per unit time to the one pressure chamber decreases, the pressure chamber increases. The time for supplying the working fluid to is increased. Therefore, the fluid pressure in the one pressure chamber can be reliably increased in response to the change in the viscosity of the working fluid, and the lock mechanism can be reliably released.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to the second or third aspect, when the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof is equal to or less than a predetermined value, the viscosity is reduced. The gist is that the predetermined time is set to increase.
[0019]
Generally, the lower the viscosity of the working fluid, the lower the fluid pressure in the flow path. Therefore, in the configuration according to the fourth aspect, as the viscosity of the working fluid decreases below a predetermined value and the fluid pressure in the flow path circuit decreases, the time for supplying the working fluid to the one pressure chamber increases. I am trying to do it. That is, as the fluid pressure decreases, more working fluid is supplied to the one pressure chamber. Therefore, the fluid pressure in the one pressure chamber can be reliably increased in response to the change in the viscosity of the working fluid, and the lock mechanism can be reliably released.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the parameter for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber is an engine stop time before the engine is started. Make a summary.
[0021]
When the operation of the internal combustion engine is stopped, the pump that supplies the working fluid to the first and second pressure chambers is also stopped. Therefore, the fluid pressure in the first and second pressure chambers gradually decreases while the engine is stopped, and the fluid pressure when the lock mechanism is released at the time of starting the engine becomes insufficient. Therefore, in the configuration of the fifth aspect, the time for supplying the working fluid to the one pressure chamber is variably set based on the engine stop time before the engine is started. Therefore, the supply time of the working fluid to the one pressure chamber, which is performed prior to the phase change, can be appropriately set, and the standby time until the phase change is started can be appropriately set. Become.
[0022]
According to a sixth aspect of the invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the fifth aspect, the predetermined time is set to be longer as the engine stop time becomes longer.
[0023]
As described above, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the pump that supplies the working fluid to the first and second pressure chambers is also stopped. Therefore, the first and second pumps are gradually stopped while the engine is stopped. The fluid pressure in the pressure chamber decreases, and the fluid pressure when releasing the lock mechanism at the time of starting the engine becomes insufficient. Therefore, in the configuration according to the sixth aspect, the longer the engine stop time is, the longer the time for supplying the working fluid to the one pressure chamber is. Therefore, the fluid pressure that has dropped during the engine stop time can be reliably increased, and the lock mechanism can be reliably released.
[0024]
The invention according to claim 7, wherein the first and second rotating bodies capable of changing the valve timing of the internal combustion engine by relatively rotating, and the rotational phase of the second rotating body with respect to the first rotating body. The first and second pressure chambers to which the working fluid for changing the pressure is supplied, and the relative rotation of these rotators in a rotation phase corresponding to the valve timing maximum control position of the first and second rotators. A lock mechanism that regulates and releases the regulation based on fluid pressure supplied to at least one of the first and second pressure chambers, and a pump that supplies working fluid to the first and second pressure chambers. In a valve timing control device for an internal combustion engine having a pressure sensor for detecting a discharge pressure, a value detected by the pressure sensor becomes equal to or higher than an allowable pressure set based on a viscosity of the working fluid or a correlation value thereof. Supplying the working fluid to one of the first and second pressure chambers on the side that maintains the valve timing maximum control position, and then supplying the working fluid to the other pressure chamber. Make a summary.
[0025]
In this configuration, the working fluid is supplied to the one pressure chamber until the discharge pressure of the pump detected by the pressure sensor becomes equal to or higher than the allowable pressure. Here, the discharge pressure of the pump detected by the pressure sensor when the working fluid is supplied to the one pressure chamber, and the fluid pressure in the same pressure chamber differ depending on the viscosity of the working fluid. Therefore, in the configuration of the seventh aspect, the allowable pressure is set based on the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof. Therefore, a suitable value corresponding to the above-described fluid pressure difference is set as the allowable pressure, and the supply of the working fluid to the pressure chamber, which is performed prior to the phase change, can be suitably performed. As a result, it is possible to appropriately suppress occurrence of lock release failure.
[0026]
The invention according to claim 8 is the valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the allowable pressure is set higher as the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof increases. Make a summary.
[0027]
As the viscosity of the working fluid increases, the fluid pressure in the flow path increases, but the fluidity also decreases.Therefore, the fluid pressure in the pressure chamber that maintains the control position and the fluid detected by the pressure sensor The difference from the pressure increases. Therefore, in the configuration of the eighth aspect, the allowable pressure is increased with an increase in the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof. Therefore, even in a situation where the fluidity decreases with an increase in the viscosity, the working fluid is forcibly supplied to the pressure chamber at a higher pressure, so to speak, so that the fluid pressure in the pressure chamber is reliably increased. Thus, the lock mechanism can be reliably released.
[0028]
According to a ninth aspect of the present invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to any of the second to fourth, seventh, and eighth aspects, the gist is that the correlation value is a temperature of a working fluid.
[0029]
The viscosity of a working fluid tends to decrease as the fluid temperature increases. According to the configuration described in claim 9 in which attention is paid to such a tendency, the viscosity of the working fluid can be estimated based on the temperature of the working fluid, and the viscosity can be estimated based on any of claims 2 to 4, 7, and 8. The effect of the invention can be obtained.
[0030]
According to a tenth aspect, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to any of the second to fourth, seventh, and eighth aspects, the gist is that the correlation value is a cooling water temperature.
[0031]
The viscosity of the working fluid tends to decrease as the cooling water temperature of the internal combustion engine increases. According to the configuration described in
[0032]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of the second to fourth, seventh, and eighth aspects, the correlation value is a cooling water temperature and an intake air temperature. .
[0033]
The influence of the intake air temperature on the change of the cooling water temperature, in other words, the influence of the outside air temperature on the change of the cooling water temperature is smaller than the influence of the intake air temperature on the change of the viscosity of the working fluid, in other words, the change of the temperature of the working fluid. Therefore, for example, when the intake air temperature is low, a situation in which the temperature of the working fluid is low while the cooling water temperature is high is also assumed. In this regard, according to the configuration of the eleventh aspect, a value taking into consideration not only the cooling water temperature but also the intake air temperature is used as a value having a correlation with the viscosity of the working fluid. Therefore, the accuracy of the correlation with the viscosity of the working fluid is further improved, and the operation and effect according to any one of claims 2 to 4, 7, and 8 naturally have high accuracy. In this case as well, the cooling water temperature and the intake air temperature, which are values detected by the water temperature sensor and the intake air temperature sensor generally provided in the internal combustion engine, are used instead of the viscosity of the working fluid. Therefore, the operation and effect according to any one of claims 2 to 4, 7, and 8 can be obtained without separately providing a sensor for detecting the viscosity of the working fluid.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 1 shows both the structure of the variable valve timing mechanism of the valve timing control device of the present embodiment and the hydraulic circuit structure of the control device.
As shown in FIG. 1, the variable valve timing mechanism includes a substantially
[0036]
A plurality of
[0037]
The
[0038]
Note that the valve timing control is specifically performed as follows.
Parameters representing the engine operating state such as the cooling water temperature THW detected by the
[0039]
Then, as a result of such adjustment, when the target value matches the current phase, the
[0040]
In this variable valve timing mechanism, the
[0041]
As described above, in the valve timing control device of the present embodiment, the
[0042]
In addition, the variable valve timing mechanism of the present embodiment is provided with a lock mechanism that regulates the relative rotation of the
That is, as shown in FIG. 1, one of the
[0043]
The
[0044]
On the other hand, the
[0045]
The space formed by the
[0046]
The pressure of the hydraulic oil in the unlocking
[0047]
On the other hand, when the operation of the
[0048]
Thus, in the valve timing control device of the present embodiment, when the pressure drops immediately after the start of the engine, the relative rotation of the
[0049]
By the way, when the engine is started, since the
[0050]
Therefore, in the valve timing control device according to the present embodiment, when an advance request is made immediately after the engine is started, hydraulic oil is supplied to the
[0051]
Here, if the predetermined time for supplying the hydraulic oil to the
[0052]
That is, in recent years, hybrid vehicles equipped with an electric motor and an internal combustion engine as drive sources have been put to practical use. In this hybrid vehicle, the drive source is switched according to a vehicle running state suitable for the output characteristics of the electric motor and a vehicle running state suitable for the output characteristics of the internal combustion engine. Here, even when the vehicle is running using the electric motor as a drive source, the crankshaft of the internal combustion engine is rotating, and the intake air is compressed in the cylinder of the engine. The load resulting from the compression of the intake air becomes the load resistance of the electric motor. Therefore, when the vehicle is driven by the electric motor, the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine is changed to the vicinity of the compression top dead center to substantially reduce the compression stroke and reduce the load. On the other hand, when the vehicle is driven by the internal combustion engine, the closing timing of the intake valve is advanced to secure a sufficient compression stroke, and to obtain an output torque necessary for the vehicle to run. Conversely, a sufficient output torque cannot be obtained unless the intake valve is advanced immediately after the engine is started. Therefore, if the above-mentioned waiting time is unnecessarily long, the output torque reduction time immediately after the start of the engine becomes long. Of course, not only in a hybrid vehicle but also in a vehicle equipped with only an internal combustion engine as a drive source, it is preferable that the advance control be performed as soon as possible after the advance request is made.
[0053]
Therefore, in the present embodiment, the predetermined time for supplying the hydraulic oil to the
[0054]
Hereinafter, the details of the advance waiting process in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
FIG. 4 shows a processing procedure of the
[0055]
When this process is started, first, the cooling water temperature THW is read (S100). Next, it is determined whether an advance request has been made from the electronic control unit 122 (S110). If the advance request has not been made (NO in S110), the present process ends.
[0056]
On the other hand, when the advance angle is requested (YES in S110), the standby time WAT is obtained from the standby time map illustrated in FIG. 5 based on the cooling water temperature THW. As shown in FIG. 5, the standby time map is set so that the standby time becomes shorter as the cooling water temperature THW increases until the temperature reaches a certain predetermined temperature. The standby time is set to be longer as the cooling water temperature THW becomes higher. In other words, when the cooling water temperature THW is equal to or lower than the predetermined value, the standby time WAT is set to increase as the cooling water temperature THW decreases. Further, when the cooling water temperature THW is equal to or higher than a predetermined value, the standby time WAT is set to increase as the cooling water temperature THW increases, for the following reasons.
[0057]
Generally, as the cooling water temperature THW decreases, the temperature of the hydraulic oil tends to decrease. As the temperature of the hydraulic oil decreases, the viscosity of the hydraulic oil increases, the fluidity of the hydraulic oil decreases, and the supply amount of the hydraulic oil to the
[0058]
On the other hand, as the cooling water temperature THW increases, the temperature of the hydraulic oil tends to increase. As the temperature of the hydraulic oil increases, the viscosity of the hydraulic oil decreases. It is known that the lower the viscosity of the hydraulic oil is, the lower the hydraulic pressure in the oil circuit is. Therefore, when the cooling water temperature THW is in a region equal to or higher than the predetermined value, by setting the standby time WAT to be longer as the cooling water temperature THW becomes higher, more hydraulic oil is supplied to the
[0059]
When the standby time WAT is obtained in S120, it is next determined whether or not the post-advance angle request time AT has become equal to or longer than the standby time WAT (S130). That is, it is determined whether sufficient hydraulic oil has been supplied to the
[0060]
As described above, in the present embodiment, in the variable valve timing mechanism including the
[0061]
As described above, according to the valve timing control device for an internal combustion engine in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the variable valve timing mechanism having the
[0062]
(2) Hydraulic oil is supplied to the
[0063]
(3) The standby time map is set such that when the cooling water temperature THW, which is a correlation value of the viscosity of the hydraulic oil, is in a region equal to or higher than a predetermined value, the standby time WAT increases as the viscosity of the hydraulic oil decreases. are doing. In addition, when the cooling water temperature THW is in a region equal to or lower than a predetermined value, the standby time WAT is set to increase as the viscosity of the hydraulic oil increases. Therefore, the hydraulic pressure in the
[0064]
(4) Since hydraulic oil is supplied to the
[0065]
(5) The standby time WAT is obtained based on the cooling water temperature THW, which is a correlation value of the viscosity of the working oil, which is a parameter that can estimate the oil pressure state in the
[0066]
(6) When the engine in which the oil pressure in the oil circuit is low is started, the above-described advance standby processing is executed. Therefore, it is possible to appropriately suppress the failure of the release of the lock mechanism due to the decrease in the hydraulic pressure.
[0067]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
This embodiment is basically the same as the first embodiment except that the mode of the advance waiting process is different from the first embodiment, and also has the same configuration of the variable valve timing mechanism. Therefore, hereinafter, the advance waiting process in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7, focusing on differences from the first embodiment.
[0068]
When the operation of the internal combustion engine is stopped, the
[0069]
FIG. 6 shows a processing procedure of the
When this process is started, first, the engine stop time ST is read (S200). The engine stop time ST is a time from when the engine is stopped to when the engine is started, and the off / on time of the ignition switch is measured by a timer counter or the like in the
[0070]
Next, based on the engine stop time ST, the standby time WT is obtained from the standby time map illustrated in FIG. 7 (S210). As shown in FIG. 6, the standby time map is set such that the longer the engine stop time ST, the longer the standby time WT, for the following reason.
[0071]
That is, as described above, since the operation of the
[0072]
Next, it is determined whether or not a lead angle request has been made from the electronic control unit 122 (S220). If the advance request has not been made (NO in S220), the present process ends.
[0073]
On the other hand, if the advance request has been made (YES in S220), it is determined whether or not the post-engine-start time ONT has become equal to or longer than the standby time WT (S230). That is, it is determined whether sufficient hydraulic oil has been supplied to the
[0074]
According to the valve timing control device for an internal combustion engine in the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Hydraulic oil is supplied to the
[0075]
(2) The standby time WT is set to be longer as the engine stop time ST becomes longer. Therefore, the oil pressure in the
[0076]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the invention will be described.
This embodiment is different from the first embodiment in the aspect of the advance waiting process, and as shown in FIG. 8, the hydraulic pressure between the
[0077]
Generally, as the cooling water temperature THW decreases, the temperature of the hydraulic oil tends to decrease. As the temperature of the hydraulic oil decreases, the viscosity of the hydraulic oil increases and the fluidity of the hydraulic oil decreases. Therefore, in the initial stage of the supply of the hydraulic oil to the
[0078]
FIG. 9 shows a processing procedure of the
When this process is started, first, the cooling water temperature THW is read (S300). Next, it is determined whether or not a lead angle request has been made from the electronic control unit 122 (S310). If the advance request has not been made (NO in S310), this process ends.
[0079]
On the other hand, if the advance request is made (YES in S310), the allowable pressure OKP is obtained from the allowable pressure calculation map illustrated in FIG. 10 based on the coolant temperature THW (S320). This allowable pressure OKP is a hydraulic pressure used for determination when switching the supply of the hydraulic oil to the
[0080]
As described above, in the initial stage of the supply of the hydraulic oil to the
[0081]
When the allowable pressure OKP is obtained in S320, it is next determined whether or not the oil pressure P detected by the
[0082]
As described above, according to the valve timing control device for an internal combustion engine in the third embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The allowable pressure OKP is set according to the cooling water temperature THW, in other words, according to the viscosity of the hydraulic oil. Therefore, a suitable allowable pressure OKP corresponding to the pressure difference between the oil pressure P and the oil pressure in the
[0083]
(2) Further, the lower the cooling water temperature THW (the higher the viscosity of the hydraulic oil), the higher the allowable pressure OKP. Therefore, as the fluidity of the hydraulic oil decreases, the hydraulic oil is forcibly supplied to the
[0084]
(3) Generally, the oil pressure between the
[0085]
(Other embodiments)
The above embodiments can be modified and implemented as follows.
-You may implement combining 1st Embodiment and 2nd Embodiment. For example, the following can be performed.
[0086]
(A) The standby time WAT calculated in the first embodiment is compared with the standby time WT calculated in the second embodiment, and the standby time for which a longer time is set is adopted. Alternatively, the advance angle control may be made to wait until the standby time elapses.
[0087]
(B) The waiting time for waiting for the advance control is determined based on the increase in the oil pressure in the
[0088]
In these cases, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
-You may implement combining 1st Embodiment and 3rd Embodiment. For example, the following can be performed.
[0089]
(C) The time AT after the advance request is longer than the standby time WAT calculated in the first embodiment, and the hydraulic pressure P described in the third embodiment is the allowable pressure OKP calculated in the third embodiment. The advance control may be executed when the above is reached.
[0090]
Even in such a case, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
-You may implement combining 2nd Embodiment and 3rd Embodiment. For example, the following can be performed.
[0091]
(D) The time after engine start ONT has elapsed beyond the standby time WT calculated in the second embodiment, and the hydraulic pressure P described in the third embodiment is equal to or greater than the allowable pressure OKP calculated in the third embodiment. The advance angle control may be executed when.
[0092]
Even in such a case, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
-You may implement combining 1st-3rd embodiment. For example, the following can be performed.
[0093]
(E) The standby time WAT calculated in the first embodiment is compared with the standby time WT calculated in the second embodiment, and the standby time for which a longer time is set is adopted. When the selected standby time elapses after the advance request is made and the hydraulic pressure P described in the third embodiment becomes equal to or higher than the allowable pressure OKP calculated in the third embodiment, the advance control is performed. May be executed.
[0094]
(F) The standby time for waiting for the advance control is obtained based on the change in the oil pressure in the
[0095]
Also in these cases, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
In the second embodiment, the standby time WT is obtained based on the engine stop time ST. Here, the higher the viscosity of the hydraulic oil immediately after the engine is stopped, the smaller the amount of hydraulic oil leaking from the
[0096]
In general, the effect of the intake air temperature on the change of the cooling water temperature THW, in other words, the effect of the outside air temperature on the change of the cooling water temperature THW is compared with the effect of the intake air temperature on the viscosity of the hydraulic oil, in other words, the change of the temperature of the hydraulic oil. Then it is small. Therefore, for example, when the intake air temperature is low, a situation is assumed in which the cooling water temperature THW is high, but the temperature of the hydraulic oil is low. Therefore, when calculating the standby time WAT in the first embodiment or the standby time WT in the second embodiment, a value that takes into consideration not only the coolant temperature THW but also the intake air temperature is correlated with the viscosity of the hydraulic oil. It may be used as a value. In this case, the accuracy of the correlation with respect to the viscosity of the hydraulic oil is further increased, and the operation and effect of each of the above embodiments naturally become highly accurate. In this case as well, the cooling water temperature THW and the intake air temperature, which are the detection values of the water temperature sensor and the intake air temperature sensor generally provided in the internal combustion engine, are used instead of the viscosity of the hydraulic oil. Therefore, it is not necessary to separately provide a sensor for detecting the viscosity of the hydraulic oil.
[0097]
In the first and second embodiments, the coolant temperature THW is used as the correlation value indicating the viscosity of the hydraulic oil. However, an oil temperature sensor for detecting the temperature of the hydraulic oil is separately provided in the internal combustion engine, and the detection is performed. The value may be used as a correlation value representing the same viscosity.
[0098]
-Since the
[0099]
In the above embodiments, the lock mechanism is configured to restrict the relative rotation of the
[0100]
In these cases, the same effect can be obtained by performing the valve timing control in a manner according to the above embodiments.
In each of the above embodiments, after the hydraulic oil is supplied to the
[0101]
In the above embodiments, the case where the present invention is applied to the control device of the so-called vane type variable valve timing mechanism has been described. In addition, there is a rotating body such as a helical gear type variable valve timing mechanism that rotates relative to each other, and a mechanism that changes the valve timing of the engine valve by their operation, and a lock that regulates the operation of each rotating body. The present invention can be similarly applied to any control device for a variable valve timing mechanism having a mechanism.
[0102]
In addition, technical ideas that can be grasped from each of the above-described embodiments or modifications thereof will be described below along with their effects.
(A) In the valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, the parameters for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber include a viscosity of a working fluid or a correlation value thereof, and an engine stop time before starting the engine. A valve timing control device for an internal combustion engine.
[0103]
According to this device, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
(B) In the valve timing control device for an internal combustion engine according to the sixth aspect, the predetermined time is corrected to be shorter as the viscosity of the working fluid immediately after the engine is stopped or the correlation value thereof is higher. Timing control device for an internal combustion engine.
[0104]
According to the device, the time for supplying the working fluid to the pressure chamber on the side where the control position is maintained can be more suitably set in accordance with the leakage amount of the working fluid.
[0105]
(C) First and second rotating bodies capable of changing the valve timing of the internal combustion engine by relative rotation, and an operation for changing the rotation phase of the second rotating body with respect to the first rotating body. The first and second pressure chambers to which fluid is supplied, and the relative rotation of these rotators are regulated at a predetermined rotation phase corresponding to the valve timing maximum control position of the first and second rotators, and A lock mechanism for releasing the regulation based on a fluid pressure supplied to the first and second pressure chambers, and a pressure sensor for detecting a discharge pressure of a pump for supplying a working fluid to the first and second pressure chambers. A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: maintaining the valve timing maximum control position in the first and second pressure chambers when changing the phase from the predetermined rotation phase by the lock mechanism. The working fluid is supplied to one of the pressure chambers until a predetermined time variably set based on at least one of the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof and the engine stop time before starting the engine elapses. At the same time, after supplying the working fluid to the one pressure chamber until the detection value of the pressure sensor becomes equal to or higher than the allowable pressure set based on the viscosity of the working fluid or its correlation value, the other pressure chamber A valve timing control device for an internal combustion engine, which supplies a working fluid to the engine.
[0106]
According to this device, it is possible to more reliably suppress the occurrence of insufficient release of the lock mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of a variable valve timing mechanism according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of a lock mechanism of the variable valve timing mechanism according to the embodiment.
FIG. 3 is a view showing a cross-sectional structure of a lock mechanism of the variable valve timing mechanism according to the embodiment.
FIG. 4 is an exemplary flowchart showing a procedure of an advance waiting process in the embodiment.
FIG. 5 is a view showing a map structure for calculating a standby time in the embodiment.
FIG. 6 is an exemplary flowchart showing a procedure of an advance waiting process in the second embodiment;
FIG. 7 is a diagram showing a map structure for calculating a standby time in the embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a part of an oil circuit according to a third embodiment.
FIG. 9 is an exemplary flowchart showing the procedure of an advance waiting process in the embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a map structure for calculating an allowable oil pressure in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ロック機構による前記所定回転位相からの位相変更に際して、前記第1及び第2の圧力室のうち、前記バルブタイミング最大制御位置を維持する側の一方の圧力室に対し、同圧力室内の流体圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定される所定時間が経過するまで作動流体を供給した後に、他方の圧力室に作動流体を供給する
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。First and second rotating bodies capable of changing the valve timing of the internal combustion engine by relative rotation, and a working fluid for changing the rotation phase of the second rotating body with respect to the first rotating body is supplied. The first and second pressure chambers and the predetermined rotation phase corresponding to the valve timing maximum control position of the first and second rotating bodies regulate the relative rotation of these rotating bodies, A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: a lock mechanism for releasing the regulation based on a fluid pressure supplied to the second pressure chamber.
When changing the phase from the predetermined rotation phase by the lock mechanism, one of the first and second pressure chambers that maintains the valve timing maximum control position is provided with a fluid pressure in the same pressure chamber. A valve timing control apparatus for an internal combustion engine, comprising: supplying a working fluid to a pressure chamber after supplying a working fluid until a predetermined time variably set based on a parameter for estimating a state elapses.
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。The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber is a viscosity of a working fluid or a correlation value thereof.
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。3. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein when the viscosity of the working fluid or its correlation value is equal to or more than a predetermined value, the predetermined time is set to increase as the viscosity increases.
請求項2または3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。4. The valve timing control of an internal combustion engine according to claim 2, wherein when the viscosity of the working fluid or its correlation value is equal to or less than a predetermined value, the predetermined time is set to increase as the viscosity decreases. apparatus.
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。The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter for estimating the fluid pressure state in the pressure chamber is an engine stop time before starting the engine.
請求項5に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the predetermined time is set longer as the engine stop time becomes longer.
前記圧力センサの検出値が、前記作動流体の粘度あるいはその相関値に基づいて設定される許容圧力以上になるまで、前記第1及び第2の圧力室のうち、前記バルブタイミング最大制御位置を維持する側の一方の圧力室に対し作動流体を供給した後に、他方の圧力室に作動流体を供給する
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。First and second rotating bodies capable of changing the valve timing of the internal combustion engine by relative rotation, and a working fluid for changing the rotation phase of the second rotating body with respect to the first rotating body is supplied. The first and second pressure chambers and the rotation phases corresponding to the valve timing maximum control positions of the first and second rotating bodies are regulated, and the first and second pressure chambers are regulated in relative rotation. A lock mechanism for releasing the regulation based on the fluid pressure supplied to at least one of the pressure chambers and a pressure sensor for detecting a discharge pressure of a pump for supplying a working fluid to the first and second pressure chambers. In the valve timing control device for an internal combustion engine provided,
The valve timing maximum control position is maintained in the first and second pressure chambers until the detection value of the pressure sensor becomes equal to or higher than an allowable pressure set based on the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof. A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein a working fluid is supplied to one of the pressure chambers on the side of the internal combustion engine, and then the working fluid is supplied to the other pressure chamber.
請求項7に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the allowable pressure is set higher as the viscosity of the working fluid or a correlation value thereof increases.
請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, 7, and 8, wherein the correlation value is a temperature of a working fluid.
請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, 7, and 8, wherein the correlation value is a cooling water temperature.
請求項2〜4、7、8のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, 7, and 8, wherein the correlation values are a cooling water temperature and an intake air temperature.
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