JP2000328971A - 火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置 - Google Patents
火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置Info
- Publication number
- JP2000328971A JP2000328971A JP11141698A JP14169899A JP2000328971A JP 2000328971 A JP2000328971 A JP 2000328971A JP 11141698 A JP11141698 A JP 11141698A JP 14169899 A JP14169899 A JP 14169899A JP 2000328971 A JP2000328971 A JP 2000328971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- changing mechanism
- characteristic
- valve
- valve opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Abstract
関の燃費向上を図った火花点火式内燃機関の吸気系統制
御装置を提供することにある。 【解決手段】 内燃機関の中低負荷の低速運転
領域にて、前記吸気弁開閉動作特性変更機構が高速特性
に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング変更
機構が進角側に設定され、かつ、前記吸気同調特性変更
機構が高速特性に設定され、内燃機関の中低負荷の中速
運転領域にて、前記吸気弁開閉動作特性変更機構が高速
特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング
変更機構が進角側に設定され、かつ前記吸気同調特性変
更機構が低速特性に設定され、内燃機関の中低負荷の高
速運転領域にて、前記吸気弁開閉動作特性変更機構が低
速特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミン
グ変更機構が進角側に設定され、かつ前記吸気同調特性
変更機構が低速特性に設定されることを特徴とするもの
である。
Description
領域における内燃機関の燃費向上を図った火花点火式内
燃機関の吸気系統制御装置に関するものである。
させることなく、大出力を図るために、従来では、内燃
機関の吸排気弁の開閉動作特性、すなわち弁リフトおよ
び弁開角を段階的に制御するカム切換型の弁動作特性変
更機構と、吸気系統の同調特性を変更する吸気同調特性
変更機構とを併せ備えた火花点火式内燃機関があった
(特開平4−91331号公報参照)。
燃機関では、低速から高速に亘り、各回転数領域に対応
し、開弁期間および弁リフトを変えるとともに吸排気の
動的効果を引き出して、吸入空気量を増加させることに
より、出力の増大を図り、高負荷運転に充分に適用でき
るようになっているが、中低負荷の部分負荷運転状態で
は、絞り弁を絞ることにより、吸入空気量を抑制するよ
うになっているため、部分負荷運転状態では、吸気のポ
ンプ損失平均有効圧力が増大し、燃費が良くなかった。
は、このような難点を克服した火花点火式内燃機関の改
良に係り、請求項1記載の発明は、吸気弁の開閉動作特
性を変更しうる吸気弁開閉動作特性変更機構と、吸気弁
の開閉タイミングを変更しうる吸気弁開閉タイミング変
更機構と、吸気系統の同調特性を変更する吸気同調特性
変更機構とを備えた火花点火式内燃機関であって、内燃
機関の中低負荷時、前記吸気弁開閉動作特性変更機構、
前記吸気弁開閉タイミング変更機構および前記吸気同調
特性変更機構の少なくとも1つが、吸気充填効率が低下
する方向に設定されることを特徴とするものである。
成されているため、内燃機関の中低負荷時に、吸気充填
効率が低下し、その結果、絞り弁を絞る必要がなくなっ
て吸気ポンプ損失が低下し、燃費が向上する。
ることにより、中低負荷の高速運転領域では、前記吸気
弁開閉動作特性変更機構が低速特性に設定されて、吸気
量が抑制されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング変
更機構が進角側に設定されて、内部EGRが増加し、か
つ、前記吸気同調特性変更機構が低速特性に設定され
て、吸気脈動・吸気慣性が非同調化され、充填効率が低
下するため、絞り弁を左程絞る必要がなくなって、吸気
ポンプ損失が低下し、燃費向上が可能となる。
することにより、中低負荷の低速運転領域では、前吸気
弁開閉動作特性変更機構が高速特性に設定されて、吸気
量が抑制されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング変
更機構が進角側に設定されて、内部EGRが増加し、か
つ、前記吸気同調特性変更機構が高速特性に設定され
て、吸気脈動・吸気慣性が非同調化され、充填効率が低
減される結果、絞り弁を強く絞る必要がなくなって、吸
気ポンプ損失が低下する。
吸気弁開閉動作特性変更機構が高速特性に設定されて、
吸気量が抑制されるとともに、前記吸気弁開閉タイミン
グ変更機構が進角側に設定されて、内部EGRが増加
し、かつ、前記吸気同調特性変更機構が低速特性に設定
されて、吸気脈動・吸気慣性が非同調化され、充填効率
が低下するため、絞り弁開度を狭くする必要がなくなっ
て、吸気ポンプ損失が減少する。
記吸気弁開閉動作特性変更機構が低速特性に設定され
て、吸気量が抑制されるとともに、前記吸気弁開閉タイ
ミング変更機構が進角側に設定されて、内部EGRが増
加し、かつ、前記吸気同調特性変更機構が低速特性に設
定されて、吸気脈動・吸気慣性が非同調化され、充填効
率が低下するため、絞り弁を左程絞る必要がなくなっ
て、吸気ポンプ損失が低下する。
速から高速に亘る中低負荷運転状態において、いずれも
吸気ポンプ損失が低いため、燃費の向上が可能となる。
ることにより、低負荷・低速運転領域において、前記吸
気弁開閉動作特性変更機構が低速特性に設定されて、前
記吸気弁開閉タイミング変更機構が遅角側に設定され
て、吸・排気弁が共に開状態となるバルブオーバーラッ
プ期間が小さくなり、内部EGRが減少するため、燃焼
が安定化されて、低負荷・低速運転が安定して持続する
ことができる。
図1ないし図13を参照して説明する。
リンを燃料とする火花点火式直列4気筒DOHC4バル
ブ内燃機関0である。図1に図示されるように、各ピス
トン1はコネクティングロッド2を介してクランク軸3
に連結され、クランク軸3の軸端部に設けられたドライ
ブスプロケット4と、吸気カム軸5および排気カム軸6
の軸端部にそれぞれ設けられたカムスプロケット7,8
とが、タイミングチェーン9を介して連結されていて、
両カム軸5,6は、クランク軸3が2回転したとき1回
転するように回転駆動されるようになっている。
動される2個の吸気弁10と、排気カム軸6により駆動さ
れる2個の排気弁11とが設けられ、吸気カム軸5と吸気
弁6との間には、それら弁10の弁開閉動作特性を変更し
うる弁開閉動作特性変更機構、例えばリフト量および開
弁期間を2段階に切換えるバルブ特性切換機構30が設け
られ、また、吸気カム軸5において、カムスプロケット
7が設けられた軸端部には、吸気弁10の開閉時期を無段
階に進角または遅角してカム位相を変更する吸気弁開閉
タイミング変更機構であるバルブ位相可変機構40が設け
られ、さらに吸気弁10を解して各気筒にそれぞれ連通す
る吸気ポート12に吸気マニホルド61が接続され、該吸気
マニホルド61に吸気系統の同調特性を変更する吸気同調
特性変更機構である吸気管長変更機構60が内蔵され、以
下、図2ないし図5を参照して、吸気弁10側のバルブ特
性切換機構30の構造を説明する。
れるように、各気筒に対応して一対の低速用カム14と、
両低速用カム14に挟まれた高速用カム15とが設けられて
いる。図2,図3に図示されるように、吸気カム軸5よ
りも下方において、吸気カム軸5と平行に固定されたロ
ッカーシャフト16には、前記低速用カム14、高速用カム
15、低速用カム14にそれぞれ対応して、第1ロッカーア
ーム17、第2ロッカーアーム18および第3ロッカーアー
ム19が揺動自在に支持されている。
対の低速用カム14は、吸気カム軸5の径方向に比較的小
さい突出量で、その周方向に所定の角度範囲に渡って突
出した高位部141と、ベース円部142とから構成されてい
る。高速用カム15は、吸気カム軸5の径方向の突出量が
低速用カム14の高位部141の突出量より大きく、かつ周
方向の角度範囲が低速用のそれより広い高位部151と、
ベース円部152とから構成されている。
には、鍔部21が設けられており、シリンダヘッド22およ
び鍔部間に圧縮状態で装着されたバルブスプリング23に
よって、吸気弁10は閉弁方向に付勢されている。一端部
がロッカーシャフト16に揺動自在に支持された第1、第
3ロッカーアーム17,19は、その中間部に形成されたカ
ムスリッパ171,191が一対の低速用カム14にそれぞれ当
接し、その他端部には吸気弁10のバルブステム20の上端
に当接するタペットねじ24がそれぞれ進退自在に設けら
れている。
の一端部がロッカーシャフト16に揺動自在に支持された
第2ロッカーアーム18は、図4に図示されるように、シ
リンダヘッド22との間に圧縮状態で装着された弾発付勢
手段25で付勢され、その他端部に形成されたカムスリッ
パ181が高速用カム15に当接する。前記弾発付勢手段25
は、閉塞端を第2ロッカーアーム18に当接させた有底円
筒状のリフタ26と、リフタ26を第2ロッカーアーム18に
向けて付勢するリフタスプリング27とから構成されてい
る。
2、第3ロッカーアーム17,18,19間の連結状態を切り
換える連結切換機構31は、第3ロッカーアーム19および
第2ロッカーアーム18間を連結し得る第1切換ピン32
と、第2ロッカーアーム18および第1ロッカーアーム17
間を連結し得る第2切換ピン33と、第1切換ピン32およ
び第2切換ピン33の移動を規制する第3切換ピン34と、
各切換ピン32,33,34を連結解除側に付勢する戻しスプ
リング35とを備えている。
カーシャフト16と平行な有底のガイド孔192がその開放
端を第2ロッカーアーム18側にして形成されている。該
ガイド孔192には第1切換ピン32が摺動自在に嵌合し、
第1切換ピン32とガイド孔192の閉塞端との間に油圧室3
6が形成されている。また、第3ロッカーアーム19には
油圧室36に連通する連通路37が形成され、ロッカーシャ
フト16内には油圧供給路38が形成されている。連通路37
および油圧供給路38は、ロッカーシャフト16の側壁に形
成された連通路39を介して、第3ロッカーアーム19の揺
動状態にかかわらず常時連通するようになっている。
ガイド孔192に対応する同一径のガイド孔182がロッカー
シャフト16と平行に貫通して形成されており、このガイ
ド孔182に第2切換ピン33が摺動自在に嵌合している。
ド孔182に対応する同一径の有底円筒状のガイド孔17
2が、ロッカーシャフト16と平行かつ開放端を第2ロッ
カーアーム18側にして形成されており、該ガイド孔172
に第3切換ピン34が摺動自在に嵌合している。第3切換
ピン34に一体に形成された軸部341は、ガイド孔172の閉
塞端に形成された案内部173に摺動自在に案内されてい
る。戻しスプリング35は、第3切換ピン34の軸部341の
外周に、ガイド孔172の閉塞端および第3切換ピン34間
に圧縮状態で装着され、この戻しスプリング35の弾発力
で3本の切換ピン32,33,34は連結解除側、すなわち油
圧室36側に付勢されている。
と、3本の切換ピン32,33,34は戻しスプリング35の弾
発力で連結解除側に移動し、この状態では第1切換ピン
32および第2切換ピン33の当接面は、第3ロッカーアー
ム19および第2ロッカーアーム18間にあり、第2切換ピ
ン33および第3切換ピン34の当接面は、第2ロッカーア
ーム18および第1ロッカーアーム17間にあり、したがっ
て、第1、第2、第3ロッカーアーム17,18,19は非連
結状態になっている。油圧室36に油圧を供給すると、3
本の切換ピン32,33,34は戻しスプリング35の弾発力に
抗して連結側に移動し、第1切換ピン32がガイド孔182
に嵌合し、第2切換ピン33がガイド孔172に嵌合して、
第1、第2、第3ロッカーアーム17,18,19は一体に連
結される。
ム軸5の軸端部に設けられたバルブ位相可変機構40の構
造を説明する。
持孔411が吸気カム軸5の軸端部に同軸に嵌合し、ピン4
2およびボルト43で相対回転不能に結合される。タイミ
ングチェーン9が巻き掛けられるカムスプロケット7
は、円形の凹部71を有して略カップ状に形成されてお
り、その外周にスプロケット歯72が形成されている。
カムスプロケット7の凹部71に嵌合する環状のハウジ
ング44と、さらにその軸方向重ね合わされたプレート45
とが、それらを貫通する4本のボルト46でカムスプロケ
ット7に結合される。したがって、吸気カム軸5と一体
に結合されたボス部材41は、カムスプロケット7、ハウ
ジング44およびプレート45によって囲まれた空間に相対
回転可能に収納される。ボス部材41を軸方向に貫通する
ピン孔412にロックピン47が摺動自在に嵌合しており、
このロックピン47はプレート45との間に圧縮状態で装着
したスプリング48によって、カムスプロケット7に形成
されたロック孔73に係合する方向に付勢される。
軸5の軸線を中心とする扇状の凹部441が90°間隔で
4個形成されており、ボス部材41の外周から放射状に突
出する4枚のベーン49が、30°の中心角範囲で相対回
転し得るように前記凹部441に嵌合している。4個のベ
ーン49の先端に設けられた4個のシール部材50が凹部44
1の天井壁に摺動自在に当接し、かつハウジング44の内
周面に設けられた4個のシール部材51がボス部材41の外
周面に摺動自在に当接することにより、各ベーン49の両
側に進角室52および遅角室53がそれぞれ区画される。
油路54および遅角用油路55が形成されており、進角用油
路54はボス部材41を半径方向に貫通する4本の油路56を
介して4個の進角室52にそれぞれ連通するとともに、遅
角用油路55はボス部材41を半径方向に貫通する4本の油
路57を介して4個の遅角室53にそれぞれ連通している。
また、ロックピン47の頭部が嵌合するカムスプロケット
7のロック孔73は、図示されない油路を介していずれ
かの進角室52に連通している。
いないとき、ロックピン47の頭部はスプリング48の弾発
力でカムスプロケット7のロック孔73に嵌合し、図6
に図示されるように、カムスプロケット7に対して吸気
カム軸5が反時計方向に相対回転した最も遅角した状態
にロックされる。この状態から進角室52に供給される油
圧を高めてゆくと、いずれかの進角室52から伝達される
油圧でロックピン47が、スプリング48の弾発力に抗して
カムスプロケット7のロック孔73から離脱するととも
に、進角室52および遅角室53の油圧差でベーン49が押さ
れることによりカムスプロケット7に対して吸気カム軸
5が時計方向(図1においては、内燃機関0のクランク
軸3の回転方向とは逆の反時計方向)に相対回転し、低
速用カム14および高速用カム15の位相が一体的に進角し
て吸気弁10の開弁時期がともに進み側に変化する。した
がって、進角室52および遅角室53の油圧を制御すること
により、吸気弁10の開閉時期を無段階に変化させること
ができる。
ホルド61の上流端に吸気チャンバー62が接続され、該吸
気チャンバー62に絞り弁63が絞り調整可能に設けられ、
該吸気チャンバー62の一部と吸気マニホルド61の上流部
とは隔壁64でもって、長管長通路65と短管長通路66で並
列に分割され、短管長通路66の上流部に切換制御弁67が
開閉自在に設けられ、吸気マニホルド61の下流端は、内
燃機関0の吸気ポート12に接続されている。
構30およびバルブ位相可変機構40および吸気管長変更機
構60の油圧制御系について説明する。
オイルパン72から油路L1を介して汲み上げたオイル
は、内燃機関0のクランク軸3まわりや動弁機構の潤滑
油として、またバルブ特性切換機構30,バルブ位相可変
機構40および吸気管長変更機構60の動作油として油路L
2に吐出される。油路L2から分岐して吸気側バルブ特性
切換機構30に連通する油路L3には、ロッカーシャフト1
6内の油圧供給路38の油圧を高低に切り換えるON/O
FFソレノイドバルブよりなる第1油圧制御弁73が設け
られる。また、油路L2から分岐してバルブ位相可変機
構40に連通する油路L4には、進角室52および遅角室53
の油圧を無段階に制御するデューティソレノイドバルブ
よりなる第2油圧制御弁74が設けられる。さらに、油路
L4から分岐して吸気管長変更機構60に連通する油路L5
には、通路切換回転弁67を連通または遮断状態に切り換
えるON/OFFソレノイドバルブよりなる第3油圧制
御弁75が設けられている。
センサS1からの信号、排気カム軸の位相に基づいてピ
ストンの上死点を検出するTDCセンサS2からの信
号、クランク軸3の位相を検出するクランク軸センサS
3からの信号、吸気負圧を検出する吸気負圧センサS4か
らの信号、冷却水温を検出する冷却水温センサS5から
の信号、スロットル開度を検出するスロットル開度セン
サS6からの信号、内燃機関の回転数を検出する回転数
センサS7からの信号が入力される制御手段としての電
子制御ユニットUは、バルブ特性切換機構30用の第1油
圧制御弁73、バルブ位相可変機構40用の第2油圧制御弁
74、および吸気管長変更機構60用の第3油圧制御弁75の
動作を制御するようになっている。
74の構造を説明する。
と、スリーブ76の内部に摺動自在に嵌合するスプール77
と、スリーブ76に固定されてスプール77を駆動するデュ
ーティソレノイド78と、スプールをデューティソレノイ
ドに向けて付勢するスプリング79とを備えている。電子
制御ユニットUからの指令で、デューティソレノイド78
への電流量をデューティ制御することにより、スリーブ
76に摺動自在に嵌合するスプール77の軸方向位置を無段
階に変化させることができる。
その両側に位置する遅角ポート81および進角ポート82
と、それらの両側に位置する一対のドレンポート83とが
形成されている。一方、スリーブ76に摺動自在に嵌合す
るスプール77には、中央グルーブ84と、その両側に位置
する一対のランド85,86と、それらの両側に位置する一
対のグルーブ87,88とが形成されている。入力ポート80
はオイルポンプ71に接続され、遅角ポート81はバルブ位
相可変機構40の遅角室53に接続され、進角ポート82はバ
ルブ位相可変機構40の進角室52に接続されている。
て説明する。
より、第1油圧制御弁73がオフし、オイルポンプ71から
バルブ特性切換機構30の連結切換機構31に供給される油
圧が低圧となると、ロッカーシャフト16内の油圧供給路
38に連なる油圧室36に油圧が低圧となり、第1、第2、
第3切換ピン32,33,34は戻しスプリング35の弾発力で
図5に図示される連結解除位置に移動する。その結果、
第1、第2、第3ロッカーアーム17,18,19は相互に切
り離され、2個の低速用カム14にカムスリッパ171,191
を当接させた第1、第3ロッカーアーム17,19により2
個の吸気弁10が開閉駆動される。このとき高速用カム15
にカムスリッパ181を当接させた第2ロッカーアーム18
は、吸気弁10の動作には無関係に空動する。
より、第1油圧制御弁73がオンし、オイルポンプ71の油
圧はバルブ特性切換機構30の連結切換機構31に供給さ
れ、さらに、ロッカーシャフト16内の油圧供給路38から
油圧室36に伝達される。その結果、第1、第2、第3切
換ピン32,33,34が戻しスプリング35の弾発力に抗して
連結位置に移動し、第1、第2切換ピン32,33によっ
て、第1、第2、第3ロッカーアーム17,18,19が一体
的に連結されるため、高位部151の高さおよび角度範囲
の大きい高速用カム15にカムスリッパ181を当接させた
第2ロッカーアーム18の揺動が、それと一体に連結され
た第1、第3ロッカーアーム17,19に伝達されて2個の
吸気バルブ10が開閉駆動される。このとき、低速用カム
14の高位部14 1は第1、第3ロッカーアーム17,19のカ
ムスリッパ171,191から離れて空動する。
性に設定された時には、吸気弁10を低リフト量および小
開弁期間で駆動し、バルブ特性切換機構30が高速特性に
設定された時には、吸気弁10を高リフト量および大開弁
期間で駆動することができる。
て説明する。
構40は遅角室53が最大容積になり、かつ進角室52の容積
がゼロになった状態にあり、ロックピン47がカムスプロ
ケット7のロック孔73に嵌合して、最も遅角した状態
に保持される。内燃機関0の始動によりオイルポンプ61
が動作し、第2油圧制御弁74を介して進角室52に伝達さ
れる油圧が所定値を越えると、油圧によりロックピン47
がロック孔73から離脱してバルブ位相可変機構40は動作
可能な状態になる。
デューティ比を、中立位置の設定値、例えば50%より
増加させると、図10においてスプール77がスプリング
79に抗して中立位置よりも左側に移動し、オイルポンプ
71に連なる入力ポート80がグルーブ84を介して進角ポー
ト82に連通するとともに、遅角ポート81がグルーブ87を
介してドレンポート83に連通する。その結果、バルブ位
相可変機構40の進角室52に油圧が作用するため、図6に
おいてカムスプロケット7に対して吸気カム軸5が時計
方向に相対回転し、吸気カム軸5のカム位相が進角側に
連続的に変化する。そして、目標とするカム位相が得ら
れたときに、デューティソレノイド78のデューティ比を
50%に設定して第2油圧制御弁74のスプール77を図1
0に示す中立位置に停止させ、入力ポート80を一対のラ
ンド85,86間に閉塞し、かつ遅角ポート81および進角ポ
ート82をそれぞれランド85,86で閉塞することにより、
カムスプロケット7および吸気カム軸5を一体化してカ
ム位相を保持することができる。
に変化させるには、デューティソレノイド78のデューテ
ィ比を50%より減少させてスプール77を中立位置から
右動させ、オイルポンプ71に連なる入力ポート80をグル
ーブ84を介して遅角ポート81に連通させるとともに、進
角ポート82をグルーブ87を介してドレンポート83に連通
させればよい。そして、目標とする位相が得られたとき
に、デューティソレノイド78のデューティ比を50%に
設定してスプール77を図10に示す中立位置に停止させ
れば、入力ポート80、遅角ポート81および進角ポート82
を閉塞してカム位相を保持することができる。
クランク軸3の位相に対して吸気カム軸5の位相を変化
させることにより、吸気弁10の開閉時期を、吸気カム軸
5の回転角の30°の範囲に亘って無段階に進角および
遅角することが可能となる。
て説明する。
り、第3油圧制御弁75がオフし、オイルポンプ71から吸
気管長変更機構60の油圧アクチェータ(図示されず)へ
の圧油供給が遮断されると、図8に図示されるように、
切換制御弁67は開放されて、短管長通路66は連通状態と
なり、吸気チャンバー62内から短管長通路66,長管長通
路65を介して吸気ポート12に吸気が流れ、吸気管長が短
管長に設定される。そして電子制御ユニットUからの長
管長指令により第3油圧制御弁75がオンし、オイルポン
プ71から吸気管長変更機構60の油圧アクチェータへ圧油
が供給されると、図9に図示されるように、切換制御弁
67は閉じられて、短管長通路66は遮断状態となり、吸気
チャンバー62内から長管長通路65を介して吸気ポート12
に吸気が流れ、長管長に設定される。
信号により、図11に図示されるような各運転領域毎に
て、バルブ特性切換機構30,バルブ位相可変機構40,吸
気管長変更機構60がそれぞれ切替設定されるようになっ
ている。
ン回転数が4000rpm未満の低中回転領域Xでは、
バルブ特性切換機構30は低速特性Loに設定されるとと
もに、バルブ位相可変機構40は進角側に設定され、か
つ、吸気管長変更機構60は長管長LONGに設定され、
次の負荷率が80%を超える高負荷で、エンジン回転数
が4000rpm以上の高回転領域Yでは、バルブ特性
切換機構30は高速特性Hoに設定されるとともに、バル
ブ位相可変機構40は遅角側に設定され、かつ、吸気管長
変更機構60は短管長SHORTに設定される。なお、負
荷率が80%を越える高負荷で、エンジン回転数が40
0rpm以上の高回転領域では、エンジン回転数が高く
なるほど、バルブ位相可変機構40を遅角側に設定しても
よい。
エンジン回転数が2000rpm未満の低回転領域Aで
は、バルブ特性切換機構30は高速特性Hiに設定される
とともに、バルブ位相可変機構40は進角側に設定され、
かつ、吸気管長変更機構60は短管長SHORTに設定さ
れ、次の負荷率80%以下の部分負荷で、エンジン回転
数が2000rpm以上で4000rpm未満の中回転
領域Bでは、バルブ特性切換機構30は高速特性Hiに設
定されるとともに、バルブ位相可変機構40は進角側に設
定され、かつ吸気管長変更機構60は長管長LONGに設
定され、さらに次の負荷率80%以下の部分負荷で、エ
ンジン回転数が4000rpm以上の高回転領域Cで
は、バルブ特性切換機構30は低速特性Loに設定される
とともに、バルブ位相可変機構40は進角側に設定され、
かつ、吸気管長変更機構60は長管長LONGに設定され
る。
転数も低いハッチで示されたアイドル領域D(この領域
では、内燃機関0の特性によって点線で図示されるよう
な範囲に変化する)では、バルブ特性切換機構30は低速
特性Loに設定されるとともに、バルブ位相可変機構40
は最遅角に設定され、かつ、吸気管長変更機構60は長管
長LONGまたは短管長SHORTに設定される。
示されるようなフローチャートに従って動作するように
構成されている。
態では、前記したように構成されているので、まず、ス
テップS1で負荷率が80%を超えるか否か判断され、
負荷率が80%を超えれば、ステップS2に進み、エン
ジン回転数Neが4000rpm未満であれば、バルブ
特性切換機構30は低速特性Loに、バルブ位相可変機構
40は進角に、吸気管長変更機構60は長管長LONGにそ
れぞれ設定される。その結果、各気筒内のガス交換が充
分になされるとともに、エンジン回転数Neに対応した
吸気脈動・吸気慣性効果が引出されて、充填効率が向上
し、その回転領域での最高出力が得られる。
eが4000rpm以上であれば、バルブ特性切換機構
30は高速特性Hiに、バルブ位相可変機構40は遅角、吸
気管長変更機構60は短管長SHORTにそれぞれ設定さ
れ、高エンジン回転領域に対応して、吸気弁10が充分に
開かれて各気筒内の充分なガス交換と吸気脈動・吸気慣
性効果が得られて、充填効率が向上し、最高出力が得ら
れる。
下であれば、ステップS3に進み、各種センサの入力信
号を基にしてアイドル領域Dか否か判断され、アイドル
領域Dであれば、バルブ特性切換機構30は低速特性Lo
に、バルブ位相可変機構40は最遅角に設定されるので、
ガス交換が充分になされて、内部EGRが最小限に減少
する。このため、安定したアイドル運転が可能となる。
域Dでないと判断されると、ステップS4に進み、エン
ジン回転数Neが2000rpm未満か否か判断され、
2000rpm未満であれば、バルブ特性切換機構30は
高速特性Hiに、バルブ位相可変機構40は進角側に、吸
気管長変更機構60は短管長SHORTに設定されるの
で、図13の部分負荷低回転領域Aに図示されるよう
に、バルブオーバーラップが大きくなって内部EGRが
大きく、かつ、エンジン回転数Neに対応した吸気脈動
・吸気慣性効果が吸気量促進とは逆に働いて、吸気量が
削減され、充填効率が低下する。この結果、絞り弁の絞
りを緩和できるため、吸気のポンプ損失平均有効圧力が
小さくなって、燃費が向上する。図14の最上段に図示
された吸気圧力変化曲線で明らかなように、部分負荷低
回転領域Aにて、吸気管長変更機構60を短管長SHOR
Tに設定した場合のBDC近傍、特に吸気弁10が閉じる
BDCを基準としたクランク角10°直前の吸気圧力
は、吸気管長変更機構60を長管長LONGに設定した場
合の同じタイミングの吸気圧力に比べて低いので、絞り
弁の絞り開度を狭くしなくても、この低回転領域Aを維
持でき、燃費を改善することができる。
eが2000rpm以上であれば、ステップS5に進
み、エンジン回転数Neが4000rpm未満であるか
否か判断され、4000rpm未満であれば、バルブ特
性切換機構30は高速特性Hiに、バルブ位相可変機構40
は進角側に、吸気管長変更機構60は長管長LONGに設
定されるので、図13の部分負荷中回転域Bに図示され
るように、バルブオーバラップが大きくなって内部EG
Rが大きく、しかも、吸気脈動・吸気慣性効果による吸
気量促進とは逆に働いて、やはり吸気量が削減され、充
填効率が低下する。このことは、図14の中段に図示さ
れた吸気圧力変化曲線で明らかなように、部分負荷中回
転領域Bにて、吸気管長変更機構60を長管長LONGに
設定した場合の吸気圧力は、吸気弁10が閉じるBDCを
基準としたクランク角10°直前において短管長SHO
RTに設定した場合の吸気圧力に比べて低いことからも
明らかである。従って、絞り弁をさらに絞らなくても、
所要のエンジン回転数に制御することができ、吸気ポン
プ損失平均有効圧力を減少させて、燃費を向上すること
ができる。
が4000rpm以上であれば、バルブ特性切換機構30
は低速特性Loに、バルブ位相可変機構40は進角側に、
吸気管長変更機構60は長管長LONGに設定されるの
で、図13の部分負荷高回転領域Cに図示されるよう
に、吸気弁10の開弁リフト量が低下して吸気量が削減さ
れる。そして、吸気脈動・吸気慣性効果が逆に働き、充
填効率が低下するが、図14の下段に図示された吸気圧
力変化曲線で明らかなように、吸気弁10が閉じるBDC
を基準としたクランク角−10°直前における吸気圧力
は、吸気管長変更機構60を短管長SHORTに設定した
場合に比べて、吸気管長変更機構60を長管長LONGに
設定した場合の方が、低いことからも、これを裏付けす
ることができる。従って、絞り弁の絞りによらずに、所
要のエンジン回転数制御を行なうことができて、燃費改
善を達成することができる。
施形態では、負荷率80%を超える高負荷運転状態で
は、吸気量が最大となるように、バルブ特性切換機構3
0,バルブ位相可変機構40および吸気管長変更機構60を
調整制御することにより、内燃機関0の最大限の出力を
発生させることができる。そして、負荷率が80%以下
の部分負荷運転状態では、絞り弁の絞りのみによらず
に、吸気量が低下するように、バルブ特性切換機構30,
バルブ位相可変機構40および吸気管長変更機構60を調整
制御することにより、絞り弁の絞りによる吸気ポンプ損
失を減少させて、燃費を向上させることができる。
図である。
図である。
た制御マップである。
ある。
図示した説明図である。
状態を図示した吸気圧変化曲線である。
ド、3…クランク軸、4…駆動スプロケット、5…吸気
カム軸、6…排気カム軸、7,8…カムスプロケット、
9…タイミングチェーン、10…吸気弁、11…排気弁、12
…吸気ポート、14…低速用カム、15…高速用カム、16…
ロッカーシャフト、17…第1ロッカーアーム、18…第2
ロッカーアーム、19…第3ロッカーアーム、20…バルブ
ステム、21…鍔部、22…シリンダヘッド、23…バルブス
プリング、24…タペットねじ、25…段発付勢手段、26…
リフタ、27…リフタスプリング、30…バルブ特性切換機
構、31…連結切換機構、32…第1切換ピン、33…第2切
換ピン、34…第3切換ピン、35…戻しスプリング、36…
油圧室、37…連通路、38…油圧供給路、40…バルブ位相
可変機構、41…ボス部材、42…ピン、43…ボルト、44…
ハウジング、45…プレート、46…ボルト、47…ロックピ
ン、48…スプリング、49…ベーン、50,51…シール部
材、52…進角室、53…遅角室、54…進角用油路、55…遅
角用油路、56,57…油路、58…スプリング、60…吸気管
長変更機構、61…吸気マニホールド、62…吸気チャンバ
ー、63…絞り弁、64…隔壁、65…長管長通路、66…短管
長通路、67…切換制御弁、71,72…オイルポンプ、73…
第1油圧制御弁、74…第2油圧制御弁、75…第3油圧制
御弁、76…スリーブ、77スプール、78…デューティソレ
ノイド、79…スプリング、80…入力ポート、81…遅角ポ
ート、82…進角ポート、83…ドレンポート、84…グルー
ブ、85,86…ランド、87…グルーブ
Claims (4)
- 【請求項1】 吸気弁の開閉動作特性を変更しうる吸気
弁開閉動作特性変更機構と、吸気弁の開閉タイミングを
変更しうる吸気弁開閉タイミング変更機構と、吸気系統
の同調特性を変更する吸気同調特性変更機構とを備えた
火花点火式内燃機関であって、 内燃機関の中低負荷時、前記吸気弁開閉動作特性変更機
構、前記吸気弁開閉タイミング変更機構および前記吸気
同調特性変更機構の少なくとも1つが、吸気充填効率が
低下する方向に設定されることを特徴とする火花点火式
内燃機関の吸気系統制御装置。 - 【請求項2】 吸気弁の開閉動作特性を変更しうる吸気
弁開閉動作特性変更機構と、吸気弁の開閉タイミングを
変更しうる吸気弁開閉タイミング変更機構と、吸気系統
の同調特性を変更する吸気同調特性変更機構とを備えた
火花点火式内燃機関であって、 内燃機関の中低負荷の高速運転領域にて、吸気充填効率
を低下するべく前記吸気弁開閉動作特性変更機構が低速
特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング
変更機構が進角側に設定され、かつ前記吸気同調特性変
更機構が低速特性に設定されることを特徴とする火花点
火式内燃機関の吸気系統制御装置。 - 【請求項3】 吸気弁の開閉動作特性を変更しうる吸気
弁開閉動作特性変更機構と、吸気弁の開閉タイミングを
変更しうる吸気弁開閉タイミング変更機構と、吸気系統
の同調特性を変更する吸気同調特性変更機構とを備えた
火花点火式内燃機関であって、 内燃機関の中低負荷の低速運転領域にて、吸気充填効率
を低下するべく前記吸気弁開閉動作特性変更機構が高速
特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング
変更機構が進角側に設定され、かつ、前記吸気同調特性
変更機構が高速特性に設定され、 内燃機関の中低負荷の中速運転領域にて、吸気充填効率
を低下するべく前記吸気弁開閉動作特性変更機構が高速
特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング
変更機構が進角側に設定され、かつ前記吸気同調特性変
更機構が低速特性に設定され、 内燃機関の中低負荷の高速運転領域にて、吸気充填効率
を低下するべく前記吸気弁開閉動作特性変更機構が低速
特性に設定されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング
変更機構が進角側に設定され、かつ前記吸気同調特性変
更機構が低速特性に設定されることを特徴とする火花点
火式内燃機関の吸気系統制御装置。 - 【請求項4】 吸気弁の開閉動作特性を変更しうる吸気
弁開閉動作特性変更機構と、吸気弁の開閉タイミングを
変更しうる吸気弁開閉タイミング変更機構と、吸気系統
の同調特性を変更する吸気同調特性変更機構とを備えた
火花点火式内燃機関であって、 内燃機関の低負荷の低速運転領域にて、吸・排気弁がと
もに開状態となるバルブオーバーラップ期間を低減する
べく前記吸気弁開閉動作特性変更機構が低速特性に設定
されるとともに、前記吸気弁開閉タイミング変更機構が
零または遅角側に設定されることを特徴とする請求項3
記載の火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14169899A JP4311813B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14169899A JP4311813B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000328971A true JP2000328971A (ja) | 2000-11-28 |
JP4311813B2 JP4311813B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=15298138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14169899A Expired - Fee Related JP4311813B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4311813B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6739296B2 (en) | 2001-03-27 | 2004-05-25 | Unisia Jecs Corporation | Apparatus and method for controlling variable valve operating mechanism |
US7213550B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and valve timing control method |
KR101136704B1 (ko) * | 2008-11-12 | 2012-04-20 | 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 | 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치 |
US8205585B2 (en) | 2008-11-12 | 2012-06-26 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Variable valve gear for internal combustion engine |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14169899A patent/JP4311813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6739296B2 (en) | 2001-03-27 | 2004-05-25 | Unisia Jecs Corporation | Apparatus and method for controlling variable valve operating mechanism |
DE10213840B4 (de) * | 2001-03-27 | 2005-09-22 | Hitachi, Ltd. | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer variablen Ventilsteuervorrichtung |
US7458347B2 (en) | 2001-03-27 | 2008-12-02 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for controlling variable valve operating mechanism |
US7213550B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and valve timing control method |
DE102004001102B4 (de) * | 2003-01-06 | 2010-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennkraftmaschine und Ventilzeitabstimmungssteuerungsverfahren |
KR101136704B1 (ko) * | 2008-11-12 | 2012-04-20 | 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 | 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치 |
US8205585B2 (en) | 2008-11-12 | 2012-06-26 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Variable valve gear for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4311813B2 (ja) | 2009-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6202610B1 (en) | Valve operating control system for internal combustion engine | |
US6425357B2 (en) | Variable valve drive mechanism and intake air amount control apparatus of internal combustion engine | |
US6230675B1 (en) | Intake valve lift control system | |
US8205587B2 (en) | Internal combustion engine with variable valve gear | |
US8036806B2 (en) | Variable valve actuation system of internal combustion engine and control apparatus of internal combustion engine | |
JP3385717B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
US6615775B2 (en) | Variable valve operating system of internal combustion engine enabling variation of valve-lift characteristic and phase | |
US6216655B1 (en) | Valve operating control system for internal combustion engine | |
JP3358887B2 (ja) | 気筒数制御内燃機関 | |
US20010025615A1 (en) | Valve control device of internal combustion engine | |
US20020023604A1 (en) | Variable valve control device of internal combustion engine | |
JP2008215327A (ja) | 内燃機関の可変動弁装置及び制御装置 | |
US6550436B2 (en) | Intake valve control device of internal combustion engine | |
JP3829629B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP2001336446A (ja) | 内燃機関のノッキング制御装置 | |
JP2010127249A (ja) | 内燃機関 | |
JP2000328971A (ja) | 火花点火式内燃機関の吸気系統制御装置 | |
JP2009293567A (ja) | 内燃機関の動弁制御装置 | |
KR101648620B1 (ko) | 내연 기관의 가변 밸브 작동 장치 | |
JP4474058B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 | |
JP2003161129A (ja) | エンジンのバルブタイミング制御装置 | |
JP4197211B2 (ja) | 内燃機関の動弁制御装置 | |
JP3228036B2 (ja) | 弁開閉機構付きエンジン | |
JP4365304B2 (ja) | 内燃機関の可変サイクル装置 | |
JP2002089215A (ja) | 内燃機関の可変動弁装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080304 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080507 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081125 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090512 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090512 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120522 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130522 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |