JP3384085B2 - 内燃機関 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスワールコントロールバ
ルブを備えた内燃機関の改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】スワールコントロールバルブを備えた内
燃機関としては、例えば実開６０−４５８２９号公報に
開示されているようなものが知られている。 【０００３】これは、吸気ポート上流にスワールコント
ロールバルブを設置し、内燃機関の低速および低負荷運
転時にスワールコントロールバルブを閉じて通路断面積
を絞ることでポート内の吸気流速を局所的に速めて燃焼
室内にスワールを発生させ、これにより燃焼を促進して
燃費の改善並びに冷機時のエミッションの低減をはかる
ものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のスワールコントロールバルブを用いたエンジンの
吸気制御装置にあっては、以下のような問題点があっ
た。 【０００５】すなわち、スワールコントロールバルブの
燃焼促進効果によりＨＣは低減するが、例えば冷機時は
もともと大量のＨＣが排出されるためスワールコントロ
ールバルブの効果だけでは不充分であり、さらなるＨＣ
低減を行う必要がある。 【０００６】それには、既燃ガスを高温に保って燃え残
りＨＣの酸化を促進する等の方法が考えられ、例えば排
気バルブの開時期を遅くして既燃ガスが燃焼室内に滞留
する時間を長くすれば良い。また、排気バルブの閉時期
を早くして、シリンダライナー壁面とピストンとの間の
クレビス部からかきあげられ排出される未燃ＨＣを燃焼
室内に封じ込め、排気管に出さないようにすることも排
出ＨＣ低減には効果的である。 【０００７】しかしながら、全運転領域で排気バルブの
開時期を遅らせる、または排気バルブの閉時期を早め
る、あるいはその両方を行なおうとすると、大量の吸入
空気を必要としてスワールコントロールバルブの使用が
不可能となるような高速・高負荷の条件下では排気が十
分に行われず、排気押出し仕事によるポンピングロスが
増大し出力が低下してしまうという問題が生じる。 【０００８】一方、吸気バルブまたは排気バルブの開閉
タイミングを可変制御する手段を備えた内燃機関として
は、例えば特開平４−１９４３３０号公報に開示されて
いるようなものがある。 【０００９】これは、互いにタイミングの異なる複数の
カムを切り換えることにより内燃機関の運転状態に応じ
て排気バルブタイミングを変えるようにしたもので、冷
機時は暖機後に比較して排気バルブが開弁開始する時期
を遅らせることにより、燃焼室内の既燃ガスの滞留時間
を長く保ってエンジンの暖機促進をはかるようにしてい
る。 【００１０】しかしながら、従来のこの種の可変動弁機
構はスワールコントロールバルブの使用を前提として排
気バルブの開閉タイミングを制御するという技術的思想
のものではなく、したがって仮にスワールコントロール
バルブを適用したとしても運転状態によっては上述した
ポンピングロスによる出力の低下が起きてしまうという
問題がある。 【００１１】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、スワールコントロールバルブの開閉状態に応
じて排気バルブの開閉タイミングを制御することにより
未燃ＨＣの排出量を低減することを目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、低速かつ部分負荷の運転域にのみ機関吸
気ポートを部分的に閉ざすスワールコントロールバルブ
と、排気バルブの開閉時期を制御する可変動弁機構とを
備え、かつ前記可変動弁機構は、前記スワールコントロ
ールバルブが閉じているときには開いているときに比較
して、排気バルブの開弁開始時期を遅くする設定または
排気バルブの閉弁完了時期を早くする設定の少なくとも
一方の設定を必ず行うようにした。 【００１３】 【作用】スワールコントロールバルブが閉ざされる低速
・低〜中負荷等の部分負荷運転領域において、排気バル
ブ開弁開始時期を遅くすることにより、既燃ガスが燃焼
室内に滞留する時間が長くなるので未燃ＨＣの量が減少
する。また、前記部分負荷運転領域において排気バルブ
の閉弁完了時期を早くすることにより、クレビス部から
かきあげられて外部に排出されようとする未燃ＨＣが燃
焼室内に封じ込められるので、その排出が抑制される。 【００１４】一方、それ以外の運転領域、すなわち吸入
空気量が多く、スワールコントロールバルブが開かれる
領域では、排気バルブは比較的早期に開弁を開始し、ま
たは遅い時期に閉弁完了して排気行程のための期間が長
くなるので、排気押出しのための損失がなくなり、良好
な出力・燃費性能が発揮される。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 【００１６】図１にこの発明の第１の実施例を示す。ま
ず構成を説明すると、１は内燃機関のシリンダ、２は吸
気ポート、３は排気ポートである。４は吸気ポート２に
臨むように設けられたインジェクタであり、このインジ
ェクタ４を介してコントロールユニット５により計算さ
れた量の燃料が噴射供給される。 【００１７】コントロールユニット５には、エンジン回
転数センサ２１、吸入負圧センサ２２、エアフローメー
タ２３、水温センサ２４、スロットル開度センサ２５等
からの機関運転状態を表す信号が入力され、コントロー
ルユニット５はこれらの信号により運転状態を判断して
当該運転状態に対応するようにインジェクタ４および後
述するアクチュエータ９等の制御を行う。 【００１８】吸気ポート２には、インジュクタ４よりも
上流に位置するように、ダイアフラム装置等からなるア
クチュエータ９により開閉駆動されるスワールコントロ
ールバルブ１０が介装されている。コントロールユニッ
ト５は、前記アクチュエータ９への作動負圧を開閉する
ソレノイドバルブ１１を駆動してスワールコントロール
バルブ１０の開閉位置を制御する。 【００１９】吸気バルブ１２、排気バルブ１３はそれぞ
れ吸気ポート２、排気ポート３の開閉を行い、その駆動
はそれぞれ吸気側カム機構１４、排気側カム機構１５に
て行われる。排気側カム機構１５は互いに異なるリフト
カーブを有する２種類のカム１５ａ，１５ｂにて構成さ
れ、可変動弁機構１６がコントロールユニット５からの
制御信号に従って前記カム１５ａ，１５ｂの何れかを選
択的に切り替えることにより排気バルブ１３の開閉タイ
ミングを変化させるようになっている。 【００２０】次に作用を説明する。 【００２１】図２に本実施例におけるスワールコントロ
ールバルブ制御に関するフローチャートを示す。先ず、
エンジン回転数Ｎｅ及び吸入負圧Ｂｏｏｓｔを読み込
み、機関の運転状態が低速かつ低〜中負荷領域にあるか
を判定する。低速かつ低〜中負荷領域と判断された場合
はスワールコントロールバルブを閉じ、それ以外の運転
状態ではスワールコントロールバルブを開く。 【００２２】図３は本実施例のバルブタイミング制御に
関するフローチャートを示したものである。先ず上記コ
ントロールユニット５がソレノイドバルブ１１を制御す
る信号を受け取り、スワールコントロールバルブ１０の
開閉状態を検知する。スワールコントロールバルブ開状
態を検知した場合はスワールコントロールバルブ開状態
の時のバルブタイミングを選択し、スワールコントロー
ルバルブ閉状態を検知した場合はスワールコントロール
バルブ閉状態の時のバルブタイミングを選択する。最後
に選択したバルブタイミングを可変動弁機構１６に出力
し、バルブタイミングを切り替える。 【００２３】図４はスワールコントロールバルブ開時お
よび閉時のバルブタイミング切り替えパターンの一例を
示したものである。図の左側が排気バルブ、右側が吸気
バルブのリフトカーブにそれぞれ対応している。 【００２４】本図の例においては、スワールコントロー
ルバルブ閉時、排気バルブは破線で示した開閉タイミン
グを選択する。これはスワールコントロールバルブ開時
の排気バルブの開閉タイミング、すなわち実線で示され
たタイミングに比して、排気バルブ閉弁完了時期を早く
したものである。こうすることにより、排気行程終了間
際にクレビス部からかきあげられる未燃ＨＣが燃焼室外
部に排出されるのを防止して排出ＨＣを低減できる。 【００２５】図５は機関のクランク角と排出ＨＣ量の関
係を示したもので、図示したように排気バルブ開弁開始
時期付近と排気バルブ閉弁完了時期付近にそれぞれＨＣ
排出量のピークがある。排気バルブ閉弁完了時期付近の
ピークは前述の様にシリンダライナー壁面からかきあげ
られた未燃ＨＣによるものであり、排気バルブ開弁開始
時期付近のピークは既燃ガス内の燃え残りＨＣによるも
のである。 【００２６】したがって、ＨＣを低減する排気バルブの
開閉タイミングとしては、図４に示した例に限られず、
図６または図７に示した様なパターンであってもよい。
図６はスワールコントロールバルブ閉時に排気バルブ開
弁開始時期を遅くしたもので、既燃ガスの燃焼室内滞留
時間が長くなるので既燃ガスが燃焼後も比較的長時間高
温に保たれ、その間に燃え残りＨＣの酸化が促進され
て、排出ＨＣ量が低減される。図７は排気バルブの開弁
開始時期を遅くすると共に閉弁完了時期を早くしたもの
で、両方の効果によりさらなるＨＣの低減をはかること
ができる。 【００２７】ところで、一般に排気バルブ開弁開始時期
を遅くする、または排気バルブ閉弁完了時期を早くする
と、高速域では開弁期間が相対的に不足して排出可能な
ガス量が減少し、それだけ排気押出し仕事が増大するの
で出力や燃費が低下してしまう。しかし、本発明におい
ては、高速、高負荷条件下ではスワールコントロールバ
ルブ１０を開くとともに排気バルブ開閉時期も通常とす
る、すなわち排気バルブの開弁開始時期を遅くしたり、
閉弁完了時期を早くしたりする制御を行わないので、十
分な開弁期間を確保して、この領域でのポンピングロス
に原因する出力や燃費の悪化を回避することができる。 【００２８】図８は本発明の第２の実施例であり、これ
は上記第１の実施例の構成にＥＧＲ装置（排気還流装
置）を加えたものである。すなわち、図において内燃機
関の吸排気系を相互に連通するＥＧＲ通路６の途中に介
装されたＥＧＲ制御弁７の開度を各種運転状態に応じて
コントロールユニット５がアクチュエータ８を介して制
御する構成となっている。 【００２９】機関暖機後の部分負荷領域ではＮＯｘ及び
燃費低減の手段としてＥＧＲを行う場合があるが、この
時スワールコントロールバルブを併用すると還流ガスに
よる燃焼悪化が抑止されるので運転性という観点からは
大量のＥＧＲを行うことが可能となるが、ＥＧＲを行う
と燃え残りＨＣが増加するので、エミッションを考慮す
ると必ずしも大量ＥＧＲは行うことができなかった。 【００３０】しかしながら、この場合に本発明のバルブ
タイミング制御を用いると、スワールコントロールバル
ブ使用時の上記バルブタイミングによる排出ＨＣ低減効
果により排出ＨＣの増加を抑制することが可能であり、
それによりＥＧＲに伴うＨＣの増大を相殺できるので、
大量ＥＧＲを併用して燃費とエミッションを同時に向上
させることが可能となる。 【００３１】図９に本実施例におけるＥＧＲ制御の流れ
図を示す。先ず、エンジン回転数Ｎｅ及び吸入負圧Ｂｏ
ｏｓｔ、冷却水温Ｔｗを読み込み、冷却水温Ｔｗが所定
値以上で機関暖機後と判断した場合にＮｅ及びＢｏｏｓ
ｔに応じた目標ＥＧＲ量がコントロールユニット５によ
り計算され、ＥＧＲ制御弁７を制御し、最適なＥＧＲ量
を得る。 【００３２】本実施例においてもスワールコントロール
バルブ１０の制御および排気バルブ１３のバルブタイミ
ングの制御は前記第１実施例と同様に行われる。従っ
て、機関暖機後の部分負荷領域においてはスワールコン
トロールバルブ１０が閉じており、また排気バルブ開閉
時期は遅開きかつ早閉じまたはその何れか一方となって
いるため、大量ＥＧＲによる燃費とエミッションの大幅
な改善が可能である。 【００３３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、内燃機関にスワールコントロールバルブと可変動弁
機構とを設け、比較的出力を要求されない低速かつ部分
負荷のスワールコントロールバルブ閉状態の運転領域に
おいては排気バルブ開弁開始時期をスワールコントロー
ルバルブ開状態の時と比して遅くして既燃ガス中のＨＣ
の酸化を促進するか、または排気バルブ閉弁完了時期を
早くしてクレビス部からかきあげられる未燃ＨＣを燃焼
室内に封じ込めるか、あるいはその両方を行い、それ以
外のスワールコントロールバルブ開状態の運転領域では
通常の排気バルブ開閉時期とするバルブタイミング制御
を行うようにしたので、スワールコントロールバルブ非
使用域での出力や燃費の悪化を招くことなく、スワール
コントロールバルブ使用領域において排出ＨＣを低減で
きるという効果が得られる。 【００３４】また、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に本発
明を適用することにより、運転性を損なうことなく大量
ＥＧＲを施して燃費とエミッションをさらに改善できる
という効果が得られる。
ルブを備えた内燃機関の改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】スワールコントロールバルブを備えた内
燃機関としては、例えば実開６０−４５８２９号公報に
開示されているようなものが知られている。 【０００３】これは、吸気ポート上流にスワールコント
ロールバルブを設置し、内燃機関の低速および低負荷運
転時にスワールコントロールバルブを閉じて通路断面積
を絞ることでポート内の吸気流速を局所的に速めて燃焼
室内にスワールを発生させ、これにより燃焼を促進して
燃費の改善並びに冷機時のエミッションの低減をはかる
ものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のスワールコントロールバルブを用いたエンジンの
吸気制御装置にあっては、以下のような問題点があっ
た。 【０００５】すなわち、スワールコントロールバルブの
燃焼促進効果によりＨＣは低減するが、例えば冷機時は
もともと大量のＨＣが排出されるためスワールコントロ
ールバルブの効果だけでは不充分であり、さらなるＨＣ
低減を行う必要がある。 【０００６】それには、既燃ガスを高温に保って燃え残
りＨＣの酸化を促進する等の方法が考えられ、例えば排
気バルブの開時期を遅くして既燃ガスが燃焼室内に滞留
する時間を長くすれば良い。また、排気バルブの閉時期
を早くして、シリンダライナー壁面とピストンとの間の
クレビス部からかきあげられ排出される未燃ＨＣを燃焼
室内に封じ込め、排気管に出さないようにすることも排
出ＨＣ低減には効果的である。 【０００７】しかしながら、全運転領域で排気バルブの
開時期を遅らせる、または排気バルブの閉時期を早め
る、あるいはその両方を行なおうとすると、大量の吸入
空気を必要としてスワールコントロールバルブの使用が
不可能となるような高速・高負荷の条件下では排気が十
分に行われず、排気押出し仕事によるポンピングロスが
増大し出力が低下してしまうという問題が生じる。 【０００８】一方、吸気バルブまたは排気バルブの開閉
タイミングを可変制御する手段を備えた内燃機関として
は、例えば特開平４−１９４３３０号公報に開示されて
いるようなものがある。 【０００９】これは、互いにタイミングの異なる複数の
カムを切り換えることにより内燃機関の運転状態に応じ
て排気バルブタイミングを変えるようにしたもので、冷
機時は暖機後に比較して排気バルブが開弁開始する時期
を遅らせることにより、燃焼室内の既燃ガスの滞留時間
を長く保ってエンジンの暖機促進をはかるようにしてい
る。 【００１０】しかしながら、従来のこの種の可変動弁機
構はスワールコントロールバルブの使用を前提として排
気バルブの開閉タイミングを制御するという技術的思想
のものではなく、したがって仮にスワールコントロール
バルブを適用したとしても運転状態によっては上述した
ポンピングロスによる出力の低下が起きてしまうという
問題がある。 【００１１】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、スワールコントロールバルブの開閉状態に応
じて排気バルブの開閉タイミングを制御することにより
未燃ＨＣの排出量を低減することを目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、低速かつ部分負荷の運転域にのみ機関吸
気ポートを部分的に閉ざすスワールコントロールバルブ
と、排気バルブの開閉時期を制御する可変動弁機構とを
備え、かつ前記可変動弁機構は、前記スワールコントロ
ールバルブが閉じているときには開いているときに比較
して、排気バルブの開弁開始時期を遅くする設定または
排気バルブの閉弁完了時期を早くする設定の少なくとも
一方の設定を必ず行うようにした。 【００１３】 【作用】スワールコントロールバルブが閉ざされる低速
・低〜中負荷等の部分負荷運転領域において、排気バル
ブ開弁開始時期を遅くすることにより、既燃ガスが燃焼
室内に滞留する時間が長くなるので未燃ＨＣの量が減少
する。また、前記部分負荷運転領域において排気バルブ
の閉弁完了時期を早くすることにより、クレビス部から
かきあげられて外部に排出されようとする未燃ＨＣが燃
焼室内に封じ込められるので、その排出が抑制される。 【００１４】一方、それ以外の運転領域、すなわち吸入
空気量が多く、スワールコントロールバルブが開かれる
領域では、排気バルブは比較的早期に開弁を開始し、ま
たは遅い時期に閉弁完了して排気行程のための期間が長
くなるので、排気押出しのための損失がなくなり、良好
な出力・燃費性能が発揮される。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 【００１６】図１にこの発明の第１の実施例を示す。ま
ず構成を説明すると、１は内燃機関のシリンダ、２は吸
気ポート、３は排気ポートである。４は吸気ポート２に
臨むように設けられたインジェクタであり、このインジ
ェクタ４を介してコントロールユニット５により計算さ
れた量の燃料が噴射供給される。 【００１７】コントロールユニット５には、エンジン回
転数センサ２１、吸入負圧センサ２２、エアフローメー
タ２３、水温センサ２４、スロットル開度センサ２５等
からの機関運転状態を表す信号が入力され、コントロー
ルユニット５はこれらの信号により運転状態を判断して
当該運転状態に対応するようにインジェクタ４および後
述するアクチュエータ９等の制御を行う。 【００１８】吸気ポート２には、インジュクタ４よりも
上流に位置するように、ダイアフラム装置等からなるア
クチュエータ９により開閉駆動されるスワールコントロ
ールバルブ１０が介装されている。コントロールユニッ
ト５は、前記アクチュエータ９への作動負圧を開閉する
ソレノイドバルブ１１を駆動してスワールコントロール
バルブ１０の開閉位置を制御する。 【００１９】吸気バルブ１２、排気バルブ１３はそれぞ
れ吸気ポート２、排気ポート３の開閉を行い、その駆動
はそれぞれ吸気側カム機構１４、排気側カム機構１５に
て行われる。排気側カム機構１５は互いに異なるリフト
カーブを有する２種類のカム１５ａ，１５ｂにて構成さ
れ、可変動弁機構１６がコントロールユニット５からの
制御信号に従って前記カム１５ａ，１５ｂの何れかを選
択的に切り替えることにより排気バルブ１３の開閉タイ
ミングを変化させるようになっている。 【００２０】次に作用を説明する。 【００２１】図２に本実施例におけるスワールコントロ
ールバルブ制御に関するフローチャートを示す。先ず、
エンジン回転数Ｎｅ及び吸入負圧Ｂｏｏｓｔを読み込
み、機関の運転状態が低速かつ低〜中負荷領域にあるか
を判定する。低速かつ低〜中負荷領域と判断された場合
はスワールコントロールバルブを閉じ、それ以外の運転
状態ではスワールコントロールバルブを開く。 【００２２】図３は本実施例のバルブタイミング制御に
関するフローチャートを示したものである。先ず上記コ
ントロールユニット５がソレノイドバルブ１１を制御す
る信号を受け取り、スワールコントロールバルブ１０の
開閉状態を検知する。スワールコントロールバルブ開状
態を検知した場合はスワールコントロールバルブ開状態
の時のバルブタイミングを選択し、スワールコントロー
ルバルブ閉状態を検知した場合はスワールコントロール
バルブ閉状態の時のバルブタイミングを選択する。最後
に選択したバルブタイミングを可変動弁機構１６に出力
し、バルブタイミングを切り替える。 【００２３】図４はスワールコントロールバルブ開時お
よび閉時のバルブタイミング切り替えパターンの一例を
示したものである。図の左側が排気バルブ、右側が吸気
バルブのリフトカーブにそれぞれ対応している。 【００２４】本図の例においては、スワールコントロー
ルバルブ閉時、排気バルブは破線で示した開閉タイミン
グを選択する。これはスワールコントロールバルブ開時
の排気バルブの開閉タイミング、すなわち実線で示され
たタイミングに比して、排気バルブ閉弁完了時期を早く
したものである。こうすることにより、排気行程終了間
際にクレビス部からかきあげられる未燃ＨＣが燃焼室外
部に排出されるのを防止して排出ＨＣを低減できる。 【００２５】図５は機関のクランク角と排出ＨＣ量の関
係を示したもので、図示したように排気バルブ開弁開始
時期付近と排気バルブ閉弁完了時期付近にそれぞれＨＣ
排出量のピークがある。排気バルブ閉弁完了時期付近の
ピークは前述の様にシリンダライナー壁面からかきあげ
られた未燃ＨＣによるものであり、排気バルブ開弁開始
時期付近のピークは既燃ガス内の燃え残りＨＣによるも
のである。 【００２６】したがって、ＨＣを低減する排気バルブの
開閉タイミングとしては、図４に示した例に限られず、
図６または図７に示した様なパターンであってもよい。
図６はスワールコントロールバルブ閉時に排気バルブ開
弁開始時期を遅くしたもので、既燃ガスの燃焼室内滞留
時間が長くなるので既燃ガスが燃焼後も比較的長時間高
温に保たれ、その間に燃え残りＨＣの酸化が促進され
て、排出ＨＣ量が低減される。図７は排気バルブの開弁
開始時期を遅くすると共に閉弁完了時期を早くしたもの
で、両方の効果によりさらなるＨＣの低減をはかること
ができる。 【００２７】ところで、一般に排気バルブ開弁開始時期
を遅くする、または排気バルブ閉弁完了時期を早くする
と、高速域では開弁期間が相対的に不足して排出可能な
ガス量が減少し、それだけ排気押出し仕事が増大するの
で出力や燃費が低下してしまう。しかし、本発明におい
ては、高速、高負荷条件下ではスワールコントロールバ
ルブ１０を開くとともに排気バルブ開閉時期も通常とす
る、すなわち排気バルブの開弁開始時期を遅くしたり、
閉弁完了時期を早くしたりする制御を行わないので、十
分な開弁期間を確保して、この領域でのポンピングロス
に原因する出力や燃費の悪化を回避することができる。 【００２８】図８は本発明の第２の実施例であり、これ
は上記第１の実施例の構成にＥＧＲ装置（排気還流装
置）を加えたものである。すなわち、図において内燃機
関の吸排気系を相互に連通するＥＧＲ通路６の途中に介
装されたＥＧＲ制御弁７の開度を各種運転状態に応じて
コントロールユニット５がアクチュエータ８を介して制
御する構成となっている。 【００２９】機関暖機後の部分負荷領域ではＮＯｘ及び
燃費低減の手段としてＥＧＲを行う場合があるが、この
時スワールコントロールバルブを併用すると還流ガスに
よる燃焼悪化が抑止されるので運転性という観点からは
大量のＥＧＲを行うことが可能となるが、ＥＧＲを行う
と燃え残りＨＣが増加するので、エミッションを考慮す
ると必ずしも大量ＥＧＲは行うことができなかった。 【００３０】しかしながら、この場合に本発明のバルブ
タイミング制御を用いると、スワールコントロールバル
ブ使用時の上記バルブタイミングによる排出ＨＣ低減効
果により排出ＨＣの増加を抑制することが可能であり、
それによりＥＧＲに伴うＨＣの増大を相殺できるので、
大量ＥＧＲを併用して燃費とエミッションを同時に向上
させることが可能となる。 【００３１】図９に本実施例におけるＥＧＲ制御の流れ
図を示す。先ず、エンジン回転数Ｎｅ及び吸入負圧Ｂｏ
ｏｓｔ、冷却水温Ｔｗを読み込み、冷却水温Ｔｗが所定
値以上で機関暖機後と判断した場合にＮｅ及びＢｏｏｓ
ｔに応じた目標ＥＧＲ量がコントロールユニット５によ
り計算され、ＥＧＲ制御弁７を制御し、最適なＥＧＲ量
を得る。 【００３２】本実施例においてもスワールコントロール
バルブ１０の制御および排気バルブ１３のバルブタイミ
ングの制御は前記第１実施例と同様に行われる。従っ
て、機関暖機後の部分負荷領域においてはスワールコン
トロールバルブ１０が閉じており、また排気バルブ開閉
時期は遅開きかつ早閉じまたはその何れか一方となって
いるため、大量ＥＧＲによる燃費とエミッションの大幅
な改善が可能である。 【００３３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、内燃機関にスワールコントロールバルブと可変動弁
機構とを設け、比較的出力を要求されない低速かつ部分
負荷のスワールコントロールバルブ閉状態の運転領域に
おいては排気バルブ開弁開始時期をスワールコントロー
ルバルブ開状態の時と比して遅くして既燃ガス中のＨＣ
の酸化を促進するか、または排気バルブ閉弁完了時期を
早くしてクレビス部からかきあげられる未燃ＨＣを燃焼
室内に封じ込めるか、あるいはその両方を行い、それ以
外のスワールコントロールバルブ開状態の運転領域では
通常の排気バルブ開閉時期とするバルブタイミング制御
を行うようにしたので、スワールコントロールバルブ非
使用域での出力や燃費の悪化を招くことなく、スワール
コントロールバルブ使用領域において排出ＨＣを低減で
きるという効果が得られる。 【００３４】また、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に本発
明を適用することにより、運転性を損なうことなく大量
ＥＧＲを施して燃費とエミッションをさらに改善できる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の概略構成図。
【図２】第１の実施例のスワールコントロールバルブの
制御内容を表す流れ図。 【図３】第１の実施例のバルブタイミングの制御内容を
表す流れ図。 【図４】第１の実施例におけるスワールコントロールバ
ルブ開閉時のバルブタイミング切り替えパターンを示す
特性線図。 【図５】排気弁作動期間とＨＣ排出量の関係を示す特性
線図。 【図６】スワールコントロールバルブ開閉時のバルブタ
イミング切り替えパターンの他の例の特性線図。 【図７】スワールコントロールバルブ開閉時のバルブタ
イミング切り替えパターンの他の例の特性線図。 【図８】本発明の第２の実施例の概略構成図。 【図９】第２の実施例のＥＧＲの制御内容を表す流れ
図。 【符号の説明】 １ シリンダ ２ 吸気ポート ３ 排気ポート ４ インジュクタ ５ コントロールユニット ６ ＥＧＲ通路 ７ ＥＧＲ制御弁 ８ ＥＧＲアクチュエータ ９ スワールコントロールバルブのアクチュエータ １０ スワールコントロールバルブ １１ スワールコントロールバルブのコントロールソレ
ノイド １２ 吸気バルブ １３ 排気バルブ １４ 吸気側カム １５ 排気側カム １６ 可変動弁機構 ２１ 回転数センサ ２２ 吸入負圧センサ ２３ エアフローメータ ２４ 水温センサ ２５ スロットル開度センサ
制御内容を表す流れ図。 【図３】第１の実施例のバルブタイミングの制御内容を
表す流れ図。 【図４】第１の実施例におけるスワールコントロールバ
ルブ開閉時のバルブタイミング切り替えパターンを示す
特性線図。 【図５】排気弁作動期間とＨＣ排出量の関係を示す特性
線図。 【図６】スワールコントロールバルブ開閉時のバルブタ
イミング切り替えパターンの他の例の特性線図。 【図７】スワールコントロールバルブ開閉時のバルブタ
イミング切り替えパターンの他の例の特性線図。 【図８】本発明の第２の実施例の概略構成図。 【図９】第２の実施例のＥＧＲの制御内容を表す流れ
図。 【符号の説明】 １ シリンダ ２ 吸気ポート ３ 排気ポート ４ インジュクタ ５ コントロールユニット ６ ＥＧＲ通路 ７ ＥＧＲ制御弁 ８ ＥＧＲアクチュエータ ９ スワールコントロールバルブのアクチュエータ １０ スワールコントロールバルブ １１ スワールコントロールバルブのコントロールソレ
ノイド １２ 吸気バルブ １３ 排気バルブ １４ 吸気側カム １５ 排気側カム １６ 可変動弁機構 ２１ 回転数センサ ２２ 吸入負圧センサ ２３ エアフローメータ ２４ 水温センサ ２５ スロットル開度センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 低速かつ部分負荷の運転域にのみ機関吸
気ポートを部分的に閉ざすスワールコントロールバルブ
と、排気バルブの開閉時期を制御する可変動弁機構とを
備え、かつ前記可変動弁機構は、前記スワールコントロ
ールバルブが閉じているときには開いているときに比較
して、排気バルブの開弁開始時期を遅くする設定または
排気バルブの閉弁完了時期を早くする設定の少なくとも
一方の設定を必ず行うようにしたことを特徴とする内燃
機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04009494A JP3384085B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04009494A JP3384085B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07247871A JPH07247871A (ja) | 1995-09-26 |
| JP3384085B2 true JP3384085B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=12571300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04009494A Expired - Fee Related JP3384085B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3384085B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003239749A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料供給装置 |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP04009494A patent/JP3384085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07247871A (ja) | 1995-09-26 |
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