(57)【要約】【課題】運転状態に応じて最適なオーバーラップ量に設定する。【解決手段】  本発明は、吸排気弁のリフト中心角の位相を進角又は遅角させる位相可変機構を備えるエンジンのバルブタイミング制御装置であって、低中負荷運転領域のとき前記吸気弁及び前記排気弁のオーバーラップ量を設定するオーバーラップ設定手段（Ｓ１）と、アクセルペダル踏み込み量に基づいて、通常加速か急加速かを判定する加速判定手段（Ｓ２，Ｓ４）と、通常加速のときは、吸気弁又は排気弁のいずれ一方の位相可変機構を駆動した後に、他方の位相可変機構を駆動して、オーバーラップ量を減少させる通常加速時オーバーラップ制御手段（Ｓ５）と、急加速時のときは、吸気弁及び排気弁の位相可変機構を同時に駆動して、通常加速のときよりも速くオーバーラップ量を減少させる急加速時オーバーラップ制御手段（Ｓ４）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2009264325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁及び排気弁のリフト中心角の位相を進角又は遅角させる位相可変機構を備えるエンジンのバルブタイミング制御装置であって、
低中負荷運転領域のとき前記吸気弁及び前記排気弁のオーバーラップ量を設定するオーバーラップ設定手段と、
アクセルペダル踏み込み量に応じて、通常加速か急加速かを判定する加速判定手段と、
通常加速のときは、前記吸気弁又は前記排気弁のいずれ一方の前記位相可変機構を駆動した後に、他方の前記位相可変機構を駆動して、前記オーバーラップ量を減少させる通常加速時オーバーラップ制御手段と、
急加速時のときは、前記吸気弁及び前記排気弁の前記位相可変機構を同時に駆動して、前記通常加速のときよりも速く前記オーバーラップ量を減少させる急加速時オーバーラップ制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記吸気弁及び前記排気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構を備え、
前記通常加速時オーバーラップ制御手段は、
前記吸気弁又は前記排気弁のいずれ一方の前記位相可変機構と同時に、前記吸気弁及び前記排気弁のいずれか一方の前記リフト・作動角可変機構を駆動し、
他方の前記位相可変機構と同時に、他方の前記リフト・作動角可変機構を駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記吸気弁及び前記排気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構を備え、
前記急加速時オーバーラップ制御手段は、
前記吸気弁及び排気弁の前記位相可変機構と同時に、前記吸気弁及び前記排気弁のいずれか一方のリフト・作動角可変機構を駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記吸気弁及び前記排気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構を備え、
前記急加速時オーバーラップ制御手段は、
前記吸気弁及び排気弁の前記位相可変機構と同時に、前記吸気弁及び前記排気弁のリフト・作動角可変機構を同時に駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサを備え、
前記加速判定手段は、
前記アクセルストロークセンサの検出値の単位時間あたりの変位代が第１所定値より大きいときは急加速と判定し、その変位代が第１所定値未満であって、第１検出値より小さい第２所定値より大きいときは、通常加速と判定する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンのバルブタイミング制御装置として、エンジン運転状態に応じて吸排気弁のオーバーラップ量を変更して、各運転状態における出力や燃費を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２７０４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のエンジンのバルブタイミング制御装置では、吸排気弁のオーバーラップ量を変更するときに、その変更速度を調整していなかった。そのため、運転状態によっては、必ずしも最適なオーバーラップ量に設定することができないという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、運転状態に応じて最適なオーバーラップ量に設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
吸気弁（１１１）及び排気弁のリフト中心角の位相を進角又は遅角させる位相可変機構（１４０）を備えるエンジンのバルブタイミング制御装置であって、低中負荷運転領域のとき前記吸気弁及び前記排気弁のオーバーラップ量を設定するオーバーラップ設定手段（Ｓ１）と、アクセルペダル踏み込み量に基づいて、通常加速か急加速かを判定する加速判定手段（Ｓ２，Ｓ４）と、通常加速のときは、前記吸気弁（１１１）又は前記排気弁のいずれ一方の前記位相可変機構（１４０）を駆動した後に、他方の前記位相可変機構（１４０）を駆動して、前記オーバーラップ量を減少させる通常加速時オーバーラップ制御手段（Ｓ５）と、急加速時のときは、前記吸気弁（１１１）及び排気弁の前記位相可変機構（１４０）を同時に駆動して、前記通常加速のときよりも速く前記オーバーラップ量を減少させる急加速時オーバーラップ制御手段（Ｓ３）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吸排気弁のオーバーラップ量の変更速度を調節することができるので、運転状態に応じて最適なオーバーラップ量に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、エンジンに適用される可変動弁機構１００の斜視図である。
【００１０】
可変動弁機構１００は、吸気弁１１１のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１１０と、吸気弁１１１の中心角（吸気弁１１１が最大リフトを迎えるクランク角度位置）の位相を進角又は遅角させる位相可変機構１４０と、を備える。なお、図１では１つの気筒に対応する一対の吸気弁１１１及びその関連部品のみを簡略的に図示している。
【００１１】
まず、リフト・作動角可変機構１１０の構成について説明する。
【００１２】
エンジンの各気筒には、一対の吸気弁１１１と一対の排気弁（図示せず）が設けられる。吸気弁１１１の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸１１３が設けられる。駆動軸１１３は、一端部に設けられた従動スプロケット１４２等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフトと連係され、クランクシャフトに連動して軸周りに回転する。
【００１３】
駆動軸１１３には、気筒ごとに、一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３に対して回転自在に取り付けられる。その作用については後で詳述するが、この一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３を中心として所定の回転範囲で揺動（上下動）することによって、その下方に位置する吸気弁１１１のバルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁１１１が下方にリフトする。なお、一対の揺動カム１２０は、互いに円筒等で同位相に固定されている。
【００１４】
駆動軸１１３の外周には、円筒状の駆動カム１１５が圧入等によって固定される。駆動カム１１５は、揺動カム１２０から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定される。そして、駆動カム１１５の外周面には、リンクアーム１２５の基端が、回転自在に嵌合する。
【００１５】
駆動軸１１３の斜め上方には、制御軸１１６が、駆動軸１１３と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持される。
【００１６】
制御軸１１６の一端部には、制御軸１１６を所定回転角度範囲内で回転させるリフト量制御アクチュエータ１３０が設けられる。リフト量制御アクチュエータ１３０は、エンジンの運転状態を検出するコントローラ５０からの制御信号に基づいて、第１油圧装置２０１によって制御される。
【００１７】
制御軸１１６の外周面には、制御カム１１７が圧入等によって固定される。制御カム１１７には、ロッカアーム１１８が、制御カム１１７の外周面に回転自在に嵌合する。ロッカアーム１１８は、制御カム１１７の軸心を支点として揺動する。
【００１８】
なお、ロッカアーム１１８は、制御カム１１７に支持される中央の基端部１１８ａを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸びた形状をしている。
【００１９】
ロッカアーム１１８の一端部と、リンクアーム１２５の突出端１２５ｂとは、ロッカアーム１１８が上方に位置するように、両者を挿通する連結ピンによって連結される。
【００２０】
ロッカアーム１１８の他端部と、リンク部材１２６の一端部とは、両者を挿通する連結ピンによって連結される。
【００２１】
リンク部材１２６の他端部と、揺動カム１２０とは、両者を挿通する連結ピンによって、ロッカアーム１１８の下方に揺動カム１２０が位置するように連結される。
【００２２】
続いてリフト・作動角可変機構１１０の作用について説明する。
【００２３】
駆動軸１１３がクランクシャフトに連動して回転すると、駆動カム１１５及びその外周に回転自在に嵌合しているリンクアーム１２５を介してロッカアーム１１８が制御カム１１７の中心点を中心として揺動（上下動）する。ロッカアーム１１８の揺動は、リンク部材１２６を介して揺動カム１２０へ伝達され、揺動カム１２０が所定角度範囲を揺動する。この揺動カム１２０が揺動、すなわち上下動することによって、バルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁１１１が下方にリフトする。
【００２４】
ここで、リフト量制御アクチュエータ１３０を介して制御軸１１６が回転すると、ロッカアーム１１８の揺動支点となる制御カム１１７の中心点も回転変位して、エンジン本体に対してロッカアーム１１８の支持位置が変化し、ひいては揺動カム１２０の初期揺動位置が変化する。したがって、揺動カム１２０と、バルブリフタ１１９との初期接触位置も変化する。これにより、クランクシャフト一回転あたりの揺動カム１２０の揺動角は常に一定なので、最大リフト量が変化する。
【００２５】
次に、位相可変機構１４０の構成及び作用について説明する。
【００２６】
位相可変機構１４０は、位相角制御アクチュエータ１４１と第２油圧装置２０２とを備える。
【００２７】
位相角制御アクチュエータ１４１は、スプロケット１４２と駆動軸１１３とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。
【００２８】
第２油圧装置２０２は、エンジン００の運転状態を検出するコントローラ５０からの制御信号に基づいて、位相角制御アクチュエータ１４１を制御する。
【００２９】
第２油圧装置２０２による位相角制御アクチュエータ１４１への油圧制御によって、スプロケット１４２と駆動軸１１３とが相対的に回転し、リフト中心角が進角又は遅角する。
【００３０】
コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサ５１などの種々のセンサからの信号が入力される。
【００３１】
図２は、可変動弁機構１００の作用について説明する図である。
【００３２】
前述した通り、制御カム１１７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、吸気弁１１１のバルブリフト特性は連続的に変化する。つまり、図２の実線に示したように、可変動弁機構１００は、リフト・作動角可変機構１１０によって、吸気弁１１１のリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁１１１のリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁１１１の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００３３】
さらに、図２の破線に示したように、可変動弁機構１００は、位相可変機構１４０によって、リフト中心角を進角又は遅角させることができる。
【００３４】
このように、リフト・作動角可変機構１１０と位相可変機構１４０とを組み合わせることによって、可変動弁機構１００は、任意のクランク角度位置で吸気弁１１１を開閉できる。
【００３５】
なお、排気弁側にも吸気弁側と同様の可変動弁機構が備えられており、任意のクランク角度位置で排気弁を開閉できるようになっている。
【００３６】
エンジンは上記のように構成され、運転状態に応じて吸排気弁の可変動弁機構を制御して吸気弁と排気弁との両方が同時に開弁している期間（以下「バルブオーバーラップ量」という）を設定している。バルブオーバーラップ量を設定することで、燃焼室から排気が排出される勢いを利用して混合気を燃焼室へ引き込むことができるので、充填効率が良くなる。
【００３７】
しかし、低回転で運転している状態からアクセルペダルを一気に踏み込んだとき（急加速時）は、素早くバルブオーバーラップ量を無くしたほうが、逆に過渡時における充填効率が良くなり、出力が向上する。
【００３８】
また、低回転で運転している状態からアクセルペダルを徐々に踏み込んだとき（通常加速時）は、その踏み込み量に応じてバルブオーバーラップ量を無くしたほうが、逆に過渡時における充填効率が良くすることができるので、燃費の向上を図ることができる。
【００３９】
以下、図３を参照して本実施形態によるバルブオーバーラップ制御について説明する。
【００４０】
図３は、本実施形態によるバルブオーバーラップ制御を示すフローチャートである。コントローラ５０は、このルーチンを所定の演算周期（例えば１０ミリ秒）で繰り返し実行する。
【００４１】
ステップＳ１において、コントローラは、運転状態に応じて吸排気弁の可変動弁機構を制御してオーバーラップ量を設定する。
【００４２】
ステップＳ２において、コントローラは、急加速判定を実施する。具体的には、アクセルストロークセンサの検出値の単位時間あたりの変位代が急加速所定値以上か否かを判定する。コントローラは、急加速と判定したときはステップＳ３に処理を移行し、そうでないときはステップＳ４に処理を移行する。
【００４３】
ステップＳ３において、コントローラは、吸気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０と、排気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０と、を同時に駆動して、バルブオーバーラップ量を素早く減少させる。
【００４４】
ステップＳ４において、コントローラは、通常加速判定を実施する。具体的には、アクセルストロークセンサの検出値の単位時間あたりの変位代が通常加速所定値以上か否かを判定する。コントローラは、通常加速と判定したときはステップＳ４に処理を移行し、そうでないときは今回の処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ５において、コントローラは、吸気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０を駆動した後に、排気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０を駆動して、バルブオーバーラップ量を徐々に減少させる。
【００４６】
図４は、本実施形態によるバルブオーバーラップ制御の動作について説明するタイムチャートである。図４において、実線は急加速時のバルブオーバーラップ制御の動作を示す。破線は、通常加速時のバルブオーバーラップ制御の動作を示す。
【００４７】
時刻ｔ１で、アクセルペダルが踏み込まれると、コントローラは、バルブオーバーラップ量を減少させる。
【００４８】
実線で示すように、急加速時と判定したときは（図４（Ｂ）；Ｓ２でＹｅｓ）、コントローラは、バルブオーバーラップ量を素早く減少させる（図４（Ａ）；Ｓ３）。
【００４９】
一方で、破線で示すように、通常加速時と判定したときは（図４（Ｂ）；Ｓ２でＮｏ，Ｓ４でＹｅｓ）、コントローラは、バルブオーバーラップ量を徐々に減少させる（図４（Ａ）；Ｓ５）。
【００５０】
以上説明した本実施形態によれば、低回転で運転している状態から加速が実施された場合に、急加速か通常加速かを判定する。
【００５１】
そして、急加速時には、吸気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０と、排気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０と、を同時に駆動して、バルブオーバーラップ量を素早く減少させる。これにより、充填効率が良くなるので、急加速時における加速性能が向上する。
【００５２】
一方で、通常加速時には、吸気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０を駆動した後に、排気側のリフト・作動角可変機構２１０及び位相可変機構２４０を駆動して、バルブオーバーラップ量を徐々に減少させる。これにより、通常加速時における充填効率を良くして、燃費の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５４】
例えば、本実施形態では、急加速判定時には、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０と、排気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０と、を同時に駆動していた。
【００５５】
しかしながら、このような駆動方法に限らず、吸気側及び排気側の位相可変機構１４０だけを同時に駆動しても良い。
【００５６】
また、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０と、排気側の位相可変機構１４０と、だけを同時に駆動しても良い。
【００５７】
一方で、通常加速判定時には、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０を駆動した後に、排気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０を駆動していた。
【００５８】
しかしながら、このような駆動方法に限らず、吸気側の位相可変機構１４０だけを駆動した後に、排気側の位相可変機構１４０だけを駆動しても良い。
【００５９】
また、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０を駆動した後に、排気側の位相可変機構１４０だけを駆動しても良い。
【００６０】
また、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０と排気側の位相可変機構１４０とを駆動した後に、吸気側の位相可変機構１４０と排気側のリフト・作動角可変機構１１０とを駆動しても良い。
【００６１】
また、吸気側の位相可変機構１４０と排気側のリフト・作動角可変機構１１０とを駆動した後に、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０と排気側の位相可変機構１４０とを駆動しても良い。
【００６２】
さらに、排気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０を駆動した後に、吸気側のリフト・作動角可変機構１１０及び位相可変機構１４０を駆動しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】可変動弁機構の斜視図である。
【図２】可変動弁機構の作用について説明する図である。
【図３】バルブオーバーラップ制御を示すフローチャートである。
【図４】バルブオーバーラップ制御の動作について説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
５１    アクセルストロークセンサ
１１０    リフト・作動角可変機構
１１１    吸気弁
１４０    位相可変機構
Ｓ１    オーバーラップ設定手段
Ｓ２    加速判定手段
Ｓ３    急加速時オーバーラップ制御手段
Ｓ４    加速判定手段
Ｓ５    通常加速時オーバーラップ制御手段
【図１】
2009264325.tif 000003
【図２】
2009264325.tif 000004
【図３】
2009264325.tif 000005
【図４】
2009264325.tif 000006