JP3678032B2

JP3678032B2 - Variable valve mechanism control apparatus for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3678032B2
Application number: JP36617198A
Authority: JP
Inventors: 聖司沼; 秀樹山田; 健治田中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP2000186583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気又は排気バルブの動弁タイミングを変更する可変動弁機構を、内燃機関の運転状態に基づいて制御するようにした可変動弁機構制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の可変動弁機構制御装置として、例えば特開昭５５−１４８９１１号公報に開示されるように、内燃機関が暖機されていない冷間時に、可変動弁機構の作動を制限するようにしたものが知られている。このものでは、内燃機関の吸気側カム軸にリフト量の小さな低速用カムとリフト量の大きな高速用カムとを並設するとともに、吸気バルブを開閉するロッカーアームを油圧機構により前記低速用又は高速用カムのいずれか一方に摺接するように切替えて、吸気バルブのリフト量と動弁タイミングとを２段階に変化させるように構成されている。そして、冷間時には前記油圧機構に供給される潤滑油の粘性が高いことから、その油圧機構の動作が緩慢になって切替えが正常に行われないことを考慮し、潤滑油温を検出する潤滑油温検出器を設けて、潤滑油温が所定温度を超えたときにのみ油圧機構を作動させるようにしている。
【０００３】
ところで、近年、内燃機関の吸気側カム軸と該カム軸上のタイミングプーリとを油圧機構により無段階に相対回動させて、吸気側カム軸のクランク軸に対する回転位相を変更することにより、吸気バルブの動弁タイミングを無段階に変化させるようにした可変動弁機構（以下ＶＶＴという）が提案されている（例えば、特開平９−２５０３１０号公報参照）。
【０００４】
このようなＶＶＴを装備したものでは、通常、内燃機関のアイドル運転時に吸気バルブの動弁タイミングを最遅角側に制御して、アイドル安定性を高める一方、例えば中高負荷域では動弁タイミングを進角させて、出力及び燃費の両立を図るようにしている。また、このようなものでも、潤滑油の粘性が高い冷間時にはＶＶＴの動作が緩慢になって十分な追従性が得られないことから、前記従来例と同様にＶＶＴの動作を禁止して、オーバーシュート等の制御上の不具合が発生することを防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如く冷間時にＶＶＴの動作を禁止した場合、暖機が終了するまでは吸気バルブの動弁タイミングが最遅角側に固定されることになり、温間時に比べて大幅に出力が低下することから、ドライバビリティの悪化を招くことになる。そこで、冷間時であってもＶＶＴを動作させて、動弁タイミングを進角させるとともに、そのときのＶＶＴの動作が緩慢なことを考慮して、冷間時の進角量を温間時よりも小さく抑えるようにすることも考えられる。
【０００６】
しかし、そのように冷間時の進角量を温間時と異ならせた場合、今度は、冷間始動された内燃機関が暖まって暖機状態になったときに、動弁タイミングが急変することがあり、この場合には運転者の意志に関係なく機関の運転状態が急変するので、不快なトルクショックが発生する虞れがある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の運転状態に応じて動弁タイミングを変更するようにした可変動弁機構制御装置において、冷間時の制御手順や温間時への切替え時の制御手順に工夫を凝らすことで、冷間時の機関出力向上を図りながら、不快なトルクショックの発生等を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、冷間時に温間時とは別の冷間時目標値を設定するとともに、内燃機関が暖機状態になったときには、温間時目標値への切替えをトルクショックが生じない条件下で行うようにした。
【０００９】
具体的に請求項１の発明では、図１に例示するように、内燃機関の吸気弁４又は排気弁５の少なくとも一方の動弁タイミングを変更する可変動弁機構１４を備え、内燃機関の運転状態に基づいて前記可変動弁機構１４を制御するようにした可変動弁機構制御装置Ａを前提とする。そして、内燃機関の冷間時の運転状態に対応する動弁タイミングの冷間時目標値を、略全ての運転領域に亘って進角側ほど大きくなるようにかつ０以上の値に設定した冷間時制御マップと、内燃機関の温間時の運転状態に対応する動弁タイミングの温間時目標値を、一部の特定運転領域について進角側ほど大きくなるようにかつ０以上の値に設定した温間時制御マップと、内燃機関の運転状態に基づいて前記冷間時制御マップから冷間時目標値を読み込むとともに、内燃機関が前記特定運転領域にあれば前記温間時制御マップから温間時目標値を読み込む一方、内燃機関が前記特定運転領域以外にあれば温間時目標値を０として、動弁タイミングの冷間時及び温間時目標値をそれぞれ内燃機関の運転状態に基づいて設定する目標値設定手段２２ｂと、内燃機関が暖機されたことを判定する温間時判定手段２２ｃと、動弁タイミングの目標値を、前記温間時判定手段２２ｃによる判定がなされるまでは前記冷間時目標値に切替える一方、内燃機関が暖機されて前記温間時判定手段による判定がなされれば、前記温間時目標値に切替える目標値切替手段２２ｄと、動弁タイミングが前記目標値切替手段２２ｄにより切替えられた目標値になるように、前記可変動弁機構１４を作動制御する制御手段２２ｅとを備えており、前記目標値切替手段２２ｄは、内燃機関の冷間時には前記冷間時目標値を選択する一方、温間時には前記冷間時目標値と温間時目標値のうちの大きい値を選択して、目標値の切替えに起因するトルクショックが生じない条件下で、目標値を切替える構成とする。
【００１０】
この構成によれば、内燃機関の運転状態に応じて目標値設定手段２２ｂにより、動弁タイミングの冷間時及び温間時目標値が設定され、冷間時には動弁タイミングの目標値が冷間時制御マップから読み込まれて選択され、目標値切替手段２２ｄにより冷間時目標値に切替えられる。そして、この冷間時目標値に応じて制御手段２２ｅにより可変動弁機構１４が作動されることで、冷間時であっても、動弁タイミングを運転状態に応じて適切に変更することができ、よって、機関出力及び燃費の向上が図られる。また、前記冷間時目標値を、可変動弁機構１４の動作が温間時目標値に比べて小さくなるような値にすれば、該可変動弁機構１４の動作が緩慢であっても制御の追従遅れを軽減して、オーバーシュート等の不具合を防止できる。
【００１１】
そして、内燃機関が暖機状態になれば、前記目標値切替手段２２ｄにより、動弁タイミングの目標値が冷間時目標値から温間時目標値に切替えられるが、その目標値の切替えはトルクショックが生じない条件下で行われるので、内燃機関の運転中であっても運転者が不快なショックを感じることはない。
【００１２】
また、内燃機関の温間時には、前記と同様に冷間時制御マップから冷間時目標値が読み込まれるとともに、内燃機関が特定運転領域にあれば温間時制御マップから温間時目標値が読み込まれる一方、内燃機関が前記特定運転領域以外にあれば温間時目標値は０とされる。そして、前記特定運転領域では、目標値切替手段により前記冷間時目標値と温間時目標値のうちの大きい値が選択される一方、それ以外の運転領域では温間時目標値は０なので、常に冷間時目標値が選択される。すなわち、前記特定運転領域以外の例えば低回転低負荷領域等においては、温間時であっても、適切な動弁タイミングは冷間時と変わらないので、そのような運転領域については温間時目標値を設定していない。
【００１３】
このことで、温間時制御マップにおいて内燃機関の全ての運転領域に対応するように目標値を設定する場合に比べて、データ量が大幅に少なくなるので、制御マップを電子的に格納するためのメモリ容量を相対的に小さくできる。また、前記特定運転領域においては、限られたメモリ容量に対し目標値データを十分に多く設定できるので、内燃機関の動弁タイミングを運転状態の変化に対してきめ細かく制御することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、請求項１の発明における目標値切替手段は、内燃機関が特定運転領域以外にあるときに目標値を切替えるものとする。このことで、内燃機関が特定運転領域以外にあるときには常に冷間時目標値が設定されるので、この運転領域では目標値を切替えても実際の動弁タイミングは変化せず、よって、トルクショックの発生を確実に防止できる。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項１の発明と同じ前提構成において、冷間時目標値と温間時目標値とをそれぞれ内燃機関の運転状態に対応づけて設定した２つの制御マップを備え、該２つの制御マップのうちの一方には、内燃機関の全ての運転領域に対応するように目標値が設定され、他方には一部の特定運転領域にのみ対応するように目標値が設定されており、目標値設定手段は、前記両制御マップにそれぞれ目標値があれば、そのうちの遅角側の値を冷間時目標値とし、進角側の値を温間時目標値とする一方、前記一方の制御マップのみに目標値があれば、その値を冷間時及び温間時目標値とするものとする。また、前記請求項１の発明と同じく温間時判定手段と、目標値切替手段と、制御手段とを備えており、前記目標値切替手段は、目標値の切替えに起因するトルクショックが生じない条件下で、目標値を切替えるように構成されている。
【００１６】
この構成では、内燃機関の運転中、その運転状態に基づいて２つの制御マップが参照され、内燃機関が特定運転領域にあれば２つの目標値が読み込まれて、冷間時にはそのうちの遅角側の値が選択設定される一方、温間時には進角側の値が選択設定される。また、内燃機関が前記特定運転領域以外にあれば、常に一方の制御マップから目標値が読み込まれて設定される。このことで、請求項１の発明と同様に制御マップに設定するデータ量を大幅に少なくすることができ、メモリ容量の節約や、きめ細かい制御が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は本発明に係る内燃機関の可変動弁機構制御装置Ａを、直列４気筒ガソリンエンジンに適用した実施形態を示す。このエンジンは吸気及び排気バルブを独立した２本のカム軸により開閉するようにしたＤＯＨＣエンジンである。
【００１９】
同図において、２、３はそれぞれ吸気側及び排気側カム軸を示し、この２本のカム軸２，３は、エンジンのシリンダ列方向（図の前後方向）に延びるように互いに平行に配置され、それぞれ、図示しないシリンダヘッド上部に所定間隔を空けて配置された複数の軸受部により、回転自在に支持されている。前記各カム軸２，３には２つずつ４組のカム２ａ，２ａ，…，２ｂ，２ｂ，…が形成され、各シリンダ毎の吸気バルブ４，４及び排気バルブ５，５（図には第３シリンダのもののみ示す）を開閉作動させるようになっている。
【００２０】
前記吸気バルブ４，４及び排気バルブ５，５は各シリンダ毎に２つずつ、ピストン６の頂面に対向しかつその中心を取り囲むように配設されていて、図示しないバルブスプリングによりバルブリフタ７，７，…を介して閉じる側（同図の上側）に付勢される一方、前記カム２ａ，２ａ，２ｂ，２ｂにより図の下側に押圧されて開かれるようになっている。
【００２１】
前記２本のカム軸２，３の一端部（図の手前側の端部）にはそれぞれカムプーリ８，９が取り付けられ、該２つのカムプーリ８，９と、クランク軸に取り付けられたクランクプーリ１０との間には、タイミングベルト１１が張架されていて、このタイミングベルト１１を介してクランク軸の回転力がカムプーリ８，９に伝達されるようになっている。
【００２２】
すなわち、エンジン運転中にはクランク軸が図の時計回り方向に回転し、タイミングベルト１１がクランクプーリ１０から排気側のカムプーリ９及び吸気側のカムプーリ８を経て、再びクランクプーリ１０に回行する。これにより、２本のカム軸２，３はクランク軸の回転に同期して回転され、吸気バルブ４，４及び排気バルブ５，５が各シリンダ毎に所定の動弁タイミングで開閉作動される。尚、前記タイミングベルト１１の緩み側スパン（図の左側）には、ベルト初期張力を調整する固定式テンショナ１２が設けられている。
【００２３】
前記吸気側カム軸２の一端部には、カム軸２とカムプーリ８とを油圧力により相対的に回動させて、カム軸２のクランク軸に対する回転位相を無段階に変更する可変動弁機構（以下ＶＶＴという）１４が設けられている。このＶＶＴ１４は、カムプーリ８に回転一体に取り付けられた円筒状ケーシング内に、図示しないが、カム軸２の一端部に回転一体に連結されたロータが収容され、そのケーシングとロータとの間に、作動油（エンジンオイル）の給排を受ける進角側及び遅角側受圧室がそれぞれ区画されたものである。そして、その進角側受圧室の作動油圧が高まると、ロータはケーシングに対しカム軸２の回転方向（進角側）に回動される一方、遅角側受圧室の作動油圧が高まると、ロータはケーシングに対し前記と反対側（遅角側）に回動されるようになっている。
【００２４】
前記ＶＶＴ１４の進角側及び遅角側受圧室における作動油圧の調整は、電磁式のオイルコントロールバルブ（以下ＯＣＶという）１５により行われる。すなわち、エンジンのオイルギャラリに貯留されているエンジンオイルは、クランク軸によって駆動されるオイルポンプ１６により吸い上げられて、オイルラインによりエンジンの各潤滑部に供給されるようになっている。そして、そのエンジンオイルの一部がＶＶＴ１４の作動油として前記ＯＣＶ１５に供給される。このＯＣＶ１５は、作動油の流量及び方向を調整するスプール弁１５ａと、そのスプール弁１５ａの弁体（スプール）を駆動する電磁ソレノイド１５ｂとからなり、デューティ制御によりＶＶＴ１４への作動油の給排量を変更して、進角側及び遅角側受圧室の作動油圧を調整するようになっている。
【００２５】
具体的に、吸気バルブ４，４の動弁タイミングを進角側に変更するときには、作動油をＯＣＶ１５からＶＶＴ１４の進角側受圧室へ供給するとともに、遅角側受圧室から排出された作動油をリターン通路によりオイルギャラリ側に還流させる。これにより、進角側受圧室の作動油圧が高まり、ロータが進角側に回動されて、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが進角側に変更される。反対に、吸気バルブ４，４の動弁タイミングを遅角側に変更するときには、ＶＶＴ１４に対し前記と反対の向きに作動油を給排して、遅角側受圧室の作動油圧を高めるようにしている。
【００２６】
また、前記吸気側カム軸２には、その回転位置を検出するカム角センサ１７が設けられている。このカム角センサ１７は例えば電磁ピックアップ等からなり、カム軸２に設けられたセンシングプレート１８に対しその外周位置に対応するように配置されていて、該センシングプレート１８の外周に形成された３つの突起の通過に対応して、パルス信号を出力する。また、１９は同様にクランク軸の回転位置を検出するクランク角センサを示し、このクランク角センサ１９は、センシングプレート２０の外周に略全周に亘って形成された突起の通過に対応して、パルス信号を出力するようになっている。
【００２７】
前記ＯＣＶ１５は、コントロールユニット（Electronic Control Unit；以下ＥＣＵという）２２からの制御信号により作動される。そのＥＣＵ２２には、前記カム角センサ１７及びクランク角センサ１９からの出力が入力される他、エンジンの吸気系に設けられた吸気量センサ２３、エンジンの冷却水温（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ２４、車両のアクセルペダルが全閉になっていることを検出するアイドルスイッチ２５、及び車両の走行速度を検出する車速センサ２６からの出力信号が入力されている。
【００２８】
前記ＥＣＵ２２では、前記クランク角センサ１９及び吸気量センサ２３からの入力信号に基づいて、運転状態検出手段２２ａによりエンジンの運転状態が検出され、その検出結果に基づいて、目標値設定手段２２ｂにより動弁タイミングの目標進角量（目標値）VTC,VTHが設定される。具体的には、エンジン回転数Ne及び負荷状態（吸気充填効率Ce）に基づいて、ＥＣＵ２２のメモリに格納されている制御マップから目標進角量VTC,VTHが読み込まれる。また、エンジン水温センサ２４からの入力信号に基づいて、温間時判定手段２２ｃによりエンジン冷間時か温間時かが判定され、冷間時であれば目標値切替手段２２ｄにより冷間時目標進角量VTCが選択される一方、温間時であれば該目標値切替手段２２ｄにより温間時目標進角量VTHが選択される。
【００２９】
一方、前記カム角センサ１７及びクランク角センサ１９からの入力信号に基づいて、クランク軸の回転位置に対する吸気側カム軸２の回転位置、即ち実際のバルブ進角量が検出される。そして、制御手段２２ｅからＯＣＶ１５へ制御信号が出力されて、前記の検出されるバルブ進角量が目標値切替手段２２ｄにより選択設定された目標進角量VTC,VTHに一致するように、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが変更される。つまり、吸気バルブ４，４の動弁タイミングは、エンジンの運転状態に応じてフィードバック制御され、図２に例示するように最遅角位置から最進角位置まで連続的に変更されるようになっている。
【００３０】
ここで、前記制御マップとしては、図３（ａ）に例示するように、冷間時の目標進角量VTCをエンジンの全ての運転領域に亘って設定した冷間時制御マップＭCと、同図（ｂ）に例示するように、温間時の目標進角量VTHを中負荷状態の特定運転領域についてのみ設定した温間時制御マップＭHとの２つが格納されている。これらの制御マップＭC，ＭHにおいて、目標進角量VTC,VTHはいずれも０以上の値に設定されており、進角量＝０のときには、ＶＶＴ１４のロータがケーシングに対し最遅角側に位置づけられて、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが最遅角側になる。
【００３１】
また、前記温間時制御マップＭHは、前記特定運転領域について、エンジンの負荷状態とエンジン回転数Neに対し最適な温間時目標進角量VTHを実験的に求めて設定したものであり、その特定運転領域において吸気バルブ４，４の動弁タイミングを大きく進角させて（例えば、最大で４０°ＣＡ）、シリンダの体積効率を高めることにより、エンジンの低中速トルクを向上させるようにしている。また、前記特定運転領域以外の温間時目標進角量VTHは設定されておらず、この領域では一律にVTH＝０とされるようになっている。
【００３２】
一方、前記冷間時制御マップＭCは、エンジンの全ての運転領域に対応するように冷間時目標進角量VTCを設定したものであり、前記特定運転領域における進角量VTCは、冷間時にエンジンオイルの粘性が高くなってＶＶＴ１４の動作が緩慢になることを考慮して、温間時目標進角量VTHよりも小さな値とされている。また、その特定運転領域以外に関しては、冷間時でも温間時でも動弁タイミングは同じでよいので、両方の場合に共通の目標進角量が設定されている。つまり、前記特定運転領域以外では、後述の如く冷間時であっても温間時であっても前記冷間時制御マップＭCに設定されている冷間時目標進角量VTCが設定される。
【００３３】
（ＶＶＴ制御）
本発明の特徴は、上述の如く、ＶＶＴ１４の目標進角量をエンジンの温間時と冷間時とで別々に設定しておいて、その目標進角量の切替えをトルクショックが生じないような運転状態で行うようにしたことにある。
【００３４】
以下、前記ＶＶＴ１４の目標進角量を設定する具体的な処理手順について、図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。尚、このフローはＥＣＵ２２のメモリに電気的に格納されたプログラムに従って、マイクロプロセッサにより所定時間毎に実行される。
【００３５】
同図に示すように、まず、スタート後のステップＳＡ１において、クランク角センサ１９からの入力信号に基づいて、エンジン回転数Neを検出する。続いて、ステップＳＡ２において、吸気量センサ２３からの入力信号に基づいて吸入空気量を求め、その吸入空気量をエンジン回転数Neで除算してから所定の定数を乗算して、エンジンの負荷状態を表すパラメータとして吸気充填効率Ceを求める。続いて、ステップＳＡ３では、エンジン水温センサ２４からの入力信号に基づいて、エンジン水温THWを検出する。
【００３６】
続いて、ステップＳＡ４では、検出したエンジン水温THWが、エンジン暖機判定のために設定した基準水温KSVTWS（例えば８０°Ｃ）よりも高いか否かを判別する。そして、エンジン水温THWが基準水温KSVTWSよりも高いＹＥＳならば、エンジン温間時と判定して、ステップＳＡ８に進む一方、エンジン水温THWが基準水温KSVTWS以下でＮＯならば、エンジン冷間時と判定して、ステップＳＡ５に進む。
【００３７】
このステップＳＡ５では、目標進角量が既に冷間時目標進角量VTCから温間時目標進角量VTHに切り替わっていることを表す切替フラグFLAG(xvtchg)をＯＦＦにして（FLAG(xvtchg)＝０）、ステップＳＡ６に進み、前記ステップＳＡ１，ＳＡ２で検出した現在の吸気充填効率Ce及びエンジン回転数Neに基づいて、上述の冷間時制御マップＭCから冷間時の目標進角量VTCを読み込んで設定する。そして、ステップＳＡ７において、その設定した目標進角量VTCに応じてＯＣＶ１５のデューティ制御を実行し、しかる後にリターンする。つまり、エンジン冷間時には、冷間時目標進角量VTCに基づいて吸気弁４，４の動弁タイミングを制御するようにしている。
【００３８】
これに対し、前記ステップＳＡ４において、エンジン水温THWが基準水温KSVTWSよりも高いＹＥＳと判定されて進んだステップＳＡ８では、切替フラグFLAG(xvtchg)がＯＮになっているか否か判別する。この判別がＹＥＳであれば（FLAG(xvtchg)＝１）、既に目標進角量の切替えが済んでいると判定して、ステップＳＡ１２に進む一方、FLAG(xvtchg)＝０でＮＯであれば、目標進角量の切替は未だ済んでいないと判定して、ステップＳＡ９に進む。
【００３９】
このステップＳＡ９では、現在の吸気充填効率Ce及びエンジン回転数Neに基づいて、上述の温間時制御マップＭHから温間時の目標進角量VTHを読み込む。続くステップＳＡ１０では目標進角量VTHが０であるかどうか判別し、VTH＝０でないＮＯであれば、エンジンが特定運転領域にあって冷間時目標進角量VTCと温間時目標進角量VTHとの差が大きいので、目標進角量の切替は行わずに前記ステップＳＡ５に進む。一方、VTH＝０でＹＥＳであれば目標進角量を切替えるので、ステップＳＡ１１に進み、切替フラグFLAG(xvtchg)をＯＮにして（FLAG(xvtchg)＝１）、ステップＳＡ１２に進む。
【００４０】
このステップＳＡ１２では、現在の吸気充填効率Ce及びエンジン回転数Neに基づいて前記冷間時制御マップＭCと温間時制御マップＭHの両方を参照し、それぞれの目標進角量VTC,VTHを読み込んだ上でそのうちの大きい方の値を選択設定する。但し、前記ステップＳＡ７で判定したようにエンジンは前記特定運転領域以外にあり、温間時目標進角量VTHは０なので、結果的に冷間時目標進角量VTCが選択設定される。続いて、ステップＳＡ１３において、その選択した目標進角量VTCに応じてＯＣＶ１５のデューティ制御を実行し、しかる後にリターンする。
【００４１】
このように、エンジン冷間時には冷間時目標進角量VTCに基づいて吸気弁４，４の動弁タイミングを制御する一方、その後エンジンが暖機され、エンジン水温THWが基準水温KSVTWSよりも高くなって温間時と判定したときに、エンジンが特定運転領域以外にあれば、目標進角量の切替えを行うようにしている。
【００４２】
また、前記ステップＳＡ８において既に目標進角量の切替えが済んでいると判定して、前記ステップＳＡ１２に進んだときには、エンジンの吸気充填効率Ce及びエンジン回転数Neに基づいて、前記冷間時制御マップＭCと温間時制御マップＭHの両方を参照して目標進角量を設定し、ステップＳＡ１３に進む。すなわち、エンジンが特定運転領域にあれば、冷間時目標進角量VTC及び温間時目標進角量VTHのうちの大きい値が選択される一方、エンジンが前記特定運転領域以外にあれば、温間時目標進角量VTHは０なので、常に冷間時目標進角量VTCが選択される。
【００４３】
前記図４に示すフローにおいて、ステップＳＡ１及びＳＡ２の各ステップは、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段２２ａに対応し、また、ステップＳＡ３は、エンジンが暖機されたことを判定する温間時判定手段２２ｃに対応している。
【００４４】
また、ステップＳＡ４は、動弁タイミングの目標進角量を、前記温間時判定手段２２ｃによる判定がなされるまでのエンジン冷間時には冷間時目標進角量に切替える一方、エンジン温間時には温間時目標進角量に切替える目標値切替手段２２ｄに対応している。
【００４５】
また、ステップＳＡ６，ＳＡ１２の各ステップは、エンジンの運転状態に基づいて冷間時制御マップＭCから冷間時目標進角量VTCを読み込むとともに、エンジンが特定運転領域にあれば温間時制御マップＭHから温間時目標進角量VTHを読み込む一方、エンジンが前記特定運転領域以外にあれば温間時目標進角量を０とする目標値設定手段２２ｂに対応している。そして、この目標値設定手段２２ｂにより設定された目標進角量VTC,VTHのうちから、前記目標値切替手段２２ｄにより、エンジン冷間時には冷間時目標進角量VTCが選択される一方、エンジン温間時には前記冷間時目標進角量VTCと温間時目標進角量VTHのうちの大きい値が選択されるようになっている。
【００４６】
さらに、ステップＳＡ７，ＳＡ１３の各ステップにより、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが前記目標進角量VTC,VTHになるようにＶＶＴ１４を作動制御する制御手段２２ｅが構成されている。
【００４７】
したがって、この実施形態１に係る可変動弁機構制御装置Ａによれば、エンジン冷間時にはその運転状態に基づいて、冷間時制御マップＭCから冷間時目標進角量VTCが読み込まれて、設定される。そして、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが前記冷間時目標進角量VTCになるようにＶＶＴ１４が作動され、これにより、冷間時であっても動弁タイミングが運転状態に応じて適切に変更されるので、エンジン出力及び燃費の向上が図られる。また、前記冷間時目標進角量VTCは温間時目標進角量VTHに比べて小さな（遅角側の）値とされているので、エンジンオイルの粘性が高い冷間時にＶＶＴ１４の動作が緩慢になっても、制御の追従遅れを軽減して、オーバーシュート等を防止することができる。
【００４８】
そして、エンジンが暖まって温間時になったとき、エンジンが特定運転領域以外にあれば、ＶＶＴ１４の制御目標進角量は冷間時目標進角量VTCから温間時目標進角量VTHに切替えられ、その後、吸気バルブ４，４の動弁タイミングがエンジンの運転状態に応じて最適に制御される。すなわち、エンジンが特定運転領域以外にあれば、温間時であっても冷間時であっても目標進角量は同じなので、このときに目標進角量を切替えることで、トルクショックの発生を確実に防止できる。
【００４９】
また、この実施形態の温間時制御マップＭHでは、特定運転領域についてのみ温間時目標進角量VTHが設定されているので、該温間時制御マップＭH上の全ての運転領域に目標進角量VTHを設定する場合に比べて、データ量を大幅に少なくすることができ、その分、ＥＣＵ２２のメモリ容量を小さくすることができる。言い換えると、前記特定運転領域については、限られたメモリ容量に対し目標進角量VTHを十分に多く設定できることになり、このことで、吸気バルブ４，４の動弁タイミングをエンジンの運転状態の変化に対してきめ細かく制御できるようになる。
【００５０】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２におけるＶＶＴ制御の処理手順を示す。尚、この実施形態２に係る可変動弁機構制御装置Ａの全体構成は実施形態１のもの（図１参照）と同じなので、実施形態１と同じ構成要素については同一符号を付して、その説明は省略する。そして、この実施形態２のものでは、エンジンがアイドル運転状態にあるときに目標進角量を切替えるようにしている。
【００５１】
具体的に前記図５のフローに示すステップＳＣ１〜ＳＣ７では、実施形態１のステップＳＡ１〜ＳＡ７と同じ手順により、エンジン冷間時のＶＶＴ制御を実行する。また、ステップＳＣ８において、ステップＳＡ８と同様に未だ目標進角量の切替えが済んでいないと判定したときには、ステップＳＣ９に進んで、アイドルスイッチ２５からの入力信号に基づいて、エンジンがアイドル運転状態であるか否かを判別する。そして、アイドルスイッチ２５がＯＦＦになっていて、エンジンがアイドル運転状態でないＮＯならば、前記ステップＳＣ５に進む一方、アイドルスイッチ２５がＯＮになっていて、エンジンがアイドル運転状態であるＹＥＳならば、ステップＳＣ１０に進んで、以下、ステップＳＣ１０〜ＳＣ１２の各ステップにおいて、前期実施形態１のステップＳＡ１１〜ＳＡ１３と同じ処理を行う。
【００５２】
つまり、ＶＶＴ制御における目標進角量の切替えを、エンジンがアイドル運転状態にあるときにのみ行うようにしており、このアイドル運転状態ではアイドル安定性の向上を最優先するために、吸気バルブ４，４の動弁タイミングが温間時でも冷間時とあまり変わらない値に設定されているので、このときに目標進角量を切替えることにより、トルクショックの発生を防止することができる。
【００５３】
したがって、この実施形態２では前期実施形態１と同様、エンジン冷間時にオーバーシュート等を防止しながらエンジン出力及び燃費を向上することができ、その冷間時から温間時への移行に際して、トルクショックを防止することができる。
【００５４】
（実施形態３）
さらに、図６は車両が略停止しているときに目標進角量を切替えるようにした実施形態３を示し、この実施形態３においても可変動弁機構制御装置Ａの全体構成は実施形態１のもの（図１参照）と同じなので、実施形態１と同じ構成要素については同一符号を付して、その説明は省略する。
【００５５】
具体的に前記図７のフローに示すステップＳＤ１〜ＳＤ７では、実施形態１のステップＳＡ１〜ＳＡ７と同じ手順により、エンジン冷間時のＶＶＴ制御を実行する。また、ステップＳＤ８において、ステップＳＡ８と同様に未だ目標進角量の切替えが済んでいないと判定したときには、ステップＳＤ９に進んで、車速センサ２６からの入力信号に基づいて、車両の走行速度（車速）を検出する。この検出した車速が略停止状態に対応する設定車速（例えば２〜３km/h）以上で、ＮＯでえあれば、前記ステップＳＤ５に進む一方、検出した車速が設定車速よりも低いＹＥＳであれば、ステップＳＤ１１に進んで、以下、ステップＳＤ１１〜ＳＤ１３の各ステップにおいて、前期実施形態１のステップＳＡ１１〜ＳＡ１３と同じ処理を行う。
【００５６】
したがって、この実施形態３では、ＶＶＴ制御における目標進角量の切替えを、車両が略停止状態になっているときにのみ行うようにしており、このことで、目標進角量の切替に伴い吸気バルブ４，４の動弁タイミングが変化して、エンジン出力が変動しても、運転者がトルクショックを感じることを防止できる。
【００５７】
尚、前記設定車速はもう少し高めに（例えば５km/h）設定してもよい。すなわち、車速が極めて低ければいずれにしてもエンジン出力の変動は極くわずかなので、運転者の感じるトルクショックを十分に小さくできるからである。
（他の実施形態）
尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態では、クランク軸からの回転入力をタイミングベルト１１及びカムプーリ８，９によりカム軸２，３に伝達するようにしているが、これに限らず、例えば、チェーン及びスプロケットにより伝達するようにしてもよい。
【００５８】
また、ＶＶＴ１４の構成としては、油圧力によりカム軸２，３の軸線方向に進退するピストン部材を設け、このピストン部材の上記軸線方向の相対変位をヘリカルスプラインにより回転方向の相対変位に変換して、カム軸２，３とカムプーリ８，９とを相対回転させるものとしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る内燃機関の可変動弁機構制御装置によると、動弁タイミングの冷間時目標値と温間時目標値とをそれぞれ設定し、温間時判定手段により温間時と判定されるまでは、目標値切替手段により冷間時目標値に切替える一方、温間時と判定されれば温間時目標値に切替えて、この目標値に応じて制御手段により可変動弁機構を作動させるようにしたので、冷間時であっても動弁タイミングを運転状態に応じて適切に変更して、機関出力及び燃費を向上させることができる。また、前記冷間時目標値を温間時目標値に比べて控えめな値にすれば、オーバーシュート等の不具合を防止できる。さらに、内燃機関が暖機されたとき、トルクショックが生じない条件下で冷間時目標値から温間時目標値に切替えることで、機関運転中であっても運転者が不快なショックを感じることを防止できる。
【００６０】
また、温間時制御マップとして、一部の特定運転領域にのみ温間時目標値を設定したものとすることで、メモリ容量の節約やきめ細かい制御が実現できる。
【００６１】
請求項２の発明によると、請求項１の発明においてトルクショックの発生を確実に防止できる。
【００６２】
請求項３の発明では、前記請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の可変動弁機構制御装置を直列４気筒ＤＯＨＣガソリンエンジンに適用した実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】バルブタイミングの変更範囲を示す説明図である。
【図３】ＶＶＴ制御の冷間時制御マップ（ａ）と温間時制御マップ（ｂ）の一例をそれぞれ示す図である。
【図４】ＶＶＴ制御の処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】実施形態２に係る図４相当図である。
【図６】実施形態３に係る図４相当図である。
【符号の説明】
Ａ内燃機関の可変動弁機構制御装置
２吸気側カム軸
３排気側カム軸
４吸気バルブ
５排気バルブ
１４ＶＶＴ（可変動弁機構）
２２コントロールユニット（ＥＣＵ）
２２ａ運転状態検出手段
２２ｂ目標値設定手段
２２ｃ温間時判定手段
２２ｄ目標値切替手段
２２ｅ制御手段
ＭC 冷間時制御マップ
ＭH 温間時制御マップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a variable valve mechanism control apparatus that controls a variable valve mechanism that changes the valve timing of an intake or exhaust valve of an internal combustion engine based on the operating state of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as this type of variable valve mechanism control device, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-148911, the operation of the variable valve mechanism is limited when the internal combustion engine is not warmed up. What you do is known. In this configuration, a low speed cam with a small lift amount and a high speed cam with a large lift amount are juxtaposed on the intake side camshaft of the internal combustion engine, and a rocker arm that opens and closes an intake valve is connected to the low speed or high speed by a hydraulic mechanism. By switching so as to be in sliding contact with either one of the cams, the lift amount of the intake valve and the valve timing are changed in two stages. In addition, since the viscosity of the lubricating oil supplied to the hydraulic mechanism is high when cold, the lubrication that detects the lubricating oil temperature is performed in consideration of the fact that the operation of the hydraulic mechanism becomes slow and switching is not performed normally. An oil temperature detector is provided to operate the hydraulic mechanism only when the lubricating oil temperature exceeds a predetermined temperature.
[0003]
  Incidentally, in recent years, the intake side camshaft of an internal combustion engine and the timing pulley on the camshaft are relatively rotated steplessly by a hydraulic mechanism to change the rotational phase of the intake side camshaft with respect to the crankshaft, thereby There has been proposed a variable valve mechanism (hereinafter referred to as VVT) in which the valve timing is changed steplessly (see, for example, JP-A-9-250310).
[0004]
  When equipped with such a VVT, normally, the valve timing of the intake valve is controlled to the most retarded angle during idling operation of the internal combustion engine to improve idle stability, while the valve timing is set, for example, in a medium and high load range. The angle is advanced to achieve both output and fuel efficiency. Further, even in such a case, since the operation of the VVT becomes slow and sufficient followability cannot be obtained during cold when the viscosity of the lubricating oil is high, the operation of the VVT is prohibited as in the conventional example, It prevents the occurrence of control problems such as overshoot.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  However, if the VVT operation is prohibited during cold as described above, the valve timing of the intake valve is fixed at the most retarded angle until the warm-up is completed. As a result, drivability deteriorates. Therefore, even when it is cold, the VVT is operated to advance the valve timing, and in consideration of the slow operation of the VVT at that time, the amount of advance during cold is set to the warm time. It is also conceivable to keep it smaller.
[0006]
  However, if the advance amount in the cold state is made different from that in the warm state, the valve timing changes abruptly when the cold-started internal combustion engine is warmed up and warmed up. In this case, since the operating state of the engine changes suddenly regardless of the driver's will, an uncomfortable torque shock may occur.
[0007]
  The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a variable valve mechanism control device that changes the valve timing according to the operating state of the internal combustion engine. This is to prevent the generation of unpleasant torque shocks and the like while improving the engine output in the cold state by devising the control procedure and the control procedure at the time of switching to the warm time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the solution means of the present invention sets a cold target value different from the warm time when cold, and when the internal combustion engine is warmed up, the warm time target is set. Switching to a value was performed under conditions where torque shock did not occur.
[0009]
  Specifically, the invention of claim 1 includes a variable valve mechanism 14 that changes the valve timing of at least one of the intake valve 4 and the exhaust valve 5 of the internal combustion engine, as illustrated in FIG. It is assumed that the variable valve mechanism control device A is configured to control the variable valve mechanism 14 based on the state. AndWhen the cold target value of the valve timing corresponding to the cold operating state of the internal combustion engine is set to a value of 0 or more so as to increase toward the advance side over almost all operating regions The control map and the warm target value of the valve timing corresponding to the warm operating state of the internal combustion engine are set to a value of 0 or more so as to increase toward the advance side for some specific operating regions. Based on the warm-time control map and the cold-time control map based on the operating state of the internal combustion engine, the cold-time target value is read from the warm-time control map if the internal-combustion engine is in the specific operation region. While reading the hour target value, if the internal combustion engine is outside the specific operating range, the warm target value is set to 0,A target value setting means 22b for setting the cold and warm target values of the valve timing based on the operating state of the internal combustion engine, and a warm time determination means 22c for determining that the internal combustion engine has been warmed up; The valve timing target value is switched to the cold target value until the warm time determination means 22c determines, while the internal combustion engine is warmed up and the warm time determination means determines. Then, the target value switching means 22d for switching to the warm target value and the control for operating the variable valve mechanism 14 so that the valve timing becomes the target value switched by the target value switching means 22d. Means 22e, and the target value switching means 22d includes:While selecting the cold target value when the internal combustion engine is cold, select a larger value between the cold target value and the warm target value when warm,The target value is switched under a condition in which a torque shock due to the target value switching does not occur.
[0010]
  According to this configuration, the target value setting means 22b sets the target values for the valve timing at the cold and warm times according to the operating state of the internal combustion engine, and the target values for the valve timing at the cold time are set.Read from cold control map and selectedThe target value switching means 22d switches to the cold target value. Then, by operating the variable valve mechanism 14 by the control means 22e according to the cold target value, the valve timing can be appropriately changed according to the operating state even during the cold time. Therefore, the engine output and the fuel consumption can be improved. Further, if the cold target value is set to such a value that the operation of the variable valve mechanism 14 becomes smaller than the warm target value, the control is performed even if the operation of the variable valve mechanism 14 is slow. The following delay can be reduced and problems such as overshoot can be prevented.
[0011]
  When the internal combustion engine is warmed up, the target value switching means 22d switches the valve timing target value from the cold target value to the warm target value. Since it is performed under conditions that do not cause shock, the driver will not feel uncomfortable shock even while the internal combustion engine is operating.
[0012]
  In addition, when the internal combustion engine is warm, the cold target value is read from the cold control map in the same manner as described above, and if the internal combustion engine is in the specific operation region, the warm target value is read from the warm control map. On the other hand, if the internal combustion engine is outside the specific operating range, the warm target value is set to zero. In the specific operation region, the target value switching means selects a larger value between the cold target value and the warm target value, while the warm target value is 0 in the other operation regions. The cold target value is always selected. That is, in a low rotation / low load region other than the specific operation region, even when it is warm, the appropriate valve timing is not different from that during cold operation. The target value is not set.
[0013]
  This significantly reduces the amount of data compared to setting the target value so as to correspond to all operating regions of the internal combustion engine in the warm-time control map, so that the control map is stored electronically. The memory capacity can be made relatively small. Further, in the specific operation area, a sufficiently large amount of target value data can be set for a limited memory capacity, so that the valve timing of the internal combustion engine can be finely controlled with respect to changes in the operating state.
[0014]
  Claim2In the invention of claim1The target value switching means in the invention switches the target value when the internal combustion engine is outside the specific operating range. Thus, since the cold target value is always set when the internal combustion engine is outside the specific operation region, even if the target value is switched in this operation region, the actual valve timing does not change. Can be reliably prevented.
[0015]
  Claim3In the invention of claim 1, the invention of claim 1Same prerequisite configuration as2, two control maps in which the cold target value and the warm target value are set in association with the operating state of the internal combustion engine, respectively, and one of the two control maps includes all of the internal combustion engine. The target value is set so as to correspond to a certain operation region, and the target value is set so as to correspond only to a part of specific operation regions. If there is a value, the value on the retard side will be the cold target value and the value on the advance side will be the warm target value, while if only one of the control maps has the target value, that value Is the target value for cold and warm conditionsShall. Further, as in the first aspect of the invention, it is provided with a warm time determination means, a target value switching means, and a control means, and the target value switching means does not cause torque shock due to switching of the target value. It is configured to switch the target value under conditions.
[0016]
  In this configuration, during the operation of the internal combustion engine, two control maps are referred to based on the operation state, and if the internal combustion engine is in a specific operation region, two target values are read. On the other hand, the value on the advance side is selected and set during warm weather. Further, if the internal combustion engine is outside the specific operation region, the target value is always read from one control map and set. This makes the claim1As in the case of the present invention, the amount of data set in the control map can be greatly reduced, so that memory capacity can be saved and fine control can be performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
  (Embodiment 1)
  FIG. 1 shows an embodiment in which a variable valve mechanism control apparatus A for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an in-line four-cylinder gasoline engine. This engine is a DOHC engine in which intake and exhaust valves are opened and closed by two independent camshafts.
[0019]
  In the figure, reference numerals 2 and 3 denote intake and exhaust camshafts, respectively, and these two camshafts 2 and 3 are arranged in parallel to each other so as to extend in the cylinder row direction of the engine (the front-rear direction in the figure). These are rotatably supported by a plurality of bearings arranged at predetermined intervals above the cylinder head (not shown). .., 2b, 2b,... Are formed on each of the camshafts 2 and 3, and the intake valves 4 and 4 and the exhaust valves 5 and 5 for each cylinder (see FIG. Only the third cylinder is shown).
[0020]
  The intake valves 4 and 4 and the exhaust valves 5 and 5 are arranged so as to face the top surface of the piston 6 and surround the center thereof, two for each cylinder. 7,... Is biased toward the closing side (upper side in the figure), and is pushed and opened to the lower side by the cams 2a, 2a, 2b, 2b.
[0021]
  Cam pulleys 8 and 9 are respectively attached to one end portions (end portions on the front side in the figure) of the two cam shafts 2 and 3, and the two cam pulleys 8 and 9 and a crank pulley 10 attached to the crank shaft. A timing belt 11 is stretched between the cam belts 8 and 9, and the rotational force of the crankshaft is transmitted to the cam pulleys 8 and 9 via the timing belt 11.
[0022]
  That is, during engine operation, the crankshaft rotates in the clockwise direction in the figure, and the timing belt 11 rotates from the crank pulley 10 to the crank pulley 10 again through the exhaust side cam pulley 9 and the intake side cam pulley 8. As a result, the two camshafts 2 and 3 are rotated in synchronization with the rotation of the crankshaft, and the intake valves 4 and 4 and the exhaust valves 5 and 5 are opened and closed at predetermined valve timings for each cylinder. A fixed tensioner 12 for adjusting the belt initial tension is provided on the slack side span (left side in the figure) of the timing belt 11.
[0023]
  A variable valve mechanism is provided at one end of the intake camshaft 2 so that the camshaft 2 and the cam pulley 8 are rotated relative to each other by hydraulic pressure, and the rotational phase of the camshaft 2 relative to the crankshaft is changed steplessly. (Hereinafter referred to as VVT) 14 is provided. The VVT 14 is housed in a cylindrical casing rotatably attached to the cam pulley 8, but a rotor connected to the one end of the camshaft 2 is integrally connected to the camshaft 2, and between the casing and the rotor, The advance side and retard side pressure receiving chambers that receive and discharge hydraulic oil (engine oil) are partitioned. When the hydraulic pressure in the advance side pressure receiving chamber is increased, the rotor is rotated in the rotation direction (advance side) of the cam shaft 2 with respect to the casing, while the hydraulic pressure in the retard side pressure receiving chamber is increased. The rotor is turned to the opposite side (retard side) with respect to the casing.
[0024]
  Adjustment of the hydraulic pressure in the advance side and retard side pressure receiving chambers of the VVT 14 is performed by an electromagnetic oil control valve (hereinafter referred to as OCV) 15. That is, the engine oil stored in the oil gallery of the engine is sucked up by the oil pump 16 driven by the crankshaft and supplied to each lubricating part of the engine through the oil line. A part of the engine oil is supplied to the OCV 15 as the working oil of the VVT 14. The OCV 15 includes a spool valve 15a that adjusts the flow rate and direction of hydraulic oil, and an electromagnetic solenoid 15b that drives a valve body (spool) of the spool valve 15a. The supply / discharge amount of hydraulic oil to the VVT 14 is controlled by duty control. Is changed to adjust the hydraulic pressure in the advance side and retard side pressure receiving chambers.
[0025]
  Specifically, when the valve timing of the intake valves 4 and 4 is changed to the advance side, the hydraulic oil is supplied from the OCV 15 to the advance side pressure receiving chamber of the VVT 14 and discharged from the retard side pressure receiving chamber. Is returned to the oil gallery side through the return passage. As a result, the hydraulic pressure in the advance side pressure receiving chamber is increased, the rotor is turned to the advance side, and the valve timing of the intake valves 4 and 4 is changed to the advance side. On the other hand, when the valve timing of the intake valves 4 and 4 is changed to the retarded angle side, hydraulic oil is supplied to and discharged from the VVT 14 in the opposite direction to increase the hydraulic pressure in the retarded pressure receiving chamber. ing.
[0026]
  The intake camshaft 2 is provided with a cam angle sensor 17 for detecting the rotational position thereof. The cam angle sensor 17 is composed of, for example, an electromagnetic pickup, and is disposed so as to correspond to the outer peripheral position of the sensing plate 18 provided on the cam shaft 2, and is formed on the outer periphery of the sensing plate 18. A pulse signal is output in response to the passage of the protrusion. Reference numeral 19 also denotes a crank angle sensor that detects the rotational position of the crankshaft. The crank angle sensor 19 corresponds to the passage of protrusions formed on the outer periphery of the sensing plate 20 over substantially the entire circumference. A pulse signal is output.
[0027]
  The OCV 15 is operated by a control signal from a control unit (Electronic Control Unit; hereinafter referred to as ECU) 22. The ECU 22 receives outputs from the cam angle sensor 17 and the crank angle sensor 19 as well as an intake air amount sensor 23 provided in an intake system of the engine, and an engine water temperature for detecting an engine cooling water temperature (engine water temperature). Output signals from a sensor 24, an idle switch 25 for detecting that the accelerator pedal of the vehicle is fully closed, and a vehicle speed sensor 26 for detecting the traveling speed of the vehicle are input.
[0028]
  In the ECU 22, based on the input signals from the crank angle sensor 19 and the intake air amount sensor 23, the operating state of the engine is detected by the operating state detection unit 22a, and based on the detection result, the target value setting unit 22b Target advance amount (target value) VTC, VTH of valve timing is set. Specifically, the target advance amounts VTC and VTH are read from the control map stored in the memory of the ECU 22 based on the engine speed Ne and the load state (intake charging efficiency Ce). Further, based on the input signal from the engine water temperature sensor 24, it is determined whether the engine is cold or warm by the warm time determination means 22c, and if it is cold, the cold value target is detected by the target value switching means 22d. While the advance amount VTC is selected, the warm time target advance amount VTH is selected by the target value switching means 22d if it is warm.
[0029]
  On the other hand, based on input signals from the cam angle sensor 17 and the crank angle sensor 19, the rotational position of the intake camshaft 2 relative to the rotational position of the crankshaft, that is, the actual valve advance amount is detected. Then, a control signal is output from the control means 22e to the OCV 15, and the intake valve is adjusted so that the detected valve advance amount coincides with the target advance amounts VTC and VTH selected and set by the target value switching means 22d. The valve timings 4 and 4 are changed. That is, the valve timings of the intake valves 4 and 4 are feedback-controlled according to the operating state of the engine, and are continuously changed from the most retarded position to the most advanced position as illustrated in FIG. ing.
[0030]
  Here, as the control map, as illustrated in FIG. 3A, the cold time control map MC in which the cold target advance amount VTC is set over the entire operation region of the engine, As illustrated in FIG. 2B, two warm time control maps MH in which the target advance amount VTH during warm is set only for the specific operation region in the middle load state are stored. In these control maps MC and MH, the target advance amounts VTC and VTH are both set to values of 0 or more, and when the advance amount = 0, the rotor of the VVT 14 is positioned on the most retarded side with respect to the casing. Thus, the valve timings of the intake valves 4 and 4 are on the most retarded side.
[0031]
  The warm-time control map MH is obtained by experimentally determining and setting an optimal warm-time target advance amount VTH with respect to the engine load state and the engine speed Ne for the specific operation region. In the specific operation region, the valve timing of the intake valves 4 and 4 is greatly advanced (for example, a maximum of 40 ° CA) to increase the volume efficiency of the cylinder, thereby improving the low and medium speed torque of the engine. ing. Further, the warm target advance amount VTH outside the specific operation region is not set, and VTH = 0 is uniformly set in this region.
[0032]
  On the other hand, the cold time control map MC is set with the cold target advance amount VTC so as to correspond to all the operation regions of the engine, and the advance amount VTC in the specific operation region is the cold Considering that the viscosity of the engine oil sometimes increases and the operation of the VVT 14 becomes slow, the value is set to a value smaller than the warm target advance amount VTH. Further, since the valve timing may be the same during the cold time and the warm time except for the specific operation region, a common target advance amount is set in both cases. That is, outside the specific operation region, the cold target advance amount VTC set in the cold time control map MC is set regardless of whether it is cold or warm as described later. .
[0033]
  (VVT control)
  As described above, the feature of the present invention is that, as described above, the target advance amount of the VVT 14 is set separately between the warm time and the cold time of the engine, and the target advance amount is switched so that torque shock does not occur. This is because the operation is performed under various driving conditions.
[0034]
  Hereinafter, a specific processing procedure for setting the target advance amount of the VVT 14 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flow is executed by the microprocessor every predetermined time according to a program electrically stored in the memory of the ECU 22.
[0035]
  As shown in the figure, first, in step SA1 after the start, the engine speed Ne is detected based on the input signal from the crank angle sensor 19. Subsequently, in step SA2, the intake air amount is obtained based on the input signal from the intake air amount sensor 23, the intake air amount is divided by the engine speed Ne, and then multiplied by a predetermined constant to obtain the engine load state. The intake charge efficiency Ce is obtained as a parameter representing. Subsequently, in step SA3, the engine coolant temperature THW is detected based on the input signal from the engine coolant temperature sensor 24.
[0036]
  Subsequently, in step SA4, it is determined whether or not the detected engine water temperature THW is higher than a reference water temperature KSVTWS (for example, 80 ° C.) set for engine warm-up determination. If the engine coolant temperature THW is higher than the reference coolant temperature KSVTWS, it is determined that the engine is warm, and the process proceeds to step SA8. If the engine coolant temperature THW is equal to or lower than the reference coolant temperature KSVTWS, it is determined that the engine is cold. Then, the process proceeds to Step SA5.
[0037]
  In this step SA5, the switching flag FLAG (xvtchg) indicating that the target advance amount has already been switched from the cold target advance amount VTC to the warm target advance amount VTH is turned OFF (FLAG (xvtchg) = 0), the process proceeds to step SA6, and based on the current intake charge efficiency Ce and engine speed Ne detected in steps SA1 and SA2, the cold target map advance amount VTC is determined from the cold control map MC. Is read and set. In step SA7, the duty control of the OCV 15 is executed in accordance with the set target advance amount VTC, and then the process returns. That is, when the engine is cold, the valve timings of the intake valves 4 and 4 are controlled based on the cold target advance amount VTC.
[0038]
  On the other hand, in step SA4, in which the engine water temperature THW is determined to be YES higher than the reference water temperature KSVTWS, the process proceeds to step SA8, where it is determined whether or not the switching flag FLAG (xvtchg) is ON. If this determination is YES (FLAG (xvtchg) = 1), it is determined that the target advance amount has already been switched, and the process proceeds to step SA12, while if FLAG (xvtchg) = 0 and NO, It is determined that the target advance amount has not yet been switched, and the process proceeds to Step SA9.
[0039]
  In this step SA9, based on the current intake charging efficiency Ce and the engine speed Ne, the target amount VTH of warm time is read from the warm time control map MH. In the following step SA10, it is determined whether or not the target advance amount VTH is 0. If NO is not VTH = 0, the engine is in a specific operation region and the cold target advance amount VTC and the warm target advance angle. Since the difference from the amount VTH is large, the process proceeds to step SA5 without switching the target advance amount. On the other hand, if VTH = 0 and YES, the target advance amount is switched, so the process proceeds to step SA11, the switch flag FLAG (xvtchg) is turned on (FLAG (xvtchg) = 1), and the process proceeds to step SA12.
[0040]
  In this step SA12, both the cold time control map MC and the warm time control map MH are referred to based on the current intake charging efficiency Ce and the engine speed Ne, and the respective target advance amounts VTC and VTH are read. Then, select the larger one of them. However, as determined in step SA7, the engine is outside the specific operation range, and the warm target advance amount VTH is 0. As a result, the cold target advance amount VTC is selected and set. Subsequently, in step SA13, duty control of the OCV 15 is executed in accordance with the selected target advance amount VTC, and then the process returns.
[0041]
  As described above, when the engine is cold, the valve timing of the intake valves 4 and 4 is controlled based on the cold target advance amount VTC. Thereafter, the engine is warmed up, and the engine water temperature THW is higher than the reference water temperature KSVTWS. When it is determined that it is warm, if the engine is outside the specific operation region, the target advance amount is switched.
[0042]
  When it is determined in step SA8 that the target advance amount has already been switched and the process proceeds to step SA12, the cold time control is performed based on the intake air charging efficiency Ce of the engine and the engine speed Ne. The target advance amount is set with reference to both the map MC and the warm-time control map MH, and the process proceeds to Step SA13. That is, if the engine is in the specific operation region, a larger value of the cold target advance amount VTC and the warm target advance amount VTH is selected, while if the engine is outside the specific operation region, Since the warm target advance amount VTH is 0, the cold target advance amount VTC is always selected.
[0043]
  In the flow shown in FIG. 4, each of the steps SA1 and SA2 corresponds to the operating state detecting means 22a for detecting the operating state of the engine, and step SA3 is a temperature for determining that the engine has been warmed up. This corresponds to the time determination means 22c.
[0044]
  In step SA4, the target valve advance timing amount is switched to the cold target advance amount when the engine is cold until the determination by the warm time determination means 22c is made, while the warm time is determined when the engine is warm. This corresponds to the target value switching means 22d for switching to the instantaneous target advance amount.
[0045]
  Each of steps SA6 and SA12 reads the cold target advance amount VTC from the cold control map MC based on the operating state of the engine, and if the engine is in a specific operating region, the warm control map. While the warm target advance amount VTH is read from MH, it corresponds to the target value setting means 22b that sets the warm target advance amount to 0 if the engine is outside the specific operating range. Of the target advance amounts VTC and VTH set by the target value setting means 22b, the target value change means 22d selects the cold target advance amount VTC when the engine is cold, while the engine is cold. A large value is selected between the cold target advance amount VTC and the warm target advance amount VTH during the warm period.
[0046]
  Further, the control means 22e for controlling the operation of the VVT 14 is constituted by the steps SA7 and SA13 so that the valve timings of the intake valves 4 and 4 become the target advance amounts VTC and VTH.
[0047]
  Therefore, according to the variable valve mechanism control apparatus A according to the first embodiment, when the engine is cold, the cold target advance amount VTC is read from the cold control map MC based on the operating state. Is set. The VVT 14 is operated so that the valve timing of the intake valves 4 and 4 becomes the cold target advance amount VTC, so that the valve timing is appropriate according to the operating state even during the cold time. Therefore, the engine output and the fuel consumption can be improved. Further, since the cold target advance amount VTC is a smaller value (on the retard side) than the warm target advance amount VTH, the operation of the VVT 14 is performed when the engine oil is cold. Even if it becomes slow, it is possible to reduce the follow-up delay of the control and prevent overshoot and the like.
[0048]
  When the engine is warm and warm, if the engine is outside the specified operating range, the control target advance amount of the VVT 14 is switched from the cold target advance amount VTC to the warm target advance amount VTH. Thereafter, the valve timings of the intake valves 4 and 4 are optimally controlled according to the operating state of the engine. In other words, if the engine is outside the specified operating range, the target advance amount is the same whether it is warm or cold, so torque shock can be generated by switching the target advance amount at this time. Can be reliably prevented.
[0049]
  Further, in the warm-time control map MH of this embodiment, since the warm-time target advance amount VTH is set only for the specific operation region, the target advance is set in all the operation regions on the warm-time control map MH. Compared with the case where the angular amount VTH is set, the data amount can be greatly reduced, and the memory capacity of the ECU 22 can be reduced correspondingly. In other words, for the specific operation region, the target advance amount VTH can be set to be sufficiently large with respect to the limited memory capacity. This makes it possible to set the valve timing of the intake valves 4 and 4 in the engine operating state. Fine control over changes.
[0050]
  (Embodiment 2)
  FIG. 5 shows a processing procedure of VVT control in the second embodiment of the present invention. Since the entire configuration of the variable valve mechanism control apparatus A according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, Description is omitted. And in this embodiment 2,, DThe target advance amount is switched when the engine is in an idle operation state.
[0051]
  Specifically, the figure5In steps SC1 to SC7 shown in this flow, VVT control when the engine is cold is executed by the same procedure as steps SA1 to SA7 of the first embodiment. If it is determined in step SC8 that the target advance amount has not yet been switched in the same manner as in step SA8, the process proceeds to step SC9, where the engine is in the idle operation state based on the input signal from the idle switch 25. It is determined whether or not there is. If the idle switch 25 is OFF and the engine is not in the idle operation state, the process proceeds to step SC5. On the other hand, if the idle switch 25 is ON and the engine is in the idle operation state, YES. Proceeding to step SC10, the same processing as steps SA11 to SA13 of the first embodiment is performed in steps SC10 to SC12.
[0052]
  In other words, the target advance amount in the VVT control is switched only when the engine is in the idling operation state. In this idling operation state, the intake valve 4, Since the valve timing of No. 4 is set to a value that is not much different from that at the time of cold, the occurrence of torque shock can be prevented by switching the target advance amount at this time.
[0053]
  Thus, this embodiment2In the previous embodiment1 andSimilarly, engine output and fuel consumption can be improved while preventing overshoot or the like when the engine is cold, and torque shock can be prevented when shifting from the cold to the warm.
[0054]
  (Embodiment3)
  In addition, the figure6Is an embodiment in which the target advance amount is switched when the vehicle is substantially stopped.3This embodiment shows3Since the overall configuration of the variable valve mechanism control apparatus A is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0055]
  Specifically, in steps SD1 to SD7 shown in the flow of FIG. 7, VVT control when the engine is cold is executed by the same procedure as steps SA1 to SA7 of the first embodiment. If it is determined in step SD8 that the target advance amount has not yet been switched in the same manner as in step SA8, the process proceeds to step SD9, where the vehicle traveling speed (vehicle speed) is determined based on the input signal from the vehicle speed sensor 26. ) Is detected. If the detected vehicle speed is equal to or higher than the set vehicle speed (for example, 2 to 3 km / h) corresponding to the substantially stopped state and the answer is NO, the process proceeds to step SD5, while if the detected vehicle speed is YES lower than the set vehicle speed. Then, the process proceeds to step SD11, and in the following steps SD11 to SD13, the same processing as steps SA11 to SA13 of the first embodiment is performed.
[0056]
  Thus, this embodiment3In the VVT control, the target advance amount is switched only when the vehicle is substantially stopped, and as a result, the intake valves 4 and 4 are moved along with the target advance amount. Even if the valve timing changes and the engine output fluctuates, the driver can be prevented from feeling a torque shock.
[0057]
  The set vehicle speed may be set slightly higher (for example, 5 km / h). That is, if the vehicle speed is extremely low, the engine output fluctuates very little in any case, so that the torque shock felt by the driver can be sufficiently reduced.
(Other embodiments)
  In addition, this invention is not limited to said each embodiment, Various other embodiments are included. That is, in each of the above embodiments, the rotation input from the crankshaft is transmitted to the camshafts 2 and 3 by the timing belt 11 and the cam pulleys 8 and 9, but not limited to this, for example, by a chain and a sprocket. You may make it do.
[0058]
  The VVT 14 is configured by a piston member that moves forward and backward in the axial direction of the camshafts 2 and 3 by hydraulic pressure, and the axial displacement of the piston member is converted into a relative displacement in the rotational direction by a helical spline. The cam shafts 2 and 3 and the cam pulleys 8 and 9 may be relatively rotated.
[0059]
【The invention's effect】
  As described above, according to the variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the cold target value and the warm target value of the valve timing are respectively set, and the warm time determination is performed. Until the warm time is determined by the means, the target value is switched to the cold target value by the target value switching means, and when the warm time is determined, the target value is switched to the warm target value and controlled according to the target value. Since the variable valve mechanism is actuated by the means, the valve timing can be appropriately changed according to the operating state even when the engine is cold, and the engine output and fuel consumption can be improved. In addition, if the cold target value is set to a modest value as compared with the warm target value, problems such as overshoot can be prevented. Furthermore, when the internal combustion engine is warmed up, the driver feels an unpleasant shock even during engine operation by switching from the cold target value to the warm target value under conditions where torque shock does not occur. Can be prevented.
[0060]
  Also,As the warm time control map, the warm time target value is set only in a part of the specific operation region, so that the memory capacity can be saved and fine control can be realized.
[0061]
  Claim2According to the invention of claim1In this invention, the occurrence of torque shock can be reliably prevented.
[0062]
  Claim3In the invention of claim1The same effect as that of the present invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment in which a variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an in-line four-cylinder DOHC gasoline engine.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a change range of valve timing.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a cold time control map (a) and a warm time control map (b) of VVT control, respectively.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of VVT control.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 according to the second embodiment.
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 4 according to the third embodiment..
[Explanation of symbols]
A Control unit for variable valve mechanism of internal combustion engine
2 Inlet camshaft
3 Exhaust side camshaft
4 Intake valve
5 Exhaust valve
14 VVT (Variable valve mechanism)
22 Control unit (ECU)
22a Operating state detection means
22b Target value setting means
22c Means for determining when warm
22d Target value switching means
22e Control means
MC cold control map
MH Warm time control map

Claims

A variable valve mechanism that changes the valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine;
In the variable valve mechanism control apparatus configured to control the variable valve mechanism based on the operating state of the internal combustion engine,
When the cold target value of the valve timing corresponding to the cold operating state of the internal combustion engine is set to a value of 0 or more so as to increase toward the advance side over almost all operating regions A control map,
Warm time control in which the warm target value of the valve timing corresponding to the warm operating state of the internal combustion engine is set to a value of 0 or more so as to increase toward the advance side in some specific operating regions Map and
While reading the cold target value from the cold control map based on the operating state of the internal combustion engine, and reading the warm target value from the warm control map if the internal combustion engine is in the specific operation region, A target value setting means for setting the warm target value to 0 when the internal combustion engine is outside the specific operation region, and setting the cold valve timing and the warm target value based on the operating state of the internal combustion engine; ,
A warm time determination means for determining that the internal combustion engine has been warmed up;
The target value of the valve timing is switched to the cold target value until the determination by the warm time determination means is made, while the internal combustion engine is warmed up and the determination by the warm time determination means is made. , Target value switching means for switching to the warm target value,
Control means for controlling the operation of the variable valve mechanism so that the valve timing becomes a target value switched by the target value switching means,
The target value switching means selects the cold target value when the internal combustion engine is cold, and selects a larger value between the cold target value and the warm target value when the internal combustion engine is warm. A variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the target value is switched under a condition in which a torque shock due to the value switching does not occur.

In claim 1,
The variable valve mechanism control device for an internal combustion engine, wherein the target value switching means is configured to switch the target value when the internal combustion engine is outside a specific operation range .

A variable valve mechanism that changes the valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine;
In the variable valve mechanism control apparatus configured to control the variable valve mechanism based on the operating state of the internal combustion engine,
FIG. 2 is two control maps in which the valve timing timing values at the cold time and the warm time are set in association with the operation state of the internal combustion engine, one of which corresponds to all the operation regions of the internal combustion engine. Two control maps in which the target value is set in such a manner that the target value is set so as to correspond to only a part of the specific operation region.
Based on the operating state of the internal combustion engine, wherein if each target value to both control map, set the value of the retard side of which the target value at the cold time, the value of the advance side warm state target value On the other hand, if there is a target value only in the one control map, target value setting means for setting the value as a cold and warm target value ,
A warm time determination means for determining that the internal combustion engine has been warmed up;
The target value of the valve timing is switched to the cold target value until the determination by the warm time determination means is made, while the internal combustion engine is warmed up and the determination by the warm time determination means is made. , Target value switching means for switching to the warm target value,
Control means for controlling the operation of the variable valve mechanism so that the valve timing becomes a target value switched by the target value switching means,
The variable valve mechanism control apparatus for an internal combustion engine, wherein the target value switching means is configured to switch the target value under a condition in which torque shock due to switching of the target value does not occur .