JPH0315006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バルブタイミングの切替機構を有し
た内燃機関におけるバルブタイミング制御装置に
関する。

内燃機関のバルブタイミングをその運転条件に
応じ切替えるようにしたものがある。その代表的
なものでは、バルブタイミングを低速用と高速用
との２段に設定し、スロツトル弁開度、エンジン
回転数などの運転条件因子を検知し、制御回路を
駆動するようにしている。その制御回路はマイク
ロコンピユータシステムにより構成され、そのメ
モリ内に格納したプログラムに従つて運転条件に
即したバルブタイミングが得られるようになつて
いる。

本発明の目的は、かかるプログラム制御による
バルブタイミング切替において、コンピユータに
作動異常が生じた場合のシステムの暴走を防止す
る安全装置を提供することにある。この目的を達
成するため本発明にあつては、コンピユータの作
動の正常、異常を検知する監視手段を設け、監視
手段からコンピユータの作動異常との信号があつ
たとき、コンピユータによるバルブタイミング切
替モータの作動を無効にすると同時に、バルブタ
イミングが２つのバルブタイミングのうち一方例
えば低速バルブタイミングとなるようにモータを
駆動する回路を設けている。

以下図面によつて説明すると第１図において、
１はエアクリーナ、３はスロツトル弁、５はサー
ジタンク、８は吸気マニホルドである。１０はい
わゆるDOHC型のエンジンの本体であつてクラ
ンク軸１２上のプーリ１４はベルト１６によつて
吸気カムシヤフト１８上のプーリ２０及び排気カ
ムシヤフト２２のプーリ２４に連結されている。
尚２５，２５′，２５″はアイドラである。吸気カ
ムシヤフト１８にバルブタイミング制御部材２８
が連結され、この部材２８はリンク３０を介して
クランク３１に連結される。クランク３１は駆動
モータ３２の出力軸に連結されている。モータ３
２の駆動によつてクランク３１は回転し、この回
転運動はリンク３０を介しバルブタイミング制御
部材２８に伝達され、該部材は時計方向又は反時
計方向に回動する。そのため吸気カムシヤフト１
８の排気カムシヤフト２２に対する相対角度位置
は変化しバルブタイミングは２段に変化する。
尚、後の説明の便宜上バルブタイミング制御部材
２８が図の時計方向に最も回動した位置（クラン
ク３１の一つの死点に対応する）は低速用に適し
たバルブタイミングが得られるとし以下これを低
速バルブタイミングと称する。またバルブタイミ
ング制御部材２８が図の反時計方向に最も回動し
た位置（クランク３１のもう一つの死点に対応す
る）は高速用に適したバルブタイミングが得られ
るとし、これを高速バルブタイミングと称する。

３６はプログラム可能なマイクロコンピユータ
としての機能をもつた制御回路であり、スロツト
ルポジシヨナ等のスロツトル弁３の開度を検知す
るセンサ３８及びエンジン回転数センサ４０から
の信号を受ける。これらの信号を受けて制御回路
３６はバルブタイミング切替モータ３２の駆動信
号を形成する。

第２図は制御回路３６の構成をブロツクダイヤ
グラムによつて示すもので、スロツトル弁開度セ
ンサ３８はＡ／Ｄコンバータ４４を介し回転数セ
ンサ４０は直接に入出力ポート４６に信号を印加
する。モータ駆動回路４８はリレーコイル４８
１、リレー接点４８２及びパワートランジスタ４
８３、逆流防止ダイオード４８４より構成され
る。電源（＋Ｂ）はコイル４８１を介してトラン
ジスタのコレクタに、接点４８２を介しモータ３
２に接続される。

５０は、コンピユータの作動が正常なときと異
常なときとでモータ駆動回路の作動を制御する論
理回路で、１つのORゲート５０１と２つのAND
ゲート５０２，５０３と２つのインバータ５０
４，５０５とより成る。ORゲート５０１の出力
はトランジスタ４８３のベースに、同ゲートの一
方の入力はANDゲート５０２の出力に他方の入
力はANDゲート５０３の出力に夫々接続される。
ANDゲート５０２の一方の入力は入出力ポート
４６に接続される。

５４はバルブタイミング制御部材２８によつて
切替えるべき２つのバルブタイミングの検知を行
うセンサであつて、回転接点５４１と固定接点５
４２，５４３，５４４とより構成される。回転接
点５４１はモータ３２の出力軸に固定される。常
時回転接点５４１と接触する中間の固定接点５４
３は接地される。カムシヤフト１８が低速用位置
にあるか高速用位置にあるかを検知する固定接点
５４２，５４４はその先端が回転接点５４１の直
径対立位置に設けられる。回転接点はその周上の
一箇所に切欠き５４１′を有し、この切欠き５４
１′はバルブタイミング制御部材２８が第１図の
最も時計方向に回動した低速バルブタイミングの
位置に来ると低速バルブタイミング検知接点５４
２の先端のところに来る。また、切欠き５４１′
は、バルブタイミング制御部材２８が第１図の最
も反時計方向に回動した高速バルブタイミングの
位置に来ると高速バルブタイミング検知接点５４
４の先端のところに来る。

カムシヤフト１８の角度位置検知センサ部材と
しての固定接点５４２，５４４は電圧接定回路６
０に接続される。この電圧接定回路６０は夫々の
バルブタイミング位置検出接点５４２，５４４へ
の電圧Vcの供給を行う分圧抵抗６０１，６０
１′，６０２，６０２′と、逆流防止ダイオード６
０３，６０４と、雑音防止コンデンサ６０５，６
０６とより成る。夫々の分圧点はバツフア６２，
６４を介し入出力ポート４６に接続され、カムシ
ヤフト１６の位置検出信号を後述の如く印加す
る。

入出力ポート４６はマイクロコンピユータの構
成要素としてのCPU６６、ROM６８、RAM７
０にバス７２を介して結線される。７４はクロツ
ク発生回路である。ROM６８にはエンジン運転
条件に応じて高速バルブタイミング又は低速バル
ブタイミングに切替えられるようモータ３２を駆
動するプログラムが格納されている。

６２は本発明により設けたマイクロコンピユー
タの作動状態の監視手段であり、マイクロコンピ
ユータが正常のときは常にHighの信号を出し、
異常となるとLowの信号を出す回路である。そ
のような回路としてリトリガラブルマルチバイブ
レータが採用できる。CPU６６からはその正常
作動中には所定時間間隔毎にパルス信号が出るた
めマルチバイブレータ６２は常時トリガされその
出力は常にHighである。異常となると、そのよ
うなパルス信号が出なくなるためトリガが起らず
出力はLowとなる。監視回路６２はANDゲート
５０２の他方の入力に接続されると共にインバー
タ５０４を介してANDゲート５０３の第１の入
力に接続される。ANDゲート５０３の第２の入
力はインバータ５０５を介して低速用バルブタイ
ミング状態にカムシヤフト１８があることを検知
するセンサ部材である接点５４２に至るラインに
接続される。

本発明の作動を述べると、コンピユータの正常
作動中には出力ポート４６からは第３図イのｌの
如く所定間隔のパルス信号が出るため監視回路６
２としてのリトリガラブルマルチバイブレータは
ロのｍの如くHighの信号を出し続け、これを
ANDゲート５０２の一方の入力及びインバータ
５０４に印加する。インバータ５０４ではLow
に反転されるためANDゲート５０３の出力には
必ずLowが現われる。マルチバイブレータから
Highの信号が出つづけるコンピユータの正常作
動時はコンピユータは次に説明するようなバルブ
タイミングの切替作動を行う。この作動はメモリ
即ちROM６８に格納されている。このプログラ
ム構造を簡略化して図示すれば第４図の如くにな
る。即ち、７０はプログラムのスタートを示し、
７２ではスロツトル弁開度センサ３８の信号及び
エンジン回転数センサ４０からの信号の判断によ
りバルブタイミングを高速用とする運転域か否か
判定する。Yes、即ち高速用バルブタイミングで
運転すべきと認識すれば７４で高速バルブタイミ
ング状態にカムシヤフト１８が位置しているか否
かを見るセンサ部材５４４からのラインがHigh
であるか否かを検知する。もしカムシヤフト１８
が高速位置になければ接点５４４の先端は切欠き
５４１′のところに来ておらずLowの信号が入出
力ポート４６に入つている。このときはNoに分
岐し７６でCPU６６は入出力ポート４６を介し
てANDゲート５０２にHighの信号を出す。前述
の如くマルチバイブレータ６２からはコンピユー
タの正常作動中はHighの信号が出ていることか
らANDゲート５０２はHighの出力をORゲート
５０１に印加する。かくしてORゲート５０１は
Highを出力しトランジスタ４８３をオンとする。
トランジスタ４８３のONによつてリレーコイル
４８１が励磁され接点４８２はONとなりモータ
３２は駆動される。クランク３１は回転しかくし
てカムシヤフト１８は反時計方向に回動する。ク
ランクが死点まで来ると、即ちカムシヤフト１８
が高速位置に来ると、回転接点５４１の切欠き５
４１′が接点５４４の先端のところに来る。する
とHighの信号が出され、第４図の７４でYesと
判定されプログラムは７８に流れCPU６６は入
出力ポート４６を介しANDゲート５０２にLow
の信号を印加する。そのためANDゲートはLow
の出力をORゲート５０１に出し結果としてトラ
ンジスタ４８３はOFFとなり、リレーのコイル
４８１は消磁され接点４８２は離れ、モータ３２
は停止する。

以上はバルブタイミングを高速用に切替える場
合のプログラムの流れを説明したが、低速用に切
替える場合も同様である。即ち、７２でNo、即
ちエンジンが低速バルブタイミングで運転すべき
領域にあると判定すれば８０でカムシヤフト１８
が低速用位置にあることを検知するセンサ部材５
４２のラインがHighかどうかを見る。Noと検知
すれば７６でモータを駆動する。バルブタイミン
グがすでに低速用に切替り済であれば８０でYes
と判定され、７８に行きモータ３２の駆動を停止
する。

以上述べたコンピユータの作動に異常がある
と、CPU６６からマルチバイブレータ６２への
パルス信号の供給が第３図のl′の如く途切れる。
そのためマルチバイブレータはm′の如くLowの
信号をANDゲート５０２に印加し、結果として
ANDゲート５０２は他の入力信号如何に係わら
ずLowの信号を出す。そのため、コンピユータ
によるバルブタイミング切替作動は行われない。
マルチバイブレータからのLowの信号はインバ
ータ５０４でHighに反転されANDゲート５０３
の一方の入力に印加される。もし、このときバル
ブタイミングが低速用バルブタイミングになけれ
ば、センサ部材５４２に接続されるラインは
Lowの出力をインバータ５０５に印加し、反転
してHighの信号をANDゲート５０３に印加す
る。そのためANDゲート５０３はONとなり、
ORゲート５０１にHighの信号を印加する。かく
してORゲート５０１によりトランジスタ４８３
はオンされモータ３２は回転される。カムシヤフ
ト１８が低速用バルブタイミング位置まで回転さ
れると、接点５４２の先端は切欠き５４１′のと
ころに来てインバータ５０５にHighの信号を印
加する。そのためインバータからLowの信号が
ANDゲート５０３に印加されこれをOFFとす
る。そのためモータ３２が停止し、バルブタイミ
ングは低速用に保持される。

以上述べた如く本発明によればコンピユータの
作動が正常か異常かを検知し、異常とみればバル
ブタイミングを２つのバルブタイミングのうち一
方例えば低速用に保持することで、コンピユータ
異常時の暴走を押えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の構成図、第２図は
第１図中の制御回路のブロツク図、第３図はコン
ピユータの作動監視回路の作動を説明するタイミ
ングチヤート図、第４図はコンピユータでの処理
を示すフローチヤート図。 ３……スロツトル弁、８……吸気マニホルド、
１０……エンジン本体、１８……吸気カムシヤフ
ト、２８……バルブタイミング制御部材、３０…
…リンク、３１……クランク、３２……モータ、
３６……制御回路、４０……回転数センサ、４８
……モータ駆動回路、５４……カムシヤフト位置
検知センサ、６２……監視回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のカム軸に連結され、複数の角度位
   置の間で回転可能なバルブタイミング制御部材、 バルブタイミング制御部材の上記角度位置を検
   知する位置検知手段、 バルブタイミング制御部材に回動運動を付与す
   る電気的駆動手段、 エンジン運転条件の検知を行う運転条件検知手
   段、 前記運転条件検知手段からの信号を受けて電気
   的駆動手段を作動する信号を出力し、前記位置検
   知センサにより検知されるバルブタイミング位置
   までバルブタイミング制御部材を回転せしめる制
   御手段、 上記制御手段の作動の正常、異常を検知する監
   視手段、 前記監視手段より制御手段の異常を検知したと
   き制御手段への電気的駆動手段からの作動信号を
   無効とする手段、及び 該無効手段の作動時、バルブタイミング制御部
   材が上記複数の角度位置のうちの選定された一つ
   をとるように電気的駆動手段への作動信号を出力
   する第２の制御手段、より成る内燃機関のバルブ
   タイミング制御装置。