JP5375245B2 - Control device for variable valve timing mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オイルの供給により駆動されて機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a variable valve timing mechanism that is driven by oil supply to vary the valve timing of an engine valve.
周知のように、車載等の内燃機関に採用される機構として、オイルの供給により駆動されて機関バルブ(吸/排気バルブ)のバルブタイミングを可変とする油圧式の可変バルブタイミング機構(VVT機構)が実用されている。従来、そうしたVVT機構の異常を診断する装置として、特許文献1、2に記載の装置が知られている。
As is well known, a hydraulic variable valve timing mechanism (VVT mechanism) that is driven by oil supply to vary the valve timing of an engine valve (intake / exhaust valve) as a mechanism employed in an on-board internal combustion engine. Is in practical use. Conventionally, devices disclosed in
特許文献1の診断装置では、VVT機構の変位角の目標値と実値との偏差が所定の判定値以上となった状態が、機関回転数及びVVT機構のオイル温度に基づき設定された判定時間以上継続したときには、VVT機構の異常有りと判定するようにしている。なおオイル温度が低いときには、オイルの粘度が高くなるため、異常でなくてもVVT機構の応答性は低下する。そこで特許文献1の診断装置では、オイル温度が低いときには、上記判定時間を長く設定することで、オイルの粘度増による応答性の低下と異常による応答性の低下とを区別して、VVT機構の異常を診断できるようにしている。
In the diagnostic device of
また特許文献2の診断装置では、VVT機構の動作速度が判定値以下のときに、VVT機構の異常有りと判定するようにしている。そして同診断装置では、オイル温度が低いときには、上記判定値を小さい値に設定することで、オイルの粘度増による応答性の低下と異常による応答性の低下とを区別して、VVT機構の異常を診断できるようにしている。
Further, in the diagnostic device of
ところで、こうしたVVT機構では、機関冷間時には、オイルの粘度が高くなり過ぎて、VVT機構の応答性が極端に低下する。そのため、従来にあっては、機関冷間時には、可変バルブタイミング機構の駆動によるバルブタイミング制御を禁止するようにしている。こうした機関冷間時のバルブタイミング制御の禁止の一つとして、次のものがある。すなわち、VVT機構の多くでは、機関始動時に位置される初期位置がその動作範囲の一端、すなわち最進角位置又は最遅角位置に設定されており、機関停止中には、VVT機構の動作がその初期位置にて機械的にロックされるようになっている。そして内燃機関の始動性を確保すべく、機関停止時には、VVT機構を確実に初期位置に復動させておくことが必要となっている。しかしながら、機関冷間時には、異常でなくても、VVT機構の応答性が著しく悪化しており、機関停止時の初期位置への復動を保証することが困難となっている。 By the way, in such a VVT mechanism, when the engine is cold, the viscosity of the oil becomes too high, and the responsiveness of the VVT mechanism is extremely lowered. Therefore, conventionally, when the engine is cold, valve timing control by driving the variable valve timing mechanism is prohibited. One of the prohibitions of valve timing control when the engine is cold is as follows. That is, in many of the VVT mechanisms, the initial position located at the time of starting the engine is set to one end of the operating range, that is, the most advanced angle position or the most retarded angle position, and the operation of the VVT mechanism is performed while the engine is stopped. It is mechanically locked at its initial position. In order to ensure the startability of the internal combustion engine, it is necessary to reliably return the VVT mechanism to the initial position when the engine is stopped. However, when the engine is cold, even if it is not abnormal, the responsiveness of the VVT mechanism is remarkably deteriorated, and it is difficult to guarantee the return to the initial position when the engine is stopped.
なお近年には、排気浄化用の触媒の活性化以前でも高いエミッション性能の確保が要求されており、それに応えるために、低温環境下でのバルブタイミング制御の実施が要望されている。例えば触媒の活性化以前に排気バルブのバルブタイミングを遅角すれば、内燃機関の膨張工程が長くなり、気筒内での混合気の燃焼時間が延長されるため、未燃燃料成分であるHCの排出が抑えられるようになる。しかしながら、オイルの粘度が非常に増大してVVT機構の応答性が著しく悪化する低温環境下では、機関停止時のVVT機構の初期位置への復動を保証できないため、オイル温度が十分に上昇するまで、バルブタイミング制御の実施を断念せざるを得ないのが現状となっている。 In recent years, it has been required to ensure high emission performance even before the activation of a catalyst for exhaust purification, and in order to meet this demand, implementation of valve timing control in a low temperature environment is demanded. For example, if the valve timing of the exhaust valve is retarded before the activation of the catalyst, the expansion process of the internal combustion engine becomes longer, and the combustion time of the air-fuel mixture in the cylinder is extended. Emission can be suppressed. However, in a low temperature environment in which the viscosity of the oil is greatly increased and the responsiveness of the VVT mechanism is significantly deteriorated, the return to the initial position of the VVT mechanism when the engine is stopped cannot be guaranteed, so that the oil temperature rises sufficiently. Until now, the implementation of valve timing control must be abandoned.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、機関冷間時にもバルブタイミング制御の実施の機会を与えることのできる可変バルブタイミング機構の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved is to provide a control device for a variable valve timing mechanism that can give an opportunity to perform valve timing control even when the engine is cold. There is to do.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、オイルの供給により駆動されて機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構の制御装置において、機関冷間時に前記可変バルブタイミング機構を駆動してそのときの同可変バルブタイミング機構の応答性を検出するとともに、機関停止時において、機関始動時に位置され且つ前記可変バルブタイミング機構の作動範囲の一端に設定される初期位置へと同可変バルブタイミング機構を確実に復動させることが可能か否かをその検出結果に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段が前記初期位置に確実に復動可能と判定すること且つ車両走行中であることを条件に、前記可変バルブタイミング機構を駆動しての機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を許可する許可手段と、を備え、前記判定手段は、スロットル開度、アクセル操作量及び機関回転速度のいずれか1つが判定値以上であることを条件に、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動中に機関停止がなされるとしても、同可変バルブタイミング機構を前記初期位置へと確実に復動可能であることを確認し、同確認されていることを条件として、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を許容し、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を前記初期位置から離間する方向に行うことをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
上記構成では、機関冷間時に可変バルブタイミング機構を駆動してその応答性を検出し、その検出された応答性から、機関停止時に可変バルブタイミング機構を初期位置に確実に復動可能か否かが判定される。そして機関停止時の初期位置への復動が可能なときには、バルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。 In the above configuration, when the engine is cold, the variable valve timing mechanism is driven and its response is detected, and whether or not the variable valve timing mechanism can be reliably returned to the initial position when the engine is stopped is determined from the detected response. Is determined. When the engine can be returned to the initial position when the engine is stopped, execution of valve timing control is permitted.
原則としてバルブタイミング制御を禁止する機関冷間時にあっても、低温粘度の低いオイルが使用されているときなどには、機関停止時の初期位置への復動が可能な場合がある。そうした場合には、可変バルブタイミング機構の駆動によるバルブタイミング制御をある程度に実施することが可能である。上記構成では、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を始めから断念するのではなく、可変バルブタイミング機構の機関停止時の初期位置への復動が可能か否かを判定し、可能であれば、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。すなわち、本発明の可変バルブタイミング機構の制御装置では、バルブタイミング制御が原則禁止される機関冷間時に、バルブタイミング制御を実施可能な条件を積極的に探索して、バルブタイミング制御の実施の機会を見出すようにしている。そのため、機関冷間時にもバルブタイミング制御の実施の機会を与えることができ、ひいては機関冷間時のエミッション性能の向上を図ることができるようになる。 In principle, even when the engine is cold, for which valve timing control is prohibited, when oil with low viscosity is used, it may be possible to return to the initial position when the engine is stopped. In such a case, the valve timing control by driving the variable valve timing mechanism can be performed to some extent. In the above configuration, instead of giving up the valve timing control when the engine is cold, it is possible to determine whether or not the variable valve timing mechanism can be returned to the initial position when the engine is stopped. For example, the valve timing control when the engine is cold is permitted. That is, in the control apparatus for the variable valve timing mechanism of the present invention, when the engine is cold, in which the valve timing control is basically prohibited, an opportunity to perform the valve timing control by actively searching for a condition that allows the valve timing control to be performed. To find out. Therefore, it is possible to provide an opportunity for performing valve timing control even when the engine is cold, and as a result, it is possible to improve the emission performance when the engine is cold.
なお、ここでの機関冷間時とは、内燃機関の暖機完了前を意味するのではなく、通常の可変バルブタイミング制御が不能となるまでにオイル温度が低い状態のときを指している。 Here, the engine cold state does not mean before the completion of warm-up of the internal combustion engine, but refers to a time when the oil temperature is low before normal variable valve timing control becomes impossible.
ところで、可変バルブタイミング機構の多くは、機関始動時に位置される初期位置が、その作動範囲の一端、すなわち最進角位置や最遅角位置に設定されている。そうした場合、機関始動後における可変バルブタイミング機構の最初の駆動は、初期位置から離間する方向に対して行われることになる。すなわち、初期位置が最進角位置に設定されている場合には、機関始動後における可変バルブタイミング機構の最初の駆動は遅角方向に対して行われることになる。また初期位置が最遅角位置に設定されている場合には、機関始動後における可変バルブタイミング機構の最初の駆動は進角方向に対して行われることになる。 Incidentally, Many of the variable valve timing mechanism, the initial position is to be located when the engine is started, is set at one end of its operating range, i.e. the most advanced position and the most retarded position. In such a case, the first drive of the variable valve timing mechanism after engine startup is performed in a direction away from the initial position. That is, when the initial position is set to the most advanced position, the first drive of the variable valve timing mechanism after the engine is started is performed in the retard direction. When the initial position is set to the most retarded position, the first drive of the variable valve timing mechanism after the engine is started is performed in the advance direction.
この点、上記構成では、可変バルブタイミング機構の作動範囲の一端に上記初期位置が設定され、応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を初期位置から離間する方向に行うように判定手段を構成しているため、機関始動後における可変バルブタイミング機構の最初の駆動時に上記判定を行うことが可能となる。そのため、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を早期に行うことができるようになる。 In this regard, in the above-described configuration, the variable the initial position at one end of the operating range of the valve timing mechanism is set, the variable valve timing determining means to perform in a direction away from the initial position driving mechanism according to the detection of the response due to the configuration, and it is possible to perform the first of the determination at the time of driving the variable valve timing mechanism after engine startup. Therefore, the valve timing control can be performed early when the engine is cold.
ところで上記判定のための応答性の検出に係る可変バルブタイミング機構の駆動中にも、内燃機関が突然停止されることがある。そうした場合、状況によっては、機関停止時に可変バルブタイミング機構を初期位置に復動できないことがある。そこで、上記構成では、応答性の検出に係る可変バルブタイミング機構の駆動中に機関停止がなされるとしても、同可変バルブタイミング機構を初期位置へと確実に復動可能であることが確認されていることを条件として、応答性の検出に係る可変バルブタイミング機構の駆動を許容するように上記判定手段を構成している。これにより、内燃機関の停止までに、初期位置への復動に必要な時間を十分確保することができるような状況であるときに限り、上記判定のための応答性の検出に係る駆動が許可されることになり、機関停止時の可変バルブタイミング機構の初期位置への復動を保証することができるようになる。より具体的には、スロットル開度、アクセル操作量及び機関回転速度のいずれか1つが判定値以上であることを条件として、応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を許容するよう上記判定手段を構成することで、判定に係る駆動中の突然の機関停止に際しても、初期位置への復動を保証することが可能となる。 Incidentally, the internal combustion engine may be suddenly stopped even during the driving of the variable valve timing mechanism related to the detection of the responsiveness for the determination. In such a case, depending on the situation, the variable valve timing mechanism may not be returned to the initial position when the engine is stopped. Therefore, in the above configuration, even if the engine is stopped during the driving of the variable valve timing mechanism related to the response detection, it has been confirmed that the variable valve timing mechanism can be reliably returned to the initial position. The determination means is configured to allow driving of the variable valve timing mechanism related to the responsiveness detection . Thus , only when the time required for returning to the initial position can be sufficiently secured before the internal combustion engine is stopped, the drive for detecting the responsiveness for the above determination is permitted. As a result, the return to the initial position of the variable valve timing mechanism when the engine is stopped can be guaranteed. More specifically, throttling opening, as a condition that any one of the accelerator operation amount and the engine rotational speed is equal to or larger than the reference value, so as to permit the driving of the variable valve timing mechanism according to the detection responsiveness By configuring the determination means, it is possible to guarantee the return to the initial position even in the event of a sudden engine stop during driving related to the determination.
また、車両走行中であれば、機関停止に至るまで、車両の減速→車両の停止→イグニッションのオフ操作といった過程を経る必要があり、機関停止までの時間に余裕がある。そのため、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を車両走行中に限って許可するようにすれば、機関停止時の初期位置に復動可能との判定に係る条件を緩和することが可能となる。そこで上記構成では、車両走行中であることを条件に、機関冷間時における前記バルブタイミング制御の実施を許可するよう上記許可手段を構成することで、車両走行中に限って可変バルブタイミング機構の初期位置への復動を保証すれば良いことになり、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施機会を増やすことができる。 Further, when the vehicle is running, it is necessary to go through a process of vehicle deceleration → vehicle stop → ignition off operation until the engine stops, and there is a sufficient time until the engine stops. Therefore, if the execution of the valve timing control when the engine is cold is permitted only while the vehicle is running, the condition relating to the determination that the engine can be returned to the initial position when the engine is stopped can be relaxed. . Therefore, in the above arrangement, the condition that the vehicle is traveling, at Rukoto configure the permission means to allow the implementation of the valve timing control when the engine is cold, the variable valve timing mechanism only while the vehicle is traveling Therefore, it is only necessary to guarantee the return to the initial position of the engine, and the opportunity for performing the valve timing control when the engine is cold can be increased.
車両が走行中であるか否かの判定は、車載変速機のギア段や車速、スロットル開度、アクセル操作量に基づいて行うことができる。そこで例えば請求項2に記載のように、車載変速機のギア段が走行レンジにあり、且つ車速、スロットル開度及びアクセル操作量のいずれかが判定値以上であることを条件に、車両走行中であることを確認し、機関冷間時における可変バルブタイミング機構の動作を許可するように許可手段を構成するようにしても良い。またこうした場合、請求項3に記載のように、上記許可手段が可変バルブタイミング機構の動作を許可する車速、スロットル開度及びアクセル操作量のいずれかをオイル温度に応じて可変とするようにしても良い。オイル温度に応じたオイルの粘度の変化により、初期位置への復動に必要な時間が変化するため、オイル温度に応じて上記許可車速、許可アクセル操作量を可変とすることで、可変バルブタイミング機構の動作をより広範囲に許容することができるようになる。
The determination as to whether or not the vehicle is running can be made based on the gear stage of the in-vehicle transmission, the vehicle speed, the throttle opening, and the accelerator operation amount. Thus, for example, as described in
またオイル粘度が高く、可変バルブタイミング機構の応答性が低いときにも、可変バルブタイミング機構の変位角をあまり大きく取らなければ、初期位置への復動が可能となることがある。そのため、請求項4に記載のように、上記許可手段がバルブタイミング制御の実施を許可するときの可変バルブタイミング機構の目標変位角をオイル温度に応じて可変とするようにすれば、復動に必要な時間の変化に合せて可変バルブタイミング機構の制御態様を適合することができるようになる。 Even when the oil viscosity is high and the responsiveness of the variable valve timing mechanism is low, it may be possible to return to the initial position unless the variable valve timing mechanism has a large displacement angle. Therefore, as described in claim 4 , if the target displacement angle of the variable valve timing mechanism when the permission means permits the execution of the valve timing control is made variable in accordance with the oil temperature, the rebound can be achieved. The control mode of the variable valve timing mechanism can be adapted to the required change in time.
機関冷間時には、可変バルブタイミング機構の応答性が低いため、暖機完了後のような緻密なバルブタイミング制御は望むべくもない。そのため、機関冷間時には、可変バルブタイミング機構の動作を許可するとしても、その制御は単純なものにすることが望ましい。バルブタイミング制御の単純化は、例えば請求項5に記載のように、上記許可手段がバルブタイミング制御の実施を許可するときの可変バルブタイミング機構の目標変位角の算出用のマップを、機関回転速度、機関負荷、前記目標変位角をそれぞれx軸、y軸、z軸とする直交3軸の3次元座標系においてx−y軸平面を底面とし、z軸を高さ方向としたメサ形状をなす3次元マップとすることで実現可能である。 Since the responsiveness of the variable valve timing mechanism is low when the engine is cold, precise valve timing control after completion of warm-up is not desired. Therefore, when the engine is cold, it is desirable to simplify the control even if the operation of the variable valve timing mechanism is permitted. The simplification of the valve timing control is performed, for example, as described in claim 5 by using a map for calculating the target displacement angle of the variable valve timing mechanism when the permission means permits the execution of the valve timing control as an engine speed. In a three-dimensional orthogonal coordinate system in which the engine load and the target displacement angle are the x-axis, y-axis, and z-axis, respectively, a mesa shape having the xy-axis plane as the bottom surface and the z-axis as the height direction is formed. This can be realized by using a three-dimensional map.
上記のように、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施によれば、触媒暖機完了前のエミッション性能を向上することが可能である。そのため、触媒暖機完了前のエミッション性能の向上のみが目的であれば、請求項6に記載のように、機関冷間時における可変バルブタイミング機構の動作を、触媒活性化以前に限り許可するように上記許可手段を構成すると良い。 As described above, according to the valve timing control when the engine is cold, it is possible to improve the emission performance before the catalyst warm-up is completed. Therefore, if the purpose is only to improve the emission performance before the catalyst warm-up is completed, the operation of the variable valve timing mechanism when the engine is cold is allowed only before the activation of the catalyst as described in claim 6. The above permission means may be configured.
バルブタイミング制御では、変位角の一定保持に必要な可変バルブタイミング機構の制御指令値(保持指令値)の学習を行うことで、応答性や収束性を向上している。ただし、機関冷間時には、オイルの粘度が高く、応答性や収束性が悪いため、保持指令値の学習を的確に行うことが困難となる。また機関冷間時には、オイルの温度による応答性の変化が著しく、オイルの温度或いはこれに相関する機関冷却水温をバルブタイミング制御に大きく反映させることが、例えばフィードバックゲインをオイルの温度に応じて可変とすることが望ましい。そこで請求項7に記載のように、機関冷間時には、可変バルブタイミング機構の変位角のフィードバック制御における比例項の補正マップを可変バルブタイミング機構の実変位角、目標変位角間の偏差と機関冷却水温又はオイル温度との2次元マップとするとともに、変位角の一定保持に必要な前記可変バルブタイミング機構の制御指令値の学習を禁止すると良い。この場合には、機関冷間時には、保持指令値の学習が禁止されるため、保持指令値に不適切な値が学習されてしまうことを回避できる。またフィードバック比例項の補正マップを、可変バルブタイミング機構の実変位角、目標変位角間の偏差と機関冷却水温又はオイル温度との2次元マップとすることで、バルブタイミング制御の収束性を向上することができるようになる。
In valve timing control, responsiveness and convergence are improved by learning a control command value (holding command value) of a variable valve timing mechanism necessary for maintaining a constant displacement angle. However, when the engine is cold, the oil viscosity is high, and the responsiveness and convergence are poor, making it difficult to accurately learn the holding command value. Also, when the engine is cold, the change in responsiveness due to the oil temperature is significant, and the oil temperature or the engine cooling water temperature correlated therewith can be largely reflected in the valve timing control. For example, the feedback gain can be changed according to the oil temperature. Is desirable. Therefore, as described in
応答性が悪化するような低温高粘度のオイルの使用時には、機関回転速度に拘わらず、バルブタイミングの変更に際して一定の応答遅れが発生する。これを考慮した上記判定を行うには、請求項8に記載のように、可変バルブタイミング機構の変位角が判定ライン以上となっている時間が判定値以上であるか否かで、前記初期位置への確実な復動の可否を判定するよう上記判定手段を構成するとともに、上記判定ラインを、可変バルブタイミング機構の動作開始から所定時間が経過するまでは、「0」に保持し、その後、時間の経過に応じてその値が漸増するように設定すると良い。 When low-temperature, high-viscosity oil whose responsiveness deteriorates is used, a constant response delay occurs when the valve timing is changed regardless of the engine speed. In order to perform the determination in consideration of this, as described in claim 8 , the initial position is determined by whether or not the time during which the displacement angle of the variable valve timing mechanism is equal to or greater than the determination line is equal to or greater than the determination value. The determination means is configured to determine whether or not reliable return movement is possible, and the determination line is held at “0” until a predetermined time has elapsed from the start of operation of the variable valve timing mechanism, and thereafter It may be set so that the value gradually increases with the passage of time.
また可変バルブタイミング機構の動作が不可であると一旦判定されても、機関冷却水温や可変バルブタイミング機構のオイル温度がある程度上昇した後には、可変バルブタイミング機構が動作可能となることがある。そこで請求項9に記載のように、初期位置への確実な復動が不能との一旦判定した後にも、機関冷却水温及びオイル温度の少なくとも一方が判定値以上上昇した時期を待って、前記判定を再実施するよう上記判定手段を構成すれば、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施の機会を更に増やすことができるようになる。 Even if it is determined that the operation of the variable valve timing mechanism is impossible, the variable valve timing mechanism may become operable after the engine coolant temperature or the oil temperature of the variable valve timing mechanism rises to some extent. Therefore, as described in claim 9, after the reliable backward to the initial position is once determined impossible even, at least one of the engine cooling water temperature and the oil temperature is waiting for timing elevated above the determination value, the If the determination means is configured to perform the determination again, the opportunity for performing the valve timing control when the engine is cold can be further increased.
以下、本発明の可変バルブタイミング機構の制御装置を具体化した一実施形態を、図1〜図17を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る可変バルブタイミング機構の制御装置の全体構造を示している。なお本実施形態の可変バルブタイミング機構の制御装置は、車載内燃機関の排気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を対象に制御を行う装置として構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a control device for a variable valve timing mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the overall structure of a control apparatus for a variable valve timing mechanism according to the present embodiment. Note that the control device for the variable valve timing mechanism of the present embodiment is configured as a device that controls the variable valve timing mechanism that makes the valve timing of the exhaust valve of the in-vehicle internal combustion engine variable.
オイルポンプ11は、オイルパン10からオイルを汲み出してオイルコントロールバルブ12に加圧して吐出する。オイルコントロールバルブ12は、進角油路13及び遅角油路14を介して可変バルブタイミング機構(VVT)15に接続されている。VVT機構15は、進角油路13及び遅角油路14を介して印加された油圧に基づき動作し、内燃機関のクランクシャフトに対する排気側カムシャフトの相対回転位相を変更することで、排気バルブのバルブタイミングを変更するよう構成されている。
The
なお、オイルコントロールバルブ12は、電子制御ユニット16からのデューティー信号を制御指令値として受信して動作し、進角油路13及び遅角油路14を介したVVT機構15への油圧の印加、或いはVVT機構15からの油圧のドレインを調節する。そして、VVT機構15は、以下のように動作する。まずオイルコントロールバルブ12が進角油路13を介して油圧を印加するとともに、遅角油路14を介して油圧をドレインすると、VVT機構15は、排気側カムシャフトを進角側に回転させて、排気バルブのバルブタイミングを進角する。またオイルコントロールバルブ12より遅角油路14を介して油圧を印加するとともに、進角油路13を介して油圧をドレインすると、VVT機構15は、排気側カムシャフトを遅角側に回転させて、排気バルブのバルブタイミングを遅角する。一方、オイルコントロールバルブ12を中立として、進角油路13を介して印加される油圧と遅角油路14を介して印加される油圧とを平衡させると、VVT機構15は、排気バルブのバルブタイミングを一定に保持する。
The
なお、このVVT機構15では、機関始動時に位置される初期位置が、同VVT機構15の作動範囲の進角側の端に、すなわち最進角位置に設定されている。そしてVVT機構15は、機関停止中には、内蔵するロック機構によりその変位がその最進角位置にて機械的にロックされるようになっている。
In this
ちなみに以下の説明においてVVT機構15の動作量は、初期位置である最進角位置を基準「0°」とした遅角側へのVVT機構15の変位角[°]で示すこととする。なおこのVVT機構15では、その制御上の遅角側への最大変位角は「35°」に設定されている。
Incidentally, in the following description, the operation amount of the
一方、電子制御ユニット16には、内燃機関の運転状況や車両の走行状況を検出する各種センサー類17の検出信号が入力されている。そうしたセンサーとしては、例えば機関冷却水の温度を検出する水温センサー、エンジンオイルの温度を検出するオイル温度センサー、吸気の温度を検出する吸気温センサー、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサー、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフローメーター、クランクシャフトの回転位相を検出するクランク角センサー、カムシャフトの回転位相を検出するカム角センサー、車速を検出する車速センサーなどがある。
On the other hand, the
(応答性判定制御)
続いて機関冷間時に実施される応答性判定制御について説明する。
機関冷間時には、VVT機構15の作動に供されるオイルの粘度が高く、十分な応答性を確保できないため、機関温間時のような緻密なバルブタイミング制御は到底望むべくもない。とはいえ、機関冷間時にも、応答性が低いなりにVVT機構15を駆動して、限定的であるにせよ、バルブタイミング制御を行うことで、排気浄化触媒の活性化以前におけるエミッションの改善などに一定の効果が得られる。そこで、機関冷間時にもバルブタイミング制御の実施が要望される訳であるが、その実現には次のような障害がある。
(Responsiveness judgment control)
Next, responsiveness determination control performed when the engine is cold will be described.
When the engine is cold, the viscosity of the oil used for the operation of the
すなわち、機関始動時にVVT機構15が初期位置である最進角位置以外の位置に位置されていると、内燃機関の始動に著しい支障が生じてしまう。そのため、機関始動時にVVT機構15を最進角位置に位置させる必要があるが、そのためには機関停止時にVVT機構15を最進角位置に復動しておくことが必要となる。しかしながら、機関冷間時には、VVT機構15の応答性が著しく低下しているため、VVT機構15を動作させると、機関停止時にVVT機構15を最進角位置に復動することができない虞がある。勿論、内燃機関の始動性の面から、機関停止時のVVT機構15の最進角位置への復動不能は許容できるものではなく、したがって機関冷間時のバルブタイミング制御は、機関停止時の最進角位置への復動が保証されなければ実施できないことになる。
That is, if the
そこで本実施形態では、機関冷間時に、VVT機構15の応答性についての検証を行い、機関停止時の最進角位置への復動が保証できることを条件に、機関冷間時のバルブタイミング制御を許可するようにしている。より詳しくは、機関冷間時にVVT機構15を駆動してその応答性を検出し、その検出された応答性から、機関停止時にVVT機構15をその初期位置である最進角位置に確実に復動可能か否かを判定し、復動可能と判定されたときには、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。
Therefore, in this embodiment, when the engine is cold, the responsiveness of the
ここで、VVT機構15の応答性、機関停止時間とオイルの温度との関係について考察する。図2は、変位角「35°」から変位角「0°」へのVVT機構15の作動時間のオイル温度による変化の様子が示されている。また同図には、機関回転数「1500rpm」で停車中の状態からの機関停止時間、すなわち機関停止操作の開始から内燃機関が停止するまでの時間の、オイル温度による変化の様子が一点鎖線にて併せ示されている。
Here, the relationship between the responsiveness of the
同図に示すように、オイル温度「4℃」以下では、上記VVT機構15の作動時間が上記機関停止時間を上回り、機関停止時の最進角位置への復動は保証できないことになる。これでは、オイル温度が氷点下となる極低温時には、バルブタイミング制御は行えないことになる。
As shown in the figure, when the oil temperature is “4 ° C.” or less, the operation time of the
もっとも、これは、停車中の状態からの機関停止を前提とした話であり、車両が走行中の状態からの機関停止に限れば、機関停止に至るまでに車両の減速→車両の停止→イグニッションのオフ操作といった過程を経る必要があり、最進角位置への復動にもっと猶予を持たせることができる。そこで本実施形態では、機関冷間時のバルブタイミング制御を、車両走行中に限定して実施することとして、より広い温度範囲で機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を許容するようにしている。 However, this is based on the premise that the engine is stopped from a stopped state. If the engine is stopped only when the vehicle is running, the vehicle is decelerated → the vehicle is stopped → the ignition until the engine is stopped. It is necessary to go through a process such as turning off, so that the return to the most advanced position can be delayed. Therefore, in the present embodiment, the valve timing control when the engine is cold is performed only while the vehicle is running, so that the valve timing control when the engine is cold is allowed in a wider temperature range. .
なお図2に示されるVVT機構15の上記作動時間は、標準的なオイルの使用を前提としたもので、使用中のオイルの性状によっては、上記作動時間は変化する。またVVT機構15及びその油圧系の個体差や経時劣化の状況によっても、上記作動時間は変化する。そのため、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施の機会を可能な限り増大させるには、VVT機構15の実際の応答性を確認して、バルブタイミング制御の実施の可否を検証する必要がある。
Note that the operation time of the
ここで確認の必要なVVT機構15の応答性は、最進角位置への復動、すなわち進角側へのVVT機構15の動作についてのものである。ただし、上述したように、VVT機構15は機関始動時に最進角位置に位置されており、進角側への動作についてのVVT機構15の応答性の確認は、一旦、VVT機構15を遅角側に駆動した後でなければ行えないことになり、応答性の検証に時間が掛ってしまうようになる。
The responsiveness of the
図3に、VVT機構15の進角側への駆動、遅角側への駆動のそれぞれについての作動速度の検証結果を示す。同図には、「10W30」、「20W50」の2種のオイルの使用時における、変位角「0°」から変位角「35°」への遅角側に対するVVT機構15の駆動、変位角「35°」から変位角「0°」への進角側に対するVVT機構15の駆動のそれぞれの作動時間とオイル温度との関係が示されている。同図から明らかなように、進角側への作動時間と遅角側への作動時間とのオイル温度に対する変化傾向には明らかな相関が見られる。したがって、遅角側への、すなわち初期位置である最進角位置から離間する方向へのVVT機構15の応答性の検出結果からは、最進角位置への復動におけるVVT機構15の応答性を概ね推定することが可能となる。そこで本実施形態では、遅角側に対してなされる機関始動後のVVT機構15の最初の駆動時に同VVT機構15の応答性を検出するとともに、機関停止時にVVT機構15を最進角位置に確実に復動させることが可能か否かをその検出結果に基づいて判定するようにしている。
FIG. 3 shows the verification results of the operation speed for each of the drive to the advance side and the drive to the retard side of the
ここで本実施形態における機関停止時の最進角位置への復動の可否に関する応答性の判定に係る制御(応答性判定制御)の概要を説明する。本実施形態での応答性の判定は大きくは、次の態様で行われる。すなわち、本実施形態では、応答性の判定のための駆動開始後のVVT機構15の実変位角が予め設定された判定ラインを上回っている時間(OK時間)を計測し、その時間が規定の判定値(VVT制御許可判定時間)以上であるか否かで、機関停止時の最進角位置への復動の可否を判定するようにしている。
Here, an outline of the control (responsiveness determination control) related to the determination of the responsiveness regarding whether or not to return to the most advanced angle position when the engine is stopped in the present embodiment will be described. The determination of responsiveness in the present embodiment is largely performed in the following manner. That is, in the present embodiment, a time (OK time) in which the actual displacement angle of the
次に、上記のような応答性の判定に係る判定ラインの設定について考察する。判定ラインの設定態様としては、図4(a)に示すように、応答性判定に係るVVT機構15の駆動の開始時である時刻t0から時間の経過とともに漸増するようなラインの設定がまず考えられる。この場合、同図の破線Aに示されるように、VVT機構15の実変位角が終始、判定ラインを上回って推移した場合には、当然ながら、機関停止時の最進角位置への復動が可能であるとの判定(OK判定)がなされる。
Next, the setting of the determination line related to the determination of responsiveness as described above will be considered. As a determination line setting mode, as shown in FIG. 4A, first, a line setting that gradually increases with time from the time t0, which is the start of driving of the
ところで低温粘性の高い劣化オイルの使用時には、駆動の開始後のVVT機構15の実変位角の立ち上りが非常に鈍いことが確認されている。この場合には、駆動の開始後のVVT機構15の実変位角は、例えば同図の破線Bに示されるように推移する。同図の破線Bに示されるように実変位角が推移した場合、同図に示されるように判定ラインが設定されていると、時刻t1まで実変位角が判定ラインを下回っており、機関停止時の最進角位置への復動は不能との判定(NG判定)がなされてしまうことになる。
By the way, when using deteriorated oil with high low temperature viscosity, it has been confirmed that the actual displacement angle of the
ところが、破線Bに示されるように実変位角が推移した場合にも、最終的には、規定の時間内に実変位角が目標変位角付近に達していれば、機関停止時の最進角位置への復動は可能といえることがある。そこで本実施形態では、こうした場合の実変位角の応答遅れを考慮して、図4(b)に示されるように判定ラインを設定するようにしている。すなわち、本実施形態では、VVT機構15の動作開始時である時刻t0から所定時間が経過した時刻t2まではその値が「0」に保持され、その後、時間の経過に応じてその値が漸増するように判定ラインを設定するようにしている。こうした場合には、同図の破線Aのように実変位角が推移した場合は勿論、破線Bのように実変位角が推移した場合にも、OK判定がなされるようになる。
However, even when the actual displacement angle changes as shown by the broken line B, if the actual displacement angle has reached the vicinity of the target displacement angle within the specified time, the most advanced angle when the engine is stopped Returning to position may be possible. Therefore, in the present embodiment, in consideration of the response delay of the actual displacement angle in such a case, the determination line is set as shown in FIG. That is, in this embodiment, the value is held at “0” from time t0 when the operation of the
続いて、図5を参照して、上記応答性判定制御の詳細について説明する。本実施形態における応答性判定制御は、ステージ0からステージ3までの4つの段階を踏んで実施される。
Next, details of the responsiveness determination control will be described with reference to FIG. The responsiveness determination control in the present embodiment is performed through four stages from
ステージ0では、モニター準備が、すなわち応答性判定に係るVVT機構15の応答性の検出の準備が行われる。具体的には、ステージ0は、VVT機構15の目標変位角及び実変位角が共に最進角位置にある状態から目標変位角がモニター開始目標変位角判定値を超えることが、すなわち目標変位角の変更が開始されたことが確認されるまでの期間となっている。図5の場合には、時刻t3までの期間gaがステージ0に相当する。
In
時刻t3に応答性判定に係る目標変位角の変更が開始されると、その時刻t3よりステージ1に移行する。ステージ1は、ステップ応答の検出の期間となっている。具体的には、ステージ1は、応答性判定の前提条件の成立時間が規定の成立判定時間C2を上回り、且つ目標変位角がステップ応答判定値を超えるまで継続される。すなわち、ステージ1は、目標変位角がステップ応答判定値を超える時刻t4、及び上記成立時間が成立判定時間C2を上回る時刻t5のいずれか遅い方までとなる(同図の場合は時刻t5)。
When the change of the target displacement angle related to the responsiveness determination is started at time t3, the
ステージ1が終了すると、応答性安定待ちの期間であるステージ2が開始される。具体的には、ステージ2は、目標変位角が上記ステップ応答判定値を超えた状態が維持されており、且つステージ2の開始からの経過時間である検出時間が規定の判定開始時間となるまで継続される。なおこのステージ2は、目標変位角の変更直後のVVT機構15の不安定な挙動を、応答性の判定から除外するために設けられている。
When
ステージ2が完了すると、VVT機構15の応答性を実際に検出するステージ3に移行する。ステージ3は、ステージ2の開始からの経過時間である上記検出時間が判定終了時間に達するまで継続され、その間には、VVT機構15の実変位角が上述の判定ラインを超えている時間(OK時間)の計測が行われる。そして判定終了時間に達すると、計測したOK時間がVVT制御許可判定時間以上であるか否かで、OK判定とするか、NG判定とするかが判定される。
When
なおNG判定がなされた場合には、機関冷却水温及びオイル温度の少なくとも一方が判定値以上上昇する時期を待って、応答性判定を再実施するようにしている。ここでは、NG判定以降の吸入空気量の積算値(積算Ga)が規定の再判定移行判定値を超えることをもって、機関冷却水温、オイル温度が判定値以上上昇したと判定して再判定を行うようにしている。 Note that if the NG determination is made, at least one of engine cooling water temperature and the oil temperature is waiting for time to rise above the determination value, and to re-implement the response determination. Here, with the integrated value of the intake air amount after NG determination (integration Ga) exceeds redetermination shift determination value prescribed, the engine cooling water temperature, a redetermination is determined that the oil temperature rises above determination value Like to do.
図6は、こうした応答性判定制御の実施の可否の判定に係る実施判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関冷間時の間、電子制御ユニット16により周期的に繰り返し実施されるものとなっている。
FIG. 6 shows a flowchart of an execution determination routine related to determination as to whether or not such responsiveness determination control can be performed. The processing of this routine is repeatedly performed periodically by the
さて本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット16はまずステップS10において、冷間バルブタイミング(VT)制御前提フラグが「ON」であるか否かを確認する。この冷間VT制御前提フラグは、バルブタイミング制御に必要なセンサーやアクチュエーターに異常が無いことが確認され、且つスロットル開度が判定値以上であることを条件に「ON」にセットされるフラグとなっている。そして電子制御ユニット16は、冷間VT制御前提フラグが「ON」であればステップS20に移行し、「OFF」であればそのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the processing of this routine is started, the
なお、スロットル開度が判定値以上であることを冷間VT制御前提フラグの「ON」条件としたのは、次の理由による。こうした応答性判定のためのVVT機構15の駆動中にも、内燃機関が突然停止されることがある。そうした場合、状況によっては、機関停止時にVVT機構15を最進角位置に復動できない虞がある。これを回避するには、応答性判定のための応答性の検出に係るVVT機構15の駆動中に機関停止がなされるとしても、同VVT機構15を最進角位置へと確実に復動可能であることが確認されていることを条件として、VVT機構15の駆動を許容することが必要となる。そこでここでは、スロットル開度が判定値以上であることを条件として応答性判定に係るVVT機構15の駆動を許容することで、判定中の突然の機関停止に際しても、VVT機構15の最進角位置への復動を保証するようにしている。
The reason that the cold VT control premise flag “ON” condition is that the throttle opening is equal to or greater than the determination value is as follows. The internal combustion engine may be suddenly stopped even during driving of the
さて処理が上記ステップS20に移行すると、電子制御ユニット16はそのステップS20において、今回の機関始動後の応答性判定の履歴(判定履歴)を確認する。ここでOK判定の履歴があれば、電子制御ユニット16は処理をステップS40に移行し、そのステップS40において判定要求フラグを「OFF」にセットして今回の本ルーチンの処理を終了する。また未判定であれば、すなわち判定の履歴が無ければ、電子制御ユニット16は、ステップS50において判定要求フラグを「ON」にセットして、今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the process proceeds to step S20, the
一方、NG判定の履歴があれば、電子制御ユニット16はステップS30において、前回のNG判定移行の積算Gaが上記再判定移行判定値を超えるか否かを確認する。ここで積算Gaが上記再判定移行判定値以下であれば(S30:NO)、電子制御ユニット16はステップS40において、判定要求フラグを「OFF」にセットして、今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、積算Gaが上記再判定移行判定値を超えていれば(S30:NO)、電子制御ユニット16はステップS60において判定履歴を「再判定」とした後、ステップS50において判定要求フラグを「ON」にセットして今回の本ルーチンを終了する。
On the other hand, if there is a history of NG determination, the
図7及び図8は、応答判定制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理も、機関冷間時に電子制御ユニット16により周期的に繰り返し実施されるものとなっている。
7 and 8 show a flowchart of the response determination control routine. The processing of this routine is also repeatedly performed periodically by the
さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット16はまずステップs100において、判定要求フラグが「ON」であるか否かを確認する。ここで判定要求フラグが「OFF」であれば(S100:NO)、電子制御ユニット16はステップS280において、ステージを「0」にリセットするとともに、上記前提条件成立時間、検出時間及びOK時間の各カウンターをクリアして今回の本ルーチンの処理を終了し、判定を最初からやり直す。
When this routine is started, the
判定フラグが「ON」であれば(S100:YES)、電子制御ユニット16はステップS110において現在のステージを確認する。ここで電子制御ユニット16は、現在のステージが「0」であればステップS120に、現在のステージが「1」であればステップS130に、現在のステージが「2」又は「3」であればステップS180にそれぞれ処理を進める。
If the determination flag is “ON” (S100: YES), the
現在のステージが「0」であれば、電子制御ユニット16はステップS120において、前回の目標変位角、実変位角が共に最進角位置であったか否かを確認する。ここで電子制御ユニット16は、前回の目標変位角、実変位角のいずれか又は双方が最進角位置でなければ(S120:NO)、処理をステップS280に進めて、そのステップS280において各カウンターのクリア等を行って、判定を最初からやり直す。また前回の目標変位角、実変位角が共に最進角位置であれば(S120:YES)、電子制御ユニット16は処理をステップS130に移行する。
If the current stage is “0”, the
ステップS130に処理が進むと、電子制御ユニット16はそのステップS130において、目標変位角がモニター開始目標変位角を超えたか否かを確認する。ここで目標変位角がモニター開始目標変位角以下であれば(S130:NO)、電子制御ユニット16は処理をステップS280に進め、判定を最初からやり直す。
When the process proceeds to step S130, the
また目標変位角がモニター開始目標変位角を超えていれば(S130:YES)、電子制御ユニット16は処理をステップS140に進め、そのステップS140において、前提条件成立時間のカウントアップを行い、ステージを「1」に進める。そして電子制御ユニット16は、続くステップS150において、目標変位角が上記ステップ応答判定値を超えているか否かを確認し、超えていなければ(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了して判定を継続する。
If the target displacement angle exceeds the monitor start target displacement angle (S130: YES), the
一方、目標変位角がステップ応答判定値を超えていれば(S150:YES)、電子制御ユニット16は処理をステップS160に進め、そのステップS160において、前提条件成立時間が成立判定時間C2を超えているか否かを確認する。ここで前提条件成立時間が成立判定時間C2を超えていなければ(S160:NO)、電子制御ユニット16は処理をステップS280に進め、判定を最初からやり直す。
On the other hand, if the target displacement angle exceeds the step response determination value (S150: YES), the
また前提条件成立時間が成立判定時間C2を超えていれば(S160:YES)、電子制御ユニット16は、処理をステップS170に進める。そして電子制御ユニット16は、そのステップS170において、前提条件成立時間のカウントをクリアした上でステージ2に移行し、処理をステップS180に進める。
If the precondition establishment time exceeds the establishment determination time C2 (S160: YES), the
ステップS180に処理が移行すると、電子制御ユニット16は、そのステップS180において、検出時間のカウントアップを行うとともに、NG判定値を算出する。NG判定値は、現在の時刻における上記判定ラインの値を指している。そして電子制御ユニット16は続くステップS190において、目標変位角がステップ応答判定値を超えるか否かを確認し、超えていないのであれば(NO)、処理をステップS280に進め、判定を最初からやり直す。
When the process proceeds to step S180, the
一方、目標変位角がステップ応答判定値を超えていれば(S190:YES)、電子制御ユニット16は、ステップS200に処理を進め、そのステップS200において、検出時間が上記判定開始時間を超えているか否かを確認する。ここで電子制御ユニット16は、検出時間が判定開始時間を超えていなければ(S200:NO)、そのまま今回の処理を終了して判定を継続し、そうでなければ(S200:YES)、処理をステップS210に進める。
On the other hand, if the target displacement angle exceeds the step response determination value (S190: YES), the
ステップS210に移行すると、電子制御ユニット16は、そのステップS210においてステージ3に移行し、続くステップS220において、実変位角がNG判定値以上であるか否かを確認する。ここで電子制御ユニット16は、実変位角がNG判定値未満であれば(S220:NO)、そのままステップS240に進み、NG判定値以上であれば(S220:YES)、ステップS230においてOK時間をカウントアップしてからステップS240に進む。
After shifting to step S210, the
ステップS240に移行すると、電子制御ユニット16はそのステップS240において、検出時間が上記判定終了時間に達したか否かを確認し、達していなければ(NO)、そのまま今回の処理を終了して判定を継続する。一方、検出時間が判定終了時間に達していれば(S240:YES)、電子制御ユニット16は、ステップS250に進み、応答性判定を実施する。すなわち、OK時間が上記VVT制御許可判定時間以上であれば、OK判定として、その旨を判定履歴に記録する(S260)。またOK時間が上記VVT制御許可判定時間未満であれば、NG判定として、その旨を判定履歴に記録する(S270)。そして電子制御ユニット16は、ステップS280に進み、ステージのリセット及び各カウンターのクリアを行って、今回の応答性判定を完了する。
In step S240, the
(冷間バルブタイミング制御)
続いて、上記応答性判定の結果、機関停止時の最進角位置への復動が可能であるとOK判定されたときに実施される機関冷間時のバルブタイミング制御について、図9〜図17を参照して説明する。
(Cold valve timing control)
Subsequently, as a result of the responsiveness determination, the valve timing control when the engine is cold performed when it is determined that the return to the most advanced angle position is possible when the engine is stopped is shown in FIGS. Explanation will be made with reference to FIG.
本実施形態では、上述したように、冷間バルブタイミング制御を車両走行中に限定して実施することで、機関停止時間に一定の余裕があるときに限り、VVT機構15を駆動するようにしている。具体的には、車両の自動変速機が走行レンジ(Dレンジ)にあり、且つ車速が一定値以上、スロットル開度が一定値以上の少なくとも一方が満たされるときに限って、冷間バルブタイミング制御を許可するようにしている。
In the present embodiment, as described above, the cold valve timing control is performed only during vehicle travel so that the
また機関冷間時には、VVT機構15の応答性が低いため、暖機完了後のような緻密なバルブタイミング制御は望むべくもない。そのため、機関冷間時には、VVT機構15の動作を許可するとしても、その制御は単純なものにすることが望ましい。
Further, since the responsiveness of the
そこで本実施形態では、冷間バルブタイミング制御におけるVVT機構15の目標変位角の算出マップを、図9に示すような態様とすることで、バルブタイミング制御の単純化を図っている。図9に示すように冷間バルブタイミング制御におけるVVT機構15の目標変位角の算出マップは、機関回転速度、機関負荷、前記目標変位角をそれぞれx軸、y軸、z軸とする直交3軸の3次元座標系においてx−y軸平面を底面とし、z軸を高さ方向としたメサ形状をなす3次元マップとなっている。なおメサ形状とは、横断面が台形をなす、テーブル台地状の形状を示している。一方、図10には、暖機完了後の通常のバルブタイミング制御におけるVVT機構15の目標変位角の算出マップを示している。これら算出マップを対比すれば明らかなように、温間時のものと比べれば、冷間バルブタイミング制御の目標変位角の算出マップはより簡易なマップとなっている。
Therefore, in the present embodiment, the calculation timing of the target displacement angle of the
なお冷間バルブタイミング制御は、車両に搭載された排気浄化触媒の活性化以前のエミッション性能を確保することを目的として実施される。そのため、排気浄化触媒の暖機完了後は、冷間バルブタイミング制御の実施の意義が余りなくなってしまう。そこで本実施形態では、冷間バルブタイミング制御によるVVT機構15の動作を、触媒活性化以前に限り許可するようにしている。
The cold valve timing control is performed for the purpose of ensuring emission performance before activation of the exhaust purification catalyst mounted on the vehicle. Therefore, after the warm-up of the exhaust purification catalyst is completed, the significance of implementing the cold valve timing control becomes less significant. Therefore, in the present embodiment, the operation of the
具体的には、図11に示すような目標変位角の上限ガード値の算出マップを用意し、機関始動後の積算Gaが一定量以上となると、VVT機構15の目標変位角の上限ガード値を「0」として、目標変位角を「0°」に、すなわちVVT機構15の変位角を最進角位置に固定するようにしている。なお、上限ガード値が「0」となる積算Gaの値は、機関始動時の冷却水温(始動時水温)によって可変とされ、始動時水温が高いときほど、上限ガード値が「0」となる積算Gaの値が小さくなるように、すなわち冷間バルブタイミング制御の実施期間を短くするようになっている。
Specifically, a calculation map of the upper limit guard value of the target displacement angle as shown in FIG. 11 is prepared, and when the accumulated Ga after engine start becomes a certain amount or more, the upper limit guard value of the target displacement angle of the
図12は、冷間バルブタイミング(VT)制御の実行の可否を判定するための実行判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関冷間時に電子制御ユニット16により周期的に繰り返し実施されるものとなっている。
FIG. 12 shows a flowchart of an execution determination routine for determining whether or not to execute cold valve timing (VT) control. The processing of this routine is repeatedly performed periodically by the
さて本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット16はまずステップS300において、始動マスク時間が経過したか否かを確認する。始動マスク時間とは、機関始動後、内燃機関の状態が安定するまで各種制御の実施を保留しておくために設定された時間である。ここで始動マスク時間が経過していなければ(S300:NO)、電子制御ユニット16は、上限ガード値を「0」とし(S320)、制御前提フラグを「OFF」とし(S360)、更に制御許可フラグを「OFF」として(S400)、今回の本ルーチンの処理を終了する。また始動マスク時間が経過していれば(S300:YES)、電子制御ユニット16はステップS310に進み、バルブタイミング制御に必要なセンサーやアクチュエーターに異常が無いか否かを確認する。ここで異常があれば(S310:NO)、電子制御ユニット16は、上限ガード値を「0」とし(S320)、制御前提フラグを「OFF」とし(S360)、更に制御許可フラグを「OFF」として(S400)、今回の本ルーチンの処理を終了する。また異常がなければ、電子制御ユニット16はステップS330の処理に進む。
When the processing of this routine is started, the
ステップS330に進むと、電子制御ユニット16はそのステップS330において、図11に示した算出マップを用いて、始動時水温と積算Gaとに基づく上限ガード値の算出を行う。ここで算出された上限ガード値が「0」であれば(S330:NO)、既に触媒の暖機が完了し、冷間バルブタイミング制御は不要となっているため、電子制御ユニット16は、制御前提フラグ及び制御許可フラグを「OFF」として(S360,S400)、今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、電子制御ユニット16は、上限ガード値が「0」よりも大きければ(S330:YES)、ステップS350の処理に進む。
In step S330, the
ステップS350に進むと、電子制御ユニット16はそのステップS350において、制御前提フラグを「ON」とする。そして続くステップS370において、電子制御ユニット16は、自動変速機(AT)油温、水温、及び吸気温のすべてが判定値T1を超えているか否かを確認する。ここでAT油温、水温、及び吸気温のいずれかが判定値T1以下であれば(S370:NO)、極端な寒冷下にあり、VVT機構15の作動に適さないとして、電子制御ユニット16は、ステップS400にて制御許可フラグを「OFF」として、今回の本ルーチンの処理を終了する。
In step S350, the
一方、AT油温、水温、及び吸気温のすべてが判定値T1を超えていれば(S370:YES)、電子制御ユニット16はステップS380において、車両の自動変速機が走行レンジ(Dレンジ)にあり、且つ車速が一定値以上、スロットル開度が一定値以上の少なくとも一方が満たされるか否かを確認する。ここで否定判定されれば(S370:NO)、すなわち車両が走行中でなければ、電子制御ユニット16はステップS400にて制御許可フラグを「OFF」として、今回の本ルーチンの処理を終了する。またここで肯定判定されれば(S370:YES)、電子制御ユニット16はステップS390において、制御許可フラグを「ON」にセットして今回の本ルーチンの処理を終了する。
On the other hand, if the AT oil temperature, the water temperature, and the intake air temperature all exceed the determination value T1 (S370: YES), the
図13は、冷間バルブタイミング制御時の目標変位角算出ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理もまた、機関冷間時に電子制御ユニット16により周期的に繰り返し実施されるものとなっている。
FIG. 13 shows a flowchart of a target displacement angle calculation routine at the time of cold valve timing control. The processing of this routine is also repeatedly performed periodically by the
本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット16はまず、ステップS500において、制御前提フラグが「ON」であるか否かを確認する。制御前提フラグが「OFF」であれば(S500:NO)、温間バルブタイミング(VT)制御が優先となり(S510)、暖機完了後の通常のバルブタイミング制御が実施される。一方、制御前提フラグが「ON」であれば(S500:YES)、冷間バルブタイミング(VT)制御が優先となり、冷間バルブタイミング制御が実施される。
When this routine is started, the
冷間バルブタイミング制御が実施されることになると、電子制御ユニット16はステップS530において、制御許可フラグが「ON」であるか否かを確認する。制御許可フラグが「OFF」であれば(S530:NO)、電子制御ユニット16はステップS540において目標変位角を「0」に設定して、今回の本ルーチンの処理を終了する。
When the cold valve timing control is to be performed, the
一方、制御許可フラグが「ON」であれば(S540:YES)、電子制御ユニット16は、ステップS550において、機関回転速度NEと機関負荷KLとに基づいて、図9の算出マップを用いて目標変位角を算出する。そして電子制御ユニット16は、続くステップS56において、図11の算出マップを用いて算出される上限ガード値によるガード処理を、先のステップS550にて算出した目標変位角に対して施した上で、ステップS570に進む。
On the other hand, if the control permission flag is “ON” (S540: YES), the
ステップS570では、電子制御ユニット16は、応答性判定の結果がNG判定でないか否かを確認し、NG判定でなければ(YES)、すなわちOK判定であれば、ステップS550,S560にて算出した値を、NG判定であれば(NO)「0」を(S540)、目標変位角にそれぞれ設定して、今回の本ルーチンの処理を終了する。
In step S570, the
こうした目標変位角の設定後、電子制御ユニット16は、実変位角、目標変位角間の偏差に基づいてオイルコントロールバルブ12への制御指令値であるデューティー信号を算出し、変位角のフィードバック制御を実施する。具体的には、デューティー指令値は、基本的には、図14に示すような実変位角、目標変位角間の偏差と機関回転速度NEとに基づく算出マップから求められる。すなわち、この算出マップからは、バルブタイミングのフィードバック制御の比例項が求められている。
After setting the target displacement angle, the
また本実施形態では、図14の算出マップから算出されたデューティー指令値のベース値に、図15に示されるような実変位角、目標変位角間の偏差と冷却水温とに基づく補正マップより算出された補正係数を乗算することで、最終的なデューティー指令値が求められている。この補正マップによれば、極低温時の遅角側へのVVT機構15の駆動時の制御ゲインが大幅に高められている。一方、オイル温度によっては、VVT機構15の油圧系の構成部材間のクリアランスからのオイル漏れが減り、VVT機構15の応答性が高まるため、そうした温度域では、補正係数は「1」未満の値に設定されている。こうした補正によれば、オイル温度がVVT機構15の応答性に与える影響を反映して、バルブタイミング制御の収束性を向上することができるようになる。
In the present embodiment, the base value of the duty command value calculated from the calculation map of FIG. 14 is calculated from a correction map based on the actual displacement angle, the deviation between the target displacement angles and the cooling water temperature as shown in FIG. The final duty command value is obtained by multiplying the correction coefficient. According to this correction map, the control gain at the time of driving the
ちなみに、温間時の通常のバルブタイミング制御では、変位角の一定保持に必要なVVT機構15の制御指令値(保持デューティー)の学習を行うことで、応答性や収束性を向上している。ただし、機関冷間時には、オイルの粘度が高く、応答性や収束性が悪いため、保持デューティーの学習を的確に行うことが困難となる。そこで本実施形態では、冷間バルブタイミング制御においては、保持デューティーの学習を禁止することで、保持デューティーに不適切な値が学習されてしまうことを回避するようにしている。
By the way, in normal valve timing control during the warm time, the response and convergence are improved by learning the control command value (holding duty) of the
図16は、こうした本実施形態の可変バルブタイミング機構の制御装置の制御態様の一例が示されている。同図の時刻t10には、制御前提フラグが「ON」となっている。ただしこの時点では、制御許可フラグは「OFF」であり、VVT機構15の目標変位角は「0」のままとなる。その後の時刻t11に制御許可フラグが「ON」となると、目標変位角が最遅角位置に設定されるとともに、応答性判定が開始される。同図の例では、この最初の応答性判定でOK判定がなされており、以後、車両が走行される都度、VVT機構15が遅角側に駆動される。
FIG. 16 shows an example of the control mode of the control device for the variable valve timing mechanism of this embodiment. At time t10 in the figure, the control premise flag is “ON”. However, at this time, the control permission flag is “OFF”, and the target displacement angle of the
なお同図の例では、時刻t12以降は、上限ガード値が減少され、それに伴い目標変位角も減少されている。そして上限ガード値が「0」となる時刻t13において冷間バルブタイミング制御は完了し、以後は温間時の通常のバルブタイミング制御が開始されることになる。 In the example of the figure, after time t12, the upper limit guard value is decreased, and the target displacement angle is also decreased accordingly. Then, the cold valve timing control is completed at time t13 when the upper limit guard value becomes “0”, and thereafter normal valve timing control during the warm period is started.
図17は、本実施形態の可変バルブタイミング機構の制御装置の制御態様の他の例を示している。同図の例においても、時刻t20に制御前提フラグが、時刻t21に制御許可フラグが「ON」となり、その時刻t21から応答性判定が開始されている。同図の例では、この時刻t21からの最初の応答性判定においてNG判定がなされており、判定後、目標変位角は「0°」とされている。そのため、時刻t23から時刻t24までの車両の走行期間にあっても、目標変位角、実変位角は「0°」に保たれている。 FIG. 17 shows another example of the control mode of the control device for the variable valve timing mechanism of this embodiment. Also in the example in the figure, the control premise flag is turned “ON” at time t20 and the control permission flag is “ON” at time t21, and the responsiveness determination is started from time t21. In the example of the figure, NG determination is made in the first response determination from time t21, and after the determination, the target displacement angle is set to “0 °”. Therefore, even during the traveling period of the vehicle from time t23 to time t24, the target displacement angle and the actual displacement angle are kept at “0 °”.
また同図の例では、時刻t25より応答性の再判定がなされている。このときの判定は、OK判定となり、以後、時刻t26において上限ガード値が「0」となり、制御が完了するまで、冷間バルブタイミング制御が実施されている。 Further, in the example of the figure, the responsiveness is determined again from time t25. The determination at this time is OK determination, and thereafter, at time t26, the upper limit guard value becomes “0”, and cold valve timing control is performed until the control is completed.
なお、こうした本実施形態においては、電子制御ユニット16が上記判定手段、許可手段に対応している。また本実施形態の適用されるVVT機構15では、最進角位置が上記初期位置に設定されている。
In this embodiment, the
以上説明した本実施形態の可変バルブタイミング機構の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、電子制御ユニット16は、機関冷間時にVVT機構15を駆動してそのときの同VVT機構15の応答性を検出するとともに、機関停止時において、機関始動時に位置される最進角位置へと同VVT機構15を確実に復動させることが可能か否かをその検出結果に基づいて判定するようにしている。そして電子制御ユニット16は、最進角位置に確実に復動可能と判定することを条件に、VVT機構15を駆動しての機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。原則としてバルブタイミング制御を禁止する機関冷間時にあっても、低温粘度の低いオイルが使用されているときなどには、機関停止時の初期位置への復動が可能な場合がある。そうした場合には、VVT機構15の駆動によるバルブタイミング制御をある程度に実施することが可能である。本実施形態では、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を始めから断念するのではなく、VVT機構15の機関停止時の最進角位置への復動が可能か否かを判定し、可能であれば、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。すなわち、本実施形態の可変バルブタイミング機構の制御装置では、バルブタイミング制御が原則禁止される機関冷間時に、バルブタイミング制御を実施可能な条件を積極的に探索して、バルブタイミング制御の実施の機会を見出すようにしている。そのため、機関冷間時にもバルブタイミング制御の実施の機会を与えることができ、ひいては機関冷間時のエミッション性能の向上を図ることができるようになる。
According to the control apparatus for the variable valve timing mechanism of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the
(2)本実施形態では、電子制御ユニット16は、VVT機構15の作動範囲の一端である最進角位置を初期位置として設定するとともに、応答性判定のための応答性の検出に係るVVT機構15の駆動を初期位置である最進角位置から離間する方向に、すなわち遅角側に行うようにしている。そのため、機関始動後におけるVVT機構15の最初の駆動時に応答性判定を行うことが可能となり、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を早期に行うことができるようになる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態では、電子制御ユニット16は、応答性の検出に係るVVT機構15の駆動中に機関停止がなされるとしても、同VVT機構15を最進角位置へと確実に復動可能であることが確認されていることを条件として、応答性の検出に係るVVT機構15の駆動を許容するようにしている。より具体的には、電子制御ユニット16は、スロットル開度が判定値以上であることを条件として、応答性の検出に係るVVT機構15の駆動を許容するようにしている。この場合、内燃機関の停止までに、最進角位置への復動に必要な時間を十分確保することができるような状況であるときに限り、上記判定のための応答性の検出に係るVVT機構15の駆動が許可されることになり、機関停止時のVVT機構15の最進角位置への復動を保証することができるようになる。
(3) In this embodiment, the
(4)本実施形態では、電子制御ユニット16は、車両走行中であることを条件に、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を許可するようにしている。より具体的には、電子制御ユニット16は、車載変速機のギア段が走行レンジにあり、且つ車速が判定値以上であること、及びスロットル開度が判定値以上であることの少なくとも一方が満されることを条件に、機関冷間時における可変バルブタイミング機構の動作を許可するようにしている。車両走行中であれば、機関停止に至るまで、車両の減速→車両の停止→イグニッションのオフ操作といった過程を経る必要があり、機関停止までの時間に余裕がある。そのため、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施を車両走行中に限って許可するようにすれば、機関停止時の初期位置に復動可能との判定に係る条件を緩和することが可能となる。この場合、車両走行中に限って可変バルブタイミング機構の初期位置への復動を保証すれば良いことになり、機関冷間時のバルブタイミング制御の実施機会を増やすことができる。
(4) In this embodiment, the
(5)本実施形態では、冷間バルブタイミング制御の実施を許可するときのVVT機構15の目標変位角の算出用のマップを、機関回転速度NE、機関負荷KL、目標変位角をそれぞれx軸、y軸、z軸とする直交3軸の3次元座標系においてx−y軸平面を底面とし、z軸を高さ方向としたメサ形状をなす3次元マップとするようにしている。機関冷間時には、VVT機構15の応答性が低いため、暖機完了後のような緻密なバルブタイミング制御は望むべくもない。そのため、機関冷間時には、VVT機構15の動作を許可するとしても、その制御は単純なものにすることが望ましい。その点、上記の如く目標変位角の算出用のマップを構成すれば、冷間バルブタイミング制御を好適に単純化することができるようになる。
(5) In the present embodiment, a map for calculating the target displacement angle of the
(6)本実施形態では、電子制御ユニット16は、機関冷間時におけるVVT機構15の動作を、触媒活性化以前に限り許可するようにしている。そのため、触媒活性化以前のエミッションを改善するという目的を達成した後は、応答性が未だ十分でないVVT機構15が不必要に駆動されることを防止することができるようになる。
(6) In this embodiment, the
(7)本実施形態では、電子制御ユニット16は、機関冷間時には、VVT機構15の変位角のフィードバック制御における比例項の補正マップを、VVT機構15の実変位角、目標変位角間の偏差と機関冷却水温との2次元マップとするようにしている。またこれとともに、変位角の一定保持に必要なVVT機構15の制御指令値(保持デューティー)の学習を禁止するようにしている。そのため、機関冷間時には、保持指令値の学習が禁止されるようになり、保持デューティーに不適切な値が学習されてしまうことを回避できる。またフィードバック比例項の補正マップを、VVT機構15の実変位角、目標変位角間の偏差と機関冷却水温との2次元マップとすることで、バルブタイミング制御の収束性を向上することができるようになる。
(7) In this embodiment, when the engine is cold, the
(8)本実施形態では、電子制御ユニット16は、機構の変位角が判定ライン以上となっている時間が判定値以上であるか否かで、最進角位置への確実な復動の可否を判定するとともに、上記判定ラインを、VVT機構15の動作開始から所定時間が経過するまでは、「0」に保持し、その後、時間の経過に応じてその値が漸増するように設定している。応答性が悪化するような低温高粘度のオイルの使用時には、機関回転速度に拘わらず、バルブタイミングの変更に際して一定の応答遅れが発生する。その点、上記の如く設定された判定ラインを採用すれば、そうした応答遅れを考慮した、より的確な応答性判定を行うことができるようになる。
(8) In this embodiment, the
(9)本実施形態では、電子制御ユニット16は、最進角位置への確実な復動が不能とのNG判定が一旦なされても、機関冷却水温やオイル温度が判定値以上上昇した時期を待って、応答性判定を再実施するようにしている。そのため、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施の機会を更に増やすことができるようになる。
(9) In the present embodiment, the
(他の実施形態1)
上記実施形態では、電子制御ユニット16は、車載変速機のギア段が走行レンジにあり、且つ車速が判定値以上であること、及びスロットル開度が判定値以上であること、の少なくとも一方が満されることを条件に車両が走行中であると判定して機関冷間時における可変バルブタイミング機構の動作を許可するようにしている。なおオイル温度に応じたオイル粘度の変化によっては、VVT機構15の初期位置である最進角位置への復動の所要時間も変ってくる。したがってオイル温度が高く、オイル粘度が低いときには、より広い範囲で冷間バルブタイミング制御を許容できる。そこで、車両走行中との判定に係る車速、スロットル開度の判定値をオイル温度により可変とすることで、冷間時のVVT機構15の動作をより広範囲に許容することができるようになる。
(Other embodiment 1)
In the above embodiment, the
図18は、冷間バルブタイミング制御を許可する車速(許可車速)及びスロットル開度(許可スロットル開度)の可変設定の一例を示している。同図に示すように、許可車速、許可スロットル開度は、オイル温度の上昇に応じてより小さい値が設定されるようになっている。 FIG. 18 shows an example of variable setting of the vehicle speed (permitted vehicle speed) and the throttle opening (permitted throttle opening) permitting the cold valve timing control. As shown in the figure, the permitted vehicle speed and the permitted throttle opening are set to smaller values as the oil temperature rises.
(他の実施形態2)
オイル温度が低く、オイル粘度が高くてVVT機構15の応答性が低いときにも、VVT機構15の変位角をあまり大きく取らなければ、初期位置である最進角位置への復動が可能となることがある。すなわち、オイル粘度が高く、機関停止時における最遅角位置から最進角位置への復動が困難なときにも、VVT機構15の変位角を制限すれば、初期位置への復動を保証することができる。そのため、冷間バルブタイミング制御におけるVVT機構15の目標変位角をオイル温度に応じて可変とするようにすれば、復動に必要な時間の変化に合せて可変バルブタイミング機構の制御態様を適合することができるようになる。例えば図19には、冷間バルブタイミング制御時に許可されるVVT機構15の最大変位角の設定態様が示されている。同図に示すように、オイル温度が低く、オイル粘度が高いときほど、最大変位角を小さく設定することで、より広い範囲で冷間バルブタイミング制御の実施を許容することができるようになる。
(Other embodiment 2)
Even when the oil temperature is low, the oil viscosity is high, and the responsiveness of the
(他の実施形態3)
オイル温度を直接検出するセンサーが設けられていない場合、オイル温度は、内燃機関の冷却水温や機関始動時からの積算Gaなどから推定することになる。一方、VVT機構15の応答性は、オイル温度と相関がある。そこで応答性判定時のVVT機構15の応答性の検出結果からオイル温度を予測し、その予測値と、冷却水温や積算Gaなどに基づくオイル温度の推定値とを比較し、予測値に応じて推定値を補正することで、より正確なオイル温度の推定を行うことが可能となる。
(Other embodiment 3)
When a sensor for directly detecting the oil temperature is not provided, the oil temperature is estimated from the cooling water temperature of the internal combustion engine, the integrated Ga from the start of the engine, or the like. On the other hand, the responsiveness of the
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、初期位置への確実な復動が不能との一旦判定した後、機関冷却水温及びオイル温度の少なくとも一方が判定値以上上昇する時期を待って、応答性判定を再実施するようにしていた。もっとも、触媒活性化までに再判定を行うような時間的猶予が無い場合等には、再判定は最初から実施しないようにしても良い。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、VVT機構15の動作開始から所定時間が経過するまでは「0」に保持され、その後、時間の経過に応じてその値が漸増するように設定された判定ラインを用いて応答性判定を行うようにしていた。ただし、使用の想定されるオイルのいずれもが、駆動の開始後のVVT機構15の実変位角の立ち上りが非常に鈍いといった特性を有していないのであれば、「0」の保持時間を設けずに判定ラインを設定するようにしても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、機関冷間時には、VVT機構15の変位角のフィードバック制御における比例項の補正マップをVVT機構15の実変位角、目標変位角間の偏差と機関冷却水温との2次元マップとするようにしていた。もっとも、オイル温度の検出を行う場合には、上記補正マップを、実変位角、目標変位角間の偏差とオイル温度との2次元マップとしても良い。
In the above embodiment, when the engine is cold, the
・上記実施形態では、冷間バルブタイミング制御時には、VVT機構15の保持デューティーの学習を禁止するようにしていた。冷間時にも保持デューティーの学習をある程度適切に行えるのであれば、冷間バルブタイミング制御時にも保持デューティーの学習を行うようにしても良い。
In the above embodiment, learning of the holding duty of the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、冷間バルブタイミング制御を触媒活性化以前に限って許可するようにしていた。但し、触媒活性化以前のエミッションの改善以外にも冷間バルブタイミング制御の目的があるのであれば、触媒活性化の是非によらず冷間バルブタイミング制御の実施期間を定めるようにしても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、冷間バルブタイミング制御時の目標変位角の算出マップを、機関回転速度NE、機関負荷KL、目標変位角をそれぞれx軸、y軸、z軸とする直交3軸の3次元座標系においてx−y軸平面を底面とし、z軸を高さ方向としたメサ形状をなす3次元マップとしていた。もっとも、可能であれば、温間時における通常のバルブタイミング制御用の算出マップのようなより緻密な算出マップを用いて冷間バルブタイミング制御時の目標変位角を算出するようにしても良い。
In the above embodiment, the calculation map of the target displacement angle at the time of cold valve timing control is the three
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、車載変速機のギア段、車速及びスロットル開度を用いて車両走行中を判定して冷間バルブタイミング制御の実施を許可するようにしたが、アクセル操作量を用いて車両走行中の判定を行うことも可能である。もっとも簡易には、車速のみを用いて車両走行中の判定を行うことが可能である。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、車両走行中に限り、冷間バルブタイミング制御でのVVT機構15の駆動を許可するようにしていた。もっとも、車両停止中にも、機関停止時のVVT機構15の初期位置への復動を保証できるのであれば、車両停止中にも、冷間バルブタイミング制御でのVVT機構15の駆動を許可するようにしても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、冷間VT制御前提フラグの「ON」条件の一つにスロットル開度が判定値以上であることを入れることで、応答性判定中の突然の機関停止に対するVVT機構15の初期位置への復動を保証するようにしていた。同様の保証は、スロットル開度以外にも、アクセル操作量や車速及、機関回転速度などに基づくことでも行うことが可能である。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、応答性判定中の突然の機関停止に対するVVT機構15の初期位置への復動が保証されることを条件に応答性判定に係るVVT機構15の駆動を許可するようにしていた。もっとも、応答性判定中の突然の機関停止を懸念する必要がないのであれば、上記保証の有無に拘らず、応答性判定に係るVVT機構15の駆動を許可するようにしても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御ユニット16は、初期位置である最進角位置から離れる方向、すなわち遅角方向へのVVT機構15の応答性を検出して、応答性判定を行うようにしていた。もっとも、判定完了までの時間に余裕がある場合などには、初期位置である最進角位置に近接する方向、すなわち進角方向にVVT機構15を駆動して、応答性判定を行うようにしても良い。なおこの場合には、初期位置への復動に必要な進角方向へのVVT機構15の応答性を検出して応答性判定を行うことになるため、より正確な判定を行うことが可能となる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では機関始動時にVVT機構15が位置される初期位置が最進角位置である場合について説明したが、最遅角位置に初期位置が設定されるVVT機構にも、上記実施形態の応答性判定制御及び冷間バルブタイミング制御を同様に適用することができる。この場合には、応答性判定に係るVVT機構の駆動を、この場合の初期位置から離間する方向である進角方向に行うことで、機関始動後の最初のVVT機構の駆動時に応答性判定を実施することが可能となる。
In the above embodiment, the case where the initial position where the
・本発明に係る制御装置は、最進角位置、最遅角位置以外の中間位置に初期位置が設定されたVVT機構にも、適用することができる。この場合、進角方向、遅角方向のうち、機関始動後に最初に駆動される方向にVVT機構を駆動して、応答性判定を行えば、機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を早期に行うことができるようになる。 The control device according to the present invention can be applied to a VVT mechanism in which an initial position is set at an intermediate position other than the most advanced angle position and the most retarded angle position. In this case, if the responsiveness is determined by driving the VVT mechanism in the advance direction or the retard direction in the direction that is first driven after the engine is started, valve timing control can be performed early when the engine is cold. Will be able to do.
・上記実施形態では、排気バルブのバルブタイミングを可変とするVVT機構15を制御対象とする場合について説明したが、上記実施形態の応答性判定制御及び冷間バルブタイミング制御は吸気バルブのバルブタイミングを可変とするVVT機構を対象とする場合にも上記実施形態に準じたかたちで適用することが可能である。
In the above embodiment, the case where the
10…オイルパン、11…オイルポンプ、12…オイルコントロールバルブ、13…進角油路、14…遅角油路、15…可変バルブタイミング機構(VVT機構)、16…電子制御ユニット(判定手段、許可手段)、17…センサー類。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
機関冷間時に前記可変バルブタイミング機構を駆動してそのときの同可変バルブタイミング機構の応答性を検出するとともに、機関停止時において、機関始動時に位置され且つ前記可変バルブタイミング機構の作動範囲の一端に設定される初期位置へと同可変バルブタイミング機構を確実に復動させることが可能か否かをその検出結果に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段が前記初期位置に確実に復動可能と判定すること且つ車両走行中であることを条件に、前記可変バルブタイミング機構を駆動しての機関冷間時におけるバルブタイミング制御の実施を許可する許可手段と、
を備え、
前記判定手段は、スロットル開度、アクセル操作量及び機関回転速度のいずれか1つが判定値以上であることを条件に、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動中に機関停止がなされるとしても、同可変バルブタイミング機構を前記初期位置へと確実に復動可能であることを確認し、同確認されていることを条件として、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を許容し、前記応答性の検出に係る前記可変バルブタイミング機構の駆動を前記初期位置から離間する方向に行う
ことを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御装置。 In a control device for a variable valve timing mechanism that is driven by oil supply to vary the valve timing of an engine valve,
When the engine is cold, the variable valve timing mechanism is driven to detect the responsiveness of the variable valve timing mechanism at that time, and when the engine is stopped, the variable valve timing mechanism is positioned when the engine is started and is one end of the operating range of the variable valve timing mechanism. Determination means for determining whether or not the variable valve timing mechanism can be reliably moved back to the initial position set to the initial position based on the detection result;
Allowing the valve timing control to be performed when the variable valve timing mechanism is driven and the engine is cold, provided that the determination means determines that the vehicle can travel back to the initial position without fail. Permission means to
Equipped with a,
The determination means is configured to stop the engine during the driving of the variable valve timing mechanism for detecting the responsiveness on condition that any one of a throttle opening, an accelerator operation amount, and an engine rotation speed is a determination value or more. Even if it is made, it is confirmed that the variable valve timing mechanism can be surely moved back to the initial position, and the variable valve timing mechanism related to the detection of the responsiveness is provided on the condition that the same is confirmed. The variable valve timing mechanism control apparatus according to claim 1, wherein the variable valve timing mechanism is driven in a direction away from the initial position .
請求項1に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 The permission means confirms that the vehicle is traveling on the condition that the gear stage of the in-vehicle transmission is in the traveling range and any one of the vehicle speed, the throttle opening, and the accelerator operation amount is not less than a determination value. The control device for the variable valve timing mechanism according to claim 1 , wherein the valve timing control is allowed to be performed when the engine is cold.
請求項2に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 3. The control device for a variable valve timing mechanism according to claim 2 , wherein any one of a vehicle speed, a throttle opening degree, and an accelerator operation amount that allows the valve timing control to be performed by the permission unit is variable according to an oil temperature.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 The variable valve timing mechanism according to any one of claims 1 to 3 , wherein a target displacement angle of the variable valve timing mechanism when the permission unit permits execution of the valve timing control is variable according to an oil temperature. Control device.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 A map for calculating the target displacement angle of the variable valve timing mechanism when the permission means permits the execution of the valve timing control is represented by an engine rotational speed, an engine load, and the target displacement angle as x-axis, y-axis, the x-y axis plane as the bottom surface in the three-dimensional coordinate system of the orthogonal three axes and the z-axis, according to claim 1-4, characterized in that it has a three-dimensional map which forms a mesa shape that a height direction of z-axis The control apparatus of the variable valve timing mechanism of any one of Claims.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 The control device for a variable valve timing mechanism according to any one of claims 1 to 5 , wherein the permission means permits the valve timing control when the engine is cold only before catalyst activation.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 When the engine is cold, a correction map of a proportional term in the feedback control of the displacement angle of the variable valve timing mechanism is a two-dimensional map of the deviation between the actual displacement angle and the target displacement angle of the variable valve timing mechanism and the engine cooling water temperature or oil temperature. The control device for a variable valve timing mechanism according to any one of claims 1 to 6 , wherein learning of a control command value of the variable valve timing mechanism necessary for maintaining a constant displacement angle is prohibited.
前記判定ラインは、前記可変バルブタイミング機構の動作開始から所定時間が経過するまでは、「0」に保持され、その後、時間の経過に応じてその値が漸増するように設定されてなる
請求項1〜7のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 The determination means determines whether or not reliable return to the initial position is possible depending on whether or not the time during which the displacement angle of the variable valve timing mechanism is equal to or greater than a determination line is equal to or greater than a determination value.
The determination line is set to "0" until a predetermined time has elapsed from the start of operation of the variable valve timing mechanism, and thereafter, the determination line is set to gradually increase as time elapses. control device for a variable valve timing mechanism according to any one of 1-7.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。 It said determination means, after temporarily determined impossible a reliable return movement to the initial position, at least one of the engine cooling water temperature and the oil temperature is waiting for time to rise above the determination value, re-performing the determination The control apparatus of the variable valve timing mechanism of any one of Claims 1-8 .
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