JP5573609B2 - Abnormal reset device for valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンのバルブタイミング調整装置に備えられたロックピン又はロック用制御弁の固着異常解消を図った、バルブタイミング調整装置の異常復帰装置に関する。 The present invention relates to an abnormality recovery device for a valve timing adjusting device, which is intended to eliminate a sticking abnormality of a lock pin or a locking control valve provided in an engine valve timing adjusting device.
この種のバルブタイミング調整装置は、吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動させるカム軸、及びエンジン出力軸のいずれか一方とともに回転するハウジング（第１回転体）と、カム軸及び出力軸の他方とともに回転するベーンロータ（第２回転体）と、を備えて構成されている。また、ハウジング内には、ベーンロータのベーンで仕切られた進角油圧室及び遅角油圧室が形成されている。そして、両油圧室へ供給される作動油の圧力を調整することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回転位置（回転位相）を調整し、これにより、バルブの開閉タイミングを調整する。 This type of valve timing adjusting device is a housing (first rotating body) that rotates together with either the cam shaft that drives the intake valve or the exhaust valve to open or close, and the engine output shaft, and rotates with the other of the cam shaft and the output shaft. And a vane rotor (second rotating body). Further, an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber partitioned by vanes of the vane rotor are formed in the housing. Then, the relative rotational position (rotational phase) of the vane rotor with respect to the housing is adjusted by adjusting the pressure of the hydraulic oil supplied to both hydraulic chambers, thereby adjusting the opening / closing timing of the valve.
ところが、作動油を供給する油圧ポンプの駆動源がエンジン出力軸である場合、エンジンの始動開始直後の期間には作動油を十分に供給することができない。すると、吸気バルブ又は排気バルブのバルブスプリングからカム軸が受ける変動トルクによりベーンロータが変動し、前記回転位相が大きく変動してしまう。 However, when the drive source of the hydraulic pump that supplies hydraulic oil is the engine output shaft, the hydraulic oil cannot be sufficiently supplied in the period immediately after the start of the engine. Then, the vane rotor fluctuates due to fluctuating torque received by the camshaft from the valve spring of the intake valve or the exhaust valve, and the rotation phase fluctuates greatly.
そこで、特許文献１等に記載の従来装置では、ベーンロータにロックピンを設けるとともにハウジングにロック孔を設けている。ロックピンは、ベーンロータの収容位置から突出位置へ作動可能に構成されており、突出位置にあるロックピンがロック孔に嵌合することで、ベーンロータを相対回転不能にロックする。したがって、エンジンを停止させる時に、ロックピンをロック孔に嵌合させるよう回転位相を制御（ロック制御）しておけば、次回のエンジン始動時にはロックした状態となっているので、回転位相が大きく変動することを回避できる。
Therefore, in the conventional apparatus described in
しかしながら、ロックピンとロック孔との間に異物が噛み込むことが原因で、ロックピンが収容位置で固着して突出できなくなる異常や、突出位置で固着して収容できなくなる場合がある。また、ロックピンへ付与される油圧をロック用制御弁で制御することによりロックピンの作動位置を制御するよう構成されている場合において、ロック用制御弁の弁体が固着して移動できなくなり、ロックピンの作動位置を制御できなくなる場合もある。 However, there is a case where the lock pin is stuck at the housing position and cannot be protruded due to foreign matter being caught between the lock pin and the lock hole, or the lock pin is stuck at the protruding position and cannot be housed. Further, in the case where the operation position of the lock pin is controlled by controlling the hydraulic pressure applied to the lock pin with the lock control valve, the valve body of the lock control valve is stuck and cannot move. In some cases, the operating position of the lock pin cannot be controlled.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロックピンの作動不良の解消を図ったバルブタイミング調整装置の異常解消制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality elimination control device for a valve timing adjustment device which aims to eliminate malfunction of a lock pin.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
第１の発明では、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動させるカム軸、及び前記エンジンの出力軸のいずれか一方とともに回転する第１回転体と、前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転し、前記第１回転体との間に進角室及び遅角室を形成する第２回転体と、前記第２回転体に設けられ、前記第２回転体の収容位置から突出位置へ作動可能なロックピンと、前記第１回転体に形成され、突出位置にある前記ロックピンと嵌合することで前記両回転体を相対回転不能にロックさせるロック孔と、前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御することで、前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転位相を制御する位相用制御弁と、前記ロックピンへ付与される油圧を制御することで、前記ロックピンの作動位置を制御するロック用制御弁と、を備えるバルブタイミング調整装置に適用されることを前提とする。 In the first aspect of the invention, the first rotating body that rotates together with any one of the cam shaft that drives the opening and closing of the intake valve or the exhaust valve of the engine and the output shaft of the engine, and the rotation that rotates together with the other of the cam shaft and the output shaft. And a second rotating body that forms an advance chamber and a retard chamber between the first rotating body and the second rotating body, and is operable from an accommodation position of the second rotating body to a protruding position. A lock pin that is formed in the first rotating body and engages with the lock pin in the protruding position to lock the two rotating bodies in a relatively non-rotatable manner, and in the advance chamber and the retard chamber. By controlling the hydraulic pressure, the phase control valve for controlling the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body, and the hydraulic pressure applied to the lock pin, the lock pin Control the operating position of A lock control valve, to be applied to a valve timing control apparatus comprising assume.
そして、前記突出位置及び前記収容位置のいずれか一方へ前記ロックピンを作動させた後、他方へ作動させるよう前記ロック用制御弁へ指令信号を出力するロック・アンロック作動指令手段と、前記ロック・アンロック作動指令手段により指令信号を出力した後、回転位相が所定の位相範囲を振れるよう前記位相用制御弁へ指令信号を出力する位相振り指令手段と、前記位相振り指令手段による指令信号を出力した時の実際の回転位相の挙動に基づき、固着によるロックピンの作動不良が解消されているか否かを判定する固着解消判定手段と、を備えることを特徴とする。 And a lock / unlock operation command means for outputting a command signal to the lock control valve so as to operate the lock pin to one of the protruding position and the storage position and then to the other, and the lock -After outputting the command signal by the unlocking operation command means, the phase swing command means for outputting the command signal to the phase control valve so that the rotational phase is swung within a predetermined phase range, and the command signal by the phase swing command means It is characterized by comprising sticking elimination judgment means for judging whether or not the malfunction of the lock pin due to the sticking is solved based on the behavior of the actual rotational phase at the time of output.
上記発明によれば、ロックピンとロック孔との間に異物が噛み込む等によりロックピンが固着していたとしても、ロック・アンロック作動指令手段によりロックピンをロック・アンロック作動させるよう指令するので、このロック・アンロック作動により異物が外れ落ちて固着解消されることが期待できる。また、ロック用制御弁が固着していたとしても、ロック・アンロック作動指令手段によりロックピンをロック・アンロック作動させるようロック用制御弁へ指令するので、ロック・アンロック作動させるようロック用制御弁が作動することにより異物が外れ落ちて固着解消されることが期待できる。したがって、ロック・アンロック作動指令手段を備える上記発明によれば、ロックピンやロック用制御弁の固着を解消してロックピンの作動不良解消を図ることができる。 According to the above invention, even if the lock pin is fixed due to a foreign object biting between the lock pin and the lock hole, the lock / unlock operation command means instructs the lock pin to lock / unlock. Therefore, it can be expected that the foreign matter comes off by this locking / unlocking operation and the sticking is eliminated. Even if the locking control valve is stuck, the locking / unlocking operation command means instructs the locking control valve to lock / unlocking the lock pin. By operating the control valve, it can be expected that the foreign matter comes off and is fixed. Therefore, according to the above-mentioned invention provided with the lock / unlock operation command means, the lock pin and the lock control valve can be prevented from sticking to eliminate the malfunction of the lock pin.
また、ロック・アンロック作動を指令しただけでは実際に固着解消されたか否かを判別できないが、上記発明によれば、ロック用制御弁へロック・アンロック作動を指令した後に、位相振り指令手段により所定位相範囲を振れるよう位相用制御弁へ指令（位相振り指令）し、その時の実際の回転位相（実位相）の挙動に基づき固着によるロックピンの作動不良が解消されているか否かを判定する。 In addition, it is not possible to determine whether or not the sticking has actually been resolved simply by instructing the lock / unlock operation, but according to the invention, after commanding the lock / unlock operation to the lock control valve, the phase swing command means Command the phase control valve to swing within the specified phase range (phase swing command), and determine whether the malfunction of the lock pin due to sticking has been resolved based on the behavior of the actual rotational phase (actual phase) at that time To do.
例えば、ロックピンを収容位置へ作動させるよう指令している状態で位相振りを指令した場合に、ロックピンが正常に収容位置へ作動していれば、実位相がロック位相（ロックピンがロック孔に嵌合してロックしている時の回転位相）から外れた位相に変位可能な筈である。換言すれば、実位相がロック位相から外れた位相に変位できない挙動を示した場合には、ロックピンが収容位置へ作動できずに突出位置に留まっている作動不良の状態であると判定できる。 For example, if a phase swing is commanded in a state where the lock pin is instructed to be moved to the receiving position, if the lock pin is operating normally to the receiving position, the actual phase is the lock phase (the lock pin is It is possible to displace to a phase deviating from the rotational phase when it is fitted and locked. In other words, when the actual phase shows a behavior that cannot be shifted to a phase out of the lock phase, it can be determined that the lock pin is in a malfunctioning state where the lock pin cannot be moved to the accommodation position and remains in the protruding position.
また、例えば、ロックピンを突出位置へ作動させるよう指令している状態で位相振りを指令した場合に、ロックピンが正常に突出位置へ作動していれば、実位相がロック位相から外れた位相に変位できない筈である。換言すれば、実位相がロック位相から外れた位相に変位する挙動を示した場合には、ロックピンが突出位置へ作動できずに収容位置に留まっている作動不良の状態であると判定できる。 Also, for example, if the phase swing is commanded in a state where the lock pin is instructed to operate to the protruding position, the actual phase is out of the lock phase if the lock pin is operating normally to the protruding position. It should not be displaced. In other words, if the actual phase shows a behavior that shifts to a phase out of the lock phase, it can be determined that the lock pin is in an operation failure state in which the lock pin cannot be operated to the protruding position and remains in the accommodation position.
以上により、上記発明によれば、ロック・アンロック作動指令手段を備えることによりロックピンの作動不良解消を図ることができ、しかも、位相振り指令手段及び固着解消判定手段を備えることにより、実際に固着解消されたか否かを判別するので、例えば固着解消されていなかった場合には、その旨を運転者へ報知したり、ロック・アンロック作動指令手段によるロック・アンロック作動指令を再度実施したり、といった処置を取ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the malfunction of the lock pin by providing the lock / unlock operation command means, and in addition, by actually providing the phase swing command means and the sticking elimination determination means, Since it is determined whether or not the sticking has been eliminated, for example, if the sticking has not been eliminated, the driver is notified of this, or the lock / unlock operation command is issued again by the lock / unlock action command means. Can be taken.
第２の発明では、前記ロック孔から進角側及び遅角側の少なくとも一方に延びる溝形状に形成され、突出状態にある前記ロックピンの移動範囲を所定範囲に制限することで、回転位相を所定の制限範囲内に制限しつつ前記ロックピンを前記ロック孔へ案内するガイド溝を、前記第１回転体は備えており、位相振り制御手段は、前記制限範囲の外へ回転位相を変化させるように前記所定の位相範囲を設定し、前記固着解消判定手段は、実際の回転位相が前記制限範囲の外へ変化したか否かに基づき、固着が解消されているか否かを判定することを特徴とする。 In the second invention, the rotational phase is formed by limiting the movement range of the lock pin in the protruding state to a predetermined range, which is formed in a groove shape extending from the lock hole to at least one of the advance side and the retard side. The first rotating body is provided with a guide groove for guiding the lock pin to the lock hole while being limited within a predetermined limit range, and the phase swing control means changes the rotation phase outside the limit range. The predetermined phase range is set as described above, and the sticking elimination determination means determines whether sticking has been eliminated based on whether or not the actual rotational phase has changed outside the limit range. Features.
先ず、上記「ガイド溝」についての作用効果について説明する。先述したロック制御（エンジンを停止させる時に回転位相をロック位相に合わせる制御）によりロックピンはロック孔に向けて移動するが、実際には、先述した変動トルクを受けていることに起因して進角側と遅角側とに揺れ動きながら移動していく。そのため、ロック孔（ロック位相）が最遅角位相及び最進角位相の間に位置する場合には、エンジンが完全に停止してオイルポンプの作動が停止するまでの間に、ロックピンがロック孔に嵌合できなくなることが懸念される。 First, the function and effect of the “guide groove” will be described. The lock pin moves toward the lock hole by the above-described lock control (control that adjusts the rotation phase to the lock phase when the engine is stopped). It moves while swinging to the corner side and the retard side. Therefore, when the lock hole (lock phase) is located between the most retarded angle phase and the most advanced angle phase, the lock pin is locked between the time when the engine is completely stopped and the operation of the oil pump is stopped. There is a concern that the hole cannot be fitted.
この懸念に対し、ロック孔から延びるガイド溝を第１回転体に形成した上記発明によれば、ロックピンをロック孔へ嵌合させるにあたり、ロックピンは突出作動しながら先ずガイド溝に嵌まり込み、その後ガイド溝により移動範囲を制限されながらロック孔に向けて移動する。よって、ガイド溝により揺動を制限させながらロックピンをロック孔へ移動させるので、ロック孔に嵌合できなくなるといった上記懸念を解消できる。 In response to this concern, according to the above invention in which the guide groove extending from the lock hole is formed in the first rotating body, when the lock pin is fitted into the lock hole, the lock pin first fits into the guide groove while protruding. After that, it moves toward the lock hole while the movement range is limited by the guide groove. Therefore, since the lock pin is moved to the lock hole while swinging is limited by the guide groove, the above-mentioned concern that the lock hole cannot be fitted can be solved.
そして、このように機能する「ガイド溝」を備える場合には、上記発明の如く、制限範囲の外へ回転位相を変化させるように所定の位相範囲を設定し、実位相が制限範囲の外へ変化したか否かに基づき、固着が解消されているか否かを判定すれば、ロックピンの作動不良が解消されたか否かを精度良く判定できる。 When the “guide groove” functioning in this way is provided, a predetermined phase range is set so that the rotational phase is changed outside the limit range as in the above invention, and the actual phase is outside the limit range. If it is determined whether or not the sticking has been eliminated based on whether or not the change has occurred, it can be accurately determined whether or not the malfunction of the lock pin has been eliminated.
例えば、ロックピンを収容位置へ作動させるよう指令している状態で位相振りを指令した場合に、ロックピンが正常に収容位置へ作動していれば、ロック位相を含む制限範囲から外れた位相に実位相が変位可能な筈である。換言すれば、実位相が制限範囲から外れた位相に変位できない挙動を示した場合には、ロックピンが収容位置へ作動できない作動不良の状態であると判定できる。 For example, if a phase swing is commanded in a state where the lock pin is instructed to move to the storage position, and the lock pin is normally operating to the storage position, the phase is out of the limit range including the lock phase. The actual phase should be displaceable. In other words, when the actual phase shows a behavior that cannot be shifted to a phase that is out of the limit range, it can be determined that the lock pin is in an inoperable state in which the lock pin cannot be moved to the accommodation position.
また、例えば、ロックピンを突出位置へ作動させるよう指令している状態で位相振りを指令した場合に、ロックピンが正常に突出作動していれば、実位相が制限範囲から外れた位相に変位できない筈である。換言すれば、実位相が制限範囲から外れた位相に変位する挙動を示した場合には、ロックピンが突出作動できずに収容位置に留まっている作動不良の状態であると判定できる。 Also, for example, if a phase swing is commanded in a state where the lock pin is commanded to move to the protruding position, the actual phase is shifted to a phase outside the limit range if the lock pin operates normally. I can't do it. In other words, if the actual phase shows a behavior that shifts to a phase that is out of the limit range, it can be determined that the lock pin is in a malfunctioning state in which the lock pin cannot project and remains in the accommodation position.
第３の発明では、前記ロック用制御弁を構成するスプール及び前記位相用制御弁を構成するスプールは一体に形成されており、前記スプールを一方向に移動させると、前記ロックピンを前記突出位置へ作動させるロックモード、及び前記ロックピンを前記収容位置へ作動させつつ回転位相を制御可能な位相制御モードへ順次切り替わるよう構成されていることを特徴とする。 In the third invention, the spool constituting the lock control valve and the spool constituting the phase control valve are integrally formed, and when the spool is moved in one direction, the lock pin is moved to the protruding position. And a phase control mode in which the rotation phase can be controlled while operating the lock pin to the accommodation position.
これによれば、１つのスプールを一方向に移動させるだけで、ロックモードから位相制御モードへ切り替えることができ、ロックモードから位相制御モードへの切り替えによりロックピンが突出位置から収容位置へ移動するようロック・アンロック作動が実施され、その後、位相制御モードにおいて回転位相が所定の位相範囲を振れるようにできる。つまり、１つのスプールを一方向に移動させるだけでロック・アンロック作動及び位相振りを連続して実施できる。よって、ロック用制御弁及び位相用制御弁が別々のスプールで構成されている場合に比べて、ロック・アンロック作動を実施した後に位相振りを実施するよう指令信号を出力する処理を簡素にできる。 According to this, it is possible to switch from the lock mode to the phase control mode only by moving one spool in one direction, and the lock pin moves from the protruding position to the accommodation position by switching from the lock mode to the phase control mode. The locking / unlocking operation is performed, and then the rotational phase can be shifted within a predetermined phase range in the phase control mode. That is, the lock / unlock operation and the phase swing can be continuously performed only by moving one spool in one direction. Therefore, compared with the case where the lock control valve and the phase control valve are configured by separate spools, the process of outputting the command signal to perform the phase swing after performing the lock / unlock operation can be simplified. .
第４の発明では、作動油温度又はエンジン回転速度に応じて、前記位相振り指令手段による指令信号出力の許可を決定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, permission of command signal output by the phase swing command means is determined according to hydraulic oil temperature or engine speed.
ここで、作動油が低温であるほど作動油の粘性が高くなり、その結果、進角室及び遅角室の油圧を十分に上昇できなくなり所望する回転位相に制御できなくなる場合がある。すると、ロックピンを収容位置へ作動させるよう指令している状態で位相振りを指令した時に、ロックピンは正常に収容位置へ作動しているにも拘わらず、ロック位相又は制限範囲から外れた位相に実位相が変位できなくなり、ロックピンの作動不良が解消されていないと誤判定することが懸念される。 Here, the lower the temperature of the hydraulic oil, the higher the viscosity of the hydraulic oil. As a result, the hydraulic pressure in the advance chamber and the retard chamber cannot be sufficiently increased, and the desired rotational phase may not be controlled. Then, when the phase swing is commanded in a state where the lock pin is instructed to be moved to the accommodation position, the lock pin is normally moved to the accommodation position, but the phase is out of the lock phase or the limit range. However, the actual phase cannot be displaced, and there is a concern that it may be erroneously determined that the malfunction of the lock pin has not been eliminated.
この点を鑑みた上記発明では、作動油温度に応じて位相振り指令手段による指令信号出力の許可を決定するので、作動油温度が所定温度未満の低温である場合には位相振り指令手段による位相振り制御を禁止して上記誤判定の回避を図ることができる。 In the above invention in view of this point, permission of command signal output by the phase swing command means is determined according to the hydraulic oil temperature, and therefore when the hydraulic oil temperature is a low temperature lower than a predetermined temperature, the phase by the phase swing command means It is possible to avoid the erroneous determination by prohibiting the swing control.
また、エンジン回転速度が低速であるほどエンジンの燃焼状態は不安定になる。そして、このような燃焼不安定の時に位相振りを実施すると、燃焼状態がさらに悪化してノッキングや失火が懸念されるようになる。この点を鑑みた上記発明では、エンジン回転速度に応じて位相振り指令手段による指令信号出力の許可を決定するので、エンジン回転速度が所定速度未満の低速である場合には位相振り指令手段による位相振り制御を禁止して、エンジンのノッキングや失火の回避を図ることができる。 Further, the lower the engine speed, the more unstable the combustion state of the engine. If the phase swing is performed when such combustion is unstable, the combustion state is further deteriorated and there is a concern about knocking or misfire. In the above invention in view of this point, permission of command signal output by the phase swing command means is determined in accordance with the engine rotational speed. Therefore, when the engine rotational speed is a low speed lower than a predetermined speed, the phase by the phase swing command means is determined. Swing control is prohibited, and engine knocking and misfire can be avoided.
第５の発明では、前記位相振り制御手段による制御を実施している時には、エンジンの燃焼状態を安定化させるようにエンジン制御内容を変更させることを特徴とする。 In a fifth aspect of the present invention, the engine control content is changed so as to stabilize the combustion state of the engine when the control by the phase swing control means is being performed.
位相振り指令手段による位相振りを実施すると、エンジンの燃焼状態が悪化して失火等が懸念されるようになる。この点を鑑みた上記発明によれば、位相振り実施時には燃焼状態を安定化させるようにエンジン制御内容を変更させるので、上記懸念を解消できる。ちなみに、燃焼状態を安定化させる制御の具体例としては、アイドル運転時におけるエンジン回転速度を上昇（アイドル回転数アップ）させることが挙げられる。 When the phase swing by the phase swing command means is performed, the combustion state of the engine deteriorates and there is a concern about misfire and the like. According to the above invention in view of this point, since the engine control content is changed so as to stabilize the combustion state at the time of phase swinging, the above-mentioned concern can be solved. Incidentally, a specific example of the control for stabilizing the combustion state is to increase the engine rotation speed during idle operation (idle rotation speed increase).
第６の発明では、前記固着解消判定手段により固着が解消されていないと判定した場合には、前記ロック・アンロック作動指令手段による指令信号出力を再実施することを特徴とする。これによれば、１回のロック・アンロック作動では固着解消できなかった場合であってもロック・アンロック作動が再実施されるので、固着解消の確実性を向上できる。また、１回のロック・アンロック作動では固着解消できた場合には、以降のロック・アンロック作動及び位相振りを実施しないので、不必要なロック・アンロック作動及び位相振りの実施を回避できる。 According to a sixth aspect of the present invention, when it is determined that the fixation is not canceled by the fixing cancellation determination unit, the command signal output by the lock / unlock operation command unit is performed again. According to this, even if the sticking cannot be eliminated by a single locking / unlocking operation, the locking / unlocking operation is performed again, so that the reliability of the sticking elimination can be improved. In addition, if the sticking can be eliminated by one lock / unlock operation, the subsequent lock / unlock operation and phase swing are not performed, so unnecessary lock / unlock operation and phase swing can be avoided. .
第７の発明では、前記ロック・アンロック作動指令手段による指令信号出力を複数回実施した後に、前記位相振り制御手段による制御及び前記固着解消判定手段による判定を実施することを特徴とする。これによれば、ロック・アンロック作動を複数回実施するので、ロック・アンロック作動を１回だけ実施する場合に比べて、固着解消の確実性を向上できる。 The seventh invention is characterized in that after the command signal output by the lock / unlock operation command means is performed a plurality of times, the control by the phase swing control means and the determination by the sticking elimination determination means are performed. According to this, since the lock / unlock operation is performed a plurality of times, it is possible to improve the reliability of the sticking cancellation as compared with the case where the lock / unlock operation is performed only once.
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
（第１実施形態）
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（出力軸）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の相対的な回転位相を調整するバルブタイミング調整装置１８（ＶＶＴ）が設けられている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, an engine 11 that is an internal combustion engine is configured such that power from a crankshaft 12 (output shaft) receives
また、吸気側カム軸１６の外周側には、所定カム角毎にカム角信号の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の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に入力される。このエンジン制御回路２１は、カム角センサ１９とクランク角センサ２０の出力信号パルスの位相差に基づいて吸気バルブの実バルブタイミング（実位相）を演算すると共に、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ＮＥを演算する。その他、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、冷却水温センサ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
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（回転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（実位相）を、エンジン運転状態に応じて設定した目標バルブタイミング（目標位相）に一致させるようにバルブタイミング調整装置１８を駆動する油圧をフィードバック制御する。
The
次に、図２〜図４に基づいてバルブタイミング調整装置１８の構成を説明する。
Next, the configuration of the valve
図２に示すように、バルブタイミング調整装置１８のハウジング３１（第１回転体）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。
As shown in FIG. 2, the housing 31 (first rotating body) of the valve
一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５（第２回転体）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 (second rotating body) is fastened and fixed to one end portion of the
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。
As shown in FIG. 3, a plurality of
バルブタイミング調整装置１８には、回転位相をその調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相との間（例えば略中間）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（図２参照）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（図２の右側）に突出してスプロケット１４のロック孔５９（図２参照）に嵌り込むことで、回転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、ロック孔５９をハウジング３１に設けた構成としても良い。
The valve
図２に示すように、ロックピン５８は、スプリング６２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５７ａが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
油圧室５７ａへ作動油を供給すれば、油圧室５７ａ内の油圧によりスプリング６２の弾性力に抗してロックピン５８は収容孔５７へ収容されるよう作動する。一方、油圧室５７ａから作動油を排出させれば、スプリング６２の弾性力によりロックピン５８は突出してロック孔５９と嵌合可能な状態となる。
When the hydraulic oil is supplied to the
図４に示すように、ハウジング３１には、ロック孔５９から遅角位相側へ延びる溝形状に形成されたガイド溝６３が形成されている。ガイド溝６３は、ロック孔５９と連続して形成されているとともに、該ロック孔５９よりも浅底に形成されている。これにより、収容位置から突出したロックピン５８がガイド溝６３に嵌り込むと、ロックピン５８の移動範囲はガイド溝６３内の範囲（つまりロック位相から遅角側への所定範囲（制限範囲））に制限されるようになる。図４中の二点鎖線に示すロックピン５８は、ガイド溝６３により遅角側への変位が制限されている状態を示す。したがって、ロックピン５８を突出作動させると、ロックピン５８はガイド溝６３によりロック孔５９へ案内される。
As shown in FIG. 4, the
また、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（アシスト）する付勢手段としてねじりコイルばね等のばね５５が設けられている。吸気バルブのバルブタイミング調整装置１８では、吸気側カム軸１６のトルクが回転位相を遅角させる方向に作用することから、上記ばね５５は、回転位相を吸気側カム軸１６のトルク方向と反対方向である進角方向に付勢することになる。
In addition, the
本実施形態では、ばね５５の付勢力が作用する範囲は、最遅角位相からほぼ中間ロック位相までの範囲に設定され、エンジンストール等の異常停止後の再始動時のフェールセーフを想定して、ロックピン５８がロック孔５９から外れた状態で中間ロック位相より遅角側の実位相で始動した場合に、スタータ（図示せず）によるクランキング中に、ばね５５のばね力により実位相を遅角側から中間ロック位相へ進角させる進角動作を補助してロックピン５８をロック孔５９に嵌まり込ませてロックできるように構成されている。
In the present embodiment, the range in which the urging force of the spring 55 acts is set in a range from the most retarded angle phase to the almost intermediate lock phase, assuming a fail-safe at the time of restart after an abnormal stop such as an engine stall. When the
一方、中間ロック位相より進角側の実位相で始動した場合は、クランキング中に吸気側カム軸１６のトルクが遅角方向に作用するため、吸気側カム軸１６のトルクにより実位相を進角側から中間ロック位相へ遅角させてロックピン５８をロック孔５９に嵌まり込ませてロックさせることができる。
On the other hand, when the engine is started with the actual phase on the advance side from the intermediate lock phase, the torque on the
また、本実施形態では、油圧制御弁２５（位相用制御弁、ロック用制御弁）の作動を制御することにより、バルブタイミング調整装置１８の回転位相、及びロックピン５８を駆動する油圧を制御している。この油圧制御弁２５は、回転位相を駆動する油圧を制御する位相用制御弁の機能と、ロックピン５８を駆動する油圧を制御するロック用制御弁の機能とを一体化して構成されている。
In this embodiment, the operation of the hydraulic control valve 25 (phase control valve, lock control valve) is controlled to control the rotation phase of the valve
そして、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）が汲み上げられて油圧制御弁２５に供給される。この油圧制御弁２５は、ハウジング２５ａ内にスプール２５ｂを摺動可能に収容して構成されており、エンジン制御回路２１からソレノイド２５ｃへ通電して生じる電磁力によりスプール２５ｂはハウジング２５ａ内を摺動する。
The oil (operating oil) in the
進角室４２に通じる進角油路４２ａ、遅角室４３に通じる遅角油路４３ａ、ロック解除用油圧室５７ａに通じるロック油路５７ｂは、油圧制御弁２５を介してオイルポンプ２８と連通している。そして、エンジン制御回路２１からソレノイド２５ｃへ出力される制御デューティ（制御量）に応じて、スプール２５ｂの摺動位置が制御され、これにより、それぞれの油路４２ａ，４３ａ，５７ｂの連通開度が制御される。
The
本実施形態では、８ポート・４ポジション型のスプール弁を油圧制御弁２５として採用しており、各々の油路４２ａ，４３ａ，５７ｂの連通開度の組み合わせを決定する制御デューティ（制御量）は、図５を用いて以下に説明するようにロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの４つの制御領域に区分される。
In the present embodiment, an 8-port, 4-position type spool valve is employed as the
ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａへのオイル供給油路２８ａを遮断してロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａの油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に突出させる。
In the control region of the
更に、ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域は、ロックピン５８を突出させながら進角室４２へのオイル供給油路２８ａを開放して進角室４２にオイルを供給するオイル充填モードＬ１の制御領域と、ロックピン５８を突出させながら進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路２８ａを遮断して両室４２，４３の油圧を保持するロック保持モードＬ２の制御領域とに区分されている。
Further, the control region of the lock modes L1 and L2 is the control region of the oil filling mode L1 that supplies the oil to the
進角モードＡの制御領域では、遅角室４３へのオイル供給油路２８ａを遮断して、油圧制御弁２５の遅角ポートをドレンポートに連通させて遅角室４３の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、進角室４２へのオイル供給油路２８ａを開放して、進角室４２にオイルを供給して進角室４２の油圧を変化させて実位相を進角させる。
In the control region of the advance angle mode A, the oil
保持モードＨの制御領域では、進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路２８ａを遮断して両室４２，４３の油圧を保持して、実位相が動かないように保持する。
In the control region of the holding mode H, the oil
遅角モードＲの制御領域では、進角室４２へのオイル供給油路２８ａを遮断して、油圧制御弁２５の進角ポートをドレンポートに連通させて進角室４２の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、遅角室４３へのオイル供給油路２８ａを開放して、遅角室４３にオイルを供給して遅角室４３の油圧を変化させて実位相を遅角させる。
In the control region of the retard angle mode R, the oil
ロックモードＬ１，Ｌ２以外の制御領域（進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲ）では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａへのオイル供給油路２８ａを開放してロック解除用油圧室５７ａにオイルを充填してロック解除用油圧室５７ａの油圧を上昇させ、その油圧によりロックピン５８をロック孔５９から抜き出してロックピン５８のロックを解除する。
In control areas other than the lock modes L1 and L2 (advance angle mode A, holding mode H, retard angle mode R), the oil
尚、本実施形態では、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、ロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの順に制御モードが切り替わるように構成されているが、例えば、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡ、ロックモードＬ１，Ｌ２の順に制御モードが切り替わるように構成したり、或は、遅角モードＲと進角モードＡの順序を入れ替えて、ロックモードＬ１，Ｌ２、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡの順に制御モードが切り替わるように構成しても良い。
In this embodiment, as the control duty of the
エンジン制御回路２１は、所定の位相制御実行条件が成立しているときに、吸気側カム軸１６の実位相（吸気バルブの実バルブタイミング）を、エンジン運転条件に応じて設定した目標位相（目標バルブタイミング）に一致させるように、油圧制御弁２５へＦ／Ｂ指令信号を出力する。Ｆ／Ｂ指令信号は、油圧制御弁２５の作動制御デューティ（制御量）を指令する信号であり、少なくとも比例項を含む例えばＰＤ制御等により、フィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）してバルブタイミング調整装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧をＦ／Ｂ制御する。
The
次に、エンジン停止要求発生等に伴いロックピン５８をロック孔５９へ嵌め込んでロックさせる場合の、エンジン制御回路２１による制御手順について説明する。なお、以下の説明は、エンジン停止に伴いエンジン回転速度ＮＥが低下してゼロになるまでの間に、ロックを完了させるよう制御することを想定したものである。
Next, a control procedure by the
先ずエンジン制御回路２１は、ロック要求が発生したか否かを判定する。例えば、アイドルストップ車両においてエンジンの自動停止要求が発生した場合や、イグニッションスイッチをオフ操作した場合に、ロック要求は発生する。ロック要求が発生したと判定された場合には、図４中の一点鎖線に示すように、ロックピン５８がガイド溝６３の外に位置し、かつ、ガイド溝６３よりも遅角側（ロック孔５９の反対側）に位置させるよう制御（ロック準備制御）する。
First, the
具体的には、前記一点鎖線の位置にロックピン５８を位置させる位相（以下、この位相をロック準備位相と呼ぶ）を、目標位相に設定してＦ／Ｂ制御する。例えば、ロック準備制御開始時点での実位相がロック準備位相よりも進角側であれば、実位相がロック準備位相となるまで進角モードＡでＦ／Ｂ制御する。一方、ロック準備制御開始時点での実位相がロック準備位相よりも進角側であれば、実位相がロック準備位相となるまで遅角モードＲでＦ／Ｂ制御する。なお、ロック準備制御時のＦ／Ｂゲインを、ロック準備制御以外のＦ／Ｂ制御を実施している時に比べて高くして、位相変化速度を速くすることが望ましい。
Specifically, the phase at which the
次に、実位相がロック準備位相に一致したか否かを判定し、一致するまではロック準備制御を継続させる。実位相がロック準備位相に一致したと判定されれば、ロックピン５８を突出作動させながら実位相が進角するロック制御を実施する。この場合の進角制御はオープン制御である。
Next, it is determined whether or not the actual phase matches the lock preparation phase, and the lock preparation control is continued until they match. If it is determined that the actual phase coincides with the lock preparation phase, lock control is performed in which the actual phase is advanced while the
具体的には、制御デューティを低下させていくことで、図５に示す回転位相制御領域（進角モードＡ又は遅角モードＲ）からロックモードＬ１，Ｌ２に移行させる。ここで、図２を用いて先述したように、油圧制御弁２５は、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化して構成されている。そのため、進角モードＡからロック保持モードＬ２に連続的に移行することはできず、制御デューティが図５中のＤｔからＤａの範囲にある時には進角油路４２ａを連通させて進角させる状態となる。また、ロック保持モードであっても、制御デューティがＤａからＤｂの範囲にある時には進角油路４２ａを連通させて進角させる状態となる。
Specifically, by shifting the control duty, the rotational phase control region (advance angle mode A or retard angle mode R) shown in FIG. 5 is shifted to the lock modes L1 and L2. Here, as described above with reference to FIG. 2, the
したがって、制御デューティを低下させて進角モードＡからロック保持モードＬ２に移行させる時には、実位相が進角しつつ、ロックピン５８が突出作動することとなる。つまり、制御デューティをＤｔからＤｂにまで低下させることにより、上記ロック制御は実行される。
Therefore, when the control duty is decreased to shift from the advance angle mode A to the lock holding mode L2, the
ここで、上述したロック準備制御を実施することなく実位相をロック位相に一致させるようＦ／Ｂ制御しようとすると、ロックピン５８はロック孔５９に向けて移動するが、実際には、ロータ３５が吸気側カム軸１６からの変動トルクを受けていることに起因して、進角側と遅角側とに揺れ動きながら移動していく。そのため、揺動の具合によっては、エンジンが完全に停止してオイルポンプ２８の作動が停止するまでの間に、ロックピン５８がロック孔５９に嵌合できなくなることが懸念される。
Here, if F / B control is performed so that the actual phase matches the lock phase without performing the lock preparation control described above, the
これに対し本実施形態では、ロックピン５８をロック孔５９へガイドするガイド溝６３を形成するとともに、ロック準備制御を実施した後にロック制御を実施するので、ガイド溝６３の外にあるロックピン５８は、ロック制御によりロック孔５９に近づくと先ずはガイド溝６３に嵌まり込む。その後、ガイド溝６３により移動範囲を制限されながらロック孔５９に向けて移動する。よって、揺動が制限されながらロックピン５８はロック孔５９に向けて移動するので、上記懸念を解消できる。
On the other hand, in the present embodiment, the
ところが、ロックピン５８とロック孔５９との間に、作動油中に混入していた異物等が噛み込むことが原因で、ロックピン５８が収容位置で固着して突出できなくなる異常や、突出位置で固着して収容できなくなる場合がある。また、油圧制御弁２５のスプール２５ｂとハウジング２５ａとの間に、作動油中に混入していた異物等が噛み込むことが原因で、ロックピン５８を所望位置へ作動できなくなる場合もある。
However, because the foreign matter or the like mixed in the hydraulic oil is caught between the
そこで本実施形態では、収容位置及び突出位置の一方へロックピン５８を作動させた後、連続して他方の位置へ作動（ロック・アンロック作動）させるようロック・アンロック制御を実施することで、ロックピン５８や油圧制御弁２５に噛み込んでいる異物が外れ落ちることを図る。また、ロック・アンロック制御を実施した後、回転位相が所定の位相範囲を振れるよう油圧制御弁２５を制御（位相振り制御）する。これにより、ロックピン５８を収容させるよう制御している時にガイド溝６３による制限範囲を超えて回転位相が変位可能か否かを判定、或いは、ロックピン５８を突出させるよう制御している時に制限範囲を超えて回転位相が変位するか否かを判定することで、異物除去が為されて固着が解消されたか否かを確認する。
Therefore, in this embodiment, after the
図６は、これらのロック・アンロック制御及び位相振り制御を実施する手順を示すフローチャートであり、エンジン制御回路２１が有するマイクロコンピュータにより所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for performing these lock / unlock control and phase shift control, and is repeatedly executed at a predetermined cycle by a microcomputer included in the
先ず、図６に示すステップＳ１０において、ロックピン５８の作動不良が生じているか否かを判定する。具体的には、先述したように実位相が目標位相となるようバルブタイミング調整装置１８をフィードバック制御している時に、ロック孔５９及びガイド溝６３により制限される範囲（制限範囲）の外に実位相が変位できない場合には、ロックピン５８が突出位置で固着して作動不良が生じていると判定する。また、ロック制御している時に、実位相が制限範囲の内側から外側へ変位した場合には、ロックピン５８が収容位置で固着して作動不良が生じていると判定する。
First, in step S10 shown in FIG. 6, it is determined whether or not a malfunction of the
続くステップＳ２０では、エンジン１１の暖機運転が完了しているか否かを判定する。ここで、暖機運転が完了していなければ作動油が低温で高粘性になっているため、固着が生じていなくても実位相を所望する位相へ正常に制御できない。そのため、暖機運転が完了していることを条件（Ｓ２０：ＹＥＳ）として、後述するロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）の実施を許可する。なお、暖機完了の判定に替えて、作動油温度が所定温度以上であるかを判定し、作動油温度≧所定温度の場合にロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）の実施を許可するようにしてもよい。 In a succeeding step S20, it is determined whether or not the warm-up operation of the engine 11 is completed. Here, if the warm-up operation is not completed, the hydraulic oil is highly viscous at a low temperature, so that the actual phase cannot be normally controlled to a desired phase even if the sticking does not occur. Therefore, on condition that the warm-up operation has been completed (S20: YES), execution of lock / unlock control (S50) and phase swing control (S60) described later is permitted. Instead of the warm-up completion determination, it is determined whether the hydraulic oil temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. When the hydraulic oil temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the lock / unlock control (S50) and the phase swing control (S60) are performed. You may make it permit implementation.
続くステップＳ３０では、エンジン回転速度ＮＥが所定速度以上であるか否かを判定する。ここで、ＮＥ≧所定速度でなければエンジン１１の燃焼状態は不安定になっている。そして、このような燃焼不安定の時に先述した位相振り制御を実施すると、燃焼状態がさらに悪化してノッキングや失火が懸念されるようになる。そのため、ＮＥ≧所定速度であることを条件（Ｓ３０：ＹＥＳ）として、後述するロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）の実施を許可する。 In a succeeding step S30, it is determined whether or not the engine rotational speed NE is equal to or higher than a predetermined speed. Here, unless NE ≧ predetermined speed, the combustion state of the engine 11 is unstable. When the above-described phase swing control is performed when such combustion is unstable, the combustion state is further deteriorated and there is a concern about knocking or misfire. Therefore, on condition that NE ≧ predetermined speed (S30: YES), execution of lock / unlock control (S50) and phase swing control (S60) described later is permitted.
続くステップＳ４０では、エンジン回転速度ＮＥが所定速度以上であるか否かを判定する。ここで、位相振り制御（Ｓ６０）の実施回数が所定回数（例えば１０回）未満であるか否かを判定する。ここで、位相振り制御を何度も繰り返し実施すると、バルブタイミング調整装置１８の磨耗等による劣化進行が懸念されるようになる。そのため、ＮＥ≧所定速度であることを条件（Ｓ３０：ＹＥＳ）として、後述するロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）の実施を許可する。
In a succeeding step S40, it is determined whether or not the engine rotational speed NE is equal to or higher than a predetermined speed. Here, it is determined whether or not the number of executions of the phase swing control (S60) is less than a predetermined number (for example, 10 times). Here, if the phase swing control is repeatedly performed, there is a concern about the progress of deterioration due to wear or the like of the valve
続くステップＳ５０（ロック・アンロック作動指令手段）では、収容位置及び突出位置の一方へロックピン５８を作動させた後、連続して他方の位置へ作動させるよう油圧制御弁２５へ指令信号を出力する、といったロック・アンロック制御を実施する。図２に示す例では、位相用制御弁とロック用制御弁を一体に構成しているので、図５に示すロックモードＬ２から進角モードＡに切り替えるよう制御デューティを上昇させる指令信号を油圧制御弁２５へ出力する。これにより、ロックピン５８が正常に作動すれば、突出位置から収容位置へ作動（ロック・アンロック作動）することとなる。
In the subsequent step S50 (lock / unlock operation command means), after operating the
続くステップＳ６０（位相振り指令手段）では、ガイド溝６３により位相変位が制限される範囲（図４に示す制限範囲）の内側から外側へ目標位相を変化させるよう油圧制御弁２５へ指令信号を出力する、といった位相振り制御を実施する。図２に示す例では、位相用制御弁とロック用制御弁を一体に構成しているので、図５に示す進角モードＡから保持モードＨ、遅角モードＲへと切り替えるよう制御デューティを上昇させる指令信号を油圧制御弁２５へ出力する。これにより、ロックピン５８が正常に作動して収容位置にあれば、位相振り制御により実位相を変位させるうちに、制限範囲の内側から外側へ実位相が変位することとなる。
In the subsequent step S60 (phase swing command means), a command signal is output to the
要するに、本実施形態では、デューティ比を一方向に変化（図５の例では上昇）させていくだけで、ロック・アンロック制御が実施され、その後、位相振り制御が実施されることとなる。例えば、デューティ比を０％から１００％に変化させてもよいし、少なくともロックモードＬ２及び遅角モードの一部を含む所定範囲だけデューティ比を変化させていくようにしてもよい。 In short, in this embodiment, the lock / unlock control is performed only by changing the duty ratio in one direction (in the example of FIG. 5), and then the phase swing control is performed. For example, the duty ratio may be changed from 0% to 100%, or the duty ratio may be changed by a predetermined range including at least a part of the lock mode L2 and the retard mode.
なお、位相振り制御を実施している期間中は、位相変化させることにより燃焼状態が不安定になることが懸念される。そこで、位相振り制御の実施期間中は、アイドル運転時におけるエンジン回転速度を上昇（アイドル回転数アップ）させることにより、燃焼状態の安定化を図ることが望ましい。 During the phase swing control, there is a concern that the combustion state becomes unstable by changing the phase. In view of this, it is desirable to stabilize the combustion state by increasing the engine speed during idling (increase the idling speed) during the phase swing control period.
続くステップＳ７０（固着解消判定手段）では、位相振り制御により変位した実位相が正常な挙動を示しているか否かを判定する。本実施形態の場合、ロックピン５８を収容位置へ指令しつつ位相振り制御を実施するので、ロックピン５８が正常に作動して収容位置にあれば、実位相は制限範囲の内側から外側へ変位可能な筈である。したがって、実位相が制限範囲の内側から外側へ変位する挙動を示していれば、正常に挙動していると判定し（Ｓ７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ８０において、固着が解消されてロックピン５８が正常な状態に復帰したと判定する。
In the subsequent step S70 (sticking elimination determination means), it is determined whether or not the actual phase displaced by the phase swing control shows a normal behavior. In the case of this embodiment, the phase swing control is performed while commanding the
一方、実位相が制限範囲の内側に留まり、外側へ変位できない挙動を示していれば（Ｓ７０：ＮＯ）、ロックピン５８が突出したまま固着した異常状態であるとみなし、ステップＳ２０の処理に戻る。その後、ステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０による実施条件を満たしていれば、ロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）を再び実施する。
On the other hand, if the actual phase stays inside the limit range and shows a behavior that cannot be displaced outward (S70: NO), it is regarded as an abnormal state in which the
以上により、本実施形態によれば、ロックピン５８が固着してロックピン５８をスムーズに作動できない状態であったとしても、又は油圧制御弁２５のスプール２５ｂが固着してスプール２５ｂをスムーズに作動できない状態であったとしても、ロック・アンロック制御を実施するので、異物が外れ落ちて固着解消されることが期待できる。
As described above, according to the present embodiment, even if the
また、ロック・アンロック制御を実施した後に、位相振り制御を実施し、その時の実位相が正常に挙動しているか否かを確認するので、１回のロック・アンロック制御だけでは固着解消できなかった場合であっても、正常に挙動していないことから固着解消できていない旨を確認してロック・アンロック制御を再度実施するので、固着解消の確実性を向上できる。 In addition, after performing lock / unlock control, phase swing control is performed to check whether the actual phase at that time behaves normally, so sticking can be eliminated with only one lock / unlock control. Even if not, since it does not behave normally, it is confirmed that the sticking cannot be eliminated and lock / unlock control is performed again, so that the certainty of sticking can be improved.
また、位相用制御弁とロック用制御弁を一体に構成した油圧制御弁２５を採用しているので、デューティ比を０％から１００％まで上昇させるだけで、ロック・アンロック制御及び位相振り制御を実施できる。ここで、本実施形態に反して位相用制御弁とロック用制御弁が別体で構成されている場合には、ロック・アンロック制御を実施するよう位相用制御弁へ指令信号を出力し、その後で、位相振り制御を実施するようロック用制御弁へ指令信号を出力する制御がエンジン制御回路２１に要求される。これに対し、デューティ比を０％から１００％まで上昇させるだけで済む本実施形態によれば、エンジン制御回路２１による処理手順を簡素にでき、処理負荷を軽減できる。
In addition, since the
また、暖機運転が完了していることを条件として位相振り制御を実施するので、作動油温度が低温であることに起因して実位相が正常に挙動していないと誤判定してしまうことを回避できる。また、ＮＥ≧所定速度であることを条件として位相振り制御を実施するので、位相振り制御に伴いエンジン１１の失火が生じてしまうことを回避できる。また、位相振り制御の実施回数を制限しているので、位相振り制御を繰り返し実施することによりバルブタイミング調整装置１８が著しく劣化してしまうことを回避できる。
In addition, since the phase swing control is performed on the condition that the warm-up operation has been completed, it is erroneously determined that the actual phase is not behaving normally because the hydraulic oil temperature is low. Can be avoided. Further, since the phase swing control is performed on condition that NE ≧ predetermined speed, it is possible to avoid the misfire of the engine 11 caused by the phase swing control. In addition, since the number of executions of the phase swing control is limited, it is possible to avoid the valve
（第２実施形態）
上記実施形態では、１本のロックピン５８をロック孔５９に嵌合させてロックしているが、本実施形態では、図７に示すように、進角制限ピン５８Ａ（ロックピンに相当）を進角制限溝５９Ａ（ロック孔に相当）に嵌合させて、ロック位相よりも進角側へ位相変化しないように制限するとともに、遅角制限ピン５８Ｒ（ロックピンに相当）を遅角制限溝５９Ｒ（ロック孔に相当）に嵌合させて、ロック位相よりも遅角側へ位相変化しないように制限することにより、ロック位相で位相変化不能にロックさせている。換言すれば、進角制限溝５９Ａの壁面Ａ１に進角制限ピン５８Ａを当接させ、かつ、遅角制限溝５９Ｒの壁面Ｒ１に遅角制限ピン５８Ｒを当接させることでロックさせる。
(Second Embodiment)
In the above embodiment, one
なお、本実施形態においても図４に示すガイド溝６３と同様に機能するガイド溝６３Ａ，６３Ｒが、進角制限溝５９Ａ及び遅角制限溝５９Ｒから延びる形状で形成されている。ちなみに、ガイド溝６３Ａは、進角制限溝５９Ａから遅角側のみに延びる形状であり、進角制限ピン５８Ａの移動範囲を符号Ａ２から符号Ａ１の範囲に制限する。一方、ガイド溝６３Ｒは、遅角制限溝５９Ｒから進角側及び遅角側の両方に延びる形状であり、遅角制限ピン５８Ｒの移動範囲を符号Ｒ２から符号Ｒ３の範囲に制限する。
In this embodiment as well, guide
本実施形態にかかる油圧制御弁２５の構成は図２と同じであり、進角制限ピン５８Ａに対するロック解除用油圧室５７ａと、遅角制限ピン５８Ｒに対するロック解除用油圧室５７ａとは、同一のロック油路５７ｂに連通している。したがって、２つの油圧室５７ａの油圧は同一になっている。そのため、固着等の異常が生じていなければ、両制限ピン５８Ａ，５８Ｒの突出位置への作動及び収容位置への作動は同じになる。
The configuration of the
したがって、本実施形態において図６のステップＳ５０によるロック・アンロック制御を実施するにあたり、異常が生じていなければ両制限ピン５８Ａ，５８Ｒは同じように突出位置から収容位置へと作動することとなる。 Therefore, in the present embodiment, when the lock / unlock control in step S50 of FIG. 6 is performed, both limit pins 58A and 58R are similarly operated from the projecting position to the accommodated position if no abnormality has occurred. .
また、このように２つの制限ピン５８Ａ，５８Ｒでロックさせる構造の本実施形態においては、図６のステップＳ６０による位相振り制御を次のように実施する。すなわち、ガイド溝６３Ａにより位相変位が制限される範囲（図８に示す制限範囲Ａ１〜Ａ２）の内側から外側へ目標位相を変化させるとともに、ガイド溝６３Ｒにより位相変位が制限される範囲（図８に示す制限範囲Ｒ２〜Ｒ３）の内側から外側へ目標位相を変化させるよう油圧制御弁２５へ指令信号を出力する。
Further, in the present embodiment configured to be locked by the two limiting pins 58A and 58R as described above, the phase swing control in step S60 of FIG. 6 is performed as follows. That is, the target phase is changed from the inside to the outside of the range in which the phase displacement is limited by the
また、本実施形態では図６のステップＳ７０による挙動判定を次のように実施する。すなわち、２つの制限ピン５８Ａ，５８Ｒを収容位置へ指令しつつ位相振り制御を実施するので、制限ピン５８Ａ，５８Ｒが正常に作動して収容位置にあれば、実位相は制限範囲Ａ１〜Ａ２の内側から外側へ変位可能、かつ、制限範囲Ｒ２〜Ｒ３の内側から外側へ変位可能な筈である。したがって、実位相が各々の制限範囲Ａ１〜Ａ２，Ｒ２〜Ｒ３の内側から外側へ変位する挙動を示していれば、正常に挙動していると判定し（Ｓ７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ８０において、固着が解消されて制限ピン５８Ａ，５８Ｒが正常な状態に復帰したと判定する。 In the present embodiment, the behavior determination in step S70 in FIG. 6 is performed as follows. That is, since the phase swing control is performed while commanding the two limit pins 58A and 58R to the storage position, the actual phase is within the limit range A1 to A2 if the limit pins 58A and 58R are normally operated and are in the storage position. The scissors can be displaced from the inside to the outside and can be displaced from the inside to the outside of the restriction ranges R2 to R3. Therefore, if the actual phase indicates a behavior that shifts from the inside to the outside of each of the limited ranges A1 to A2 and R2 to R3, it is determined that the actual phase is behaving normally (S70: YES), and in the subsequent step S80, It is determined that the fixing is released and the limit pins 58A and 58R are restored to the normal state.
一方、実位相が制限範囲Ａ１〜Ａ２，Ｒ２〜Ｒ３の内側に留まり、外側へ変位できない挙動を示していれば（Ｓ７０：ＮＯ）、制限ピン５８Ａ，５８Ｒが突出したまま固着した異常状態であるとみなし、ステップＳ２０の処理に戻る。その後、ステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０による実施条件を満たしていれば、ロック・アンロック制御（Ｓ５０）及び位相振り制御（Ｓ６０）を再び実施する。 On the other hand, if the actual phase stays inside the limiting ranges A1 to A2 and R2 to R3 and exhibits a behavior that cannot be displaced outward (S70: NO), it is an abnormal state in which the limiting pins 58A and 58R are stuck and protruded. And the process returns to step S20. Thereafter, if the execution conditions in steps S20, S30, and S40 are satisfied, lock / unlock control (S50) and phase swing control (S60) are executed again.
例えば、進角制限ピン５８Ａが突出状態で固着した場合には、実位相が制限範囲Ａ１〜Ａ２の内側に留まる（図８（ａ）参照）。換言すれば、制限範囲Ａ１〜Ａ２の外側に変位する挙動を示していれば、進角制限ピン５８Ａの固着が解消されて正常に作動していると判定できる（図８（ａ）参照）。 For example, when the advance angle limit pin 58A is fixed in a protruding state, the actual phase remains inside the limit range A1 to A2 (see FIG. 8A). In other words, if the behavior of displacing outside the limiting range A1 to A2 is shown, it can be determined that the advance angle limiting pin 58A is fixed and is operating normally (see FIG. 8A).
同様にして遅角制限ピン５８Ｒが突出状態で固着した場合には、実位相が制限範囲Ｒ２〜Ｒ３の内側に留まる（図８（ｂ）参照）。換言すれば、制限範囲Ｒ２〜Ｒ３の外側に変位する挙動を示していれば、遅角制限ピン５８Ｒの固着が解消されて正常に作動していると判定できる（図８（ｂ）参照）。 Similarly, when the retard limit pin 58R is fixed in the protruding state, the actual phase remains inside the limit range R2 to R3 (see FIG. 8B). In other words, if the behavior of displacing outside the limiting ranges R2 to R3 is shown, it can be determined that the retard angle limiting pin 58R has been fixed and is operating normally (see FIG. 8B).
以上により、本実施形態によっても上記第１実施形態と同様にして、ロック・アンロック制御を実施することによる固着解消を図ることができる。また、ロック・アンロック制御を実施した後に位相振り制御を実施し、その時の実位相が正常に挙動しているか否かを確認するので、固着解消の確実性を向上できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to eliminate the sticking by performing the lock / unlock control as in the first embodiment. Further, the phase swing control is performed after the lock / unlock control is performed, and it is confirmed whether or not the actual phase at that time behaves normally, so that it is possible to improve the reliability of sticking elimination.
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.
・上記第１実施形態にかかるロック・アンロック制御では、ロックピン５８を収容位置から突出位置へ作動させることを１回だけ実施した後に位相振り制御を実施している。これに対し、収容位置から突出位置への作動を複数回実施した後に位相振り制御を実施するようにしてもよい。これによれば、ロック・アンロック作動を１回だけ実施する場合に比べて、固着解消の確実性を向上できる。
In the lock / unlock control according to the first embodiment, the phase swing control is performed after the
・上記第１実施形態では、上記実施形態では、位相用制御弁及びロック用制御弁を一体化して構成された油圧制御弁２５を用いているが、各々が別体に構成された位相用制御弁及びロック用制御弁を用いてもよい。
-In the said 1st Embodiment, although the
そして、上記第１実施形態では、ロックピン５８を収容させるよう指令した状態でしか位相振り制御を実施できなかったが、位相用制御弁及びロック用制御弁を別体に構成した場合には、ロックピン５８を突出させるよう指令した状態での位相振り制御を実施できる。具体的には、突出位置へ作動させるようロック用制御弁へ指令信号を出力するとともに、図４又は図８に示す制限範囲Ａ１〜Ａ２，Ｒ２〜Ｒ３の内側から外側に位相変化させるよう位相用制御弁へ指令信号を出力するといった位相振り制御を実施する。そして、この時の実位相の挙動が、指令信号に従って制限範囲Ａ１〜Ａ２，Ｒ２〜Ｒ３の内側から外側に変位した場合には、ロックピン５８が収容位置で固着した異常状態であると判定できる。
In the first embodiment, the phase swing control can be performed only in the state in which the
・上記第１実施形態にかかるガイド溝６３を廃止して、ロックピン５８をガイドさせることなくロック孔５９へ嵌合させる構成にしてもよい。或いは、上記第２実施形態にかかるガイド溝６３Ａ，６３Ｒを廃止して、制限ピン５８Ａ，５８Ｒをガイドさせることなく制限溝５９Ａ，５９Ｒへ嵌合させる構成にしてもよい。これらの場合の位相振り制御では、ロック位相を含む位相範囲に実位相を振るよう油圧制御弁２５へ指令信号を出力すればよい。そして、実位相がロック位相から変位する挙動を示していれば正常に挙動していると判定し（Ｓ７０：ＹＥＳ）、実位相がロック位相から変位できない挙動を示していれば（Ｓ７０：ＮＯ）、ロックピン５８が突出したまま固着した異常状態であると判定すればよい。
The
・図６のステップＳ１０によるロックピン５８の作動不良判定を実施するにあたり、上記第１実施形態では、実位相が目標位相となるようフィードバック制御している時の実位相の挙動に基づき作動不良判定を実施しているが、ステップＳ６０と同様の位相振り制御を定期的に実施して、その時の実位相の挙動に基づき、ステップＳ７０と同様の判定手法により作動不良判定を実施してもよい。
In determining the malfunction of the
・位相振り制御時の位相振り速度（制御デューティ）を、作動油温度又はエンジン回転速度に応じて可変設定してもよい。 -You may variably set the phase swing speed (control duty) at the time of phase swing control according to hydraulic oil temperature or engine speed.
・上記実施形態では、カム角センサ１９とクランク角センサ２０の出力信号パルスの位相差に基づいて実位相を演算しているが、次のように基準位相を学習し、学習した基準位相からの相対回転角度に基づき実位相を演算するようにしてもよい。すなわち、遅角制御を所定時間以上継続させて最遅角位相に制御した時の位相を基準位相として学習する。又は、進角制御を所定時間以上継続させて最進角位相に制御した時の位相を基準位相として学習する。又は、エンジン始動時やエンジン停止時等、ロック位相になっていると想定される時の位相を基準位相として学習する。
In the above embodiment, the actual phase is calculated based on the phase difference between the output signal pulses of the
・上記実施形態では、ステップＳ２０，Ｓ３０において、作動油温度又はエンジン回転速度が所定条件を満たしていない場合にはロック・アンロック制御及び位相振り制御を禁止しているが、作動油温度又はエンジン回転速度に応じて、ロック・アンロック制御及び位相振り制御を実施する回数を可変設定するようにしてもよい。 In the above embodiment, in steps S20 and S30, when the hydraulic oil temperature or the engine rotation speed does not satisfy the predetermined condition, the lock / unlock control and the phase swing control are prohibited. The number of times of performing lock / unlock control and phase swing control may be variably set according to the rotational speed.
１２…クランク軸（出力軸）、１６…吸気側カム軸、１７…排気側カム軸、２５…油圧制御弁（位相用制御弁、ロック用制御弁）、３１…ハウジング（第１回転体）、３５…ロータ（第２回転体）、５８…ロックピン、５８Ａ…進角制限ピン（ロックピン）、５８Ｒ…遅角制限ピン（ロックピン）、５９…ロック孔、５９Ａ…進角制限溝（ロック孔）、５９Ｒ…遅角制限溝（ロック孔）、６３，６３Ａ，６３Ｒ…ガイド溝、Ｓ５０…ロック・アンロック作動指令手段、Ｓ６０…位相振り指令手段、Ｓ７０…固着解消判定手段。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転し、前記第１回転体との間に進角室及び遅角室を形成する第２回転体と、
前記第２回転体に設けられ、前記第２回転体の収容位置から突出位置へ作動可能なロックピンと、
前記第１回転体に形成され、突出位置にある前記ロックピンと嵌合することで前記両回転体を相対回転不能にロックさせるロック孔と、
前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御することで、前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転位相を制御する位相用制御弁と、
前記ロックピンへ付与される油圧を制御することで、前記ロックピンの作動位置を制御するロック用制御弁と、
を備えるバルブタイミング調整装置に適用され、
前記ロック用制御弁を構成するスプール及び前記位相用制御弁を構成するスプールは一体に形成されており、
前記ロック用制御弁及び前記位相用制御弁は、
前記スプールを一方向に移動させると、前記ロックピンを前記突出位置へ作動させるロックモード、及び前記ロックピンを前記収容位置へ作動させつつ回転位相を制御可能な位相制御モードへ順次切り替わるよう構成されており、
前記位相制御モードは、前記ロックピンを前記収容位置へ作動させながら、前記進角室へ油圧を供給する進角モード、前記ロックピンを前記収容位置に保持しながら前記進角室と前記遅角室との油圧を保持する保持モード、及び前記遅角室へ油圧を供給する遅角モードとを有しており、
前記ロックモードに対応する前記突出位置へ前記ロックピンを作動させた後、前記位相制御モードの前記進角モードに対応する前記収容位置へ前記ロックピンを作動させるよう前記ロック用制御弁へ指令信号を出力するロック・アンロック作動指令手段と、
前記ロック・アンロック作動指令手段により指令信号を出力した後、前記位相制御モードにおいて前記位相用制御弁へ指令信号を出力することにより、前記ロックピンを前記収容位置に保持しながら前記進角モード、及び前記遅角モードへと移動して回転位相が所定の位相範囲を振れるようスプールを制御する位相振り指令手段と、
前記位相振り指令手段による指令信号を出力した時の実際の回転位相の挙動に基づき、固着によるロックピンの作動不良が解消されているか否かを判定する固着解消判定手段と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置の異常復帰装置。 A camshaft that opens and closes an intake valve or an exhaust valve of the engine, and a first rotating body that rotates together with any one of the output shaft of the engine;
A second rotating body that rotates together with the other of the cam shaft and the output shaft and forms an advance chamber and a retard chamber with the first rotating body;
A lock pin provided on the second rotating body and operable from a housing position to a protruding position of the second rotating body;
A lock hole formed on the first rotating body and locking the both rotating bodies so as not to rotate relative to each other by fitting with the lock pin at the protruding position;
A phase control valve for controlling the relative rotation phase of the first rotating body and the second rotating body by controlling the hydraulic pressure in the advance chamber and the retard chamber;
A lock control valve for controlling the operating position of the lock pin by controlling the hydraulic pressure applied to the lock pin;
Applied to a valve timing adjustment device comprising:
The spool constituting the lock control valve and the spool constituting the phase control valve are integrally formed,
The lock control valve and the phase control valve are:
When the spool is moved in one direction, it is configured to sequentially switch to a lock mode in which the lock pin is operated to the protruding position and a phase control mode in which the rotation phase can be controlled while operating the lock pin to the storage position. And
The phase control mode includes an advance mode for supplying hydraulic pressure to the advance chamber while operating the lock pin to the accommodation position, and the advance chamber and the retard angle while holding the lock pin at the accommodation position. A holding mode for holding the hydraulic pressure with the chamber, and a retardation mode for supplying hydraulic pressure to the retardation chamber
After operating the lock pin to the projecting position corresponding to the lock mode, a command signal to the lock control valve to operate the lock pin to the storage position corresponding to the advance angle mode of the phase control mode Locking / unlocking operation command means for outputting
After outputting the instruction signal by the locking and unlocking operation command means, by outputting a command signal the Te phase control mode odors to the phase control valve, the advance angle while holding said locking pin in said stowed position A phase swing command means for controlling the spool so that the rotational phase shifts within a predetermined phase range by moving to the mode and the retard angle mode ;
A sticking elimination determination means for judging whether or not the malfunction of the lock pin due to the sticking is solved based on the behavior of the actual rotational phase when the command signal from the phase swing command means is output. An abnormality recovery device for the valve timing adjusting device.
位相振り制御手段は、前記制限範囲の外へ回転位相を変化させるように前記所定の位相範囲を設定し、
前記固着解消判定手段は、実際の回転位相が前記制限範囲の外へ変化したか否かに基づき、固着が解消されているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置の異常復帰装置。 By limiting the movement range of the lock pin in the protruding state to a predetermined range, the rotational phase is within the predetermined limit range. The groove is formed in a groove shape extending from the lock hole to at least one of the advance side and the retard side. The first rotating body includes a guide groove that guides the lock pin to the lock hole while restricting,
The phase swing control means sets the predetermined phase range so as to change the rotational phase outside the limit range,
2. The valve timing according to claim 1, wherein the sticking elimination determination unit determines whether or not the sticking has been eliminated based on whether or not an actual rotational phase has changed outside the limit range. Abnormal reset device for adjusting device.
The control by the phase swing control means and the determination by the sticking elimination determination means are performed after the command signal output by the lock / unlock operation command means is performed a plurality of times. The abnormality recovery apparatus of the valve timing adjustment apparatus as described in one.
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