JPH106816A - 車両用内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速に伴って機関回転数が急激に上昇した場
合でも、バルブリフト特性に応じて設定される所定回転
数を越えることがないようにする。 【解決手段】 内燃機関１００は、バルブ作動角を変化
させ得る可変動弁機構１を有し、かつ自動変速機１０１
を具備する。変速指令信号が出力されると、変速実行前
に、車速センサ１０９が検出した車速とこれから変速し
ようとする変速比とから、変速直後の回転数が推定され
る。この推定回転数が、各作動角に応じて設定される所
定回転数を越えないように、推定回転数に対する適切な
バルブリフト特性に予め補正される。実際に補正が行わ
れたことをポテンショメータで検出した後に、変速を実
行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の運転
条件に応じて吸排気弁のバルブリフト特性を可変制御す
るようにした可変動弁装置、特に動力伝達系に自動変速
機を備えた車両用内燃機関の可変動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における吸排気弁のバルブリフ
ト量や作動角を可変制御する可変動弁機構は、従来から
種々の形式のものが提供されている。例えば特開昭６３
−１６７０１６号公報等に記載のように、プロフィルの
異なる低速型カムと高速型カムとを並設しておき、それ
ぞれに従動する主ロッカアームおよび副ロッカアームを
必要に応じて連結状態もしくは離脱状態に切り換えるよ
うにした構成のものが知られている。また、カムシャフ
トを一種のオルダム継手からなる不等速軸継手により連
結し、各カム部を必要に応じて不等速回転させること
で、吸排気弁の作動角を変化させるようにした構成の可
変動弁機構も提案されている。

【０００３】ところで、内燃機関の吸排気弁は、通常カ
ムのプロフィルに沿って作動するのであるが、機関の回
転数がある回転数を越えると、いわゆるジャンプ等が発
生し始めるようになる。このような吸排気弁の不正運動
が起こると、動弁系から異音が生じる場合もあるので、
一般的に、吸排気弁が不正運動を起こさない所定回転数
以下に機関の回転数を規制するようになっている。バル
ブリフト特性が種々変化する可変動弁機構においては、
当然のことながら、吸排気弁が不正運動し始める回転数
が一定値とはならず、バルブリフト特性によって異なる
値となる。例えば、低速型のバルブリフト特性として、
低速トルクを高めるために、最大リフト量を低めずに作
動角を狭めたバルブリフト特性にしたとすると、吸排気
弁の作動時の加速度が大となるので、それだけ低い回転
数で吸排気弁の不正運動が発生するようになる。

【０００４】このようなことから、例えば特開昭６２−
４５９６０号公報においては、低速型カム使用時の機関
回転数の上限を別個に設定し、低速型カム使用時には、
それ以上回転数が上昇しないように規制する構成が示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の構成においては、内燃機関を加速する際に回転数が
規制されるに過ぎず、変速機のシフトダウンによる過渡
的な回転数上昇は防止できない。つまり、自動変速機を
備えた自動車において、低速型バルブリフト特性でもっ
て内燃機関が運転されている場合に、運転条件の変化に
よって変速機の変速段が低速段側へ変速されると、変速
が終了した瞬間に、内燃機関の回転数が強制的に、かつ
急激に上昇することになる。このように回転数が上昇す
れば、それに応じて低速型バルブリフト特性から高速型
バルブリフト特性への変更が行われるのであるが、その
間一時的に低速型バルブリフト特性のまま高速回転数で
もって運転され、場合によっては吸排気弁が不正運動す
る可能性がある。

【０００６】従って、実際には、このような変速時の不
正運動を回避することを考慮して、吸排気弁の加速度が
大となる小作動角の使用が制限されることになり、機関
運転条件に応じた小作動角のバルブリフト特性を与える
ことができない場合が生じてしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、変速
後の回転数変化を予測し、予めバルブリフト特性を補正
するようにするとともに、その補正を実際に確認した段
階で自動変速機の変速実行を許容するようにした。

【０００８】すなわち、請求項１の発明は、自動変速機
を具備した車両に用いられるとともに、吸気弁もしくは
排気弁の少なくとも一方のバルブリフト特性を変化させ
る可変動弁機構を備えてなる車両用内燃機関の可変動弁
装置において、車速を検出する車速検出手段と、アクセ
ル開度を検出するアクセル開度検出手段と、この車速と
アクセル開度とに基づいて上記自動変速機の目標変速比
を設定する目標変速比設定手段と、この目標変速比と現
在の変速比とを比較して上記自動変速機に変速指令信号
を出力する変速手段と、変速後の変速比を予め検出する
変速比検出手段と、変速開始前に上記車速と変速後の変
速比とから変速終了時の機関回転数を推定する回転数推
定手段と、この推定された機関回転数に対し、バルブリ
フト特性に応じて設定される所定回転数が上回るよう
に、上記可変動弁機構のバルブリフト特性を補正する補
正手段と、上記可変動弁機構の実際のバルブリフト特性
を検出するバルブリフト特性検出手段と、自動変速機へ
の変速指令信号出力時に、上記バルブリフト特性検出手
段によって実際のバルブリフト特性が補正されているか
否かを検出する補正確認手段と、この補正確認手段によ
り実際の補正が確認されるまで自動変速機の変速の実行
を禁止する変速禁止手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【０００９】運転条件の変化あるいは運転者の積極的な
操作によって自動変速機の目標変速比が現在の変速比か
らずれると、自動変速機に変速指令信号が出力され、変
速が行われる。このとき、その時点の車速と、変速後の
変速比とから、変速終了時の機関回転数が推定される。
そして、この推定回転数が、バルブリフト特性に応じて
設定される所定回転数以下となるように、予めバルブリ
フト特性が補正される。さらに、このバルブリフト特性
の補正が実際になされたか否かが、補正確認手段によっ
て検出され、実際の補正が確認された場合にのみ、変速
が実行される。例えば可変動弁機構の応答遅れ等があっ
ても、低速型バルブリフト特性のまま高速回転数で運転
されることはない。

【００１０】また請求項２の発明は、上記回転数推定手
段によって推定された機関回転数と変速開始時の実際の
機関回転数とを比較する比較手段を有し、推定回転数が
実回転数を上回る場合にのみ上記補正手段による補正を
実行するようになっている。

【００１１】この請求項２の構成においては、変速によ
って回転数が強制的に上昇する場合にのみ補正がなさ
れ、回転数が低下する場合は補正がなされない。

【００１２】また請求項３の発明では、自動変速機のレ
ンジ位置が、低速段側の一つあるいは複数の変速比に制
限されてなる低速側レンジにあるときにのみ上記補正手
段による補正を実行し、高速段側の変速比を含んで変速
可能な通常走行レンジにあるときには補正を実行しない
ことを特徴とする。

【００１３】一般に、自動変速機は、通常の走行レンジ
であるＤ（ドライブ）レンジのほかに、１速固定のＬレ
ンジや２速固定もしくは１速および２速間での変速のみ
可能な“２”レンジ等の低速側レンジを備えている。こ
のような低速側レンジでは、シフトダウンに伴う機関回
転数の上昇が急激であるので、この低速側レンジにある
ときにのみ補正を実行する。他方、Ｄレンジでは、一般
にそれほど急激な機関回転数の上昇は生じないので、補
正を実行しない。

【００１４】また、請求項４は、機関回転数をパラメー
タとして目標バルブリフト特性を割り付けた制御マップ
を有し、通常時にこの制御マップに基づいて上記可変動
弁機構を制御するとともに、上記補正手段が同一の制御
マップに基づいてバルブリフト特性の補正を行うように
なっている。

【００１５】この請求項４の構成においては、個別の制
御マップを必要とすることなく、通常時と同じ制御マッ
プに基づいて、推定回転数に対応してバルブリフト特性
が制御される。

【００１６】請求項５の発明においては、上記可変動弁
機構として、最大リフト量が不変で、作動角が変化する
ものとなっている。

【００１７】すなわち、作動角を小さくしたときに吸排
気弁の加速度が大となるので、小作動角のときに吸排気
弁が不正運動し始める所定回転数が特に低くなるが、小
作動角の状態で変速がなされても、本発明のバルブリフ
ト特性の補正によって、その所定回転数を上回ることを
抑制できる。

【００１８】上記補正確認手段としては、請求項６のよ
うに、実際のバルブリフト特性の補正の完了を検出する
ようにしてもよく、あるいは請求項７のように、補正の
開始を検出するようにしてもよい。

【００１９】前者のように補正の最終的な完了を検出す
れば、吸排気弁の不正運動が確実に防止される。また後
者のように補正の開始を検出すれば、補正の完了まで待
つ時間が不要となり、変速の応答性低下が少ないものと
なる。

【００２０】さらに請求項８の構成においては、上記補
正手段による補正開始後、所定時間経過までに、上記補
正確認手段により実際の補正が検出されなかったとき
に、変速処理を中止するとともに、故障と判定する故障
判定手段を備えていることを特徴としている。

【００２１】何らかの故障により可変動弁機構が正常に
作動しない場合、変速に際してバルブリフト特性を補正
しようとしても、実際にその特性が変化しない。この場
合には、所定時間経過した時点で、変速処理が中止され
る。また、故障と判定される。この故障の判定は、例え
ば、警告灯の点灯等により運転者に報知することもでき
る。

【００２２】また請求項９の発明では、機関回転数をパ
ラメータとして目標バルブリフト特性を割り付けた制御
マップを有し、通常時にこの制御マップに基づいて上記
可変動弁機構を制御するとともに、上記補正手段はこれ
とは異なる特性の補正マップに基づいてバルブリフト特
性の補正を行っており、かつこの補正マップにおける所
定回転数が上記制御マップの回転数よりも低く設定され
ている。

【００２３】例えば変速に際して、変速後に回転数が上
昇するものと予想される場合に、作動角が大きくなるよ
うにバルブリフト特性が補正されるが、上記のように補
正マップにおける所定回転数を通常時よりも低く設定す
ることにより、変速前に実行される作動角の補正量が相
対的に小さなものとなり、トルク変化が抑制される。な
お、この場合、変速終了時点で、実際の回転数の上昇に
追従して、作動角がさらに大きくなる。つまり、作動角
変化が２段階に発生することになる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
の請求項１に係る車両用内燃機関の可変動弁装置によれ
ば、変速時に急激に機関回転数が上昇したとしても、予
め吸排気弁の不正運動が発生しないバルブリフト特性に
補正される。特に、バルブリフト特性の実際の補正を確
認した後に変速が実行され、吸排気弁の不正運動が確実
に防止される。従って、定常時に過度に余裕を見込むこ
となく、運転条件に一層適したバルブリフト特性を与え
ることができる。

【００２５】また請求項２によれば、機関回転数が変速
により低下する場合には、バルブリフト特性の格別な補
正がなされず、不必要なバルブリフト特性の変化を抑制
できる。

【００２６】また請求項３の構成によれば、急激なシフ
トダウンが発生しにくい通常走行レンジでは、不必要な
補正が行われない。

【００２７】また請求項４によれば、通常制御時と補正
時とで同一の制御マップが用いられるので、メモリの使
用が抑制され、かつ制御が簡素化される。

【００２８】また請求項５の構成によれば、作動角に応
じて設定される所定回転数が大きく変化するが、変速時
に確実に上記所定回転数以上に保持できるので、十分に
小作動角となるバルブリフト特性を実用に供することが
できる。

【００２９】さらに請求項６では、吸排気弁の不正運動
を一層確実に防止でき、請求項７では、応答性を優先さ
せることができる。

【００３０】また請求項８では、可変動弁機構の故障判
定を行うことができる。

【００３１】さらに請求項９によれば、変速実行前の回
転数において作動角が大きく変化せず、トルク変化が抑
制される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００３３】図１は、この発明の一実施例の全体的構成
を示す構成説明図であって、車両に搭載された内燃機関
１００は、後述する可変動弁機構１を吸気弁側および排
気弁側の一方もしくは双方に備えている。この内燃機関
１００のクランクシャフトには、トルクコンバータ１０
２と変速機構１０３とからなる自動変速機１０１が接続
されている。上記変速機構１０３は、遊星歯車列を主体
とするもので、その一部を油圧式バンドブレーキや油圧
式クラッチ等の油圧機構により適宜に係止することによ
り、例えば、前進４段、後進１段の変速段が得られる構
成となっている。１０４は、上記油圧機構への油圧の切
換を制御する油圧制御部であり、複数のスプール弁を含
む油圧回路と、複数のソレノイドバルブとからなり、ソ
レノイドバルブへ与えられる変速信号によって、上記油
圧機構を介して変速を実行するようになっている。ま
た、この自動変速機１０１は、運転者によって操作され
るセレクトレバー１０５を備えており、これによって、
レンジの切換がなされる。例えば、Ｐ（パーキング）、
Ｒ（後退）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、
“２”およびＬ（ロー）の６種のレンジを備えている。
通常の走行レンジであるＤレンジでは、所定の変速マッ
プに基づき、運転条件に応じて４速〜１速の全範囲内で
変速が可能である。これに対し、Ｌレンジおよび“２”
レンジは、エンジンブレーキを必要とする場合等に選択
される低速側レンジであり、Ｌレンジでは、１速に固定
され、“２”レンジでは、１速および２速の間でのみ変
速がなされる。なお、“２”レンジでは、２速固定とし
てもよい。上記セレクトレバー１０５によって、いずれ
のレンジが選択されているかは、レンジ位置検出スイッ
チ１０６によって検出される。

【００３４】また１０７は、運転者によって操作される
アクセル開度を検出するアクセル開度センサである。そ
して、１０９は車速センサ、１１１は内燃機関１００の
回転数を検出する回転数センサ、１１２は内燃機関１０
０の負荷（例えば吸入空気量等）を検出する負荷セン
サ、１１３は内燃機関１００の水温を検出する水温セン
サである。これらの各種センサの検出信号は、マイクロ
コンピュータシステムからなるコントロールユニット１
１０に入力されている。このコントロールユニット１１
０は、自動変速機１０１の変速制御と、可変動弁機構１
における制御用アクチュエータ１１４を介したバルブリ
フト特性の可変制御とを行っている。なお、変速制御
は、周知のように、主にアクセル開度と車速とに基づい
て行われる。

【００３５】上記可変動弁機構１としては、種々の形式
のものを適用することができる。一例として、本実施例
では、一種のオルダム継手を利用してカムを不等速回転
させることにより、バルブリフト特性、詳しくはその最
大リフト量は不変でかつ作動角が連続的に変化するよう
にした形式のものが用いられている。

【００３６】以下、この可変動弁機構１について図２〜
図４を参照しつつ説明する。図において、２１は図外の
機関クランク軸からタイミングチェーン１（図２参照）
を介して回転力が伝達される駆動軸、２２は該駆動軸２
１の外周に一定の隙間をもって配置され、かつ駆動軸２
１の中心Ｘと同軸上に設けられた中空円筒状のカムシャ
フトである。上記駆動軸２１は、機関前後方向に延設さ
れていると共に、中空状に形成されている。またカムシ
ャフト２２は、各気筒毎に分割して構成されている。

【００３７】上記カムシャフト２２は、図示せぬシリン
ダヘッド上端部のカム軸受に回転自在に支持されている
と共に、図２に示すように、外周の所定位置に、吸排気
弁２３をバルブスプリングのばね力に抗してバルブリフ
ター２５を介して開作動させる複数のカム２６…が一体
に設けられている。また、カムシャフト２２は、上述し
たように複数個に分割形成されているが、その一方の分
割端部に、フランジ部２７が設けられている。また、こ
の複数に分割されたカムシャフト２２の端部間に、それ
ぞれスリーブ２８と環状ディスク２９が配置されてい
る。上記フランジ部２７は、図５にも示すように、中空
部から半径方向に沿った細長い矩形状の係合溝３０が形
成されていると共に、環状ディスク２９の一方の表面に
摺接するフランジ面２７ａを有している。

【００３８】上記スリーブ２８は、小径な一端部がカム
シャフト２２の他方の分割端部内に回転自在に挿入され
ている共に、駆動軸２１外周に嵌合しており、かつ直径
方向に貫通した連結ピン３１を介して該駆動軸２１に連
結固定されている。また、スリーブ２８の他端部に設け
られたフランジ部３２は、カムシャフト２２側のフラン
ジ部２７と対向して位置し、かつ図６にも示すように、
半径方向に沿った細長い矩形状の係合溝３３が形成され
ていると共に、外周面に環状ディスク２９の他方の表面
に摺接するフランジ面２８ａを有している。上記係合溝
３３は、カムシャフト２２側フランジ部２７の係合溝３
０と１８０°異なる反対側に配置されている。

【００３９】上記環状ディスク２９は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト２２の内径と略同径に形成
されていて、駆動軸２１の外周面との間に環状の隙間部
Ｓが形成されていると共に、外周面２９ａが環状のベア
リングメタル３５を介してディスクハウジング３４の内
周面に回転自在に保持されている。また、互いに１８０
°異なる直径線上の対向位置にそれぞれ保持孔２９ｂ，
２９ｃが貫通形成されており、該保持孔２９ｂ，２９ｃ
には、各係合溝３０，３３に係合する一対のピン３６，
３７が嵌合配置されている。この各ピン３６，３７は、
互いにカムシャフト軸方向へ逆向きに突出しており、円
筒面からなる基部が保持孔２９ｂ，２９ｃ内に回転自在
に嵌合支持されていると共に、環状ディスク２９表面か
ら突出する先端部に、図５及び図６に示すように、上記
係合溝３０，３３の対向内面３０ａ，３０ｂ、３３ａ，
３３ｂと当接する２面巾状の平面部３６ａ，３６ｂ、３
７ａ，３７ｂが形成されている。また、上記ピン３６，
３７の軸方向への位置決めは、突出方向については、ピ
ン３６，３７の円筒面と上記平面部３６ａ，３６ｂ、３
７ａ，３７ｂとの間に生じる段部３６ｃ，３７ｃとフラ
ンジ面２７ａ，２８ａとの当接により、また後退方向に
ついては、上記保持孔２９ｂ，２９ｃを貫通したピン３
６，３７の基端面３６ｄ，３７ｄとフランジ面２８ａ，
２７ａとの当接により、それぞれ行われる。

【００４０】前記ディスクハウジング３４は、図２およ
び図７に示すように略三角形をなし、その円形の開口部
３４ａ内に前記環状ディスク２９が保持されている。そ
して三角形の頂部となる２カ所に、それぞれ第１カム嵌
合孔３８および第２カム嵌合孔３９が貫通形成されてい
る。

【００４１】そして、前記第１カム嵌合孔３８および第
２カム嵌合孔３９内には、それぞれ第１偏心カム４１お
よび第２偏心カム４３の円形カム部４１ａ，４３ａが回
動自在に嵌合している。

【００４２】前記第２偏心カム４３は、図２に示すよう
に、互いに所定量偏心している円柱状の軸部４３ｂと円
形カム部４３ａとからなり、両者が回転可能に嵌合され
て一体化されている。なお、円形カム部４３ａは、スナ
ップリング３により抜け止めされている。前記軸部４３
ｂは、図２に示すように、シリンダヘッドの隔壁状のブ
ラケット部２に圧入固定されている。

【００４３】また前記第１偏心カム４１は、機関前後方
向に沿って複数気筒に亙って連続した制御カム軸４２
と、該カム軸４２に各気筒に対応して固設された複数個
の円形カム部４１ａとからなり、両者が所定量偏心して
いる。なお、各気筒の円形カム部４１ａは、それぞれカ
ム軸４２の所定の角度位置において偏心している。前記
制御カム軸４２は、図２に示すように、前記ブラケット
部２にカムブラケット４を介して回転自在に保持されて
いる。内燃機関の後部に位置する前記制御カム軸４２の
一端には、駆動機構として回転型の油圧アクチュエータ
４６が取り付けられている。また、内燃機関の前部に位
置する制御カム軸４２の他端には、該制御カム軸４２の
回転位置つまり円形カム部４１ａの位相を検出するバル
ブリフト特性検出手段としての回転型ポテンショメータ
５が取り付けられている。

【００４４】この実施例では、前記第１偏心カム４１の
円形カム部４１ａと第２偏心カム４３の円形カム部４３
ａは、等しい径を有し、かつその偏心量も等しく設定さ
れている。但し、必ずしもこれに限定されるものではな
い。

【００４５】図８は、前記油圧アクチュエータ４６の位
相を制御する油圧回路の構成例を示したものであり、油
圧アクチュエータ４６の筒状ハウジング４８内に回転自
在に設けられた２枚羽根の回転ベーン４９と、該回転ベ
ーン４９に隔成されて、対角線上に位置する各第１油室
５０，５０及び第２油室５１，５１とを備えており、前
記回転ベーン４９が制御カム軸４２に連結されている。

【００４６】前記油圧回路は、第１，第２油室５０，５
１に油圧を給排する第１，第２油通路５２ａ，５２ｂ
と、該両油通路５２ａ，５２ｂの端部に設けられた４ポ
ート２位置型の電磁切換弁５３と、オイルメインギャラ
リ５４の上流端に設けられたオイルポンプ５５と、各油
通路５２ａ，５２ｂと適宜連通してオイルパン５６内に
作動油を戻すドレン通路５７と、ポンプ吐出圧を一定圧
に制御するリリーフバルブ５８とを備えている。

【００４７】前記電磁切換弁５３は、前述した制御用ア
クチュエータ１１４に相当するものであり、前述したよ
うに、コントロールユニット１１０によって切換制御さ
れる。これによって、前記油圧アクチュエータ４６の回
転位置が連続的に可変制御される。

【００４８】次に、上記可変動弁機構１のみの作用につ
いて図９を参照して説明する。

【００４９】まず、機関の所定の運転条件、例えば高速
領域においては、油圧アクチュエータ４６を介して、第
１偏心カム４１の回転位置が図７の（Ａ）のように制御
される。このとき、環状ディスク２９の中心Ｙと駆動軸
２１の中心Ｘとは一致している。この場合は、環状ディ
スク２９と駆動軸２１との間に回転位相差は生じず、ま
たカムシャフト２２の中心と環状ディスク２９の中心Ｘ
も一致しているため、両者間の回転位相差も生じない。
そのため、駆動軸２１、環状ディスク２９およびカムシ
ャフト２２の３者が、ピン３６，３７を介して等速で同
期回転する。この結果、図９の（Ａ）の実線に示すよう
なバルブリフト特性が得られる。

【００５０】これに対し、例えば機関の低速領域におい
ては、油圧アクチュエータ４６を介して、第１偏心カム
４１の回転位置が図７の（Ｂ）のように制御される。こ
れにより、環状ディスク２９の中心Ｙと駆動軸２１の中
心Ｘとが、その偏心量をΔとして示すように、互いに偏
心する。この状態では、一種の不等速軸継手と同様に、
環状ディスク２９の角速度が変化する不等速回転とな
る。これにより、図９（Ｂ）に一点鎖線に示すように、
駆動軸２１とカムシャフト２２との間で、偏心量Δに応
じた位相差が与えられる。また、回転位相差の最大，最
小点の途中に同位相点（Ｐ点）が存在する。尚、図９
（Ｂ）の特性図では、カムシャフト２２が相対的に進む
方向の位相差を正に、相対的に遅れる方向の位相差を負
にしてある。そして、カムシャフト２２が相対的に遅れ
側となる領域（Ｐ１点以前の領域およびＰ２〜Ｐ３の領
域）に位置する吸排気弁２３の開弁時期は、上記位相差
に伴って遅れることになる。逆に、カムシャフト２２が
相対的に進み側となる領域（Ｐ１〜Ｐ２の領域）に位置
する吸排気弁２３の閉弁時期は、位相差に伴って進むこ
とになる。したがって、図９（Ａ）に一点鎖線で示すよ
うなバルブリフト特性が得られ、その作動角は小さくな
る。

【００５１】図７の（Ｂ）は、図７（Ａ）の同心制御位
置を基準として、第１偏心カム４１を図の時計回り方向
へ９０°回転させたものであるが、第１偏心カム４１の
回転位置を連続的に変化させることにより、偏心量Δを
連続的に変化させることができ、ひいてはバルブリフト
特性が連続的に変化する。また、図の反時計回り方向へ
回転させれば、図９（Ｂ）に示す位相差を逆方向へ得る
ことができる。図９から明らかなように、この可変動弁
機構１においては、最大リフト量は変わらずに、作動角
のみを連続的に変化させることができる。

【００５２】なお、ディスクハウジング３４を第１偏心
カム４１とともに支持している第２偏心カム４３は、図
７から明らかなように、第１偏心カム４１の回転に従動
して回転する。すなわち、ディスクハウジング３４と第
１，第２偏心カム４１，４３によって一種の４節リンク
機構が構成される形となり、第１偏心カム４１を原動節
として回動させると、ディスクハウジング３４および第
２偏心カム４３が従動節として限定的に動くのである。

【００５３】ここで、前記第１偏心カム４１の回転位置
は、ポテンショメータ５によって検出される。このポテ
ンショメータ５の検出信号は、前記コントロールユニッ
ト１１０に入力され、これに基づいて実際のバルブリフ
ト特性が検出される。すなわち、第１偏心カム４１の偏
心位置によってディスクハウジング３４の偏心量Δは機
械的にかつ一義的に定まり、しかも、この偏心量Δに応
じて、最終的なバルブリフト特性が機械的にかつ一義的
に定まる。従って、第１偏心カム４１の回転位置が判れ
ば、実際のバルブリフト特性を正確に認識することがで
きる。

【００５４】ところで、機関低速域では、吸気弁閉時期
を早めることによる低速状態での充填効率の向上および
バルブオーバラップの低減等の点から、吸気側および排
気側の双方で小作動角とすることが好ましい。逆に、機
関高速域では、吸気弁閉時期を遅らせることによる高速
状態での充填効率の向上およびバルブオーバラップの拡
大による掃気効果等の点から、吸気側および排気側の双
方で大作動角とすることが好ましい。従って、主に機関
回転数に基づいて、低速回転ほど作動角を小さく、高速
回転ほど作動角を大きくするように、バルブリフト特性
が制御される。このバルブリフト特性の制御は、具体的
には、機関回転数をパラメータとして目標バルブリフト
特性を割り付けた所定の制御マップに基づいて行われ
る。

【００５５】一方、バルブリフト特性を小作動角とする
と、図９（Ａ）から容易に理解できるように、大作動角
時に比較して吸排気弁２３の加速度が大となる。従っ
て、吸排気弁が不正運動し始める所定回転数は、大作動
角ほど高く、かつ小作動角ほど低くなる。そのため、上
記の目標バルブリフト特性を定めた制御マップは、この
所定回転数を考慮したものとなっており、実際の機関回
転数（実回転数）が常に上記所定回転数以下に保たれる
ようになっている。図１０は、各作動角に応じて設定さ
れる所定回転数と実回転数との関係を示したものであ
る。図中、ラインＬが上記所定回転数と実回転数とが等
しい線であるので、これより左上の領域であれば、吸排
気弁の不正運動が発生しない領域であり、右下の領域で
あれば、不正運動が発生して異音の生じる可能性がある
好ましくない領域であることを意味する。従って、上記
制御マップにおける目標バルブリフト特性は、その左上
の領域内に収まるように設定されている。

【００５６】しかしながら、低速域において小作動角で
運転中に変速機１０１が低速段側へ変速すると、急激に
回転数が上昇し、過渡的に図１０右下の領域で運転され
る可能性がある。例えば、図１０のａ点で回転数ｎ１で
もって運転中に、ギアチェンジにより回転数ｎ２にまで
急に上昇すると、可変動弁機構１の制御の応答遅れによ
って、一時的に作動角が小さいままｂ点で運転されてし
まうことになり、好ましくない。そこで、本発明では、
予め変速後の回転数上昇を予測し、作動角を補正するよ
うにしている。

【００５７】図１１のフローチャートは、コントロール
ユニット１１０において実行されるその具体的な制御の
流れを示したものであり、まずステップ１で、内燃機関
１００の運転条件つまり機関回転数Ｎ１、負荷、水温等
を読み込み、次にステップ２で、変速指令信号が出力さ
れたか否かを判定する。詳しくは、図示せぬ他のルーチ
ンにより、アクセル開度や車速ＶＳＰ等に基づいて目標
変速比が設定され、かつこの目標変速比と現在の変速比
とを比較することによって、変速の要否が決定される。
そして、変速すべき条件であれば、所定の変速指令信号
が出力される。ここで、変速が不要な場合つまり変速指
令信号が出力されていない場合は、ステップ１４へ進
み、通常のバルブリフト特性可変制御を実行する。つま
り、そのときの機関回転数Ｎ１等に基づき、所定の制御
マップを参照して最適なバルブリフト特性（作動角）に
制御する。変速指令が出されている場合は、ステップ２
からステップ３へ進み、セレクトレバー１０５により選
択されているレンジ位置を示すレンジ位置検出スイッチ
１０６の信号を読み込み、さらにステップ４に進んで、
そのレンジ位置が低速側レンジであるか否かを判定す
る。このレンジ位置が、低速側レンジつまりＬレンジも
しくは“２”レンジである場合には、ステップ５以降へ
進む。また低速側レンジでない場合には、ステップ１４
へ進み、通常のバルブリフト特性可変制御を実行する。
つまり、この例では、通常の走行レンジであるＤレンジ
である場合には、作動角の補正は行わない。ステップ５
では、変速終了時の変速比つまりその変速における目標
変速比を読み込む。さらにステップ６でそのときの車速
ＶＳＰを読み込む。そして、ステップ７で、上記の目標
変速比と車速ＶＳＰとから、変速終了時の機関回転数Ｎ
２を推定する。

【００５８】次にステップ８で、この推定した機関回転
数Ｎ２と実回転数Ｎ１とを比較し、実回転数Ｎ１の方が
高い場合には、通常制御（ステップ１４）に戻る。逆
に、実回転数Ｎ１の方が低い場合には、ステップ９へ進
み、推定機関回転数Ｎ２に対応する作動角θ２（バルブ
リフト特性）を、所定の制御マップを参照して決定す
る。なお、ここで用いられる制御マップは、機関回転数
をパラメータとして吸排気弁が不正運動を起こさないよ
うに最適なバルブリフト特性を割り付けたものとなる
が、別個に設けずに前述した通常制御時の制御マップを
そのまま利用することもできる。この場合には、コント
ロールユニット１１０におけるメモリの使用を削減でき
る。そして、ステップ１０で、この作動角θ２を、現在
のバルブリフト特性における作動角θ１と比較し、現在
の作動角θ１より大きい場合には、ステップ１１へ進ん
で、その作動角θ２を新たな目標バルブリフト特性とし
て、バルブリフト特性を補正する。つまり、電磁切換弁
５３を介して油圧アクチュエータ４６の回転位置を補正
するように、電磁切換弁５３に対する制御信号が補正さ
れる。具体的には、作動角θが拡大する方向に補正され
る。

【００５９】可変動弁機構１の制御系が正常であれば、
この制御信号の補正に基づいて油圧アクチュエータ４６
が回転し、実際のバルブリフト特性が変化する。ステッ
プ１２では、ポテンショメータ５の検出信号に基づい
て、バルブリフト特性の補正が実際になされたか否かを
判定する。なお、ここでは、補正の最終的な完了を検出
することを条件としてもよく、あるいは補正の初期動作
を検出することを条件としてもよい。そして、この実際
の補正が確認されたら、ステップ１３へ進み、変速を実
行する。つまり自動変速機１０１の油圧制御部１０４へ
変速信号が出力される。

【００６０】従って、予め作動角θが拡大した状態で実
際の変速が実行されるので、変速終了とともに実回転数
Ｎ１が急に上昇したとしても、吸排気弁の不正運動発生
を抑制することができる。例えば、前述した図１０にお
いて、ａ点で運転中に変速され、回転数がｎ２に上昇す
る場合には、変速実行前に、予めｃ点に示すように作動
角θが大きな状態となり、この状態からｄ点へと変化す
る。そのため、常に吸排気弁の不正運動が発生しない左
上の領域で運転されることになる。

【００６１】なお、上記の制御の例では、急激なシフト
ダウンが生じる可能性の高い低速側レンジでのみ補正を
行っているが、勿論、Ｄレンジを含めて補正を行うよう
にすることもできる。

【００６２】また上記実施例では、自動変速機１０１と
して有段の変速機を用いているが、無段変速機を用いた
自動車にも本発明は同様に適用できる。

【００６３】また上記実施例においては、補正時の制御
マップつまり補正マップを別個に設けずに通常制御時の
制御マップをそのまま利用するようにしているが、補正
マップを通常時の制御マップとは別の特性に設定するこ
とも可能である。図１２は、その特性の一例を示したも
のであり、通常時に、ラインＭに沿ってバルブリフト特
性が制御される。またラインＬは、前述した図１０と同
じく、所定回転数が実回転数と等しい線であり、これに
基づいて、上述した補正がなされる。つまり、補正マッ
プは、通常時の制御マップよりも低い回転数に設定され
ている。

【００６４】この構成においては、変速によって機関回
転数がｎ１からｎ２へ上昇する場合に、変速前に、ａ点
からｃ′点へ変化し、変速後に、ラインＭを基準とし
て、ｄ′点からｄ点へ変化する。つまり、ａ点→ｃ′点
→ｄ′点→ｄ点と変化することになる。従って、前述し
た図１０のように、ａ点→ｃ点→ｄ点と変化する場合に
比較して、回転数ｎ１での作動角θの変化量が小さくな
り、それだけ、変速直前でのトルク変化が小さなものと
なって、運転者に違和感を与えることがない。

【００６５】尚、この補正マップはＬそのものでなく、
ＭとＬの中間的な領域に設けてもかまわない。その場合
トルク変化低減効果は目減りするものの、過渡的な吸排
気弁の不正運動を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成説明図。

【図２】可変動弁機構の要部を示す分解斜視図。

【図３】同じく可変動弁機構の要部を示す平面図。

【図４】同じく可変動弁機構の要部を示す一部切欠の側
断面図。

【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図６】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図７】ディスクハウジングおよび第１，第２偏心カム
の構成を示す説明図であって、（Ａ）は同心状態、
（Ｂ）は偏心状態の様子を示す説明図。

【図８】油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の回路
図。

【図９】駆動軸とカムシャフトとの回転位相差特性およ
びバルブリフト特性を対比して示す特性図。

【図１０】実回転数と各作動角に応じた所定回転数およ
び作動角との関係を示す特性図。

【図１１】この実施例の制御の流れを示すフローチャー
ト。

【図１２】補正マップの異なる実施例を示す図１０と同
様の特性図。

【符号の説明】

１…可変動弁機構 １００…内燃機関 １０１…自動変速機 １０４…油圧制御部 １０７…アクセル開度センサ １０９…車速センサ １１０…コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｍ Ｆ１６Ｈ 61/08 Ｆ１６Ｈ 61/08 61/16 61/16 // Ｆ１６Ｈ 59:18 59:44 59:74

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機を具備した車両に用いられる
   とともに、吸気弁もしくは排気弁の少なくとも一方のバ
   ルブリフト特性を変化させる可変動弁機構を備えてなる
   車両用内燃機関の可変動弁装置において、 車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度を検出す
   るアクセル開度検出手段と、この車速とアクセル開度と
   に基づいて上記自動変速機の目標変速比を設定する目標
   変速比設定手段と、この目標変速比と現在の変速比とを
   比較して上記自動変速機に変速指令信号を出力する変速
   手段と、変速後の変速比を予め検出する変速比検出手段
   と、変速開始前に上記車速と変速後の変速比とから変速
   終了時の機関回転数を推定する回転数推定手段と、この
   推定された機関回転数に対し、バルブリフト特性に応じ
   て設定される所定回転数が上回るように、上記可変動弁
   機構のバルブリフト特性を補正する補正手段と、上記可
   変動弁機構の実際のバルブリフト特性を検出するバルブ
   リフト特性検出手段と、自動変速機への変速指令信号出
   力時に、上記バルブリフト特性検出手段によって実際の
   バルブリフト特性が補正されているか否かを検出する補
   正確認手段と、この補正確認手段により実際の補正が確
   認されるまで自動変速機の変速の実行を禁止する変速禁
   止手段と、を備えたことを特徴とする車両用内燃機関の
   可変動弁装置。
2. 【請求項２】 上記回転数推定手段によって推定された
   機関回転数と変速指令信号出力時の実際の機関回転数と
   を比較する比較手段を有し、推定回転数が実回転数を上
   回る場合にのみ上記補正手段による補正を実行すること
   を特徴とする請求項１記載の車両用内燃機関の可変動弁
   装置。
3. 【請求項３】 自動変速機のレンジ位置が、低速段側の
   一つあるいは複数の変速比に制限されてなる低速側レン
   ジにあるときにのみ上記補正手段による補正を実行し、
   高速段側の変速比を含んで変速可能な通常走行レンジに
   あるときには補正を実行しないことを特徴とする請求項
   １または２に記載の車両用内燃機関の可変動弁装置。
4. 【請求項４】 機関回転数をパラメータとして目標バル
   ブリフト特性を割り付けた制御マップを有し、通常時に
   この制御マップに基づいて上記可変動弁機構を制御する
   とともに、上記補正手段が同一の制御マップに基づいて
   バルブリフト特性の補正を行うことを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の車両用内燃機関の可変動弁装
   置。
5. 【請求項５】 上記可変動弁機構は、最大リフト量が不
   変で、作動角が変化するものであることを特徴とする請
   求項１〜４のいずれかに記載の車両用内燃機関の可変動
   弁装置。
6. 【請求項６】 上記補正確認手段が、実際のバルブリフ
   ト特性の補正が完了したか否かを検出するものであるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用
   内燃機関の可変動弁装置。
7. 【請求項７】 上記補正確認手段が、実際のバルブリフ
   ト特性の補正の開始を検出するものであることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれかに記載の車両用内燃機関の
   可変動弁装置。
8. 【請求項８】 上記補正手段による補正開始後、所定時
   間経過までに、上記補正確認手段により実際の補正が検
   出されなかったときに、変速処理を中止するとともに、
   故障と判定する故障判定手段を備えていることを特徴と
   する請求項１〜７のいずれかに記載の車両用内燃機関の
   可変動弁装置。
9. 【請求項９】 機関回転数をパラメータとして目標バル
   ブリフト特性を割り付けた制御マップを有し、通常時に
   この制御マップに基づいて上記可変動弁機構を制御する
   とともに、上記補正手段はこれとは異なる特性の補正マ
   ップに基づいてバルブリフト特性の補正を行っており、
   かつこの補正マップにおける所定回転数が上記制御マッ
   プの回転数よりも低く設定されていることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の車両用内燃機関の可変
   動弁装置。