JP2012241539A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力回転体に対する出力回転体の回転位相を変更してバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、進角室および遅角室への潤滑油の供給態様を制御する油路変更機構と、この油路変更機構の潤滑油の供給態様を制御することによりバルブタイミングを制御する制御装置とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve mechanism that changes a valve timing by changing a rotation phase of an output rotator with respect to an input rotator, and an oil passage change mechanism that controls a supply mode of lubricating oil to an advance chamber and a retard chamber. And a control device for controlling the valve timing by controlling the supply mode of the lubricating oil of the oil passage changing mechanism.
上記可変動弁装置として、例えば特許文献1に記載されているように、可変動弁機構、油路変更機構および制御装置を備えるものが知られている。
この種の可変動弁装置においては、可変動弁機構に対してバルブタイミングを保持する旨の指令が出力されたとき、油路変更機構の潤滑油の供給態様が保持モードに設定される。しかし、可変動弁機構を構成する部品のクリアランスから作動油が漏れるため、バルブタイミングが変動する。
As the variable valve device, for example, as described in Patent Document 1, a device including a variable valve mechanism, an oil passage changing mechanism, and a control device is known.
In this type of variable valve operating apparatus, when a command to hold the valve timing is output to the variable valve operating mechanism, the lubricating oil supply mode of the oil path changing mechanism is set to the holding mode. However, since the hydraulic oil leaks from the clearances of the parts constituting the variable valve mechanism, the valve timing varies.
特許文献1の可変動弁機構には、バルブタイミングを保持する要求があるとき、バルブタイミングの変動を抑制するための機構として振動抑制手段が設けられている。 The variable valve mechanism of Patent Document 1 is provided with vibration suppression means as a mechanism for suppressing fluctuations in valve timing when there is a request to maintain valve timing.
特許文献1の可変動弁機構によれば、バルブタイミングの変動が抑制されるが、可変動弁機構に振動抑制手段が設けられているため、可変動弁機構の構成が複雑なものとなる。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミングが不安定な状態が長期間にわたり継続されることを抑制すること、および簡易な構成で同抑制する効果が得られることの双方を可能とする内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
According to the variable valve mechanism of Patent Document 1, fluctuations in valve timing are suppressed. However, since the variable valve mechanism is provided with vibration suppressing means, the configuration of the variable valve mechanism becomes complicated.
The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is to suppress a state in which the valve timing is unstable from being continued for a long period of time, and to suppress the same with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can achieve both.
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
本発明は、進角室および遅角室に対する潤滑油の供給態様により入力回転体に対する出力回転体の回転位相を変更してバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、前記進角室および前記遅角室への潤滑油の供給態様を制御する油路変更機構と、この油路変更機構の前記潤滑油の前記供給態様を制御することによりバルブタイミングを制御する制御装置とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記油路変更機構の潤滑油の供給態様として少なくとも、前記進角室の潤滑油を保持しかつ前記遅角室の潤滑油を保持する保持モードを有し、前記油路変更機構の潤滑油の供給態様を前記保持モードに保持する時間を保持時間として、前記保持時間が所定時間以上のとき、前記油路変更機構の潤滑油の供給態様を前記保持モード以外の態様に変更することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The present invention includes a variable valve mechanism that changes a valve timing by changing a rotation phase of an output rotating body with respect to an input rotating body according to a supply mode of lubricating oil to an advance chamber and a retard chamber, and the advance chamber and the delay chamber. An internal combustion engine comprising: an oil passage changing mechanism that controls a supply mode of lubricating oil to a corner chamber; and a control device that controls valve timing by controlling the supply mode of the lubricating oil of the oil passage changing mechanism. In the variable valve device, the oil passage changing mechanism has a holding mode for holding at least the advance chamber lubricating oil and holding the retard chamber lubricating oil, as the supply mode of the lubricating oil of the oil passage changing mechanism, and changing the oil passage When the holding time of the mechanism's lubricating oil supply mode is the holding time, and the holding time is a predetermined time or longer, the lubricating oil supply mode of the oil path changing mechanism is changed to a mode other than the holding mode. And it is required to.
保持モードのとき、可変動弁機構に潤滑油が供給されない。一方、可変動弁機構においては部品のクリアランスから内部の潤滑油が漏れる。このため、保持モードが所定時間以上維持されるとバルブタイミングが不安定となる。上記発明では、保持時間が所定時間以上となることが抑制される。このため、バルブタイミングが不安定となる状態が長期間にわたり継続されることが抑制される。また、この効果が油路変更機構の制御により得られるため、従来構造の可変動弁機構と比較して、可変動弁機構の構造が簡易なものとなる。 In the holding mode, the lubricating oil is not supplied to the variable valve mechanism. On the other hand, in the variable valve mechanism, the internal lubricating oil leaks from the clearance of the parts. For this reason, if the holding mode is maintained for a predetermined time or more, the valve timing becomes unstable. In the said invention, it is suppressed that holding time becomes more than predetermined time. For this reason, it is suppressed that the state where valve timing becomes unstable continues for a long period of time. Further, since this effect is obtained by controlling the oil passage changing mechanism, the structure of the variable valve mechanism becomes simpler than the variable valve mechanism having the conventional structure.
図1〜図9を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1に内燃機関の全体構成を示す。
内燃機関1は、シリンダブロック11およびシリンダヘッド12およびオイルパン13を備える機関本体10と、シリンダヘッド12に設けられた可変動弁装置20と、機関本体10等に潤滑油を供給する潤滑装置50と、これら装置を統括的に制御する制御装置70とを備える。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the overall configuration of the internal combustion engine.
The internal combustion engine 1 includes an
可変動弁装置20は、燃焼室14を開閉する吸気バルブ21および排気バルブ23と、これらバルブを押し下げる吸気カムシャフト22および排気カムシャフト24と、吸気バルブ21のバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構30Bと、排気バルブ23のバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構30Aとを備えている。排気側のバルブタイミング可変機構30Aには、排気バルブタイミングVTAを特定位相角に維持する位相固定機構40が設けられている。なお、以降の説明では、排気バルブ23のバルブタイミングを「排気バルブタイミングVTA」とし、吸気バルブ21のバルブタイミングを「吸気バルブタイミングVTB」とする。
The variable
潤滑装置50は、オイルパン13の潤滑油を吐出するオイルポンプ52と、オイルポンプ52から吐出された潤滑油を内燃機関1の各部位に供給する潤滑油路51と、各種機構への潤滑油の供給態様を制御する3つのオイルコントロールバルブを備えている。
The
第1のオイルコントロールバルブ53(以下、「第1OCV53」)は排気側のバルブタイミング可変機構30Aへの潤滑油の供給態様を制御する。第2のオイルコントロールバルブ54(以下、「第2OCV54」)は吸気側のバルブタイミング可変機構30Bへの潤滑油の供給態様を制御する。第3のオイルコントロールバルブ55(以下、「第3OCV55」)は位相固定機構40への潤滑油の供給態様を制御する。
The first oil control valve 53 (hereinafter referred to as “
制御装置70は、内燃機関1を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置71と、クランクポジションセンサ72および排気カムポジションセンサ73Aおよび吸気カムポジションセンサ73Bをはじめとする各種のセンサとを備えている。クランクポジションセンサ72は、クランクシャフト15の回転角度に応じた信号を電子制御装置71に出力する。排気カムポジションセンサ73Aは、排気カムシャフト24の回転角度に応じた信号を電子制御装置71に出力する。吸気カムポジションセンサ73Bは、吸気カムシャフト22の回転角度に応じた信号を電子制御装置71に出力する。
The
電子制御装置71は、各種の制御に用いるためのパラメータとして次のものを算出する。すなわち、クランクポジションセンサ72からの出力信号に基づいて、クランクシャフト15の回転角度に相当する演算値(以下、「クランク角度信号CA」)を算出する。
The
また、排気カムポジションセンサ73Aからの出力信号に基づいて、排気カムシャフト24の回転角度に相当する演算値(以下、「排気カム角度信号DA」)を算出する。吸気カムポジションセンサ73Bからの出力信号に基づいて、吸気カムシャフト22の回転角度に相当する演算値(以下、「吸気カム角度信号DB」)を算出する。クランク角度信号CAおよび排気カム角度信号DAに基づいて排気バルブタイミングVTAに相当する演算値(以下、「実位相角VTR」)を算出する。クランク角度信号CAおよび吸気カム角度信号DBに基づいて吸気バルブタイミングVTBに相当する演算値を算出する。
Further, a calculation value corresponding to the rotation angle of the exhaust camshaft 24 (hereinafter, “exhaust cam angle signal DA”) is calculated based on an output signal from the exhaust
電子制御装置71により行われる制御として、排気バルブタイミングVTAおよび吸気バルブタイミングVTBを変更するバルブタイミング制御が挙げられる。
バルブタイミング制御では、機関運転状態に基づいて排気バルブタイミングVTAおよび吸気バルブタイミングVTBのそれぞれを独立して最も進角側のバルブタイミング(以下、「最進角VTmax」)と最も遅角側のバルブタイミング(以下、「最遅角VTmin」)との間で変更する。
The control performed by the
In the valve timing control, the exhaust valve timing VTA and the intake valve timing VTB are independently set to the most advanced valve timing (hereinafter, “most advanced angle VTmax”) and the most retarded valve based on the engine operating state. The timing is changed (hereinafter, “the most retarded angle VTmin”).
図2を参照して、排気側のバルブタイミング可変機構30Aの構成について説明する。
図中の矢印Xは排気カムシャフト24の回転方向Xを示している。なお、吸気側のバルブタイミング可変機構30Bの構成は排気側のバルブタイミング可変機構30Aの構成と同様であるため、説明を省略する。
With reference to FIG. 2, the configuration of the variable
An arrow X in the figure indicates the rotation direction X of the
バルブタイミング可変機構30Aは、クランクシャフト15に同期して回転するハウジングロータ31と、排気カムシャフト24に同期して回転するベーンロータ35と、ベーンロータ35に回転方向Xに力を付与するアシストスプリング35Aと、ベーンロータ35をハウジングロータ31に対して固定する上記位相固定機構40とを備えている。
The variable
ハウジングロータ31は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト15に連結されたスプロケット33と、スプロケット33の内側に組みつけられてスプロケット33と一体的に回転するハウジング本体32と、ハウジング本体32に取り付けられるカバー34とを含めて構成されている。ハウジング本体32には、径方向においてハウジングロータ31の回転軸(排気カムシャフト24)に向けて突出する3つの区画壁31Aが設けられている。
The
ベーンロータ35は、排気カムシャフト24の端部に固定されるとともにハウジング本体32内の空間に配置されている。ベーンロータ35には、ハウジング本体32の隣り合う区画壁31Aの間に向けて突出した3つのベーン36が設けられている。各ベーン36は、区画壁31Aの間に形成されているベーン収容室37を進角室38および遅角室39に区画する。
The
進角室38は、ベーン収容室37内においてベーン36よりも排気カムシャフト24の回転方向Xの後方側に位置している。遅角室39は、ベーン収容室37内においてベーン36よりも排気カムシャフト24の回転方向Xの前方側に位置している。
The
ハウジングロータ31に対するベーンロータ35の回転位相は、ベーンロータ35の回転位相が回転方向Xの最も前方側にあるときの回転位相(以下、「最進角回転位相」)とベーンロータ35の回転位相が回転方向Xの最も後方側にあるときの回転位相(以下、「最遅角回転位相」)の間で変化する。最進角回転位相は、排気バルブタイミングVTAとしての最進角VTmaxに対応する。最遅角回転位相は、排気バルブタイミングVTAとしての最遅角VTminに対応する。
The rotational phase of the
アシストスプリング35Aは、最遅角回転位相から最進角回転位相にわたってハウジングロータ31に対してベーンロータ35を進角側に回転させる方向に力を付与する。この力の大きさは、バルブタイミング可変機構30Aに油圧が加わっていないとき、当該力によりベーンロータ35が最進角回転位相まで回転する大きさに設定されている。
The
バルブタイミング可変機構30Aの動作について説明する。
進角室38への潤滑油の供給および遅角室39からの潤滑油の排出により、進角室38が拡大するとともに遅角室39が縮小して、ベーンロータ35がハウジングロータ31に対して進角側すなわち回転方向Xに回転する。これにより、排気バルブタイミングVTAが進角側に変化する。
The operation of the variable
The supply of the lubricating oil to the
進角室38からの潤滑油の排出および遅角室39への潤滑油の供給により、遅角室39が拡大するとともに進角室38が縮小して、ベーンロータ35がハウジングロータ31に対して遅角側すなわち回転方向Xとは反対方向に回転する。これにより、排気バルブタイミングVTAは遅角側に変化する。
Due to the discharge of the lubricating oil from the
図3を参照して、第1OCV53の構造について説明する。
なお、第2OCV54の構造は、第1OCV53の構造と同様であるので、その説明を省略する。
The structure of the
Note that the structure of the
第1OCV53は、複数のポートが設けられたスリーブ61と、このスリーブ61内で移動するスプール62とを備えている。
スリーブ61には、進角室38に通じる油路に接続される進角ポート61Aと、遅角室39に通じる油路に接続される遅角ポート61Bとが形成されている。これらポートは、スリーブ61の軸方向に沿って、進角ポート61A、遅角ポート61Bの順に形成されている。また、スリーブ61には、上記の各ポートに加えて、潤滑油の供給油路に接続される供給ポート61Cと、進角室38から潤滑油を排出するための進角排出ポート61Dと、遅角室39から潤滑油を排出するための遅角排出ポート61Eとが形成されている。
The
The
スプール62には、2つの弁体すなわち進角弁62Aおよび遅角弁62Bが設けられている。
進角弁62Aは、進角ポート61Aに対応して設けられ、進角ポート61Aの開口面積を変更する。遅角弁62Bは、遅角ポート61Bに対応して設けられ、遅角ポート61Bの開口面積を変更する。
The
The
次に、各弁体の寸法関係について説明する。
なお、以降の説明では、各ポートおよび各弁体において、スプール62の移動方向と同方向の寸法を幅寸法とする。また進角ポート61Aから遅角ポート61Bに向かう方向を右方向とし、この逆方向を左方向とする。
Next, the dimensional relationship of each valve body will be described.
In the following description, in each port and each valve body, a dimension in the same direction as the moving direction of the
進角弁62Aの幅寸法は、進角ポート61Aの幅寸法よりも大きい。遅角弁62Bの幅寸法は、遅角ポート61Bの幅寸法よりも大きい。進角弁62Aの幅方向中間位置と遅角弁62Bの幅方向中間位置との間の距離DX1と、進角ポート61Aの幅方向中間位置と遅角ポート61Bの幅方向中間位置との間の距離DX2とを比べると、前者のほうが後者よりも大きい。
The width dimension of the
次に、ポート付近における弁体とスリーブ61との接触部分(以下、「オーバラップ」)について説明する。
進角ポート61A付近において進角弁62Aとスリーブ61とが接触する接触部分の幅方向の距離について、供給ポート61C側の幅方向距離を進角供給オーバラップLAxとし、進角排出ポート61D側の幅方向距離を進角排出オーバラップLAyとする。
Next, a contact portion (hereinafter referred to as “overlap”) between the valve body and the
Regarding the distance in the width direction of the contact portion where the
遅角ポート61B付近において遅角弁62Bとスリーブ61とが接触する接触部分の幅方向の距離について、供給ポート61C側の幅方向距離を遅角供給オーバラップLBxとし、遅角排出ポート61E側の幅方向距離を遅角排出オーバラップLByとする。
Regarding the distance in the width direction of the contact portion where the
図3に示すように、進角弁62Aと遅角弁62Bとの間の中間位置と、進角ポート61Aと遅角ポート61Bとの間の中間位置とを一致させる状態にスプール62をスリーブ61に対して配置したとき、上記オーバラップは次のような関係になる。
・進角供給オーバラップLAxは、進角排出オーバラップLAyよりも小さい。
・遅角供給オーバラップLBxは、遅角排出オーバラップLByよりも小さい。
・進角供給オーバラップLAxと遅角供給オーバラップLBxは等しい。
・進角排出オーバラップLAyと遅角排出オーバラップLByは等しい。
・すなわち、(LAx=LBx)<(LAy=LBy)の関係が成立する。
As shown in FIG. 3, the
The advance angle supply overlap LAx is smaller than the advance angle discharge overlap LAy.
The retard supply overlap LBx is smaller than the retard discharge overlap LBy.
The advance angle supply overlap LAx and the retard angle supply overlap LBx are equal.
The advance discharge overlap LAy and the retard discharge overlap LBy are equal.
That is, the relationship (LAx = LBx) <(LAy = LBy) is established.
以上の構成により次の作用を奏する。
進角弁62Aの右端と遅角弁62Bの右端との間の距離DRsは、進角ポート61Aの右端と遅角ポート61Bの右端との間の距離DRpよりも大きい。このことは、スプール62の移動により、遅角弁62Bの右端と遅角ポート61Bの右端が一致したとき、進角弁62Aの右端と進角ポート61Aに右端が一致せず、進角ポート61Aが開口し、進角ポート61Aと供給ポート61Cとが連通することを示す(図4(b)参照)。
With the above configuration, the following effects are achieved.
The distance DRs between the right end of the
同様に、進角弁62Aの左端と遅角弁62Bの左端との間の距離DLsは、進角ポート61Aの左端と遅角ポート61Bの左端との間の距離DLpよりも大きい。このことは、スプール62の移動により、進角弁62Aの左端と進角ポート61Aの左端が一致したとき、遅角弁62Bの左端と遅角ポート61Bに左端が一致せず、遅角ポート61Bが開口し、遅角ポート61Bと供給ポート61Cとが連通することを示す(図5(a)参照)。
Similarly, the distance DLs between the left end of the
次に、第1OCV53の潤滑油の供給態様を説明する。
第1OCV53の動作モードは、進角モードMA、第1準保持モードMC1、保持モードMC、第2準保持モードMC2、遅角モードMBの5つのモードに区分される。
Next, the supply mode of the
The operation mode of the
進角モードMAは、進角室38に潤滑油を供給し、かつ遅角室39から潤滑油を排出する。ベーンロータ35はハウジングロータ31に対して進角側に回転する。すなわち、このモードは排気バルブタイミングVTAの進角に対応する。
In the advance angle mode MA, the lubricant is supplied to the
第1準保持モードMC1は、進角室38に潤滑油を供給し、かつ遅角ポート61Bを閉鎖する。このモードでは遅角室39が密閉状態にされているため、ベーンロータ35の回転位相はハウジングロータ31に対して維持される。すなわち、排気バルブタイミングVTAの維持に対応する。
In the first quasi-holding mode MC1, lubricating oil is supplied to the
保持モードMCは、進角ポート61Aを閉鎖しかつ遅角ポート61Bを閉鎖する。ベーンロータ35とハウジングロータ31との間の回転位相は維持される。すなわち、このモードは排気バルブタイミングVTAの維持に対応する。
The holding mode MC closes the
第2準保持モードMC2は、遅角室39に潤滑油を供給し、かつ進角ポート61Aを閉鎖する。このモードでは進角室38が密閉状態にされているためベーンロータ35はハウジングロータ31に対して維持される。このモードは、排気バルブタイミングVTAの維持に対応する。
In the second quasi-holding mode MC2, the lubricating oil is supplied to the
遅角モードMBは、遅角室39に潤滑油を供給し、かつ進角室38から潤滑油を排出する。ベーンロータ35はハウジングロータ31に対して遅角側に回転する。すなわち、このモードは排気バルブタイミングVTAの遅角に対応する。
In the retard mode MB, the lubricant is supplied to the
図4および図5を参照して、スリーブ61に対するスプール62の移動と、第1OCV53の供給態様(動作モード)との関係を説明する。
なお、以降の説明では、進角ポート61Aと供給ポート61Cとが連通する第1連通状態における進角ポート61Aの開口面積を供給側の開口面積とする。進角ポート61Aと進角排出ポート61Dとが連通する第2連通状態における進角ポート61Aの開口面積を排出側の開口面積とする。遅角ポート61Bと供給ポート61Cとが連通する第3連通状態における遅角ポート61Bの開口面積を供給側の開口面積とする。遅角ポート61Bと遅角排出ポート61Eとが連通する第4連通状態における遅角ポート61Bの開口面積を排出側の開口面積とする。
With reference to FIG. 4 and FIG. 5, the relationship between the movement of the
In the following description, the opening area of the
スプール62は、第1OCV53に入力されるデューティに応じて軸方向に移動する。デューティが大きい値になるにつれてスプール62は進角ポート61Aから遅角ポート61Bの方向に向けて移動する。
The
スプール62が最も進角ポート61A側に移動したときの位置を最左位置とする。最左位置からスプール62が右方向に移動して、遅角弁62Bの右端と遅角ポート61Bの右端とが一致したときの位置を第1中間位置とする。更に、スプール62が右方向に移動して、進角弁62Aの右端と進角ポート61Aの右端とが一致したときの位置を第2中間位置とする。更に、スプール62が右方向に移動して、遅角弁62Bの左端と遅角ポート61Bの左端とが一致したときの位置を第3中間位置とする。更に、スプール62が右方向に移動して、進角弁62Aの左端と進角ポート61Aの左端とが一致したときの位置を第4中間位置とする。更に、スプール62が右方向に移動して、最も進角ポート61A側に移動したときの位置を最右位置とする。
The position when the
図4(a)は、スリーブ61に対してスプール62が第1位置にあるときを示す。
第1位置は、最左位置と第1中間位置との間の範囲を示す。第1位置は進角モードMAに対応する。
FIG. 4A shows a state where the
The first position indicates a range between the leftmost position and the first intermediate position. The first position corresponds to the advance angle mode MA.
このとき、進角ポート61Aの供給側の開口面積が「0」よりも大きく、かつ遅角ポート61Bの排出側の開口面積が「0」よりも大きい。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が進角室38に供給されるとともに遅角室39の潤滑油が排出される。
At this time, the opening area on the supply side of the
図4(b)は、スリーブ61に対してスプール62が第2位置にあるときを示す。
第2位置は、第1中間位置と第2中間位置との間の範囲を示す。第2位置は第1準保持モードMC1に対応する。
FIG. 4B shows a state where the
The second position indicates a range between the first intermediate position and the second intermediate position. The second position corresponds to the first quasi-holding mode MC1.
このとき、進角ポート61Aの供給側の開口面積が「0」よりも大きく、かつ遅角ポート61Bの開口面積が「0」となる。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が進角室38に供給される一方、遅角室39が密閉される。
At this time, the opening area on the supply side of the
図4(c)は、スリーブ61に対してスプール62が第3位置にあるときを示す。
第3位置は、第2中間位置と第3中間位置との間の範囲を示す。第3位置は保持モードMCに対応する。
FIG. 4C shows a state where the
The third position indicates a range between the second intermediate position and the third intermediate position. The third position corresponds to the holding mode MC.
このとき、進角ポート61Aの開口面積が「0」、かつ遅角ポート61Bの開口面積が「0」となる。こうしたポート同士の連通状態により、進角室38および遅角室39がともに密閉される。
At this time, the opening area of the
図5(a)は、スリーブ61に対してスプール62が第4位置にあるときを示す。
第4位置は、第3中間位置と第4中間位置との間の範囲を示す。第4位置は第2準保持モードMC2に対応する。
FIG. 5A shows the
The fourth position indicates a range between the third intermediate position and the fourth intermediate position. The fourth position corresponds to the second quasi-holding mode MC2.
このとき、遅角ポート61Bの供給側の開口面積が「0」よりも大きく、かつ進角ポート61Aの開口面積が「0」となる。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が遅角室39に供給される一方、進角室38が密閉される。
At this time, the opening area on the supply side of the
図5(b)は、スリーブ61に対してスプール62が第5位置にあるときを示す。
第5位置は、第4中間位置と最右位置との間の範囲を示す。第5位置は遅角モードMBに対応する。
FIG. 5B shows the
The fifth position indicates a range between the fourth intermediate position and the rightmost position. The fifth position corresponds to the retard mode MB.
このとき、遅角ポート61Bの供給側の開口面積が「0」よりも大きく、かつ進角ポート61Aの排出側の開口面積が「0」よりも大きい。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が遅角室39に供給されるとともに進角室38の潤滑油が排出される。
At this time, the opening area on the supply side of the
次に、第1準保持モードMC1と第1OCV53の構造との関係を説明する。
上記したように、第1OCV53は、寸法上、距離DRsは距離DRpよりも大きい。この構成により、遅角弁62Bに右端と遅角ポート61Bの右端が一致したとき、進角弁62Aの右端と進角ポート61Aに右端が一致せず、進角ポート61Aが供給側に開口する。すなわち、第1準保持モードMC1が構成される。
Next, the relationship between the first quasi-holding mode MC1 and the structure of the
As described above, the
第2準保持モードMC2と第1OCV53の構造との関係を説明する。
上記したように、第1OCV53は、寸法上、距離DLsは距離DLpよりも大きい。この構成により、進角弁62Aに左端と進角ポート61Aの左端が一致したとき、遅角弁62Bの左端と遅角ポート61Bに左端が一致せず、遅角ポート61Bが供給側に開口する。すなわち、第2準保持モードMC2が構成される。
A relationship between the second quasi-holding mode MC2 and the structure of the
As described above, the
図6を参照して、デューティと、進角ポート61Aおよび遅角ポート61Bの開口面積と、排気バルブタイミングVTAの変位速度との関係を説明する。
なお、デューティと排気バルブタイミングVTAの変位速度との関係は、潤滑油の温度、油圧、オイルポンプ52からの潤滑油の供給油量、バルブタイミング可変機構30A内の各摺動部品のフリクションの大きさ等により、変化する。
With reference to FIG. 6, the relationship among the duty, the opening area of the
The relationship between the duty and the displacement speed of the exhaust valve timing VTA is as follows: the temperature of the lubricating oil, the hydraulic pressure, the amount of lubricating oil supplied from the oil pump 52, and the magnitude of friction of each sliding component in the variable
デューティがとり得る値の設定範囲は、第1OCV53の構造と関係付けられて進角帯ARaと、進角準不感帯ARHと、中間不感帯ARMと、遅角準不感帯ARLと、遅角帯ARbとの5つの領域に区分される。
・進角帯ARaは、進角モードMAすなわち第1位置に対応する。
・進角準不感帯ARHは、第1準保持モードMC1すなわち第2位置に対応する。
・中間不感帯ARMは、保持モードMCすなわち第3位置に対応する。
・遅角準不感帯ARLは、第2準保持モードMC2すなわち第4位置に対応する。
・遅角帯ARbは、遅角モードMBすなわち第5位置に対応する。
The setting range of values that the duty can take is related to the structure of the
The advance angle band ARa corresponds to the advance angle mode MA, that is, the first position.
The advance quasi-dead zone ARH corresponds to the first quasi-holding mode MC1, that is, the second position.
The intermediate dead zone ARM corresponds to the holding mode MC, that is, the third position.
The retarded quasi dead zone ARL corresponds to the second quasi-holding mode MC2, that is, the fourth position.
The retard zone ARb corresponds to the retard mode MB, that is, the fifth position.
(a)図6(b)に示すようにデューティが進角帯ARaの値をとるとき、第1OCV53は進角モードMAで動作する。進角ポート61Aの供給側の開口面積は遅角ポート61Bの排出側の開口面積よりも常に大きい。そして、デューティが小さくなるにつれて進角ポート61Aの供給側の開口面積および遅角ポート61Bの排出側の開口面積が大きくなる。図6(a)に示すようにデューティが小さくなるにつれて進角側への排気バルブタイミングVTAの変位速度が大きくなる。
(A) As shown in FIG. 6B, when the duty takes the value of the advance angle band ARa, the
(b)図6(b)に示すようにデューティが進角準不感帯ARHの値をとるとき、第1OCV53は第1準保持モードMC1で動作する。進角ポート61Aは供給側に開口し、遅角ポート61Bの開口面積は「0」である。そして、デューティが大きくなるにつれて進角ポート61Aの供給側の開口面積が小さくなる。図6(a)に示すようにデューティが変わっても排気バルブタイミングVTAの変位速度は殆ど「0」である。
(B) As shown in FIG. 6B, when the duty takes the value of the advance quasi-dead zone ARH, the
(c)図6(b)に示すようにデューティが中間不感帯ARMの値をとるとき、第1OCV53は保持モードMCで動作する。進角ポート61Aは進角弁62Aにより閉鎖され、かつ遅角ポート61Bは遅角弁62Bにより閉鎖されているため、進角ポート61Aの供給側および排出側の開口面積、ならびに遅角ポート61Bの供給側および排出側の開口面積はいずれも「0」である。図6(a)に示すようにデューティが変わっても排気バルブタイミングVTAの変位速度は殆ど「0」である。
(C) As shown in FIG. 6B, when the duty takes the value of the intermediate dead zone ARM, the
(d)図6(b)に示すようにデューティが遅角準不感帯ARLの値をとるとき、第1OCV53は第2準保持モードMC2で動作する。遅角ポート61Bは供給側に開口し、進角ポート61Aの開口面積は「0」である。そして、デューティが小さくなるにつれて遅角ポート61Bの供給側の開口面積が小さくなる。図6(a)に示すようにデューティが変わっても排気バルブタイミングVTAの変位速度は殆ど「0」である。
(D) As shown in FIG. 6B, when the duty assumes the value of the retarded quasi-dead zone ARL, the
(e)図6(b)に示すようにデューティが遅角帯ARbの値をとるとき、第1OCV53は遅角モードMBで動作する。遅角ポート61Bの供給側の開口面積は進角ポート61Aの排出側の開口面積よりも常に大きい。そして、デューティが大きくなるにつれて遅角ポート61Bの供給側の開口面積および進角ポート61Aの排出側の開口面積が大きくなる。図6(a)に示すようにデューティが大きくなるにつれて遅角側への排気バルブタイミングVTAの変位速度が大きくなる。
(E) As shown in FIG. 6B, when the duty takes the value of the retard zone ARb, the
デューティが進角準不感帯ARHの値をとるとき、変位速度SPの殆ど「0」となる理由は次のとおりである。すなわち、デューティが進角準不感帯ARHであるとき、第1OCV53は第1準保持モードMC1で駆動する。第1準保持モードMC1では進角室38に潤滑油が供給されている一方で遅角室39が密閉されて進角室38の潤滑油が保持されるため、ベーンロータ35の回転が抑制される。デューティが遅角準不感帯ARLの値をとるとき、変位速度SPの殆ど「0」となる理由も同様である。
The reason why the displacement speed SP is almost “0” when the duty takes the value of the advance quasi-dead zone ARH is as follows. That is, when the duty is the advance quasi-dead zone ARH, the
次に、バルブタイミング制御について説明する。
バルブタイミング制御は、排気バルブタイミングVTAを目標バルブタイミング(以下、「目標位相角VTT」)に変更する。吸気バルブタイミングVTBについても同様の制御を行うため、排気バルブタイミングVTAの制御についてのみ説明する。
Next, valve timing control will be described.
In the valve timing control, the exhaust valve timing VTA is changed to a target valve timing (hereinafter, “target phase angle VTT”). Since the same control is performed for the intake valve timing VTB, only the control of the exhaust valve timing VTA will be described.
バルブタイミング制御には、当該制御時の実位相角VTRを目標位相角VTTに収束させるフィードバック制御と、保持デューティを学習する学習制御(以下、「保持ディーティ学習制御」)と、排気バルブタイミングVTAの変動を抑制する抑制処理(以下、「変動抑制制御」)とが含まれる。 The valve timing control includes feedback control for converging the actual phase angle VTR during the control to the target phase angle VTT, learning control for learning the holding duty (hereinafter referred to as “holding duty learning control”), and exhaust valve timing VTA. And a suppression process for suppressing fluctuations (hereinafter referred to as “variation suppression control”).
なお、保持デューティは、排気バルブタイミングVTAを所定値に維持するデューティを示す。
排気バルブタイミングVTAの変動は、進角室38または遅角室39内の潤滑油の抜けに伴って生じるベーンロータ35の回転位相の変動、すなわち排気バルブタイミングVTAが進角側および遅角側に変動することを示す。
The holding duty indicates a duty for maintaining the exhaust valve timing VTA at a predetermined value.
The variation in the exhaust valve timing VTA is a variation in the rotational phase of the
フィードバック制御について説明する。
制御装置70は、内燃機関1の運転状態および機関負荷状態に基づいて同状態に適した目標位相角VTTを算出する。一方、クランク角度信号CAおよび排気カム角度信号DAに基づいて当該処理時での実位相角VTRを算出する。これらの値は演算周期毎に更新される。次に、目標位相角VTTと実位相角VTRとの位相差VTDを求め、位相差VTDに対応するデューティを算出する。
Feedback control will be described.
The
具体的には、デューティは、PゲインパラメータとDゲインパラメータを用いる次の(1)式により算出される。
デューティ=保持デューティ+P×位相差+D×位相差の変化量 ・・・(1)
・位相差VTD=目標位相角VTT−実位相角VTR
・「P」はPゲインパラメータを示し、水温と内燃機関1の回転速度と「P」との関係を示すマップに基づいて与えられる。
・「D」はDゲインパラメータを示し、水温と内燃機関1の回転速度と「D」との関係を示すマップに基づいて与えられる。
Specifically, the duty is calculated by the following equation (1) using a P gain parameter and a D gain parameter.
Duty = holding duty + P × phase difference + D × phase difference change amount (1)
Phase difference VTD = target phase angle VTT−actual phase angle VTR
“P” indicates a P gain parameter, which is given based on a map showing the relationship between the water temperature, the rotational speed of the internal combustion engine 1 and “P”.
“D” indicates a D gain parameter, which is given based on a map showing the relationship between the water temperature, the rotational speed of the internal combustion engine 1 and “D”.
フィードバック制御によれば、実位相角VTRと目標位相角VTTとの間の位相差が大きいとき、デューティを保持デューティから離れた値に設定する。このとき、排気バルブタイミングVTAの変位速度は大きい。一方、実位相角VTRと目標位相角VTTとの間の位相差が小さいとき、デューティを保持デューティに近い値に設定する。このとき、排気バルブタイミングVTAの変位速度は小さい。すなわち、実位相角VTRが目標位相角VTTに近づくにつれて、排気バルブタイミングVTAの変位速度を小さくし、実位相角VTRを目標位相角VTTに収束させる。 According to the feedback control, when the phase difference between the actual phase angle VTR and the target phase angle VTT is large, the duty is set to a value away from the holding duty. At this time, the displacement speed of the exhaust valve timing VTA is large. On the other hand, when the phase difference between the actual phase angle VTR and the target phase angle VTT is small, the duty is set to a value close to the holding duty. At this time, the displacement speed of the exhaust valve timing VTA is small. That is, as the actual phase angle VTR approaches the target phase angle VTT, the displacement speed of the exhaust valve timing VTA is reduced, and the actual phase angle VTR is converged to the target phase angle VTT.
図7を参照して、バルブタイミング制御処理の手順を説明する。
なお同処理は、電子制御装置71により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップS110において、目標位相角VTTと実位相角VTRとの位相差VTDの絶対値が許容値HAよりも大きい否かを判定する。すなわち、実位相角VTRが目標位相角VTTに収束しているか否かを判定する。
The procedure of the valve timing control process will be described with reference to FIG.
This process is repeatedly executed by the
In step S110, it is determined whether or not the absolute value of the phase difference VTD between the target phase angle VTT and the actual phase angle VTR is greater than the allowable value HA. That is, it is determined whether or not the actual phase angle VTR has converged to the target phase angle VTT.
位相差VTDの絶対値が許容値HA以下であるとき、ステップS120において保持デューティを記憶し、更にステップS130において変動抑制処理を実行する。そして、ステップS140において当該デューティに基づいて第1OCV53を駆動する。
When the absolute value of the phase difference VTD is less than or equal to the allowable value HA, the holding duty is stored in step S120, and further the fluctuation suppression process is executed in step S130. In step S140, the
一方、位相差VTDの絶対値が許容値HAよりも大きいとき、ステップS150において上記に示したフィードバック制御によりデューティを算出する。そして、ステップS140において当該デューティに基づいてOCV制御する。 On the other hand, when the absolute value of the phase difference VTD is larger than the allowable value HA, the duty is calculated by the feedback control described above in step S150. In step S140, OCV control is performed based on the duty.
次に、保持デューティ学習制御について説明する。
保持デューティは、機関状態、例えば潤滑油の油温、内燃機関1の回転速度等により変化する。これは、機関状態により潤滑油の粘性、バルブタイミング可変機構30Aの部材間のフリクション等の変化に伴いハウジングロータ31に対してベーンロータ35を所定回転位相に維持するために要する力の大きさが変わるためである。このため、機関運転時において周期的に保持デューティが学習される。
Next, holding duty learning control will be described.
The holding duty varies depending on the engine state, for example, the oil temperature of the lubricating oil, the rotational speed of the internal combustion engine 1, and the like. This is because the magnitude of the force required to maintain the
保持デューティ学習制御では次のように保持デューティを学習する。
バルブタイミング制御において、目標位相角VTTと実位相角VTRとの差である位相差VTDの絶対値が許容値HA以下となったとき(ステップS110の否定判定)、当該判定に係るデューティを保持デューティとして記憶する。すなわち、排気バルブタイミングVTAが特定の位相角に維持されるときのデューティを、保持デューティとして、記憶する。
In the holding duty learning control, the holding duty is learned as follows.
In valve timing control, when the absolute value of the phase difference VTD, which is the difference between the target phase angle VTT and the actual phase angle VTR, is less than or equal to the allowable value HA (negative determination in step S110), the duty related to the determination is held. Remember as. That is, the duty when the exhaust valve timing VTA is maintained at a specific phase angle is stored as the holding duty.
次に、変動抑制制御処理について説明する。
変動抑制制御処理は、排気バルブタイミングVTAの変動を抑制するために実行される。まず、排気バルブタイミングVTAの変動の発生の要因について説明する。
Next, the fluctuation suppression control process will be described.
The fluctuation suppression control process is executed to suppress fluctuations in the exhaust valve timing VTA. First, the cause of the fluctuation of the exhaust valve timing VTA will be described.
従来、バルブタイミング制御処理においては、目標位相角VTTと実位相角VTRとの位相差VTDが許容値HA以内となり、実位相角VTRが目標位相角VTTに収束した旨判定するとき、当該デューティを保持デューティとして記憶するとともに当該保持デューティに基づいて第1OCV53を駆動する。これにより、排気バルブタイミングVTAを目標位相角VTTに維持する。
Conventionally, in the valve timing control process, when it is determined that the phase difference VTD between the target phase angle VTT and the actual phase angle VTR is within the allowable value HA and the actual phase angle VTR has converged to the target phase angle VTT, the duty is set. The
しかし、保持デューティは、排気カムシャフト24と排気バルブ23との間の摩擦力(以下、「カムフリクション」)、アシストスプリング35Aの進角方向への力の大きさ等のパラメータの関係により変動する。上記カムフリクションは、排気バルブタイミングVTAを遅角させる方向に作用する。アシストスプリング35Aの力は排気バルブタイミングVTAを進角させる方向に作用する。すなわち、カムフリクションの力の方向とアシストスプリング35Aの力の方向とは相反する方向に作用する。更に、カムフリクションは潤滑油の粘度、温度、内燃機関1の回転速度等のパラメータにより変動する。このため、これら各パラメータが所定値になることにより、カムフリクションの力とアシストスプリング35Aの力とが均衡することがある。このような場合、ベーンロータ35を所定方向への回転力を付与することなく、ハウジングロータ31に対しベーンロータ35を所定回転位相に維持される状態が生じる。すなわち、このような条件が成立するときは、保持デューティ学習の結果、保持デューティは中間不感帯ARM内の値となる。
However, the holding duty varies depending on the relationship of parameters such as the frictional force between the
しかし、このような保持デューティで排気バルブタイミングVTAを維持する期間が長くなるとき、排気バルブタイミングVTAが変動する。
すなわち、保持デューティが中間不感帯ARM内の値をとるとき進角室38および遅角室39へは潤滑油が供給されない。一方、進角室38および遅角室39には隙間が存在するため、進角室38および遅角室39から潤滑油が徐々に抜け、進角室38内および遅角室39内に空気が含まれるようになる。すると、ハウジングロータ31に対してベーンロータ35を保持していた潤滑油が不足するようになるため、ハウジングロータ31に対してベーンロータ35が進角方向または遅角方向に回転する。すなわち、排気バルブタイミングVTAが所定の位相角に維持されず、変動する。
However, when the period during which the exhaust valve timing VTA is maintained with such a holding duty becomes longer, the exhaust valve timing VTA varies.
That is, no lubricating oil is supplied to the
排気バルブタイミングVTAの変動は、燃焼制御の精度を低下させるため、これを回避することが好ましい。そこで、排気バルブタイミングVTAの変動を抑制するために変動抑制処理制御を実行する。 Since fluctuations in the exhaust valve timing VTA reduce the accuracy of combustion control, it is preferable to avoid this. Therefore, fluctuation suppression process control is executed to suppress fluctuations in the exhaust valve timing VTA.
図8を参照して、変動抑制処理について説明する。
ステップS210において、上記バルブタイミング制御において保持デューティを記憶したとき(ステップS120)、当該保持デューティが中間不感帯ARM内にあるか否か判定する。そして、保持デューティが中間不感帯ARM内にない旨判定されたときは、当該処理を終了する。すなわち、演算処理時の保持デューティを用いて第1OCV53を駆動し、排気バルブタイミングVTAを維持する。
With reference to FIG. 8, the fluctuation suppressing process will be described.
In step S210, when the holding duty is stored in the valve timing control (step S120), it is determined whether or not the holding duty is within the intermediate dead zone ARM. Then, when it is determined that the holding duty is not within the intermediate dead zone ARM, the processing is terminated. That is, the
一方、保持デューティが中間不感帯ARM内にある旨判定されたとき、次のステップに移行する。
ステップS220においては、保持デューティに代えて、デューティを進角準不感帯ARH内の特定値に設定する。この特定値としては、例えば、進角準不感帯ARH内の中間値とされる。これにより、進角室38内に潤滑油が供給されるため、進角室38内の潤滑油が少なくなることが抑制される。また、遅角ポート61Bが閉鎖されているため、進角室38内の潤滑油の供給にともなうベーンロータ35の回転が抑制される。すなわち、排気バルブタイミングVTAを維持した状態で、排気バルブタイミングVTAの変動を抑制することができる。
On the other hand, when it is determined that the holding duty is within the intermediate dead zone ARM, the process proceeds to the next step.
In step S220, instead of the holding duty, the duty is set to a specific value in the advance angle quasi-dead zone ARH. The specific value is, for example, an intermediate value in the advance quasi-dead zone ARH. Thereby, since the lubricating oil is supplied into the
なお、保持デューティの値は変更されないため、フィードバック制御におけるデューティの算出時においては、保持デューティ学習により記憶された保持デューティを用いて、第1OCV53を駆動するためのデューティが算出される。
Since the value of the holding duty is not changed, the duty for driving the
図9を参照して、バルブタイミング制御において目標位相角VTTが変更されたときの実位相角VTRおよびデューティの推移の一例について説明する。
時刻t0、すなわち排気バルブタイミングVTAが目標位相角VTTに収束している状態を示す。このとき、第1OCV53に入力されるデューティは保持デューティとされている。保持デューティは進角準不感帯ARH内にある。
With reference to FIG. 9, an example of transition of the actual phase angle VTR and the duty when the target phase angle VTT is changed in the valve timing control will be described.
A time t0, that is, a state where the exhaust valve timing VTA converges to the target phase angle VTT is shown. At this time, the duty input to the
時刻t1、すなわち機関運転状態に応じて目標位相角VTTが変更される。例えば、目標位相角VTTが、同処理時の実位相角VTRよりも進角側に値に設定される。このとき、デューティは、処理時のデューティよりも小さい値、すなわち進角帯ARa内の所定値に設定される。そして、フィードバック制御により、実位相角VTRが目標位相角VTTに近づくにつれてデューティは保持デューティに近い値に設定される。 The target phase angle VTT is changed according to the time t1, that is, the engine operating state. For example, the target phase angle VTT is set to a value closer to the advance side than the actual phase angle VTR at the same time. At this time, the duty is set to a value smaller than the duty at the time of processing, that is, a predetermined value in the advance zone ARa. Then, by the feedback control, the duty is set to a value close to the holding duty as the actual phase angle VTR approaches the target phase angle VTT.
時刻t2、すなわち、目標位相角VTTと実位相角VTRとの差である位相差VTDの絶対値が許容値HA以下となる。このとき、実位相角VTRが目標位相角VTTに収束している旨判定し、当該判定時のデューティを保持デューティとして記憶する(ステップS120)。 At time t2, that is, the absolute value of the phase difference VTD that is the difference between the target phase angle VTT and the actual phase angle VTR is equal to or less than the allowable value HA. At this time, it is determined that the actual phase angle VTR has converged to the target phase angle VTT, and the duty at the time of the determination is stored as a holding duty (step S120).
そして、保持デューティが中間不感帯ARM内にあるか否かを判定する。本例では、保持デューティが中間不感帯ARM内にある。このため、当該保持デューティに代えて、進角準不感帯ARHの中間値を第1OCV53を制御するためのデューティとして用いる。すなわち、デューティとしての当該中間値に基づいて第1OCV53を駆動する。
Then, it is determined whether or not the holding duty is within the intermediate dead zone ARM. In this example, the holding duty is in the intermediate dead zone ARM. Therefore, instead of the holding duty, an intermediate value of the advance quasi-dead zone ARH is used as a duty for controlling the
以下、従来の制御と比較して、本実施形態の制御について説明する。
従来では、時刻t2において、目標位相角VTTと実位相角VTRとの差である位相差VTDの絶対値が許容値HA以下となったとき、当該当該判定時のデューティを保持デューティとして記憶するとともに、当該保持デューティを用いて第1OCV53を駆動する。すると、保持デューティは中間不感帯ARM内にあることにより進角室38および遅角室39には潤滑油が供給されないため、進角室38および遅角室39から潤滑油を徐々に抜け、ベーンロータ35がハウジングロータ31に対して進角方向および遅角方向に回転する。すなわち、図9(c)の破線にしめすように、排気バルブタイミングVTAが変動する。
Hereinafter, the control of this embodiment will be described in comparison with the conventional control.
Conventionally, when the absolute value of the phase difference VTD, which is the difference between the target phase angle VTT and the actual phase angle VTR, becomes equal to or less than the allowable value HA at time t2, the duty at the time of the determination is stored as a holding duty. Then, the
一方、本実施形態では、上記に示したように当該保持デューティに代えて進角準不感帯ARHの中間値を保持デューティとする。このため、進角室38に潤滑油が供給されるため、少なくとの進角室38の潤滑油が少なくなることが抑制される。また、遅角室39は密閉状態にしているため、進角室38に潤滑油を供給することに基づいてベーンロータ35がハウジングロータ31に対して進角側に回転することが抑制される。
On the other hand, in the present embodiment, as shown above, an intermediate value of the advance quasi-dead zone ARH is used as the holding duty instead of the holding duty. For this reason, since the lubricating oil is supplied to the
本実施形態よれば以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、保持時間が所定時間以上のとき、第1OCV53(油路変更機構)の潤滑油の供給態様を保持モードMC以外の態様に変更する。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, when the holding time is equal to or longer than the predetermined time, the lubricating oil supply mode of the first OCV 53 (oil path changing mechanism) is changed to a mode other than the holding mode MC.
なお、保持時間とは、第1OCV53の潤滑油の供給態様を保持モードMCに保持する期間を示す。すなわち、本実施形態では、デューティが中間不感帯ARM内の値をとる時期からから新たな保持デューティが記憶される時期までの期間が保持時間に相当する。
The holding time indicates a period for holding the supply mode of the
保持モードMCのとき、バルブタイミング可変機構30A(可変動弁機構)に潤滑油が供給されない。一方、バルブタイミング可変機構30Aにおいては部品のクリアランスから内部の潤滑油が漏れる。このため、保持モードMCが所定時間以上維持されると排気バルブタイミングVTAが不安定となる。しかし、従来では、排気バルブタイミングVTAの変更指令がない限り第1OCV53を保持モードMCで駆動するため、保持モードMCにある期間(保持時間)が所定時間以上に維持される場合があった。
In the holding mode MC, the lubricating oil is not supplied to the variable
この点、上記構成では、上記保持時間が所定時間以上となることが抑制される。このため、排気バルブタイミングVTAが不安定となる状態が長期間にわたり継続されることが抑制される。また、この効果が第1OCV53の制御により得られるため、従来構造のバルブタイミング可変機構30Aと比較して、バルブタイミング可変機構30Aの構造が簡易なものとなる。
In this regard, in the above configuration, the holding time is suppressed from being a predetermined time or longer. For this reason, the state where the exhaust valve timing VTA becomes unstable is suppressed from continuing for a long period of time. Further, since this effect is obtained by the control of the
(2)本実施形態では、バルブタイミング制御において排気バルブタイミングVTAを維持するとき、保持モードMCによる制御に代えて、第1準保持モードMC1により第1OCV53を駆動する。
(2) In the present embodiment, when the exhaust valve timing VTA is maintained in the valve timing control, the
第1準保持モードMC1では、進角室38に潤滑油を供給するため、進角室38からの潤滑油の抜け分を補充することができる。これにより、進角室38の潤滑油が少なくなることに起因して発生するベーンロータ35の回転位相の変動を抑制することができる。更に、遅角室39の潤滑油を保持するため、ハウジングロータ31に対するベーンロータ35の回転位相が所定回転位相からずれることを抑制することができる。すなわち、上記構成によれば、排気バルブタイミングVTAを所定位相角に維持した状態で、排気バルブタイミングVTAが変動することを抑制することができる。
In the first quasi-holding mode MC1, since the lubricating oil is supplied to the
(3)本実施形態では、保持デューティが保持モードMCに対応する値に設定されている場合において、排気バルブタイミングVTAを維持する旨指令があるとき、デューティを第1準保持モードMC1に対応する値に設定する。 (3) In the present embodiment, when the holding duty is set to a value corresponding to the holding mode MC, when there is a command to maintain the exhaust valve timing VTA, the duty corresponds to the first quasi-holding mode MC1. Set to value.
従来の可変動弁装置20では、排気バルブタイミングVTAを所定位相角に維持する旨指令があるとき、第1OCV53のデューティを保持デューティに設定して潤滑油の供給態様を制御する。しかし、保持デューティが保持モードMCに対応する値に設定されている場合、進角室38および遅角室39に潤滑油が供給されないことによりバルブタイミング可変機構30A内の潤滑油が徐々に少なる。このため、ハウジングロータ31に対するベーンロータ35の回転位相が変動するようになり、排気バルブタイミングVTAが進角側および遅角側に変動する。
In the conventional variable
この点、上記構成では、排気バルブタイミングVTAを所定位相角に維持する旨指令があるとき、保持デューティが保持モードMCに対応する値に設定されている場合に次の処理をする。すなわち、第1OCV53を駆動するためのデューティを保持デューティに設定することに代えて、第1OCV53のデューティを第1準保持モードMC1に対応する値すなわち進角準不感帯ARH内の値に設定する。
In this regard, in the above configuration, when there is a command to maintain the exhaust valve timing VTA at a predetermined phase angle, the following processing is performed when the holding duty is set to a value corresponding to the holding mode MC. That is, instead of setting the duty for driving the
これにより、バルブタイミング可変機構30A内に潤滑油を供給し続けられるため、バルブタイミング可変機構30A内の潤滑油が徐々に少なることが抑制される。そして、ハウジングロータ31に対するベーンロータ35の回転位相が変動すること、すなわち排気バルブタイミングVTAが進角側および遅角側に変動することが抑制される。
As a result, since the lubricant oil can be continuously supplied into the variable
(4)本実施形態では、上記(1)〜(3)の構成をアシストスプリング35A(全範囲アシスト機構)が設けられているバルブタイミング可変機構30Aに適用している。
吸気側のバルブタイミング可変機構30Bでは、吸気バルブ21のカムフリクションに起因してベーンロータ35の回転方向に対して反対方向に力(以下、「遅角力」)に加わるため、ハウジングロータ31に対してベーンロータ35が遅角側に回転する傾向にある。このため、吸気バルブタイミングVTBを維持するとき、上記遅角力を打ち消すように進角側に力を付与する必要があるため、吸気バルブタイミングVTBを維持するときでも、デューティが、進角室38に潤滑油を供給する供給態様に対応する値に設定されることが多い。このようなことから、バルブタイミング可変機構30B内の潤滑油が少なくなること、すなわちハウジングロータ31に対するベーンロータ35の変動が大きくなることの発生頻度は高くない。
(4) In the present embodiment, the configurations (1) to (3) are applied to the variable
In the intake side variable valve timing mechanism 30 </ b> B, a force (hereinafter, “retarding force”) is applied in a direction opposite to the rotation direction of the
一方、排気側のバルブタイミング可変機構30Aには、内燃機関1の停止時に、ハウジングロータ31に対してベーンロータ35を最進角回転位相に配置したいという要求から、ベーンロータ35を進角側に回転するように力を付与するアシストスプリング35Aが設けられている。この種のバルブタイミング可変機構30Aでは、排気バルブ23のカムフリクションに起因するベーンロータ35の遅角側への回転力と、アシストスプリング35Aの力とが均衡する場合がある。この場合、排気バルブタイミングVTAを維持するとき、上記のように遅角力を打ち消すように進角側に力を付与する必要もないため、デューティは保持モードMCに対応する値(中間不感帯ARM内の値)をとる。このようなことから、バルブタイミング可変機構30A内の潤滑油が少なくなり、ハウジングロータ31に対するベーンロータ35の回転位相が変動する。
On the other hand, the variable
この点、上記構成では、アシストスプリング35Aを有するバルブタイミング可変機構30Aに対し、排気バルブタイミングVTAの制御における保持モードMCの制御期間に制限を加えている。具体的には、保持デューティが中間不感帯ARM内に設定されるとき、デューティを進角準不感帯ARH内の値に設定する。このため、バルブタイミング可変機構30A内の潤滑油が少なくなるに起因してハウジングロータ31に対するベーンロータ35の変動が大きくなることを抑制することができる。
In this regard, in the above configuration, the control period of the holding mode MC in the control of the exhaust valve timing VTA is limited to the variable
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment exemplified in the above-described embodiment, and can be implemented by changing it as shown below, for example. The following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be combined with each other.
・上記実施形態では、ステップS220においては、保持デューティに代えて、デューティを進角準不感帯ARH内の特定値に設定するが、保持デューティに代えて用いる値は、これに限定されない。 In the above embodiment, in step S220, instead of the holding duty, the duty is set to a specific value within the advance quasi-dead zone ARH, but the value used instead of the holding duty is not limited to this.
例えば、遅角準不感帯ARL内の特定値を用いることができる。すなわち、保持デューティに代えて用いる値は、進角準不感帯ARHまたは遅角準不感帯ARLの範囲内において設定することができる。 For example, a specific value in the retarded quasi dead zone ARL can be used. That is, the value used in place of the holding duty can be set within the range of the advance quasi dead zone ARH or the retard quasi dead zone ARL.
また、保持デューティに代えて用いる値として、進角帯ARaおよび遅角帯ARbの値を用いてもよい。ただし、この場合は、排気バルブタイミングVTAが変化することを考慮する。 Further, as values used in place of the holding duty, the values of the advance angle band ARa and the retard angle band ARb may be used. However, in this case, it is considered that the exhaust valve timing VTA changes.
・上記実施形態では、ステップS220においては、保持デューティに代えて、デューティを進角準不感帯ARH内の特定値に設定する。そして、学習した保持デューティは、フィードバック制御のために変更しないで維持する。 In the above embodiment, in step S220, instead of the holding duty, the duty is set to a specific value within the advance quasi-dead zone ARH. The learned holding duty is maintained without being changed for feedback control.
一方、このような制御に代えて、学習した保持デューティ自体を変更して、変更後の保持デューティを用いて第1OCV53を駆動してもよい。この場合は、保持デューティ自体を変更する処理を行うため、フィードバック制御においては学習した保持デューティと異なるデューディを用いることになる。しかし、フィードバック制御では、周期的に行われる演算において位相差VTDに基づくフィードバックが加わるため、これに起因してバルブタイミング制御が困難になることは少ないと考えられる。このため、当該保持デューティの変更が許容される。そして、このような変動抑制制御によっても上記(1)〜(4)に準じた効果を奏する。
On the other hand, instead of such control, the learned holding duty itself may be changed and the
排気バルブタイミングVTAの変動を抑制する制御態様として、次の変形例が挙げられる。
(a)保持デューティが中間不感帯ARM内にある旨判定し、その後一定期間にわたって当該保持デューティを用いて第1OCV53を制御する。そして、一定期間後、当該保持デューティに代えて、デューティを進角準不感帯ARHまたは遅角準不感帯ARL内の値に設定して第1OCV53を制御する。すなわち、保持デューティが中間不感帯ARM内にある旨判定されるとき、保持デューティを用いる時間(保持時間)を制限する。
The following modification is mentioned as a control aspect which suppresses the fluctuation | variation of the exhaust valve timing VTA.
(A) It is determined that the holding duty is within the intermediate dead zone ARM, and then the
(b)フィードバック制御により、デューティが中間不感帯ARM内の値に設定されたとき、デューティを進角準不感帯ARHまたは遅角準不感帯ARL内の値に設定する。すなわち、排気バルブタイミングVTAを所定角に維持するとき以外の期間においても、中間不感帯ARM内の値を用いて第1OCV53を制御することがないようにする。
(B) When the duty is set to a value in the intermediate dead zone ARM by feedback control, the duty is set to a value in the advanced quasi dead zone ARH or the retarded quasi dead zone ARL. That is, the
(c)第1OCV53を制御するデューティとして、保持デューティに代えて進角準不感帯ARHまたは遅角準不感帯ARLの値を用いるための条件を設定する。例えば、保持デューティに代えて進角準不感帯ARHまたは遅角準不感帯ARLの値を用いる制御を、水温または内燃機関1の回転速度等により制限する。
(C) As a duty for controlling the
すなわち、排気バルブタイミングVTAの変動が発生する要因としては、潤滑油の油温、油圧、粘性等が関係する。このため、排気バルブタイミングVTAの変動が発生し易い条件を、これらのパラメータに関連する水温および内燃機関1の回転速度に関係付けて定める。そして、この条件が成立するとき、すなわち排気バルブタイミングVTAの変動が生じやすいとき、保持デューティを変更する。 That is, factors that cause fluctuations in the exhaust valve timing VTA are related to the oil temperature, oil pressure, viscosity, and the like of the lubricating oil. For this reason, conditions under which fluctuations in the exhaust valve timing VTA are likely to occur are determined in relation to the water temperature related to these parameters and the rotational speed of the internal combustion engine 1. When this condition is satisfied, that is, when the exhaust valve timing VTA is likely to fluctuate, the holding duty is changed.
以上の(a)〜(c)の制御によっても、中間不感帯ARM内のデューティでバルブタイミング可変機構30Aを制御する頻度が少なくなるため、以上の制御により上記(1)〜(4)に準じた効果を奏する。
The frequency of controlling the valve timing
・上記実施形態では、最遅角回転位相から最進角回転位相にわたってベーンロータ35を進角側に回転させる力を付与するアシストスプリング35Aを有するバルブタイミング可変機構30Aに対して本発明を適用しているが、本発明の適用は、この種のアシストスプリング35Aを有するバルブタイミング可変機構のみに限定されない。例えば、排気側のバルブタイミング可変機構30Aだけでなく、吸気側のバルブタイミング可変機構30Bにも本発明を適用することもできる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the variable
また、ベーンロータ35の回転範囲の一部分にのみ進角側に回転させる力を付与するアシストスプリング35A(部分アシスト機構)を有するバルブタイミング可変機構30Aに対しても本発明を適用することもできる。例えば、中間角回転位相から最遅角回転位相までの範囲にわたって進角側に力を付与するアシストスプリング35Aを有する吸気側のバルブタイミング可変機構30Bについて、本発明を適用することができる。なお、上記中間角は、最進角VTmaxと最遅角VTminとの間のバルブタイミングを示し、上記中間角回転位相は、中間角に対応する回転位相を示す。
The present invention can also be applied to a variable
また、アシストスプリング35Aを備えていないバルブタイミング可変機構に対しても本発明を適用することができる。いずれの構成でも上記(1)〜(4)に準じた効果を奏する。
The present invention can also be applied to a variable valve timing mechanism that does not include the
・上記実施形態では、保持デューティ学習制御を備えた可変動弁装置20に対して本発明を適用しているが、保持デューティ学習制御を実行しない可変動弁装置20に対しても本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the variable
・上記実施形態では、排気バルブタイミングVTAを特定位相角に維持する位相固定機構40を有するバルブタイミング可変機構30Aについて本発明を適用しているが、当該位相固定機構40のないバルブタイミング可変機構30Aについて本発明を適用することもできる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the variable
1…内燃機関、10…機関本体、11…シリンダブロック、12…シリンダヘッド、13…オイルパン、14…燃焼室、15…クランクシャフト、20…可変動弁装置、21…吸気バルブ、22…吸気カムシャフト、23…排気バルブ、24…排気カムシャフト、30A…排気側のバルブタイミング可変機構(可変動弁機構)、30B…吸気側のバルブタイミング可変機構(可変動弁機構)、31…ハウジングロータ(入力回転体)、31A…区画壁、32…ハウジング本体、33…スプロケット、34…カバー、35…ベーンロータ(出力回転体)、35A…アシストスプリング、36…ベーン、37…ベーン収容室、38…進角室、39…遅角室、40…位相固定機構、50…潤滑装置、51…潤滑油路、52…オイルポンプ、53…第1OCV(油路変更機構)、54…第2OCV(油路変更機構)、55…第3OCV、61…スリーブ、61A…進角ポート、61B…遅角ポート、61C…供給ポート、61D…進角排出ポート、61E…遅角排出ポート、62…スプール、62A…進角弁、62B…遅角弁、70…制御装置、71…電子制御装置、72…クランクポジションセンサ、73A…排気カムポジションセンサ、73B…吸気カムポジションセンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 10 ... Engine main body, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder head, 13 ... Oil pan, 14 ... Combustion chamber, 15 ... Crankshaft, 20 ... Variable valve apparatus, 21 ... Intake valve, 22 ... Intake Camshaft, 23 ... Exhaust valve, 24 ... Exhaust camshaft, 30A ... Exhaust side valve timing variable mechanism (variable valve mechanism), 30B ... Intake side valve timing variable mechanism (variable valve mechanism), 31 ... Housing rotor (Input rotating body), 31A ... partition wall, 32 ... housing main body, 33 ... sprocket, 34 ... cover, 35 ... vane rotor (output rotating body), 35A ... assist spring, 36 ... vane, 37 ... vane housing chamber, 38 ... Advance chamber, 39 ... retard chamber, 40 ... phase locking mechanism, 50 ... lubricating device, 51 ... lubricating oil passage, 52 ... oil pump, 53 ... first OCV (oil passage changing mechanism), 54 ... second OCV (oil passage changing mechanism), 55 ... third OCV, 61 ... sleeve, 61A ... advance port, 61B ... retard port, 61C ... supply port, 61D ... advance discharge Port, 61E ... Delay angle discharge port, 62 ... Spool, 62A ... Advance valve, 62B ... Delay valve, 70 ... Control device, 71 ... Electronic control device, 72 ... Crank position sensor, 73A ... Exhaust cam position sensor, 73B ... Intake cam position sensor.
Claims (1)
前記油路変更機構の潤滑油の供給態様として少なくとも、前記進角室の潤滑油を保持しかつ前記遅角室の潤滑油を保持する保持モードを有し、
前記油路変更機構の潤滑油の供給態様を前記保持モードに保持する時間を保持時間として、
前記保持時間が所定時間以上のとき、前記油路変更機構の潤滑油の供給態様を前記保持モード以外の態様に変更する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve mechanism that changes the valve timing by changing the rotation phase of the output rotor relative to the input rotor according to the supply mode of the lubricating oil to the advance chamber and the retard chamber, and to the advance chamber and the retard chamber In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: an oil passage changing mechanism that controls a supply mode of lubricating oil; and a control device that controls the valve timing by controlling the supply mode of the lubricating oil of the oil passage changing mechanism. ,
As a supply mode of the lubricating oil of the oil passage changing mechanism, at least a holding mode for holding the lubricating oil in the advance chamber and holding the lubricating oil in the retard chamber is provided.
The holding time is the time for holding the supply mode of the lubricating oil of the oil path changing mechanism in the holding mode.
When the holding time is equal to or longer than a predetermined time, the lubricating oil supply mode of the oil passage changing mechanism is changed to a mode other than the holding mode.
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WO2006095530A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fluid control valve and valve open/close timing controller |
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