JP2010138698A - Variable valve timing control apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧を駆動源として内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相(以下「カム軸位相」という)を変化させてバルブタイミングを調整する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a variable valve timing control device for an internal combustion engine that adjusts valve timing by changing a rotational phase of a cam shaft (hereinafter referred to as “cam shaft phase”) with respect to a crankshaft of the internal combustion engine using hydraulic pressure as a drive source. .
従来より、油圧駆動式の可変バルブタイミング装置においては、特許文献1(特開平9−324613号公報)、特許文献2(特開2001−159330号公報)に記載されているように、エンジン停止時のロック位相をカム軸位相の調整可能範囲の略中間に設定して、バルブタイミング(カム軸位相)の調整可能範囲を拡大するようにしたものがある。このものは、エンジン停止時にロックする中間ロック位相を始動に適した位相に設定して、この中間ロック位相で始動し、始動完了後にロックを解除してカム軸位相をエンジン運転状態に応じて設定した目標位相に制御するようにしている。
ところで、可変バルブタイミング装置は、エンジン停止中に進角室(進角側油圧室)と遅角室(遅角側油圧室)のオイルが抜けて各油圧室の油圧が低下した状態となるため、エンジン始動後にロック解除要求が発生した時点で、直ちにロック解除を行うと、その時点では、まだ各油圧室にオイル(油圧)が十分に充填されていない可能性がある。もし、各油圧室にオイルが十分に充填されていない状態(各油圧室の油圧が不足した状態)で、ロック解除が行われた場合には、ロックが外れた瞬間にカム軸位相を保持できなくなって、カム軸位相が油圧の低い油圧室の方に急変する位相暴れが発生してしまい、燃焼性が悪化したり、エンジン回転が不安定になる等の不具合が発生する。 By the way, the variable valve timing device is in a state where oil in the advance chamber (advance side hydraulic chamber) and retard chamber (retard side hydraulic chamber) is released while the engine is stopped, and the hydraulic pressure in each hydraulic chamber is lowered. If the unlocking is performed immediately after the unlocking request is generated after the engine is started, there is a possibility that each hydraulic chamber is not yet sufficiently filled with oil (hydraulic pressure) at that time. If unlocking is performed when each hydraulic chamber is not sufficiently filled with oil (the hydraulic pressure in each hydraulic chamber is insufficient), the camshaft phase can be maintained at the moment the lock is released. As a result, a phase fluctuation occurs in which the camshaft phase changes suddenly toward the hydraulic chamber having a lower hydraulic pressure, which causes problems such as deterioration in combustibility and unstable engine rotation.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、カム軸位相を中間ロック位相でロックした状態で内燃機関を始動するシステムにおいて、始動後にロック解除した時にカム軸位相が不安定に急変する位相暴れを防止できる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances. Therefore, the object of the present invention is to provide a camshaft when the internal combustion engine is started with the camshaft phase locked at the intermediate lock phase when the lock is released after the start. An object of the present invention is to provide a variable valve timing control device for an internal combustion engine that can prevent a phase fluctuation in which the phase suddenly changes in an unstable manner.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相(以下「カム軸位相」という)を変化させてバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング装置と、内燃機関を停止させる際に前記カム軸位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、前記可変バルブタイミング装置及び前記ロックピンを駆動する油圧を制御する油圧制御装置とを備え、前記ロックピンにより前記カム軸位相を前記中間ロック位相でロックするロックモードと、前記カム軸位相を目標位相に制御する位相フィードバック制御モードとを切り替える内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、内燃機関の始動後に前記ロックモードから前記位相フィードバック制御モードに移行する前に前記可変バルブタイミング装置の進角室及び遅角室にオイルを充填するオイル充填制御を実行するオイル充填制御手段を備え、前記オイル充填制御手段によって、内燃機関の始動後に前記オイル充填制御が完了するまで前記ロックピンのロック解除を禁止して該ロックピンをロック状態に維持するようにしたものである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a variable valve timing device that adjusts a valve timing by changing a rotational phase of a cam shaft (hereinafter referred to as “cam shaft phase”) with respect to a crankshaft of an internal combustion engine. A lock pin that locks the camshaft phase with an intermediate lock phase positioned substantially in the middle of the adjustable range when the internal combustion engine is stopped, and a hydraulic control that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and the lock pin A variable valve timing control device for an internal combustion engine that switches between a lock mode in which the cam shaft phase is locked at the intermediate lock phase by the lock pin and a phase feedback control mode in which the cam shaft phase is controlled to a target phase. The phase feedback control mode from the lock mode after the internal combustion engine is started. And an oil filling control means for performing oil filling control for filling the advance angle chamber and the retard angle chamber of the variable valve timing device before the operation of the internal combustion engine by the oil filling control means. Until the filling control is completed, unlocking of the lock pin is prohibited and the lock pin is maintained in the locked state.
この構成では、内燃機関の始動後に各油圧室(進角室と遅角室)にオイルを充填するオイル充填制御が完了するるまでロック解除が禁止されるため、オイル充填制御完了前に各油圧室にオイルが満たされていない時にロック解除要求が発生しても、ロック解除が行われることを未然に防止できて、ロック解除した時にカム軸位相が不安定に急変する位相暴れを防止できる。 In this configuration, unlocking is prohibited until the oil filling control for filling the oil chambers (advancing chamber and retarding chamber) with oil is completed after the internal combustion engine is started. Even if a lock release request is generated when the chamber is not filled with oil, it is possible to prevent the lock from being released, and it is possible to prevent a phase fluctuation in which the camshaft phase changes unstably and suddenly when the lock is released.
この場合、始動後に各油圧室にオイルが充填されたことを油圧センサ等で検出するまでオイル充填制御を実行するようにしても良いが、油圧センサ等を設けると、コストアップして、近年の重要の技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができない。 In this case, the oil filling control may be performed until the oil pressure sensor or the like detects that the oil chamber has been filled after the start-up. However, providing the oil pressure sensor or the like increases the cost. The demand for cost reduction, which is an important technical issue, cannot be met.
そこで、請求項2のように、内燃機関の始動(クランキング開始)から所定時間が経過するまでオイル充填制御を実行するようにしても良い。各油圧室にオイルを充填するのに要する時間は、予め設計データや試験データ等で計測できるため、予め、オイル充填制御の実行時間を設計データや試験データ等に基づいて決めておいて、タイマでオイル充填制御の実行時間を制御する構成にすれば、構成を簡単化して低コスト化の要求を満たすことができる利点がある。 Therefore, as in claim 2, oil filling control may be executed until a predetermined time elapses from the start of the internal combustion engine (start of cranking). Since the time required to fill each hydraulic chamber with oil can be measured in advance using design data, test data, etc., the execution time of oil filling control is determined in advance based on design data, test data, etc. If the configuration for controlling the execution time of the oil filling control is achieved, there is an advantage that the configuration can be simplified and the cost reduction can be satisfied.
また、油圧制御装置は、可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁と、ロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁とを個別に有する構成のものを用いても良いし、可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いても良い。 In addition, the hydraulic control device has a configuration that individually includes a phase control hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device, and a lock control hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure that drives the lock pin. A hydraulic control valve function for phase control that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and a hydraulic control valve function for lock control that controls the hydraulic pressure that drives the lock pin are integrated. A hydraulic control valve may be used.
油圧制御装置として、位相制御用の油圧制御弁とロック制御用の油圧制御弁とを個別に有する構成のものを用いる場合は、ロック制御用の油圧制御弁をロック方向に制御しながら、位相制御用の油圧制御弁を進角方向と遅角方向のいずれの方向にも制御可能であることを考慮して、請求項3のように、オイル充填制御の実行期間中に、ロック制御用の油圧制御弁の制御量をロックピンのロック状態を維持する制御量に保ちながら、進角室にオイルを充填する進角室オイル充填制御と遅角室にオイルを充填する遅角室オイル充填制御のどちらか一方を行ってから他方を行うように位相制御用の油圧制御弁の制御量を切り替えるようにすると良い。このようにすれば、オイル充填制御の実行期間中に、ロック状態を維持しながら、進角室と遅角室の両方にオイルを確実に充填することができる。 When using a hydraulic control device having a separate hydraulic control valve for phase control and a hydraulic control valve for lock control, control the phase while controlling the hydraulic control valve for lock control in the lock direction. In consideration of the fact that the hydraulic control valve can be controlled in either the advance angle direction or the retard angle direction, the oil pressure for lock control can be controlled during the execution of the oil filling control. While maintaining the control amount of the control valve at a control amount that maintains the lock state of the lock pin, the advance chamber oil filling control for filling the advance chamber oil and the retard chamber oil filling control for filling the retard chamber oil are performed. It is preferable to switch the control amount of the hydraulic control valve for phase control so that either one is performed and the other is performed. In this way, it is possible to reliably fill both the advance chamber and the retard chamber while maintaining the locked state during the execution period of the oil filling control.
また、請求項4のように、オイル充填制御の実行途中で、カム軸位相が変動したことが検出されて前記ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、オイル充填制御を中止してカム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に制御するように油圧制御装置を制御するようにすると良い。進角室と遅角室にオイルが満たされていない状態で、ロックピンのロックが外れると、カム軸位相が不安定になってカム軸位相が暴れる(大きく変動する)ため、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時点で、直ちにオイル充填制御を中止して、進角室と遅角室のいずれか一方のみにオイルを充填すれば、カム軸位相をその調整可能範囲の限界位相(最遅角位相又は最進角位相)に速やかに押し付けて、カム軸位相が暴れることを速やかに防止することができる。 Further, as in claim 4, when it is detected that the camshaft phase has changed during the oil filling control and the lock pin is unlocked, the oil filling control is stopped. The hydraulic control device may be controlled so that the cam shaft phase is controlled to the most retarded angle phase or the most advanced angle phase. If the lock pin is unlocked when the advance chamber and retard chamber are not filled with oil, the camshaft phase becomes unstable and the camshaft phase becomes unstable (fluctuates significantly). If it is determined that the lock pin is unlocked during the execution, the oil filling control is stopped immediately, and if only one of the advance chamber and the retard chamber is filled with oil, the camshaft phase Can be quickly pressed against the limit phase (the most retarded angle phase or the most advanced angle phase) of the adjustable range, so that the camshaft phase can be prevented from violating rapidly.
更に、請求項5のように、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、内燃機関の始動後の目標アイドル回転速度をロック状態での目標アイドル回転速度よりも高く設定するようにすると良い。このように、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、始動後の目標アイドル回転速度を高くすれば、オイルを汲み上げるオイルポンプの回転速度(オイル吐出流量)を上昇させて油圧室にオイルをより早く充填することができ、実カム軸位相の変動を抑えて内燃機関の燃焼悪化や回転変動を抑えることができる。 Further, as in claim 5, when it is determined that the lock pin is unlocked during the oil filling control, the target idle speed after the start of the internal combustion engine is set to the target idle speed in the locked state. It is better to set higher. In this way, when it is determined that the lock pin is unlocked during the oil filling control, if the target idle rotation speed after starting is increased, the rotation speed of the oil pump (oil discharge flow rate) ) Can be increased to fill the hydraulic chamber with oil earlier, and fluctuations in the actual camshaft phase can be suppressed to suppress combustion deterioration and rotation fluctuations of the internal combustion engine.
この場合、請求項6のように、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、オイル充填制御を中止して、当該オイル充填制御に要する時間よりも短く設定した所定時間が経過するまで、カム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に制御してから通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行するようにすると良い。 In this case, as described in claim 6, when it is found that the lock pin is unlocked during the oil filling control, the oil filling control is stopped and the time required for the oil filling control is shorter. It is preferable that the camshaft phase is controlled to the most retarded angle phase or the most advanced angle phase until the predetermined time elapses and then the normal control (lock control or phase feedback control) is performed.
進角室と遅角室のいずれか一方のみにオイルを充填してカム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に変化させるのに要する時間は、進角室と遅角室の両方にオイルを充填するのに要する時間よりも短いため、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、一旦、カム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に制御してから通常の制御に移行するようにすれば、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れた場合でも、カム軸位相の暴れを防止しながら、比較的早期に通常の制御に移行することができる。 The time required to change the camshaft phase to the most retarded phase or the most advanced angle phase by filling only one of the advanced angle chamber and the retarded angle chamber with oil is the time required for both the advanced angle chamber and the retarded angle chamber. Since it is shorter than the time required to fill the oil, when it is found that the lock pin is unlocked during the oil filling control, the camshaft phase is temporarily set to the most retarded angle phase or the most advanced angle phase. If the control is shifted to normal control and then the normal control is performed, even if the lock pin is unlocked during the oil filling control, the camshaft phase is prevented from becoming unstable and the normal control is performed relatively early. Control can be transferred.
また、請求項7のように、可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いる場合は、内燃機関の始動後に進角室と遅角室のうち、ロックピンのロック状態を維持しながらオイルを充填できる方の室にオイルを充填した後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時に、所定時間が経過するまで又はカム軸位相が動き始めるまで他方の室にオイルを充填するように油圧制御弁の制御量を切り替えるようにすると良い。このようにすれば、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いる場合でも、始動後にロック解除した時にカム軸位相が不安定に急変する位相暴れを防止することができる。 Further, as in claim 7, the hydraulic control valve function for phase control for controlling the hydraulic pressure for driving the variable valve timing device and the hydraulic control valve function for lock control for controlling the hydraulic pressure for driving the lock pin are integrated. In the case of using the hydraulic control valve, after filling the oil into the chamber that can be filled with oil while maintaining the lock state of the lock pin among the advance chamber and the retard chamber after the internal combustion engine is started, When the first unlock request is generated, the control amount of the hydraulic control valve may be switched so that the other chamber is filled with oil until a predetermined time elapses or until the camshaft phase starts to move. In this way, even when using a hydraulic control valve that integrates a hydraulic control valve function for phase control and a hydraulic control valve function for lock control, the camshaft phase changes suddenly and unstablely when the lock is released after startup. It is possible to prevent phase fluctuations.
この場合、請求項8のように、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れていることが判明した時に、進角室と遅角室のうち、前記他方の室にオイルを充填してから、通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行するようにすると良い。このようにすれば、オイル充填制御の実行途中で、ロックピンのロックが外れた場合でも、カム軸位相の暴れを防止しながら、比較的早期に通常の制御に移行することができる。 In this case, as described in claim 8, when it is determined that the lock pin is unlocked during the oil filling control, the other of the advance chamber and the retard chamber is filled with oil. Then, it is preferable to shift to normal control (lock control or phase feedback control). In this way, even when the lock pin is unlocked during the execution of the oil filling control, it is possible to shift to the normal control relatively early while preventing the camshaft phase from being disturbed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用して具体化した2つの実施例1,2を説明する。 Hereinafter, two embodiments 1 and 2 which are embodied by applying the best mode for carrying out the present invention to a variable valve timing control device for an intake valve will be described.
本発明の実施例1を図1乃至図6に基づいて説明する。
図1に示すように、内燃機関であるエンジン11は、クランク軸12からの動力がタイミングチェーン13により各スプロケット14,15を介して吸気側カム軸16と排気側カム軸17とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸16には、クランク軸12に対する吸気側カム軸16の進角量(カム軸位相)を調整する可変バルブタイミング装置18が設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, in an
また、吸気側カム軸16の外周側には、気筒判別のために特定のカム角でカム角信号パルスを出力するカム角センサ19が設置され、一方、クランク軸12の外周側には、所定クランク角毎にクランク角信号パルスを出力するクランク角センサ20が設置されている。これらカム角センサ19及びクランク角センサ20の出力信号は、エンジン制御回路21に入力され、このエンジン制御回路21によって吸気バルブの実バルブタイミング(実カム軸位相)が演算されると共に、クランク角センサ20の出力パルスの周波数(パルス間隔)に基づいてエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ(吸気圧センサ22、水温センサ23、スロットルセンサ24等)の出力信号がエンジン制御回路21に入力される。
A
このエンジン制御回路21は、上記各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御(位相フィードバック制御)を行い、吸気バルブの実バルブタイミング(吸気側カム軸16の実カム軸位相)を目標バルブタイミング(目標位相)に一致させるように可変バルブタイミング装置18を駆動する油圧をフィードバック制御する。
The
次に、図2及び図3に基づいて可変バルブタイミング装置18の構成を説明する。
可変バルブタイミング装置18のハウジング31は、吸気側カム軸16の外周に回動自在に支持されたスプロケット14にボルト32で締め付け固定されている。これにより、クランク軸12の回転がタイミングチェーン13を介してスプロケット14とハウジング31に伝達され、スプロケット14とハウジング31がクランク軸12と同期して回転する。
Next, the configuration of the variable
A
一方、吸気側カム軸16の一端部には、ロータ35がボルト37で締め付け固定されている。このロータ35は、ハウジング31内に相対回動自在に収納されている。
図3に示すように、ハウジング31の内部には、複数のオイル充填室40が形成され、各オイル充填室40が、ロータ35の外周部に形成されたベーン41によって進角室42(進角用油圧室)と遅角室43(遅角用油圧室)とに区画されている。少なくとも1つのベーン41の両側部には、ハウジング31に対するロータ35(ベーン41)の相対回動範囲を規制するストッパ部56が形成され、このストッパ部56によってカム軸位相の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相が規制されている。
On the other hand, a
As shown in FIG. 3, a plurality of
可変バルブタイミング装置18には、カム軸位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構50が設けられている。この中間ロック機構50の構成を説明すると、いずれか1つ又は複数のベーン41にロックピン収容孔57が設けられ、このロックピン収容孔57に、ハウジング31とロータ35(ベーン41)との相対回動をロックするためのロックピン58が突出可能に収容され、このロックピン58がスプロケット14側に突出してスプロケット14のロック穴59に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックされる。この中間ロック位相は、エンジン11の始動に適した位相に設定されている。尚、ロック穴59をハウジング31に設けた構成としても良い。
The variable
ロックピン58は、スプリング62によってロック方向(突出方向)に付勢されている。また、ロックピン58の外周部とロックピン収容孔57との間には、ロックピン58をロック解除方向に駆動する油圧を制御するためのロック解除用の油圧室が形成されている。尚、ハウジング31には、進角制御時にロータ35を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助するねじりコイルばね55(図2参照)が設けられている。
The
本実施例1では、可変バルブタイミング装置18及びロックピン58を駆動する油圧を制御する油圧制御装置は、可変バルブタイミング装置18を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁25と、ロックピン58を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁26とを個別に有する構成となっている。位相制御用の油圧制御弁25は、例えば5ポート・3ポジション型のスプール弁により構成され、ロック制御用の油圧制御弁26は、例えば3ポート・2ポジション型のスプール弁により構成されている。
In the first embodiment, the hydraulic control device that controls the hydraulic pressure that drives the variable
エンジン11の動力によって駆動されるオイルポンプ28により、オイルパン27内のオイルが汲み上げられて各油圧制御弁25,26に供給され、位相制御用の油圧制御弁25によって可変バルブタイミング装置18の進角室42と遅角室43に供給する油圧(オイル量)が制御され、ロック制御用の油圧制御弁26によってロックピン58をロック解除方向に駆動する油圧(オイル量)が制御される。尚、位相制御用の油圧制御弁25の入口ポート側には、オイルの逆流を防止する逆止弁29が設けられている。
The oil in the
エンジン制御回路21は、位相フィードバック制御(可変バルブタイミング制御)中にエンジン運転条件に基づいて目標位相(目標バルブタイミング)を演算して、吸気側カム軸16の実カム軸位相(吸気バルブの実バルブタイミング)を目標位相(目標バルブタイミング)に一致させるように位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティ(制御量)をフィードバック制御して可変バルブタイミング装置18の進角室42と遅角室43に供給する油圧をフィードバック制御する。
The
この位相フィードバック制御中にロック要求が発生した時には、次のようにして、ロックピン58をスプロケット14のロック穴59に嵌り込ませて実カム軸位相を中間ロック位相でロックするロック制御を実行する。まず、ロック制御用の油圧制御弁26をドレンポートに切り替えてロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室の油圧を抜いて、スプリング62によってロックピン58をロック方向(突出方向)に付勢しながら、実カム軸位相が中間ロック位相を通り越すように位相制御用の油圧制御弁25を制御する位相可変制御を実行し、この位相可変制御中に実カム軸位相が中間ロック位相付近で動かなくなった時に、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを実カム軸位相を動かす方向に更に所定量変化させてみて、それでもなお実カム軸位相が動かない場合に、ロック完了(ロックピン58がロック穴59に嵌り込んで実カム軸位相が中間ロック位相でロックされた)と判定する。
When a lock request is generated during this phase feedback control, lock control is executed to lock the actual camshaft phase with the intermediate lock phase by fitting the
更に、本実施例1では、ロックピン58のロック制御及びロック完了の判定をより確実に行うために、位相可変制御中に実カム軸位相が中間ロック位相付近で動かなくなった時に、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを進角方向と遅角方向に交互に所定量ずつ変化させてみて、実カム軸位相がどちらの方向にも動かない場合にロック完了と判定するようにしている。
Further, in the first embodiment, in order to perform the lock control of the
また、エンジン11を始動する場合は、ロックピン58により実カム軸位相を中間ロック位相でロックした状態でエンジン11をスタータ(図示せず)でクランキングして始動し、始動後にロックモードから位相フィードバック制御モードに移行する前に、可変バルブタイミング装置18の進角室42及び遅角室43にオイルを充填するオイル充填制御を実行すると共に、始動後にオイル充填制御が完了するまで、ロックピン58のロック解除を禁止してロックピン58をロック状態に維持する。
When the
この場合、始動後に各油圧室42,43にオイルが充填されたことを油圧センサ等で検出するまでオイル充填制御を実行するようにしても良いが、油圧センサ等を設けると、コストアップして、近年の重要の技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができない。
In this case, the oil filling control may be executed until the
そこで、本実施例1では、エンジン始動(クランキング開始)から所定時間が経過するまでオイル充填制御を実行するようにしている。各油圧室42,43にオイルを充填するのに要する時間は、予め設計データや試験データ等で計測できるため、予め、オイル充填制御の実行時間を設計データや試験データ等に基づいて決めておいて、タイマでオイル充填制御の実行時間を制御するようにすれば、構成を簡単化して低コスト化の要求を満たすことができる利点がある。
Therefore, in the first embodiment, the oil filling control is executed until a predetermined time has elapsed from the start of the engine (start of cranking). Since the time required to fill the
本実施例1では、可変バルブタイミング装置18を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁25と、ロックピン58を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁26とを個別に有する構成となっているため、ロック制御用の油圧制御弁26をロック方向に制御しながら、位相制御用の油圧制御弁25を進角方向と遅角方向のいずれの方向にも制御可能である。
In the first embodiment, the
この点を考慮して、本実施例1では、オイル充填制御の実行期間中に、ロック制御用の油圧制御弁26の制御デューティをロックピン58のロック状態を維持する制御デューティに保ちながら、進角室42にオイルを充填する進角室オイル充填制御と遅角室43にオイルを充填する遅角室オイル充填制御のどちらか一方を行ってから他方を行うように位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを切り替えるようにしている。このようにすれば、オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)の実行期間中に、ロック状態を維持しながら、進角室42と遅角室43の両方にオイルを確実に充填することができる。
In consideration of this point, in the first embodiment, the control duty of the
また、オイル充填制御の実行途中で、実カム軸位相が変動したことが検出されてロックピン58のロックが外れていることが判明した時に、オイル充填制御を中止して、実カム軸位相を最遅角位相(又は最進角位相)に制御するように位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを切り替えるようにしている。進角室42と遅角室43にオイルが満たされていない状態で、ロックピン58のロックが外れると、実カム軸位相が不安定になって実カム軸位相が暴れる(大きく変動する)ため、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れていることが判明した時点で、直ちにオイル充填制御を中止して、進角室42と遅角室43のいずれか一方のみにオイルを充填すれば、実カム軸位相をその調整可能範囲の最遅角位相(又は最進角位相)に速やかに押し付けて、実カム軸位相が暴れることを速やかに防止することができる。
In addition, when it is detected that the actual cam shaft phase has changed during the oil filling control, and it is determined that the
更に、本実施例1では、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れていることが判明した時に、オイル充填制御を中止して、始動後のファストアイドルの目標アイドル回転速度をロック状態でのファストアイドルの目標アイドル回転速度よりも高く設定すると共に、当該オイル充填制御に要する時間よりも短く設定した所定時間が経過するまで、実カム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に制御してから、通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行するようにしている。
Further, in the first embodiment, when it is determined that the
このように、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れていることが判明した時に、始動後のファストアイドルの目標アイドル回転速度を高くすれば、オイルを汲み上げるオイルポンプ28の回転速度(オイル吐出流量)を上昇させて進角室42又は遅角室43にオイルをより早く充填することができ、実カム軸位相の変動を抑えてエンジン11の燃焼悪化や回転変動を抑えることができる。
As described above, when it is determined that the
しかも、進角室42と遅角室43のいずれか一方のみにオイルを充填してカム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に変化させるのに要する時間は、進角室42と遅角室43の両方にオイルを充填するのに要する時間よりも短いため、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れていることが判明した時に、一旦、カム軸位相を最遅角位相又は最進角位相に制御してから通常の制御に移行するようにすれば、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れた場合でも、カム軸位相の暴れを防止しながら、比較的早期に通常の制御に移行することができる。
Moreover, the time required to fill only one of the
以上説明した本実施例1の始動時の可変バルブタイミング装置18の制御例を図4及び図5を用いて説明する。
図4は、ロックピン58により実カム軸位相を中間ロック位相でロックした状態でエンジン11をスタータでクランキングして始動した場合の制御例である。図4の例では、時刻t1 で、クランキングを開始すると同時に、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを進角室42にオイルを充填する進角側デューティである例えば最進角位相の制御デューティ(0%)に設定して、進角室42にオイルを充填する進角室オイル充填制御を実行する。この後、エンジン11の始動が完了した時点t2 で、クランキングを終了して、通常のファストアイドル制御に移行し、エンジン回転速度を通常のファストアイドルの目標アイドル回転速度に制御する。
A control example of the variable
FIG. 4 is a control example when the
そして、進角室オイル充填制御を所定時間Bだけ実行した時点t3 で、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを、遅角室43にオイルを充填する遅角側デューティである例えば最遅角位相の制御デューティ(100%)に切り替えて遅角室43にオイルを充填する遅角室オイル充填制御に移行する。クランキング開始から進角室オイル充填制御と遅角室オイル充填制御が完了するまでは、ロックピン58のロック解除が禁止され、ロックピン58がロック状態に維持される。
Then, at the time t3 when the advance chamber oil filling control is executed for a predetermined time B, the control duty of the
そして、遅角室オイル充填制御を所定時間Cだけ実行した時点t4 で、通常の制御(ロック継続制御又は位相フィードバック制御)に移行する。ロック継続制御を行う場合は、実カム軸位相の暴れを防止するため、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを、実カム軸位相を一定に保持する保持デューティから所定量遅角側(又は進角側)にずらした制御デューティに切り替えて、ロック穴59内のロックピン58のがたを遅角側(又は進角側)に詰めてロックピン58をロック穴59の内周縁に弱く押し付けた状態に保持する。
Then, at the time t4 when the retarded chamber oil filling control is executed for a predetermined time C, the routine shifts to normal control (lock continuation control or phase feedback control). When performing the lock continuation control, the control duty of the
また、このロック継続制御(ロックモード)中にロック解除要求が発生した時に、ロック制御用の油圧制御弁26をドレンポートから油圧供給ポートに切り替えてロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室に油圧を供給して、ロックピン58をロック解除方向に駆動してロック解除する。この際、ロック解除要求が発生してから所定期間が経過するまで、位相フィードバック制御モードへの移行を遅らせると共に、ロックピン58をロック解除方向に駆動しながら実カム軸位相を中間ロック位相付近に制御するように位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを制御し、前記所定期間経過後に位相フィードバック制御モードに移行する。
Further, when a lock release request is generated during the lock continuation control (lock mode), the lock control hydraulic
要するに、ロック解除要求が発生してから所定期間が経過するまで、位相フィードバック制御モードへの移行を禁止し、実カム軸位相を中間ロック位相付近(保持デューティから所定量遅角側又は進角側にずらした制御デューティ)に制御しながらロック解除制御を行うようにすれば、ロックピン58がロック穴57から抜き出される途中で、位相フィードバック制御による実カム軸位相の駆動によりロックピン58がロック穴57の内周縁に強く押しつけられてロックピン58がロック穴57から抜けなくなる不具合が発生することを防止して、ロック解除が完了してから、位相フィードバック制御モードに移行することが可能となり、ロック解除要求が発生した時に、確実にロック解除してから目標位相への実カム軸位相の駆動(位相フィードバック制御)を開始することができる。
In short, the transition to the phase feedback control mode is prohibited and the actual camshaft phase is in the vicinity of the intermediate lock phase (delayed by a predetermined amount or advanced side from the holding duty) until a predetermined period elapses after the unlock request is generated. If the lock release control is performed while the control pin is being controlled to a control duty shifted to), the
一方、図5は、ロックピン58のロックが外れた状態でエンジン11をスタータでクランキングして始動した場合の制御例である。この場合も、クランキング開始時t1 に位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを最進角位相の制御デューティ(0%)に設定して、進角室オイル充填制御を開始するが、オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)の実行途中で、カム軸位相が変動したことが検出された時点t2 で、ロックピン58のロックが外れていると判断して、進角室オイル充填制御を中止する。そして、始動後のファストアイドルの目標アイドル回転速度をロック状態でのファストアイドルの目標アイドル回転速度よりも高く設定すると共に、当該オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)に要する時間よりも短く設定した所定時間が経過するまで、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを最遅角位相の制御デューティ(100%)に切り替えて最遅角制御を実行して、実カム軸位相を最遅角位相に押し付ける。尚、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを最進角位相の制御デューティ(0%)に切り替えて最進角制御を実行して、実カム軸位相を最進角位相に押し付けるようにしても良い。
On the other hand, FIG. 5 shows a control example when the
その後、最遅角制御(又は最進角制御)の開始後、上記オイル充填制御に要する時間よりも短く設定した所定時間が経過した時点t3 で、最遅角制御(又は最進角制御)を終了した後、所定時間が経過して油圧が上昇してから通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行する。 Then, after the start of the most retarded angle control (or the most advanced angle control), the most retarded angle control (or most advanced angle control) is performed at a time t3 when a predetermined time set shorter than the time required for the oil filling control has elapsed. After the completion, after a predetermined time has elapsed and the hydraulic pressure has increased, the control shifts to normal control (lock control or phase feedback control).
尚、図4、図5の例では、クランキング開始後に進角室オイル充填制御を行ってから遅角室オイル充填制御に切り替えるようにしたが、これとは逆に、遅角室オイル充填制御を行ってから進角室オイル充填制御に切り替えるようにしても良い。 In the examples of FIGS. 4 and 5, the advance chamber oil filling control is performed after cranking is started and then switched to the retard chamber oil filling control. Conversely, the retard chamber oil filling control is performed. May be switched to advance chamber oil filling control.
以上説明した本実施例1の始動時の可変バルブタイミング制御は、エンジン制御回路21によって図6の始動時可変バルブタイミング制御ルーチンに従って次のようにして実行される。
The variable valve timing control at the start of the first embodiment described above is executed by the
図6の始動時可変バルブタイミング制御ルーチンは、エンジン制御回路21の電源オン期間中(イグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうオイル充填制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、クランキング中又は始動後所定時間A以内であるか否かを判定し、クランキング前又は始動後所定時間A経過後であれば、始動時可変バルブタイミング制御を行う必要がないため、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
The starting variable valve timing control routine of FIG. 6 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the engine control circuit 21 (while the ignition switch is on), and serves as an oil filling control means in the claims. Fulfill. When this routine is started, first, at
これに対して、上記ステップ101で、クランキング中又は始動後所定時間A以内であると判定されれば、ステップ102に進み、実カム軸位相が変動したか否か(中間ロック位相付近で安定しているか否か)を判定する。その結果、実カム軸位相が変動していない(中間ロック位相付近で安定している)と判定されれば、ロックピン58がロック状態であると判断して、ステップ104に進み、クランキング開始からの進角室オイル充填制御(位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティ=0%)の実行時間が所定時間Bに達したか否かを判定し、まだ、進角室オイル充填制御の実行時間が所定時間Bに達していなければ、ステップ105に進み、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを0%に維持して進角室オイル充填制御を継続して、進角室42にオイルを充填する。
On the other hand, if it is determined in the
その後、進角室オイル充填制御の実行時間が所定時間Bに達した時点で、ステップ104からステップ106に進み、遅角室オイル充填制御(位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティ=100%)の実行時間が所定時間Cに達したか否か否かを判定し、まだ、遅角室オイル充填制御の実行時間が所定時間Cに達していなければ、ステップ107に進み、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを100%に維持して遅角室オイル充填制御を継続して、遅角室43にオイルを充填する。
Thereafter, when the execution time of the advance chamber oil filling control reaches the predetermined time B, the routine proceeds from
オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)の実行中に、上記ステップ102で、実カム軸位相が変動したと判定されれば、ロックピン58のロックが外れていると判断して、ステップ103に進み、オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)を中止して、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを100%(又は0%)に切り替えて最遅角制御(又は最進角制御)を実行して、実カム軸位相を最遅角位相(又は最進角位相)に押し付ける。この最遅角制御(又は最進角制御)は、オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)に要する時間よりも短く設定した所定時間が経過するまで実行された後、油圧が上昇してから通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行する。
If it is determined in
これに対して、クランキング開始からロックピン58がロック状態に維持されて、遅角室オイル充填制御の実行時間が所定時間Cに達した時点で、遅角室オイル充填制御を終了する。この後、ステップ108に進み、ロック要求が発生しているか否かを判定し、ロック要求が発生していれば、ステップ109に進み、位相制御用の油圧制御弁25の制御デューティを、実カム軸位相を一定に保持する保持デューティから所定量α遅角側(又は進角側)にずらした制御デューティに切り替えて、ロック穴59内のロックピン58のがたを遅角側(又は進角側)に詰めてロックピン58をロック穴59の内周縁に弱く押し付けた状態に保持する(ロックモード)。
On the other hand, when the
その後、ロック解除要求が発生した時点で、上記ステップ108からステップ110に進み、ロック解除制御を実行して、ロック制御用の油圧制御弁26をドレンポートから油圧供給ポートに切り替えてロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室に油圧を供給して、ロックピン58をロック解除方向に駆動してロック解除した後、テップ111に進み、位相フィードバック制御に移行する。この場合、オイル充填制御(進角室オイル充填制御及び遅角室オイル充填制御)の完了前に、ロック解除要求が発生しても、オイル充填制御が完了するまでロック解除が禁止され、オイル充填制御の完了後にロック解除制御が実行される。
Thereafter, when a lock release request is generated, the process proceeds from
以上説明した本実施例1では、始動後にロックモードから位相フィードバック制御モードに移行する前に、可変バルブタイミング装置18の進角室42及び遅角室43にオイルを充填するオイル充填制御を実行すると共に、始動後にオイル充填制御が完了するまで、ロックピン58のロック解除を禁止してロックピン58をロック状態に維持するようにしたので、オイル充填制御完了前に進角室42と遅角室43にオイルが満たされていない状態でロック解除要求が発生しても、ロック解除が行われることを未然に防止できて、ロック解除した時にカム軸位相が不安定に急変する位相暴れを防止することができる。
In the first embodiment described above, the oil filling control for filling the
上記実施例1では、可変バルブタイミング装置18を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁25と、ロックピン58を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁26とを個別に有する構成としたが、図7乃至図11に示す本発明の実施例2では、可変バルブタイミング装置70を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピン58を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁71を用いている。
In the first embodiment, the
本実施例2の可変バルブタイミング装置70の構成は、上記実施例1の可変バルブタイミング装置18と実質的に同じ構成であるので、上記実施例1と同一の符号を付して説明を省略する。
Since the configuration of the variable
一方、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁71は、例えば8ポート・4ポジション型のスプール弁により構成されている。図8に示すように、油圧制御弁71の制御デューティに応じて、ロックモード(弱進角モード)、進角モード、保持モード、遅角モードの4つの制御領域に区分されている。 On the other hand, a hydraulic control valve 71 in which a hydraulic control valve function for phase control and a hydraulic control valve function for lock control are integrated is constituted by, for example, an 8-port, 4-position type spool valve. As shown in FIG. 8, according to the control duty of the hydraulic control valve 71, the control mode is divided into four control areas: a lock mode (weak advance mode), an advance mode, a holding mode, and a retard mode.
ロックモード(弱進角モード)の制御領域では、油圧制御弁71のロックピン制御ポートをドレンポートに連通させてロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室の油圧を抜いて、スプリング62によってロックピン58をロック方向(突出方向)に付勢すると共に、遅角ポートをドレンポートに連通させて遅角室43の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁71の制御デューティに応じて、油圧制御弁71の進角ポートの油路の絞りを少しずつ変化させて、進角ポートから進角室42にオイルを少しずつ供給して実カム軸位相を緩やかに進角方向に駆動する。
In the control region of the lock mode (weak advance angle mode), the lock pin control port of the hydraulic control valve 71 is communicated with the drain port, and the hydraulic pressure in the lock release hydraulic chamber in the lock
進角モードの制御領域では、油圧制御弁71の遅角ポートをドレンポートに連通させて遅角室43の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁71の制御デューティに応じて、油圧制御弁71の進角ポートから進角室42に供給する油圧を変化させて実カム軸位相を進角させる。
In the control region of the advance angle mode, the retard control port 71 of the hydraulic control valve 71 is connected to the drain port, and the hydraulic pressure of the
保持モードの制御領域では、進角室42と遅角室43の両方の油圧を保持して、実カム軸位相が動かないように保持する。
遅角モードの制御領域では、油圧制御弁71の進角ポートをドレンポートに連通させて進角室42の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁71の制御デューティに応じて、油圧制御弁71の遅角ポートから遅角室43に供給する油圧を変化させて実カム軸位相を遅角させる。
In the control region of the holding mode, the hydraulic pressures of both the
In the control region of the retard angle mode, the hydraulic control valve 71 is communicated according to the control duty of the hydraulic control valve 71 with the advance port of the hydraulic control valve 71 connected to the drain port and the hydraulic pressure of the
ロックモード以外の制御領域(遅角モード、保持モード、進角モード)では、ロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室にオイルを充填してロック解除用油圧室の油圧を上昇させ、その油圧によりロックピン58をロック穴59から抜き出してロックピン58のロックを解除する。
In control areas other than the lock mode (retarding mode, holding mode, advance angle mode), the unlocking hydraulic chamber in the lock
尚、本実施例2では、油圧制御弁71の制御デューティが大きくなるに従って、ロックモード(弱進角モード)、進角モード、保持モード、遅角モードの順に制御モードが切り替わるように構成されているが、例えば、油圧制御弁71の制御デューティが大きくなるに従って、遅角モード、保持モード、進角モード、ロックモード(弱進角モード)の順に制御モードが切り替わるように構成したり、或は、遅角モードと進角モードの順序を入れ替えて、ロックモード(弱進角モード)、遅角モード、保持モード、進角モードの順に制御モードが切り替わるように構成しても良い。また、ロックモード(弱進角モード)の制御領域と遅角モードの制御領域とが連続する場合は、ロックモード(弱進角モード)の制御領域では、ロックピン収容孔57内のロック解除用油圧室の油圧を抜いて、スプリング62によってロックピン58をロック方向(突出方向)に付勢すると共に、進角ポートをドレンポートに連通させて進角室42の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁71の制御デューティに応じて、遅角ポートの油路の絞りを少しずつ変化させて、遅角ポートから遅角室43にオイルを少しずつ供給して実カム軸位相を緩やかに遅角方向に駆動するようにすれば良い。
In the second embodiment, the control mode is switched in the order of the lock mode (weak advance angle mode), advance angle mode, holding mode, and retard angle mode as the control duty of the hydraulic control valve 71 increases. However, for example, as the control duty of the hydraulic control valve 71 increases, the control mode is switched in the order of the retard angle mode, the holding mode, the advance angle mode, and the lock mode (weak advance angle mode), or Alternatively, the order of the retard angle mode and the advance angle mode may be switched so that the control mode is switched in the order of the lock mode (weak advance angle mode), the retard angle mode, the holding mode, and the advance angle mode. In addition, when the control area in the lock mode (weak advance angle mode) and the control area in the retard angle mode are continuous, in the control area in the lock mode (weak advance angle mode), the lock is released in the lock
エンジン制御回路21は、位相フィードバック制御(可変バルブタイミング制御)中にエンジン運転条件に基づいて目標位相(目標バルブタイミング)を演算して、吸気側カム軸16の実カム軸位相(吸気バルブの実バルブタイミング)を目標位相(目標バルブタイミング)に一致させるように油圧制御弁71の制御デューティをフィードバック制御して可変バルブタイミング装置70の進角室42と遅角室43に供給する油圧をフィードバック制御する。
The
この位相フィードバック制御中にロック要求が発生した時には、実カム軸位相がロックモード中の駆動方向とは反対の方向(本実施例2では遅角方向)に中間ロック位相を通り越すように油圧制御弁71を制御する位相可変制御(ロック時遅角制御)を実行した後、ロックモードに移行してスプリング62によってロックピン58をロック方向に付勢しつつ実カム軸位相を中間ロック位相の方向(本実施例2では進角方向)に緩やかに駆動するように油圧制御弁71を制御する。
When a lock request is generated during this phase feedback control, the hydraulic control valve is set so that the actual camshaft phase passes the intermediate lock phase in the direction opposite to the drive direction in the lock mode (the retarded direction in this embodiment 2). After the phase variable control (lock delay angle control) for controlling 71 is executed, the mode shifts to the lock mode and the
更に、本実施例2では、油圧制御弁71は、ロックモードの制御領域内で制御デューティに応じて進角方向(又は遅角方向)の位相可変トルクを調整できるように構成され、ロックモードに切り替えて、スプリング62によってロックピン58をロック方向に付勢しつつ実カム軸位相を中間ロック位相の方向に緩やかに駆動する際に、位相可変トルクを徐々に強めるように油圧制御弁71を制御して、実カム軸位相が中間ロック位相付近で動かなくなった場合にロック完了と判定する。
Furthermore, in the second embodiment, the hydraulic control valve 71 is configured to be able to adjust the phase variable torque in the advance angle direction (or the retard angle direction) in accordance with the control duty within the control region of the lock mode, and is in the lock mode. The hydraulic control valve 71 is controlled so that the phase variable torque is gradually increased when the actual camshaft phase is gently driven in the direction of the intermediate lock phase while the
このようにすれば、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁71を用いる場合でも、何等かの原因(例えば油温等の条件)で実カム軸位相が中間ロック位相から少しずれた位置で動かなくなった時に、ロック完了と誤判定することを防止して、実カム軸位相を中間ロック位相で確実にロックさせることができると共に、確実なロック完了の判定が可能となる。 In this case, even when the hydraulic control valve 71 in which the hydraulic control valve function for phase control and the hydraulic control valve function for lock control are integrated is used for some reason (for example, conditions such as oil temperature). When the actual camshaft phase stops moving at a position slightly deviated from the intermediate lock phase, it is possible to prevent the erroneous determination that the lock is complete, and to lock the actual camshaft phase with the intermediate lock phase. It is possible to determine whether the lock is complete.
ところで、図8の制御特性では、遅角側にロックモードがないため、ロックピン58のロック状態を維持しながら、遅角室43にオイルを充填することができない。
By the way, in the control characteristics of FIG. 8, since there is no lock mode on the retard side, the
そこで、本実施例2では、始動後にオイル充填制御を行う場合に、進角室42と遅角室43のうち、ロックピン58のロック状態を維持しながらオイルを充填できる方の油圧室(図8の制御特性では進角室42)にオイルを充填する進角室オイル充填制御を実行した後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時に、実カム軸位相が動き始めるまで又は所定時間が経過するまで、他方の油圧室(図8の制御特性では遅角室43)にオイルを充填する遅角室オイル充填制御を実行するように油圧制御弁71の制御デューティを切り替えるようにしている。
Therefore, in the second embodiment, when the oil filling control is performed after the start-up, of the
この場合、進角室オイル充填制御の実行途中で、実カム軸位相が変動したことが検出されて、ロックピン58のロックが外れていることが判明した場合は、進角室42と遅角室43のうち、前記他方の油圧室(図8の制御特性では遅角室43)にオイルを充填してから、通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行するようにしている。このようにすれば、オイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れた場合でも、実カム軸位相の暴れを防止しながら、比較的早期に通常の制御に移行することができる。
In this case, if it is detected that the actual camshaft phase has changed during execution of the advance chamber oil filling control and it is found that the
以上説明した本実施例2のオイル充填制御は、エンジン制御回路21によって図9乃至図11の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
The oil filling control according to the second embodiment described above is executed by the
[始動後オイル充填制御ルーチン]
図9の始動後オイル充填制御ルーチンは、エンジン制御回路21の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうオイル充填制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、クランキング中又は始動後所定時間D以内であるか否かを判定し、クランキング前又は始動後所定時間D経過後であれば、オイル充填制御を行う必要がないため、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
[After-starting oil filling control routine]
9 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the
これに対して、上記ステップ201で、クランキング中又は始動後所定時間D以内であると判定されれば、ステップ202に進み、ロックピン58のロックが外れているか否かを、実カム軸位相が変動したか否かで判定する。その結果、ロックピン58のロックが外れていると判定されれば、ステップ203に進み、後述する図11のロック外れ時オイル充填制御ルーチンを実行する。
On the other hand, if it is determined in
一方、上記ステップ202で、ロックピン58のロックが外れていない(実カム軸位相が中間ロック位相付近で安定している)と判定されれれば、ステップ204に進み、油圧制御弁71の制御デューティを、ロックピン58をロック状態に維持できるロックモードの制御領域のうち、進角トルクが最大(進角室42へのオイル充填流量が最大)となる制御デューティE(図8参照)に設定する。これにより、進角室42と遅角室43のうち、ロックピン58のロック状態を維持しながらオイルを充填できる方の油圧室である進角室42にオイルを充填する進角室オイル充填制御を実行する。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ205に進み、実カム軸位相が中間ロック位相付近で安定しているか否かを判定し、実カム軸位相が中間ロック位相付近で安定していないと判定されれば、ステップ206に進み、ロックピン58のロックが外れていると判定して、ステップ203に進み、後述する図11のロック外れ時オイル充填制御ルーチンを実行する。
Thereafter, the routine proceeds to step 205, where it is determined whether or not the actual cam shaft phase is stable near the intermediate lock phase. If it is determined that the actual cam shaft phase is not stable near the intermediate lock phase,
これに対して、上記ステップ205で、実カム軸位相が中間ロック位相付近で安定していると判定されれば、ステップ207に進み、ロックモード(始動後オイル充填制御)の実行時間が所定時間Fを越えたか否かを判定し、まだ、ロックモードの実行時間が所定時間Fを越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
その後、ロックモードの実行時間が所定時間Fを越えた時点で、進角室42へのオイルの充填が完了したと判断して、ステップ208に進み、油圧制御弁71の制御デューティを、ロックピン58をロック状態に維持できるロックモードの制御領域のうち、進角室42へのオイルの充填を停止する制御デューティ(0%)に設定して、進角室オイル充填制御を完了し、次のステップ209で、進角室オイル充填制御完了フラグを、進角室オイル充填制御完了を意味する「ON」にセットする。
Thereafter, when the execution time of the lock mode exceeds the predetermined time F, it is determined that the oil filling into the
[ロック解除要求時オイル充填制御ルーチン]
図10のロック解除要求時オイル充填制御ルーチンは、エンジン制御回路21の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうオイル充填制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、進角室オイル充填制御完了フラグがON(進角室オイル充填制御完了)であるか否かを判定し、進角室オイル充填制御完了フラグがOFF(進角室オイル充填制御完了前)であれば、以降の処理を行うことなく、以降の処理を終了する。これにより、進角室オイル充填制御が完了する前に、ロック解除要求が発生しても、ロック解除が禁止される。
[Oil filling control routine at unlock request]
10 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the
これに対して、上記ステップ301で、進角室オイル充填制御完了フラグがON(進角室オイル充填制御完了)であると判定されれば、ステップ302に進み、始動後の初回のロック解除要求が発生したか否かを判定し、始動後の初回のロック解除要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
その後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時点で、ステップ303に進み、油圧制御弁71の制御デューティを、オイルが充填されていない方の油圧室である遅角室43へのオイル充填流量が最大となる制御デューティ(100%)に設定して、遅角室43にオイルを充填する遅角室オイル充填制御を実行する。
Thereafter, when the first unlock request after the start occurs, the process proceeds to step 303, and the control duty of the hydraulic control valve 71 is set to fill the
この後、ステップ304に進み、遅角室オイル充填時間カウンタをカウントアップして遅角室オイル充填時間(制御デューティ0%の継続時間)を計測し、次のステップ305で、実カム軸位相が動き始めたか否かを判定する。その結果、まだ実カム軸位相が動き始めていないと判定されれば、ステップ307に進み、遅角室オイル充填時間カウンタのカウント値が所定値を越えたか否か(遅角室オイル充填時間が所定時間を越えたか否か)を判定し、遅角室オイル充填時間カウンタのカウント値が所定値以下であれば、そのまま本ルーチンを終了する。これにより、進角室オイル充填制御の実行後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時に、実カム軸位相が動き始めるまで又は所定時間が経過するまで、遅角室オイル充填制御が実行される。
Thereafter, the process proceeds to step 304 where the retard chamber oil filling time counter is counted up to measure the retard chamber oil filling time (the duration of the control duty of 0%). In the
そして、実カム軸位相が動き始めることなく、遅角室オイル充填時間が所定時間を越えれば、その時点で、遅角室オイル充填制御を終了して、ステップ308に進み、ロック解除制御を実行して、ロックピン58のロックを解除する。このロック解除制御を行う際に、実カム軸位相の目標位相を中間ロック位相付近に設定して、ロックピン58がロック穴59の内周縁に強く押し付けられないようにして(ロックピン58をロック穴59から抜き出す際の摩擦力を小さくして)、保持モードの制御領域でロック解除制御を行うようにすると良い。ロック解除制御実行後に、ステップ309に進み、位相フィードバック制御を実行して、実カム軸位相を目標位相に一致させるように油圧制御弁71の制御デューティをフィードバック制御して可変バルブタイミング装置70の進角室42と遅角室43に供給する油圧をフィードバック制御する。
If the retard chamber oil filling time exceeds the predetermined time without the actual camshaft phase starting to move, the retard chamber oil filling control is terminated at that point, and the process proceeds to step 308 to execute the lock release control. Then, the
一方、遅角室オイル充填時間が所定時間に達する前に、実カム軸位相が動き始めれば、その時点で、既にロック解除されていると判断して、ステップ306に進み、位相フィードバック制御を実行する。 On the other hand, if the actual camshaft phase starts to move before the retarded chamber oil filling time reaches the predetermined time, it is determined that the lock has already been released at that time, and the routine proceeds to step 306 to execute phase feedback control. To do.
[ロック外れ時オイル充填制御ルーチン]
図11のロック外れ時オイル充填制御ルーチンは、図9の始動後オイル充填制御ルーチンのステップ201、202の判定処理で、クランキング中又は始動後所定時間D以内にロックピン58のロックが外れていることが判明した場合に、ステップ203で実行されるサブルーチンである。
[Oil filling control routine when unlocked]
The unlocked oil filling control routine of FIG. 11 is the determination processing in
本ルーチンが起動されると、まずステップ401で、油圧制御弁71の制御デューティを、遅角室43へのオイル充填流量が最大となる制御デューティ(100%)に設定して、遅角室43にオイルを充填する遅角室オイル充填制御を実行する。この後、ステップ402に進み、アイドル中であるか否かを判定し、アイドル中であれば、ステップ403に進み、目標アイドル回転速度をかさ上げしてエンジン回転速度を上昇させる。これにより、オイルを汲み上げるオイルポンプ28の回転速度を上昇させて遅角室43へのオイルオイル充填流量を増加させて、遅角室43の油圧をより速く上昇させる。
When this routine is started, first, in
尚、上記ステップ402で、アイドル中ではないと判定されれば、ステップ403の目標アイドル回転速度のかさ上げ処理は行われない。
この後、ステップ404に進み、遅角室オイル充填時間(制御デューティ100%の継続時間)が所定時間Gを越えたか否かを判定し、まだ、遅角室オイル充填時間が所定時間Gを越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
If it is determined in
Thereafter, the routine proceeds to step 404, where it is determined whether or not the retarding chamber oil filling time (the duration of the control duty of 100%) exceeds the predetermined time G, and the retarding chamber oil filling time still exceeds the predetermined time G. If not, this routine is terminated.
その後、遅角室オイル充填時間が所定時間Gを越えた時点で、遅角室43へのオイルの充填が完了したと判断して、ステップ405に進み、通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行する。
Thereafter, when the retarding chamber oil filling time exceeds the predetermined time G, it is determined that the oil filling into the retarding
以上説明した本実施例2では、可変バルブタイミング装置70を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピン58を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁71を用いた可変バルブタイミングシステムにおいて、始動後にオイル充填制御を行う場合に、進角室42と遅角室43のうち、ロックピン58のロック状態を維持しながらオイルを充填できる方の油圧室(図8の制御特性では進角室42)にオイルを充填する進角室オイル充填制御を実行した後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時に、実カム軸位相が動き始めるまで又は所定時間が経過するまで、他方の油圧室(図8の制御特性では遅角室43)にオイルを充填する遅角室オイル充填制御を実行するように油圧制御弁71の制御デューティを切り替えるようにしたので、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁71を用いる場合でも、始動後にロック解除した時に実カム軸位相が不安定に急変する位相暴れを防止することができる。
In the second embodiment described above, the hydraulic control valve function for phase control for controlling the hydraulic pressure for driving the variable
しかも、本実施例2では、進角室42へのオイル充填制御の実行途中で、実カム軸位相が変動したことが検出されて、ロックピン58のロックが外れていることが判明した時には、遅角室43にオイルを充填してから、通常の制御(ロック制御又は位相フィードバック制御)に移行するようにしたので、進角室42へのオイル充填制御の実行途中で、ロックピン58のロックが外れた場合でも、実カム軸位相の暴れを防止しながら、比較的早期に通常の制御に移行することができる。
Moreover, in the second embodiment, when it is detected that the actual cam shaft phase has changed during the execution of the oil filling control to the
尚、本発明は、吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に限定されず、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用して実施しても良い。
その他、本発明は、可変バルブタイミング装置18,70の構成や、油圧制御弁25,26,71の構成等を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
The present invention is not limited to an intake valve variable valve timing control device, and may be applied to an exhaust valve variable valve timing control device.
In addition, the present invention can be implemented with various modifications within a range not departing from the gist, such as the configuration of the variable
11…エンジン(内燃機関)、12…クランク軸、13…タイミングチェーン、14,15…スプロケット、16…吸気カム軸、17…排気カム軸、18…可変バルブタイミング装置、19…カム角センサ、20…クランク角センサ、21…エンジン制御回路(オイル充填制御手段)、25…位相制御用の油圧制御弁(油圧制御装置)、26…ロック制御用の油圧制御弁(油圧制御装置)、28…オイルポンプ、31…ハウジング、35…ロータ、40…流体室、41…ベーン、42…進角室、43…遅角室、50…中間ロック機構、58…ロックピン、59…ロック穴、62…スプリング、70…可変バルブタイミング装置、71…油圧制御弁(油圧制御装置)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
内燃機関の始動後に前記ロックモードから前記位相フィードバック制御モードに移行する前に前記可変バルブタイミング装置の進角室及び遅角室にオイルを充填するオイル充填制御を実行するオイル充填制御手段を備え、
前記オイル充填制御手段は、内燃機関の始動後に前記オイル充填制御が完了するまで前記ロックピンのロック解除を禁止して該ロックピンをロック状態に維持することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 A variable valve timing device that adjusts the valve timing by changing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “camshaft phase”), and the camshaft phase can be adjusted when the internal combustion engine is stopped. A lock pin that locks at an intermediate lock phase located approximately in the middle of the range, and a hydraulic control device that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and the lock pin, and the cam shaft phase is adjusted to the intermediate by the lock pin. In a variable valve timing control device for an internal combustion engine that switches between a lock mode for locking with a lock phase and a phase feedback control mode for controlling the camshaft phase to a target phase,
An oil filling control means for performing oil filling control for filling oil into the advance chamber and the retard chamber of the variable valve timing device before shifting from the lock mode to the phase feedback control mode after starting the internal combustion engine;
The variable valve timing of the internal combustion engine, wherein the oil filling control means prohibits the unlocking of the lock pin and maintains the lock pin in a locked state until the oil filling control is completed after the internal combustion engine is started. Control device.
前記オイル充填制御手段は、前記オイル充填制御の実行期間中に、前記ロック制御用の油圧制御弁の制御量を前記ロックピンのロック状態を維持する制御量に保ちながら、前記進角室にオイルを充填する進角室オイル充填制御と前記遅角室にオイルを充填する遅角室オイル充填制御のどちらか一方を行ってから他方を行うように前記位相制御用の油圧制御弁の制御量を切り替えることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 The hydraulic control device individually includes a hydraulic control valve for phase control that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device, and a hydraulic control valve for lock control that controls the hydraulic pressure that drives the lock pin. ,
The oil filling control means is configured to keep oil in the advance chamber while maintaining a control amount of the lock control hydraulic control valve at a control amount for maintaining a lock state of the lock pin during an execution period of the oil filling control. The control amount of the hydraulic control valve for phase control is set so that one of the advance chamber oil filling control for filling the retard chamber and the retard chamber oil filling control for filling the retard chamber oil is performed and then the other is performed. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein switching is performed.
前記オイル充填制御手段は、内燃機関の始動後に前記進角室と前記遅角室のうち、前記ロックピンのロック状態を維持しながらオイルを充填できる方の室にオイルを充填した後、始動後の初回のロック解除要求が発生した時に、所定時間が経過するまで又は前記カム軸位相が動き始めるまで他方の室にオイルを充填するように前記油圧制御弁の制御量を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 The hydraulic control device integrates a hydraulic control valve function for phase control that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and a hydraulic control valve function for lock control that controls the hydraulic pressure that drives the lock pin. Using a hydraulic control valve,
The oil filling control means fills the chamber that can be filled with oil while maintaining the locked state of the lock pin among the advance chamber and the retard chamber after starting the internal combustion engine, and then after starting When the first unlock request is generated, the control amount of the hydraulic control valve is switched so that the other chamber is filled with oil until a predetermined time elapses or until the camshaft phase starts to move. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120222 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120622 |