JPH02115537A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの動弁装置に関し、特に吸気タイミン
グまたは排気タイミングを変えて吸・排気オーバラップ
期間を変えるようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの制御装置として、例えば特開昭６１−
１９０１１８号公報に開示されるように、吸気通路に機
械式過給機を設け、該過給機をクラッチを介してエンジ
ン出力軸に連結し、高速高負荷載を中心とする過給領域
ではクラッチを接続してエンジンを過給し、その出力を
高める一方、上記過給領域以外ではクラッチを分離して
エンジンを自然吸気で運転し、燃費の低減などを図るよ
うにしている。また、エンジンの動弁系に、ステップモ
ータにより駆動され且つ吸・排気タイミングを可変にす
るタイミング変更装置を設けて、排気弁の開閉タイミン
グを可変にできるようにし、エンジンの冷間時には排気
弁の開閉タイミングを遅くして高温の排気を排出させ、
触媒装置の活性を促進する一方、エンジンの温間時には
排気弁の開閉タイミングを早くして排気温度の上昇を抑
制して触媒装置の過熱化を防止するようにしたものが知
られている。

（発明が解決しようとする課題） このようなタイミング変更装置を設けた場合、吸・排気
弁の開閉タイミングを変えることにより吸・排気オーバ
ラップ期間を可変にできる。そこで、特定の領域で吸・
排気オーバラップ期間を大きくして、排気ガスの吸気通
路への逆流によって排気ガス還流と同様の効果（以下、
内部ＥＧＲによる効果という）を得ることができる。し
かも、この内部ＥＧＲ効果のため、出力を確保すべく絞
り弁の開度を開き気味に設定することになり、その結果
、ボンピングロスが低減されてエミッション性能および
燃費が改善される。これらの効果はできるだけ広い運転
領域で得たいという要望がある。

その反面、上記タイミング変更装置をエンジンの油圧に
よって駆動するようにした場合、タイミング変更装置の
機能を充分に発揮させるには、ある程度高い油圧が得ら
れる運転領域でしかタイミング変更装置を駆動すること
ができない。

また、エンジンの冷間時には着火性向上のために燃料を
増量しており、その燃料を充分に気化させるための熱を
必要とする一方、温間時には気化のための熱が充分に確
保されており、運転の安定性の要求の方が強い。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、エンジンの冷間時には温間時
よりも高い油圧が得られることから、タイミング変更装
置を駆動する運転領域を広目にして内部ＥＧＲ効果など
の効果を拡大することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、エンジンが吸・
排気オーバラップ期間を大きくすべきオーバラップ大領
域を、エンジンの冷間時には温間時よりも大きく変更す
ることである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
るタイミング変更装置３０と、エンジンが吸・排気オー
バラップ期間を大きくすべきオーバラップ大領域にある
ときに吸・排気オーバラップ期間が大きくなるようにタ
イミング変更装置３０を制御するオーバラップ制御手段
６１とを備えるとともに、エンジン温度に関連する信号
を検出する温度検出手段５４と、該温度検出手段５４の
出力を受け、上記タイミング変更装置３０におけるオー
バラップ大領域を、エンジンの冷間時には温間時よりも
大きく変更する領域変更手段６２とを設ける構成とした
ものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、オーバラップ制御手段
６１の制御により、オーバラップ大領域では吸・排気オ
ーバラップ期間が大きくなり、内部ＥＧＲ効果が得られ
るとともにポンピングロスが低減されてエミッション性
能および燃費が改善される。

その場合、温度検出手段５４により、高い油圧が得られ
るエンジンの冷間時であることを検出した場合には、領
域変更手段６２によって上記タイミング変更装置３０に
おけるオーバラップ大領域が温間時よりも大きく変更さ
れるので、内部ＥＧＲによる燃料の気化促進効果などの
効果が広い運転領域で確実に得られることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る動弁装置を備えたＤＯＨ
Ｃタイプの過給機付エンジンを示す。同図において、１
はエンジン、２は該エンジンに形成されたシリンダであ
って、該シリンダ２にはピストン３が摺動自在に嵌挿さ
れていて、シリンダ２とピストン３とにより燃焼室４が
形成されている。上記ピストン３はコネクティングロッ
ド５を介してクランク軸６に連結されている。また、７
は一端が上記燃焼室４に接続され他端がエアクリーナ８
を介して大気に開放された吸気通路、９は一端が上記燃
焼室４に接続され他端が大気に開放された排気通路であ
る。

上記吸気通路７の燃焼室４への開口部には吸気弁１１が
、排気通路９の燃焼室４への開口部には排気弁１２がそ
れぞれ配設されている。該吸気弁１１および排気弁１２
は、吸気用カム軸１３および排気用カム軸１４によりそ
れぞれ所定のタイミングでもって駆動される。

また、上記吸気通路７には、吸気上流から順に、吸気流
量を調節するためのスロットル弁１６と、吸気を加圧す
るための機械式の過給機１７と、サージタンク１８と、
吸気に燃料を噴射供給するためのインジェクタ１９とが
設けられている。さらに、該吸気通路７には過給機１７
をバイパスするバイパス通路２１が設けられ、該バイパ
ス通路２１には制御弁２２が設けられていて、過給機１
７の停止時に該制御弁２２を開いてバイパス通路２１を
介して燃焼室４に吸気を供給するようにしている。

さらに、上記排気用カム軸１４には排気タイミングを可
変にするタイミング変更装置３０が設けられている。す
なわち、第１図に示すように、カム軸１４は、クランク
軸６からの駆動力を受ける駆動ギヤ部３１とそれ以外の
被駆動部３２とに分割されている。そして、該駆動ギヤ
部３１および被駆動部３２の相対向する部分にはヘリカ
ルギヤがそれぞれ形成されていて、これらのヘリカルギ
ヤに跨がり且つ噛合するように設けられたスリーブ３３
をエンジンの油圧によって駆動されるアクチュエータ３
４によりカム軸方向に移動させることにより、駆動ギヤ
部３１と被駆動部３２との間の回転位相を調整して排気
タイミングを可変にするようにしている（第３図参照）
。尚、上記タイミング変更装置は吸気用カム軸１３に設
けるようにしてもよい。

また、上記機械式過給機１７の駆動軸１７ａには従動プ
ーリ４１が、クランク軸６にはクランクプーリ４２がそ
れぞれ取付けられていて、この従動プーリ４１とクラン
クプーリ４２との間にはベルト４３が巻掛けられていて
、クランク軸６により機械式過給機１７を駆動するよう
にしている。

そして、上記機械式過給機１７の駆動軸１７ａには電磁
クラッチ４４が設けられており、該電磁クラッチ４４の
接続または分離により機械式過給機１７を作動または停
止するようにしている。すなわち、エンジンが過給領域
にあるときにはクラッチ４４を接続して過給を開始する
一方、過給領域にないときにはクラッチ４４を分離して
過給を停止するようにしている。

そして、上記タイミング変更装置３０はコントロールユ
ニット５０によって制御される。また、５１は吸気通路
７に設けられ、吸気流量を検出するためのエアフローメ
ータ、５２はエンジン１に設けられ、エンジン回転数を
検出するための回転数センサ、５３はタイミング変更装
置３０に設けられ、排気タイミングを検出するためのタ
イミングセンサ、５４はエンジン１の冷却水温を検出す
る水温センサであり、該水温センサ５４によりエンジン
温度に関連する信号を検出する温度検出手段を構成して
いる。これらのセンサ５１〜５４の出力信号は上記コン
トロールユニット５０に入力されている。

次に、上記コントロールユニット５０の作！制御を第４
図のフローに基づいて説明する。同図において、スター
ト後、まずステップＳ１で各種データの読み込みを行い
、ステップＳ２で冷却水温（Ｔｗ）に応じて第５図に示
すようなオーバラップ大領域、つまり吸・排気オーバラ
ップ期間を大にすべき領域を求める。ここで、オーバラ
ップ大領域は、エンジンの冷間時には温間時よりも低速
低回転域まで拡大されたものになっている。さらに、第
６図に示すマツプに基づいて、冷却水温（Ｔｗ　）に応
じた吸・排気オーバラップ期間を求める。このマツプで
は、エンジン冷却水温が低くなるほどオーバラップ大領
域における吸・排気オーバラップ期間が大きくなるよう
に設定されている。

そして、ステップＳ３でエンジンがオーバラップ大領域
にあるか否かを判定し、オーバラップ大領域にあるＹＥ
ＳのときにはステップＳ４で“吸・排気オーバラップ期
間を小から大に切換える”信号を出力し、ステップＳ６
で現在の吸・排気オーバラップ期間がステップＳ２で求
めた期間になっているか否かを判定する。そして、所定
の期間になっているＹＥＳのときには、そのまま終了す
る一方、所定の期間になっていないＮｏのときにはステ
ップＳ７で吸・排気オーバラップ期間を所定の期間に変
更する。このように吸・排気オーバラップ期間が大にな
ることにより、内部ＥＧＲ効果が得られるとともにポン
ピングロスが低減されてエミッション性能および燃費が
改善される。

一方、ステップＳ３でエンジンがオーバラップ大領域に
な（Ｎｏと判定したときにはステップＳ５で“吸・排気
オーバラップ期間を小に保持する“信号を出力し、ステ
ップＳ６へ進む。このように吸・排気オーバラップ期間
が小になることにより、アイドル付近での吸気通路７へ
の排気ガスの逆流が防止される。

以上のフローにおいて、ステップ８３〜Ｓ７により、エ
ンジン１が吸・排気オーバラップ期間を大きくすべきオ
ーバラップ大領域にあるときに吸・排気オーバラップ期
間が大きくなるようにタイミング変更装置３０を制御す
るオーバラップ制御手段６１を構成している。また、ス
テップＳ２により、温度検出手段５４の出力を受け、上
記タイミング変更装置３０におけるオーバラップ大領域
を、エンジンの冷間時には温間時よりも大きく変更する
領域変更手段６２を構成している。

したがって、上記実施例においては、高い油圧が得られ
るエンジンの冷間時であることを検出した場合には、オ
ーバラップ大領域が温間時よりも大きく変更されるとと
も該オーバラップ大領域における吸・排気オーバラップ
期間が大になるので、内部ＥＧＲ効果、並びにポンピン
グロス低減によるエミッション性能および燃費の改善な
どの効果が広い運転領域で確実に得られることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの動弁装置によ
れば、吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
るタイミング変更装置を備えるとともに、エンジンオー
バラップ大領域にあるときに吸・排気オーバラップ期間
が大きくなるようにタイミング変更装置を制御し且つオ
ーバラップ大領域を、エンジンの冷間時には温間時より
も大きく変更するようにしたので、エンジンの冷間時に
内部ＥＧＲ効果、内部ＥＧＲ効果による燃料の気化促進
効果、並びにポンピングロスの低減によるエミッション
性能および燃費の改善効果を広い運転領域で確実に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第６図は本発明の実施例を例示し、第２図は全
体概略構成図、第３図はタイミング変更装置の作動を示
す説明図、第４図はコントロールユニットの作動制御を
示すフローチャート図、第５図はオーバラップ大領域を
示す説明図、第６図はオーバラップ大領域における吸・
排気オーバラップ期間を示す説明図である。 ３０・・・タイミング変更装置、５４・・・温度検出手
段（水温センサ）、６１・・・オーバラップ制御手段、
６２・・・領域変更手段。 エン９７回重に３η 第５ 図 第６ 図 第４ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
   るタイミング変更装置と、エンジンが吸・排気オーバラ
   ップ期間を大きくすべきオーバラップ大領域にあるとき
   に吸・排気オーバラップ期間が大きくなるようにタイミ
   ング変更装置を制御するオーバラップ制御手段とを備え
   るとともに、エンジン温度に関連する信号を検出する温
   度検出手段と、該温度検出手段の出力を受け、上記タイ
   ミング変更装置におけるオーバラップ大領域を、エンジ
   ンの冷間時には温間時よりも大きく変更する領域変更手
   段とを設けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. （２）吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
   るタイミング変更装置と、エンジンが吸・排気オーバラ
   ップ期間を大きくすべきオーバラップ大領域にあるとき
   に吸・排気オーバラップ期間が大きくなるようにタイミ
   ング変更装置を制御するオーバラップ制御手段とを備え
   るとともに、エンジン温度に関連する信号を検出する温
   度検出手段と、該温度検出手段の出力を受け、上記タイ
   ミング変更装置におけるオーバラップ大領域における吸
   ・排気オーバラップ期間を、エンジンの冷間時には温間
   時よりも大きく変更するオーバラップ期間変更手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。