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JP4387633B2 - Engine valve timing control device - Google Patents
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JP4387633B2 - Engine valve timing control device - Google Patents

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に関し、詳しくは、所定の条件下で油圧系のクリーニングを実施するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンが実用化されており、この種の可変バルブタイミング機構付きエンジンでは、エンジン運転状態に応じて可変バルブタイミング機構を制御し、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更する。
【0003】
ここで、可変バルブタイミング機構は、一般に、油圧によって駆動される油圧駆動式が採用されるが、可変バルブタイミング機構へ供給されるオイルには、使用時間の経過と共に劣化による不純物や切削加工時の微細な切り粉等の異物が浮遊するようになり、油圧系の循環油量が少ない状態でオイル中の不純物や異物が沈殿・堆積し易く、可変バルブタイミング機構や油圧制御弁等の摺動部における摺動性悪化や異物の噛み込みによる作動不良の原因となる。
【0004】
このため、従来、所定条件下で可変バルブタイミング機構の作動量を通常の目標バルブタイミングへの制御時よりも強制的に増大させて循環油量をアップさせ、可変バルブタイミング機構や油圧制御弁の摺動部及びオイル通路をクリーニングするようにしており、特許第3098676号公報には、実際のカム位相と目標カム位相との位相ずれに基づいて油圧制御弁における異物の噛み込みを判断し、異物の噛み込みと判断したとき、油圧制御弁の開口量を増大させるように弁体の移動量を所定時間の間変更してクリーニング運転を実施する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術のように実際のカム位相と目標カム位相との位相ずれに基づいてクリーニング運転の実施判断を行うことは、直接、バルブタイミング機構や油圧制御弁等の機構部分の運転状態を捉えているわけではなく、システムの他の要因を含んだ全体の状態をバルブタイミング機構や油圧制御弁の機構部分の運転状態として捉えていることになり、クリーニング運転を実施する上で必ずしも最適な判断基準とは言えない。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、可変バルブタイミング機構のクリーニング運転の実施判断基準を最適化し、クリーニング運転の有効性を向上することのできるエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構をエンジン運転状態に応じて制御し、所定の条件成立時に上記可変バルブタイミング機構の作動量を強制的に増大させて油圧系のクリーニング運転を実施するエンジンのバルブタイミング制御装置において、上記可変バルブタイミング機構の油圧を制御する油圧制御弁に対する制御量が比例微分制御によるフィードバック制御量に基づく設定範囲内にあるか否かを調べ、上記制御量が上記設定範囲外となる時間が設定時間以上継続する場合、上記クリーニング運転の実施条件成立と判定する手段と、上記クリーニング運転の実施条件成立と判定されたとき、上記可変バルブタイミング機構を最進角位置と最遅角位置とにフルストローク作動させる手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記設定範囲は、エンジン回転数領域毎の上記フィードバック制御量に対する上限規制値の最小値を上記可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための制御量の学習値から加減算した値に対応して設定することを特徴とする。
【0009】
すなわち、請求項1記載の発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構の油圧を制御する油圧制御弁に対する制御量が比例微分制御によるフィードバック制御量に基づく設定範囲外となる時間が設定時間以上継続する場合、可変バルブタイミング機構の作動量を強制的に増大させて油圧系のクリーニングを行うクリーニング運転の実施条件成立と判定し、可変バルブタイミング機構を最進角位置と最遅角位置とにフルストローク作動させることで、クリーニング運転の実施判断基準を最適化して機構系の実際の運転状態を把握し、クリーニング運転の有効性を向上することができる。
【0010】
その際、請求項2記載の発明のように、クリーニング運転の実施判断基準となる設定範囲を、可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための制御量の学習値からエンジン回転数領域毎のフィードバック制御量に対する上限規制値の最小値を加減算した値に対応して設定することが望ましく、個々の機構系によって異なる学習値と実際の制御量とを反映させることにより、より確実に機構系の運転状態に対応してクリーニング運転を行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図6は本発明の実施の一形態に係わり、図1は可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図、図2は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図3は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図2のA−A断面で示す説明図、図4は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図2のA−A断面で示す説明図、図5は電子制御系の回路構成図、図6はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャートである。
【0012】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成について、図1に従い説明する。同図において、符号1は、可変バルブタイミング機構付きエンジン(以下、単に「エンジン」と略記する)であり、図においては、DOHC水平対向型4気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン1のシリンダブロック1aの左右両バンクには、シリンダヘッド2がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド2に気筒毎に吸気ポート2aと排気ポート2bとが形成されている。
【0013】
エンジン1の吸気系としては、各吸気ポート2aにインテークマニホルド3が連通され、このインテークマニホルド3に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ4を介して、アクセルペダルに連動するスロットル弁5aが介装されたスロットルチャンバ5が連通されている。そして、このスロットルチャンバ5の上流に吸気管6を介してエアクリーナ7が取付けられ、このエアクリーナ7に接続されるエアインテーク通路にチャンバ8が連通されている。
【0014】
また、吸気管6には、スロットル弁5aをバイパスするバイパス通路9が接続されており、このバイパス通路9に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路9を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁10が介装されている。
【0015】
更に、インテークマニホルド3の各気筒の吸気ポート2aの直上流に、インジェクタ11が配設されている。また、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ12が、シリンダヘッド2に各気筒毎に配設されている。そして、各点火プラグ12は、イグナイタ内蔵イグニッションコイル13に接続されている。
【0016】
一方、エンジン1の排気系としては、シリンダヘッド2の各排気ポート2bに連通するエキゾーストマニホルド14の集合部に排気管15が連通され、この排気管15に触媒コンバータ16が介装されてマフラ17に連通されている。
【0017】
ここで、図1〜図4に基づいて、エンジン1の可変バルブタイミング機構について説明する。
【0018】
エンジン1のクランク軸18の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド2内にそれぞれ配設された各吸気カム軸19及び各排気カム軸20に、クランク軸18に固設されたクランクプーリ21、タイミングベルト22、吸気カム軸19に介装された吸気カムプーリ23、排気カム軸20に固設された排気カムプーリ24等を介して伝達され、クランク軸18とカム軸19,20とが2対1の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸19に設けられたカム19a、及び排気カム軸20に設けられた排気カム(図示せず)は、それぞれクランク軸18と2対1の回転角度に維持される各カム軸19,20の回転に基づいて、吸気バルブ25、排気バルブ26を開閉駆動する。
【0019】
図2に示すように、左右バンクの各吸気カム軸19と吸気カムプーリ23との間には、吸気カムプーリ23と吸気カム軸19とを相対回動してクランク軸18に対する吸気カム軸19の回転位相(変位角)を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構27が配設されている。この可変バルブタイミング機構27は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなるオイルフロー制御弁36R(36L)によって油圧が切換えられるものであり、後述する電子制御装置60(図5参照)からの駆動信号により作動する。尚、符号における添え字Rは右バンク、Lは左バンクを表す。
【0020】
吸気カム軸19は、シリンダヘッド2及びベアリングキャップ(図示せず)間において回転自在に支持され、吸気カム軸19の先端部に、図2〜図4に示すように、3つのベーン28aを有するベーンロータ28がボルト29により一体回転可能に取付けられている。
【0021】
また、吸気カムプーリ23には、ハウジング30及びハウジングカバー31がボルト32により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ23の外周には、タイミングベルト22を掛装するための外歯23aが多数形成されている。
【0022】
そして、吸気カム軸19が回動自在にハウジングカバー31を貫通し、吸気カム軸19に固設されたベーンロータ28の各ベーン28aが吸気カムプーリ23と一体のハウジング30に形成された3つの扇状空間部33に回動自在に収納される。各扇状空間部33は、それぞれベーン28aによって進角室33aと遅角室33bとに区画される。
【0023】
進角室33aは、それぞれベーンロータ28、吸気カム軸19、シリンダヘッド2に形成された進角側オイル通路28b,19b,34を介してオイルフロー制御弁36R(36L)のAポート36aに連通され、また、遅角室33bは、それぞれベーンロータ28、吸気カム軸19、シリンダヘッド2に形成された遅角側オイル通路28c,19c,35を介してオイルフロー制御弁36R(36L)のBポート36bに連通されている。
【0024】
オイルフロー制御弁36R(36L)は、オイルパン37からオイルポンプ38、オイルフィルタ39を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路40に接続するオイル供給ポート36cと、2つのドレイン通路41,42にそれぞれ連通するドレインポート36d,36fとを有し、4つのランド及び各ランド間に形成された3つのパッセージを有するスプール36gを軸方向に往復動させることで、Aポート36a,Bポート36bと、オイル供給ポート36c,ドレインポート36d又は36fとを選択的に連通する。
【0025】
本形態においては、オイルフロー制御弁36R(36L)は、後述する電子制御装置60からのデューティ信号によって通電電流が制御される4方向制御弁であり、通電電流に比例してスプール36gが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室33a、遅角室33bに供給する油圧の大きさが調整される。
【0026】
また、符号28dは、ベーンロータ28のベーン28aに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構27が最遅角状態のとき(図4参照)、ハウジング30に形成された孔30aに係合して位置決めを行う。この機械的な係合による可変バルブタイミング機構27の最遅角位置は、後述する電子制御装置60において、センサからの信号に基づいて演算されるクランク軸18に対する吸気カム軸19の回転位相(変位角)を校正するための基準位置となり、この基準位置でセンサ値から算出した吸気カム軸19の実変位角(実バルブタイミング)とのズレが学習される。尚、図3は可変バルブタイミング機構27の最進角状態を示し、図4は可変バルブタイミング機構27の最遅角状態を示す。
【0027】
以上の可変バルブタイミング機構27には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸18に軸着されて同期回転するクランクロータ43の外周に所定クランク角毎に設けられた突起(被検出部)を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ44と、吸気カム軸19の後端に固設されて同期回転するカムロータ45の外周に等角度毎に設けられた複数の突起(被検出部)を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ46R(46L)とが用いられる。
【0028】
そして、クランク角センサ44から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ46R(46L)から出力されるカム位置パルスが電子制御装置60に入力される。電子制御装置60は、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角(実バルブタイミング)を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構27をフィードバック制御する。
【0029】
本形態においては、可変バルブタイミング機構27を吸気カム軸19側にのみ設け、排気バルブ26の開閉タイミングに対し、吸気バルブ25の開閉タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態では、オイルフロー制御弁36R(36L)は、電子制御装置60から出力される制御信号のデューティ比が大きい程、通電電流値が大きくなり、スプール36gが図3に示すように左方向に移動してクランク軸18に対する吸気カム軸19の変位角を進角させ、制御信号のデューティ比が小さい程、通電電流値が小さくなり、スプール36gが図4に示すように右方向に移動してクランク軸18に対する吸気カム軸19の変位角を遅角させる。
【0030】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管6のエアクリーナ7の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ47が介装され、スロットルチャンバ5に配設されたスロットル弁5aにスロットル開度センサ48が連設されている。
【0031】
また、エンジン1のシリンダブロック1aにノックセンサ49が取付けられ、シリンダブロック1aの左右両バンクを連通する冷却水通路50に冷却水温センサ51が臨まされている。更に、触媒コンバータ16の上流にO2センサ52が配設されている。そして、エンジン1のクランク軸18に軸着するクランクロータ43の外周に前述のクランク角センサ44が対設され、クランク軸18に対し1/2回転する吸気カムプーリ23の裏面に、気筒判別センサ53が対設され(図2参照)、吸気カム軸19の後端に固設されたカムロータ45の外周に、前述のカム位置センサ46R(46L)が対設されている。
【0032】
以上の各センサ類の出力信号は、図5に示す電子制御装置(以下、「ECU」と略記する)60において処理される。ECU60は、各センサ類からの信号に基づいて、前述のインジェクタ11、点火プラグ12、アイドル制御弁10、可変バルブタイミング機構27に供給する油圧を調節するためのオイルフロー制御弁36R,36L等のアクチュエータ類に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、吸気バルブ25に対するバルブタイミング制御等を行うものであり、CPU61、ROM62、RAM63、バックアップRAM64、カウンタ・タイマ群65、及びI/Oインターフェイス66がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路67、I/Oインターフェイス66に接続される駆動回路68、A/D変換器69等の周辺回路が内蔵されている。
【0033】
定電圧回路67は、2回路のリレー接点を有する電源リレー70の第1のリレー接点を介してバッテリ71に接続され、電源リレー70は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路68に接続されている。尚、電源リレー70の第2のリレー接点には、バッテリ71から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ71には、イグニッションスイッチ72の一端が接続され、このイグニッションスイッチ72の他端がI/Oインターフェイス66の入力ポートに接続されている。
【0034】
さらに、定電圧回路67は、直接、バッテリ71に接続されており、イグニッションスイッチ72のONが検出されて電源リレー70の接点が閉になると、ECU60内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ72のON,OFFに拘らず、常時、バックアップRAM64にバックアップ用の電源を供給する。
【0035】
I/Oインターフェイス66の入力ポートには、ノックセンサ49、クランク角センサ44、気筒判別センサ53、右バンク(RH)のカム位置センサ46R、左バンク(LH)のカム位置センサ46L、車速を検出するための車速センサ54が接続されており、更に、A/D変換器69を介して、吸入空気量センサ47、スロットル開度センサ48、冷却水温センサ51、及びO2センサ52が接続されると共に、バッテリ電圧VBが入力されてモニタされる。
【0036】
一方、I/Oインターフェイス66の出力ポートには、アイドル制御弁10、インジェクタ11、オイルフロー制御弁36R,36L、及び、電源リレー70のリレーコイルが駆動回路68を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッションコイル13のイグナイタ13aが接続されている。
【0037】
ECU60では、ROM62に記憶されている制御プログラムに従って、I/Oインターフェイス66を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等をCPU61で処理し、RAM63に格納される各種データ、バックアップRAM64に格納されている各種学習値データ、及びROM62に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、アイドル制御弁10に対する制御信号のデューティ比、オイルフロー制御弁36R,36Lに対する制御信号のデューティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【0038】
ここで、上述のように、可変バルブタイミング機構27によるバルブタイミング制御においては、クランク角センサ44から出力されるクランクパルスと、カム位置センサ46R(46L)から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸18に対する吸気カム軸19の実変位角(実バルブタイミング)を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づいて設定した目標バルブタイミングに収束するようオイルフロー制御弁36R,36Lの制御電流値を演算し、この制御電流値を与えるデューティ信号をオイルフロー制御弁36R,36Lに出力して可変バルブタイミング機構27をフィードバック制御する。
【0039】
その際、ECU60は、オイル中の不純物や異物の堆積・沈殿による可変バルブタイミング機構27のベーンロータ28やオイルフロー制御弁36R(36L)のスプ−ル36g等の摺動部における摺動性悪化や異物の噛み込みを防止するため、可変バルブタイミング機構27の作動量を強制的に増大させて油圧系をクリーニングするクリーニングモードの運転を適宜実施するようにしている。
【0040】
このクリーニングモード運転を実施するか否かは、バルブタイミング機構27が動作中のオイルフロー制御弁36R(36L)の実際の制御デューティをチェックすることで判断する。すなわち、オイルフロー制御弁36R(36L)の制御デューティがバルブタイミング機構27の正常動作を保証する設定範囲内にあるか否かを調べ、制御デューティが設定範囲外である状態が設定時間以上継続した場合、クリーニング運転の実施条件成立と判定する。
【0041】
以下、ECU60によるバルブタイミング制御に係わる処理について、図6に示すバルブタイミング制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。
【0042】
図6は、イグニッションスイッチ72がONされ、ECU60に電源が投入されてシステムがイニシャライズされた後、所定時間毎に実行されるルーチンであり、先ず、ステップS101で、バルブタイミングの通常制御を実行する。このバルブタイミングの通常制御では、クランク軸18に対する吸気カム軸19の実変位角(実バルブタイミング)がエンジン運転状態に基づいて設定した目標バルブタイミングに収束するようオイルフロー制御弁36R,36Lを作動させてフィードバック制御する。
【0043】
このときのオイルフロー制御弁36R(36L)の電流値は、次に述べる保持電流値に、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じた比例微分制御(PD制御)によるフィードバック電流値を加減算した値として求められる。保持電流値は、オイルフロー制御弁36R(36L)のスプール36gを、そのランドを以ってAポート36a及びBポート36bを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド2側の進角側オイル通路34、遅角側オイル通路35を、オイルフロー制御弁36L(36R)のオイル供給ポート36c、ドレインポート36d,36fから遮断することで、可変バルブタイミング機構27のベーンロータ28を進角側にも遅角側にも変位させず(移動速度を0とし)、所定の目標バルブタイミングに収束した定常状態に保持するための電流値であり、個別のエンジンのオイルフロー制御弁36R(36L)毎に学習される。
【0044】
すなわち、オイルフロー制御弁36R(36L)の電流値は、個体毎に異なる保持電流値に対し、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じたフィードバック電流値により増減され、スプール36gのストロークが可変される。このストロークの変化により、進角側オイル通路34或いは遅角側オイル通路35とオイル供給通路40との接続量、進角側オイル通路34或いは遅角側オイル通路35とドレイン通路41,42との接続量が0〜100%の間で変更され、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに収束するようフィードバック制御される。
【0045】
そして、目標バルブタイミングに対し、実バルブタイミングが遅角しているときには、オイルフロー制御弁36R(36L)に出力する制御デューティdVVTを大きくして電流値を増加させ、進角側オイル通路34とオイル供給通路40との接続量及び遅角側オイル通路35とドレイン通路42との接続量が増加する方向にスプール36gを移動させる。これにより、可変バルブタイミング機構27の進角室33aの油圧が上昇すると共に遅角室33bの油圧が低下し、ベーンロータ28が時計回り方向(図3参照)に回動し、吸気カムプーリ23に対する吸気カム軸19の回転位相すなわちクランク軸18に対する吸気カム軸19の回転位相(変位角)が進角化され、吸気カム軸19の吸気カム19aによって駆動される吸気バルブ25の開閉タイミングが進角される。
【0046】
また、逆に、目標バルブタイミングに対し、実バルブタイミングが進角しているときには、オイルフロー制御弁36R(36L)に出力する制御デューティdVVTを小さくして電流値を減少させ、遅角側オイル通路35とオイル供給通路40との接続量及び進角側オイル通路34とドレイン通路41との接続量が増加する方向にスプール36gを移動させる。これにより、可変バルブタイミング機構27の進角室33aの進角室33aの油圧が低下すると共に遅角室33bの油圧が上昇し、ベーンロータ28が反時計回り方向(図4参照)に回動し、吸気カムプーリ23に対する吸気カム軸19の回転位相すなわちクランク軸18に対する吸気カム軸19の回転位相(変位角)が遅角化され、吸気カム軸19の吸気カム19aによって駆動される吸気バルブ25の開閉タイミングが遅角される。
【0047】
そして、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに収束すると、フィードバック電流値が0となってオイルフロー制御弁36R(36L)のスプール36gが進角側オイル通路34及び遅角側オイル通路35を閉塞する位置に移動し、可変バルブタイミング機構27のベーンロータ28が停止して保持される。
【0048】
以上の通常のバルブタイミング制御を実行した後は、ステップS101からステップS102へ進んで、現在のオイルフロー制御弁36R(36L)に対する制御デューティdVVTが判定値K1,K2(K1<K2)により定まる設定範囲内にあるか否かを調べる。判定値K1,K2は、個々のオイルフロー制御弁36R(36L)毎に学習した保持電流値と、フィードバック電流値をエンジン回転数領域毎に上限規制するための上限規制値とに基づいて設定され、各領域毎の上限規制値のうちの最小値を保持電流値から減算した値に対応する制御デューティを判定値K1とし、各領域毎の上限規制値のうちの最小値を保持電流値に加算した値に対応する制御デューティを判定値K2とする。
【0049】
すなわち、オイルフロー制御弁36R(36L)の電流値は、前述したように、各個体毎に保持電流値を学習し、この保持電流値に目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じたフィードバック電流値を加減算したものであるため、制御デューティdVVTが判定値K1,K2による定まる範囲内であれば、オイルフロー制御弁36R(36L)を含めたバルブタイミング機構27の機構系には摺動性悪化や異物の噛み込み等がなく、クリーニング動作を必要としない良好な運転状態であると判断することができる。尚、簡易的には、各判定値K1,K2は、機構系の仕様、特性等を加味し、予めシミュレーション或いは実験等により求めた固定値としても良い。
【0050】
そして、K1≦dVVT≦K2の場合には、可変バルブタイミング機構27は正常に動作していると判断してステップS102からルーチンを抜け、dVVT<K1或いはdVVT>K2の場合、ステップS102からステップS103へ進み、制御デューティdVVTが設定範囲外である状態が継続し、設定時間が経過したか否かを調べる。この設定時間は、短時間の摺動抵抗の増大や異物噛み込み等に起因する制御デューティdVVTの設定範囲からの一時的な逸脱に対し、誤判断を防止するために加える判断条件である。
【0051】
その結果、ステップS103において、制御デューティdVVTが設定範囲外の継続時間が設定時間未満の場合には、そのままルーチンを抜け、制御デューティdVVTが設定範囲外の継続時間が設定時間以上経過した場合、油圧系の異物の噛み込み、摺動部の摺動不良、作動油の粘性の上昇や劣化、更には、バルブタイミング機構27に何らかの不具合が発生したと判断してステップS104へ進み、可変バルブタイミング機構27をクリーニングモードで運転してルーチンを抜ける。
【0052】
クリーニングモードは、可変バルブタイミング機構27の作動量を通常の目標バルブタイミングへの制御時よりも強制的に増大させて循環油量をアップさせ、可変バルブタイミング機構27やオイルフロー制御弁36R(36L)の摺動部及びオイル通路をクリーニングする運転モードであり、可変バルブタイミング機構27を可動域の全域或いは全域に近い範囲で動作させる。
【0053】
例えば、クリーニングの効果を高めるため、可変バルブタイミング機構27のベーンロータ28を最進角位置と最遅角位置とに交互にフルストロークで往復動作させる場合には、オイルフロー制御弁36R(36L)に出力する制御デューティを、可変バルブタイミング機構27を最遅角位置に動作させる最小クリーニング電流値を与える制御デューティと、最進角位置に動作させる最大クリーニング電流値を与える制御デューティとに設定時間毎に交互に切換えることで、可変バルブタイミング機構27を最進角位置と最遅角位置とにフルストローク作動させ、可変バルブタイミング機構27やオイルフロー制御弁36R(36L)の摺動部及びオイル通路をクリーニングして異物の噛み込みや不純物の堆積による摺動不良を回復する。
【0054】
尚、このクリーニングモードの運転を一定時間行っても依然として制御デューティdVVTが判定値K1,K2の設定範囲外であり、不具合が解消されない場合には、本制御を中止して異常時制御に移行する。
【0055】
このように、本実施の形態においては、オイルフロー制御弁の制御デューティが学習値とフィードバック制御量とを反映させた判定値K1,K2により定まる設定範囲を超えて過小或いは過大となったか否かによりクリーニング運転の実施判断を行うため、オイルフロー制御弁を含めたバルブタイミング機構の実際の運転状態を正確に把握して異物噛み込み等の不具合を確実に検出することができ、クリーニング運転の有効性を向上することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可変バルブタイミング機構のクリーニング運転の実施判断基準を最適化して機構系の実際の運転状態を正確に把握することができ、クリーニング運転の有効性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図
【図2】可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図3】可変バルブタイミング機構の最進角状態を図2のA−A断面で示す説明図
【図4】可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図2のA−A断面で示す説明図
【図5】電子制御系の回路構成図
【図6】バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
1 可変バルブタイミング機構付きエンジン
5a スロットル弁
27 可変バルブタイミング機構
36R(36L) オイルフロー制御弁(油圧制御弁)
60 電子制御装置
dVVT 制御デューティ
K1,K2 判定値
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine valve timing control apparatus having a hydraulically driven variable valve timing mechanism that adjusts a rotational phase between a crankshaft and a camshaft of an engine, and more particularly, to cleaning a hydraulic system under a predetermined condition. The present invention relates to an engine valve timing control apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an engine having a variable valve timing mechanism that adjusts the rotational phase between the crankshaft and the camshaft of the engine has been put into practical use. The variable valve timing mechanism is controlled to continuously change the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve.
[0003]
Here, the variable valve timing mechanism generally employs a hydraulic drive type driven by hydraulic pressure, but the oil supplied to the variable valve timing mechanism has impurities due to deterioration over time of use or during cutting. Foreign matter such as fine swarf floats and impurities and foreign matter in the oil easily settle and accumulate when the amount of circulating oil in the hydraulic system is small. Sliding parts such as variable valve timing mechanisms and hydraulic control valves This may cause malfunction due to deterioration of slidability and biting of foreign matter.
[0004]
For this reason, conventionally, the operating amount of the variable valve timing mechanism is forcibly increased under a predetermined condition as compared with the control to the normal target valve timing to increase the circulating oil amount, and the variable valve timing mechanism and the hydraulic control valve The sliding portion and the oil passage are cleaned, and Japanese Patent No. 3098676 discloses that foreign matter is caught in the hydraulic control valve based on the phase shift between the actual cam phase and the target cam phase. Discloses a technique for performing a cleaning operation by changing the amount of movement of the valve body for a predetermined time so as to increase the opening amount of the hydraulic control valve when it is determined that the oil is caught.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, performing the cleaning operation based on the phase shift between the actual cam phase and the target cam phase, as in the prior art, directly captures the operating state of the mechanism parts such as the valve timing mechanism and the hydraulic control valve. However, the overall state including other factors of the system is regarded as the operating state of the valve timing mechanism and the hydraulic control valve mechanism, so it is not always the best judgment for the cleaning operation. Not a standard.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an engine valve timing control device that can optimize the execution judgment criteria of a cleaning operation of a variable valve timing mechanism and improve the effectiveness of the cleaning operation. It is aimed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 controls a hydraulically driven variable valve timing mechanism that adjusts a rotational phase between a crankshaft and a camshaft of an engine in accordance with an engine operating state. In a valve timing control device for an engine that forcibly increases the operation amount of the variable valve timing mechanism when a condition is satisfied to perform a cleaning operation of the hydraulic system, the control amount for the hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure of the variable valve timing mechanism But Based on feedback controlled variable by proportional derivative control It is checked whether or not it is within the set range. If the time during which the control amount is outside the set range continues for a set time or longer, means for determining that the execution condition for the cleaning operation is satisfied, and the execution condition for the cleaning operation is satisfied And a means for operating the variable valve timing mechanism at the most advanced position and the most retarded position by a full stroke.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the setting range is different for each engine speed region. For the feedback control amount The minimum value of the upper limit regulation value is set corresponding to a value obtained by adding or subtracting from a learning value of a control amount for holding the variable valve timing mechanism in a steady state at a predetermined cam phase.
[0009]
That is, according to the first aspect of the present invention, the control amount for the hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure of the hydraulically driven variable valve timing mechanism that adjusts the rotational phase between the crankshaft and the camshaft of the engine is small. Based on feedback controlled variable by proportional derivative control If the time outside the setting range continues for more than the set time, it is determined that the conditions for performing the cleaning operation for cleaning the hydraulic system by forcibly increasing the operating amount of the variable valve timing mechanism are satisfied, and the variable valve timing mechanism is By operating the full stroke at the advance angle position and the most retarded angle position, it is possible to optimize the cleaning operation execution criterion, grasp the actual operation state of the mechanical system, and improve the effectiveness of the cleaning operation.
[0010]
At that time, as in the invention described in claim 2, the engine rotation is determined from the learning value of the control amount for maintaining the variable valve timing mechanism in a steady state at a predetermined cam phase. Every few regions For feedback control amount It is desirable to set the value corresponding to the value obtained by adding or subtracting the minimum value of the upper limit regulation value. By reflecting the learning value and the actual control amount that differ depending on the individual mechanism system, the operation state of the mechanism system can be handled more reliably. Thus, the cleaning operation can be performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine with a variable valve timing mechanism, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a variable valve timing mechanism, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the most advanced state in the AA section of FIG. 2, FIG. 4 is an explanatory view showing the most retarded state of the variable valve timing mechanism in the AA section of FIG. 2, and FIG. FIG. 6 is a block diagram of the valve timing control routine.
[0012]
First, the overall configuration of an engine with a variable valve timing mechanism to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine with a variable valve timing mechanism (hereinafter simply abbreviated as “engine”). In the figure, a DOHC horizontally opposed four-cylinder gasoline engine is shown. Cylinder heads 2 are provided in both the left and right banks of the cylinder block 1a of the engine 1, and an intake port 2a and an exhaust port 2b are formed in each cylinder head 2 for each cylinder.
[0013]
As an intake system of the engine 1, an intake manifold 3 is communicated with each intake port 2 a, and a throttle valve 5 a that is linked to an accelerator pedal is connected to the intake manifold 3 through an air chamber 4 in which an intake passage of each cylinder is gathered. The mounted throttle chamber 5 is communicated. An air cleaner 7 is attached upstream of the throttle chamber 5 via an intake pipe 6, and a chamber 8 is communicated with an air intake passage connected to the air cleaner 7.
[0014]
Further, a bypass passage 9 that bypasses the throttle valve 5a is connected to the intake pipe 6. By adjusting the amount of bypass air flowing through the bypass passage 9 according to the opening of the bypass passage 9 during idling. An idle control valve 10 for controlling the idle speed is interposed.
[0015]
Further, an injector 11 is disposed immediately upstream of the intake port 2 a of each cylinder of the intake manifold 3. A spark plug 12 that exposes the discharge electrode at the tip to the combustion chamber is provided in the cylinder head 2 for each cylinder. Each spark plug 12 is connected to an ignition coil 13 with a built-in igniter.
[0016]
On the other hand, as an exhaust system of the engine 1, an exhaust pipe 15 is communicated with a collective portion of the exhaust manifold 14 communicating with each exhaust port 2 b of the cylinder head 2, and a catalyst converter 16 is interposed in the exhaust pipe 15 and a muffler 17. It is communicated to.
[0017]
Here, the variable valve timing mechanism of the engine 1 will be described with reference to FIGS.
[0018]
The rotation of the crankshaft 18 of the engine 1 is caused by the crank pulley 21 fixed to the crankshaft 18 and the timing of the intake camshaft 19 and the exhaust camshaft 20 respectively disposed in the cylinder heads 2 of the left and right banks. The transmission is transmitted via the belt 22, the intake cam pulley 23 provided on the intake cam shaft 19, the exhaust cam pulley 24 fixed to the exhaust cam shaft 20, and the crankshaft 18 and the cam shafts 19 and 20 are in a two-to-one relationship. The rotation angle is set. A cam 19a provided on the intake camshaft 19 and an exhaust cam (not shown) provided on the exhaust camshaft 20 are respectively maintained at a rotation angle of 2: 1 with the crankshaft 18. , 20 is driven to open and close the intake valve 25 and the exhaust valve 26.
[0019]
As shown in FIG. 2, between the intake cam shafts 19 and the intake cam pulleys 23 of the left and right banks, the intake cam pulleys 23 and the intake cam shafts 19 are relatively rotated to rotate the intake cam shaft 19 with respect to the crankshaft 18. A hydraulically driven variable valve timing mechanism 27 for continuously changing the phase (displacement angle) is provided. As is well known, the variable valve timing mechanism 27 has its hydraulic pressure switched by an oil flow control valve 36R (36L) composed of a linear solenoid valve or a duty solenoid valve, and an electronic control unit 60 (see FIG. 5) described later. ) By the drive signal from Note that the subscript R in the reference numeral represents the right bank, and L represents the left bank.
[0020]
The intake camshaft 19 is rotatably supported between the cylinder head 2 and a bearing cap (not shown), and has three vanes 28a at the tip of the intake camshaft 19 as shown in FIGS. A vane rotor 28 is attached by bolts 29 so as to be integrally rotatable.
[0021]
A housing 30 and a housing cover 31 are attached to the intake cam pulley 23 by bolts 32 so as to be integrally rotatable. In addition, on the outer periphery of the intake cam pulley 23, many external teeth 23a for hooking the timing belt 22 are formed.
[0022]
Then, the intake cam shaft 19 passes through the housing cover 31 so as to be rotatable, and each vane 28a of the vane rotor 28 fixed to the intake cam shaft 19 is formed in three fan-shaped spaces formed in the housing 30 integral with the intake cam pulley 23. The part 33 is stored in a freely rotatable manner. Each fan-shaped space 33 is partitioned into an advance chamber 33a and a retard chamber 33b by vanes 28a.
[0023]
The advance chamber 33a is communicated with the A port 36a of the oil flow control valve 36R (36L) via the advance side oil passages 28b, 19b, 34 formed in the vane rotor 28, the intake camshaft 19, and the cylinder head 2, respectively. The retard chamber 33b is connected to the B port 36b of the oil flow control valve 36R (36L) via the retard angle side oil passages 28c, 19c, 35 formed in the vane rotor 28, the intake camshaft 19, and the cylinder head 2, respectively. It is communicated to.
[0024]
The oil flow control valve 36R (36L) includes an oil supply port 36c connected to an oil supply passage 40 to which oil, that is, a predetermined hydraulic pressure is supplied from an oil pan 37 through an oil pump 38 and an oil filter 39, and two drain passages. A spool 36g having drain ports 36d and 36f communicating with 41 and 42, respectively, and having four lands and three passages formed between the lands is reciprocated in the axial direction, whereby A ports 36a and B The port 36b is selectively communicated with the oil supply port 36c and the drain port 36d or 36f.
[0025]
In this embodiment, the oil flow control valve 36R (36L) is a four-way control valve whose energization current is controlled by a duty signal from an electronic control device 60 described later, and the spool 36g is axially proportional to the energization current. The flow direction of oil is switched and the opening degree of the passage is adjusted, and the hydraulic pressure supplied to each advance chamber 33a and retard chamber 33b is adjusted.
[0026]
Reference numeral 28d denotes a stopper pin inserted into the vane 28a of the vane rotor 28, and engages with a hole 30a formed in the housing 30 when the variable valve timing mechanism 27 is in the most retarded state (see FIG. 4). Position. The most retarded position of the variable valve timing mechanism 27 due to this mechanical engagement is determined by the rotational phase (displacement) of the intake camshaft 19 relative to the crankshaft 18 which is calculated based on a signal from a sensor in an electronic control device 60 described later. The reference position for calibrating the angle) is learned, and a deviation from the actual displacement angle (actual valve timing) of the intake camshaft 19 calculated from the sensor value at this reference position is learned. 3 shows the most advanced angle state of the variable valve timing mechanism 27, and FIG. 4 shows the most retarded angle state of the variable valve timing mechanism 27.
[0027]
In the variable valve timing mechanism 27 described above, projections (detected portions) provided at predetermined crank angles on the outer periphery of the crank rotor 43 that is attached to the crankshaft 18 and rotates synchronously as a sensor for detecting the operating position thereof. And a plurality of protrusions provided at equal angles on the outer periphery of a cam rotor 45 that is fixed to the rear end of the intake camshaft 19 and rotates in synchronization with the crank angle sensor 44 that outputs a crank pulse representing the crank angle. A cam position sensor 46R (46L) that detects a detected portion) and outputs a cam position pulse representing the cam position is used.
[0028]
The crank pulse output from the crank angle sensor 44 and the cam position pulse output from the cam position sensor 46R (46L) are input to the electronic control unit 60. The electronic control unit 60 calculates the actual displacement angle (actual valve timing) of the intake cam position with respect to the reference crank angle based on the crank pulse and the cam position pulse, and the actual valve timing is set based on the engine operating state. The variable valve timing mechanism 27 is feedback controlled so as to converge to the timing.
[0029]
In this embodiment, the variable valve timing mechanism 27 is provided only on the intake camshaft 19 side, and the opening / closing timing of the intake valve 25 is changed according to the engine operating state with respect to the opening / closing timing of the exhaust valve 26. In this embodiment, the oil flow control valve 36R (36L) has a larger energization current value as the duty ratio of the control signal output from the electronic control device 60 is larger, and the spool 36g is left as shown in FIG. The angle of movement of the intake camshaft 19 relative to the crankshaft 18 is advanced, and the smaller the duty ratio of the control signal, the smaller the energization current value and the spool 36g moves to the right as shown in FIG. Thus, the displacement angle of the intake camshaft 19 with respect to the crankshaft 18 is retarded.
[0030]
Next, sensors for detecting the engine operating state will be described. A thermal intake air amount sensor 47 using a hot wire or a hot film is provided immediately downstream of the air cleaner 7 of the intake pipe 6, and a throttle opening sensor is connected to a throttle valve 5 a provided in the throttle chamber 5. 48 is continuously provided.
[0031]
Further, a knock sensor 49 is attached to the cylinder block 1a of the engine 1, and a cooling water temperature sensor 51 is exposed in a cooling water passage 50 that communicates both the left and right banks of the cylinder block 1a. Further, an O2 sensor 52 is disposed upstream of the catalytic converter 16. The aforementioned crank angle sensor 44 is provided on the outer periphery of the crank rotor 43 that is axially attached to the crankshaft 18 of the engine 1, and a cylinder discrimination sensor 53 is provided on the back surface of the intake cam pulley 23 that rotates 1/2 with respect to the crankshaft 18. (See FIG. 2), and the cam position sensor 46R (46L) described above is provided on the outer periphery of the cam rotor 45 fixed to the rear end of the intake camshaft 19.
[0032]
The output signals of the above sensors are processed in an electronic control unit (hereinafter abbreviated as “ECU”) 60 shown in FIG. The ECU 60 includes oil flow control valves 36R and 36L for adjusting the hydraulic pressure supplied to the injector 11, the spark plug 12, the idle control valve 10, and the variable valve timing mechanism 27 based on signals from the sensors. It performs control amount calculation for actuators, output of control signals, that is, fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, valve timing control for intake valve 25, and the like. CPU 61, ROM 62, RAM 63, backup RAM 64 The counter / timer group 65 and the I / O interface 66 are configured around a microcomputer connected via a bus line, and are connected to a constant voltage circuit 67 and a I / O interface 66 for supplying a stabilized power to each part. Drive circuit 68, A / D converter Peripheral circuits such as 9 have been built.
[0033]
The constant voltage circuit 67 is connected to the battery 71 via a first relay contact of a power relay 70 having two relay contacts. The power relay 70 has one end of its relay coil grounded and the other end of the relay coil. Is connected to the drive circuit 68. A power supply line for supplying power from the battery 71 to each actuator is connected to the second relay contact of the power supply relay 70. One end of an ignition switch 72 is connected to the battery 71, and the other end of the ignition switch 72 is connected to an input port of the I / O interface 66.
[0034]
Further, the constant voltage circuit 67 is directly connected to the battery 71. When the ignition switch 72 is detected to be ON and the contact of the power relay 70 is closed, the constant voltage circuit 67 supplies power to each part in the ECU 60, while the ignition switch 72 is turned on. Regardless of whether 72 is ON or OFF, the backup RAM 64 is always supplied with backup power.
[0035]
The input port of the I / O interface 66 includes a knock sensor 49, a crank angle sensor 44, a cylinder discrimination sensor 53, a right bank (RH) cam position sensor 46R, a left bank (LH) cam position sensor 46L, and a vehicle speed. A vehicle speed sensor 54 is connected, and an intake air amount sensor 47, a throttle opening sensor 48, a coolant temperature sensor 51, and an O2 sensor 52 are connected via an A / D converter 69. The battery voltage VB is input and monitored.
[0036]
On the other hand, to the output port of the I / O interface 66, the idle control valve 10, the injector 11, the oil flow control valves 36R and 36L, and the relay coil of the power relay 70 are connected via a drive circuit 68, and an igniter. An igniter 13a of the built-in ignition coil 13 is connected.
[0037]
In the ECU 60, in accordance with a control program stored in the ROM 62, the CPU 61 processes the detection signals from the sensors / switches and the battery voltage input via the I / O interface 66, and stores various data stored in the RAM 63. , Based on various learning value data stored in the backup RAM 64 and fixed data stored in the ROM 62, the fuel injection amount, the ignition timing, the duty ratio of the control signal for the idle control valve 10, the oil flow control valve 36R, The engine control such as fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, and valve timing control is performed by calculating the duty ratio of the control signal for 36L.
[0038]
Here, as described above, the valve timing control by the variable valve timing mechanism 27 is based on the crank pulse output from the crank angle sensor 44 and the cam position pulse output from the cam position sensor 46R (46L). The rotational phase of the intake cam position with respect to the reference crank angle, that is, the actual displacement angle (actual valve timing) of the intake cam shaft 19 with respect to the crankshaft 18 is calculated, and this actual valve timing is set to the target valve timing set based on the engine operating state. The control current values of the oil flow control valves 36R and 36L are calculated so as to converge, and a duty signal that gives this control current value is output to the oil flow control valves 36R and 36L to feedback control the variable valve timing mechanism 27.
[0039]
At that time, the ECU 60 causes deterioration in slidability in sliding portions such as the vane rotor 28 of the variable valve timing mechanism 27 and the spool 36g of the oil flow control valve 36R (36L) due to accumulation and precipitation of impurities and foreign matters in the oil. In order to prevent foreign matter from getting caught, the operation amount of the variable valve timing mechanism 27 is forcibly increased to appropriately perform the operation in the cleaning mode for cleaning the hydraulic system.
[0040]
Whether or not to perform the cleaning mode operation is determined by checking an actual control duty of the oil flow control valve 36R (36L) in which the valve timing mechanism 27 is operating. That is, it is checked whether or not the control duty of the oil flow control valve 36R (36L) is within a setting range that guarantees normal operation of the valve timing mechanism 27, and the state where the control duty is outside the setting range has continued for a set time or more. In this case, it is determined that the execution condition for the cleaning operation is satisfied.
[0041]
Hereinafter, processing related to valve timing control by the ECU 60 will be described with reference to a flowchart of a valve timing control routine shown in FIG.
[0042]
FIG. 6 is a routine that is executed every predetermined time after the ignition switch 72 is turned on, the ECU 60 is powered on, and the system is initialized. First, in step S101, normal control of valve timing is executed. . In the normal control of the valve timing, the oil flow control valves 36R and 36L are operated so that the actual displacement angle (actual valve timing) of the intake cam shaft 19 with respect to the crankshaft 18 converges to the target valve timing set based on the engine operating state. Feedback control.
[0043]
The current value of the oil flow control valve 36R (36L) at this time is obtained by adding or subtracting the feedback current value by proportional differential control (PD control) according to the deviation between the target valve timing and the actual valve timing to the holding current value described below. It is calculated as the value obtained. The holding current value is such that the spool 36g of the oil flow control valve 36R (36L) is held at a position where the A port 36a and the B port 36b are closed by the land, and the advance side oil passage 34 on the cylinder head 2 side. By closing the retard side oil passage 35 from the oil supply port 36c and drain ports 36d and 36f of the oil flow control valve 36L (36R), the vane rotor 28 of the variable valve timing mechanism 27 is also retarded to the advance side. This is a current value for maintaining a steady state converged at a predetermined target valve timing without being displaced to the side (with a moving speed of 0), and is learned for each individual engine oil flow control valve 36R (36L). The
[0044]
That is, the current value of the oil flow control valve 36R (36L) is increased / decreased by the feedback current value corresponding to the deviation between the target valve timing and the actual valve timing, with respect to the holding current value that is different for each individual, and the stroke of the spool 36g is increased. Variable. Due to the change in the stroke, the amount of connection between the advance side oil passage 34 or the retard side oil passage 35 and the oil supply passage 40, and the advance angle side oil passage 34 or the retard side oil passage 35 and the drain passages 41 and 42 are changed. The amount of connection is changed between 0 and 100%, and feedback control is performed so that the actual valve timing converges to the target valve timing.
[0045]
When the actual valve timing is retarded with respect to the target valve timing, the control duty dVVT output to the oil flow control valve 36R (36L) is increased to increase the current value. The spool 36g is moved in a direction in which the amount of connection between the oil supply passage 40 and the amount of connection between the retarded-side oil passage 35 and the drain passage 42 increases. As a result, the hydraulic pressure in the advance chamber 33a of the variable valve timing mechanism 27 increases and the hydraulic pressure in the retard chamber 33b decreases, and the vane rotor 28 rotates in the clockwise direction (see FIG. 3). The rotational phase of the camshaft 19, that is, the rotational phase (displacement angle) of the intake camshaft 19 relative to the crankshaft 18 is advanced, and the opening / closing timing of the intake valve 25 driven by the intake cam 19 a of the intake camshaft 19 is advanced. The
[0046]
Conversely, when the actual valve timing is advanced with respect to the target valve timing, the control duty dVVT output to the oil flow control valve 36R (36L) is decreased to decrease the current value, and the retarded side oil The spool 36g is moved in a direction in which the connection amount between the passage 35 and the oil supply passage 40 and the connection amount between the advance side oil passage 34 and the drain passage 41 are increased. As a result, the hydraulic pressure in the advance chamber 33a of the advance chamber 33a of the variable valve timing mechanism 27 decreases and the hydraulic pressure in the retard chamber 33b increases, and the vane rotor 28 rotates counterclockwise (see FIG. 4). The rotational phase of the intake camshaft 19 relative to the intake cam pulley 23, that is, the rotational phase (displacement angle) of the intake camshaft 19 relative to the crankshaft 18 is retarded, and the intake valve 25 driven by the intake cam 19a of the intake camshaft 19 The opening and closing timing is retarded.
[0047]
When the actual valve timing converges to the target valve timing, the feedback current value becomes 0, and the spool 36g of the oil flow control valve 36R (36L) closes the advance side oil passage 34 and the retard side oil passage 35. The vane rotor 28 of the variable valve timing mechanism 27 is stopped and held.
[0048]
After executing the above normal valve timing control, the process proceeds from step S101 to step S102, where the current control duty dVVT for the oil flow control valve 36R (36L) is determined by the determination values K1, K2 (K1 <K2). Check if it is within range. Determination values K1 and K2 are set based on the holding current value learned for each oil flow control valve 36R (36L) and the upper limit regulation value for regulating the feedback current value for each engine speed range. The control duty corresponding to the value obtained by subtracting the minimum value among the upper limit regulation values for each area from the holding current value is set as the determination value K1, and the minimum value among the upper limit regulation values for each area is added to the holding current value. A control duty corresponding to the determined value is set as a determination value K2.
[0049]
That is, as described above, the current value of the oil flow control valve 36R (36L) is learned for each individual, and feedback according to the difference between the target valve timing and the actual valve timing is learned for this holding current value. Since the current value is added or subtracted, if the control duty dVVT is within the range determined by the determination values K1 and K2, the mechanism of the valve timing mechanism 27 including the oil flow control valve 36R (36L) is slidable. It can be determined that there is no deterioration, foreign matter biting, and the like, and that this is a good operating state that does not require a cleaning operation. For simplicity, the determination values K1 and K2 may be fixed values obtained in advance by simulation or experiment in consideration of the specifications and characteristics of the mechanical system.
[0050]
When K1 ≦ dVVT ≦ K2, it is determined that the variable valve timing mechanism 27 is operating normally, and the routine exits from step S102. When dVVT <K1 or dVVT> K2, the routine proceeds from step S102 to step S103. It is checked whether the control duty dVVT is outside the set range and whether the set time has elapsed. This set time is a determination condition that is added to prevent an erroneous determination with respect to a temporary deviation from the set range of the control duty dVVT caused by an increase in sliding resistance in a short time, foreign object biting, or the like.
[0051]
As a result, in step S103, if the duration when the control duty dVVT is outside the set range is less than the set time, the routine is exited, and if the duration when the control duty dVVT is outside the set range has exceeded the set time, the hydraulic pressure It is determined that a foreign matter bite in the system, sliding failure of the sliding portion, increase or deterioration of the viscosity of the hydraulic oil, and some trouble has occurred in the valve timing mechanism 27, and the process proceeds to step S104, where the variable valve timing mechanism Operate 27 in the cleaning mode to exit the routine.
[0052]
In the cleaning mode, the amount of operation of the variable valve timing mechanism 27 is forcibly increased as compared with the control to the normal target valve timing to increase the circulating oil amount, and the variable valve timing mechanism 27 and the oil flow control valve 36R (36L) are increased. ) In which the sliding portion and the oil passage are cleaned, and the variable valve timing mechanism 27 is operated in the entire movable range or in a range close to the entire range.
[0053]
For example, when the vane rotor 28 of the variable valve timing mechanism 27 is reciprocated by a full stroke alternately between the most advanced angle position and the most retarded angle position in order to enhance the cleaning effect, the oil flow control valve 36R (36L) is used. The control duty to be output is set for each set time to a control duty for providing a minimum cleaning current value for operating the variable valve timing mechanism 27 to the most retarded position and a control duty for providing a maximum cleaning current value for operating to the most advanced position. By alternately switching, the variable valve timing mechanism 27 is operated in full stroke to the most advanced angle position and the most retarded angle position, and the sliding portion and the oil passage of the variable valve timing mechanism 27 and the oil flow control valve 36R (36L) are moved. Clean to recover from poor sliding due to foreign material bites and impurities.
[0054]
If the control duty dVVT is still outside the setting range of the determination values K1 and K2 even after the operation in the cleaning mode is performed for a certain period of time, this control is stopped and the control is shifted to the abnormal control if the problem cannot be resolved. .
[0055]
Thus, in the present embodiment, whether or not the control duty of the oil flow control valve has become too small or too large beyond the set range determined by the determination values K1 and K2 reflecting the learning value and the feedback control amount. Therefore, it is possible to accurately detect the actual operating state of the valve timing mechanism including the oil flow control valve and reliably detect defects such as foreign object biting. Can be improved.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to optimize the execution judgment criteria for the cleaning operation of the variable valve timing mechanism and accurately grasp the actual operation state of the mechanism system, thereby improving the effectiveness of the cleaning operation. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine with a variable valve timing mechanism.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a variable valve timing mechanism.
3 is an explanatory view showing the most advanced angle state of the variable valve timing mechanism in the AA cross section of FIG.
4 is an explanatory view showing the most retarded state of the variable valve timing mechanism in the AA cross section of FIG. 2;
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of an electronic control system.
FIG. 6 is a flowchart of a valve timing control routine.
[Explanation of symbols]
1 Engine with variable valve timing mechanism
5a Throttle valve
27 Variable valve timing mechanism
36R (36L) Oil flow control valve (hydraulic control valve)
60 Electronic control unit
dVVT control duty
K1, K2 judgment value

Claims (2)

エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構をエンジン運転状態に応じて制御し、所定の条件成立時に上記可変バルブタイミング機構の作動量を強制的に増大させて油圧系のクリーニング運転を実施するエンジンのバルブタイミング制御装置において、
上記可変バルブタイミング機構の油圧を制御する油圧制御弁に対する制御量が比例微分制御によるフィードバック制御量に基づく設定範囲内にあるか否かを調べ、上記制御量が上記設定範囲外となる時間が設定時間以上継続する場合、上記クリーニング運転の実施条件成立と判定する手段と、
上記クリーニング運転の実施条件成立と判定されたとき、上記可変バルブタイミング機構を最進角位置と最遅角位置とにフルストローク作動させる手段と
を備えたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
A hydraulically driven variable valve timing mechanism that adjusts the rotational phase between the crankshaft and camshaft of the engine is controlled according to the engine operating state, and the operating amount of the variable valve timing mechanism is forcibly set when a predetermined condition is satisfied. In the valve timing control device for the engine that increases the hydraulic system cleaning operation,
Check whether the control amount for the hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure of the variable valve timing mechanism is within the setting range based on the feedback control amount by proportional differential control, and set the time when the control amount is outside the setting range Means for determining that the execution condition of the cleaning operation is satisfied, when continuing for more than a time;
A valve timing control device for an engine, comprising: means for operating the variable valve timing mechanism at a most advanced angle position and a most retarded angle position when it is determined that the execution condition for the cleaning operation is satisfied. .
上記設定範囲は、エンジン回転数領域毎の上記フィードバック制御量に対する上限規制値の最小値を上記可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための制御量の学習値から加減算した値に対応して設定することを特徴とする請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。The setting range is a value obtained by adding or subtracting the minimum value of the upper limit regulation value for the feedback control amount for each engine speed region from the control amount learning value for maintaining the variable valve timing mechanism in a steady state at a predetermined cam phase. The valve timing control device for an engine according to claim 1, wherein the valve timing control device is set corresponding to
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