JP4871239B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブ特性を可変動弁機構によって可変する内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine in which a valve characteristic of at least one of an intake valve and an exhaust valve is changed by a variable valve mechanism.
特許文献1には、制御軸の回転位置に応じて吸気バルブのリフト特性を連続的に変化させる可変動弁機構において、外部からの学習指令信号を受けて内燃機関を所定の学習運転モードで運転し、この学習運転モード中に上記リフト特性が最小となるように上記可変動弁機構を操作し、制御軸の回転位置を検出する制御軸センサの出力に基づいて該制御軸センサの出力基準位置を補正又は学習することが記載されている。
しかし、上記従来の技術は、外部から学習指令信号を入力する必要があるため、あらかじめ特殊ツール等を用意しておかねばならず、その作業が煩わしいものとなっていた。
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、特にセンサの取付け時や交換時等において、特殊ツールを用いることなく可変動弁機構を一定の基準状態へと操作することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
However, since the conventional technique needs to input a learning command signal from the outside, a special tool or the like must be prepared in advance, and the work is troublesome.
The present invention has been made paying attention to such problems, and in particular, when a sensor is mounted or replaced, the variable valve mechanism can be operated to a certain reference state without using a special tool. It is an object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
そのため、本発明による内燃機関の可変動弁装置は、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブ特性を可変動弁機構によって可変とする車両用内燃機関の可変動弁装置であって、機関停止中に車載電装部品の電源がONされた場合に、電気的な接続が解除されている状態を複数の部品について同時に検出すると、その後、前記可変動弁機構を所定の基準状態へと操作することを特徴とする。 Therefore, a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine for a vehicle that changes the valve characteristic of at least one of an intake valve and an exhaust valve by a variable valve mechanism, and the engine is stopped . When the power supply of the on-vehicle electrical component is turned on, if a state in which the electrical connection is released is detected for a plurality of components at the same time, then the variable valve mechanism is operated to a predetermined reference state. Features.
かかる内燃機関の可変動弁装置によると、例えばセンサの取付け時や交換時に、作業者は、特殊ツールを用いなくても、複数の部品のコネクタを外す等して該複数の部品に関する故障(電気的な接続が解除された状態)を同時に発生させるだけで可変動弁機構を所定の基準状態、例えば、センサの出力調整を行う状態へと操作することができる。このため、センサの取付けや交換時の作業性を向上できるという効果がある。 According to the variable valve apparatus of an internal combustion engine according, for example, at the time and replacement attachment of the sensor, the operator, even without using a special tool, the fault relates equal to the plurality of parts removing the plurality of components of the connector (the electrical The variable valve mechanism can be operated to a predetermined reference state, for example, a state in which sensor output adjustment is performed, by simply generating a state in which the general connection is released . For this reason, there exists an effect that workability | operativity at the time of attachment or replacement | exchange of a sensor can be improved.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明による可変動弁装置が適用された車両用内燃機関(エンジン)のシステム構成図である。図1において、内燃機関101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して燃焼室106内に空気(新気)が吸入される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle internal combustion engine (engine) to which a variable valve operating apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 1, an
各気筒の吸気バルブ105の上流側の吸気ポート130には、電磁式の燃料噴射弁131が設けられている。この燃料噴射弁131は、後述するエンジンコントロールモジュール(ECM)114から出力される噴射パルス信号によって開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射する。燃料噴射弁131から噴射された燃料と上記吸入空気とによって燃焼室106内に混合気が形成される。
An electromagnetic
燃焼室106内に形成された混合気は図示省略した点火プラグによって着火されて燃焼する。燃焼排気は、燃焼室106から排気バルブ107を介して排出され、フロント触媒108及びリア触媒109で浄化された後に大気中に放出される。
排気バルブ107は、排気カム軸110に設けられたカム111によってバルブ特性(バルブリフト量、バルブ作動角及びバルブタイミング)を一定に保ったまま開閉駆動される。一方、吸気バルブ105は、可変リフト機構(VEL−Variable valve Event and Lift−機構)112及び可変バルブタイミング機構(VTC−Variable Timing Control−機構)113によって、バルブ特性(バルブリフト量、バルブ作動角及びバルブタイミング)が可変とされる。
The air-fuel mixture formed in the
The
VEL機構112は、吸気バルブ105の最大バルブリフト量をバルブ作動角と共に連続的に可変する機構であって、最大バルブリフト量を増大(減少)させると、これに伴ってバルブ作動角も増大(減少)させる。VTC機構113は、クランク軸120に対して後述する吸気バルブ駆動軸3の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に進遅角変化させる機構である。
The
内燃機関101の各種制御(燃料噴射制御、点火時期制御等)及びVTC機構113の駆動制御はECM114によって実行される。このため、ECM114には、機関101の吸入空気量を検出するエアフローメータ201、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ202、クランク軸120からクランク回転信号を検出するクランク角センサ203、スロットルバルブ103bの開度を検出するスロットルセンサ204、機関101の冷却水温度を検出する水温センサ205、後述する吸気バルブ駆動軸3に支持されたシグナルプレートに設けた被検出部を検出して該吸気バルブ駆動軸3の基準回転位置ごとにカム信号を出力するカムセンサ128(図2参照)等からの検出信号が入力される。
Various controls (fuel injection control, ignition timing control, etc.) of the
ここで、上記各センサや電子制御スロットル104等は、図示しないコネクタ等を介してECM114に接続されるようになっており、ECM114は、かかるコネクタ等が外れている場合には、当該部品の故障(断線故障や短絡故障)を検出する。
一方、VEL機構112の駆動制御は、ECM114と相互通信可能に設けられたVELコントローラ115によって実行される。かかるVELコントローラ115については後述する。
Here, each of the sensors, the
On the other hand, drive control of the
図2は、主としてVEL機構112の構造を示す斜視図である。但し、これは一例であって、かかる構造のものに限定されない。
本実施形態において、機関101は、各気筒に一対の吸気バルブ105,105を有しており、これら吸気バルブ105の上方に、クランク軸120によって回転駆動される吸気バルブ駆動軸3が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。吸気バルブ駆動軸3には、吸気バルブ105のバルブリフタ105aに当接して吸気バルブ105を開閉駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。VEL機構112は、揺動カム4の姿勢を変化させることで吸気バルブ105の最大バルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に変更する。なお、図2では、一対の吸気バルブ105,105の一方についてのみVEL機構112を図示することとし、他方についてはこれを省略している。また、VTC機構113は、吸気バルブ駆動軸3の一端部に配設されている。
FIG. 2 is a perspective view mainly showing the structure of the
In the present embodiment, the
VEL機構112は、図2及びVEL機構112の部分断面図である図3に示すように、吸気バルブ駆動軸3に偏心して固定的に設けられた円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気バルブ駆動軸3と略平行に気筒列方向に延びる制御軸13と、この制御軸13に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3 which is a partial cross-sectional view of the
制御軸13は、モータ(アクチュエータ)17によってギヤ列18を介して回転駆動される。そして、制御軸13と一体的に設けられた可動側ストッパ13aが、シリンダヘッド等に設けられた固定側ストッパ(図示省略)に当接すると、予め設定された最小リフト位置・最小作動角位置に相当する角度位置となり、それ以上のリフト量・作動角減少方向への回転が制限される。なお、このような可動側ストッパと固定側ストッパとからなるストッパ機構を最大リフト側にも設けるようにしてもよい。
The
このような構成により、クランク軸120に連動して吸気バルブ駆動軸3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム15が制御カム14の軸心回りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開閉駆動される。
また、モータ17(アクチュエータ)の駆動を制御して制御軸13の回転角を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して揺動カム4の姿勢が変化する。これにより、吸気バルブ105は、その作動角の中心位相が略一定のままで、バルブリフト量及び作動角が連続的に変化する。
With such a configuration, when the intake
Further, by controlling the drive of the motor 17 (actuator) to change the rotation angle of the
VELコントローラ115には、制御軸13の回転角を検出する角度センサ127からの検出信号が入力される。VELコントローラ115は、角度センサ127により検出された制御軸13の回転角(実バルブ特性に相当する)が機関101の運転状態に応じた目標角度(目標バルブ特性に相当する)に一致するように、モータ17をフィードバック制御する(通常制御モード)。ここで、本実施形態では、角度センサ127として非接触側の回転角センサを用いる。具体的には、例えば特開2003−194580号公報に開示されるように、制御軸13の端部に装着されるマグネットと、このマグネットの外周面に対向配置される磁電変換手段とを有して構成され、制御軸13の回転に伴う磁束の変化に基づいて制御軸13の回転角度を検出するセンサである。但し、これに限るものではなく、例えばポテンショメータを用いた接触型の回転角センサであってもよい。
A detection signal from an
図4は、VELコントローラ115の構造を示している。
図4において、VELコントローラ115には、バッテリ電圧が供給され、電源回路301を介してCPU302に電源が供給される。また、電源回路301からの電源電圧がバッファ回路303を介して角度センサ127に供給され、該角度センサ127の出力(検出信号)は、入力回路304を介してCPU302に読込まれる。
FIG. 4 shows the structure of the
In FIG. 4, the battery voltage is supplied to the
本実施形態においては、角度センサが2重(127a,127b)に備えられており、これに対応して入力回路も2系統(304a,304b)となっている。
モータ(電動アクチュエータ)17を駆動するモータ駆動回路305には、モータを正転方向及び逆転方向に駆動するために、CPU302から正転方向のパルス幅変調信号PWM,ポート出力、及び、逆転方向のパルス幅変調信号PWM,ポート出力が入力される。モータ駆動回路305には、リレー回路306を介してバッテリ電圧が供給される。リレー回路306は、CPU302のポート出力で制御されるリレー駆動回路307によってON/OFF駆動される。
In this embodiment, the angle sensor is provided in double (127a, 127b), and the input circuit is also in two systems (304a, 304b) corresponding to this.
A
また、VELコントローラ115は、モータ17の駆動電流を検出する電流検出回路(駆動電流検出部)308と、ECM114との間で通信を行う通信回路309と、を備えている。
ここで、角度センサ127a,127b、モータ17及びリレー回路306等の各部品はコネクタ等を介してVELコントローラに115に接続されるようになっており、VELコントローラ115は、これらの部品やそのコネクタが外れている場合には、当該部品の故障(断線故障や短絡故障)を検出する。
In addition, the
Here, each component such as the
ここで、例えば整備工場等において角度センサ127の取付けや交換を行う場合、モータ17を駆動してVEL機構112を所定の基準状態、すなわち、VEL機構112の制御軸13を所定の基準位置へと動かした上で、角度センサ127の出力を調整する必要がある。この基準位置への移動を従来のように特殊ツールによって行うのでは、その作業が煩わしくなる。
そこで、本実施形態では、機関101の停止中に、所定の複数の部品に関する故障が同時に検出されると、VELコントローラ115が、角度センサ127の出力とは無関係にモータ17を制御して制御軸13を所定の基準位置へと動かすように構成することで、特殊ツール等の特別な装置を用いることなく、角度センサ127の取付け時や交換時において、VEL機構112を所定の基準状態へと操作できるようになっている。ここで、所定の複数の部品に関する故障が同時に検出されることを条件としたのは、故意に発生させなければ通常はあり得ない状態であり、このような故意に発生させた場合に限り動作させるようにすることで他の制御等への影響を排除するようにしたものである。
Here, for example, when the
Therefore, in this embodiment, when a failure related to a plurality of predetermined parts is detected simultaneously while the
具体的には、作業者は、角度センサ127の取付け時には角度センサ127を取付ける前に、角度センサ127の交換時においては交換対象と角度センサ127を取り外すと共に、モータ17の電源系部品であるリレー回路306をVELコントローラ115から外し、この状態で図示しないイグニッションキーをアクセサリ電源位置(ACC位置)とし、機関101を始動させずに車載電装部品の電源をONとする。このとき、角度センサ127のコネクタ及びリレー回路306が外れているため、VELコントローラ115は、所定の複数の部品としての角度センサ127及びリレー回路306に関する故障(すなわち、作業者が故意に発生させた故障)を検出する。VELコントローラ115は、角度センサ127及びリレー回路306に関する故障を同時に検出すると、後述する基準状態制御フラグfpを設定し(fp=1)、これを図示しない不揮発性メモリの所定領域に書き込む。
Specifically, the operator removes the object to be replaced and the
その後、作業者は、イグニッションキーをOFFとし、角度センサ127を取付ける共にリレー回路306をVELコントローラ115に取付け、再びイグニッションキーをACC位置とする。すると、VELコントローラ115は、基準状態制御フラグfpが設定されているか否かを確認し、基準状態制御フラグfpが設定され、かつ角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が解消していれば、モータ17を駆動して制御軸13を所定の基準位置へと回転させる(VEL機構112を所定の基準状態へと操作する)基準状態制御を実行する(基準状態制御モード)。そして、VELコントローラ115は、制御軸13が基準位置まで回転したことを確認すると、基準状態制御フラグfpを解除すると共に(fp=0)、角度センサ127の出力調整を行う。かかる出力調整は、主として角度センサ127の出力の電位的特性を調整するものであるが、これに代えて、作業者が手動で角度センサ127の取付け位置や電気的特性を調整するようにしてもよい。
Thereafter, the operator turns off the ignition key, attaches the
図5は、VELコントローラ115が実行する基準状態制御の第1実施形態を示すフローチャートである。このフローは、イグニッションキーがACC位置に操作されると開始される。
ステップS1では、基準状態制御フラグfpが設定されていないこと(fp=0であること)を確認する。fp=0で基準状態制御フラグが設定されていなければステップS2に進み、fp=1であればステップS4に進む。なお、基準状態制御フラグfpは後述するステップS3において設定される。
FIG. 5 is a flowchart showing the first embodiment of the reference state control executed by the
In step S1, it is confirmed that the reference state control flag fp is not set (fp = 0). If fp = 0 and the reference state control flag is not set, the process proceeds to step S2, and if fp = 1, the process proceeds to step S4. The reference state control flag fp is set in step S3 described later.
ステップS2では、複数の部品に関する故障、本実施形態では角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が検出されたか否かを判定する。角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が検出された場合にはステップS3に進み、いずれか一方のみの故障が検出された場合又は故障が検出されない場合には本フローを終了する。
ステップS3では、角度センサ127及びリレー回路306に関する故障を所定の表示や音によって知らせるための故障アラーム制御信号をECM114に出力すると共に、角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が同時に検出されたので基準状態制御フラグfp=1とし、これを記憶する。上述したように、かかるフラグは不揮発性メモリの所定領域に書き込まれるので、イグニッションキーがOFFされても保持される。
In step S2, it is determined whether or not a failure relating to a plurality of components, in the present embodiment, a failure relating to the
In step S3, a failure alarm control signal for notifying the failure of the
ステップS4では、上記複数の部品に関する故障、すなわち、角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が解消されているか否かを判定する。解消されていればステップS5に進み、解消されていなければステップS9に進む。
ステップS5では、モータ17を制御して制御軸13をバルブリフト量が減少する方向に回転させ、ストッパ機構によって規制される最小リフト位置(基準位置)まで強制的に回転させる基準状態制御を開始する。これにより、VEL機構112はバルブリフト量を最小とする状態(基準状態)へと操作される。ここで、かかるモータ制御は、角度センサ127の検出信号(出力)とは無関係に行われ、具体的には予め設定された所定の操作量(電流又は電圧)をモータ17に出力する。
In step S4, it is determined whether or not the failure relating to the plurality of components, that is, the failure relating to the
In step S5, the
ステップS6では、制御軸13が最小リフト位置まで回転したか否か、すなわち、VEL機構112が基準状態となったか否かを判定する。制御軸13が最小リフト位置まで回転しVEL機構112が基準状態となったと判定されるとステップS7に進む。かかる判定は、例えばモータ17の駆動時間が所定時間を経過したか否かによって行われる。ただし、これに限るものではなく、モータトルクをモニタし、該モータトルクが急変したときに最小リフト位置まで回転したと判定したり、角度センサ127の出力が安定的に一定値を示す場合に最小リフト位置まで回転したと判定したりしてもよい。
In step S6, it is determined whether or not the
ステップS7では、制御軸13が最小リフト位置まで回転したので、モータ17をOFFして基準状態制御を終了し、基準状態制御フラグfpを解除する(fp=0)。
ステップS8では、角度センサ127の出力調整を行う。具体的には、角度センサ127の出力を読込み、この読込んだ角度センサ127の出力と、予め設定された最小リフト位置における標準出力(例えば設計値)とを比較し、両者の間に所定値以上のずれがある場合には角度センサ127の出力をシフトさせ、上記標準出力を含む所定範囲内となるように調整する。そして、角度センサ127の出力調整が終了すると本フローを終了する。ここで、センサの出力調整が終了したことを所定の表示や音によって作業者に知らせるのが好ましい。
In step S7, since the
In step S8, the output of the
ステップS9では、故障が解消されていない部品(角度センサ127又は/及びリレー回路306)の故障を知らせる故障アラーム制御信号をECM114に出力する。但し、この場合には連続して故障が検出されているので、ステップS3で出力する故障アラーム制御信号とは異なるものとするのが好ましい。例えば、ステップS3では図示しない表示部の所定部分を点滅させる故障アラーム制御信号とし、ステップS9では同所定部分を点灯させる故障アラーム制御信号とすればよい。
In step S9, a failure alarm control signal is output to the
図6は、上記第1実施形態に係る基準状態制御のタイムチャートである。このタイムチャートは、基準状態制御フラグfpが設定されているときのものであり、すでに作業者が角度センサ127のコネクタ及びリレー回路306をVELコントローラ115から外してイグニッションキーをACC位置とし、その後、イグニッションキーをOFFして角度センサ127のコネクタ及びリレー回路306をVELコントローラ115に接続した状態にある。
FIG. 6 is a time chart of the reference state control according to the first embodiment. This time chart is when the reference state control flag fp is set. The operator has already disconnected the connector of the
作業者がイグニッションキーを操作して電装部品の電源をON(ACC位置)とすると(t1)、不揮発性メモリから基準状態制御フラグfpが読み出される(t2)。この場合、基準状態フラグfpが設定されているので、通常状態から基準状態制御を行うための状態に切り替わり、内蔵するタイマが起動(ON)される。そして、所定のディレイ時間(tdly)が経過した後、モータ17に操作量が出力される(t3)。このとき、操作量を所定値まで徐々に増加させるようにする。これにより、制御軸13はバルブリフト量が減少する方向への回転を開始する。
When the operator operates the ignition key to turn on the power of the electrical component (ACC position) (t1), the reference state control flag fp is read from the nonvolatile memory (t2). In this case, since the reference state flag fp is set, the normal state is switched to the state for performing the reference state control, and the built-in timer is started (ON). Then, after a predetermined delay time (tdly) has elapsed, an operation amount is output to the motor 17 (t3). At this time, the operation amount is gradually increased to a predetermined value. As a result, the
その後、操作量が所定値となってから所定時間(ts)が経過すると(t4)、制御軸13が最小リフト位置まで回転したと判断し、操作量を徐々に減少させてモータ17の駆動を停止させ(t5)、タイマをクリア(OFF)して角度センサ127の出力調整を行う。そして、角度センサ127の出力調整が終了すると、作業者はイグニッションキーをOFFとして角度センサ127の取付け又は交換作業を終了する(t6)。
Thereafter, when a predetermined time (ts) elapses after the operation amount reaches a predetermined value (t4), it is determined that the
以上説明した実施形態において、VEL機構112が本発明の「可変動弁機構」に相当し、角度センサ127が本発明の「センサ」に相当し、モータ17が本発明の「アクチュエータ」に相当し、リレー回路306が本発明の「アクチュエータの電源系部品」に相当する。また、VELコントローラ115が本発明の「アクチュエータ制御部」、「故障検出部」及び「センサ出力調整部」としての機能を有する。
In the embodiment described above, the
この実施形態によると、VELコントローラ115は、機関101の停止時にVEL機構112の操作に関連する部品である角度センサ127及びリレー回路306に関する故障が同時に検出されると(ステップS2)、角度センサ127及びリレー回路306の故障が解消された後に、角度センサ127の出力とは無関係にモータ17を制御して制御軸13を最小リフト位置(基準位置)まで回転させる(ステップS4、S5)。このため、例えば角度センサ127の取付け時や交換時において、作業者は特殊なツール等を使用することなく、これらのコネクタ又は部品自体を外して故意に故障を発生させるだけで、VEL機構112を角度センサ127の出力調整を行う基準状態(位置)に操作することができる。ここで、角度センサ127及びリレー回路306の故障を基準位置制御の実行条件としているので、作業者は、実質的にリレー回路306をVELコントローラ115から外すだけで済み、追加作業が少なくて済む。
According to this embodiment, when a failure relating to the
また、基準状態を制御軸13の回転がストッパ機構によって規制される最小リフト位置としたので、位置バラツキが抑制されると共に、モータ17の操作量も小さくて済み、消費電力を低減できる。
また、モータ17に出力する操作量を徐々に増加させて所定値となってから所定時間(ts)が経過したときに制御軸13が最小リフト位置まで回転したと判断するので、制御軸13の動作遅れ等によるバラツキを排除して、より確実で安定した判断を行うことができる。
Further, since the reference state is set to the minimum lift position where the rotation of the
Further, it is determined that the
さらに、上記所定時間(ts)が経過すると、操作量を徐々に減少させていくので、ストッパ機構の撓み等によって制御軸13の回転位置がずれてしまうことを抑制できる。
さらにまた、制御軸13が最小リフト位置まで回転した後に、角度センサ127の出力調整を行うので、角度センサ127の取付け時又は交換時に必要な一連の処理を完了させることができ、作業性が向上する。
Furthermore, since the operation amount is gradually reduced when the predetermined time (ts) elapses, it is possible to suppress the rotational position of the
Furthermore, since the output of the
ここで、上記実施形態では、角度センサ127及びリレー回路306の故障を基準状態制御の実行条件としているが、これらに限るものではない。コネクタ又は部品自体の取り外しが容易なものを適宜選択すればよい。例えば、これらの故障に加えて又はいずれか一方の故障に代えて、VEL機構112の操作に関連する部品であるモータ17の故障としてもよい。この場合、作業者はモータ17のコネクタをVELコントローラ115から外すことになる。
Here, in the above-described embodiment, the failure of the
また、上記実施形態では、VELコントローラ115が角度センサ127の出力調整を行っているが、角度センサ127の取付け位置を作業者が手動で調整することでセンサ出力を調整するようにしてもよい。この場合には上記ステップS8において、センサ出力を調整することに代えて、制御軸13が最小リフト位置まで回転したこと、すなわち、VEL機構112がセンサ出力調整用の基準状態となったことを所定の表示や音によって知らせるようにするのが好ましい。
In the above embodiment, the
さらに、作業者がイグニッションキーを操作してACC位置としたときに基準状態制御モードを実行するようにしているが、これに代えて、イグニッションキーをONとしてスタータモータ等によって機関101をクランキングしているときに基準状態制御モードを実行するようにしてもよい。この場合、所定の複数の部品の同時故障、すなわち、角度センサ127及びリレー回路306の同時故障の場合には、機関101のクランキングを許可する構成とすればよく、ACC位置の場合に比べて、基準状態制御時のモータ17の駆動負荷を低減することができる。
Furthermore, the reference state control mode is executed when the operator operates the ignition key to the ACC position. Instead, the
なお、角度センサ127の交換時において、制御軸13が最小リフト位置にあるときにのみ角度センサ127を着脱できるように構成されている場合には、まず該角度センサ127とモータ17のコネクタを外して制御軸13を最小リフト位置まで回転させ、その後に角度センサ127の交換作業を実施すればよい。
次に、VELコントローラ115が実行する基準状態制御の第2実施形態を説明する。この実施形態では、VEL機構112の操作に関連する部品以外の複数の部品に関する故障を検出して基準状態制御を実行する。この場合、VEL機構112の操作がそのまま行える状態にあることから、角度センサ127の取付け時又は交換時においては、作業者は、まず角度センサ127を取付け又は交換し、その後に所定の複数の部品のコネクタを外し、イグニッションキーをACC位置とすればよい。なお、上記コネクタが外される複数の部品は、いずれもその故障が1トリップで消える、すなわち、故障診断結果がイグニッションOFFによってクリアされるものとする。
When the
Next, a second embodiment of the reference state control executed by the
図7は、VELコントローラ115が実行する基準状態制御の第2実施形態を示すフローチャートである。このフローは、イグニッションキーがACC位置に操作されると開始される。
ステップS11では、複数の部品に関する故障、本実施形態ではエアフローメータ201及び電子制御スロットル104に関する故障が検出されたか否かを判定する。かかる判定は、ECM114から入力される故障診断結果に基づいて行われ、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104に関する故障が検出された場合はステップS12に進み、いずれか一方のみの故障が検出された場合又は故障が検出されない場合には本フローを終了する。なお、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104の少なくとも一方の故障が検出された場合には、ECM114がそのことを作業者等に所定の表示や音によって知らせることになる。
FIG. 7 is a flowchart showing a second embodiment of the reference state control executed by the
In step S11, it is determined whether or not a failure relating to a plurality of components, in this embodiment, a failure relating to the
ステップS12では、上記第1実施形態におけるステップS5(図5)と同様に、モータ17を制御して制御軸13をバルブリフト量が減少する方向に回転させ、ストッパ機構によって規制される最小リフト位置(基準位置)まで強制的に回転させる基準状態制御を開始する。これにより、VEL機構112はバルブリフト量を最小とする状態(基準状態)へと操作される。
In step S12, as in step S5 (FIG. 5) in the first embodiment, the
ステップS13では、ステップS6と同様、制御軸13が最小リフト位置まで回転したか否か、すなわち、VEL機構112が基準状態となったか否かを判定する。制御軸13が最小リフト位置まで回転しVEL機構112が基準状態となったと判定されるとステップS14に進む。
ステップS14では、角度センサ127の出力調整を行う。具体的には、角度センサ127の出力を読込み、この読込んだ角度センサ127の出力と、予め設定された最小リフト位置における標準出力(例えば設計値)とを比較し、両者の間に所定値以上のずれがある場合には角度センサ127の出力をシフトさせ、上記標準出力を含む所定範囲内となるように調整する。ここで、センサの出力調整が終了したことを所定の表示や音によって作業者に知らせるのが好ましい。
In step S13, as in step S6, it is determined whether or not the
In step S14, the output of the
そして、角度センサ127の出力調整が完了すると、作業者はイグニッションキーをOFFし、外しておいた複数の部品(すなわち、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104)のコネクタを接続し、角度センサ127の取付け作業又は交換作業を終了する。
図8は、上記第2実施形態に係る基準状態制御のタイムチャートである。ここでは、すでに角度センサ127が取付けられ又は交換され(コネクタがVELコントローラ115に接続され)、作業者によってエアフローメータ201及び電子制御スロットル104のコネクタがECM114から外された状態となっている。
When the output adjustment of the
FIG. 8 is a time chart of the reference state control according to the second embodiment. Here, the
作業者がイグニッションキーを操作して電装部品の電源をONとすると(t1)、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104の故障が同時に検出される(t2)。すると、VELコントローラ115は、基準状態制御野実行を許可し、所定のディレイ時間が経過した後、モータ17に所定の操作量を出力する(t3)。なお、上記第1実施形態と同様、操作量は所定値まで徐々に増加させるようにする。これにより、制御軸13はバルブリフト量が減少する方向への回転を開始する。
When the operator operates the ignition key to turn on the power of the electrical component (t1), the failure of the
その後、操作量が所定値となってから所定時間(ts)が経過すると(t4)、制御軸13が最小リフト位置まで回転したと判断し、操作量を徐々に減少させてモータ17の駆動を停止させ(t5)、角度センサ127の出力調整を行う。
そして、角度センサ127の出力調整が終了すると、作業者はイグニッションキーをOFFとする(t6)。このイグニッションキーをOFFすることにより、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104の故障診断結果もクリアされる。
Thereafter, when a predetermined time (ts) elapses after the operation amount reaches a predetermined value (t4), it is determined that the
When the output adjustment of the
かかる第2実施形態によると、上記第1実施形態と同様、機関101の停止時にVEL機構112の操作に関連する部品以外の複数の部品、すなわち、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104に関する故障が同時に検出されると(ステップS11)、角度センサ127の出力とは無関係にモータ17を制御して制御軸13を最小リフト位置(基準位置)まで回転させる(ステップS12)。このため、上記第1実施形態と同様、例えば角度センサ127の取付け時や交換時において、作業者は特殊なツール等を使用することなく、これらのコネクタを外して故意に故障を発生させるだけで、VEL機構112を角度センサ127の出力調整を行う基準状態(位置)に操作することができる。特に、VEL機構112の操作に関連する部品に比べて、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104のコネクタが着脱し易いような場合に、作業性の面で有利である。なお、基準状態制御及びセンサの出力調整は上記第1実施形態と同様であり、本実施形態においても同様な効果を得ることができる。
According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, when the
ここで、本実施形態では、エアフローメータ201及び電子制御スロットル104の故障を基準状態制御の実行条件としているが、これらに限るものではなく、少なくとも2つの部品に関する故障であればよい。但し、作業性を考慮すると、作業者が故意に故障を発生させ易い部品であることが好ましい。
また、本実施形態においても、VELコントローラ115が角度センサ127の出力調整を行っているが、作業者が角度センサ127の取付け位置等を手動で調整してセンサ出力を調整するようにしてもよい。この場合には上記ステップS14において、センサ出力を調整することに代えて、制御軸13が最小リフト位置まで回転したこと、すなわち、VEL機構112がセンサ出力調整用の基準状態となったことを所定の表示や音によって知らせるようにするのが好ましい。
Here, in the present embodiment, the failure of the
Also in this embodiment, the
さらに、角度センサ127の交換時において、制御軸13が最小リフト位置にあるときにのみ角度センサ127を着脱できるように構成されているような場合には、まずエアフローメータ201及び電子制御スロットル104のコネクタを外してイグニッションキーをACC位置とし、制御軸13を最小リフト位置まで回転させた後に角度センサ127の交換作業を実施すればよい。
Further, when the
以上、VEL機構112の操作に関連する複数の部品の故障を条件として基準状態制御を実行する実施形態(第1実施形態)と、VEL機構112の操作に関連する部品以外の複数の部品の故障を条件として基準状態制御を実行する実施形態(第2実施形態)とを説明したが、VEL機構112の操作に関連する部品と故障とVEL機構112の操作に関するする部品以外の故障とを条件として基準状態制御を実行するようにしてもよいことはもちろんである。この場合には、VEL機構112の操作に関連する部品の故障が解消された後に基準状態制御を実行するようにすればよい。
As described above, the embodiment (first embodiment) in which the reference state control is executed on the condition of the failure of a plurality of components related to the operation of the
13…制御軸、17…モータ(アクチュエータ)、101…内燃機関、105…吸気バルブ、107…排気バルブ、112…VEL機構(可変動弁機構)、114…エンジンコントロールモジュール(ECM)、115…VELコントローラ(制御部)、127…角度センサ、302…CPU、305…モータ駆動回路、306…リレー回路、307…リレー駆動回路、308…電流検出回路 13 ... Control shaft, 17 ... Motor (actuator), 101 ... Internal combustion engine, 105 ... Intake valve, 107 ... Exhaust valve, 112 ... VEL mechanism (variable valve mechanism), 114 ... Engine control module (ECM), 115 ... VEL Controller (control unit), 127 ... Angle sensor, 302 ... CPU, 305 ... Motor drive circuit, 306 ... Relay circuit, 307 ... Relay drive circuit, 308 ... Current detection circuit
Claims (12)
機関停止中に車載電装部品の電源がONされた場合に、電気的な接続が解除されている状態を複数の部品について同時に検出すると、その後、前記可変動弁機構を所定の基準状態へと操作することを特徴とする車両用内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve operating device for an internal combustion engine for a vehicle, wherein a valve characteristic of at least one of an intake valve and an exhaust valve is variable by a variable valve mechanism,
When the power of on-vehicle electrical components is turned on while the engine is stopped , when the state of electrical disconnection is detected simultaneously for a plurality of components, the variable valve mechanism is then operated to a predetermined reference state. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine for a vehicle .
前記可変動弁機構を前記基準状態へと操作した後に、前記センサの出力が所定範囲内となるように前記センサの出力を調整することを特徴とする請求項1記載の車両用内燃機関の可変動弁装置。 Having a sensor for detecting the valve characteristic or its equivalent value;
2. The internal combustion engine for a vehicle according to claim 1, wherein after the variable valve mechanism is operated to the reference state , the output of the sensor is adjusted so that the output of the sensor is within a predetermined range. Variable valve device.
前記バルブ特性と相関する前記可変動弁機構の制御量を検出するセンサと、
前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、
前記センサの検出結果に基づいて、前記バルブ特性が機関の運転状態に応じた目標バルブ特性となるように前記アクチュエータを制御する通常制御モードと、
機関停止中に車載電装部品の電源がONされた場合に、電気的な接続が解除されている状態が複数の部品について同時に検出されたことを条件に、前記センサの検出結果とは無関係に前記アクチュエータを制御して、前記可変動弁機構を所定の基準状態へと操作する基準状態制御モードと、
を有することを特徴とする車両用内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve mechanism that is driven by an actuator and varies at least one of an intake valve and an exhaust valve;
A sensor for detecting a control amount of the variable valve mechanism that correlates with the valve characteristics;
An actuator controller for controlling the actuator;
With
The actuator controller is
Based on the detection result of the sensor, a normal control mode for controlling the actuator so that the valve characteristic becomes a target valve characteristic corresponding to the operating state of the engine;
When the power supply of the on-vehicle electrical component is turned on while the engine is stopped , the condition that the electrical connection is released is detected simultaneously for a plurality of components, regardless of the detection result of the sensor. A reference state control mode for controlling the actuator to operate the variable valve mechanism to a predetermined reference state;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine for a vehicle, comprising:
前記基準状態は、前記ストッパ機構で規制されたときのバルブ特性であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1つに記載の車両用内燃機関の可変動弁装置。 Drive by the actuator is restricted by a stopper mechanism,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to any one of claims 3 to 7, wherein the reference state is a valve characteristic when regulated by the stopper mechanism.
前記センサは、前記制御軸の回転角を検出することを特徴とする請求項2〜9のいずれか1つに記載の車両用内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve mechanism is configured to vary a valve lift amount of at least one of the intake valve and the exhaust valve by rotating a control shaft by the actuator.
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to any one of claims 2 to 9, wherein the sensor detects a rotation angle of the control shaft.
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