KR100500358B1

KR100500358B1 - 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치

Info

Publication number: KR100500358B1
Application number: KR10-2003-0025621A
Authority: KR
Inventors: 후지와라모리오; 와다코지; 타카하시타츠히코
Original assignee: 미츠비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2005-07-11
Also published as: JP3750936B2; US20030226533A1; JP2003314223A; DE10318591B4; DE10318591A1; KR20030084681A; US6802286B2

Abstract

본 발명은 오일온도(oil temperature)를 정밀도 좋게 추정함으로써 밸브 타이밍 제어에 있어서의 제어 편차를 없애고, 배기 가스, 운전성 악화를 개선하기 위한 것으로서, 이를 위한 수단으로서, 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 실제 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와, 상기 액추에이터에 작동유를 공급함과 함께, 그 유압을 조정하는 유압 조정수단과, 실제 밸브 타이밍이 목표치에 추종하도록, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과, 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 작동유의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고, 추정된 오일온도에 의거하여 실제 밸브 타이밍 제어수단은 유압 조정수단을 제어하는 제어량을 전환한다.

Description

내연기관의 밸브 타이밍 제어장치{VALVE TIMING CONTROL SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에 관한 것으로서, 특히 내연기관의 운전 조건에 따라 흡기 밸브나 배기 밸브의 개폐 타이밍(밸브 타이밍)을 조정하기 위한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에 관한 것이다.

(종래의 기술)

종래 기술로서, 예를 들면, 일본 특개평 7-91280호, 특개평 10-227235호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이들 공보에서는, 유압식의 액추에이터를 이용한 밸브 타이밍 제어 기구에 의해 소망하는 밸브 타이밍을 얻는 기술이 나타나 있다. 또한, 이들은 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서, 각 오일온도에 있어서의 오일의 점성 상태의 차이에 의한 밸브 타이밍 제어에 있어서의 제어 편차를 해소하기 위한 대책을 행한 예가 나타나 있다.

상기 종래 기술에서는, 제어량의 보정을 행하기 위해, 전자의 것에서는, 오일온도를 검출하는 오일온도 센서가 설치되어 있어서, 가격 상승의 원인이 되고 있다. 또한 후자의 것에서는, 시동시의 냉각수온과 내연기관의 운전 상태(예를 들면, 발열양)를 이용하여 오일온도를 추정하지만, 일단 내연기관을 정지시킨 후의 수온이 내려가는 양상이 오일온도에 비교하여 빨라서, 일정 시간 방치한 후의 재시동시에 있어서의 수온과 오일온도의 차가 크고, 정확하게 오일온도를 추정할 수 없다. 시동 직후에 있어서 냉각수온을 오일온도로 대체한 경우, 적절한 제어량을 줄 수가 없어서, 목표 밸브 타이밍과 실제 밸브 타이밍과의 편차가 커진다는 문제점이 있었다.

또한, 로크 기구를 갖고, 로크 핀 해제 동작을 실시하는 것으로, 수온으로부터 오일온도를 추정하여, 제어량을 결정하는 종래 장치도 있지만, 상술한 바와 같이 시동 직후에 있어서 오일온도 추정의 정밀도가 좋지 않기 때문에, 로크 핀을 확실하게 빼기 위해 여유대(extra)를 포함한 제어량의 설정으로 되어 있어서, 로크 핀 해제후에도 불필요한 핀 빼기 동작을 실시하고, 본래의 운전 상태에서 요구되는 목표 밸브 타이밍으로의 추종이 지연되고, 내연기관의 운전성을 악화시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 시동시에 있어서의 오일온도의 추정 정밀도를 향상시키고, 적절한 제어량을 부여함으로서 제어 편차를 저감시키는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명은, 내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과, 흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제 밸브 타이밍 검출 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과, 상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과, 상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어 수단과, 상기 내연기관의 전회 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고, 상기 실제 밸브 타이밍 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치이다.

또한, 본 발명은, 내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과, 흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제 밸브 타이밍 검출 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과, 상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과, 상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과, 상기 액추에이터를 소정의 상대 각도로 결합 고정함과 함께, 상기 액추에이터의 진각측 또는 지각측의 어느 한쪽으로 유압을 공급함으로써 상기 결합 고정이 해제되는 로크 수단과, 상기 로크 수단에 의한 로크 위치로부터 밸브 타이밍을 변경할 때에, 밸브 타이밍이 변화하기 전에 상기 로크 수단의 해제 동작을 행하도록 상기 유압 조정수단을 제어하는 로크 해제 제어수단과, 상기 내연기관의 전회 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고, 상기 로크 해제 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치이다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관의 난기 상태가 전회의 운전시에 있어서 소정 기간 이상 계속하고, 또한, 현재의 운전에서의 시동시 수온이 소정치 이상인 경우에, 상기 오일온도가 소정치 이상이라고 추정한다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 상기 내연기관을 냉각하기 위한 냉각수의 수온에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적한다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 상기 내연기관의 회전 속도에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적한다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 충전 효율(흡입 공기량)에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적한다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 스로틀 개방도에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적한다.

(실시 형태 1)

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다. 실시 형태 1은, 종래 기술의 시동시 냉각 수온과 내연기관의 운전 상태(예를 들면, 발열량)를 이용하여 오일온도의 추정을 행하는 오일온도 추정수단이 시동시의 오일온도 추정에 있어서 오차의 발생을 방지한다. 일반적으로, 내연기관을 정지시킨 후, 수온이 내려가는 양상은 오일온도에 비해 빨라서, 일정 기간 방치한 후에서의 수온과 오일온도의 차는 크게 벌어지게 된다. 상기 종래 기술에서의 오일온도 추정수단에서는, 시동시 또는 시동 직후에 있어서는, 실제 오일온도 보다 낮은 냉각수온의 값을 추정 온도로 치환하게 된다. 또한 이 시점에 있어서의 발열량도 시동시에는 0, 시동 직후에도 냉각수온과 실제 오일온도의 온도차를 보상할 만큼의 열량은 발생하지 않고, 실제 오일온도에 대한 적절한 제어량을 줄 수가 없고, 목표 밸브 타이밍과 실제 밸브 타이밍과의 편차가 커지거나, 헌팅이 발생하거나 하는 부적합이 있었다.

그러나, 본 실시 형태에 있어서는, 전회의 운전시에 있어서 난기 상태가 소정 기간 이상 계속되었다는 조건과 현재의 시동시 수온에 의거하여, 오일온도가 난기 상태 및 냉기 상태의 어느 쪽 인지를 추정함으로써, 시동시에 있어서의 오일온도의 추정 어긋남을 작게 할 수 있다. 전술한 바와 같이 난기 상태라고 판단된 상태로부터, 엔진을 일단 정지시키고, 일정 기간 방치시킨 경우, 정지 상태에 있어서의 온도가 내려가는 양상은, 오일온도보다도 수온의 쪽이 빠르기 때문에, 엔진을 재시동시키는 시점에 있어서의 오일온도는 냉각수온보다 높게 된다. 그 때문에, 사전에 오일온도가 난기 상태에 있는 것을 보증하는 수온을 실험적으로 확인하여 두고, 해당 수온의 값을 소정치로서 설정한다. 이로서, 시동시에 있어서 수온이 그 소정치 이상인지, 그 미만인지를 판단함으로써 오일온도가 난기 상태에 있는지의 여부를 추정할 수 있고, 시동시에 있어서 오일온도에 적당한 제어량을 전환할 수 있고, 목표 밸브 타이밍과 실제 밸브 타이밍과의 편차가 커지거나, 헌팅이 발생하거나 하는 부적합을 해소할 수 있고, 밸브 타이밍을 적절하게 제어할 수 있도록 한다.

도 14에 오일온도의 난기 상태 및 냉기 상태에 따라 제어량을 보정하기 위한 보정 계수(K)를 도시한다. 또한 어느 엔진 회전 속도에 있어서의 오일온도에 대한 유압의 특성을 도면 중에 점선으로 도시한다. 오일온도-유압 특성에 있어서, 오일온도가 소정치 이상인 영역(즉, 난기 상태)에서의 유압의 변화는, 오일온도가 소정치 미만인 영역(즉, 냉기 상태)에 비교하여 작고, 거의 가로로 되어가는 상태이다. 그 때문에, 도 14에 도시한 난기 상태에 있어서의 보정 계수(K)의 설정(K = 1.0)으로도, 밸브 타이밍의 제어성이 악화하는 일은 거의 없다. 그러나, 난기 상태와 냉기 상태에서는, 유압이 크게 다르고, 동일한 제어량으로는, 유압이 높아지는 냉기 상태의 쪽이, 액추에이터를 더욱 작동하는 방향에 있고, 헌팅하기 쉽게 된다. 그 때문에, 냉기 상태에 있어서의 보정 계수(K)(K = KL)의 설정은, 액추에이터가 너무 작동하는 것을 억제하기 위해, 제어량을 작게하는 방향으로 설정한다.

또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 오일온도가 낮아질 수록, 유압은 높게 되는 경향에 있기 때문에, 제어량을 서서히 작게 설정하여 갈 필요가 있지만, 한편으로 내연기관의 냉각이 진행되면(예를 들면, 수온이 어느 온도보다 낮아진 경우), 내연기관에 있어서 실화가 발생하기 때문에, 밸브 타이밍의 동작을 정지시키는 영역(도 14의 영역(B))이 존재한다. 전술한 밸브 타이밍 동작 정지 영역(영역(B))을 제외한 밸브 타이밍의 동작 영역에 있어서의 냉기 상태의 범위(즉, 도 14에서의 영역(A))에서는, 유압의 변화는, 제어성에 영향을 줄만큼 크지 않기 때문에, 냉기 상태에 있어서 보정 계수(KL)를 변경하는 일 없이, 밸브 타이밍을 제어하는 것이 가능하다. 금회의 실시 형태에서는, 상술한 밸브 타이밍 동작 영역에 있어서, 2치의 보정 계수(K)(1.0과 KL)의 전환으로, 충분히 밸브 타이밍 기구를 제어하는 것에 관해 기술하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치를 갖는 내연기관의 구성도이다. 도면에 있어서, 부호 1101은 내연기관, 1102는 내연기관(1101)이 흡입하는 공기를 정화하는 에어 클리너, 부호 1103은 내연기관(1101)이 흡입하는 공기량을 계량하는 에어 플로우 센서, 부호 1104은 공기를 흡입하는 흡기관, 1105는 흡입하는 공기량을 조절하고, 내연기관(1101)의 출력을 컨트롤 하는 스로틀 밸브, 1106은 흡입한 공기량에 걸맞은 연료를 공급하는 인젝터, 1111은 내연기관(1101)의 연소실 내의 혼합기를 연소시키는 불꽃을 발생하는 점화 플러그, 1110은 점화 플러그(1111)에 고전압 에너지를 공급하는 점화 코일, 1107은 연소한 배기 가스를 배출하는 배기관, 1108은 배기 가스 내의 잔존 산소량을 검출하는 0₂ 센서, 1109는 배기 가스 내의 유해 가스인 THC, CO, NOx를 동시에 정화할 수 있는 3원 촉매이다. 1116은 크랭크각 검출용의 센서 플레이트로, 소정 위치에 돌기(도시 생략)가 마련되어 있고, 크랭크 샤프트에 부착되고 크랭크 샤프트와 일체로 회전한다. 부호 1115는 크랭크 샤프트의 위치를 검출하는 크랭크각 센서로서, 센서 플레이트(1116)의 돌기(도시 생략)가 크랭크각 센서(1115)를 가로지를 때에 신호를 발하도록 되어 있고, 크랭크각을 검출한다. 부호 1113은 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 각도를 변화시키는 액추에이터(밸브 타이밍 조정 장치)이다. 부호 1112는 크랭크각 센서와 마찬가지로 도시하지 않은 캠각 검출용 센서 플레이트의 돌기에 의해 펄스 신호를 발생하고, 캠각을 검출하는 캠각 센서이다. 부호 1114는 오일 컨트롤 밸브(이하, OCV)로서, 캠 위상 액추에이터(밸브 타이밍 조정 장치)(1113)로의 공급 유압을 조정하고, 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 각도(캠 위상)를 제어하는 것이다(유압 조정수단). 부호 1117은 ECU로서, 캠 위상의 제어를 행함과 함께, 내연기관(1101)의 제어도 행한다. 부호 1118은 오일 펌프로서, 캠 위상 액추에이터(1113)를 구동하는 유압을 발생함과 함께, 내연기관(1101)의 기구 부품의 윤활유를 각 부분에 압송한다. 1121은 냉각수로서, 내연기관(1101)을 냉각한다. 부호 1122는 수온 센서로서, 냉각수(1121)의 온도를 검출한다. 또한, 보충이지만, 도 1에 있어서는, 유압을 검출하기 위한 유압 센서(1119), 및 오일온도를 검출하는 오일온도 센서(1120)가 도시되어 있지만, 이들은, 상술한 바와 같이, 일본 특개평 7-91280호 공보 등에 기재된 종래 장치에서는 마련되어 있지만, 가격상승의 원인이 되기 때문에, 본 발명에서는 구비하지 않는 것으로 한다.

ECU(1117)는, 내연기관(1101)의 운전 상태에 의해 목표 밸브 타이밍(VTT)을 산출한다. 또한, 크랭크각 센서(1115)에서 검출한 크랭크각과, 캠각 센서(1112)에서 검출한 캠각에 의해, 실제 밸브 타이밍(VTA)을 산출한다. 실제 밸브 타이밍(VTA)과 목표 밸브 타이밍(VTT)의 편차(ER)에 의해 피드백 제어하여, OCV(1114)로의 통전 전류치 또는 듀티비를 제어함으로써 실제 밸브 타이밍(VTA)을 목표 밸브 타이밍(VTT)에 일치시킨다. OCV(1114)는, 캠 위상 액추에이터(1113)에 대한 오일의 유로를 선택하고, 인가 유압을 조정함으로서 밸브 타이밍을 제어한다.

다음에, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에서 사용되고 있는 ECU(1117)의 오일온도 추정의 처리 순서를 도 2 및 도 3의 플로우 차트에 의거하여 설명한다(오일온도 추정수단). 또한 이 오일온도 추정 처리는 소정 시간마다 ECU(1117)에서 반복하여 실행된다. 도 2는, 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 3개의 파라미터(냉각 수온, 엔진의 회전 속도(엔진 회전수), 충전 효율(흡입 공기량))를 이용하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 경우에 그 기간을 누적하는(즉, 난기 완료 카운터를 카운트업 한다.) 처리의 흐름을 도시한 것이다. 도 3은, 도 2에서 얻어진 난기 완료 카운터의 값(전회 운전시의 것)과 현재의 시동시 수온을 이용하여, 오일온도가 소정치 이상인지의 여부를 판정하는 처리의 흐름을 도시한 것이다.

우선, 도 2에 관해 설명한다. 도 2에 있어서, 우선 스텝 S201에서 수온 센서(1122)가 정상인지의 여부를 판정한다. 스텝 S201에서 수온 센서(1122)가 정상인 경우(Yes인 경우)는, 스텝 S203에서, 수온이 미리 설정된 소정치(예를 들면 90[℃]) 이상인지의 여부를 판정한다. 한편, 스텝 S201에서 센서가 이상이라고 판정한 경우(No인 경우)는, 스텝 S202로 이행하고, 난기 완료 카운터(CH)를 0으로 리셋하고, 본 처리를 종료한다. 스텝 S203에서, 소정치 이상인 경우(Yes인 경우), 스텝 S204에서 엔진의 회전 속도(엔진 회전수)가 소정치(예를 들면 400[r/m]) 이상인지의 여부를 판단한다. 한편, 스텝 S203에서, 소정치 미만인 경우(No인 경우)는, 난기 완료 카운터를 0으로 리셋하고 본 처리를 종료한다.

스텝 S204에서, 소정치 이상인 경우(Yes인 경우)는, 스텝 S206에서 충전 효율(흡입 공기량)이 소정치(예를 들면 0.3) 이상인지의 여부를 판단하고, 소정치 이상인 경우(Yes인 경우), 스텝 S207에서 난기 완료 카운터(CH)의 값을, 소정의 난기 판정 카운터 처리 주기분(예를 들면 100[msec])만큼 증가시키고, 본 처리를 종료한다.

스텝 S204에서 소정치 미만인 경우(No인 경우)는, 스텝 S205에서 난기 완료 카운터(CH)의 값을 그대로 유지하고, 본 처리를 종료한다.

스텝 S206에서 충전 효율이 소정치 미만인 경우(No인 경우), 스텝 S205로 이행하고, 난기 완료 카운터(CH)의 값을 그대로 유지하고, 본 처리를 종료한다.

난기 완료 카운터(CH)의 값은 엔진 정지 후(이그니션 스위치 OFF 후)도, ECU(1117)에 기억된다.

다음에, 도 3의 처리로 이행하고, 도 2에서 얻어진 난기 완료 카운터(CH)의 값은, 전회 회전시에 있어서의 난기 상태가 계속된 기간을 나타내는 값으로서 사용된다. 도 3에 있어서, 스텝 S301에서, 난기 완료 카운터(CH)가 소정 기간(Th)(예를 들면 600[sec]) 이상인지가 판정된다. 스텝 S301에서 소정 기간(Th) 이상인 경우(Yes인 경우)는, 스텝 S303으로 이행하고, 시동시 수온이 소정치(예를 들면 86[℃]) 이상인지의 여부가 판정된다. 스텝 S303에서, 소정치 이상인 경우(Yes인 경우), 스텝 S304로 이행하고, 오일온도는 소정치 이상이라고(난기 상태(온간 재시동)) 추정하고, 본 처리를 종료한다.

한편, 스텝 S301에서 소정치 미만인 경우(No인 경우)에는, 스텝 S302로 이행하고, 오일온도는 소정치보다도 작다고 추정하고, 본 처리를 종료한다.

스텝 S303에서, 시동시 수온이 소정치 미만인 경우(No인 경우)는, 스텝 S302로 이행하고, 오일온도는 소정치보다도 작다고(냉기 상태(냉간 재시동)) 추정하고, 본 처리를 종료한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 오일온도 추정수단은, 내연기관이 전회 운전시에 있어서 난기 상태가 소정 기간 계속하고, 또한, 현 운전에서의 시동시 수온이 소정치 이상인 경우, 오일온도가 소정치 이상(온간 재시동)이라고 추정한다.

도 4는, 온간 재시동 판정 동작의 타임 차트이다. 시점(T1, T3, T5, T7, T9)은 엔진 정지 타이밍이고, 시점(T2, T4, T6, T8, T10)은 각각 엔진 시동 타이밍이다. 또한, T8는 상술한 온간 재시동이고, 그 밖은 냉간 재시동으로 되어 있다.

시점 T4→T5의 운전시에 있어서, 수온이 소정치(예를 들면 90[℃]) 이상으로 된 시점으로부터 난기 완료 카운터(CH)는 카운트업 되어 간다.

일단, 시점 T5에 있어서, 이그니션 스위치가 OFF(IGswOFF)된 경우도 난기 완료 카운터(CH)의 값은 기억되고, 시점 T6→T7의 운전시에 있어서, 수온이 소정치보다도 작은 경우에는, 난기 완료 카운터(CH)는 카운터업 되지 않고 값을 유지한 채이고, 수온이 소정 시간을 넘은 때에 난기 완료 카운터(CH)는 카운트업 되어 간다.

시점(T8)의 시동시에 있어서, 난기 완료 카운터(CH)가 소정 기간(예를 들면 600[sec])을 넘고, 또한, 시동시에 있어서의 수온이 소정치(예를 들면 86[℃]) 이상이기 때문에, 오일온도가 소정치 이상(「온간 재시동」)이라고 판단된다. 시점(T10)의 시동시에 있어서, 난기 완료 카운터가 소정 기간(예를 들면 600[sec])을 넘었지만, 시동시에 있어서의 수온이 소정치보다도 작게 되어 있기 때문에, 오일온도가 소정치보다 작은 (「냉간 재시동」)이라고 판단된다. 그 때, 난기 완료 카운터도 0으로 리셋된다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에서 사용되고 있는 실제 밸브 타이밍 제어 내용을 도 5의 플로우 차트에 의거하여 설명한다(실제 밸브 타이밍 제어수단).

도 5에 있어서, 스텝 S501에서는, 크랭크각 센서, 캠각 센서, 흡입 공기량 센서, 스로틀 센서, 수온 센서의 각각(운전 상태 검출 수단)으로부터, 엔진 회전수, 밸브 타이밍, 흡입 공기량, 스로틀 개방도, 냉각수온 등의 엔진 운전 상태 신호를 입력한다. 다음에, 스텝 S502에서, 크랭크각 신호에 의해, 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 변위 각도(실제 밸브 타이밍)(VTA)를 산출한다(실제 밸브 타이밍 검출 수단). 스텝 S503에서는, 미리 운전 상태에 따른 목표 밸브 타이밍(VTT)을 규정한 맵으로부터, 운전 상태에 따른 목표 밸브 타이밍(VTT)을 설정한다(목표 밸브 타이밍 설정 수단). 스텝 S504에서, 목표 밸브 타이밍(VTT)과 실제 밸브 타이밍(VTA)의 편차(ER)를 구하고, 스텝 S505에서는, 상술한 오일온도 추정 처리에서 추정된 오일온도가 소정치(예를 들면, 90℃) 이상인지를 판단하고, 소정치 이상이면 스텝 S506에서, 보정 계수(K)에, K = 1.0을 대입하고, 스텝 S507에서, 편차(ER)에 보정 계수(K)를 승산함으로써 오일온도 보정 후 편차(ERA)를 구한다.

스텝 S505에서, 오일온도가 소정치보다도 작은 경우, 스텝 S508에서, 도 14에 도시하고 있는 그래프로부터, 보정 계수(K) = 저오일온도 보정 계수(KL)로 하고, 스텝 S507로 진행하여, 오일온도 보정 후 편차(ERA)를 구한다.

스텝 S509에서, OCV 전류치(Iout)를 Iout = Ic + KI + (KP×ERA) + (KD×△ERA)로 설정한다. 여기서, Ic는 유지 전류치이고, KP는 비례 동작에 대응하는 게인, KD는 미분 동작에 대응하는 게인, KI는 오일온도 보정 후 ERA에 의거하여 산출한 적분 증감치이다. △ERA는 ERA의 단위시간당의 변화량으로서, △ERA = (ERA(n) - ERA(n-1))/(T(n) - T(n-1))로 설정한다.

스텝 S510에서 OCV 전류치(Iout)(제어 신호)를 출력하고, 본 처리를 종료한다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 오일온도 추정수단에서 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 추정된 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도에 의거하여, 상기 실제 밸브 타이밍 제어수단에서 결정한 제어량을 전환한다. 이 때문에, 유압 센서 등을 새롭게 마련하는 일 없이, 상기 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 상기 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있고, 목표 밸브 타이밍에 대해 실제 밸브 타이밍을 적정하게 제어할 수 있기 때문에, 내연기관의 운전성, 연비, 배기 가스의 악화를 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

(실시 형태 2)

본 실시 형태에 있어서의 내연기관의 구성은, 상술한 실시 형태 1(도 1)와 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.

우선 처음에, 도 6 내지 도 9에서 액추에이터(밸브 타이밍 조정 장치)(1113)의 구성 및 개요를 설명한다. 또한 도 6은, 베인식 밸브 타이밍 조정 장치의 내부 구성을 도시한 횡단면도이다. 도 7은, 도 6의 A-A선에서 단면을 본 종단면도이다. 도 8은, 도 6에 도시한 밸브 타이밍 조정 장치에 있어서의 로크 기구·로크 해제 기구의 주요부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 9는, 도 8에 도시한 로크 기구·로크 해제 기구의 종단면도이다. 이들의 도면에 있어서, 부호 1(부호 2 내지 5에 의해 구성, 도 7 참조)은 제 1의 회전체, 2는 스프로켓, 3은 케이스, 3a는 슈, 4(도 7 참조)는 커버, 5는 체결 부재, 6은 로터(제 2의 회전체), 6a는 베인, 7은 캠 샤프트, 8(도 7 참조)은 체결 부재, 9는 진각측 유압실, 10은 지각측 유압실, 11은 제 1의 유로(압력실 공급 통로), 12는 제 2의 유로(압력실 공급 통로), 13은 실 수단, 14(도 7 참조)는 수납 구멍, 14a(도 7 참조)는 배압부, 15(도 7 참조)는 로크 핀(로크 부재), 16(도 7 참조)은 가압 수단, 17은 배출 구멍, 18(도 7 참조)은 결합 구멍, 18a(도 9 참조)는 로크 해제 유압실, 19는 체크 밸브, 20(도 8 참조)은 제 1 로크 해제 유압 공급로, 21은 제 2 로크 해제 유압 공급로, 22는 진각측 압력 분배 통로, 23은 지각측 압력 분배 통로, 24는 퍼지 통로이다.

도 6 내지 도 9에 도시한 액추에이터(1113)에서는, 엔진 시동시에 오일 펌프로부터의 유압이 지각측 유압실(10)로 공급되고, 그 도중에, 공기를 머금은 에어는 퍼지 통로(24)를 경유하여 배출 구멍(17)으로부터 장치 밖으로 배출된다. 공기가 배출되면 배압부(14a) 내로 공급된 기름에 의해 잔유압(殘油壓)이 발생하고, 해제 유압을 높여 로크 해제를 저지한다. 진각측 유압으로 전환되면 유압은 가압 수단(16)의 가세력만에 대항하여 로크 핀(15)의 선단을 해제 방향으로 가압하여 로크 해제하는 구조의 것이다.

내연기관(1101) 시동시, OCV(1114)는 액추에이터(1113)의 지각측 유압실(10)로 오일이 공급되도록 제어된다. 내연기관(1101) 정지시에는, 액추에이터(1113) 내 및 오일 펌프로부터 액추에이터(1113)까지의 유로 내의 오일은 오일 팬에 떨어질 가능성이 있고, 그 경우의 시동시에는, 유로 내의 에어 또는 에어를 포함한 기름을 지각측 유압실(10)로 도입시킨다. 지각측 유압실(10)로 도입된 에어 또는 에어를 포함한 오일은 퍼지 통로(24), 배압부(14a), 배출 구멍(17)을 통하여 액추에이터 밖으로 배출한다.

시동 후는, 지각측 압력 분배 통로(23)로부터의 로크 해제 유압실(18a)로도 도입되지만, 가압 수단(16)의 가압력에 의해 로크 핀(15)은 결합 고정 구멍(18)으로부터 빠지지 않는 상태가 유지된다.

이들에 의해, 시동시에 로크 핀(15)이 결합 고정 구멍(18)으로부터 빠져 로터(6)가 덜거덕거려 이상한 소리가 발생되는 것을 억제한다.

내연기관(1101) 시동 후, 예를 들면 운전자가 액셀 페달을 밟고, 진각측으로의 지령이 나온 경우, OCV(1114)는 액추에이터(1113)의 진각측 유압실(9)로 유압을 도입하도록 제어된다.

진각측 유압실(9)의 오일은 진각측 압력 분배 통로(22)를 통하여 로크 해제 유압실(18a)로 도입된다. OCV(1114)는 지각측 유압실(10)의 오일을 배출하는 위치로 제어되기 때문에, 지각측 유압실(10)의 오일은 OCV(1114)를 통하여 오일 팬으로 배출된다. 유압은, 가압 수단(16)의 가압력만에 대항하여 로크 핀(16)의 선단을 해방 방향으로 가압하고, 로크 핀(15)은 결합 구멍(18)으로부터 빠져 로터(6)는 가동 가능하게 되고, 진각측 유압실(9)의 유압에 의해 로터가 진각측으로 동작함으로써 진각 제어가 이루어진다.

또한, 오일온도 추정의 처리 순서에 관해서는, 실시 형태 1(도 2 및 도 3)과 같기 때문에, 설명을 생략한다.

내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에 있어서의 로크 해제 제어수단에 관해 설명한다. 로크 해제 제어는, 예를 들면, 로크 핀이 결합 구멍으로부터 빠지는 것보다도 느리게 로터를 동작시키기 위해 진각측 유압실로의 유압 도입이 천천히 되도록 OCV로의 전류 증가율을 서서히 행하도록 제어를 실시한다. OCV(1114)에 인가하는 전류의 초기치를 전류치(Ib)보다도 로크 상태를 해제하지 않는 방향(지각측)으로 설정하고, 또한 로크 기구를 해제하는 방향(진각측)으로 소정의 비율(전류 증가율)로 OCV 전류치(Iout)를 증가시킨다.

도 12는 OCV 전류의 유압이 다른 경우의, OCV 전류와 캠 위상 액추에이터(1113)의 진각측 유압실(9)에 공급되는 유압의 관계를 도시한 도면이다. OCV(1114)에 있어서의 유로의 좁힘 개방도는 OCV(1114)로의 인가 전류에 대해 일률적으로 결정되기 때문에, 예를 들면 OCV 전류가 동일한 경우, OCV 상류의 유압이 높은 쪽이 캠 위상 액추에이터(1113)로 공급하는 유압은 높아진다. 즉, OCV 전류와 OCV 하류로의 공급 유압의 관계는 OCV 상류의 유압에 의존한다.

또한, 크랭크 샤프트의 회전에 의해 구동되는 오일 펌프를 갖는 밸브 타이밍 제어장치에 있어서는, OCV 상류의 유압은 기관의 회전 속도에 의존한다. 예를 들면, 회전 속도가 상승하면 OCV 상류 유압은 높아진다. 또한 오일온도가 변화하면, 오일의 점도가 변화하기 때문에 오일 펌프의 토출 효율이 변화한다. 예를 들면, 오일온도가 높은 경우는 오일의 점도가 저하되기 때문에 오일 펌프의 토출 효율이 저하되고, OCV 상류의 유압은 저하된다. 따라서, 완전하게 로크 핀(15)을 해제할 수 있는 유압(P2) 및 로터 작동 유압(P3)을 진각 유압실로 공급하기 위해 인가하여야 할 OCV 전류치(Ib 및 Ic)는, 내연기관(1101)의 회전 속도나 오일온도에 의해 영향을 받는다. 도 12의 예에서는, 어떤 대표적인 운전 상태에 있어서 캠 위상 액추에이터(1113)의 진각측 유압실(9)로 공급되는 유압을 실선으로 도시하고 있다. 또한, 유압(P2, P3)에 각각 대응하는 OCV 전류은 Ib, Ic로 도시되어 있다. 한편, OCV 상류의 유압이 높은 경우의 진각측 유압실(9)로 공급되는 유압을 1점쇄선으로 도시하고 있다. 마찬가지로 유압(P2, P3)에 각각 대응하는 OCV 전류는 Ib', Ic'로 도시하고 있다. 도 12로부터 로크 핀(15)이 해제 가능한 전류 범위는 (Ic-Ib)(부호(2))보다도 (Ic'-Ib')(부호(1))의 쪽이 좁은 것을 알 수 있다.

따라서, 동일한 전류 증가율로 OCV 전류를 증가시킨 경우, OCV 상류 유압이 높은 쪽이 로크 핀(15)을 해제 가능한 전류 범위를 짧은 시간에 통과하여 버려서, 로크 핀(15)을 스트로크 량(Ls)만큼 이동시키는 시간을 확보 할 수 없는 경우가 있다. 그래서 유압이 높은 경우는 전류 증가율을 작게 하여, 로크 핀(15)을 스트로크양(Ls)만큼 이동시키는 시간을 확보한다.

전술한 바와 같이, 오일온도가 낮은, 즉 유압이 높은 경우에서는, 오일온도가 높은, 즉 유압이 낮은 경우보다도, 로크 핀 해제 가능한 전류 범위를 단시간에 통과하기 때문에, 로크 핀을 빼는 만큼의 시간을 확보할 수 없게 된다. 그래서 도 13에 도시한 바와 같이 오일온도가 낮은 경우는, 전류 증가율을 작게 하도록 설정하고 있다.

종래 장치의 시동시 수온만으로 오일온도를 추정하고, 로크 핀 해제 수단의 제어량을 결정하는 것에 있어서는, 실시 형태 1에 있어서의 설명과 같이, 시동시에 있어서의 오일온도 추정의 정밀도가 좋지 않기 때문에, 로크 핀을 확실하게 빼기 위해, 전류 증가율의 설정을 도 13에 도시한 오일온도-전류 증가율 특성의 설정(실선) 보다도, 작게 설정(점선)하지 않으면 안되었다. 그 때문에, 실제로 로크 핀 해제후에도 핀 빠짐이 검출되기(실제 밸브 타이밍이 소정치에 도달하는)까지 불필요한 핀 빼기 동작을 실시하기 때문에 본래의 운전 상태에서 요구되는 목표 밸브 타이밍으로의 추종이 지연되고, 내연기관의 운전성을 악화시켰다.

그러나, 본 실시 형태의 오일온도 추정수단에서는, 시동시에 있어서의 오일온도 추정의 정밀도가 올라감에 의해, 전류 증가율을 오일온도에 따른 설정(예를 들면, 난기시에 있어서의 전류 증가율의 값을 냉기시에 비교하여 높게 설정)하는 것이 가능하고, 핀 빼기 동작을 단축하는 것이 가능하고, 본래의 운전 상태에서 요구되는 목표 밸브타이밍으로의 추종성이 개선되고, 내연기관의 운전성을 좋게 하는 것이다.

도 11은 로터(6)가 진각측으로 회전 작동하기 전에 로크 핀(15)을 해제할 때의 OCV 전류(Iout)의 제어 내용을 도시한 플로우 차트이다. 스텝 S1101에서 핀 해제 시간 카운터(CP)를 0에 리셋한다. 스텝 S1102에서 로크 핀(15)이 로크 상태인지를 판정하고, Yes인 경우는, 스텝 S1103에서 목표 위상각(목표 밸브 타이밍)(θt)이 최지각 위치가 아닌 것을 판정한다. 스텝 S1102에서 No의 판정인 경우는, 로크 핀 해제의 처리를 종료하고, 보통의 위상 피드백 제어로 이행한다. 스텝 S1103에서 목표 위상각(θt)이 최지각 위치(즉 0[deg.CA])가 아닌 것을 판정하고, Yes인 경우는, 스텝 S1104에서, 오일온도 추정 처리에서 추정된 오일온도가 소정치(예를 들면, 90℃) 이상인지를 판단하고, 소정치 이상이면, 스텝 S1105에서, 도 13에 도시한 ECU에 기억시킨 맵으로부터 고오일온도시 전류 증가율(AH)을 전류 증가율(A)로서 선택하고, 스텝 S1106에서 OCV 전류치(Iout)를 Iout = Ic + A ×CP - Iofs로 설정한다. 여기서, Ic는 유지 전류치이고, A는 OCV 전류의 증가율(예를 들면 0.1[ｍA/msec])이고, Iofs는 OCV 전류치(Iout)의 초기치를 지각측으로 설정하기 위한 소정량(예를 들면 200[ｍA])이다.

스텝 S1105에서, 오일온도가 소정치보다도 작은 경우, 스텝 S 1107에서 도 13에 도시한 ECU에 기억시킨 맵으로부터 저오일온도시 전류 증가율(AL)을 전류 증가율(A)로서 선택하고, 스텝 S1106에서 OCV 전류치(Iout)의 식에 전류 증가율(A)로서 대입하여, OCV 전류치(Iout)를 구한다.

스텝 S1103에서 No인 경우는 로크 핀 해제의 처리를 종료하고, 보통의 위상 피드백 제어로 이행한다. 스텝 S1106에서 핀 해제 시간 카운터(CP)를 처리 주기분(예를 들면 25[msec]) 가산한다. 스텝 S1107에서 핀 해제 시간 카운터(CP)가 시간(Tp')(예를 들면 1500[msec])을 초과하였는지를 판정하다, 스텝 S1107에서 Yes인 경우는, 로크 핀(15)의 해제를 완료한 것으로 하고, 보통의 위상 피드백 제어로 이행한다. 스텝 S1107에서 No인 경우는 로크 핀(15)의 해제를 계속하기 위해 스텝 S1102로 되돌아온다. 도 11의 플로우 차트는 소정 시간(25ｍs)마다 실행된다.

금회에, 추정 오일온도에 따라 전류 증가율(A)의 결정은, 도 11에 도시한 플로우 차트 내에서 실시하였지만, 사전에 추정 오일온도에 따라 전류 증가율(A)을 결정하여 두고, 플로우 차트 내에서는 결정된 전류 증가율(A)을 사용하여, OCV 전류치를 구하여도 문제는 없다.

도 15의 플로우 차트는 로크 핀(15)이 결합 구멍(18)에 결합되고 있는지를 판정하는 처리이다. S1501에서 검출 위상각(실제 밸브 타이밍)(Vd)이 소정량(예를 들면 5[degCA]) 이상인지를 판정한다. 소정량(5[degCA]) 이상인 경우는, 로터(6)는 진각측으로 동작할 수 있어서, 로크 핀(15)은 결합 구멍(18)으로부터 빠져 있기 때문에, 핀 해제하였다고 판단하고, S1502에서 핀 로크 플래그에 제로를 세트한다. S1501에서 No인 경우, S1503에서 시동 모드인지를 판정하고, Yes인 경우는 내연기관(1101)의 정지시에 오일 펌프의 발생 유압이 없어지고, 로크 핀(15)은 결합 구멍(18)에 결합되기 때문에, 핀 로크되어 있다고 판단하고, S1505에서 핀 로크 플래그에 1을 세트한다.

S1503에서 No인 경우, 회전 속도(Ne)가 소정치(예를 들면 600[r/m])보다 작고, 또한, 수온(thw)이 소정치(예를 들면 90[℃])보다도 높은 경우는, S1505에서 핀 로크 플래그를 1로 한다. S1504에서 No인 경우는 그대로 처리를 종료한다. 따라서 S1503에서 시동 모드가 아니고, S1504에서 회전 속도(Ne)가 소정치 이상이며 또한 수온(thw)이 소정치 이하인 경우는, 과거에 설정된 핀 로크 플래그의 값이 남아 있기 때문에, 한번이라도 시동 모드 또는 회전 속도(Ne)가 소정치보다 작고 또한 수온(thw)이 소정치보다도 크게 되면 핀 로크 플래그가 세트된 채로 된다. 로크 핀(15)도 진각측 유압실(9)로 기름을 도입하지 않으면 뺄 수 없기 때문에, 핀 로크 플래그의 상태와 실제의 로크 핀(15)의 동작은 일치하고 있고 문제는 없다.

도 10은, 일반적인 위상 피드백 제어(PID 제어)를 실행하기 직전에 도 11의 플로우 차트에서 도시한 로크 핀(15)의 해제 방법을 실시한 경우의, 목표 위상각(θt)과 검출 위상각(θa)과 OCV 전류(Iout)의 관계를 도시한 타임 차트이다.

시점(Ta)에서 목표 위상각(θt)이 출력되면 동시에 로크 핀 해제의 처리가 시작된다. OCV 전류(Iout)가 유지 전류치(Ic)보다 소정치(Iofs)만큼 작은 값(Ib)으로부터, 서서히 전류를 증가시켜 간다.

시점(Tb)은, 검출 위상각(θa)이 소정 각도(θb)(예를 들면 5℃A)로 되었다고 검출된 시점으로서, 이 시점에서 핀 로크 해제 처리는 종료하고, 위상 피드백 제어(PID 제어)로 이행한다. 기간(Tp)(= Tb-Ta)의 사이에서, 상술한 전류 증가율(A)의 비율로 증가하고 있다.

도 13은 내연기관(1101)의 오일온도에 대한 전류 증가율의 설정치를 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 유압이 높은 경우는 전류 증가율을 작게 할 필요가 있기 때문에, 유압이 상승하는 조건, 즉 오일 펌프의 토출 효율이 높고, 오일온도가 낮은 상태에 있어서 전류 증가율이 작아지도록 설정되어 있다.

도 13의 전류 증가율(A)을 ECU(1117)에 기억시켜 두고, 오일온도 추정수단에 있어서 OCV 상류의 오일온도를 추정하고, OCV 상류의 유압을 오일온도로 추정하고 도 11의 S1104에서 OCV 전류(Iout)를 산출할 때에 적용한다.

이 경우, 오일온도 센서, 유압 센서를 생략할 수가 있기 때문에 시스템의 간략화가 가능하고, 코스트 다운을 도모할 수 있다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 도 2의 플로우 차트에 도시된 바와 같이, 내연기관(1101)의 난기 상태의 추정을 회전 속도, 냉각 수온, 충전 효율(흡입 공기량)의 조합으로 행하였지만, 각각 하나의 파라미터를 이용하여 난기 상태를 추정하여도 문제는 없다. 또한 상기 이외의 파라미터(예를 들면, 스로틀 개방도)를 복수 조합하면, 내연기관의 난기 상태를 정밀도 좋게 추정할 수 있는 것이 가능해진다.

이와 같이, 로크 핀(15)이 결합되어 상태에 있어서, 목표 위상각(θt)이 로크 핀(15)이 결합하는 각도 위치로부터 변화하는 경우에는, 인가하여야 할 OCV 전류치(Iout)의 초기치를 유지 전유치(Ic)보다도 로크 상태를 해제하지 않는 방향으로 설정하고, 오일온도 추정수단에 의해 추정된 오일온도에 따라 전류 증가율을 결정하고, 로크 상태를 해제하는 방향으로 OCV 전류치를 변화시킴에 의해, 로크 핀(15)을 단기간에 확실하게 해제할 수 있다.

이 때문에, 단기간에 확실하게 로크 핀(15)를 뺄 수 있고, 목표 밸브 타이밍에 대해 실제 밸브 타이밍을 적정하게 제어할 수 있고, 내연기관의 드라이버리티, 연비, 배기 가스의 악화를 방지하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서의 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치에 의하면, 오일온도 추정수단에서 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 추정된 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도에 의거하여, 상기 로크 해제 제어수단에서 결정한 제어량을 전환한다. 이 때문에, 유압 센서 등을 새롭게 마련하는 일 없이, 상기 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 상기 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있고, 로크 기구를 단기간에 확실하게 해제하고, 목표 밸브 타이밍에 대해 실제 밸브 타이밍을 적정하게 제어할 수 있고, 내연기관의 운전성, 연비, 배기 가스의 악화를 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과, 흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제 밸브 타이밍 검출 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과, 상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과, 상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과, 상기 내연기관의 전회 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고, 상기 실제 밸브 타이밍 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치이기 때문에, 유압 센서 등을 새롭게 마련하는 일 없이, 상기 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 상기 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있고, 목표 밸브 타이밍에 대해 실제 밸브 타이밍을 적정하게 제어할 수 있기 때문에, 내연기관의 운전성, 연비, 배기 가스의 악화를 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명은, 내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과, 흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제밸브 타이밍 검출 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과, 상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과, 상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과, 상기 액추에이터를 소정의 상대 각도로 결합 고정함과 함께, 상기 액추에이터의 진각측 또는 지각측의 어느 한쪽으로 유압을 공급함으로써 상기 결합 고정이 해제되는 로크 수단과, 상기 로크 수단에 의한 로크 위치로부터 밸브 타이밍을 변경할 때에 밸브 타이밍이 변화하기 전에 상기 로크 수단의 해제 동작을 행하도록 상기 유압 조정수단을 제어하는 로크 해제 제어수단과, 상기 내연기관의 전회 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고, 상기 로크 해제 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치이기 때문에, 유압 센서 등을 새롭게 마련하는 일 없이, 상기 내연기관의 전회의 운전 상태와 현재의 운전 상태에 따라 상기 밸브 타이밍 제어 기구에 있어서의 작동유의 오일온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있고, 로크 기구를 단기간에 확실하게 해제하고, 목표 밸브 타이밍에 대해 실제 밸브 타이밍을 적정하게 제어할 수 있기 때문에, 내연기관의 운전성, 연비, 배기 가스의 악화를 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관의 난기 상태가 전회의 운전시에 있어서 소정 기간 이상 계속하고, 또한, 현재의 운전에서의 시동시 수온이 소정치 이상인 경우에, 상기 오일온도가 소정치 이상이라고 추정하기 때문에, 추정되는 작동유의 오일온도 정밀도가 향상하고, 결과적으로, 본 장치의 신뢰성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 오일온도 추정 수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 상기 내연기관을 냉각하기 위한 냉각수의 수온에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적하고, 그 누적된 기간(전회의 운전 상태)을 이용하여 오일온도의 추정을 행하기 때문에, 추정된 작동유의 오일온도 정밀도가 향상하고, 결과적으로, 본 장치의 신뢰성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 상기 내연기관의 회전 속도에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적하고, 그 누적된 기간(전회의 운전 상태)을 이용하여 오일온도의 추정을 행하기 때문에, 추정되는 작동유의 오일온도 정밀도가 향상하고, 결과적으로, 본 장치의 신뢰성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 충전 효율(흡입 공기량)에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적하고, 그 누적된 기간(전회의 운전 상태)을 이용하여 오일온도의 추정을 행하기 때문에, 추정된 작동유의 오일온도 정밀도가 향상하고, 결과적으로, 본 장치의 신뢰성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 오일온도 추정수단은, 상기 내연기관이 난기 상태인지의 여부를 스로틀 개방도에 의거하여 추정하고, 난기 상태라고 추정된 기간을 누적하고, 그 누적된 기간(전회의 운전 상태)을 이용하여 오일온도의 추정을 행하기 때문에, 추정된 작동유의 오일온도 정밀도가 향상하고, 결과적으로, 본 장치의 신뢰성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술 및 본 발명에 있어서의 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치 및 그 주변의 구성을 도시한 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도.

도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 실제 밸브 타이밍 제어수단의 제어 내용을 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치의 액추에이터(밸브 타이밍 제어장치)의 내부 구성을 도시한 횡단면도.

도 7은 도 6의 A-A선에서 단면을 본 종단면도.

도 8은 도 6에 도시한 액추에이터에 있어서의 로크·로크 해제 기구의 주요부를 확대하여 도시한 사시도.

도 9는 도 8에 도시한 로크·로크 해제 기구의 종단면도.

도 10은 내연기관의 오일온도에 대한 전류 증가율의 설정치를 도시한 설명도.

도 11은 로크 핀을 해제한 경우의 OCV 전류의 타이밍도.

도 12는 OCV 상류의 유압이 다른 경우의, OCV 전류와 캠 위상 액추에이터의 진각측 유압실에 공급되는 유압의 관계를 도시한 설명도.

도 13은 내연기관의 오일온도에 대한 전류 증가율의 설정치를 도시한 설명도.

도 14는 내연기관의 오일온도에 대한 밸브 타이밍 제어에 있어서의 오일온도 보정 계수의 설정치를 도시한 설명도.

도 15는 로크 핀이 로크 상태인 것을 판정하는 경우의 제어 내용을 도시한 흐름도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2 : 스프로켓 6 : 로터(도 2의 회전체)

6a : 베인(vane) 9 : 진각측 유압실

10 : 지각측 유압실 14 : 수납 구멍

14a : 배압부 15 : 로크 핀(로크 부재)

16 : 가압 수단 17 : 배출 구멍

18 : 결합 구멍 18a : 로크 해제 유압실

19 : 체크 밸브

20 : 제 1 로크 해제 유압 공급로

21 : 제 2 로크 해제 유압 공급로

22 : 진각측 압력 분배 통로

23 : 지각측 압력 분배 통로

24 : 퍼지 통로 1101 : 내연기관

1112 : 캠각 센서 1113 : 액추에이터

1114 : 오일 컨트롤 밸브 1115 : 크랭크각 센서

1116 : 센서 플레이트 1117 : ECU

1118 : 오일 펌프 1119 : 유압 센서

1120 : 오일온도 센서 1122 : 수온 센서

Claims

내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과,

흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제 밸브 타이밍 검출 수단과,

상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과,

상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와,

상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과,

상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과,

상기 내연기관의 전회(前回) 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고,

상기 실제 밸브 타이밍 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치.
내연기관의 운전 상태를 검출하기 위한 운전 상태 검출 수단과,

흡기 밸브 및 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 검출하기 위한 실제 밸브 타이밍 검출 수단과,

상기 운전 상태 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 밸브 타이밍에 대한 목표 밸브 타이밍을 설정하는 목표 밸브 타이밍 설정 수단과,

상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 적어도 어느 한쪽의 밸브 타이밍을 변경하는 액추에이터와,

상기 액추에이터를 구동하기 위해 상기 액추에이터에 오일을 공급함과 함께 그 유압 조정을 행하는 유압 조정수단과,

상기 밸브 타이밍을 상기 목표 밸브 타이밍에 추종시키기 위해, 상기 유압 조정수단을 제어함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 실제 밸브 타이밍 제어수단과,

상기 액추에이터를 소정의 상대 각도로 결합 고정함과 함께, 상기 액추에이터의 진각측 또는 지각측의 어느 한쪽으로 유압을 공급함으로써 상기 결합 고정이 해제되는 로크 수단과,

상기 로크 수단에 의한 로크 위치로부터 밸브 타이밍을 변경할 때에, 밸브 타이밍이 변화하기 전에 상기 로크 수단의 해제 동작을 행하도록 상기 유압 조정수단을 제어하는 로크 해제 제어수단과,

상기 내연기관의 전회 운전시의 상태와 현재의 운전 상태에 의거하여, 상기 유압 조정수단이 상기 액추에이터에 공급하는 상기 오일의 오일온도를 추정하는 오일온도 추정수단을 구비하고,

상기 로크 해제 제어수단은, 상기 오일온도 추정수단에서 추정된 상기 오일온도에 의거하여, 상기 유압 조정수단을 제어하기 위한 제어량을 전환하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 오일온도 추정수단은,

상기 내연기관의 난기(暖機) 상태가 전회의 운전시에 있어서 소정 기간 이상 계속하고, 또한 현재의 운전에서의 시동시 수온이 소정치 이상인 경우에, 상기 오일온도가 소정치 이상이라고 추정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치.