JPH0432205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、吸気弁あるいは排気弁の開閉作動態
様を機関の低速運転に対応した低速作動態様と機
関の高速運転に対応した高速作動態様とに切換え
るための弁作動変更機構を備える内燃機関の動弁
制御装置に関する。

(2) 従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭61−
19911号公報により公知である。

(3) 発明が解決しようとする問題点 上記従来のものでは、弁作動変更機構を低速作
動態様から高速作動態様に切換える機関回転数
と、高速作動態様から低速作動態様に切換える回
転数とが同一に設定されるのが一般的である。と
ころで、弁作動変更機構の低速作動態様と高速作
動態様とでは、機関の出力トルク特性は異なるも
のであり、また切換ポイントで多少のヒステリシ
スを設けないとその切換ポイント付近での運転時
にハンチングを生じることがあり、ヒステリシス
を設けることは必須の制御手法であるが、そのヒ
ステリシスを複数のトルク特性のどのポイントに
定めるかで運転性能に影響がででくる。加速時に
は機関の出力トルクが或る程度高回転側で切換え
た方が加速性能上有利であるのに対し、減速時に
は出力トルク差があるとトルク差によるシヨツク
を感じてしまう。このような加速時と減速時とで
異なる要求を満足することは、上記従来のように
同一回転数で弁作動変更機構の切換制御を行なう
ものでは困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、加速時の加速性能を向上するとともに減速
時の円滑な切換を実現し得るようにした内燃機関
の動弁制御装置を提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明装置は、機関回転数を検出する回転数検
出器と、該回転数検出器で検出された機関回転数
が予め設定された第１回転数未満であるときに弁
作動変更機構を高速作動態様から低速作動態様に
切換えるとともに前記機関回転数が第１回転数よ
りも大きく設定された第２回転数を超えるのに応
じて弁作動変更機構を低速作動態様から高速作動
態様に切換える制御手段とを含み、前記第１回転
数は、弁作動変更機構の低速作動態様と高速作動
態様とで機関の出力トルクが同一となるときの機
関回転数にほぼ等しく設定される。

(2) 作用 上記構成によれば、弁作動変更機構が低速作動
態様にあるときの機関の出力トルクと、高速作動
態様にあるときの出力トルクとの間にトルク差が
ある第２回転数で低速作動態様から高速作動態様
に切換わるので加速性能が向上し、また低速作動
態様および高速作動態様の出力トルクが同一とな
る回転数にほぼ等しい第１回転数で高速作動態様
から低速作動態様に切換わるので、トルク差によ
るシヨツクがなく円滑な切換を実現することがで
きる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図、第２図および第３図にお
いて、機関本体Ｅに設けられた一対の吸気弁１，
１は、機関のクランク軸から1/2の減速比で回転
駆動されるカムシヤフト２に一体的に設けられた
一対の低速用カム４，４および高速用カム５と、
カムシヤフト２と平行なロツカシヤフト６に枢支
される第１、第２および第３ロツカアーム７，
８，９と、各ロツカアーム７，８，９の連結およ
び連結解除を切換えて吸気弁１，１の作動を機関
の運転状態に応じて変更する弁作動変更機構１０
との働きにより開閉駆動される。

カムシヤフト２は、機関本体Ｅの上方で回転自
在に配設されており、低速用カム４，４は吸気弁
１，１に対応する位置でカムシヤフト２に一体化
され、高速用カム５は両低速用カム４，４間でカ
ムシヤフト２に一体化される。両低速用カム４，
４は、カムシヤフト２の半径方向に沿う突出量が
比較的小さい高位部４ａと、ベース円部４ｂとを
それぞれ有し、高速用カム５は、カムシヤフト２
の半径方向に沿う突出量が比較的大きい高位部５
ａと、ベース円部５ｂとを有する。

ロツカシヤフト６は、カムシヤフト２よりも下
方で固定配置される。このロツカシヤフト６に
は、第１〜第３ロツカアーム７〜９がそれぞれ枢
支されるが、第１および第３ロツカアーム７，９
は基本的に同一形状に形成される。すなわち第１
および第３ロツカアーム７，９は、吸気弁１，１
に対応する位置でロツカシヤフト６にそれぞれ枢
支され、各吸気弁１，１の上方位置まで延設され
る。また第１および第３ロツカアーム７，９の上
部に低速用カム４，４に摺接するカムスリツパ１
１，１３が設けられる。第２ロツカアーム８は、
第１および第３ロツカアーム７，９間でロツカシ
ヤフト６に枢支されており、この第２ロツカアー
ム８の上部には高速用カム５に摺接するカムスリ
ツパ１２が設けられる。

各吸気弁１，１の上部には鍔部１４がそれぞれ
設けられており、これらの鍔部１４と機関本体Ｅ
との間には弁ばね１５がそれぞれ介装される。し
たがつて各吸気弁１，１は閉弁方向すなわち上方
に向けて付勢される。また第１および第３ロツカ
アーム７，９には、各吸気弁１，１の上端に当接
し得るタペツトねじ１６が進退可能にそれぞれ螺
合される。

第２ロツカアーム８の端部下面には、有底円筒
状のリフタ１７が当接されており、このリフタ１
７は機関本体Ｅとの間に介装したリフタばね１８
により上方に付勢される。これにより第２ロツカ
アーム８のカムスリツパ１２は高速用カム５に常
時摺接される。

第４図において、弁作動変更機構１０は、一端
を油圧室２１に臨ませて第１ロツカアーム７に摺
動可能に嵌合されるとともに第１および第２ロツ
カアーム７，８を連結する位置およびその連結を
解除する位置間で移動可能な第１連結ピン２２
と、第１連結ピン２２の他端に一端を同軸に当接
させて第２ロツカアーム８に摺動可能に嵌合され
るとともに第２および第３ロツカアーム８，９を
連結する位置およびその連結を解除する位置間で
移動可能な第２連結ピン２３と、第２連結ピン２
３の他端に一端を同軸に当接させて第３ロツカア
ーム９に摺動可能に嵌合されるストツパピン２４
と、前記各ピン２２，２３，２４を連結解除側に
付勢すべくストツパピン２４および第３ロツカア
ーム９間に縮設される戻しばね２５とを備える。

第１ロツカアーム７には、第２ロツカアーム８
側に開放した有底の第１摺動穴２６がロツカシヤ
フト６と平行にして穿設され、この第１摺動穴２
６に第１連結ピン２２が摺動可能に嵌合され、第
１連結ピン２２の一端および第１摺動穴２６の閉
塞端間に油圧室２１が画成される。しかも第１摺
動穴２６の閉塞端には第１連結ピン２２の一端に
当接する規制突部２６ａが突設されており、第１
連結ピン２２の軸方向長さはその一端を規制突部
２６ａに当接させているときにその他端が第１お
よび第２ロツカアーム７，８間に位置するように
設定される。

また第２ロツカアーム８には、第１摺動穴２６
と同径のガイド孔２７がロツカシヤフト６と平行
にして両側面間にわたつて穿設される。このガイ
ド孔２７には第２連結ピン２３が摺動可能に嵌合
されており、第２連結ピン２３の軸方向長さは、
第１連結ピン２２の他端に当接した一端が第１お
よび第２ロツカアーム７，８間にあるときに他端
が第２および第３ロツカアーム８，９間にあるよ
うに設定される。

第３ロツカアーム９には、第２ロツカアーム８
側に開放した有底の第２摺動穴２８がロツカシヤ
フト６と平行にかつガイド孔２７と同径にして穿
設される。この第２摺動穴２８には、一端を第２
連結ピン２３の他端に当接させるストツパピン２
４が摺動可能に嵌合される。しかも第２摺動穴２
８の途中にはストツパピン２４の他端を受けるベ
く第２ロツカアーム８側に臨んだ段部２８ａが設
けられており、この段部２８ａにストツパピン２
４の他端が当接したときに該ストツパピン２４の
一端は第２摺動穴２８内にある。

ストツパピン２４には案内ロツド２９が同軸に
連設されており、この案内ロツド２９は、第２摺
動穴２８の閉塞端に穿設された案内孔３０に移動
自在に挿通される。また戻しばね２５は、前記案
内ロツド２９を囲繞してストツパピン２４と第２
摺動穴２８の閉塞端との間に介装される。

さらに第１摺動穴２６、ガイド孔２７および第
２摺動穴２８は、各ロツカアーム７，８，９が、
対応するカム４，５，４のベース円部４ｂ，５
ｂ，４ｂにそれぞれ摺接している状態で軸線を一
致させるようにして配置される。

ロツカシヤフト６内には油圧供給路３１が設け
られる。また第１ロツカアーム７には、油圧室２
１に通じる油路３３と、その油路３３に連通して
ロツカシヤフト６を囲繞する環状溝３４とが設け
られ、ロツカシヤフト６には油圧供給路３１を環
状溝３４に連通せしめる油孔３５が穿設される。
したがつて油圧供給路３１は油圧室２１に常時連
通する。

油タンク３６から作動油を汲上げる油圧ポンプ
３７の吐出口に接続されるとともにその上流側か
ら順にリリーフ弁３８ならびに逆止弁３９を備え
る供給油路４０および油タンク３６に通じる解放
油路４１と、前記油圧供給油路３１に接続された
油路４２との間には、供給油路４０を油路４２に
連通せしめる高速対応状態と、油路４２を解放油
路４１に連通せしめる低速対応状態とを切換える
切換弁４３が介装される。該切換弁４３は、ソレ
ノイド４４の励磁および消磁に応じて切換作動す
るものであり、ソレノイド４４の消磁時には第４
図で示すように切換弁４３は油路４２を解放路４
１に連通せしめた低速対応状態となり、またソレ
ノイド４４の励磁時には切換弁４３は油路４２を
供給油路４０に連通せしめた状態となる。

この切換弁４３のソレノイド４４は、コンピユ
ータ等の制御手段４５により制御されるものであ
り、この制御手段４５には、弁作動変更機構１０
における作動油の油温に対応するものとして機関
の冷却水温を検出する温度検出器４６と、機関の
回転数を検出する回転数検出器４７とが接続され
ており、制御手段４５は、それらの検出器４６，
４７の検出値に応じてソレノイド４４の消磁・励
磁を切換制御するとともに機関に燃料を供給する
ための燃料供給手段４８を制御する。

すなわち、制御手段４５では第５図で示すよう
な制御手順が設定される。第１ステツプＳ１では
温度検出器４６による検出温度Ｔが設定温度T₀
たとえば50度Ｃ以下であるか否かが判定され、Ｔ
＞T₀であるときには第２ステツプＳ２に進み、
この第２ステツプＳ２ではソレノイド４４が消磁
状態にあるか否かすなわち弁作動変更機構１０の
油圧室２１に通じる油路４２が解放油路４１に連
通して油圧室２１の油圧が解放されているか否か
が判定される。

第２ステツプＳ２でソレノイド４４が励磁され
ていると判断されたときすなわち油圧室２１に油
圧が供給されていると判断されたときには、第３
ステツプＳ３に進み、この第３ステツプＳ３で
は、回転数検出器４７による検出値Ｎが第１回転
数N₁たとえば4000〜4500rpm未満であるか否か
が判定される。Ｎ≧N₁であるときには第５ステ
ツプＳ５に進んでソレノイド４４が励磁され、Ｎ
＜N₁であるときには第８ステツプＳ８に進んで
ソレノイド４４が消磁される。

第２ステツプＳ２でソレノイド４４が消磁され
ていると判定されたときには、第４ステツプＳ４
に進み、この第４ステツプＳ４では、回転数検出
器４７による検出値Ｎが第１回転数N₁よりも大
きい第２回転数N₂（＝N₁＋ΔN）を超える（Ｎ＞
N₂）か否かが判定され、Ｎ＞N₂であるときには
第５ステツプＳ５に進んでソレノイド４４が励磁
され、Ｎ≦N₂であるときには第８ステツプＳ８
に進んでソレノイド４４が消磁される。

ところで、前記第１回転数N₁は、第６図で示
すように、弁作動変更機構１０が低速作動態様に
あるときの機関の出力トルク曲線T₁と、弁作動
変更機構１０が高速作動態様にあるときの機関の
出力トルク曲線T₂とが交差する点すなわち両作
動態様での出力トルクが同一となる点での回転数
にほぼ等しい値に設定されている。また第２回転
数N₂は、第１回転数N₁よりもΔNだけ大きい点、
すなわち高速および低速作動態様の出力トルクが
同一となる出力トルクT₀よりもたとえば３〜７
％だけ大きい出力トルクとなる点の回転数として
設定される。しかも制御手段４５はソレノイド４
４を励磁状態から消磁状態として弁作動変更機構
１０を高速作動態様から低速作動態様へと切換え
るときには第１回転数N₁を切換回転数として切
換時期を判断し、消磁状態から励磁状態として弁
作動変更機構１０を低速作動態様から高速作動態
様へと切換えるときには第２回転数N₂を切換回
転数として切換時期を判断する。

第１ステツプＳ１でＴ≦T₀と判断されたとき
には第６ステツプＳ６に進んで回転数Ｎが第３設
定値N₃たとえば6000rpmを超えるか否かが判定
される。この第３設定値N₃は、前記第１設定値
N₁よりも高くかつ通常の最高回転を制限するた
めの第４設定値（たとえば7000〜8000rpm）より
も低く設定される。Ｎ＞N₃であるときには、第
７ステツプＳ７で燃料供給手段４８に燃料供給を
停止するための信号を出力し、Ｎ≦N₃であると
きには第８ステツプＳ８に進んでソレノイド４４
が消磁される。

次にこの実施例の作用について説明すると、制
御手段４５によりソレノイド４４が消磁状態とな
つているときには油路４２が解放油路４１に連通
して油圧室２１の油圧が解放されているので、第
１および第２連結ピン２２，２３の当接面ならび
に第２連結ピン２３およびストツパピン２４の当
接面は第１および第２ロツカアーム７，８間なら
びに第２および第３ロツカアーム８，９間にあ
り、各ロツカアーム７〜９は連結されていない。
したがつて、両吸気弁１，１は、低速用カム４，
４により揺動駆動されている第１および第３ロツ
カアーム７，９で開閉駆動され、低速用カム４の
形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作
動する。

また制御手段４５によりソレノイド４４を励磁
すると、切換弁４３が切換作動して油路４２に供
給油路４０が連通し、油圧室２１に油圧が供給さ
れる。これにより第１連結ピン２２、第２連結ピ
ン２３およびストツパピン２４が戻しばね２５の
ばね力に抗して移動し、第１連結ピン２２がガイ
ド孔２７に嵌合するとともに第２連結ピン２３が
第２摺動穴２８に嵌合する。したがつて、各ロツ
カアーム７，８，９が相互に連結され、第１およ
び第３ロツカアーム７，９は高速用カム５で揺動
駆動されている第２ロツカアーム８に従動するの
で、両吸気弁１，１は高速用カム５の形状に応じ
たタイミングおよびリフト量で開閉作動する。

かかる内燃機関において、作動油の粘性が高い
低温時すなわち温度検出器４６による検出値が設
定温度以下のときにはソレノイド４４が消磁され
たままであるので、作動油の粘性が高くなること
による弁作動変更機構１０の作動不調が生じるこ
とを回避することができる。しかも機関回転数が
第３設定値N₃たとえば6000rpmを超えるときに
は燃料供給が停止されるので、吸気弁１，１を低
温作動態様としたままで、機関回転数が高くなり
過ぎることによる吸気弁１，１のジヤンプや、吸
気負圧−機関回転数方式の電子式燃料噴射装置や
進角装置を有する機関で混合気濃度が過濃となつ
たり、リタードし過ぎてしまつたりすることを回
避することができる。

また弁作動変更機構１０を低速作動態様から高
速作動態様へと切換えるのは、機関の回転数Ｎが
第２回転数N₂を超えるときであり、その第２回
転数N₂では機関の出力トルクが低速作動態様お
よび高速作動態様で同一である出力トルクT₀よ
りもたとえば３〜７％だけ出力トルクが大きくな
るので、切換時のシヨツクを小さく抑えつつ加速
性を向上することができる。また弁作動変更機構
１０を高速作動態様から低速作動態様へと切換え
るのは、低速作動態様および高速作動態様で出力
トルクがほぼ同一となる第１回転数N₁よりも回
転数Ｎが低下するときであるので、出力トルクの
急激な変化を伴わずに円滑な切換を行なうことが
でき、ドライバビリテイを向上することができ
る。

なお、制御手段４５に吸気管負圧、スロツトル
開度等の付加、クラツチ信号等などの他の信号を
入力し、それらの信号を加えて動弁制御を行なう
ようにしてもよい。

以上の実施例では吸気弁の動弁装置について述
べたが、本発明を排気弁の動弁装置に適用するこ
とも可能である。また低速作動態様時に弁の一部
を休止させるようにした動弁装置についても本発
明を適用可能である。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、弁作動変更機構
の低速作動態様と高速作動態様とで出力トルクが
同一となるときの機関回転数にほぼ等しく第１回
転数が設定されるとともに第１回転数よりも大き
い第２回転数が設定され、機関回転数が第２回転
数を超えたときに弁作動変更機構が低速作動態様
から高速作動態様に切換えられるので、加速時に
は低速作動態様および高速作動態様の出力トルク
曲線の交差部よりも大きな第２回転数で弁作動態
様を高速作動態様に切換えることにより優れた加
速性を得ることができ、また機関回転数が第１回
転数未満となつたときには弁作動変更機構が高速
作動態様から低速作動態様に切換えられるので、
減速時には出力トルクの急激な変化を防止して円
滑な切換を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は平面図、第２図は第１図の−線断面図、第
３図は第１図の−線断面図、第４図は第２図
の−線に沿う断面および油圧系統を示す図、
第５図は制御手段の制御手順を示すフローチヤー
ト、第６図は設定回転数と出力トルクとの関係を
示す図である。 １……吸気弁、１０……弁作動変更機構、４５
……制御手段、４７……回転数検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気弁１あるいは排気弁の開閉作動態様を機
   関の低速運転に対応した低速作動態様と機関の高
   速運転に対応した高速作動態様とに切換えるため
   の弁作動変更機構１０を備える内燃機関の動弁制
   御装置において、機関回転数を検出する回転数検
   出器４７と、該回転数検出器４７で検出された機
   関回転数が予め設定された第１回転数未満である
   ときに弁作動変更機構１０を高速作動態様から低
   速作動態様に切換えるとともに前記機関回転数が
   第１回転数よりも大きく設定された第２回転数を
   超えるのに応じて弁作動変更機構１０を低速作動
   態様から高速作動態様に切換える制御手段４５と
   を含み、前記第１回転数は、弁作動変更機構１０
   の低速作動態様と高速作動態様とで機関の出力ト
   ルクが同一となるときの機関回転数にほぼ等しく
   設定されることを特徴とする内燃機関の動弁制御
   装置。