JP2688934B2 - 可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセーフ制御方法 - Google Patents

可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセーフ制御方法

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JP2688934B2 JP63192243A JP19224388A JP2688934B2 JP 2688934 B2 JP2688934 B2 JP 2688934B2 JP 63192243 A JP63192243 A JP 63192243A JP 19224388 A JP19224388 A JP 19224388A JP 2688934 B2 JP2688934 B2 JP 2688934B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、油圧により作動する切換機構により吸気弁
と排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを切換え
る可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセ
ーフ制御方法に関する。
(従来の技術) 従来、特公昭49−33289号公報により、高速カムと低
速カムとを形成したカムシャフトをシリンダにより軸線
方向にシフト動作させて、バルブタイミングを低速カム
で吸排気弁を開閉する低速バルブタイミングと高速カム
で吸排気弁を開閉する高速バルブタイミングとに切換自
在とし、シリンダへの給排油を制御するバルブ手段の開
閉でバルブタイミングの切換えを行なうようにしたエン
ジンは知られている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記の如く油圧により作動する切換機構を
用いてバルブタイミングを切換えるようにすると、バル
ブ手段の異物の噛込みによるスティックやオイル洩れ等
により、バルブ手段に開閉指令を出しても開閉指令通り
に油圧が変化しなくなって、バルブタイミングが正常に
切換わらなくなることがあり、この場合は警報を出した
り、燃料を減量したり、バルブタイミングを切換えるた
めの制御を無効とする等のフェールセーフ対策を講ずる
ことが望まれる。
本発明は、かかる要望に適合したフェールセーフ制御
方法を提供することをその目的としている。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成すべく、本発明では、油圧により作動
する切換機構により吸気弁と排気弁の少なくとも一方の
バルブタイミングを切換える可変バルブタイミング型エ
ンジンにおいて、切換機構に油を供給する給油路の切換
機構上流に切換弁を配置し、該切換弁を、流入ポートと
流出ポートとを有するハウジング内に、流入ポートと流
出ポート間の連通状態を切換える弁体を収納して成るも
のに構成し、該弁体を切換動作させる電磁弁を設けると
共に、前記流出ポートに油圧検出手段を設け、前記電磁
弁を開閉制御する制御手段により、前記油圧検出手段で
検出された油圧の検出信号と前記電磁弁の開閉信号に応
じた正規の油圧を表わす基準信号とを比較し、所定時間
の間検出信号が基準信号に一致しないときにバルブタイ
ミングの切換異常と判断して、切換異常に対するフェー
ルセーフを行なうようにした。
尚、バルブタイミングの切換えとは、バルブの開弁期
間とバルブリフト量の両方又は一方を切換えることをい
う。
(作 用) 切換弁や電磁弁のスティックやオイル洩れ等により、
電磁弁の開閉信号通りに油圧が変化しなくなると、油圧
検出手段からの信号により切換異常と判断されてフェー
ルセーフが行なわれる。
ところで、開閉信号が出されてから油圧が実際に変化
するまでには、切換弁や電磁弁の応答遅れや管路抵抗等
により多少の遅れを生じ、そこで本発明では、所定時間
の間検出信号が基準信号に一致しないときに切換異常と
判別し、バルブタイミングの切換えが正常に行なわれて
いる状態で誤ってフェールセーフを行なうことを防止し
ている。
更に、本発明では、油圧検出手段を切換弁のハウジン
グの流出ポートに設けて、切換弁の切換えによる油圧変
化を油圧検出手段で応答性良く検出できるようにしてお
り、そのため、検出信号が基準信号に一致しないときの
異常判別の待ち時間たる前記所定時間と可及的に短縮し
て、迅速に切換異常を検知できる。
(実施例) 第1図を参照して、(1)はエンジン本体、(2)は
吸気通路、(3)は排気通路を示し、吸気通路(2)に
上流端から順にエアクリーナ(4)、スロットル弁
(5)、インジェクタ(6)を設け、該インジェクタ
(6)からの燃料噴射量を電子制御回路(7)により可
変制御する電子制御式燃料噴射型のエンジンを構成し
た。
尚、本実施例では、各シリンダに吸気弁と排気弁とを
各1対に設けたDOHC直列4気筒エンジンとし、第2図に
示す如く、吸気弁側の動弁機構(8i)と排気弁側の動弁
機構(8e)とを設けて、これら吸排気弁を開閉駆動する
ようにした。
両動弁機構(8i)(8e)は基本的には同一の構成を有
するものであり、以下吸気弁側動弁機構(8i)について
説明し、排気弁側動弁機構(8e)については同一の符号
を付してその説明を省略する。
吸気弁側動弁機構(8i)は、吸気弁用のロッカシャフ
ト(9)に、各シリンダの1対の吸気弁を駆動する各1
対の駆動ロッカアーム(10)(11)とその中間の自由ロ
ッカアーム(12)とを軸支し、両駆動ロッカアーム(1
0)(11)を吸気弁用のカムシャフトに形成した低速用
カムと、自由ロッカアーム(12)を該カムシャフトに形
成した高速用カムとに連動させると共に、両駆動ロッカ
アーム(10)(11)を切換機構(13)を介して自由ロッ
カアーム(12)に断接自在に連結して成るものに構成さ
れ、駆動ロッカアーム(10)(11)と自由ロッカアーム
(12)との非連結状態では低速用カムにより開弁期間と
リフト量とを比較的小さくした低速バルブタイミングで
吸気弁が開閉動作され、連結状態では開弁期間とリフト
量とを比較的大きくした高速バルブタイミングで吸気弁
が開閉動作されるようにした。
前記切換機構(13)は、一方の第1駆動ロッカアーム
(10)に挿設した自由ロッカアーム(12)に係脱自在な
第1連結ピン(13a)と、自由ロッカアーム(12)に挿
設した他方の第2の駆動ロッカアーム(11)に係脱自在
な第2連結ピン(13b)と、第2駆動ロッカアーム(1
1)に挿設したばね(13c)で自由ロッカアーム(12)側
に付勢される規制ピン(13d)とを備えるもので、第1
駆動ロッカアーム(10)に第1連結ピン(13a)を自由
ロッカアーム(12)側に押圧する油圧室(13e)を形成
して、該油圧室(13e)をロッカシャフト(9)に形成
した給油路(14)に連結させ、該油圧室(13e)に供給
路(14)を介して圧油が供給されたとき、第1連結ピン
(13a)が自由ロッカアーム(12)に係合すると共に、
該第1連結ピン(13a)に押されて第2連結ピン(13b)
が第2駆動ロッカアーム(11)に係合し、両駆動ロッカ
アーム(10)(11)と自由ロッカアーム(12)とが連結
されてバルブタイミングが高速バルブタイミングに切換
えられ、又油圧室(13e)の油圧が低下したとき、ばね
(13c)の付勢力により規制ピン(13d)を介して第2連
結ピン(13b)と第1連結ピン(13a)とが夫々自由ロッ
カアーム(12)内と第1駆動ロッカアーム(10)内とに
押し戻されて、両駆動ロッカアーム(10)(11)と自由
ロッカアーム(12)との連結が解かれ、バルブタイミン
グが低速バルブタイミングに切換えられるようにした。
そして、前記給油路(14)を図外のオイルポンプから
油を供給する油路(15)にシリンダヘッドの端部に取付
けた切換弁(16)を介して接続し、該切換弁(16)のス
プール弁体(16a)が上方の閉位置に存するときは、油
路(16)にオイルフィルタ(17)を介して連なる流入ポ
ート(16b)と給油路(14)に連なる流出ポート(16c)
とがオリフィス孔(16b)のみを介して連通すると共
に、流出ポート(16c)がシリンダヘッドの上部空間に
開口するドレンポート(16e)に連通して、給油路(1
4)の油圧は低くなるが、スプール弁体(16a)が下方の
開位置に切換えられたときは、流入ポート(16d)と流
出ポート(16c)とがスプール弁体(16a)の環状溝を介
して連通すると共に、流出ポート(16c)とドレンポー
ト(16e)との連通が断たれて、給油路(14)の油圧が
高くなるようにした。
該スプール弁体(16a)は、流入ポート(16b)から分
岐したパイロット油路(18)を介して入力されるパイロ
ット圧によりばね(16f)に抗して開位置に切換えられ
るものとし、このパイロット油路(18)に常閉型の電磁
弁(19)を介設して、該電磁弁(19)のソレノイド(19
a)への通電を第1図に示す如く前記電子制御回路
(7)からの出力信号VTSにより制御し、ソレノイド(1
9a)への通電で該電磁弁(19)を開弁したとき、スプー
ル弁体(16a)が開位置に切換えられて、バルブタイミ
ングが上記の如く高速バルブタイミングに切換えられ、
ソレノイド(19a)への通電を停止して該電磁弁(19)
を閉弁したとき、スプール弁体(16a)が閉位置に切換
えられて、バルブタイミングが低速バルブタイミングに
切換えられるようにした。
又、スプール弁体(16a)の切換動作を確認すべく、
切換弁(16)のハウジング(16g)に流出ポート(16c)
の油圧を検出して低圧のときオン、高圧のときオフする
油圧スイッチ(20)を設けた。
第2図で(21)は動弁系の潤滑油路、(22)は前記給
路(14)の下流端に接続した高速用の動弁系潤滑油路、
(23)はカムホルダを示す。
上記したバルブタイミングの切換手段及び油路構成
は、本願出願人が先に実願昭63−82588号で出願したも
のと特に異ならず、これ以上の詳細な説明は省略する。
前記電子制御回路(7)には、エンジン回転センサか
らの回転数(Ne)信号、スロットルセンサ(24)からの
スロットル開度(θth)信号、スロットル弁(5)の下
流側の吸気通路(2)に接続した圧力センサ(25)と温
度センサ(26)からの吸気負圧(PB)信号と吸気温度
(TA)信号、水温センサ(27)からの水温(TW)信号、
車速センサからの車速(V)信号、前記油圧スイッチ
(20)からの信号、排気通路(3)に設けた酸素濃度セ
ンサ(28)からのO2信号及びオートマチック車ではシフ
トレバーのポジションスイッチからのパーキング(P)
及びニュートル(N)信号が入力されており、これら信
号により運転状態を把握して燃料噴射量の算出とバルブ
タイミングの切換えとを行なう。
又、油圧スイッチ(20)からの信号によりバルブタイ
ミングが正常に切換えられているか否かを電子制御回路
(7)により判別し、切換異常を生じたときは、警報、
燃料の減量、バルブタイミングの切換制御の停止等のフ
ェールセーフ作動を行なうようにした。
その詳細は第3図に示す通りであり、先ずのステッ
プで電磁弁(19)に対する指令が開弁指令(高速バルブ
タイミング指令)であるか否かを判別し、開弁指令のと
きはのステップに進んで油圧スイッチ(20)がオフか
否かを判別し、油圧が高く(高速バルブタイミングの状
態)油圧スイッチ(20)がオフしているときはのステ
ップに進んで電子制御回路(7)に内蔵するディレータ
イマの残り時間tを設定時間(例えば0.1秒)にセット
して1回の処理を終り、又閉弁指令(低速バルブタイミ
ング指令)が出されているときは、のステップから
のステップに進んで油圧スイッチ(20)がオンか否かを
判別し、油圧が低く(低速バルブタイミングの状態)油
圧スイッチ(20)がオンしているときはのステップに
進んで上記と同様にtを設定時間にセットして1回の処
理を終る。尚、前記ディレータイマーはイグニッション
スイッチのオンで初期セットされる。
ここで、電磁弁(19)に対する指令を切換えた場合を
考えるに、切換当初は油圧変化の遅れから油圧スイッチ
(20)は切換前の状態に保持され、従って開弁指令への
切換時はのステップから、又閉弁指令への切換時は
のステップから夫々のステップに進み、前記ディレー
タイマの残り時間tが0になるまでは何もせずに1回の
処理を終るが、tが0になったとき、即ち指令切換時点
から設定時間が経過しても油圧スイッチ(20)が切換前
の状態に保持されているときは、のステップからの
ステップに進んでバルブタイミングの切換異常を表示器
等で表示し、更にのステップに進んで燃料減量等のフ
ェールセーフのための制御を実行する。
尚、切換異常を生じたときは可及的速やかにフェール
セーフを行なうことが望まれ、そこで本実施例では油圧
スイッチ(20)を切換弁(16)に一体的に組込み、切換
弁(16)の切換えにより油圧スイッチ(20)が速やかに
オンオフされるようにし、上記したディレータイマの設
定時間を可及的短時間に設定し得るようにした。
(発明の効果) 以上の如く本発明によれば、切換弁や電磁弁の故障や
オイルリーク等によるバルブタイミングの切換異常を生
じたとき、これを正確に、且つ、迅速に判別してフェー
ルセーフ対策を講ずることができ、而も油圧スイッチ等
の比較的安価に入手可能な油圧検出手段を用いて切換異
常を判別するため、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を適用するエンジンのシステム図、
第2図はバルブタイミングの切換機構を示す図、第3図
はフェールセーフのための制御プログラムを示すフロー
チャートである。 (7)……電子制御回路 (13)……切換機構 (14)……給油路 (16)……切換弁(バルブ手段) (19)……電磁弁(バルブ手段) (20)……油圧スイッチ(油圧検出手段)
フロントページの続き (72)発明者 小幡 正利 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−1727(JP,A) 特開 昭63−147909(JP,A) 特開 昭59−205088(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】油圧により作動する切換機構により吸気弁
    と排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを切換え
    る可変バルブタイミング型エンジンにおいて、切換機構
    に油を供給する給油路の切換機構上流に切換弁を配置
    し、該切換弁を、流入ポートと流出ポートとを有するハ
    ウジング内に、流入ポートと流出ポート間の連通状態を
    切換える弁体を収納して成るものに構成し、該弁体を切
    換動作させる電磁弁を設けると共に、前記流出ポートに
    油圧検出手段を設け、前記電磁弁を開閉制御する制御手
    段により、前記油圧検出手段で検出された油圧の検出信
    号と前記電磁弁の開閉信号に応じた正規の油圧を表わす
    基準信号とを比較し、所定時間の間検出信号が基準信号
    に一致しないときにバルブタイミングの切換異常と判断
    して、切換異常に対するフェールセーフを行なうように
    したことを特徴とする可変バルブタイミング型エンジン
    におけるフェールセーフ制御方法。
JP63192243A 1988-08-01 1988-08-01 可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセーフ制御方法 Expired - Lifetime JP2688934B2 (ja)

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DE68918777T DE68918777T2 (de) 1988-08-01 1989-06-29 Versagensfeststellungsverfahren für die Brennkraftmaschinen mit variabler Ventilsteuerung.
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US07/388,235 US4996954A (en) 1988-08-01 1989-08-01 Method for detecting an irregularity in valve-timing changeover in an engine

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