JP2011132932A - Valve timing control device for engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate lock determination of a variable valve timing mechanism at engine start, so as to avoid delay of engine start due to the determination. <P>SOLUTION: A valve timing control device checks whether or not the oscillation amount is less than a set value (A) when a cam angle is in a lock position during lock control (S3), and determines the completion of lock in which a variable valve timing mechanism is mechanically locked when the oscillation amount is less than the set value (A) (S4). When the cam angle is not in the lock position or the oscillation amount is not less than the set value (A), on the other hand, the device checks whether or not an engine rotation speed Ne is less than a set rotation speed B (S5). When the engine rotation speed Ne is less than a set rotation speed B, the lock is determined not to be completed (S6). The lock determination result just before engine stop is stored. Start control is immediately started skipping control to the lock position at the following engine start when the lock is completed, shortening start time. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンのクランク角に対するカム角の回転位相を油圧によって進角又は遅角させる可変バルブタイミング機構を有するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。   The present invention relates to an engine valve timing control device having a variable valve timing mechanism for advancing or retarding a rotational phase of a cam angle with respect to a crank angle of an engine by hydraulic pressure.

近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構システムを備えたエンジンが実用化されており、エンジン運転状態に応じて吸気弁と排気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更することができる。   In recent years, an engine having a variable valve timing mechanism system that varies a rotational phase between a crankshaft and a camshaft of an engine has been put into practical use, and at least one of an intake valve and an exhaust valve according to an engine operating state. The valve timing can be changed continuously.

このような可変バルブタイミング機構は、特許文献１に開示されているように、油圧によって駆動される油圧駆動式が一般的であり、エンジン始動時には、カム角の回転位相を固定して確実に始動できるよう、所定の基準位置で機械的にロックするロック機構を備えている。   As disclosed in Patent Document 1, such a variable valve timing mechanism is generally a hydraulic drive type driven by hydraulic pressure. When the engine is started, the rotational phase of the cam angle is fixed and the engine is reliably started. A lock mechanism that mechanically locks at a predetermined reference position is provided.

特開２００５−２９９２号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-2992

従来の可変バルブタイミング機構では、ロック位置が機械的に制限される最遅角位置若しくは最進角位置であることが多く、ロック位置に制御することは比較的容易である。従って、始動時にロック位置を確認する必要性は低い。これに対し、最近では、ロック位置を最遅角位置と最進角位置との間とする可変バルブタイミング機構が知られている。   In the conventional variable valve timing mechanism, the lock position is often the most retarded position or the most advanced position where the lock position is mechanically limited, and it is relatively easy to control to the lock position. Therefore, there is little need to confirm the lock position at the start. On the other hand, recently, a variable valve timing mechanism is known in which the lock position is between the most retarded position and the most advanced position.

このような最遅角位置と最進角位置との間にロック位置を有する可変バルブタイミング機構は、ロック位置が機械的に制限される最遅角位置或いは最進角位置とは異なる中間位置であるため、エンジン停止時に、可変バルブタイミング機構がロック位置とならない場合がある。このため、中間ロック位置の可変バルブタイミング機構を備えるエンジンでは、始動性を確保するため、始動時にロック位置にあるか否かを確認することが要求される。   Such a variable valve timing mechanism having a lock position between the most retarded angle position and the most advanced angle position is the most retarded angle position where the lock position is mechanically limited or an intermediate position different from the most advanced angle position. Therefore, the variable valve timing mechanism may not be in the locked position when the engine is stopped. For this reason, in an engine provided with a variable valve timing mechanism at the intermediate lock position, it is required to check whether or not the engine is in the lock position at the start in order to ensure startability.

しかしながら、始動時に可変バルブタイミング機構がロック位置にあるか否かの判定を行うと、ロック判定の期間中は、エンジンの始動制御を行うことができず、始動が遅れてしまうという問題がある。   However, if it is determined whether or not the variable valve timing mechanism is in the locked position at the time of starting, there is a problem that the engine start control cannot be performed during the lock determination period and the start is delayed.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン始動時の可変バルブタイミング機構のロック判定を省略可能として、判定によるエンジン始動の遅れを回避することのできるエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an engine valve timing control device capable of omitting the lock determination of the variable valve timing mechanism at the time of engine start and avoiding a delay in engine start due to the determination. The purpose is that.

上記目的を達成するため、本発明によるエンジンのバルブタイミング制御装置は、エンジンのクランク角に対するカム角の回転位相を進角又は遅角させる可変バルブタイミング機構を有するエンジンのバルブタイミング制御装置であって、カム角と該カム角の時間当たりの変位量とに基づいて、エンジン停止時に上記可変バルブタイミング機構がロック位置で機械的にロックされたか否かを判定するロック判定部を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an engine valve timing control apparatus according to the present invention is an engine valve timing control apparatus having a variable valve timing mechanism for advancing or retarding a rotational phase of a cam angle with respect to an engine crank angle. And a lock determination unit that determines whether or not the variable valve timing mechanism is mechanically locked at the lock position when the engine is stopped based on the cam angle and the amount of displacement of the cam angle per time. To do.

本発明によれば、エンジン始動時の可変バルブタイミング機構のロック判定を省略可能として、判定によるエンジン始動の遅れを回避することができる。   According to the present invention, it is possible to omit the lock determination of the variable valve timing mechanism at the time of engine start, and the engine start delay due to the determination can be avoided.

可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図Overall configuration diagram of engine with variable valve timing mechanism 可変バルブタイミング機構の概略構成を示す説明図Explanatory drawing showing the schematic configuration of the variable valve timing mechanism ロック判定処理のフローチャートFlow chart of lock determination processing

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）である。図１においては、エンジン１は、シリンダブロック１ａがクランク軸１ｂを中心として左右２つのバンク（図の右側が左バンク、左側が右バンク）の気筒群に分割される水平対向型エンジンを示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine with a variable valve timing mechanism (hereinafter simply referred to as “engine”). In FIG. 1, the engine 1 is a horizontally opposed engine in which a cylinder block 1a is divided into two left and right banks (a left bank on the right side and a right bank on the left side) centered on a crankshaft 1b. Yes.

先ず、エンジン１の吸排気系について説明する。エンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２の各吸気ポートには、インテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート直上流に、インジェクタ１１が配設されている。尚、シリンダヘッド２の各気筒毎には、放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が配設されている。   First, the intake / exhaust system of the engine 1 will be described. Cylinder heads 2 are provided in both the left and right banks of the cylinder block 1a of the engine 1, respectively. An intake manifold 3 communicates with each intake port of the cylinder head 2, and an injector 11 is disposed immediately upstream of the intake port of each cylinder of the intake manifold 3. A spark plug 12 that exposes the discharge electrode to the combustion chamber is provided for each cylinder of the cylinder head 2.

インテークマニホルド３は、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットルチャンバ５に連通されている。スロットルチャンバ５には、スロットルアクチュエータ１０によって駆動されるスロットルバルブ５ａが介装されている。更に、スロットルチャンバ５の上流には、吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。   The intake manifold 3 communicates with the throttle chamber 5 through an air chamber 4 in which intake passages of the cylinders gather. A throttle valve 5 a that is driven by a throttle actuator 10 is interposed in the throttle chamber 5. Further, an air cleaner 7 is attached upstream of the throttle chamber 5 via an intake pipe 6, and the chamber 8 is communicated with an air intake passage connected to the air cleaner 7.

一方、シリンダヘッド２の各排気ポートには、エキゾーストマニホルド１４が連通され、このエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通されている。排気管１５には触媒コンバータ１６が介装され、マフラ１７に連通されている。   On the other hand, an exhaust manifold 14 is communicated with each exhaust port of the cylinder head 2, and an exhaust pipe 15 is communicated with a collecting portion of the exhaust manifold 14. A catalytic converter 16 is interposed in the exhaust pipe 15 and communicates with the muffler 17.

次に、エンジン１の動弁系について説明する。エンジン１の左右バンクの各シリンダヘッド２内には、それぞれ吸気カム軸１９、排気カム軸２０が配設され、各カム軸１９，２０にクランク軸１ｂの回転が伝達される。このクランク軸１ｂの吸気カム軸１９、排気カム軸２０への回転の伝達は、クランク軸１ｂに固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して行われる。そして、吸気カム軸１９に設けられた吸気カム、及び排気カム軸２０に設けられた排気カムにより、それぞれクランク軸１ｂと２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気弁２５、排気弁２６が開閉駆動される。   Next, the valve train of the engine 1 will be described. An intake cam shaft 19 and an exhaust cam shaft 20 are disposed in each cylinder head 2 of the left and right banks of the engine 1, and the rotation of the crankshaft 1 b is transmitted to the cam shafts 19 and 20. The transmission of rotation of the crankshaft 1b to the intake camshaft 19 and the exhaust camshaft 20 is performed by a crank pulley 21 fixed to the crankshaft 1b, a timing belt 22, an intake cam pulley 23 interposed in the intake camshaft 19, This is performed via an exhaust cam pulley 24 and the like fixed to the exhaust cam shaft 20. Each of the camshafts 19 and 20 is maintained at a rotation angle of 2 to 1 with the crankshaft 1b by the intake cam provided on the intake camshaft 19 and the exhaust cam provided on the exhaust camshaft 20. Based on this, the intake valve 25 and the exhaust valve 26 are driven to open and close.

また、左右バンクの各動弁系には、吸気カム軸１９のクランク軸１ｂに対する回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構２７inと、排気カム軸２０のクランク軸１ｂに対する回転位相を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構２７exとが設けられている。   Further, in each valve system of the left and right banks, a hydraulically driven variable valve timing mechanism 27in that continuously changes the rotational phase (displacement angle) of the intake camshaft 19 with respect to the crankshaft 1b, and a crank of the exhaust camshaft 20 A hydraulically driven variable valve timing mechanism 27ex that continuously changes the rotational phase with respect to the shaft 1b is provided.

尚、本実施の形態においては、エンジン１は、吸気側と排気側とにそれぞれ可変バルブタイミング機構２７in,２７exを備えているが、本発明は、これに限定されるものではなく、吸気側と排気側との何れか一方に可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにも適用される。   In the present embodiment, the engine 1 includes variable valve timing mechanisms 27in and 27ex on the intake side and the exhaust side, respectively, but the present invention is not limited to this, and the intake side and The present invention is also applied to an engine having a variable valve timing mechanism on either the exhaust side.

吸気側の可変バルブタイミング機構２７inは、吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間に設けられ、カム角制御弁２８inによって制御される油圧により吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回転させる。一方、排気側の可変バルブタイミング機構２７exは、排気カム軸２０と排気カムプーリ２４との間に設けられ、カム角制御弁２８inによって制御される油圧により排気カムプーリ２４と排気カム軸２０とを相対回転させる。   The intake side variable valve timing mechanism 27in is provided between the intake camshaft 19 and the intake cam pulley 23, and relatively rotates the intake cam pulley 23 and the intake camshaft 19 by hydraulic pressure controlled by the cam angle control valve 28in. On the other hand, the variable valve timing mechanism 27ex on the exhaust side is provided between the exhaust camshaft 20 and the exhaust cam pulley 24 and relatively rotates the exhaust cam pulley 24 and the exhaust camshaft 20 by the hydraulic pressure controlled by the cam angle control valve 28in. Let

吸気側の可変バルブタイミング機構２７in，排気側の可変バルブタイミング機構２７exは、同様の構成であり、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inで代表して説明すると、可変バルブタイミング機構２７inは、概略的には、図２に示すように、吸気カムプーリ２３に一体回転可能に連結されるハウジング５０内に、吸気カム軸１９の先端部に取付られたロータ５１を収納して構成されている。このロータ５１を油圧によって相対回転させることで、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の相対回転位相を変更し、吸気弁２５のバルブタイミングを変更する。   The variable valve timing mechanism 27in on the intake side and the variable valve timing mechanism 27ex on the exhaust side have the same configuration, and the variable valve timing mechanism 27in will be schematically described as a representative example of the variable valve timing mechanism 27in on the intake side. As shown in FIG. 2, a rotor 51 attached to the tip end portion of the intake cam shaft 19 is housed in a housing 50 that is connected to the intake cam pulley 23 so as to be integrally rotatable. By relatively rotating the rotor 51 by hydraulic pressure, the relative rotation phase of the intake cam shaft 19 with respect to the intake cam pulley 23 is changed, and the valve timing of the intake valve 25 is changed.

具体的には、ハウジング５０に形成される扇状空間部に、ロータ５１に設けられたベーン５１ａが回動自在に収納されている。各扇状空間部は、ベーン５１ａによって進角室（進角作動の油圧室）５２ａと遅角室（遅角作動の油圧室）５２ｂとに区画され、それぞれ、進角用油圧通路５３、遅角用油圧通路５４を介してカム角制御弁２８inに接続されている。   Specifically, a vane 51 a provided on the rotor 51 is rotatably accommodated in a fan-shaped space formed in the housing 50. Each fan-shaped space is divided into an advance chamber (advanced hydraulic chamber) 52a and a retard chamber (retarded hydraulic chamber) 52b by a vane 51a. It is connected to the cam angle control valve 28in through the hydraulic passage 54 for use.

カム角制御弁２８inは、オイルパン１ｃからオイルポンプ（図示せず）及びチェックバルブ５５を介して油圧を供給するメイン油圧通路５６のポート、進角用油圧通路５３，遅角用油圧通路５４の各ポート、後述するドレイン通路５７のポート等を切り換える制御弁であり、可動子６０ａを有する電磁ソレノイド６０と、この電磁ソレノイド６０により進退駆動されて各ポートを開閉するスプール弁６１とで構成されている。スプール弁６１は、ロータ５１の中央部に配設されたスリーブ６２内に、各ポートを切り換えるスプール６３と、このスプール６３を電磁ソレノイド６０の可動子６０ａに当接する方向に付勢するスプリング６４とを収容して構成されている。排気側のカム角制御弁２８exも同様である。   The cam angle control valve 28in is a port of a main hydraulic passage 56 for supplying hydraulic pressure from an oil pan 1c via an oil pump (not shown) and a check valve 55, an advance hydraulic passage 53, and a retard hydraulic passage 54. This is a control valve for switching each port, a port of a drain passage 57 described later, and the like, and is composed of an electromagnetic solenoid 60 having a mover 60a and a spool valve 61 that is driven forward and backward by the electromagnetic solenoid 60 to open and close each port. Yes. The spool valve 61 has a spool 63 that switches each port in a sleeve 62 disposed in the center of the rotor 51, and a spring 64 that urges the spool 63 in a direction to contact the movable element 60a of the electromagnetic solenoid 60. It is configured to accommodate. The same applies to the cam angle control valve 28ex on the exhaust side.

カム角制御弁２８in,２８exは、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）１００によってデューティ制御され、電磁ソレノイド６０の可動子６０ａを介してスプール弁６１のスプール６３を進退駆動することにより、各ポートが切り換えられる。すなわち、デューティ制御のデューティ比に応じて電磁ソレノイド６０の通電電流が増減され、電磁ソレノイド６０の可動子６０ａを介してスプール弁６１のスプール６３が軸方向に移動すると、メイン油圧通路５６、進角用油圧通路５３、遅角用油圧通路５４の各ポートが切換えられ、オイルの流れ方向が切り換えられると共にパッセージの開度が調整される。その結果、進角室５２ａ、遅角室５２ｂに供給される油圧の大きさが調整され、吸気弁２５や排気弁２６の開閉タイミングが進角或いは遅角側に制御される。   The cam angle control valves 28in and 28ex are duty-controlled by an electronic control unit (hereinafter abbreviated as “ECU”) 100 formed of a microcomputer or the like, and the spool 63 of the spool valve 61 is controlled via the mover 60a of the electromagnetic solenoid 60. Each port is switched by driving back and forth. That is, when the energizing current of the electromagnetic solenoid 60 is increased or decreased according to the duty ratio of the duty control and the spool 63 of the spool valve 61 moves in the axial direction via the mover 60a of the electromagnetic solenoid 60, the main hydraulic passage 56, the advance angle The ports of the hydraulic pressure passage 53 and the retarding hydraulic passage 54 are switched to switch the oil flow direction and adjust the opening of the passage. As a result, the magnitude of the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 52a and the retard chamber 52b is adjusted, and the opening / closing timing of the intake valve 25 and the exhaust valve 26 is controlled to the advance or retard side.

また、可変バルブタイミング機構２７in,２７exには、エンジンの始動時等、油圧の低い状態においてバルブタイミングを所定のタイミングに固定すべく、カム軸の回転位相を所定のタイミングに対応する位相にてロックするロック機構７０が設けられている。このロック機構７０は、ハウジング５０に設けられたロック孔５０ａと、このロック孔５０ａへ没入可能に配設されるロックピン７１とを主として構成されている。   In addition, the variable valve timing mechanisms 27in and 27ex lock the camshaft rotation phase at a phase corresponding to the predetermined timing in order to fix the valve timing at a predetermined timing in a low oil pressure state such as when the engine is started. A locking mechanism 70 is provided. The lock mechanism 70 mainly includes a lock hole 50a provided in the housing 50 and a lock pin 71 disposed so as to be immersible in the lock hole 50a.

ロックピン７１は、スプリング７２によってロック孔５０ａ方向に付勢された状態で、ロータ５１に形成されたロックピン孔５１ｂに収納されている。ロックピン孔５１ｂは、ロック孔５０ａと対向した状態において、ロックピン７１が摺動可能なシリンダを形成している。ここで、ロック孔５０ａは、ロックピン７１に油圧を印加してロックピン７１のロック孔５０ａへの係合を解除するためのアンロック用油圧室を兼ねている。そしてロック孔５０ａは油圧回路７４を介して、スプール弁６１に連結されている。   The lock pin 71 is housed in a lock pin hole 51 b formed in the rotor 51 in a state in which the lock pin 71 is urged toward the lock hole 50 a by the spring 72. The lock pin hole 51b forms a cylinder in which the lock pin 71 can slide in a state facing the lock hole 50a. Here, the lock hole 50a also serves as an unlocking hydraulic chamber for applying hydraulic pressure to the lock pin 71 and releasing the engagement of the lock pin 71 with the lock hole 50a. The lock hole 50 a is connected to the spool valve 61 via the hydraulic circuit 74.

カム角制御弁２８in（２８ex）によって油圧通路７４がドレイン通路５７に連通され、ロック孔５０ａの油圧が所定以下の状態では、ロックピン７１がスプリング７２の付勢力によってロック孔５０ａに挿入され、ハウジング５０に対するロータ５１の相対回転が機械的にロックされる。本実施の形態においては、最遅角位置と最進角位置との中間の位置にロックされるよう、ロックピン７１とロック孔５０ａとの係合位置が設定されている。 一方、油圧通路７４がメイン油圧通路５６に連通され、ドレイン通路５７が閉じられると、メイン油圧通路５６から油圧通路７４を介してロック孔５０ａに所定の油圧が印加される。この油圧により、スプリング７２の付勢力に抗してロックピン７１がロック孔５０ａから係脱され、ロックが解除される（アンロック）。   When the hydraulic pressure passage 74 is communicated with the drain passage 57 by the cam angle control valve 28in (28ex) and the hydraulic pressure of the lock hole 50a is below a predetermined value, the lock pin 71 is inserted into the lock hole 50a by the biasing force of the spring 72, and the housing The relative rotation of the rotor 51 with respect to 50 is mechanically locked. In the present embodiment, the engagement position between the lock pin 71 and the lock hole 50a is set so as to be locked at an intermediate position between the most retarded angle position and the most advanced angle position. On the other hand, when the hydraulic passage 74 is communicated with the main hydraulic passage 56 and the drain passage 57 is closed, a predetermined hydraulic pressure is applied from the main hydraulic passage 56 to the lock hole 50 a via the hydraulic passage 74. By this hydraulic pressure, the lock pin 71 is disengaged from the lock hole 50a against the urging force of the spring 72, and the lock is released (unlocked).

次に、エンジン１の状態を検出するためのセンサ類について説明する。スロットルチャンバ５のスロットルバルブ５ａには、スロットルバルブ５ａの開度を検出するスロットルセンサ３０が介装され、吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、吸入空気量センサ３１が介装されている。一方、排気管１５の触媒コンバータ１６の上下流側には、空燃比センサ３２，３３がそれぞれ配設されている。   Next, sensors for detecting the state of the engine 1 will be described. A throttle sensor 30 for detecting the opening degree of the throttle valve 5 a is interposed in the throttle valve 5 a of the throttle chamber 5, and an intake air amount sensor 31 is interposed immediately downstream of the air cleaner 7 of the intake pipe 6. . On the other hand, air-fuel ratio sensors 32 and 33 are disposed on the upstream and downstream sides of the catalytic converter 16 in the exhaust pipe 15.

また、シリンダブロック１ａのクランク軸１ｂに軸着するクランクロータ３４の外周に、クランク角センサ３５が対設され、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路３６に、水温センサ３７が臨まされている。更に、シリンダブロック１ａには、左バンク或いは左バンクで発生するノッキングによってシリンダブロック１ａに伝わる振動を検出するピエゾ式センサ等からなるノックセンサ３８が配設されている。   Also, a crank angle sensor 35 is provided on the outer periphery of the crank rotor 34 that is pivotally attached to the crankshaft 1b of the cylinder block 1a, and a water temperature sensor 37 faces the cooling water passage 36 that communicates the left and right banks of the cylinder block 1a. Has been. Further, the cylinder block 1a is provided with a knock sensor 38 including a piezo-type sensor that detects vibration transmitted to the cylinder block 1a by knocking generated in the left bank or the left bank.

また、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inの作動位置を検出するためのセンサとして、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ３９の外周に、吸気カム位置検出用のカム位置センサ４０が対設されている。更に、排気側の可変バルブタイミング機構２７exの作動位置を検出するためのセンサとして、排気カム軸２０の後端に固設されたカムロータ４１の外周に、排気カム位置検出用のカム位置センサ４２が対設されている。   As a sensor for detecting the operating position of the intake side variable valve timing mechanism 27in, a cam position sensor 40 for detecting the intake cam position is provided on the outer periphery of a cam rotor 39 fixed to the rear end of the intake cam shaft 19. It is opposite. Further, a cam position sensor 42 for detecting the exhaust cam position is provided on the outer periphery of the cam rotor 41 fixed to the rear end of the exhaust camshaft 20 as a sensor for detecting the operating position of the exhaust side variable valve timing mechanism 27ex. It is opposite.

以上の各センサ類の出力信号は、ＥＣＵ１００に入力されて処理され、エンジン運転状態が検出される。ＥＣＵ１００は、予め内部に格納されている制御プログラムに従って、各センサ類・スイッチ類等からの信号を処理し、前述のインジェクタ１１、スロットルアクチュエータ１０、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inのカム角制御弁２８in、排気側の可変バルブタイミング機構２７exのカム角制御弁２８ex等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。   The output signals from the sensors described above are input to the ECU 100 and processed to detect the engine operating state. The ECU 100 processes signals from the sensors, switches, and the like according to a control program stored therein in advance, and controls the cam angle control valve of the above-described injector 11, throttle actuator 10, and intake side variable valve timing mechanism 27in. 28in, the control amount for the cam angle control valve 28ex and the like of the variable valve timing mechanism 27ex on the exhaust side is calculated, and engine control such as fuel injection control, ignition timing control, throttle control, and valve timing control is performed.

ここで、バルブタイミング制御においては、エンジン運転状態、例えばエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて、吸気カム軸１９及び排気カム軸２０の回転位相の各制御目標値である目標バルブタイミングを設定すると共に、クランク角センサ３５から出力されるクランク角を表すクランクパルスとカム位置センサ４０，４２から出力されるカム位置を表すカム位置パルスとから、クランク軸１ｂの実際の回転角と吸気カム軸１９，排気カム軸２０の実際の回転角との位相差である実バルブタイミングを算出する。そして、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに収束するよう、カム角制御弁２８in,２８exをデューティ制御により駆動し、可変バルブタイミング機構２７in,２７exをフィードバック制御する。   Here, in the valve timing control, a target valve timing that is each control target value of the rotational phase of the intake camshaft 19 and the exhaust camshaft 20 is set based on the engine operating state, for example, the engine load and the engine speed. At the same time, the actual rotation angle of the crankshaft 1b and the intake camshaft 19 are determined from the crank pulse indicating the crank angle output from the crank angle sensor 35 and the cam position pulse indicating the cam position output from the cam position sensors 40 and 42. The actual valve timing, which is the phase difference from the actual rotation angle of the exhaust camshaft 20, is calculated. The cam angle control valves 28in and 28ex are driven by duty control so that the actual valve timing converges to the target valve timing, and the variable valve timing mechanisms 27in and 27ex are feedback-controlled.

カム角制御弁２８in,２８exのデューティ制御では、例えば、デューティ比０〜Ｄlock％で可変バルブタイミング機構２７in,２７exが機械的にロックされ、デューティ比Ｄlock％を超えるとロックが解除され（アンロック動作）、アンロック状態では、デューティ比Ｄret（Ｄret＞Ｄlock）％までが遅角動作、それ以上のデューティ比では進角動作となる。前述したように、本実施の形態においては、ロック位置は、最遅角位置と最進角位置との中間の位置である。   In the duty control of the cam angle control valves 28in and 28ex, for example, the variable valve timing mechanisms 27in and 27ex are mechanically locked at a duty ratio of 0 to Dlock%, and when the duty ratio Dlock% is exceeded, the lock is released (unlock operation). ) In the unlocked state, a retard operation is performed up to a duty ratio Dret (Dret> Dlock)%, and an advance operation is performed at a duty ratio higher than that. As described above, in the present embodiment, the lock position is an intermediate position between the most retarded angle position and the most advanced angle position.

このロック位置は、エンジン始動時の排気エミッションを低減する最適点を狙って設定されており、暖機完了後のアイドル時の進角位置とは異なる位置である。このため、エンジン停止時には、可変バルブタイミング機構２７in,２７exがロック位置にない可能性があるが、確実なエンジン始動を行うためには、中間位置でロックされているか否かを知る必要がある。   This lock position is set aiming at an optimum point for reducing exhaust emission at the time of starting the engine, and is a position different from the advance position at idling after the warm-up is completed. For this reason, when the engine is stopped, there is a possibility that the variable valve timing mechanisms 27in and 27ex are not in the locked position, but in order to perform reliable engine start, it is necessary to know whether or not the intermediate valve is locked at the intermediate position.

エンジン始動時に可変バルブタイミング機構２７in,２７exがロック位置にあるか否かは、始動時にロック判定を行うことで知ることができるが、始動時にロック判定を行うと、ロック判定の期間中は始動制御を行うことができず、始動が遅れて始動性が悪化してしまう。   Whether or not the variable valve timing mechanisms 27in and 27ex are in the locked position at the start of the engine can be known by performing a lock determination at the start. However, if the lock determination is performed at the start, the start control is performed during the lock determination period. Can not be performed, startability is delayed and startability deteriorates.

このため、ＥＣＵ１００は、エンジン停止時に、ロック位置へのロック制御を行うと共に、ロック判定部としての機構により、エンジンが停止する直前のカム角とカム角の時間当たりの変位量とに基づいて、中間位置に確実にロックされたか否かを判定する。そして、ロック判定の結果を記憶し、次回のエンジン始動時に、判定結果を利用して始動制御を行うことにより、始動性向上を図る。   For this reason, the ECU 100 performs lock control to the lock position when the engine is stopped, and based on the cam angle immediately before the engine stops and the displacement amount per time of the cam angle by the mechanism as the lock determination unit, It is determined whether or not the intermediate position is securely locked. The result of the lock determination is stored, and the startability is improved by performing start control using the determination result at the next engine start.

ロック位置への制御は、エンジン停止要求があったとき、エンジン回転数がアイドル回転数より低い所定の回転数になったことを検出する等してエンストを検知したとき、ロック位置を基準位置として学習するとき等に実行される。このロック制御では、ロック機構７０のロック孔５０ａの油圧をリリースし、ロックピン７１がスプリング７２の付勢力によってロック孔５０ａに確実に挿入されるよう、カム角制御弁２８in,２８exをデューティ制御する。   The control to the lock position is performed when the engine stop is requested and when the engine stall is detected by detecting that the engine speed has become a predetermined speed lower than the idle speed. It is executed when learning. In this lock control, the hydraulic pressure of the lock hole 50a of the lock mechanism 70 is released, and the cam angle control valves 28in and 28ex are duty-controlled so that the lock pin 71 is reliably inserted into the lock hole 50a by the biasing force of the spring 72. .

一方、ロック判定は、エンジン停止直前のカム角に対する条件とカム角の時間当たりの変位量（オシレーション量）に対する条件とからロック完了を判定する、カム角の条件は、ロック機構７０におけるハウジング５０とロータ５１と機械的な相対位置がロック位置近傍であるか否かを確認するための条件であり、オシレーション量の条件は、ハウジング５０とロータ５１との機械的な相対位置が同じ状態に止まっていることを確認するための条件である。カム角からロック機構７０がロック位置近傍であると判定され、且つオシレーション量から機械的にロック位置に止まっていると判定されたとき、ロック完了と判定する。   On the other hand, the lock determination is performed based on the condition for the cam angle immediately before the engine stops and the condition for the cam angle displacement amount (oscillation amount). The cam angle condition is determined by the housing 50 in the lock mechanism 70. And the rotor 51 and the mechanical relative position are in the vicinity of the lock position. The condition of the oscillation amount is that the mechanical relative position between the housing 50 and the rotor 51 is the same. This is a condition for confirming that it has stopped. When it is determined from the cam angle that the lock mechanism 70 is in the vicinity of the lock position, and it is determined from the oscillation amount that the lock mechanism 70 is mechanically stopped at the lock position, it is determined that the lock is completed.

具体的には、以上のロック判定処理は、図３のフローチャートに示すプログラム処理によって判定される。以下、このロック判定処理について説明する。   Specifically, the above lock determination process is determined by the program process shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, this lock determination process will be described.

このロック判定処理は、エンジン停止時、或いはエンジン運転中の所定周期で実行され、先ず、ステップＳ１で、現在、ロック制御中であるか否かを調べる。そして、現在、ロック制御中でない場合には、本処理を抜け、ロック制御中であるとき、ステップＳ２へ進んで現在のカム角を計測し、カム角がロック位置と見なせる設定範囲内にあるか否かを調べる。   This lock determination process is executed when the engine is stopped or at a predetermined period during engine operation. First, in step S1, it is checked whether lock control is currently being performed. If the lock control is not currently being executed, this process is exited. If the lock control is being executed, the process proceeds to step S2 to measure the current cam angle, and whether the cam angle is within a setting range that can be regarded as the lock position. Check for no.

その結果、カム角がロック位置である場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、カム角のオシレーション量が設定値Ａ未満か否かを調べる。そして、カム角がロック位置にあり、且つオシレーション量が設定値Ａ未満のとき、ロック機構７０のロック孔５０ａの油圧がリリースされ、ロックピン７１がロック孔５０ａに挿入されて機械的に係止されているとものとして、ステップＳ４でロック完了と判定する。   As a result, when the cam angle is at the lock position, the process proceeds from step S2 to step S3, and it is checked whether or not the oscillation amount of the cam angle is less than the set value A. When the cam angle is at the lock position and the oscillation amount is less than the set value A, the hydraulic pressure in the lock hole 50a of the lock mechanism 70 is released, and the lock pin 71 is inserted into the lock hole 50a and mechanically engaged. Assuming that it has been stopped, it is determined in step S4 that locking has been completed.

一方、ステップＳ２においてカム角がロック位置でないとき、或いはステップＳ３においてカム角のオシレーション量が設定値Ａ以上であるときには、ロック機構７０におけるハウジング５０とロータ５１との相対位置がロック位置にない、或いはアンロック用油圧のリリースが十分でないとして、ステップＳ５へ進み、エンジン回転数Ｎｅが設定回転数Ｂ未満か否かを調べる。   On the other hand, when the cam angle is not in the lock position in step S2 or when the oscillation amount of the cam angle is greater than or equal to the set value A in step S3, the relative position between the housing 50 and the rotor 51 in the lock mechanism 70 is not in the lock position. Alternatively, assuming that the unlocking hydraulic pressure is not released sufficiently, the process proceeds to step S5, and it is checked whether the engine speed Ne is less than the set speed B.

その結果、ステップＳ５において、Ｎｅ＜Ｂである場合、ロックが完了しない状態でエンジンが停止してしまうものとしてロック未完了の判定を行う。Ｎｅ≧Ｂの場合には、一旦、処理を抜け、再度、ステップＳ１から以上の処理を繰り返す。   As a result, if Ne <B in step S5, it is determined that the lock has not been completed, assuming that the engine stops in a state where the lock is not completed. In the case of Ne ≧ B, the process is temporarily exited, and the above processes are repeated again from step S1.

ステップＳ４におけるロック完了の判定結果とステップＳ６におけるロック未完了の判定結果は、フラグ等によって記憶され、エンジン停止時には、エンジン停止直前のカム角とオシレーション量とから判定された判定結果として保存される。   The lock completion determination result in step S4 and the lock incomplete determination result in step S6 are stored by a flag or the like, and are stored as a determination result determined from the cam angle immediately before the engine stop and the oscillation amount when the engine is stopped. The

次回のエンジン始動時には、ロック判定のフラグを参照してロック位置への制御を実施するか否かを決定する。ロック完了であればロック位置への制御を省略して始動制御を直ちに開始することで、始動時間の短縮を図ることができる。一方、ロック未完了である場合には、始動制御を行う前にロック位置への制御を実行してから始動制御を行うことで、確実にエンジンを始動させることができる。   When the engine is next started, it is determined whether or not to perform control to the lock position with reference to the lock determination flag. If the lock is completed, the start time can be shortened by omitting the control to the lock position and starting the start control immediately. On the other hand, when the lock has not been completed, the engine can be reliably started by performing the start control after performing the control to the lock position before performing the start control.

以上のように、本実施の形態においては、エンジン停止直前のカム角とカム角の時間当たりの変位量とに基づいてロック判定を行い、可変バルブタイミング機構がロック位置にあって機械的な変位が停止と見なせる範囲に入ったとき、ロック完了と判定して判定結果をエンジン停止後も保存するようにしている。   As described above, in the present embodiment, the lock determination is performed based on the cam angle immediately before the engine stops and the displacement amount of the cam angle per time, and the mechanical displacement is detected when the variable valve timing mechanism is at the lock position. When it enters the range that can be regarded as a stop, it is determined that the lock has been completed and the determination result is stored even after the engine is stopped.

これにより、最遅角位置と最進角位置との間にロック位置を有する可変バルブタイミング機構において、万一、エンジン停止時にロック位置とならない場合であっても、次回のエンジン始動時に改めてロック判定を行う必要がなく、このロック判定の判定時間による始動遅れを回避することができる。   As a result, in the variable valve timing mechanism having a lock position between the most retarded angle position and the most advanced angle position, even if the lock position is not reached when the engine is stopped, the lock determination is made again at the next engine start. It is possible to avoid a delay in starting due to the determination time of the lock determination.

１ エンジン
１ｂ クランク軸
１９ 吸気カム軸
２０ 排気カム軸
２７in,２７ex 可変バルブタイミング機構
２８in,２８ex カム角制御弁
７０ ロック機構
１００ 電子制御装置（ロック判定部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 1b Crankshaft 19 Intake camshaft 20 Exhaust camshaft 27in, 27ex Variable valve timing mechanism 28in, 28ex Cam angle control valve 70 Lock mechanism 100 Electronic control apparatus (lock determination part)

Claims (3)

エンジンのクランク角に対するカム角の回転位相を進角又は遅角させる可変バルブタイミング機構を有するエンジンのバルブタイミング制御装置であって、
カム角と該カム角の時間当たりの変位量とに基づいて、エンジン停止時に上記可変バルブタイミング機構がロック位置で機械的にロックされたか否かを判定するロック判定部を備えたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 An engine valve timing control apparatus having a variable valve timing mechanism for advancing or retarding a rotational phase of a cam angle with respect to an engine crank angle,
A lock determination unit is provided for determining whether or not the variable valve timing mechanism is mechanically locked at a lock position when the engine is stopped based on a cam angle and a displacement amount of the cam angle per time. The valve timing control device for the engine. 上記ロック判定部の判定結果をエンジン停止後も保存し、この保存したロック判定結果に応じて、次回のエンジン始動時に上記ロック位置への制御を実施するか否かを決定することを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。   The determination result of the lock determination unit is stored even after the engine is stopped, and it is determined whether or not to perform the control to the lock position at the next engine start according to the stored lock determination result. The valve timing control device for an engine according to claim 1. 上記ロック位置は、最遅角位置と最進角位置との中間の位置であることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。   3. The valve timing control apparatus for an engine according to claim 1, wherein the lock position is an intermediate position between the most retarded angle position and the most advanced angle position.
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