JP2008008283A - Control device of vane type variable valve timing adjusting mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ、各油圧室からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置に関する発明である。 The present invention is a vane type variable valve timing adjustment in which a check valve for preventing a backflow of hydraulic oil from each hydraulic chamber is provided in each of a hydraulic supply oil passage in an advance chamber and a hydraulic supply oil passage in a retard chamber. This invention relates to a mechanism control device.
近年、車両に搭載される内燃機関(エンジン)においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング(カム軸の変位角)を可変する可変バルブタイミング調整機構を採用したものが増加しつつある。例えば、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の基本的な構成は、特許文献1(特開2001−159330号公報)に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジングと、吸気バルブ(又は排気バルブ)のカム軸に連結されたベーンロータとを同軸状に配置し、ハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をベーンロータ外周側のベーン(羽根部)で進角室と遅角室とに区画する。そして、各油圧室の油圧を油圧制御弁で制御して、ハウジングに対してベーンロータを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の変位角(カム軸位相)を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。 In recent years, in internal combustion engines (engines) mounted on vehicles, variable valve timing that varies the valve timing (cam shaft displacement angle) of intake valves and exhaust valves for the purpose of improving output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust emissions. The number of machines that employ adjustment mechanisms is increasing. For example, the basic configuration of a vane type variable valve timing adjustment mechanism is, as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-159330), a housing that rotates in synchronization with an engine crankshaft, an intake valve ( Or a vane rotor connected to a camshaft of an exhaust valve) is coaxially arranged, and a plurality of vane storage chambers formed in the housing are advanced and retarded chambers by vanes (blade portions) on the outer periphery side of the vane rotor. Divide into Then, by controlling the hydraulic pressure in each hydraulic chamber with a hydraulic control valve and rotating the vane rotor relative to the housing, the camshaft displacement angle (camshaft phase) with respect to the crankshaft is changed to change the valve timing. Variable control is performed.
このようなベーン式の可変バルブタイミング調整機構では、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるフリクショントルクの変動がベーンロータに伝わり、それによって、ベーンロータに対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータが遅角方向にトルク変動を受けると、進角室の作動油が進角室から押し出される圧力を受け、また、ベーンロータが進角方向にトルク変動を受けると、遅角室の作動油が遅角室から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源から供給される油圧が低い低回転領域では、進角室に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図3に点線で示すように、ベーンロータが上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標変位角に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。 In such a vane type variable valve timing adjustment mechanism, when the intake valve or exhaust valve is driven to open or close during engine operation, the fluctuation of the friction torque received by the camshaft from the intake valve or exhaust valve is transmitted to the vane rotor, thereby Torque fluctuations in the retard direction and the advance direction act on the vane rotor. As a result, when the vane rotor receives torque fluctuations in the retarding direction, the hydraulic oil in the advance chamber receives pressure that is pushed out of the advance chambers, and when the vane rotor receives torque fluctuations in the advance direction, The hydraulic oil is subjected to pressure that is pushed out of the retard chamber. For this reason, in the low rotation region where the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pressure supply source is low, even if it is attempted to advance the camshaft displacement angle by supplying hydraulic pressure to the advance chamber, as shown by the dotted line in FIG. Is pushed back in the retarded direction due to the torque fluctuation, and there is a problem that the response time until reaching the target displacement angle becomes long.
この問題を解決するために、特許文献2(特開2003−106115号公報)に示すように、遅角室の油圧供給油路と進角室の油圧供給油路にそれぞれ逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けても遅角室や進角室からの作動油の逆流を逆止弁によって防止することで、図3に実線で示すように、可変バルブタイミング制御中にベーンロータが目標変位角の方向とは逆方向に戻されることを防止して、可変バルブタイミング制御の応答性を向上させることが考えられている。 In order to solve this problem, as shown in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-106115), a check valve is provided in each of the hydraulic supply oil passage in the retard chamber and the hydraulic supply oil passage in the advance chamber, Even if the vane rotor is subjected to torque fluctuations, the check valve prevents the hydraulic oil from flowing backward from the retard chamber or advance chamber, and as shown by the solid line in FIG. It is considered to improve the responsiveness of the variable valve timing control by preventing it from returning in the direction opposite to the corner direction.
この特許文献2の可変バルブタイミング調整機構では、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁(スプール式電磁弁)に、各油圧室のドレーン油路を開閉するドレーン切替弁としての機能を一体化した構成となっている。そして、この油圧制御弁の駆動電流を制御することで、各油圧室に供給する油圧を制御すると同時に、各油圧室のドレーン油路の開放/閉鎖の切り替えを制御して、いずれかの油圧室の油圧を抜く必要があるときに、その油圧室のドレーン油路を開放して当該ドレーン油路を通して油圧を速やかに抜くことができるようにしている。
In the variable valve timing adjusting mechanism of
また、近年の内燃機関においては、更なる性能向上を目的として、可変バルブタイミング調整機構に加えて、更に吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量を変化させる油圧駆動式の可変バルブリフト機構を搭載したものがある。
しかし、上述した逆止弁付きの可変バルブタイミング調整機構と可変バルブリフト機構の両方に共通の油圧供給源で油圧を供給するシステムでは、可変バルブリフト機構のリフト制御によって可変バルブリフト機構に供給する油圧が変化すると、その影響を受けて可変バルブタイミング調整機構に供給する油圧が変動して、実バルブタイミング(カム軸の実変位角)が変動する可能性がある。 However, in the above-described system that supplies hydraulic pressure with a common hydraulic pressure supply source to both the variable valve timing adjustment mechanism with a check valve and the variable valve lift mechanism, the variable valve lift mechanism supplies the variable valve lift mechanism with lift control. When the oil pressure changes, the oil pressure supplied to the variable valve timing adjusting mechanism varies under the influence thereof, and the actual valve timing (actual displacement angle of the camshaft) may fluctuate.
この現象を具体的にすると、図8(b)に示すように、可変バルブタイミング調整機構(VCT)の遅角動作中は、遅角室からの作動油の逆流を防止するために、遅角室側のドレーン切替弁を閉弁して遅角室側の逆止弁を機能させる状態にすると共に、進角室から作動油をスムーズに排出するために、進角室側のドレーン切替弁を開弁して進角室側の逆止弁を機能させない状態に制御するが、この遅角動作中に、可変バルブリフト機構(VVL)のリフト制御の影響で可変バルブタイミング調整機構に供給する油圧が低下すると、上記遅角制御により進角室側の逆止弁が機能しない状態になっているため、図9(b)に示すように、進角室の油圧が一時的に急低下して実バルブタイミングが一時的に遅角方向に変動する可能性がある。 Specifically, as shown in FIG. 8 (b), during the retarding operation of the variable valve timing adjustment mechanism (VCT), the retarding angle is prevented in order to prevent backflow of hydraulic oil from the retarding chamber, as shown in FIG. In order to close the drain switch valve on the chamber side so that the check valve on the retard chamber side functions, and to smoothly discharge the hydraulic oil from the advance chamber, the drain switch valve on the advance chamber side The valve is opened and controlled so that the check valve on the advance angle chamber side does not function. During this retarding operation, the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing adjustment mechanism due to the lift control of the variable valve lift mechanism (VVL) When the pressure decreases, since the check valve on the advance chamber side does not function due to the retard control, as shown in FIG. 9B, the hydraulic pressure in the advance chamber temporarily decreases suddenly. There is a possibility that the actual valve timing temporarily fluctuates in the retarding direction.
一方、図8(c)に示すように、可変バルブタイミング調整機構の進角動作中は、進角室からの作動油の逆流を防止するために、進角室側のドレーン切替弁を閉弁して進角室側の逆止弁を機能させる状態にすると共に、遅角室から作動油をスムーズに排出するために、遅角室側のドレーン切替弁を開弁して遅角室側の逆止弁を機能させない状態に制御するが、この進角動作中に、可変バルブリフト機構のリフト制御の影響で可変バルブタイミング調整機構に供給する油圧が上昇すると、上記進角制御により遅角室側の逆止弁が機能しない状態になっているため、図10(c)に示すように、進角室の油圧上昇により遅角室の油圧が一時的に急低下して実バルブタイミングが一時的に進角方向に変動する可能性がある。 On the other hand, as shown in FIG. 8 (c), during advance operation of the variable valve timing adjustment mechanism, in order to prevent backflow of hydraulic oil from the advance chamber, the drain switch valve on the advance chamber side is closed. In order to make the check valve on the advance chamber side function, and to smoothly discharge the hydraulic oil from the retard chamber, the drain switch valve on the retard chamber side is opened and the retard chamber side is opened. The check valve is controlled so as not to function, but during this advance operation, if the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing adjustment mechanism rises due to the lift control of the variable valve lift mechanism, the advance valve controls the retard chamber. Since the check valve on the side does not function, as shown in FIG. 10 (c), the hydraulic pressure in the retarded chamber temporarily decreases suddenly due to the hydraulic pressure in the advanced chamber, and the actual valve timing temporarily changes. There is a possibility that it will fluctuate in the advance direction.
また、上述した逆止弁付きの可変バルブタイミング調整機構の油圧回路と可変バルブリフト機構の油圧回路を分離したシステムの場合でも、可変バルブリフト機構のリフト制御によってカム軸のトルクが変動したときに、その影響で可変バルブタイミング調整機構の逆止弁が機能していない側の油圧室から作動油が押し出されて、実バルブタイミングが変動する可能性がある。 Even in the case of a system in which the hydraulic circuit of the variable valve timing adjustment mechanism with a check valve described above and the hydraulic circuit of the variable valve lift mechanism are separated, the torque of the camshaft fluctuates due to lift control of the variable valve lift mechanism. As a result, hydraulic oil may be pushed out from the hydraulic chamber on the side where the check valve of the variable valve timing adjusting mechanism is not functioning, and the actual valve timing may fluctuate.
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、可変バルブタイミング調整機構に供給する油圧やカム軸のトルクを変動させる要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動することを防止でき、安定したバルブタイミング制御を実現することができるベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of these circumstances. Therefore, the purpose of the present invention is to determine the actual valve timing due to the influence of the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing adjustment mechanism and the operating state of the elements that vary the torque of the camshaft. It is an object of the present invention to provide a control device for a vane type variable valve timing adjustment mechanism that can prevent fluctuation and can realize stable valve timing control.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構(以下「VCT」と表記する)のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも1つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室(「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する)からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にそれぞれドレーン切替弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、制御手段によってVCTの実変位角を目標変位角に一致させるように油圧制御弁を制御して各油圧室の油圧を可変すると共に各油圧室のドレーン切替弁の開閉を制御して各油圧室の逆止弁を機能させる状態と機能させない状態との間で切り替え、バルブタイミング変動防止制御手段によってVCTに供給する油圧及び/又は内燃機関のカム軸のトルクを変動させる要素(以下「油圧・カム軸トルク変動要素」という)の動作状態に基づいてVCTの実変位角の変動を防止するように各油圧室のドレーン切替弁と逆止弁の状態を制御するバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of vane storage chambers formed in a housing of a vane type variable valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as “VCT”) are advanced by the vanes. Each chamber is divided into a corner chamber and a retard chamber, and each of the hydraulic chambers (“hydraulic chamber” is referred to as “advanced chamber”) in each of the advance chamber and the retard chamber chamber of at least one vane storage chamber. A check valve is provided to prevent backflow of hydraulic oil from the “corner chamber” and “retard chamber”, and the check valve is bypassed in the hydraulic oil supply passage of each hydraulic chamber. In the control device of the vane type variable valve timing adjusting mechanism in which the drain oil passages are provided in parallel and each drain oil passage is provided with a drain switching valve, the actual displacement angle of the VCT is made to coincide with the target displacement angle by the control means. hydraulic Control the control valve to vary the hydraulic pressure in each hydraulic chamber and control the opening and closing of the drain switching valve in each hydraulic chamber to switch between the state where the check valve in each hydraulic chamber is functioning and the state where it is not functioning, The actual displacement angle of the VCT is determined based on the operating state of the hydraulic pressure supplied to the VCT by the timing fluctuation prevention control means and / or the element that varies the camshaft torque of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “hydraulic / camshaft torque fluctuation element”). Valve timing fluctuation prevention control for controlling the state of the drain switching valve and the check valve in each hydraulic chamber so as to prevent fluctuation is executed.
このようにすれば、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧やカム軸トルクが変動しても、その変動によって発生するVCTの実変位角の変動を防止するように進角室側や遅角室側の逆止弁の状態(つまりドレーン切替弁の開閉状態)を制御することができるため、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動することを防止でき、安定したバルブタイミング制御を実現することができる。 In this way, even if the hydraulic pressure or camshaft torque supplied to the VCT fluctuates due to the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, fluctuations in the actual displacement angle of the VCT caused by the fluctuations are prevented. In addition, the state of the check valve on the advancing chamber side and the retarding chamber side (that is, the open / close state of the drain switching valve) can be controlled, so the actual valve timing is affected by the operating state of the hydraulic and camshaft torque fluctuation elements. Fluctuation can be prevented and stable valve timing control can be realized.
本発明は、請求項2のように、油圧・カム軸トルク変動要素として、内燃機関の吸気バルブ及び/又は排気バルブのバルブリフト量を変化させる油圧駆動式の可変バルブリフト機構を備えたシステムに適用しても良い。このようにすれば、VCTと可変バルブリフト機構とを搭載したシステムにおいて、可変バルブリフト機構の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動することを防止でき、可変バルブリフト機構の動作状態に左右されずに、安定したバルブタイミング制御を実現することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a system including a hydraulically driven variable valve lift mechanism for changing a valve lift amount of an intake valve and / or an exhaust valve of an internal combustion engine as a hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element. It may be applied. In this way, in a system equipped with a VCT and a variable valve lift mechanism, it is possible to prevent the actual valve timing from fluctuating due to the influence of the operation state of the variable valve lift mechanism, and it depends on the operation state of the variable valve lift mechanism. Therefore, stable valve timing control can be realized.
また、請求項3のように、VCTを進角動作させる場合は、作動油を流入させる進角室側のドレーン切替弁を閉じて進角室側の逆止弁を機能させると共に、作動油が排出される遅角室側のドレーン切替弁を開いて遅角室側の逆止弁を機能させないように制御し、VCTを遅角動作させる場合は、作動油を流入させる遅角室側のドレーン切替弁を閉じて遅角室側の逆止弁を機能させると共に、作動油が排出される進角室側のドレーン切替弁を開いて進角室側の逆止弁を機能させないように制御すると良い。 Further, when the VCT is advanced as in claim 3, the advance chamber side drain switching valve for allowing the hydraulic oil to flow in is closed to function the advance chamber side check valve, and the hydraulic oil is When the drain switching valve on the retarding chamber side to be discharged is opened and the check valve on the retarding chamber side is controlled so as not to function and the VCT is retarded, the drain on the retarding chamber side into which hydraulic oil flows is supplied. When the control valve is closed so that the check valve on the retard chamber side functions and the drain switch valve on the advance chamber side from which hydraulic fluid is discharged is opened so that the check valve on the advance chamber side does not function good.
このようにすれば、油圧供給源から供給される油圧が低くなる低回転領域においても、進角動作時には、ベーンロータの遅角方向へのトルク変動に対して進角室からのオイルの逆流を逆止弁により防止しながら進角室に油圧を効率良く供給して進角応答性を向上させることができ、同様に、遅角動作時には、ベーンロータの進角方向へのトルク変動に対して遅角室からのオイルの逆流を逆止弁により防止しながら遅角室に油圧を効率良く供給して遅角応答性を向上させることができる。 In this way, even in the low rotation region where the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pressure supply source is low, the reverse flow of oil from the advance chamber is reversed against the torque fluctuation in the retard direction of the vane rotor during the advance operation. While preventing by a stop valve, hydraulic pressure can be efficiently supplied to the advance chamber to improve the advance angle response. Similarly, during the retard operation, the retard angle against the torque fluctuation in the advance direction of the vane rotor is retarded. While preventing back flow of oil from the chamber by a check valve, the hydraulic pressure can be efficiently supplied to the retard chamber and the retard response can be improved.
更に、VCTの実変位角を目標変位角に保持する保持動作させる場合は、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を機能させるように制御すると良い。このようにすれば、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動によってベーンロータに対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用しても、進角室と遅角室の両方の作動油の逆流を逆止弁により防止して、ベーンをその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させることができる。 Further, when holding the actual displacement angle of the VCT at the target displacement angle, both the advance angle chamber side and the retard angle chamber side drain switching valves are closed and both the advance angle chamber side and the retard angle chamber side are closed. It is preferable to control the check valve to function. In this way, even if torque fluctuations acting on the vane rotor in the retarding direction and the advancement direction act on the vane rotor due to the torque fluctuations received by the camshaft from the intake valve or the exhaust valve, The backflow of the hydraulic oil can be prevented by the check valve, the hydraulic pressure for holding the vane from both sides can be prevented from being lowered, and the holding stability can be improved.
この場合、バルブタイミング変動防止制御の具体的な制御方法は、請求項5のように、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態に基づいてVCTの目標変位角を制限することでバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。 In this case, the specific control method of the valve timing fluctuation prevention control is to prevent the valve timing fluctuation by limiting the target displacement angle of the VCT based on the operation state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element as in claim 5. You may make it perform control.
例えば、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が低下する場合には、VCTの目標変位角を遅角側ガード値で制限してVCTがほとんど遅角動作しない状態にすることで、VCTの制御領域を進角室側のドレーン切替弁を閉弁する領域に制限して進角室側の逆止弁を機能させる状態に制御する。これにより、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が低下しても、進角室の油圧が一時的に急低下することを進角室側の逆止弁で防止して、実バルブタイミングが一時的に遅角方向に変動することを防止する。 For example, when the hydraulic pressure supplied to the VCT decreases due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, the target displacement angle of the VCT is limited by the retard side guard value, and the VCT hardly operates at a retarded angle. By doing so, the control region of the VCT is limited to a region where the drain switching valve on the advance chamber side is closed, and the check valve on the advance chamber side is controlled to function. As a result, even if the hydraulic pressure supplied to the VCT drops due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, the check valve on the advance chamber side temporarily reduces the hydraulic pressure in the advance chamber temporarily. To prevent the actual valve timing from temporarily changing in the retarding direction.
一方、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が上昇する場合には、VCTの目標変位角を進角側ガード値で制限してVCTがほとんど進角動作しない状態にすることで、VCTの制御領域を遅角室側のドレーン切替弁を閉弁する領域に制限して遅角室側の逆止弁を機能させる状態に制御する。これにより、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が上昇しても、進角室の油圧上昇により遅角室の油圧が一時的に急低下することを遅角室側の逆止弁で防止して、実バルブタイミングが一時的に進角方向に変動することを防止する。 On the other hand, when the hydraulic pressure supplied to the VCT rises due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, the VCT is hardly advanced by limiting the target displacement angle of the VCT with the advance side guard value. By doing so, the control region of the VCT is limited to a region in which the drain switching valve on the retarding chamber side is closed, and is controlled so that the check valve on the retarding chamber side functions. As a result, even if the hydraulic pressure supplied to the VCT rises due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, it is possible to delay This is prevented by a check valve on the chamber side, and the actual valve timing is prevented from temporarily changing in the advance direction.
一般に、VCTの制御では、目標変位角と実変位角との偏差が小さくなるように油圧制御弁の制御電流を制御するため、目標変位角を進角側ガード値や遅角側ガード値で制限しても、制限後の目標変位角と実変位角との偏差が比較的大きい場合には、その偏差が十分に小さくなるまで進角動作や遅角動作が継続されて、逆止弁の状態(ドレーン切替弁の開閉状態)を速やかに切り換えることができない可能性がある。 In general, in the control of VCT, the control current of the hydraulic control valve is controlled so that the deviation between the target displacement angle and the actual displacement angle is small. Therefore, the target displacement angle is limited by the advance side guard value or the retard side guard value. However, if the deviation between the target displacement angle after the restriction and the actual displacement angle is relatively large, the advance angle operation or the retard angle operation is continued until the deviation becomes sufficiently small. There is a possibility that (the open / close state of the drain switching valve) cannot be switched quickly.
そこで、請求項6のように、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態に基づいてVCTの制御入力(例えば、油圧制御弁の制御電流や制御デューティ等)を制限することでバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。例えば、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が低下する場合には、VCTの目標変位角と実変位角との偏差に応じた制御入力を遅角側ガード値で制限することで、VCTの制御領域を速やかに進角室側のドレーン切替弁を閉弁する領域に制限して進角室側の逆止弁を機能させる状態に制御する。 Therefore, as described in claim 6, valve timing fluctuation prevention control is performed by limiting the VCT control input (for example, control current of the hydraulic control valve, control duty, etc.) based on the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element. May be executed. For example, when the hydraulic pressure supplied to the VCT decreases due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, the control input corresponding to the deviation between the target displacement angle of the VCT and the actual displacement angle is set to the retard side guard value. Thus, the control region of the VCT is quickly restricted to a region where the drain switching valve on the advance chamber side is closed, and the check valve on the advance chamber side is controlled to function.
一方、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響でVCTに供給する油圧が上昇する場合には、VCTの目標変位角と実変位角との偏差に応じた制御入力を進角側ガード値で制限することで、VCTの制御領域を速やかに遅角室側のドレーン切替弁を閉弁する領域に制限して遅角室側の逆止弁を機能させる状態に制御する。このようにすれば、目標変位角と実変位角との偏差が比較的大きい場合でも、逆止弁の状態を速やかに切り換えることができる。 On the other hand, when the hydraulic pressure supplied to the VCT increases due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, the control input corresponding to the deviation between the target displacement angle and the actual displacement angle of the VCT is set to the advance side guard value. Thus, the control region of the VCT is quickly limited to a region where the drain switching valve on the retarding chamber side is closed and controlled so that the check valve on the retarding chamber side functions. In this way, even when the deviation between the target displacement angle and the actual displacement angle is relatively large, the state of the check valve can be quickly switched.
尚、上述した請求項5と請求項6は、それぞれ単独で実施しても良いが、両者を組み合わせて、請求項7のように、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態に基づいてVCTの目標変位角を制限すると共にVCTの制御入力を制限することでバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。これにより、一層確実なバルブタイミング変動防止効果が得られる。 In addition, although the above-mentioned claim 5 and claim 6 may be carried out independently, the both are combined, and as in claim 7, based on the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element, The valve timing variation prevention control may be executed by limiting the target displacement angle and limiting the control input of the VCT. Thereby, a more reliable valve timing fluctuation preventing effect can be obtained.
また、請求項8のように、VCTの目標変位角と実変位角との偏差が所定値以上のときにバルブタイミング変動防止制御を許可するようにしても良い。つまり、VCTの目標変位角と実変位角との偏差が所定値以上になってVCTを進角動作又は遅角動作させるときには、遅角室側又は進角室側の逆止弁を機能させない状態にするため、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動する可能性があると判断して、バルブタイミング変動防止制御を許可する。このようにすれば、遅角室側又は進角室側の逆止弁を機能させない状態にするとき(つまり油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動する可能性があるとき)のみ、バルブタイミング変動防止制御を実行することができる。 Further, the valve timing fluctuation prevention control may be permitted when the deviation between the target displacement angle of the VCT and the actual displacement angle is equal to or greater than a predetermined value. In other words, when the deviation between the target displacement angle and the actual displacement angle of the VCT is greater than or equal to a predetermined value and the VCT is advanced or retarded, the check valve on the retard chamber side or the advance chamber side is not functioned. Therefore, it is determined that the actual valve timing may vary due to the influence of the operating state of the hydraulic pressure / camshaft torque variation element, and the valve timing variation prevention control is permitted. In this way, the actual valve timing may fluctuate when the check valve on the retard chamber side or the advance chamber side is disabled (that is, the effect of the operating state of the hydraulic pressure / cam shaft torque variation element). The valve timing fluctuation prevention control can be executed only when there is.
一般に、油圧制御弁はソレノイドで駆動するスプール式電磁弁により構成され、電気的な配線が必要となるため、この油圧制御弁をエンジンのクランク軸に同期して高速回転するVCTの内部に設けることは実質的に不可能である。この関係で、油圧制御弁はVCTの外部に配置されることから、前記特許文献2のように、油圧制御弁によって各油圧室のドレーン油路を開閉する構成では、各油圧室からドレーン油路を開閉する油圧制御弁までの油路(油圧室内に常時連通する油路)の長さが長くなってしまい、その分、応答性が遅くなるという欠点がある。
Generally, the hydraulic control valve is composed of a solenoid valve driven by a solenoid and requires electrical wiring. Therefore, this hydraulic control valve is provided inside the VCT that rotates at high speed in synchronization with the crankshaft of the engine. Is virtually impossible. In this relation, since the hydraulic control valve is arranged outside the VCT, as in
この欠点を解消するために、請求項9のように、各油圧室のドレーン切替弁を、油圧で駆動されるように構成してVCTのハウジングの内部に設け、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁をVCTのハウジングの外部に設けるようにすると良い。この構成では、ドレーン切替弁を小型化できると共にドレーン切替弁への電気的な配線が不要であるため、ドレーン切替弁を逆止弁と共にVCTの内部の狭いスペースにコンパクトに組み付けることが可能になり、設計の自由度が高められると共に、各油圧室の近くにドレーン切替弁を配置することが可能となり、進角・遅角動作時にドレーン油路を油圧室の近くで応答良く開放/閉鎖できる利点がある。 In order to eliminate this drawback, as in claim 9, the drain switching valve of each hydraulic chamber is configured to be hydraulically driven and provided inside the housing of the VCT, and the hydraulic pressure for driving each drain switching valve. It is preferable to provide a hydraulic switching valve for switching between and outside the housing of the VCT. In this configuration, the drain switching valve can be reduced in size, and electrical wiring to the drain switching valve is not required. Therefore, the drain switching valve can be assembled together with the check valve in a narrow space inside the VCT. The design flexibility is increased, and a drain switching valve can be arranged near each hydraulic chamber, and the drain oil path can be opened / closed close to the hydraulic chamber with good response during advance / retard operation. There is.
この場合、ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を、油圧制御弁とは別体に設けるようにしても良いが、請求項10のように、油圧切替弁を油圧制御弁に一体化した構成とすると良い。これにより、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる。 In this case, the hydraulic pressure switching valve for switching the hydraulic pressure for driving the drain switching valve may be provided separately from the hydraulic pressure control valve. However, as in claim 10, the hydraulic pressure switching valve is integrated with the hydraulic pressure control valve. It is good to have the configuration. Thereby, the request | requirement of part number reduction, cost reduction, and compactization can be satisfy | filled.
本発明は、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の構成が請求項1とは異なる構成のものにも適用して実施できる。
例えば、請求項10のように、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構(以下「VCT」と表記する)の少なくとも1つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられ、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第1の逆止弁と、前記第1の逆止弁をバイパスする第1のドレーン油路に設けられ、油圧で駆動される第1のドレーン制御弁と、少なくとも1つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられ、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第2の逆止弁と、前記第2の逆止弁をバイパスする第2のドレーン油路に設けられ、油圧で駆動される第2のドレーン制御弁と、前記VCTへ供給する油圧を制御する第1の油圧制御弁と、前記第1のドレーン制御弁と前記第2のドレーン油圧弁とを駆動する油圧を制御する第2の油圧制御弁と、前記第1の油圧制御弁と前記第2の油圧制御弁とを制御する制御手段とを備えた構成としても良い。
The present invention can be applied to a vane type variable valve timing adjusting mechanism having a configuration different from that of the first aspect.
For example, as in claim 10, the advance chamber is provided in a hydraulic supply oil passage of an advance chamber in at least one vane storage chamber of a vane type variable valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as "VCT"). A first check valve that prevents backflow of hydraulic oil from the first drain valve, a first drain control valve that is provided in a first drain oil passage that bypasses the first check valve, and is hydraulically driven; A second check valve that is provided in a hydraulic pressure oil passage of the retard chamber of at least one vane storage chamber and prevents the backflow of hydraulic oil from the retard chamber, and bypasses the second check valve A second drain control valve provided in the second drain oil passage and driven by hydraulic pressure; a first hydraulic control valve for controlling a hydraulic pressure supplied to the VCT; the first drain control valve; 2 which controls the hydraulic pressure which drives 2 drain hydraulic valves And pressure control valve may be configured to include a control means for controlling said first hydraulic pressure control valve and the second hydraulic control valve.
このような構成のVCTに対しても、前記請求項1〜10に係る発明を適用して実施できる(請求項11〜21)。 The present invention according to claims 1 to 10 can be applied to the VCT having such a configuration (claims 11 to 21).
また、請求項22のように、VCTの少なくとも1つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第1の逆止弁と、前記第1の逆止弁をバイパスする第1のドレーン油路を設け、且つ、少なくとも1つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第2の逆止弁と、前記第2の逆止弁をバイパスする第2のドレーン油路を設け、前記VCTに供給する油圧を制御する油圧制御弁に、前記第1のドレーン油路と前記第2のドレーン油路とを開放/閉鎖するドレーン油路制御機能を一体化した構成としても良い。
Further, as in
このような構成のVCTに対しても、前記請求項1〜8に係る発明を適用して実施できる(請求項22〜29)。 The present invention according to claims 1 to 8 can also be applied to the VCT having such a configuration (claims 22 to 29).
この場合、請求項30のように、前記第1のドレーン油路に油圧で駆動される第1のドレーン制御弁と、前記第2のドレーン油路に油圧で駆動される第2のドレーン制御弁とを設け、前記油圧制御弁のドレーン油路制御機能による油圧制御によって、前記第1のドレーン制御弁を開弁/閉弁することで前記第1のドレーン油路を開放/閉鎖するとともに、前記第2のドレーン制御弁を開弁/閉弁することで前記第2のドレーン油路を開放/閉鎖するように構成すれば良い。
In this case, as in
また、請求項31のように、前記各ドレーン制御弁を、前記VCTのハウジングの内部に設け、前記各ドレーン制御弁を駆動する油圧を切り替える前記油圧制御弁を前記VCTのハウジングの外部に設けた構成とすると良い。各ドレーン制御弁は、電気的な配線が不要であるため、各逆止弁と共にVCT内部のベーンロータにコンパクトに組み付けることが可能となり、各油圧室の近くにドレーン制御弁を配置して、進角・遅角動作時に各ドレーン油路を各油圧室の近くで応答良く開放/閉鎖できる。 Further, according to a thirty-first aspect, each of the drain control valves is provided inside the housing of the VCT, and the hydraulic control valve for switching a hydraulic pressure for driving the drain control valves is provided outside the housing of the VCT. A configuration is good. Since each drain control valve does not require electrical wiring, it can be compactly assembled to the vane rotor inside the VCT together with each check valve. A drain control valve is arranged near each hydraulic chamber, and the advance angle・ Each drain oil passage can be opened / closed with good response near each hydraulic chamber during retarding operation.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてベーン式の可変バルブタイミング調整機構11の構成を説明する。可変バルブタイミング調整機構11のハウジング12は、図示しない吸気側又は排気側のカム軸の外周に回動自在に支持されたスプロケットにボルト13で締め付け固定されている。これにより、エンジンのクランク軸の回転がタイミングチェーンを介してスプロケットとハウジング12に伝達され、スプロケットとハウジング12がクランク軸と同期して回転する。ハウジング12内には、ベーンロータ14が相対回動自在に収納され、このベーンロータ14がボルト15によりカム軸の一端部に締め付け固定されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
First, the configuration of the vane variable valve
ハウジング12の内部には、ベーンロータ14の外周部の複数のベーン17を進角方向及び遅角方向に相対回動自在に収納する複数のベーン収納室16が形成され、各ベーン収納室16が各ベーン17によって進角室18と遅角室19とに区画されている。
Inside the
進角室18と遅角室19に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室18と遅角室19の油圧でベーン17が保持されて、クランク軸の回転によるハウジング12の回転が油圧を介してベーンロータ14に伝達され、このベーンロータ14と一体的にカム軸が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室18と遅角室19の油圧を油圧制御弁21で制御してハウジング12に対してベーンロータ14を相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の変位角(カム軸位相)を制御して吸気バルブ(又は排気バルブ)のバルブタイミングを可変する。
In a state where the hydraulic pressure of a predetermined pressure or higher is supplied to the
また、いずれか1つのベーン17の両側部には、ハウジング12に対するベーンロータ14の相対回動範囲を規制するストッパ部22,23が形成され、このストッパ部22,23によってカム軸の変位角(カム軸位相)の最遅角位置と最進角位置が規制されている。また、いずれか1つのベーン17には、エンジン停止時等にカム軸の変位角を所定のロック位置でロックするためのロックピン24が設けられ、このロックピン24がハウジング12に設けられたロック穴(図示せず)に嵌り込むことで、カム軸の変位角が所定のロック位置でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置(例えばカム軸変位角の調整可能範囲の略中間位置)に設定されている。
Further,
可変バルブタイミング調整機構11の油圧制御回路には、オイルパン26内のオイル(作動油)がオイルポンプ27により油圧制御弁21を介して供給される。この油圧制御回路は、油圧制御弁21の進角圧ポートから吐出されるオイルを複数の進角室18に供給する油圧供給油路28と、油圧制御弁21の遅角圧ポートから吐出されるオイルを複数の遅角室19に供給する油圧供給油路29とが設けられている。
Oil (operating oil) in the
そして、進角室18の油圧供給油路28と遅角室19の油圧供給油路29には、それぞれ各室18,19からの作動油の逆流を防止する逆止弁30,31が設けられている。本実施例では、1つのベーン収納室16の進角室18と遅角室19の油圧供給油路28,29についてのみ逆止弁30,31が設けられている。勿論、2つ以上のベーン収納室16の進角室18と遅角室19の油圧供給油路28,29にそれぞれ逆止弁30,31を設ける構成としても良い。
The hydraulic
各室18,19の油圧供給油路28,29には、それぞれ逆止弁30,31をバイパスするドレーン油路32,33が並列に設けられ、各ドレーン油路32,33には、それぞれドレーン切替弁34,35(ドレーン制御弁)が設けられている。各ドレーン切替弁34,35は、油圧制御弁21から供給される油圧(パイロット圧)で閉弁方向に駆動されるスプール弁により構成され、油圧が加えられないときには、スプリング41,42によって開弁位置に保持される。ドレーン切替弁34,35が開弁すると、ドレーン油路32,33が開放されて、逆止弁30,31の機能が働かない状態となる。ドレーン切替弁34,35が閉弁すると、ドレーン油路32,33が閉鎖されて、逆止弁30,31の機能が有効に働く状態となり、油圧室18,19からのオイルの逆流が防止されて油圧室18,19の油圧が保持される。
Drain
各ドレーン切替弁34,35は、電気的な配線が不要であるため、逆止弁30,31と共に可変バルブタイミング調整機構11のハウジング12内部のベーンロータ14にコンパクトに組み付けられている。これにより、各油圧室18,19の近くにドレーン切替弁34,35が配置され、進角・遅角動作時に各ドレーン油路32,33を各油圧室18,19の近くで応答良く開放/閉鎖できるようになっている。
Since the
一方、油圧制御弁21は、リニアソレノイド36によって駆動されるスプール弁により構成され、進角室18と遅角室19に供給する油圧を制御する進角/遅角油圧制御機能37と、各ドレーン切替弁34,35を駆動する油圧を切り替えるドレーン切替制御機能38(油圧切替弁)とが一体化されている。この油圧制御弁21は、電気的な配線が必要であるため、可変バルブタイミング調整機構11のハウジング12の外部に設けられている。この油圧制御弁21のリニアソレノイド36に通電する電流値(制御デューティ)は、エンジン制御回路(以下「ECU」という)43によって制御される。
On the other hand, the
このECU43は、クランク角センサ44及びカム角センサ45の出力信号に基づいて吸気バルブ(又は排気バルブ)の実バルブタイミング(実変位角)を演算すると共に、吸気圧センサ、水温センサ等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブ(又は排気バルブ)の目標バルブタイミング(目標変位角)を演算する。そして、ECU43は、後述する図11のVCT制御ルーチンを実行することで、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように可変バルブタイミング調整機構11の油圧制御弁21の制御電流を制御する。これにより、進角室18と遅角室19の油圧を制御してハウジング12に対してベーンロータ14を相対回動させることで、カム軸の変位角を変化させて実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させる。
The
ところで、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動がベーンロータ14に伝わり、それによって、ベーンロータ14に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータ14が遅角方向にトルク変動を受けると、進角室18の作動油が進角室18から押し出される圧力を受け、ベーンロータ14が進角方向にトルク変動を受けると、遅角室19の作動油が遅角室19から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源であるオイルポンプ27の吐出油圧が低くなる低回転領域では、逆止弁30,31が無いと、進角室18に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図3に点線で示すように、ベーンロータ14が上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標変位角に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。
By the way, when the intake valve and the exhaust valve are driven to open and close during engine operation, the torque fluctuation received by the camshaft from the intake valve and the exhaust valve is transmitted to the
これに対して、本実施例では、進角室18の油圧供給油路28と遅角室19の油圧供給油路29に、それぞれ各室18,19からのオイルの逆流を防止する逆止弁30,31を設けると共に、各室18,19の油圧供給油路28,29に、それぞれ逆止弁30,31をバイパスするドレーン油路32,33を並列に設け、各ドレーン油路32,33に、それぞれドレーン切替弁34,35を設けた構成となっている。これにより、図2に示すように、遅角動作、保持動作、進角動作に応じて各室18,19の油圧が次のように制御される。
On the other hand, in this embodiment, a check valve that prevents backflow of oil from the
[遅角動作]
実バルブタイミングを遅角側の目標バルブタイミングに向けて遅角させる遅角動作中は、進角室18のドレーン切替弁34への油圧供給を停止することで、進角室18のドレーン切替弁34を開弁して進角室18の逆止弁30を機能させない状態にすると共に、遅角室19のドレーン切替弁35へ油圧切替弁38から油圧を加えることで、遅角室19のドレーン切替弁35を閉弁して遅角室19の逆止弁31を機能させる状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ14の進角方向へのトルク変動に対して遅角室19からのオイルの逆流を逆止弁31により防止しながら効率良く遅角室19に油圧を供給して遅角応答性を向上させる。
[Delay operation]
During the retard operation that retards the actual valve timing toward the target valve timing on the retard side, the hydraulic pressure supply to the
[保持動作]
実バルブタイミングを目標バルブタイミングに保持する保持動作中は、進角室18と遅角室19の両方のドレーン切替弁34,35へ油圧切替弁38から油圧を共に加えることで、両方のドレーン切替弁34,35を共に閉弁して、進角室18と遅角室19の両方の逆止弁30,31を機能させる状態にする。この状態では、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動によってベーンロータ14に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用しても、進角室18と遅角室19の両方のオイルの逆流を逆止弁31により防止して、ベーン17をその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させる。
[Holding operation]
During the holding operation for holding the actual valve timing at the target valve timing, both the drain switching can be performed by applying hydraulic pressure from the
[進角動作]
実バルブタイミングを進角側の目標バルブタイミングに向けて進角させる進角動作中は、進角室18のドレーン切替弁34へ油圧切替弁38から油圧を加えることで、進角室18のドレーン切替弁34を閉弁して進角室18の逆止弁30を機能させる状態にすると共に、遅角室19のドレーン切替弁35への油圧供給を停止することで、遅角室19のドレーン切替弁35を開弁して遅角室19の逆止弁31を機能させない状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ14の遅角方向へのトルク変動に対して進角室18からのオイルの逆流を逆止弁30により防止しながら効率良く油圧を進角室18に供給して進角応答性を向上させる。
[Advance operation]
During the advance operation for advancing the actual valve timing toward the target valve timing on the advance side, the hydraulic pressure is applied from the
次に、可変バルブタイミング調整機構11(以下「VCT」という)の応答特性について図4を用いて説明する。図4は、油圧制御弁21(以下「OCV」という)の制御電流値とVCT応答速度との関係を測定して得られたVCT応答特性の一例を示している。 Next, response characteristics of the variable valve timing adjustment mechanism 11 (hereinafter referred to as “VCT”) will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a VCT response characteristic obtained by measuring the relationship between the control current value of the hydraulic control valve 21 (hereinafter referred to as “OCV”) and the VCT response speed.
本実施例では、進角室18と遅角室19の両方に逆止弁30,31とドレーン切替弁34,35を設けているため、OCV電流値の変化に対してVCT応答速度がリニアに変化せず、ドレーン切替弁34,35の開弁/閉弁が切り替えられることによりVCT応答速度が2箇所で急変する。図4のVCT応答特性において、遅角側の応答性急変点は、進角室18のドレーン切替弁34の閉弁/開弁が切り替えられる点であり、進角側の応答性急変点は、遅角室19のドレーン切替弁35の閉弁/開弁が切り替えられる点である。保持動作は、遅角側の応答性急変点と進角側の応答性急変点との間のVCT応答速度変化の勾配が小さい領域で行われる。
In this embodiment, since the
また、図1に示すように、油圧駆動式の可変バルブリフト機構46(以下「VVL」という)が設けられ、このVVL46によって吸気バルブ(又は排気バルブ)のバルブリフト量を可変する。本実施例では、このVVL46と上述したVCT11の両方に共通のオイルポンプ27で油圧を供給するようになっている。
As shown in FIG. 1, a hydraulically driven variable valve lift mechanism 46 (hereinafter referred to as “VVL”) is provided, and the valve lift amount of the intake valve (or exhaust valve) is varied by the
図5に基づいてVVL46の構成について説明する。吸気バルブ又は排気バルブ(以下単に「バルブ」という)47を駆動するためのカムシャフト48には、カムプロフィールが異なる低リフト用カム49と高リフト用カム50とが一体的に回転可能に設けられている。カムシャフト48の下方には、ロッカシャフト51が設けられ、このロッカシャフト51を支軸としてロッカアーム52が上下方向に揺動可能に設けられている。このロッカアーム52の先端部には、バルブ47の上端部が当接し、ロッカアーム52の上下方向の揺動によってバルブ47が上下方向にリフト動作するようになっている。
The configuration of the
また、ロッカアーム52には、低リフト用カム49に当接して押圧される低リフト用カム押圧部(図示せず)と、高リフト用カム50に当接して押圧される高リフト用カム押圧部(図示せず)とが設けられている。低リフト用カム49は、ロッカアーム52(低リフト用カム押圧部)の押圧量が小さくなると共にその押圧期間が短くなるように外周面形状が形成され、高リフト用カム50は、ロッカアーム52(高リフト用カム押圧部)の押圧量が大きくなると共にその押圧期間が長くなるように外周面形状が形成されている。
Further, the
更に、ロッカアーム52には、油圧駆動式のカム切換機構53が設けられている。このカム切換機構53は、低リフト用カム49でロッカアーム52(低リフト用カム押圧部)を押圧してバルブ47を駆動する低リフト用カム有効状態と、高リフト用カム50でロッカアーム52(高リフト用カム押圧部)を押圧してバルブ47を駆動する高リフト用カム有効状態との間で切り換えられるようになっている。
Further, the
VVL46の制御モードを、バルブ47のリフト量を小さくする低リフトモードに切り換える場合には、図示しない油圧制御弁でカム切換機構53に供給する油圧を減少させてカム切換機構53を低リフト用カム有効状態に切り換えて、低リフト用カム49でロッカアーム52(低リフト用カム押圧部)を押圧してバルブ47を駆動する。これにより、ロッカアーム52の押圧量が小さくなってバルブ47のリフト量が小さくなると共に、ロッカアーム52の押圧期間が短くなってバルブ47の開弁期間が短くなる。
When the control mode of the
一方、VVL46の制御モードを、バルブ47のリフト量を大きくする高リフトモードに切り換える場合には、油圧制御弁でカム切換機構53に供給する油圧を増加させてカム切換機構53を高リフト用カム有効状態に切り換えて、高リフト用カム50でロッカアーム52(高リフト用カム押圧部)を押圧してバルブ47を駆動する。これにより、ロッカアーム52の押圧量が大きくなってバルブ47のリフト量が大きくなると共に、ロッカアーム52の押圧期間が長くなってバルブ47の開弁期間が長くなる。
On the other hand, when the control mode of the
ECU43は、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等)に応じてVVL46の油圧制御弁を制御して、VVL46の制御モードを低リフトモードと高リフトモードとの間で2段階に切り換える。
The
上述したVCT11とVVL46の両方に共通のオイルポンプ27で油圧を供給するシステムでは、VVL46の制御モードの切り換えによってVVL46に供給する油圧が変化すると、その影響を受けてVCT11に供給する油圧が変動する可能性がある。
In the above-described system for supplying hydraulic pressure with the
従来の逆止弁無しのVCTでは、図6(a),(b)に示すように、定常時(保持動作中)に、VVL46の制御モードの切り換えの影響でVCTに供給する油圧が変動すると、実バルブタイミング(カム軸の実変位角)が一時的に変動する可能性がある。
In a conventional VCT without a check valve, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the hydraulic pressure supplied to the VCT fluctuates due to the switching of the control mode of the
これに対して、本実施例の逆止弁付きのVCT11では、定常時(保持動作中)に、両方のドレーン切替弁34,35を共に閉弁して、進角室18と遅角室19の両方の逆止弁30,31を機能させる状態にするため、図7(a),(b)に示すように、VVL46の制御モードの切り換えの影響でVCT11に供給する油圧が変動しても、実バルブタイミングがほとんど変動しない。
On the other hand, in the
しかし、図8(b)に示すように、VCT11の遅角動作中は、遅角室19からのオイルの逆流を防止するために、遅角室19側のドレーン切替弁35を閉弁して遅角室19側の逆止弁31を機能させない状態にすると共に、進角室18から作動油をスムーズに排出するために、進角室18側のドレーン切替弁34を開弁して進角室18側の逆止弁30を機能させない状態に制御するが、この遅角動作中に、VVL46の制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられてVCT11に供給する油圧が低下すると、上記遅角制御により進角室18側の逆止弁30が機能しない状態になっているため、図9(b)に示すように、進角室18の油圧が一時的に急低下して実バルブタイミングが一時的に遅角方向に変動する可能性がある。
However, as shown in FIG. 8B, during the retard operation of the
尚、図8(a)及び図9(a)に示すように、VCT11の進角動作中に、VVL46の制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられてVCT11に供給する油圧が低下する場合には、実バルブタイミングがほとんど変動しない。
As shown in FIGS. 8A and 9A, during the advance operation of the
一方、図8(c)に示すように、VCT11の進角動作中は、進角室18からのオイルの逆流を防止するために、進角室18側のドレーン切替弁34を閉弁して進角室18側の逆止弁30を機能させる状態にすると共に、遅角室19から作動油をスムーズに排出するために、遅角室19側のドレーン切替弁35を開弁して遅角室19側の逆止弁31を機能させない状態に制御するが、この進角動作中に、VVL46の制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられてVCT11に供給する油圧が上昇すると、上記進角制御により遅角室19側の逆止弁31が機能しない状態になっているため、図10(c)に示すように、進角室18の油圧上昇により遅角室19の油圧が一時的に急低下して実バルブタイミングが一時的に進角方向に変動する可能性がある。
On the other hand, as shown in FIG. 8 (c), during advance operation of the
尚、図8(d)及び図10(d)に示すように、VCT11の遅角動作中に、VVL46の制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられてVCT11に供給する油圧が上昇する場合には、実バルブタイミングがほとんど変動しない。
As shown in FIGS. 8D and 10D, during the retard operation of the
そこで、ECU43は、後述する図12のバルブタイミング変動防止制御ルーチンを実行することで、VVL46の制御モードの切り換え方向に応じて実バルブタイミングの変動を防止するように逆止弁30,31の状態(つまりドレーン切替弁34,35の開閉状態)を制御するバルブタイミング変動防止制御を次のようにして実行する。
Therefore, the
VVL46が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられるとき(VCT11に供給する油圧が低下するとき)には、VCT11の目標バルブタイミングを遅角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を遅角側ガード値で制限してVCT11がほとんど遅角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を進角室18側のドレーン切替弁34を閉弁する領域に制限して進角室18側の逆止弁30を機能させる状態に制御する。これにより、進角室18の油圧が一時的に急低下することを進角室18側の逆止弁30で防止して、実バルブタイミングが一時的に遅角方向に変動することを防止する。
When the
一方、VVL46が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられるとき(VCT11に供給する油圧が上昇するとき)には、VCT11の目標バルブタイミングを進角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を進角側ガード値で制限してVCT11がほとんど進角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を遅角室19側のドレーン切替弁35を閉弁する領域に制限して遅角室19側の逆止弁31を機能させる状態に制御する。これにより、進角室18の油圧上昇により遅角室19の油圧が一時的に急低下することを遅角室19側の逆止弁31で防止して、実バルブタイミングが一時的に進角方向に変動することを防止する。
On the other hand, when the
以下、ECU43が実行する図11のVCT制御ルーチン及び図12のバルブタイミング変動防止制御ルーチンの処理内容を説明する。
The processing contents of the VCT control routine of FIG. 11 and the valve timing fluctuation prevention control routine of FIG. 12 executed by the
[VCT制御ルーチン]
図11のVCT制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期(例えば5ms周期)で実行され、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ101で、運転条件(例えばエンジン回転速度、負荷、冷却水温等)を検出し、次のステップ102で、検出した運転条件に基づいてVCT制御実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、VCT制御実行条件が成立していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。VCT制御を実行しない場合には、目標バルブタイミングVVTが0(最遅角位置)に維持される。
[VCT control routine]
The VCT control routine of FIG. 11 is executed at a predetermined cycle (for example, a cycle of 5 ms) during engine operation, and serves as a control means in the claims. When this routine is started, first, in
これに対して、上記ステップ102で、VCT制御実行条件が成立していると判定されれば、ステップ103に進み、クランク角センサ44の出力信号と、これに続いて発生するカム角センサ45の出力信号との間の位相差により実バルブタイミングVTA(最遅角位置から現在位置までの進角量)を算出した後、次のステップ104で、現在の運転条件(エンジン回転速度、負荷等)に応じてマップ等から目標バルブタイミングVTTを算出する。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ105に進み、図示しないOCV目標電流算出ルーチンを実行して、目標バルブタイミングVTTと実バルブタイミングVTAとの偏差に応じてOCV目標電流iVVTをPD制御等により算出する。そして、次のステップ106で、油圧制御弁21(OCV)の制御電流をOCV目標電流iVVTに制御するための制御デューティを算出して本ルーチンを終了する。
Thereafter, the routine proceeds to step 105, where an OCV target current calculation routine (not shown) is executed, and the OCV target current iVVT is calculated by PD control or the like according to the deviation between the target valve timing VTT and the actual valve timing VTA. In the
[バルブタイミング変動防止制御ルーチン]
図12のバルブタイミング変動防止制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期(例えば5ms周期)で実行され、特許請求の範囲でいうバルブタイミング変動防止制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、現在のVVL46の目標制御モードを読み込んだ後、ステップ202に進み、VVL46の目標制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わったか否かを判定する。
[Valve timing fluctuation prevention control routine]
The valve timing fluctuation prevention control routine of FIG. 12 is executed at a predetermined cycle (for example, 5 ms cycle) during engine operation, and serves as valve timing fluctuation prevention control means in the claims. When this routine is started, first, at
このステップ202で、VVL46の目標制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わったと判定された場合には、バルブタイミング変動防止制御を次のようにして実行する。
If it is determined in
まず、ステップ203で、VVL46の目標制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わった時点の目標バルブタイミングVTTを目標バルブタイミングVTTの遅角側ガード値として設定した後、ステップ204に進み、目標バルブタイミングVTTを遅角側ガード値でガード処理して、目標バルブタイミングVTTを遅角側ガード値を越えないように制限する。
First, in
この後、ステップ205に進み、現在のOCV電流値(例えばOCV目標電流iVVT)が遅角側所定値以下であるか否かを判定する。この遅角側所定値は、VCT11の遅角側の応答性急変点(図4参照)に相当するOCV電流値(進角室18のドレーン切替弁34の開弁/閉弁が切り替わるOCV電流値)に設定されている。
Thereafter, the process proceeds to step 205, in which it is determined whether or not the current OCV current value (for example, the OCV target current iVVT) is equal to or less than a predetermined value on the retard side. This retarded side predetermined value is an OCV current value corresponding to a sudden response point (see FIG. 4) on the retarded side of the VCT 11 (an OCV current value at which the opening / closing of the
このステップ205で、OCV電流値が遅角側所定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ206,207の処理を実行することなく、ステップ208に進む。一方、上記ステップ205で、OCV電流値が遅角側所定値以下であると判定された場合には、ステップ206に進み、遅角側所定値又はそれよりも少し大きい値をOCV電流値の遅角側ガード値として設定した後、ステップ207に進み、OCV電流値を遅角側ガード値でガード処理して、OCV電流値を遅角側ガード値以上に制限する。
If it is determined in
このようにして、VCT11の目標バルブタイミングVTTを遅角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を遅角側ガード値で制限してVCT11がほとんど遅角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を進角室18側のドレーン切替弁34を閉弁する領域に制限して進角室18側の逆止弁30を機能させる状態に制御する。
In this way, the target valve timing VTT of the
この後、ステップ208に進み、VVL46が実際に低リフトモードから高リフトモードに切り換わったか否かによって制御モードの切り換えが完了したか否かを判定し、制御モード切換中であれば、ステップ204〜207の処理を繰り返す。その後、ステップ208で、VVL46の制御モードの切り換えが完了したと判定されたときに、ステップ216に進み、目標バルブタイミングVTT及びOCV電流値のガードを解除して、バルブタイミング変動防止制御を終了する。
Thereafter, the process proceeds to step 208, where it is determined whether or not the switching of the control mode is completed depending on whether or not the
一方、上記ステップ202で、VVL46の目標制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わっていないと判定された場合には、ステップ209に進み、VVL46の目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換わったか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in
このステップ209で、VVL46の目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換わったと判定された場合には、バルブタイミング変動防止制御を次のようにして実行する。
If it is determined in
まず、ステップ210で、VVL46の目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換わった時点の目標バルブタイミングVTTを目標バルブタイミングVTTの進角側ガード値として設定した後、ステップ211に進み、目標バルブタイミングVTTを進角側ガード値でガード処理して、目標バルブタイミングVTTを進角側ガード値を越えないように制限する。
First, in
この後、ステップ212に進み、現在のOCV電流値(例えばOCV目標電流iVVT)が進角側所定値以上であるか否かを判定する。この進角側所定値は、VCT11の進角側の応答性急変点(図4参照)に相当するOCV電流値(遅角室19のドレーン切替弁35の開弁/開弁が切り替わるOCV電流値)に設定されている。
Thereafter, the process proceeds to step 212, and it is determined whether or not the current OCV current value (for example, the OCV target current iVVT) is equal to or greater than a predetermined value on the advance side. This advance side predetermined value is the OCV current value corresponding to the sudden response point (see FIG. 4) of the advance side of the VCT 11 (the OCV current value at which the opening / closing of the
このステップ212で、OCV電流値が進角側所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップ213,214の処理を実行することなく、ステップ215に進む。一方、上記ステップ212で、OCV電流値が進角側所定値以上であると判定された場合には、ステップ213に進み、進角側所定値又はそれよりも少し小さい値をOCV電流値の進角側ガード値として設定した後、ステップ214に進み、OCV電流値を進角側ガード値でガード処理して、OCV電流値を進角側ガード値以下に制限する。
If it is determined in
このようにして、VCT11の目標バルブタイミングVTTを進角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を進角側ガード値で制限してVCT11がほとんど進角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を遅角室19側のドレーン切替弁35を閉弁する領域に制限して遅角室19側の逆止弁31を機能させる状態に制御する。
In this way, the target valve timing VTT of the
この後、ステップ215に進み、VVL46が実際に高リフトモードから低リフトモードに切り換わったか否かによって制御モードの切り換えが完了したか否かを判定し、制御モード切換中であれば、ステップ211〜214の処理を繰り返す。その後、ステップ215で、VVL46の制御モードの切り換えが完了したと判定されたときに、ステップ216に進み、目標バルブタイミングVTT及びOCV電流値のガードを解除して、バルブタイミング変動防止制御を終了する。
Thereafter, the process proceeds to step 215, where it is determined whether or not the switching of the control mode is completed depending on whether or not the
以上説明した本実施例では、図13のタイムチャートに示すように、VVL46の制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられるとき(VCT11に供給する油圧が低下するとき)には、VCT11の目標バルブタイミングを遅角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を遅角側ガード値で制限してVCT11がほとんど遅角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を進角室18側のドレーン切替弁34を閉弁する領域に制限して進角室18側の逆止弁30を機能させる状態に制御する。これにより、VVL46の制御モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられる際にVCT11に供給する油圧が低下しても、進角室18の油圧が一時的に急低下することを進角室18側の逆止弁30で防止して、実バルブタイミングが一時的に遅角方向に変動することを防止することができ、VVL46の動作状態に左右されずに、安定したバルブタイミング制御を実現することができる。
In the present embodiment described above, as shown in the time chart of FIG. 13, when the control mode of the
一方、VVL46の制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられるとき(VCT11に供給する油圧が上昇するとき)には、VCT11の目標バルブタイミングを進角側ガード値で制限すると共にOCV電流値を進角側ガード値で制限してVCT11がほとんど進角動作しない状態にすることで、VCT11の制御領域を遅角室19側のドレーン切替弁35を閉弁する領域に制限して遅角室19側の逆止弁31を機能させる状態に制御する。これにより、VVL46の制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられる際にVCT11に供給する油圧が上昇しても、進角室18の油圧上昇により遅角室19の油圧が一時的に急低下することを遅角室19側の逆止弁31で防止して、実バルブタイミングが一時的に進角方向に変動することを防止することができ、VVL46の動作状態に左右されずに、安定したバルブタイミング制御を実現することができる。
On the other hand, when the control mode of the
ところで、バルブタイミング変動防止制御の際に、目標バルブタイミングだけをガード値で制限するようにすると、制限後の目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差が比較的大きい場合には、その偏差が十分に小さくなるまでVCT11の進角動作や遅角動作が継続されて、逆止弁30,31の状態を速やかに切り換えることができない可能性がある。
By the way, in the valve timing fluctuation prevention control, if only the target valve timing is limited by the guard value, if the deviation between the target valve timing after the limitation and the actual valve timing is relatively large, the deviation is sufficient. There is a possibility that the advance operation or retard operation of the
その点、本実施例では、バルブタイミング変動防止制御の際に、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OCV電流値をガード値で制限するようにしたので、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差が比較的大きい場合でも、逆止弁30,31の状態を速やかに切り換えることができる。
In this respect, in the present embodiment, the OCV current value corresponding to the deviation between the target valve timing and the actual valve timing is limited by the guard value during the valve timing fluctuation prevention control. Even when the deviation from the timing is relatively large, the state of the
しかしながら、本発明は、バルブタイミング変動防止制御の際に、目標バルブタイミングとOCV電流値のうちの一方だけをガード値で制限するようにしても良い。また、OCV電流値以外のVCT11の制御入力(例えば油圧制御弁21の制御デューティ)をガード値で制限するようにしても良い。
However, according to the present invention, only one of the target valve timing and the OCV current value may be limited by the guard value in the valve timing fluctuation prevention control. Further, the control input of the
また、本実施例では、各油圧室のドレーン切替弁34,35を、油圧で駆動されるように構成してVCT11のハウジング12の内部に設け、各ドレーン切替弁34,35を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁38をVCT11のハウジング12の外部に設けるようにしたので、ドレーン切替弁34,35を小型化できると共に、ドレーン切替弁34,35への電気的な配線が不要であるため、ドレーン切替弁34,35を逆止弁30,31と共にVCT11の内部の狭いスペースにコンパクトに組み付けることが可能になり、設計の自由度が高められると共に、各油圧室の近くにドレーン切替弁34,35を配置することが可能となり、進角・遅角動作時にドレーン油路32,33を油圧室の近くで応答良く開放/閉鎖できる利点がある。
Further, in the present embodiment, the
しかも、本実施例では、油圧切替弁38を油圧制御弁21に一体化した構成としているため、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる。
しかしながら、本発明は、油圧切替弁38を、油圧制御弁21とは別体に設けるようにしても良い。
In addition, in this embodiment, since the hydraulic
However, in the present invention, the hydraulic
尚、上記実施例では、VCT11とVVL46の両方に共通のオイルポンプ27で油圧を供給するシステムに本発明を適用したが、VCT11の油圧回路とVVL46の油圧回路を分離したシステムに本発明を適用しても良い。VCT11の油圧回路とVVL46の油圧回路を分離したシステムの場合でも、VVL46の制御モードの切り換えによってカム軸のトルクが変動したときに、その影響でVCT11の逆止弁を機能させていない側の油圧室から作動油が押し出されて、実バルブタイミングが変動する可能性があるが、本発明のバルブタイミング変動防止制御を実行することで、実バルブタイミングの変動を防止することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to a system in which oil pressure is supplied by the
また、上記実施例では、2段階の制御モード間で切り換わるVVL46の動作状態に基づいてバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしたが、3段階以上の制御モード間で切り換わるVVLやバルブリフト量を連続的に変化させるVVLの動作状態に基づいてバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。或は、電気駆動式のVVLの動作状態に基づいてバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。また、VVL以外の油圧・カム軸トルク変動要素(例えばパワーステアリング装置等)の動作状態に基づいてバルブタイミング変動防止制御を実行するようにしても良い。
In the above embodiment, the valve timing fluctuation prevention control is executed based on the operating state of the
また、本発明は、VCT11の目標変位角と実変位角との偏差が所定値以上のときにバルブタイミング変動防止制御を許可するようにしても良い。つまり、VCT11の目標変位角と実変位角との偏差が所定値以上になってVCT11を進角動作又は遅角動作させるときには、遅角室側又は進角室側の逆止弁30,31を機能させない状態にするため、油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動する可能性があると判断して、バルブタイミング変動防止制御を許可する。このようにすれば、遅角室側又は進角室側の逆止弁30,31を機能させない状態にするとき(つまり油圧・カム軸トルク変動要素の動作状態の影響で実バルブタイミングが変動する可能性があるとき)にのみバルブタイミング変動防止制御を実行することができる。
In the present invention, valve timing variation prevention control may be permitted when the deviation between the target displacement angle and the actual displacement angle of the
本発明は、図1に示される可変バルブタイミング調整機構11の構成に限定されず、例えば、図14又は図15に示される他の実施例の可変バルブタイミング調整機構71,72に適用することもできる。
The present invention is not limited to the configuration of the variable valve
図14に示される可変バルブタイミング調整機構71においては、図1に示される可変バルブタイミング調整機構11に対して以下の点が相違している。なお、図14において図1と同等の構成部品については同じ符号を付して説明を省略する。
The variable valve
まず、図1の油圧制御弁21は1つのリニアソレノイド36により進角/遅角油圧制御機能37とドレーン切替制御機能38とを駆動しているが、図14では、進角/遅角油圧制御機能を実現する第1の油圧制御弁37とドレーン切替制御機能を実現する第2の油圧制御弁38とにそれぞれソレノイド36,51を設け、各ソレノイド36,51をそれぞれ別のECU43,52によって独立して制御する構成としている。一方のECU43(第1の制御手段)は、VCT実変位角と目標変位角との偏差に応じて第1の油圧制御弁37の電流を制御し、他方のECU52(第2の制御手段)は、第2の油圧制御弁38の電流を制御して、各ドレーン切替弁(ドレーン制御弁)34,35を駆動する油圧を制御する。
First, the
ドレーン切替弁34,35については、図1では、油圧が加えられていないときには、スプリング41,42によって開弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・オープン型(常開型)の切替弁を用いている。これに対して、図14では、油圧が加えられていないときに、スプリング41,42によって閉弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・クローズ型(常閉型)の切替弁を用いている。またこれに伴い、ドレーン切替制御機能38も、図1ではドレーン切替弁34,35を閉弁するときに油圧を供給する構成となっているが、図14ではドレーン切替弁34,35を閉弁するときに油圧供給を停止する構成となっている。
As for the
また、図1においては、ある1つのベーン17で仕切られた1つのベーン収納室16の進角室18及び遅角室19に対応する油圧供給通路28,29に逆止弁30,31及びドレーン切替弁34,35を設ける構成としているが、図14では、あるベーン収納室16の進角室18に対する油圧供給通路28と別のベーン収納室16の遅角室19に対する油圧供給通路29とに逆止弁30,31及びドレーン切替弁34,35を設けている。
Further, in FIG. 1,
この構成では、VCT変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室18側と遅角室19側の両方のドレーン切替弁34,35を閉じて進角室18側と遅角室19側の両方の逆止弁30,31を有効に機能させて進角室18及び遅角室19からの作動油の逆流を防止するように第2の油圧制御弁38を制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構71へ供給する油圧を制御する第1の油圧制御弁37の制御電流を所定の保持電流に制御する。
In this configuration, during the holding operation for maintaining the VCT displacement angle at the target displacement angle, the
一方、可変バルブタイミング調整機構71を進角動作させる場合は、作動油を流入させる進角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される遅角室側のドレーン切替弁を開くように第2の油圧制御弁38を制御し、可変バルブタイミング調整機構71を遅角動作させる場合は、作動油を流入させる遅角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される進角室側のドレーン切替弁を開くように第2の油圧制御弁38を制御する。要するに、進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室18側と遅角室19側のいずれか一方のドレーン切替弁34又は35を開いていずれか一方の逆止弁30又は31が機能しないように第2の油圧制御弁38を制御すると共に、前記第1の油圧制御弁37の制御電流を制御して可変バルブタイミング調整機構71へ供給する油圧を可変することでVCT変位角を目標変位角に向けて変位させる。
On the other hand, when the variable valve
以上のように構成した図14の可変バルブタイミング調整機構71に対しても本発明を適用することができる。
次に、図15の可変バルブタイミング調整機構72の構成について、図1との相違点を中心に説明する。図15においても、図14と同様に図1と同等の構成部品については同じ符号が付されている。
The present invention can also be applied to the variable valve
Next, the configuration of the variable valve
まず、図1においては進角/遅角油圧制御機能37のための油路を切換える弁とドレーン切替制御機能38のための油路を切換える弁との2つの弁を備える構成としている。これに対して、図15においては、1つの油圧制御弁60で進角/遅角油圧制御機能とドレーン切替制御機能とを達成する構成としている。また、このために油圧供給通路28,29を油圧制御弁60と逆止弁30,31との間で分岐させ、各々ドレーン切替弁(ドレーン制御弁)34,35と接続する構成としている。
First, in FIG. 1, there are two valves, an oil path switching valve for the advance / retard
この構成では、VCT変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、油圧制御弁60の制御電流を所定の保持電流に制御して、進角室18側と遅角室19側の両方のドレーン切替弁34,35を閉じて進角室18側と遅角室19側の両方の逆止弁30,31を有効に機能させて進角室18及び遅角室19からの作動油の逆流を防止するように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構72へ供給する油圧を制御する。
In this configuration, during the holding operation for holding the VCT displacement angle at the target displacement angle, the control current of the
一方、VCT変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、油圧制御弁60の制御電流を制御して、その変位方向に応じて進角室18側と遅角室19側のいずれか一方のドレーン切替弁34又は35を開いていずれか一方の逆止弁30又は31が機能しないように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構72へ供給する油圧を可変することでVCT変位角を目標変位角に向けて変位させる。
On the other hand, during the advance / retard operation that displaces the VCT displacement angle in the advance direction or the retard direction, the control current of the
以上のように構成した図15の可変バルブタイミング調整機構72に対しても本願発明を適用することができる。
The present invention can also be applied to the variable valve
11…可変バルブタイミング調整機構(VCT)、12…ハウジング、14…ベーンロータ、16…ベーン収納室、17…ベーン、18…進角室、19…遅角室、21…油圧制御弁、24…ロックピン、27…オイルポンプ、28,29…油圧供給油路、30,31…逆止弁、32,33…ドレーン油路、34,35…ドレーン切替弁(ドレーン制御弁)、37…進角/遅角油圧制御機能(第1の油圧制御弁)、38…ドレーン切替制御機能(油圧切替弁,第2の油圧制御弁)、43…ECU(制御手段,バルブタイミング変動防止制御手段,第1の制御手段)、44…クランク角センサ、45…カム角センサ、46…可変バルブリフト機構、52…ECU(第2の制御手段)、60…油圧制御弁、71,72…可変バルブタイミング調整機構
DESCRIPTION OF
Claims (31)
前記VCTの実変位角を目標変位角に一致させるように油圧制御弁を制御して各油圧室の油圧を可変すると共に各油圧室のドレーン切替弁の開閉を制御して各油圧室の逆止弁を機能させる状態と機能させない状態との間で切り替える制御手段と、
前記VCTに供給する油圧及び/又は内燃機関のカム軸のトルクを変動させる要素(以下「油圧・カム軸トルク変動要素」という)の動作状態に基づいて前記VCTの実変位角の変動を防止するように前記各油圧室のドレーン切替弁と逆止弁の状態を制御するバルブタイミング変動防止制御を実行するバルブタイミング変動防止制御手段と
を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 A plurality of vane storage chambers formed in a housing of a vane type variable valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as “VCT”) are divided into an advance chamber and a retard chamber by the vanes, respectively, and at least one vane storage Each of the hydraulic chambers in the hydraulic supply oil passage of the advance chamber and the retarder chamber of the chamber (“hydraulic chamber” means either “advance chamber” or “retard chamber”) In addition to providing a check valve that prevents backflow of hydraulic oil from the oil supply, a drain oil passage that bypasses the check valve is provided in parallel in each hydraulic chamber oil supply oil passage, and each drain oil passage is switched to a drain. In a control device of a vane type variable valve timing adjustment mechanism provided with a valve,
The hydraulic control valve is controlled so as to make the actual displacement angle of the VCT coincide with the target displacement angle to vary the hydraulic pressure of each hydraulic chamber, and the opening and closing of the drain switching valve of each hydraulic chamber is controlled to check each hydraulic chamber. Control means for switching between a functioning state and a non-functioning state of the valve;
Fluctuation in the actual displacement angle of the VCT is prevented based on the operating state of the hydraulic pressure supplied to the VCT and / or the element that varies the camshaft torque of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “hydraulic pressure / camshaft torque fluctuation element”). And a valve timing fluctuation prevention control means for executing valve timing fluctuation prevention control for controlling the state of the drain switching valve and the check valve in each hydraulic chamber as described above. Control device for the mechanism.
前記各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁が前記VCTのハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 Each drain switching valve is configured to be hydraulically driven and provided in the housing of the VCT,
The vane type variable valve timing adjusting mechanism according to any one of claims 1 to 8, wherein a hydraulic pressure switching valve for switching a hydraulic pressure for driving each drain switching valve is provided outside the housing of the VCT. Control device.
前記VCTへ供給する油圧を制御する第1の油圧制御弁と、
前記第1のドレーン制御弁と前記第2のドレーン油圧弁とを駆動する油圧を制御する第2の油圧制御弁と、
前記第1の油圧制御弁と前記第2の油圧制御弁とを制御する制御手段とを備えたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、
前記制御手段は、前記VCTに供給する油圧及び/又は内燃機関のカム軸のトルクを変動させる要素(以下「油圧・カム軸トルク変動要素」という)の動作状態に基づいて前記VCTの実変位角の変動を防止するように各ドレーン制御弁を制御するバルブタイミング変動防止制御を実行するバルブタイミング変動防止制御手段を含むことを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 A plurality of vane storage chambers formed in a housing of a vane type variable valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as “VCT”) are each divided into an advance chamber and a retard chamber by the vanes, and at least one A first check valve that is provided in a hydraulic pressure supply oil passage of the advance chamber in the vane storage chamber and prevents the backflow of hydraulic oil from the advance chamber, and a first that bypasses the first check valve. A first drain control valve that is provided in the drain oil passage and is driven by hydraulic pressure, and provided in a hydraulic supply oil passage in the retard chamber of at least one vane storage chamber, and reverses the backflow of hydraulic oil from the retard chamber. A second check valve for preventing, a second drain control valve provided in a second drain oil passage that bypasses the second check valve and driven by hydraulic pressure,
A first hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure supplied to the VCT;
A second hydraulic control valve for controlling a hydraulic pressure for driving the first drain control valve and the second drain hydraulic valve;
In a control device for a vane type variable valve timing adjustment mechanism comprising a control means for controlling the first hydraulic control valve and the second hydraulic control valve,
The control means controls the actual displacement angle of the VCT based on the operating state of the hydraulic pressure supplied to the VCT and / or the element that varies the torque of the camshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “hydraulic / camshaft torque fluctuation element”). A control device for a vane-type variable valve timing adjustment mechanism, comprising valve timing fluctuation prevention control means for executing valve timing fluctuation prevention control for controlling each drain control valve so as to prevent fluctuations in the valve timing.
前記各ドレーン制御弁を駆動する油圧を制御する第2の油圧制御弁が前記VCTのハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 Each drain control valve is configured to be hydraulically driven and provided in the housing of the VCT,
The variable vane type according to any one of claims 11 to 18, wherein a second hydraulic control valve for controlling a hydraulic pressure for driving each drain control valve is provided outside the housing of the VCT. Control device for valve timing adjustment mechanism.
前記制御手段は、前記第2の油圧制御弁を制御して、各ドレーン制御弁を開閉する第1の制御手段と、前記第2の油圧制御弁を制御して、前記VCTの実変位角が目標変位角となるように制御する第1の制御手段とを含むことを特徴とする請求項11乃至19のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 The first hydraulic control valve and the second hydraulic control valve are controllable independently,
The control means controls the second hydraulic control valve to open and close each drain control valve, and the second hydraulic control valve to control the actual displacement angle of the VCT. 20. The control device for a vane type variable valve timing adjusting mechanism according to claim 11, further comprising: a first control unit that controls the target displacement angle.
前記制御手段は、前記第2の油圧制御弁を制御して各ドレーン制御弁を開閉すると共に、前記第1の油圧制御弁を制御して、前記VCTの実変位角が目標変位角となるように制御する第3の制御手段を含むことを特徴とする請求項11乃至19のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 The first hydraulic control valve and the second hydraulic control valve are integrated with a drive shaft,
The control means controls the second hydraulic control valve to open and close each drain control valve, and controls the first hydraulic control valve so that the actual displacement angle of the VCT becomes the target displacement angle. 20. The control device for a vane type variable valve timing adjustment mechanism according to claim 11, further comprising a third control means for controlling the control of the variable valve timing adjustment mechanism.
前記VCTに供給する油圧を制御する油圧制御弁に、前記第1のドレーン油路と前記第2のドレーン油路とを開放/閉鎖するドレーン油路制御機能を一体化したベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置であって、
前記制御手段は、前記VCTに供給する油圧及び/又は内燃機関のカム軸のトルクを変動させる要素(以下「油圧・カム軸トルク変動要素」という)の動作状態に基づいて前記VCTの実変位角の変動を防止するように各ドレーン油路を制御するバルブタイミング変動防止制御を実行するバルブタイミング変動防止制御手段、
を含むことを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 A plurality of vane storage chambers formed in a housing of a vane type variable valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as “VCT”) are divided into an advance chamber and a retard chamber by the vanes, respectively, and at least one vane storage A first check valve that prevents backflow of hydraulic oil from the advance chamber and a first drain oil passage that bypasses the first check valve are provided in the hydraulic supply oil passage of the advance chamber. A second check valve for preventing a backflow of hydraulic oil from the retard chamber, and a second check valve in a hydraulic pressure oil passage of the retard chamber of the at least one vane storage chamber. Providing a second drain oil passage to bypass;
A vane variable valve timing in which a hydraulic control valve for controlling the hydraulic pressure supplied to the VCT is integrated with a drain oil passage control function for opening / closing the first drain oil passage and the second drain oil passage. A control device for the adjusting mechanism,
The control means controls the actual displacement angle of the VCT based on the operating state of the hydraulic pressure supplied to the VCT and / or the element that varies the torque of the camshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “hydraulic / camshaft torque fluctuation element”). Valve timing fluctuation prevention control means for executing valve timing fluctuation prevention control for controlling each drain oil passage so as to prevent fluctuations in
A control device for a vane-type variable valve timing adjusting mechanism.
前記油圧制御弁のドレーン油路制御機能による油圧制御によって、前記第1のドレーン制御弁を開弁/閉弁することで前記第1のドレーン油路を開放/閉鎖するとともに、前記第2のドレーン制御弁を開弁/閉弁することで前記第2のドレーン油路を開放/閉鎖することを特徴とする請求項23乃至29のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 A first drain control valve that is hydraulically driven in the first drain oil passage; and a second drain control valve that is hydraulically driven in the second drain oil passage;
The first drain oil passage is opened / closed by opening / closing the first drain control valve by hydraulic control by the drain oil passage control function of the hydraulic control valve, and the second drain is opened. 30. The control device for a vane type variable valve timing adjustment mechanism according to claim 23, wherein the second drain oil passage is opened / closed by opening / closing a control valve. .
前記各ドレーン制御弁を駆動する油圧を切り替える前記油圧制御弁が前記VCTのハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項30に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。 Each drain control valve is provided inside the housing of the VCT,
31. The control device for a vane type variable valve timing adjusting mechanism according to claim 30, wherein the hydraulic control valve for switching the hydraulic pressure for driving each drain control valve is provided outside the housing of the VCT.
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JP2011236822A (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Toyota Motor Corp | Device and method for controlling hydraulic valve timing variable mechanism |
JP2012036765A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | Variable valve device of internal combustion engine |
US9638662B2 (en) | 2002-09-24 | 2017-05-02 | Duke University | Apparatuses and methods for manipulating droplets |
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2007
- 2007-04-26 JP JP2007116633A patent/JP2008008283A/en active Pending
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