JP2001098963A - 内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置 - Google Patents
内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置Info
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- JP2001098963A JP2001098963A JP27839999A JP27839999A JP2001098963A JP 2001098963 A JP2001098963 A JP 2001098963A JP 27839999 A JP27839999 A JP 27839999A JP 27839999 A JP27839999 A JP 27839999A JP 2001098963 A JP2001098963 A JP 2001098963A
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- cam
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- knocking
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】機関の基本的な出力特性を変えることなく、ノ
ッキングの発生を抑制することのできる内燃機関のバル
ブ特性制御方法及び制御装置を提供する。 【解決手段】吸気弁を駆動するカムを、当該弁の主たる
開弁を行う主カム山に加えて、機関の圧縮行程中に同弁
の補助的な開弁を行う補助カム山を有し、この補助カム
山がカム軸方向に連続的に変化するように形成する。ま
た、この吸気弁を駆動するカムが設けられたカムシャフ
トをその軸方向に変位させる変位手段を備える。機関に
生じたノッキングの発生頻度に基づいて、上記変位手段
を制御して、圧縮行程における吸気弁の一時的な開弁の
リフト量を調整することにより、実圧縮比を低減する。
ッキングの発生を抑制することのできる内燃機関のバル
ブ特性制御方法及び制御装置を提供する。 【解決手段】吸気弁を駆動するカムを、当該弁の主たる
開弁を行う主カム山に加えて、機関の圧縮行程中に同弁
の補助的な開弁を行う補助カム山を有し、この補助カム
山がカム軸方向に連続的に変化するように形成する。ま
た、この吸気弁を駆動するカムが設けられたカムシャフ
トをその軸方向に変位させる変位手段を備える。機関に
生じたノッキングの発生頻度に基づいて、上記変位手段
を制御して、圧縮行程における吸気弁の一時的な開弁の
リフト量を調整することにより、実圧縮比を低減する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関のバル
ブ特性制御方法及び制御装置にかかり、詳しくはノッキ
ングを抑制するためにバルブ特性を可変とする制御方法
及び制御装置に関する。
ブ特性制御方法及び制御装置にかかり、詳しくはノッキ
ングを抑制するためにバルブ特性を可変とする制御方法
及び制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ノッキングは周知のように、車両が低速
運転状態から急加速した場合や、内燃機関の高温かつ高
負荷の条件下等で発生することの多い一種のたたき音で
ある。ちなみにこれは、混合気の火炎伝ぱの末端部がほ
とんど一瞬の間に燃焼する自発火に起因する現象であ
り、このとき生じる燃焼室内の大きな圧力不均衡が圧力
波を発生し、この発生した圧力波が燃焼室壁を加振して
ノック音を発生するものと考えられている。
運転状態から急加速した場合や、内燃機関の高温かつ高
負荷の条件下等で発生することの多い一種のたたき音で
ある。ちなみにこれは、混合気の火炎伝ぱの末端部がほ
とんど一瞬の間に燃焼する自発火に起因する現象であ
り、このとき生じる燃焼室内の大きな圧力不均衡が圧力
波を発生し、この発生した圧力波が燃焼室壁を加振して
ノック音を発生するものと考えられている。
【0003】そして従来、このようなノッキングを抑制
する方法としては、ノッキング発生時に点火時期を最適
点火時期より遅角させる方法や、バルブ特性を可変とす
る可変動弁機構を備える内燃機関においては、吸気弁の
閉弁時期を遅らせる等の方法が知られている。
する方法としては、ノッキング発生時に点火時期を最適
点火時期より遅角させる方法や、バルブ特性を可変とす
る可変動弁機構を備える内燃機関においては、吸気弁の
閉弁時期を遅らせる等の方法が知られている。
【0004】このうち、ノッキング発生時に点火時期を
遅角させる方法は、応答性がよく、ノッキング抑制その
ものには適している反面、燃焼開始が最適時期から遅れ
ることによる燃費の悪化や、排気温度の上昇による触媒
等の耐久性の悪化を招く等の問題がある。
遅角させる方法は、応答性がよく、ノッキング抑制その
ものには適している反面、燃焼開始が最適時期から遅れ
ることによる燃費の悪化や、排気温度の上昇による触媒
等の耐久性の悪化を招く等の問題がある。
【0005】一方、吸気弁の閉弁時期を遅らせる等する
方法は、機関の圧縮比を低下させることにより確実にノ
ッキングを抑制することができるものの、吸気弁の閉弁
時期を変更することに伴う同吸気弁の開弁時期の変化も
避け難く、バルブオーバーラップ量が変化してしまう
等、不必要な変更が同時に生じてしまう不都合がある。
方法は、機関の圧縮比を低下させることにより確実にノ
ッキングを抑制することができるものの、吸気弁の閉弁
時期を変更することに伴う同吸気弁の開弁時期の変化も
避け難く、バルブオーバーラップ量が変化してしまう
等、不必要な変更が同時に生じてしまう不都合がある。
【0006】そこで従来は、例えば特開平11−369
06号公報にみられるように、吸気弁の作用角を可変と
し得る可変動弁機構を設け、機関の高温、高負荷運転時
にノッキングの発生頻度が大きくなることを条件に該機
構を操作して、吸気弁の閉弁時期のみが遅らされるよ
う、その作用角を拡大するようにした装置も提案されて
いる。このように吸気弁の作用角が拡大され、その閉弁
時期が遅らされることで、実圧縮比が低下され、ノッキ
ングの発生も抑制されるようになる。
06号公報にみられるように、吸気弁の作用角を可変と
し得る可変動弁機構を設け、機関の高温、高負荷運転時
にノッキングの発生頻度が大きくなることを条件に該機
構を操作して、吸気弁の閉弁時期のみが遅らされるよ
う、その作用角を拡大するようにした装置も提案されて
いる。このように吸気弁の作用角が拡大され、その閉弁
時期が遅らされることで、実圧縮比が低下され、ノッキ
ングの発生も抑制されるようになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、吸気弁
の閉弁時期を遅らせ、実圧縮比を低下させることで、ノ
ッキングの発生は確かに抑制される。しかし、作用角の
変化とはいえ、これが吸気行程中における吸気弁自身の
バルブ特性変化として現れる以上、微妙にチューニング
された機関の出力特性に影響を及ぼすことは必須であ
り、ノッキングの抑制を意図したバルブ特性の変更が機
関出力特性を変えてしまうことにもなりかねない。
の閉弁時期を遅らせ、実圧縮比を低下させることで、ノ
ッキングの発生は確かに抑制される。しかし、作用角の
変化とはいえ、これが吸気行程中における吸気弁自身の
バルブ特性変化として現れる以上、微妙にチューニング
された機関の出力特性に影響を及ぼすことは必須であ
り、ノッキングの抑制を意図したバルブ特性の変更が機
関出力特性を変えてしまうことにもなりかねない。
【0008】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、機関の基本的な出力特性を変
えることなく、ノッキングの発生を抑制することのでき
る内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置を提供す
ることにある。
ものであり、その目的は、機関の基本的な出力特性を変
えることなく、ノッキングの発生を抑制することのでき
る内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1記載の発明は、機関に生じたノッキングの検出結果
に基づき、機関の圧縮行程中に、吸気弁及び排気弁の一
方を補助的に強制開弁することをその要旨とする。
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1記載の発明は、機関に生じたノッキングの検出結果
に基づき、機関の圧縮行程中に、吸気弁及び排気弁の一
方を補助的に強制開弁することをその要旨とする。
【0010】前述したように、実圧縮比が必要以上に高
くなると、ノッキングの発生頻度も高くなる。また、吸
排気弁のバルブ特性を変更すると機関の出力特性への影
響が無視できなくなる。この点、上記構成によれば、機
関にノッキングが生じたとしても、それら吸排気弁の基
本的なバルブ特性を変更することなく、実圧縮比のみを
低下させることが可能となり、ひいては機関の出力特性
を維持しつつノッキングの抑制を図ることができるよう
になる。また、ノッキングの検出結果に基づいてそれら
吸排気弁の圧縮行程中での開弁態様を可変とすること
で、ノッキングが過剰に抑制されることもない。
くなると、ノッキングの発生頻度も高くなる。また、吸
排気弁のバルブ特性を変更すると機関の出力特性への影
響が無視できなくなる。この点、上記構成によれば、機
関にノッキングが生じたとしても、それら吸排気弁の基
本的なバルブ特性を変更することなく、実圧縮比のみを
低下させることが可能となり、ひいては機関の出力特性
を維持しつつノッキングの抑制を図ることができるよう
になる。また、ノッキングの検出結果に基づいてそれら
吸排気弁の圧縮行程中での開弁態様を可変とすること
で、ノッキングが過剰に抑制されることもない。
【0011】請求項2の記載の発明は、請求項1記載の
発明において、前記圧縮行程中に補助的に強制開弁する
バルブを吸気弁とすることをその要旨とする。圧縮行程
中に補助的に排気弁を強制開弁すると、シリンダ内の混
合気が排気に流れ、排気エミッションや燃費の悪化を招
くおそれがある。この点、圧縮行程中に吸気弁を強制的
に開弁する上記構成によれば、こうした問題を回避しつ
つ、より好適に請求項1記載の発明の上記効果を得るこ
とができる。
発明において、前記圧縮行程中に補助的に強制開弁する
バルブを吸気弁とすることをその要旨とする。圧縮行程
中に補助的に排気弁を強制開弁すると、シリンダ内の混
合気が排気に流れ、排気エミッションや燃費の悪化を招
くおそれがある。この点、圧縮行程中に吸気弁を強制的
に開弁する上記構成によれば、こうした問題を回避しつ
つ、より好適に請求項1記載の発明の上記効果を得るこ
とができる。
【0012】請求項3記載の発明は、機関に生じたノッ
キングの検出結果に基づき、機関の排気行程中に、吸気
弁を補助的に強制開弁することをその要旨とする。請求
項4記載の発明は、機関に生じたノッキングの検出結果
に基づき、機関の吸気行程中に、排気弁を補助的に強制
開弁することをその要旨とする。
キングの検出結果に基づき、機関の排気行程中に、吸気
弁を補助的に強制開弁することをその要旨とする。請求
項4記載の発明は、機関に生じたノッキングの検出結果
に基づき、機関の吸気行程中に、排気弁を補助的に強制
開弁することをその要旨とする。
【0013】吸気系及び排気系の同時開弁期間、いわゆ
るオーバーラップ期間を調整することにより排気の一部
を吸気に戻すEGR(排気還流)制御が行われる内燃機
関にあっては、排気ガス量の増加による燃焼温度の低下
を狙っているが、排気ガスの温度が高いためにEGR量
の増加は混合気の温度の上昇を招くことになる。この混
合気の高温化は、実圧縮比の増加と共にノッキング発生
の要因となる。
るオーバーラップ期間を調整することにより排気の一部
を吸気に戻すEGR(排気還流)制御が行われる内燃機
関にあっては、排気ガス量の増加による燃焼温度の低下
を狙っているが、排気ガスの温度が高いためにEGR量
の増加は混合気の温度の上昇を招くことになる。この混
合気の高温化は、実圧縮比の増加と共にノッキング発生
の要因となる。
【0014】上記各構成では、この点を考慮して、吸気
行程において補助的に排気弁を開弁、又は排気行程にお
いて吸気弁を補助的に開弁することにより、内燃機関の
出力特性などを決定する主たるバルブ特性を変更するこ
となく、当該機関のバルブオーバーラップ量を補助的に
調整することができる。したがって、これによりノッキ
ングの検出結果に基づいてEGR量を調整することで、
混合気の温度を調整し、ノッキングを抑制することがで
きる。なお、吸気行程中に排気弁を補助的に開弁する方
が、排気行程中に吸気弁を補助的に開弁するよりも、点
火時期に近い。したがって、点火までの反映時期を考慮
した場合には、吸気行程中に排気弁を補助的に開弁する
方が好ましい。
行程において補助的に排気弁を開弁、又は排気行程にお
いて吸気弁を補助的に開弁することにより、内燃機関の
出力特性などを決定する主たるバルブ特性を変更するこ
となく、当該機関のバルブオーバーラップ量を補助的に
調整することができる。したがって、これによりノッキ
ングの検出結果に基づいてEGR量を調整することで、
混合気の温度を調整し、ノッキングを抑制することがで
きる。なお、吸気行程中に排気弁を補助的に開弁する方
が、排気行程中に吸気弁を補助的に開弁するよりも、点
火時期に近い。したがって、点火までの反映時期を考慮
した場合には、吸気行程中に排気弁を補助的に開弁する
方が好ましい。
【0015】請求項5記載の発明は、吸気弁及び排気弁
の一方を駆動するカムが当該弁の主たる開弁を行う主カ
ム山に加えて機関の圧縮行程中に同弁の補助的な開弁を
行う補助カム山を有するとともに、該補助カム山がカム
軸方向に連続的に変化する3次元カムとして形成された
動弁手段と、前記カムが設けられたカムシャフトをその
軸方向に変位させる変位手段と、機関に生じたノッキン
グを検出するノッキング検出手段と、前記ノッキングの
検出結果に基づいて前記変位手段を制御する制御手段と
を備えることをその要旨とする。
の一方を駆動するカムが当該弁の主たる開弁を行う主カ
ム山に加えて機関の圧縮行程中に同弁の補助的な開弁を
行う補助カム山を有するとともに、該補助カム山がカム
軸方向に連続的に変化する3次元カムとして形成された
動弁手段と、前記カムが設けられたカムシャフトをその
軸方向に変位させる変位手段と、機関に生じたノッキン
グを検出するノッキング検出手段と、前記ノッキングの
検出結果に基づいて前記変位手段を制御する制御手段と
を備えることをその要旨とする。
【0016】上記構成によれば、主カム山とは独立に設
けられる補助カム山のバルブ特性を可変とするといっ
た、動弁手段を構成するカムの形状を通じて請求項1記
載の発明の方法を的確に実施することができる。
けられる補助カム山のバルブ特性を可変とするといっ
た、動弁手段を構成するカムの形状を通じて請求項1記
載の発明の方法を的確に実施することができる。
【0017】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、前記主カム山及び補助カム山を有するカム
が吸気弁を駆動するものであることをその要旨とする。
上記構成によれば、請求項5記載の発明と同様、動弁手
段を構成するカムの形状を通じて請求項2記載の発明の
方法を的確に実施することができる。
明において、前記主カム山及び補助カム山を有するカム
が吸気弁を駆動するものであることをその要旨とする。
上記構成によれば、請求項5記載の発明と同様、動弁手
段を構成するカムの形状を通じて請求項2記載の発明の
方法を的確に実施することができる。
【0018】請求項7記載の発明は、吸気弁を駆動する
カムが当該弁の主たる開弁を行う主カム山に加えて機関
の排気行程中に同弁の補助的な開弁を行う補助カム山を
有するとともに、該補助カム山がカム軸方向に連続的に
変化する3次元カムとして形成された動弁手段と、前記
カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位させ
る変位手段と、機関に生じたノッキングを検出するノッ
キング検出手段と、前記ノッキングの検出結果に基づい
て前記変位手段を制御する制御手段とを備えることをそ
の要旨とする。
カムが当該弁の主たる開弁を行う主カム山に加えて機関
の排気行程中に同弁の補助的な開弁を行う補助カム山を
有するとともに、該補助カム山がカム軸方向に連続的に
変化する3次元カムとして形成された動弁手段と、前記
カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位させ
る変位手段と、機関に生じたノッキングを検出するノッ
キング検出手段と、前記ノッキングの検出結果に基づい
て前記変位手段を制御する制御手段とを備えることをそ
の要旨とする。
【0019】請求項8記載の発明は、排気弁を駆動する
カムが当該弁の主たる開弁を行う主カム山に加えて機関
の吸気行程中に同弁の補助的な開弁を行う補助カム山を
有するとともに、該補助カム山がカム軸方向に連続的に
変化する3次元カムとして形成された動弁手段と、前記
カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位させ
る変位手段と、機関に生じたノッキングを検出するノッ
キング検出手段と、前記ノッキングの検出結果に基づい
て前記変位手段を制御する制御手段とを備えることをそ
の要旨とする。
カムが当該弁の主たる開弁を行う主カム山に加えて機関
の吸気行程中に同弁の補助的な開弁を行う補助カム山を
有するとともに、該補助カム山がカム軸方向に連続的に
変化する3次元カムとして形成された動弁手段と、前記
カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位させ
る変位手段と、機関に生じたノッキングを検出するノッ
キング検出手段と、前記ノッキングの検出結果に基づい
て前記変位手段を制御する制御手段とを備えることをそ
の要旨とする。
【0020】これらの構成によっても、主カム山とは独
立に設けられる補助カム山のバルブ特性を可変とすると
いった、動弁手段を構成するカムの形状を通じて、それ
ぞれ請求項3又は4記載の発明を的確に実施することが
できる。
立に設けられる補助カム山のバルブ特性を可変とすると
いった、動弁手段を構成するカムの形状を通じて、それ
ぞれ請求項3又は4記載の発明を的確に実施することが
できる。
【0021】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の内燃機関のバルブ特性制御装置を具体化した第1の実
施形態について、図1〜図5を用いて詳細に説明する。
の内燃機関のバルブ特性制御装置を具体化した第1の実
施形態について、図1〜図5を用いて詳細に説明する。
【0022】図1は、本実施形態におけるエンジンシス
テムの概略構成を示している。このシステムにおいて、
エンジン1は、複数気筒分のシリンダボア2を有するシ
リンダブロック1aと、シリンダヘッド1bとを備えて
いる。各シリンダボア2内に上下動可能に設けられたピ
ストン3は、コンロッド3aを介してエンジン1の出力
軸であるクランクシャフト10に連結されている。そし
て、シリンダボア2の内部において、ピストン3とシリ
ンダヘッド1bとにより囲まれた空間によって燃焼室4
が区画形成されている。
テムの概略構成を示している。このシステムにおいて、
エンジン1は、複数気筒分のシリンダボア2を有するシ
リンダブロック1aと、シリンダヘッド1bとを備えて
いる。各シリンダボア2内に上下動可能に設けられたピ
ストン3は、コンロッド3aを介してエンジン1の出力
軸であるクランクシャフト10に連結されている。そし
て、シリンダボア2の内部において、ピストン3とシリ
ンダヘッド1bとにより囲まれた空間によって燃焼室4
が区画形成されている。
【0023】シリンダヘッド1bには、各燃焼室4に対
応して点火プラグ11が設けられている。また、シリン
ダヘッド1bには、各燃焼室4に通じる吸気ポート5a
及び排気ポート6aがそれぞれ設けられ、これら吸気ポ
ート5a及び排気ポート6aには、吸気通路5及び排気
通路6がそれぞれ接続されている。吸気ポート5a及び
排気ポート6aの燃焼室4に通じる各開口端には、吸気
弁7及び排気弁8がそれぞれ設けられている。吸気弁7
及び排気弁8は、クランクシャフト10の動力によって
それぞれ回転する吸気カムシャフト21及び排気カムシ
ャフト31によって開閉される。クランクシャフト10
の動力はタイミングベルト40及び各タイミングプーリ
ー20,30を介して上記吸気カムシャフト21及び排
気カムシャフト31に伝達されている。
応して点火プラグ11が設けられている。また、シリン
ダヘッド1bには、各燃焼室4に通じる吸気ポート5a
及び排気ポート6aがそれぞれ設けられ、これら吸気ポ
ート5a及び排気ポート6aには、吸気通路5及び排気
通路6がそれぞれ接続されている。吸気ポート5a及び
排気ポート6aの燃焼室4に通じる各開口端には、吸気
弁7及び排気弁8がそれぞれ設けられている。吸気弁7
及び排気弁8は、クランクシャフト10の動力によって
それぞれ回転する吸気カムシャフト21及び排気カムシ
ャフト31によって開閉される。クランクシャフト10
の動力はタイミングベルト40及び各タイミングプーリ
ー20,30を介して上記吸気カムシャフト21及び排
気カムシャフト31に伝達されている。
【0024】また、上記吸気ポート5aの近傍には、各
気筒に対応して燃料噴射用のインジェクタ9がそれぞれ
備えられている。各インジェクタ9には図示しない燃料
供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。
気筒に対応して燃料噴射用のインジェクタ9がそれぞれ
備えられている。各インジェクタ9には図示しない燃料
供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。
【0025】エンジン1の運転が開始され、吸気通路5
内への吸入空気の導入とともにインジェクタ9から燃料
が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混
合されて混合気となる。そして、エンジン1の吸入行程
において、吸気弁7により吸気ポート5aが開かれるこ
とにより混合気が吸気ポート5aを通じて燃焼室4に取
り込まれ、燃焼室4に取り込まれた混合気が点火プラグ
11によって点火される。これにより、混合気が爆発・
燃焼してエンジン1に駆動力が得られる。燃焼後の排気
ガスは、排気弁8により排気ポート6aが開かれること
によって排気通路6に排出される。なお、上記点火プラ
グ11は、イグナイタ13から出力される高電圧の印加
タイミングに応じて点火される。
内への吸入空気の導入とともにインジェクタ9から燃料
が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混
合されて混合気となる。そして、エンジン1の吸入行程
において、吸気弁7により吸気ポート5aが開かれるこ
とにより混合気が吸気ポート5aを通じて燃焼室4に取
り込まれ、燃焼室4に取り込まれた混合気が点火プラグ
11によって点火される。これにより、混合気が爆発・
燃焼してエンジン1に駆動力が得られる。燃焼後の排気
ガスは、排気弁8により排気ポート6aが開かれること
によって排気通路6に排出される。なお、上記点火プラ
グ11は、イグナイタ13から出力される高電圧の印加
タイミングに応じて点火される。
【0026】その他、このエンジンシステムには、上記
クランクシャフト10の回転数(回転速度)を検出する
ためのクランク角センサ51,吸気圧を測定するための
吸気圧センサ52,そして同エンジン1の冷却水の温度
を検出するための水温センサ53、エンジン1のノッキ
ングを検出するノッキングセンサ54、排気ガス中の酸
素濃度を測定するための酸素センサ55等が設けられて
いる。
クランクシャフト10の回転数(回転速度)を検出する
ためのクランク角センサ51,吸気圧を測定するための
吸気圧センサ52,そして同エンジン1の冷却水の温度
を検出するための水温センサ53、エンジン1のノッキ
ングを検出するノッキングセンサ54、排気ガス中の酸
素濃度を測定するための酸素センサ55等が設けられて
いる。
【0027】電子制御装置(以下「ECU」という)6
0は、例えばマイクロコンピュータ及びメモリ等を有し
て構成されるもので、上述のクランク角センサ51,吸
気圧センサ52、水温センサ53、ノッキングセンサ5
4、酸素センサ55等から検出信号を取り込み、それら
の検出信号に基づいてエンジン1の燃料噴射量や点火時
期をはじめ、以下に説明する吸気弁7のバルブリフト量
を可変とする可変動弁機構61等を制御する。
0は、例えばマイクロコンピュータ及びメモリ等を有し
て構成されるもので、上述のクランク角センサ51,吸
気圧センサ52、水温センサ53、ノッキングセンサ5
4、酸素センサ55等から検出信号を取り込み、それら
の検出信号に基づいてエンジン1の燃料噴射量や点火時
期をはじめ、以下に説明する吸気弁7のバルブリフト量
を可変とする可変動弁機構61等を制御する。
【0028】本実施形態において、この可変動弁機構6
1としては、吸気カムシャフト21を軸方向に変位させ
ることによって、吸気系のバルブ特性を可変とする構造
がとられている。以下、図2及び図3を用いて本実施形
態にかかる吸気系の可変動弁機構61についてその構造
を詳細に説明する。
1としては、吸気カムシャフト21を軸方向に変位させ
ることによって、吸気系のバルブ特性を可変とする構造
がとられている。以下、図2及び図3を用いて本実施形
態にかかる吸気系の可変動弁機構61についてその構造
を詳細に説明する。
【0029】図2は、本実施形態にかかる吸気カムシャ
フト21の側面図である。図2に示すカムシャフト21
は、エンジン1のシリンダヘッド1bに対して軸方向移
動可能に軸支されるとともに、スプライン22を介して
タイミングプーリー20に結合されている。また、吸気
カムシャフト21に取り付けられた吸気カム23は、主
カム山23a及び高さ及び幅(作用角度)が吸気カムシ
ャフト21の一端から多端に向かうにつれて次第に大き
くなるように形成された補助カム山23bを備える。図
3に、この吸気カム23を拡大した斜視図を示す。同図
3に示す吸気カム23の主体部は、吸気弁7を吸気行程
において開弁させるのに適したカムプロフィールに設定
した主カム山23aで構成されている。そして、主カム
山23aの回転後方に補助カム山23bを設けることに
より、吸気弁7(図1,図2)を圧縮行程において一時
的に開弁させるようにしている。
フト21の側面図である。図2に示すカムシャフト21
は、エンジン1のシリンダヘッド1bに対して軸方向移
動可能に軸支されるとともに、スプライン22を介して
タイミングプーリー20に結合されている。また、吸気
カムシャフト21に取り付けられた吸気カム23は、主
カム山23a及び高さ及び幅(作用角度)が吸気カムシ
ャフト21の一端から多端に向かうにつれて次第に大き
くなるように形成された補助カム山23bを備える。図
3に、この吸気カム23を拡大した斜視図を示す。同図
3に示す吸気カム23の主体部は、吸気弁7を吸気行程
において開弁させるのに適したカムプロフィールに設定
した主カム山23aで構成されている。そして、主カム
山23aの回転後方に補助カム山23bを設けることに
より、吸気弁7(図1,図2)を圧縮行程において一時
的に開弁させるようにしている。
【0030】一方、図2に示すように、シリンダヘッド
1bには上記カムシャフト21をその軸方向に変位させ
るためのリフト量可変アクチュエータ24が設けられて
いる。同リフト量可変アクチュエータ24は、筒状をな
すシリンダチューブ25と、シリンダチューブ25内に
設けられたピストン26と、シリンダチューブ25の両
端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー2
7とから構成されている。このシリンダチューブ25は
シリンダヘッド1bに固定されている。
1bには上記カムシャフト21をその軸方向に変位させ
るためのリフト量可変アクチュエータ24が設けられて
いる。同リフト量可変アクチュエータ24は、筒状をな
すシリンダチューブ25と、シリンダチューブ25内に
設けられたピストン26と、シリンダチューブ25の両
端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー2
7とから構成されている。このシリンダチューブ25は
シリンダヘッド1bに固定されている。
【0031】ピストン26には一方のエンドカバー27
を貫通した補助シャフト28aを介して吸気カムシャフ
ト21が連結されている。なお補助シャフト28aと吸
気カムシャフト21との間は転がり軸受28bが介在
し、リフト量可変アクチュエータ24は、回転する吸気
カムシャフト21を補助シャフト28aと転がり軸受2
8bとを介してその軸方向に円滑に駆動できるようにし
ている。
を貫通した補助シャフト28aを介して吸気カムシャフ
ト21が連結されている。なお補助シャフト28aと吸
気カムシャフト21との間は転がり軸受28bが介在
し、リフト量可変アクチュエータ24は、回転する吸気
カムシャフト21を補助シャフト28aと転がり軸受2
8bとを介してその軸方向に円滑に駆動できるようにし
ている。
【0032】シリンダチューブ25内は、ピストン26
により第1圧力室24a及び第2圧力室24bに区画さ
れている。第1圧力室24aには第1給排通路29aが
接続され、第2圧力室24bには第2給排通路29bが
接続されている。
により第1圧力室24a及び第2圧力室24bに区画さ
れている。第1圧力室24aには第1給排通路29aが
接続され、第2圧力室24bには第2給排通路29bが
接続されている。
【0033】そして、第1給排通路29a又は第2給排
通路29bを介して、第1圧力室24aと第2圧力室2
4bとに対し選択的に作動油を供給すると、ピストン2
6は吸気カムシャフト21の軸方向へ移動する。このピ
ストン26の移動に伴い、吸気カムシャフト21もその
軸方向へ移動する。
通路29bを介して、第1圧力室24aと第2圧力室2
4bとに対し選択的に作動油を供給すると、ピストン2
6は吸気カムシャフト21の軸方向へ移動する。このピ
ストン26の移動に伴い、吸気カムシャフト21もその
軸方向へ移動する。
【0034】上記構成により、エンジン1の運転に伴っ
て吸気カムシャフト21が回転すると、吸気カム23に
よる押圧に基づいて、吸気弁7が所定時期に所定リフト
量をもって開弁駆動される。
て吸気カムシャフト21が回転すると、吸気カム23に
よる押圧に基づいて、吸気弁7が所定時期に所定リフト
量をもって開弁駆動される。
【0035】このとき、吸気カム23は、その主カム山
23aを通じて上記吸気弁7を吸気行程において開弁作
動させるとともに、その補助カム山23bを通じて圧縮
行程においても同吸気弁7を一時的に開弁作動させる。
また、この圧縮行程における吸気弁7の開弁(リフト)
期間は、補助カム山23bのカムプロフィールによって
決定される。
23aを通じて上記吸気弁7を吸気行程において開弁作
動させるとともに、その補助カム山23bを通じて圧縮
行程においても同吸気弁7を一時的に開弁作動させる。
また、この圧縮行程における吸気弁7の開弁(リフト)
期間は、補助カム山23bのカムプロフィールによって
決定される。
【0036】すなわち、図2において吸気カムシャフト
21を図中の矢印F1方向に移動させると、吸気弁7に
作用する補助カム山23bの有効リフト量及び作用角が
大きくなる。一方、吸気カムシャフト21を図中の矢印
F2方向に移動させた場合は、同吸気弁7に作用する補
助カム山23bの有効リフト量及び作用角が小さくな
る。
21を図中の矢印F1方向に移動させると、吸気弁7に
作用する補助カム山23bの有効リフト量及び作用角が
大きくなる。一方、吸気カムシャフト21を図中の矢印
F2方向に移動させた場合は、同吸気弁7に作用する補
助カム山23bの有効リフト量及び作用角が小さくな
る。
【0037】図4は、本実施形態にかかるバルブ特性制
御装置によるリフト特性の一例を示した図である。上述
したように、吸気カム23にはその回転方向について主
カム山23aの後方に補助カム山23bが設けられてい
る。このため、主カム山23aによる吸気行程での吸気
弁7の開弁作動が終了し、その後のピストン3の上昇過
程への移行に伴う圧縮行程のある期間において、補助カ
ム山23bによる同吸気弁7の一時的な開弁作動(2段
開き)が行われる。
御装置によるリフト特性の一例を示した図である。上述
したように、吸気カム23にはその回転方向について主
カム山23aの後方に補助カム山23bが設けられてい
る。このため、主カム山23aによる吸気行程での吸気
弁7の開弁作動が終了し、その後のピストン3の上昇過
程への移行に伴う圧縮行程のある期間において、補助カ
ム山23bによる同吸気弁7の一時的な開弁作動(2段
開き)が行われる。
【0038】こうした圧縮行程における吸気弁7の一時
的な強制開弁により、圧縮行程の一時期、混合気が圧縮
されることなく燃焼室4から吸気通路へ戻されることと
なり、エンジン1の圧縮比が低下する。そして、こうし
て圧縮比が低下されることによりノッキングの発生も好
適に抑制されるようになる。
的な強制開弁により、圧縮行程の一時期、混合気が圧縮
されることなく燃焼室4から吸気通路へ戻されることと
なり、エンジン1の圧縮比が低下する。そして、こうし
て圧縮比が低下されることによりノッキングの発生も好
適に抑制されるようになる。
【0039】以下に、図5を用いて本実施形態にかかる
バルブ特性制御装置の制御態様について説明する。図5
は、本実施形態にかかるバルブ特性制御の制御手順を示
すフローチャートである。このルーチンは、機関運転
中、ECU60により例えば所定のクランク角毎の割り
込み処理として繰り返し実行される。
バルブ特性制御装置の制御態様について説明する。図5
は、本実施形態にかかるバルブ特性制御の制御手順を示
すフローチャートである。このルーチンは、機関運転
中、ECU60により例えば所定のクランク角毎の割り
込み処理として繰り返し実行される。
【0040】このルーチンにおいては、まずステップS
100の処理として、ノッキングセンサ54にて検出さ
れるノッキングの発生頻度が第1の所定値以上であるか
否かが判断される。そして第1の所定値以上であると判
断されるときには、ステップS101において、吸気カ
ム23の上記補助カム山23bを通じた圧縮行程中にお
ける吸気弁7の目標開弁量、すなわち目標リフト量がイ
ンクリメントされる。なお、上記第1の所定値は、ノッ
キングが生ずる寸前の状態でエンジン1を作動させたと
きに最も効率よく混合気が燃えることを考慮して、微少
なノッキングが同エンジン1に発生し続けるような値と
して設定されている。
100の処理として、ノッキングセンサ54にて検出さ
れるノッキングの発生頻度が第1の所定値以上であるか
否かが判断される。そして第1の所定値以上であると判
断されるときには、ステップS101において、吸気カ
ム23の上記補助カム山23bを通じた圧縮行程中にお
ける吸気弁7の目標開弁量、すなわち目標リフト量がイ
ンクリメントされる。なお、上記第1の所定値は、ノッ
キングが生ずる寸前の状態でエンジン1を作動させたと
きに最も効率よく混合気が燃えることを考慮して、微少
なノッキングが同エンジン1に発生し続けるような値と
して設定されている。
【0041】一方、上記ステップS100において、ノ
ッキングセンサ54にて検出されるノッキングの発生頻
度が上記第1の所定値未満であると判断されたときには
ステップS102に移行する。ステップS102におい
ては、ノッキングセンサ54の出力信号レベルがステッ
プS100における第1の所定値より小さな第2の所定
値未満であるか否かが判断される。この第2の所定値と
第1の所定値とには、当該バルブ特性制御の制御ハンチ
ングを避けるための所定のヒステリシスがもたせられて
いる。そしてステップS102において、ノッキングセ
ンサ54にて検出されるノッキングの発生頻度が第2の
所定値未満ではないと判断された場合には、エンジン1
が好ましい運転状態にあるとして、上記目標リフト量が
保持される。
ッキングセンサ54にて検出されるノッキングの発生頻
度が上記第1の所定値未満であると判断されたときには
ステップS102に移行する。ステップS102におい
ては、ノッキングセンサ54の出力信号レベルがステッ
プS100における第1の所定値より小さな第2の所定
値未満であるか否かが判断される。この第2の所定値と
第1の所定値とには、当該バルブ特性制御の制御ハンチ
ングを避けるための所定のヒステリシスがもたせられて
いる。そしてステップS102において、ノッキングセ
ンサ54にて検出されるノッキングの発生頻度が第2の
所定値未満ではないと判断された場合には、エンジン1
が好ましい運転状態にあるとして、上記目標リフト量が
保持される。
【0042】一方、ステップS102において、ノッキ
ングセンサ54の出力信号レベルが第2の所定値未満で
あると判断された場合には、ステップS103に移行す
る。ステップS103では、圧縮行程中における吸気弁
7の開弁量(リフト量)を減少すべくその目標リフト量
がデクリメントされる。
ングセンサ54の出力信号レベルが第2の所定値未満で
あると判断された場合には、ステップS103に移行す
る。ステップS103では、圧縮行程中における吸気弁
7の開弁量(リフト量)を減少すべくその目標リフト量
がデクリメントされる。
【0043】そして、ステップS104においては、圧
縮行程中、各々上記操作された目標リフト量をもって吸
気弁7が開弁されるように、上記リフト量可変アクチュ
エータ24の作動が制御され、その制御量に応じてカム
シャフト21が軸方向に変位される。
縮行程中、各々上記操作された目標リフト量をもって吸
気弁7が開弁されるように、上記リフト量可変アクチュ
エータ24の作動が制御され、その制御量に応じてカム
シャフト21が軸方向に変位される。
【0044】以上説明したように、この第1の実施形態
によれば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)エンジン1の出力特性等を決定する主たるバルブ
特性とは独立に、圧縮行程において吸気弁7を補助的に
開弁することで、エンジン1の実圧縮比を低下させるこ
とができる。したがって、エンジン1の出力特性を基本
的に維持した状態で実圧縮比の低下に基づくノッキング
の制御を図ることができる。
によれば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)エンジン1の出力特性等を決定する主たるバルブ
特性とは独立に、圧縮行程において吸気弁7を補助的に
開弁することで、エンジン1の実圧縮比を低下させるこ
とができる。したがって、エンジン1の出力特性を基本
的に維持した状態で実圧縮比の低下に基づくノッキング
の制御を図ることができる。
【0045】(2)主カム山23aとは別に設けられて
そのリフト量を連続的に変化させることのできる補助カ
ム山23bを有する吸気カム23を用いることにより、
上記(1)の効果を容易且つ的確に実現することができ
る。
そのリフト量を連続的に変化させることのできる補助カ
ム山23bを有する吸気カム23を用いることにより、
上記(1)の効果を容易且つ的確に実現することができ
る。
【0046】なお、上記実施形態は、以下のように変更
して実施してもよい。 ・上記実施形態では、圧縮行程において吸気弁7を一時
的に開弁させたが、排気弁8を一時的に強制開弁させる
よう、補助カム山を排気カムに形成してもよい。ただ
し、排気弁8を圧縮行程において一時的に開弁する場合
には、燃焼室4内の混合気が排気側に流れ、排気エミッ
ションや燃費の悪化をまねくことが懸念されるため、実
用上は上記実施形態のように吸気弁7を一時的に開弁さ
せることが望ましい。
して実施してもよい。 ・上記実施形態では、圧縮行程において吸気弁7を一時
的に開弁させたが、排気弁8を一時的に強制開弁させる
よう、補助カム山を排気カムに形成してもよい。ただ
し、排気弁8を圧縮行程において一時的に開弁する場合
には、燃焼室4内の混合気が排気側に流れ、排気エミッ
ションや燃費の悪化をまねくことが懸念されるため、実
用上は上記実施形態のように吸気弁7を一時的に開弁さ
せることが望ましい。
【0047】・上記実施形態では、補助カム山23bに
よる目標リフト量の算出に際し、そのインクリメント及
びデクリメントの量を一定値としたが、これらの値はエ
ンジン1の運転状態等により可変としてもよい。
よる目標リフト量の算出に際し、そのインクリメント及
びデクリメントの量を一定値としたが、これらの値はエ
ンジン1の運転状態等により可変としてもよい。
【0048】・上記実施形態では、図5に示したルーチ
ンのステップS100での第1の所定値とステップS1
02での第2の所定値とをそれぞれ予め設定した一定値
としたが、これらの値はエンジン1の運転状態等により
可変としてもよい。
ンのステップS100での第1の所定値とステップS1
02での第2の所定値とをそれぞれ予め設定した一定値
としたが、これらの値はエンジン1の運転状態等により
可変としてもよい。
【0049】(第2の実施形態)次に、本発明の内燃機
関のバルブ特性制御装置を具体化した第2の実施形態に
ついて、主として第1の実施形態との違いを中心に説明
する。
関のバルブ特性制御装置を具体化した第2の実施形態に
ついて、主として第1の実施形態との違いを中心に説明
する。
【0050】第2の実施形態においては、ノッキングの
抑制のためにエンジン1の実圧縮比を低下させるのでは
なく、エンジン1の内部EGR(排気還流)量に着目す
る。通常、EGR制御を行う内燃機関では、排気ガスの
一部を燃焼室4に再び戻し、混合気が燃焼するときの最
高温度を低くして窒素酸化物(NOx)の生成を抑制し
ている。しかしながら、排気ガスの温度は吸気ポート5
a(図1)から供給される混合気の温度に比べて高いた
めに、EGR量の増加に伴い燃焼室4内の混合気の温度
は上昇する。そして、この混合気の過度な温度上昇がノ
ッキング発生の要因となる。したがって、ノッキングセ
ンサ54にて検出されるノッキング発生頻度が所定値以
上になった場合に、エンジン1の運転状態に応じて制御
される内部EGR量からノッキング回避のための所定量
だけ差し引いた値を実際の内部EGR量として設定し直
すことにより、燃焼室4の混合気の温度を低下させ、ひ
いてはノッキングの発生を抑制することができる。
抑制のためにエンジン1の実圧縮比を低下させるのでは
なく、エンジン1の内部EGR(排気還流)量に着目す
る。通常、EGR制御を行う内燃機関では、排気ガスの
一部を燃焼室4に再び戻し、混合気が燃焼するときの最
高温度を低くして窒素酸化物(NOx)の生成を抑制し
ている。しかしながら、排気ガスの温度は吸気ポート5
a(図1)から供給される混合気の温度に比べて高いた
めに、EGR量の増加に伴い燃焼室4内の混合気の温度
は上昇する。そして、この混合気の過度な温度上昇がノ
ッキング発生の要因となる。したがって、ノッキングセ
ンサ54にて検出されるノッキング発生頻度が所定値以
上になった場合に、エンジン1の運転状態に応じて制御
される内部EGR量からノッキング回避のための所定量
だけ差し引いた値を実際の内部EGR量として設定し直
すことにより、燃焼室4の混合気の温度を低下させ、ひ
いてはノッキングの発生を抑制することができる。
【0051】そこで本実施形態においては、図6に示す
ように、エンジン1の吸気行程中に、排気弁8を一時的
に強制開弁させることによりバルブオーバーラップを生
じさせて混合気の内部EGR量を制御する装置に上述し
たノッキング抑制制御を適用する。そして、このような
装置を構成するために本実施形態においては、第1の実
施形態において吸気系に設けた可変動弁機構61を排気
系に設け、排気カムの主カム山の回転方向後方に補助カ
ム山を形成する。また、第1の実施形態と同様、この補
助カム山については、その高さ及び幅(作用角度)が排
気カムシャフト31の一端から他端に向かうにつれて連
続的に変化する3次元カムとして形成する。
ように、エンジン1の吸気行程中に、排気弁8を一時的
に強制開弁させることによりバルブオーバーラップを生
じさせて混合気の内部EGR量を制御する装置に上述し
たノッキング抑制制御を適用する。そして、このような
装置を構成するために本実施形態においては、第1の実
施形態において吸気系に設けた可変動弁機構61を排気
系に設け、排気カムの主カム山の回転方向後方に補助カ
ム山を形成する。また、第1の実施形態と同様、この補
助カム山については、その高さ及び幅(作用角度)が排
気カムシャフト31の一端から他端に向かうにつれて連
続的に変化する3次元カムとして形成する。
【0052】以下、図7及び図8を用いて本実施形態に
かかるバルブ特性制御装置の制御手順について説明す
る。本実施形態においては、これら図示した2つのルー
チンが、機関運転中、ECU60により例えば所定のク
ランク角毎の割り込み処理として繰り返し実行される。
かかるバルブ特性制御装置の制御手順について説明す
る。本実施形態においては、これら図示した2つのルー
チンが、機関運転中、ECU60により例えば所定のク
ランク角毎の割り込み処理として繰り返し実行される。
【0053】図7は、本実施形態にかかるバルブ特性制
御装置の制御手順のうち、ノック補正リフト量の算出手
順を示すフローチャートである。このルーチンにおいて
は、まずステップS200の処理として、ノッキングセ
ンサ54にて算出されるノッキングの発生頻度が第1の
所定値以上であるか否かが判断される。そして第1の所
定値以上であると判断されるときには、ステップS20
1に移行し、ノッキングを抑制するための補正リフト量
を所定の量だけ増加させるべく、ノック補正リフト量が
インクリメントされる。
御装置の制御手順のうち、ノック補正リフト量の算出手
順を示すフローチャートである。このルーチンにおいて
は、まずステップS200の処理として、ノッキングセ
ンサ54にて算出されるノッキングの発生頻度が第1の
所定値以上であるか否かが判断される。そして第1の所
定値以上であると判断されるときには、ステップS20
1に移行し、ノッキングを抑制するための補正リフト量
を所定の量だけ増加させるべく、ノック補正リフト量が
インクリメントされる。
【0054】一方、上記ステップS200において、ノ
ッキングセンサ54にて検出されるノッキングの発生頻
度が上記第1の所定値未満であると判断される場合に
は、ステップS202に移行する。ステップS202に
おいては、上記ノッキングの発生頻度がステップS20
0の所定値より小さな第2の所定値未満か否かが判断さ
れる。この第2の所定値と第1の所定値とには前述のよ
うに、当該バルブ特性の制御ハンチングを避けるための
所定のヒステリシスがもたせられている。そしてステッ
プS202において、出力信号レベルが第2の所定値以
上であると判断されると、エンジン1が好ましい状態に
あるとして、上記ノック補正リフト量が保持される。
ッキングセンサ54にて検出されるノッキングの発生頻
度が上記第1の所定値未満であると判断される場合に
は、ステップS202に移行する。ステップS202に
おいては、上記ノッキングの発生頻度がステップS20
0の所定値より小さな第2の所定値未満か否かが判断さ
れる。この第2の所定値と第1の所定値とには前述のよ
うに、当該バルブ特性の制御ハンチングを避けるための
所定のヒステリシスがもたせられている。そしてステッ
プS202において、出力信号レベルが第2の所定値以
上であると判断されると、エンジン1が好ましい状態に
あるとして、上記ノック補正リフト量が保持される。
【0055】一方、ステップS202において、信号出
力レベルが第2の所定値未満と判断されると、ステップ
S203に移行する。ステップS203では、上記ノッ
キングを抑制するための補助リフト量を所定の量だけ減
少させるべく、ノック補正リフト量がデクリメントされ
る。
力レベルが第2の所定値未満と判断されると、ステップ
S203に移行する。ステップS203では、上記ノッ
キングを抑制するための補助リフト量を所定の量だけ減
少させるべく、ノック補正リフト量がデクリメントされ
る。
【0056】図8は、図7に示すルーチンによるノック
補正リフト量の算出結果に基づいて、EGR目標リフト
量を算出し、それに基づいてバルブ特性を制御する処理
手順を示すフローチャートである。
補正リフト量の算出結果に基づいて、EGR目標リフト
量を算出し、それに基づいてバルブ特性を制御する処理
手順を示すフローチャートである。
【0057】このルーチンにおいては、まずステップS
300において、ECU60により、クランク角センサ
51,吸気圧センサ52,水温センサ53,酸素センサ
55等の出力信号に基づき周知のEGR制御を実行する
条件が成立(EGR実行条件成立)しているか否かが判
断される。そしてEGR実行条件が成立していないとき
は、ステップS301に移行し、目標リフト量が「0」
に設定される。
300において、ECU60により、クランク角センサ
51,吸気圧センサ52,水温センサ53,酸素センサ
55等の出力信号に基づき周知のEGR制御を実行する
条件が成立(EGR実行条件成立)しているか否かが判
断される。そしてEGR実行条件が成立していないとき
は、ステップS301に移行し、目標リフト量が「0」
に設定される。
【0058】一方、EGR実行条件が成立していると判
断されると、ステップS302に移行し、周知のEGR
制御における目標リフト量の基本値が算出される。この
基本値は、例えばクランク角センサ51、吸気圧センサ
52の値による2次元マップとして予め定められ、EC
U60内部に備えられたメモリに記憶されている。
断されると、ステップS302に移行し、周知のEGR
制御における目標リフト量の基本値が算出される。この
基本値は、例えばクランク角センサ51、吸気圧センサ
52の値による2次元マップとして予め定められ、EC
U60内部に備えられたメモリに記憶されている。
【0059】基本値が算出されると、ステップS303
において、実際の吸気行程における排気弁8のリフト量
であるEGR目標リフト量の算出が行われる。この算出
は、S302で算出された基本値と図7に示すルーチン
によるノック補正リフト量の算出結果とに基づいて行わ
れる。すなわち、ステップS302で算出された基本値
から図7に示すルーチンにより算出されたノック補正リ
フト量が減算された値がEGR目標リフト量となる。こ
こにおいて、この値がマイナスになるときは、EGR目
標リフト量が「0」と設定され、またこの値が基本値を
越えたときには、基本値が目標リフト量と設定される。
そして、ステップS304においては、ステップS30
3で算出されたEGR目標リフト量に基づいて排気弁8
が開弁されるように、上記リフト量可変アクチュエータ
24の作動が制御され、その制御量に応じてカムシャフ
ト21が軸方向に変位される。
において、実際の吸気行程における排気弁8のリフト量
であるEGR目標リフト量の算出が行われる。この算出
は、S302で算出された基本値と図7に示すルーチン
によるノック補正リフト量の算出結果とに基づいて行わ
れる。すなわち、ステップS302で算出された基本値
から図7に示すルーチンにより算出されたノック補正リ
フト量が減算された値がEGR目標リフト量となる。こ
こにおいて、この値がマイナスになるときは、EGR目
標リフト量が「0」と設定され、またこの値が基本値を
越えたときには、基本値が目標リフト量と設定される。
そして、ステップS304においては、ステップS30
3で算出されたEGR目標リフト量に基づいて排気弁8
が開弁されるように、上記リフト量可変アクチュエータ
24の作動が制御され、その制御量に応じてカムシャフ
ト21が軸方向に変位される。
【0060】以上説明したように、この第2の実施形態
によれば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)エンジン1の出力特性等を決定する主たるリフト
特性とは独立に、吸気行程において排気弁8を補助的に
強制開弁することで、バルブオーバーラップ量を調整し
て内部EGR量を調整することができる。したがって、
エンジン1の出力特性を基本的に維持した状態で燃焼室
4の温度を調整してノッキングを回避することができ
る。
によれば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)エンジン1の出力特性等を決定する主たるリフト
特性とは独立に、吸気行程において排気弁8を補助的に
強制開弁することで、バルブオーバーラップ量を調整し
て内部EGR量を調整することができる。したがって、
エンジン1の出力特性を基本的に維持した状態で燃焼室
4の温度を調整してノッキングを回避することができ
る。
【0061】(2)主カム山23aとは別に設けられて
そのリフト量を連続的に変化させることのできる補助カ
ム山23bを有する吸気カム23を用いることにより、
上記(1)の効果を容易且つ的確に実現することができ
る。
そのリフト量を連続的に変化させることのできる補助カ
ム山23bを有する吸気カム23を用いることにより、
上記(1)の効果を容易且つ的確に実現することができ
る。
【0062】なお、上記実施形態は、以下のように変更
して実施してもよい。 ・上記実施形態では、吸気行程において排気弁8を一時
的に開弁させたが、図9に示すように、排気行程におい
て吸気弁7を一時的に開弁させるよう、補助カム山を吸
気カムに形成してもよい。ただし、吸気行程中に排気弁
8を一時的に強制開弁させる方が、排気行程中に吸気弁
7を一時的に強制開弁させるよりも点火時期に近いため
に、上記制御がより早く反映されるという利点がある。
このため実用上は、上記実施形態のように排気弁8を一
時的に強制開弁させることが望ましい。
して実施してもよい。 ・上記実施形態では、吸気行程において排気弁8を一時
的に開弁させたが、図9に示すように、排気行程におい
て吸気弁7を一時的に開弁させるよう、補助カム山を吸
気カムに形成してもよい。ただし、吸気行程中に排気弁
8を一時的に強制開弁させる方が、排気行程中に吸気弁
7を一時的に強制開弁させるよりも点火時期に近いため
に、上記制御がより早く反映されるという利点がある。
このため実用上は、上記実施形態のように排気弁8を一
時的に強制開弁させることが望ましい。
【0063】・上記実施形態では、補助カム山23bに
よるEGR目標リフト量の算出に際し、そのインクリメ
ント及びデクリメントの量を一定値としたが、これらの
値はエンジン1の運転状態等により可変としてもよい。
よるEGR目標リフト量の算出に際し、そのインクリメ
ント及びデクリメントの量を一定値としたが、これらの
値はエンジン1の運転状態等により可変としてもよい。
【0064】・上記実施形態では、図7に示したルーチ
ンのステップS201での第1の所定値とステップS2
03での第2の所定値とをそれぞれ予め設定した一定値
としたが、これらの値はエンジン1の運転状態等により
可変としてもよい。
ンのステップS201での第1の所定値とステップS2
03での第2の所定値とをそれぞれ予め設定した一定値
としたが、これらの値はエンジン1の運転状態等により
可変としてもよい。
【0065】・上記実施形態では、EGR制御のために
補助カム山を設けたが、更に第1の実施例のように、圧
縮比の低下のための補助カム山と併用してもよい。これ
によりEGR実行条件成立時以外においても、ノッキン
グ回避のための制御をおこなうことができる。
補助カム山を設けたが、更に第1の実施例のように、圧
縮比の低下のための補助カム山と併用してもよい。これ
によりEGR実行条件成立時以外においても、ノッキン
グ回避のための制御をおこなうことができる。
【0066】更に、上記第1及び第2の実施形態のバル
ブ特性制御装置は、以下のように変更してもよい。 ・上記各実施形態においては、エンジン1の出力特性な
どを決定するメインバルブのバルブ特性は一定であった
が、このバルブ特性を可変としてもよい。これによりメ
インバルブ特性においてエンジン性能の向上を図るとと
もに、メインバルブ特性と独立にバルブ特性を補助的に
調整するためのサブリフト特性を制御することによりノ
ッキングの回避及び燃費の向上等を期待できる。
ブ特性制御装置は、以下のように変更してもよい。 ・上記各実施形態においては、エンジン1の出力特性な
どを決定するメインバルブのバルブ特性は一定であった
が、このバルブ特性を可変としてもよい。これによりメ
インバルブ特性においてエンジン性能の向上を図るとと
もに、メインバルブ特性と独立にバルブ特性を補助的に
調整するためのサブリフト特性を制御することによりノ
ッキングの回避及び燃費の向上等を期待できる。
【0067】・上記各実施形態においては、吸気弁7及
び排気弁8を機関駆動式としたが、それら吸排気弁とし
て電磁開閉弁やロータリー弁等を採用した場合において
も、それら各実施形態に準じた形で本発明を適用するこ
とができる。
び排気弁8を機関駆動式としたが、それら吸排気弁とし
て電磁開閉弁やロータリー弁等を採用した場合において
も、それら各実施形態に準じた形で本発明を適用するこ
とができる。
【図1】本発明にかかる内燃機関のバルブ特性制御装置
について、その第1の実施形態を示す概略構成図。
について、その第1の実施形態を示す概略構成図。
【図2】同実施形態に採用される可変動弁機構及びカム
シャフトの構造を示す側面図。
シャフトの構造を示す側面図。
【図3】図2に示した吸気カムの構造を示す斜視図。
【図4】第1の実施形態におけるバルブリフト特性の一
例を示すグラフ。
例を示すグラフ。
【図5】第1の実施形態によるノッキング抑制のための
処理手順を示すフローチャート。
処理手順を示すフローチャート。
【図6】第2の実施形態におけるバルブリフト特性の一
例を示すグラフ。
例を示すグラフ。
【図7】第2の実施形態におけるノック補正リフト量の
算出のための処理手順を示すフローチャート。
算出のための処理手順を示すフローチャート。
【図8】第2の実施形態によるノッキング抑制のための
処理手順を示すフローチャート。
処理手順を示すフローチャート。
【図9】第2の実施形態の変形例におけるバルブリフト
特性の一例を示すグラフ。
特性の一例を示すグラフ。
1…エンジン、1a…シリンダブロック、1b…シリン
ダヘッド、2…シリンダボア、3…ピストン、3a…コ
ンロッド、4…燃焼室、5…吸気通路、5a…吸気ポー
ト、6…排気通路、6a…排気ポート、7…吸気弁、8
…排気弁、9…インジェクタ、10…クランクシャフ
ト、11…点火プラグ、13…インジェクタ、20…タ
イミングプーリ、21…吸気カムシャフト、22…スプ
ライン、23…吸気カム、23a…主カム山、23b…
補助カム山、24…リフト量可変アクチュエータ、24
a…第1圧力室、24b…第2圧力室、25…シリンダ
チューブ、26…ピストン、27…エンドカバー、28
a…補助シャフト、28b…転がり軸受、29a…第1
給排通路、29b…第2給排通路、30…タイミングプ
ーリ、31…排気カムシャフト、40…タイミングベル
ト、51…クランク角センサ、52…吸気圧センサ、5
3…水温センサ、54…ノッキングセンサ、60…EC
U、61…可変動弁機構。
ダヘッド、2…シリンダボア、3…ピストン、3a…コ
ンロッド、4…燃焼室、5…吸気通路、5a…吸気ポー
ト、6…排気通路、6a…排気ポート、7…吸気弁、8
…排気弁、9…インジェクタ、10…クランクシャフ
ト、11…点火プラグ、13…インジェクタ、20…タ
イミングプーリ、21…吸気カムシャフト、22…スプ
ライン、23…吸気カム、23a…主カム山、23b…
補助カム山、24…リフト量可変アクチュエータ、24
a…第1圧力室、24b…第2圧力室、25…シリンダ
チューブ、26…ピストン、27…エンドカバー、28
a…補助シャフト、28b…転がり軸受、29a…第1
給排通路、29b…第2給排通路、30…タイミングプ
ーリ、31…排気カムシャフト、40…タイミングベル
ト、51…クランク角センサ、52…吸気圧センサ、5
3…水温センサ、54…ノッキングセンサ、60…EC
U、61…可変動弁機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/22 320 F02D 41/22 320 45/00 345 45/00 345B 368 368D F02M 25/07 510 F02M 25/07 510B Fターム(参考) 3G016 AA08 AA19 BA03 BA22 BA28 BA36 BB04 CA22 CA29 CA33 CA36 CA41 CA48 DA22 GA00 GA04 3G062 BA09 GA18 3G084 BA23 DA02 DA38 EA04 EA11 EA13 EB12 EC02 EC03 FA00 FA11 FA20 FA25 FA29 FA38 3G092 AA01 AA05 AA12 DA01 DA02 DA04 DA12 DD01 DF04 DG05 EA09 EA18 EA22 EA28 EA29 FA16 FA21 HA05Z HC05Z HD05Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA19 JA02 JA22 LA07 LC01 NA08 NB14 ND02 NE26 PA07Z PC08Z PD03A PE03Z PE08Z PE10A PE10Z
Claims (8)
- 【請求項1】機関に生じたノッキングの検出結果に基づ
き、機関の圧縮行程中に、吸気弁及び排気弁の一方を補
助的に強制開弁することを特徴とする内燃機関のバルブ
特性制御方法。 - 【請求項2】前記圧縮行程中に補助的に強制開弁するバ
ルブを吸気弁とする請求項1記載の内燃機関のバルブ特
性制御方法。 - 【請求項3】機関に生じたノッキングの検出結果に基づ
き、機関の排気行程中に、吸気弁を補助的に強制開弁す
ることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御方法。 - 【請求項4】機関に生じたノッキングの検出結果に基づ
き、機関の吸気行程中に、排気弁を補助的に強制開弁す
ることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御方法。 - 【請求項5】吸気弁及び排気弁の一方を駆動するカムが
当該弁の主たる開弁を行う主カム山に加えて機関の圧縮
行程中に同弁の補助的な開弁を行う補助カム山を有する
とともに、該補助カム山がカム軸方向に連続的に変化す
る3次元カムとして形成された動弁手段と、 前記カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位
させる変位手段と、 機関に生じたノッキングを検出するノッキング検出手段
と、 前記ノッキングの検出結果に基づいて前記変位手段を制
御する制御手段と、 を備える内燃機関のバルブ特性制御装置。 - 【請求項6】前記主カム山及び補助カム山を有するカム
が吸気弁を駆動するものである請求項5記載の内燃機関
のバルブ特性制御装置。 - 【請求項7】吸気弁を駆動するカムが当該弁の主たる開
弁を行う主カム山に加えて機関の排気行程中に同弁の補
助的な開弁を行う補助カム山を有するとともに、該補助
カム山がカム軸方向に連続的に変化する3次元カムとし
て形成された動弁手段と、 前記カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位
させる変位手段と、 機関に生じたノッキングを検出するノッキング検出手段
と、 前記ノッキングの検出結果に基づいて前記変位手段を制
御する制御手段と、 を備える内燃機関のバルブ特性制御装置。 - 【請求項8】排気弁を駆動するカムが当該弁の主たる開
弁を行う主カム山に加えて機関の吸気行程中に同弁の補
助的な開弁を行う補助カム山を有するとともに、該補助
カム山がカム軸方向に連続的に変化する3次元カムとし
て形成された動弁手段と、 前記カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位
させる変位手段と、 機関に生じたノッキングを検出するノッキング検出手段
と、 前記ノッキングの検出結果に基づいて前記変位手段を制
御する制御手段と、 を備える内燃機関のバルブ特性制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27839999A JP2001098963A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27839999A JP2001098963A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001098963A true JP2001098963A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17596815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27839999A Pending JP2001098963A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001098963A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003314318A (ja) * | 2002-04-19 | 2003-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2003328839A (ja) * | 2002-05-09 | 2003-11-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関における排気環流の制御 |
JP2004285981A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk | ディーゼルエンジンの高排気温度維持装置 |
JP2005098262A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法 |
WO2006082704A1 (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Isuzu Motors Limited | ディーゼルエンジンの排気弁制御方法及び排気弁制御装置 |
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JP2012241623A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
JP2013227915A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
WO2018061473A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
CN115234334A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-25 | 重庆潍柴发动机有限公司 | 排气二次开启的排气凸轮 |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27839999A patent/JP2001098963A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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