JP2000220479A - バルブ制御装置 - Google Patents
バルブ制御装置Info
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- JP2000220479A JP2000220479A JP11022417A JP2241799A JP2000220479A JP 2000220479 A JP2000220479 A JP 2000220479A JP 11022417 A JP11022417 A JP 11022417A JP 2241799 A JP2241799 A JP 2241799A JP 2000220479 A JP2000220479 A JP 2000220479A
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に吸気バルブ遅閉型の高膨張比エンジンに
おいて、高出力が望まれる状況での出力特性を改善する
ことのできるバルブ制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明のバルブ制御装置は、スロットル
バルブ8と、各シリンダー4毎に少なくとも二つずつ配
設された吸気バルブ2と、吸気バルブ2の駆動を制御す
る制御手段6とを有しており、制御手段6は、スロット
ルバルブ8の開度が所定開度未満のときには、吸気行程
の全行程で全ての吸気バルブ2を開状態とし、スロット
ルバルブ8の開度が所定開度以上のときには、ピストン
6の位置が下死点となるまでの吸気行程前半で全ての吸
気バルブ2を開状態とし、ピストン6の位置が下死点と
なった後の吸気行程後半で一部の吸気バルブ2を開状
態、かつ、残りの吸気バルブ2を閉状態とするように構
成されていることを特徴としている。
おいて、高出力が望まれる状況での出力特性を改善する
ことのできるバルブ制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明のバルブ制御装置は、スロットル
バルブ8と、各シリンダー4毎に少なくとも二つずつ配
設された吸気バルブ2と、吸気バルブ2の駆動を制御す
る制御手段6とを有しており、制御手段6は、スロット
ルバルブ8の開度が所定開度未満のときには、吸気行程
の全行程で全ての吸気バルブ2を開状態とし、スロット
ルバルブ8の開度が所定開度以上のときには、ピストン
6の位置が下死点となるまでの吸気行程前半で全ての吸
気バルブ2を開状態とし、ピストン6の位置が下死点と
なった後の吸気行程後半で一部の吸気バルブ2を開状
態、かつ、残りの吸気バルブ2を閉状態とするように構
成されていることを特徴としている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高膨張比エンジン
のバルブ駆動を制御するバルブ制御装置に関する。
のバルブ駆動を制御するバルブ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧縮比に対して膨張比を大きくすること
によって膨張圧力を余すことなく運動エネルギーに変換
して熱効率を高め、燃費向上を図る高膨張比エンジンが
知られている。高膨張比エンジンには、吸気バルブを閉
じる時期の相違によって遅閉型と早閉型とがある。吸気
バルブ遅閉型の高膨張比エンジンは、吸気バルブが開状
態のときにシリンダー内をピストンが下降することによ
ってシリンダー内に吸入空気(混合気)を吸入し、ピス
トンの位置が下死点を過ぎた後に吸気バルブを閉じて圧
縮行程の開始を実質的に遅らせるものである。即ち、シ
リンダー内に吸気された吸入空気(混合気)は、ピスト
ンが下死点を過ぎて上昇する際に、吸気ポート側にその
一部が戻される形となる。
によって膨張圧力を余すことなく運動エネルギーに変換
して熱効率を高め、燃費向上を図る高膨張比エンジンが
知られている。高膨張比エンジンには、吸気バルブを閉
じる時期の相違によって遅閉型と早閉型とがある。吸気
バルブ遅閉型の高膨張比エンジンは、吸気バルブが開状
態のときにシリンダー内をピストンが下降することによ
ってシリンダー内に吸入空気(混合気)を吸入し、ピス
トンの位置が下死点を過ぎた後に吸気バルブを閉じて圧
縮行程の開始を実質的に遅らせるものである。即ち、シ
リンダー内に吸気された吸入空気(混合気)は、ピスト
ンが下死点を過ぎて上昇する際に、吸気ポート側にその
一部が戻される形となる。
【0003】これに対して、吸気バルブ早閉型の高膨張
比エンジンは、ピストンの位置が下死点に来る以前に吸
気バルブを閉じて高膨張化を行うものである。なお、高
膨張比エンジンにおいては、吸入空気(混合気)量を調
節するスロットルバルブの開度を大きくとることが可能
となるので、吸気通路負圧を小さくすることもできる。
この結果、吸気損失を小さくすることができ、この点か
らも燃費向上に寄与している。
比エンジンは、ピストンの位置が下死点に来る以前に吸
気バルブを閉じて高膨張化を行うものである。なお、高
膨張比エンジンにおいては、吸入空気(混合気)量を調
節するスロットルバルブの開度を大きくとることが可能
となるので、吸気通路負圧を小さくすることもできる。
この結果、吸気損失を小さくすることができ、この点か
らも燃費向上に寄与している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高膨張比エン
ジンにおいては、燃費の向上を図れる反面、高出力化を
行いにくいという特性がある。特に、高出力が望まれて
いる運転状態のとき、即ち、スロットル開度が大きいと
きにおける出力の向上が望まれている。なお、遅閉型の
高膨張比エンジンにおいては、高出力を実現するために
より多くの吸入空気(混合気)を吸入するために、スロ
ットル開度が大きくされているときのみ、吸気バルブを
早めに閉じてしまうことも考えられる。しかし、このよ
うにすると、吸気ポート側に押し戻される吸入空気(混
合気)量が減り、実質吸入空気量が増えるが、圧縮比が
高くなるのでノッキングが発生しやすくなってしまう。
ジンにおいては、燃費の向上を図れる反面、高出力化を
行いにくいという特性がある。特に、高出力が望まれて
いる運転状態のとき、即ち、スロットル開度が大きいと
きにおける出力の向上が望まれている。なお、遅閉型の
高膨張比エンジンにおいては、高出力を実現するために
より多くの吸入空気(混合気)を吸入するために、スロ
ットル開度が大きくされているときのみ、吸気バルブを
早めに閉じてしまうことも考えられる。しかし、このよ
うにすると、吸気ポート側に押し戻される吸入空気(混
合気)量が減り、実質吸入空気量が増えるが、圧縮比が
高くなるのでノッキングが発生しやすくなってしまう。
【0005】従って、本発明の目的は、特に吸気バルブ
遅閉型の高膨張比エンジンにおいて、高出力が望まれる
状況での出力特性を改善することのできるバルブ制御装
置を提供することにある。
遅閉型の高膨張比エンジンにおいて、高出力が望まれる
状況での出力特性を改善することのできるバルブ制御装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のバルブ制御装置
は、エンジンの吸気通路上に配置されたスロットルバル
ブと、エンジンの各シリンダー毎に少なくとも二つずつ
配設された吸気バルブと、吸気行程にあるシリンダー内
のピストンの位置が下死点となった後に吸気バルブを閉
じて、圧縮比よりも膨張比が大きくなるように吸気バル
ブの駆動を制御する制御手段とを有する吸気バルブ遅閉
型高膨張比エンジンのバルブ制御装置において、スロッ
トルバルブの開度が所定開度未満のときには、各シリン
ダについて、吸気行程の全行程で全ての吸気バルブを開
状態とし、スロットルバルブの開度が所定開度以上のと
きには、各シリンダについて、ピストンの位置が下死点
となるまでの吸気行程前半で全ての吸気バルブを開状態
とし、ピストンの位置が下死点となった後の吸気行程後
半で一部の吸気バルブを開状態、かつ、残りの吸気バル
ブを閉状態とするように、上述した制御手段が構成され
ていることを特徴としている。
は、エンジンの吸気通路上に配置されたスロットルバル
ブと、エンジンの各シリンダー毎に少なくとも二つずつ
配設された吸気バルブと、吸気行程にあるシリンダー内
のピストンの位置が下死点となった後に吸気バルブを閉
じて、圧縮比よりも膨張比が大きくなるように吸気バル
ブの駆動を制御する制御手段とを有する吸気バルブ遅閉
型高膨張比エンジンのバルブ制御装置において、スロッ
トルバルブの開度が所定開度未満のときには、各シリン
ダについて、吸気行程の全行程で全ての吸気バルブを開
状態とし、スロットルバルブの開度が所定開度以上のと
きには、各シリンダについて、ピストンの位置が下死点
となるまでの吸気行程前半で全ての吸気バルブを開状態
とし、ピストンの位置が下死点となった後の吸気行程後
半で一部の吸気バルブを開状態、かつ、残りの吸気バル
ブを閉状態とするように、上述した制御手段が構成され
ていることを特徴としている。
【0007】本発明のバルブ制御装置によれば、スロッ
トルバルブの開度が所定値以上の場合は、吸気行程にお
いてピストン位置が下死点となったときに、複数の吸気
バルブの一部を開いたままにし、残りの吸気バルブを閉
じる。これにより、吸気行程後半に吸気ポート側に戻さ
れる吸入空気(混合気)量を規制し、実質吸入空気量を
増加させて出力を向上させる。スロットル開度が所定値
未満の場合は、通常の高膨張比エンジンと同様の燃焼を
行い、熱効率の良い燃焼を行って低燃費を実現する。
トルバルブの開度が所定値以上の場合は、吸気行程にお
いてピストン位置が下死点となったときに、複数の吸気
バルブの一部を開いたままにし、残りの吸気バルブを閉
じる。これにより、吸気行程後半に吸気ポート側に戻さ
れる吸入空気(混合気)量を規制し、実質吸入空気量を
増加させて出力を向上させる。スロットル開度が所定値
未満の場合は、通常の高膨張比エンジンと同様の燃焼を
行い、熱効率の良い燃焼を行って低燃費を実現する。
【0008】また、スロットルバルブの開度が所定値以
上の場合の吸気行程でピストン位置が下死点となったと
きに一部の吸気バルブを閉じてしまうことによって、シ
リンダー内の吸気の乱れ(スワールなど)を充分に発生
させることができ、その結果、燃焼速度が向上し、ノッ
キングが改善される。このとき、ピストン位置が下死点
となったときに一部の吸気バルブを閉じて吸気の乱れを
発生させるので、混合気を点火燃焼させる直前に吸気の
乱れを発生させることになり、ノッキング改善効果がよ
り大きくなる。
上の場合の吸気行程でピストン位置が下死点となったと
きに一部の吸気バルブを閉じてしまうことによって、シ
リンダー内の吸気の乱れ(スワールなど)を充分に発生
させることができ、その結果、燃焼速度が向上し、ノッ
キングが改善される。このとき、ピストン位置が下死点
となったときに一部の吸気バルブを閉じて吸気の乱れを
発生させるので、混合気を点火燃焼させる直前に吸気の
乱れを発生させることになり、ノッキング改善効果がよ
り大きくなる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のバルブ制御装置の一実施
形態を図面を参照しつつ説明する。
形態を図面を参照しつつ説明する。
【0010】本実施形態のバルブ制御装置は、図1に示
されるように、エンジン1の吸気バルブ2の駆動を制御
するものであり、吸気バルブ2は各シリンダー4毎に二
つずつ配されている。ここでは、排気バルブ3も、各シ
リンダー4毎に二つずつ配されている。吸気バルブ2
は、上部に配置された駆動機構5によって開閉される。
駆動機構5は、吸気バルブ2の開閉タイミングとリフト
量とを可変制御することができるように構成されてい
る。
されるように、エンジン1の吸気バルブ2の駆動を制御
するものであり、吸気バルブ2は各シリンダー4毎に二
つずつ配されている。ここでは、排気バルブ3も、各シ
リンダー4毎に二つずつ配されている。吸気バルブ2
は、上部に配置された駆動機構5によって開閉される。
駆動機構5は、吸気バルブ2の開閉タイミングとリフト
量とを可変制御することができるように構成されてい
る。
【0011】駆動機構5による吸気バルブ2の開閉タイ
ミングとリフト量との可変制御は、通常用いられる可変
機構が用いられる。例えば、各吸気バルブ2毎にカムプ
ロフィールの異なる複数種類のカム(図示せず)を吸気
バルブ2側のカムシャフト(図示せず)に形成させると
共に、各カムに対応する複数種類のロッカーアーム(図
示せず)を配置し、吸気バルブ2を実際に駆動させるロ
ッカーアームを切り換えることによって、開閉タイミン
グとリフト量とを可変制御することができる。
ミングとリフト量との可変制御は、通常用いられる可変
機構が用いられる。例えば、各吸気バルブ2毎にカムプ
ロフィールの異なる複数種類のカム(図示せず)を吸気
バルブ2側のカムシャフト(図示せず)に形成させると
共に、各カムに対応する複数種類のロッカーアーム(図
示せず)を配置し、吸気バルブ2を実際に駆動させるロ
ッカーアームを切り換えることによって、開閉タイミン
グとリフト量とを可変制御することができる。
【0012】あるいは、吸気バルブ2側のカムシャフト
を回転させるスプロケットをカムシャフトに対して回転
制御可能にする機構を組み込むことによって、吸気バル
ブ2の開閉タイミングを可変制御することもできる。即
ち、駆動機構5によって、各シリンダー4内のピストン
6の位置が下死点(以下、BDC:Bottom Dead Center
ともいう)となったときに、各シリンダー4における二
つの吸気バルブ2のうちの一方のみを先に閉じることが
できれば、どのような機構であっても良い。
を回転させるスプロケットをカムシャフトに対して回転
制御可能にする機構を組み込むことによって、吸気バル
ブ2の開閉タイミングを可変制御することもできる。即
ち、駆動機構5によって、各シリンダー4内のピストン
6の位置が下死点(以下、BDC:Bottom Dead Center
ともいう)となったときに、各シリンダー4における二
つの吸気バルブ2のうちの一方のみを先に閉じることが
できれば、どのような機構であっても良い。
【0013】また、駆動機構5には、各カムシャフトの
カム位置を検出するカムポジションセンサー(図示せ
ず)も組み込まれており、カム位置、即ち、吸排気バル
ブ2,3の状態も検出している。
カム位置を検出するカムポジションセンサー(図示せ
ず)も組み込まれており、カム位置、即ち、吸排気バル
ブ2,3の状態も検出している。
【0014】エンジン1の吸気通路7上には、シリンダ
ー4内に吸入される吸入空気(混合気)量を調節するス
ロットルバルブ8が配設されている。このスロットルバ
ルブ8には、その開度を検出するスロットルポジション
センサー9が接続されている。吸気通路7のシリンダー
4寄りには、吸気通路7上に燃料を噴射するインジェク
ター10が配設されている。インジェクター10によっ
て燃料を噴射することによって吸入空気とミスト状の燃
料とを混合させて混合気とし、この混合気が吸気ポート
を介してシリンダー4内に吸入される。
ー4内に吸入される吸入空気(混合気)量を調節するス
ロットルバルブ8が配設されている。このスロットルバ
ルブ8には、その開度を検出するスロットルポジション
センサー9が接続されている。吸気通路7のシリンダー
4寄りには、吸気通路7上に燃料を噴射するインジェク
ター10が配設されている。インジェクター10によっ
て燃料を噴射することによって吸入空気とミスト状の燃
料とを混合させて混合気とし、この混合気が吸気ポート
を介してシリンダー4内に吸入される。
【0015】また、エンジン1のクランクシャフト近傍
には、クランクシャフトの位置を検出するクランクポジ
ションセンサー11が取り付けられている。クランクポ
ジションセンサー11の出力結果からは、シリンダー4
内のピストン6の位置や、エンジン1の回転数を知るこ
とができる。
には、クランクシャフトの位置を検出するクランクポジ
ションセンサー11が取り付けられている。クランクポ
ジションセンサー11の出力結果からは、シリンダー4
内のピストン6の位置や、エンジン1の回転数を知るこ
とができる。
【0016】これらの駆動機構5、スロットルポジショ
ンセンサー9、インジェクター10やクランクポジショ
ンセンサー11は、電子制御ユニット(ECU)12に
接続されており、ECU12からの信号に基づいて制御
されたり、検出結果をECU12に対して送出したりし
ている。ECU12は、駆動機構5などと共に吸気バル
ブ2の駆動を制御する制御手段として機能している。E
CU12には、その他のセンサ類や補機類も接続されて
おり、エンジン1を統括して制御している。
ンセンサー9、インジェクター10やクランクポジショ
ンセンサー11は、電子制御ユニット(ECU)12に
接続されており、ECU12からの信号に基づいて制御
されたり、検出結果をECU12に対して送出したりし
ている。ECU12は、駆動機構5などと共に吸気バル
ブ2の駆動を制御する制御手段として機能している。E
CU12には、その他のセンサ類や補機類も接続されて
おり、エンジン1を統括して制御している。
【0017】次に、上述したバルブ制御装置による吸気
バルブの駆動を制御について説明する。
バルブの駆動を制御について説明する。
【0018】ECU12は、スロットルポジションセン
サー9からの検出結果を常に監視しており、スロットル
バルブ8の開度が全開でない場合は、通常通り吸気バル
ブ2の駆動を制御する。即ち、各シリンダー4共、ピス
トン6の位置がBDC時を過ぎてから、全ての吸気バル
ブ2を同時に閉じることによって、吸気損失低減による
燃費向上を実現する。なお、一般に高膨張比エンジンと
言う場合、膨張比〔(膨張行程容積+燃焼室容積)/燃
焼室容積〕が12以上、圧縮比〔(圧縮行程容積+燃焼室
容積)/燃焼室容積〕が11以下となるようにされている
エンジンのことを指す。
サー9からの検出結果を常に監視しており、スロットル
バルブ8の開度が全開でない場合は、通常通り吸気バル
ブ2の駆動を制御する。即ち、各シリンダー4共、ピス
トン6の位置がBDC時を過ぎてから、全ての吸気バル
ブ2を同時に閉じることによって、吸気損失低減による
燃費向上を実現する。なお、一般に高膨張比エンジンと
言う場合、膨張比〔(膨張行程容積+燃焼室容積)/燃
焼室容積〕が12以上、圧縮比〔(圧縮行程容積+燃焼室
容積)/燃焼室容積〕が11以下となるようにされている
エンジンのことを指す。
【0019】一方、スロットルバルブ8の開度が全開で
ある場合は、各シリンダー4について、一方の吸気バル
ブ2をBDC時に閉じ、他方の吸気バルブ2はBDC時
を過ぎてから閉じる。これにより、BDC以降は二つの
うちの一方の吸気バルブ2が閉じた状態となるので、一
旦シリンダー4内に吸入され、BDC後に吸気ポート側
に戻される吸入空気(混合気)量が規制される。この結
果、実質吸入空気量が増加しつつ、吸気の乱れ(スワー
ルなど)が強くなりノッキングが改善されるため、エン
ジン1の出力が向上する。なお、スロットルバルブ8の
開度が全開でない場合は、通常の高膨張比エンジンと同
様の燃焼が行われるため、熱効率の良い燃焼が行われて
低燃費が実現される。
ある場合は、各シリンダー4について、一方の吸気バル
ブ2をBDC時に閉じ、他方の吸気バルブ2はBDC時
を過ぎてから閉じる。これにより、BDC以降は二つの
うちの一方の吸気バルブ2が閉じた状態となるので、一
旦シリンダー4内に吸入され、BDC後に吸気ポート側
に戻される吸入空気(混合気)量が規制される。この結
果、実質吸入空気量が増加しつつ、吸気の乱れ(スワー
ルなど)が強くなりノッキングが改善されるため、エン
ジン1の出力が向上する。なお、スロットルバルブ8の
開度が全開でない場合は、通常の高膨張比エンジンと同
様の燃焼が行われるため、熱効率の良い燃焼が行われて
低燃費が実現される。
【0020】ここでは、図2に示されるように、一方の
吸気バルブ2を他方の吸気バルブ2よりも早期に閉じる
ために、バルブリフト量を吸気バルブ2毎に変えてい
る。図2中、Iw-1がBDC時に閉じられる吸気バルブ
2の状態を示しており、Iw-2がBDC後に閉じられる
吸気バルブ2の状態を示している。図2中、E-1,2は、
二つの排気バルブ3の状態を示している。
吸気バルブ2を他方の吸気バルブ2よりも早期に閉じる
ために、バルブリフト量を吸気バルブ2毎に変えてい
る。図2中、Iw-1がBDC時に閉じられる吸気バルブ
2の状態を示しており、Iw-2がBDC後に閉じられる
吸気バルブ2の状態を示している。図2中、E-1,2は、
二つの排気バルブ3の状態を示している。
【0021】また、図2中、Ip-1,2は、吸気バルブ2
の一部開・一部閉制御を行わない場合(即ち、スロット
ルバルブ8の開度が全開でない場合)の二つの吸気バル
ブ2の状態を示している。このように、スロットルバル
ブ8の開度に応じて吸気バルブ2の開閉タイミング(位
相)を変えることによって、吸排気バルブ2,3の閉じ
時期(吸入空気量)やオーバーラップ量などを制御する
ことができ、その結果、エンジン1の出力特性をエンジ
ン1の運転状態に応じて向上させることができる。
の一部開・一部閉制御を行わない場合(即ち、スロット
ルバルブ8の開度が全開でない場合)の二つの吸気バル
ブ2の状態を示している。このように、スロットルバル
ブ8の開度に応じて吸気バルブ2の開閉タイミング(位
相)を変えることによって、吸排気バルブ2,3の閉じ
時期(吸入空気量)やオーバーラップ量などを制御する
ことができ、その結果、エンジン1の出力特性をエンジ
ン1の運転状態に応じて向上させることができる。
【0022】また、本実施形態のエンジンにおいては、
図3(a)に示されるように、スロットルバルブ8が全開
状態であっても、エンジン回転数が高くなると、吸気バ
ルブ2を一部開・一部閉制御させたときに各シリンダー
4内に吸入される吸入空気(混合気)量〔図3(a)中
参照〕が、吸気バルブ2を通常通りBDC後に同時に閉
制御させたときに各シリンダー4内に吸入される吸入空
気(混合気)量〔図3(a)中参照〕よりも少なくなる
逆転現象が生じる。
図3(a)に示されるように、スロットルバルブ8が全開
状態であっても、エンジン回転数が高くなると、吸気バ
ルブ2を一部開・一部閉制御させたときに各シリンダー
4内に吸入される吸入空気(混合気)量〔図3(a)中
参照〕が、吸気バルブ2を通常通りBDC後に同時に閉
制御させたときに各シリンダー4内に吸入される吸入空
気(混合気)量〔図3(a)中参照〕よりも少なくなる
逆転現象が生じる。
【0023】このため、本実施形態においては、上述し
た逆転現象が起きる境界となるエンジン回転数Rを境
に、吸気バルブ2の一部開・一部閉制御と通常制御とを
切り換えるようにしている。なお、上述したような逆転
現象が生じないような特性のエンジンであるならば、こ
のような切り換え制御を行う必要はない。
た逆転現象が起きる境界となるエンジン回転数Rを境
に、吸気バルブ2の一部開・一部閉制御と通常制御とを
切り換えるようにしている。なお、上述したような逆転
現象が生じないような特性のエンジンであるならば、こ
のような切り換え制御を行う必要はない。
【0024】上述したバルブ制御を行ったエンジン1の
エンジン回転数と出力トルクとの関係を図3(b)に示
す。図3(b)中、Twで示される折れ線が、スロットルバ
ルブ8が全開時のときの出力トルク曲線である。また、
図3中、点線で表されている部分が、上述した吸気バル
ブ2の一部開・一部閉制御を行わなかったときの出力ト
ルク曲線である。即ち、Twと点線との間が、吸気バル
ブ2の一部開・一部閉制御を行ったことによる出力トル
クの向上分である。
エンジン回転数と出力トルクとの関係を図3(b)に示
す。図3(b)中、Twで示される折れ線が、スロットルバ
ルブ8が全開時のときの出力トルク曲線である。また、
図3中、点線で表されている部分が、上述した吸気バル
ブ2の一部開・一部閉制御を行わなかったときの出力ト
ルク曲線である。即ち、Twと点線との間が、吸気バル
ブ2の一部開・一部閉制御を行ったことによる出力トル
クの向上分である。
【0025】なお、上述した逆転現象が発生するエンジ
ン回転数Rよりもエンジン回転数が高い領域は、吸気バ
ルブ2の一部開・一部閉制御は行われていないのは上で
述べたとおりである。なお、図3(b)中、Tp1〜T
p3は、スロットルバルブ8の開度が全開でない状態(パ
ーシャル域)での出力トルク曲線である。
ン回転数Rよりもエンジン回転数が高い領域は、吸気バ
ルブ2の一部開・一部閉制御は行われていないのは上で
述べたとおりである。なお、図3(b)中、Tp1〜T
p3は、スロットルバルブ8の開度が全開でない状態(パ
ーシャル域)での出力トルク曲線である。
【0026】なお、本発明のバルブ制御装置は、上述し
た実施形態に限定されるものではない。例えば、吸気バ
ルブ2の開閉タイミングとリフト量の可変制御は、上述
したものに制限されず、種々の機構によって実現すれば
よい。上述した一例においては、ロッカーアームを用い
たが、これを用いない機構であってもよいし、開閉タイ
ミングのみ、または、リフト量のみを可変制御する機構
であってもよい。即ち、BDC時に各シリンダー4にお
ける複数の吸気バルブ2のうちの一部のみを先に閉じる
ことができれば、どのような機構であっても良い。
た実施形態に限定されるものではない。例えば、吸気バ
ルブ2の開閉タイミングとリフト量の可変制御は、上述
したものに制限されず、種々の機構によって実現すれば
よい。上述した一例においては、ロッカーアームを用い
たが、これを用いない機構であってもよいし、開閉タイ
ミングのみ、または、リフト量のみを可変制御する機構
であってもよい。即ち、BDC時に各シリンダー4にお
ける複数の吸気バルブ2のうちの一部のみを先に閉じる
ことができれば、どのような機構であっても良い。
【0027】また、本実施形態においては、排気バルブ
3については可変制御を行っていないが、吸気バルブ2
に加えて排気バルブ3についても、その開閉タイミング
とリフト量と(あるいは何れか一方)を可変制御しても
よいことは言うまでもない。さらに、上述した実施形態
におけるエンジン1は、吸気通路7上に燃料噴射を行う
ものであったが、シリンダー4内に直接燃料噴射を行
う、いわゆる筒内噴射エンジンに本発明を適用してもよ
い。
3については可変制御を行っていないが、吸気バルブ2
に加えて排気バルブ3についても、その開閉タイミング
とリフト量と(あるいは何れか一方)を可変制御しても
よいことは言うまでもない。さらに、上述した実施形態
におけるエンジン1は、吸気通路7上に燃料噴射を行う
ものであったが、シリンダー4内に直接燃料噴射を行
う、いわゆる筒内噴射エンジンに本発明を適用してもよ
い。
【0028】また、上述した実施形態においては、スロ
ットルバルブ8の開度が全開未満である場合と全開であ
る場合とで吸気バルブ2の制御方法を変えた。即ち、吸
気バルブ2の制御方法を変える基準となるスロットルバ
ルブ8の所定開度が全開てあった。しかし、上述した所
定開度は、全開に限られることはなく、全開に対して98
%の開度や95%の開度とされてもよい。ただし、所定開
度は、高出力が望まれているか否かを判定するための基
準値として用いられているので、この所定開度を低くし
てしまうと高出力化には都合がよいが、その反面、燃費
向上が阻害されてしまう。このため、所定開度は、高出
力が望まれている状態、即ち、全開であることが好まし
い。
ットルバルブ8の開度が全開未満である場合と全開であ
る場合とで吸気バルブ2の制御方法を変えた。即ち、吸
気バルブ2の制御方法を変える基準となるスロットルバ
ルブ8の所定開度が全開てあった。しかし、上述した所
定開度は、全開に限られることはなく、全開に対して98
%の開度や95%の開度とされてもよい。ただし、所定開
度は、高出力が望まれているか否かを判定するための基
準値として用いられているので、この所定開度を低くし
てしまうと高出力化には都合がよいが、その反面、燃費
向上が阻害されてしまう。このため、所定開度は、高出
力が望まれている状態、即ち、全開であることが好まし
い。
【0029】また、上述した実施形態においては、スロ
ットルバルブ8が全開であることが検出された場合に
は、直ぐに吸気バルブ2の一部開・一部閉制御が行われ
るようにされたが、以下に説明するような制御を行うこ
とも考えられる。即ち、スロットルバルブ8が全開であ
ることが検出された直後には、まず、全ての吸気バルブ
2の閉タイミングをBDC時に近づけると共に、シリン
ダー4に取り付けられたノックセンサ13によってノッ
キングが発生していないかを監視する。これにより、吸
気ポート側に押し戻される吸入空気(混合気)量を減ら
すことができ、高出力化を行える。
ットルバルブ8が全開であることが検出された場合に
は、直ぐに吸気バルブ2の一部開・一部閉制御が行われ
るようにされたが、以下に説明するような制御を行うこ
とも考えられる。即ち、スロットルバルブ8が全開であ
ることが検出された直後には、まず、全ての吸気バルブ
2の閉タイミングをBDC時に近づけると共に、シリン
ダー4に取り付けられたノックセンサ13によってノッ
キングが発生していないかを監視する。これにより、吸
気ポート側に押し戻される吸入空気(混合気)量を減ら
すことができ、高出力化を行える。
【0030】しかし、このようにすると、圧縮比が高く
なるのでノッキングが発生しやすくなる。そこで、ノッ
クセンサ13によってノッキングが発生していることが
検出される場合には、一部の吸気バルブ2についてはB
DC時以降は開状態となるようにして圧縮比を下げてノ
ッキングを防止する。ノッキングが発生しないのであれ
ば、吸気バルブ2の一部開・一部閉制御を行わなくても
良い。
なるのでノッキングが発生しやすくなる。そこで、ノッ
クセンサ13によってノッキングが発生していることが
検出される場合には、一部の吸気バルブ2についてはB
DC時以降は開状態となるようにして圧縮比を下げてノ
ッキングを防止する。ノッキングが発生しないのであれ
ば、吸気バルブ2の一部開・一部閉制御を行わなくても
良い。
【0031】あるいは、以下のような制御を行うことも
考えられる。即ち、スロットルバルブ8の開度が大きく
なるにつれて(全開となる以前に)、全ての吸気バルブ
2の閉タイミングがBDC時に徐々に近づけられるよう
に制御し、ノックセンサ13によってノッキングが検出
されるようになったら(スロットルバルブ5の開度が全
開でなくてもノッキングが発生するような開度となった
ら)、一部の吸気バルブ2についてはBDC時以降は開
状態となるようにしてノッキングを防止する。
考えられる。即ち、スロットルバルブ8の開度が大きく
なるにつれて(全開となる以前に)、全ての吸気バルブ
2の閉タイミングがBDC時に徐々に近づけられるよう
に制御し、ノックセンサ13によってノッキングが検出
されるようになったら(スロットルバルブ5の開度が全
開でなくてもノッキングが発生するような開度となった
ら)、一部の吸気バルブ2についてはBDC時以降は開
状態となるようにしてノッキングを防止する。
【0032】
【発明の効果】本発明のバルブ制御装置においては、ス
ロットルバルブの開度が所定開度未満のときには、全て
の吸気バルブを開状態とし、スロットルバルブの開度が
所定開度以上のときには、ピストンの位置が下死点とな
るまでの吸気行程前半で全ての吸気バルブを開状態と
し、ピストンの位置が下死点となった後の吸気行程後半
で一部の吸気バルブを開状態、かつ、残りの吸気バルブ
を閉状態とするように、制御手段が構成されているの
で、高膨張比エンジンにおいて、燃費向上と高出力が望
まれている状況での出力特性の改善とを両立することが
できる。
ロットルバルブの開度が所定開度未満のときには、全て
の吸気バルブを開状態とし、スロットルバルブの開度が
所定開度以上のときには、ピストンの位置が下死点とな
るまでの吸気行程前半で全ての吸気バルブを開状態と
し、ピストンの位置が下死点となった後の吸気行程後半
で一部の吸気バルブを開状態、かつ、残りの吸気バルブ
を閉状態とするように、制御手段が構成されているの
で、高膨張比エンジンにおいて、燃費向上と高出力が望
まれている状況での出力特性の改善とを両立することが
できる。
【図1】本発明のバルブ制御装置の一実施形態を示す構
成図である。
成図である。
【図2】図1に示す装置におけるバルブの駆動状態を示
す説明図である。
す説明図である。
【図3】(a)は図1に示す装置におけるエンジンについ
てのエンジン回転数と吸入空気(混合気)量との関係を
示すグラフであり、(b)は図1に示す装置におけるエン
ジンについてのエンジン回転数と出力トルクとの関係を
示すグラフである。
てのエンジン回転数と吸入空気(混合気)量との関係を
示すグラフであり、(b)は図1に示す装置におけるエン
ジンについてのエンジン回転数と出力トルクとの関係を
示すグラフである。
1…エンジン、2…吸気バルブ、3…排気バルブ、4…
シリンダー、5…駆動機構(制御手段)、6…ピスト
ン、7…排気通路、8…スロットルバルブ、9…スロッ
トルポジションセンサ、11…クランクポジションセン
サ、12…ECU(制御手段)。
シリンダー、5…駆動機構(制御手段)、6…ピスト
ン、7…排気通路、8…スロットルバルブ、9…スロッ
トルポジションセンサ、11…クランクポジションセン
サ、12…ECU(制御手段)。
フロントページの続き (72)発明者 茂木 和久 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G092 AA05 AA10 AA11 DA01 DA04 DA05 DA09 DA12 DA14 DC06 DD03 EA11 EA21 FA01 FA24 GA03 HA08Z HA13X HA13Z HC05Z HE01Z HE03Z
Claims (1)
- 【請求項1】 エンジンの吸気通路上に配置されたスロ
ットルバルブと、前記エンジンの各シリンダー毎に少な
くとも二つずつ配設された吸気バルブと、吸気行程にあ
る前記シリンダー内のピストンの位置が下死点となった
後に前記吸気バルブを閉じて、圧縮比よりも膨張比が大
きくなるように前記吸気バルブの駆動を制御する制御手
段とを有する吸気バルブ遅閉型高膨張比エンジンのバル
ブ制御装置において、 前記スロットルバルブの開度が所定開度未満のときに
は、前記各シリンダについて、吸気行程の全行程で全て
の前記吸気バルブを開状態とし、 前記スロットルバルブの開度が所定開度以上のときに
は、前記各シリンダについて、前記ピストンの位置が下
死点となるまでの吸気行程前半で全ての前記吸気バルブ
を開状態とし、前記ピストンの位置が下死点となった後
の吸気行程後半で一部の前記吸気バルブを開状態、か
つ、残りの前記吸気バルブを閉状態とするように、前記
制御手段が構成されていることを特徴とするバルブ制御
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11022417A JP2000220479A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | バルブ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11022417A JP2000220479A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | バルブ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000220479A true JP2000220479A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12082103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11022417A Pending JP2000220479A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | バルブ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000220479A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009002173A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | 可変動弁機構を備える内燃機関 |
CN112963260A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 活塞结构、发动机及车辆 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11022417A patent/JP2000220479A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009002173A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | 可変動弁機構を備える内燃機関 |
CN112963260A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 活塞结构、发动机及车辆 |
CN112963260B (zh) * | 2021-03-29 | 2022-04-26 | 潍柴动力股份有限公司 | 活塞结构、发动机及车辆 |
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