JP2014031729A - 弁開閉時期調整システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 ロック機構部のロック解除動作が確実に行われるように従来の弁開閉時期制御を改善する。
【解決手段】 ロック機構部のロック解除動作が確実に行われるように従来の弁開閉時期制御を改善する。弁開閉時期調整システムは、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変位させる変位機構部と、回転位相をロックするロック機構部と、油圧制御弁の動作を制御する制御ユニットを備えている。制御ユニットが、油圧特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、ロック解除行程は、回転位相を中間ロック位相から遅角側及び進角側の何れか一方に移動させる油圧がロック機構部に供給された後に、遅角側及び進角側の何れか他方に移動させる油圧がロック機構部に供給されることによりロックの解除が完了し、ロック解除行程時の回転位相は、待機時間が経過するまで中間ロック位相よりも何れか一方の所定位置に待機させ、待機時間を特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている。
【選択図】 図1
Description
あるいはt0=M(T,rpm)でもよいし、t0=M(λ)でもよい。
弁開閉時期制御機構(以下単にVVT機構と称する)1は、エンジンEのクランク軸18に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ2と、外部ロータ2に対して同軸上に配置され、カム軸19と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ3とを備えている。
相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相までの範囲(以下、「規制範囲Lr」と称する)に規制する規制機構50の構成について、図4に基づき説明する。中間ロック位相とは、後述のロック機構部60によってロックされるときの相対回転位相を指す。
相対回転位相を中間ロック位相にロックするロック機構部60の構成について、図4に基づき説明する。ロック機構部60は、主に段付き円筒形のロック部材6と、ロック部材6を収容するロック部材収容部61と、ロック部材6が突入可能となるようリアプレート21の表面に形成された円孔形状のロック凹部62とから構成される。
規制解除状態を実現するための規制解除流路は、規制時連通路82と解除時連通路83とを備えている。規制時連通路82は、後述するリアプレート通路84、第1貫通路85a及び供給路85cからなり、規制状態を解除するために第1油圧室55に作動油を供給する流路である。また、解除時連通路83は、規制部材5が規制凹部52から退出しているときに、規制解除状態を保持するために第1油圧室55に作動油を供給する流路である。
ドレン流路86は、規制部材5が規制凹部52に突入するときに、規制部材5の移動抵抗となる第1油圧室55内の作動油を速やかに排出するための流路である。ドレン流路86は、供給路85c、第2貫通路85b、排出路85d及び排出孔87からなる。排出孔87は、フロントプレート22を回転軸芯の方向に貫通するよう形成されている。
ロック解除流路88は、内部ロータ3内に形成された管状の通路であり、遅角室42と連通している。ロック解除流路88は、第2油圧室65に遅角室42から作動油を供給して、第2受圧面6dに油圧を作用させ、ロック部材6をロック凹部62から退出させるための流路である。
連通流路89は、内部ロータ3内に形成された管状の通路であり、規制解除状態かつロック部材6がフロントプレート22の側にある程度移動した状態で、第1油圧室55と第3油圧室66とを連通するように構成されている。解除時連通路83、第1油圧室55、連通流路89及び第3油圧室66が連通すると、進角室41から第1油圧室55に供給された作動油が第3油圧室66にも供給されるため、規制解除状態とロック解除状態を保持することができる。
以上説明した規制機構50、ロック機構部60及び各流路を用いて、ロック状態を解除する手順について、図5〜図8に基づき説明する。
次に、上述の手順により規制解除状態及びロック解除状態が実現され、通常の運転状態となったときの動作について、図9〜図10に基づき説明する。
最後に、まず規制状態とした後、ロック状態とする手順について、図11〜図13に基づき説明する。
図示されていないが、始動時には、一旦進角室41に油圧がかけられた後、遅角制御のために遅角室42に作動油が供給される。その際、遅角室42に供給された作動油がロック凹部62に進入して、ロックピン6を押し上げる。
ロックピン6がロック凹部62から持ち上げられると遅角室42にかけられた油圧により回転位相が遅角方向に変位する。
所定の回転位相まで変位すると、遅角室42への作動油の供給が停止され、次いで進角制御のために進角室41に作動油が供給される。進角室41に供給された作動油が規制ピン5を規制凹部52から持ち上げるためと、ロックピン6の持ち上げ(ロック解除)を保持するためにも利用される。
規制ピン5が規制凹部52から持ち上げられると進角室41にかけられた油圧により回転位相が進角方向に変位する。
さらに、回転位相の進角方向への変位が、ロックピン6の持ち上げ(ロック解除)が保持されているので、ロック位置を越えてさらに進む。これにより、加速に適した進角位置まで変位が続行する。
(1)上述した実施形態では、制御ユニット7の機能を分かりやすく説明するため、その構成を機能別にブロック化しているが、この機能ブロックは説明目的であり、本発明がこのように区画された機能ブロックに限定されるわけではない。例えば、特性取得部92、ロック解除命令部93、目標算定部94、待機時間変更部95、ロック解除不良判定部97、異常判定部98のいずれかを組み合わせて構築してもよい。また、制御ユニット7自体をエンジンECU11内に構築してもよい。逆に、制御ユニット7の機能を分割して、第2の制御ユニットに構築してもよい。
前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成された流体圧室と、
前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方の回転部材に配置されると共に、何れか他方の回転部材に対して出退可能な規制部材と、
前記他方の回転部材に形成され、前記規制部材が突入して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を最進角位相及び最遅角位相の何れか一方から前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相までの範囲に規制する規制凹部と、前記規制部材を設けた前記一方の回転部材に配置されると共に、前記他方の回転部材に対して出退可能なロック部材と、
前記他方の回転部材に形成され、前記ロック部材が突入して、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を前記所定位相にロックするロック凹部と、前記規制部材と、前記一方の回転部材に形成され前記規制部材が収容される規制部材収容部により形成される第1流体室と、
前記ロック部材と、前記一方の回転部材に形成され前記ロック部材が収容されるロック部材収容部により形成される第3流体室と、
前記第1流体室と前記第3流体室とを連通可能にする連通流路とを備え、
前記規制部材が規制解除状態にありかつ前記ロック部材がロック解除状態にあるときに進角制御を行うことにより、前記第1流体室と前記第3流体室とが前記連通流路により連通し前記第1流体室に供給された流体が前記連通流路を介して前記第3流体室に供給され、
前記進角制御から遅角制御に切り換えることにより前記第1流体室への流体の供給が遮断され、前記第1流体室と前記第3流体室とが非連通になるように前記規制部材が動作する弁開閉時期制御装置において、
前記ロック部材が前記ロック凹部から引退するロック解除行程は、前記遅角制御を所定時間行うことによって前記ロック部材が引退すると共に前記第3流体室と前記連通流路とが連通し、連通した後に前記進角制御を行うことによって前記連通流路から前記第3油圧室に流体が供給されることによって前記ロック部材の引退が維持され、
前記所定時間は、流体の特性情報に基づき変更される弁開閉時期制御装置。
31:仕切部(変位機構部)
32:ベーン(変位機構部)
41:進角室
42:遅角室
5:規制部材(規制ピン)
52:規制凹部
60:ロック機構部
6:ロック部材(ロックピン)
62:ロック凹部
7:油圧回路
71:油圧ポンプ
72:油圧制御弁
9:制御ユニット
92特性取得部
921:微分器
922:油圧推定部
94:目標算定部
95:待機時間変更部
951:修正時間算定部
952:学習型修正部(修正部)
96:フィードバック制御部
961:偏差算出部
962:PID制御器
963:駆動制御部
97:ロック解除不良判定部
98:異常判定分
Claims (5)
- 内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、前記油圧回路の油圧特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、
前記ロック機構部の前記ロックを解除するロック解除行程は、前記回転位相を前記中間ロック位相から前記遅角位置側及び前記進角位置側の何れか一方に移動させる油圧が前記ロック機構部に供給された後に、前記遅角位置側及び前記進角位置側の何れか他方に移動させる油圧が前記ロック機構部に供給されることにより前記ロックの解除が完了し、
前記ロック解除行程時の前記回転位相は、待機時間が経過するまで前記中間ロック位相よりも前記何れか一方の所定位置に待機させ、
前記待機時間を前記特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている弁開閉時期調整システム。 - 前記特性情報は、前記油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち少なくとも1つを含む請求項1に記載の弁開閉時期調整システム。
- 前記ロック機構部におけるロック解除不良が検知された場合に前記待機時間を延長修正する修正部が前記待機時間変更部に備えられている請求項1または2に記載の弁開閉時期調整システム。
- 前記修正部が複数回のロック解除不良の学習結果から前記待機時間の修正量を算定する学習型修正部である請求項3に記載の弁開閉時期調整システム。
- 前記待機時間変更部によって延長された前記待機時間がしきい値を越えたとき、異常信号を出力する異常判定部が備えられている請求項1から4のいずれか一項に記載の弁開閉時期調整システム。
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