JP5067720B2 - Variable valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関する発明である。   The present invention provides a variable internal combustion engine that includes an intermediate lock mechanism that locks the rotational phase of a camshaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “VCT phase”) with an intermediate lock phase that is positioned approximately in the middle of the adjustable range. The invention relates to a valve timing control device.

従来より、油圧駆動式の可変バルブタイミング装置においては、特許文献１（特開平９−３２４６１３号公報）、特許文献２（特開２００１−１５９３３０号公報）に記載されているように、エンジン停止時のロック位相をＶＣＴ位相の調整可能範囲の略中間に設定して、バルブタイミング（ＶＣＴ位相）の調整可能範囲を拡大するようにしたものがある。このものは、エンジン停止時にロックする中間ロック位相を始動に適した位相に設定して、この中間ロック位相で始動し、始動完了後にロックを解除してＶＣＴ位相をエンジン運転状態に応じて設定した目標ＶＣＴ位相に制御するようにしている。吸気バルブの可変バルブタイミング装置では、例えば、定常走行時等の低負荷時には、吸気バルブタイミングを遅角側で制御し、加速時等の高負荷時には、吸気バルブタイミングを進角側で制御するようにしている。   Conventionally, in a hydraulically driven variable valve timing device, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-324613) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-159330), the engine is stopped. The lock phase is set approximately in the middle of the adjustable range of the VCT phase to expand the adjustable range of the valve timing (VCT phase). In this system, the intermediate lock phase that locks when the engine is stopped is set to a phase suitable for starting, the engine is started with this intermediate lock phase, the lock is released after the start is completed, and the VCT phase is set according to the engine operating state. The target VCT phase is controlled. In a variable valve timing device for an intake valve, for example, the intake valve timing is controlled on the retard side when the load is low such as during steady running, and the intake valve timing is controlled on the advance side when the load is high such as when accelerating. I have to.

特開平９−３２４６１３号公報JP-A-9-324613 特開２００１−１５９３３０号公報JP 2001-159330 A

ところで、中間ロック機構を備えた可変バルブタイミング装置では、ロック要求が発生したときにロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生することも想定する必要がある。例えば、ロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生しても、ロック解除状態で行う通常の可変バルブタイミング制御には支障がないため、異常判定が難しい。   By the way, in the variable valve timing device provided with the intermediate lock mechanism, it is necessary to assume that an abnormal situation occurs in which the lock pin does not normally lock when a lock request is generated. For example, even if an abnormal situation occurs in which the lock pin does not normally lock, normal variable valve timing control performed in the unlocked state is not hindered, so that it is difficult to determine the abnormality.

また、エンジンの始動は、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックした状態で行うことを前提としているため、ロック要求に応じてロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生すると、始動性が悪化したり、始動後のアイドル安定性が悪化する。従って、ロック要求に応じてロックピンが正常にロック動作しない異常事態が発生した場合は、その異常事態を早急に検出する機能を持たせる必要がある。   Since the engine is started on the premise that the VCT phase is locked with the intermediate lock phase, the startability deteriorates if an abnormal situation occurs in which the lock pin does not normally lock in response to the lock request. Or the idling stability after starting deteriorates. Therefore, when an abnormal situation occurs in which the lock pin does not normally lock in response to the lock request, it is necessary to provide a function for detecting the abnormal situation immediately.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ロック制御したロックピンの突出具合を確認できる技術を開発することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to develop a technique capable of confirming the protruding state of the lock pin subjected to lock control.

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、前記可変バルブタイミング装置及び前記ロックピンを駆動する油圧を制御する油圧制御装置とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させるように前記油圧制御装置を制御するロック制御を実行し且つ前記ロック要求が解除されるまでロック状態を保持するロックモードを継続するロック制御手段と、前記ロックモード中に前記ＶＣＴ位相の挙動に基づいて前記ロックピンの突出具合を判定するロックピン突出具合判定手段とを備えた構成としたものである。なお、中間ロック位相は、調整可能範囲に位置すれば良く、例えば、調整可能範囲の中間に位置しても良いし、中間の位置に対して進角側、遅角側に設けるようにしても良い。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a hydraulically driven variable valve that adjusts the valve timing by changing the rotational phase of the camshaft (hereinafter referred to as “VCT phase”) with respect to the crankshaft of the internal combustion engine. A variable internal combustion engine comprising: a timing device; a lock pin that locks the VCT phase with an intermediate lock phase positioned within the adjustable range; and a hydraulic control device that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and the lock pin. In the valve timing control device, a control characteristic variable means for making a VCT phase control characteristic when the lock pin protrudes a predetermined amount or more and a VCT phase control characteristic when the lock pin does not protrude, and a lock request Execute lock control to control the hydraulic control device so that the lock pin protrudes when it occurs And a lock control means for continuing a lock mode for holding the lock state until the lock request is released, and a lock pin protrusion state for determining the protrusion state of the lock pin based on the behavior of the VCT phase during the lock mode. And determining means. The intermediate lock phase may be positioned within the adjustable range, for example, may be positioned in the middle of the adjustable range, or may be provided on the advance side and the retard side with respect to the intermediate position. good.

この場合、ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とが異なるように構成されているため、ロックモード中にロックピンが所定量以上突出しているか否かでＶＣＴ位相制御特性が異なってＶＣＴ位相の挙動が異なってくる。これにより、ロックモード中にＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピンが所定量以上突出しているか否かを判定することが可能となり、ロックモード中にロックピンの突出具合を確認することができる。   In this case, the VCT phase control characteristic when the lock pin protrudes by a predetermined amount or more and the VCT phase control characteristic when the lock pin does not protrude differ from each other. VCT phase control characteristics differ depending on whether or not the protrusion exceeds a predetermined amount, and the behavior of the VCT phase varies. Accordingly, it is possible to determine whether or not the lock pin protrudes a predetermined amount or more based on the behavior of the VCT phase during the lock mode, and it is possible to check the protrusion state of the lock pin during the lock mode.

具体的には、請求項２のように、前記制御特性可変手段は、ＶＣＴ位相を進角側又は遅角側に駆動するための作動油が供給される油圧室（進角室又は遅角室）に連通手段を設け、ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときに、前記油圧室が前記連通手段を介して外部と連通することで、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、ロックピンが所定量以上突出しているときのカム軸のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピンが突出していないときと比べて大きくなるように構成すれば良い。このように構成すれば、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、その原因が、ロックピンとロック穴との位相の不一致であるのか、ロックピンの突出不良（引っ込み放し）であるのかを、ＶＣＴ位相の変動が大きいか小さいかで判別することができる。   Specifically, as in claim 2, the control characteristic varying means includes a hydraulic chamber (advance chamber or retard chamber) to which hydraulic oil for driving the VCT phase to the advance side or retard side is supplied. ), And when the lock pin protrudes a predetermined amount or more, the hydraulic chamber communicates with the outside via the communication means, so that the lock pin is locked into the lock hole during the lock mode. What is necessary is just to comprise so that the fluctuation | variation of the VCT phase by the torque of a cam shaft when the lock pin protrudes more than the predetermined amount when it is not fitted becomes larger than when the lock pin does not protrude. With this configuration, when the lock pin does not fit into the lock hole during the lock mode, the cause is the mismatch between the phases of the lock pin and the lock hole, or the lock pin does not protrude (retracted). ) Can be determined based on whether the variation in the VCT phase is large or small.

この場合、請求項３のように、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には、ロックピンがロック穴に嵌まり込んだロック状態であると判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には、ロックピンが所定量以上突出しただけでロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない（ロックピンとロック穴との位相の不一致）と判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合にはロックピンの突出不良と判定するようにすれば良い。このようにすれば、ロックモード中のＶＣＴ位相の変動に基づいて、ロック状態と、ロック失敗（ロックピンとロック穴との位相の不一致）と、ロックピンの突出不良（引っ込み放し）とを簡単に判別することができる。   In this case, if the state in which the fluctuation of the VCT phase is equal to or smaller than the first determination value continues during the lock mode as in claim 3, it is determined that the lock pin is in the locked state in which the lock pin is fitted in the lock hole. In addition, when the state in which the variation of the VCT phase is greater than or equal to the second determination value greater than the first determination value continues during the lock mode, the lock pin only fits the predetermined amount and the lock pin fits into the lock hole. It is determined that it is not jammed (the phase mismatch between the lock pin and the lock hole), and the state in which the variation of the VCT phase is within the range between the first determination value and the second determination value during the lock mode continues. In such a case, it may be determined that the lock pin protrudes poorly. In this way, based on the change in the VCT phase during the lock mode, the locked state, the lock failure (the phase mismatch between the lock pin and the lock hole), and the lock pin protrusion failure (retracted) can be easily performed. Can be determined.

また、請求項４のように、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定すれば良い。油温や冷却水温に応じて作動油の粘性（流動抵抗）が変化して可変バルブタイミング装置の油圧室に供給する油圧が変化するため、油温や冷却水温に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。また、内燃機関回転速度に応じて作動油を汲み上げるオイルポンプの回転速度（吐出量）が変化して油圧が変化するため、内燃機関回転速度に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。従って、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定すれば、前記第１判定値及び前記第２判定値を、作動油の粘性やオイルポンプの回転速度（吐出量）に応じた適正な値に設定することができる。   Further, as in claim 4, the first determination value and the second determination value may be set based on at least one of oil temperature, cooling water temperature, and internal combustion engine rotation speed. The viscosity (flow resistance) of the hydraulic oil changes according to the oil temperature and the cooling water temperature, and the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber of the variable valve timing device changes. Therefore, the fluctuation range of the VCT phase varies depending on the oil temperature and the cooling water temperature. Change. In addition, since the hydraulic pressure is changed by changing the rotational speed (discharge amount) of the oil pump that pumps hydraulic oil according to the rotational speed of the internal combustion engine, the fluctuation range of the VCT phase is changed according to the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, if the first determination value and the second determination value are set based on at least one of oil temperature, cooling water temperature, and internal combustion engine rotation speed, the first determination value and the second determination value are It can be set to an appropriate value according to the viscosity of the hydraulic oil and the rotational speed (discharge amount) of the oil pump.

また、請求項５のように、ロックモード中にＶＣＴ位相が中間ロック位相であるか否かを判定し、その判定結果と前記ロックピン突出具合判定手段により判定したロックピンの突出具合とに基づいてロック成功とロック失敗とを判別し、ロック失敗と判定したときにロック制御手段によるロック制御を再実行するようにすると良い。このようにすれば、ロックピンとロック穴との位相の不一致によるロック失敗が発生した場合に、ロック制御を再実行することで、ロックピンとロック穴との位相を一致させてロックピンのロック動作を成功させることが可能である。この際、ロック制御の再実行回数は、１回のみでも良いし、ロックピンのロック動作が成功するまでロック制御の再実行を予め設定した最大回数を越えない範囲で繰り返すようにしても良い。   Further, as in claim 5, it is determined whether or not the VCT phase is an intermediate lock phase during the lock mode, and based on the determination result and the lock pin protrusion condition determined by the lock pin protrusion condition determining means. Thus, it is preferable to discriminate between lock success and lock failure, and re-execute lock control by the lock control means when it is determined that lock has failed. In this way, if a lock failure occurs due to a phase mismatch between the lock pin and the lock hole, lock control is re-executed to match the phase between the lock pin and the lock hole, thereby locking the lock pin. It is possible to succeed. At this time, the number of re-execution of the lock control may be only once, or the re-execution of the lock control may be repeated within a range not exceeding a preset maximum number until the lock pin is successfully locked.

また、請求項６のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御するようにしても良い。要するに、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定した場合は、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することが困難であるため、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合には、ＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御することで、必要最低限の始動性やアイドル安定性を確保するものである。   Further, as in claim 6, when it is determined that the lock pin is not fitted in the lock hole during the lock mode, can the hydraulic pressure be maintained so that the VCT phase can be maintained during idling based on the state of the internal combustion engine? If it is determined whether or not a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase cannot be secured during idling, the VCT phase may be controlled to the most retarded phase or the most advanced angle phase. In short, if it is determined that the hydraulic pressure that can maintain the VCT phase during idling cannot be secured, it is difficult to control the VCT phase to the intermediate lock phase during idling, so the lock pin fits into the lock hole during the lock mode. If it is determined that the VCT phase is not included, the minimum necessary startability and idle stability are ensured by controlling the VCT phase to the most retarded angle phase or the most advanced angle phase.

また、請求項７のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにアイドル回転速度を上昇させるようにしても良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定した場合でも、アイドル回転速度を上昇させれば、アイドル時のオイルポンプの回転速度を上昇させて、ＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる可能性がある。   Further, as in claim 7, when it is determined that the lock pin is not fitted into the lock hole during the lock mode, can the hydraulic pressure be maintained so that the VCT phase can be maintained during idling based on the state of the internal combustion engine? The idle rotation speed may be increased when it is determined whether or not the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase cannot be secured during idling. Even when it is determined that the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling cannot be secured, if the idling rotational speed is increased, the rotational speed of the oil pump during idling can be increased to ensure the hydraulic pressure capable of retaining the VCT phase. there is a possibility.

また、請求項８のように、ロックモード中にロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判断したときにＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御するようにすれば良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる場合は、ロックピンが突出しない異常事態が発生していても、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することで、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に保持することができる。   Further, as in claim 8, when it is determined that the lock pin is not fitted into the lock hole during the lock mode, is it possible to secure a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling based on the state of the internal combustion engine? If it is determined whether or not the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase can be secured during idling, the VCT phase may be controlled to the intermediate lock phase. If the hydraulic pressure that can maintain the VCT phase during idling can be secured, the VCT phase is maintained at the intermediate lock phase by controlling the VCT phase to the intermediate lock phase even if an abnormal situation has occurred where the lock pin does not protrude. be able to.

この場合、請求項９のように、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定するようにしても良い。例えば、油温、冷却水温が低い領域では、作動油の粘性（流動抵抗）が大きくなり、油圧を確保できる場合がある。   In this case, as in the ninth aspect, it may be determined whether the oil pressure or the cooling water temperature is within a predetermined range, whether or not the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase can be ensured during idling. For example, in a region where the oil temperature and the cooling water temperature are low, the viscosity (flow resistance) of the hydraulic oil increases, and the oil pressure may be ensured.

また、請求項１０のように、ロックピンの突出不良が検出されたときに、それを運転者に警告する警告手段を設けた構成としても良い。このようにすれば、ロックピンの突出不良が発生したときには、それを早期に運転者に警告することができ、ロックピンの突出不良の発生を運転者が知らずに長期間放置されることを防止できる。   Further, as in claim 10, there may be provided a warning means for warning the driver when a protrusion failure of the lock pin is detected. In this way, when a lock pin protrusion failure occurs, the driver can be warned early, and the driver can be prevented from leaving for a long time without knowing the occurrence of the lock pin protrusion failure. it can.

図１は本発明の一実施例を示す制御システム全体の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire control system showing an embodiment of the present invention. 図２は可変バルブタイミング装置と油圧制御回路の構成を説明する縦断側面図である。FIG. 2 is a longitudinal side view for explaining the configuration of the variable valve timing device and the hydraulic control circuit. 図３は可変バルブタイミング装置の縦断正面図である。FIG. 3 is a longitudinal front view of the variable valve timing device. 図４（ａ）はロックピンが突出していない状態を説明する模式図、（ｂ）はロックピンが所定量以上突出した状態を説明する模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a state where the lock pin does not protrude, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a state where the lock pin protrudes a predetermined amount or more. 図５（ａ）はロック制御によりロックピンのロックが成功した場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャート、（ｂ）はロック制御によりロックピンが所定量以上突出したもののロックピンのロックが失敗した場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャート、（ｃ）はロックピンが突出しなかった場合のＶＣＴ位相の挙動を示すタイムチャートである。FIG. 5 (a) is a time chart showing the behavior of the VCT phase when the lock pin is successfully locked by the lock control, and FIG. 5 (b) is that the lock pin protrudes more than a predetermined amount by the lock control, but the lock pin fails to lock. (C) is a time chart showing the behavior of the VCT phase when the lock pin does not protrude. ＶＣＴ位相の変動の大きさと第１判定値と第２判定値とロックピンの突出具合との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the magnitude | size of the fluctuation | variation of a VCT phase, a 1st determination value, a 2nd determination value, and the protrusion condition of a lock pin. ロック異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a lock abnormality diagnosis routine. フェイルセーフ処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a fail safe process routine.

以下、本発明を実施するための形態を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量（ＶＣＴ位相）を調整する可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）が設けられている。 Hereinafter, an embodiment in which the mode for carrying out the present invention is applied to a variable valve timing apparatus for an intake valve will be described.
As shown in FIG. 1, in an engine 11 that is an internal combustion engine, power from a crankshaft 12 is transmitted to an intake side camshaft 16 and an exhaust side camshaft 17 via sprockets 14 and 15 by a timing chain 13. It is like that. However, the intake side camshaft 16 is provided with a variable valve timing device 18 (VCT) that adjusts the advance amount (VCT phase) of the intake side camshaft 16 with respect to the crankshaft 12.

また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために特定のカム角でカム角信号パルスを出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定クランク角毎にクランク角信号パルスを出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）が演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数（パルス間隔）に基づいてエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。   A cam angle sensor 19 that outputs a cam angle signal pulse at a specific cam angle for cylinder discrimination is installed on the outer peripheral side of the intake side cam shaft 16, while a predetermined angle is provided on the outer peripheral side of the crank shaft 12. A crank angle sensor 20 that outputs a crank angle signal pulse for each crank angle is provided. The output signals from the cam angle sensor 19 and the crank angle sensor 20 are input to an engine control circuit 21, which calculates the actual valve timing (actual VCT phase) of the intake valve and the crank angle sensor 20. The engine speed is calculated based on the frequency (pulse interval) of the output pulses. Further, output signals from various sensors (intake pressure sensor 22, water temperature sensor 23, throttle sensor 24, etc.) for detecting the engine operating state are input to the engine control circuit 21.

このエンジン制御回路２１は、上記各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御（位相フィードバック制御）を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）を目標バルブタイミング（目標ＶＣＴ位相）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧をフィードバック制御する。   The engine control circuit 21 performs fuel injection control and ignition control according to the engine operating state detected by the various sensors, and also performs variable valve timing control (phase feedback control), and actual valve timing (actual VCT of the intake valve). The hydraulic pressure for driving the variable valve timing device 18 is feedback-controlled so that the phase) matches the target valve timing (target VCT phase).

次に、図２及び図３に基づいて可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。
可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。 Next, the configuration of the variable valve timing device 18 will be described with reference to FIGS.
A housing 31 of the variable valve timing device 18 is fastened and fixed with bolts 32 to a sprocket 14 that is rotatably supported on the outer periphery of the intake camshaft 16. Thereby, the rotation of the crankshaft 12 is transmitted to the sprocket 14 and the housing 31 via the timing chain 13, and the sprocket 14 and the housing 31 rotate in synchronization with the crankshaft 12.

一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５がボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。   On the other hand, a rotor 35 is fastened and fixed to one end of the intake side camshaft 16 with a bolt 37. The rotor 35 is housed in the housing 31 so as to be relatively rotatable.

図３に示すように、ハウジング３１の内部には、複数のベーン収容室４０が形成され、各ベーン収容室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。少なくとも１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によって実ＶＣＴ位相（カム軸位相）の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相が規制されている。ハウジング３１には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助するねじりコイルばね等のばね５５（図２参照）が設けられている。   As shown in FIG. 3, a plurality of vane storage chambers 40 are formed inside the housing 31, and each vane storage chamber 40 is retarded from the advance chamber 42 by the vane 41 formed on the outer peripheral portion of the rotor 35. It is partitioned into a chamber 43. At both sides of at least one vane 41, a stopper portion 56 is formed that restricts the relative rotation range of the rotor 35 (vane 41) with respect to the housing 31, and the actual VCT phase (cam shaft phase) is adjusted by the stopper portion 56. The most retarded angle phase and the most advanced angle phase of the possible range are regulated. The housing 31 is provided with a spring 55 (see FIG. 2) such as a torsion coil spring that assists the hydraulic pressure that relatively rotates the rotor 35 in the advance angle direction by the spring force during the advance angle control.

可変バルブタイミング装置１８には、カム軸位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構５０が設けられている。この中間ロック機構５０の構成を説明すると、いずれか１つ又は複数のベーン４１にロックピン収容孔５７が設けられ、このロックピン収容孔５７に、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が突出可能に収容され、このロックピン５８がスプロケット１４側に突出してスプロケット１４のロック穴５９に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックされる。この中間ロック位相は、エンジン１１の始動に適した位相に設定されている。尚、ロック穴５９をハウジング３１に設けた構成としても良い。   The variable valve timing device 18 is provided with an intermediate lock mechanism 50 that locks the cam shaft phase with an intermediate lock phase located approximately in the middle of the adjustable range. The configuration of the intermediate lock mechanism 50 will be described. Any one or a plurality of vanes 41 is provided with a lock pin accommodation hole 57, and the lock pin accommodation hole 57 has a relative relationship between the housing 31 and the rotor 35 (vane 41). A lock pin 58 for locking the rotation is accommodated so as to protrude, and the lock pin 58 protrudes toward the sprocket 14 and fits into the lock hole 59 of the sprocket 14, so that the cam shaft phase is substantially within the adjustable range. Locked with an intermediate lock phase located in the middle. This intermediate lock phase is set to a phase suitable for starting the engine 11. The lock hole 59 may be provided in the housing 31.

図４に示すように、ロックピン５８は、スプリング６２（付勢手段）によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の外周部とロックピン収容孔５７との間には、ロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧を制御するためのロック解除用の油圧室６３が形成されている。スプリング６２を収容するスプリング収容室６４は、連通孔６５（ドレン孔）を介して大気側（ドレン側）に連通され、ロックピン５８の動きに応じてスプリング収容室６４内の空気やオイルが連通孔６５を介して自由に出入りできるように構成されている。   As shown in FIG. 4, the lock pin 58 is urged in the lock direction (projection direction) by a spring 62 (biasing means). Further, between the outer peripheral portion of the lock pin 58 and the lock pin accommodation hole 57, a lock releasing hydraulic chamber 63 for controlling the oil pressure for driving the lock pin 58 in the unlocking direction is formed. The spring accommodating chamber 64 that accommodates the spring 62 communicates with the atmosphere side (drain side) via the communication hole 65 (drain hole), and the air and oil in the spring accommodating chamber 64 communicate with each other according to the movement of the lock pin 58. It is configured so that it can freely enter and exit through the hole 65.

可変バルブタイミング装置１８は、ロックピン５８が所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と、ロックピン５８が突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段を備えている。具体的には、進角室４２を中間ロック機構５０のスプリング収容室６４に連通させる連通孔６６（連通手段）をロータ３５に形成し、図４（ａ）に示すように、ロックピン１８が突出していない状態になっているときには、連通孔６６とスプリング収容室６４との間の通路がロックピン５８によって遮断されて、進角室４２が大気側（ドレン側）に連通しない状態に維持され、図４（ｂ）に示すように、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になっているときには、進角室４２が連通孔６６を介してスプリング収容室６４と連通して、進角室４２が大気側（ドレン側）と連通した状態となるように構成されている。この場合、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態になるまで突出しなくても、ロックピン５８の先端がロック穴５９の外周囲の内壁面に当接する位置まで突出すれば、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になるように構成されている。   The variable valve timing device 18 includes control characteristic variable means for making the VCT phase control characteristic when the lock pin 58 protrudes a predetermined amount or more and the VCT phase control characteristic when the lock pin 58 does not protrude. Yes. Specifically, a communication hole 66 (communication means) for communicating the advance chamber 42 with the spring accommodating chamber 64 of the intermediate lock mechanism 50 is formed in the rotor 35. As shown in FIG. When not projecting, the passage between the communication hole 66 and the spring accommodating chamber 64 is blocked by the lock pin 58 so that the advance chamber 42 is not communicated with the atmosphere side (drain side). As shown in FIG. 4B, when the lock pin 58 protrudes by a predetermined amount or more, the advance chamber 42 communicates with the spring accommodating chamber 64 through the communication hole 66, and the advance chamber 42 is configured to communicate with the atmosphere side (drain side). In this case, even if the lock pin 58 does not protrude until the lock pin 58 is fitted in the lock hole 59, the lock pin 58 can be moved as long as the end of the lock pin 58 protrudes to a position where it abuts against the inner wall surface of the lock hole 59. 58 is configured to protrude beyond a predetermined amount.

これにより、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、ロックピン１８が所定量以上突出しているときの吸気側カム軸１６のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピン１８が突出していないときと比べて大きくなるように構成されている。   Thereby, when the lock pin 58 is not fitted in the lock hole 59 during the lock mode, the variation of the VCT phase due to the torque of the intake camshaft 16 when the lock pin 18 protrudes a predetermined amount or more is The lock pin 18 is configured to be larger than when it does not protrude.

本実施例では、可変バルブタイミング装置１８及びロックピン５８を駆動する油圧を制御する油圧制御装置は、可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁２５と、ロックピン５８を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁２６とを個別に有する構成となっている。位相制御用の油圧制御弁２５は、例えば５ポート・３ポジション型のスプール弁により構成され、ロック制御用の油圧制御弁２６は、例えば３ポート・２ポジション型のスプール弁により構成されている。   In the present embodiment, the hydraulic control device that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device 18 and the lock pin 58 includes a hydraulic control valve 25 for phase control that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device 18, and a lock pin. The hydraulic control valve 26 for lock control for controlling the hydraulic pressure for driving the 58 is individually provided. The hydraulic pressure control valve 25 for phase control is constituted by, for example, a 5-port, 3-position type spool valve, and the hydraulic pressure control valve 26 for lock control is constituted by, for example, a 3-port, 2-position type spool valve.

エンジン１１の動力によって駆動されるオイルポンプ２８により、オイルパン２７内のオイル（作動油）が汲み上げられて各油圧制御弁２５，２６に供給され、位相制御用の油圧制御弁２５によって可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧（オイル量）が制御され、ロック制御用の油圧制御弁２６によってロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧（オイル量）が制御される。位相制御用の油圧制御弁２５の入口ポート側には、オイルの逆流を防止する逆止弁２９が設けられている。   The oil (operating oil) in the oil pan 27 is pumped up by an oil pump 28 driven by the power of the engine 11 and supplied to the hydraulic control valves 25 and 26. The variable valve timing is controlled by the hydraulic control valve 25 for phase control. The hydraulic pressure (oil amount) supplied to the advance chamber 42 and the retard chamber 43 of the device 18 is controlled, and the hydraulic pressure (oil amount) for driving the lock pin 58 in the unlocking direction is controlled by the hydraulic control valve 26 for lock control. Is done. A check valve 29 is provided on the inlet port side of the phase control hydraulic control valve 25 to prevent oil backflow.

尚、位相制御用の油圧制御弁２５とロック制御用の油圧制御弁２６とを一体化した油圧制御弁を用いても良い。   It should be noted that a hydraulic control valve in which the phase control hydraulic control valve 25 and the lock control hydraulic control valve 26 are integrated may be used.

エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいう可変バルブタイミング制御手段として機能し、可変バルブタイミング制御（位相フィードバック制御）中に、エンジン運転条件に基づいて目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）を演算して、吸気側カム軸１６の実ＶＣＴ位相（吸気バルブの実バルブタイミング）を目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）に一致させるように位相制御用の油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）を例えばＰＤ制御等によりフィードバック制御して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧をフィードバック制御する。   The engine control circuit 21 functions as variable valve timing control means in the claims, and calculates a target VCT phase (target valve timing) based on engine operating conditions during variable valve timing control (phase feedback control). Thus, for example, the control duty (control amount) of the hydraulic control valve 25 for phase control is set so that the actual VCT phase of the intake camshaft 16 (actual valve timing of the intake valve) matches the target VCT phase (target valve timing). Feedback control is performed on the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 42 and the retard chamber 43 of the variable valve timing device 18 by feedback control by PD control or the like.

更に、エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいうロック制御手段としても機能し、ロック要求が発生したときにロックピン５８を突出させるようにロック制御用の油圧制御弁２６を制御するロック制御を実行する。具体的には、図４（ａ）に示すように、ロック要求が発生したときに、ロックモード中の進角動作を見込んで目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも所定量遅角側の位相に設定して、実ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御を開始すると共に、中間ロック機構５０のロック解除用の油圧室６３の油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に付勢して突出させる。   Further, the engine control circuit 21 also functions as a lock control means in the claims, and lock control for controlling the hydraulic control valve 26 for lock control so that the lock pin 58 protrudes when a lock request is generated. Execute. Specifically, as shown in FIG. 4 (a), when a lock request is generated, the target VCT phase is set to a phase that is delayed by a predetermined amount from the intermediate lock phase in anticipation of an advance operation during the lock mode. Then, the control of the retard mode for driving the actual VCT phase in the retard direction is started, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 63 for unlocking the intermediate lock mechanism 50 is released, and the lock pin 58 is locked by the spring 62 Energize in the direction to project.

実ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致しない状態では、図４（ｂ）に示すように、ロックピン５８の先端がロック穴５９の外周囲の内壁面に当接する位置まで突出するだけであるが、この状態になると、ロックピン５８が所定量以上突出した状態になって、進角室４２が連通孔６６を介してスプリング収容室６４と連通して、進角室４２が大気側（ドレン側）と連通した状態となる。   In the state where the actual VCT phase does not coincide with the intermediate lock phase, as shown in FIG. 4B, the tip of the lock pin 58 only protrudes to a position where it abuts against the inner wall surface of the outer periphery of the lock hole 59. In this state, the lock pin 58 protrudes by a predetermined amount or more, the advance chamber 42 communicates with the spring accommodating chamber 64 through the communication hole 66, and the advance chamber 42 is on the atmosphere side (drain side). It will be in the state connected with.

上記遅角モードの制御により、実ＶＣＴ位相が遅角方向に中間ロック位相を明らかに通り越したと判断した時点（例えば遅角モードの制御開始から所定時間が経過した時点）で、遅角モードからロックモードに切り替えて、実ＶＣＴ位相を徐々に進角させる。これにより、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致したときに、ロックピン５８がロック穴５９に合致して、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んで、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた状態となる。   Locked from the retard mode when it is determined that the actual VCT phase has clearly passed the intermediate lock phase in the retard direction by the retard mode control (for example, when a predetermined time has elapsed since the start of the retard mode control). Switch to mode and gradually advance the actual VCT phase. As a result, when the actual VCT phase matches the intermediate lock phase, the lock pin 58 matches the lock hole 59 and the lock pin 58 fits into the lock hole 59 so that the actual VCT phase is locked at the intermediate lock phase. It will be in the state.

更に、エンジン制御回路２１は、後述する図７のロック異常診断ルーチンを実行することで、ロックモード中に実ＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピン５８の突出具合を判定し、その判定結果に基づいて、ロック状態と、ロック失敗（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）とを判別する。   Further, the engine control circuit 21 executes a lock abnormality diagnosis routine shown in FIG. 7 to be described later to determine the protrusion state of the lock pin 58 based on the behavior of the actual VCT phase during the lock mode, and based on the determination result. Thus, the lock state, the lock failure (the phase mismatch between the lock pin 58 and the lock hole 59), and the protrusion failure (retraction) of the lock pin 58 are determined.

前述したように、進角室４２を中間ロック機構５０のスプリング収容室６４に連通させる連通孔６６を設けることで、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、ロックピン１８が所定量以上突出しているときのカムトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピン１８が突出していないときと比べて大きくなるように構成されている。これにより、ロックモード中にロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない場合に、その原因が、ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致であるのか、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）であるのかを、ＶＣＴ位相の変動が大きいか小さいかで判別することができる。   As described above, by providing the communication hole 66 that allows the advance chamber 42 to communicate with the spring accommodating chamber 64 of the intermediate lock mechanism 50, the lock pin 58 is not fitted into the lock hole 59 during the lock mode. The variation of the VCT phase due to the cam torque when the lock pin 18 protrudes a predetermined amount or more is configured to be larger than when the lock pin 18 does not protrude. As a result, when the lock pin 58 is not fitted in the lock hole 59 during the lock mode, the cause is the mismatch of the phases of the lock pin 58 and the lock hole 59, or the protrusion of the lock pin 58 ( It is possible to determine whether the VCT phase fluctuation is large or small.

具体的には、図６に示すように、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだロック状態であると判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には、ロックピン５８が所定量以上突出しただけでロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と判定し、また、ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合にはロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）と判定する。   Specifically, as shown in FIG. 6, when the state in which the variation in the VCT phase is equal to or lower than the first determination value continues during the lock mode, the lock pin 58 is locked in the lock hole 59. If it is determined that there is a state in which the variation in the VCT phase is greater than or equal to the second determination value that is greater than the first determination value during the lock mode, the lock pin 58 is projected only by a predetermined amount or more. 58 is not fitted in the lock hole 59 (the phase mismatch between the lock pin 58 and the lock hole 59), and the variation of the VCT phase during the lock mode is the first determination value and the second determination. When the state within the range of the value continues, it is determined that the protrusion of the lock pin 58 is defective (retracted).

以上説明したロックピン５８の突出具合の判定は、エンジン制御回路２１によって図７のロック異常診断ルーチンによって次のようにして実行される。   The determination of the degree of protrusion of the lock pin 58 described above is executed by the engine control circuit 21 by the lock abnormality diagnosis routine of FIG.

図７のロック異常診断ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうロックピン突出具合判定手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、ロック要求が発生したか否かを判定し、ロック要求が発生していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。   The lock abnormality diagnosis routine of FIG. 7 is executed at a predetermined cycle during engine operation, and functions as a lock pin protrusion degree determination means in the claims. When this routine is started, it is first determined in step 101 whether or not a lock request has occurred. If it is determined that a lock request has not occurred, this routine is directly executed without performing the subsequent processing. Exit.

一方、上記ステップ１０１で、ロック要求が発生したと判定されれば、ステップ１０２に進み、ロック要求発生から所定時間経過したか否かで、遅角モードからロックモードに移行したか否かを判定する。ロック要求が発生すると、ロック制御ルーチン（図示せず）により、目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも所定量遅角側の位相に設定して、実ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御を開始すると共に、中間ロック機構５０のロック解除用の油圧室６３の油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に付勢して突出させ、ロック要求発生から所定時間経過後に遅角モードからロックモードに移行する。   On the other hand, if it is determined in step 101 that a lock request has occurred, the process proceeds to step 102, where it is determined whether or not a shift from the retarded mode to the lock mode is made depending on whether or not a predetermined time has elapsed since the lock request was generated. To do. When a lock request is generated, a delay control mode (not shown) sets the target VCT phase to a phase that is retarded by a predetermined amount from the intermediate lock phase, and drives the actual VCT phase in the retard direction. And the hydraulic pressure of the unlocking hydraulic chamber 63 of the intermediate lock mechanism 50 is released, and the lock pin 58 is urged and projected in the locking direction by the spring 62. After a predetermined time has elapsed since the lock request was generated. Transition from retard mode to lock mode.

上記ステップ１０２で、ロック要求発生から所定時間経過していないと判定されれば、まだロックモードに移行していないと判断して、そのまま本ルーチンを終了する。   If it is determined in step 102 that a predetermined time has not elapsed since the generation of the lock request, it is determined that the lock mode has not yet been entered, and this routine is immediately terminated.

その後、ロック要求発生から所定時間経過した時点で、ロックモードに移行したと判断して、ステップ１０２からステップ１０３に進み、第１判定値と第２判定値を、油温、冷却水温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいてマップ又は数式等により算出する。例えば、油温や冷却水温に応じてオイルの粘性（流動抵抗）が変化して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２や遅角室４３に供給する油圧が変化するため、油温や冷却水温に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。また、エンジン回転速度に応じてオイルを汲み上げるオイルポンプ２８の回転速度（吐出量）が変化して油圧が変化するため、エンジン回転速度に応じてＶＣＴ位相の変動幅が変化する。従って、油温、冷却水温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて第１判定値及び第２判定値を設定すれば、第１判定値及び第２判定値を、オイルの粘性やオイルポンプ２８の回転速度（吐出量）に応じた適正な値に設定することができる。   Thereafter, when a predetermined time has elapsed from the occurrence of the lock request, it is determined that the mode has shifted to the lock mode, the process proceeds from step 102 to step 103, and the first determination value and the second determination value are set to the oil temperature, cooling water temperature, engine speed. Based on at least one of the velocities, a map or a mathematical formula is used. For example, the oil viscosity (flow resistance) changes according to the oil temperature and the cooling water temperature, and the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 42 and the retard chamber 43 of the variable valve timing device 18 changes. Accordingly, the fluctuation range of the VCT phase changes. In addition, since the oil pressure changes by changing the rotation speed (discharge amount) of the oil pump 28 that pumps oil according to the engine rotation speed, the fluctuation range of the VCT phase changes according to the engine rotation speed. Therefore, if the first determination value and the second determination value are set based on at least one of the oil temperature, the cooling water temperature, and the engine rotation speed, the first determination value and the second determination value are set as the oil viscosity and the oil An appropriate value can be set according to the rotational speed (discharge amount) of the pump 28.

この後、ステップ１０４に進み、ロックモード中のＶＣＴ位相の変動幅を算出する。この際、所定時間のＶＣＴ位相の変動幅の平均値を算出したり、なまし処理によりＶＣＴ位相の変動幅を算出しても良い。この後、ステップ１０５に進み、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以下（図６参照）であるか否かを判定し、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以下であれば、実ＶＣＴ位相が一定の位相に拘束されていると判断して、ステップ１０６に進み、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍（中間ロック位相から所定範囲内）であるか否かを判定する。その結果、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍と判定されれば、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだロック状態であると判断して、ステップ１０７に進み、ロック完了と判定する。   Thereafter, the process proceeds to step 104, and the fluctuation range of the VCT phase during the lock mode is calculated. At this time, the average value of the fluctuation width of the VCT phase for a predetermined time may be calculated, or the fluctuation width of the VCT phase may be calculated by annealing. Thereafter, the process proceeds to step 105, where it is determined whether or not the fluctuation range of the VCT phase is equal to or smaller than the first determination value (see FIG. 6). It is determined that the phase is constrained to a constant phase, and the routine proceeds to step 106, where it is determined whether or not the actual VCT phase is in the vicinity of the intermediate lock phase (within a predetermined range from the intermediate lock phase). As a result, if it is determined that the actual VCT phase is in the vicinity of the intermediate lock phase, it is determined that the lock pin 58 is in the locked state in which the lock pin 58 is fitted in the lock hole 59, and the process proceeds to step 107 to determine that the lock is completed.

これに対し、上記ステップ１０６で、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相近傍でないと判定されれば、ロックピン５８の先端がロック穴５９以外の箇所に引っ掛かって実ＶＣＴ位相が中間ロック位相以外の位相で拘束されていると判断して、ステップ１０８に進み、ロック穴外拘束と判定し、次のステップ１０９で、ロック制御を再実行する。この後、本ルーチンが起動されると、ステップ１０１で、ロック制御の再実行指令をロック要求発生と判定して、上述したステップ１０２以降の処理を繰り返す。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the actual VCT phase is not in the vicinity of the intermediate lock phase, the tip of the lock pin 58 is caught in a place other than the lock hole 59 and the actual VCT phase is a phase other than the intermediate lock phase. If it is determined that it is restrained, the process proceeds to step 108, where it is determined that the lock is out of the lock hole, and lock control is re-executed in the next step 109. Thereafter, when this routine is started, in step 101, it is determined that a lock control re-execution command is a lock request occurrence, and the processing from step 102 described above is repeated.

一方、上記ステップ１０５で、ＶＣＴ位相の変動幅が第１判定値以上と判定されれば、ステップ１１０に進み、ＶＣＴ位相の変動幅が第２判定値以上（図６参照）であるか否かを判定し、ＶＣＴ位相の変動幅が第２判定値以上であれば、ロックピン５８が所定量以上突出しただけでロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでいない（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と判断する。そして、ステップ１１１に進み、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側（大きい）か否かを判定し、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側と判定されれば、ステップ１１２に進み、ロックピン５８がロック穴５９を素通りしたと判定する。また、上記ステップ１１１で、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも遅角側と判定されれば、ステップ１１３に進み、ロックピン５８がロック穴５９に未到達と判定する。この後、ステップ１０９に進み、ロック制御を再実行する。   On the other hand, if it is determined in step 105 that the variation range of the VCT phase is equal to or greater than the first determination value, the process proceeds to step 110, and whether or not the variation range of the VCT phase is equal to or greater than the second determination value (see FIG. 6). If the fluctuation range of the VCT phase is equal to or greater than the second determination value, the lock pin 58 is not fitted into the lock hole 59 because the lock pin 58 protrudes a predetermined amount or more (the lock pin 58 and the lock hole 58). 59). Then, the process proceeds to step 111 to determine whether or not the actual VCT phase is on the advance side (larger) than the intermediate lock phase. If the actual VCT phase is determined to be on the advance side with respect to the intermediate lock phase, the process proceeds to step 112. Then, it is determined that the lock pin 58 has passed through the lock hole 59. If it is determined in step 111 that the actual VCT phase is retarded from the intermediate lock phase, the process proceeds to step 113 and it is determined that the lock pin 58 has not reached the lock hole 59. Thereafter, the process proceeds to step 109, and lock control is re-executed.

このように、ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致によるロック失敗が発生した場合に、ロック制御を再実行することで、ロックピン５８とロック穴５９との位相を一致させてロックピン５８のロック動作を成功させることが可能である。この際、ロック制御の再実行回数は、１回のみでも良いし、ロックピン５８のロック動作が成功するまでロック制御の再実行を予め設定した最大回数を越えない範囲で繰り返すようにしても良い。   In this way, when a lock failure occurs due to a phase mismatch between the lock pin 58 and the lock hole 59, the lock control is re-executed, so that the phases of the lock pin 58 and the lock hole 59 are matched to each other. 58 lock operations can be successful. At this time, the number of re-execution of the lock control may be only one time, or the re-execution of the lock control may be repeated within a range not exceeding a preset maximum number until the lock operation of the lock pin 58 is successful. .

これに対し、上記ステップ１０５とステップ１１０で、いずれも「Ｎｏ」と判定された場合、つまりＶＣＴ位相の変動幅が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である場合には、ステップ１１４に進み、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）と判定し、次のステップ１１５で、警告ランプ７０（警告手段）を点灯又は点滅したり、運転席のインストルメントパネルの表示部（警告手段）に警告表示したりして、運転者に警告すると共に、その異常情報をエンジン制御回路２１のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリ（エンジン制御回路２１の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能な記憶手段）に記憶する。この後、ステップ１１６に進み、図８のフェイルセーフ処理ルーチンを実行する。   On the other hand, when it is determined as “No” in both step 105 and step 110, that is, when the fluctuation range of the VCT phase is within the range between the first determination value and the second determination value. Then, the process proceeds to step 114, where it is determined that the lock pin 58 is not projecting (retracted), and in the next step 115, the warning lamp 70 (warning means) is turned on or blinked, or the instrument panel display section ( A warning is displayed on the warning means) and the driver is warned and the abnormality information is stored in a rewritable nonvolatile memory such as a backup RAM of the engine control circuit 21 (stored data even when the engine control circuit 21 is powered off). To the rewritable storage means). Thereafter, the process proceeds to step 116, and the fail-safe processing routine of FIG. 8 is executed.

図８のフェイルセーフ処理ルーチが起動されると、まずステップ２０１で、エンジン１１の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定する。この際、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定しても良い。例えば、油温、冷却水温が低い領域では、オイルの粘性（流動抵抗）が大きくなり、油圧を確保できる場合がある。   When the fail-safe processing routine of FIG. 8 is activated, first, at step 201, it is determined based on the state of the engine 11 whether or not a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase can be secured during idling. At this time, whether or not the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling can be ensured may be determined based on whether or not the oil temperature or the cooling water temperature is within a predetermined range. For example, in a region where the oil temperature and the cooling water temperature are low, the viscosity (flow resistance) of the oil increases and the oil pressure may be ensured.

このステップ２０１で、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判定されれば、ステップ２０２に進み、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御する。これにより、ロックピン５８が突出しない異常事態が発生しても、ＶＣＴ位相を中間ロック位相に保持することができる。   If it is determined in step 201 that a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase at the time of idling can be secured, the process proceeds to step 202, and the VCT phase is controlled to an intermediate lock phase at the time of idling. Thereby, even if an abnormal situation where the lock pin 58 does not protrude occurs, the VCT phase can be held at the intermediate lock phase.

これに対し、上記ステップ２０１で、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定されれば、アイドル時にＶＣＴ位相を中間ロック位相に制御することが困難であるため、ステップ２０３に進み、アイドル時にＶＣＴ位相を吸気側カム軸１６のトルクが作用する方向の限界位相である最遅角位相に制御する。これにより、必要最低限の始動性やアイドル安定性を確保する。   On the other hand, if it is determined in step 201 that the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase cannot be secured during idling, it is difficult to control the VCT phase to the intermediate lock phase during idling, so the process proceeds to step 203. During idling, the VCT phase is controlled to the most retarded phase that is the limit phase in the direction in which the torque of the intake camshaft 16 acts. This ensures the minimum necessary startability and idle stability.

或は、上記ステップ２０３で、アイドル回転速度を上昇させるようにしても良い。アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判定された場合でも、アイドル回転速度を上昇させれば、アイドル時のオイルポンプ２８の回転速度を上昇させて、ＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できる可能性がある。   Alternatively, the idle rotation speed may be increased in step 203 described above. Even when it is determined that the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling cannot be secured, if the idle rotational speed is increased, the rotational speed of the oil pump 28 during idling is increased, and the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase is increased. There is a possibility that it can be secured.

以上説明した本実施例によれば、ロックピン５８が所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピン５８が突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とが異なるように構成され、ロックモード中にロックピン５８が所定量以上突出しているか否かでＶＣＴ位相制御特性が異なってＶＣＴ位相の挙動が異なってくるため、ロックモード中にＶＣＴ位相の挙動に基づいてロックピン５８が所定量以上突出しているか否かを判定することが可能となる。これにより、ロックモード中にロックピン５８の突出具合を確認することができ、ロック状態と、ロック失敗（ロックピン５８とロック穴５９との位相の不一致）と、ロックピン５８の突出不良（引っ込み放し）とを判別することができる。   According to the present embodiment described above, the VCT phase control characteristic when the lock pin 58 protrudes by a predetermined amount or more and the VCT phase control characteristic when the lock pin 58 does not protrude are configured differently. Since the VCT phase control characteristic differs depending on whether or not the lock pin 58 protrudes a predetermined amount or more during the lock mode, the behavior of the VCT phase differs. It is possible to determine whether or not the protrusion exceeds the fixed amount. As a result, the protruding state of the lock pin 58 can be confirmed during the lock mode, the locked state, the lock failure (the phase mismatch between the lock pin 58 and the lock hole 59), and the protrusion failure (retraction) of the lock pin 58. Release).

尚、本実施例は、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した実施例であるが、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用して実施しても良い。本発明を排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用する場合は、排気バルブのＶＣＴ位相の制御方向（「進角」と「遅角」の関係）を吸気バルブのＶＣＴ位相の制御方向とは反対にすれば良い。例えば、フェイルセーフ処理で、アイドル時に排気バルブのＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときに、排気バルブのＶＣＴ位相を排気側カム軸１７のトルクが作用する方向の限界位相である最進角位相に制御すれば良い。   Although this embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a variable valve timing apparatus for an intake valve, the present invention may be applied to a variable valve timing control apparatus for an exhaust valve. When the present invention is applied to a variable valve timing control device for an exhaust valve, the control direction of the VCT phase of the exhaust valve (relation between “advance” and “retard”) is opposite to the control direction of the VCT phase of the intake valve. You can do it. For example, when it is determined in fail-safe processing that a hydraulic pressure that can maintain the VCT phase of the exhaust valve cannot be secured during idling, the VCT phase of the exhaust valve is a limit phase in the direction in which the torque of the exhaust camshaft 17 acts. What is necessary is just to control to the most advanced angle phase.

その他、本発明は、可変バルブタイミング装置１８の構成、制御特性可変手段の構成、油圧制御弁２５，２６の構成等を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。   In addition, the present invention can be variously modified within the scope not departing from the gist, such as the configuration of the variable valve timing device 18, the configuration of the control characteristic variable means, the configuration of the hydraulic control valves 25 and 26, etc. Needless to say, it can be implemented.

１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロックピン突出具合判定手段，ロック制御手段）、２５…位相制御用の油圧制御弁（油圧制御装置）、２６…ロック制御用の油圧制御弁（油圧制御装置）、２８…オイルポンプ、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５０…中間ロック機構、５５…ばね、５８…ロックピン、５９…ロック穴、６２…スプリング（付勢手段）、６３…ロック解除用の油圧室、６４…スプリング収容室、６５…連通孔、６６…連通孔（連通手段）、７０…警告ランプ（警告手段）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Crankshaft, 13 ... Timing chain, 14, 15 ... Sprocket, 16 ... Intake camshaft, 17 ... Exhaust camshaft, 18 ... Variable valve timing device (VCT), 19 ... Cam angle Sensor 20, crank angle sensor 21, engine control circuit (lock pin protrusion degree determining means, lock control means) 25, hydraulic control valve for phase control (hydraulic control device) 26, hydraulic control valve for lock control (Hydraulic control device), 28 ... oil pump, 31 ... housing, 35 ... rotor, 40 ... fluid chamber, 41 ... vane, 42 ... advance chamber, 43 ... retard chamber, 50 ... intermediate lock mechanism, 55 ... spring, 58 ... Lock pin, 59 ... Lock hole, 62 ... Spring (biasing means), 63 ... Hydraulic chamber for unlocking, 64 ... Spring accommodating chamber, 65 ... Communication hole, 66 ... Communication (Communication means), 70 ... warning lamp (warning means)

Claims (10)

内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、前記可変バルブタイミング装置及び前記ロックピンを駆動する油圧を制御する油圧制御装置とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記ロックピンが所定量以上突出した状態でのＶＣＴ位相制御特性と該ロックピンが突出していない状態でのＶＣＴ位相制御特性とを異ならせる制御特性可変手段と、
ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させるように前記油圧制御装置を制御するロック制御を実行し且つ前記ロック要求が解除されるまでロック状態を保持するロックモードを継続するロック制御手段と、
前記ロックモード中に前記ＶＣＴ位相の挙動に基づいて前記ロックピンの突出具合を判定するロックピン突出具合判定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。 A hydraulically driven variable valve timing device that adjusts the valve timing by changing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “VCT phase”), and an intermediate lock that positions the VCT phase within its adjustable range In a variable valve timing control device for an internal combustion engine comprising: a lock pin that locks in phase; and a hydraulic control device that controls the hydraulic pressure that drives the variable valve timing device and the lock pin;
Control characteristic variable means for making the VCT phase control characteristic when the lock pin protrudes a predetermined amount or more different from the VCT phase control characteristic when the lock pin does not protrude;
Lock control means for executing lock control for controlling the hydraulic control device to project the lock pin when a lock request occurs, and continuing a lock mode for holding the lock state until the lock request is released; ,
A variable valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: a lock pin protrusion degree determining means for determining a protrusion degree of the lock pin based on the behavior of the VCT phase during the lock mode. 前記制御特性可変手段は、前記ＶＣＴ位相を進角側又は遅角側に駆動するための作動油が供給される油圧室に連通手段を設け、前記ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときに、前記油圧室が前記連通手段を介して外部と連通することで、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいない場合に、前記ロックピンが所定量以上突出した状態になっているときの前記カム軸のトルクによるＶＣＴ位相の変動が、該ロックピンが突出していない状態のときと比べて大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The control characteristic variable means is provided with a communication means in a hydraulic chamber to which hydraulic oil for driving the VCT phase to the advance side or the retard side is supplied, and the lock pin protrudes a predetermined amount or more. When the hydraulic chamber communicates with the outside through the communication means, the lock pin protrudes a predetermined amount or more when the lock pin is not fitted in the lock hole during the lock mode. 2. The configuration according to claim 1, wherein the variation of the VCT phase due to the torque of the cam shaft when in a state is larger than that in a state where the lock pin does not protrude. Variable valve timing control device for internal combustion engine. 前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値以下である状態が続く場合には前記ロックピンが前記ロック穴に嵌まり込んだロック状態であると判定する手段と、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が第１判定値よりも大きい第２判定値以上である状態が続く場合には前記ロックピンが所定量以上突出しただけで前記ロックピンが前記ロック穴に嵌まり込んでいないと判定する手段と、前記ロックモード中にＶＣＴ位相の変動が前記第１判定値と前記第２判定値との範囲内である状態が続く場合には前記ロックピンの突出不良と判定する手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion state determining means determines that the lock pin is in a locked state in which the lock pin is fitted in the lock hole when the state in which the variation in the VCT phase is equal to or less than the first determination value continues during the lock mode. And when the state in which the variation of the VCT phase is greater than or equal to the second determination value greater than the first determination value continues during the lock mode, the lock pin protrudes by a predetermined amount or more and the lock pin is Means for determining that the lock pin is not fitted in the lock hole, and the lock pin when the state in which the fluctuation of the VCT phase is within the range between the first determination value and the second determination value during the lock mode continues. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising means for determining that the protrusion is defective. 前記ロックピン突出具合判定手段は、油温、冷却水温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１判定値及び前記第２判定値を設定する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion degree determining means includes means for setting the first determination value and the second determination value based on at least one of oil temperature, cooling water temperature, and internal combustion engine rotation speed. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 3. 前記ロックモード中にＶＣＴ位相が前記中間ロック位相であるか否かを判定し、その判定結果と前記ロックピン突出具合判定手段により判定した前記ロックピンの突出具合とに基づいてロック成功とロック失敗とを判別する手段と、ロック失敗と判定したときに前記ロック制御手段によるロック制御を再実行する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   During the lock mode, it is determined whether the VCT phase is the intermediate lock phase, and based on the determination result and the lock pin protrusion state determination means determined by the lock pin protrusion state determination means, the lock succeeds and fails. 5. The variable valve for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: means for recognizing a lock failure, and means for re-execution of lock control by the lock control means when it is determined that the lock has failed. Timing control device. 前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにＶＣＴ位相を最遅角位相又は最進角位相に制御する手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion degree determining means secures a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling based on the state of the internal combustion engine when it is determined that the lock pin is not fitted in the lock hole during the lock mode. And a means for controlling the VCT phase to the most retarded angle phase or the most advanced angle phase when it is determined that the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase cannot be secured during idling. 6. A variable valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of 1 to 5. 前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できないと判断したときにアイドル回転速度を上昇させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion degree determining means secures a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling based on the state of the internal combustion engine when it is determined that the lock pin is not fitted in the lock hole during the lock mode. 6. The apparatus according to claim 1, further comprising: a unit configured to determine whether or not it is possible to increase the idle rotation speed when it is determined that the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase cannot be secured during idling. A variable valve timing control device for an internal combustion engine. 前記ロックピン突出具合判定手段は、前記ロックモード中に前記ロックピンがロック穴に嵌まり込んでいないと判定した場合に、内燃機関の状態に基づいてアイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを判定し、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できると判断したときにＶＣＴ位相を前記中間ロック位相に制御する手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion degree determining means secures a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase during idling based on the state of the internal combustion engine when it is determined that the lock pin is not fitted in the lock hole during the lock mode. 8. The apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling whether the VCT phase can be maintained at the intermediate lock phase when it is determined whether the hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase can be secured during idling. A variable valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記ロックピン突出具合判定手段は、アイドル時にＶＣＴ位相を保持可能な油圧を確保できるか否かを、油温又は冷却水温が所定範囲内であるか否かで判定する手段を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The lock pin protrusion degree judging means has means for judging whether oil pressure or cooling water temperature is within a predetermined range as to whether or not a hydraulic pressure capable of maintaining the VCT phase can be secured during idling. The variable valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 6 to 8. 前記ロックピン突出具合判定手段により前記ロックピンの突出不良が検出されたときにそれを運転者に警告する警告手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, further comprising warning means for warning a driver when the lock pin protrusion degree determination means detects a protrusion failure of the lock pin. Variable valve timing control device.
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