JP4525562B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、吸気弁の作用角および/またはリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly, to an internal combustion engine suitable as an apparatus for controlling an internal combustion engine having a variable valve mechanism that continuously varies the operating angle and / or lift amount of an intake valve. The present invention relates to a control device.

従来、ガソリンエンジン等の火花点火内燃機関においては、スロットル弁によって吸入空気を絞ることで、部分負荷時の出力調節を行うのが普通である。スロットル弁で吸入空気を絞ると、ポンピングロス(スロットルロス)が増大する。ガソリンエンジン搭載車の燃費がディーゼルエンジン搭載車より劣ることの一因は、この部分負荷時のポンピングロス増大にある。   Conventionally, in a spark ignition internal combustion engine such as a gasoline engine, it is usual to adjust the output at the time of partial load by restricting the intake air by a throttle valve. When the intake air is throttled by the throttle valve, the pumping loss (throttle loss) increases. One cause of the inferior fuel consumption of vehicles equipped with gasoline engines compared to vehicles equipped with diesel engines is an increase in pumping loss at partial load.

これに対し、近年、吸気弁の作用角(作動角)およびリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が登場し始めている。この内燃機関によれば、吸気弁の作用角およびリフト量を全負荷時より小さくすることで、部分負荷時の出力調節を行うことができる。このため、この内燃機関によれば、ポンピングロスを低減し、燃費を改善することができる。   On the other hand, in recent years, an internal combustion engine having a variable valve mechanism that continuously varies the working angle (operating angle) and lift amount of an intake valve has begun to appear. According to this internal combustion engine, output adjustment at the time of partial load can be performed by making the operating angle and lift amount of the intake valve smaller than at the time of full load. For this reason, according to this internal combustion engine, pumping loss can be reduced and fuel consumption can be improved.

上記可変動弁機構が万一故障した場合を想定すると、吸気弁の作用角およびリフト量を変えることができなくなり、故障時の作用角およびリフト量に固定されてしまう事態が考えられる。このような事態が、小さな作用角およびリフト量の状態、例えばアイドル運転状態で起きた場合には、それ以降、アイドル相当の僅かな空気量しか筒内に吸入することができなくなる。このため、この場合には、車両が走行不能になってしまう。   If it is assumed that the variable valve mechanism has failed, the operating angle and lift amount of the intake valve cannot be changed, and the operating angle and lift amount at the time of failure may be fixed. When such a situation occurs in a state of a small operating angle and lift amount, for example, in an idle operation state, only a small amount of air equivalent to the idle can be sucked into the cylinder thereafter. For this reason, in this case, the vehicle cannot travel.

可変動弁機構が故障した場合であっても、直ちに車両が走行不能になってしまうのは好ましくなく、安全な場所や修理工場などまで交通の流れを乱さずに自走できること、すなわち退避走行が可能なことが好ましい。   Even if the variable valve mechanism breaks down, it is not desirable that the vehicle immediately become unable to travel, and it is possible to self-travel without disturbing the flow of traffic to a safe place or repair shop, that is, evacuation traveling Preferably it is possible.

特開2004−84521号公報には、吸気弁の作用角を可変とする作用角変更手段と、開閉タイミングを変更するタイミング変更手段とを備えた内燃機関において、それらの可変動弁機構が故障した場合に、退避走行を可能とするための制御を行う装置が提案されている。この装置によれば、可変動弁機構故障時の退避走行性能を、制御ロジックによって可能な限り確保することができる。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-84521, in an internal combustion engine provided with a working angle changing means for making the working angle of the intake valve variable and a timing changing means for changing the opening / closing timing, those variable valve mechanisms have failed. In such a case, an apparatus for performing control for enabling retreat travel has been proposed. According to this device, the retreat travel performance when the variable valve mechanism fails can be ensured as much as possible by the control logic.

特開2004−84521号公報JP 2004-84521 A

しかしながら、前述したような事態が発生した場合においては、上記従来技術のように制御ロジックのみに頼る手法では、十分な退避走行性能を確保することは困難である。その一方で、市販車に搭載するエンジンに対しては、フェイルセーフの観点から、可変動弁機構が故障した場合にも、確実に退避走行を可能とすることが要請される。   However, when the above-described situation occurs, it is difficult to ensure sufficient evacuation traveling performance by a method that relies only on the control logic as in the above-described prior art. On the other hand, an engine mounted on a commercial vehicle is required to be able to evacuate reliably even when the variable valve mechanism fails, from the viewpoint of fail-safe.

このようなことから、従来、吸気弁の作用角およびリフト量を連続可変とする可変動弁機構を市販車のエンジンに採用するに当たっては、作用角およびリフト量が機構上または制御上で最小となったときでも、退避走行可能な空気量を筒内に吸入できる状態となるように設計せざるを得なかった。この場合、その状態より負荷の小さい運転領域においては、従来と同様にスロットル弁で吸入空気を絞ることで出力を調節しなければならず、ポンピングロスが大きくなってしまう。このため、燃費改善の効果を十分に得ることができなかった。   For this reason, conventionally, when a variable valve mechanism that continuously varies the working angle and lift amount of the intake valve is employed in an engine of a commercial vehicle, the working angle and lift amount are minimized in terms of mechanism or control. Even in such a case, the air must be designed so that the amount of air that can be retreated can be sucked into the cylinder. In this case, in an operation region where the load is smaller than that state, the output must be adjusted by restricting the intake air with the throttle valve as in the conventional case, resulting in a large pumping loss. For this reason, the effect of improving the fuel efficiency cannot be obtained sufficiently.

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、吸気弁の作用角および/またはリフト量の連続可変による部分負荷時の出力調節を低負荷領域まで含めて行うことができるとともに、可変動弁機構の故障時にも車両が退避走行可能な出力を確実に発揮させることのでき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 to solve the above-described problems, and can adjust the output at the time of partial load by continuously varying the operating angle and / or the lift amount of the intake valve to the low load region. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can reliably exert an output that allows the vehicle to retreat even when a variable valve mechanism fails.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
連続的に可変な作用角および/またはリフト量で吸気弁を駆動可能な可変動弁機構と、
退避走行に必要な出力を発生可能な吸入空気量を確保できる所定の作用角およびリフト量で前記吸気弁を駆動可能な固定動弁機構と、
前記吸気弁が前記可変動弁機構に従動する状態と、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とを切り換える切換機構と、
前記可変動弁機構の異常を検知する異常検知手段と、
前記可変動弁機構の異常が検知された場合に、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とするフェイルセーフ手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A variable valve mechanism capable of driving the intake valve with a continuously variable working angle and / or lift amount;
A fixed valve mechanism capable of driving the intake valve with a predetermined operating angle and lift amount capable of securing an intake air amount capable of generating an output necessary for retreat travel;
A switching mechanism that switches between a state in which the intake valve follows the variable valve mechanism and a state in which the intake valve follows the fixed valve mechanism;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the variable valve mechanism;
Fail-safe means for setting the intake valve to follow the fixed valve mechanism when an abnormality of the variable valve mechanism is detected;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、前記内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限する運転領域制限手段を更に備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
When the intake valve is driven by the fixed valve mechanism by the fail-safe means, the operating range limiting means limits the operating range of the internal combustion engine to a range lower than a predetermined engine speed and load. Is further provided.

また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、その後の退避走行における走行可能速度を推定する走行可能速度推定手段を更に備えることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
When the intake valve is brought into a state of being driven by the fixed valve mechanism by the fail-safe means, it further comprises a travelable speed estimating means for estimating a travelable speed in the subsequent retreat travel.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた後に前記内燃機関の運転が停止された場合に、再始動時にも前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動するように、前記切換機構の状態を維持する維持手段を更に備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
When the operation of the internal combustion engine is stopped after the intake valve is brought into a state of being driven by the fixed valve mechanism by the fail safe means, the intake valve is driven by the fixed valve mechanism even at restart. As described above, the apparatus further comprises a maintaining means for maintaining the state of the switching mechanism.

また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
前記フューエルカットの実行中は、前記フェイルセーフ手段が機能することを禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
Fuel cut means for performing fuel cut during deceleration of the internal combustion engine;
During the execution of the fuel cut, prohibiting means for prohibiting the fail safe means from functioning;
Is further provided.

また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、一気筒当たり複数の吸気弁を備えるものであり、
前記可変動弁機構は、前記複数の吸気弁のすべてを駆動対象とするものであり、
前記固定動弁機構は、前記複数の吸気弁のうちの一部を駆動対象とするものであり、
前記切換機構は、前記一部の吸気弁が前記固定動弁機構に従動し、他の吸気弁が前記可変動弁装置に従動する状態に切り換え可能であることを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The internal combustion engine includes a plurality of intake valves per cylinder,
The variable valve mechanism is intended to drive all of the plurality of intake valves,
The fixed valve mechanism is for driving a part of the plurality of intake valves,
The switching mechanism can be switched to a state in which some of the intake valves are driven by the fixed valve mechanism and other intake valves are driven by the variable valve mechanism.

また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記可変動弁機構は、作用角および/またはリフト量に応じて変化する振幅で、カムの回転に同期して揺動する可変側揺動部材を有し、
前記固定動弁機構は、前記可変側揺動部材に隣接して配置され、カムの回転に同期して所定の振幅で揺動する固定側揺動部材を有し、
前記切換機構は、前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、
前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の他方に形成され、前記連結ピンが挿入可能なピン穴とを有し、
前記ピン穴の入口部分には、前記連結ピンと前記ピン穴との中心位置が一致していない状態でも挿入を可能とするように前記連結ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
The variable valve mechanism has a variable-side swing member that swings in synchronization with the rotation of the cam with an amplitude that changes according to the operating angle and / or the lift amount,
The fixed valve mechanism is disposed adjacent to the variable-side swing member, and has a fixed-side swing member that swings at a predetermined amplitude in synchronization with rotation of the cam.
The switching mechanism includes an advanceable / retractable connection pin installed on one of the variable-side swing member and the fixed-side swing member;
A pin hole formed on the other of the variable-side rocking member and the fixed-side rocking member and into which the connecting pin can be inserted;
The entrance portion of the pin hole is formed with a guide surface for guiding the connection pin so that insertion is possible even in a state where the center positions of the connection pin and the pin hole do not coincide with each other. To do.

第1の発明によれば、吸気弁を駆動する可変動弁機構に異常が発生した場合に、吸気弁を固定動弁機構によって駆動することができる。固定動弁機構は、退避走行をするのに必要な吸入空気量が確保できるような作用角およびリフト量で吸気弁を駆動する。このため、第1の発明によれば、可変動弁機構が故障した場合であっても、車両の退避走行を確実に可能とすることができる。そして、第1の発明によれば、可変動弁機構故障時の退避走行性能を固定動弁機構によって確保することができるので、可変動弁機構の作用角および/またはリフト量の最小値を退避走行性能確保のために制限する必要がなく、よって、吸気弁の作用角および/またはリフト量の最小値を十分に小さくすることができる。このため、可変動弁機構の正常時には、吸気弁の作用角および/またはリフト量の連続可変による部分負荷時の出力調節を低負荷領域まで含めて行うことができる。それゆえ、ポンピングロスを最大限に削減することができ、可変動弁機構による燃費改善効果を最大限に活用することができる。   According to the first aspect, when an abnormality occurs in the variable valve mechanism that drives the intake valve, the intake valve can be driven by the fixed valve mechanism. The fixed valve mechanism drives the intake valve with an operating angle and a lift amount that can secure an intake air amount necessary for retreating. For this reason, according to the first aspect, even when the variable valve mechanism is out of order, it is possible to reliably retreat the vehicle. According to the first aspect of the present invention, the retraction travel performance when the variable valve mechanism fails can be ensured by the fixed valve mechanism, so that the minimum value of the operating angle and / or lift amount of the variable valve mechanism is retracted. There is no need to limit the travel performance to ensure the performance, and therefore the minimum value of the intake valve operating angle and / or lift amount can be made sufficiently small. For this reason, when the variable valve mechanism is normal, output adjustment during partial load by continuously varying the operating angle and / or lift amount of the intake valve can be performed including the low load region. Therefore, the pumping loss can be reduced to the maximum, and the fuel efficiency improvement effect by the variable valve mechanism can be utilized to the maximum.

第2の発明によれば、退避走行時、内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限することができる。このため、退避走行中に内燃機関に過度の負担がかかるのを回避することができるので、可変動弁機構の損傷がそれ以上に進展・拡大するのを確実に防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to limit the operating range of the internal combustion engine to a range lower than the predetermined engine speed and load during retreat travel. For this reason, it is possible to avoid an excessive burden on the internal combustion engine during the retreat travel, and thus it is possible to reliably prevent further damage from the variable valve mechanism from progressing or expanding.

第3の発明によれば、退避走行時、車両の走行可能速度を推定することができる。そして、その走行可能速度を車両の運転者に報知することにより、運転者は、予定の時間までに目的地へ到達することができるかどうかなどを判断することができ、不安にならないで済む。   According to the third invention, it is possible to estimate the travelable speed of the vehicle during the retreat travel. Then, by notifying the driver of the vehicle of the travelable speed, the driver can determine whether or not the destination can be reached by the scheduled time, and is not worried.

第4の発明によれば、退避走行の途中で内燃機関の運転が停止された場合の再始動時にも、吸気弁を確実に固定動弁機構に従動させることができる。このため、再始動時に十分な筒内吸入空気量を確保することができ、再始動を失敗なく行うことができる。   According to the fourth aspect of the invention, the intake valve can be reliably driven by the fixed valve mechanism even at the time of restart when the operation of the internal combustion engine is stopped during the retreat travel. For this reason, a sufficient in-cylinder intake air amount can be ensured at the time of restart, and restart can be performed without failure.

第5の発明によれば、退避走行時、減速フューエルカットの実行中は、吸気弁が固定動弁機構に従動するのを防止することができる。このため、退避走行時の減速フューエルカット中に排気浄化触媒に多量の空気が流れるのを回避することができ、排気浄化触媒の劣化が進行するのを抑制することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the intake valve from following the fixed valve mechanism during the retreat travel and during the deceleration fuel cut. For this reason, it is possible to avoid a large amount of air from flowing through the exhaust purification catalyst during the deceleration fuel cut during the evacuation travel, and to suppress the deterioration of the exhaust purification catalyst.

第6の発明によれば、一気筒当たり複数の吸気弁を備えた内燃機関において、同一気筒の一部の吸気弁を固定動弁機構に従動させ、他の吸気弁を可変動弁装置に従動させることにより、複数の吸気弁の作用角および/またはリフト量に差をつけることができる。この状態とすることにより、筒内に過流(スワール、タンブル)を効果的に発生させることができ、燃焼の改善が図れる。   According to the sixth aspect of the invention, in an internal combustion engine having a plurality of intake valves per cylinder, some intake valves of the same cylinder are driven by a fixed valve mechanism, and other intake valves are driven by a variable valve device. By doing so, it is possible to make a difference in the operating angles and / or lift amounts of the plurality of intake valves. By setting it as this state, an overflow (swirl, tumble) can be effectively generated in the cylinder, and combustion can be improved.

第7の発明によれば、可変側揺動部材および固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、両者の他方に形成されたピン穴との中心位置が一致していない状態であっても、連結ピンがガイド面に案内されることにより、連結ピンをピン穴に確実に挿入することができる。このため、可変動弁機構がいかなる大きさの作用角および/またはリフト量の状態で固着していても、切換機構による切り換えを確実に行うことができる。   According to the seventh aspect of the invention, the center position of the connecting pin that can be moved forward and backward installed in one of the variable-side oscillating member and the fixed-side oscillating member does not coincide with the pin hole formed in the other of the two Even so, the connection pin can be reliably inserted into the pin hole by being guided by the guide surface. For this reason, even if the variable valve mechanism is fixed in an operating angle and / or lift amount of any size, switching by the switching mechanism can be performed reliably.

実施の形態1.
[システムの構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。実施の形態1のシステムは、車両に動力源として搭載される火花点火式の内燃機関1を備えている。内燃機関1は、複数の気筒2を有している。図1には、複数気筒のうちの1気筒のみが示されている。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of Embodiment 1 includes a spark ignition type internal combustion engine 1 mounted on a vehicle as a power source. The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders 2. FIG. 1 shows only one cylinder among a plurality of cylinders.

内燃機関1は、ピストン3と、ピストン3を収納したシリンダブロック4とを備えている。ピストン3は、コンロッドを介してクランク軸5と接続されている。クランク軸5の近傍には、クランク角センサ6が設けられている。クランク角センサ6は、クランク軸5の回転角度を検出するように構成されている。   The internal combustion engine 1 includes a piston 3 and a cylinder block 4 that houses the piston 3. The piston 3 is connected to the crankshaft 5 via a connecting rod. A crank angle sensor 6 is provided in the vicinity of the crankshaft 5. The crank angle sensor 6 is configured to detect the rotation angle of the crankshaft 5.

シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド8が組み付けられている。シリンダヘッド8には、燃焼室10内の混合気に点火する点火プラグ11が設けられている。   A cylinder head 8 is assembled to the upper part of the cylinder block 4. The cylinder head 8 is provided with a spark plug 11 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 10.

シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する吸気ポート12を備えている。吸気ポート12と燃焼室10との接続部には、一気筒当たり第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの二つの吸気弁が設けられている。第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rは、吸気カム軸15、可変動弁機構40、および固定動弁機構70により駆動される。可変動弁機構40および固定動弁機構70の詳細については、後述する。   The cylinder head 8 includes an intake port 12 that communicates with the combustion chamber 10. Two intake valves, a first intake valve 14L and a second intake valve 14R, are provided per cylinder at the connection portion between the intake port 12 and the combustion chamber 10. The first intake valve 14L and the second intake valve 14R are driven by the intake camshaft 15, the variable valve mechanism 40, and the fixed valve mechanism 70. Details of the variable valve mechanism 40 and the fixed valve mechanism 70 will be described later.

吸気ポート12には、吸気通路19が接続されている。吸気ポート12の近傍には、吸気ポート12内に燃料を噴射するインジェクタ20が設けられている。吸気通路19の途中にはサージタンク21が設けられている。   An intake passage 19 is connected to the intake port 12. In the vicinity of the intake port 12, an injector 20 that injects fuel into the intake port 12 is provided. A surge tank 21 is provided in the middle of the intake passage 19.

サージタンク21の上流にはスロットル弁22が設けられている。スロットル弁22は、スロットルモータ23により駆動される電子制御スロットルである。スロットル弁22は、アクセル開度センサ24により検出されるアクセル開度に基づいて駆動されるものである。スロットル弁22の近傍には、スロットル開度センサ25が設けられている。スロットル開度センサ25は、スロットル開度を検出するように構成されている。スロットル弁22の上流には、エアフロメータ26が設けられている。エアフロメータ26は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ26の上流にはエアクリーナ27が設けられている。   A throttle valve 22 is provided upstream of the surge tank 21. The throttle valve 22 is an electronically controlled throttle that is driven by a throttle motor 23. The throttle valve 22 is driven based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 24. A throttle opening sensor 25 is provided in the vicinity of the throttle valve 22. The throttle opening sensor 25 is configured to detect the throttle opening. An air flow meter 26 is provided upstream of the throttle valve 22. The air flow meter 26 is configured to detect the intake air amount Ga. An air cleaner 27 is provided upstream of the air flow meter 26.

また、シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する排気ポート28を備えている。排気ポート28と燃焼室10との接続部には排気弁29が設けられている。排気ポート28には排気通路30が接続されている。排気通路30には、排気空燃比を検出する空燃比センサ31が設けられている。   The cylinder head 8 includes an exhaust port 28 that communicates with the combustion chamber 10. An exhaust valve 29 is provided at a connection portion between the exhaust port 28 and the combustion chamber 10. An exhaust passage 30 is connected to the exhaust port 28. The exhaust passage 30 is provided with an air-fuel ratio sensor 31 that detects an exhaust air-fuel ratio.

また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)60を備えている。ECU60の出力側には、点火プラグ11、インジェクタ20、スロットルモータ23のほか、可変動弁機構40を可変動作させるためのモータ46や、後述するOCV84(図5参照)等が接続されている。ECU60の入力側には、クランク角センサ6、スロットル開度センサ25、アクセル開度センサ24、エアフロメータ26、空燃比センサ31や、可変動弁機構40の状態を検出する回転角センサ47等が接続されている。ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御、点火時期制御や、後述する吸気弁動弁機構に対する制御のような、内燃機関全体の制御を実行する。   The system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 as a control device. In addition to the ignition plug 11, the injector 20, and the throttle motor 23, a motor 46 for variably operating the variable valve mechanism 40, an OCV 84 (see FIG. 5) described later, and the like are connected to the output side of the ECU 60. On the input side of the ECU 60, there are a crank angle sensor 6, a throttle opening sensor 25, an accelerator opening sensor 24, an air flow meter 26, an air-fuel ratio sensor 31, a rotation angle sensor 47 for detecting the state of the variable valve mechanism 40, and the like. It is connected. The ECU 60 performs overall control of the internal combustion engine, such as fuel injection control, ignition timing control, and control for an intake valve operating mechanism described later, based on the output of each sensor.

[吸気弁動弁機構の概要]
図2は、本実施形態における吸気弁動弁機構の構成を説明するための斜視図である。図2に示すように、内燃機関1は、1気筒当たり、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの二つの吸気弁を有している。これらの吸気弁は、吸気カム軸15の回転に同期して、開閉する。吸気カム軸15には、可変動弁機構40に属する吸気カム16と、固定動弁機構70に属する吸気カム17とが設けられている。吸気カム軸15は、内燃機関1のクランク軸5により駆動され、クランク軸5の2分の1の速度で回転する。
[Outline of intake valve operating mechanism]
FIG. 2 is a perspective view for explaining the configuration of the intake valve operating mechanism in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 1 has two intake valves, a first intake valve 14L and a second intake valve 14R, per cylinder. These intake valves open and close in synchronization with the rotation of the intake camshaft 15. The intake camshaft 15 is provided with an intake cam 16 belonging to the variable valve mechanism 40 and an intake cam 17 belonging to the fixed valve mechanism 70. The intake camshaft 15 is driven by the crankshaft 5 of the internal combustion engine 1 and rotates at half the speed of the crankshaft 5.

可変動弁機構40は、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの両方を駆動対象とし、それらの作用角およびリフト量を連続的に可変とすることができる。これに対し、固定動弁機構70は、第2吸気弁14Rのみを駆動対象とし、大きな作用角およびリフト量で開閉させる。そして、このような吸気弁動弁機構は、第2吸気弁14Rが可変動弁機構40に従動する状態と、固定動弁機構70に従動する状態とを、選択的に切り換えることができるように構成されている。   The variable valve mechanism 40 can drive both the first intake valve 14L and the second intake valve 14R, and can continuously change the operating angle and the lift amount thereof. On the other hand, the fixed valve mechanism 70 drives only the second intake valve 14R and opens and closes it with a large operating angle and lift amount. Such an intake valve operating mechanism can selectively switch between a state in which the second intake valve 14R is driven by the variable valve operating mechanism 40 and a state in which the second intake valve 14 is driven by the fixed valve operating mechanism 70. It is configured.

図3は、図2に示す吸気弁動弁機構を吸気カム軸15に平行な方向から見た図である。図3に示すように、第1吸気弁14Lは、その弁軸(ステム)14aの端部がロッカーアーム35の一端に押圧されることにより、リフトする。ロッカーアーム35の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ37を介してシリンダヘッド8に支持されている。ロッカーアーム35の中間部には、ロッカーローラ36が回転自在に取り付けられている。また、第2吸気弁14Rに対しても、同様のロッカーアーム35、ロッカーローラ36、および油圧式ラッシュアジャスタ37が設けられている。   FIG. 3 is a view of the intake valve operating mechanism shown in FIG. 2 as viewed from a direction parallel to the intake camshaft 15. As shown in FIG. 3, the first intake valve 14 </ b> L is lifted when the end of the valve shaft (stem) 14 a is pressed against one end of the rocker arm 35. The other end of the rocker arm 35 is supported by the cylinder head 8 via a hydraulic lash adjuster 37. A rocker roller 36 is rotatably attached to an intermediate portion of the rocker arm 35. A similar rocker arm 35, rocker roller 36, and hydraulic lash adjuster 37 are also provided for the second intake valve 14R.

[可変動弁機構40の詳細構成]
以下、可変動弁機構40の構成について詳細に説明するが、第1吸気弁14L用の構造と第2吸気弁14R用の構造とは共通する部分があるので、その共通部分は第1吸気弁14L用についてのみ説明する。
[Detailed Configuration of Variable Valve Mechanism 40]
Hereinafter, the configuration of the variable valve mechanism 40 will be described in detail. However, since the structure for the first intake valve 14L and the structure for the second intake valve 14R have a common part, the common part is the first intake valve. Only for 14L will be described.

図3に示すように、可変動弁機構40は、吸気カム軸15と平行に配置された制御軸41を有している。制御軸41には、制御アーム42がボルト43によって固定されている。制御アーム42の一部は、制御軸41の径方向に突出している。制御アーム42の突出部には、中間アーム44がピン45によって取り付けられている。ピン45は、制御軸41の中心から偏心した位置に配置されている。よって、中間アーム44は、ピン45を中心にして揺動するように構成されている。制御軸41、制御アーム42、および中間アーム44は、第1吸気弁14Lと第2吸気弁14Rとに共用される。   As shown in FIG. 3, the variable valve mechanism 40 has a control shaft 41 disposed in parallel with the intake camshaft 15. A control arm 42 is fixed to the control shaft 41 with bolts 43. A part of the control arm 42 protrudes in the radial direction of the control shaft 41. An intermediate arm 44 is attached to the protruding portion of the control arm 42 by a pin 45. The pin 45 is disposed at a position eccentric from the center of the control shaft 41. Therefore, the intermediate arm 44 is configured to swing around the pin 45. The control shaft 41, the control arm 42, and the intermediate arm 44 are shared by the first intake valve 14L and the second intake valve 14R.

図2に示すように、制御軸41には、第1吸気弁14L用の揺動カムアーム50Lと、第2吸気弁14R用の揺動カムアーム50Rとがそれぞれ揺動可能に支持されている。この両者の構造、およびその周囲の構造は、共通であるので、揺動カムアーム50L側についてのみ説明する。   As shown in FIG. 2, a swing cam arm 50L for the first intake valve 14L and a swing cam arm 50R for the second intake valve 14R are supported on the control shaft 41 so as to be swingable. Since both of these structures and the surrounding structure are common, only the swing cam arm 50L side will be described.

図3に示すように、揺動カムアーム50Lは、吸気カム16に対向する側に、スライド面50aを有する。スライド面50aには、第2ローラ53が接触している。スライド面50aは、第2ローラ53が揺動カムアーム50Lの先端側から制御軸41の軸中心側に向かって移動するほど、吸気カム16との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。   As shown in FIG. 3, the swing cam arm 50 </ b> L has a slide surface 50 a on the side facing the intake cam 16. The second roller 53 is in contact with the slide surface 50a. The slide surface 50a is formed in a curved surface such that the distance from the intake cam 16 gradually decreases as the second roller 53 moves from the distal end side of the swing cam arm 50L toward the axial center side of the control shaft 41. .

吸気カム16の周面には、第2ローラ53と同軸上に設けられた第1ローラ52が接触している。第1ローラ52と第2ローラ53とは、共に中間アーム44の先端部に固定された連結軸54によって回転自在に支持されている。中間アーム44は、ピン45を支点として揺動するので、これらのローラ52,53もピン45から一定距離を保ちながらスライド面50aおよび吸気カム16の周面に沿って揺動する。   A first roller 52 provided coaxially with the second roller 53 is in contact with the peripheral surface of the intake cam 16. Both the first roller 52 and the second roller 53 are rotatably supported by a connecting shaft 54 fixed to the tip of the intermediate arm 44. Since the intermediate arm 44 swings around the pin 45 as a fulcrum, the rollers 52 and 53 also swing along the slide surface 50 a and the peripheral surface of the intake cam 16 while maintaining a certain distance from the pin 45.

また、揺動カムアーム50Lには、スライド面50aの反対側に、揺動カム面51が形成されている。揺動カムアーム50Lの下方には、前述したロッカーアーム35が位置しており、ロッカーローラ36は、揺動カム面51に接触している。揺動カム面51は、揺動カムアーム50Lの揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面(基礎円部分)51aと、非作用面51aから離れた位置ほど制御軸41の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面51bとで構成されている。   Further, a swing cam surface 51 is formed on the swing cam arm 50L on the opposite side of the slide surface 50a. The rocker arm 35 described above is positioned below the swing cam arm 50L, and the rocker roller 36 is in contact with the swing cam surface 51. The rocking cam surface 51 has a non-operating surface (basic circle portion) 51a formed so that the distance from the rocking center of the rocking cam arm 50L is constant, and a position away from the non-operating surface 51a is the control shaft 41. The working surface 51b is formed so that the distance from the center of the axis is increased.

揺動カムアーム50Lには、バネ座50bが形成されている。このバネ座50bには、ロストモーションスプリング38の一端が掛けられている。ロストモーションスプリング38の他端は、シリンダヘッド8に固定されている。ロストモーションスプリング38から受ける付勢力により、揺動カムアーム50Lのスライド面50aが第2ローラ53に押し当てられ、更に、第1ローラ52が吸気カム16に押し当てられる。これにより、第1ローラ52および第2ローラ53は、スライド面50aと吸気カム16の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。   A spring seat 50b is formed on the swing cam arm 50L. One end of a lost motion spring 38 is hung on the spring seat 50b. The other end of the lost motion spring 38 is fixed to the cylinder head 8. Due to the biasing force received from the lost motion spring 38, the slide surface 50a of the swing cam arm 50L is pressed against the second roller 53, and further, the first roller 52 is pressed against the intake cam 16. Thus, the first roller 52 and the second roller 53 are positioned in a state where they are sandwiched between the slide surface 50a and the peripheral surface of the intake cam 16 from both sides.

上述した可変動弁機構40の構成によれば、吸気カム16の回転に伴って、吸気カム16の押圧力が第1ローラ52および第2ローラ53を介してスライド面50aに伝達される。その結果、揺動カム面51とロッカーローラ56との接点が非作用面51aから作用面51bにまで及ぶと、ロッカーアーム35が押し下げられ、第1吸気弁14L、第2吸気弁14Rがリフト(開弁)する。   According to the configuration of the variable valve mechanism 40 described above, the pressing force of the intake cam 16 is transmitted to the slide surface 50 a via the first roller 52 and the second roller 53 as the intake cam 16 rotates. As a result, when the contact point between the swing cam surface 51 and the rocker roller 56 extends from the non-operation surface 51a to the operation surface 51b, the rocker arm 35 is pushed down, and the first intake valve 14L and the second intake valve 14R are lifted ( Open).

また、可変動弁機構40の構成によれば、制御軸41の回転角度を変化させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム50L,50Rの振幅(揺動範囲)が変化する。より具体的には、制御軸41を図3における反時計回りに回転させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が揺動カムアーム50L,50Rの先端側に移動する。そうすると、吸気カム16の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム50L,50Rが揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム35が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム50L,50Rの回転角度は、制御軸41が図3における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸41を図3における反時計回り方向に回転させることにより、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量を小さくすることができる。逆に、制御軸41を時計回り方向に回転させることにより、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量を大きくすることができる。   Further, according to the configuration of the variable valve mechanism 40, when the rotation angle of the control shaft 41 is changed, the position of the second roller 53 on the slide surface 50a changes, and the swing cam arms 50L and 50R during the lift operation are changed. The amplitude (oscillation range) changes. More specifically, when the control shaft 41 is rotated counterclockwise in FIG. 3, the position of the second roller 53 on the slide surface 50a moves to the tip side of the swing cam arms 50L, 50R. Then, the rotation angle of the swing cam arms 50L and 50R required until the rocker arm 35 actually starts to be pressed after the swing cam arms 50L and 50R start the swing operation by transmitting the pressing force of the intake cam 16 is transmitted. Increases as the control shaft 41 rotates counterclockwise in FIG. That is, the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R can be reduced by rotating the control shaft 41 counterclockwise in FIG. Conversely, the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R can be increased by rotating the control shaft 41 in the clockwise direction.

可変動弁機構40は、制御軸41を回転させる回転駆動機構を備えている。この回転駆動機構の構成は、特に限定されないが、本実施形態では、制御軸41の一端側に固定したウォームホイールとこのウォームホイールに噛み合うウォームギヤとからなる歯車機構48と、前記ウォームギヤを回転駆動するモータ46とで構成されるものとする。モータ46は、ECU60からの指令に従って正・逆両方向に作動可能になっている。モータ46を作動することにより、制御軸41の回転位置を調節することができ、可変動弁機構40により実現される作用角およびリフト量を変化させることができる。   The variable valve mechanism 40 includes a rotation drive mechanism that rotates the control shaft 41. The configuration of the rotation drive mechanism is not particularly limited, but in the present embodiment, a gear mechanism 48 including a worm wheel fixed to one end of the control shaft 41 and a worm gear meshing with the worm wheel, and the worm gear are rotationally driven. It is assumed that the motor 46 is configured. The motor 46 is operable in both forward and reverse directions in accordance with a command from the ECU 60. By operating the motor 46, the rotational position of the control shaft 41 can be adjusted, and the operating angle and the lift amount realized by the variable valve mechanism 40 can be changed.

本実施形態のシステムには、可変動弁機構40が実現している作用角およびリフト量を検出するセンサとして、回転角センサ47が設けられている。回転角センサ47は、モータ46、歯車機構48、および制御軸41のいずれかの回転部材の回転角(回転量)を検出するように配置される。この回転角センサ47の発した信号は、ECU60に入力される。ECU60は、回転角センサ47の信号に基づいて、現在の作用角およびリフト量を把握することができる。   In the system of the present embodiment, a rotation angle sensor 47 is provided as a sensor that detects a working angle and a lift amount realized by the variable valve mechanism 40. The rotation angle sensor 47 is arranged so as to detect the rotation angle (rotation amount) of the rotation member of any one of the motor 46, the gear mechanism 48, and the control shaft 41. A signal generated by the rotation angle sensor 47 is input to the ECU 60. The ECU 60 can grasp the current operating angle and lift amount based on the signal from the rotation angle sensor 47.

[固定動弁機構70の詳細構成]
次に、図2および図4を参照して、固定動弁機構70の詳細な構成について説明する。図4は、可変動弁機構40および固定動弁機構70の一部分の分解斜視図である。
[Detailed Configuration of Fixed Valve Mechanism 70]
Next, a detailed configuration of the fixed valve mechanism 70 will be described with reference to FIGS. 2 and 4. FIG. 4 is an exploded perspective view of a part of the variable valve mechanism 40 and the fixed valve mechanism 70.

図2および図4に示すように、固定動弁機構70は、吸気カム17と、大リフトアーム71とを有している。大リフトアーム71は、揺動カムアーム50Rと並んで配置され、制御軸41を中心に揺動可能になっている。大リフトアーム71には、吸気カム17の周面に接触するローラ73が回転可能に支持されている。大リフトアーム71は、ロストモーションスプリング(図示せず)により、ローラ73が吸気カム17の周面に押し当てられるような方向に付勢されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the fixed valve mechanism 70 includes an intake cam 17 and a large lift arm 71. The large lift arm 71 is arranged side by side with the swing cam arm 50 </ b> R and can swing about the control shaft 41. A roller 73 that contacts the peripheral surface of the intake cam 17 is rotatably supported by the large lift arm 71. The large lift arm 71 is biased by a lost motion spring (not shown) in such a direction that the roller 73 is pressed against the peripheral surface of the intake cam 17.

大リフトアーム71は、吸気カム17の回転に同期して揺動する。その振幅は、可変動弁機構40が最大の作用角およびリフト量の状態にあるときの揺動カムアーム50L,50Rの振幅と同じにされている。   The large lift arm 71 swings in synchronization with the rotation of the intake cam 17. The amplitude is the same as that of the swing cam arms 50L and 50R when the variable valve mechanism 40 is in the maximum operating angle and lift state.

[片弁切換機構72の構成]
図4に示すように、揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71との間には、両者を連結および連結解除可能な片弁切換機構72が設けられている。片弁切換機構72は、連結ピン74、ピン収納穴75、ピン穴76、リターンスプリング77、およびピストン78を備えている。片弁切換機構72を連結状態とすると、揺動カムアーム50Rは、大リフトアーム71と一体となり、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で揺動することとなる。このため、可変動弁機構40の状態に関わらず、第2吸気弁14Rが大きな作用角およびリフト量で駆動される。
[Configuration of Single Valve Switching Mechanism 72]
As shown in FIG. 4, a one-valve switching mechanism 72 is provided between the swing cam arm 50 </ b> R and the large lift arm 71 so that both can be connected and disconnected. The single valve switching mechanism 72 includes a connecting pin 74, a pin housing hole 75, a pin hole 76, a return spring 77, and a piston 78. When the one-valve switching mechanism 72 is in the connected state, the swing cam arm 50R is integrated with the large lift arm 71 and swings with an amplitude corresponding to the maximum operating angle and lift amount. For this reason, regardless of the state of the variable valve mechanism 40, the second intake valve 14R is driven with a large operating angle and lift amount.

大リフトアーム71には、揺動カムアーム50R側に開口するピン収納穴75が形成されている。このピン収納穴75内に連結ピン74が嵌め込まれている。連結ピン74は、ピン収納穴75の外へ突出したり、ピン収納穴75内に退避したりすることができる。ピン収納穴75は、後述する油圧系に接続されている。油圧系によりピン収納穴75内の油圧を高めることにより、連結ピン74をピン収納穴75から押し出すことができる。   The large lift arm 71 is formed with a pin housing hole 75 that opens to the swing cam arm 50R side. A connecting pin 74 is fitted into the pin housing hole 75. The connecting pin 74 can protrude out of the pin storage hole 75 or can be retracted into the pin storage hole 75. The pin housing hole 75 is connected to a hydraulic system described later. The connection pin 74 can be pushed out from the pin housing hole 75 by increasing the oil pressure in the pin housing hole 75 by the hydraulic system.

揺動カムアーム50Rには、大リフトアーム71側に開口するピン穴76が形成されている。連結ピン74とピン穴76は、制御軸41の中心から等距離に配置されている。これにより、揺動カムアーム50Rが大リフトアーム71に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴76の位置と連結ピン74の位置とが一致するようになっている。ピン穴76内には、その奥側からリターンスプリング77と、リフタとしてのピストン78とが配置されている。   A pin hole 76 that opens to the large lift arm 71 side is formed in the swing cam arm 50R. The connecting pin 74 and the pin hole 76 are arranged equidistant from the center of the control shaft 41. Thus, when the swing cam arm 50R is positioned at a predetermined rotation angle with respect to the large lift arm 71, the position of the pin hole 76 and the position of the connecting pin 74 are matched. A return spring 77 and a piston 78 as a lifter are disposed in the pin hole 76 from the back side.

図5は、連結ピン74を作動させるための油圧系の構成を示す概略図である。図5に示すように、制御軸41内には、油路81が形成されている。この油路81は、ピン収納穴75と、制御軸41と大リフトアーム71との摺動隙間と、制御軸41と揺動カムアーム50Rとの摺動隙間とにそれぞれ接続されている。この油路81には、内燃機関1のオイルポンプ82から油圧が供給される。油路81の途中には、排出路83が接続されている。排出路83には、OCV(オイルコントロールバルブ)84が設けられている。OCV84は、ECU60により、その開度がデューティー制御される。さらに、排出路83におけるOCV84の下流にはオリフィス85が設けられている。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a hydraulic system for operating the connecting pin 74. As shown in FIG. 5, an oil passage 81 is formed in the control shaft 41. The oil passage 81 is connected to the pin housing hole 75, the sliding clearance between the control shaft 41 and the large lift arm 71, and the sliding clearance between the control shaft 41 and the swing cam arm 50R. The oil passage 81 is supplied with hydraulic pressure from an oil pump 82 of the internal combustion engine 1. A discharge path 83 is connected in the middle of the oil path 81. The discharge path 83 is provided with an OCV (oil control valve) 84. The opening degree of the OCV 84 is duty controlled by the ECU 60. Further, an orifice 85 is provided downstream of the OCV 84 in the discharge path 83.

OCV84が閉じられていると、オイルポンプ82で加圧された潤滑油は、油路81を通って上記摺動隙間に供給される。また、油路81を流れる潤滑油の一部は、ピン収納穴75に供給される。よって、ピン収納穴75内の油圧を上げることができる。一方、OCV84を開くと、排出路83から潤滑油が排出される。これにより、ピン収納穴75内の油圧を下げることができる。   When the OCV 84 is closed, the lubricating oil pressurized by the oil pump 82 is supplied to the sliding gap through the oil passage 81. A part of the lubricating oil flowing through the oil passage 81 is supplied to the pin housing hole 75. Therefore, the hydraulic pressure in the pin storage hole 75 can be increased. On the other hand, when the OCV 84 is opened, the lubricating oil is discharged from the discharge path 83. Thereby, the hydraulic pressure in the pin accommodation hole 75 can be lowered.

連結ピン74がピン穴76に挿入していない状態では、揺動カムアーム50Rおよび大リフトアーム71は、別々に揺動しているが、ゼロリフトのとき(吸気弁閉期間)には、両者は共に静止する。この静止期間に、連結ピン74をピン穴76に挿入することができる。   In a state where the connecting pin 74 is not inserted into the pin hole 76, the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 swing separately, but both are in the zero lift (intake valve closing period). Quiesce. During this stationary period, the connecting pin 74 can be inserted into the pin hole 76.

ゼロリフトのときの揺動カムアーム50Rの姿勢は、可変動弁機構40の第2ローラ53の位置によって、つまり作用角およびリフト量によって、角度が異なる。このため、連結ピン74をピン穴76に挿入するには、まず、OCV84を閉じてピン収納穴75内の油圧を上昇させ、次いで、連結ピン74とピン穴76との位置がゼロリフト状態で一致するような所定の作用角およびリフト量となるように、制御軸41の回転位置を調整する。そうすると、連結ピン74とピン穴76との位置が一致した瞬間に、連結ピン74が押し出されて、ピン穴76に挿入することができる。このようにして、揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71とを連結ピン74を介して連結することができる。   The posture of the swing cam arm 50R at the time of zero lift varies depending on the position of the second roller 53 of the variable valve mechanism 40, that is, depending on the operating angle and the lift amount. Therefore, in order to insert the connecting pin 74 into the pin hole 76, first, the OCV 84 is closed to increase the hydraulic pressure in the pin housing hole 75, and then the positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 coincide with each other in the zero lift state. The rotational position of the control shaft 41 is adjusted so that a predetermined operating angle and lift amount are obtained. Then, at the moment when the positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 coincide with each other, the connecting pin 74 is pushed out and can be inserted into the pin hole 76. In this way, the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 can be connected via the connecting pin 74.

上記の連結を解除する場合には、OCV84を開き、ピン収納穴75内の油圧を下げる。すると、リターンスプリング77がピストン78を介して連結ピン74を押し戻すことにより、連結ピン74がピン穴76から抜ける。このようにして、揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71との連結を解除することができる。   In order to release the above connection, the OCV 84 is opened and the hydraulic pressure in the pin housing hole 75 is lowered. Then, the return spring 77 pushes back the connecting pin 74 via the piston 78, so that the connecting pin 74 comes out of the pin hole 76. In this way, the connection between the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 can be released.

[両弁等リフト状態]
揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71とが連結されていない状態では、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rは、共に可変動弁機構40に従動する。この状態を以下「両弁等リフト状態」と称する。図6(A)は、両弁等リフト状態での第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rのリフト線図である。この図に示すように、両弁等リフト状態では、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量は互いに等しくなる。そして、制御軸41を回転させることで両者の作用角およびリフト量を揃って連続的に変化させることができる。
[Both valves are lifted]
In a state where the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 are not connected, both the first intake valve 14L and the second intake valve 14R are driven by the variable valve mechanism 40. This state is hereinafter referred to as a “both valve lift state”. FIG. 6A is a lift diagram of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R in the lift state of both valves. As shown in this figure, in the lift state of both valves, the operating angle and the lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R are equal to each other. Then, by rotating the control shaft 41, the working angle and the lift amount of both can be aligned and continuously changed.

本実施形態では、両弁等リフト状態で第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量を最小とした状態では、スロットル弁22で吸入空気を絞らなくても、筒内吸入空気量をアイドル運転相当かまたはそれに近い僅かな空気量にすることができるように、可変動弁機構40が設計されている。よって、内燃機関1では、部分負荷時の出力調節を、アイドル運転付近の低負荷領域も含めて、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量の連続可変によって行うことが可能である。このため、ポンピングロス(スロットルロス)を最大限に削減することができ、燃費を大幅に改善することができる。   In the present embodiment, in the state in which the working angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R are minimized in the lift state of both valves and the like, the in-cylinder intake is performed even if the intake air is not throttled by the throttle valve 22. The variable valve mechanism 40 is designed so that the amount of air can be a slight amount of air equivalent to or close to idle operation. Therefore, in the internal combustion engine 1, the output adjustment at the time of partial load can be performed by continuously varying the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R, including the low load region near the idle operation. Is possible. For this reason, pumping loss (throttle loss) can be reduced to the maximum, and fuel consumption can be greatly improved.

この両弁等リフト状態のときは、固定動弁機構70は、吸気弁の駆動には関与せず、遊んだ状態となる。   In the lift state such as the double valve, the fixed valve mechanism 70 is idle without being involved in driving the intake valve.

[片弁大リフト状態]
揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71とを連結した状態とすると、揺動カムアーム50Rは、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で常に揺動している大リフトアーム71と一体となる。このため、揺動カムアーム50Rは、そのスライド面50aが第2ローラ53から離れ、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で揺動するようになる。よって、この状態では、第2吸気弁14Rは、可変動弁機構40の状態によらず、常に最大の作用角およびリフト量で運動する。このような状態を以下「片弁大リフト状態」と称する。
[Single valve large lift state]
When the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 are connected, the swing cam arm 50R is integrated with the large lift arm 71 that always swings with an amplitude corresponding to the maximum operating angle and lift amount. Therefore, the swing cam arm 50R has its slide surface 50a separated from the second roller 53, and swings with an amplitude corresponding to the maximum operating angle and lift amount. Therefore, in this state, the second intake valve 14R always moves with the maximum operating angle and lift amount regardless of the state of the variable valve mechanism 40. Such a state is hereinafter referred to as a “one-valve large lift state”.

図6(B)は、片弁大リフト状態での第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rのリフト線図である。第1吸気弁14Rは、片弁大リフト状態においても、両弁等リフト状態のときと同様に可変動弁機構40に従動する。このため、片弁大リフト状態において制御軸41を回転させると、図6(B)に示すように、第2吸気弁14Rを最大の作用角およびリフト量としたまま、第1吸気弁14Lの作用角およびリフト量を連続的に変化させることができる。   FIG. 6B is a lift diagram of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R in the one-valve large lift state. The first intake valve 14R follows the variable valve mechanism 40 even in the one-valve large lift state, as in the double valve lift state. For this reason, when the control shaft 41 is rotated in the one-valve large lift state, as shown in FIG. 6B, the second intake valve 14R remains at the maximum operating angle and lift amount, as shown in FIG. The operating angle and the lift amount can be continuously changed.

この片弁大リフト状態では、第1吸気弁14Lの作用角およびリフト量を第2吸気弁14Rより小さくすることができる。このようにすると、主として第2吸気弁14Rのみを通して筒内に空気を流入させることができる。このため、筒内に強い過流(スワール、タンブル)を形成することができる。内燃機関1では、例えば中負荷・中回転域などにおいて、片弁大リフト状態とすることにより、筒内に強い過流を形成し、燃焼速度を速めて燃焼を改善することができる。   In this one-valve large lift state, the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L can be made smaller than those of the second intake valve 14R. If it does in this way, air can be mainly made to flow in in a cylinder only through the 2nd intake valve 14R. For this reason, a strong overflow (swirl, tumble) can be formed in the cylinder. In the internal combustion engine 1, for example, in a medium load / medium rotation range, a single valve large lift state is formed, so that a strong overflow can be formed in the cylinder and the combustion speed can be increased to improve combustion.

[作用角・リフト量のマップ]
図7は、ECU60が記憶する第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量のマップである。本システムでは、図7に示すマップに従って、可変動弁機構40による作用角およびリフト量の調整や、片弁切換機構72による両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切換が行われる。
[Map of working angle and lift amount]
FIG. 7 is a map of the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R stored in the ECU 60. In this system, according to the map shown in FIG. 7, the operating angle and lift amount are adjusted by the variable valve mechanism 40, and the two-valve lift state and the one-valve large lift state are switched by the one-valve switching mechanism 72.

図7に示すマップは、横軸に機関回転数NEをとり、縦軸に負荷をとって示されている。本システムでは、機関回転数NEはクランク角センサ6の信号に基づいて検出することができる。また、負荷は、アクセル開度、あるいはエアフロメータ26により検出される吸入空気量Gaなどに基づいて、検出することができる。これにより、ECU60は、内燃機関1の現在の運転状態が図7のマップ中のどこにあるかを検知することができる。   The map shown in FIG. 7 is shown with the engine speed NE on the horizontal axis and the load on the vertical axis. In this system, the engine speed NE can be detected based on a signal from the crank angle sensor 6. Further, the load can be detected based on the accelerator opening or the intake air amount Ga detected by the air flow meter 26. Thereby, the ECU 60 can detect where the current operating state of the internal combustion engine 1 is in the map of FIG.

図7中には、二つ並んだ丸印が数組描かれている。各組の二つの丸印のうちの右側の丸印内の文字は第1吸気弁14Lの作用角およびリフト量を表しており、左側の丸印内の文字は第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量を表している。   In FIG. 7, several sets of two circles arranged side by side are drawn. Of the two circles in each group, the characters in the right circle indicate the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L, and the characters in the left circle indicate the operating angle of the second intake valve 14R. And the lift amount.

本マップでは、高負荷域、高回転域、および低負荷域は、両弁等リフト状態とすべき領域として定められてる。この領域を以下「両弁等リフト領域」と称する。両弁等リフト領域においては、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの両方の作用角およびリフト量を連続可変することで、筒内吸入空気量の調節、すなわち内燃機関1の出力調節を行うことができる。   In this map, the high load region, the high rotation region, and the low load region are defined as regions that should be in a lift state such as both valves. This region is hereinafter referred to as “both valve lift region”. In the lift region of both valves and the like, adjustment of the in-cylinder intake air amount, that is, output adjustment of the internal combustion engine 1, is performed by continuously varying the operating angle and the lift amount of both the first intake valve 14L and the second intake valve 14R. It can be carried out.

また、本マップでは、低中回転・中負荷域は、片弁大リフト状態とすべき領域として定められている。この領域を以下「片弁大リフト領域」と称する。片弁大リフト領域においては、第1吸気弁14Lのみの作用角およびリフト量を連続可変することで、筒内吸入空気量の調節、すなわち内燃機関1の出力調節を行うことができる。   Further, in this map, the low / medium rotation / medium load region is defined as a region that should be in the single valve large lift state. This region is hereinafter referred to as a “single valve large lift region”. In the one-valve large lift region, adjustment of the in-cylinder intake air amount, that is, output adjustment of the internal combustion engine 1, can be performed by continuously varying the operating angle and lift amount of only the first intake valve 14L.

そして、内燃機関1の運転状態が両弁等リフト領域と片弁大リフト領域との境界をまたいで移行した場合には、片弁切換機構72の作動により、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切り換えが行われる。   When the operating state of the internal combustion engine 1 has shifted across the boundary between the double-valve lift region and the single-valve large lift region, the single-valve switching mechanism 72 operates to activate the double-valve lift state and the single-valve large size. Switching to the lift state is performed.

[実施の形態1の特徴]
可変動弁機構40のように、吸気弁の作用角およびリフト量を連続可変する機構を採用した場合には、可変動弁機構40が万一故障した場合であっても、車両の退避走行を確実に可能とすることが、フェイルセーフの観点から要請される。
[Features of Embodiment 1]
If a mechanism that continuously varies the operating angle and lift amount of the intake valve, such as the variable valve mechanism 40, is employed, the vehicle can be retracted even if the variable valve mechanism 40 breaks down. It is required from the viewpoint of fail-safe that it is possible to make sure.

本実施形態における可変動弁機構40の故障(異常)とは、可変動弁機構40の構成部品(モータ46、歯車機構48、制御軸41、アーム類、ローラ、ベアリング等)の損傷、破損により、作用角およびリフト量の可変動作が円滑に行えない状態や、可変動作が不能になる状態を言うものとする。   The failure (abnormality) of the variable valve mechanism 40 in the present embodiment is due to damage or breakage of components (motor 46, gear mechanism 48, control shaft 41, arms, rollers, bearings, etc.) of the variable valve mechanism 40. The state in which the variable operation of the working angle and the lift amount cannot be performed smoothly or the variable operation cannot be performed.

可変動弁機構40の上記のような故障は、図7のマップで定められる目標の作用角およびリフト量に、回転角センサ47により検出される実際の作用角およびリフト量が追従しているかどうかにより、検知することができる。すなわち、目標の作用角およびリフト量と、実際の作用角およびリフト量とに間に食い違いがあれば、可変動弁機構40に故障が発生したと判断することができる。   The above-described failure of the variable valve mechanism 40 is based on whether or not the actual operating angle and lift amount detected by the rotation angle sensor 47 follow the target operating angle and lift amount determined in the map of FIG. Can be detected. That is, if there is a discrepancy between the target operating angle and lift amount and the actual operating angle and lift amount, it can be determined that a failure has occurred in the variable valve mechanism 40.

ところで、本実施形態の吸気弁動弁機構では、片弁大リフト状態とすることにより、第2吸気弁14Rを常に最大の作用角およびリフト量に固定することができる。一方の第2吸気弁14Rが最大の作用角およびリフト量になっていれば、もう一方の第1吸気弁14Lの作用角およびリフト量が最小だったとしても、最大吸入量の半分以上の筒内吸入空気量を確保することが可能である。従って、片弁大リフト状態のときには、内燃機関1の最大出力(最大トルク)の少なくとも半分以上の出力(トルク)を発揮することが可能である。そして、最大出力の半分の出力を発揮できれば、退避走行を行うことは十分に可能である。   By the way, in the intake valve operating mechanism of the present embodiment, the second intake valve 14R can always be fixed at the maximum operating angle and lift amount by setting the single valve large lift state. If one of the second intake valves 14R has the maximum operating angle and lift amount, even if the operating angle and lift amount of the other first intake valve 14L are minimum, the cylinder more than half of the maximum intake amount It is possible to secure the amount of internal intake air. Therefore, in the one-valve large lift state, it is possible to exert an output (torque) that is at least half of the maximum output (maximum torque) of the internal combustion engine 1. And if the output of half of the maximum output can be exhibited, it is possible to perform the retreat travel.

そこで、本実施形態では、可変動弁機構40の故障が検知された場合には、それ以降、図7に示すマップにかかわらずに、片弁大リフト状態を維持する制御を行うこととした。   Therefore, in the present embodiment, when a failure of the variable valve mechanism 40 is detected, control for maintaining the one-valve large lift state is performed thereafter regardless of the map shown in FIG.

この制御によれば、可変動弁機構40の故障を検知した時点で、既に片弁大リフト状態にあった場合、すなわち連結ピン74がピン穴76に挿入された状態にあった場合には、その状態を継続するべく、OCV84が閉じた状態に維持される。   According to this control, when a failure of the variable valve mechanism 40 is detected, if the valve is already in the one-valve large lift state, that is, if the connecting pin 74 is inserted into the pin hole 76, In order to continue this state, the OCV 84 is kept closed.

一方、可変動弁機構40の故障を検知した時点で、両弁等リフト状態にあった場合、すなわち連結ピン74がピン穴76に挿入していない状態にあった場合には、片弁大リフト状態へ移行するべく、連結ピン74をピン穴76に挿入する必要がある。前述したように、ゼロリフト状態で連結ピン74とピン穴76との位置を一致させるには、可変動弁機構40が所定の作用角およびリフト量の状態にあることが必要である。このため、可変動弁機構40の故障後に連結ピン74をピン穴76に挿入しようとした場合には、連結ピン74とピン穴76との位置が一致していない可能性が大であるとともに、可変動弁機構40が故障しているので、両者の位置を一致させることも困難である。   On the other hand, when a failure of the variable valve mechanism 40 is detected, if the double valve is in a lift state, that is, if the connecting pin 74 is not inserted into the pin hole 76, the single valve large lift In order to shift to the state, it is necessary to insert the connecting pin 74 into the pin hole 76. As described above, in order to match the positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 in the zero lift state, the variable valve mechanism 40 needs to be in a state of a predetermined operating angle and lift amount. For this reason, when trying to insert the connecting pin 74 into the pin hole 76 after the failure of the variable valve mechanism 40, there is a high possibility that the positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 do not match. Since the variable valve mechanism 40 is out of order, it is difficult to match the positions of the two.

そこで、本実施形態では、以下に説明するように、片弁切換機構72の構造に工夫を加えることにより、連結ピン74とピン穴76との中心位置が一致していない状態でも、連結ピン74をピン穴76に挿入できるようにした。   Therefore, in the present embodiment, as will be described below, the connecting pin 74 can be connected even if the center positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 are not matched by devising the structure of the one-valve switching mechanism 72. Can be inserted into the pin hole 76.

図8は、片弁切換機構72を拡大して示す断面図である。図8(A)に示すように、ピン穴76の入口部分には、ガイド面79が形成されている。図8(A)では、連結ピン74とピン穴76との中心位置がずれた状態になっている。このような場合であっても、油圧により連結ピン74が押し出される過程で、連結ピン74の先端周縁部がガイド面79に沿って摺動することにより、連結ピン74がピン穴76の中心方向へ案内される。その結果、図8(B)に示すように、連結ピン74とピン穴76との中心位置が一致し、連結ピン74をピン穴76に挿入することが可能となる。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the single valve switching mechanism 72. As shown in FIG. 8A, a guide surface 79 is formed at the entrance portion of the pin hole 76. In FIG. 8A, the center positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 are shifted. Even in such a case, the connecting pin 74 slides along the guide surface 79 in the process in which the connecting pin 74 is pushed out by hydraulic pressure, so that the connecting pin 74 moves in the center direction of the pin hole 76. To be guided to. As a result, as shown in FIG. 8B, the center positions of the connecting pin 74 and the pin hole 76 coincide with each other, and the connecting pin 74 can be inserted into the pin hole 76.

このように、本実施形態では、可変動弁機構40がいかなる大きさの作用角およびリフト量の状態で故障した場合であっても、連結ピン74をピン穴76に挿入することができるので、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切り換えを行うことができる。   Thus, in the present embodiment, the connecting pin 74 can be inserted into the pin hole 76 even if the variable valve mechanism 40 breaks down in any operating angle and lift state. Switching between the double valve lift state and the single valve large lift state can be performed.

[実施の形態1における具体的処理]
図9は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間ごとに周期的に実行されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 9 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. Note that this routine is periodically executed at predetermined time intervals.

図9に示すルーチンによれば、まず、可変動弁機構40が実現している作用角およびリフト量が検出される(ステップS100)。この現実の作用角およびリフト量は、前述したように回転角センサ47の信号に基づいて算出することができる。   According to the routine shown in FIG. 9, first, the operating angle and the lift amount realized by the variable valve mechanism 40 are detected (step S100). The actual working angle and lift amount can be calculated based on the signal from the rotation angle sensor 47 as described above.

次に、可変動弁機構40が正常に動作しているか否かが判断される(ステップS110)。具体的には、まず、上記ステップS100で検出された現実の作用角およびリフト量と、目標の作用角およびリフト量とを比較する。目標の作用角およびリフト量は、現在の機関回転数NEおよび負荷に基づき、図7に示す作用角・リフト量マップに従って、他のルーチンにおいて算出されているものとする。そして、作用角およびリフト量の現実値と目標値との偏差が所定の判定値以下であった場合には、可変動弁機構40が正常に動作していると判断できる。この場合には、そのまま本ルーチンを終了する。   Next, it is determined whether or not the variable valve mechanism 40 is operating normally (step S110). Specifically, first, the actual operating angle and lift amount detected in step S100 are compared with the target operating angle and lift amount. It is assumed that the target operating angle and lift amount are calculated in other routines based on the current engine speed NE and load, according to the operating angle / lift amount map shown in FIG. When the deviation between the actual value of the operating angle and the lift amount and the target value is equal to or less than a predetermined determination value, it can be determined that the variable valve mechanism 40 is operating normally. In this case, this routine is finished as it is.

これに対し、上記ステップS110において、作用角およびリフト量の現実値と目標値との偏差が所定の判定値を超えていた場合には、運転状態に応じた適切な作用角およびリフト量が得られていない事態となっており、可変動弁機構40に異常(故障)が生じていると判断できる。そこで、この場合には、十分な退避走行性能を確保するべく、これ以降、片弁大リフト状態で内燃機関1を運転する。   On the other hand, when the deviation between the actual value of the working angle and the lift amount and the target value exceeds the predetermined determination value in step S110, an appropriate working angle and lift amount corresponding to the driving state are obtained. It can be determined that an abnormality (failure) has occurred in the variable valve mechanism 40. Therefore, in this case, the internal combustion engine 1 is subsequently operated in a one-valve large lift state in order to ensure sufficient retreat travel performance.

具体的には、まず、現在の運転状態が作用角・リフト量マップにおける片弁大リフト領域にあるか否かが判別される(ステップS120)。現在の運転状態が片弁大リフト領域にあった場合には片弁大リフト状態が既に実現されている。そこで、この場合には、以降、作用角・リフト量マップに従うことを禁止し、片弁大リフト状態をそのまま維持するように、OCV84を制御する(ステップS121)。   Specifically, first, it is determined whether or not the current operation state is in the one-valve large lift region in the operating angle / lift amount map (step S120). If the current operating state is in the single valve large lift region, the single valve large lift state has already been realized. In this case, therefore, the OCV 84 is controlled so as to prohibit the follow- ing of the operating angle / lift amount map and maintain the one-valve large lift state as it is (step S121).

一方、上記ステップS120において、現在の運転状態が両弁等リフト領域にあった場合には、現在は両弁等リフト状態にあるので、片弁大リフト状態への切換動作を行う(ステップS130)。具体的には、OCV84を閉じて連結ピン74を油圧により押し出して、ピン穴76に挿入する。そして、ステップS130では、連結ピン74の挿入後、作用角・リフト量マップに従うことを禁止し、片弁大リフト状態を維持するように、OCV84を制御する。   On the other hand, in step S120, if the current operating state is in the double-valve lift region, since the double-valve lift state is currently in effect, a switching operation to the single-valve large lift state is performed (step S130). . Specifically, the OCV 84 is closed and the connecting pin 74 is pushed out by hydraulic pressure and inserted into the pin hole 76. In step S130, after the connection pin 74 is inserted, the OCV 84 is controlled so as not to follow the operating angle / lift amount map and to maintain the one-valve large lift state.

上記の処理により、可変動弁機構40に異常が発生した場合には、それ以降、常に片弁大リフト状態で内燃機関1が運転される。このため、退避走行に必要な出力を発生するための筒内吸入空気量を確実に確保することができる。そして、本ルーチンでは、次に、車両の運転者に、可変動弁機構40に異常が発生した旨を報知する(ステップS140)。この報知は、例えばインストルメントパネル内のウォーニングランプを点灯することなどにより行われる。可変動弁機構40の異常を運転者に報知することにより、運転者に、退避走行中の走行安全と機関保護への配慮を喚起するととともに、異常個所の早期確認および修理を促すことができる。   If an abnormality occurs in the variable valve mechanism 40 by the above processing, the internal combustion engine 1 is always operated in the one-valve large lift state thereafter. For this reason, the in-cylinder intake air amount for generating the output necessary for the retreat travel can be reliably ensured. In this routine, the vehicle driver is then notified that an abnormality has occurred in the variable valve mechanism 40 (step S140). This notification is performed, for example, by turning on a warning lamp in the instrument panel. By notifying the driver of the abnormality of the variable valve mechanism 40, it is possible to alert the driver to consideration of traveling safety and engine protection during evacuation traveling, and prompt early confirmation and repair of the abnormal part.

以上説明したように、本実施形態では、可変動弁機構40が故障したときであっても、退避走行性能を確実に確保することができる。このため、退避走行性能確保のために吸気弁の作用角およびリフト量の最小値が制限されることがないので、可変動弁機構40による燃費改善効果を最大限に活用することができる。   As described above, in the present embodiment, even when the variable valve mechanism 40 breaks down, the retreat travel performance can be reliably ensured. For this reason, the minimum value of the operating angle and lift amount of the intake valve is not limited in order to ensure the retreat travel performance, so that the fuel efficiency improvement effect by the variable valve mechanism 40 can be utilized to the maximum.

すなわち、本実施形態では、部分負荷時の出力調節を、アイドル運転付近の低負荷領域も含めて、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの作用角およびリフト量の連続可変によって行うことが可能である。このため、ポンピングロス(スロットルロス)を最大限に削減することができ、燃費を大幅に改善することができる。   That is, in the present embodiment, the output adjustment at the time of partial load is performed by continuously varying the operating angle and lift amount of the first intake valve 14L and the second intake valve 14R, including the low load region near the idle operation. Is possible. For this reason, pumping loss (throttle loss) can be reduced to the maximum, and fuel consumption can be greatly improved.

また、本実施形態では、退避走行時、片弁大リフト状態とされるので、最大出力のほぼ半分またはそれ以上の出力を発揮することが可能である。このため、比較的大きな出力を要する退避走行も行うことができる。   Further, in the present embodiment, the one-valve large lift state is set during retreat travel, so that it is possible to exert an output that is approximately half of the maximum output or more. For this reason, evacuation traveling requiring a relatively large output can also be performed.

また、本実施形態では、通常運転時にも運転領域によっては片弁大リフト状態を使用することとしている。このため、退避走行時の機関運転状態と通常時の正常な機関運転状態との乖離が少ないので、違和感のない安全な退避走行を行うことができる。   In the present embodiment, the one-valve large lift state is used depending on the operation region even during normal operation. For this reason, since there is little difference between the engine operation state during retreat travel and the normal engine operation state during normal retreat, safe retreat travel without a sense of incongruity can be performed.

また、上述した実施の形態1においては、第2吸気弁14Rが前記第1の発明における「吸気弁」に、片弁切換機構72が前記第1の発明における「切換機構」に、それぞれ相当している。また、ECU60が、上記ステップS100およびS110の処理を実行することにより前記第1の発明における「異常検知手段」が、上記ステップS120、S122およびS130の処理を実行することにより、前記第1の発明における「フェイルセーフ手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the second intake valve 14R corresponds to the “intake valve” in the first invention, and the one-valve switching mechanism 72 corresponds to the “switching mechanism” in the first invention. ing. Further, when the ECU 60 executes the processes of steps S100 and S110, the “abnormality detection means” in the first invention executes the processes of steps S120, S122 and S130, thereby allowing the first invention. “Fail-safe means” in FIG.

また、上述した実施の形態1においては、揺動カムアーム50Rが前記第7の発明における「可変側揺動部材」に、大リフトアーム71が前記第7の発明における「固定側揺動部材」に、それぞれ相当している。   In the first embodiment described above, the swing cam arm 50R is the “variable swing member” in the seventh invention, and the large lift arm 71 is the “fixed swing member” in the seventh invention. , Respectively.

実施の形態2.
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態1と同様のハードウェア構成を用いて、ECU60に、図9に示すルーチンに代えて、後述する図10に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of similar matters will be omitted or simplified. . The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 10 described later instead of the routine shown in FIG. 9 using the same hardware configuration as that of the first embodiment. .

[実施の形態2の特徴]
可変動弁機構40の故障後に退避走行を行う場合には、内燃機関1にできるだけ負担のかからない機関運転がなされるのが好ましい。そこで、本実施形態では、退避走行を行う場合には、正常時における片弁大リフト領域内での最大出力点での機関回転数NEおよび負荷より低い範囲に、内燃機関1の運転領域を制限することとした。
[Features of Embodiment 2]
When the retreat travel is performed after the failure of the variable valve mechanism 40, it is preferable that the engine operation is performed so that the internal combustion engine 1 is not burdened as much as possible. Therefore, in the present embodiment, when performing retreat travel, the operating region of the internal combustion engine 1 is limited to a range lower than the engine speed NE and the load at the maximum output point in the one-valve large lift region during normal operation. It was decided to.

また、退避走行時には、内燃機関1の出力が制限されるため、車両の走行速度も制限される。運転者の立場に立つと、このことを予め知ることができた方が安心である。そこで、本実施形態では、退避走行時、車両の走行可能速度を推定し、それを運転者に知らせることとした。   Further, since the output of the internal combustion engine 1 is restricted during retreat travel, the travel speed of the vehicle is also restricted. From the standpoint of the driver, it is safer to know this in advance. Therefore, in the present embodiment, during the retreat travel, the travelable speed of the vehicle is estimated and this is notified to the driver.

[実施の形態2における具体的処理]
図10は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図10において、図9に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 10, the same steps as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図10に示すルーチンによれば、ステップS100からS121およびS130までは前記実施の形態1と同様の処理が行われる。すなわち、可変動弁機構40の異常が検知された場合には、それ以降、片弁大リフト状態に強制的に固定される。   According to the routine shown in FIG. 10, the same processing as in the first embodiment is performed from step S100 to S121 and S130. That is, when an abnormality of the variable valve mechanism 40 is detected, the valve is forcibly fixed to the one-valve large lift state thereafter.

次に、内燃機関1の運転領域を、正常時における片弁大リフト領域内での最大出力点の機関回転数NEおよび負荷より低い範囲に制限する制御が開始される(ステップS150)。具体的には、内燃機関1の機関回転数NEおよび負荷が、上記制限範囲を超えないように、燃料噴射量を制限する。これにより、内燃機関1の運転状態が、比較的低い機関回転数NEおよび負荷の領域に限定されるので、退避走行中に内燃機関1にかかる負担を小さくすることができる。このため、退避走行中に可変動弁機構40の損傷がそれ以上に進展・拡大するのを確実に防止することができる。   Next, control is started to limit the operating region of the internal combustion engine 1 to a range lower than the engine speed NE and the load at the maximum output point in the one-valve large lift region at normal time (step S150). Specifically, the fuel injection amount is limited so that the engine speed NE and the load of the internal combustion engine 1 do not exceed the above-mentioned limit range. As a result, the operating state of the internal combustion engine 1 is limited to the region of the engine speed NE and the load that are relatively low, so that the burden on the internal combustion engine 1 during retreat travel can be reduced. For this reason, it is possible to reliably prevent further damage and expansion of the variable valve mechanism 40 during retreat travel.

次に、エアフロメータ26の信号に基づいて、現在の退避走行状態における吸入空気量が検出される(ステップS160)。そして、この検出された吸入空気量に基づいて、走行可能速度が推定される(ステップS170)。具体的には、まず、検出された吸入空気量の下で発生可能な現状での最大出力を算出する。ECU60には、吸入空気量と最大出力との相関関係が予め記憶されており、その相関関係に基づいて、現状での最大出力が算出される。ECU60には、更に、車両の走行性能曲線情報が予め記憶されている。その走行性能曲線情報に、上記現状での最大出力を照らし合わせることにより、走行可能速度が算出される。この場合、走行可能速度は、道路勾配毎に算出してもよい。   Next, based on the signal from the air flow meter 26, the intake air amount in the current retreat travel state is detected (step S160). Based on the detected intake air amount, the travelable speed is estimated (step S170). Specifically, first, the current maximum output that can be generated under the detected intake air amount is calculated. The ECU 60 stores in advance the correlation between the intake air amount and the maximum output, and the current maximum output is calculated based on the correlation. The ECU 60 further stores in advance vehicle performance performance curve information. The travelable speed is calculated by comparing the travel performance curve information with the current maximum output. In this case, the travelable speed may be calculated for each road gradient.

上記ステップS170で算出された走行可能速度の情報は、可変動弁装置40の故障のために機関出力を制限している旨の情報とともに、例えばインストルメントパネル内に設けた表示部に表示され、運転者に報知される(ステップS180)。これにより、運転者は、現状での走行可能速度を知ることができるので、予定の時間までに目的地へ到達することができるかどうかなどを判断することができ、不安を感じずに済む。   The information on the travelable speed calculated in step S170 is displayed on the display unit provided in the instrument panel, for example, together with the information indicating that the engine output is limited due to the failure of the variable valve device 40, The driver is notified (step S180). As a result, the driver can know the current travelable speed, and therefore can determine whether or not the destination can be reached by the scheduled time, without feeling uneasy.

上述した実施の形態2においては、ECU60が、上記ステップS150の処理を実行することにより前記第2の発明における「運転領域制限手段」が、上記ステップS160およびS170の処理を実行することにより、前記第3の発明における「走行可能速度推定手段」が、それぞれ実現されている。   In the above-described second embodiment, the ECU 60 executes the process of step S150, so that the “operating region restriction means” in the second invention executes the processes of steps S160 and S170. The “travelable speed estimation means” in the third invention is realized.

実施の形態3.
次に、図11を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態1と同様のハードウェア構成を用いて、ECU60に、図9に示すルーチンに代えて、後述する図11に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11. The description will focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of similar matters will be omitted or simplified. . The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 11 to be described later, instead of the routine shown in FIG. 9, using the same hardware configuration as that of the first embodiment. .

[実施の形態3の特徴]
可変動弁機構40の故障後に退避走行している場合にも、一旦駐車して内燃機関1を停止したい場合もあり得る。通常の制御では、内燃機関1が停止されると、すなわちイグニッションスイッチがオフされると、OCV84への通電(デューティー信号印加)も停止されるようになっている。OCV84への通電が停止されると、OCV84はデフォルト状態である開状態になり、その結果、連結ピン74に付加されていた油圧が抜けるので、リターンスプリング77によって連結ピン74が押し戻されてしまう。
[Features of Embodiment 3]
Even when retreating after a failure of the variable valve mechanism 40, there may be a case where it is desired to park the engine and stop the internal combustion engine 1 once. In normal control, when the internal combustion engine 1 is stopped, that is, when the ignition switch is turned off, energization (duty signal application) to the OCV 84 is also stopped. When energization of the OCV 84 is stopped, the OCV 84 is in the open state which is the default state. As a result, the hydraulic pressure applied to the connection pin 74 is released, and the connection pin 74 is pushed back by the return spring 77.

すなわち、片弁大リフト状態に固定して退避走行をしている途中で、内燃機関1を停止すると、その停止期間中に揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71との連結が自然に解除され、両弁等リフト状態に戻ってしまう。この場合、仮に可変動弁機構40が小さな作用角およびリフト量の状態で固着していたとすると、内燃機関1を再始動するとき、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの両方ともが小さな作用角およびリフト量でしか開弁しないこととなる。このような場合には、筒内吸入空気量が少なすぎて、再始動ができないおそれがある。   That is, when the internal combustion engine 1 is stopped during the retreat travel while being fixed in the single valve large lift state, the connection between the swing cam arm 50R and the large lift arm 71 is naturally released during the stop period, It will return to the lift state of both valves. In this case, if the variable valve mechanism 40 is fixed with a small operating angle and lift amount, when the internal combustion engine 1 is restarted, both the first intake valve 14L and the second intake valve 14R are small. The valve opens only at the operating angle and the lift amount. In such a case, the in-cylinder intake air amount may be too small to restart.

そこで、本実施形態では、退避走行する場合には、イグニッションスイッチがオフされた後もOCV84への通電を継続するように、ECU60の制御内容を変更することとした。これにより、内燃機関1の停止中も片弁大リフト状態が維持され、再始動を片弁大リフト状態で行うことができる。よって、再始動時、筒内吸入空気量を十分確保することができ、再始動を確実に行うことができる。なお、イグニッションスイッチがオフの状態でも、ECU60にはバッテリからの通電を継続しているのが普通であるので、上記のように制御内容を変更することは容易に可能である。   Therefore, in the present embodiment, when the vehicle is evacuated, the control content of the ECU 60 is changed so that energization to the OCV 84 is continued even after the ignition switch is turned off. Thus, the single valve large lift state is maintained even when the internal combustion engine 1 is stopped, and the restart can be performed in the single valve large lift state. Therefore, at the time of restart, a sufficient amount of in-cylinder intake air can be ensured, and restart can be performed reliably. Even when the ignition switch is off, the ECU 60 normally continues to be energized from the battery, so it is possible to easily change the control contents as described above.

[実施の形態3における具体的処理]
図11は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図11において、図9に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 11 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 11, the same steps as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図11に示すルーチンは、図9に示すルーチンと比べて、ステップS110とS120との間にステップS111およびS112が挿入されていること以外は同一である。   The routine shown in FIG. 11 is the same as the routine shown in FIG. 9 except that steps S111 and S112 are inserted between steps S110 and S120.

すなわち、図11に示すルーチンによれば、ステップS110で可変動弁機構40の異常が検知された場合には、次に、ステップS100で検出された現実の作用角およびリフト量が、両弁等リフト状態になったとしても再始動可能な作用角およびリフト量であるかどうかを判別する(ステップS111)。ECU60には、両弁等リフト状態で確実に再始動が可能な最小の作用角およびリフト量が予め記憶されており、これとの比較により、ステップS111の判別を行う。   That is, according to the routine shown in FIG. 11, when an abnormality of the variable valve mechanism 40 is detected in step S110, the actual operating angle and lift amount detected in step S100 are the values of both valves and the like. It is determined whether the operating angle and the lift amount can be restarted even when the lift state is reached (step S111). The ECU 60 stores in advance the minimum operating angle and lift amount that can be reliably restarted in the lift state of both valves and the like, and the determination in step S111 is performed by comparison with this.

上記ステップS111において、両弁等リフト状態では再始動できない小さな作用角およびリフト量だった場合には、次に、イグニッションスイッチがオフされた後にもOCV84への通電を継続するように、ECU60の制御内容の一部を変更する(ステップS112)。その後は、実施の形態1と同様のステップS120以下の処理が実行される。   In step S111, if the operating angle and the lift amount are small and cannot be restarted in the double valve lift state, then the ECU 60 is controlled so that energization to the OCV 84 is continued even after the ignition switch is turned off. A part of the content is changed (step S112). After that, the processing from step S120 onward as in the first embodiment is executed.

一方、上記ステップS111において、両弁等リフト状態でも再始動可能な比較的大きい作用角およびリフト量だった場合には、内燃機関1の停止中に片弁大リフト状態から両弁等リフト状態へ戻ってしまったとしても、再始動に問題はない。そこで、この場合には、上記ステップS112の処理をスキップして、ステップS120以下の処理を実行する。   On the other hand, in step S111, if the operating angle and the lift amount are relatively large so that they can be restarted even in the double-valve lift state, the one-valve large lift state is changed to the double-valve lift state while the internal combustion engine 1 is stopped. Even if it returns, there is no problem with restart. Therefore, in this case, the process of step S112 is skipped and the process of step S120 and subsequent steps is executed.

以上の処理により、本実施形態では、退避走行時、可変動弁機構40が小さな作用角およびリフト量の状態で固着していた場合であっても、内燃機関1の再始動を確実に行うことができる。   With the above processing, in the present embodiment, the internal combustion engine 1 can be reliably restarted even when the variable valve mechanism 40 is fixed with a small operating angle and lift amount during retreat travel. Can do.

なお、上述した実施の形態3においては、ECU60が上記ステップS112の処理を実行することにより前記第4の発明における「維持手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “maintaining means” in the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the process of step S112.

実施の形態4.
次に、図12を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態1と同様のハードウェア構成を用いて、ECU60に、図9に示すルーチンに代えて、後述する図12に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12. The description will focus on differences from the above-described embodiments, and the description of similar matters will be omitted or simplified. . The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 12 to be described later, instead of the routine shown in FIG. 9, using the same hardware configuration as that of the first embodiment. .

[実施の形態4の特徴]
内燃機関1の減速時には、燃料の節約等の目的で、フューエルカットを行うのが普通である。それゆえ、内燃機関1の減速時には、吸気通路から排気通路にかけて燃料を含まない空気が流通する。一方、内燃機関1の排気通路に配置されている排気浄化触媒は、高温環境下でリーンなガスの供給を受けることにより劣化し易いという特性を有している。このため、フューエルカット中における触媒の劣化を抑制するうえでは、内燃機関1の減速時における流通空気量を少量とすることが望まれる。そこで、通常時の制御においては、内燃機関1の減速時、第1吸気弁14Lおよび第2吸気弁14Rの双方の作用角およびリフト量を小さくして流通空気量を少なくするために、両弁等リフト状態が選択される。
[Features of Embodiment 4]
When the internal combustion engine 1 is decelerated, fuel cut is usually performed for the purpose of saving fuel or the like. Therefore, when the internal combustion engine 1 is decelerated, air containing no fuel flows from the intake passage to the exhaust passage. On the other hand, the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine 1 has a characteristic that it easily deteriorates upon receiving a lean gas supply in a high temperature environment. For this reason, in order to suppress the deterioration of the catalyst during the fuel cut, it is desired to reduce the amount of air flowing when the internal combustion engine 1 is decelerated. Therefore, in the normal control, when the internal combustion engine 1 is decelerated, both valves are used in order to reduce the working air amount and the lift amount of both the first intake valve 14L and the second intake valve 14R to reduce the amount of circulating air. An equal lift state is selected.

これに対し、前述した実施の形態1〜3では、可変動弁機構40が故障した場合、内燃機関1の運転状態によらず、片弁大リフト状態に強制的に固定されるので、内燃機関1の減速時も片弁大リフト状態が維持される。その結果、フューエルカット中に触媒を流れる空気量が多くなるため、触媒の劣化が進行し易い。   On the other hand, in the first to third embodiments described above, when the variable valve mechanism 40 fails, the internal combustion engine 1 is forcibly fixed to the one-valve large lift state regardless of the operating state of the internal combustion engine 1. The one-valve large lift state is maintained even during deceleration of 1. As a result, since the amount of air flowing through the catalyst during fuel cut increases, the catalyst tends to deteriorate.

そこで、本実施形態では、可変動弁機構40の異常が検知された場合であっても、内燃機関1の減速中は片弁大リフト状態に強制的に固定する制御を行わずに、通常時と同じ制御を行い、内燃機関1の減速が終了した後に、片弁大リフト状態に強制的に固定する制御を行うこととした。   Therefore, in the present embodiment, even when an abnormality of the variable valve mechanism 40 is detected, control for forcibly fixing the internal combustion engine 1 to the one-valve large lift state is not performed while the internal combustion engine 1 is decelerating. The same control as that described above was performed, and after the deceleration of the internal combustion engine 1 was completed, the control for forcibly fixing the one-valve large lift state was performed.

[実施の形態4における具体的処理]
図12は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU60が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図12において、図9に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 12 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 12, the same steps as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図11に示すルーチンは、図9に示すルーチンと比べて、ステップS110とS120との間にステップS115が挿入されていること以外は同一である。   The routine shown in FIG. 11 is the same as the routine shown in FIG. 9 except that step S115 is inserted between steps S110 and S120.

すなわち、図11に示すルーチンによれば、ステップS110で可変動弁機構40の異常が検知された場合には、次に、内燃機関1が減速中であるか否かが判別される(ステップS115)。具体的には、アクセル開度がゼロであり、かつ機関回転数NEが所定値以上である場合には、内燃機関1が減速中であると判別される。あるいは、車速変化率やブレーキ信号等を利用して内燃機関1の減速を判定してもよい。   That is, according to the routine shown in FIG. 11, if an abnormality of the variable valve mechanism 40 is detected in step S110, it is next determined whether or not the internal combustion engine 1 is decelerating (step S115). ). Specifically, when the accelerator opening is zero and the engine speed NE is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the internal combustion engine 1 is decelerating. Alternatively, the deceleration of the internal combustion engine 1 may be determined using a vehicle speed change rate, a brake signal, or the like.

上記ステップS115で、内燃機関1が減速中であることが認められた場合には、以下の処理を行うことなく、本ルーチンが終了される。これにより、吸気弁動弁機構に対しては、図7に示すマップに従った通常制御が行われるので、両弁等リフト状態とされる。このため、減速フューエルカット中に排気浄化触媒に流通する空気量を片弁大リフト状態に比して少量とすることができるので、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。   If it is determined in step S115 that the internal combustion engine 1 is decelerating, this routine is terminated without performing the following processing. As a result, the intake valve operating mechanism is normally controlled according to the map shown in FIG. For this reason, since the amount of air flowing through the exhaust purification catalyst during the deceleration fuel cut can be made small compared to the one-valve large lift state, deterioration of the exhaust purification catalyst can be suppressed.

内燃機関1の減速が終了すると、上記ステップS115において減速中でないことが認められる。この場合には、その後、実施の形態1と同様のステップS120以下の処理が実行される。これにより、片弁大リフト状態に強制的に固定され、退避走行性能を確保することができる。   When the deceleration of the internal combustion engine 1 is completed, it is recognized that the engine is not decelerating in step S115. In this case, the processing after step S120 similar to that in the first embodiment is thereafter executed. Thereby, it is forcibly fixed to the one-valve large lift state, and retreat travel performance can be secured.

なお、上述した実施の形態4においては、ECU60が、内燃機関1の減速時にフューエルカットを実行することにより前記第5の発明における「フューエルカット手段」が、上記ステップS115の処理を実行することにより前記第5の発明における「禁止手段」が、それぞれ実現されている。   In the above-described fourth embodiment, the ECU 60 executes fuel cut when the internal combustion engine 1 is decelerated, so that the “fuel cut means” in the fifth aspect of the invention executes the process of step S115. The “prohibiting means” in the fifth aspect of the present invention is realized.

以上述べた各実施の形態では、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態とを切り換える機能を備えたシステムについて説明したが、本発明は、そのような切り換え機能を備えたシステムに限定されるものではない。例えば、本発明は、通常時に同一気筒の二つの吸気弁の作用角およびリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構と、この可変動弁機構の異常時に、退避走行可能な空気量を確保し得る所定の作用角およびリフト量でその二つの吸気弁を駆動可能な固定動弁機構とを備えたシステムに適用することも可能である。すなわち、本発明における固定動弁機構は、通常時には利用されず、可変動弁機構の異常時にのみ利用されるものでもよい。   In each of the above-described embodiments, the system having the function of switching between the double valve equal lift state and the single valve large lift state has been described. However, the present invention is limited to the system having such a switching function. It is not a thing. For example, the present invention provides a variable valve mechanism that continuously varies the operating angle and lift amount of two intake valves of the same cylinder during normal operation, and the amount of air that can be retracted when the variable valve mechanism is abnormal. The present invention can also be applied to a system including a fixed valve mechanism that can drive the two intake valves with a predetermined operating angle and lift amount that can be ensured. That is, the fixed valve mechanism in the present invention may not be used in normal times but may be used only when the variable valve mechanism is abnormal.

また、本発明における可変動弁機構は、吸気弁の作用角およびリフト量の双方を連続的に可変とするものに限定されるものではなく、作用角およびリフト量の一方を連続的に可変とするものであってもよい。また、本発明では、一気筒当たりの吸気弁の数は2個に限定されるものではなく、1個でも、3個以上でもよい。   In addition, the variable valve mechanism in the present invention is not limited to one in which both the operating angle and the lift amount of the intake valve are continuously variable, and one of the operating angle and the lift amount is continuously variable. You may do. In the present invention, the number of intake valves per cylinder is not limited to two, but may be one or three or more.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における吸気弁動弁機構の構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the intake valve operating mechanism in Embodiment 1 of this invention. 図2に示す吸気弁動弁機構を吸気カム軸に平行な方向から見た図である。FIG. 3 is a view of the intake valve operating mechanism shown in FIG. 2 as viewed from a direction parallel to the intake camshaft. 可変動弁機構および固定動弁機構の一部分の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a part of a variable valve mechanism and a fixed valve mechanism. 連結ピンを作動させるための油圧系の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the hydraulic system for operating a connecting pin. 両弁等リフト状態および片弁大リフト状態での第1吸気弁および第2吸気弁のリフト線図である。It is a lift diagram of the 1st intake valve and the 2nd intake valve in a double valve equal lift state and a single valve large lift state. 第1吸気弁および第2吸気弁の作用角およびリフト量のマップである。It is a map of the operating angle and lift amount of a 1st intake valve and a 2nd intake valve. 片弁切換機構を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a single valve switching mechanism. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
6 クランク角センサ
10 燃焼室
11 点火プラグ
12 吸気ポート
14 吸気弁
15 吸気カム軸
16,17 吸気カム
19 吸気通路
20 インジェクタ
22 スロットル弁
24 アクセル開度センサ
25 スロットル開度センサ
26 エアフロメータ
28 排気ポート
30 排気通路
35 ロッカーアーム
36 ロッカーローラ
37 油圧式ラッシュアジャスタ
38 ロストモーションスプリング
40 可変動弁機構
41 制御軸
42 制御アーム
44 中間アーム
45 ピン
46 モータ
47 回転角センサ
48 歯車機構
50 揺動カムアーム
52 第1ローラ
53 第2ローラ
54 連結軸
60 ECU
70 固定動弁機構
71 大リフトアーム
72 片弁切換機構
73 ローラ
74 連結ピン
75 ピン収納穴
76 ピン穴
77 リターンスプリング
78 ピストン
79 ガイド面
81 油路
82 オイルポンプ
83 排出路
84 OCV
85 オリフィス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 6 Crank angle sensor 10 Combustion chamber 11 Spark plug 12 Intake port 14 Intake valve 14 Intake valve 15 Intake cam shaft 16, 17 Intake cam 19 Intake passage 20 Injector 22 Throttle valve 24 Accelerator opening sensor 25 Throttle opening sensor 26 Air flow meter 28 Exhaust port 30 Exhaust passage 35 Rocker arm 36 Rocker roller 37 Hydraulic lash adjuster 38 Lost motion spring 40 Variable valve mechanism 41 Control shaft 42 Control arm 44 Intermediate arm 45 Pin 46 Motor 47 Rotation angle sensor 48 Gear mechanism 50 Oscillating cam arm 52 First roller 53 Second roller 54 Connecting shaft 60 ECU
70 fixed valve mechanism 71 large lift arm 72 single valve switching mechanism 73 roller 74 connecting pin 75 pin receiving hole 76 pin hole 77 return spring 78 piston 79 guide surface 81 oil passage 82 oil pump 83 discharge passage 84 OCV
85 Orifice

Claims (6)

連続的に可変な作用角および/またはリフト量で吸気弁を駆動可能な可変動弁機構と、
退避走行に必要な出力を発生可能な吸入空気量を確保できる所定の作用角およびリフト量で前記吸気弁を駆動可能な固定動弁機構と、
前記吸気弁が前記可変動弁機構に従動する状態と、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とを切り換える切換機構と、
前記可変動弁機構の異常を検知する異常検知手段と、
前記可変動弁機構の異常が検知された場合に、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とするフェイルセーフ手段と、
前記内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
前記フューエルカットの実行中は、前記フェイルセーフ手段が機能することを禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A variable valve mechanism capable of driving the intake valve with a continuously variable working angle and / or lift amount;
A fixed valve mechanism capable of driving the intake valve with a predetermined operating angle and lift amount capable of securing an intake air amount capable of generating an output necessary for retreat travel;
A switching mechanism that switches between a state in which the intake valve follows the variable valve mechanism and a state in which the intake valve follows the fixed valve mechanism;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the variable valve mechanism;
Fail-safe means for setting the intake valve to follow the fixed valve mechanism when an abnormality of the variable valve mechanism is detected;
Fuel cut means for performing fuel cut during deceleration of the internal combustion engine;
During the execution of the fuel cut, prohibiting means for prohibiting the fail safe means from functioning;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、前記内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限する運転領域制限手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   When the intake valve is driven by the fixed valve mechanism by the fail-safe means, the operating range limiting means limits the operating range of the internal combustion engine to a range lower than a predetermined engine speed and load. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: 前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、その後の退避走行における走行可能速度を推定する走行可能速度推定手段を更に備えることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。   The vehicle further comprises a travelable speed estimation unit that estimates a travelable speed in a subsequent retreat when the intake valve is driven by the fixed valve mechanism by the failsafe unit. 3. The control device for an internal combustion engine according to 1 or 2. 前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた後に前記内燃機関の運転が停止された場合に、再始動時にも前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動するように、前記切換機構の状態を維持する維持手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。   When the operation of the internal combustion engine is stopped after the intake valve is brought into a state of being driven by the fixed valve mechanism by the fail safe means, the intake valve is driven by the fixed valve mechanism even at restart. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising maintaining means for maintaining the state of the switching mechanism. 前記内燃機関は、一気筒当たり複数の吸気弁を備えるものであり、
前記可変動弁機構は、前記複数の吸気弁のすべてを駆動対象とするものであり、
前記固定動弁機構は、前記複数の吸気弁のうちの一部を駆動対象とするものであり、
前記切換機構は、前記一部の吸気弁が前記固定動弁機構に従動し、他の吸気弁が前記可変動弁装置に従動する状態に切り換え可能であることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes a plurality of intake valves per cylinder,
The variable valve mechanism is intended to drive all of the plurality of intake valves,
The fixed valve mechanism is for driving a part of the plurality of intake valves,
The switching mechanism, according to claim 1 to 4 wherein a portion of the intake valves the following the fixed valve mechanism, and wherein the other intake valve is switchable to a state of driven in the variable valve device The control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
前記可変動弁機構は、作用角および/またはリフト量に応じて変化する振幅で、カムの回転に同期して揺動する可変側揺動部材を有し、
前記固定動弁機構は、前記可変側揺動部材に隣接して配置され、カムの回転に同期して所定の振幅で揺動する固定側揺動部材を有し、
前記切換機構は、前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、
前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の他方に形成され、前記連結ピンが挿入可能なピン穴とを有し、
前記ピン穴の入口部分には、前記連結ピンと前記ピン穴との中心位置が一致していない状態でも挿入を可能とするように前記連結ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The variable valve mechanism has a variable-side swing member that swings in synchronization with the rotation of the cam with an amplitude that changes according to the operating angle and / or the lift amount,
The fixed valve mechanism is disposed adjacent to the variable-side swing member, and has a fixed-side swing member that swings at a predetermined amplitude in synchronization with rotation of the cam.
The switching mechanism includes an advanceable / retractable connection pin installed on one of the variable-side swing member and the fixed-side swing member;
A pin hole formed on the other of the variable-side rocking member and the fixed-side rocking member and into which the connecting pin can be inserted;
The entrance portion of the pin hole is formed with a guide surface for guiding the connection pin so that insertion is possible even in a state where the center positions of the connection pin and the pin hole do not coincide with each other. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5 .
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