JPH04203222A - 可変バルブタイミング機構付きエンジンの制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、可変バルブタイミング機構付きエンジンの制
御方法に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） 動弁機構として、エンジンの低回転域における使いやす
さ即ち、低速高トルクを保持しつつ高速域におけるエン
ジンの出力トルクの向上を図るために、プロフィールの
異なる低速用と高速用の２種類のカムをカムシャフトに
設け、エンジンの低速回転域では低速用カムで、高速回
転域では高速用カムでバルブを駆動するように油圧を利
用して切り替えるようにした可変バルブタイミング機構
がある。

このような可変バルブタイミング機構を備えたエンジン
では、第８図に示すように低速用口ッカアームと高速用
ロッカアームとの切り替えポイントを負荷に応じて変化
させるようにしている。第８図において、曲線Ｉ、■は
、エンジン低負荷時における特性を、曲線■、■は、高
負荷時における特性を示し、曲線■は、低速用ロッカア
ームと高速用ロッカアームとの切り替えポイントの作動
線を示す。そして、無負荷の時即ち、レーシング時にも
可変バルブタイミング機構を作動させるようにしている
。

ところで、前記可変バルブタイミンク機構において低速
用カムは、高速用カムよりも小さく、バルブのオーバラ
ップとリフトは共に小さくなっており、従って、低速時
のバルブリフトは、第９図に点線丁で示すように、高速
時のバルブリフトは、実線■で示すように表される。ま
た、低速時におけるバルブの加速度ＢＬ及び高速時にお
けるバルブの加速度Ｂ＋１よ、夫々点線■及び実線■で
示すように変化する。

一方、エンジンの動弁機構において、ロッカアームがカ
ムから離れるジャンピングやバウンシングを起こすエン
ジンの限界回転数Ｎは、動弁系慣性重量（弁開換算）Ｗ
、重力加速度ｇ、弁スプリング荷重Ｐ及びバルブの最大
加速度Ｂがら次式で与えられる。

Ｎ−（６０／π）・　（Ｐ　ｇ／Ｗ　（Ｂｉ　）　Ｉ／
１！一般に、可変バルブタイミング機構では低速カムの
最大負加速度Ｂ１、と高速カムの最大負加速度Ｂ＋＋と
は、１ＢＬｌ＞ＩＢＩＩＩであるために、エンジンの限
界回転数は、低速カムの方が低い。

ところが、レーシング時にはアクセルを踏み込むとエン
ジン回転数が直ぐに上昇して第８図の低速カムによる限
界回転数Ｎ２を超でしまい、この結果、動弁系が破損す
る虞れがある。従って、低速カムから高速カムへの切り
替えを高速に行なう必要かある。尚、図中Ｎ３は高速カ
ムによる限界回転数を示す。

しかしながら、低速カムから高速カムへの切り替えを高
速に行なうことは極めて困難であり、がかる切換制御は
、動弁系の耐久性、信頼性の点において問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、エンジンが
レーシングの時には可変バルブタイミング機構を作動さ
せないようにし、且つエンジン回転数が或る回転数以」
二に上がらないようにした可変バルブタイミング機構付
きエンジンの制御方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、低速用ロッ
カアームと高速用ロッカアームとを備え、エンジンの或
る運転領域において前記低速用ロッカアームと高速用ロ
ッカアームとを切り替える可変バルブタイミング機構付
きエンジンの制御方法において、前記エンジンがレーシ
ング状態に有るか否かを判別し、レーシング状態にある
ときには前記可変バルブタイミング機構を働かさないよ
うにしたものである。

更に前記エンジンのレーシング時には燃料カット、又は
点火時期をリタードを行ない、又は燃料カット及び点火
時期リタードを行ない、前記エンジンの回転数の或る程
度以上の上昇を抑えるようにしたものである。

（作用） エンジンがレーシング状態にあるか否かを判別して、レ
ーシング状態にある時には低速用ロッカシャフトと高速
用ロッカシャフトとの切り替えを行わないようにする。

即ち、可変バルブタイミング機構を必要としないレーシ
ング時における当該可変バルブタイミング機構を働かさ
ないようにする。また、レーシング時には燃料カット、
又は点火時期リタード、又は燃料カット及び点火時期リ
ターダを行ない、エンジンの回転数が必要以上に高くな
ることを防止する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図及び第２図は本発明方法を適用した可変バルブタ
イミング機構を示し、可変バルブタイミング機構１は、
バルブ２．３と、これらのバルブ２．３を開閉するロッ
カシャフト４．４′と一体のＴ型ロッカアーム（以下「
低速用ロッカアーム」という）６と、高速用ロッカアー
ム７と、低速用ロッカアーム６に内蔵され当該低速用ロ
ッカアーム６に高速用ロッカアーム７を結合又は解除す
るためのピストン９及びカムシャフト１３に設けられた
低速用カムＩ４、高速用カム１５等により構成されてい
る。

Ｔ型ロッカアーム６の両端のロッカシャフト４．４°は
、ロッカシャフトジャーナル１２．１２”　に回転可能
に軸支されており、ジャーナル１２．１２“ロッカシャ
フト４．４′に設けられた油路４ａ、４’ａを通してピ
ストン９に油圧Ｐが供給されるようになっている。高速
用ロッカアーム７の基端は、軸孔７ａを介して低速用ロ
ッカアーム６の一側のロッカシャフト４に揺動可能に外
嵌されている。これらの低速用ロッカアーム６、高速用
ロッカアーム７の各先端には夫々ローラベアリング１０
．１１が軸支されており、夫々低速用カム１４、高速用
カム１５に当接されて転動する。

ピストン９は、スプリング１７のはね力により高速用ロ
ッカアーム７のピストン孔内に引き込まれており、油圧
Ｐが供給されると当該スプリング１７のばね力に抗して
突出されてその先端か高速ロッカアーム７のピストン孔
７ｂに嵌入して、低速用ロッカアーム６に高速用ロッカ
アーム７を結合する。

ロッカシャフトジャーナル１２は、第３図に示すように
電磁切換弁２０を介してオイルポンプ（図示せず）に接
続されている。この電磁切換弁２０は、ソレノイド２０
ｓが消勢（以下「オフ」という）されている時には前記
オイルポンプからピストン９への油圧の供給を停止し、
付勢（以下「オン」という）されているときには第４図
に示すように前記オイルポンプからピストンに油圧を供
給する。この電磁切換弁２０は、電子制御装置（ＥＣＵ
）２１により制御される。

電子制御装置２１は、第５図に示すように駆動系の接続
状態例えば、ミッションのニュートラル位置を検出する
センサ、エンジン回転センサ、エアフローセンサ、エン
ジン水温センサ、車速センサ等の各センサ（何れも図示
せず）からニュートラル、エンジン回転数、空気量、水
温、車速等の信号を入力し、当該エンジンの運転状態に
応じて電磁切換弁２０を制御する制御信号、燃料噴射弁
（図示せず）を制御する制御信号、点火時期を制御する
制御信号等を出力する。

以下に作用を説明する。

先ず、可変バルブタイミング機構１の制御の概略を説明
する。エンジンの低速回転域において低速用カム１４に
より低速用ロッカアーム６を介してバルブ２．３が駆動
される。このとき電磁切換弁２０のソレノイド２０ｓは
オフとされており、ピストン９はスプリング１７のばね
力により後退し、高速用ロッカアーム７は、低速用ロッ
カアーム６との結合を解除されて自由に揺動可能とされ
る。

エンジンの高速回転域においては、電磁切換弁２０のソ
レノイド２０ｓがオンとなり、オイルポンプからピスト
ン９に油圧が供給され、当該ピストン９がスプリング１
７のばね力に抗して押し出され、高速用ロッカアーム７
のピストン孔７ｂに嵌入し、当該高速用ロッカアーム７
が低速用ロッカアーム６に結合される。そして、高速用
カム１５により高速用ロッカアーム７、低速用ロッカア
ーム６を介してバルブ２．３が駆動される。このように
して低速用ロッカアーム６と高速用ロッカアーム７との
切換を行なう。

次に、前記エンジンのレーシング時における可変バルブ
タイミング機構１の制御を第６図のフローチャートを参
照しつつ説明する。

先ず、電子制御装置２１は、電磁切換弁２０のソレノイ
ｌ；’　２０　ｓがオフ状態にあるか否かを判別（ステ
ップ１）し、その判別答が肯定（ＹＥＳ）のときには車
速がＯであるか否かを判別（ステップ２）し、その判別
答が肯定（ＹＥＳ）のときには駆動系がオフか否かを判
別（ステップ３）する。この駆動系がオフか否かは、例
えば、Ｍ／Ｔ車においては、ミッションがニュートラル
にあるか否か、又はクラッチがオフか否か、又はミッシ
ョンがニュートラルで、且つクラッチがオフであるか否
かを等判別して行なう。電磁切換弁２０のソレノイｔ”
２０ｓがオフのときには前述したように高速用ロッカシ
ャフト７は、低速用ロッカシャフト６との結合を解除さ
れており、可変バルブタイミング機構１は低速用カム１
４により駆動されている。また、車速が０、駆動系がオ
フ状態にあるときには当該車両が停止した状態にある。

即ち、電子制御装置２１は、ステップ１〜３により当該
車両のエンジンが低速運転状態にあり、且つ車両が停止
していると判断する。

そして、電子制御装置２１は、ステップ３の判別答が肯
定（ＹＥＳ）のときにはエンジン回転数Ｎが低速用カム
１４による限界回転数Ｎ２　　（第７図）よりも高いか
（Ｎ＞Ｎ２）否かを判別（ステップ４）し、その判別答
が否定（ＮＯ）のときには電磁切換弁２０のソレノイド
２０ｓをオフにしたまま（ステップ５）にして当該制御
を終了する。即ち、このときにはエンジンは、回転数Ｎ
が低速用カム１４による限界回転数Ｎ２まで上昇可能な
状態にあり、従って、レーシング状態にあると判断され
、可変バルブタイミング機構１は、働かないで低速用カ
ム１４により駆動される。

また、電子制御装置２１は、ステップ４の判別答が否定
（Ｎｏ）のときには前記エンジンへの燃料供給を停止（
ステップ６）させる。即ち、電子制御装置２１は、エン
ジンの回転数Ｎが低速用カム１４による限界回転数Ｎ２
を超えている（Ｎ＞Ｎ２　）ときには燃料をカットして
ステップ５に進む。尚、ステップ６において燃料供給停
止に替えて点火時期をリタードさせても良く、或いは燃
料供給停止及び点火時期リタードの両方の制御を行って
もよい。

このようにしてレーシング時には、燃料カットや点火時
期リタード等を行ってエンジンが或る程度以上の回転数
にならないように（ジャンプやバウンスが起こらない回
転数に）制御する。本来、レーシング時には可変バルブ
タイミング機構を必要とせず、従って、むやみな切り替
えを無くすことにより当該可変バルブタイミング機構１
の耐久性、信頼性の向上を図る。

電子制御装置２１は、ステップ１の判別答が否定（ＮＯ
）のときには当該エンジンの回転数Ｎが切り替えポイン
トの作動線上の回転数Ｎ＋　　（第７図）よりも高いか
（Ｎ＞Ｎ＋）否かを判別（ステップ７）し、その判別答
が肯定（ＹＥＳ）のときには電磁切換弁２０のソレノイ
ド２帆をオンにしたまま当該制御を終了する。即ち、こ
のときにはエンジン１はもともと高回転域にあり、従っ
て、電子制御装置２１は、当該運転状態を保持すればよ
い。また、ステップ７の判別答が否定（Ｎｏ）のときに
は電子制御装置２１は、電磁切換弁２０のソレノイド２
０ｓをオフ（ステップ５）にして当該制御を終了する。

即ち、電子制御装置２１は、高速回転域にあったエンジ
ンの回転数が低下し、切り替えポイントの回転数Ｎ１よ
りも低くなると電磁切換弁２０のソレノイド２０ｓをオ
フにし、可変バルブタイミング機構１を低速用カム１４
による制御に切り替える。

また、電子制御装置２１は、ステップ２における判別が
否定（ＮＯ）のとき即ち、車両が走行しているときには
ステップ７に進み前記制御を行なう。

また、電子制御装置２１は、ステップ３の判別答が否定
（ＮＯ）のとき即ち、車両が停止した状態で且つ駆動系
がオフ例えば、車両が停止した状態でクラッチをオフに
してミッションを１速に入れ、発　　・進しようとする
ような場合にはステップ７に進み前記制御を行なう。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、低速用ロッカアー
ムと高速用ロッカアームとを備え、エンジンの或る運転
領域において前記低速用ロッカアームと高速用ロッカア
ームとを切り替える可変バルブタイミング機構付きエン
ジンの制御方法において、前記エンジンがレーシング状
態に有るか否かを判別し、レーシング状態にあるときに
は前記可変バルブタイミング機構を働かさないようにし
たことにより、前記可変バルブタイミング機構の耐久性
、信頼性の向上を図ることが可能となる。

また、レーシング時には燃料カット、点火時期リタード
、又は燃料カットと点火時期リタード等の制御を行ない
エンジン回転数が或る程度以上に高くならないようにす
ることにより、ジャンプやバウンスを起こすことを防止
することができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施するための可変バルブタイミング
機構の一実施例を示す組立斜視図、第２図は第１図の矢
線■−Ｈに沿う断面図、第３図は第１図の可変バルブタ
イミング機構を切り替える電磁切換弁の一実施例を示す
図、第４図は第３図の作動状態を示す図、第５図は第１
図の可変バルブタイミング機構を制御する電子制御装置
のブロック図、第６図は本発明に係る制御方法の手順を
示すフローチャート、第７図は本発明の制御方法による
可変バルブタイミング機構の切換制御を示す図、第８図
は可変バルブタイミング機構の切換制御を示す図、第９
図は可変バルブタイミング機構におけるバルブリフトと
加速度との関係を示すグラフである。 １・・・可変バルブタイミング機構、２．３・・・バル
ブ、４．４゛・・・ロッカシャフト、６・・・低速用ロ
ッカシャフト、７・・・高速用ロッカシャフト、９・・
・ピストン、１４・・・低速用カム、１５・・・高速用
カム、２０・・・電磁切換弁、２１・・・電子制御装置
。 第７図 ニンジン回転数　　Ｎ２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）低速用ロッカアームと高速用ロッカアームとを備
   え、エンジンの或る運転領域において前記低速用ロッカ
   アームと高速用ロッカアームとを切り替える可変バルブ
   タイミング機構付きエンジンの制御方法において、前記
   エンジンがレーシング状態に有るか否かを判別し、レー
   シング状態にあるときには前記可変バルブタイミング機
   構を働かさないようにしたことを特徴とする可変バルブ
   タイミング機構付きエンジンの制御方法。
2. （２）前記レーシング時には前記エンジン回転数を制限
   することを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミ
   ング機構付きエンジンの制御方法。
3. （３）前記エンジンの回転数制限は、燃料カットにより
   行うことを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミ
   ング機構付きエンジンの制御方法。
4. （４）前記エンジンの回転数制限は、点火時期リタード
   により行なうことを特徴とする請求項２記載の可変バル
   ブタイミング機構付きエンジンの制御方法。