JP2009222025A - Variable cam phase internal combustion engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable cam phase internal combustion engine surely and stably establishing a prescribed cam phase when a hydraulic control valve is lacking. <P>SOLUTION: When the rotation of an engine 39 stops and a determination in step S2 becomes Yes, an engine ECU 20 determines whether prescribed time T1 elapses after engine stop or not in step S7, and shifts to step S3 and repeats processes of steps S4-S6 while the determination is No. Consequently, high cam torque due to the reverse rotation of an intake cam shaft 4 during engine stop acts on CTA 63 and cam phase in start can be easily established even if lock of the rotor 23 and the housing 22 is not completed at the time of engine stop. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カム位相可変型内燃機関に係り、詳しくは、油圧制御弁の失陥時等に所定のカム位相が確実かつ安定して確立されるようにする技術に関する。   The present invention relates to a cam phase variable internal combustion engine, and more particularly to a technique for ensuring that a predetermined cam phase is established reliably and stably when a hydraulic control valve fails.

４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の可変動弁機構を搭載したものが多くなっている。可変動弁機構としては、低速型カムと高速型カムとを切り換えるものが従来より存在するが、近年ではカム位相とバルブリフトとを個別に連続可変制御することで過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現したものが主流となってきている。カム位相の可変制御に供されるバルブタイミングコントロール装置（Variable Timing Control Device：以下、ＶＴＣと記す）は、シリンダヘッドにおけるカムシャフトの端部付近に設置された油圧アクチュエータ（以下、ＶＴＣアクチュエータと記す）や、ＶＴＣアクチュエータへの供給油圧（エンジン油圧）を制御するためのリニアソレノイドおよびスプールバルブ等から構成されている（特許文献１参照）。   Many 4-cycle gasoline engines (hereinafter simply referred to as engines) are equipped with various variable valve mechanisms in order to improve output and fuel consumption, reduce harmful exhaust gas components, and the like. As a variable valve mechanism, there is a conventional one that switches between a low speed type cam and a high speed type cam. In recent years, however, the cam phase and the valve lift are individually and continuously controlled to further improve the transient characteristics and the throttle. What has become less is becoming mainstream. A valve timing control device (Variable Timing Control Device: hereinafter referred to as VTC) used for variable control of the cam phase is a hydraulic actuator (hereinafter referred to as VTC actuator) installed near the end of the camshaft in the cylinder head. And a linear solenoid and a spool valve for controlling the hydraulic pressure (engine hydraulic pressure) supplied to the VTC actuator (see Patent Document 1).

特許文献１のＶＴＣアクチュエータは、複数枚のベーンを有するロータと、ロータを相対回転可能に収納するハウジングとを有し、ハウジングに形成された進角室と遅角室とに作動油（エンジンオイル）が適宜供給されるとロータとハウジングとが相対回転する構造が採られており、ロータがカムシャフト側に固着される一方でハウジングにカムスプロケットが一体化されている。この種のＶＴＣアクチュエータを搭載したエンジンでは、進角室や遅角室に作動油を供給する油圧制御機構の失陥（リニアソレノイドの断線、異物の噛み込みによるスプールバルブの作動不良等）が生じた場合、カム位相の制御が行えなくなってしまう可能性がある。そこで、カム位相制御の異常が検出された場合、燃料噴射量を増大させることによってエンジンの失火やストールを防止するフェールセーフ制御が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００２−２８５８７２号公報 特許第２５６９９９９号 The VTC actuator of Patent Document 1 includes a rotor having a plurality of vanes and a housing that accommodates the rotor in a relatively rotatable manner, and hydraulic oil (engine oil) is provided in an advance chamber and a retard chamber formed in the housing. ) Is appropriately supplied, the rotor and the housing rotate relative to each other. The rotor is fixed to the camshaft, and the cam sprocket is integrated with the housing. In an engine equipped with this type of VTC actuator, a failure of the hydraulic control mechanism that supplies hydraulic oil to the advance chamber and retard chamber (disconnection of the linear solenoid, malfunction of the spool valve due to foreign matter biting, etc.) occurs. In this case, there is a possibility that the cam phase cannot be controlled. In view of this, there has been proposed fail-safe control for preventing engine misfire or stall by increasing the fuel injection amount when an abnormality in cam phase control is detected (see Patent Document 2).
JP 2002-285872 A Japanese Patent No. 2569999

しかしながら、特許文献２のフェールセーフ制御を採用した場合にも、カム位相の可変範囲の設定状況によっては過大なバルブオーバラップが生じ、燃料噴射量を増大させても十分な吸気量が確保できないことによって失火が生じる可能性がある。この場合、エンジンがストールし、再始動させることもできなくなり、整備工場等の施設が無い山間路等において運転者が多大な不安を憶える虞があった。   However, even when the fail-safe control of Patent Document 2 is adopted, an excessive valve overlap occurs depending on the setting state of the variable range of the cam phase, and a sufficient intake amount cannot be secured even if the fuel injection amount is increased. Can cause misfire. In this case, the engine is stalled and cannot be restarted, and there is a possibility that the driver may have great anxiety on a mountain road where there is no facility such as a maintenance factory.

そこで、本発明者等は、運転停止時や油圧制御弁等の失陥時において、油圧制御弁を駆動するリニアソレノイドに大きな駆動電流を供給すること等によってＶＴＣアクチュエータを進角側あるいは遅角側に作動させ、ロータとハウジングとが始動に適したカム位相（以下、始動時カム位相と記す）となった瞬間にロック機構によってロータとハウジングとを結合させる方法を研究した。この方法によれば、ＶＴＣアクチュエータから作動油が排出されることで、カムシャフトに作用するカムトルクによってロータとハウジングとが交番的に相対回転するようになり、始動時カム位相となった瞬間にロックピンによってロータとハウジングとが結合される。ところが、この方法では、ＶＴＣアクチュエータの油圧作動を無効としても、エンジン回転速度が比較的高い状態においては、カムトルクによるロータとハウジングとの交番的な相対回転が殆ど得られず、カム位相が最遅角側に固定された状態でエンジンが運転され続けて有害排出ガス成分の増大等がもたらされる。更に、ロータとハウジングとが始動時カム位相で結合されるまで（すなわち、エンジン回転速度が十分に低下するまで）無駄に通電が行われることになり、電磁油圧弁が許容限度以上に発熱する等の問題があった。   Therefore, the present inventors have made the VTC actuator advance or retard by supplying a large drive current to the linear solenoid that drives the hydraulic control valve when the operation is stopped or when the hydraulic control valve or the like fails. The method of connecting the rotor and the housing by the lock mechanism at the moment when the rotor and the housing reach a cam phase suitable for starting (hereinafter referred to as the starting cam phase) was studied. According to this method, when the hydraulic oil is discharged from the VTC actuator, the rotor and the housing are alternately rotated relative to each other by the cam torque acting on the camshaft, and locked at the moment when the start cam phase is reached. The rotor and the housing are coupled by pins. However, in this method, even if the hydraulic operation of the VTC actuator is disabled, in the state where the engine rotational speed is relatively high, an alternating relative rotation between the rotor and the housing due to the cam torque is hardly obtained, and the cam phase is the slowest. The engine continues to be operated while being fixed to the corner side, resulting in an increase in harmful exhaust gas components and the like. Furthermore, until the rotor and the housing are coupled with each other at the start cam phase (that is, until the engine speed is sufficiently reduced), the electromagnetic hydraulic valve generates heat beyond the allowable limit. There was a problem.

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、油圧制御弁の失陥時等に所定のカム位相が確実かつ安定して確立されるようにしたカム位相可変型内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides a variable cam phase internal combustion engine in which a predetermined cam phase is established reliably and stably when a hydraulic control valve fails or the like. Objective.

第１の発明は、所定の角度範囲をもってカム位相が可変制御されるカム位相可変型内燃機関であって、クランクシャフトに同期して回転する第１回転部材と、カムシャフトと一体に回転するとともに、前記第１回転部材に相対回転可能に連結される第２回転部材と、前記第１回転部材および前記第２回転部材の間に形成された進角側油圧室と遅角側油圧室とに連絡する油圧回路を切り換えることにより、前記カム位相を進角と遅角と保持との間で変化させるカム位相可変手段と、その作動時において、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを所定の結合角度をもって結合／一体化するカム位相固定手段と、その作動時において、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを前記結合角度側に相対回転させる結合駆動手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、所定条件の下で、前記回転速度検出手段の検出結果が所定値以下であった場合、前記カム位相固定手段と前記結合駆動手段とを作動させる結合制御手段とを備えたことを特徴とする。   A first invention is a cam phase variable internal combustion engine in which a cam phase is variably controlled within a predetermined angle range, and a first rotating member that rotates in synchronization with a crankshaft and a camshaft rotate together. A second rotating member coupled to the first rotating member so as to be relatively rotatable, and an advance side hydraulic chamber and a retard side hydraulic chamber formed between the first rotating member and the second rotating member. A cam phase varying means for changing the cam phase between advance angle, retard angle and holding by switching a hydraulic circuit to be communicated, and at the time of operation, the first rotating member and the second rotating member A cam phase fixing means for coupling / integrating at a predetermined coupling angle, a coupling driving means for rotating the first rotating member and the second rotating member relative to the coupling angle side when operating, and an engine rotation speed Inspect And a coupling control unit that operates the cam phase fixing unit and the coupling driving unit when a detection result of the rotational speed detection unit is not more than a predetermined value under a predetermined condition. It is characterized by that.

また、第２の発明は、第１の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、運転者による機関停止指令を検出する停止指令検出手段を更に備え、前記所定条件が、前記停止指令検出手段による機関停止指令の検出であることを特徴とする。   The second aspect of the present invention is the cam phase variable internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, further comprising stop command detecting means for detecting an engine stop command by a driver, wherein the predetermined condition is determined by the stop command detecting means. It is characterized by detecting an engine stop command.

また、第３の発明は、第１の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記カム位相可変手段の失陥を検出する失陥検出手段を更に備え、前記所定条件が、前記失陥検出手段による失陥の検出であることを特徴とする。   The third aspect of the present invention is the cam phase variable internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, further comprising failure detection means for detecting a failure of the cam phase variable means, wherein the predetermined condition is the failure detection. It is characterized by detecting a failure by means.

また、第４の発明は、第１の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、作動油圧の異常を検出する油圧異常検出手段を更に備え、前記所定条件が、前記油圧異常検出手段による異常の検出であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the cam phase variable type internal combustion engine further includes a hydraulic pressure abnormality detecting unit that detects a malfunction of the operating hydraulic pressure, It is a detection.

また、第５の発明は、第２の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記結合制御手段による前記結合駆動手段の作動は、前記停止指令検出手段による機関停止指令の検出後も所定時間にわたって継続されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, the operation of the coupling drive unit by the coupling control unit is performed for a predetermined time after the detection of the engine stop command by the stop command detection unit. It is characterized by being continued over the period.

第１〜第４の発明によれば、エンジンの停止時やカム位相可変手段の失陥時等において、エンジン回転速度が十分に低下した段階で結合制御手段がカム位相固定手段と結合駆動手段とを作動状態させる。これにより、第１回転部材と第２回転部材とが結合角度側に相対回転し、結合角度となった瞬間にカム位相固定手段による第１回転部材と第２回転部材との結合が行われるようになり、有害排出ガス成分の増大等を抑制しながら円滑な再始動やその後の運転が可能となる。そして、カム位相制御手段を電磁油圧弁からの供給油圧で駆動する場合においても、エンジン回転速度が高い状態での無駄な通電が行われなくなり、電磁油圧弁の発熱も抑制される。また、第５の発明によれば、エンジン停止時におけるカムシャフトの逆転等による大きなカムトルクを有効利用できるため、カム位相固定手段による第１回転部材と第２回転部材との結合がより確実に行われる。   According to the first to fourth inventions, when the engine is stopped or when the cam phase varying means is lost, the coupling control means is configured to provide the cam phase fixing means and the coupling driving means when the engine speed is sufficiently reduced. Activate. As a result, the first rotating member and the second rotating member rotate relatively to the coupling angle side, and the first rotating member and the second rotating member are coupled by the cam phase fixing means at the moment when the coupling angle is reached. Thus, it is possible to perform a smooth restart and subsequent operation while suppressing an increase in harmful exhaust gas components. Even when the cam phase control means is driven by the hydraulic pressure supplied from the electromagnetic hydraulic valve, useless energization at a high engine speed is not performed, and heat generation of the electromagnetic hydraulic valve is suppressed. According to the fifth aspect of the invention, since the large cam torque due to the reverse rotation of the camshaft when the engine is stopped can be effectively used, the first rotating member and the second rotating member are more reliably coupled by the cam phase fixing means. Is called.

以下、図面を参照して、本発明に係るカム位相可変型内燃機関の一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る自動車用エンジンの要部透視斜視図であり、図２は実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの分解斜視図であり、図３は実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの概略構成図である。 Hereinafter, an embodiment of a cam phase variable internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an automobile engine according to the embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of the VTC actuator according to the embodiment, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the VTC actuator according to the embodiment. .

≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
図１に示すエンジン（カム位相可変型内燃機関）３９は、自動車に搭載されるＤＯＨＣ４バルブ型の４サイクル直列４気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド１に、各気筒２本ずつの吸気バルブ２および排気バルブ３、これら吸排気バルブ２，３を駆動する吸気カムシャフト４および排気カムシャフト５を備えている。両カムシャフト４，５は、クランクスプロケット６、カムチェーン７、吸気カムスプロケット８、排気カムスプロケット９を介して、クランクシャフト１０によって１／２の回転速度をもって回転駆動される。また、クランクシャフト１０は、コネクティングロッド１１を介してピストン１２に連結されるとともに、チェーン１３を介して斜め下方に設置されたオイルポンプ１４を駆動する。 << Configuration of Embodiment >>
<Overall configuration>
An engine (cam phase variable internal combustion engine) 39 shown in FIG. 1 is a DOHC 4-valve four-cycle in-line four-cylinder gasoline engine mounted on an automobile. An intake valve 2 for each cylinder is provided in the cylinder head 1. And an exhaust valve 3, an intake camshaft 4 and an exhaust camshaft 5 that drive the intake and exhaust valves 2 and 3. Both camshafts 4 and 5 are rotationally driven by the crankshaft 10 at a rotational speed of 1/2 through the crank sprocket 6, the cam chain 7, the intake cam sprocket 8, and the exhaust cam sprocket 9. The crankshaft 10 is connected to the piston 12 via a connecting rod 11 and drives an oil pump 14 installed obliquely downward via a chain 13.

吸気カムシャフト４の前端にはＶＴＣアクチュエータ２１が取り付けられ、シリンダヘッド１およびシリンダブロック１５にはオイルポンプ１４からの作動油（エンジンオイル）をＶＴＣアクチュエータ２１に供給するための油路１６が形成されている。また、シリンダヘッド１にはノーマルオープン型の電磁シャットバルブ（結合駆動手段）１７が装着されており、この電磁シャットバルブ１７によって後述するロックピン３３とバイパスバルブ３６とに対する作動油の供給／排出が行われる。なお、クランクスプロケット６の近傍にはエンジン回転速度を検出するクランク角センサ（回転速度検出手段）１８が設置され、吸気カムシャフト４の後端にはカム位相を検出するカム位相センサ１９が設置されている。また、車室内にはエンジンＥＣＵ２０が設置されている。エンジンＥＣＵ２０は、各種センサ（図示しないアクセルセンサや吸気量センサ、クランク角センサ１８、カム位相センサ１９等）の出力情報に基づき、エンジン３９に付設された各種機器（図示しない燃料噴射弁や点火コイル、電磁シャットバルブ１７、ＶＴＣアクチュエータ２１等）の制御量を決定して駆動制御信号を出力する。   A VTC actuator 21 is attached to the front end of the intake camshaft 4, and an oil passage 16 for supplying hydraulic oil (engine oil) from the oil pump 14 to the VTC actuator 21 is formed in the cylinder head 1 and the cylinder block 15. ing. The cylinder head 1 is provided with a normally open type electromagnetic shut valve (coupled drive means) 17, and hydraulic oil is supplied / discharged to a lock pin 33 and a bypass valve 36 described later by the electromagnetic shut valve 17. Done. A crank angle sensor (rotation speed detecting means) 18 for detecting the engine rotation speed is installed in the vicinity of the crank sprocket 6, and a cam phase sensor 19 for detecting the cam phase is installed at the rear end of the intake camshaft 4. ing. An engine ECU 20 is installed in the passenger compartment. Based on output information from various sensors (accelerator sensor, intake air amount sensor, crank angle sensor 18, cam phase sensor 19, etc., not shown), the engine ECU 20 performs various devices attached to the engine 39 (not shown fuel injection valves and ignition coils). The control amount of the electromagnetic shut-off valve 17, the VTC actuator 21, etc.) is determined and a drive control signal is output.

＜ＶＴＣアクチュエータ＞
図２に示すように、ＶＴＣアクチュエータ２１は、外周に吸気カムスプロケット８が形成されたハウジング（第１回転部材）２２、ハウジング２２内に回転自在に保持されるとともに吸気カムシャフト４の前端にその後面が締結されるロータ（第２回転部材）２３、ハウジング２２の前面を覆うフロントプレート２４、ハウジング２２の後面を覆うバックプレート２５、フロントプレート２４の内周側に配置されたリードバルブ２６、リードバルブ２６をロータ２３に固定するリードバルブカバー２７、ハウジング２２とロータ２３とを進角方向に相対回動させるバイアススプリング２８、吸気カムシャフト４およびロータ２３の軸心に保持されたバルブスリーブ２９、バルブスリーブ２９に摺動自在に内嵌したスプールバルブ（カム位相可変手段）３０、エンジンＥＣＵ２０によって制御されることによってスプールバルブ３０を軸方向に駆動するリニアソレノイド（カム位相可変手段，結合駆動手段）３１、スプールバルブ３０をリニアソレノイド３１側に付勢するリターンスプリング３２、ロータ２３に保持されたロックピン（カム位相固定手段）３３、ロックピン３３をバックプレート２５側に付勢するロックピンスプリング３４、ロータ２３に保持されてロータ２３内の油路から油路１６への作動油の逆流を防止するチェックバルブ３５、ロータ２３に保持されたバイパスバルブ（結合駆動手段）３６、バイパスバルブ３６をリードバルブ２６側に付勢するバイパスバルブスプリング３７を主要構成要素としている。なお、リニアソレノイド３１は、エンジンＥＣＵ２０によってデューティ駆動され、その駆動デューティ（作動量）に応じて、バルブスリーブ２９に対してスプールバルブ３０を相対摺動させる。 <VTC actuator>
As shown in FIG. 2, the VTC actuator 21 includes a housing (first rotating member) 22 having an intake cam sprocket 8 formed on the outer periphery thereof, is rotatably held in the housing 22, and is then attached to the front end of the intake camshaft 4. A rotor (second rotating member) 23 to which the surface is fastened, a front plate 24 covering the front surface of the housing 22, a back plate 25 covering the rear surface of the housing 22, a reed valve 26 disposed on the inner peripheral side of the front plate 24, a lead A reed valve cover 27 for fixing the valve 26 to the rotor 23, a bias spring 28 for relatively rotating the housing 22 and the rotor 23 in the advance direction, a valve sleeve 29 held at the axis of the intake camshaft 4 and the rotor 23, Spool valve slidably fitted in the valve sleeve 29 (cam phase is possible) Means) 30, a linear solenoid (cam phase variable means, coupling drive means) 31 that drives the spool valve 30 in the axial direction by being controlled by the engine ECU 20, and a return spring 32 that biases the spool valve 30 toward the linear solenoid 31. , A lock pin (cam phase fixing means) 33 held by the rotor 23, a lock pin spring 34 for urging the lock pin 33 toward the back plate 25, and an oil passage 16 from the oil passage in the rotor 23 held by the rotor 23. The main components are a check valve 35 that prevents backflow of hydraulic oil to the valve, a bypass valve (coupled drive means) 36 held by the rotor 23, and a bypass valve spring 37 that biases the bypass valve 36 toward the reed valve 26. . The linear solenoid 31 is duty-driven by the engine ECU 20 and causes the spool valve 30 to slide relative to the valve sleeve 29 in accordance with the driving duty (operation amount).

図３に示すように、ロータ２３の外周には比較的薄幅の第１，第２ベーン４１，４２と比較的厚幅の第３，第４ベーン４３，４４とが立設される一方、ハウジング２２の内周にはこれらベーン４１〜４４を所定角度（本実施形態では、３５°）をもって相対回動自在に収容する第１〜第４ベーン室４５〜４８が形成されている。本実施形態の場合、第１ベーン４１および第１ベーン室４５は第１油圧駆動型位相可変機構（Oil Pressure Actuated phaser：以下、ＯＰＡと記す）６１の構成要素であり、第２ベーン４２および第２ベーン室４６は第２ＯＰＡ６２の構成要素であり、第３ベーン４３および第３ベーン室４７はカムトルク駆動型位相可変機構（Cam Torque Actuated phaser：カム位相制御手段：以下、ＣＴＡと記す）６３の構成要素である。   As shown in FIG. 3, relatively thin first and second vanes 41 and 42 and relatively thick width third and fourth vanes 43 and 44 are erected on the outer periphery of the rotor 23. Formed on the inner periphery of the housing 22 are first to fourth vane chambers 45 to 48 for accommodating these vanes 41 to 44 so as to be relatively rotatable at a predetermined angle (35 ° in this embodiment). In the present embodiment, the first vane 41 and the first vane chamber 45 are constituent elements of a first hydraulic pressure actuated phaser (hereinafter referred to as OPA) 61, The two-vane chamber 46 is a component of the second OPA 62, and the third vane 43 and the third vane chamber 47 are components of a cam torque-driven phase variable mechanism (Cam Torque Actuated phaser: cam phase control means: hereinafter referred to as CTA) 63. Is an element.

第４ベーン４４にはロックピン３３およびロックピンスプリング３４が収容されており、ロックピン解除油路への作動油の供給が行われない場合にのみ、ロックピンスプリング３４のばね力によってロックピン３３の先端がバックプレート２５に形成されたロック孔２５ａに嵌入可能となる。なお、ロック孔２５ａは、始動時に適したカム位相（始動時カム位相：本実施形態では、最進角位相）が得られる位置に設けられている。図３中、符号４９で示す部材はロータ２３の外周に設けられたロータ側シールであり、符号５０で示す部材はハウジング２２の内周に設けられたハウジング側シールである。   The lock pin 33 and the lock pin spring 34 are accommodated in the fourth vane 44, and the lock pin 33 is applied by the spring force of the lock pin spring 34 only when the hydraulic oil is not supplied to the lock pin release oil passage. Can be fitted into a lock hole 25 a formed in the back plate 25. The lock hole 25a is provided at a position where a cam phase suitable for start-up (start-up cam phase: the most advanced angle phase in this embodiment) can be obtained. In FIG. 3, a member denoted by reference numeral 49 is a rotor-side seal provided on the outer periphery of the rotor 23, and a member denoted by reference numeral 50 is a housing-side seal provided on the inner periphery of the housing 22.

第１，第２ベーン室４５，４６は、第１，第２ベーン４１，４２により、スプールバルブ３０からの作動油が供給油路５１，５２を介して供給される進角側油圧室４５ａ，４６ａと、ドレイン通路５３，５４に接続する遅角室４５ｂ，４６ｂとにそれぞれ区画されている。また、第３ベーン室４７は、第３ベーン４３により、進角側油路５６とリードバルブ２６の第２弁体２６ｂとを介してスプールバルブ３０に連通する進角側油圧室４７ａと、遅角側油路５５とリードバルブ２６の第１弁体２６ａとを介してスプールバルブ３０に連通する遅角側油圧室４７ｂとに区画されている。   The first and second vane chambers 45 and 46 are advanced-angle-side hydraulic chambers 45a to which hydraulic oil from the spool valve 30 is supplied via supply oil passages 51 and 52 by the first and second vanes 41 and 42, respectively. 46a and retarding chambers 45b and 46b connected to the drain passages 53 and 54, respectively. Further, the third vane chamber 47 is connected to the advance side hydraulic chamber 47a that communicates with the spool valve 30 via the advance side oil passage 56 and the second valve body 26b of the reed valve 26 by the third vane 43. The angle side oil passage 55 and the first valve body 26 a of the reed valve 26 are partitioned into a retard angle side hydraulic chamber 47 b communicating with the spool valve 30.

＜バイパスバルブ＞
バイパスバルブ３６は、その中間部に連通溝３６ａを有しており、第３ベーン４３に吸気カムシャフト４の軸心と平行に穿設されたバルブ保持孔４３ａ内に摺動自在に保持されている。また、バイパスバルブスプリング３７は、バイパスバルブ３６の軸心に形成されたスプリング保持孔に収容されており、バイパスバルブ３６をリードバルブ２６側に常時付勢している。第３ベーン４３には、バイパスバルブ３６の一端に電磁シャットバルブ１７からの油圧を導入するための油圧導入孔４３ｂと、遅角側油圧室４７ｂとバルブ保持孔４３ａとを接続する連通油路４３ｃと、リードバルブ２６の前面に形成された油室とバルブ保持孔４３ａとを接続する連通油路４３ｄとが形成されている。そして、図４（ａ）に示すように、油圧導入孔４３ｂに油圧が導入されると、バイパスバルブ３６がバックプレート２５側に移動して両連通油路４３ｃ，４３ｄが遮断される。また、図４（ｂ）に示すように、油圧導入孔４３ｂから油圧が排出されると、バイパスバルブスプリング３７のばね力によってバイパスバルブ３６がリードバルブ２６側に移動し、両連通油路４３ｃ，４３ｄがバイパスバルブ３６の連通溝３６ａを介して連通される。 <Bypass valve>
The bypass valve 36 has a communication groove 36 a at its intermediate portion, and is slidably held in a valve holding hole 43 a formed in the third vane 43 in parallel with the axis of the intake camshaft 4. Yes. The bypass valve spring 37 is accommodated in a spring holding hole formed in the shaft center of the bypass valve 36, and always biases the bypass valve 36 toward the reed valve 26. In the third vane 43, a hydraulic pressure introduction hole 43b for introducing the hydraulic pressure from the electromagnetic shut-off valve 17 to one end of the bypass valve 36, a communication oil passage 43c that connects the retard side hydraulic chamber 47b and the valve holding hole 43a. In addition, a communication oil passage 43d that connects the oil chamber formed on the front surface of the reed valve 26 and the valve holding hole 43a is formed. Then, as shown in FIG. 4A, when the hydraulic pressure is introduced into the hydraulic pressure introduction hole 43b, the bypass valve 36 moves to the back plate 25 side and both the communicating oil passages 43c and 43d are blocked. As shown in FIG. 4B, when the hydraulic pressure is discharged from the hydraulic pressure introduction hole 43b, the bypass valve 36 moves to the reed valve 26 side by the spring force of the bypass valve spring 37, and both communication oil passages 43c, 43d is communicated via the communication groove 36a of the bypass valve 36.

≪実施形態の作用≫
以下、図５〜図１１の模式図やフローチャートを参照して、本実施形態の作用を説明する。
＜通常運転時制御＞
エンジン３９の通常運転時において、エンジンＥＣＵ２０は、ＶＴＣアクチュエータ２１の通常運転時制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって繰り返し実行する。通常運転時制御を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、アクセルセンサや吸気量センサ、水温センサ等から入力した種々の運転情報に基づき吸気カムシャフト４の目標カム位相を決定した後、目標カム位相を実現するための駆動電流をＶＴＣアクチュエータ２１のリニアソレノイド３１に対して適宜出力する。また、エンジンＥＣＵ２０は、クランク角センサ１８およびカム位相センサ１９の出力信号に基づき、吸気カムシャフト４のカム位相のフィードバック制御を実行する。 << Operation of Embodiment >>
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described with reference to the schematic diagrams and flowcharts of FIGS.
<Control during normal operation>
During normal operation of the engine 39, the engine ECU 20 repeatedly executes control during normal operation of the VTC actuator 21 with a predetermined control interval (for example, 10 ms). When the normal operation control is started, the engine ECU 20 determines the target cam phase of the intake camshaft 4 based on various operation information input from the accelerator sensor, the intake air amount sensor, the water temperature sensor, and the like, and then realizes the target cam phase. Is appropriately output to the linear solenoid 31 of the VTC actuator 21. Further, the engine ECU 20 executes feedback control of the cam phase of the intake camshaft 4 based on the output signals of the crank angle sensor 18 and the cam phase sensor 19.

（進角作動）
エンジン３９の運転中に吸気カムシャフト４を進角させる場合、エンジンＥＣＵ２０は、図５に示すように、電磁シャットバルブ１７によって油路１６を連通させた状態で、リニアソレノイド３１によってスプールバルブ３０を進角位置（図中、右方）に移動させる。すると、オイルポンプ１４から油路１６を経由して供給された作動油は、ロックピン３３を解除状態で保持するとともに、スプールバルブ３０を介して第１，第２ＯＰＡ６１，６２側の進角側油圧室４５ａ，４６ａに流入して第１，第２ベーン４１，４２を進角側に付勢する。なお、エンジン３９の通常運転時には電磁シャットバルブ１７に駆動電流が供給されず（油路１６が連通され）、オイルポンプ１４からの作動油によってロックピン３３が解除状態で保持される。一方、ＣＴＡ６３では、吸気カムシャフト４に進角側のカムトルクが作用し、ハウジング２２に対してロータ２３が進角側に相対回転するごとにリードバルブ２６の第２弁体２６ｂが開き、遅角側油圧室４７ｂ内の作動油がスプールバルブ３０を介して進角側油圧室４７ａに流入する。また、遅角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ２６の第１，第２弁体２６ａ，２６ｂは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して図中時計回りに相対回転し、吸気カムシャフト４が進角する。なお、ＣＴＡ６３への作動油の供給は、エンジン３９の運転開始時に、チェックバルブ３５を介してＣＴＡ６３が満たされるまで行われる。 (Advanced operation)
When the intake camshaft 4 is advanced during the operation of the engine 39, the engine ECU 20 opens the spool valve 30 with the linear solenoid 31 in a state where the oil passage 16 is in communication with the electromagnetic shut valve 17 as shown in FIG. Move to the advance position (right side in the figure). Then, the hydraulic oil supplied from the oil pump 14 via the oil passage 16 holds the lock pin 33 in the released state, and the advance side hydraulic pressure on the first and second OPA 61 and 62 side via the spool valve 30. The air flows into the chambers 45a and 46a and urges the first and second vanes 41 and 42 toward the advance side. During normal operation of the engine 39, no drive current is supplied to the electromagnetic shut-off valve 17 (the oil passage 16 is communicated), and the lock pin 33 is held in the released state by the hydraulic oil from the oil pump 14. On the other hand, in the CTA 63, the cam angle on the advance side acts on the intake camshaft 4, and the second valve body 26b of the reed valve 26 opens each time the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the advance side. The hydraulic oil in the side hydraulic chamber 47 b flows into the advance side hydraulic chamber 47 a through the spool valve 30. Further, when the retard side cam torque is applied, the first and second valve bodies 26a, 26b of the reed valve 26 are closed, and the cam phase is maintained without moving the hydraulic oil. By the operations of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 rotates relative to the housing 22 in the clockwise direction in the drawing, and the intake camshaft 4 advances. The supply of hydraulic oil to the CTA 63 is performed until the CTA 63 is satisfied via the check valve 35 when the operation of the engine 39 is started.

（遅角作動）
エンジン３９の運転中に吸気カムシャフト４を遅角させる場合、エンジンＥＣＵ２０は、図６に示すように、リニアソレノイド３１によってスプールバルブ３０を遅角位置（図中、左方）に移動させる。すると、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、進角側油圧室４５ａ，４６ａ内の作動油がスプールバルブ３０を介してドレイン通路５３，５４から排出され、第１，第２ベーン４１，４２を進角側に付勢する付勢力がなくなる。一方、ＣＴＡ６３では、吸気カムシャフト４に遅角側のカムトルクが作用し、ハウジング２２に対してロータ２３が遅角側に相対回転するごとにリードバルブ２６の第１弁体２６ａが開き、進角側油圧室４７ａ内の作動油が遅角側油圧室４７ｂに流入する。また、進角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ２６の第１，第２弁体２６ａ，２６ｂは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して図中反時計回りに相対回転し、吸気カムシャフト４が遅角する。 (Retarded operation)
When retarding the intake camshaft 4 during operation of the engine 39, the engine ECU 20 moves the spool valve 30 to the retarded position (leftward in the figure) by the linear solenoid 31, as shown in FIG. Then, in the first and second OPAs 61 and 62, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chambers 45 a and 46 a is discharged from the drain passages 53 and 54 via the spool valve 30 and advances through the first and second vanes 41 and 42. There is no urging force to urge the corner. On the other hand, in the CTA 63, the retard cam torque acts on the intake camshaft 4, and the first valve body 26a of the reed valve 26 opens and advances each time the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the retard side. The hydraulic oil in the side hydraulic chamber 47a flows into the retard side hydraulic chamber 47b. Further, when the cam torque on the advance side acts, the first and second valve bodies 26a, 26b of the reed valve 26 are closed, and the cam phase is maintained without moving the hydraulic oil. By the operation of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 rotates relative to the housing 22 counterclockwise in the figure, and the intake camshaft 4 is retarded.

（保持作動）
上述した進角作動や遅角作動によって目標とするカム位相が得られると、エンジンＥＣＵ２０は、図７に示すように、リニアソレノイド３１によってスプールバルブ３０を保持位置（図中、中央）に移動させる。すると、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、進角側油圧室４５ａ，４６ａ内の作動油がスプールバルブ３０によって封じ込められ、第１，第２ベーン４１，４２が移動できなくなる。一方、ＣＴＡ６３では、進角側油圧室４７ａと遅角側油圧室４７ｂとの間で作動油が移動できなくなり、第３ベーン４３も移動できなくなる。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して相対回転しなくなり、吸気カムシャフト４のカム位相が保持される。 (Holding operation)
When the target cam phase is obtained by the advance angle operation or the retard angle operation described above, the engine ECU 20 moves the spool valve 30 to the holding position (center in the figure) by the linear solenoid 31 as shown in FIG. . Then, in the first and second OPAs 61 and 62, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chambers 45a and 46a is sealed by the spool valve 30, and the first and second vanes 41 and 42 cannot move. On the other hand, in the CTA 63, the hydraulic oil cannot move between the advance side hydraulic chamber 47a and the retard side hydraulic chamber 47b, and the third vane 43 cannot move. By the operations of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 does not rotate relative to the housing 22, and the cam phase of the intake camshaft 4 is maintained.

＜停止時制御＞
エンジンＥＣＵ２０は、上述した通常運転時制御と並行して、図８のフローチャートにその手順を示す停止時制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって繰り返し実行する。停止時制御を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、図８のステップＳ１でイグニッションキーがＯＦＦ操作されたか否かを判定し、この判定がＮｏであれば何ら処理を行わずにスタートに戻って制御を繰り返す。これは、イグニッションキーがＯＮの状態では（すなわち、エンジン３９の運転時には）、自動車の走行中等にエンジン３９の発生トルク等が急変する虞があることから、以下に述べる停止時処理を行わないためである。 <Control at stop>
In parallel with the above-described normal operation control, the engine ECU 20 repeatedly executes the stop control whose procedure is shown in the flowchart of FIG. 8 at a predetermined control interval (for example, 10 ms). When the stop-time control is started, the engine ECU 20 determines whether or not the ignition key is turned OFF in step S1 of FIG. 8, and if this determination is No, the process returns to the start without performing any processing and repeats the control. . This is because when the ignition key is ON (that is, when the engine 39 is in operation), the torque generated by the engine 39 may change suddenly while the vehicle is running, etc., so that the following stop process is not performed. It is.

運転者がイグニッションキーをＯＦＦにすることによってステップＳ１の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２でクランク角センサ１８の検出信号に基づきエンジン回転速度Ｎｅが０となったか否かを判定する。そして、イグニッションキーがＯＦＦにされた直後には、エンジン３９が慣性によって回転を続けることでステップＳ２の判定がＮｏになるため、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３で初期値０の位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを１とする。位相固定制御フラグＦｌｏｃｋは、ＶＴＣアクチュエータ２１を始動時カム位相で固定させるか否かを決定するフラグであり、「１」であるときにはＶＴＣアクチュエータ２１を始動時カム位相で固定するための処理が行われる。   When the determination of step S1 is Yes by the driver turning off the ignition key, the engine ECU 20 determines whether or not the engine speed Ne has become 0 based on the detection signal of the crank angle sensor 18 in step S2. . Immediately after the ignition key is turned off, the engine 39 continues to rotate due to inertia, so that the determination in step S2 is No. Therefore, in step S3, the engine ECU 20 sets the phase lock control flag Flock having an initial value of 0. Set to 1. The phase lock control flag Flock is a flag for determining whether or not the VTC actuator 21 is fixed at the start cam phase. When the flag is “1”, processing for fixing the VTC actuator 21 at the start cam phase is performed. Is called.

次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ４で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋが１であるか否かを判定し、この判定がＮｏであれば何ら処理を行わずにスタートに戻って制御を繰り返す。   Next, the engine ECU 20 determines whether or not the phase lock control flag Flock is 1 in step S4, and if this determination is No, returns to the start without performing any processing and repeats the control.

イグニッションキーがＯＦＦにされた直後にはステップＳ４の判定がＹｅｓになるため、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ５でリニアソレノイド３１に対して進角位置に作動させる駆動電流を供給し（リニアソレノイド３１を１００％の駆動デューティをもって駆動し）、ステップＳ６で電磁シャットバルブ１７にも駆動電流を供給する。   Immediately after the ignition key is turned off, the determination in step S4 becomes Yes, and therefore the engine ECU 20 supplies a drive current for operating the linear solenoid 31 to the advanced position in step S5 (the linear solenoid 31 is set to 100). %), And the drive current is also supplied to the electromagnetic shut-off valve 17 in step S6.

すると、図９に示すように、ロックピン３３に供給されていた作動油が電磁シャットバルブ１７から排出され、ロックピンスプリング３４のばね力によってロックピン３３がバックプレート２５側に付勢されるようになる。また、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、スプールバルブ３０が進角位置に移動することにより、オイルポンプ１４からの作動油がスプールバルブ３０を介して進角側油圧室４５ａ，４６ａに供給され、第１，第２ベーン４１，４２を進角側に付勢する。また、ロックピン３３と同様に、バイパスバルブ３６に供給されていた作動油が電磁シャットバルブ１７から排出され、バイパスバルブスプリング３７のばね力によってバイパスバルブ３６がリードバルブ２６側（図９中の上方）に移動する。これにより、ＣＴＡ６３では、スプールバルブ３０だけでなく、連通油路４３ｃ，４３ｄとバイパスバルブ３６の連通溝３６ａとを介しても、遅角側油圧室４７ｂ内の作動油が進角側油圧室４７ａに流入するようになる。その結果、エンジン３９が停止するまでの間に、ロータ２３がハウジング２２に対して進角側に急速に相対回転し、始動時カム位相になった瞬間に、ロックピン３３がロック孔２５ａに嵌入してロータ２３とハウジング２２とがロックされる。   Then, as shown in FIG. 9, the hydraulic oil supplied to the lock pin 33 is discharged from the electromagnetic shut-off valve 17, and the lock pin 33 is urged toward the back plate 25 by the spring force of the lock pin spring 34. become. In the first and second OPAs 61 and 62, when the spool valve 30 moves to the advance position, the hydraulic oil from the oil pump 14 is supplied to the advance side hydraulic chambers 45a and 46a via the spool valve 30, The first and second vanes 41 and 42 are urged toward the advance side. Similarly to the lock pin 33, the hydraulic oil supplied to the bypass valve 36 is discharged from the electromagnetic shut-off valve 17, and the bypass valve 36 is moved to the reed valve 26 side by the spring force of the bypass valve spring 37 (in FIG. ) As a result, in the CTA 63, not only the spool valve 30 but also the communication oil passages 43c and 43d and the communication groove 36a of the bypass valve 36, the hydraulic oil in the retard side hydraulic chamber 47b is transferred to the advance side hydraulic chamber 47a. To flow into. As a result, until the engine 39 is stopped, the rotor 23 rapidly rotates relative to the housing 22 toward the advance side, and the lock pin 33 is inserted into the lock hole 25a at the moment when the start cam phase is reached. Thus, the rotor 23 and the housing 22 are locked.

一方、エンジン３９の回転が停止してステップＳ２の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ７でエンジン停止後に所定時間Ｔ１（例えば、１秒）が経過したか否かを判定し、この判定がＮｏである間はステップＳ３に移行し、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す。これにより、エンジン停止時点でロータ２３とハウジング２２とのロックが完了していない場合であっても、エンジン停止時における吸気カムシャフト４の逆回転による大きなカムトルクがＣＴＡ６３に作用することで、始動時カム位相の確立が図られやすくなる。   On the other hand, when the rotation of the engine 39 is stopped and the determination in step S2 is Yes, the engine ECU 20 determines in step S7 whether or not a predetermined time T1 (for example, 1 second) has elapsed after the engine is stopped. Is No, the process proceeds to step S3, and the processes of steps S4 to S6 are repeated. Thus, even when the lock between the rotor 23 and the housing 22 is not completed when the engine is stopped, a large cam torque due to the reverse rotation of the intake camshaft 4 when the engine is stopped acts on the CTA 63, so that It becomes easy to establish the cam phase.

エンジン停止後に所定時間Ｔ１が経過し、ステップＳ７の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ８で電磁シャットバルブ１７への駆動電流の供給を中止し（リニアソレノイド３１の駆動デューティを０％とし）、ステップＳ９で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを０にリセットして停止時制御を終了する。   When the predetermined time T1 elapses after the engine is stopped and the determination in step S7 is Yes, the engine ECU 20 stops supplying the drive current to the electromagnetic shut-off valve 17 in step S8 (the drive duty of the linear solenoid 31 is set to 0%). ), The phase lock control flag Flock is reset to 0 in step S9, and the stop-time control is terminated.

＜異常時制御＞
エンジンＥＣＵ２０は、上述した通常運転時制御や停止時制御と並行して、図１０のフローチャートにその手順を示す異常時制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって繰り返し実行する。異常時制御を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、図１０のステップＳ１１で作動油圧（エンジン油圧）Ｐｅが所定の作動油圧Ｐｅより高いか否かを先ず判定する。そして、ステップＳ１１の判定がＮｏであれば、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１２でエンジン回転速度Ｎｅがロック実行回転速度Ｎｅｌｋ以下となっているか否かを更に判定し、この判定がＹｅｓであればステップＳ１３で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを１とし、ＮｏであればステップＳ１４で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを０とする。 <Control during abnormal conditions>
In parallel with the above-described normal operation control and stop control, the engine ECU 20 repeatedly executes the abnormal control whose procedure is shown in the flowchart of FIG. 10 at a predetermined control interval (for example, 10 ms). When the abnormality control is started, the engine ECU 20 first determines whether or not the operating oil pressure (engine oil pressure) Pe is higher than a predetermined operating oil pressure Pe in step S11 of FIG. If the determination in step S11 is No, the engine ECU 20 further determines in step S12 whether or not the engine rotation speed Ne is equal to or lower than the lock execution rotation speed Nelk. If this determination is Yes, step S13 is performed. In step S14, the phase fixing control flag Flock is set to 1. In step S14, the phase fixing control flag Flock is set to 0.

一方、作動油圧Ｐｅが十分に高く、ステップＳ１１の判定がＹｅｓであれば、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１５でＶＴＣアクチュエータ２１に失陥が生じているか否かを判定し、この判定がＮｏであればステップＳ１６で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを０とする。なお、ＶＴＣアクチュエータ２１の失陥は、例えば、目標カム位相と実カム位相とのずれが所定量を超える状態が所定時間にわたって継続したこと等によって判定される。   On the other hand, if the hydraulic pressure Pe is sufficiently high and the determination in step S11 is Yes, the engine ECU 20 determines in step S15 whether or not a failure has occurred in the VTC actuator 21, and if this determination is No. In step S16, the phase fixing control flag Flock is set to zero. Note that the failure of the VTC actuator 21 is determined, for example, by a state in which the deviation between the target cam phase and the actual cam phase exceeds a predetermined amount for a predetermined time.

ＶＴＣアクチュエータ２１が失陥し、ステップＳ１５の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１７でエンジン回転速度Ｎｅがロック実行回転速度Ｎｅｌｋ以下となっているか否かを判定する。そして、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１７の判定がＹｅｓであればステップＳ１３で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを１とし、ＮｏであればステップＳ１６で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋを０とする。   If the VTC actuator 21 fails and the determination in step S15 is Yes, the engine ECU 20 determines in step S17 whether or not the engine rotational speed Ne is equal to or lower than the lock execution rotational speed Nelk. If the determination in step S17 is Yes, the engine ECU 20 sets the phase lock control flag Flock to 1 in step S13, and if it is No, the engine ECU 20 sets the phase lock control flag Flock to 0 in step S16.

次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１８で位相固定制御フラグＦｌｏｃｋが１であるか否かを判定し、この判定がＮｏであれば、何の処理も行わずにスタートに戻って制御を繰り返す。   Next, the engine ECU 20 determines whether or not the phase lock control flag Flock is 1 in step S18. If this determination is No, the engine ECU 20 returns to the start without performing any processing and repeats the control.

ステップＳ１８の判定がＹｅｓ、すなわち、作動油圧Ｐｅの低下やＶＴＣアクチュエータ２１の失陥が生じ、かつ、エンジン回転速度Ｎｅが十分に低く、位相固定制御フラグＦｌｏｃｋが１になった場合、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１９でＶＴＣアクチュエータ２１が始動時カム位相でロックされているか否かを判定する。   If the determination in step S18 is Yes, that is, if the hydraulic pressure Pe decreases or the VTC actuator 21 fails, the engine rotational speed Ne is sufficiently low, and the phase lock control flag Flock is 1, the engine ECU 20 In step S19, it is determined whether or not the VTC actuator 21 is locked at the start cam phase.

位相固定制御フラグＦｌｏｃｋが１となった直後にはステップＳ１９の判定が当然にＮｏとなるため、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２０でリニアソレノイド３１に対して進角位置に作動させる駆動電流を供給し（リニアソレノイド３１を１００％の駆動デューティをもって駆動し）、ステップＳ２１で電磁シャットバルブ１７にも駆動電流を供給する。これにより、スプールバルブ３０が弱く固着していた場合においても、スプールバルブ３０が最進角位置に移動する可能性がある。そして、スプールバルブ３０が最進角位置に移動した場合には、停止時制御の際と同様に、第１，第２ＯＰＡ６１，６２とＣＴＡ６３との作動によってロータ２３がハウジング２２に対して進角側に急速に相対回転し、始動時カム位相になった瞬間に、ロックピン３３がロック孔２５ａに嵌入してロータ２３とハウジング２２とがロックされる。   Immediately after the phase lock control flag Flock becomes 1, the determination in step S19 is naturally No, so the engine ECU 20 supplies a drive current for operating the linear solenoid 31 to the advanced position in step S20 ( The linear solenoid 31 is driven with a driving duty of 100%), and a driving current is also supplied to the electromagnetic shut-off valve 17 in step S21. Thereby, even when the spool valve 30 is weakly fixed, the spool valve 30 may move to the most advanced position. When the spool valve 30 is moved to the most advanced position, the rotor 23 is advanced with respect to the housing 22 by the operation of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63 as in the case of the control at the time of stop. The lock pin 33 is inserted into the lock hole 25a and the rotor 23 and the housing 22 are locked at the moment when the cam phase is rapidly rotated.

また、スプールバルブ３０が保持位置で完全に固着していた場合には、図１１に示すように、ロックピン３３に供給されていた作動油が電磁シャットバルブ１７から排出される一方、ＣＴＡ６３内では、バイパスバルブ３６に供給されていた作動油が電磁シャットバルブ１７から排出され、バイパスバルブスプリング３７のばね力によってバイパスバルブ３６がリードバルブ２６側（図１１中の上方）に移動することで、連通油路４３ｃ，４３ｄとバイパスバルブ３６の連通溝３６ａとを介して、遅角側油圧室４７ｂ内の作動油が進角側油圧室４７ａに流入するようになる。これにより、ロータ２３がハウジング２２に対して進角側に相対回転し、始動時カム位相になった瞬間に、ロックピン３３がロック孔２５ａに嵌入してロータ２３とハウジング２２とがロックされる。なお、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、周囲の空気が進角側油圧室４５ａ，４６ａ内に流入することにより、ロータ２３のハウジング２２に対する進角側への相対回転が殆ど妨げられることがない。   When the spool valve 30 is completely fixed at the holding position, the hydraulic oil supplied to the lock pin 33 is discharged from the electromagnetic shut-off valve 17 as shown in FIG. The hydraulic oil supplied to the bypass valve 36 is discharged from the electromagnetic shut-off valve 17, and the bypass valve 36 moves toward the reed valve 26 (upward in FIG. 11) by the spring force of the bypass valve spring 37. Through the oil passages 43c and 43d and the communication groove 36a of the bypass valve 36, the hydraulic oil in the retard side hydraulic chamber 47b flows into the advance side hydraulic chamber 47a. As a result, the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the advance side, and at the moment when the start cam phase is reached, the lock pin 33 is fitted into the lock hole 25a and the rotor 23 and the housing 22 are locked. . In the first and second OPAs 61 and 62, the ambient air flows into the advance side hydraulic chambers 45a and 46a, so that the relative rotation of the rotor 23 relative to the advance side with respect to the housing 22 is hardly hindered. .

ＶＴＣアクチュエータ２１が始動時カム位相でロックされ、ステップＳ１９の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２２でリニアソレノイド３１に対する駆動電流の供給を中止して（リニアソレノイド３１の駆動デューティを０％として）異常時制御を終了する。   When the VTC actuator 21 is locked at the start cam phase and the determination in step S19 becomes Yes, the engine ECU 20 stops supplying the drive current to the linear solenoid 31 in step S22 (the drive duty of the linear solenoid 31 is set to 0%). As a result, the abnormal control is terminated.

本実施形態では、上述した構成を採用したことにより、エンジン３９の停止時や異常時に、ＶＴＣアクチュエータ２１を始動時カム位相で速やかにロックすることができるようになり、有害排出ガス成分の抑制や再始動の容易化等を実現できるとともに、駆動電流を長時間供給することに起因するリニアソレノイド３１の発熱も抑制できる。   In the present embodiment, by adopting the above-described configuration, the VTC actuator 21 can be quickly locked at the start cam phase when the engine 39 is stopped or abnormal, thereby suppressing harmful exhaust gas components. In addition to facilitating restarting, it is possible to suppress heat generation of the linear solenoid 31 caused by supplying a drive current for a long time.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を直列４気筒ＤＯＨＣガソリンエンジンに適用したものであるが、Ｖ型エンジンやディーゼルエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態は吸気カムシャフト側のみにＶＴＣを備えたエンジンに本発明を適用したものであるが、排気カムシャフト側にもＶＴＣを備えたエンジンに適用してもよく、その場合にもシリンダヘッドに設置した１つの電磁シャットバルブで両ＶＴＣのロックピンやリードバルブへの作動油の供給を停止できる。また、ＶＴＣアクチュエータの異常時においては、インストルメントパネル等に設置した警告灯の点灯等を行わせるようにしてもよい。   Although the description of the specific embodiment is finished as above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, although the above embodiment is an application of the present invention to an in-line four-cylinder DOHC gasoline engine, it is naturally applicable to a V-type engine, a diesel engine, or the like. In the above embodiment, the present invention is applied to an engine having a VTC only on the intake camshaft side, but may be applied to an engine having a VTC also on the exhaust camshaft side. The supply of hydraulic oil to the lock pins and reed valves of both VTCs can be stopped with one electromagnetic shut valve installed in the cylinder head. Further, when an abnormality occurs in the VTC actuator, a warning lamp installed on the instrument panel or the like may be turned on.

また、実施形態のＣＴＡでは、進角側油圧室および遅角側油圧室をともに第３ベーン室に形成するようにしたが、例えば、進角側油圧室を第２ベーン室に形成し、遅角側油圧室を第３ベーン室に形成するようにしてもよい。また、上記実施形態では、結合角度を最進角位相に設定したが、最遅角位相に設定してもよいし、最進角位相と最遅角位相との中間に設定してもよい。更に、上記実施形態は、カム位相制御手段としてＣＴＡとＯＰＡとを有するＶＴＣアクチュエータに本発明を適用したものであるが、本発明は、ＯＰＡのみを有するＶＴＣアクチュエータに適用してもよく、その場合には、ＯＰＡの進角側油圧室と遅角側油圧室とをバイパスバルブによって連通させることになる。その他、ＶＴＣアクチュエータをはじめ、エンジンや動弁機構の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。   In the CTA of the embodiment, both the advance side hydraulic chamber and the retard side hydraulic chamber are formed in the third vane chamber. However, for example, the advance side hydraulic chamber is formed in the second vane chamber, The corner side hydraulic chamber may be formed in the third vane chamber. In the above embodiment, the coupling angle is set to the most advanced angle phase. However, the coupling angle may be set to the most retarded angle phase, or may be set between the most advanced angle phase and the most retarded angle phase. Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a VTC actuator having CTA and OPA as cam phase control means. However, the present invention may be applied to a VTC actuator having only OPA. In this case, the advance side hydraulic chamber and the retard side hydraulic chamber of the OPA are communicated with each other by a bypass valve. In addition, the specific configurations of the engine and the valve mechanism including the VTC actuator can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

実施形態に係るエンジンの要部透視斜視図である。It is a principal part perspective view of the engine which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るバイパスバルブの作動態様を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the operation | movement aspect of the bypass valve which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの進角作動を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing advance angle operation of the VTC actuator concerning an embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの遅角作動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the retardation operation | movement of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの保持作動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows holding | maintenance operation | movement of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係る停止時制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the control at the time of stop which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの停止作動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the stop action | operation of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係る異常時制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the control at the time of abnormality which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの異常時作動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation | movement at the time of abnormality of the VTC actuator which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ シリンダヘッド
４ 吸気カムシャフト
８ 吸気カムスプロケット
１０ クランクシャフト
１４ オイルポンプ
１６ 油路
１７ 電磁シャットバルブ（結合駆動手段）
２１ ＶＴＣアクチュエータ
２２ ハウジング（第１回転部材）
２３ ロータ（第２回転部材）
２６ リードバルブ
３０ スプールバルブ（カム位相可変手段）
３１ リニアソレノイド（カム位相可変手段，結合駆動手段）
３２ リターンスプリング
３３ ロックピン（カム位相固定手段）
３６ バイパスバルブ（結合駆動手段）
３９ エンジン
４７ａ 進角側油圧室
４７ｂ 遅角側油圧室
６１ 第１ＯＰＡ
６２ 第２ＯＰＡ
６３ ＣＴＡ（カム位相制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 4 Intake camshaft 8 Intake cam sprocket 10 Crankshaft 14 Oil pump 16 Oil path 17 Electromagnetic shut valve (coupling drive means)
21 VTC actuator 22 Housing (first rotating member)
23 Rotor (second rotating member)
26 Reed valve 30 Spool valve (cam phase variable means)
31 Linear solenoid (cam phase variable means, coupling drive means)
32 Return spring 33 Lock pin (Cam phase fixing means)
36 Bypass valve (coupling drive means)
39 Engine 47a Advance side hydraulic chamber 47b Delay angle side hydraulic chamber 61 First OPA
62 2nd OPA
63 CTA (cam phase control means)

Claims (5)

所定の角度範囲をもってカム位相が可変制御されるカム位相可変型内燃機関であって、
クランクシャフトに同期して回転する第１回転部材と、
カムシャフトと一体に回転するとともに、前記第１回転部材に相対回転可能に連結される第２回転部材と、
前記第１回転部材および前記第２回転部材の間に形成された進角側油圧室と遅角側油圧室とに連絡する油圧回路を切り換えることにより、前記カム位相を進角と遅角と保持との間で変化させるカム位相可変手段と、
その作動時において、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを所定の結合角度をもって結合／一体化するカム位相固定手段と、
その作動時において、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを前記結合角度側に相対回転させる結合駆動手段と、
機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
所定条件の下で、前記回転速度検出手段の検出結果が所定値以下であった場合、前記カム位相固定手段と前記結合駆動手段とを作動させる結合制御手段と
を備えたことを特徴とするカム位相可変型内燃機関。 A cam phase variable internal combustion engine in which the cam phase is variably controlled within a predetermined angle range,
A first rotating member that rotates in synchronization with the crankshaft;
A second rotating member that rotates integrally with the camshaft and that is coupled to the first rotating member so as to be relatively rotatable;
The cam phase is maintained at the advanced angle and the retarded angle by switching a hydraulic circuit connected between the advanced angle side hydraulic chamber and the retarded angle side hydraulic chamber formed between the first rotating member and the second rotating member. Cam phase varying means for changing between
Cam phase fixing means for coupling / integrating the first rotating member and the second rotating member with a predetermined coupling angle during operation thereof;
A coupling driving means for relatively rotating the first rotating member and the second rotating member toward the coupling angle during the operation;
A rotational speed detecting means for detecting the engine rotational speed;
A cam comprising: a coupling control unit that operates the cam phase fixing unit and the coupling driving unit when a detection result of the rotational speed detection unit is not more than a predetermined value under a predetermined condition. Variable phase internal combustion engine. 運転者による機関停止指令を検出する停止指令検出手段を更に備え、
前記所定条件が、前記停止指令検出手段による機関停止指令の検出であることを特徴とする、請求項１に記載されたカム位相可変型内燃機関。 Further provided is a stop command detection means for detecting an engine stop command by the driver,
2. The cam phase variable internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined condition is detection of an engine stop command by the stop command detection means. 前記カム位相可変手段の失陥を検出する失陥検出手段を更に備え、
前記所定条件が、前記失陥検出手段による失陥の検出であることを特徴とする、請求項１に記載されたカム位相可変型内燃機関。 A failure detecting means for detecting a failure of the cam phase varying means;
2. The cam phase variable internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined condition is detection of a failure by the failure detection means. 作動油圧の異常を検出する油圧異常検出手段を更に備え、
前記所定条件が、前記油圧異常検出手段による異常の検出であることを特徴とする、請求項１に記載されたカム位相可変型内燃機関。 A hydraulic pressure abnormality detecting means for detecting a hydraulic pressure abnormality;
2. The cam phase variable internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined condition is detection of an abnormality by the hydraulic pressure abnormality detecting means. 前記結合制御手段による前記結合駆動手段の作動は、前記停止指令検出手段による機関停止指令の検出後も所定時間にわたって継続されることを特徴とする、請求項２に記載されたカム位相可変型内燃機関。   3. The cam phase variable internal combustion engine according to claim 2, wherein the operation of the coupling drive unit by the coupling control unit is continued for a predetermined time after detection of the engine stop command by the stop command detection unit. organ.

Images