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公開番号2024117157
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023087
出願日2023-02-17
発明の名称カム切替制御装置
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 13/02 20060101AFI20240822BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】カム切替装置の故障時にエンジンの挙動を安定させることができるカム切替制御装置を提供する。
【解決手段】全ての第1カムおよび第2カムの位相を同時に変更する位相変更装置と、各カム切替装置の故障を検出する故障検出装置と、制御装置とを設ける。故障検出装置によって少なくとも一つのカム切替装置が故障していることが検出された場合、第1カムによって一方の弁が開閉されたときに気筒に導入される空気量と第2カムによって一方の弁が開閉されたときに気筒に導入される空気量とが同じ量となるように、位相変更装置に第1カムおよび第2カムの位相を変更させる。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
複数の気筒を有するエンジン本体と、各気筒の吸気ポートをそれぞれ開閉する複数の吸気弁と、各気筒の排気ポートをそれぞれ開閉する複数の排気弁とを備えるエンジンに設けられるカム切替制御装置において、
複数の気筒にそれぞれ設けられて、前記吸気弁と前記排気弁の一方の弁をそれぞれ開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムおよび第２カムと、
複数の気筒にそれぞれ設けられて、前記一方の弁を開閉するカムを前記第１カムと前記第２カムとの間でそれぞれ切り替える複数のカム切替装置と、
全ての気筒の前記第１カムおよび前記第２カムの位相を同時に変更する位相変更装置とを備え、
前記各カム切替装置の故障を検出する故障検出装置と、
前記各カム切替装置および前記位相変更装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記故障検出装置によって少なくとも一つの前記カム切替装置が故障していることが検出された場合、前記第１カムによって前記一方の弁が開閉されたときに前記気筒に導入される空気量と前記第２カムによって前記一方の弁が開閉されたときに前記気筒に導入される空気量とが同じ量となるように、前記位相変更装置に前記第１カムおよび前記第２カムの位相を変更させる、ことを特徴とするカム切替制御装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のカム切替制御装置において、
前記気筒に残留する排気ガスの量を内部ＥＧＲガス量としたとき、前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量よりも少なくなるプロフィールに設定されている、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカム切替制御装置において、
前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間との重複期間が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間との重複期間よりも短くなるプロフィールに設定されており、
前記故障検出装置によって少なくとも一つの前記カム切替装置の故障が検出された場合、前記制御装置は、前記第１カムおよび前記第２カムの位相が予め設定された故障時位相になるように前記位相変更装置を制御し、
前記故障時位相は、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間とが重複せず、且つ、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間とが重複する位相に設定されている、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカム切替制御装置において、
前記一方の弁は、前記排気弁であり、
前記他方の弁は、前記吸気弁であり、
前記故障時位相は、エンジン負荷が同一の場合においてエンジン回転数が高いときの方が低いときよりも遅角側の位相になるように設定されている、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載のカム切替制御装置において、
複数の気筒にそれぞれ設けられて、各気筒の前記吸気弁と前記排気弁の他方の弁を開閉する第３カムと、
全ての気筒の前記第３カムの位相を同時に変更する第３カム用位相変更装置と、
前記故障検出装置によって少なくとも一つの前記カム切替装置の故障が検出された場合、前記制御装置は、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときに前記気筒に導入される空気量と前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときに前記気筒に導入される空気量とが同じ量となるように、前記位相変更装置に前記第１カムおよび前記第２カムの位相を変更させるとともに、前記第３カム用位相変更装置に前記第３カムの位相を変更させる、ことを特徴とするカム切替制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに設けられるカム切替制御装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジンにおいて、吸排気弁（吸気弁または排気弁）を開閉するカムをカムプロフィールの互いに異なるカムどうしの間で切り替えるように構成したものが知られている。例えば、特許文献１には、吸気弁を開閉するカムとして、吸気弁のリフト量および作用角が小さくなる小カムと、吸気弁のリフト量および作用角が大きくなる大カムとが設けられるとともに、吸気弁を開閉するカムをこれら小カムと大カムとの間で切り替えるカム切替装置が設けられたエンジンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５８９９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸排気弁を開閉するカムとしてカムプロフィールの異なる複数のカムを用意してこれらのカムの間で切り替えを行えば、吸排気弁の開閉状態をエンジンの運転状態に応じたより適切な状態にできる。しかしながら、複数の気筒を有するエンジンにこの構成を適用して各気筒の吸排気弁を開閉するカムを複数のカムの間で切り替える場合、次のおそれがある。すなわち、各気筒のカムをそれぞれ切り替えるためのカム切替装置が故障して当該切替が適切に行われなくなると、カムの種類が各気筒で同一種に維持されず各気筒の吸排気弁の開閉状態が不均一となってエンジンの挙動が不安定になるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、カム切替装置の故障時にエンジンの挙動を安定させることができるカム切替制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、複数の気筒を有するエンジン本体と、各気筒の吸気ポートをそれぞれ開閉する複数の吸気弁と、各気筒の排気ポートをそれぞれ開閉する複数の排気弁とを備えるエンジンに設けられるカム切替制御装置において、複数の気筒にそれぞれ設けられて、前記吸気弁と前記排気弁の一方の弁をそれぞれ開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムおよび第２カムと、複数の気筒にそれぞれ設けられて、前記一方の弁を開閉するカムを前記第１カムと前記第２カムとの間でそれぞれ切り替える複数のカム切替装置と、全ての気筒の前記第１カムおよび前記第２カムの位相を同時に変更する位相変更装置とを備え、前記各カム切替装置の故障を検出する故障検出装置と、前記各カム切替装置および前記位相変更装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記故障検出装置によって少なくとも一つの前記カム切替装置が故障していることが検出された場合、前記第１カムによって前記一方の弁が開閉されたときに前記気筒に導入される空気量と前記第２カムによって前記一方の弁が開閉されたときに前記気筒に導入される空気量とが同じ量となるように、前記位相変更装置に前記第１カムおよび前記第２カムの位相を変更させる、ことを特徴とする。
【０００７】
この構成では、複数の気筒にそれぞれ、吸気弁と排気弁の一方の弁をそれぞれ開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムと第２カムとが設けられて、これら第１カムと第２カムとの間で切り替えが行われる。そのため、エンジンの運転状態に応じて吸気弁または排気弁をより適切に開閉させることができ、エンジンの性能を高めることができる。
【０００８】
しかも、この構成では、カム切替装置が故障していることが検出されると、第１カムによって一方の弁が開閉されたときに気筒に導入される空気量と第２カムによって一方の弁が開閉されたときに気筒に導入される空気量とが同じ量となるように、第１カムと第２カムの位相とが変更される。そのため、仮に、カム切替装置の故障に伴ってカムの種類が全気筒で同一種に維持されなくなったとしても、各気筒に導入される空気量を同じ量にしてエンジンの挙動を安定させることができる。
【０００９】
上記構成において、好ましくは、前記気筒に残留する排気ガスの量を内部ＥＧＲガス量としたとき、前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量よりも少なくなるプロフィールに設定されている（請求項２）。
【００１０】
この構成によれば、一方の弁を開閉するカムを第１カムと第２カムとの間で切り替えることで、内部ＥＧＲガス量を大幅に変更することが可能になる。そのため、エンジンの運転状態に応じて内部ＥＧＲガス量をより適切な量に制御できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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