JP6332186B2 - Engine cam phase control device - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンのカム位相制御装置に関する。   The present invention relates to an engine cam phase control device.

クランク軸に対するカム軸の回転位相は、エンジンのクランクスプロケットおよびカムスプロケットに掛け回されるタイミングチェーンの張り具合に応じて、正規の状態(目標回転位相)からずれることがある。   The rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft may deviate from the normal state (target rotational phase) depending on the tension of the timing chain that is wound around the crank sprocket and the cam sprocket of the engine.

従来、この位相ずれの問題に対処するための技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、カム軸の位相ずれ量を、クランク軸の回転角度(クランク角)を検出するクランク角センサおよびカム軸の回転角度を検出するカム角センサの各々の検出値に基づいて、クランク角が180°進む毎に算出し、算出された位相ずれ量が所定値を超えた場合に、可変バルブタイミング機構(VVT)により、カム軸の位相が正規の状態に近づくようにカム軸の位相を補正することが記載されている(特許文献1の図8参照)。   Conventionally, a technique for coping with this phase shift problem is known (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the amount of camshaft phase shift is determined based on the detection values of a crank angle sensor that detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft and a cam angle sensor that detects the rotation angle of the camshaft. It is calculated every time the crank angle advances by 180 °, and when the calculated phase deviation exceeds a predetermined value, the camshaft phase is adjusted so that the camshaft phase approaches the normal state by the variable valve timing mechanism (VVT). It is described that the phase is corrected (see FIG. 8 of Patent Document 1).

特開2002−309994号公報JP 2002-309994 A

ところで、タイミングチェーンの張り具合は刻々と変化し、その変化の仕方はエンジン回転数、エンジン負荷(トルク)等のエンジンの運転状態によって異なる。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、位相ずれ量の算出が、クランク角が180°進む毎に行われ、その算出の都度、位相が補正されるに過ぎないため、位相ずれへの対応が間欠的なものとなっており、クランク角が180°進む間の位相ずれは解消されない。このため、特許文献1に記載の技術では、位相ずれを精度よく抑制することができない。   By the way, the tension of the timing chain changes every moment, and the manner of the change varies depending on the operating state of the engine such as the engine speed and the engine load (torque). However, in the technique described in Patent Document 1, the calculation of the phase shift amount is performed every time the crank angle advances by 180 °, and each time the calculation is performed, only the phase is corrected. The phase shift is intermittent, and the phase shift while the crank angle advances by 180 ° is not eliminated. For this reason, the technique described in Patent Document 1 cannot accurately suppress the phase shift.

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、カム軸の回転位相が正規の状態からずれるのを精度よく抑制することができるエンジンのカムタイミング制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine cam timing control device capable of accurately suppressing the rotational phase of a cam shaft from deviating from a normal state. To do.

上記の課題を解決するために、本発明は、エンジンを構成するクランク軸の駆動力が無端伝動部材を介して伝達されるカム軸の回転位相を制御するエンジンのカム位相制御装置であって、前記無端伝動部材を押圧するテンショナ装置と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記カム軸の回転位相を変更する可変バルブタイミング機構と、エンジンの運転状態毎に設定され、前記可変バルブタイミング機構の目標制御値を補正するための値であって、前記可変バルブタイミング機構が前記目標制御値で制御された場合に前記カム軸の目標回転位相に対して生じると予想される前記カム軸の予想位相ずれ量またはその予想される位相ずれを抑制するように設定された補正値が記憶された記憶部と、前記運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態に対応する予想位相ずれ量または補正値を前記記憶部から読み出し、読み出した予想位相ずれ量または補正値に基づいて前記可変バルブタイミング機構の補正制御値を算出し、前記補正制御値に基づいて、予想される回転位相ずれを抑制するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する制御部とを備え、前記テンショナ装置は、作動油の供給により発生する作動油圧によって前記無端伝動部材を押圧するものであって、前記エンジンの運転状態は、エンジン回転数、エンジン負荷、および前記テンショナ装置に供給される作動油の温度であることを特徴とする、エンジンのカム位相制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is an engine cam phase control device for controlling a rotational phase of a camshaft to which a driving force of a crankshaft constituting an engine is transmitted via an endless transmission member, A tensioner device that presses the endless transmission member, an operating state detecting means that detects the operating state of the engine, a variable valve timing mechanism that changes the rotational phase of the camshaft, and the variable that is set for each operating state of the engine. The cam that is a value for correcting the target control value of the valve timing mechanism and is expected to occur with respect to the target rotation phase of the cam shaft when the variable valve timing mechanism is controlled by the target control value. A storage unit storing a predicted amount of phase shift of the shaft or a correction value set so as to suppress the predicted phase shift, and the operation state detecting means The predicted phase shift amount or correction value corresponding to the engine operating state is read from the storage unit, the correction control value of the variable valve timing mechanism is calculated based on the read expected phase shift amount or correction value, and the correction A control unit that controls the variable valve timing mechanism so as to suppress an anticipated rotational phase shift based on a control value, and the tensioner device uses the hydraulic pressure generated by the supply of hydraulic oil to move the endless transmission member. Provided is an engine cam phase control device , wherein the engine operating state is an engine speed, an engine load, and a temperature of hydraulic oil supplied to the tensioner device. .

本発明によれば、可変バルブタイミング機構が目標制御値で制御された場合にカム軸の目標回転位相に対して生じると予想されるカム軸の予想位相ずれ量またはその予想される位相ずれを抑制するように設定された補正値がエンジンの運転状態毎に設定される。そして、その予想位相ずれ量または補正値に基づいて可変バルブタイミング機構の補正制御値が算出され、その補正制御値に基づいてカム軸の位相制御が行われるため、カム軸の位相ずれの発生が未然に抑制される。従って、本発明によれば、エンジンの運転状態に拘わらず、カム軸の回転位相ずれを精度よく抑制することができる。
特に、エンジン回転数、エンジン負荷、およびテンショナ装置の作動油の温度が変化してもカム軸の位相ずれの発生が未然に抑制されるように、可変バルブタイミング機構が制御されるため、カム軸の回転位相ずれを精度よく抑制することができる。
According to the present invention, when the variable valve timing mechanism is controlled by the target control value, the expected cam shaft phase shift amount or the expected phase shift is expected to occur with respect to the target rotation phase of the cam shaft. The correction value set so as to be set is set for each engine operating state. Then, the correction control value of the variable valve timing mechanism is calculated based on the predicted phase shift amount or the correction value, and the cam shaft phase control is performed based on the correction control value. It is suppressed in advance. Therefore, according to the present invention, the rotational phase shift of the camshaft can be accurately suppressed regardless of the operating state of the engine.
In particular, since the variable valve timing mechanism is controlled so that the occurrence of a camshaft phase shift is suppressed even if the engine speed, the engine load, and the temperature of the hydraulic fluid of the tensioner device change, the camshaft Can be accurately suppressed.

本発明においては、前記予想位相ずれ量または前記補正値は、クランク角の連続的な変化に対応して設定されていることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the expected phase shift amount or the correction value is set corresponding to a continuous change in the crank angle.

この構成によれば、全てのクランク角においてカム軸の位相ずれの発生が未然に抑制される。   According to this configuration, the occurrence of a camshaft phase shift is suppressed in advance at all crank angles.

本発明においては、前記目標回転位相に対する前記カム軸の位相ずれ量を検出する位相ずれ検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記位相ずれ検出手段により検出された位相ずれ量に基づいて、前記カム軸の位相ずれ量が小さくなる状態に、前記可変バルブタイミング機構を制御することが好ましい。   In the present invention, it further comprises phase shift detection means for detecting a phase shift amount of the cam shaft with respect to the target rotational phase, and the control unit is configured to perform the control based on the phase shift amount detected by the phase shift detection means. It is preferable to control the variable valve timing mechanism so that the phase shift amount of the cam shaft is small.

この構成によれば、無端伝動部材が伸びることにより、カム軸の位相ずれが発生しても、その位相ずれ量を小さくすることができる。   According to this configuration, even if the cam shaft phase shift occurs due to the extension of the endless transmission member, the phase shift amount can be reduced.

以上説明したように、本発明によれば、正規の状態(目標回転位相)からのカム軸の回転位相ずれの発生を精度よく抑制することができる。   As described above, according to the present invention, the occurrence of a rotational phase shift of the cam shaft from the normal state (target rotational phase) can be accurately suppressed.

本発明の実施形態に係るエンジンのカム位相制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cam phase control apparatus of the engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるエンジンの運転状態を、エンジン回転数、エンジン負荷、および作動油温度で三次元的に示す図である。It is a figure which shows the driving | running state of the engine in embodiment of this invention three-dimensionally with an engine speed, an engine load, and hydraulic fluid temperature. 本発明の実施形態における予想回転ずれ量および制御値の例を示す図であり、(a)は、エンジン回転数がa1、エンジン負荷がb1、作動油温度がc1である場合の予想回転ずれ量(実線)および補正値(一点鎖線)を示す図、(b)は、エンジン回転数がa2、エンジン負荷がb2、作動油温度がc2である場合の予想回転ずれ量(実線)および補正値(一点鎖線)を示す図である。It is a figure which shows the example of the estimated rotational deviation amount and control value in embodiment of this invention, (a) is the estimated rotational deviation amount when an engine speed is a1, an engine load is b1, and hydraulic oil temperature is c1. (Solid line) and a diagram showing a correction value (dashed line), (b) is an expected rotation deviation amount (solid line) and correction value when the engine speed is a2, the engine load is b2, and the hydraulic oil temperature is c2. It is a figure which shows a dashed-dotted line. 本発明の実施形態における制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control part in embodiment of this invention. 本発明の実施形態による効果を示す図であり、(a)は、図4におけるステップS6の制御を行わない場合のクランク角とバルブリフト量との関係を示すグラフ、(b)は、図4におけるステップS6の制御を行った場合のクランク角とバルブリフト量との関係を示すグラフである。It is a figure which shows the effect by embodiment of this invention, (a) is a graph which shows the relationship between the crank angle when not controlling step S6 in FIG. 4, and a valve lift, (b) is FIG. It is a graph which shows the relationship between the crank angle at the time of performing control of step S6 in, and valve lift amount. 従来のカム位相制御装置による効果を示す図であり、(a)は、カム位相制御を行う前のクランク角とバルブリフト量との関係を示すグラフ、(b)は、従来のカム位相制御装置による制御を行った場合のクランク角とバルブリフト量との関係を示すグラフである。It is a figure which shows the effect by the conventional cam phase control apparatus, (a) is a graph which shows the relationship between the crank angle before performing cam phase control, and valve lift amount, (b) is the conventional cam phase control apparatus. 6 is a graph showing a relationship between a crank angle and a valve lift amount when the control according to FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施形態に係るエンジンのカム位相制御装置1は、クランク軸18の駆動力がタイミングチェーン(本発明の「無端伝動部材」に相当)14を介して伝達される排気カム軸20および吸気カム軸21の回転位相を制御する装置である。   The engine cam phase control device 1 according to this embodiment includes an exhaust camshaft 20 and an intake camshaft to which the driving force of the crankshaft 18 is transmitted via a timing chain (corresponding to the “endless transmission member” of the present invention) 14. 21 is a device for controlling the rotational phase of the motor 21.

カム位相制御装置1は、スロットルセンサ5と、油温センサ6と、クランク角センサ7と、カム角センサ8と、ECU(Engine Control Unit)4と、排気側可変バルブタイミング機構(以下、「排気側VVT(Variable Valve Timing system)」と称する)2と、吸気側可変バルブタイミング機構(以下、「吸気側VVT」と称する)3と、テンショナ装置13とを備えている。   The cam phase control device 1 includes a throttle sensor 5, an oil temperature sensor 6, a crank angle sensor 7, a cam angle sensor 8, an ECU (Engine Control Unit) 4, an exhaust side variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as "exhaust gas"). Side VVT (Variable Valve Timing system) ”2, an intake side variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as“ intake side VVT ”) 3, and a tensioner device 13.

アクセル開度センサ5、油温センサ6、クランク角センサ7、吸気カム角センサ12、排気カム角センサ11、およびECU4は、本発明の「運転状態検出手段」に相当する。アクセル開度センサ5、油温センサ6、クランク角センサ7、吸気カム角センサ12、および排気カム角センサ11は、ECU4の入力端子に接続されている。   The accelerator opening sensor 5, the oil temperature sensor 6, the crank angle sensor 7, the intake cam angle sensor 12, the exhaust cam angle sensor 11, and the ECU 4 correspond to the “driving state detection means” of the present invention. The accelerator opening sensor 5, the oil temperature sensor 6, the crank angle sensor 7, the intake cam angle sensor 12, and the exhaust cam angle sensor 11 are connected to an input terminal of the ECU 4.

アクセル開度センサ5は、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度として検出する。検出したアクセル開度を基にエンジンの燃焼室に供給される空気量を算出する。そのため、アクセル開度センサ5に代えてスロットル開度を検出するスロットル開度センサを用いてもよい。油温センサ6は、テンショナ装置11に供給される作動油の温度を検出する。クランク角センサ7は、クランク軸18の回転角度を検出する。吸気カム角センサ12は、吸気カム軸21の回転角度を検出し、排気カム角センサ11は、排気カム軸20の回転角度を検出する。   The accelerator opening sensor 5 detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver as the accelerator opening. Based on the detected accelerator opening, the amount of air supplied to the combustion chamber of the engine is calculated. Therefore, a throttle opening sensor that detects the throttle opening may be used instead of the accelerator opening sensor 5. The oil temperature sensor 6 detects the temperature of the hydraulic oil supplied to the tensioner device 11. The crank angle sensor 7 detects the rotation angle of the crankshaft 18. The intake cam angle sensor 12 detects the rotation angle of the intake cam shaft 21, and the exhaust cam angle sensor 11 detects the rotation angle of the exhaust cam shaft 20.

排気側VVT2は、排気カム軸20に設けられた電動式のVVTであり、クランク軸18に対する排気カム軸20の回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更することにより、排気バルブの開閉タイミングを変更する。排気側VVT2を介して、排気カム軸20と排気側スプロケット15とが接続されている。   The exhaust side VVT2 is an electric VVT provided on the exhaust camshaft 20, and the exhaust valve is opened and closed by continuously changing the rotational phase of the exhaust camshaft 20 with respect to the crankshaft 18 within a predetermined angular range. Change the timing. The exhaust camshaft 20 and the exhaust side sprocket 15 are connected via the exhaust side VVT2.

吸気側VVT3は、吸気カム軸21に設けられた電動式のVVTであり、クランク軸18に対する吸気カム軸21の回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更することにより、吸気バルブの開閉タイミングを変更する。吸気側VVT3を介して、吸気カム軸21と吸気側スプロケット16とが接続されている。   The intake side VVT3 is an electric VVT provided on the intake camshaft 21. By continuously changing the rotational phase of the intake camshaft 21 with respect to the crankshaft 18 within a predetermined angle range, the intake valve is opened and closed. Change the timing. The intake camshaft 21 and the intake side sprocket 16 are connected via the intake side VVT3.

クランク軸17には、クランクスプロケット17が設けられている。クランクスプロケット17、排気側スプロケット15、および吸気側スプロケット16に、タイミングチェーン14が掛け回されている。クランクスプロケット17は、図1において時計回り(右回り)に回転し、その回転に伴って、タイミングチェーン14は時計回りに回動される。   A crank sprocket 17 is provided on the crankshaft 17. A timing chain 14 is wound around the crank sprocket 17, the exhaust side sprocket 15, and the intake side sprocket 16. The crank sprocket 17 rotates clockwise (clockwise) in FIG. 1, and the timing chain 14 is rotated clockwise with the rotation.

ECU4は、CPUと、ROM、RAM等よりなるメモリ4aとを備えたマイクロコンピュータであり、CPU(本発明の「制御部」に相当する)がメモリ4aに格納されたプログラムおよびデータを参照して各種処理を実行することにより、所定の機能が実現される。   The ECU 4 is a microcomputer provided with a CPU and a memory 4a composed of ROM, RAM, etc., and the CPU (corresponding to the “control unit” of the present invention) refers to programs and data stored in the memory 4a. A predetermined function is realized by executing various processes.

メモリ4aは、排気側VVT2の目標制御値(クランク軸18に対する排気カム軸20の目標進角量または目標遅角量)を補正する補正値(図3(a),(b)における一点鎖線L1参照)と、吸気側VVT3の目標制御値(クランク軸18に対する吸気カム軸21の目標進角量または目標遅角量)を補正する補正値(図3(a),(b)における一点鎖線L1参照)とを予め記憶している。排気側VVT2の目標制御値および吸気側VVT3の目標制御値は、エンジン回転数およびエンジン負荷(トルク)に基づいて算出される。   The memory 4a stores a correction value (a dashed line L1 in FIGS. 3A and 3B) for correcting a target control value of the exhaust side VVT2 (a target advance amount or a target retard amount of the exhaust cam shaft 20 with respect to the crankshaft 18). Reference value) and a correction value for correcting the target control value of the intake side VVT3 (the target advance amount or the target retard amount of the intake camshaft 21 with respect to the crankshaft 18) (one-dot chain line L1 in FIGS. 3A and 3B) Reference) is stored in advance. The target control value for the exhaust side VVT2 and the target control value for the intake side VVT3 are calculated based on the engine speed and the engine load (torque).

排気側VVT2の補正値は、実験等により求められた値であり、エンジン9の運転状態毎に設定されている。排気側VVT2の補正値は、排気側VVT2が目標制御値で制御された場合に排気カム軸20の目標回転位相(クランク軸18に対する排気カム軸20の目標進角量または目標遅角量)に対して生じると予想される排気カム軸20の回転位相ずれを抑制するように設定されている。この位相ずれは、エンジン回転数、エンジン負荷(トルク)等のエンジンの運転状態に応じて、タイミングチェーン14の張力が刻々と変化することにより生じるものである。本実施形態では、排気側VVT2の補正値は、排気カム軸20の目標回転位相に対して生じると予想される排気カム軸20の予想位相ずれ量(図3(a),(b)における実線L2参照)と大きさが同じで正負が逆の値である。すなわち、排気カム軸20の予想位相ずれ量に排気側VVT2の補正値を加えると、予想位置ずれ量が相殺される。   The correction value for the exhaust-side VVT 2 is a value obtained through experiments or the like, and is set for each operating state of the engine 9. The correction value of the exhaust side VVT2 is set to the target rotation phase of the exhaust camshaft 20 (the target advance amount or the target retard amount of the exhaust camshaft 20 with respect to the crankshaft 18) when the exhaust side VVT2 is controlled by the target control value. On the other hand, it is set to suppress the rotational phase shift of the exhaust camshaft 20 that is expected to occur. This phase shift occurs when the tension of the timing chain 14 changes momentarily according to the engine operating state such as the engine speed and engine load (torque). In the present embodiment, the correction value of the exhaust side VVT2 is an expected phase shift amount of the exhaust camshaft 20 that is expected to occur with respect to the target rotation phase of the exhaust camshaft 20 (solid line in FIGS. 3A and 3B). L2) is the same size and opposite in value. That is, when the correction value of the exhaust side VVT2 is added to the expected phase shift amount of the exhaust camshaft 20, the expected position shift amount is canceled.

詳しく説明すると、本実施形態における「エンジン9の運転状態」は、エンジン回転数、エンジン負荷(トルク)、およびテンショナ装置13に供給される作動油の温度(以下、「作動油温度」と称する)である。そして、補正値は、エンジン回転数[rpm]、エンジン負荷[N・m]、作動油温度[℃]、およびクランク角[deg]の4つの値をパラメータとして予め設定された値である。   More specifically, the “operation state of the engine 9” in the present embodiment refers to the engine speed, the engine load (torque), and the temperature of hydraulic oil supplied to the tensioner device 13 (hereinafter referred to as “hydraulic oil temperature”). It is. The correction value is a value set in advance using four values of the engine speed [rpm], engine load [N · m], hydraulic oil temperature [° C.], and crank angle [deg] as parameters.

具体的には、例えば、エンジン回転数a1[rpm]、エンジン負荷b1[N・m]、および作動油温度c1[℃]の3つの値(図2参照)には、クランク角[deg]と補正値[deg]との関係を示す1つの補正パターン(図3(a)参照)が対応する。補正値は、図3(a)に示されるように、クランク角の連続的な変化に対応して設定されている。図3(a)に示される例では、クランク角の連続的な変化に対して、補正値が正弦波状に変化している。   Specifically, for example, three values (see FIG. 2) of the engine speed a1 [rpm], the engine load b1 [N · m], and the hydraulic oil temperature c1 [° C.] include the crank angle [deg] and One correction pattern (see FIG. 3A) showing the relationship with the correction value [deg] corresponds. As shown in FIG. 3A, the correction value is set corresponding to a continuous change in the crank angle. In the example shown in FIG. 3A, the correction value changes sinusoidally with respect to the continuous change in the crank angle.

また、エンジン回転数a2[rpm]、エンジン負荷b2[N・m]、および作動油温度c2[℃]の3つの値(図2参照)には、クランク角[deg]と補正値[deg]との関係を示す1つの補正パターン(図3(b)参照)が対応する。   The three values (see FIG. 2) of the engine speed a2 [rpm], the engine load b2 [N · m], and the hydraulic oil temperature c2 [° C.] include the crank angle [deg] and the correction value [deg]. Corresponds to one correction pattern (see FIG. 3B).

吸気側VVT3の補正値は、実験等により求められた値であり、エンジン9の運転状態毎に設定されている。吸気側VVT3の補正値は、吸気側VVT3が目標制御値で制御された場合に吸気カム軸21の目標回転位相(クランク軸18に対する吸気カム軸21の目標進角量または目標遅角量)に対して生じると予想される吸気カム軸21の予想位相ずれを抑制するように設定されている。本実施形態では、吸気側VVT3の補正値は、吸気カム軸21の目標回転位相に対して生じると予想される吸気カム軸21の予想位相ずれ量と大きさが同じで正負が逆の値である。すなわち、吸気カム軸21の予想位相ずれ量に吸気側VVT3の補正値を加えると、予想位置ずれ量が相殺される。   The correction value of the intake side VVT 3 is a value obtained by experiments or the like, and is set for each operating state of the engine 9. The correction value of the intake side VVT3 is set to the target rotation phase of the intake camshaft 21 (the target advance angle amount or the target delay angle amount of the intake camshaft 21 with respect to the crankshaft 18) when the intake side VVT3 is controlled by the target control value. On the other hand, it is set to suppress an expected phase shift of the intake camshaft 21 that is expected to occur. In the present embodiment, the correction value of the intake side VVT 3 is the same in magnitude as the expected phase shift amount of the intake camshaft 21 that is expected to occur with respect to the target rotation phase of the intake camshaft 21, but is opposite in value. is there. That is, if the correction value of the intake side VVT3 is added to the expected phase shift amount of the intake camshaft 21, the expected position shift amount is canceled out.

テンショナ装置13は、クランクスプロケット17と排気側スプロケット15の間の区間において、タイミングチェーン14を押圧するものである。テンショナ装置13は、タイミングチェーン14に接触した状態で、エンジン9の側面に揺動可能に取り付けられたテンショナアーム10と、このテンションアーム10を押圧するアクチュエータであるテンショナ本体19とを備えている。テンショナ本体19は、油圧式のアクチュエータであり、アクチュエータに供給される作動油の温度は、エンジンの油圧回路中に設定される温度センサ(図示略)により検出される。この温度センサは、通信線を介してECU4に接続されている。   The tensioner device 13 presses the timing chain 14 in a section between the crank sprocket 17 and the exhaust side sprocket 15. The tensioner device 13 includes a tensioner arm 10 that is swingably attached to the side surface of the engine 9 in contact with the timing chain 14, and a tensioner body 19 that is an actuator that presses the tension arm 10. The tensioner body 19 is a hydraulic actuator, and the temperature of the hydraulic oil supplied to the actuator is detected by a temperature sensor (not shown) set in the engine hydraulic circuit. This temperature sensor is connected to the ECU 4 via a communication line.

次に、ECU4が行う処理について、図4を参照しつつ説明する。   Next, processing performed by the ECU 4 will be described with reference to FIG.

まず、ECU4は、排気カム角センサ11の検出値に基づいて、排気カム軸20の目標回転位相に対する排気カム軸20の回転位相ずれ量を検出するとともに、吸気カム角センサ12の検出値に基づいて、吸気カム軸21の目標回転位相に対する吸気カム軸21の回転位相ずれ量を検出する(ステップS1)。   First, the ECU 4 detects the rotational phase shift amount of the exhaust camshaft 20 with respect to the target rotational phase of the exhaust camshaft 20 based on the detection value of the exhaust cam angle sensor 11 and based on the detection value of the intake cam angle sensor 12. Thus, the rotational phase shift amount of the intake camshaft 21 with respect to the target rotational phase of the intake camshaft 21 is detected (step S1).

回転位相ずれ量の検出は、例えば、排気側VVT2および吸気側VVT3の最遅角位置と所定のカム軸の位相との位置関係を基準位置として予めECU4に記憶させておき、実際のVVTの最遅角位置とカム軸位相との位置関係を算出し、基準位置からのずれ量を算出することで行われる。   For example, the rotational phase shift amount can be detected by preliminarily storing the positional relationship between the most retarded angle positions of the exhaust side VVT2 and the intake side VVT3 and the phase of a predetermined camshaft as a reference position in the ECU 4 so that the actual VVT is the maximum. This is done by calculating the positional relationship between the retard position and the camshaft phase and calculating the amount of deviation from the reference position.

次いで、ECU4は、ステップS1で検出された排気カム軸20の回転位相ずれ量に基づいて、排気カム軸20の回転位相ずれが小さくなる状態に、排気側VVT2を制御する。同様に、ECU4は、ステップS1で検出された吸気カム軸21の回転位相ずれ量に基づいて、吸気カム軸21の回転位相ずれが小さくなる状態に、吸気側VVT3を制御する(ステップS2)。   Next, the ECU 4 controls the exhaust side VVT 2 so that the rotational phase shift of the exhaust camshaft 20 becomes small based on the rotational phase shift amount of the exhaust camshaft 20 detected in step S1. Similarly, the ECU 4 controls the intake side VVT 3 so that the rotational phase shift of the intake camshaft 21 becomes small based on the rotational phase shift amount of the intake camshaft 21 detected in step S1 (step S2).

ステップS2の制御は、エンジンの長期使用等によってタイミングチェーン14が摩耗し、伸びることにより、排気カム軸20の目標回転位相に対して排気カム軸20に回転位相ずれが生じたり、或いは吸気カム軸21の目標回転位相に対して吸気カム軸21に回転位相ずれが生じた場合に、それら回転位相ずれを事後的に小さくするための制御である。   In the control of step S2, the timing chain 14 is worn and extended due to long-term use of the engine or the like, so that the exhaust camshaft 20 deviates from the target rotational phase of the exhaust camshaft 20, or the intake camshaft In this case, when the rotational phase shift occurs in the intake camshaft 21 with respect to the 21 target rotational phase, the rotational phase shift is controlled afterwards.

次に、ECU4は、車両の運転状態、すなわち、エンジン回転数、エンジン負荷、および作動油温度の3つの値を検出する(ステップS3)。具体的には、ECU4は、クランク角センサ7の検出値に基づいてエンジン回転数を検出し、クランク角センサ7の検出値およびアクセル開度センサ5の検出値に基づいて、エンジン負荷を算出する。   Next, the ECU 4 detects the driving state of the vehicle, that is, three values of the engine speed, the engine load, and the hydraulic oil temperature (step S3). Specifically, the ECU 4 detects the engine speed based on the detection value of the crank angle sensor 7, and calculates the engine load based on the detection value of the crank angle sensor 7 and the detection value of the accelerator opening sensor 5. .

次いで、ECU4は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、排気側VVT2の目標制御値および吸気側VVT3の目標制御値を算出する(ステップS4)。   Next, the ECU 4 calculates a target control value for the exhaust side VVT2 and a target control value for the intake side VVT3 based on the engine speed and the engine load (step S4).

次いで、ECU4は、検出されたエンジン回転数、エンジン負荷、および作動油温度に対応する排気側VVT2の補正パターン(図3(a),(b)の一点鎖線L1参照)をメモリ4aから読み出し(ステップS5)、読み出した補正パターンに基づいて排気側VVT2の目標制御値を補正することにより排気側VVT2の補正制御値を算出し、その補正制御値に基づいて、運転状態の変化によって起こると予想される回転位相ずれを抑制するよう排気側VVT2を制御する(ステップS6)。   Next, the ECU 4 reads from the memory 4a a correction pattern of the exhaust side VVT2 (see the one-dot chain line L1 in FIGS. 3A and 3B) corresponding to the detected engine speed, engine load, and hydraulic oil temperature (see FIG. In step S5), a correction control value for the exhaust side VVT2 is calculated by correcting the target control value for the exhaust side VVT2 based on the read correction pattern, and it is predicted that this will occur due to a change in the operating state based on the correction control value. The exhaust side VVT2 is controlled so as to suppress the rotational phase shift (step S6).

同様に、ECU4は、検出されたエンジン回転数、エンジン負荷、および作動油温度に対応する吸気側VVT2の補正パターン(図3(a),(b)の一点鎖線L1参照)をメモリ4aから読み出し(ステップS5)、読み出した補正パターンに基づいて吸気側VVT3の目標制御値を補正することにより吸気側VVT3の補正制御値を算出し、その補正制御値に基づいて、運転状態の変化によって起こると予想される回転位相ずれを抑制するよう吸気側VVT3を制御する(ステップS6)。   Similarly, the ECU 4 reads out from the memory 4a the correction pattern of the intake side VVT2 (see the one-dot chain line L1 in FIGS. 3A and 3B) corresponding to the detected engine speed, engine load, and hydraulic oil temperature. (Step S5) When the correction control value of the intake side VVT3 is calculated by correcting the target control value of the intake side VVT3 based on the read correction pattern, and the change occurs in the operating state based on the correction control value The intake side VVT3 is controlled so as to suppress the expected rotational phase shift (step S6).

図5は、本実施形態による効果を示す図である。本実施形態によれば、図4におけるステップS6の制御を行うことにより、排気カム軸20および吸気カム軸21の回転位相ずれが、クランク角0〜720[deg]の全範囲に亘ってほぼゼロとなり、その結果、図5(b)に示されるように、クランク角0〜720[deg]の全範囲に亘って、バルブの目標リフト量(破線A1参照)と実際のリフト量(実線A3参照)とのずれがほぼゼロとなる。なお、図5(a)は、図4におけるステップS6の制御を行わない場合の、バルブの目標リフト量(破線A1参照)と実際のリフト量(実線A2参照)との関係を示す図である。ステップS6の制御を行わない場合には、目標リフト量(破線A1参照)と実際のリフト量(実線A2参照)とのずれが大きいことが分かる。   FIG. 5 is a diagram showing the effect of this embodiment. According to the present embodiment, by performing the control in step S6 in FIG. 4, the rotational phase deviation of the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 is substantially zero over the entire range of the crank angle 0 to 720 [deg]. As a result, as shown in FIG. 5B, the valve target lift amount (see the broken line A1) and the actual lift amount (see the solid line A3) over the entire range of the crank angle 0 to 720 [deg]. ) Is almost zero. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the target lift amount of the valve (see the broken line A1) and the actual lift amount (see the solid line A2) when the control of step S6 in FIG. 4 is not performed. . When the control of step S6 is not performed, it can be seen that there is a large deviation between the target lift amount (see the broken line A1) and the actual lift amount (see the solid line A2).

これに対し、特許文献1に記載されているような位相補正を行った場合には、クランク軸回転の所定周期平均の位相ずれ補正であるため、カム軸の回転位相ずれは、完全には解消されず、その結果、図6(b)に示されるように、クランク角0〜720[deg]のうち、その大部分の範囲に亘って、バルブの目標リフト量(破線A1参照)と実際のリフト量(実線A4参照)とのずれが解消されないこととなる。なお、図6(a)は、特許文献1に記載のカム位相制御を行う前のクランク角とバルブリフト量との関係を示すグラフである。   On the other hand, when the phase correction described in Patent Document 1 is performed, the phase shift correction is performed for an average period of crankshaft rotation, so the rotational phase shift of the camshaft is completely eliminated. As a result, as shown in FIG. 6 (b), the target lift amount of the valve (see the broken line A1) and the actual value over the most part of the crank angle 0 to 720 [deg]. The deviation from the lift amount (see the solid line A4) is not eliminated. FIG. 6A is a graph showing the relationship between the crank angle and the valve lift before the cam phase control described in Patent Document 1.

以上説明したように、本実施形態によれば、排気側VVT2が目標制御値で制御された場合に排気カム軸20の目標回転位相に対して生じると予想される排気カム軸20の回転位相ずれを抑制するために、排気側VVT2の目標制御値を補正する補正値がエンジン9の運転状態毎に設定される。そして、その補正値に基づいて排気側VVT2の補正制御値が算出され、その補正制御値に基づいて排気カム軸20の位相制御が行われるため、排気カム軸20の位相ずれの発生が未然に抑制される。吸気カム軸21についても同様である。従って、本実施形態によれば、エンジン9の運転状態に拘わらず、排気カム軸20および吸気カム軸21の回転位相ずれを精度よく抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the rotational phase shift of the exhaust camshaft 20 that is expected to occur with respect to the target rotational phase of the exhaust camshaft 20 when the exhaust side VVT2 is controlled with the target control value. Therefore, a correction value for correcting the target control value of the exhaust side VVT2 is set for each operating state of the engine 9. Then, the correction control value of the exhaust side VVT 2 is calculated based on the correction value, and the phase control of the exhaust cam shaft 20 is performed based on the correction control value. It is suppressed. The same applies to the intake camshaft 21. Therefore, according to the present embodiment, the rotational phase shift between the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 can be accurately suppressed regardless of the operating state of the engine 9.

また、本実施形態によれば、補正値は、クランク角の連続的な変化に対応して設定されているため、全てのクランク角において排気カム軸20および吸気カム軸21の位相ずれの発生が未然に抑制される。   Further, according to the present embodiment, since the correction value is set corresponding to the continuous change of the crank angle, the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 may be out of phase at all crank angles. It is suppressed in advance.

また、本実施形態によれば、エンジン回転数、エンジン負荷、およびテンショナ装置13の作動油の温度が変化しても排気カム軸20および吸気カム軸21の位相ずれの発生が抑制されるように、排気側VVT2および吸気側VVT3が制御される。従って、排気カム軸20および吸気カム軸21の回転位相ずれを精度よく抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, the occurrence of a phase shift between the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 is suppressed even when the engine speed, the engine load, and the temperature of the hydraulic fluid of the tensioner device 13 change. The exhaust side VVT2 and the intake side VVT3 are controlled. Therefore, the rotational phase shift of the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 can be suppressed with high accuracy.

また、本実施形態によれば、タイミングチェーン14が伸びることにより、排気カム軸20および吸気カム軸21の位相ずれが発生しても、その位相ずれ量を小さくすることができる。   Further, according to the present embodiment, even if the exhaust camshaft 20 and the intake camshaft 21 are shifted in phase due to the extension of the timing chain 14, the amount of phase shift can be reduced.

なお、上記実施形態では、メモリ4aに補正値(図3の一点鎖線L1参照)を記憶させているが、これに代えて、メモリ4aに予想位相ずれ量(図3の実線L2参照)を記憶させ、この予想位相ずれ量に基づいて補正値を算出して位相制御を行ってもよい。   In the above-described embodiment, the correction value (see the one-dot chain line L1 in FIG. 3) is stored in the memory 4a. Instead, the expected phase shift amount (see the solid line L2 in FIG. 3) is stored in the memory 4a. The phase control may be performed by calculating a correction value based on the expected phase shift amount.

1 カム位相制御装置
4 ECU(制御部)
4a メモリ(記憶部)
9 エンジン
11 テンショナ装置
14 タイミングチェーン(無端伝動部材)
18 クランク軸
20 排気カム軸
21 吸気カム軸
1 Cam Phase Control Device 4 ECU (Control Unit)
4a Memory (storage unit)
9 Engine 11 Tensioner device
14 Timing chain (endless transmission member)
18 Crankshaft 20 Exhaust camshaft 21 Intake camshaft

Claims (3)

エンジンを構成するクランク軸の駆動力が無端伝動部材を介して伝達されるカム軸の回転位相を制御するエンジンのカム位相制御装置であって、
前記無端伝動部材を押圧するテンショナ装置と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記カム軸の回転位相を変更する可変バルブタイミング機構と、
エンジンの運転状態毎に設定され、前記可変バルブタイミング機構の目標制御値を補正するための値であって、前記可変バルブタイミング機構が前記目標制御値で制御された場合に前記カム軸の目標回転位相に対して生じると予想される前記カム軸の予想位相ずれ量またはその予想される位相ずれを抑制するように設定された補正値が記憶された記憶部と、
前記運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態に対応する予想位相ずれ量または補正値を前記記憶部から読み出し、読み出した予想位相ずれ量または補正値に基づいて前記可変バルブタイミング機構の補正制御値を算出し、前記補正制御値に基づいて、予想される回転位相ずれを抑制するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する制御部とを備え
前記テンショナ装置は、作動油の供給により発生する作動油圧によって前記無端伝動部材を押圧するものであって、
前記エンジンの運転状態は、エンジン回転数、エンジン負荷、および前記テンショナ装置に供給される作動油の温度であることを特徴とする、エンジンのカム位相制御装置。
A cam phase control device for an engine that controls a rotational phase of a camshaft in which a driving force of a crankshaft constituting an engine is transmitted through an endless transmission member,
A tensioner device for pressing the endless transmission member;
An operating state detecting means for detecting the operating state of the engine;
A variable valve timing mechanism for changing the rotational phase of the camshaft;
A value that is set for each operating state of the engine to correct the target control value of the variable valve timing mechanism, and when the variable valve timing mechanism is controlled by the target control value, the target rotation of the camshaft A storage unit that stores an expected phase shift amount of the camshaft that is expected to occur with respect to a phase or a correction value that is set to suppress the expected phase shift;
An expected phase shift amount or correction value corresponding to the engine operating state detected by the operating state detection means is read from the storage unit, and the variable valve timing mechanism correction control is performed based on the read expected phase shift amount or correction value. A control unit that calculates a value and controls the variable valve timing mechanism so as to suppress an expected rotational phase shift based on the correction control value ;
The tensioner device presses the endless transmission member with hydraulic pressure generated by supplying hydraulic oil,
The engine cam phase control device is characterized in that the operating state of the engine is an engine speed, an engine load, and a temperature of hydraulic oil supplied to the tensioner device.
前記回転位相ずれ量または補正値は、クランク角の連続的な変化に対応して設定されていることを特徴とする、請求項1に記載のエンジンのカム位相制御装置。   2. The engine cam phase control device according to claim 1, wherein the rotational phase shift amount or the correction value is set corresponding to a continuous change in a crank angle. 前記目標回転位相に対する前記カム軸の位相ずれ量を検出する位相ずれ検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記位相ずれ検出手段により検出された位相ずれ量に基づいて、前記カム軸の位相ずれ量が小さくなる状態に、前記可変バルブタイミング機構を制御することを特徴とする、請求項1又は2に記載のエンジンのカム位相制御装置。
A phase shift detecting means for detecting a phase shift amount of the cam shaft with respect to the target rotation phase;
The control unit controls the variable valve timing mechanism so that a phase shift amount of the cam shaft is reduced based on a phase shift amount detected by the phase shift detection unit. The cam phase control device for an engine according to 1 or 2 .
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