JP2006097647A - エンジンの可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 吸気バルブ1,2のリフト特性を、リフト可変機構によって、基本的には低負荷乃至低回転側で相対的にリフト量が小さくなるとともに、閉弁時期の早い所謂早閉じとなるように変更する。吸気バルブ1,2のリフト量が非常に小さくなるアイドル運転状態では、VCT18によりカムシャフト3のクランク軸に対する回転位相を変更して、吸気バルブ1,2が気筒への吸気流速の最も高いクランク角期間においてリフトピークを迎えるように、その開弁開始時期及び閉弁時期を遅角側に変更する。
【選択図】 図6
Description
図1は、本発明の実施形態に係る可変動弁装置を適用したエンジンの吸気側動弁系の構成を示す。このエンジンは、図示は省略するが、4つの気筒が一列に並んだ直列4気筒エンジンであり、その各気筒毎に2つの吸気バルブ1,2と2つの排気バルブ(図示せず)とを有する4バルブのダブルオーバヘッドカム方式を採用している。同図において、符号3は、前記4つの気筒が並ぶエンジン前後方向(図の左右方向)に延びるように配設されていて、エンジンのクランク軸によりカムチェーン(図に仮想線で示す)を介して回転駆動される吸気側のカムシャフトである。
以下、そのようなリンクやカムの動作を、図4及び図5を参照して具体的に説明する。この両図では、コントロールアーム12、連結リンク8及び規制リンク13については簡略に直線で表しており、また、偏心カム6の中心(オフセットリンク7の外輪の中心)の回転軌跡を符号T0として示している。尚、上述の如く吸気バルブ1と揺動カム4との関係は吸気バルブ2と揺動カム5との関係と同じであって、揺動カム4は揺動カム5と同様に働くので、以下では、吸気バルブ2と揺動カム5との関係について説明する。
次に、上述のようなリフト可変機構の動作によって大リフト制御状態から小リフト制御状態まで連続的に変更される吸気バルブ1,2のリフトカーブを、図6に示す。同図においてリフトカーブL1は、揺動カム5が図4の実線位置(大リフト制御状態のリフトピーク近傍)と仮想線位置(ゼロリフト)との間で揺動する大リフト制御状態を示し、一方、L2は、揺動カム5が図5の実線位置(小リフト制御状態のリフトピーク近傍)と仮想線位置(ゼロリフト)との間で揺動する小リフト制御状態を示している。尚、図6に仮想線で示すリフトカーブL3は、後述の如くアイドル運転時に前記小リフト制御状態近傍のリフトカーブを遅角させたときのものである。
ところで、前記の如きバルブリフト特性の基本的な制御によって、エンジンは、使用頻度の高い低・中負荷の運転領域で燃費を低減できる一方、高負荷域では十分な馬力が得られるようになるが、例えばアイドル運転状態のように極低負荷且つ低回転で吸気バルブ1,2のリフト量が非常に小さな(極低リフト状態)特定の運転状態では、気筒の吸気充填量が過小となって、TDC近傍においても気筒内の圧力や温度が十分に上昇しなくなり、しかも、気筒内流動が弱いことから燃料と空気との混合状態も悪くなってしまい、燃焼性が損なわれる虞れがあった。
3 カムシャフト
4,5 揺動カム(リフト可変機構)
6 偏心カム(リフト可変機構)
7 オフセットリンク(リフト可変機構)
8 連結リンク(リフト可変機構)
11 コントロールシャフト(リフト可変機構)
12 コントロールアーム(リフト可変機構)
13 規制リンク(リフト可変機構)
17 コントロールユニット(制御手段)
17a リフト制御部
17b 位相角制御部
18 VCT(位相可変機構:作動時期可変機構)
Claims (9)
- エンジンの吸気バルブのリフト特性を変更するリフト特性変更手段を備え、少なくとも同じエンジン回転速度であれば低負荷側ほど吸気バルブのリフト量が小さくなるように、そのリフト特性をエンジンの運転状態に応じて変更するようにした可変動弁装置であって、
前記リフト特性変更手段は、
エンジンが低負荷側の特定運転域にあるときに、吸気バルブがピストン移動速度の最も高いクランク角期間において開状態になるように、当該吸気バルブの開弁開始時期を気筒の圧縮上死点よりも所定以上、遅角側とする一方、
前記特定運転域よりも負荷の高い運転域において、少なくとも最も負荷の低い運転状態では、吸気バルブの開弁開始時期及び閉弁時期をいずれも前記特定運転域に比べて進角側とする
ように構成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項1の可変動弁装置において、
リフト特性変更手段は、エンジン運転状態の変化に応じて吸気バルブのリフト量を変更する際に、その作動時期を、特定運転域外では開弁開始時期の変化よりも閉弁時期の変化が大きくなるように変更して、低負荷乃至低回転側で吸気バルブが相対的に早く閉じる特性とするとともに、前記特定運転域外から特定運転域への移行に際しては、吸気バルブの開弁開始時期及び閉弁時期をいずれも所定以上、大きく遅角させるように構成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項2の可変動弁装置において、
リフト特性変更手段は、エンジンが高負荷高回転域にあるときに吸気バルブの閉弁時期が最も遅角側になるように、該吸気バルブの作動時期を変更するものであることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項2の可変動弁装置において、
リフト特性変更手段は、エンジンが特定運転域にあるときに吸気バルブの開弁開始時期が最も遅角側になるように、該吸気バルブの作動時期を変更するものであることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項2の可変動弁装置において、
リフト特性変更手段は、
エンジンの動弁系に設けられ、吸気バルブのリフト量を連続的に変更可能で、且つ、その作動時期を小リフト側ほどリフトピーク時期が進角するように変更するリフト可変機構と、
前記リフト可変機構にクランク軸からの駆動力を伝達する動力伝達系路に設けられて、吸気バルブの開弁開始時期及び閉弁時期を同時に変更可能な作動時期可変機構と、
前記リフト可変機構を、エンジンの運転状態に応じて低負荷乃至低回転側で相対的に小リフトとなるように制御するとともに、エンジンが特定運転域にあるときには、吸気バルブの作動時期が遅角するように前記作動時期可変機構を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つの可変動弁装置において、
特定運転域がエンジンのアイドル運転状態に相当することを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項6の可変動弁装置において、
リフト特性変更手段は、エンジンがアイドル運転状態になっていて、且つ外部負荷が所定値以下のときにのみ、吸気バルブの開弁開始時期を圧縮上死点よりも遅角側とするものであることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項5の可変動弁装置において、
特定運転域は、リフト可変機構によって変更される吸気バルブのリフト量が、エンジンの安定燃焼限界に対応付けて予め設定された所定値以下になる運転域であることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。 - 請求項1〜8の可変動弁装置において、
エンジンは、アクチュエータにより作動されて吸気通路を絞る絞り弁を備え、
リフト特性変更手段は、特定運転域において吸気バルブのリフト量を、当該特定運転域よりも負荷の高い運転域における最も負荷の低い運転状態のときよりも大きくするものであり、
エンジンが前記特定運転域にあるときに、該特定運転域外と比べて前記絞り弁の開度が小さくなるようにアクチュエータを制御する絞り弁制御手段を備えていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
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