JPH039021A - 内燃機関の吸気装置の制御方法 - 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】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、運転状況に応じてバルブリフト量及び弁の開
閉時期の少なくともいずれか一方を可変とした動弁機構
と、低速時に対して高速時の吸気通路を大断面積または
短寸とするべく前記吸気通路に設けられた開閉制御弁と
を有する内燃機関の吸気装置の制御方法に関する。

〈従来の技術〉 従来から内燃機関に於て、一対の異なる長さの吸気通路
と、回転速度に応じて上記いずれかの吸気通路を選択的
に燃焼室に連通させる手段と、吸気弁の開閉時期を回転
速度に応じて切換える動弁切換機構とを有し、上記吸気
通路を切換える回転速度近傍にて吸気弁の開閉時期を切
換えるようにした内燃機関の吸気装置がある（例えば特
開昭６０−１５６９３０号公報参照）。このような吸気
装置に於ては、吸気通路の長さを切換えることにより回
転速度の低速側と高速側とに２つの吸気慣性効果の高い
箇所が生じることを利用して２つのトルクピークが得ら
れ、比較的広い回転速度範囲に亘り出力トルクを向上す
ることができる。しかるに、各トルクピークの前後にて
出力トルクが落込むため、上記装置では吸気通路を切換
える回転速度領域にて吸気弁の開閉時期を変更してＩ・
ルク特性を変えることをもって出力トルクの落込みを防
止している。

しかしながら、吸気通路の断面積や長さを変化させた場
合の出力トルクへの影響と吸気弁開閉時期を変化させた
場合の出力トルクへの影響とは相互に関係があることか
ら両者の切換えを１度行うのみでは、出力ｌ・ルクを回
転速度全域に亘り必ずしも平坦化し、かつ向上すること
は困難であり、例えば高速域にて出力トルクが急激に落
込む場合があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、選択的に低速用及び高速用に切換え可能な吸気通路
と、バルブリフト量及び弁開閉時期を可変とした動弁機
構とを有する内燃機関の吸気装置に於て、回転速度全域
に亘り出力トルクを向」ニすると共に平坦化することが
可能な吸気装置の制御方法を提供することにある。

「発明の構成］ く課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、運転状況に応じて
バルブリフト量及び弁の開閉時期の少なくともいずれか
一方を可変とした動弁機構と、低速時に対して高速時の
吸気通路を大断面積または短寸とするべく前記吸気通路
に設けられた開閉制御弁とを有する内燃機関の吸気装置
の制御方法であって、第１の回転速度領域にあっては前
記開閉制御弁を閉じ、かつ前記動弁機構を低速用の第１
の状態に設定し、前記第１の回転速度領域よりも高い第
２の回転速度領域にあっては前記開閉制御弁を閉じ、か
つ前記動弁機構を高速用の第２の状態に設定し、前記第
２の回転速度領域よりも高い第３の回転速度領域にあっ
ては前記開閉制御弁を開き、かつ前記動弁機構を前記第
１の状態に設定し、前記第３の回転速度領域よりも高い
第４の回転速度領域にあっては前記開閉制御弁を開き、
かつ前記動弁機構を前記第２の状態に設定することを特
徴とする内燃機関の吸気装置の制御方法を提供すること
により達成される。

〈作用〉 このようにすれば、回転速度が増大するのに伴い回転速
度全域で４つの出力トルク特性が得られ、そのトルクピ
ーク近傍部分のみを効率的に利用するように最適制御す
ることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図〜第３図は本考案に基づく吸気装置及び内燃機関
の動弁機構の一部を示す。各気筒には１対の吸気弁１ａ
、１ｂが設けられ、クランク軸の１／２の回転速度をも
って回転するカムシャフト２には、２つの低速用カム３
ａ、３ｂと、１つの高速用カム４とが設けられ、ロッカ
シャフト８には、３本のロッカアーム５〜７が互いに並
列に枢支されている。これらロッカアームの中間部には
、前記カム３ａ、３ｂ１４と係合するスリッパ而５ａ、
６ａ、７ａがそれぞれ形成されると共に左右両側方に位
置するロッカアーム５．７の遊端部は、ロックナツト１
０ａ、１０ｂにより固定されるタペットねじ９ａ、９ｂ
を介して吸気弁１ａ、１ｂのステム側遊端部に当接して
いる。

良く知られているように、吸気弁１ａ、１ｂは、スプリ
ングリテーナ１５ａ、１５ｂを介してバルブスプリング
１６ａ、１６ｂにより閉弁方向に付勢されており、カム
シャフト２の回転に伴い、左右のロッカアーム５．７を
介して低速用カム３ａ、３ｂにより開閉駆動される。中
央のロッカアーム６は、高速用カム４により駆動される
が、シリンダヘッド１１に於ける該ロッカアーム６に対
応する部分に設けられたりフタ１２により常時高速用カ
ム４の摺接面に向けて弾発付勢されている。

次に、これらロッカアーム５〜７の連携動作を達成する
ための動弁切換機構１４について説明する。

第２図に良く示すように、各ロッカアーム５〜７には、
互いに整合するガイド孔１７．２０．２１が設けられて
いる。一端に位置するロッカアーム７のガイド孔１７は
、閉塞された盲孔とされており、その内部にはピストン
２５が受容されている。ガイド孔１７の閉塞端は、ロッ
カアーム５に形成された通路３２及び中空ロッカシャフ
ト８に開設されたポート３３を介してロッカシャフト８
内部に設けられ、かつ後記する油圧コントローラ５４に
接続された油供給路３０に連通している。

中央に位置するロッカアーム６のガイド孔２０は貫通孔
とされており、その内部には該ガイド孔２０の全長と略
等しい長さを有するピストン２６が受容されている。他
端に位置するロッカアーム５のガイド孔２１には、スト
ッパ２７が受容されている。このストッパ２７は、概ね
有底筒状をなし、その内側とガイド孔２１の底部との間
に挟設された圧縮コイルばね２８により中央のロッカア
ーム６に向けて常時弾発イ」勢されている。

この動弁切換機構１４によれば、油供給路３０の油圧が
低い時にあっては、圧縮コイルばね２８の付勢力により
、ピストン２５がガイド孔１７内に、ピストン２６がガ
イド孔２０内に、ストッパ２７がガイド孔２１内にそれ
ぞれ位置することにより、各ロッカアーム５〜７は、互
いに独立して運動し得る。従って、中央のロッカアーム
６は、高速用カム４により駆動され、リフタ１２を繰り
返し押し下げるのみの所謂ロストモーション運動を行う
のに対し、左右のロッカアーム５．７は、それぞれ低速
用カム３ａ、３ｂにより駆動され、吸気弁１ａ、１ｂを
低速用第１の開閉時期で開閉駆動する。

油供給路３０の油圧が高められると、圧縮コイルばね２
８のばね力に抗して、ピストン２５がガイド孔２０内に
突入すると共に、ピストン２６をロッカアーム５のガイ
ド孔２１内に向けて突入させる。従って、３本のロッカ
アーム５〜７は互いに一体向に結合される。ここで、低
速用カム３ａ、３ｂに対して高速用カム４のカムプロフ
ィ−ルが相対的に大きいことから、ロッカアーム５．７
も中央の高速用カム４により駆動されるようになり、吸
気弁１ａ、ｌｂは高速用第２の開閉時期で開閉駆動され
るようになる。

一方、この内燃機関の吸気装置は、吸気室４４を郭成し
、かつスロットル弁４５を備えるスロットルボディ４１
と、上流端にて該スロットルボディ４１に連結され、か
つ隔壁４８により互いに区分された低速用吸気通路４６
及び高速用吸気通路４７を互いに並列に郭成する吸気通
路体４２とを有している。隔壁４８の一部は延長部４８
ａとしてスロットルボディ４１の内部にも設けられてい
る。

吸気通路体４２の下流端近傍には、両吸気通路４６．４
７が合流する合流室４つが郭成されている。また、吸気
通路体４２の下流端は、合流室４９とシリンダヘッド１
１内に郭成された吸気ポート４０とが互いに整合するよ
うに該シリンダヘラド１１に連結されている。更に、吸
気通路体４２には、合流室４９から吸気ポート４０に向
けて燃料を噴射するための噴射ノズル５０が装着されて
いる。

高速用吸気通路４７の上流端近傍には、開閉制御弁５１
が設けられ、制御ユニット５３に駆動制御されるアクチ
ュエータ５２により選択的に開閉し得るようになってい
る。制御ユニット５３は上記した動弁切り換え機構１４
を制御するための油圧コントローラ５４及び内燃機関の
回転速度を検出する回転速度センサ５５にも接続されて
いる。

次に、本実施例の作動要領を第１図及び第４図を参照し
て説明する。

内燃機関の回転速度がＮ１より低いときには、開閉制御
弁５１を閉じると共に動弁切換機構１４により吸気弁ｌ
ａ、ｌｂを低速用第１の開閉時期にて開閉駆動する。す
ると、小断面積かつ長寸の低速用吸気通路４６により低
い回転速度領域に於ける吸気慣性効果により、第４図の
曲線Ｉに示すようなトルクカーブが得られる。回転速度
がＮ０ ■となるまでこの状態を保つ。

回転速度がＮ１になったら、開閉制御弁５１を閉じたま
ま動弁切換機構１４を作動させることにより吸気弁１ａ
、１ｂを高速用節２の開閉時期にて開閉駆動する。する
と、吸排気弁のバルブオーバーラツプが大きくなること
により燃焼室内の掃気が促進され第４図の曲線■に示す
ようなトルクカーブが得られる。回転Ｎ１と、曲線■が
略頂点となる回転速度Ｎ２　（Ｎ２　＞Ｎｌ　）との間
ではこの状態を保つ。このとき、回転速度が徐々に増大
するのに伴い低速用吸気通路４６に於ける吸気抵抗が問
題となり、徐々に出力トルクが下降傾向を示す。

そこで、曲線■が略頂点となる回転速度Ｎ２になったら
、開閉制御弁５１を開くと共に吸気弁１ａ、１ｂを再び
第１の開閉時期にて開閉駆動する。

このとき、低速用吸気通路４６のみを用いた場合に比較
して吸気通路の断面積が大きくなると共にその長さが短
くなり、吸気抵抗が低下することがら、過度に吸排気弁
のバルブオーバーラツプが大きいと充填効率が低下する
ため、吸気弁１ａ、１ｂの弁開閉時期を低速用節１の開
閉時期に再設定する。すると、第４図に曲線■で示すよ
うなトルクカーブが得られる。回転速度Ｎ２と、曲線■
が略頂点となる回転速度Ｎ３　　（Ｎ３　＞Ｎ２　）と
の間ではこの状態を保つ。

回転速度がＮ３になったら、開閉制御弁５１を開いたま
ま吸気弁１ａ、１ｂを再び高速用の第２開閉時期にて開
閉駆動する。すると、吸気弁と排気弁とのバルブオーバ
ーラツプが大きくなることにより掃気の効率が向上し、
第４図の曲線■に示すようなトルクカーブが得られる。

回転速度が減少する場合には上記と逆の順に動弁切換機
構及び開閉制御弁を駆動制御すれば良い。

尚、開閉制御弁の開閉作動はショックを軽減するために
徐々に行うのが好ましく、また内燃機関の空ふかし時、
回転速度が急激に変化する時、負荷が小さい時等は機械
式可動部分の耐久性を向」二させるために開閉制御弁の
開閉動作及び動弁切換機構の動作を禁止しても良い。ま
た、本実施例に１ 於ては、高速用吸気通路毎に一個の開閉制御弁を設けた
が、これに限定されず、複数個の開閉制御弁を吸気通路
の適所に設は更に細分化した制御を行っても良い。

［発明の効果］ このように本発明によれば、吸気弁の開閉時期及び吸気
通路の切換時期を最適制御することにより内燃機関の回
転速度の全域に亘り出力トルクを向上すると共に平坦化
することが可能となることからその効果は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された吸気装置を備える内燃機関
の一部を示す断面図である。 第２図は動弁機構の一部を模式的に示す構成図である。 第３図は動弁機構の要部を示す断面図である。 第４図は内燃機関の回転速度変化に伴う動弁機構及び吸
気装置の切換えタイミングと内燃機関の出力トルクの変
化とを示すグラフである。 ｌａ、ｌｂ・・・吸気弁　２・・・カムシャフト２ ３ａ、３ｂ・・・低速カム４・・・高速カム５〜７・・
・ロッカアーム ５　ａ　ｓ　６　ａ　１７　ａ・・・スリッパ面８・・
・ロッカシャフト　９ａｓ　９ｂ・・・タペットねじ１
０ａ、１０ｂ・・・ロックナツト １１・・・シリンダヘッド１２・・・リフタ１４・・・
動弁切換機構 １５ａ、１５ｂ・・・スプリングリテーナ１６ａ、１６
ｂ・・・バルブスプリング１７．２０．２１・・・ガイ
ド孔 ２５〜２７・・・ピストン ２８・・・圧縮コイルばね３０・・・油供給路３２・・
・通路　　　　　３３・・・ポート４０・・・吸気ポー
ト　　４１・・・スロットルボディ４２・・・吸気通路
体　　４４・・・吸気室４５・・・スロットル弁　４６
・・・低速用吸気通路４７・・・高速用吸気通路４８・
・・隔壁４８ａ・・・延長部　　　４９・・・合流室５
０・・・噴射ノズル　　５１・・・開閉制御弁５２・・
・アクチュエータ５３・・・制御ユニット３ ４ ５４・・・油圧コントローラ ５５・・・回転速度センサ 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　大　島　陽５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 運転状況に応じてバルブリフト量及び弁の開閉時期の少
   なくともいずれか一方を可変とした動弁機構と、低速時
   に対して高速時の吸気通路を大断面積または短寸とする
   べく前記吸気通路に設けられた開閉制御弁とを有する内
   燃機関の吸気装置の制御方法であって、 第１の回転速度領域にあっては前記開閉制御弁を閉じ、
   かつ前記動弁機構を低速用の第１の状態に設定し、 前記第１の回転速度領域よりも高い第２の回転速度領域
   にあっては前記開閉制御弁を閉じ、かつ前記動弁機構を
   高速用の第２の状態に設定し、前記第２の回転速度領域
   よりも高い第３の回転速度領域にあっては前記開閉制御
   弁を開き、かつ前記動弁機構を前記第１の状態に設定し
   、 前記第３の回転速度領域よりも高い第４の回転速度領域
   にあっては前記開閉制御弁を開き、かつ前記動弁機構を
   前記第２の状態に設定することを特徴とする内燃機関の
   吸気装置の制御方法。