JP2009299503A - Failure determination device for variable valve mechanism and control device for internal combustion engine equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、可変動弁機構の故障判定装置およびそれを備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a failure determination device for a variable valve mechanism and a control device for an internal combustion engine including the same.
従来、例えば特許文献1には、可変動弁機構の故障診断装置が開示されている。この従来の可変動弁機構は、アクチュエータによって制御軸を軸方向に制御することによって、バルブの開弁特性を変更可能とする機構である。上記従来の故障診断装置では、当該アクチュエータの制御量が正常範囲から外れた場合に、可変動弁機構が故障であると判定するようにしている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a failure diagnosis device for a variable valve mechanism. This conventional variable valve mechanism is a mechanism that allows the valve opening characteristics of a valve to be changed by controlling a control shaft in the axial direction by an actuator. In the above conventional failure diagnosis apparatus, when the control amount of the actuator is out of the normal range, it is determined that the variable valve mechanism is in failure.
上記従来の故障診断装置によれば、可変動弁機構に故障が生じているか否かを判定することができる。しかしながら、その故障の程度を判定することはできない。 According to the conventional failure diagnosis apparatus, it is possible to determine whether or not a failure has occurred in the variable valve mechanism. However, the degree of the failure cannot be determined.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可変動弁機構に生じた故障の程度を安価かつ簡便な手法で良好に判定可能な可変動弁機構の故障判定装置およびそれを備える内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and includes a variable valve mechanism failure determination device that can satisfactorily determine the degree of failure that has occurred in a variable valve mechanism by an inexpensive and simple method, and An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine including the same.
第1の発明は、可変動弁機構の故障判定装置であって、
カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁機構の故障判定装置であって、
モータにより駆動される制御軸と、
駆動カムと前記バルブとの間に介在し、前記制御軸の制御位置に応じて、前記バルブの開弁特性を変化させる可変機構と、
前記モータの駆動電流変化を取得する電流変化取得手段と、
クランク軸の回転変動を取得する回転変動取得手段と、
前記モータの駆動電流変化と前記クランク軸の回転変動との組み合わせに基づいて、前記可変動弁機構に生じた故障の程度を判定する故障程度判定手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a failure determination device for a variable valve mechanism,
A failure determination device for a variable valve mechanism capable of mechanically changing a valve opening characteristic with respect to rotation of a camshaft,
A control shaft driven by a motor;
A variable mechanism that is interposed between the drive cam and the valve and changes a valve opening characteristic of the valve according to a control position of the control shaft;
Current change acquisition means for acquiring a drive current change of the motor;
Rotation fluctuation acquisition means for acquiring crankshaft rotation fluctuation;
A failure degree determination means for determining a degree of failure that has occurred in the variable valve mechanism based on a combination of a change in the driving current of the motor and a rotation fluctuation of the crankshaft;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記故障程度判定手段は、前記モータの駆動電流変化および前記クランク軸の回転変動のうちの少なくとも一方の変動が大きい場合に、前記故障の程度が重度であると判定することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The failure degree determining means determines that the degree of failure is severe when a change in at least one of a change in driving current of the motor and a change in rotation of the crankshaft is large.
また、第3の発明は、第1または第2の発明における可変動弁機構の故障判定装置を備える内燃機関の制御装置であって、
前記故障程度判定手段によって、前記故障の程度が軽度であると判定された場合に、当該故障の程度が重度であると判定された場合よりも正常時の制御に対する変化の小さい態様で、内燃機関の退避運転を実行する軽度故障時退避運転実行手段を更に備えることを特徴とする。
A third aspect of the invention is a control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism failure determination device according to the first or second aspect of the invention.
When the degree of failure is determined to be minor by the failure degree determination means, the internal combustion engine is less changed with respect to normal control than when the degree of failure is determined to be severe. It is further characterized by further comprising a evacuation operation executing means at the time of a minor failure for executing the evacuation operation.
また、第4の発明は、第1または第2の発明における可変動弁機構の故障判定装置を備える内燃機関の制御装置であって、
前記故障程度判定手段によって、前記故障の程度が重度であると判定された場合に、当該故障の程度が軽度であると判定された場合よりも正常時の制御に対する変化の大きな態様で、内燃機関の退避運転を実行する重度故障時退避運転実行手段と、
前記故障程度判定手段によって、前記故障の程度が重度であると判定された場合に、前記故障を警報する警報実行手段と、
を更に備えることを特徴とする。
A fourth aspect of the invention is a control device for an internal combustion engine including the variable valve mechanism failure determination apparatus according to the first or second aspect of the invention,
When the degree of failure is determined to be severe by the failure degree determination means, the internal combustion engine is more greatly changed than normal when compared to a case where the degree of failure is determined to be mild. Evacuation operation execution means at the time of a serious failure to execute
Warning execution means for warning the failure when the failure degree is determined to be severe by the failure degree determination means;
Is further provided.
第1の発明によれば、可変動弁機構に生じた故障の程度を、一般的に可変動弁機構を備えるシステムに備えられている手段(電流変化取得手段や回転変動取得手段)を利用した安価かつ簡便な手法で良好に判定することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the degree of failure occurring in the variable valve mechanism is utilized by means (current change acquisition means and rotation fluctuation acquisition means) that are generally provided in a system having a variable valve mechanism. Good determination can be made by an inexpensive and simple method.
可変動弁機構の故障(損傷)の程度が高いほど、モータの駆動電流が増大し、また、クランク軸の回転変動も増大する。このため、第2の発明によれば、可変動弁機構に重度の故障が生じているかどうかを正確に判定することができる。 As the degree of failure (damage) of the variable valve mechanism increases, the motor drive current increases and the rotational fluctuation of the crankshaft also increases. For this reason, according to the second invention, it is possible to accurately determine whether or not a serious failure has occurred in the variable valve mechanism.
第3または第4の発明によれば、可変動弁機構に生じた故障の程度に応じて、正常時の制御に対する変化の大きさの異なる態様で、退避運転が行われるようになる。これにより、その後の走行にできるだけ支障が生じないようにすることができ、より燃費の悪化の少ない退避運転(退避走行)が可能となる。 According to the third or fourth aspect of the invention, the evacuation operation is performed in a manner in which the magnitude of change with respect to normal control differs depending on the degree of failure occurring in the variable valve mechanism. Thereby, it is possible to prevent the subsequent travel as much as possible, and a retreat operation (retreat travel) with less deterioration in fuel consumption is possible.
第4の発明によれば、更に、可変動弁機構に重度な故障が生じている場合に、その状況を車両の運転者に知らせて、故障箇所の修理を促すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when a serious failure has occurred in the variable valve mechanism, it is possible to notify the vehicle driver of the situation and prompt repair of the failure location.
実施の形態1.
[可変動弁機構の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の可変動弁機構10を示す断面側面図である。以下、図1に示す可変動弁機構10は、内燃機関の吸気バルブ12を駆動するものとして説明するが、本発明は、排気バルブを駆動する可変動弁機構にも適用可能である。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of variable valve mechanism]
FIG. 1 is a sectional side view showing a
可変動弁機構10は、内燃機関のクランク軸により回転駆動されるカム軸13に設けられた駆動カム14を備えている。また、可変動弁機構10は、カム軸13と平行に配置された制御軸16と、この制御軸16を所定角度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動装置18(図2を参照して後述する)とを有している。
The
更に、可変動弁機構10は、制御軸16の回転位置に応じて、バルブ12の開弁特性(リフト量、作用角、開閉時期など)を変化させる可変機構20を備えている。当該可変機構20は、以下に説明するように、揺動アーム(揺動部材)22、スライダーローラ26、中間アーム28、カムローラ30、および制御部材(制御アーム)32を主たる構成部材として構成されている。
Further, the
揺動アーム22は、制御軸16を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム22には、駆動カム14に対向する側に、スライダー面24が形成されている。揺動アーム22と駆動カム14との間には、スライダーローラ26が配置されている。
The
スライダーローラ26は、中間アーム28の先端部に、回転可能に支持されている。また、中間アーム28の先端部には、駆動カム14と当接するカムローラ30が配置されている。カムローラ30は、スライダーローラ26と同軸上に配置されている。
The slider roller 26 is rotatably supported at the tip of the
中間アーム28の基端部は、制御部材32に対し、連結軸34により、回動可能に連結されている。制御部材32は、制御軸16と一体となって回転する部材である。よって、制御軸16を回転させると、制御部材32および中間アーム28を介して変位が伝達され、スライダーローラ26が移動する。
The base end portion of the
具体的には、図1に示す状態から制御軸16を時計回りに回転させると、スライダーローラ26およびカムローラ30は、揺動アーム22の揺動中心(すなわち制御軸16の中心)から遠ざかり、揺動アーム22の先端側に移動する。そして、スライダーローラ26およびカムローラ30が揺動アーム22の先端側にある状態から、制御軸16を反時計回りに回転させると、スライダーローラ26およびカムローラ30は、中間アーム28に引かれて、制御軸16の中心に近づく。図1は、スライダーローラ26およびカムローラ30の位置を、制御軸16の中心に近づけた状態を示している。
Specifically, when the
スライダー面24は、揺動アーム22の先端側に行くにつれて、カム軸13の中心との間隔が徐々に広がるような曲面(例えば円弧面)をなしている。また、揺動アーム22の、スライダー面24と反対側には、揺動カム面36が形成されている。
The
揺動アーム22は、図示省略するロストモーションスプリングにより、図1中の時計回りに付勢されている。そのようなロストモーションスプリングの付勢力により、揺動アーム22がスライダーローラ26に押し当てられているとともに、カムローラ30が駆動カム14に押し当てられている。
The
可変動弁機構10は、吸気バルブ12の弁軸をリフト方向へ押圧するためのロッカーアーム38を更に備えている。ロッカーアーム38は、図1中で揺動アーム22の下方に配置されている。ロッカーアーム38の中間部には、ロッカーローラ40が回転自在に取り付けられている。ロッカーローラ40は、揺動カム面36と接触している。ロッカーアーム38の一端は、吸気バルブ12の弁軸端に当接されており、ロッカーアーム38の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ42に支持されている。
The
吸気バルブ12は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム38を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ40は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ42とによって、揺動アーム22の揺動カム面36に押し当てられている。
The
また、可変機構20は、吸気バルブ12の作用角の気筒間バラツキを修正することができるように、吸気バルブ12の作用角を気筒毎に調整可能な作用角調整機構44を備えている。より具体的には、作用角調整機構44は、図1に示すように、制御ピン46と、調整ピン48と、調整シム50と、ボルト52と、ナット54とで構成されている。制御ピン46は、制御軸16に固定されており、調整ピン48は、制御部材32に回転可能に保持されている。調整シム50は、制御ピン46と調整ピン48との間で挟持される部材である。
Further, the
このような作用角調整機構44では、調整シム50を、厚さが異なるものに交換することにより、制御軸16に対する制御部材32の取り付け角度を微調整することができ、これにより、吸気バルブ12の作用角を調整することができる。
In such a working
以上のように構成された可変動弁機構10では、駆動カム14が回転すると、駆動カム14のカムリフトがカムローラ30およびスライダーローラ26を介して揺動アーム22に伝達することにより、揺動アーム22が揺動する。
In the
図1に示す状態、つまり、スライダーローラ26が制御軸16の中心に近い位置にある状態では、駆動カム14のカムリフトが、揺動アーム22の揺動中心に近い位置において揺動アーム22に伝達されることになる。このため、揺動アーム22の揺動範囲(振れ幅)が大きくなる。その結果、吸気バルブ12の作用角(およびリフト量)は、大きくなる。
In the state shown in FIG. 1, that is, in the state where the slider roller 26 is close to the center of the
逆に、スライダーローラ26が制御軸16の中心から遠い位置にある状態では、駆動カム14のカムリフトは、揺動アーム22の揺動中心から遠い位置において揺動アーム22に伝達されることになる。このため、揺動アーム22の揺動範囲(振れ幅)が小さくなる。その結果、吸気バルブ12の作用角(およびリフト量)は小さくなる。
Conversely, when the slider roller 26 is at a position far from the center of the
このようにして、可変動弁機構10では、制御軸16を回転させてスライダーローラ26を移動させることにより、吸気バルブ12の作用角を連続的に変化させることができる。すなわち、制御軸16の回転位置を図1中の時計回りに変位させるほど、吸気バルブ12の作用角を小さくすることができ、逆に、制御軸16の回転位置を図1中の反時計回りに変位させるほど、吸気バルブ12の作用角を大きくすることができる。
Thus, in the
[制御軸駆動装置の構成]
図2は、本発明の実施の形態1における制御軸駆動装置18の構成を説明するための図である。より具体的には、図2(A)は、可変動弁機構10を制御軸16の軸方向から見た図であり、図2(B)は、可変動弁機構10を図2(A)中に示すA矢視方向から見た図である。
[Configuration of control axis drive unit]
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the control
本実施形態の可変動弁機構10は、ここでは、直列4気筒式の内燃機関に組み合わされるものとし、個々の気筒に対応して設けられた4つの可変機構20を有しているものとする。また、上述した制御軸16は、すべての可変機構20を貫いて4つの気筒を縦断するように配置されており、また、図示しない軸受けにより、内燃機関のシリンダヘッドに保持されている。
Here, the
制御軸16を駆動するための制御軸駆動装置18の構成は、特に限定されないが、例えば、図2に示すように、駆動源としてモータ56を備えるとともに、モータ56のトルクを制御軸16の回転力に変換するウォームギヤ機構を備えることにより実現することができる。
The configuration of the control
より具体的には、図2に示すように、モータ56の出力軸には、ウォームギヤ58が固定されている。ウォームギヤ58には、ウォームホイール60が噛み合わされている。ウォームホイール60の回転軸には、減速ギヤ62が固定されている。減速ギヤ62は、制御軸16の一端側に固定された減速ギヤ64と噛み合わされている。このような構成によって、モータ56の回転が、所定の減速比で減速されたうえで制御軸16に伝達されるようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 2, a
また、制御軸16の一端には、モータ56の回転位置(制御軸16の回転位置)を検出するためのポテンショメータ等の位置センサ66が取り付けられている。更に、図2に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)68を備えている。ECU68には、内燃機関のクランク軸の回転変動を取得するためのクランク角センサ70等の各種センサや、モータ56等の各種アクチュエータが接続されている。また、ECU68は、モータ56の駆動電流を取得できるように構成されている。
A
上記のように構成された制御軸駆動装置18によれば、ECU68からの駆動信号を受けて、モータ56の回転方向および回転量が制御されることにより、制御軸16の回転位置を制御することができる。
According to the control
[可変動弁機構の故障判定手法]
以上説明したように、可変動弁機構10では、バルブ12の作用角およびリフト量の変更は、制御軸駆動装置18によって制御軸16の回転位置を変化させることにより行われる。可変動弁機構10の各部品(具体的には、可変機構20(揺動アーム22、スライダーローラ26、中間アーム28、カムローラ30、および制御部材32、更には、作用角調整機構44など)の各接触部位において、経時的な摩耗や変形等が進行し、各部品間にがたつきが生じると、制御軸16の調整に対するバルブ12の作用角等に狂いが生じてしまう。
[Failure judgment method for variable valve mechanism]
As described above, in the
より具体的には、上記各部品間にがたつきができると、バルブリフト時に、バルブスプリングからの反力によって、カムローラ30が制御軸16から離れる方向に引っ張られるようになり、その結果として、バルブ12の作用角およびリフト量が小さくなってしまう。
More specifically, when rattling occurs between the above components, the
また、上記各部品間にがたつきができると、バルブ12のリフト時にカムローラ30に作用する力が変動することで、制御軸16も変動荷重を受けて、バルブ12の作用角およびリフト量が変動することになる。更に、制御軸16に加わるトルクの変動が大きくなる。その結果、制御軸16を駆動するためのモータ56の駆動電流が増大してしまう。また、可変動弁機構10の損傷の程度が高いほど、モータ56の駆動電流が増大するようになる。
Further, if rattling occurs between the above components, the force acting on the
一方、ある気筒のみに可変動弁機構10の損傷に起因する異常が生じた場合には、当該異常発生気筒において、吸入空気量が低下し、内燃機関のトルク変動やクランク軸の回転変動が発生する。この場合、可変動弁機構10の損傷の程度が高いほど、クランク軸の回転変動が大きくなる。
On the other hand, when an abnormality due to damage to the
そこで、本実施形態では、可変動弁機構10に生じた故障の程度を判定するうえで、先ず、可変動弁機構10における故障箇所が制御軸駆動装置18ではなく、機構部分(可変機構20)であることを次のような手法で特定するようにした。そのうえで、モータ56による制御軸16の駆動電流変化の大きさとクランク軸の回転変動の大きさとに基づいて、可変動弁機構10に生じた故障(損傷)の程度を判定するようにした。
Therefore, in this embodiment, when determining the degree of failure that has occurred in the
更に、本実施形態では、上記手法で判定された可変動弁機構10の故障の程度に応じた態様で、本可変動弁機構10が搭載された車両を安全な場所へ移動させる退避走行のための内燃機関の退避運転を行うようにしている。また、故障の程度が重大であると判定された場合には、当該判定時の故障の程度に応じた適切な退避運転を行うとともに、当該故障の存在を警報するようにした。
Further, in the present embodiment, for the retreat travel in which the vehicle on which the
図3は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU68が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。
図3に示すルーチンでは、先ず、制御軸駆動装置18に故障が発生していないか否かが判別される(ステップ100)。
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the
In the routine shown in FIG. 3, first, it is determined whether or not a failure has occurred in the control shaft driving device 18 (step 100).
図4は、ECU68からの指令に基づいて制御軸駆動装置18を駆動した際における制御軸16の応答の様子を表した図である。より具体的には、図4(A)は、制御軸駆動装置18へのECU68の指令値の波形を、図4(B)は、ECU68からの指令を受けた際の上記位置センサ66の波形を、それぞれ示している。
FIG. 4 is a diagram showing how the
図4(A)に示すように、ECU68から制御軸駆動装置18のモータ56に駆動指令が発せられると、モータ56の駆動力がウォームギヤ58、ウォームホイール60、減速ギヤ62、および減速ギヤ64を介して制御軸16に伝達され、制御軸16が回転し始める。
As shown in FIG. 4A, when a drive command is issued from the
本ステップ100では、制御軸駆動装置18へのECU68の指令値と、制御軸16に取り付けられた位置センサ66の出力信号とを比較する。より具体的には、当該指令値に対する制御軸16の応答時間が正常時の応答時間よりも長くなっているか否かを判別するようにしている。
In this
制御軸駆動装置18における各ギヤとシャフトとの締結部等にがたつき等の損傷がある場合には、ECU68の指令値に対する制御軸16の応答時間が正常時よりも長くなる。従って、本ステップ100の判定によれば、制御軸駆動装置18にがたつき等の損傷(故障)が発生していないかどうかを確認することができる。
In the case where there is damage such as rattling between the gear and the shaft in the control
上記ステップ100において、制御軸駆動装置18に故障が発生していないと判定された場合には、次いで、モータ56の現在の駆動電流と正常時の駆動電流とが比較される(ステップ102)。そして、現在の駆動電流が正常時の駆動電流よりも増加しているか否かが判別される(ステップ104)。
If it is determined in
その結果、モータ56の現在の駆動電流が正常時の駆動電流よりも増加していると判定された場合には、次いで、クランク軸の現在の回転変動と正常時の回転変動とが比較される(ステップ106)。そして、現在の回転変動が正常時の回転変動よりも増加しているか否かが判別される(ステップ108)。
As a result, if it is determined that the current drive current of the
その結果、クランク軸の現在の回転変動が正常時の回転変動よりも増加していると判定された場合には、次いで、モータ56の駆動電流の増加量と、クランク軸の回転変動の増加量とが、それぞれ所定の閾値と比較される(ステップ110)。ECU68は、可変動弁機構10の損傷(故障)の程度を判別するために、モータ56の駆動電流変化およびクランク軸の回転変動の変化のそれぞれに対して、2つの閾値(第1閾値および第2閾値)を記憶している。
As a result, if it is determined that the current rotational fluctuation of the crankshaft is larger than the normal rotational fluctuation, then the amount of increase in the drive current of the
上記第1閾値は、可変動弁機構10に故障が生じているか否かを判別するための閾値である。また、上記第2閾値は、上記第1閾値よりも大きな値に設定されており、可変動弁機構10に故障が生じている場合において、その故障の程度が軽微なものであるか、或いは、重大な故障に繋がるおそれのある損傷であるかを判別するための閾値である。尚、これらの閾値は、それぞれの損傷状態での試験結果に基づいて事前に求められたものである。
The first threshold value is a threshold value for determining whether or not a failure has occurred in the
次に、可変動弁機構10の損傷レベル(故障の程度)が判定される(ステップ112)。具体的には、上記の第1閾値および第2閾値に基づき、モータ56の駆動電流の変化およびクランク軸の回転変動の変化がともに上記第1閾値に達していない場合には、可変動弁機構10は正常であると判定される。
Next, the damage level (degree of failure) of the
一方、モータ56の駆動電流の変化およびクランク軸の回転変動の変化のうちの少なくとも一方が上記第1閾値を上回っているが上記第2閾値には達していない場合は、可変動弁機構10には軽微な損傷(例えば、揺動部位のピンやピン受け部の摩耗によるクリアランスの増加など)があると判定される、つまり、可変動弁機構10に生じた故障の程度は軽度であると判定される。
On the other hand, if at least one of the change in the driving current of the
また、モータ56の駆動電流の変化およびクランク軸の回転変動の変化のうちの少なくとも一方が上記第2閾値を上回っている場合には、可変動弁機構10には重大な故障に繋がるおそれのある損傷(例えば、調整シム50の抜け、もしくは、中間アーム28に回転支持される形で同軸上に配置されたスライダーローラ26やカムローラ30の変形等のがたつきが大きくなっている状況、または、カムローラ30やスライダーローラ26の焼き付きによってフリクションが大きくなっている状況をもたらす損傷)があると判定される、つまり、可変動弁機構10に生じた故障の程度は重度であると判定される。
尚、ここでいう重大な故障とは、ピンの脱落、中間アーム28の外れ、または、スライダーローラ26やカムローラ30の脱落等のバルブ12の駆動が不可となる状況をもたらす故障をいう。
Further, when at least one of the change in the driving current of the
Here, the serious failure refers to a failure that causes a situation in which the driving of the
図3に示すルーチンでは、次に、上記ステップ112において判定された故障の程度に応じて、内燃機関の退避運転を行う際のバルブ12の開弁特性の制御の補正が実施される(ステップ114)。
In the routine shown in FIG. 3, next, correction of the control of the valve opening characteristic of the
具体的には、故障の程度が軽度であると判定されている場合には、クランク軸の回転変動が所定の許容範囲に収まるようになるまで、バルブ12の作用角およびリフト量が通常の狙い値よりも拡大される。この場合の吸入空気量の調整については、必要な運転領域のみスロットルバルブによって補助が行われる。これにより、各気筒の吸入空気量の差が小さくなるので、クランク軸の回転変動を良好に低減することができる。
Specifically, when it is determined that the degree of failure is minor, the operating angle and lift amount of the
また、故障の程度が重度であると判定されている場合には、バルブ12の作用角およびリフト量を最大作用角および最大リフト量で固定されるとともに、吸入空気量の制御は、すべてスロットルバルブで行われる。つまり、故障の程度が重度であると判定された場合には、当該故障の程度が軽度であると判定された上記の場合よりも正常時のバルブ制御に対する変化の大きな態様で、退避運転が行われるようになる。
When it is determined that the degree of failure is severe, the operating angle and lift amount of the
次に、上記ステップ112において判定された故障の程度が重度であるか否かが判別され(ステップ116)、当該故障の程度が重度であると判定されている場合には、更に、今回の故障の種類がECU68に記憶されるとともに、警告灯が点灯される(ステップ118)。これにより、運転者に故障箇所の修理が促される。
Next, it is determined whether or not the degree of failure determined in
以上説明した図3に示すルーチンによれば、正常時に対するモータ56の駆動電流変化と、正常時に対するクランク軸の回転変動の変化との組み合わせに基づいて、可変動弁機構10に生じた故障の程度を良好に特定することができる。
According to the routine shown in FIG. 3 described above, the failure of the
より具体的には、モータ、制御軸、或いは、それらの間に介在する軸(本実施形態では、ウォームホイール60が固定された軸が相当)に設けられる位置センサ(本実施形態では、位置センサ66が相当)による制御軸駆動系の位置の監視のみでは検出することのできない可変動弁機構の損傷の程度を、安価かつ簡便な手法で判定することができる。
More specifically, a position sensor (in this embodiment, a position sensor provided in a motor, a control shaft, or a shaft interposed between them (in this embodiment, a shaft to which the
また、上記ルーチンによれば、冷間始動時のTHCの排出抑制等の排気エミッションの排出抑制のために用いられる可変動弁機構10の故障をその程度を含めて検出でき、その故障の程度に見合った退避走行が行えるようになるので、排気エミッションの補償を行うことが可能となる。
Further, according to the above routine, it is possible to detect the failure of the
また、上記ルーチンによれば、制御軸駆動装置18の故障ではないことが判るので、修理時に制御軸駆動装置18の確認を実施しなくて済むようにできる。また、可変動弁機構10の重大な損傷を防止することができる。
Further, according to the above routine, it can be seen that it is not a failure of the control
また、故障の程度によらずに、一律にフェールモード制御を実行することとした場合には、故障の程度が軽度であり、ほぼ通常に運転可能な状況では、燃費が悪くなることが懸念される。これに対し、上記ルーチンでは、可変動弁機構10に生じた故障の程度に応じて、正常時の制御に対する変化の大きさの異なる態様で、退避運転が行われるようになっている。これにより、その後の走行にできるだけ支障が生じないようにすることができ、より燃費の悪化の少ない退避運転(退避走行)が可能となる。
In addition, when fail mode control is performed uniformly regardless of the degree of failure, there is a concern that the degree of failure is mild and fuel consumption may deteriorate in situations where the vehicle can be driven normally. The On the other hand, in the above routine, the retreat operation is performed in a manner in which the magnitude of the change with respect to the normal control differs depending on the degree of the failure that has occurred in the
ところで、上述した実施の形態1においては、モータ56により回転駆動される制御軸16の回転位置に応じて、バルブ12の開弁特性を変化させる可変機構20を有する可変動弁機構10を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明において、制御軸の制御位置に応じて、バルブの開弁特性を変化させる可変機構を有する可変動弁機構は、このような構成のものに限定されるものではない。すなわち、例えば、モータによって制御軸が軸方向に駆動されるものであってもよい。
By the way, in Embodiment 1 mentioned above, the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU68が、上記ステップ102および104の処理を実行することにより前記第1の発明における「電流変化取得手段」が、上記ステップ106および108の処理を実行することにより前記第1の発明における「回転変動取得手段」が、上記ステップ110および112の処理を実行することにより前記第1の発明における「故障程度判定手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU68が上記ステップ114の処理を実行することにより前記第3の発明における「軽度故障時退避運転実行手段」が実現されている。
また、ECU68が、上記ステップ114の処理を実行することにより前記第4の発明における「重度故障時退避運転実行手段」が、上記ステップ116および118の処理を実行することにより前記第4の発明における「警報実行手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
Further, the
Further, when the
10 可変動弁機構
12 バルブ
13 カム軸
14 駆動カム
16 制御軸
18 制御軸駆動装置
20 可変機構
22 揺動アーム
24 スライダー面
26 スライダーローラ
28 中間アーム
30 カムローラ
32 制御部材
36 揺動カム面
38 ロッカーアーム
40 ロッカーローラ
42 油圧式ラッシュアジャスタ
44 作用角調整機構
46 制御ピン
48 調整ピン
50 調整シム
56 モータ
58 ウォームギヤ
60 ウォームホイール
62、64 減速ギヤ
66 位置センサ
68 ECU(Electronic Control Unit)
70 クランク角センサ
DESCRIPTION OF
70 Crank angle sensor
Claims (4)
モータにより駆動される制御軸と、
駆動カムと前記バルブとの間に介在し、前記制御軸の制御位置に応じて、前記バルブの開弁特性を変化させる可変機構と、
前記モータの駆動電流変化を取得する電流変化取得手段と、
クランク軸の回転変動を取得する回転変動取得手段と、
前記モータの駆動電流変化と前記クランク軸の回転変動との組み合わせに基づいて、前記可変動弁機構に生じた故障の程度を判定する故障程度判定手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁機構の故障判定装置。 A failure determination device for a variable valve mechanism capable of mechanically changing a valve opening characteristic with respect to rotation of a camshaft,
A control shaft driven by a motor;
A variable mechanism that is interposed between the drive cam and the valve and changes a valve opening characteristic of the valve according to a control position of the control shaft;
Current change acquisition means for acquiring a drive current change of the motor;
Rotation fluctuation acquisition means for acquiring crankshaft rotation fluctuation;
A failure degree determination means for determining a degree of failure that has occurred in the variable valve mechanism based on a combination of a change in the driving current of the motor and a rotation fluctuation of the crankshaft;
A failure determination device for a variable valve mechanism, comprising:
前記故障程度判定手段によって、前記故障の程度が重度であると判定された場合に、前記故障を警報する警報実行手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1または2記載の可変動弁機構の故障判定装置を備える内燃機関の制御装置。 When the degree of failure is determined to be severe by the failure degree determination means, the internal combustion engine is more greatly changed than normal when compared to a case where the degree of failure is determined to be mild. Evacuation operation execution means at the time of a serious failure to execute
Warning execution means for warning the failure when the failure degree is determined to be severe by the failure degree determination means;
The control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism failure determination device according to claim 1, further comprising:
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2008
- 2008-06-10 JP JP2008151995A patent/JP2009299503A/en active Pending
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