JPH04237841A - エンジンの制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの制御装置に
関し、とりわけ、エンジン出力状態をもって制御状態を
切換えるＯＮ・ＯＦＦ式のエンジン出力制御要素を備え
、このエンジン出力制御要素をＯＮ・ＯＦＦの一方向に
付勢手段を介して付勢するようになったエンジンの制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に搭載されたエンジンは、各
種の制御装置を用いてその出力制御を行うようになって
おり、例えば、特開昭５８−１８５９１４号公報に開示
してあるバルブタイミング制御もその１つである。

【０００３】ところで、このようなバルブタイミング制
御は、可変バルブタイミング装置を用いて吸気弁とか排
気弁の開弁時期を変化するが、この開弁時期が２段階切
換えの場合、ＯＮ・ＯＦＦ信号をもって可変バルブタイ
ミング装置を作動することができる。即ち、このＯＮ・
ＯＦＦ切換えの場合は、スプリング等の付勢手段をもっ
て可変バルブタイミング装置をＯＦＦ信号で設定する一
方の切換状態に付勢し、ＯＮ信号の入力時には磁力又は
油圧力等の駆動力を用いて付勢手段に抗して強制的に他
方の切換状態に設定することにより、簡単な構造とする
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ＯＮ・ＯＦＦ信号をもって２段階切換えする可変バルブ
タイミング装置にあっては、ＯＮ信号では付勢手段に抗
して強制的に切換える場合は、駆動力を大きくしておく
ことにより迅速な切換えを可能とするのであるが、ＯＦ
Ｆ信号では駆動力よりも小さな付勢力に設定する付勢手
段で自動復帰による切換えを行う。このため、図６に示
すようにＯＮ信号での切換時とＯＦＦ信号での切換時に
は時間的な差が生じ、後者のＯＦＦ切換え時のタイムロ
スが大きくなってしまう。

【０００５】従って、所定のエンジン出力境界で第１の
制御状態と第２の制御状態とを切換えようとした場合、
ＯＦＦ切換時には実際の制御状態切換時点がエンジン出
力境界から大きくずれてしまうという課題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、ＯＦＦ信号の出力時点をエンジン出力境界に達する
前に設定することにより、ＯＮ・ＯＦＦ信号間に逆ヒス
テリシスループの制御を構成するようにしたエンジンの
制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、所定のエンジン出力境界で第１の制御状
態と第２の制御状態とを、ＯＮ・ＯＦＦ信号の入力をも
って切換えるエンジン出力制御要素と、エンジン出力制
御要素を、ＯＦＦ信号で設定される制御状態の切換方向
に付勢する付勢手段とを備え、ＯＮ信号の入力時は、前
記付勢手段に抗してエンジン出力制御要素を強制的かつ
迅速に切換える一方、ＯＦＦ信号の入力時は、この付勢
手段の付勢力をもってエンジン出力制御要素を自動復帰
により切換えるエンジンの制御装置において、少なくと
もＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点を、前記エンジ
ン出力境界に対して、ＯＦＦ信号で設定した制御状態と
なるエンジン出力側に早めることにより構成する。

【０００８】また、前記エンジン出力制御要素は、動弁
機構のバルブタイミングを変化する可変バルブタイミン
グ装置とし、この可変バルブタイミング装置には、動弁
機構の回転伝達経路に設ける相対回転機構と、ＯＮ信号
の入力により発生する駆動力で相対回転機構を一方に変
位する駆動力発生装置と、相対回転機構に設けられＯＦ
Ｆ信号の入力により変位を復帰するリターンスプリング
と、を備える構成とする。

【０００９】更に，前記各構成において、ＯＦＦ信号か
らＯＮ信号への切換時点として設定した第１のエンジン
出力状態と、ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点とし
て設定した第２のエンジン出力状態との間では、加速時
にＯＮ信号を出力し、かつ、減速時にＯＦＦ信号を出力
する構成とする。

【００１０】

【作用】以上の構成により本発明のエンジンの制御装置
にあっては、エンジン出力制御要素を、ＯＮ信号の入力
時に付勢手段に抗して強制的かつ迅速に切換え、かつ、
ＯＦＦ信号の入力時に付勢手段の付勢力をもって自動的
に切換えることにより、エンジン出力境界で第１の制御
状態と第２の制御状態とを切換える。このとき、エンジ
ン出力制御要素の少なくともＯＮ信号からＯＦＦ信号へ
の切換時点を、エンジン出力境界に対して、ＯＦＦ信号
で設定した制御状態となるエンジン出力側に早めたので
、この早める時間と、エンジン出力制御要素を付勢手段
のみで自動切換えするときの遅れ時間とを略等しくする
ことにより、ＯＦＦ信号で設定した制御状態への実際の
切換時点を、前記エンジン出力境界若しくはこれの極近
傍とすることができる。従って、エンジンの出力制御を
予め設定した目的通りに行うことができる。

【００１１】また、前記エンジン出力制御要素は、動弁
機構のバルブタイミングを変化する可変バルブタイミン
グ装置とし、ＯＦＦ信号の切換時点を早めることにより
、リターンスプリングの付勢力で復帰する相対回転機構
の作動遅れが影響すること無く、吸気弁，排気弁等のバ
ルブタイミングを適正に開閉制御することができる。 尚、このときの可変バルブタイミング装置を切り換える
ためのＯＮ・ＯＦＦ信号として、油圧又は電気を用いる
ことが望ましい。

【００１２】更に，前記各構成において、ＯＦＦ信号か
らＯＮ信号への切換時点として設定した第１のエンジン
出力状態と、ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点とし
て設定した第２のエンジン出力状態との間では、加速時
にＯＮ信号を出力し、かつ、減速時にＯＦＦ信号を出力
する構成としたことにより、第１のエンジン出力状態と
第２のエンジン出力状態との間で加，減速が変化した場
合にも、以後のエンジン出力制御要素の切換状態を適正
に保つことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。尚、本実施例では本発明のエンジンの制御装
置を、動弁機構の可変バルブタイミング装置に例をとっ
て説明する。

【００１４】即ち、図１は本発明の一実施例を示す可変
バルブタイミング装置１０の分解斜視図で、この可変バ
ルブタイミング装置１０は、図２の概略図にも示すよう
に図外のタイミングベルトを介してクランクシャフト回
転を入力するタイミングギア１２と、カムシャフト１４
との間に配置する。

【００１５】前記可変バルブタイミング装置１０は、図
１に示したように前記タイミングギア１２の内周に嵌合
するアドバンシングプレート１６と、このアドバンシン
グプレート１６の内周に螺合するドラム１８と、このド
ラム１８を一定回転方向に付勢する付勢手段としてのリ
ターンスプリング２０と、カムシャフト１４に固設する
ハブ２２とを備えて構成する。

【００１６】前記アドバンシングプレート１６の外周に
は係合突起１６ａを形成すると共に、前記タイミングギ
ア１２の内周には軸方向に延びる係合溝１２ａを形成し
、この係合溝１２ａに前記係合突起１６ａが係合するこ
とにより、アドバンシングプレート１６はタイミングギ
ア１２と一体に回転しつつ、軸方向の相対移動を可能に
する。前記アドバンシングプレート１６の内周に雌ねじ
１６ｂを形成すると共に、前記ドラム１８の外周に雄ね
じ１８ａを形成し、これら雌ねじ１６ｂと雄ねじ１８ａ
とを螺合した状態で、相対回転機構を構成するアドバン
シングプレート１６とドラム１８とを相対回転すること
により、これら両者を軸方向に相対移動できるようにな
っている。前記リターンスプリング２０は渦巻きスプリ
ングとして構成し、その外周端部２０ａを前記ドラム１
８に係止すると共に、内周端部２０ｂを前記ハブ２２に
係止し、このリターンスプリング２０によりドラム１８
を一方の回転方向に付勢する。

【００１７】また、前記ハブ２２の外周を軸方向に折曲
して螺旋方向に傾斜することによりヘリカル突起２２ａ
を形成し、かつ、前記アドバンシングプレート１６の外
周に螺旋状のヘリカル溝１６ｃを形成してある。そして
、このヘリカル溝１６ｃに前記ヘリカル突起２２ａを係
合することにより、アドバンシングプレート１６の軸方
向移動に伴って、これらアドバンシングプレート１６と
ハブ２２とを相対回転するようになっている。

【００１８】ところで、前記ドラム１８の内周には、こ
の内周径より若干小径に形成した駆動力発生装置として
の環状のソレノイドコイル２４を嵌合し、このソレノイ
ドコイル２４の中心穴２４ａに回転可能に挿通したボル
ト２６を、前記カムシャフト１４の端部中心に螺着する
ことにより、ソレノイドコイル２４をドラム１８に対し
て回転自在かつ同心状に支持する。また、前記ソレノイ
ドコイル２４の外側（図中右側）には、２本のピン２４
ｂ，２４ｂを突設する一方、図外のシリンダヘッドに取
り付くブラケット２８を、これらピン２４ｂ，２４ｂに
係合する。そして、ソレノイドコイル２４と前記ドラム
１８の内周との間で電磁クラッチ３０を構成する。

【００１９】従って、前記電磁クラッチ３０は電圧印加
しない状態、つまり、ＯＦＦ信号入力状態では、ソレノ
イドコイル２４とドラム１８との間に吸引力が発生しな
いため、電磁クラッチ３０の非作動状態となる。一方、
ソレノイドコイル２４に電圧印加、つまり、ＯＮ信号入
力状態では、磁力を発生して電磁クラッチ３０の作動状
態となる。

【００２０】そして、電磁クラッチ３０が作動すると、
ドラム１８はブレーキング状態となり、このドラム１８
は前記アドバンシングプレート１６に対して回転遅れを
生じて相対回転する。すると、これに伴ってタイミング
ギア１２とカムシャフト１４とが相対回転し、バルブタ
イミングの切り換え（本実施例ではタイミングを早める
方向への切り換え）を行う。尚、前記スプリング２０の
付勢方向は、前記電磁クラッチ３０をブレーキングした
時に、ドラム１８がタイミングギア１２と相対回転する
方向とは反対方向となる。

【００２１】一方、電磁クラッチ３０の非作動状態では
、ドラム１８は前記リターンスプリング２０の付勢力で
初期状態に復帰し、この時にはドラム１８が電磁クラッ
チ３０の作動時とは逆方向に回転する。すると、タイミ
ングギア１２とカムシャフト１４とが逆に相対回転して
、初期のバルブタイミングとなる。

【００２２】前記ソレノイドコイル２４へ出力するＯＮ
・ＯＦＦ信号は、コントローラ３２により制御する。こ
のコントローラ３２にはエンジン回転数とかスロットル
開度の各信号を入力し、これら各信号からＯＮ・ＯＦＦ
信号の切換えを判断する。

【００２３】ところで本実施例の可変バルブタイミング
装置１０は、従来の技術の項でも述べたように、ＯＮ信
号の入力時は電磁クラッチ３０によりリターンスプリン
グ２０の付勢力に抗して強制的かつ迅速にバルブタイミ
ングを切換えるが、ＯＦＦ信号の入力時はスプリング２
０の付勢力のみでバルブタイミングを変化するため、慣
性力とか摺動抵抗等によりこのＯＦＦ信号入力時の切換
えに時間を要してしまう（図６参照）。

【００２４】従って、本実施例に示す可変バルブタイミ
ング装置１０は、図３に示すように所定のエンジン出力
境界（回転数Ｎ１　）を境に、低回転領域をＯＦＦ、高
回転領域をＯＮとする制御を行おうとする場合、ＯＦＦ
信号からＯＮ信号への切換え時点は略回転数Ｎ１　とす
るが、ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点は、前記可
変バルブタイミング装置１０の作動遅れを見越して、Ｎ
１　より高回転となるＮ２　とする。即ち、前記ＯＮ，
ＯＦＦ信号の制御特性は、Ｎ１　＜Ｎ２　となるＮ１　
でＯＦＦ信号からＯＮ信号の切換えを行い、Ｎ２　でＯ
Ｎ信号からＯＦＦ信号の切換えを行うため、この特性を
逆ヒステリシスループと称することにする。尚、通常の
ヒステリシスループでの制御は、ＯＮ信号への切換えを
Ｎ２　で行い、ＯＦＦ信号への切換えをＮ１　で行うこ
とになる。

【００２５】従って、本実施例の可変バルブタイミング
装置１０の制御装置では、上述したように逆ヒステリシ
スループをもってＯＮ，ＯＦＦ信号の切換制御を行うよ
うにしたので、ＯＮ信号への切換時は迅速に可変バルブ
タイミング装置１０が作動して、エンジン出力境界とな
るＮ１　近傍でバルブタイミングを切換えることができ
る。一方、ＯＦＦ信号への切換時はＮ２　で信号を出力
した場合にも、可変バルブタイミング装置１０の作動遅
れにより、丁度Ｎ１　近傍でバルブタイミングを切換え
ることができる。

【００２６】ところで、前記逆ヒステリシスループを持
った制御を行う場合、Ｎ２　より高い回転領域、例えば
Ｎ３　から滑らかに出力低減を行う場合は、Ｎ２　で早
めにＯＦＦ信号を出力することは良策となる。しかし、
Ｎ１　とＮ２　との間の回転数領域で加減速が変化した
場合、例えば、矢印ａで示すように減速途中においてＮ
１　＜Ｎ４　＜Ｎ２　となる回転数Ｎ４　で加速した場
合、可変バルブタイミング装置１０はＯＦＦ信号を入力
した状態で回転数が上昇することになり、適正なバルブ
タイミングを得ることができない。

【００２７】そこで、本発明の他の実施例として前記Ｎ
１　とＮ２　との間で加，減速を判断し、加速ならばＯ
Ｎ信号を出力し、減速ならばＯＦＦ信号を出力する制御
を行う。

【００２８】図４および図５はかかる他の実施例による
制御を実行するためのフローチャートで、図４は減速判
断によるルーチン、図５は加速判断によるルーチンであ
る。

【００２９】即ち、図４に示すフローチャートはステッ
プ１００により現在のエンジン回転数Ｎが、ＯＦＦ信号
の切換え判断時点となるエンジン回転数Ｎ２　より高い
回転数領域にある信号を入力すると、ステップ１０１で
スロットル開度の変化率ΔＴＨが予め設定した所定値α
１　より小さいかどうかを判断する。そして、小さい場
合（ＹＥＳ　）はステップ１０２に進み、現在の回転数
Ｎが前記回転数Ｎ２　より小さくなったかどうか、つま
り、Ｎ１　とＮ２　との間の回転数領域に入ったかどう
かを判断し、Ｎ＜Ｎ２　の場合（ＹＥＳ　）はステップ
１０３に進む。

【００３０】前記ステップ１０３ではスロットル開度の
変化率ΔＴＨが所定値β１　より大きくなったかどうか
、つまり、最加速したかどうかを判断し、ΔＴＨ＞β１
　の場合（ＹＥＳ　）はステップ１０４によってＯＮ信
号を出力する。尚、前記ステップ１０１，１０２，１０
３によってＮＯと判断した場合はそのままリターンする
。

【００３１】一方、図５に示す加速判定のルーチンは、
前記減速判定のルーチンの略逆の処理を行い、まず、ス
テップ１１０により現在のエンジン回転数Ｎが、ＯＮ信
号の切換え判断時点となるエンジン回転数Ｎ１　より低
い回転数領域にある信号を入力すると、ステップ１１１
でスロットル開度の変化率ΔＴＨが所定値α２　より小
さいかどうかを判断する。そして、小さい場合（ＹＥＳ
　）はステップ１１２に進み、現在の回転数Ｎが前記回
転数Ｎ１　より大きくなったかどうか、つまり、Ｎ１　
とＮ２　との間の回転数領域に入ったかどうかを判断し
、Ｎ＞Ｎ２　の場合（ＹＥＳ　）はステップ１１３に進
む。

【００３２】前記ステップ１１３ではスロットル開度の
変化率ΔＴＨが所定値β２　より大きくなったかどうか
、つまり、最加速したかどうかを判断し、ΔＴＨ＞β２
　の場合（ＹＥＳ　）はステップ１１４によってＯＦＦ
信号を出力する。尚、前記ステップ１１１，１１２，１
１３によってＮＯと判断した場合はそのままリターンす
る。

【００３３】従って、この実施例にあってはＮ１　とＮ
２　との間の回転数領域において、加速した場合はＯＮ
信号に切換え、減速した場合はＯＦＦ信号に切換えるた
め、その後のバルブタイミング制御を適正に行うことが
できる。

【００３４】尚、前記図４，図５に示したフローチャー
トでは、加，減速判断にスロットル開度の変化率ΔＴＨ
を用いた場合を示したが、これに限ることなくエンジン
回転数の変化率を用いて判断しても良い。また、前記各
実施例では本発明のエンジンの制御装置を可変バルブタ
イミング装置１０を設けた場合に例をとって説明したが
、これに限ることなく、付勢力で一定の作動方向に付勢
してＯＮ・ＯＦＦ切換えする他のエンジン出力制御要素
を備えた場合にあっても、本発明を適用できることは勿
論である。更に、前記可変バルブタイミング装置１０は
駆動力発生装置として電気的に磁力を発生するソレノイ
ドコイル２４を用いた場合を開示したが、これに限るこ
となく、駆動力発生装置として他の電気的手段および油
圧力で駆動力を発生する装置とすることもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
示すエンジンの制御装置にあっては、ＯＮ信号の入力時
に付勢手段に抗して強制的かつ迅速に切換え、かつ、Ｏ
ＦＦ信号の入力時に付勢手段の付勢力をもって自動的に
切換えることにより、エンジン出力境界で第１の制御状
態と第２の制御状態とを切換えるエンジン出力制御要素
を備え、エンジン出力制御要素の少なくともＯＮ信号か
らＯＦＦ信号への切換時点を、エンジン出力境界に対し
て、ＯＦＦ信号で設定した制御状態となるエンジン出力
側に早めたので、この早める時間と、エンジン出力制御
要素を付勢手段のみで自動切換えするときの遅れ時間と
を略等しく設定することができる。従って、ＯＦＦ信号
で設定した制御状態への実際の切換時点を、前記エンジ
ン出力境界若しくはこれの極近傍とすることができ、エ
ンジンの出力制御を予め設定した目的通りに行うことが
できる。

【００３６】また、本発明の請求項２にあっては、エン
ジン出力制御要素は、リターンスプリングで付勢した相
対回転機構を、駆動力発生装置の駆動力で作動すること
によりバルブタイミングを切換える可変バルブタイミン
グ装置とし、これに請求項１の構成を適用することによ
り、リターンスプリングの付勢力で復帰する相対回転機
構の作動遅れが影響すること無く、吸気弁，排気弁等の
バルブタイミングを適正に制御することができる。

【００３７】更に，本発明の請求項３にあっては、前記
請求項１および請求項２の各構成において、ＯＦＦ信号
からＯＮ信号への切換時点として設定した第１のエンジ
ン出力状態と、ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点と
して設定した第２のエンジン出力状態との間では、加速
時にＯＮ信号を出力し、かつ、減速時にＯＦＦ信号を出
力する構成としたので、第１のエンジン出力状態と第２
のエンジン出力状態との間で加，減速が変化した場合に
も、以後のエンジン出力制御要素の切換状態を適正に保
って、エンジンの作動不調を発生するのを防止できると
いう各種優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられるエンジン出力制御要素の一
実施例である可変バルブタイミング装置の分解斜視図で
ある。

【図２】図１に示す可変バルブタイミング装置の概略構
成図である。

【図３】本発明によって制御されるＯＮ・ＯＦＦ信号の
特性図である。

【図４】本発明の制御を実行するための一処理例を示す
フローチャートである。

【図５】本発明の制御を実行するための他の処理例を示
すフローチャートである。

【図６】エンジン出力制御要素に入力するＯＮ・ＯＦＦ
信号に対する切り換え時間を示す特性図である。

【符号の説明】

１０　　可変バルブタイミング装置（エンジン出力制御
要素） １４　　カムシャフト １６　　アドバンシングプレート １８　　ドラム ２０　　コイルスプリング（付勢手段）２４　　ソレノ
イドコイル（駆動力発生装置）３０　　電磁クラッチ ３２　　コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定のエンジン出力境界で第１の制御
   状態と第２の制御状態とを、ＯＮ・ＯＦＦ信号の入力を
   もって切換えるエンジン出力制御要素と、エンジン出力
   制御要素を、ＯＦＦ信号で設定される制御状態の切換方
   向に付勢する付勢手段とを備え、ＯＮ信号の入力時は、
   前記付勢手段に抗してエンジン出力制御要素を強制的か
   つ迅速に切換える一方、ＯＦＦ信号の入力時は、この付
   勢手段の付勢力をもってエンジン出力要素を自動復帰に
   より切換えるエンジンの制御装置において、少なくとも
   ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換時点を、前記エンジン
   出力境界に対して、ＯＦＦ信号で設定した制御状態とな
   るエンジン出力側に早めたことを特徴とするエンジンの
   制御装置。
2. 【請求項２】　　エンジン出力制御要素は、動弁機構の
   バルブタイミングを変化する可変バルブタイミング装置
   とし、この可変バルブタイミング装置には、動弁機構の
   回転伝達経路に設ける相対回転機構と、ＯＮ信号の入力
   により発生する駆動力で相対回転機構を一方に変位する
   駆動力発生装置と、相対回転機構に設けられＯＦＦ信号
   の入力により変位を復帰するリターンスプリングと、を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制
   御装置。
3. 【請求項３】　　ＯＦＦ信号からＯＮ信号への切換時点
   として設定した第１のエンジン出力状態と、ＯＮ信号か
   らＯＦＦ信号への切換時点として設定した第２のエンジ
   ン出力状態との間では、加速時にＯＮ信号を出力し、か
   つ、減速時にＯＦＦ信号を出力することを特徴とする請
   求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。