JP3228038B2 - Variable valve train for internal combustion engine - Google Patents

Variable valve train for internal combustion engine

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JP3228038B2 JP31740794A JP31740794A JP3228038B2 JP 3228038 B2 JP3228038 B2 JP 3228038B2 JP 31740794 A JP31740794 A JP 31740794A JP 31740794 A JP31740794 A JP 31740794A JP 3228038 B2 JP3228038 B2 JP 3228038B2
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気弁あ
るいは排気弁（両者を総称して吸排気弁と記す）のバル
ブリフト特性を機関運転条件に応じて可変制御する可変
動弁装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve apparatus for variably controlling a valve lift characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine (both are generally referred to as intake and exhaust valves) in accordance with engine operating conditions. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】内燃機関の動弁装置は、一般にカムリフ
トをロッカアームやスイングアームを介して吸排気弁に
伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付勢されている
吸排気弁を押し開く構成となっているが、例えば機関の
低速域と高速域とではそれぞれ好ましいバルブリフト特
性が異なるので、運転条件によりバルブリフト特性を切
り換え得るようにした可変動弁装置が種々提案されてい
る。その一例として、例えば特開昭６３−１６７０１６
号公報等において、カムシャフトにプロフィルの異なる
低速型カムと高速型カムとを並設しておき、それぞれに
従動する主ロッカアームおよび副ロッカアームを必要に
応じて連結状態もしくは離脱状態に切り換えるようにし
た構成のものが知られている。なお、一般に、高速型カ
ムは低速型カムに比して、カムリフト量および開弁期間
の双方が大きく設定されている。2. Description of the Related Art In general, a valve train for an internal combustion engine transmits a cam lift to intake and exhaust valves via a rocker arm and a swing arm, and pushes open and exhaust valves urged in a closing direction by a valve spring. However, since, for example, preferable valve lift characteristics are different between a low-speed region and a high-speed region of the engine, various variable valve operating devices capable of switching the valve lift characteristics depending on operating conditions have been proposed. One example is disclosed in, for example, JP-A-63-167016.
In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H10-207, a low-speed cam and a high-speed cam having different profiles are arranged side by side on a camshaft, and a driven main rocker arm and a sub-rocker arm are switched to a connected state or a disconnected state as necessary. Configurations are known. In general, a high-speed cam is set to have both a larger cam lift and a longer valve opening period than a low-speed cam.

【０００３】また、クランクシャフトに対するカムシャ
フトの位相を変化させることで、吸排気弁が開閉するバ
ルブタイミングを遅進させるようにしたバルブタイミン
グ調整機構を用いた可変動弁装置も従来から一部で実用
化されている。つまり、このものでは、バルブリフト特
性の形状は変化せずに、その作動中心角（開時期〜閉時
期の中心となるクランク角）が変化することになる。[0003] In addition, some variable valve actuating devices using a valve timing adjustment mechanism for delaying the valve timing of opening and closing the intake and exhaust valves by changing the phase of the camshaft with respect to the crankshaft have been conventionally used. Has been put to practical use. That is, in this case, the operating center angle (the crank angle that is the center between the opening timing and the closing timing) changes without changing the shape of the valve lift characteristic.

【０００４】そして、さらに、前者のカム切換によるバ
ルブリフト調整機構と後者のバルブタイミング調整機構
とを組み合わせた可変動弁装置も提案されている。両者
を組み合わせることにより、バルブリフトを大小変化さ
せることができると同時に、開時期および閉時期を可変
制御でき、各運転条件下での要求に一層適合させること
ができる。[0004] Further, there has also been proposed a variable valve actuation device in which a former valve lift adjusting mechanism by cam switching and a latter valve timing adjusting mechanism are combined. By combining the two, the valve lift can be changed in magnitude, and at the same time, the opening timing and the closing timing can be variably controlled, so that the requirements can be further adapted to the requirements under each operating condition.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図５は、上記のバルブ
リフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを組み合
わせた可変動弁装置におけるバルブリフト特性の一例を
示している。なお、この例では、効果の大きな吸気弁側
のみにカム切換によるバルブリフト調整機構とバルブタ
イミング調整機構とを設けてある。すなわち、機関の低
速域では低速型カムによってバルブリフト量およびバル
ブ作動角が小さくなるのに対し、機関の高速域では、高
速型カムによってバルブリフト量およびバルブ作動角が
大きくなる。そして、低速域であって、かつ低負荷の場
合には、吸気弁の閉時期を早めてポンピングロスを低減
するために、バルブタイミング調整機構が進み側へ作動
し、破線で示すように、バルブリフト全体を早めるので
ある。FIG. 5 shows an example of a valve lift characteristic in a variable valve operating apparatus in which the above-described valve lift adjusting mechanism and valve timing adjusting mechanism are combined. In this example, a valve lift adjusting mechanism by cam switching and a valve timing adjusting mechanism are provided only on the intake valve side where the effect is large. That is, in a low-speed region of the engine, the valve lift amount and the valve operating angle are reduced by the low-speed cam, whereas in a high-speed region of the engine, the valve lift amount and the valve operating angle are increased by the high-speed cam. Then, in a low-speed region and at a low load, the valve timing adjustment mechanism operates to the advancing side in order to advance the closing timing of the intake valve and reduce the pumping loss. It speeds up the entire lift.

【０００６】ところで、上記のように、例えば吸気弁側
にバルブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構の
双方を設けた場合でも、高速型カムを選択しつつバルブ
タイミングを早めるように制御されることはない。しか
しながら、何らかの故障、例えばカムの切換機構が高速
型カムのまま固着してしまったような場合には、低速低
負荷域において、想像線で示すような特性、つまり高速
型カムでかつバルブタイミングが早い特性になってしま
う可能性がある。As described above, even when both a valve lift adjusting mechanism and a valve timing adjusting mechanism are provided on the intake valve side, for example, the control is performed so as to advance the valve timing while selecting the high-speed cam. Absent. However, in the case of some trouble, for example, when the cam switching mechanism is stuck as a high-speed cam, in the low-speed low-load region, the characteristics shown by the imaginary line, that is, the high-speed cam and the valve timing are insufficient. There is a possibility that the characteristics will be fast.

【０００７】このような場合に、図から明らかなよう
に、本来Ｂ点もしくはＣ点までしかない上死点時のバル
ブリフト量がＡ点まで増加してしまうことになり、ピス
トンが上死点に達すると、該ピストンと吸気弁とが衝突
したり、あるいは隣接する排気弁と吸気弁とが干渉した
りする虞れがある。なお、排気弁側にバルブリフト調整
機構とバルブタイミング調整機構の双方を設けた場合で
も、同様の不具合が生じうる。In such a case, as apparent from the figure, the valve lift amount at the time of the top dead center, which originally has only the point B or C, increases to the point A, and the piston moves to the top dead center. , The piston may collide with the intake valve, or the adjacent exhaust valve and intake valve may interfere with each other. Note that the same problem may occur even when both the valve lift adjustment mechanism and the valve timing adjustment mechanism are provided on the exhaust valve side.

【０００８】[0008]

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】 この 発明は、互いにプロ
フィルの異なる低速型カムと高速型カムとを有するカム
シャフトと、上記低速型カムもしくは高速型カムのいず
れか一方のリフトを選択的に吸排気弁に伝達するバルブ
リフト調整機構と、上記カムシャフトのクランクシャフ
トに対する位相を変化させるバルブタイミング調整機構
と、機関の運転条件を検出する検出手段と、検出した機
関運転条件に応じて上記バルブリフト調整機構とバルブ
タイミング調整機構とを制御する制御手段と、を備えて
なる内燃機関の可変動弁装置において、上記バルブリフ
ト調整機構と上記バルブタイミング調整機構のそれぞれ
に、その故障を検出する故障検出手段を設けるととも
に、少なくとも一方の故障を検出したときに、上記バル
ブリフト調整機構を低速型カムに、上記バルブタイミン
グ調整機構をバルブリフト作動中心角が上死点から離れ
る方向に、つまり吸気弁であれば遅れ側に、排気弁であ
れば進み側に、それぞれ制御する干渉回避手段を設けた
ことを特徴としている。 According to the present invention, a camshaft having a low-speed cam and a high-speed cam having different profiles from each other, and a lift of one of the low-speed cam and the high-speed cam are selectively sucked. A valve lift adjusting mechanism for transmitting to the exhaust valve, a valve timing adjusting mechanism for changing a phase of the camshaft with respect to the crankshaft, a detecting means for detecting an operating condition of the engine, and the valve lift in accordance with the detected engine operating condition In a variable valve actuation device for an internal combustion engine, comprising: a control mechanism for controlling an adjustment mechanism and a valve timing adjustment mechanism. In the variable valve actuation device for an internal combustion engine, a failure detection for detecting a failure in each of the valve lift adjustment mechanism and the valve timing adjustment mechanism. Means, and when at least one failure is detected, activates the valve lift adjustment mechanism. In the speed type cam, the valve timing adjusting mechanism is controlled so that the valve lift operation center angle is away from the top dead center, that is, the intake valve is on the delay side, and the exhaust valve is on the advance side. It is characterized by having provided.

【００１０】そして請求項２の発明では、上記故障検出
手段自体の異常の有無を検出する手段を設け、少なくと
も一方の故障検出手段が異常であると判定した場合に
も、上記干渉回避手段を作動させ、上記バルブリフト調
整機構を低速型カムに、上記バルブタイミング調整機構
をバルブリフト作動中心角が上死点から離れる方向に、
それぞれ制御するようにした。According to the second aspect of the present invention, there is provided means for detecting the presence or absence of an abnormality in the failure detecting means itself, and the interference avoiding means is activated even when it is determined that at least one of the failure detecting means is abnormal. The valve lift adjustment mechanism is a low-speed cam, and the valve timing adjustment mechanism is a direction in which the valve lift operation center angle is away from the top dead center.
Each was controlled.

【００１１】[0011]

【００１２】[0012]

【作用】 請求項１ の構成では、いずれか一方の故障時
に、上記バルブリフト調整機構を低速型カムに制御し、
上記バルブタイミング調整機構をバルブリフト作動中心
角が上死点から離れる方向に制御する。これにより、故
障していない一方の調整機構が作動すれば、上死点時の
バルブリフト量が所期の範囲内に抑制され、ピストン等
との干渉が回避される。 [Action] In the first aspect, when one of the failure to control the valve lift adjustment mechanism in a low-speed cam,
The valve timing adjustment mechanism is controlled so that the valve lift operation center angle is away from the top dead center. As a result, when one of the non-failed adjusting mechanisms is operated, the valve lift amount at the top dead center is suppressed within an expected range, and interference with a piston or the like is avoided.

【００１３】さらに請求項２の構成では、故障検出手段
自体が異常と判定された場合にも、吸排気弁の干渉によ
る破損を未然に防止するために、同様の制御がなされ
る。Further, in the configuration of claim 2 , even when the failure detecting means itself is determined to be abnormal, the same control is performed in order to prevent damage due to interference of the intake and exhaust valves.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００１５】図１は、吸気弁９側のみにバルブリフト調
整機構４０とバルブタイミング調整機構７０とを設けた
可変動弁装置の一実施例を示している。FIG. 1 shows an embodiment of a variable valve operating apparatus in which a valve lift adjusting mechanism 40 and a valve timing adjusting mechanism 70 are provided only on the intake valve 9 side.

【００１６】まず、バルブリフト調整機構４０について
説明する。図２，図３にも示すように、各気筒には一対
の吸気弁９に対応して一つのメインロッカアーム１が設
けられている。メインロッカアーム１の基端は各気筒に
共通なメインロッカシャフト３を介してシリンダヘッド
６９に揺動自在に支持されている。メインロッカアーム
１の先端には各吸気弁９のステム頂部に当接するアジャ
ストスクリュ１０がナット１１を介して締結されてい
る。First, the valve lift adjusting mechanism 40 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, each cylinder is provided with one main rocker arm 1 corresponding to a pair of intake valves 9. The base end of the main rocker arm 1 is swingably supported by a cylinder head 69 via a main rocker shaft 3 common to each cylinder. An adjusting screw 10 that is in contact with the stem top of each intake valve 9 is fastened to the tip of the main rocker arm 1 via a nut 11.

【００１７】メインロッカアーム１には、シャフト１３
にニードルベアリングを介してローラ１４が回転自在に
支持されており、このローラ１４に低速型カム２１が当
接するようになっている。The main rocker arm 1 has a shaft 13
The roller 14 is rotatably supported via a needle bearing, and the low-speed cam 21 is in contact with the roller 14.

【００１８】メインロッカアーム１は平面図上ほぼ矩形
に形成されており、ローラ１４と並んで形成された開口
部にサブロッカアーム２が設けられている。このサブロ
ッカアーム２の基端はサブロッカシャフト１６を介して
メインロッカアーム１に相対回転可能に連結されてい
る。サブロッカシャフト１６はサブロッカアーム２に形
成された穴１７に摺動可能に嵌合する一方、メインロッ
カアーム１に形成された穴１８に圧入されている。The main rocker arm 1 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and the sub rocker arm 2 is provided in an opening formed alongside the roller 14. The base end of the sub rocker arm 2 is connected to the main rocker arm 1 via a sub rocker shaft 16 so as to be relatively rotatable. The sub rocker shaft 16 is slidably fitted in a hole 17 formed in the sub rocker arm 2, while being press-fitted into a hole 18 formed in the main rocker arm 1.

【００１９】サブロッカアーム２は吸気弁９に当接する
部位を持たず、図３に示すように、その先端には高速型
カム２２に摺接するカムフォロア部２３が円弧状に突出
して形成され、その下側にはこのカムフォロア部２３を
高速型カム２２に押し付けるロストモーションスプリン
グ２５が介装されている。The sub rocker arm 2 does not have a portion that comes into contact with the intake valve 9, and as shown in FIG. 3, a cam follower portion 23 that is in sliding contact with the high-speed cam 22 is formed at the tip thereof so as to project in an arc shape, On the side, a lost motion spring 25 for pressing the cam follower portion 23 against the high-speed cam 22 is interposed.

【００２０】メインロッカアーム１にはサブロッカアー
ム２の直下に位置してロストモーションスプリング２５
を支持する円柱状の凹部２６が一体形成される。コイル
状のロストモーションスプリング２５の下端は凹部２６
の底面２６ａに着座し、その上端は凹部２６に摺動自在
に嵌合するリテーナ２７を介してサブロッカアーム２に
一体形成された凸部２８に当接する。A lost motion spring 25 is located on the main rocker arm 1 just below the sub rocker arm 2.
Are formed integrally with each other. The lower end of the coiled lost motion spring 25 has a concave portion 26.
Of the sub rocker arm 2 via a retainer 27 that slidably fits into the recess 26.

【００２１】低速型カム２１と高速型カム２２はそれぞ
れ共通のカムシャフト７２に一体形成され、エンジンの
低回転時と高回転時において要求されるバルブリフト特
性を満足するように異なる形状（大きさが異なる相似形
も含む）に形成されている。この実施例では、図５に示
すように、高速型カム２２は低速型カム２１と比べ、バ
ルブリフト量と作動角（開弁期間）を共に大きくしたプ
ロフィールを有している。The low-speed cam 21 and the high-speed cam 22 are integrally formed on a common camshaft 72, and have different shapes (sizes) so as to satisfy the valve lift characteristics required when the engine is running at a low speed and at a high speed. Are also included. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the high-speed cam 22 has a profile in which both the valve lift and the operating angle (valve opening period) are larger than the low-speed cam 21.

【００２２】両ロッカアーム１，２を適宜に連結させる
ために、メインロッカアーム１とサブロッカアーム２に
渡ってプランジャ３３，３１，３４が摺動自在に嵌合さ
れている。プランジャ３３の背後には油圧通路４３が接
続されており、プランジャ３４の背後にはリターンスプ
リング３８が配設されている。To properly connect the two rocker arms 1 and 2, plungers 33, 31, and 34 are slidably fitted over the main rocker arm 1 and the sub rocker arm 2. A hydraulic passage 43 is connected behind the plunger 33, and a return spring 38 is provided behind the plunger 34.

【００２３】油圧通路４３から導かれる作動油圧が低い
と、リターンスプリング３８の付勢力によりプランジャ
３３，３１がサブロッカアーム２とメインロッカアーム
１にそれぞれ収まって両者の揺動を拘束しない。つま
り、両者が離脱状態となる。一方、油圧通路４３から導
かれる作動油圧が上昇すると、プランジャ３３，３１が
リターンスプリング３８を圧縮しながら摺動して、メイ
ンロッカアーム１とサブロッカアーム２に渡って嵌合す
ることにより両者が一体となって揺動する。When the operating oil pressure guided from the hydraulic passage 43 is low, the plungers 33 and 31 are respectively accommodated in the sub rocker arm 2 and the main rocker arm 1 by the urging force of the return spring 38, and do not restrict the swing of both. That is, both are in the detached state. On the other hand, when the operating oil pressure guided from the hydraulic passage 43 rises, the plungers 33 and 31 slide while compressing the return spring 38, and are fitted over the main rocker arm 1 and the sub rocker arm 2 so that they are integrally formed. Rocks.

【００２４】油圧通路４３はメインロッカアーム１およ
びメインロッカシャフト３の内部を通して設けられてお
り、電磁切換弁４５を介してオイルポンプ５７の吐出油
圧が所定の高回転時にのみ導かれるようになっている。The hydraulic passage 43 is provided through the inside of the main rocker arm 1 and the main rocker shaft 3, and the discharge hydraulic pressure of the oil pump 57 is guided via the electromagnetic switching valve 45 only at a predetermined high rotation. .

【００２５】次に、バルブタイミング調整機構７０につ
いて説明する。バルブタイミング調整機構７０は、カム
シャフト７２とカムプーリ７１の間に設けられ、運転条
件に応じて両者の位相を変化させ、吸気弁９の開閉時期
を変えるようになっている。カムプーリ７１はタイミン
グベルト６６を介してクランクシャフト（図示せず）か
らの回転力が伝達される。Next, the valve timing adjusting mechanism 70 will be described. The valve timing adjusting mechanism 70 is provided between the camshaft 72 and the cam pulley 71, and changes the phases of the two according to the operating conditions to change the opening / closing timing of the intake valve 9. The cam pulley 71 is transmitted with a torque from a crankshaft (not shown) via a timing belt 66.

【００２６】図４にも示すように、カムシャフト７２の
端部には筒形のインナハウジング６５がボルト６４を介
して固定されている。インナハウジング６５の外周に回
転可能に嵌合する筒形のアウタハウジング６３が設けら
れており、該アウタハウジング６３にカムプーリ７１が
一体形成されている。As shown in FIG. 4, a cylindrical inner housing 65 is fixed to the end of the camshaft 72 via bolts 64. A cylindrical outer housing 63 rotatably fitted to the outer periphery of the inner housing 65 is provided, and a cam pulley 71 is formed integrally with the outer housing 63.

【００２７】インナハウジング６５とアウタハウジング
６３の間にはリング状のヘリカルギア７３が介装されて
いる。ヘリカルギア７３は、内外周にヘリカルスプライ
ンがそれぞれ形成されており、各ヘリカルスプラインが
インナハウジング６５の外周とアウタハウジング６３の
内周と噛合い、ヘリカルギア７３が軸方向に移動する
と、アウタハウジング６３に対してインナハウジング６
５が相対回転し、カムプーリ７１に対するカムシャフト
７２の位相が変化するようになっている。A ring-shaped helical gear 73 is interposed between the inner housing 65 and the outer housing 63. The helical gear 73 has helical splines formed on the inner and outer circumferences. Each helical spline meshes with the outer circumference of the inner housing 65 and the inner circumference of the outer housing 63, and when the helical gear 73 moves in the axial direction, the outer housing 63 Inner housing 6
5, the phase of the cam shaft 72 with respect to the cam pulley 71 changes.

【００２８】インナハウジング６５とアウタハウジング
６３とヘリカルギア７３の間には油圧室７５が画成され
ている。油圧室７５に導かれる油圧力が所定値を越えて
上昇すると、ヘリカルギア７３が所期位置からリターン
スプリング７４に抗して軸方向に移動することにより、
カムシャフト７２は吸気弁９の開閉時期を進角させる方
向に回転するようになっている。A hydraulic chamber 75 is defined between the inner housing 65, the outer housing 63 and the helical gear 73. When the hydraulic pressure guided to the hydraulic chamber 75 rises above a predetermined value, the helical gear 73 moves axially against the return spring 74 from the expected position,
The camshaft 72 rotates in a direction to advance the opening / closing timing of the intake valve 9.

【００２９】すなわち、ヘリカルギア７３が所期位置に
あるときは、図５に実線で示すように、吸気弁９の開閉
時期が相対的に遅く、またヘリカルギア７３が最大に変
位したときは、図５に破線で示すように、吸気弁９の開
閉時期が相対的に早まる。That is, when the helical gear 73 is at the desired position, as shown by the solid line in FIG. 5, the opening / closing timing of the intake valve 9 is relatively late, and when the helical gear 73 is displaced to the maximum, As shown by the broken line in FIG. 5, the opening / closing timing of the intake valve 9 is relatively advanced.

【００３０】油圧室７５には、カムシャフト７２の内部
に形成された軸孔７８と、シリンダヘッド６９に形成さ
れたオイルギャラリ５９と、オリフィス７７と、シリン
ダブロック６８に形成されたメインギャラリ５８を介し
て、オイルポンプ５７からの吐出油圧が導入される。The hydraulic chamber 75 includes a shaft hole 78 formed in the camshaft 72, an oil gallery 59 formed in the cylinder head 69, an orifice 77, and a main gallery 58 formed in the cylinder block 68. Through this, the discharge oil pressure from the oil pump 57 is introduced.

【００３１】そして、この油圧を適宜に開放するため
に、カムシャフト７２の他端に、エンジン運転条件に応
じて開閉制御される電磁切換弁７９が設けられている。
電磁切換弁７９は非通電時に図のように軸孔７８を開い
て油圧室７５に導かれる油圧を低下させ、通電時には軸
孔７８を閉塞して油圧室７５に導かれる油圧を高めるよ
うになっている。In order to appropriately release the hydraulic pressure, an electromagnetic switching valve 79 is provided at the other end of the camshaft 72, and is controlled to open and close according to engine operating conditions.
The electromagnetic switching valve 79 opens the shaft hole 78 as shown in the drawing when the electric power is not supplied to reduce the hydraulic pressure guided to the hydraulic chamber 75, and closes the shaft hole 78 when the electric power is supplied to increase the hydraulic pressure guided to the hydraulic chamber 75. ing.

【００３２】バルブリフト調整機構４０とバルブタイミ
ング調整機構７０の制御手段として、電磁切換弁４５と
電磁切換弁７９の通電を制御するコントロールユニット
５１が設けられている。As a control means for the valve lift adjusting mechanism 40 and the valve timing adjusting mechanism 70, a control unit 51 for controlling energization of the electromagnetic switching valve 45 and the electromagnetic switching valve 79 is provided.

【００３３】コントロールユニット５１は、エンジン回
転信号、エンジン負荷信号をはじめ、冷却水温信号、潤
滑油の温度信号、過給機による吸気の過給圧力信号等が
入力され、これらの検出値に基づいてエンジントルクの
急激な変動を抑えつつ、バルブリフト特性の切り換えを
円滑に行うようになっている。The control unit 51 receives an engine rotation signal, an engine load signal, a cooling water temperature signal, a lubricating oil temperature signal, a supercharging pressure signal of intake air from a supercharger, and the like. The switching of the valve lift characteristic is smoothly performed while suppressing the rapid fluctuation of the engine torque.

【００３４】また上記バルブリフト調整機構４０には、
その故障検出手段として、電磁切換弁４５により制御さ
れる油圧通路４３内の油圧を検出する油圧センサ１０１
が設けられている。なお、この故障検出手段としては、
吸気弁９のバルブリフト量を直接検出したり、電磁切換
弁４５の弁体の切換状態を検出したりする手段を採用す
ることもできる。さらに上記バルブタイミング調整機構
７０には、その故障検出手段として、カムシャフト７２
の位相を検出する電磁ピックアップからなるカム位相検
出センサ１０２が設けられている。なお、吸入空気流量
に基づいてバルブリフト調整機構４０やバルブタイミン
グ調整機構７０の故障を検出することも可能である。The valve lift adjusting mechanism 40 includes:
As a failure detecting means, a hydraulic pressure sensor 101 for detecting a hydraulic pressure in a hydraulic passage 43 controlled by an electromagnetic switching valve 45
Is provided. In addition, as this failure detection means,
Means for directly detecting the valve lift amount of the intake valve 9 or detecting the switching state of the valve body of the electromagnetic switching valve 45 may be employed. Further, the valve timing adjusting mechanism 70 has a camshaft 72 as a failure detecting means.
Is provided with a cam phase detection sensor 102 composed of an electromagnetic pickup for detecting the phase of the cam. It is also possible to detect a failure of the valve lift adjustment mechanism 40 or the valve timing adjustment mechanism 70 based on the intake air flow rate.

【００３５】次に、上記実施例の作用について説明す
る。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【００３６】図６は、機関運転条件に対するバルブリフ
ト調整機構４０とバルブタイミング調整機構７０の制御
状態を示す説明図であり、図示するように、機関高速域
では、バルブリフト調整機構４０が高速型カム２２を選
択し、バルブタイミング調整機構７０が開閉時期を遅れ
側に制御する。これによりバルブオーバラップが大とな
る。なお、バルブリフト調整機構４０の電磁切換弁４５
のＯＮが高速型カム２２に、ＯＦＦが低速型カム２１に
それぞれ対応する。またバルブタイミング調整機構７０
の電磁切換弁７９のＯＮが開閉時期の進み側に、ＯＦＦ
が遅れ側に、それぞれ対応する。つまり、機関高速域で
は、電磁切換弁４５がＯＮ、電磁切換弁７９がＯＦＦと
なる。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the control state of the valve lift adjusting mechanism 40 and the valve timing adjusting mechanism 70 with respect to the engine operating conditions. As shown, in the high engine speed range, the valve lift adjusting mechanism 40 is of a high speed type. The cam 22 is selected, and the valve timing adjusting mechanism 70 controls the opening / closing timing to be delayed. This increases the valve overlap. The electromagnetic switching valve 45 of the valve lift adjustment mechanism 40
ON corresponds to the high-speed cam 22 and OFF corresponds to the low-speed cam 21. The valve timing adjusting mechanism 70
ON of the electromagnetic switching valve 79 of the
Correspond to the lag side, respectively. That is, in the engine high speed range, the electromagnetic switching valve 45 is turned on and the electromagnetic switching valve 79 is turned off.

【００３７】また機関低速域で、かつ高負荷側の領域で
は、両電磁切換弁４５，７９がＯＦＦとなり、低速型カ
ム２１で、かつ開閉時期が遅れ側となる。これによりバ
ルブオーバラップは小さくなる。In the low-speed region of the engine and on the high-load side, both solenoid-operated directional control valves 45 and 79 are turned off, so that the low-speed cam 21 and the opening / closing timing are delayed. This reduces the valve overlap.

【００３８】さらに機関低速域で、かつ低負荷側の領域
では、電磁切換弁４５がＯＦＦ、電磁切換弁７９がＯＮ
となり、低速型カム２１で、かつ開閉時期が進み側とな
る。これにより、吸気弁９の閉時期が早まり、ポンピン
グロスが低減して、燃費が向上する。Further, in the low engine speed region and on the low load side, the electromagnetic switching valve 45 is OFF and the electromagnetic switching valve 79 is ON.
, And the opening / closing timing is on the advance side. As a result, the closing timing of the intake valve 9 is advanced, the pumping loss is reduced, and the fuel efficiency is improved.

【００３９】このように、通常は、両電磁切換弁４５，
７９が同時にＯＮとなることはなく、図５に想像線で示
したようなバルブリフト特性は発生しない。しかし、例
えばバルブリフト調整機構４０のプランジャ３３等が高
速型カム２２の状態のまま固着したような場合には、低
速低負荷域でバルブ開閉時期が早まると、想像線のよう
なバルブリフト特性となり、ピストン等と干渉する恐れ
がある。As described above, normally, the two electromagnetic switching valves 45,
79 does not turn ON at the same time, and the valve lift characteristic as shown by the imaginary line in FIG. 5 does not occur. However, for example, when the plunger 33 of the valve lift adjusting mechanism 40 is stuck in the state of the high-speed cam 22, if the valve opening / closing timing is advanced in a low-speed low-load region, the valve lift characteristics as indicated by an imaginary line will be obtained. May interfere with the piston and the like.

【００４０】そこで、コントロールユニット５１におい
ては、図７に示すフローチャートに従って異常の検出お
よび異常時の干渉回避を行っている。このルーチンは、
繰り返し実行されるもので、まず、ステップ１で機関運
転条件信号および油圧センサ１０１、カム位相検出セン
サ１０２の検出信号が読み込まれる。そして、ステップ
２およびステップ３で、油圧センサ１０１およびカム位
相検出センサ１０２が異常であるか否か順次判定され
る。例えば、センサの出力信号が全くなく、断線してい
ると考えられる場合や、出力信号が異常なレベルである
場合などは、センサ１０１，１０２が異常であると判定
する。センサ１０１，１０２が一つでも異常であれば、
ステップ６へ進む。また、センサ１０１，１０２が正常
である場合には、ステップ４およびステップ５へ進み、
バルブリフト調整機構４０およびバルブタイミング調整
機構７０が故障していないか否かを判定する。これは、
機関運転条件に基づく本来の制御状態と、実際に検出さ
れた状態とを対比することにより行う。ここで、一方で
も故障であると判定した場合には、ステップ６へ進む。
そして、ステップ６では、運転条件に拘わらず、電磁切
換弁４５，７９の双方をＯＦＦとする。Therefore, the control unit 51 detects an abnormality and avoids interference at the time of the abnormality in accordance with the flowchart shown in FIG. This routine
First, in step 1, the engine operation condition signal and the detection signals of the hydraulic pressure sensor 101 and the cam phase detection sensor 102 are read. Then, in steps 2 and 3, it is sequentially determined whether or not the oil pressure sensor 101 and the cam phase detection sensor 102 are abnormal. For example, when there is no output signal from the sensor and it is considered that the sensor is disconnected, or when the output signal is at an abnormal level, the sensors 101 and 102 are determined to be abnormal. If at least one of the sensors 101 and 102 is abnormal,
Proceed to step 6. If the sensors 101 and 102 are normal, the process proceeds to step 4 and step 5, and
It is determined whether the valve lift adjustment mechanism 40 and the valve timing adjustment mechanism 70 are out of order. this is,
This is performed by comparing the original control state based on the engine operating conditions with the actually detected state. Here, if it is determined that a failure has occurred, the process proceeds to step S6.
Then, in step 6, both the electromagnetic switching valves 45 and 79 are turned off regardless of the operating conditions.

【００４１】このように両電磁切換弁４５，７９をＯＦ
Ｆとすれば、バルブリフト調整機構４０は低速型カム２
１側に制御される。同時に、バルブタイミング調整機構
７０は遅れ側に制御される。つまり、バルブリフトの作
動中心角θM （図５参照）が上死点から離れる方向へ制
御される。従って、仮に一方の機構が故障していたとし
ても、上死点時の吸気弁９のバルブリフトは小さくな
り、ピストンや排気弁との干渉が防止される。また、セ
ンサ１０１，１０２が故障していて、各機構の故障を検
出できないような場合にも、同様に制御され、吸気弁９
の衝突が未然に防止される。As described above, the two solenoid-operated switching valves 45 and 79 are
F, the valve lift adjustment mechanism 40 is the low-speed cam 2
It is controlled to one side. At the same time, the valve timing adjustment mechanism 70 is controlled to the lag side. That is, the operating center angle θ M of the valve lift (see FIG. 5) is controlled in a direction away from the top dead center. Therefore, even if one of the mechanisms is out of order, the valve lift of the intake valve 9 at the top dead center is reduced, and interference with the piston and the exhaust valve is prevented. In the case where the sensors 101 and 102 have failed and a failure of each mechanism cannot be detected, the same control is performed and the intake valve 9 is controlled.
Collision is prevented beforehand.

【００４２】[0042]

【００４３】[0043]

【００４４】[0044]

【発明の効果】 以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、バルブリフト調整機構およびバルブタイミン
グ調整機構の故障検出に基づいて上死点時のバルブリフ
トが小さくなるように制御されるので、バルブリフト調
整機構あるいはバルブタイミング調整機構が故障した場
合でも、吸排気弁の干渉が防止される。従って、バルブ
リセスを大きく設ける必要がなくなり、燃焼室の設計の
上で有利となる。 As is apparent from the above description, according to the present invention , the valve lift at the top dead center is controlled to be small based on the failure detection of the valve lift adjustment mechanism and the valve timing adjustment mechanism. So the valve lift style
If the adjustment mechanism or valve timing adjustment mechanism fails
Even in this case, interference between the intake and exhaust valves is prevented. Therefore, it is not necessary to provide a large valve recess, which is advantageous in designing the combustion chamber.

【００４５】さらに請求項２の構成によれば、故障検出
手段となるセンサが故障したような場合にも、吸排気弁
の干渉が未然に防止される。Further, according to the configuration of the second aspect , even when the sensor serving as the failure detecting means fails, the interference between the intake and exhaust valves is prevented beforehand.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係る可変動弁装置の一実施例を示す
構成説明図。FIG. 1 is a configuration explanatory view showing one embodiment of a variable valve apparatus according to the present invention.

【図２】そのロッカアーム部分の拡大平面図。FIG. 2 is an enlarged plan view of the rocker arm.

【図３】同じくロッカアーム部分の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a rocker arm portion.

【図４】バルブタイミング調整機構の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a valve timing adjustment mechanism.

【図５】この実施例のバルブリフト特性図。FIG. 5 is a valve lift characteristic diagram of this embodiment.

【図６】機関運転条件に対する制御の状態を示す説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of control with respect to engine operating conditions.

【図７】異常時の処理の流れを示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing when an abnormality occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

４０…バルブリフト調整機構 ４５…電磁切換弁 ５１…コントロールユニット ７０…バルブタイミング調整機構 ７９…電磁切換弁 １０１…油圧センサ １０２…カム位相検出センサ Numeral 40: Valve lift adjusting mechanism 45: Electromagnetic switching valve 51: Control unit 70: Valve timing adjusting mechanism 79: Electromagnetic switching valve 101: Oil pressure sensor 102: Cam phase detection sensor

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−64608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−150409（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−79363（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−160708（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−87643（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 13/00 301 F01L 1/34 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-64608 (JP, A) JP-A-60-150409 (JP, A) JP-A-5-79363 (JP, A) Jpn. , U) Tokuho Hei 5-87643 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01L 13/00 301 F01L 1/34

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 互いにプロフィルの異なる低速型カムと
高速型カムとを有するカムシャフトと、上記低速型カム
もしくは高速型カムのいずれか一方のリフトを選択的に
吸排気弁に伝達するバルブリフト調整機構と、上記カム
シャフトのクランクシャフトに対する位相を変化させる
バルブタイミング調整機構と、機関の運転条件を検出す
る検出手段と、検出した機関運転条件に応じて上記バル
ブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを制御
する制御手段と、を備えてなる内燃機関の可変動弁装置
において、上記バルブリフト調整機構と上記バルブタイ
ミング調整機構のそれぞれに、その故障を検出する故障
検出手段を設けるとともに、少なくとも一方の故障を検
出したときに、上記バルブリフト調整機構を低速型カム
に、上記バルブタイミング調整機構をバルブリフト作動
中心角が上死点から離れる方向に、それぞれ制御する干
渉回避手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。1. A camshaft having a low speed cam and a high speed cam having different profiles from each other, and a valve lift adjustment for selectively transmitting a lift of one of the low speed cam and the high speed cam to an intake / exhaust valve. A mechanism, a valve timing adjusting mechanism for changing the phase of the camshaft with respect to the crankshaft, a detecting means for detecting operating conditions of the engine, and the valve lift adjusting mechanism and the valve timing adjusting mechanism according to the detected engine operating conditions. Control means for controlling the valve lift control mechanism, the valve lift adjustment mechanism and the valve timing adjustment mechanism each provided with a failure detection means for detecting the failure, at least one of the When a failure is detected, the valve lift adjustment mechanism is connected to the low-speed cam and the valve A variable valve actuation device for an internal combustion engine, comprising: an interference avoiding means for controlling a mining adjustment mechanism in a direction in which a valve lift operation center angle is away from a top dead center. 【請求項２】 上記故障検出手段自体の異常の有無を検
出する手段を設け、少なくとも一方の故障検出手段が異
常であると判定した場合にも、上記干渉回避手段を作動
させ、上記バルブリフト調整機構を低速型カムに、上記
バルブタイミング調整機構をバルブリフト作動中心角が
上死点から離れる方向に、それぞれ制御することを特徴
とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。Means for detecting whether or not the failure detecting means itself is abnormal; and, when at least one of the failure detecting means is determined to be abnormal, activates the interference avoiding means to adjust the valve lift. the mechanism to low-speed cam, in a direction away the valve timing adjusting mechanism from the top dead center the valve lift operation center angle, variable valve device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control respectively.
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