JP3496334B2 - エンジン制御装置 - Google Patents
エンジン制御装置Info
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- JP3496334B2 JP3496334B2 JP13867995A JP13867995A JP3496334B2 JP 3496334 B2 JP3496334 B2 JP 3496334B2 JP 13867995 A JP13867995 A JP 13867995A JP 13867995 A JP13867995 A JP 13867995A JP 3496334 B2 JP3496334 B2 JP 3496334B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase difference
- engine
- cam
- throttle
- load state
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一気筒当たり複数設け
られた吸気弁を開閉する複数のカム軸の位相差を制御す
ることにより、出力制御を行うエンジン制御装置に関す
る。
られた吸気弁を開閉する複数のカム軸の位相差を制御す
ることにより、出力制御を行うエンジン制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的なガソリンエンジン（以下、単に
「エンジン」という。）では、吸気管に設置されたスロ
ットルバルブにより出力を制御している。そのため、低
負荷時には、スロットルバルブ下流の負圧が大きくなる
ことにより、ポンピングロスが増大するという問題があ
る。特に、低負荷を多用する自動車では、燃費悪化の大
きな要因の一つとなっている。
「エンジン」という。）では、吸気管に設置されたスロ
ットルバルブにより出力を制御している。そのため、低
負荷時には、スロットルバルブ下流の負圧が大きくなる
ことにより、ポンピングロスが増大するという問題があ
る。特に、低負荷を多用する自動車では、燃費悪化の大
きな要因の一つとなっている。
【０００３】そこで、本出願人は、一気筒当たり二個の
吸気弁を設け、これらの吸気弁をそれぞれ開閉するカム
を設け、クランク角に対して固定の位相で一方の吸気弁
を開閉し、クランク角に対して遅れる側に可変とした位
相で他方の吸気弁を開閉することにより、吸入空気量す
なわち出力を制御するエンジン制御装置を発明している
（特開平3-88907 号公報）。ここで、クランク角に対し
て固定の位相で一方の吸気弁を開閉するカムを「固定位
相カム」、クランク角に対して遅れる側に可変とした位
相で他方の吸気弁を開閉するカムを「可変位相カム」と
呼ぶことにする。図１３及び図１４は、このエンジン制
御装置の動作の一例を示すタイミング図である。高負荷
の場合には、図１３に示すように、固定位相カムと可変
位相カムの位相を一致させて、最大の吸入空気量を得
る。一方、低負荷の場合には、図１４に示すように、固
定位相カムに対する可変位相カムの位相を遅らせて、圧
縮行程でシリンダに吸入した混合気の一部を吸気管へ戻
すことにより、吸入空気量を制御する。これにより、ノ
ンスロットル運転が可能となるので、燃費を向上でき
る。なお、エンジンの負荷状態は、アクセルペダルの踏
込み量を検出するアクセルセンサにより判断しており、
踏込み量が大きければ高負荷であり、踏込み量が小さけ
れば低負荷である。
吸気弁を設け、これらの吸気弁をそれぞれ開閉するカム
を設け、クランク角に対して固定の位相で一方の吸気弁
を開閉し、クランク角に対して遅れる側に可変とした位
相で他方の吸気弁を開閉することにより、吸入空気量す
なわち出力を制御するエンジン制御装置を発明している
（特開平3-88907 号公報）。ここで、クランク角に対し
て固定の位相で一方の吸気弁を開閉するカムを「固定位
相カム」、クランク角に対して遅れる側に可変とした位
相で他方の吸気弁を開閉するカムを「可変位相カム」と
呼ぶことにする。図１３及び図１４は、このエンジン制
御装置の動作の一例を示すタイミング図である。高負荷
の場合には、図１３に示すように、固定位相カムと可変
位相カムの位相を一致させて、最大の吸入空気量を得
る。一方、低負荷の場合には、図１４に示すように、固
定位相カムに対する可変位相カムの位相を遅らせて、圧
縮行程でシリンダに吸入した混合気の一部を吸気管へ戻
すことにより、吸入空気量を制御する。これにより、ノ
ンスロットル運転が可能となるので、燃費を向上でき
る。なお、エンジンの負荷状態は、アクセルペダルの踏
込み量を検出するアクセルセンサにより判断しており、
踏込み量が大きければ高負荷であり、踏込み量が小さけ
れば低負荷である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、カム軸の位
相の変化速度が不十分であると、運転者の意思どおりの
トルクがエンジンから出力されるまでに遅れが生じてし
まう。そのため、油圧を用いてカム軸の位相を変化させ
る場合は、油圧をできるだけ高くして、カム軸の位相の
変化速度を大きく必要がある。しかし、油圧を高くする
と、今度は油圧ポンプの駆動ロスが増加するという問題
が生ずる。
相の変化速度が不十分であると、運転者の意思どおりの
トルクがエンジンから出力されるまでに遅れが生じてし
まう。そのため、油圧を用いてカム軸の位相を変化させ
る場合は、油圧をできるだけ高くして、カム軸の位相の
変化速度を大きく必要がある。しかし、油圧を高くする
と、今度は油圧ポンプの駆動ロスが増加するという問題
が生ずる。
【０００５】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、一気筒当たり
複数の吸気弁を，カム軸の位相を変化させて開閉する場
合において、油圧を高くすることなくエンジンの出力ト
ルクを速やかに減少できるエンジン制御装置を提供する
ことにある。
複数の吸気弁を，カム軸の位相を変化させて開閉する場
合において、油圧を高くすることなくエンジンの出力ト
ルクを速やかに減少できるエンジン制御装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、一気筒当たり複数の
吸気弁を設け，これらの吸気弁をそれぞれ開閉するカム
軸を設け，これらのカム軸間の位相差を変化させる位相
差可変手段と、エンジンの負荷状態を検出する負荷状態
検出手段と、この負荷状態検出手段で検出された負荷状
態に応じて前記位相差可変手段を制御する制御手段とを
備え、前記吸気弁の一方の位相を遅らせることにより圧
縮行程でシリンダに吸入した混合気の一部を吸気管へ戻
して吸入空気量を制御するエンジン制御装置を改良した
ものである。すなわち、本発明の特徴は、第一に、前記
位相差可変手段が、アクセルペダルが踏込まれた時に前
記カム軸間の位相差を減少させるように動作するリター
ンスプリングと、前記アクセルペダルが戻された時に前
記リターンスプリングの付勢力に抗して前記カム軸間の
位相差を増加させるように動作する油圧ポンプとを有す
ることである。第二に、前記エンジンのスロットル弁を
開閉するスロットルアクチュエータが付設されているこ
とである。第三に、前記制御手段には、前記アクセルペ
ダルが急に戻された時に、前記油圧ポンプを介して前記
位相差を増加させるとともに，前記スロットルアクチュ
エータを介して前記スロットル弁の開度（以下、「スロ
ットル開度」という。）を減少させる機能が付設されて
いることである。
成するためになされたものであり、一気筒当たり複数の
吸気弁を設け，これらの吸気弁をそれぞれ開閉するカム
軸を設け，これらのカム軸間の位相差を変化させる位相
差可変手段と、エンジンの負荷状態を検出する負荷状態
検出手段と、この負荷状態検出手段で検出された負荷状
態に応じて前記位相差可変手段を制御する制御手段とを
備え、前記吸気弁の一方の位相を遅らせることにより圧
縮行程でシリンダに吸入した混合気の一部を吸気管へ戻
して吸入空気量を制御するエンジン制御装置を改良した
ものである。すなわち、本発明の特徴は、第一に、前記
位相差可変手段が、アクセルペダルが踏込まれた時に前
記カム軸間の位相差を減少させるように動作するリター
ンスプリングと、前記アクセルペダルが戻された時に前
記リターンスプリングの付勢力に抗して前記カム軸間の
位相差を増加させるように動作する油圧ポンプとを有す
ることである。第二に、前記エンジンのスロットル弁を
開閉するスロットルアクチュエータが付設されているこ
とである。第三に、前記制御手段には、前記アクセルペ
ダルが急に戻された時に、前記油圧ポンプを介して前記
位相差を増加させるとともに，前記スロットルアクチュ
エータを介して前記スロットル弁の開度（以下、「スロ
ットル開度」という。）を減少させる機能が付設されて
いることである。
【０００７】
【作用】複数のカム軸は、クランク軸から伝達された動
力によって、それぞれ吸気弁を開閉する。位相差可変手
段は、複数のカム軸のいずれかの位相を変化させること
により、これらのカム軸間の位相差を変化させる。
力によって、それぞれ吸気弁を開閉する。位相差可変手
段は、複数のカム軸のいずれかの位相を変化させること
により、これらのカム軸間の位相差を変化させる。
【０００８】エンジンの動作中は、負荷状態検出手段が
エンジンの負荷状態を検出し、制御手段が負荷状態に応
じて位相差可変手段を制御する。例えば、高負荷であれ
ば位相差を小さくし、低負荷であれば位相差を大きくす
る。
エンジンの負荷状態を検出し、制御手段が負荷状態に応
じて位相差可変手段を制御する。例えば、高負荷であれ
ば位相差を小さくし、低負荷であれば位相差を大きくす
る。
【０００９】カム軸間の位相差を小さくする場合は、リ
ターンスプリングが位相差を減少させるので、油圧を高
くする必要はない。一方、カム軸間の位相差を大きくす
る場合は、油圧ポンプがリターンスプリングの付勢力に
抗してカム軸間の位相差を増加させるとともに、スロッ
トルアクチュエータがスロットル開度を減少させる。し
たがって、油圧ポンプで発生する油圧が低いために位相
の変化速度が小さくても、スロットル開度を減少させる
ことにより、エンジンの所望の出力トルクまで急速に低
下する。
ターンスプリングが位相差を減少させるので、油圧を高
くする必要はない。一方、カム軸間の位相差を大きくす
る場合は、油圧ポンプがリターンスプリングの付勢力に
抗してカム軸間の位相差を増加させるとともに、スロッ
トルアクチュエータがスロットル開度を減少させる。し
たがって、油圧ポンプで発生する油圧が低いために位相
の変化速度が小さくても、スロットル開度を減少させる
ことにより、エンジンの所望の出力トルクまで急速に低
下する。
【００１０】
【実施例】図１及び図２は本発明に係るエンジン制御装
置の一実施例を示し、図１は全体構成図、図２は図１に
おける矢示IIから見た概略側面図である。以下、これら
の図面に基づき説明する。
置の一実施例を示し、図１は全体構成図、図２は図１に
おける矢示IIから見た概略側面図である。以下、これら
の図面に基づき説明する。
【００１１】エンジン制御装置１０は、一気筒当たり二
個設けられた吸気弁１２ａ，１２ｂ（図４及び図５参
照）のそれぞれを，クランク軸１４から伝達された動力
によって開閉するカム軸１６ａ，１６ｂに対して，カム
軸１６ｂの位相を変化させることによりカム軸１６ａ，
１６ｂ間の位相差θを変化させる位相差可変手段１８
と、アクセルペダル２０の踏込み量ｆを検出する負荷状
態検出手段としてのアクセルセンサ２２と、アクセルセ
ンサ２２で検出された踏込み量ｆに応じて位相差可変手
段１８を制御する制御手段２４とから概略的に構成され
ている。
個設けられた吸気弁１２ａ，１２ｂ（図４及び図５参
照）のそれぞれを，クランク軸１４から伝達された動力
によって開閉するカム軸１６ａ，１６ｂに対して，カム
軸１６ｂの位相を変化させることによりカム軸１６ａ，
１６ｂ間の位相差θを変化させる位相差可変手段１８
と、アクセルペダル２０の踏込み量ｆを検出する負荷状
態検出手段としてのアクセルセンサ２２と、アクセルセ
ンサ２２で検出された踏込み量ｆに応じて位相差可変手
段１８を制御する制御手段２４とから概略的に構成され
ている。
【００１２】制御手段２４は、スロットルアクチュエー
タ９２を介してスロットル弁９４を開閉し、スロットル
センサ９６を介してスロットル開度ｓを入力する。制御
手段２４には、位相差θを増加させる場合にスロットル
アクチュエータ９２を介してスロットル開度ｓを減少さ
せる機能、例えば、踏込み量ｆと位相差θとをパラメー
タとして予め定められたスロットル開度ｓに、一致させ
るようにスロットルアクチュエータ９２を制御する機能
が付設されている。スロットルアクチュエータ９２は、
例えば、スロットル弁９４を回動するステッピングモー
タである。スロットルセンサ９６は、例えば、スロット
ル弁９４とともに可動接点が回動するポテンショメータ
であり、スロットル開度ｓに応じた電圧を制御手段２４
へ出力する。
タ９２を介してスロットル弁９４を開閉し、スロットル
センサ９６を介してスロットル開度ｓを入力する。制御
手段２４には、位相差θを増加させる場合にスロットル
アクチュエータ９２を介してスロットル開度ｓを減少さ
せる機能、例えば、踏込み量ｆと位相差θとをパラメー
タとして予め定められたスロットル開度ｓに、一致させ
るようにスロットルアクチュエータ９２を制御する機能
が付設されている。スロットルアクチュエータ９２は、
例えば、スロットル弁９４を回動するステッピングモー
タである。スロットルセンサ９６は、例えば、スロット
ル弁９４とともに可動接点が回動するポテンショメータ
であり、スロットル開度ｓに応じた電圧を制御手段２４
へ出力する。
【００１３】また、エンジン制御装置１０には、エンジ
ン２６の始動時を検出する始動検出手段２７が付設され
ている。制御手段２４には、始動検出手段２７でエンジ
ン２６の始動時が検出されると，カム軸１６ａ，１６ｂ
間の位相差θを小さくするように位相差可変手段１８を
制御する機能が付設されている。始動検出手段２７は、
エンジン２６のクランキングを検出するクランキングス
イッチ２８と、エンジン２６の回転数ｎを検出する回転
数センサとしてのクランク角検出センサ３８ａとにより
構成されている。
ン２６の始動時を検出する始動検出手段２７が付設され
ている。制御手段２４には、始動検出手段２７でエンジ
ン２６の始動時が検出されると，カム軸１６ａ，１６ｂ
間の位相差θを小さくするように位相差可変手段１８を
制御する機能が付設されている。始動検出手段２７は、
エンジン２６のクランキングを検出するクランキングス
イッチ２８と、エンジン２６の回転数ｎを検出する回転
数センサとしてのクランク角検出センサ３８ａとにより
構成されている。
【００１４】アクセルセンサ２２は、例えば、アクセル
ペダル２０の踏込みによって可動接点が回動するポテン
ショメータであり、アクセルペダル２０の踏込み量ｆに
応じた電圧を制御手段２４へ出力する。クランキングス
イッチ２８は、例えば、スタータ２９へバッテリの出力
電圧Ｖｂを印加するための手動スイッチであり、スター
タ２９の動作中に制御手段２４へ‘Ｈ’レベル電圧を出
力し、スタータ２９の停止中に制御手段２４へ‘Ｌ’レ
ベル電圧を出力する。制御手段２４は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，入出力インタフェース等からなるマイクロ
コンピュータと、そのコンピュータプログラムとから構
成されている。
ペダル２０の踏込みによって可動接点が回動するポテン
ショメータであり、アクセルペダル２０の踏込み量ｆに
応じた電圧を制御手段２４へ出力する。クランキングス
イッチ２８は、例えば、スタータ２９へバッテリの出力
電圧Ｖｂを印加するための手動スイッチであり、スター
タ２９の動作中に制御手段２４へ‘Ｈ’レベル電圧を出
力し、スタータ２９の停止中に制御手段２４へ‘Ｌ’レ
ベル電圧を出力する。制御手段２４は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，入出力インタフェース等からなるマイクロ
コンピュータと、そのコンピュータプログラムとから構
成されている。
【００１５】クランク軸１４の一端にはプーリ３０、カ
ム軸１６ａの一端にはプーリ３２ａ、カム軸１６ｂの一
端にはプーリ３２ｂがそれぞれ設けられている。三個の
プーリ３０，３２ａ，３２ｂには、一本のタイミングベ
ルト３４が掛け渡されている。プーリ３０，３２ａ，３
２ｂ及びタイミングベルト３４によって動力伝達機構３
６が構成されている。エンジン２６は四サイクルである
ので、クランク軸１４が二回転すると、動力伝達機構３
６を介してカム軸１６ａ，１６ｂが一回転する。また、
位相差可変手段１８はカム軸１６ｂにのみ設けられてい
る。したがって、カム軸１６ｂのクランク軸１４に対す
る位相は可変となっており、一方、カム軸１６ａのクラ
ンク軸１４に対する位相は固定となっている。さらに、
カム軸１６ａの他端にはクランク角検出センサ３８ａ、
カム軸１６ｂの他端にはカム角検出センサ３８ｂがそれ
ぞれ設けられている。クランク角検出センサ３８ａ及び
カム角検出センサ３８ｂは、例えばロータリエンコーダ
であり、一定の回転角ごとにパルス信号を発生する。ク
ランク角検出センサ３８ａは、カム軸１６ａの回転角及
び回転数を検出するが、カム軸１６ａとクランク軸１４
とは位相が固定されているので、クランク軸１４の回転
角及び回転数（すなわちエンジン２６の回転数ｎ）も検
出することになる。カム角検出センサ３８ｂは、カム軸
１６ｂの回転角及び回転数を検出する。
ム軸１６ａの一端にはプーリ３２ａ、カム軸１６ｂの一
端にはプーリ３２ｂがそれぞれ設けられている。三個の
プーリ３０，３２ａ，３２ｂには、一本のタイミングベ
ルト３４が掛け渡されている。プーリ３０，３２ａ，３
２ｂ及びタイミングベルト３４によって動力伝達機構３
６が構成されている。エンジン２６は四サイクルである
ので、クランク軸１４が二回転すると、動力伝達機構３
６を介してカム軸１６ａ，１６ｂが一回転する。また、
位相差可変手段１８はカム軸１６ｂにのみ設けられてい
る。したがって、カム軸１６ｂのクランク軸１４に対す
る位相は可変となっており、一方、カム軸１６ａのクラ
ンク軸１４に対する位相は固定となっている。さらに、
カム軸１６ａの他端にはクランク角検出センサ３８ａ、
カム軸１６ｂの他端にはカム角検出センサ３８ｂがそれ
ぞれ設けられている。クランク角検出センサ３８ａ及び
カム角検出センサ３８ｂは、例えばロータリエンコーダ
であり、一定の回転角ごとにパルス信号を発生する。ク
ランク角検出センサ３８ａは、カム軸１６ａの回転角及
び回転数を検出するが、カム軸１６ａとクランク軸１４
とは位相が固定されているので、クランク軸１４の回転
角及び回転数（すなわちエンジン２６の回転数ｎ）も検
出することになる。カム角検出センサ３８ｂは、カム軸
１６ｂの回転角及び回転数を検出する。
【００１６】なお、図１において、吸気８０は、エアク
リーナ８２，スロットルチャンバー８４，インテークマ
ニホールド８６を通って、エンジン２６内に導入され
る。排気８８は、エキゾーストマニホールド９０からエ
ンジン２６外へ排出される。
リーナ８２，スロットルチャンバー８４，インテークマ
ニホールド８６を通って、エンジン２６内に導入され
る。排気８８は、エキゾーストマニホールド９０からエ
ンジン２６外へ排出される。
【００１７】図３は図１におけるカム軸１６ａ，１６ｂ
及びその周辺を示す平面図、図４は図３におけるIV-IV
線縦断面図、図５は図３におけるV-V 線縦断面図であ
る。以下、図３乃至図５に基づき説明する。
及びその周辺を示す平面図、図４は図３におけるIV-IV
線縦断面図、図５は図３におけるV-V 線縦断面図であ
る。以下、図３乃至図５に基づき説明する。
【００１８】カム軸１６ａには吸気弁用カム４０ａ及び
排気弁用カム４２ｃ，４２ｄ、カム軸１６ｂには吸気弁
用カム４０ｂがそれぞれ設けられている。吸気弁用カム
４０ａは吸気弁１２ａ、吸気弁用カム４０ｂは吸気弁１
２ｂ、排気弁用カム４２ｃは排気弁４４ｃ、排気弁用カ
ム４２ｄは排気弁４４ｄをそれぞれ開閉する。ただし、
吸気弁用カム４０ａはロッカーアーム４６を介して吸気
弁１２ａを開閉する。ロッカーアーム４６は、ロッカー
軸４６ａに回動自在に支持されている。
排気弁用カム４２ｃ，４２ｄ、カム軸１６ｂには吸気弁
用カム４０ｂがそれぞれ設けられている。吸気弁用カム
４０ａは吸気弁１２ａ、吸気弁用カム４０ｂは吸気弁１
２ｂ、排気弁用カム４２ｃは排気弁４４ｃ、排気弁用カ
ム４２ｄは排気弁４４ｄをそれぞれ開閉する。ただし、
吸気弁用カム４０ａはロッカーアーム４６を介して吸気
弁１２ａを開閉する。ロッカーアーム４６は、ロッカー
軸４６ａに回動自在に支持されている。
【００１９】図６は、図１における位相差可変手段１８
を示す断面図である。以下、図１，図２及び図６に基づ
き説明する。
を示す断面図である。以下、図１，図２及び図６に基づ
き説明する。
【００２０】位相差可変手段１８は、油圧発生部１８Ａ
と駆動部１８Ｂとから構成されている。油圧発生部１８
Ａは、リリーフ弁５０，油圧ポンプ５２，電磁弁５４，
制御弁５６，オリフィス５８等から構成されている。駆
動部１８Ｂは、油圧発生部１８Ａに連通するとともにプ
ーリ３２ｂに一体化されたシリンダ６８と、内側でヘリ
カルスプライン６２ａを介してカム軸１６ｂに噛合し，
外側でヘリカルスプライン６２ｂを介してシリンダ６８
に噛合し，油圧により押圧される円筒状の中間ギア６２
と、中間ギア６２を押し戻すリターンスプリング６６
と、によって構成されている。ヘリカルスプライン６２
ａ，６２ｂは、軸線に沿って若干斜めに形成されるとと
もに互いに噛み合う外歯と内歯とからなるものである。
油圧又はリターンスプリング６６の復元力により中間ギ
ア６２が軸線方向に移動することにより、プーリ３２ｂ
とカム軸１６ｂとに位相差を生じる。また、油圧発生部
１８Ａの出力側の油路７０は、エンジン２６の外壁２６
Ａ内、及びカム軸１６ｂ内を通って、シリンダ６８内に
連通している。電磁弁５４は、制御手段２４によって通
電される。
と駆動部１８Ｂとから構成されている。油圧発生部１８
Ａは、リリーフ弁５０，油圧ポンプ５２，電磁弁５４，
制御弁５６，オリフィス５８等から構成されている。駆
動部１８Ｂは、油圧発生部１８Ａに連通するとともにプ
ーリ３２ｂに一体化されたシリンダ６８と、内側でヘリ
カルスプライン６２ａを介してカム軸１６ｂに噛合し，
外側でヘリカルスプライン６２ｂを介してシリンダ６８
に噛合し，油圧により押圧される円筒状の中間ギア６２
と、中間ギア６２を押し戻すリターンスプリング６６
と、によって構成されている。ヘリカルスプライン６２
ａ，６２ｂは、軸線に沿って若干斜めに形成されるとと
もに互いに噛み合う外歯と内歯とからなるものである。
油圧又はリターンスプリング６６の復元力により中間ギ
ア６２が軸線方向に移動することにより、プーリ３２ｂ
とカム軸１６ｂとに位相差を生じる。また、油圧発生部
１８Ａの出力側の油路７０は、エンジン２６の外壁２６
Ａ内、及びカム軸１６ｂ内を通って、シリンダ６８内に
連通している。電磁弁５４は、制御手段２４によって通
電される。
【００２１】電磁弁５４が通電されなければ、油圧ポン
プ５２により油路７２へ送り出されたオイルは、オリフ
ィス５８及び油路７４を経由して電磁弁５４で排出され
る。そのため、制御弁５６はスプリング７６によって
（図６において）左方へ移動し、油路７０の油圧は油路
７８を経て逃げる。これにより、中間ギア６２は、リタ
ーンスプリング６６により（図６において）左方へ移動
する。その結果、カム軸１６ａ，１６ｂ間の位相差θは
減少する。
プ５２により油路７２へ送り出されたオイルは、オリフ
ィス５８及び油路７４を経由して電磁弁５４で排出され
る。そのため、制御弁５６はスプリング７６によって
（図６において）左方へ移動し、油路７０の油圧は油路
７８を経て逃げる。これにより、中間ギア６２は、リタ
ーンスプリング６６により（図６において）左方へ移動
する。その結果、カム軸１６ａ，１６ｂ間の位相差θは
減少する。
【００２２】電磁弁５４が通電されると、油圧ポンプ５
２により油路７２へ送り出されたオイルは、電磁弁５４
が閉じているので、油路７４の油圧を上昇させる。その
ため、制御弁５６はスプリング７６に抗して（図６にお
いて）右方へ移動し、油路７０の油圧が上昇する。これ
により、中間ギア６２は、リターンスプリング６６に抗
して、（図６において）右方へ移動する。その結果、カ
ム軸１６ａ，１６ｂ間の位相差θは増加する。
２により油路７２へ送り出されたオイルは、電磁弁５４
が閉じているので、油路７４の油圧を上昇させる。その
ため、制御弁５６はスプリング７６に抗して（図６にお
いて）右方へ移動し、油路７０の油圧が上昇する。これ
により、中間ギア６２は、リターンスプリング６６に抗
して、（図６において）右方へ移動する。その結果、カ
ム軸１６ａ，１６ｂ間の位相差θは増加する。
【００２３】図７は、図１における制御手段２４の一動
作を示すフローチャートである。以下、図１，図６及び
図７に基づき説明する。
作を示すフローチャートである。以下、図１，図６及び
図７に基づき説明する。
【００２４】まず、クランキングスイッチ２８から出力
された信号に基づき、エンジン２６がクランキングか否
かを判断する（ステップ１０１）。クランキング中であ
れば、クランク角検出センサ３８ａで検出されたエンジ
ン２６の回転数ｎが、始動状態を示す設定値ｎ1 よりも
小さいか否かを判断する（ステップ１０２）。回転数ｎ
が設定値ｎ1 よりも小さければ、エンジン２６が始動中
であるので、カム軸１６ａ，１６ｂ間の目標位相差θ1
を０°とする（ステップ１０３）。続いて、クランク角
検出センサ３８ａ及びカム角検出センサ３８ｂを介して
位相差θを検出し（ステップ１０４）、位相差θが目標
位相差θ1 よりも小さいか否かを判断する（ステップ１
０５）。位相差θが目標位相差θ1 よりも大きければ、
電磁弁５４への通電のデューティ比を減少させる（ステ
ップ１０６）。これにより、油路７０の油圧が減少し、
中間ギア６２が左方へ移動し、位相差θが減少する。一
方、位相差θが目標位相差θ1 よりも小さければ電磁弁
５４への通電のデューティ比を増加させる（ステップ１
０７）。これにより、油路７０の油圧が増加し、中間ギ
ア６２が右方へ移動し、位相差θが増加する。
された信号に基づき、エンジン２６がクランキングか否
かを判断する（ステップ１０１）。クランキング中であ
れば、クランク角検出センサ３８ａで検出されたエンジ
ン２６の回転数ｎが、始動状態を示す設定値ｎ1 よりも
小さいか否かを判断する（ステップ１０２）。回転数ｎ
が設定値ｎ1 よりも小さければ、エンジン２６が始動中
であるので、カム軸１６ａ，１６ｂ間の目標位相差θ1
を０°とする（ステップ１０３）。続いて、クランク角
検出センサ３８ａ及びカム角検出センサ３８ｂを介して
位相差θを検出し（ステップ１０４）、位相差θが目標
位相差θ1 よりも小さいか否かを判断する（ステップ１
０５）。位相差θが目標位相差θ1 よりも大きければ、
電磁弁５４への通電のデューティ比を減少させる（ステ
ップ１０６）。これにより、油路７０の油圧が減少し、
中間ギア６２が左方へ移動し、位相差θが減少する。一
方、位相差θが目標位相差θ1 よりも小さければ電磁弁
５４への通電のデューティ比を増加させる（ステップ１
０７）。これにより、油路７０の油圧が増加し、中間ギ
ア６２が右方へ移動し、位相差θが増加する。
【００２５】また、ステップ１０１でクランキング中で
なければ、又はステップ１０２で回転数ｎが設定値ｎ1
よりも大きければ、アクセルセンサ２２で検出された踏
込み量ｆ等に基づき、通常制御による目標位相差θ1 を
算出する（ステップ１０８）。続いて、ステップ１０４
からステップ１０７までの動作をする。
なければ、又はステップ１０２で回転数ｎが設定値ｎ1
よりも大きければ、アクセルセンサ２２で検出された踏
込み量ｆ等に基づき、通常制御による目標位相差θ1 を
算出する（ステップ１０８）。続いて、ステップ１０４
からステップ１０７までの動作をする。
【００２６】図８は、図７における位相差検出ルーチン
（ステップ１０４）の内容を示すフローチャートであ
る。図９は、クランク角検出センサ３８ａ及びカム角検
出センサ３８ｂの動作を示すタイムチャートである。以
下、図１，図８及び図９に基づき説明する。
（ステップ１０４）の内容を示すフローチャートであ
る。図９は、クランク角検出センサ３８ａ及びカム角検
出センサ３８ｂの動作を示すタイムチャートである。以
下、図１，図８及び図９に基づき説明する。
【００２７】クランク角検出センサ３８ａ及びカム角検
出センサ３８ｂは、同一構造であり、クランク軸１４及
びカム軸１６ａ並びにカム軸１６ｂの 1/4回転（周期
Ｔ）ごとに所定のパルス信号を発生する。また、クラン
ク角検出センサ３８ａ及びカム角検出センサ３８ｂの検
出信号は、位相差θが０°のときに，同時に発生するよ
うに調整されている。したがって、検出信号のずれΔＴ
を周期Ｔで割った値は、位相差θに対応している。そこ
で、ステップ２０１では、ｋ×ΔＴ／Ｔにより位相差θ
を得ている。ここで、‘ｋ’は、気筒数に応じた定数で
ある。
出センサ３８ｂは、同一構造であり、クランク軸１４及
びカム軸１６ａ並びにカム軸１６ｂの 1/4回転（周期
Ｔ）ごとに所定のパルス信号を発生する。また、クラン
ク角検出センサ３８ａ及びカム角検出センサ３８ｂの検
出信号は、位相差θが０°のときに，同時に発生するよ
うに調整されている。したがって、検出信号のずれΔＴ
を周期Ｔで割った値は、位相差θに対応している。そこ
で、ステップ２０１では、ｋ×ΔＴ／Ｔにより位相差θ
を得ている。ここで、‘ｋ’は、気筒数に応じた定数で
ある。
【００２８】図１０は、図１における制御手段２４の他
の動作を示すフローチャートである。図１１は、踏込み
量ｆと位相差θとをパラメータとして予め定められた目
標スロットル開度ｓ1 を示す図表である。以下、図１，
図１０及び図１１に基づき説明する。
の動作を示すフローチャートである。図１１は、踏込み
量ｆと位相差θとをパラメータとして予め定められた目
標スロットル開度ｓ1 を示す図表である。以下、図１，
図１０及び図１１に基づき説明する。
【００２９】制御手段２４は、図１０に示すフローチャ
ートに従って、スロットルアクチュエータ９２を制御す
る。まず、現在のアクセルペダル２０の踏込み量ｆをア
クセルセンサ２２から入力し、現在のカム軸１６ａ，１
６ｂ間の位相差θをクランク角検出センサ３８ａ及びカ
ム角検出センサ３８ｂから入力する。そして、これらの
踏込み量ｆ及び位相差θに対応する目標スロットル開度
ｓ1 を、図示しないメモリに記憶されている図１１のマ
ップから検索する（ステップ３０１）。次に、スロット
ルセンサ９６を介して現在のスロットル開度ｓを入力
し、スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 と等し
いか否かを判断する（ステップ３０２）。等しければそ
のまま終了し、等しくなければスロットル開度ｓと目標
スロットル開度ｓ1 との大小を比較する（ステップ３０
３）。スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 より
小さければ、スロットルアクチュエータ９２を介してス
ロットル開度ｓを大きくする（ステップ３０４）。一
方、スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 より大
きければ、スロットルアクチュエータ９２を介してスロ
ットル開度ｓを小さくする（ステップ３０５）。
ートに従って、スロットルアクチュエータ９２を制御す
る。まず、現在のアクセルペダル２０の踏込み量ｆをア
クセルセンサ２２から入力し、現在のカム軸１６ａ，１
６ｂ間の位相差θをクランク角検出センサ３８ａ及びカ
ム角検出センサ３８ｂから入力する。そして、これらの
踏込み量ｆ及び位相差θに対応する目標スロットル開度
ｓ1 を、図示しないメモリに記憶されている図１１のマ
ップから検索する（ステップ３０１）。次に、スロット
ルセンサ９６を介して現在のスロットル開度ｓを入力
し、スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 と等し
いか否かを判断する（ステップ３０２）。等しければそ
のまま終了し、等しくなければスロットル開度ｓと目標
スロットル開度ｓ1 との大小を比較する（ステップ３０
３）。スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 より
小さければ、スロットルアクチュエータ９２を介してス
ロットル開度ｓを大きくする（ステップ３０４）。一
方、スロットル開度ｓが目標スロットル開度ｓ1 より大
きければ、スロットルアクチュエータ９２を介してスロ
ットル開度ｓを小さくする（ステップ３０５）。
【００３０】図１２は、図１１の制御手段２４の動作に
基づく、踏込み量ｆ，位相差θ，スロットル開度ｓ等を
示すタイムチャートである。以下、図１，図６及び図１
２に基づき説明する。
基づく、踏込み量ｆ，位相差θ，スロットル開度ｓ等を
示すタイムチャートである。以下、図１，図６及び図１
２に基づき説明する。
【００３１】時間ｔ１〜ｔ２において、アクセルペダル
２０を急に踏み込むと、位相差可変手段１８のリターン
スプリング６６が位相差θを減少させる。リターンスプ
リング６６の付勢力は十分に大きくしてあるので、位相
差θの変化速度は十分に大きく、位相差θがアクセルペ
ダル２０に追随して急速に減少する。
２０を急に踏み込むと、位相差可変手段１８のリターン
スプリング６６が位相差θを減少させる。リターンスプ
リング６６の付勢力は十分に大きくしてあるので、位相
差θの変化速度は十分に大きく、位相差θがアクセルペ
ダル２０に追随して急速に減少する。
【００３２】時間ｔ３〜ｔ４において、アクセルペダル
２０をゆっくり戻すと、位相差可変手段１８の油圧ポン
プ５２がリターンスプリング６６の付勢力に抗して位相
差θを増加させる。このときは、位相差θはゆっくり増
加すればよいので、油圧ポンプ５２の油圧のみでアクセ
ルペダル２０に追随できる。したがって、スロットル開
度ｓは全開のままである。
２０をゆっくり戻すと、位相差可変手段１８の油圧ポン
プ５２がリターンスプリング６６の付勢力に抗して位相
差θを増加させる。このときは、位相差θはゆっくり増
加すればよいので、油圧ポンプ５２の油圧のみでアクセ
ルペダル２０に追随できる。したがって、スロットル開
度ｓは全開のままである。
【００３３】時間ｔ４〜ｔ５において、アクセルペダル
２０を急に戻すと、油圧ポンプ５２がリターンスプリン
グ６６の付勢力に抗して位相差θを増加させるととも
に、スロットルアクチュエータ９２がスロットル開度ｓ
を減少させる。このときは、位相差θがアクセルペダル
２０に追随できないため、スロットルアクチュエータ９
２がスロットル開度ｓを減少させている。したがって、
油圧ポンプ５２で発生する油圧が低いために位相差θの
変化速度が小さくても、スロットル開度ｓが減少するこ
とにより、エンジン２６の所望の出力トルクまで急速に
低下する。その後、時間ｔ６において、位相差θが目標
位相差θ1 に一致することにより、スロットル開度ｓは
再び全開となる。
２０を急に戻すと、油圧ポンプ５２がリターンスプリン
グ６６の付勢力に抗して位相差θを増加させるととも
に、スロットルアクチュエータ９２がスロットル開度ｓ
を減少させる。このときは、位相差θがアクセルペダル
２０に追随できないため、スロットルアクチュエータ９
２がスロットル開度ｓを減少させている。したがって、
油圧ポンプ５２で発生する油圧が低いために位相差θの
変化速度が小さくても、スロットル開度ｓが減少するこ
とにより、エンジン２６の所望の出力トルクまで急速に
低下する。その後、時間ｔ６において、位相差θが目標
位相差θ1 に一致することにより、スロットル開度ｓは
再び全開となる。
【００３４】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施例に限定されない。例えば、一気筒当たり吸気弁及び
カム軸を三個以上とした場合も、本発明に含まれる。
施例に限定されない。例えば、一気筒当たり吸気弁及び
カム軸を三個以上とした場合も、本発明に含まれる。
【００３５】また、前述した制御手段２４の動作は、当
然のことながら、所定の時間間隔で何回も繰り返し行わ
れるものである。
然のことながら、所定の時間間隔で何回も繰り返し行わ
れるものである。
【００３６】
【発明の効果】本発明に係るエンジン制御装置によれ
ば、油圧ポンプによりリターンスプリングの付勢力に抗
してカム軸間の位相差を増加させるとともに、スロット
ルアクチュエータによりスロットル開度を減少させるよ
うにしたので、油圧ポンプで発生する油圧に頼らなくて
も、スロットル開度を減少させることにより、エンジン
の出力トルクを急速に低下できる。したがって、油圧を
低いものにしたまま、運転者の意思通りにエンジンの出
力トルクを制御することができる。
ば、油圧ポンプによりリターンスプリングの付勢力に抗
してカム軸間の位相差を増加させるとともに、スロット
ルアクチュエータによりスロットル開度を減少させるよ
うにしたので、油圧ポンプで発生する油圧に頼らなくて
も、スロットル開度を減少させることにより、エンジン
の出力トルクを急速に低下できる。したがって、油圧を
低いものにしたまま、運転者の意思通りにエンジンの出
力トルクを制御することができる。
【００３７】また、リターンスプリングの付勢力がある
程度大きくても、スロットル開度を減少させることによ
りエンジンの出力トルクを急速に減少できることから、
リターンスプリングの付勢力を十分に大きくでき、これ
により位相差を小さくする場合の変化速度を大きくでき
る。
程度大きくても、スロットル開度を減少させることによ
りエンジンの出力トルクを急速に減少できることから、
リターンスプリングの付勢力を十分に大きくでき、これ
により位相差を小さくする場合の変化速度を大きくでき
る。
【図１】本発明に係るエンジン制御装置の一実施例を示
す全体構成図である。
す全体構成図である。
【図２】図１における矢示IIから見た概略側面図であ
る。
る。
【図３】図１におけるカム軸及びその周辺を示す平面図
である。
である。
【図４】図３におけるIV-IV 線縦断面図である。
【図５】図３におけるV-V 線縦断面図である。
【図６】図１における位相差可変手段を示す断面図であ
る。
る。
【図７】図１における制御手段の一動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図８】図７における位相差検出ルーチン（ステップ１
０４）の内容を示すフローチャートである。
０４）の内容を示すフローチャートである。
【図９】図１におけるクランク角検出センサ及びカム角
検出センサの動作を示すタイムチャートであり、図９
（イ）がクランク角検出センサであり、図９（ロ）がカ
ム角検出センサである。
検出センサの動作を示すタイムチャートであり、図９
（イ）がクランク角検出センサであり、図９（ロ）がカ
ム角検出センサである。
【図１０】図１における制御手段の他の動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１１】本実施例における踏込み量と位相差とをパラ
メータとして予め定められた目標スロットル開度を示す
図表である。
メータとして予め定められた目標スロットル開度を示す
図表である。
【図１２】本実施例における踏込み量，位相差，スロッ
トル開度等を示すタイムチャートであり、図１２（イ）
が踏込み量であり、図１２（ロ）が位相差であり、図１
２（ハ）がスロットル開度である。
トル開度等を示すタイムチャートであり、図１２（イ）
が踏込み量であり、図１２（ロ）が位相差であり、図１
２（ハ）がスロットル開度である。
【図１３】従来のエンジン制御装置の動作の一例を示す
タイミング図である。
タイミング図である。
【図１４】従来のエンジン制御装置の動作の一例を示す
タイミング図である。
タイミング図である。
１０ エンジン制御装置
１２ａ，１２ｂ 吸気弁
１４ クランク軸
１６ａ，１６ｂ カム軸
１８ 位相差可変手段
２０ アクセルペダル
２２ アクセルセンサ（負荷状態検出手段）
２４ 制御手段
２６ エンジン
５２ 油圧ポンプ
６６ リターンスプリング
９２ スロットルアクチュエータ
９４ スロットル弁
θ カム軸間の位相差
ｆ アクセルペダルの踏込み量
ｓ スロットル開度
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｋ
３０１Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/14 320
F01L 1/34
F02D 9/02
F02D 13/02
F02D 43/00 301
Claims (2)
- 【請求項１】 一気筒当たり複数の吸気弁を設け，これ
らの吸気弁をそれぞれ開閉するカム軸を設け，これらの
カム軸間の位相差を変化させる位相差可変手段と、エン
ジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、この負
荷状態検出手段で検出された負荷状態に応じて前記位相
差可変手段を制御する制御手段とを備え、前記吸気弁の
一方の位相を遅らせることにより圧縮行程でシリンダに
吸入した混合気の一部を吸気管へ戻して吸入空気量を制
御するエンジン制御装置において、 前記位相差可変手段は、アクセルペダルが踏込まれた時
に前記カム軸間の位相差を減少させるように動作するリ
ターンスプリングと、前記アクセルペダルが戻された時
に前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記カム軸
間の位相差を増加させるように動作する油圧ポンプとを
有し、 前記エンジンのスロットル弁を開閉するスロットルアク
チュエータが付設され、 前記制御手段には、前記アクセルペダルが急に戻された
時に、前記油圧ポンプを介して前記位相差を増加させる
とともに，前記スロットルアクチュエータを介して前記
スロットル弁の開度を減少させる機能が付設されている
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 【請求項２】 前記負荷状態検出手段がアクセルペダル
の踏込み量を検出するアクセルセンサであり、 前記制御手段には、前記アクセルセンサで検出された踏
込み量と前記カム軸間の位相差とをパラメータとして予
め定められた前記スロットル弁の開度に、一致させるよ
うに前記スロットルアクチュエータを制御する機能が付
設されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13867995A JP3496334B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | エンジン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13867995A JP3496334B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | エンジン制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312429A JPH08312429A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3496334B2 true JP3496334B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=15227576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13867995A Expired - Fee Related JP3496334B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | エンジン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496334B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3837819B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2006-10-25 | 株式会社デンソー | 内燃機関用バルブタイミング制御装置 |
| JP5675259B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2015-02-25 | 株式会社オティックス | 可変動弁機構 |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP13867995A patent/JP3496334B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08312429A (ja) | 1996-11-26 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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