JPH07238822A - 内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置 - Google Patents
内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置Info
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- JPH07238822A JPH07238822A JP6029847A JP2984794A JPH07238822A JP H07238822 A JPH07238822 A JP H07238822A JP 6029847 A JP6029847 A JP 6029847A JP 2984794 A JP2984794 A JP 2984794A JP H07238822 A JPH07238822 A JP H07238822A
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- F02D41/0002—Controlling intake air
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】可変バルブ機構の機能をより正確に診断する。
【構成】コントロールユニット102 に備えられたバルブ
閉タイミング検出部202 から２つのパルス、即ち、高速
カム切り換え制御中の閉弁時期近傍でＨｉレベルとなる
パルスＡと、低速カム切り換え制御中の閉弁時期近傍で
ＨｉレベルとなるパルスＢが出力された時、振動センサ
105 の検出信号に基づいて周波数検出部201 で吸・排気
バルブの着座音の周波数分析を行い、２つの周波数成分
の強度を比較し、高速カム、低速カム制御中であるか否
かを判別して機能診断を行う。
閉タイミング検出部202 から２つのパルス、即ち、高速
カム切り換え制御中の閉弁時期近傍でＨｉレベルとなる
パルスＡと、低速カム切り換え制御中の閉弁時期近傍で
ＨｉレベルとなるパルスＢが出力された時、振動センサ
105 の検出信号に基づいて周波数検出部201 で吸・排気
バルブの着座音の周波数分析を行い、２つの周波数成分
の強度を比較し、高速カム、低速カム制御中であるか否
かを判別して機能診断を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸・排気バルブの開特
性を運転条件に応じて切り換える可変バルブ機構を備え
た内燃機関において、特に吸・排気バルブ機構の作動状
態を診断する装置に関する。
性を運転条件に応じて切り換える可変バルブ機構を備え
た内燃機関において、特に吸・排気バルブ機構の作動状
態を診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、低中速運転時の高トルク特性
と高速運転時の出力向上とを両立させる目的で、吸気バ
ルブ又は排気バルブのリフト特性（開特性）を、例えば
高速用カムと低速用カムとを運転条件に応じて使い分け
ることにより異ならせ、これによって、吸排気のタイミ
ング或いは吸排気量を制御することが知られている（特
開昭６３−１６７０１６号公報，特開昭６３−５７８０
５号公報，特開平５−１７１９０９号公報等参照）。
と高速運転時の出力向上とを両立させる目的で、吸気バ
ルブ又は排気バルブのリフト特性（開特性）を、例えば
高速用カムと低速用カムとを運転条件に応じて使い分け
ることにより異ならせ、これによって、吸排気のタイミ
ング或いは吸排気量を制御することが知られている（特
開昭６３−１６７０１６号公報，特開昭６３−５７８０
５号公報，特開平５−１７１９０９号公報等参照）。
【０００３】近年、内燃機関においては、排気エミッシ
ョン性能に関わるデバイスの機能診断を行うことが要求
されている。可変バルブ機構についても、その作動が正
常に行われないと、排気エミッション悪化の要因となる
ため、機能診断の対象となっている。従来の可変バルブ
機構の機能診断装置では、可動部や油圧経路に油圧を検
出するセンサを取付け、該油圧によって可変バルブ機構
の機能状態を直接又は間接的に診断する方法が採用され
ている。
ョン性能に関わるデバイスの機能診断を行うことが要求
されている。可変バルブ機構についても、その作動が正
常に行われないと、排気エミッション悪化の要因となる
ため、機能診断の対象となっている。従来の可変バルブ
機構の機能診断装置では、可動部や油圧経路に油圧を検
出するセンサを取付け、該油圧によって可変バルブ機構
の機能状態を直接又は間接的に診断する方法が採用され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関の可変バルブ機構の機能診断装置では、油圧によっ
て可変バルブ機構の機能を診断する方法であるため、可
変バルブ機構の加工が困難であり、また、本来の機能で
あるバルブタイミングが変わることによる充填効率の変
化を検知することが難しく、さらに正確に可変バルブ機
構の機能を診断する必要があった。
機関の可変バルブ機構の機能診断装置では、油圧によっ
て可変バルブ機構の機能を診断する方法であるため、可
変バルブ機構の加工が困難であり、また、本来の機能で
あるバルブタイミングが変わることによる充填効率の変
化を検知することが難しく、さらに正確に可変バルブ機
構の機能を診断する必要があった。
【０００５】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、より正確に可変バルブ機構の機能を診断
できるようにした内燃機関の可変バルブ機構の機能診断
装置を提供することを目的とする。
されたもので、より正確に可変バルブ機構の機能を診断
できるようにした内燃機関の可変バルブ機構の機能診断
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、吸・排気バルブの開閉タイミングを機関
運転条件に応じて切り換える可変バルブ機構を備えた内
燃機関において、前記吸・排気バルブの閉弁時期を検出
する閉弁時期検出手段と、機関振動を検出する機関振動
検出手段と、前記閉弁時期検出手段により検出された吸
・排気バルブの閉弁時期近傍で、機関振動検出手段によ
り検出された機関振動の中から吸・排気バルブの着座音
周波数成分を抽出する着座音抽出手段と、該着座音抽出
手段により抽出された吸・排気バルブの着座音の周波数
成分の強度に基づいて可変バルブ機構の作動状態を診断
する作動状態診断手段と、を備えて構成するようにし
た。
に示すように、吸・排気バルブの開閉タイミングを機関
運転条件に応じて切り換える可変バルブ機構を備えた内
燃機関において、前記吸・排気バルブの閉弁時期を検出
する閉弁時期検出手段と、機関振動を検出する機関振動
検出手段と、前記閉弁時期検出手段により検出された吸
・排気バルブの閉弁時期近傍で、機関振動検出手段によ
り検出された機関振動の中から吸・排気バルブの着座音
周波数成分を抽出する着座音抽出手段と、該着座音抽出
手段により抽出された吸・排気バルブの着座音の周波数
成分の強度に基づいて可変バルブ機構の作動状態を診断
する作動状態診断手段と、を備えて構成するようにし
た。
【０００７】また、前記可変バルブ機構は、低速用カム
と高速用カムとを切り換えることにより、吸・排気バル
ブの開閉タイミングを切り換えるものであってもよい。
また、着座音周波数抽出手段は、可変バルブ機構で切り
換えられる吸・排気バルブの閉弁時期近傍において、夫
々、着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段は、これ
ら２つの閉弁時期近傍で抽出された着座音周波数成分の
強度を比較し、該強度が大きい方の閉弁時期を実閉弁時
期として診断を行うようにしてもよい。
と高速用カムとを切り換えることにより、吸・排気バル
ブの開閉タイミングを切り換えるものであってもよい。
また、着座音周波数抽出手段は、可変バルブ機構で切り
換えられる吸・排気バルブの閉弁時期近傍において、夫
々、着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段は、これ
ら２つの閉弁時期近傍で抽出された着座音周波数成分の
強度を比較し、該強度が大きい方の閉弁時期を実閉弁時
期として診断を行うようにしてもよい。
【０００８】また、着座音周波数抽出手段は、吸・排気
バルブの低速カム又は高速カム制御中の閉弁時期近傍に
おける着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段は、制
御中の吸・排気バルブの閉弁時期近傍で抽出された着座
音周波数成分の強度を、所定レベルと比較し、着座音周
波数成分の強度が所定レベルよりも大きい時に、制御中
の閉弁時期を実閉弁時期として診断を行うようにしても
よい。
バルブの低速カム又は高速カム制御中の閉弁時期近傍に
おける着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段は、制
御中の吸・排気バルブの閉弁時期近傍で抽出された着座
音周波数成分の強度を、所定レベルと比較し、着座音周
波数成分の強度が所定レベルよりも大きい時に、制御中
の閉弁時期を実閉弁時期として診断を行うようにしても
よい。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、請求項１の発明にかかる
内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置では、吸・排
気バルブの閉弁時に発生する着座音周波数成分の強度
が、着座音抽出手段により抽出され、該着座音周波数成
分の強度に基づいて可変バルブ機構の閉弁時期が判明す
る。従って、作動状態診断手段は、前記実閉弁時期と吸
・排気バルブの可変バルブ機構への制御指令による吸・
排気バルブの閉弁時期とを比較することにより、可変バ
ルブ機構の作動状態の正否を診断することが出来る。
内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置では、吸・排
気バルブの閉弁時に発生する着座音周波数成分の強度
が、着座音抽出手段により抽出され、該着座音周波数成
分の強度に基づいて可変バルブ機構の閉弁時期が判明す
る。従って、作動状態診断手段は、前記実閉弁時期と吸
・排気バルブの可変バルブ機構への制御指令による吸・
排気バルブの閉弁時期とを比較することにより、可変バ
ルブ機構の作動状態の正否を診断することが出来る。
【００１０】このように吸・排気バルブが実際に着座す
る時に発生する周波数成分の強度を検出して可変バルブ
機構の機能を診断するので、より正確に可変バルブ機構
の機能を診断することが可能となる。また、請求項２の
発明にかかる内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置
では、可変バルブ機構が低速用カムと高速用カムとを切
り換えるようにしたものでは、低速用カムと高速用カム
制御時の着座音の周波数成分の強度が抽出されて可変バ
ルブ機構の作動状態の正否が診断される。
る時に発生する周波数成分の強度を検出して可変バルブ
機構の機能を診断するので、より正確に可変バルブ機構
の機能を診断することが可能となる。また、請求項２の
発明にかかる内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置
では、可変バルブ機構が低速用カムと高速用カムとを切
り換えるようにしたものでは、低速用カムと高速用カム
制御時の着座音の周波数成分の強度が抽出されて可変バ
ルブ機構の作動状態の正否が診断される。
【００１１】また、請求項３の発明にかかる内燃機関の
可変バルブ機構の機能診断装置では、２つの閉弁時期近
傍で抽出された着座音の周波数成分の強度が比較され、
該強度の大きい方の閉弁時期が実閉弁時期として診断さ
れる。また、請求項４の発明にかかる内燃機関の可変バ
ルブ機構の機能診断装置では、制御中の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍で抽出された着座音の周波数成分の強度
が所定レベルと比較され、着座音周波数成分の強度が所
定レベルよりも大きい時に、制御中の閉弁時期が実閉弁
時期として診断される。
可変バルブ機構の機能診断装置では、２つの閉弁時期近
傍で抽出された着座音の周波数成分の強度が比較され、
該強度の大きい方の閉弁時期が実閉弁時期として診断さ
れる。また、請求項４の発明にかかる内燃機関の可変バ
ルブ機構の機能診断装置では、制御中の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍で抽出された着座音の周波数成分の強度
が所定レベルと比較され、着座音周波数成分の強度が所
定レベルよりも大きい時に、制御中の閉弁時期が実閉弁
時期として診断される。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図２は本
実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
この図２において、内燃機関であるエンジンには、バル
ブの開特性（リフト特性）を予め設定された複数種に選
択的に切り換える可変バルブ機構101 が設けられてい
る。この可変バルブ機構101 は、作動油圧によってバル
ブ開特性を切り換える油圧式の可変機構である。
実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
この図２において、内燃機関であるエンジンには、バル
ブの開特性（リフト特性）を予め設定された複数種に選
択的に切り換える可変バルブ機構101 が設けられてい
る。この可変バルブ機構101 は、作動油圧によってバル
ブ開特性を切り換える油圧式の可変機構である。
【００１３】コントロールユニット102 には、マイクロ
コンピュータが内蔵され、この可変バルブ機構101 への
作動油圧の供給を制御して切換弁103 （油圧制御弁）を
駆動制御する。ここで、図３〜図６に前記可変バルブ機
構101 の具体例を示す。これについて説明すると、各気
筒には２本の吸気バルブＶに対応した単一のロッカアー
ム１が設けられている。前記ロッカアーム１の基端は、
各気筒に共通な中空のメインロッカシャフト３を介して
シリンダヘッドに揺動自在に支持され、ロッカアーム１
の二股の各先端は、吸気バルブＶのステム頂部に当接す
る。
コンピュータが内蔵され、この可変バルブ機構101 への
作動油圧の供給を制御して切換弁103 （油圧制御弁）を
駆動制御する。ここで、図３〜図６に前記可変バルブ機
構101 の具体例を示す。これについて説明すると、各気
筒には２本の吸気バルブＶに対応した単一のロッカアー
ム１が設けられている。前記ロッカアーム１の基端は、
各気筒に共通な中空のメインロッカシャフト３を介して
シリンダヘッドに揺動自在に支持され、ロッカアーム１
の二股の各先端は、吸気バルブＶのステム頂部に当接す
る。
【００１４】ロッカアーム１は平面視において略二股状
に形成され、ロッカアーム１には略その中央上方に単一
の自由カムフォロア２が設けられている。そして、図４
において、自由カムフォロア２の両側には低速用カム2
1，21が当接するローラ11，11が設けられている。自由
カムフォロア２の基端は、サブロッカシャフト16を介し
てロッカアーム１に揺動自在（相対回転可能）に支持さ
れている。自由カムフォロア２は吸気バルブＶに当接す
る部位を持たず、その先端には高速用カム22に摺接する
カムフォロア部２Ａが円弧状に突出して形成されてい
る。
に形成され、ロッカアーム１には略その中央上方に単一
の自由カムフォロア２が設けられている。そして、図４
において、自由カムフォロア２の両側には低速用カム2
1，21が当接するローラ11，11が設けられている。自由
カムフォロア２の基端は、サブロッカシャフト16を介し
てロッカアーム１に揺動自在（相対回転可能）に支持さ
れている。自由カムフォロア２は吸気バルブＶに当接す
る部位を持たず、その先端には高速用カム22に摺接する
カムフォロア部２Ａが円弧状に突出して形成されてい
る。
【００１５】また、自由カムフォロア２の下側には、ス
プリングリテーナ29を摺動自在に嵌合する凹部27が形成
され、前記スプリングリテーナ29は、その基端が前記凹
部27の底面に支持されるコイルスプリング26の弾性付勢
力によって、ロッカシャフト３に当接するようになって
いる。更に、前述の自由カムフォロア２には、カムフォ
ロア部２Ａの下側に、後述のレバー部材７が係合する段
部２Ｂと、これに連なる傾斜部２Ｃとが形成されてい
る。また、ロッカアーム１の下方側には、ロッカシャフ
ト３の側方でピン６に揺動自在に支承されたレバー部材
７が設けられている。
プリングリテーナ29を摺動自在に嵌合する凹部27が形成
され、前記スプリングリテーナ29は、その基端が前記凹
部27の底面に支持されるコイルスプリング26の弾性付勢
力によって、ロッカシャフト３に当接するようになって
いる。更に、前述の自由カムフォロア２には、カムフォ
ロア部２Ａの下側に、後述のレバー部材７が係合する段
部２Ｂと、これに連なる傾斜部２Ｃとが形成されてい
る。また、ロッカアーム１の下方側には、ロッカシャフ
ト３の側方でピン６に揺動自在に支承されたレバー部材
７が設けられている。
【００１６】前記レバー部材７の上方側方には、突起７
Ａが一体に形成され、ロッカアーム１に形成された凹部
８に収容されたリターンスプリング９及びスプリングリ
テーナ10で、前述の自由カムフォロア２との係合が解除
される方向に付勢されている。一方、レバー部材７の下
端部には、ロッカアーム１に設けられた油圧室34に対す
る作動油圧の供給によって駆動される作動プランジャ31
が当接している。
Ａが一体に形成され、ロッカアーム１に形成された凹部
８に収容されたリターンスプリング９及びスプリングリ
テーナ10で、前述の自由カムフォロア２との係合が解除
される方向に付勢されている。一方、レバー部材７の下
端部には、ロッカアーム１に設けられた油圧室34に対す
る作動油圧の供給によって駆動される作動プランジャ31
が当接している。
【００１７】前記油圧室34に作動油圧を導く油通路は、
ロッカアーム１及びメインロッカシャフト３の内部を通
して設けられる。ロッカアーム１には、油圧室34に一端
が開口すると共に、他端がメインロッカシャフト３に対
する軸受面に貫通する通孔41が形成されている。また、
メインロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ42が
軸方向に形成され、このオイルギャラリ42は通孔43を介
してロッカアーム１の通孔41と連通している。
ロッカアーム１及びメインロッカシャフト３の内部を通
して設けられる。ロッカアーム１には、油圧室34に一端
が開口すると共に、他端がメインロッカシャフト３に対
する軸受面に貫通する通孔41が形成されている。また、
メインロッカシャフト３の内部にはオイルギャラリ42が
軸方向に形成され、このオイルギャラリ42は通孔43を介
してロッカアーム１の通孔41と連通している。
【００１８】前記オイルギャラリ42には、前記コントロ
ールユニット102 でその作動が制御される切換弁103 を
介して、エンジンによって駆動されるオイルポンプ（図
示省略）の吐出油圧が選択的に導かれる。低速用カム2
1，21とこれらの間の高速用カム22とは、それぞれ共通
のカムシャフト20に一体形成され、エンジンの低回転時
と高回転時とにおいて要求されるバルブリフト特性（開
特性）を満足するように異なる形状に形成されている。
つまり、高速用カム22は、低速用カム21に比べ、バルブ
リフト量若しくはバルブ開期間の少なくとも一方を大き
くするカムプロフィールを有している。尚、本実施例で
は、バルブリフト量と開期間とを共に大きくするもので
あり、前記高速用カム22と低速用カム21との使い分けに
よってバルブ開特性を２種類の切り換えることが可能と
なっている。
ールユニット102 でその作動が制御される切換弁103 を
介して、エンジンによって駆動されるオイルポンプ（図
示省略）の吐出油圧が選択的に導かれる。低速用カム2
1，21とこれらの間の高速用カム22とは、それぞれ共通
のカムシャフト20に一体形成され、エンジンの低回転時
と高回転時とにおいて要求されるバルブリフト特性（開
特性）を満足するように異なる形状に形成されている。
つまり、高速用カム22は、低速用カム21に比べ、バルブ
リフト量若しくはバルブ開期間の少なくとも一方を大き
くするカムプロフィールを有している。尚、本実施例で
は、バルブリフト量と開期間とを共に大きくするもので
あり、前記高速用カム22と低速用カム21との使い分けに
よってバルブ開特性を２種類の切り換えることが可能と
なっている。
【００１９】上記構成の可変バルブ機構101 によると、
油圧室34に作動油圧が供給されない状態（切換弁103 に
よる油圧リリーフ状態）では、ロッカアーム１は低速用
カム21のカムプロフィールに従って揺動し、各吸気バル
ブＶの開閉駆動を行う。このとき、自由カムフォロア２
は高速カム22によって揺動されるものの、スプリング９
の付勢力により、レバー部材７は図５に実線で示す位置
にある。従って、自由カムフォロア２から入力があって
も、スプリング26が撓むのみで、ロッカアーム１の動き
が影響されることはない。
油圧室34に作動油圧が供給されない状態（切換弁103 に
よる油圧リリーフ状態）では、ロッカアーム１は低速用
カム21のカムプロフィールに従って揺動し、各吸気バル
ブＶの開閉駆動を行う。このとき、自由カムフォロア２
は高速カム22によって揺動されるものの、スプリング９
の付勢力により、レバー部材７は図５に実線で示す位置
にある。従って、自由カムフォロア２から入力があって
も、スプリング26が撓むのみで、ロッカアーム１の動き
が影響されることはない。
【００２０】これに対して、油圧室34に作動油圧が供給
されると、作動プランジャ31がレバー部材７をリターン
スプリング９に抗して揺動させ、図５で破線で示す位置
にもらたす。この状態では、レバー部材７の端部が、自
由カムフォロア２の段部２Ｂに係合することにより、ロ
ッカアーム１及びカムフォロア２が連結され一体となっ
て、メインロッカシャフト３を中心として揺動すること
になる。
されると、作動プランジャ31がレバー部材７をリターン
スプリング９に抗して揺動させ、図５で破線で示す位置
にもらたす。この状態では、レバー部材７の端部が、自
由カムフォロア２の段部２Ｂに係合することにより、ロ
ッカアーム１及びカムフォロア２が連結され一体となっ
て、メインロッカシャフト３を中心として揺動すること
になる。
【００２１】ここで、高速用カム22は低速用カム21に比
較して、バルブ開角度及びバルブリフト量が共に大とな
るように形成されているから、自由カムフォロア２がロ
ッカアーム１と一体化された揺動時は、ロッカアーム１
のローラ11が低速用カム21から浮き上がり、各吸気バル
ブＶは高速用カム22のプロフィールに従って開閉駆動さ
れ、開角度及びリフト量が共に大きくなる。
較して、バルブ開角度及びバルブリフト量が共に大とな
るように形成されているから、自由カムフォロア２がロ
ッカアーム１と一体化された揺動時は、ロッカアーム１
のローラ11が低速用カム21から浮き上がり、各吸気バル
ブＶは高速用カム22のプロフィールに従って開閉駆動さ
れ、開角度及びリフト量が共に大きくなる。
【００２２】一方、高速用カム22から低速用カム21への
切り換えは、切換弁103 の制御により油圧室34に導かれ
る油圧を低下させ、リターンスプリング９の弾性復元力
によりレバー部材７及び作動プランジャ31が元の位置
（図５の実線位置）に移動して、ロッカアーム１の拘束
を解除することによって行われる。このように、切換弁
103 による油圧室34に対する作動油圧の選択的な供給に
よって、低速用カム22のプロフィールに従った低速域に
適合するバルブ開特性と、高速用カム21のプロフィール
に従った低速用カム22よりも開角度及びリフト量の大き
な高速域に適合するバルブ開特性とのいずれを切り換え
選択できるようになっている。
切り換えは、切換弁103 の制御により油圧室34に導かれ
る油圧を低下させ、リターンスプリング９の弾性復元力
によりレバー部材７及び作動プランジャ31が元の位置
（図５の実線位置）に移動して、ロッカアーム１の拘束
を解除することによって行われる。このように、切換弁
103 による油圧室34に対する作動油圧の選択的な供給に
よって、低速用カム22のプロフィールに従った低速域に
適合するバルブ開特性と、高速用カム21のプロフィール
に従った低速用カム22よりも開角度及びリフト量の大き
な高速域に適合するバルブ開特性とのいずれを切り換え
選択できるようになっている。
【００２３】尚、本実施例では、高速用カム21と低速用
カム22との切り換えを、前述のように、レバー部材７の
揺動によって前記ロッカアーム１とカムフォロア２とを
連結させるか否かによって行わせる構成としたが、カム
の切り換え機構を上記に限定するものではない。例え
ば、特開昭６３−１６７０１６号公報，特開昭６３−５
７８０５号公報等に開示されるもののように、高速用ロ
ッカアームと低速用ロッカアームとを、ロッカシャフト
と平行な方向における嵌合穴とプランジャとの係合，解
除によって選択的に連結させることで、高速用カムと低
速用カムとの切り換えが行われる構成であっても良い。
カム22との切り換えを、前述のように、レバー部材７の
揺動によって前記ロッカアーム１とカムフォロア２とを
連結させるか否かによって行わせる構成としたが、カム
の切り換え機構を上記に限定するものではない。例え
ば、特開昭６３−１６７０１６号公報，特開昭６３−５
７８０５号公報等に開示されるもののように、高速用ロ
ッカアームと低速用ロッカアームとを、ロッカシャフト
と平行な方向における嵌合穴とプランジャとの係合，解
除によって選択的に連結させることで、高速用カムと低
速用カムとの切り換えが行われる構成であっても良い。
【００２４】更に、複数のカムを使い分ける構成ではな
く、作動角一定のままカム位相を制御し得るカムスプロ
ケットをカムシャフトに取付け、吸気バルブ開閉時期を
速度域毎の適正時期に切り換えることが可能な可変バル
ブタイミング制御装置（「新型車解説書（ＦＧＹ32−
１）」第Ｂ−44頁〜第Ｂ−45頁、編集発行 日産自動車
株式会社、1991年８月発行等参照）であっても良く、可
変バルブ機構101 の構成を限定するものではない。
く、作動角一定のままカム位相を制御し得るカムスプロ
ケットをカムシャフトに取付け、吸気バルブ開閉時期を
速度域毎の適正時期に切り換えることが可能な可変バル
ブタイミング制御装置（「新型車解説書（ＦＧＹ32−
１）」第Ｂ−44頁〜第Ｂ−45頁、編集発行 日産自動車
株式会社、1991年８月発行等参照）であっても良く、可
変バルブ機構101 の構成を限定するものではない。
【００２５】次に、本発明にかかる可変バルブ機構の機
能診断装置の構成について説明する。図２において、エ
ンジン104 には、振動を検出する機関振動検出手段とし
ての振動センサ105 と、カムシャフトの回転角を検出し
てＲＥＦ信号を出力するカムセンサ106 と、クランク軸
107 の角度を検出してＰＯＳ信号を出力する角度センサ
108 と、が取り付けられ、これらセンサの検出信号は、
コントロールユニット102 に入力される。
能診断装置の構成について説明する。図２において、エ
ンジン104 には、振動を検出する機関振動検出手段とし
ての振動センサ105 と、カムシャフトの回転角を検出し
てＲＥＦ信号を出力するカムセンサ106 と、クランク軸
107 の角度を検出してＰＯＳ信号を出力する角度センサ
108 と、が取り付けられ、これらセンサの検出信号は、
コントロールユニット102 に入力される。
【００２６】コントロールユニット102 には、振動セン
サ105 の検出信号の周波数成分及びその強度を検出する
ためのアナログフィルタ、ディジタルフィルタ、ＦＦ
Ｔ、Wavelet 等を有する着座音抽出手段としての周波数
検出部201 と、カムセンサ106から出力されたＲＥＦ信
号と角度センサ108 から出力されたＰＯＳ信号に基づい
て、高速カム及び低速カム切り換え時の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍を設定してバルブ閉ウィンドウパルス
（以後、単にパルスと記す）を出力するバルブ閉タイミ
ング検出部202 と、が備えられている。
サ105 の検出信号の周波数成分及びその強度を検出する
ためのアナログフィルタ、ディジタルフィルタ、ＦＦ
Ｔ、Wavelet 等を有する着座音抽出手段としての周波数
検出部201 と、カムセンサ106から出力されたＲＥＦ信
号と角度センサ108 から出力されたＰＯＳ信号に基づい
て、高速カム及び低速カム切り換え時の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍を設定してバルブ閉ウィンドウパルス
（以後、単にパルスと記す）を出力するバルブ閉タイミ
ング検出部202 と、が備えられている。
【００２７】コントロールユニット102 に内蔵されたマ
イクロコンピュータは、バルブ閉タイミング検出部202
から出力されたバルブ閉ウィンドウパルスと周波数検出
部201 によって検出された振動センサ105 の検出信号の
周波数成分及びその強度とに基づいて前記可変バルブ機
構101 の機能を診断する。この処理はソフトウェアによ
り行われる。
イクロコンピュータは、バルブ閉タイミング検出部202
から出力されたバルブ閉ウィンドウパルスと周波数検出
部201 によって検出された振動センサ105 の検出信号の
周波数成分及びその強度とに基づいて前記可変バルブ機
構101 の機能を診断する。この処理はソフトウェアによ
り行われる。
【００２８】次にこの可変バルブ機構101 の機能診断処
理を２つの実施例に基づいて説明する。まず、第１実施
例は、吸・排気バルブの切り換え制御される２つの閉弁
時期近傍において、着座音の周波数成分の強度を抽出
し、２つの周波数成分の強度を比較して可変バルブ機構
の機能を診断するようにしたものである。
理を２つの実施例に基づいて説明する。まず、第１実施
例は、吸・排気バルブの切り換え制御される２つの閉弁
時期近傍において、着座音の周波数成分の強度を抽出
し、２つの周波数成分の強度を比較して可変バルブ機構
の機能を診断するようにしたものである。
【００２９】図７、図８は第１実施例のフローチャー
ト、図９は第１実施例のタイミングチャートを示す。
尚、第１実施例の場合、バルブ閉タイミング検出部202
からは、図９に示すように、２つのパルス、即ち、高速
カム切り換え制御中の閉弁時期近傍でＨｉレベルとなる
パルスＡと、低速カム切り換え制御中の閉弁時期近傍で
ＨｉレベルとなるパルスＢと、を出力するようにする。
ト、図９は第１実施例のタイミングチャートを示す。
尚、第１実施例の場合、バルブ閉タイミング検出部202
からは、図９に示すように、２つのパルス、即ち、高速
カム切り換え制御中の閉弁時期近傍でＨｉレベルとなる
パルスＡと、低速カム切り換え制御中の閉弁時期近傍で
ＨｉレベルとなるパルスＢと、を出力するようにする。
【００３０】図７のステップ（図中では「Ｓ」と記して
あり、以下同様とする）１では、バルブ閉タイミング検
出部202 から出力された図９に示すようなパルスがＨｉ
レベルであるか否かを調べる。パルスＡ，ＢがＬｏｗレ
ベルの時には、そのままこのルーチンを終了する。パル
スＡ又はパルスＢがＨｉレベルである時には、ステップ
２に進み、周波数検出部201 において周波数分析を行
う。
あり、以下同様とする）１では、バルブ閉タイミング検
出部202 から出力された図９に示すようなパルスがＨｉ
レベルであるか否かを調べる。パルスＡ，ＢがＬｏｗレ
ベルの時には、そのままこのルーチンを終了する。パル
スＡ又はパルスＢがＨｉレベルである時には、ステップ
２に進み、周波数検出部201 において周波数分析を行
う。
【００３１】パルスＡ又はパルスＢがＨｉレベルからＬ
ｏｗレベルに立ち下がった時には、ステップ３→４に進
み、その立ち下がりが高速カム作動期間に対応するパル
スＡの立ち下がりであるか、低速カム作動期間に対応す
るパルスＢの立ち下がりであるかを判断する。そして、
パルスＡの立ち下がりである場合には、ステップ５に進
み、周波数分析結果を例えばマイクロコンピュータのＡ
レジスタに格納し、パルスＢの立ち下がりである場合に
は、ステップ６に進み、周波数分析結果をＢレジスタに
格納してこのルーチンを終了する。
ｏｗレベルに立ち下がった時には、ステップ３→４に進
み、その立ち下がりが高速カム作動期間に対応するパル
スＡの立ち下がりであるか、低速カム作動期間に対応す
るパルスＢの立ち下がりであるかを判断する。そして、
パルスＡの立ち下がりである場合には、ステップ５に進
み、周波数分析結果を例えばマイクロコンピュータのＡ
レジスタに格納し、パルスＢの立ち下がりである場合に
は、ステップ６に進み、周波数分析結果をＢレジスタに
格納してこのルーチンを終了する。
【００３２】次に、図８のステップ１１では、Ａレジス
タに周波数成分とＢレジスタに格納された周波数成分の
強度を比較する。Ａレジスタに格納された値がＢレジス
タに格納された値以上である場合、ステップ１１→１２
に進む。そして高速カム制御中である時には、高速カム
制御中に吸・排気バルブの作動による周波数成分の強度
が大きくなっているので、ステップ１２→１３に進み、
吸・排気バルブが正常に作動しており、可変バルブ機構
101 の機能は正常であると判断する。
タに周波数成分とＢレジスタに格納された周波数成分の
強度を比較する。Ａレジスタに格納された値がＢレジス
タに格納された値以上である場合、ステップ１１→１２
に進む。そして高速カム制御中である時には、高速カム
制御中に吸・排気バルブの作動による周波数成分の強度
が大きくなっているので、ステップ１２→１３に進み、
吸・排気バルブが正常に作動しており、可変バルブ機構
101 の機能は正常であると判断する。
【００３３】またＡレジスタに格納された値がＢレジス
タに格納された値よりも小さい場合に低速カム制御中で
ある時に、同様にして、ステップ１１→１５→１３に進
んで機能診断ＯＫと判断する。一方、Ａレジスタに格納
された値がＢレジスタに格納された値よりも小さく、高
速カム制御中である場合には、ステップ１１→１２→１
４に進み、機能診断ＮＧと判断する。またＡレジスタに
格納された値がＢレジスタに格納された値がよりも大き
く、低速カム制御中である場合も、ステップ１１→１５
→１４に進み、機能診断ＮＧと判断する。
タに格納された値よりも小さい場合に低速カム制御中で
ある時に、同様にして、ステップ１１→１５→１３に進
んで機能診断ＯＫと判断する。一方、Ａレジスタに格納
された値がＢレジスタに格納された値よりも小さく、高
速カム制御中である場合には、ステップ１１→１２→１
４に進み、機能診断ＮＧと判断する。またＡレジスタに
格納された値がＢレジスタに格納された値がよりも大き
く、低速カム制御中である場合も、ステップ１１→１５
→１４に進み、機能診断ＮＧと判断する。
【００３４】尚、このルーチンが作動状態診断手段に相
当する。かかる構成によれば、夫々、高速カム制御指令
時、低速カム制御指令時の閉弁期間近傍でパルスＡ，Ｂ
を発生させ、２つのパルスＡ，Ｂが入力された時に、振
動センサ105 の検出信号に基づいて吸・排気バルブの着
座音の周波数分析を行い、２つの周波数分析結果を比較
して機能診断を行うことにより、実際に吸・排気バルブ
が着座した時に発生する周波数成分の強度に基づいて機
能診断が行われるため、より正確に機能診断を行うこと
が出来、診断性能が向上する。また、複雑な機構を有す
る油圧センサ等を必要としないのでコストを低減するこ
とができる。
当する。かかる構成によれば、夫々、高速カム制御指令
時、低速カム制御指令時の閉弁期間近傍でパルスＡ，Ｂ
を発生させ、２つのパルスＡ，Ｂが入力された時に、振
動センサ105 の検出信号に基づいて吸・排気バルブの着
座音の周波数分析を行い、２つの周波数分析結果を比較
して機能診断を行うことにより、実際に吸・排気バルブ
が着座した時に発生する周波数成分の強度に基づいて機
能診断が行われるため、より正確に機能診断を行うこと
が出来、診断性能が向上する。また、複雑な機構を有す
る油圧センサ等を必要としないのでコストを低減するこ
とができる。
【００３５】次に第２実施例について説明する。このも
のは、可変バルブ機構により切り換え制御されている吸
・排気バルブの閉弁時期近傍において、着座音の周波数
成分を抽出し、該着座音周波数成分の強度が所定レベル
以上であるか否かを調べることにより、可変バルブ機構
の機能診断を行うようにしたものである。
のは、可変バルブ機構により切り換え制御されている吸
・排気バルブの閉弁時期近傍において、着座音の周波数
成分を抽出し、該着座音周波数成分の強度が所定レベル
以上であるか否かを調べることにより、可変バルブ機構
の機能診断を行うようにしたものである。
【００３６】尚、第２実施例の構成は、図２に示すよう
に、第１実施例と同様の構成であるが、バルブ閉タイミ
ング検出部202 からは、高速カム又は低速カム切り換え
制御中の閉弁時期近傍をＨｉレベルとする１つのパルス
を出力するようにする。また、図１０、図１１は第２実
施例のフローチャート、図１２は第１実施例のタイミン
グチャートを示し、第１実施例と同一の動作をするステ
ップについては、同一ステップ番号を付しておく。
に、第１実施例と同様の構成であるが、バルブ閉タイミ
ング検出部202 からは、高速カム又は低速カム切り換え
制御中の閉弁時期近傍をＨｉレベルとする１つのパルス
を出力するようにする。また、図１０、図１１は第２実
施例のフローチャート、図１２は第１実施例のタイミン
グチャートを示し、第１実施例と同一の動作をするステ
ップについては、同一ステップ番号を付しておく。
【００３７】吸・排気バルブの閉弁時期近傍であり、バ
ルブ閉タイミング検出部202 からＨｉレベルのパルスが
出力されている期間中、周波数検出部201 では実閉弁時
の周波数成分が抽出され（ステップ２）、その分析結果
がパルスの立ち下がり時にレジスタに入力される（ステ
ップ３→２１）。例えば、図１２において、Ｈｉレベル
のパルスが、期間Ｔ1 〜Ｔ3 で出力される。期間Ｔ
1 は、例えば制御指令が低速カム制御であり、期間
Ｔ2 ，Ｔ3 は、高速カム制御中であり、夫々の期間中で
パルスが出力された時の周波数分析結果がレジスタに格
納される。
ルブ閉タイミング検出部202 からＨｉレベルのパルスが
出力されている期間中、周波数検出部201 では実閉弁時
の周波数成分が抽出され（ステップ２）、その分析結果
がパルスの立ち下がり時にレジスタに入力される（ステ
ップ３→２１）。例えば、図１２において、Ｈｉレベル
のパルスが、期間Ｔ1 〜Ｔ3 で出力される。期間Ｔ
1 は、例えば制御指令が低速カム制御であり、期間
Ｔ2 ，Ｔ3 は、高速カム制御中であり、夫々の期間中で
パルスが出力された時の周波数分析結果がレジスタに格
納される。
【００３８】次に分析された周波数分析結果に基づき、
図１１のフローチャート、及び図１２のタイミングチャ
ートに従ってその機能診断を行う。低速カム制御中の期
間Ｔ1 、高速カム制御中の期間Ｔ2 では、パルスが出力
された時、レジスタに格納された周波数成分の強度が所
定レベル以上となっているので、その場合には、ステッ
プ３３に進み、機能が正常であると診断する。
図１１のフローチャート、及び図１２のタイミングチャ
ートに従ってその機能診断を行う。低速カム制御中の期
間Ｔ1 、高速カム制御中の期間Ｔ2 では、パルスが出力
された時、レジスタに格納された周波数成分の強度が所
定レベル以上となっているので、その場合には、ステッ
プ３３に進み、機能が正常であると診断する。
【００３９】一方、期間Ｔ3 では、パルスが、高速カム
制御の閉弁時期近傍で出力されるが、レジスタに格納さ
れた周波数成分の強度は所定レベル以下となっているの
で、その場合には、ステップ３４に進み、機能診断ＮＧ
と判断する。このように、高速カム又は低速カム切り換
え制御中の閉弁時期近傍においてパルスＣを出力し、そ
の期間の周波数成分が所定レベル以上であるか否かを検
出するようにしても、可変バルブ機構の機能診断を行う
ことが出来る。
制御の閉弁時期近傍で出力されるが、レジスタに格納さ
れた周波数成分の強度は所定レベル以下となっているの
で、その場合には、ステップ３４に進み、機能診断ＮＧ
と判断する。このように、高速カム又は低速カム切り換
え制御中の閉弁時期近傍においてパルスＣを出力し、そ
の期間の周波数成分が所定レベル以上であるか否かを検
出するようにしても、可変バルブ機構の機能診断を行う
ことが出来る。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１の発明にかかる内燃機関の可変バルブ機構の機能
診断装置では、吸・排気バルブの閉弁時に発生する着座
音の周波数成分の強度を抽出し、その強度に基づいて、
実閉弁時期を制御指令時の閉弁時期と比較して診断する
ことにより、吸・排気バルブが実際に着座する時に発生
する周波数成分の強度に基づいて可変バルブ機構の機能
が診断されるので、より正確に可変バルブ機構の機能を
診断することが出来、診断性能が向上し、かつ複雑な機
構を要しないのでコストを低減することもできる。
求項１の発明にかかる内燃機関の可変バルブ機構の機能
診断装置では、吸・排気バルブの閉弁時に発生する着座
音の周波数成分の強度を抽出し、その強度に基づいて、
実閉弁時期を制御指令時の閉弁時期と比較して診断する
ことにより、吸・排気バルブが実際に着座する時に発生
する周波数成分の強度に基づいて可変バルブ機構の機能
が診断されるので、より正確に可変バルブ機構の機能を
診断することが出来、診断性能が向上し、かつ複雑な機
構を要しないのでコストを低減することもできる。
【００４１】請求項２の発明にかかる内燃機関の可変バ
ルブ機構の機能診断装置では、着座音周波数成分の強度
を、低速用カム制御時と高速用カム制御時にだけ抽出す
ることにより、正確かつ容易に可変バルブ機構の機能を
診断することが出来る。請求項３の発明にかかる内燃機
関の可変バルブ機構の機能診断装置では、２つの閉弁時
期近傍で抽出された着座音周波数成分の強度を比較する
ことにより、正確かつ容易に可変バルブ機構の機能を診
断することが出来る。
ルブ機構の機能診断装置では、着座音周波数成分の強度
を、低速用カム制御時と高速用カム制御時にだけ抽出す
ることにより、正確かつ容易に可変バルブ機構の機能を
診断することが出来る。請求項３の発明にかかる内燃機
関の可変バルブ機構の機能診断装置では、２つの閉弁時
期近傍で抽出された着座音周波数成分の強度を比較する
ことにより、正確かつ容易に可変バルブ機構の機能を診
断することが出来る。
【００４２】請求項４の発明にかかる内燃機関の可変バ
ルブ機構の機能診断装置では、制御中の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍で抽出された着座音の周波数成分の強度
を所定レベルと比較することにより、正確かつ容易に可
変バルブ機構の機能を診断することが出来る。
ルブ機構の機能診断装置では、制御中の吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍で抽出された着座音の周波数成分の強度
を所定レベルと比較することにより、正確かつ容易に可
変バルブ機構の機能を診断することが出来る。
【図１】本発明の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例を示すシステムブロック図。
【図３】実施例の可変バルブ機構を示す図。
【図４】実施例の可変バルブ機構を示す図（図３のIV−
IV断面図) 。
IV断面図) 。
【図５】実施例の可変バルブ機構を示す図（図４のＶ−
Ｖ断面図）。
Ｖ断面図）。
【図６】実施例の可変バルブ機構を示す図（図４のVI−
VI断面図) 。
VI断面図) 。
【図７】第１実施例の機能診断処理を示すフローチャー
ト。
ト。
【図８】同上フローチャート。
【図９】第１実施例の機能診断装置のタイミングチャー
ト。
ト。
【図10】第２実施例の機能診断処理を示すフローチャー
ト。
ト。
【図11】同上フローチャート。
【図12】第２実施例の機能診断装置のタイミングチャー
ト。
ト。
１０１ 可変バルブ機構 １０２ コントロールユニット（Ｃ／Ｕ） １０５ 振動センサ １０６ カムセンサ １０８ 角度センサ ２０１ 周波数検出部 ２０２ バルブ閉タイミング検出部
Claims (4)
- 【請求項１】吸・排気バルブの開閉タイミングを機関運
転条件に応じて切り換える可変バルブ機構を備えた内燃
機関において、 前記吸・排気バルブの閉弁時期を検出する閉弁時期検出
手段と、 機関振動を検出する機関振動検出手段と、 前記閉弁時期検出手段により検出された吸・排気バルブ
の閉弁時期近傍で、機関振動検出手段により検出された
機関振動の中から吸・排気バルブの着座音周波数成分を
抽出する着座音抽出手段と、 該着座音抽出手段により抽出された吸・排気バルブの着
座音の周波数成分の強度に基づいて可変バルブ機構の作
動状態を診断する作動状態診断手段と、を備えて構成し
たことを特徴とする内燃機関の可変バルブ機構の機能診
断装置。 - 【請求項２】前記可変バルブ機構は、低速用カムと高速
用カムとを切り換えることにより、吸・排気バルブの開
閉タイミングを切り換えるものであるを特徴とする請求
項１に記載の内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装
置。 - 【請求項３】着座音周波数抽出手段は、可変バルブ機構
で切り換えられる吸・排気バルブの閉弁時期近傍におい
て、夫々、着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段
は、これら２つの閉弁時期近傍で抽出された着座音周波
数成分の強度を比較し、該強度が大きい方の閉弁時期を
実閉弁時期として診断を行うことを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の内燃機関の可変バルブ機構の機能
診断装置。 - 【請求項４】着座音周波数抽出手段は、吸・排気バルブ
の低速カム又は高速カム制御中の閉弁時期近傍における
着座音周波数を抽出し、作動状態診断手段は、制御中の
吸・排気バルブの閉弁時期近傍で抽出された着座音周波
数成分の強度を、所定レベルと比較し、着座音周波数成
分の強度が所定レベルよりも大きい時に、制御中の閉弁
時期を実閉弁時期として診断を行うことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変バルブ機構
の機能診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029847A JP2943042B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置 |
| KR1019950004098A KR100264908B1 (ko) | 1994-02-28 | 1995-02-28 | 내연기관의 가변밸브기구의 기능진단장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029847A JP2943042B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238822A true JPH07238822A (ja) | 1995-09-12 |
| JP2943042B2 JP2943042B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=12287389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6029847A Expired - Fee Related JP2943042B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 内燃機関の可変バルブ機構の機能診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943042B2 (ja) |
| KR (1) | KR100264908B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111204A2 (de) * | 1999-11-27 | 2001-06-27 | Dr.Ing. h.c.F. Porsche Aktiengesellschaft | Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine |
| JP2003214944A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-07-30 | Daihatsu Motor Co Ltd | 異音による不良検査装置 |
| US6789518B2 (en) | 2001-11-23 | 2004-09-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and system for identifying valve clearances and position of valve opening cams |
| US7438046B2 (en) | 2005-12-29 | 2008-10-21 | Honda Motor Co. Ltd. | Failure detection apparatus for variable valve timing and lift control system of internal combustion engine |
| WO2019179790A1 (de) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Cpt Group Gmbh | Verfahren zum prüfen einer variablen ventilhubsteuerung eines verbrennungsmotors |
| US11236694B2 (en) * | 2020-06-08 | 2022-02-01 | Hyundai Motor Company | Injector abnormal cylinder diagnosis method and injector abnormality diagnosis system based on signal deviation |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6029847A patent/JP2943042B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-28 KR KR1019950004098A patent/KR100264908B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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