JP2005214168A - Variable valve control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関バルブのバルブリフト量を可変にする第1可変機構と、前記機関バルブの作動角の中心位相を可変にする第2可変機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられるスロットルバルブとを備えた内燃機関の可変動弁制御装置に関する。 The present invention includes a first variable mechanism that varies a valve lift amount of an engine valve, a second variable mechanism that varies a center phase of an operating angle of the engine valve, and a throttle valve provided upstream of the intake valve. The present invention relates to a variable valve control apparatus for an internal combustion engine comprising:
特許文献1には、カムの切り換えによって機関バルブのバルブリフト量を可変にするバルブリフト調整機構と、カムシャフトのクランクシャフトに対する位相を変化させるバルブタイミング調整機構とを備えた内燃機関において、前記2つの調整機構の一方が故障したときに、バルブリフト調整機構を低リフトカムに、前記バルブタイミング調整機構を作動角の中心が上死点から離れる方向に制御する構成の開示がある。
ところで、上記のように、故障発生時にバルブリフトを小さくし、かつ、作動角中心を遅角させれば、機関バルブとピストンとの干渉や吸気バルブと排気バルブとの干渉などの機械的な不都合を回避することができるが、吸気バルブのバルブリフト量が小さくなることで機関の吸入空気量が制限され、また、バルブオーバーラップが小さくなって高回転域においてシリンダへの充填効率が低下するなど、機関性能が大幅に制限されることになってしまうという問題があった。 By the way, as described above, if the valve lift is reduced when the failure occurs and the center of the operating angle is retarded, mechanical inconveniences such as interference between the engine valve and the piston and interference between the intake valve and the exhaust valve occur. However, the amount of intake air of the engine is limited by reducing the valve lift amount of the intake valve, and the valve overlap is reduced and the charging efficiency to the cylinder is reduced in a high rotation range. There was a problem that the engine performance would be greatly limited.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バルブ特性の可変機構の故障によって、干渉などの機械的な不都合が発生することを回避しつつ、機関性能の低下を抑制することができる内燃機関の可変動弁制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an internal combustion engine capable of suppressing deterioration of engine performance while avoiding occurrence of mechanical inconvenience such as interference due to failure of a variable mechanism of valve characteristics. An object of the present invention is to provide a variable valve control apparatus for an engine.
そのため請求項1記載の発明では、吸気バルブのバルブリフト量を可変にする第1可変機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を可変にする第2可変機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられるスロットルバルブとを備えた内燃機関の可変動弁制御装置であって、
前記第1及び第2可変機構が正常であるときには、前記第1及び第2可変機構により機関の吸入空気量を制御し、
前記第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方が故障したときには、前記スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御すると共に、故障位置に応じて他方の可変機構における作動範囲を設定し、前記作動範囲内で前記他方の可変機構を制御する構成とした。
Therefore, in the first aspect of the present invention, the first variable mechanism that makes the valve lift amount of the intake valve variable, the second variable mechanism that makes the center phase of the operating angle of the intake valve variable, and the upstream side of the intake valve A variable valve control apparatus for an internal combustion engine comprising a throttle valve provided in the engine,
When the first and second variable mechanisms are normal, the intake air amount of the engine is controlled by the first and second variable mechanisms,
When one of the first variable mechanism and the second variable mechanism fails, the throttle valve controls the intake air amount of the engine and sets the operating range of the other variable mechanism according to the failure position, The other variable mechanism is controlled within the operating range.
かかる構成によると、第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方が故障したときには、スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御させる一方、例えば第1可変機構が故障したときには、第1可変機構の故障位置(故障状態でのバルブリフト量)に応じて、第2可変機構の作動範囲(作動角の中心位相の可変範囲)を設定し、前記作動範囲内で第2可変機構を制御する。 According to such a configuration, when one of the first variable mechanism and the second variable mechanism fails, the intake air amount of the engine is controlled by the throttle valve. On the other hand, for example, when the first variable mechanism fails, the first variable mechanism The operating range of the second variable mechanism (variable range of the central phase of the operating angle) is set according to the failure position of the mechanism (the valve lift amount in the failure state), and the second variable mechanism is controlled within the operating range. .
従って、第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方が故障しても、スロットルバルブで吸入空気量を制御でき、また、正常な可変機構の制御を継続させても機械的不都合の発生を回避できる。
尚、前記故障位置には、第1,第2可変機構の固着故障などの故障態様で決定される位置のほか、故障に対するフェイルセーフ処理によって決定される位置が含まれる。
Therefore, even if one of the first variable mechanism and the second variable mechanism fails, the intake air amount can be controlled by the throttle valve, and mechanical inconvenience occurs even if the control of the normal variable mechanism is continued. Can be avoided.
The failure position includes not only a position determined by a failure mode such as a fixing failure of the first and second variable mechanisms but also a position determined by fail-safe processing for the failure.
請求項2記載の発明では、前記第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方が故障した状態で機関の要求吸入空気量が得られないときに、前記作動範囲内で要求吸入空気量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御する構成とした。
かかる構成によると、第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方の故障によって吸気バルブの通過ガス量が制限されるようになって、スロットルバルブを開制御しても機関の要求吸入空気量が得られなくなると、正常な可変機構を、他方の故障位置に応じた作動範囲内で制御することで、機関の吸入空気量の増量を図り、要求吸入空気量が得られるようにする。
According to a second aspect of the present invention, when the required intake air amount of the engine cannot be obtained in a state where one of the first variable mechanism and the second variable mechanism has failed, the required intake air amount within the operating range. The other variable mechanism is controlled so as to be close to.
According to this configuration, the amount of gas passing through the intake valve is limited due to a failure of either the first variable mechanism or the second variable mechanism, and the required intake air of the engine is controlled even if the throttle valve is controlled to open. When the amount cannot be obtained, the normal variable mechanism is controlled within the operation range corresponding to the other failure position, thereby increasing the intake air amount of the engine and obtaining the required intake air amount.
従って、吸気バルブの第1,第2可変機構のいずれかが故障しても、吸気バルブによって吸入空気量が大きく制限されて機関性能が大幅に低下することを回避でき、かつ、バルブ干渉などの機械的不都合の発生を回避できる。
請求項3記載の発明では、前記吸気バルブにおける要求の通過ガス量及び実際の通過ガス量を演算し、実際の通過ガス量が要求の通過ガス量よりも少ないときに、前記作動範囲内で要求の通過ガス量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御する構成とした。
Therefore, even if one of the first and second variable mechanisms of the intake valve breaks down, it can be avoided that the intake air amount is greatly limited by the intake valve and the engine performance is greatly deteriorated, and the valve interference or the like can be avoided. The occurrence of mechanical inconvenience can be avoided.
According to a third aspect of the present invention, when the required passing gas amount and the actual passing gas amount in the intake valve are calculated, and when the actual passing gas amount is smaller than the required passing gas amount, the required passing gas amount is within the operating range. The other variable mechanism is controlled so as to approach the amount of passing gas.
かかる構成によると、吸気バルブを通過するガス量の要求値と実際値とをそれぞれに演算し、要求の通過ガス量に対して実際の通過ガス量が少ないときには、例えばバルブリフト量や作動角の中心位相の変更を、故障位置に応じた範囲内で行なって、要求の通過ガス量に近づけるようにする。
従って、可変機構の故障により吸気バルブで吸入空気量が制限される状態のときに、正常な可変機構に要求される制御状態を精度良く判断できる。
According to such a configuration, the required value and actual value of the gas amount passing through the intake valve are calculated respectively, and when the actual passing gas amount is smaller than the required passing gas amount, for example, the valve lift amount and the operating angle The center phase is changed within a range corresponding to the failure position so as to approach the required passing gas amount.
Therefore, the control state required for the normal variable mechanism can be accurately determined when the intake air amount is limited by the intake valve due to the failure of the variable mechanism.
図1は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図1において、内燃機関101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。
燃焼排気は燃焼室106から排気バルブ107を介して排出され、フロント触媒108及びリア触媒109で浄化された後、大気中に放出される。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine for a vehicle according to an embodiment.
In FIG. 1, an
The combustion exhaust is discharged from the
前記排気バルブ107は、排気側カム軸110に軸支されたカム111によって一定のバルブリフト量,バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ105側には、吸気バルブ105のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するVEL(Variable valve Event and Lift)機構112が設けられる。
前記VEL機構112が、本実施形態における第1可変機構に相当する。
The
On the other hand, on the
The
更に、吸気バルブ105側には、クランク軸に対する吸気側カム軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変するVTC(Variable valve Timing Control)機構113が設けられる。
前記VTC機構113が、本実施形態における第2可変機構に相当する。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット(ECU)114は、要求トルクに対応する要求吸入空気量や要求残留ガス率等が得られるように、VEL機構112及びVTC機構113を制御する一方、要求の吸入負圧が得られるように、前記電子制御スロットル104を制御する。
Further, on the
The
An engine control unit (ECU) 114 incorporating a microcomputer controls the
前記ECU114には、内燃機関101の吸入空気量を検出するエアフローメータ115、アクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ116、クランク軸120からクランク回転信号を取り出すクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、内燃機関101の冷却水温度を検出する水温センサ119からの検出信号が入力される。
The ECU 114 includes an
また、各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート130には、電磁式の燃料噴射弁131が設けられ、該燃料噴射弁131は、前記ECU114からの噴射パルス信号によって開弁駆動され、前記噴射パルス信号の噴射パルス幅(開弁時間)に比例する量の燃料を噴射する。
図2〜図4は、前記VEL機構112の構造を詳細に示すものである。
Further, an electromagnetic
2 to 4 show the structure of the
図2〜図4に示すVEL機構112は、一対の吸気バルブ105,105と、シリンダヘッド11のカム軸受14に回転自在に支持された中空状のカム軸13(駆動軸)と、該カム軸13に軸支された回転カムである2つの偏心カム15,15(駆動カム)と、前記カム軸13の上方位置に同じカム軸受14に回転自在に支持された制御軸16と、該制御軸16に制御カム17を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム18,18と、各吸気バルブ105,105の上端部にバルブリフター19,19を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム20,20とを備えている。
The
前記偏心カム15,15とロッカアーム18,18とは、リンクアーム25,25によって連係され、ロッカアーム18,18と揺動カム20,20とは、リンク部材26,26によって連係されている。
上記ロッカアーム18,18,リンクアーム25,25,リンク部材26,26が伝達機構を構成する。
The
The rocker arms 18, 18, the
前記偏心カム15は、図5に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体15aと、該カム本体15aの外端面に一体に設けられたフランジ部15bとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔15cが貫通形成されていると共に、カム本体15aの軸心Xがカム軸13の軸心Yから所定量だけ偏心している。
また、前記偏心カム15は、カム軸13に対し前記バルブリフター19に干渉しない両外側にカム軸挿通孔15cを介して圧入固定されている。
As shown in FIG. 5, the
The
前記ロッカアーム18は、図4に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部18aが制御カム17に回転自在に支持されている。
また、基部18aの外端部に突設された一端部18bには、リンクアーム25の先端部と連結するピン21が圧入されるピン孔18dが貫通形成されている一方、基部18aの内端部に突設された他端部18cには、各リンク部材26の後述する一端部26aと連結するピン28が圧入されるピン孔18eが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
A
前記制御カム17は、円筒状を呈し、制御軸16外周に固定されていると共に、図2に示すように軸心P1位置が制御軸16の軸心P2からαだけ偏心している。
前記揺動カム20は、図2及び図6,図7に示すように略横U字形状を呈し、略円環状の基端部22にカム軸13が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔22aが貫通形成されていると共に、ロッカアーム18の他端部18c側に位置する端部23にピン孔23aが貫通形成されている。
The
As shown in FIGS. 2, 6, and 7, the
また、揺動カム20の下面には、基端部22側の基円面24aと該基円面24aから端部23端縁側に円弧状に延びるカム面24bとが形成されており、該基円面24aとカム面24bとが、揺動カム20の揺動位置に応じて各バルブリフター19の上面所定位置に当接するようになっている。
即ち、図8に示すバルブリフト特性からみると、図2に示すように基円面24aの所定角度範囲θ1がベースサークル区間になり、カム面24bの前記ベースサークル区間θ1から所定角度範囲θ2が所謂ランプ区間となり、更に、カム面24bのランプ区間θ2から所定角度範囲θ3がリフト区間になるように設定されている。
Further, a
That is, when viewed from the valve lift characteristics shown in FIG. 8, as shown in FIG. 2, the predetermined angle range θ1 of the
また、前記リンクアーム25は、円環状の基部25aと、該基部25aの外周面所定位置に突設された突出端25bとを備え、基部25aの中央位置には、前記偏心カム15のカム本体15aの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴25cが形成されている一方、突出端25bには、前記ピン21が回転自在に挿通するピン孔25dが貫通形成されている。
更に、前記リンク部材26は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部26a,26bには前記ロッカアーム18の他端部18cと揺動カム20の端部23の各ピン孔18d,23aに圧入した各ピン28,29の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔26c,26dが貫通形成されている。
The
Further, the
尚、各ピン21,28,29の一端部には、リンクアーム25やリンク部材26の軸方向の移動を規制するスナップリング30,31,32が設けられている。
上記構成において、制御軸16の軸心P2と制御カム17の軸心P1との位置関係によって、図6,7に示すように、バルブリフト量が変化することになり、前記制御軸16を回転駆動させることで、制御カム17の軸心P1に対する制御軸16の軸心P2の位置を変化させる。
In addition, snap rings 30, 31, and 32 that restrict the axial movement of the
In the above configuration, the valve lift amount changes as shown in FIGS. 6 and 7 depending on the positional relationship between the axis P2 of the
前記制御軸16は、図10に示すような構成によって、ストッパにより制限される所定回転角度範囲内でDCサーボモータ(アクチュエータ)121により回転駆動されるようになっており、前記制御軸16の角度を前記アクチュエータ121で変化させることで、吸気バルブ105のバルブリフト量及びバルブ作動角が、前記ストッパで制限される最大バルブリフト量と最小バルブリフト量との間の可変範囲内で連続的に変化する(図9参照)。
The
図10において、DCサーボモータ121は、その回転軸が制御軸16と平行になるように配置され、回転軸の先端には、かさ歯車122が軸支されている。
一方、前記制御軸16の先端に一対のステー123a,123bが固定され、一対のステー123a,123bの先端部を連結する制御軸16と平行な軸周りに、ナット124が揺動可能に支持される。
In FIG. 10, the
On the other hand, a pair of
前記ナット124に噛み合わされるネジ棒125の先端には、前記かさ歯車122に噛み合わされるかさ歯車126が軸支されており、DCサーボモータ121の回転によってネジ棒125が回転し、該ネジ棒125に噛み合うナット124の位置が、ネジ棒125の軸方向に変位することで、制御軸16が回転されるようになっている。
ここで、ナット124の位置をかさ歯車126に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方向で、逆に、ナット124の位置をかさ歯車126から遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向となっている。
A
Here, the direction in which the position of the
前記制御軸16の先端には、図10に示すように、制御軸16の角度を検出するポテンショメータ式の角度センサ127が設けられており、該角度センサ127で検出される実際の角度が目標角度(目標バルブリフト量相当値)に一致するように、前記ECU114が前記DCサーボモータ121をフィードバック制御する。
また、前記制御軸16の外周に突出形成したストッパ部材128が、固定側の受け部材(図示省略)に対してバルブリフトの増大方向及び減少方向の双方で当接することで、制御軸16の回転範囲が規制され、これにより最小バルブリフト量及び最大バルブリフト量が規定されるようになっている。
As shown in FIG. 10, a potentiometer
In addition, the
次に、前記VTC機構113の構成を、図11に基づいて説明する。
本実施形態におけるVTC機構113は、ベーン式の可変バルブタイミング機構であり、クランク軸120によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット51(タイミングスプロケット)と、吸気側カム軸13の端部に固定されてカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、該回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60とを備えている。
Next, the configuration of the
The
前記カムスプロケット51は、外周にタイミングチェーン(又はタイミングベルト)が噛合する歯部を有する回転部(図示省略)と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材53を回転自在に収容するハウジング56と、該ハウジング56の前後開口を閉塞するフロントカバー,リアカバー(図示省略)とから構成される。
前記ハウジング56は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング56の軸方向に沿って設けられる4つの隔壁部63が90°間隔で突設されている。
The
The
前記回転部材53は、吸気側カム軸14の前端部に固定されており、円環状の基部77の外周面に90°間隔で4つのベーン78a,78b,78c,78dが設けられている。
前記第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部63間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン78a〜78dの両側と各隔壁部63の両側面との間に、進角側油圧室82と遅角側油圧室83を構成する。
The rotating
Each of the first to
前記ロック機構60は、ロックピン84が、回転部材53の最大遅角側の回動位置(基準作動状態)において係合孔(図示省略)に係入するようになっている。
前記油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧を給排する第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧を給排する第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路91,92には、供給通路93とドレン通路94a,94bとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁95を介して接続されている。
The lock mechanism 60 is configured such that the
The
前記供給通路93には、オイルパン96内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ97が設けられている一方、ドレン通路94a,94bの下流端がオイルパン96に連通している。
前記第1油圧通路91は、回転部材53の基部77内に略放射状に形成されて各進角側油圧室82に連通する4本の分岐路91dに接続され、第2油圧通路92は、各遅角側油圧室83に開口する4つの油孔92dに接続される。
The supply passage 93 is provided with an engine-driven
The first
前記電磁切換弁95は、内部のスプール弁体が各油圧通路91,92と供給通路93及びドレン通路94a,94bとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ECU114は、前記電磁切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、オイルポンプ47から圧送された作動油は、第2油圧通路92を通って遅角側油圧室83に供給されると共に、進角側油圧室82内の作動油が、第1油圧通路91を通って第1ドレン通路94aからオイルパン96内に排出される。
The
The
For example, when a control signal (OFF signal) with a duty ratio of 0% is output to the
従って、遅角側油圧室83の内圧が高、進角側油圧室82の内圧が低となって、回転部材53は、ベーン78a〜78bを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ105の開期間(開時期及び閉時期)が遅くなる。
一方、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、作動油は、第1油圧通路91を通って進角側油圧室82内に供給されると共に、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92及び第2ドレン通路94bを通ってオイルパン96に排出され、遅角側油圧室83が低圧になる。
Therefore, the internal pressure of the retard side
On the other hand, when a control signal (ON signal) with a duty ratio of 100% is output to the
このため、回転部材53は、ベーン78a〜78dを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ105の開期間(開時期及び閉時期)が早くなる。
前記ECU114は、前述のように、要求吸入空気量や要求残留ガス率等が得られるようにVEL機構112及びVTC機構113を制御すると共に、前記VEL機構112及びVTC機構113の故障を診断し、故障発生時にも機関性能の大幅な低下を回避できるように、前記電子制御スロットル104,VEL機構112及びVTC機構113を制御する機能を備えている。
For this reason, the rotating
As described above, the
以下では、図12,図13のフローチャートに従って前記故障時の制御を詳細に説明する。
図12のフローチャートは、VTC機構113が故障したときの制御を示す。
まず、ステップS1では、VTC機構113の故障診断を行なう。
前記VTC機構113の故障診断においては、例えば、実際のバルブタイミングと目標との偏差が所定以上である状態が所定時間以上継続した場合に、VTC機構113の故障を判定する。
Hereinafter, the control at the time of the failure will be described in detail according to the flowcharts of FIGS.
The flowchart of FIG. 12 shows the control when the
First, in step S1, failure diagnosis of the
In the failure diagnosis of the
そして、ステップS2では、VTC機構113が故障しているか否かを判定する。
VTC機構113が故障している場合には、ステップS3へ進み、VTC機構113の電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を強制的に出力することで、吸気バルブ105のバルブタイミングを最大遅角側に強制駆動する。
また、ステップS3では、前記電子制御スロットル104をアクセル開度に応じて制御することで、機関の吸入空気量がスロットルバルブ103bで制御される状態に切り換える。
In step S2, it is determined whether or not the
If the
In step S3, the
即ち、正常時には、VEL機構112及びVTC機構113によって吸入空気量が制御され、前記電子制御スロットル104は一定の吸入負圧となるように制御されるが、VTC機構113が故障すると、スロットル開度制御により機関の吸入空気量を調整させるようにする。
ステップS4では、アクセル開度,機関回転速度Neから要求トルクを演算する。
In other words, in the normal state, the intake air amount is controlled by the
In step S4, the required torque is calculated from the accelerator opening and the engine rotational speed Ne.
ステップS5では、前記要求トルクを、機関回転速度に基づいて要求体積流量に変換し、更に、前記要求体積流量を、吸気バルブ105の上流圧(吸気圧)等で補正することで、要求の吸気バルブ通過ガス量に変換する。
ステップS6では、そのときの吸気バルブ105のバルブリフト量(開口面積),機関回転速度,吸気バルブ105の上流圧(吸気圧),吸気バルブ105の閉時期から実際の吸気バルブ通過ガス量を演算する。
In step S5, the required torque is converted into a required volume flow rate based on the engine rotational speed, and the required volume flow rate is corrected by the upstream pressure (intake pressure) of the
In step S6, the actual intake valve passing gas amount is calculated from the valve lift amount (opening area) of the
ステップS7では、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ないか否かを判別する。
そして、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ない場合には、ステップS8へ進む。
ステップS8では、そのときの吸気バルブ105のバルブタイミング、即ち、VTC機構113の故障時における吸気バルブ105のバルブタイミング(故障位置)を検出する。
In step S7, it is determined whether or not the actual intake valve passage gas amount is smaller than the required intake valve passage gas amount.
If the actual intake valve passage gas amount is smaller than the required intake valve passage gas amount, the process proceeds to step S8.
In step S8, the valve timing of the
前記ステップS3では、VTC機構113を最大遅角側に強制駆動するが、固着故障時には、実際のバルブタイミングが最大遅角位置になっていない可能性があるので、前記ステップS8で吸気バルブ105のバルブタイミング(故障位置)を改めて検出する。
尚、バルブタイミングを検出するセンサが故障している場合には、前記ステップS8で、バルブタイミングが最大遅角位置になっているものと見なす。
In step S3, the
If the sensor for detecting the valve timing has failed, it is assumed that the valve timing is at the maximum retard position in step S8.
ステップS9では、VTC機構113の故障状態における吸気バルブ105のバルブタイミング(故障位置)において、ピストンが上死点になっても吸気バルブ105とピストンとが干渉することがない、吸気バルブ105の最大バルブリフト量を設定する。
ステップS10では、吸気バルブ105のバルブリフト量を、前記最大バルブリフト量以内でより大きくして、実際の吸気バルブ通過ガス量がより多くなり、要求の吸気バルブ通過ガス量に近づくように制御する。
In step S9, at the valve timing (failure position) of the
In step S10, control is performed so that the valve lift amount of the
このように、VTC機構113の故障によってバルブタイミングの調整が不能になり、然も、要求のバルブ通過ガス量を得ることができないときに、吸気バルブ105とピストンとの干渉が発生しない範囲でバルブリフト量を大きくして、バルブ通過ガス量の増大を図る。
従って、たとえ吸気バルブ105のバルブタイミングが進角側で固着しても、吸気バルブ105とピストンとの干渉を回避しつつ、吸気バルブ105のバルブリフト量を調整させて、要求のバルブ通過ガス量に近づけることができ、故障時における機関性能の大幅な低下を回避できる。
Thus, when the valve timing cannot be adjusted due to a failure of the
Therefore, even if the valve timing of the
図13のフローチャートは、VEL機構112が故障したときの制御を示す。
まず、ステップS21では、VEL機構112の故障診断を行なう。
前記VEL機構112の故障診断は、例えば、実際のバルブリフト量(制御軸16の角度)と目標との偏差が所定以上である状態が所定時間以上継続した場合に、VEL機構112の故障を判定する。
The flowchart of FIG. 13 shows control when the
First, in step S21, failure diagnosis of the
In the failure diagnosis of the
そして、ステップS22では、VEL機構112が故障しているか否かを判定する。
VEL機構112が故障している場合には、ステップS23へ進み、VEL機構112の制御軸16を回転駆動するDCサーボモータ121の駆動を停止する。
また、ステップS23では、前記電子制御スロットル104をアクセル開度に応じて制御することで、機関の吸入空気量がスロットルバルブ103bで制御される状態に切り換える。
In step S22, it is determined whether or not the
If the
In step S23, the
ステップS24〜ステップS26では、前記ステップS4〜ステップS6と同様にして、要求の吸気バルブ通過ガス量及び実際の吸気バルブ通過ガス量を演算する。
ステップS27では、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ないか否かを判別する。
そして、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ない場合には、ステップS28へ進む。
In steps S24 to S26, the required intake valve passage gas amount and the actual intake valve passage gas amount are calculated in the same manner as in steps S4 to S6.
In step S27, it is determined whether or not the actual intake valve passage gas amount is smaller than the required intake valve passage gas amount.
If the actual intake valve passage gas amount is smaller than the required intake valve passage gas amount, the process proceeds to step S28.
ステップS28では、そのときの吸気バルブ105のバルブリフト(故障位置)を検出する。
ステップS29では、前記故障状態における吸気バルブ105のバルブリフト量において、ピストンが上死点になっても、吸気バルブ105とピストンとが干渉することがない、バルブタイミングの最大進角量を設定する。
In step S28, the valve lift (failure position) of the
In step S29, in the valve lift amount of the
ステップS30では、吸気バルブ105のバルブタイミングを、前記最大進角量以下で制御して、実際の吸気バルブ通過ガス量の増加を図り、要求の吸気バルブ通過ガス量に近づくように制御する。
このように、VEL機構112の故障によってバルブリフト量の調整が不能になり、然も、要求のバルブ通過ガス量を得ることができないときに、吸気バルブ105とピストンとの干渉が発生しない範囲でバルブタイミングを調整して、バルブ通過ガス量の増大を図る。
In step S30, the valve timing of the
Thus, when the valve lift amount cannot be adjusted due to a failure of the
従って、たとえ吸気バルブ105のバルブリフト量が高リフト側で固着しても、吸気バルブ105とピストンとの干渉を回避しつつ、吸気バルブ105のバルブタイミングを調整させて、要求のバルブ通過ガス量に近づけることができ、故障時における機関性能の大幅な低下を回避できる。
尚、VEL機構112,VTC機構113の一方が故障し、吸気バルブ通過ガス量が要求よりも多い状態がスロットルバルブの制御で解消できない場合に、正常な方の可変機構を故障位置に応じた範囲内で制御して吸気バルブ通過ガス量の減少を図ることも可能である。
Therefore, even if the valve lift amount of the
When one of the
16…制御軸、101…内燃機関、104…電子制御スロットル、105…吸気バルブ、107…排気バルブ、112…VEL機構(可変動弁機構)、113…VTC機構(可変バルブタイミング機構)、114…エンジンコントロールユニット(ECU)、121…DCサーボモータ、127…角度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1及び第2可変機構が正常であるときには、前記第1及び第2可変機構により機関の吸入空気量を制御し、
前記第1可変機構と第2可変機構とのいずれか一方が故障したときには、前記スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御すると共に、故障位置に応じて他方の可変機構における作動範囲を設定し、前記作動範囲内で前記他方の可変機構を制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。 A first variable mechanism that varies a valve lift amount of the intake valve; a second variable mechanism that varies a center phase of an operating angle of the intake valve; and a throttle valve provided upstream of the intake valve. A variable valve controller for an internal combustion engine,
When the first and second variable mechanisms are normal, the intake air amount of the engine is controlled by the first and second variable mechanisms,
When one of the first variable mechanism and the second variable mechanism fails, the throttle valve controls the intake air amount of the engine and sets the operating range of the other variable mechanism according to the failure position, A variable valve controller for an internal combustion engine that controls the other variable mechanism within the operating range.
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