JP2541583B2

JP2541583B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2541583B2
Application number: JP62269133A
Authority: JP
Inventors: 勉中山; 大志徳重; 邦彦藤原; 保史松下
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH01110829A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの運転状態に応じてバルブタイミ
ングを切換える可変バルブタイミング機構と、エンジン
の運転状態に応じて吸気系の固有振動数を切換える固有
振動数切換機構とを備えたエンジンの制御装置に関す
る。

（従来の技術）エンジンの運転状態に応じて、吸気通路の長さや形状
を実質上可変とし、例えば制御弁（以下Ｓ弁という）の
開閉により吸気系の固有振動数を変化させて、吸気の動
的効果により過給効果を得る固有振動数切換機構は知ら
れている（例えば、特開昭60−164619号公報参照）。

また、エンジンの運転状態に応じて、バルブの開閉タ
イミングを切換える可変バルブタイミング機構も知られ
ている（例えば、実開昭61−58605号公報参照）。

そこで、エンジンの運転状態に応じてバルブタイミン
グを切換える可変バルブタイミング機構と、エンジンの
運転状態に応じて吸気系の固有振動数を切換える固有振
動数切換機構とを組合せて用いることが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、そのように組合せて用いると、可変バルブ
タイミング機構の故障により、低速用バルブタイミング
から高速用バルブタイミングへの切換ができなくなった
場合や、故障を検知してバルブタイミングの切換を行わ
ず、低速用バルブタイミングに固定して運転する場合、
正常時の切換回転数Ne₂でもって吸気系の固有振動数の
切換が行われ、トルクロスを生じる（第８図（ａ）
（ｂ）参照）。

これは、Ｓ弁の開閉により吸気系の固有振動数の切換
えを行う切換回転数Ne₂が高速用バルブタイミングに基
づいて設定されており（第８図（ａ）参照）、高速用バ
ルブタイミングについての切換回転数Ne₂よりも低速用
バルブタイミングについての切換回転数Ne₁が小さいた
め、可変バルブタイミング機構の正常時に最適回転数で
切換えた場合のトルクを得ることができないからであ
る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、エンジン
の運転状態に応じてバルブタイミングを切換える可変バ
ルブタイミング機構と、エンジンの運転状態に応じて吸
気系の固有振動数を切換える固有振動数切換機構とを備
えたものにおいて、可変バルブタイミング機構が低速用
バルブタイミングで故障したときのトルクの低下を抑制
し、走行性を確保することができるエンジンの制御装置
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、可変バルブタ
イミング機構に連係され低速用バルブタイミングから高
速用バルブタイミングへの切換作動不能を検出する故障
検出手段と、該故障検出手段の出力を受け故障検出時に
吸気系の固有振動数を切換える切換回転数を下げる切換
回転数変更手段とを有することを特徴とするものであ
る。

（作用）故障検出手段にて、可変バルブタイミング機構による
低速用バルブタイミングから高速用バルブタイミングへ
の切換作動不能が検出されると、切換回転数変更手段
が、吸気系の固有振動数を切換える切換回転数を下げ、
トルクの低下が防止される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。

エンジンの制御装置の全体構成を示す第１図におい
て、１はエンジン本体で、その燃焼室1aに吸気通路２お
よび排気通路３が接続されている。

上記吸気通路２には、上流側から、エアクリーナ４、
エアフローメータ５、スロットル弁６、サージタンク７
およびインジェクタ８が順に配設され、しかしてサージ
タンク７の下流側に制御弁９（以下Ｓ弁という）が設け
られ、エンジンの運転状態に応じて吸気系の固有振動数
を切換える固有振動数切換機構が構成されている。

これによって、Ｓ弁９の開閉により、吸気系の固有振
動数が切換わり、それに同調するエンジン回転数は高回
転域、低回転域にあらわれ、吸気系の固有振動数とエン
ジン回転数が同調するとき、吸気の充填効率が高くな
り、エンジン出力トルクのピークが生じる。

また、吸気弁11には可変バルブタイミング機構12が連
係されている。

上記可変バルブタイミング機構12は、第２図乃至第４
図に示すように、ロッカシャフト21に対して低速用ロッ
カアーム22,22が設けられ、該両ロッカアーム22,22の間
に高速用ロッカアーム23が設けられている。

低速用ロッカアーム22は、一端が吸気弁11の上端に当
接係合する一方、他端がカムシャフト24のの低速用カム
25に当接係合している。一方、高速用ロッカアーム23
も、一端がカムシャフト24の高速用カム26に当接係合し
ている。

また、高速用ロッカアーム23にはセレクトピン27が摺
動可能に嵌挿されており、セレクトピン27の一端に対し
て一定の油圧Ｐが作用すると、多端が低速用ロッカアー
ム22の係合孔28内へ、レシーバー29を介してスプリング
30の弾発力に抗して挿入され、両ロッカアーム22,23を
連結するようになっている。

しかして、低速用カム25よりも高速用カム26の方がカ
ム高さが高くなっているので、両ロッカアーム22,23が
連結されていないときは、低速用カム25によって、低速
用ロッカアーム22のみを介して吸気弁11が低速用バルブ
タイミングでもて開閉制御される一方、両ロッカアーム
22,23が連結されているときは、高速用カム26によっ
て、高速用ロッカアーム23、セレクトピン27および低速
用ロッカアーム22を介して吸気弁11が高速用バルブタイ
ミングでもって開閉制御され、第５図に示すように、バ
ルブリフト量が変化する。

40はコントローラで、エンジン回転数信号を受けて可
変バルブタイミング機構12の切換を行う油圧アクチュエ
ータ41を制御するバルブタイミング制御手段101と、エ
ンジン回転数信号を受けてＳ弁８を開閉するアクチュエ
ータ42を制御する固有振動数切換手段102とを有する。

また、コントローラ40は、可変バルブタイミング機構
12に連係され低速用バルブタイミングから高速用バルブ
タイミングへの切換作動不能を検出する故障検出手段10
3を有する。具体的には、セレクトピン27の移動を検出
する高速用ロッカアーム作動センサ（図示せず）の出力
を受けて、故障検出手段103が切換作動不能を検出して
故障と判定する。

さらに、コントローラ40は、故障検出手段103の出力
を受け、故障検出時に、固有振動数切換手段102によっ
て固有振動数の切換が行われる切換回転数を下げる切換
回転数変更手段104を有する。

続いて、上記コントローラ40による処理の流れを説明
する。

ｉ）可変バルブタイミング機構第６図に示すように、スタートすると、先ず、可変バ
ルブタイミング機構12の故障検出フラグERR、作動判定
フラグICをリセットし、ERR＝0,IC＝０とする（ステッ
プP₁）。

それから、エンジン回転数Ｎ（rpm）を読込み（ステ
ップP₂）、高速用ロッカアーム開始回転数N₀を越えるか
否かを判定する（ステップP₃）。

高速用ロッカアーム作動開始回転数N₀より大きい場合
は、低速用ロッカアーム作動判定フラグIC＝０であるか
否かを判定し（ステップP₄）、IC＝０であれば低速用ロ
ッカアーム22のみが作動しているので、油圧の切換を行
いすなわち油圧をLow状態からHigh状態とし（ステップP
₅）、それから、高速用ロッカアーム作動センサ（図示
せず）よりの信号にて高速用ロッカアーム23の作動を検
出し（ステップP₆）、高速用ロッカアーム23が作動して
いるか否かを判定する（ステップP₇）。

高速用ロッカアーム23が作動している場合は正常作動
で故障ではないので、フラグERR＝０とし（ステップ
P₈）、作動していない場合は異常作動で故障であるの
で、フラグERR＝１とし（ステップP₉）、作動判定フラ
グIC＝１とし（ステップP₁₀）、ステップP₂に戻る。

また、ステップP₃で、エンジン回転数Ｎが高速用ロッ
カアーム作動開始回転数N₀を越えない場合は、作動判定
フラグIC＝１であるか否かを判定する（ステップ
P₁₁）。

作動判定フラグIC＝１であれば、高速用ロッカアーム
23が作動しており、現在のエンジン回転数Ｎが高速用ロ
ッカアーム作動停止回転数N₁を越えるか否かを判定し
（ステップP₁₂）、作動停止回転数N₁を越える場合は高
速用バルブタイミングで高速用ロッカアーム23が作動し
ていてよいので、油圧をHigh状態に維持し（ステップP
₁₃）、ステップP₆へ移る。一方、作動停止回転数N₁を越
えない場合は、低速用バルブタイミングとなるので、油
圧の切換を行って（ステップP₁₄）、セレクトピン27に
よる両アーム22,23の連結を解除し、低速用ロッカアー
ム22による開閉制御とし、作動判定フラグIC＝０とし
（ステップP₁₅）、ステップP₂へ戻る。

ステップP₁₁の判定でIC＝０であれば、油圧をLow状態
に維持し（ステップP₁₆）、ステップP₁₅へ移る。

また、ステップP₄の判定で、作動判定フラグIC＝１で
あれば、ステップP₁₃へ移る。

ii）固有振動数切換手段第７図に示すように、スタートすると、先ず、Ｓ弁８
の開閉判定フラグISをリセットしてIS＝０とし（ステッ
プP₂₁）、現在のエンジン回転数Ｎ（rpm）および故障検
出フラグERRを読込み（ステップP₂₂）、それから、故障
判定フラグERR＝１であるか否かを判定する（ステップP
₂₃）。

故障検出フラグERR＝０の場合は故障ではないので、
切換回転数N₂を所定回転数Ne₂とする（ステップP₂₄）一
方、ERR＝１の場合は、故障により低速用バルブタイミ
ングとなっているので、切換回転数N₂を前記回転数Ne₂
よりも小さい回転数Ne₁とし（ステップP₂₅）、その後、
現在の回転数Ｎが切換回転数N₂を越えるか否かを判定す
る（ステップP₂₆）。上記回転数Ne₂は、高速用バルブタ
イミングであるという条件の下で設定される一方、回転
数Ne₁は、低速用バルブタイミングであるとい条件の下
で設定されている。

現在の回転数Ｎが切換回転数N₂を越える場合は、Ｓ弁
８を開く必要があるので、開閉判定フラグIS＝０である
か否かを判定し（ステップP₂₇）、IS＝０であればＳ弁
８は閉じているので、Ｓ弁８を開く（ステップP₂₈）一
方、IS＝１であればＳ弁８はすでに開いているので、Ｓ
弁８の開状態を保持し（ステップP₂₉）、開閉判定フラ
グIS＝１とし（ステップP₃₀）、ステップP₂₂にリターン
する。

一方、ステップP₂₆の判定で、切換回転数N₂を越えな
い場合はＳ弁８を閉じておく必要があるので、開閉判定
フラグIS＝１であるか否かを判定し（ステップP₃₁）、I
S＝１であれば開いているので、さらに、現在の回転数
Ｎが回転数N₂−αを越えるか否かを判定する（ステップ
P₃₂）。

しかして、回転数N₂−αを越えれば、ヒステリシスの
範囲内であるから、Ｓ弁８の開状態を維持し（ステップ
P₂₉）、ステップP₃₀へ移る。また、回転数N₂−αを越え
なければ、Ｓ弁８を閉じる必要があるので、Ｓ弁８を閉
じ（ステップP₃₃）、IS＝０とし（ステップP₃₄）、ステ
ップP₂₂へ戻る。

また、ステップP₃₁の判定でIS＝０であれば、Ｓ弁８
を閉状態を保持し（ステップP₃₅）、ステップP₃₃へ移
る。

したがって、例えば、可変バルブタイミング機構の故
障により低速用バルブタイミングから高速用バルブタイ
ミングへの切換ができなくなった場合や、故障を検知し
てバルブタイミングの切換を行わず、低速用バルブタイ
ミングに固定して運転する場合には、切換回転数N₂とし
て、高速用バルブタイミングに基づいて定めた回転数Ne
₁よりも小さい回転数（本例では低速用バルブタイミン
グに基づいて定めた回転数Ne₂）が用いられるので、上
述した場合におけるトルクの低下が抑制される（第８図
（ｂ）の鎖線参照）。

（発明の効果）本発明は、上記のように、可変バルブタイミング機構
が低速用バルブタイミングで故障したとき、吸気系の固
有振動数を切換える切換回転数を下げるようにしたか
ら、故障時におけるトルクの低下を補い、走行性を確保
できる。

【図面の簡単な説明】図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はエンジン
の制御装置の全体構成図、第２図ないし第４図は可変バ
ルブタイミング機構の説明図、第５図はバルブリフト量
の説明図、第６図および第７図は処理の流れを示すフロ
ーチャート、第８図（ａ）（ｂ）は可変バルブタイミン
グ機構の正常時および故障時のトルク曲線を示す図であ
る。１……エンジン本体、８……制御弁（Ｓ弁）、11……吸
気弁、12……可変バルブタイミング機構、40……コント
ローラ、103……故障検出手段、104……切換回転数変更
手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態に応じてバルブタイミ
ングを切換える可変バルブタイミング機構と、エンジン
の運転状態に応じて吸気系の固有振動数を切換える固有
振動数切換機構とを備えたものにおいて、上記可変バル
ブタイミング機構に連係され低速用バルブタイミングか
ら高速用バルブタイミングへの切換作動不能を検出する
故障検出手段と、該故障検出手段の出力を受け故障検出
時に吸気系の固有振動数を切換える切換回転数を下げる
切換回転数変更手段とを有することを特徴とするエンジ
ンの制御装置。