JPH0571368A - エンジンの出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンが空吹かしされているときに限って
カムを燃費カムに切換えることにより、急発進が行われ
ても駆動系に過大な負荷が作用することを防ぐ。 【構成】 カム切換機構６４は、カム切換信号を受け
て、カムを低回転域で低速型出力カム６１に、また高回
転域で高速型出力カム６２に切換える。判定手段６８に
より自動変速機のセレクトレバーがニュートラルレンジ
にあるかどうかが、また判定手段６９によりアクセルペ
ダルが踏み込まれているかどうかが判定され、これらの
判定結果よりセレクトレバーがニュートラルレンジにあ
りかつアクセルペダルが踏み込まれているときに限って
切換手段７０が低回転域で運転されるカムを燃費カムに
切換える。

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と自動変速機を備えるエンジン
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動変速機
を備える車両でも、急発進しようとエンジンを空吹かし
しながら、セレクトレバーをニュートラルレンジ（Ｎレ
ンジ）からドライブレンジ（Ｄレンジ）に切換えること
があり、このときにはエンジンと自動変速機などの駆動
系とをつないだ瞬間に駆動系に過大な負荷が作用し、耐
久性に影響する。

【０００７】特に、上記のように低回転域でも高いトル
クを発生するカムによって運転されるエンジンでは、同
じように空吹かししても、駆動系に作用する負荷は一段
と大きくなってしまうのである。

【０００８】また、こうした過大な負荷に対抗して駆動
系の強度を上げようとすれば、駆動系の各部品が大型化
するし、車両も重くなってしまうので、駆動系の側で対
処することは得策でない。

【０００９】そこでこの発明は、自動変速機がエンジン
が空吹かしされているときに限ってカムを燃費カムに切
換えることにより、急発進が行われても駆動系に過大な
負荷が作用することを防ぐことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は図１で示すよ
うに、自動変速機を備える一方、低回転域で高出力を発
生する特性に設定した低速型出力カム６１と、高回転域
で高出力を発生する特性に設定した高速型出力カム６２
と、燃費が良好となる特性に設定した燃費カム６３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
動を吸気弁または排気弁の少なくとも一方に伝達するカ
ム切換機構６４と、エンジン回転数を検出するセンサ６
５と、このセンサ検出値から低回転域か高回転域かを判
定する手段６６と、この判定結果より低回転域では低速
型出力カムにより運転されるように、また高回転域では
高速型出力カムにより運転されるように前記カム切換機
構６４にカム切換信号を出力する手段６７とを備えるエ
ンジンにおいて、自動変速機のセレクトレバーがニュー
トラルレンジにあるかどうかを判定する手段６８と、ア
クセルペダルが踏み込まれているかどうかを判定する手
段６９と、これらの判定結果よりセレクトレバーがニュ
ートラルレンジにありかつアクセルペダルが踏み込まれ
ているときに限って前記低回転域で運転されるカムを燃
費カムに切換える手段７０とを備える。

【００１１】

【作用】低速型の出力カムによれば低回転域より十分な
トルクが得られてよいのであるが、その一方で急発進の
ためエンジンが空吹かしされた状態で自動変速機のセレ
クトレバーがＤレンジに切換えられると、駆動系に過大
な負荷が作用してしまう。

【００１２】これに対して、この発明で自動変速機がニ
ュートラルレンジにありかつアクセルペダルが踏み込ま
れているとき、つまりエンジンが空吹かしされていると
きに燃費カムに切換えられて運転されると、燃費カムで
はトルクが大きく出ることがないので、発進のため空吹
かししたエンジンと駆動系をつないでも、駆動系に作用
する負荷が過大にならずにすむ。

【００１３】

【実施例】まず、図２，図３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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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２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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】なお、図４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５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。

【００２３】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
６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。

【００２４】コントロールユニット５１におけるこのカ
ムの選択は図５の特性に基づいて、要求するトルクと回
転数がたとえば低速型出力カムである第２カムの領域に
あるときはこの低速型出力カムを使い、この状態から回
転数が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。なお、低回転
域でも出力の要求されない運転条件に限って低速型出力
カムから燃費カムである第１カムに切換えられることが
ある。

【００２５】このため、コントロールユニット５１には
エンジン回転数、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（アクセル開
度）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。

【００２６】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。

【００２７】ところで、低速型の出力カムによれば低回
転域より十分なトルクが得られてよいのであるが、その
一方で急発進のためエンジンが空吹かしされた状態で自
動変速機のセレクトレバーがＤレンジに切換えられる
と、駆動系に過大な負荷が作用するので、これに対処す
るためコントロールユニット５１は、エンジンが空吹か
しされているときに限ってカムを燃費カムに切換えるよ
うにしている。

【００２８】たとえば、図７で示したように、ニュート
ラルスイッチ６０からの信号をみてＯＮのときにセレク
トレバーがニュートラルレンジにあり、かつアクセル操
作量センサ５３からの信号よりアクセル開度が“０”で
ないとき空吹かしされていると判断し、このときはそれ
まで運転されていたカムを燃費カムに切換えるのである
（ステップ１〜３）。

【００２９】ここで、この例の作用を説明する。

【００３０】急発進はあまり好ましいことではないが、
急発進するとすれば自動変速機でもニュートラルのまま
空ぶかししてエンジン出力を増した状態で、駆動系につ
ないでやることである。

【００３１】しかしながら、低速型出力カムにより低回
転域でも高いトルクが発生するエンジンで同じことをし
たのでは、駆動系に作用する負荷が一段と大きくなり、
耐久性に悪い影響を及ぼすことになる。

【００３２】これに対して、この例では、エンジンが空
ぶかしされたときは、燃費カムに切換えられて運転さ
れ、その後にエンジンを駆動系につないでも、しばらく
は燃費カムのまま運転が継続される。セレクトレバーを
Ｄレンジに入れると、通常のカム切換制御に移り、燃費
カムから低速型出力カムに切換えられることになるが
（ステップ１，４）、カム切換信号を出力してから実際
にカムが切換わるまでに応答遅れ時間があるので、セレ
クトレバーがＤレンジになってしばらくは燃費カムのま
ま運転が継続されるのである。

【００３３】この結果、エンジンが空吹かしされていて
も、駆動系に作用する負荷が過大にならないようにする
ことができる。

【００３４】それに、自動変速機をＮレンジにした状態
で空吹かしによってエンジンだけを高回転にすると、変
速機内部の焼き付きをおこすおそれがある。

【００３５】これに対して、燃費カムで運転されるので
あれば、出力カムのようには回転が上昇しないので、こ
うしたおそれもない。

【００３６】また、カムの切換が燃費カムと低速型や高
速型の出力カムとのあいだで行われるときは、アクセル
ペダルを大きく踏み込んでいる領域で大きなトルク段差
が生まれこれに伴って運転ショックが生じる。

【００３７】これに対して、急発進でない通常の発進時
には、アクセルペダルが大きく踏み込まれることがない
ので、発進時に燃費カムから出力カムに切換えられて
も、運転ショックはほとんど生じないですむのである。

【００３８】なお、減速時のようにセレクトレバーがＮ
レンジ以外のレンジにあり、かつブレーキペダルが踏み
込まれているときは燃費カムに切換えることによって、
少しでも燃費をよくしようとしている（ステップ１，
５，３）。

【００３９】最後に、フローチャートと図１との対応を
示すと、ステップ１がニュートラルレンジ判定手段６
８、ステップ２がアクセルペダル踏み込み判定手段６
９、ステップ３が燃費カム切換手段７０の機能を果たし
ている。

【００４０】

【発明の効果】このようにこの発明は、自動変速機のセ
レクトレバーがニュートラルレンジにありかつアクセル
ペダルが踏み込まれているときに限ってカムを燃費カム
に切換えるため、急発進が行われても駆動系に作用する
負荷が過大になることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のクレーム対応図である。

【図２】この発明の実施例を示す平面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】バルブリフトの特性図である。

【図５】各カムを用いたときの全開出力の特性図であ
る。

【図６】制御系統の構成図である。

【図７】コントロールユニットで実行される制御動作を
示すフローチャートである。

【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 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 ６０ ニュートラルスイッチ ６１ 低速型出力カム ６２ 高速型出力カム ６３ 燃費カム ６４ カム切換機構 ６５ エンジン回転数センサ ６６ 回転域判定手段 ６７ 切換信号出力手段 ６８ ニュートラルレンジ判定手段 ６９ アクセルペダル踏み込み判定手段 ７０ 燃費カム切換手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機を備える一方、低回転域で高
   出力を発生する特性に設定した低速型出力カムと、高回
   転域で高出力を発生する特性に設定した高速型出力カム
   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
   吸気弁または排気弁の少なくとも一方に伝達するカム切
   換機構と、エンジン回転数を検出するセンサと、このセ
   ンサ検出値から低回転域か高回転域かを判定する手段
   と、この判定結果より低回転域では低速型出力カムによ
   り運転されるように、また高回転域では高速型出力カム
   により運転されるように前記カム切換機構にカム切換信
   号を出力する手段とを備えるエンジンにおいて、自動変
   速機のセレクトレバーがニュートラルレンジにあるかど
   うかを判定する手段と、アクセルペダルが踏み込まれて
   いるかどうかを判定する手段と、これらの判定結果より
   セレクトレバーがニュートラルレンジにありかつアクセ
   ルペダルが踏み込まれているときに限って前記低回転域
   で運転されるカムを燃費カムに切換える手段とを備える
   ことを特徴とするエンジンの出力制御装置。