JP4661647B2 - Control device for variable valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、バルブの開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁機構の制御装置に係り、特に、片弁可変制御と両弁可変制御とを切り換え可能な可変動弁機構の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that can mechanically change a valve opening characteristic, and more particularly, to a control device for a variable valve mechanism that can switch between a single valve variable control and a both valve variable control. .
バルブの開弁特性を機械的に変更可能な可変動弁機構を有する装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この装置によれば、複数のバルブの開弁特性を可変とする両弁可変制御と、特定のバルブの開弁特性を固定する片弁可変制御とが選択的に実行される。片弁可変制御を実行することで、燃焼室内において旋回流(以下「スワール」という。)を発生させることができる。 An apparatus having a variable valve mechanism that can mechanically change the valve opening characteristics of the valve is known (for example, see Patent Document 1). According to this apparatus, the both-valve variable control for changing the valve opening characteristics of a plurality of valves and the one-valve variable control for fixing the valve opening characteristics of a specific valve are selectively executed. By executing the one-valve variable control, a swirling flow (hereinafter referred to as “swirl”) can be generated in the combustion chamber.
上記特許文献1の装置によれば、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に、制御軸を回転させることで、バルブ開弁特性が両弁可変制御時の最大リフト量若しくは最小リフト量にされる。また、切り換え後の片弁可変制御では、切換対象バルブの開弁特性は最大リフト量に固定される。このため、切換対象バルブのリフト量の急変を避けるため、前記切り換え中は両弁可変制御時の最大リフト量とすることが好ましい。また、切り換えを短時間で完了させるべく、切り換え中は瞬時に制御軸の位置を変更することが好ましい。
しかしながら、制御軸を瞬時に回転駆動すると、制御軸が過回転(オーバーシュート)してしまう場合がある。この場合、バルブ構成部品の設計諸元から許容される限界リフト量を超えてしまい、バルブ構成部品に非常に大きな負荷が加わってしまう可能性がある。
According to the device disclosed in Patent Document 1, the valve opening characteristic is the maximum lift amount or the minimum lift during the double valve variable control by rotating the control shaft during switching from the double valve variable control to the single valve variable control. Quantified. In the one-valve variable control after switching, the valve opening characteristic of the switching target valve is fixed to the maximum lift amount. For this reason, in order to avoid a sudden change in the lift amount of the switching target valve, it is preferable to set the maximum lift amount during the variable valve control during the switching. In order to complete the switching in a short time, it is preferable to change the position of the control axis instantaneously during the switching.
However, if the control shaft is driven to rotate instantaneously, the control shaft may over-rotate (overshoot). In this case, the limit lift amount allowed from the design specifications of the valve component is exceeded, and a very large load may be applied to the valve component.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブ構成部品に大きな負荷を加えることなく、両弁可変制御から片弁可変制御へのスムーズな切り換えが可能な可変動弁機構の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a variable valve that can smoothly switch from a two-valve variable control to a one-valve variable control without applying a large load to valve components. An object of the present invention is to provide a mechanism control device.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の吸気バルブのうちの1つの切換対象バルブの開弁特性を大リフト量に固定し、他の吸気バルブの開弁特性を可変とする片弁可変制御と、前記切換対象バルブおよび前記他の吸気バルブの開弁特性を可変とする両弁可変制御と、を切換可能な可変動弁機構の制御装置であって、
制御軸の周りに揺動可能に設けられ、主カムの押圧力を前記複数の吸気バルブのそれぞれに伝達する揺動部材と、
前記制御軸の位置を変更して前記揺動部材の体勢を所定範囲で可変制御することで、前記切換対象バルブの開弁特性を変更可能な開弁特性可変手段と、
前記揺動部材の体勢を一定制御することで、前記切換対象バルブの開弁特性を固定する開弁特性固定手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記開弁特性可変手段を用いた前記両弁可変制御と、前記開弁特性固定手段を用いた前記片弁可変制御とを切り換える切換制御手段と、を備え、
前記切換制御手段は、前記両弁可変制御から前記片弁可変制御への切り換え中に、前記制御軸を前記複数の吸気バルブのリフト量が大きくなる方向に回転させて、前記両弁可変制御時の最大リフト量よりも所定量以上小さくなるような前記揺動部材の体勢となる位置に制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention fixes the valve opening characteristic of one of the plurality of intake valves to a large lift amount and makes the valve opening characteristics of the other intake valves variable . a single valve variable control, and a dual valve variable control for varying the valve opening characteristics of the switching target valve and the other intake valve to a control device of switchable variable valve mechanism,
A swing member provided so as to be swingable around the control shaft, and transmitting a pressing force of the main cam to each of the plurality of intake valves ;
A valve opening characteristic variable means capable of changing a valve opening characteristic of the switching target valve by changing the position of the control shaft and variably controlling the posture of the swing member within a predetermined range;
A valve-opening characteristic fixing means for fixing the valve-opening characteristic of the switching target valve by constantly controlling the posture of the swing member;
Depending on the operating state of the internal combustion engine, comprising said dual valve variable control using the opening characteristic changing means, and a switching control means for switching between the single valve variable control using the opening characteristic fixing means,
The switching control means rotates the control shaft in a direction in which the lift amounts of the plurality of intake valves are increased during switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control. than the maximum lift amount of and controlling the posture and a position of the swing member, such as smaller than a predetermined amount.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記切換制御手段は、前記両弁可変制御から前記片弁可変制御へ切り換え中に、前記制御軸の位置を制御することにより、前記複数の吸気バルブのリフト量が前記片弁可変制御時の最大リフト量と略同一となるような前記揺動部材の体勢に制御することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The switching control means controls the position of the control shaft during switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control, so that the lift amounts of the plurality of intake valves are the maximum during the one-valve variable control. The posture of the swing member is controlled so as to be substantially the same as the lift amount.
第1の発明によれば、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に制御軸がオーバーシュートした場合であっても、複数の吸気バルブのリフト量が両弁可変制御時の最大リフト量よりも小さく抑えられる。これにより、切り換え中にバルブ構成部品に大きな負荷が加わることが防止されるため、両弁可変制御から片弁可変制御へのスムーズな切り換えが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, even when the control shaft overshoots during switching from the two-valve variable control to the one-valve variable control, the lift amounts of the plurality of intake valves are the maximum lift during the double-valve variable control. It can be kept smaller than the amount. As a result, a large load is prevented from being applied to the valve component parts during switching, so that smooth switching from the two-valve variable control to the one-valve variable control is possible.
第2の発明によれば、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中と切り換え後の切換対象バルブのリフト変化を抑えることができる。 According to the second invention, it is possible to suppress the lift change of the switching target valve during and after switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
[システムの構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。本実施の形態1のシステムは、内燃機関1を備えている。内燃機関1は、複数の気筒2を有している。図1には、複数気筒のうちの1気筒のみを示している。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system according to the first embodiment includes an internal combustion engine 1. The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders 2. FIG. 1 shows only one cylinder among a plurality of cylinders.
内燃機関1は、内部にピストン3を有するシリンダブロック4を備えている。ピストン3は、クランク機構を介してクランクシャフト5と接続されている。クランクシャフト5の近傍には、クランク角センサ6が設けられている。クランク角センサ6は、クランクシャフト5の回転角度(クランク角)を検出するように構成されている。 The internal combustion engine 1 includes a cylinder block 4 having a piston 3 therein. The piston 3 is connected to the crankshaft 5 via a crank mechanism. A crank angle sensor 6 is provided in the vicinity of the crankshaft 5. The crank angle sensor 6 is configured to detect the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 5.
シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド8が組み付けられている。ピストン3上面からシリンダヘッド8までの空間は燃焼室10を形成している。シリンダヘッド8には、燃焼室10内に直接燃料を噴射するインジェクタ9が設けられている。また、シリンダヘッド8には、燃焼室10内の混合気に点火する点火プラグ11が設けられている。 A cylinder head 8 is assembled to the upper part of the cylinder block 4. A space from the upper surface of the piston 3 to the cylinder head 8 forms a combustion chamber 10. The cylinder head 8 is provided with an injector 9 that injects fuel directly into the combustion chamber 10. The cylinder head 8 is provided with a spark plug 11 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 10.
シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する吸気ポート12を備えている。吸気ポート12と燃焼室10との接続部には吸気バルブ14が設けられている。本実施の形態1のシステムは、気筒毎に設けられた複数の吸気ポート12に対応して複数の吸気バルブ14を備えている。図1には、吸気ポート12と吸気バルブ14とをそれぞれ1つずつ示している。吸気バルブ14と吸気カム軸15に設けられた吸気カム16との間には、可変動弁装置18が設けられている。可変動弁装置18は、吸気バルブ14の開弁特性を機械的に変更可能に構成されている。なお、可変動弁装置18の詳細については、後述する。
The cylinder head 8 includes an
吸気ポート12には、吸気通路19が接続されている。吸気通路19の途中にはサージタンク21が設けられている。サージタンク21の上流にはスロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22は、スロットルモータ23により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ22は、アクセル開度センサ24により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ25が設けられている。スロットルバルブ22の上流には、エアフロメータ26が設けられている。エアフロメータ26は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ26の上流にはエアクリーナ27が設けられている。
An
また、シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する排気ポート28を備えている。排気ポート28と燃焼室10との接続部には排気バルブ29が設けられている。排気ポート28には排気通路30が接続されている。排気通路30には、排気ガスを浄化する触媒34が設けられている。触媒34の上流には、排気空燃比を検出する空燃比センサ32が設けられている。
The cylinder head 8 includes an
また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)60を備えている。ECU60の出力側には、インジェクタ9、点火プラグ11、可変動弁装置18、スロットルモータ23のほか、後述するポンプ82及びOCV84(図5参照)等が接続されている。ECU60の入力側には、クランク角センサ6、アクセル開度センサ24、スロットル開度センサ25、エアフロメータ26、空燃比センサ31のほか、後述する油圧センサ86(図5参照)等が接続されている。ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。
また、ECU60は、クランク角センサ6の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。また、ECU60は、アクセル開度AAやスロットル開度TA等に基づいて、内燃機関1に要求される負荷KLを算出する。また、ECU60は、運転状態(NE,KL)に応じて、燃焼室10内で発生させるスワールの要求値を算出し、該スワールの要求値を実現させるべく吸気バルブ14の開弁特性を決定する。
Further, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 as a control device. In addition to the injector 9, the spark plug 11, the variable
Further, the
[可変動弁装置の構成]
図2は、図1に示すシステムにおいて、可変動弁装置18の構成を説明するための斜視図である。
図2に示すように、吸気カム軸15には、1気筒当たり2つの吸気カム16,17が設けられている。そして、主カムである第1吸気カム16を中心にして、2つの吸気バルブ14L,14Rが左右対称に配置されている。第1吸気カム16と吸気バルブ14L,14Rとの間には、第1吸気カム16の回転運動に各吸気バルブ14L,14Rのリフト運動を連動させる可変動弁機構40L,40Rがそれぞれ設けられている。一方、第2吸気カム17は、第1吸気カム16との間で、第2吸気バルブ14Rを挟むようにして配置されている。第2吸気カム17と第2吸気バルブ14Rとの間には、第2吸気カム17の回転運動に第2吸気バルブ14Rのリフト運動を連動させる固定動弁機構70が設けられている。本可変動弁装置18は、第2吸気バルブ14Rのリフト連動の連動先を、可変動弁機構40Rと固定動弁機構70との間で選択的に切り換えることができるように構成されている。
[Configuration of variable valve gear]
FIG. 2 is a perspective view for explaining the configuration of the variable
As shown in FIG. 2, the
(1)可変動弁機構の構成
図3は、図2に示す可変動弁装置18における可変動弁機構40の構成を説明するための図である。具体的には、図3は、可変動弁機構40を吸気カム軸15の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構40L,40Rは、基本的には、第1吸気カム16に対して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構40L,40R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40L,40Rを区別しないときには、単に可変動弁機構40と表記する。同様に、可変動弁機構40L,40Rの各構成部品や吸気バルブ14L,14R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。
(1) Configuration of Variable Valve Mechanism FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the
図3に示すように、ロッカーアーム35は吸気バルブ14によって支持されている。可変動弁機構40は、第1吸気カム16とロッカーアーム35との間に介在している。可変動弁機構40は、第1吸気カム16の回転運動とロッカーアーム35の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
可変動弁機構40は、吸気カム軸15と平行に配置された制御軸41を有している。この制御軸41は、図示しないが、ウォームホイール及びウォームギヤを介して電動モータに接続されている。よって、制御軸41は、回転駆動可能に構成されている。図3に示すように、制御軸41には、制御アーム42がボルト43によって固定されている。制御アーム42の一部は、制御軸41の径方向に突出している。制御アーム42の突出部には、中間アーム44がピン45によって取り付けられている。ピン45は、制御軸41の中心から偏心した位置に配置されている。よって、中間アーム44は、ピン45を中心にして揺動するように構成されている。中間アーム44の先端部には、後述するローラ52,53が回転可能に設けられている。
The
制御軸41には、揺動カムアーム50が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム50は、第1吸気カム16に対向する側に、スライド面50aを有している。スライド面50aは、第2ローラ53に接触するように形成されている。スライド面50aは、第2ローラ53が揺動カムアーム50の先端側から制御軸41の軸中心側に向かって移動するほど、第1吸気カム16との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、揺動カムアーム50は、スライド面50aの反対側に、揺動カム面51を有している。揺動カム面51は、揺動カムアーム50の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面51aと、非作用面51aから離れた位置ほど制御軸41の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面51bとで構成されている。
A
スライド面50aと第1吸気カム16の周面との間には、第1ローラ52と第2ローラ53が配置されている。より具体的には、第1ローラ52は、第1吸気カム16の周面と接触するように配置されている。また、第2ローラ53は、揺動カムアーム50のスライド面50aに接触するように配置されている。第1ローラ52と第2ローラ53とは、上記中間アーム44の先端部に固定された連結軸54によって回転自在に支持されている。中間アーム44は、ピン45を支点として揺動するので、これらのローラ52,53もピン45から一定距離を保ちながらスライド面50aおよび第1吸気カム16の周面に沿って揺動する。
A
また、揺動カムアーム50には、バネ座50bが形成されている。このバネ座50bには、ロストモーションスプリング38の一端が掛けられている。ロストモーションスプリング38の他端は、内燃機関の静止部位に固定されている。ロストモーションスプリング38は圧縮バネである。ロストモーションスプリング38から受ける付勢力により、揺動カムアーム50のスライド面50aが第2ローラ53に押し当てられ、更に、第1ローラ52が第1吸気カム16に押し当てられる。これにより、第1ローラ52及び第2ローラ53は、スライド面50aと第1吸気カム16の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。
The
揺動カムアーム50の下方には、上記ロッカーアーム35が配置されている。ロッカーアーム35には、揺動カム面51に対向するようにロッカーローラ36が設けられている。ロッカーローラ36は、ロッカーアーム35の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム35の一端は、バルブ14のバルブシャフト14aによって支持されており、ロッカーアーム35の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ37によって回転自在に支持されている。リフト作動の際、バルブシャフト14aは、バルブスプリング14bによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム35を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ36は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ37によって揺動カムアーム50の揺動カム面51に押し当てられている。
The
上述した可変動弁機構40の構成によれば、第1吸気カム16の回転に伴って、第1吸気カム16の押圧力が第1ローラ52及び第2ローラ53を介してスライド面50aに伝達される。その結果、揺動カム面51とロッカーローラ56との接点が非作用面51aから作用面51bにまで及ぶと、ロッカーアーム35が押し下げられ、バルブ14が開弁する。
According to the configuration of the
また、可変動弁機構40の構成によれば、制御軸41の回転角度を変化させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム50の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸41を図3における反時計回り方向に回転させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が揺動カムアーム50の先端側に移動する。そうすると、第1吸気カム16の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム50が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム35が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム50の回転角度は、制御軸41が図3における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸41を図3における反時計回り方向に回転させることにより、バルブ14の作用角及びリフト量を小さくすることができる。逆に、制御軸41を時計回り方向に回転させることにより、バルブ14の作用角及びリフト量を大きくすることができる。
Further, according to the configuration of the
(2)固定動弁機構の構成
次に、図2及び図4を参照して、固定動弁機構70の構成について説明する。図4は、図2に示す可変動弁機構40及び固定動弁機構70を示す分解斜視図である。
図2に示すように、固定動弁機構70は、第2吸気カム17と第2揺動カムアーム50Rとの間に介在している。固定動弁機構70は、第2揺動カムアーム50Rの揺動運動を第2吸気カム17の回転運動に連動させるものである。固定動弁機構70は、第2吸気カム17によって駆動される大リフトアーム71と、大リフトアーム71を第2揺動カムアーム50Rに結合させるアーム結合機構72(図4参照)とを備えている。アーム結合機構72は、後述する切換ピン74、油圧室75、ピン穴76、リターンスプリング77及びピストン78によって構成されている。
(2) Configuration of Fixed Valve Mechanism Next, the configuration of the fixed
As shown in FIG. 2, the fixed
大リフトアーム71は、制御軸41上に第2揺動カムアーム50Rと並んで配置され、第2揺動カムアーム50Rとは独立して回転可能となっている。大リフトアーム71には、第2吸気カム17の周面に接触する入力ローラ73が回転可能に支持されている。
図4に示すように、大リフトアーム71には、バネ座71aが形成されている。このバネ座71aには、上記揺動カムアーム50と同様に、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。このロストモーションスプリングのバネ力によって、入力ローラ73が第2吸気カム17の周面に押し当てられる。
The
As shown in FIG. 4, a spring seat 71 a is formed on the
大リフトアーム71は、第2揺動カムアーム50Rに向けて出し入れ可能な切換ピン74を備えている。大リフトアーム71には、第2揺動カムアーム50R側に開口部を有する油圧室75が形成されている。この油圧室75内に切換ピン74が嵌め込まれている。油圧室75は、後述する油圧系に接続されている。後述する油圧系(図5参照)により油圧室75内の油圧が高められた場合に、切換ピン74は、その油圧によって油圧室75から第2揺動カムアーム50Rに向けて押し出される。
The
一方、第2揺動カムアーム50Rには、大リフトアーム71側に開口部を有するピン穴76が形成されている。切換ピン74とピン穴76は、制御軸41を中心とする同じ円弧上に配置されている。これにより、第2揺動カムアーム50Rが大リフトアーム71に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴76の位置と切換ピン74の位置とが一致するようになっている。ピン穴76内には、その奥側からリターンスプリング77と、リフタとしてのピストン78とが配置されている。
On the other hand, a
図5は、切換ピン74を作動させるための油圧系の構成を示す概略図である。
図5に示すように、制御軸41内には、油路81が形成されている。この油路81は、油圧室75と、制御軸41と大リフトアーム71との摺動隙間と、制御軸41と第2揺動カムアーム50Rとの摺動隙間とにそれぞれ接続されている。また、この油路81は、ポンプ82に接続されている。油路81の途中には、排出路83が接続されている。油路81と排出路83との接続部には、オイルコントロールバルブ(以下「OCV」という。)84が設けられている。OCV84は、例えば、ECU60から電圧が印加されると作動する電磁駆動弁である。排出路83には、潤滑油の流量を調整するオリフィス85が設けられている。また、本油圧系は、油圧センサ86を備えている。油圧センサ86は、油路81内の油圧を検出するように構成されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a hydraulic system for operating the switching
As shown in FIG. 5, an
ECU60からOCV84に電圧が印加されず、OCV84が非作動中である間は、ポンプ82により加圧された潤滑油は、排出路83を通って排出される。一方、ECU60からOCV84に電圧が印加され、OCV84が作動すると、ポンプ82により加圧された潤滑油は、油路81を通って上記摺動隙間に供給される。また、油路81を流れる潤滑油の一部は、油圧室75にも供給される。よって、OCV84を作動させることで、油圧室85内の油圧を上げることができる。この油圧室85内の油圧を下げるためには、OCV84を非作動にすればよい。OCV84を用いて油圧室75内の油圧を制御することにより、切換ピン74を作動させることができる。
While no voltage is applied from the
[実施の形態1の特徴]
(片弁可変制御)
上記システムでは、第2揺動カムアーム50Rが大リフトアーム71に対して所定の回転角度に位置したとき、切換ピン74とピン穴76の位置が一致する。ピン穴76の位置と切換ピン74の位置とが一致したとき、切換ピン74はピストン78に当接する。このとき、リターンスプリング77がピストン78を押す力よりも、油圧室75内の油圧が切換ピン74を押す力の方が大きければ、切換ピン74は、ピストン78をピン穴76の奥に押し込むようにしてピン穴76内に進入する。つまり、OCV84を作動させて油圧室75内の油圧を上げることで、切換ピン74をピン穴76に挿入することができる。切換ピン74がピン穴76内に挿入されると、第2揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71とが連結される。これにより、第2吸気バルブ14Rのリフト運動の連動先を可変動弁機構20Rから固定動弁機構70へ切り換えることができる。
この場合、第2揺動カムアーム50Rには、吸気カム軸15の回転運動が第2吸気カム14から大リフトアーム71を介して伝達される。第2吸気バルブ14Rの開弁特性は、第2吸気カム17、大リフトアーム71および第2揺動カムアーム50Rの形状及び位置関係によって機械的に決まり、制御軸41の回転角度に関係なく常に一定の開弁特性(大リフト及び大作用角)に固定される。すなわち、第2吸気バルブ14Rの開弁特性を一定とする一定制御が行われる。
これに対し、第1揺動カムアーム50Lには、第1吸気カム16から第1ローラ52及び第2ローラ53Lを介して吸気カム軸15の回転運動が伝達される。よって、第1吸気バルブ14Lの開弁特性は、制御軸41の回転角度に連動して変化することになる。
従って、第2吸気バルブ14Rの開弁特性を固定した状態で、第1吸気バルブ14Lの開弁特性のみを制御軸41の回転角度に連動させて変化させることができる片弁可変制御を行うことができる。
[Features of Embodiment 1]
(Single valve variable control)
In the above system, when the second
In this case, the rotational motion of the
On the other hand, the rotational motion of the
Therefore, one-valve variable control is performed in which only the valve opening characteristic of the
(両弁可変制御)
一方、ピン穴76の位置と切換ピン74の位置とが一致したときに、OCV84を非作動にして油圧室75内の油圧を下げることで、切換ピン74をピン穴76から抜くことができる。これにより、大リフトアーム71と第2揺動カムアーム50Rとの連結が解除される。よって、第2吸気バルブ14Rのリフト運動の連動先を固定動弁機構70から可変動弁機構20Rへ切り換えることができる。
この場合、カム軸15の回転運動は、第1吸気カム16から第1及び第2ローラ52,53を介して、第1及び第2揺動カムアーム50L,50Rのそれぞれのスライド面50aに伝達される。よって、第1吸気バルブ14L及び第2吸気バルブ14Rの開弁特性は、同一であり、制御軸41の回転に連動して変化することとなる。すなわち、第2吸気バルブ14Rの開弁特性を可変とする可変制御が行われる。
従って、第1吸気バルブ14Lの開弁特性と第2吸気バルブ14Rの開弁特性とを制御軸41の回転角度に連動させて共に変化させることができる両弁可変制御を行うことができる。
(Double valve variable control)
On the other hand, when the position of the
In this case, the rotational motion of the
Therefore, the variable valve control can be performed in which the valve opening characteristic of the
図6は、運転領域と片弁可変領域及び両弁可変領域との関係の一例を示す図である。
図6に示すように、吸気バルブ14の開弁特性制御は、機関回転数NEと負荷KLとによって定められる運転領域によって決められる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the operation region, the one-valve variable region, and the both-valve variable region.
As shown in FIG. 6, the valve opening characteristic control of the
低負荷から中負荷、かつ、低回転から中回転の運転領域、すなわち、図6に示す片弁可変領域では、スワールを発生させることが要求されるため、上記片弁可変制御が行われる。この片弁可変領域では、切換ピン74により第2揺動カムアーム50Rと大リフトアーム71とが連結されている。このため、第2吸気バルブ14Rの開弁特性が大作用角及び大リフト量に固定されると共に、制御軸41の回転角度に応じて第1吸気バルブ14Lの作用角及びリフト量が連続的に変更される。すなわち、内燃機関の運転状態(機関回転数NE、負荷KL)に応じて制御軸41の回転角度をECU60により制御することで、該運転状態に最適なスワールを連続的に変化させながら発生させることができる。これにより、内燃機関の燃焼状態を良好にすることができる。燃焼状態を良好にすることで、燃費を向上させることができ、排気エミッションを低減することができる。
In the operation range from low load to medium load and from low rotation to medium rotation, that is, the single valve variable region shown in FIG. 6, it is required to generate a swirl, and thus the single valve variable control is performed. In the one-valve variable region, the second
一方、高回転高負荷、低回転高負荷、低回転低負荷(アイドル)等の運転領域、すなわち、図6に示す両弁可変領域では、スワールを発生させることが要求されないため、上記両弁可変制御が行われる。この両弁可変領域では、切換ピン74は大リフトアーム71内に収まっている。このため、第2吸気バルブ14Rの作用角及びリフト量も連続的に変更される。よって、制御軸41の回転角度に応じて、両方の吸気バルブ14L,14Rの開弁特性は共に等しいリフト量及び作用角とされる。例えば、両弁可変領域のうち高回転高負荷領域では、多くの吸入空気量を得ることが優先されるため、両方の吸気バルブ14L,14Rの開弁特性が共に大作用角及び大リフト量に制御される。
なお、図6に示すように、両弁可変領域と片弁可変領域との境界は、切換ピン作動線となる。
On the other hand, since it is not required to generate a swirl in the operation region such as high rotation / high load, low rotation / high load, low rotation / low load (idle), that is, the both valve variable region shown in FIG. Control is performed. In this variable valve variable region, the switching
As shown in FIG. 6, the boundary between the both valve variable region and the single valve variable region is a switching pin operating line.
ところで、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え時において、吸気バルブ14L,14Rの位置は任意である。すなわち、第2揺動カムアーム50Rにおけるピン穴76の位置は任意である。上述したように、片弁可変制御では、切換対象バルブである第2吸気バルブ14Rの開弁特性は大作用角及び大リフト量に固定される。よって、切り換え中と切り換え後の第2吸気バルブ14Rの作用角及びリフト量の変化量を少なくするため、切り換え中(切換ピン嵌合時)の吸気バルブ14L,14Rの作用角及びリフト量を最大作用角及び最大リフト量にすることが好適であると考えられる。すなわち、両弁可変制御時に吸気バルブ14L,14Rが最大リフト量となるように、第2揺動カムアーム50Rにおけるピン穴76を位置決めすることが好適であると考えられる。
また、早期に切り換えを終了させるべく、切り換え時には吸気バルブ14L,14Rを瞬時に最大作用角及び最大リフトにすることが望ましい。つまり、かかる最大作用角及び最大リフトとなる揺動カムアーム50L,50Rの体勢を早期に実現すべく、制御軸41を瞬時に回転させることが望ましい。
Incidentally, the position of the
In order to complete the switching at an early stage, it is desirable that the
しかし、吸気バルブ14L,14Rを瞬時に最大作用角及び最大リフト位置にすべく、制御軸41を目標位置まで高速で回転させると、制御軸41が目標位置を過ぎて回転してしまう事態が生じ得る。すなわち、制御軸41が過回転(以下「オーバーシュート」ともいう。)してしまう事態が生じ得る。両弁可変制御時の吸気バルブ14L,14Rの最大リフト量は、バルブ構成部品(例えば、バルブスプリング14bやバルブシート等)の設計諸元等から定められている。よって、制御軸41が過回転した場合には、吸気バルブ14L,14Rがリフト限界を超えてリフトし、バルブ構成部品に許容値よりも大きな負荷が加わってしまう。
However, if the
そこで、本実施の形態1では、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中(切換ピン嵌合時)の吸気バルブ14L,14Rのリフト量を、制御軸41の過回転を考慮して設定する。図7は、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中における吸気バルブ14L,14Rのリフト量を示す図である。
図7において、破線Aは、可変動弁機構40により実現可能な最大リフト量を表している。この破線Aで表される最大リフト量は、バルブ構成部品の設計諸元等から定まる限界リフトを超えている。そこで、実線Bで表されるように、両弁可変制御時の最大リフト量は、バルブ構成部品の設計諸元等から定まる限界リフトとされている。しかし、この実線Bで表される両弁可変制御時の最大リフト量は、上述した制御軸41の過回転を考慮して定められたものではない。
Therefore, in the first embodiment, the lift amount of the
In FIG. 7, a broken line A represents the maximum lift amount that can be realized by the
そこで、本実施の形態1では、制御軸41の過回転を考慮して、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中における吸気バルブ14L,14Rのリフト量Cを、両弁可変制御時の最大リフト量Bよりも少なくともリフト差Δh以上小さくする。すなわち、切換ピン74をピン穴76に嵌合させるときは、吸気バルブ14L,14Rのリフト量がリフト量Cとなるように、揺動カムアーム50L,50Rの体勢を制御する。ここで、リフト差Δhは、事前に把握した可変動弁装置18の設計諸元や、制御軸41の駆動装置の特性に基づいて決定される。可変動弁装置18の設計諸元とは、例えば、制御軸41により制御される可変動弁装置18の数(すなわち、制御軸41によりバルブ開弁特性が制御される気筒数)、可変動弁機構40の重さ(すなわち、制御軸41に加わる重量)等である。このリフト差Δhは、制御軸41が最大オーバーシュートする場合であっても、バルブ構成部品の設計諸元等から定まる限界リフト(両弁可変制御時の最大リフト量)Bを超えないように決定される。
Therefore, in the first embodiment, in consideration of over-rotation of the
また、切り換え中(切換ピン嵌合時)のリフト量Cは、小さいほど良いというわけではない。このリフト量Cを、例えば、実線Dで表される可変動弁機構40により実現可能な最小リフト量Dのように小さくすることは好ましくない。この理由は、上述のように、切り換え後の第2吸気バルブ14Rの開弁特性は大作用角及び大リフト量に固定されるため、切り換え中から切り換え後にかけて第2吸気バルブ14Rの作用角及びリフト量の変化量が大きくなってしまい、可変動弁機構40への負荷が大きくなってしまうためである。
Further, the lift amount C during switching (when the switching pin is fitted) is not necessarily as small as possible. It is not preferable to make the lift amount C as small as the minimum lift amount D that can be realized by the
切り換え中(切換ピン嵌合時)のリフト量Cは、実線Eで表される片弁可変制御時の吸気バルブ14Rの最大リフト量と略同一にすることが望ましい。この場合、切り換え中から切り換え後にかけての第2吸気バルブ14Rの作用角及びリフト量の変化量を最小にすることができ、可変動弁機構40への負荷を最小にすることができる。実線Eで表される片弁可変制御時の最大リフト量は、内燃機関1からの要求、すなわち、燃焼室10内に生じさせるスワールの要求から定められている。一般的には、この片弁可変制御時の最大リフト量Eは、両弁可変制御時の最大リフト量Bよりも小さい。
It is desirable that the lift amount C during switching (when the switching pin is fitted) be substantially the same as the maximum lift amount of the
従って、切換ピン嵌合時には、吸気バルブ14L,14Rのリフト量が上記リフト量Cとなるように、制御軸41の回転位置が制御される。このときのローラ53の位置と第2揺動カムアーム50Rの体勢とを、図8に示す。図8は、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中(切換ピン嵌合時)において、ローラ53の位置と第2揺動カムアーム50Rの体勢とを示す図である。図8に示すような第2揺動カムアーム50Rの体勢で、切換ピンがピン穴76に嵌合されるように、第2揺動カムアーム50Rにピン穴76が設けられている。
Therefore, when the switching pin is fitted, the rotational position of the
[実施の形態1における具体的処理]
図9は、本実施の形態1において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図9に示すルーチンによれば、先ず、内燃機関の運転状態を取得する(ステップ100)。このステップ100において、ECU60は、機関回転数NE及び負荷KLを取得する。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 9 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 9, first, the operating state of the internal combustion engine is acquired (step 100). In
次に、上記ステップ100で取得された運転状態に基づいて、運転領域が片弁可変領域であるか否かを判別する(ステップ102)。なお、図6に示す例では、機関回転数NEと負荷KLとに基づいて、片弁可変領域と両弁可変領域とに区分されている。このステップ102で運転領域が片弁可変領域であると判別された場合には、OCVが作動中であるか否かを判別する(ステップ104)。このステップ104では、前回の運転領域が片弁可変領域であるか否かが判別される。上記ステップ104でOCV84が作動中であると判別された場合、つまり、前回の運転領域が片弁可変領域である場合には、OCV84を引き続き作動させて片弁可変制御の状態を維持する(ステップ106)。このステップ106では、機関回転数NE及び負荷KLとの関係で定められたマップを参照して、上記ステップ100で取得されたNE,KLに応じた制御軸41の目標位置が算出される。そして、制御軸41を目標位置まで回転させて、第1揺動カムアーム50Lの体勢を変化させることで、第1吸気バルブ14Lの作用角及びリフト量が所望の値に制御される。
Next, based on the operation state acquired in
一方、上記ステップ104でOCV84が非作動中であると判別された場合、つまり、前回の運転領域が両弁可変領域である場合には、切換ピン74をピン穴76に嵌合させて、片弁(第2吸気バルブ14R)を大作用角に固定する(ステップ108)。具体的には、ピン穴嵌合位置まで制御軸41を回転させて、第2揺動カムアーム50Rを図8に示すような体勢とすると共に、OCV84を作動させて油圧室75の油圧を高めることで、切換ピン74を第2揺動カムアーム50Rのピン穴76に嵌合させる。この切換ピン嵌合時には、吸気バルブ14L,14Rのリフト量は、図7において実線Cで表されるリフト量とされる。よって、切換ピン嵌合時に制御軸41が過回転しても、吸気バルブ14L,14Rのリフト量は、バルブ構成部品の設計諸元により定められる限界リフトを超えることはない。
On the other hand, if it is determined in
また、上記ステップ102で運転領域が片弁可変領域ではなく両弁可変領域であると判別された場合には、上記ステップ104と同様に、OCV84が作動中であるか否かを判別する(ステップ110)。このステップ110でOCV84が非作動中であると判別された場合、つまり、前回の運転領域が両弁可変領域である場合には、OCV84を引き続き非作動として両弁可変制御の状態を維持する(ステップ112)。このステップ112では、機関回転数NE及び負荷KLとの関係で定められたマップを参照して、上記ステップ100で取得されたNE,KLに応じた制御軸41の目標位置が算出される。そして、制御軸41を目標位置まで回転させて、第1及び第2揺動カムアーム50L,50Rの体勢を変化させることで、第1及び第2吸気バルブ14L,14Rの作用角及びリフト量が所望の値に制御される。
If it is determined in
一方、上記ステップ110でOCV84が作動中であると判別された場合、つまり、前回の運転領域が片弁可変領域である場合には、片弁の大作用角固定の状態を解除する(ステップ114)。具体的には、OCV84を非作動にして油圧室75の油圧を下げることで、切換ピン74を大リフトアーム71の内部に格納させる。
On the other hand, if it is determined in
以上説明したように、本実施の形態1によれば、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に、制御軸41の過回転を考慮して、吸気バルブ14L,14Rのリフト量Cが、両弁可変制御における最大リフト量Bよりもリフト差Δh以上小さくされる。これにより、切り換え時に制御軸41が過回転した場合であっても、吸気バルブ14L,14Rのリフト量は、バルブ構成部品の設計諸元等から定まる限界リフト量Bを超えることはない。従って、バルブ構成部品に許容量よりも大きな負荷を加えることなく、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換えをスムーズに行うことができる。
また、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に、吸気バルブ14L,14Rのリフト量Cを、片弁可変制御における最大リフト量Eと略同一にすることが望ましい。この場合、切り換え中から切り換え後にかけて、切換対象バルブである第2吸気バルブ14Rのリフト変化量を最小にすることができる。これにより、片弁可変制御への切り換え時に可変動弁機構18に加わる負荷を抑えることができる。
As described above, according to the first embodiment, the lift amount C of the
Further, it is desirable that the lift amount C of the
なお、本実施の形態1においては、可変動弁装置18が第1の発明における「可変動弁機構」に、揺動カムアーム50が第1の発明における「揺動部材」に、可変動弁機構40が第1の発明における「開弁特性可変手段」に、固定同弁機構70が第1の発明における「開弁特性固定手段」に、ECU60とアーム結合機構72とが第1及び第2の発明における「切換制御手段」に、それぞれ相当している。
また、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ108の処理を実行することにより第1及び第2の発明における「切換制御手段」が実現されている。
In the first embodiment, the
Further, in the first embodiment, the “switching control means” in the first and second inventions is realized by the
実施の形態2.
次に、図10から図15を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図10は、本実施の形態2において、アーム結合機構90の構成を説明するための断面図である。図10において符号「A」を付して示すように、アーム結合機構90は、第2揺動カムアーム50Rに設けられたピン穴91の形状に特徴を有している。このピン穴91の形状の詳細について、図11を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the
図11は、図10における部位Aの近傍を拡大して示す図である。より具体的には、図11(A)は、ピン穴91を油圧室75側から見た図であり、図11(B)は、部位Aの断面図である。図11(A),(B)に示すように、ピン穴91の入口部分に、ピン74をガイドするためのガイド面91aが形成されている。ガイド面91aは、ピン74をピン穴91に挿入し易くするために、ピン切り換え動作を行う際に第2揺動カムアーム50Rが移動して来る方向側(図11(B)における右側)の部位において、より大きく窪んだR形状となるように形成されている。ガイド面91aは、ピン穴91の入口側に近づくほど、徐々に大きな半径となるR形状で形成されている。更に言い換えれば、ピン穴91の入口側に近づくほど、ピン穴91の軸線に対する傾斜角度が徐々に小さくなるように形成されている。
FIG. 11 is an enlarged view showing the vicinity of the part A in FIG. More specifically, FIG. 11A is a view of the
図12は、本実施の形態2において、ピン挿入時の動作を説明するための図である。図12(A)は、両弁可変制御時に、第1及び第2揺動カムアーム50L,50Rを中リフトで駆動した状態を示す図である。このとき、大リフトアーム71に格納されたピン74の軸線と、第2揺動カムアーム50Rに設けられたピン穴91の軸線とが不一致となる。これは、大リフトアーム71におけるピン74が、最大リフト位置に設けられているためである。ところが、図12(A)に示すようにピン74の軸線とピン穴91の軸線とが不一致の状態において、油圧の供給を受けたピン74がガイド面91aに案内される。そうすると、図12(B)に示すように、大リフトアーム71が移動し、ピン74の軸線とピン穴91の軸線とが一致する。従って、第1及び第2揺動カムアーム50L,50Rを最大リフト位置にしなくても、ピン74をピン穴91aに挿入することが可能となるため、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換えが可能となる。
従って、上記アーム結合機構90によれば、第1及び第2揺動カムアーム50L,50Rを最大リフトにしなくても、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換えが可能である。
FIG. 12 is a diagram for explaining an operation when a pin is inserted in the second embodiment. FIG. 12A is a diagram showing a state in which the first and second
Therefore, according to the
[実施の形態2の特徴]
ところで、上記実施の形態1では、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に、吸気バルブ14L,14Rが一時的に最大リフトにされている。そして、切換ピン嵌合後、第1吸気バルブ14Lの作用角及びリフト量を運転状態(NE,KL)に応じた作用角及びリフト量にするべく、制御軸41を目標位置まで回転させている。
このように、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中に、吸気バルブ14L,14Rが大リフトにされると、吸入空気量(以下「吸気量」という。)が一時的に増加するため、燃焼変動によるトルク変動(トルクショック)が生じてしまう。このトルク変動を低減すべく、点火時期の遅角や、燃料噴射量の低減等を実行すると、燃費や排気エミッション特性の悪化を招来する可能性がある。また、可変側の第1吸気バルブ14Lのリフト変化量が大きいため、切り換え後のスワールの乱れが大きくなり、最適な燃焼状態を得るまでに時間を要する場合がある。
[Features of Embodiment 2]
Incidentally, in the first embodiment, the
Thus, when the
そこで、本実施の形態2では、上記アーム結合機構90を用いて、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え中の吸気量と、切り換え後の吸気量とが略同一になるようにする。
図13及び図14は、本実施の形態2において、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え時のバルブリフトを示す図である。
図13に示す例では、切り換え前である両弁可変制御においては、両吸気バルブ14L,14Rの開弁特性が可変動弁機構40を用いて小リフト量及び小作用角にされている。また、切り換え後である片弁可変制御においては、第2吸気バルブ14Rの開弁特性は固定動弁機構70を用いて大リフト量及び大作用角とし、第1吸気バルブ14Lの開弁特性は可変動弁機構40を用いて小リフト量及び小作用角とすることで、大きなスワールを得るように要求されている。本実施の形態2では、この切り換え後の吸気バルブ14L,14Rの開弁時間面積の合計と、切り換え中(切換ピン嵌合時)の吸気バルブ14L,14Rの開弁時間面積の合計とが略同一となるように、切り換え中の吸気バルブ14L,14Rのリフト量及び作用角が決定される。図13に示す例では、切り換え中の吸気バルブ14L,14Rの開弁特性は中リフト量及び中作用角とされる。
Therefore, in the second embodiment, the
FIG. 13 and FIG. 14 are diagrams showing a valve lift at the time of switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control in the second embodiment.
In the example shown in FIG. 13, in the both-valve variable control before switching, the valve opening characteristics of both
図14に示す例では、切り換え前である両弁可変制御においては、両吸気バルブ14L,14Rの開弁特性が可変動弁機構40を用いて大リフト量及び大作用角にされている。また、切り換え後である片弁可変制御においては、第2吸気バルブ14Rの開弁特性は固定同弁機構70を用いて大リフト量及び大作用角とし、第1吸気バルブ14Lの開弁特性は可変動弁機構40を用いて大リフト量及び大作用角とすることで、小さなスワールを生じさせるように要求されている。そして、図13に示す例と同様の方法により、切り換え中の吸気バルブ14L,14Rの開弁特性は大リフト量及び大作用角とされる。
In the example shown in FIG. 14, in the both-valve variable control before switching, the valve opening characteristics of both
[実施の形態2における具体的処理]
図15は、本実施の形態2において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図15に示すルーチンと、上記実施の形態1の図9に示すルーチンとは、ステップ116のみが相違する。このステップ116は、ステップ102で運転領域が片弁可変領域であると判別され、かつ、その後のステップ104でOCV84が非作動中(前回の運転領域が両弁可変領域)であると判別された場合に実行される。すなわち、ステップ116は、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え時に実行される。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 15 is a flowchart showing a routine executed by the
The routine shown in FIG. 15 is different from the routine shown in FIG. 9 of the first embodiment only in
このステップ116では、切換ピン74をピン穴91に嵌合させることで、片弁(第2吸気バルブ14R)が大作用角に固定される。具体的には、図13及び図14に示したように、切り換え後(片弁可変制御時)の吸気量と同等の吸気量が、切り換え中(切換ピン嵌合時)に得られるように、両吸気バルブ14L,14Rの作用角及びリフト量が求められ、この求めた作用角及びリフト量が実現される目標位置に制御軸41が回転せしめられる。これと共に、OCV84を作動させて油圧室75の油圧を高めることで、切換ピン74を第2揺動カムアーム50Rのピン穴91に嵌合させる。このとき、図12(A)に示すように、ピン穴91の軸線と切換ピン74の軸線とが不一致である場合、つまり、両吸気バルブ14L,14Rが大リフト及び大作用角の位置にされていない場合がある。しかし、上述したアーム結合機構90によれば、図12(B)に示すように、ピン穴91に設けられたガイド面91aにより切換ピンを嵌合させることができる。
In this
以上説明したように、本実施の形態2によれば、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換えを行う際に、切り換え中(切換ピン嵌合時)の吸気量と、切り換え後(片弁可変制御時)の吸気量とが同等となるようにする。具体的には、切り換え中の吸気バルブ14L,14Rの開弁時間面積の合計と、切り換え後の吸気バルブ14L,14Rの開弁時間面積の合計とが略同一になるように、切り換え中の吸気バルブ14L,14Rの作用角及びリフト量が求められ、この求められた作用角及びリフト量を実現する目標位置に制御軸41が制御される。これにより、切り換え中に一時的に吸気量が増大するという事態を防止することができ、燃焼変動によるトルク変動の発生を防止することができる。また、トルク変動を低減すべく点火時期の遅角や燃料噴射量の低減を実行する必要がないため、燃費や排気エミッション特性の悪化を防止することができる。さらに、上記実施の形態1に比して、切り換え中と切り換え後の第1吸気バルブ(可変側のバルブ)14Lのリフト変化量を小さくすることができるので、切り換え後のスワールの乱れを小さくすることができ、燃焼変動によるトルク変動を小さくすることができる。
また、本実施の形態2によれば、特に、図13に示すように小,中作用角/リフト量での両弁可変制御から片弁可変制御に切り換える際に、切り換え前から切り換え中への制御軸41の回転量(回転角度)を小さくすることができるので、制御軸41を瞬時に回転させることができる。よって、切り換えに要する時間を短縮することができ、運転者により要求される運転状態に対する応答性を向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, when switching from the two-valve variable control to the one-valve variable control, the intake air amount during switching (when the switching pin is fitted) and after switching (one piece The intake air amount during valve variable control) should be equivalent. Specifically, the total intake valve opening time areas of the
Further, according to the second embodiment, especially when switching from the two-valve variable control at the small and medium working angle / lift amount to the one-valve variable control as shown in FIG. Since the rotation amount (rotation angle) of the
ところで、本実施の形態2においては、切り換え中と切り換え後の吸気量が同等になるように、切り換え中の制御軸41の位置を制御したが、これに限らず、切り換え中と切り換え後の両吸気ポート12の流量係数の合計が同等になるように、切り換え中の制御軸41の位置を制御してもよい。ここで、各吸気ポート12の流量係数は、吸気バルブ14のリフト量及び作用角とに対して相関を有している。よって、この相関を予め把握しておくことで、運転状態(NE,KL)から求められるリフト量及び作用角に対応して切り換え後の両吸気ポート12の流量係数の合計を求めることができる。そして、この切り換え後の流量係数の合計と同等の流量係数を実現するべく、切り換え中の両吸気バルブ14L,14Rのリフト量及び作用角が求められ、制御軸41の目標位置が求められる。
In the second embodiment, the position of the
1 内燃機関
12 吸気ポート
14 吸気バルブ
14b バルブスプリング
15 吸気カム軸
16 第1吸気カム
17 第2吸気カム
18 可変動弁装置
40 可変動弁機構
41 制御軸
50 揺動カムアーム
60 ECU
70 固定動弁機構
72 アーム結合機構
74 切換ピン
75 油圧室
76 ピン穴
84 OCV
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
70 fixed
Claims (2)
制御軸の周りに揺動可能に設けられ、主カムの押圧力を前記複数の吸気バルブのそれぞれに伝達する揺動部材と、
前記制御軸の位置を変更して前記揺動部材の体勢を所定範囲で可変制御することで、前記切換対象バルブの開弁特性を変更可能な開弁特性可変手段と、
前記揺動部材の体勢を一定制御することで、前記切換対象バルブの開弁特性を固定する開弁特性固定手段と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記開弁特性可変手段を用いた前記両弁可変制御と、前記開弁特性固定手段を用いた前記片弁可変制御とを切り換える切換制御手段と、を備え、
前記切換制御手段は、前記両弁可変制御から前記片弁可変制御への切り換え中に、前記制御軸を前記複数の吸気バルブのリフト量が大きくなる方向に回転させて、前記両弁可変制御時の最大リフト量よりも所定量以上小さくなるような前記揺動部材の体勢となる位置に制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 The opening characteristics of the one switching target valve of the plurality of intake valves is fixed to the large lift amount, the opening characteristics of the other intake valve and single valve variable control for varying the switching target valve and the other and a dual valve variable control for varying the valve opening characteristics of the intake valve to a control device of switchable variable valve mechanism,
A swing member provided so as to be swingable around the control shaft, and transmitting a pressing force of the main cam to each of the plurality of intake valves ;
A valve opening characteristic variable means capable of changing a valve opening characteristic of the switching target valve by changing the position of the control shaft and variably controlling the posture of the swing member within a predetermined range;
A valve-opening characteristic fixing means for fixing the valve-opening characteristic of the switching target valve by constantly controlling the posture of the swing member;
Depending on the operating state of the internal combustion engine, comprising said dual valve variable control using the opening characteristic changing means, and a switching control means for switching between the single valve variable control using the opening characteristic fixing means,
The switching control means rotates the control shaft in a direction in which the lift amounts of the plurality of intake valves are increased during switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control. control device for a variable valve mechanism and to control the posture and a position of the swing member, such as smaller than a predetermined amount than the maximum lift amount of.
前記切換制御手段は、前記両弁可変制御から前記片弁可変制御へ切り換え中に、前記制御軸の位置を制御することにより、前記複数の吸気バルブのリフト量が前記片弁可変制御時の最大リフト量と略同一となるような前記揺動部材の体勢に制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 The control apparatus for a variable valve mechanism according to claim 1,
The switching control means controls the position of the control shaft during switching from the both-valve variable control to the one-valve variable control, so that the lift amounts of the plurality of intake valves are the maximum during the one-valve variable control. A control apparatus for a variable valve mechanism that controls the swing member so as to be substantially the same as a lift amount.
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