JPS61252850A - バルブリフト特性可変装置付エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態に応じてバルブリフト特性を変える
ことのできるバルブリフト特性可変装置付エンジンに関
し、特にこのようなエンジンにおける点火タイミングの
制御に関するものである。

るものである。

（従来技術） エンジンの吸、排気バルブの作動特性を設定する場合に
、低速時にはバルブオーバーラツプ期間における排気の
吹返しゃ吸気の吹抜けを抑制する等により燃焼の安定性
および燃費の向上を図るため、吸気と排気のオーバーラ
ツプ屋を比較的小さくすることが望ましく、高速時には
出力の向上等のため、低速時と比べてバルブリフト間や
開弁期間を大きくすることが望ましい。

このような要求を満足するため、運転状態に応じて、吸
気と排気のオーバーラツプａが少ない低速用バルブリフ
ト特性と、上記オーバーラツプ量がこの低速用バルブリ
フト特性より大きい高速用バルブリフト特性とにバルブ
の動作が切替制御されるようにした動弁装置は従来から
知られている（例えば実開昭５７−１８２２０５号公報
）。この従来の装置では、吸気バルブもしくは排気バル
ブに対し、低速用バルブリフト特性を与える低速型カム
と高速用バルブリフト特性を与える高速型カムとを設け
るとともに、これらのカムおよびバルブに当接するロッ
カーアームの高速型カム側端部に摺動可能な高速カム当
接部材およびその摺動を阻止するストッパを装備してい
る。そして、このストッパを作動するアクチュエータを
運転状態に応じて制御することにより、低速時には上記
高速カム当接部材が遊動して高速型カムの作動がバルブ
に伝達されず低速型カムでバルブが作動され、＾速時に
は上記高速カム当接部材の摺動が阻止されて高速型カム
の作動がバルブに伝達されるようにしている。

ところが、従来のこの種のエンジンによる場合、低速用
バルブリフト特性でバルブが作動されるときと高速用バ
ルブリフト特性で作動されるときとでは、吸気導入条件
の変化に伴って燃焼状態も変化することにより、点火タ
イミングが最適値からずれてしまい、耐ノツク性、出力
等が充分に向上されなくなるおそれがあった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、バルブリフト特性の変
化に応じて適正に点火時期を調整し、耐ノツク性、出ノ
ｊ笠を向上することのできるバルブリフト特性可変装置
付エンジンを提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、運転状態に応じて、吸気と排気のオーバーラ
ツプ堡が小さい低速用バルブリフト特性と、上記オーバ
ーラツプ量がこの低速用バルブリフト特性より大きい高
速用バルブリフト特性とにバルブの動作が切替えられる
ようにしたバルブリフト特性可変装置付エンジンにおい
て、上記高速用バルブリフト特性の運転領域における点
火タイミングの進角割合を、低速用バルブリフト特性の
運転領域における点火タイミングの進角割合よりも大き
くする点火タイミング制御手段を設けたものである。

つまり、高速用バルブリフト特性とされときは、低速用
バルブリフト特性とされたときと比べ、内部ＥＧＲＩが
増加、することに伴って燃焼速度が低下するので、それ
に見合う程度に点火タイミングの進角割合を大きくする
ように構成したものである。

（実施例） 第１図乃至第４図は、バルブリフト特性可変装置の一例
を示し、図では１気筒当り２個の吸気バルブを備えたエ
ンジンに適用した場合について示している。これらの図
において、１は気筒で、２ａ、２ｂは気筒１に装備され
た吸気バルブであり、排気バルブとその駆動系について
は図示を省略している。上記吸気バルブ２ａ、２ｂに対
し、低速用バルブリフト特性を与えるための低速型カム
３と高速用バルブリフト特性を与えるための高速型カム
４ａ、４ｂとが共通のカムシャフト５に配設されるとと
もに、これらのカム３，４ａ、４ｂと吸気バルブ２ａ、
２ｂとの間にはロッカーアーム６が配置されている。

上記低速型カム３と高速型カム４ａ、４ｂとは後述の切
替機構によって選択的にいずれかがバルブに連係される
ものであって、図ではカムからの力がバランスよくロッ
カーアーム６に作用するように、ロッカーアーム６の略
幅方向中央に対応する位置に低速型カム３が配置され、
その両側に対称的に２個の高速型カム４ａ、４ｂが配置
されている。上記低速型カム３は、吸気バルブ２ａ、２
ｂの開弁期間およびリフト量を小さくして排気バルブと
のオーバーラツプ量を小さくするようにカムノーズが小
さく形成され、高速型カム４ａ、４ｂは低速型カム３よ
りも、量弁期間もしくはリフト量の少なくとも一方を大
ぎくするようにカムノーズが大きく形成されている。

また、上記ロッカーアーム６にはカムとバルブとの連係
を切替えることによってバルブリフト特性を変化させる
切替ｉ横が設けられている。当実施例ではこの切替機構
として、上記ロッカーアーム６が、両高速型カム３ａ、
３ｂに当接する左右一対のアーム部７ａ、７ｂおよび上
部の連結部分７Ｃを一体に備えた第１アーム７と、両吸
気パルプ２ａ、２ｂへの当接部分８ａ、　８ｂおよび低
速型カム４への当接部分８Ｃを一体に備えた第２ア−ム
８とに分割されて、この両アーム７．８がロッカーシャ
フト９回りに相対運動可能となるように支承されるとと
もに、この両アーム７．８を接続状態と非接続状態とに
切替えるためのプランジャ１１およびレバ一部材１２等
からなるセレクタ１０が設けられている。

上記セレクタ１０は、具体的には次のような構造となっ
ている。すなわち、第１アーム７の上部には第２アーム
８の上部に向かって開口するガイド孔１３が形成され、
このガイド孔１３に上記プランジャ１１が移動可能に収
容され、このプランジャ１１はガイド孔１３内のスプリ
ング１４によって第２アーム８に当接するように付勢さ
れており、プランジャ１１の途中部には小径の係合部１
５が形成されている。また、第１アーム７の上部には、
上記レバ一部材１２がプランジャ１１に直交してロッカ
ーシャフト９の軸方向に移動可能に支承されており、こ
のレバ一部材１２には、プランジャ１１より若干大径の
プランジャ挿通孔１６と上記係合部１５に対応する大き
さで上記プランジャ挿通孔１６に連なった係止孔１７と
が形成されている。

こうして、上記レバ一部材１２の係止孔１７がプランジ
＋７１１の係合部１５から離脱してプランジャ挿通孔１
６にプランジャ１１が挿通される非ロツク位置にレバ一
部材１２が移動したときは、プランジャ１１の摺動が許
容されることにより両アーム７．８の相対運動が許容さ
れ（このときが非接続状Ｑり、他方、係止孔１７が係合
部１５に係合するロック位置にレバ一部材１２が移動し
たとぎは、プランジャ１１の摺動が阻止されることによ
り、両アーム７．８の上部が互いに接近する方向の相対
運動が阻止されるようになっている（このときが接続状
態）。そして、上記両アーム７．８が非接続状態となっ
たときは、ロッカーアーム６の回転に伴う第１アーム７
の揺動が第２アーム８に伝達されないため低速型カム３
の回転に応じた第２アーム８の揺動により吸気バルブ２
ａ。

２ｂか作動され、また両アーム７．８が接続状態となっ
たときは、高速型カム４ａ、４ｂの回転に応じて両アー
ム７．８が一体的に揺動することにより吸気バルブ２ａ
、２ｂが作動されるようにしている。

上記レバ一部材１２の端部は第１アーム７の外部に突出
し、ロッカーシャフト９の周囲に回転可能に支承された
環状の油圧式のアクチュエータ２０にレバ一部材１２の
アーム１２ａを介して連結されており、このアクチュエ
ータ２ｏは、その油圧室２１に図外のオイルポンプから
オイル通路２２を介してオイルが供給されたとぎにはレ
バ一部材１２を上記ロック位置に向けて移動させ、オイ
ルがリリーフされたときはリターンスプリング２３によ
りレバ一部材１２を上記非ロツク位置に向けて移動させ
るようになっている。上記オイル通路２２中には、アク
チュエータ２０の油圧室２１に対するオイルの供給、排
出を制御する１ＩｌｌｌＩｌ弁２よｌζ、子午はンリン
ダヘッドである。

第５図は上記のような動弁系に対づるバルブリフト特性
の切替えの制御と、エンジンの点火装置３４に対する点
火タイミングの制御とを行う制御系を示している。この
図において、３０はマイクロコンピュータ等を用いた制
御回路であり、エンジン回転数検出信号３１および吸入
空気硲検出信号３２を受け、セレクタ１０のアクチュエ
ータ２０を制御する信号を制御弁２４に出力する一方、
点火装置３４に点火タイミング制御信号を出力している
。上記の吸入空気堡検出信号３２はエアフローメータの
出力、吸気負圧、ベンチュリ負圧、背圧等の信号であれ
ばよい。

上記制御回路３０は、動弁系に対しては運転状態に応じ
てバルブリフト特性を切替制御し、例えば予め吸入空気
量の設定値を定め、吸入空気量の検出値が上記設定値よ
り小さいときは吸気バルブ２ａ、２ｂを低速型カム３に
連係するように制御し、上記検出値が上記設定値より大
きくなったときは吸気バルブ２ａ、２ｂを高速型カム４
ａ、４ｂに連係するように制御している。また点火装置
３４に対しては、低速用（低速用バルブリフト特性とさ
れる場合）と高速用（高速用バルブリフト特性とされる
場合）とについてそれぞれ、エンジン回転数および吸入
空気量に応じた点火タイミングをマツプとして予め記憶
し、高速用のマツプによる点火タイミングは低速用のマ
ツプによる点火タイミングよりも大きな進角割合に設定
している。

そして第６図に示すフローチャートに従った制御を行う
ことにより、点火タイミング制御手段として働くように
している。

この第６図のフローチャートに示す点火タイミングの制
御を説明すると、先ずステップＳ１．Ｓ２でエンジン回
転数および吸入空気量を算出し、ステップＳ３で低速用
バルブリフト特性（図中では「低速リフト特性」と略す
）となっているか否かを調べる。そして、このステップ
Ｓ３での判定結果がＹＥＳであればステップＳ４で点火
タイミングＴｉｇを低速用マツプから読出し、判定結果
がＮｏであればステップＳ５で点火タイミングＴｉｇを
高速用のマツプから読出す。次にステップＳｓ。

Ｓ７で、点火タイミングとなったとき点火パルスを出力
する。

以上のような動弁系および制御、補正手段を備えたエン
ジン（よると、低速低負荷側の運転領域では低速用バル
ブリフト特性で吸気バルブ２ａ。

２ｂが作動され、高速高負荷側の運転領域では高速用バ
ルブリフト特性で吸気バルブ２ａ、２ｂが作動されるこ
とにより、運転状態に適合するように吸気導入条件が調
整されるとともに、このようなバルブリフト特性の変化
に応じて適正に点火タイミングが制御される。つまり、
バルブオーバーラツプ量が小さい低速用バルブリフト特
性となったときは、内部ＥＧＲ１ｉ（排気の吹返しによ
るＥＧＲＩ）が少なくなる等により燃焼が促進されるの
で、このときの要求点火タイミングに合致するように点
火タイミングの進角割合が小さくされ、これにより、点
火タイミングの進み過ぎに起因したノッキングの発生が
防止される。またバルブオーバーラツプｍが大きい高速
用バルブリフト特性となったときは、内部ＥＧＲｆｆｉ
の増加により燃焼速度が低下するので、これに見合うよ
うに点火タイミングの進角割合が大きくされ、要求点火
タイミングに合せられることにより、点火タイミングの
遅れに起因した出力低下等が防止される。

なお、上記実施例ではバルブリフト特性が高速用となる
か、低速用となるかに応じて点火タイミングを制御して
いるが、このような制御に加え、バルブリフト特性の切
替えの遅れを考慮して、切替え信号が出力されてから所
定時間経過後に適用される点火タイミングになるよう制
御してもよい。

バルブリフト特性の切替わり時にトルクショックを緩和
するように点火時期を変動させ、例えば高速用から低速
用のバルブリフト特性に切替わる時は、点火タイミング
を徐々に変化させ、低速用から高速用のバルブリフト特
性に切替わる時は、点火タイミングを一旦遅角側等にず
らせてからバルブリフト特性に応じたタイミングに変化
させていくというような補正を行なってもよい。

また、バルブリフト特性の切替えを、上記実施例では吸
入空気量に応じて制御する場合を示したが、これに限定
されるものではなく、例えばエンジン回転数のみで制御
してもよい。

また、バルブリフト特性可変装置の構造は上記実施例に
限定されず、種々変更可能である。例えば第７図および
第８図に承りように、ロッカーアーム６を一体化し、そ
の高速型カム４ａ、４ｂに対応する端部に、高速型カム
４ａ、４ｂに当接する摺動可能なプランジャ４１と、こ
れを高速型カム４ａ、４ｂに向けて付勢するスプリング
４２と、上記プランジャ４１に係脱するストッパ部材４
３とを備えたセレクタ４０を設けることにより、この端
部で高速型カム４ａ、４ｂの作動の吸収、伝達を行うよ
うにしてもよい。

また、上記実施例では吸気バルブに適用した場合を示し
たが、本発明は排気バルブに適用してもよく、この場合
も、排気バルブのリフト特性を変えることによってバル
ブオーバーラツプｍが変化し、これに伴って燃焼状態が
変動するので、吸気バルブに適用した場合と同様の制御
を行うようにすればよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、運転状態に応じてバルブの動作
を低速用リフト特性と高速用リフト特性とに切替えるよ
うにしたエンジンにおいて、高速用バルブリフト特性の
運転領域における点火タイミングの進角割合を低速用バ
ルブリフト特性の運転領域における点火タイミングの進
角割合よりも大きくしているため、バルブリフト特性の
変化に伴う燃焼状態の変化に対応した点火タイミングの
調整を行うことができ、低速側の運転領域での耐ノツク
性、高速側の運転領域での出力等を向上することができ
るも、のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置における動弁系の一実施例を示す平
面図、第２図は第１図のＩＩ−Ｉ線断面図、第３図は第
１図の■−■線断面図、第４図はロッカーシャフト位置
での縦断正面図、第５図は制御系の概略ブロック図、第
６図は制御のフローチャート、第７図は動弁系の別の実
施例を示す平面図、第８図は第７図の■−■轢断面図で
ある。 ２ａ、２ｂ・・・吸気バルブ、３・・・低速型カム、４
ａ、４ｂ・・・高速型カム、６・・・ロッカーアーム、
１０．４０・・・セレクタ、３０・・・制御回路（点火
タイミング制御手段）、３４・・・点火装置。 特許出願人　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　
　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　
　長１）正 向　　　　　　弁理士　　　板谷康夫 第　　γ　　図 じ　■− 第　　４　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　７　　図 ■− 第　　８　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、運転状態に応じて、吸気と排気のオーバーラップ量
   が小さい低速用バルブリフト特性と、上記オーバーラッ
   プ量がこの低速用バルブリフト特性より大きい高速用バ
   ルブリフト特性とにバルブの動作が切替えられるように
   したバルブリフト特性可変装置付エンジンにおいて、上
   記高速用バルブリフト特性の運転領域における点火タイ
   ミングの進角割合を、低速用バルブリフト特性の運転領
   域における点火タイミングの進角割合よりも大きくする
   点火タイミング制御手段を設けたことを特徴とするバル
   ブリフト特性可変装置付エンジン。