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JP2701595B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

内燃機関の可変動弁装置

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JP2701595B2
JP2701595B2 JP3160652A JP16065291A JP2701595B2 JP 2701595 B2 JP2701595 B2 JP 2701595B2 JP 3160652 A JP3160652 A JP 3160652A JP 16065291 A JP16065291 A JP 16065291A JP 2701595 B2 JP2701595 B2 JP 2701595B2
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cam
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low
torque
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信 中村
茂 桜木
宏 小松
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15719568&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2701595(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Priority to DE4223910A priority patent/DE4223910C5/de
Priority to GB9213993A priority patent/GB2257204B/en
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    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
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    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
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    • F02D13/0226—Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/0002—Controlling intake air
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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内燃機関の出力制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関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。
【０００３】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ッチングとすることはできない。
【０００４】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。
【０００５】これは低回転域で高いトルク特性をもつ低
速型のカムと、高回転域で高いトルク特性の高速型カム
とを運転条件により切換えるもので、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。さらに、
これらに加えて部分負荷域での燃費特性にすぐたれ燃費
カムを備えているものも提案されている。
【０００６】
【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、切換の前後で機関出力が不連続に変化
することのないように、同一のスロットル開度において
出力が一致する回転数を選んで行なわれる。
【０００７】ところが、選択されるカムとして、低回転
域と高回転域とで全開出力（トルク）を重視した特性の
２つの出力カム（あるいは全回転域での出力を重視した
特性の単一の出力カム）と、部分負荷域で燃費を重視し
た燃費カムとを備えている場合、燃費カムから出力カム
への切換（あるいはこの逆への切換）は、燃費カムでの
発生トルクが相対的に低いことから、同一のスロットル
開度におけるトルク段差が非常に大きくなってしまう。
【０００８】上記したように低速型の出力カムと高速型
の出力カムとの間の切換は、同一の出力となる回転数を
境に切換ればよいが、燃費カムの場合は吸気弁のリフト
が小さく閉弁時期も下死点前にあり、要求トルクを確保
するのに必要なスロットル開度が相対的に大きく、この
ためポンピングロスが少なく燃費が良いのであるが、こ
の燃費カムからリフトも開弁期間も大きい出力カムへと
切換るときは、スロットル開度が同一のままでは発生ト
ルクが大きすぎて、切換時に大きなトルクショックが発
生するのである。もちろんこのことは、出力カムから燃
費カムへの切換時にも、発生トルクの急減というかたち
で現れる。
【０００９】なお、カムへの切換は運転者の意志に基づ
き、つまりアクセルペダルの開度変化等に応じて行なわ
れ、例えば燃費カムでの運転中にアクセルペダルがさら
に踏み込まれて燃費カムでの領域を越えた出力トルクを
要求しているときは、そのときの回転域から低速型か高
速型の出力カムのいずれかが選択され、切換られること
になる。
【００１０】したがって、カム切換が燃費カムと出力カ
ムとの間で実行されるときは、そのままのアクセル開度
を維持すると出力トルクの急変を生じることになり、こ
れを防ぐには、たとえばスロットルバルブとアクセルペ
ダルの連動を切り離し、スロットル開度を独立して制御
できるようにしておき、カム切換時に切換の前後で発生
トルクが同一となるようにスロットル開度を補正する必
要がある。
【００１１】しかしこの場合、もともとのトルク段差が
大きいときは、スロットル開度の応答遅れや、ブースト
変化の応答遅れなどにより、スロットル開度を補正して
も、切換時のトルクショックを完全に無くすことは難し
い。
【００１２】とくに、燃費カムの特性向上のため、吸気
弁を下死点前に閉じてポンピングロスを低減するように
カム位相を進めている場合、燃費カムと出力カムとのト
ルクギャップはさらに大きくなり、カム切換時のトルク
ショックはますます避けられなくなる。
【００１３】またこの対策として、出力特性の少しずつ
異なるカムの種類をさらに増やし、段階的にカムを切換
ることによりカム間のトルクギャップを縮小することも
考えられるが、これは動弁機構のスペース的な制約もあ
って実用的ではない。
【００１４】そこで本発明は、カム切換時にカムの回転
位相を制御することにより出力特性を切換えて、カム切
換に伴うトルクショックを可及的に減少させることを目
的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そこで第１の発明は、図
１に示すように低出力と高出力との出力特性をもつ少な
くとも２つのカム１と、運転状態に基づいてこれらカム
の切換領域を判定する手段２と、カム切換の判定結果に
基づいてカムを切換えるカム切換手段３とを備え、前記
低出力カムはその回転位相が出力を重視して定められる
低出力カム出力位置よりもトルクを減少させる燃費重視
位置に設定される内燃機関において、低 出力カムの回転
位相を進退させる位相調整手段４と、低出力カムから高
出力カムへの切換判定時に低出力カムの回転位相を予め
前記低出力カム出力位置に変化させておく手段５と、こ
の位相制御後に低出力カムから高出力カムへの切換を実
行する手段６とを備える。
【００１６】上記発明はさらに、高出力カムから低出力
カムへの切換判定時に、低出力カムの回転位相を低出力
カム出力位置に予め変化させておく手段と、この位相制
御後に高出力カムから低出力カムへの切換を実行する手
段と、このカム切換後に低出力カムの回転位相を前記位
置から当初の燃費重視位置に変化させる手段とを備えた
ものとすることができる。
【００１７】また第２の発明では図２に示すように、低
出力と高出力との出力特性をもつ少なくとも２つのカム
１と、運転状態に基づいてこれらカムの切換領域を判定
する手段２と、カム切換の判定結果に基づいてカムを切
換えるカム切換手段３とを備え、前記低出力カムはその
回転位相が出力を重視して定められる低出力カム出力位
置よりもトルクを減少させる燃費重視位置に設定される
内燃機関において、高出力カムの回転位相を進退させる
位相調整手段４と、低出力カムから高出力カムへの切換
判定時に高出力カムの回転位相を出力を重視して定めら
れる高出力カム出力位置からトルクを減少させるトルク
減少位置に予め変化させておく手段５と、この位相制御
後に低出力カムから高出力カムへの切換を実行する手段
６と、このカム切換後に高出力カムの回転位相を高出力
カム出力位置に復帰させる手段７とを備える。
【００１８】上記第２の発明はさらに、高出力カムから
低出力カムへの切換判定時に、高出力カムの回転位相を
高出力カム出力位置からトルク減少位置に予め変化させ
ておく手段と、この位相制御後に高出力カムから低出力
カムへの切掩を実行する手段とを備えたものとすること
ができる。
【００１９】
【作用】上記各発明において、低出力カムで運転されて
いるときは、カムの回転位相が出力を重視して定められ
た低出力カム出力位置よりも例えば進み側にあるので、
出力トルクは前記出力位置のときよりも低いが、この場
合吸気弁が吸気下死点よりも早期に閉じるのでポンピン
グロスが低減して燃費特性が良好となる。
【００２０】低出力カムから高出力カムへの切換時に
は、第１の発明においては低出力カムの回転位相を低出
力カム出力位置に変化させるので出力トルクが増大し、
その後高出力カムへと切換えられることになるのでカム
切換時のトルクショックが軽減されて円滑なカム切換が
可能となる。
【００２１】この発明において、高出力カムから低出力
カムへの切換時に、低出力カムの回転位相を低出力カム
出力位置に予め変化させておくことにより、切換にあた
って低出力カムにより大きなトルクが得られる状態とな
っているので、低出力カムへの切換時のショックの軽減
を図ることもできる。この場合、切換後に低出力カムの
回転位相は前記出力位置から当初の燃費重視位置に戻さ
れるので、本来の燃費の良好な運転特性が得られる。
【００２２】また、第２の発明においては、カム切換に
あたって、高出力カムの回転位相を、出力重視の高出力
カム出力位置からトルク減少位置の方向、例えば遅れ方
向に変化させるので出力トルクが減少し、その状態で低
出力カムから高出力カムへと切換えるのでカム切換時の
トルクショックが軽減される。カム切換後には高出力カ
ムの回転位相を前記出力位置に復帰させるので本来の高
出力特性が発揮される。
【００２３】この第２の発明において、高出力カムから
低出力カムへの切換時に、高出力カムの回転位相を高出
力カム出力位置からトルク減少位置に予め変化させてお
くことにより、低出力カムへの切換ショックをも軽減す
ることができる。
【００２４】このようにして、上記各発明によれば実際
には２種類のカムの間での切換であ るにもかかわらず、
実質的にはその中間にもうひとつの中間的な特性のカム
を介在させて３つのカムの間で切換えたのと同様の作用
が得られて滑らかなカム切換が実現される。なお、上記
第１、第２の発明を併せて適用することも可能であり、
その場合には実質的に４種類のカムを段階的に切換えた
のと同様の効果を得ることが可能であり、より一層滑ら
かなカム切換が実現できる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００２６】まず、図３、図４に可変動弁装置の具体的
な構成を示すが、これ自体は本出願人により、特願平２
−１１７２６１号として、既に提案されている。
【００２７】２１は燃費重視型のカムプロフィルに設定
され、カムリフト及びリフト区間の共に小さい第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。
【００２８】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で、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。
【００２９】メインロッカーアーム２５にはシャフト３
０を支点にして揺動する２つのサブロッカーアーム２
８，２９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。
【００３０】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。
【００３１】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
円柱形のピン３２が、またメインロッカーアーム２５に
もこのピン３２と同軸上にピン３４が、それそれカムシ
ャフト方向に摺動自由に配設され、かつこれらピン３
２，３４は常時はリターンスプリング３６に付勢されて
図３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、ピン３４の収装された油圧室３
８に通路４０を介して圧油が導かれると、ピン３２と３
４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。
【００３２】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及び第２カ
ム２２が共にベースサークルにあるときで、両者の一体
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。
【００３３】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
性に切換えられるのである。
【００３４】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、ピン３５と３３がリターンスプ
リング３７に抗して押し出され、サブロッカーアーム２
９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、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。
【００３５】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２
２，２３から第１カム２１への切換を制御するために図
７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。
【００３６】コントロールユニット５１におけるこのカ
ムの選択は、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
出力カムに切換えられ、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に切換えられる。
【００３７】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５５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。
【００３８】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。
【００３９】図５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が、この実施例では、第１カ
ム２１は第２、第３カム２２、２３に比較してカムの位
相が進められていて、吸気弁は下死点よりも早期に閉じ
るようになっている。これにより、第１カム２１の出力
トルクは低下するが、ポンピングロスが低減することに
より、点線で示したような出力を重視した位相（以下
「出力位置」という。）にある場合よりも燃費をさらに
改善できる。
【００４０】各カムを用いたときの全開出力特性は、図
６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。
【００４１】ところで、このようなカムの切換時に、各
カムによる吸気充填効率の違いから大きなトルクギャッ
プを生じ、不連統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。アクセル開度によって
要求される出力トルクを発生するのに必要なスロットル
バルブ６２の開度は、選択されたカムの出力特性によっ
て異なるためで、そこでこれらのカム切換制御と同時
に、カム切換の前後で発生トルクが同一となるようにス
ロットル開度を補正することにより、切換に伴うトルク
ショックを防いでいる。
【００４２】つまり、カム切換に伴いコントロールユニ
ット５１からの信号で駆動回路６０、アクチュエータ６
１を介してスロットルバルブ６２の開度を、アクセルペ
ダルとは独立して制御できるようになっていて、カム切
換が行われると、そのときのクランク角センサ５２とア
クセル操作量センサ５３の出力に基づき、これらに対応
してスロットルバルブ６２の開度を補正し、切換の前後
で出力トルクが同一となるように補正を行う。なお、ス
ロットルバルブ６２の開度はコントロールユニット５１
にフィードバックされ、目標開度が精度よく保たれるよ
うにする。
【００４３】しかし、これらのスロットル開度の補正に
よってもとくに過渡的なトルクショックを吸収するには
限界があり、この場合、当然のことながら、切換が行わ
れる相互のカム間のトルク特性の相対差そのものが小さ
いときほどトルクショックは小さくできる。
【００４４】そこで本発明では、カム切換時にカムの回
転位相を進退させることにより発生トルクを変化させ、
トルクギャップを小さくした状態でカムの切換えを行う
ようにした。
【００４５】出力の小さな第１カム２１と、出力の大き
な第２カム２２（または第３カム２３）では、発生する
トルクはカムによって大きく相違し、この間のカム切換
に伴い大きなトルクギャップを生じる。
【００４６】しかし、図５、図６にも示すように、同じ
カムで運転する場合でも、カムの回転位相を変化させる
と、出力トルクは変化する。たとえば出力の小さな第１
カム２１では、基本となるカムの位相はポンピングロス
低減のために所定位置まで進められているが、これを上
死点と下死点のほぼ中間で最大リフトをとる出力位置ま
で戻すと（相対的に遅らせる）、点線の特性で示すよう
に、出力トルクは相対的に増加する。
【００４７】また、第２カム２２、第３カム２３につい
ては実線で示したのがこれらのカムによる出力位置であ
るが、これを点線で示すように遅れたカム位相にする
と、それぞれ出力トルクは相対的に減少する。
【００４８】したがって、このようにカム位相を変化さ
せて考えると、各カムによる出力特性は、さらに多段階
に分かれ、これらの間でカムを切換えていけば、カム間
のトルクギャップは相対的に小さくできるのである。つ
まり、出力の小さな第１カム２１から出力の大きな第２
カム２２に切換えるのに、このカム位相制御を介在させ
ると中間的なトルク特性をもたせることができ、２段階
の切換でなく、実質的には４段階の切換と同じことにな
り、滑らかなカム切換が可能となる。
【００４９】ここで図８にカムの回転位相を可変とする
ための機構を示す。７１は機関回転が伝達されるカムプ
ーリで、カムプーリ７１の内部にはカムシャフト７２の
端部が挿入され、カムプーリ７１とカムシャフト７２と
の間には、内外周のヘリカルスプラインを介してこれら
に係合するピストン体７３が介装される。
【００５０】ピストン体７３を初期位置に戻すスプリン
グ７４に対抗して圧力室７５に油圧を導くことにより、
ピストン体７３は変位し、このピストン体７３の変位に
より互いにヘリカルスプライン係合するカムプーリ７１
とカムシャフト７２の回転位相が変化する。７６は圧力
室７５に導く油圧を制御するための制御弁で、オリフィ
ス７７を介して導かれるシリンダブロックメインギャラ
リからの油圧を逃がす通路７８に介装され、この通路７
８を閉じることにより発生油圧が増大する。
【００５１】なお、この制御弁７６を駆動するソレノイ
ドアクチュエータ７９を駆動回路６０を介してコントロ
ールユニット５１からの信号で制御し、これによってカ
ムシャフト７２の回転位相を進退させる。
【００５２】ここで、コントロールユニット５１におけ
るカムの位相制御とカム切換制御について、図９のフロ
ーチャートにしたがって説明する。
【００５３】これは低出力の第１カム２１から高出力の
第２カム２２に移行させる場合であって、回転数とアク
セル開度に基づいて運転状態が読み込まれ、第１カム２
１から第２カム２２への切換時期の判定が行われる。
【００５４】第１カム２１から第２カム２２への切換が
判定されると、まず、カムシャフト７２の回転位相が制
御され、第１カム２１の回転位相は予め進められた状態
から、図５の点線で示す、より高出力となる出力位置ま
で戻される（遅れる）。これにより、図６にも示すよう
に、第１カム２１による発生トルクは、点線で示すよう
に相対的に増大して、第２カム２２の発生トルクに近づ
く。
【００５５】このとき第２カム２２の回転位相もその出
力位置から遅れているが、この状態でカムの切換が指令
され、第１カム２１から第２カム２２に切換られる。位
相が遅れた第２カム２２の出力トルクは、出力位置のと
きに比較して低く、このため、第１カム２１から第２カ
ム２２への切換時のトルクギャップは相対的に小さく、
カム切換は円滑に実行される。
【００５６】第１カム２１から第２カム２２へのカム切
換が終了すると、今度はカムシャフト７２の回転位相を
元に戻し、これにより第２カム２２は出力位置まで位相
が進むため、図６の実線で示すように出力トルクが増加
する。
【００５７】このようにして、第１カム２１から第２カ
ム２２への切換が行われ、実際には２つのカム間の切換
にもかかわらず、３段階に出力トルクが変化するため、
それぞれのトルクギャップは小さく、全体的には円滑な
カム切換が実現する。
【００５８】なお、第２カム２２から第３カムへの切換
時も同じようにして、カムの回転位相を制御しながら行
うことで、トルクショックの小さな切換ができるが、こ
の場合には、同一の出力トルクが得られる回転数で切換
れば、とくに位相制御を行わなくてもよい。
【００５９】図１０のフローチャートは、高出力の第２
カム２２から低出力の第１カム２１に移行させる場合を
示すが、運転状態が読み込まれ、第２カム２２から第１
カム２１への切換時期が判定されると、まず、カムシャ
フト７２の回転位相が遅らされ、第２カム２２の出力ト
ルクを少し低下させる。このとき、第１カム２１は出力
位置まで位相が戻り、トルク特性は大きくなっている。
そして、ステップでカムの切換を指令し、第２カム２２
から第１カムに移す。これにより相対的にトルクの小さ
い第２カム２２から相対的にトルクの大きい第１カム２
１に切換られるため、この間のトルクキャップは少な
い。この切換が完了した後に、カムシャフト７２の回転
位相が進められ、第１カム２１の位相は発生トルクは低
いが、ポンピングロスの少ない燃費位置に移行する。
【００６０】このようにして、第２カム２２から第１カ
ム２１の切換も、出力トルクの変化が結局３段階に行わ
れ、カム切換に伴うトルクショックを可及的に小さくす
ることができる。
【００６１】次に図１１、図１２の実施例は、カムの切
換を上記実施例よりも少ないが、２段階に行うものであ
る。
【００６２】なおこの場合、カム位置は、図１３にも示
すように、第１カム２１と第２、第３カム２２、２３と
の間に位相差はないが、初期位置において、共に出力位
置よりも所定値だけ進めた状態に設定してある。
【００６３】図１１は低出力の第１カム２１から高出力
の第２カム２２へ切換る場合を示すが、運転状態が読み
込まれ、第１カム２１から第２カム２２への切換時期が
判定されると、第１カム２１から第２カム２２への切換
が指令される。このときは、図１４にも示すように、第
１カム２１、第２カム２２は共に位相が出力位置よりも
進んでいるので、第２カム２２による出力は本来のトル
クよりも小さく、カム間のトルクギャップも少ない。
【００６４】次いでカム切換が完了するのを待ち、その
後にカムシャフト７２の回転位相を第２カム２２の出力
位置まで遅らせ、第２カム２２による出力トルクを増大
させる。
【００６５】このようにして、第１カム２１から第２カ
ム２２に移行するにもかかわらず、実質的に３つのカム
の間で２段階の出力特性変化を経由してカム切換を行う
ことになり、トルクギャップをそれだけ小さくできる。
【００６６】図１２は高出力の第２カム２２から第１カ
ム２１への切換を示すもので、運転状態を読み込み、第
２カム２２から第１カム２１への切換が判定されると、
カム切換が指令される。この場合、第２カム２２による
運転状態では、カムシャフト７２による第２カム２２と
第１カム２１の回転位相は出力位置に戻され（遅れ）て
いるので、出力トルクは共に大きい。
【００６７】そしてカムの切換が完了すると、カムシャ
フト７２の回転位相を第１カム２１が所定の位置まで進
められた初期状態まで変化させる。
【００６８】この場合にも上記と同じように、２段階に
出力特性が変化し、滑らかなカム切換が実現する。
【００６９】さらに、図１５と図１６の実施例を説明す
ると、これは図１３と同一のカム構成であるが、カム切
換時にまずカムの位相制御を行い、次にカム切換を行う
もので、図１５に第１カム２１から第２カム２２へ移行
させる場合を示す。
【００７０】運転状態を読み込み、第１カム２１から第
２カムへの切換が判定されると、カムシャフト７２の回
転位相が制御され、第１カム２１の位相が出力位置まで
遅らされ、出力トルクを大きくする。この状態でカム切
換指令が出され、正規位置まで戻されている第２カムへ
の切換が行われる。
【００７１】この場合も図１７に示すように、３つの特
性の異なるカムを順に変化するので、２段階の切換が行
われることになり、円滑な切換が実現する。
【００７２】図１６は高出力の第２カム２２から低出力
の第１カム２１への切換を示し、運転状態を読み込み、
第２カム２２から第１カム２１への切換が判定される
と、まずカムシャフト７２の回転位相が進められ、出力
トルクを低下させる。この状態からカムの切換が指令さ
れ、第２カム２２から第１カム２１へ移る。第１カム２
１は位相が進められているので、ポンピングロスの少な
い運転ができる。
【００７３】したがってこの場合も、図１７に示すよう
に、３つの特性の異なるカム間で切換が行われたのと同
じことになり、カム切換時のトルクギャップを小さくす
ることができる。
【００７４】以上のように第１、第２の各発明によれ
ば、低出力カムと高出力カムとの間でのカム切換時に、
低出力カムの回転位相を予めより大きな出力が発揮され
る出力位置に変化させて出力を増し、または高出力カム
の回転位相を予め出力トルクが低下するトルク減少位置
に変化させて出力を低下させるという具合に、一時的に
カムの回転位相を中間的な出力特性が得られるように変
化させるものとしたので、３つの出力特性をもつカムの
間を順に切換ていくのと同じ効果を持たせることがで
き、実際のカムの種類を増加させることなく、カム間の
トルクギャップを少なくして、円滑なカム切換を実現す
ることができる。
【００７５】また、上記第１、第２の発明を併用するこ
とも可能であり、その場合には低出力カムと高出力カム
との間でのカム切換時に、２回のカムの回転位相制御を
行うことになるので、実質的に４つの出力特性をもつカ
ムの間を順に切換ていくのと同じ作用が得られ、さらに
細かなトルク制御によりカム間のトルクギャップを一層
少なくして、円滑なカム切換が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の構成図である。
【図２】第２の発明の構成図である。
【図３】本発明の実施例を示すものでカム切換機構の平
面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図５】各カムのリフト特性を示す特性図である。
【図６】各カムによる全開出力特性とカムの移行順序を
示す特性図である。
【図７】制御系統のブロック構成図である。
【図８】カム回転位相制御機構の断面図である。
【図９】コントロールユニットで実行される低出力カム
から高出力カムへの切換時の制御動作を示すフローチャ
ートである。
【図１０】同じく高出力カムから低出力カムへの切換時
の制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】他の実施例の低出力カムから高出力カムへの
切換時の制御動作を示すフローチャートである。
【図１２】同じく高出力カムから低出力カムへの切換時
の制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】各カムのリフト特性を示す特性図である。
【図１４】各カムの全開出力特性とカムの移行順序を示
す特性図である。
【図１５】さらに他の実施例の低出力カムから高出力カ
ムへの切換時の制御動作を示すフローチャートである。
【図１６】同じく高出力カムから低出力カムへの切換時
の制御動作を示すフローチャートである。
【図１７】各カムの全開出力特性とカムの移行順序を示
す特性図である。
【符号の説明】
２１ 第１カム ２２ 第２カム ２３ 第３カム ２４ 吸・排気弁 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 ６１ スロットルバルブ ７２ カムシャフト ７６ 制御弁 ７９ ソレノイドアクチュエータ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低出力と高出力との出力特性をもつ少な
    くとも２つのカムと、運転状態に基づいてこれらカムの
    切換領域を判定する手段と、カム切換の判定結果に基づ
    いてカムを切換えるカム切換手段とを備え、前記低出力
    カムはその回転位相が出力を重視して定められる低出力
    カム出力位置よりもトルクを減少させる燃費重視位置に
    設定される内燃機関において、低出力カムの回転位相を
    進退させる位相調整手段と、低出力カムから高出力カム
    への切換判定時に低出力カムの回転位相を予め前記低出
    力カム出力位置に変化させておく手段と、この位相制御
    後に低出力カムから高出力カムへの切換を実行する手段
    とを備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  2. 【請求項２】 高出力カムから低出力カムへの切換判定
    時に、低出力カムの回転位相を低出力カム出力位置に予
    め変化させておく手段と、この位相制御後に高出力カム
    から低出力カムへの切換を実行する手段と、このカム切
    換後に低出力カムの回転位相を前記位置から当初の燃費
    重視位置に変化させる手段とを備えたことを特徴とする
    請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  3. 【請求項３】 低出力と高出力との出力特性をもつ少な
    くとも２つのカムと、運転状態に基づいてこれらカムの
    切換領域を判定する手段と、カム切換の判定結果に基づ
    いてカムを切換えるカム切換手段とを備え、前記低出力
    カムはその回転位相が出力を重視して定められる低出力
    カム出力位置よりもトルクを減少させる燃費重視位置に
    設定される内燃機関において、高出力カムの回転位相を
    進退させる位相調整手段と、低出力カムから高出力カム
    への切換判定時に高出力カムの回転位相を出力を重視し
    て定められる高出力カム出力位置からトルクを減少させ
    るトルク減少位置に予め変化させておく手段と、この位
    相制御後に低出力カムから高出力カムへの切換を実行す
    る手段と、このカム切換後に高出力カムの回転位相を前
    記高出力カム出力位置に復帰させる手段とを備えたこと
    を特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  4. 【請求項４】 高出力カムから低出力カムへの切換判定
    時に、高出力カムの 回転位相を高出力カム出力位置から
    トルクを減少させるトルク減少位置に予め変化させてお
    く手段と、この位相制御後に高出力カムから低出力カム
    への切換を実行する手段とを備えたことを特徴とする請
    求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235796C2 (de) * 1992-10-23 1996-07-11 Daimler Benz Ag Verfahren zur Überwachung des Schaltvorgangs einer Koppelvorrichtung zur Betätigung von Gaswechselventilen
JPH06123209A (ja) * 1992-10-09 1994-05-06 Nissan Motor Co Ltd エンジンの弁作動装置
JP2762216B2 (ja) * 1993-09-28 1998-06-04 本田技研工業株式会社 内燃機関
EP0854273A1 (en) * 1997-01-21 1998-07-22 Ford Global Technologies, Inc. Variable valve timing and valve events mechanism for an internal combustion engine
US6715323B1 (en) * 1997-11-21 2004-04-06 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Method and apparatus for cooling optical fibers
JP4142204B2 (ja) * 1999-05-19 2008-09-03 本田技研工業株式会社 弁作動特性可変装置
JP2002089301A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
EP1331382B1 (de) * 2002-01-24 2008-09-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm und Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
JP2003328792A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の可変動弁装置
US6705259B1 (en) * 2002-12-10 2004-03-16 Delphi Technologies, Inc. 3-step cam-profile-switching roller finger follower
US6810844B2 (en) * 2002-12-10 2004-11-02 Delphi Technologies, Inc. Method for 3-step variable valve actuation
DE10258803B4 (de) * 2002-12-16 2005-02-10 Siemens Ag Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorganges einer Brennkraftmaschine
US7013852B2 (en) 2003-03-06 2006-03-21 Denso Corporation Control apparatus for an internal combustion engine
DE10321881A1 (de) * 2003-05-15 2004-12-02 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Umschalten des Hubs von Einlassventilen einer Brennkraftmaschine
DE102004005594A1 (de) * 2004-02-04 2005-08-25 Fev Motorentechnik Gmbh Schlepphebel zur Hubumschaltung
DE102005040107B3 (de) * 2005-08-24 2007-05-31 Siemens Ag Kombiniertes PET-MRT-Gerät und Verfahren zur gleichzeitigen Aufnahme von PET-Bildern und MR-Bildern
DE102005047023B4 (de) * 2005-09-30 2009-05-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine
DE102005046932B4 (de) * 2005-09-30 2009-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine bei einer Ventilhubumschaltung
DE102005047024B4 (de) * 2005-09-30 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine bei einer Ventilhubumschaltung
DE602006012952D1 (de) * 2006-06-28 2010-04-29 Ford Global Tech Llc Verbrennungsmotor mit variablem Ventilerhebungsprofilsystem und Verfahren zum Steuern der Ventilerhebungsprofilumstellung
DE102007029411B4 (de) * 2007-06-26 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit variabler Ventilsteuerung
JP5067205B2 (ja) * 2008-03-04 2012-11-07 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US8042513B2 (en) * 2008-08-08 2011-10-25 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine camshaft scheduling strategy for maximum pumping loss reduction
US9217378B2 (en) * 2011-02-17 2015-12-22 Honda Motor Co., Ltd. Controller for internal combustion engine
DE102014202439A1 (de) * 2014-02-11 2015-08-13 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1152959B (it) * 1982-05-17 1987-01-14 Alfa Romeo Spa Dispositivo per la variazione automatica della fasatura di un albero a camme
US4768467A (en) * 1986-01-23 1988-09-06 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Valve operating system for an automotive engine
JPS62203913A (ja) * 1986-02-28 1987-09-08 Fuji Heavy Ind Ltd 自動車用エンジンの動弁装置
US4790274A (en) * 1986-07-30 1988-12-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve operating mechanism for internal combustion engine
JPH07122600B2 (ja) * 1986-08-13 1995-12-25 日産自動車株式会社 車両用出力軸トルク検出装置
JPS63167016A (ja) * 1986-12-27 1988-07-11 Honda Motor Co Ltd 多気筒内燃機関の動弁装置
GB2199894B (en) * 1987-01-08 1990-10-24 Honda Motor Co Ltd Valve operating device in internal combustion engine
JPS643208A (en) * 1987-06-23 1989-01-09 Honda Motor Co Ltd Tappet valve system for internal combustion engine
JPH01134013A (ja) * 1987-11-19 1989-05-26 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁制御方法および装置
JPH02161154A (ja) * 1988-08-01 1990-06-21 Honda Motor Co Ltd エンジンの制御装置
JP2700692B2 (ja) * 1989-06-30 1998-01-21 スズキ株式会社 ４サイクルエンジンの動弁装置
JP2814613B2 (ja) * 1989-10-12 1998-10-27 日産自動車株式会社 エンジンの弁作動装置
JPH0417706A (ja) * 1990-05-07 1992-01-22 Nissan Motor Co Ltd エンジンの弁作動装置
JPH04143409A (ja) * 1990-10-03 1992-05-18 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の可変動弁装置
JP2636498B2 (ja) * 1990-11-29 1997-07-30 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
JPH103208A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Ricoh Co Ltd トナー補給装置

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DE4223910C2 (de) 1996-11-07
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GB2257204A (en) 1993-01-06
GB9213993D0 (en) 1992-08-12
GB2257204B (en) 1995-01-18
US5347962A (en) 1994-09-20
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