JPH051361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の吸排気弁の開閉タイミングの
可変制装置に関する。

内燃機関において機関の回転速度に応じて最大
の出力を得るためにバルブタイミングの可変制御
を可能としたものがある。そのため従来より種々
提案されているが、その中で本出願人の提案に係
る、クランク軸側とカム軸側とに一対の相対回転
可能なスリーブを設け、その一対のスリーブに相
互に交叉するスリツトを形成したものがある。ス
リツト内にはベアリングが設けられベアリングは
軸方向に往復可能なスライダ上に設けられ、回転
駆動モータが、回転運動を直線運動に変換するね
じ機構を介してスライダに連結している。モータ
の回転によつてスライダの直線運動が惹起され、
ベアリングは交叉するスリツト内を直線運動し、
これが一対のスリーブの相対回転を惹起し、バル
ブタイミングの切替が行われる。

かかる装置ではエンジン負荷、回転数等の運転
条件パラメータに対するバルブタイミングの設定
を記憶しておき、エンジンの運転にそれらのパラ
メータを実測し、その実測パラメータに適合した
バルブタイミングを決定し、その決定したバルブ
タイミングとなるように回転駆動モータを駆動し
ている。

本発明の目的はかかるタイプのバルブタイミン
グ切替装置における切替応答性を高めより迅速な
制御を達成することにある。このため本発明にあ
つては回転数などのパラメータの変化率を測定
し、この変化率によつてバルブタイミングの切替
を行うときのパラメータの基準値を変更し、変化
率が大きいときは早めに目的のバルブタイミング
に移ることができるようにしている。

この本発明の基本的構成を第１図によつて説明
すれば、エンジンＡはバルブタイミング制御手段
Ｂを備えており、少くとも２つの条件間でバルブ
タイミングを切替えることができる。エンジンの
運転中に運転条件パラメータ検知手段Ｃは回転数
及びその他のパラメータの検知を行う。Ｄの記憶
手段には、負荷や回転数等のパラメータのある設
定値を境にエンジンがどの運転条件にあるべきか
が記憶されている。バルブタイミング設定値演算
手段Ｅは、検知手段Ｃからの信号を基に制御すべ
きバルブタイミング条件を演算するが、その際修
正手段Ｆはバルブタイミングを或る値から別の値
に切替る基準値を回転数及び必要あればその他の
パラメータの変化割合の大小に応じ修正する。バ
ルブタイミングをどの設定とするかの信号は駆動
手段Ｇより前記のバルブタイミング制御手段Ｂに
送られる。

以下添付図面によつて説明すると、第２図にお
いて１はシリンダブロツク、２はシリンダヘツ
ド、３はシリンダヘツドカバー、４は吸気管、６
はスロツトル弁、８は排気管である。１０はクラ
ンク軸でコネクテイングロツド１２を介しピスト
ン１４に連結される。カム軸１８上にカム２０が
形成され、カム２０はロツカアーム２２，２３を
介して吸気弁２４、排気弁２５にバルブスプリン
グ２６に抗して作用する。カム軸１８の一端にタ
イミングプーリ２８が相対回転可能に位置し、タ
イミングベルト３０を介してクランク軸１０上の
プーリ３２に巻掛けられている。タイミングプー
リ２８とカム軸１８とは本発明に係るバルブタイ
ミング制装置３４によつて連結される。

バルブタイミング制御装置３４は第３図にその
構成が示される。カム軸１８の一端にインナスリ
ーブ３６がボルト３７によつて固設される。前記
のタイミングプーリ２８はこのインナスリーブ３
６上に軸受３９によつて取付けられる。タイミン
グプーリ２８のボス部からはインナスリーブ３６
と同軸となるようにアウタスリーブ３８が一体に
延びている。インナスリーブ３６とアウタスリー
ブ３８とは近接するスリツト４０及び４２を備え
る。第４図の如くその一方４０は真直ぐであるが
他方４２は傾斜しており、その結果相互に交互に
交差する関係にある。スリツト４０及び４２内に
は夫々ベアリング４４及び４６が位置している。
ベアリング４４及び４６は、カム軸の方向に沿つ
て往復する筒状のスライダ４８から半径方向に一
体に延びる軸部５０上に軸支されている。

ローラベアリング４４，４６は、カム軸に直交
する方向に移動する手段としてのスライダ４８と
一体の軸部５０に回転自在に支持される。スライ
ダ４８はインナスリーブ３６内にカム軸１８の軸
方向への移動を可能に設けたものでインナスリー
ブ３６又はケース５２に当る範囲内で軸方向に摺
動を行う。

５４は直流式の回転駆動モータでタイミングプ
ーリカバー５５に固定されている。モータ５４の
出力軸５６にねじ条が形成されこれは駆動スリー
ブ５８の内ねじに玉５９を介して関係づけられ
る。スリーブ５８はモータハウジング６０にカム
軸方向にのみ可動に案内され、かくして、モータ
出力軸５６の回転は駆動スリーブ５８の直線運動
に変換される。駆動スリーブ５８は軸受６４によ
つてスライダ４８に連結される。軸受６４は駆動
スリーブ５８の運動をスライダ４８に伝達すると
共にスライダ４８をスリーブ５８上で回転自在に
軸支する役目も果すものであつて、そのインナレ
ースはスリーブ５８上に固定されアウタレースは
スライダ４８に固定される。

タイミングプーリ２８をタイミングベルト３０
を介してクランク軸１０によつて回転させると、
アウタスリーブ３８が該プーリ２８と一体に回転
し、スリツト４２を介してローラベアリング４６
にカム軸１８を中心とする回転力が加わる。この
ため軸部５０とともにスライダ４８が回転し、そ
の回転力がローラベアリング４４を介してインナ
スリーブ３６のスリツト４０に加わり、その結果
インナスリーブ３６およびカム軸１８が回転す
る。そのためカム軸１８上のカム２０がロツカア
ーム２３と当接するところで定まる所定のバルブ
タイミングが得られる。

モータ５４を駆動すると、出力軸５６の回転運
動はねじ部の働きで駆動スリーブ５８の直線運動
に変換され、その結果スライダ４８はモータ５４
の回転方向に応じてスライダ４８又は駆動スリー
ブ５８が面３６Ａ，６０Ａに当る範囲で左右に動
く。スライダ４８のこの左右の動きは軸部５０を
介してベアリング４４，４６に伝達され、ベアリ
ング４４，４６はスリツト４０，４２内をころが
りながら第４図の矢印X₁又はX₂の方向に移動す
る。するとスリツト４０，４６は交叉しているた
めにアウタスリーブ３６とインナスリーブ３６間
にY₁，Y₂の様に相当回転が生じ、したがつてク
ランク軸１０とカム軸１８との位相は変化したも
のとなる。

第５図は、かかるバルブタイミングの切替を行
う直流モータの駆動のための制御装置７３の全体
構成を示すもので、エンジン運転状態の検知のた
めのセンサ、例えばエンジン回転数センサ７０、
負荷センサ７１（これは、例えば吸気管４に設け
た負圧センサである）、水温又は油温センサ７２
からの信号は制御回路７４によつて受取られ、モ
ータ駆動回路７６を経てモータ５４に結線され
る。制御回路７４はエンジン回転数センサ７０、
負荷センサ７１、及び温度センサ７２からの信号
を受け、例えば、第６図のダイヤグラムに従つて
バルブタイミングを“０”，“１”の２つの領域間
で切替えるべき指令を出す。説明の便宜上“１”
の領域はモータ５４をスライダ４８が第３図の右
方にスライダ４８がインナスリーブ端面３６Ａと
当接するところまで移動するべく回転（ここでは
正転とする）とき得られるバルブタイミング領域
とする。一方“０”の領域はモータ５４をスライ
ダ４８が第３図の左方に駆動スリーブ５８がモー
タハウジング壁６０Ａと当接するところまで移動
するべく逆方向に回転（ここでは逆転と称す）さ
せたとき得られるバルブタイミングとする。

この制御回路７４は運転状態検知センサ７０，
７１，７２からの信号及びメモリ７７に記憶した
第６図のマツプにしたがつてバルブタイミングを
“０”と“１”との間で切替るべき信号をモータ
駆動回路７６に出力する。そのための構成はこの
実施例ではソフトウエアとして実現されておりそ
のようなソフトウエアはプログラムの形態でメモ
リ７７のROM領域に書き込まれており、このプ
ログラムを第７図のフローチヤートによつて説明
する。即ち、１００は所定時間間隔毎に実行され
る割込ルーチンの開始を示し、１０１ではエンジ
ン回転数センサ７０からの信号によつて現在のエ
ンジン回転数Neのデータを取り込み、１０２で
は負荷センサ７１からの信号によつて現在の負荷
Ｌのデータを取込む。１０３では、今回の回転数
Neと前回このルーチン実行時に取込まれた回転
数データNepの差即ち、回転数変化率DNeを計
算し、１０４では“０”から“１”又は“１”か
ら“０”にバルブタイミングを切替えるときの回
転数基準値であるN₁（第６図）から、実測回転数
の変化率DNeと所定係数Ｋとの積を引いたもの
を新たな切替回転数の基準値N₁とする。１０６
ではエンジン回転数Neがこのように計算した基
準値N₁より小さいか、１０８で負荷Ｌが基準値
L₁より大きいかを見る。１０６，１０８で共に
Ycsであることはバルブタイミングを“０”の領
域にすべきを意味する。

１１０のステツプでは、バルブタイミングが
“１”のとき、“０”のとき０となるフラグＦが０
か否か判定する。Yesであればバルブタイミング
は既に“０”に切替つていることから１２２でこ
のルーチンを終了する。１１０でN₀であればバ
ルブタイミングが未だ“０”に切替つていないこ
とを示す。このときは１１２でフラグＦを下し、
１１４で逆転命令をモータ駆動回路７６に出力
し、モータ５４を逆転させ、スライダ４８を第３
図の左方に“０”のバルブタイミング位置に向け
てストツパ６０Ａのところまで駆動する。

第７図の１０６，１０８でN₀と判定すればこ
れはバルブタイミングを“１”にすべきを意味す
る。１１６でフラグＦ＝１の検定が行われYesで
あればバルブタイミングは即に“１”に切替りず
みであるから１２２でこのルーチンを終る。１１
８でN₀であればバルブタイミングが“１”に未
だ切替つていないことを示す。このときは１１８
でフラグＦを立て、１２０で正転命令を出しモー
タ駆動回路７６にモータ５４の正転を起させる信
号を出しスライダ４８は第３図の右方にストツパ
面３６Ａに向けて動く。

本発明では実測回転数の変化率DNeを計算し、
これによつてバルブタイミングを切替るときの回
転数の基準値N₁（第６図）を増減修正させる。即
ち、加速してゆくとN₁は矢印Ａのように低目に
ずれ、減速してゆくときはN₁は矢印Ｂのように
高めにずれる。そのためバルブタイミングは加速
時にも減速時にも早めに目標値に切替り、常に適
正な応答速度で目標に合せることができドライバ
ビリテイの良好を維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示すブロツク
図、第２図は本発明の実施例の構成全体図、第３
図は本発明のバルブタイミング切替装置の縦断面
図、第４図は第３図の方向より見た矢視図、第
５図は本発明におけるバルブタイミング切替装置
の電気系統ブロツク図、第６図はエンジン運転条
件に対するバルブタイミングマツプ図、第７図は
フローチヤート図。 １０…クランク軸、１８…カム軸、２２，２３
…ロツカアーム、３６…インナスリーブ、３８…
アウタスリーブ、４０，４２…スリツト、４４，
４６…ローラベアリング、４８…スライダ、５４
…モータ、７４…制御回路、７６…モータ駆動回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関において、 バルブタイミングを少なくとも２つの条件間で
   可変とするバルブタイミング制御手段、 エンジンの或る運転条件パラメータの基準値を
   境にバルブタイミングが前記少くとも２つの条件
   のうちのどの条件にあるか記憶する手段、 エンジンの運転中に実際の運転条件パラメータ
   を検知する手段、 検知される運転条件パラメータの変化割合を演
   算しその運転条件パラメータの前記基準値を修正
   をする手段、 その修正された運転条件パラメータの基準値に
   応じバルブタイミングの設定を記憶手段より演算
   する手段、 その設定されたバルブタイミングとなるように
   バルブタイミング制御手段を駆動する手段 より成るバルブタイミング制御装置。