JP2687718B2 - 内燃機関のカム切換制御装置 - Google Patents

内燃機関のカム切換制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は運転条件によってカムを切換える内燃機関の
カム切換制御装置に関する。
(従来の技術) 内燃機関の吸排気弁を駆動する動弁装置は、機関の要
求する出力特性に合わせて、最適なバルブタイミングが
得られるように設定されている。
ところが、この要求バルブタイミングは機関の運転条
件によってそれぞれ異なり、例えば低負荷域ではバルブ
リフト、開弁期間は共に小さく、これに対して高負荷域
では大きなバルブリフトと開弁期間が要求される。自動
車用内燃機関のように運転条件が広範囲にわたるもの
は、バルブタイミングをどの運転領域を対象に設定する
かがなかなか難しく、いずれにしても、総ての運転条件
で最適なマッチングとすることはできない。
そこで、特開昭63−167016号公報にあるように、カム
特性(カムプロフィル)の異なる複数のカムを備えてお
き、運転条件によってカムの切換えを行うことにより、
それぞれにおいて最適なバルブタイミングで運転するこ
とを可能とした、可変動弁装置が提案されている。
これは低回転域で高いトルク特性をもつ低速型の出力
カムと、高回転域で高いトルク特性の高速型の出力カム
とを、運転条件により切換えることにより、低速域から
高速域まで高出力を発揮させようとするものである。ま
た、これに加えて部分負荷域での燃費特性にすぐれた燃
費カムを備え、部分負荷域での燃費向上を図ることも提
案されている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記したカムの切換えは、切換運転状態が
判断されると、各気筒のカム切換アクチュエータを一斉
に駆動して行っていた。
しかし、カムの切換が指令されてから実際に切換が終
了するまでにはある時間がかかり、しかもクランク角度
によっては切換が不能な範囲もあるので、総ての気筒で
カムの切換が同時に終了するとは限らず、このため、切
換を指令した直後は気筒によってどのカムで運転されて
いるのかは、必ずしも特定できない。
カムが切換られると、スロットル開度が変化しなくて
もシリンダの吸気充填効率がカム特性によって変わるた
め、要求される燃料の供給量や点火時期も変化する。
ところでカム切換が指令された直後は気筒によって使
用カムの特定ができないため、カムによって要求の異な
る燃料供給量や点火時期にマッチさせようとしても、タ
イミングを合わせた制御ができず、切換前後でトルク変
動による切換ショックや、排気組成の悪化が避けられな
かった。
この切換ショックは低回転域ほど影響が大きく、乗員
に不快感を与えることがある。
一方、特開昭64−80735号公報には、吸排気弁の開閉
作動態様の切換前後での運転条件の変化に対応して、前
記切換指令時に燃料供給量等をも切換えるものが開示さ
れている。この装置ではさらに、弁作動変更手段の油圧
応答遅れにより燃料供給量の切換に対して開閉作動態様
の切換が間に合わない気筒が生じるのと防止することを
目的として、開閉作動態様の切換指令に対して油圧応答
に関係する因子(油温)に応じて定めた遅延時間後に燃
料噴射量の切換えを行うようにしている。
しかしながら、弁作動態様の切換えそのものは先のも
のと同様に各気筒一斉であり、すなわち点火順序に従い
各気筒が1サイクルを完了する短時間の間に弁作動態様
が切り換えられてしまうので、特に低回転域で顕著な切
換時のトルク変動を十分に軽減することができない。
これに対してクランク角度に同期させつつ特定の気筒
から順にカムの切換が行なわれるように気筒毎に制御す
れば、それに合わせて燃料供給量や点火時期を調整で
き、スムーズな切換が可能となるが、このためには限定
されたクランク角度の範囲内で切換を完了する必要があ
り、とくに高回転域では切換が可能となる絶対的な時間
範囲が非常に短くなることもあって、カム切換に高速応
答性にすぐれたアクチュエータや、入力の高速センシン
グ、CPUの高速演算等、高性能な装置が必要となり、仮
に実用化できても当然高価になる。
ところで、カム切換時のトルク変動等の影響は低回転
域に比較して高回転域では、気筒間の燃焼間隔が短くな
ってトルク脈動が平滑化され、また気筒間のサイクル毎
の吸気充填効率が相対的に低下することなどもあって、
燃料供給量や点火時期を厳密にカム切換気筒に対応させ
なくても、大きな問題とはならない。
そこで本発明は、切換ショックの大きな低回転域では
クランク角度に同期して特定気筒から切換えると共に、
これに燃料供給量と点火時期の切換タイミングも対応さ
せ、高回転域ではクランク角度に同期させずに複数気筒
で同時に切換を行い、これに燃料供給量と点火時期の切
換を付随させることで、高速応答性を必要とすることな
く、切換時のトルク変動の少ない安定したカム切換を実
現することを目的とする。
(課題を解決するための手段) そこで本発明は、第1図に示すように、出力特性の異
なるカムプロフィルをもつ複数のカム10と、運転状態に
応じてカム10の選択切換を判定する手段11と、選択され
たカム10により吸排気弁の少なくとも一方を駆動するよ
うにカム10を切換えるカム切換機構12とを備えた内燃機
関において、機関クランク角度を検出する手段13と、機
関低回転域でのカム切換時は特定気筒から順にクランク
角度に同期してカム切換機構12に切換指令を発する手段
14と、かつこれに対応して該特定気筒から順に少なくと
も燃料供給量を切換る手段15と、機関高回転域でのカム
切換時は複数気筒のカム切換機構に同時に切換指令を発
する手段16と、この切換に対応して複数気筒の少なくと
も燃料供給量を切換る手段17とを備える。
また、本発明は、出力特性の異なるカムプロフィルを
もつ複数のカム10と、運転状態に応じてカム10の選択切
換を判定する手段11と、選択されたカム10により吸排気
弁の少なくとも一方を駆動するようにカム10を切換える
カム切換機構12とを備えた内燃機関において、機関クラ
ンク角度を検出する手段13と、機関低回転域でのカム切
換時は特定気筒から順にクランク角度に同期してカム切
換機構12に切換指令を発する手段14と、かつこれに対応
して該特定気筒から順に燃料供給量を切換る手段15と、
同じく該特定気筒から順に点火時期を切換る手段18と、
機関高回転域でのカム切換時は複数気筒のカム切換機構
に同時に切換指令を発する手段16と、この切換に対応し
て複数気筒の少なくとも燃料供給量を切換る手段17と、
同じく複数気筒の点火時期を切換る手段19とを備える。
(作用) 上記構成に基づき、低回転域ではクランク角度に同期
して予め定めた時間差をあけて特定気筒から順次的にカ
ムを切換ることができ、燃料供給量と点火時期の切換も
これに対応するため、排気組成を良好に維持しつつカム
切換時のトルク変動を十分に抑制することができる。
低回転域ではカム切換が可能な絶対時間も長く、クラ
ンク角度に同期した切換制御に高速応答性が不要とな
り、安価なシステムであっても簡単かつ確実な切換が可
能となる。
これに対して高回転域でのカム切換は、クランク角度
と同期させずに複数気筒で一斉に行なわれるので制御機
構は単純化され、しかも低回転域に比較するとトルク変
動の影響も少ないため、実害となるような切換ショック
も発生しない。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、第2図,第3図に可変動弁装置の基本的な構成
を示すが、これ自体は本出願人により、特願平2−1172
61号として、既に提案されているもので、低回転域と高
回転域でそれぞれ出力を重視した2つの出力型カムと、
これとは別に部分負荷域などで燃費を重視した燃費カム
との3つのカムを運転状況に応じて切り換えるようにな
っている。
21は燃費重視型のカムプロフィルに設定され、カムリ
フトが小さく、かつリフト開始が遅くリフト終了が早い
リフト区間の小さい第1カム(燃費カム)、22は低回転
域で高トルクを発生するカムプロフィルに設定され、前
記第1カム21よりもカムリフトが相対的に大きい第2カ
ム(低速型出力カム)、23は高回転域で高トルクを発生
するカムプロフィルに設定され、第2カム22よりもカム
リフト、リフト区間の大きい第3カム(高速型出力カ
ム)で、これらは同一のカムシャフトに並列的に設けら
れる。
24は吸・排気弁(吸気弁または排気弁)、25はローラ
26を介して前記第1カム21と常時接触するメインロッカ
ーアームで、ロッカーシャフト27を支点に揺動して、吸
・排気弁24を開閉する。
メインロッカーアーム25にはシャフト30を支点にして
揺動する2つのサブロッカーアーム28,29が前記ローラ2
6と並列的に支持され、一方のサブロッカーアーム28は
前記第2カム22と、他方のサブロッカーアーム29は前記
第3カム23と接触する。
これらサブロッカーアーム28,29はメインロッカーア
ーム25と係合していないときは、ロストモーションスプ
リング31により常時第2,第3カム22,23に接触するよう
に付勢され、メインロッカーアーム25からは独立して運
動(揺動)する。
これらサブロッカーアーム28,29をメインロッカーア
ーム25に対して選択的に係合するため、まず一方のサブ
ロッカーアーム28の揺動部位には円柱形のピン32が、ま
たメインロッカーアーム25にもこのピン32と同軸上にピ
ン34が、それぞれカムシャフト方向に摺動自在に配設さ
れ、かつこれらピン32,34は常時はリターンスプリング3
6に付勢されて第2図の状態に保持され、メインロッカ
ーアーム25との係合を解かれているが、ピン34の収装さ
れた油圧室38に通路40を介して圧油が導かれると、ピン
32と34が所定量だけ押し出されて、サブロッカーアーム
28がメインロッカーアーム25と係合するようになってい
る。
サブロッカーアーム28がメインロッカーアーム25と一
体になるには、第1カム21のベースサークルにあるとき
で、一体後は第1カム21よりもリフトの大きい第2カム
22に従ったバルブタイミングに切換わる。
つまり、第1カム21による燃費重視の特性から、第2
カム22による低回転域での出力重視の特性に切換られる
のである。
他方のサブロッカーアーム29についても、これと同様
に構成され、油圧室39に通路41を介して圧油が導かれる
と、ピン35と33がリターンスプリング37に抗して押し出
され、サブロッカーアーム29がメインロッカーアーム25
に係合することにより、バルブタイミングは前記と同じ
く第1カム21よりもリフト量、リフト区間の共に大きい
第3カム23に依存するように切換られ、高回転域での出
力重視の特性が得られるのである。
なお、第4図に第1カム21から第3カム23までのバル
ブリフト特性を示す。そして、各カムを用いたときの全
開出力特性は、第5図のようになり、第1カム21によれ
ば、発生トルクは低いものの燃費が良く、第2カム22で
は低回転域での最大トルクが最も高く、第3カム23は低
回転域での発生トルクは第2カム22よりも小さいもの
の、高回転域での最大トルクは最も大きくなる。
ところで、第1カム21から第2、第3カム22,23への
切換や、その反対に第2、第3カム22,23から第1カム2
1への切換を制御するために第6図に示すようなコント
ロールユニット51が備えられ、運転状態によって最適な
カムが選択されるのである。
コントロールユニット51におけるこのカムの選択は第
5図の特性に基づいて、要求するトルクと回転数が例え
ば燃費カムである第1カム21の領域にあるときはこの燃
費カムを用い、この状態からアクセル開度が増加して要
求トルクが燃費カムの領域を外れて例えば低速型出力カ
ムである第2カム22の領域に移行すると、燃費カムから
低速型出力カムに切換られ、また、回転数が低回転域か
ら高回転域に上昇してくると、高速型出力カムである第
3カム23に切換られるのである。
このため第6図にも示すように、コントロールユニッ
ト51には機関回転数、クランク角度位置を検出するクラ
ンク角センサ52、アクセルペダルの操作量(踏込量)を
検出するアクセル操作量センサ53、吸入空気量を検出す
るエアフローセンサ54、実際に選択されたカム位置を検
出するカムポジションセンサ55からの信号が入力し、こ
れらに基づいて上記のようにカムの切換時期が判定され
たら、前記2つの油圧室38,39への油圧の切換を行う電
磁弁45a,45bと46a,46bの作動を制御するのである。
この実施例では4気筒#1,#2,#3,#4のうち、#1,
#2に対しては電磁弁45a,46aにより、また#3,#4に
対しては電磁弁45b,46bにより供給油圧が制御される。
電磁弁45a,45bが開かれると第2カム22を働かせるた
めに油圧室38にオイルポンプからの圧油が導かれ、電磁
弁46a,46bを開くことにより今度は第3カム23を働かせ
るため油圧室39に圧油が導かれるのである。
ここで本発明においては、コントロールユニット51は
これらのカムの切換を行うにあたり、そのときの機関回
転数が所定値よりも低回転域にあるときは、例えば特定
の2気筒#3,#4からクランク角度に同期してカム切換
が可能なクランク角度範囲で切換えを行い、次いで他の
2気筒#1,#2のカム切換を行うというように点火順序
にしたがって気筒グループ毎に順々に切換えるが、機関
回転数が高回転域にあるときは、気筒毎ではなく、全部
の気筒#1〜#4で一斉にカム切換を行うようになって
いる。
そしてこのカム切換に伴い、カムによって要求される
燃料供給量や点火時期が異なり、そのままではカムの切
換時にトルク段差を生じ、また排気組成も悪化するの
で、これらの現象を回避するために、コントロールユニ
ット51は切換に対応して燃料噴射弁59から噴射される燃
料供給量、さらには点火装置60による点火時期を補正制
御するように構成される(第9図参照)。
この場合、カム切換が特定の気筒から順に行なわれる
低回転域ではこれに合わせて、気筒毎に燃料供給量と点
火時期の補正を行うが、全気筒で一斉にカム切換が行な
われる高回転域では、全気筒に対して燃料供給量と点火
時期の補正を同時に行うようになっている。
コントロールユニット51で実行されるこれらの制御動
作を、第7図のフローチャートによって説明する。
運転条件として、アクセル開度、回転数、吸入空気量
等が読み込まれ、予め設定されたカムの使用領域に基づ
いてカムの切換が判断される(ステップ1,2)。カムの
切換が選択されると、そのときの機関回転数を判断し、
第10図にも示すように、回転数が所定値以上の高回転域
にあるときは、全部の気筒に対してカムの切換を出力
し、同時に切換ったカムに対応した燃料供給量と点火時
期とを出力する(ステップ3〜5)。
なお、この場合の燃料供給量と点火時期は後述するよ
うに、そのときの吸入空気量、回転数に基づいて演算す
る。
全部の気筒に対するカムの同時切換は、前記電磁弁45
a,45bまたは46a,46bに同時に励磁電流を出力することに
より実行される。
これに対して機関回転数が所定値以下のときは、特定
気筒から順にカムの切換えを行うべく、クランク角度に
基づいて切換時期を演算する(ステップ6)。この切換
時期の演算は次のようにして行う。
第8図にも示すように、いま仮に吸気弁用カムを切換
える場合を示すと、切換が可能な範囲は、吸気弁がリフ
トしている吸入行程を除いた領域(クランク角度で540
°の範囲)であって、気筒#1,#2と気筒#3,#4とを
それぞれグループとして切換る場合、切換可能な領域は
矢印範囲、…となり、これが目標とする切換時期の
範囲となる。
そして、この範囲で切換が完了すると、それぞれ次の
吸入行程から新しく切換られたカムにより、新気が吸入
されることになる。
なお、各グループ毎の切換範囲、…を気筒#3と
#2の切換可能範囲に合わせて設定したのは、こうする
ことにより各グループともに次の吸入行程から新しいカ
ムに切換られるためで、この範囲の初期に気筒#4と#
1の吸入行程が含まれるが、ここでは実際には切換が不
能なために問題はなく、また、これら気筒#4と#1に
ついては切換可能な領域がクランク角度で180°ほど残
るが、これを含めると今度は気筒#3と#2の次の吸入
行程も入ってしまい、この場合には実際の切換作動がも
しこの吸入行程にあたると、切換ができず、次の吸入行
程から新しいカムに移ることができなくなるためであ
る。
ただし、このように2気筒づつグループ化して制御せ
ずに、各気筒毎に単独で制御するときは、それぞれの気
筒の吸入行程を除く範囲を切換範囲とすればよいことは
明白である。
このようにして求められた切換時期をクランク角度に
基づいて判断し、その切換時期に達したらカム切換信号
を、電磁弁45a,46a,または45b,46bに出力して、2気筒
づつ順にカムの切換えを行う(ステップ7,8)。
なお、実際にはカム切換機構の作動遅れがあり、電磁
弁45a,45bや46a,46bを切換ても直ぐにはカムの切換が行
なわれない。
例えば、この作動遅れ時間を100ms±20msとすると、
この例のように機関回転数が1,500rpmのときは、カムの
切換が判定されたときに、気筒#3,#4から切換えを開
始するとして、切換範囲の始めにコントロールユニッ
ト51から切換指令が前記電磁弁に出力されても、実際の
切換は切換範囲に移ってしまい、次の吸入行程ではな
く、さらにその次の吸入行程から新しいカムに切換わる
ことになる。
このようにして、カムの切換信号が出力されると、こ
れに対応した気筒での燃料の切換時期が演算され、クラ
ンク角度に基づいて切換時期が判断される。また同じく
点火時期の切換時期の演算と判断がされる(ステップ9,
10,12,13)。
燃料供給量や点火時期の切換時期はカムの切換に対応
させるのであるが、これには上記したカム切換の応答遅
れを考慮にいれた時期設定が行なわれる。
つまり、実際のカム切換が完了する範囲の次にくる吸
入行程で新しく切換った燃料が吸入されるように、この
吸入行程の前に新燃料に切換わり、また点火時期も切換
った燃料を燃焼させるときに新しいものに切換わるよう
に、それぞれ気筒毎にクランク角度に対応して設定され
るのである。
そして、このようにして設定された時期に、それぞれ
新しいカムに対応して補正した燃料噴射信号と点火時期
信号が出力される(ステップ11,14)。
第9図は燃費カムから低速型出力カムに切換たとき
の、燃料供給量と点火時期の要求値を示すものである
が、カムの切換の前後でスロットル開度、機関回転数が
変化しなくても、シリンダに対する吸気充填効率が大き
く変化(約2倍)するため、シリンダ内吸入空気量は瞬
間的に大きく増える。
したがって、燃料の供給量をこれに対応して増大させ
ないと、燃料不足になり、燃焼が悪化したり、失火した
りする可能性もある。また、要求点火時期もこれに伴っ
て変化する。
とくに、カム切換直後はその要求値の変化も大きく、
カム切換気筒に対応して燃料供給量と点火時期を切換え
ることにより、切換時のトルク変動を抑制して切換ショ
ックを無くすと共に、排気組成の悪化を防止することが
できる。
なお、切換直後の最初の吸入行程に比べて、次回以降
の吸入行程でシリンダ内に吸入される空気量の変化は少
なくなる。これは切換直後が元の比較的小さい(弱い)
吸入負圧のままシリンダ内に空気を吸入することで充填
効率が一時的に非常に高くなるためで、その後は吸入負
圧の増加により、シリンダ内に吸入される実質的な空気
量は減少する。
したがって、燃料や点火時期の補正量は、切換直後に
最も大きく、その後は計測される吸入空気量と回転数に
対応しての通常の演算制御値に戻せばよく、この値は前
述の高回転域のカム切換時の制御と同様なものとなる。
このようにして、運転状態に対応してカムの切換が判
定されると、そのときの回転数が低回転域では点火順序
にしたがって特定気筒から順にクランク角度に同期させ
つつ切換作動が行なわれ、これに対して高回転域では全
気筒(あるいは複数気筒づつ)で同時に切換作動が行な
われ、とくにトルクショックが大きくなりやすい低回転
域では切換気筒に対応しての燃料供給量、点火時期を切
換ることにより、トルク変動の少ない安定したカム切換
が実現する。
そしてこの場合、上記したように、吸気弁と排気弁の
カム切換が可能なクランク角度範囲は、各気筒毎に吸気
弁または排気弁がリフトする期間を除く540°のクラン
ク角度範囲であるが、機関回転数によってその範囲の絶
対時間は大きく変化し、例えば1,500rpmのときは60msで
あっても、6,000rpmのときはわずかに15msになってしま
う。
したがって、低回転域ではカム切換の余裕時間が長い
ので、特定気筒から順に正確にカム切換を行うことがで
きるが、余裕時間のない高回転域で低回転域と同じ制御
をしようとすると、応答遅れのきわめて少ないシステム
とする必要があり、実用化が困難となるばかりか、非常
に高価になってしまうが、この発明では複数気筒同時に
切換を行うので、高速応答性の要求が低く、安価にシス
テムを構成できる。
そして、高回転域では各気筒の燃焼間隔が短く、トル
ク脈動も平滑化されるため、カム切換に伴ってトルク変
動が生じても、全体の振動に与える影響は少なく、複数
気筒を一斉に切換ることで一部の気筒において燃料や点
火時期の要求と一致しなくなっても、実用上からは問題
はない。
なお、この実施例では低回転域でクランク角度に同期
して特定気筒からカム切換を行うのに、4気筒のうち2
気筒づつをグループにして制御しているので、カム切換
機構の電磁弁が2気筒分ですみ、構造が簡略化できる。
また、特定の気筒から必ず切換ることの可能な切換可能
クランク角度が、全気筒同時だと180°であるのに対
し、2グループに分割することにより540°と3倍にす
ることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、低回転域ではクランク
角度に同期して予め定めた時間差をあけて特定気筒から
順次的にカムを切換ることができ、燃料供給量と点火時
期の切換もこれに対応するため、切換時のトルク変動を
十分に抑えることができ、排気組成も良好に維持でき、
この場合、低回転域ではカム切換が可能な絶対時間も長
く、クランク角度に同期した切換制御に高速応答性が不
要となるため、安価なシステムであっても簡単かつ確実
な切換が可能となる一方、高回転域でのカム切換は複数
気筒で一斉に行なわれ、狭いクランク角度範囲での同期
を必要としないので高速応答性も要求されず、制御機構
は単純化され、しかも低回転域に比較するとトルク変動
の影響も少ないため、一斉切換に伴う切換ショックの問
題もなく、したがって簡易な装置によって、全回転域に
おいてスムーズで安定したカム切換を実現できるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の実施例を示
すカム切換機構の平面図、第3図は同じくそのX−X線
断面図、第4図は各カムのリフト特性を示す説明図、第
5図は各カムによる出力特性を示す説明図、第6図はコ
ントロールユニットのブロック図、第7図はコントロー
ルユニットで実行されるカム切換制御動作を示すフロー
チャート、第8図は同じくタイミングチャート、第9図
はカム切換時の要求燃料供給量、点火時期の変化特性を
示すタイミングチャート、第10図はカム切換の領域を示
す説明図である。 21…第1カム、22,23…第2,第3カム、24…吸排気弁、2
5…メインロッカアーム、28,29…サブロッカアーム、45
a,45b,46a,46b…電磁弁、51…コントロールユニット、5
2…クランク角センサ、53…アクセル操作量センサ、59
…燃料噴射弁、60…点火装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 43/00 301 F02D 43/00 301G 301Z F02P 5/15 F02P 5/15 B

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複
    数のカムと、運転状態に応じてカムの選択切換を判定す
    る手段と、選択されたカムにより吸排気弁の少なくとも
    一方を駆動するようにカムを切換えるカム切換機構とを
    備えた内燃機関において、 機関クランク角度を検出する手段と、機関低回転域での
    カム切換時は特定気筒から順にクランク角度に同期して
    カム切換機構に切換指令を発する手段と、かつこれに対
    応して該特定気筒から順に少なくとも燃料供給量を切換
    る手段と、機関高回転域でのカム切換時は複数気筒のカ
    ム切換機構に同時に切換指令を発する手段と、この切換
    に対応して複数気筒の少なくとも燃料供給量を切換る手
    段とを備えたことを特徴とする内燃機関のカム切換制御
    装置。
  2. 【請求項2】出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複
    数のカムと、運転状態に応じてカムの選択切換を判定す
    る手段と、選択されたカムにより吸排気弁の少なくとも
    一方を駆動するようにカムを切換えるカム切換機構とを
    備えた内燃機関において、 機関クランク角度を検出する手段と、機関低回転域での
    カム切換時は特定気筒から順にクランク角度に同期して
    カム切換機構に切換指令を発する手段と、かつこれに対
    応して該特定気筒から順に燃料供給量を切換る手段と、
    同じく該特定気筒から順に点火時期を切換る手段と、機
    関高回転域でのカム切換時は複数気筒のカム切換機構に
    同時に切換指令を発する手段と、この切換に対応して複
    数気筒の少なくとも燃料供給量を切換る手段と、同じく
    複数気筒の点火時期を切換る手段とを備えたことを特徴
    とする内燃機関のカム切換制御装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06146829A (ja) * 1992-10-30 1994-05-27 Mitsubishi Motors Corp 弁可変駆動機構付きエンジンの切換え制御装置
DE69430596T2 (de) * 1993-12-28 2002-11-14 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP3910801B2 (ja) * 2001-03-19 2007-04-25 株式会社日立製作所 エンジンの燃料噴射制御装置
DE102007029411B4 (de) 2007-06-26 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit variabler Ventilsteuerung
US8042513B2 (en) * 2008-08-08 2011-10-25 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine camshaft scheduling strategy for maximum pumping loss reduction
JP2015075052A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167016A (ja) * 1986-12-27 1988-07-11 Honda Motor Co Ltd 多気筒内燃機関の動弁装置
JPS6419131A (en) * 1987-07-13 1989-01-23 Honda Motor Co Ltd Moving valve control device for internal combustion engine
US5009203A (en) * 1988-08-01 1991-04-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control method for valve-timing changeover in engine
JP2652879B2 (ja) * 1988-08-01 1997-09-10 本田技研工業株式会社 エンジンにおけるバルブタイミングの切換制御方法
DE68918777T2 (de) * 1988-08-01 1995-03-30 Honda Motor Co Ltd Versagensfeststellungsverfahren für die Brennkraftmaschinen mit variabler Ventilsteuerung.
JP2693552B2 (ja) * 1989-02-22 1997-12-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁機構

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