JP2011021555A - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、専用のスイッチを設けることなく、油圧の低下を容易に検出することにある。
【解決手段】制御手段（１７）は、運転状態検出手段（１４）により検出された運転状態と空気量計測手段（１５）により計測された吸入空気量とに基づいてバルブ（５）の目標進角量を設定する目標進角量決定手段（２０）と、運転状態検出手段（１４）により検出された運転状態が油圧測定用運転条件を満たした時に目標進角量を油圧測定用進角量に設定し、バルブ（５）の実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間（ｔ）を計測し、この計測された到達時間（ｔ）と設定到達時間（Ｘ）とを比較することにより内燃機関（１）の油圧が低下しているかどうかを判定する油圧判定手段（２１）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に係り、特に油圧の低下を検出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。

車両の内燃機関においては、出力向上やエミッションの低減等を図るために、可変バルブタイミング制御装置を設けたものがある。
図３に示すように、内燃機関１０１の可変バルブタイミング制御装置１０６は、内燃機関１０１におけるバルブ１０５の開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）１０７と、この可変バルブタイミング機構１０７に接続した進角側油圧通路１０８及び遅角側油圧通路１０９と、この進角側油圧通路１０８及び遅角側油圧通路１０９への油圧を制御して可変バルブタイミング機構１０７を油圧駆動する油圧駆動手段１１０としてのオイルコントロールバルブ１１１及びこのオイルコントロールバルブ１１１に油圧供給通路１１２を介して接続したオイルポンプ１１３とを備えている。また、油圧供給通路１１２の途中には、油圧の低下（オイル異常）を検出するためのオイルブレッシャスイッチ１２５が設けられている。
また、内燃機関１０１には、この内燃機関１０１の運転状態を検出する運転状態検出手段として、クランク軸１０２の回転をエンジン回転数として検出するクランクセンサ１１４が設けられ、また、この内燃機関１０１の吸入空気量を計測する空気量計測手段として、エアフローセンサ１１５が設けられ、更に、カム軸１０３の回転をバルブ１０５の実際の進角量として検出する実進角量検出手段として、カムセンサ１１６が設けられる。これらクランクセンサ１１４とエアフローセンサ１１５とカムセンサ１１６とは、制御手段（ＥＣＵ）１１７に連絡している。また、この制御手段１１７には、車速を検出する車速センサ１１８と、内燃機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９とが連絡している。
制御手段１１７は、クランクセンサ１１４とエアフローセンサ１１５とに連絡してカム軸１０３のカム１０４で開閉動作するバルブ１０５の目標進角量を設定する目標進角量決定手段１２０と、オイルブレッシャスイッチ１２５に連絡して油圧の低下を判定する油圧判定手段１２１とを備えている。

特開平１０−２７４０６５号公報 特許文献１に係る内燃機関のバルブ特性制御装置は、油圧制御されるバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ機構）を備え、内燃機関の運転状態に基づき変化するバルブの開閉特性目標値を積算して得られる目標積算値と、バルブの実際の開閉特性を積算して得られる実目標積算値とに基づいてオイルの異常を検出し、オイル異常を検出するためのセンサを不要とするものである。

ところで、上記の図３における可変バルブタイミング制御装置１０６においては、オイルプレッシャスイッチ１２５を必要とし、ハーネスの取り回しが面倒になり、コストにも不利になるという不都合があった。
また、上記の特許文献１においては、バルブタイミング可変機構が作動する運転状態になった場合に初めてオイル異常を検出可能となるので、オイル異常の検出が遅くなったり、場合によっては、オイル異常が生じていてもオイル異常の検出が行われなかったりするおそれがあった。

そこで、この発明の目的は、専用のスイッチを設けることなく、可変バルブタイミング機構の油圧の低下を容易に検出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。

この発明は、内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構と、この可変バルブタイミング機構を油圧駆動する油圧駆動手段とを設けた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、前記内燃機関の吸入空気量を計測する空気量計測手段を設け、前記バルブの実際の進角量を検出する実進角量検出手段を設け、前記運転状態検出手段により検出された運転状態と前記空気量計測手段により計測された吸入空気量とに基づいて前記バルブの目標進角量を設定する目標進角量決定手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態が油圧測定用運転条件を満たした時に目標進角量を油圧測定用進角量に設定し、前記バルブの実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間を計測し、この計測された到達時間と設定到達時間とを比較することにより前記内燃機関の油圧が低下しているかどうかを判定する油圧判定手段とを備える制御手段を設けたことを特徴とする。

この発明の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、制御の追従性・応答性により、専用のスイッチを設けることなく、可変バルブタイミング機構の油圧の低下を容易に検出できる。

図１は可変バルブタイミング制御のフローチャートである。（実施例） 図２は可変バルブタイミング制御装置のシステム構成図である。（実施例） 図３は従来において可変バルブタイミング制御装置のシステム構成図である。（従来例）

この発明は、制御の追従性・応答性により、専用のスイッチを設けることなく、可変バルブタイミング機構の油圧の低下を容易に検出する目的を実現するものである。

図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。
図２において、１は車両に搭載される内燃機関、２はクランク軸、３はカム軸、４はこのカム軸３と一体のカム、５はこのカム４で開閉動作されるバルブである。
内燃機関１には、可変バルブタイミング制御装置６が設けられる。
この可変バルブタイミング制御装置６は、内燃機関１におけるバルブ５の開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）７と、この可変バルブタイミング機構７に接続した進角側油圧通路８及び遅角側油圧通路９と、この進角側油圧通路８及び遅角側油圧通路９への油圧を制御して可変バルブタイミング機構７を油圧駆動する油圧駆動手段１０としてのオイルコントロールバルブ１１及びこのオイルコントロールバルブ１１に油圧供給通路１２を介して接続したオイルポンプ１３とを備える。
可変バルブタイミング機構７は、カム軸３の端部に設けられ、油圧駆動手段１０からの油圧状態によってカム軸３の回転を調整してバルブ５の開閉の進角量・遅角量を制御するものである。オイルコントロールバルブ１１は、後述する制御手段１７によりデューティ制御される。オイルポンプ１３は、内燃機関１のクランク軸２の回転により駆動される。

内燃機関１には、この内燃機関１の運転状態を検出する運転状態検出手段として、クランク軸２の回転をエンジン回転数として検出するクランクセンサ１４が設けられ、また、この内燃機関１の吸入空気量を計測する空気量計測手段として、エアフローセンサ１５が設けられ、更に、カム軸３の回転をバルブ３の実際の進角量として検出する実進角量検出手段として、カムセンサ１６が設けられる。
これらクランクセンサ１４とエアフローセンサ１５とカムセンサ１６とは、制御手段（ＥＣＵ）１７に連絡している。
この制御手段１７には、車速を検出する車速センサ１８と、内燃機関１の冷却水温度を検出する水温センサ１９とが連絡している。

制御手段１７は、運転状態検出手段であるクランクセンサ１４により検出された運転状態と空気量計測手段であるエアフローセンサ１５により計測された吸入空気量とに基づいてバルブ５の目標進角量を設定する目標進角量決定手段２０と、運転状態検出手段であるクランクセンサ１４により検出された運転状態が油圧測定用運転条件を満たした時に目標進角量を油圧測定用進角量に設定し、バルブ５の実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間を計測し、この計測された到達時間と設定到達時間とを比較することにより内燃機関１の油圧が低下しているかどうかを判定する油圧判定手段２１とを備える。この場合、目標進角量決定手段２０には、クランクセンサ１４とエアフローセンサ１５とが連絡している。油圧判定手段２１には、目標進角量決定手段２０が連絡しているとともに、クランクセンサ１４とカムセンサ１６と車速センサ１８と水温センサ１９とが連絡している。
前記油圧判定用運転条件は、減速運転時で且つ燃料カット時とする条件である。
また、制御手段１７は、減速運転中に内燃機関１の燃料カット制御を実施する燃料カット手段２２を備えるとともに、内燃機関１の燃料噴射弁２３に連絡している。
更に、制御手段１７は、油圧低下の際に警告する油圧警告ランプ２４に連絡している。

次に、可変バルブタイミング制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、内燃機関１が始動したか否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、可変バルブタイミング機構７の動作が可能か否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、内燃機関１が完暖状態か否かを判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、可変バルブタイミング機構７の動作が可能状態となり且つ完暖状態として、減速運転中か否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、燃料カット中か否かを判断、つまり、車両の減速運転中に燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止しているか否かを判断し（ステップＡ０６）、このステップＡ０６がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０６がＹＥＳの場合には、ドライバビリティの影響の少ない減速・燃料カット状態で油圧測定用運転条件を満たしたとして、可変バルブタイミング制御を開始する（ステップＡ０７）。つまり、検出された運転状態と計測された吸入空気量とに基づいてバルブ５の目標進角量を設定し、検出された運転状態が上記の油圧測定用運転条件を満たした時に、目標進角量を油圧測定用進角量に設定する。
そして、バルブ５の実際の進角量を検出するように、制御デューティ（ＤＵＴＹ）を印加し（ステップＡ０８）、このバルブ５の実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間（ｔ）を計測し（ステップＡ０９）、この計測された到達時間（ｔ）と設定到達時間（Ｘ）との関係が、Ｘ＜ｔか否かを判断する（ステップＡ１０）。
このステップＡ１０がＹＥＳの場合には、油圧の低下を検出したとして油圧警告ランプ２４を点灯して告知させ（ステップＡ１１）、プログラムを終了する（ステップＡ１２）。
一方、前記ステップＡ１０がＮＯの場合には、油圧の低下を検出していないとしてプログラムを終了する（ステップＡ１２）。

この結果、この実施例においては、運転状態検出手段１４により検出された運転状態が油圧測定用運転条件を満たした時に目標進角量を油圧測定用進角量に設定し、バルブ５の実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間ｔを計測し、この計測された到達時間ｔと設定到達時間Ｘとを比較することにより、つまり、実作動量と目標作動量との追従性・応答性の差により、内燃機関１の油圧が低下しているかどうかを判定することから、油圧が低下したかどうかを検出する専用のスイッチを設けることなく、油圧の低下を容易に検出することができ、また、オイルプレッシャスイッチを不要とし、ハーネスの取り回しや加工も容易となり、コストを低廉できる。
また、油圧判定用運転条件を減速運転時で且つ燃料カット時とする条件としたことにより、ドライバビリティヘの影響を少なくすることができる。

この発明に係る可変バルブタイミング制御装置を、各種の内燃機関に適用可能である。

１ 内燃機関
２ クランク軸
３ カム軸
５ バルブ
６ 可変バルブタイミング制御装置
７ 可変バルブタイミング機構
１０ 油圧駆動手段
１１ オイルコントロールバルブ
１３ オイルポンプ
１４ クランクセンサ
１５ エアフローセンサ
１６ カムセンサ
１７ 制御手段
２０ 目標進角量決定手段
２１ 油圧判定手段
２２ 燃料カット手段
２３ 燃料噴射弁
２４ 油圧警告ランプ

Claims (2)

1. 内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構と、この可変バルブタイミング機構を油圧駆動する油圧駆動手段とを設けた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を設け、前記内燃機関の吸入空気量を計測する空気量計測手段を設け、前記バルブの実際の進角量を検出する実進角量検出手段を設け、前記運転状態検出手段により検出された運転状態と前記空気量計測手段により計測された吸入空気量とに基づいて前記バルブの目標進角量を設定する目標進角量決定手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態が油圧測定用運転条件を満たした時に目標進角量を油圧測定用進角量に設定し、前記バルブの実際の進角量が油圧判定用進角量に到達するまでの到達時間を計測し、この計測された到達時間と設定到達時間とを比較することにより前記内燃機関の油圧が低下しているかどうかを判定する油圧判定手段とを備える制御手段を設けた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。
2. 前記油圧判定用運転条件は、減速運転時で且つ燃料カット時とする条件であ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。

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