JP2007040124A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動弁装置において吸気弁のリフトを検出するリフト検出手段の故障判定を、その実行機会を十分に確保しながら、適切に行うことができる内燃機関の動弁装置を提供する。
【解決手段】吸気弁４のリフトを無段階に変更可能な吸気リフト可変機構７０と、吸気弁４の実リフトＳＡＡＩＮが目標リフトＳＡＣＭＤになるように吸気リフト可変機構７０を制御するリフト制御手段８０，２と、実リフトおよび目標リフトの一方と検出された回転数ＮＥとに応じて、吸入空気の量ＱＥＳを推定する吸入空気量推定手段２と、実リフトが目標リフトに収束しているか否かを判定する判定手段２と、実リフトが目標リフトに収束していると判定された場合において、推定された吸入空気量と検出された吸入空気量ＱＡとの偏差ΔＱが所定値ＱＬＭＴ以上のときに、リフト検出手段２０が故障していると判定する故障判定手段２と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁のリフトを無段階に変更する内燃機関の動弁装置に関し、特に吸気弁のリフトを検出するリフト検出手段の故障を判定する故障判定装置に関する。

従来のこの種の内燃機関の動弁装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動弁装置は、カム軸と、カム軸に回動自在に支持され、吸気弁を開閉駆動する揺動カムと、回動自在の制御軸と、揺動カムと制御軸を互いに連結するリンク部と、制御軸を回動させるアクチュエータと、制御軸の作動角を検出する作動角センサなどを備えている。この動弁装置では、検出された内燃機関の回転数や吸入空気量などに応じて、吸気弁の目標リフトを決定した後、決定した目標リフトに基づいて制御軸の目標作動角を算出する。そして、作動角センサで検出した制御軸の作動角が目標作動角になるようにアクチュエータで制御軸を回動させることによって、揺動カムを回動させ、吸気弁のリフトを無段階に変更する。

また、この特許文献１では、作動角センサの故障判定が次のようにして行われる。まず、故障判定の実行条件として、内燃機関の運転状態がほぼ定常状態であるか否かを判定する。この判定では、検出された内燃機関の回転数、吸入空気量およびスロットル弁の開度（以下「スロットル開度」という）について、それらの現在の値と所定時間前の値との偏差がそれぞれの所定値以下であり、かつ内燃機関の回転数および吸入空気量に基づいて算出したスロットル開度と検出したスロットル開度との差の絶対値が所定値以下のときに、内燃機関がほぼ定常状態にあると判定される。そして、内燃機関がほぼ定常状態にある場合において、前述したようにして算出した制御軸の目標作動角と作動角センサで検出した作動角との差が所定値以上のときに、作動角センサが故障していると判定する。

しかし、上述した従来の内燃機関の動弁装置では、作動角センサの故障判定が、内燃機関の運転状態がほぼ定常状態であることを条件として、すなわち内燃機関の回転数、吸入空気量およびスロットル開度の現在の値と所定時間前の値との差がすべて、所定値以下であり、かつ算出したスロットル開度と検出したスロットル開度との差が所定値以下という非常に限られた条件で、実行される。このため、加速時や減速時などの過度運転状態はもとより、内燃機関の回転数、吸入空気量およびスロットル開度の変化量のいずれかが所定値を上回ると故障判定を実行することができないので、故障判定の実行機会を十分に確保できないという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、動弁装置において吸気弁のリフトを検出するリフト検出手段の故障判定を、その実行機会を十分に確保しながら、適切に行うことができる内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

特開２０００−２８２９０１号公報

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３の吸気弁４のリフトを無段階に変更可能な吸気リフト可変機構７０と、吸気弁４の目標リフト（実施形態における（以下、本項において同じ）目標回動角ＳＡＣＭＤ）を設定する目標リフト設定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１）と、吸気弁４のリフトを実リフト（回動角ＳＡＡＩＮ）として検出するリフト検出手段（リフトセンサ２０）と、吸気弁４の実リフトが目標リフトになるように吸気リフト可変機構７０を制御するリフト制御手段（アクチュエータ８０、ＥＣＵ２、ステップ２）と、内燃機関３の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数検出手段（クランク角センサ２１、ＥＣＵ２）と、吸気弁４の実リフトおよび目標リフトの一方と検出された回転数とに応じて、内燃機関３の気筒３ａに吸入される吸入空気の量（推定吸入空気量ＱＥＳ）を推定する吸入空気量推定手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１４）と、気筒３ａに吸入される吸入空気の量（吸入空気量ＱＡ）を検出する吸入空気量検出手段（エアフローセンサ２２）と、吸気弁４の実リフトと目標リフトを比較することによって、実リフトが目標リフトに収束しているか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１３）と、判定手段によって吸気弁４の実リフトが目標リフトに収束していると判定された場合において、推定された吸入空気量と検出された吸入空気量との偏差（｜ＱＥＳ−ＱＡ｜）が所定値（所定量ＱＬＭＴ）以上のときに、リフト検出手段が故障していると判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１３〜１８）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の動弁装置によれば、吸気リフト可変機構によって、内燃機関の吸気弁のリフトが無段階に変更されるとともに、リフト検出手段は、吸気弁のリフトを実リフトとして検出する。目標リフト設定手段は、吸気弁の目標リフトを設定し、リフト制御手段は、吸気弁の実リフトが目標リフトになるように吸気リフト可変機構を制御する。これにより、リフトに応じた量の空気が内燃機関の気筒に吸入され、吸入される吸入空気の量は、吸入空気量検出手段によって検出される。また、吸入空気量推定手段は、吸気弁の実リフトおよび目標リフトの一方と検出された内燃機関の回転数に応じて、気筒に吸入される吸入空気の量を推定する。判定手段は、吸気弁の実リフトと目標リフトを比較することによって、実リフトが目標リフトに収束しているか否かを判定する。さらに、故障判定手段は、吸気弁の実リフトが目標リフトに収束していると判定された場合において、推定した吸入空気量と検出した吸入空気量との偏差が所定値以上のときに、リフト検出手段が故障していると判定する。

吸気弁のリフトが可変の場合、内燃機関に実際に吸入される吸入空気の量は、吸気弁のリフトおよび内燃機関の回転数に大きく依存する。このため、吸気弁の実リフトが目標リフトに収束した状態で、吸気弁の実リフトおよび目標リフトの一方と内燃機関の回転数に応じて推定した吸入空気量は、吸気弁の実リフトが正しければ、検出した実際の吸入空気量とほぼ一致するはずである。したがって、推定した吸入空気量と検出した吸入空気量との偏差が所定値以上で、両者の差が大きいときには、実リフトが正しくなく、これを検出するリフト検出手段が故障していると判定することができる。このように、推定した吸入空気量と実際の吸入空気量を比較することによって、適切に故障判定を行うことができる。

また、実リフトが目標リフトに収束していることを条件として、故障判定を実行するので、そのような条件が成立する限り、内燃機関の運転状態にかかわらず、故障判定を実行することができる。このため、前述した従来の動弁装置と異なり、内燃機関の運転状態がほぼ定常状態であるときはもとより、加速時や減速時などの過度運転状態のときにも故障判定を実行できるので、その実行機会を十分に確保することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による動弁装置１、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。エンジン３は、４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有する直列４気筒ガソリンエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｅが形成されている。

エンジン３は、気筒３ａごとに設けられた一対の吸気弁４，４および一対の排気弁７，７（ともに１つのみ図示）と、吸気側の吸気カムシャフト５と、吸気カムシャフト５に一体に取り付けられた吸気カム６と、排気側の排気カムシャフト８と、排気カムシャフト８に一体に取り付けられた排気カム９と、燃料噴射弁１０（図２参照）と、点火プラグ１１（図２参照）と、吸気リフト可変機構７０などを備えている。

吸気カムシャフト５および排気カムシャフト８はそれぞれ、ホルダ（図示せず）を介して、シリンダヘッド３ｃに回動自在に支持され、気筒３ａの配列方向に沿って延びている。この吸気カムシャフト５は、タイミングチェーン（図示せず）を介してクランクシャフト３ｄに連結されている。この構成により、吸気カムシャフト５は、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、この回転に伴う吸気カム６の回転により、吸気弁４を開閉駆動する。

同様に、排気カムシャフト８は、タイミングチェーン（図示せず）を介してクランクシャフト３ｄに連結されており、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、この回転に伴う排気カム９の回転により、排気弁７を開閉駆動する。

一方、燃料噴射弁１０は、気筒３ａごとに設けられ、燃料を気筒３ａ内に直接、噴射するようにシリンダヘッド３ｃに取り付けられている。燃料噴射弁１０の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量および噴射タイミングが制御される。

また、点火プラグ１１も、気筒３ａごとに設けられ、シリンダヘッド３ｃに取り付けられている。点火プラグ１１の放電状態は、ＥＣＵ２により、点火時期に応じたタイミングで燃焼室３ｅ内の混合気を燃焼させるように制御される。

吸気リフト可変機構７０は、吸気弁４のリフト（以下「吸気リフト」という）を値０と所定の最大値との間で無段階に変更するためのものである。図３および図４に示すように、吸気リフト可変機構７０は、コントロールシャフト７１およびロッカアームシャフト７２と、これらのシャフト７１，７２に気筒３ａごとに設けられた上下のロッカーアーム７４，７５と、これらの上下のロッカアーム７４，７５を駆動するアクチュエータ８０などを備えている。なお、本実施形態では、吸気リフトは、吸気弁４の最大揚程を表すものとする。

コントロールシャフト７１は、回動軸部７１ａ、ホルダ部７１ｂおよび偏心軸部７１ｃを一体に組み立てたものであり、吸気カムシャフト５に沿って延び、シリンダヘッド３ｃに回動自在に支持されるとともに、その一端部がアクチュエータ８０に連結されている。

上ロッカアーム７４は、一対のリンク７４ａ，７４ａ、ローラ軸７４ｂ、ローラ７４ｃおよび一対のコイルばね７４ｄ，７４ｄを備えている。ローラ軸７４ｂは、その両端部において、リンク７４ａ，７４ａの一端部にそれぞれ回転自在に支持されている。また、ローラ７４ｃは、このローラ軸７４ｂに回転自在に設けられている。

また、各リンク７４ａの他端部は、コントロールシャフト７１の偏心軸部７１ｃに回動自在に支持されるとともに、コイルばね７４ｄを介してホルダ部７１ｂに連結されている。リンク７４ａでは、このコイルばね７４ｄの付勢力により、ローラ７４ｃが吸気カム６のカム面に当接するとともに、ローラ７４ｃが吸気カム６のカム面のベース円部に当接しているときに、ローラ軸７４ｂは回動軸部７１ａと同軸の原点位置（図３に示す位置）に保持される。

一方、下ロッカアーム７５は、その一端部においてロッカアームシャフト７２に回動自在に支持され、他端部にはアジャストボルト７５ａ，７５ａが取り付けられており、これらのアジャストボルト７５ａ，７５ａを介して、各吸気弁４の上端に当接している。

また、下ロッカアーム７５は、上方に突出する一対の案内部７５ｂ，７５ｂを備えている。各案内部７５ｂは、その上面が上ロッカアーム７４のローラ軸７４ｂを案内する案内面７５ｃになっており、この案内面７５ｃを介してローラ軸７４ｂに当接している。この案内面７５ｃは、リンク７４ａが図３に実線で示す閉弁位置にあるときに偏心軸部７１ｃと同心になるような、下方に凸の所定の円弧状に形成されている。また、案内部７５ｂとローラ軸７４ｂが互いに当接している状態では、ローラ７４ｃは、案内部７５ｂ，７５ｂ間に位置するとともに、下ロッカアーム７５に当接することなく、吸気カム６のみに当接する。

一方、アクチュエータ８０は、モータおよび減速ギヤ機構（いずれも図示せず）などを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２により駆動されることによって、コントロールシャフト７１をその回動軸部７１ａを中心として回動させる。このコントロールシャフト７１の回動に伴い、リンク７４ａもローラ軸７４ｂを中心として回動する。

次に、以上のように構成された吸気リフト可変機構７０の動作について説明する。この吸気リフト可変機構７０では、ＥＣＵ２からの駆動信号により、アクチュエータ８０が駆動されると、コントロールシャフト７１が回動する。その際、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮは所定範囲内に規制され、それにより、リンク７４ａの回動範囲も、例えばローラ軸７４ｂが前述した原点位置にある場合、図３に実線で示すゼロリフト位置と２点鎖線で示す最大リフト位置との間に規制される。

このようにリンク７４ａがゼロリフト位置にある場合、吸気カム６が回転し、そのカムノーズによりローラ７４ｃがロッカアームシャフト７２側に押されると、リンク７４ａは偏心軸部７１ｃを中心として、図３の時計回りに回動する。その際、前述したように、下ロッカアーム７５の案内面７５ｃが偏心軸部７１ｃを中心とする円弧と一致するような形状を有しているので、下ロッカアーム７５は、図３に示す閉弁位置に保持される。それにより、吸気リフトは値０に保持され、吸気弁４は閉弁状態に保持される。

一方、リンク７４ａがゼロリフト位置から最大リフト位置側に回動した状態では、吸気カム６の回転により、リンク７４ａが偏心軸部７１ｃを中心として図３の時計回りに回動し、それに伴い、下ロッカアーム７５は、図３に示す閉弁位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、下ロッカアーム７５の回動量すなわち吸気リフトは、リンク７４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きくなる。

以上のように、この吸気リフト可変機構７０では、アクチュエータ８０を介して、リンク７４ａをゼロリフト位置と最大リフト位置との間で回動させることにより、吸気リフトを値０と所定の最大値との間で無段階に変化させることができる。

また、吸気リフト可変機構７０には、吸気リフトを検出するためのリフトセンサ２０（リフト検出手段）が設けられている（図２参照）。このリフトセンサ２０は、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。前述したように、吸気リフトは、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮから一義的に定まるので、検出された回動角ＳＡＡＩＮは、実際の吸気リフト（実リフト）を表す。

一方、エンジン３には、クランク角センサ２１が設けられている。このクランク角センサ２１は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１０゜）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに出力される。

また、エンジン３の吸気管１２には、エアフローセンサ２２（吸入空気量検出手段）が設けられている。エアフローセンサ２２は吸入空気量ＱＡを検出し、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２（目標リフト設定手段、リフト制御手段、回転数検出手段、吸入空気量推定手段、判定手段および故障判定手段）は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどかならるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ２０〜２３からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに出力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、吸気リフトを制御する。また、リフトセンサ２０の故障の判定処理を実行する。

図５は、吸気リフトの制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、吸気リフト可変機構７０のコントロールシャフト７１の目標回動角ＳＡＣＭＤを設定する。この目標回動角ＳＡＣＭＤは、吸気弁４の目標リフトに相当する。次に、この目標回動角ＳＡＣＭＤとリフトセンサ２０で検出されたコントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮに基づいて、吸気リフト可変機構７０を制御するための制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮを算出し（ステップ２）、本処理を終了する。この制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮは、回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＣＭＤに収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって算出される。そして、算出した制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮに基づく駆動信号を吸気リフト可変機構７０に出力することによって、実際の吸気リフトが目標リフトになるように制御される。

図６は、リフトセンサ２０の故障判定処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間ごとに実行される。本処理では、ステップ１１において、クランク角センサ２１、エアフローセンサ２２およびアクセル開度センサ２３がいずれも正常に作動しているか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、これらの各種のセンサ２１〜２３のいずれかが正常でないときには、ダウンカウント式のタイマ（図示せず）のタイマ値ＴＭを所定値ＴＭＲＥＦ（例えば５秒）にセットした（ステップ１２）後、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１１の判別結果がＹＥＳのときには、目標回動角ＳＡＣＭＤと回動角ＳＡＡＩＮとの差の絶対値（＝｜ＳＡＣＭＤ−ＳＡＡＩＮ｜）が所定値ＳＡＬＭＴ以下であるか否かを判別する（ステップ１３）。この判別結果がＮＯのときには、吸気リフトが目標リフトに収束しておらず、気筒３ａに吸入される吸入空気量が安定していないとして、前記ステップ１２を実行し、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１３の判別結果がＹＥＳで、｜ＳＡＣＭＤ−ＳＡＡＩＮ｜≦ＳＡＬＭＴのときには、実際の吸気リフトが目標リフトに収束しており、吸入空気量が安定した状態にあるとして、推定吸入空気量ＱＥＳを算出する（ステップ１４）。この推定吸入空気量ＱＥＳは、気筒３ａに吸入されると推定される吸入空気量であり、エンジン回転数ＮＥおよび回動角ＳＡＡＩＮに基づき、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。

次に、ステップ１４で算出した推定吸入空気量ＱＥＳとエアフローセンサ２２で検出された吸入空気量ＱＡとの差の絶対値（＝｜ＱＥＳ−ＱＡ｜）を、吸入空気量偏差ΔＱとして算出し（ステップ１５）、この吸入空気量偏差ΔＱが所定量ＱＬＭＴ（所定値）以上であるか否かを判別する（ステップ１６）。この判別結果がＮＯで、吸入空気量偏差ΔＱが所定量ＱＬＭＴよりも小さいときには、リフトセンサ２０が故障していないとして、前記ステップ１２を実行し、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１６の判別結果がＹＥＳで、吸入空気量偏差ΔＱが所定量ＱＬＭＴ以上のときには、タイマ値ＴＭが値０であるか否かを判別する（ステップ１７）。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、前記ステップ１７の判別結果がＹＥＳでタイマ値ＴＭが値０、すなわち、吸入空気量偏差ΔＱが所定量ＱＬＭＴ以上である状態が、所定時間、継続したときには、実際の吸入空気量ＱＡが、検出した回動角ＳＡＡＩＮおよびエンジン回転数ＮＥに基づいて算出した推定吸入空気量ＱＥＳとほぼ一致しなければならないのに対し、実際にはそうなっていないため、リフトセンサ２０が故障していると判定する。そして、そのことを表すために、リフトセンサ故障フラグＦ＿ＳＬＩＦＴＮＧを「１」にセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。

図７は、図６の処理によるリフトセンサ２０の故障の判定例を示すタイミングチャートである。この例は、タイミングｔ１でリフトセンサ２０からの検出値が真値に対して増大側にずれる故障が発生した場合を示す。ｔ１以前においては、図５の吸気リフト制御によって、検出された回動角ＳＡＡＩＮは目標回動角ＳＡＣＭＤになるように制御される。また、リフトセンサ２０が正常であるため、回動角ＳＡＡＩＮとエンジン回転数ＮＥに応じて算出された推定吸入空気量ＱＥＳは、検出された吸入空気量ＱＡとほぼ一致する。

また、リフトセンサ２０が上記のように故障したｔ１以降においても、目標回動角ＳＡＣＭＤが増大するのに応じて、図５の吸気リフト制御によって、検出された見かけの回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＣＭＤになるように制御される。しかし、実際には、検出した回動角ＳＡＡＩＮが増大側にずれているため、実際の回動角は目標回動角ＳＡＣＭＤよりも小さい側に制御され、それに伴い、実際の吸入空気量ＱＡは、より小さい側にずれる。その結果、検出した見かけの回動角ＳＡＡＩＮとエンジン回転数ＮＥに応じて算出された推定吸入空気量ＱＥＳは、エアフローセンサ２２で実際に検出された吸入空気量ＱＡと一致せず、これを上回るようになり、両者の差である吸入空気量偏差ΔＱが次第に増大する。そして、吸入空気量ＱＡが所定量ＱＬＭＴ以上になったときに（ｔ２）、タイマがスタートし、その状態が所定値ＴＭＲＥＦに相当する時間、継続したときにタイマ値ＴＭが値０になり（ｔ３）、リフトセンサ２０が故障していると判定される。

なお、上記とは逆に、リフトセンサ２０の検出値が真値に対して減少側にずれる故障が発生した場合には、推定吸入空気量ＱＥＳが吸入空気量ＱＡを下回るようになることによって、故障判定を同様に行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、検出した回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＣＭＤになるように、吸気リフト可変機構７０が制御される。目標回動角ＳＡＣＭＤと回動角ＳＡＡＩＮとの差の絶対値が所定値ＳＡＬＭＴ以下になり、すなわち回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＣＭＤに収束した状態で、回動角ＳＡＡＩＮおよびエンジン回転数ＮＥに応じて推定吸入空気量ＱＥＳを求め、この推定吸入空気量ＱＥＳと吸入空気量ＱＡとの差の絶対値である吸入空気量偏差ΔＱを所定量ＱＬＭＴと比較することによって、リフトセンサ２０の故障判定を実行する。前述したように、回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＣＭＤに収束した状態では、リフトセンサ２０が故障していなければ、吸入空気量ＱＡは推定吸入空気量ＱＥＳとほぼ一致するはずである。したがって、吸入空気量偏差ΔＱが所定量ＱＬＭＴ以上のときに、リフトセンサ２０が故障していると適切に判定することができる。

また、目標回動角ＳＡＣＭＤと回動角ＳＡＡＩＮとの差の絶対値が所定値ＳＡＬＭＴ以下であることを条件として、故障判定を実行するので、そのような条件が成立する限り、エンジン３の運転状態にかかわらず、故障判定を実行することができる。このため、エンジン３がほぼ定常状態であるときはもとより、加速時や減速時などの過度運転状態のときにも故障判定を実行できるので、その実行機会を十分に確保することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば実施形態では、推定吸入空気量ＱＥＳを、回動角ＳＡＡＩＮおよびエンジン回転数ＮＥに応じて求めているが、回動角ＳＡＡＩＮに代えて目標回動角ＳＡＣＭＤを用いてもよい。また、実際の吸入空気量に影響を及ぼす他のパラメータを加味してもよく、例えば、吸気管にスロットル弁が設けられている場合には、推定吸入空気量を、スロットル開度にさらに応じて算出してもよい。さらに、実施形態では、リフト検出手段として、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮを検出するリフトセンサ２０を用いているが、これに限らず、例えば吸気リフトを直接、検出するセンサを用いてもよい。また、吸気リフトを、それと関連性の高い適当なパラメータを用いて推定してもよい。さらに、実施形態では、実リフトが目標リフトに収束しているか否かの判定を、目標回動角ＳＡＣＭＤと回動角ＳＡＡＩＮとの差の絶対値を用いて行っているが、これに限らず、例えば両者の比を用い、その比がほぼ１．０のときに、吸気リフトが目標リフトに収束していると判定してもよい。また、実施形態では、推定吸入空気量ＱＥＳと吸入空気量ＱＡとの偏差として、両者の差の絶対値である吸入空気量偏差ΔＱを用いているが、これに限らず、例えば両者の比を用いてもよい。

また、実施形態では、目標回動角ＳＡＣＭＤを、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じて算出しているが、例えば、これらのアクセル開度ＡＰとエンジン回転数ＮＥから要求トルクを求め、この要求トルクとエンジン回転数ＮＥに応じて算出してもよく、その算出方法は任意である。さらに、吸気リフト可変機構７０は、実施形態で例示したタイプに限らず、吸気弁のリフトを無段階に変更できるものであれば、任意のタイプのものを採用できる。

さらには、実施形態は、本発明をガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外の各種のエンジン、例えば、ディーゼルエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の動弁装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 動弁装置の一部を示す図である。 吸気リフト可変機構の概略構成を示す模式図である。 吸気リフト可変機構の概略構成を示す斜視図である。 吸気リフトの制御処理を示すフローチャートである。 図２の動弁装置のリフトセンサの故障を判定する処理を示すフローチャートである。 リフトセンサの故障の判定例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 動弁装置
２ ＥＣＵ（目標リフト設定手段、リフト制御手段、回転数検出手段、
吸入空気量推定手段、判定手段および故障判定手段）
３ 内燃機関
３ａ 気筒
４ 吸気弁
２０ リフトセンサ（リフト検出手段）
２１ クランク角センサ（回転数検出手段）
２２ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段）
７０ 吸気リフト可変機構
８０ アクチュエータ（リフト制御手段）
ＮＥ エンジン回転数
ＱＡ 吸入空気量
ＱＥＳ 推定吸入空気量（推定された吸入空気量）
ＱＬＭＴ 所定量（所定値）
ＳＡＡＩＮ 回動角（実リフト）
ＳＡＣＭＤ 目標回動角（目標リフト）
ＳＡＬＭＴ 所定値

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気弁のリフトを無段階に変更可能な吸気リフト可変機構と、
   前記吸気弁の目標リフトを設定する目標リフト設定手段と、
   前記吸気弁のリフトを実リフトとして検出するリフト検出手段と、
   前記吸気弁の実リフトが前記目標リフトになるように前記吸気リフト可変機構を制御するリフト制御手段と、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記吸気弁の実リフトおよび目標リフトの一方と前記検出された回転数とに応じて、前記内燃機関の気筒に吸入される吸入空気の量を推定する吸入空気量推定手段と、
   前記気筒に吸入される吸入空気の量を検出する吸入空気量検出手段と、
   前記吸気弁の実リフトと目標リフトを比較することによって、当該実リフトが目標リフトに収束しているか否かを判定する判定手段と、
   当該判定手段によって前記吸気弁の実リフトが目標リフトに収束していると判定された場合において、前記推定された吸入空気量と前記検出された吸入空気量との偏差が所定値以上のときに、前記リフト検出手段が故障していると判定する故障判定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。

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