JPH04228843A - 内燃機関の吸排気制御装置 - Google Patents
内燃機関の吸排気制御装置Info
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- JPH04228843A JPH04228843A JP40828090A JP40828090A JPH04228843A JP H04228843 A JPH04228843 A JP H04228843A JP 40828090 A JP40828090 A JP 40828090A JP 40828090 A JP40828090 A JP 40828090A JP H04228843 A JPH04228843 A JP H04228843A
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- exhaust
- intake
- timing
- engine
- combustion chamber
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D2013/0292—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガソリンエンジン等
の内燃機関に係り、詳しくはその吸気又は排気のタイミ
ングを制御する吸排気制御装置に関するものである。
の内燃機関に係り、詳しくはその吸気又は排気のタイミ
ングを制御する吸排気制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば『内燃機関概論』(日刊工
業新聞社刊,昭和60年10月8日発行)では、4サイ
クルエンジンにおける吸気バルブ及び排気バルブの開閉
時期について一般的な解説がなされている。その説明の
中で、図11に示すように、ピストンの上死点付近に設
定されたバルブオーバラップの期間について開示されて
いる。即ち、排気バルブが閉じるまでの間に吸気バルブ
が開く期間のあることが開示されている。従って、バル
ブオーバラップの期間中にピストンの行程が排気行程か
ら吸気行程へ移り、燃焼室には吸気ポートから混合気が
吸入され、これと共に排気ポートから既燃焼ガスが混入
することになっていた。
業新聞社刊,昭和60年10月8日発行)では、4サイ
クルエンジンにおける吸気バルブ及び排気バルブの開閉
時期について一般的な解説がなされている。その説明の
中で、図11に示すように、ピストンの上死点付近に設
定されたバルブオーバラップの期間について開示されて
いる。即ち、排気バルブが閉じるまでの間に吸気バルブ
が開く期間のあることが開示されている。従って、バル
ブオーバラップの期間中にピストンの行程が排気行程か
ら吸気行程へ移り、燃焼室には吸気ポートから混合気が
吸入され、これと共に排気ポートから既燃焼ガスが混入
することになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した4サ
イクルエンジンであって燃焼室に配置された点火プラグ
により混合気へ着火するエンジンでは、エンジンの充分
に暖まっていない冷間時にプラグくすぶりの点で問題が
あった。即ち、混合気中の燃料が液化し易い冷間時にお
いて、バルブオーバラップの際に、燃焼室に吸入される
混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを
直撃することにより、燃料の液滴が点火プラグに付着し
てプラグくすぶりのおそれがあった。
イクルエンジンであって燃焼室に配置された点火プラグ
により混合気へ着火するエンジンでは、エンジンの充分
に暖まっていない冷間時にプラグくすぶりの点で問題が
あった。即ち、混合気中の燃料が液化し易い冷間時にお
いて、バルブオーバラップの際に、燃焼室に吸入される
混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを
直撃することにより、燃料の液滴が点火プラグに付着し
てプラグくすぶりのおそれがあった。
【0004】例えば、図12に示すような各気筒吸排気
2バルブ方式のガソリンエンジンでは、吸気バルブ71
、排気バルブ72及び点火プラグ73が三角形の各頂点
に位置するようにシリンダヘッド74に配置されている
。そして、バルブオーバラップの際にエンジンが排気行
程から吸気行程へ移ると、吸気バルブ71側から吸入さ
れる混合気(実線矢印)の流れが、排気バルブ72側か
ら混入する既燃焼ガス(破線矢印)の流れによって押し
曲げられる(太実線矢印)。よって、押し曲げられた混
合気はプラグ保護壁75を回り込んで点火プラグ73を
直撃し、同プラグ73に燃料が付着するおそれがあった
。
2バルブ方式のガソリンエンジンでは、吸気バルブ71
、排気バルブ72及び点火プラグ73が三角形の各頂点
に位置するようにシリンダヘッド74に配置されている
。そして、バルブオーバラップの際にエンジンが排気行
程から吸気行程へ移ると、吸気バルブ71側から吸入さ
れる混合気(実線矢印)の流れが、排気バルブ72側か
ら混入する既燃焼ガス(破線矢印)の流れによって押し
曲げられる(太実線矢印)。よって、押し曲げられた混
合気はプラグ保護壁75を回り込んで点火プラグ73を
直撃し、同プラグ73に燃料が付着するおそれがあった
。
【0005】又、図13に示すような各気筒吸排気4バ
ルブ方式のガソリンエンジンでは、シリンダヘッド74
において一対の吸気バルブ71と一対の排気バルブ72
の間に点火プラグ73が配置されている。そして、この
場合でも点火プラグ73がシリンダヘッド74の内壁面
から後退していない限り、上記例と同様の不具合が起こ
るおそれがあった。即ち、各吸気バルブ71側から吸入
される混合気(実線矢印)の流れが、各排気バルブ72
側から混入する既燃焼ガス(破線矢印)の流れによって
押し曲げられて(太実線矢印)点火プラグ73を直撃し
、同プラグ73に燃料が付着するおそれがあった。
ルブ方式のガソリンエンジンでは、シリンダヘッド74
において一対の吸気バルブ71と一対の排気バルブ72
の間に点火プラグ73が配置されている。そして、この
場合でも点火プラグ73がシリンダヘッド74の内壁面
から後退していない限り、上記例と同様の不具合が起こ
るおそれがあった。即ち、各吸気バルブ71側から吸入
される混合気(実線矢印)の流れが、各排気バルブ72
側から混入する既燃焼ガス(破線矢印)の流れによって
押し曲げられて(太実線矢印)点火プラグ73を直撃し
、同プラグ73に燃料が付着するおそれがあった。
【0006】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、冷間時に燃焼室にて既燃焼
ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラグへ
の燃料の付着を防止してプラグくすぶりを改善すること
が可能な内燃期間の吸排気制御装置を提供することにあ
る。
ものであって、その目的は、冷間時に燃焼室にて既燃焼
ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラグへ
の燃料の付着を防止してプラグくすぶりを改善すること
が可能な内燃期間の吸排気制御装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明においては、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入
路を開閉する吸入路開閉手段と、燃焼室への混合気吸入
時期を変更すべく吸入路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする吸入時期変更手段と、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス
排出路を開閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃
焼ガス排出時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイ
ミングを可変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置
され、同燃焼室に吸入される混合気へ着火するための点
火プラグとを備え、混合気吸入時期、既燃焼ガス排出時
期を適宜に変更するために吸入時期変更手段及び排出時
期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸排気制御装置に
おいて、機関の温度を検出する機関温度検出手段と、そ
の機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間時
であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス
排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸
入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変
更手段を駆動制御する吸排制御手段とを備えている。
めに、第1の発明においては、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入
路を開閉する吸入路開閉手段と、燃焼室への混合気吸入
時期を変更すべく吸入路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする吸入時期変更手段と、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス
排出路を開閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃
焼ガス排出時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイ
ミングを可変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置
され、同燃焼室に吸入される混合気へ着火するための点
火プラグとを備え、混合気吸入時期、既燃焼ガス排出時
期を適宜に変更するために吸入時期変更手段及び排出時
期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸排気制御装置に
おいて、機関の温度を検出する機関温度検出手段と、そ
の機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間時
であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス
排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸
入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変
更手段を駆動制御する吸排制御手段とを備えている。
【0008】又、上記の目的を達成するために、第2の
発明においては、機関の回転に同期して所定のタイミン
グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
吸入路開閉手段と、機関の回転に同期して所定のタイミ
ングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス排出路を開
閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃焼ガス排出
時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置され、同燃
焼室に吸入される混合気へ着火するための点火プラグと
を備え、少なくとも既燃焼ガス排出時期を適宜に変更す
るために排出時期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸
排気制御装置において、機関の温度を検出する機関温度
検出手段と、その機関温度検出手段の検出結果に基づい
て機関が冷間時であると判断した時、排出路開閉手段に
より既燃焼ガス排出路が閉ざされる時期を機関のピスト
ン上死点よりも前になるように排出時期変更手段を駆動
制御する排出制御手段とを備えている。
発明においては、機関の回転に同期して所定のタイミン
グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
吸入路開閉手段と、機関の回転に同期して所定のタイミ
ングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス排出路を開
閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃焼ガス排出
時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置され、同燃
焼室に吸入される混合気へ着火するための点火プラグと
を備え、少なくとも既燃焼ガス排出時期を適宜に変更す
るために排出時期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸
排気制御装置において、機関の温度を検出する機関温度
検出手段と、その機関温度検出手段の検出結果に基づい
て機関が冷間時であると判断した時、排出路開閉手段に
より既燃焼ガス排出路が閉ざされる時期を機関のピスト
ン上死点よりも前になるように排出時期変更手段を駆動
制御する排出制御手段とを備えている。
【0009】
【作用】上記第1の発明の構成によれば、吸排制御手段
は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関の冷間時
を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路
が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸入路を
開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変更手段
を駆動制御する。これにより、既燃焼ガス排出路の開放
時期と混合気吸入路の開放時期がオーバラップすること
がなくなる。従って、冷間時には混合気と既燃焼ガスが
同時に燃焼室へ吸入されることがなくなり、混合気が既
燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを直撃するこ
とがなくなる。よって、燃料の液滴が点火プラグに付着
することがなくなる。
は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関の冷間時
を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路
が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸入路を
開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変更手段
を駆動制御する。これにより、既燃焼ガス排出路の開放
時期と混合気吸入路の開放時期がオーバラップすること
がなくなる。従って、冷間時には混合気と既燃焼ガスが
同時に燃焼室へ吸入されることがなくなり、混合気が既
燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを直撃するこ
とがなくなる。よって、燃料の液滴が点火プラグに付着
することがなくなる。
【0010】又、上記第2の発明の構成によれば、排出
制御手段は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関
の冷間時を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされる時期を機関のピストン上死点より
も前になるように排出時期変更手段を駆動制御する。こ
れにより、ピストン上死点を過ぎて吸気行程が始まる時
点で既燃焼ガス排出路が開かれることがなくなり、混合
気と既燃焼ガスとが燃焼室に同時に吸入されることがな
くなる。従って、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグを直撃することがなくなる。よって、燃
料の液滴が点火プラグに付着することがなくなる。
制御手段は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関
の冷間時を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされる時期を機関のピストン上死点より
も前になるように排出時期変更手段を駆動制御する。こ
れにより、ピストン上死点を過ぎて吸気行程が始まる時
点で既燃焼ガス排出路が開かれることがなくなり、混合
気と既燃焼ガスとが燃焼室に同時に吸入されることがな
くなる。従って、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグを直撃することがなくなる。よって、燃
料の液滴が点火プラグに付着することがなくなる。
【0011】
【実施例】(第1実施例)
以下、第1の発明を自動車用の4サイクルガソリンエン
ジンに具体化した第1実施例を図1〜図9に基づいて詳
細に説明する。図1及び図2はこの実施例の機関として
の4気筒ガソリンエンジン1における一つの気筒の吸排
気システム及び動弁系を説明する断面図である。このエ
ンジン1はツインカムで各気筒吸排気4バルブ方式であ
る。エンジン1を構成するシリンダブロック2にはボア
3が形成され、そのボア3にはピストン4が上下動可能
に配置されている。ピストン4はロッド5を介してクラ
ンクシャフト6に連結されている。又、シリンダブロッ
ク2の上部にはボア3を覆うようにシリンダヘッド7が
固定されている。そして、そのシリンダヘッド7、ピス
トン4及びボア3により囲まれる空間が燃焼室8となっ
ている。
ジンに具体化した第1実施例を図1〜図9に基づいて詳
細に説明する。図1及び図2はこの実施例の機関として
の4気筒ガソリンエンジン1における一つの気筒の吸排
気システム及び動弁系を説明する断面図である。このエ
ンジン1はツインカムで各気筒吸排気4バルブ方式であ
る。エンジン1を構成するシリンダブロック2にはボア
3が形成され、そのボア3にはピストン4が上下動可能
に配置されている。ピストン4はロッド5を介してクラ
ンクシャフト6に連結されている。又、シリンダブロッ
ク2の上部にはボア3を覆うようにシリンダヘッド7が
固定されている。そして、そのシリンダヘッド7、ピス
トン4及びボア3により囲まれる空間が燃焼室8となっ
ている。
【0012】シリンダヘッド7には燃焼室8に連通する
混合気吸入路としての一対の吸気ポート9が形成される
と共に、既燃焼ガス排出路としての一対の排気ポート1
0が形成されている。吸気ポート9はその上流側から供
給される混合気を燃焼室8へ導くための通路である。吸
気ポート9にはその吸気口9aを開閉する吸入路開閉手
段としての一対の吸気バルブ11がそれぞれ組み付けら
れている。又、排気ポート10は燃焼室8にて燃焼され
た既燃焼ガスを外部へ導き出すための通路である。排気
ポート10にはその排気口10aを開閉する排出路開閉
手段としての一対の排気バルブ12がそれぞれ組み付け
られている。
混合気吸入路としての一対の吸気ポート9が形成される
と共に、既燃焼ガス排出路としての一対の排気ポート1
0が形成されている。吸気ポート9はその上流側から供
給される混合気を燃焼室8へ導くための通路である。吸
気ポート9にはその吸気口9aを開閉する吸入路開閉手
段としての一対の吸気バルブ11がそれぞれ組み付けら
れている。又、排気ポート10は燃焼室8にて燃焼され
た既燃焼ガスを外部へ導き出すための通路である。排気
ポート10にはその排気口10aを開閉する排出路開閉
手段としての一対の排気バルブ12がそれぞれ組み付け
られている。
【0013】吸気バルブ11及び排気バルブ12は上方
へ延びるステム11a,12aをそれぞれ備え、両ステ
ム11a,12aの間には所定のバルブ狭み角が設定さ
れている。各ステム11a,12aの上部にバルブスプ
リング13,14及びバルブリフタ15,16等がそれ
ぞれ組み付けられている。吸気バルブ11に対応するバ
ルブリフタ15にはカム17が係合するように設けられ
ている。このカム17はシリンダヘッド7に支持された
吸気側カムシャフト18上に複数(4気筒分で合計8個
、図4参照)形成されたものである。一方、排気バルブ
12に対応するバルブリフタ16にも、同じくカム19
が係合するように設けられている。このカム19はシリ
ンダヘッド7に支持された排気側カムシャフト20上に
複数(4気筒分で合計8個、図4参照)形成されたもの
である。そして、吸気バルブ11及び排気バルブ12は
バルブスプリング13,14の付勢力によって上方へ、
かつ吸気口9a及び排気口10aを閉じる方向へ付勢さ
れている。この付勢状態では、各ステム11a,12a
の上端がバルブリフタ15,16を介して常にカム17
,19に当接されている。
へ延びるステム11a,12aをそれぞれ備え、両ステ
ム11a,12aの間には所定のバルブ狭み角が設定さ
れている。各ステム11a,12aの上部にバルブスプ
リング13,14及びバルブリフタ15,16等がそれ
ぞれ組み付けられている。吸気バルブ11に対応するバ
ルブリフタ15にはカム17が係合するように設けられ
ている。このカム17はシリンダヘッド7に支持された
吸気側カムシャフト18上に複数(4気筒分で合計8個
、図4参照)形成されたものである。一方、排気バルブ
12に対応するバルブリフタ16にも、同じくカム19
が係合するように設けられている。このカム19はシリ
ンダヘッド7に支持された排気側カムシャフト20上に
複数(4気筒分で合計8個、図4参照)形成されたもの
である。そして、吸気バルブ11及び排気バルブ12は
バルブスプリング13,14の付勢力によって上方へ、
かつ吸気口9a及び排気口10aを閉じる方向へ付勢さ
れている。この付勢状態では、各ステム11a,12a
の上端がバルブリフタ15,16を介して常にカム17
,19に当接されている。
【0014】吸気側カムシャフト18及び排気側カムシ
ャフト20の端部には、可変バルブタイミング機構を構
成する吸気側タイミングプーリアッシィ21、排気側タ
イミングプーリアッシィ22がそれぞれ設けられている
。これらのタイミングプーリアッシィ21,22は図示
しないタイミングベルトを介してクランクシャフト6に
駆動連結されている。
ャフト20の端部には、可変バルブタイミング機構を構
成する吸気側タイミングプーリアッシィ21、排気側タ
イミングプーリアッシィ22がそれぞれ設けられている
。これらのタイミングプーリアッシィ21,22は図示
しないタイミングベルトを介してクランクシャフト6に
駆動連結されている。
【0015】従って、エンジン1の運転時にクランクシ
ャフト6からタイミングベルトを介して各タイミングプ
ーリアッシィ21,22に動力が伝達されることにより
、各カムシャフト18,20がそれぞれ回転されて各カ
ム17,19が回転される。又、回転される各カム17
,19のプロフィルに従いバルブリフタ15,16がバ
ルブスプリング13,14の付勢力に抗して押圧され、
吸気バルブ11及び排気バルブ12が下方へ移動して吸
気口9a及び排気口10aがそれぞれ開かれる。吸気バ
ルブ11及び排気バルブ12の基本的な開閉タイミング
は、周知のようにクランクシャフト6の回転(2回転)
、延いてはピストン4の4つの行程(吸気行程,圧縮行
程,膨張行程,排気行程)に相対して予め設定されてい
る。ここで、ピストン4の吸気行程において吸気口9a
が開かれる時、即ち吸気バルブ11が開かれる時には、
燃焼室8に吸気ポート9から混合気が吸入される。 又、ピストン4の排気行程において排気口10aが開か
れる時、即ち排気バルブ12が開かれる時には、燃焼室
8から排気ポート10へと既燃焼ガスが排出される。
ャフト6からタイミングベルトを介して各タイミングプ
ーリアッシィ21,22に動力が伝達されることにより
、各カムシャフト18,20がそれぞれ回転されて各カ
ム17,19が回転される。又、回転される各カム17
,19のプロフィルに従いバルブリフタ15,16がバ
ルブスプリング13,14の付勢力に抗して押圧され、
吸気バルブ11及び排気バルブ12が下方へ移動して吸
気口9a及び排気口10aがそれぞれ開かれる。吸気バ
ルブ11及び排気バルブ12の基本的な開閉タイミング
は、周知のようにクランクシャフト6の回転(2回転)
、延いてはピストン4の4つの行程(吸気行程,圧縮行
程,膨張行程,排気行程)に相対して予め設定されてい
る。ここで、ピストン4の吸気行程において吸気口9a
が開かれる時、即ち吸気バルブ11が開かれる時には、
燃焼室8に吸気ポート9から混合気が吸入される。 又、ピストン4の排気行程において排気口10aが開か
れる時、即ち排気バルブ12が開かれる時には、燃焼室
8から排気ポート10へと既燃焼ガスが排出される。
【0016】そして、各タイミングプーリアッシィ21
,22は、吸気バルブ11及び排気バルブ12の基本的
な開閉タイミングをその時々の運転状態に応じて変更す
るために駆動制御され、各カムシャフト18,20、延
いては各カム17,19の回転位相を適宜に変更するよ
うになっている。即ち、吸気側のタイミングプーリアッ
シィ21は燃焼室8への混合気の吸入時期を変更すべく
駆動制御され、排気側のタイミングプーリアッシィ22
は燃焼室8からの既燃焼ガスの排出時期を変更すべく駆
動制御されるようになっている。
,22は、吸気バルブ11及び排気バルブ12の基本的
な開閉タイミングをその時々の運転状態に応じて変更す
るために駆動制御され、各カムシャフト18,20、延
いては各カム17,19の回転位相を適宜に変更するよ
うになっている。即ち、吸気側のタイミングプーリアッ
シィ21は燃焼室8への混合気の吸入時期を変更すべく
駆動制御され、排気側のタイミングプーリアッシィ22
は燃焼室8からの既燃焼ガスの排出時期を変更すべく駆
動制御されるようになっている。
【0017】シリンダヘッド7の各気筒中心部には、点
火プラグ23が固定されている。点火プラグ23の先端
側放電部23aは燃焼室8内に配置され、合計4つの吸
気バルブ11及び排気バルブ12により囲まれている。 この点火プラグ23は燃焼室8に吸入された混合気へ着
火するためのものであり、図示しないディストリビュー
タからの点火信号に基づいて作動するようになっている
。
火プラグ23が固定されている。点火プラグ23の先端
側放電部23aは燃焼室8内に配置され、合計4つの吸
気バルブ11及び排気バルブ12により囲まれている。 この点火プラグ23は燃焼室8に吸入された混合気へ着
火するためのものであり、図示しないディストリビュー
タからの点火信号に基づいて作動するようになっている
。
【0018】次に、前述した可変バルブタイミング機構
としての各タイミングプーリアッシィ21,22を含む
吸入時期変更手段、排出時期変更手段を構成する可変バ
ルブタイミング装置について説明する。尚、この実施例
において、可変バルブタイミング装置は吸気側と排気側
とで構成が同じであるとして、ここでは吸入時期変更手
段としての吸気側可変バルブタイミング装置を中心に説
明する。
としての各タイミングプーリアッシィ21,22を含む
吸入時期変更手段、排出時期変更手段を構成する可変バ
ルブタイミング装置について説明する。尚、この実施例
において、可変バルブタイミング装置は吸気側と排気側
とで構成が同じであるとして、ここでは吸入時期変更手
段としての吸気側可変バルブタイミング装置を中心に説
明する。
【0019】図3はその可変バルブタイミング装置を示
す概略構成図である。前述した吸気バルブ11を駆動す
るための吸気側カムシャフト18は、そのカムジャーナ
ル18aにてシリンダヘッド7の軸受部7aとベアリン
グキャップ31との間で回転可能に支持されている。そ
して、カムシャフト18の一端部にはタイミングプーリ
アッシィ21が設けられている。
す概略構成図である。前述した吸気バルブ11を駆動す
るための吸気側カムシャフト18は、そのカムジャーナ
ル18aにてシリンダヘッド7の軸受部7aとベアリン
グキャップ31との間で回転可能に支持されている。そ
して、カムシャフト18の一端部にはタイミングプーリ
アッシィ21が設けられている。
【0020】タイミングプーリアッシィ21は、外周に
複数の外歯32を有すると共に一側に収容凹部33を有
するプーリ本体34と、その収容凹部33に嵌合された
筒体35と、その筒体35とプーリ本体34との間で収
容凹部33を覆うようにカムシャフト18の先端にてボ
ルト36で固定されたキャップ37とを備えている。こ
のキャップ37は別のボルト38により筒体35にも連
結されている。
複数の外歯32を有すると共に一側に収容凹部33を有
するプーリ本体34と、その収容凹部33に嵌合された
筒体35と、その筒体35とプーリ本体34との間で収
容凹部33を覆うようにカムシャフト18の先端にてボ
ルト36で固定されたキャップ37とを備えている。こ
のキャップ37は別のボルト38により筒体35にも連
結されている。
【0021】タイミングプーリアッシィ21とカムシャ
フト18との間にはリングギヤ39が介在され、両者2
1,18が連結されている。つまり、キャップ37によ
り密閉された収容凹部33には、リングギヤ39が収容
されている。このリングギヤ39は、その内外周に設け
られた複数の歯39a,39bの両方がヘリカル歯にな
っており、軸方向への移動によってカムシャフト18と
相対回動可能になっている。リングギヤ39の内外周の
歯39a,39bはプーリ本体34の内歯34a及び筒
体35の内歯35aにそれぞれ噛合している。そして、
プーリ本体34の外歯32に掛装された図示しないタイ
ミングベルトを介し、タイミングプーリアッシィ21が
前述したクランクシャフト6に駆動連結されている。
フト18との間にはリングギヤ39が介在され、両者2
1,18が連結されている。つまり、キャップ37によ
り密閉された収容凹部33には、リングギヤ39が収容
されている。このリングギヤ39は、その内外周に設け
られた複数の歯39a,39bの両方がヘリカル歯にな
っており、軸方向への移動によってカムシャフト18と
相対回動可能になっている。リングギヤ39の内外周の
歯39a,39bはプーリ本体34の内歯34a及び筒
体35の内歯35aにそれぞれ噛合している。そして、
プーリ本体34の外歯32に掛装された図示しないタイ
ミングベルトを介し、タイミングプーリアッシィ21が
前述したクランクシャフト6に駆動連結されている。
【0022】従って、クランクシャフト6からタイミン
グプーリアッシィ21に駆動伝達されることにより、リ
ングギヤ39により連結されたプーリ本体34と筒体3
5とが一体的に回転され、更にボルト38で連結された
筒体35とキャップ37とが一体的に回転されてカムシ
ャフト18が回転駆動される。収容凹部33において、
リングギヤ39の軸方向一端側の空間は、制御油圧が作
用する第1の油圧室40となっている。又、同じく収容
凹部33において、リングギヤ39の他端側の空間は、
別系統の制御油圧が作用する第2の油圧室41となって
いる。筒体35の内壁は第2の油圧室41に対応する部
分が第1の油圧室40に対応する部分よりも大径に形成
されており、その境目が段部35bとなっている。この
第2の油圧室41には、制御油圧によって軸方向へ移動
可能な環状のピストン42が設けられている。そして、
制御油圧が加わるピストン42の受圧面積は、別系統の
制御油圧が加わるリングギヤ39の受圧面積よりも大き
くなっている。これにより、ピストン42に作用する制
御油圧の力がリングギヤ39に作用する制御油圧の力よ
りも大きくなるように設定されている。又、収容凹部3
3におけるリングギヤ39の移動ストロークは、図3に
おいて、キャップ37の内壁に当たる位置からその反対
側のピストン42に当たる位置までである。これに対し
、ピストン42の移動ストロークは、図3において、プ
ーリ本体34の内壁に当たる位置から筒体35の段部3
5bに当たる位置までである。
グプーリアッシィ21に駆動伝達されることにより、リ
ングギヤ39により連結されたプーリ本体34と筒体3
5とが一体的に回転され、更にボルト38で連結された
筒体35とキャップ37とが一体的に回転されてカムシ
ャフト18が回転駆動される。収容凹部33において、
リングギヤ39の軸方向一端側の空間は、制御油圧が作
用する第1の油圧室40となっている。又、同じく収容
凹部33において、リングギヤ39の他端側の空間は、
別系統の制御油圧が作用する第2の油圧室41となって
いる。筒体35の内壁は第2の油圧室41に対応する部
分が第1の油圧室40に対応する部分よりも大径に形成
されており、その境目が段部35bとなっている。この
第2の油圧室41には、制御油圧によって軸方向へ移動
可能な環状のピストン42が設けられている。そして、
制御油圧が加わるピストン42の受圧面積は、別系統の
制御油圧が加わるリングギヤ39の受圧面積よりも大き
くなっている。これにより、ピストン42に作用する制
御油圧の力がリングギヤ39に作用する制御油圧の力よ
りも大きくなるように設定されている。又、収容凹部3
3におけるリングギヤ39の移動ストロークは、図3に
おいて、キャップ37の内壁に当たる位置からその反対
側のピストン42に当たる位置までである。これに対し
、ピストン42の移動ストロークは、図3において、プ
ーリ本体34の内壁に当たる位置から筒体35の段部3
5bに当たる位置までである。
【0023】又、そのピストン42とリングギヤ39と
の各対向端面には、それぞれ凹部39c,42aが形成
され、両凹部39c,42aの間には釣り合い用のスプ
リング43が介在されている。このスプリング43の付
勢力は各制御油圧によってリングギヤ39やピストン4
2に加わる力りよも小さく設定されている。第1の油圧
室40へ制御油圧を供給するために、シリンダヘッド7
及びカムシャフト18には、ジャーナル18aにおいて
互いに連通するヘッド通路44及び第1のシャフト通路
45が形成されている。一方、第2の油圧室41に別系
統の制御油圧を供給するために、同じくカムシャフト1
8には第2のシャフト通路46が形成されている。
の各対向端面には、それぞれ凹部39c,42aが形成
され、両凹部39c,42aの間には釣り合い用のスプ
リング43が介在されている。このスプリング43の付
勢力は各制御油圧によってリングギヤ39やピストン4
2に加わる力りよも小さく設定されている。第1の油圧
室40へ制御油圧を供給するために、シリンダヘッド7
及びカムシャフト18には、ジャーナル18aにおいて
互いに連通するヘッド通路44及び第1のシャフト通路
45が形成されている。一方、第2の油圧室41に別系
統の制御油圧を供給するために、同じくカムシャフト1
8には第2のシャフト通路46が形成されている。
【0024】又、タイミングプーリアッシィ21の内部
から洩れ出た制御油を封止するために、タイミングプー
リアッシィ21とシリンダヘッド7及びベアリングキャ
ップ31との間には、ゴム製のシール47が設けられて
いる。そして、このシール47とカムシャフト18とシ
リンダヘッド7及びベアリングキャップ31との間には
、タイミングプーリアッシィ21の内部から洩れ出た制
御油を回収するための油回収室48が設けられている。 更に、カムシャフト18の下側位置にて、シリンダヘッ
ド7には、油回収室48にて回収された制御油をドレン
するための油戻し穴49が形成されている。
から洩れ出た制御油を封止するために、タイミングプー
リアッシィ21とシリンダヘッド7及びベアリングキャ
ップ31との間には、ゴム製のシール47が設けられて
いる。そして、このシール47とカムシャフト18とシ
リンダヘッド7及びベアリングキャップ31との間には
、タイミングプーリアッシィ21の内部から洩れ出た制
御油を回収するための油回収室48が設けられている。 更に、カムシャフト18の下側位置にて、シリンダヘッ
ド7には、油回収室48にて回収された制御油をドレン
するための油戻し穴49が形成されている。
【0025】この実施例では、制御油圧としてエンジン
1の潤滑油圧が利用されている。即ち、オイルパン、オ
イルポンプ及びオイルフィルタ等を含む油圧回路50か
らは、ヘッド通路44及び第2のシャフト通路46に対
し別々の通路51,52を通じて潤滑油圧が制御油圧と
して供給されるようになっている。又、各通路51,5
2の途中には、開閉切換え用の三方弁よりなる第1の電
磁バルブ53及び第2の電磁バルブ54がそれぞれ設け
られている。尚、排気側可変バルブタイミング装置にお
いても、図4に示すように前述した吸気側の第1の電磁
バルブ53に相当する第3の電磁バルブ55と、第2の
電磁バルブ54に相当する第4の電磁バルブ56がそれ
ぞれ設けられている。
1の潤滑油圧が利用されている。即ち、オイルパン、オ
イルポンプ及びオイルフィルタ等を含む油圧回路50か
らは、ヘッド通路44及び第2のシャフト通路46に対
し別々の通路51,52を通じて潤滑油圧が制御油圧と
して供給されるようになっている。又、各通路51,5
2の途中には、開閉切換え用の三方弁よりなる第1の電
磁バルブ53及び第2の電磁バルブ54がそれぞれ設け
られている。尚、排気側可変バルブタイミング装置にお
いても、図4に示すように前述した吸気側の第1の電磁
バルブ53に相当する第3の電磁バルブ55と、第2の
電磁バルブ54に相当する第4の電磁バルブ56がそれ
ぞれ設けられている。
【0026】可変バルブタイミング装置の電気的構成を
図4に従って説明する。各電磁バルブ53〜56は吸排
制御手段としての電子制御装置(ECU)57によって
開閉制御されるようになっている。このECU57は周
知のように中央処理装置(CPU)、所定の制御プログ
ラム等を予め記憶したメモリであるROM、CPUの演
算結果等を一時記憶するメモリであるRAM等により論
理演算回路として構成されている。このECU57の入
力側には、回転数センサ58、吸気圧センサ59、車速
センサ60及び機関温度検出手段としての水温センサ6
1がそれぞれ接続されている。回転数センサ58はエン
ジン1の回転数を検出する。吸気圧センサ59は吸気ポ
ート9に通じる吸気通路内に吸入される空気の圧力を検
出する。又、車速センサ60はエンジン1を搭載した車
両の速度を検出する。更に、水温センサ61はエンジン
1の冷却水温THWを検出する。そして、ECU57は
各センサ58〜61から入力されるエンジン負荷相当値
、エンジン回転数及び冷却水温THWに基づいて各電磁
バルブ53〜56を好適に開閉制御するようになってい
る。
図4に従って説明する。各電磁バルブ53〜56は吸排
制御手段としての電子制御装置(ECU)57によって
開閉制御されるようになっている。このECU57は周
知のように中央処理装置(CPU)、所定の制御プログ
ラム等を予め記憶したメモリであるROM、CPUの演
算結果等を一時記憶するメモリであるRAM等により論
理演算回路として構成されている。このECU57の入
力側には、回転数センサ58、吸気圧センサ59、車速
センサ60及び機関温度検出手段としての水温センサ6
1がそれぞれ接続されている。回転数センサ58はエン
ジン1の回転数を検出する。吸気圧センサ59は吸気ポ
ート9に通じる吸気通路内に吸入される空気の圧力を検
出する。又、車速センサ60はエンジン1を搭載した車
両の速度を検出する。更に、水温センサ61はエンジン
1の冷却水温THWを検出する。そして、ECU57は
各センサ58〜61から入力されるエンジン負荷相当値
、エンジン回転数及び冷却水温THWに基づいて各電磁
バルブ53〜56を好適に開閉制御するようになってい
る。
【0027】ここで、上記の可変バルブタイミング装置
の作用を説明する。図3において、油圧回路50のオイ
ルポンプはエンジンの運転に連動して駆動される。そし
て、エンジン1の運転中に各電磁バルブ53,54が適
宜に開閉制御されることにより、油圧回路50から各通
路51,52等を通じてヘッド通路44及び第2のシャ
フト通路46へ供給される制御油圧が調節される。又、
第1及び第2の油圧室40,41へ導かれる制御油圧が
それぞれ調節されることにより、リングギヤ39の一端
側及びピストン42の一端側に加えられる制御油圧が調
節される。
の作用を説明する。図3において、油圧回路50のオイ
ルポンプはエンジンの運転に連動して駆動される。そし
て、エンジン1の運転中に各電磁バルブ53,54が適
宜に開閉制御されることにより、油圧回路50から各通
路51,52等を通じてヘッド通路44及び第2のシャ
フト通路46へ供給される制御油圧が調節される。又、
第1及び第2の油圧室40,41へ導かれる制御油圧が
それぞれ調節されることにより、リングギヤ39の一端
側及びピストン42の一端側に加えられる制御油圧が調
節される。
【0028】具体的には、第1の電磁バルブ53が開か
れ、かつ第2の電磁バルブ54が閉じられると、第1の
油圧室40のみに制御油圧が加えられる。よって、図5
に示すように、リングギヤ39がスプリング43の付勢
力に抗して軸方向(図面右方向)へ移動しながら回動さ
れ、カムシャフト18に捩じりが付与される。この時、
第2の油圧室41には制御油圧が加えられないので、ピ
ストン42はスプリング43の付勢力によって軸方向へ
押されながらプーリ本体34の内壁に当接して位置決め
される。そして、リングギヤ39はプーリ本体34の内
壁からピストン42の厚さ分だけ離れた右端位置にて移
動規制される。この状態では、カムシャフト18の捩じ
りにより、吸気バルブ11の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。
れ、かつ第2の電磁バルブ54が閉じられると、第1の
油圧室40のみに制御油圧が加えられる。よって、図5
に示すように、リングギヤ39がスプリング43の付勢
力に抗して軸方向(図面右方向)へ移動しながら回動さ
れ、カムシャフト18に捩じりが付与される。この時、
第2の油圧室41には制御油圧が加えられないので、ピ
ストン42はスプリング43の付勢力によって軸方向へ
押されながらプーリ本体34の内壁に当接して位置決め
される。そして、リングギヤ39はプーリ本体34の内
壁からピストン42の厚さ分だけ離れた右端位置にて移
動規制される。この状態では、カムシャフト18の捩じ
りにより、吸気バルブ11の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。
【0029】又、第1の電磁バルブ53が開かれ、かつ
第2の電子バルブ54が開かれると、第1の油圧室40
及び第2の油圧室41の両方に制御油圧が加えられる。 よって、図6に示すように、ピストン42はリングギヤ
39の軸方向への移動ストロークを小さくする方向へ、
段部35bに係止される位置までスプリング43の付勢
力に抗して移動される。又、リングギヤ39はピストン
42に当接する位置にて移動が規制される。この状態で
は、リングギヤ39が各油圧室40,41に加えられる
制御油圧とスプリング43の付勢力との釣り合いにより
、ピストン42に係止されながら中間位置に保持される
。この保持状態では、制御油圧の作用するピストン42
の受圧面積の方がリングギヤ39のそれよりも大きいこ
とから、ピストン42がリングギヤ39によって逆方向
へ押し戻らされることはない。
第2の電子バルブ54が開かれると、第1の油圧室40
及び第2の油圧室41の両方に制御油圧が加えられる。 よって、図6に示すように、ピストン42はリングギヤ
39の軸方向への移動ストロークを小さくする方向へ、
段部35bに係止される位置までスプリング43の付勢
力に抗して移動される。又、リングギヤ39はピストン
42に当接する位置にて移動が規制される。この状態で
は、リングギヤ39が各油圧室40,41に加えられる
制御油圧とスプリング43の付勢力との釣り合いにより
、ピストン42に係止されながら中間位置に保持される
。この保持状態では、制御油圧の作用するピストン42
の受圧面積の方がリングギヤ39のそれよりも大きいこ
とから、ピストン42がリングギヤ39によって逆方向
へ押し戻らされることはない。
【0030】更に、第1の電磁バルブ53が閉じられ、
かつ第2の電磁バルブ54が閉じられるか或いは開かれ
ると、図7に示すように、リングギヤ39がスプリング
43の付勢力によって押圧され、キャップ37の内壁に
近接する左端位置まで移動しながら回動される。これに
より、カムシャフト18に捩じりが付与され、吸気バル
ブ11の開閉タイミングが基本的な開閉タイミングに対
して遅められる。
かつ第2の電磁バルブ54が閉じられるか或いは開かれ
ると、図7に示すように、リングギヤ39がスプリング
43の付勢力によって押圧され、キャップ37の内壁に
近接する左端位置まで移動しながら回動される。これに
より、カムシャフト18に捩じりが付与され、吸気バル
ブ11の開閉タイミングが基本的な開閉タイミングに対
して遅められる。
【0031】尚、タイミングプーリアッシィ21の内部
から洩れ出た制御油は油回収室48にて回収され、油戻
し穴49から油圧回路50のオイルパンへと戻される。 同様に、各電磁バルブ53,54のドレンポートから流
出する潤滑油も油圧回路50のオイルパンへと戻される
。このように、可変バルブタイミング装置では、第1の
油圧室40と第2の油圧室41とに供給される2系統の
制御油圧を各電磁バルブ53,54の開閉によって制御
することにより、リングギヤ39の位置が複数段階に変
更されてカムシャフト18に捩じりが付与される。そし
て、カムシャフト18に捩じりが付与されることにより
、吸気バルブ11の開閉タイミングが複数段階に変更さ
れる。この可変バルブタイミング装置では、吸気バルブ
11の開閉タイミングを複数段階に調節するために、タ
イミングプーリアッシィ21の収容凹部33にてリング
ギヤ39を右端位置、左端位置及びそれらの中間位置の
3つの異なる位置に保持することができる。
から洩れ出た制御油は油回収室48にて回収され、油戻
し穴49から油圧回路50のオイルパンへと戻される。 同様に、各電磁バルブ53,54のドレンポートから流
出する潤滑油も油圧回路50のオイルパンへと戻される
。このように、可変バルブタイミング装置では、第1の
油圧室40と第2の油圧室41とに供給される2系統の
制御油圧を各電磁バルブ53,54の開閉によって制御
することにより、リングギヤ39の位置が複数段階に変
更されてカムシャフト18に捩じりが付与される。そし
て、カムシャフト18に捩じりが付与されることにより
、吸気バルブ11の開閉タイミングが複数段階に変更さ
れる。この可変バルブタイミング装置では、吸気バルブ
11の開閉タイミングを複数段階に調節するために、タ
イミングプーリアッシィ21の収容凹部33にてリング
ギヤ39を右端位置、左端位置及びそれらの中間位置の
3つの異なる位置に保持することができる。
【0032】又、タイミングプーリアッシィ21では、
リングギヤ39を中間位置に保持するために、第1の油
圧室40に供給される制御油圧によって押圧されるリン
グギヤ39を、第2の油圧室41に供給される制御油圧
によって押圧されるピストン42により移動規制してい
る。このため、ピストン42が機械的なストッパとして
機能してリングギヤ39の移動が確実に規制される。よ
って、リングギヤ39を中間位置にて安定して位置決め
保持することができる。そして、制御油圧の調圧精度に
左右されることなく、リングギヤ39を常に安定した状
態で中間位置に保持することができる。
リングギヤ39を中間位置に保持するために、第1の油
圧室40に供給される制御油圧によって押圧されるリン
グギヤ39を、第2の油圧室41に供給される制御油圧
によって押圧されるピストン42により移動規制してい
る。このため、ピストン42が機械的なストッパとして
機能してリングギヤ39の移動が確実に規制される。よ
って、リングギヤ39を中間位置にて安定して位置決め
保持することができる。そして、制御油圧の調圧精度に
左右されることなく、リングギヤ39を常に安定した状
態で中間位置に保持することができる。
【0033】次に、上記のような吸排気システム、動弁
系及び可変バルブタイミング装置により構成した内燃機
関の吸排気制御装置の作用について説明する。図8はエ
ンジン1の始動と同時にECU57によって実行される
バルブタイミング制御処理のルーチンを説明するフロー
チャートであり、所定時間毎の定時割り込みで行われる
。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ110に
おいて、水温センサ61により検出される冷却水温TH
Wを入力する。
系及び可変バルブタイミング装置により構成した内燃機
関の吸排気制御装置の作用について説明する。図8はエ
ンジン1の始動と同時にECU57によって実行される
バルブタイミング制御処理のルーチンを説明するフロー
チャートであり、所定時間毎の定時割り込みで行われる
。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ110に
おいて、水温センサ61により検出される冷却水温TH
Wを入力する。
【0034】続いて、ステップ120において、入力し
た冷却水温THWが予め定められた基準水温T0よりも
小さいか否かを判断する。例えば、基準水温T0を「4
0℃」とした場合に、これよりも冷却水温THWが低い
か否かを判断する。ここで、冷却水温THWが基準水温
T0よりも小さくない場合、即ち冷却水温THWが基準
水温T0以上である場合には、エンジン1が充分に暖ま
っている非冷間時であるとしてステップ200へ移行し
、非冷間時のバルブタイミング制御処理を実行する。 非冷間時のバルブタイミング制御処理とは、回転数セン
サ58、吸気圧センサ59及び車速センサ60の検出に
より得られるエンジン回転数及びエンジン負荷に基づい
て、吸気バルブ11及び排気バルブ12の開閉タイミン
グを適宜に変更する処理である。ここではその説明を省
略する。
た冷却水温THWが予め定められた基準水温T0よりも
小さいか否かを判断する。例えば、基準水温T0を「4
0℃」とした場合に、これよりも冷却水温THWが低い
か否かを判断する。ここで、冷却水温THWが基準水温
T0よりも小さくない場合、即ち冷却水温THWが基準
水温T0以上である場合には、エンジン1が充分に暖ま
っている非冷間時であるとしてステップ200へ移行し
、非冷間時のバルブタイミング制御処理を実行する。 非冷間時のバルブタイミング制御処理とは、回転数セン
サ58、吸気圧センサ59及び車速センサ60の検出に
より得られるエンジン回転数及びエンジン負荷に基づい
て、吸気バルブ11及び排気バルブ12の開閉タイミン
グを適宜に変更する処理である。ここではその説明を省
略する。
【0035】一方、ステップ120において、冷却水温
THWが基準水温T0よりも小さい場合には、エンジン
1が充分に暖まっていな冷間時であるとして、ステップ
130へ移行する。そして、ステップ130において、
冷間時のバルブタイミング制御処理を実行すべく各電磁
バルブ53〜56を開閉制御する。この実施例では、吸
気バルブ11の開閉タイミングのみを基本的な開閉タイ
ミングよりも遅れさせるために、第1の電磁バルブ53
及び第2の電磁バルブ54に開閉制御信号を出力する。 即ち、図9に示すように、ピストン4の行程が排気行程
から吸気行程へ移る上死点後において、吸気バルブ11
の開かれる時期を排気バルブ12の閉じられる直後にす
べく、第1の電磁バルブ53を閉じ、かつ第2の電磁バ
ルブ54を開かせるか或いは閉じさせる信号を出力する
。つまり、上死点付近において、既燃焼ガスの排出終了
までの間に混合気の吸入開始がオーバラップして行われ
ないように、各電磁バルブ53,54を開閉制御する。
THWが基準水温T0よりも小さい場合には、エンジン
1が充分に暖まっていな冷間時であるとして、ステップ
130へ移行する。そして、ステップ130において、
冷間時のバルブタイミング制御処理を実行すべく各電磁
バルブ53〜56を開閉制御する。この実施例では、吸
気バルブ11の開閉タイミングのみを基本的な開閉タイ
ミングよりも遅れさせるために、第1の電磁バルブ53
及び第2の電磁バルブ54に開閉制御信号を出力する。 即ち、図9に示すように、ピストン4の行程が排気行程
から吸気行程へ移る上死点後において、吸気バルブ11
の開かれる時期を排気バルブ12の閉じられる直後にす
べく、第1の電磁バルブ53を閉じ、かつ第2の電磁バ
ルブ54を開かせるか或いは閉じさせる信号を出力する
。つまり、上死点付近において、既燃焼ガスの排出終了
までの間に混合気の吸入開始がオーバラップして行われ
ないように、各電磁バルブ53,54を開閉制御する。
【0036】そして、第1の電磁バルブ53が閉じられ
、かつ第2の電磁バルブ54が閉じられるか或いは開か
れると、第1の油圧室40に加えられる制御油圧が解除
される。その結果、図7に示すように、リングギヤ39
がスプリング43の付勢力によってキャップ37の内壁
に近接する左端位置まで押圧されて移動規制される。 よって、吸気側のカムシャフト18に捩じりが付与され
、そのカムシャフト18とタイミングプーリアッシィ2
1との回転位相が変えら、各吸気バルブ11の開閉タイ
ミングが基本的な開閉タイミングに対して遅れる。
、かつ第2の電磁バルブ54が閉じられるか或いは開か
れると、第1の油圧室40に加えられる制御油圧が解除
される。その結果、図7に示すように、リングギヤ39
がスプリング43の付勢力によってキャップ37の内壁
に近接する左端位置まで押圧されて移動規制される。 よって、吸気側のカムシャフト18に捩じりが付与され
、そのカムシャフト18とタイミングプーリアッシィ2
1との回転位相が変えら、各吸気バルブ11の開閉タイ
ミングが基本的な開閉タイミングに対して遅れる。
【0037】従って、冷間時には、上死点付近で排気行
程が終了して排気バルブ12が確実に閉じられた後に、
吸気バルブ11が開かれて吸気口9aから燃焼室8に混
合気が吸入される。このため、燃焼室8に混合気が吸入
される際に、既燃焼ガスが排気口10aから同時に混入
することがなくなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流
れの影響を受けて点火プラグ23の放電部23aを直撃
することがなくなる。その結果、燃料の液滴が放電部2
3aに付着することを防止することができ、燃料付着に
よるプラグくすぶりを防止することができる。
程が終了して排気バルブ12が確実に閉じられた後に、
吸気バルブ11が開かれて吸気口9aから燃焼室8に混
合気が吸入される。このため、燃焼室8に混合気が吸入
される際に、既燃焼ガスが排気口10aから同時に混入
することがなくなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流
れの影響を受けて点火プラグ23の放電部23aを直撃
することがなくなる。その結果、燃料の液滴が放電部2
3aに付着することを防止することができ、燃料付着に
よるプラグくすぶりを防止することができる。
【0038】(第2実施例)
次に、第2の発明を自動車用の4サイクルガソリンエン
ジンに具体化した第2実施例を図10に従って説明する
。尚、この実施例において内燃機関の吸排気制御装置の
基本的な構成は前記第1実施例のそれと同じであるとし
、排出制御手段としてのECU57により実行される冷
間時バルブタイミング制御処理の違いについてのみ説明
する。
ジンに具体化した第2実施例を図10に従って説明する
。尚、この実施例において内燃機関の吸排気制御装置の
基本的な構成は前記第1実施例のそれと同じであるとし
、排出制御手段としてのECU57により実行される冷
間時バルブタイミング制御処理の違いについてのみ説明
する。
【0039】ECU57は水温センサ61により検出さ
れる冷却水温THWが基準水温T0よりも小さい場合に
冷間時であるとして、その冷間時のバルブタイミング制
御処理を実行すべく各電磁バルブ53〜56を開閉制御
する。この実施例では、排気バルブ12の開閉タイミン
グのみを基本的な開閉タイミングよりも早めさせるため
に、第3の電磁バルブ55及び第4の電磁バルブ56に
開閉制御信号を出力する。即ち、図10に示すように、
ピストン4の行程が排気行程から吸気行程へ移る上死点
付近において、上死点の直前で排気バルブ12を閉じさ
せるべく、第3の電磁バルブ55を開かせ、かつ第4の
電磁バルブ56を閉じさせる信号を出力する。つまり、
既燃焼ガスの排出終了時期を排気行程が終了するよりも
前になるように、各電磁バルブ55,56を開閉制御す
る。
れる冷却水温THWが基準水温T0よりも小さい場合に
冷間時であるとして、その冷間時のバルブタイミング制
御処理を実行すべく各電磁バルブ53〜56を開閉制御
する。この実施例では、排気バルブ12の開閉タイミン
グのみを基本的な開閉タイミングよりも早めさせるため
に、第3の電磁バルブ55及び第4の電磁バルブ56に
開閉制御信号を出力する。即ち、図10に示すように、
ピストン4の行程が排気行程から吸気行程へ移る上死点
付近において、上死点の直前で排気バルブ12を閉じさ
せるべく、第3の電磁バルブ55を開かせ、かつ第4の
電磁バルブ56を閉じさせる信号を出力する。つまり、
既燃焼ガスの排出終了時期を排気行程が終了するよりも
前になるように、各電磁バルブ55,56を開閉制御す
る。
【0040】そして、第3の電磁バルブ55が開かれ、
かつ第4の電磁バルブ56が閉じらると、リングギヤ3
9に制御油圧が加えられ、かつピストン42に加えられ
る制御油圧が解除される。その結果、図5に示すように
、リングギヤ39がスプリング43の付勢力に抗して押
圧されて右端位置にて移動規制される。よって、排気側
のカムシャフト20に捩じりが付与され、そのカムシャ
フト20とタイミングプーリアッシィ22との回転位相
が変えら、排気バルブ12の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。
かつ第4の電磁バルブ56が閉じらると、リングギヤ3
9に制御油圧が加えられ、かつピストン42に加えられ
る制御油圧が解除される。その結果、図5に示すように
、リングギヤ39がスプリング43の付勢力に抗して押
圧されて右端位置にて移動規制される。よって、排気側
のカムシャフト20に捩じりが付与され、そのカムシャ
フト20とタイミングプーリアッシィ22との回転位相
が変えら、排気バルブ12の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。
【0041】従って、冷間時には、排気行程が吸気行程
へ移る前に排気バルブ12が確実に閉じらるので、吸気
行程には燃焼室8へ吸気口9aからの混合気のみが吸入
される。つまり、燃焼室8に混合気が吸入される際に、
既燃焼ガスが排気口10aから同時に混入することがな
くなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグ23の放電部23aを直撃することがな
くなる。その結果、燃料の液滴が放電部23aに付着す
ることを防止することができ、燃料付着によるプラグく
すぶりを防止することができる。
へ移る前に排気バルブ12が確実に閉じらるので、吸気
行程には燃焼室8へ吸気口9aからの混合気のみが吸入
される。つまり、燃焼室8に混合気が吸入される際に、
既燃焼ガスが排気口10aから同時に混入することがな
くなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグ23の放電部23aを直撃することがな
くなる。その結果、燃料の液滴が放電部23aに付着す
ることを防止することができ、燃料付着によるプラグく
すぶりを防止することができる。
【0042】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 (1)前記各実施例では、吸気側カムシャフト18及び
排気側カムシャフト20の回転位相をクランクシャフト
6の回転位相に対して変えるべく、可変バルブタイミン
グ機構を構成する各タイミングプーリアッシィ21,2
2を2系統の制御油圧によって駆動させるようにしたが
、可変バルブタイミング機構を構成するタイミングプー
リアッシィを電磁ソレノイド等のアクチュエータによっ
て駆動させるようにしてもよい。
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 (1)前記各実施例では、吸気側カムシャフト18及び
排気側カムシャフト20の回転位相をクランクシャフト
6の回転位相に対して変えるべく、可変バルブタイミン
グ機構を構成する各タイミングプーリアッシィ21,2
2を2系統の制御油圧によって駆動させるようにしたが
、可変バルブタイミング機構を構成するタイミングプー
リアッシィを電磁ソレノイド等のアクチュエータによっ
て駆動させるようにしてもよい。
【0043】(2)前記各実施例では、各タイミングプ
ーリアッシィ21,22をタイミングベルトを介してエ
ンジン1のクランクシャフト6に駆動連結する場合に具
体化したが、チェーンを介してクランクシャフトに駆動
連結する場合に具体化してもよい。 (3)前記各実施例では可変バルブタイミング装置とし
てタイミングプーリアッシィ21,22を制御油圧によ
って駆動させて吸気バルブ11及び排気バルブ12の開
閉タイミングを変更する場合に具体化したが、吸気バル
ブ及び排気バルブとは別に吸気ポート及び排気ポートの
途中に各ポートを開閉するロータリーバルブを設け、そ
のロータリーバルブの開閉タイミングを変更する場合に
具体化してもよい。つまり、吸入路開閉手段及び排出路
開閉手段を吸入ポート及び排気ポートに設けられたロー
タリーバルブにより構成し、それらの駆動タイミングを
可変とする吸入時期変更手段及び排出時期変更手段をア
クチュエータ等によって構成してもよい。
ーリアッシィ21,22をタイミングベルトを介してエ
ンジン1のクランクシャフト6に駆動連結する場合に具
体化したが、チェーンを介してクランクシャフトに駆動
連結する場合に具体化してもよい。 (3)前記各実施例では可変バルブタイミング装置とし
てタイミングプーリアッシィ21,22を制御油圧によ
って駆動させて吸気バルブ11及び排気バルブ12の開
閉タイミングを変更する場合に具体化したが、吸気バル
ブ及び排気バルブとは別に吸気ポート及び排気ポートの
途中に各ポートを開閉するロータリーバルブを設け、そ
のロータリーバルブの開閉タイミングを変更する場合に
具体化してもよい。つまり、吸入路開閉手段及び排出路
開閉手段を吸入ポート及び排気ポートに設けられたロー
タリーバルブにより構成し、それらの駆動タイミングを
可変とする吸入時期変更手段及び排出時期変更手段をア
クチュエータ等によって構成してもよい。
【0044】(4)前記各実施例では、吸気バルブ11
及び排気バルブ12をそれぞれカムシャフト18,20
によって駆動する場合に具体化したが、吸気バルブ及び
排気バルブを電磁式或いは油圧式等のアクチュエータに
よって駆動する場合に具体化してもよい。
及び排気バルブ12をそれぞれカムシャフト18,20
によって駆動する場合に具体化したが、吸気バルブ及び
排気バルブを電磁式或いは油圧式等のアクチュエータに
よって駆動する場合に具体化してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、第1の発明によれ
ば、機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間
時であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気
吸入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期
変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と既燃焼
ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくなり、既
燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラ
グへの燃料の付着を防止することができ、プラグくすぶ
りを未然に防止することができるという優れた効果を発
揮する。
ば、機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間
時であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気
吸入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期
変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と既燃焼
ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくなり、既
燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラ
グへの燃料の付着を防止することができ、プラグくすぶ
りを未然に防止することができるという優れた効果を発
揮する。
【0046】又、第2の発明によれば、機関温度検出手
段の検出結果に基づいて機関が冷間時であると判断した
時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路が閉ざされ
る時期を機関のピストン上死点よりも前になるように排
出時期変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と
既燃焼ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくな
り、既燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点
火プラグへの燃料の付着を防止することができ、プラグ
くすぶりを未然に防止することができるという優れた効
果を発揮する。
段の検出結果に基づいて機関が冷間時であると判断した
時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路が閉ざされ
る時期を機関のピストン上死点よりも前になるように排
出時期変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と
既燃焼ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくな
り、既燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点
火プラグへの燃料の付着を防止することができ、プラグ
くすぶりを未然に防止することができるという優れた効
果を発揮する。
【図1】第1の発明を具体化した第1実施例における4
気筒ガソリンエンジンの一つの気筒に係る吸排気システ
ム及び動弁系を示す断面図である。
気筒ガソリンエンジンの一つの気筒に係る吸排気システ
ム及び動弁系を示す断面図である。
【図2】第1実施例における一つの気筒の吸排気システ
ムを示し、シリンダヘッドを内側から見た平面図である
。
ムを示し、シリンダヘッドを内側から見た平面図である
。
【図3】第1実施例における可変バルブタイミング装置
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図4】第1実施例における内燃機関の吸排気制御装置
の電気的構成を示すブロック図である。
の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】第1実施例における可変バルブタイミング装置
の作用を説明する部分断面図でである。
の作用を説明する部分断面図でである。
【図6】同じく第1実施例における可変バルブタイミン
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。
【図7】同じく第1実施例における可変バルブタイミン
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。
【図8】第1実施例におけるバルブタイミング制御処理
のルーチンを説明するフローチャートである。
のルーチンを説明するフローチャートである。
【図9】第1実施例における排気バルブ及び吸気バルブ
の開閉タイミングを説明するタイムチャートである。
の開閉タイミングを説明するタイムチャートである。
【図10】第2の発明を具体化した第2実施例における
排気バルブ及び吸気バルブの開閉タイミングを説明する
タイムチャートである。
排気バルブ及び吸気バルブの開閉タイミングを説明する
タイムチャートである。
【図11】従来例における排気バルブ及び吸気バルブの
開閉タイミングを説明するタイムチャートである。
開閉タイミングを説明するタイムチャートである。
【図12】従来例における各気筒吸排気2バルブ方式の
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。
【図13】従来例における各気筒吸排気4バルブ方式の
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。
1 機関としてのエンジン
8 燃焼室
9 混合気吸入路としての吸気ポート10 既
燃焼ガス排出路としての排気ポート11 吸入路開閉
手段としての吸気バルブ12 排出路開閉手段として
の排気バルブ21 吸入時期変更手段を構成するタイ
ミングプーリアッシィ 22 排出時期変更手段を構成するタイミングプーリ
アッシィ 23 点火プラグ
燃焼ガス排出路としての排気ポート11 吸入路開閉
手段としての吸気バルブ12 排出路開閉手段として
の排気バルブ21 吸入時期変更手段を構成するタイ
ミングプーリアッシィ 22 排出時期変更手段を構成するタイミングプーリ
アッシィ 23 点火プラグ
Claims (2)
- 【請求項1】 機関の回転に同期して所定のタイミン
グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
吸入路開閉手段と、前記燃焼室への混合気吸入時期を変
更すべく前記吸入路開閉手段の駆動タイミングを可変と
する吸入時期変更手段と、前記機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、前記燃焼室に通じる既燃焼
ガス排出路を開閉する排出路開閉手段と、前記燃焼室か
らの既燃焼ガス排出時期を変更すべく前記排出路開閉手
段の駆動タイミングを可変とする排出時期変更手段と、
前記燃焼室に配置され、同燃焼室に吸入される混合気へ
着火するための点火プラグとを備え、前記混合気吸入時
期、前記既燃焼ガス排出時期を適宜に変更するために前
記吸入時期変更手段及び前記排出時期変更手段を駆動制
御する内燃機関の吸排気制御装置において、前記機関の
温度を検出する機関温度検出手段と、前記機関温度検出
手段の検出結果に基づいて前記機関が冷間時であると判
断した時、前記排出路開閉手段により前記既燃焼ガス排
出路が閉ざされた後に前記吸入路開閉手段により前記混
合気吸入路を開かせるように前記排出時期変更手段及び
前記吸入時期変更手段を駆動制御する吸排制御手段とを
備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気制御装置。 - 【請求項2】 機関の回転に同期して所定のタイミン
グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
吸入路開閉手段と、前記機関の回転に同期して所定のタ
イミングで駆動され、前記燃焼室に通じる既燃焼ガス排
出路を開閉する排出路開閉手段と、前記燃焼室からの既
燃焼ガス排出時期を変更すべく前記排出路開閉手段の駆
動タイミングを可変とする排出時期変更手段と、前記燃
焼室に配置され、同燃焼室に吸入される混合気へ着火す
るための点火プラグとを備え、少なくとも前記既燃焼ガ
ス排出時期を適宜に変更するために前記排出時期変更手
段を駆動制御する内燃機関の吸排気制御装置において、
前記機関の温度を検出する機関温度検出手段と、前記機
関温度検出手段の検出結果に基づいて前記機関が冷間時
であると判断した時、前記排出路開閉手段により前記既
燃焼ガス排出路が閉ざされる時期を前記機関のピストン
上死点よりも前になるように前記排出時期変更手段を駆
動制御する排出制御手段とを備えたことを特徴とする内
燃機関の吸排気制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40828090A JPH04228843A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 内燃機関の吸排気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40828090A JPH04228843A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 内燃機関の吸排気制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04228843A true JPH04228843A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=18517752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40828090A Pending JPH04228843A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 内燃機関の吸排気制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04228843A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5626109A (en) * | 1995-03-31 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve timing control apparatus for engine |
US5769044A (en) * | 1996-05-24 | 1998-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Value performance control apparatus for internal combustion engine |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP40828090A patent/JPH04228843A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5626109A (en) * | 1995-03-31 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve timing control apparatus for engine |
US5769044A (en) * | 1996-05-24 | 1998-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Value performance control apparatus for internal combustion engine |
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