JPH04191424A - エンジンのバルブ制御装置 - 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） この発明はエンジンのバルブタイミング制御装置、特に
エンジンの運転条件に応じてバルブタイミング特性を切
換えるものに関する。

（従来の技術） 低中速運転時の燃費と高速運転時の出力の向上とを両立
する目的で、運転条件に応じて吸気パルプまたは排気パ
ルプのり７Ｆ特性を異ならせ、これによって＠排気のタ
イミングあるいは吸排気量を制御することが知られてい
る（たとえば特開昭６３−１６７０１６号公報、特開昭
６３−５７８０５号公報参照）。

たとえば、１Ｉ１１９図のように、そのときの運転条件
により、３つあるカムのうちいずれのカムを使うのかは
カムボノシ３ンマッフ”にしてあらかじめ定めてあり、
＄１カムによれば、スロットル弁を全開にしても高出力
は得られないものの、ボンピングロスが小さいため燃費
が良く、逆に＃Ｉ４３カムでは７リクシシントルクが大
きいものの、そのエンジンのほぼ全開性能ともいえる高
出力が得られる（第５図に全開性能を示す）。

このマツプを参照するため、第８図のステップ１でアク
セルペダル操作量（エンジン負荷相当量）ａとエンジン
回転数Ｎｅを読み込み、これらから定まる運転条件に対
する最適なカムポジション（次に使用するカムポジショ
ン）Ｐ　ＣＮＥＸＴを、第９図のマツプより求める（ス
テップ２）。

ステップ３では、現在使用中のカムポジションＰ　ＣＮ
０Ｗと同じであるかどうかをみて、同じでなければカム
を切換える場合であると判断し、次カムボジシａ″／Ｐ
　ＣＮＥＸＴとなるようにカムを切換える（ステップ４
）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような装置では、ドライバーが急激にア
クセルペダルを踏みこむような、大きなトルクを即座に
要求している条件のときでも、アクセルペダル操作量や
エンジン回転数が変化して、第９図で示したカム領域の
境界を越えない限り、カムの切換が行なわれることはな
く、ドライバーの要求に対するレスポンスを悪いものに
している。

そこで、この発明はアクセルペダル操作量の変化速度（
単位時間当たりの変化量）があらかじめ定めた値よりも
大きいとき、ドライバーが大きな駆動力を要求している
と判断し、ただちにカムを高出力側へと切換えることに
より、カム切換のレスポンスの向上をはかる装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手ａ） この発明は、第１図で示すように、少なくともバルブリ
フト特性の異なる２つのカムと、これらのカムを切換え
うる機構とからなる可変動弁装置６１と、エンジン負荷
相当量（たとえばアクセルペダル操作量ａ）を検出する
センサ６２と、このセンサ検出値に基づいて定まる運転
条件に応じて、次に使用するカムポジションを選択する
手段６３と、現在＆層中のカムポジションを検出するセ
ンサ６４と、この現在使用中のカムボノシ３ンと前記次
に使用するカムポジションとの比較によりカムを切換え
る場合であるかどうかを判定する手段６５と、カム切換
と判定された場合に次に使用するカムに切換えられるよ
うに前記可変動弁装置６１に切換信号を出力する手段６
６とを備えるエンジンのバルブタイミング制御装置にお
いて、アクセルペダル操作量ａを検出するセンサ６７と
、こ　゛のセンサ検出値からアクセルペダル操作量の変
化速度Δ＾ＣＣを演算する手段６８と、この変化速度Δ
＾ＣＣと所定値＾ＣＣＯとを比較する手段６９と、この
比較結果より変化速度Δ＾ＣＣが所定値＾ＣＣＯを越え
ている場合に前記カム切換の判定とは関係なく、高出力
側のカムに切換えられるように前記切換信号出力手段６
６に指示する手Ｆｉ７０とを設けた。

（作用） たとえば燃費カムと高出力カムとの２つのカムが備えら
れる場合でみると、運転領域が２つのカム領域に分けら
れ、運転条件が燃費カムから高出力カムの領域に移ると
、これに合わせてカムも高出力カムへと切換えられる。

その一方で、アクセルペダル操作量の変化速度が所定値
を越える場合は、そのときの運転条件が燃費カムの領域
にあっても、すぐに高出力カムに切換えられる。

（実施例） 第２図と第３図で示した可変動弁装置はいわゆる工ンド
ピボ７Ｆ式のもので、その構成自体はすでに提案されて
いる。

２１は燃費のよい第１カム、２２と２３は出力の大きな
第２．第３カム、２４は吸気パルプ（または排気パルプ
）、２５はカム７オａ７部をａ−２２６とし、このロー
ラ２６が第１カム２１と接する、いわゆるローラロッカ
ー７−ム（後述するサブロッカーアームに対してはメイ
ンロッカーアームとなる）、２７はロッカーシャ７Ｆで
ある。

メインロッカーアーム２５には、シャフト３０を介して
２つのサブロッカー７−ム２８．２９が揺動自在に支持
され、一方のサブロッカーアーム２８には第２カム２２
が、他方のサブロッカーアーム２９には第３カム２３が
それぞれ摺接される。

ただし、サブロッカーアーム２９（２８につし１ても）
はバルブ２４と接する部位を持たず、第３図のように、
ａストモーシ３ンスプリング３１の弾性力によりカムか
ら離れないようにされている。

一方のサブロッカーアーム２８の揺動部位には円柱状の
ビン３２が、またメインロッカーアーム２５にもビン３
２と軸心を同じくしかつ同径のビン３４がそれぞれロッ
カーシャフト方向に摺動自在に設けられ、リターンスプ
リング３６により常時は第２図において下方に付勢され
、図示状態にある。この状態では、一体に形成されたカ
ム２１〜２３が回転すると、第１カム２１にしたがって
メインロアカーアーム２５が揺動し、吸気バルブ２４が
開閉される。

この状態からビン３４の収まる油圧室３８に油通路４０
を介して作動油が導かれると、カムのべ一入サークル域
でリターンスプリング３６に抗し２つのビン３４．３２
がともに第２図において押し上げられ、サブロッカー７
−ム２８がメインロアカーアーム２５に対してくし刺し
状態となる。このくし刺し状態では、メインとサブの両
口ツカ−７−ム２８，２９が一体的に動作するので、バ
ルブリフト特性は第２カム２２にしたがう。つまり、バ
ルブリフト特性が動力重視に切換えられ、発生するトル
クが増やされる。第５図に各カム２１〜２３の全開性能
を示す。

他方のサブロッカーアーム２９についてもその構成は一
方のサブロッカーアーム２８と同様である。

なお、カム２１〜２３はそれぞれ部分負荷時、低速高負
荷時、高速高負術時においてそれぞれ要求されるバルブ
リフト特性を満足するように異なるプａフィールを持ち
（第４図参照）、共通のカムシャ７Ｆに一体に形成され
ている。

上記油圧室３８．３９への油圧の切換は、第６図に示し
た２つのソレノイドバルブ４５，４６４：より行なわれ
る。各ソレノイドパルプ４５，４６ハイスレモ常閉のタ
イプで、コントロールユニット５１からのＯＮ信号によ
り図示のように一方のソレノイドバルブ４５が開かれる
と、第２カム２２を働かせるための油圧室３８へとオイ
ルポンプからの作動油が導かれ、また一方のバルブ４５
を閉じ他方のバルブ４６を開くことにより、今度は第３
カム２３を働かせるための油圧室３９に作動油が導かれ
る。

第６図において、マイクロコンピュータからなるコント
ロールユニット５１には、エンジン回転数Ｎｅを検出す
るセンサ（たとえばクランク角センサ）５２、アクセル
ペダル操作量（エンジン負荷相当量）ａを検出するセン
サ５３、カムボノシ曇ンセンサ５４からの信号が入力さ
れ、コントロールユニット５１では、２つのソレノイド
パルプ４５゜４６にＯＮ、ＯＦＦ信号を出力することに
よりカム２１〜２３の切換を行う。

この場合、カム切換の判定については、第９図に示した
カムボジシ１ンマップによるほか、アクセルペダル操作
量の変化速度の程度に応じても、カムを切換えるかどう
かの判断を行うことで、ドライバーの要求するトルクの
急増に対しても、レスポンス良く対応させるようにして
いる。

つまり、アクセルペダル操作量の変化速度が大きい場合
は、第９図の特性とは関係なく、即座にカムを高出力側
に切換え、同じアクセルベグル操作でもエンジンの出力
トルクを大きくして、ドライバーの駆動力の増加要求に
すみやかに答えるのである。

こうした制御を行わせるため、　第７１！Ｉの７ａ−チ
ャートが作られている。これは、所定の時間（たとえば
４　ｍ５ｅｃ）ごとに実行される。

この７０−チャートを用いて、この例の作用を説明する
と、まずドライバーの要求する駆動力がどんなものであ
るかをつかむため、アクセルペダル操作量ａの変化速度
（単位時間当たりの変化量）Δ＾ＣＣと所定値＾ＣＣＯ
とを比較し、Δ＾ＣＣ≧＾ＣＣＯのときつまりアクセル
ペダルの踏みこみ速度が大きいとき、ドライバーが急加
速あるいは大きな駆動力を要求していると判断する（ス
テップ１３．１４）。

いま燃費重視の第１カムが使用されている場合でみると
、こうした大きな駆動力が要求されるとかでも、従来装
置によれば、カムはそのままで、スロットル弁を聞き吸
入される空×量を多くすることで、出力トルクを大さく
する。そして、第９図で示したように、アクセルペダル
操作量αそのものやエンジン回転数Ｎｅがカム領域の境
界を越えて第２カムの領域に移ったときにカム切換信号
を出力して高出力の！＠２カムに切換える。

これに対して、この例では、アクセルペダル操作量の変
化速度Δ＾ＣＣが所定値へＣＣＯを越えたと判定された
とき第２カムへと切換える（ステップ１４．１５．１９
）。Δ＾ＣＣ≧＾ＣＣＯであると判定された時烹でのア
クセルペダル操作量αやエンジン回転数Ｎｅが第９図に
おいてｌｉｌカムの領域内にあり、まだ第２カム領域と
の境界より逮＜Ｓすれている場合であっても、次に使用
するカムへと切換えられるのである。

また、アクセルペダル操作量の変化速度Δ＾ＣＣにより
ドライバーの要求を判断するのであれば、第１カムより
いきなり第３カムに切換えたほうがドライバーの要求に
合う場合だって考えられる。

このため、変化速度Δ＾ＣＣの所定値ＡＣＣＩからのず
れ１Δ＾ＣＣ１（＝Δ＾ＣＣ−＾ＣＣＩ）を計算しくス
テップ１７）、このずれ量ΔＡＣＣＩが非常に大きい場
合（Δ＾ＣＣ１≧所定値八ＣＣ２）には、第１カムより
直接第３カムに切換える（ステップ１８．１６．）。

言い替えると、アクセルペダル操作量ａが第９図で示し
たカム領域の境界を越えるのを、あるいは出力増加に伴
う回転数Ｎｅの立ち上がりを待つよりも、アクセルペダ
ル操作量の変化速度（ドライバーの要求に良く合致する
）の程度に即応して　−カム切換を行うことのほうが、
ドライバーのすみやかな駆動力の増加要求にこたえられ
るのである。

なお、第７図によるカム切換が第８図でのカム切換に優
先して実行されることはいうまでもない。

実施例では、ドライバーの駆動力要求の程度をアクセル
ペダル操作量の変化速度でみたが、アクセルペダルと連
動するスロットル弁の変化速度をみて、同様のカム切換
操作を行うようにすることもできる。

なお、第１図との関係では、第８図のステップ２が次カ
ムポジション選択手段６３、ステップ３がカム切換判定
手段６５、ステップ４が切換信号出力手段６６、第７図
のステップ１３が変化速度演算手段６８、ステップ１４
が比較手段６９、ステップ１５．１９またはステップ１
５．１６が指示手段７０の機能を果たしている。

（発明の効果） この発明では、アクセルペダル操作量の変化速度が所定
値よりも大きいとき、そのときのエンジン負荷より定ま
るカムポジションとは関係なく、ただちにカムを高出力
側に切換えるようにしたため、大きな駆動力を要求して
いるドライバーの意思に応じて、レスポンス良くカム切
換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図は一実施例
の可変動弁装置の平面図、第３図は第２図のＸ−Ｘ線断
面図、第４図と第５図はこの装置のバルブリフトと全開
トルクの各特性図、第６図は前記実施例の制御システム
図、第７図はこの実施例の制御動作を説明するための流
れ図である。 第８図は従来例の制御動作を説明するための流れ図、第
９図は従来例のカムポジシランのマツプ特性図である。 ２１・・・第１カム、２２・・・ＩＩ＆２カム、２３・
・・第３カム、２５・・・メインロッカーアーム、２８
．２９・・・サブロッカーアーム、３２〜３５・・・ビ
ン、３８゜３９・・・油圧室、４５，４６・・・ソレノ
イドバルブ、５１・・・コントロールユニット、５２・
・・クランク角センサ（エンジン回転数センサ）、５３
・・・アクセルペダル操作量センサ（エンジン負荷相当
量センサ）、５４・・・カムポジションセンサ、６１・
・・可変動弁装置、６２・・・エンジン負荷相当量セン
サ、６３・・・次カムボジシタン選択手段１．６４・・
・カムポジションセンサ、６５・・・カム切換判定手段
、６６・・・切換信号出力手段、６７・・・アクセルペ
ダル操作量センサ、６８・・・変化速度演算手段、６９
・・・比較手段、７０・・・指示手段。 第３図 第４図 第５図 エンシン匣■ス奎丈ｒｐｍ １１９図 カムポジションマツプ エンジン回転数　Ｎｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくともバルブリフト特性の異なる２つのカムと、こ
   れらのカムを切換えうる機構とからなる可変動弁装置と
   、エンジン負荷相当量を検出するセンサと、このセンサ
   検出値に基づいて定まる運転条件に応じて、次に使用す
   るカムポジションを選択する手段と、現在使用中のカム
   ポジションを検出するセンサと、この現在使用中のカム
   ポジションと前記次に使用するカムポジションとの比較
   によりカムを切換える場合であるかどうかを判定する手
   段と、カム切換と判定された場合に次に使用するカムに
   切換えられるように前記可変動弁装置に切換信号を出力
   する手段とを備えるエンジンのバルブタイミング制御装
   置において、アクセルペダル操作量を検出するセンサと
   、このセンサ検出値からアクセルペダル操作量の変化速
   度を演算する手段と、この変化速度と所定値とを比較す
   る手段と、この比較結果より変化速度が所定値を越えて
   いる場合に前記カム切換の判定とは関係なく、高出力側
   のカムに切換えられるように前記切換信号出力手段に指
   示する手段とを設けたことを特徴とするエンジンのバル
   ブタイミング制御装置。