JPH11324746A - 内燃機関の触媒活性化促進装置 - Google Patents
内燃機関の触媒活性化促進装置Info
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- JPH11324746A JPH11324746A JP10131781A JP13178198A JPH11324746A JP H11324746 A JPH11324746 A JP H11324746A JP 10131781 A JP10131781 A JP 10131781A JP 13178198 A JP13178198 A JP 13178198A JP H11324746 A JPH11324746 A JP H11324746A
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- engine
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変バルブタイミング機構付エンジンの触媒
活性化促進。 【解決手段】 エンジン(1)が冷却水温が予め定めた
所定値以下、回転数、負荷が予め定めた所定値以下で運
転されているときは、バルブ特性制御装置(100、1
00’)により吸気カムシャフト(50)と排気カムシ
ャフト(50’)の回転位相を変更して排気バルブと吸
気バルブのオーバーラップ期間を増大する。排気マニホ
ールド(6)は増大されたオーバーラップ期間に排気負
圧波が排気ポートに戻るようにされている。燃料はオー
バーラップ終了後に噴射され、その量は微濃空燃比とな
るようにされている。排気管に吹き抜けた新気が、次点
火気筒の排気ガスに混合して燃焼し排気ガス温度を高め
触媒活性化を促進する。
活性化促進。 【解決手段】 エンジン(1)が冷却水温が予め定めた
所定値以下、回転数、負荷が予め定めた所定値以下で運
転されているときは、バルブ特性制御装置(100、1
00’)により吸気カムシャフト(50)と排気カムシ
ャフト(50’)の回転位相を変更して排気バルブと吸
気バルブのオーバーラップ期間を増大する。排気マニホ
ールド(6)は増大されたオーバーラップ期間に排気負
圧波が排気ポートに戻るようにされている。燃料はオー
バーラップ終了後に噴射され、その量は微濃空燃比とな
るようにされている。排気管に吹き抜けた新気が、次点
火気筒の排気ガスに混合して燃焼し排気ガス温度を高め
触媒活性化を促進する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気系に
備えられた触媒の活性化を促進する触媒活性化促進装置
に関する、特に、吸気バルブおよび、または排気バルブ
の開弁期間を移動する可変バルブタイミング機構を備
え、吸気バルブと排気バルブが共に開弁しているオーバ
ーラップ期間が可変にされている機関における触媒活性
化促進装置に関する。
備えられた触媒の活性化を促進する触媒活性化促進装置
に関する、特に、吸気バルブおよび、または排気バルブ
の開弁期間を移動する可変バルブタイミング機構を備
え、吸気バルブと排気バルブが共に開弁しているオーバ
ーラップ期間が可変にされている機関における触媒活性
化促進装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸気バルブや排気バルブの開閉期間を運
転条件に応じて変更する、所謂、可変バルブタイミング
機構を備えたエンジンが公知である。そして、エンジン
の冷間時に、吸気バルブと排気バルブが両方とも開いて
いる、所謂、オーバーラップ期間を拡大して燃焼室内で
後燃えさせて、排気系に配設された触媒の活性化を促進
する装置が公知である。
転条件に応じて変更する、所謂、可変バルブタイミング
機構を備えたエンジンが公知である。そして、エンジン
の冷間時に、吸気バルブと排気バルブが両方とも開いて
いる、所謂、オーバーラップ期間を拡大して燃焼室内で
後燃えさせて、排気系に配設された触媒の活性化を促進
する装置が公知である。
【0003】例えば、特開平5−59936号公報に開
示されている装置では、冷間時に排気系の閉じのタイミ
ングを遅らせ排気バルブと吸気バルブのオーバーラップ
期間を拡大して触媒の活性化の促進をしている。また特
開平5−215001号公報に開示されている装置で
は、冷間時に排気バルブと吸気バルブのオーバーラップ
期間を増大し、点火時期を遅角し触媒の活性化を促進し
ている。
示されている装置では、冷間時に排気系の閉じのタイミ
ングを遅らせ排気バルブと吸気バルブのオーバーラップ
期間を拡大して触媒の活性化の促進をしている。また特
開平5−215001号公報に開示されている装置で
は、冷間時に排気バルブと吸気バルブのオーバーラップ
期間を増大し、点火時期を遅角し触媒の活性化を促進し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の各公
報の発明の考え方は、いずれもオーバーラップ期間の拡
大により排気ガスを新しい混合気に混入させる、いわゆ
る内部EGRを増大して、燃焼速度を遅らせ、その結
果、排気ガスの温度を上昇させようとするものである。
しかしながら、このような、オーバーラップ期間の拡大
だけでは、前記公報に記載のように上昇した排気ガスの
エネルギの多くはシリンダヘッドを介し冷却水に伝達さ
れてしまう。その結果本来の目的とする触媒活性化のた
めの触媒入口ガス温度の上昇に有効に作用しないという
問題がある。したがって、本発明の目的は冷間時に確実
に触媒の活性化を促進させることができる触媒活性化促
進装置を提供することである。
報の発明の考え方は、いずれもオーバーラップ期間の拡
大により排気ガスを新しい混合気に混入させる、いわゆ
る内部EGRを増大して、燃焼速度を遅らせ、その結
果、排気ガスの温度を上昇させようとするものである。
しかしながら、このような、オーバーラップ期間の拡大
だけでは、前記公報に記載のように上昇した排気ガスの
エネルギの多くはシリンダヘッドを介し冷却水に伝達さ
れてしまう。その結果本来の目的とする触媒活性化のた
めの触媒入口ガス温度の上昇に有効に作用しないという
問題がある。したがって、本発明の目的は冷間時に確実
に触媒の活性化を促進させることができる触媒活性化促
進装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、運転状態に応じてバルブオーバーラップ期間を変更
する可変オーバーラップ機構を備えた機関の排気系に配
設された触媒の活性化促進装置であって、機関の暖機状
態を検出する機関暖機状態検出手段と、機関の運転状態
を検出する機関運転状態検出手段と、機関低速低負荷時
に排気ポート内圧力を吸気ポート内圧力よりも低下せし
めることが可能な排気圧力低下手段と、燃料噴射時期を
調整する燃料噴射時期調整手段と、燃料噴射量を調整す
るを燃料噴射量調整手段と、を具備し、機関が暖機未了
で、低速低負荷で運転されている場合に、バルブオーバ
ーラップ期間を拡大して吸入新気を排気管に吹き抜けさ
せるとともに、燃料がオーバーラップ後に噴射されるよ
うに燃料噴射時期を調整し、かつ、オーバーラップ後に
噴射された燃料が微濃空燃比で安定燃焼するように燃料
噴射量を調整するようにした触媒活性化促進装置が提供
される。この様に構成された触媒活性化促進装置では、
冷間時、拡大されたバルブオーバーラップ期間中に、排
気圧力低下手段によって排気ポートの圧力が吸気ポート
の圧力よりも低くされ、燃料はオーバーラップ後に噴射
される。その結果、オーバーラップ中に新気が排気管に
吹き抜け、吹き抜けた空気は別の気筒の排気ガスに混合
して燃焼し排気ガス温度を上昇し、触媒の活性化を促進
する。
ば、運転状態に応じてバルブオーバーラップ期間を変更
する可変オーバーラップ機構を備えた機関の排気系に配
設された触媒の活性化促進装置であって、機関の暖機状
態を検出する機関暖機状態検出手段と、機関の運転状態
を検出する機関運転状態検出手段と、機関低速低負荷時
に排気ポート内圧力を吸気ポート内圧力よりも低下せし
めることが可能な排気圧力低下手段と、燃料噴射時期を
調整する燃料噴射時期調整手段と、燃料噴射量を調整す
るを燃料噴射量調整手段と、を具備し、機関が暖機未了
で、低速低負荷で運転されている場合に、バルブオーバ
ーラップ期間を拡大して吸入新気を排気管に吹き抜けさ
せるとともに、燃料がオーバーラップ後に噴射されるよ
うに燃料噴射時期を調整し、かつ、オーバーラップ後に
噴射された燃料が微濃空燃比で安定燃焼するように燃料
噴射量を調整するようにした触媒活性化促進装置が提供
される。この様に構成された触媒活性化促進装置では、
冷間時、拡大されたバルブオーバーラップ期間中に、排
気圧力低下手段によって排気ポートの圧力が吸気ポート
の圧力よりも低くされ、燃料はオーバーラップ後に噴射
される。その結果、オーバーラップ中に新気が排気管に
吹き抜け、吹き抜けた空気は別の気筒の排気ガスに混合
して燃焼し排気ガス温度を上昇し、触媒の活性化を促進
する。
【0006】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
において、オーバーラップ拡大手段が、排気バルブ閉弁
時期変更手段と、吸気バルブ開弁時期変更手段と、から
成る触媒活性化促進装置が提供される。この様に構成さ
れた触媒活性化促進装置では、排気バルブ閉弁時期変更
手段と、吸気バルブ開弁時期変更手段によって、排気バ
ルブ閉弁時期と吸気バルブ開弁時期の両方を変更してオ
ーバーラップが拡大される。
において、オーバーラップ拡大手段が、排気バルブ閉弁
時期変更手段と、吸気バルブ開弁時期変更手段と、から
成る触媒活性化促進装置が提供される。この様に構成さ
れた触媒活性化促進装置では、排気バルブ閉弁時期変更
手段と、吸気バルブ開弁時期変更手段によって、排気バ
ルブ閉弁時期と吸気バルブ開弁時期の両方を変更してオ
ーバーラップが拡大される。
【0007】請求項3の発明によれば、請求項1の発明
において、排気圧力低下手段が、排気脈動による負圧波
が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポート
に戻るように長さを最適化された排気管そのものである
触媒活性化促進装置が提供される。この様に構成された
触媒活性化促進装置では、排気管の長さが排気脈動によ
る負圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排
気ポートに戻るようにされている。
において、排気圧力低下手段が、排気脈動による負圧波
が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポート
に戻るように長さを最適化された排気管そのものである
触媒活性化促進装置が提供される。この様に構成された
触媒活性化促進装置では、排気管の長さが排気脈動によ
る負圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排
気ポートに戻るようにされている。
【0008】請求項4の発明によれば、請求項1の発明
において、排気圧力低下手段が、排気脈動による負圧波
が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポート
に戻るように調整する、排気負圧波調整手段である触媒
活性化促進装置が提供される。この様に構成された触媒
活性化促進装置では、排気負圧波調整手段によって排気
脈動による負圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期
間中に排気ポートに戻るようにされている。
において、排気圧力低下手段が、排気脈動による負圧波
が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポート
に戻るように調整する、排気負圧波調整手段である触媒
活性化促進装置が提供される。この様に構成された触媒
活性化促進装置では、排気負圧波調整手段によって排気
脈動による負圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期
間中に排気ポートに戻るようにされている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施の形
態の全体の構造を示す図である。エンジン1の吸気ポー
ト(図示せず)には、吸気管2、サージタンク3、吸気
マニホールド4を介して吸入空気が供給される。吸気管
2にはエアクリーナ5とエアフローメータ211と電子
スロットル251が配設されている。吸気マニホールド
4には各気筒毎に燃料噴射弁252が取り付けられてい
る。
実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施の形
態の全体の構造を示す図である。エンジン1の吸気ポー
ト(図示せず)には、吸気管2、サージタンク3、吸気
マニホールド4を介して吸入空気が供給される。吸気管
2にはエアクリーナ5とエアフローメータ211と電子
スロットル251が配設されている。吸気マニホールド
4には各気筒毎に燃料噴射弁252が取り付けられてい
る。
【0010】一方、エンジン1の排気ポート(図示しな
い)には排気マニホールド6が取り付けられている。こ
こで、このエンジンの点火の順序は#1気筒→#3気筒
→#4気筒→#2気筒の順であるが、これに対して、図
示される様に、排気マニホールド5は、#1気筒と#4
気筒が、#2気筒と#3気筒が、それぞれ等長的に一旦
集合され、それがさらに1本に集合されている。そし
て、低回転の低負荷時のオーバーラップ期間中に排気ポ
ートが負圧になるよう長さが最適にされている。
い)には排気マニホールド6が取り付けられている。こ
こで、このエンジンの点火の順序は#1気筒→#3気筒
→#4気筒→#2気筒の順であるが、これに対して、図
示される様に、排気マニホールド5は、#1気筒と#4
気筒が、#2気筒と#3気筒が、それぞれ等長的に一旦
集合され、それがさらに1本に集合されている。そし
て、低回転の低負荷時のオーバーラップ期間中に排気ポ
ートが負圧になるよう長さが最適にされている。
【0011】排気マニホールド6の下流に接続された排
気管7内には触媒8が配設されている。触媒8の上流に
は空燃比センサ215が配設されていて、空燃比センサ
215の信号をもとに、触媒8が最適に浄化作用をおこ
なうように燃料噴射弁252の燃料噴射量がフィードバ
ック制御される。また、エンジン1の各気筒に対してイ
グナイタ一体式の点火栓253が配設されている。30
0で示されているのは自動変速である。
気管7内には触媒8が配設されている。触媒8の上流に
は空燃比センサ215が配設されていて、空燃比センサ
215の信号をもとに、触媒8が最適に浄化作用をおこ
なうように燃料噴射弁252の燃料噴射量がフィードバ
ック制御される。また、エンジン1の各気筒に対してイ
グナイタ一体式の点火栓253が配設されている。30
0で示されているのは自動変速である。
【0012】また、エンジン1には、特に、本発明に係
わるものとして、前述した、エアフローメータ211の
他に、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク
ポジションセンサ212、エンジンの冷却水温を検出す
る水温センサ213、吸気カムシャフト50、排気カム
シャフト50’の位相を検出するカム角センサ214、
214’等のセンサが配設されていて、これらのセンサ
からの信号は電子制御ユニット(ECU)200に送ら
れる。
わるものとして、前述した、エアフローメータ211の
他に、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク
ポジションセンサ212、エンジンの冷却水温を検出す
る水温センサ213、吸気カムシャフト50、排気カム
シャフト50’の位相を検出するカム角センサ214、
214’等のセンサが配設されていて、これらのセンサ
からの信号は電子制御ユニット(ECU)200に送ら
れる。
【0013】エアフローメータ211は負荷としての吸
入空気量GAに応じた信号電圧を発生する。クランクポ
ジションセンサ212は構造の詳細は省略するが、例え
ば、クランクシャフトに取り付けられた信号発生円板の
突起に近接して電磁ピックアップが配され、この電磁ピ
ックアップが突起が通過する毎に信号電圧を発生する。
信号発生円板の突起は10°毎に設けられているが、2
つ欠歯しているので34個ある。欠歯箇所は例えば1番
気筒の上死点に対して所定の角度位置に設けられている
ので、欠歯箇所が発した信号から上死点を正確に求める
もとができる。そして、10°おきに発生される信号は
さらに分周され計測時点の上死点からのクランク角度を
精確にもとめることができる。
入空気量GAに応じた信号電圧を発生する。クランクポ
ジションセンサ212は構造の詳細は省略するが、例え
ば、クランクシャフトに取り付けられた信号発生円板の
突起に近接して電磁ピックアップが配され、この電磁ピ
ックアップが突起が通過する毎に信号電圧を発生する。
信号発生円板の突起は10°毎に設けられているが、2
つ欠歯しているので34個ある。欠歯箇所は例えば1番
気筒の上死点に対して所定の角度位置に設けられている
ので、欠歯箇所が発した信号から上死点を正確に求める
もとができる。そして、10°おきに発生される信号は
さらに分周され計測時点の上死点からのクランク角度を
精確にもとめることができる。
【0014】エンジン水温センサ213はエンジン1の
冷却水温TWに対応した信号を発生する。吸気カム角セ
ンサ214と排気カム角センサ214’は、カムシャフ
トの適切な場所に設けられた信号発生突起に近接して電
磁ピックアップが突起が通過する毎に信号電圧を発生す
るというものである。この突起は、カムシャフトの1回
転につき1回、すなわちクランクシャフト2回転につき
1回信号を発生する。この突起は、例えば、第1気筒の
カム山の最大リフト時に信号を発生する様に設けられて
いる。
冷却水温TWに対応した信号を発生する。吸気カム角セ
ンサ214と排気カム角センサ214’は、カムシャフ
トの適切な場所に設けられた信号発生突起に近接して電
磁ピックアップが突起が通過する毎に信号電圧を発生す
るというものである。この突起は、カムシャフトの1回
転につき1回、すなわちクランクシャフト2回転につき
1回信号を発生する。この突起は、例えば、第1気筒の
カム山の最大リフト時に信号を発生する様に設けられて
いる。
【0015】ECU200は相互に連結された入力イン
ターフェイス210、中央演算処理装置(CPU)22
0、ランダムアクセスメモリ(RAM)230、リード
オンリメモリ(ROM)240、出力インターフェイス
250から成るデジタルコンピュータである。
ターフェイス210、中央演算処理装置(CPU)22
0、ランダムアクセスメモリ(RAM)230、リード
オンリメモリ(ROM)240、出力インターフェイス
250から成るデジタルコンピュータである。
【0016】ECU200のCPU220は、入力イン
ターフェイス210に入力され必要に応じて変換された
各センサの信号、ROM240に記憶されたデータ等、
から後述する本発明にかかわる演算をおこない出力イン
ターフェイス250を介して、電子スロットル251、
点火栓253や後述のバルブ特性制御装置100、10
0’に出力して本発明の制御を実行する。
ターフェイス210に入力され必要に応じて変換された
各センサの信号、ROM240に記憶されたデータ等、
から後述する本発明にかかわる演算をおこない出力イン
ターフェイス250を介して、電子スロットル251、
点火栓253や後述のバルブ特性制御装置100、10
0’に出力して本発明の制御を実行する。
【0017】また、吸気バルブ(図示しない)の開弁期
間の位相、および、排気バルブ(図示しない)の開弁期
間の位相を変えるために、全く同じ構造のベーンタイプ
のバルブ特性制御装置100と100’が、吸気カムシ
ャフト50、排気カムシャフト50’に取り付けられて
いる。そこで、以下、吸気カムシャフト50に取り付け
られたバルブ特性制御装置100を例にして説明する。
間の位相、および、排気バルブ(図示しない)の開弁期
間の位相を変えるために、全く同じ構造のベーンタイプ
のバルブ特性制御装置100と100’が、吸気カムシ
ャフト50、排気カムシャフト50’に取り付けられて
いる。そこで、以下、吸気カムシャフト50に取り付け
られたバルブ特性制御装置100を例にして説明する。
【0018】図2は吸気カムシャフト50に取り付けら
れたこのベーンタイプのバルブ特性制御装置100を吸
気カムシャフト50の中心軸線Xを通る平面で切った断
面図である。図2を参照すると、クランクシャフト(図
示しない)によりチェーン(図示しない)を介して1/
2の回転比で駆動されるギア10に、ギア10と共働し
て進角油室110と遅角油室120を形成するハウジン
グ20とサイドカバ−30がB1(4本の内1本のみ図
示)により固定されている。ハウジング20の内側には
ロータ40が所定角度回動自在に配設されている。ロー
タ40は吸気カムシャフト50にボルトB2で固定され
ている。
れたこのベーンタイプのバルブ特性制御装置100を吸
気カムシャフト50の中心軸線Xを通る平面で切った断
面図である。図2を参照すると、クランクシャフト(図
示しない)によりチェーン(図示しない)を介して1/
2の回転比で駆動されるギア10に、ギア10と共働し
て進角油室110と遅角油室120を形成するハウジン
グ20とサイドカバ−30がB1(4本の内1本のみ図
示)により固定されている。ハウジング20の内側には
ロータ40が所定角度回動自在に配設されている。ロー
タ40は吸気カムシャフト50にボルトB2で固定され
ている。
【0019】図3はサイドカバー30とボルトB1、ボ
ルトB2を除去した状態でバルブ特性制御装置1を軸端
側(図1の左側)から見た図である。図3に示されるよ
うにハウジング20は外周部21と4つの内側突起部2
2からなる。内側突起部22の内周側にはシール部材2
3が配設されている。24はボルトB1が通る穴であ
る。図2においては、ハウジング20は吸気カムシャフ
ト50の中心軸線Xよりも上側では外周部21と内側突
起部22が一体でシール部材23と共に示され、吸気カ
ムシャフト50の中心軸線Xよりも下側ではハウジング
20は外周部21が示されており、破線20’は外周部
21と内側突起部22の境目である。
ルトB2を除去した状態でバルブ特性制御装置1を軸端
側(図1の左側)から見た図である。図3に示されるよ
うにハウジング20は外周部21と4つの内側突起部2
2からなる。内側突起部22の内周側にはシール部材2
3が配設されている。24はボルトB1が通る穴であ
る。図2においては、ハウジング20は吸気カムシャフ
ト50の中心軸線Xよりも上側では外周部21と内側突
起部22が一体でシール部材23と共に示され、吸気カ
ムシャフト50の中心軸線Xよりも下側ではハウジング
20は外周部21が示されており、破線20’は外周部
21と内側突起部22の境目である。
【0020】また、図3に示されるように、ロータ40
はボス41とそこから放射状に外側に突き出た4つのベ
ーン42から成る。各ベーン40の外周側にはシール部
材43が配設されている。図2においては、ロータ40
は、吸気カムシャフト50の中心軸線Xよりも上側では
ボス41のみが示され、吸気カムシャフト50の中心軸
線Xよりも下側ではボス41とベーン42が一体でシー
ル部材43と共に示されており、破線40’はボス41
とベーン42の境目である。ロータ40のボス41には
進角時にカムシャフト内進角油路55を通って来た作動
油をボス41の中央部のボルトB2の周りに形成される
中央油室44に導く2本の傾斜油路45と、中央油室4
4から、ロータ40のベーン42とハウジング20の内
側突起部22の間に形成される、進角油室110に作動
油を導入する4本の分配油路46が形成されている。
はボス41とそこから放射状に外側に突き出た4つのベ
ーン42から成る。各ベーン40の外周側にはシール部
材43が配設されている。図2においては、ロータ40
は、吸気カムシャフト50の中心軸線Xよりも上側では
ボス41のみが示され、吸気カムシャフト50の中心軸
線Xよりも下側ではボス41とベーン42が一体でシー
ル部材43と共に示されており、破線40’はボス41
とベーン42の境目である。ロータ40のボス41には
進角時にカムシャフト内進角油路55を通って来た作動
油をボス41の中央部のボルトB2の周りに形成される
中央油室44に導く2本の傾斜油路45と、中央油室4
4から、ロータ40のベーン42とハウジング20の内
側突起部22の間に形成される、進角油室110に作動
油を導入する4本の分配油路46が形成されている。
【0021】図2に戻り吸気カムシャフト50に注目す
ると、吸気カムシャフト50は外側フランジ51と内側
フランジ52の間で、半割りの上側メタルベアリング6
0A、下側メタルベアリング60Bを介して、シリンダ
ヘッド70とカムキャップ80により回転自在に支持さ
れている。そして、外側フランジ51と内側フランジ5
2の間で、内側フランジ52に近い方に環状進角油路5
3が、外側フランジ52に近い方に環状遅角油路54が
形成されている。環状進角油路53は中心軸線Xに平行
に形成されたカムシャフト内進角油路55と短い油路5
5aを介して連通している。そしてカムシャフト内進角
油路55はロータ40の傾斜油路45に連通している。
環状遅角油路54は中心軸線Xに平行に形成されたカム
シャフト内遅角油路56と短い油路56aを介して連通
している。カムシャフト内進角油路56は外側フランジ
51よりも軸端側に設けられている軸端側環状遅角油路
57に連通している。軸端側環状遅角油路57は、ギヤ
10の内周側に設けられたギヤ内環状油路11とギヤ内
分配油路12を介して、遅角油室120に連通してい
る。
ると、吸気カムシャフト50は外側フランジ51と内側
フランジ52の間で、半割りの上側メタルベアリング6
0A、下側メタルベアリング60Bを介して、シリンダ
ヘッド70とカムキャップ80により回転自在に支持さ
れている。そして、外側フランジ51と内側フランジ5
2の間で、内側フランジ52に近い方に環状進角油路5
3が、外側フランジ52に近い方に環状遅角油路54が
形成されている。環状進角油路53は中心軸線Xに平行
に形成されたカムシャフト内進角油路55と短い油路5
5aを介して連通している。そしてカムシャフト内進角
油路55はロータ40の傾斜油路45に連通している。
環状遅角油路54は中心軸線Xに平行に形成されたカム
シャフト内遅角油路56と短い油路56aを介して連通
している。カムシャフト内進角油路56は外側フランジ
51よりも軸端側に設けられている軸端側環状遅角油路
57に連通している。軸端側環状遅角油路57は、ギヤ
10の内周側に設けられたギヤ内環状油路11とギヤ内
分配油路12を介して、遅角油室120に連通してい
る。
【0022】一方、シリンダヘッド70には各油室への
作動油の供給を制御するオイルコントロールバルブ90
が嵌入されている。図4にオイルコントロールバルブ9
0の詳細を示す。図4に示されているようにオイルコン
トロールバルブ90はスリーブ91内で電磁ソレノイド
92のプランジャ93とスプリング94によってスプー
ル弁95を移動して作動油の流れ方向を切り換える。
作動油の供給を制御するオイルコントロールバルブ90
が嵌入されている。図4にオイルコントロールバルブ9
0の詳細を示す。図4に示されているようにオイルコン
トロールバルブ90はスリーブ91内で電磁ソレノイド
92のプランジャ93とスプリング94によってスプー
ル弁95を移動して作動油の流れ方向を切り換える。
【0023】スリーブ91は進角ポート91a、遅角ポ
ート91b、供給ポート91c、ドレインポート91
d、91eを有している。一方、スプール弁95は、4
つのランド95a、95b、95c、95dと、3つの
溝通路95e、95e、95fを有する。そして電磁ソ
レノイド92は電子コントロールユニット(以下EC
U)200からの信号によりデューテイ制御で励磁され
るがそのデューティ比を変えることによりスプール弁9
5の位置が変化させて作動油の進角油室110、遅角油
室120への給排を制御する。
ート91b、供給ポート91c、ドレインポート91
d、91eを有している。一方、スプール弁95は、4
つのランド95a、95b、95c、95dと、3つの
溝通路95e、95e、95fを有する。そして電磁ソ
レノイド92は電子コントロールユニット(以下EC
U)200からの信号によりデューテイ制御で励磁され
るがそのデューティ比を変えることによりスプール弁9
5の位置が変化させて作動油の進角油室110、遅角油
室120への給排を制御する。
【0024】例えば、デューティ比100%で励磁され
るとスプール弁95は最も左側まで移動し進角ポート9
1aは全開で供給ポート91cと連通され、遅角ポート
91bが全開でドレインポート91eと連通され、バル
ブ特性制御装置100の進角油室110に向けて作動油
が最大能力で供給され、遅角油室120から作動油が最
大能力で排出され、吸気カムシャフト50はクランクシ
ャフトに対して最大速度で進角方向に移動する。また、
デューテイ比0%(励磁されない)の場合は、スプール
弁95は最も右側まで移動し供給ポート91cと遅角ポ
ート91bが全開で連通され、進角ポート91aがドレ
インポート91dと全開で連通され、バルブ特性制御装
置100の遅角油室120に向けて作動油が最大能力で
供給され、進角油室110から作動油が最大能力で排出
され、吸気カムシャフト50はクランクシャフトに対し
て最大速度で遅角方向に移動する。図4はこの供給ポー
ト91cと遅角ポート91bが全開で連通された状態を
示している。
るとスプール弁95は最も左側まで移動し進角ポート9
1aは全開で供給ポート91cと連通され、遅角ポート
91bが全開でドレインポート91eと連通され、バル
ブ特性制御装置100の進角油室110に向けて作動油
が最大能力で供給され、遅角油室120から作動油が最
大能力で排出され、吸気カムシャフト50はクランクシ
ャフトに対して最大速度で進角方向に移動する。また、
デューテイ比0%(励磁されない)の場合は、スプール
弁95は最も右側まで移動し供給ポート91cと遅角ポ
ート91bが全開で連通され、進角ポート91aがドレ
インポート91dと全開で連通され、バルブ特性制御装
置100の遅角油室120に向けて作動油が最大能力で
供給され、進角油室110から作動油が最大能力で排出
され、吸気カムシャフト50はクランクシャフトに対し
て最大速度で遅角方向に移動する。図4はこの供給ポー
ト91cと遅角ポート91bが全開で連通された状態を
示している。
【0025】一方、エンジン1は吸気カムシャフト50
のクランクシャフトに対する位相差を検出するカム角セ
ンサ214を有していて(図1参照)、吸気カムシャフ
ト50のクランクシャフトに対する位相差が予め定めた
位相差になると、電磁ソレノイド92は中間のデューテ
イ比で励磁されスプール弁95はランド95a、95
b、95c、95dによって、進角ポート91aと供給
ポート91c、ドレインポート91dとの連通をそれぞ
れ遮断し、遅角ポート91bと供給ポート91c、ドレ
インポート91dとの連通をそれぞれ遮断する位置で停
止し、吸気カムシャフト50はクランクシャフトに対し
てその位相差を保つ。
のクランクシャフトに対する位相差を検出するカム角セ
ンサ214を有していて(図1参照)、吸気カムシャフ
ト50のクランクシャフトに対する位相差が予め定めた
位相差になると、電磁ソレノイド92は中間のデューテ
イ比で励磁されスプール弁95はランド95a、95
b、95c、95dによって、進角ポート91aと供給
ポート91c、ドレインポート91dとの連通をそれぞ
れ遮断し、遅角ポート91bと供給ポート91c、ドレ
インポート91dとの連通をそれぞれ遮断する位置で停
止し、吸気カムシャフト50はクランクシャフトに対し
てその位相差を保つ。
【0026】図2において、71で示されるのはオイル
コントロールバルブ90の進角ポート91aと吸気カム
シャフト50に形成された環状進角油路53を連通する
ためのシリンダヘッド内進角油路である。また、72で
示されるのはオイルコントロールバルブ90の遅角ポー
ト91bと吸気カムシャフト50に形成された環状遅角
油路54を連通するためのシリンダヘッド内遅角油路で
ある。同じく、図2において73で示されるのはオイル
コントロールバルブ90の供給ポート91cとオイルポ
ンプ(図示しない)を連通するための供給油路であり、
74で示されるのはオイルコントロールバルブ90のド
レーンポート91d、91eとオイルパンを連通するた
めのドレーン油路である。
コントロールバルブ90の進角ポート91aと吸気カム
シャフト50に形成された環状進角油路53を連通する
ためのシリンダヘッド内進角油路である。また、72で
示されるのはオイルコントロールバルブ90の遅角ポー
ト91bと吸気カムシャフト50に形成された環状遅角
油路54を連通するためのシリンダヘッド内遅角油路で
ある。同じく、図2において73で示されるのはオイル
コントロールバルブ90の供給ポート91cとオイルポ
ンプ(図示しない)を連通するための供給油路であり、
74で示されるのはオイルコントロールバルブ90のド
レーンポート91d、91eとオイルパンを連通するた
めのドレーン油路である。
【0027】図5は図2の4−4線に沿って見た断面図
であって、環状進角油路53とシリンダヘッド内進角油
路71との連通、および、環状遅角油路54とシリンダ
ヘッド内遅角油路72との連通を示している。図4に示
されるように、シリンダヘッド内進角油路71はオイル
コントロールバルブ90の進角ポート91aからカムキ
ャップ80に向かって上方に延伸しシリンダヘッド70
の上面76に突き抜けている。このシリンダヘッド内進
角油路71と上側ベアリングメタル60Aの外側を結ぶ
ようにカムキャップ80の下面81に溝82が形成され
ている。一方、上側ベアリングメタル60Aには穴61
が形成されていて、穴61の径は環状進角油路53の幅
よりも大きく設定されている。そして、この穴61とカ
ムキャップ80の下面81に溝82を連通するように傾
斜油路83が形成されている。
であって、環状進角油路53とシリンダヘッド内進角油
路71との連通、および、環状遅角油路54とシリンダ
ヘッド内遅角油路72との連通を示している。図4に示
されるように、シリンダヘッド内進角油路71はオイル
コントロールバルブ90の進角ポート91aからカムキ
ャップ80に向かって上方に延伸しシリンダヘッド70
の上面76に突き抜けている。このシリンダヘッド内進
角油路71と上側ベアリングメタル60Aの外側を結ぶ
ようにカムキャップ80の下面81に溝82が形成され
ている。一方、上側ベアリングメタル60Aには穴61
が形成されていて、穴61の径は環状進角油路53の幅
よりも大きく設定されている。そして、この穴61とカ
ムキャップ80の下面81に溝82を連通するように傾
斜油路83が形成されている。
【0028】一方、シリンダヘッド内遅角油路72はオ
イルコントロールバルブ90の進角ポート91aからカ
ムキャップ80に向かって上方に延伸するが途中で斜め
に曲がって下側ベアリングメタル60Bの外側の開口7
2aに達している。上記の開口72aの径よりも幅の大
きな断面三日月状の溝78が、この開口72aから軸端
方向に向かって、下側ベアリングメタル60Bを受ける
シリンダヘッド70の半円断面受け部77に形成されて
いる。
イルコントロールバルブ90の進角ポート91aからカ
ムキャップ80に向かって上方に延伸するが途中で斜め
に曲がって下側ベアリングメタル60Bの外側の開口7
2aに達している。上記の開口72aの径よりも幅の大
きな断面三日月状の溝78が、この開口72aから軸端
方向に向かって、下側ベアリングメタル60Bを受ける
シリンダヘッド70の半円断面受け部77に形成されて
いる。
【0029】一方、下側ベアリングメタル60Bには、
そのフランジ部60Fが立ち上がる角部に切り欠き62
が形成されている。切り欠きを軸方向から見た大きさは
少なくとも溝78の三日月状の断面よりも大きく、切り
欠きを軸に直角な方向から見た時の幅は、この部分に内
接する吸気カムシャフト50の環状遅角油路54の幅よ
りも大きい。
そのフランジ部60Fが立ち上がる角部に切り欠き62
が形成されている。切り欠きを軸方向から見た大きさは
少なくとも溝78の三日月状の断面よりも大きく、切り
欠きを軸に直角な方向から見た時の幅は、この部分に内
接する吸気カムシャフト50の環状遅角油路54の幅よ
りも大きい。
【0030】したがって、進角用の作動油はオイルコン
トロールバルブ90の進角ポート91aから、シリンダ
ヘッド内油路71、カムキャップ80の溝82、傾斜油
路83、上側ベアリングメタル60Aの穴61を通っ
て、吸気カムシャフト50の環状進角油路53に達す
る。環状進角油路53からは短い連絡油路55aを通っ
てカムシャフト内進角油路55に入って軸端方向に進
み、ロータ40の傾斜油路45を通って中央油室44に
達し、そこから分配油路46を通って各進角油室110
に分配される。
トロールバルブ90の進角ポート91aから、シリンダ
ヘッド内油路71、カムキャップ80の溝82、傾斜油
路83、上側ベアリングメタル60Aの穴61を通っ
て、吸気カムシャフト50の環状進角油路53に達す
る。環状進角油路53からは短い連絡油路55aを通っ
てカムシャフト内進角油路55に入って軸端方向に進
み、ロータ40の傾斜油路45を通って中央油室44に
達し、そこから分配油路46を通って各進角油室110
に分配される。
【0031】また、遅角用の作動油はオイルコントロー
ルバルブ90の遅角ポート91bからシリンダヘッド内
油路72から、断面三日月状の溝78と下側ベアリング
メタル60Bの背面の間に形成される油路79に入って
軸端方向に進み、下側ベアリングメタル60Bの軸端の
角部に形成された切り欠き62を通って吸気カムシャフ
ト50の環状遅角油路54に達する。環状遅角油路54
からは短い連絡油路56aを通ってカムシャフト内遅角
油路56に入って軸端方向に進み、短い連絡油路56b
を通って軸端側環状遅角油路57に達する。そこから
は、軸端側環状遅角油路57に対向してギヤ10に形成
された環状油路11を経て傾斜分配油路12に入り、各
遅角油室120に分配される。
ルバルブ90の遅角ポート91bからシリンダヘッド内
油路72から、断面三日月状の溝78と下側ベアリング
メタル60Bの背面の間に形成される油路79に入って
軸端方向に進み、下側ベアリングメタル60Bの軸端の
角部に形成された切り欠き62を通って吸気カムシャフ
ト50の環状遅角油路54に達する。環状遅角油路54
からは短い連絡油路56aを通ってカムシャフト内遅角
油路56に入って軸端方向に進み、短い連絡油路56b
を通って軸端側環状遅角油路57に達する。そこから
は、軸端側環状遅角油路57に対向してギヤ10に形成
された環状油路11を経て傾斜分配油路12に入り、各
遅角油室120に分配される。
【0032】以下、上記の様に構成された、本発明の第
1の実施の形態の制御について説明する。ここで、第1
の実施の形態は、冷間時の低速、低負荷の運転条件にお
いて、オーバーラップ量を増大調整するとともに、燃料
の噴射はオーバーラップ後におこなって新気を排気管に
吹き抜けさせて、次に点火される気筒の排気ガスと混合
して燃焼させ排気ガス温度を上昇せしめ、触媒の活性化
を促進しようとするものである。
1の実施の形態の制御について説明する。ここで、第1
の実施の形態は、冷間時の低速、低負荷の運転条件にお
いて、オーバーラップ量を増大調整するとともに、燃料
の噴射はオーバーラップ後におこなって新気を排気管に
吹き抜けさせて、次に点火される気筒の排気ガスと混合
して燃焼させ排気ガス温度を上昇せしめ、触媒の活性化
を促進しようとするものである。
【0033】以下、上記の触媒活性化の制御の詳細を説
明する。図6のフローチャートは触媒活性化促進が必要
かどうかを判定するためのものである。ステップ61で
各パラメータの読み込みをおこない、ステップ62では
エンジンの冷却水温TWを予め定めた判定値TWaと比
較し冷間状態かどうかを判定し、ステップ63ではエン
ジン回転数NEを予め定めた判定値NEaと比較し、ス
テップ64ではエンジン負荷としての吸入空気量GAを
予め定めた判定値GAaと比較し、ステップ62、6
3、64ですべて肯定判定された場合のみステップ65
に進み、触媒活性化を促進するフラグフラグFCCを1
にする。ステップ62、63、64で否定判定された場
合は触媒の活性化促進が不要であるのでステップ66で
フラグFCCを0にして終了する。
明する。図6のフローチャートは触媒活性化促進が必要
かどうかを判定するためのものである。ステップ61で
各パラメータの読み込みをおこない、ステップ62では
エンジンの冷却水温TWを予め定めた判定値TWaと比
較し冷間状態かどうかを判定し、ステップ63ではエン
ジン回転数NEを予め定めた判定値NEaと比較し、ス
テップ64ではエンジン負荷としての吸入空気量GAを
予め定めた判定値GAaと比較し、ステップ62、6
3、64ですべて肯定判定された場合のみステップ65
に進み、触媒活性化を促進するフラグフラグFCCを1
にする。ステップ62、63、64で否定判定された場
合は触媒の活性化促進が不要であるのでステップ66で
フラグFCCを0にして終了する。
【0034】図7がステップ62の判定のためのマップ
であり、図8がステップ63、64の判定のためのマッ
プである。図6のフローチャートで触媒の活性化促進を
実行すべきと判定された場合に実行されるオーバーラッ
プを拡大するルーチンのフローチャートが図9に示され
ている。
であり、図8がステップ63、64の判定のためのマッ
プである。図6のフローチャートで触媒の活性化促進を
実行すべきと判定された場合に実行されるオーバーラッ
プを拡大するルーチンのフローチャートが図9に示され
ている。
【0035】次に、図9のフローチャートに示されるオ
ーバーラップ量の拡大について説明する。オーバーラッ
プ量の拡大は、例えば、図10の(a)に示す様な状態
から,図10の(b)に示す様な状態にする。このため
には、吸気バルブの開弁期間を進角側にずらすと同時に
排気バルブ開弁期間を遅角側にずらす必要がある。そこ
で、吸気カムシャフト50と排気カムシャフト50’の
回転位相をそれぞれ、進角側と遅角側に移動する。この
カムシャフトの移動は、クランクポジションセンサ21
2と吸気カム角センサ214と排気カム角センサ21
4’で、吸気カムシャフト50と排気カムシャフト5
0’の位相を検出しながらフィードバック制御でおこな
う。
ーバーラップ量の拡大について説明する。オーバーラッ
プ量の拡大は、例えば、図10の(a)に示す様な状態
から,図10の(b)に示す様な状態にする。このため
には、吸気バルブの開弁期間を進角側にずらすと同時に
排気バルブ開弁期間を遅角側にずらす必要がある。そこ
で、吸気カムシャフト50と排気カムシャフト50’の
回転位相をそれぞれ、進角側と遅角側に移動する。この
カムシャフトの移動は、クランクポジションセンサ21
2と吸気カム角センサ214と排気カム角センサ21
4’で、吸気カムシャフト50と排気カムシャフト5
0’の位相を検出しながらフィードバック制御でおこな
う。
【0036】現在の吸気カムシャフト50、排気カムシ
ャフト50’の位相はクランクポジションセンサ212
からの信号と、吸気カム角センサ214、排気カム角セ
ンサ214’からの信号に基づいてもとめる。この位相
をあらわすパラメータとして#1気筒の圧縮上死点から
吸気カム角センサ214、排気カム角センサ214’が
信号を発生する時点、すなわち#1気筒のカムの最大リ
フト時点、までのクランク角を計算する。なお、圧縮上
死点は前述のようにクランクポジションセンサ212が
欠歯部の信号を発生してから所定のクランク角を過ぎた
点としてもとめる。
ャフト50’の位相はクランクポジションセンサ212
からの信号と、吸気カム角センサ214、排気カム角セ
ンサ214’からの信号に基づいてもとめる。この位相
をあらわすパラメータとして#1気筒の圧縮上死点から
吸気カム角センサ214、排気カム角センサ214’が
信号を発生する時点、すなわち#1気筒のカムの最大リ
フト時点、までのクランク角を計算する。なお、圧縮上
死点は前述のようにクランクポジションセンサ212が
欠歯部の信号を発生してから所定のクランク角を過ぎた
点としてもとめる。
【0037】一方、ECU200のROM240には、
オーバーラップを大、中、小にするための吸気カムシャ
フト50と排気カムシャフト50’の位相が図11に示
すように記憶されていて、触媒の活性化を促進する時に
は、オーバーラップを大にする位相を用い、図10の
(b)に示すようにオーバーラップを大にする。なお、
通常は、運転条件に応じて予め定めたオーバーラップで
運転される(図23参照)。なお、図11のマップには
前述のカムシャフトの位相の測定に用いたのと同じパラ
メータで、すなわち、#1気筒の圧縮上死点から吸気カ
ム角センサ214、排気カム角センサ214’が信号を
発生する時点、すなわち#1気筒のカムの最大リフト時
点、までのクランク角で、記憶されている。
オーバーラップを大、中、小にするための吸気カムシャ
フト50と排気カムシャフト50’の位相が図11に示
すように記憶されていて、触媒の活性化を促進する時に
は、オーバーラップを大にする位相を用い、図10の
(b)に示すようにオーバーラップを大にする。なお、
通常は、運転条件に応じて予め定めたオーバーラップで
運転される(図23参照)。なお、図11のマップには
前述のカムシャフトの位相の測定に用いたのと同じパラ
メータで、すなわち、#1気筒の圧縮上死点から吸気カ
ム角センサ214、排気カム角センサ214’が信号を
発生する時点、すなわち#1気筒のカムの最大リフト時
点、までのクランク角で、記憶されている。
【0038】そして、マップからもとめたカムシャフト
の目標位相値に対して、実測したカムシャフトの位相が
遅れていた場合は、オイルコントロールバルブ90の電
磁ソレノイド92にデューテイ比100%の励磁電流を
送る指令を出し、バルブタイミング制御装置100の進
角油室110に作動油が流れるようにして、カムシャフ
トの位相を進めて目標の位相に近づける。逆に、マップ
からもとめたカムシャフトの目標位相値に対して、実測
したカムシャフトの位相が進んでいた場合は、オイルコ
ントロールバルブ90の電磁ソレノイド92を消磁する
指令を出して、バルブタイミング制御装置100の遅角
油室120に作動油が流れるようにして、カムシャフト
の位相を遅らせ目標の位相に近づける。そして、カムシ
ャフトの位相が目標値と一致したら中間のデューテイ比
の励磁電流を送り、その位相を保持する。
の目標位相値に対して、実測したカムシャフトの位相が
遅れていた場合は、オイルコントロールバルブ90の電
磁ソレノイド92にデューテイ比100%の励磁電流を
送る指令を出し、バルブタイミング制御装置100の進
角油室110に作動油が流れるようにして、カムシャフ
トの位相を進めて目標の位相に近づける。逆に、マップ
からもとめたカムシャフトの目標位相値に対して、実測
したカムシャフトの位相が進んでいた場合は、オイルコ
ントロールバルブ90の電磁ソレノイド92を消磁する
指令を出して、バルブタイミング制御装置100の遅角
油室120に作動油が流れるようにして、カムシャフト
の位相を遅らせ目標の位相に近づける。そして、カムシ
ャフトの位相が目標値と一致したら中間のデューテイ比
の励磁電流を送り、その位相を保持する。
【0039】図12、13は、それぞれ、吸気カムシャ
フト50の位相を最も進角する場合、吸気カムシャフト
50’の位相を最も遅角する場合のバルブ特性制御装置
100、100’のバルブハウジング20、20’の内
側突起部22、22’とロータ40、40’のベーン4
2、42’の相対位置関係を示している。なお、各図に
おいて、ハウジング20、20’ロータ40、40’は
図中矢印の様に時計周りに回転する。また各図において
は見やすくするために最小限の符号しか示していない。
フト50の位相を最も進角する場合、吸気カムシャフト
50’の位相を最も遅角する場合のバルブ特性制御装置
100、100’のバルブハウジング20、20’の内
側突起部22、22’とロータ40、40’のベーン4
2、42’の相対位置関係を示している。なお、各図に
おいて、ハウジング20、20’ロータ40、40’は
図中矢印の様に時計周りに回転する。また各図において
は見やすくするために最小限の符号しか示していない。
【0040】まず、図12の様に吸気カムシャフト50
の位相をもっとも進角する場合は、オイルコントロール
バルブ90の電磁ソレノイド92をデューテイ比100
%で励磁し太い破線の矢印で示されるように導入された
作動油で進角油室110を満たし、逆に遅角油室120
の作動油をすべて排出し、その後、デューテイ比を中間
の値にしてその状態を保持する。
の位相をもっとも進角する場合は、オイルコントロール
バルブ90の電磁ソレノイド92をデューテイ比100
%で励磁し太い破線の矢印で示されるように導入された
作動油で進角油室110を満たし、逆に遅角油室120
の作動油をすべて排出し、その後、デューテイ比を中間
の値にしてその状態を保持する。
【0041】一方、図13の様に吸気カムシャフト5
0’の位相をもっとも遅角する場合は、オイルコントロ
ールバルブ90’の電磁ソレノイド92’を消磁し、太
い破線の矢印で示されるように導入された作動油で遅角
油室120’を満たし、逆に進角油室110’の作動油
をすべて排出し、その後、デューテイ比を中間の値にし
てその状態を保持する。
0’の位相をもっとも遅角する場合は、オイルコントロ
ールバルブ90’の電磁ソレノイド92’を消磁し、太
い破線の矢印で示されるように導入された作動油で遅角
油室120’を満たし、逆に進角油室110’の作動油
をすべて排出し、その後、デューテイ比を中間の値にし
てその状態を保持する。
【0042】なお、オイルコントロールバルブ90、9
0’は電磁ソレノイド92、92’をデューテイ比を1
00%に励磁してはじめて進角ポート91a、91a’
が開く、また、0%(消磁)ではじめて遅角ポート91
b、91b’が開く,というものではなく、100%よ
りも低い、あるいは0%よりも大きい、デューテイ比か
ら徐々に開き始め、100%、0%(消磁)で最大開度
に達するというものであり、常に、100%、0%にす
る必要はない。むしろ、常に、100%、0%で制御し
ようとすると、オーバーシュートが発生し目標位相に到
達するのに時間がかかるので望ましくない。そこで、こ
の実施の形態においては、目標位相との差に応じてデュ
ーテイ比を変更するようにさているが詳細は省略する。
0’は電磁ソレノイド92、92’をデューテイ比を1
00%に励磁してはじめて進角ポート91a、91a’
が開く、また、0%(消磁)ではじめて遅角ポート91
b、91b’が開く,というものではなく、100%よ
りも低い、あるいは0%よりも大きい、デューテイ比か
ら徐々に開き始め、100%、0%(消磁)で最大開度
に達するというものであり、常に、100%、0%にす
る必要はない。むしろ、常に、100%、0%で制御し
ようとすると、オーバーシュートが発生し目標位相に到
達するのに時間がかかるので望ましくない。そこで、こ
の実施の形態においては、目標位相との差に応じてデュ
ーテイ比を変更するようにさているが詳細は省略する。
【0043】図6のフローチャートで触媒活性促進化フ
ラグFCCがONにされると、上述のオーバーラップの
拡大に加えて、燃料噴射時期の遅角と、燃料噴射量の増
量が行われる。図14に示すのが、燃料噴射時期を遅角
するルーチンのフローチャートである。ステップ141
で肯定判定された場合は、ステップ142で排気バルブ
の閉じ時期TEXCLを計算し、ステップ143で排気
バルブの閉じ時期TEXCLに予め定めた値αを加算し
て燃料噴射開始時期TFIBGNを計算する。次にステ
ップ144では燃料噴射開始時期TFIBGNに燃料噴
射時間TAUを加算して終了する。なお、燃料噴射終了
時期を初めに定めてそこから燃料噴射時間TAUを減算
して燃料噴射開始時期TFIBGNを決定してもよい。
図15が上記の燃料噴射時期の遅角を説明する図であ
る。
ラグFCCがONにされると、上述のオーバーラップの
拡大に加えて、燃料噴射時期の遅角と、燃料噴射量の増
量が行われる。図14に示すのが、燃料噴射時期を遅角
するルーチンのフローチャートである。ステップ141
で肯定判定された場合は、ステップ142で排気バルブ
の閉じ時期TEXCLを計算し、ステップ143で排気
バルブの閉じ時期TEXCLに予め定めた値αを加算し
て燃料噴射開始時期TFIBGNを計算する。次にステ
ップ144では燃料噴射開始時期TFIBGNに燃料噴
射時間TAUを加算して終了する。なお、燃料噴射終了
時期を初めに定めてそこから燃料噴射時間TAUを減算
して燃料噴射開始時期TFIBGNを決定してもよい。
図15が上記の燃料噴射時期の遅角を説明する図であ
る。
【0044】図16に示すのは燃料噴射量を増量するル
ーチンのフローチャートであって、ステップ161で肯
定判定されるとステップ162に進み通常の負荷と回転
数のマップ(図示せず)から決定される燃料量TAUに
対する増量分ΔTAUが加算される。図17は増量分Δ
TAUのマップであり、エンジン水温TWに対して設定
されている。増量の量は、空燃比が微濃状態となって良
好な燃焼が得られる様に予め定められている。
ーチンのフローチャートであって、ステップ161で肯
定判定されるとステップ162に進み通常の負荷と回転
数のマップ(図示せず)から決定される燃料量TAUに
対する増量分ΔTAUが加算される。図17は増量分Δ
TAUのマップであり、エンジン水温TWに対して設定
されている。増量の量は、空燃比が微濃状態となって良
好な燃焼が得られる様に予め定められている。
【0045】前述したように、このエンジンは図8で示
したような運転領域においてオーバーラップの期間に排
気ポートの圧力Peが負圧になるようにされ吸気ポート
Piの圧力よりも低くなるように排気マニホールド6の
長さが最適にされている。図18がこの効果を説明する
図である。図19は以上述べてきた制御によって、新気
が吸気ポートから排気ポートへ吹き抜けて、排気管の集
合部において、次に点火され爆発した気筒の排気ガスと
混合し様子を示した図である。この排気ガスは微濃の空
燃比で良好に燃焼した結果であるので、温度は高く排気
空燃比は微濃である。そこに酸素を十分に含んだ吹き抜
け新気が混入するので排気ガスは燃焼して高温になり、
触媒の活性化を促進することができる。なお、このエン
ジンの場合、点火順序は#1→#3→#4→#2である
ので#1気筒から吹き抜けた新気は#3気筒の排気ガス
と混合する。
したような運転領域においてオーバーラップの期間に排
気ポートの圧力Peが負圧になるようにされ吸気ポート
Piの圧力よりも低くなるように排気マニホールド6の
長さが最適にされている。図18がこの効果を説明する
図である。図19は以上述べてきた制御によって、新気
が吸気ポートから排気ポートへ吹き抜けて、排気管の集
合部において、次に点火され爆発した気筒の排気ガスと
混合し様子を示した図である。この排気ガスは微濃の空
燃比で良好に燃焼した結果であるので、温度は高く排気
空燃比は微濃である。そこに酸素を十分に含んだ吹き抜
け新気が混入するので排気ガスは燃焼して高温になり、
触媒の活性化を促進することができる。なお、このエン
ジンの場合、点火順序は#1→#3→#4→#2である
ので#1気筒から吹き抜けた新気は#3気筒の排気ガス
と混合する。
【0046】次に第2の実施の形態について説明する。
この第2の実施の形態では排気マニホールドが図20の
6’に示すようにされていて#1気筒と#4気筒の集合
管6aと#2気筒と#3気筒の集合管6bが途中で連通
管6cで連通され、その途中に連通管6cを開閉する排
気制御弁255が設けられている。そして、排気制御弁
255を開じた場合は第1の実施の形態の場合と同じよ
うに低回転時にオーバーラップ時に排気ポートの圧力が
負圧になるが、排気制御弁255を開いた場合は高回転
時にオーバーラップ時に排気ポートの圧力が正圧にな
る。図21がこの制御を示す図であり第1の実施の形態
に関して図6で説明したフローチャートと同様のルーチ
ンを実行して、ステップ65でFCCが1にされた場合
に、図9、図14、図15のフローチャートに示される
ルーチンの実行に加え、この図21のフローチャートに
示すルーチンが実行される。図22はこの制御による様
子を示す図である。
この第2の実施の形態では排気マニホールドが図20の
6’に示すようにされていて#1気筒と#4気筒の集合
管6aと#2気筒と#3気筒の集合管6bが途中で連通
管6cで連通され、その途中に連通管6cを開閉する排
気制御弁255が設けられている。そして、排気制御弁
255を開じた場合は第1の実施の形態の場合と同じよ
うに低回転時にオーバーラップ時に排気ポートの圧力が
負圧になるが、排気制御弁255を開いた場合は高回転
時にオーバーラップ時に排気ポートの圧力が正圧にな
る。図21がこの制御を示す図であり第1の実施の形態
に関して図6で説明したフローチャートと同様のルーチ
ンを実行して、ステップ65でFCCが1にされた場合
に、図9、図14、図15のフローチャートに示される
ルーチンの実行に加え、この図21のフローチャートに
示すルーチンが実行される。図22はこの制御による様
子を示す図である。
【0047】以上のように本発明の実施の形態について
説明したが、この実施の形態で用いられているベーンタ
イプの可変バルブタイミング機構と異なるタイプの可変
バルブタイミング機構を用いることも勿論可能である。
説明したが、この実施の形態で用いられているベーンタ
イプの可変バルブタイミング機構と異なるタイプの可変
バルブタイミング機構を用いることも勿論可能である。
【0048】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関が
暖機未了の冷間時にある時にオーバーラップ拡大手段に
よってバルブオーバーラップ期間が拡大され、拡大され
たバルブオーバーラップ期間中は機関の排気ポート内の
圧力が低下するようにされている。そして燃料はこの拡
大されたオーバーラップの終了後に、空燃比が微濃にな
るように増量されて噴射される。オーバーラップ時は新
気が排気管に吹き抜け、吹き抜けた新気は排気管内で別
の気筒の排気ガスに混合して燃焼し、排気管内の温度を
上昇せしめ、その結果、触媒が活性化される。
暖機未了の冷間時にある時にオーバーラップ拡大手段に
よってバルブオーバーラップ期間が拡大され、拡大され
たバルブオーバーラップ期間中は機関の排気ポート内の
圧力が低下するようにされている。そして燃料はこの拡
大されたオーバーラップの終了後に、空燃比が微濃にな
るように増量されて噴射される。オーバーラップ時は新
気が排気管に吹き抜け、吹き抜けた新気は排気管内で別
の気筒の排気ガスに混合して燃焼し、排気管内の温度を
上昇せしめ、その結果、触媒が活性化される。
【図1】本発明の全体の構成を示す図である。
【図2】バルブタイミング制御装置の構造をカム中心軸
を通る平面で切った断面図である。
を通る平面で切った断面図である。
【図3】図1の装置を軸方向から見た図である。
【図4】オイルコントロールバルブ90の構造を示す図
である。
である。
【図5】図1の4−4線に沿って見たオイルコントロー
ルバルブ90とカムシャフト50内の油路の連通を示す
断面図である。
ルバルブ90とカムシャフト50内の油路の連通を示す
断面図である。
【図6】第1の実施の形態における触媒活性化制御のル
ーチンのフローチャートである。
ーチンのフローチャートである。
【図7】触媒活性を促進する温度領域を示すマップであ
る。
る。
【図8】触媒活性を促進する回転、負荷領域を示すマッ
プである。
プである。
【図9】オーバーラップを拡大する制御のフローチャー
トである。
トである。
【図10】第1の実施の形態におけるオーバーラップ期
間の変化を示す図であって、(a)はオーバーラップ小
の場合で、(b)はオーバーラップ大の場合である。
間の変化を示す図であって、(a)はオーバーラップ小
の場合で、(b)はオーバーラップ大の場合である。
【図11】第1の実施の形態におけるオーバーラップを
大、中、小にするための吸気カムシャフト50と排気カ
ムシャフト50’の位相を示す図表である。
大、中、小にするための吸気カムシャフト50と排気カ
ムシャフト50’の位相を示す図表である。
【図12】吸気カムシャフトの位相を最も進角する場合
のバルブ特性制御装置100のバルブハウジング20と
ロータ40の相対位置関係を示す図である。
のバルブ特性制御装置100のバルブハウジング20と
ロータ40の相対位置関係を示す図である。
【図13】排気カムシャフトの位相を最も遅角する場合
のバルブ特性制御装置100’のバルブハウジング2
0’とロータ40’の相対位置関係を示す図である。
のバルブ特性制御装置100’のバルブハウジング2
0’とロータ40’の相対位置関係を示す図である。
【図14】噴射時期を変更するルーチンのフローチャー
トである。
トである。
【図15】噴射時期の変更を説明する図である。
【図16】噴射量の増量をするルーチンのフローチャー
トである。
トである。
【図17】冷却水温に対する噴射量の増量の変化を示す
マップである。
マップである。
【図18】排気圧力の低下を説明する図である。
【図19】第1の実施の形態の全体の作用を簡単に説明
する図である。
する図である。
【図20】第2の実施の形態において使用される排気制
御弁を示す図である。
御弁を示す図である。
【図21】図20の排気制御弁の作用を説明する図であ
る。
る。
【図22】排気制御弁の制御ルーチンのフローチャート
である。
である。
【図23】通常の運転時のオーバーラップ量のマップで
ある。
ある。
2…吸気管 3…サージタンク 4…吸気マニホールド 5…エアクリーナ 6…排気マニホールド 7…排気管 10…ギヤ 20、20’…ハウジング 22、22’…内側突出部 30…サイドカバー 40、40’…ロータ 42、42’…ベーン 50、50’…カムシャフト 60A…上側ベアリングメタル 60B…下側ベアリングメタル 70…シリンダヘッド 80…カムキャップ 90…オイルコントロールバルブ 100、100’…バルブ特性制御装置 110、110’…進角油室 120、120’…遅角油室 200…ECU 211…エアフローメータ 212…クランクポジションセンサ 213…冷却水温センサ 214、214’…カム角センサ 251…電子スロットル 253…点火栓 255…排気制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/06 330 F02D 41/06 330Z 335 335Z 43/00 301 43/00 301H 301J 301Z
Claims (4)
- 【請求項1】 運転状態に応じてバルブオーバーラップ
期間を変更する可変オーバーラップ機構を備えた機関の
排気系に配設された触媒の活性化促進装置であって、 機関の暖機状態を検出する機関暖機状態検出手段と、 機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、 機関低速低負荷時に排気ポート内圧力を吸気ポート内圧
力よりも低下せしめることが可能な排気圧力低下手段
と、 燃料噴射時期を調整する燃料噴射時期調整手段と、 燃料噴射量を調整するを燃料噴射量調整手段と、 を具備し、 機関が暖機未了で、低速低負荷で運転されている場合
に、バルブオーバーラップ期間を拡大して吸入新気を排
気管に吹き抜けさせるとともに、燃料がオーバーラップ
後に噴射されるように燃料噴射時期を調整し、かつ、オ
ーバーラップ後に噴射された燃料が微濃空燃比で安定燃
焼するように燃料噴射量を調整することを特徴とする触
媒活性化促進装置。 - 【請求項2】 オーバーラップ拡大手段が、排気バルブ
閉弁時期変更手段と、吸気バルブ開弁時期変更手段と、
から成ることを特徴とする請求項1に記載の触媒活性化
促進装置。 - 【請求項3】 排気圧力低下手段が、排気脈動による負
圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポ
ートに戻るように長さを最適化された排気管そのもので
あることを特徴とする請求項1に記載の触媒活性化促進
装置。 - 【請求項4】 排気圧力低下手段が、排気脈動による負
圧波が拡大されたバルブオーバーラップ期間中に排気ポ
ートに戻るように調整する、排気負圧波調整手段である
ことを特徴とする請求項1に記載の触媒活性化促進装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13178198A JP3635923B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 内燃機関の触媒活性化促進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13178198A JP3635923B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 内燃機関の触媒活性化促進装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11324746A true JPH11324746A (ja) | 1999-11-26 |
JP3635923B2 JP3635923B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=15066008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13178198A Expired - Fee Related JP3635923B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 内燃機関の触媒活性化促進装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3635923B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054480A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2007537388A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | アウディー アーゲー | 内燃機関を運転する方法およびその方法を実施する内燃機関 |
JP2008088872A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴ガソリンエンジン |
JP2009091917A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
WO2010067427A1 (ja) | 2008-12-10 | 2010-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
DE102010003622A1 (de) | 2009-04-03 | 2010-10-28 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Abwärmesteuergerät |
DE102010043803A1 (de) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Denso Corporation, Kariya-City | Steuerung für eine Maschine |
CN102102579A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 富士重工业株式会社 | 缸内喷射发动机 |
US8201406B2 (en) | 2007-11-06 | 2012-06-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
US8612117B2 (en) | 2009-06-12 | 2013-12-17 | Denso Corporation | Apparatus for controlling the amount of waste heat of an engine |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP13178198A patent/JP3635923B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054480A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
US8100099B2 (en) | 2004-05-13 | 2012-01-24 | Audi, Ag | Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine for carrying out said method |
JP2007537388A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | アウディー アーゲー | 内燃機関を運転する方法およびその方法を実施する内燃機関 |
JP2008088872A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴ガソリンエンジン |
JP2009091917A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
US8201406B2 (en) | 2007-11-06 | 2012-06-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
WO2010067427A1 (ja) | 2008-12-10 | 2010-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
DE102010003622A1 (de) | 2009-04-03 | 2010-10-28 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Abwärmesteuergerät |
US8402757B2 (en) | 2009-04-03 | 2013-03-26 | Denso Corporation | Waste heat control apparatus |
US8612117B2 (en) | 2009-06-12 | 2013-12-17 | Denso Corporation | Apparatus for controlling the amount of waste heat of an engine |
DE102010043803A1 (de) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Denso Corporation, Kariya-City | Steuerung für eine Maschine |
US8823203B2 (en) | 2009-11-12 | 2014-09-02 | Denso Corporation | Controller for engine |
DE102010043803B4 (de) | 2009-11-12 | 2021-08-05 | Denso Corporation | Steuerung für eine Maschine |
CN102102579A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 富士重工业株式会社 | 缸内喷射发动机 |
JP2011132833A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | 筒内噴射エンジン |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3635923B2 (ja) | 2005-04-06 |
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