JP2012092696A - Fail-safe control device of hydraulic-driven variable valve mechanism - Google Patents

Fail-safe control device of hydraulic-driven variable valve mechanism Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the fail-safe control device of a hydraulic-driven variable valve mechanism, which is capable of detecting a decrease in sealing property of a hydraulic variable valve mechanism in an early stage and preliminarily preventing failure in an internal combustion engine.SOLUTION: The fail-safe control device of the hydraulic-driven variable valve mechanism 16 that hydraulically opens and closes a valve 12 acting as the intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine is characterized by disposing a displacement sensor 33 for detecting a valve lift amount of the valve on the valve 12, and detecting the decrease in the sealing property of the hydraulic-driven variable valve mechanism 16 from the valve lift amount output by the displacement sensor 33.

Description

本発明は、油圧駆動可変動弁機構のシール性の低下に起因する内燃機関の故障を回避するためのフェイルセーフ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a fail-safe control device for avoiding a failure of an internal combustion engine due to a decrease in sealing performance of a hydraulically driven variable valve mechanism.

従来の内燃機関、例えばディーゼルエンジンにおいては、筒内への吸気及び筒内からの排気の動作に際して、吸排気弁をなすバルブをカムシャフトのカム駆動により開閉している。前記カムシャフトは、エンジンのクランクシャフトの回転と同期して回転するため、吸排気バルブの開閉時期はクランクアングルベースでは常に一定のタイミングとなる。   In a conventional internal combustion engine, for example, a diesel engine, a valve forming an intake / exhaust valve is opened / closed by cam drive of a camshaft when intake air into the cylinder and exhaust operation from the cylinder are performed. Since the camshaft rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft of the engine, the intake / exhaust valve opening / closing timing is always constant at the crank angle base.

一方、ディーゼルエンジンに対する排出ガス規制や燃費規制は年々厳しくなっており、その規制値の達成には燃焼によるエンジン本体からの排ガスの改善のみならず、エンジンアウト後の排気管内に設置した後処理装置による排気の浄化が必要になっている。エンジン本体における燃焼による排ガスの改善手法としては、燃料を圧縮行程早期に噴射し、着火までに混合期間を稼ぐ予混合ディーゼル燃焼などが挙げられる。   On the other hand, exhaust gas regulations and fuel efficiency regulations for diesel engines are becoming stricter year by year. In order to achieve the regulation values, not only the improvement of exhaust gas from the engine body due to combustion but also the aftertreatment device installed in the exhaust pipe after engine out It is necessary to purify the exhaust. As a method for improving exhaust gas by combustion in the engine body, premixed diesel combustion in which fuel is injected at an early stage of the compression stroke and a mixing period is obtained before ignition can be cited.

しかしながら、前記予混合ディーゼル燃焼は、着火が化学反応に依存するため、着火時期の制御が困難であることや、高負荷域での適用が困難であることが問題点となっている。また、前記後処理装置による排ガスの浄化は、触媒の温度に依存するため、特に冷間始動時などにおいて、触媒が活性を得るまでにある程度の時間を要するという問題がある。   However, the premixed diesel combustion has problems that ignition is dependent on a chemical reaction, so that it is difficult to control the ignition timing and it is difficult to apply in a high load range. Further, the purification of the exhaust gas by the post-treatment device depends on the temperature of the catalyst, and therefore there is a problem that it takes a certain amount of time for the catalyst to become active, especially at the time of cold start.

このような問題を解消する一つの方法として、前記バルブの開閉をカムではなく作動油の油圧で行い、バルブの開閉時期を任意に設定することが可能な油圧駆動可変動弁機構（例えば特許文献１参照）を適用することが有用であると考えられる。例えば、予混合ディーゼル燃焼時の着火制御や高負荷側での運転に際しては、吸気弁開弁時期を遅角することにより有効圧縮比（圧縮端圧力）の低下が可能となり、後処理装置の昇温には排気弁開弁時期を燃焼期間中まで進角することにより高温の排ガスの供給が可能となる。   As one method for solving such a problem, a hydraulically driven variable valve mechanism that can open and close the valve with hydraulic oil pressure instead of a cam and arbitrarily set the valve opening and closing timing (for example, Patent Documents) 1) is considered useful. For example, during ignition control during premixed diesel combustion or operation on the high load side, the effective compression ratio (compression end pressure) can be reduced by retarding the intake valve opening timing. The exhaust gas can be supplied at a high temperature by advancing the valve opening timing until the combustion period.

前記油圧駆動可変動弁機構においては、図５に示すようにバルブ１２を駆動するための制御室（圧力室）２４を有しており、この制御室２４へ供給孔２７から高圧の油圧を投入することによりプランジャ１７を介してしてバルブ１２を開弁し、制御室２４内の油圧を圧力開放室２８における排出弁３０の開弁により逃すことでバルブスプリング（弁バネ）２０の反力及び磁石２３の吸引力により閉弁するようになっている。そのため、制御室２４への油圧の投入時期および投入期間を制御することでバルブ１２の開閉時期およびリフト量を任意に設定することが可能となる。   The hydraulic drive variable valve mechanism has a control chamber (pressure chamber) 24 for driving the valve 12 as shown in FIG. 5, and high pressure hydraulic pressure is supplied to the control chamber 24 from a supply hole 27. Thus, the valve 12 is opened via the plunger 17, and the reaction force of the valve spring (valve spring) 20 is released by releasing the hydraulic pressure in the control chamber 24 by opening the discharge valve 30 in the pressure release chamber 28. The valve is closed by the attractive force of the magnet 23. Therefore, it is possible to arbitrarily set the opening / closing timing of the valve 12 and the lift amount by controlling the timing and period of application of the hydraulic pressure to the control chamber 24.

特開２００３−３２８７１３号公報JP 2003-328713 A

ところで、前述した油圧駆動可変動弁機構においては、バルブ１２の開閉を油圧の供給、排出により行っているため、制御室２４と圧力開放室２８との間をシールしている排出弁３０の摩耗やエロージョン（浸食）によりシール性が低下した場合、開弁時に制御室２４へ供給する油圧を保持することが困難となり、シール性の低下の度合が軽微であればバルブリフト量が低下し、重度であればバルブリフト自体が不可能となる。このような症状が一つの弁のみに発生したのであれば、吸排気効率の悪化を引き起こし、２つの吸気弁又は２つの排気弁に前記症状が発生した場合には燃焼が不可能となる。その結果、エンジンの出力低下のみならず、運転不可能な気筒の発生によるエンジン振動の増加が発生し、エンジンに多大な支障を来すことになる。   By the way, in the above-described hydraulically driven variable valve mechanism, the valve 12 is opened and closed by supplying and discharging hydraulic pressure, so that the exhaust valve 30 that seals between the control chamber 24 and the pressure release chamber 28 is worn. When the sealing performance decreases due to erosion or erosion, it becomes difficult to maintain the hydraulic pressure supplied to the control chamber 24 when the valve is opened, and if the degree of the sealing performance is slight, the valve lift amount decreases. Then, the valve lift itself becomes impossible. If such a symptom occurs only in one valve, the intake / exhaust efficiency is deteriorated, and if the symptom occurs in two intake valves or two exhaust valves, combustion becomes impossible. As a result, not only the output of the engine decreases, but also the engine vibration increases due to the generation of cylinders that cannot be operated, causing a great hindrance to the engine.

本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、油圧駆動可変動弁機構のシール性の低下を早期の段階で検出することができ、内燃機関の故障を未然に防止することができる油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can detect a deterioration in the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism at an early stage, thereby preventing a failure of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a fail-safe control device for a hydraulically driven variable valve mechanism.

前記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁をなすバルブを油圧で開閉する油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置であって、前記バルブにそのバルブリフト量を検出する変位センサを設け、該変位センサから出力されるバルブリフト量から前記油圧駆動可変動弁機構のシール性の低下を検出するようにしたことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a fail-safe control device for a hydraulically driven variable valve mechanism for hydraulically opening and closing a valve that constitutes an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine. A displacement sensor is provided for detecting a decrease in sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism from a valve lift amount output from the displacement sensor.

前記変位センサで検出されるバルブリフト量をクランク角３度を１サイクルとして入力し、閉弁指示タイミングからの数サイクル分前までのバルブリフト量の変位量とその時の内燃機関の回転速度からバルブリフト量の変位速度を算出し、該変位速度が所定の閾値を超えた時、前記油圧駆動可変動弁機構のシール性が低下している可能性があると判断し、この状態が内燃機関のサイクルで所定サイクル連続して起った時に前記シール性が異常であると判定することが好ましい。   The valve lift amount detected by the displacement sensor is input as a crank angle of 3 degrees as one cycle, and the valve lift amount from the valve closing instruction timing up to several cycles before the valve closing instruction timing and the rotational speed of the internal combustion engine at that time When the displacement speed of the lift amount is calculated and the displacement speed exceeds a predetermined threshold, it is determined that the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism may be deteriorated. It is preferable to determine that the sealing performance is abnormal when a predetermined cycle continues in a cycle.

前記バルブが、その棒軸部に前記変位センサによりバルブリフト量を検出するためのテーパ状の被検出部を有していることが好ましい。   It is preferable that the valve has a tapered detection portion for detecting a valve lift amount by the displacement sensor on the rod shaft portion.

本発明によれば、油圧駆動可変動弁機構のシール性の低下を早期の段階で検出することができ、内燃機関の故障を未然に防止することができる。   According to the present invention, it is possible to detect a decrease in the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism at an early stage, and to prevent a failure of the internal combustion engine.

本発明の実施形態に係る油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the fail safe control device of the hydraulic drive variable valve mechanism concerning an embodiment of the present invention. バルブの変位センサを概略的に示す図である。It is a figure which shows the displacement sensor of a valve | bulb schematically. 油圧駆動可変動弁機構におけるバルブ駆動例を示す図である。It is a figure which shows the valve drive example in a hydraulic drive variable valve mechanism. シール性の判定を行うフェイルセーフ制御のフローチャートである。It is a flowchart of the fail safe control which determines sealing performance. 従来の油圧駆動可変動弁機構を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional hydraulic drive variable valve mechanism schematically.

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is explained in full detail based on an accompanying drawing.

先ず、図１を用いて内燃機関の燃料供給手段としてのコモンレール式燃料噴射装置について説明する。   First, a common rail type fuel injection device as fuel supply means for an internal combustion engine will be described with reference to FIG.

内燃機関である例えばディーゼルエンジンの各気筒毎に燃料噴射を実行するインジェクタ（燃焼噴射弁）１が設けられ、このインジェクタ１には、コモンレール２に貯留されたコモンレール圧の高圧燃料が常時供給される。燃料タンク３内の燃料は、燃料フィルタ４を介してフィードポンプ５によって吸引された後、高圧ポンプ６に送られる。この高圧ポンプ６によりコモンレール２に燃料が圧送される。フィードポンプ５のフィード圧は、リリーフ弁からなる圧力調整弁７によって調整され、一定に保たれる。   An injector (combustion injection valve) 1 that performs fuel injection is provided for each cylinder of an internal combustion engine, for example, a diesel engine. The injector 1 is constantly supplied with high-pressure fuel at a common rail pressure stored in a common rail 2. . The fuel in the fuel tank 3 is sucked by the feed pump 5 through the fuel filter 4 and then sent to the high-pressure pump 6. The high pressure pump 6 pumps fuel to the common rail 2. The feed pressure of the feed pump 5 is adjusted by a pressure regulating valve 7 composed of a relief valve and is kept constant.

エンジンは、エンジン全体を制御する制御装置として電子制御ユニット（ＥＣＵ）８を備えている。このＥＣＵ８は、エンジンの運転状態を検出するセンサからの検出信号に基いてエンジンの運転状態を把握すると共に、その運転状態に基いた駆動信号をインジェクタ１の電磁ソレノイドに送ってインジェクタ１を開閉制御する。電磁ソレノイドのオン、オフにより燃料噴射が実行、停止される。燃料噴射停止時には、インジェクタ１から常圧程度の燃料がリターン回路９を介して燃料タンク３に戻される。また、ＥＣＵ８は、エンジンの運転状態に基いて実際のコモンレール圧を目標圧に向けてフィードバック制御する。コモンレール２には実際のコモンレール圧を検出するためのコモンレール圧センサ１０が設けられている。   The engine includes an electronic control unit (ECU) 8 as a control device that controls the entire engine. The ECU 8 grasps the operating state of the engine based on a detection signal from a sensor that detects the operating state of the engine, and sends a driving signal based on the operating state to the electromagnetic solenoid of the injector 1 to control the opening / closing of the injector 1. To do. Fuel injection is executed and stopped by turning on and off the electromagnetic solenoid. When the fuel injection is stopped, the fuel of about normal pressure is returned from the injector 1 to the fuel tank 3 via the return circuit 9. Further, the ECU 8 feedback-controls the actual common rail pressure toward the target pressure based on the operating state of the engine. The common rail 2 is provided with a common rail pressure sensor 10 for detecting an actual common rail pressure.

エンジンのシリンダヘッド１１には、エンジンの吸気弁或いは排気弁をなすバルブ１２が昇降自在に設けられている。バルブ１２は、全体的に軸状に形成され、その棒軸部１２ａの下端部に傘状の弁体１２ｂが設けられている。バルブ１２の閉弁時、バルブ１２は弁体１２ｂにてシリンダヘッド１１の吸気系又は排気系のポート１３のシート部（弁座部）１３ａに燃焼室１４の内側から着座するようになっている。シリンダヘッド１１の上部には燃料噴射弁１が設けられている。また、シリンダヘッド１１の上部にはバルブ１２用のスプリングケース１５を介して油圧駆動可変動弁機構１６のアクチュエータボディ１６ａが設けられている。このアクチュエータボディ１６ａの軸心部には後述の油圧駆動可変動弁機構１６のプランジャ１７が昇降自在に支持されている。   A cylinder head 11 of the engine is provided with a valve 12 that serves as an intake valve or an exhaust valve of the engine so as to be movable up and down. The valve 12 is formed in a shaft shape as a whole, and an umbrella-shaped valve body 12b is provided at the lower end portion of the rod shaft portion 12a. When the valve 12 is closed, the valve 12 is seated from the inside of the combustion chamber 14 on the seat portion (valve seat portion) 13a of the port 13 of the cylinder head 11 by the valve body 12b. . A fuel injection valve 1 is provided in the upper part of the cylinder head 11. In addition, an actuator body 16 a of a hydraulically driven variable valve mechanism 16 is provided on the cylinder head 11 via a spring case 15 for the valve 12. A plunger 17 of a hydraulically-driven variable valve mechanism 16 (described later) is supported on the shaft portion of the actuator body 16a so as to be movable up and down.

バルブ１２の棒軸１２ａの上端部には楔部材であるコッタ１８を介して弁バネ受けであるアッパーシート１９が取付けられ、このアッパーシート１９にはバルブ１２を閉弁方向（図１の上側）に付勢する弁バネであるコイルバネからなるバルブスプリング２０が圧縮状態で当接されている。前記バルブ１２をアッパーシート１９に組付けるコッタ１８は、逆円錐形又は逆裁頭円錐形に形成されており、中央から左右に二分割可能になっている。前記アッパーシート１９の中央部にはバルブ１２の棒軸部１２ａを挿通する挿通孔２１が設けられていると共に、前記コッタ１８が上方から係合可能な逆円錐状の係合凹部２２が設けられている。   An upper seat 19 as a valve spring receiver is attached to an upper end portion of the rod shaft 12a of the valve 12 via a cotter 18 as a wedge member, and the valve 12 is closed in the upper seat 19 (upper side in FIG. 1). A valve spring 20 formed of a coil spring that is a valve spring that biases the valve spring 20 abuts in a compressed state. The cotter 18 for assembling the valve 12 to the upper seat 19 is formed in an inverted cone shape or an inverted truncated cone shape, and can be divided into two from the center to the left and right. An insertion hole 21 through which the rod shaft portion 12a of the valve 12 is inserted is provided at the center portion of the upper seat 19, and an inverted conical engagement recess 22 in which the cotter 18 can be engaged from above is provided. ing.

前記アクチュエータボディ１６ａの下端部にはアッパーシート１９を上方（つまりバルブ１２の閉弁方向）に吸引ないし吸着してバルブ１２を閉弁位置に保持するための磁石（永久磁石）２３が設けられている。これらバルブスプリング２０及び磁石２３により、バルブ１２を閉弁方向に付勢する付勢手段が構成されている。油圧駆動可変動弁機構１６においては、バルブ１２の開弁駆動を油圧にて行っているため、バルブ１２を開弁するために投入するエネルギーが駆動損失となる。この駆動損失の低減を図るためにバルブスプリング２０のバネ定数を低くする一方、これによる閉弁力の低下を補うために磁石２３による吸引力を利用し、閉弁状態の保持を行っている。   A magnet (permanent magnet) 23 is provided at the lower end of the actuator body 16a to attract or attract the upper seat 19 upward (that is, in the valve closing direction) to hold the valve 12 in the valve closing position. Yes. The valve spring 20 and the magnet 23 constitute a biasing means that biases the valve 12 in the valve closing direction. In the hydraulic drive variable valve mechanism 16, the valve 12 is driven to open by hydraulic pressure, so the energy input to open the valve 12 becomes a drive loss. In order to reduce the drive loss, the spring constant of the valve spring 20 is lowered, while the attraction force by the magnet 23 is used to compensate for the decrease in the valve closing force, thereby holding the valve closed state.

アクチュエータボディ１６ａ内には、プランジャ１７の上面に面した制御室（圧力室）２４が設けられている。この制御室２４は、バルブ１２を開弁方向（図１の下方）にリフトするための高圧の油圧が供給される個所であり、制御室２４の底面がプランジャ１７の上面によって区画形成されている。なお、プランジャ１７の下端部とバルブ１２の棒軸部１２ａの上端部とは一体に接続されていても良い。   A control chamber (pressure chamber) 24 facing the upper surface of the plunger 17 is provided in the actuator body 16a. The control chamber 24 is a portion to which high pressure hydraulic pressure for lifting the valve 12 in the valve opening direction (downward in FIG. 1) is supplied, and the bottom surface of the control chamber 24 is defined by the upper surface of the plunger 17. . The lower end portion of the plunger 17 and the upper end portion of the rod shaft portion 12a of the valve 12 may be integrally connected.

本実施形態では、バルブ１２を開弁するための油圧としてエンジンの燃料と共通の軽油が用いられている。制御室２４内に高圧の軽油が導入されると、その油圧によりバルブ１２がプランジャ１７を介して開弁方向に押されて開弁し、制御室２４内の油圧が開放されると、バルブスプリング２０の付勢力及び磁石２３の吸引力によりバルブ１２が閉弁する。つまり、制御室２４内に作動油を投入することでバルブ１２が開弁し、制御室２４内の作動油を開放することでバルブ１２が閉弁する。   In this embodiment, light oil common to engine fuel is used as the hydraulic pressure for opening the valve 12. When high pressure light oil is introduced into the control chamber 24, the valve 12 is pushed in the valve opening direction via the plunger 17 by the hydraulic pressure, and when the hydraulic pressure in the control chamber 24 is released, the valve spring is opened. The valve 12 is closed by the urging force 20 and the attractive force of the magnet 23. That is, the valve 12 is opened by supplying hydraulic oil into the control chamber 24, and the valve 12 is closed by releasing the hydraulic oil in the control chamber 24.

制御室２４の側方（図１中の左側）には、制御室２４への高圧の作動油の供給、供給停止を切り換えるための供給弁（作動油供給手段）２５が設けられている。この供給弁２５にはコモンレール２から高圧の燃料からなる作動油が供給通路２６を介して供給されるようになっている。また、アクチュエータボディ１６ａには制御室２４と供給弁２５を連通する供給孔２７が形成されている。   On the side of the control chamber 24 (left side in FIG. 1), a supply valve (operating oil supply means) 25 for switching between supply and stop of supply of high-pressure hydraulic oil to the control chamber 24 is provided. The supply valve 25 is supplied with hydraulic oil made of high-pressure fuel from the common rail 2 through a supply passage 26. In addition, a supply hole 27 for communicating the control chamber 24 and the supply valve 25 is formed in the actuator body 16a.

アクチュエータボディ１６ａにおける制御室２４よりも上方には制御室２４と連通する圧力開放室２８が設けられ、この圧力開放室２８には駆動部である電磁ソレノイド２９によって開閉駆動される排出弁（圧力開放手段）３０が制御室２４の上面を塞ぐように設けられている。アクチュエータボディ１６ａには圧力開放室２８から外部に作動油を排出する排出孔３１が形成され、この排出孔３１は排出通路３２を介してリターン回路９に接続されている。前記供給弁２５および排出弁３０の電磁ソレノイド２９は、ＥＣＵ８により制御されるようになっている。   A pressure release chamber 28 that communicates with the control chamber 24 is provided above the control chamber 24 in the actuator body 16a. The pressure release chamber 28 is a discharge valve (pressure release) that is driven to open and close by an electromagnetic solenoid 29 that is a drive unit. Means) 30 is provided so as to block the upper surface of the control chamber 24. The actuator body 16 a is formed with a discharge hole 31 for discharging the hydraulic oil from the pressure release chamber 28 to the outside. The discharge hole 31 is connected to the return circuit 9 via a discharge passage 32. The electromagnetic solenoid 29 of the supply valve 25 and the discharge valve 30 is controlled by the ECU 8.

前記圧力開放室２８における排出弁３０等の摩耗やエロージョンにより油圧駆動可変動弁機構１６のシール性が低下することが考えられる。そこで、油圧駆動可変動弁機構１６のフェイルセーフ制御装置（フェイルセーフ制御システムを含む）として、前記バルブ１２にはそのバルブリフト量を検出する変位センサ３３が設けられ、この変位センサ３３から出力されるバルブリフト量から前記油圧駆動可変動弁機構１６のシール性の低下を検出するように構成されている。前記フェイルセーフ制御装置はＥＣＵ８に組み込まれている。   It is conceivable that the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism 16 is deteriorated due to wear or erosion of the discharge valve 30 or the like in the pressure release chamber 28. Therefore, as the fail-safe control device (including the fail-safe control system) of the hydraulically driven variable valve mechanism 16, the valve 12 is provided with a displacement sensor 33 for detecting the valve lift amount, and output from the displacement sensor 33. A decrease in the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism 16 is detected from the valve lift amount. The fail-safe control device is incorporated in the ECU 8.

前記変位センサ３３によりバルブリフト量を検出するために、図２に示すように前記バルブ１２の棒軸部１２ａにはテーパ状の被検出部３４が形成されている。変位センサ３３は、スプリングケース１５内にスプリング２０と干渉しない状態でバルブ１２の棒軸部１２ａの被検出部３４を囲繞するように設けられている。変位センサ３３は検出したバルブリフト量を電圧値として出力するようになっている。バルブリフト量は電圧値としてＥＣＵ８に取り込まれ、ＥＣＵ８は電圧値を特性式からバルブリフト量に換算するようになっている。   In order to detect the valve lift amount by the displacement sensor 33, a tapered detected portion 34 is formed on the rod shaft portion 12a of the valve 12, as shown in FIG. The displacement sensor 33 is provided in the spring case 15 so as to surround the detected portion 34 of the rod shaft portion 12a of the valve 12 without interfering with the spring 20. The displacement sensor 33 outputs the detected valve lift amount as a voltage value. The valve lift amount is taken into the ECU 8 as a voltage value, and the ECU 8 converts the voltage value into the valve lift amount from the characteristic equation.

油圧駆動可変動弁機構１６におけるバルブ１２の駆動例を示すと図３の通りであり、ＥＣＵ８からの開弁指示信号によりバルブはリフト（リフト量は例えば１０ｍｍ）されて開弁し、所定時間（例えば０．０３秒）後、閉弁指示信号によりリフトが解除されて閉弁するまでの間は目標とするリフト量を保持した状態となる。正常時には実線Ｆで示すようなリフト量が保持されるが、油圧駆動可変動弁機構のシール性が低下すると、破線で示すようにリフト量が低下することになる。   An example of driving the valve 12 in the hydraulically driven variable valve mechanism 16 is as shown in FIG. 3, and the valve is lifted (the lift amount is, for example, 10 mm) by the valve opening instruction signal from the ECU 8 and is opened for a predetermined time ( For example, after the lift is released by the valve closing instruction signal until 0.03 seconds), the target lift amount is maintained. The lift amount as indicated by the solid line F is maintained in the normal state. However, when the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism decreases, the lift amount decreases as indicated by the broken line.

次に、前記フェイルセーフ制御装置により油圧駆動可変動弁機構のシール性の判定を行うフェイルセーフ制御について図４のフローチャートを用いて説明する。先ず、変位センサからの出力をＥＣＵ８に取り込み（Ｓ１）、変位センサの特性式から電圧値をバルブリフト量に換算する（Ｓ２）。前記変位センサで検出されるバルブリフト量をクランク角３度を１サイクルとしてＥＣＵ８に入力し、閉弁指示タイミングからの数サイクル（例えば６サイクル：図３中、６ｓで示す。）分前までのバルブリフト量の変位量とその時の内燃機関の回転速度からバルブリフト量の変位速度Ｖｖａｌｖｅを算出し（Ｓ３）、該変位速度Ｖｖａｌｖｅが所定の閾値Ｃを下回る（Ｖｖａｌｖｅ＜Ｃ）か否かを判断し（Ｓ４）、下回ればシール性が正常と判定する（Ｓ５）。この時の異常可能性の判断回数Ｎは０となる。   Next, the fail safe control for determining the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism by the fail safe control device will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the output from the displacement sensor is taken into the ECU 8 (S1), and the voltage value is converted into the valve lift amount from the characteristic equation of the displacement sensor (S2). The valve lift amount detected by the displacement sensor is input to the ECU 8 with a crank angle of 3 degrees as one cycle, and is several cycles (for example, 6 cycles: indicated by 6s in FIG. 3) from the valve closing instruction timing. A displacement speed Vvalve of the valve lift amount is calculated from the displacement amount of the valve lift amount and the rotational speed of the internal combustion engine at that time (S3), and it is determined whether the displacement speed Vvalve is below a predetermined threshold C (Vvalve <C). If it falls below (S4), it is determined that the sealing performance is normal (S5). In this case, the number N of determinations of the possibility of abnormality is zero.

一方、変位速度Ｖｖａｌｖｅが所定の閾値Ｃ以上（Ｖｖａｌｖｅ≧Ｃ）である時、前記油圧駆動可変動弁機構１６のシール性が低下している可能性があると判断し（Ｓ６）、この状態がエンジンのサイクルで所定サイクル例えば１０サイクル連続して１０回起っているかを判断し（Ｓ７）、１０回以下の場合、Ｎｏｌｄに１を加算してＳ１に戻り、同様のステップが繰り返され、１０回（Ｎｏｌｄ＝１０）に達したなら、前記シール性が異常であると判定する（Ｓ９）ように構成されている。   On the other hand, when the displacement speed Vvalve is equal to or higher than a predetermined threshold C (Vvalve ≧ C), it is determined that the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism 16 may be deteriorated (S6). It is determined whether a predetermined cycle, for example, 10 cycles has occurred 10 times in a cycle of the engine (S7), and if it is 10 times or less, 1 is added to Nold and the flow returns to S1, and the same steps are repeated. When the number of times reaches (Nold = 10), it is determined that the sealing performance is abnormal (S9).

以上の構成からなる油圧駆動可変動弁機構１６のフェイルセーフ制御装置によれば、エンジンの吸気弁又は排気弁をなすバルブ１２を油圧で開閉する油圧駆動可変動弁機構１６のフェイルセーフ制御装置であって、前記バルブ１２にそのバルブリフト量を検出する変位センサ３３を設け、該変位センサ３３から出力されるバルブリフト量から前記油圧駆動可変動弁機構１６のシール性の低下を検出するようにしたので、油圧駆動可変動弁機構１６における排出弁３０等の油圧逃がし流路構成部品の摩耗やエロージョンによる経時劣化によるシール性の低下を早期に検出することが可能となる。その結果、各気筒の吸気弁２弁もしくは排気弁２弁が共に動作不良に陥ることを回避でき、エンジンの出力の低下や振動の悪化を防止することができ、エンジンの重大な故障を未然に防止することができる。   According to the fail-safe control device of the hydraulic drive variable valve mechanism 16 having the above-described configuration, the fail-safe control device of the hydraulic drive variable valve mechanism 16 that opens and closes the valve 12 forming the intake valve or the exhaust valve of the engine with hydraulic pressure. The valve 12 is provided with a displacement sensor 33 for detecting the valve lift amount, and the decrease in the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism 16 is detected from the valve lift amount output from the displacement sensor 33. As a result, it is possible to detect at an early stage a decrease in sealing performance due to wear and erosion of the hydraulic pressure relief flow path components such as the discharge valve 30 in the hydraulic drive variable valve mechanism 16 due to aging. As a result, it is possible to avoid the malfunction of both the intake valve and the exhaust valve of each cylinder, and to prevent the engine output from being lowered and the vibration from being deteriorated. Can be prevented.

前記変位センサ３３で検出されるバルブリフト量をクランク角３度を１サイクルとして入力し、閉弁指示タイミングからの数サイクル分前までのバルブリフト量の変位量とその時のエンジンの回転速度からバルブリフト量の変位速度を算出し、該変位速度が所定の閾値を超えた時、前記油圧駆動可変動弁機構１６のシール性が低下している可能性があると判断し、この状態がエンジンのサイクルで所定サイクル連続して起った時に前記シール性が異常であると判定するようにしているため、油圧駆動可変動弁機構１６のシール性の低下を早期の段階で容易に且つ確実に検出することができ、エンジンの故障を未然に防止することができる。   The valve lift amount detected by the displacement sensor 33 is inputted with a crank angle of 3 degrees as one cycle, and the valve lift amount is determined based on the displacement amount of the valve lift amount several cycles before the valve closing instruction timing and the engine rotational speed at that time. The displacement speed of the lift amount is calculated, and when the displacement speed exceeds a predetermined threshold, it is determined that the sealing performance of the hydraulic drive variable valve mechanism 16 may be deteriorated, and this state is Since it is determined that the sealing performance is abnormal when a predetermined cycle continues in a cycle, the deterioration of the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism 16 can be detected easily and reliably at an early stage. It is possible to prevent engine failure.

前記バルブ１２が、その棒軸部１２ａに前記変位センサ３３によりバルブリフト量を検出するためのテーパ状の被検出部３４を有しているため、簡単な構成でバルブリフト量を容易に検出することができる。   Since the valve 12 has a tapered detected portion 34 for detecting the valve lift amount by the displacement sensor 33 on the rod shaft portion 12a, the valve lift amount can be easily detected with a simple configuration. be able to.

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。前記実施形態では、可変動弁機構の作動油としてエンジンの燃料（軽油）を利用したが、本発明はこの点において限定されず、作動油はエンジンの燃料以外であっても良い。また、本発明が適用されるエンジンはコモンレール式ディーゼルエンジンに限らず、通常の噴射ポンプ式ディーゼルエンジン或いはガソリンエンジン等であっても良い。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the gist of the present invention. . In the above embodiment, the engine fuel (light oil) is used as the hydraulic oil for the variable valve mechanism, but the present invention is not limited in this respect, and the hydraulic oil may be other than the engine fuel. The engine to which the present invention is applied is not limited to a common rail diesel engine, and may be a normal injection pump diesel engine or a gasoline engine.

１２ バルブ
１６ 油圧駆動可変動弁機構
３３ 変位センサ
３４ 被検出部 12 Valve 16 Hydraulic drive variable valve mechanism 33 Displacement sensor 34 Detected part

Claims (3)

内燃機関の吸気弁又は排気弁をなすバルブを油圧で開閉する油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置であって、前記バルブにそのバルブリフト量を検出する変位センサを設け、該変位センサから出力されるバルブリフト量から前記油圧駆動可変動弁機構のシール性の低下を検出するようにしたことを特徴とする油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置。   A fail-safe control device for a hydraulically driven variable valve mechanism for hydraulically opening and closing a valve forming an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, wherein the valve is provided with a displacement sensor for detecting a valve lift amount, and from the displacement sensor A fail-safe control device for a hydraulic drive variable valve mechanism, wherein a decrease in sealing performance of the hydraulic drive variable valve mechanism is detected from an output valve lift amount. 前記変位センサで検出されるバルブリフト量をクランク角３度を１サイクルとして入力し、閉弁指示タイミングからの数サイクル分前までのバルブリフト量の変位量とその時の内燃機関の回転速度からバルブリフト量の変位速度を算出し、該変位速度が所定の閾値を超えた時、前記油圧駆動可変動弁機構のシール性が低下している可能性があると判断し、この状態が内燃機関のサイクルで所定サイクル連続して起った時に前記シール性が異常であると判定するようにした請求項１記載の油圧可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置。   The valve lift amount detected by the displacement sensor is input as a crank angle of 3 degrees as one cycle, and the valve lift amount from the valve closing instruction timing up to several cycles before the valve closing instruction timing and the rotational speed of the internal combustion engine at that time When the displacement speed of the lift amount is calculated and the displacement speed exceeds a predetermined threshold, it is determined that the sealing performance of the hydraulically driven variable valve mechanism may be deteriorated. 2. The fail-safe control device for a hydraulic variable valve mechanism according to claim 1, wherein the sealability is determined to be abnormal when the cycle occurs continuously for a predetermined cycle. 前記バルブが、その棒軸部に前記変位センサによりバルブリフト量を検出するためのテーパ状の被検出部を有している請求項１又は２記載の油圧可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置。   The fail-safe control device for a hydraulic variable valve mechanism according to claim 1 or 2, wherein the valve has a tapered detection portion for detecting a valve lift amount by the displacement sensor on a rod shaft portion thereof.
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