JP5811052B2 - Variable valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、可変動弁装置、特に内燃機関に用いられる可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating device, and more particularly to a variable valve operating device used for an internal combustion engine.
従来、複数のカムを有するアウターカムをインナーシャフトの軸線方向にインナーシャフトに対して変位させることで、内燃機関のバルブに対応するカムを切替えるカム切替え式の可変動弁装置が知られている。例えば特許文献1には、複数のカムと溝が形成された溝形成部とを有するアウターカム(カムキャリア)をインナーシャフト(カム軸)に配置し、アウターカムの溝に駆動ピンを係合させることでアウターカムをインナーシャフトの軸線方向にインナーシャフトに対して変位させる可変動弁装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a cam-switching type variable valve device that switches a cam corresponding to a valve of an internal combustion engine by displacing an outer cam having a plurality of cams with respect to the inner shaft in the axial direction of the inner shaft. For example, in
特許文献1に係る可変動弁装置は、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出する構成を備えていないため、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出することは困難である。
Since the variable valve apparatus according to
本発明は、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出することができる可変動弁装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the variable valve apparatus which can detect the position of the axial direction with respect to the inner shaft of an outer cam.
本発明に係る可変動弁装置は、内燃機関のバルブに対応するカムとしてカムプロフィールの互いに異なる複数のカムを有するアウターカムと、前記アウターカムの内部に挿通されたインナーシャフトと、前記アウターカムを前記インナーシャフトに対して前記インナーシャフトの軸線方向に変位させる変位機構と、前記変位機構を制御する制御装置と、を備え、前記インナーシャフトには、オイルが通過する通路であるシャフト通路が形成され、前記アウターカムには、前記シャフト通路と前記アウターカムの外周面とを連通するオイル連通路が形成され、前記オイル連通路は、前記オイル連通路の通路面積が前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置に応じて変化するように構成され、前記制御装置は、前記シャフト通路の前記オイルの圧力に基づいて前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置を検出し、前記アウターカムの前記外周面は、カムジャーナルによって軸支されており、複数の前記カムは、第1カムおよび第2カムを含み、前記第1カムの前記カムプロフィールは、前記第1カムによって前記バルブがリフトされないカムプロフィール、または前記第1カムによって駆動される前記バルブのリフト量が前記第2カムによって駆動される前記バルブのリフト量よりも小さくなるカムプロフィールであり、前記オイル連通路は、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が前記第1カムが前記バルブに対応する位置の場合に、前記シャフト通路と前記アウターカムの前記外周面とを連通する第1オイル連通路と、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が前記第2カムが前記バルブに対応する位置の場合に、前記シャフト通路と前記アウターカムの前記外周面とを連通する第2オイル連通路と、を含み、前記第1オイル連通路の通路面積は、前記第2オイル連通路の通路面積よりも小さい構成である。 A variable valve operating apparatus according to the present invention includes an outer cam having a plurality of cams having different cam profiles as cams corresponding to a valve of an internal combustion engine, an inner shaft inserted into the outer cam, and the outer cam. A displacement mechanism for displacing the inner shaft in the axial direction of the inner shaft; and a control device for controlling the displacement mechanism, wherein the inner shaft is formed with a shaft passage that is a passage through which oil passes. The outer cam is formed with an oil communication passage that communicates the shaft passage with the outer peripheral surface of the outer cam, and the oil communication passage has a passage area of the oil communication passage with respect to the inner shaft of the outer cam. The controller is configured to change according to the position in the axial direction, and the control device Based on the pressure of the oil in the shift path to detect the position of the axial direction relative to the inner shaft of the outer cam, the outer peripheral surface of said outer cam is pivotally supported by the cam journal, a plurality of said cams The cam profile of the first cam includes a cam profile in which the valve is not lifted by the first cam, or a lift amount of the valve driven by the first cam is The cam profile is smaller than the lift amount of the valve driven by the second cam, and the oil communication path is positioned in the axial direction of the outer cam relative to the inner shaft. The first cam corresponds to the valve. The shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam. And when the position of the outer cam in the axial direction relative to the inner shaft is a position corresponding to the valve, the shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam And a second oil communication passage, and a passage area of the first oil communication passage is smaller than a passage area of the second oil communication passage .
本発明に係る可変動弁装置によれば、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置が変化した場合、オイル連通路の通路面積が変化する結果、シャフト通路のオイルの圧力も変化する。したがって、制御装置は、シャフト通路のオイルの圧力に基づいてアウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出することができる。このように本発明に係る可変動弁装置によれば、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出することができる。
また、本発明に係る可変動弁装置によれば、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置に応じて、相対的に通路面積の小さな第1オイル連通路がシャフト通路とアウターカムの外周面とを連通した状態と、相対的に通路面積の大きな第2オイル連通路がシャフト通路とアウターカムの外周面とを連通した状態とが切替わる。その結果、シャフト通路とアウターカムの外周面とを連通するオイル連通路の通路面積を、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。
According to the variable valve operating apparatus of the present invention, when the axial position of the outer cam with respect to the inner shaft changes, the passage area of the oil communication passage changes, and as a result, the oil pressure in the shaft passage also changes. Therefore, the control device can detect the axial position of the outer cam relative to the inner shaft based on the oil pressure in the shaft passage. Thus, according to the variable valve gear according to the present invention, the position of the outer cam in the axial direction relative to the inner shaft can be detected.
Further, according to the variable valve operating apparatus according to the present invention, the first oil communication passage having a relatively small passage area is formed between the shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam according to the axial position of the outer cam with respect to the inner shaft. And a state in which the second oil communication passage having a relatively large passage area communicates between the shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam. As a result, the passage area of the oil communication passage that communicates the shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam can be changed according to the position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft.
更に、本発明に係る可変動弁装置によれば、アウターカムの外周面がカムジャーナルによって軸支されていることから、アウターカムのオイル連通路を通過してアウターカムの外周面に供給されたオイルをアウターカムとカムジャーナルとの潤滑に用いることができる。また、この構成によれば、第1カムのカムプロフィールが、第1カムによってバルブがリフトされないカムプロフィール、または第1カムによって駆動されるバルブのリフト量が第2カムによって駆動されるバルブのリフト量よりも小さくなるカムプロフィールであることから、第1カムがバルブに対応する場合にアウターカムがバルブから受ける付勢力の大きさは、第2カムがバルブに対応する場合にアウターカムがバルブから受ける付勢力の大きさよりも小さい。そのため、第1オイル連通路の通路面積が第2オイル連通路の通路面積よりも小さい結果、第1オイル連通路を通過してアウターカムの外周面に供給されるオイル量が第2オイル連通路を通過してアウターカムの外周面に供給されるオイル量よりも少なくなっても、アウターカムとカムジャーナルとの磨耗を抑制することができる。 Furthermore, according to the variable valve operating apparatus according to the present invention, since the outer peripheral surface of the outer cam is pivotally supported by the cam journal, the outer cam is supplied to the outer peripheral surface of the outer cam through the oil communication passage of the outer cam. Oil can be used to lubricate the outer cam and cam journal. According to this configuration, the cam profile of the first cam is a cam profile in which the valve is not lifted by the first cam, or the lift amount of the valve driven by the first cam is the lift of the valve driven by the second cam. Since the cam profile is smaller than the amount, the magnitude of the urging force that the outer cam receives from the valve when the first cam corresponds to the valve is such that the outer cam moves from the valve when the second cam corresponds to the valve. It is smaller than the magnitude of the biasing force it receives. Therefore, as a result of the passage area of the first oil communication passage being smaller than the passage area of the second oil communication passage, the amount of oil that passes through the first oil communication passage and is supplied to the outer peripheral surface of the outer cam is the second oil communication passage. Even if the amount of oil is less than the amount of oil that passes through the outer cam and is supplied to the outer peripheral surface of the outer cam, wear of the outer cam and the cam journal can be suppressed.
上記構成において、前記制御装置は、さらに前記シャフト通路の前記オイルの圧力に基づいて、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が異常であるか否かを判定してもよい。この構成によれば、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置の異常を検出することができる。 In the above configuration, the control device may further determine whether or not the position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft is abnormal based on the pressure of the oil in the shaft passage. According to this configuration, it is possible to detect an abnormality in the position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft.
上記構成において、前記制御装置は、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が異常である場合に、前記アウターカムが前記インナーシャフトに対して前記軸線方向に変位するように前記変位機構を制御し、前記変位機構を制御した後において前記シャフト通路の前記オイルの圧力に基づいて前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置を検出し、前記位置の検出結果に基づいて前記変位機構に異常があるか否かをさらに判定してもよい。 In the above configuration, the control device may be configured so that the outer cam is displaced in the axial direction with respect to the inner shaft when the position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft is abnormal. After controlling the displacement mechanism, the axial position of the outer cam relative to the inner shaft is detected based on the oil pressure in the shaft passage, and the displacement is detected based on the position detection result. It may be further determined whether or not there is an abnormality in the mechanism.
アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置が異常である場合に変位機構を制御してもアウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置が正常にならない場合には、変位機構に異常があることが考えられる。したがって、この構成によれば、変位機構の異常を検出することができる。 If the position of the outer cam in the axial direction relative to the inner shaft is abnormal, the position of the outer cam in the axial direction relative to the inner shaft does not become normal even if the displacement mechanism is controlled. It is done. Therefore, according to this configuration, an abnormality of the displacement mechanism can be detected.
上記構成において、前記制御装置は、前記変位機構に異常がない場合には、前記アウターカムが前記インナーシャフトに対して前記軸線方向に変位するように前記変位機構を制御することで前記内燃機関の前記バルブに対応する前記カムを前記アウターカムの複数の前記カムの間で切替えるカム切替制御を実行するとともに、前記カム切替制御の実行後において、前記カム切替制御の実行後の前記内燃機関の前記バルブに対応する前記カムの種類に応じて前記内燃機関の燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を変更する運転状態変更制御を実行し、前記制御装置は、前記変位機構に異常がある場合には、前記カム切替制御の実行を禁止してもよい。 In the above configuration, when there is no abnormality in the displacement mechanism, the control device controls the displacement mechanism so that the outer cam is displaced in the axial direction with respect to the inner shaft. The cam switching control for switching the cam corresponding to the valve between the plurality of cams of the outer cam is executed, and after the cam switching control is executed, the internal combustion engine after the cam switching control is executed. When the operation state change control is executed to change at least one of the fuel injection amount and the ignition timing of the internal combustion engine according to the type of the cam corresponding to the valve, and the control device has an abnormality in the displacement mechanism The cam switching control may be prohibited from being executed.
この構成によれば、変位機構に異常がない場合にカム切替制御が実行されて運転状態変更制御が実行された場合には、内燃機関の燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方をカム切替制御後のバルブに対応するカムの種類に応じて変更することができる。それにより、内燃機関の運転状態をバルブに対応するカムの種類に応じて適切に制御することができる。またこの構成によれば、変位機構に異常があるにもかかわらずカム切替制御が実行されてしまうこと、および運転状態変更制御が実行されてしまうことを抑制することができる。それにより、変位機構に異常があるにもかかわらずカム切替制御が実行されて運転状態変更制御が実行されることに伴う不具合の発生を抑制することができる。 According to this configuration, when the cam switching control is executed and the operating state change control is executed when there is no abnormality in the displacement mechanism, at least one of the fuel injection amount and the ignition timing of the internal combustion engine is set after the cam switching control. It can be changed according to the type of cam corresponding to the valve. Thereby, the operating state of the internal combustion engine can be appropriately controlled according to the type of cam corresponding to the valve. Further, according to this configuration, it is possible to prevent the cam switching control from being executed and the operation state change control from being executed even though there is an abnormality in the displacement mechanism. As a result, it is possible to suppress the occurrence of problems associated with the cam switching control being executed and the operating state change control being executed despite the abnormality in the displacement mechanism.
本発明によれば、アウターカムのインナーシャフトに対する軸線方向の位置を検出することができる可変動弁装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the variable valve apparatus which can detect the position of the axial direction with respect to the inner shaft of an outer cam can be provided.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1に係る可変動弁装置5について説明する。図1(a)は可変動弁装置5を説明するための模式図である。可変動弁装置5は、内燃機関に配置されている。まず可変動弁装置5が配置されている内燃機関の構成について説明し、次いで可変動弁装置5の構成について説明する。可変動弁装置5が配置されている内燃機関は、複数の気筒100を備えている。本実施例に係る内燃機関は、複数の気筒100として、4つの気筒を有している。
A
図1(a)において左側は内燃機関が搭載された車両の右前輪(Fr)側であり、右側は右後輪(Rr)側である。図1(a)において複数の気筒100の気筒配列方向は横方向(左右方向)であり、これはFr側からRr側に向かう方向でもある。複数の気筒100を左側から順に、#1の気筒100、#2の気筒100、#3の気筒100および#4の気筒100と称する。但し、車両における内燃機関の配置態様は、このような配置態様に限定されるものではなく、例えば内燃機関は、気筒配列方向が左前輪側から左後輪側に向かう方向になるように車両に配置されていてもよい。
In FIG. 1A, the left side is the right front wheel (Fr) side of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted, and the right side is the right rear wheel (Rr) side. In FIG. 1A, the cylinder arrangement direction of the plurality of
本実施例に係る内燃機関は、各々の気筒100にバルブ110を備えている。なお図1(a)においては、#1の気筒100のバルブ110のみが図示され、他の気筒100のバルブ110の図示は省略されている。バルブ110は、気筒100に形成された吸気ポートを開閉する吸気バルブ、または排気ポートを開閉する排気バルブである。本実施例に係る内燃機関は、一つの気筒100当たり2つの吸気ポートと2つの排気ポートとを有している。そのため内燃機関は、一気筒100当たり2つの吸気バルブと2つの排気バルブとを有している。本実施例においては、バルブ110として吸気バルブを用いる。バルブ110は、カムによって駆動されて、吸気ポートを開閉する。
The internal combustion engine according to the present embodiment includes a
図1(b)は、内燃機関のバルブ110周辺の構成を説明するための模式的断面図である。内燃機関は、バルブ110周辺に、ロッカーアーム111およびバルブスプリング112を備えている。ロッカーアーム111は、カムの動力をバルブ110に伝達するカム動力伝達部材としての機能を有している。このように本実施例に係るカムによるバルブ110の駆動方式は、ロッカーアーム式の駆動方式であるが、カムによるバルブ110の駆動方式はこれに限定されるものではない。カムによるバルブ110の駆動方式の他の例として、例えば直動式の駆動方式を用いることもできる。
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration around the
バルブスプリング112は、バルブ110をロッカーアーム111の方向へ付勢している。すなわちバルブスプリング112は、バルブ110を閉弁する方向へ付勢している。カムは、バルブスプリング112の付勢力に対抗するように、ロッカーアーム111を介してバルブ110をリフトさせる。バルブ110がリフトすることで、吸気ポートは開になる。
The
続いて可変動弁装置5の構成について説明する。図1(a)を参照して、可変動弁装置5は、インナーシャフト10と、アウターカム20と、変位機構30と、各種センサと、制御装置50とを備えている。インナーシャフト10の回転中心軸線(以下、軸線11と称する)は、気筒配列方向に沿った方向に延びている。図1(a)においてインナーシャフト10の軸線11の方向(以下、インナーシャフト10の軸線11の方向を、軸線方向と略称する場合がある)は、横方向である。なお、この軸線方向は、内燃機関のクランクシャフトの軸線の方向と同じ方向になっている。
Next, the configuration of the
インナーシャフト10は、アウターカム20の内部に挿通している。インナーシャフト10には、内燃機関のクランクシャフトの動力が動力伝達部材(ベルトまたはチェーン、これらに係合するスプロケット等)を介して伝達される。それによりインナーシャフト10は、クランクシャフトと同期して軸線11を中心に回転する。
The
アウターカム20は、内燃機関のバルブ110に対応するカムとして、カムプロフィールの互いに異なる複数のカムを有している。なお、アウターカム20の構成の詳細は後述する図2において説明する。アウターカム20は、各々の気筒100に対応するように配置されている。具体的には本実施例に係る可変動弁装置5は、#1の気筒100、#2の気筒100、#3の気筒100および#4の気筒100にそれぞれ対応するように、合計4つのアウターカム20を備えている。
The
アウターカム20は、インナーシャフト10の軸線方向にインナーシャフト10に対して変位できるように、インナーシャフト10に外嵌している。またアウターカム20は、インナーシャフト10が回転した場合にインナーシャフト10と一体となって回転するようにインナーシャフト10に外嵌している。
The
具体的には本実施例に係るインナーシャフト10の少なくとも各々のアウターカム20が摺動する部分には、スプライン(図示せず)が形成されており、各々のアウターカム20の内周面にもインナーシャフト10のスプラインに対応したスプライン(図示せず)が形成されている。この構成によって、インナーシャフト10が回転したときにアウターカム20はインナーシャフト10と一体となって回転することができるとともに、アウターカム20はインナーシャフト10の軸線方向にインナーシャフト10に対して変位することができる。なおアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の移動を許容しつつアウターカム20をインナーシャフト10と一体的に回転させる機構は、本実施例のようなスプラインを用いた機構に限定されるものではない。
Specifically, a spline (not shown) is formed in a portion where at least each
インナーシャフト10およびアウターカム20は、内燃機関が有するカムジャーナル120によって軸支されている。本実施例に係るカムジャーナル120は、内燃機関の内燃機関本体(シリンダブロックとシリンダヘッドとを備えている部分)のシリンダヘッドに形成されている。
The
本実施例に係るカムジャーナル120は、以下に説明する6箇所においてインナーシャフト10およびアウターカム20を軸支している。具体的にはカムジャーナル120は、図1(a)に示す#1の気筒100の左側の部分(以下、左端部と称する場合がある)と、#4の気筒100の右側の部分(以下、右端部と称する場合がある)とにおいて、インナーシャフト10を軸支している。
The
またカムジャーナル120は、左端部と右端部との間の領域においては、各気筒100の一対のバルブ110の間の部分において、アウターカム20を軸支している。具体的にはカムジャーナル120は、#1の気筒100の一対のバルブ110の間の部分、#2の気筒100の一対のバルブ110の間の部分、#3の気筒100の一対のバルブ110の間の部分および#4の気筒100の一対のバルブ110の間の部分において、アウターカム20を軸支している。但し、カムジャーナル120によるインナーシャフト10およびアウターカム20の軸支箇所は、図1(a)の箇所に限定されるものではない。
The
インナーシャフト10には、オイルが通過する通路であるシャフト通路12が設けられている。本実施例に係るシャフト通路12は、インナーシャフト10の軸線方向に沿って、インナーシャフト10の一方の端部側から他方の端部側に亘って形成されている。具体的には本実施例に係るシャフト通路12は、インナーシャフト10の左端部のカムジャーナル120に軸支されている部分からインナーシャフト10の右端部のカムジャーナル120に軸支されている部分よりもさらに右側に亘って、軸線方向に沿って形成されている。
The
また本実施例に係るカムジャーナル120のうち左端部のカムジャーナル120には、オイルが通過する通路であるジャーナル通路125が設けられている。このジャーナル通路125を通過したオイルがシャフト通路12の左端部に供給されるように、シャフト通路12およびジャーナル通路125は構成されている。オイルポンプによって圧送されたオイルは、ジャーナル通路125に供給され、次いでシャフト通路12の左端部に流入する。シャフト通路12に流入したオイルは、シャフト通路12を通過しながら、アウターカム20の後述するオイル連通路を通過してアウターカム20の外周面に供給されて、アウターカム20とカムジャーナル120との潤滑に供される。
The
アウターカム20とカムジャーナル120との潤滑に供された後のオイルは、その後内燃機関のオイルパンによって回収されて再びオイルポンプによって圧送される。このようにしてオイルは、内燃機関と可変動弁装置5との間を循環している。なお、シャフト通路12にオイルを供給する構成は、本実施例のような#1の気筒100の左端部のカムジャーナル120に設けられたジャーナル通路125からシャフト通路12にオイルを供給する構成に限定されるものではない。
The oil that has been used for lubrication of the
変位機構30は、アウターカム20をインナーシャフト10に対して軸線方向に変位させる機構である。変位機構30の動作は制御装置50が制御する。本実施例に係る変位機構30は、各々のアウターカム20に対応するように合計4つ配置されている。変位機構30の詳細は図2において後述する。
The
各種センサは、制御装置50の動作に必要な情報を検出するためのセンサである。図1(a)においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ40、カムポジションセンサ41および圧力センサ42が図示されている。クランクポジションセンサ40は、クランク角を検出し、検出結果を制御装置50に伝える。カムポジションセンサ41は、インナーシャフト10の回転角を検出し、検出結果を制御装置50に伝える。制御装置50は、カムポジションセンサ41の検出結果およびクランクポジションセンサ40の検出結果に基づいてインナーシャフト10のクランク角に対する角度を取得する。
The various sensors are sensors for detecting information necessary for the operation of the
圧力センサ42は、シャフト通路12のオイルの圧力(以下、シャフト通路12のオイル圧力と称する場合がある)を検出し、検出結果を制御装置50に伝える。本実施例に係る圧力センサ42は、インナーシャフト10の右側の端部においてシャフト通路12のオイル圧力を検出している。但し、圧力センサ42の配置箇所は、シャフト通路12のオイル圧力を検出可能な箇所であれば、これに限定されるものではない。
The
制御装置50は、制御処理や演算処理を実行する制御部と、制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部とを備えている。制御装置50として、電子制御装置(Electronic Control Unit)を用いることができる。本実施例においては、制御装置50の一例として、CPU(Central Processing Unit)51、ROM(Read Only Memory)52およびRAM(Random Access Memory)53を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能はCPU51によって実現することができる。記憶部の機能はROM52およびRAM53によって実現することができる。制御装置50の制御部は、可変動弁装置5を制御するとともに内燃機関の運転動作(具体的には燃料噴射時期、点火時期等)も制御している。
The
図2(a)は、可変動弁装置5の#1の気筒100の近傍を拡大した模式的断面図である。本実施例においてシャフト通路12は、オイルの流動方向上流側(左側)から#1の気筒100のバルブ110間に配置されたカムジャーナル120の近傍に至るまでは、内径が大きく、その後は内径が細くなっている。但し、シャフト通路12の構成はこれに限定されるものではない。例えばシャフト通路12の内径は、オイルの流動方向上流側から下流側にかけて一様であってもよい。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view in which the vicinity of the # 1
図2(a)を参照して、アウターカム20の構成の詳細について説明する。なお、#2〜#4の気筒100のアウターカム20は、#1の気筒100のアウターカム20と同じ構成を有している。そのため、#1の気筒100のアウターカム20について、その構成の詳細を説明し、#2〜#4の気筒100のアウターカム20の構成の詳細な説明は省略する。図1(a)において前述したようにアウターカム20は、内燃機関のバルブ110に対応するカムとして、カムプロフィールの互いに異なる複数のカムを有している。複数のカムの個数は2以上であれば、特に限定されるものではない。本実施例に係るアウターカム20は、カムプロフィールの互いに異なる複数のカムとして、2種類のカムを備えている。アウターカム20は、2種類のカムとして、第1のカムと、第1のカムとは異なるカムプロフィールを有する第2のカムとを備えている。
Details of the configuration of the
具体的には本実施例に係るアウターカム20は、第1のカムとして小カム21を備え、第2のカムとして大カム22を備えている。小カム21のカムプロフィールは、小カム21によってバルブ110がリフトされないカムプロフィール、または小カム21によって駆動されるバルブ110のリフト量が大カム22によって駆動されるバルブ110のリフト量よりも小さくなるカムプロフィールである。
Specifically, the
小カム21のカムプロフィールが、小カム21によってバルブ110がリフトされないカムプロフィールの場合、図2(a)に示すように小カム21がバルブ110に対応した位置にある場合、バルブ110の駆動を停止することができる。すなわち、この場合、可変動弁装置5はいわゆる気筒停止運転を実行することができる。
When the cam profile of the
本実施例においては、小カム21のカムプロフィールの一例として、小カム21によって駆動されるバルブ110のリフト量が大カム22によって駆動されるバルブ110のリフト量よりも小さくなるカムプロフィールを用いる。この場合、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を、小カム21がバルブ110に対応する位置と大カム22がバルブ110に対応する位置との間で変位させることで、バルブ110のリフト量を小リフト量と大リフト量との間で変更することができる。
In this embodiment, a cam profile in which the lift amount of the
なお本実施例においては、内燃機関は一気筒100当たり2つのバルブ110を備えているため、アウターカム20は小カム21および大カム22を一気筒100当たり2つ備えている。具体的にはアウターカム20は、一つの気筒100に配置された2つのバルブ110のうち一方のバルブ110に対応した小カム21および大カム22と、他方のバルブ110に対応した小カム21および大カム22とを備えている。
In this embodiment, since the internal combustion engine includes two
そのため、アウターカム20は、一方のバルブ110(具体的には左側のバルブ110)に対応した小カム21と他方のバルブ110(具体的には右側のバルブ110)に対応した大カム22とを連結する連結部23を有している。連結部23の外周面24(なお、外周面24の符号番号は後述する図2(b)において図示されている)は、カムジャーナル120によって軸支されている。
Therefore, the
またアウターカム20は、外周面に溝27が形成された溝形成部28を備えている。本実施例に係る溝形成部28は、右側の小カム21のさらに右側面に連結されている。溝27は、変位機構30の後述する溝係合部材31が係合することで、アウターカム20が軸線方向に対して変位するように構成されている。アウターカム20が軸線方向に変位することで、バルブ110に対応するカムを小カム21と大カム22との間で切替えることができる。
The
具体的には図2(a)の状態からアウターカム20が軸線方向で右方向にインナーシャフト10に対して変位することで、バルブ110に対応するカムを大カム22に切替えることができる。またアウターカム20が大カム22がバルブ110に対応した位置から軸線方向で左方向に変位することで、バルブ110に対応するカムを小カム21に切替えることができる。溝27の詳細は図4において後述する。
Specifically, the cam corresponding to the
図2(b)は、アウターカム20の連結部23の近傍を拡大した模式的断面図である。連結部23には、シャフト通路12と連結部23の外周面24とを連通する通路(オイル連通路と称する)が形成されている。具体的には本実施例に係るオイル連通路は、小連通路25と大連通路26とを備えている。
FIG. 2B is a schematic cross-sectional view enlarging the vicinity of the connecting
小連通路25は、大連通路26よりも右側に配置されている。具体的には小連通路25は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置の場合に、シャフト通路12と外周面24とを連通する位置に設定されている。また大連通路26は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置の場合に、シャフト通路12と外周面24とを連通する位置に設定されている。
The small
小連通路25の通路面積は、大連通路26の通路面積よりも小さく設定されている。具体的には小連通路25および大連通路26は、連結部23の軸線方向に垂直な方向(図2(b)において上下方向)を深さ方向とする穴によって構成されている。そして、小連通路25の穴の断面積は大連通路26の穴の断面積よりも小さく設定されている。それにより、小連通路25の通路面積は大連通路26の通路面積よりも小さくなっている。小連通路25の通路面積が大連通路26の通路面積よりも小さいことによって、小連通路25を通過するオイルの流量(m3/s)は大連通路26を通過するオイルの流量よりも小さくなる。
The passage area of the small
すなわち本実施例に係るアウターカム20は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて、相対的に通路面積の小さな小連通路25がシャフト通路12と外周面24とを連通した状態と、相対的に通路面積の大きな大連通路26がシャフト通路12と外周面24とを連通した状態とが切替わる構成を有している。その結果、可変動弁装置5は、シャフト通路12と外周面24とを連通するオイル連通路の通路面積がアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化する構成を有している。
That is, in the
小連通路25の通路面積が大連通路26の通路面積よりも小さく設定されているため、小連通路25がシャフト通路12の位置になった場合(すなわち小カム21がバルブ110に対応する場合)におけるシャフト通路12のオイル圧力は、大連通路26がシャフト通路12の位置になった場合(すなわち大カム22がバルブ110に対応する場合)におけるシャフト通路12のオイル圧力よりも小さくなる。
Since the passage area of the small
小連通路25がシャフト通路12と外周面24とを連通した場合には、インナーシャフト10のオイルは、小連通路25を通過して外周面24に供給される。大連通路26がシャフト通路12と外周面24とを連通した場合には、インナーシャフト10のオイルは、大連通路26を通過して外周面24に供給される。
When the
本実施例に係る可変動弁装置5において、アウターカム20が軸線方向に変位した場合、アウターカム20の外周面24(具体的には連結部23の外周面24)はカムジャーナル120の内周面に対して摺動しながら軸線方向に移動するが、オイル連通路(小連通路25または大連通路26)からアウターカム20の外周面24に供給されたオイルによって、アウターカム20とカムジャーナル120との間の潤滑が確保されている。特に本実施例に係る小連通路25および大連通路26は、アウターカム20の連結部23の外周面24のうち、カムジャーナル120によって軸支される部分に対応するように形成されているため、小連通路25および大連通路26を通過したオイルをカムジャーナル120の内周面とアウターカム20のカムジャーナル120によって軸支されている面(すなわち外周面24)との間に効果的に供給することができる。その結果、可変動弁装置5によれば、アウターカム20とカムジャーナル120との間の潤滑が効果的に確保されている。
In the variable
図2(a)を参照して、変位機構30は、アウターカム20の溝形成部28に形成された溝27に係合可能な溝係合部材31と、溝係合部材31を駆動する駆動部32とを備えている。溝係合部材31の具体的構成は、溝27に係合可能なものであれば特に限定されるものではない。本実施例に係る溝係合部材31は、棒形状のピンである。
2A, the
駆動部32は、制御装置50からの指示を受けて溝係合部材31を駆動する装置である。具体的には駆動部32は、制御装置50の制御部からの指示を受けて溝係合部材31を駆動部32に対して出没させる。制御部は、溝係合部材31を溝27に係合させる場合、溝係合部材31が駆動部32から突出するように駆動部32に指示を与える。制御部は、溝係合部材31の溝27への係合を終了させる場合、溝係合部材31が駆動部32に没入するように駆動部32に指示を与える。このように本実施例に係る制御部は変位機構30の駆動部32を制御し、駆動部32は制御部の指示を受けて溝係合部材31を駆動している。なお制御部は、カムポジションセンサ41およびクランクポジションセンサ40の検出結果に基づいてインナーシャフト10のクランク角に対する角度を取得することで溝27の回転方向の位置を把握して、溝係合部材31を係合させる溝27の位置を把握している。
The
駆動部32は、溝係合部材31が溝27に係合した場合に駆動部32がインナーシャフト10の軸線方向に移動しないように、内燃機関の所定部位によって支持されている。駆動部32を支持する内燃機関の所定部位は、特に限定されるものではなく、内燃機関のシリンダヘッド、シリンダヘッドカバー等を用いることができる。本実施例に係る駆動部32は、シリンダヘッドに固定される形で内燃機関によって支持されているものとする。駆動部32の具体的構成は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、一例として電動式のアクチュエータを用いる。電動式のアクチュエータの一例として、ソレノイドアクチュエータを用いる。
The
また可変動弁装置5は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置がカム切替後において変位することを抑制する機構として、係止機構60を備えている。図2(c)は、係止機構60を説明するための模式的断面図である。係止機構60は、アウターカム20のインナーシャフト10に対向する面に形成された第1凹部61および第2凹部62と、これら凹部に係合する係合部63と、係合部63を付勢する付勢部材64とを備えている。
Moreover, the variable
付勢部材64は、インナーシャフト10に設けられた収容穴65に配置されている。収容穴65とシャフト通路12とは、互いに干渉しないように構成されている。具体的には本実施例に係る収容穴65は、シャフト通路12に干渉しない位置に形成されている。それにより、シャフト通路12のオイルが収容穴65に漏れることが抑制されている。
The urging
係合部63は、付勢部材64に接続し、付勢部材64によってインナーシャフト10の軸線方向に垂直な方向(図2(c)では上方)に付勢させられている。収容穴65は、係合部63の径よりも大きく設定されている。
The engaging
本実施例においては付勢部材64の一例として、ばねを用いる。但し付勢部材64の構成は、係合部63を付勢可能なものであれば、ばねに限定されるものではない。また本実施例においては係合部63の一例として、球を用いる。但し係合部63の構成は、第1凹部61および第2凹部62に係合可能なものであれば、球に限定されるものではない。
In this embodiment, a spring is used as an example of the urging
第1凹部61は、第2凹部62よりも軸線方向で右側に位置している。第1凹部61、第2凹部62および係合部63の位置は、バルブ110に対応したカムが小カム21の場合に係合部63が第1凹部61に係合し、バルブ110に対応したカムが大カム22の場合に係合部63が第2凹部62に係合するように設定されている。
The
また第1凹部61は、軸線方向に対して傾斜した第1傾斜面66を備えている。第2凹部62は、軸線方向に対して傾斜した第2傾斜面67を備えている。第1傾斜面66は、付勢部材64によって付勢された係合部63からの力を軸線方向で左方向の成分に分解する面である。第2傾斜面67は、付勢部材64によって付勢された係合部63からの力を軸線方向で右方向の成分に分解する面である。
Moreover, the 1st recessed
図3(a)および図3(b)は、アウターカム20の軸線方向への変位の様子を示す模式的断面図である。具体的には図3(a)は、小カム21がバルブ110に対応するような位置にアウターカム20が変位した場合における可変動弁装置5の一部を拡大して模式的に断面図示し、図3(b)は、大カム22がバルブ110に対応するような位置にアウターカム20が変位した場合における可変動弁装置5の一部を拡大して模式的に断面図示している。
FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views showing how the
図3(a)を参照して、バルブ110に対応するカムが小カム21の場合、アウターカム20の小連通路25がシャフト通路12とアウターカム20の外周面24とを連通している。図3(b)を参照して、バルブ110に対応するカムが大カム22の場合、アウターカム20の大連通路26がシャフト通路12とアウターカム20の外周面24とを連通している。
Referring to FIG. 3A, when the cam corresponding to the
図3(a)を参照して、バルブ110に対応するカムが小カム21の場合、付勢部材64によって付勢された係合部63は第1凹部61の第1傾斜面66に当接している。この場合、アウターカム20は係合部63から軸線方向で左方向の力を受ける。その結果、アウターカム20の大カム22(具体的には右側のバルブ110に対応した大カム22)の左側面がカムジャーナル120に当接する。それにより、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が変化することが抑制されている。その結果、小カム21とバルブ110との位置関係がずれることが抑制されている。
Referring to FIG. 3A, when the cam corresponding to the
バルブ110に対応するカムを小カム21から大カム22に切替えるために、図3(a)の状態からアウターカム20が軸線方向で右方向に移動した場合、係合部63はアウターカム20の第1凹部61と第2凹部62との間の部分によって押されるようにして、収容穴65に収容される。その結果、係合部63は第1凹部61から脱離する。その後、図3(b)に示すように、アウターカム20の軸線方向の移動が完了してバルブ110に対応するカムが大カム22に切替わった場合、係合部63は付勢部材64からの付勢力を受けて収容穴65から突出して、第2凹部62の第2傾斜面67に当接する。
In order to switch the cam corresponding to the
付勢部材64によって付勢された係合部63が第2凹部62の第2傾斜面67に当接した場合、アウターカム20は係合部63から軸線方向で右方向の力を受ける。その結果、アウターカム20の小カム21(具体的には左側のバルブ110に対応した小カム21)の右側面がカムジャーナル120に当接する。それにより、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が変化することが抑制されている。その結果、大カム22とバルブ110との位置関係がずれることが抑制されている。
When the engaging
このようにして係止機構60は、カム切替終了後におけるアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の変位を抑制している。なお、カム切替終了後におけるアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の変位を抑制可能な機構であれば、可変動弁装置5は本実施例のような係止機構60以外の構成を備えていてもよい。
In this manner, the
図4(a)は、溝27の詳細を説明するための模式図である。具体的には図4(a)は、溝27を溝形成部28の周方向に展開した状態を模式的に図示している。図4(a)においてインナーシャフト10およびアウターカム20の回転方向は上方向である。溝27は、溝係合部材31が溝27に係合することでバルブ110に対応するカムが小カム21と大カム22との間で切替わるような構造を有している。
FIG. 4A is a schematic diagram for explaining the details of the
具体的には溝27は、インナーシャフト10の軸線方向に対して垂直な溝方向を有する第1垂直部70、第2垂直部72および第3垂直部74を有している。また溝27は、軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する第1傾斜部71および第2傾斜部73を有している。第1垂直部70、第1傾斜部71、第2垂直部72、第2傾斜部73および第3垂直部74は、この順に接続している。
Specifically, the
バルブ110に対応するカムが大カム22から小カム21に切替わる場合、溝係合部材31は、第1垂直部70、第1傾斜部71および第2垂直部72に順に係合する。バルブ110に対応するカムが小カム21から大カム22に切替わる場合、溝係合部材31は、第2垂直部72、第2傾斜部73および第3垂直部74に順に係合する。
When the cam corresponding to the
図4(b)〜図4(d)は、溝係合部材31の溝27への係合態様を説明するための模式図である。図4(b)〜図4(d)の上段には、溝係合部材31が溝27に係合した様子が模式的に図示されており、下段にはバルブ110に対応するカムが切替わる様子が模式的に図示されている。
FIG. 4B to FIG. 4D are schematic diagrams for explaining an engagement mode of the
図4(b)に示すように、バルブ110に対応するカムを大カム22から小カム21に切替える場合、制御装置50の制御部は、溝係合部材31が駆動部32から突出して第1垂直部70のいずれかの箇所に係合するように駆動部32に指示を与える。第1垂直部70に係合した溝係合部材31は、インナーシャフト10およびアウターカム20の回転に伴って溝27に対して相対的に移動する。
As shown in FIG. 4B, when the cam corresponding to the
図4(c)に示すように、溝係合部材31が第1傾斜部71に係合した場合、アウターカム20は第1傾斜部71が溝係合部材31から受ける軸線方向の力によって左側に移動する。このアウターカム20の軸線方向の移動は、図4(d)に示すように溝係合部材31が第1傾斜部71への係合を終了して第2垂直部72への係合を開始するまで継続される。溝係合部材31が第2垂直部72に係合した場合、制御部は溝係合部材31が駆動部32に没入するように駆動部32に指示を与える。それにより、溝係合部材31の溝27への係合は終了する。なお、アウターカム20が1回転するまでの間にバルブ110に対応するカムが大カム22から小カム21に切替わるように、第1垂直部70、第1傾斜部71および第2垂直部72の溝形成部28の周方向の長さは設定されている。
As shown in FIG. 4C, when the
一方、バルブ110に対応するカムを小カム21から大カム22へ切替える場合(図示は省略する)、制御部は、溝係合部材31が駆動部32から突出して第2垂直部72のいずれかの箇所に係合するように、駆動部32に指示を与える。第2垂直部72に係合した溝係合部材31は、インナーシャフト10およびアウターカム20の回転に伴って溝27に対して相対的に移動する。溝係合部材31が第2傾斜部73に係合した場合、アウターカム20は第2傾斜部73が溝係合部材31から受ける軸線方向の力によって右側に移動する。このアウターカム20の軸線方向の移動は、溝係合部材31が第2傾斜部73への係合を終了して第3垂直部74への係合を開始するまで継続される。溝係合部材31が第3垂直部74に係合した場合、制御部は、溝係合部材31を駆動部32に没入させることで溝係合部材31の溝27への係合を終了させる。なお、アウターカム20が1回転するまでの間にバルブ110に対応するカムが小カム21から大カム22に切替わるように、第2垂直部72、第2傾斜部73および第3垂直部74の溝形成部28の周方向の長さは設定されている。
On the other hand, when the cam corresponding to the
以上のように本実施例に係る溝27は、溝係合部材31が溝27に係合することでバルブ110に対応するカムが小カム21と大カム22との間で切替わる構造を有している。なお溝係合部材31が溝27に係合することでバルブ110に対応するカムを切替えることが可能な構造であれば、溝27は、図4(a)の構造に限定されるものではない。また本実施例に係る変位機構30は、アウターカム20の溝27に溝係合部材31を係合させることで、アウターカム20をインナーシャフト10の軸線方向にインナーシャフト10に対して変位させる機構となっているが、変位機構30の構成は、アウターカム20をインナーシャフト10の軸線方向にインナーシャフト10に対して変位可能な機構であれば、上述した機構に限定されるものではない。
As described above, the
続いて制御装置50の詳細について説明する。制御装置50の制御部は、バルブ110に対応したカムを小カム21と大カム22との間で切替える場合に、前述したように可変動弁装置5の変位機構30を制御する。このバルブ110に対応したカムを小カム21と大カム22との間で切替えるための条件(以下、カム切替条件と称する場合がある)の具体的内容は、特に限定されるものではなく、小カム21および大カム22のカムプロフィールに応じて適切な条件を設定すればよい。
Next, details of the
本実施例に係る制御部は、カム切替条件の一例として、内燃機関の負荷が所定負荷以上であるか否かを用いる。具体的には制御部は、負荷が所定負荷以上の場合に、バルブ110に対応したカムが小カム21から大カム22に切替わるように変位機構30の駆動部32に指示を与え、負荷が所定負荷より小さい場合には、バルブ110に対応したカムが大カム22から小カム21に切替わるように駆動部32に指示を与える。
The control unit according to the present embodiment uses whether or not the load of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined load as an example of the cam switching condition. Specifically, the control unit gives an instruction to the
内燃機関の負荷の一例として、内燃機関の回転数、燃料噴射量、吸入空気量等を用いることができる。本実施例においては、負荷の一例として内燃機関の回転数を用いることとする。この場合、制御部は、クランクポジションセンサ40の検出結果に基づいて内燃機関の回転数(rpm)を取得し、取得した回転数が所定値以上の場合に、バルブ110を駆動するカムが大カム22になるように変位機構30を制御し、回転数が所定値より小さい場合に、バルブ110を駆動するカムが小カム21になるように変位機構30を制御する。所定値の具体的値は特に限定されるものではなく、小カム21および大カム22のカムプロフィールに応じて適宜設定すればよい。回転数の所定値は、予め記憶部が記憶しておく。
As an example of the load of the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, the fuel injection amount, the intake air amount, and the like can be used. In this embodiment, the rotational speed of the internal combustion engine is used as an example of the load. In this case, the control unit acquires the rotational speed (rpm) of the internal combustion engine based on the detection result of the
また制御部は、シャフト通路12のオイルの圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出する。図2(b)において前述したように、可変動弁装置5は、シャフト通路12と外周面24とを連通するオイル連通路の通路面積がアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化する構成を有している。それにより、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が変化した場合、オイル連通路の通路面積が変化する結果、シャフト通路12のオイル圧力も変化する。したがって、制御部は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。
The control unit detects the position of the
また本実施例に係る制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出する際に、さらにシャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか否かも判定する。以下、この制御部によるアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出し且つアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか否かを判定する制御を、カム位置検出異常判定制御と称する。
Further, when the controller according to the present embodiment detects the position of the
また本実施例に係る制御部は、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御することによってバルブ110に対応するカムを複数のカムの間で切替える制御(以下、カム切替制御と称する場合がある)を実行した場合には、カム切替制御後のバルブ110に対応するカムの種類に応じて内燃機関の運転状態を変更する運転状態変更制御を実行する。
In addition, the control unit according to the present embodiment controls the cam corresponding to the
カム位置検出異常判定制御および運転状態変更制御の詳細について以下に説明する。まず、カム位置検出異常判定制御の詳細について説明する。本実施例に係る制御部は、カム位置検出異常判定制御において、圧力センサ42の検出結果に基づいてシャフト通路12のオイル圧力を取得し、取得したシャフト通路12のオイル圧力を所定の基準圧力と比較することで、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出するとともにアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常の有無を判定している。まず、所定の基準圧力(以下、シャフト通路12の基準圧力と称する場合がある)について説明する。
Details of the cam position detection abnormality determination control and the operation state change control will be described below. First, details of the cam position detection abnormality determination control will be described. In the cam position detection abnormality determination control, the control unit according to the present embodiment acquires the oil pressure of the
本実施例に係る制御装置50の記憶部には、シャフト通路12の基準圧力がマップとして予め記憶されている。このマップにおいて、シャフト通路12の基準圧力は、内燃機関の運転状態を示す指標に関連付けて規定されている。内燃機関の運転状態を示す指標としては、特に限定されるものではないが、例えば内燃機関の回転数、燃料噴射量、吸入空気量、燃焼室の温度等を用いることができる。本実施例においては、内燃機関の運転状態を示す指標の一例として内燃機関の回転数を用いる。すなわち本実施例においては、マップの一例として、シャフト通路12の基準圧力が内燃機関の回転数に関連付けて規定されたものを用いる。
In the storage unit of the
図5は、本実施例に係るカム位置検出異常判定制御で用いられるシャフト通路12の基準圧力のマップを説明するための図である。具体的には図5は、シャフト通路12の基準圧力のマップの一例を視覚化して図示したものである。図5の横軸は内燃機関の回転数(rpm)を示し、縦軸はシャフト通路12のオイル圧力(Pa)を示している。図5において、曲線200、曲線201、曲線202および曲線203が図示されている。これら曲線200〜曲線203は、回転数が上昇するほどシャフト通路12のオイル圧力も上昇するような曲線となっている。曲線202よりも曲線203の方が上方に位置し、曲線203よりも曲線200の方が上方に位置し、曲線200よりも曲線201の方が上方に位置している。
FIG. 5 is a diagram for explaining a map of the reference pressure of the
なお図5において、曲線200と曲線201との中間には仮想曲線220が図示されている。曲線200は仮想曲線220に対して所定圧力分だけ下方に位置し、曲線201は仮想曲線220に対して所定圧力分だけ上方に位置している。曲線202と曲線203との中間には仮想曲線221が図示されている。曲線202は仮想曲線221に対して所定圧力分だけ下方に位置し、曲線203は仮想曲線221に対して所定圧力分だけ上方に位置している。
In FIG. 5, a
曲線200と曲線201との間の領域210(すなわち曲線200以上曲線201以下の領域)には、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の目標位置(以下、これを目標カム位置と称する場合がある)が小カム21がバルブ110に対応した位置である場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(小))が格納されている。別の観点でいえば、領域210には、小連通路25がシャフト通路12とアウターカム20の外周面24とを連通した場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(小))が格納されている。
An area 210 between the
また曲線202と曲線203との間の領域211(すなわち曲線202以上曲線203以下の領域)には、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応した位置である場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(大))が格納されている。別の観点でいえば、領域211には、大連通路26がシャフト通路12とアウターカム20の外周面24とを連通した場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(大))が格納されている。
In a
制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいてシャフト通路12のオイル圧力を取得する。制御部は、バルブ110に対応するカムを大カム22から小カム21に切替えた場合、および小カム21から大カム22に切替えた場合において、クランクポジションセンサ40の検出結果に基づいて内燃機関の回転数を取得し、取得した回転数に対応するシャフト通路12の基準圧力を記憶部のマップ(図5)から取得する。
The control unit acquires the oil pressure in the
具体的には制御部が取得した回転数が例えばA(rpm)であった場合、制御部は、領域210のうち回転数Aに対応するオイル圧力の上限値および下限値を取得し、領域211のうち回転数Aに対応するオイル圧力の上限値および下限値を取得する。
Specifically, when the rotation number acquired by the control unit is, for example, A (rpm), the control unit acquires the upper limit value and the lower limit value of the oil pressure corresponding to the rotation number A in the region 210, and the
具体的には制御部は、領域210のうち回転数Aに対応するオイル圧力の上限値として回転数Aに対応する曲線201のオイル圧力(Po(小)max)を取得し、領域210のうち回転数Aに対応するオイル圧力の下限値として回転数Aに対応する曲線200のオイル圧力(Po(小)min)を取得する。また制御部は、領域211のうち回転数Aに対応するオイル圧力の上限値として回転数Aに対応する曲線203のオイル圧力(Po(大)max)を取得し、領域211に対応するオイル圧力の下限値として回転数Aに対応する曲線202のオイル圧力(Po(大)min)を取得する。
Specifically, the control unit obtains the oil pressure (Po (small) max) of the
そして制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の目標とする位置(すなわち目標カム位置)が小カム21がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が、Po(小)min以上Po(小)max以下の範囲(すなわち、領域210の範囲)に入っていれば、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出する。またこの場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。
The control unit detects the
一方、制御部は、目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が上記Po(小)min以上Po(小)max以下の範囲(領域210の範囲)に入っていない場合には、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出する。またこの場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。すなわち制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常を検出している。
On the other hand, when the target cam position is set to a position where the
また制御部は、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力がPo(大)min以上Po(大)max以下の範囲(すなわち、領域211の範囲)に入っていれば、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出する。またこの場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。
In addition, when the target cam position is set to a position where the
一方、制御部は、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が上記Po(大)min以上Po(大)max以下の範囲(領域211の範囲)に入っていない場合には、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出する。またこの場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。
On the other hand, when the target cam position is set to a position where the
以上のように本実施例に係る制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力(シャフト通路12のオイル圧力の測定値)と、記憶部に記憶されているシャフト通路12の基準圧力と、に基づいて検出したアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が、バルブ110に対応するカムをアウターカム20が有する複数のカムから選択された所定のカムにするとの指示(目標カム位置の設定)と異なっている場合に、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定している。このようにして制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常を検出している。
As described above, the control unit according to the present embodiment is stored in the storage unit and the oil pressure of the shaft passage 12 (measured value of the oil pressure in the shaft passage 12) acquired based on the detection result of the
また制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定した場合、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御してバルブ110に対応するカムを切替える。そして制御部は、再度、カム位置検出異常判定制御を実行する。
When the controller determines that the position of the
具体的には制御部は、目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御することでバルブ110に対応するカムを大カム22に切替える。そして、制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力がマップの領域211の範囲に入っているか否かを判定する。
Specifically, the control unit determines that the axial position of the
その結果、シャフト通路12のオイル圧力がマップの領域211の範囲に入っていれば、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が、大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出して、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。一方、シャフト通路12のオイル圧力がマップの領域211の範囲に入っていなければ、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出して、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。
As a result, if the oil pressure in the
これと同様に、制御部は、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置に設定されている場合において、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御することでバルブ110に対応するカムを小カム21に切替える。そして、制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力がマップの領域210の範囲に入っているか否かを判定する。
Similarly, the control unit determines that the axial position of the
その結果、シャフト通路12のオイル圧力がマップの領域210の範囲に入っていれば、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出して、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。一方、シャフト通路12のオイル圧力がマップの領域210の範囲に入っていなければ、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出して、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。
As a result, if the oil pressure in the
なお図5のマップにおいて、シャフト通路12の基準圧力は、領域210(曲線200と曲線201との間の領域)および領域211(曲線202と曲線203との間の領域)に示すように所定の幅をもって規定されているが、これに限定されるものではない。例えば、マップは、曲線200と曲線201との中間の曲線である仮想曲線220を目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応した位置の場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(小))として規定し、曲線202と曲線203との中間の曲線である仮想曲線221を目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応した位置の場合に用いられるシャフト通路12の基準圧力(Po(大))として規定してもよい。
In the map of FIG. 5, the reference pressure of the
しかしながら、シャフト通路12のオイル圧力には所定のバラツキが生じることが考えられるため、本実施例のようにシャフト通路12の基準圧力が領域210および領域211のように所定の幅をもって規定されている方が、シャフト通路12のオイル圧力のバラツキを考慮に入れた上でアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置および異常の有無を検出することができる点で好ましい。
However, since it is considered that a predetermined variation occurs in the oil pressure of the
図6は、本実施例に係る制御装置50がカム位置検出異常判定制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置50の制御部は図6のフローチャートを所定期間毎に繰り返し実行する。まず制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいてシャフト通路12のオイル圧力(P)を取得する(ステップS10)。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a flowchart when the
次いで制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の目標とする位置である目標カム位置を設定する(ステップS11)。本実施例に係る制御部は、前述したカム切替条件に基づいて目標カム位置を制御装置50の所定部位(例えば記憶部等)に設定する。具体的には制御部は、内燃機関の回転数が所定値以上の場合、目標カム位置として、大カム22がバルブ110に対応するようなアウターカム20の軸線方向の位置を設定する。また制御部は、内燃機関の回転数が所定値より小さい場合、目標カム位置として、小カム21がバルブ110に対応するようなアウターカム20の軸線方向の位置を設定する。
Next, the control unit sets a target cam position that is a target position in the axial direction of the
次いで制御部は、ステップS11において設定された目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置であるか否かを判定する(ステップS12)。すなわちステップS12は、バルブ110に対応するカムを小カム21にするとの指示(設定)がなされているか否かを確認する処理となっている。ステップS12において目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置であると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部はシャフト通路12の基準圧力のうち小カム21に対応した基準圧力(Po(小))を取得する(ステップS13)。具体的には制御部は、内燃機関の回転数を取得し、図5に示すマップの領域210から回転数に対応したPo(小)minとPo(小)maxとを取得する。
Next, the control unit determines whether or not the target cam position set in step S11 is a position where the
次いで制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力PがPo(小)min以上Po(小)max以下の範囲に含まれているか否かを判定する(ステップS14)。
Next, the control unit determines whether or not the oil pressure P of the
ステップS14においてシャフト通路12のオイル圧力PがPo(小)min以上Po(小)max以下の範囲に含まれていると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置(カム位置)が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する(ステップS15)。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
When it is determined in step S14 that the oil pressure P of the
ステップS14でNoと判定された場合、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する(ステップS16)。
When it determines with No by step S14, while a control part detects that the position of the axial direction of the
次いで制御部は、バルブ110に対応するカムを現在のカムから他のカムに切替えるために、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御する(ステップS17)。次いで制御部は、ステップS11を実行する。ステップS17の後に実行されるステップS11においては、目標カム位置として、大カム22がバルブ110に対応するようなアウターカム20の軸線方向の位置が設定される。その結果、ステップS12においてNoと判定されることになる。
Next, the control unit controls the
ステップS12においてNoと判定された場合(この場合、目標カム位置は大カム22がバルブ110に対応する位置に設定されている)、制御部はシャフト通路12の基準圧力のうち大カム22に対応した基準圧力(Po(大))を取得する(ステップS18)。具体的には制御部は、内燃機関の回転数を取得し、図5に示すマップの領域211から回転数に対応したPo(大)minとPo(大)maxとを取得する。
When it is determined No in step S12 (in this case, the target cam position is set to a position where the
次いで制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力PがPo(大)min以上Po(大)max以下の範囲に含まれているか否かを判定する(ステップS19)。ステップS19においてシャフト通路12のオイル圧力PがPo(大)min以上Po(大)max以下の範囲に含まれていると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する(ステップS20)。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
Next, the control unit determines whether or not the oil pressure P of the
ステップS19でNoと判定された場合、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていないことを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する(ステップS21)。
When it determines with No by step S19, while a control part detects that the position of the axial direction of the
次いで制御部は、バルブ110に対応するカムを現在のカムから他のカムに切替えるために、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御する(ステップS22)。次いで制御部は、ステップS11を実行する。ステップS22の後に実行されるステップS11においては、目標カム位置として、小カム21がバルブ110に対応するようなアウターカム20の軸線方向の位置が設定される。その結果、ステップS12においてYesと判定されることになる。
Next, the control unit controls the
なお、ステップS17が実行された後にステップS11、ステップS12、ステップS18、ステップS19が実行されてステップS21が実行された場合、およびステップS22が実行された後にステップS11、ステップS12、ステップS13、ステップS14が実行されてステップS16が実行された場合、シャフト通路12のオイル圧力は、図5のマップで領域210および領域211のいずれの領域にも属さないことになる。この場合、内燃機関や可変動弁装置5に何らかの異常が生じていることが考えられる。
Step S11, Step S12, Step S18, Step S19 are executed after Step S17 is executed, and Step S21 is executed. After Step S22 is executed, Step S11, Step S12, Step S13, Step When S14 is executed and step S16 is executed, the oil pressure in the
そこで、制御部は、上述したステップS17の実行後にステップS21が実行された場合、およびステップS22の実行後にステップS16が実行された場合には、内燃機関のユーザに警報を報知する警報報知制御を実行することが好ましい。実際に本実施例に係る制御部は、この警報報知制御を実行する。この場合、内燃機関が搭載された車両の運転席には、ユーザに警報を報知する報知装置(例えばランプ、スピーカ等)が配置されている。制御部は、この報知装置を制御することで、ユーザに警報を報知する。それにより、ユーザは内燃機関または可変動弁装置5に異常が生じていることを知ることができる。警報報知制御の実行後に制御部は、フローチャートの実行を強制的に終了する。
Therefore, when step S21 is executed after execution of step S17 described above and when step S16 is executed after execution of step S22, the control unit performs alarm notification control for notifying the user of the internal combustion engine of an alarm. It is preferable to carry out. Actually, the control unit according to the present embodiment executes the alarm notification control. In this case, a notification device (for example, a lamp, a speaker, etc.) for notifying the user of an alarm is disposed in the driver's seat of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. A control part alert | reports a warning to a user by controlling this alerting | reporting apparatus. Thereby, the user can know that an abnormality has occurred in the internal combustion engine or the
続いて制御部が実行する運転状態変更制御の詳細について説明する。前述したように本実施例に係る制御部は、変位機構30を制御することによってバルブ110に対応するカムを複数のカムの間で切替えるカム切替制御を実行した場合に、運転状態変更制御を実行する。運転状態変更制御において、制御部は、カム切替制御実行後のバルブ110に対応するカムの種類に応じて内燃機関の運転状態を変更する。
Next, details of the operation state change control executed by the control unit will be described. As described above, the control unit according to the present embodiment executes the operation state change control when the cam switching control for switching the cam corresponding to the
具体的には制御部は、運転状態変更制御において、カム切替制御実行後のバルブ110に対応するカムの種類に応じて内燃機関の燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を変更する。本実施例に係る制御部は、運転状態変更制御の一例として、カム切替制御実行後のバルブ110に対応するカムの種類に応じて内燃機関の燃料噴射量および点火時期の両方を変更する。具体的には制御部は、カム切替制御実行後において、燃料噴射量および点火時期を、カムが切替わる前に使用していた燃料噴射量および点火時期から現在のカムに対応した燃料噴射量および点火時期に変更する。
Specifically, in the operation state change control, the control unit changes at least one of the fuel injection amount and the ignition timing of the internal combustion engine according to the type of cam corresponding to the
運転状態変更制御の実行に当たって、制御装置50の記憶部には、小カム21に対応した燃料噴射量および点火時期のマップ(以下、第1運転状態マップと称する)と、大カム22に対応した燃料噴射量および点火時期のマップ(以下、第2運転状態マップと称する)とが予め記憶されている。第1運転状態マップに規定されている燃料噴射量および点火時期は、バルブ110に対応したカムが小カム21の状態で、このマップに規定されている燃料噴射量および点火時期で内燃機関が運転された場合に、内燃機関の運転状態が良好となるような燃料噴射量および点火時期である。第2運転状態マップに規定されている燃料噴射量および点火時期は、バルブ110に対応したカムが大カム22の状態でこのマップに規定されている燃料噴射量および点火時期で内燃機関が運転された場合に、内燃機関の運転状態が良好となるような燃料噴射量および点火時期である。なお内燃機関の運転状態が良好となるような燃料噴射量および点火時期としては、例えば燃費が良好となるような燃料噴射量および点火時期、エミッションが良好となるような燃料噴射量および点火時期等を用いることができる。
In executing the operation state change control, the storage unit of the
制御部は、カム切替制御において、バルブ110に対応したカムが大カム22から小カム21に切替わるように変位機構30の駆動部32に指示を与えた場合には、燃料噴射量および点火時期のマップを、それまで使用していた第2運転状態マップから第1運転状態マップに切替える。また制御部は、カム切替制御において、バルブ110に対応したカムが小カム21から大カム22に切替わるように変位機構30の駆動部32に指示を与えた場合には、燃料噴射量および点火時期のマップを、それまで使用していた第1運転状態マップから第2運転状態マップに切替える。以上のように、制御部は運転状態変更制御を実行している。
In the cam switching control, the control unit instructs the
図7は、本実施例に係る制御装置50が運転状態変更制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置50の制御部は図7のフローチャートを所定期間毎に繰り返し実行する。まず制御部は、カム切替制御を実行する(ステップS30)。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a flowchart when the
具体的には制御部は、図6のステップS11において設定された目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置の場合には、アウターカム20がこの目標カム位置になるように変位機構30を制御する。具体的には制御部は、溝係合部材31が駆動部32から突出して溝27の第1垂直部70に係合するように駆動部32に指示を与える。また制御部は、図6のステップS11において設定された目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置の場合には、アウターカム20がこの目標カム位置になるように変位機構30を制御する。具体的には制御部は、溝係合部材31が駆動部32から突出して溝27の第2垂直部72に係合するように駆動部32に指示を与える。
Specifically, when the target cam position set in step S11 of FIG. 6 is the position where the
次いで制御部は、ステップS30の制御を行った直後であるか否かを判定する(ステップS31)。具体的には制御部は、ステップS31において、ステップS30で駆動部32に指示を与えてからの経過時間が所定時間(例えば数秒)以内であるか否かを判定する。ステップS31において、ステップS30で駆動部32に指示を与えてからの経過時間が所定時間以内であると判定された場合、制御部はステップS30の制御を行った直後であると判定する。
Next, the control unit determines whether or not it is immediately after performing the control of step S30 (step S31). Specifically, in step S31, the control unit determines whether or not an elapsed time after giving an instruction to the
ステップS31においてステップS30の制御を行った直後であると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部は燃料噴射量および点火時期を変更する(ステップS32)。具体的には制御部は、燃料噴射量および点火時期のマップを現在のカムに対応したマップ(第1運転状態マップまたは第2運転状態マップ)に変更する。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップS31でNoと判定された場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。 If it is determined in step S31 that it is immediately after performing the control in step S30 (that is, if it is determined as Yes), the control unit changes the fuel injection amount and the ignition timing (step S32). Specifically, the control unit changes the map of the fuel injection amount and the ignition timing to a map corresponding to the current cam (first operation state map or second operation state map). Next, the control unit ends the execution of the flowchart. When it determines with No by step S31, a control part complete | finishes execution of a flowchart.
続いて可変動弁装置5の作用効果について説明する。まず、可変動弁装置5によれば、オイル連通路の通路面積がアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化するように構成されていることから、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が変化した場合、オイル連通路の通路面積が変化する結果、シャフト通路12のオイル圧力も変化する。それにより、制御装置50は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。
Then, the effect of the
具体的には可変動弁装置5によれば、アウターカム20が小連通路25および大連通路26を備えることから、シャフト通路12とアウターカム20の外周面24とを連通するオイル連通路の通路面積を、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。それにより、シャフト通路12のオイル圧力をアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。その結果、制御装置50は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。このメカニズムに基づいて本実施例に係る制御装置50は、実際に圧力センサ42の検出結果に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出している。
Specifically, according to the variable
また可変動弁装置5によれば、アウターカム20の外周面24がカムジャーナル120によって軸支されていることから、アウターカム20のオイル連通路を通過してアウターカム20の外周面24に供給されたオイルをアウターカム20とカムジャーナル120との潤滑に用いることができる。
Further, according to the variable
ここで、バルブスプリング112の付勢力はバルブ110のリフト量に応じて増加するため、アウターカム20の外周面24に供給されるオイル量は、バルブ110のリフト量が多くなるほど多くなった方が、アウターカム20とカムジャーナル120との磨耗を効果的に抑制できる点で好ましい。逆に言えば、バルブ110のリフト量が小さい場合には、バルブ110のリフト量が大きい場合に比較して、アウターカム20の外周面24に供給するオイル量を少なくしてもアウターカム20とカムジャーナル120との磨耗を抑制することができる。
Here, since the urging force of the
この点に関して可変動弁装置5によれば、小カム21のカムプロフィールが、小カム21によってバルブ110がリフトされないカムプロフィール、または小カム21によって駆動されるバルブ110のリフト量が大カム22によって駆動されるバルブ110のリフト量よりも小さくなるカムプロフィールであることから、小カム21がバルブ110に対応する場合にアウターカム20がバルブスプリング112によって付勢されたバルブ110から受ける付勢力の大きさは、大カム22がバルブ110に対応する場合にアウターカム20がバルブ110から受ける付勢力の大きさよりも小さい。そのため、小連通路25の通路面積が大連通路26の通路面積よりも小さい結果、小連通路25を通過してアウターカム20の外周面24に供給されるオイル量が大連通路26を通過して外周面24に供給されるオイル量よりも少なくなっても、アウターカム20とカムジャーナル120との磨耗を抑制することができる。
In this regard, according to the
また可変動弁装置5によれば、制御装置50はシャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか否かを判定していることから、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常を検出することもできる。
Further, according to the
また可変動弁装置5によれば、運転状態変更制御が実行されることから、内燃機関の燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方をカム切替え後のバルブ110に対応するカムの種類に応じて変更することができる。それにより、内燃機関の運転状態をバルブ110に対応するカムの種類に応じて適切に制御することができる。
Further, according to the variable
なお、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出する機構として、本実施例に係る機構の代わりに、例えばギャップセンサを用いてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出する機構を採用できないかと考えた場合、次の問題が生じる可能性がある。具体的には、ギャップセンサを用いた位置検出機構を搭載するには、広いスペースを確保することが必要となるが、可変動弁装置においてこのようなスペースを確保することは困難である。したがって、ギャップセンサを用いた位置検出機構を可変動弁装置に適用するには、可変動弁装置を大型化させる必要が生じる可能性がある。またギャップセンサを用いた位置検出機構を適用する場合、可変動弁装置の製造コストが増大する可能性がある。
As a mechanism for detecting the axial position of the
この点に関して本実施例に係る可変動弁装置5によれば、ギャップセンサを用いた位置検出機構を適用する場合に比較して小規模な設計変更(オイル連通路の設定、圧力センサ42の設置等)を加えることでアウターカム20の軸線方向の位置を検出することが可能である。そのため、製造コストの上昇を抑制することができる。また、可変動弁装置5の大型化も抑制することができる。この点において可変動弁装置5は、ギャップセンサを用いた位置検出機構を備える可変動弁装置に比較して優れている。
In this regard, according to the variable
続いて本発明の実施例2に係る可変動弁装置5aについて説明する。本実施例に係る可変動弁装置5aは、制御装置50に代えて制御装置50aを備えている点において実施例1に係る可変動弁装置5と異なっている。制御装置50aは、カム位置検出異常判定制御の内容が実施例1に係るカム位置検出異常判定制御と異なっている。可変動弁装置5aのその他の構成は実施例1に係る可変動弁装置5と同様であるため、実施例1と同一の部材には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。
Next, the variable valve gear 5a according to the second embodiment of the present invention will be described. The variable valve operating apparatus 5a according to the present embodiment is different from the variable
制御装置50aは、カム位置検出異常判定制御において用いられるシャフト通路12の基準圧力のマップとして、図5で説明した実施例1に係るマップとは異なるマップを用いている。図8は、本実施例に係るカム位置検出異常判定制御で用いられるシャフト通路12の基準圧力のマップを説明するための図である。具体的には図8は、本実施例に係るシャフト通路12の基準圧力のマップの一例を視覚化して図示したものである。図8の横軸は内燃機関の回転数(rpm)を示し、縦軸はシャフト通路12のオイル圧力(Pa)を示している。図8に図示されている曲線は、回転数が上昇するほどシャフト通路12のオイル圧力が上昇するような曲線となっている。本実施例においては、この曲線に対応するオイル圧力をシャフト通路12の基準圧力として用いる。このマップは、制御装置50aの記憶部が予め記憶しておく。
The control device 50a uses a map different from the map according to the first embodiment described in FIG. 5 as the reference pressure map of the
制御装置50aの制御部は、クランクポジションセンサ40の検出結果に基づいて内燃機関の回転数を取得し、取得された回転数に対応する基準圧力を図8のマップから取得する。例えば、取得された回転数がB(rpm)の場合、制御部は、基準圧力としてPoを取得する。
The control unit of the control device 50a acquires the rotational speed of the internal combustion engine based on the detection result of the
制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が基準圧力Poより大きい場合において、目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっている場合には、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。
When the oil pressure of the
一方、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が基準圧力Poより大きい場合において、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっている場合には、圧力センサ42の検出結果はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを示しているにもかかわらず、目標カム位置は大カム22がバルブ110に対応する位置になっているため、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。すなわち制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出し、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。
On the other hand, when the oil pressure of the
また制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が基準圧力Po以下の場合において、目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっている場合には、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する。
In addition, when the oil pressure in the
一方、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力が基準圧力Po以下の場合において、目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっている場合には、圧力センサ42の検出結果はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを示しているにもかかわらず、目標カム位置は小カム21がバルブ110に対応する位置になっているため、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。すなわち制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する。
On the other hand, when the oil pressure of the
このように本実施例に係る制御装置50aは、カム位置検出異常判定制御において、先に、シャフト通路12のオイル圧力と基準圧力とを比較することで、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出し、次いで、目標カム位置がこの比較結果に適合しているか否かを判定することで、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか否かを判定している。この点において、本実施例に係るカム位置検出異常判定制御は、主として、実施例1に係るカム位置検出異常判定制御と異なっている。
As described above, in the cam position detection abnormality determination control, the control device 50a according to the present embodiment first compares the oil pressure of the
図9は、本実施例に係る制御装置50aがカム位置検出異常判定制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置50aの制御部は図9のフローチャートを所定期間毎に繰り返し実行する。まず制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいてシャフト通路12のオイル圧力(P)を取得する(ステップS40)。なおステップS40の内容は、実施例1に係る図6のステップS10の内容と同じである。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a flowchart when the control device 50a according to the present embodiment executes cam position detection abnormality determination control. The control unit of the control device 50a repeatedly executes the flowchart of FIG. 9 every predetermined period. First, the control unit acquires the oil pressure (P) of the
次いで制御部は、クランクポジションセンサ40の検出結果に基づいて内燃機関の回転数を取得し、取得された回転数に対応する基準圧力(Po)を記憶部のマップ(図8)から取得し、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力(P)が取得された基準圧力(Po)より大きいか否かを判定する(ステップS41)。
Next, the control unit acquires the rotational speed of the internal combustion engine based on the detection result of the
ステップS41においてシャフト通路12のオイル圧力(P)が基準圧力(Po)より大きいと判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部は目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置に設定されているか否かを判定する(ステップS42)。
When it is determined in step S41 that the oil pressure (P) in the
ステップS42の内容は、実施例1に係るステップS12と同様である。具体的には制御部はステップS42において、実施例1に係るステップS12と同様に、記憶部に設定されている目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっているか否かを判定する。すなわちステップS42は、バルブ110に対応するカムを小カム21にするとの指示(設定)がなされているか否かを確認する処理となっている。
The contents of step S42 are the same as step S12 according to the first embodiment. Specifically, in step S42, as in step S12 according to the first embodiment, the control unit determines whether the target cam position set in the storage unit is a position where the
ステップS42において目標カム位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置(カム位置)が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する(ステップS43)。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
When it is determined in step S42 that the target cam position is a position corresponding to the
ステップS42においてNoと判定された場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置は小カム21がバルブ110に対応する位置になっているということを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する(ステップS44)。圧力センサ42の検出結果はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていることを示しているにもかかわらず、設定されている目標カム位置は大カム22がバルブ110に対応する位置になっているため、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定したのである。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
When it is determined No in step S42, the control unit detects that the position of the
ステップS41においてNoと判定された場合(この場合、シャフト通路12のオイル圧力(P)は基準圧力(Po)以下になっている)、制御部は目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置に設定されているか否かを判定する(ステップS45)。ステップS45は、バルブ110に対応するカムを大カム22にするとの指示(設定)がなされているか否かを確認する処理でもある。
When it is determined No in step S41 (in this case, the oil pressure (P) of the
ステップS45において目標カム位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定する(ステップS46)。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
When it is determined in step S45 that the target cam position is the position corresponding to the
ステップS45においてNoと判定された場合、制御部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっているということを検出するとともに、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定する(ステップS47)。圧力センサ42の検出結果はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていることを示しているにもかかわらず、設定されている目標カム位置は小カム21がバルブ110に対応する位置になっているため、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定したのである。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
When it determines with No in step S45, while a control part detects that the position of the axial direction of the
なお図9のフローチャートにおいてステップS44が実行された後に、実施例1の図6のステップS17と同様の処理が実行されてもよく、図9のステップS47が実行された後に、実施例1の図6のステップS22と同様の処理が実行されてもよい。 In addition, after step S44 is performed in the flowchart of FIG. 9, the process similar to step S17 of FIG. 6 of Example 1 may be performed, and after step S47 of FIG. 9 is performed, FIG. The same process as step S22 of step 6 may be executed.
すなわちこの場合、制御部は、図9のステップS44が実行された後に、実施例1のステップS17と同様に、バルブ110に対応するカムを現在のカムから他のカムに切替えるために、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御する。次いで制御部は、ステップS41を実行する。また制御部は、図9のステップS47が実行された後に、実施例1のステップS22と同様に、バルブ110に対応するカムを現在のカムから他のカムに切替えるために、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御する。次いで制御部は、ステップS41を実行する。その後、再びステップS44またはステップS47が実行されてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合、内燃機関や可変動弁装置5aに何らかの異常が生じていることが考えられるため、制御部は、内燃機関のユーザに警報を報知する警報報知制御を実行する。次いで制御部は、フローチャートの実行を強制的に終了する。
That is, in this case, after step S44 of FIG. 9 is executed, the control unit switches the cam corresponding to the
本実施例に係る可変動弁装置5aにおいても、実施例1と同様にアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。具体的にはアウターカム20が小連通路25および大連通路26を備えることから、シャフト通路12と外周面24とを連通するオイル連通路の通路面積を、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。それにより、シャフト通路12のオイル圧力をアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。その結果、制御装置50aは、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。また可変動弁装置5aにおいても、制御装置50aがアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか否かを判定することから、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常を検出することができる。
Also in the variable valve operating apparatus 5a according to the present embodiment, the axial position of the
なお本実施例に係る制御装置50aも、実施例1と同様に運転状態変更制御を実行する。具体的には制御装置50aも図7のフローチャートを実行する。それにより、内燃機関の運転状態をバルブ110に対応するカムの種類に応じて適切に制御することができる。
The control device 50a according to the present embodiment also executes the operation state change control as in the first embodiment. Specifically, the control device 50a also executes the flowchart of FIG. Thereby, the operating state of the internal combustion engine can be appropriately controlled according to the type of cam corresponding to the
続いて本発明の実施例3に係る可変動弁装置5bについて説明する。本実施例に係る可変動弁装置5bは、制御装置50に代えて制御装置50bを備えている点において実施例1に係る可変動弁装置5と異なっている。制御装置50bは、カム位置検出異常判定制御においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に、後述する変位機構異常判定制御を実行する点と、後述する変位機構異常時制御をさらに実行する点とにおいて、実施例1に係る制御装置50と異なっている。可変動弁装置5bのその他の構成は実施例1に係る可変動弁装置5と同様であるため、実施例1と同一の部材には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。
Next, the variable valve gear 5b according to
まず、本実施例に係る変位機構異常判定制御について説明する。変位機構異常判定制御において制御装置50bの制御部は、カム位置検出異常判定制御が実行された結果アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御し、変位機構30を制御した後においてシャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出し、この位置の検出結果に基づいて変位機構30に異常があるか否かを判定する。
First, displacement mechanism abnormality determination control according to the present embodiment will be described. In the displacement mechanism abnormality determination control, the control unit of the control device 50b determines that the position of the
アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に変位機構30を制御してもアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常にならない場合には、変位機構30に異常があることが考えられる。このメカニズムに基づいて制御装置50bは、変位機構異常判定制御において変位機構30に異常があるか否かを判定している。
If it is determined that the axial position of the
図10は、本実施例に係る制御装置50bが変位機構異常判定制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。なお制御装置50bの制御部は、実施例1に係るカム位置検出異常判定制御においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に、本実施例に係る図10のフローチャートを実行する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a flowchart when the control device 50b according to the present embodiment executes the displacement mechanism abnormality determination control. The controller of the control device 50b is a diagram according to the present embodiment when it is determined that the axial position of the
具体的には本実施例に係る制御部は、実施例1に係る図6のフローチャートのステップS16が実行された場合に、ステップS17を実行する代わりに本実施例に係る図10のフローチャートを実行する。また本実施例に係る制御部は、図6のステップS21が実行された場合に、ステップS22を実行する代わりに本実施例に係る図10のフローチャートを実行する。但し、制御部が図10のフローチャートを実行する時期は、これに限定されるものではない。例えば制御部は図6のフローチャートにおいてステップS17の実行後にステップS21が実行されたとき、またはステップS22の実行後にステップS16が実行されたときに図10のフローチャートを実行してもよい。 Specifically, when step S16 of the flowchart of FIG. 6 according to the first embodiment is executed, the control unit according to the present embodiment executes the flowchart of FIG. 10 according to the present embodiment instead of executing step S17. To do. Further, when step S21 of FIG. 6 is executed, the control unit according to the present embodiment executes the flowchart of FIG. 10 according to the present embodiment instead of executing step S22. However, the time when the control unit executes the flowchart of FIG. 10 is not limited to this. For example, the control unit may execute the flowchart of FIG. 10 when step S21 is executed after execution of step S17 in the flowchart of FIG. 6 or when step S16 is executed after execution of step S22.
図10を参照して、制御部は、変位機構異常フラグがONになっているか否かを判定する(ステップS50)。変位機構異常フラグは、後述するステップS55においてONにされるものである。そのため、フローチャートの最初の実行時において、変位機構異常フラグはONになっていない。 Referring to FIG. 10, the control unit determines whether or not the displacement mechanism abnormality flag is ON (step S50). The displacement mechanism abnormality flag is turned on in step S55 described later. Therefore, the displacement mechanism abnormality flag is not turned ON at the first execution of the flowchart.
ステップS50において変位機構異常フラグがONになっていると判定されなかった場合(すなわちNoと判定された場合)、制御部はアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置(カム位置)が異常であるか否かを判定する(ステップS51)。具体的には制御部は、実施例1に係る図6のステップS16またはステップS21が実行されたか否かを判定する。そのため、図6のステップS16またはステップS21が実行されて図10のフローチャートが最初に実行された場合、ステップS51はYesと判定される。
When it is not determined in step S50 that the displacement mechanism abnormality flag is ON (that is, when it is determined No), the control unit has an abnormal axial position (cam position) of the
ステップS51においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部はアウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御する(ステップS52)。具体的には制御部は、バルブ110に対応するカムを現在のカムから他のカムに切替えるように変位機構30の駆動部32に指示を与える。
When it is determined in step S51 that the position of the
より具体的には制御部は、ステップS51においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になっていないために異常と判定された場合、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になるように変位機構30の駆動部32に指示を与える。また制御部は、ステップS51においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が大カム22がバルブ110に対応する位置になっていないために異常と判定された場合、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が小カム21がバルブ110に対応する位置になるように変位機構30の駆動部32に指示を与える。
More specifically, when it is determined in step S51 that the position of the
次いで制御部は、カム位置検出異常判定制御を実行する(ステップS53)。具体的には制御部は、実施例1に係るカム位置検出異常判定制御のステップS10、ステップS11およびステップS12を実行し、ステップS12においてYesと判定された場合、ステップS13およびステップS14を実行し、ステップS14においてYesと判定された場合、ステップS15を実行し、ステップS14においてNoと判定された場合、ステップS16を実行する。また制御部は、ステップS12おいてNoと判定された場合、ステップS18およびステップS19を実行し、ステップS19においてYesと判定された場合、ステップS20を実行し、ステップS19においてNoと判定された場合、ステップS21を実行する。 Next, the control unit executes cam position detection abnormality determination control (step S53). Specifically, the control unit executes steps S10, S11, and S12 of the cam position detection abnormality determination control according to the first embodiment, and executes step S13 and step S14 when it is determined Yes in step S12. If it is determined Yes in step S14, step S15 is executed. If it is determined No in step S14, step S16 is executed. In addition, when it is determined No in Step S12, the control unit executes Step S18 and Step S19. When it is determined Yes in Step S19, it executes Step S20. When it is determined No in Step S19. Step S21 is executed.
次いで制御部は、ステップS53の実行の結果、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置(カム位置)が正常と判定されたか否かを判定する(ステップS54)。つまりステップS51〜ステップS54を概説すると、ステップS51においてカム位置が異常と判定された結果、制御部はステップS52においてカムが切替わるように駆動部32に指示を与え、その結果、ステップS53において再度カム位置が正常であるか否かを判定した結果、ステップS54において正常であると判定されたことになる。
Next, the control unit determines whether or not the position of the
ステップS54においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定された場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップS54においてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が正常であると判定されなかった場合(すなわちNoと判定された場合)、制御部は変位機構に異常があると判定して、変位機構異常フラグをONにする(ステップS55)。
When it determines with the position of the axial direction with respect to the
次いで制御部は、ステップS50を実行する。その結果、ステップS50において変位機構異常フラグがONであると判定されることになる。ステップS50において変位機構異常フラグがONであると判定された場合、制御部は、変位機構異常時制御を実行する(ステップS56)。変位機構異常時制御の内容は後述する。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。 Next, the control unit executes Step S50. As a result, it is determined in step S50 that the displacement mechanism abnormality flag is ON. When it is determined in step S50 that the displacement mechanism abnormality flag is ON, the control unit executes displacement mechanism abnormality control (step S56). The details of the control when the displacement mechanism is abnormal will be described later. Next, the control unit ends the execution of the flowchart.
続いて変位機構異常時制御について説明する。変位機構異常時制御において制御装置50bの制御部は、カム切替制御の実行を禁止する制御を行っている。すなわち本実施例に係る制御装置50bの制御部は、変位機構30に異常がある場合には、カム切替制御の実行を禁止している。なおカム切替制御の実行が禁止されることにより、運転状態変更制御の実行も禁止される。
Next, displacement mechanism abnormality control will be described. In the control when the displacement mechanism is abnormal, the control unit of the control device 50b performs control to prohibit execution of the cam switching control. That is, the control unit of the control device 50b according to the present embodiment prohibits the execution of the cam switching control when there is an abnormality in the
図11は、本実施例に係る制御装置50bが変位機構異常時制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置50bの制御部は図11のフローチャートを所定期間毎に繰り返し実行する。まず制御部は、変位機構30に異常があるか否かを判定する(ステップS60)。具体的には制御部は前述した図10において変位機構異常フラグがONになっているか否かを判定し、変位機構異常フラグがONになっていると判定した場合に、ステップS60において変位機構30に異常があると判定する。すなわち、本実施例において変位機構異常フラグをONにすることは、変位機構30の異常を検出することに相当している。したがって、図11のフローチャートを最初に実行した場合にはステップS60はYesと判定されることになる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a flowchart when the control device 50b according to the present embodiment executes the control when the displacement mechanism is abnormal. The control unit of the control device 50b repeatedly executes the flowchart of FIG. 11 every predetermined period. First, the control unit determines whether or not there is an abnormality in the displacement mechanism 30 (step S60). Specifically, the control unit determines whether or not the displacement mechanism abnormality flag is ON in FIG. 10 described above, and when it is determined that the displacement mechanism abnormality flag is ON, the
ステップS60において変位機構30に異常があると判定されなかった場合(すなわちNoと判定された場合)、制御部はステップS30を実行する。ステップS30、ステップS31およびステップS32の内容は、実施例1に係る図7のステップS30〜ステップS32と同様であるため、説明は省略する。すなわち、本実施例に係る制御部は、変位機構30に異常がない場合には、実施例1と同様に、カム切替制御(ステップS30)および運転状態変更制御(ステップS32)を実行している。
If it is not determined in step S60 that the
ステップS60において変位機構に異常があると判定された場合(すなわちYesと判定された場合)、制御部はフローチャートの実行を終了する。すなわちこの場合、制御部はカム切替制御の実行を禁止し、その結果、運転状態変更制御の実行も禁止している。 If it is determined in step S60 that the displacement mechanism is abnormal (that is, if it is determined Yes), the control unit ends the execution of the flowchart. That is, in this case, the control unit prohibits the execution of the cam switching control, and as a result, prohibits the execution of the operation state change control.
なお、本実施例に係る制御部は、実施例1に係るカム位置検出異常判定制御を実行した結果、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に、本実施例に係る図10のフローチャートを実行しているが、これに限定されるものではない。本実施例に係る制御部は、実施例2に係るカム位置検出異常判定制御が実行された結果、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定された場合に、本実施例に係る図10のフローチャートを実行してもよい。この場合、制御部は、図10のステップS53に係るカム位置検出異常判定制御において、実施例2に係るカム位置検出異常判定制御(図9)を実行する。また、制御部はステップS51およびステップS54においても、実施例2に係るカム位置検出異常判定制御内容にしたがってアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であるか正常であるかを判定する。
The control unit according to the present embodiment performs the cam position detection abnormality determination control according to the first embodiment, and when it is determined that the axial position of the
本実施例に係る可変動弁装置5bにおいても、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。具体的にはアウターカム20が小連通路25および大連通路26を備えることから、シャフト通路12と外周面24とを連通するオイル連通路の通路面積を、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。それにより、シャフト通路12のオイル圧力をアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置に応じて変化させることができる。その結果、制御装置50bは、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。また可変動弁装置5bにおいても、制御装置50bが実施例1または実施例2に係るカム位置検出異常判定制御を実行することから、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置の異常を検出することができる。
Also in the variable valve apparatus 5b according to the present embodiment, the position of the
また可変動弁装置5bの制御装置50bは、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が異常であると判定した場合に、アウターカム20がインナーシャフト10に対して軸線方向に変位するように変位機構30を制御し(ステップS52)、変位機構30を制御した後においてシャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出し(ステップS53)、位置の検出結果に基づいて変位機構30に異常があるか否かをさらに判定している(ステップS54)。それにより可変動弁装置5bによれば、変位機構30の異常を検出することができる。
Further, when the control device 50b of the variable valve operating device 5b determines that the position of the
また可変動弁装置5bによれば、制御装置50bは変位機構30に異常がない場合にはカム切替制御(ステップS30)を実行するとともに運転状態変更制御(ステップS32)を実行することから、内燃機関の運転状態をバルブ110に対応するカムの種類に応じて適切に制御することができる。
Further, according to the variable valve operating device 5b, the control device 50b executes the cam switching control (step S30) and the operating state change control (step S32) when there is no abnormality in the
また可変動弁装置5bによれば、制御装置50bは変位機構30に異常がある場合にはカム切替制御の実行を禁止していることから(図11のステップS60でNoと判定された場合のフロー)、変位機構30に異常があるにもかかわらずカム切替制御が実行されてしまうこと、および運転状態変更制御が実行されてしまうことを抑制することができる。それにより、変位機構30に異常があるにもかかわらずカム切替制御が実行されて運転状態変更制御が実行されることに伴う不具合(例えばトルク段差が生じる、エミッションが悪化する等の不具合)の発生を抑制することができる。
Further, according to the variable valve operating device 5b, the control device 50b prohibits the execution of the cam switching control when there is an abnormality in the displacement mechanism 30 (when No is determined in step S60 in FIG. 11). Flow), it is possible to prevent the cam switching control from being executed and the operation state change control from being executed even though the
なお本実施例において、制御装置50bは変位機構30に異常がある場合に、実施例1において説明したような警報報知制御を実行してもよい。この場合、内燃機関のユーザに変位機構30の異常に関する警報を報知することができる点で好ましい。
In the present embodiment, the control device 50b may execute the alarm notification control as described in the first embodiment when the
なお実施例1、実施例2および実施例に係る可変動弁装置において、制御装置は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出するにあたって、シャフト通路12のオイル圧力と、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出するための基準となるシャフト通路12のオイル圧力(例えば図5、図8のマップ)と、を比較することで、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出しているが、これに限定されるものではない。例えば制御装置は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向のストローク量を検出し、この検出結果に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出してもよい。
In the variable valve gears according to the first embodiment, the second embodiment, and the embodiment, the control device detects the axial position of the
この手法の一例を挙げると、まず、制御装置の記憶部は、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向のストローク量の基準となる基準圧力を予め記憶しておく。制御装置の制御部は、圧力センサ42の検出結果に基づいて取得したシャフト通路12のオイル圧力と、この基準圧力とを比較することで、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向のストローク量を検出する。そして制御部は、検出したアウターカム20のストローク量に基づいて、アウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置が、小カム21がバルブ110に対応する位置になっているか、大カム22がバルブ110に対応する位置になっているかを検出する。このような手法によっても、可変動弁装置は、シャフト通路12のオイル圧力に基づいてアウターカム20のインナーシャフト10に対する軸線方向の位置を検出することができる。
As an example of this technique, first, the storage unit of the control device stores in advance a reference pressure that serves as a reference for the stroke amount of the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
5 可変動弁装置
10 インナーシャフト
11 軸線
12 シャフト通路
20 アウターカム
21 小カム
22 大カム
24 外周面
25 小連通路
26 大連通路
27 溝
30 変位機構
42 圧力センサ
50 制御装置
110 バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記アウターカムの内部に挿通されたインナーシャフトと、
前記アウターカムを前記インナーシャフトに対して前記インナーシャフトの軸線方向に変位させる変位機構と、
前記変位機構を制御する制御装置と、を備え、
前記インナーシャフトには、オイルが通過する通路であるシャフト通路が形成され、前記アウターカムには、前記シャフト通路と前記アウターカムの外周面とを連通するオイル連通路が形成され、
前記オイル連通路は、前記オイル連通路の通路面積が前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置に応じて変化するように構成され、
前記制御装置は、前記シャフト通路の前記オイルの圧力に基づいて前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置を検出し、
前記アウターカムの前記外周面は、カムジャーナルによって軸支されており、
複数の前記カムは、第1カムおよび第2カムを含み、
前記第1カムの前記カムプロフィールは、前記第1カムによって前記バルブがリフトされないカムプロフィール、または前記第1カムによって駆動される前記バルブのリフト量が前記第2カムによって駆動される前記バルブのリフト量よりも小さくなるカムプロフィールであり、
前記オイル連通路は、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が前記第1カムが前記バルブに対応する位置の場合に、前記シャフト通路と前記アウターカムの前記外周面とを連通する第1オイル連通路と、前記アウターカムの前記インナーシャフトに対する前記軸線方向の位置が前記第2カムが前記バルブに対応する位置の場合に、前記シャフト通路と前記アウターカムの前記外周面とを連通する第2オイル連通路と、を含み、
前記第1オイル連通路の通路面積は、前記第2オイル連通路の通路面積よりも小さい可変動弁装置。 An outer cam having a plurality of cams having different cam profiles as cams corresponding to a valve of an internal combustion engine;
An inner shaft inserted into the outer cam;
A displacement mechanism for displacing the outer cam in the axial direction of the inner shaft with respect to the inner shaft;
A control device for controlling the displacement mechanism,
The inner shaft is formed with a shaft passage that is a passage through which oil passes, and the outer cam is formed with an oil communication passage that communicates the shaft passage with the outer peripheral surface of the outer cam.
The oil communication path is configured such that a passage area of the oil communication path changes according to a position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft,
The control device detects a position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft based on a pressure of the oil in the shaft passage ;
The outer peripheral surface of the outer cam is pivotally supported by a cam journal,
The plurality of cams include a first cam and a second cam,
The cam profile of the first cam is a cam profile in which the valve is not lifted by the first cam, or a lift amount of the valve driven by the second cam is a lift amount of the valve driven by the first cam. Cam profile smaller than the amount,
The oil communication path communicates the shaft path and the outer peripheral surface of the outer cam when the position of the outer cam in the axial direction with respect to the inner shaft is a position corresponding to the valve. The shaft passage and the outer peripheral surface of the outer cam communicate with each other when the position of the first oil communication passage in the axial direction of the outer cam with respect to the inner shaft is the position corresponding to the second cam. A second oil communication path that
A variable valve operating apparatus in which a passage area of the first oil communication passage is smaller than a passage area of the second oil communication passage .
前記制御装置は、前記変位機構に異常がある場合には、前記カム切替制御の実行を禁止する請求項3に記載の可変動弁装置。 The control device responds to the valve of the internal combustion engine by controlling the displacement mechanism so that the outer cam is displaced in the axial direction with respect to the inner shaft when there is no abnormality in the displacement mechanism. The cam switching control for switching the cam to be performed among the plurality of cams of the outer cam is performed, and after the cam switching control is performed, the cam of the internal combustion engine after the cam switching control is performed. Performing an operating state change control for changing at least one of the fuel injection amount and the ignition timing of the internal combustion engine according to the type of the cam;
The variable valve operating apparatus according to claim 3, wherein the control device prohibits execution of the cam switching control when there is an abnormality in the displacement mechanism.
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