JP6186953B2 - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変化させるバルブタイミング制御装置に関し、さらに詳しくは所定のロック位置からのロックピンの解放操作の判定に関する。 The present invention relates to a valve timing control device that changes the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, and more particularly to determination of a lock pin release operation from a predetermined lock position.
内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉タイミングをトルク要求などに応じて変化させるバルブタイミング可変機構は、例えば内燃機関のクランクシャフト側の回転部材とカムシャフト側の回転部材との回転位相差を、油圧アクチュエータを用いて所定の範囲で変化させるように構成されている。 A variable valve timing mechanism that changes the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine according to a torque request, for example, a rotational phase difference between a rotating member on the crankshaft side and a rotating member on the camshaft side of the internal combustion engine, It is configured to change within a predetermined range using a hydraulic actuator.
内燃機関の運転を停止する際は、これらの2個の回転部材の回転位相差はロックピンにより中間ロック位置にロックされる。ロックピンは中間ロック位置において2個の部材の一方から他方へと貫入することで、2個の回転部材の回転位相差、言い換えれば相対回転位置、を中間ロック位置にロックする。 When the operation of the internal combustion engine is stopped, the rotational phase difference between these two rotating members is locked at the intermediate lock position by the lock pin. The lock pin penetrates from one of the two members to the other in the intermediate lock position, thereby locking the rotational phase difference between the two rotation members, in other words, the relative rotation position, to the intermediate lock position.
内燃機関の始動時には、まず、ロックピンの引き抜きによる中間ロックの解除が行なわれ、その後に、2個の回転部材の要求回転位相差が実現するようにバルブタイミング可変機構が制御される。特許文献1の従来技術は、2個の回転部材の実回転位相差を検出し、実回転位相差が要求回転位相差へと収束しない場合に、中間ロック解除が正しく行なわれていないと判定している。特許文献1は、さらに、要求回転位相差への制御開始から、中間ロック解除の判定に至る待機時間を、油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の動特性に基づき設定している。
When starting the internal combustion engine, first, the intermediate lock is released by pulling out the lock pin, and then the valve timing variable mechanism is controlled so that the required rotational phase difference between the two rotating members is realized. The prior art of
要求回転位相差がロックの行なわれる中間ロック位置から離れている場合には、ロックピンの解放操作後に油圧アクチュエータが2個の部材を要求回転位相差へと駆動するのに要する時間が長くなる。言い換えれば、ロックピンの解放操作から相当の時間が経過しないと、ロックピンの解放操作が完了したかどうかを判定することができない。 When the required rotational phase difference is away from the intermediate lock position where the lock is performed, the time required for the hydraulic actuator to drive the two members to the required rotational phase difference after the lock pin releasing operation becomes longer. In other words, it is not possible to determine whether or not the lock pin release operation has been completed unless a considerable time has elapsed since the lock pin release operation.
一方、ロックピンの解放指令の出力と同時に。ロックピンの解放を前提とした各種のオープンループ操作が行なわれることがある。その場合に、ロックピンの解放操作から相当の時間が経過した後にロックピンの解放が完了していないと判定されると、その時点ではオープンループ操作が相当に進行しており、結果として誤操作に近い状況が出現することになる。 On the other hand, simultaneously with the output of the lock pin release command. Various open loop operations may be performed on the premise of releasing the lock pin. In this case, if it is determined that the release of the lock pin has not been completed after a considerable time has elapsed since the release operation of the lock pin, the open loop operation has progressed considerably at that time, resulting in an erroneous operation. A near situation will appear.
この発明は、従来技術に内在する以上の問題点を解決すべくなされたもので、ロックピンの解放完了の判定所要時間を短縮することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems inherent in the prior art, and an object thereof is to shorten the time required for determining the completion of the release of the lock pin.
以上の目的を達成するために、この発明は、2個の部材の回転位相差に応じて内燃機関のバルブタイミングを変化させるとともに、所定の中間ロック位置で2個の部材の一方から他方へとロックピンを貫入させることでバルブタイミングを中間ロック位置でロックするロックピンを備えたバルブタイミング可変機構を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用される。バルブタイミング制御装置は次のように構成される。 In order to achieve the above object, the present invention changes the valve timing of the internal combustion engine in accordance with the rotational phase difference between the two members, and changes from one of the two members to the other at a predetermined intermediate lock position. The present invention is applied to a valve timing control device for an internal combustion engine including a variable valve timing mechanism having a lock pin that locks the valve timing at an intermediate lock position by penetrating the lock pin. The valve timing control device is configured as follows.
すなわち、バルブタイミング制御装置は、外部からの中間ロック解除要求の入力に応じて、2個の部材の一方から他方へと貫入したロックピンを引き抜く中間ロック解除指令をバルブタイミング可変機構に出力する。中間ロック解除指令の出力後、2個の部材の回転位相差が所定の目標回転位相差となるようにバルブタイミング可変機構を制御する。2個の部材の実回転位相差を検出し、2個の部材の回転位相差が所定の目標回転位相差となるようにバルブタイミング可変機構を制御した後も、実回転位相差と目標回転位相差との差異が所定値以下とならない場合に、中間ロック解除が完了していないと判定する。この判定に用いる目標回転位相差を、実回転位相差が目標回転位相差と異なることを判定可能な回転位相差の最小のずれに相当する中間ロック位置からの回転位相差角に設定する。 That is, the valve timing control device outputs an intermediate lock release command for pulling out a lock pin penetrating from one of the two members to the other in response to an input of an intermediate lock release request from the outside to the valve timing variable mechanism. After the output of the intermediate lock release command, the valve timing variable mechanism is controlled so that the rotational phase difference between the two members becomes a predetermined target rotational phase difference. Even after the actual rotational phase difference between the two members is detected and the valve timing variable mechanism is controlled so that the rotational phase difference between the two members becomes a predetermined target rotational phase difference, the actual rotational phase difference and the target rotational position are also controlled. When the difference from the phase difference does not become a predetermined value or less, it is determined that the intermediate lock release is not completed. The target rotational phase difference used for this determination is set to the rotational phase difference angle from the intermediate lock position corresponding to the minimum deviation of the rotational phase difference that can determine that the actual rotational phase difference is different from the target rotational phase difference.
中間ロック解除指令後の目標回転位相差を、回転位相差が目標回転位相差と異なることを判定可能な回転位相差の最小のずれに相当するロック位置からの回転位相差に設定することで、中間ロック解除が完了したがどうかの判定を最短時間で行なうことができる。その結果、仮に中間ロック解除が完了していないと判定された場合でも、中間ロック解除指令の出力と同時に開始される。中間ロック解除を前提としたオープンループ操作がもたらす影響を最小限に留めることができる。 By setting the target rotational phase difference after the intermediate unlock command to the rotational phase difference from the lock position corresponding to the minimum deviation of the rotational phase difference that can be determined that the rotational phase difference is different from the target rotational phase difference, It is possible to determine whether or not the intermediate lock release has been completed in the shortest time. As a result, even if it is determined that the intermediate lock release has not been completed, it is started simultaneously with the output of the intermediate lock release command. It is possible to minimize the influence of the open loop operation on the premise of the intermediate lock release.
図1を参照すると、この発明の実施形態による内燃機関1のバルブタイミング制御装置2は、内燃機関1のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変機構3を備える。
Referring to FIG. 1, a valve
内燃機関1はクランクシャフトに同期して回転する吸気カムシャフトに固定されたカムにより吸気弁と排気弁を開閉する。また、クランクシャフトに同期して回転する排気カムシャフトに固定されたカムにより排気弁を開閉する。バルブタイミング可変機構3は吸気弁と排気弁の各々について、2個の回転部材であるクランクシャフトとカムシャフトの回転位相差、言い換えれば相対回転位置を、油圧アクチュエータを用いて変化させることで、バルブタイミングを予め設定された最進角位置と最遅角位置の間で変化させる。
The
バルブタイミング可変機構3はバルブタイミングを最進角位置と最遅角位置の間に設定された中間ロック位置にロックする機能を有する。これはクランクシャフトとカムシャフトの一方から他方へとロックピンを貫入させることで行なわれる。クランクシャフトとカムシャフトの一方から他方へとロックピンが貫入することで、クランクシャフトとカムシャフトの回転位相差は中間ロック位置で機械的にロックされる。ロックピンのロック操作はコントローラ4からの指令信号に応動するアクチュエータによって行なわれる。
The variable
ロック操作を行なうのは、例えば内燃機関1の運転を停止する場合である。内燃機関1の運転が停止していると、バルブタイミング可変機構3への油圧供給も停止する。そのため、確実に所定のバルブタイミングのもとで内燃機関1を再始動できるように、内燃機関1の停止に先立って、コントローラ4からバルブタイミング可変機構3にロック指令信号が出力され、アクチュエータがロックピンをロック位置に駆動することでバルブタイミングを中間ロック位置にロックする。
The locking operation is performed, for example, when the operation of the
内燃機関1の始動は、したがって、常にバルブタイミングを中間ロック位置に固定した中間ロック状態で行なわれる。始動後の内燃機関1は、運転条件に応じてバルブタイミングを変化させる。バルブタイミングを変化させるには、まずロックピンを引き抜いて、中間ロック位置でのロック状態を解除する必要がある。この操作は、コントローラ4からバルブタイミング可変機構3に解除指令信号を出力することで行なわれる。
Therefore, the
以上のようなロック機構を備えたバルブタイミング可変機構3は、例えば前記特許文献1により公知の機構であるので、その構造についての詳しい説明を省略する。
Since the variable
ところで、内燃機関1の始動後に、バルブタイミングの中間ロック位置へのロック、すなわち中間ロック、を解除する際は、内燃機関1の運転制御に関わる、例えば燃料噴射制御のような他のパラメータについても、並行して制御指令が出力される。これらの制御指令は、中間ロックが解除され、バルブタイミングが新たな目標バルブタイミングへと制御されることを前提に出力される。
By the way, when releasing the lock to the intermediate lock position of the valve timing after the
バルブタイミング可変機構3への解除指令信号の入力に対してアクチュエータがロックピンをロック位置から引き抜く操作がスムーズに行なわれず、中間ロックが解除されない状態が続くと、バルブタイミングと内燃機関1の運転制御に関する他のパラメータとの整合性が失われ、内燃機関1の運転性能や排気塑性に好ましくない影響を及ぼす。
If the operation of the actuator pulling out the lock pin from the lock position is not smoothly performed in response to the input of the release command signal to the variable
そこで、バルブタイミング制御装置2はロックピンのロック位置からの引き抜きが完了したかどうかを判定する機能を備えている。そのために、バルブタイミング制御装置2はクランクシャフトとカムシャフトの実回転位相差を検出する回転位相差検出センサ5を備える。コントローラ4は中間ロック解除指令信号を出力した後に目標バルブタイミングをバルブタイミング可変機構3に出力する。
Therefore, the valve
ロックピンをロック位置から引き抜き、油圧制御によりクランクシャフトとカムシャフトの回転位相差を目標バルブタイミング相当の回転位相差へと変化させるには時間を要する。そこで、コントローラ4は解除指令信号と新たな目標バルブタイミングの出力から、一定時間待機した後に、回転位相差検出センサ5が検出するクランクシャフトとカムシャフトの実回転位相差と、目標バルブタイミング相当の回転位相差とを比較し、これらのずれに基づき、ロック解除が適正に行なわれたかどうかを判定する。
It takes time to pull out the lock pin from the lock position and change the rotational phase difference between the crankshaft and the camshaft to a rotational phase difference corresponding to the target valve timing by hydraulic control. Therefore, the
待機時間は、ロックピンをロック位置から引き抜くロック解除操作の所要時間と、中間ロック位置から目標バルブタイミング相当位置へと回転位相差を変化させるのに要する時間との合計時間に基づき決定される。前者は一定であるが、後者は目標バルブタイミング相当位置と中間ロック位置との角度距離に依存する。すなわち、目標バルブタイミング相当位置の中間ロック位置からの角度距離が大きいほど、目標バルブタイミングを実現するための油圧制御に要する時間も長くなる。 The standby time is determined based on the total time of the time required for the unlocking operation to pull out the lock pin from the lock position and the time required to change the rotational phase difference from the intermediate lock position to the position corresponding to the target valve timing. The former is constant, but the latter depends on the angular distance between the target valve timing equivalent position and the intermediate lock position. That is, the greater the angular distance from the intermediate lock position of the target valve timing equivalent position, the longer the time required for hydraulic control to achieve the target valve timing.
前述のように、目標バルブタイミングの出力と並行してエンジン運転制御に関する他のパラメータの変更が行なわれることを考慮すると、待機時間は短い方が好ましい。一方、目標バルブタイミングは最進角位置から最遅角位置まで設定可能である。したがって、ロック解除の判定に確実を期すには、待機時間を中間ロック位置からの最大角度距離となる最進角位置または最遅角位置を基準に設定する必要がある。 As described above, it is preferable that the waiting time is short considering that other parameters related to engine operation control are changed in parallel with the output of the target valve timing. On the other hand, the target valve timing can be set from the most advanced position to the most retarded position. Therefore, in order to ensure the determination of unlocking, it is necessary to set the standby time on the basis of the most advanced position or the most retarded position that is the maximum angular distance from the intermediate lock position.
しかしながら、その結果、待機時間が長くなることは避けられない。 However, as a result, an increase in waiting time is inevitable.
この実施形態によるバルブタイミング制御装置2は、ロックピンのロック解除を指示する解除指令信号の出力直後に出力される目標バルブタイミングを中間ロック位置の近傍であって、かつ実回転位相差との差異を判定可能な最小の回転位相差相当値に設定する。この設定により、待機時間を可能な限り短縮することができる。なお、目標バルブタイミングの達成を確認した後に、コントローラ4はバルブタイミングを内燃機関1の運転状態に基づく新たな目標バルブタイミングへと制御する。
The valve
以上の制御を実現するために、コントローラ4は中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/O インタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
In order to realize the above control, the
次に図2と図3を参照して、以上の制御を実現するためにコントローラ4が実行する中間ロック解除ルーチンを説明する。このルーチンは、内燃機関1の運転中に例えば10ミリ秒の一定間隔で繰り返し実行される。ここでは、中間ロックの解除の対象は内燃機関1の吸気弁である。
Next, an intermediate lock release routine executed by the
図2を参照すると、ステップS1でコントローラ4は中間ロック固着フラグfAが0であるかどうかを判定する。中間ロック固着フラグfAは、ロックピンの引き抜きが適正に行なわれなかった場合に1に設定されるフラグである。中間ロック固着フラグfAの初期値は0である。
Referring to FIG. 2, in step S1, the
ステップS1の判定か肯定的な場合は、コントローラ4はS2−S4の処理を行ない、ステップS1の判定か否定的な場合は、コントローラ4は図3のステップS24−S26の処理を行なう。
If the determination in step S1 is affirmative, the
ステップS2でコントローラ4は、中間ロック解除要求フラグfBが0であるかどうかを判定する。中間ロック解除要求フラグfBは中間ロックの解除が要求されている場合に1に設定されるフラグである。中間ロック解除要求フラグfBは内燃機関1の始動によりバルブタイミング可変機構3の操作に必要な油圧の供給が可能になった時点で出力される。中間ロック解除要求フラグfBの初期値は0である。
In step S2, the
ステップS2の判定が肯定的な場合、すなわち中間ロック解除の要求が存在しない場合は、コントローラ4はステップS3の処理を行なう。ステップS2の判定が否定的な場合、すなわち中間ロック解除の要求が存在する場合は、コントローラ4はステップS5の処理を行なう。
If the determination in step S2 is affirmative, that is, if there is no intermediate lock release request, the
ステップS3で、コントローラ4は目標吸気VTC変換角tVTCiを中間ロック位相差角であるAに設定する。ここで、VTCはバルブタイミングコントロールの略称である。目標吸気VTC変換角tVTCiは、目標バルブタイミングに相当するクランクシャフトとカムシャフトの回転位相差を表す値である。コントローラ4はまた、ステップS3で中間ロック解除フラグfCを0にリセットする。中間ロック解除フラグfCは中間ロックの解除が確認された場合に1に設定されるフラグである。中間ロック解除フラグfCの初期値は0である。
In step S3, the
次のステッフS4でコントローラ4は、吸気VTCの中間ロックが解除されていないので、排気VTCの操作を禁止する。なお、このバルブタイミング制御装置2は吸気VTCの制御とともに排気VTCの制御も実行する。ステッフS4の処理の後、コントローラ4はルーチンを終了する。
In the next step S4, the
一方、ステップS5で、コントローラ4は、前回のルーチン実行時に中間ロック解除要求フラグfBが0であったか否かを判定する。ここでは、前回のルーチン実行時の中間ロック解除要求フラグをfBzで表している。判定が肯定的な場合は、コントローラ4はステップS6−S9の処理を行なう。判定が否定的な場合は、コントローラ4は図3のステップS10の処理を行なう。
On the other hand, in step S5, the
ステップS6でコントローラ4は、中間ロック解除動作の実行継続時間を計測するタイマTimerを0にリセットする。
In step S <b> 6, the
ステップS7でコントローラ4は、ロックピンを引き抜く中間ロック解除指令信号を出力する。
In step S7, the
ステップS8でコントローラ4は、目標吸気VTC変換角tVTCiを、中間ロック位置相差角Aの近傍であって中間ロック位相差角Aより遅角側の回転位相差角Bに設定する。回転位相差角Bは、中間ロックが確実に解除されたことを判定可能な最小距離だけ中間ロック位相差角Aから離れた回転位相差角に設定される。中間ロックが確実に解除されたことを判定可能かどうかは、回転位相差検出センサ5の分解能と検出誤差に依存する。回転位相差角Bの値はしたがってこれらの要素を考慮して決定される。
In step S8, the
ここで、解除指令信号の出力の直後に目標吸気VTC変換角tVTCiを中間ロック位置位相差角Aと異なる回転位相差角Bに設定する理由を説明する。 Here, the reason why the target intake VTC conversion angle tVTCi is set to the rotational phase difference angle B different from the intermediate lock position phase difference angle A immediately after the output of the release command signal will be described.
中間ロック解除指令信号の入力に応じてバルブタイミング可変機構3では油圧アクチュエータに油圧が供給され、油圧アクチュエータがロックピンをバネに抗して貫入孔から引き抜こうとする。直後に目標吸気VTC変換角tVTCiが回転位相差角Bに設定されると、バルブタイミング可変機構3は実目標吸気VTC変換角rVTCiを回転位相差角Bに近づけようとすることで、ロックピンに横断方向の力を及ぼす。この横断方向の力はロックピンが貫入している貫入孔の壁面とロックピンとの摩擦抵抗を増大させる。一方、カムシャフトはカムがバルブに連なるロッカアームを乗り越える際に大きな反力を受ける。この反力は摩擦抵抗を減少させる。結果として、ロックピンの摩擦抵抗は増減を繰り返し、油圧アクチュエータによるロックピンの引き抜きは摩擦抵抗が減じる都度、段階的に行なわれる。
In response to the input of the intermediate unlock command signal, the variable
単純にロックピンの引き抜きやすさを考慮するのであれば、目標吸気VTC変換角tVTCiを中間ロック位置位相差角Aに維持してロックピンを引き抜くことが望ましい。しかしながら、その場合には、目標吸気VTC変換角tVTCiを回転位相差角Bへと制御するタイミングが遅くなり、結果として、中間ロック解除の判定にも遅れが生じることになる。解除指令信号の出力直後に目標吸気VTC変換角tVTCiを回転位相差角Bに設定することで中間ロック解除の判定を早期に行なうことが可能となる。 If the ease of pulling out the lock pin is taken into consideration, it is desirable to pull out the lock pin while maintaining the target intake VTC conversion angle tVTCi at the intermediate lock position phase difference angle A. However, in that case, the timing for controlling the target intake VTC conversion angle tVTCi to the rotational phase difference angle B is delayed, and as a result, the determination of the intermediate lock release is also delayed. By setting the target intake VTC conversion angle tVTCi to the rotational phase difference angle B immediately after the output of the release command signal, it is possible to determine intermediate lock release at an early stage.
さて、ステップS8の処理の後、コントローラ4はステップS9で、排気VTCの操作を禁止した後ルーチンを終了する。
Now, after the processing of step S8, the
図3を参照すると、ステップS10で、コントローラ4は、中間ロック解除フラグfCが0であるかどうかを判定する。判定が肯定的な場合、すなわち中間ロックが解除されていない場合は、コントローラ4はステップS11の処理を行なう。一方、ステップS10の判定が否定的な場合、すなわち中間ロックが解除されている場合は、コントローラ4はステップS22とS23の処理を行なう。
Referring to FIG. 3, in step S <b> 10, the
ステップS11でコントローラ4は、タイマTimerが所定時間Tthに達していないかどうかを判定する。所定時間Tthは、中間ロック位置にロックピンが固着しているかどうかを判定するために必要なしきい値である。所定時間Tthはあらかじめ次のように設定される。
In step S11, the
ロックピンを引き抜きが完了すると、バルブタイミング可変機構3による吸気VTCのバルブタイミング、すなわちクランクシャフトとカムシャフトの回転位相差の変更が可能になる。これにより、回転位相差検出センサ5が検出するクランクシャフトとカムシャフトの実回転位相差が目標値の回転位相差角Bに接近する。このプロセスについて、実回転位相差が回転位相差角Bに実質的に等しくなるまでの時間を実験またはシミュレーションに基づき若干の余裕を見て決定した値が所定時間Tthである。
When the extraction of the lock pin is completed, the valve timing of the intake VTC by the variable
このバルブタイミング制御装置2においては、回転位相差角Bを中間ロック位置位相差角Aの近傍であって中間ロック位相差角Aより遅角側の値に設定している。回転位相差角Bは、中間ロック位相差角Aに対して中間ロックが確実に解除されたことを判定可能な最小角度だけしか離れていないので、最大進角位置あるいは最小進角位置と比較して、中間ロック位置Aに極めて近い位置にある。そのため、中間ロック位置位相差角Aから回転位相差角Bへの回転位相差の制御は短時間で行なうことができ、所定時間Tthを小さな値に設定することが可能である。
In this valve
ステップS11の判定が肯定的な場合は、コントローラ4はステップS12の処理を行なう。判定が否定的な場合は、コントローラ4はステップS19の処理を行なう。
If the determination in step S11 is affirmative, the
ステップS12でコントローラ4は、ロックピンを引き抜く解除指令信号の出力を継続する。ステップS13でコントローラ4は、目標吸気VTC変換角tVTCiを回転位相差角Bに維持する。
In step S12, the
次のステップS14でコントローラ4は、目標吸気VTC変換角tVTCiである回転位相差角Bと、回転位相差検出センサ5が検出した実吸気VTC変換角rVTCiとの差の絶対値が、しきい値Cを超えているどうかを判定する。ここで、実吸気VTC変換角rVTCiはクランクシャフトとカムシャフトの実回転位相差を表す値である。
In the next step S14, the
判定が肯定的な場合に、コントローラ4はステップS15でタイマTimerの前回値TimerzにインクリメントΔTを加えることでタイマ値を更新する。
When the determination is positive, the
次のステップS16でコントローラ4は、排気VTCの操作を禁止した後ルーチンを終了する。
In the next step S16, the
一方、ステップS14の判定が否定的な場合は、回転位相差角Bと、回転位相差検出センサ5が検出した実吸気VTC変換角rVTCiとの差の絶対値がしきい値C以下であることを意味する。その場合にコントローラ4は、ステップS17で中間ロック解除フラグfCを、中間ロック解除完了を意味する1にセットする。次のステップS18で、排気VTCの操作を許可した後、コントローラ4はルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination in step S14 is negative, the absolute value of the difference between the rotational phase difference angle B and the actual intake VTC conversion angle rVTCi detected by the rotational phase
ステップS11に戻ると、タイマTimerが所定時間Tthに達するとステップS11の判定は否定的に転じる。この場合には、コントローラ4はステップS19−S21の処理を行なう。
Returning to step S11, when the timer Timer reaches the predetermined time Tth, the determination in step S11 turns negative. In this case, the
ステップS19でコントローラ4は、目標吸気VTC変換角tVTCiを吸気VTC変換角VTCi0に設定する。吸気VTC変換角VTCi0は通常運転時の内燃機関1のバルブタイミングに相当し、内燃機関1の運転状態に応じて変化する値である。ここで、目標吸気VTC変換角tVTCiを吸気VTC変換角VTCi0に設定するのは次の理由による。
In step S19, the
ステップS19が実行されるのは、中間ロック解除が所定時間Tth以内に完了しなかった場合であり、ロックピンの貫入孔からの引き抜きに失敗したことを意味する。この場合に、目標吸気VTC変換角tVTCiを中間ロック解除時の回転位相差角Bから吸気VTC変換角VTCi0に変更することで、ロックピンに作用する荷重が変化し、結果としてロックピンの引き抜きに成功する可能性があるからである。 Step S19 is executed when the intermediate lock release is not completed within the predetermined time Tth, which means that the lock pin has failed to be pulled out from the penetration hole. In this case, by changing the target intake VTC conversion angle tVTCi from the rotational phase difference angle B when the intermediate lock is released to the intake VTC conversion angle VTCi0, the load acting on the lock pin changes, and as a result, the lock pin is pulled out. Because there is a possibility of success.
次のステップS20でコントローラ4は中間ロック固着フラグfAを、固着を表す1にセットする。
In the next step S20, the
次のステップS21で、排気VTCの操作を禁止した後、コントローラ4はルーチンを終了する。ステップS19−S21の処理が、中間ロック解除に失敗した場合の処理に相当する。
In the next step S21, after prohibiting the operation of the exhaust VTC, the
ステップS10に戻ると、中間ロック解除フラグfCが0でない場合、すなわち、中間ロック解除が確認された場合は、コントローラ4はステップS22とS23の処理を行なう。
Returning to step S10, if the intermediate lock release flag fC is not 0, that is, if the intermediate lock release is confirmed, the
ステップS22でコントローラ4は、目標吸気VTC変換角tVTCiを吸気VTC変換角VTCi0に設定する。
In step S22, the
次のステップS23で、排気VTCの操作を禁止した後、コントローラ4はルーチンを終了する。
In the next step S23, after prohibiting the operation of the exhaust VTC, the
ステップS1に戻ると、中間ロック固着フラグfAが0でない場合、すなわち、中間ロック解除に失敗したと判定された場合、コントローラ4はステップS24−S26の処理を行なう。この処理は、ステップS19−S21の処理が行なわれた後のルーチン実行において実行される。
Returning to step S1, if the intermediate lock fixing flag fA is not 0, that is, if it is determined that the intermediate lock release has failed, the
ステップS24でコントローラ4は車両の室内に設けた警告灯に点灯する。これにより車両のドライバに内燃機関1の整備が必要であることを知らせる。
In step S24, the
次のステップS25で、コントローラ4は目標吸気VTC変換角tVTCiを吸気VTC変換角VTCi0に維持する。
In the next step S25, the
次のステップS26で、排気VTCの操作禁止を継続した後、コントローラ4はルーチンを終了する。
In the next step S26, after the prohibition of the operation of the exhaust VTC is continued, the
以上の中間ロック解除ルーチンにおいて、ステップS3とS4が、中間ロック解除要求が発せられる前の処理に相当する。ステップS6−S9が、中間ロック解除要求が発せられた直後の処理に相当する。ステップS12−S16が、中間ロック解除操作に相当する。ステップS17−S18が中間ロック解除確認直後の処理に相当する。ステップS22とS23が、中間ロック解除を確認した場合の次回以降のルーチン実行時の処理に相当する。ステップS19−S21が、中間ロック解除に失敗したと判定した直後の処理に相当する。ステップS24−S26が、中間ロック解除に失敗したと判定した場合の次回目以降のルーチン実行時の処理に相当する。 In the above intermediate lock release routine, steps S3 and S4 correspond to the process before the intermediate lock release request is issued. Steps S6 to S9 correspond to processing immediately after the intermediate lock release request is issued. Steps S12 to S16 correspond to an intermediate lock release operation. Steps S17 to S18 correspond to the processing immediately after the intermediate lock release confirmation. Steps S22 and S23 correspond to processing at the time of routine execution after the next time when intermediate lock release is confirmed. Steps S19 to S21 correspond to processing immediately after determining that the intermediate lock release has failed. Steps S24 to S26 correspond to processing at the time of routine execution after the next time when it is determined that the intermediate lock release has failed.
図4と図5を参照して、中間ロック解除ルーチンの実行結果を説明する。 The execution result of the intermediate lock release routine will be described with reference to FIGS.
図4は、所定時間Tth内に中間ロック解除が完了する場合の状況を示す。図5は、所定時間Tth内に中間ロック解除が完了せず、中間ロック解除に失敗したと判定される場合の状況を示す。 FIG. 4 shows a situation where the intermediate lock release is completed within the predetermined time Tth. FIG. 5 shows a situation where it is determined that the intermediate lock release has not been completed within the predetermined time Tth and the intermediate lock release has failed.
図4を参照すると、内燃機関1の始動後、時刻t1に中間ロック解除要求が入力され、中間ロック解除要求フラグfBが要求なしを示す0から要求有りを示す1に転じる。その結果、ステップS6−S9の処理が行なわれ、ロックピンの解除指令信号が出力されるとともに、タイマTimerのカウントが開始される。また、目標吸気VTC変換角tVTCiがそれまでの中間ロック位置位相差角Aから、中間ロック位置相差角Aの近傍であって中間ロック位相差角Aより遅角側の位相差角Bに変更される。また、排気VTCの操作禁止が維持される。
Referring to FIG. 4, after the
次回以降のルーチン実行においては、ステップS12とS13とS16でこの状態が維持される。一方、ステップS11でタイマTimerが所定時間Tthに達したかどうか、ステップS14で回転位相差角Bと実吸気VTC変換角rVTCiとの差の絶対値が、しきい値Cを超えているどうかを判定する。 In the routine execution after the next time, this state is maintained in steps S12, S13, and S16. On the other hand, whether or not the timer Timer has reached the predetermined time Tth in step S11, and whether or not the absolute value of the difference between the rotational phase difference angle B and the actual intake VTC conversion angle rVTCi exceeds the threshold value C in step S14. judge.
ロックピンの引き抜きが完了すると、実吸気VTC変換角rVTCiは、図の吸気VTCの破線に示すように、目標値の回転位相差角Bに急速に追随する。その結果、時刻t2にステップS14で回転位相差角Bと実吸気VTC変換角rVTCiとの差の絶対値が、しきい値C以下となる。これにより、中間ロック解除が完了したと判定され、ステップS17で中間ロック解除判定フラグfCが1にセットされる。また、ステップS18で排気VTC操作が許可され、さらに次回のルーチン実行において、ステップS22で目標吸気VTC変換角tVTCiが吸気VTC変換角VTCi0に設定される。 When the lock pin is completely pulled out, the actual intake VTC conversion angle rVTCi rapidly follows the rotational phase difference angle B of the target value as shown by the broken line of the intake VTC in the drawing. As a result, the absolute value of the difference between the rotational phase difference angle B and the actual intake VTC conversion angle rVTCi becomes equal to or less than the threshold value C at time t2 in step S14. Thereby, it is determined that the intermediate lock release is completed, and the intermediate lock release determination flag fC is set to 1 in step S17. In step S18, the exhaust VTC operation is permitted, and in the next routine execution, the target intake VTC conversion angle tVTCi is set to the intake VTC conversion angle VTCi0 in step S22.
この処理の結果、時刻t2以降は、吸気VTCと排気VTCがともに内燃機関1の運転状態に応じたバルブタイミングとなるように操作される。
As a result of this processing, after time t2, both the intake VTC and the exhaust VTC are operated so as to have valve timings according to the operating state of the
図5を参照すると、時刻t1に中間ロック解除要求フラグfBが0から1に転じるまでの状況は図4のタイミングチャートと同じである。時刻t1以降も、図4のタイミングチャートと同様に、ステップS12とS13とS16で中間ロック解除操作が行なわれる。しかしながら、ロックピンの引き抜きが適正に行なわれないため、実吸気VTC変換角rVTCiは、図の吸気VTCの破線に示されるように、中間ロック位置相差角Aから変化しない。 Referring to FIG. 5, the situation until the intermediate lock release request flag fB changes from 0 to 1 at time t1 is the same as the timing chart of FIG. After time t1, the intermediate lock release operation is performed in steps S12, S13, and S16 as in the timing chart of FIG. However, since the lock pin is not properly pulled out, the actual intake VTC conversion angle rVTCi does not change from the intermediate lock position phase difference angle A as shown by the broken line of the intake VTC in the figure.
時刻t3にタイマTimerが所定時間Tthに達すると、ステップS11の判定が否定的に転じ、ステップS22で、目標吸気VTC変換角tVTCiが吸気VTC変換角VTCi0に設定され、ステップS20で中間ロック固着フラグfAが固着を表す1にセットされる。さらに、ステップS21で目標吸気VTC変換角tVTCiが吸気VTC変換角VTCi0に維持され、ステップS26で排気VTCの操作禁止が維持される。 When the timer Timer reaches the predetermined time Tth at time t3, the determination in step S11 is negative, the target intake VTC conversion angle tVTCi is set to the intake VTC conversion angle VTCi0 in step S22, and the intermediate lock fixing flag is set in step S20. fA is set to 1 representing sticking. Further, the target intake VTC conversion angle tVTCi is maintained at the intake VTC conversion angle VTCi0 in step S21, and the prohibition of operation of the exhaust VTC is maintained in step S26.
以上のように、このバルブタイミング制御装置2は、中間ロック解除操作における目標回転位相差である目標吸気VTC変換角tVTCiを、実回転位相差が目標回転位相差との差異が所定値以上であることを判定可能な回転位相差の最小のずれに相当する、中間ロック位置からの回転位相差角Bに設定している。
As described above, the valve
そのため、中間ロック解除の確認に要する時間が短縮され、中間ロック解除指令から短時間で中間ロック解除が適正に行なわれたかどうかを判定することができる。中間ロック解除指令と並行して内燃機関1の運転制御に関する他のパラメータの変更が出力される場合でも、中間ロック解除が完了したかどうかを短時間で判定できるため、中間ロック解除に失敗した場合でも、中間ロック解除を前提としたパラメータの変更を早期に解消することが可能となり、中間ロック解除を前提としたパラメータの変更の影響を最小限に留めることができる。
Therefore, the time required for confirming the intermediate lock release is shortened, and it is possible to determine whether the intermediate lock release has been properly performed in a short time from the intermediate lock release command. Even if a change in other parameters related to operation control of the
また、中間ロック解除に失敗したと判定した場合、このバルブタイミング制御装置2は、目標回転位相差である目標吸気VTC変換角tVTCiを内燃機関1の運転状態に基づく目標値VTCi0に設定している。この設定により、中間ロック解除に失敗したと判定した場合でも、目標吸気VTC変換角tVTCiの値が変わることで、ロックピンに加わる荷重が変化し、ロックピンの引き抜きに成功する可能性を高めることができる。
When it is determined that the intermediate lock release has failed, the valve
このバルブタイミング制御装置2は、吸気弁を開閉する2個の部材の実回転位相差と目標回転位相差との差異が所定値以下にならない限り、排気弁のバルブタイミングの操作を禁止している。つまり、中間ロック解除が確認されない限り、排気弁のバルブタイミングの操作は禁止される。したがって、吸気弁のバルブタイミング操作が不可能な状態で、排気弁のバルブタイミングのみが操作されることで生じる制御の不整合を防止することができる。
This valve
さらに、このバルブタイミング制御装置2においては、中間ロック解除の判定に与える時間を回転位相差角Bに基づき設定された所定時間Tthに制限している。これにより中間ロック解除の確認を短時間で行なうことが可能となる。
Furthermore, in this valve
以上のように、この発明を特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、特許請求の範囲で上記の実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。 As described above, the present invention has been described through specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments. A person skilled in the art can make various modifications or changes to the above-described embodiments within the scope of the claims.
例えば、上記の実施形態では吸気弁のバルブタイミングを固定する中間ロックの解除の判定にこの発明を適用しているが、排気弁のバルブタイミンクを固定する中間ロックの解除の判定にこの発明を適用することも可能である。 For example, in the above embodiment, the present invention is applied to the determination of the release of the intermediate lock that fixes the valve timing of the intake valve, but the present invention is applied to the determination of the release of the intermediate lock that fixes the valve timing of the exhaust valve. It is also possible to do.
また、このバルブタイミング制御装置2においては、中間ロック固着フラグfAが1に設定された後にロックピンの引き抜きが完了することもあり得る。したがって、コントローラ4は、所定時間Tthが経過して中間ロックの解除に失敗したと判定した後も、実回転位相差の検出と、実回転位相差と目標回転位相差の差異の判定を継続して行なっても良い。そして、これらの差異の絶対値が所定値C以下となったら、中間ロック固着フラグfAを0にリセットする。
Further, in this valve
1 内燃機関
2 バルブタイミング制御装置
3 バルブタイミング可変機構
4 コントローラ
5 回転位相差検出センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
外部からの中間ロック解除要求の入力に応じて、前記2個の部材の一方から他方へと貫入したロックピンを引き抜く中間ロック解除指令を前記バルブタイミング可変機構に出力し、
中間ロック解除指令の出力後、前記2個の部材の回転位相差が所定の目標回転位相差となるように前記バルブタイミング可変機構を制御し、
前記2個の部材の実回転位相差を検出し、
前記2個の部材の回転位相差が所定の目標回転位相差となるように前記バルブタイミング可変機構を制御した後、前記実回転位相差と前記目標回転位相差との差異が所定値以下とならない場合に、中間ロック解除が完了していないと判定する、よう構成されるとともに、
前記目標回転位相差は、前記実回転位相差が前記目標回転位相差と異なることを判定可能な回転位相差の最小のずれに相当する前記中間ロック位置からの回転位相差角に設定される、ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The valve timing of the internal combustion engine is changed according to the rotational phase difference between the two members, and the valve timing is intermediately locked by inserting a lock pin from one of the two members to the other at a predetermined intermediate lock position. In a valve timing control device for an internal combustion engine comprising a variable valve timing mechanism with a lock pin that locks in position,
In response to an input of an intermediate lock release request from the outside, an intermediate lock release command for pulling out a lock pin penetrating from one of the two members to the other is output to the valve timing variable mechanism,
After the output of the intermediate lock release command, the valve timing variable mechanism is controlled so that the rotational phase difference between the two members becomes a predetermined target rotational phase difference,
Detecting an actual rotational phase difference between the two members;
After controlling the valve timing variable mechanism so that the rotational phase difference between the two members becomes a predetermined target rotational phase difference, the difference between the actual rotational phase difference and the target rotational phase difference does not become a predetermined value or less. And is configured to determine that the intermediate unlock has not been completed,
The target rotational phase difference is set to a rotational phase difference angle from the intermediate lock position corresponding to a minimum deviation of the rotational phase difference capable of determining that the actual rotational phase difference is different from the target rotational phase difference. A valve timing control device for an internal combustion engine.
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| JP2013138598A JP6186953B2 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Valve timing control device for internal combustion engine |
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