JPH0242107A - 可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセーフ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧により作動する切換機構により吸気弁と
排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを切換える
可変バルブタイミング型エンジンにおけるフェールセー
フ制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、特公昭４９−３３２８９号公報により、高速カム
と低速カムとを形成したカムシャフトをシリンダにより
軸線方向にシフト動作させて、バルブタイミングを低速
カムで吸排気弁を開閉する低速バルブタイミングと高速
カムで吸排気弁を開閉する高速バルブタイミングとに切
換自在とし、シリンダへの給排油を制御するバルブ手段
の開閉でバルブタイミングの切換えを行なうようにした
エンジンは知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の如く油圧により作動する切換機構を用
いてバルブタイミングを切換えるようにすると、バルブ
手段の異物の噛込みによるスティックやオイル洩れ等に
より、バルブ手段に開閉指令を出しても開閉指令通りに
油圧が変化しなくなって、バルブタイミングが正常に切
換わらなくなることがあり、この場合は警報を出したり
、燃料を減量したり、バルブタイミングを切換えるため
の制御を無効とする等のフェールセーフ対策を講するこ
とが望まれる〇本発明は、かかる要望に適合したフェー
ルセーフ制御方法を提供することをその目的としている
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明では、油圧により作動す
る切換機構により吸気弁と排気弁の少なくとも一方のバ
ルブタイミングを切換える可変バルブタイミング型エン
ジンにおいて、切換機構に油を供給する給油路の油圧を
検出する油圧検出手段を設け、該給油路への給油を制御
するバルブ手段への開閉指令に対応して該給油路の油圧
が変化しているか否かを該油圧検出手段からの信号で判
別し、設定時間が経過しても開閉指令に対応する油圧に
変化しないとき、バルブタイミングの切換異常と判断し
て、切換異常に利するフェールセーフを行なうようにし
た。

尚、バルブタイミングの切換えとは、バルブの開弁期間
とバルブリフト量の両方又は一方を切換えることをいう
。

（作　用） バルブ手段のスティックやオイル洩れ等により、バルブ
手段の開閉指令通りに油圧が変化しなくなると、油圧検
出手段からの信号により切換異常と判断されてフェール
セーフが行なわれる。

ところで、開閉指令が出されてから油圧が実際に変化ま
でには、バルブ手段の応答遅れや管路抵抗等により多少
の遅れを生じ、そこで本発明では、開閉指令が出されて
から設定時間経過後の油圧を見て、切換異常か否かを判
別し、バルブタイミングの切換えが正常に行なわれてい
る状態で誤ってフェールセーフを行なうことを防止して
いる。

（実施例） 第１図を参照して、（１）はエンジン本体、（２）は吸
気通路、（３）は排気通路を示し、吸気通路（２）に上
流端から順にエアクリーナ（４）、スロットル弁（５）
、インジェクタ（６）を設け、該インジェクタ（６）か
らの燃料噴射量を電子制御回路（７）により可変制御す
る電子制御式燃料噴射型のエンジンをｔ、■成した。

尚、本実施例では、各シリンダに吸気弁と排気弁とを各
１対に設けたＤ　０１１　Ｃ直列４気筒エンジンとし、
第２図に示す如（、吸気弁側の動弁機構（８１）と排気
弁側の動弁機構（８ｅ）とを設けて、これら吸排気弁を
開閉駆動するようにした。

両動弁機構（８１）（８ｃ）は基本的には同一の構成を
有するものであり、以下吸気弁側動弁機構（８１）につ
いて説明し、排気弁側動弁機構（８ｃ）については同一
の符号を付してその説明を省略する。

吸気弁側動弁機構（８１）は、吸気弁用のロッカシャフ
ト（９）に、各シリンダの１対の吸気弁を駆動する各１
対の駆動ロッカアームｌｉｅ　（ｆＤとその中間の自由
ロッカアーム（′Ｉ〕とを軸支し、両駆動ロッカアーム
（ＩＯ（：ＩＴ）を吸気弁用のカムシャフトに形成した
低速用カムと、自由ロッカアーム（′ｌｂを該カムシャ
フトに形成した高速用カムとに連動させると共に、両駆
動ロッカアーム（ＩＧ　Ｇｌ）を切換機ＩＭ　（１３を
介して自由ロッカアーム■に断接自在に連結して成るも
のに構成され、駆動ロッカアームｌ′ＩＯ１′Ｉｖと自
由ロッカアーム（’＋のとの非連結状態では低速用カム
により開弁期間とリフト量とを比較的小さくした低速バ
ルブタイミングで吸気弁が開閉動作され、連結状態では
開弁期間とリフト量とを比較的大きくした高速バルブタ
イミングで吸気弁が開閉動作されるようにした。

前記切換機構０は、一方の第１駆動ロツカアーム１１Ｇ
に挿設した自由ロッカアームＯに係脱自在な第１連結ビ
ン（１３ａ）と、自由ロッカアーム（′１ツに挿設した
他方の第２の駆動ロッカアーム（１１）に係脱自在な第
２連結ビン（１３ｂ）と、第２駆動ロツカアームＣＩ′
Ｄに挿設したばね（１３ｃ）で自由ロッカアームａつ側
に付勢される規制ビン（１３ｄ）とを備えるもので、第
１駆動ロツカアームｌ′ｉｏに第１連結ピン（１３ａ）
を自由ロッカアーム（＋２１側に押圧する油圧室（１３
ｅ）を形成して、該油圧室（１３ｅ）をロッカシャフト
（９）に形成した給油路ａΦに連通させ、該油圧室（１
３ｅ）に給油路ａΦを介して圧油が供給されたとき、第
１連結ピン（１３ａ）が自由ロッカアーム０に係合する
と共に、該第１連結ピン（１３ａ）に押されて第２連結
ビン（１３ｂ）が第２駆動ロツカアーム１１ｖに係合し
、両駆動ロッカアーム（ＩＧ（’ｌ″Ｄと自由ロッカア
ーム（１］とが連結されてバルブタイミングが高速バル
ブタイミングに切換えられ、又油圧室（１３ｅ）の油圧
が低下したとき、ばね（１３ｃ）の付勢力により規制ピ
ン（１３ｄ　）を介して第２連結ピン（１３ｂ）と第１
連結ピン（１３ａ）とが夫々自由ロッカアーム（′ｌＤ
内と第１駆動ロツカアームＧＯ内とに押し戻されて、両
駆動ロッカアームａ■ｑｖと自由ロッカアーム（１ツと
の連結が解かれ、バルブタイミングが低速バルブタイミ
ングに切換えられるようにした。

そして、前記給油路ａΦを図外のオイルポンプから曲を
供給する油路（ＩＳにシリンダヘッドの端部に取付けた
切換弁（ＩＧを介して接続し、該切換弁ａＯのスプール
弁体（１６ａ）が上方の閉位置に存するときは、油路１
１Ｇにオイルフィルタ０を介して連なる流入ボート（Ｉ
Ｇｂ）と給油路（１＠に連なる流出ボート（１６ｃ）と
がオリフィス孔（ＩＧａ）のみを介して連通ずると共に
、流出ボート（ＩＧｃ）がシリンダヘッドの上部空間に
開口するドレンボート（１Ｇｅ）に連通して、給油路（
′Ｉ＠の油圧は低くなるが、スプール弁体（１６ａ）が
下方の開位置に切換えられたときは、流入ポーＩＧｂ）
と流出ポー）（ＩＧｃ）とがスプール弁体（ＩＧａ）の
環状溝を介して連通ずると共に、流出ポーｈ（１６ｃ）
とドレンポート（１６ｅ）との連通が断たれて、給油路
（′ｌ＠の油圧が高くなるようにした。

該スプール弁体（１６ａ）は、流入ポート（１６ｂ）か
ら分岐したパイロット油路（１８を介して入力されるパ
イロット圧によりばね（１６ｆ）に抗して開位置に切換
えられるものとし、このパイロット油路（ＩＧに常閉型
の電磁弁ａ９を介設して、該電磁弁（′１９のソレノイ
ド（１９ａ）への通電を第１図に示す如く前記電子制御
回路（７）からの出力信号ＶＴＳにより制御し、ソレノ
イド（１９ａ）への通電で該電磁弁ｑ９を開弁したとき
、スプール′弁体（ＩＧａ）が開位置に切換えられて、
バルブタイミングが上記の如く高速バルブタイミングに
切換えられ、ソレノイド（１９ａ＞への通電を停止して
該電磁弁ａ！ｌｌｌを閉弁したとき、スプール弁体（Ｉ
Ｇａ）が閉位置に切換えられて、バルブタイミングが低
速バルブタイミングに切換えられるようにした。

又、スプール弁体（ＩＧａ）の切換動作を確認すべく、
切換弁器のハウジング（ＩＧｇ）に流出ボート（１０Ｃ
）の油圧を検出して低圧のときオン、高圧のときオフす
る油圧スイッチ■を設けた。

第２図でθは動弁系の潤滑油路、■は前記給油路（′１
４）の下流端に接続した高速用の動弁系潤滑油路、■は
カムホルダを示す。

上記したバルブタイミングの切換手段及び油路構成は、
本願出願人が昭和６３年６月２２日に特許出願したもの
と特に異ならず、これ以上の詳細な説明は省略する。

前記電子制御回路（７）には、エンジン回転センサから
の回転数（Ｎｅ）信号、スロットルセンサ（２１Ｄから
のスロットル開度（６、ｈ）信号、スロットル弁（５）
の下流側の吸気通路（２）に接続した圧力センサ■と温
度センサ■からの吸気負圧（Ｐａ　）信号と吸気温度（
ＴＡ）信号、水温センサ■からの水温（ＴＶ）信号、車
速センサからの車速（Ｖ）信号、前記油圧スイッチ■か
らの信号、排気通路（３）に設けた酸素濃度センサ■か
らの０２信号及びオートマチック車ではシフトレバ−の
ポジションスイッチからのパーキング＜ｐ＞及びニュー
トル（Ｎ）信号が入力されており、これら信号により運
転状態を把握して燃料噴射量の算出とバルブタイミング
の切換えとを行なう。

又、油圧ステッチ■からの信号によりバルブタイミング
が正常に切換えられているが否がを電子制御回路（７）
により判別し、切換異常を生じたときは、警報、燃料の
減量、バルブタイミングの切換制御の停止等のフェール
セーフ作動を行なうようにした。

その詳細は第３図に示す通りであり、先ず■のステップ
で電磁弁（Ｉ９に対する指令が開弁指令（高速バルブタ
イミング指令）であるか否かを判別し、開弁指令のとき
は■のステップに進んで油圧スイッチ■がオフか否かを
判別し、油圧が高く　（高速バルブタイミングの状態）
油圧スイッチ■がオフしているときは■のステップに進
んで電子制御回路（７）に内蔵するデイレ−タイマの残
り時間ｔを設定時間（例えば０．１秒）にセットして１
回の処理を終り、又閉弁指令（低速バルブタイミング指
令）が出されているときは、■のステップから■のステ
ップに進んで油圧スイッチ■がオンか否かを判別し、油
圧が低く　（低速バルブタイミングの状態）油圧スイッ
チ■がオンしているときは■のステップに進んで上記と
同様にｔを設定時間にセットして１回の処理を終る。尚
、前記デイレ−タイマーはイグニッションスイッチのオ
ンで初期セットされる。

ここで、電磁弁（＋９１に対する指令を切換えた場合を
考えるに、切換当初は油圧変化の遅れから油圧スイッチ
■は切換前の状態に保持され、従って開弁指令への切換
時は■のステップから、又閉弁指令への切換時は■のス
テップから夫々■のステップに進み、前記デイレ−タイ
マの残り時間ｔが０になるまでは何もせずに１回の処理
を終るが、ｔが０になったとき、即ち指令切換時点から
設定時間が経過しても油圧スイッチ■が切換前の状態に
保持されているときは、■のステップから■のステップ
に進んでバルブタイミングの切換異常を表示器等で表示
し、更に■のステップに進んで燃料減量等のフェールセ
ーフのための制御を実行する。

尚、切換異常を生じたときは可及的速やかにフェールセ
ーフを行なうこが望まれ、そこで本実施例では油圧スイ
ッチ■を切換弁（′ＩＯに一体的に組込み、切換弁（Ｉ
Ｏの切換えにより油圧スイッチ■が速やかにオンオフさ
れるようにし、上記したデイレ−タイマの設定時間を可
及的短時間に設定し得るようにした。

（発明の効果） 以上の如く本発明によれば、バルブ手段の故障やオイル
リーク等によるバルブタイミングの切換異常を生じたと
き、これれを正確に判別してフェールセーフ対策を講す
ることができ、而も油圧スイッチ等の比較的安価に入手
可能な油圧検出手段を用いて切換異常を判別するため、
コスト的にもを利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用するエンジンのシステム図、
第２図はバルブタイミングの切換機構を示す図、第３図
はフェールセーフのための制御プログラムを示すフロー
チャートである。 （７）・・・電子制御回路 （′１３・・・切換機構 ａＩＯ・・・給油路 ■・・・油圧スイッチ（油圧検出手段）外３名 手 続 補 正 書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧により作動する切換機構により吸気弁と排気弁の少
   なくとも一方のバルブタイミングを切換える可変バルブ
   タイミング型エンジンにおいて、切換機構に油を供給す
   る給油路の油圧を検出する油圧検出手段を設け、該給油
   路への給油を制御するバルブ手段への開閉指令に対応し
   て該給油路の油圧が変化しているか否かを該油圧検出手
   段からの信号で判別し、設定時間が経過しても開閉指令
   に対応する油圧に変化しないとき、バルブタイミングの
   切換異常と判断して、切換異常に対するフェールセーフ
   を行なうようにしたことを特徴とする可変バルブタイミ
   ング型エンジンにおけるフェールセーフ制御方法。