JP3861734B2 - 機関作動特性変更手段のロック待機作動制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の作動特性を変更する技術に係わり、特に弁開閉タイミング等の可変制御により内燃機関の作動特性を変更すべく第一と第二の作動状態の間に変化するようになっている機関作動特性変更手段が、その第一の作動状態にロック手段によりロックされ得るようになっている場合の、機関作動特性変更手段のロックに関連する制御に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内燃機関に於いて、混合気の燃焼が最も安定して行われる中負荷運転領域にては、内部排気ガス再循環を増大させて燃費の向上を図るべく、排気弁の開領域に対する吸気弁の開領域のオーバーラップを大きくし、アイドル運転時には、機関回転が不安定になることを避けるべく上記のオーバーラップを小さくし、また高負荷運転時には、混合気の充填度を高めるべく上記のオーバーラップを小さくする如く、弁開閉タイミング制御装置（ＶＶＴ）の如き機関作動特性変更手段を、車輌の運転状態に応じて最も好ましい機関作動特性を得るよう、制御することが知られている。
【０００３】
また、かかる機関運転特性変更手段が内燃機関により駆動される油圧ポンプより得られる油圧によって作動するようになっている場合に、機関始動のクランキング時の如くまだ作動油圧が得られないとき、機関運転特性変更手段を機械的ロック手段によりある特定の機関運転特性を与える状態にロックすることも知られている。このことは、上記のＶＶＴでは、例えば、特開2000−230408に、ＶＶＴをロック手段により吸気弁の閉じ位相がクランク軸の回転位相に対し最も遅角された状態にロックする例として示されている。
【０００４】
図１〜３は、吸気弁開閉タイミング制御装置の一例を示したものであり、このうち図２および３は図１における断面Ａ-Ａを２つの作動態様にて示す図である。図１に於いて、ｅは内燃機関であり、そのクランク軸ｃに電動機と発電機の両機能を備えた第一および第二の電動発電機（モータ・ジェネレータ）ｍｇ１およびｍｇ２が遊星歯車式のトルク分配装置ｐを介して駆動連結されており、また、かかる内燃機関と電動発電機よりなる原動回生装置に対し、一対の車輪ｗが、車軸ｓ、差動歯車ｄ、変速機ｔを経て電動発電機ｍｇ１の回転軸の部分にて駆動連結されている。電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２はインバータｉを介して蓄電装置ｂと電気的に接続され、車輌の運行状態に応じて電動機または発電機として作動するようになっている。
【０００５】
１０にて全体的に示されている部分が上記の吸気弁開閉タイミング制御装置であり、内燃機関のクランク軸ｃより無端ベルト１２を経てクランク軸に同期して回転駆動される歯車１４と、吸気弁作動カム１６を担持する吸気弁カム軸１８との間に作用する、ロータリアクチュエータの構造を有している。
【０００６】
より詳細には、歯車１４には４本のボルト２０によって内歯スプライン状の環状部材２２と、環状の端板２４とが組み合わされて、４つの内向きの放射状隔壁部２６を備えた作動室空間が郭定されている。そしてこの作動室空間内には、ボルト２８によりカム軸１８の一端に固定されたロータ３０が設けられている。このロータ３０はその中心のハブ部の周りに４つの羽根部３２を有するものであり、各羽根部は、その周方向両側に位置する一対の郭壁部２６の間に形成された扇形室３４内にて、図２に示されている如き回動位置と、図３に示されている如き回動位置との間で、歯車１４、環状部材２２、端板２４とからなるハウジングに対し、相対的に回動し得るようになっている。
【０００７】
同ハウジングは、クランク軸の正回転に伴って、無端ベルト１２により歯車１４の部分にて図２および３において矢印にて示されている如く時計廻り方向に駆動されるので、図２に示されている状態では、カム軸１８はクランク軸に対し最も位相を遅らされた状態にあり、図３に示されている状態では、逆にカム軸１８はクランク軸に対し最も位相を進められた状態にある。
【０００８】
羽根部３２の一つには段付きシリンダ孔３６が設けられており、該段付きシリンダ孔内にはその大径部に大径のヘッド部３８にてピストン式に係合したロックピン４０がはめ込まれている。ロックピン４０の小径部４２は段付きシリンダ孔３６の小径部に係合し、それに沿って摺動するよう案内されている。そしてこの小径部４２の先端部は、カム軸１８がクランク軸に対して最も遅角されたとき、即ちロータ３０の羽根部３２が環状部材２２に対し図２に示されている回動位置に来たとき、歯車１４の対応する個所にロックピンの先端部を受入れるピン孔として設けられた窪み孔４４内に嵌入し得るようになっている。ロックピン４０は圧縮コイルばね４６により窪み孔４４へ向けて付勢されており、段付きシリンダ孔３６の大径部内にロックピン４０のヘッド部３８との間に形成された環状の作動室（符号３６の引出し位置）内に後述の要領にて油圧が供給されていないときには、ロータ３０が環状部材２２に対し図２に示されている如き最遅角位置に来たとき、ロックピン４０は圧縮コイルばね４６のばね力によりその小径部４２の端部が窪み孔４４内へ落とし込まれ、クランク軸に対するカム軸１８の相対的回動位置関係を最遅角位置に係止するようになっている。
【０００９】
環状部材２２の４つの郭壁部２６の隣接するものどうしの間に形成された作動室３４の各々に対しては、その内部に配置されたロータ３０の羽根部３２に対しこれを環状部材２２に対し図２または３でみて反時計廻り方向へ駆動する油圧を供給する第一のポート４８と、逆に羽根部３２を環状部材２２に対し図２または３でみて時計廻り方向へ駆動する油圧を供給する第二のポート５０とが開口している。第一のポート４８は環状の油路５２に連通しておリ、第二のポート５０は環状の油路５４に連通している。油路５２は更に段付きシリンダ孔３６の上記の環状作動室（符号３６の引出し位置）にも連通している。環状溝５２はカム軸１８の端部内に形成された油路５６を経て内燃機関のシリンダヘッド部に形成されたカム軸１８のための軸受部５８に形成された環状油路６０に連通している。一方、環状油路５４は同じくカム軸１８の端部内に形成された油路６１、６２を経て軸受部５８に形成された環状油路６４に連通している。環状油路６０はポート６６およびそれに接続された油路６８を経て電磁作動の油圧切換弁７０の第一のポート７２に接続されており、一方、環状油路６４はポート７４より油路７６を経て電磁式油圧切換弁の第二のポート７８に接続されている。
【００１０】
電磁式油圧切換弁７０は、上記のポート７２および７８に加えて、油圧ポンプ８０よりその吐出油圧を受ける油圧ポート８２と、第一のポート７２を選択的に油溜８４へ向けて逃がす第一のドレンポート８６と、第二のポート７８を選択的に油溜８４へ向けて逃がす第二のドレンポート８８とを有する弁ハウジング９０と、該弁ハウジング内にソレノイド９２と圧縮コイルばね９４との作用の下に往復動して上記の各ポート間の連通を制御する弁スプール９６とを有している。
【００１１】
ソレノイド９２は、コンピュータを組み込んだ車輌運転制御装置（ＥＣＵ）９８からの指令信号によりその作動を制御される。ソレノイド９２が通電されていないときには、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用により右方へ一杯に変位した位置にあり、このとき第二のポート７８は油圧ポート８２に連通され、第一のポート７２は第一のドレンポート８６へ連通される。従って、かかる状態にてポンプ８０が作動されると、油路７６を経て供給された油圧はポート７４より環状油路６４を経て油路６２へ供給され、これより油路６１を経て環状油路５４へ供給され、更にポート５０を経て作動室３４へ供給される。
【００１２】
これに対しソレノイド９２が連続的に通電されると、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用に抗して図１で見て図示の如く左方へ一杯に駆動される。このときには第一のポート７２が油圧ポート８２に連通し、第二のポート７８は第二のドレンポート８８に連通する。弁スプール９６がかかる位置にあるとき、油圧ポンプ８０が作動されると、それが発生する油圧は、油路６８を経てポート６６より環状油路６０へ供給され、これより油路５６および環状油路５２を経てポート４８より作動室３４へ供給され、ロータ３０の羽根部３２は環状部材２２に対し図２または図３でみて反時計廻り方向へ駆動され、カム軸１８はクランク軸に対し遅角方向へ変位される。
【００１３】
ソレノイド９２への通電がオンオフパルス通電として制御されるときには、弁スプール９６はパルス電流のデューティ比に応じて圧縮コイルばね９４のばね力との釣合に応じて上記の２つの極端位置の間の任意の中間位置に移動され、それに応じてロータ３０の羽根部３２の両側に作用する油圧の大きさが動的且つ相対的に平衡制御され、クランク軸に対するカム軸１８の相対的角度位置は、最進角位置と最遅角位置の間の任意の中間位置に設定される。
【００１４】
車輌運転制御装置（ＥＣＵ）９８には、図には示されていない車輌のキースイッチよりそれがオンとされたか否か、さらにそれが機関のクランキングを行なうクランキング位置まで回動されたか否かを表す信号Ｓｋ、アクセルペダルの踏込み量を表す信号Ｄａ、車速を表す信号Ｖｅ、機関回転数を表す信号Ｎｅ、機関温度を表す信号Ｔｅ、クランク軸ｃの回転角を表す信号Ａｃ、吸気弁作動カム軸１８の回転角を表す信号Ａｖ、電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２の回転速度を表す信号ωｒ、ωｓ等が供給され、車輌運転制御装置９８はこれらの入力信号に基づいて所定の制御プログラムによる制御演算を行い、その一環としてソレノイド９２の作動を上記の要領にて制御し、ピストンの往復動に対する吸気弁の開閉タイミングを制御する。
【００１５】
図１に於いて解図的に示されている遊星歯車式トルク分配装置ｐは、より詳細には、図４に示す通り、遊星歯車機構のプラネタリキャリアに内燃機関ｅのクランク軸ｃが連結され、リングギアに第一の電動発電機ｍｇ１の回転軸が連結され、サンギアに第二の電動発電機ｍｇ２の回転軸が連結されたものであり、これによって内燃機関と第一および第二の電動発電機は、それぞれ遊星歯車機構によって定まる相互の差動回転関係を保って回転するようになっている。従って、その一つの作動状態として、電動発電機ｍｇ１が停止（Ａ）しており、電動発電機ｍｇ２も停止（Ｂ）しており、内燃機関も停止している状態がある。また、他の一つの作動状態として、電動発電機ｍｇ１が正転（Ｃ）しており、電動発電機ｍｇ２も正転（Ｄ）しており、内燃機関も正転している状態がある。この状態には、内燃機関については、それが出力運転している場合も、エンジンブレーキ状態にある場合も、ただ空転している場合も、始動のためにクランキングされている場合もある。また、電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２については、各々、電動機として駆動力を出している場合も、発電機として動力を吸収している場合も、ただ空転している場合もある。電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２が、正転または逆転方向の各回転に於いて、電動機として作動するか発電機として作動するかは、インバータｉによって制御される電気回路の切換えの問題である。更に、内燃機関が一時停止した状態でハイブリッド車が電動走行している場合であって、車軸ｓと連結された電動発電機ｍｇ１は電動機として正転（Ｃ）し、電動発電機ｍｇ２も電動機として逆転（Ｅ）している場合がある。更に、機関停止状態で車輌が後進駆動される場合であって、電動発電機ｍｇ１は電動機として逆転（Ｆ）し、電動発電機ｍｇ２は電動機として正転（Ｇ）している場合がある。更にまた、上に記した通り車輌運行開始時等にクランク軸の逆転駆動により吸気弁開閉タイミング制御装置を図５に示す進角位置へもたらす場合の如く、内燃機関および電動発電機ｍｇ１が停止している状態で電動発電機ｍｇ２の逆転によりにより内燃機関が逆転される場合（Ａ、Ｈ）がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図１〜３に例示した吸気弁開閉タイミング制御装置に於ける如く、吸気弁の開閉タイミング制御が最遅角位置にあるとき、それが機械的ロック手段によりロックされ得るようにてなっていれば、機関が停止されるとき、機関の回転が低下し、それに伴って機関により駆動されている油圧ポンプの回転が低下し、吸気弁開閉タイミング制御装置に供給されていた制御油圧が低下すると、吸気弁開閉タイミング制御装置に於ける油圧によるロータ３０の位置決め作用が忽ち失われ、カムにより制動を受けつつ回転しているカム軸１８により支持されたロータ３０が慣性の余韻により回転するクランク軸により駆動される環状部材２２の回転に対し遅れることにより、機関の回転が停止するころまでには、ロータ３０は環状部材２２に対し図２に示されている如き最遅角位置にもたらされるので、このときばね４６の作用によりロックピン４０が丁度それに整合した窪み孔４４へ向けて押し出されれば、ここで吸気弁開閉タイミング制御装置は最遅角位置に機械的にロックされる筈である。また喩え機関の回転が停止するまでにロータ３０が最遅角位置にまで至らなかったとしても、次の機関始動に当たってクランキングが行われると、このときロータ３０はその当初に最遅角位置に達し、直ちに上記のロックが達成される筈である。
【００１７】
従って、かかるロック手段付き吸気弁開閉タイミング制御装置によれば、機関停止時には吸気弁開閉タイミングが自動的に最遅角位置に機械的にロックされ、次に機関始動に当たって機関がクランキングされるとき、制御油圧が未だ得られないときにも吸気弁開閉タイミング制御装置はふらつくことなく安定して作動することが期待される。この場合、特に機関停止がエコラン車やハイブリット車に於ける車輌運転制御装置の制御判断による機関一時停止であり、次回の機関始動が機関暖機状態での始動であるときには、吸気弁開閉タイミングが最遅角位置に設定されていることにより、滑らかで静粛な機関始動が行われるという更なる利点も発揮されることが期待される。
【００１８】
しかし、ロックピン４０が窪み孔４４に整合しても、このときシリンダ孔３６およびこれに通じる油路内に油が充填されたままになっていると、ロックピンが窪み孔に係合することが妨げられ、折角の好ましい吸気弁開閉タイミングの最遅角位置でのロックは得られず、油圧が立ち上がり、制御が有効に開始されるまで，ロータと環状ハウジングの間の相対位置がふらつき、吸気弁の開閉タイミングが適正に制御されないだけでなく、ロータにはカムによる進角方向と遅角方向の付勢力が交互に作用するので、ロータの羽根部と環状ハウジングの放射状隔壁との間に繰り返し衝突が生じ、異音が発生する恐れがある。
【００１９】
本発明は、上記の吸気弁開閉タイミング制御装置の例の如く、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、前記第一の作動状態に於いては前記第二の作動状態に於けると異なる内燃機関作動特性をもたらし、油圧作動式ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき前記第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている車輌用内燃機関の作動特性変更手段を、それが前記第一の作動状態にロックされるのが望ましいとき、それをロック手段により該第一の作動状態に確実にロックさせることを課題としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、前記第一の作動状態に於いては前記第二の作動状態に於けると異なり内燃機関の起動に適した内燃機関作動特性をもたらし、油圧作動式ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき前記第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている車輛用内燃機関の作動特性変更手段の作動を制御する方法にして、内燃機関が停止されたとき、前記作動油圧の供給を停止することに加えて、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することを特徴とする機関作動特性変更手段の作動制御方法を提供するものである。
【００２１】
前記機関作動特性変更手段は、特に前記第一の作動状態にあるとき前記第二の作動状態にあるときより吸気圧縮比を下げるものであってよい。
【００２２】
この場合、前記第一の作動状態が前記第二の作動状態より吸気圧縮比を低くするのは該第一の作動状態に於ける内燃機関のクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相が該第二の作動状態に於けるより遅角されることによるものであってよい。
【００２３】
更には、クランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相は、クランク軸の回転を吸気弁開閉カム軸に伝達する回転伝達手段の途中に設けられた吸気弁開閉タイミング制御手段により制御され、前記ロック手段は該吸気弁開閉タイミング制御手段のクランク軸に同期して回転する第一の回転部材と該第一の回転部材と同心で吸気弁開閉カム軸に同期して回転する第二の部材との間に作用し、該第一および第二の回転部材がクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相をその調節範囲内にて遅れ側にある所定の位相に設定するとき該第一の回転部材と該第二の回転部材の間の相対的回転をその相対回転位置に係止するようになっていてよい。
【００２４】
この場合、前記ロック手段は前記第一および第二の回転部材の一方に可動に設けられたロックピンの先端部が前記第一および第二の回転部材の他方に設けられた窪み孔に嵌入することにより前記第一および第二の回転部材の間の相対回転を阻止する構造を含んでいてよい。
【００２５】
上記いづれの場合にも、前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段がそれを作動させる油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置する姿勢であってよい。
【００２６】
或はまた、前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段より重力にて作動油を排出させるべくもうけられた排油通路が開く姿勢であってよい。
【００２７】
更にまた、車輌は、内燃機関に電動発電機が連結されたハイブリッド車であり、前記第一の回転部材の前記第二の回転部材に対する進み方向または遅れ方向への駆動は前記電動発電機の回転により行なえるようになっていてよい。
【００２８】
この場合、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することは、前記電動発電機により、前記内燃機関のクランク軸を回転駆動し、前記第一および第二の回転部材を回動させることを含んでいてよい。
【００２９】
以上いづれの場合にも、本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を実行するのは、内燃機関停止が車輌運行中の機関一時停止の場合に限られてもよい。
【００３０】
上記の通り、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、第一の作動状態に於いては第二の作動状態に於けると異なり内燃機関の起動に適した内燃機関作動特性をもたらし、ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている内燃機関用作動特性変更手段に於いて、内燃機関が停止されたとき、前記作動油圧の供給を停止することに加えて、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することが行なわれれば、内燃機関が停止される過程にて、或いは遅くとも次の機関始動のときまでに該ロック手段より作動油が確実に排出され、機関停止中に於ける該ロック手段の係合が残留する作動油により妨げられたり遅らされたりすることが回避され、前記機関作動特性変更手段は次の内燃機関の起動に備えてそれに適した前記第一の作動状態に確実にロックされる。
【００３１】
こうして機関停止に当たって、それに伴う作動油圧の低下を有効に利用し、作動油圧が供給されないとき作動することが望まれるロック作動を確実に作動させ、機関作動特性変更手段を所望の機関作動特性を与える位置に設定しておくことにより、次回の機関始動時にまだ有効な作動油圧が得られない間だけ機関作動特性変更手段をロック手段により所望の態様にて作動させると共に、作動油圧が得られない状態でふらつけば騒音を発生する恐れのあるような機関作動特性変更手段を騒音発生に対し確実に抑制することができる。
【００３２】
機関作動特性変更手段が吸気圧縮比を低くする作動状態に設定されるのは、通常、機関が暖機状態で始動されるときであり、それは通常、エコラン車やハイブリッド車に於いて車輌が一時停車した後に生ずる事態であるので、本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を発動させる内燃機関の停止は、エコラン車やハイブリッド車に於ける車輌一時停車による機関停止に限定されてもよい。その場合には、車輌運行停止時には、本発明による作動制御は発動されず、本発明によるロック手段の作動が必要とされない状況下にて無駄な制御が行なわれることを回避することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図５および図６は、上記の如き本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を、図１〜３に示されている機関作動特性変更手段に適用した場合の、吸気弁開閉タイミング制御装置１０の回動とそれを行なわせる制御ステップを示す図である。
【００３４】
今、吸気弁開閉タイミング制御装置１０に於けるロータ３０の回動角度は、吸気弁開閉カム軸１８の回動角度として、図１の車輌運転制御装置９８に供給されている信号Ａｖより検出できるとし、その回動角度Ａｖはロックピン４０の中心軸線がロータ３０の中心軸線に対し垂直上方に来たロータの回動姿勢を基準として（即ち、このときＡｖ＝０として）、機関の正転時に生ずる図５で見ての時計廻り方向に正の値として測定されるとする。そして、機関が停止されたとき、必要ならば電動発電機ｍｇ1とｍｇ２の一方または両方の作動によりクランク軸を正転方向に駆動して、ロックピン４０がＡｖ＝0の位置を中心とする０≦Ａｖ≦Ａ1の範囲とＡ2≦Ａｖ≦３６０゜の範囲内に来るように吸気弁開閉タイミング制御装置１０を設定するものとする。角度Ａ1および３６０゜−Ａ2の大きさは、機関作動特性変更手段をロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定する、という条件に照らせば、それぞれ９０゜未満の適当な値に選定されてよい。図５に示す実施例では、ロック手段よりの作動油の重力による排出がより容易となるよう、これらの角度は、それぞれ３０゜に設定されている。
【００３５】
制御ステップとしては、図６に示す如く、制御が開始されると、先ずステップ１０にて制御に必要なデータの読込みが行なわれ、次いでステップ２０にて内燃機関が停止されたか否かが判断される。これは、機関回転数を示す信号Ｎｅに基づいて判断されてよい。尚、ステップ２０に於ける機関停止は、上述の通りエコラン車やハイブリット車の車輌運行中の機関一時停止に限られてもよい。いづれにしても答がノーである限り制御はステップ１０へ戻り、データを読み直しつつ機関停止に備える。
【００３６】
尚、図１に示されている車輌駆動系の例では、車輌が停止すると、車軸と連結された電動発電機ｍｇ１は回転しなくなるので、上記のロックピン４０の位置を０≦Ａｖ≦Ａ1とＡ2≦Ａｖ≦３６０゜の範囲にもたらすクランク軸の駆動は専ら電動発電機ｍｇ２により行なわれ、図４で見ればＡ−Ｉの作動となる。
【００３７】
いづれにしても、ステップ２０の答がイエスに転ずると、制御はステップ２５へ進み、油圧切換弁７０のソレノイド９２への通電がオフとされ、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用により図１に示されている如き右方への切り換え位置に保持され、ポート７２がドレンポート８６に連通される。次いで、制御はステップ３０へ進み、ローラ３０の回転角度（即ち吸気弁開閉カム軸１８の回転角度）Ａｖが図５に示す所定値Ａ1以上であるか否かが判断される。ＡｖはＡｖ＝０から測定された正の値であるので、この答がノーであることは、ロックピン４０の位置がＡｖ＝０〜Ａｖ＝Ａ1の範囲にあることを意味する。このときには、ロックピンは既にそれに対する油路５２、５６、６６等の油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置し、機関作動特性変更手段はロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定されているので、これ以上の制御は必要とされず、制御はこれにて終了し、次回の作動にそなえる。
【００３８】
これに対し、ステップ３０の答がイエスであると、制御はステップ４０へ進み、ローラ回転角度Ａｖが図５に示す所定値Ａ2以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、ロックピン４０の位置がＡｖ＝Ａ2〜Ａｖ＝０の範囲にあることを意味し、ロックピンは既にそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置しているので、これ以上の制御は必要とされず、制御はこれにて終了し、次回の作動にそなえる。
【００３９】
ステップ４０の答がノーのときには、制御はステップ５０へ進み、この実施例では電動発電機ｍｇ２が或る微小角度Δθだけ正転方向に回転され、制御はステップ１０へ戻る。こうしてロックピン４０の位置がそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置する適当な所定範囲（Ａｖ＝Ａ2〜０〜Ａｖ＝Ａ1）内にないときには、電動発電機ｍｇ２によりクランク軸を少しづつ正転方向に駆動し、それに応じて歯車１４、環状部材２２、端板２４とからなるハウジングを介してローラ３０を少しづつ正転方向に駆動し、ステップ４０の答がイエスに転ずるまでそれが続けられる。
【００４０】
機関作動特性変更手段をロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することは、図１〜３に示された機関作動特性変更手段の例では、ロックピン４０をＡｖ＝Ａ2〜０〜Ａｖ＝Ａ1の如くそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置するように設定することの他に、或はこれに加えて、ロック手段より重力にて作動油を排出させるべく設けられた排油通路が開く姿勢であてもよい。図１に於いては、ロックピンに対する油圧系のうちの油路５２、５６、６０の部分は、吸気弁開閉カム軸１８が図示の如き回転位置およびその近傍にあるとき、該カム軸１８に設けられたポート１００と軸受部５８に設けられたポート１０２とが整合することにより、油路１０４を経て油溜８４へ向けて開放されるようになっている。この例では、ロック手段より重力にて作動油を排出させるべく設けられた排油通路が開く機関作動特性変更手段の姿勢は、ロックピンをそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置するように設定する機関作動特性変更手段の姿勢と一致しているが、これらは機関作動特性変更手段の構造次第で異なっていてもよく、その場合には少なくともいづれか一方が採用されればよい。
【００４１】
以上に於いては本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらの実施例について本発明の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気弁開閉タイミング制御装置の一例の基本構成をハイブリッド車に適用したものとして幾分解図的に示す説明図。
【図２】図１の吸気弁開閉タイミング制御装置を吸気弁閉じ位相が最遅角された状態にて示す図１のＡ−Ａによる矢視図。
【図３】図１の吸気弁開閉タイミング制御装置を吸気弁閉じ位相が最進角された状態にて示す図１のＡ−Ａによる矢視図。
【図４】図１に示す遊星歯車式トルク分配装置ｐの更なる詳細と、ここに於ける内燃機関と第一および第二の電動発電機の間の作動平衡関係を示す解図。
【図５】本発明による機関作動特性変更手段のロック待機作動制御方法を図１に示す吸気弁開閉タイミング制御装置にて実行する場合について説明するための図４と同様の図。
【図６】本発明による機関作動特性変更手段のロック待機作動制御方法を図５に示す吸気弁開閉タイミング制御装置にて実行する場合の制御ステップを示すフローチャート。
【符号の説明】
ｅ…内燃機関
ｃ…クランク軸
ｍｇ１、ｍｇ２…電動発電機
ｐ…遊星歯車式トルク分配装置
ｔ…変速機
ｄ…差動歯車
ｗ…車輪
ｓ…車軸
ｉ…インバータ
ｂ…蓄電装置
１０…吸気弁開閉タイミング制御装置
１２…無端ベルト
１４…歯車
１６…吸気弁作動カム
１８…吸気弁カム軸
２０…ボルト
２２…スプライン状の環状部材
２４…環状の端板
２６…放射状隔壁部
２８…ボルト
３０…ロータ
３２…羽根部
３４…扇形室
３６…段付きシリンダ孔
３８…大径のヘッド部
４０…ロックピン
４２…ロックピンの小径部
４３…ロックピン下端の面取り部
４４…窪み孔
４５…窪み孔開口端の面取り部
４６…圧縮コイルばね
４８…ポート
５０…ポート
５２…環状油路
５４…環状油路
５６…油路
５８…軸受部
６０…環状油路
６１、６２…油路
６４…環状油路
６６…ポート
６８…油路
７０…油圧切換弁
７２…ポート
７４…ポート
７６…油路
７８…ポート
８０…油圧ポンプ
８２…油圧ポート
８４…油溜
８６、８８…ドレンポート
９０…弁ハウジング
９２…ソレノイド
９４…圧縮コイルばね
９６…弁スプール
９８…車輌運転制御装置
１００、１０２…排油ポート
１０４…油路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の作動特性を変更する技術に係わり、特に弁開閉タイミング等の可変制御により内燃機関の作動特性を変更すべく第一と第二の作動状態の間に変化するようになっている機関作動特性変更手段が、その第一の作動状態にロック手段によりロックされ得るようになっている場合の、機関作動特性変更手段のロックに関連する制御に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内燃機関に於いて、混合気の燃焼が最も安定して行われる中負荷運転領域にては、内部排気ガス再循環を増大させて燃費の向上を図るべく、排気弁の開領域に対する吸気弁の開領域のオーバーラップを大きくし、アイドル運転時には、機関回転が不安定になることを避けるべく上記のオーバーラップを小さくし、また高負荷運転時には、混合気の充填度を高めるべく上記のオーバーラップを小さくする如く、弁開閉タイミング制御装置（ＶＶＴ）の如き機関作動特性変更手段を、車輌の運転状態に応じて最も好ましい機関作動特性を得るよう、制御することが知られている。
【０００３】
また、かかる機関運転特性変更手段が内燃機関により駆動される油圧ポンプより得られる油圧によって作動するようになっている場合に、機関始動のクランキング時の如くまだ作動油圧が得られないとき、機関運転特性変更手段を機械的ロック手段によりある特定の機関運転特性を与える状態にロックすることも知られている。このことは、上記のＶＶＴでは、例えば、特開2000−230408に、ＶＶＴをロック手段により吸気弁の閉じ位相がクランク軸の回転位相に対し最も遅角された状態にロックする例として示されている。
【０００４】
図１〜３は、吸気弁開閉タイミング制御装置の一例を示したものであり、このうち図２および３は図１における断面Ａ-Ａを２つの作動態様にて示す図である。図１に於いて、ｅは内燃機関であり、そのクランク軸ｃに電動機と発電機の両機能を備えた第一および第二の電動発電機（モータ・ジェネレータ）ｍｇ１およびｍｇ２が遊星歯車式のトルク分配装置ｐを介して駆動連結されており、また、かかる内燃機関と電動発電機よりなる原動回生装置に対し、一対の車輪ｗが、車軸ｓ、差動歯車ｄ、変速機ｔを経て電動発電機ｍｇ１の回転軸の部分にて駆動連結されている。電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２はインバータｉを介して蓄電装置ｂと電気的に接続され、車輌の運行状態に応じて電動機または発電機として作動するようになっている。
【０００５】
１０にて全体的に示されている部分が上記の吸気弁開閉タイミング制御装置であり、内燃機関のクランク軸ｃより無端ベルト１２を経てクランク軸に同期して回転駆動される歯車１４と、吸気弁作動カム１６を担持する吸気弁カム軸１８との間に作用する、ロータリアクチュエータの構造を有している。
【０００６】
より詳細には、歯車１４には４本のボルト２０によって内歯スプライン状の環状部材２２と、環状の端板２４とが組み合わされて、４つの内向きの放射状隔壁部２６を備えた作動室空間が郭定されている。そしてこの作動室空間内には、ボルト２８によりカム軸１８の一端に固定されたロータ３０が設けられている。このロータ３０はその中心のハブ部の周りに４つの羽根部３２を有するものであり、各羽根部は、その周方向両側に位置する一対の郭壁部２６の間に形成された扇形室３４内にて、図２に示されている如き回動位置と、図３に示されている如き回動位置との間で、歯車１４、環状部材２２、端板２４とからなるハウジングに対し、相対的に回動し得るようになっている。
【０００７】
同ハウジングは、クランク軸の正回転に伴って、無端ベルト１２により歯車１４の部分にて図２および３において矢印にて示されている如く時計廻り方向に駆動されるので、図２に示されている状態では、カム軸１８はクランク軸に対し最も位相を遅らされた状態にあり、図３に示されている状態では、逆にカム軸１８はクランク軸に対し最も位相を進められた状態にある。
【０００８】
羽根部３２の一つには段付きシリンダ孔３６が設けられており、該段付きシリンダ孔内にはその大径部に大径のヘッド部３８にてピストン式に係合したロックピン４０がはめ込まれている。ロックピン４０の小径部４２は段付きシリンダ孔３６の小径部に係合し、それに沿って摺動するよう案内されている。そしてこの小径部４２の先端部は、カム軸１８がクランク軸に対して最も遅角されたとき、即ちロータ３０の羽根部３２が環状部材２２に対し図２に示されている回動位置に来たとき、歯車１４の対応する個所にロックピンの先端部を受入れるピン孔として設けられた窪み孔４４内に嵌入し得るようになっている。ロックピン４０は圧縮コイルばね４６により窪み孔４４へ向けて付勢されており、段付きシリンダ孔３６の大径部内にロックピン４０のヘッド部３８との間に形成された環状の作動室（符号３６の引出し位置）内に後述の要領にて油圧が供給されていないときには、ロータ３０が環状部材２２に対し図２に示されている如き最遅角位置に来たとき、ロックピン４０は圧縮コイルばね４６のばね力によりその小径部４２の端部が窪み孔４４内へ落とし込まれ、クランク軸に対するカム軸１８の相対的回動位置関係を最遅角位置に係止するようになっている。
【０００９】
環状部材２２の４つの郭壁部２６の隣接するものどうしの間に形成された作動室３４の各々に対しては、その内部に配置されたロータ３０の羽根部３２に対しこれを環状部材２２に対し図２または３でみて反時計廻り方向へ駆動する油圧を供給する第一のポート４８と、逆に羽根部３２を環状部材２２に対し図２または３でみて時計廻り方向へ駆動する油圧を供給する第二のポート５０とが開口している。第一のポート４８は環状の油路５２に連通しておリ、第二のポート５０は環状の油路５４に連通している。油路５２は更に段付きシリンダ孔３６の上記の環状作動室（符号３６の引出し位置）にも連通している。環状溝５２はカム軸１８の端部内に形成された油路５６を経て内燃機関のシリンダヘッド部に形成されたカム軸１８のための軸受部５８に形成された環状油路６０に連通している。一方、環状油路５４は同じくカム軸１８の端部内に形成された油路６１、６２を経て軸受部５８に形成された環状油路６４に連通している。環状油路６０はポート６６およびそれに接続された油路６８を経て電磁作動の油圧切換弁７０の第一のポート７２に接続されており、一方、環状油路６４はポート７４より油路７６を経て電磁式油圧切換弁の第二のポート７８に接続されている。
【００１０】
電磁式油圧切換弁７０は、上記のポート７２および７８に加えて、油圧ポンプ８０よりその吐出油圧を受ける油圧ポート８２と、第一のポート７２を選択的に油溜８４へ向けて逃がす第一のドレンポート８６と、第二のポート７８を選択的に油溜８４へ向けて逃がす第二のドレンポート８８とを有する弁ハウジング９０と、該弁ハウジング内にソレノイド９２と圧縮コイルばね９４との作用の下に往復動して上記の各ポート間の連通を制御する弁スプール９６とを有している。
【００１１】
ソレノイド９２は、コンピュータを組み込んだ車輌運転制御装置（ＥＣＵ）９８からの指令信号によりその作動を制御される。ソレノイド９２が通電されていないときには、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用により右方へ一杯に変位した位置にあり、このとき第二のポート７８は油圧ポート８２に連通され、第一のポート７２は第一のドレンポート８６へ連通される。従って、かかる状態にてポンプ８０が作動されると、油路７６を経て供給された油圧はポート７４より環状油路６４を経て油路６２へ供給され、これより油路６１を経て環状油路５４へ供給され、更にポート５０を経て作動室３４へ供給される。
【００１２】
これに対しソレノイド９２が連続的に通電されると、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用に抗して図１で見て図示の如く左方へ一杯に駆動される。このときには第一のポート７２が油圧ポート８２に連通し、第二のポート７８は第二のドレンポート８８に連通する。弁スプール９６がかかる位置にあるとき、油圧ポンプ８０が作動されると、それが発生する油圧は、油路６８を経てポート６６より環状油路６０へ供給され、これより油路５６および環状油路５２を経てポート４８より作動室３４へ供給され、ロータ３０の羽根部３２は環状部材２２に対し図２または図３でみて反時計廻り方向へ駆動され、カム軸１８はクランク軸に対し遅角方向へ変位される。
【００１３】
ソレノイド９２への通電がオンオフパルス通電として制御されるときには、弁スプール９６はパルス電流のデューティ比に応じて圧縮コイルばね９４のばね力との釣合に応じて上記の２つの極端位置の間の任意の中間位置に移動され、それに応じてロータ３０の羽根部３２の両側に作用する油圧の大きさが動的且つ相対的に平衡制御され、クランク軸に対するカム軸１８の相対的角度位置は、最進角位置と最遅角位置の間の任意の中間位置に設定される。
【００１４】
車輌運転制御装置（ＥＣＵ）９８には、図には示されていない車輌のキースイッチよりそれがオンとされたか否か、さらにそれが機関のクランキングを行なうクランキング位置まで回動されたか否かを表す信号Ｓｋ、アクセルペダルの踏込み量を表す信号Ｄａ、車速を表す信号Ｖｅ、機関回転数を表す信号Ｎｅ、機関温度を表す信号Ｔｅ、クランク軸ｃの回転角を表す信号Ａｃ、吸気弁作動カム軸１８の回転角を表す信号Ａｖ、電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２の回転速度を表す信号ωｒ、ωｓ等が供給され、車輌運転制御装置９８はこれらの入力信号に基づいて所定の制御プログラムによる制御演算を行い、その一環としてソレノイド９２の作動を上記の要領にて制御し、ピストンの往復動に対する吸気弁の開閉タイミングを制御する。
【００１５】
図１に於いて解図的に示されている遊星歯車式トルク分配装置ｐは、より詳細には、図４に示す通り、遊星歯車機構のプラネタリキャリアに内燃機関ｅのクランク軸ｃが連結され、リングギアに第一の電動発電機ｍｇ１の回転軸が連結され、サンギアに第二の電動発電機ｍｇ２の回転軸が連結されたものであり、これによって内燃機関と第一および第二の電動発電機は、それぞれ遊星歯車機構によって定まる相互の差動回転関係を保って回転するようになっている。従って、その一つの作動状態として、電動発電機ｍｇ１が停止（Ａ）しており、電動発電機ｍｇ２も停止（Ｂ）しており、内燃機関も停止している状態がある。また、他の一つの作動状態として、電動発電機ｍｇ１が正転（Ｃ）しており、電動発電機ｍｇ２も正転（Ｄ）しており、内燃機関も正転している状態がある。この状態には、内燃機関については、それが出力運転している場合も、エンジンブレーキ状態にある場合も、ただ空転している場合も、始動のためにクランキングされている場合もある。また、電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２については、各々、電動機として駆動力を出している場合も、発電機として動力を吸収している場合も、ただ空転している場合もある。電動発電機ｍｇ１およびｍｇ２が、正転または逆転方向の各回転に於いて、電動機として作動するか発電機として作動するかは、インバータｉによって制御される電気回路の切換えの問題である。更に、内燃機関が一時停止した状態でハイブリッド車が電動走行している場合であって、車軸ｓと連結された電動発電機ｍｇ１は電動機として正転（Ｃ）し、電動発電機ｍｇ２も電動機として逆転（Ｅ）している場合がある。更に、機関停止状態で車輌が後進駆動される場合であって、電動発電機ｍｇ１は電動機として逆転（Ｆ）し、電動発電機ｍｇ２は電動機として正転（Ｇ）している場合がある。更にまた、上に記した通り車輌運行開始時等にクランク軸の逆転駆動により吸気弁開閉タイミング制御装置を図５に示す進角位置へもたらす場合の如く、内燃機関および電動発電機ｍｇ１が停止している状態で電動発電機ｍｇ２の逆転によりにより内燃機関が逆転される場合（Ａ、Ｈ）がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図１〜３に例示した吸気弁開閉タイミング制御装置に於ける如く、吸気弁の開閉タイミング制御が最遅角位置にあるとき、それが機械的ロック手段によりロックされ得るようにてなっていれば、機関が停止されるとき、機関の回転が低下し、それに伴って機関により駆動されている油圧ポンプの回転が低下し、吸気弁開閉タイミング制御装置に供給されていた制御油圧が低下すると、吸気弁開閉タイミング制御装置に於ける油圧によるロータ３０の位置決め作用が忽ち失われ、カムにより制動を受けつつ回転しているカム軸１８により支持されたロータ３０が慣性の余韻により回転するクランク軸により駆動される環状部材２２の回転に対し遅れることにより、機関の回転が停止するころまでには、ロータ３０は環状部材２２に対し図２に示されている如き最遅角位置にもたらされるので、このときばね４６の作用によりロックピン４０が丁度それに整合した窪み孔４４へ向けて押し出されれば、ここで吸気弁開閉タイミング制御装置は最遅角位置に機械的にロックされる筈である。また喩え機関の回転が停止するまでにロータ３０が最遅角位置にまで至らなかったとしても、次の機関始動に当たってクランキングが行われると、このときロータ３０はその当初に最遅角位置に達し、直ちに上記のロックが達成される筈である。
【００１７】
従って、かかるロック手段付き吸気弁開閉タイミング制御装置によれば、機関停止時には吸気弁開閉タイミングが自動的に最遅角位置に機械的にロックされ、次に機関始動に当たって機関がクランキングされるとき、制御油圧が未だ得られないときにも吸気弁開閉タイミング制御装置はふらつくことなく安定して作動することが期待される。この場合、特に機関停止がエコラン車やハイブリット車に於ける車輌運転制御装置の制御判断による機関一時停止であり、次回の機関始動が機関暖機状態での始動であるときには、吸気弁開閉タイミングが最遅角位置に設定されていることにより、滑らかで静粛な機関始動が行われるという更なる利点も発揮されることが期待される。
【００１８】
しかし、ロックピン４０が窪み孔４４に整合しても、このときシリンダ孔３６およびこれに通じる油路内に油が充填されたままになっていると、ロックピンが窪み孔に係合することが妨げられ、折角の好ましい吸気弁開閉タイミングの最遅角位置でのロックは得られず、油圧が立ち上がり、制御が有効に開始されるまで，ロータと環状ハウジングの間の相対位置がふらつき、吸気弁の開閉タイミングが適正に制御されないだけでなく、ロータにはカムによる進角方向と遅角方向の付勢力が交互に作用するので、ロータの羽根部と環状ハウジングの放射状隔壁との間に繰り返し衝突が生じ、異音が発生する恐れがある。
【００１９】
本発明は、上記の吸気弁開閉タイミング制御装置の例の如く、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、前記第一の作動状態に於いては前記第二の作動状態に於けると異なる内燃機関作動特性をもたらし、油圧作動式ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき前記第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている車輌用内燃機関の作動特性変更手段を、それが前記第一の作動状態にロックされるのが望ましいとき、それをロック手段により該第一の作動状態に確実にロックさせることを課題としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、前記第一の作動状態に於いては前記第二の作動状態に於けると異なり内燃機関の起動に適した内燃機関作動特性をもたらし、油圧作動式ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき前記第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている車輛用内燃機関の作動特性変更手段の作動を制御する方法にして、内燃機関が停止されたとき、前記作動油圧の供給を停止することに加えて、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することを特徴とする機関作動特性変更手段の作動制御方法を提供するものである。
【００２１】
前記機関作動特性変更手段は、特に前記第一の作動状態にあるとき前記第二の作動状態にあるときより吸気圧縮比を下げるものであってよい。
【００２２】
この場合、前記第一の作動状態が前記第二の作動状態より吸気圧縮比を低くするのは該第一の作動状態に於ける内燃機関のクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相が該第二の作動状態に於けるより遅角されることによるものであってよい。
【００２３】
更には、クランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相は、クランク軸の回転を吸気弁開閉カム軸に伝達する回転伝達手段の途中に設けられた吸気弁開閉タイミング制御手段により制御され、前記ロック手段は該吸気弁開閉タイミング制御手段のクランク軸に同期して回転する第一の回転部材と該第一の回転部材と同心で吸気弁開閉カム軸に同期して回転する第二の部材との間に作用し、該第一および第二の回転部材がクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相をその調節範囲内にて遅れ側にある所定の位相に設定するとき該第一の回転部材と該第二の回転部材の間の相対的回転をその相対回転位置に係止するようになっていてよい。
【００２４】
この場合、前記ロック手段は前記第一および第二の回転部材の一方に可動に設けられたロックピンの先端部が前記第一および第二の回転部材の他方に設けられた窪み孔に嵌入することにより前記第一および第二の回転部材の間の相対回転を阻止する構造を含んでいてよい。
【００２５】
上記いづれの場合にも、前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段がそれを作動させる油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置する姿勢であってよい。
【００２６】
或はまた、前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段より重力にて作動油を排出させるべくもうけられた排油通路が開く姿勢であってよい。
【００２７】
更にまた、車輌は、内燃機関に電動発電機が連結されたハイブリッド車であり、前記第一の回転部材の前記第二の回転部材に対する進み方向または遅れ方向への駆動は前記電動発電機の回転により行なえるようになっていてよい。
【００２８】
この場合、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することは、前記電動発電機により、前記内燃機関のクランク軸を回転駆動し、前記第一および第二の回転部材を回動させることを含んでいてよい。
【００２９】
以上いづれの場合にも、本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を実行するのは、内燃機関停止が車輌運行中の機関一時停止の場合に限られてもよい。
【００３０】
上記の通り、第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、第一の作動状態に於いては第二の作動状態に於けると異なり内燃機関の起動に適した内燃機関作動特性をもたらし、ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている内燃機関用作動特性変更手段に於いて、内燃機関が停止されたとき、前記作動油圧の供給を停止することに加えて、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することが行なわれれば、内燃機関が停止される過程にて、或いは遅くとも次の機関始動のときまでに該ロック手段より作動油が確実に排出され、機関停止中に於ける該ロック手段の係合が残留する作動油により妨げられたり遅らされたりすることが回避され、前記機関作動特性変更手段は次の内燃機関の起動に備えてそれに適した前記第一の作動状態に確実にロックされる。
【００３１】
こうして機関停止に当たって、それに伴う作動油圧の低下を有効に利用し、作動油圧が供給されないとき作動することが望まれるロック作動を確実に作動させ、機関作動特性変更手段を所望の機関作動特性を与える位置に設定しておくことにより、次回の機関始動時にまだ有効な作動油圧が得られない間だけ機関作動特性変更手段をロック手段により所望の態様にて作動させると共に、作動油圧が得られない状態でふらつけば騒音を発生する恐れのあるような機関作動特性変更手段を騒音発生に対し確実に抑制することができる。
【００３２】
機関作動特性変更手段が吸気圧縮比を低くする作動状態に設定されるのは、通常、機関が暖機状態で始動されるときであり、それは通常、エコラン車やハイブリッド車に於いて車輌が一時停車した後に生ずる事態であるので、本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を発動させる内燃機関の停止は、エコラン車やハイブリッド車に於ける車輌一時停車による機関停止に限定されてもよい。その場合には、車輌運行停止時には、本発明による作動制御は発動されず、本発明によるロック手段の作動が必要とされない状況下にて無駄な制御が行なわれることを回避することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図５および図６は、上記の如き本発明による機関作動特性変更手段の作動制御を、図１〜３に示されている機関作動特性変更手段に適用した場合の、吸気弁開閉タイミング制御装置１０の回動とそれを行なわせる制御ステップを示す図である。
【００３４】
今、吸気弁開閉タイミング制御装置１０に於けるロータ３０の回動角度は、吸気弁開閉カム軸１８の回動角度として、図１の車輌運転制御装置９８に供給されている信号Ａｖより検出できるとし、その回動角度Ａｖはロックピン４０の中心軸線がロータ３０の中心軸線に対し垂直上方に来たロータの回動姿勢を基準として（即ち、このときＡｖ＝０として）、機関の正転時に生ずる図５で見ての時計廻り方向に正の値として測定されるとする。そして、機関が停止されたとき、必要ならば電動発電機ｍｇ1とｍｇ２の一方または両方の作動によりクランク軸を正転方向に駆動して、ロックピン４０がＡｖ＝0の位置を中心とする０≦Ａｖ≦Ａ1の範囲とＡ2≦Ａｖ≦３６０゜の範囲内に来るように吸気弁開閉タイミング制御装置１０を設定するものとする。角度Ａ1および３６０゜−Ａ2の大きさは、機関作動特性変更手段をロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定する、という条件に照らせば、それぞれ９０゜未満の適当な値に選定されてよい。図５に示す実施例では、ロック手段よりの作動油の重力による排出がより容易となるよう、これらの角度は、それぞれ３０゜に設定されている。
【００３５】
制御ステップとしては、図６に示す如く、制御が開始されると、先ずステップ１０にて制御に必要なデータの読込みが行なわれ、次いでステップ２０にて内燃機関が停止されたか否かが判断される。これは、機関回転数を示す信号Ｎｅに基づいて判断されてよい。尚、ステップ２０に於ける機関停止は、上述の通りエコラン車やハイブリット車の車輌運行中の機関一時停止に限られてもよい。いづれにしても答がノーである限り制御はステップ１０へ戻り、データを読み直しつつ機関停止に備える。
【００３６】
尚、図１に示されている車輌駆動系の例では、車輌が停止すると、車軸と連結された電動発電機ｍｇ１は回転しなくなるので、上記のロックピン４０の位置を０≦Ａｖ≦Ａ1とＡ2≦Ａｖ≦３６０゜の範囲にもたらすクランク軸の駆動は専ら電動発電機ｍｇ２により行なわれ、図４で見ればＡ−Ｉの作動となる。
【００３７】
いづれにしても、ステップ２０の答がイエスに転ずると、制御はステップ２５へ進み、油圧切換弁７０のソレノイド９２への通電がオフとされ、弁スプール９６は圧縮コイルばね９４の作用により図１に示されている如き右方への切り換え位置に保持され、ポート７２がドレンポート８６に連通される。次いで、制御はステップ３０へ進み、ローラ３０の回転角度（即ち吸気弁開閉カム軸１８の回転角度）Ａｖが図５に示す所定値Ａ1以上であるか否かが判断される。ＡｖはＡｖ＝０から測定された正の値であるので、この答がノーであることは、ロックピン４０の位置がＡｖ＝０〜Ａｖ＝Ａ1の範囲にあることを意味する。このときには、ロックピンは既にそれに対する油路５２、５６、６６等の油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置し、機関作動特性変更手段はロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定されているので、これ以上の制御は必要とされず、制御はこれにて終了し、次回の作動にそなえる。
【００３８】
これに対し、ステップ３０の答がイエスであると、制御はステップ４０へ進み、ローラ回転角度Ａｖが図５に示す所定値Ａ2以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、ロックピン４０の位置がＡｖ＝Ａ2〜Ａｖ＝０の範囲にあることを意味し、ロックピンは既にそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置しているので、これ以上の制御は必要とされず、制御はこれにて終了し、次回の作動にそなえる。
【００３９】
ステップ４０の答がノーのときには、制御はステップ５０へ進み、この実施例では電動発電機ｍｇ２が或る微小角度Δθだけ正転方向に回転され、制御はステップ１０へ戻る。こうしてロックピン４０の位置がそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置する適当な所定範囲（Ａｖ＝Ａ2〜０〜Ａｖ＝Ａ1）内にないときには、電動発電機ｍｇ２によりクランク軸を少しづつ正転方向に駆動し、それに応じて歯車１４、環状部材２２、端板２４とからなるハウジングを介してローラ３０を少しづつ正転方向に駆動し、ステップ４０の答がイエスに転ずるまでそれが続けられる。
【００４０】
機関作動特性変更手段をロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することは、図１〜３に示された機関作動特性変更手段の例では、ロックピン４０をＡｖ＝Ａ2〜０〜Ａｖ＝Ａ1の如くそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置するように設定することの他に、或はこれに加えて、ロック手段より重力にて作動油を排出させるべく設けられた排油通路が開く姿勢であてもよい。図１に於いては、ロックピンに対する油圧系のうちの油路５２、５６、６０の部分は、吸気弁開閉カム軸１８が図示の如き回転位置およびその近傍にあるとき、該カム軸１８に設けられたポート１００と軸受部５８に設けられたポート１０２とが整合することにより、油路１０４を経て油溜８４へ向けて開放されるようになっている。この例では、ロック手段より重力にて作動油を排出させるべく設けられた排油通路が開く機関作動特性変更手段の姿勢は、ロックピンをそれに対する油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置するように設定する機関作動特性変更手段の姿勢と一致しているが、これらは機関作動特性変更手段の構造次第で異なっていてもよく、その場合には少なくともいづれか一方が採用されればよい。
【００４１】
以上に於いては本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらの実施例について本発明の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気弁開閉タイミング制御装置の一例の基本構成をハイブリッド車に適用したものとして幾分解図的に示す説明図。
【図２】図１の吸気弁開閉タイミング制御装置を吸気弁閉じ位相が最遅角された状態にて示す図１のＡ−Ａによる矢視図。
【図３】図１の吸気弁開閉タイミング制御装置を吸気弁閉じ位相が最進角された状態にて示す図１のＡ−Ａによる矢視図。
【図４】図１に示す遊星歯車式トルク分配装置ｐの更なる詳細と、ここに於ける内燃機関と第一および第二の電動発電機の間の作動平衡関係を示す解図。
【図５】本発明による機関作動特性変更手段のロック待機作動制御方法を図１に示す吸気弁開閉タイミング制御装置にて実行する場合について説明するための図４と同様の図。
【図６】本発明による機関作動特性変更手段のロック待機作動制御方法を図５に示す吸気弁開閉タイミング制御装置にて実行する場合の制御ステップを示すフローチャート。
【符号の説明】
ｅ…内燃機関
ｃ…クランク軸
ｍｇ１、ｍｇ２…電動発電機
ｐ…遊星歯車式トルク分配装置
ｔ…変速機
ｄ…差動歯車
ｗ…車輪
ｓ…車軸
ｉ…インバータ
ｂ…蓄電装置
１０…吸気弁開閉タイミング制御装置
１２…無端ベルト
１４…歯車
１６…吸気弁作動カム
１８…吸気弁カム軸
２０…ボルト
２２…スプライン状の環状部材
２４…環状の端板
２６…放射状隔壁部
２８…ボルト
３０…ロータ
３２…羽根部
３４…扇形室
３６…段付きシリンダ孔
３８…大径のヘッド部
４０…ロックピン
４２…ロックピンの小径部
４３…ロックピン下端の面取り部
４４…窪み孔
４５…窪み孔開口端の面取り部
４６…圧縮コイルばね
４８…ポート
５０…ポート
５２…環状油路
５４…環状油路
５６…油路
５８…軸受部
６０…環状油路
６１、６２…油路
６４…環状油路
６６…ポート
６８…油路
７０…油圧切換弁
７２…ポート
７４…ポート
７６…油路
７８…ポート
８０…油圧ポンプ
８２…油圧ポート
８４…油溜
８６、８８…ドレンポート
９０…弁ハウジング
９２…ソレノイド
９４…圧縮コイルばね
９６…弁スプール
９８…車輌運転制御装置
１００、１０２…排油ポート
１０４…油路
Claims (10)
- 第一の作動状態と第二の作動状態との間に変化し、前記第一の作動状態に於いては前記第二の作動状態に於けると異なり内燃機関の起動に適した内燃機関作動特性をもたらし、油圧作動式ロック手段によりそれに作動油圧が供給されないとき前記第一の作動状態にロックされそれに作動油圧が供給されたときにロックから解除されるようになっている車輛用内燃機関の作動特性変更手段の作動を制御する方法にして、内燃機関が停止されたとき、前記作動油圧の供給を停止することに加えて、前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することを特徴とする機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記機関作動特性変更手段は前記第一の作動状態にあるとき前記第二の作動状態にあるときより吸気圧縮比を下げることを特徴とする請求項１に記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記第一の作動状態が前記第二の作動状態より吸気圧縮比を下げるのは該第一の作動状態に於ける該内燃機関のクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相が該第二の作動状態に於けるより遅角されることによることを特徴とする請求項２に記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- クランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相はクランク軸の回転を吸気弁開閉カム軸に伝達する回転伝達手段の途中に設けられた吸気弁開閉タイミング制御手段により制御され、前記ロック手段は該吸気弁開閉タイミング制御手段のクランク軸に同期して回転する第一の回転部材と該第一の回転部材と同心で吸気弁開閉カム軸に同期して回転する第二の部材との間に作用し、該第一および第二の回転部材がクランク軸回転位相に対する吸気弁閉じ位相をその調節範囲内にて遅れ側にある所定の位相に設定するとき該第一の回転部材と該第二の回転部材の間の相対的回転をその相対回転位置に係止するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記ロック手段は前記第一および第二の回転部材の一方に可動に設けられたロックピンの先端部が前記第一および第二の回転部材の他方に設けられた窪み孔に嵌入することにより前記第一および第二の回転部材の間の相対回転を阻止する構造を含むことを特徴とする請求項４に記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段がそれを作動させる油圧系に対し重力の作用方向について見て上位に位置する姿勢であることを特徴とする請求項１〜５のいづれかに記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい前記機関作動特性変更手段の姿勢は、前記ロック手段より重力にて作動油を排出させるべく設けられた排油通路が開く姿勢であることを特徴とする請求項１〜６のいづれかに記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 車輛は、内燃機関に電動発電機が連結されたハイブリッド車であり、前記第一の回転部材の前記第二の回転部材に対する進み方向または遅れ方向への駆動は前記電動発電機の回転により行なえることを特徴とする請求項４〜７のいづれかに記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記機関作動特性変更手段を前記ロック手段より作動油が重力により排出されやすい姿勢に設定することは、前記電動発電機により、前記内燃機関のクランク軸を回転駆動し、前記第一および第二の回転部材を回動させることを含むことを特徴とする請求項８に記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
- 前記内燃機関停止はエコラン車およびハイブリッド車のいづれか一方の運行中の機関一時停止に限られることを特徴とする請求項１〜９のいづれかに記載の機関作動特性変更手段の作動制御方法。
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