JP2008157118A - 内燃機関の可変動弁装置、並びに可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピン76による連結対象となる2つの揺動部材の一方である大リフトアーム70に、油圧室78を備える。油圧源であるオイルポンプ106と油圧室78との間を結ぶ油圧通路104およびデリバリパイプ114(分岐油路116を含む)を備える。油圧通路上に、油圧室78への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁(OCV)112を備える。OCV112より下流側の油圧通路(デリバリパイプ114)上に、ピン76に作用する油圧を調圧する調圧弁120を備える。
【選択図】図4
Description
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁より下流側の前記油圧通路上に、前記ピンに作用する油圧を調圧する調圧弁と、
を備えることを特徴とする。
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁の作動をデューティ制御することで、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を所定値に制御する油圧制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁を制御した後に、前記連結状態と前記非連結状態とが実際に切り替わる実切り替わりタイミングを推定するタイミング推定手段と、
推定された前記実切り替わりタイミングに応じて、燃焼制御の切り替えタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記タイミング推定手段は、油圧を低下させつつ前記付勢力によって前記の2つの動作の何れか一方を行う際に、油圧が高いほど、前記実切り替わりタイミングが遅くなるように補正することを特徴とする。
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁とを備え、
前記油圧切り替え弁と各気筒の前記油圧室との間の前記油圧通路を等容積とすることを特徴とする。
[可変動弁装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の可変動弁装置1において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に2つの吸気弁と2つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図1に示す構成は、単一の気筒に配設された2つの吸気弁、或いは2つの排気弁を駆動する装置として機能するものとする。
次に、先ず、図2を参照して、可変動弁機構20L、20Rの詳細な構成について説明する。図2は、図1に示す可変動弁機構20をカム軸10の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構20L、20Rは、基本的には、第1駆動カム12に関して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構20L、20Rを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構20L、20Rを区別しないときには、単に可変動弁機構20と表記する。同様に、可変動弁機構20L、20Rの各構成部品やバルブ16L、16R等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するL、Rの記号は付けないものとする。
次に、上記の図1に加え、図3をも参照して、固定動弁機構30の詳細な構成について説明する。
図1に示すように、固定動弁機構30は、第2駆動カム14と第2揺動カムアーム40Rとの間に介在している。固定動弁機構30は、第2揺動カムアーム40Rの揺動運動を第2駆動カム14の回転運動に連動させるものであり、第2駆動カム14によって駆動される大リフトアーム70と、大リフトアーム70を第2揺動カムアーム40Rに結合するアーム結合機構72(図3参照)とを備えている。
以上説明したように、本可変動弁装置1によれば、大リフトアーム70と第2揺動カムアーム40Rとが結合されている状態で、第1バルブ16Lのみの開弁特性を可変制御することが可能になる(片弁固定制御)。
図4は、図3に示す油圧室78に作動油を供給する機能を有する内燃機関の油圧回路100の構成を説明するための図である。尚、本実施形態の内燃機関は、#1〜#4の4つの気筒を備えているものとする。図4においては、#1気筒のアーム結合機構72のみを代表して図示し、他の#1〜#3気筒のアーム結合機構72についてはその図示を省略している。
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図6は、本発明の実施の形態2における油圧回路130の構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路130の構成が上記油圧回路100の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態1と同様に構成されているものとする。このため、図6において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図6においては、OCV112の上流側の構成(オイルポンプ106等)の図示を省略している。
また、油圧通路134が前記第4の発明における「第2油圧通路」に相当している。
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図8は、本発明の実施の形態3における油圧回路140の構成を説明するための図である。尚、図8において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図8においては、OCV112の上流側の構成(オイルポンプ106等)の図示を省略している。
また、絞り部142を備えることにより、調圧弁120による調圧の影響をOCV112の上流側に伝えにくくすることもできる。
次に、図9乃至図13を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
図9は、本発明の実施の形態4における油圧回路150の構成を説明するための図である。尚、図9において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図9においては、OCV112の上流側の構成(オイルポンプ106等)の図示を省略している。
また、本実施形態では、ピン76結合の解除動作を行う際(ピン作動油圧tよりも高圧側から低圧側へ油圧を制御する際)には、OCV112の下流側の油圧を、ピン作動油圧tよりも低い値であって、ピン76結合の解除時の作動応答性を十分に確保できるような油圧値である設定油圧cとする。
次に、図14乃至図16を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜3、9に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に図13に示すルーチンに代えて後述する図16に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
次に、図17および図18を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜3、9に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に図16に示すルーチンに代えて後述する図18に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
次に、図19および図20を参照して、本発明の実施の形態7について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜3、9に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に図16に示すルーチンに代えて後述する図20に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
また、高速域から片弁固定制御が必要な中速域に復帰する際に、ピン76の作動応答性を確保することができ、安定したエンジン制御を行うことができるようになる。
次に、図21および図22を参照して、本発明の実施の形態8について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜4に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に後述する図21に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
次に、図23および図24を参照して、本発明の実施の形態9について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜4に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に後述する図23に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
次に、図25および図26を参照して、本発明の実施の形態10について説明する。
本実施形態のシステムは、図1〜4に示すハードウェア構成を用いて、ECU118に後述する図25に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。ただし、本実施形態では、油圧回路100に調圧弁120を備えていないものとする。
次に、図27を参照して、本発明の実施の形態11について説明する。
図27は、本発明の実施の形態11における油圧回路160の特徴的な構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路160の構成が上記油圧回路100の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態1と同様に構成されているものとする。このため、図27において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図27においては、OCV112の上流側の構成(オイルポンプ106等)の図示を省略している。
次に、図28を参照して、本発明の実施の形態12について説明する。
図28は、本発明の実施の形態11における油圧回路170の特徴的な構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路170の構成が上記油圧回路100の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態1と同様に構成されているものとする。このため、図28において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図28においては、OCV112の上流側の構成(オイルポンプ106等)の図示を省略している。
ところで、上述した実施の形態1乃至12においては、ピン76に油圧を作用させることでピン76が2つのアーム40R、70間で連結状態となり、一方、ピン76に与える油圧を低下させつつリターンスプリング82のバネ力によってピン76が非連結状態となるように構成されたアーム結合機構72(図3参照)を用いている。しかしながら、本発明において2つの揺動部材間をピンにより連結状態或いは非連結状態とする構成は、上記のものに限定されるものではない。すなわち、ピンに油圧を作用させることで2つの揺動部材間が非連結状態となり、一方、ピンに与える油圧を低下させつつリターンスプリングなどの付勢手段の付勢力によってピンが連結状態となるように構成されたアーム結合機構を用いるものであってもよい。
10 カム軸
12、14 駆動カム
16 バルブ
20 可変動弁機構
30 固定動弁機構
34 制御軸
40 揺動カムアーム
70 大リフトアーム
72 アーム結合機構
76 ピン
78 油圧室
80 ピン穴
82 リターンスプリング
84 ピストン
100、130、140、150、160、170 油圧回路
102 オイルパン
104、134、162、172a〜d 油圧通路
106 オイルポンプ
110 リリーフ弁
112 油圧切り替え弁(OCV)
112a 供給ポート
112b デリバリポート
112c ドレーンポート
114 デリバリパイプ
116、164a〜b、166 分岐油路
118 ECU(Electronic Control Unit)
120、132 調圧弁
120a、132a 調圧用油圧室
122、136 ピストン
124 リターンスプリング
126 油排出路
132b 背圧室
136a 大径部
136b 小径部
142 絞り部
152 圧力センサ
Claims (14)
- 駆動カムとバルブとの間に2つの揺動部材を介在させ、前記2つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な内燃機関の可変動弁装置であって、
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁より下流側の前記油圧通路上に、前記ピンに作用する油圧を調圧する調圧弁と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記調圧弁は、前記油圧通路と当該油圧通路内の作動油を排出する油排出路とに連通する調圧用油圧室と、前記油排出路の開放および閉塞を担う開閉部材と、前記油排出路が閉塞されるように前記開閉部材に付勢力を与える調圧用付勢手段とを備え、前記調圧用油圧室に作用する油圧が所定の開弁圧を超えた場合に、前記付勢力に打ち勝って前記油排出路が開放されるように構成されてい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。
- 前記調圧弁は、前記開弁圧をエンジン回転数に応じて変化させる開弁圧可変手段を更に備えることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 前記開弁圧可変手段は、前記開閉部材を介して前記調圧用油圧室と仕切られた背圧室と、前記油圧切り替え弁より上流側の前記油圧通路と前記背圧室とを連通する第2油圧通路とを備え、前記開閉手段における油圧を受ける面積は、前記背圧室側に比して前記調圧用油圧室側の方が広くなるように構成されていることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置。
- 駆動カムとバルブとの間に2つの揺動部材を介在させ、前記2つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な可変動弁装置であって、
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁の作動をデューティ制御することで、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を所定値に制御する油圧制御手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。 - 前記油圧制御手段は、前記ピンの作動が行われるピン作動油圧を基準として、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を、当該ピン作動油圧よりも低圧側から高圧側へ、或いは当該ピン作動油圧よりも高圧側から低圧側へ制御する際、当該制御の開始時には前記ピン作動油圧からの偏差の大きい第1設定油圧に制御し、当該制御の開始から所定時間経過した後は、前記第1設定油圧よりも前記ピン作動油圧に近い第2設定油圧に制御することを特徴とする請求項5記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 前記油圧制御手段は、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を当該ピン作動油圧よりも高圧側から低圧側へ制御した際に、エンジン回転数が比較的低い領域では、前記第2設定油圧を用いないことを特徴とする請求項6記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 前記油圧制御手段は、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を当該ピン作動油圧よりも高圧側から低圧側へ制御した際に、前記2つの揺動部材を前記連結状態とする所定のエンジン回転数領域に限定して、前記第2設定油圧を用いることを特徴とする請求項6記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 前記油圧制御手段は、前記油圧切り替え弁より下流側の油圧を当該ピン作動油圧よりも高圧側から低圧側へ制御した際に、前記2つの揺動部材を前記連結状態とする所定のエンジン回転数領域以外であっても、当該所定のエンジン回転数領域よりも所定回転数だけ高いエンジン回転数領域では、前記第2設定油圧を用いることを特徴とする請求項8記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 駆動カムとバルブとの間に2つの揺動部材を介在させ、前記2つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な可変動弁装置であって、
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁を制御した後に、前記連結状態と前記非連結状態とが実際に切り替わる実切り替わりタイミングを推定するタイミング推定手段と、
推定された前記実切り替わりタイミングに応じて、燃焼制御の切り替えタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。 - 前記タイミング推定手段は、所定の基準回転数に対してエンジン回転数が低く若しくは高くなるほど、または作動油の油温が高くなるほど、前記実切り替わりタイミングが遅くなるように補正することを特徴とする請求項10記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 前記タイミング推定手段は、前記油圧源より離れた気筒ほど、前記実切り替わりタイミングが遅くなるように補正することを特徴とする請求項10記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
- 前記連結状態を得るために前記2つの揺動部材を前記ピンにて一体に固定する動作を、前記油圧室内に作用する油圧と当該油圧に抗する方向に作用する付勢手段の付勢力の何れか一方で担うことで実現し、前記非連結状態を得るために前記ピンを抜く動作を、前記油圧室内に作用する油圧と当該油圧に抗する方向に作用する付勢手段の付勢力の何れか他方で担うことで実現する可変動弁装置であって、
前記タイミング推定手段は、油圧を低下させつつ前記付勢力によって前記の2つの動作の何れか一方を行う際に、油圧が高いほど、前記実切り替わりタイミングが遅くなるように補正することを特徴とする請求項10記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。 - 駆動カムとバルブとの間に2つの揺動部材を介在させ、前記2つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な内燃機関の可変動弁装置であって、
前記2つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁とを備え、
前記油圧切り替え弁と各気筒の前記油圧室との間の前記油圧通路を等容積とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
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