JPH0326816A - 内燃エンジンの弁作動状態制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機械駆動式の過給機を備えるととちに、吸気
弁及び排気弁がともに開弁状態となるオーバラップ期間
が変更可能な内燃エンジンの弁作動状態制御方法に関す
る。

（従来の技術） 機械騙動式の過給機（以下「スーバチャージャＪという
）によれば、エンジンの出力トルクを増加させることが
できるが、エンジン回転数が低いときには容稍効甲が低
く、十分な低速１・ルクを確保することができない。そ
こで、エンジンの回転をスーバチャージャに伝達する機
構に変速手段を設け、エンジンの低回転領域において変
速手段の変速比を大きくして過給圧を増加させるように
したスーパチャージャの駆動機構が提案されている（例
えば特開平１−１１３５１８号公報）。

また、エンジンの吸気弁及び排気弁の開Ｊｒ期問を変更
可能とし、吸気Ｊ『及び排気ブ「がともに開ブｒ状熊と
なるいわゆるオーバラップ期間を変更可能とした動弁装
置も従来より知られている（例えば特公昭４９−３３２
８９号公報）。

（発明が解決しようとする課題） 上述した変速手段を含むスーバチャージャ駆動機構によ
り、エンジンの低回転頭域で過給圧を増加させると、実
質の圧縮ｎ；が高くなりノッキングが発１し易くなると
いう問題があり、点火時１リ１を遅延させる等の対策が
必要となる。その桔果、過給圧を増加させているにもか
かわらず、１・分なトルクの増加が得られないという課
題があった。

一方、上記オーバラップ期間が変更ｉｉ１能な動弁装置
は、エンジンの低＋１ｉ１転領域ではオーバラップ期間
がほとんどない状態で使用されるので、上述のようなス
・−パチャージャを備え、１つオーバラップ期間が変更
０ｆ能なエンジンにおいては、ノッキング回避の点で敗
善の余地が残されていた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、変速手
段を含む駆動機構を介して駆動される機械式過給機を備
え、吸気弁及び排気弁の開弁オーバラップ１ｖ７間が変
更＋＋Ｊ能な内燃エンジンにおいて、低同転且つ高負荷
運転時の出力トルクを低トさせることなくノッキングを
回避することができる弁作動状態制御方法を１是供する
ことを目的とする。

（課題を解決１るための手段） 上記目的を達成するため本発明は、エンジン同転数か所
定１１！１転数以下のときには該所定回転数以−１ユの
ときより相対的に大なる変速比で駆動される機械式過給
機と、吸気弁及び排気弁がとちに開弁状態となるオーバ
ラップｉ’Ｊ１　ｐｉ１を変更する手段とを備えた内燃
エンジンの弁作動状態制御方法におい゛Ｃ、エンジン回
転数が前記所定回転数以下で且つエンジン負荷が所定負
荷以上のときには、前記オーバラップ期間を所定期間以
上とするようにしたものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図而に基づいて詐述する。

第ｌ図は本発明の制御方法を適用する制Ｗ装置の構成図
であり、同図中１は各シリンダに吸気弁とｔＪｖ気ブｔ
とを各１対に設けたＤ　Ｏ　＋−１　Ｇ直列４気筒エン
ジンである。エンジンｌのクランク軸２はブ・−り３、
ベル１・４、ブーり５を介してスーバチャージャ（機械
式過給機）７の駆動軸６に接続されている。プーり３，
５は無段変速式の可変径ブーリであり、ベルト４ととも
に無段変速式駆動機構を構成する（この押の駆動機構の
ｌ１Ｙ細は、例λばｉ１述の特ＩＪＦＪ’Ｆｔ−１　１
　３５　１８珍公報等に開示されでいる）．， 第２図は、本実施例における駆動機構の伝遼特住を示す
図であり、横軸はエンジン回転数Ｎｅ、縦軸はスーパチ
ャ・−ジャ７の駆動４１＋　６の回中云数ＮＳｃ．であ
る。この図から明らかなように、駆動１’ｌｌ＋６はエ
ンジンｌｉｊ１転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｏ以Ｆのとき
にはＮｃｏ以上のときより相対的に大なる変速比で駆動
され、エンジンの低回転領域（Ｎｅ≦Ｎｅｏ）における
過給圧が増加する。

第１図にもどり、エンジンｌにはエンジン四転数（Ｎｅ
）センナ８及びスロツ］・ルブ『開度（ＱＴＩ１）セン
サ９が設けられており、これらのセンサ８，９の検出１
ａ号が電了・コン１・ロールユニッ＋−　＜以ＦｒＥｃ
（ＪＪという）１０に供給される。ＥＣＵ　Ｉ　Ｏはこ
れらのセンサ８，９の検出信吟及び｛屯のエンジン運転
状態（例えば吸気管内絶対ＩＥ、エンジン冷却水温等）
を検出するセンサ（図示せず）からの検出信号に基づい
て後述するブ『作動状態切換川の？Ｕ磁弁ＩＩの開閉制
御を行う。

第３図は、エンジンＪの各気簡の吸気ｊｐ３０を駆動す
る吸気弁側動弁装ＩＩ￥２０を示すが、排気弁側にも基
本的にこれと同じ構成の動弁装置が設けられている。こ
の動弁装置２０は、エンジンｌのクランク軸２から１／
２の連度比で同転駆動されるカムシャフト・２Ｉと、各
気簡にそれぞれ対ｌ．ｔ：　Ｉ．，てカムシャフト２１
に設けられる高速用カム２４及び低速川カム２２，２３
と、力ｌ＼シ■フ１・２１と平行にして固定配置される
ロッカシャフ１・２５と、各気簡にそれぞれ対応してロ
ッカシャフｌ・２５に枢支される第■駆動ロツカアーム
２６、第２駆動口ツカアーム２７及び自出口ッカアーム
２８と、各気簡に対応した各ロツカアーム２　６，　２
　７．　２　８間にそれぞれ設けられる連結ｔｉ７Ｊ換
機構２９とを備える。

第３図（ｂ）において、連結切換機構２９は、第１駆動
ロッカアーム２６及び白山口ツカアーム２８間を連結可
能な第Ｉ切換ビン３１と、自白ロッカアーム２８及び第
２駆動口ッカアーム２７間を連結可能な第２切換ビン３
２と、第１及び第２切換ビン３１．３２の移動を規＋ｌ
ｉｌｌする規制ビン３３と、各ビン３ｌ〜３３を連結解
除側に付勢する戻しばね３４とを備える。

第ｌ駆動ロッカアーム２６には、白山口ツカアーム２８
（ＩＩにＩＪ｝Ｊ放した有底の第ｌガイド穴３５がロッ
カシャフト２５と平行に穿設されており、この第ｌガイ
ド穴３５に第１切換ピン３ｌが摺動可能に庇合され、第
１切換ビン３ｌの一端と第１ガイド穴３５の閉塞端との
問に抽圧室３６が画成される。しかも第１駆動ロツカア
ーム２Ｇには泊圧室３６に連通する通路３７が穿設され
、ロツカシャフト２５には給油路３８が設けられ、給油
路３８は第ｌ駆動口ツカアーム２６の咄動状態に杓らず
通路３７を介して泊圧室３６に常時速通する。

自由ロッカアーム２８には、第ｌガイド穴３５に対応す
るガイド孔３９がロッカシャフト２５と平行にして両側
面間にわたって穿設されており、第ｌ切換ビン３ｌの他
端に一端が当接される第２切換ビン３２がガイド孔３９
に摺動可能に嵌合される。

第２駆動ロッカアーム２７には、ｎｚＩ記ガイド孔３９
に対応する第２ガイド穴４ｏが自由口ツヵアーム２８側
に開放してロツヵシャフト２５と平行に穿設されており
、第２切換ビン３５の他端に当接する円盤状の規制ビン
３３が第２ガイド穴４ｏに摺動可能に嵌合される。しか
も第２ガイド穴４ｏの他端には案内筒４１が嵌合されて
おり、この案内筒４ｌ内に摺動ｒ′ｉＩ能に咲合する軸
部４２が規制ビン３２に同軸にかつ一体に突設される。

また戻しばね３４は案内筒４ｌ及び規制ビン３３間に嵌
押されており、この戻しばね３４により各ビン３１，３
２．３３が力ＩＩ圧室３６側に付勢される。

かかる連結切換機構２９では、Ｎｂ圧室３６の浦圧が高
くなることにより、第１切換ビン３１がガイド孔３９に
嵌合するとともに第２切換ビン３２が第２ガイド穴４０
に嵌合して、各ロツヵアーム２６，２８．２７が連結さ
れる。また油圧室３６のＭｌｔ圧が低くなると戻しばね
３４のばねカにょり第１　１ｉ）Ｊ換ビン３ｌが第２切
換ビン３２との当接面を第１駆動ロツカアーム２６及び
自出口ツヵアーム２８間に対応させる位置まで戻り、第
２切換ビン３２が規制ピン３３との当接而を自山口ッヵ
アーム２８及び第２駆動口ツカアーム２７間に対応させ
る位置まで戻るので各ロツカアーム２６，　２８．２７
の連結状態が解除される。

前記ロッカシャフト２５内の給浦路３８は、切換弁１２
を介してオイルポンブ１３に接続されており、該切換弁
ｌ２の切換作動により給ク１１路３８内の浦圧、従って
前記連結切換機構２９の泊圧室３６内の力１１圧が高低
にｌｉｌＪ　ｔｔＬえられる。この切換ブ『１２は前記
電磁弁１１に接続されており、該切換弁ｌ２切換作動は
、ＥＣＵＩＯにより電磁弁１１を介して制御される。

上述のように構成されたエンジン１の吸気側動弁装置２
０は以下のように作動する。尚、排気側動弁装置も同様
に作動する。

ＥＣＵＩ　Ｏから？Ｉｉ磁弁１１に対して開弁指令信号
が出力されると、該電磁弁ｌ１が開弁作動し、切換弁ｌ
２が開弁作動して給力１１路３８の力１１圧が」ニ昇す
る。その桔果、連粘切換機構２９が作動して各ロッカア
ーム２Ｇ，２８．２７が連結状態となり、高速川カム２
４によって、各日ツカアーム２６，２８．２７が一体に
作動し（第３図（ａ）はこの状態を示している）、一対
の吸気弁３０が、開弁期間とリフｌ−ｆｆｉを比較的大
きくしたブ『作動状態（以１Ｆ高速バルブタイミングＪ
という）で開閉作動する。

一方、ｌ’，ＣＵＩＯかラ′ＫＬ磁弁ＩＩに対して閉ブ
ｒ指令信号が出力されると、電磁弁ＩＩ、切換ｆ「１２
が閉弁作動し、給レ１１路３８の力１１圧が低下する。

その結果、連結切換機構２９が上記と逆に作動して、各
ロツカアーム２６，２８．２７の連結状態が解除され、
低速用カム２２．２３によって夫々対応するａツカアー
ム２６．２７が作動し、一対の吸気弁３０が、開弁期間
とリフト量を比較的小さくした弁作動状態（以下ｒ低速
バルブタイミングＪという）で作動する。

第４図はクランク軸２の回転角に対する弁リフト量の変
化を示す図であり、同図中Ｂ　Ｉ）　Ｃ及び゛ｌ゛？）
｛じはシリンダ内のピストンが下死点及び−Ｌ一死点に
あることを示す。

同図から明らかなように、本実施例では高連バルブタイ
ミング選択時には、吸気ｍ及びｉｌ＋気ブｒがともに開
Ｊ『状態どなるオーバーシップ期間が所宗期ｌｆｌｌ　
Ｏ　Ｏ　ｔとなり、低速バルブタイミシグ選択１１、？
には、オーバラップ期問はほとんどない。

第１ｊ図は１ΣＣｕｔｏにおいてバルブタイミン／．ｒ
の選択を行うプログラムのフローチャ−１・である、，
スデップＳｌでは、スロットルブｒ開度Ｏｒ■が所定開
度■ｗｏ■（例えば５０゜）より大きいか丙かを判別し
、その答が１１定（Ｙｅｓ）、即ちＯＴＩ１＞（７ｗｏ
ｒのときには、エンジンｋ４転数Ｎｅカ稍；Ｉ記所代四
転数Ｎｅｏより低いか否かを判別する（スゲ・ツブＳ２
）。ステップＳｌ，Ｓ２の答がともに＋’？定（ＹＦ３
Ｓ）、即ちＯＴＩＩ）ＯＷＯＴで几つＮｅ＜Ｎｅｏが成
Ｓ′ｔずるときには、電磁）ｊｌｌに対して開弁指令信
号を出力し、高速バルブタイミングを選択する（ステッ
プ３４）。スデップＳｔ又はＳ２の答が否定（ＮＯ）、
即ちＯｒ＋１≦Ｏｗｏｒ又はＮｅ≧Ｎｅｏ？成〜″ｌす
るときには、検出したエンジン運転状態に基づいて高速
バルブタ・イミングを選ＩＲずべき条件が成立している
か否かをｆｌｌ別する（ステップＳ３）。ステップＳ３
の答かけ定（Ｙｅｓ）のどぎには高速バルブタイミング
を選択し（ステップ８４）、ステップＳ３の答が所定（
Ｎｏ）のときには電磁弁ｌ１に対して閉弁１旨令ｈ１号
を出力し，代速バルブタイミングを選択する（ステップ
Ｓ５）。

このように、エンジンの０（同転（Ｎｒ３（Ｎｅｏ）Ｌ
１つ高負荷（　Ｏ　Ｔｌｌ＞　Ｏ　ｗｏｒ）運転時にお
いては、通常のバルブタイミング選択条件の判別（ステ
ップＳ３）を行うことなく高速バルブタイミングがｊａ
　＄７＜され、吸気ブ『及びｊＪ１気ブｔの開ブＦオー
バラップ期間が■ｏＬ（１３図参！Ｋｔ　）となる。こ
れにより、窄気の吹き抜け歌が増加して燃焼室内の残留
ガスが婦気され、燃焼室が空気により冷却されるので、
ノッキングの発生をＩｓ／ｊ　ｉｆ−することができる
。従って、点火時期の遅延等によるノッキング対策を行
う必要がなく、低速ｌ・ルクを低下させることなくノッ
キングを回避することがｉＪ能となる。尚、こＱ）Ｉ！
，！１合、燃↑゛ト噴Ｑｌタイミングは燃料の吹き抜Ｈ
　ｈ〜イ６生しないように制御している。

１．述し、た実施例では、スーバチャージャ駆動｛幾ｒ
ｕｆｆ　ｔ＋．）変連′ト段として、！！κ段変速機式
のｉｉｌ変仔ブーリを使用したが、これに限るものでは
なく、例えば遊Ｊｉ％ギアによる２段切換式のもの鐸を
使川（，７てｔノ』こい。

また、オーバラップ期間をＩｌｌ変とする機構としては
、例えばカム１〜“ｔ相コン１・ロールタイプＱ９　′
．（，あってもよい。

また、エンジン１１荷を表わすパラメータとして本実施
例ではスロ・ソｌ・ル弁開度を用いたが、吸気ｊ｛：専
を川いてもよい。

（発明の効果） 以１．１Ｙ．述したように本願開求項ｌのブ「作動状態
制ｆｉｔ！　．’Ｊｊ法によれば、オーバラップ期間中
において２：′！気の吠き抜ｔｊ　ｆ７ｔが増加して燃
焼室内の残■？ガスがＩ＋１｝気され、燃焼室が空気に
より冷却されるので、ノッキングの発生を防止すること
ができる。従って、点火時期の遅延等によるノッキング
対策を行う必・変がなく、低ｉ！Ｊ！　ｌ・ルクを代１
：させることなくノッキングを１１！ｌ避すδことがｉ
ｉｌ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１１Ｉ１御方法を適用４′る制御装１
１１の構成ＩＭＩ、第２図はエンジン回転数（Ｎｅ）と
｛幾械式過給機の駆動軸回転数（ＮＳＣ）どの関係を示
す図、第３図は王ンジンの動弁装，ｌｉ／ｒ及びその制
ｉ卸系を示す図、第４図はクランク軸回転角とブｒリフ
１・暇との関係を示す図、第５図は介作動状態の制御を
行うプログラムのフローチャ・−１・である。 ｌ　内燃エンジン、２・・・クランク＋ｈＬ　　：３・
・ブーＪ、４・・ベル１・、５・・ブーリ、Ｇ・・駆動
＋ＩＩＩＩｉ．　　７・・・機械式過給機（スーパチャ
ージャ）、８・・Ｅンジン同転数センサ、９・・スロツ
１・ル弁開１『センリ、１　０・・・電了・コン１・ロ
ーノレユニッ１−（ｒ”，ｃｕ）、１１・・・電磁Ｊｆ
’、１４・・・切換弁，２０・・・動Ｊｒ’ｇ置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン回転数が所定回転数以下のときには該所定
   回転数以上のときより相対的に大なる変速比で駆動され
   る機械式過給機と、吸気弁及び排気弁がともに開弁状態
   となるオーバラップ期間を変更する手段とを備えた内燃
   エンジンの弁作動状態制御方法において、エンジン回転
   数が前記所定回転数以下で且つエンジン負荷が所定負荷
   以上のときには、前記オーバラップ期間を所定期間以上
   とすることを特徴とする内燃エンジンの弁作動状制御方
   法。