JP2008157201A - Variable valve gear for engine - Google Patents

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JP2008157201A JP2006350159A JP2006350159A JP2008157201A JP 2008157201 A JP2008157201 A JP 2008157201A JP 2006350159 A JP2006350159 A JP 2006350159A JP 2006350159 A JP2006350159 A JP 2006350159A JP 2008157201 A JP2008157201 A JP 2008157201A
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Yasunari Daigo
康徳 醍醐
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Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
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Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To feed hydraulic pressure which can resist camshaft drive torque in advancing valve opening timing of an exhaust valve toward a compression stroke top dead center. <P>SOLUTION: The device is provided with a phase variable mechanism 6 provided between a cam sprocket and a camshaft to vary the phase of the camshaft in accordance with a feed/exhaust state of working fluid pressurized, an auxiliary chamber type pump 10 comprising a first pressurization source 101 to pressurize engine lubricant, and a second pressurization source 102 to pressurize working fluid fed to the phase varying mechanism, an opening/closing valve 23 provided on a drain passage 22 to drain working fluid fed from the second pressurization source 102, and a control means 18 to control the opening/closing state of the opening/closing valve 23. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、作動流体の給排状態を制御することでバルブタイミングを変更できるようにした、エンジンの可変動弁装置に関するものである。   The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an engine, in which a valve timing can be changed by controlling a supply / discharge state of a working fluid.

従来より、エンジンブレーキ装置の1つとして、排気通路に設けた開閉弁を閉じることで排気の圧力を高めてエンジンブレーキ能力を増大させるようにした排気ブレーキ装置が広く実用化されている。
また、これ以外にも、アクセルオフ時に吸排気弁とは異なる第3弁を設け、この第3弁の作動タイミングを制御することでシリンダ内の圧力状態をコントロールし、エンジンブレーキ能力を増大させるような圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置(いわゆるパワータード)が開発,実用化されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of engine brake devices, an exhaust brake device in which an on-off valve provided in an exhaust passage is closed to increase exhaust pressure to increase engine brake capability has been widely put into practical use.
In addition to this, a third valve different from the intake / exhaust valve is provided when the accelerator is off, and the operation state of the third valve is controlled to control the pressure state in the cylinder so as to increase the engine braking capability. A compression-release engine auxiliary brake device (so-called power tard) has been developed and put into practical use.

また、第3弁を設けずに、排気弁を通常の排気タイミングと異なるタイミングで開閉することでシリンダ内の圧力状態をコントロールしてエンジンブレーキ能力を増大させるようなパワータードも知られている。
ここで、排気弁を用いた圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置の作動原理を簡単に説明すると、このブレーキ装置の作動時には、燃料噴射を停止するとともに、排気弁を以下のように開閉駆動する。
There is also known a power tard that increases the engine braking ability by controlling the pressure state in the cylinder by opening and closing the exhaust valve at a timing different from the normal exhaust timing without providing the third valve.
Here, the operation principle of the compression pressure release type engine auxiliary brake device using the exhaust valve will be briefly described. When the brake device is operated, the fuel injection is stopped and the exhaust valve is driven to open and close as follows.

すなわち、吸気行程時には通常通り吸気弁を開いて吸気を取り入れる。次に、圧縮行程時にも通常運転時通り吸気弁及び排気弁をともに閉じて、シリンダ内の吸気を圧縮する。このときの圧縮力がエンジンの回転を妨げる力として作用する。
次に、圧縮行程から膨張行程に移行する直前に(即ち、上死点近傍において)、排気弁を開いて、圧縮された吸気を排気ポートに排出する。そして、排気弁を開いたまま膨張行程を行い、このとき排気弁側から空気を吸い込む。
That is, during the intake stroke, the intake valve is opened as usual to take in the intake air. Next, during the compression stroke, both the intake valve and the exhaust valve are closed as in normal operation to compress the intake air in the cylinder. The compression force at this time acts as a force that hinders engine rotation.
Next, immediately before the transition from the compression stroke to the expansion stroke (that is, near the top dead center), the exhaust valve is opened, and the compressed intake air is discharged to the exhaust port. Then, an expansion stroke is performed with the exhaust valve open, and air is sucked from the exhaust valve side at this time.

その後、膨張行程から排気行程にかけて排気弁を閉じ、吸排気弁がともに閉じた状態で排気行程を実行する。したがって、上述の圧縮行程と同様に、ピストンに圧縮力が作用して、エンジンの回転が妨げられる。そして、その後ピストンが再び上死点近傍に達すると、吸気弁を開いて圧縮空気を逃がし、再び吸気行程を開始する。
そして、このような圧縮行程及び排気行程でのブレーキ力が連続してピストンに作用することにより、エンジンブレーキ能力が大幅に増大する。言い換えれば、エンジンに負の仕事としてポンプ作動を行なわせることにより、車両の運動エネルギを吸収して制動力に変換するのである。なお、このようにエンジンにより吸収されて、制動力(エンジンブレーキ力)として作用する力を吸収馬力という。
Thereafter, the exhaust valve is closed from the expansion stroke to the exhaust stroke, and the exhaust stroke is executed with both the intake and exhaust valves closed. Therefore, similarly to the above-described compression stroke, the compression force acts on the piston and the rotation of the engine is hindered. After that, when the piston reaches the vicinity of the top dead center again, the intake valve is opened to release the compressed air, and the intake stroke is started again.
Then, the braking force in the compression stroke and the exhaust stroke continuously acts on the piston, so that the engine braking capability is greatly increased. In other words, the kinetic energy of the vehicle is absorbed and converted into braking force by causing the engine to perform pump operation as negative work. The force that is absorbed by the engine and acts as a braking force (engine braking force) is called absorption horsepower.

また、上述ではクランクシャフト1回転(360°)毎に、1回のブレーキ力が作用する2サイクル型のパワータードの作用を説明したが、クランクシャフト2回転(720°)毎、1回のブレーキ力が作用する4サイクル型のパワータードも知られている。
ところで、上述したような圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置(パワータード)とは別に、エンジン性能向上を図る目的で吸気弁や排気弁の開閉タイミングやリフト量を変更するようにした可変動弁機構又は可変バルブタイミング機構(以下、VVT機構という)が種々開発されている。
In the above description, the operation of the two-cycle type power tard in which one braking force is applied every crankshaft rotation (360 °) has been described. However, one braking force is applied every two crankshaft rotations (720 °). There is also known a four-cycle power tard in which
By the way, in addition to the compression pressure release type engine auxiliary brake device (power tard) as described above, a variable valve mechanism that changes the opening / closing timing and lift amount of the intake and exhaust valves for the purpose of improving engine performance or Various variable valve timing mechanisms (hereinafter referred to as VVT mechanisms) have been developed.

このようなVVT機構の一例としては、カムシャフトにバルブ開閉タイミングやバルブリフト量の異なる複数のカム(即ち、カムプロフィールの異なる複数のカム)を装備して、これらのカムのうちいずれか一つを選択して使用することで吸排気弁の開閉タイミングを段階的に変更できるようにした機構が知られている。
また、近年では、このようなカム切り替え式のVVT機構以外にも、クランクシャフトに対するカム及びカムシャフトの位相を連続的に変更して、吸排気弁の開閉タイミングを進角又は遅角させるようにしたVVT機構が広く実用化されている。
As an example of such a VVT mechanism, a camshaft is equipped with a plurality of cams having different valve opening / closing timings and valve lift amounts (that is, a plurality of cams having different cam profiles), and any one of these cams is provided. A mechanism is known in which the opening / closing timing of the intake / exhaust valve can be changed stepwise by selecting and using.
In recent years, besides the cam switching type VVT mechanism, the cam and camshaft phases with respect to the crankshaft are continuously changed to advance or retard the opening / closing timing of the intake and exhaust valves. The VVT mechanism is widely put into practical use.

このような位相変更式のVVT機構としては、例えば下記の特許文献1に開示されているように、カムシャフトとカムスプロケットとをヘリカルスプラインを介して結合し、カムシャフトの端部をカムスプロケットに対して前後進させることでカムスプロケットとカムシャフトとの位相を変更するようにした技術が知られている。
また、これ以外にも、位相変更式VVT機構として、特許文献2及び3に開示されているようなベーン式VVT機構も広く知られている。このベーン式VVT機構では、カムスプロケットの内周面側に径方向に伸びる複数の壁面有するハウジングを形成するとともに、カムシャフトの端部に羽部(ベーン)をそなえたロータを設け、ベーンが壁面間に位置するようにロータがハウジング内に収納されて構成されている。
As such a phase change type VVT mechanism, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, a camshaft and a cam sprocket are coupled via a helical spline, and the end of the camshaft is connected to the cam sprocket. On the other hand, a technique is known in which the phase between the cam sprocket and the camshaft is changed by moving forward and backward.
In addition to this, a vane type VVT mechanism as disclosed in Patent Documents 2 and 3 is also widely known as a phase change type VVT mechanism. In this vane-type VVT mechanism, a housing having a plurality of wall surfaces extending in the radial direction is formed on the inner peripheral surface side of the cam sprocket, and a rotor having vanes is provided at the end of the camshaft. The rotor is housed in the housing so as to be positioned between them.

また、上記のベーンとハウジングの壁面とで区画される空間には油圧室が形成され、この油圧室への作動油の給排状態を制御することで、ハウジングの壁面間でベーンが移動しうる範囲内で、カムスプロケットに対するカムシャフトの位相を進角又は遅角させることができ、これにより弁の開閉タイミングを変更することができる。
そして、上記特許文献2及び3には、このようなベーン式VVT機構を用いて圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置(パワータード)を構成した技術が開示されている。具体的には、ドライバのアクセルオフを検出すると燃料噴射を停止するとともに、VVT機構により排気弁の開閉タイミングを約180°程度進角させる。これにより、圧縮行程上死点近傍で排気弁が開き、エンジンを上述したような2サイクル型のパワータードとして作動させることができる。
特開昭57−24431号公報 特開2004−108217号公報 特開平1−92504号公報
In addition, a hydraulic chamber is formed in a space defined by the vane and the wall surface of the housing, and the vane can move between the wall surfaces of the housing by controlling the supply and discharge state of the hydraulic oil to the hydraulic chamber. Within the range, the phase of the camshaft relative to the cam sprocket can be advanced or retarded, thereby changing the valve opening / closing timing.
Patent Documents 2 and 3 disclose techniques in which a compression pressure release type engine auxiliary brake device (power tard) is configured using such a vane type VVT mechanism. Specifically, when the driver's accelerator off is detected, fuel injection is stopped and the opening / closing timing of the exhaust valve is advanced by about 180 ° by the VVT mechanism. As a result, the exhaust valve is opened near the top dead center of the compression stroke, and the engine can be operated as a two-cycle power tard as described above.
JP 57-24431 A JP 2004-108217 A JP-A-1-92504

しかしながら、ベーン式VVT機構により排気弁の開弁タイミングを圧縮行程上死点近傍に進角させてエンジンブレーキ力を得ようとすると、従来の技術では以下のような課題があった。
すなわち、圧縮行程上死点近傍ではシリンダ内圧が非常に高くなっており、このような上死点近傍で排気弁を開くには非常に高いカムシャフト駆動トルクが必要になる。この場合、カムシャフトを進角状態で保持するには、このカムシャフト駆動トルク以上のトルクをVVT機構で発生させることが可能な供給油圧が必要であり、仮にその油圧以下であるときには排気弁の開弁タイミングを圧縮行程上死点まで進角させることができないという課題がある。
However, when the engine braking force is obtained by advancing the valve opening timing of the exhaust valve to the vicinity of the top dead center of the compression stroke by the vane type VVT mechanism, the conventional technique has the following problems.
That is, the cylinder internal pressure is very high near the top dead center of the compression stroke, and a very high camshaft driving torque is required to open the exhaust valve near the top dead center. In this case, in order to hold the camshaft in the advanced state, a supply hydraulic pressure capable of generating a torque higher than the camshaft driving torque by the VVT mechanism is required. There is a problem that the valve opening timing cannot be advanced to the top dead center of the compression stroke.

このような課題を解決するには、単にオイルポンプ容量を高めることが考えられるが、この場合オイルポンプが大型化するとともに、オイルポンプの駆動馬力が増大するため、燃費が悪化してしまうという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ベーン式VVT機構により排気弁の開弁タイミングを圧縮行程上死点近傍に進角させる際に、エンジンの燃費の悪化を最小限に留めながらカムシャフト駆動トルクに負けない油圧を簡素なシステムで供給できるようにした、エンジンの可変動弁装置を提供することを目的とする。
In order to solve such a problem, it is conceivable to simply increase the capacity of the oil pump, but in this case, the oil pump becomes larger and the driving horsepower of the oil pump increases, so that the fuel consumption deteriorates. There is.
The present invention has been devised in view of such problems, and minimizes deterioration of the fuel consumption of the engine when the valve opening timing of the exhaust valve is advanced to the vicinity of the top dead center of the compression stroke by the vane type VVT mechanism. It is an object of the present invention to provide a variable valve operating device for an engine that can supply hydraulic pressure that is not defeated by a camshaft driving torque with a simple system.

このため、本発明のエンジンの可変動弁装置は、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動されるカムスプロケットと、少なくとも該エンジンの排気弁を開閉駆動するカムを有するカムシャフトと、該カムスプロケットと該カムシャフトとの間に介装され、加圧された作動流体の給排状態に応じて該カムスプロケットに対する該カムシャフトの位相を通常の運転状態に対応した位相とエンジンブレーキ状態に対応した位相との間で変更しうる位相変更機構と、該エンジンの潤滑油を加圧する第1の加圧源と、該位相変更機構に供給される作動流体を加圧する第2の加圧源とを有する副室式ポンプと、該第2の加圧源から供給された作動流体をドレーンするドレーン通路上に介装された開閉弁と、該開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とをそなえていることを特徴としている(請求項1)。   For this reason, the variable valve operating apparatus for an engine according to the present invention includes a cam sprocket that is rotationally driven by the crankshaft of the engine, a camshaft that has a cam that opens and closes at least an exhaust valve of the engine, the cam sprocket, and the cam The phase of the camshaft relative to the cam sprocket is set between a phase corresponding to a normal operation state and a phase corresponding to an engine brake state according to the supply / discharge state of the pressurized working fluid interposed between the shaft and the shaft. A sub-chamber having a phase change mechanism that can be changed between, a first pressure source that pressurizes the lubricating oil of the engine, and a second pressure source that pressurizes the working fluid supplied to the phase change mechanism An on-off valve interposed on a drain passage for draining the working fluid supplied from the second pressurizing source, and a control means for controlling the on-off state of the on-off valve It is characterized in that it withered (claim 1).

また、該制御手段は、所定の車速未満では該開閉弁を全開とし、該所定の車速以上になると該開閉弁を所定開度に制御し、その後、エンジンブレーキ要求を検出すると、該開閉弁を全閉にするとともに、該カムシャフトの位相が該エンジンブレーキ状態に対応した位相となるように、該位相変更機構に対する作動油の供給状態を切り替えるのが好ましい(請求項2)。   The control means opens the on / off valve fully below a predetermined vehicle speed, controls the on / off valve to a predetermined opening when the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed, and then detects the engine brake request and opens the on / off valve. It is preferable to switch the supply state of the hydraulic oil to the phase change mechanism so that the phase of the camshaft becomes a phase corresponding to the engine brake state while being fully closed.

また、該制御手段は、該エンジンブレーキ要求がなくなると、該カムシャフトの位相が通常の運転状態に対応した位相となるように、該位相変更機構に対する作動油の供給状態を切り替えるとともに、その後、所定の車速未満であれば該開閉弁を全開とし、該所定の車速以上であれば該開閉弁を所定開度に制御するのが好ましい(請求項3)。
また、該エンジンブレーキ状態に対応した位相が、圧縮行程末期又は膨張行程初期に該排気弁が開弁を開始するような位相であって、該エンジンブレーキ要求を検出すると、該エンジンブレーキ状態に対応した位相に向けて該カムシャフトの位相を進角させるのが好ましい(請求項4)。
Further, the control means switches the supply state of the hydraulic oil to the phase change mechanism so that the phase of the camshaft becomes a phase corresponding to a normal operation state when the engine brake request is eliminated, and thereafter Preferably, the opening / closing valve is fully opened when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed, and the opening / closing valve is controlled to a predetermined opening degree when the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed.
The phase corresponding to the engine brake state is such that the exhaust valve starts to open at the end of the compression stroke or the early stage of the expansion stroke, and corresponds to the engine brake state when the engine brake request is detected. It is preferable to advance the phase of the camshaft toward the adjusted phase.

また、該第1の加圧源は、該エンジンのメインギャラリに接続されているのが好ましい(請求項5)。   The first pressure source is preferably connected to the main gallery of the engine.

本発明の可変動弁装置によれば、通常の潤滑に影響を与えることなくカムシャフト駆動トルクに負けない作動油圧を位相変更機構に供給することができる。また、大容量のポンプを1つ設ける場合よりも小型化、軽量化を図ることができ、燃費向上を図ることができる(請求項1)
また、ドレーン通路の開閉弁を所定の車速未満では全開とするので、ポンプの駆動損失を極力抑制できる。また、所定の車速以上になると開閉弁を所定開度だけ開くことにより、予め位相変更機構に対する供給油圧を高めておくことができ、エンジンブレーキの要求時に速やかにカムシャフトの位相を変更することができる(請求項2)。
According to the variable valve operating apparatus of the present invention, it is possible to supply the hydraulic pressure that does not lose the camshaft driving torque without affecting normal lubrication to the phase changing mechanism. Further, it is possible to reduce the size and weight as compared with the case where one large-capacity pump is provided, and to improve the fuel consumption.
Further, since the opening / closing valve of the drain passage is fully opened at a speed lower than the predetermined vehicle speed, the drive loss of the pump can be suppressed as much as possible. In addition, when the vehicle speed exceeds a predetermined vehicle speed, the supply hydraulic pressure to the phase change mechanism can be increased in advance by opening the on-off valve by a predetermined opening, and the camshaft phase can be changed quickly when an engine brake is required. (Claim 2).

また、エンジンブレーキ要求が解除されると、カムシャフトの位相が通常の運転状態に対応した位相に変更され、その後、開閉弁が車速に応じた開度に設定されるので、加速不良やエンストを招くことなく速やかに通常運転に移行することができるとともに、次回のエンジンブレーキ要求に備えることができる(請求項3)。
また、エンジンブレーキ要求を検出すると、カムシャフトの位相を進角させて、圧縮行程末期又は膨張行程初期に排気弁が開くような位相に変更することで、2サイクル型の圧縮圧開放型エンジンブレーキ補助装置を容易に実現することができる(請求項4)。
When the engine brake request is canceled, the camshaft phase is changed to a phase corresponding to the normal operating state, and then the opening / closing valve is set to an opening degree corresponding to the vehicle speed. It is possible to quickly shift to normal operation without inviting, and to prepare for the next engine brake request.
When the engine brake request is detected, the camshaft phase is advanced to change the phase so that the exhaust valve opens at the end of the compression stroke or at the beginning of the expansion stroke. The auxiliary device can be easily realized (claim 4).

また、第1の加圧源はエンジンのメインギャラリに接続されているので、通常の潤滑に何ら影響を与えることもない(請求項5)。   Further, since the first pressurizing source is connected to the main gallery of the engine, it does not affect normal lubrication (Claim 5).

以下、図面により、本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置について説明すると、図1及び図2はその要部構成を示す模式図、図3は本発明が適用されるエンジンの動弁系を示す模式図、図4は本装置の作用について説明するカムリフト線図、図5はその制御系について示す模式的なブロック図、図6及び図7はその作用について説明するフローチャートである。   Hereinafter, a variable valve operating apparatus for an engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views showing the configuration of essential parts, and FIG. 3 shows the operation of the engine to which the present invention is applied. FIG. 4 is a cam lift diagram for explaining the operation of the apparatus, FIG. 5 is a schematic block diagram showing the control system, and FIGS. 6 and 7 are flowcharts for explaining the operation.

図3に示すように、エンジン1には、吸気弁及び排気弁(図示略)の開閉タイミングを変更可能なベーン式の可変動弁機構(可変バルブタイミング機構又はVVT機構)2が設けられている。このVVT機構2は排気弁のバルブタイミングを変更する排気側VVT機構(排気VVT)2aと吸気弁のバルブタイミングを変更する吸気側VVT機構(吸気VVT)2bとから構成されており、これらの排気VVT2aと吸気VVT2bとの作動を独立して制御できるように構成されている。   As shown in FIG. 3, the engine 1 is provided with a vane type variable valve mechanism (variable valve timing mechanism or VVT mechanism) 2 that can change the opening / closing timing of intake valves and exhaust valves (not shown). . The VVT mechanism 2 includes an exhaust side VVT mechanism (exhaust VVT) 2a for changing the valve timing of the exhaust valve and an intake side VVT mechanism (intake VVT) 2b for changing the valve timing of the intake valve. The operation of the VVT 2a and the intake VVT 2b can be controlled independently.

なお、本実施形態では吸気及び排気の両方にVVT機構2を設けているが、VVT機構2は少なくとも排気側に設けられていればよく、吸気側には設けなくてもよい。また、以下では、同じ部材について吸気側と排気側とで区別する場合には符号の末尾にそれぞれa,bを付し、吸排気の区別を省略する場合には、数字のみの符号で示す。
そして、本実施形態においては、エンジンブレーキの要求時には、燃料噴射を休止するとともに、VVT機構2aを作動させて排気弁の作動タイミングを変更することにより、エンジン1を圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置(いわゆるパワータード)として作動させて、エンジンブレーキ力を得るようになっている。
In the present embodiment, the VVT mechanism 2 is provided for both intake and exhaust. However, the VVT mechanism 2 may be provided at least on the exhaust side, and may not be provided on the intake side. Further, in the following, when the same member is distinguished between the intake side and the exhaust side, a and b are respectively added to the end of the reference numeral, and when the distinction between intake and exhaust is omitted, only the numerals are indicated.
In the present embodiment, when the engine brake is required, the fuel injection is stopped, and the VVT mechanism 2a is operated to change the operation timing of the exhaust valve. The engine brake force is obtained by operating as a so-called power tard.

さて、このVVT機構2は、図3に示すように、クランクシャフト3により回転駆動されるカムスプロケット4(4a,4b)と、エンジン1の吸気弁及び排気弁を開閉駆動するカム(図示略)を有するカムシャフト5(5a,5b)と、カムスプロケット4に対する該カムシャフト5の位相を通常の運転状態に対応した位相からエンジンブレーキ状態に対応した位相までの間で変更しうる位相変更機構6(6a,6b)とを有している。また、位相変更機構6は、カムスプロケット4とカムシャフト5との間に介装されており、加圧された作動油(作動流体)の給排状態に応じてカムシャフト5を連続的に進角させたり遅角させたりすることができるように構成されている。   As shown in FIG. 3, the VVT mechanism 2 includes a cam sprocket 4 (4a, 4b) that is rotationally driven by the crankshaft 3 and a cam (not shown) that drives the intake and exhaust valves of the engine 1 to open and close. And a phase change mechanism 6 that can change the phase of the camshaft 5 relative to the cam sprocket 4 from a phase corresponding to a normal operation state to a phase corresponding to an engine brake state. (6a, 6b). The phase changing mechanism 6 is interposed between the cam sprocket 4 and the camshaft 5 and continuously advances the camshaft 5 according to the supply / discharge state of pressurized hydraulic oil (working fluid). It is configured so that it can be angled or retarded.

また、本実施形態においては、カムシャフト5の位相が最遅角のときに、エンジン1の通常運転に適した排気弁の作動タイミングとなるように設定されており、この状態から、カムシャフト5をカムスプロケット4に対して最大で約90°(クランクシャフト角度で約180°)進角させることで、エンジンブレーキ状態に対応した排気弁作動タイミングに変更することができるようになっている。   Further, in this embodiment, when the phase of the camshaft 5 is the most retarded angle, the exhaust valve is set to have an operation timing suitable for normal operation of the engine 1, and from this state, the camshaft 5 Can be changed to the exhaust valve operation timing corresponding to the engine brake state by advancing the angle of about 90 ° at the maximum with respect to the cam sprocket 4 (about 180 ° in crankshaft angle).

これにより、図4に示すように、カムシャフト5の最進角時には、圧縮行程末期に排気弁が開弁するとともに、排気行程初期に排気弁が閉弁することになり、排気弁の開閉タイミングをエンジンブレーキ状態に対応した位相に変更することができる。
なお、最大進角時の排気弁の開弁開始タイミングは圧縮行程末期に限定されず、圧縮行程末期から膨張行程初期までの間であればよい。また、同様に排気弁の閉弁タイミングは排気行程初期に限定されず、膨張行程末期から排気行程初期までの間であればよい。
As a result, as shown in FIG. 4, when the camshaft 5 is at the most advanced angle, the exhaust valve opens at the end of the compression stroke, and the exhaust valve closes at the beginning of the exhaust stroke. Can be changed to a phase corresponding to the engine brake state.
The opening timing of the exhaust valve at the maximum advance angle is not limited to the end of the compression stroke, and may be from the end of the compression stroke to the beginning of the expansion stroke. Similarly, the closing timing of the exhaust valve is not limited to the initial stage of the exhaust stroke, but may be from the end of the expansion stroke to the initial stage of the exhaust stroke.

また、図3に示すように、排気側のスプロケット4aと、吸気側のスプロケット4bとはタイミングベルト(又はタイミングチェーン)7を介してエンジン1のクランクシャフト3に接続されており、クランクシャフト3が2回転するとカムスプロケット4及びカムシャフト5が1回転するようにクランクシャフト7の速度が半分に減速されてカムスプロケット4に伝達されるようになっている。なお、タイミングベルト7にはテンショナ8によって適当なテンションが与えられている。   As shown in FIG. 3, the exhaust-side sprocket 4a and the intake-side sprocket 4b are connected to the crankshaft 3 of the engine 1 via a timing belt (or timing chain) 7, and the crankshaft 3 is The speed of the crankshaft 7 is reduced by half so that the cam sprocket 4 and the camshaft 5 make one rotation when they are rotated twice, and are transmitted to the cam sprocket 4. The timing belt 7 is given an appropriate tension by a tensioner 8.

そして、上記の位相変更機構6により、排気側スプロケット4aと排気カムシャフト5aとの相対位相及び吸気側スプロケット4bと吸気カムシャフト5bとの相対位相をそれぞれ独立して変更することで、クランクシャフト3の回転位相に対して排気弁及び吸気弁の開閉タイミングを変更・調整できるようになっている。また、位相変更機構6は、最遅角時には、カムスプロケット4とカムシャフト5との相対位相を最遅角位相に保持するロック機構(図示省略)が設けられている。   By changing the relative phase between the exhaust side sprocket 4a and the exhaust camshaft 5a and the relative phase between the intake side sprocket 4b and the intake camshaft 5b independently by the phase changing mechanism 6, the crankshaft 3 The opening / closing timing of the exhaust valve and the intake valve can be changed / adjusted with respect to the rotation phase of the valve. The phase changing mechanism 6 is provided with a lock mechanism (not shown) that holds the relative phase between the cam sprocket 4 and the camshaft 5 at the most retarded angle at the most retarded angle.

なお、タイミングベルト7の進行方向へのカムシャフト5の位相変更が進角側への位相変更となり、タイミングベルト7の進行方向とは逆方向への位相変更が遅角側への位相変更となる。
また、ベーン式VVT機構2に適用される位相変更機構6の構成についてはすでに広く公知のものであり、例えば、上述した特許文献2及び3に開示されたものと同様に構成されているので、詳しい説明を省略する。
In addition, the phase change of the camshaft 5 in the traveling direction of the timing belt 7 is a phase change to the advance side, and the phase change in the direction opposite to the traveling direction of the timing belt 7 is the phase change to the retard side. .
In addition, the configuration of the phase changing mechanism 6 applied to the vane-type VVT mechanism 2 is already widely known. For example, the configuration is similar to that disclosed in Patent Documents 2 and 3 described above. Detailed description is omitted.

さて、この位相変更機構6には、図1及び図2に示すような油圧回路9が接続されており、この油圧回路9には、エンジン1によって駆動される油圧ポンプ10が接続されている。
ここで油圧ポンプ10は2つの加圧源101,102を有する副室式ポンプであって、この副室式ポンプ10のうちの一方の加圧源(第1の加圧源)101はエンジン1のメインギャラリ12に接続されており、また、他方の加圧源(第2の加圧源)102は、作動油供給通路11を介して位相変更機構6に接続されている。
A hydraulic circuit 9 as shown in FIGS. 1 and 2 is connected to the phase changing mechanism 6, and a hydraulic pump 10 driven by the engine 1 is connected to the hydraulic circuit 9.
Here, the hydraulic pump 10 is a sub-chamber pump having two pressurizing sources 101 and 102, and one of the sub-chamber pumps 10 (first pressurizing source) 101 is the engine 1. The other pressurization source (second pressurization source) 102 is connected to the phase change mechanism 6 via the hydraulic oil supply passage 11.

また、第1の加圧源101及び第2の加圧源102は共通のオイルタンク(図示省略)に接続されており、第2の加圧源102はオイルタンクに貯留された潤滑油を加圧して位相変更機構6に供給するようになっている。つまり、エンジン1の潤滑油が位相変更機構6の作動油として用いられるようになっている。
また、副室式ポンプ10は、本実施形態においては図示するようなギア式のポンプが適用されている。すなわち、ポンプ10は、1つのドライブギア13と、2つのドリブンギア14、15とを有しており、ここでは中央のギアがエンジン1により駆動されるドライブギア13として構成されている。なお、図示する3つのギアのうち、いずれか1つをドライブギアとすればよく、ドライブギア13は特に中央のギアに限定されるものではない。また、本発明に適用されるポンプは2つの加圧源を有していればよく、ギア式ポンプに限定されるものではない。
The first pressure source 101 and the second pressure source 102 are connected to a common oil tank (not shown), and the second pressure source 102 applies the lubricating oil stored in the oil tank. The pressure is supplied to the phase changing mechanism 6. That is, the lubricating oil of the engine 1 is used as the hydraulic oil for the phase change mechanism 6.
Further, the sub-chamber pump 10 is a gear-type pump as illustrated in the present embodiment. That is, the pump 10 has one drive gear 13 and two driven gears 14 and 15, and here, the central gear is configured as the drive gear 13 driven by the engine 1. Any one of the three gears shown in the figure may be a drive gear, and the drive gear 13 is not particularly limited to the central gear. Moreover, the pump applied to this invention should just have two pressurization sources, and is not limited to a gear type pump.

位相変更機構6には、その作動状態を切り替えるためのオイルコントロールバルブ(OCV)16が付設されている。また、このOCV16の出力側(下流側)ポートには、位相変更機構6の進角油路61、遅角油路62、排出油路63が接続されており、また、OCV16の入力側(上流側)ポートには、作動油供給通路11及びオイルタンクに連通するドレーン通路17が接続されている。   The phase change mechanism 6 is provided with an oil control valve (OCV) 16 for switching its operating state. Further, an advance oil path 61, a retard oil path 62, and a discharge oil path 63 of the phase change mechanism 6 are connected to the output side (downstream) port of the OCV 16, and the OCV 16 input side (upstream) A drain passage 17 communicating with the hydraulic oil supply passage 11 and the oil tank is connected to the side port.

このOCV16は、後述する制御手段としてのコントローラ(ECU)18からの制御信号に基づいて各通路の接続状態を切り換える油圧式又は電磁式のスプール弁であって、排気弁を進角させる場合には、作動油供給通路11と進角油路61とを接続させるとともにドレーン通路17と排出油路63とを接続するようになっている。これにより、進角油路61に高圧の作動油が供給されてカムスプロケット4に対するカムシャフト5の位相が進角側に変更されるようになっている。   The OCV 16 is a hydraulic or electromagnetic spool valve that switches the connection state of each passage based on a control signal from a controller (ECU) 18 serving as a control means described later. When the exhaust valve is advanced, The hydraulic oil supply passage 11 and the advance oil passage 61 are connected, and the drain passage 17 and the discharge oil passage 63 are connected. As a result, high-pressure hydraulic oil is supplied to the advance oil passage 61, and the phase of the camshaft 5 with respect to the cam sprocket 4 is changed to the advance side.

また、作動油供給通路11と遅角油路62とを接続させることにより、遅角油路62に高圧作動油が供給されて、カムスプロケット4に対するカムシャフト5の位相が遅角側に変更されるようになっている。
ところで、作動油供給通路11には、上流側から順に調圧弁19,オイルフィルタ20が設けられており、また、オイルフィルタ20には並列してチェックバルブ21が設けられている。そして、このポンプ10から供給される作動油内の不純物がオイルフィルタ20で除去されるとともに、上記不純物の堆積等によりオイルフィルタ20内の圧力がチェックバルブ21の設定圧よりも高まると、このチェックバルブ21が開いて作動油をバイパスさせるようになっている。
Further, by connecting the hydraulic oil supply passage 11 and the retard oil passage 62, the high-pressure hydraulic oil is supplied to the retard oil passage 62, and the phase of the camshaft 5 with respect to the cam sprocket 4 is changed to the retard side. It has become so.
Incidentally, the hydraulic oil supply passage 11 is provided with a pressure regulating valve 19 and an oil filter 20 in order from the upstream side, and a check valve 21 is provided in parallel with the oil filter 20. Then, impurities in the hydraulic oil supplied from the pump 10 are removed by the oil filter 20, and when the pressure in the oil filter 20 becomes higher than the set pressure of the check valve 21 due to accumulation of the impurities, this check The valve 21 is opened to bypass the hydraulic oil.

また、調圧弁19は設定圧が比較的高めに設定された弁であって、何らかの事情により作動油供給通路11の圧力が高まりすぎた場合には、この調圧弁19を開いて作動油を排出し、位相変更機構6及び油圧回路9を保護するようになっている。
また、オイルフィルタ20よりも下流側では、作動油供給通路11からドレーン通路22が分岐しており、この作動油供給通路11で余剰となった作動油はドレーン通路22を介してオイルタンクに返戻されるようになっている。
The pressure regulating valve 19 is a valve whose set pressure is set to be relatively high. When the pressure in the hydraulic oil supply passage 11 is excessively increased for some reason, the pressure regulating valve 19 is opened to discharge the hydraulic oil. The phase change mechanism 6 and the hydraulic circuit 9 are protected.
Further, on the downstream side of the oil filter 20, a drain passage 22 is branched from the hydraulic oil supply passage 11, and excess hydraulic oil in the hydraulic oil supply passage 11 is returned to the oil tank via the drain passage 22. It has come to be.

また、このドレーン通路22上にはコントローラ18からの作動信号に基づいて開度が変更されるリリーフ弁(開閉弁)23が設けられている。ここで、このリリーフ弁23は、全開状態と全閉状態とのいずれかの態様をとるオンオフ式の電磁弁であって、この電磁弁をデューティ制御することにより、ドレーン通路22の開度を0〜100%の間で自由に制御できるようになっている。なお、リリーフ弁としては、上述したようなもの以外にも、開度をリニアに設定できるような開度調整式の弁を用いてもよい。   Further, a relief valve (open / close valve) 23 whose opening degree is changed based on an operation signal from the controller 18 is provided on the drain passage 22. Here, the relief valve 23 is an on / off type electromagnetic valve that takes either a fully open state or a fully closed state, and the opening degree of the drain passage 22 is reduced to 0 by controlling the duty of the electromagnetic valve. It can be freely controlled between ˜100%. In addition, as a relief valve, you may use the valve of an opening degree adjustment type which can set an opening degree linearly besides what was mentioned above.

また、副室式ポンプ10の第1の加圧源101は油路31を介してメインギャラリ12に接続されており、上記油路31上に、調圧弁32,オイルフィルタ33,チェックバルブ34,オイルクーラ35が介装されている。なお、この第1の加圧源101よりも下流の構成は一般的なエンジンの潤滑構造と同様であるため、説明を省略する。
ところで、上述したように、排気側のVVT機構2はカムスプロケット4に対するカムシャフト5の位相をエンジンブレーキに対応した位相に進角させるものであり、具体的には、ドライバのアクセルオフを検出するとVVT機構2により排気弁の開閉タイミングを約180°程度進角させて、排気弁を圧縮行程上死点近傍で開弁させるものである。
Further, the first pressurizing source 101 of the sub chamber type pump 10 is connected to the main gallery 12 through an oil passage 31, and a pressure regulating valve 32, an oil filter 33, a check valve 34, An oil cooler 35 is interposed. The configuration downstream of the first pressure source 101 is the same as that of a general engine lubrication structure, and thus the description thereof is omitted.
By the way, as described above, the VVT mechanism 2 on the exhaust side advances the phase of the camshaft 5 with respect to the cam sprocket 4 to a phase corresponding to the engine brake. Specifically, when the accelerator off of the driver is detected. The opening and closing timing of the exhaust valve is advanced by about 180 ° by the VVT mechanism 2, and the exhaust valve is opened near the top dead center of the compression stroke.

しかし、圧縮行程上死点近傍ではシリンダ内圧が非常に高くなっているため、圧縮行程上死点近傍で排気弁を開弁駆動するには、非常に大きなカムシャフト駆動トルクが必要になる。したがって、位相変更機構6に対して十分に高い油圧を供給できない場合には、排気弁の開弁タイミングを圧縮行程上死点まで進角することができない。
このような課題に対しては、単にオイルポンプの容量を増大することも考えられるが、このように構成した場合には、オイルポンプが大型化するとともに、オイルポンプの駆動馬力が増大するため、燃費が悪化してしまうことになる。また、排気ブレーキは常時使用するものではないため、このような一時的に必要な油圧を得るために常時大型のオイルポンプで作動油を加圧するのは効率がよくない。
However, since the cylinder internal pressure is very high near the compression stroke top dead center, a very large camshaft drive torque is required to drive the exhaust valve to open near the compression stroke top dead center. Therefore, when a sufficiently high hydraulic pressure cannot be supplied to the phase change mechanism 6, the valve opening timing of the exhaust valve cannot be advanced to the top dead center of the compression stroke.
For such a problem, it is conceivable to simply increase the capacity of the oil pump, but when configured in this way, the oil pump becomes larger and the driving horsepower of the oil pump increases. The fuel consumption will deteriorate. Further, since the exhaust brake is not always used, it is not efficient to pressurize the hydraulic oil with a large oil pump at all times in order to obtain such a temporarily required hydraulic pressure.

そこで、本装置では上述したような副室式ポンプを用いるとともに、作動油供給通路111から分岐したドレーン路12のリリーフ弁23をデューティ制御することにより、ポンプ10の駆動損失を極力低減して確実に排気弁の開弁時期を進角させるようになっている。
つまり、副室式ポンプ10の第2の加圧源102は、圧縮行程上死点近傍で排気弁を開弁駆動するのに必要なカムシャフト駆動トルクよりも十分に高い油圧を発生可能に構成されており、排気弁の開閉タイミングを圧縮行程上死点近傍まで確実に進角させることができるようになっている。また、エンジンブレーキが必要のないときには、リリーフ弁23を全開にすることで、ポンプ10の駆動損失を極力回避するようにしている。
Therefore, in this apparatus, the sub chamber type pump as described above is used, and the relief valve 23 of the drain passage 12 branched from the hydraulic oil supply passage 111 is duty-controlled to reduce the drive loss of the pump 10 as much as possible. The opening timing of the exhaust valve is advanced.
That is, the second pressurizing source 102 of the sub-chamber pump 10 is configured to be able to generate a hydraulic pressure sufficiently higher than the camshaft driving torque necessary for opening the exhaust valve near the top dead center of the compression stroke. Thus, the opening / closing timing of the exhaust valve can be surely advanced to the vicinity of the top dead center of the compression stroke. Further, when the engine brake is not necessary, the relief valve 23 is fully opened to avoid the drive loss of the pump 10 as much as possible.

以下、図5を用いて本装置の制御系の構成及び作用について説明すると、エンジン1が搭載される車両には、当該車両の速度を検出する車速センサ(車速検出手段)40と、アクセルのオンオフを検出するアイドルスイッチ41と、カムシャフト6の位相を検出するカム各センサ42が設けられており、これらのセンサ40〜42はいずれもECU18の入力側に接続されている。   Hereinafter, the configuration and operation of the control system of the present apparatus will be described with reference to FIG. 5. A vehicle on which the engine 1 is mounted has a vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 40 for detecting the speed of the vehicle and an accelerator on / off. The idle switch 41 for detecting the cam and the cam sensors 42 for detecting the phase of the camshaft 6 are provided, and these sensors 40 to 42 are all connected to the input side of the ECU 18.

ここで、アイドルスイッチ41はエンジンブレーキ要求の有無を検出するための手段であって、アクセルペダル開度が全閉となると、アイドルスイッチ41がオンとなりエンジンブレーキ要求があったと判定するようになっている。
また、ECU18の出力側には、OCV16及びリリーフ弁23が接続されており、各センサ40〜42からの情報に基づいて、OCV16及びリリーフ弁23に対する制御信号を設定するようになっている。
Here, the idle switch 41 is a means for detecting the presence or absence of an engine brake request. When the accelerator pedal opening is fully closed, the idle switch 41 is turned on and it is determined that an engine brake request has been made. Yes.
Further, the OCV 16 and the relief valve 23 are connected to the output side of the ECU 18, and control signals for the OCV 16 and the relief valve 23 are set based on information from the sensors 40 to 42.

具体的には、アイドルスイッチ41によりアクセルオン(アイドルスイッチ41はオフ)が検出されている間は通常の走行状態となるので、この場合には、図2に示すように、作動油供給通路11と遅角油路62とを接続するようにOCV16に対する制御信号が設定される。これにより、排気弁は最遅角に設定されて、通常のエンジンの通常運転に適した位相に排気弁の位相が設定される。また、リリーフ弁23が全開であっても、通常運転時の最遅角状態を保持するために必要な油圧をOCV16を介して位相変更機構6aに供給可能となるように、当該リリーフ弁23の大きさが設定されている。   Specifically, while the accelerator switch 41 detects that the accelerator is on (the idle switch 41 is off), the vehicle travels normally. In this case, as shown in FIG. A control signal for the OCV 16 is set so as to connect the retard oil path 62 to the retard angle oil path 62. Thereby, the exhaust valve is set to the most retarded angle, and the phase of the exhaust valve is set to a phase suitable for normal operation of a normal engine. Further, even when the relief valve 23 is fully open, the oil pressure necessary for maintaining the most retarded state during normal operation can be supplied to the phase changing mechanism 6a via the OCV 16 so that the relief valve 23 can be supplied. The size is set.

また、アイドルスイッチ41のオフ時は、車速センサ40で得られた車速に基づいてリリーフ弁23に対する開閉制御が行われる。具体的には、検出された車速が予め設定された所定車速V0 未満であると、ECU18ではリリーフ弁23が全開となるようにリリーフ弁23に対して制御信号を設定するようになっている。
これにより、所定車速V0 未満ではポンプ10の第2の加圧源102から供給される作動油はドレーン通路22を通ってオイルタンクに戻される。なお、作動油供給通路11及びドレーン通路22は、通路自体が抵抗とならないような十分な大きさの断面積を有しており、リリーフ弁23を全開とすることにより、第2の加圧源102での駆動損失を最小限に抑制でき、燃費の悪化を抑制できる。
Further, when the idle switch 41 is off, the opening / closing control for the relief valve 23 is performed based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed sensor 40. Specifically, when the detected vehicle speed is less than a predetermined vehicle speed V 0 set in advance, the ECU 18 sets a control signal for the relief valve 23 so that the relief valve 23 is fully opened. .
Thus, when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed V 0 , the hydraulic oil supplied from the second pressurizing source 102 of the pump 10 is returned to the oil tank through the drain passage 22. The hydraulic oil supply passage 11 and the drain passage 22 have a sufficiently large cross-sectional area so that the passage itself does not become a resistance. By opening the relief valve 23 fully, the second pressure source The drive loss at 102 can be minimized, and the deterioration of fuel consumption can be suppressed.

また、所定車速V0 以上となると、リリーフ弁23を所定開度(本実施形態では50%
)に設定する。これにより、作動油供給通路11の油圧がリリーフ弁23の開度に応じた圧力まで高められて、エンジンブレーキが必要な時に備える状態となる。なお、上述の所定車速V0 は、アクセルオフ時には速やかにエンジンブレーキ力を必要とするような中速
域以上の速度であって、本実施形態では例えば50km/hに設定されている。
In addition, when the vehicle speed becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed V 0 , the relief valve 23 is opened to a predetermined opening (in this embodiment, 50%
). Thereby, the hydraulic pressure in the hydraulic oil supply passage 11 is increased to a pressure corresponding to the opening degree of the relief valve 23, and the engine brake is ready. Note that the predetermined vehicle speed V 0 described above is a speed that is equal to or higher than a medium speed range that requires an engine braking force immediately when the accelerator is off, and is set to 50 km / h in the present embodiment, for example.

そして、アイドルスイッチ41がオンになると、エンジンブレーキの要求があったと判定して、リリーフ弁23を全閉とするとともに、OCV16を切り換えて作動油供給通路11と進角油路61とを接続する。これにより、作動油供給通路11の油圧が十分に高められて、排気弁の位相をほぼ180°進角させることができ、確実にエンジンブレーキ力を得ることができる。なお、この時には燃料噴射は禁止される。   When the idle switch 41 is turned on, it is determined that there is a request for engine braking, the relief valve 23 is fully closed, and the OCV 16 is switched to connect the hydraulic oil supply passage 11 and the advance oil passage 61. . As a result, the hydraulic pressure of the hydraulic oil supply passage 11 is sufficiently increased, the phase of the exhaust valve can be advanced by approximately 180 °, and the engine braking force can be reliably obtained. At this time, fuel injection is prohibited.

このように、所定車速V0 以上になると、予めリリーフ弁23を全開ではない所定開度に設定しておき、アクセルオフ時に備えるので、その後のアクセルオフに対して速やかに作動油供給通路11の油圧を高めることができる。
また、上述したように、第2の加圧源102は、圧縮行程上死点近傍で排気弁を開弁駆動する際のカムシャフト駆動トルクよりも十分に高い油圧を発生することができるので、排気弁の位相を速やかに進角させることができる。
In this way, when the vehicle speed becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed V 0 , the relief valve 23 is set to a predetermined opening that is not fully opened in advance and is prepared for when the accelerator is off. The hydraulic pressure can be increased.
Further, as described above, the second pressurizing source 102 can generate a hydraulic pressure sufficiently higher than the camshaft driving torque when the exhaust valve is driven to open in the vicinity of the compression stroke top dead center. The phase of the exhaust valve can be rapidly advanced.

なお、所定車速V0 未満でアイドルスイッチ14のオンが検出されると、リリーフ弁23は全開→全閉となるので、所定車速V0 以上のとき(リリーフ弁50%閉→全閉)よりも僅かに応答が遅れることになるが、この場合はもともと車速が低いため、影響はほとんど生じない。
一方、アイドルスイッチ41がオフ(アクセルペダルの踏み込みあり)になると、ECU18では、エンジンブレーキの解除要求と判定し、エンジンブレーキを解除するべくOCV16の作動状態を切り換えて作動油供給通路11と遅角油路62とを接続する。これにより、排気弁の位相を最遅角位置まで変更することができ、通常運転状態に切り換えることができる。
Note that the on the idle switch 14 is less than the predetermined vehicle speed V 0 is detected, since the relief valve 23 is fully opened → fully closed than when more than a predetermined vehicle speed V 0 (the relief valve 50% closed → fully closed) The response is slightly delayed, but in this case, the vehicle speed is originally low, so there is almost no effect.
On the other hand, when the idle switch 41 is turned off (the accelerator pedal is depressed), the ECU 18 determines that the engine brake is to be released, switches the operating state of the OCV 16 to release the engine brake, and retards the hydraulic oil supply passage 11 and the retarded angle. The oil passage 62 is connected. As a result, the phase of the exhaust valve can be changed to the most retarded position and can be switched to the normal operation state.

そして、カム角センサ42の情報に基づきカムシャフトの進角量が所定角度θ0 以下となったと判定すると、リリーフ弁32を開くようになっている。
なお、排気弁の位相を遅角させる場合には、高圧の作動油を供給しなくても、図3に示すようにカムスプロケット4aとの相対的な回転方向の関係からカムシャフト5aを最遅角まで戻すことができるが、エンジンブレーキ要求がなくなった場合にはできるだけ速やかに排気カムシャフト5aの位相を遅角させなければならず、排気弁の開閉タイミングの遅角が遅れると、車両停止後クラッチを切った際にエンストしたり、クラッチ接続状態で再加速に移行する際に加速不良が発生してしまう。
When it is determined that the advance amount of the cam shaft is equal to or less than the predetermined angle θ 0 based on the information of the cam angle sensor 42, the relief valve 32 is opened.
Note that when retarding the phase of the exhaust valve, the camshaft 5a can be retarded from the relationship with the cam sprocket 4a relative to the cam sprocket 4a as shown in FIG. 3 without supplying high-pressure hydraulic fluid. Although the angle can be returned to the angle, the phase of the exhaust camshaft 5a must be retarded as soon as possible when there is no engine brake request. If the delay in the opening / closing timing of the exhaust valve is delayed, after the vehicle stops Acceleration failure occurs when the engine is stalled when the clutch is disengaged or when shifting to reacceleration with the clutch engaged.

このため、エンジンブレーキ要求解除時には、リリーフ弁23の全閉を維持したまま、まずOCV16のみを切り換えることにより、位相変更機構6aに高圧の作動油を速やかに供給でき、カムシャフト5aの位相を速やかに遅角させることができる。
そして、その後エンジンブレーキの解除時にはカムシャフト5の進角量が所定角度θ0 以下となると、所定車速V0 未満であればリリーフ弁23を全開とし、所定車速V0 以上であればリリーフ弁23を所定開度(50%)として、次回のエンジンブレーキ要求にそなえるようになっている。また、エンジンブレーキがオンとなるアクセルオフの状態であっても、車両が停止する直前か、或いはクラッチが切れた場合には、エンストを生じないように速やかにカムシャフト5aの位相を遅角するようになっている。
For this reason, when the engine brake request is released, by switching only the OCV 16 while keeping the relief valve 23 fully closed, high-pressure hydraulic oil can be quickly supplied to the phase changing mechanism 6a, and the phase of the camshaft 5a can be quickly adjusted. Can be retarded.
Thereafter the advancing amount of the cam shaft 5 at the time of release of the engine braking at a predetermined angle theta 0 or less, the relief valve 23 is fully opened is less than the predetermined vehicle speed V 0, the relief valve if the predetermined vehicle speed greater than or equal to V 0 23 Is set to a predetermined opening (50%) to meet the next engine brake request. Even in the accelerator-off state where the engine brake is on, immediately before the vehicle stops or when the clutch is disengaged, the phase of the camshaft 5a is quickly retarded so as not to cause an engine stall. It is like that.

本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置は上述のように構成されているので、その作用を図6及び図7のフローチャートを用いて説明すると以下のようになる。
まず、図6を用いて、エンジンブレーキを作動させる際の作用について説明すると、ステップS1において、アクセルのオンオフを判定する。そして、アクセルオフであれば、エンジンブレーキ要求ありと判定して、ステップS5以降に進む。また、アクセルオンであれば、ステップS2に進み、現在の車速と所定車速V0 とを比較する。そして、ステップS2で車速が所定車速V0 以上でなければ、次にステップS4に進む。
Since the variable valve operating apparatus for an engine according to an embodiment of the present invention is configured as described above, its operation will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.
First, the operation when the engine brake is operated will be described with reference to FIG. 6. In step S1, it is determined whether the accelerator is on or off. If the accelerator is off, it is determined that there is an engine brake request, and the process proceeds to step S5 and subsequent steps. Further, if the accelerator-on, the process proceeds to step S2, it compares the current vehicle speed and a predetermined vehicle speed V 0. Then, the vehicle speed in step S2 unless the predetermined vehicle speed greater than or equal to V 0, then the process proceeds to step S4.

また、ステップS2で現在の車速が所定車速V0 以上であれば、次に、ステップS3に進み、リリーフ弁23の開度を所定開度(50%)に設定した後、ステップS4に進む。
そして、ステップS4において再びアクセルのオンオフを判定し、アクセルオフと判定すると、エンジンブレーキ要求ありと判定してステップS5に進む。そして、ステップS5でリリーフ弁23を全閉とし、次にステップS6でOCV16を切り換えて排気カムシャフト5a及び排気弁の位相を進角させる。また、ステップS4でアクセルオフであれば、そのままリターンして、ステップS1以降のフローを繰り返す。
If the current vehicle speed is greater than or equal to the predetermined vehicle speed V 0 in step S2, then the process proceeds to step S3, the opening of the relief valve 23 is set to a predetermined opening (50%), and then the process proceeds to step S4.
Then, in step S4, it is determined again whether the accelerator is on or off. If it is determined that the accelerator is off, it is determined that there is an engine brake request, and the process proceeds to step S5. In step S5, the relief valve 23 is fully closed, and then in step S6, the OCV 16 is switched to advance the phases of the exhaust camshaft 5a and the exhaust valve. If the accelerator is off in step S4, the process returns as it is and the flow after step S1 is repeated.

また、エンジンブレーキ作動後は、図7のサブルーチンがスタートし、ステップS11でアクセルのオンオフが判定される。そして、アクセルオフであれば、そのままリターンしてエンジンブレーキの作動が継続する。一方、アクセルオンとなると、エンジンブレーキの解除要求と判定して、ステップS12でOCV16を切り換えて排気カムシャフト5a及び排気弁の位相を遅角させる。   Further, after the engine brake is operated, the subroutine of FIG. 7 is started, and it is determined whether the accelerator is on or off in step S11. If the accelerator is off, the routine returns and the engine brake operation continues. On the other hand, when the accelerator is turned on, it is determined that the engine brake is to be released, and the OCV 16 is switched in step S12 to retard the phases of the exhaust camshaft 5a and the exhaust valve.

次に、ステップS13において、カム角センサ42からの情報に基づきカムシャフト5aの進角量が所定進角量θ0 以下になったか否かを判定し、カムシャフト5aの進角量が所定進角量θ0 より大きい場合は、所定進角量θ0 以下になるまで、ステップS13の判定を繰り返す。
一方、ステップS13でカムシャフト進角量が所定進角量θ0 以下と判定されると、ステップS14に進み、リリーフ弁23を開いてポンプ10の駆動損失の低減を図る。なお、その後は、図6のフローチャートに移行するので、リリーフ弁23の開度は車速に応じた開度となる。
Next, in step S13, based on the information from the cam angle sensor 42, it is determined whether or not the advance amount of the cam shaft 5a has become equal to or less than a predetermined advance amount θ 0, and the advance amount of the cam shaft 5a is increased by a predetermined amount. greater than the angular amount theta 0 until a predetermined advancing amount theta 0 or less, and repeats the determination in step S13.
On the other hand, when the camshaft advance amount is determined to a predetermined advancing amount theta 0 or less at step S13, the process proceeds to step S14, reduced drive loss of the pump 10 by opening the relief valve 23. Thereafter, the process proceeds to the flowchart of FIG. 6, so that the opening degree of the relief valve 23 is an opening degree corresponding to the vehicle speed.

以上のように、本装置によれば、VVT機構2を用いてエンジンブレーキ(パワータード)を作動させるとともに、ポンプ10を2つの加圧源を有する副室式ポンプとして構成し、一方の加圧源(第2の加圧源)102を専らVVT機構2に用いることにより、通常の潤滑に影響を与えることなくVVT機構2に作動油を供給することができる。また、大容量のポンプを1つ設ける場合よりも小型化、軽量化を図ることができ、燃費向上を図ることができる。   As described above, according to the present apparatus, the engine brake (power tard) is operated using the VVT mechanism 2, and the pump 10 is configured as a sub-chamber type pump having two pressurization sources, and one pressurization source By using the (second pressurizing source) 102 exclusively for the VVT mechanism 2, it is possible to supply hydraulic oil to the VVT mechanism 2 without affecting normal lubrication. Further, it is possible to reduce the size and weight as compared with the case where one large-capacity pump is provided, and it is possible to improve fuel consumption.

また、第2の加圧源102と排気側のVVT2aとの間に専用の油圧供給通路11を設けているので、例えば低温時に作動油の粘性が高い状態でも作動油が円滑に流れ、エンジンブレーキ要求時に確実に排気弁の開閉タイミングを進角させることができる。
また、ドレーン通路22のリリーフ弁23を所定の車速V0 未満では全開とするので、ポンプの駆動損失を極力抑制できる。また、所定の車速V0 以上になるとリリーフ弁23を所定開度だけ開くことにより、予め油圧供給通路11の油圧を高めておくことができ、エンジンブレーキの要求時に速やかに排気弁の位相を変更することができる。
Further, since the dedicated hydraulic pressure supply passage 11 is provided between the second pressurizing source 102 and the exhaust-side VVT 2a, for example, the operating oil flows smoothly even in a state where the operating oil is highly viscous at a low temperature, and the engine brake The opening / closing timing of the exhaust valve can be surely advanced when required.
Further, since the relief valve 23 of the drain passage 22 is fully opened when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed V 0 , the drive loss of the pump can be suppressed as much as possible. In addition, when the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed V 0 , the relief valve 23 is opened by a predetermined opening, so that the hydraulic pressure in the hydraulic pressure supply passage 11 can be increased in advance, and the phase of the exhaust valve can be changed promptly when an engine brake is required. can do.

また、エンジンブレーキ要求が解除されると、カムシャフト5の位相が通常の運転状態に対応した位相となるようにOCV16が切り替えられるとともに、その後、リリーフ弁23が車速に応じた開度に設定されるので、加速不良やエンストを招くことなく速やかに通常運転に移行することができる。また、リリーフ弁23の開度を車速に応じた開度に設定することで、次回のエンジンブレーキ要求に備えることができる。   When the engine brake request is canceled, the OCV 16 is switched so that the phase of the camshaft 5 becomes a phase corresponding to a normal driving state, and then the relief valve 23 is set to an opening degree corresponding to the vehicle speed. Therefore, it is possible to promptly shift to normal operation without incurring acceleration failure or engine stall. Further, by setting the opening of the relief valve 23 to an opening corresponding to the vehicle speed, it is possible to prepare for the next engine brake request.

また、ポンプ10の第1の加圧源101はエンジン1のメインギャラリ12に接続されているので、通常の潤滑に何ら影響を与えることもないという利点がある。
なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本実施形態では、通常走行時において、所定車速V0 未満ではリリーフ弁23を全閉とし、所定車速V0 以上となるとリリーフ弁23を
所定開度に設定しているが、エンジンの回転数をパラメータにしてリリーフ弁の開度制御を実行してもよい。これはポンプ10から吐出される作動油の油圧はエンジン回転数に依存するからである。また、これ以外にも、車速,作動油油圧又はエンジン回転数のいずれかのパラメータに基づいて、リリーフ弁の開度をリニアに制御するようにしてもよい。
Moreover, since the 1st pressurization source 101 of the pump 10 is connected to the main gallery 12 of the engine 1, there exists an advantage that there is no influence on normal lubrication.
The present invention is not limited to such an embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in this embodiment, during normal running, is less than a predetermined vehicle speed V 0 to the relief valve 23 is fully closed, but the relief valve 23 becomes the predetermined vehicle speed greater than or equal to V 0 is set to a predetermined opening degree, the rotation of the engine The opening control of the relief valve may be executed using the number as a parameter. This is because the hydraulic pressure of the hydraulic oil discharged from the pump 10 depends on the engine speed. In addition to this, the opening degree of the relief valve may be linearly controlled based on any of the parameters of vehicle speed, hydraulic oil pressure, or engine speed.

また、本実施形態では、アイドルスイッチ41によるアクセルのオンオフ判定のみでエンジンブレーキを作動させるか否かを決定し可変動弁機構を制御していたが、エンジンブレーキ要求を検出することができれば、アイドルスイッチ41に代えて他のセンサを適用してもよい。例えば、アクセル開度センサやブレーキスイッチを用いてもよいし、ドライバの操作によりオンオフ操作されるエンジンブレーキスイッチを用いてもよい。   Further, in the present embodiment, the variable valve mechanism is controlled by determining whether or not to operate the engine brake only by the accelerator on / off determination by the idle switch 41. However, if the engine brake request can be detected, Instead of the switch 41, another sensor may be applied. For example, an accelerator opening sensor or a brake switch may be used, or an engine brake switch that is turned on / off by a driver's operation may be used.

例えばエンジンブレーキスイッチを組み合わせた場合、エンジンブレーキスイッチによりエンジンブレーキをオンとした場合にのみ、アイドルスイッチ41によるエンジンブレーキ要求を許容する構成にすればよい。このように構成すれば、惰性走行したい場合などエンジンブレーキが不要となるときにはエンジンブレーキスイッチをオフとすることでエンジンブレーキを非作動とすることができ、また、エンジンブレーキが必要となるときにはエンジンブレーキスイッチをオンとすることでエンジンブレーキを作動させることができるなど、ドライバがエンジンブレーキの作動態様を選択することができる。   For example, when the engine brake switch is combined, the engine brake request by the idle switch 41 may be allowed only when the engine brake is turned on by the engine brake switch. With this configuration, the engine brake can be deactivated by turning off the engine brake switch when the engine brake is not required, such as when coasting, and the engine brake can be deactivated when the engine brake is required. The driver can select the operation mode of the engine brake, such as the engine brake can be operated by turning on the switch.

本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の要部構成を示す模式図であって最進角時(エンジンブレーキ作動時)の状態を示す図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a variable valve operating apparatus for an engine according to an embodiment of the present invention, showing a state at a most advanced angle (when an engine brake is activated). FIG. 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の要部構成を示す模式図であって最遅角時(通常運転時)の状態を示す図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a variable valve operating apparatus for an engine according to an embodiment of the present invention, showing a state at the most retarded angle (during normal operation). 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置が適用されるエンジンの動弁系につて示す図である。It is a figure shown about the valve operating system of the engine to which the variable valve operating apparatus of the engine which concerns on one Embodiment of this invention is applied. 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の作用について説明するカムリフト線図である。It is a cam lift diagram explaining the effect | action of the variable valve operating apparatus of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の要部構成について示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram shown about the principal part structure of the variable valve operating apparatus of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の作用について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the variable valve operating apparatus of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジンの可変動弁装置の作用について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the variable valve operating apparatus of the engine which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 VVT機構(ベーン式可変動弁機構)
3 クランクシャフト
4 カムスプロケット
5 カムシャフト
6 位相変更機構
10 副室式ポンプ
101 第1の加圧源
102 第2の加圧源
18 ECU(制御手段)
22 ドレーン通路
23 リリーフ弁(開閉弁)
1 Engine 2 VVT mechanism (Vane variable valve mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Crankshaft 4 Cam sprocket 5 Camshaft 6 Phase change mechanism 10 Sub chamber type pump 101 1st pressurization source 102 2nd pressurization source 18 ECU (control means)
22 Drain passage 23 Relief valve (open / close valve)

Claims (5)

エンジンのクランクシャフトにより回転駆動されるカムスプロケットと、
少なくとも該エンジンの排気弁を開閉駆動するカムを有するカムシャフトと、
該カムスプロケットと該カムシャフトとの間に介装され、加圧された作動流体の給排状態に応じて該カムスプロケットに対する該カムシャフトの位相を通常の運転状態に対応した位相とエンジンブレーキ状態に対応した位相との間で変更しうる位相変更機構と、
該エンジンの潤滑油を加圧する第1の加圧源と該位相変更機構に供給される作動流体を加圧する第2の加圧源とを有する副室式ポンプと、
該第2の加圧源から供給された作動流体をドレーンするドレーン通路上に介装された開閉弁と、
該開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とをそなえている
ことを特徴とする、エンジンの可変動弁装置。
A cam sprocket that is rotationally driven by the crankshaft of the engine;
A camshaft having a cam for opening and closing at least an exhaust valve of the engine;
The phase of the camshaft with respect to the cam sprocket corresponding to the normal operating state and the engine brake state according to the supply / discharge state of the pressurized working fluid interposed between the cam sprocket and the camshaft A phase change mechanism that can change between the phase corresponding to
A sub-chamber pump having a first pressurizing source for pressurizing the engine lubricating oil and a second pressurizing source for pressurizing the working fluid supplied to the phase change mechanism;
An on-off valve interposed on a drain passage for draining the working fluid supplied from the second pressurizing source;
A variable valve operating apparatus for an engine, comprising control means for controlling an open / closed state of the open / close valve.
該制御手段は、
所定の車速未満では該開閉弁を全開とし、
該所定の車速以上になると該開閉弁を所定開度に制御し、その後、エンジンブレーキ要求を検出すると、該開閉弁を全閉にするとともに、該カムシャフトの位相が該エンジンブレーキ状態に対応した位相となるように、該位相変更機構に対する作動油の供給状態を切り替える
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの可変動弁装置。
The control means includes
When the vehicle speed is lower than the predetermined speed, the on-off valve is fully opened.
When the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed, the opening / closing valve is controlled to a predetermined opening degree. After that, when the engine brake request is detected, the opening / closing valve is fully closed and the phase of the camshaft corresponds to the engine brake state. 2. The variable valve operating apparatus for an engine according to claim 1, wherein the supply state of hydraulic oil to the phase changing mechanism is switched so as to be in phase.
該制御手段は、
該エンジンブレーキ要求がなくなると、該カムシャフトの位相が通常の運転状態に対応した位相となるように、該位相変更機構に対する作動油の供給状態を切り替えるとともに、その後、所定の車速未満であれば該開閉弁を全開とし、該所定の車速以上であれば該開閉弁を所定開度に制御する
ことを特徴とする、請求項2記載のエンジンの可変動弁装置。
The control means includes
When the engine brake request disappears, the hydraulic oil supply state is switched to the phase change mechanism so that the phase of the camshaft becomes a phase corresponding to a normal driving state. 3. The variable valve operating apparatus for an engine according to claim 2, wherein the on-off valve is fully opened, and the on-off valve is controlled to a predetermined opening degree when the speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed.
該エンジンブレーキ状態に対応した位相が、
圧縮行程末期又は膨張行程初期に該排気弁が開弁を開始するような位相であって、該エンジンブレーキ要求を検出すると、該エンジンブレーキ状態に対応した位相に向けて該カムシャフトの位相を進角させる
ことを特徴とする、請求項2記載のエンジンの可変動弁装置。
The phase corresponding to the engine brake state is
When the exhaust valve starts to open at the end of the compression stroke or early in the expansion stroke and the engine brake request is detected, the phase of the camshaft is advanced toward the phase corresponding to the engine brake state. The variable valve operating apparatus for an engine according to claim 2, wherein the valve is angled.
該第1の加圧源は、該エンジンのメインギャラリに接続されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のエンジンの可変動弁装置。
The variable valve operating apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the first pressurizing source is connected to a main gallery of the engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013520614A (en) * 2010-02-25 2013-06-06 テネコ オートモティブ オペレーティング カンパニー インコーポレイテッド Snapper valve for hot-end system using burner

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