JP2010138727A - 可変動弁機構の異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バルブタイミングの進角側への変更を規制する規制手段について、その異常を適切に診断することのできる可変動弁機構の異常診断装置を提供する。
【解決手段】このエンジン10は、機関バルブとしての吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lを変更する第1可変動弁機構30と、同バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構40と、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制し、これによりバルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する領域規制ピンと、領域規制ピンの異常診断を行う第2可変動弁機構40の異常診断装置とを備える。そして、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が領域規制ピンに対して送信されているときに第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて領域規制ピンに異常が生じている旨判定する。
【選択図】図1
【解決手段】このエンジン10は、機関バルブとしての吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lを変更する第1可変動弁機構30と、同バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構40と、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制し、これによりバルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する領域規制ピンと、領域規制ピンの異常診断を行う第2可変動弁機構40の異常診断装置とを備える。そして、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が領域規制ピンに対して送信されているときに第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて領域規制ピンに異常が生じている旨判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、機関バルブとしての吸気バルブ又は排気バルブの最大バルブリフト量を変更する第1可変動弁機構と、機関バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構と、バルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する規制手段とを備える内燃機関の可変動弁装置について、規制手段の異常診断を行う可変動弁機構の異常診断装置に関する。
上記可変動弁装置では、第1可変動弁機構が最大バルブリフト量の大きいとき且つ第2可変動弁機構が進角側にあるとき、内燃機関のピストンとバルブが干渉するバルブスタンプの問題が生じる。例えば、特許文献1の可変動弁装置では第2可変動弁機構を規制する規制ピンを備えることでこのような問題を解決している。
特開2000−328911号公報
しかし、上記規制ピンが固着した場合には、現実に第2可変動弁機構の進角動作の規制が必要であるときに、規制ピンによるバルブタイミングの規制がなされないためバルブスタンプを招くおそれがある。
そこで、規制ピン固着等の異常を検出することが望まれるものの、今のところそのような提案はなされていない。なお、上記問題は特許文献1の可変動弁装置に限らず、第1可変動弁機構と第2可変動弁機構と規制手段とを備える可変動弁装置であれば同様に生じる問題である。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミングの進角側への変更を規制する規制手段について、その異常を適切に診断することのできる可変動弁機構の異常診断装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、機関バルブとしての吸気バルブ又は排気バルブの最大バルブリフト量を変更する第1可変動弁機構と、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構と、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を所定の進角領域よりも遅角側にある遅角領域に規制し、これによりバルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する規制手段とを備える内燃機関の可変動弁装置について、前記規制手段の異常診断を行う可変動弁機構の異常診断装置において、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に移動したことに基づいて前記規制手段に異常が生じている旨判定する診断手段を備えることを要旨としている。
(1)請求項1に記載の発明は、機関バルブとしての吸気バルブ又は排気バルブの最大バルブリフト量を変更する第1可変動弁機構と、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構と、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を所定の進角領域よりも遅角側にある遅角領域に規制し、これによりバルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する規制手段とを備える内燃機関の可変動弁装置について、前記規制手段の異常診断を行う可変動弁機構の異常診断装置において、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に移動したことに基づいて前記規制手段に異常が生じている旨判定する診断手段を備えることを要旨としている。
第2可変動弁機構が遅角領域から進角領域に向けて移動しているとき、且つ第2可変動弁機構の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が規制手段に対して送信されているときに、第2可変動弁機構が規制手段により規制されている正常状態であるとき、第2可変動弁機構の進角領域に向けての移動は遅角領域と進角領域との境界の位置で停止する。しかし、第2可変動弁機構が規制手段により規制されていない異常状態であるとき、第2可変動弁機構の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が規制手段に対して送信されているにもかかわらず、第2可変動弁機構は遅角領域から進角領域に移動してしまうこととなる。
上記発明によれば、第2可変動弁機構の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が規制手段に対して送信されているときに第2可変動弁機構が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて規制手段に異常が生じている旨判定するようにしているため、適切に規制手段の異常診断を行うことができるようになる。
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、当該診断装置は、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に向けて移動しているときに前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令を前記規制手段に対して送信することを要旨としている。
上記発明では、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて、第2可変動弁機構が遅角領域から進角領域に向けて移動しているときに、第2可変動弁機構の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令を規制手段に対して送信するようにしている。すなわち、第2可変動弁機構の遅角領域から進角領域に向けての移動を利用して異常診断を行うようにしているため、異常診断を行う機会を増やすことができるようになる。
(3)請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断手段は、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に向けて移動しているときに異常診断のための目標位置を前記進角領域に設定し、その後に前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構が前記目標位置に達したことに基づいて前記規制手段に異常が生じている旨判定することを要旨としている。
上記発明によれば、第2可変動弁機構が異常診断のための目標位置を超えて進角領域に達したか否かに基づいて異常診断を行うようにしているため、異常診断のための目標位置を設定せずに、異常診断を行うときに比べてより的確に診断を行うことができるようになる。
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断手段は、前記遅角領域と前記進角領域との境界の位置よりも前記進角領域側且つ同位置の近傍に前記目標位置を設定することを要旨としている。
上記発明によれば、異常診断のための目標位置に向けて第2可変動弁機構を駆動した際に同可変動弁機構の遅角領域から進角領域への移動が規制手段により規制されなかった場合、すなわち規制手段に異常が生じている場合において、例えば第2可変動弁機構を再び遅角領域に戻す際には、その移動量を小さくすることができるようになる。すなわち、異常診断のための目標位置が同目標位置から大きく離れた進角領域内のいずれかの位置に設定されている場合と比較して、同移動量を小さくすることができるようになる。
(5)請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断手段は、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構の進角領域への移動が規制された位置である規制位置を学習し、以降はこの学習した規制位置に基づいて前記目標位置を設定することを要旨としている。
上記発明によれば、診断手段が把握する規制位置と実際の規制位置との間にずれが生じているとき、診断手段がこのずれを把握したうえで以降の目標位置の設定を行うようにしているため、目標位置が要求される位置から上記ずれの分だけ異なるところに設定されることを抑制することができるようになる。
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断手段は、前記第2可変動弁機構の作動要求速度が判定値よりも大きいとき、前記異常診断を禁止することを要旨としている。
第2可変動弁機構が遅角領域から進角領域に移動する際、規制手段に異常が生じていない状態のもとで同規制手段に対して第2可変動弁機構の移動を規制する旨の指令がなされたときには、通常であれば規制手段によりそのとおりの規制がなされるようになる。しかし、第2可変動弁機構の移動速度が速いときには、規制手段が同可変動弁機構の移動を規制する状態となる前に、第2可変動弁機構が規制手段による規制位置を超えて進角領域内に移動してしまうこともある。そしてこの場合には、規制手段に異常が生じていないにもかかわらず第2可変動弁機構が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて、規制手段に異常が生じている旨の判定がなされるようになる。すなわち、異常診断の結果として誤ったものが得られるようになる。この点に鑑みて上記発明では、第2可変動弁機構の作動要求速度が判定値よりも大きいときに異常診断を行うことを禁止するようにしているため、規制手段に異常が生じていないにもかかわらず異常が生じている旨の診断がなされることを抑制することができるようになる。
(7)請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断手段は、前記規制手段に異常が生じていない旨判定した後、前記規制手段の状態を前記第2可変動弁機構の前記進角領域に向けての移動が許容される状態に変更することを要旨としている。
上記発明では、規制手段に異常が生じていない旨判定した後、規制手段の状態を第2可変動弁機構が進角領域に向けて移動することが許容される状態に変更するようにしているため、第2可変動弁機構を遅角領域から進角領域に適切に移動することができるようになる。
(第1実施形態)
図1〜図9を参照して、本発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を直列4気筒型エンジンに適用した場合の具体化した一実施形態について説明する。
図1〜図9を参照して、本発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を直列4気筒型エンジンに適用した場合の具体化した一実施形態について説明する。
図1に、シリンダ13ヘッド側から見たエンジンの平面構造を示す。
エンジン10は、シリンダブロック11及びシリンダヘッド12を備えている。シリンダブロック11には、複数のシリンダ13が設けられている。シリンダヘッド12には、シリンダ13の吸気ポートを開閉する吸気バルブ14がシリンダ13毎に設けられている。また、各吸気バルブ14を開弁方向に駆動する吸気カムシャフト32が設けられている。吸気カムシャフト32は、複数の隔壁を通じて回転可能に支持されており、タイミングチェーン16を介してクランクシャフト15に駆動連結されている。
エンジン10は、シリンダブロック11及びシリンダヘッド12を備えている。シリンダブロック11には、複数のシリンダ13が設けられている。シリンダヘッド12には、シリンダ13の吸気ポートを開閉する吸気バルブ14がシリンダ13毎に設けられている。また、各吸気バルブ14を開弁方向に駆動する吸気カムシャフト32が設けられている。吸気カムシャフト32は、複数の隔壁を通じて回転可能に支持されており、タイミングチェーン16を介してクランクシャフト15に駆動連結されている。
エンジン10には、吸気バルブ14のバルブ特性を変更する可変動弁装置20が設けられている。
可変動弁装置20は、吸気カムシャフト32に並行して設けられた第1可変動弁機構30と、吸気カムシャフト32の端部に設けられた第2可変動弁機構40とから構成されている。
可変動弁装置20は、吸気カムシャフト32に並行して設けられた第1可変動弁機構30と、吸気カムシャフト32の端部に設けられた第2可変動弁機構40とから構成されている。
第1可変動弁機構30は、各吸気バルブ14における最大のバルブリフト量(以下、最大バルブリフト量L)及び作用角を連続的に変更するものであり、吸気カムシャフト32からの力を受けてバルブリフト機構31により吸気バルブ14を開弁方向に駆動する。このバルブリフト機構31は、シリンダ13毎に設けられるものであり、複数の隔壁のうちの隣り合う一対の隔壁の間に配置されている。なお、吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lは、吸気バルブ14がその駆動範囲内において最大限に閉弁方向に移動した状態から最大限に開弁方向に移動した状態までの移動量を示す。また、吸気バルブ14の作用角は、吸気バルブ14がその駆動範囲内において最大限に閉弁方向に移動した状態から最大限に開弁方向に移動した状態を経て再び最大限に閉弁方向に移動した状態に戻るまでに要するクランクシャフト15の回転角度を示す。
第2可変動弁機構40は、クランクシャフト15の回転位相に対する吸気カムシャフト32の回転位相を変更して吸気バルブ14のバルブタイミングを進角または遅角させる。
次に、第1可変動弁機構30及び第2可変動弁機構40を備える可変動弁装置20を駆動制御する制御系について説明する。この制御系には、エンジン10の運転制御など各種制御を行う電子制御装置90が設けられている。
次に、第1可変動弁機構30及び第2可変動弁機構40を備える可変動弁装置20を駆動制御する制御系について説明する。この制御系には、エンジン10の運転制御など各種制御を行う電子制御装置90が設けられている。
電子制御装置90は、アクセルポジションセンサ91、スロットルポジションセンサ92、クランクポジションセンサ93、カムポジションセンサ94及びエアフロメータ95をはじめとする各種センサからの信号に基づいて機関運転状態及び車両走行状態及び運転者の要求を把握したうえで各種制御を行う。
アクセルポジションセンサ91は、車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力する。スロットルポジションセンサ92は、吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度に応じた信号を出力する。クランクポジションセンサ93は、クランクシャフト15の回転角度に応じた信号を出力する。カムポジションセンサ94は、吸気カムシャフト32の回転角度に応じた信号を出力する。エアフロメータ95は、吸気通路を流れる吸気の質量流量に応じた信号を出力する。
そして、電子制御装置90は、上記各種センサからの信号に基づき、機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態を把握する。なお、機関回転速度はクランクポジションセンサ93からの信号に基づき求められる。また、機関負荷は、エアフロメータ95等の信号に基づき求められるエンジン10の吸入空気量から算出される。
電子制御装置90は、機関運転状態に基づいて吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lを変更するバルブリフト量制御、及び吸気バルブ14のバルブタイミングを変更するバルブタイミング制御を行う。
バルブリフト量制御においては、機関運転状態(機関負荷及び機関回転速度)に基づいて最大バルブリフト量Lの目標値を設定し、実際の最大バルブリフト量Lをこの目標値に維持すべく第1可変動弁機構30を操作する。基本的には、機関高負荷時においては吸入空気量の要求値が大きくなるため、これにともない最大バルブリフト量Lの目標値としても大きな値が設定される。一方、機関低負荷時においては吸入空気量の要求値が小さくなるため、これにともない最大バルブリフト量Lの目標値としては小さな値が設定される。
バルブタイミングの制御においては、機関運転状態(機関負荷及び機関回転速度)に基づいてバルブタイミングの目標値である基本目標値Txを設定し、実際のバルブタイミングをこの目標値に維持すべく第2可変動弁機構40を操作する。
図2に第1可変動弁機構30を側面側からみた構造を示す。
第1可変動弁機構30は、回転及び軸方向への移動ができないように隔壁を通じて固定されているロッカシャフト35と、その内部において軸方向へ移動することができる状態のコントロールシャフト36と、コントロールシャフト36と駆動連結されているシャフト用アクチュエータ37(図1参照)を備えて構成されている。
第1可変動弁機構30は、回転及び軸方向への移動ができないように隔壁を通じて固定されているロッカシャフト35と、その内部において軸方向へ移動することができる状態のコントロールシャフト36と、コントロールシャフト36と駆動連結されているシャフト用アクチュエータ37(図1参照)を備えて構成されている。
バルブリフト機構31は、ロッカシャフト35上に各シリンダ13と対応する位置に設けられており、ロッカシャフト35上に設けられコントロールシャフト36と連動して軸方向へ移動することができるスライダギアと、スライダギアとヘリカルスプラインを通じて噛合されている入力アーム38及び出力アーム39を備えて構成されている。また、入力アーム38及び出力アーム39は、これらアームの間に位置する端面が接触した状態でそれぞれスライダギアに組み付けられている。
第1可変動弁機構30は、シリンダヘッド12において、吸気カムシャフト32の吸気カムとローラロッカーアーム18との間に設けられている。ローラロッカーアーム18は、第1可変動弁機構30と吸気バルブ14との間に設けられ、その一端は、シリンダヘッド12に固定されたラッシュアジャスタ19に支持されており、もう一端は、吸気バルブ14上端部に当接されている。ローラロッカーアーム18のローラは、常にバルブリフト機構31へ当接されるようになる。入力アーム38のローラ38aは、シリンダヘッド12に圧縮状態で配設されたばねによって、常に吸気カム34へ押しつけられるように付勢されている。出力アーム39は、ハウジング50のベース円部分及びノーズ39aのカム面39bのいずれかが常にローラロッカーアーム18のローラと当接した状態にある。そして、吸気カムシャフト32の回転にともなうバルブリフト機構31の揺動を通じて、ローラロッカーアーム18が出力アーム39により押圧され、このローラロッカーアーム18の揺動を通じて吸気バルブ14がリフトされる。
吸気バルブ14のリフトは具体的には次のように行われる。
コントロールシャフト36を最大限までシャフト用アクチュエータ37に近づく方向へ移動させた場合の第1可変動弁機構30の作動状態において、吸気カム34のベース円部分が入力アーム38のローラ38aに当接しているとき、ローラロッカーアーム18のローラはハウジング50のベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ14はリフト量が「0」の状態(エンジン10の吸気ポートを閉じた状態)に維持される。そして、吸気カムシャフト32の回転にともなって入力アーム38のローラ38aが吸気カム34のリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム38がロッカシャフト35に対して反時計回り方向に回転される。また、これにともなってスライダギア及び出力アーム39が一体となって回転される。これにより、出力アーム39のノーズ39aに形成されたカム面39bがローラロッカーアーム18のローラに当接され、カム面39bの押圧によって同ローラが押し下げられる。ローラロッカーアーム18のローラがカム面39bを通じて押圧されているとき、ラッシュアジャスタ19との当接部を中心として揺動することにより吸気バルブ14が開弁される。
コントロールシャフト36を最大限までシャフト用アクチュエータ37に近づく方向へ移動させた場合の第1可変動弁機構30の作動状態において、吸気カム34のベース円部分が入力アーム38のローラ38aに当接しているとき、ローラロッカーアーム18のローラはハウジング50のベース円部分と当接した状態にある。このため、吸気バルブ14はリフト量が「0」の状態(エンジン10の吸気ポートを閉じた状態)に維持される。そして、吸気カムシャフト32の回転にともなって入力アーム38のローラ38aが吸気カム34のリフト部分を通じて押し下げられると、入力アーム38がロッカシャフト35に対して反時計回り方向に回転される。また、これにともなってスライダギア及び出力アーム39が一体となって回転される。これにより、出力アーム39のノーズ39aに形成されたカム面39bがローラロッカーアーム18のローラに当接され、カム面39bの押圧によって同ローラが押し下げられる。ローラロッカーアーム18のローラがカム面39bを通じて押圧されているとき、ラッシュアジャスタ19との当接部を中心として揺動することにより吸気バルブ14が開弁される。
コントロールシャフト36を最大限までシャフト用アクチュエータ37に近づく方向へ移動させた状態においては、ロッカシャフト35の軸心回りにおける入力アーム38のローラ38aと出力アーム39のノーズ39aとの相対位相差が同位相差の制御範囲内において最大となる。これにより、吸気カム34が同ローラ38aを最大限に押し下げた際におけるローラロッカーアーム18のローラの変位量が最も大きくなるため、吸気バルブ14は最も大きい最大バルブリフト量L(最大リフト量Lmax)及び作用角で開閉されるようになる。
次に、コントロールシャフト36を最大限までシャフト用アクチュエータ37から離れる方向へ移動させた場合の第1可変動弁機構30の作動状態について説明する。
吸気カム34のベース円部分が入力アーム38のローラ38aに当接しているとき、出力アーム39におけるローラ38aの当接位置は最大限までカム面39bから離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト32の回転により入力アーム38のローラ38aが吸気カム34のリフト部分を通じて押し下げられると、出力アーム39が入力アーム38と一体に回転される。この状態においては、ロッカシャフト35の軸心回りにおけるローラ38aとノーズ39aとの相対位相差が同位相差の制御範囲内において最小となる。これにより、吸気カム34がローラ38aを最大限に押し下げた際におけるローラ38aの変位量が最も小さくなるため、吸気バルブ14は最も小さい最大バルブリフト量L(以下、最小リフト量Lmin)及び作用角で開閉されるようになる。
吸気カム34のベース円部分が入力アーム38のローラ38aに当接しているとき、出力アーム39におけるローラ38aの当接位置は最大限までカム面39bから離れた位置にある。そして、吸気カムシャフト32の回転により入力アーム38のローラ38aが吸気カム34のリフト部分を通じて押し下げられると、出力アーム39が入力アーム38と一体に回転される。この状態においては、ロッカシャフト35の軸心回りにおけるローラ38aとノーズ39aとの相対位相差が同位相差の制御範囲内において最小となる。これにより、吸気カム34がローラ38aを最大限に押し下げた際におけるローラ38aの変位量が最も小さくなるため、吸気バルブ14は最も小さい最大バルブリフト量L(以下、最小リフト量Lmin)及び作用角で開閉されるようになる。
なお、エンジン10において、吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lと作用角とは一定の対応関係を有している。即ち、吸気バルブ14の最大バルブリフト量Lが変更された場合、その変更量に応じた分だけ吸気バルブ14の作用角が変更されるようになる。また、第1可変動弁機構30による最大バルブリフト量Lの変更がなされた場合において、バルブリフト量がピークを示すバルブタイミングは維持された状態のもとで最大バルブリフト量L及び作用角が増大または減少する。
図3(A)に第2可変動弁機構40の平面構造を示す。なお、図中の矢印方向(時計回り)を吸気カムシャフト32の回転方向とする。エンジン10においては、カムスプロケット33が吸気カムシャフト32に対して相対回転可能に設けられており、タイミングチェーン16を介してクランクシャフト15と駆動連結されている。
第2可変動弁機構40は、一体回転可能な状態でカムスプロケット33に固定されているハウジング50と、ハウジング50内に設けられて吸気カムシャフト32と一体に回転するベーンロータ60とを備えて構成されている。また、ハウジング50の内周側には、複数の圧力室隔壁が設けられ、ベーンロータ60の外周側には、複数のベーン61が設けられている。そして、ベーン61を挟んで隣り合うように、ベーン61と圧力室隔壁とが対向してなす空間に進角圧力室51及び遅角圧力室52が形成されている。進角圧力室51は、ベーン61を基準として吸気カムシャフト32の回転方向と反対側に形成されて、遅角圧力室52は、ベーン61を基準として吸気カムシャフト32の回転方向側に形成されている。
吸気バルブ14のバルブタイミングは、ハウジング50に対するベーンロータ60の回転位相の変更を通じて、最も進角した状態(以下、最進角)から最も遅角した状態(以下、最遅角)までの間で変更される。バルブタイミングが最進角のとき、進角量Tは最も大きい進角量(以下、最進角量Tmax)となる。また、バルブタイミングが最遅角のとき、進角量Tは最も小さい進角量(以下、最遅角量Tmin)となる。
吸気バルブ14のバルブタイミングの進角要求があるとき、オイルポンプ82を通じて圧送された潤滑油が進角圧力室51へ供給される一方で、遅角圧力室52内の潤滑油がオイルパン81へ排出される。このとき、進角圧力室51の圧力と遅角圧力室52の圧力との差により、ベーンロータ60がハウジング50に対して進角側(吸気カムシャフト32の回転方向側)へ相対回転する。このベーンロータ60の相対回転を通じてクランクシャフト15の回転位相に対する吸気カムシャフト32(吸気カム34)の回転位相が進角側へ変更されることにより、吸気バルブ14のバルブタイミングが進角されるようになる。
吸気バルブ14のバルブタイミングの遅角要求があるとき、オイルポンプ82を通じて圧送された潤滑油が遅角圧力室52へ供給される一方で、進角圧力室51内の潤滑油がオイルパン81へ排出される。このとき、遅角圧力室52内の圧力と進角圧力室51内の圧力との差により、ベーンロータ60がハウジング50に対して遅角側(吸気カムシャフト32の回転方向と反対側)へ相対回転する。このベーンロータ60の相対回転を通じて、クランクシャフト15の回転位相に対する吸気カムシャフト32(吸気カム34)の回転位相が遅角側へ変更されることにより、吸気バルブ14のバルブタイミングが遅角されるようになる。
図3(B)に図3(A)のa―a´線に沿った断面構造を示す。
第2可変動弁機構40には、ハウジング50に対するベーンロータ60の駆動範囲を規制する機構として、ロックピン71及びロック穴72からなる第1規制機構70と、領域規制ピン74及び領域規制溝75からなる第2規制機構73とが設けられている。
第2可変動弁機構40には、ハウジング50に対するベーンロータ60の駆動範囲を規制する機構として、ロックピン71及びロック穴72からなる第1規制機構70と、領域規制ピン74及び領域規制溝75からなる第2規制機構73とが設けられている。
第1規制機構70は、ハウジング50に対するベーンロータ60の回転位相を最遅角位相に固定するものであり、ロックピン71がベーンロータ60内に収容された収容状態と、ロックピン71がベーンロータ60から突出してロック穴72にはめ込まれた突出状態との間で駆動状態が切替えられる。ロック穴72は、ハウジング50に対するベーンロータ60の位相を最遅角に制限する態様でハウジング50に形成されている。
そして、第1規制機構70が突出状態にある状況のもとでロックピン71とロック穴72とが係合したときにはベーンロータ60とハウジング50との相対回転が不能とされ、第2可変動弁機構40が最遅角の状態に維持される。以下では、ロックピン71がベーンロータ60から突き出る方向を突出方向とし、ロックピン71がベーンロータ60内に移動する方向を収容方向とする。
第1規制機構70の収容状態と突出状態との切替えは、ロックピン71に対して突出方向(ロックピン71がベーンロータ60から突き出る方向)に作用するばね54の力と、ロックピン71に対して収容方向(ロックピン71がベーンロータ60内に移動する方向)に作用する油圧との関係に基づいて行われる。すなわち、ロックピン71に対して油圧が供給されるときには、油圧がばね54の力を超えてロックピン71を収容方向に押すことにより同ピン71はベーンロータ60に収容される。一方、ロックピン71に対して油圧が供給されないときには、ばね54がロックピン71を突出方向に押すことにより同ピン71はベーンロータ60から突出する。
第2規制機構73は、ハウジング50に対するベーンロータ60の回転位相を所定の遅角領域内に規制するものであり、領域規制ピン74がベーンロータ60内に収容された収容状態と、領域規制ピン74がベーンロータ60から突出して領域規制溝75にはめ込まれた突出状態との間で駆動状態が切り替えられる。領域規制溝75は、ハウジング50に対するベーンロータ60の回転を最遅角から規制位置までに制限する態様でハウジング50に形成されている。
そして、第2規制機構73が突出状態にある状況のもとで領域規制ピン74が領域規制溝75の規制位置に到達して領域規制ピン74と領域規制溝75とが係合したときには、ハウジング50に対するベーンロータ60のそれ以上の進角動作が不能とされ、第2可変動弁機構40が規制位相に維持される。以下では、領域規制ピン74がベーンロータ60から突き出る方向を突出方向とし、領域規制ピン74がベーンロータ60内に移動する方向を収容方向とする。
第2規制機構73の収容状態と突出状態との切替えは、領域規制ピン74に対して突出方向(領域規制ピン74がベーンロータ60から突き出る方向)に作用するばね54の力と、領域規制ピン74に対して収容方向(領域規制ピン74がベーンロータ60内に移動する方向)に作用する油圧との関係に基づいて行われる。すなわち、領域規制ピン74に対して油圧が供給されるときには、油圧がばね54の力を超えて領域規制ピン74を収容方向に押すことにより同ピン74はベーンロータ60に収容される。一方、領域規制ピン74に対して油圧が供給されないときには、ばね54が領域規制ピン74を突出方向に押すことにより同ピン74はベーンロータ60から突出する。
なお、第1規制機構70のロックピン71及び第2規制機構73の領域規制ピン74は、互いに独立して駆動される。すなわち、ベーンロータ60が最遅角位置にあるときにベーンロータ60を同位置に固定する要求があるときには、これに基づいてロックピン71に対する油圧の供給が停止される。また、最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以上の大きさにあることによりベーンロータ60の駆動領域を遅角領域に制限する要求があるときには、これに基づいて領域規制ピン74に対する油圧の供給が停止される。
図4に、第2可変動弁機構40の潤滑油供給構造を示す。なお、図中の矢印方向(時計回り)を吸気カムシャフト32の回転方向とする。
第2可変動弁機構40においては、オイルパン81の潤滑油がオイルポンプ82により汲み上げられて、進角圧力室51及び遅角圧力室52及びピン圧力室53のそれぞれに対して供給される。また、進角圧力室51及び遅角圧力室52に対する潤滑油の供給態様は、第1オイルコントロールバルブ83により制御される。また、ピン圧力室53に対する潤滑油の供給態様は、第2オイルコントロールバルブ84により制御される。
第2可変動弁機構40においては、オイルパン81の潤滑油がオイルポンプ82により汲み上げられて、進角圧力室51及び遅角圧力室52及びピン圧力室53のそれぞれに対して供給される。また、進角圧力室51及び遅角圧力室52に対する潤滑油の供給態様は、第1オイルコントロールバルブ83により制御される。また、ピン圧力室53に対する潤滑油の供給態様は、第2オイルコントロールバルブ84により制御される。
オイルパン81とオイルポンプ82とは、第1供給管R1により接続されている。オイルポンプ82と第1オイルコントロールバルブ83とは、第2供給管R2により接続されている。第1オイルコントロールバルブ83と進角圧力室51とは、第3供給管R3により接続されている。第1オイルコントロールバルブ83と遅角圧力室52とは、第4供給管R4により接続されている。第1オイルコントロールバルブ83とオイルパン81とは、第5供給管R5により直接的に接続されている。オイルポンプ82と第2オイルコントロールバルブ84とは、第6供給管R6により接続されている。第2オイルコントロールバルブ84とピン圧力室53とは、ピン圧力室53に対して潤滑油を供給する第7供給管R7により接続されている。第2オイルコントロールバルブ84とピン圧力室53とは、ピン圧力室53から潤滑油を排出する第8供給管R8により接続されている。第2オイルコントロールバルブ84とオイルパン81とは第9供給管R9により直接的に接続されている。
第2可変動弁機構40の遅角時においては、第1オイルコントロールバルブ83の操作を通じて、第2供給管R2と第4供給管R4とが接続されるとともに第3供給管R3と第5供給管R5とが接続される。これにより、オイルポンプ82からの潤滑油が遅角圧力室52に供給されるとともに進角圧力室51の潤滑油がオイルパン81に排出されるため、バルブタイミングが遅角される。
第2可変動弁機構40の進角時においては、第1オイルコントロールバルブ83の操作を通じて、第2供給管R2と第3供給管R3とが接続されるとともに第4供給管R4と第5供給管R5とが接続される。これにより、オイルポンプ82からの潤滑油が進角圧力室51に供給されるとともに遅角圧力室52の潤滑油がオイルパン81に排出されるため、バルブタイミングが進角される。
第2規制機構73の収容状態での駆動時においては、第6供給管R6と第7供給管R7とが接続される。これにより、オイルポンプ82からの潤滑油がピン圧力室53に供給されるため、領域規制ピン74に対して収容方向の油圧が作用して同ピン74がベーンロータ60に収容された状態に維持される。
第2規制機構73の突出状態での駆動時においては、第8供給管R8と第9供給管R9とが接続される。これにより、ピン圧力室53の潤滑油がオイルパン81に排出されるため、領域規制ピン74に対する油圧の供給が停止され同ピン74がベーンロータ60から突出した状態に維持される。
図5を参照して、バルブスタンプについて説明する。
ここでバルブ特性として、同一のバルブタイミングを有し且つ互いに異なる最大バルブリフト量Lを有する2つのバルブ特性X1及びX2を想定する。すなわち、バルブ特性X1は、バルブタイミングT1且つ最大バルブリフト量L1の特性であり、バルブ特性X2は、バルブタイミングT1且つ最大バルブリフト量L2の特性である。
ここでバルブ特性として、同一のバルブタイミングを有し且つ互いに異なる最大バルブリフト量Lを有する2つのバルブ特性X1及びX2を想定する。すなわち、バルブ特性X1は、バルブタイミングT1且つ最大バルブリフト量L1の特性であり、バルブ特性X2は、バルブタイミングT1且つ最大バルブリフト量L2の特性である。
そして、バルブ特性X1については、バルブタイミングをタイミングT1からいずれの大きさに進角したとしても、最大バルブリフト量Lが比較的小さいことにより吸気バルブ14とピストン17との衝突が生じることはない。一方のバルブ特性X2については、バルブタイミングをタイミングT1から最進角に向けて進角する過程において、最大バルブリフト量Lが大きいことに起因して吸気バルブ14とピストン17との衝突をまねくようになる。
そこで本実施形態においては、バルブスタンプをまねくバルブ特性を規制するために先の第2規制機構73を第2可変動弁機構40に設けるようにしている。すなわち、最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以上のときには領域規制ピン74と領域規制溝75との係合によりベーンロータ60の進角動作を規制することにより、バルブスタンプの問題解消を図るようにしている。
図6を参照して、第2規制機構73による規制の態様について説明する。なお、図6は図3(A)のa−a´線に沿った断面構造を平面上に展開して、模式的に示したものである。
第1可変動弁機構30により最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以上の大きさに設定されているとき、図6(A)に示されるように、第2可変動弁機構40においては領域規制ピン74がベーンロータ60から突出した状態に維持される。これにより、ベーンロータ60が規制位置を超えてハウジング50に対して進角側に駆動しようとしても、図6(B)に示されるように、領域規制ピン74が領域規制溝75をなす進角側の壁面と係合することによりそれ以上の進角側の駆動が規制される。このように、第2規制機構73が突出状態にあるときには、ハウジング50に対するベーンロータ60の駆動範囲が最遅角位置から規制位置までの遅角領域に制限される。
一方、第1可変動弁機構30により最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB未満の大きさに設定されているとき、図6(C)に示されるように、第2可変動弁機構40においては領域規制ピン74がベーンロータ60内に収容される。これにより、領域規制ピン74が領域規制溝75をなす進角側の壁面と係合することはないため、ベーンロータ60が規制位置を超えてハウジング50に対して進角側に駆動することが許容される。このように、第2規制機構73が収容状態にあるときには、ハウジング50に対するベーンロータ60の駆動範囲は最遅角位置から規制位置までの遅角領域及び規制位置から最進角位置までの進角量領域の双方となる。
図7を参照して、可変動弁装置20によるバルブ特性の変更態様について説明する。なお、ハウジング50に対するベーンロータ60の回転が規制位置で規制されているとき、第2可変動弁機構40は規制進角値TBに規制されている。
小リフト進角領域S1は、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが最小リフト量Lminから規制リフト値LBの範囲と、第2可変動弁機構40の進角量Tが最進角量Tmaxから規制進角値TBの範囲とで囲まれた領域を示す。この領域においては、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以下であり、領域規制ピン74はベーンロータ60に収容された状態を維持し、第2可変動弁機構40が進角作動することが許容される。
小リフト遅角領域S2は、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが最小リフト量Lminから規制リフト値LBの範囲と、第2可変動弁機構40の進角量Tが規制進角値TBから最遅角量Tminの範囲とで囲まれた領域を示す。この領域においては、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以下であり、領域規制ピン74はベーンロータ60に収容された状態を維持し、第2可変動弁機構40が進角作動することが許容される。
大リフト遅角領域S3は、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが規制リフト値LBから最大リフト量Lmaxの範囲と、第2可変動弁機構40の進角量Tが最遅角量Tminから規制進角値TBの範囲とで囲まれた領域を示す。この領域においては、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB以上であり、領域規制ピン74はベーンロータ60から突出した状態を維持し、第2可変動弁機構40が規制進角値TBを越えて進角作動することが規制される。
スタンプ領域S4は、第1可変動弁機構30の最大バルブリフト量Lが規制リフト値LBから最大リフト量Lmaxの範囲と、第2可変動弁機構40の進角量Tが規制進角値TBから最進角量Tmaxの範囲とで囲まれた領域を示す。この領域においては、最大バルブリフト量Lがその最大値近傍にあること及びバルブタイミングが最進角近傍にあることによりバルブスタンプが生じる。
基本駆動領域S5は、小リフト進角領域S1及び小リフト遅角領域S2及び大リフト遅角領域S3においての可変動弁装置20の基本的な駆動範囲を示す。大リフト遅角領域S3から進角作動が開始されたときにおいて、大リフト遅角領域S3では領域規制ピン74が突出していることにより、規制進角値TBを超えて進角作動することが規制される。大リフト遅角領域S3から小リフト遅角領域S2に変更されるとき、第1可変動弁機構30の駆動範囲が規制リフト値LB以下となることをもって、領域規制ピン74の突出が解除されて進角作動が許容される。次に、小リフト遅角領域S2から小リフト進角領域S1に変更されるとき、領域規制ピン74はベーンロータ60に収容されていることから進角作動は許容される。このようにして可変動弁装置20は大リフト遅角領域S3から小リフト進角領域S1への進角作動を行う。
このようにエンジン10においては、第1可変動弁機構30における規制リフト値LBを設定し、規制リフト値LBを超えて最大リフト量Lmaxへの駆動要求があるとき、領域規制ピン74を突出させることによって、第2可変動弁機構40の進角作動を規制し、バルブスタンプの問題を解消するようにしている。
しかし、領域規制ピン74が固着するような領域規制ピン74の作動不良が生じた場合には、現実に第2可変動弁機構40の進角作動の規制が必要であるときに、領域規制ピン74によるバルブタイミングの規制がなされないため、バルブスタンプを招くおそれがある。そこで、領域規制ピン74固着等の異常を検出することが望まれる。すなわち、バルブタイミングの進角側への変更を規制する領域規制ピン74の異常を適切に診断する必要がある。
図8及び図9を参照して、こうした第2可変動弁機構40の進角作動を規制する領域規制ピン74の異常を診断するための処理として実行される「領域規制ピン異常診断処理」の内容について説明する。なお、この処理は、エンジン10の運転中において電子制御装置90により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
「領域規制ピン異常診断処理」ではまずステップS110において、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいてベーンロータ60が遅角領域から進角領域に向けて駆動しているか否か、すなわちバルブタイミング制御によりバルブタイミングを進角する第2可変動弁機構40の操作がなされている最中か否かを判定する。ステップS110において第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に向けて駆動中でない旨判定したとき、バルブスタンプが生じる状況にはないと判断し、本処理を一旦終了する。
ベーンロータ60が遅角領域から進角領域に向けて駆動している旨判定したとき、次のステップS120において、ベーンロータ60の作動速度の要求値が小さい、すなわち進角圧力室51及び遅角圧力室52における潤滑油の供給速度または排出速度が基準値よりも小さいか否かを判定する。ベーンロータ60の作動速度の要求値が大きい旨判定したとき、すなわち進角圧力室51及び遅角圧力室52における潤滑油の供給速度または排出速度が基準値よりも大きい旨判定したときには本処理を一旦終了する。
一方、ベーンロータ60の作動速度の要求値が小さい旨判定したとき、すなわちベーンロータ60の作動速度と領域規制ピン74の作動速度との関係に起因して同ピン74の異常診断結果が誤ったものとなる可能性が低い旨推定されるとき、次のステップS130において、バルブタイミング制御により設定されたバルブタイミングの基本目標値Txに代えて、新たなバルブタイミングの目標値(以下、診断目標値Tw)を設定する。この診断目標値Twは、領域規制ピン74の異常診断のための目標値であり、ベーンロータ60の進角領域内且つ規制位置近傍の値が設定される。ここでは、規制角に対して数度の進角値を加えた値(例えば、規制角をX度とした場合には、このX度よりも数度だけ進角側の値)が設定されている。
次のステップS140においては、領域規制ピン74の突出指令、すなわちベーンロータ60に収容された状態から突出した状態に向けて領域規制ピン74を駆動する旨の指令を送信する。
次のステップS150ではベーンロータ60が診断目標値Twに達する前に停止しているか否か、すなわち領域規制ピン74によりベーンロータ60の進角動作が規制されたか否かを判定する。ベーンロータ60が診断目標値Twに到達した旨判定したときは、領域規制ピン74に固着等の異常が生じている旨判定し、これを診断結果としてメモリに記録する。なおこの場合の以降の制御としては、例えば領域規制ピン74に異常が生じていることを受けて、ベーンロータ60を遅角領域に駆動し、そのうえで領域規制ピン74の異常が解消した旨の確認がなされるまでは、基本目標値Txの設定範囲を遅角領域内に制限することによりバルブスタンプの発生を抑制する制御が挙げられる。また別の制御として、最大バルブリフト量Lが規制リフト値LB未満であることを条件にベーンロータ60の進角量域内での駆動を許容し、最大バルブリフト量Lを規制リフト値LB以上に設定する旨の要求が生じたときには、この要求に応じた最大バルブリフト量Lの変更を行う前にベーンロータ60の駆動範囲を遅角領域内に制限し、そのうえで同要求に基づく最大バルブリフト量Lの変更を行う制御が挙げられる。
ステップS150においてベーンロータ60が診断目標値Twに達する前に停止した旨判定したとき、以下のステップS160〜S190の処理を行う。診断目標値Twに達する前に停止したことについては、例えば診断目標値Twの設定をしてからの経過時間が所定時間を超えた時点において、ベーンロータ60が診断目標値Twに到達していないことをもって判定することができる。
ステップS160では、ベーンロータ60の駆動が規制された位置を学習し、ステップS170においては、この学習した位置を以降の領域規制ピン異常診断処理における目標位置として設定する。上記学習については、そのときのカムポジションセンサ94の出力から得られる吸気バルブ14のバルブタイミングに基づいて行うことができる。具体的には、ベーンロータ60が学習前に既に把握されている規制位置にあると仮定したときのバルブタイミングと、ベーンロータ60の駆動が異常診断のための領域規制ピン74の操作により規制されときの実際のバルブタイミングとを比較し、この結果に基づいて実際の規制位置とそのときに記憶されている規制位置とのずれを学習する。
ステップS180では、領域規制ピン74をベーンロータ60に収容する旨の指令を送信する。これにより、第2可変動弁機構40における領域規制ピン74による進角動作の規制は解除される。そしてステップS190では、バルブタイミングの目標値についてステップS130において設定した診断目標値Twに代えて基本目標値Txに復帰させる。
本実施形態の可変動弁機構の異常診断装置によれば以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が領域規制ピン74に対して送信されているときに第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて領域規制ピン74に異常が生じている旨判定するようにしている。これにより、領域規制ピン74の異常診断を適切に行うことができるようになる。
(1)本実施形態では、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が領域規制ピン74に対して送信されているときに第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて領域規制ピン74に異常が生じている旨判定するようにしている。これにより、領域規制ピン74の異常診断を適切に行うことができるようになる。
(2)本実施形態では、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に向けて移動しているときに、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令を領域規制ピン74に対して送信するようにしている。すなわち、第2可変動弁機構40の遅角領域から進角領域に向けての移動を利用して異常診断を行うようにしているため、異常診断を行う機会を増やすことができるようになる。
(3)本実施形態では、第2可変動弁機構40が診断目標値Twを超えて進角領域に達したか否かに基づいて異常診断を行うようにしているため、診断目標値Twを設定せずに異常診断を行うときに比べてより的確に診断を行うことができるようになる。
(4)本実施形態では、遅角領域と進角領域との境界の位置よりも進角領域側且つ同位置の近傍に診断目標値Twを設定するようにしているため、診断目標値Twに向けて第2可変動弁機構40を駆動した際に同可変動弁機構40の遅角領域から進角領域への移動が領域規制ピン74により規制されなかった場合、すなわち領域規制ピン74に異常が生じている場合において、例えば第2可変動弁機構40を再び遅角領域に戻す際には、その移動量を小さくすることができるようになる。すなわち、診断目標値Twが同目標値Twから大きく離れた進角領域内のいずれかの位置に設定されている場合と比較して、同移動量を小さくすることができるようになる。
(5)本実施形態では、電子制御装置90が把握する規制位置と実際の規制位置との間にずれが生じているとき、電子制御装置90がこのずれを把握したうえで以降の診断目標値Twの設定を行うようにしているため、診断目標値Twが要求される値から上記ずれの分だけ異なるところに設定されることを抑制することができるようになる。
(6)本実施形態では、第2可変動弁機構40の作動要求速度が判定値よりも大きいときに異常診断を行うことを禁止するようにしているため、領域規制ピン74に異常が生じていないにもかかわらず異常が生じている旨の診断がなされることを抑制することができるようになる。
(7)本実施形態では、領域規制ピン74に異常が生じていない旨判定した後、領域規制ピン74をベーンロータ60に収容された状態に変更するようにしているため、第2可変動弁機構40を遅角領域から進角領域に適切に移動させることができるようになる。
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。
・上記実施形態では、ベーンロータ60に領域規制ピン74を設けるとともにハウジング50に領域規制溝75を設ける構成としたが、第2規制機構73の構成はこれに限られるものではない。例えば、ベーンロータ60に領域規制溝75を設けるとともにハウジング50に領域規制ピン74を設けることもできる。
・上記実施形態では、領域規制ピン74に対して油圧を供給することにより同ピン74がベーンロータ60内に収容されるとともに油圧の供給を停止することにより同ピン74がベーンロータ60から突出する構成としたが、油圧の供給及び停止と領域規制ピン74の動作方向との関係をこれとは反対に設定することもできる。
・上記実施形態では、第2可変動弁機構40の駆動範囲を遅角領域に規制する旨の指令が領域規制ピン74に対して送信されているときに第2可変動弁機構40が遅角領域から進角領域に移動したことに基づいて領域規制ピン74に異常が生じている旨判定するようにしたが、領域規制ピン74に異常が生じている旨判定するのはこれに限られるものではない。すなわち、領域規制ピン74に対しても突出状態にする指令を送信し、異常判定するようにしてもよい。
・上記実施形態では、第2可変動弁機構40の遅角領域から進角領域に向けての移動を利用して異常診断を行うようにしているが、第2可変動弁機構40に遅角領域から進角領域に向けての進角作動指令を送信して異常診断を行うようにしてもよい。
・上記実施形態では、第2可変動弁機構40が診断目標値Twを超えて進角領域に達したか否かに基づいて異常診断を行うようにしているが、診断目標値を設定することなく、ベーンロータ60が最進角位置に達したか否かに基づいて異常診断を行うようにしてもよい。
・上記実施形態では、遅角領域と進角領域との境界の位置よりも進角領域側且つ同位置の近傍に診断目標値Twを設定するようにしているが、診断目標値Twは進角領域内であればいずれの位置に設定してもよい。
・上記実施形態では、第1可変動弁機構30として同実施形態にて例示した構成の機構を想定したが、最大バルブリフト量を変更する機能を備えるものであれば、第1可変動弁機構としての構成は適宜変更することができる。また上記実施形態では、第2可変動弁機構40として同実施形態にて例示した構成の機構を想定したが、バルブタイミングを変更する機能に加え、バルブタイミングの変更領域を遅角領域内に制限する領域規制ピン及び領域規制溝を備えるものであれば、第2可変動弁機構としての構成は適宜変更することができる。要するに、これら変更が許容される範囲内の可変動弁装置であれば、いずれの可変動弁装置に対しても本発明の適用は可能であり、その場合にも上記実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。
10…エンジン、11…シリンダブロック、12…シリンダヘッド、13…シリンダ、14…吸気バルブ、15…クランクシャフト、16…タイミングチェーン、17…ピストン、18…ローラロッカーアーム、19…ラッシュアジャスタ、20…可変動弁装置、30…第1可変動弁機構、31…バルブリフト機構、32…吸気カムシャフト、33…カムスプロケット、34…吸気カム、35…ロッカシャフト、36…コントロールシャフト、37…シャフト用アクチュエータ、38…入力アーム、38a…ローラ、39…出力アーム、39a…ノーズ、39b…カム面、40…第2可変動弁機構、50…ハウジング、51…進角圧力室、52…遅角圧力室、53…ピン圧力室、54…ばね、60…ベーンロータ、61…ベーン、70…第1規制機構、71…ロックピン、72…ロック穴、73…第2規制機構、74…領域規制ピン、75…領域規制溝、81…オイルパン、82…オイルポンプ、83…第1オイルコントロールバルブ、84…第2オイルコントロールバルブ、90…電子制御装置、91…アクセルポジションセンサ、92…スロットルポジションセンサ、93…クランクポジションセンサ、94…カムポジションセンサ、95…エアフロメータ、R1…第1供給管、R2…第2供給管、R3…第3供給管、R4…第4供給管、R5…第5供給管、R6…第6供給管、R7…第7供給管、R8…第8供給管、R9…第9供給管。
Claims (7)
- 機関バルブとしての吸気バルブ又は排気バルブの最大バルブリフト量を変更する第1可変動弁機構と、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する第2可変動弁機構と、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を所定の進角領域よりも遅角側にある遅角領域に規制し、これによりバルブタイミングが所定のタイミングよりも進角側に変更されることを規制する規制手段とを備える内燃機関の可変動弁装置について、前記規制手段の異常診断を行う可変動弁機構の異常診断装置において、
前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に移動したことに基づいて前記規制手段に異常が生じている旨判定する診断手段を備える
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項1に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
当該診断装置は、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に向けて移動しているときに前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令を前記規制手段に対して送信する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項1または2に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
前記診断手段は、機関運転状態の変化にともなうバルブタイミングの変更要求に基づいて前記第2可変動弁機構が前記遅角領域から前記進角領域に向けて移動しているときに異常診断のための目標位置を前記進角領域に設定し、その後に前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構が前記目標位置に達したことに基づいて前記規制手段に異常が生じている旨判定する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項3に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
前記診断手段は、前記遅角領域と前記進角領域との境界の位置よりも前記進角領域側且つ同位置の近傍に前記目標位置を設定する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項3または4に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
前記診断手段は、前記第2可変動弁機構の駆動範囲を前記遅角領域に規制する旨の指令が前記規制手段に対して送信されているときに前記第2可変動弁機構の進角領域への移動が規制された位置である規制位置を学習し、以降はこの学習した規制位置に基づいて前記目標位置を設定する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
前記診断手段は、前記第2可変動弁機構の作動要求速度が判定値よりも大きいとき、前記異常診断を禁止する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、
前記診断手段は、前記規制手段に異常が生じていない旨判定した後、前記規制手段の状態を前記第2可変動弁機構の前記進角領域に向けての移動が許容される状態に変更する
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。
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2008
- 2008-12-09 JP JP2008313630A patent/JP2010138727A/ja active Pending
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