JP2007170357A - エンジン用動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの信頼性を向上させること。
【解決手段】エンジン用動弁装置１００は、モータ２１の回転動作を、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の動作に変換し、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の動作に応じて、バルブリフト量ＶＬを可変させ、回転センサ２５により検出されたモータ２１の回転位置に基づいて、バルブリフト量ＶＬを認識する。また、エンジン用動弁装置１００は、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置を検出する直線位置検出手段を備え、電源異常時において、直線位置検出手段により検出されたコントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置に基づいて、バルブリフト量ＶＬを認識する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コントロールシャフトの移動を回転方向から直線方向へ変換し、コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、バルブリフト量を可変させるエンジン用動弁装置に関する。

従来、ロータリーエンコーダにより検出されたモータの回転角度に基づいて、バルブリフト量を認識するエンジンの動弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該動弁装置は、予め記憶された基準位置と、ロータリーエンコーダにより検出された回転角度と、に基づいて、基準位置に対する相対位置を算出し、バルブリフト量を算出している。
特開２００４−３５３５９９号公報

しかしながら、上記従来のエンジンの動弁装置においては、電源が瞬断した場合等に、ロータリーエンコーダにより検出された回転角度が消失する虞がある。この場合、現在の基準位置に対する相対位置が不明となる為、現在のバルブリフト量を見失うこととなる。これにより、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係が不適切となり、エンジンの失火、又はノッキングが発生する虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、エンジンの信頼性を向上させることを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
モータの回転動作を、コントロールシャフトの直線方向の動作に変換し、前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、バルブリフト量を可変させ、
回転センサにより検出された前記モータの回転位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識するエンジン用動弁装置であって、
前記コントロールシャフトの直線方向の位置を検出する直線位置検出手段を備え、
電源異常時において、前記直線位置検出手段により検出された前記コントロールシャフトの直線方向の位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識する、ことを特徴とするエンジン用動弁装置である。

この一態様によれば、電源異常時において、直線位置検出手段により検出された直線方向の位置に基づいて、バルブリフト量を認識する。これにより、電源異常に起因して、回転センサにより検出されたモータの回転位置が消失した場合でも、バルブリフト量を確実に認識できる。したがって、例えば、エンジンの失火及びノッキングを防止することが可能となる為、エンジンの信頼性を向上させることができる。なお、電源異常には、例えば、電源瞬断、メモリの異常等を含むものとする。

また、この一態様において、前記直線位置検出手段は、前記コントロールシャフトの直線方向の位置に応じて、オン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチを有していてもよい。

さらに、この一態様において、前記スイッチは、前記コントロールシャフトの直線方向に沿って、複数配置されていてもよい。これにより、コントロールシャフトの動作方向を認識できる為、コントロールシャフトの位置をより正確に認識することができる。

なお、この一態様において、前記バルブリフト量がエンジンの失火及びノッキングが発生しない領域にあるとき、
複数の前記スイッチのうち少なくとも２つは、共にオン状態となる、又は共にオフ状態となるのが好ましい。この場合、電源異常時において、複数のスイッチのうち少なくとも２つが、共にオン状態となる、又は共にオフ状態となる位置まで、コントロールシャフトを移動させることで、バルブタイミングにかかわらず、エンジンの失火及びノッキングが発生しない状態となる。これにより、簡易な構成で、フェールセーフ制御が可能となる。

この一態様において、前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１導電部と、該第１導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる絶縁部と、該絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２導電部と、
前記第１導電部、前記絶縁部、及び前記第２導電部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
前記第１導電部と前記第２導電部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より短く、
前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記第２導電部とが接触し前記オン状態となり、
前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１導電部に接触し、前記第２接点が前記第２導電部に接触し、共にオン状態となることとしてもよい。これにより、コントロールシャフトの伸長が最大のときと、最小のときとを確実に認識することができ、コントロールシャフトの位置をより正確に認識し、また、コントロールシャフトの位置を見失うことがない。

この一態様において、前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１導電部と、該第１導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる絶縁部と、該絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２導電部と、
前記第１導電部、前記絶縁部、及び前記第２導電部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
前記第１導電部と前記第２導電部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より長く、
前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記第２導電部とが接触し前記オン状態となり、
前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記絶縁部に接触し、共にオフ状態となることとしてもよい。これにより、コントロールシャフトの伸長が最大のときと、最小のときとを確実に認識することができ、コントロールシャフトの位置をより正確に認識し、また、コントロールシャフトの位置を見失うことがない。

この一態様において、前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１絶縁部と、該第１絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる導電部と、該導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２絶縁部と、
前記第１絶縁部、前記導電部、及び前記第２絶縁部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
前記第１絶縁部と前記第２絶縁部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より短く、
前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、
前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記第２絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１絶縁部に接触し、前記第２接点が前記第２絶縁部に接触し、共にオフ状態となることとしてもよい。

この一態様において、前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１絶縁部と、該第１絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる導電部と、該導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２絶縁部と、
前記第１絶縁部、前記導電部、及び前記第２絶縁部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
前記第１絶縁部と前記第２絶縁部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より長く、
前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、
前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記第２絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１導電部に接触し、前記第２接点が前記第２導電部に接触し、共にオン状態となることとしてもよい。これにより、コントロールシャフトの伸長が最大のときと、最小のときとを確実に認識することができ、コントロールシャフトの位置をより正確に認識し、また、コントロールシャフトの位置を見失うことがない。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
モータの回転動作を、コントロールシャフトの直線方向の動作に変換し、前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、バルブリフト量を可変させ、
回転センサにより検出された前記モータの基準位置からの回転位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識するエンジン用動弁装置であって、
前記コントロールシャフトには、導電部及び絶縁部が配設され、
前記コントロールシャフトに接触するように複数の接点が配設され、
前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、前記接点と前記導電部とは、接触状態又は非接触状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置であってもよい。

この一態様によれば、コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、接点と導電部とは、接触状態又は非接触状態となる。これにより、モータの回転位置に基づいて、バルブリフト量が認識できない電源異常時等において、接点と導通部とが接触状態にあるか又は非接触状態にあるかを認識するだけで、コントロールシャフトの位置を認識でき、バルブリフト量を確実に認識できる。したがって、エンジンの失火及びノッキングを防止することが可能となる為、エンジンの信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、エンジンの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両のエンジン用動弁装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図１は、本発明の一実施例に係るエンジン用動弁装置を搭載したエンジンを示す概略の斜視図である。また、図２は、本発明の一実施例に係るエンジン用動弁装置のシステム構成の一例を示す概略図である。

本実施例に係る直列多気筒エンジン１は、内部にシリンダボア２が設けられたシリンダブロック３と、シリンダボア２に摺動可能に嵌合するピストン４と、シリンダブロック２の頂面に結合されたシリンダヘッド５と、シリンダヘッド５及びピストン４間に形成された燃焼室６と、シリンダヘッド５の頂面に結合されたヘッドカバーと、を備えている。シリンダヘッド５には、燃焼室６へ連通する吸気ポート７及び排気ポート８が形成されており、これらポート７、８間には、点火プラグ９が配設されている。吸気ポート７は、吸気バルブ１０で開閉され、また排気ポート８は排気バルブ１１で開閉される。

吸気バルブ１０及び排気バルブ１１のステムは、シリンダヘッド５に設けられたバルブガイドに摺動自在に嵌合し、上下のスプリングシート間に配置したバルブスプリング１２によって閉弁方向へ常時、付勢される。

吸気バルブ１０は、回転自在に軸支された吸気カムシャフト１８により、可変動弁機構１３を介して、駆動される。また、排気バルブ１１は、回転自在に軸支された排気カムシャフトにより、可変動弁機構を介して、駆動される。

なお、以下、吸気側の機構について、主に説明する。排気側の機構は、吸気側の機構と略同一となる為、詳細な説明は省略する。

可変動弁機構１３は、周知のものであり、その一例について概略を説明する。可変動弁機構１３は、ローラアーム１４と、揺動カム１５と、コントロールシャフト１６と、駆動カム１７と、吸気カムシャフト１８と、を有している。

ローラアーム１４は、スイングアームタイプにより構成されており、略中心部１４ａが軸支され、当該中心部１４ａを中心として回動する。ローラアーム１４は、バルブ押圧部により吸気バルブ１０の基端部を押圧することにより、吸気バルブ１０を開弁させる。ローラアーム１４のバルブ押圧部の他端には、タペットクリアランス機構１９が形成されている。

揺動カム１５は、ローラアーム１４の上方に配設されており、コントロールシャフト１６の一端に接続されている。揺動カム１５がコントロールシャフト１６と共に回動すると、ローラアーム１４の上面を押圧し、ローラアーム１４が回動する。駆動カム１７は、エンジンと同期して回転する吸気カムシャフト１８に連結されている。また、駆動カム１７の外周面（当接面）は、揺動カム１５のカム部１５ａの外周面（当接面）に当接している。したがって、駆動カム１７が回転すると、駆動カム１７の形状に応じて、揺動カム１５が揺動する。

このような構成により、吸気カムシャフト１８の回転トルクにより、駆動カム１７が回転する。駆動カム１７が回転すると、駆動カム１７の当接面が揺動カム１５のカム部１５ａの当接面を押圧し、揺動カム１５が揺動する。揺動カム１５が揺動すると、揺動カム１５はローラアーム１４を押圧し、ローラアーム１４は、バルブ押圧部により吸気バルブ１０の基端部を押圧することにより、吸気バルブ１０を開弁させる。

また、揺動カム１５のカム部１５ａの当接面及び／又は駆動カム１７の当接面には、コントロールシャフト１６の長手方向（以下、直線方向と称す。）Ｘ１、Ｘ２へ傾斜するテーパが形成されている。したがって、揺動カム１５のカム部１５ａが直線方向Ｘ１、Ｘ２へ移動すると、テーパの形状に応じて、揺動カム１５の回転量が変化し、吸気バルブ１０のリフト量が変化する。このように可変動弁機構１３において、揺動カム１５の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置に応じて、吸気バルブ１０のリフト量が変化する。

コントロールシャフト１６の他端には、回転方向の動作を直線方向Ｘ１、Ｘ２の動作に変換する直動変換機構２０が連結されている（図２）。なお、直動変換機構２０としては、例えば、差動ローラギアが用いられている。

直動変換機構２０には、モータ２１が連結されている。すなわち、モータ２１による回転動作は、直動変換機構２０により、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の動作に変換される。

コントロールシャフト１６は、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２に沿って、配設されたセラミック等の絶縁体１６ａと、絶縁体以外の金属等の導電体からなる一対の導電部（第１導電部及び第２導電部）１６ｂとを有している。コントロールシャフト１６には、車両本体側に固定され、金属等の導電体からなる第１接点２２と第２接点２３が常時接触している。また、コントロールシャフト１６の一対の導電部１６ｂ間の距離は、第１接点２２と第２接点２３との間の距離よりも、例えば、短くなるように構成されている。

これら第１接点２２及び第２接点２３は、後述のエンジンＥＣＵ２４に接続されている。なお、図２において、第１接点２２及び第２接点２３とコントロールシャフト１６とは、見易いように、離間しているが、実際は接触している。

第１接点２２及び第２接点２３と、コントロールシャフト１６の絶縁体１６ａは、オン／オフ切替え式のスイッチを構成している。すなわち、コントロールシャフト１６が直線方向Ｘ１、Ｘ２へ移動する際に、第１接点２２がコントロールシャフト１６の絶縁体１６ａと接触している場合、エンジンＥＣＵ２４は第１接点２２がオフ状態と認識する。一方、第１接点２３がコントロールシャフト１６の導電部１６ｂと接触している場合、エンジンＥＣＵ２４は第１接点２２がオン状態と認識する。

同様に、第２接点２３がコントロールシャフト１６の絶縁体１６ａと接触している場合、エンジンＥＣＵ２４は第２接点２３がオフ状態と認識する。一方、第２接点２３がコントロールシャフト１６の導電部１６ｂと接触している場合、エンジンＥＣＵ２４は第２接点２３がオン状態と認識する。エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２及び第２接点２３がオン状態又はオフ状態にあるかを認識することで、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置（コントロールシャフト１６の突出し量）を認識することができる。

モータ２１には、モータ２１の駆動軸の回転角度を検出するロータリーエンコーダ等の回転角センサ２５が配設されている。

また、回転センサ２５及びモータ２１には、エンジンを統合的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御装置）２４が接続されている。

なお、エンジンＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行すると共に、当該装置の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４ａ、ＣＰＵ２４ａの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２４ｂ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４ｃ、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）２４ｄ等を有している。

エンジンＥＣＵ２４は、モータ２１を制御することで、コントロールシャフト１６の位置を制御し、吸気バルブ１０及び排気バルブ１１のバルブリフト量（ＶＬ）を制御する。

また、エンジンＥＣＵ２４は、設定された回転センサ２５の基準位置と、回転センサ２５により検出された回転角度と、に基づいて、回転センサ２５の基準位置に対する相対位置（回転角度）を算出する。そして、エンジンＥＣＵ２４は、算出された回転センサ２５の相対位置と、相対位置とバルブリフト量との所定関係と、に基づいて、吸気バルブ１０及び排気バルブ１１のバルブリフト量を認識し、ＲＡＭ２４ｃに記憶する。

さらに、エンジンＥＣＵ２４は、認識されたバルブリフト量と、予めＲＯＭ２４ｂに記憶されたバルブリフト量とバルブタイミング（ＶＴ）との所定関係と、基づいて、吸気バルブ１０及び排気バルブ１１のバルブタイミングを設定する。

なお、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係が、例えば、バルブリフト量が大きいにもかかわらず、バルブタイミングが早い場合（失火領域にある場合）、エンジンの失火が発生する虞がある（図３（ｃ））。一方、バルブリフト量が小さいにもかかわらず、バルブタイミングが遅い場合（ノック領域にある場合）、エンジンのノッキングが発生する虞がある。

すなわち、エンジンＥＣＵ２４は、算出された回転センサ２５の相対位置に基づいて、バルブリフト量を認識し、さらに、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係が、上記失火領域及びノック領域とならないように、吸気バルブ１０及び排気バルブ１１のバルブリフト量及びバルブタイミングを設定する。

ところで、車両の電源異常等により、エンジンＥＣＵ２４に対して、一時的に電力が供給されない電源の瞬断等が発生することがある。従来の構成によれば、この電源の瞬断に起因して、ＲＡＭに記憶された回転センサの相対位置が消失する虞がある。この場合、エンジンＥＣＵは、回転センサの相対位置が不明となる為、現在のバルブリフト量がわからなくなる虞がある。

そこで、本実施例に係るエンジン動弁装置１００において、上述の如く、第１接点２２及び第２接点２３の状態を認識することで、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置を認識している。

これにより、エンジンＥＣＵ２４は、電源の瞬断等に起因して、回転センサ２５の相対位置が認識できないと判断した場合、第１接点２２及び第２接点２３の状態（オン状態／オフ状態）に基づいて、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置を認識し、現在のバルブリフト量を認識する。したがって、エンジンＥＣＵ２４は、電源の瞬断等が生じたとしても、バルブリフト量を見失う虞がない。

次に、上述した本実施例に係るエンジン動弁装置１００のバルブリフト量の認識方法について、詳細に説明する。

まず、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、失火領域及びノック領域のいずれにも入らないようない領域（図３（ｃ）の（１））において、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態となるように（図３（ａ）の（１））、コントロールシャフト１６の絶縁体１６ａ、第１接点２２、及び第２接点２３の夫々の位置が設定される。

なお、この設定された位置において、コントロールシャフト１６がＸ２方向へ最大限移動した位置（コントロールシャフト１６の伸長が最大となる位置、例えば最大進角時）において、第１接点２２と導電部１６ｂとが接触してオン状態となり、かつ第２接点２３と絶縁体１６ａとが接触してオフ状態となる。このとき、導電部１６ｂと第２接点２３との接点とコントロールシャフト１６の付根側（モータ２１側）の絶縁体１６ａの端との距離が、第１接点２２と第２接点２３との距離よりも短くなる。

一方、コントロールシャフト１６がＸ１方向へ最大限移動した位置（コントロールシャフト１６の伸長が最小となる位置、例えば、最大遅角時）において、第１接点２２と絶縁体１６ａとが接触してオフ状態となり、かつ第２接点２３と導電部１６ｂが接触してオン状態となる。このとき、絶縁体１６ａと第１接点２２との接点と、コントロールシャフト１６の先端側（モータ２１側と反対側）の絶縁部の端との距離が、第１接点２２と第２接点２３との距離よりも短くなる。

これにより、例えば、図４（ａ）に示す如く、第１接点２２がオフ状態であり、第２接点２３がオン状態にある場合（図３（ａ）の（３））に、バルブリフト量は上限側（図３（ｃ）の（３））にあることがわかる。この場合、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、失火領域となる虞がある。

したがって、この失火領域を確実に回避するように、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態（図３（ａ）の（１））になるまで、コントロールシャフト１６をＸ２方向へ移動させ、バルブリフト量をより下限側に設定する。第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態（図３（ａ）の（１））となれば、上述の如く、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、失火領域及びノック領域のいずれにも入らないようない領域（図３（ｃ）の（１））となり、エンジンの失火およびノッキングを確実に防止することができる。この場合、例えば、モータ動作モードを１とする。なお、バルブリフト量が上限側とは、バルブリフト量が大きくなる側を指し、バルブリフト量が下限側とは、バルブリフト量が小さくなる側を指す。

また、図４（ｂ）に示す如く、第１接点２２がオン状態であり、第２接点２３がオフ状態にある場合（図３（ａ）の（２））に、バルブリフト量が下限側（図３（ｃ）の（２））にあることがわかる。この場合、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、ノック領域となる虞がある。

したがって、このノック領域を確実に回避するように、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態（図３（ａ）の（１））になるまで、コントロールシャフト１６をＸ１方向へ移動させ、バルブリフト量をより上限側に設定する。第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態（図３（ａ）の（１））になれば、上述の如く、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、失火領域及びノック領域のいずれにも入らないようない領域（図３（ｃ）の（１））となり、エンジンの失火およびノッキングを確実に防止することができる。この場合、例えば、モータ動作モードを２とする。

さらに、図４（ｃ）に示す如く、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態の場合（図３（ａ）の（１））、バルブリフト量は、エンジンの失火およびノッキングが発生し得ないフェールセーフ位置（図３（ｃ）の（１））にあることがわかる。したがって、モータ２１の動作を停止させる。この場合、例えば、モータ動作モードを３とする。

なお、図４（ｄ）に示す如く、第１接点２２及び第２接点２３が共にオフ状態の場合は、エンジンＥＣＵ２４、第１接点２２、第２接点２３、これら接続系統等に異常がある為、モータ２１の制御を停止する。

以上のように、第１接点２２及び第２接点の状態を判断することで、コントロールシャフト１６の位置を認識し、バルブリフト量及びバルブタイミングにかかわらず、エンジンの失火およびノッキングが発生し得ない位置に、このコントロールシャフト１６を移動させる。これにより、エンジンの失火及びノッキングを確実に防止することができる。

図５は、本実施例に係るエンジン用動弁装置１００の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、本制御処理フローのルーチンは、所定の微小時間毎に繰り返し実行される。

エンジンＥＣＵ２４は、例えば、電源ＥＣＵから車両ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して送信される異常信号等に基づいて、電源の瞬断等が発生したか否かを判断する（Ｓ１００）。

エンジンＥＣＵ２４は、電源の瞬断が発生したと判断したとき（Ｓ１００のＹｅｓ）、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にあるか否かを判断する（Ｓ１１０）。

一方、エンジンＥＣＵ２４は、電源の瞬断が発生していないと判断したとき（Ｓ１００のＮｏ）、通常のモータ制御を行う（Ｓ１２０）。

エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にあると判断したとき（Ｓ１１０のＹｅｓ）、上記モータ動作モードに３を設定し（Ｓ１３０）、下記（Ｓ１９０）の処理に移行する。

一方、エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にないと判断したとき（Ｓ１１０のＮｏ）、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオン状態にあるか否かを判断する（Ｓ１４０）。

エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオン状態にないと判断したとき（Ｓ１４０のＮｏ）、上記モータ動作モードに１を設定し（Ｓ１５０）、下記（Ｓ１９０）の処理に移行する。

一方、エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオフ状態であり、かつ第２接点２３がオン状態にあると判断したとき（Ｓ１４０のＹｅｓ）、第１接点２２がオン状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にあるか否かを判断する（Ｓ１６０）。

エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオン状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にあると判断したとき（Ｓ１６０のＹｅｓ）、上記モータ動作モードに２を設定し（Ｓ１７０）、下記（Ｓ１９０）の処理に移行する。

一方、エンジンＥＣＵ２４は、第１接点２２がオン状態であり、かつ第２接点２３がオフ状態にないと判断したとき（Ｓ１６０のＮｏ）、モータ動作モードに３を設定し（Ｓ１８０）、下記（Ｓ１９０）の処理に移行する。

エンジンＥＣＵ２４は、設定されたモータ動作モードに基づいて、モータ２１を制御する（Ｓ１９０）。

以上、本実施例に係るエンジン用動弁装置１００において、エンジンＥＣＵ２４は、電源の瞬断等の電源異常時に、第１接点２２および第２接点２３の状態に基づいて、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置を認識することで、バルブリフト量を認識できる。

さらに、バルブリフト量とバルブタイミングとの関係において、失火領域及びノック領域のいずれにも入らないようない領域において、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態となるように、コントロールシャフト１６の絶縁体１６ａ、第１接点２２、及び第２接点２３の夫々の位置が設定される。

これにより、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態となるように、コントロールシャフト１６の位置を制御することで、電源の瞬断時においても、エンジンの失火およびノッキングを簡易かつ確実に防止することができる。すなわち、エンジンの信頼性を向上させることができる。

なお、電源の瞬断等に起因して、モータ２１の相対位置等が消失するのを防止する為の特別なプログラム、メモリ等を用いることなく、上述のような簡易な構成で、フェールセーフ制御が実現できることから、コストを大幅に低減することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記一実施例において、コントロールシャフト１６の絶縁体１６ａと、第１接点２２および第２接点２３と、の間の通電より、第１接点２２及び第２接点２３のオン状態又はオフ状態を判断しているが、第１接点２２および第２接点２３の位置に機械式切替えスイッチ３０を設け、コントロールシャフト１６の絶縁体１６ａの位置に凸状部１６ｃ又は凹状部を形成するような構成でもよい（図６（ａ））。なお、コントロールシャフト１６が直線方向Ｘ１、Ｘ２へ移動する際に、オン状態又はオフ状態に切り替わる機構であれば、任意のスイッチ機構が適用可能である。

上記一実施例において、コントロールシャフト１６の一対の導電部１６ｂ間の距離は、第１接点２２と第２接点２３との間の距離よりも、短くなるように構成されているが、コントロールシャフト１６の一対の導電部１６ｂ間の距離は、第１接点２２と第２接点２３との間の距離よりも、長くなるように構成されていてもよい。この場合、バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、第１接点２２及び第２接点２３が共に絶縁体１６ａに接触してオフ状態となる。

上記一実施例において、コントロールシャフト１６の導電部１６ｂが絶縁部材により構成され、絶縁体１６ａが導電部材により構成されていてもよい。例えば、コントロールシャフト１６は、一対の絶縁部と、この一対の絶縁部間に配設された導電部と、を有していてもよい。第１接点２２及び第２接点２３は、一対の絶縁部及び導電部のうちいずれかに接触する。この場合、本変形例の第１接点２２及び第２接点２３の状態（オン状態／オフ状態）と、上記一実施例の第１接点２２及び第２接点２３の状態とは逆になる。

上記一実施例において、コントロールシャフト１６には、複数の絶縁体１６ａが配設されていてもよく（図６（ｂ））、接点２２、２３、２４が３つ以上配設されていてもよい（図６（ｃ））。すなわち、コントロールシャフト１６の直線方向Ｘ１、Ｘ２の位置が認識できれば、任意の組み合わせが適用可能である。

上記一実施例において、第１接点２２、第２接点２３、絶縁体１６ａを用いて、コントロールシャフト１６の位置を認識し、バルブリフト量を認識しているが、第１接点２２及び第２接点２３の位置にホールセンサを夫々設けて、コントロールシャフト１６の位置を認識し、バルブリフト量を認識してもよい。

上記一実施例において、リニア式ホールセンサによりコントロールシャフト１６の位置を認識し、バルブリフト量を認識してもよい。この場合、例えば、通常状態において、リニア式ホールセンサにより、コントロールシャフト１６の位置を認識する。また、当該リニア式センサが異常時において、このリニアセンサのバックアップとして、上述の第１接点２２、第２接点２３、絶縁体１６ａを用いてコントロールシャフト１６の位置を認識して、バルブリフト量を認識してもよい。

上記一実施例において、第１接点２２及び第２接点２３が共にオン状態となる位置を、ロータリーエンコーダ等の回転センサ２５の基準位置に設定してもよい。例えば、基準位置の設定がバルブリフト量を上限側又は下限側に設定して行われた場合、バルブタイミングによっては、失火領域又はノック領域に入ってしまう為、当該設定ができないことがある。一方で、本変形例によれば、バルブタイミングにかかわらず、基準位置の設定を行うことができる。さらに、バブルリフト量が、上限側及び下限側に偏らない位置で、基準位置の設定が行われることから、例えば、車両操作時等において、ユーザに違和感を与えることがない。

本発明は、バルブのリフト量を可変させるエンジン用動弁装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係るエンジン用動弁装置を搭載したエンジンを示す概略の斜視図である。 本発明の一実施例に係るエンジン用動弁装置のシステム構成の一例を示す概略図である。 （ａ）コントロールシャフトの位置と第１接点及び第２接点の状態との関係を示す図である。（ｂ）コントロールシャフトの位置とバルブリフト量との関係を示す図である。（ｃ）バルブリフト量とバルブタイミングとの関係示す図である。 （ａ）バルブリフト量が上限側にあるときの、第１接点及び第２接点の状態を示す図である。（ｂ）バルブリフト量が下限側にあるときの、第１接点及び第２接点の状態を示す図である。（ｃ）バルブリフト量がフェールセーフ位置にあるときの、第１接点及び第２接点の状態を示す図である。（ｄ）第１接点、第２接点等の異常における第１接点及び第２接点の状態を示す図である。 本発明の一実施例に係るエンジン用動弁装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。 （ａ）第１接点および第２接点の位置に機械式切替えスイッチを設け、コントロールシャフトの絶縁体の位置に凸状部を形成した構成の一例を示す図である。（ｂ）コントロールシャフトに２つの絶縁体が配設された構成の一例を示す図である。（ｃ）コントロールシャフトに３つの接点が配設された構成の一例を示す図である。

符号の説明

１３ 可変動弁機構
１６ コントロールシャフト
１６ａ 絶縁体（絶縁部）
１６ｂ 導電部
２０ 直動変換機構
２１ モータ
２２ 第１接点
２３ 第２接点
２４ エンジンＥＣＵ
２５ 回転センサ
１００ エンジン用動弁装置

Claims (9)

1. モータの回転動作を、コントロールシャフトの直線方向の動作に変換し、前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、バルブリフト量を可変させ、
   回転センサにより検出された前記モータの回転位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識するエンジン用動弁装置であって、
   前記コントロールシャフトの直線方向の位置を検出する直線位置検出手段を備え、
   電源異常時において、前記直線位置検出手段により検出された前記コントロールシャフトの直線方向の位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識する、ことを特徴とするエンジン用動弁装置。
2. 請求項１記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記直線位置検出手段は、前記コントロールシャフトの直線方向の位置に応じて、オン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチを有する、ことを特徴とするエンジン用動弁装置。
3. 請求項２記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記スイッチは、前記コントロールシャフトの直線方向に沿って、複数配置されている、ことを特徴とするエンジン用動弁装置。
4. 請求項３記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記バルブリフト量がエンジンの失火及びノッキングが発生しない領域にあるとき、
   複数の前記スイッチのうち少なくとも２つは、共にオン状態となる、又は共にオフ状態となる、ことを特徴とするエンジン用動弁装置。
5. 請求項４記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１導電部と、該第１導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる絶縁部と、該絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２導電部と、
   前記第１導電部、前記絶縁部、及び前記第２導電部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
   前記第１導電部と前記第２導電部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より短く、
   前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
   前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記第２導電部とが接触し前記オン状態となり、
   前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１導電部に接触し、前記第２接点が前記第２導電部に接触し、共にオン状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置。
6. 請求項４記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１導電部と、該第１導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる絶縁部と、該絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２導電部と、
   前記第１導電部、前記絶縁部、及び前記第２導電部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
   前記第１導電部と前記第２導電部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より長く、
   前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
   前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記第２導電部とが接触し前記オン状態となり、
   前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記絶縁部に接触し、共にオフ状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置。
7. 請求項４記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１絶縁部と、該第１絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる導電部と、該導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２絶縁部と、
   前記第１絶縁部、前記導電部、及び前記第２絶縁部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
   前記第１絶縁部と前記第２絶縁部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より短く、
   前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、
   前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記第２絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
   前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１絶縁部に接触し、前記第２接点が前記第２絶縁部に接触し、共にオフ状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置。
8. 請求項４記載のエンジン用動弁装置であって、
   前記スイッチは、前記コントロールシャフトの付根部から該シャフト方向へ連続して延びる第１絶縁部と、該第１絶縁部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる導電部と、該導電部に接続され前記シャフト方向へ連続して延びる第２絶縁部と、
   前記第１絶縁部、前記導電部、及び前記第２絶縁部のいずれか１つに常時接触するように配設された第１接点及び第２接点と、を有し、
   前記第１絶縁部と前記第２絶縁部間の距離は、前記第１接点と前記第２接点との間の距離より長く、
   前記コントロールシャフトの伸長が最大のときに、前記第１接点と前記第１絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、前記第２接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、
   前記コントロールシャフトの伸長が最小のときに、前記第１接点と前記導電部とが接触し前記オン状態となり、前記第２接点と前記第２絶縁部とが接触し前記オフ状態となり、
   前記バルブリフト量がエンジンの失火領域及びノッキングが発生しない領域にあるとき、前記第１接点が前記第１導電部に接触し、前記第２接点が前記第２導電部に接触し、共にオン状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置。
9. モータの回転動作を、コントロールシャフトの直線方向の動作に変換し、前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、バルブリフト量を可変させ、
   回転センサにより検出された前記モータの基準位置からの回転位置に基づいて、前記バルブリフト量を認識するエンジン用動弁装置であって、
   前記コントロールシャフトには、導電部及び絶縁部が配設され、
   前記コントロールシャフトに接触するように複数の接点が配設され、
   前記コントロールシャフトの直線方向の動作に応じて、前記接点と前記導電部とは、接触状態又は非接触状態となることを特徴とするエンジン用動弁装置。

Images