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公開番号2024117156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023086
出願日2023-02-17
発明の名称カム切替制御装置
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 13/02 20060101AFI20240822BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】エンジントルクの変動を抑制しつつカムの切り替えを行うことができるカム切替制御装置を提供する。
【解決手段】吸気弁と排気弁の一方の弁を開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第1カムおよび第2カムと、第1カムおよび第2カムの位相を同時に変更する位相変更装置と、制御装置とを設ける。カム切替条件が成立すると、位相変更装置によって、カムの切り替え前後で気筒に導入される空気量が同じ量となる位相に第1カムおよび第2カムの位相を制御する切替準備制御を実施し、当該切替準備制御の実施後にカム切替装置に前記カムの切り替えを行わせる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
気筒を有するエンジン本体と、気筒の吸気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁と、気筒の排気ポートを開閉する排気弁とを備えるエンジンに設けられるカム切替制御装置において、
前記吸気弁と前記排気弁の一方の弁を開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムおよび第２カムと、
前記一方の弁を開閉するカムを前記第１カムと前記第２カムとの間でそれぞれ切り替えるカム切替装置と、
前記第１カムおよび前記第２カムの位相を同時に変更する位相変更装置と、
所定のカム切替条件が成立すると前記一方の弁を開閉するカムが前記第１カムと前記第２カムとの間で切り替わるように前記カム切替装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記カム切替条件が成立すると、前記位相変更装置によって、前記カムの切り替え前後で前記気筒に導入される空気量が同じ量となる位相に前記第１カムおよび前記第２カムの位相を制御する切替準備制御を実施し、当該切替準備制御の実施後に前記カム切替装置に前記カムの切り替えを行わせる、ことを特徴とするカム切替制御装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のカム切替制御装置において、
前記気筒に残留する排気ガスの量を内部ＥＧＲガス量としたとき、前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量よりも少なくなるプロフィールに設定されている、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカム切替制御装置において、
前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間との重複期間が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間との重複期間よりも短くなるプロフィールに設定されており、
前記切替準備制御の実施時、前記制御装置は、前記位相変更装置によって、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間とが重複せず、且つ、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの当該一方の弁の開弁期間と前記他方の弁の開弁期間とが重複する切替時位相に、前記第１カムおよび前記第２カムの位相を制御する、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカム切替制御装置において、
前記一方の弁は、前記排気弁であり、
前記他方の弁は、前記吸気弁であり、
前記吸気弁を開閉する吸気カムと、
前記吸気カムの位相を同時に変更する吸気位相変更装置とを備え、
前記制御装置は、前記排気弁を開閉するカムを前記第１カムから前記第２カムに切り替える場合、前記切替準備制御の実施時に、前記位相変更装置によって前記第１カムおよび前記第２カムの位相を進角させるとともに、前記吸気位相変更装置によって前記吸気カムの位相を遅角させる、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のカム切替制御装置において、
前記一方の弁は、前記排気弁であり、
前記他方の弁は、前記吸気弁であり、
前記吸気弁を開閉する吸気カムと、
前記吸気カムの位相を同時に変更する吸気位相変更装置とを備え、
前記制御装置は、前記排気弁を開閉するカムを前記第２カムから前記第１カムに切り替える場合、前記切替準備制御の実施時に、前記位相変更装置によって前記第１カムおよび前記第２カムの位相を進角させるとともに、前記吸気位相変更装置によって前記吸気カムの位相を遅角させる、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のカム切替制御装置において、
前記一方の弁は、前記排気弁であり、
前記他方の弁は、前記吸気弁であり、
前記切替時位相は、エンジン負荷が同じ場合においてエンジン回転数が高いときの方が低いときよりも遅角側の位相になるように設定されている、ことを特徴とするカム切替制御装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載のカム切替制御装置において、
前記制御装置は、前記エンジンに要求されるエンジントルクの変化量が所定の判定値以上となる過渡条件が成立したか否かを判定し、前記過渡条件の成立時で且つ前記カム切替条件の成立時は、前記切替準備制御を実施することなく前記カム切替装置に前記カムの切り替えを行わせる、ことを特徴とするカム切替制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに設けられるカム切替制御装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジンにおいて、吸排気弁（吸気弁または排気弁）を開閉するカムをカムプロフィールの互いに異なるカムどうしの間で切り替えるように構成したものが知られている。例えば、特許文献１には、吸気弁を開閉するカムとして、吸気弁のリフト量および作用角が小さくなる小カムと、吸気弁のリフト量および作用角が大きくなる大カムとが設けられて、吸気弁を開閉するカムがこれら小カムと大カムとの間で切り替えられるエンジンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５８９９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸排気弁を開閉するカムとしてカムプロフィールの異なる複数のカムを用意してこれらのカムの間で切り替えを行えば、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁をより適切に開閉できて気筒内のガス状態をより適切にできる。しかしながら、カムの切り替え時には、吸排気弁の開閉状態および気筒内のガス状態が急変することでエンジントルクが過度に変動するおそれがある。例えば、気筒に導入される空気量が不足してエンジントルクが急激に低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジントルクの変動を抑制しつつカムの切り替えを行うことができるカム切替制御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】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒を有するエンジン本体と、気筒の吸気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁と、気筒の排気ポートを開閉する排気弁とを備えるエンジンに設けられるカム切替制御装置において、前記吸気弁と前記排気弁の一方の弁を開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムおよび第２カムと、前記一方の弁を開閉するカムを前記第１カムと前記第２カムとの間でそれぞれ切り替えるカム切替装置と、前記第１カムおよび前記第２カムの位相を同時に変更する位相変更装置と、所定のカム切替条件が成立すると前記一方の弁を開閉するカムが前記第１カムと前記第２カムとの間で切り替わるように前記カム切替装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記カム切替条件が成立すると、前記位相変更装置によって、前記カムの切り替え前後で前記気筒に導入される空気量が同じ量となる位相に前記第１カムおよび前記第２カムの位相を制御する切替準備制御を実施し、当該切替準備制御の実施後に前記カム切替装置に前記カムの切り替えを行わせる、ことを特徴とする。
【０００７】
この構成では、吸気弁と排気弁の一方の弁をそれぞれ開閉可能で、且つ、カムプロフィールが互いに異なる第１カムと第２カムとが設けられて、これら第１カムと第２カムとの間で切り替えが行われる。そのため、エンジンの運転状態に応じて吸気弁または排気弁をより適切に開閉させることができ、エンジンの性能を高めることができる。
【０００８】
しかも、この構成では、第１カムと第２カムとを切り替える際に、カムの切り替え前後で気筒に導入される空気量が同じ量となる位相にこれら第１カムおよび第２カムの位相が制御されて、その後にカムの切り替えが行われる。そのため、カム切り替え時に、気筒内の空気量が変化するのを防止でき、空気量の変化に起因したエンジントルクの変動が生じるのを防止できる。
【０００９】
上記構成において、好ましくは、前記気筒に残留する排気ガスの量を内部ＥＧＲガス量としたとき、前記第１カムおよび前記第２カムのカムプロフィールは、前記第１カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量が、前記第２カムによって前記一方の弁を開閉したときの前記内部ＥＧＲガス量よりも少なくなるプロフィールに設定されている（請求項２）。
【００１０】
この構成によれば、一方の弁を開閉するカムを第１カムと第２カムとの間で切り替えることで、内部ＥＧＲガス量を大幅に変更することが可能になる。そのため、エンジンの運転状態に応じて内部ＥＧＲガス量をより適切な量に制御できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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