JPH04187806A - Controller for internal combustion engine - Google Patents

Controller for internal combustion engine

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JPH04187806A
JPH04187806A JP31673890A JP31673890A JPH04187806A JP H04187806 A JPH04187806 A JP H04187806A JP 31673890 A JP31673890 A JP 31673890A JP 31673890 A JP31673890 A JP 31673890A JP H04187806 A JPH04187806 A JP H04187806A
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cam
cams
engine braking
output
internal combustion
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Makoto Kimura
真 木村
Hiroyuki Itoyama
浩之 糸山
Hiroshi Komatsu
宏 小松
Hitoshi Sugiuchi
杉内 仁
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To exhibit an excellent engine brake by providing a means for selecting a cam of a relative small generation output in an operating region where an engine brake is required. CONSTITUTION:There are provided a plurality of cams 10 each having a cam profile of a different output characteristic, and a cam switching mechanism 11 for selectively switching the cams 10 according to an operating condition and transmitting movement of the cam to at least either one of an intake or an exhaust valve. Furthermore, there are provided a means 12 for detecting an operating condition where an engine brake is required, and a means 13 for selecting the cam of relatively small generating output in the operating region when the engine brake is required. When the engine brake is required, the cam of a relatively small output is selected in the operating region. Therefore, it is possible to exhibit an excellent engine brake.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は運転条件によってカムを切換える可変動弁機構
を備える自動車用等の内燃機関の出力制御装置に間する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to an output control device for an internal combustion engine for automobiles, etc., which is equipped with a variable valve mechanism that switches cams depending on operating conditions.

(従来の技術) 内燃機間の吸排気弁を駆動する動弁装置は、機関の要求
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。
(Prior Art) A valve train that drives intake and exhaust valves between internal combustion engines is set so as to obtain optimal valve timing in accordance with the output characteristics required by the engine.

ところが、この要求バルブタイミングは機関の運転条件
によってそれぞれ異なり、例えば低負荷域ではバルブリ
フト、開弁期間は共に小さく、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
用内燃機関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に設定するかが
なかなか難しく、いずれにしても、総ての運転条件で最
適なマツチングとすることはできない。
However, this required valve timing differs depending on the operating conditions of the engine. For example, in a low load range, both the valve lift and valve opening period are small, whereas in a high load range, a large valve lift and valve opening period are required. Engines that operate under a wide range of conditions, such as automobile internal combustion engines,
It is quite difficult to set the valve timing for which operating range, and in any case, it is not possible to achieve optimal matching under all operating conditions.

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えを行うことに
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
Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167016, by providing multiple cams with different cam characteristics (cam profiles) and switching the cams depending on the operating conditions, each cam is operated at the optimal valve timing. A variable valve device that makes it possible to do this has been proposed.

これは低回転域で高いトルク特性をもつ低速型の出力カ
ムと、高回転域で高いトルク特性の高速型の出力カムと
を、運転条件により切換えることにより、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すぐれた燃費
カムを備え、部分負荷域での燃費向上を図ることも提案
されている。
This is achieved by switching between a low-speed output cam with high torque characteristics in the low-speed range and a high-speed output cam with high torque characteristics in the high-speed range, depending on the operating conditions, to achieve high output from low speeds to high speeds. It is something that we are trying to bring out. In addition to this, it has also been proposed to provide a fuel efficiency cam with excellent fuel efficiency characteristics in a partial load range to improve fuel efficiency in the partial load range.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記したカムの切換えは、運転状態に応じて
出力や燃費が最良となるカムを目標とする制御であるた
め、車両の運転状況によってはカムの選択が必ずしも適
切ではないことがある。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, the above-mentioned cam switching is a control that targets the cam that provides the best output and fuel efficiency depending on the driving condition, so the cam selection may vary depending on the driving condition of the vehicle. may not always be appropriate.

例えば降坂路走行時などはエンジンブレーキを効かせな
がら運転したいことがあるが、カムの選択が出力を中ノ
C弓こして行なわれると、エンジンブレーキの効きが悪
くなる。
For example, when driving downhill, there are times when it is desirable to apply engine braking, but if the cam selection is made by adjusting the output, engine braking becomes less effective.

エンジンブレーキは降坂路走行だけでなく屈曲路走行時
にも要求されることがあり、また自動変速機付きの車両
では運転者の意志により第1、第2レンジ(自動変速し
ない)が選択されたときなども、エンジンブレーキが効
いた方が運転しやすいことがある。
Engine braking is sometimes required not only when driving downhill but also when driving on curved roads, and in vehicles with automatic transmissions, when the first or second range (no automatic transmission) is selected by the driver's will. In some cases, it may be easier to drive if engine braking is effective.

そこで本発明は、エンジンブレーキを要求される運転状
態では、その運転状況において最も良くエンジンブレー
キが効くようにカムの切換を制御することを目的とする
Therefore, an object of the present invention is to control cam switching in a driving state where engine braking is required so that the engine braking is most effective in that driving state.

(課題を解決するための手段) そこで本発明は、第1図(A)に示すように、出力特性
の異なるカムプロフィルをもつ複数のカム10と、これ
らのカム10を運転状態によって選択的に切換えると共
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11とを備えた内燃機関において、エン
ジンブレーキを必要とする運転状態を検出する手段12
と、エンジンブレーキの要求されるときはその運転域に
おける発生出力の比較的小さいカムに切換える手段13
を備える。
(Means for Solving the Problems) Therefore, as shown in FIG. 1(A), the present invention provides a plurality of cams 10 having cam profiles with different output characteristics, and selectively controlling these cams 10 depending on the operating state. Means 12 for detecting an operating state requiring engine braking in an internal combustion engine equipped with a cam switching mechanism 11 that switches the cam and transmits the movement of the cam to at least one of the intake and exhaust valves.
and means 13 for switching to a cam that generates a relatively small output in that operating range when engine braking is required.
Equipped with

また、第1図(B)に示すように、出力特性の異なるカ
ムプロフィルをもつ複数のカム10と、これらのカム1
0を運転状態によって選択的に切換えると共にこのカム
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11とを備えた内燃機関において、エンジンブレー
キを必要とする運転状態を検出する手段12と、屈曲路
走行状態2を判定する手段14と、エンジンブレーキが
要求され、かつ屈曲路走行状態にあるときはアクセル開
度変化に対する出力変化量が最大となるカムに切換える
手段15とを備える。
Further, as shown in FIG. 1(B), a plurality of cams 10 having cam profiles with different output characteristics, and these cams 1
In an internal combustion engine, the internal combustion engine is equipped with a cam switching mechanism 11 that selectively switches 0 depending on the operating state and transmits the movement of the cam to at least one of the intake and exhaust valves, and means 12 for detecting an operating state that requires engine braking. , means 14 for determining a crooked road running state 2, and means 15 for switching to a cam in which the amount of change in output with respect to a change in accelerator opening is maximized when engine braking is required and the vehicle is in the crooked road running state.

さらに第1図(C)に示すように、出力特性の異なるカ
ムプロフィルをもつ複数のカム10と、これらのカム1
0を運転状態によって選択的に切換えると共にこのカム
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
!!Al1If11とを備えた内燃機関において、エン
ジンブレーキを必要とする運転状態を検出する手段12
と、所定の減速状態で行なわれる燃料供給の遮断を判定
する手段16と、エンジンブレーキが要求され、かつ燃
料が遮断されるときはその運転域においてポンピングロ
スの最大となるカムに切換える手段17とを備える。
Further, as shown in FIG. 1(C), a plurality of cams 10 having cam profiles with different output characteristics and these cams 1
Cam switching that selectively switches 0 depending on the operating condition and transmits the movement of this cam to at least one of the intake and exhaust valves! ! Means 12 for detecting an operating state requiring engine braking in an internal combustion engine equipped with Al1If11
a means 16 for determining whether to cut off the fuel supply which is carried out in a predetermined deceleration state; and a means 17 for switching to the cam that maximizes the pumping loss in that operating range when engine braking is required and the fuel is cut off. Equipped with

〈作用) 第1の発明によれば、エンジンブレーキが必要となると
きに、その運転域で比較的出力の小さいカムが選択され
るので、良好なエンジンブレーキを効かせることができ
る。
<Operations> According to the first invention, when engine braking is required, a cam with a relatively small output in that operating range is selected, so that good engine braking can be performed.

第2の発明によれば、エンジンブレーキを必要とする屈
曲路走行時には、アクセル開度に対して出力トルクの変
化幅が最も大きなカムを選択することにより、エンジン
ブレーキと共に必要に応じてスムーズな加速もでき、良
好なドライバビリティが確保される。
According to the second invention, when driving on a curved road that requires engine braking, by selecting the cam that has the largest variation in output torque with respect to the accelerator opening, smooth acceleration can be achieved as needed along with engine braking. This also ensures good drivability.

第3の発明によれば、燃料遮断時には機関発生出力はゼ
ロで、ポンピングロスによるエンジンブレーキが効くが
、最もポンピングロスの大きなカムが選択されることに
より、エンジンブレーキの効きが最良となる。
According to the third invention, when the fuel is cut off, the output generated by the engine is zero and engine braking is effective due to pumping loss, but the effectiveness of engine braking is maximized by selecting the cam with the largest pumping loss.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

まず、第2図、第3図に可変動弁装置の基本的な構成を
示すが、これ自体は本出願人により、特願平2−117
261号として、既に提案されているもので、低回転域
と高回転域でそれぞれ出力を重視した2つの出力型カム
と、これとは別に部分負荷域などで燃費を重視した燃費
カムとの3つのカムを運転状況に応じて切り換えるよう
になっている。
First, FIGS. 2 and 3 show the basic configuration of a variable valve system, which was originally published in Japanese Patent Application No. 2-117 by the present applicant.
No. 261 has already been proposed, and includes two output type cams that emphasize output in the low rotation range and high rotation range, and a fuel efficiency cam that emphasizes fuel efficiency in the partial load range. The system is designed to switch between two cams depending on driving conditions.

21は燃費重視型のカムプロフィルに設定され、カムリ
フトが小さく、かつリフト開始が遅くリフト終了が早い
リフト区間の小さい第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。
21 is set to a cam profile that emphasizes fuel efficiency, and has a small cam lift and a small first cam (fuel efficiency cam) that has a slow lift start and early lift end, and 22 is a cam profile that generates high torque in the low rotation range. is set to
The second cam (low-speed output cam) 23, which has a relatively larger cam lift than the first cam 21, is set to a cam profile that generates high torque in a high rotation range, and has a higher cam lift and lift section than the second cam 22. The third cam (high-speed output cam) has a large output cam, and these are installed in parallel on the same camshaft.

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
ロッカーアームて゛、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。
24 is an intake/exhaust valve (intake valve or exhaust valve); 25 is a main rocker arm that is in constant contact with the first cam 21 via a roller 26; 24 is opened and closed.

メインロッカーアーム25にはシャフト30を支点にし
て揺動する2つのサブロッカーアーム28.29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。
Two sub-rocker arms 28 and 29 that swing around the shaft 30 are supported on the main rocker arm 25 in parallel with the roller 26, and one sub-rocker arm 28 is supported by the second cam 22 and the other. The sub-rocker arm 29 contacts the third cam 23.

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。
When these sub rocker arms 28 and 29 are not engaged with the main rocker arm 25, they are always urged by the lost motion spring 31 so as to contact the second and third cams 22 and 23, so that they are not engaged with the main rocker arm 25. moves (oscillates) independently.

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ビン3
2が、またメインロッカーアーム25にもこのビン32
と同軸上にビン34が、それぞれ力ムシタフl一方向に
摺動自由に配設され、かつこれらビン32.34は常時
はリターンスプリング36に付勢されて第2図の状態に
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、ビン34の収装された油圧室38に通路40
を介して圧油が導かれると、ビン32と34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。
In order to selectively engage these sub-rocker arms 28 and 29 with the main rocker arm 25, a cylindrical pin 3 is attached to the swinging portion of one of the sub-rocker arms 28.
2, this bin 32 is also attached to the main rocker arm 25.
Bins 34 are disposed coaxially with each other so as to be able to slide freely in one direction, and these bins 32 and 34 are normally held in the state shown in Fig. 2 by a return spring 36. Although the rocker arm 25 is disengaged, a passage 40 is inserted into the hydraulic chamber 38 in which the bin 34 is housed.
When pressure oil is introduced through the cylinder, the bottles 32 and 34 are pushed out by a predetermined amount, and the sub rocker arm 28 engages with the main rocker arm 25.

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の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に従ったバルブタイミングに切換わる。
The sub rocker arm 28 is integrated with the main rocker arm 25 when it is at the base circle of the first cam 21, and after integration, the valve timing follows the second cam 22, which has a larger lift than the first cam 21. Switch.

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の特性に切換られ
るのである。
In other words, due to the characteristics of the first cam 21 emphasizing fuel efficiency, the second cam 21
The cam 22 switches to a characteristic that emphasizes output in the low rotation range.

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、ビン35と33がリターンスプリング37に抗
して押し出され、サブ口、7カーアーム29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よりもリフト量、リフ
ト区間の共に大きい第3カム23に依存するように切換
られ、高回転域での出力重視の特性が得られるのである
The other sub-rocker arm 29 is constructed in the same manner, and when pressure oil is introduced into the hydraulic chamber 39 through the passage 41, the bottles 35 and 33 are pushed out against the return spring 37, and the sub-port, By the engagement of the seventh car arm 29 with the main rocker arm 25, the valve timing is switched to depend on the third cam 23, which has a larger lift amount and lift section than the first cam 21, as described above, and the valve timing is switched to depend on the third cam 23, which has a larger lift amount and lift section than the first cam 21, as described above. This results in output-oriented characteristics.

なお、第4図に第1カム21から第3カム23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、第5図のようになり、第1カム21に
よれば、発生トルクは低いものの燃費が良く、第2カム
22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
In addition, FIG. 4 shows the valve lift characteristics from the first cam 21 to the third cam 23, and the full-open output characteristics when using each cam are shown in FIG. According to this, although the generated torque is low, the fuel efficiency is good, the second cam 22 has the highest maximum torque in the low rotation range, and the third cam 23 generates less torque in the low rotation range than the second cam 22, but The maximum torque is greatest in the high rotation range.

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22.23から
第1カム21への切換を制御するために第6図に示すよ
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。
By the way, from the first cam 21 to the second and third cams 22 and 23
A control unit 51 as shown in FIG. 6 is provided to control switching from the second and third cams 22, 23 to the first cam 21, and vice versa, to control the switching from the second and third cams 22, 23 to the first cam 21. is selected.

コントローユニット51におけるこのカムの選択は第5
図の特性に基づいて、要求するトルクと回転数が例えば
燃費カムである第1カム21の領域にあるときはこの燃
費カムを用い、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例えば低速型出力カ
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に切換られるのである。
The selection of this cam in the control unit 51 is
Based on the characteristics shown in the figure, when the required torque and rotational speed are in the range of the first cam 21, which is the fuel efficiency cam, this fuel economy cam is used, and from this state, the accelerator opening degree increases and the required torque is adjusted to the fuel efficiency cam. When the second cam 22, which is a low-speed output cam, moves out of the range, for example, the fuel efficiency cam is switched to the low-speed output cam, and the rotation speed increases from the low rotation range to the high rotation range. Then, the output cam is switched to the third cam 23, which is a high-speed output cam.

このため、コントロールユニット51には機関回転数、
クランク角度位置を検出するクランク角センサ52、ア
クセルペダルの操作量(踏込量)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時期が判定されたら
、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。
For this reason, the control unit 51 has the engine speed,
Signals are input from a crank angle sensor 52 that detects the crank angle position, an accelerator operation amount sensor 53 that detects the operation amount (depression amount) of the accelerator pedal, and a cam position sensor 58 that detects the actually selected cam position. When the cam switching timing is determined based on these as described above, the operation of the electromagnetic valves 45 and 46 for switching the hydraulic pressure to the two hydraulic chambers 38 and 39 is controlled.

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。
That is, when one solenoid valve 45 is opened, pressure oil from the oil pump is introduced into the hydraulic chamber 38 in order to operate the second cam 22, and when the other solenoid valve 46 is opened, the third solenoid valve 46 is opened.
Pressure oil is introduced into the hydraulic chamber 39 in order to operate the cam 23.

ところでコントロールユニット51は、同一のスロット
ル開度に対してのカムの出力特性が異なり、そのままで
は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
たりするが、これらの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の点火時期を補正制御する。
By the way, in the control unit 51, the output characteristics of the cams are different for the same throttle opening, and if left as is, a large torque step will occur when the cam is switched, and the discontinuous output fluctuations will deteriorate driveability and cause vehicle body vibration. However, in order to avoid these phenomena, the opening degree of the throttle valve 57 provided in the intake passage and the ignition timing of the ignition device 59 are corrected and controlled in response to the switching.

スロットルバルブ57はコントロールユニット51から
の信号を受けるサーボ駆動回路55、及びこの駆動信号
に基づいて作動するサーボモータ56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。なお、スロットルバルブ57は各気筒
毎に独立させた吸気通路にそれぞれ設けることもできる
The opening degree of the throttle valve 57 is increased or decreased independently of an accelerator pedal (not shown) via a servo drive circuit 55 that receives a signal from the control unit 51 and a servo motor 56 that operates based on this drive signal. The actual opening of the valve 57 is fed back to the control unit 51 via the throttle opening sensor 54. Note that the throttle valves 57 may be provided in independent intake passages for each cylinder.

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57を介してスロットルバルブ5
7の開度を決定する。
The control unit 51 basically determines the required torque from the signal of the accelerator operation amount sensor 53, and uses the cam position at that time determined from the output of the cam position sensor 58.
The throttle opening position required to generate the required torque is calculated, and the throttle valve 5 is operated via the servo motor 57.
7. Determine the opening degree.

そして、カム切換が判断されたときは、第1カム21か
ら出力トルクの大きい第2または第3カム22.23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22.2
3から出力トルクの小さい第1カム21に切換るときは
、逆にスロットルバルブ57の開度を増大させてトルク
段差を吸収するように出力の補正制御を行う。
When cam switching is determined, when switching from the first cam 21 to the second or third cam 22, 23 having a larger output torque, the servo drive circuit 55, the servo motor 56
The opening degree of the throttle valve 57 is corrected to decrease in accordance with the torque level difference from the switching target to absorb the increased torque. Also, the second or third cam 22.2
3 to the first cam 21 with a smaller output torque, conversely, the opening degree of the throttle valve 57 is increased to perform output correction control so as to absorb the torque difference.

図示しないが、同時に点火装置の点火時期を補正制御し
て出力の変動を抑制することも可能である。
Although not shown, it is also possible to simultaneously correct and control the ignition timing of the ignition device to suppress fluctuations in output.

一方、この発明において、コントロールユニット51は
エンジンブレーキが要求される運転条件下においては、
その運転状態において最も良くエンジンブレーキが効く
ようにカムの選択を行うようにもなっている。
On the other hand, in the present invention, the control unit 51 under operating conditions where engine braking is required,
The cam is also selected to provide the best engine braking under the driving conditions.

前述したように各カムの選択は、そのときの運転状態に
応じて最も燃費がよく、また発生出力が最大となること
を基準に実行されるが、同一のアクセル開度における機
関出力が小さいほど好ましい、エンジンブレーキが要求
される運転条件下では、このようなカムの選択は要求と
は必ずしも一致しない。そこで、エンジンブレーキが要
求される運転条件の下では、これに対応して機関出力が
比較的小さく(負の仕事も含めて〉なるようにカムを選
択するのである。
As mentioned above, each cam is selected on the basis of the best fuel efficiency and maximum generated output depending on the driving condition at that time, but the smaller the engine output at the same accelerator opening, the more Under favorable operating conditions where engine braking is required, such cam selection does not necessarily correspond to the requirements. Therefore, under operating conditions that require engine braking, the cam is selected so that the engine output is relatively small (including negative work).

エンジンブレーキが要求される運転条件とは、例えば降
板路を走行するとき、自動変速機付き車両ではシフトレ
バ−を自動変速しない第1、第2レンジに操作したとき
、あるいは積極的にエンジンブレーキを効かずことを要
求された場合などがあり、そこでこのような条件を検出
する手段60として、例えば車両の前後の傾きを検出す
る傾斜計、またはスロットル開度に対する加速度の変化
量から降坂路走行を推定する手段、変速機のシフト位置
を検出するシフト位置センサ、運転者によって操作可能
なエンジンブレーキ要求スイッチ等の少なくとも一つが
備えられる。
Driving conditions that require engine braking include, for example, when driving on a descending road, when a vehicle with an automatic transmission operates the shift lever to the first or second range that does not automatically shift, or when the engine brake is actively applied. For example, as a means 60 for detecting such conditions, an inclinometer that detects the front and rear inclination of the vehicle, or an inclinometer that detects the amount of change in acceleration with respect to the throttle opening, is used to estimate downhill road running. At least one of a shift position sensor for detecting the shift position of the transmission, an engine brake request switch operable by the driver, etc. is provided.

また、エンジンブレーキを効かずにあたり、カーブが連
続する屈曲路走行時などは減速と加速とを交互に繰り返
すことが多いので、アクセル操作に対応して発生トルク
を増減しやすいカムを選択することが好ましい、さらに
、減速燃料遮断時のように機関出力がゼロの状態では、
機関のポンピングロスの大きさによってエンジンブレー
キの効きが変化し、このような場合は、エンジンモータ
リング時にポンピングロスが最大となるカムを選択する
と良い。
In addition, since deceleration and acceleration are often repeated alternately when driving on a curved road with continuous curves without engine braking, it is recommended to select a cam that can easily increase or decrease the generated torque in response to accelerator operation. Preferably, furthermore, in a state where the engine output is zero such as during deceleration fuel cutoff,
The effectiveness of engine braking changes depending on the amount of pumping loss in the engine, and in such cases, it is best to select a cam that provides the maximum pumping loss during engine motoring.

そこでこれらの運転条件下でのエンジンブレーキの最適
制御も行うために、車両の操舵角度を検出する操舵角度
センサの単位時間当たりの出力変化量が設定値を越えた
ときに屈曲路走行状態にあると判定する手段61と、ア
クセル開度が所定の低開度以下で機関回転数が所定回転
以上のときに行なわれる減速燃料遮断状態を判定する手
段62とを備える。
Therefore, in order to perform optimal control of engine braking under these driving conditions, when the amount of change in output per unit time of the steering angle sensor that detects the steering angle of the vehicle exceeds a set value, it is determined that the vehicle is traveling on a curved road. and means 62 for determining a deceleration fuel cutoff state that is performed when the accelerator opening is below a predetermined low opening and the engine speed is above a predetermined rotation.

コントロールユニット51ではこれらの出力に基づいて
、第7図のフローチャートで示すようにしてエンジンブ
レーキ要求時に最もよくエンジンブレーキが効くように
カムの切換えを制御する。
Based on these outputs, the control unit 51 controls cam switching so that the engine brake is most effective when the engine brake is requested, as shown in the flowchart of FIG.

ステップ1.2でエンジンブレーキ要求検出手段60、
屈曲路走行判定手段61、減速燃料遮断判定遮断62等
からのエンジンブレーキを要求する判定入力を読み込む
と、まずエンジンブレーキの要求があるかどうかを判断
し、ないときはステップ10で通常のカム切換制御に移
行するが、要求有りのときは、ステップ3.4で屈曲路
走行かどうか、さらには燃料遮断中かどうかをそれぞれ
判断する。
In step 1.2, engine brake request detection means 60;
When a judgment input requesting engine braking is read from the curved road running judgment means 61, deceleration fuel cutoff judgment cutoff 62, etc., it is first judged whether or not there is a request for engine braking, and if there is no request, normal cam switching is performed in step 10. The process moves to control, and if there is a request, it is determined in step 3.4 whether or not the vehicle is traveling on a curved road and whether or not the fuel is being cut off.

いずれにもないときは、ステップ5で機関回転数、アク
セル開度などの運転状況を読み込んでから、その運転域
で最も出力の小さいカムを予め設定しであるマツプから
選択し、カムの切換を行う(ステップ6.7)。
If neither is available, read the operating conditions such as engine speed and accelerator opening in step 5, select the cam with the lowest output in that operating range from the preset map, and switch the cam. (step 6.7).

第8図に各カムによる最大スロットル開度の出力特性と
、カム領域間の等出力特性を示すが、この特性領域にし
たがって第9図のようにして、比較的小さな出力のカム
を選択するのである。
Figure 8 shows the maximum throttle opening output characteristics of each cam and the equal output characteristics between cam regions.According to this characteristic region, as shown in Figure 9, a cam with a relatively small output is selected. be.

つまり、第8図のA領域で出力が最大となるのは第3カ
ム、B領域では第2カム、C領域では第1カムであり、
したがって、各領域でそれぞれこれとは異なるカムを選
択すれば発生トルクは小さくなり、アクセル開度を小さ
くすることにより即時に駆動力が減少し、高いエンジン
ブレーキ効果が得られる。
In other words, the third cam has the maximum output in area A in Figure 8, the second cam in area B, and the first cam in area C.
Therefore, if different cams are selected for each region, the generated torque will be reduced, and by reducing the accelerator opening degree, the driving force will be immediately reduced, and a high engine braking effect will be obtained.

なお、そのときの運転域によっては2つのカムを選択し
うろこともあるが、この場合には、発生トルクのより小
さなカムを選択すれば、それだけエンジンブレーキの効
きを高められる。
Note that depending on the operating range at that time, it may be possible to select two cams, but in this case, selecting the cam that generates smaller torque will increase the effectiveness of engine braking accordingly.

次に、ステップ3で屈曲路走行と判断されたときは、ス
テップ9に移行してアクセル開度変化に対して最も出力
変化量の大きいカムを選択する。
Next, when it is determined in step 3 that the vehicle is traveling on a curved road, the process proceeds to step 9, and the cam with the largest output change amount in response to the change in accelerator opening degree is selected.

第10図にはアクセル開度と回転数に対する各カムの最
大出力特性を示してあり、したがって、等回転数におい
てアクセル開度の変化量に対して出力トルクの変化幅が
大きいのは、各領域において、最大出力をとるカムとい
うことになる。
Figure 10 shows the maximum output characteristics of each cam with respect to accelerator opening and rotation speed. Therefore, at a constant rotation speed, the range of change in output torque is large relative to the change in accelerator opening in each region. In this case, it is the cam that produces the maximum output.

第11図はこれを示すもので、第2カムか第3カムのい
ずれかが選択さされることになる。カーブの連続する屈
曲路走行時には、各カーブに入るときにエンジンブレー
キを効かせ、出るときに加速することが多く、したがっ
て運転者のアクセル操作に対して発生トルクの変化幅が
大きいほど運転操作性が良好となる。
FIG. 11 shows this, and either the second cam or the third cam is selected. When driving on a winding road with a series of curves, engine braking is often applied when entering each curve and acceleration is applied when exiting each curve. Therefore, the larger the variation in the generated torque in response to the driver's accelerator operation, the easier it is to drive. becomes good.

また、ステップ4で減速燃料遮断時と判断されると、ス
テップ8に移行して燃料遮断時にポンピングロスが最大
となるカムか選択される。
If it is determined in step 4 that deceleration fuel is cut off, the process moves to step 8 and the cam that provides the maximum pumping loss during fuel cutoff is selected.

第12図は燃料を供給しないときのポンピングロスの大
きさを示すもので、低回転域の第1カムのポンピングロ
スが最大となり、以下、第2、第3カムとなる。
FIG. 12 shows the magnitude of pumping loss when no fuel is supplied, and the pumping loss of the first cam is maximum in the low rotation range, followed by the second and third cams.

したがって、第13図に示すようにして、各領域でポン
ピングロスが最大のカムを選択することにより、エンジ
ンブレーキの効きを高められる。
Therefore, by selecting the cam with the maximum pumping loss in each region as shown in FIG. 13, the effectiveness of engine braking can be enhanced.

なお、第1カムは同一トルクを発生するためのポンピン
グロスは最小となるが、燃料遮断時(モータリング時)
のように発生トルクがセロの状態での比較では、他のカ
ムに比較してカムリフトとリフト期間が小さい分だけ吸
入行程ての仕事損失(負の仕事〉が大きく、ポンピング
ロスを増大させている。
Note that the first cam generates the same torque, so the pumping loss is minimal, but when the fuel is cut off (motoring)
When compared with the generated torque at zero, the work loss (negative work) in the suction stroke is large due to the smaller cam lift and lift period compared to other cams, increasing the pumping loss. .

このようにして、エンジンブレーキが要求されたら、そ
のときの運転条件によって、最もエンジンブレーキ効果
が高く、かつ運転のしやすいカムが選択され、良好な運
転性が確保されるのである。
In this way, when engine braking is required, the cam that provides the highest engine braking effect and is easiest to operate is selected depending on the operating conditions at that time, ensuring good drivability.

なお、カムの切換時には前述したようなトルク段差が発
生するので、コントロールユニット51により、これを
防ぐようにスロットル開度の補正制御が行なわれる。こ
のため、カム切換の直後は原則として発生トルクの変動
はないが、エンジンブレーキをさらに効かせるように運
転者がアクセル開度を減少すれば、選択されたカムによ
り大きなエンジンブレーキの効果が得られるのである。
It should be noted that when switching the cams, a torque step difference as described above occurs, so the control unit 51 performs correction control of the throttle opening degree to prevent this. Therefore, as a general rule, there is no change in the generated torque immediately after switching the cam, but if the driver reduces the accelerator opening in order to apply more engine braking, the selected cam will produce a greater engine braking effect. It is.

(発明の効果) 以上のように第1の発明によれば、エンジンブレーキを
必要とする運転状態を検出する手段と、エンジンブレー
キの要求されるときはその運転域における発生出力の比
較的小さいカムに切換える手段を備えたので、エンジン
ブレーキが必要となるときに、その運転域で比較的出力
の小さいカムが選択されるため、良好にエンジンブレー
キを効かせることができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the first invention, there is provided a means for detecting an operating state that requires engine braking, and a cam that generates a relatively small output in the operating range when engine braking is required. Since a means for switching is provided, when engine braking is required, a cam with a relatively small output in that operating range is selected, so that engine braking can be effectively applied.

また、第2の発明によれば、エンジンブレーキを必要と
する運転状態を検出する手段と、屈曲路走行状態を判定
する手段と、エンジンブレーキが要求され、かつ屈曲路
走行状態にあるときはアクセル開度変化に対する出力変
化量が最大となるカムに切換える手段とを備えたので、
エンジンブレーキを必要とする屈曲路走行時には、アク
セル開度に対して出力トルクの変化幅が最も大きなカム
を選択することにより、エンジンブレーキと共に必要に
応じてスムーズな加速もてき、良好なドライバビリティ
が確保される。
Further, according to the second invention, there is provided a means for detecting a driving state requiring engine braking, a means for determining a winding road driving state, and an accelerator when engine braking is required and the winding road driving state is present. Since it is equipped with a means to switch to the cam that maximizes the amount of change in output with respect to changes in opening,
When driving on curved roads that require engine braking, by selecting the cam that has the largest variation in output torque with respect to accelerator opening, smooth acceleration is achieved as needed along with engine braking, resulting in good drivability. Secured.

さらに第3の発明によれば、エンジンブレーキを必要と
する運転状態を検出する手段と、所定の減速状態で行な
われる燃料供給の遮断を判定する手段と、エンジンブレ
ーキが要求され、かつ燃料が遮断されるときはその運転
域においてポンピングロスの最大となるカムに切換える
手段とを備えたので、ポンピングロスによるエンジンブ
レーキが支配的となる燃料遮断時には、最もポンピング
ロスの大きなカムが選択されるため、エンジンブレーキ
の効きが最良となる。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a means for detecting an operating state that requires engine braking, a means for determining whether fuel supply is cut off in a predetermined deceleration state, and a means for detecting a driving state in which engine braking is required, a means for determining whether fuel supply is cut off in a predetermined deceleration state, and a fuel supply cutoff when engine braking is requested and fuel cutoff. When the fuel is cut off, the cam with the largest pumping loss is selected, and the cam with the largest pumping loss is selected. The effectiveness of engine braking is the best.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)〜(C)は本発明のそれぞれ構成図、第2
図は本発明の実施例を示す可変動弁機構の平面図、第3
図は同じくそのX−X線断面図、第4図は各カムのリフ
ト特性を示す説明図、第5図は各カムによる出力特性を
トルクと回転数に基づいて示す説明図、第6図はコント
ロールユニットのブロック図、第7図はコントロールユ
ニットにおいて実行される制御動作を示すフローチャー
ト、第8図は各カムの最大出力特性と等出力特性とによ
るカム領域を示す出力と回転数に基づいて示す説明図、
第9図はエンジンブレーキ要求時の各カムの選択領域を
示す説明図、第10図は各カムによる出力特性をアクセ
ル開度と回転数に基づいて示す説明図、第11図は屈曲
路走行時の各カムの選択領域を示す説明図、第12図は
各カムのポンピングロス特性を回転数に基づいて示す説
明図、第13図は燃料遮断時の各カムの選択領域を示す
説明図である。 21・・・第1カム、22・・・第2カム、23・・・
第3カム、24・・・吸・排気弁、25・・・メインロ
ッカアーム、28.29・・・サブロッカアーム、51
・・コントロールユニット、52・・・クランク角セン
サ、53・・・アクセル操作量センサ、60・・・エン
ジンブレーキ検出手段、61・・・屈曲路走行判定手段
、62・・・燃料遮断判定手段。 第1図(A) 第1図(C) 25−、¥インロッカアーム 28.29−−−ブフ゛
ロッカアーム第3図 21〜23−  カム 第4図 第5図 エンシ゛ン匣漣二奎丈rpm 第8図 (小)    機関回転数      (大)第9図 第10図 第11図
FIGS. 1(A) to (C) are block diagrams of the present invention, and FIG.
The figure is a plan view of a variable valve mechanism showing an embodiment of the present invention.
The figure is also a sectional view taken along the line X-X, Figure 4 is an explanatory diagram showing the lift characteristics of each cam, Figure 5 is an explanatory diagram showing the output characteristics of each cam based on torque and rotational speed, and Figure 6 is an explanatory diagram showing the lift characteristics of each cam. A block diagram of the control unit, FIG. 7 is a flowchart showing the control operations executed in the control unit, and FIG. 8 shows the cam region based on the maximum output characteristic and equal output characteristic of each cam based on the output and rotation speed. Explanatory diagram,
Figure 9 is an explanatory diagram showing the selection range of each cam when engine braking is required, Figure 10 is an explanatory diagram showing the output characteristics of each cam based on accelerator opening and rotation speed, and Figure 11 is when driving on a curved road. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the selection area of each cam based on the rotation speed, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the selection area of each cam at the time of fuel cutoff. . 21...first cam, 22...second cam, 23...
Third cam, 24... Intake/exhaust valve, 25... Main rocker arm, 28.29... Sub rocker arm, 51
... Control unit, 52... Crank angle sensor, 53... Accelerator operation amount sensor, 60... Engine brake detection means, 61... Curved road running determination means, 62... Fuel cutoff determination means. Fig. 1 (A) Fig. 1 (C) 25-, In-rocker arm 28.29--Blocker arm Fig. 3 21-23- Cam Fig. 4 Fig. 5 Engine armrest height rpm Fig. 8 (Small) Engine speed (Large) Figure 9 Figure 10 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複数のカム
と、これらのカムを運転状態によって選択的に切換える
と共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を備えた内燃機関において、エン
ジンブレーキを必要とする運転状態を検出する手段と、
エンジンブレーキの要求されるときはその運転域におけ
る発生出力の比較的小さいカムに切換える手段を備えた
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 2、出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複数のカム
と、これらのカムを運転状態によって選択的に切換える
と共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を備えた内燃機関において、エン
ジンブレーキを必要とする運転状態を検出する手段と、
屈曲路走行状態を判定する手段と、エンジンブレーキが
要求され、かつ屈曲路走行状態にあるときはアクセル開
度変化に対する出力変化量が最大となるカムに切換える
手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 3、出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複数のカム
と、これらのカムを運転状態によって選択的に切換える
と共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を備えた内燃機関において、エン
ジンブレーキを必要とする運転状態を検出する手段と、
所定の減速状態で行なわれる燃料供給の遮断を判定する
手段と、エンジンブレーキが要求され、かつ燃料が遮断
されるときはその運転域においてポンピングロスの最大
となるカムに切換える手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の制御装置。
[Scope of Claims] 1. A plurality of cams having cam profiles with different output characteristics, and a cam switching mechanism that selectively switches these cams depending on operating conditions and transmits the motion of the cams to at least one of the intake and exhaust valves. In an internal combustion engine, means for detecting an operating condition requiring engine braking;
1. A control device for an internal combustion engine, comprising means for switching, when engine braking is required, to a cam that generates a relatively small output in that operating range. 2. An internal combustion engine equipped with a plurality of cams having cam profiles with different output characteristics, and a cam switching mechanism that selectively switches these cams depending on operating conditions and transmits the motion of the cams to at least one of the intake and exhaust valves. means for detecting an operating condition requiring engine braking;
The vehicle is characterized by comprising means for determining whether the vehicle is traveling on a curved road, and means for switching to a cam that maximizes the amount of change in output in response to a change in accelerator opening when engine braking is required and the vehicle is traveling on a curved road. Internal combustion engine control device. 3. An internal combustion engine equipped with a plurality of cams having cam profiles with different output characteristics, and a cam switching mechanism that selectively switches these cams depending on the operating state and transmits the motion of the cams to at least one of the intake and exhaust valves. means for detecting an operating condition requiring engine braking;
A means for determining whether fuel supply is cut off in a predetermined deceleration state, and a means for switching to a cam that maximizes pumping loss in that operating range when engine braking is required and fuel is cut off. An internal combustion engine control device characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010196532A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Hitachi Automotive Systems Ltd Control device for vehicular internal combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261908U (en) * 1985-10-09 1987-04-17
JPS6330481A (en) * 1986-07-22 1988-02-09 Kao Corp Production of pyran derivative

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