(57)【要約】【課題】バルブリフト制御に用いられるアクチュエータの高温環境下での使用を回避しつつ、エンジン出力の向上が図れる可変動弁装置を提供すること。【解決手段】エンジン２の回転数が所定の回転数以上である場合に、モータ４を駆動させてバルブリフト量を最大のバルブリフト量に保持させた後、モータ４の作動を停止させる。これにより、動作保証温度を超える温度環境下でモータ４を作動させることを避けることができ、バルブリフト量を最大に保持しておくことによってエンジン２への吸入空気量を十分に確保してエンジン出力を向上させることができる。【選択図】図１
2005207350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの作動によりバルブリフト量を調整可能とし、前記バルブリフト量を最大のバルブリフト量に調整した際にその調整状態を機械的に保持可能とした可変動弁機構と、
前記アクチュエータの作動に影響を与える状態か否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記アクチュエータの作動に影響を与える状態であると判断された場合に、前記アクチュエータを駆動させて前記バルブリフト量を前記最大のバルブリフト量に保持させた後、前記アクチュエータの作動を停止させるバルブリフト制御手段と、
を備えた可変動弁装置。
【請求項２】
前記判断手段は、エンジンの回転数が所定の回転数以上か否かに基づいて前記アクチュエータの作動に影響を与える状態であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記アクチュエータの作動に影響を与える部位の温度が所定温度以上か否かに基づいて前記アクチュエータの作動に影響を与える状態であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記バルブリフト制御手段は、前記判断手段により前記アクチュエータの作動に影響を与える状態であると判断された場合に、前記アクチュエータを駆動させて前記バルブリフト量を前記最大のバルブリフト量に保持させた後、前記アクチュエータ及びそのアクチュエータを駆動させる駆動回路の作動を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブなどのバルブリフト制御を行う可変動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変動弁装置に関するものとして、特開２００３−３９００号公報に記載されるように、ＤＣモータを用いて吸気バルブなどの開弁特性を連続的に変化させる装置であって、エンジンが所定温度を超えたときにＤＣモータに供給する駆動電流を強制的に低下させるものが知られている。この装置は、エンジンの温度が上昇し温度環境条件が厳しくなったときにＤＣモータの駆動を低下させることにより、ＤＣモータの焼き付きや駆動回路の焼損を未然に防止しようとするものである。
【特許文献１】特開２００３−３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような可変動弁装置にあっては、エンジンが高回転で駆動する時に出力低下を招くという問題点がある。すなわち、エンジンが高回転で駆動して高温状態となったときにＤＣモータの駆動が低下するため、適切なバルブ開閉が行えず、可変動弁制御の十分な効果が得られず、エンジンの出力の低下を招くこととなる。
【０００４】
そこで本発明は、バルブリフト制御に用いられるアクチュエータの高温環境下での使用を回避しつつ、エンジン出力の向上が図れる可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明に係る可変動弁装置は、アクチュエータの作動によりバルブリフト量を調整可能とし、バルブリフト量を最大のバルブリフト量に調整した際にその調整状態を機械的に保持可能とした可変動弁機構と、アクチュエータの作動に影響を与える状態か否かを判断する判断手段と、その判断手段によりアクチュエータの作動に影響を与える状態であると判断された場合に、アクチュエータを駆動させてバルブリフト量を最大のバルブリフト量に保持させた後、アクチュエータの作動を停止させるバルブリフト制御手段とを備えて構成されている。
【０００６】
この発明によれば、アクチュエータの作動に影響を与える状態である場合に最大のバルブリフト量に保持しアクチュエータの作動を停止させる。このため、アクチュエータを作動停止させることによって動作保証温度を超える温度環境下でアクチュエータを作動させることを避けることができ、バルブリフト量を最大にしておくことによってエンジンへの吸入空気量を十分に確保してエンジン出力を向上させることができる。
【０００７】
この場合、判断手段は、エンジンの回転数が所定の回転数以上か否かに基づいてアクチュエータの作動に影響を与える状態であるか否かを判断することが好ましい。または、判断手段は、アクチュエータの作動に影響を与える部位の温度が所定温度以上か否かに基づいてアクチュエータの作動に影響を与える状態であるか否かを判断することが好ましい。
【０００８】
また本発明に係る可変動弁装置は、前述のバルブリフト制御手段が、判断手段によりアクチュエータの作動に影響を与える状態であると判断された場合に、アクチュエータを駆動させてバルブリフト量を最大のバルブリフト量に保持させた後、アクチュエータ及びそのアクチュエータを駆動させる駆動回路の作動を停止させることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、アクチュエータの作動に影響を与える状態である場合に最大のバルブリフト量に保持しアクチュエータ及びその駆動回路の作動を停止させる。このため、アクチュエータ及びその駆動回路を作動停止させることによって動作保証温度を超える温度環境下でアクチュエータ及び駆動回路を作動させることを避けることができ、バルブリフト量を最大にしておくことによってエンジンへの吸入空気量を十分に確保してエンジン出力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バルブリフト制御に用いられるアクチュエータの高温環境下での使用を回避しつつ、エンジン出力の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１に本実施形態に係る可変動弁装置の構成概略図を示す。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る可変動弁装置１は、車両に搭載されるエンジン２の吸気バルブ２１のバルブリフト量を調整する装置である。可変動弁装置１は、可変動弁機構３を備えている。可変動弁機構３は、モータ４の作動により吸気バルブ２１のバルブリフト量を調整する機構である。モータ４は、可変動弁機構３にバルブリフト量を調整させる電動機であり、電動のアクチュエータとして機能する。
【００１４】
モータ４には、インテリジェントドライバ４１が設けられている。インテリジェントドライバ４１は、ＣＰＵを備えたモータ４の駆動装置であり、モータ４の駆動制御器及び駆動回路を内蔵している。また、インテリジェントドライバ４１は、ＥＣＵ１０と信号を送受信する通信機能を備えている。例えば、インテリジェントドライバ４１は、ＥＣＵ１０からエンジン回転数信号を受信し、そのエンジン回転数信号に基づいて駆動制御信号を生成し、その駆動制御信号を用いてモータ４を駆動制御する。このモータ４の駆動制御を通じて吸気バルブ２１のバルブリフト量が制御される。また、インテリジェントドライバ４１は、エンジン２の回転数が所定の回転数以上であるときに、モータ４を所定の作動位置まで駆動させた後にその駆動を停止させるバルブリフト制御手段としても機能する。
【００１５】
エンジン２には、クランクポジションセンサ２３が設けられている。クランクポジションセンサ２３は、エンジン回転数を検出する回転数検出手段として機能するものである。クランクポジションセンサ２３の出力信号は、ＥＣＵ１０に入力される。また、エンジン２には、エンジン２の温度を検出する水温センサ２４が設置されている。この水温センサ２４の出力信号もＥＣＵ１０に入力される。
【００１６】
ＥＣＵ１０は、エンジン２の駆動制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。
【００１７】
エンジン２の吸気ポートには、インジェクタ２５は設置されている。インジェクタ２５は、ＥＣＵ１０の制御信号を受けて燃料噴射を行う。エンジン２の吸気経路５には、スロットルバルブ５１が設置されている。そのスロットルバルブ５１のスロットル開度は、スロットルポジションセンサ５２によって検出される。スロットルポジションセンサ５２の出力信号は、ＥＣＵ１０に入力される。エンジン２の排気経路６には、触媒６１が設置されている。
【００１８】
図２、３は、可変動弁機構の説明図である。
【００１９】
図２に示すように、可変動弁機構３は、モータ４の作動により吸気バルブ２１のバルブリフト量を調整する機構であり、モータ４の駆動力を伝達する駆動力伝達機構７を備えている。駆動力伝達機構７は、減速機７１、カム７２、アーム７３及びコントロールシャフト７４を備えて構成されている。減速機７１は、モータ４の回転を減速させるものであり、複数の歯車を噛合させた歯車列により構成されている。カム７２は、外周にカム面７２ａを形成してなる部材である。カム面７２ａは、カム７２の回転中心からの半径が徐々に大きくなるように形成されている。カム７２は、減速機７１の出力を受けて回転する。
【００２０】
アーム７３は、一方の端部がカム７２の外周に当接され、他方の端部がコントロールシャフト７４に軸着されている。アーム７３におけるカム７２との当接部分には、ローラ７３ｂを配置することが好ましい。このローラ７３ｂの配置により、カム７２との摩擦を低減することができ、モータ駆動力を円滑に伝達することができる。また、アーム７３は、両端部の間で支軸７３ａに回転可能に支持されている。カム７２が回転してアーム７３の一方の端部が押されると、支軸７３ａを中心にアーム７３が回転する。この回転により、他端に軸着されるコントロールシャフト７４が移動する。
【００２１】
コントロールシャフト７４は、吸気バルブ２１を上下動させるカム機構（図示なし）まで伸びている。このコントロールシャフト７４の移動によって、吸気バルブ２１のバルブリフト量が調整される。例えば、吸気バルブ２１の上部にカム形状の異なる複数のカムが設置され、コントロールシャフト７４の移動位置に応じて、吸気バルブ２１を上下動させるカムが選択されバルブリフト量が設定される。なお、バルブリフト量の調整は、その他の機構、手法などを用いて行ってもよい。
【００２２】
図３に示すように、カム７２のカム面７２ａは、その周方向に沿って半径が大きくなるように形成されている。そして、カム面７２ａの一部の領域には、半径の変化しない同一径部７２ｂが形成されている。同一径部７２ｂがアーム７３に当接するようにカム７２を回転させておくことにより、モータ４を停止させて非作動状態としても吸気バルブ２１のリフト位置を機械的に保持することができる。例えば、カム７２を回転調整して同一径部７２ｂがアーム７３に当接するようにしておくことにより、コントロールシャフト７４側から力を受けても、カム７２が回転せず、吸気バルブ２１のリフト位置が変化することを防止でき、吸気バルブ２１を所定のリフト位置に保持することができる。
【００２３】
このようにカム７２に同一径部７２ｂを形成し、モータ４を駆動制御して、図３に示すようにカム７２の平坦部７２ｂをアーム７３に当接させることにより、モータ４を停止させた状態で吸気バルブ２１を所定のリフト位置に保持しておくことができる。その際、最大のバルブリフト位置で吸気バルブ２１のリフト位置を保持するようにしておくことが好ましい。
【００２４】
次に本実施形態に係る可変動弁装置の動作について説明する。
【００２５】
図４は、本実施形態に係る可変動弁装置の動作を示すフローチャートである。この図４における制御処理は、インテリジェントドライバ４１により所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００２６】
図４にＳ１０に示すように、エンジン回転数の読み込みが行われる。このエンジン回転数の読み込みは、ＥＣＵ１０からインテリジェントドライバ４１に送信されるクランクポジションセンサ２３の出力信号に基づいて行われる。そして、Ｓ１２に移行し、エンジン回転数が所定値以上であるか否かが判断される。この所定値は、インテリジェントドライバ４１に予め設定される設定値である。
【００２７】
また、このＳ１２において、エンジン回転数が所定値以上となっている時間が所定時間以上か否かを判断することが好ましい。例えば、４０００ｒｐｍ以上で６０秒以上となっているか、また５０００ｒｐｍ以上で３０秒以上となっているかなどである。
【００２８】
このＳ１２にてエンジン回転数が所定値以上であると判断されたときには、吸気バルブ２１のバルブリフト量が所定のリフト量に保持される（Ｓ１４）。すなわち、インテリジェントドライバ４１からモータ４に駆動電流が供給されてモータ４が駆動し、図３に示すように同一径部７２ｂがアーム７３に当接するようにカム７２が回転する。このカム７２の回転により、アーム７３が回転し、コントロールシャフト７４が移動して、吸気バルブ２１のバルブリフト量が最大のバルブリフト量となるように設定される。
【００２９】
そして、この状態でインテリジェントドライバ４１からモータ４への駆動電流の供給が停止され、モータ４が駆動停止する。このため、吸気バルブ２１における所定のバルブリフト量の状態が保持される。また、エンジン回転数が所定値以上となってエンジン２が高温状態となったときに、インテリジェントドライバ４１及びモータ４が動作保証温度を超える環境下で作動することを避けることができる。
【００３０】
また、このようにバルブリフト量を保持しバルブリフト制御を停止している時にはスロットル開度の調整によりエンジン吸入空気量を制御することが好ましい。このようにバルブリフト量を調整できない時にスロットル開度制御で吸入空気量を適宜調節することにより、エンジン出力の向上が図れる。
【００３１】
一方、Ｓ１２にてエンジン回転数が所定値以上でないと判断されたときには、エンジン回転数に応じたバルブリフト制御が行われる（Ｓ１６）。すなわち、エンジン回転数に応じたバルブリフト量となるようにモータ４を駆動させてカム７２、アーム７３を通じてコントロールシャフト７４を適宜移動させ、吸気バルブ２１のバルブリフト量を調節する。例えば、エンジン２の高速回転時にはバルブリフト量が大きくなるようにし、低速回転時にはバルブリフト量が小さくなるように制御する。また、このバルブリフト制御は、スロットル開度やアクセル操作量に基づいて行う場合もある。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る可変動弁装置によれば、エンジン回転数が所定の回転数以上である場合に最大のバルブリフト量に保持しモータ４の作動を停止させる。このため、モータ４及びインテリジェントドライバ４１を動作保証温度を超える温度環境下で作動させることを避けることができ、バルブリフト量を最大にしておくことによってエンジン２への吸入空気量を十分に確保してエンジン出力を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、エンジン回転数が所定値以上のときにモータ４及びインテリジェントドライバ４１を動作保証温度を超える環境下で作動させることを回避する場合について説明したが、本発明に係る可変動弁装置はそのようなものに限られるものではなく、エンジン作動温度を検出しその温度が所定温度以上のときにモータ４及びインテリジェントドライバ４１の作動を回避するものであってもよい。また、モータ４及びインテリジェントドライバ４１に温度センサ、サーミスタを配置しその検出温度が所定温度以上のときにモータ４及びインテリジェントドライバ４１の作動を回避するものであってもよい。これらの部位の温度計測が、アクチュエータの作動に影響を与える部位の温度計測に相当する。この場合、図２のＳ１２において、モータ４の温度、インテリジェントドライバ４１の温度、エンジン２の周辺の温度又はエンジン冷却水の温度を検出し、その検出された温度が所定温度以上か否かを判断するようにし、その温度が所定温度以上のときにはＳ１４の制御処理、その温度が所定温度以上でないときにはＳ１６の制御処理を実行するようにすることで対応できる。その際、所定温度は、モータ４及びインテリジェントドライバ４１の作動に影響を与える温度に基づいて設定され、例えば１２０゜Ｃ程度に設定される。
【００３４】
また、本実施形態では、バルブリフト制御をインテリジェントドライバ４１により実行する場合について説明したが、本発明に係る可変動弁装置はそのようなものに限られるものではなく、ＥＣＵ１０から制御信号をモータ４の駆動装置に出力してＥＣＵ１０によりバルブリフト制御を実行するものであってもよい。また、本実施形態では、ＥＣＵ１０からの信号に基づいてインテリジェントドライバ４１がバルブリフト量をどのように制御すべきか演算する場合について説明したが、ＥＣＵ１０でバルブリフト量の制御内容を演算してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、吸気バルブ２１のバルブリフト量を制御する場合について説明したが、本発明に係る可変動弁装置はそのようなものに限られるものではなく、排気バルブ２２のバルブリフト制御するものであってもよいし、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の双方をバルブリフト制御するものであってもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、バルブリフト制御のみを実行する場合について説明したが、本発明に係る可変動弁装置はそのようなものに限られるものではなく、バルブリフト制御とともにバルブタイミング制御を実行するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る可変動弁装置の構成概要図である。
【図２】図１の可変動弁装置における可変動弁機構の説明図である。
【図３】図１の可変動弁装置における可変動弁機構の説明図である。
【図４】図１の可変動弁装置における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１…可変動弁装置、２…エンジン、３…可変動弁機構、４…モータ（アクチュエータ）、５…吸気経路、６…排気経路、７…駆動力伝達機構、１０…ＥＣＵ、２１…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２３…クランクポジションセンサ（回転数検出手段）、４１…インテリジェントドライバ（バルブリフト制御手段）、７２…カム、７３…アーム、７４…コントロールシャフト。
【図１】
2005207350.tif 000003
【図２】
2005207350.tif 000004
【図３】
2005207350.tif 000005
【図４】
2005207350.tif 000006