JP2712544B2 - 車両用内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

車両用内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、車両用内燃機関のバルブタイミング制御
装置に関する。
（従来の技術） 車両用内燃機関の吸、排気バルブの作動タイミング
（バルブタイミング）を可変にして、機関の運転状態に
応じたバルブオーバラップを得るようにしたものがあ
る。
このような装置では、例えばカムシャフトとカムプー
リの間に吸、排気バルブの開弁時期相対位相を可変とす
る可変機構と、可変機構に油圧アクチュエータと、また
油圧アクチュエータへの油圧を制御する電磁弁と、制御
回路等を備えている。
そして、機関の低中速回転域における高負荷時には、
電磁弁への通電により油圧アクチュエータに所定の油圧
を作用させて可変機構を駆動することにより、吸気バル
ブの閉時期を早め（バルブオーバラップは大）、吸気充
填率を高めて機関出力を向上する一方、低中速回転域に
おける低負荷時には、電磁弁への通電を停止して油圧ア
クチュエータへの油圧を開放することにより可変機構を
初期位置に戻し、これによりバルブオーバラップを小さ
くし残留ガスの増加を防いで円滑な回転を保つようにな
っている。また回転数が所定値を越える高回転域におい
ても電磁弁への通電を停止して、オーバラップを小さく
し、最高回転数域における最大出力を高めるようになっ
ている。（特開昭62-191636号公報等参照）。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このように機関の回転や負荷によって
油圧アクチュエータへの油圧を制御してバルブタイミン
グを制御するものだと、例えばオートマチック車等にお
いて、ブレーキを踏みながらのストール発進状態（坂発
進等）から急にアクセルを離した場合に、エンスト等を
起こしたりする。
即ち、ストール発進では回転や負荷が高まるため、電
磁弁への通電によりバルブオーバラップが大に制御され
るが、この状態から急にアクセルを離した場合、バルブ
オーバラップを小とするように電磁弁への通電を停止し
ても、油圧アクチュエータが戻るのに遅れがあるため、
バルブオーバラップがすぐには小に戻らないのである。
したがって、機関回転がアイドル付近に下がるのに対し
て、瞬間的に混合気の吹抜けを生じ燃焼状態が悪化する
ため、機関回転が極度に落ち込んだり、エンストを招い
たりするという問題がある。
この発明は、このような問題点を解決することを目的
としている。
（課題を解決するための手段） この発明は、第１図に示したように、油圧アクチュエ
ータ１への油圧に応じて吸、排気バルブのバルブオーバ
ラップ量を変えるバルブタイミング可変機構３と、機関
回転数がアイドル回転数より高い所定回転数以上のとき
はバルブオーバラップを大側にするように、弁手段２を
介して前記油圧を制御する制御手段４とを備えた車両用
内燃機関において、車速を検出する手段５と、車速が所
定値以下のときは、バルブオーバラップを大側に制御す
べきときでも前記バルブタイミング可変機構がバルブオ
ーバラップを小側に保持するように制御する制限手段６
とを設けた。
（作用） したがって、車速が所定値以下のときは、バルブオー
バラップを大側に制御すべきときでもバルブオーバラッ
プを小側に保持するように、制限手段６により弁手段２
を介して油圧が制御されバルブタイミング可変機構を動
かすので、ストール発進時等に油圧アクチュエータ１の
応答遅れによって機関に悪影響が及ぶのが防止される。
（実施例） 第２図は本発明の実施例を示す構成断面図で、11は
吸、排気バルブを駆動するカムシャフト、12はタイミン
グベルト等を介してクランク軸の回転が伝えられるカム
プーリ、13はカムシャフト11とカムプーリ12の間に介装
されるバルブタイミング可変機構である。
バルブタイミング可変機構13は、カムシャフト11に固
定された内側ギヤ14と、カムプーリ12と一体のハウジン
グ15に形成した外側ギヤ16と、これらのギヤ14、16と噛
み合うアクチュエータとしての中間ギヤ17とからなり、
中間ギヤ17を軸方向に変位させると、外側ギヤ16とで形
成したヘリカル歯によりカムシャフト11がカムプーリ12
に対して所定角度相対回転する。
中間ギヤ17の片側に形成した油室18には、シリンダヘ
ッド19等のオイルギャラリ20からの圧油がカムシャフト
11の軸受部21からカムシャフト11内の油通路22を介して
導かれ、カムシャフト11の他端には、油通路22のリリー
フ口を開閉する弁手段としての電磁弁23が設置される。
電磁弁23が閉じると、オイルギャラリ20からの圧油が
中間ギヤ17に作用し、中間ギヤ17がリターンスプリング
24に抗して図右方向に変位し、このときバルブオーバラ
ップが大となる。また、電磁弁23が開くと、中間ギヤ17
への圧油が開放され、中間ギヤ17がリターンスプリング
24により図示初期位置に戻り、このときバルブオーバラ
ップは小となる。
電磁弁23は、制御回路25により通電されると閉じ、通
電が断たれると開く。制御回路25は、CPU、メモリ、I/O
等からなるマイクロコンピュータにて構成され、機関の
回転数を検出する回転センサ26と、機関の負荷を検出す
る負荷センサ（エアフローセンサ）27と、機関の冷却水
温を検出する水温センサ28と、機関のアイドル状態を検
出するアイドルスイッチ29と、変速機のニュートラル位
置を検出するニュートラルスイッチ30および車速を検出
する車速センサ31等からの検出信号に基づいて電磁弁23
への通電を制御する。
次に電磁弁23の制御内容を第３図のフローチャートに
基づいて説明する。
まず、アイドルスイッチ29がOFFか否か、ニュートラ
ルスイッチ30がOFFか否か、冷却水温Ｔが所定範囲にあ
るか否かを判定し（S1〜S4）、否のときは電磁弁23に通
電せず、バルブオーバラップを小にする（S12）。
スイッチ29、30がOFFで冷却水温Ｔが所定範囲にある
ときは、車速Ｖを読み込み、車速Ｖが所定値V1（例えば
8km/h）以上か否かを判定する（S5、S6）。
車速Ｖが所定値V1より小さいときは、電磁弁23に通電
せず、バルブオーバラップを小にする（S12）。
一方、車速Ｖが所定値V1以上のときは、機関の回転数
と負荷に応じて電磁弁23への通電を行う。即ち、機関の
回転数Ｎと吸入空気量Ｑを読み込み、Ｎが所定範囲（所
定の中回転域から高回転域）にあるとき（S8）、および
Ｎが低回転域でＱ等から算出した燃料噴射量TPが所定値
TP1以上の負荷域にあるとき（S9、S10）に、電磁弁23に
通電し、バルブオーバラップを大にする（S11）。
このように構成したので、車速が所定値以下のとき
は、アイドリング時や、低回転低負荷域等と同様、電磁
弁23に通電されることはなく、バルブオーバラップは小
に保たれる。
このため、残留ガスを低減して円滑な回転が確保され
ると共に、従来例のようにストール発進状態から急にア
クセルを離した場合に、バルブタイミング可変機構13の
応答性に起因するバルブオーバラップの大から小への戻
りの遅れを回避することができ、したがって運転操作に
よって機関回転が大きく低下したりエンストを起こすよ
うなことはなく、良好な発進性、運転性が確保される。
他方、機関が中、高回転域および低回転域でも部分負
荷域以上にあるときは、電磁弁23に通電され、バルブオ
ーバラップが大に制御される。
したがって、通常走行時に高い吸気充填率が得られ、
機関出力の向上が図れる。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、油圧アクチュエータへ
の油圧に応じて吸、排気バルブのバルブオーバラップ量
を変えるバルブタイミング可変機構と、機関回転数がア
イドル回転数より高い所定回転数以上のときはバルブオ
ーバラップを大側にするように、弁手段を介して前記油
圧を制御する制御手段とを備えた車両用内燃機関におい
て、車速を検出する手段と、車速が所定値以下のとき
は、バルブオーバラップを大側に制御すべきときでも前
記バルブタイミング可変機構がバルブオーバラップを小
側に保持するように制御する制限手段とを設けて、バル
ブオーバラップを大側に制御すべきときでも、車速が所
定値以下のときはバルブオーバラップを常に小側に保持
するようにしたので、ストール発進時にバルブタイミン
グ可変機構の油圧応答遅れに起因する制御遅れを防止し
て、良好な発進加速性及び運転性を発揮させることがで
きる。
【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
す構成断面図、第３図は制御内容を示すフローチャート
である。 11……カムシャフト、12……カムプーリ、13……バルブ
タイミング可変機構、17……中間ギヤ、18……油室、23
……電磁弁、25……制御回路、26……回転センサ、27…
…負荷センサ、31……車速センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】油圧アクチュエータへの油圧に応じて吸、
    排気バルブのバルブオーバラップ量を変えるバルブタイ
    ミング可変機構と、機関回転数がアイドル回転数より高
    い所定回転数以上のときはバルブオーバラップを大側に
    するように、弁手段を介して前記油圧を制御する制御手
    段とを備えた車両用内燃機関において、車速を検出する
    手段と、車速が所定値以下のときは、バルブオーバラッ
    プを大側に制御すべきときでも前記バルブタイミング可
    変機構がバルブオーバラップを小側に保持するように制
    御する制限手段とを設けたことを特徴とする車両用内燃
    機関のバルブタイミング制御装置。
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