JPH051517A - 弁作動特性可変制御装置の制御方法 - Google Patents
弁作動特性可変制御装置の制御方法Info
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- JPH051517A JPH051517A JP3180553A JP18055391A JPH051517A JP H051517 A JPH051517 A JP H051517A JP 3180553 A JP3180553 A JP 3180553A JP 18055391 A JP18055391 A JP 18055391A JP H051517 A JPH051517 A JP H051517A
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Abstract
にする。 【構成】少なくともエンジンの回転速度と、エンジンの
代表温度とに基づいて吸気弁および排気弁の少なくとも
いずれか一方の作動特性を低速域に適した低速モードと
高速域に適した高速モードとの複数モードに切換え可能
なように構成してなる弁作動特性可変制御装置の制御方
法を、エンジンの負荷状態を検出し、エンジン代表温度
が所定温度以上に到達したことが判別された直後に所定
負荷以上の判別がなされた時には、低速モードから高速
モードへの切換えに規制を与えるものとする。 【効果】エンジンのドライバビリティが向上する。
Description
置の制御方法に関するものである。
との両立を達成するために、バルブタイミング及びバル
ブリフトのうちの少なくともいずれか一方を主にエンジ
ン回転速度に対応して変化させるようにした弁作動特性
可変装置を備えた動弁装置が、例えば特開昭63−16
111号公報などに提案されている。これはエンジンの
回転速度範囲に応じて出力トルク特性の異なる複数の
(例えば2段階)弁作動モードを設定し、その時のエン
ジンの運転状態に最適な弁作動モードを選択的に設定す
ることをもって、エンジンの出力特性をワイドレンジ化
しようとするものである。
ンにおいては、低速運転に適した弁作動モードと高速運
転に適した弁作動モードとの切換え時にエンジン出力に
大幅な変化が生じないようにすることがドライバビリテ
ィの面から好ましく、低速モードの際の出力と、高速モ
ードの際の出力とが略一致する時点で両モードを切換え
るようにする技術が特開平2−42105号公報に開示
されている。
前に実行されると、潤滑油の粘性が高いことによる切換
装置の作動不良や、低吸気温での燃料霧化不充分による
不整燃焼などを誘発する虞れがあるため、弁作動モード
の切換可能条件の一つとして、暖機完了の検出を組み込
んだ制御プログラムが公知となっている(特開平2−4
2105号公報の第7図参照)。
完了する以前に高速モードに適合した運転領域で走行し
た場合には、暖機完了が検出されるまでは低速モードが
選択され、暖機完了が検出されると低速モードから高速
モードへの移行が直ちに実行されるようになっている。
そのため、特に高負荷運転中(スロットル開度大)に暖
機が完了してモード切換えが実行された場合には、低速
モード時と高速モード時との出力差が大きいため、比較
的大きなショックが発生することが考えられる。これは
実際のところ運転者の予期していない出力変化であり、
円滑感を阻害するので好ましいことではない。
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、弁
作動特性の切換え時に大きな出力変化を伴う虞れのない
ように改善された弁作動特性可変制御装置の制御方法を
提供することにある。
明によれば、少なくともエンジンの回転速度と、エンジ
ンの代表温度とに基づいて吸気弁および排気弁の少なく
ともいずれか一方の作動特性を低速域に適した低速モー
ドと高速域に適した高速モードとの複数モードに切換え
可能なように構成してなる弁作動特性可変制御装置の制
御方法を、エンジンの負荷状態を検出し、エンジン代表
温度が所定温度以上に到達したことが判別された直後に
所定負荷以上の判別がなされた時には、低速モードから
高速モードへの切換えに規制を与えるものとすることに
より達成される。
ードで走行中に、エンジン代表温度から暖機完了が検出
された場合には、モード切換の実行が制限されるため、
大幅な出力変化を生ぜずに済む。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
気系統を図式的に示している。例えば直列4気筒エンジ
ンからなるエンジン本体1における各気筒の吸気ポート
に接続された吸気マニホールド2には、吸気流量を調節
するためのスロットルボディ3と、大気中の塵埃を除去
するためのエアクリーナ4とが直列に接続されている。
またエンジンの吸気ポートの近傍には、吸気量に応じて
燃料を噴射するための燃料噴射弁5が設けられている。
び燃焼ガスの排出を制御するための動弁装置6は、エン
ジン本体1にて駆動されるオイルポンプ7が発生する油
圧を電磁弁8及び切換制御弁9を介して制御することに
より、そのバルブタイミング及びリフト量を段階的に可
変し得るようにされている。このバルブタミング及びリ
フト量を切換えるための電磁弁8は、燃料噴射弁5と共
に、電子制御回路10からの出力信号によりそれぞれ制
御される。
いて説明する。本発明が適用されるエンジンは、吸気弁
と排気弁とがそれぞれ別個のカムシャフトにて駆動され
る所謂DOHC型エンジンであり、各気筒にそれぞれ2
個の吸気弁と排気弁とを備えているが、両弁は基本的に
同様の構成を有するので、以下吸気側の動弁装置のみに
ついて説明する。
ト11には、各シリンダ毎に3個のロッカアーム12・
13・14が、互いに隣接して揺動自在に、かつ相対角
変位可能に枢支されている。これらロッカアーム12・
13・14の上方には、シリンダヘッドに形成されたカ
ム軸受15により、回転自在にカム軸16が支持されて
いる。カム軸16には、作動角及びリフト量が相対的に
小さい一対の低速用カム17a・17bと、作動角及び
リフト量が相対的に大きい単一の高速用カム18とが一
体的に形成されている。また、低速用カム17a・17
bに摺接する第1及び第2ロッカアーム12・13の遊
端部には、コイルばねをもって常時閉弁方向に弾発付勢
された一対の吸気弁19a・19bに於けるバルブステ
ムの上端が当接している。他方、第1及び第2ロッカア
ーム12・13の間に配置され、かつ高速用カム18に
摺接する第3ロッカアーム14は、シリンダヘッド20
に於ける該第3ロッカアーム14に対応する部分に設け
られたリフタ21により、常時上向きの付勢力が与えら
れている。
2・13・14の内部には、連結切換装置22が内蔵さ
れている。この連結切換装置22は、各ロッカアーム1
2・13・14に内設されたガイド孔23・24・25
と、これらに摺合する連結ピン26・27・28とから
なっている。
ーム14側に開口する有底の第1ガイド孔23が、ロッ
カシャフト11と平行に穿設され、かつこの第1ガイド
孔23には、第1連結ピン26が摺合している。第1ガ
イド孔23の底部は、第1ロッカアーム12に内設され
た油路29及び中空をなすロッカシャフト11の周上に
開設された給油孔30を介し、ロッカシャフト内部に設
けられた給油路31に連通している。
ッパが高速用カム18のベース円に摺接する静止位置に
おいて第1ガイド孔23と同心をなす同径の第2ガイド
孔24が、ロッカシャフト11と平行に貫設され、かつ
一端を第1連結ピン26に当接させた第2連結ピン27
がその内部に摺合している。
底の第3ガイド孔25が穿設され、かつ一端を第2連結
ピン27の他端に当接させたストッパピン28がその内
部に摺合している。ストッパピン28は、概ね有底筒状
をなし、その内側と第3ガイド孔25の底部との間に挾
設されたリターンスプリング32により、第3ロッカア
ーム14側へ向けて常時弾発付勢されている。
油路29を介して第1連結ピン26の左端に導入する油
圧とリターンスプリング32の付勢力との作用をもって
図2に於ける左右方向へ移動させることにより、図2に
示す各ロッカアーム12・13・14が別個に揺動し得
る状態と、各連結ピン26・27が互いに隣り合うロッ
カアーム間に跨がることにより、各ロッカアーム12・
13・14が一体的に連結されて両吸気弁19a・19
bを同時に開弁駆動し得る状態とを選択的に切換えるこ
とができる。
ヘッド20に取付けられており、前記した電子制御装置
10の発する制御信号にて開閉制御される電磁弁8を介
して供給される油圧をもって開弁駆動されると共に、リ
ターンスプリング39にて常時閉位置に弾発付勢された
スプール弁40を内蔵している。
時(図2に示す状態)には、オイルフィルタ41を介し
て潤滑油路36に連なる流入ポート42とロッカシャフ
ト11内の給油路31に連なる流出ポート43とが、オ
リフィス孔44のみを介して連通する。と同時に、シリ
ンダヘッドの上部空間内に開口するドレンポート45に
流出ポート43が連通し、給油路31の油圧は低くなっ
ている。従って給油路31には油圧が供給されず、各連
結ピン26・27は、リターンスプリング32により連
結解除位置側に付勢された状態にあり、各ロッカアーム
がそれぞれに対応するカムにより別個に駆動され、互い
に相対角変位する。
れた際には、流入ポート42と流出ポート43とがスプ
ール弁40の環状溝47を介して連通すると共に、流出
ポート43とドレンポート45との連通が断たれ、潤滑
油路36から給油路31にオイルが圧送される。これに
より第1ロッカアーム12側に作動油圧が供給される
と、第1及び第2連結ピン16・17がリターンスプリ
ング32の付勢力に抗して第2ガイド孔24及び第3ガ
イド孔25にそれぞれ嵌合し、各ロッカアーム12・1
3・14が一体的に連結される。
2から分岐したパイロット油路48を介してスプール弁
40の上端側に入力されるパイロット圧により、リター
ンスプリング39の付勢力に抗して開位置に切換えられ
る。前記した常時閉型の電磁弁8は、このパイロット油
路48に介設されており、この電磁弁8のソレノイドへ
の通電を電子制御回路10からの出力信号により制御
し、電磁弁8を開弁するとスプール弁40が開位置に切
換えられて上記のように給油路31に作動油圧が作用
し、電磁弁8を閉弁するとスプール弁40が閉位置に切
換えられて給油路31に対する油圧の供給が遮断され
る。
制御弁9のハウジングに設けられた流出ポート43の油
圧を検出し、低圧時にオン、高圧時にオフする油圧スイ
ッチ49により確認される。
1の油圧が低い時にあっては、リターンスプリング32
の付勢力により、第1連結ピン26が第1ガイド孔23
内に、第2連結ピン27が第2ガイド孔24内に、スト
ッパピン28が第3ガイド孔25内にそれぞれ位置して
いる。この状態にあっては、各ロッカアーム12・13
・14は、互いに独立して運動し得る。従って、中央の
第3ロッカアーム14が高速用カム18により駆動され
てリフタ21を繰り返し押し下げるのみの所謂ロストモ
ーション運動を行なうのに対し、左右の第1・第2ロッ
カアーム12・13はそれぞれ低速用カム17a・17
bにより駆動され、両吸気弁19a・19bを低速モー
ドで開閉駆動する。
ンスプリング32のばね力に抗して第1切換ピン26を
第2ガイド24孔内に突入させると共に、第2切換ピン
27を第3ガイド孔25内に向けて突入させる。従っ
て、3本のロッカアーム12・13・14は互いに一体
的に結合される。ここで、低速用カム17a・17bに
比して高速用カム18のカムプロフィールが相対的に大
きいことから、第1・第2ロッカアーム12・13も中
央の高速用カム18により駆動されるようになり、両吸
気弁19a・19bは高速モードにより開閉駆動される
ようになる。
て図5及び図6を参照して説明する。ステップS1に
て、電子制御回路10に対して各種センサからの信号が
正常に入力されているか否か、即ちフェールセーフすべ
きか否かを判別する。ここでフェールセーフすべき状態
にあると判断された場合には、ステップS2にて、エン
ジン始動後経過時間TDST (例えば5秒)を計測するた
めの減算タイマをセットした後、ステップS3にて、低
速バルブタイミング・リフト運転(以下低速モードと称
す)を選択し、電磁弁8に閉弁指令を発する。そしてス
テップS4にて、高速バルブタイミング・リフト運転
(以下高速モードと称す)への切換動作後の経過時間T
DHVT(例えば0.1秒)を計測するための減算タイマを
セットし、次いでステップS5にて、高速モード状態に
ないことを示すためにフラグFHVT を0とおく。
でない、即ち既に正常運転状態にあると判断された場合
には、ステップS6にて、始動モードであるか否か、即
ちエンジンがクランキング中であるか否かを判別する。
ここで現在クランキング中であると判断された場合に
は、ステップS2を経てステップS3へと進み、低速モ
ードを選択する。
即ち既にエンジンが運転状態にあると判断された場合に
は、ステップS2でセットされた始動後経過時間TDST
の残り時間をステップS7にて判別する。ここでTDST
=0、すなわち始動後5秒以上経過したと判断された場
合には、ステップS8にて、エンジンの代表温度として
求めた現状の冷却水温TW が設定温度TW1(ヒステリシ
スを含み例えば55〜65℃)以上か否か、即ち暖気が
完了したか否かを判別する。ここでTW <TW1、すなわ
ち暖機完了前と判断された場合には、ステップS9に
て、モード切換実行禁止フラッグFVTINを1とおく。
暖機完了と判断された場合には、ステップS10にて、
エンジンの負荷状況を判断するために、現状のスロット
ル弁開度θTHが全開に近い所定開度WOT 以上か否かを判
別し、ここでθTH<WOT 、すなわち所定開度に達してい
ない(低負荷)と判断された場合には、ステップS11
にて、モード切換実行禁止フラッグFVTINを0とおく。
ちスロットル弁高開度(高負荷)と判断された場合に
は、次のステップS12にてモード切換実行禁止フラッ
グFVTINを確認する。ここでモード切換実行禁止フラッ
グFVTINが1でない、すなわちモード切換実行が可能で
ある、と判断された場合には、ステップS13にて現状
の車速Vが極低速の設定車速V1(ヒステリシスを含み
例えば8〜5km/h)以上であるか否かを判別する。そ
してここでV<V1 、すなわち設定車速に達していない
と判断された場合、またステップS7でTDST ≠0、す
なわち計時継続中と判断された場合、ステップS12で
モード切換実行禁止フラッグFVTIN=1、すなわちモー
ド切換実行禁止と判断された場合には、いずれもステッ
プS3へと進み、低速モードに設定する。
ーフ動作時、始動前、クランキング中、起動直後、暖機
完了以前、停止あるいは徐行状態であれば、無条件で低
速モードに設定される。これらのことは、起動直後の油
圧の不安定や、冷機時に於ける潤滑油の粘性による連結
切換装置22の作動不良、あるいは不整燃焼の発生を防
止するための措置である。また、暖機完了以前に高負荷
運転状態となっている場合には、エンジンの運転状態自
体は高速モードが適した領域であったとしても、高速モ
ードへの切換えが禁止され、この状態中に暖機が完了し
た場合にも、スロットル弁が一旦戻されない限りは低速
モードでの運転が継続される。これはスロットル弁の高
開度時に弁作動モードが突然に切換わると、運転者の予
想に反した比較的大きなショックを生ずるからである。
所定車速に到達していると判断された場合には、ステッ
プS14にて手動変速機車MTであるか否かを判別す
る。ここで手動変速機車でない、即ち自動変速機車AT
であると判断された場合には、ステップS15にてシフ
トポジションがパーキングPあるいはニュートラルNレ
ンジであるか否かを判別し、P・Nレンジでない場合に
は、ステップS16へと進む。またステップS14にて
手動変速機車MTであると判断された場合にも、ステッ
プS16へ進み、ここで低速モードの方が常により高出
力が得られる領域となる下限回転速度NE1(ヒステリシ
スを含み例えば4800〜4600RPM)と現状のエ
ンジン回転速度NE とを比較する。ここでNE ≧NE1、
すなわち、両モードの併用可能領域と判断された場合に
は、ステップS17にてモード選択マップを検索し、エ
ンジン回転速度NE に応じたモード切換点の吸気負圧P
BVTを求める。
PBAとステップS17にて求めたモード切換点吸気負圧
PBVT とを比較し、ここでPBA<PBVT 、すなわち所定
負荷以下と判断された場合には、ステップS19にて、
高速モードの方が常により高出力が得られる領域となる
上限エンジン回転速度NE2(ヒステリシスを含み例えば
5900〜5700RPM)と現時点のエンジン回転速
度NE とを比較する。ここでNE ≧NE2と判断された場
合、並びステップS18でPBA≧PBVT と判断された場
合、すなわち、所定値以上の高負荷あるいは高回転時に
は、共にステップS20にて、高速モード状態を所定時
間保持させるための減算タイマTHHVTをセットした後、
ステップS21にて高速モードを選択し、電磁弁8へ開
弁指令を発する。尚、上記タイマTHHVTは、高速モード
から低速モードへの移行ポイントにヒステリシスを付与
することにより、連結切換装置22の作動頻度を低減し
てハンチングを抑制するためのものである。
動作状況を確認するための油圧スイッチ49の信号を判
別する。ここで油圧スイッチ49がオフ、すなわち連結
切換装置22に対して油圧が作用しているものと判断さ
れた場合には、ステップS4でセットされた連結切換装
置作動後のディレータイムTDHVTの残時間をステップS
23にて判別する。ここでTDHVT=0、すなわちタイム
アップと判断された場合には、ステップS24にて、低
速モードへの切換え後の経過時間TDLVT(例えば0.2
秒)を計測するための減算タイマをセットする。そして
ステップS25にて、高速モード状態にあることを示す
ためのフラッグFHVT を1とおく。
あると判断された場合、並びにステップS16にてNE
<NE1であると判断された場合には、ステップS26に
て、高速モードが前回選択されたか否かをフラッグFHV
T から判別する。ここでFHVT ≠1、すなわち前回が高
速モードでないと判断された場合には、ステップS3へ
と進んで低速モードを選択し、またFHVT =1、すなわ
ち前回が高速モードであると判断された場合(この処理
が減速状態下にあることを示す)には、ステップS27
にて、高速モード状態を一定時間保持させるためのタイ
マTHHVTをクリアした後、ステップS28にて低速モー
ドを選択する。
の信号を判別する。ここで油圧スイッチ49がオン、即
ち連結切換装置22に対する油圧が作用していないもの
と判断された場合には、ステップS24でセットされた
TDLVTの残時間をステップS30にて読取り、TDLVT=
0である場合にはステップS4へと進む。
断された場合には、ステップS20でセットされたTHH
VTタイマの残り時間をステップS31にて判別する。こ
こでTHHVT=0と判断された場合には、ステップS28
にて低速モードに設定し、またTHHVT≠0と判断された
場合には、ステップS21へと進んで高速モードに設定
する。
度NE が所定値以上であり、かつ高速モードの方がより
高出力な運転域にあれば高速モードに設定され、エンジ
ン回転速度NE が高くとも停車状態にあり、あるいは走
行状態にあっても緩速あるいは低速回転であり、かつ高
速走行を未だにしていない状態であれば、低速モードに
設定され、また、所定回転速度以下であり、低速モード
の方がより高出力であり、高速モード保持時間THHVTが
0である時には、同じく低速モードに設定されることが
わかる。と同時に、高速モード状態から低速モード領域
に移行する際には、所定時間THHVTだけ高速モードが継
続される。
9がオン、すなわち切換油圧が低いと判断された場合に
はステップS30へと進み、またステップS22にて油
圧スイッチ49がオフと判断され、かつステップS23
にてTDHVT≠0と判断された場合にはステップS5へと
戻る。他方、ステップS29にて油圧スイッチ49がオ
フ、すなわち切換油圧が高いと判断された場合にはステ
ップS23へと進み、またステップS29にて油圧スイ
ッチ49がオンと判断され、かつステップS30にてT
DLVT≠0と判断された場合には、ステップS25へと進
む。
ドに切換えたにも拘らず、ステップS22にて油圧スイ
ッチ49の信号がオフにならない場合にはステップS3
0へと進み、油圧スイッチ49の信号がオフになるまで
低速モードを維持し、また、この逆に高速モードから低
速モードに切換えたにも拘らず、ステップS29にて油
圧スイッチ49の信号がオンにならない場合にはステッ
プS23へと進み、油圧スイッチ49の信号がオフにな
るまで高速モードを維持する。
S24にてセットした両切換ディレータイマの設定時間
TDHVT・TDLVTは、電磁弁8が作動して切換制御弁9の
スプール弁40が移動し、給油路31の油圧が変化して
全気筒の切換ピンの切換動作が完了するまでの応答時間
に基づいて設定されている。そして油圧スイッチ49の
信号から切換動作の開始が確認された場合にも、高速モ
ードから低速モードへの切換え時はTDLVT=0、低速モ
ードから高速モードへの切換え時はTDHVT=0となるま
では、全ての気筒のバルブタイミングが未だ切換わって
いないものとみなし、バルブタイミング切換指令以前の
運転状態を維持する。
が選択されていないと判断された場合、即ち走行開始直
後あるいは加速途中においては、油圧スイッチ49の信
号を確認せずに低速モードに設定するものとしている
が、これは油圧スイッチ49の不良等にて信号がオフの
ままになった場合の弊害を考慮しての対策である。
ジン回転速度などのエンジンの動的な運転状態の変化に
関わる信号出力と、例えば冷却水温あるいは潤滑油温な
どのエンジン温度に関する信号出力とを弁作動モードの
切換条件として設定した制御プログラムにおいて、例え
ばスロットル弁開度あるいは吸気負圧などのエンジン負
荷に関する信号出力を求め、暖機完了が初めて検出され
た直後に高負荷運転中であることが検出された場合に
は、低速モードから高速モードへの切換えの実行が規制
されるため、突然に出力が変化するなどして運転者が体
感し得るショックを発生することを防止できる。従っ
て、弁作動特性可変制御装置を備えたエンジンのドライ
バビリティをより一層高めるうえに大きな効果がある。
成図である。
成図である。
一部である。
残りの一部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】少なくともエンジンの回転速度の信号と、
エンジンの代表温度の信号とに基づいて吸気弁および排
気弁の少なくともいずれか一方の作動特性を低速域に適
した低速モードと高速域に適した高速モードとの複数モ
ードに切換え可能なように構成してなる弁作動特性可変
制御装置の制御方法であって、エンジンの負荷状態に関
わる信号を検出し、前記代表温度の信号が所定温度以上
に到達したことが判別された直後に前記エンジン負荷状
態の信号が所定負荷以上にあることが判別された時に
は、低速モードから高速モードへの切換えに規制が与え
られることを特徴とする弁作動特性可変制御装置の制御
方法。
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---|---|---|---|
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