DE102010008758A1 - Verbrennungsmotor mit variabler Ventilsteuerung - Google Patents

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Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verbrennungsmotor mit einem ersten Einlassventil (12) und einem zweiten Einlassventil (13) für jeden Zylinder, die derart konfiguriert sind, dass die durch eine erste Einlassnocke (10) bzw. eine zweite Einlassnocke (11) antreibbar sind, und mit einem Nockenphasenänderungsmechanismus (20) bereitgestellt, der dafür konfiguriert ist, die Phase der zweiten Einlassnocke (11) zu ändern, wobei der Nockenphasenänderungsmechanismus (20) derart gesteuert wird, dass der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils (13) in einem Startmodus vor denjenigen des ersten Einlassventils (12) vorverlegt wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Nockenphasenänderungsmechanismus, der dazu geeignet ist, die Phase einer Einlassnocke zu ändern.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Es sind herkömmliche Verbrennungsmotoren bekannt, die einen Nockenphasenänderungsmechanismus als variablen Ventiltrieb aufweisen, der die Phase einer Einlassnocke ändert, um die Öffnungs- und Schließzeitpunkte eines Einlassventils zu ändern. Außerdem ist eine Technik entwickelt worden, gemäß der der Nockenphasenänderungsmechanismus auf Verbrennungsmotoren angewendet wird, die für jeden Zylinder mehrere Einlassventile aufweisen. Gemäß dieser Technik werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte nur einiger der Einlassventile gemäß der Last und der Motordrehzahl geändert.
  • In einem derartigen Verbrennungsmotor werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte einiger der Einlassventile beispielsweise während eines Hochdrehzahl-/Hochlastmodus derart verzögert, dass die Öffnungsdauer der Einlassventile, einschließlich derjenigen, die keiner Verzögerungswinkelsteuerung unterzogen werden, verlängert wird, um die Durchflussrate von Ansaugluft zum Sichern eines geeigneten Ausgangsdrehmoments zu erhöhen. Um beispielsweise in einem Niedrigdrehzahl-/Hochlast-Startmodus ein geeignetes Verdichtungs verhältnis zu gewährleisten, wird dagegen der Verzögerungswinkel der Einlassventile begrenzt (vergl. japanische Patentanmeldung KOKAI Nr. 3-202602 ).
  • Weil die Verzögerungswinkel der Einlassventile im Startmodus gemäß der im vorstehend erwähnten Patentdokument beschriebenen Technik begrenzt werden, haben die Einlassventile jedoch eine gemeinsame Öffnungsdauer, so dass Ansaugluftströmungen miteinander wechselwirken, wodurch die Erzeugung von Verwirbelungen in einem Brennraum unterdrückt wird. Dadurch kann die Zündwilligkeit vermindert werden, was möglicherweise zu einer Verminderung der Abgasqualität führt.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einer variablen Ventilsteuerung bereitzustellen, die in der Lage ist, Verwirbelungen zu gewährleisten, um die Abgasqualität im Startmodus zu verbessern.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird durch die vorliegende Erfindung ein Verbrennungsmotor mit einer variablen Ventilsteuerung bereitgestellt, die für jeden Zylinder ein erstes Einlassventil und ein zweites Einlassventil aufweist, die dafür konfiguriert sind, durch eine erste Einlassnocke bzw. eine zweite Einlassnocke angetrieben zu werden, und einen Nockenphasenänderungsmechanismus, der dafür konfiguriert ist, die Phase der zweiten Einlassnocke zu ändern, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die den Nockenphasenänderungsmechanismus derart steuert, dass der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils in einem Startmodus vor denjenigen des ersten Einlassventils vorverlegt wird.
  • Dadurch wird der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils im Startmodus vor denjenigen des ersten Einlassventils vorverlegt, so dass Verwirbelungen erzeugt werden, weil in einer Anfangsphase einer Einlassventilöffnungsdauer nur das zweite Einlassventil öffnet. Dadurch können die Vergasung von Kraftstoff und seine Vermischung mit Luft beschleunigt werden, wodurch die Zündwilligkeit und die Abgasqualität im Startmodus verbessert werden.
  • Vorzugsweise sollte die Steuereinrichtung den Nockenphasenänderungsmechanismus derart steuern, dass die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils im Startmodus diejenige eines Auslassventils überlappt.
  • Daher nimmt die Temperatur der Ansaugluft durch das durch die Überlappung zurückgeführte Abgas zu, so dass die Vergasung des Kraftstoffs beschleunigt werden kann, um eine geeignete Verbrennung zu gewährleisten. Weil die Erhöhung der Ansauglufttemperatur zu einer Erhöhung der Abgastemperatur führt, kann darüber hinaus die Temperatur eines Abgasemissionsregelungskatalysators schnell erhöht werden, so dass die Abgasqualität verbessert werden kann.
  • Außerdem sollte vorzugsweise die zweite Einlassnocke derart eingestellt werden, dass die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils kürzer ist als diejenige des ersten Einlassventils.
  • Weil in einer Endphase der Einlassventilöffnungsdauer eine einseitige Ventilöffnungsdauer bereitgestellt wird, können daher stärkere Verwirbelungen erhalten werden, wodurch die Vergasung des Kraftstoffs und seine Vermischung mit Luft weiter beschleunigt werden, so dass die Zündwilligkeit verbessert werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor mit einem ersten Einlassventil (12) und einem zweiten Einlassventil (13) für jeden Zylinder, die derart konfiguriert sind, dass die durch eine erste Einlassnocke (10) bzw. eine zweite Einlassnocke (11) antreibbar sind, und mit einem Nockenphasenänderungsme chanismus (20) bereitgestellt, der dafür konfiguriert ist, die Phase der zweiten Einlassnocke (11) zu ändern, wobei der Nockenphasenänderungsmechanismus (20) derart gesteuert wird, dass der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils (13) in einem Startmodus vor denjenigen des ersten Einlassventils (12) vorverlegt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, die lediglich zur Erläuterung dienen und die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen; es zeigen:
  • 1 ein schematisches Strukturdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors;
  • 2 ein Referenzdiagramm zum Darstellen einer Konfiguration von Ventilen und eines Ports;
  • 3 eine Längsschnittansicht zum Darstellen der Struktur eines Ventiltriebs;
  • 4 eine Draufsicht zum Darstellen der Struktur des Ventiltriebs;
  • 5 eine Querschnittansicht zum Darstellen der Struktur eines Halterungsabschnitts für die zweite Einlassnocke;
  • 6A bis 6C Zeitdiagramme zum Darstellen von Einlassventilhüben, wobei 6A einen Niedriglastmodus, 6B einen Hochdrehzahl-/Hochlastmodus und 6C einen Startmodus zeigen; und
  • 7A und 7B Referenzdiagramme zum Darstellen von Verwirbelungen, wobei 7A eine Anfangsphase eines Einlasshubs während einer einseitigen Ventilöffnungsdauer im Startmodus und 7B einen Verdichtungshub während der einseitigen Ventilöffnungsdauer im Startmodus zeigen.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors (Motor 1) mit einer variablen Ventilsteuerung.
  • Wie in 1 dargestellt ist, weist der Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform einen DOHC-Ventiltrieb auf. Nockenkettenräder 4 und 5 sind mit den vorderen Enden einer Einlassnockenwelle 2 bzw. einer Auslassnockenwelle 3 des Motors 1 verbunden. Die Nockenkettenräder 4 und 5 sind durch eine Kette 6 mit einer Kurbelwelle 7 verbunden. Wenn die Kurbelwelle 7 sich dreht, werden die Einlass- und die Auslassnockenwelle 2 und 3 zusammen mit den Nockenkettenrädern 4 und 5 gedreht. Einlassventile 12 und 13 werden durch Einlassnocken 10 und 11 auf der Einlassnockenwelle 2 geöffnet und geschlossen, und Auslassventile 16 und 17 werden durch Auslassnocken 14 und 15 auf der Auslassnockenwelle 3 geöffnet und geschlossen. Ein Brennraum 18 des Motors 1 ist dachförmig ausgebildet.
  • 2 zeigt ein Referenzdiagramm zum Darstellen der Konfiguration der Ventile und eines Ports des Motors 1.
  • Wie in 2 dargestellt ist, weist jeder Zylinder des Motors 1 zwei Einlassventile (ein erstes und ein zweites Einlassventil 12 und 13) und zwei Auslassventile 16 und 17 auf. Das erste und das zweite Einlassventil 12 und 13 sind in Längsrichtung rechts (in 2 betrachtet) von einem Mittelteil c des Brennraums 18 angeordnet. Die beiden Auslassventile 16 und 17 sind in Längsrichtung links vom Mittelteil c des Brennraums 18 angeordnet.
  • Außerdem erstreckt sich ein Einlassport 19 des Motors 1 schräg von einer Stelle außerhalb zu der oberen rechten Stelle des Brennraums 18 und verzweigt sich an einer Stelle kurz vor dem Brennraum 18 und kommuniziert mit Ventilöffnungen, die durch das erste und das zweite Einlassventil 12 und 13 individuell geöffnet und geschlossen werden.
  • Außerdem weist der Ventiltrieb des zweiten Einlassventils 13 einen Nockenphasenänderungsmechanismus 20 auf, der die Phase der zweiten Einlassnocke 11 ändert.
  • Die 3 bis 5 zeigen Strukturansichten von Ventiltrieben. 3 zeigt eine Längsschnittansicht, 4 eine Draufsicht und 5 eine Querschnittansicht zum Darstellen der Struktur eines Halterungsabschnitts für die zweite Einlassnocke 11.
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt ist, weist die Einlassnockenwelle 2 eine Doppelstruktur mit einer hohlen ersten Einlassnockenwelle 21 und einer in die erste Einlassnockenwelle eingesetzt zweiten Einlassnockenwelle 22 auf. Die erste und die zweite Einlassnockenwelle 21 und 22 sind mit einem Zwischenraum dazwischen konzentrisch angeordnet und werden durch einen auf einem Zylinderkopf des Motors 1 ausgebildeten Halterungsabschnitt 23 drehbar gehalten. Die erste Einlassnocke 10 zum Antreiben des ersten Einlassventils 12 ist an der ersten Einlassnockenwelle 21 befestigt. Außerdem wird die zweite Einlassnocke 11 auf der ersten Einlassnockenwelle 21 drehbar gehalten. Die zweite Einlassnocke 11 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Halterungsabschnitt 11a und einen Nockenabschnitt 11b auf. Die erste Einlassnockenwelle 21 ist in den Halterungsabschnitt 11a eingesetzt. Der Nockenabschnitt 11b steht vom Außenumfang des Halterungsabschnitts 11a hervor und dient zum Antreiben des zweiten Einlassventils 13. Die zweite Einlassnocke 11 und die zweite Einlassnockenwelle 22 sind durch einen Befes tigungsbolzen 24 aneinander befestigt. Der Befestigungsbolzen 24 erstreckt sich durch den Halterungsabschnitt 11a der zweiten Einlassnocke 11 und die erste und die zweite Einlassnockenwelle 21 und 22. Der Befestigungsbolzen 24 ist im Wesentlichen ohne Zwischenraum in eine Öffnung in der zweiten Einlassnockenwelle 22 eingesetzt, und seine entgegengesetzten Endabschnitte sind gecrimpt oder gequetscht und so am Halterungsabschnitt 11a fixiert. Ein Schlitz 25, durch den sich der Befestigungsbolzen 24 erstreckt, ist in der ersten Einlassnockenwelle 21 derart ausgebildet, dass er sich in der Umfangsrichtung erstreckt.
  • Der Nockenphasenänderungsmechanismus 20 ist auf einem Endabschnitt der ersten Einlassnockenwelle 21 angeordnet. Der Mechanismus 20 ist ein herkömmlicher Drehflügel-Nockenphasenänderungsmechanismus, der derart konfiguriert ist, dass ein Drehflügelrotor 31 in einem Gehäuse 30 drehbar angeordnet ist, das mit dem Nockenkettenrad 4 integral ausgebildet ist, und dass die zweite Einlassnockenwelle 22 durch einen Bolzen 32 am Drehflügelrotor 31 befestigt ist.
  • Außerdem weist der Nockenphasenänderungsmechanismus 20 eine Feder 36 auf. Die Feder 36 ist zwischen dem Gehäuse 30 und dem Drehflügelrotor 31 angeordnet und dient dazu, den Rotor 31 in eine Voreilwinkelrichtung zu zwingen. Dadurch wird die zweite Einlassnocke 11 in die Voreilwinkelrichtung gezwungen.
  • Der Nockenphasenänderungsmechanismus 20 ist durch einen in der ersten Einlassnockenwelle 21 und im Halterungsabschnitt 23 ausgebildeten Ölkanal 33 mit einem Ölsteuerventil (nachstehend als OCV-Ventil) 34 verbunden. Der Nockenphasenänderungsmechanismus 20 kann den Phasenwinkel der zweiten Einlassnocke 22 bezüglich des Nockenkettenrades 4, d. h. die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Einlassventils 13, dadurch kontinuierlich einstellen, dass der Drehflügel rotor 31 durch ein Hydraulikfluid gedreht wird, das von einer Ölpumpe 35 des Motors 1 einer zwischen dem Drehflügelrotor 31 und dem Gehäuse 30 definierten Ölkammer zugeführt wird, wenn das OCV-Ventil 34 geschaltet wird, wie in 1 dargestellt ist.
  • Eine ECU 40 (Steuereinrichtung) weist eine Ein-/Ausgabeeinrichtung (nicht dargestellt), Speichereinrichtungen, wie beispielsweise ROM- und RAM-Speicher, eine Zentraleinheit (CPU), usw. auf und steuert allgemein den Motor 1.
  • Verschiedene Sensoren, wie beispielsweise ein Kurbelwinkelsensor 41 und ein Drosselklappensensor 42, sind mit der Eingangsseite der ECU 40 verbunden. Der Kurbelwinkelsensor 41 erfasst den Kurbelwinkel des Motors 1. Der Drosselklappensensor 42 erfasst den Öffnungsgrad einer Drosselklappe (nicht dargestellt). Außerdem sind ein Kraftstoffeinspritzventil 43, eine Zündkerze 44, usw. sowie das OCV-Ventil 34 mit der Ausgangsseite der ECU 40 verbunden. Die ECU 40 bestimmt den Zündzeitpunkt, die Einspritzmenge, usw. basierend auf durch die Sensoren erfasster Information und steuert die Zündkerze 44 und das Kraftstoffeinspritzventil 43 an. Außerdem steuert die ECU 40 das OCV-Ventil 34 an, d. h. den Nockenphasenänderungsmechanismus 20.
  • Die 6A bis 6C zeigen Zeitdiagramme zum Darstellen der Einlassventilhübe, wobei 6A einen Niedriglastmodus, 6B einen Hochdrehzahl-/Hochlastmodus und 6C einen Startmodus darstellen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in den 6A bis 6C dargestellt ist, der Ventilöffnungszeitpunkt auf die Nähe des oberen Totpunktes festgelegt, während der Schließzeitpunkt des ersten Einlassventils 12 auf die Nähe eines Bereichs festgelegt ist, in dem Ansaugluft durch einen Kolben in den Einlassport 19 zurück gedrückt wird.
  • Basierend auf Eingangssignalen vom Kurbelwinkelsensor 41 und vom Drosselklappensensor 42 erhält die ECU 40 eine Motordrehzahl N und eine Last L, wobei die ECU basierend auf der Motordrehzahl und der Last die variable Phase des Nockenphasenänderungsmechanismus 20 betrieblich steuert, d. h. die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Einlassventils 13.
  • Insbesondere verzögert die ECU 40 die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Einlassventils 13 im Niedriglastmodus, wie in 6A dargestellt ist. Wenn dies der Fall ist, ist die Einlassventilöffnungsdauer eine Zeitdauer zwischen dem Öffnungszeitpunkt des ersten Einlassventils 12 und dem Schließzeitpunkt des verzögerten zweiten Einlassventils 13, wobei diese Zeitdauer länger ist als in dem Fall, in dem das zweite Einlassventil 13 nicht verzögert ist. In diesem Fall wird außerdem der Schließzeitpunkt des zweiten Einlassventils 13 in einem maximal verzögerten Modus näher zum oberen Totpunkt (TDC) eingestellt als zum unteren Totpunkt (BDC).
  • Im in 6B dargestellten Hochdrehzahl-/Hochlastmodus stellt die ECU 40 dagegen das Verzögerungsmaß der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Einlassventils 13 derart ein, dass es kleiner ist als im in 6A dargestellten Niedriglastmodus, so dass die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils 13 innerhalb derjenigen des ersten Einlassventils 12 liegt.
  • Im in 6C dargestellten Startmodus verlegt die ECU 40 die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Einlassventils 13 nach vorne. Wenn dies der Fall ist, wird der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils 13 vor denjenigen des ersten Einlassventils 12 vorverlegt und überlappt die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils 13 diejenige der Auslassventile 16 und 17.
  • Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ventilöffnungsdauer im Niedriglastmodus verlängert, so dass ein Pumpverlust vermindert und die Kraftstoffeffizienz erhöht wird. Weil der Öffnungszeitpunkt des ersten Einlassventils 12 auf die Nähe des oberen Totpunktes eingestellt ist, wird außerdem ein Pumpverlust in einer Anfangsphase eines Einlasshubs vermindert.
  • Im Hochdrehzahl-/Hochlastzustand wird dagegen der Schließzeitpunkt des zweiten Einlassventils 13 vor denjenigen des ersten Einlassventils 12 vorverlegt, so dass der Schließzeitpunkt der Einlassventileinrichtung insgesamt auf die erste Hälfte eines Verdichtungshubs und auf die Nähe eines Bereichs eingestellt wird, in dem Ansaugluft durch den Kolben in den Einlassport 19 zurück gedrückt wird, so dass der Liefergrad (Charging Efficiency) der Ansaugluft erhöht werden kann und ein geeignetes Ausgangsdrehmoment gewährleistet wird.
  • Im in 7A dargestellten Startmodus werden der Öffnungs- und der Schließzeitpunkt des zweiten Einlassventils 13 vorverlegt, um eine einseitige Ventilöffnungsdauer zu erhalten, in der nur das zweite Einlassventil 13 in einer Anfangsphase der Einlassventilöffnungsdauer öffnet. Dadurch werden Verwirbelungen im Uhrzeigersinn erzeugt, wodurch die Vermischung von Kraftstoff und Luft und die Vergasung von Kraftstoff beschleunigt werden, so dass der Motor mit einer kleinen Kraftstoffmenge gestartet und die Zündwilligkeit verbessert werden kann, wodurch die Abgasqualität erhöht wird. Weil die Auslassventile 16 und 17 einen großen Überlappungsbereich haben, wird außerdem Ansaugluft in den Einlassport 19 zurück geblasen, wenn die Einlassventile geöffnet sind, wodurch der am Einlassport 19 anhaftende Kraftstoff abgestreift und zerstäubt wird. Dadurch kann, weil die Ansauglufttemperatur durch das Abgas erhöht wird, die Verga sung des Kraftstoffs beschleunigt werden, wodurch die Zündwilligkeit verbessert wird.
  • Außerdem wird Abgas, das eine große Menge unverbrannten Kraftstoff enthält, in der zweiten Hälfte des Auslasshubs in einen Auslassport ausgestoßen. Weil die (nicht dargestellte) Drosselklappe geschlossen ist, entsteht jedoch ein Unterdruck im Einlassport, so dass das Abgas, das in der zweiten Hälfte des Auslasshubs ausgestoßen wurde, zur Einlassportseite abgesaugt wird. Daraufhin wird das Abgas wieder eingesaugt und verbrannt, so dass unverbrannte Kraftstoffkomponenten vermindert werden. Weil die Einlass- und Auslassventile einzeln auf verschiedenen Schrägen der dachförmigen Brennkammer angeordnet sind, wird das Abgas glatt zur Einlassportseite abgesaugt und im nächsten Hub erneut eingesaugt. Dann wird an der Wandfläche des Einlassports anhaftender flüssiger Kraftstoff weggeblasen, wodurch die Vergasung des Kraftstoffs zusammen mit der Vermischung von Luft und Kraftstoff und von internem AGR-Gas und unverbrannten Kraftstoffkomponenten beschleunigt wird. Dadurch wird ein Ausstoß von unverbranntem Kraftstoff weiter vermindert. Außerdem werden in der Brennkammer Verwirbelungen erzeugt, wenn das Abgas zur Einlassportseite abgesaugt wird, so dass die Vermischung ebenfalls beschleunigt wird.
  • Wie in 7B dargestellt ist, ist außerdem die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils 13 derart eingestellt, dass sie kürzer ist als diejenige des ersten Einlassventils 12. Weil in einer Endphase der Einlassventilöffnungsdauer eine einseitige Ventilöffnungsdauer bereitgestellt wird, während der nur das erste Einlassventil 12 offen ist, wird das einmal angesaugte Gasgemisch in den Einlassport 19 zurück gedrückt. Dadurch können Verwirbelungen im Uhrzeigersinn verstärkt werden, um die Vergasung des Kraftstoffs zu beschleunigen, wodurch die Zündwilligkeit verbessert wird.
  • Weil das in den Einlassport zurück gedrückte Gasgemisch im nächsten Hub erneut eingesaugt wird, werden die Vergasung und die Vermischung im Voraus beschleunigt, so dass die Zündwilligkeit weiter verbessert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Ventilöffnungen, die durch das erste und das zweite Einlassventil individuell geöffnet und geschlossen werden, auf einer Schräge der Wandfläche der dachförmigen Brennkammer versetzt von der Brennkammermitte angeordnet und erstreckt sich der Einlassport 19 von rechts. Weil die Brennkammer 18 dachförmig ausgebildet ist, kann daher die Ansaugluft, die den Einlassport 19 durchströmt hat, glatt nach links hereinströmen. Dadurch können Verwirbelungen verstärkt werden, während eines der Ventile offen sind.
  • Im Startmodus wird außerdem der Schließzeitpunkt des zweiten Einlassventils 13 nicht hinter denjenigen des ersten Einlassventils 12 verzögert, so dass die Zündfähigkeit gewährleistet werden kann, ohne dass das aktuelle Verdichtungsverhältnis abnimmt. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch im Startmodus vermindert werden, so dass eine Erhöhung der HC-Menge des Abgases unterdrückt werden kann, wodurch die Abgasqualität weiter verbessert wird. Weil das aktuelle Verdichtungsverhältnis auf einem hohen Wert gehalten werden kann, kann außerdem eine geeignete Ausgangsleistung bzw. ein geeignetes Ausgangsdrehmoment aufrechterhalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den 6A bis 6C dargestellten drei Betriebsmoduseinstellungen für den Nockenphasenänderungsmechanismus 20 beschränkt, sondern diese Modi können beispielsweise basierend auf den Eigenschaften des Motors auf eine kontinuierliche Weise eingestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 3-202602 [0003]

Claims (3)

  1. Verbrennungsmotor mit einer variablen Ventilsteuerung, die für jeden Zylinder ein erstes Einlassventil (12) und ein zweites Einlassventil (13) aufweist, die dafür konfiguriert sind, durch eine erste Einlassnocke (10) bzw. eine zweite Einlassnocke (11) angetrieben zu werden; und einem Nockenphasenänderungsmechanismus (20), der dafür konfiguriert ist, die Phase der zweiten Einlassnocke (11) zu ändern: gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (40) zum Steuern des Nockenphasenänderungsmechanismus (20) derart, dass der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlassventils (13) in einem Startmodus vor denjenigen des ersten Einlassventils (12) vorverlegt wird.
  2. Verbrennungsmotor mit einer variablen Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) den Nockenphasenänderungsmechanismus (20) derart steuert, dass die Öffnungsdauer des zweiten Einlassventils (13) im Startmodus diejenige eines Auslassventils (16, 17) überlappt.
  3. Verbrennungsmotor mit einer variablen Ventilsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einlassnocke (11) derart eingestellt wird, dass die Öff nungsdauer des zweiten Einlassventils (13) kürzer ist als diejenige des ersten Einlassventils (12).
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2497925B1 (de) * 2009-11-05 2014-12-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Einlassvorrichtung für einen motor
JP4883330B2 (ja) * 2009-11-25 2012-02-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の可変動弁装置
IN2012DN01814A (de) * 2009-12-07 2015-06-05 Mitsubishi Motors Corp
JP5447692B2 (ja) * 2010-12-16 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸気装置
JP5643638B2 (ja) * 2010-12-27 2014-12-17 株式会社オティックス 可変動弁機構
JP5565334B2 (ja) * 2011-02-14 2014-08-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP5553049B2 (ja) * 2011-03-16 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の動弁装置
JP5790489B2 (ja) * 2011-12-27 2015-10-07 株式会社デンソー バルブ特性制御装置
DE102012221720A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenverstelleinrichtung und Zentralventil für eine Nockenwellenverstelleinrichtung
KR101542966B1 (ko) * 2013-12-20 2015-08-07 현대자동차 주식회사 캠 페이져와 캠샤프트-인-캠샤프트를 포함하는 밸브 트레인 레이아웃 구조
US9752464B2 (en) * 2014-05-28 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Supercharged applied ignition internal combustion engine with exhaust-gas turbocharging and method for operating an internal combustion engine of said type
CN105626236B (zh) * 2014-11-26 2019-03-29 上海通用汽车有限公司 车用涡轮增压发动机总成
CN105697080B (zh) * 2014-11-27 2019-07-02 上海通用汽车有限公司 自然吸气发动机
DE102015117921A1 (de) * 2015-10-21 2017-04-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Beeinflussung der Gemischbildung und der Ladungsbewegung bei einer Kolbenbrennkraftmaschine
KR101875635B1 (ko) * 2015-12-11 2018-07-06 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
CN113153476B (zh) * 2021-04-26 2022-10-11 郁俊粉 汽油机双进气大可变配气相位电动调整机构的控制方法
CN114412639A (zh) * 2022-01-29 2022-04-29 湖南大兹动力科技有限公司 一种强涡流可变米勒循环内燃机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03202602A (ja) 1989-12-29 1991-09-04 Mazda Motor Corp 多弁式エンジンの吸気装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05133212A (ja) * 1992-05-18 1993-05-28 Nissan Motor Co Ltd 多気筒内燃機関
JPH11229913A (ja) * 1998-02-12 1999-08-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の動弁装置
US6886533B2 (en) * 2003-01-03 2005-05-03 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with multiple intake valves and variable valve actuation and timing
JP2007309120A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の動弁制御装置
JP4531026B2 (ja) * 2006-09-26 2010-08-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁装置
JP4907416B2 (ja) * 2007-04-23 2012-03-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP4716053B2 (ja) * 2008-09-12 2011-07-06 三菱自動車工業株式会社 内燃機関

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03202602A (ja) 1989-12-29 1991-09-04 Mazda Motor Corp 多弁式エンジンの吸気装置

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