JP2001271683A - エンジンの吸気弁制御装置 - Google Patents
エンジンの吸気弁制御装置Info
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- intake valve
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Valve Device For Special Equipments (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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １気筒に２つの電磁駆動式の吸気弁５Ａ，５
Ｂを有し、２方向燃料噴射弁１０から各吸気弁５Ａ，５
Ｂに向けて燃料を噴射する場合に、実質的な片弁運転に
よるスワール流の生成を可能にすると共に、片方の吸気
ポートに燃料が溜まるのを防止する。 【解決手段】 スワール流を生成すべきノンスロットル
運転の低負荷条件にて、一方の吸気弁５Ａによりエンジ
ンを運転する。このとき、他方の吸気弁５Ｂを吸気上死
点ＴＤＣ前に開弁し、ＴＤＣ付近で閉弁することで、吸
気弁５Ｂ側の燃料を排気ガスにより吹き返して、ＴＤＣ
後に吸気弁５Ａ側より吸入させる。
Ｂを有し、２方向燃料噴射弁１０から各吸気弁５Ａ，５
Ｂに向けて燃料を噴射する場合に、実質的な片弁運転に
よるスワール流の生成を可能にすると共に、片方の吸気
ポートに燃料が溜まるのを防止する。 【解決手段】 スワール流を生成すべきノンスロットル
運転の低負荷条件にて、一方の吸気弁５Ａによりエンジ
ンを運転する。このとき、他方の吸気弁５Ｂを吸気上死
点ＴＤＣ前に開弁し、ＴＤＣ付近で閉弁することで、吸
気弁５Ｂ側の燃料を排気ガスにより吹き返して、ＴＤＣ
後に吸気弁５Ａ側より吸入させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１気筒に複数の吸
気弁を有し、これらの吸気弁の開閉動作をそれぞれ任意
に制御可能な可変動弁装置を有するエンジン（内燃機
関）の吸気弁制御装置に関する。
気弁を有し、これらの吸気弁の開閉動作をそれぞれ任意
に制御可能な可変動弁装置を有するエンジン（内燃機
関）の吸気弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開平８−２０００２５号公
報などに示されるように、可変動弁装置、例えば電磁駆
動装置を用いて、吸気弁及び排気弁を駆動し、これらの
開閉動作を任意に制御可能としたものがある。
報などに示されるように、可変動弁装置、例えば電磁駆
動装置を用いて、吸気弁及び排気弁を駆動し、これらの
開閉動作を任意に制御可能としたものがある。
【０００３】特に前記公報に記載の可変動弁エンジンで
は、１気筒につき２つずつ備えられる主副の吸気弁及び
排気弁を電磁駆動式として、エンジン運転条件に応じて
異なる組み合わせで作動させることにより、出力制御を
行うようにしている。
は、１気筒につき２つずつ備えられる主副の吸気弁及び
排気弁を電磁駆動式として、エンジン運転条件に応じて
異なる組み合わせで作動させることにより、出力制御を
行うようにしている。
【０００４】更に、近年は、ポンプロスの低減による燃
費向上を目的として、吸気弁閉時期を制御することによ
り、吸入空気量を制御して、ノンスロットル運転を行う
ものが注目され、その開発が進められている。
費向上を目的として、吸気弁閉時期を制御することによ
り、吸入空気量を制御して、ノンスロットル運転を行う
ものが注目され、その開発が進められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、可変動弁エ
ンジンでは、バルブタイミングを自在に設定できること
から、１気筒に２つの吸気弁を有する場合に、一方の吸
気弁によりエンジンを運転し、他方の吸気弁を閉弁状態
で停止すること（片弁運転又は片弁停止という）で、専
用のスワール制御弁を設けることなく、燃焼改善のため
のスワール流を生成することが可能となる。
ンジンでは、バルブタイミングを自在に設定できること
から、１気筒に２つの吸気弁を有する場合に、一方の吸
気弁によりエンジンを運転し、他方の吸気弁を閉弁状態
で停止すること（片弁運転又は片弁停止という）で、専
用のスワール制御弁を設けることなく、燃焼改善のため
のスワール流を生成することが可能となる。
【０００６】しかしながら、通常のサイヤミーズ型の吸
気ポートの上流側集合部に２方向（２ホール型）燃料噴
射弁を設けて、各吸気弁に向けて燃料を噴射している場
合、片弁運転を行うと、閉弁状態で停止した吸気弁の側
の吸気ポートに燃料が溜まってしまうため、成立が困難
であった。
気ポートの上流側集合部に２方向（２ホール型）燃料噴
射弁を設けて、各吸気弁に向けて燃料を噴射している場
合、片弁運転を行うと、閉弁状態で停止した吸気弁の側
の吸気ポートに燃料が溜まってしまうため、成立が困難
であった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、１気筒に複数の吸気弁を有し、これらの吸気弁の開
閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を有する一方、
複数方向に燃料を噴射する燃料噴射弁から各吸気弁上流
部へ燃料噴射するようにしたエンジンにおいて、実質的
な片弁運転によるスワール流の生成（ガス流動の強化）
を可能にするも、片方の吸気ポートに燃料が溜まるのを
防止できるようにすることを目的とする。
み、１気筒に複数の吸気弁を有し、これらの吸気弁の開
閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を有する一方、
複数方向に燃料を噴射する燃料噴射弁から各吸気弁上流
部へ燃料噴射するようにしたエンジンにおいて、実質的
な片弁運転によるスワール流の生成（ガス流動の強化）
を可能にするも、片方の吸気ポートに燃料が溜まるのを
防止できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、１気筒に複数の吸気弁を有し、これらの吸
気弁の開閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を有す
る一方、複数方向に燃料を噴射する燃料噴射弁から各吸
気弁上流部へ燃料噴射するようにしたエンジンにおい
て、所定の運転条件にて、少なくとも１つの吸気弁によ
りエンジンを運転し、残りの吸気弁を吸気上死点前に開
弁し、吸気上死点付近で閉弁することを特徴とする。
る発明では、１気筒に複数の吸気弁を有し、これらの吸
気弁の開閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を有す
る一方、複数方向に燃料を噴射する燃料噴射弁から各吸
気弁上流部へ燃料噴射するようにしたエンジンにおい
て、所定の運転条件にて、少なくとも１つの吸気弁によ
りエンジンを運転し、残りの吸気弁を吸気上死点前に開
弁し、吸気上死点付近で閉弁することを特徴とする。
【０００９】請求項２に係る発明では、前記所定の運転
条件は、少なくとも、低負荷条件であることを特徴とす
る。請求項３に係る発明では、前記所定の運転条件は、
少なくとも、吸気弁の閉時期を制御することにより吸入
空気量を制御するノンスロットル運転時であることを特
徴とする。
条件は、少なくとも、低負荷条件であることを特徴とす
る。請求項３に係る発明では、前記所定の運転条件は、
少なくとも、吸気弁の閉時期を制御することにより吸入
空気量を制御するノンスロットル運転時であることを特
徴とする。
【００１０】請求項４に係る発明では、通常運転時に吸
気弁の開時期を制御することにより吸入空気量を制御す
るノンスロットル運転を行う一方、始動及び冷機時にス
ロットル弁の開度の制御によりにより吸入空気量を制御
するスロットル運転を行う場合に、前記所定の運転条件
は、少なくとも、始動及び冷機時のスロットル運転時で
あることを特徴とする。
気弁の開時期を制御することにより吸入空気量を制御す
るノンスロットル運転を行う一方、始動及び冷機時にス
ロットル弁の開度の制御によりにより吸入空気量を制御
するスロットル運転を行う場合に、前記所定の運転条件
は、少なくとも、始動及び冷機時のスロットル運転時で
あることを特徴とする。
【００１１】請求項５に係る発明では、吸気上死点付近
で閉弁する吸気弁を、所定期間毎に切換えることを特徴
とする。
で閉弁する吸気弁を、所定期間毎に切換えることを特徴
とする。
【００１２】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、スワール
流を生成（ガス流動を強化）すべき所定の運転条件で
は、少なくとも１つ（吸気弁が２つの場合は一方）の吸
気弁によりエンジンを運転するが、残り（吸気弁が２つ
の場合は他方）の吸気弁を吸気上死点前に開弁し、吸気
上死点付近で閉弁する。
流を生成（ガス流動を強化）すべき所定の運転条件で
は、少なくとも１つ（吸気弁が２つの場合は一方）の吸
気弁によりエンジンを運転するが、残り（吸気弁が２つ
の場合は他方）の吸気弁を吸気上死点前に開弁し、吸気
上死点付近で閉弁する。
【００１３】従って、複数方向に燃料を噴射する燃料噴
射弁から吸気上死点付近で閉弁する吸気弁の上流部に噴
射されていた燃料は、吸気上死点付近で閉弁する吸気弁
の開弁期間中、排気ガス（残留ガス）が吸気ポートに吹
き返すため、吸気マニホールド側に吹き返され、この吸
気弁が吸気上死点付近で閉弁した後に、ピストンの下降
に伴って通常運転する側の吸気弁より吸入されるため、
噴射された燃料の全量を吸入することができ、燃料が溜
まることを防止できる。このため、燃料溜まりを生じる
ことなく、実質的な片弁運転により、スワール流を生成
して、ガス流動を強化できる。
射弁から吸気上死点付近で閉弁する吸気弁の上流部に噴
射されていた燃料は、吸気上死点付近で閉弁する吸気弁
の開弁期間中、排気ガス（残留ガス）が吸気ポートに吹
き返すため、吸気マニホールド側に吹き返され、この吸
気弁が吸気上死点付近で閉弁した後に、ピストンの下降
に伴って通常運転する側の吸気弁より吸入されるため、
噴射された燃料の全量を吸入することができ、燃料が溜
まることを防止できる。このため、燃料溜まりを生じる
ことなく、実質的な片弁運転により、スワール流を生成
して、ガス流動を強化できる。
【００１４】また、停止する側の吸気弁の吸気上死点前
での開弁により、内部ＥＧＲ率を増大できることから、
エミッション（特にＮＯｘ排出量）の改善が可能であ
り、しかも、ガス流動の強化により、許容内部ＥＧＲ率
（燃焼安定限界）も向上するため、更なるエミッション
の改善が可能となる。
での開弁により、内部ＥＧＲ率を増大できることから、
エミッション（特にＮＯｘ排出量）の改善が可能であ
り、しかも、ガス流動の強化により、許容内部ＥＧＲ率
（燃焼安定限界）も向上するため、更なるエミッション
の改善が可能となる。
【００１５】請求項２に係る発明によれば、低負荷条件
での片弁運転によるガス流動の強化により、パーシャル
域での燃焼安定性を向上できる。請求項３に係る発明に
よれば、有効圧縮比が小いことから燃焼安定性が悪化す
るノンスロットル運転時に、片弁運転によるガス流動の
強化により、燃焼安定性を改善することができる。
での片弁運転によるガス流動の強化により、パーシャル
域での燃焼安定性を向上できる。請求項３に係る発明に
よれば、有効圧縮比が小いことから燃焼安定性が悪化す
るノンスロットル運転時に、片弁運転によるガス流動の
強化により、燃焼安定性を改善することができる。
【００１６】請求項４に係る発明によれば、ノンスロッ
トル運転での燃焼安定性の確保が難しいため、スロット
ル運転を行う始動及び冷機時に、片弁運転によるガス流
動の強化により、燃焼安定性を更に向上できる。
トル運転での燃焼安定性の確保が難しいため、スロット
ル運転を行う始動及び冷機時に、片弁運転によるガス流
動の強化により、燃焼安定性を更に向上できる。
【００１７】請求項５に係る発明によれば、吸気上死点
付近で閉弁する吸気弁を、所定期間毎に切換えること
で、特定の吸気弁へのデポジットの堆積を防止すること
ができる。
付近で閉弁する吸気弁を、所定期間毎に切換えること
で、特定の吸気弁へのデポジットの堆積を防止すること
ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の一実施形態を示す可変動弁エンジ
ンのシステム図、図２は同上エンジンの要部概略平面図
である。
する。図１は本発明の一実施形態を示す可変動弁エンジ
ンのシステム図、図２は同上エンジンの要部概略平面図
である。
【００１９】エンジン１の各気筒のピストン２により画
成される燃焼室３には、点火栓４を囲むように、２つず
つ、電磁駆動式の吸気弁５Ａ，５Ｂ及び排気弁６Ａ，６
Ｂを備えている。７は吸気通路、８は排気通路である。
成される燃焼室３には、点火栓４を囲むように、２つず
つ、電磁駆動式の吸気弁５Ａ，５Ｂ及び排気弁６Ａ，６
Ｂを備えている。７は吸気通路、８は排気通路である。
【００２０】吸気弁５Ａ，５Ｂ及び排気弁６Ａ，６Ｂの
電磁駆動装置（可変動弁装置）の基本構造を図３に示
す。弁体２０の弁軸２１にプレート状の可動子２２が取
付けられており、この可動子２２はスプリング２３，２
４により中立位置に付勢されている。そして、この可動
子２２の下側に開弁用電磁コイル２５が配置され、上側
に閉弁用電磁コイル２６が配置されている。
電磁駆動装置（可変動弁装置）の基本構造を図３に示
す。弁体２０の弁軸２１にプレート状の可動子２２が取
付けられており、この可動子２２はスプリング２３，２
４により中立位置に付勢されている。そして、この可動
子２２の下側に開弁用電磁コイル２５が配置され、上側
に閉弁用電磁コイル２６が配置されている。
【００２１】従って、開弁させる際は、上側の閉弁用電
磁コイル２６への通電を停止した後、下側の開弁用電磁
コイル２５に通電して、可動子２２を下側へ吸着するこ
とにより、弁体２０をリフトさせて開弁させる。逆に、
閉弁させる際は、下側の開弁用電磁コイル２５への通電
を停止した後、上側の閉弁用電磁コイル２６に通電し
て、可動子２２を上側へ吸着することにより、弁体２０
をシート部に着座させて閉弁させる。
磁コイル２６への通電を停止した後、下側の開弁用電磁
コイル２５に通電して、可動子２２を下側へ吸着するこ
とにより、弁体２０をリフトさせて開弁させる。逆に、
閉弁させる際は、下側の開弁用電磁コイル２５への通電
を停止した後、上側の閉弁用電磁コイル２６に通電し
て、可動子２２を上側へ吸着することにより、弁体２０
をシート部に着座させて閉弁させる。
【００２２】図１に戻って、吸気通路７には、吸気マニ
ホールドの上流側に、電制スロットル弁９が設けられて
いる。吸気通路７にはまた、吸気マニホールドの各ブラ
ンチ部（シリンダヘッド側の吸気ポートに臨む位置）
に、各気筒毎に、電磁式の燃料噴射弁１０が設けられて
いる。
ホールドの上流側に、電制スロットル弁９が設けられて
いる。吸気通路７にはまた、吸気マニホールドの各ブラ
ンチ部（シリンダヘッド側の吸気ポートに臨む位置）
に、各気筒毎に、電磁式の燃料噴射弁１０が設けられて
いる。
【００２３】燃料噴射弁１０は、図２に示されるよう
に、サイヤミーズ型の吸気ポートＰ１，Ｐ２の上流側集
合部に位置して、２方向に燃料を噴射する２ホール型で
あり、各吸気弁５Ａ，５Ｂに向けて燃料を噴射するよう
になっている。
に、サイヤミーズ型の吸気ポートＰ１，Ｐ２の上流側集
合部に位置して、２方向に燃料を噴射する２ホール型で
あり、各吸気弁５Ａ，５Ｂに向けて燃料を噴射するよう
になっている。
【００２４】ここにおいて、吸気弁５Ａ，５Ｂ、排気弁
６Ａ，６Ｂ、電制スロットル弁９、燃料噴射弁１０及び
点火栓４の作動は、コントロールユニット１１により制
御され、このコントロールユニット１１には、エンジン
回転に同期してクランク角信号を出力しこれによりクラ
ンク角位置と共にエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクラ
ンク角センサ１２、アクセル開度（アクセルペダル踏込
み量）ＡＰＯを検出するアクセルペダルセンサ（アクセ
ル全閉でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）１３、吸
気通路７のスロットル弁９上流にて吸入空気量Ｑａを検
出するエアフローメータ１４、エンジン冷却水温Ｔｗを
検出する水温センサ１５等から、信号が入力されてい
る。
６Ａ，６Ｂ、電制スロットル弁９、燃料噴射弁１０及び
点火栓４の作動は、コントロールユニット１１により制
御され、このコントロールユニット１１には、エンジン
回転に同期してクランク角信号を出力しこれによりクラ
ンク角位置と共にエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクラ
ンク角センサ１２、アクセル開度（アクセルペダル踏込
み量）ＡＰＯを検出するアクセルペダルセンサ（アクセ
ル全閉でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）１３、吸
気通路７のスロットル弁９上流にて吸入空気量Ｑａを検
出するエアフローメータ１４、エンジン冷却水温Ｔｗを
検出する水温センサ１５等から、信号が入力されてい
る。
【００２５】このエンジン１では、ポンプロスの低減に
よる燃費向上を目的として、電磁駆動式の吸気弁５Ａ，
５Ｂ及び排気弁６Ａ，６Ｂの開閉動作を制御、特に吸気
弁５Ａ，５Ｂの閉時期ＩＶＣを可変制御することにより
吸入空気量を制御して、実質的にノンスロットル運転を
行う。この場合、電制スロットル弁９は、吸気通路７の
スロットル弁９下流（吸気マニホールド内）に、キャニ
スタパージ、クランクケースパージ等に必要とする負圧
を得る目的で設けられている。
よる燃費向上を目的として、電磁駆動式の吸気弁５Ａ，
５Ｂ及び排気弁６Ａ，６Ｂの開閉動作を制御、特に吸気
弁５Ａ，５Ｂの閉時期ＩＶＣを可変制御することにより
吸入空気量を制御して、実質的にノンスロットル運転を
行う。この場合、電制スロットル弁９は、吸気通路７の
スロットル弁９下流（吸気マニホールド内）に、キャニ
スタパージ、クランクケースパージ等に必要とする負圧
を得る目的で設けられている。
【００２６】燃料噴射弁１０の燃料噴射量及び噴射時期
は、エンジン運転条件に基づいて制御するが、燃料噴射
量は、基本的には、エアフローメータ１４により検出さ
れる吸入空気量Ｑａに基づいて、所望の空燃比となるよ
うに設定する。
は、エンジン運転条件に基づいて制御するが、燃料噴射
量は、基本的には、エアフローメータ１４により検出さ
れる吸入空気量Ｑａに基づいて、所望の空燃比となるよ
うに設定する。
【００２７】点火栓４による点火時期は、エンジン運転
条件に基づいて、ＭＢＴ（トルク上の最適点火時期）又
はノック限界に制御する。次に、スワールを生成（ガス
流動を強化）すべき条件での吸気弁５Ａ，５Ｂのバルブ
タイミングの設定について説明する。
条件に基づいて、ＭＢＴ（トルク上の最適点火時期）又
はノック限界に制御する。次に、スワールを生成（ガス
流動を強化）すべき条件での吸気弁５Ａ，５Ｂのバルブ
タイミングの設定について説明する。
【００２８】図４に示すように、２つの吸気弁５Ａ，５
Ｂのうち、一方の吸気弁５Ａは、通常どおり、吸気上死
点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１にて開弁さ
せ、エンジン運転条件に応じて定められる目標吸入空気
量を得ることができる吸気弁閉時期ＩＶＣ１にて閉弁さ
せる。
Ｂのうち、一方の吸気弁５Ａは、通常どおり、吸気上死
点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１にて開弁さ
せ、エンジン運転条件に応じて定められる目標吸入空気
量を得ることができる吸気弁閉時期ＩＶＣ１にて閉弁さ
せる。
【００２９】これに対し、他方の吸気弁５Ｂは、吸気弁
５Ａと同じく、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時
期ＩＶＯ２＝ＩＶＯ１にて開弁させるが、吸気上死点Ｔ
ＤＣ付近の吸気弁閉時期ＩＶＣ２にて閉弁させる。
５Ａと同じく、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時
期ＩＶＯ２＝ＩＶＯ１にて開弁させるが、吸気上死点Ｔ
ＤＣ付近の吸気弁閉時期ＩＶＣ２にて閉弁させる。
【００３０】ここで、燃料噴射弁１０では、噴射終了時
期を固定して（ＢＴＤＣ５０〜６０°）、噴射開始時期
の可変制御により、燃料噴射量を制御しており、噴射終
了時期は吸気弁５Ａ，５Ｂの開時期ＩＶＯ１，ＩＶＯ２
より早く設定されている。
期を固定して（ＢＴＤＣ５０〜６０°）、噴射開始時期
の可変制御により、燃料噴射量を制御しており、噴射終
了時期は吸気弁５Ａ，５Ｂの開時期ＩＶＯ１，ＩＶＯ２
より早く設定されている。
【００３１】従って、２方向燃料噴射弁１０から燃料が
各吸気弁５Ａ，５Ｂに向けて噴射された後、吸気弁５
Ａ，５Ｂが吸気上死点ＴＤＣより早いタイミングで開弁
すると、吸気弁５Ａ，５Ｂより燃焼室３内の排気ガス
（残留ガス）が吸気ポートＰ１，Ｐ２に吹き返し、吸気
弁５Ａ，５Ｂ上流部に噴射されていた燃料が吸気マニホ
ールド側に吹き返される。この後、吸気上死点ＴＤＣ付
近で吸気弁５Ｂが閉弁し、ピストン２の下降が始まる
と、これに伴って、開弁している吸気弁５Ａの側の吸気
ポートＰ１から空気が燃料と共に吸入される。
各吸気弁５Ａ，５Ｂに向けて噴射された後、吸気弁５
Ａ，５Ｂが吸気上死点ＴＤＣより早いタイミングで開弁
すると、吸気弁５Ａ，５Ｂより燃焼室３内の排気ガス
（残留ガス）が吸気ポートＰ１，Ｐ２に吹き返し、吸気
弁５Ａ，５Ｂ上流部に噴射されていた燃料が吸気マニホ
ールド側に吹き返される。この後、吸気上死点ＴＤＣ付
近で吸気弁５Ｂが閉弁し、ピストン２の下降が始まる
と、これに伴って、開弁している吸気弁５Ａの側の吸気
ポートＰ１から空気が燃料と共に吸入される。
【００３２】このように、一方の吸気弁５Ａのみから吸
入されることで、燃焼室３内にスワール流が生成され、
ガス流動が強化されることで、燃焼安定性を向上でき
る。また、他方の吸気弁５Ｂ側に噴射された燃料につい
て見ると、吸気上死点ＴＤＣ前の吸気弁５Ｂの開弁中に
排気ガスが吸気ポートＰ２に吹き返すため、吸気弁５Ｂ
上流部に噴射されていた燃料が吸気マニホールド側に吹
き返され、吸気上死点ＴＤＣ付近での吸気弁５Ｂの閉弁
後に、ピストン２の下降に伴って、通常運転される側の
吸気弁５Ａより吸入されるため、運転停止される吸気弁
５Ｂ側に燃料が溜まることもない。
入されることで、燃焼室３内にスワール流が生成され、
ガス流動が強化されることで、燃焼安定性を向上でき
る。また、他方の吸気弁５Ｂ側に噴射された燃料につい
て見ると、吸気上死点ＴＤＣ前の吸気弁５Ｂの開弁中に
排気ガスが吸気ポートＰ２に吹き返すため、吸気弁５Ｂ
上流部に噴射されていた燃料が吸気マニホールド側に吹
き返され、吸気上死点ＴＤＣ付近での吸気弁５Ｂの閉弁
後に、ピストン２の下降に伴って、通常運転される側の
吸気弁５Ａより吸入されるため、運転停止される吸気弁
５Ｂ側に燃料が溜まることもない。
【００３３】従って、燃料溜まりを防止しつつ、実質的
な片弁運転が可能となる。また、運転停止される側の吸
気弁５Ｂを用いて、内部ＥＧＲ率を増大できることか
ら、エミッション（特にＮＯｘ排出量）の低減が可能と
なる。
な片弁運転が可能となる。また、運転停止される側の吸
気弁５Ｂを用いて、内部ＥＧＲ率を増大できることか
ら、エミッション（特にＮＯｘ排出量）の低減が可能と
なる。
【００３４】但し、吸気上死点ＴＤＣ付近で閉弁する吸
気弁は、固定することなく、所定期間毎に切換えるよう
にするのがよく、これにより特定の吸気弁へのデポジッ
トの堆積を減少することができる。
気弁は、固定することなく、所定期間毎に切換えるよう
にするのがよく、これにより特定の吸気弁へのデポジッ
トの堆積を減少することができる。
【００３５】次に、コントロールユニット１１での上記
のようなバルブタイミング制御について更に説明する。
概念的には、コントロールユニット１１には、図５の機
能ブロック図に示すように、スワール流を生成（ガス流
動を強化）すべき所定の運転条件か否かを判定する運転
条件判定手段としての機能と、所定の運転条件にて、一
方の吸気弁によりエンジンを運転する片弁運転手段とし
ての機能と、片弁運転時に、他方の吸気弁（停止弁）を
吸気上死点前に開弁し、吸気上死点付近で閉弁する停止
弁開閉手段としての機能と、吸気上死点付近で閉弁する
吸気弁（停止弁）を、所定期間毎に切換える停止弁切換
手段としての機能とが、ソフトウェア的に備えられる。
のようなバルブタイミング制御について更に説明する。
概念的には、コントロールユニット１１には、図５の機
能ブロック図に示すように、スワール流を生成（ガス流
動を強化）すべき所定の運転条件か否かを判定する運転
条件判定手段としての機能と、所定の運転条件にて、一
方の吸気弁によりエンジンを運転する片弁運転手段とし
ての機能と、片弁運転時に、他方の吸気弁（停止弁）を
吸気上死点前に開弁し、吸気上死点付近で閉弁する停止
弁開閉手段としての機能と、吸気上死点付近で閉弁する
吸気弁（停止弁）を、所定期間毎に切換える停止弁切換
手段としての機能とが、ソフトウェア的に備えられる。
【００３６】具体的には、コントロールユニット１１に
おいて、図６のフローチャートに従って、バルブタイミ
ング制御を行う。以下、図６のフローチャートに従っ
て、説明する。
おいて、図６のフローチャートに従って、バルブタイミ
ング制御を行う。以下、図６のフローチャートに従っ
て、説明する。
【００３７】ステップ１１（図にはＳ１１と記す。以下
同様）では、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅ
とを読込む。ステップ１２では、アクセル開度ＡＰＯと
エンジン回転数Ｎｅとから、マップを参照して、目標ト
ルク相当の目標吸入空気量ＴＱを算出する（目標吸入空
気量算出手段）。
同様）では、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅ
とを読込む。ステップ１２では、アクセル開度ＡＰＯと
エンジン回転数Ｎｅとから、マップを参照して、目標ト
ルク相当の目標吸入空気量ＴＱを算出する（目標吸入空
気量算出手段）。
【００３８】但し、アイドル運転時（アイドルスイッチ
ＯＮ）の場合は、エンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回
転数Ｎidleとの偏差ΔＮｅ＝Ｎｅ−Ｎidleに基づいて、
該偏差がマイナス側のときは、増量方向、プラス側のと
きは、減量方向に、目標吸入空気量ＴＱを補正する。
ＯＮ）の場合は、エンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回
転数Ｎidleとの偏差ΔＮｅ＝Ｎｅ−Ｎidleに基づいて、
該偏差がマイナス側のときは、増量方向、プラス側のと
きは、減量方向に、目標吸入空気量ＴＱを補正する。
【００３９】ステップ１３では、目標吸入空気量ＴＱに
基づいて、これを実現するように、テーブル等を参照し
て、吸気弁閉時期ＩＶＣｔｑを算出する（吸気弁閉時期
算出手段）。
基づいて、これを実現するように、テーブル等を参照し
て、吸気弁閉時期ＩＶＣｔｑを算出する（吸気弁閉時期
算出手段）。
【００４０】ステップ１４では、スワール流を生成（ガ
ス流動を強化）すべき所定の運転条件として、低負荷条
件（例えば目標吸入空気量ＴＱが所定値以下）か否かを
判定する。
ス流動を強化）すべき所定の運転条件として、低負荷条
件（例えば目標吸入空気量ＴＱが所定値以下）か否かを
判定する。
【００４１】低負荷条件の場合は、ステップ１５へ進
む。ステップ１５では、低負荷条件が成立した初回に、
運転する吸気弁と、停止する吸気弁とを切換える。すな
わち、高負荷条件から低負荷条件に移行した初回に、前
回の低負荷条件にて、吸気弁５Ａのみによりエンジンを
運転し、吸気弁５Ｂを実質的に停止していた場合は、今
回の低負荷条件にて、吸気弁５Ｂのみによりエンジンを
運転し、吸気弁５Ａを実質的に停止させるように切換え
る（停止弁切換手段）。
む。ステップ１５では、低負荷条件が成立した初回に、
運転する吸気弁と、停止する吸気弁とを切換える。すな
わち、高負荷条件から低負荷条件に移行した初回に、前
回の低負荷条件にて、吸気弁５Ａのみによりエンジンを
運転し、吸気弁５Ｂを実質的に停止していた場合は、今
回の低負荷条件にて、吸気弁５Ｂのみによりエンジンを
運転し、吸気弁５Ａを実質的に停止させるように切換え
る（停止弁切換手段）。
【００４２】ステップ１６では、片弁運転を行う。すな
わち、運転する吸気弁（例えば吸気弁５Ａ）について
は、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１
にて開弁させ、エンジン運転条件により定められる目標
吸入空気量ＴＱを得ることのできる吸気弁閉時期ＩＶＣ
１＝ＩＶＣｔｑにて閉弁させる（片弁運転手段）。
わち、運転する吸気弁（例えば吸気弁５Ａ）について
は、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１
にて開弁させ、エンジン運転条件により定められる目標
吸入空気量ＴＱを得ることのできる吸気弁閉時期ＩＶＣ
１＝ＩＶＣｔｑにて閉弁させる（片弁運転手段）。
【００４３】また、停止する吸気弁（例えば吸気弁５
Ｂ）については、運転する吸気弁と同じく、吸気上死点
ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ２＝ＩＶＣ１にて
開弁させるが、吸気上死点ＴＤＣ付近の吸気弁閉時期Ｉ
ＶＣ２（≒ＴＤＣ）にて閉弁させる（停止弁開閉手
段）。
Ｂ）については、運転する吸気弁と同じく、吸気上死点
ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ２＝ＩＶＣ１にて
開弁させるが、吸気上死点ＴＤＣ付近の吸気弁閉時期Ｉ
ＶＣ２（≒ＴＤＣ）にて閉弁させる（停止弁開閉手
段）。
【００４４】このような制御により、燃料溜まりを生じ
ることなく、実質的な片弁運転により、スワール流を生
成して、ガス流動を強化でき、ノンスロットル運転時に
おける低負荷条件での燃焼安定性を向上できる。
ることなく、実質的な片弁運転により、スワール流を生
成して、ガス流動を強化でき、ノンスロットル運転時に
おける低負荷条件での燃焼安定性を向上できる。
【００４５】また、吸気上死点ＴＤＣ付近で閉弁する吸
気弁を、所定期間毎に切換えることで、特定の吸気弁へ
のデポジットの堆積を防止することができる。尚、かか
る切換えにより、生成されるスワール流の方向が変化す
るが、通常、２つの吸気ポートは対称に形成されている
ので、方向が変化するだけで、燃焼性能が変化すること
はない。また、切換えのタイミングは、片弁運転開始毎
としているが、所定時間毎、あるいは所定回転毎に切換
えるようにしてもよい。
気弁を、所定期間毎に切換えることで、特定の吸気弁へ
のデポジットの堆積を防止することができる。尚、かか
る切換えにより、生成されるスワール流の方向が変化す
るが、通常、２つの吸気ポートは対称に形成されている
ので、方向が変化するだけで、燃焼性能が変化すること
はない。また、切換えのタイミングは、片弁運転開始毎
としているが、所定時間毎、あるいは所定回転毎に切換
えるようにしてもよい。
【００４６】低負荷条件でない場合は、ステップ１７へ
進む。ステップ１７では、両弁運転を行う。すなわち、
両方の吸気弁５Ａ，５Ｂを、吸気上死点ＴＤＣ前の所定
の吸気弁開時期ＩＶＯ１にて開弁させ、エンジン運転条
件により定められる目標吸入空気量ＴＱを得ることので
きる吸気弁閉時期ＩＶＣ１＝ＩＶＣｔｑにて閉弁させ
る。
進む。ステップ１７では、両弁運転を行う。すなわち、
両方の吸気弁５Ａ，５Ｂを、吸気上死点ＴＤＣ前の所定
の吸気弁開時期ＩＶＯ１にて開弁させ、エンジン運転条
件により定められる目標吸入空気量ＴＱを得ることので
きる吸気弁閉時期ＩＶＣ１＝ＩＶＣｔｑにて閉弁させ
る。
【００４７】次に、本発明の他の実施形態について、図
７及び図８のフローチャートにより説明する。図７のフ
ローチャートによるバルブタイミング制御では、図６の
フローに対し、先頭部分にステップ１０が設けられてい
て、ここで始動又は冷機時（水温Ｔｗが所定値以下）か
否かを判定し、始動又は冷機時は、ステップ２０へ移行
して、図８のフローチャートによる制御（スロットル運
転及び片弁運転）を行うようにしている。
７及び図８のフローチャートにより説明する。図７のフ
ローチャートによるバルブタイミング制御では、図６の
フローに対し、先頭部分にステップ１０が設けられてい
て、ここで始動又は冷機時（水温Ｔｗが所定値以下）か
否かを判定し、始動又は冷機時は、ステップ２０へ移行
して、図８のフローチャートによる制御（スロットル運
転及び片弁運転）を行うようにしている。
【００４８】図８のフローチャートでの制御について説
明する。ステップ２１では、アクセル開度ＡＰＯとエン
ジン回転数Ｎｅとを読込む。ステップ２２では、アクセ
ル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅとから、始動又は冷
機時用のマップを参照して、目標トルク相当の目標吸入
空気量ＴＱを算出する（目標吸入空気量算出手段）。
明する。ステップ２１では、アクセル開度ＡＰＯとエン
ジン回転数Ｎｅとを読込む。ステップ２２では、アクセ
ル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅとから、始動又は冷
機時用のマップを参照して、目標トルク相当の目標吸入
空気量ＴＱを算出する（目標吸入空気量算出手段）。
【００４９】ステップ２３では、目標吸入空気量ＴＱに
基づいて、これをスロットル運転にて実現するように、
テーブル等を参照して、スロットル開度ＴＶＯｔｑを算
出する（スロットル開度算出手段）。
基づいて、これをスロットル運転にて実現するように、
テーブル等を参照して、スロットル開度ＴＶＯｔｑを算
出する（スロットル開度算出手段）。
【００５０】ステップ２４では、電制スロットル弁９
を、エンジン運転条件により定められた目標吸入空気量
ＴＱを得ることのできるスロットル開度ＴＶＯｔｑに制
御する。
を、エンジン運転条件により定められた目標吸入空気量
ＴＱを得ることのできるスロットル開度ＴＶＯｔｑに制
御する。
【００５１】ステップ２５では、片弁運転を行う。すな
わち、運転する吸気弁（例えば吸気弁５Ａ）について
は、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１
にて開弁させ、吸入空気量が最大付近となる下死点ＢＤ
Ｃ付近若しくはそれ以降の吸気弁閉時期ＩＶＣ１＝ＩＶ
Ｃｍａｘにて閉弁させる（片弁運転手段）。
わち、運転する吸気弁（例えば吸気弁５Ａ）について
は、吸気上死点ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ１
にて開弁させ、吸入空気量が最大付近となる下死点ＢＤ
Ｃ付近若しくはそれ以降の吸気弁閉時期ＩＶＣ１＝ＩＶ
Ｃｍａｘにて閉弁させる（片弁運転手段）。
【００５２】また、停止する吸気弁（例えば吸気弁５
Ｂ）については、運転する吸気弁と同じく、吸気上死点
ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ２＝ＩＶＣ１にて
開弁させるが、吸気上死点ＴＤＣ付近の吸気弁閉時期Ｉ
ＶＣ２（≒ＴＤＣ）にて閉弁させる（停止弁開閉手
段）。
Ｂ）については、運転する吸気弁と同じく、吸気上死点
ＴＤＣ前の所定の吸気弁開時期ＩＶＯ２＝ＩＶＣ１にて
開弁させるが、吸気上死点ＴＤＣ付近の吸気弁閉時期Ｉ
ＶＣ２（≒ＴＤＣ）にて閉弁させる（停止弁開閉手
段）。
【００５３】このようにすることで、ノンスロットル運
転での燃焼安定性の確保が難しいため、スロットル運転
を行う始動及び冷機時に、片弁運転によるガス流動の強
化により、燃焼安定性を更に向上できる。
転での燃焼安定性の確保が難しいため、スロットル運転
を行う始動及び冷機時に、片弁運転によるガス流動の強
化により、燃焼安定性を更に向上できる。
【００５４】但し、片弁運転によるガス流動の強化によ
り燃焼安定性を十分に向上できる場合は、始動及び冷機
時においても、片弁運転でのノンスロットル運転を行う
ようにしてもよい。この場合は、図６のフローにおい
て、ステップ１４で判定するスワール流を生成（ガス流
動を強化）すべき所定の運転条件に、低負荷条件の他、
始動及び冷機時を含めるようにすればよい。
り燃焼安定性を十分に向上できる場合は、始動及び冷機
時においても、片弁運転でのノンスロットル運転を行う
ようにしてもよい。この場合は、図６のフローにおい
て、ステップ１４で判定するスワール流を生成（ガス流
動を強化）すべき所定の運転条件に、低負荷条件の他、
始動及び冷機時を含めるようにすればよい。
【００５５】尚、以上の実施形態では、ノンスロットル
運転を行うことを前提としたが、ノンスロットル運転を
行わず、スロットル運転のみを行うエンジンにも本発明
を適用でき、かかるエンジンの低負荷条件にて、片弁運
転によるガス流動の強化により、燃料安定性を向上させ
るようにしてもよい。
運転を行うことを前提としたが、ノンスロットル運転を
行わず、スロットル運転のみを行うエンジンにも本発明
を適用でき、かかるエンジンの低負荷条件にて、片弁運
転によるガス流動の強化により、燃料安定性を向上させ
るようにしてもよい。
【００５６】また、２つの吸気弁５Ａ，５Ｂの開時期Ｉ
ＶＯ１，１ＶＯ２を同じに設定したが、停止する吸気弁
の開時期を吸気上死点ＴＤＣより早いタイミングとすれ
ばよく、運転する吸気弁の開時期はこれより遅くしても
よい。
ＶＯ１，１ＶＯ２を同じに設定したが、停止する吸気弁
の開時期を吸気上死点ＴＤＣより早いタイミングとすれ
ばよく、運転する吸気弁の開時期はこれより遅くしても
よい。
【図１】 本発明の一実施形態を示す可変動弁エンジン
のシステム図
のシステム図
【図２】 同上エンジンの要部概略平面図
【図３】 吸気弁及び排気弁の電磁駆動装置の基本構造
図
図
【図４】 ２つの吸気弁の開閉時期を示す図
【図５】 バルブタイミング制御の機能ブロック図
【図６】 バルブタイミング制御のフローチャート
【図７】 他の実施形態としてのバルブタイミング制御
のフローチャート
のフローチャート
【図８】 始動・冷機時制御のフローチャート
１ エンジン ４ 点火栓 ５Ａ，５Ｂ 電磁駆動式の吸気弁 ６Ａ，６Ｂ 電磁駆動式の排気弁 ９ 電制スロットル弁 １０ ２方向燃料噴射弁 １１ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/06 ３７０ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３７０ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｋ ３０１Ｚ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｂ ３１２Ｊ Ｆターム(参考） 3G018 AB09 CA12 DA36 DA41 EA02 EA11 EA17 EA21 EA35 FA01 FA07 GA06 GA08 3G084 BA05 BA23 CA01 CA02 CA03 DA09 DA11 EB08 EB12 FA07 FA10 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA01 DA01 DA08 DA14 DC01 FA05 GA01 GA02 GA05 HA01Z HA06Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA01 HA09 HA19 JA04 KA01 KA05 KA08 LA03 LA07 LB02 NC02 ND02 PA01Z PA11Z PE01Z PE03Z PE08Z
Claims (5)
- 【請求項１】１気筒に複数の吸気弁を有し、これらの吸
気弁の開閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を有す
る一方、複数方向に燃料を噴射する燃料噴射弁から各吸
気弁上流部へ燃料噴射するようにしたエンジンにおい
て、 所定の運転条件にて、少なくとも１つの吸気弁によりエ
ンジンを運転し、残りの吸気弁を吸気上死点前に開弁
し、吸気上死点付近で閉弁することを特徴とするエンジ
ンの吸気弁制御装置。 - 【請求項２】前記所定の運転条件は、少なくとも、低負
荷条件であることを特徴とする請求項１記載のエンジン
の吸気弁制御装置。 - 【請求項３】前記所定の運転条件は、少なくとも、吸気
弁の閉時期を制御することにより吸入空気量を制御する
ノンスロットル運転時であることを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の記載のエンジンの吸気弁制御装置。 - 【請求項４】通常運転時に吸気弁の開時期を制御するこ
とにより吸入空気量を制御するノンスロットル運転を行
う一方、始動及び冷機時にスロットル弁の開度の制御に
よりにより吸入空気量を制御するスロットル運転を行う
場合に、前記所定の運転条件は、少なくとも、始動及び
冷機時のスロットル運転時であることを特徴とする請求
項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気
弁制御装置。 - 【請求項５】吸気上死点付近で閉弁する吸気弁を、所定
期間毎に切換えることを特徴とする請求項１〜請求項４
のいずれか１つに記載のエンジンの吸気弁制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088271A JP2001271683A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | エンジンの吸気弁制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088271A JP2001271683A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | エンジンの吸気弁制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001271683A true JP2001271683A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18604167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000088271A Pending JP2001271683A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | エンジンの吸気弁制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001271683A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005330842A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Toyota Industries Corp | 内燃機関 |
| US7281510B2 (en) | 2001-12-06 | 2007-10-16 | Denso Corporation | Apparatus for controlling engine |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000088271A patent/JP2001271683A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7281510B2 (en) | 2001-12-06 | 2007-10-16 | Denso Corporation | Apparatus for controlling engine |
| JP2005330842A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Toyota Industries Corp | 内燃機関 |
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