JP2013217339A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine capable of properly performing both estimation of a crank angle when a crank sensor is abnormal and execution of engine control based on the crank angle.SOLUTION: A control device of an internal combustion engine includes an intake valve timing changing mechanism, an exhaust valve timing changing mechanism, a lock mechanism for locking the intake valve timing in the lock timing, a crank sensor for outputting a crank signal, an intake cam detecting part for outputting an intake cam signal, and an intake cam detecting part for outputting an exhaust cam signal. Detecting accuracy of the intake cam detecting part is set higher than an exhaust cam detecting part. Engine control is executed based on the crank angle detected based on the crank signal and the intake cam signal. When the crank sensor is abnormal (S101: YES), operation control of the intake valve timing changing mechanism based on the exhaust cam signal is executed to put the lock mechanism in a lock state (S104-S106). Besides, the engine control is executed based on an estimated crank angle calculated based on the intake cam signal.

Description

本発明は、バルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構と同バルブタイミングを特定時期にロックするロック機構とを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine including a valve timing changing mechanism that changes a valve timing and a lock mechanism that locks the valve timing at a specific time.

通常、内燃機関の制御装置では、クランク軸の回転角(クランク角)が検出されるととともに同クランク角に基づいて機関制御が実行される。クランク角を検出するための装置は、内燃機関のクランク軸に一体に設けられた円板形状のクランクロータを備えている。クランクロータの外周には複数の凸部が形成されており、同クランクロータの近傍にはクランクセンサが設けられている。そして、クランク軸の回転に伴ってクランクロータの凸部がクランクセンサの近傍を通過する毎にクランクセンサからパルス状の信号(クランク信号)が出力される。また内燃機関のカム軸にも円板形状のカムロータが一体に取り付けられている。このカムロータの外周には突部が形成されており、同カムロータの近傍にはカムセンサが設けられている。そして、このカムセンサはカム軸の回転に伴ってカムロータの突部がカムセンサの近傍を通過する度に出力レベルが急峻に変化する信号(カム信号)を出力する。これらクランク信号やカム信号は電子制御ユニットに取り込まれる。そして、この電子制御ユニットにより、クランク信号の出力レベルの変化時期とカム信号の出力レベルの変化時期とが検知されるとともに、それら変化時期の関係に基づいてクランク角とカム軸の回転角(カム角)とが特定される。   Normally, in a control device for an internal combustion engine, when a rotation angle (crank angle) of a crankshaft is detected, engine control is executed based on the crank angle. An apparatus for detecting a crank angle includes a disc-shaped crank rotor provided integrally with a crankshaft of an internal combustion engine. A plurality of convex portions are formed on the outer periphery of the crank rotor, and a crank sensor is provided in the vicinity of the crank rotor. A pulse signal (crank signal) is output from the crank sensor every time the convex portion of the crank rotor passes near the crank sensor as the crankshaft rotates. A disc-shaped cam rotor is also integrally attached to the camshaft of the internal combustion engine. A protrusion is formed on the outer periphery of the cam rotor, and a cam sensor is provided in the vicinity of the cam rotor. The cam sensor outputs a signal (cam signal) whose output level changes steeply every time the protrusion of the cam rotor passes near the cam sensor as the cam shaft rotates. These crank signals and cam signals are taken into the electronic control unit. The electronic control unit detects the change timing of the output level of the crank signal and the change timing of the output level of the cam signal. Based on the relationship between the change timings, the crank angle and the camshaft rotation angle (cam Corner).

こうした装置では、クランクセンサに何らかの異常が生じると、クランク角を検出することができなくなるために、内燃機関の運転制御を適正に実行することが困難になる。そのため従来、そうしたクランクセンサの異常時に、そのフェイルセーフ制御として、カム信号のみに基づいてクランク角を推定して機関制御に用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In such a device, if any abnormality occurs in the crank sensor, the crank angle cannot be detected, and it is difficult to properly control the operation of the internal combustion engine. For this reason, it has been proposed to estimate the crank angle based only on the cam signal and use it for engine control as fail-safe control when the crank sensor is abnormal (see, for example, Patent Document 1).

また近年、内燃機関にバルブタイミング変更機構を設けることが多用されている。バルブタイミング変更機構は、内燃機関の燃費性能や出力性能の向上、エミッションの低減などを図るために、吸気バルブや排気バルブの開閉時期、いわゆるバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する。   In recent years, it is often used to provide a valve timing changing mechanism in an internal combustion engine. The valve timing changing mechanism changes the intake / exhaust valve opening / closing timing, so-called valve timing, in accordance with the engine operating state in order to improve the fuel efficiency and output performance of the internal combustion engine and reduce emissions.

特許文献2に記載のバルブタイミング変更機構では、内燃機関のクランク軸に連結されるハウジングロータの内部に、カム軸に固定されるベーンロータが回動可能に収容され、このベーンロータから周方向に延伸するベーンによってハウンジング内に進角用圧力室と遅角用圧力室とが区画形成されている。そして、それら圧力室の流体圧(例えば油圧)を変更することによりベーンロータを回動させ、これによりクランク軸に対するカム軸の相対回転位相を変更させてバルブタイミングを変更する。   In the valve timing changing mechanism described in Patent Document 2, a vane rotor fixed to a camshaft is rotatably accommodated in a housing rotor connected to a crankshaft of an internal combustion engine, and extends in the circumferential direction from the vane rotor. An advance pressure chamber and a retard pressure chamber are defined in the housing by the vane. The vane rotor is rotated by changing the fluid pressure (for example, oil pressure) in these pressure chambers, thereby changing the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft to change the valve timing.

また上記バルブタイミング変更機構には、内燃機関のバルブタイミングを、予め定めた所定時期であって且つ遅角側の限界(最遅角時期)及び進角側の限界(最進角時期)の中間の時期(ロック時期)で規制するためのロック機構が設けられている。詳しくは、ベーンロータが回動してバルブタイミングがロック時期になると、ベーンロータに設けられたロックピンがハウジングロータに設けられた凹部に対して出入可能な状態となる。そして、この状態でベーンロータのロックピンがハウジングロータの凹部に挿入されることにより、ベーンロータの回動が規制されてバルブタイミングがロック時期で規制された状態(ロック状態)になる。また、この状態でロックピンを凹部から脱出させることによりバルブタイミングの変更が許容される状態(ロック解除状態)になる。このバルブタイミング制御装置では、内燃機関の運転停止時など、予め定められた機関運転状態においてロック機構がロック状態にされて、バルブタイミングが上記ロック時期でロックされる。   In the valve timing changing mechanism, the valve timing of the internal combustion engine is set to a predetermined timing that is intermediate between the retard limit (most retarded timing) and the advance limit (most advanced timing). A lock mechanism is provided for regulating at this time (lock time). Specifically, when the vane rotor rotates and the valve timing becomes the lock timing, the lock pin provided in the vane rotor can enter and exit from the recess provided in the housing rotor. In this state, the lock pin of the vane rotor is inserted into the recess of the housing rotor, whereby the rotation of the vane rotor is restricted and the valve timing is restricted at the lock timing (lock state). Further, in this state, the valve pin is allowed to be changed from the recess to allow the valve timing to be changed (unlocked state). In this valve timing control device, the lock mechanism is locked in a predetermined engine operation state such as when the operation of the internal combustion engine is stopped, and the valve timing is locked at the lock timing.

特開2011−208509号公報JP 2011-208509 A 特開2011−89463号公報JP 2011-89463 A

ところで、吸気バルブのバルブタイミングを変更するための吸気バルブタイミング変更機構と排気バルブのバルブタイミングを変更するための排気バルブタイミング変更機構とが設けられた装置では、カムロータやカムセンサが、吸気カム軸及び排気カム軸それぞれに設けられる。   By the way, in an apparatus provided with an intake valve timing changing mechanism for changing the valve timing of the intake valve and an exhaust valve timing changing mechanism for changing the valve timing of the exhaust valve, the cam rotor and the cam sensor are connected to the intake cam shaft and Provided on each exhaust camshaft.

バルブタイミング変更機構にロック機構が設けられた装置において、同ロック機構によるロックやロック解除を適切に行うためには、カム角の検出精度が高いことが望ましい。この点をふまえて、吸気バルブタイミング変更機構および排気バルブタイミング変更機構のうちの同吸気バルブタイミング変更機構のみにロック機構が設けられた装置において、吸気カム角の検出精度を排気カム角の検出精度より高く設定することが考えられる。そして、そうした装置においてクランクセンサの異常時におけるクランク角の推定精度を高くするためには、同クランク角の推定に吸気カムセンサ検出信号(吸気カム信号)を用いることが望ましい。   In an apparatus in which the valve timing changing mechanism is provided with a lock mechanism, it is desirable that the cam angle detection accuracy be high in order to appropriately perform locking and unlocking by the lock mechanism. Based on this point, the intake cam angle detection accuracy is the exhaust cam angle detection accuracy in a device in which the lock mechanism is provided only in the intake valve timing change mechanism and the exhaust valve timing change mechanism. It is conceivable to set a higher value. In order to increase the estimation accuracy of the crank angle when the crank sensor is abnormal in such a device, it is desirable to use an intake cam sensor detection signal (intake cam signal) for estimation of the crank angle.

吸気バルブタイミング変更機構が設けられた内燃機関において吸気バルブタイミングが変化する状況では、クランク角と吸気カム角との関係も変化するため、クランクセンサの異常時における吸気カム信号のみに基づくクランク角の推定を適正に実行することが難しく、同クランク角に基づく機関制御を実行することも難しい。   In an internal combustion engine equipped with an intake valve timing change mechanism, when the intake valve timing changes, the relationship between the crank angle and the intake cam angle also changes, so the crank angle based only on the intake cam signal when the crank sensor is abnormal is changed. It is difficult to properly perform estimation, and it is also difficult to execute engine control based on the crank angle.

吸気バルブタイミングを固定するために進角用圧力室への流体供給を続けて吸気バルブタイミングを最進角位置にしたり遅角用圧力室への流体供給を続けて吸気バルブタイミングを最遅角位置にしたりすることも考えられるが、この場合には機関運転状態の悪化を招く可能性が高い。   In order to fix the intake valve timing, the fluid supply to the advance pressure chamber is continued and the intake valve timing is set to the most advanced position, or the fluid supply to the retard pressure chamber is continued and the intake valve timing is set to the most retarded position. However, in this case, there is a high possibility that the engine operating state will be deteriorated.

そうした機関運転状態の悪化を抑えるために、ロック機構によって吸気バルブタイミングをロック時期でロックすることが考えられる。しかしながら、クランクセンサの異常時においてはクランク信号として適正な信号を検出することができないために、クランク信号と吸気カム信号との関係をもとに実行される吸気カム角の検出を適正に実行することが難しい。そのため、吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を通じて吸気バルブタイミングをロック時期に変更することが難しく、ロック機構によるロック時期でのバルブタイミングのロックを的確に実行することは困難である。   In order to suppress such deterioration of the engine operating state, it is conceivable to lock the intake valve timing at the lock timing by a lock mechanism. However, since an appropriate signal cannot be detected as a crank signal when the crank sensor is abnormal, the intake cam angle detection that is executed based on the relationship between the crank signal and the intake cam signal is appropriately executed. It is difficult. Therefore, it is difficult to change the intake valve timing to the lock timing through the operation control of the intake valve timing change mechanism, and it is difficult to accurately execute the lock of the valve timing at the lock timing by the lock mechanism.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランクセンサの異常時におけるクランク角の推定と同クランク角に基づく機関制御の実行とを適切に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can appropriately perform estimation of a crank angle when the crank sensor is abnormal and execution of engine control based on the crank angle. It is to provide a control device.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の装置は、内燃機関のクランク軸に対する吸気カム軸の回転位相の変更を通じて吸気バルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング変更機構と、前記クランク軸に対する排気カム軸の回転位相の変更を通じて排気バルブタイミングを変更する排気バルブタイミング変更機構と、前記吸気バルブタイミングがその最遅角時期及び最進角時期の中間のロック時期であるときに前記クランク軸に連結される第1回転体と前記吸気カム軸に連結される第2回転体とを機械的に係合させてロック状態にするロック機構と、前記クランク軸の回転に伴い出力レベルが変化するクランク信号を出力するクランクセンサと、前記排気カム軸の回転に伴い出力レベルが変化する排気カム信号を出力する排気カム検出部と、前記排気カム検出部と比較して検出精度が高く且つ前記吸気カム軸の回転に伴い出力レベルが変化する吸気カム信号を出力する吸気カム検出部と、を備え、前記クランク信号及び前記カム信号に基づき前記クランク軸の回転角を検出するとともに同回転角に基づいて機関制御を実行する内燃機関の制御装置において、当該装置は、前記クランクセンサの異常時に、前記ロック機構をロック状態にするべく前記排気カム信号に基づく前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行し、前記吸気カム信号に基づいて前記クランク軸の回転角を推定するとともに同回転角に基づいて機関制御を実行することをその要旨とする。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an intake valve timing changing mechanism for changing an intake valve timing through a change in a rotation phase of an intake camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine, and a change in a rotation phase of an exhaust camshaft with respect to the crankshaft. An exhaust valve timing changing mechanism for changing the exhaust valve timing, a first rotating body coupled to the crankshaft when the intake valve timing is a lock timing intermediate between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing; A lock mechanism that mechanically engages a second rotating body coupled to the intake camshaft to lock it, a crank sensor that outputs a crank signal whose output level changes with rotation of the crankshaft, An exhaust cam detection unit that outputs an exhaust cam signal whose output level changes as the exhaust cam shaft rotates, and the exhaust cam detection unit An intake cam detection unit that outputs an intake cam signal that has a higher detection accuracy and changes an output level as the intake camshaft rotates, and rotates the crankshaft based on the crank signal and the cam signal. In a control device for an internal combustion engine that detects an angle and executes engine control based on the rotation angle, the device is based on the exhaust cam signal to lock the lock mechanism when the crank sensor is abnormal. The gist of the invention is to execute the operation control of the intake valve timing changing mechanism, estimate the rotation angle of the crankshaft based on the intake cam signal, and execute the engine control based on the rotation angle.

上記装置によれば、クランク軸に連結される第1回転体と吸気カム軸に連結される第2回転体とのロック機構による機械的な係合が解除された状態(ロック解除状態)、すなわち吸気バルブタイミングの変更が許容されている状態で、クランクセンサに何らかの異常が発生したときに、排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を通じて第1回転体と第2回転体との相対回転が規制された前記ロック状態にすることができる。そして、そうした状態、すなわちクランク軸と吸気カム軸との相対回転がロックされた状態で排気カム検出部と比較して検出精度の高い吸気カム検出部の検出信号(吸気カム信号)に基づいてクランク軸の回転角(クランク角)を推定することができるため、クランク角の推定を高い精度で実行することができる。そのため、そのように推定したクランク角に基づいて内燃機関の運転制御を適正に実行することができる。   According to the above device, the mechanical engagement by the lock mechanism between the first rotating body connected to the crankshaft and the second rotating body connected to the intake camshaft (unlocked state), that is, When any abnormality occurs in the crank sensor in a state where the change of the intake valve timing is permitted, the relative relationship between the first rotating body and the second rotating body is controlled through the operation control of the intake valve timing changing mechanism based on the exhaust cam signal. The locked state in which the rotation is restricted can be set. In such a state, that is, in a state in which the relative rotation between the crankshaft and the intake camshaft is locked, the crank is determined based on the detection signal (intake cam signal) of the intake cam detection unit with higher detection accuracy than the exhaust cam detection unit. Since the rotation angle (crank angle) of the shaft can be estimated, the estimation of the crank angle can be performed with high accuracy. Therefore, the operation control of the internal combustion engine can be properly executed based on the estimated crank angle.

請求項2に記載の装置は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、当該装置は、前記クランクセンサの異常時に、前記排気バルブタイミングを進角させる実行態様で前記排気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行するとともに、前記排気カム信号及び前記吸気カム信号に基づいて吸気バルブタイミングを推定し、その推定した吸気バルブタイミングと前記ロック時期とを一致させる実行態様で前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行することをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the internal combustion engine control apparatus according to the first aspect, wherein the exhaust valve timing changing mechanism is configured to advance the exhaust valve timing when the crank sensor is abnormal. The intake valve timing change mechanism in an execution mode in which the intake valve timing is estimated based on the exhaust cam signal and the intake cam signal, and the estimated intake valve timing and the lock timing are matched. The main point is to execute the operation control.

上記装置によれば、クランクセンサに異常が生じたときに、排気バルブタイミングを進角させる実行態様で排気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行することにより、排気バルブタイミングを最進角時期まで変化させるとともに同最遅角時期で保持することができる。そして、そうした状態、すなわちクランク軸と排気カム軸との相対回転が停止された状態で排気カム検出部から出力される排気カム信号を基準時期信号として用いることにより、同排気カム信号と吸気カム信号との関係をもとに吸気バルブタイミングを推定することが可能になる。そのため、推定した吸気バルブタイミングとロック時期とを一致させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行することにより、実際の吸気バルブタイミングをロック時期に変更することができ、ひいてはロック機構をロック状態にすることができる。   According to the above apparatus, when the abnormality occurs in the crank sensor, the exhaust valve timing is changed to the most advanced angle timing by executing the operation control of the exhaust valve timing changing mechanism in the execution mode in which the exhaust valve timing is advanced. And at the same most retarded angle. Then, by using the exhaust cam signal output from the exhaust cam detection unit as a reference timing signal in such a state, that is, in a state where the relative rotation between the crankshaft and the exhaust camshaft is stopped, It is possible to estimate the intake valve timing based on the relationship. Therefore, the actual intake valve timing can be changed to the lock timing by executing the operation control of the intake valve timing changing mechanism in an execution mode in which the estimated intake valve timing and the lock timing are matched. Can be locked.

請求項2に記載の装置によれば、このようにしてロック機構をロック状態にするべく排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行することができる。
請求項3に記載の装置は、請求項2に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気バルブタイミング変更機構は、前記第2回転体が前記吸気カム軸に一体に取り付けられて同吸気カム軸の径方向に延びる形状のベーンを有してなるとともに、前記第1回転体が内部に前記ベーンが収容されるハウジングであって且つ内部が前記ベーンによってその回転方向後ろ側の進角用圧力室と回転方向前側の遅角用圧力室に区画されるハウジングを有してなり、前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室への加圧流体の給排を通じて前記ベーンを前記ハウジングの内部において移動させることによって前記第1回転体と前記第2回転体とを相対回転させるものであり、前記ロック機構は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方に出没可能に設けられたロックピンと他方に形成された凹部との係合を通じて前記第1回転体と前記第2回転体とを機械的に係合させるものであり、前記制御装置は、前記クランクセンサの異常時において前記推定した吸気バルブタイミングと前記ロック時期とが一致したときに、前記ロックピンを突出させる実行態様で前記ロック機構の作動制御を実行することをその要旨とする。
According to the second aspect of the present invention, the operation control of the intake valve timing changing mechanism based on the exhaust cam signal can be executed so that the lock mechanism is brought into the locked state in this way.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the intake valve timing changing mechanism is configured such that the second rotating body is integrally attached to the intake camshaft. The first rotating body is a housing in which the vane is accommodated, and the interior is a pressure chamber for an advance angle behind the rotation direction by the vane. And a housing that is partitioned into a retarding pressure chamber on the front side in the rotation direction, and the vane passes through the interior of the housing through supply and discharge of pressurized fluid to and from the advance pressure chamber and the retarding pressure chamber. The first rotating body and the second rotating body are rotated relative to each other by moving the first rotating body, and the lock mechanism is provided so as to be able to appear and retract on one of the first rotating body and the second rotating body. The first rotating body and the second rotating body are mechanically engaged with each other through engagement between a hook pin and a recess formed on the other side, and the control device performs the estimation when the crank sensor is abnormal. The gist of the invention is to perform the operation control of the lock mechanism in an execution mode in which the lock pin protrudes when the intake valve timing and the lock timing coincide with each other.

上記装置によれば、吸気バルブタイミングがロック時期になったと見込まれるタイミングでロック機構をロック状態とするべくロックピンを突出させることができる。そのため、ロックピンと凹部との係合、ひいては吸気バルブタイミングのロック時期での規制を適切に行うことができる。   According to the above-described device, the lock pin can be protruded to bring the lock mechanism into the locked state at the timing when the intake valve timing is expected to be the lock time. Therefore, it is possible to appropriately perform the engagement between the lock pin and the recess, and thus the restriction at the lock timing of the intake valve timing.

請求項4に記載の装置は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記第2回転体は、前記吸気カム軸に一体に取り付けられて同吸気カム軸の径方向に延びる形状のベーンを有してなり、前記第1回転体は、前記ベーンが内部に収容されるハウジングであって且つ内部が前記ベーンによってその回転方向後ろ側の進角用圧力室と回転方向前側の遅角用圧力室に区画されるハウジングを有してなり、前記吸気バルブタイミング変更機構は、前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室への加圧流体の給排を通じて前記ベーンを前記ハウジングの内部において移動させることによって前記第1回転体と前記第2回転体とを相対回転させるものであって、前記クランクセンサの異常時に、前記進角用圧力室と前記遅角用圧力室とが一時的に連通され、且つ前記進角用圧力室に少量の流体が供給されるとともに前記遅角用圧力室から少量の流体が排出されてなり、前記ロック機構は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方に出没可能に設けられたロックピンと他方に形成された凹部との係合を通じて前記第1回転体と前記第2回転体とを機械的に係合させるものであり、且つ前記吸気カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記第1回転体及び第2回転体が相対回転するときにそれら回転体の回転方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対して前記ロックピンを順次嵌入させて前記吸気バルブタイミングを前記ロック時期まで段階的に進角させるラチェット機能を有してなり、前記制御装置は、前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室に供給する流体圧を発生する流体圧ポンプであり且つ前記クランク軸によって駆動される機関駆動式の流体圧ポンプを備えてなり、前記クランクセンサの異常時に前記排気カム信号に基づいて前記クランク軸の回転速度を推定し、その推定した回転速度が判定速度より高いときには、予め定めた所定時間にわたり前記吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行するとともに、前記ロックピンを突出方向に付勢する実行態様で前記ロック機構の作動制御を実行することをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the second rotating body is integrally attached to the intake camshaft and extends in a radial direction of the intake camshaft. The first rotating body is a housing in which the vane is housed, and the interior is advanced by the vane with respect to the advance pressure chamber on the rear side in the rotation direction and the retard angle on the front side in the rotation direction. The intake valve timing changing mechanism is configured to supply the vane to the housing through the supply and discharge of pressurized fluid to and from the advance pressure chamber and the retard pressure chamber. When the crank sensor is abnormal, the advance pressure chamber and the retard pressure chamber temporarily move when the first rotary body and the second rotary body rotate relative to each other. Communication In addition, a small amount of fluid is supplied to the advance pressure chamber and a small amount of fluid is discharged from the retard pressure chamber, and the lock mechanism includes the first rotating body and the second rotating body. The first rotating body and the second rotating body are mechanically engaged with each other through engagement of a lock pin provided on one side of the lock pin and a recess formed on the other, and the intake camshaft When the first rotating body and the second rotating body rotate relative to each other based on the alternating torque acting on the rotating body, the lock pin is attached to the plurality of step portions formed in the recess along the rotation direction of the rotating bodies. The control device has a ratchet function that sequentially inserts and gradually advances the intake valve timing to the lock timing, and the control device supplies fluid pressure to the advance pressure chamber and the retard pressure chamber. Generate fluid pressure And an engine driven fluid pressure pump driven by the crankshaft, and when the crank sensor is abnormal, the rotational speed of the crankshaft is estimated based on the exhaust cam signal, and the estimated rotation When the speed is higher than the determination speed, the operation control of the intake valve timing changing mechanism is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded over a predetermined time, and the lock pin is urged in the protruding direction. The gist of the invention is to execute the operation control of the lock mechanism in the aspect.

内燃機関の運転中においてクランク軸に付与される回転トルクは、同クランク軸に対して吸気カム軸を遅角側に相対回転させるように作用する。進角用圧力室と遅角用圧力室とを連通することにより、それら圧力室間における流体の移動が許容されることによって第1回転体と第2回転体との相対回転が許容された状態になる。そのため、内燃機関の運転中において進角用圧力室と遅角用圧力室とを一時的に連通することにより、上記回転トルクによって吸気カム軸が遅角側に相対回転して吸気バルブタイミングが遅角側の時期に変化するようになる。請求項4に記載の装置によれば、クランクセンサの異常時に進角用圧力室と遅角用圧力室とが一時的に連通されるため、このとき基本的に、吸気バルブタイミングをロック時期、あるいはロック時期より遅角側の時期に変化させることができ、ロック機構のラチェット機能を利用する等してロック機構をロック状態にすることができる。   The rotational torque applied to the crankshaft during the operation of the internal combustion engine acts to rotate the intake camshaft relative to the crankshaft relative to the retard side. A state in which the relative rotation between the first rotating body and the second rotating body is allowed by communicating the advance pressure chamber and the retarding pressure chamber by allowing the fluid to move between the pressure chambers. become. Therefore, by temporarily communicating the advance pressure chamber and the retard pressure chamber during the operation of the internal combustion engine, the intake camshaft is relatively rotated to the retard side by the rotational torque, and the intake valve timing is delayed. It changes at the time of the corner. According to the apparatus of claim 4, since the advance pressure chamber and the retard pressure chamber are temporarily communicated when the crank sensor is abnormal, basically, at this time, the intake valve timing is basically set to the lock timing, Alternatively, the timing can be changed to a timing that is retarded from the locking timing, and the locking mechanism can be brought into a locked state by utilizing a ratchet function of the locking mechanism.

ただし上記装置では、クランクセンサの異常時に進角用圧力室と遅角用圧力室とを連通する際に進角用圧力室に少量の加圧流体が供給されるとともに遅角用圧力室から少量の加圧流体が排出される状態になる。そのため、単に進角用圧力室と遅角用圧力室とを連通すると、クランク軸の回転速度(機関回転速度)が高くなって流体圧ポンプから圧送される流体の圧力が高くなった場合に、進角用圧力室の流体圧が高くなって吸気バルブタイミングが不要に進角されてしまうおそれがある。この点、請求項4に記載の装置によれば、クランクセンサの異常時において排気カム信号に基づき推定される機関回転速度が判定速度より高いとき、すなわち進角用圧力室の流体圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があるときには、所定時間にわたって吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構の作動制御が実行される。これにより、吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、その後においてロック機構のラチェット機能を利用して吸気バルブタイミングをロック時期まで進角させて同ロック機構をロック状態にすることができるようになる。   However, in the above apparatus, a small amount of pressurized fluid is supplied to the advance pressure chamber when the advance pressure chamber and the retard pressure chamber communicate with each other when the crank sensor is abnormal, and a small amount is supplied from the retard pressure chamber. The pressurized fluid is discharged. Therefore, if the advance pressure chamber and the retard pressure chamber are simply communicated with each other, when the rotation speed of the crankshaft (engine rotation speed) increases and the pressure of the fluid pumped from the fluid pressure pump increases, There is a possibility that the fluid pressure in the advance pressure chamber becomes high and the intake valve timing is advanced unnecessarily. In this regard, according to the apparatus of the fourth aspect, when the engine rotational speed estimated based on the exhaust cam signal is higher than the determination speed when the crank sensor is abnormal, that is, due to an increase in the fluid pressure in the advance pressure chamber. When there is a possibility of causing an unnecessary advance angle of the intake valve timing, the operation control of the intake valve timing changing mechanism is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded over a predetermined time. As a result, the intake valve timing can be changed to a timing retarded from the lock timing, and thereafter, the intake valve timing is advanced to the lock timing by using the ratchet function of the lock mechanism to lock the lock mechanism. It becomes possible to be in a state.

請求項4に記載の装置によれば、このようにしてロック機構をロック状態にするべく排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行することができる。
作動油の温度が変化すると、それに応じて同作動油の粘度も変化するため、同一の作動態様で吸気バルブタイミング変更機構や流体圧ポンプが作動している状況であっても、進角用圧力室の油圧や遅角用圧力室の油圧が変化してしまう。そのため、クランクセンサの異常時に吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行した場合において、同吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期まで確実に変化させるために必要になる時間は作動油の温度によって異なると云える。
According to the fourth aspect of the present invention, the operation control of the intake valve timing changing mechanism based on the exhaust cam signal can be executed so that the lock mechanism is brought into the locked state in this way.
When the temperature of the hydraulic oil changes, the viscosity of the hydraulic oil changes accordingly.Therefore, even if the intake valve timing changing mechanism and the fluid pressure pump are operating in the same operating mode, the advance pressure The oil pressure in the chamber and the oil pressure in the retarding pressure chamber will change. Therefore, when the operation control of the intake valve timing changing mechanism is executed in the execution mode in which the intake valve timing is retarded when the crank sensor is abnormal, the intake valve timing is surely changed from the lock timing to the timing retarded. It can be said that the time required for this depends on the temperature of the hydraulic oil.

この点、請求項5に記載の装置では、前記所定時間、すなわち吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様での吸気バルブタイミング変更機構の作動制御の実行継続時間が前記流体としての作動油の温度に応じて可変設定される。これにより、クランクセンサの異常時に吸気バルブタイミング変更機構を効率良く作動させて吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、ロック機構を早期にロック状態にすることができる。   In this regard, in the device according to claim 5, the execution time of the operation control of the intake valve timing changing mechanism in the execution mode in which the intake valve timing is retarded in the predetermined time is the temperature of the hydraulic oil as the fluid. It is variably set accordingly. As a result, when the crank sensor is abnormal, the intake valve timing changing mechanism can be operated efficiently and the intake valve timing can be changed to a timing retarded from the lock timing, so that the lock mechanism can be locked early. it can.

また、上述したように作動油の温度変化によって進角用圧力室の油圧や遅角用圧力室の油圧が変化するため、進角用圧力室の油圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招くようになる機関回転速度も変化するようになる。   In addition, as described above, the hydraulic pressure in the advance pressure chamber and the retard pressure chamber change due to the change in the temperature of the hydraulic oil, and therefore the intake valve timing unnecessary advance angle due to the increase in the hydraulic pressure in the advance pressure chamber. The engine speed that causes the engine to change also changes.

この点、請求項6に記載の装置では、前記判定速度、すなわち進角用圧力室の流体圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性の有無を判定するための判定値が前記流体としての作動油の温度に基づいて可変設定される。そのため、吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があること、言い換えれば吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様での吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行する必要があることを作動油の温度に応じて的確に判断することができる。そのため、吸気バルブタイミング変更機構が不要に作動することを抑えて同吸気バルブタイミング変更機構を効率良く作動させることができる。   In this regard, in the device according to claim 6, the determination value, that is, a determination value for determining whether or not there is a possibility of causing an unnecessary advance angle of the intake valve timing due to an increase in the fluid pressure of the advance pressure chamber. It is variably set based on the temperature of the hydraulic oil as the fluid. Therefore, there is a possibility that an unnecessary advance angle of the intake valve timing may be caused, in other words, that the operation control of the intake valve timing changing mechanism in the execution mode in which the intake valve timing is retarded must be executed. It can be accurately determined according to the temperature. Therefore, it is possible to efficiently operate the intake valve timing changing mechanism while suppressing unnecessary operation of the intake valve timing changing mechanism.

本発明を具体化した第1実施形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows schematic structure of the control apparatus of the internal combustion engine concerning 1st Embodiment which actualized this invention. クランクセンサ、吸気カムセンサ、及び排気カムセンサの周辺構造を示す略図。1 is a schematic diagram showing the peripheral structure of a crank sensor, an intake cam sensor, and an exhaust cam sensor. 吸気バルブタイミング変更機構の断面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-section of an intake valve timing change mechanism. 吸気バルブタイミング変更機構の図3の4−4線に沿った断面構造を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line 4-4 of FIG. 3 of the intake valve timing changing mechanism. 進角ロック機構の動作態様の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the operation | movement aspect of an advance angle locking mechanism. 進角ロック機構の動作態様の他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the operation | movement aspect of an advance angle locking mechanism. 進角ロック機構の動作態様のその他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the operation | movement aspect of an advance angle locking mechanism. 第1実施形態にかかるロック処理の実行手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the execution procedure of the lock process concerning 1st Embodiment. 本発明を具体化した第2実施形態にかかるロック処理の実行手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the execution procedure of the lock process concerning 2nd Embodiment which actualized this invention. 他の実施形態にかかるロック処理の実行手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the execution procedure of the lock process concerning other embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第1実施形態を説明する。
図1に示すように、内燃機関10の気筒には、ピストン11が往復動可能に収容されている。このピストン11の頂面と気筒の内周面とによって燃焼室12が区画形成されている。燃焼室12には、同燃焼室12に吸入される空気が通過する吸気通路13と、同燃焼室12内の燃焼ガス(排気)が排出される排気通路14とが接続されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a piston 11 is accommodated in a cylinder of the internal combustion engine 10 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 12 is defined by the top surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder. Connected to the combustion chamber 12 are an intake passage 13 through which air sucked into the combustion chamber 12 passes and an exhaust passage 14 through which combustion gas (exhaust gas) in the combustion chamber 12 is discharged.

内燃機関10のピストン11には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸15がコネクティングロッド16を介して連結されている。また、内燃機関10の上部には、吸気バルブ31を開閉するための吸気カム軸32と、排気バルブ41を開閉するための排気カム軸42とが設けられている。吸気カム軸32の先端には吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング変更機構30が取り付けられており、排気カム軸42の先端には排気バルブ41のバルブタイミングを変更する排気バルブタイミング変更機構40が取り付けられている。   A crankshaft 15 that converts the reciprocating motion into a rotational motion is connected to the piston 11 of the internal combustion engine 10 via a connecting rod 16. An intake camshaft 32 for opening and closing the intake valve 31 and an exhaust camshaft 42 for opening and closing the exhaust valve 41 are provided on the upper portion of the internal combustion engine 10. An intake valve timing changing mechanism 30 for changing the valve timing of the intake valve 31 is attached to the tip of the intake cam shaft 32, and an exhaust valve timing change for changing the valve timing of the exhaust valve 41 is attached to the tip of the exhaust cam shaft. A mechanism 40 is attached.

上記内燃機関10では、クランク軸15に設けられたクランクスプロケット17と、吸気バルブタイミング変更機構30に設けられた吸気カムスプロケット33と、排気バルブタイミング変更機構40に設けられた排気カムスプロケット43とがタイミングチェーン18を介して駆動連結されている。これにより、クランク軸15が回転すると、この回転がタイミングチェーン18を介して吸気カムスプロケット33及び排気カムスプロケット43に伝達されて吸気カム軸32及び排気カム軸42がそれぞれ回転する。   In the internal combustion engine 10, the crank sprocket 17 provided on the crankshaft 15, the intake cam sprocket 33 provided on the intake valve timing changing mechanism 30, and the exhaust cam sprocket 43 provided on the exhaust valve timing changing mechanism 40. Drive coupled via a timing chain 18. Thus, when the crankshaft 15 rotates, this rotation is transmitted to the intake cam sprocket 33 and the exhaust cam sprocket 43 via the timing chain 18, and the intake camshaft 32 and the exhaust camshaft 42 rotate.

吸気バルブ31は、吸気用バルブスプリング34によって閉弁方向に常時付勢されている。この吸気用バルブスプリング34が吸気カム軸32の回転に伴い吸気用カム35で押圧されて収縮及び復元することにより、吸気バルブ31が開閉される。また、排気バルブ41は排気用バルブスプリング44によって閉弁方向に常時付勢されている。この排気用バルブスプリング44が排気カム軸42の回転に伴い排気用カム45で押圧されて収縮及び復元することにより、排気バルブ41が開閉される。   The intake valve 31 is always urged in the valve closing direction by an intake valve spring 34. As the intake valve spring 34 is pressed by the intake cam 35 with the rotation of the intake cam shaft 32 and contracts and restores, the intake valve 31 is opened and closed. The exhaust valve 41 is always urged in the valve closing direction by an exhaust valve spring 44. When the exhaust valve spring 44 is pressed and contracted and restored by the exhaust cam 45 as the exhaust cam shaft 42 rotates, the exhaust valve 41 is opened and closed.

一方、内燃機関10の下部には、作動油を貯留するオイルパン19が取り付けられるとともに、クランク軸15の回転力によって駆動されてオイルパン19の作動油を圧送する機関駆動式のオイルポンプ20が設けられている。このオイルポンプ20により作動油が圧送される作動油通路21には、吸気バルブタイミング変更機構30の各油室に対する作動油の給排状態を変更する油路制御弁(以下、吸気用OCV)36と、排気バルブタイミング変更機構40の各油室に対する作動油の給排状態を変更する油路制御弁(以下、排気用OCV)46とが設けられている。   On the other hand, an oil pan 19 that stores hydraulic oil is attached to the lower part of the internal combustion engine 10, and an engine-driven oil pump 20 that is driven by the rotational force of the crankshaft 15 to pump the hydraulic oil in the oil pan 19. Is provided. An oil passage control valve (hereinafter referred to as an intake OCV) 36 that changes the supply / discharge state of the hydraulic oil with respect to each oil chamber of the intake valve timing changing mechanism 30 is provided in the hydraulic oil passage 21 through which hydraulic oil is pumped by the oil pump 20. And an oil passage control valve (hereinafter referred to as exhaust OCV) 46 for changing the supply / discharge state of the hydraulic oil to / from each oil chamber of the exhaust valve timing changing mechanism 40.

本実施形態の装置には内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。各種センサとしては、例えばクランク軸15の回転角(クランク角[°CA])や回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサ81、吸気カム軸32の回転角(吸気カム角)を検出するための吸気カムセンサ82、排気カム軸42の回転角(排気カム角)を検出するための排気カムセンサ83が設けられる。その他、内燃機関10の冷却水の温度THWを検出するための水温センサ84なども設けられている。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関10の各種装置を統括して制御する電子制御ユニット80に取り込まれる。電子制御ユニット80は、各種センサの検出結果に基づいて内燃機関10の運転状態を監視し、その運転状態に基づいて吸気用OCV36の作動制御や排気用OCV46の作動制御、周知の燃料噴射制御などといった各種制御を実行する。   The apparatus of this embodiment is provided with various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10. As various sensors, for example, a crank sensor 81 for detecting a rotation angle (crank angle [° CA]) and a rotation speed (engine rotation speed NE) of the crankshaft 15, and a rotation angle (intake cam angle) of the intake camshaft 32. Are provided, and an exhaust cam sensor 83 for detecting the rotation angle (exhaust cam angle) of the exhaust cam shaft 42 is provided. In addition, a water temperature sensor 84 for detecting the temperature THW of the cooling water of the internal combustion engine 10 is also provided. Signals output from these various sensors are taken into an electronic control unit 80 that controls various devices of the internal combustion engine 10 in an integrated manner. The electronic control unit 80 monitors the operating state of the internal combustion engine 10 based on the detection results of various sensors, and controls the operation of the intake OCV 36, the exhaust OCV 46, and the well-known fuel injection control based on the operating state. Various controls are executed.

以下、上記クランクセンサ81、吸気カムセンサ82、及び排気カムセンサ83の周辺構造について各別に説明する。
ここでは先ず、クランクセンサ81の周辺構造を説明する。
Hereinafter, the peripheral structure of the crank sensor 81, the intake cam sensor 82, and the exhaust cam sensor 83 will be described separately.
First, the peripheral structure of the crank sensor 81 will be described.

図2に示すように、内燃機関10のクランク軸15にはクランクロータ22が一体に取り付けられている。このクランクロータ22は全体がほぼ円板形状に形成されるとともに、その外周に、回転方向において等間隔(10°CA間隔)で突出する同一形状の複数(本実施形態では、34個)の凸部が形成されている。クランクセンサ81は、クランクロータ22の近傍の位置であり且つ同クランクロータ22の外周面に対向する位置に設けられており、クランク軸15の回転に伴って出力レベルが変化する信号(クランク信号)を出力する。このクランク信号としては詳しくは、クランクロータ22の凸部の接近時において出力レベルが急上昇するとともに同凸部の離間時において出力レベルが急低下するといったように、クランクロータ22の凸部が近傍を通過する毎にパルス状の信号(クランク信号)が出力される。   As shown in FIG. 2, a crank rotor 22 is integrally attached to the crankshaft 15 of the internal combustion engine 10. The crank rotor 22 is formed in a substantially disk shape as a whole, and a plurality (34 in the present embodiment) of the same shape projecting at equal intervals (10 ° CA interval) in the rotation direction on the outer periphery thereof. The part is formed. The crank sensor 81 is provided at a position near the crank rotor 22 and opposed to the outer peripheral surface of the crank rotor 22, and a signal (crank signal) whose output level changes as the crankshaft 15 rotates. Is output. Specifically, as the crank signal, the convex portion of the crank rotor 22 approaches the vicinity so that the output level suddenly increases when the convex portion of the crank rotor 22 approaches and the output level sharply decreases when the convex portion is separated. Each time it passes, a pulsed signal (crank signal) is output.

次に、上記吸気カムセンサ82の周辺構造について説明する。
内燃機関10の吸気カム軸32には吸気カムロータ37が一体に取り付けられている。この吸気カムロータ37は全体がほぼ円板形状に形成されている。吸気カムロータ37の外周には、その回転方向において異なる突出幅及び突出間隔で突出する複数の突部が形成されている。吸気カムセンサ82は、吸気カムロータ37の近傍の位置であって且つ同吸気カムロータ37の外周に対向する位置に設けられており、吸気カム軸32の回転に伴い出力レベルが変化する吸気カム信号を出力する。この吸気カム信号としては詳しくは、吸気カム軸32の回転に伴って吸気カムロータ37の各突部のいずれかが接近したときに出力レベルが急上昇するとともに、それら突部のいずれかが離間したときに出力レベルが急低下するといったように変化する信号が出力される。これにより上記吸気カムセンサ82からは、吸気カム角が予め設定された所定角度になったときに出力レベルが変化する信号が吸気カム信号として出力されるようになる。なお本実施形態では、吸気カムセンサ82及び吸気カムロータ37が吸気カム検出部として機能する。
Next, the peripheral structure of the intake cam sensor 82 will be described.
An intake cam rotor 37 is integrally attached to the intake cam shaft 32 of the internal combustion engine 10. The entire intake cam rotor 37 is formed in a substantially disk shape. On the outer periphery of the intake cam rotor 37, a plurality of protrusions protruding at different protrusion widths and protrusion intervals in the rotation direction are formed. The intake cam sensor 82 is provided at a position near the intake cam rotor 37 and opposed to the outer periphery of the intake cam rotor 37, and outputs an intake cam signal whose output level changes as the intake cam shaft 32 rotates. To do. Specifically, as the intake cam signal, the output level suddenly rises when any of the protrusions of the intake cam rotor 37 approaches as the intake cam shaft 32 rotates, and when any of these protrusions separates. A signal that changes such that the output level suddenly decreases is output. As a result, the intake cam sensor 82 outputs a signal whose output level changes as the intake cam signal when the intake cam angle reaches a preset predetermined angle. In the present embodiment, the intake cam sensor 82 and the intake cam rotor 37 function as an intake cam detection unit.

次に、上記排気カムセンサ83の周辺構造について説明する。
内燃機関10の排気カム軸42には排気カムロータ47が一体に取り付けられている。排気カムロータ47は全体がほぼ円板形状に形成されている。この排気カムロータ47の外周には、その回転方向において異なる突出幅及び突出間隔で突出する複数の突部が形成されている。上記排気カムセンサ83は、排気カムロータ47の近傍の位置であって且つ同排気カムロータ47の外周に対向する位置に設けられており、排気カム軸42の回転に伴い出力レベルが変化する排気カム信号を出力する。この排気カム信号としては詳しくは、排気カム軸42の回転に伴って排気カムロータ47の各突部のいずれかが接近したときに出力レベルが急上昇する信号が出力される。これにより上記排気カムセンサ83からは、排気カム角が予め設定された所定角度になったときに出力レベルが変化する信号が排気カム信号として出力されるようになる。なお本実施形態では、排気カムロータ47として吸気カムロータ37と同一形状のものが採用されており、排気カムセンサ83及び排気カムロータ47が排気カム検出部として機能する。この排気カム検出部から出力される排気カム信号は、排気カムセンサ83から排気カムロータ47の各突部のいずれかが離間したときに出力レベルが急低下するといったようには変化しない。そのため本実施形態の装置では、排気カム検出部による排気カム角の検出精度(詳しくは、その検出点の数)と比較して、吸気カム検出部による吸気カム角の検出精度が高くなっている。
Next, the peripheral structure of the exhaust cam sensor 83 will be described.
An exhaust cam rotor 47 is integrally attached to the exhaust cam shaft 42 of the internal combustion engine 10. The entire exhaust cam rotor 47 is formed in a substantially disk shape. On the outer periphery of the exhaust cam rotor 47, a plurality of protrusions that protrude with different protrusion widths and protrusion intervals in the rotation direction are formed. The exhaust cam sensor 83 is provided at a position in the vicinity of the exhaust cam rotor 47 and facing the outer periphery of the exhaust cam rotor 47, and an exhaust cam signal whose output level changes as the exhaust cam shaft 42 rotates is provided. Output. Specifically, as the exhaust cam signal, a signal whose output level rapidly increases when any of the projections of the exhaust cam rotor 47 approaches as the exhaust cam shaft 42 rotates is output. As a result, the exhaust cam sensor 83 outputs a signal whose output level changes as the exhaust cam signal when the exhaust cam angle reaches a predetermined angle. In the present embodiment, the exhaust cam rotor 47 has the same shape as the intake cam rotor 37, and the exhaust cam sensor 83 and the exhaust cam rotor 47 function as an exhaust cam detection unit. The exhaust cam signal output from the exhaust cam detector does not change so that the output level suddenly decreases when any of the protrusions of the exhaust cam rotor 47 is separated from the exhaust cam sensor 83. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, the detection accuracy of the intake cam angle by the intake cam detection unit is higher than the detection accuracy of the exhaust cam angle by the exhaust cam detection unit (specifically, the number of detection points). .

本実施形態の装置では、上記クランク信号、吸気カム信号、及び排気カム信号が電子制御ユニット80に取り込まれている。そして電子制御ユニット80は、クランク信号の出力レベルの変化タイミングと吸気カム信号の出力レベルの変化パターンとの関係に基づいてクランク角及び吸気カム角を検出し、クランク信号の出力レベルの変化タイミングと排気カム信号の変化パターンとの関係に基づいて排気カム角を検出する。   In the apparatus of this embodiment, the crank signal, the intake cam signal, and the exhaust cam signal are taken into the electronic control unit 80. The electronic control unit 80 detects the crank angle and the intake cam angle based on the relationship between the crank signal output level change timing and the intake cam signal output level change pattern, and the crank signal output level change timing and The exhaust cam angle is detected based on the relationship with the change pattern of the exhaust cam signal.

以下、前記吸気バルブタイミング変更機構30について図3を参照して詳細に説明する。なお、吸気バルブタイミング変更機構30と排気バルブタイミング変更機構40とは同様の構造であるため、同排気バルブタイミング変更機構40の構造についての詳細な説明は割愛する。   Hereinafter, the intake valve timing changing mechanism 30 will be described in detail with reference to FIG. Since the intake valve timing changing mechanism 30 and the exhaust valve timing changing mechanism 40 have the same structure, a detailed description of the structure of the exhaust valve timing changing mechanism 40 is omitted.

図3に示すように、吸気バルブタイミング変更機構30は、クランク軸15(図1参照)に同期して回転するハウジングロータ51と、吸気カム軸32に同期して回転するベーンロータ52とを備えている。これらハウジングロータ51及びベーンロータ52は同一の回転中心において回転する。吸気バルブ31(図1参照)のバルブタイミングの変更に際しては、ハウジングロータ51及びベーンロータ52の相対回転位置が変更される。   As shown in FIG. 3, the intake valve timing changing mechanism 30 includes a housing rotor 51 that rotates in synchronization with the crankshaft 15 (see FIG. 1) and a vane rotor 52 that rotates in synchronization with the intake camshaft 32. Yes. The housing rotor 51 and the vane rotor 52 rotate at the same rotation center. When the valve timing of the intake valve 31 (see FIG. 1) is changed, the relative rotational positions of the housing rotor 51 and the vane rotor 52 are changed.

ハウジングロータ51には前記吸気カムスプロケット33が一体に固定されている。このハウジングロータ51は略円環形状で延びる周壁部53を備えており、同周壁部53の内面には、ハウジングロータ51の回転中心(吸気カム軸32側)に向けて突出する形状の区画壁54が三つ形成されている。   The intake cam sprocket 33 is integrally fixed to the housing rotor 51. The housing rotor 51 includes a peripheral wall portion 53 extending in a substantially annular shape, and a partition wall having a shape protruding toward the rotation center (the intake camshaft 32 side) of the housing rotor 51 on the inner surface of the peripheral wall portion 53. Three 54 are formed.

ベーンロータ52は、吸気カム軸32の先端に一体回転可能に固定されるとともに上記ハウジングロータ51の内部に配置されている。このベーンロータ52には、上記吸気カム軸32の径方向においてその回転軸L1から離間する方向に突出する形状の三つのベーン55が一体に形成されている。それらベーン55はそれぞれ、上記ハウジングロータ51の隣り合う二つの区画壁54に挟まれた位置に配置される。本実施形態では、ベーンロータ52およびベーン55が第1回転体として機能し、ハウジングロータ51が内部にベーン55が収容されるハウジングを有する第2回転体として機能する。   The vane rotor 52 is fixed to the tip end of the intake camshaft 32 so as to be integrally rotatable, and is disposed inside the housing rotor 51. The vane rotor 52 is integrally formed with three vanes 55 that protrude in a direction away from the rotation axis L1 in the radial direction of the intake camshaft 32. Each of the vanes 55 is disposed at a position sandwiched between two adjacent partition walls 54 of the housing rotor 51. In the present embodiment, the vane rotor 52 and the vane 55 function as a first rotating body, and the housing rotor 51 functions as a second rotating body having a housing in which the vane 55 is accommodated.

吸気バルブタイミング変更機構30では、上記ハウジングロータ51の隣り合う二つの区画壁54の間に挟まれた空間であり且つ同ハウジングロータ51の内部に三箇所ある空間が、それぞれベーン55により、吸気カム軸32の回転方向Xにおける後ろ側の空間(進角用圧力室56)と同回転方向Xにおける前側の空間(遅角用圧力室57)とに区画される。そして吸気バルブタイミング変更機構30では、前記吸気用OCV36の作動制御を通じて進角用圧力室56及び遅角用圧力室57への加圧流体としての加圧油の給排を行うことによって吸気バルブタイミングが変更される。   In the intake valve timing changing mechanism 30, a space sandwiched between two adjacent partition walls 54 of the housing rotor 51 and three spaces inside the housing rotor 51 are respectively formed by intake vanes 55 by intake vanes 55. The space is divided into a rear space (advance pressure chamber 56) in the rotation direction X of the shaft 32 and a front space (retard pressure chamber 57) in the rotation direction X. The intake valve timing changing mechanism 30 supplies and discharges pressurized oil as pressurized fluid to and from the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 through the operation control of the intake OCV 36 to thereby control the intake valve timing. Is changed.

具体的には、進角用圧力室56に加圧油が供給されるとともに遅角用圧力室57から加圧油が排出されると、それら進角用圧力室56及び遅角用圧力室57の内部圧力の差によって、ベーンロータ52(詳しくは、ベーン55)がハウジングロータ51に対して上記吸気カム軸32の回転方向X(進角側)に回動する。このとき吸気バルブタイミングは進角側に変化するようになる。そして、ハウジングロータ51に対するベーンロータ52の回動位置が上記回転方向Xにおける最も前側(進角側)の位置(以下、最進角位置)になったときに、吸気バルブタイミングが進角側の制御限界(以下、最進角時期)になる。   Specifically, when pressurized oil is supplied to the advance pressure chamber 56 and the pressurized oil is discharged from the retard pressure chamber 57, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are discharged. Accordingly, the vane rotor 52 (specifically, the vane 55) rotates in the rotation direction X (advance side) of the intake camshaft 32 with respect to the housing rotor 51. At this time, the intake valve timing changes to the advance side. When the rotational position of the vane rotor 52 with respect to the housing rotor 51 reaches the frontmost (advanced side) position in the rotational direction X (hereinafter, the most advanced position), the intake valve timing is controlled to be advanced. It becomes the limit (hereinafter, the most advanced time).

一方、進角用圧力室56から加圧油が排出されるとともに遅角用圧力室57に加圧油が供給されると、ベーンロータ52がハウジングロータ51に対して上記吸気カム軸32の回転方向Xと反対側(遅角側)に回動する。このとき吸気バルブタイミングは遅角側に変化する。そして、ハウジングロータ51に対するベーンロータ52の回動位置が上記回転方向Xにおける最も後ろ側(遅角側)の位置(以下、最遅角位置)になったときに、吸気バルブタイミングが遅角側の制御限界(以下、最遅角時期)になる。   On the other hand, when the pressurized oil is discharged from the advance pressure chamber 56 and the pressurized oil is supplied to the retard pressure chamber 57, the vane rotor 52 rotates with respect to the housing rotor 51 in the direction of rotation of the intake camshaft 32. It turns to the opposite side (retard side) of X. At this time, the intake valve timing changes to the retard side. When the rotational position of the vane rotor 52 with respect to the housing rotor 51 reaches the rearmost (retarded angle) position in the rotational direction X (hereinafter referred to as the most retarded position), the intake valve timing is retarded. It becomes the control limit (hereinafter, the most retarded timing).

吸気バルブタイミング変更機構30には、吸気バルブタイミングを前記最進角時期と最遅角時期との中間の所定時期(ロック時期)で固定するためのロック機構が設けられている。なおロック時期としては、最進角時期及び最遅角時期と異なるタイミングであって、内燃機関10の始動に適した吸気バルブタイミングが設定される。本実施形態では、ロック機構が吸気バルブタイミング変更機構30のみに設けられており、排気バルブタイミング変更機構40には設けられていない。   The intake valve timing changing mechanism 30 is provided with a lock mechanism for fixing the intake valve timing at a predetermined timing (lock timing) between the most advanced timing and the most retarded timing. The lock timing is set to an intake valve timing that is different from the most advanced timing and the most retarded timing and is suitable for starting the internal combustion engine 10. In the present embodiment, the lock mechanism is provided only in the intake valve timing changing mechanism 30 and is not provided in the exhaust valve timing changing mechanism 40.

上記ロック機構は詳しくは、図4に示すように、進角ロック機構60及び遅角ロック機構61の二つの機構によって構成されている。それら進角ロック機構60及び遅角ロック機構61は共に、ベーンロータ52のベーン55に出没可能に設けられたロックピン62A(または62B)とハウジングロータ51に形成された凹部63A(または63B)との係合を通じて、ハウジングロータ51とベーンロータ52との相対回転を規制するものである。なお図4では、同一機能の部材において、進角ロック機構60に用いられる部材については符号の末尾に「A」を付して示し、遅角ロック機構61に用いられる部材については符号の末尾に「B」を付して示す。本実施形態では、進角ロック機構60及び遅角ロック機構61の基本構造が同一であるため、以下では進角ロック機構60についてのみ説明し、遅角ロック機構61についての詳細な説明は省略する。   Specifically, as shown in FIG. 4, the lock mechanism includes two mechanisms, an advance angle lock mechanism 60 and a retard angle lock mechanism 61. Both the advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 61 are formed by a lock pin 62A (or 62B) provided so as to be able to appear and retract in the vane 55 of the vane rotor 52 and a recess 63A (or 63B) formed in the housing rotor 51. Through the engagement, the relative rotation between the housing rotor 51 and the vane rotor 52 is restricted. In FIG. 4, of the members having the same function, “A” is added to the end of the reference numeral for the member used for the advance lock mechanism 60, and the end of the reference sign for the member used for the retard lock mechanism 61 Shown with “B” attached. In this embodiment, since the basic structures of the advance lock mechanism 60 and the retard lock mechanism 61 are the same, only the advance lock mechanism 60 will be described below, and a detailed description of the retard lock mechanism 61 will be omitted. .

三つのベーン55のうちの一つには上記吸気カム軸32の回転軸L1と並行に延びる収容孔64Aが形成されている。この収容孔64Aの内部にはロックピン62Aが出没可能な状態で収容されるとともに、同ロックピン62Aを収容孔64Aの外部に向けて突出する方向(脱出方向)に常時付勢するスプリング65Aが設けられている。また収容孔64Aの内部には、吸気用OCV36(図2参照)を介して加圧油を供給及び排出可能なロック解除油室66が形成されている。このロック解除油室66に加圧油が供給されると、その内部圧力による付勢力によってロックピン62Aが上記スプリング65Aの付勢力に抗して没入方向に移動して上記収容孔64Aの内部に収容される。一方、ロック解除油室66Aの内部から加圧油が排出されると、同ロック解除油室66Aの圧力が低下するため、スプリング65Aの付勢力によってロックピン62Aを収容孔64Aから脱出方向に移動させることの可能な状態になる。   One of the three vanes 55 is formed with an accommodation hole 64 </ b> A extending in parallel with the rotation axis L <b> 1 of the intake camshaft 32. The lock pin 62A is housed in a state in which the lock pin 62A can protrude and retract inside the housing hole 64A, and a spring 65A that constantly urges the lock pin 62A in a direction protruding toward the outside of the housing hole 64A (escape direction). Is provided. In addition, a lock release oil chamber 66 capable of supplying and discharging pressurized oil via the intake OCV 36 (see FIG. 2) is formed inside the accommodation hole 64A. When pressurized oil is supplied to the unlocking oil chamber 66, the lock pin 62A moves in the immersion direction against the biasing force of the spring 65A by the biasing force due to the internal pressure, and enters the inside of the accommodation hole 64A. Be contained. On the other hand, when the pressurized oil is discharged from the inside of the unlocking oil chamber 66A, the pressure in the unlocking oil chamber 66A decreases, so that the urging force of the spring 65A moves the lock pin 62A from the accommodation hole 64A. It will be possible to let you.

ハウジングロータ51の内面において進角ロック機構60のロックピン62Aの先端が対向する位置には円弧形状で延びる前記凹部63Aが形成されている。この凹部63Aは、相対的に深さが浅く形成された上段部67Aと、相対的に深さが深く形成された下段部68Aとにより構成されている。上段部67Aは、下段部68Aより遅角側において延びる形状に形成されている。   In the inner surface of the housing rotor 51, the concave portion 63A extending in an arc shape is formed at a position where the tip of the lock pin 62A of the advance angle locking mechanism 60 faces. The recess 63A includes an upper step portion 67A formed with a relatively shallow depth and a lower step portion 68A formed with a relatively deep depth. The upper step portion 67A is formed in a shape extending on the retard side from the lower step portion 68A.

ロックピン62A,62B、凹部63A,63Bに形成された上段部67A,67Bおよび下段部68A,68Bは、内燃機関10の運転に際して吸気カム軸32に作用する交番トルクにより、吸気バルブタイミングをロック時期よりも遅角側の時期からロック時期まで段階的に進角させるラチェット機能を有する。すなわち、凹部63A,63Bに形成された上段部67A,67Bおよび下段部68A,68Bは、ロックピン62A,62Bがこれら段部67A,67B,68A,68Bに嵌入したときに、同ロックピン62A,62Bの遅角側への変位をそれぞれ規制する。また、ロックピン62Aが下段部68Aに嵌入し且つロックピン62Bが下段部68Bに嵌入したときには、下段部68Aの遅角側の内壁に突き当たることによってロックピン62Aの遅角側への変位が規制されるとともに、下段部68Bの進角側の内壁に突き当たることによってロックピン62Bの進角側への変位が規制される。これにより、吸気バルブタイミングがロック時期でロックされる。   The upper pins 67A and 67B and the lower steps 68A and 68B formed in the lock pins 62A and 62B, the recesses 63A and 63B lock the intake valve timing by the alternating torque acting on the intake camshaft 32 when the internal combustion engine 10 is operated. In addition, it has a ratchet function that gradually advances the angle from the retarded side to the lock time. That is, the upper step portions 67A, 67B and the lower step portions 68A, 68B formed in the recesses 63A, 63B are formed when the lock pins 62A, 62B are fitted into the step portions 67A, 67B, 68A, 68B. The displacement of 62B toward the retarded angle is regulated. Further, when the lock pin 62A is fitted into the lower step portion 68A and the lock pin 62B is fitted into the lower step portion 68B, the lock pin 62A is abutted against the inner wall of the lower step portion 68A, thereby restricting the displacement of the lock pin 62A toward the retard side. At the same time, the displacement of the lock pin 62B toward the advance side is restricted by abutting against the advance side inner wall of the lower step portion 68B. Thereby, the intake valve timing is locked at the lock timing.

以下、ロック機構のラチェット機能について詳しく説明する。
上記交番トルクは詳しくは、吸気用バルブスプリング34(図1参照)の付勢力により発生するトルクであり、吸気バルブ31の開弁に際して吸気用バルブスプリング34が圧縮されるときには吸気カム軸32を遅角側に相対回転させる方向に作用する一方、吸気バルブ31の閉弁に際して吸気用バルブスプリング34が伸長されるときには吸気カム軸32を進角側に相対回転させる方向に作用する。ロック機構は、この交番トルクによって吸気カム軸32(詳しくは、ベーンロータ52)が進角側への相対回転と遅角側への相対回転を交互に繰り返すといったように揺動する場合に、その揺動を利用して吸気バルブタイミングを進角させる。
Hereinafter, the ratchet function of the lock mechanism will be described in detail.
Specifically, the alternating torque is a torque generated by the urging force of the intake valve spring 34 (see FIG. 1). When the intake valve spring 34 is compressed when the intake valve 31 is opened, the intake camshaft 32 is delayed. While the intake valve spring 34 is extended when the intake valve 31 is closed, the intake cam shaft 32 is relatively rotated to the advance side. When the alternating cam torque causes the intake camshaft 32 (specifically, the vane rotor 52) to swing such that the relative rotation toward the advance side and the relative rotation toward the retard side are alternately repeated, The intake valve timing is advanced using the motion.

例えば吸気バルブタイミングが最遅角時期にあるときに吸気カム軸32を進角側に相対回転させるトルクが同吸気カム軸32に作用すると、吸気カム軸32に駆動連結されたベーンロータ52の回転速度がクランク軸15に駆動連結されたハウジングロータ51の回転速度を一時的に上回るようになる。これに伴いベーンロータ52がハウジングロータ51に対して進角側方向に相対回転して、各ロックピン62A,62Bが進角側に変位し、ロックピン62Bが凹部63Bの上段部67Bに嵌入する。   For example, when a torque that relatively rotates the intake camshaft 32 toward the advance side when the intake valve timing is at the most retarded angle acts on the intake camshaft 32, the rotational speed of the vane rotor 52 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 Temporarily exceeds the rotational speed of the housing rotor 51 that is drivingly connected to the crankshaft 15. As a result, the vane rotor 52 rotates relative to the housing rotor 51 in the advance angle direction, the lock pins 62A and 62B are displaced toward the advance angle side, and the lock pin 62B is fitted into the upper step portion 67B of the recess 63B.

この状態において吸気カム軸32を遅角側に相対回転させるトルクが同吸気カム軸32に作用すると、吸気バルブタイミングが遅角する方向にハウジングロータ51とベーンロータ52とが相対回転しようとする。しかしながら、このとき上段部67Bの遅角側の内壁にロックピン62Bが突き当たるため、吸気バルブタイミングが遅角する方向へのハウジングロータ51とベーンロータ52との相対回転が規制される。これにより、最遅角時期よりも進角側の時期において、吸気バルブタイミングの遅角が規制される。   In this state, when torque that relatively rotates the intake camshaft 32 to the retard side acts on the intake camshaft 32, the housing rotor 51 and the vane rotor 52 tend to rotate relative to each other in the direction in which the intake valve timing is retarded. However, at this time, since the lock pin 62B hits the inner wall of the upper step portion 67B on the retard side, the relative rotation between the housing rotor 51 and the vane rotor 52 in the direction in which the intake valve timing is retarded is restricted. As a result, the retard of the intake valve timing is regulated at a timing that is more advanced than the most retarded timing.

そして、この状態で吸気カム軸32に対してさらに作用する交番トルクによってロックピン62Aが凹部63Aの上段部67Aに嵌入し、その後においてロックピン62Bが凹部63Bの下段部68Bに嵌入し、さらにその後においてロックピン62Aが凹部63Aの下段部68Aに嵌入するようになる。これにより、吸気バルブタイミングの遅角がロック時期よりも遅角側の時期からロック時期まで段階的に規制されて、同吸気バルブタイミングがロック時期でロックされた状態に移行するようになる。   In this state, the lock pin 62A is inserted into the upper step portion 67A of the recess 63A by the alternating torque further acting on the intake camshaft 32, and then the lock pin 62B is inserted into the lower step portion 68B of the recess 63B. Then, the lock pin 62A is fitted into the lower step portion 68A of the recess 63A. As a result, the retard of the intake valve timing is regulated in stages from the retard side timing to the lock timing, and the intake valve timing shifts to a locked state at the lock timing.

また図5に示すように、ベーン55に形成された収容孔64Aの内部には、ロックピン62Aに加えて、アウターピン71Aが収容されている。具体的には、円環形状に形成されたアウターピン71Aが、円筒形状に形成されたロックピン62Aにその軸方向(図中上下方向)において摺動可能に外挿されている。   Further, as shown in FIG. 5, an outer pin 71 </ b> A is accommodated in the accommodation hole 64 </ b> A formed in the vane 55 in addition to the lock pin 62 </ b> A. Specifically, an outer pin 71A formed in an annular shape is extrapolated to a lock pin 62A formed in a cylindrical shape so as to be slidable in the axial direction (vertical direction in the drawing).

ロックピン62Aの外周面には、その周囲全周に亘って外方に向けて突出する形状のフランジ部72Aが形成されている。スプリング65Aの付勢力によってロックピン62Aが凹部63A側(図中下方側)に移動する際には、上記フランジ部72Aがアウターピン71Aの内面に係合して、ロックピン62Aがアウターピン71Aともども移動するようになる。また、アウターピン71Aが凹部63Aから離間する方向(図中上方)に移動する際にも、上記フランジ部72Aがアウターピン71Aの内面に係合するため、ロックピン62Aがアウターピン71Aともども移動するようになる。   On the outer peripheral surface of the lock pin 62A, a flange portion 72A having a shape protruding outward is formed over the entire periphery. When the lock pin 62A moves toward the concave portion 63A (lower side in the figure) by the urging force of the spring 65A, the flange portion 72A engages with the inner surface of the outer pin 71A, and the lock pin 62A also returns to the outer pin 71A. To move. Also, when the outer pin 71A moves in a direction away from the recess 63A (upward in the figure), since the flange portion 72A engages with the inner surface of the outer pin 71A, the lock pin 62A also moves with the outer pin 71A. It becomes like this.

収容孔64Aの内部には、アウターピン71Aを図中下方側に向けて常時付勢するアウターピンスプリング73Aが配設されている。また収容孔64Aの内部には、同収容孔64Aの内面とロックピン62Aの外周面とアウターピン71Aの上記凹部63A側の外面とによって前記ロック解除油室66Aが区画形成されている。このロック解除油室66Aにはロック解除油路69Aが接続されている。そして、このロック解除油路69Aを通じてロック解除油室66A内に加圧油が供給されると、アウターピン71Aがロックピン62Aともども上記アウターピンスプリング73A及びスプリング65Aの付勢力に抗して図中上方に移動するようになる。   An outer pin spring 73A that constantly urges the outer pin 71A toward the lower side in the figure is disposed inside the accommodation hole 64A. In addition, the lock release oil chamber 66A is partitioned and formed in the storage hole 64A by the inner surface of the storage hole 64A, the outer peripheral surface of the lock pin 62A, and the outer surface of the outer pin 71A on the concave portion 63A side. An unlocking oil passage 69A is connected to the unlocking oil chamber 66A. Then, when pressurized oil is supplied into the unlocking oil chamber 66A through the unlocking oil passage 69A, the outer pin 71A and the lock pin 62A both resist the urging force of the outer pin spring 73A and the spring 65A in the figure. Moves upward.

また収容孔64Aには、遅角用圧力室57に連通される油室連通路74Aと進角用圧力室56に連通される油室連通路75Aとが接続されている。これら油室連通路74A,75Aは、アウターピン71Aが図中下方に移動したときには収容孔64Aを介して互いに連通され、アウターピン71Aが図中上方に移動したときには互いの連通がアウターピン71Aによって遮断されるようになっている。したがって、ロック解除油室66A内の圧力が低下してアウターピン71が図中下方に移動したときには、遅角用圧力室57と進角用圧力室56とが互いに連通されるようになる。   In addition, an oil chamber communication path 74A that communicates with the retard pressure chamber 57 and an oil chamber communication path 75A that communicates with the advance pressure chamber 56 are connected to the accommodation hole 64A. These oil chamber communication passages 74A and 75A are communicated with each other through the accommodation hole 64A when the outer pin 71A moves downward in the figure, and when the outer pin 71A moves upward in the figure, the mutual communication by the outer pin 71A. It is designed to be blocked. Therefore, when the pressure in the unlocking oil chamber 66A decreases and the outer pin 71 moves downward in the figure, the retard pressure chamber 57 and the advance pressure chamber 56 are communicated with each other.

進角ロック機構60及び遅角ロック機構61は、基本的に、吸気用OCV36の作動制御を通じて以下のように作動する。
内燃機関10の始動が完了した後においては、ロック解除油室66に加圧油が供給されて、各ロック機構60,61においてロックピン62が凹部63から脱出した状態(ロック解除状態[図5に示す状態])になる。また、このとき収容孔64を介した進角用圧力室56と遅角用圧力室57との連通がアウターピン71によって遮断された状態になる。そのため、このとき進角用圧力室56及び遅角用圧力室57への加圧油の給排を通じて吸気バルブタイミングの変更が可能になる。
The advance lock mechanism 60 and the retard lock mechanism 61 basically operate as follows through the operation control of the intake OCV 36.
After the start-up of the internal combustion engine 10 is completed, pressurized oil is supplied to the unlocking oil chamber 66 and the lock pin 62 escapes from the recess 63 in each of the lock mechanisms 60 and 61 (the unlocked state [FIG. 5 The state shown in FIG. At this time, the communication between the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 through the accommodation hole 64 is blocked by the outer pin 71. Therefore, at this time, the intake valve timing can be changed through supply / discharge of pressurized oil to / from the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57.

一方、内燃機関10の運転を停止させる際には、吸気バルブタイミングの制御目標値としてロック時期が設定されて、実際の吸気バルブタイミング(詳しくは、吸気カム検出部により検出される吸気カム角)とロック時期とが一致するように吸気用OCV36の作動状態がフィードバック制御される。そして、実際の吸気バルブタイミングとロック時期とが一致すると、ロック解除油室66から加圧油を排出する実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行される。これにより、吸気バルブタイミングがロック時期になった状態で各ロック機構60,61のロックピン62が凹部63側にそれぞれ付勢されるようになる。そのため、各ロック機構60,61のロックピン62が凹部63に挿入されて係合した状態(ロック状態[図6に示す状態])になる。したがって、その後の内燃機関10の始動に際して吸気バルブタイミングがロック時期で固定された状態になるために、内燃機関10の始動が適正に行われるようになる。   On the other hand, when the operation of the internal combustion engine 10 is stopped, the lock timing is set as the control target value of the intake valve timing, and the actual intake valve timing (specifically, the intake cam angle detected by the intake cam detection unit) is set. And the operation state of the intake OCV 36 are feedback-controlled so that the lock timing coincides with the lock timing. When the actual intake valve timing coincides with the lock timing, the operation control of the intake OCV 36 is executed in an execution mode in which the pressurized oil is discharged from the lock release oil chamber 66. As a result, the lock pin 62 of each lock mechanism 60, 61 is urged toward the recess 63 while the intake valve timing is at the lock timing. Therefore, the lock pin 62 of each lock mechanism 60, 61 is inserted into the recess 63 and engaged (locked state [state shown in FIG. 6]). Therefore, when the internal combustion engine 10 is subsequently started, the intake valve timing is fixed at the lock timing, so that the internal combustion engine 10 is started properly.

本実施形態の装置では、内燃機関10の運転停止時におけるロック機構60,61の作動に失敗してロックピン62が凹部63から抜けた状態のままになることがある。こうした場合であっても、その後において内燃機関10の始動が開始されると、進角用圧力室56及び遅角用圧力室57の圧力がごく低い状態、すなわちハウジングロータ51とベーンロータ52との相対回転が許容された状態で同ベーンロータ52に前記交番トルクが作用するようになる。そのため、交番トルクによってベーンロータ52が進角側への相対回転と遅角側への相対回転を交互に繰り返すといったように揺動するようになる。したがって、前述したロック機構のラチェット機能により、吸気バルブタイミングが徐々にロック時期まで変化して同ロック時期でロックされるようになる。   In the apparatus of the present embodiment, the operation of the lock mechanisms 60 and 61 when the operation of the internal combustion engine 10 is stopped may fail and the lock pin 62 may remain in the state where it is removed from the recess 63. Even in such a case, when the internal combustion engine 10 is started thereafter, the pressures in the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are very low, that is, relative to the housing rotor 51 and the vane rotor 52. The alternating torque is applied to the vane rotor 52 in a state where the rotation is allowed. Therefore, the vane rotor 52 swings by alternating torque such that the relative rotation to the advance side and the relative rotation to the retard side are repeated alternately. Therefore, by the ratchet function of the lock mechanism described above, the intake valve timing gradually changes to the lock time and is locked at the lock time.

なお、このとき進角用圧力室56や遅角用圧力室57からの加圧油の排出が殆どなされない状態であると、交番トルクによるベーンロータ52の揺動に伴って進角用圧力室56や遅角用圧力室57の内部圧力が低下したり上昇したりする。そして、進角用圧力室56の圧力上昇や遅角用圧力室57の圧力低下はベーンロータ52の遅角側への相対回転を制限する一因になり、進角用圧力室56の圧力低下や遅角用圧力室57の圧力上昇はベーンロータ52の進角側への相対回転を制限する一因になる。そのため、ベーンロータ52の揺動に起因する進角用圧力室56や遅角用圧力室57の内部圧力の変動は、ベーンロータ52の相対回転位置の早期変化を制限する一因になると云える。   At this time, if the pressurized oil is hardly discharged from the advance pressure chamber 56 or the retard pressure chamber 57, the advance pressure chamber 56 is accompanied by the oscillation of the vane rotor 52 by the alternating torque. In other words, the internal pressure of the retarding pressure chamber 57 decreases or increases. The pressure increase in the advance pressure chamber 56 and the pressure decrease in the retard pressure chamber 57 contribute to limiting the relative rotation of the vane rotor 52 toward the retard side. The increase in the pressure in the retarding pressure chamber 57 contributes to limiting the relative rotation of the vane rotor 52 toward the advance side. Therefore, it can be said that fluctuations in the internal pressure of the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 due to the oscillation of the vane rotor 52 are one factor that limits the early change in the relative rotational position of the vane rotor 52.

本実施形態の装置では、内燃機関10の始動開始時において、上記ベーン55に形成された油室連通路74,75を通じて進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが一時的に連通された状態になる。詳しくは、図7に示すように、このときロック解除油室66に加圧油が供給されないためにアウターピンスプリング73の付勢力によってアウターピン71が凹部63側(図中下方側)に移動した状態になり、油室連通路74,75及び収容孔64を介して進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが連通された状態になる。そのため、前述した交番トルクによるベーンロータ52の揺動に際して、ベーンロータ52が進角側に相対回転するときには遅角用圧力室57から進角用圧力室56へと油や空気を排出することができ、同ベーンロータ52が遅角側に相対回転するときには進角用圧力室56から遅角用圧力室57へと油や空気を排出することができる。これにより、進角用圧力室56や遅角用圧力室57の内部圧力の上昇や低下を抑えることができるために、交番トルクによるベーンロータ52の揺動幅を大きくすることができ、吸気バルブタイミングがロック位置になる位置までベーンロータ52の相対回転位置を速やかに変化させることができる。なお本実施形態の装置では、このようにして進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが連通される際に、進角用圧力室56及び遅角用圧力室57の内部に作動油が充填された状態にするため、進角用圧力室56に少量の作動油が供給されるとともに遅角用圧力室57から少量の作動油が排出されるようになっている。このときの進角用圧力室56への作動油供給量や遅角用圧力室57からの作動油排出量としては、ハウジングロータ51に対してベーンロータ52を相対回転させる可能性の低いごく少ない量が設定されている。   In the apparatus of this embodiment, when the internal combustion engine 10 is started, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are temporarily communicated through the oil chamber communication passages 74 and 75 formed in the vane 55. It will be in the state. Specifically, as shown in FIG. 7, since the pressurized oil is not supplied to the unlocking oil chamber 66 at this time, the outer pin 71 is moved to the recess 63 side (lower side in the figure) by the urging force of the outer pin spring 73. Thus, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 communicate with each other through the oil chamber communication passages 74 and 75 and the accommodation hole 64. Therefore, when the vane rotor 52 is swung by the alternating torque described above, oil and air can be discharged from the retard pressure chamber 57 to the advance pressure chamber 56 when the vane rotor 52 rotates relative to the advance angle. When the vane rotor 52 rotates relative to the retard side, oil and air can be discharged from the advance pressure chamber 56 to the retard pressure chamber 57. As a result, an increase or decrease in the internal pressure of the advance pressure chamber 56 or the retard pressure chamber 57 can be suppressed, so that the swing width of the vane rotor 52 due to the alternating torque can be increased, and the intake valve timing can be increased. Thus, the relative rotational position of the vane rotor 52 can be quickly changed to the position where the position becomes the lock position. In the apparatus of this embodiment, when the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are communicated with each other in this way, they operate inside the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57. In order to make the oil filled, a small amount of hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber 56 and a small amount of hydraulic oil is discharged from the retard pressure chamber 57. The amount of hydraulic oil supplied to the advance pressure chamber 56 and the amount of hydraulic oil discharged from the retard pressure chamber 57 at this time is a very small amount that is unlikely to rotate the vane rotor 52 relative to the housing rotor 51. Is set.

本実施形態の装置では、クランクセンサ81に何らかの異常が生じると、クランク角を検出することができなくなるために、内燃機関10の運転制御を適正に実行することが難しくなる。そのため、そうしたクランクセンサ81の異常時に、そのフェイルセーフ制御として、クランク信号を用いることなくカム信号のみに基づいてクランク角を推定して機関制御に用いるようにしている。   In the apparatus according to the present embodiment, if any abnormality occurs in the crank sensor 81, the crank angle cannot be detected, so that it is difficult to properly control the operation of the internal combustion engine 10. Therefore, when the crank sensor 81 is abnormal, as a fail-safe control, the crank angle is estimated based only on the cam signal without using the crank signal and used for engine control.

ここで本実施形態の装置では、前述したように吸気カムロータ37及び吸気カムセンサ82による吸気カム角の検出精度が排気カムロータ47及び排気カムセンサ83による排気カム角の検出精度より高く設定されている。そのため、クランクセンサ81の異常時におけるクランク角の推定精度を高くするためには、同クランク角の推定に吸気カムセンサ82の検出信号(吸気カム信号)を用いることが望ましい。   Here, in the apparatus of the present embodiment, as described above, the detection accuracy of the intake cam angle by the intake cam rotor 37 and the intake cam sensor 82 is set higher than the detection accuracy of the exhaust cam angle by the exhaust cam rotor 47 and the exhaust cam sensor 83. Therefore, in order to increase the estimation accuracy of the crank angle when the crank sensor 81 is abnormal, it is desirable to use the detection signal (intake cam signal) of the intake cam sensor 82 for estimation of the crank angle.

ロック機構がロック状態になっておらず、吸気バルブタイミングが変化する状況では、クランク角と吸気カム角との関係も変化するために、クランクセンサ81の異常時における吸気カム信号のみに基づくクランク角の推定を適正に実行することが難しい。進角用圧力室56への作動油の供給を続けて吸気バルブタイミングを最進角位置で保持したり遅角用圧力室57への作動油の供給を続けて吸気バルブタイミングを最遅角位置で保持したりすることも考えられるが、この場合には内燃機関10の運転状態の悪化を招く可能性が高い。   In a situation where the lock mechanism is not locked and the intake valve timing changes, the relationship between the crank angle and the intake cam angle also changes. Therefore, the crank angle based only on the intake cam signal when the crank sensor 81 is abnormal. It is difficult to properly estimate The supply of hydraulic oil to the advance angle pressure chamber 56 is continued to hold the intake valve timing at the most advanced position, or the supply of hydraulic oil to the retard pressure chamber 57 is continued to set the intake valve timing to the most retarded position. However, in this case, there is a high possibility that the operating state of the internal combustion engine 10 is deteriorated.

ロック機構をロック状態にすることにより、そうした内燃機関10の運転状態の悪化を抑えつつ吸気バルブタイミングを固定することが可能になる。しかしながら、クランクセンサ81の異常時においてはクランク信号として適正な信号を検出することができないため、クランク信号と吸気カム信号との関係をもとに実行される吸気カム角の検出を適正に実行することが難しい。そのため、吸気用OCV36の作動制御を通じて吸気バルブタイミングをロック時期に変更することが難しく、ロック機構によるロック時期での吸気バルブタイミングのロックを的確に実行することも難しい。   By setting the lock mechanism to the locked state, it is possible to fix the intake valve timing while suppressing the deterioration of the operating state of the internal combustion engine 10. However, since an appropriate signal cannot be detected as a crank signal when the crank sensor 81 is abnormal, the intake cam angle detection that is executed based on the relationship between the crank signal and the intake cam signal is appropriately executed. It is difficult. Therefore, it is difficult to change the intake valve timing to the lock timing through the operation control of the intake OCV 36, and it is also difficult to accurately execute the lock of the intake valve timing at the lock timing by the lock mechanism.

この点をふまえて本実施形態の装置では、クランクセンサ81に何らかの異常が生じると、先ず、ロック機構をロック状態にするべく排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御が実行される。詳しくは、排気バルブタイミング変更機構40の進角用圧力室に作動油を供給するとともに遅角用圧力室から作動油を排出させる作動態様で同排気バルブタイミング変更機構40(詳しくは、排気用OCV46)の作動が制御される。これにより、排気バルブタイミングを進角させる実行態様で排気バルブタイミング変更機構40の作動制御が実行されるため、排気バルブタイミングを最進角時期まで変化させるとともに同最遅角時期で保持することができる。   In view of this point, in the apparatus according to the present embodiment, when any abnormality occurs in the crank sensor 81, first, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 based on the exhaust cam signal is executed to bring the lock mechanism into a locked state. . Specifically, the exhaust valve timing changing mechanism 40 (more specifically, the exhaust OCV 46 is used in an operation mode in which hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber of the exhaust valve timing change mechanism 40 and the hydraulic oil is discharged from the retard pressure chamber. ) Is controlled. Thereby, since the operation control of the exhaust valve timing changing mechanism 40 is executed in an execution mode in which the exhaust valve timing is advanced, the exhaust valve timing can be changed to the most advanced timing and held at the same most retarded timing. it can.

その後、排気カム信号と吸気カム信号との関係に基づいて吸気バルブタイミングの推定値(推定吸気カム角)が算出されるとともに、同推定吸気カム角と前記ロック時期とが一致するように吸気バルブタイミング変更機構30(詳しくは、吸気用OCV36)の作動状態がフィードバック制御される。排気バルブタイミングが最進角時期で保持された状態になると、クランク角と排気カム角との関係が変化しなくなるため、排気カムセンサ83により検出される排気カム信号を基準時期信号として用いることにより、同排気カム信号と吸気カム信号との関係をもとに吸気バルブタイミング(吸気カム角)を推定することができる。本実施形態の装置では、そのようにして推定した吸気カム角(上記推定吸気カム角)とロック時期とを一致させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御が実行されるため、実際の吸気カム角をロック時期に変更することができる。   Thereafter, an estimated value of the intake valve timing (estimated intake cam angle) is calculated based on the relationship between the exhaust cam signal and the intake cam signal, and the intake valve is set so that the estimated intake cam angle matches the lock timing. The operation state of the timing changing mechanism 30 (specifically, the intake OCV 36) is feedback-controlled. When the exhaust valve timing is maintained at the most advanced angle timing, the relationship between the crank angle and the exhaust cam angle does not change, so the exhaust cam signal detected by the exhaust cam sensor 83 is used as a reference timing signal. The intake valve timing (intake cam angle) can be estimated based on the relationship between the exhaust cam signal and the intake cam signal. In the apparatus of the present embodiment, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 is executed in an execution mode in which the intake cam angle estimated as described above (the estimated intake cam angle) matches the lock timing. The intake cam angle can be changed to the lock time.

そして、推定吸気カム角とロック時期とが一致すると、ロック機構60,61のロック解除油室66の内部から加圧油が排出される。これにより、吸気バルブタイミングがロック時期になったと見込まれるタイミングでロック機構60,61をロック状態とするべくロックピン62を突出させることができる。そのため、ロックピン62と凹部63との係合、ひいては吸気バルブタイミングのロック時期での規制を適切に行うことができる。   When the estimated intake cam angle coincides with the lock timing, the pressurized oil is discharged from the lock release oil chamber 66 of the lock mechanisms 60 and 61. Thereby, the lock pin 62 can be protruded so that the lock mechanisms 60 and 61 are locked at a timing when the intake valve timing is expected to be the lock timing. Therefore, the engagement between the lock pin 62 and the recess 63, and thus the restriction at the lock timing of the intake valve timing can be appropriately performed.

本実施形態の装置では、このようにしてロック機構60,61をロック状態にした上で、吸気カム信号に基づいてクランク角の推定値(推定クランク角)が算出され、同推定クランク角に基づいて内燃機関10の運転制御が実行される。   In the apparatus according to the present embodiment, after the lock mechanisms 60 and 61 are locked in this manner, an estimated value (estimated crank angle) of the crank angle is calculated based on the intake cam signal, and based on the estimated crank angle. Thus, the operation control of the internal combustion engine 10 is executed.

以下、本実施形態の装置の作用について説明する。
本実施形態の装置では、ロック機構60,61がロック解除状態である状況、すなわち吸気バルブタイミングの変更が許容されている状況で、クランクセンサ81に何らかの異常が発生したときに、先ず、排気カム信号に基づく吸気用OCV36の作動制御を通じてロック機構60,61がロック状態にされる。そして、そうした状態、すなわちクランク軸15と吸気カム軸32との相対回転がロックされた状態で排気カム検出部と比較して検出精度の高い吸気カム検出部の検出信号(吸気カム信号)に基づいてクランク角が推定される。これにより、クランク角の推定を高い精度で実行することができるため、推定クランク角に基づいて内燃機関10の運転制御を適正に実行することができる。
Hereinafter, the operation of the apparatus of the present embodiment will be described.
In the apparatus of the present embodiment, when any abnormality occurs in the crank sensor 81 in a situation where the lock mechanisms 60 and 61 are in the unlocked state, that is, a situation where the change of the intake valve timing is permitted, first, the exhaust cam The lock mechanisms 60 and 61 are brought into the locked state through the operation control of the intake OCV 36 based on the signal. In such a state, that is, in a state where the relative rotation between the crankshaft 15 and the intake camshaft 32 is locked, it is based on a detection signal (intake cam signal) of the intake cam detection unit with higher detection accuracy than the exhaust cam detection unit. The crank angle is estimated. Thereby, since estimation of a crank angle can be performed with high precision, the operation control of the internal combustion engine 10 can be appropriately performed based on the estimated crank angle.

以下、クランクセンサ81の異常時においてロック機構をロック状態にするための処理(ロック処理)について詳細に説明する。
図8に上記ロック処理の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット80により実行される。
Hereinafter, a process for locking the lock mechanism when the crank sensor 81 is abnormal (lock process) will be described in detail.
FIG. 8 shows an execution procedure of the lock process. The series of processes shown in the flowchart of FIG. 8 is executed by the electronic control unit 80 as an interrupt process at predetermined intervals.

図8に示すように、この処理では先ず、クランクセンサ81に異常が生じているか否かが判断される(ステップS101)。クランクセンサ81に何ら異常が生じていない場合には(ステップS101:NO)、以下の処理を実行することなく本処理は一旦終了される。   As shown in FIG. 8, in this process, it is first determined whether or not an abnormality has occurred in the crank sensor 81 (step S101). If no abnormality has occurred in the crank sensor 81 (step S101: NO), this processing is temporarily terminated without executing the following processing.

その後において本処理が繰り返し実行されてクランクセンサ81に何らかの異常が生じていると判断されると(ステップS101:YES)、排気バルブタイミングを進角させる実行態様での排気バルブタイミング変更機構40の作動制御の実行が開始される(ステップS102)。具体的には、排気バルブタイミング変更機構40の進角用圧力室に作動油を供給するとともに遅角用圧力室から作動油を排出させる作動態様で排気用OCV46の作動が制御される。   Thereafter, when it is determined that some abnormality has occurred in the crank sensor 81 by repeatedly executing this processing (step S101: YES), the operation of the exhaust valve timing changing mechanism 40 in the execution mode in which the exhaust valve timing is advanced. Execution of control is started (step S102). Specifically, the operation of the exhaust OCV 46 is controlled in an operation mode in which the hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber of the exhaust valve timing changing mechanism 40 and the hydraulic oil is discharged from the retard pressure chamber.

その後、排気バルブタイミング(詳しくは、排気カム角)の変化速度が所定速度(具体的には、ほぼ「0」)以下になっているか否かが判断される(ステップS103)。排気カム角の変化速度が所定速度より高いときには(ステップS103:NO)、未だ排気カム角が進角側に変化しており最進角時期になっていないとして、以下の処理(ステップS104〜ステップS107の処理)を実行することなく本処理は一旦終了される。   Thereafter, it is determined whether or not the change speed of the exhaust valve timing (specifically, the exhaust cam angle) is equal to or lower than a predetermined speed (specifically, substantially “0”) (step S103). When the change speed of the exhaust cam angle is higher than the predetermined speed (step S103: NO), the following processing (step S104 to step S104) is performed assuming that the exhaust cam angle has still changed to the advance side and has not reached the most advanced time. This process is temporarily terminated without executing the process of S107.

その後において本処理が繰り返し実行されて排気カム角の変化速度が所定速度以下になると(ステップS103:YES)、排気カム角が最進角時期になっているとして、排気カム信号と吸気カム信号との関係に基づいて推定吸気カム角が算出される(ステップS104)。   Thereafter, when this process is repeatedly executed and the change speed of the exhaust cam angle becomes equal to or lower than the predetermined speed (step S103: YES), it is determined that the exhaust cam angle is at the most advanced timing, and the exhaust cam signal, the intake cam signal, Based on the relationship, the estimated intake cam angle is calculated (step S104).

そして、推定吸気カム角とロック位置とが一致するようになるまで(ステップS105:NO)、それら推定吸気カム角およびロック位置を一致させるように吸気用OCV36の作動状態がフィードバック制御される。   Then, until the estimated intake cam angle and the lock position match (step S105: NO), the operation state of the intake OCV 36 is feedback-controlled so that the estimated intake cam angle and the lock position match.

その後において、推定吸気カム角とロック位置とが一致すると、ロック機構60,61のロック解除油室66の内部から加圧油が排出された後(ステップS107)、本処理は一旦終了される。これにより、ロックピン62が凹部63と係合して、ロック機構60,61がロック状態になる。   Thereafter, when the estimated intake cam angle coincides with the lock position, the pressurized oil is discharged from the inside of the lock release oil chamber 66 of the lock mechanisms 60 and 61 (step S107), and then this process is temporarily ended. As a result, the lock pin 62 is engaged with the recess 63, and the lock mechanisms 60 and 61 are in the locked state.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)クランクセンサ81の異常時に、ロック機構をロック状態にするべく排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行し、吸気カム信号に基づいて推定クランク角を算出するとともに同推定クランク角に基づいて内燃機関10の運転制御を実行するようにした。これにより、排気カム検出部と比較して検出精度の高い吸気カム検出部の検出信号(吸気カム信号)に基づいてクランク角を推定することができるため、クランク角の推定を高い精度で実行することができ、推定クランク角に基づいて内燃機関10の運転制御を適正に実行することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the crank sensor 81 is abnormal, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 based on the exhaust cam signal is executed to set the lock mechanism to the locked state, and the estimated crank angle is calculated based on the intake cam signal. Operation control of the internal combustion engine 10 is executed based on the estimated crank angle. As a result, the crank angle can be estimated based on the detection signal (intake cam signal) of the intake cam detection unit with higher detection accuracy than the exhaust cam detection unit, so that the estimation of the crank angle is performed with high accuracy. Therefore, the operation control of the internal combustion engine 10 can be appropriately executed based on the estimated crank angle.

(2)クランクセンサ81の異常時に、排気バルブタイミングを進角させる実行態様で排気バルブタイミング変更機構40の作動制御を実行するようにしたため、排気バルブタイミングを最進角時期まで変化させるとともに同最遅角時期で保持することができる。その後、排気カム信号と吸気カム信号との関係に基づいて推定吸気カム角を算出するとともに、同推定吸気カム角と前記ロック時期とが一致するように吸気バルブタイミング変更機構30の作動状態をフィードバック制御するようにした。そのため、排気カムセンサ83により検出される排気カム信号を基準時期信号として用いることにより、同排気カム信号と吸気カム信号との関係をもとに推定吸気カム角を算出することができる。したがって、この推定吸気カム角とロック時期とを一致させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行することにより、実際の吸気カム角をロック時期に変更することができる。   (2) When the crank sensor 81 is abnormal, the exhaust valve timing changing mechanism 40 is controlled so that the exhaust valve timing is advanced, so that the exhaust valve timing is changed to the most advanced timing and It can be held at a retarded time. Thereafter, the estimated intake cam angle is calculated based on the relationship between the exhaust cam signal and the intake cam signal, and the operating state of the intake valve timing changing mechanism 30 is fed back so that the estimated intake cam angle matches the lock timing. I tried to control it. Therefore, by using the exhaust cam signal detected by the exhaust cam sensor 83 as a reference timing signal, the estimated intake cam angle can be calculated based on the relationship between the exhaust cam signal and the intake cam signal. Therefore, the actual intake cam angle can be changed to the lock timing by executing the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 in an execution mode in which the estimated intake cam angle and the lock timing are matched.

(3)推定吸気カム角とロック時期とが一致したときに、ロック機構60,61のロック解除油室66の内部から加圧油を排出するようにした。そのため、ロックピン62と凹部63との係合、ひいては吸気バルブタイミングのロック時期での規制を適切に行うことができる。   (3) When the estimated intake cam angle coincides with the lock timing, the pressurized oil is discharged from the inside of the lock release oil chamber 66 of the lock mechanisms 60 and 61. Therefore, the engagement between the lock pin 62 and the recess 63, and thus the restriction at the lock timing of the intake valve timing can be appropriately performed.

(第2実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment that embodies the control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態の装置と第1実施形態の装置とは、クランクセンサ81の異常時においてロック機構をロック状態にするための処理(ロック処理)の実行態様が異なる。以下、本実施形態のロック処理について説明する。   The apparatus of the present embodiment and the apparatus of the first embodiment differ in the execution mode of the process (lock process) for setting the lock mechanism to the locked state when the crank sensor 81 is abnormal. Hereinafter, the lock processing of this embodiment will be described.

内燃機関10の運転中においてクランク軸15に付与される回転トルクは、同クランク軸15に対して吸気カム軸32を遅角側に相対回転させるように作用する。吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とを連通することにより、それら圧力室56,57間における作動油の移動が許容されることによってベーンロータ52とハウジングロータ51との相対回転が許容される状態になる。そのため、内燃機関10の運転中において吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とを一時的に連通することにより、上記回転トルクによって吸気カム軸32が遅角側に相対回転して吸気バルブタイミングが遅角側の時期に変化するようになると云える。この点をふまえて本実施形態の装置では、クランクセンサ81の異常時に、吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが一時的に連通される。そのため、このとき基本的に、吸気バルブタイミングがロック時期、あるいはロック時期より遅角側の時期になるため、ロック機構60,61のラチェット機能を利用する等して同ロック機構60,61をロック状態にすることができる。   The rotational torque applied to the crankshaft 15 during the operation of the internal combustion engine 10 acts to relatively rotate the intake camshaft 32 toward the retard side with respect to the crankshaft 15. By connecting the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30, the movement of the hydraulic oil between the pressure chambers 56 and 57 is allowed, thereby allowing the vane rotor 52 and the housing rotor to move. 51 is allowed to rotate relative to 51. Therefore, by temporarily communicating the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 during the operation of the internal combustion engine 10, the intake camshaft 32 is retarded by the rotational torque. It can be said that the intake valve timing changes to the retard side timing by relative rotation to the side. In view of this point, in the apparatus of this embodiment, when the crank sensor 81 is abnormal, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 are temporarily communicated. Therefore, at this time, the intake valve timing is basically the lock timing or the timing retarded from the lock timing, so the lock mechanisms 60, 61 are locked by using the ratchet function of the lock mechanisms 60, 61, etc. Can be in a state.

ただし本実施形態の装置では、前述したように吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とを連通させる際、すなわちロック解除油室66から作動油が排出された際に、進角用圧力室56に少量の作動油が供給されるとともに遅角用圧力室57から少量の作動油が排出されるようになっている。そのため、単に進角用圧力室56と遅角用圧力室57とを連通すると、機関回転速度NEが高くなってオイルポンプ20から圧送される作動油の圧力が高くなった場合に、進角用圧力室56の油圧が高くなることによって吸気バルブタイミングが不要に進角されてしまうおそれがある。   However, in the apparatus of this embodiment, as described above, when the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 are communicated, that is, the hydraulic oil is discharged from the unlocking oil chamber 66. In this case, a small amount of hydraulic oil is supplied to the advance angle pressure chamber 56 and a small amount of hydraulic oil is discharged from the retard pressure chamber 57. Therefore, if the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are simply communicated with each other, if the pressure of the hydraulic oil pumped from the oil pump 20 is increased due to an increase in the engine rotational speed NE, the advance angle chamber 56 is used. There is a possibility that the intake valve timing is advanced unnecessarily due to the increase in the hydraulic pressure in the pressure chamber 56.

本実施形態の装置では、クランクセンサ81の異常時に、排気カム信号に基づいて機関回転速度NEが推定される。そして、その推定された機関回転速度(推定機関回転速度)が判定速度より高いときには、予め定めた所定時間にわたり吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30(詳しくは、吸気用OCV36)の作動制御が実行される。その後、ロック解除油室66から作動油を排出させるといったように、ロックピン62を突出方向に付勢する実行態様でロック機構60,61(詳しくは、吸気用OCV36)の作動制御が実行される。   In the apparatus of this embodiment, when the crank sensor 81 is abnormal, the engine speed NE is estimated based on the exhaust cam signal. When the estimated engine rotation speed (estimated engine rotation speed) is higher than the determination speed, the intake valve timing changing mechanism 30 (specifically, for intake air) is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded over a predetermined time. The operation control of OCV 36) is executed. Thereafter, the operation control of the lock mechanisms 60 and 61 (specifically, the intake OCV 36) is executed in an execution mode in which the lock pin 62 is urged in the protruding direction such that the hydraulic oil is discharged from the lock release oil chamber 66. .

以下、このように吸気用OCV36の作動制御を実行することによる作用を説明する。
本実施形態の装置によれば、クランクセンサ81の異常時において、推定機関回転速度が判定速度より高いとき、すなわち進角用圧力室56の流体圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があるときには、所定時間にわたって吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行される。これにより、吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、その後においてロック機構60,61のラチェット機能を利用して吸気バルブタイミングをロック時期まで進角させて同ロック機構60,61をロック状態にすることができるようになる。
In the following, the operation by executing the operation control of the intake OCV 36 will be described.
According to the apparatus of the present embodiment, when the estimated engine rotation speed is higher than the determination speed when the crank sensor 81 is abnormal, that is, an unnecessary advance angle of the intake valve timing due to the increase of the fluid pressure in the advance pressure chamber 56 is obtained. When there is a possibility of inviting, the operation control of the intake OCV 36 is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded over a predetermined time. As a result, the intake valve timing can be changed to a timing retarded from the lock timing, and thereafter the intake valve timing is advanced to the lock timing by using the ratchet function of the lock mechanisms 60 and 61, and the lock is performed. The mechanisms 60 and 61 can be locked.

なお推定機関回転速度が判定速度以下であるときには、ロック解除油室66から作動油を排出させる実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行される。これにより、吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが連通され、且つ進角用圧力室56に少量の作動油が供給されるとともに遅角用圧力室57から少量の作動油が排出されるようになる。   When the estimated engine rotation speed is equal to or lower than the determination speed, the operation control of the intake OCV 36 is executed in an execution mode in which the hydraulic oil is discharged from the lock release oil chamber 66. As a result, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 are communicated with each other, and a small amount of hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber. A small amount of hydraulic oil is discharged from 57.

本実施形態の装置では、このようにしてロック機構60,61をロック状態にするべく排気カム信号に基づく吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御が実行される。
ここで、作動油の温度が変化すると、それに応じて同作動油の粘度も変化するため、作動油の流通経路における同作動油の漏れ量が変化する。そのため、同一の作動態様で吸気バルブタイミング変更機構30やオイルポンプ20が作動している状況であっても、作動油の温度に応じて吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56の油圧や遅角用圧力室57の油圧が変化してしまう。したがって、クランクセンサ81の異常時に吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行した場合において、同吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期まで確実に変化させるために必要になる時間は作動油の温度によって異なると云える。
In the apparatus according to the present embodiment, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 based on the exhaust cam signal is executed so that the lock mechanisms 60 and 61 are locked in this manner.
Here, when the temperature of the hydraulic oil changes, the viscosity of the hydraulic oil also changes accordingly, so that the amount of leakage of the hydraulic oil in the hydraulic oil flow path changes. Therefore, even when the intake valve timing changing mechanism 30 and the oil pump 20 are operating in the same operating mode, the hydraulic pressure of the advance pressure chamber 56 of the intake valve timing changing mechanism 30 according to the temperature of the operating oil. In other words, the hydraulic pressure in the retarding pressure chamber 57 changes. Therefore, when the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded when the crank sensor 81 is abnormal, the intake valve timing is surely changed from the lock timing to a timing retarded. It can be said that the time required to make it vary depends on the temperature of the hydraulic oil.

この点をふまえて本実施形態の装置では、前記所定時間、すなわち吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様での吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御の実行継続時間が作動油の温度(詳しくは、その指標となる温度としての冷却水温度THW)に応じて可変設定される。具体的には、作動油の温度が高いときほど、同作動油の粘度が低くなり遅角用圧力室57の圧力が低くなって吸気バルブタイミングの遅角速度が遅くなるため、所定時間として長い時間が設定される。これにより、クランクセンサ81の異常時に吸気バルブタイミング変更機構30を効率良く作動させて吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、ロック機構60,61を早期にロック状態にすることができる。   In view of this point, in the apparatus of the present embodiment, the predetermined time, that is, the execution duration of the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 in the execution mode in which the intake valve timing is retarded, is the temperature of the hydraulic oil (in detail, The temperature is variably set according to the coolant temperature THW) as the temperature serving as the index. Specifically, the higher the temperature of the hydraulic oil, the lower the viscosity of the hydraulic oil and the lower the pressure in the retarding pressure chamber 57 and the slower the retarding speed of the intake valve timing. Is set. As a result, when the crank sensor 81 is abnormal, the intake valve timing changing mechanism 30 can be efficiently operated to change the intake valve timing to a timing retarded from the lock timing, so that the lock mechanisms 60 and 61 are locked early. Can be in a state.

また、作動油の温度変化によって進角用圧力室56の油圧や遅角用圧力室57の油圧が変化すると進角用圧力室56の油圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招くようになる機関回転速度NEも変化するようになる。本実施形態の装置では、前記判定速度、すなわち進角用圧力室56の油圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性の有無を判定するための判定値が作動油の温度(詳しくは、その指標となる温度としての冷却水温度THW)に基づいて可変設定される。詳しくは、作動油の温度が高いときほど、同作動油の粘度が低くなって進角用圧力室56の圧力が低くなることに起因して吸気バルブタイミングの不要な進角を招き難くなるため、判定速度として高い速度が設定される。これにより、吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があること、言い換えれば吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様での吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行する必要があることを作動油の温度に応じて的確に判断することができる。そのため、吸気バルブタイミング変更機構30が不要に作動することを抑えて同吸気バルブタイミング変更機構30を効率良く作動させることができる。   Further, if the hydraulic pressure of the advance pressure chamber 56 or the retard pressure chamber 57 changes due to the temperature change of the hydraulic oil, an unnecessary advance of the intake valve timing due to the increase of the hydraulic pressure of the advance pressure chamber 56 is caused. The engine speed NE to become also changes. In the apparatus according to this embodiment, the determination value, that is, a determination value for determining whether or not there is a possibility of causing an unnecessary advance of the intake valve timing due to an increase in the oil pressure of the advance pressure chamber 56 is the hydraulic oil temperature ( Specifically, it is variably set based on the cooling water temperature THW) as the temperature serving as the index. Specifically, the higher the temperature of the hydraulic oil, the lower the viscosity of the hydraulic oil and the lower the pressure in the advance pressure chamber 56, so that it is less likely to cause an unnecessary advance angle of the intake valve timing. A high speed is set as the determination speed. This may lead to unnecessary advancement of the intake valve timing, in other words, it is necessary to execute the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 in the execution mode in which the intake valve timing is retarded. It can be accurately determined according to the temperature of the oil. Therefore, it is possible to efficiently operate the intake valve timing changing mechanism 30 while suppressing the intake valve timing changing mechanism 30 from operating unnecessarily.

以下、本実施形態にかかるロック処理について詳細に説明する。
図9に上記ロック処理の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット80により実行される。
Hereinafter, the lock processing according to the present embodiment will be described in detail.
FIG. 9 shows the execution procedure of the lock process. The series of processes shown in the flowchart of FIG. 8 is executed by the electronic control unit 80 as an interrupt process at predetermined intervals.

図9に示すように、この処理では先ず、クランクセンサ81に異常が生じているか否かが判断される(ステップS201)。クランクセンサ81に何ら異常が生じていない場合には(ステップS201:NO)、以下の処理を実行することなく本処理は一旦終了される。   As shown in FIG. 9, in this process, it is first determined whether or not an abnormality has occurred in the crank sensor 81 (step S201). If no abnormality has occurred in the crank sensor 81 (step S201: NO), this processing is temporarily terminated without executing the following processing.

そして、その後において本処理が繰り返し実行されてクランクセンサ81に何らかの異常が生じていると判断されると(ステップS201:YES)、排気バルブタイミングを進角させる実行態様での排気バルブタイミング変更機構40の作動制御の実行が開始される(ステップS202)。具体的には、排気バルブタイミング変更機構40の進角用圧力室に作動油を供給するとともに遅角用圧力室から作動油を排出させる作動態様で排気用OCV46の作動が制御される。   Then, after this process is repeatedly executed and it is determined that some abnormality has occurred in the crank sensor 81 (step S201: YES), the exhaust valve timing changing mechanism 40 in the execution mode in which the exhaust valve timing is advanced. The operation control is started (step S202). Specifically, the operation of the exhaust OCV 46 is controlled in an operation mode in which the hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber of the exhaust valve timing changing mechanism 40 and the hydraulic oil is discharged from the retard pressure chamber.

また、排気カム信号に基づいて前記推定機関回転速度が算出されるとともに(ステップS203)、冷却水温度THWに基づいて前記判定速度が算出される(ステップS204)。なおステップS203の処理では、排気カム信号の出力レベルの変化パターンや各変化タイミングの時間間隔に基づいて推定機関回転速度が算出される。また本実施形態の装置では、ロック機構60,61を適正にロック状態にすることの可能な冷却水温度THWと判定速度との関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御ユニット80に記憶されている。ステップS204の処理では、冷却水温度THWに基づいて上記関係から判定速度が算出される。   Further, the estimated engine speed is calculated based on the exhaust cam signal (step S203), and the determination speed is calculated based on the coolant temperature THW (step S204). In the process of step S203, the estimated engine rotation speed is calculated based on the change pattern of the output level of the exhaust cam signal and the time interval of each change timing. Moreover, in the apparatus of this embodiment, the relationship between the cooling water temperature THW and the determination speed capable of appropriately locking the lock mechanisms 60 and 61 is obtained in advance based on the results of various experiments and simulations. It is stored in the electronic control unit 80. In the process of step S204, the determination speed is calculated from the above relationship based on the coolant temperature THW.

そして、推定機関回転速度が判定速度以下である場合には(ステップS205:YES)、進角用圧力室56の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性がごく低いとして、ロック解除油室66から作動油を排出させる実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行された後(ステップS206)、本処理は一旦終了される。このとき吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが連通され、且つ進角用圧力室56に少量の作動油が供給されるとともに遅角用圧力室57から少量の作動油が排出される。   If the estimated engine rotational speed is equal to or lower than the determination speed (step S205: YES), it is determined that there is very little possibility of causing an unnecessary advance of the intake valve timing due to the advance of the advance pressure chamber 56, and the lock is released. After the operation control of the intake OCV 36 is executed in the execution mode in which the hydraulic oil is discharged from the oil chamber 66 (step S206), this process is temporarily ended. At this time, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 are communicated, and a small amount of hydraulic oil is supplied to the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 is supplied. A small amount of hydraulic fluid is discharged from the tank.

一方、推定機関回転速度が判定速度より高い場合には(ステップS205:NO)、進角用圧力室56の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があるとして、所定時間にわたって吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行される(ステップS207〜ステップS209)。   On the other hand, when the estimated engine rotation speed is higher than the determination speed (step S205: NO), it is assumed that the intake valve timing may be undesirably advanced due to the advance of the advance pressure chamber 56, and the intake air for a predetermined time. The operation control of the intake OCV 36 is executed in an execution mode in which the valve timing is retarded (steps S207 to S209).

具体的には先ず、冷却水温度THWに基づいて所定時間が算出される(ステップS207)。本実施形態の装置では、吸気バルブタイミングを最遅角時期まで確実に遅角させることの可能な時間のうちの最も短い時間(所定時間)と冷却水温度THWとの関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御ユニット80に記憶されている。ステップS207の処理では、冷却水温度THWに基づいて上記関係から所定時間が算出される。   Specifically, first, a predetermined time is calculated based on the coolant temperature THW (step S207). In the apparatus of this embodiment, the relationship between the shortest time (predetermined time) of the time during which the intake valve timing can be surely retarded to the most retarded timing and the coolant temperature THW is various experiments and simulations. Is obtained in advance based on the result of the above and stored in the electronic control unit 80. In the process of step S207, a predetermined time is calculated from the above relationship based on the coolant temperature THW.

その後、クランクセンサ81に何らかの異常が発生したと判断された後の経過時間が上記所定時間未満であるか否かが判断される(ステップS208)。なお上記経過時間は本処理とは別の処理において逐次計時されて電子制御ユニット80に記憶されている。そして、上記経過時間が所定時間未満である間(ステップS208:YES)、吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気用OCV36の作動制御が実行される(ステップS209)。その後、本処理が繰り返し実行されて上記経過時間が所定時間以上になると(ステップS208:NO)、吸気バルブタイミングが最遅角時期になっているとして、ロック機構60,61のロック解除油室66の内部から加圧油が排出された後(ステップS206)、本処理は一旦終了される。このとき進角用圧力室56と遅角用圧力室57とが連通された状態になるとともにロックピン62A,62Bが突出可能な状態になるため、吸気カム軸32に作用する交番トルクによりロック機構のラチェット機能が発揮されて、吸気バルブタイミングが段階的に進角されてロック時期でロックされるようになる。   Thereafter, it is determined whether or not the elapsed time after it is determined that some abnormality has occurred in the crank sensor 81 is less than the predetermined time (step S208). The elapsed time is sequentially counted in a process different from the present process and stored in the electronic control unit 80. Then, while the elapsed time is less than the predetermined time (step S208: YES), the operation control of the intake OCV 36 is executed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded (step S209). Thereafter, when this process is repeatedly executed and the elapsed time becomes equal to or longer than the predetermined time (step S208: NO), it is determined that the intake valve timing is the most retarded timing, and the unlocking oil chamber 66 of the lock mechanisms 60 and 61 is reached. After the pressurized oil is discharged from the inside (step S206), this process is temporarily terminated. At this time, the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 are in communication with each other and the lock pins 62A and 62B can project, so that the lock mechanism is operated by the alternating torque acting on the intake camshaft 32. Thus, the intake valve timing is advanced step by step and locked at the lock timing.

以上説明したように、本実施形態によれば、先の(1)に記載した効果に加えて、以下の(4)〜(6)に記載する効果が得られるようになる。
(4)クランクセンサ81の異常時において排気カム信号に基づき算出した推定機関回転速度が判定速度より高いときには、所定時間にわたり吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行するようにした。しかも、所定時間が経過した後にはロックピン62を突出方向に付勢する実行態様でロック機構60,61の作動制御を実行するようにした。これにより、吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、その後においてロック機構60,61のラチェット機能を利用して吸気バルブタイミングをロック時期まで進角させて同ロック機構60,61をロック状態にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described in the following (4) to (6) can be obtained in addition to the effects described in (1) above.
(4) When the estimated engine rotational speed calculated based on the exhaust cam signal is higher than the determination speed when the crank sensor 81 is abnormal, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 is performed in an execution mode in which the intake valve timing is retarded over a predetermined time. Was made to run. Moreover, after the predetermined time has elapsed, the operation control of the lock mechanisms 60 and 61 is executed in an execution mode in which the lock pin 62 is urged in the protruding direction. As a result, the intake valve timing can be changed to a timing retarded from the lock timing, and thereafter the intake valve timing is advanced to the lock timing by using the ratchet function of the lock mechanisms 60 and 61, and the lock is performed. The mechanisms 60 and 61 can be locked.

(5)前記所定時間を冷却水温度THWに応じて可変設定するようにした。そのため、クランクセンサ81の異常時に吸気バルブタイミング変更機構30を効率良く作動させて吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期に変更することができるため、ロック機構60,61を早期にロック状態にすることができる。   (5) The predetermined time is variably set according to the cooling water temperature THW. Therefore, when the crank sensor 81 is abnormal, the intake valve timing changing mechanism 30 can be efficiently operated to change the intake valve timing to a timing retarded from the lock timing, so that the lock mechanisms 60 and 61 are locked early. Can be.

(6)前記判定速度を冷却水温度THWに基づいて可変設定するようにしたため、吸気バルブタイミング変更機構30が不要に作動することを抑えて同吸気バルブタイミング変更機構30を効率良く作動させることができる。   (6) Since the determination speed is variably set based on the coolant temperature THW, the intake valve timing changing mechanism 30 can be efficiently operated while suppressing the intake valve timing changing mechanism 30 from operating unnecessarily. it can.

(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第1実施形態にかかる装置は、ラチェット機能を有していないロック機構が設けられた装置にも適用することができる。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
-The apparatus concerning 1st Embodiment is applicable also to the apparatus provided with the lock mechanism which does not have a ratchet function.

・第1実施形態にかかる装置は、進角用圧力室56と遅角用圧力室57とを一時的に連通させることのできない装置にも適用することができる。
・第1実施形態では、排気カム角が最進角時期になるのを待って推定吸気カム角の算出を開始するようにした。これに代えて、排気バルブタイミングの進角側の時期への変更開始とともに推定カム角の算出を開始するようにしてもよい。具体的には、第1実施形態にかかるロック処理(図8)のステップS103の処理を省略してもよい。こうした装置によれば、ロック機構60,61をロック状態にするための吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御と推定クランク角に基づく内燃機関10の運転制御とを共に速やかに開始することができる。なお、第1実施形態のように排気カム角が最進角時期になるのを待って推定吸気カム角の算出を開始する装置によれば、ロック機構60,61をロック状態にするための吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御と推定クランク角に基づく内燃機関10の運転制御とを、それぞれ安定した条件の下で確実に実行することができる。
The apparatus according to the first embodiment can also be applied to an apparatus in which the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 cannot temporarily communicate with each other.
In the first embodiment, the calculation of the estimated intake cam angle is started after the exhaust cam angle reaches the most advanced timing. Instead of this, the calculation of the estimated cam angle may be started at the same time when the exhaust valve timing is changed to the advance timing. Specifically, the process of step S103 of the lock process (FIG. 8) according to the first embodiment may be omitted. According to such an apparatus, it is possible to quickly start both the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 for bringing the lock mechanisms 60 and 61 into the locked state and the operation control of the internal combustion engine 10 based on the estimated crank angle. According to the device that waits for the exhaust cam angle to reach the most advanced timing as in the first embodiment and starts calculating the estimated intake cam angle, the intake air for bringing the lock mechanisms 60 and 61 into the locked state The operation control of the valve timing changing mechanism 30 and the operation control of the internal combustion engine 10 based on the estimated crank angle can be reliably executed under stable conditions.

・第2実施形態における判定速度や所定時間の設定に用いる設定パラメータとして、作動油の温度の指標となる温度である冷却水温度THWを用いることに代えて、作動油の温度を直接検出して用いるようにしてもよい。   -Instead of using the coolant temperature THW, which is a temperature serving as an index of the operating oil temperature, as a setting parameter used for setting the determination speed and the predetermined time in the second embodiment, the operating oil temperature is directly detected. You may make it use.

・第2実施形態における判定速度として、作動油の温度が比較的高い通常領域では同温度が高いときほど高い速度を設定し、作動油の温度が低い低温領域では同温度が低いときほど高い速度を設定するようにしてもよい。作動油の温度がごく低いときには、作動油の粘度がごく高くなって同作動油の流通経路における圧力損失が大きくなるために、同一の作動態様で吸気バルブタイミング変更機構30やオイルポンプ20が作動している状況であっても、吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56の油圧や遅角用圧力室57の油圧が低くなる。そのため低温領域では作動油の温度が低いときほど、進角用圧力室56の油圧の上昇による吸気バルブタイミングの不要な進角を招くようになる機関回転速度NEが高くなると云える。上記装置によれば、そうした傾向に合わせて低温領域における判定速度を設定することができるため、吸気バルブタイミングの不要な進角を招く可能性があることをより的確に判断することができる。   As the determination speed in the second embodiment, a higher speed is set as the temperature is higher in a normal region where the temperature of the hydraulic oil is relatively high, and a higher speed is set as the temperature is lower in a low temperature region where the temperature of the hydraulic oil is low May be set. When the temperature of the hydraulic oil is very low, the viscosity of the hydraulic oil becomes extremely high and the pressure loss in the flow path of the hydraulic oil increases, so that the intake valve timing changing mechanism 30 and the oil pump 20 operate in the same operation mode. Even in such a situation, the hydraulic pressure of the advance pressure chamber 56 and the retard pressure chamber 57 of the intake valve timing changing mechanism 30 are lowered. Therefore, it can be said that the lower the operating oil temperature in the low-temperature region, the higher the engine speed NE that causes an unnecessary advance of the intake valve timing due to the increase in the hydraulic pressure of the advance pressure chamber 56. According to the above apparatus, the determination speed in the low temperature region can be set in accordance with such a tendency, so that it is possible to more accurately determine that there is a possibility of causing an unnecessary advance angle of the intake valve timing.

・第2実施形態において、判定速度を可変設定することなく、同判定速度として予め定められた一定速度を設定するようにしてもよい。
・第2実施形態における所定時間として、作動油の温度が比較的高い通常領域では同温度が高いときほど長い時間を設定し、作動油の温度が低い低温領域では同温度が低いときほど長い時間を設定するようにしてもよい。上述したように作動油の温度がごく低いときには、同一の作動態様で吸気バルブタイミング変更機構30やオイルポンプ20が作動している状況であっても、吸気バルブタイミング変更機構30の進角用圧力室56の油圧や遅角用圧力室57の油圧が低くなる。そのため、クランクセンサ81の異常時に吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御を実行した場合において同吸気バルブタイミングをロック時期より遅角側の時期まで確実に変化させるために必要になる時間は、低温領域においては作動油の温度が低いときほど長くなると云える。上記装置によれば、そうした傾向に合わせて低温領域における所定時間を設定することができるため、クランクセンサ81の異常時において吸気バルブタイミング変更機構30をより効率良く作動させることができる。
In the second embodiment, a predetermined speed may be set as the determination speed without variably setting the determination speed.
As the predetermined time in the second embodiment, a longer time is set as the temperature is higher in a normal region where the temperature of the hydraulic oil is relatively high, and a longer time is set as the temperature is lower in a low temperature region where the temperature of the hydraulic oil is low. May be set. As described above, when the temperature of the hydraulic oil is extremely low, the advance pressure of the intake valve timing change mechanism 30 is the same even when the intake valve timing change mechanism 30 and the oil pump 20 are operating in the same operation mode. The hydraulic pressure in the chamber 56 and the hydraulic pressure in the retarding pressure chamber 57 are lowered. Therefore, when the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 is executed in the execution mode in which the intake valve timing is retarded when the crank sensor 81 is abnormal, the intake valve timing is reliably changed from the lock timing to the timing on the retard side. It can be said that the time required for this becomes longer as the temperature of the hydraulic oil is lower in the low temperature region. According to the above apparatus, the predetermined time in the low temperature region can be set in accordance with such a tendency, so that the intake valve timing changing mechanism 30 can be operated more efficiently when the crank sensor 81 is abnormal.

・第2実施形態において、所定時間を可変設定することなく、同所定時間として予め定められた一定時間を設定するようにしてもよい。
・第2実施形態において、吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様での吸気バルブタイミング変更機構30の作動制御とロックピン62を突出方向に付勢する実行態様でのロック機構60,61の作動制御とを同時に実行するようにしてもよい。なお、こうした装置は吸気バルブタイミング変更機構30およびロック機構60,61が互いに異なるアクチュエータによって駆動される構造を採用することにより実現される。
In the second embodiment, a predetermined time may be set as the predetermined time without variably setting the predetermined time.
In the second embodiment, the operation control of the intake valve timing changing mechanism 30 in the execution mode in which the intake valve timing is retarded and the operation control of the lock mechanisms 60 and 61 in the execution mode in which the lock pin 62 is biased in the protruding direction. May be executed simultaneously. Such a device is realized by adopting a structure in which the intake valve timing changing mechanism 30 and the lock mechanisms 60 and 61 are driven by different actuators.

・第2実施形態にかかるロック処理(図9)において推定機関回転速度が判定速度以下であると判断されたときに(ステップS205:YES)、第1実施形態にかかるロック処理(図8)のステップS105〜ステップS107の処理を実行するようにしてもよい。なお図10は、そうしたロック処理の実行手順を示している。   When the estimated engine speed is determined to be equal to or lower than the determination speed in the lock process (FIG. 9) according to the second embodiment (step S205: YES), the lock process (FIG. 8) according to the first embodiment is performed. You may make it perform the process of step S105-step S107. FIG. 10 shows an execution procedure of such lock processing.

・各実施形態において、バルブタイミング変更機構としては、クランク軸15に連結されるハウジングロータ51と同ハウジングロータ51の内部において相対回転可能に収容されてカム軸に固定されるベーンロータ52とを有するものに限らず、その他の構成のものを採用するようにしてもよい。   In each embodiment, the valve timing changing mechanism includes a housing rotor 51 connected to the crankshaft 15 and a vane rotor 52 that is housed in the housing rotor 51 so as to be relatively rotatable and fixed to the camshaft. However, the invention is not limited to this, and other configurations may be adopted.

・各実施形態において、バルブタイミング変更機構やロック機構は、作動油以外の流体(例えば、冷却水や圧縮空気)によって駆動されるものであってもよい。またロック機構は、機械的な係合によってバルブタイミングを所定位相に規制するものであればよく、凹部にロックピンを挿入するものに限定されない。   In each embodiment, the valve timing changing mechanism and the lock mechanism may be driven by a fluid other than hydraulic oil (for example, cooling water or compressed air). The lock mechanism may be any mechanism that restricts the valve timing to a predetermined phase by mechanical engagement, and is not limited to a mechanism in which a lock pin is inserted into the recess.

10…内燃機関、11…ピストン、12…燃焼室、13…吸気通路、14…排気通路、15…クランク軸、16…コネクティングロッド、17…クランクスプロケット、18…タイミングチェーン、19…オイルパン、20…オイルポンプ、21…作動油通路、22…クランクロータ、30…吸気バルブタイミング変更機構、31…吸気バルブ、32…吸気カム軸、33…吸気カムスプロケット、34…吸気用バルブスプリング、35…吸気用カム、36…吸気用OCV、37…吸気カムロータ、40…吸気バルブタイミング変更機構、41…排気バルブ、42…排気カム軸、43…排気カムスプロケット、44…排気用バルブスプリング、45…排気用カム、46…排気用OCV、47…排気カムロータ、51…ハウジングロータ、52…ベーンロータ、53…周壁部、54…区画壁、55…ベーン、56…進角用圧力室、57…遅角用圧力室、60…進角ロック機構、61…遅角ロック機構、62,62A,62B…ロックピン、63,63A,63B…凹部、64,64A,64B…収容孔、65,65A,65B…スプリング、66…ロック解除油室、67,67A,67B…上段部、68,68A,68B…下段部、69,69A,69B…ロック解除油路、71,71A,71B…アウターピン、72,72A,72B…フランジ部、73,73A,73B…アウターピンスプリング、74,74A,74B,75,75A,75B…油室連通路、80…電子制御ユニット、81…クランクセンサ、82…吸気カムセンサ、83…排気カムセンサ、84…水温センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Piston, 12 ... Combustion chamber, 13 ... Intake passage, 14 ... Exhaust passage, 15 ... Crankshaft, 16 ... Connecting rod, 17 ... Crank sprocket, 18 ... Timing chain, 19 ... Oil pan, 20 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Oil pump, 21 ... Hydraulic oil passage, 22 ... Crank rotor, 30 ... Intake valve timing change mechanism, 31 ... Intake valve, 32 ... Intake cam shaft, 33 ... Intake cam sprocket, 34 ... Intake valve spring, 35 ... Intake 36 ... OCV for intake, 37 ... Intake cam rotor, 40 ... Intake valve timing changing mechanism, 41 ... Exhaust valve, 42 ... Exhaust cam shaft, 43 ... Exhaust cam sprocket, 44 ... Exhaust valve spring, 45 ... For exhaust Cam, 46 ... OCV for exhaust, 47 ... Exhaust cam rotor, 51 ... Housing rotor, 52 ... , 53 ... peripheral wall, 54 ... partition wall, 55 ... vane, 56 ... advance angle pressure chamber, 57 ... retard angle pressure chamber, 60 ... advance angle lock mechanism, 61 ... retard angle lock mechanism, 62, 62A, 62B ... Lock pin, 63, 63A, 63B ... Recess, 64, 64A, 64B ... Housing hole, 65, 65A, 65B ... Spring, 66 ... Unlock oil chamber, 67, 67A, 67B ... Upper step, 68, 68A, 68B ... Lower stage part, 69, 69A, 69B ... Unlocking oil passage, 71, 71A, 71B ... Outer pin, 72, 72A, 72B ... Flange part, 73, 73A, 73B ... Outer pin spring, 74, 74A, 74B, 75, 75A, 75B ... oil chamber communication path, 80 ... electronic control unit, 81 ... crank sensor, 82 ... intake cam sensor, 83 ... exhaust cam sensor, 84 ... water temperature sensor.

Claims (6)

内燃機関のクランク軸に対する吸気カム軸の回転位相の変更を通じて吸気バルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング変更機構と、前記クランク軸に対する排気カム軸の回転位相の変更を通じて排気バルブタイミングを変更する排気バルブタイミング変更機構と、前記吸気バルブタイミングがその最遅角時期及び最進角時期の中間のロック時期であるときに前記クランク軸に連結される第1回転体と前記吸気カム軸に連結される第2回転体とを機械的に係合させてロック状態にするロック機構と、前記クランク軸の回転に伴い出力レベルが変化するクランク信号を出力するクランクセンサと、前記排気カム軸の回転に伴い出力レベルが変化する排気カム信号を出力する排気カム検出部と、前記排気カム検出部と比較して検出精度が高く且つ前記吸気カム軸の回転に伴い出力レベルが変化する吸気カム信号を出力する吸気カム検出部と、を備え、前記クランク信号及び前記カム信号に基づき前記クランク軸の回転角を検出するとともに同回転角に基づいて機関制御を実行する内燃機関の制御装置において、
当該装置は、前記クランクセンサの異常時に、前記ロック機構をロック状態にするべく前記排気カム信号に基づく前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行し、前記吸気カム信号に基づいて前記クランク軸の回転角を推定するとともに同回転角に基づいて機関制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Intake valve timing changing mechanism for changing intake valve timing through change of rotation phase of intake camshaft with respect to crankshaft of internal combustion engine, and exhaust valve timing for changing exhaust valve timing through change of rotation phase of exhaust camshaft with respect to crankshaft A change mechanism, and a first rotating body coupled to the crankshaft and a second coupling coupled to the intake camshaft when the intake valve timing is a lock timing intermediate between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing. A lock mechanism that mechanically engages the rotating body to lock the crank, a crank sensor that outputs a crank signal whose output level changes as the crankshaft rotates, and an output level that accompanies the rotation of the exhaust camshaft Exhaust cam detection unit that outputs an exhaust cam signal that changes, and detection accuracy is higher than the exhaust cam detection unit An intake cam detection unit that outputs an intake cam signal whose output level changes with the rotation of the intake camshaft, and detects the rotation angle of the crankshaft based on the crank signal and the cam signal and rotates the same In a control device for an internal combustion engine that executes engine control based on an angle,
The apparatus performs an operation control of the intake valve timing changing mechanism based on the exhaust cam signal to bring the lock mechanism into a locked state when the crank sensor is abnormal, and controls the crankshaft of the crankshaft based on the intake cam signal. An internal combustion engine control apparatus characterized by estimating a rotation angle and executing engine control based on the rotation angle.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
当該装置は、前記クランクセンサの異常時に、前記排気バルブタイミングを進角させる実行態様で前記排気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行するとともに、前記排気カム信号及び前記吸気カム信号に基づいて吸気バルブタイミングを推定し、その推定した吸気バルブタイミングと前記ロック時期とを一致させる実行態様で前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The apparatus performs an operation control of the exhaust valve timing changing mechanism in an execution mode in which the exhaust valve timing is advanced when the crank sensor is abnormal, and an intake valve based on the exhaust cam signal and the intake cam signal. A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the control of the intake valve timing changing mechanism is executed in an execution mode in which a timing is estimated and the estimated intake valve timing and the lock timing coincide with each other.
請求項2に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気バルブタイミング変更機構は、前記第2回転体が前記吸気カム軸に一体に取り付けられて同吸気カム軸の径方向に延びる形状のベーンを有してなるとともに、前記第1回転体が内部に前記ベーンが収容されるハウジングであって且つ内部が前記ベーンによってその回転方向後ろ側の進角用圧力室と回転方向前側の遅角用圧力室に区画されるハウジングを有してなり、前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室への加圧流体の給排を通じて前記ベーンを前記ハウジングの内部において移動させることによって前記第1回転体と前記第2回転体とを相対回転させるものであり、
前記ロック機構は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方に出没可能に設けられたロックピンと他方に形成された凹部との係合を通じて前記第1回転体と前記第2回転体とを機械的に係合させるものであり、
前記制御装置は、前記クランクセンサの異常時において前記推定した吸気バルブタイミングと前記ロック時期とが一致したときに、前記ロックピンを突出させる実行態様で前記ロック機構の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
The intake valve timing changing mechanism includes a vane having a shape in which the second rotator is integrally attached to the intake camshaft and extends in a radial direction of the intake camshaft, and the first rotator is internally A housing in which the vane is accommodated, and the inside is divided into an advance pressure chamber on the rear side in the rotation direction and a retard pressure chamber on the front side in the rotation direction by the vane, The relative rotation of the first rotating body and the second rotating body by moving the vane inside the housing through supply and discharge of pressurized fluid to and from the advance pressure chamber and the retard pressure chamber. And
The locking mechanism includes the first rotating body and the second rotating body through engagement of a lock pin provided in one of the first rotating body and the second rotating body so as to be movable in and out and a recess formed in the other. Are mechanically engaged,
The control device executes the operation control of the lock mechanism in an execution mode in which the lock pin protrudes when the estimated intake valve timing coincides with the lock timing when the crank sensor is abnormal. A control device for an internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第2回転体は、前記吸気カム軸に一体に取り付けられて同吸気カム軸の径方向に延びる形状のベーンを有してなり、
前記第1回転体は、前記ベーンが内部に収容されるハウジングであって且つ内部が前記ベーンによってその回転方向後ろ側の進角用圧力室と回転方向前側の遅角用圧力室に区画されるハウジングを有してなり、
前記吸気バルブタイミング変更機構は、前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室への加圧流体の給排を通じて前記ベーンを前記ハウジングの内部において移動させることによって前記第1回転体と前記第2回転体とを相対回転させるものであって、前記クランクセンサの異常時に、前記進角用圧力室と前記遅角用圧力室とが一時的に連通され、且つ前記進角用圧力室に少量の流体が供給されるとともに前記遅角用圧力室から少量の流体が排出されてなり、
前記ロック機構は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方に出没可能に設けられたロックピンと他方に形成された凹部との係合を通じて前記第1回転体と前記第2回転体とを機械的に係合させるものであり、且つ前記吸気カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記第1回転体及び第2回転体が相対回転するときにそれら回転体の回転方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対して前記ロックピンを順次嵌入させて前記吸気バルブタイミングを前記ロック時期まで段階的に進角させるラチェット機能を有してなり、
前記制御装置は、
前記進角用圧力室及び前記遅角用圧力室に供給する流体圧を発生する流体圧ポンプであり且つ前記クランク軸によって駆動される機関駆動式の流体圧ポンプを備えてなり、
前記クランクセンサの異常時に前記排気カム信号に基づいて前記クランク軸の回転速度を推定し、その推定した回転速度が判定速度より高いときには、予め定めた所定時間にわたり前記吸気バルブタイミングを遅角させる実行態様で前記吸気バルブタイミング変更機構の作動制御を実行するとともに、前記ロックピンを突出方向に付勢する実行態様で前記ロック機構の作動制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The second rotating body includes a vane that is integrally attached to the intake camshaft and extends in a radial direction of the intake camshaft.
The first rotating body is a housing in which the vane is accommodated, and the interior is partitioned by the vane into an advance pressure chamber on the rear side in the rotation direction and a retard pressure chamber on the front side in the rotation direction. Having a housing,
The intake valve timing changing mechanism moves the vane within the housing through supply and discharge of pressurized fluid to and from the advance pressure chamber and the retard pressure chamber. The two-rotating body is rotated relative to each other, and when the crank sensor is abnormal, the advance pressure chamber and the retard pressure chamber are temporarily communicated with each other, and the advance pressure chamber has a small amount. And a small amount of fluid is discharged from the retarding pressure chamber,
The locking mechanism includes the first rotating body and the second rotating body through engagement of a lock pin provided in one of the first rotating body and the second rotating body so as to be movable in and out and a recess formed in the other. And when the first and second rotating bodies rotate relative to each other on the basis of the alternating torque acting on the intake camshaft, the rotating bodies move along the rotation direction of the rotating bodies. It has a ratchet function that sequentially inserts the lock pins into a plurality of step portions formed in the recesses to advance the intake valve timing step by step until the lock timing,
The controller is
A fluid pressure pump for generating fluid pressure to be supplied to the advance pressure chamber and the retard pressure chamber, and an engine driven fluid pressure pump driven by the crankshaft,
Execution of estimating the rotational speed of the crankshaft based on the exhaust cam signal when the crank sensor is abnormal, and retarding the intake valve timing for a predetermined time when the estimated rotational speed is higher than a determination speed A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the operation control of the intake valve timing changing mechanism is executed in a mode and the operation control of the lock mechanism is executed in an execution mode in which the lock pin is biased in a protruding direction.
請求項4に記載の内燃機関の制御装置において、
前記流体は作動油であり、
前記制御装置は、前記作動油の温度に基づいて前記所定時間を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The fluid is hydraulic oil;
The control device of the internal combustion engine, wherein the control device variably sets the predetermined time based on the temperature of the hydraulic oil.
請求項4または5に記載の内燃機関の制御装置において、
前記流体は作動油であり、
前記制御装置は、前記作動油の温度に基づいて前記判定速度を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 or 5,
The fluid is hydraulic oil;
The control device for an internal combustion engine, wherein the control device variably sets the determination speed based on the temperature of the hydraulic oil.
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