JP5675492B2 - Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に係り、特に、排気ガスの一部を燃焼室内に戻して吸気ガスと共に再燃焼させる内燃機関の排気再循環制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that returns a part of exhaust gas to a combustion chamber and reburns it together with intake gas.
従来から、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側から再度吸入させて再燃焼させることで、排気ガスの浄化や燃費向上等の効果を得る排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)システムが知られている。また、燃料噴射装置を備えた内燃機関では、所定車速以上でスロットルを全閉にした減速時等に燃料噴射を停止する、いわゆる燃料カット制御が実行されることがある。 Conventionally, an exhaust gas recirculation (EGR) system has been known that obtains effects such as exhaust gas purification and fuel efficiency improvement by reinhaling a portion of the exhaust gas from the internal combustion engine from the intake side and reburning it. It has been. Also, in an internal combustion engine equipped with a fuel injection device, so-called fuel cut control may be executed in which fuel injection is stopped at the time of deceleration when the throttle is fully closed at a predetermined vehicle speed or higher.
特許文献1には、吸気ポートと排気ポートとを連通させるバイパス通路によって排気ガスの一部を吸気ポートから燃焼室内に戻す方式のEGRシステムを適用した内燃機関において、バイパス通路を開閉するEGRバルブの基準開度を不純物の付着等の経年変化に応じて適性化するための学習処理を、燃料カット制御の実行期間中に実行するようにした構成が開示されている。 Patent Document 1 discloses an EGR valve that opens and closes a bypass passage in an internal combustion engine to which an EGR system in which a part of exhaust gas is returned from the intake port to the combustion chamber by a bypass passage that connects the intake port and the exhaust port. A configuration is disclosed in which a learning process for optimizing the reference opening according to a secular change such as the adhesion of impurities is executed during the execution period of fuel cut control.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、燃料カット制御中にEGRバルブの開度学習処理を行うものであるため、燃料カット中は常にEGR制御が実行され、かつ燃料カット制御が終了した後にEGR制御がオンからオフに切り替えられるものと考えられる。これにより、EGR制御をオフに切り替えることで内燃機関の燃焼状態が変わり、内燃機関が発生しているトルクに変動を与える可能性がある。特に、燃料カット後は、スロットル開度が低くかつエンジントルクが小さい状態であることが多いため、EGR制御のオフによるトルク変動を運転者が感じやすくなる可能性がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the EGR valve opening learning process is performed during the fuel cut control, the EGR control is always executed during the fuel cut, and after the fuel cut control ends. It is considered that EGR control is switched from on to off. As a result, switching the EGR control to OFF may change the combustion state of the internal combustion engine, which may change the torque generated by the internal combustion engine. In particular, after the fuel cut, the throttle opening is often low and the engine torque is often low, so that the driver may easily feel torque fluctuation due to the EGR control being turned off.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、燃料カット制御およびEGR制御のオンオフに伴うトルク変動を運転者に感じさせないようにする内燃機関の排気再循環制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that solves the above-described problems of the prior art and prevents a driver from feeling torque fluctuations associated with on / off of fuel cut control and EGR control. .
前記目的を達成するために、本発明は、アクチュエータ(61)の作動に伴って内燃機関(10)の排気バルブ(34)を排気行程以外の行程で開くことにより、排気ガスの一部を燃焼室(15z)に戻して再燃焼させるEGR制御を実行する内燃機関の排気再循環制御装置において、前記EGR制御の作動非作動状態の切り替えは、前記アクチュエータ(61)を作動させて、動弁カム軸(41)と同期回転する可変カム部材(50)のカムプロフィールに基づいて前記排気バルブ(34)を作動させる状態と、前記カム部材(50)のカムプロフィールに基づく前記排気バルブ(34)の作動が行われない状態とを切り替えることで実行されるように構成されており、少なくともエンジン回転数(Ne)およびスロットル開度(TH)をパラメータとするEGR作動領域マップ(101)に基づいて前記アクチュエータ(61)を制御する制御部(100)を備え、前記制御部(100)は、車両(1)の減速時等に、燃料カット条件が満たされると、燃料噴射装置による燃料噴射をカットするように構成されており、前記燃料カット条件は、少なくとも、車速(V)、エンジン回転数(Ne)およびスロットル開度(TH)で規定される燃料カットマップで規定されると共に、エンジン回転数(Ne)が低側所定値(NeL)を下回ると燃料噴射のカットを終了して燃料噴射を復帰するように設定されており、前記EGR作動領域マップ(101)のEGR作動領域(D)を構成するエンジン回転数(Ne)の最低値(Ne1)が、前記燃料カット条件の低側所定値(NeL)よりも高い値に設定されている点に第1の特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention combusts a part of exhaust gas by opening the exhaust valve (34) of the internal combustion engine (10) in a stroke other than the exhaust stroke in accordance with the operation of the actuator (61). In the exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that executes EGR control for returning to the chamber (15z) and re-combusting, switching the operation non-operation state of the EGR control is performed by operating the actuator (61), The exhaust valve (34) is operated based on the cam profile of the variable cam member (50) that rotates in synchronization with the shaft (41), and the exhaust valve (34) based on the cam profile of the cam member (50). It is configured to be executed by switching between the state where the operation is not performed, and at least the engine speed (Ne) and the throttle opening (TH) are set. A control unit (100) for controlling the actuator (61) based on an EGR operation region map (101) as a parameter is provided, and the control unit (100) is configured to perform fuel cut conditions when the vehicle (1) is decelerated. Is satisfied, the fuel injection by the fuel injection device is cut, and the fuel cut condition is defined by at least the vehicle speed (V), the engine speed (Ne), and the throttle opening (TH). Is defined in the fuel cut map, and when the engine speed (Ne) falls below a predetermined value (NeL) on the low side, the fuel injection is cut and the fuel injection is resumed. The minimum value (Ne1) of the engine speed (Ne) constituting the EGR operating region (D) of the region map (101) is a low side predetermined value (NeL) of the fuel cut condition. There is a first feature in that it is set to a value higher than.
また、前記アクチュエータ(61)は、前記排気バルブ(34)を駆動する動弁カム軸(41)に対して軸方向に摺動可能かつ相対回転不能に取り付けられた可変カム部材(50)を摺動動作可能に構成されており、前記EGR制御の作動非作動状態の切り替えは、前記アクチュエータ(61)によって可変カム部材(50)を摺動動作させて前記排気バルブ(34)との係合非係合状態を切り替えることで実行され、前記排気バルブ(34)は、EGR制御の非作動時には、前記動弁カム軸(41)に固定された排気カムロブ(42e)と排気ロッカーアーム(44e)とが係合した状態で駆動されると共に、EGR制御の作動時には、前記可変カム部材(50)および前記排気カムロブ(42e)の両方が前記排気ロッカーアーム(44e)と係合した状態で駆動されるように構成されている点に第2の特徴がある。 The actuator (61) slides a variable cam member (50) attached so as to be slidable in the axial direction and not relatively rotatable with respect to the valve drive camshaft (41) that drives the exhaust valve (34). The EGR control is switched between the non-operating state and the non-engagement with the exhaust valve (34) by sliding the variable cam member (50) by the actuator (61). When the EGR control is not in operation, the exhaust valve (34) is switched between an exhaust cam lobe (42e) and an exhaust rocker arm (44e) fixed to the valve drive camshaft (41). And the variable cam member (50) and the exhaust cam lobe (42e) are both driven by the exhaust rocker arm (44) when the EGR control is activated. ) That there is a second feature in that it is adapted to be driven by engagement with.
また、前記EGR作動領域(D)を構成するエンジン回転数(Ne)の最低値(Ne1)と、前記燃料カット条件の低側所定値(NeL)との間に、燃料カット量を徐々に減らす燃料カット量漸減制御の開始タイミングとしての高側所定値(NeH)が設定されている点に第3の特徴がある。 Further, the fuel cut amount is gradually reduced between the minimum value (Ne1) of the engine speed (Ne) constituting the EGR operation region (D) and the low side predetermined value (NeL) of the fuel cut condition. A third feature is that a high-side predetermined value (NeH) is set as the start timing of the fuel cut amount gradual reduction control.
また、前記低側所定値(NeL)と前記高側所定値(NeH)との差より、前記高側所定値(NeH)と前記最低値(Ne1)との差の方が大きくなるように設定されている点に第4の特徴がある。 Further, the difference between the high side predetermined value (NeH) and the minimum value (Ne1) is set larger than the difference between the low side predetermined value (NeL) and the high side predetermined value (NeH). This is the fourth feature.
また、前記制御部(100)は、燃料カット量漸減制御の開始に伴ってカウンタを起動し、該カウンタが所定値に達することで前記燃料カット量漸減制御および燃料カットを終了して燃料噴射を復帰するように構成されている点に第5の特徴がある。 In addition, the control unit (100) starts a counter as the fuel cut amount gradual decrease control starts, and when the counter reaches a predetermined value, terminates the fuel cut amount gradual decrease control and the fuel cut and performs fuel injection. There is a fifth feature in that it is configured to return.
また、前記EGR作動領域マップ(101)は、エンジン回転数(Ne)およびスロットル開度(TH)からなる二次元マップによって規定され、前記EGR作動領域(D)は、前記エンジン回転数(Ne)の所定範囲(Ne1〜Ne2)と、前記スロットル開度(TH)の所定範囲(0〜TH2)とによって形成される長方形から、低エンジン回転数(Ne)かつ高スロットル開度(TH)となる略三角形の所定範囲を除外することで形成されている点に第6の特徴がある。 The EGR operating region map (101) is defined by a two-dimensional map consisting of the engine speed (Ne) and the throttle opening (TH), and the EGR operating region (D) is the engine speed (Ne). From a rectangle formed by a predetermined range (Ne1 to Ne2) of the throttle and a predetermined range (0 to TH2) of the throttle opening (TH), the engine speed (Ne) is low and the throttle opening (TH) is high. There is a sixth feature in that it is formed by excluding a predetermined range of a substantially triangular shape.
また、前記燃料カット条件は、スロットル開度(TH)が全閉状態であることを含む点に第7の特徴がある。 The fuel cut condition has a seventh feature in that the throttle opening (TH) includes a fully closed state.
さらに、前記EGR作動領域マップ(101)には、前記EGR作動領域(D)にヒステリシス特性を与えるためのヒステリシス設定領域(E)が設けられている点に第8の特徴がある。 Further, the EGR operation region map (101) has an eighth feature in that a hysteresis setting region (E) for providing hysteresis characteristics to the EGR operation region (D) is provided.
第1,2の特徴によれば、アクチュエータは、排気バルブを駆動する動弁カム軸に対して軸方向に摺動可能かつ相対回転不能に取り付けられた可変カム部材を摺動動作可能に構成されており、EGR制御の作動非作動状態の切り替えは、アクチュエータによって可変カム部材を摺動動作させて排気バルブとの係合非係合状態を切り替えることで実行され、排気バルブは、EGR制御の非作動時には、動弁カム軸に固定された排気カムロブと排気ロッカーアームとが係合した状態で駆動されると共に、EGR制御の作動時には、可変カム部材および排気カムロブの両方が排気ロッカーアームと係合した状態で駆動されるように構成されており、少なくともエンジン回転数およびスロットル開度をパラメータとするEGR作動領域マップに基づいてアクチュエータを制御する制御部を備え、制御部は、車両の減速時等に、燃料カット条件が満たされると、燃料噴射装置による燃料噴射をカットするように構成されており、燃料カット条件は、少なくとも、車速、エンジン回転数およびスロットル開度で規定される燃料カットマップで規定されると共に、エンジン回転数が低側所定値を下回ると燃料噴射のカットを終了して燃料噴射を復帰するように設定されており、EGR作動領域マップのEGR作動領域を構成するエンジン回転数の最低値が、燃料カット条件の低側所定値よりも高い値に設定されているので、減速時に燃料噴射が実行されている状態で、EGR作動領域とEGR非作動領域との間をまたぐことが防止される。 According to the first and second features, the actuator is configured to be slidable on a variable cam member that is slidable in the axial direction and is relatively non-rotatable with respect to the valve drive camshaft that drives the exhaust valve. The EGR control operation / non-operation state is switched by sliding the variable cam member with an actuator to switch the engagement / disengagement state with the exhaust valve. During operation, the exhaust cam lobe fixed to the valve camshaft is driven while the exhaust rocker arm is engaged. During EGR control operation, both the variable cam member and the exhaust cam lobe are engaged with the exhaust rocker arm. Based on an EGR operating region map using at least the engine speed and the throttle opening as parameters. A control unit that controls the actuator, and the control unit is configured to cut the fuel injection by the fuel injection device when the fuel cut condition is satisfied, for example, when the vehicle is decelerated, and the fuel cut condition is at least Defined by fuel cut map defined by vehicle speed, engine speed and throttle opening, and set to stop fuel injection and return fuel injection when engine speed falls below a predetermined value on the low side Since the minimum value of the engine speed constituting the EGR operating region of the EGR operating region map is set to a value higher than the predetermined value on the low side of the fuel cut condition, fuel injection is executed during deceleration. In this state, straddling between the EGR operating region and the EGR non-operating region is prevented.
例えば、減速時に燃料噴射が実行されている状態で、EGR非作動領域からEGR作動領域に切り替わると、EGR制御によって燃焼状態がより好ましい状態となって、エンジン出力が向上する方向に変化する可能性がある。すると、スロットルオフでの減速時にエンジン出力が向上することとなり、ドライバビリティに影響を与える可能性がある。これに対し、本発明に係る設定によれば、EGR作動領域をまたぐのは、燃料噴射が行われていない燃料カット制御中となるので、エンジン出力に影響を与えることなくEGR制御の作動非作動を切り替えることが可能となる。 For example, if the fuel injection is being performed during deceleration and the EGR non-operating region is switched to the EGR operating region, the combustion state becomes more favorable due to EGR control, and the engine output may change in a direction that improves. There is. Then, the engine output is improved during deceleration with the throttle off, which may affect drivability. On the other hand, according to the setting according to the present invention, it is during fuel cut control in which fuel injection is not performed that straddles the EGR operating region, so that EGR control is not operated without affecting the engine output. Can be switched.
第3の特徴によれば、EGR作動領域を構成するエンジン回転数の最低値と、燃料カット条件の低側所定値との間に、燃料カット量を徐々に減らす燃料カット量漸減制御の開始タイミングとしての高側所定値が設定されているので、燃料カット制御状態から燃料カット量を徐々に減らすことにより、燃料の再噴射時(燃料噴射の復帰時)のエンジン出力の変動等を抑えて、さらにドライバビリティを向上させることが可能となる。 According to the third feature, the start timing of the fuel cut amount gradual reduction control that gradually reduces the fuel cut amount between the minimum value of the engine speed constituting the EGR operation region and the low side predetermined value of the fuel cut condition. As the high-side predetermined value is set as follows, by gradually reducing the fuel cut amount from the fuel cut control state, fluctuations in engine output at the time of fuel re-injection (at the time of fuel injection return) are suppressed, Furthermore, drivability can be improved.
第4の特徴によれば、低側所定値と高側所定値との差より、高側所定値と最低値との差の方が大きくなるように設定されているので、燃料カット量漸減制御の開始から終了までの期間を短く設定して、この期間における燃料消費量を低減することができる。 According to the fourth feature, since the difference between the high-side predetermined value and the minimum value is set larger than the difference between the low-side predetermined value and the high-side predetermined value, the fuel cut amount gradual decrease control is performed. The period from the start to the end can be set short, and the fuel consumption during this period can be reduced.
第5の特徴によれば、制御部は、燃料カット量漸減制御の開始に伴ってカウンタを起動し、該カウンタが所定値に達することで燃料カット量漸減制御および燃料カットを終了して燃料噴射を復帰するように構成されているので、カウンタをインクリメントする条件や所定値の設定を変更することで、燃料カット量漸減制御の開始から終了までの期間を任意に変更することが可能となる。これにより、内燃機関の形式等が異なる場合等でも燃料カット量漸減制御をスムーズに実行することができる。 According to the fifth feature, the control unit activates a counter as the fuel cut amount gradual decrease control starts, and when the counter reaches a predetermined value, terminates the fuel cut amount gradual decrease control and the fuel cut and performs fuel injection. Therefore, the period from the start to the end of the fuel cut amount gradual reduction control can be arbitrarily changed by changing the condition for incrementing the counter and the setting of the predetermined value. Thereby, even when the type of the internal combustion engine is different, the fuel cut amount gradual reduction control can be executed smoothly.
第6の特徴によれば、EGR作動領域マップは、エンジン回転数およびスロットル開度からなる二次元マップによって規定され、EGR作動領域は、エンジン回転数の所定範囲と、スロットル開度の所定範囲とによって形成される長方形から、低エンジン回転数かつ高スロットル開度となる略三角形の所定範囲を除外することで形成されているので、二次元マップにおける所定の三角形領域でEGR制御を非作動とすることで、エンジン出力の向上や排気ガス浄化の効果を向上させることができる。 According to the sixth feature, the EGR operating region map is defined by a two-dimensional map including the engine speed and the throttle opening, and the EGR operating region includes a predetermined range of the engine speed and a predetermined range of the throttle opening. The EGR control is deactivated in a predetermined triangular area in the two-dimensional map, because a predetermined range of a substantially triangular shape having a low engine speed and a high throttle opening is excluded from the rectangular formed by Thus, it is possible to improve the engine output and the effect of exhaust gas purification.
第7の特徴によれば、燃料カット条件は、スロットル開度が全閉状態であることを含むので、スロットル開度に基づいて乗員の減速意思を確認した上で、燃料カット制御を実行することが可能となる。 According to the seventh feature, since the fuel cut condition includes that the throttle opening is in the fully closed state, the fuel cut control is executed after confirming the occupant's intention to decelerate based on the throttle opening. Is possible.
第8の特徴によれば、EGR作動領域マップには、EGR作動領域にヒステリシス特性を与えるためのヒステリシス設定領域が設けられているので、EGR作動領域の境界付近で電磁ソレノイドの励磁と消磁が繰り返されることを防ぐことが可能となる。 According to the eighth feature, the EGR operation region map is provided with a hysteresis setting region for giving hysteresis characteristics to the EGR operation region, so that excitation and demagnetization of the electromagnetic solenoid are repeated near the boundary of the EGR operation region. Can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気再循環制御装置を適用した自動二輪車1の左側面図である。また、図2は、内燃機関10の拡大側面図である。4サイクル単気筒のガソリンエンジンである内燃機関10は、クランク軸11を車幅方向に指向させた状態で自動二輪車1の車体フレーム2に搭載される。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a left side view of a motorcycle 1 to which an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is an enlarged side view of the internal combustion engine 10. An internal combustion engine 10 that is a four-cycle single-cylinder gasoline engine is mounted on the body frame 2 of the motorcycle 1 with the crankshaft 11 oriented in the vehicle width direction.
車体フレーム2には、ヘッドパイプ2h、ヘッドパイプ2hから車体後方下方へ延びる左右一対のメインフレーム2m,2mおよび該メインフレーム2m,2mの後端から下方に屈曲する急傾斜部2ma,2maが含まれる。さらに、ヘッドパイプ2hから急角度に後方下方へ延びる1本のダウンフレーム2dは、メインフレーム2m,2mの急傾斜部2ma,2maと略平行に配設されている。 The vehicle body frame 2 includes a head pipe 2h, a pair of left and right main frames 2m, 2m extending from the head pipe 2h to the rear lower side of the vehicle body, and steeply inclined portions 2ma, 2ma bent downward from the rear ends of the main frames 2m, 2m. It is. Furthermore, one down frame 2d extending rearward and downward from the head pipe 2h at a steep angle is disposed substantially parallel to the steeply inclined portions 2ma and 2ma of the main frames 2m and 2m.
急傾斜部2ma,2maの上部からは、ガセット2g,2gを介して左右一対のシートレール2s,2sが後方に延出している。シートレール2s,2sは、急傾斜部2ma,2maの下部に連結されたバックステー2b,2bによって下方から支持されている。 A pair of left and right seat rails 2s, 2s extend rearward from the upper portions of the steeply inclined portions 2ma, 2ma via gussets 2g, 2g. The seat rails 2s, 2s are supported from below by back stays 2b, 2b connected to the lower portions of the steeply inclined portions 2ma, 2ma.
ヘッドパイプ2hには、左右一対のフロントフォーク3が揺動可能に支持されており、その下端に前輪Fwが回転自在に軸支されている。急傾斜部2ma,2maの下部には、後輪Rwを回転自在に軸支するスイングアーム4が揺動自在に軸支されており、スイングアーム4とガセット2g,2gとの間にリヤクッション5が介装されている。メインフレーム2m,2mの上部には、上方から跨るように燃料タンク6が架設されており、燃料タンク6の後方には、シートレール2s,2sに支持されたシート7が配設されている。 A pair of left and right front forks 3 are swingably supported on the head pipe 2h, and a front wheel Fw is rotatably supported at the lower end thereof. A swing arm 4 that rotatably supports the rear wheel Rw is pivotally supported below the steeply inclined portions 2ma and 2ma, and a rear cushion 5 is interposed between the swing arm 4 and the gussets 2g and 2g. Is intervening. A fuel tank 6 is installed above the main frames 2m, 2m so as to straddle from above, and a seat 7 supported by seat rails 2s, 2s is disposed behind the fuel tank 6.
メインフレーム2m,2mおよびダウンフレーム2d,2dに懸架される内燃機関10は、変速機一体式のSOHC型エンジンであり、シリンダブロック14、シリンダヘッド15およびヘッドカバー20は、若干前傾した姿勢で配設されている。シリンダヘッド15の後部には、スロットルバルブが内設される吸気管8を介してエアクリーナボックス8aが取り付けられている。一方、シリンダヘッド15の前部には、車体後部のマフラ9mに接続される排気管9が取り付けられている。 The internal combustion engine 10 suspended from the main frames 2m, 2m and the down frames 2d, 2d is a transmission-integrated SOHC engine, and the cylinder block 14, the cylinder head 15, and the head cover 20 are arranged in a slightly inclined posture. It is installed. An air cleaner box 8a is attached to the rear portion of the cylinder head 15 via an intake pipe 8 in which a throttle valve is provided. On the other hand, an exhaust pipe 9 connected to a muffler 9m at the rear of the vehicle body is attached to the front portion of the cylinder head 15.
本実施形態に係る内燃機関10は、吸気行程中の任意のタイミングで排気バルブを開くことで、排気ガスの一部を排気ポートから燃焼室内に戻して再燃焼させる排気再循環装置(EGRシステム)を備えている。具体的には、排気バルブを駆動するカムシャフトに、通常運転用のカムロブとEGR制御用のカムロブとが備えられており、EGR制御用のカムロブを任意に作動させることで、通常運転時には行われないEGR制御用の排気バルブ動作が実行されるように構成されている。内燃機関10のヘッドカバー20には、EGR制御用のカムロブを駆動するためのアクチュエータとしての電磁ソレノイド61が取り付けられている。 The internal combustion engine 10 according to the present embodiment opens an exhaust valve at an arbitrary timing during the intake stroke, thereby returning a part of the exhaust gas from the exhaust port to the combustion chamber and reburning it (EGR system). It has. Specifically, the camshaft that drives the exhaust valve is provided with a cam lobe for normal operation and a cam lobe for EGR control, and is operated during normal operation by arbitrarily operating the cam lob for EGR control. No exhaust valve operation for EGR control is performed. An electromagnetic solenoid 61 as an actuator for driving a cam lobe for EGR control is attached to the head cover 20 of the internal combustion engine 10.
図2を参照して、クランク軸11を軸支するクランクケース13には、クランク軸11が配置されるクランク室13Cの後方に変速機を収容するミッション室13Mが形成されており、その後部からは変速機の出力軸12が車幅方向左側に突出している。クランク室13Cの下方には、オイルを貯留するオイル溜め13Pが一体に形成されている。 Referring to FIG. 2, a crankcase 13 that supports the crankshaft 11 is formed with a transmission chamber 13M that houses a transmission behind a crank chamber 13C in which the crankshaft 11 is disposed. The output shaft 12 of the transmission projects to the left in the vehicle width direction. An oil sump 13P for storing oil is integrally formed below the crank chamber 13C.
さらに、図3を併せて参照する。図3は、車体右側から見た内燃機関10の一部拡大断面図である。クランク室13C、ミッション室13M、オイル溜め13Pを形成するクランクケース13は、それぞれ車幅方向に左右割構造とされている。クランク室13Cの上部には、スリーブ14aが挿嵌されるシリンダブロック14および動弁機構40を備えるシリンダヘッド15が重ねられている。 Further, FIG. 3 is also referred to. FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of the internal combustion engine 10 as viewed from the right side of the vehicle body. The crankcase 13 forming the crank chamber 13C, the transmission chamber 13M, and the oil reservoir 13P has a left-right split structure in the vehicle width direction. A cylinder head 15 including a cylinder block 14 into which a sleeve 14a is inserted and a valve mechanism 40 is overlaid on an upper portion of the crank chamber 13C.
カムシャフトホルダ16、シリンダヘッド15およびシリンダブロック14は、ヘッドボルト17によってクランクケース13に一体に締結されている。シリンダヘッド15の上部には、弾性シール部材18を介してヘッドカバー20が配設されている。シリンダブロック14のスリーブ14aには、ピストン31が往復摺動自在に嵌合されており、このピストン31およびクランク軸11がコンロッド32で連結されることにより、クランク機構が構成されている。 The camshaft holder 16, the cylinder head 15, and the cylinder block 14 are integrally fastened to the crankcase 13 by a head bolt 17. A head cover 20 is disposed above the cylinder head 15 via an elastic seal member 18. A piston 31 is fitted in the sleeve 14a of the cylinder block 14 so as to be slidable in a reciprocating manner, and the piston 31 and the crankshaft 11 are connected by a connecting rod 32 to constitute a crank mechanism.
シリンダヘッド15には、シリンダ軸線方向でピストン31に対向するように燃焼室15zが形成されており、該燃焼室15zから車体後方に吸気ポート15iが延出し、一方、燃焼室15zから車体前方に排気ポート15eが延出している。 A combustion chamber 15z is formed in the cylinder head 15 so as to face the piston 31 in the cylinder axial direction, and an intake port 15i extends from the combustion chamber 15z to the rear of the vehicle body, while from the combustion chamber 15z to the front of the vehicle body. The exhaust port 15e extends.
吸気バルブ33および排気バルブ34は、シリンダヘッド15に一体に嵌着された弁ガイドにそれぞれ摺動可能に支持されている。吸気バルブ33および排気バルブ34は、動弁機構40により駆動されることで、クランク軸11の回転に同期して吸気ポート15iの吸気開口および排気ポート15eの排気開口を開閉する。 The intake valve 33 and the exhaust valve 34 are slidably supported by a valve guide that is integrally fitted to the cylinder head 15. The intake valve 33 and the exhaust valve 34 are driven by the valve mechanism 40 to open and close the intake opening of the intake port 15i and the exhaust opening of the exhaust port 15e in synchronization with the rotation of the crankshaft 11.
図4は、車体後方から見た内燃機関10の一部拡大断面図である。点火プラグ19は、その先端が燃焼室15zの天井側から挿入されるようにシリンダヘッド15に取り付けられている。動弁機構40は、カムシャフトホルダ16によって車幅方向に軸支される1本の動弁カム軸(カムシャフト)41で駆動される。 FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the internal combustion engine 10 as viewed from the rear of the vehicle body. The spark plug 19 is attached to the cylinder head 15 so that the tip thereof is inserted from the ceiling side of the combustion chamber 15z. The valve mechanism 40 is driven by a single valve camshaft (camshaft) 41 that is pivotally supported by the camshaft holder 16 in the vehicle width direction.
カムシャフトホルダ16には、動弁カム軸41の上方かつ車体前後の位置に、ロッカーアームシャフト43e,43iが支持されている。後方のロッカーアームシャフト43iには吸気ロッカーアーム44iが揺動自在に軸支されており、一方、前方のロッカーアームシャフト43eには排気ロッカーアーム44eが揺動自在に軸支されている。 Rocker arm shafts 43e and 43i are supported on the camshaft holder 16 at positions above the valve camshaft 41 and at the front and rear of the vehicle body. An intake rocker arm 44i is pivotally supported on the rear rocker arm shaft 43i, while an exhaust rocker arm 44e is pivotally supported on the front rocker arm shaft 43e.
動弁カム軸41には、外周面に吸気カムロブ42iおよび排気カムロブ42eが並んで形成された円筒状の定常カム部材42が圧入されている。動弁カム軸41の車幅方向左側の端部には、被動カムチェーンスプロケット36が固定されている。 A cylindrical steady cam member 42 in which an intake cam lobe 42 i and an exhaust cam lobe 42 e are formed side by side is press-fitted into the valve operating cam shaft 41. A driven cam chain sprocket 36 is fixed to the left end of the valve camshaft 41 in the vehicle width direction.
クランク軸11には、駆動カムチェーンスプロケット35が固定されており、該駆動カムチェーンスプロケット35と被動カムチェーンスプロケット36との間に無端状のカムチェーン37が掛け渡されている(図2参照)。クランク軸11の回転動力は、クランク軸11の1/2の回転数で動弁カム軸41に伝達される。これにより、クランク軸11に同期して吸気ロッカーアーム44iおよび排気ロッカーアーム44eが揺動し、吸気バルブ33および排気バルブ34が所要のタイミングで開閉駆動する。 A driving cam chain sprocket 35 is fixed to the crankshaft 11, and an endless cam chain 37 is stretched between the driving cam chain sprocket 35 and the driven cam chain sprocket 36 (see FIG. 2). . The rotational power of the crankshaft 11 is transmitted to the valve drive camshaft 41 at half the rotational speed of the crankshaft 11. As a result, the intake rocker arm 44i and the exhaust rocker arm 44e swing in synchronization with the crankshaft 11, and the intake valve 33 and the exhaust valve 34 are driven to open and close at a required timing.
シリンダブロック14、シリンダヘッド15およびヘッドカバー20の車幅方向左側には、カムチェーン室14c,15c,20cが1つの連通した空洞として形成されている。カムチェーン37は、カムチェーン室14c,15c,20c内で、上下に直線状に延びたチェーンガイド38によってその前側部分がガイドされると共に、弓形に湾曲したテンションスリッパ39によってその後側部分が抑えられて、適度な張りを維持している。テンションスリッパ39の後側は、テンショナリフタ39tによって押圧されている。 Cam chain chambers 14c, 15c, and 20c are formed as one communicating cavity on the left side in the vehicle width direction of the cylinder block 14, the cylinder head 15, and the head cover 20. The cam chain 37 is guided in the cam chain chambers 14c, 15c, and 20c by a chain guide 38 that extends linearly in the vertical direction, and the rear side portion is suppressed by an arcuately curved tension slipper 39. And maintain proper tension. The rear side of the tension slipper 39 is pressed by a tensioner lifter 39t.
図5は、図4のV−V線断面図である。また、図6は、動弁カム軸41、定常カム部材42および可変カム部材50の分解斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。動弁カム軸41は、中心軸孔41hを有する円筒状部材であり、冷間鍛造により精度よく形成される。 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view of the valve drive cam shaft 41, the steady cam member 42, and the variable cam member 50. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. The valve camshaft 41 is a cylindrical member having a central shaft hole 41h and is accurately formed by cold forging.
動弁カム軸41の軸方向中央には、6条のスプライン溝条41csを有する最大外径のスプライン形成部41cが形成されている。スプライン形成部41cの車幅方向右側には、段部を経て縮径されたカム固定部41rが形成され、その右端にはさらに縮径されたジャーナル部41jが形成されている。また、スプライン形成部41cの左方には、若干縮径された左側円筒部41lが形成されている。対角に位置する2つのスプライン溝条41cs,41csには、軸方向に長尺の同形状の長孔41s,41sがそれぞれ形成されている。動弁カム軸41の左端には、キー溝41kが形成されている。 At the center of the valve cam shaft 41 in the axial direction, a spline forming portion 41c having a maximum outer diameter having six spline grooves 41cs is formed. On the right side of the spline forming portion 41c in the vehicle width direction, a cam fixing portion 41r having a reduced diameter is formed through a step portion, and a further reduced diameter journal portion 41j is formed on the right end thereof. Further, a left cylindrical part 41l having a slightly reduced diameter is formed on the left side of the spline forming part 41c. The two spline grooves 41cs, 41cs located diagonally are respectively formed with long holes 41s, 41s having the same shape that are elongated in the axial direction. A key groove 41 k is formed at the left end of the valve camshaft 41.
カム固定部41rには、排気カムロブ42eおよび吸気カムロブ42iを有する定常カム部材42が所定の相対角度で圧入固定される。定常カム部材42は、排気カムロブ42eが車幅方向左側に位置するようにして、カム固定部41rの右側からスプライン形成部41cに接するまで圧入される。これにより、排気カムロブ42eは、スプライン形成部41cに隣接して動弁カム軸41と一体化する。 A steady cam member 42 having an exhaust cam lobe 42e and an intake cam lobe 42i is press-fitted and fixed at a predetermined relative angle to the cam fixing portion 41r. The steady cam member 42 is press-fitted from the right side of the cam fixing portion 41r until it contacts the spline forming portion 41c so that the exhaust cam lobe 42e is positioned on the left side in the vehicle width direction. As a result, the exhaust cam lobe 42e is integrated with the valve camshaft 41 adjacent to the spline forming portion 41c.
一方、吸気行程中に排気バルブ34を開いてEGR制御を実行するためのEGRカムとしての可変カム部材50は、動弁カム軸41のスプライン形成部41cにスプライン嵌合される。可変カム部材50の内周面には、動弁カム軸41に形成されたスプライン溝条41csに嵌合する6条のスプライン突条50csが形成されている。可変カム部材50の外周面の車幅方向右端部には、可変カムロブ50eが形成されている。 On the other hand, the variable cam member 50 as an EGR cam for opening the exhaust valve 34 and executing EGR control during the intake stroke is spline-fitted to the spline forming portion 41 c of the valve operating cam shaft 41. On the inner peripheral surface of the variable cam member 50, six spline protrusions 50cs are formed that fit into the spline grooves 41cs formed on the valve operating cam shaft 41. A variable cam lobe 50e is formed at the right end of the outer peripheral surface of the variable cam member 50 in the vehicle width direction.
可変カムロブ50eの外周の大部分は、排気カムロブ42eの基礎円と同径または若干小径の基礎円をなしており、リフト量の小さいEGR制御用のカム山が所定の位相角度に突出している。一方、可変カムロブ50eが形成されていない円筒部分には、可変カム部材50の内周部に形成されたスプライン突条50cs,50csを貫通すると共に、中心軸に直交するピン孔50p,50pが形成されている。また、この円筒部分の外周面には、ピン孔50p,50pの外側開口を通る外周溝50vが形成されている。 Most of the outer periphery of the variable cam lobe 50e forms a basic circle having the same diameter as or slightly smaller than the basic circle of the exhaust cam lobe 42e, and a cam crest for EGR control with a small lift amount projects at a predetermined phase angle. On the other hand, in the cylindrical portion where the variable cam lobe 50e is not formed, pin holes 50p and 50p that pass through the spline protrusions 50cs and 50cs formed on the inner peripheral portion of the variable cam member 50 and are orthogonal to the central axis are formed. Has been. Further, an outer peripheral groove 50v passing through the outer opening of the pin holes 50p, 50p is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion.
この可変カム部材50を、動弁カム軸41のスプライン形成部41cに対して車幅方向左側から所定の相対角度でスプライン嵌合すると、可変カム部材50のピン孔50p,50pが動弁カム軸41の長孔41s,41sに一致することとなる。 When this variable cam member 50 is spline-fitted with a predetermined relative angle from the left side in the vehicle width direction to the spline forming portion 41c of the valve camshaft 41, the pin holes 50p and 50p of the variable cam member 50 are connected to the valve camshaft. It will correspond to 41 long holes 41s and 41s.
図7は、動弁カム軸41、定常カム部材42および可変カム部材50の組立断面図である。また、図8は、図7の8−8線断面図である。動弁カム軸41は、その右端のジャーナル部41jに嵌合するベアリング46と、その左端の左側円筒部41lに嵌合するベアリング45とによって、カムシャフトホルダ16(図4参照)に対して回転自在に軸支されている。ベアリング45は、左側円筒部41lにフランジ部材47がキー49を介して所定の相対角度で圧入されることにより、スプライン形成部41cとの間に挟み付けられる。 FIG. 7 is an assembly cross-sectional view of the valve drive cam shaft 41, the steady cam member 42 and the variable cam member 50. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIG. The valve camshaft 41 is rotated with respect to the camshaft holder 16 (see FIG. 4) by a bearing 46 fitted to the right journal portion 41j and a bearing 45 fitted to the left cylindrical portion 41l. It is supported freely. The bearing 45 is sandwiched between the spline forming portion 41c when the flange member 47 is press-fitted into the left cylindrical portion 41l through a key 49 at a predetermined relative angle.
フランジ部材47の図示左端部には、径方向に膨出したフランジ部47f,47fが形成されている。駆動カムチェーンスプロケット36は、ねじ孔36h,36hおよびフランジ部47f,47fに形成されたねじ孔47h,47hにねじ48,48を螺合することによって、フランジ部材47に取り付けられる。駆動カムチェーンスプロケット36の中心孔36cには、動弁カム軸41の左端部が係合する。 At the left end of the flange member 47 in the figure, flange portions 47f and 47f bulging in the radial direction are formed. The drive cam chain sprocket 36 is attached to the flange member 47 by screwing screws 48, 48 into the screw holes 47h, 47h formed in the screw holes 36h, 36h and the flange portions 47f, 47f. The left end of the valve camshaft 41 engages with the center hole 36 c of the drive cam chain sprocket 36.
動弁カム軸41の中心軸孔41hには、可変カム部材50を摺動変位させるためのスライダ機構52を構成するスライドロッド53が、軸方向に摺動自在に挿嵌される。スライドロッド53は、中央大径部53cの両側がそれぞれ僅かに縮径されると共に、中央大径部53cに軸方向に直交するようにピン孔53pが形成されている。 A slide rod 53 constituting a slider mechanism 52 for slidably displacing the variable cam member 50 is inserted into the central shaft hole 41h of the valve camshaft 41 so as to be slidable in the axial direction. In the slide rod 53, both sides of the central large diameter portion 53c are slightly reduced in diameter, and a pin hole 53p is formed in the central large diameter portion 53c so as to be orthogonal to the axial direction.
スライド機構52は、動弁カム軸41の中心軸孔41hにスライドロッド53を挿入し、次に、動弁カム軸41の長孔41s,41sおよび可変カム部材50のピン孔50p,50pにピン孔53pを合致させ、合致したピン孔50p,50pと長孔41s,41sとピン孔53pの間に1本の連結ピン54を挿嵌させることで組み立てられる。 The slide mechanism 52 inserts the slide rod 53 into the central shaft hole 41h of the valve camshaft 41, and then pins the elongated holes 41s and 41s of the valve camshaft 41 and the pin holes 50p and 50p of the variable cam member 50. The holes 53p are matched and assembled by inserting one connecting pin 54 between the matched pin holes 50p, 50p, the long holes 41s, 41s and the pin hole 53p.
連結ピン54は、可変カム部材50に形成された外周溝50vの内径より短く形成されており、外周溝50vに嵌合される止め輪55により抜け止めが行われる。これにより、連結ピン54は、その両端可変カム部材50のピン孔50p,50pに係合して可変カム部材50と一体に移動する。したがって、スライドロッド53が中心軸孔41h内で左右軸方向に摺動すると、これに伴って連結ピン54が長孔41s,41sに案内されて移動し、連結ピン54と一体に可変カム部材50が軸方向に移動する。 The connecting pin 54 is formed shorter than the inner diameter of the outer peripheral groove 50v formed in the variable cam member 50, and is prevented from coming off by a retaining ring 55 fitted in the outer peripheral groove 50v. As a result, the connecting pin 54 engages with the pin holes 50p, 50p of the both-end variable cam member 50 and moves integrally with the variable cam member 50. Accordingly, when the slide rod 53 slides in the left-right axial direction within the central shaft hole 41h, the connection pin 54 is guided and moved by the long holes 41s and 41s, and the variable cam member 50 is integrated with the connection pin 54. Moves in the axial direction.
動弁カム軸41の中心軸孔41hには、その右端内周面に雌ねじが形成されている。中心軸孔41hには、右方からコイルスプリング56が挿入されてからフランジ付きボルト57が螺合される、これにより、スライドロッド53の中央大径部53cとフランジ付きボルト57との間にコイルスプリング56が挟まれて、スライドロッド53が常時左方に付勢されるスライダ機構52が構成されることとなる。 A female screw is formed on the inner peripheral surface of the right end of the central shaft hole 41 h of the valve camshaft 41. A flanged bolt 57 is screwed into the central shaft hole 41 h after the coil spring 56 is inserted from the right side. Thus, a coil is formed between the central large diameter portion 53 c of the slide rod 53 and the flanged bolt 57. A slider mechanism 52 is configured in which the spring 56 is sandwiched and the slide rod 53 is always urged to the left.
動弁カム軸41は、その外周に、定常カム部材42、可変カム部材50、被動カムチェーンスプロケット36およびベアリング45,46を取り付けた小組状態で、カムシャフトホルダ16の左右に相対向して突出する左右軸受壁16(16L,16R。図4参照)の軸孔に車幅方向左側から挿入される。そして、動弁カム軸41は、右側のベアリング46が右軸受壁16Rの軸孔に嵌合し、かつ左側のベアリング45が左側軸受壁16Lの軸孔に嵌合することでカムシャフトホルダ16に回転自在に軸支されて、定常カム部材42と一体かつ可変カム部材50と共に回転することとなる。 The valve camshaft 41 protrudes in opposition to the left and right of the camshaft holder 16 in a small assembly state in which a stationary cam member 42, a variable cam member 50, a driven cam chain sprocket 36, and bearings 45 and 46 are attached to the outer periphery thereof. The left and right bearing walls 16 (16L, 16R; see FIG. 4) are inserted from the left side in the vehicle width direction. The valve camshaft 41 is fitted to the camshaft holder 16 by fitting the right bearing 46 into the shaft hole of the right bearing wall 16R and the left bearing 45 into the shaft hole of the left bearing wall 16L. The shaft is rotatably supported, and rotates together with the steady cam member 42 and the variable cam member 50.
なお、右側のベアリング46は、右軸受壁16Rの段部に当接して位置決めされており、左側のベアリング45は、ボルト58で左軸受壁16Lに固定される止め板59によって位置決めされている(図4参照)。 The right bearing 46 is positioned in contact with the step of the right bearing wall 16R, and the left bearing 45 is positioned by a stop plate 59 fixed to the left bearing wall 16L with a bolt 58 ( (See FIG. 4).
図4を参照して、コイルスプリング56により左方に付勢されたスライドロッド53が、コイルスプリング56の付勢力に抗して右方に押されると、図中に実線で示すように、連結ピン54を介して可変カム部材50が図示右方に摺動変位する。これにより、可変カム部材50が排気カムロブ42eに近接し、排気ロッカーアーム44eのローラ44erが、排気カムロブ42eおよび可変カムロブ50eの双方に跨るようにして接することとなる。このため、排気カムロブ42eによる排気バルブ34の通常の開閉タイミングとは別に、EGR(排気再循環)を実行するための排気バルブ34の開閉を生じさせることができる。なお、吸気ロッカーアーム44iのローラ44ir(図3参照)は、吸気カムロブ42iにのみ接触するように構成されている。 Referring to FIG. 4, when the slide rod 53 urged to the left by the coil spring 56 is pushed to the right against the urging force of the coil spring 56, as shown by the solid line in FIG. The variable cam member 50 slides and displaces to the right in the drawing via the pin 54. Thus, the variable cam member 50 comes close to the exhaust cam lobe 42e, and the roller 44er of the exhaust rocker arm 44e comes into contact with both the exhaust cam lobe 42e and the variable cam lobe 50e. For this reason, the exhaust valve 34 for performing EGR (exhaust gas recirculation) can be opened and closed separately from the normal opening and closing timing of the exhaust valve 34 by the exhaust cam lobe 42e. The roller 44ir (see FIG. 3) of the intake rocker arm 44i is configured to contact only the intake cam lobe 42i.
一方、スライドロッド53がコイルスプリング56により左方に移動すると、図4に2点鎖線で示すように、可変カム部材50が図示左方に摺動変位し、排気ロッカーアーム44eのローラ44erと可変カムロブ50eとが接触しなくなる。これにより、排気バルブ34は、排気カムロブ42eによる通常の排気バルブタイミングで開閉する。 On the other hand, when the slide rod 53 is moved to the left by the coil spring 56, the variable cam member 50 is slid to the left in the drawing as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, and is variable with the roller 44er of the exhaust rocker arm 44e. The cam lobe 50e is not in contact. Thereby, the exhaust valve 34 opens and closes at a normal exhaust valve timing by the exhaust cam lobe 42e.
スライドロッド53を右方に押圧する可変バルブタイミング駆動機構60は、被動カムチェーンスプロケット36の車幅方向左側に設けられている。可変バルブタイミング駆動機構60は、アクチュエータとしての電磁ソレノイド61と、該電磁ソレノイド61の駆動をスライダ機構52に伝達する揺動アーム65からなる。電磁ソレノイド61は、ヘッドカバー20の天井壁20uの上方に固定され、揺動アーム65はヘッドカバー20のカムチェーン室20c内に揺動自在に軸支されている。 The variable valve timing drive mechanism 60 that presses the slide rod 53 to the right is provided on the left side of the driven cam chain sprocket 36 in the vehicle width direction. The variable valve timing drive mechanism 60 includes an electromagnetic solenoid 61 as an actuator and a swing arm 65 that transmits the drive of the electromagnetic solenoid 61 to the slider mechanism 52. The electromagnetic solenoid 61 is fixed above the ceiling wall 20 u of the head cover 20, and the swing arm 65 is pivotably supported in the cam chain chamber 20 c of the head cover 20.
ヘッドカバー20は、天井壁20uおよび周壁20sによって概ね矩形椀状に形成されている。天井壁20uには、円筒状の電磁ソレノイド61が収まる凹部20uhと、該凹部20uhの車体前後方向に隣接する凸部20up,20upとが形成されている(図3,4参照)。ヘッドカバー20の車幅方向左側には、電磁ソレノイド61を覆う位置まで上方に延出した中央突出部21が形成されており、該中央突出部21の車体前後方向には、突出ボス部22,22が形成されている(図5参照)。 The head cover 20 is formed in a generally rectangular bowl shape by the ceiling wall 20u and the peripheral wall 20s. The ceiling wall 20u is formed with a concave portion 20uh in which the cylindrical electromagnetic solenoid 61 is accommodated and convex portions 20up and 20up adjacent to the concave portion 20uh in the longitudinal direction of the vehicle body (see FIGS. 3 and 4). On the left side of the head cover 20 in the vehicle width direction, a central protruding portion 21 that extends upward to a position covering the electromagnetic solenoid 61 is formed, and protruding boss portions 22, 22 extend in the vehicle longitudinal direction of the central protruding portion 21. Is formed (see FIG. 5).
中央突出部21には、揺動アーム65が挿入可能な幅を有する中央空隙21cが形成されている。この中央突出部21には、電磁ソレノイド61の軸線上の車幅方向に指向する円孔21hが、中央空隙21cに達するように形成されている。電磁ソレノイド61の一端面には、円孔21hに嵌合する取付円筒部62bが設けられており、この取付円筒部62bから作動軸としてのプランジャ61pが突出している。電磁ソレノイド61の外周面の車体前後部分には、取付フランジ部62f,62fが延出している(図4参照)。 The central protrusion 21 is formed with a central gap 21c having a width into which the swing arm 65 can be inserted. A circular hole 21h directed in the vehicle width direction on the axis of the electromagnetic solenoid 61 is formed in the central protrusion 21 so as to reach the central gap 21c. An attachment cylindrical portion 62b that fits into the circular hole 21h is provided on one end face of the electromagnetic solenoid 61, and a plunger 61p as an operating shaft projects from the attachment cylindrical portion 62b. Mounting flange portions 62f and 62f extend on the front and rear portions of the outer peripheral surface of the electromagnetic solenoid 61 (see FIG. 4).
電磁ソレノイド61は、取付円筒部62bを円孔21hに挿入すると共に、突出ボス部22,22に取付フランジ62f,62fを当接させたうえで、突出ボス部22,22に形成された雌ねじにボルト63,63を螺合することによってヘッドカバー20に固定される。電磁ソレノイド61のプランジャ61pの軸線方向は、動弁カム軸41およびその中心軸孔41h内のスライドロッド53の軸線方向と平行とされる。 The electromagnetic solenoid 61 inserts the mounting cylindrical part 62b into the circular hole 21h, contacts the mounting flanges 62f and 62f with the projecting boss parts 22 and 22, and then attaches the female thread formed on the projecting boss parts 22 and 22 to the female screw. The bolts 63 are fixed to the head cover 20 by screwing. The axial direction of the plunger 61p of the electromagnetic solenoid 61 is parallel to the axial direction of the valve operating cam shaft 41 and the slide rod 53 in the central shaft hole 41h.
ヘッドカバー20は、凹部20uhおよび凸部20up,20upが形成されることで剛性が高められている。また、電磁ソレノイド61を凹部20uhに収まるように固定することで、電磁ソレノイド61の上方への突出量が低減されている。 The rigidity of the head cover 20 is enhanced by forming the concave portion 20uh and the convex portions 20up, 20up. Further, by fixing the electromagnetic solenoid 61 so as to be accommodated in the recess 20uh, the upward protrusion amount of the electromagnetic solenoid 61 is reduced.
中央突出部21に形成された中央空隙21cの前後両側には、一対のガイド壁23,23が下方に延出して形成されている。ヘッドカバー20の周壁20sには、揺動アーム65が周壁20sに当接することを防ぐ弾性ストッパ部片29が貼着されている。 A pair of guide walls 23, 23 are formed extending downward on the front and rear sides of the central gap 21 c formed in the central protrusion 21. An elastic stopper piece 29 is attached to the peripheral wall 20s of the head cover 20 to prevent the swing arm 65 from coming into contact with the peripheral wall 20s.
図9は、揺動アーム65の斜視図である。揺動アーム65は、相対向する長尺同形状の側板部65b,65bを長尺の連結板部65aが連結した断面コの字状をなす部材である。揺動アーム65は、シリンダ軸線方向と略平行に指向されてヘッドカバー20のカムチェーン室20cに配設される。側板部65b,65bには、中央より上部に偏った位置に軸支孔65bh,65bhが設けられており、軸支孔65bh,65bhから上下に向かうにつれて先細形状となるように形成されている。 FIG. 9 is a perspective view of the swing arm 65. The swing arm 65 is a member having a U-shaped cross-section in which long and identical side plate portions 65b and 65b facing each other are connected by a long connecting plate portion 65a. The swing arm 65 is disposed in the cam chain chamber 20c of the head cover 20 so as to be oriented substantially parallel to the cylinder axial direction. The side plate portions 65b and 65b are provided with shaft support holes 65bh and 65bh at positions deviated upward from the center, and are formed so as to be tapered from the shaft support holes 65bh and 65bh up and down.
揺動アーム65は、その上半部を中央突出部21の中央空隙21cに挿入すると共に、軸支孔65bh、65bhを中央空隙21cの前後側面に形成された枢軸孔と一致させて枢軸ボルト64を貫通螺合させることで、ヘッドカバー20に揺動自在に軸支される。 The upper half of the swing arm 65 is inserted into the central gap 21c of the central protrusion 21, and the pivot holes 65bh and 65bh are made to coincide with the pivot holes formed in the front and rear side surfaces of the central gap 21c. Is pivotally supported by the head cover 20 by being screwed through.
動弁カム軸41内を摺動するスライドロッド53は、ヘッドカバー20とシリンダヘッド15との合わせ面S(弾性シール部材18の下面)と略同一面上に配設されており、揺動アーム65の下端は、この合わせ面Sより下方に若干突出している。一方、中央突出部21から下方に延出した前後一対のガイド壁23,23の下端23a,23aは、スライドロッド53より上方に位置している。揺動アーム65が当接するストッパ部片24,24は、ガイド壁23,23の下端より上方位置に配設されている(図5参照)。 The slide rod 53 that slides within the valve camshaft 41 is disposed on substantially the same plane as the mating surface S (the lower surface of the elastic seal member 18) between the head cover 20 and the cylinder head 15, and the swing arm 65 is provided. The lower end of the projection slightly protrudes downward from the mating surface S. On the other hand, lower ends 23 a and 23 a of the pair of front and rear guide walls 23 and 23 extending downward from the central projecting portion 21 are located above the slide rod 53. The stopper pieces 24 and 24 with which the swing arm 65 abuts are disposed above the lower ends of the guide walls 23 and 23 (see FIG. 5).
揺動アーム65は、中央より上部に片寄った位置を枢軸ボルト64で軸支されるので、枢軸ボルト64より下側部分の方が長尺であり、図4に示すように、揺動アーム65の支点Pとなる枢軸ボルト64は、動弁カム軸41に固着された被動カムチェーンスプロケット36よりも上方に位置する。電磁ソレノイド61のプランジャ61pは、上側端部の連結板部65aに当接し、コイルスプリング56で付勢されたスライドロッド53は、枢軸ボルト64より下側端部の連結板部65aに当接する。 Since the swing arm 65 is pivotally supported by the pivot bolt 64 at a position offset from the center to the upper portion, the lower portion is longer than the pivot bolt 64. As shown in FIG. The pivot bolt 64 serving as the fulcrum P is positioned above the driven cam chain sprocket 36 fixed to the valve camshaft 41. The plunger 61p of the electromagnetic solenoid 61 contacts the connecting plate portion 65a at the upper end, and the slide rod 53 biased by the coil spring 56 contacts the connecting plate portion 65a at the lower end of the pivot bolt 64.
電磁ソレノイド61の取付円筒部62bが中央突出部21の円孔21hに嵌入されると、電磁ソレノイド61の消磁状態で後退したプランジャ61pが揺動アーム65の上端に当接して押し、揺動した揺動アーム65の下端は、コイルスプリング56により付勢されたスライドロッド53の左端に当接して、図4に2点鎖線で示した状態となる。すなわち、揺動アーム65は、その下端がスライドロッド53を介してコイルスプリング56により付勢された状態にあり、自由に揺動しないようになっている。したがって、電磁ソレノイド61の駆動でプランジャ61pが後退しても、プランジャ61pと揺動アーム65の上端とは常に当接状態が維持され、揺動アーム65の下端とスライドロッド53も常に当接状態が維持された状態でスライドロッド53に動力が伝達されるので、揺動アーム65とスライドロッド53との衝突音が発生することはない。 When the mounting cylindrical portion 62b of the electromagnetic solenoid 61 is inserted into the circular hole 21h of the central projecting portion 21, the plunger 61p retracted in the demagnetized state of the electromagnetic solenoid 61 abuts against the upper end of the swing arm 65 to push and swing. The lower end of the swing arm 65 is in contact with the left end of the slide rod 53 urged by the coil spring 56 and is in the state indicated by the two-dot chain line in FIG. That is, the lower end of the swing arm 65 is biased by the coil spring 56 via the slide rod 53, and does not swing freely. Therefore, even if the plunger 61p is retracted by driving the electromagnetic solenoid 61, the plunger 61p and the upper end of the swing arm 65 are always kept in contact with each other, and the lower end of the swing arm 65 and the slide rod 53 are always in contact with each other. Since power is transmitted to the slide rod 53 in a state in which is maintained, collision noise between the swing arm 65 and the slide rod 53 does not occur.
なお、電磁ソレノイド61が駆動したとき、揺動アーム65の揺動はストッパ部片24に当接して規制されることで、スライドロッド53と共に可変カム部材50の右方への摺動も所定位置に規制され、可変カム部材50は定常カム部材42からわずかに離れた近接した位置に停止する。 When the electromagnetic solenoid 61 is driven, the swinging movement of the swinging arm 65 is restricted by contacting the stopper piece 24, so that the sliding of the variable cam member 50 together with the slide rod 53 to the right is also performed at a predetermined position. Therefore, the variable cam member 50 stops at a close position slightly away from the steady cam member 42.
ヘッドカバー20に支持された電磁ソレノイド61は、燃料タンク6の下方に位置するため、その作動音は燃料タンク6に遮断されて乗員に伝わりにくい。さらに、燃料タンク6により電磁ソレノイド61が保護されるので、電磁ソレノイド専用の遮蔽部材が不要となり、部品点数の低減も図られる。 Since the electromagnetic solenoid 61 supported by the head cover 20 is located below the fuel tank 6, its operating sound is blocked by the fuel tank 6 and is not easily transmitted to the occupant. Further, since the electromagnetic solenoid 61 is protected by the fuel tank 6, a shielding member dedicated to the electromagnetic solenoid is not required, and the number of parts can be reduced.
図4を参照して、揺動アーム65は、枢軸ボルト64による揺動中心を支点Pとすると、電磁ソレノイド61のプランジャ61pが当接する上端が力点Qとなり、スライドロッド53に当接する下端の点が作用点Rとなる。揺動アーム65は、電磁ソレノイド61の励磁駆動で左方に突出したプランジャ61pを力点Qで受け、揺動して下端の作用点Rでスライドロッド53を右方に摺動する。一方、電磁ソレノイド61が消磁すると、コイルスプリング56の付勢力でスライドロッド53が左方に摺動すると共に、電磁ソレノイド61のプランジャ61pが右方に押し込まれる。 Referring to FIG. 4, the swing arm 65 has a force point Q at the upper end where the plunger 61 p of the electromagnetic solenoid 61 abuts, and the lower end point abutted against the slide rod 53, where the pivot center by the pivot bolt 64 is the fulcrum P. Is the point of action R. The swing arm 65 receives the plunger 61p protruding leftward by the excitation drive of the electromagnetic solenoid 61 at the force point Q, swings, and slides the slide rod 53 to the right at the action point R at the lower end. On the other hand, when the electromagnetic solenoid 61 is demagnetized, the slide rod 53 slides to the left by the biasing force of the coil spring 56, and the plunger 61p of the electromagnetic solenoid 61 is pushed to the right.
すなわち、電磁ソレノイド61が消磁しているとき、スライドロッド53はコイルスプリング56の付勢力により左方に摺動し、可変カム部材50が左方に摺動変位して定常カム部材42から離れ、排気バルブ34は通常の排気バルブタイミングで開閉する。これに対し、電磁ソレノイド61を励磁すると、プランジャ61pが左方に突出することでスライドロッド53がコイルスプリング56の付勢力に抗して右方に摺動し、連結ピン54を介して可変カム部材50が右方に摺動変位して、排気カムロブ42eによる排気バルブ34の通常の開閉タイミングとは別に、可変カムロブ50eによる排気バルブ34の開閉が行われる状態に切り替わる。 That is, when the electromagnetic solenoid 61 is demagnetized, the slide rod 53 slides to the left by the biasing force of the coil spring 56, and the variable cam member 50 slides to the left to move away from the steady cam member 42. The exhaust valve 34 opens and closes at normal exhaust valve timing. On the other hand, when the electromagnetic solenoid 61 is excited, the plunger 61p protrudes to the left, so that the slide rod 53 slides to the right against the urging force of the coil spring 56, and the variable cam is connected via the connecting pin 54. The member 50 is slid rightward and switched to a state in which the exhaust valve 34 is opened and closed by the variable cam lobe 50e separately from the normal opening and closing timing of the exhaust valve 34 by the exhaust cam lobe 42e.
この通常の排気タイミングとは異なる排気バルブ34の開閉タイミングは、吸気バルブ33の開弁タイミングに重なる所定のタイミングで実行され、この排気バルブ34の開弁によって排気ポートに残留した排気ガスを燃焼室15zに戻すことが可能となる。 The opening / closing timing of the exhaust valve 34 different from the normal exhaust timing is executed at a predetermined timing that overlaps the opening timing of the intake valve 33, and the exhaust gas remaining in the exhaust port by the opening of the exhaust valve 34 is removed from the combustion chamber. It becomes possible to return to 15z.
揺動アーム65は、その長尺方向がシリンダ軸線方向と略平行に(略上下方向に)指向して配設されると共に、動弁カム軸41に固着された被動カムチェーンスプロケット36よりも上方に支点Pが位置するように構成されるので、レバー比を大きく構成しながら揺動アーム65を動弁装置40にコンパクトに組み込むことができる。 The swing arm 65, the with the longitudinal direction are arranged directed substantially parallel to the cylinder axis direction (substantially vertical direction), above the driven cam chain sprocket 36 secured to the valve operating cam shaft 41 Therefore, the swing arm 65 can be incorporated into the valve gear 40 in a compact manner while increasing the lever ratio.
また、揺動アーム65は、力点Q、支点Pおよび作用点Rが上から下へ順に直線的に位置しているので、揺動アーム65をカムチェーン室20cの狭いスペースに組み込みやすく、揺動アーム65の軽量化を図りつつ、揺動アーム65にねじれ方向の力がかかることを防止している。さらに、揺動アーム65が断面コ字状とされるため、揺動アーム65の軽量化を図りつつ、剛性を確保して揺動アーム65のたわみが防止されている。これにより、電磁ソレノイド61の動作を常に正確に移動してスライダ機構52に伝達して可変カム部材50を変位させることが可能となり、バルブタイミングの変更を円滑に精度よく実行してEGR制御を効率よく行うことが可能となる。 Further, since the swing arm 65 is linearly located in order from the top to the bottom, the force point Q, the fulcrum P, and the action point R, the swing arm 65 can be easily incorporated into the narrow space of the cam chain chamber 20c. While reducing the weight of the arm 65, the swinging arm 65 is prevented from being applied with a twisting force. Further, since the swing arm 65 has a U-shaped cross section, the swing arm 65 is reduced in weight, and the rigidity is ensured to prevent the swing arm 65 from being bent. As a result, the operation of the electromagnetic solenoid 61 can always be accurately moved and transmitted to the slider mechanism 52 to displace the variable cam member 50, and the valve timing can be changed smoothly and accurately, and EGR control can be performed efficiently. It can be done well.
なお、ヘッドカバー20の裏面側には、特に、中央突出部21の下方に多くの補強リブが設けられている。これにより、電磁ソレノイド61を片持ち支持する中央突出部21および突出ボス部22,22の剛性が確保され、突出ボス部22,22に固定される電磁ソレノイド61のプランジャ61pの駆動がスライダ機構52に正確に伝達されることとなる。また、揺動アーム65のレバー比が大きいので、電磁ソレノイド61の駆動量が少なくて済み、小型のアクチュエータを用いることができる。さらに、ヘッドカバー20が、揺動軸を支持すると共に一対のガイド壁23,23を一体に形成するので、部品点数の少ない簡素な構造とすることができる。 It should be noted that many reinforcing ribs are provided on the back side of the head cover 20, particularly below the central projecting portion 21. Thereby, the rigidity of the central projecting portion 21 and the projecting boss portions 22, 22 that cantilever-support the electromagnetic solenoid 61 is ensured, and the plunger 61 p of the electromagnetic solenoid 61 fixed to the projecting boss portions 22, 22 is driven by the slider mechanism 52. Will be transmitted accurately. Further, since the lever ratio of the swing arm 65 is large, the drive amount of the electromagnetic solenoid 61 is small, and a small actuator can be used. Furthermore, the head cover 20, since the integrally formed a pair of guide walls 23 and 23 to support the pivot shaft may be less simple structure of parts.
図10は、シリンダヘッド15の上面図である。ヘッドカバー20の天井壁20uの裏面には、車体前後方向に対して前方が左側に位置するように延びたオイル通路26が形成されている。オイル通路26には、下方に向けた4つの噴射孔27が設けられている。また、シリンダヘッド15の上面には、3つのノック孔15nが形成されており、該ノック孔15にそれぞれノック部材72が嵌合されている。 FIG. 10 is a top view of the cylinder head 15. An oil passage 26 is formed on the back surface of the ceiling wall 20u of the head cover 20 so that the front is located on the left side with respect to the longitudinal direction of the vehicle body. The oil passage 26 is provided with four injection holes 27 directed downward. Further, three knock holes 15n are formed on the upper surface of the cylinder head 15, and the knock members 72 are fitted into the knock holes 15, respectively.
シリンダヘッド15の上部にヘッドカバー20を被せる際には、ヘッドカバー20側に設けられたノック孔15nにノック部材72を嵌合させて位置決めを行い、取付ボルト穴15bに弾性部材71を介してフランジ付きボルト70を貫通させて締め付ける。これにより、ヘッドカバー20は、ノック部材72によってシリンダ軸線に直交する方向の位置ずれが規制されると共にシリンダヘッド15に対して弾性支持されることとなり、これにより、可変バルブタイミング駆動機構60の動作に影響を与えるような振動が吸収されて、バルブタイミングの変更を精度よく実行することができる。 When the head cover 20 is put on the upper part of the cylinder head 15, positioning is performed by fitting a knock member 72 into a knock hole 15n provided on the head cover 20 side, and the mounting bolt hole 15b is flanged via an elastic member 71. The bolt 70 is passed through and tightened. As a result, the head cover 20 is regulated by the knock member 72 in the direction perpendicular to the cylinder axis and is elastically supported with respect to the cylinder head 15, whereby the variable valve timing drive mechanism 60 is operated. The influence of the vibration that has an influence is absorbed, and the change of the valve timing can be executed with high accuracy.
なお、シリンダヘッド15の後側でオイル通路26に近接するノック穴15nは、シリンダブロック14側から延出するオイル供給路15aと連通し、かつオイル通路26に連通している。これにより、オイル供給路15aから供給されるオイルは、円筒状のノック部材72を介してオイル通路26に供給されることとなる。 The knock hole 15n adjacent to the oil passage 26 on the rear side of the cylinder head 15 communicates with the oil supply passage 15a extending from the cylinder block 14 side and communicates with the oil passage 26. As a result, the oil supplied from the oil supply passage 15 a is supplied to the oil passage 26 via the cylindrical knock member 72.
図10に2点鎖線で示すように、オイル通路26は、吸気ロッカーアーム44iと排気ロッカーアーム44eの上方で斜め前後方向に延びるように形成されている。オイル通路26の途中には、4つの噴射孔27が設けられており、吸気ロッカーアーム44iおよび排気ロッカーアーム44eの上にオイルが散布されて動弁機構40が潤滑される。 As shown by a two-dot chain line in FIG. 10, the oil passage 26 is formed to extend obliquely in the front-rear direction above the intake rocker arm 44i and the exhaust rocker arm 44e. In the middle of the oil passage 26, four injection holes 27 are provided, and oil is sprayed onto the intake rocker arm 44i and the exhaust rocker arm 44e to lubricate the valve mechanism 40.
オイル通路26の噴射孔27から動弁機構40に散布されたオイルは、可変カム部材50が摺動する動弁カム軸41とのスプライン嵌合部も潤滑するので、可変カム部材50が定常カム部材42に近接したときの両者の間隙にもオイルは侵入する。しかしながら、本実施形態では、揺動アーム65がストッパ部片24に当接して振動を規制されることで、可変カム部材50と定常カム部材42との間に間隙が設けられるため、オイルの粘性によって可変カム部材50と定常カム部材42とが離れにくくなることはない。 The oil sprayed from the injection hole 27 of the oil passage 26 to the valve mechanism 40 also lubricates the spline fitting portion with the valve camshaft 41 on which the variable cam member 50 slides, so that the variable cam member 50 becomes a steady cam. Oil also enters the gap between the two when they are close to the member 42. However, in this embodiment, since the swing arm 65 abuts against the stopper piece 24 and the vibration is restricted, a gap is provided between the variable cam member 50 and the steady cam member 42. Therefore, the variable cam member 50 and the steady cam member 42 are not easily separated from each other.
動弁機構40に散布されたオイルやカムチェーン37により掻き上げられたオイルは、動弁カム軸41の回転に伴うロッカーアーム44i,44eの揺動およびカムチェーン37の回動等により跳ね上げられる。これにより、揺動アーム65の揺動軸部分も常にオイルによって潤滑されると共に、揺動アーム65とスライドロッド53との当接部の摩耗も防止される。 The oil sprayed on the valve mechanism 40 and the oil scooped up by the cam chain 37 are splashed up by rocking of the rocker arms 44 i and 44 e accompanying the rotation of the valve cam shaft 41 and the rotation of the cam chain 37. . As a result, the rocking shaft portion of the rocking arm 65 is always lubricated with oil, and wear of the contact portion between the rocking arm 65 and the slide rod 53 is prevented.
図11は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気再循環制御装置の構成を示すブロック図である。内燃機関の排気再循環制御装置として機能する制御部としてのECU100には、Ne(エンジン回転数)センサ102、Tw(温度)センサ103、TH(スロットル開度)センサ104およびPb(吸気圧)センサ105からの情報がそれぞれ入力される。なお、内燃機関10がクランク軸2回転(720度)中のどの位置にあるかは、Neセンサ102で検知されるクランク軸11のクランクパルス情報およびPbセンサ105の出力値に基づく行程判別(表裏判定)によって算出される。ECU100は、各センサ情報に基づいて、点火プラグ19の点火タイミングや燃焼室への燃料噴射量等の決定も行う。なお、Twセンサ103は、内燃機関10が空冷エンジンの場合には潤滑油温を検知し、また、内燃機関10が水冷エンジンの場合には冷却水温を検知するように構成できる。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. An ECU 100 serving as a control unit that functions as an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine includes a Ne (engine speed) sensor 102, a Tw (temperature) sensor 103, a TH (throttle opening) sensor 104, and a Pb (intake pressure) sensor. Information from 105 is input respectively. Note that the position where the internal combustion engine 10 is in two rotations of the crankshaft (720 degrees) is determined based on the crank pulse information of the crankshaft 11 detected by the Ne sensor 102 and the output value of the Pb sensor 105 (front and back). (Determination). The ECU 100 also determines the ignition timing of the spark plug 19 and the amount of fuel injected into the combustion chamber based on each sensor information. The Tw sensor 103 can be configured to detect the lubricating oil temperature when the internal combustion engine 10 is an air-cooled engine, and to detect the cooling water temperature when the internal combustion engine 10 is a water-cooled engine.
本実施形態では、ECU100の内部に、EGR制御を実行する運転状態を規定するEGR作動領域マップ101(図13参照)が収納されている。ECU100は、Neセンサ102およびTHセンサ104のセンサ情報をEGR作動領域マップ101に照らし合わせることにより、現在の内燃機関10の運転状態がEGR制御に適した運転状態であるか否かを判断するように構成されている。 In the present embodiment, an EGR operation region map 101 (see FIG. 13) that defines an operation state in which EGR control is executed is housed in the ECU 100. The ECU 100 compares the sensor information of the Ne sensor 102 and the TH sensor 104 with the EGR operation region map 101 to determine whether or not the current operation state of the internal combustion engine 10 is an operation state suitable for EGR control. It is configured.
そして、ECU100は、EGR制御に適した運転状態であると判断すると、電磁ソレノイド61を励磁して可変カム部材50(図4参照)を排気ロッカーアーム44eに係合させてEGR制御を実行する一方、EGR制御に適した運転状態でないと判断すると、電磁ソレノイド61を消磁して可変カム部材50と排気ロッカーアーム44eとの係合を解除して、EGR制御を停止(通常運転)する。 When the ECU 100 determines that the driving state is suitable for EGR control, the electromagnetic solenoid 61 is excited to engage the variable cam member 50 (see FIG. 4) with the exhaust rocker arm 44e and execute EGR control. If it is determined that the operation state is not suitable for the EGR control, the electromagnetic solenoid 61 is demagnetized to release the engagement between the variable cam member 50 and the exhaust rocker arm 44e, and the EGR control is stopped (normal operation).
図12は、吸排気バルブの駆動タイミングを示すグラフである。吸気バルブ33の作動タイミングB(実線)および排気バルブ34の作動タイミングA(一点鎖線)は、それぞれ、定常カム部材42に形成された吸気カムロブ42iおよび排気カムロブ42e(図4参照)によって規定されている。 FIG. 12 is a graph showing the drive timing of the intake and exhaust valves. The operation timing B (solid line) of the intake valve 33 and the operation timing A (one-dot chain line) of the exhaust valve 34 are respectively defined by an intake cam lobe 42i and an exhaust cam lobe 42e (see FIG. 4) formed on the steady cam member 42. Yes.
通常、4サイクルエンジンにおける吸排気バルブのバルブタイミングにおいては、クランク角度ゼロ(排気上死点)を跨ぐ所定範囲にオーバーラップ期間が設けられるほかは、吸排気バルブが同時に開くことはない。しかしながら、実施形態に係る内燃機関10では、排気ガスの一部を排気ポートから燃焼室内に戻して再燃焼するEGR制御を実行するために、電磁ソレノイド61を励磁して可変カム部材50を排気ロッカーアーム44eに係合させることで、吸気バルブ33が開いている期間中に排気バルブ34を開くことができるように構成されている。 Normally, at the valve timing of the intake / exhaust valves in a four-cycle engine, the intake / exhaust valves do not open at the same time except that an overlap period is provided in a predetermined range across the crank angle zero (exhaust top dead center). However, in the internal combustion engine 10 according to the embodiment, in order to perform EGR control in which a part of the exhaust gas is returned from the exhaust port into the combustion chamber and re-combusted, the electromagnetic solenoid 61 is excited to make the variable cam member 50 the exhaust rocker. By engaging with the arm 44e, the exhaust valve 34 can be opened while the intake valve 33 is open.
具体的には、図示破線(C)で示すように、吸気行程から圧縮行程にかけての開弁期間T(例えば、クランク角度180度を跨いで前後90度の期間)の間に、比較的小さなバルブリフト量で排気バルブ34を開くことで、EGR制御を実行するように構成されている。このEGR制御におけるバルブタイミングおよびバルブリフト量は、可変カム部材50に形成された可変カムロブ50eよって規定される。 Specifically, as indicated by a broken line (C) in the figure, a relatively small valve is used during a valve opening period T (for example, a period of 90 degrees before and after straddling the crank angle of 180 degrees) from the intake stroke to the compression stroke. The EGR control is executed by opening the exhaust valve 34 with the lift amount. The beauty bar Ruburifuto amount Oyo valve timing in the EGR control is variably cam lobes 50e thus defined formed in a variable cam member 50.
図13は、EGR作動領域マップ101である。EGR制御は、内燃機関10が所定の運転状態にあるときに排気ガスの浄化等の効果が大きくなる一方、この所定の運転状態から大きく離れた状態では、EGR制御を非作動としたほうがよいことが知られている。この二次元マップとしてのEGR作動領域マップでは、エンジン回転数Neおよびスロットル開度THによって、EGRの作動領域を規定している。EGR作動領域は、例えば、スロットル開度THが小さく(例えば、開度0〜35%)、かつエンジン回転数が中程度(例えば、2750〜4500rpm)の領域に設定することができる。 FIG. 13 is an EGR operation region map 101. While the EGR control is more effective in purifying exhaust gas when the internal combustion engine 10 is in a predetermined operating state, it is better to deactivate the EGR control in a state far away from the predetermined operating state. It has been known. In the EGR operation region map as the two-dimensional map, the EGR operation region is defined by the engine speed Ne and the throttle opening TH. The EGR operating region can be set, for example, in a region where the throttle opening TH is small (for example, opening 0 to 35%) and the engine speed is medium (for example, 2750 to 4500 rpm).
本実施形態では、エンジン回転数NeがNe1〜Ne2の範囲で、かつスロットル開度THが0(ゼロ)〜TH2の範囲からなる長方形から、図示左上を三角形状に切り取った領域を、EGR作動領域D(実線)として設定している。長方形の領域の一部をこのように除外するのは、Ne1〜Neaの範囲において、EGR制御を実行するスロットル開度THを、TH1〜TH2の範囲内で直線的に増加させるためであり、出願人の実験によれば、この三角形領域でEGR制御を非作動とすることで、エンジン出力の向上や排気ガス浄化能力の向上が確認されたという。 In the present embodiment, an area in which the upper left in the figure is cut out in a triangular shape from a rectangle having the engine speed Ne in the range of Ne1 to Ne2 and the throttle opening TH in the range of 0 (zero) to TH2, is an EGR operating area. It is set as D (solid line). The reason for excluding a part of the rectangular area in this way is to increase the throttle opening TH for executing the EGR control linearly within the range of TH1 to TH2 within the range of Ne1 to Nea. According to human experiments, it was confirmed that the engine output and the exhaust gas purification performance were improved by deactivating EGR control in this triangular region.
また、EGR作動領域Dには、EGR制御を解除する際に適用されるヒステリシス設定領域E(二点鎖線部)が設定されている。例えば、スロットル開度THがTHaのままエンジン回転数NeがNe3から減少する場合には、EGR制御領域Dを規定するエンジン回転数Ne2に達することでEGR制御が開始される。これに対し、スロットル開度THがTHaのままエンジン回転数NeがNe2に向かって増大する場合には、Ne2より大きくヒステリシス設定領域Eを規定しているNe3に達することで、EGR制御を終了させるように設定されている。これにより、EGR作動領域Dの境界付近で電磁ソレノイド61の励磁と消磁が繰り返されることを防止することができる。 In the EGR operation region D, a hysteresis setting region E (two-dot chain line portion) applied when canceling EGR control is set. For example, when the engine speed Ne decreases from Ne3 while the throttle opening TH is THa, the EGR control is started by reaching the engine speed Ne2 that defines the EGR control region D. On the other hand, when the engine speed Ne increases toward Ne2 while the throttle opening TH remains THa, the EGR control is terminated by reaching Ne3 that defines the hysteresis setting region E larger than Ne2. Is set to Thereby, it is possible to prevent the excitation and demagnetization of the electromagnetic solenoid 61 from being repeated near the boundary of the EGR operation region D.
上記したように、ECU100は、内燃機関10の運転状態がEGR作動領域Dに入るとEGR制御を開始し、逆に、EGR作動領域Dから外れるとEGR制御を終了するように構成されている。しかしながら、EGR作動領域Dに入った、または、EGR作動領域Dから外れたことを検知して直ちに電磁ソレノイド61を作動させると、可変バルブタイミング機構60において切り替え作動音が生じる可能性がある。 As described above, the ECU 100 is configured to start the EGR control when the operating state of the internal combustion engine 10 enters the EGR operation region D, and conversely ends the EGR control when the operation state deviates from the EGR operation region D. However, if the electromagnetic solenoid 61 is actuated immediately after detecting that the EGR actuating region D has been entered or deviated from the EGR actuating region D, there is a possibility that a switching operation noise is generated in the variable valve timing mechanism 60.
具体的には、EGR制御を終了する場合には、可変カム部材50を摺動させて可変カムロブ50eと排気ロッカーアーム44eとの係合状態を解除するが、このとき、可変カムロブ50eによって排気バルブ34が開いた状態であると、可変カムロブ50eを軸方向に引き抜く際に、排気バルブ34を閉方向に付勢するバルブスプリング(不図示)の付勢力によって排気バルブ34が勢いよく閉じることとなる。これにより、排気バルブ34の傘部分(バルブフェース)と排気ポート15eに設けられたバルブ当接部(バルブシート)とが勢いよく当接する際の接触音が生じてしまう。 Specifically, when the EGR control is ended, the variable cam member 50 is slid to release the engagement state between the variable cam lobe 50e and the exhaust rocker arm 44e. At this time, the variable cam lobe 50e releases the exhaust valve. In the open state, when the variable cam lobe 50e is pulled out in the axial direction, the exhaust valve 34 closes vigorously by the biasing force of a valve spring (not shown) that biases the exhaust valve 34 in the closing direction. . As a result, a contact sound is generated when the umbrella portion (valve face) of the exhaust valve 34 and the valve contact portion (valve seat) provided in the exhaust port 15e abut against each other.
そこで、本実施形態では、クランクパルスおよびPbセンサ出力に基づいて排気バルブ34の駆動状態を検知し、EGR制御を終了しようとする際に可変カム部材50によって排気バルブ34が開いている場合には、排気バルブ34が全閉状態となるまで待機してから、電磁ソレノイド61を消磁して可変カムロブ50eを摺動させるように設定されている。これにより、EGR制御を終了する際に、排気バルブ34がバルブシートに当接する音が生じることを防ぐことができる。なお、本実施形態では、EGR制御を開始する際も、可変カム部材50によって排気バルブ34が開く開弁期間Tにある場合には、排気バルブ34が全閉状態となるまで待機してから電磁ソレノイド61を励磁するように設定されている。 Therefore, in the present embodiment, when the exhaust valve 34 is opened by the variable cam member 50 when the drive state of the exhaust valve 34 is detected based on the crank pulse and the Pb sensor output and the EGR control is to be ended. Then, after waiting until the exhaust valve 34 is fully closed, the electromagnetic solenoid 61 is demagnetized and the variable cam lobe 50e is slid. As a result, when the EGR control is terminated, it is possible to prevent the sound of the exhaust valve 34 from coming into contact with the valve seat. In this embodiment, even when the EGR control is started, if the exhaust valve 34 is open by the variable cam member 50 during the valve opening period T, the electromagnetic valve waits until the exhaust valve 34 is fully closed before electromagnetic The solenoid 61 is set to be excited.
また、本実施形態に係る内燃機関10では、燃料噴射制御を実行するECU100が、所定車速以上での減速時等に燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行するように構成されている。この燃料カット制御は、例えば、所定車速以上でスロットル開度THが全閉状態とされた場合に、所定のエンジン回転領域で燃料噴射を停止するように設定される。 Further, in the internal combustion engine 10 according to the present embodiment, the ECU 100 that executes fuel injection control is configured to execute fuel cut control that stops fuel injection when decelerating at a predetermined vehicle speed or higher. This fuel cut control is set to stop fuel injection in a predetermined engine rotation region, for example, when the throttle opening TH is fully closed at a predetermined vehicle speed or higher.
ここで、エンジンが高回転状態からスロットルオフによるエンジンブレーキで減速する場合を想定すると、スロットルオフからの経過時間の増加に伴って、車速およびエンジン回転数が共に減少するが、ある所定の低回転領域にまで減速された場合には、スロットル開度が全閉であっても、エンジンストールを避けるために燃料噴射を再開する必要がある。しかしながら、あるエンジン回転数に至った時点で通常噴射を再開すると、エンジン出力が変化してドライバビリティに影響を与える可能性がある。そこで、本実施形態では、減速時の燃料カット状態から噴射制御を復帰させる際に、燃料カット量を徐々に減らしていく燃料カット量漸減制御を実行することで、再噴射時のエンジン出力の変化が小さくなるように設定されている。 Here, assuming that the engine is decelerated by engine braking by throttle-off from a high-speed state, both the vehicle speed and the engine speed decrease as the elapsed time from throttle-off increases, but at a certain predetermined low-speed When the vehicle is decelerated to the region, it is necessary to restart fuel injection to avoid engine stall even when the throttle opening is fully closed. However, if normal injection is resumed when a certain engine speed is reached, the engine output may change and affect drivability. Therefore, in the present embodiment, when the injection control is returned from the fuel cut state at the time of deceleration, a change in engine output at the time of reinjection is performed by executing a fuel cut amount gradual decrease control that gradually decreases the fuel cut amount. Is set to be small.
本実施形態では、燃料カット制御から復帰して燃料噴射を開始するエンジン回転数が、EGR作動領域Dの最低回転数より低く設定されている点に特徴がある。具体的には、図13を参照して、スロットルオフによる減速時の燃料カット制御を終了するエンジン回転数NeL(例えば、2000rpm)は、EGR作動領域Dの最低回転数Ne1(例えば、2750rpm)より低い値に設定されている。さらに、燃料カット量漸減制御を開始するエンジン回転数NeH(例えば、2200rpm)も、EGR作動領域Dの最低回転数Ne1より低い値に設定されている。 The present embodiment is characterized in that the engine speed at which fuel injection control is resumed from the fuel cut control is set lower than the minimum engine speed in the EGR operation region D. Specifically, referring to FIG. 13, the engine speed NeL (for example, 2000 rpm) for ending the fuel cut control when decelerating by throttle-off is based on the minimum engine speed Ne1 (for example, 2750 rpm) in the EGR operating region D. It is set to a low value. Further, the engine rotational speed NeH (for example, 2200 rpm) at which the fuel cut amount gradual decrease control is started is also set to a value lower than the minimum rotational speed Ne1 in the EGR operation region D.
上記したような設定によれば、減速時に燃料噴射が実行されている状態で、EGR作動領域とEGR非作動領域との間をまたぐことが防止される。例えば、減速時に燃料噴射が実行されている状態で、EGR非作動領域からEGR作動領域に切り替わると、EGR制御によって燃焼状態がより好ましい状態となって、エンジン出力が向上する方向に変化する可能性がある。すると、スロットルオフでの減速時にエンジン出力が向上することとなり、ドライバビリティに影響を与える可能性がある。これに対し、上記した設定によれば、EGR作動領域Dをまたぐのは、燃料噴射が行われていない燃料カット制御中となり、エンジン出力に影響を与えることなく、EGR制御の作動非作動を切り替えることが可能となる。 According to the setting as described above, it is possible to prevent straddling between the EGR operating region and the EGR non-operating region in a state where fuel injection is being executed during deceleration. For example, if the fuel injection is being performed during deceleration and the EGR non-operating region is switched to the EGR operating region, the combustion state becomes more favorable due to EGR control, and the engine output may change in a direction that improves. There is. Then, the engine output is improved during deceleration with the throttle off, which may affect drivability. On the other hand, according to the above-described setting, the fuel cut control in which fuel injection is not performed is performed over the EGR operation region D, and the operation non-operation of the EGR control is switched without affecting the engine output. It becomes possible.
図14は、EGRカム駆動ソレノイド制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、ECU100によるEGRカム(可変カム部材)50の制御手順を示す。ステップS1では、THセンサ104によってスロットル開度THが検知され、続くステップS2では、Neセンサ102によってエンジン回転数Neが検知される。 FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of EGR cam drive solenoid control. In this flowchart, the control procedure of the EGR cam (variable cam member) 50 by the ECU 100 is shown. In step S1, the throttle opening TH is detected by the TH sensor 104, and in the subsequent step S2, the engine speed Ne is detected by the Ne sensor 102.
ステップS3では、ECU100内のEGR作動領域マップ101の検索が実行される。ステップS4では、スロットル開度THが所定範囲内であるか否かが判定され、肯定判定されるとステップS5に進み、エンジン回転数Neが所定範囲内であるか否かが判定される。ステップS5で肯定判定されるとステップS6に進み、エンジン温度Twが所定値TwS以上であるか否かが判定される。このように、本実施形態では、EGR制御の開始条件として、スロットル開度THおよびエンジン回転数Neに加えて、エンジン温度Twも考慮される。 In step S3, the search of the EGR operation region map 101 in the ECU 100 is executed. In step S4, it is determined whether the throttle opening TH is within a predetermined range. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S5, where it is determined whether the engine speed Ne is within the predetermined range. If an affirmative determination is made in step S5, the process proceeds to step S6, and it is determined whether or not the engine temperature Tw is equal to or higher than a predetermined value TwS. As described above, in the present embodiment, the engine temperature Tw is also taken into consideration in addition to the throttle opening degree TH and the engine speed Ne as the start condition of the EGR control.
ステップS6で肯定判定されると、EGR作動条件が満たされたとして、ステップS7に進み、EGRカム駆動条件フラグF=1が設定される。一方、ステップS4,5,6のいずれかで否定判定されると、EGR作動条件が満たされていないとして、ステップS8に進み、EGRカム駆動条件フラグF=0が設定される。 If an affirmative determination is made in step S6, it is determined that the EGR operation condition is satisfied, the process proceeds to step S7, and the EGR cam drive condition flag F = 1 is set. On the other hand, if a negative determination is made in any one of steps S4, 5, and 6, it is determined that the EGR operating condition is not satisfied, the process proceeds to step S8, and the EGR cam drive condition flag F = 0 is set.
そして、ステップS9では、クランクパルスおよびPbセンサ出力に基づいて、可変カム部材による排気バルブ作動領域であるか否かが判定される。この判定は、現在のクランク軸11の位相が、可変カム部材50の可変カムロブ50eによって排気バルブ34が開く領域、すなわち、開弁期間Tにあるか否かを判定するものである。 In step S9, based on the crank pulse and the Pb sensor output, it is determined whether or not the exhaust valve operating region is due to the variable cam member. This determination is to determine whether or not the current phase of the crankshaft 11 is in the region where the exhaust valve 34 is opened by the variable cam lobe 50e of the variable cam member 50, that is, in the valve opening period T.
ステップS9で肯定判定される、すなわち、EGR制御中であれば、可変カム部材50によって排気バルブ34が開いている状態であると判定されると、ステップS10に進んで、可変カム部材による排気バルブ作動領域(開弁期間T)を外れたか否かが判定される。ステップS10で否定判定された場合には、ステップS11に進んで待機状態となり、ステップS9の判定に戻る。 If an affirmative determination is made in step S9, that is, if the EGR control is being performed, if it is determined that the exhaust valve 34 is open by the variable cam member 50, the process proceeds to step S10 and the exhaust valve by the variable cam member is advanced. It is determined whether or not the operating region (valve opening period T) has been exceeded. If a negative determination is made in step S10, the process proceeds to step S11 to enter a standby state and returns to the determination in step S9.
一方、ステップS10で肯定判定される、すなわち、EGR制御中であれば、可変カム部材50による排気バルブ34の駆動が終了して排気バルブ34が全閉状態(EGR制御中でなければ排気バルブはもともと全閉状態)になったと判定されると、ステップS12に進む。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S10, that is, if the EGR control is being performed, the drive of the exhaust valve 34 by the variable cam member 50 is completed and the exhaust valve 34 is in a fully closed state (if the EGR control is not being performed, When it is determined that the valve is originally fully closed, the process proceeds to step S12.
ステップS12では、ステップS7で設定されたEGRカム駆動条件フラグF=1であるか否かが判定される。ステップS12で肯定判定されると、ステップS13に進んで電磁ソレノイド61がオンに切り替えられてEGR制御が開始され、一連の制御が終了する。一方、ステップS12で否定判定されると、ステップS14に進んで電磁ソレノイド61がオフに切り替えられてEGR制御が終了し、一連の制御を終了する。 In step S12, whether or not the EGR cam drive condition flag F = 1 set in step S 7 is determined. When an affirmative determination is made in step S12, the process proceeds to step S13, the electromagnetic solenoid 61 is switched on, EGR control is started, and a series of control is completed. On the other hand, if a negative determination is made in step S12, the process proceeds to step S14, where the electromagnetic solenoid 61 is switched off, the EGR control is terminated, and the series of controls is terminated.
図15は、減速時燃料カット制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示した符号等は、図13に示したEGR作動領域マップ中の記載に対応している。ステップS20では、ECU100に記憶される燃料カットマップ(不図示)に基づいて、燃料カット条件が成立したか否かが判定される。燃料カット条件のパラメータは、例えば、車速V、エンジン回転数Neおよびスロットル開度THとすることができる。 FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of deceleration fuel cut control. The reference numerals and the like shown in this flowchart correspond to the descriptions in the EGR operation region map shown in FIG. In step S20, it is determined based on a fuel cut map (not shown) stored in the ECU 100 whether or not a fuel cut condition is satisfied. The parameters of the fuel cut condition can be, for example, the vehicle speed V, the engine speed Ne, and the throttle opening TH.
ステップS21では、燃料カット中であるか否かが判定され、続くステップS22では、スロットルが全閉であるか否かが判定される。ステップS20,21,22で肯定判定されると、ステップS23に進んで、エンジン回転数Neが高側所定値NeH(例えば、2200rpm)以上であるか否かが判定される。ステップS23で肯定判定されると、ステップS24に進んで、エンジン温度Twが所定値TwL(例えば、40度)以上であるか否かが判定される。 In step S21, it is determined whether or not the fuel is being cut. In subsequent step S22, it is determined whether or not the throttle is fully closed. When an affirmative determination is made in steps S20, 21, and 22, the process proceeds to step S23, in which it is determined whether or not the engine speed Ne is equal to or higher than a high-side predetermined value NeH (for example, 2200 rpm). If an affirmative determination is made in step S23, the process proceeds to step S24, in which it is determined whether or not the engine temperature Tw is equal to or higher than a predetermined value TwL (for example, 40 degrees).
ステップS23で否定判定される、すなわち、エンジン回転数Neが所定の低回転状態であると判定されると、ステップS25に進む。また、ステップS24で否定判定される、すなわち、エンジン温度Twが所定の低温状態であると判定されると、ステップS25に進む。一方、ステップS24で肯定判定される、すなわち、エンジン温度Twが所定の高温状態であると判定されると、そのまま一連の制御を終了する。 If a negative determination is made in step S23, that is, if it is determined that the engine speed Ne is in a predetermined low rotation state, the process proceeds to step S25. Further, when a negative determination is made in step S24, that is, when it is determined that the engine temperature Tw is in a predetermined low temperature state, the process proceeds to step S25. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S24, that is, when it is determined that the engine temperature Tw is in a predetermined high temperature state, the series of control is terminated as it is.
ステップS25では、エンジン回転数Neが低側所定値NeL(例えば、2000rpm)を超えているか否かが判定される。ステップS25で肯定判定されると、ステップS26に進んで、燃料カット量漸減制御が開始され、続くステップS27では、燃料カット量漸減制御カウンタがインクリメントされる。燃料カット量漸減制御カウンタは、ECU100の内部に備えることができる。 In step S25, it is determined whether or not the engine speed Ne exceeds a low-side predetermined value NeL (for example, 2000 rpm). If an affirmative determination is made in step S25, the process proceeds to step S26, where fuel cut amount gradual reduction control is started, and in step S27, the fuel cut amount gradual decrease control counter is incremented. The fuel cut amount gradual decrease control counter can be provided in the ECU 100.
ステップS28では、燃料カット量漸減制御カウンタが所定値に到達したか否かが判定され、肯定判定されると、ステップS29に進んで燃料カット制御を終了(燃料噴射制御が復帰)し、一方、否定判定されると、そのまま一連の制御を終了する。なお、ステップS25で否定判定されると、そのままステップS29に進んで燃料カット制御を強制終了して、一連の制御を終了する。上記したような燃料カット制御によれば、燃料カット制御状態から燃料カット量を徐々に減らすことにより、燃料の再噴射時(燃料噴射の復帰時)のエンジン出力の変動等を抑えて、ドライバビリティを向上させることが可能となる。 In step S28, it is determined whether or not the fuel cut amount gradual decrease control counter has reached a predetermined value. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S29, where fuel cut control is terminated (fuel injection control is restored). If a negative determination is made, a series of control is terminated as it is. If a negative determination is made in step S25, the process proceeds to step S29 as it is to forcibly terminate the fuel cut control, and the series of controls is terminated. According to the fuel cut control as described above, by gradually reducing the fuel cut amount from the fuel cut control state, fluctuations in engine output at the time of fuel re-injection (at the time of fuel injection return) are suppressed, and drivability Can be improved.
なお、可変バルブタイミング機構の構造、EGR作動領域マップの設定、燃料カット制御を終了するエンジン回転数の設定値等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る内燃機関の排気再循環制御装置は、自動二輪車に限られず、鞍乗型の三/四輪車等の各種車両および汎用エンジン等に適用することが可能である。 The structure of the variable valve timing mechanism, the setting of the EGR operation region map, the set value of the engine speed for ending the fuel cut control, etc. are not limited to the above embodiment, and various changes can be made. The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to a motorcycle, but can be applied to various vehicles such as a straddle-type three / four-wheel vehicle, a general-purpose engine, and the like.
1…自動二輪車、2m…メインフレーム、10…内燃機関(エンジン)、33…吸気バルブ、34…排気バルブ、40…動弁機構、41…動弁カム軸、42…定常カム部材、42i…吸気カムロブ、42e…排気カムロブ、44i…吸気ロッカーアーム、44e…排気ロッカーアーム、50…可変カム部材、50e…可変カムロブ、60…可変バルブタイミング機構、61…電磁ソレノイド(アクチュエータ)、65…揺動アーム、100…ECU(制御装置)、101…EGR作動領域マップ、102…Ne(エンジン回転数)センサ、103…Tw(エンジン温度)センサ、104…TH(スロットル開度)センサ、105…Pbセンサ、D…EGR作動領域、E…ヒステリシス設定領域、NeH…燃料カット量漸減制御開始エンジン回転数、NeL…燃料カット制御終了エンジン回転数 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motorcycle, 2m ... Main frame, 10 ... Internal combustion engine (engine), 33 ... Intake valve, 34 ... Exhaust valve, 40 ... Valve-operating mechanism, 41 ... Valve-operating cam shaft, 42 ... Steady cam member, 42i ... Intake Cam lobe, 42e ... exhaust cam lobe, 44i ... intake rocker arm, 44e ... exhaust rocker arm, 50 ... variable cam member, 50e ... variable cam lobe, 60 ... variable valve timing mechanism, 61 ... electromagnetic solenoid (actuator), 65 ... swing arm , 100 ... ECU (control device), 101 ... EGR operating region map, 102 ... Ne (engine speed) sensor, 103 ... Tw (engine temperature) sensor, 104 ... TH (throttle opening) sensor, 105 ... Pb sensor, D: EGR operating region, E: Hysteresis setting region, NeH: Fuel cut amount gradually decreasing control start Number, NeL ... fuel cut control termination engine rotation speed
Claims (12)
前記EGR制御の作動非作動状態の切り替えは、前記アクチュエータ(61)を作動させて、動弁カム軸(41)と同期回転する可変カム部材(50)のカムプロフィールに基づいて前記排気バルブ(34)を作動させる状態と、前記カム部材(50)のカムプロフィールに基づく前記排気バルブ(34)の作動が行われない状態とを切り替えることで実行されるように構成されており、
少なくともエンジン回転数(Ne)およびスロットル開度(TH)をパラメータとするEGR作動領域マップ(101)に基づいて前記アクチュエータ(61)を制御する制御部(100)を備え、
前記制御部(100)は、車両(1)の減速時等に、燃料カット条件が満たされると、燃料噴射装置による燃料噴射をカットするように構成されており、
前記燃料カット条件は、少なくとも、車速(V)、エンジン回転数(Ne)およびスロットル開度(TH)で規定される燃料カットマップで規定されると共に、エンジン回転数(Ne)が低側所定値(NeL)を下回ると燃料噴射のカットを終了して燃料噴射を復帰するように設定されており、
前記EGR作動領域マップ(101)のEGR作動領域(D)を構成するエンジン回転数(Ne)の最低値(Ne1)が、前記燃料カット条件の低側所定値(NeL)よりも高い値に設定されており、
前記EGR作動領域(D)を構成するエンジン回転数(Ne)の最低値(Ne1)と、前記燃料カット条件の低側所定値(NeL)との間に、燃料カット量を徐々に減らす燃料カット量漸減制御の開始タイミングとしての高側所定値(NeH)が設定されており、
前記低側所定値(NeL)と前記高側所定値(NeH)との差より、前記高側所定値(NeH)と前記最低値(Ne1)との差の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする内燃機関の排気再循環制御装置。 EGR control in which part of the exhaust gas is returned to the combustion chamber (15z) and recombusted by opening the exhaust valve (34) of the internal combustion engine (10) in a stroke other than the exhaust stroke in accordance with the operation of the actuator (61). In an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that executes
The switching of the EGR control operation / non-operation state is performed by operating the actuator (61) and the exhaust valve (34) based on the cam profile of the variable cam member (50) rotating synchronously with the valve drive cam shaft (41). ) And a state in which the operation of the exhaust valve (34) based on the cam profile of the cam member (50) is not performed.
A controller (100) for controlling the actuator (61) based on an EGR operation region map (101) having at least the engine speed (Ne) and the throttle opening (TH) as parameters;
The control unit (100) is configured to cut fuel injection by the fuel injection device when a fuel cut condition is satisfied, for example, when the vehicle (1) is decelerated,
The fuel cut condition is defined by a fuel cut map defined by at least the vehicle speed (V), the engine speed (Ne), and the throttle opening (TH), and the engine speed (Ne) is a low predetermined value. When it is below (NeL), it is set so that the fuel injection cut ends and the fuel injection returns.
The minimum value (Ne1) of the engine speed (Ne) constituting the EGR operating region (D) of the EGR operating region map (101) is set to a value higher than the low side predetermined value (NeL) of the fuel cut condition. Has been
A fuel cut that gradually reduces the fuel cut amount between a minimum value (Ne1) of the engine speed (Ne) that constitutes the EGR operating region (D) and a low value (NeL) of the fuel cut condition A high-side predetermined value (NeH) is set as the start timing of the amount gradual decrease control,
The difference between the high side predetermined value (NeH) and the minimum value (Ne1) is set larger than the difference between the low side predetermined value (NeL) and the high side predetermined value (NeH). exhaust gas recirculation control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that there.
前記EGR制御の作動非作動状態の切り替えは、前記アクチュエータ(61)によって可変カム部材(50)を摺動動作させて前記排気バルブ(34)との係合非係合状態を切り替えることで実行され、
前記排気バルブ(34)は、EGR制御の非作動時には、前記動弁カム軸(41)に固定された排気カムロブ(42e)と排気ロッカーアーム(44e)とが係合した状態で駆動されると共に、EGR制御の作動時には、前記可変カム部材(50)および前記排気カムロブ(42e)の両方が前記排気ロッカーアーム(44e)と係合した状態で駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 The actuator (61) slides on a variable cam member (50) that is slidable in the axial direction and not relatively rotatable with respect to the valve drive camshaft (41) that drives the exhaust valve (34). Configured to be possible,
Switching between the non-operating state of the EGR control is executed by sliding the variable cam member (50) by the actuator (61) to switch the non-engaging state with the exhaust valve (34). ,
The exhaust valve (34) is driven with the exhaust cam lobe (42e) fixed to the valve camshaft (41) and the exhaust rocker arm (44e) engaged when the EGR control is not operated. When the EGR control is activated, the variable cam member (50) and the exhaust cam lobe (42e) are both driven to be engaged with the exhaust rocker arm (44e). The exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 .
前記EGR作動領域(D)は、前記エンジン回転数(Ne)の所定範囲(Ne1〜Ne2)と、前記スロットル開度(TH)の所定範囲(0〜TH2)とによって形成される長方形から、低エンジン回転数(Ne)かつ高スロットル開度(TH)となる略三角形の所定範囲を除外することで形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 The EGR operating region map (101) is defined by a two-dimensional map comprising an engine speed (Ne) and a throttle opening (TH).
The EGR operating region (D) is a rectangular shape formed by a predetermined range (Ne1 to Ne2) of the engine speed (Ne) and a predetermined range (0 to TH2) of the throttle opening (TH). The internal combustion engine exhaust according to any one of claims 1 to 8 , characterized in that it is formed by excluding a predetermined range of a substantially triangular shape having an engine speed (Ne) and a high throttle opening (TH). Recirculation control device.
前記EGR作動領域マップ(101)には、前記EGR作動領域(D)にヒステリシス特性を与えるためのヒステリシス設定領域(E)が設けられていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 (Old claim 8)
Wherein the EGR operation region map (101) to any one of claims 1 to 10, characterized in that the hysteresis setting area for providing a hysteresis characteristic to the EGR operation region (D) (E) is provided An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine as described.
前記可変カム部材(50)は、コイルスプリング(56)によって前記排気バルブ()と非係合となる方向に常時付勢されており、
前記プランジャ(61p)の摺動動作は、前記プランジャ(61p)および前記動弁カム軸(41)に対して垂直方向に指向する枢軸ボルト(64)によって揺動可能に軸支された揺動アーム(65)を介して、前記可変カム部材(50)に伝達されるように構成されており、
前記アクチュエータ(61)が励磁されると、前記コイルスプリング(56)の付勢力に抗して前記可変カム部材(50)が摺動して、該可変カム部材(50)と前記排気ロッカーアーム(44e)とが係合状態となり、一方、前記アクチュエータ(61)が消磁されると、前記コイルスプリング(56)の付勢力によって両者が非係合状態に戻るように構成されていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 A plunger (61p) as an operating shaft of the actuator (61) is disposed in parallel with the valve cam shaft (41),
The variable cam member (50) is always urged by a coil spring (56) in a direction in which it is disengaged from the exhaust valve (),
The sliding movement of the plunger (61p) is a swing arm that is pivotally supported by a pivot bolt (64) oriented in a direction perpendicular to the plunger (61p) and the valve camshaft (41). (65) is configured to be transmitted to the variable cam member (50),
When the actuator (61) is excited, the variable cam member (50) slides against the urging force of the coil spring (56), and the variable cam member (50) and the exhaust rocker arm ( 44e) is in an engaged state, and on the other hand, when the actuator (61) is demagnetized, both are returned to a non-engaged state by the biasing force of the coil spring (56). An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11 .
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