JP2000154740A - 可変動弁エンジンの制御装置 - Google Patents
可変動弁エンジンの制御装置Info
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- JP2000154740A JP2000154740A JP10329399A JP32939998A JP2000154740A JP 2000154740 A JP2000154740 A JP 2000154740A JP 10329399 A JP10329399 A JP 10329399A JP 32939998 A JP32939998 A JP 32939998A JP 2000154740 A JP2000154740 A JP 2000154740A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
- F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】可変動弁機構が故障したときにもエンジンバラ
ンスを保ちつつ運転を継続し、アンバランスにより大き
なエンジン振動が誘起されるのを回避する 【解決手段】各気筒毎に独立してそれぞれ電動式の可変
動弁機構を介して駆動される吸、排気弁３，４を備え
る。可変動弁機構の異常状態を判断したら、その異常気
筒の燃料供給を停止させると共に、エンジンバランスを
維持するように、作動順序において、異常気筒と作動タ
イミングが、たとえば対称位置関係にある一つの気筒の
可変動弁機構の作動と燃料供給を停止させ、また残りの
可動気筒の発生出力がこれらの作動停止前と同一となる
ようにその吸入空気量と燃料供給量を増量し、残りの気
筒により運転を継続する。
ンスを保ちつつ運転を継続し、アンバランスにより大き
なエンジン振動が誘起されるのを回避する 【解決手段】各気筒毎に独立してそれぞれ電動式の可変
動弁機構を介して駆動される吸、排気弁３，４を備え
る。可変動弁機構の異常状態を判断したら、その異常気
筒の燃料供給を停止させると共に、エンジンバランスを
維持するように、作動順序において、異常気筒と作動タ
イミングが、たとえば対称位置関係にある一つの気筒の
可変動弁機構の作動と燃料供給を停止させ、また残りの
可動気筒の発生出力がこれらの作動停止前と同一となる
ようにその吸入空気量と燃料供給量を増量し、残りの気
筒により運転を継続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は可変動弁エンジン
において、とくに可変動弁機構の故障時などの制御装置
に関する。
において、とくに可変動弁機構の故障時などの制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの吸、排気弁をカム駆動に代え
て各気筒毎に電磁ソレノイドで駆動するものが、例えば
特開昭６１−２４７８０７号公報等によって知られてお
り、また油圧的に駆動するものが特開平７−３１７５１
６号公報によって知られている。これによると、カムシ
ャフト等の機構を省略することができ、エンジンの運転
状態に合った弁開閉タイミングに設定できると共に、弁
開閉タイミングによって、シリンダの吸入空気量および
排気ガスの排出を制御することが可能である（特開昭６
１−２４７８０７号公報等）。
て各気筒毎に電磁ソレノイドで駆動するものが、例えば
特開昭６１−２４７８０７号公報等によって知られてお
り、また油圧的に駆動するものが特開平７−３１７５１
６号公報によって知られている。これによると、カムシ
ャフト等の機構を省略することができ、エンジンの運転
状態に合った弁開閉タイミングに設定できると共に、弁
開閉タイミングによって、シリンダの吸入空気量および
排気ガスの排出を制御することが可能である（特開昭６
１−２４７８０７号公報等）。
【０００３】第１の従来例の場合、可変動弁機構に故障
等の異常が発生したときの対策として、特開平１０−４
７０２８号公報にあるように、その気筒の作動を停止さ
せ、残りの気筒に対する吸入空気量と燃料供給量をその
分だけ増量して、残りの気筒によって運転を継続する提
案がある。可変動弁機構が故障すれば、少なくともその
気筒での燃焼を正常に行うことができず、エンジン出力
特性や排気組成が悪化してしまう。
等の異常が発生したときの対策として、特開平１０−４
７０２８号公報にあるように、その気筒の作動を停止さ
せ、残りの気筒に対する吸入空気量と燃料供給量をその
分だけ増量して、残りの気筒によって運転を継続する提
案がある。可変動弁機構が故障すれば、少なくともその
気筒での燃焼を正常に行うことができず、エンジン出力
特性や排気組成が悪化してしまう。
【０００４】そこでこのようなときは、緊急避難的に残
りの気筒のみで運転することにより、この間の排気組成
の悪化などを回避することが可能となる。なお、各気筒
の吸入空気量は可変動弁機構の吸気弁の開閉タイミング
を調整することで、必要に応じて増量することができ
る。
りの気筒のみで運転することにより、この間の排気組成
の悪化などを回避することが可能となる。なお、各気筒
の吸入空気量は可変動弁機構の吸気弁の開閉タイミング
を調整することで、必要に応じて増量することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ある気筒の動
弁装置が故障したときに、残りの気筒により運転を継続
するときに、エンジントルクが発生する間隔が不等間隔
となり、エンジンの動的バランスが失われ、振動が増大
したりするという別の問題が起きる。作動を停止する気
筒があると、その気筒の前後で点火（燃焼）する気筒と
の間の点火間隔が大きくなり、例えば４気筒エンジンな
らば、停止気筒を挟んだ点火間隔がクランク角度で３６
０度となり、残りが１８０度間隔で点火するため、エン
ジントルクの発生するタイミングにアンバランスが発生
し、これによるトルク変動に起因してとくに低回転域な
どでエンジン振動が目立って大きくなる。
弁装置が故障したときに、残りの気筒により運転を継続
するときに、エンジントルクが発生する間隔が不等間隔
となり、エンジンの動的バランスが失われ、振動が増大
したりするという別の問題が起きる。作動を停止する気
筒があると、その気筒の前後で点火（燃焼）する気筒と
の間の点火間隔が大きくなり、例えば４気筒エンジンな
らば、停止気筒を挟んだ点火間隔がクランク角度で３６
０度となり、残りが１８０度間隔で点火するため、エン
ジントルクの発生するタイミングにアンバランスが発生
し、これによるトルク変動に起因してとくに低回転域な
どでエンジン振動が目立って大きくなる。
【０００６】この発明は、動弁装置に故障などの異常が
発生したときにもエンジンバランスを保ちつつ運転を継
続し、アンバランスにより大きなエンジン振動が誘起さ
れるのを回避することを目的とする。
発生したときにもエンジンバランスを保ちつつ運転を継
続し、アンバランスにより大きなエンジン振動が誘起さ
れるのを回避することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、各気筒毎
に独立してそれぞれ吸、排気弁を駆動する可変動弁機構
と、各気筒の吸気系に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備
えた可変動弁エンジンにおいて、前記可変動弁機構の異
常状態を判断する手段と、異常時にその気筒の燃料供給
を停止させる手段と、エンジンバランスを維持するよう
に異常気筒と対応する一つの気筒を選択してその可変動
弁機構の作動と燃料供給を停止させる選択停止手段と、
残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備える。
に独立してそれぞれ吸、排気弁を駆動する可変動弁機構
と、各気筒の吸気系に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備
えた可変動弁エンジンにおいて、前記可変動弁機構の異
常状態を判断する手段と、異常時にその気筒の燃料供給
を停止させる手段と、エンジンバランスを維持するよう
に異常気筒と対応する一つの気筒を選択してその可変動
弁機構の作動と燃料供給を停止させる選択停止手段と、
残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備える。
【０００８】第２の発明は、各気筒毎に独立してそれぞ
れ吸、排気弁を駆動する可変動弁機構と、各気筒の吸気
系に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた可変動弁エン
ジンにおいて、前記可変動弁機構の異常状態を判断する
手段と、異常時にその気筒の燃料供給を停止させる手段
と、膨脹行程となるクランク角期間が等間隔となるよう
に異常気筒と対応する一つの気筒を選択してその可変動
弁機構の作動と燃料供給を停止させる選択停止手段と、
残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備えることを特徴とする。
れ吸、排気弁を駆動する可変動弁機構と、各気筒の吸気
系に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた可変動弁エン
ジンにおいて、前記可変動弁機構の異常状態を判断する
手段と、異常時にその気筒の燃料供給を停止させる手段
と、膨脹行程となるクランク角期間が等間隔となるよう
に異常気筒と対応する一つの気筒を選択してその可変動
弁機構の作動と燃料供給を停止させる選択停止手段と、
残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記選択停止手段は、作動順序において異常気筒
と作動タイミングが少なくとも対称位置関係にある一つ
の気筒を選択し、その可変動弁機構の作動と燃料供給を
停止させる。
いて、前記選択停止手段は、作動順序において異常気筒
と作動タイミングが少なくとも対称位置関係にある一つ
の気筒を選択し、その可変動弁機構の作動と燃料供給を
停止させる。
【００１０】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、前記異常判断手段は、吸、排気弁のリフトを検出す
る手段と、エンジンクランク角を検出する手段との出力
に基づいて、異常発生気筒を判断する。
て、前記異常判断手段は、吸、排気弁のリフトを検出す
る手段と、エンジンクランク角を検出する手段との出力
に基づいて、異常発生気筒を判断する。
【００１１】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記補正手段は、燃料増量気筒の点火時期を燃料量
に対応して補正する。
て、前記補正手段は、燃料増量気筒の点火時期を燃料量
に対応して補正する。
【００１２】
【作用及び効果】第１〜第３の発明において、可変動弁
機構に故障などの異常が発生したときには、たとえばそ
の気筒と作動タイミングが対称的な位置関係にある気
筒、仮に４気筒エンジンならば、点火順序で異常気筒と
３６０度の間隔のある気筒の作動を停止させ、これによ
り残りの気筒の作動間隔を均等に保って運転を継続する
ことで、エンジン出力のアンバランスを避け、このよう
な場合でも、アンバランスにより大きな振動が誘発され
るのを防止することができる。
機構に故障などの異常が発生したときには、たとえばそ
の気筒と作動タイミングが対称的な位置関係にある気
筒、仮に４気筒エンジンならば、点火順序で異常気筒と
３６０度の間隔のある気筒の作動を停止させ、これによ
り残りの気筒の作動間隔を均等に保って運転を継続する
ことで、エンジン出力のアンバランスを避け、このよう
な場合でも、アンバランスにより大きな振動が誘発され
るのを防止することができる。
【００１３】第４の発明では、その気筒の本来の吸、排
気弁作動時期において、吸、排気弁のリフトが正常でな
いときに異常が判定され、的確な異常判定が行える。
気弁作動時期において、吸、排気弁のリフトが正常でな
いときに異常が判定され、的確な異常判定が行える。
【００１４】第５の発明では、異常発生時に燃料供給量
を増量された気筒での基本的な点火時期が、燃料量に対
応して補正されるので、適正な燃焼状態が確保できる。
を増量された気筒での基本的な点火時期が、燃料量に対
応して補正されるので、適正な燃焼状態が確保できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１６】図１において、１はエンジン、２はシリン
ダ（燃焼室）、３は吸気弁、４は排気弁、５は吸気管、
６は排気管、７は点火栓、８は燃料噴射弁、９は排気浄
化用触媒である。
ダ（燃焼室）、３は吸気弁、４は排気弁、５は吸気管、
６は排気管、７は点火栓、８は燃料噴射弁、９は排気浄
化用触媒である。
【００１７】吸気弁３、排気弁４を駆動する電磁アクチ
ュエータ１０，１１は、図２のように可動部１２を開弁
方向と閉弁方向に付勢する２つのスプリング１３，１４
と、可動部１２を開弁方向と閉弁方向に吸引する２つの
電磁石１５，１６とが設けられる。
ュエータ１０，１１は、図２のように可動部１２を開弁
方向と閉弁方向に付勢する２つのスプリング１３，１４
と、可動部１２を開弁方向と閉弁方向に吸引する２つの
電磁石１５，１６とが設けられる。
【００１８】駆動回路１７によって、図２の状態から開
弁側の電磁石１５の電磁コイルの電流が遮断されると、
閉弁側のスプリング１４のバネ力により、可動部１２は
中立位置を通過して閉弁側の電磁石１６に接近すると共
に、このとき閉弁側の電磁石１６の電磁コイルに通電し
ておくことで、その電磁吸引力により可動部１２は開弁
側のスプリング１３のバネ力に打ち勝って閉弁側の電磁
石１６に吸引され、閉弁される。次に、この状態から閉
弁側の電磁石１６の電磁コイルの電流が遮断されると、
今度は開弁側のスプリング１３のバネ力により、可動部
１２は中立位置を通過して開弁側の電磁石１５に接近す
ると共に、このとき開弁側の電磁石１５の電磁コイルに
通電しておくことで、その電磁吸引力により可動部１２
は閉弁側のスプリング１４のバネ力に打ち勝って開弁側
の電磁石１５に吸引され、開弁される。なお、両電磁石
１５，１６の電磁コイルに電流が流れていない場合に
は、可動部１２は両スプリング１３，１４のバネ力によ
り両電磁石１５，１６の吸着面からそれぞれ所定の位置
だけ離間した中立位置に保持される。すなわち、吸、排
気弁は半開の状態となる。
弁側の電磁石１５の電磁コイルの電流が遮断されると、
閉弁側のスプリング１４のバネ力により、可動部１２は
中立位置を通過して閉弁側の電磁石１６に接近すると共
に、このとき閉弁側の電磁石１６の電磁コイルに通電し
ておくことで、その電磁吸引力により可動部１２は開弁
側のスプリング１３のバネ力に打ち勝って閉弁側の電磁
石１６に吸引され、閉弁される。次に、この状態から閉
弁側の電磁石１６の電磁コイルの電流が遮断されると、
今度は開弁側のスプリング１３のバネ力により、可動部
１２は中立位置を通過して開弁側の電磁石１５に接近す
ると共に、このとき開弁側の電磁石１５の電磁コイルに
通電しておくことで、その電磁吸引力により可動部１２
は閉弁側のスプリング１４のバネ力に打ち勝って開弁側
の電磁石１５に吸引され、開弁される。なお、両電磁石
１５，１６の電磁コイルに電流が流れていない場合に
は、可動部１２は両スプリング１３，１４のバネ力によ
り両電磁石１５，１６の吸着面からそれぞれ所定の位置
だけ離間した中立位置に保持される。すなわち、吸、排
気弁は半開の状態となる。
【００１９】一方、吸気管５には、エンジンの運転条件
を検出する手段として、エンジンの吸入空気量を検出す
るエアフローメータ（吸気量センサ）または吸気圧セン
サ２１からの信号がコントロールユニット２０に入力さ
れる。また、エンジンの運転条件を検出する手段とし
て、エンジン回転数、クランク角を検出するクランク角
センサ２２、アクセル開度を検出するアクセル開度セン
サ２３、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ２４
および吸気温度を検出する吸気温度センサ２５等が設け
られ、これらの信号もコントロールユニット２０に入力
される。
を検出する手段として、エンジンの吸入空気量を検出す
るエアフローメータ（吸気量センサ）または吸気圧セン
サ２１からの信号がコントロールユニット２０に入力さ
れる。また、エンジンの運転条件を検出する手段とし
て、エンジン回転数、クランク角を検出するクランク角
センサ２２、アクセル開度を検出するアクセル開度セン
サ２３、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ２４
および吸気温度を検出する吸気温度センサ２５等が設け
られ、これらの信号もコントロールユニット２０に入力
される。
【００２０】さらに、吸、排気弁３，４の開閉作動状態
を判断するためにリフトセンサ２６が設けられ、この信
号がコントロールユニット２０に入力する。
を判断するためにリフトセンサ２６が設けられ、この信
号がコントロールユニット２０に入力する。
【００２１】これらのセンサ信号に基づいて、コントロ
ールユニット２０によって、吸、排気弁３，４の開閉時
期が駆動回路１７を介して制御される一方、吸、排気弁
３，４を駆動する電磁石１５，１６、並びにスプリング
１３，１４などからなる可変動弁機構の故障等の異常判
定を行い、もし異常が判断されたときは、その気筒の電
磁アクチュエータ１０，１１の作動を停止させると共
に、他の気筒のうちから一つの気筒を選択してその気筒
の電磁アクチュエータ１０，１１の作動も停止させ、こ
れによりエンジンバランスを保ちつつ、残りの気筒によ
る運転を継続するようになっている。
ールユニット２０によって、吸、排気弁３，４の開閉時
期が駆動回路１７を介して制御される一方、吸、排気弁
３，４を駆動する電磁石１５，１６、並びにスプリング
１３，１４などからなる可変動弁機構の故障等の異常判
定を行い、もし異常が判断されたときは、その気筒の電
磁アクチュエータ１０，１１の作動を停止させると共
に、他の気筒のうちから一つの気筒を選択してその気筒
の電磁アクチュエータ１０，１１の作動も停止させ、こ
れによりエンジンバランスを保ちつつ、残りの気筒によ
る運転を継続するようになっている。
【００２２】この可変動弁機構の故障時の制御内容につ
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【００２３】図３はフローチャートであり、ステップＳ
１で可変動弁機構が故障などの異常をきたしている気筒
の検出を行う。この異常気筒の判断はリフトセンサ２６
の出力と、クランク角センサ２２の出力とに基づいて行
い、各気筒の吸、排気弁３，４がリフトもしくは着座す
るときのリフトセンサ２６の出力が、正規のリフトまた
は着座状態での出力と異なるときに故障あるいは異常が
判断される。クランク角度に応じて気筒毎の吸、排気弁
３，４の作動順序が決まり、もし吸、排気弁３，４が正
常にリフトまたは着座しない気筒があれば、そのときの
クランク角度との関係からどの気筒の吸、排気弁３，４
に異常を生じているのか判別できる。
１で可変動弁機構が故障などの異常をきたしている気筒
の検出を行う。この異常気筒の判断はリフトセンサ２６
の出力と、クランク角センサ２２の出力とに基づいて行
い、各気筒の吸、排気弁３，４がリフトもしくは着座す
るときのリフトセンサ２６の出力が、正規のリフトまた
は着座状態での出力と異なるときに故障あるいは異常が
判断される。クランク角度に応じて気筒毎の吸、排気弁
３，４の作動順序が決まり、もし吸、排気弁３，４が正
常にリフトまたは着座しない気筒があれば、そのときの
クランク角度との関係からどの気筒の吸、排気弁３，４
に異常を生じているのか判別できる。
【００２４】ステップＳ２では異常を判別したときに
は、その気筒の吸、排気弁３，４の作動を停止させる。
この作動の停止は、電磁石１５，１６に対する電流の供
給を遮断することにより行う。
は、その気筒の吸、排気弁３，４の作動を停止させる。
この作動の停止は、電磁石１５，１６に対する電流の供
給を遮断することにより行う。
【００２５】次いでステップＳ３で故障気筒と同期して
いない気筒を選択し、その気筒の作動を停止させる。こ
れは、点火順次の間隔が一定となるようにしてエンジン
バランスをとるためのもので、例えば４サイクル４気筒
エンジンでの点火順序を＃１−＃３−＃４−＃２とし
て、２番目の気筒＃２が故障したとすると、点火間隔を
等しくするために、２番目の気筒と作動タイミングで対
称位置にある３番目の気筒＃３の作動を停止させる。す
ると、点火間隔は故障前の１８０度間隔で均等だったも
のから、３６０度間隔となり、やはり均等な間隔で気筒
が作動することになる。
いない気筒を選択し、その気筒の作動を停止させる。こ
れは、点火順次の間隔が一定となるようにしてエンジン
バランスをとるためのもので、例えば４サイクル４気筒
エンジンでの点火順序を＃１−＃３−＃４−＃２とし
て、２番目の気筒＃２が故障したとすると、点火間隔を
等しくするために、２番目の気筒と作動タイミングで対
称位置にある３番目の気筒＃３の作動を停止させる。す
ると、点火間隔は故障前の１８０度間隔で均等だったも
のから、３６０度間隔となり、やはり均等な間隔で気筒
が作動することになる。
【００２６】また、６気筒などの多気筒エンジンにおい
ても４気筒エンジンの場合と同様の制御を行う。
ても４気筒エンジンの場合と同様の制御を行う。
【００２７】例えば、バンク角度が６０度のＶ型６気筒
エンジンで、点火順序が＃１−＃２−＃３−＃４−＃５
−＃６である場合に、もし１番気筒が停止したときは４
番気筒を、３番気筒が停止したときは６番気筒を、４番
気筒が停止したときは１番気筒を、５番気筒が停止した
ときは２番気筒を、６番気筒が停止したときは３番気筒
をそれぞれ停止させればよい。
エンジンで、点火順序が＃１−＃２−＃３−＃４−＃５
−＃６である場合に、もし１番気筒が停止したときは４
番気筒を、３番気筒が停止したときは６番気筒を、４番
気筒が停止したときは１番気筒を、５番気筒が停止した
ときは２番気筒を、６番気筒が停止したときは３番気筒
をそれぞれ停止させればよい。
【００２８】つまり、点火間隔がアンバランスに変動す
るのを避け、一定の点火間隔または点火パターンの繰り
返しが一定となるようにすればよい。
るのを避け、一定の点火間隔または点火パターンの繰り
返しが一定となるようにすればよい。
【００２９】そしてステップＳ４で残りの気筒での吸入
空気量を増加させ、かつこれに対応して燃料噴射量を増
量し、作動気筒が減る前と同じエンジン出力が維持でき
るように補正を行う。なお、基本噴射量の増大に伴いこ
れに対応して点火時期を補正する。
空気量を増加させ、かつこれに対応して燃料噴射量を増
量し、作動気筒が減る前と同じエンジン出力が維持でき
るように補正を行う。なお、基本噴射量の増大に伴いこ
れに対応して点火時期を補正する。
【００３０】４気筒エンジンのときには、１つの気筒に
異常が発生したらもう１つの気筒を停止させて２気筒に
よる運転となるので、この２気筒運転時の出力が異常発
生前の４気筒運転時の出力と同一となるように出力調整
を行うのであり、このため作動気筒には２倍の吸入空気
量と燃料供給量（同一の空燃比）となるようにする。こ
の場合、吸入空気量の増加は吸気弁３の閉弁時期を遅ら
せることにより実現できる。吸気弁３の開弁により吸気
上死点から吸込行程が始まり、吸気弁３を閉じた位置で
吸入行程は終了し、その期間の長さに応じて実質的にエ
ンジンに吸入される空気量が決るのであり、したがって
吸気弁３を閉じる位置を遅らせることで相対的に吸入空
気量は増加する。
異常が発生したらもう１つの気筒を停止させて２気筒に
よる運転となるので、この２気筒運転時の出力が異常発
生前の４気筒運転時の出力と同一となるように出力調整
を行うのであり、このため作動気筒には２倍の吸入空気
量と燃料供給量（同一の空燃比）となるようにする。こ
の場合、吸入空気量の増加は吸気弁３の閉弁時期を遅ら
せることにより実現できる。吸気弁３の開弁により吸気
上死点から吸込行程が始まり、吸気弁３を閉じた位置で
吸入行程は終了し、その期間の長さに応じて実質的にエ
ンジンに吸入される空気量が決るのであり、したがって
吸気弁３を閉じる位置を遅らせることで相対的に吸入空
気量は増加する。
【００３１】なお、異常が判定されればランプを点滅す
るようにして、車両の運転者に異常を知らせるようにし
てもよい。
るようにして、車両の運転者に異常を知らせるようにし
てもよい。
【００３２】次に全体的な作用について説明する。
【００３３】可変動弁機構が正常に作動しているとき
は、各気筒に均等に空気が吸入され、これに応じて均等
な出力による運転が行われる。
は、各気筒に均等に空気が吸入され、これに応じて均等
な出力による運転が行われる。
【００３４】しかし、可変動弁機構、例えば電磁石１
５，１６が故障し、吸、排気弁３，４がリフトしなかっ
たりすると、その気筒の吸入空気量が他の気筒と異な
り、適正な作動が行われなくなる。このような異常を、
リフトセンサ２６とクランク角センサ２２などの出力か
ら判断すると、その気筒の可変動弁機構の電磁アクチュ
エータ１０，１１の作動を停止すると共に、全体の作動
バランスを維持するために、その気筒と作動タイミング
が対称的な位置にあるの気筒の電磁アクチュエータ１
０，１１の作動も同時に停止させる。つまりその気筒の
吸排気弁３、４を半開きの状態とする。
５，１６が故障し、吸、排気弁３，４がリフトしなかっ
たりすると、その気筒の吸入空気量が他の気筒と異な
り、適正な作動が行われなくなる。このような異常を、
リフトセンサ２６とクランク角センサ２２などの出力か
ら判断すると、その気筒の可変動弁機構の電磁アクチュ
エータ１０，１１の作動を停止すると共に、全体の作動
バランスを維持するために、その気筒と作動タイミング
が対称的な位置にあるの気筒の電磁アクチュエータ１
０，１１の作動も同時に停止させる。つまりその気筒の
吸排気弁３、４を半開きの状態とする。
【００３５】ただし、排気系に設けた排気中の酸素濃度
を検出する酸素センサの検出誤差を防止することを重視
する場合には、前記異常気筒と作動タイミングが対称的
な位置にある気筒の吸、排気弁３，４を閉弁保持しても
よい。
を検出する酸素センサの検出誤差を防止することを重視
する場合には、前記異常気筒と作動タイミングが対称的
な位置にある気筒の吸、排気弁３，４を閉弁保持しても
よい。
【００３６】したがって、４気筒エンジンならば、２つ
の気筒の作動が停止し、残りの２気筒によってエンジン
の運転を継続する。このとき、作動気筒の吸入空気量が
増量され、かつ空燃比を同一に保つために燃料の増量が
行われ、エンジン出力は同一値を維持する。
の気筒の作動が停止し、残りの２気筒によってエンジン
の運転を継続する。このとき、作動気筒の吸入空気量が
増量され、かつ空燃比を同一に保つために燃料の増量が
行われ、エンジン出力は同一値を維持する。
【００３７】このため、作動する気筒は３６０度間隔で
運転されることになり、それまでの１８０度間隔よりも
点火間隔は長くなるが等間隔となり、エンジンバランス
は保たれ、アンバランスによりエンジン振動が増大され
るようなことがなくなる。
運転されることになり、それまでの１８０度間隔よりも
点火間隔は長くなるが等間隔となり、エンジンバランス
は保たれ、アンバランスによりエンジン振動が増大され
るようなことがなくなる。
【００３８】なお、６気筒エンジンの場合は、異常気筒
と作動タイミングが３気筒分だけずれた気筒の作動を停
止させることにより、作動停止する気筒の間隔が同一と
なり、作動パターンが一定化し、エンジンアンバランス
を回避できる。
と作動タイミングが３気筒分だけずれた気筒の作動を停
止させることにより、作動停止する気筒の間隔が同一と
なり、作動パターンが一定化し、エンジンアンバランス
を回避できる。
【００３９】このように本発明では、可変動弁機構の故
障など異常発生時には、これと作動タイミングで対称的
な位置にある気筒の作動を停止させ、バランスを維持す
ることにより、エンジン振動が大きくなるのを防止する
ことができる。
障など異常発生時には、これと作動タイミングで対称的
な位置にある気筒の作動を停止させ、バランスを維持す
ることにより、エンジン振動が大きくなるのを防止する
ことができる。
【００４０】本実施の形態では、電磁駆動式の可変動弁
機構を備えているが、油圧により吸排気弁を駆動するタ
イプの可変動弁機構をもつ可変エンジンに適用すること
もできる。これは、オイルポンプにより高圧化したオイ
ルを、吸気弁や排気弁を駆動するピストンが摺動するシ
リンダの油室に、電磁式のスピル弁を介して供給するよ
うにしたもので、電磁式スピル弁の作動を制御すること
により、各気筒毎に吸気弁や排気弁を所望の開弁、閉弁
時期に制御するものである。
機構を備えているが、油圧により吸排気弁を駆動するタ
イプの可変動弁機構をもつ可変エンジンに適用すること
もできる。これは、オイルポンプにより高圧化したオイ
ルを、吸気弁や排気弁を駆動するピストンが摺動するシ
リンダの油室に、電磁式のスピル弁を介して供給するよ
うにしたもので、電磁式スピル弁の作動を制御すること
により、各気筒毎に吸気弁や排気弁を所望の開弁、閉弁
時期に制御するものである。
【００４１】この他、本発明は上記の実施の形態に限定
されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変
更がなしうることは明白である。
されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変
更がなしうることは明白である。
【図１】本発明の実施の形態を示す構成断面図。
【図２】電動式の吸、排気弁の構成図。
【図３】制御内容を示すフローチャート。
【図４】作動停止気筒の関係を示す説明図。
【符号の説明】 ２ シリンダ ３ 吸気弁 ４ 排気弁 ５ 吸気管 ６ 排気管 ８ 燃料噴射弁 １０，１１ 電磁アクチュエータ １５，１６ 電磁石 １７ 駆動回路 ２０ コントロールユニット ２２ クランク角センサ ２６ リフトセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/22 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３３０Ｓ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｚ ３０１Ｙ ３０１Ｈ ３０１Ｅ ３０１Ｂ Ｆ０２Ｍ 69/46 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３８０Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｌ (72)発明者 永石 初雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G022 AA04 BA01 EA09 GA01 GA02 GA05 GA06 GA07 GA09 3G084 BA04 BA13 BA17 BA23 DA27 DA39 EB22 EC02 FA00 FA38 FA39 3G092 AA01 AA05 AA11 AA14 BA01 BA04 BA09 BB01 BB10 CA04 CA07 DA01 DA02 DA07 DG02 DG09 EA01 EA04 EA11 EA13 EA14 FA05 FA14 FB03 FB06 HA01X HA01Z HA04Z HA05Z HA13X HA13Y HA13Z HB01X HB01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA07 HA19 JA05 JA37 JB02 JB09 JB10 LA00 LA07 LB16 MA11 MA24 NE01 PA01Z PA07Z PA10Z PD03A PE01Z PE03Z PE04Z PE05Z PE08Z PE10B PE10Z PF03Z
Claims (5)
- 【請求項１】各気筒毎に独立してそれぞれ吸、排気弁を
駆動する可変動弁機構と、各気筒の吸気系に燃料を噴射
する燃料噴射弁とを備えた可変動弁エンジンにおいて、 前記可変動弁機構の異常状態を判断する手段と、 異常時にその気筒の燃料供給を停止させる手段と、 エンジンバランスを維持するように異常気筒と対応する
一つの気筒を選択してその可変動弁機構の作動と燃料供
給を停止させる選択停止手段と、 残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備えることを特徴とする可変動弁エ
ンジンの制御装置。 - 【請求項２】各気筒毎に独立してそれぞれ吸、排気弁を
駆動する可変動弁機構と、各気筒の吸気系に燃料を噴射
する燃料噴射弁とを備えた可変動弁エンジンにおいて、 前記可変動弁機構の異常状態を判断する手段と、 異常時にその気筒の燃料供給を停止させる手段と、 膨脹行程となるクランク角期間が等間隔となるように異
常気筒と対応する一つの気筒を選択してその可変動弁機
構の作動と燃料供給を停止させる選択停止手段と、 残りの作動気筒の発生出力がこれら気筒の作動停止前と
ほぼ同一となるようにその吸入空気量と燃料供給量を増
量する補正手段とを備えることを特徴とする可変動弁エ
ンジンの制御装置。 - 【請求項３】前記選択停止手段は、作動順序において異
常気筒と作動タイミングが少なくとも対称位置関係にあ
る一つの気筒を選択し、その可変動弁機構の作動と燃料
供給を停止させる請求項１に記載の可変動弁エンジンの
制御装置。 - 【請求項４】前記異常判断手段は、吸、排気弁のリフト
を検出する手段と、エンジンクランク角を検出する手段
との出力に基づいて、異常発生気筒を判断する請求項１
〜３のいずれか一つに記載の可変動弁エンジンの制御装
置。 - 【請求項５】前記補正手段は、燃料増量気筒の点火時期
を燃料量に対応して補正する請求項１〜４のいずれか一
つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329399A JP2000154740A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 可変動弁エンジンの制御装置 |
| US09/433,882 US6178934B1 (en) | 1998-11-19 | 1999-11-04 | System and method for controlling internal combustion engine |
| EP99122512A EP1010865B1 (en) | 1998-11-19 | 1999-11-11 | System and method for controlling internal combustion engine |
| DE69918516T DE69918516T2 (de) | 1998-11-19 | 1999-11-11 | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329399A JP2000154740A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 可変動弁エンジンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000154740A true JP2000154740A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18221005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329399A Pending JP2000154740A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 可変動弁エンジンの制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6178934B1 (ja) |
| EP (1) | EP1010865B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000154740A (ja) |
| DE (1) | DE69918516T2 (ja) |
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