JPH0544558A

JPH0544558A - エンジンの出力制御装置

Info

Publication number: JPH0544558A
Application number: JP20702891A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Itoyama; 浩之糸山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-02-23
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2982407B2

Abstract

(57)【要約】【目的】スロットルアクチュエータの応答能力に応じ
てカム切換ラインを定めることにより、アクチュエータ
に経時劣化を生じてもカム切換時のトルク段差を応答よ
く吸収する。【構成】運転点がカム切換ラインを横切って出力カム
の領域に入ったときは、カム切換機構７３が出力カムに
選択的に切換える。このカムの切換時にはまた、スロッ
トル補正手段８１によって切換前後の発生トルクが同一
となるようにスロットル開度が減少補正される。一方、
演算手段８２がカム切換時のトルク段差ΔＴをさらに演
算手段８３がこのトルク段差ΔＴに応じてスロットルア
クチュエータに要求される応答速度Ｖを演算する。この
応答速度Ｖがスロットルアクチュエータの最高速度Ｖma
xを越えるときは変更手段８５がカム切換ラインをトル
ク段差が小さくなる方向に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は運転条件によってカム
を切換える可変動弁機構を備えるエンジンの出力制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸排気弁を駆動する動弁装置
は、エンジンの要求する出力特性に合わせて、最適なバ
ルブタイミングが得られるように設定されている。

【０００３】ところが、この要求バルブタイミングはエ
ンジンの運転条件によってそれぞれ異なり、たとえば低
負荷域ではバルブリフト、開弁期間はともに小さく、こ
れに対して高負荷域では大きなバルブリフトと開弁期間
が要求される。自動車用エンジンのように運転条件が広
範囲にわたるものは、バルブタイミングをどの運転領域
を対象とするかがなかなか難しく、いずれにしても、す
べての運転条件で最適なマッチングとすることはできな
い。

【０００４】そこで、特開昭６３−１６７０１６号公報
にあるように、カム特性（カムプロフィル）の異なる複
数のカムを備えておき、運転条件によってカムの切換を
行うことにより、それぞれにおいて最適なバルブタイミ
ングで運転することを可能とした、可変動弁装置が提案
されている。

【０００５】これは低回転域で高いトルクをもつ低速型
のカムと、高回転域で高いトルク特性の高速型カムと
を、運転条件により切換えるもので、低速域から高速域
まで高出力を発揮させようとするものである。また、こ
れに加えて部分負荷域での燃費特性に優れた燃費カムを
備え、部分負荷域での燃費向上をはかることも提案され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したカ
ムの切換は、切換の前後でエンジン出力が不連続に変化
することのないように、同一のスロットル開度において
出力が一致する回転数を選んで行われるのであるが、選
択されるカムとして、低回転域と高回転域とで出力（ト
ルク）を重視した特性の２つのカムと、部分負荷域で燃
費を重視した燃費カムとの、３つのカムを備えている場
合、燃費カムから出力カムへの切換（あるいはこの逆へ
の切換）は、燃費カムでの発生トルクが相対的に低いこ
とから、切換の前後で同一のスロットル開度を維持しよ
うとするとトルク段差が非常に大きくなってしまう。

【０００７】つまり、低速型の出力カムから高速型の出
力カムへの移行は、上記したように同一の出力となる回
転数を境に切換えればよいが、燃費カムの場合はスロッ
トル開度が同一で出力トルクが一致することがないた
め、切換時に大きなトルク段差が発生するのである。

【０００８】そして燃費カムから出力カムへの切換は、
低回転域では低速型出力カム、高回転域では高速型出力
カムへと行われるが、当然のことながら低回転域では低
速型出力カムのほうが高速型出力カムよりも発生トルク
は大きく、高回転域では同じく逆になり、したがってい
ずれの回転域で切換を行うにしても、大きなトルク段差
が生じる。

【０００９】なお、カムへの切換は運転者の意志、つま
りアクセルペダルの開度変化等に応じて行われ、たとえ
ば燃費カムでの運転中にアクセルペダルがさらに踏み込
まれて燃費カムでの領域を越えた出力トルクを要求して
いるときは、そのときの回転域から低速型か高速型の出
力カムのいずれかが選択され、切換えられることにな
る。

【００１０】そこでこのような切換の前後で発生する大
きなトルク段差を吸収するため、スロットルバルブをア
クセルペダルとは切り離して独立して開度を制御できる
構成にしておき、切換時のスロットル開度や回転数等か
ら判定したトルク段差を吸収するのに必要なだけ、自動
的にスロットル開度や点火時期等を補正することによ
り、出力を一致させるようにしている。たとえば燃費カ
ムから出力カムへと移行するときは、そのままのスロッ
トル開度では出力トルクが急増するので、スロットルバ
ルブの開度を減じ、また点火時期を一時的にリタードす
るのである。

【００１１】このとき、スロットル開度を減少させなけ
ればならない操作量が大きくなると、同じ速度ではスロ
ットルバルブを閉じるのが遅れるので、スロットルアク
チュエータに与える目標速度を速めている。

【００１２】しかしながら、経時劣化などによりスロッ
トルアクチュエータの能力が低下し、アクチュエータに
要求される速度がアクチュエータの能力をこえてしまっ
たときは、応答よくスロットルバルブを閉じることがで
きなくなって、トルク段差を不十分にしか吸収できなく
なるのである。

【００１３】一方、こうしたトルク段差の吸収不足は、
スロットルアクチュエータに経時劣化が生じていないと
きに生ずることもある。

【００１４】出力カムにくらべ燃費カムのときはもとも
と燃焼状態がよくないので、外気温やその他の要因によ
り失火が起きやすく、失火によりトルクが低下すると、
出力カムへの切換時のトルク段差が失火していないとき
より大きくなる。これによって、アクチュエータの能力
を越えた指令が出されることがあるからである。

【００１５】そこでこの発明は、スロットルアクチュエ
ータの応答能力や燃費カム使用時の燃焼状態に応じてカ
ム切換ラインを定めることにより、アクチュエータに経
時劣化を生じても、また燃費カム使用時に失火すること
が多くてもカム切換時のトルク段差を応答よく吸収する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１で示
すように、高出力を発生する特性に設定した出力カム７
１と、燃費が良好となる特性に設定した燃費カム７２
と、これらのカムを選択的に切換えるとともにこのカム
の運動を吸排気弁の少なくとも一方に伝達するカム切換
機構７３と、前記燃費カムから出力カムへのカム切換ラ
インをトルクとエンジン回転数に応じて設定する手段７
４と、アクセル開度とエンジン回転数をそれぞれ検出す
るセンサ７５，７６と、アクセル開度検出値に対応する
トルクと回転数検出値とから定まる運転点が前記カム切
換ラインを横切ったかどうかを判定する手段７７と、こ
の判定結果よりカム切換ラインを横切って出力カムの領
域に入ったとき燃費カムから出力カムに切換わるように
カム切換信号を前記カム切換機構７３に出力する手段７
８と、アクセルペダルとは独立してスロットルバルブを
開閉駆動するアクチュエータ７９と、要求アクセル開度
に応じた出力トルクが生じるようにスロットル開度を制
御する手段８０と、前記カムの切換時に切換前後の発生
トルクが同一となるようにスロットル開度を減少補正す
る手段８１とを備えたエンジンにおいて、前記カム切換
時のトルク段差ΔＴを運転条件に応じて演算する手段８
２と、このトルク段差ΔＴに応じて前記スロットルアク
チュエータに要求される応答速度Ｖを演算する手段８３
と、この応答速度Ｖとスロットルアクチュエータの最高
速度Ｖmaxを比較する手段８４と、この比較結果より応
答速度Ｖが最高速度Ｖmaxを越えるとき前記カム切換ラ
インをトルク段差が小さくなる方向に変更する手段８５
とを設けた。

【００１７】第２の発明は、図２で示したように、高出
力を発生する特性に設定した出力カム７１と、燃費が良
好となる特性に設定した燃費カム７２と、これらのカム
を選択的に切換えるとともにこのカムの運動を吸排気弁
の少なくとも一方に伝達するカム切換機構７３と、前記
燃費カムから出力カムへのカム切換ラインをトルクとエ
ンジン回転数に応じて設定する手段７４と、アクセル開
度とエンジン回転数をそれぞれ検出するセンサ７５，７
６と、アクセル開度検出値に対応するトルクと回転数検
出値とから定まる運転点が前記カム切換ラインを横切っ
たかどうかを判定する手段７７と、この判定結果よりカ
ム切換ラインを横切って出力カムの領域に入ったとき燃
費カムから出力カムに切換わるようにカム切換信号を前
記カム切換機構７３に出力する手段７８と、アクセルペ
ダルとは独立してスロットルバルブを開閉駆動するアク
チュエータ７９と、要求アクセル開度に応じた出力トル
クが生じるようにスロットル開度を制御する手段８０
と、前記カムの切換時に切換前後の発生トルクが同一と
なるようにスロットル開度を減少補正する手段８１とを
備えたエンジンにおいて、前記燃費カムで運転中の失火
率Ｃを演算する手段９１と、この失火率Ｃと所定値Ｃ₀
を比較する手段９２と、この比較結果より失火率Ｃが所
定値Ｃ₀を越えるとき前記カム切換ラインをトルク段差
が小さくなる方向に変更する手段９３とを設けた。

【００１８】

【作用】スロットル開度の減少補正量が大きくなるほ
ど、スロットルバルブを閉じるのが遅れないようにと、
スロットルアクチュエータに要求される応答速度が大き
くなり、これがアクチュエータに生じた経時変化に起因
してアクチュエータの能力で定まる最高速度を越えるこ
とがある。

【００１９】このとき、第１の発明でカム切換ラインが
トルク段差が小さくなる方向に変更されると、アクチュ
エータに経時変化を生じていても、サーボモータに要求
される応答速度がサーボモータの能力の範囲内に収ま
る。

【００２０】一方、燃費カムの使用時に失火が多く生じ
ているときも、トルクの低下によりカム切換時のトルク
段差が大きくなるため、スロットルアクチュエータに要
求される応答速度がアクチュエータの最高速度を越える
ことがある。

【００２１】このときは失火率が所定値を越えていると
きであるとして、第２の発明でカム切換ラインがトルク
段差が小さくなる方向に変更されると、外気温の低下な
どにより失火を多く生じていても、サーボモータに要求
される応答速度がサーボモータの能力の範囲内に収ま
る。

【００２２】

【実施例】まず、図３，図４に実施例の可変動弁装置の
具体的な構成を示すが、これ自体は本出願人により、特
願平２−１１７２６１号として、既に提案されている。

【００２３】２１は燃費重視型のカムプロフィルに設定
され、カムリフトおよびリフト区間のともに小さい第１
カム（燃費カム）、２２は低回転域で高トルクを発生す
るカムプロフィルに設定され、前記第１カム２１よりも
カムリフトが相対的に大きい第２カム（低速型出力カ
ム）、２３は高回転域で高トルクを発生するカムプロフ
ィルに設定され、第２カム２２よりもカムリフト、リフ
ト区間の大きい第３カム（高速型出力カム）で、これら
は同一のカムシャフトに並列的に設けられる。

【００２４】２４は吸・排気弁（吸気弁または排気
弁）、２５はローラ２６を介して前記第１カム２１と常
時接触するメインロッカーアームで、ロッカーシャフト
２７を支点に揺動して、吸・排気弁２４を開閉する。

【００２５】メインロッカーアーム２５にはシャフト３
０を支点にして揺動する２つのサブロッカーアーム２
８,２９が前記ローラ２６と並列的に支持され、一方の
サブロッカーアーム２８は前記第２カム２２と、他方の
サブロッカーアーム２９は前記第３カム２３と接触す
る。

【００２６】これらサブロッカーアーム２８，２９はメ
インロッカーアーム２５と係合していないときは、ロス
トモーションスプリング３１により常時第２，第３カム
２２，２３に接触するように付勢され、メインロッカー
アーム２５からは独立して運動（揺動）する。

【００２７】これらサブロッカーアーム２８，２９をメ
インロッカーアーム２５に対して選択的に係合するた
め、まず一方のサブロッカーアーム２８の揺動部位には
円柱形のピン３２が、またメインロッカーアーム２５に
もこのピン３２と同軸上にピン３４が、それぞれカムシ
ャフト方向に摺動自在に配設され、かつこれらピン３
２，３４は常時はリターンスプリング３６に付勢されて
図３の状態に保持され、メインロッカーアーム２５との
係合を解かれているが、ピン３４の収装された油圧室３
８に通路４０を介して圧油が導かれると、ピン３２と３
４が所定量だけ押し出されて、サブロッカーアーム２８
がメインロッカーアーム２５と係合するようになってい
る。

【００２８】サブロッカーアーム２８がメインロッカー
アーム２５と一体になるのは、第１カム２１および第２
カム２２がベースサークルにあるときで、一体後は第１
カム２１よりもリフトの大きい第２カム２２にしたがっ
たバルブタイミングに切換わる。

【００２９】つまり、第１カム２１による燃費重視の特
性から、第２カム２２による低回転域での出力重視特性
に切換えられるのである。

【００３０】他方のサブロッカーアーム２９について
も、これと同様に構成され、油圧室３９に通路４１を介
して圧油が導かれると、ピン３５と３３がリターンスプ
リング３７に抗して押し出され、サブロッカーアーム２
９がメインロッカーアーム２５に係合することにより、
バルブタイミングは前記と同じく第１カム２１よりもリ
フト、リフト区間のともに大きい第３カム２３に依存す
るように切換えられ、高回転域での出力重視の特性が得
られるのである。

【００３１】なお、図５に第１カム２１から第３カム２
３までのバルブリフト特性を示す。そして、各カムを用
いたときの全開出力特性は、図６のようになり、第１カ
ムによれば、発生トルクは低いものの燃費がよく、第２
カムでは低回転域での最大トルクが最も高く、第３カム
２３は低回転域での発生トルクは第２カム２２よりも小
さいものの、高回転域での最大トルクは最も大きくな
る。

【００３２】ところで、第１カム２１から第２、第３カ
ム２２，２３への切換や、その反対に第２、第３カム２
２，２３から第１カム２１への切換を制御するために図
７に示すようなコントロールユニット５１が備えられ、
運転状態によって最適なカムが選択されるのである。

【００３３】コントロールユニット５１におけるこのカ
ムの選択は図６の特性に基づいて、要求するトルクと回
転数がたとえば燃費カムである第１カム２１の領域にあ
るときはこの燃費カムを使い、この状態からアクセル開
度が増加して要求トルクが燃費カムの領域を外れてたと
えば低速型出力カムである第２カム２２の領域に移行す
ると、燃費カムから低速型出力カムに切換えられ、ま
た、回転数が低回転域から高回転域に上昇してくると、
高速型出力カムである第３カム２３に切換えられるので
ある。

【００３４】このため、コントロールユニット５１には
エンジン回転数Ｎ、クランク角度位置を検出するクラン
ク角度センサ５２、アクセルペダルの操作量（踏み込み
量）を検出するアクセル操作量センサ５３、実際に選択
されたカム位置を検出するカムポジションセンサ５８か
らの信号が入力し、これらに基づいて上記のようにカム
の切換が判定されたら、前記２つの油圧室３８，３９へ
の油圧の切換を行う電磁弁４５と４６の作動を制御する
のである。

【００３５】つまり、一方の電磁弁４５が開かれると第
２カム２２を働かせるために油圧室３８にオイルポンプ
からの圧油が導かれ、他方の電磁弁４６を開くことによ
り今度は第３カム２３を働かせるため油圧室３９に圧油
が導かれるのである。

【００３６】ところで、コントロールユニット５１は、
このようなカムの切換時に大きなトルク段差を生じ、不
連続な出力変動により運転性を悪化させたり、車体振動
を誘発したりする現象を回避するために、切換に対応し
て吸気通路に設けたスロットルバルブ５７の開度と、点
火装置５９の点火時期を補正する。

【００３７】スロットルバルブ５７はコントロールユニ
ット５１からの指令信号を受けるサーボ駆動回路５５、
およびこの駆動信号に基づいて作動するサーボモータ５
６を介して、図示しないアクセルペダルとは独立して開
度が増減され、同時にスロットルバルブ５７の実際の開
度はスロットル開度センサ５４を介してコントロールユ
ニット５１にフィードバックされる。

【００３８】コントロールユニット５１は基本的にはア
クセル操作量センサ５３の信号から要求トルクを判断
し、カムポジションセンサ５８の出力から求めたそのと
きのカム位置で、要求トルクを発生するのに必要なスロ
ットル開度位置を演算し、サーボモータ５６を介してス
ロットルバルブ５７の開度を決定する。そして、カム切
換が判断されたときは、第１カムから第２または第３カ
ムへの切換時には、サーボ駆動回路５５、サーボモータ
５６を介してスロットルバルブ５７の開度を、その切換
目標とのトルク段差に応じて減少するように補正し、ト
ルク増大分を吸収する。また、第２または第３カムから
第１カムに切換わるときは、逆にスロットルバルブ５７
の開度を増大させてトルク段差を吸収する方向に出力の
補正を行う。

【００３９】また、コントロールユニット５１は同時に
点火装置５９に対する点火時期信号をカム切換時に一定
時間だけリタードさせることにより、トルク段差を吸収
する方向に出力を補正する。

【００４０】これらの出力補正の様子を具体的に示した
のが図８の（ａ），（ｂ）で、前者は燃費カムから出力
（低速型）カムに切換えた場合、後者は出力カムから燃
費カムに切換えた場合である。

【００４１】図８（ａ）に示すように、燃費カムから出
力カムに切換えたときに、スロットル開度（ＴＶＯ）を
実線のように切換前後で変化させないと、トルクは大き
く増加し、またブースト（吸入負圧）も切換に伴い強ま
る。

【００４２】これに対して、切換時にスロットル開度を
点線で示すように所定量だけ減少させ、かつ点火時期を
一時的にリタードさせると、二点鎖線で示すように、ト
ルクは切換前と同一値をとり、トルク変動が吸収される
のである。

【００４３】なお、スロットル開度を減少させても、切
換直後のトルクが定常時よりも過渡的に増加するのは、
ブーストが小さい状態で燃費カムから出力カムに切換わ
り、切換直後にシリンダ内に蓄えられる吸入空気量（燃
料量）が一時的に増えるためで、この分を点火時期をリ
タードして出力を低下させることにより補正するのであ
る。

【００４４】低速型出力カムから燃費カムに切換えたと
きは、図８（ｂ）に示すように、スロットル開度が同一
のままではトルクが大きく減少するが、スロットル開度
を点線で示すように所定量だけ開く（増加する）こと
で、トルクの落ち込みを防ぐことができ、しかも切換直
前の強いブーストで出力カムから燃費カムに切換えるこ
とにより、さらにトルクが急減少するのを、切換の直前
であらかじめスロットルを開き、また、そのままだとト
ルクが大きくなりすぎるので、点火時期を同時にリター
ドさせることにより、切換の前後におけるトルク変動を
防止することができる。

【００４５】このようにして、カムの切換に同期して出
力補正を行うことで、トルク変動を吸収することができ
る。

【００４６】ところで、出力カムへの切換時にスロット
ル開度の減少補正量が大きくなると、スロットルバルブ
を閉じるのが遅れがちになるので、サーボモータ（スロ
ットルアクチュエータ）５６やサーボ駆動回路５５に与
える電圧を高くしているが、経時劣化に伴う能力低下に
起因して、サーボモータに要求される応答速度がサーボ
モータの能力をこえてしまったときは、出力カムへの切
換時のトルク段差を十分に吸収できなくなる。

【００４７】これを避けるため、コントロールユニット
５１は、カム切換時のトルク段差を演算するとととも
に、このトルク段差からサーボモータに要求される応答
速度を求め、これがサーボモータの最高速度を越えると
きは、トルク段差が小さくなる方向にカム切換ラインを
変更するようになっており、具体的には図９に示すフロ
ーチャートにしたがって説明する。なお、このフローチ
ャートは出力カム（高速型出力カムで代表させる）への
カム切換が判断されるたびに実行する。

【００４８】まず、運転条件を定めるエンジン回転数と
基本パルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔpを読み込み、
これらに応じて通常のカム切換ライン（後述する）でカ
ムを切換えたとしたときのトルク段差ΔＴを、図１０の
内容を特性とするマップを参照することなどにより求め
る（ステップ１，２）。

【００４９】このトルク段差ΔＴは、同図のように回転
数が高くなるほど、また負荷が大きいほど大きくなる。
たとえば、スロットル全開位置でカムを切換えたときの
トルク段差、つまり図１４において実線と破線の高さの
差は、回転数が高くなるほど大きくなるのである。

【００５０】このΔＴからはサーボモータ５６に要求さ
れる応答速度Ｖを演算する（ステップ３）。この応答速
度Ｖは、図１１のようにトルク段差ΔＴが大きいほど大
きくなる。トルク段差ΔＴが大きいとスロットル開度の
減少補正量も大きくなり、これに合わせてスロットルバ
ルブを速く動かさないといけないのである。

【００５１】こうして求めた応答速度Ｖから、サーボモ
ータの能力で定まる最大速度Ｖmaxを差し引き、その差
ΔＶ（＝Ｖ−Ｖmax）が許容値εを越えているかどうか
を判定する（ステップ４）。これは、サーボモータの能
力以内でトルク段差を吸収することができるかどうかを
判断する必要があるからである。ΔＴが大きくなると、
サーボモータのスピードを増さないといけないにして
も、そのスピードをサーボモータの能力をこえてまで早
くすることはできないので、サーボモータの能力をこえ
てしまったときはなんらかの対策をとらないといけない
のである。なお、許容値εはサーボモータ能力のバラツ
キを考慮したものである。

【００５２】この判定結果より、ΔＶ＞εであるとき
は、サーボモータの能力をこえた要求が出されていると
判断し、ΔＶに応じた分だけトルク段差ΔＴが小さくな
る方向にカム切換ラインを変更する（ステップ４，
５）。

【００５３】通常時のカム切換ラインは、図１２で示し
たように、燃費カムのスロットル全開性能ラインとほぼ
平行に可能なだけ近づけた位置に設けている。いいかえ
ると、所定のスロットル開度（トルク相当）と回転数に
応じてカム切換ラインを定めており、このときのスロッ
トル開度はかなり全開位置に近い。その理由は、燃費カ
ムをスロットル全開位置近くまで広く使うことで、燃費
を少しでも向上させるためである。したがって、センサ
により検出されるアクセル開度（トルク相当）とエンジ
ン回転数から定まる運転点が、この切換ラインを横切っ
て出力カムの領域に移ると、カム切換と判断されカム切
換信号が出力されるのである。

【００５４】この通常時の切換ラインをトルク段差が小
さくなる方向に変更すると、カム切換ラインは図１２で
左下の方向へほぼ平行移動する。つまり、ΔＶ＞εのと
きは、スロットル開度が通常時より小さい時点でカム切
換と判断されることになるのである。これは、図１３で
示したように出力カムのほうが燃費カムよりもスロット
ル全開付近でのトルク低下が相対的に大きいので、全開
位置まで燃費カムを使わずに余裕をもってカムを切換え
るほどトルク段差が小さくなるからである。スロットル
開度の異なる３つの等スロットル開度特性（ＴＶＯ１＞
ＴＶＯ２＞ＴＶＯ３）を、図１４に引いてみると、エン
ジン回転数を一定として、ＴＶＯ１で切換えたときのト
ルク段差ΔＴ₁よりＴＶＯ２で切換えたときのトルク段
差ΔＴ₂のほうが小さく、このΔＴ₂よりＴＶＯ３で切換
えたときのトルク段差ΔＴ₃のほうがさらに小さくなる
のである。

【００５５】なお、ΔＶ≦εであればサーボモータの能
力で十分トルク段差を吸収できると判断し、通常時のカ
ム切換ラインでカムを切換えることに変わりない。

【００５６】ここで、この例の作用を説明する。

【００５７】サーボモータに要求される応答速度がサー
ボモータの能力をこえていると、要求通りにスロットル
バルブを速く動かせないので、カム切換時のトルク段差
が十分に吸収されなくなる。

【００５８】これに対して、この例ではサーボモータの
能力をこえているときは、燃費カムをスロットル全開位
置の近くまで使うのではなく、全開位置までまだ余裕が
ある段階で早くもカムを出力カムへと切換える。これに
よりカム切換時のトルク段差が小さくなり、サーボモー
タに要求される応答速度がサーボモータの能力の範囲内
に収まることになって、トルク段差を完全に吸収するこ
とができる。

【００５９】初期設定時には十分なスピードが出るよう
にサーボモータの能力を選定しているのであるが、経時
変化によりその能力が低下して、要求が能力を上回って
しまうことがあるのであり、こうした場合にカム切換ラ
インを変更することで、フェールセーフの機能がはたさ
れるのである。

【００６０】次に、図１５は他の実施例である。

【００６１】燃費カムの使用時は、シリンダに入る空気
量が少ないため燃焼状態が出力カムにくらべよくないの
で、外気温が低下したときその他の要因によって失火が
起きやすい。失火によりトルクが低下すると、出力カム
へのカム切換時のトルク段差が失火してないときよりも
大きくなる。これによってサーボモータの能力をこえた
要求を出したときも、カム切換時のトルク段差を十分に
吸収できない。

【００６２】そこで、燃費カム使用時の失火率Ｃが所定
値Ｃ₀より大きくなったときはカム切換ラインをトルク
段差の小さくなるほうへ変更する必要があるのである
（ステップ１４，１５）。

【００６３】なお、点火プラグの座金状に形成した筒内
圧センサなどにより筒内圧の最大値Ｐmaxを測定し、こ
れと所定値Ｐ₀を比較し、Ｐmax＜Ｐ₀であれば失火した
と判断し、カウンタの値ｎを１だけ増やす。この判定
を、所定の点火回数ｋのあいだ行い、Ｃ＝ｎ／ｋより失
火率Ｃを求める（ステップ１３）。Ｃ₀の値は先の実施
例のようにしてトルク段差ΔＴを求め、このΔＴが大き
いほど小さい値とすることもできる。

【００６４】この例は、燃費カムでの燃焼状態に応じて
カム切換ラインを決めるものであり、これにより燃費カ
ム使用時に失火を多く生じていても、カム切換時にトル
ク段差を完全に吸収することができる。

【００６５】なお、フローチャートと図１，図２との関
係は次の通りである。図９のステップ１，２がトルク段
差演算手段８２、ステップ３が応答速度演算手段８３、
ステップ４が比較手段８４、ステップ５がカム切換ライ
ン変更手段８５、図１５のステップ１２，１３が失火率
演算手段９１、ステップ１４が比較手段９２、ステップ
１５がカム切換変更手段９３の各機能を果たしている。

【００６６】

【発明の効果】第１の発明は、カム切換ラインをトルク
とエンジン回転数に応じて設定する一方、このラインを
横切って運転条件が出力カムの領域に入ったとき燃費カ
ムから出力カムに切換えるとともにこのカムの運動を吸
排気弁の少なくとも一方に伝達するカム切換機構を備
え、かつカム切換前後の発生トルクが同一となるように
する出力補正を、アクセルペダルと独立して設けたアク
チュエータによりスロットル開度を増減することによっ
て行うものにおいて、運転条件からカム切換時のトルク
段差を演算するとともに、このトルク段差に応じてスロ
ットルアクチュエータに要求される応答速度を演算し、
この応答速度がスロットルアクチュエータの最高速度を
越えるとき前記カム切換ラインをトルク段差が小さくな
る方向に変更したため、経時変化によりアクチュエータ
の能力が低下して、要求が能力を上回ってしまうときで
もカム切換時のトルク段差を完全に吸収できる。

【００６７】第２の発明は、カム切換ラインをトルクと
エンジン回転数に応じて設定する一方、このラインを横
切って運転条件が出力カムの領域に入ったとき燃費カム
から出力カムに切換えるとともにこのカムの運動を吸排
気弁の少なくとも一方に伝達するカム切換機構を備え、
かつカム切換前後の発生トルクが同一となるようにする
出力補正を、アクセルペダルと独立して設けたアクチュ
エータによりスロットル開度を増減することによって行
うものにおいて、燃費カムで運転中の失火率を演算し、
この失火率が所定値を越えるとき前記カム切換ラインを
トルク段差が小さくなる方向に変更するため、燃費カム
使用時に失火を多く生じていても、カム切換時にトルク
段差を完全に吸収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２】第２の発明のクレーム対応図である。

【図３】一実施例の可変動弁装置の平面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。

【図５】前記装置のバルブリフトの特性図である。

【図６】前記装置の全開トルクの特性図である。

【図７】前記実施例の制御系統の構成図である。

【図８】カム切換時のトルク変動の様子を示す波形図で
ある。

【図９】前記実施例の制御動作を説明するための流れ図
である。

【図１０】トルク段差のマップ内容を示す特性図であ
る。

【図１１】応答速度のマップ内容を示す特性図である。

【図１２】カム切換ラインのマップ内容を示す特性図で
ある。

【図１３】スロットル開度の特性図である。

【図１４】軸トルクの特性図である。

【図１５】他の実施例の制御動作を説明するための流れ
図である。

【符号の説明】

２１第１カム（燃費カム）２２第２カム（低速型出力カム）２３第３カム（高速型出力カム）２４吸・排気弁２５メインロッカーアーム２８,２９サブロッカーアーム３２〜３５ピン３８,３９油圧室４５,４６電磁弁５１コントロールユニット５２クランク角度センサ(エンジン回転数センサ) ５３アクセル操作量センサ５４スロットル開度センサ５６サーボモータ（スロットルアクチュエータ）５７スロットルバルブ５８カムポジションセンサ７１出力カム７２燃費カム７３カム切換機構７４カム切換ライン設定手段７５アクセル開度センサ７６エンジン回転数センサ７７カム切換判定手段７８切換信号出力手段７９スロットルアクチュエータ８０スロットル制御手段８１スロットル補正手段８２トルク段差演算手段８３応答速度演算手段８４比較手段８５カム切換ライン変更手段９１失火率演算手段９２比較手段９３カム切換ライン変更手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高出力を発生する特性に設定した出力カ
ムと、燃費が良好となる特性に設定した燃費カムと、こ
れらのカムを選択的に切換えるとともにこのカムの運動
を吸排気弁の少なくとも一方に伝達するカム切換機構
と、前記燃費カムから出力カムへのカム切換ラインをト
ルクとエンジン回転数に応じて設定する手段と、アクセ
ル開度とエンジン回転数をそれぞれ検出するセンサと、
アクセル開度検出値に対応するトルクと回転数検出値と
から定まる運転点が前記カム切換ラインを横切ったかど
うかを判定する手段と、この判定結果よりカム切換ライ
ンを横切って出力カムの領域に入ったとき燃費カムから
出力カムに切換わるようにカム切換信号を前記カム切換
機構に出力する手段と、アクセルペダルとは独立してス
ロットルバルブを開閉駆動するアクチュエータと、要求
アクセル開度に応じた出力トルクが生じるようにスロッ
トル開度を制御する手段と、前記カムの切換時に切換前
後の発生トルクが同一となるようにスロットル開度を減
少補正する手段とを備えたエンジンにおいて、前記カム
切換時のトルク段差を運転条件に応じて演算する手段
と、このトルク段差に応じて前記スロットルアクチュエ
ータに要求される応答速度を演算する手段と、この応答
速度とスロットルアクチュエータの最高速度を比較する
手段と、この比較結果より応答速度が最高速度を越える
とき前記カム切換ラインをトルク段差が小さくなる方向
に変更する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの
出力制御装置。
【請求項２】高出力を発生する特性に設定した出力カ
ムと、燃費が良好となる特性に設定した燃費カムと、こ
れらのカムを選択的に切換えるとともにこのカムの運動
を吸排気弁の少なくとも一方に伝達するカム切換機構
と、前記燃費カムから出力カムへのカム切換ラインをト
ルクとエンジン回転数に応じて設定する手段と、アクセ
ル開度とエンジン回転数をそれぞれ検出するセンサと、
アクセル開度検出値に対応するトルクと回転数検出値と
から定まる運転点が前記カム切換ラインを横切ったかど
うかを判定する手段と、この判定結果よりカム切換ライ
ンを横切って出力カムの領域に入ったとき燃費カムから
出力カムに切換わるようにカム切換信号を前記カム切換
機構に出力する手段と、アクセルペダルとは独立してス
ロットルバルブを開閉駆動するアクチュエータと、要求
アクセル開度に応じた出力トルクが生じるようにスロッ
トル開度を制御する手段と、前記カムの切換時に切換前
後の発生トルクが同一となるようにスロットル開度を減
少補正する手段とを備えたエンジンにおいて、前記燃費
カムで運転中の失火率を演算する手段と、この失火率と
所定値を比較する手段と、この比較結果より失火率が所
定値を越えるとき前記カム切換ラインをトルク段差が小
さくなる方向に変更する手段とを設けたことを特徴とす
るエンジンの出力制御装置。