JPH0676767B2 - バルブ作動特性切換時のエンジントルク制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、吸排気バルブのバルブ作動特性を可変とした
エンジンの制御方法に関する。

なお、バルブ作動特性の切換とは、吸気バルブもしくは
排気バルブの開閉時期、開放期間およびバルブリフト量
の少なくとも一つを切換えることを言い、１気筒内の複
数の吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも１つのバ
ルブの開放期間を実質的に零にして、これを閉弁状態に
切換えることも含む。

（従来の技術） 吸気バルブと排気バルブの両方またはどちらか一方のバ
ルブ作動特性を低回転領域に適した低速バルブ作動特性
と、高回転領域に適した高速バルブ作動特性とに切換自
在としたエンジンが、特公昭49−33289号公報に開示さ
れているが、このものでは、エンジンの回転数が所定値
以下で、且つ吸気負圧が所定値以下（真空側）の領域で
低速バルブ作動特性に切換わり、その他の領域では高速
バルブ作動特性に切り換わる。

また、特願昭63−192239号で提案されているバルブ作動
特性の切換制御方法においては、低速バルブ作動特性使
用時の出力（トルク）と、高速バルブ作動特性使用時の
出力（トルク）とが略一致する点でバルブ作動特性の切
換えを行っている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような切換方法を用いると、以下に説明するよう
な、切換時のエンジントルクの変動に伴うショックが問
題となる。

まず、切換動作を安定させるためのヒステリシスによる
ものである。一般に、切換動作が頻繁に行われるのを防
ぐために、一方から他方へのバルブ作動特性の切換点を
両バルブ作動特性におけるトルクの一致点にセットし
て、これと逆すなわち他方から一方への切換点は、ヒス
テリスを設けてトルクの一致点からずらしてセットす
る。すると、この他方から一方への切換点では両バルブ
作動特性のトルク間に差ができるので、切換時にトルク
変動が生ずる。

また、マニュアル操作等での両バルブ作動特性を強制的
に切換える場合、この切換点ではトルク差があることが
多く、トルク変動が生ずる。

さらに、燃費重視の走行モード選択時においては、低燃
費走行に最適なように、等燃費曲線の交点においてバル
ブ作動特性の切換が行われるが、この交点ではトルクが
一致せず、このためトルク変動が生ずる場合が多い。

本発明は、以上の問題に鑑み、切換時のショックを低減
することができるようなエンジントルクの制御方法を提
案することを目的とする。

ロ．発明の構成 （問題を解決するための手段） 以上のような問題を解決するために、本発明に係る第１
の制御方法では、バルブ作動特性の切換条件が成立した
か否かを検出し、切換条件が成立したときには、その切
換条件に基づいて切換え後の予想切換トルクを算出し、
切換条件の成立を検出するまで使用していたバルブ作動
特性を維持したまま、エンジントルクを予想切換トルク
に徐々に近づくように補正し、そのエンジントルクが予
想切換トルクと一致した時点で、上記切換条件に基づく
切換えを行うと同時に、前記の補正を解除する。

第２の制御方法では、バルブ作動特性を切換条件が成立
したか否かを検出し、切換条件が成立したときには、そ
の切換条件に基づいて切換え後の予想切換トルクを算出
し、バルブ作動特性の切換えを行うと同時に、切換え後
のエンジントルクを切換え前のエンジントルクに一致さ
せるように補正し、そのエンジントルクを予想切換トル
クに徐々に近づける。

（作用） 上記第１の制御方法を用いれば、バルブ作動特性の切換
え前後においてトルク差がある場合、この切換を行う前
に、エンジンの燃料噴射量の制御、点火時期調整等によ
りエンジントルクを補正して上記トルク差を徐々に減少
させ、このトルク差がなくなった時点で、バルブ作動特
性の切換および上記補正の解除がなされる。これによ
り、上記トルク差は徐々に減少され、急激なトルク変動
のないスムーズな切換が行われる。

また、第２の制御方法を用いれば、上記トルク差を零に
するだけのエンジントルクの補正と、バルブ作動特性の
切換とを同時に行い、この後、エンジントルクの補正量
が徐々に零まで戻される。これにより、バルブ作動特性
の切換時にトルク変動が発生せず、且つ上記トルク差が
徐々に減少され、スムーズな切換が行われる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

まず最初に、可変バルブタイミング・リフト機構VTにつ
いて第１図および第２図を参照しながら説明する。エン
ジンＥの各機構毎に一対の吸気バルブ1a,1bが配設さ
れ、これら一対の吸気バルブ1a,1bは、エンジンの回転
に同期して1/2の回転比で駆動されるカムシャフト２に
一体的に設けられた第１低速用カム3,第２低速用カム
３′および高速用カム５と、カムシャフト２と平行なロ
ッカシャフト６に枢支される第1,第２および第３ロッカ
アーム7,8,9との働きによって開閉作動される。

カムシャフト２はエンジン本体の上方で回転自在に配設
されており、第１低速用カム３は一方の吸気バルブ1aに
対応する位置でカムシャフト２に一体的に設けられ、第
２低速用カム３′は他方の吸気バルブ1bに対応する位置
でカムシャフト２に一体的に設けられる。また、高速用
カム５は両吸気バルブ1a,1b間に対応する位置でカムシ
ャフト２に一体的に設けられる。しかも、第１低速用カ
ム３はエンジンの低速運転時に対応した形状を有するも
のであり、カムシャフト２の半径方向に沿う外方への突
出量が比較的小さい高位部3aを有する。また、高速用カ
ム５はエンジンの高速運転時に対応した形状を有するも
のであり、カムシャフト２の半径方向外方への突出量を
第１低速用カム３の高位部3aよりも大とし、且つその高
位部3aよりも広い中心角範囲にわたる高位部5aを有す
る。さらに、第２低速用カム３′も、エンジンの低速運
転時に対応した形状を有するものであり、カムシャフト
２の半径方向に沿う外方への突出量が比較的小さい高位
部3a′を有しており、この高位部3a′は前記高位部3aよ
りも小さい。

ロッカシャフト６は、カムシャフト２よりも下方で固定
配置される。このロッカシャフト６には第１〜第３ロッ
カアーム７〜９がそれぞれ枢支されるが、第１および第
２ロッカアーム7,8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２ロッカアーム7,8は、吸気バ
ルブ1a,1bに対応する位置で、その基部がロッカシャフ
ト６に揺動可能に枢支され、各吸気バルブ1a,1bの上方
位置まで延設される。また、第１ロッカアーム７の上部
には低速用カム３に摺接するカムスリッパ10が設けら
れ、第２ロッカアーム８の上部には第２低速用カム４に
当接し得るカムスリッパ11が設けられる。第１および第
２ロッカアーム7,8において、各吸気バルブ1a,1bの上方
に位置する端部には、各吸気バルブ1a,1bの上端に当接
し得るタペットねじ12,13が進退可能に螺着される。

一方、両吸気バルブ1a,1bの上部には鍔部14,15が設けら
れており、これらの鍔部14,15とエンジン本体との間に
は吸気バルブ1a,1bを囲繞するバルブばね16,17が介装さ
れており、バルブばね16,17により、各吸気バルブ1a,1b
は閉弁方向すなわち上方に向けて付勢されている。

また、第３図にも示されているように、第３ロッカアー
ム９は、第１および第２ロッカアーム7,8間でロツカシ
ャフト６に枢支される。この第３ロッカアーム９は、ロ
ッカシャフト６から両吸気バルブ1a,1b側に僅かに延出
され、その上部には高速用カム５に摺接するカムスリッ
パ18が設けられる。また、第３ロッカアーム９の端部下
面には、有底円筒状のリフタ19が当接されており、この
リフタ19はエンジン本体との間に介装したリフタばね20
により上方に付勢される。これにより、第３ロッカアー
ム９のカムスリッパ18は高速用カム５に常時摺接され
る。

第４図に示すように、第１〜第３ロッカアーム7,8,9
は、相互に摺接されており、それらの相対角度変位を可
能とする状態と、各ロッカアーム７〜９を一体的に連結
する状態とを切換可能な連結手段21が第１〜第２ロッカ
アーム7,8,9に設けられる。

連結手段21は、第１および第３ロッカアーム7,9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１ピストン22と、第３および第２ロッカアーム9,8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２ピストン23と、第１および第２ピストン22,23
の移動を規制するストッパ24と、第１および第２ピスト
ン22,23を連結解除位置側に移動させるべくストッパ24
を付勢するばね25とを備える。

第１ロッカアーム７には、第３ロッカアーム９側に向け
て開放するとともにロッカシャフト６と平行な第１ガイ
ド穴26が穿設されており、この第１ガイド穴26の底部に
は、段部27を介して小径部28が設けられる。第１ガイド
穴26には第１ピストン22が摺合され、これにより第１ピ
ストン22と第１ガイド穴26の底面との間に油圧室29が画
成される。また、第１ロッカアーム７には油圧室29に連
通する油路30が穿設され、ロッカシャフト６内には油圧
供給源（図示せず）に通じる油路31が穿設される。さら
に、両油路30,31はロッカシャフト６の側壁に穿設され
た連通孔32を介して、第１ロッカアーム７の揺動状態の
如何に拘らず常に連通する。

第１ピストン22の軸方向長さは、その一端が段部27に当
接したときに、その他端が第１ロッカアーム７の第３ロ
ッカアーム９側に臨む側面から第３ロッカアーム９側に
突出しないように設定される。また、第１ガイド穴26の
底部と第１ピストン22との間には、前記ばね25よりもば
ね力の小さなばね33が介装される。

第３ロッカアーム９には、第１ロッカアーム７の第１ガ
イド穴26に対応するガイド孔34が、両側面間にわたって
穿設されており、このガイド孔34にはガイド孔34の全長
に対応する長さを有する第２ピストン23が摺合される。
しかもこの第２ピストン23の外径は、第１ピストン22と
同一に設定される。

第２ロッカアーム８には、前記ガイド孔34に対応して、
第３ロッカアーム９側に向けて開放した第２ガイド穴35
が穿設され、この第２ガイド穴35に円盤状のストッパ24
が摺合される。第２ガイド穴35の底部側には規制段部36
を介して小径部37が設けられる、また、第２ガイド穴35
の底部と外側面との間にわたって、第２ロッカアーム８
には第２ガイド穴35と同芯で且つ小径の挿通孔38が穿設
されており、ストッパ24に一体的且つ同芯に設けられた
小径の案内棒39が挿通孔38に挿通される。さらに、スト
ッパ24と第２ガイド穴35の底部との間には、案内棒39を
囲繞するコイル状のばね25が介装されている。

次に、上記のように構成された可変バルブタイミング・
リフト機構VTの作動について説明する。

エンジンＥの低速運転時には、連結切換手段21の油圧室
29に油圧が供給されず、ストッパ24はばね25によって第
３ロッカアーム９側に押圧され、このため第１ピストン
22は第２ピストン23を介して段部27に当接するまで移動
している。この状態で、第１ピストン22および第２ピス
トン23の当接面は、第１および第３ロッカアーム7,9の
摺接面に対応する位置にあり、第２ピストン23およびス
トッパ24の当接面は第３ロッカアーム７および第２ロッ
カアーム８の摺接面に対応する位置にある。したがっ
て、第１〜第３ロッカアーム7,8,9は、第１および第２
ピストン22,23ならびに第２ピストン23およびストッパ2
4をそれぞれ摺接させて、相対角変位可能である。

このような連結切換手段21の連結解除状態にあって、カ
ムシャフト２の回転動作により、第１ロッカアーム７は
第１低速用カム３との摺接に応じて揺動し、第２ロッカ
アーム８は第２低速用カム３′との摺接に応じて揺動す
る。したがって、両吸気バルブ1a,1bが、第１および第
２低速用カム3,3′によって開閉作動する。このとき、
第３ロッカアーム９は高速用カム５との摺接により揺動
するが、その揺動動作は両吸気バルブ1a,1bの作動に何
の影響も及ぼさない。

このようにして、エンジンＥの低速運転時には第6A図に
おいて破線３および一点鎖線３′で示すように、一方の
吸気バルブ1aが第１低速用カム３の形状に応じたタイミ
ングおよびリフト量で開閉作動し、他方の吸気バルブ1b
が第２低速用カム３′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。したがって低速運転に適した
混合気流入速度が得られ、燃費の低減およびキッキング
防止を図るとともに、最適な低速運転を行わせることが
できる。

なお、低速運転に適した混合気流入速度を得るために、
例えば第6B図に示すように、第２低速用カム３′の高位
部3a′を低くして、低速運転時には吸気バルブ1bの開放
時間・量をごく僅かにするようにしてもよく、さらに、
上記高位部3a′を零にして、低速運転時には吸気バルブ
1bを全く開弁させないようにしてバルブ休止状態を作り
出すようにしても良い。

エンジンＥの高速運転に際しては、連結切換手段21の油
圧室29に作動油圧が供給される。これにより、第５図に
示すように、第１ピストン22はばね25のばね力に抗して
第３ロッカアーム９側に移動し、第２ピストン23は第１
ピストン22に押されて第２ロッカアーム８側に移動す
る。この結果、ストッパ24が規制段部36に当接するま
で、第１および第２ピストン22,23が移動し、第１ピス
トン22により第１および第３ロッカアーム7,9が連結さ
れ、第２ピストン23により第３および第２ロッカアーム
9,8が連結される。

このようにして、第１〜第３ロッカアーム7,8,9が連結
切換手段21によって相互に連結された状態では、高速用
カム５に摺接した第３ロッカアーム９の揺動量が最も大
きいので、第１および第２ロッカアーム7,8は第３ロッ
カアーム９とともに揺動する。したがって、第6A図にお
いて実線５で示すように両吸気バルブ1a,1bが、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。この場合のタイミングおよびリフト量は、低
速運転時のそれらより大きく、高速運転に適する吸気が
得られるようになっており、エンジン出力の向上を図る
ことができる。

以上のような作動において、第１および第２低速用カム
3,3′に基づく吸気バルブ1a,1bの開閉タイミングおよび
リフト量を低速バルブ作動特性と称し、高速用カム５に
基づく吸気バルブ1a,1bの開閉タイミングおよびリフト
量を高速バルブ作動特性と称する。両バルブ作動特性
は、低速運転領域と高速運転領域とに分けて用いられ、
このときのエンジン出力トルクとエンジン回転数との関
係は第７図のようになる。この図からわかるように、低
速バルブ作動特性運転での最大出力トルクT_Lは、高速バ
ルブ作動特性運転での最大出力トルクT_Hより小さい。

第８図は、本発明に係るエンジントルクの制御方法を用
いた、上記バルブ作動特性切換機構を有するエンジンの
構成を示す。

エンジン本体41の上部には吸入通路42と、その吸入通路
42の開閉を行う可変バルブタイミング・リフト機構VTと
が設けられている。この機構中の油路31（第4,5図参
照）には、電磁弁60と図示しない切換弁により制御され
た圧油が油路61を介して供給される。吸入通路42の吸入
口にはエアクリーナ44が取り付けられ、また途中には、
エアクリーナ44に近いほうから、スロットルバルブ45
と、吸気温度TAを検知する吸気温センサ52と、エンジン
近くにインジェクタ46とが配設されている。

また、エンジン本体41には排気通路43が取り付けられ、
その途中に、排気中の酸素濃度O₂を検出するO₂センサ53
が配設されている。

さらに、エンジン本体41の上部には、点火プラグ47が取
り付けられている。

スロットルバルブ45付近には、スロットル開度θthを検
知するスロットル・ポジション・センサ51と、吸気負圧
P_Bを検知する圧力センサ54とが繋がり、それらセンサと
吸気温センサ52は電子制御回路48に吸気の状態を表す信
号を送る。

また、電子制御回路48には、エンジンの回転数Ne、車速
Ｖおよび水温センサ55から冷却水温TWを表す信号が送ら
れる。

それら各信号をもとに、電子制御回路48が走行状態を把
握し、切換信号VTSを、電磁弁60内のソレノイド60aに送
り、当該電磁弁60を作動させる。電磁弁60が作動し油路
31内に圧油が流入すると高速バルブ作動特性に切換わる
とともに、油圧スイッチ50がオン状態になり、バルブ作
動特性が切換わったことが確認される。

さらに、電子制御回路48から、インジェクタ46の燃料噴
射量および点火プラグ47の点火時期を制御する信号が、
それぞれに送られる。

第９図と第10図は、本願、特許請求項１に係わるエンジ
ントルクの制御方法の、フローチャートと、作動概念を
わかりやすく段階的に示した一連のグラフである。

まず、高速バルブ作動特性から低速バルブ作動特性への
切換過程を、第９図のフローチャートと第10図のグラフ
（ａ）を用いて説明する。

ステップS1で、第８図中の各センサ等から送られてくる
情報を基に、電子制御回路48において設定される、その
ときの走行状態に応じた切換条件が、成立したと判断さ
れると、ステップS2で、エンジントルク補正開始の合図
となるフラグF_VTに１が立つ。次に、ステップS4で、高
速バルブ作動特性HVTから低速バルブ作動特性LVTへの切
換であることが確認されると、ステップS5に進む。

グラフ（ａ−１）は、エンジン出力の補正を行わずに
（通常作動下で）本バルブ作動特性切換を行った場合の
エンジントルクT_ENGの変化を示したもので、このエンジ
ントルクT_ENGに、以下に説明する補正が加えられる。

ステップS5では、上記切換条件に基づいて、低速バルブ
作動特性に切換後の通常作動下でエンジンが発生すると
予想されるエンジントルクを算出し、これを予想切換ト
ルク（低速）T_FLとし、補正の目標値とする。次に、ス
テップS6に進んで、補正されたエンジントルクＴ′_ENG
と予想切換トルク（低速）T_FLとが等しいかどうかが判
断されるが、一回目のルーチンでは、未だエンジントル
クは全く補正されていないので、Ｔ′_ENG≠T_FLであり、
そのままステップS7に進む。ステップS7では、現エンジ
ントルクである切換前における高速バルブ作動特性での
エンジントルクT_HVTを、予想切換トルク（低速）T_FLに
近づけるように所定量低下させるべく、第８図中のイン
クジェック46からの燃料噴射量を減らし、空燃比A/Fを
薄く（リーン化）して補正を行う。

以上ステップS1,S2,S4〜S7が、切換条件成立からエンジ
ントルク補正開始までの過程であり、グラフ（ａ）で時
間t₁で示される。

この後、ステップS21を経て１回目のルーチンが終了す
ると、再びステップS1にもどり、２回目のルーチンに入
る。ここでは、既に切換条件が成立しているので、ステ
ップS3に進み、ここで、エンジントルク補正中であるこ
とを、１回目のステップS2で立てられたフラグF_VT＝１
により判断し、ステップS4を経てS5へ進む。ステップS5
では、刻々と変化する走行状態に応じて、当然、低速バ
ルブ作動性に切換後のエンジントルクT_LVTも若干変化す
るので、それに合わせるように予想切換トルク（低速）
T_FLを新たに算出し、１回目のルーチンで算出されたも
のを修正する。こように、以後、補正は、各ルーチン毎
に予想切換トルク（低速）T_FLを修正しながら行われる
が、この切換時間は短時間であり、トルクの変化量もご
く小さいので、グラフ（ａ）では、予想切換トルク（低
速）T_FLは一定としている。なお、このように切換時間
内でのトルク変化量は小さいので、最初の予想切換トル
ク（低速）T_FLを修正せずにそのまま使っても良い。

次に、ステップS6において、１回目のルーチンで補正さ
れたエンジントルクＴ′_ENG（Ｔ′_HVT）が、予想切換ト
ルク（低速）T_FLより大きければ、さらに空燃比A/Fをリ
ーン化して、その補正されたエンジントルクＴ′
_ENG（Ｔ′_HVT）を再び所定量低下させる。

このようにして、ステップS1,S3,S4〜S7およびS21のル
ーチンを繰り返す間、通常作動下の高速バルブ作動特性
のエンジントルクT_ENG（T_HVT）が受ける補正量は、グラ
フ（ａ−２）に示すようにマイナス側に徐々に大きくな
る。その結果、補正されたエンジントルクＴ′
_ENG（Ｔ′_HVT）は、グラフ（ａ−３）に示すように、徐
々に予想切換トルク（低速）T_FLに近づく。

そして、補正されたエンジントルクＴ′_ENG（Ｔ′_HVT）
と予想切換トルク（低速）T_FLとが等しくなったことが
ステップS6で判断されると、ステップS8に進み、エンジ
ントルク補正終了の合図となるように、フラグF_VTを０
とする。

さらに、ステップS9に進み、第８図中のソレノイド60に
切換信号VTSを送り、電磁弁60を作動させ、圧油を可変
バルブタイミング・リフト機構VT内の油路31へ送り込
む。こうして高速バルブ作動特性HVTから低速バルブ作
動特性LVTへの切換を実行する。それと同時に、ステッ
プS8において、ステップS20でエンジントルクT_ENGの補
正を解除して空燃比A/Fを通常値に戻し、エンジンを通
常作動状態に戻す。この過程がグラフ（ａ）上では時間
t₂で示される。こうして高速バルブ作動特性HVTから低
速バルブ作動特性LVTへの切換過程が完了する。

一方、低速バルブ作動特性LVTから高速バルブ作動特性H
VTへの切換の場合には、１回目のルーチンにおいて、前
記切換と同様にステップS1,S2を経て、ステップS4から
ステップS15へ進む。

グラフ（ｂ−１）は、通常作動下で本バルブ作動特性の
切換を行った場合の、エンジントルクT_ENGの変化を示し
たもので、このエンジントルクT_ENGに以下に説明する補
正が加えられる。

ステップS15では、高速バルブ作動特性HVTに切換後の通
常作動下でエンジンが発生すると予想されるエンジント
ルクを算出し、これを予想切換トルク（高速）T_FHと
し、補正の目標値とする。

ステップS16からは、１回目のルーチンでは高速バルブ
作動特性から低速バルブ作動特性への切換と同様に、ス
テップS16からステップS17へそのまま進む。ステップS1
7では、現エンジントルクである、切換前の低速バルブ
作動特性でのエンジントルクT_LVTを、予想切換トルク
（高速）T_FHに近づけるように所定量増加させるべく、
第８図中のインジェクタ46からの燃料噴射量を多くし、
空燃比A/Fを濃く（リッチ化）して補正を行い、１回目
のルーチンを終了する。

一連のグラフ（ｂ）では、この過程が時間t₃で示され
る。

２回目以降のルーチンでは、ステップS1,S3,S4を経て、
ステップS15へ進む。

ステップS15では、ステップS5と同様に、各ルーチン毎
に新たに予想切換トルク（高速）T_FHが算出される。た
だしグラフ（ｂ）では、グラフ（ａ）と同様に、予想切
換トルク（高速）T_FHは一定のものとしている。

次に、ステップS16において、エンジントルクＴ′
_ENG（Ｔ′_LVT）が、予想切換トルク（高速）T_FHより小
さければ、空燃比A/Fをさらにリッチ化し、エンジント
ルクを再び所定量増加させる。

このように、ステップS1,S3,S4,S15〜S17およびS21を繰
り返す間、通常作動下における低速バルブ作動特性のエ
ンジントルクT_ENG（T_LVT）が受ける補正量は、グラフ
（ｂ−２）に示すように、プラス側に徐々に大きくな
る。その結果、補正されたエンジントルクＴ′
_ENG（Ｔ′_LVT）はグラフ（ｂ−３）に示すように、徐々
に予想切換トルク（高速）T_FHに近づく。

そして、ついにステップS16において、エンジントルク
Ｔ′_ENG（Ｔ′_LVT）と、予想切換トルク（高速）T_FHと
が等しくなったと判断されると、ステップS18へ進み、
エンジントルク補正終了の合図となるようフラグF_VTを
０とする。

さらに、ステップS19に進み、第８図中のソレノイド60a
に送られていた切換信号VTSをカットし、電磁弁60から
可変バルブタイミング・リフト機構VTへの圧油の供給を
止める。このように、低速バルブ作動特性LVTから高速
バルブ作動特性HVTへの切換を実行する。それと同時
に、ステップS20で、エンジントルクT_ENGの補正を解除
し、エンジンを通常作動状態に戻す。この過程が、グラ
フ（ｂ）では時間t₄で示される。こうして低速バルブ作
動特性LVTから高速バルブ作動特性HVTへの切換過程が完
了する。

以上のように、この制御方法を用いれば、エンジンのエ
ンジントルクが、切換前のバルブ作動特性を維持したま
ま、グラフ（ａ−３）およびグラフ（ｂ−３）に示すよ
うに、切換後に発生すると予想される予想切換トルクに
徐々に近づくように補正され、両者が一致した時点でバ
ルブ作動特性が切換えられるとともにこの補正が解除さ
れ、エンジンが通常作動状態に戻されるので、急激なト
ルク変動なく切換ができ、バルブ作動特性切換に伴うシ
ョックを防止できる。

なお、上記説明中、ステップS7およびステップS17にお
いて、エンジントルクT_ENGの補正手段として、空燃比A/
Fのリーン化又はリッチ化を用いたが、他の手段とし
て、例えば、点火時期の変更したり、スロットル開度を
操作したりすることもできる。

但し、本制御方法における低速バルブ作動特性から高速
バルブ作動特性への切換については、例えば、低速バル
ブ作動特性で作動しているエンジンの空燃比A/Fを最も
リッチ化したときのエンジントルクが、高速バルブ作動
特性で発生されるエンジントルク以上の大きさである場
合のように、低速バルブ作動特性において、補正されて
発生しうるエンジントルクが、通常作動下における高速
バルブ作動特性でのエンジントルクを上回る場合にのみ
有効である。

第11図と第12図は、本出願の特許請求項２に係るエンジ
ントルクの制御方法の、フローチャートと、作動概念を
わかりやすく段階的に示した一連のグラフである。

まず、高速バルブ作動特性から低速バルブ作動特性への
切換過程を、第11図のフローチャートと第12図のグラフ
（ｃ）を用いて説明する。

ステップS31で、そのときの走行状態に応じて設定され
る切換条件が設立したと判断されると、ステップS32
で、エンジントルク補正開始の合図となるように、フラ
グF_VTに１が立つ。次にステップS34で、高速バルブ作動
特性HVTから低速バルブ作動特性LVTへの切換であること
が確認されると、ステップS35へ進む。

グラフ（ｃ−１）は、エンジン出力の補正なしに通常作
動下で）バルブ作動特性切換を行った場合のエンジント
ルクT_ENGの変化を示したもので、このエンジントルクT
_ENG以下に説明する補正が加えられる。

ステップS35では、上記切換条件に基づき、低速バルブ
作動特性LVTに切換後の通常作動下でエンジンが発生す
ると予想されるエンジントルクを算出し、それを予想切
換トルク（低速）T_FLとする。

次にステップS36で、前回（切換条件が成立していない
とき）のルーチンで、フラグF_VTが０であったことよ
り、今回が１回目のルーチンあること、即ち未だバルブ
作動特性切換を行っていないことを確認すると、次のス
テップS37でバルブ作動特性の切換を実行する。それと
同時に、ステップS38において、ステップS35で算出され
た予想切換トルク（低速）T_FLを基準値とし、これを切
換前の高速バルブ作動特性でのエンジントルクT_HVTに一
致させられるだけのエンジン出力の補正を行う。ここで
は、空燃比A/Fを、一気に濃く（リッチ化）する手段を
用いる。

ステップS37でバルブ作動特性の切換を行うと、グラフ
（ｃ−１）に示すようにエンジントルクT_ENGがT_LVTまで
低下するが、ステップS38におけるエンジントルク増大
補正により、このトルク低下が相殺されるので、この時
点でのエンジントルク変化はない。

ここまで（ステップS31,S32およびS34〜S38）が、切換
条件成立からバルブ作動特性切換およびエンジントルク
補正開始までの過程であり、一連のグラフ（ｃ）では、
時間t₁で示される。

ステップS62を経て１回目のルーチンが終了すると、再
びステップS31に戻る。ここでは、すでに切換条件が成
立しているのでステップS33に進み、ここで、エンジン
トルク補正中であることを、１回目のステップS32にお
けるフラグF_VT＝１により判断し、ステップS34を経てス
テップS35へ進む。

ステップS35では、刻々と変化する走行状態に応じて、
予想切換トルク（低速）T_FLを新たに算出し、１回目の
ルーチンで算出されたものを修正する。

次にステップS36において、前回のルーチンでフラグF_VT
＝０でなかったこと、つまり、既にバルブ作動特性が切
換わっていることを確認して、ステップS39へ進む。ス
テップS39において、１回目のルーチンで補正（増加）
された低速バルブ作動特性でのエンジントルクＴ′_ENG
（Ｔ′_LVT）が、新たに算出された予想切換トルク（低
速）T_FLより大きければステップS40において、その補正
されたエンジントルクＴ′_ENG（Ｔ′_LVT）を、今度は予
想切換トルク（低速）T_FLに近づけるように所定量低下
させるべく、空燃比A/Fを、１回目のルーチンで決定さ
れた空燃比A/Fよりも薄く（リーン化）して補正する。
すなわち、リッチ側に補正された空燃比A/Fの補正量を
元に戻すように補正される。

さらに、３回目以降のルーチンで徐々にリーン化して、
グラフ（ｃ−２）に示すように、補正量を零に近づけ、
徐々に通常作動状態に戻す。

このようにして、ステップS31,S33〜S36,S39,S40および
S62のルーチンを繰り返す間にエンジントルクT_ENG（T
_LVT）が受ける補正量は、グラフ（ｃ−２）に示すよう
に、１回目のルーチンで受けたプラス側の補正量を最大
として、徐々に小さくなる。の結果、補正されたエンジ
ントルクＴ′_ENG（Ｔ′_LVT）は、グラフ（ｃ−３）に示
すように、徐々に予想切換トルク（低速）T_FLに近づ
く。

そして、ついにステップS39において、エンジントルク
Ｔ′_ENG（Ｔ′_LVT）と、予想切換トルク（低速）T_FLと
が等しくなったと判断されると、ステップS61へ進み、
エンジントルク補正終了の合図となるように、フラグF
_VT＝０とする。この過程がグラフ（ｃ）では時間t₂で示
される。こうして、高速バルブ作動特性HVTから低速バ
ルブ作動特性LVTへの切換過程が終了する。

一方、低速バルブ作動特性LVTから高速バルブ作動特性H
VTへの切換の場合には、一回目のルーチンにおいて、前
記切換と同様に、ステップS31,S32を経て、ステップS34
からステップS55へ進む。

グラフ（ｄ−１）は、通常作動下で本バルブ作動特性切
換を行った場合の、エンジントルクT_ENGの変化を示した
もので、このエンジントルクT_ENGに以下に説明する補正
が加わえられる。

ステップS55では、高速バルブ作動特性HVTに切換後の通
常作動下でエンジンが発生すると予想されるエンジント
ルクを算出し、これを予想切換トルク（高速）T_FHとす
る。

次に、ステップS56からは、一回目のルーチンではステ
ップS36からと同様に、ステップS57へ進み、バルブ作動
特性の切換を実行する。それと同時に、ステップS58に
おいて、ステップS55で算出された予想切換トルク（高
速）T_FHを基準値とし、これを切換前の低速バルブ作動
特性でのエンジントルクT_ENG（T_LVT）に一致させられる
だけの補正量を、切換後のエンジントルクT_ENG（T_HVT）
に加え、これを低下させる。ここでは、空燃比A/Fを一
気に薄く（リーン化）する手段で補正する。一連のグラ
フ（ｄ）では、この過程を時間t₃で示している。

この後ステップS62を経て、１回目のルーチンを終了す
る。

２回目のルーチンでは、前記切換と同様に、ステップS3
1,S33,S34およびステップS55へ進む。

ステップS55では、ステップS35と同様に、各ルーチン毎
に新たに予想切換トルク（高速）T_FHが算出される。

次のステップS56からは、ステップS36と同様に、ステッ
プS59へ進む。

ステップS59において、前回のルーチンで補正されたエ
ンジントルクＴ′_ENG（Ｔ′_HVT）が、新たに算出された
予想切換トルク（高速）T_FHより小さければ、ステップS
60において、その補正されたエンジントルクＴ′
_ENG（Ｔ′_HVT）を、今度は予想切換トルク（高速）T_FH
に近づくように空燃比A/Fをリッチ化していく。

さらに、３回目以降のルーチンで、徐々にリッチ化して
いき、やがて通常作動状態に戻すことになる。

このようにして、ステップS31,S33,S34,S55,S56,S59,S6
0およびS62のルーチンを繰り返す間、通常作動下のエン
ジントルクT_ENG（T_HVT）が受ける補正量は、グラフ（ｄ
−２）に示すように、１回目のルーチンで受けたマイナ
ス側の補正量を最大として、徐々に小さくなる。その結
果、補正されたエンジントルクＴ′_ENG（Ｔ′_HVT）は、
グラフ（ｄ−３）に示すように、徐々に予想切化トルク
（高速）T_FHに近づく。

そして、ついにステップS59において、エンジントルク
Ｔ′_ENG（Ｔ′_HVT）と、予想切換トルク（高速）T_FHと
が等しくなったと判断されると、ステップS61において
ウラフF_VTに０が立てられる。こうして、低速バルブ作
動特性LVTから高速バルブ作動特性HVTへの切換過程が終
了する。

以上のように、この制御方法を用いれば、切換後のバル
ブ作動特性で通常作動しているエンジンが発生すると予
想される予想切換トルクを算出し、その予想切換トルク
とバルブ作動特性切換前のエンジントルクとの差相当の
補正量を、バルブ作動特性切換後のエンジントルクに加
え、その後、その補正されたエンジントルクが徐々に予
想切換トルクに近づくようにエンジンを通常作動状態に
戻すので、急激なトルク変動を生ずることなく切換がで
き、バルブ作動特性切換に伴うショックを防止できる。

なお、上記説明中、ステップS40およびステップS60にお
いて、エンジントルクT_ENGの補正手段として、空燃比A/
Fのリッチ化あるいはリーン化を用いたが、他の手段と
して、例えば、点火時期を変更したり、スロットル開度
を操作したりする手段を用いることもできる。

但し、この制御方法における高速バルブ作動特性から低
速バルブ作動特性への切換については、例えば、低速バ
ルブ作動特性で作動するエンジンの空燃比A/Fを最もリ
ッチ化したときのエンジントルクが、高速バルブ作動特
性で発生されるエンジントルク以上の大きさである場合
のように、低速バルブ作動特性において、補正されて発
生しうるエンジントルクが、高速バルブ作動特性での通
常作動下におけるエンジントルクを上回る場合にのみ有
効である。

ハ．発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、バルブ作動特性
切換前後においてエンジントルク差がある場合でも、切
換前のエンジントルクを切換後のエンジントルクに徐々
に近づけるように、エンジン出力を補正し、両者が一致
した時点で切換を行い、同時にその補正を解除し、エン
ジンを通常作動状態に戻す方法か、若しくは、切換と同
時に、切換後のエンジントルクを、切換前のエンジント
ルクに一致させるようにエンジン出力補正を行い、その
後この補正を徐々に解除してエンジンを徐々に通常作動
状態に戻す方法を用いるので、急激なトルク変動なくバ
ルブ作動特性切換ができ、バルブ作動特性切換に伴うシ
ョックを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は、バルブ作動特性切換機構のバルブ
周辺を示した側面断面図、 第２図は、上記のバルブ周辺を示した上面図、 第４図及び第５図は、上記バルブ作動特性切換機構のロ
ッカーアームの連結手段を示した上面断面図、 第6A図、第6B図は上記バルブの吸排気工程におけるタイ
ミングと、リフト量の変化を示したグラフ、 第７図は、上記バルブ作動特性切換機構を有するエンジ
ンの回転数とトルクの関係を示したグラフ、 第８図は、上記バルブ作動特性切換機構を有するエンジ
ンの構成を示した概略図、 第９図は、本願特許請求項１の発明に係るエンジントル
ク制御方法を示したフローチャート、 第10図は、上記制御方法を用いたバルブ作動特性の切換
前後におけるエンジントルクの変化を示したグラフ、 第11図は、本願特許請求項２の発明に係るエンジントル
ク制御方法を示したフローチャート、 第12図は、上記制御方法を用いたバルブ作動特性の切換
前後におけるエンジントルクの変化を示したグラフ。 １……吸気バルブ、２……カムシャフト ６……ロッカシャフト、７〜９……ロッカアーム 41……エンジン本体、46……インジェクタ 47……点火プラグ、48……電子制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木間 康夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 三宅 準一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 敦 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方
   のバルブ作動特性が切換自在なエンジンにおいて、 前記バルブ作動特性の切換条件が成立したか否かを検出
   し、 この切換条件の成立が検出されたときに、この切換条件
   に基づき前記バルブ作動特性を切換えた場合に発生する
   予想切換トルクを算出し、 前記切換条件の成立が検出されるときまで使用されてい
   た前記バルブ作動特性を維持したまま、エンジントルク
   を前記予想切換トルクに徐々に近づくよう補正し、 当該エンジントルクが前記予想切換トルクと一致した時
   点で、前記切換条件に基づき、前記バルブ作動特性の切
   換を行うと同時に、前記補正を解除することを特徴とす
   るバルブ作動特性切換時のエンジントルク制御方法。
2. 【請求項２】吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方
   のバルブ作動特性が切換自在なエンジンにおいて、 前記切換条件が成立したか否かを検出し、 この切換条件の成立が検出されたとき、この切換条件に
   基づき前記バルブ作動特性を切換えた場合に発生する予
   想切換トルクを算出し、 前記バルブ作動特性の一方から他方への切換えを行うと
   同時に、エンジントルクを切換前のエンジントルクに一
   致するよう補正し、 当該エンジントルクを前記予想切換トルクに徐々に近づ
   けることを特徴とするバルブ作動特性切換時のエンジン
   トルク制御方法。