JP3692848B2

JP3692848B2 - Variable valve timing control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3692848B2
Application number: JP23043099A
Authority: JP
Inventors: 正臣井上; 佐藤　　修
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: JP2001055934A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止中及び始動時にカム軸位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする機能を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、可変バルブタイミング制御装置を採用したものが増加しつつある。例えば、ベーン方式の可変バルブタイミング制御装置の基本的な構成は、図１３に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジング１と、吸気（又は排気）バルブのカム軸に連結されたロータ２とを同軸状に配置し、ハウジング１に形成された流体室３をロータ２に設けられたベーン４で進角室５と遅角室６とに区画する。そして、進角室５と遅角室６の油圧を油圧制御弁で制御してハウジング１とロータ２（ベーン４）とを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。
【０００３】
従来のベーン方式の可変バルブタイミング制御装置は、始動時のベーン４の振動による騒音を防止するために、エンジン停止時（油圧低下時）に、カム軸位相を最も遅角させた最遅角位相で、ハウジング１とロータ２（ベーン４）との相対回動をロックピン７でロックするようにしている。従って、始動時には、最遅角位相で始動することになるため、最遅角位相は、始動に適した位相に設定されている。
【０００４】
しかしながら、この構成では、最遅角位相が始動時の位相（ロック位相）で制限されてしまうため、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲がロック位相で制限されてしまい、バルブタイミングの調整可能範囲が狭いという欠点がある。
【０００５】
そこで、特開平９−３２４６１３号公報に示すように、エンジン停止時のロック位相をカム軸位相の調整可能範囲の略中間位置に設定することで、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲を拡大することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カム軸位相をロックするロックピン７は、スプリングでロック方向に付勢され、ロック解除は、ロックピン７に対して進角室５と遅角室６の両方の油圧をロック解除方向に作用させるようにしている。エンジン停止中は、油圧が低下するため、スプリング力によりロックピン７がロック穴に嵌り込んでカム軸位相が中間ロック位相でロックされた状態に保持される。従って、エンジン始動時は、カム軸位相が中間ロック位相でロックされた状態で始動され、その後のエンジン回転数（オイルポンプ回転数）の上昇に伴う油圧の上昇により、進角室５と遅角室６の油圧が上昇すると、その油圧によってロックピン７がロック穴から押し出されてロックピン７のロックが解除される。
【０００７】
しかし、この構成では、ロックピン７に対して進角室５と遅角室６の両方の油圧がロック解除方向に作用するため、エンジン始動後のエンジン回転数（オイルポンプ回転数）の上昇に伴う油圧の上昇により、進角室５と遅角室６のいずれか一方の油圧が先に高くなると、他方の油圧が低いにも拘らず、ロックピン７が解除されてしまうことがある。このような状態でロックが解除されても、他方の油圧が低いために、ロック解除の瞬間にカム軸位相が油圧の高い側に急変してしまい、実バルブタイミング（カム軸位相）が目標値から大きくずれてしまう。このため、可変バルブタイミング制御装置の異常の有無を判定する異常判定システムがロック解除時のカム軸位相の過渡的な挙動を異常と誤判定してしまうことがある。
【０００８】
また、エンジン停止時にロックピン７がロック穴に嵌り込みにくい場合がある。例えば、低温時に油温があまり上昇しないうちにエンジンを停止するような場合は、油圧回路中のオイルの粘度が大きく、オイルの流動性が悪いため、エンジン停止時にロック穴からオイルが抜けにくく、ロックピン７がロック穴に嵌り込みにくい。また、故障等でカム軸位相の動きが遅い場合も、ロックピン７がロック穴に嵌り込みにくい。これらの場合に、エンジン運転中にロックピン７のロックを解除してしまうと、その後のエンジン停止時にロックピン７がロック穴に嵌り込みにくく、カム軸位相を中間ロック位相でロックできない可能性がある。
【０００９】
もし、エンジン停止時にカム軸位相を中間ロック位相でロックできないと、次回の始動時に、エンジン回転数（オイルポンプ回転数）が上昇して油圧が上昇するまでは、バルブタイミング（カム軸位相）を目標値（中間ロック位相付近）に制御することができず、その結果、目標値から外れたバルブタイミングで始動することになるため、始動性が悪くなり、エンジン始動時間が長くなってしまう。しかも、カム軸位相をロックしない状態で始動すると、油圧が上昇するまでベーン４の位置が固定されないため、ベーン４がハウジング１に衝突して騒音が発生するという問題も生じる。
【００１０】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、ロック解除直後のカム軸位相の過渡的な挙動を異常と誤判定することを未然に防止して、異常判定の信頼性を向上することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、ロック手段のロックを解除した時に異常判定条件を異常判定条件緩和手段により緩和する。これにより、ロック解除直後のカム軸位相の過渡的な挙動を異常と誤判定することを未然に防止できる。しかも、ロック解除時でも、緩和した異常判定条件で異常判定を継続できるので、もし、異常が発生していれば、その異常を早期に検出することができ、異常の早期検出と誤検出防止とを両立させることができる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、ロック手段のロック解除を検出してから所定期間経過後に異常判定条件を通常値に復帰させるようにすると良い。このようにすれば、ロック解除後にカム軸位相の制御が安定するのを待って異常判定条件を復帰させることができる。
【００１３】
ところで、ロック解除後にカム軸位相の制御が安定するまでの期間は、その時の油圧回路中のオイルの粘度（オイルの流動性）によって変化し、オイルの粘度は油温によって変化する。また、油温は、冷却水温や機関温度と相関関係があるため、油温の代用情報として、冷却水温又は機関温度を用いても良い。
【００１４】
そこで、請求項３のように、ロック解除後に異常判定条件を復帰させるまでの期間（所定期間）を、油温、冷却水温、機関温度等の温度情報に基づいて設定すると良い。このようにすれば、油温（オイルの粘度）によってカム軸位相の制御が安定するまでの期間が変化するのに対応して、異常判定条件を通常値に復帰させるまでの期間を適正に設定することができる。この場合、油温を油温センサで直接検出しても良いが、冷却水温や機関温度は、内燃機関に一般的に設けられているセンサの出力信号から検出又は推定できるため、冷却水温又は機関温度を用いれば、油温センサを新たに設ける必要がなく、低コスト化できる。
【００１５】
また、請求項４のように、ロック手段のロック解除後にカム軸位相が所定範囲内に所定時間以上とどまっている時に、カム軸位相の制御が安定したと判断して異常判定条件を通常値に復帰させるようにしても良い。このようにすれば、ロック解除後のカム軸位相の挙動からカム軸位相の制御が実際に安定したか否かを判断して、異常判定条件を通常値に復帰させることができ、より確実に異常の誤検出を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用した実施形態（１）を図１乃至図１０に基づいて説明する。図１に示すように、内燃機関であるＤＯＨＣエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量を調整するバルブタイミング調整装置１８（バルブタイミング制御手段）が設けられている。また、吸気側カム軸１６の外周側には、カム角を検出するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、クランク角を検出するクランク角センサ２０が設置されている。
【００１９】
これらクランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミングが演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数からエンジン回転数が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号と、イグニッションスイッチ２５やタイマ２６の出力信号もエンジン制御回路２１に入力される。
【００２０】
このエンジン制御回路２１は、これら各種の入力信号に基づいて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、後述する可変バルブタイミング制御を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実進角量）を目標バルブタイミング（目標進角量）に一致させるようにバルブタイミング調整装置１８をフィードバック制御する。このバルブタイミング調整装置１８の油圧回路には、オイルパン２７内のオイルがオイルポンプ２８により油圧制御弁２９を介して供給され、その油圧を油圧制御弁２９によって制御することで、吸気側カム軸１６の実進角量（実バルブタイミング）が制御される。
【００２１】
次に、図２乃至図５に基づいてバルブタイミング調整装置１８の構成を説明する。バルブタイミング調整装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転するようになっている。
【００２２】
一方、吸気側カム軸１６は、シリンダヘッド３３とベアリングキャップ３４により回転可能に支持され、この吸気側カム軸１６の一端部に、ロータ３５がストッパ３６を介してボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、ハウジング３１の内部には、複数の流体室４０が形成され、各流体室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。そして、ロータ３５の外周部とベーン４１の外周部には、それぞれシール部材４４が装着され、各シール部材４４が板ばね４５（図２参照）によって外周方向に付勢されている。これにより、ロータ３５の外周面とハウジング３１の内周面との隙間及びベーン４１の外周面と流体室４０の内周面との隙間がシール部材４４でシールされている。
【００２４】
図２に示すように、吸気側カム軸１６の外周部に形成された環状の進角溝４６と遅角溝４７が、それぞれ油圧制御弁２９の所定ポートに接続され、エンジン１１の動力でオイルポンプ２８が駆動されることにより、オイルパン２７から汲み上げたオイルが油圧制御弁２９を介して進角溝４６や遅角溝４７に供給される。進角溝４６に接続された進角油路４８は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の左側面に形成された円弧状進角油路４９（図３参照）に連通するように形成され、この円弧状進角油路４９が各進角室４２に連通している。一方、遅角溝４７に接続された遅角油路５０は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の右側面に形成された円弧状遅角油路５１（図４参照）に連通するように形成され、この円弧状遅角油路５１が各遅角室４３に連通している。
【００２５】
油圧制御弁２９は、ソレノイド５３とスプリング５４で弁体を駆動する４ポート３位置切換弁であり、弁体の位置を、進角室４２に油圧を供給する位置と、遅角室４３に油圧を供給する位置と、進角室４２と遅角室４３のいずれにも油圧を供給しない位置との間で切り換えるようになっている。ソレノイド５３の通電停止時には、スプリング５４によって弁体が進角室４２に油圧を供給する位置に自動的に切り換えられ、カム軸位相を進角させる方向に油圧が働くようになっている。
【００２６】
進角室４２と遅角室４３に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室４２と遅角室４３の油圧でベーン４１が固定されて、クランク軸１２の回転によるハウジング３１の回転がオイルを介してロータ３５（ベーン４１）に伝達され、ロータ３５と一体的に吸気側カム軸１６が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３の油圧を油圧制御弁２９で制御してハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）とを相対回動させることで、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の回転位相（以下「カム軸位相」という）を制御して吸気バルブのバルブタイミングを可変する。尚、スプロケット１４には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧力をばね力で補助するねじりコイルばね５５（図２参照）が収容されている。
【００２７】
また、図３及び図４に示すように、いずれか１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によってカム軸位相の最遅角位相と最進角位相が規制されている。更に、他のベーン４１に形成されたロックピン収容孔５７には、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８（ロック手段）が収容され、このロックピン５８がハウジング３１に設けられたロック穴５９（図２参照）に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間位置（中間ロック位相）でロックされる。この中間ロック位相は、始動に適した位相に設定されている。
【００２８】
図６及び図７に示すように、ロックピン５８は、ロックピン収容孔５７の内周に嵌合された円筒部材６１内に摺動可能に挿入され、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の中央外周部に形成された弁部６３によって、円筒部材６１とロックピン５８との隙間が、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５とに区画されている。そして、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５に進角室４２から油圧を供給するために、ベーン４１には、進角室４２に連通するロック油路６６とロック解除保持用の油路６７が形成されている。また、ハウジング３１には、ロック穴５９と遅角室４３とを連通するロック解除油路６８が形成されている。
【００２９】
図６に示すように、ロックピン５８のロック時には、ロックピン５８の弁部６３がロック解除保持用の油路６７を塞いで、ロック油路６６をロック油圧室６４に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック油圧室６４に油圧が供給され、この油圧とスプリング６２によってロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態に保持され、カム軸位相が中間ロック位相でロックされる。
【００３０】
エンジン停止中は、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）が低下するが、スプリング６２によってロックピン５８がロック位置に保持される。従って、エンジン始動は、ロックピン５８がロック位置に保持された状態（中間ロック位相）で行われ、エンジン始動後に、ロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が高くなると、その油圧によって次のようにしてロックピン５８のロックが解除される。エンジン始動後に、遅角室４３からロック解除油路６８を通してロック穴５９に供給される油圧（ロック解除方向の力）が、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）とスプリング６２のばね力との合力（ロック方向の力）よりも大きくなると、ロック穴５９の油圧によってロックピン５８がロック穴５９から押し出されて図７のロック解除位置に移動し、ロックピン５８のロックが解除される。
【００３１】
このロック解除状態では、図７に示すように、ロックピン５８の弁部６３がロック油路６６を塞いで、ロック解除保持用の油路６７をロック解除保持用の油圧室６５に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック解除保持用の油圧室６５に油圧が供給され、このロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）とによってロックピン５８がスプリング６２に抗してロック解除位置に保持される。
【００３２】
エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３のいずれかの油圧が高くなっているため、その油圧でロックピン５８がロック解除位置に保持され、ハウジング３１とロータ３５とが相対回動可能な状態（つまりバルブタイミング制御が可能な状態）に保持される。
【００３３】
エンジン運転中は、エンジン制御回路２１は、クランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号に基づいて吸気バルブの実バルブタイミングＶＴ（吸気側カム軸１６の実進角量）を演算すると共に、吸気圧センサ２２、水温センサ２３等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブの目標バルブタイミングＶＴＴ（吸気側カム軸１７の目標進角量）を演算する。そして、吸気バルブの実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴＴに一致させるようにバルブタイミング調整装置１８の油圧制御弁２９をフィードバック制御する。これにより、進角室４２と遅角室４３の油圧を制御してハウジング３１とロータ３５とを相対回動させることで、カム軸位相を変化させて吸気バルブの実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴＴに一致させる。
【００３４】
その後、エンジン１１を停止させる際に、エンジン回転数が低下すると、オイルポンプ２８の吐出圧が低下するため、進角室４２や遅角室４３の油圧が低下してくる。これにより、ロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が低下して、スプリング６２のばね力がこれらの油圧に打ち勝つようになると、スプリング６２のばね力によってロックピン５８が突出してロック穴５９に嵌まり込むようになる。但し、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込むには、両者の位置が一致していること、つまり、カム軸位相が中間ロック位相に一致していることが条件となる。
【００３５】
エンジン１１が停止する際には、エンジン回転数（オイルポンプ２８の回転数）が低下して油圧が低下するため、カム軸１６の負荷トルクによりカム軸位相が自然に遅角側に変化していき、その過程で、図６に示すように、ロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませてカム軸位相を中間ロック位相でロックする。
【００３６】
上述したバルブタイミング制御の主体となるエンジン制御回路２１は、マイクロコンピュータを備え、内蔵のＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図８の異常判定プログラム及び図９のロック解除制御プログラムを実行する。以下、これらのプログラムの処理内容を説明する。
【００３７】
図８の異常判定プログラムは、所定周期で繰り返し実行され、バルブタイミング制御システムの異常の有無を判定する異常判定手段として機能する。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、現在、バルブタイミング制御中であるか否かを判定し、バルブタイミング制御が行われていない時（ロックピン５８がロック状態の時）には、以降の異常判定処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００３８】
一方、バルブタイミング制御中であれば、ステップ１０２に進み、目標バルブタイミングＶＴＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差（バルブタイミングのずれ）ΔＶＴを次式により算出する。
ΔＶＴ＝ＶＴＴ−ＶＴ
【００３９】
この後、ステップ１０３で、バルブタイミングのずれΔＶＴを異常判定値αと比較し、もし、バルブタイミングのずれΔＶＴが異常判定値αよりも大きければ、異常の可能性があるため、異常状態の継続時間Ｃ１をカウントするタイムカウンタをカウントアップするが、バルブタイミングのずれΔＶＴが異常判定値α以下であれば、正常であると判断してタイムカウンタの値Ｃ１をリセットする。
【００４０】
そして、次のステップ１０６で、タイムカウンタでカウントした異常状態の継続時間Ｃ１が所定時間βを越えたか否かを判定し、異常状態の継続時間Ｃ１が所定時間βを越えていれば、バルブタイミング制御システムの異常有りと判定し（ステップ１０８）、異常状態の継続時間Ｃ１が所定時間β以下であれば、正常と判定する（ステップ１０７）。
【００４１】
要するに、バルブタイミングのずれΔＶＴが異常判定値αよりも大きい状態が連続して所定時間β以上継続すれば、異常有りと判定するが、それ以外の場合は正常と判定する。尚、異常判定方法は上記の方法に限定されず、例えば異常判定値αをある程度大きい値に設定して、バルブタイミングのずれΔＶＴが異常判定値αを越えた時点で、直ちに異常有りと判定するようにしても良い。
【００４２】
ところで、バルブタイミング制御中は、ロックピン５８に対して進角室４２と遅角室４３の両方の油圧がロック解除方向に作用するため、エンジン始動後のエンジン回転数（オイルポンプ回転数）の上昇に伴う油圧の上昇により、進角室４２と遅角室４３のいずれか一方の油圧が先に高くなると、他方の油圧が低いにも拘らず、ロックピン５８が解除されてしまうことがある。このような状態でロックが解除されても、他方の油圧が低いために、ロック解除の瞬間にカム軸位相が油圧の低い側に急変してしまい、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴＴから大きくずれてしまう。この場合、ロック解除後に進角室４２と遅角室４３の両方の油圧が十分に上昇して正常なバルブタイミング制御を行える状態になるまでには、暫く時間がかかるため、上述したロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定してしまうおそれがある。
【００４３】
そこで、エンジン制御回路２１は、図９のロック解除制御プログラムを実行することで、ロックピン５８のロックを解除した時に異常判定条件を緩和して、ロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定することを未然に防止する。
【００４４】
このような制御を行う図９のロック解除制御プログラムは、所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、スタータスイッチの信号とエンジン回転数に基づいてロック解除要求が有るか否かを判定する。例えば、始動後、エンジン回転数が所定回転数以上に上昇したら、ロック解除要求有りと判定する。もし、ロック解除要求が無ければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了するが、ロック解除要求が有れば、ステップ２０２に進み、ロック解除要求フラグＲｅｌｆｌａｇを「ＯＮ」に切り換え、次のステップ２０４で、ロック解除制御を実行し、ロックピン５８のロックを解除する。このロック解除制御では、油圧制御弁２９のソレノイド５３に、カム軸位相を中間ロック位相に保持するための保持電流を流すことで、進角室４２と遅角室４３の両方に均等に油圧をかけながら、その油圧によってロックピン５８をロック穴５９から押し出してロックを解除する。
【００４５】
そして、ステップ２０４で、ロックピン５８のロック解除が検出された否かを判定し、ロック解除が検出されるまで、ロック解除制御を続ける。その後、ロック解除が検出された時点で、ステップ２０５に進み、ロック解除要求フラグＲｅｌｆｌａｇをロック解除要求無しを意味する「ＯＦＦ」に切り換える。この後、ステップ２０６で、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２をカウントするタイムカウンタをリセットした後、このタイムカウンタの値Ｃ２をカウントアップして（ステップ２０７）、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２を計測する。
【００４６】
その後、ステップ２０８で、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えたか否かを判定する。ここで、所定時間γは、ロック解除時に異常判定条件を緩和する期間を設定するものであり、予め設定した固定値としても良いが、油温、冷却水温、機関温度等の温度情報をパラメータとするマップ又は数式により所定時間γを設定しても良い。このようにすれば、油温（オイルの粘度）によってカム軸位相の制御が安定するまでの期間が変化するのに対応して、異常判定条件を通常値に復帰させるまでの期間を適正に設定することができる。
【００４７】
そして、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えるまで、ロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定するのを回避するために、図８の異常判定プログラムで用いる異常判定条件のうちの異常判定値αと所定時間βの両方又はいずれか一方を緩和する（ステップ２０９）。例えば、異常判定値αを大きくしたり、所定時間βを長くしたりする。
【００４８】
その後、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えた時点で、ステップ２１０に進み、異常判定条件を通常値に復帰させる。尚、上記ステップ２０４〜２１０の処理が特許請求の範囲でいう異常判定条件緩和手段としての役割を果たす。
【００４９】
以上説明した図９のロック解除制御プログラムを実行した場合の制御例を図１０のタイムチャートを用いて説明する。スタータスイッチの信号とエンジン回転数に基づいて、始動後、エンジン回転数が所定回転数以上に上昇したと判断した時に、ロック解除要求フラグＲｅｌｆｌａｇを「ＯＮ」に切り換える。これにより、ロック解除制御を開始して、油圧制御弁２９のソレノイド５３に、カム軸位相を中間ロック位相に保持するための保持電流を流すことで、進角室４２と遅角室４３の両方に均等に油圧をかけながら、その油圧によってロックピン５８をロック穴５９から押し出してロックを解除する。
【００５０】
このロック解除が検出された時点で、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２をタイムカウンタでカウントし、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えるまで、異常判定条件を緩和する。その後、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えた時点で、異常判定条件を通常値に復帰させる。
【００５１】
このように、ロック解除検出後の経過時間Ｃ２が所定時間γを越えるまで、異常判定条件を緩和すれば、ロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定することを未然に防止できる。しかも、ロック解除直後でも、緩和した異常判定条件で異常判定処理を継続できるので、もし、異常が発生していれば、その異常を早期に検出することができ、異常の早期検出と誤検出防止とを両立させることができる。
【００５２】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）では、異常判定条件を緩和する期間をロック解除検出後の経過時間Ｃ２で設定したが、図１１に示す本発明の実施形態（２）では、ロック解除後に実バルブタイミングＶＴ（カム軸位相）が中間ロック位相付近の所定範囲内に所定時間以上とどまっているか否かで異常判定条件を緩和する期間の終了時期を判断する。つまり、進角室４２と遅角室４３の両方の油圧が不均衡な状態で、ロックピン５８のロックが解除されると、ロック解除の瞬間にカム軸位相が油圧の高い側で押されて急変してしまうが、その後、進角室４２と遅角室４３の両方の油圧が均衡してカム軸位相を制御可能な状態になると、カム軸位相が目標値（中間ロック位相付近）に制御されるようになる。従って、ロック解除後に実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内に所定時間以上とどまっていれば、実バルブタイミングＶＴの制御が安定したと判断でききる。この場合は、直ちに異常判定条件を通常値に復帰させても、ロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定することはない。
【００５３】
本実施形態（２）では、この点を考慮して、図１１のロック解除制御プログラムにより、異常判定条件の緩和／復帰を制御する。本プログラムでも、ステップ３０１〜３０５において、図９のステップ２０１〜２０５と同じ処理を行い、ロック解除要求に応じてロックピン５８のロックを解除し、ロック解除要求フラグＲｅｌｆｌａｇを「ＯＦＦ」に切り換える。
【００５４】
その後、ステップ３０６で、クランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号に基づいて吸気バルブの実バルブタイミングＶＴ（吸気側カム軸１６の実進角量）を検出した後、ステップ３０７に進み、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内（ＶＴＡ＜ＶＴ＜ＶＴＢ）であるか否かを判定する。もし、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内でなければ、ステップ３０８に進み、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内に収まっている時間Ｃ３をカウントするタイムカウンタをリセットして、ステップ３１１に進み、ロック解除直後の実バルブタイミングＶＴの過渡的なずれΔＶＴの増大を異常と誤判定するのを回避するために、図８の異常判定プログラムで用いる異常判定条件のうちの異常判定値αと所定時間βの両方又はいずれか一方を緩和して、上記ステップ３０６に戻る。
【００５５】
一方、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内であれば、ステップ３０９に進み、タイムカウンタの値Ｃ３をカウントアップして、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内に収まっている時間Ｃ３をカウントする。そして、次のステップ３１０で、この時間Ｃ３が所定時間を越えたか否かを判定し、所定時間を越えていなければ、ステップ３１１に進み、異常判定条件を緩和して、上記ステップ３０６に戻る。このような処理を繰り返すことで、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内に収まっている時間Ｃ３が所定時間を越えるまで、異常判定条件を緩和した状態を続ける。
【００５６】
その後、実バルブタイミングＶＴが中間ロック位相付近の所定範囲内に収まっている時間Ｃ３が所定時間を越えた時点で、ステップ３１２に進み、異常判定条件を通常値に復帰させ、次のステップ３１３で、タイムカウンタの値Ｃ３をリセットして本プログラムを終了する。
【００５７】
以上説明した本実施形態（２）では、ロック解除後の実バルブタイミングＶＴ（カム軸位相）の挙動からバルブタイミング制御が実際に安定したか否かを判断して、異常判定条件を通常値に復帰させることができ、より確実に異常の誤検出を防止することができる。
【００５８】
［実施形態（３）］
上記実施形態（１），（２）では、始動後、エンジン回転数が所定回転数以上に上昇した時点で直ちにロックピン５８のロックを解除するようにしたが、このようにすると、エンジン停止時にロックピン５８がロック穴５９に嵌り込みにくい場合がある。例えば、低温時に油温があまり上昇しないうちにエンジン１１を停止するような場合は、油圧回路中のオイルの粘度が大きく、オイルの流動性が悪いため、エンジン停止時にロック穴５９からオイルが抜けにくく、ロックピン５８がロック穴５９に嵌り込みにくい。このような状態の時に、エンジン運転中にロックピン５８のロックを解除してしまうと、その後のエンジン停止時にロックピン５８がロック穴５９に嵌り込みにくく、カム軸位相を中間ロック位相でロックできない可能性がある。
【００５９】
そこで、本発明の実施形態（３）では、図１２のロック解除許可／禁止プログラムによって、始動後にカム軸位相が動きやすい状態となるまでロックピン５８のロック解除を禁止する。本実施形態（３）では、カム軸位相の動きが油圧回路中のオイルの粘度（油温）によって変化することを考慮して、油温の代用情報である冷却水温を用いてカム軸位相が動きやすい状態であるか否かを判定する。
【００６０】
図１２のロック解除許可／禁止プログラムは、周期的に繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうロック解除禁止手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ４０１で、冷却水温が所定温度より低いか否かを判定する。もし、冷却水温が所定温度より低ければ、油圧回路中のオイルの粘度が大きく、ロックピン５８がロック穴５９に嵌り込みにくいと判断して、ステップ４０２に進み、ロック解除を禁止する。この場合は、ロックピン５８をロックさせた状態のままでエンジン運転が続けられて、バルブタイミング制御は行われない。
【００６１】
その後、冷却水温が所定温度以上に上昇した時点で、カム軸位相が動きやすい状態となったと判断して、ステップ４０３に進み、ロック解除を許可する。この場合は、他のロック解除条件が成立していれば、ロック解除制御が実行され、ロックピン５８のロックが解除されて通常のバルブタイミング制御が開始される。
【００６２】
以上説明した実施形態（３）によれば、始動後にカム軸位相が動きやすい状態となるまでロックピン５８のロック解除を禁止するようにしたので、始動後にカム軸位相が動きやすい状態となる前にエンジン１１が停止されれば、ロックピン５８でカム軸位相がロックされた状態でエンジン１１が停止する。このため、次回の始動時に、確実にロックピン５８でカム軸位相をロックした状態で始動することができ、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題を回避することができる。
【００６３】
尚、本実施形態（３）では、冷却水温を用いてカム軸位相が動きやすい状態であるか否かを判定したが、油温やエンジン温度を用いてカム軸位相が動きやすい状態であるか否かを判定しても良い。また、バルブタイミング制御システムの異常が検出された時に、カム軸位相が動きが悪いと判断して、ロックピン５８のロック解除を禁止するようにしても良い。
【００６４】
以上説明した各実施形態は、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用したものであるが、本発明は、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用しても良い。その他、本発明は、バルブタイミング調整装置の構造を適宜変更しても良く、要は、カム軸位相を中間ロック位相でロックする方式のバルブタイミング調整装置であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示す制御システム全体の概略構成図
【図２】バルブタイミング調整装置の縦断面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す断面図
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図
【図６】ロックピンのロック状態を示す部分拡大断面図
【図７】ロックピンのロック解除状態を示す部分拡大断面図
【図８】異常判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】ロック解除制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】実施形態（１）の制御例を示すタイムチャート
【図１１】本発明の実施形態（２）におけるロック解除制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態（３）におけるロック解除禁止／許可判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１３】従来のバルブタイミング調整装置の断面図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…バルブタイミング調整装置（バルブタイミング制御手段）、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（異常判定条件緩和手段，異常判定手段，ロック解除禁止手段）、２８…オイルポンプ、２９…油圧制御弁、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５３…ソレノイド、５４…スプリング、５８…ロックピン（ロック手段）、５９…ロック穴。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve timing control device for an internal combustion engine having a function of locking a camshaft phase with an intermediate lock phase positioned substantially in the middle of the adjustable range when the internal combustion engine is stopped and started.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an increasing number of internal combustion engines mounted on vehicles adopt a variable valve timing control device for the purpose of improving output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust emissions. For example, as shown in FIG. 13, the basic configuration of a vane type variable valve timing control device is connected to a housing 1 that rotates in synchronization with a crankshaft of an engine and a camshaft of an intake (or exhaust) valve. The rotor 2 is coaxially arranged, and the fluid chamber 3 formed in the housing 1 is divided into an advance chamber 5 and a retard chamber 6 by a vane 4 provided in the rotor 2. Then, the hydraulic pressure of the advance chamber 5 and the retard chamber 6 is controlled by a hydraulic control valve to rotate the housing 1 and the rotor 2 (vane 4) relative to each other, thereby rotating the camshaft relative to the crankshaft (hereinafter, “ The valve timing is variably controlled by changing the cam shaft phase.
[0003]
The conventional variable valve timing control device of the vane system is the most retarded angle phase in which the camshaft phase is most retarded when the engine is stopped (when the hydraulic pressure is lowered) in order to prevent noise caused by the vibration of the vane 4 at the start. Thus, the relative rotation between the housing 1 and the rotor 2 (vane 4) is locked by the lock pin 7. Therefore, since the engine is started at the most retarded phase at the start, the most retarded phase is set to a phase suitable for starting.
[0004]
However, in this configuration, since the most retarded phase is limited by the phase at start (lock phase), the adjustable range of the valve timing (cam shaft phase) is limited by the lock phase, and the valve timing is adjusted. There is a disadvantage that the possible range is narrow.
[0005]
Therefore, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-324613, by setting the lock phase when the engine is stopped to a substantially intermediate position of the adjustable range of the cam shaft phase, the adjustable range of the valve timing (cam shaft phase) is increased. It has been proposed to expand.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the lock pin 7 that locks the camshaft phase is biased in the lock direction by a spring, and the lock release is performed in such a way that the hydraulic pressures of both the advance chamber 5 and the retard chamber 6 are released in the lock release direction relative to the lock pin 7. I try to make it work. When the engine is stopped, the hydraulic pressure decreases, so that the lock pin 7 is fitted into the lock hole by the spring force, and the camshaft phase is held in the intermediate lock phase. Therefore, when the engine is started, the camshaft phase is started with the intermediate lock phase locked, and the hydraulic pressure increases with the subsequent increase in the engine speed (oil pump speed). When the hydraulic pressure of the chamber 6 rises, the lock pin 7 is pushed out of the lock hole by the hydraulic pressure, and the lock of the lock pin 7 is released.
[0007]
However, in this configuration, since the hydraulic pressures of both the advance chamber 5 and the retard chamber 6 act on the lock pin 7 in the unlocking direction, the engine speed (oil pump speed) after the engine starts increases. When the hydraulic pressure of one of the advance chamber 5 and the retard chamber 6 first increases due to the increase in the hydraulic pressure, the lock pin 7 may be released even though the other hydraulic pressure is low. Even if the lock is released in this state, the camshaft phase suddenly changes to the higher oil pressure at the moment of unlocking because the other oil pressure is low, and the actual valve timing (camshaft phase) is the target value. It will deviate greatly from. For this reason, the abnormality determination system that determines whether or not there is an abnormality in the variable valve timing control device may erroneously determine that the transient behavior of the cam shaft phase at the time of unlocking is abnormal.
[0008]
In some cases, the lock pin 7 is difficult to fit into the lock hole when the engine is stopped. For example, when the engine is stopped before the oil temperature rises too much at low temperatures, the viscosity of the oil in the hydraulic circuit is large and the fluidity of the oil is poor. The lock pin 7 is difficult to fit into the lock hole. Further, even when the cam shaft phase moves slowly due to a failure or the like, the lock pin 7 is difficult to fit into the lock hole. In these cases, if the lock pin 7 is unlocked during engine operation, the lock pin 7 is less likely to be fitted into the lock hole when the engine is subsequently stopped, and the camshaft phase may not be locked with the intermediate lock phase. is there.
[0009]
If the camshaft phase cannot be locked with the intermediate lock phase when the engine is stopped, the valve timing (camshaft phase) will not be increased until the engine speed (oil pump speed) increases and the hydraulic pressure rises at the next start. The target value (near the intermediate lock phase) cannot be controlled, and as a result, the engine is started at the valve timing deviating from the target value, so that the startability is deteriorated and the engine start time is prolonged. In addition, if the camshaft phase is started without being locked, the position of the vane 4 is not fixed until the hydraulic pressure rises, so that the vane 4 collides with the housing 1 to generate noise.
[0010]
The present invention has been made in consideration of these circumstances, The present invention The purpose of this is to prevent erroneous determination of the transient behavior of the camshaft phase immediately after unlocking as abnormal and improve the reliability of abnormality determination. is there .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Up Note In order to achieve this, the variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention relaxes the abnormality determination condition by the abnormality determination condition mitigation means when the lock means is unlocked. As a result, it is possible to prevent erroneous determination of the transient behavior of the camshaft phase immediately after unlocking as abnormal. Moreover, even when the lock is released, abnormality determination can be continued under relaxed abnormality determination conditions, so if an abnormality has occurred, the abnormality can be detected early, and early detection of abnormality and prevention of false detection Can be made compatible.
[0012]
In this case, as described in claim 2, it is preferable to return the abnormality determination condition to the normal value after a lapse of a predetermined period from detection of unlocking of the locking means. In this way, it is possible to return the abnormality determination condition after the control of the camshaft phase is stabilized after the lock is released.
[0013]
By the way, the period until the control of the camshaft phase is stabilized after the lock is released varies depending on the oil viscosity (oil fluidity) in the hydraulic circuit at that time, and the oil viscosity varies depending on the oil temperature. Further, since the oil temperature has a correlation with the cooling water temperature and the engine temperature, the cooling water temperature or the engine temperature may be used as substitute information for the oil temperature.
[0014]
Therefore, as in claim 3, it is preferable to set a period (predetermined period) until the abnormality determination condition is restored after unlocking based on temperature information such as oil temperature, cooling water temperature, engine temperature and the like. In this way, the period until the abnormality determination condition is returned to the normal value is set appropriately in response to the change in the period until the control of the camshaft phase is stabilized depending on the oil temperature (oil viscosity). can do. In this case, the oil temperature may be directly detected by the oil temperature sensor, but the cooling water temperature or the engine temperature can be detected or estimated from the output signal of a sensor generally provided in the internal combustion engine. If the temperature is used, it is not necessary to newly provide an oil temperature sensor, and the cost can be reduced.
[0015]
Further, as described in claim 4, when the cam shaft phase remains within a predetermined range for a predetermined time or more after the lock means is unlocked, it is determined that the control of the cam shaft phase is stable, and the abnormality determination condition is set to a normal value. You may make it return. In this way, it is possible to determine whether or not the control of the camshaft phase is actually stable from the behavior of the camshaft phase after unlocking, and to return the abnormality determination condition to the normal value. It is possible to prevent erroneous detection of abnormality.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment (1)]
Hereinafter, an embodiment (1) in which the present invention is applied to a variable valve timing control device for an intake valve will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, in the DOHC engine 11 that is an internal combustion engine, the power from the crankshaft 12 is transmitted to the intake side camshaft 16 and the exhaust side camshaft 17 via the sprockets 14 and 15 by the timing chain 13. It has become so. However, the intake side camshaft 16 is provided with a valve timing adjusting device 18 (valve timing control means) that adjusts the advance amount of the intake side camshaft 16 with respect to the crankshaft 12. A cam angle sensor 19 for detecting the cam angle is installed on the outer peripheral side of the intake side cam shaft 16, while a crank angle sensor 20 for detecting the crank angle is installed on the outer peripheral side of the crank shaft 12. Yes.
[0019]
The output signals of the crank angle sensor 20 and the cam angle sensor 19 are input to an engine control circuit 21, which calculates the actual valve timing of the intake valve and outputs the frequency of the output pulse of the crank angle sensor 20. From this, the engine speed is calculated. Further, output signals from various sensors (intake pressure sensor 22, water temperature sensor 23, throttle sensor 24, etc.) for detecting the engine operating state, and output signals from the ignition switch 25 and timer 26 are also input to the engine control circuit 21.
[0020]
The engine control circuit 21 performs fuel injection control and ignition control based on these various input signals, and also performs variable valve timing control, which will be described later, and actual valve timing of the intake valve (actual advance angle of the intake camshaft 16). The valve timing adjusting device 18 is feedback-controlled so that the amount) matches the target valve timing (target advance amount). The oil in the oil pan 27 is supplied to the hydraulic circuit of the valve timing adjusting device 18 through the oil pressure control valve 29 by the oil pump 28, and the oil pressure is controlled by the oil pressure control valve 29. Sixteen actual advance amounts (actual valve timing) are controlled.
[0021]
Next, the configuration of the valve timing adjusting device 18 will be described with reference to FIGS. A housing 31 of the valve timing adjusting device 18 is fastened and fixed with bolts 32 to a sprocket 14 rotatably supported on the outer periphery of the intake camshaft 16. Thereby, the rotation of the crankshaft 12 is transmitted to the sprocket 14 and the housing 31 through the timing chain 13, and the sprocket 14 and the housing 31 rotate in synchronization with the crankshaft 12.
[0022]
On the other hand, the intake side camshaft 16 is rotatably supported by a cylinder head 33 and a bearing cap 34, and a rotor 35 is fastened and fixed to one end portion of the intake side camshaft 16 with a bolt 37 via a stopper 36. . The rotor 35 is housed in the housing 31 so as to be relatively rotatable.
[0023]
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of fluid chambers 40 are formed inside the housing 31, and each fluid chamber 40 is retarded from the advance chamber 42 by a vane 41 formed on the outer periphery of the rotor 35. It is partitioned into a corner chamber 43. Seal members 44 are mounted on the outer periphery of the rotor 35 and the outer periphery of the vane 41, and each seal member 44 is urged in the outer peripheral direction by a leaf spring 45 (see FIG. 2). Thereby, the clearance between the outer peripheral surface of the rotor 35 and the inner peripheral surface of the housing 31 and the clearance between the outer peripheral surface of the vane 41 and the inner peripheral surface of the fluid chamber 40 are sealed by the seal member 44.
[0024]
As shown in FIG. 2, an annular advance groove 46 and a retard groove 47 formed on the outer peripheral portion of the intake side camshaft 16 are connected to predetermined ports of the hydraulic control valve 29, respectively. By driving the pump 28, the oil pumped up from the oil pan 27 is supplied to the advance groove 46 and the retard groove 47 through the hydraulic control valve 29. The advance oil passage 48 connected to the advance groove 46 passes through the inside of the intake side camshaft 16 and communicates with an arcuate advance oil passage 49 (see FIG. 3) formed on the left side surface of the rotor 35. The arcuate advance oil passage 49 communicates with each advance chamber 42. On the other hand, the retarding oil passage 50 connected to the retarding groove 47 penetrates the inside of the intake side camshaft 16 to an arcuate retarding oil passage 51 (see FIG. 4) formed on the right side surface of the rotor 35. The arc retarded oil passage 51 is formed so as to communicate with each other, and communicates with each retarded angle chamber 43.
[0025]
The hydraulic control valve 29 is a four-port three-position switching valve that drives the valve body with a solenoid 53 and a spring 54, and the position of the valve body is hydraulic to the advance chamber 42 and to the retard chamber 43. The position is switched between a position where the hydraulic pressure is supplied and a position where no hydraulic pressure is supplied to either the advance chamber 42 or the retard chamber 43. When the energization of the solenoid 53 is stopped, the valve element is automatically switched to a position where the hydraulic pressure is supplied to the advance chamber 42 by the spring 54 so that the hydraulic pressure works in a direction to advance the camshaft phase.
[0026]
In a state where the hydraulic pressure higher than a predetermined pressure is supplied to the advance chamber 42 and the retard chamber 43, the vane 41 is fixed by the hydraulic pressure of the advance chamber 42 and the retard chamber 43, and the housing 31 is rotated by the rotation of the crankshaft 12. The rotation is transmitted to the rotor 35 (vane 41) through the oil, and the intake side camshaft 16 is rotationally driven integrally with the rotor 35. During engine operation, the intake side cam with respect to the crankshaft 12 is controlled by controlling the hydraulic pressure in the advance chamber 42 and the retard chamber 43 by the hydraulic control valve 29 to rotate the housing 31 and the rotor 35 (vane 41) relative to each other. The valve timing of the intake valve is varied by controlling the rotation phase of the shaft 16 (hereinafter referred to as “cam shaft phase”). Note that the sprocket 14 accommodates a torsion coil spring 55 (see FIG. 2) that assists the hydraulic pressure that causes the rotor 35 to relatively rotate in the advance direction at the time of advance angle control with a spring force.
[0027]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, stopper portions 56 for restricting the relative rotation range of the rotor 35 (vane 41) with respect to the housing 31 are formed on both side portions of any one vane 41. The portion 56 regulates the most retarded angle phase and the most advanced angle phase of the cam shaft phase. Further, a lock pin 58 (locking means) for locking relative rotation between the housing 31 and the rotor 35 (vane 41) is accommodated in the lock pin accommodation hole 57 formed in the other vane 41. When the pin 58 is fitted into a lock hole 59 (see FIG. 2) provided in the housing 31, the cam shaft phase is locked at a substantially intermediate position (intermediate lock phase) within the adjustable range. This intermediate lock phase is set to a phase suitable for starting.
[0028]
As shown in FIGS. 6 and 7, the lock pin 58 is slidably inserted into the cylindrical member 61 fitted to the inner periphery of the lock pin accommodation hole 57, and is locked in the locking direction (protruding direction) by the spring 62. It is energized. Further, a gap between the cylindrical member 61 and the lock pin 58 is divided into a lock hydraulic chamber 64 and a lock release holding hydraulic chamber 65 by a valve portion 63 formed at the center outer peripheral portion of the lock pin 58. Then, in order to supply hydraulic pressure from the advance chamber 42 to the lock hydraulic chamber 64 and the lock release holding hydraulic chamber 65, the vane 41 has a lock oil passage 66 communicating with the advance chamber 42 and an unlock release holding fluid. An oil passage 67 is formed. The housing 31 is formed with an unlocking oil passage 68 that communicates the lock hole 59 and the retard chamber 43.
[0029]
As shown in FIG. 6, when the lock pin 58 is locked, the valve portion 63 of the lock pin 58 closes the lock release holding oil passage 67, and the lock oil passage 66 communicates with the lock hydraulic chamber 64. . As a result, hydraulic pressure is supplied from the advance chamber 42 to the lock hydraulic chamber 64, and the lock pin 58 is held in the lock hole 59 by the hydraulic pressure and the spring 62, and the camshaft phase is locked at the intermediate lock phase. Is done.
[0030]
While the engine is stopped, the hydraulic pressure in the lock hydraulic chamber 64 (the hydraulic pressure in the advance chamber 42) decreases, but the lock pin 58 is held in the locked position by the spring 62. Therefore, the engine is started with the lock pin 58 held in the locked position (intermediate lock phase). After the engine is started, if the hydraulic pressure in the lock hole 59 (hydraulic pressure in the retarding chamber 43) increases, the hydraulic pressure The lock pin 58 is unlocked as follows. After the engine is started, the hydraulic pressure (force in the unlocking direction) supplied from the retard chamber 43 through the unlocking oil passage 68 to the lock hole 59 is the hydraulic pressure in the lock hydraulic chamber 64 (hydraulic pressure in the advance chamber 42) and the spring 62. When the resultant force becomes larger than the resultant force (the force in the lock direction), the lock pin 58 is pushed out of the lock hole 59 by the hydraulic pressure of the lock hole 59 and moves to the unlock position shown in FIG. 7, and the lock pin 58 is unlocked. Is done.
[0031]
In this unlocked state, as shown in FIG. 7, the valve portion 63 of the lock pin 58 blocks the lock oil passage 66, and the unlocking and holding oil passage 67 communicates with the unlocking and holding hydraulic chamber 65. It becomes a state. As a result, hydraulic pressure is supplied from the advance chamber 42 to the hydraulic chamber 65 for holding and releasing the lock, and the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 65 for holding and releasing the lock (hydraulic pressure of the advanced chamber 42) and the hydraulic pressure (retarding angle) of the lock hole 59. The lock pin 58 is held in the unlocked position against the spring 62 by the hydraulic pressure of the chamber 43.
[0032]
During engine operation, the hydraulic pressure of either the advance chamber 42 or the retard chamber 43 is high, so that the lock pin 58 is held at the unlocked position by the hydraulic pressure, and the housing 31 and the rotor 35 rotate relative to each other. It is held in a possible state (that is, a state in which valve timing control is possible).
[0033]
During engine operation, the engine control circuit 21 calculates the actual valve timing VT of the intake valve (actual advance angle amount of the intake camshaft 16) based on the output signals of the crank angle sensor 20 and the cam angle sensor 19, and A target valve timing VTT (target advance angle of the intake camshaft 17) of the intake valve is calculated based on outputs from various sensors that detect engine operating conditions such as the intake pressure sensor 22 and the water temperature sensor 23. Then, the hydraulic control valve 29 of the valve timing adjusting device 18 is feedback-controlled so that the actual valve timing VT of the intake valve matches the target valve timing VTT. As a result, the hydraulic pressure in the advance chamber 42 and the retard chamber 43 is controlled to rotate the housing 31 and the rotor 35 relatively, thereby changing the camshaft phase and setting the actual valve timing VT of the intake valve to the target valve timing. Match to VTT.
[0034]
Thereafter, when the engine 11 is stopped, if the engine speed is reduced, the discharge pressure of the oil pump 28 is reduced, so that the hydraulic pressure in the advance chamber 42 and the retard chamber 43 is reduced. As a result, the hydraulic pressure in the unlocking hydraulic chamber 65 (the hydraulic pressure in the advance chamber 42) and the hydraulic pressure in the lock hole 59 (hydraulic pressure in the retard chamber 43) are reduced, and the spring force of the spring 62 is reduced to these hydraulic pressures. When it is overcome, the lock pin 58 protrudes and fits into the lock hole 59 by the spring force of the spring 62. However, in order for the lock pin 58 to be fitted into the lock hole 59, it is a condition that the positions of both of them match, that is, the cam shaft phase matches the intermediate lock phase.
[0035]
When the engine 11 is stopped, the engine rotational speed (the rotational speed of the oil pump 28) decreases and the hydraulic pressure decreases, so that the camshaft phase naturally changes to the retard side by the load torque of the camshaft 16. In the process, as shown in FIG. 6, the lock pin 58 is fitted into the lock hole 59 to lock the camshaft phase with the intermediate lock phase.
[0036]
The engine control circuit 21 that is the main component of the valve timing control described above includes a microcomputer and executes the abnormality determination program of FIG. 8 and the lock release control program of FIG. 9 stored in a built-in ROM (storage medium). Hereinafter, the processing contents of these programs will be described.
[0037]
The abnormality determination program in FIG. 8 is repeatedly executed at a predetermined period, and functions as an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in the valve timing control system. When this program is started, it is first determined in step 101 whether or not valve timing control is currently being performed. When valve timing control is not being performed (when the lock pin 58 is in the locked state), This program is terminated without performing the subsequent abnormality determination process.
[0038]
On the other hand, if the valve timing control is in progress, the routine proceeds to step 102, where a deviation (valve timing deviation) ΔVT between the target valve timing VTT and the actual valve timing VT is calculated by the following equation.
ΔVT = VTT−VT
[0039]
Thereafter, in step 103, the valve timing deviation ΔVT is compared with the abnormality determination value α. If the valve timing deviation ΔVT is larger than the abnormality determination value α, there is a possibility of abnormality, and therefore the abnormality state continues. A time counter that counts the time C1 is counted up. If the valve timing deviation ΔVT is equal to or less than the abnormality determination value α, it is determined that the time is normal and the value C1 of the time counter is reset.
[0040]
Then, in the next step 106, it is determined whether or not the duration C1 of the abnormal state counted by the time counter exceeds the predetermined time β. If the duration C1 of the abnormal state exceeds the predetermined time β, the valve timing It is determined that there is an abnormality in the control system (step 108). If the duration C1 of the abnormal state is equal to or shorter than the predetermined time β, it is determined that the control system is normal (step 107).
[0041]
In short, if a state where the valve timing deviation ΔVT is larger than the abnormality determination value α continues for a predetermined time β or longer, it is determined that there is an abnormality, but otherwise it is determined as normal. The abnormality determination method is not limited to the above-described method. For example, the abnormality determination value α is set to a somewhat large value, and when the valve timing deviation ΔVT exceeds the abnormality determination value α, it is immediately determined that there is an abnormality. You may do it.
[0042]
By the way, during valve timing control, the hydraulic pressures of both the advance chamber 42 and the retard chamber 43 act on the lock pin 58 in the unlocking direction, so that the engine speed (oil pump speed) after the engine is started is increased. If the hydraulic pressure of one of the advance chamber 42 and the retard chamber 43 increases first due to the increase of the hydraulic pressure accompanying the increase, the lock pin 58 may be released even though the other hydraulic pressure is low. . Even if the lock is released in such a state, since the other hydraulic pressure is low, the camshaft phase suddenly changes to the low hydraulic pressure at the moment of unlocking, and the actual valve timing VT becomes larger than the target valve timing VTT. It will shift. In this case, it takes a while until the hydraulic pressures in both the advance chamber 42 and the retard chamber 43 are sufficiently increased and the normal valve timing control can be performed after the lock is released. There is a possibility that an increase in the transient deviation ΔVT of the actual valve timing VT is erroneously determined as abnormal.
[0043]
Therefore, the engine control circuit 21 executes the lock release control program shown in FIG. 9 to alleviate the abnormality determination condition when the lock pin 58 is unlocked, so that the actual valve timing VT immediately after the lock release is transient. It is possible to prevent an increase in the deviation ΔVT from being erroneously determined as abnormal.
[0044]
The lock release control program of FIG. 9 that performs such control is repeatedly executed at a predetermined cycle. When this program is started, first, at step 201, it is determined whether or not there is an unlock request based on the starter switch signal and the engine speed. For example, if the engine speed increases to a predetermined speed or higher after startup, it is determined that there is a request for unlocking. If there is no unlock request, the program is terminated without performing the subsequent processing. If there is a lock release request, the process proceeds to step 202, the unlock request flag Relflag is switched to “ON”, and the next In step 204, the lock release control is executed, and the lock pin 58 is unlocked. In this lock release control, a holding current for holding the camshaft phase at the intermediate lock phase is supplied to the solenoid 53 of the hydraulic control valve 29 so that the hydraulic pressure is evenly applied to both the advance chamber 42 and the retard chamber 43. While being applied, the lock pin 58 is pushed out of the lock hole 59 by the hydraulic pressure to release the lock.
[0045]
In step 204, it is determined whether or not unlocking of the lock pin 58 is detected, and the unlocking control is continued until unlocking is detected. Thereafter, when unlocking is detected, the process proceeds to step 205, where the unlock request flag Relflag is switched to “OFF” which means no unlock request. Thereafter, in step 206, after resetting the time counter for counting the elapsed time C2 after detection of unlocking, the time counter value C2 is incremented (step 207), and the elapsed time C2 after detecting unlocking is calculated. measure.
[0046]
Thereafter, in step 208, it is determined whether or not the elapsed time C2 after the detection of unlocking has exceeded a predetermined time γ. Here, the predetermined time γ sets a period for relaxing the abnormality determination condition at the time of unlocking, and may be a fixed value set in advance, but temperature information such as oil temperature, cooling water temperature, engine temperature, etc. is used as a parameter. The predetermined time γ may be set by a map or a mathematical formula. In this way, the period until the abnormality determination condition is returned to the normal value is set appropriately in response to the change in the period until the control of the camshaft phase is stabilized depending on the oil temperature (oil viscosity). can do.
[0047]
In order to avoid erroneously determining that an increase in the transient deviation ΔVT of the actual valve timing VT immediately after unlocking is abnormal until the elapsed time C2 after unlock detection exceeds a predetermined time γ, FIG. Of the abnormality determination conditions used in the abnormality determination program, both or one of the abnormality determination value α and the predetermined time β is relaxed (step 209). For example, the abnormality determination value α is increased or the predetermined time β is increased.
[0048]
Thereafter, when the elapsed time C2 after detection of unlocking exceeds a predetermined time γ, the process proceeds to step 210, and the abnormality determination condition is returned to the normal value. Note that the processing in steps 204 to 210 serves as an abnormality determination condition alleviating means in the claims.
[0049]
A control example when the lock release control program of FIG. 9 described above is executed will be described with reference to the time chart of FIG. Based on the signal from the starter switch and the engine speed, when it is determined that the engine speed has increased to a predetermined speed or higher after starting, the unlock request flag Relflag is switched to “ON”. Accordingly, the lock release control is started, and a holding current for holding the camshaft phase at the intermediate lock phase is supplied to the solenoid 53 of the hydraulic control valve 29, whereby both the advance chamber 42 and the retard chamber 43 are supplied. While the oil pressure is evenly applied, the lock pin 58 is pushed out from the lock hole 59 by the oil pressure to release the lock.
[0050]
When the unlocking is detected, the elapsed time C2 after the unlocking is detected is counted by the time counter, and the abnormality determination condition is relaxed until the elapsed time C2 after the unlocking detection exceeds the predetermined time γ. Thereafter, when the elapsed time C2 after detection of unlocking exceeds a predetermined time γ, the abnormality determination condition is returned to the normal value.
[0051]
As described above, if the abnormality determination condition is relaxed until the elapsed time C2 after the unlocking detection exceeds the predetermined time γ, the increase in the transient deviation ΔVT of the actual valve timing VT immediately after the unlocking is erroneously determined as abnormal. This can be prevented beforehand. Moreover, even after the lock is released, the abnormality determination process can be continued under the relaxed abnormality determination condition. If an abnormality has occurred, the abnormality can be detected early, and early detection of the abnormality and prevention of false detection can be performed. Can be made compatible.
[0052]
[Embodiment (2)]
In the above embodiment (1), the period during which the abnormality determination condition is relaxed is set as the elapsed time C2 after detection of unlocking. In the embodiment (2) of the present invention shown in FIG. The end time of the period during which the abnormality determination condition is relaxed is determined based on whether (cam shaft phase) remains within a predetermined range near the intermediate lock phase for a predetermined time or more. That is, when the lock pin 58 is unlocked in a state where the hydraulic pressure in both the advance chamber 42 and the retard chamber 43 is unbalanced, the camshaft phase is pushed on the higher hydraulic pressure at the moment of unlocking. After a sudden change, the camshaft phase is controlled to the target value (near the intermediate lock phase) when the hydraulic pressure in both the advance chamber 42 and the retard chamber 43 is balanced and the camshaft phase can be controlled. Will come to be. Therefore, if the actual valve timing VT remains within a predetermined range near the intermediate lock phase after unlocking for a predetermined time or more, it can be determined that the control of the actual valve timing VT is stable. In this case, even if the abnormality determination condition is immediately returned to the normal value, an increase in the transient deviation ΔVT of the actual valve timing VT immediately after unlocking is not erroneously determined as abnormal.
[0053]
In this embodiment (2), in consideration of this point, the relaxation / recovery of the abnormality determination condition is controlled by the lock release control program of FIG. Also in this program, in steps 301 to 305, the same processing as in steps 201 to 205 in FIG. 9 is performed, the lock pin 58 is unlocked in response to the unlock request, and the unlock request flag Relflag is switched to “OFF”.
[0054]
Thereafter, in step 306, the actual valve timing VT of the intake valve (actual advance angle amount of the intake camshaft 16) is detected based on the output signals of the crank angle sensor 20 and the cam angle sensor 19, and then the process proceeds to step 307. It is determined whether or not the actual valve timing VT is within a predetermined range near the intermediate lock phase (VTA <VT <VTB). If the actual valve timing VT is not within the predetermined range near the intermediate lock phase, the process proceeds to step 308 to reset the time counter that counts the time C3 when the actual valve timing VT is within the predetermined range near the intermediate lock phase. Then, the process proceeds to step 311, in order to avoid erroneously determining that the increase in the transient deviation ΔVT of the actual valve timing VT immediately after unlocking is abnormal, among the abnormality determination conditions used in the abnormality determination program of FIG. The abnormality determination value α and / or the predetermined time β are alleviated, and the process returns to step 306.
[0055]
On the other hand, if the actual valve timing VT is within the predetermined range near the intermediate lock phase, the routine proceeds to step 309, where the time counter value C3 is counted up, and the actual valve timing VT falls within the predetermined range near the intermediate lock phase. Counting the time C3. Then, in the next step 310, it is determined whether or not the time C3 has exceeded a predetermined time. If it does not exceed the predetermined time, the process proceeds to step 311 to relax the abnormality determination condition and returns to step 306. By repeating such processing, the abnormality determination condition is maintained until the time C3 when the actual valve timing VT is within a predetermined range near the intermediate lock phase exceeds the predetermined time.
[0056]
Thereafter, when the time C3 when the actual valve timing VT is within the predetermined range near the intermediate lock phase exceeds the predetermined time, the process proceeds to step 312 to return the abnormality determination condition to the normal value, and in the next step 313 Then, the value C3 of the time counter is reset and the program is terminated.
[0057]
In the embodiment (2) described above, it is determined whether or not the valve timing control is actually stabilized from the behavior of the actual valve timing VT (cam shaft phase) after unlocking, and the abnormality determination condition is set to the normal value. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection of abnormality more reliably.
[0058]
[Embodiment (3)]
In the above embodiments (1) and (2), after the engine is started, the lock pin 58 is unlocked immediately when the engine speed increases to a predetermined value or more. The lock pin 58 may be difficult to fit into the lock hole 59. For example, when the engine 11 is stopped before the oil temperature rises too much at a low temperature, the oil viscosity in the hydraulic circuit is large and the fluidity of the oil is poor. It is difficult to lock the lock pin 58 into the lock hole 59. If the lock pin 58 is unlocked during engine operation in such a state, the lock pin 58 is difficult to fit into the lock hole 59 when the engine is stopped thereafter, and the camshaft phase cannot be locked with the intermediate lock phase. there is a possibility.
[0059]
Therefore, in the embodiment (3) of the present invention, the unlocking of the lock pin 58 is prohibited until the camshaft phase becomes easy to move after starting by the unlocking permission / inhibition program of FIG. In the present embodiment (3), considering that the movement of the camshaft phase varies depending on the viscosity (oil temperature) of the oil in the hydraulic circuit, the camshaft phase is set using the coolant temperature that is the substitute information of the oil temperature. It is determined whether it is easy to move.
[0060]
The lock release permission / prohibition program of FIG. 12 is periodically and repeatedly executed and serves as the lock release prohibition means in the claims. When this program is started, first, in step 401, it is determined whether or not the coolant temperature is lower than a predetermined temperature. If the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, it is determined that the viscosity of the oil in the hydraulic circuit is large and the lock pin 58 is difficult to fit into the lock hole 59, and the routine proceeds to step 402, where the lock release is prohibited. In this case, the engine operation is continued with the lock pin 58 locked, and valve timing control is not performed.
[0061]
Thereafter, when the cooling water temperature rises to a predetermined temperature or more, it is determined that the camshaft phase is in a state of being easy to move, and the process proceeds to step 403 to permit unlocking. In this case, if other unlock conditions are satisfied, unlock control is executed, the lock pin 58 is unlocked, and normal valve timing control is started.
[0062]
According to the embodiment (3) described above, the lock pin 58 is prohibited from being unlocked until the camshaft phase becomes easy to move after starting. Therefore, before the camshaft phase becomes easy to move after starting. If the engine 11 is stopped at the same time, the engine 11 is stopped in a state where the camshaft phase is locked by the lock pin 58. For this reason, at the next start, it is possible to start with the camshaft phase being reliably locked by the lock pin 58, and it is possible to avoid problems such as deterioration in startability and noise due to a lock failure.
[0063]
In this embodiment (3), it is determined whether or not the camshaft phase is easy to move using the coolant temperature, but is the camshaft phase easy to move using the oil temperature or the engine temperature? It may be determined whether or not. Further, when an abnormality of the valve timing control system is detected, it may be determined that the camshaft phase is not moving and the lock pin 58 is prohibited from being unlocked.
[0064]
In each of the embodiments described above, the present invention is applied to a variable valve timing control device for an intake valve. However, the present invention may be applied to a variable valve timing control device for an exhaust valve. In addition, in the present invention, the structure of the valve timing adjusting device may be changed as appropriate. In short, any valve timing adjusting device that locks the camshaft phase with the intermediate lock phase may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire control system showing an embodiment (1) of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a valve timing adjusting device.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing a locked state of the lock pin.
FIG. 7 is a partially enlarged sectional view showing a lock pin unlocked state.
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing of an abnormality determination program.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of an unlock control program.
FIG. 10 is a time chart showing a control example of the embodiment (1).
FIG. 11 is a flowchart showing a processing flow of an unlock control program according to the embodiment (2) of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing of a lock release prohibition / permission determination program in the embodiment (3) of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view of a conventional valve timing adjusting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Crankshaft, 13 ... Timing chain, 14, 15 ... Sprocket, 16 ... Intake camshaft, 17 ... Exhaust camshaft, 18 ... Valve timing adjusting device (valve timing control means), 19 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cam angle sensor, 20 ... Crank angle sensor, 21 ... Engine control circuit (abnormality determination condition mitigation means, abnormality determination means, unlock release prohibition means), 28 ... Oil pump, 29 ... Hydraulic control valve, 31 ... Housing, 35 ... Rotor, 40 ... fluid chamber, 41 ... vane, 42 ... advance chamber, 43 ... retard chamber, 53 ... solenoid, 54 ... spring, 58 ... lock pin (lock means), 59 ... lock hole.

Claims

Valve timing control means for variably controlling the valve timing by changing the rotational phase of the cam shaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “camshaft phase”) with hydraulic pressure;
Locking means biased to lock the camshaft phase with an intermediate locking phase located approximately in the middle of the adjustable range when the internal combustion engine is stopped and started;
In a variable valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: an abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in the valve timing control unit;
A variable valve timing control apparatus for an internal combustion engine, comprising: an abnormality determination condition alleviating unit that relaxes an abnormality determination condition used in the abnormality determination unit when the lock unit is unlocked.

2. The variable valve timing for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the abnormality determination condition alleviating unit returns the abnormality determination condition to a normal value after a predetermined period of time has elapsed since detection of unlocking of the locking unit. Control device.

3. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the abnormality determination condition alleviating means sets the predetermined period based on temperature information such as an oil temperature, a cooling water temperature, and an engine temperature.

The abnormality determination condition alleviating means returns the abnormality determination condition to a normal value when the cam shaft phase remains within a predetermined range for a predetermined time or more after unlocking the locking means. 4. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of 3 above.