WO2012063312A1 - 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置 - Google Patents

油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012063312A1
WO2012063312A1 PCT/JP2010/069858 JP2010069858W WO2012063312A1 WO 2012063312 A1 WO2012063312 A1 WO 2012063312A1 JP 2010069858 W JP2010069858 W JP 2010069858W WO 2012063312 A1 WO2012063312 A1 WO 2012063312A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil chamber
hydraulic pressure
valve timing
lock pin
lock hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/069858
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
治仁 藤村
横山 友
雅樹 沼倉
Original Assignee
トヨタ自動車 株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車 株式会社 filed Critical トヨタ自動車 株式会社
Priority to US13/257,484 priority Critical patent/US9010289B2/en
Priority to CN201080003888.4A priority patent/CN102639822B/zh
Priority to CA 2755884 priority patent/CA2755884C/en
Priority to KR20117015804A priority patent/KR101278382B1/ko
Priority to PCT/JP2010/069858 priority patent/WO2012063312A1/ja
Priority to JP2011505314A priority patent/JP4883244B1/ja
Priority to BRPI1010626-0A priority patent/BRPI1010626B1/pt
Priority to EP10849994.8A priority patent/EP2474713B1/en
Publication of WO2012063312A1 publication Critical patent/WO2012063312A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34456Locking in only one position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34476Restrict range locking means

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling a hydraulic valve timing variable mechanism that is operated by hydraulic pressure to vary the valve timing of an engine valve.
  • Patent Documents 1 and 2 As a mechanism mounted on an internal combustion engine such as a vehicle, there is known a valve timing variable mechanism as described in Patent Documents 1 and 2 that makes the valve timing of an engine valve (intake and exhaust valve) variable. As a valve timing variable mechanism that has been put into practical use, there is a hydraulic mechanism that operates based on hydraulic pressure, as described in Patent Document 1.
  • a substantially annular ring fixed to the cam sprocket 4 is fixed to the outer periphery of the vane rotor 3 fixed to the camshaft 2 so as to be integrally rotatable.
  • a shaped housing 5 is disposed so as to be relatively rotatable.
  • a plurality of vanes 6 are formed on the outer periphery of the vane rotor 3 so as to protrude in the radial direction.
  • Each vane 6 is accommodated in the same number of recesses 7 as the vanes 6 formed on the inner periphery of the housing 5.
  • each recess 7 two oil chambers are defined by the vanes 6.
  • the oil chamber formed in the camshaft rotation direction of the vane 6 is a retarded oil chamber 8 into which hydraulic pressure for retarding the valve timing is introduced.
  • the oil chamber formed in the camshaft counter-rotating direction of the vane 6 is an advance oil chamber 9 into which oil pressure for advancing the valve timing is introduced.
  • the oil pressure in the retard oil chamber 8 and the oil pressure in the advance oil chamber 9 are adjusted by an oil control valve (OCV) 11 controlled by an electronic control unit (ECU) 10 for engine control.
  • OCV oil control valve
  • ECU electronice control unit
  • Such a hydraulic valve timing variable mechanism is provided with a mechanical lock mechanism for holding the valve timing when the engine is started when sufficient hydraulic pressure is not supplied.
  • the lock mechanism is formed by a lock pin 12 slidably disposed on one of the vanes 6 of the vane rotor 3 and a lock hole 13 formed in the cam sprocket 4 and into which the lock pin 12 can be fitted. .
  • the lock pin 12 is urged in a direction in which the lock pin 12 is fitted into the lock hole 13 by a spring 14 provided on the base end side thereof. Then, hydraulic pressure is applied to the lock pin 12 so as to resist the urging force of the spring 14 according to the supply of hydraulic pressure to the retard oil chamber 8 or the advance oil chamber 9.
  • a mechanical lock mechanism a configuration in which a lock pin and a lock hole are provided on a radially inner peripheral portion of a housing and a radially outer peripheral portion of a vane is also known.
  • the lock pin 12 and the lock hole 13 are when the vane rotor 3 rotates relative to the housing 5 in the most retarded direction (counter-rotating direction of the camshaft 2). Are arranged so that the positions match.
  • the vane rotor 3 is locked with respect to the housing 5 at the most advanced angle phase that is most rotated in the rotation direction of the camshaft 2, or the most advanced angle phase and the latest
  • a device that performs locking at an intermediate lock phase between the angular phase and the like is also known.
  • hydraulic pressure is supplied to the retarded oil chamber 8 and the advanced oil chamber 9 after the engine is started, and the lock pin 12 is released (fitting to the lock hole 13 is released). After that, the relative rotation of the vane rotor 3 with respect to the housing 5, that is, the change of the valve timing is started.
  • Such a problem may occur in the same way even in a configuration in which the lock is performed at a position other than the most retarded position, or in a configuration in which the lock pin and the lock hole are positioned in the radial direction of the housing and the vane.
  • the object of the present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is a hydraulic valve timing variable mechanism capable of more reliably releasing the lock pin prior to starting the change of the valve timing. Is to provide.
  • a first invention according to the present application has the following configurations (A) to (E), and makes the valve timing of an engine valve variable through relative rotation of the first and second rotating bodies as described below.
  • the valve timing variable mechanism is to be controlled.
  • A The 1st rotary body fixed to the camshaft so that integral rotation was possible.
  • B A second rotating body that can rotate relative to the first rotating body.
  • C A retarded oil chamber into which hydraulic pressure is introduced for rotating the first rotating body relative to the second rotating body in a direction that retards the valve timing.
  • D An advance oil chamber into which hydraulic pressure is introduced for rotating the first rotor relative to the second rotor in the direction in which the valve timing is advanced.
  • E The relative rotation of the first and second rotating bodies is mechanically locked according to the fitting into the lock hole, and the first according to the release of the fitting into the lock hole according to the supply of hydraulic pressure.
  • a lock pin that allows relative rotation of the first and second rotating bodies.
  • control device for the hydraulic valve timing variable mechanism is for releasing the fitting of the lock pin into the lock hole when the crank angle is a specified angle. Start the hydraulic supply.
  • the cam torque acts on the first rotating body fixed to the camshaft so as to be integrally rotatable.
  • the magnitude and direction of such cam torque varies depending on the crank angle.
  • the lock pin since the hydraulic pressure supply for releasing the fitting of the lock pin into the lock hole is started when the crank angle becomes a specified angle, the lock pin can be easily released.
  • the timing can be adjusted so that the lock pin is released when the cam torque is reduced. Therefore, according to the first aspect of the invention, the lock pin can be released more reliably prior to the start of changing the valve timing.
  • the prescribed angle is not limited to a predetermined specific angle, but may be a variable value determined based on the operating condition of the internal combustion engine.
  • a second invention according to the present application is a hydraulic valve timing variable mechanism having the above-described configurations (A) to (E) and capable of varying the valve timing of the engine valve through relative rotation of the first and second rotating bodies. Is to be controlled.
  • a control device for a hydraulic valve timing variable mechanism provides a hydraulic pressure supply for releasing fitting of the lock pin into the lock hole based on a crank angle. To start.
  • the cam torque acts on the first rotating body fixed to the camshaft so as to be integrally rotatable.
  • the magnitude and direction of such cam torque varies depending on the crank angle.
  • the cam torque is in a state where the lock pin can be easily released.
  • the timing can be adjusted so that the lock pin is sometimes released. Therefore, according to the first aspect of the invention, the lock pin can be released more reliably prior to the start of changing the valve timing.
  • the lock pin can be configured such that the fitting to the lock hole is released according to the hydraulic pressure supply to one of the retard oil chamber and the advance oil chamber.
  • one of the oil chambers to which the hydraulic pressure is supplied to release the fitting into the lock hole is an oil chamber to which hydraulic pressure for changing the valve timing is first supplied after the engine is started, A series of operations from the release of the pin to the start of the change of the valve timing can be quickly performed.
  • the unlocking is started at the time when the cam torque in the direction opposite to the direction rotated relative to the hydraulic pressure supplied to the one oil chamber is applied to the first rotating body.
  • a third invention according to the present application has the following configurations (F) to (J), and makes the valve timing of the engine valve variable through relative rotation of the first and second rotating bodies as described below.
  • the variable valve timing variable mechanism is to be controlled.
  • (F) The 1st rotary body fixed to the camshaft so that integral rotation was possible.
  • (G) A second rotating body capable of rotating relative to the first rotating body.
  • (H) A retarded oil chamber into which hydraulic pressure is introduced for rotating the first rotating body relative to the second rotating body in a direction that retards the valve timing.
  • I An advance oil chamber into which hydraulic pressure is introduced to rotate the first rotor relative to the second rotor in the direction in which the valve timing is advanced.
  • the third aspect of the present invention is configured so that the cam torque in the direction opposite to the direction rotated relative to the hydraulic pressure supplied to the one oil chamber acts on the first rotating body.
  • the hydraulic pressure supply to the one oil chamber for releasing the fitting to the lock hole is started so that the release of the fitting to the lock hole in accordance with the hydraulic pressure supply to the oil chamber is started.
  • the lock pin since the fitting of the lock pin into the lock hole is released according to the hydraulic pressure supply to one of the retard oil chamber and the advance oil chamber, the lock pin Simultaneously with the release, the first and second rotating bodies start to rotate relative to each other. And if relative rotation of the 1st and 2nd rotary body starts before a lock pin is cancelled
  • the lock pin when the cam torque is applied to the first rotating body in the direction opposite to the direction of relative rotation with the release of the lock pin, the engagement to the lock hole is released. Is started. Therefore, the lock pin is released in a state where the first and second relative rotations are suppressed by the cam torque. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the lock pin can be released more reliably prior to the start of changing the valve timing.
  • the one oil chamber to which the hydraulic pressure is supplied to release the fitting into the lock hole is the oil chamber to which the hydraulic pressure for changing the valve timing is first supplied after the engine is started. A series of operations from the release of the lock pin to the start of the change of the valve timing can be quickly performed.
  • (A)-(c) The figure which shows transition of the state of a lock pin when a cancellation
  • (A)-(c) The figure which shows operation
  • (A)-(c) The figure which shows transition of the state of a lock pin when a cancellation
  • the hydraulic valve timing variable mechanism to be controlled by the control device of the present embodiment is such that the valve timing of the intake valve is variable, and its configuration is basically the same as that shown in FIG. It has become the same. That is, the hydraulic valve timing variable mechanism 1 to be controlled in the present embodiment has the following configurations (A) to (E).
  • a vane rotor 3 as a first rotating body fixed to the camshaft 2 so as to be integrally rotatable.
  • a housing 5 as a second rotating body capable of rotating relative to the vane rotor 3.
  • a lock pin 12 that allows relative rotation of the rotor 3 and the housing 5.
  • the lock pin 12 and the lock hole 13 are positioned when the vane rotor 3 is positioned at the most retarded phase rotated most in the camshaft counter-rotating direction with respect to the housing 5. It is arranged to fit.
  • this hydraulic valve timing variable mechanism applies the lock pin 12 to the lock pin 12 against the release oil pressure, that is, the urging force of the spring 14 in response to the hydraulic pressure supply to the retard oil chamber 8 and the advance oil chamber 9.
  • a hydraulic pressure acting in the direction of detachment from the lock hole 13 is applied.
  • one of the retard oil chambers 8 communicates with a lock pin release oil chamber 16 (see FIGS. 2 and 4) formed in the lock hole 13, and the oil passage to the advance oil chamber 9 is communicated.
  • the application of the hydraulic pressure is realized.
  • the ECU 10 as a control unit controls the operation of the hydraulic valve timing variable mechanism 1 through the hydraulic pressure adjustment of the retard oil chamber 8 and the advance oil chamber 9 by duty control of the OCV 11. Specifically, the ECU 10 supplies the oil pressure to the retard oil chamber 8 and drives the OCV 11 so as to release the oil pressure from the advance oil chamber 9, so that the vane rotor 3 is connected to the housing 5 with the camshaft 2. The valve timing is retarded by relative rotation in the counter-rotating direction. Further, the ECU 10 extracts the hydraulic pressure from the retarded oil chamber 8 and drives the OCV 11 to supply the hydraulic pressure to the advanced oil chamber 9, thereby causing the vane rotor 3 to move relative to the housing 5 in the rotational direction of the camshaft 2. The valve timing is advanced by relative rotation. Further, the ECU 10 supplies the holding oil pressure to the retard oil chamber 8 and the advance oil chamber 9 respectively, and balances the oil pressure acting on both sides of the vane 6 to maintain the valve timing.
  • the ECU 10 rotates the vane rotor 3 to the most retarded phase, stops the engine after the lock pin 12 is fitted in the lock hole 13. Therefore, in the hydraulic valve timing variable mechanism 1, the engine start is started with the lock pin 12 fitted in the lock hole 13.
  • the ECU 10 starts variable control of the valve timing according to the following procedure. That is, the ECU 10 first supplies hydraulic pressure to the retarded oil chamber 8. The supply of hydraulic pressure to the retarded oil chamber 8 at this time is not performed for the purpose of reliably releasing the lock pin 12. Subsequently, the ECU 10 supplies hydraulic pressure to the advance oil chamber 9 so as to release the fitting of the lock pin 12 into the lock hole 13. The ECU 10 advances the valve timing by continuing the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 even after the lock pin 12 is released.
  • FIG. 1 shows changes in cam torque, lock pin displacement, OCV drive duty, and advance hydraulic pressure when such lock pin release failure occurs.
  • the cam torque is expressed with the counter-rotating direction of the camshaft 2 being positive.
  • the ECU 10 changes the drive duty of the OCV 11 from 0% to 100% in order to start the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 at time T0.
  • the hydraulic pressure in the advance oil chamber 9 increases from the time T1 thereafter.
  • the cam torque at this time is negative, and the vane rotor 3 at this time is biased in the rotation direction (advance direction) of the cam shaft 2 by the cam torque.
  • FIG. 2A shows the state of the lock pin 12 when the engine is started. As shown in the figure, the lock pin 12 at this time is in a state of being fitted into the lock hole 13 by the urging force of the spring 14.
  • the magnitude and direction of the cam torque at the time when the release of the lock pin 12 is started are greatly related to the release property of the lock pin 12.
  • the cam torque is supplied to the advance oil chamber 9 so that the release of the lock pin 12 is started at the timing when the lock pin 12 is easily released.
  • the start timing is set based on the crank angle.
  • FIG. 3 shows changes in cam torque, lock pin displacement, OCV drive duty, and advance hydraulic pressure in this embodiment.
  • the ECU 10 changes the drive duty of the OCV 11 from 0% to 100% in order to start the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 at time T2 in FIG. Then, at time T3 when a certain response delay period elapses, the hydraulic pressure in the advance oil chamber 9 starts to rise.
  • the cam torque at this time is positive, and the vane rotor 3 at this time is biased in the counter-rotating direction (retarding direction) of the cam shaft 2 by the cam torque.
  • FIG. 4A shows the state of the lock pin 12 when the engine is started in the present embodiment. As shown in the figure, also in the present embodiment, the lock pin 12 at this time is in a state of being fitted into the lock hole 13 by the urging force of the spring 14.
  • valve timing is fixed by the lock pin 12, the timing at which the cam torque becomes positive can be uniquely determined from the crank angle. Further, since the engine speed when releasing the lock pin 12 is substantially constant, the hydraulic pressure from the start of hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 until the oil pressure in the advance oil chamber 9 actually increases is shown. The amount of change in the crank angle during the response delay period of the system can be specified in advance as one value or calculated from various state quantities. Therefore, if the start timing of the hydraulic pressure supply of the advance oil chamber 9 is set based on the crank angle, the start timing of the hydraulic pressure supply is adjusted so that the release of the lock pin 12 is started when the cam torque becomes positive. Is possible.
  • the engagement with the lock hole 13 is released when the cam torque in the direction opposite to the direction rotated relative to the hydraulic pressure supplied to the advance oil chamber 9 acts on the vane rotor 3.
  • the start timing of the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 for releasing the lock pin 12 is set so as to be started.
  • FIG. 5 shows a flowchart of a lock pin release routine employed in this embodiment.
  • the processing of this routine is repeatedly executed by the ECU 10 every predetermined control cycle in a period from when the start condition of the variable valve timing control is established until the variable control is started after the engine is started. Yes.
  • step S100 the ECU 10 first determines in step S100 whether or not the crank angle is the specified angle ⁇ . If the crank angle is not equal to the specified angle ⁇ (S100: NO), the ECU 10 ends the process of this routine as it is.
  • the ECU 10 sets the OCV drive duty to 100% and starts supplying hydraulic pressure to the advance oil chamber 9 in step S101.
  • the cam torque is applied to the vane rotor 3 in the direction opposite to the direction in which the release timing of the lock pin 12 according to the hydraulic pressure supply is relatively rotated by the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9. It is set so that it is time to act.
  • the advance oil chamber 9 corresponds to the one oil chamber to which hydraulic pressure for changing the valve timing is first supplied after the engine is started.
  • the hydraulic pressure is supplied to the retard oil chamber 8 prior to the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9, and the lock pin 12 is supplied. Even if it is not released in advance, the lock pin 12 can be reliably released only by supplying hydraulic pressure to the advance oil chamber 9. Therefore, even if the retard oil chamber 8 is communicated with the lock pin release oil chamber 15 and the lock pin release oil pressure does not act in response to the hydraulic pressure supply to the retard oil chamber 8, the hydraulic valve timing variable mechanism 1 can be Smooth operation is possible. If the communication between the retarded oil chamber 8 and the lock hole 13 is abolished, the following merit occurs.
  • the lock pin 12 is fitted into the lock hole 13 while rotating the vane rotor 3 to the most retarded phase when the engine is stopped, the lock pin 12 is fitted until the hydraulic pressure in the retarded oil chamber 8 is sufficiently lowered. Since it does not match, the fitting takes time. Such problems can also be avoided if communication between the retard oil chamber 8 and the lock pin releasing oil chamber 15 is abolished.
  • the ECU 10 sets the start timing of the hydraulic pressure supply for releasing the fitting of the lock pin 12 into the lock hole 13 based on the crank angle. More specifically, when the cam torque in the direction opposite to the direction rotated relative to the hydraulic pressure supplied to the advance oil chamber 9 is applied to the vane rotor 3, the release of the fitting into the lock hole 13 is started. As described above, the start timing of the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 for releasing the lock pin 12 is set. Therefore, the timing can be adjusted so that the lock pin 12 is released when the cam torque is in a state where the lock pin 12 can be easily released, that is, when the cam torque is positive. Therefore, according to the present embodiment, the lock pin 12 can be more reliably released prior to the start of changing the valve timing.
  • the lock pin 12 is released according to the hydraulic pressure supply to the advance oil chamber 9 to which the hydraulic pressure for changing the valve timing is first supplied after the engine is started. Therefore, a series of operations from the release of the lock pin 12 to the start of changing the valve timing can be quickly performed.
  • the present embodiment described above can be implemented with the following modifications.
  • Some hydraulic valve timing variable mechanisms that vary the valve timing of the exhaust valve perform locking by the lock pin 12 at the most advanced angle phase.
  • the control device of the present invention can also be applied to such a hydraulic valve timing variable mechanism that locks at the most advanced angle phase.
  • the oil chamber to which hydraulic pressure for changing the valve timing after the engine start is first supplied is a retarded oil chamber.
  • the lock pin is released in response to the hydraulic pressure supplied to the retard oil chamber, and the delay for releasing the lock pin is started so that the release of the lock pin is started when the cam torque becomes negative. If the start timing of the hydraulic pressure supply to the oil chamber is set, the lock pin can be released more surely before the start of the valve timing change.
  • Some hydraulic valve timing variable mechanisms perform locking with a lock pin at an intermediate lock phase between the most advanced angle phase and the most retarded angle phase.
  • the control device of the present invention can also be applied to such a mechanism.
  • the lock pin is released by supplying the hydraulic pressure to the advance oil chamber, the hydraulic supply start timing to the advance oil chamber is started so that the lock pin is released when the cam torque becomes positive. Is set, the lock pin can be released more reliably before the start of the change of the valve timing.
  • the timing for starting the hydraulic pressure supply to the retarded oil chamber is set so that the release of the lock pin starts when the cam torque becomes negative. By doing so, it is possible to more reliably release the lock pin prior to the start of changing the valve timing.
  • control device of the present invention has the following configurations (A) to (E), it can be similarly applied to a hydraulic valve timing variable mechanism having a configuration different from that shown in FIG. Is possible.
  • A The 1st rotary body fixed to the camshaft so that integral rotation was possible.
  • B A second rotating body that can rotate relative to the first rotating body.
  • C A retarded oil chamber into which hydraulic pressure is introduced for rotating the first rotating body relative to the second rotating body in a direction that retards the valve timing.
  • D An advance oil chamber into which hydraulic pressure is introduced for rotating the first rotor relative to the second rotor in the direction in which the valve timing is advanced.
  • E The relative rotation of the first and second rotating bodies is mechanically locked according to the fitting into the lock hole, and the first according to the release of the fitting into the lock hole according to the supply of hydraulic pressure.
  • a lock pin that allows relative rotation of the first and second rotating bodies.
  • SYMBOLS 1 Hydraulic valve timing variable mechanism, 2 ... Cam shaft, 3 ... Vane rotor (1st rotary body), 4 ... Cam sprocket, 5 ... Housing (2nd rotary body), 6 ... Vane, 7 ... Recessed part, 8 ... retard oil chamber, 9 advance oil chamber, 10 ... electronic control unit (ECU), 11 ... oil control valve (OCV), 12 ... lock pin, 13 ... lock hole, 14 ... spring, 15 ... lock pin Release oil chamber, 16 ... Lock pin release oil chamber.
  • ECU electronice control unit
  • OCV oil control valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

 最遅角位相にてベーンローターとハウジングとの相対回動をロックするロックピンを備える油圧式バルブタイミング可変機構において、ベーンローターに正のカムトルクが作用する時期にロックピンの解除が開始されるように規定角度αを設定する。そしてクランク角がその規定角度αとなったときに、ロックピンのロック穴への嵌合を解除するための進角油室への油圧供給を開始することで、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの確実な解除を可能とした。

Description

油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置
 本発明は、油圧により動作して機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御を行う装置に関するものである。
 車載等の内燃機関に搭載される機構として、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、特許文献1、2に記載のようなバルブタイミング可変機構が知られている。そして実用化されたバルブタイミング可変機構として、特許文献1に記載のような、油圧に基づき動作する油圧式の機構が存在する。
 図6に示すように、油圧式バルブタイミング可変機構1では、カムシャフト2に一体回転可能に固定されたベーンローター3の外周には、カムスプロケット4に一体回転可能に固定された、略円環形状のハウジング5が相対回動可能に配設されている。ベーンローター3の外周には、複数のベーン6が径方向に向って突出形成されている。そして各ベーン6は、ハウジング5の内周に形成された、ベーン6と同数の凹部7にそれぞれ収容されている。
 各凹部7の内部には、ベーン6により区画されて2つの油室が形成されている。このうち、ベーン6のカムシャフト回転方向に形成された油室は、バルブタイミングを遅角させるための油圧が導入される遅角油室8となっている。またベーン6のカムシャフト反回転方向に形成された油室は、バルブタイミングを進角させるための油圧が導入される進角油室9となっている。そして、遅角油室8内の油圧及び進角油室9内の油圧は、機関制御用の電子制御ユニット(ECU)10により制御されたオイルコントロールバルブ(OCV)11により調整される。
 こうした油圧式バルブタイミング可変機構には、十分な油圧が供給されない機関始動時にバルブタイミングを保持するための機械式のロック機構が設けられている。ロック機構は、ベーンローター3のベーン6の一つに摺動可能に配設されたロックピン12と、カムスプロケット4に形成されてロックピン12が嵌合可能なロック穴13によって形成されている。ロックピン12は、その基端側に設けられたスプリング14によって、ロック穴13に嵌合する方向に付勢されている。そしてロックピン12には、遅角油室8又は進角油室9への油圧の供給に応じて、スプリング14の付勢力に抗するように油圧が印加される。なお、こうした機械式のロック機構としては、ロックピンとロック穴とが、ハウジングの径方向内周部とベーンの径方向外周部とに設けられた構成なども知られている。
 同図に示す油圧式バルブタイミング可変機構1では、ロックピン12及びロック穴13は、ハウジング5に対してベーンローター3が最も遅角方向(カムシャフト2の反回転方向)に相対回動した際に、位置が合うように配設されている。なお、油圧式バルブタイミング可変機構としては、ハウジング5に対してベーンローター3が最もカムシャフト2の回転方向に回動した最進角位相にてロックを行うものや、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相にてロックを行うものなども知られている。
 こうしたロック機構を備える油圧式バルブタイミング可変機構では、機関始動後に遅角油室8、進角油室9に油圧を供給して、ロックピン12を解除(ロック穴13への嵌合を解除)させた上で、ハウジング5に対するベーンローター3の相対回動、すなわちバルブタイミングの変更を開始する。
特開2001-41012号公報 特開2005-76518号公報
 図6に示すような最遅角位置でロックを行う油圧式バルブタイミング可変機構1では、機関始動後、ロックピン12を解除した上で進角方向へのバルブタイミングの変更を開始することになる。しかし、このとき、図7に示すように、(a)進角油室9への油圧の供給によりロックピン12の解除を開始した際に、(b)ロックピン12の解除前にベーンローター3が進角側に回動し始めてしまうと、(c)ロックピン12がロック穴13の進角側の側周(図7(c)の円Bの部分)に引っ掛かってしまい、ロックピン12の解除不良が発生することがある。なお、こうした課題は、最遅角位置以外でロックを行う構成や、ロックピン及びロック穴がハウジング及びベーンの径方向に位置する構成等でも、同様に発生することがある。
 本発明の目的は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことのできる油圧式バルブタイミング可変機構を提供することにある。
 本願に係る第1の発明は、以下(A)~(E)の構成を備え、下記のような第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構をその制御対象とするものとなっている。
(A)カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体。
(B)その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体。
(C)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室。
(D)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室。
(E)ロック穴への嵌合に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、油圧の供給に応じたロック穴への嵌合の解除に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピン。
 そして上記課題を解決するため、本願の第1の発明に係る油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置は、クランク角が規定の角度であるときにロックピンのロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始する。
 カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体には、カムトルクが作用する。そうしたカムトルクの大きさ及び方向は、クランク角に応じて変動する。そして、カムトルクの大きさ及び方向によっては、油圧供給に応じたロックピンのロック穴への嵌合の解除が容易となったり、難しくなったりする。
 その点、第1の発明では、クランク角が規定の角度となるときにロックピンのロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始しているため、ロックピンの解除が容易な状態にカムトルクがなったときにロックピンの解除がなされるようにタイミングを合わせることができる。したがって、第1の発明によれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。
 なお、ここでの規定の角度とは、予め定められた特定の角度のみではなく、内燃機関の運転状況等に基づいて決定される可変値としても良い。
 本願に係る第2の発明は、上記(A)~(E)の構成を備え、第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構をその制御対象とするものとなっている。
 そして上記課題を解決するため、本願の第2の発明に係る油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置は、クランク角に基づいて前記ロックピンの前記ロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始する。
 カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体には、カムトルクが作用する。そうしたカムトルクの大きさ及び方向は、クランク角に応じて変動する。そして、カムトルクの大きさ及び方向によっては、油圧供給に応じたロックピンのロック穴への嵌合の解除が容易となったり、難しくなったりする。
 その点、第2の発明では、クランク角に基づいてロックピンのロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始しているため、ロックピンの解除が容易な状態にカムトルクがなったときにロックピンの解除がなされるように前記タイミングを合わせることができる。したがって、第1の発明によれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。
 なお、ロックピンは、遅角油室及び進角油室のうちの一方の油室への油圧供給に応じてロック穴への嵌合が解除されるように構成することができる。この場合、ロック穴への嵌合を解除すべく油圧が供給される上記一方の油室を、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される油室とすれば、ロックピンの解除からバルブタイミングの変更開始までの一連の動作を速やかに行うことができる。
 またこうした場合には、上記一方の油室への油圧供給により相対回動される方向とは逆方向へのカムトルクが第1の回転体に作用する時期にロックの解除が開始されるように、油圧供給の開始タイミングを設定することで、確実なロックの解除が可能となる。
 また本願に係る第3の発明は、以下(F)~(J)の構成を備え、下記のような第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構をその制御対象とするものとなっている。
(F)カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体。
(G)その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体。
(H)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室。
(I)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室。
(J)ロック穴への嵌合に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、遅角油室及び進角油室のうちの一方の油室への油圧の供給に応じたロック穴への嵌合の解除に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピン。
 そして上記課題を解決するため、第3の発明は、上記一方の油室への油圧供給により相対回動される方向と逆方向へのカムトルクが第1の回転体に作用する時期に、上記一方の油室への油圧供給に応じたロック穴への嵌合の解除が開始されるように、ロック穴への嵌合の解除のための上記一方の油室に対する油圧供給を開始する。
 こうした第3の発明では、遅角油室及び進角油室の一方の油室への油圧供給に応じてロックピンのロック穴への嵌合が解除されるようになっているため、ロックピンの解除と同時に第1及び第2の回転体が相対回動し始めようとする。そして、ロックピンが解除される前に第1及び第2の回転体の相対回動が始まると、ロックピンがロック穴の側周に押し付けられてその嵌合の解除が困難となる。
 その点、上記第3の発明では、第1の回転体に対して、ロックピンの解除に伴い相対回動される方向とは逆方向にカムトルクが作用する時期にロック穴への嵌合の解除が開始される。そのため、カムトルクによって第1及び第2の相対回動が抑えられた状態でロックピンの解除がなされる。したがって上記第2の発明によれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。
 こうした場合にも、ロック穴への嵌合を解除すべく油圧が供給される上記一方の油室を、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される油室とすれば、ロックピンの解除からバルブタイミングの変更開始までの一連の動作を速やかに行うことができる。
解除不良が発生するときのカムトルク、OCV駆動デューティー、進角油圧及びロックピンの変位の推移を示すグラフ。 (a)~(c)解除不良が発生するときのロックピンの状態の推移を示す図。 本発明の一実施の形態におけるカムトルク、OCV駆動デューティー、進角油圧及びロックピンの変位の推移を示すグラフ。 (a)~(c)同実施の形態における解除時のロックピンの動作を示す図。 同実施形態に採用されるロックピン解除ルーチンのフローチャート。 油圧式バルブタイミング可変機構の正面断面構造を示す断面図。 (a)~(c)解除不良が発生するときのロックピンの状態の推移を示す図。
 以下、本発明の油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置を具体化した一実施の形態を、図1~図5を参照して説明する。なお、本実施の形態の制御装置の制御対象となる油圧式バルブタイミング可変機構は、吸気バルブのバルブタイミングを可変とするものとなっており、その構成は、図6に示したものと基本的に同様となっている。すなわち、本実施の形態の制御対象となる油圧式バルブタイミング可変機構1は、次の(A)~(E)の各構成を備えたものとなっている。
(A)カムシャフト2に一体回転可能に固定された、第1の回転体としてのベーンローター3。
(B)ベーンローター3と相対回動可能な、第2の回転体としてのハウジング5。
(C)ハウジング5に対してベーンローター3を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室8。
(D)ハウジング5に対してベーンローター3を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室9。
(E)ロック穴13への嵌合に応じてベーンローター3及びハウジング5の相対回動を機械的にロックするとともに、油圧の供給に応じたロック穴13への嵌合の解除に応じてベーンローター3及びハウジング5の相対回動を許容するロックピン12。
 なお、この油圧式バルブタイミング可変機構では、ロックピン12及びロック穴13は、ハウジング5に対して最もカムシャフト反回転方向に回動した最遅角位相にベーンローター3が位置したときに位置が合うように配設されている。
 またこの油圧式バルブタイミング可変機構は、遅角油室8及び進角油室9への油圧供給に応じて、ロックピン12に解除油圧、すなわちスプリング14の付勢力に抗してロックピン12をロック穴13から脱離させる方向に作用する油圧が印加されるように構成されている。具体的には、遅角油室8の一つをロック穴13内に形成されたロックピン解除油室16(図2、図4参照)に連通し、進角油室9への油路の一部をロックピン12のロックピン解除油室15(図6参照)に連通することで、上記油圧の印加を実現する。
 そして制御部としてのECU10は、OCV11のデューティー制御による遅角油室8及び進角油室9の油圧調整を通じて、こうした油圧式バルブタイミング可変機構1の動作を制御する。具体的には、ECU10は、遅角油室8に油圧を供給し、進角油室9から油圧を抜くようにOCV11を駆動することで、ハウジング5に対してベーンローター3を、カムシャフト2の反回転方向に相対回動させ、バルブタイミングを遅角する。またECU10は、遅角油室8から油圧を抜き、進角油室9に油圧を供給するようにOCV11を駆動することで、ハウジング5に対してベーンローター3を、カムシャフト2の回転方向に相対回動させ、バルブタイミングを進角する。更にECU10は、遅角油室8及び進角油室9にそれぞれ保持油圧を供給して、ベーン6の両側に作用する油圧を均衡させることで、バルブタイミングを保持している。
 なお、ECU10は、ベーンローター3を最遅角位相に回動し、ロックピン12をロック穴13に嵌合させた上で機関を停止する。そのため、この油圧式バルブタイミング可変機構1では、ロックピン12がロック穴13に嵌合された状態で機関始動が開始される。
 こうした本実施の形態においてECU10は、機関始動後、次の手順でバルブタイミングの可変制御を開始する。すなわち、ECU10はまず、遅角油室8への油圧供給を行う。このときの遅角油室8への油圧の供給は、ロックピン12が確実に解除されることを目的に行なうものではない。続いてECU10は、ロックピン12のロック穴13への嵌合を解除すべく、進角油室9への油圧供給を行う。そしてECU10は、ロックピン12が解除された後も、進角油室9への油圧供給を継続することで、バルブタイミングを進角させる。
 なお、こうした場合、ロックピン12の解除のための進角油室9への油圧供給の開始タイミングによっては、ロックピン12の解除不良が発生する虞がある。図1は、こうしたロックピン解除不良時のカムトルク、ロックピンの変位、OCV駆動デューティー及び進角油圧の推移を示している。なお、ここでは、カムシャフト2の反回転方向を正としてカムトルクを表している。
 ECU10は、時刻T0において、進角油室9への油圧供給を開始させるべく、OCV11の駆動デューティーを0%から100%に変更している。ただし、油圧系の応答遅れのため、進角油室9の油圧が上昇するのは、その後の時刻T1からとなっている。このときのカムトルクは、負となっており、このときのベーンローター3は、カムトルクによって、カムシャフト2の回転方向(進角方向)へ付勢されている。
 なお、このときの進角油室9の油圧の立ち上がり後には、ピンクリアランス分、ベーンローター3が回動し、それにより油圧変動が生じている。
 図2(a)は、機関始動時のロックピン12の状態を示している。同図に示すように、このときのロックピン12は、スプリング14の付勢力でロック穴13に嵌合した状態となっている。
 その後、進角油室9の油圧が上昇し始めると、スプリング14の付勢力に抗する解除油圧がロックピン12に印加され始める一方で、図2(b)に示すように、ベーン6が進角方向に回動し始める。このとき、負のカムトルクが作用していると、ベーンローター3には、進角油室9の油圧に加え、カムトルクによっても、進角方向に付勢されることになる。そのため、このときの進角側へのベーンローター3の回動速度は、比較的高いものとなる。
 そして図2(c)に示すように、ロックピン12が完全に解除される前に、ロックピン12がロック穴13の進角側の側周に当接する位置までベーンローター3が回動してしまうと、ロックピン12はロック穴13の側周(図2(c)の円Aの部分)に引っ掛かってしまう。そのため、このときには、ロックピン12の解除不良が発生する虞がある。
 このように、ロックピン12の解除性には、ロックピン12の解除が開始される時点のカムトルクの大きさ及び方向が大いに関係している。こうした知見を踏まえ、本実施の形態では、カムトルクが、ロックピン12が解除され易い状態になったタイミングで、ロックピン12の解除が開始されるように、進角油室9への油圧供給の開始タイミングをクランク角に基づいて設定する。
 なお、クランク角は、クランク角センサーによって検出される。こうしたクランク角センサーの出力は、カム角センサーの出力に相関を有している。
 図3は、こうした本実施の形態のカムトルク、ロックピンの変位、OCV駆動デューティー及び進角油圧の推移を示している。ECU10は、同図の時刻T2において、進角油室9への油圧供給を開始させるべく、OCV11の駆動デューティーを0%から100%に変更している。そしてそれから一定の応答遅れ期間が経過した時刻T3において、進角油室9の油圧が上昇し始める。このときのカムトルクは、正となっており、このときのベーンローター3は、カムトルクによって、カムシャフト2の反回転方向(遅角方向)へ付勢されている。
 なお、このときの進角油室9の油圧の立ち上り後には、ロックピン12が解除されて、ベーンローター3が進角側に回動し、それにより油圧変動が生じている。
 図4(a)は、本実施の形態における機関始動時のロックピン12の状態を示している。同図に示すように、本実施の形態においても、このときのロックピン12は、スプリング14の付勢力でロック穴13に嵌合した状態となっている。
 その後、進角油室9の油圧が上昇し始めると、スプリング14の付勢力に抗する解除油圧がロックピン12に印加され始める一方で、図4(b)に示すように、ベーン6が進角方向に回動し始める。なお、本実施の形態では、上記のように、ベーンローター3には、進角油室9の油圧による進角方向への回動に抗するように正のカムトルクが作用している。そのため、このときのベーンローター3の回動速度は、図2(b)の場合よりも低くなる。
 ベーンローター3の進角方向への回動速度が遅ければ、ロックピン12がロック穴13の進角側の側周に当接する位置までベーンローター3が回動するまでに十分な時間的余裕が与えられる。そのため、このときのロックピン12は、図4(c)に示すように、ロック穴13の側周に引っ掛かることなく順調に解除される。
 なお、ロックピン12によりバルブタイミングが固定されていれば、カムトルクが正となるタイミングは、クランク角から一義的に求めることができる。また、ロックピン12の解除を行うときの機関回転速度は概ね一定であることから、進角油室9の油圧供給の開始の指令から進角油室9の油圧が実際に上昇するまでの油圧系の応答遅れの期間におけるクランク角の変化量は、予め1つの値に特定したり、種々の状態量から算出したりすることができる。したがって、進角油室9の油圧供給の開始タイミングをクランク角に基づいて設定すれば、カムトルクが正となるときにロックピン12の解除が開始されるように、油圧供給の開始タイミングを合わせることが可能となる。すなわち、本実施の形態では、進角油室9への油圧供給により相対回動される方向とは逆方向へのカムトルクがベーンローター3に作用する時期にロック穴13への嵌合の解除が開始されるように、ロックピン12を解除するための進角油室9に対する油圧供給の開始タイミングが設定されている。
 図5は、こうした本実施の形態に採用されるロックピン解除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、機関始動後、バルブタイミング可変制御の開始条件が成立してから同可変制御が開始されるまでの期間において、所定の制御周期毎にECU10により繰り返し実行されるものとなっている。
 さて、本ルーチンが開始されると、ECU10はまずステップS100において、クランク角が規定角度αとなっているか否かを判断する。ここでクランク角が規定角度αとなっていなければ(S100:NO)、ECU10は、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。
 一方、クランク角が規定角度αとなっていれば(S100:YES)、ECU10は、ステップS101において、OCV駆動デューティーを100%に設定し、進角油室9への油圧供給を開始する。なお、規定角度αは、油圧供給に応じたロックピン12の解除の開始タイミングが、進角油室9への油圧供給により相対回動される方向とは逆方向へのカムトルクがベーンローター3に作用する時期となるように設定されている。
 なお、こうした本実施の形態では、進角油室9が機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される上記一方の油室に相当する構成となっている。
 ちなみに、上記のようにロックピン12の解除油圧の供給開始タイミングを設定した場合には、進角油室9への油圧供給に先立って遅角油室8への油圧供給を行ってロックピン12を予め解除しておかなくても、進角油室9への油圧供給だけでロックピン12の解除を確実に行うことが可能である。そのため、遅角油室8をロックピン解除油室15に連通し、遅角油室8への油圧供給に応じてはロックピン解除油圧が作用しない構成としても、油圧式バルブタイミング可変機構1の円滑な運用を行うことが可能となる。そして、遅角油室8とロック穴13との連通を廃止すれば、次のようなメリットが生じる。
 すなわち、遅角油室8内の油圧が十分に上昇する前にロックピン12が解除されると、ベーンローター3の回動を保持することができず、ベーン6が揺動してハウジング5の凹部7の側壁に衝突してしまうことがあり、遅角油室8とロックピン解除油室15との連通の廃止によれば、これを回避することができる。
 また機関停止時にベーンローター3を最遅角位相に回動させながらロックピン12をロック穴13に嵌合させようとすると、遅角油室8の油圧が十分に低下するまでロックピン12が嵌合しないため、その嵌合に時間が掛かる。こうした問題も、遅角油室8とロックピン解除油室15との連通を廃止すれば、その回避が可能である。
 以上説明した本実施の形態によれば、次の効果を奏することができる。
 (1)本実施の形態では、ECU10は、ロックピン12のロック穴13への嵌合を解除するための油圧供給の開始タイミングをクランク角に基づいて設定する。より具体的には、進角油室9への油圧供給により相対回動される方向とは逆方向へのカムトルクがベーンローター3に作用する時期に、ロック穴13への嵌合の解除が開始されるように、ロックピン12を解除するための進角油室9の油圧供給の開始タイミングを設定する。そのため、ロックピン12の解除が容易な状態にカムトルクがなったときに、すなわちカムトルクが正となっているときにロックピン12の解除がなされるようにタイミングを合わせることができる。したがって、本実施の形態によれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピン12の解除をより確実に行うことができる。
 (2)本実施の形態では、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される進角油室9への油圧供給に応じてロックピン12を解除する。そのため、ロックピン12の解除からバルブタイミングの変更開始までの一連の動作を速やかに行うことができる。
 (3)本実施の形態では、進角油室9への油圧供給だけでロックピン12の解除が可能であるため、遅角油室8とロックピン解除油室15との連通の廃止を、ひいてはロックピン解除油室15の廃止を可能とすることができる。
 以上説明した本実施の形態は、次のように変更して実施することができる。
 ・排気バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構には、ロックピン12によるロックを最進角位相で行うものがある。こうした最進角位相でロックを行う油圧式バルブタイミング可変機構にも本発明の制御装置は、適用可能である。この場合には、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される油室は、遅角油室となる。この場合には、遅角油室への油圧供給に応じてロックピンを解除するとともに、カムトルクが負となる時期にロックピンの解除が開始されるように、ロックピンの解除のための遅角油室に対する油圧供給の開始タイミングを設定すれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。
 ・油圧式バルブタイミング可変機構には、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相でロックピンによるロックを行うものがある。こうした機構にも、本発明の制御装置は適用可能である。この場合、進角油室への油圧供給によりロックピンの解除を行うのであれば、カムトルクが正となる時期にロックピンの解除が開始されるように、進角油室に対する油圧供給の開始タイミングを設定すれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。また遅角油室への油圧供給によりロックピンの解除を行うのであれば、カムトルクが負となる時期にロックピンの解除が開始されるように、遅角油室に対する油圧供給の開始タイミングを設定すれば、バルブタイミングの変更開始に先立つロックピンの解除をより確実に行うことができる。
 ・本発明の制御装置は、下記(A)~(E)の構成を備えるものであれば、図6に示したものとは異なる構成の油圧式バルブタイミング可変機構にも、同様に適用することが可能である。
(A)カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体。
(B)その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体。
(C)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室。
(D)第2の回転体に対して第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室。
(E)ロック穴への嵌合に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、油圧の供給に応じたロック穴への嵌合の解除に応じて第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピン。
 1…油圧式バルブタイミング可変機構、2…カムシャフト、3…ベーンローター(第1の回転体)、4…カムスプロケット、5…ハウジング(第2の回転体)、6…ベーン、7…凹部、8…遅角油室、9…進角油室、10…電子制御ユニット(ECU)、11…オイルコントロールバルブ(OCV)、12…ロックピン、13…ロック穴、14…スプリング、15…ロックピン解除油室、16…ロックピン解除油室。

Claims (7)

  1.  カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体と、その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室と、ロック穴への嵌合に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、油圧の供給に応じた前記ロック穴への嵌合の解除に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピンと、を備え、前記第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置において、
     クランク角が規定の角度であるときに前記ロックピンの前記ロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始する
     ことを特徴とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  2.  カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体と、その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室と、ロック穴への嵌合に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、油圧の供給に応じた前記ロック穴への嵌合の解除に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピンと、を備え、前記第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置において、
     クランク角に基づいて前記ロックピンの前記ロック穴への嵌合を解除するための油圧供給を開始する
     ことを特徴とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  3.  前記ロックピンは、前記遅角油室及び前記進角油室のうちの一方の油室への油圧供給に応じて前記ロック穴への嵌合が解除されるように構成されてなる
     請求項1又は2に記載の油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  4.  前記一方の油室は、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される油室である
     請求項3に記載の油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  5.  前記一方の油室への油圧供給により相対回動される方向とは逆方向へのカムトルクが前記第1の回転体に作用する時期に前記ロック穴への嵌合の解除が開始されるように、前記油圧供給が開始される
     請求項3又は4に記載の油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  6.  カムシャフトに一体回転可能に固定された第1の回転体と、その第1の回転体と相対回動可能な第2の回転体と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを遅角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角油室と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体を、バルブタイミングを進角させる方向に相対回動させるための油圧が導入される進角油室と、ロック穴への嵌合に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を機械的にロックするとともに、前記遅角油室及び前記進角油室のうちの一方の油室への油圧の供給に応じた前記ロック穴への嵌合の解除に応じて前記第1及び第2の回転体の相対回動を許容するロックピンと、を備え、前記第1及び第2の回転体の相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置において、
     前記一方の油室への油圧供給により相対回動される方向と逆方向へのカムトルクが前記第1の回転体に作用する時期に、前記一方の油室への油圧供給に応じた前記ロック穴への嵌合の解除が開始されるように、前記ロック穴への嵌合の解除のための前記一方の油室に対する油圧供給を開始する
     ことを特徴とする油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
  7.  前記一方の油室は、機関始動後にバルブタイミングの変更を行うための油圧が最初に供給される油室である
     請求項6に記載の油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置。
PCT/JP2010/069858 2010-11-08 2010-11-08 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置 WO2012063312A1 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/257,484 US9010289B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Control device for hydraulic variable valve timing mechanism
CN201080003888.4A CN102639822B (zh) 2010-11-08 2010-11-08 液压式可变气门正时机构的控制装置
CA 2755884 CA2755884C (en) 2010-11-08 2010-11-08 Control device for hydraulic variable valve timing mechanism
KR20117015804A KR101278382B1 (ko) 2010-11-08 2010-11-08 유압식 밸브 타이밍 가변 기구의 제어 장치
PCT/JP2010/069858 WO2012063312A1 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置
JP2011505314A JP4883244B1 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置
BRPI1010626-0A BRPI1010626B1 (pt) 2010-11-08 2010-11-08 Dispositivo de controle para mecanismo de regulagem de válvula variável hidráulico
EP10849994.8A EP2474713B1 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Control device for hydraulic variable valve timing mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/069858 WO2012063312A1 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012063312A1 true WO2012063312A1 (ja) 2012-05-18

Family

ID=45851251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/069858 WO2012063312A1 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9010289B2 (ja)
EP (1) EP2474713B1 (ja)
JP (1) JP4883244B1 (ja)
KR (1) KR101278382B1 (ja)
CN (1) CN102639822B (ja)
BR (1) BRPI1010626B1 (ja)
CA (1) CA2755884C (ja)
WO (1) WO2012063312A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5584797B1 (ja) * 2013-05-31 2014-09-03 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US9010289B2 (en) 2010-11-08 2015-04-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for hydraulic variable valve timing mechanism
JP2015166557A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US9200543B2 (en) 2011-05-13 2015-12-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing device
US9206712B2 (en) 2011-04-07 2015-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5003789B2 (ja) * 2010-04-28 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP6201842B2 (ja) * 2014-03-19 2017-09-27 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御システム
JP2016023620A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6464800B2 (ja) * 2014-08-29 2019-02-06 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003020916A (ja) * 2001-07-03 2003-01-24 Mikuni Corp バルブタイミング制御装置
JP2005036789A (ja) * 2003-06-25 2005-02-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2005207431A (ja) * 2005-04-15 2005-08-04 Hitachi Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2009024600A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2009024659A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Hitachi Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2010223172A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0799977B1 (en) 1996-04-04 2000-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing mechanism for internal combustion engine
JP3116858B2 (ja) * 1996-11-29 2000-12-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング可変機構
US6311654B1 (en) 1998-07-29 2001-11-06 Denso Corporation Valve timing adjusting device
JP3705029B2 (ja) 1999-07-30 2005-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US6505586B1 (en) 1999-08-05 2003-01-14 Denso Corporation Variable valve timing control apparatus and method for engines
JP3791658B2 (ja) 1999-08-05 2006-06-28 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP3832730B2 (ja) 2001-12-05 2006-10-11 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
KR20040050307A (ko) 2002-12-10 2004-06-16 현대자동차주식회사 차량의 베인형 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각 보상장치
DE602004028552D1 (de) 2003-06-25 2010-09-23 Aisin Seiki Nockenwellenversteller
US7311069B2 (en) * 2003-06-25 2007-12-25 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Variable valve timing control device
JP4125999B2 (ja) 2003-08-29 2008-07-30 株式会社日立製作所 可変バルブタイミング機構の制御装置
JP4069850B2 (ja) * 2003-11-12 2008-04-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブ開閉特性制御装置
JP4147490B2 (ja) * 2004-07-28 2008-09-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP2006170085A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置及び最低トルクの設定方法
JP2007153212A (ja) 2005-12-07 2007-06-21 Toyota Motor Corp 動力出力装置及びその制御方法並びに車両
JP2007255258A (ja) 2006-03-22 2007-10-04 Hitachi Ltd 可変バルブタイミング制御装置
JP4811670B2 (ja) 2007-07-18 2011-11-09 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP2010209780A (ja) 2009-03-10 2010-09-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の可変動弁機構
JP4877615B2 (ja) 2009-05-27 2012-02-15 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2011038446A (ja) 2009-08-07 2011-02-24 Denso Corp バルブタイミング調整装置
KR101278382B1 (ko) 2010-11-08 2013-06-24 도요타 지도샤(주) 유압식 밸브 타이밍 가변 기구의 제어 장치
US9200543B2 (en) 2011-05-13 2015-12-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing device
EP2589793B1 (en) * 2011-11-04 2015-08-05 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve opening and closing control apparatus
JP5781910B2 (ja) * 2011-12-09 2015-09-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003020916A (ja) * 2001-07-03 2003-01-24 Mikuni Corp バルブタイミング制御装置
JP2005036789A (ja) * 2003-06-25 2005-02-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2005207431A (ja) * 2005-04-15 2005-08-04 Hitachi Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2009024600A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2009024659A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Hitachi Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2010223172A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9010289B2 (en) 2010-11-08 2015-04-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for hydraulic variable valve timing mechanism
US9206712B2 (en) 2011-04-07 2015-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing device
US9200543B2 (en) 2011-05-13 2015-12-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve timing device
JP5584797B1 (ja) * 2013-05-31 2014-09-03 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2015166557A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2474713A1 (en) 2012-07-11
KR20120075440A (ko) 2012-07-06
CN102639822A (zh) 2012-08-15
BRPI1010626B1 (pt) 2020-09-15
CN102639822B (zh) 2015-03-04
CA2755884C (en) 2013-12-17
US20130213326A1 (en) 2013-08-22
BRPI1010626A2 (pt) 2016-03-15
BRPI1010626A8 (pt) 2016-09-27
JPWO2012063312A1 (ja) 2014-05-12
CA2755884A1 (en) 2012-05-08
US9010289B2 (en) 2015-04-21
EP2474713A4 (en) 2013-10-30
KR101278382B1 (ko) 2013-06-24
EP2474713B1 (en) 2015-07-22
JP4883244B1 (ja) 2012-02-22
EP2474713A8 (en) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4883244B1 (ja) 油圧式バルブタイミング可変機構の制御装置
JP4177297B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4570977B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びその組付方法
WO2010109971A1 (ja) 弁開閉時期制御装置
WO2011036903A1 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP2010209780A (ja) 内燃機関の可変動弁機構
JP2004257373A (ja) バルブタイミング調整システム
WO2013129110A1 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4170370B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2009299643A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4932761B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
WO2012157045A1 (ja) バルブタイミング可変装置
JP5288061B2 (ja) バルブタイミング可変装置
JP6141435B2 (ja) バルブタイミング調整装置の制御装置
JP4297434B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4095654B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4701202B2 (ja) 位相可変装置、及び内燃機関用カム軸位相可変装置
JP6104392B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP2004100572A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2008255974A (ja) バルブタイミング調整装置
JP2009215965A (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング装置
JP2011179334A (ja) バルブタイミング調整装置
JP2000230408A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2005105890A (ja) 弁開閉時期制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080003888.4

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011505314

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117015804

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13257484

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2755884

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 7888/DELNP/2011

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010849994

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10849994

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: PI1010626

Country of ref document: BR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI1010626

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20111124