JP2009144523A - 車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】巻掛伝導部材のばたつきによる異音の発生を抑制することが可能な車両を提供する。
【解決手段】負圧式HC吸着筒を採用する車両において、V型エンジンの各バンク部にそれぞれチェーンベルトを設ける。チェーンベルトに張力を与えるテンショナの付勢装置(たとえば第1付勢装置162)は、プランジャ162Bがシリンダ162Aから上方または斜め上方に突出する方向に取り付けられる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両に関し、特に、第1と第2バンク部がV型に配置された内燃機関を備えた車両に関する。
特開2006−307771号公報(特許文献1)には、第1バンク部と第2バンク部とがV字状に配置されたV型の内燃機関が記載されている。ここでは、各バンクのV字の外側に、チェーンに張力を与えるためのテンショナが設けられている。
また、特開2007−162508号公報(特許文献2)には、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第1の通路と吸着剤をバイパスする第2の通路とのいずれかに排気ガスが流れるように切換弁を用いて制御を行なうようにした内燃機関の排気制御装置が記載されている。
特開2006−307771号公報 特開2007−162508号公報
特許文献2に記載の排気循環装置では、内燃機関の吸気通路に発生する負圧を用いて切換弁を制御し、触媒が設けられた通路に排気を流すように構成し、切換弁を切換えるための負圧が供給されるまで内燃機関の始動(燃料噴射)を遅延させる制御を行なっている(本願明細書では、この状態を「空回し」と称する)。
他方、チェーンに張力を与えるためのテンショナを作動させる油圧は、内燃機関を始動させることによって供給される。したがって、内燃機関の停止時にテンショナからオイルが漏出してテンショナ内にエアが混入すると、内燃機関の始動直後にテンショナを作動させるための油圧が不足し、チェーンに対して十分な張力を付加できなくなる場合がある。ここで、内燃機関を「空回し」すると、チェーンのばたつきによる異音が発生することになる。
なお、特許文献1では、V型の内燃機関の巻掛伝導部材に張力を与えるためのテンショナを設けることが記載されているだけであり、テンショナからのオイルの漏出を抑制する思想は、記載も示唆もなされていない。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、巻掛伝導部材であるチェーンのばたつきによる異音の発生を抑制することが可能な車両を提供することにある。
本発明に係る車両は、それぞれが気筒を有する第1と第2バンク部がV字状に配置された内燃機関と、内燃機関からの排気ガスを通過させる排気通路とを備える。内燃機関は、クランク軸と、第1バンク部に設けられた第1カム軸部と、第2バンク部に設けられた第2カム軸部と、クランク軸の回転を第1カム軸部に伝達する第1巻掛伝導部材と、クランク軸の回転を第2カム軸部に伝達する第2巻掛伝導部材と、第1巻掛伝導部材に張力を付与する第1テンショナと、第2巻掛伝導部材に張力を付与する第2テンショナとを含む。第1テンショナおよび第2テンショナは、それぞれ、シリンダと、油圧によってシリンダに対して進退可能に設けられ、第1巻掛伝導部材および第2巻掛伝導部材に張力を与えるプランジャとを含む。第1テンショナおよび第2テンショナは、それぞれ、プランジャがシリンダから上方または斜め上方に突出する方向に取り付けられる。排気通路は、排気ガス中に含まれる未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第1通路と、吸着剤を避けるように形成された第2通路とを含む。また、車両は、排気ガスが流れる通路を、第1通路と第2通路との間で切換える通路切換機構をさらに備え、通路切換機構は、内燃機関の吸気通路に発生する負圧によって排気ガスが流れる通路を第2通路から第1通路に切換え可能である。
上記構成によれば、第1テンショナおよび第2テンショナのプランジャがシリンダから上方または斜め上方に突出する方向に第1テンショナおよび第2テンショナを取り付けることにより、第1シリンダおよび第2シリンダからのオイルの漏出が抑制され、内燃機関の停止時に第1シリンダおよび第2シリンダ内にエアが混入することを抑制することができる。この結果、内燃機関の始動直後からテンショナを作動させるための油圧を十分確保し、チェーンに対して適切な張力を付加することが可能となる。この結果、チェーンのばたつきによる異音の発生を抑制することができる。
1つの実施態様では、上記車両は、内燃機関の吸気通路に発生する負圧によって通路切換機構による通路の切換えが可能となるまで筒内への燃料噴射を遅延させるように内燃機関を制御する制御装置をさらに備える。
1つの実施態様では、上記車両において、第1テンショナは、第1巻掛伝導部材を該第1巻掛伝導部材の内周側から押圧するように設けられる。
1つの実施態様では、上記車両において、第1テンショナは、上方または斜め上方に向かうプランジャの押圧力を下方または斜め下方に向かわせるロッカアームをさらに含む。
本発明によれば、車両において、チェーンのばたつきによる異音の発生を抑制することができる。
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
図1は、本発明の1つの実施の形態に係る車両の全体構成を示す概略図である。図1を参照して、本実施の形態に係る車両は、内燃機関100と、モータジェネレータ200と、動力分割機構300と、サージタンク400と、第1触媒500と、第2触媒600と、HC吸着筒700と、ダイヤフラム機構800と、ECU900とを含んで構成される。
内燃機関100は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。モータジェネレータ200は、電動機としてのみ機能してよいし、電動機および発電機として機能してもよい。内燃機関100およびモータジェネレータ200は、車両を進行させるための駆動力を発生させる。内燃機関100およびモータジェネレータ200は、たとえば動力分割機構300を介して接続されている。
内燃機関100の吸気通路上には、サージタンク400が設けられている。内燃機関100の吸気通路は、サージタンク400において2つに分岐している。2つに分岐した通路のうち、一方の通路は内燃機関100に達し、他方の通路はダイヤフラム機構800に達する。
内燃機関100は、サージタンク400内の空気と燃料とを混合した混合気を、燃焼室内で爆発させて動力を発生する。内燃機関100の出力は、動力分割機構300により2つに分割され、一方がモータジェネレータ200に入力されて発電に寄与し、他方が車輪に伝達されて車両の走行に直接寄与している。
排気通路には、内燃機関100から排出された排気ガスが流通する。排気通路中には、上流側から下流側へ順に、第1触媒500と、HC吸着筒700と、第2触媒600とが設けられている。第1触媒500および第2触媒600は、三元触媒などによって構成され、排気ガス中のNOxやSOxを浄化する。
HC吸着筒700は、筒状に構成され、第1通路710と第2通路720とを有している。HC吸着筒700の内部には、切換弁730が配置されている。第1通路710には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としてのHC(炭化水素)を吸着する機能を有するHC吸着剤711(図1中のハッチング部分)が配設されている。切換弁730は、第1通路710と、HC吸着剤711をバイパスする第2通路720とのいずれかに排気ガスが流れるように選択的に切り換える弁である。より具体的には、切換弁730が「閉」状態にある場合には第1通路710に排気ガスが流れ、切換弁730が「開」状態である場合には第2通路720に排気ガスが流れる。切換弁730は、後述するダイヤフラム機構800によって開閉が制御される。
次に、切換弁730の開閉動作について説明する。内燃機関100の始動時には、排気ガスおよび第2触媒600の温度が低く、第2触媒600が排気ガス中のHCを効果的に浄化することができない。そのため、HC吸着剤711にHCを吸着させるために、始動直後には第1通路710に排気ガスが流れるように切換弁730を「閉」状態に設定する。また、HC吸着剤711は、排気ガスの温度が高くなると、吸着するHCを外部へ放出し始める特性を有しているため、HCがパージされるような温度に排気ガスの温度が達した場合(この場合、第2触媒600は概ね活性している)に、第2通路720に排気ガスが流れるように切換弁730を「閉」状態から「開」状態に切り換える。
切換弁730は、ダイヤフラム機構800によって開閉が制御される。詳しくは、ダイヤフラム機構800の開閉動作は、サージタンク400から分岐した負圧供給通路を介して供給されるガスの圧力によって制御される。負圧供給通路上には、図示しないチェックバルブ、圧力センサ、および絞り弁が設けられ、これらによってダイヤフラム機構800に作用する負圧(以下、「作用圧」と称する。)が制御される。ダイヤフラム機構800は、上記の作用圧に応じて切換弁730の開閉を制御する。すなわち、ダイヤフラム機構800は、大気圧に維持された部分を有し、上記作用圧と大気圧との差に応じて動作する。より具体的にいえば、ダイヤフラム機構800は、「作用圧」として大気圧が導入された場合には切換弁730が「開」状態となるように動作し、「作用圧」として大気圧よりも低圧である負圧が導入された場合には切換弁730が閉となるように動作する。このように、ダイヤフラム機構800は切換弁制御機構として機能する。
上述のように、切換弁730を「閉」状態にするためには、ダイヤフラム機構800に一定の負圧を作用させる必要があるが、ダイヤフラム機構800には内燃機関100の吸気通路から負圧が供給されるため、内燃機関100の吸気開始後一定時間は、ダイヤフラム機構800に十分な負圧が供給されず、切換弁730を「閉」状態にすることができない。したがって、本実施の形態において、「制御装置」としてのECU900は、内燃機関100の吸気通路に発生する負圧によってダイヤフラム機構800による通路の切換えが可能となるまで筒内への燃料噴射を遅延させるように内燃機関100を制御している。これにより、切換弁730を「閉」状態とすることが可能となる前に、第2通路720を介してHCが排出されることを抑制することができる。
図2は、図1に示す車両に含まれる内燃機関100を示す概略図である。図2を参照して、内燃機関100は、第1バンク部101と第2バンク部102とがV字状に配置されたV型の内燃機関である。本実施の形態では、第1バンク部101および第2バンク部102は、それぞれ、複数(たとえば3つ)の気筒を有している。
内燃機関は、第1クランク軸110と、第1バンク部101に設けられた第1カム軸部120と、第2バンク部102に設けられた第2カム軸部130と、クランク軸110の回転を第1カム軸部120に伝達する第1チェーンベルト140と、クランク軸110の回転を第2カム軸部130に伝達する第2チェーンベルト150と、第1チェーンベルト140に張力を付与して弛みを取るための第1テンショナ160と、第2チェーンベルト150に張力を付与して弛みを取るための第2テンショナ170とを含んで構成される。
第1カム軸部120は、それぞれ、吸気弁用カムおよび排気弁用カムを回転させるカム軸121,122を有する。また、第2カム軸130は、それぞれ、吸気弁用カムおよび排気弁用カムを回転させるカム軸131,132を有する。第1テンショナ160は、第1チェーンベルト140に当接する第1レバー161と、第1レバー161を第1チェーンベルト140に向けて(矢印DR160方向に)押圧する第1付勢装置162とを含む。また、第2テンショナ170は、第2チェーンベルト150に当接する第2レバー171と、第2レバー171を第2チェーンベルト150に向けて(矢印DR170方向に)押圧する第2付勢装置172とを含む。
図2に示す例において、第1テンショナ160および第2テンショナ170は、それぞれ、第1チェーンベルト140および第2チェーンベルト150を斜め上方に向けて押圧するように設けられている。また、図2に示す例において、第1テンショナ160は、第1チェーンベルト140をその内周側から外周側に押圧するように設けられている。他方、第2テンショナ170は、第2チェーンベルト150をその外周側から内周側に押圧するように設けられている。
図3は、図2に示す内燃機関100に含まれる第1テンショナ160の第1付勢装置162を示す断面図である。図3を参照して、第1付勢装置162は、シリンダ室162Cが形成されたシリンダ162Aと、このシリンダ162Aに対して摺動可能に設けられ、シリンダ162Aから突出するプランジャ162Bとを備えている。
プランジャ162Bの先端部は、図2に示す第1レバー161に連結されており、プランジャ162Bがシリンダ162Aに対して突出することにより、第1レバー161が第1チェーンベルト140に押さえつけられて、第1チェーンベルト140の弛みが吸収される。
また、第1付勢装置162は、シリンダ室162C内にオイルを供給するチェックバルブ162Dと、シリンダ162Aに取り付けられたラチェット162Eとをさらに含む。プランジャ162Bの外周面上には、プランジャ162Bの延在方向に向けて複数形成され、ラチェット162Eに係合するラック162Fが形成される。シリンダ162Aには、ラチェット162Eのストッパとして機能するバネ162Gが設けられている。また、プランジャ162B内には、シリンダ室162Cに連通する圧力室162Hが形成されている。
ラチェット162Eは、プランジャ162Bが第1チェーンベルト140に向けて突出することを許容しつつ、所定以上にプランジャ162Bが後退することを防止する後退抑制機構として機能する。
ラチェット162Eは、シリンダ室162Cや圧力室162H内の油圧が所定圧以下となった場合においては、ラック162Fと係合して、プランジャ162Bの戻りを有段階的に防止している。これにより、内燃機関100の駆動が停止しても、第1チェーンベルト140のテンション状態を維持することができる。
第1付勢装置162は、一部が圧力室162H内に収容されるとともに、プランジャ162Bの閉塞端とシリンダ室162Cの底部を規定するシリンダ162Aの内表面との間に亘って設けられたコイルバネ162Iをさらに含む。
このコイルバネ162Iは、プランジャ162Bを第1チェーンベルト140に向けて付勢しており、シリンダ162Aからプランジャ162Bが突出するように付勢している。
チェックバルブ162Dは、図示されないオイルタンクに接続された給油管162Jと、この給油管162Jの開口部に配置されたボール162Kと、このボール162Kを給油管162Jの開口部に向けて付勢するコイルバネ162Lと、このコイルバネ162Lを支持するリテーナ162Mとを備えている。
シリンダ室162Cおよび圧力室162H内には、チェックバルブ162Dを介してオイルが供給される。そして、第1チェーンベルト140のテンション状態が緩んで、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内の油圧が低くなると、給油管162J内の油圧によって、ボール162Kはコイルバネ162Lの付勢力に抗して、給油管162Jの開口部から押し上げられる。これにより、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内に油が供給され、プランジャ162Bが第1チェーンベルト140に向けて押し出され、第1チェーンベルト140の張力を回復することができる。
その一方で、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内の油圧が所定圧より低いときには、チェックバルブ162Dは閉鎖され、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内のオイルが排出されることを抑制することができる。
第1付勢装置162においては、内燃機関100の駆動が停止すると、給油管162Jにオイルが供給されなくなる。すなわち、給油管162Jへのオイルの供給は、内燃機関100の駆動と連動している。ここで、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内のオイルが、プランジャ162Bとシリンダ162Aとの間のクリアランスから外部に漏出すると、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内にエアが混入することになる。この結果、内燃機関100の駆動開始時にシリンダ室162Cおよび圧力室162H内のオイル量が十分でなくなり、第1付勢装置162からレバー161に適切な付勢力を加えることができなくなることが懸念される。第1付勢装置162からレバー161に適切な付勢力が加えられないと、第1チェーンベルト140のばたつきによる異音が発生する。
本実施の形態では、切換弁730を「閉」状態とするのに十分な負圧がダイヤフラム機構800に供給可能となるまで内燃機関100は「空回し」されており、給油管162Jへのオイルの供給が無い状態で、第1チェーンベルト140が回転することになる。したがって、本実施の形態に係る車両では、内燃機関100の停止から始動までのシリンダ室162Cおよび圧力室162Hからのオイルの漏出を抑制することが特に重要である。
本実施の形態では、上記課題を解決するため、内燃機関100における第1チェーンベルト140および第2チェーンベルト150に張力を与えるための第1テンショナ160および第2テンショナ170を、いずれも、プランジャがシリンダから斜め上方に突出するような方向に固定している。このようにすることで、内燃機関100の停止時においても、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内のオイルの漏出量を最小限に抑制することができるので、上記「空回し」時においても、シリンダ室162Cおよび圧力室162H内のオイル量を一定量確保して、第1付勢装置162からレバー161に適切な付勢力を加えることができる。この結果、第1チェーンベルト140のばたつきによる異音の発生を抑制することができる。
図4は、第1テンショナ160の変形例を示す概略図である。図4に示す例において、第1テンショナ160は、第1レバー161と第1付勢装置162との間に介在し、矢印DR163方向に回動可能に設けられたロッカアーム163をさらに含む。図4の例では、第1付勢装置162は、ロッカアーム163の一端を上方向(矢印DR162方向)に押圧する。これにより、ロッカアーム163は、支点を中心として矢印DR163方向に回転する。ここで、ロッカアーム163の他端は、第1レバー161に当接しており、第1レバー161は、ロッカアーム163によって斜め下方(矢印DR161方向)に押圧される。
このようにすることで、上方に向かうプランジャ162Bの押圧力を斜め下方に向かう力に変換した上で第1レバー161に伝達することができる。したがって、搭載スペース上、第1レバー161がチェーンベルト140を下向きに押圧して張力を付加する位置に第1テンショナ160を設ける必要がある場合にも、プランジャ162Bがシリンダ162Aから上方向に突出する方向(すなわち、シリンダ162Aからオイルが漏出しない方向)に第1付勢装置162を取り付けることができる。
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る車両は、それぞれが気筒を有する第1バンク部101と第2バンク部102とがV字状に配置された内燃機関100と、内燃機関100からの排気ガスを通過させる「排気通路」としてのHC吸着筒700とを備える。内燃機関100は、クランク軸110と、第1バンク部101に設けられた第1カム軸部120と、第2バンク部102に設けられた第2カム軸部130と、クランク軸110の回転を第1カム軸部120に伝達する「第1巻掛伝導部材」としての第1チェーンベルト140と、クランク軸110の回転を第2カム軸部130に伝達する「第2巻掛伝導部材」としての第2チェーンベルト150と、第1チェーンベルト140に張力を付与する第1テンショナ160と、第2チェーンベルト150に張力を付与する第2テンショナ170とを含む。
第1テンショナ160は、レバー161と、付勢装置162とを含む。図3に示すように、第1付勢装置162は、シリンダ162Aと、油圧によってシリンダ162Aに対して進退可能に設けられ、第1チェーンベルト140に張力を与えるプランジャ162Bとを含む。第1テンショナ160は、プランジャ162Bがシリンダ162Aから上方または斜め上方に突出する方向に取り付けられる。HC吸着筒700は、排気ガス中に含まれる未燃焼成分を吸着する吸着剤711が設けられた第1通路710と、吸着剤711を避けるように形成された第2通路720とを含む。本実施の形態に係る車両は、排気ガスが流れる通路を、第1通路710と第2通路720との間で切換える「通路切換機構」としてのダイヤフラム機構800をさらに備える。ダイヤフラム機構800は、内燃機関100の吸気通路に発生する負圧によって排気ガスが流れる通路を第2通路720から第1通路710に切換え可能である。
本実施の形態に係る車両によれば、たとえば、第1テンショナ160において、プランジャ162Bがシリンダ162Aから上方または斜め上方に突出する方向に第1テンショナ160を取り付けることにより、シリンダ162Aからのオイルの漏出が抑制され、内燃機関100の停止時にシリンダ162A内にエアが混入することを抑制することができる。この結果、内燃機関の始動直後から第1テンショナ160を作動させるための油圧を十分確保し、第1チェーンベルト140に対して適切な張力を付加することが可能となる。この結果、第1チェーンベルト140のばたつきによる異音の発生を抑制することができる。なお、上記の例では、主として第1テンショナ160の例について説明したが、同様の説明は、第2テンショナ170の例についても当てはまる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の1つの実施の形態に係る車両の全体構成を示す概略図である。 図1に示す車両に含まれる内燃機関を示す概略図である。 図2に示す内燃機関に含まれるテンショナの付勢装置を示す断面図である。 図2に示す内燃機関に含まれるテンショナの変形例を示す概略図である。
符号の説明
100 内燃機関、101 第1バンク部、102 第2バンク部、110 クランク軸、120 第1カム軸部、121,122 カム軸、130 第2カム軸部、131,132 カム軸、140 第1チェーンベルト、150 第2チェーンベルト、160 第1テンショナ、161 第1レバー、162 第1付勢装置、162A シリンダ、162B プランジャ、162C シリンダ室、162D チェックバルブ、162E ラチェット、162F ラック、162G バネ、162H 圧力室、162I コイルバネ、162J 給油管、162K ボール、162L コイルバネ、162M リテーナ、163 ロッカアーム、170 第2テンショナ、171 第2レバー、172 第2付勢装置、200 モータジェネレータ、300 動力分割機構、400 サージタンク、500 第1触媒、600 第2触媒、700 HC吸着筒、710 第1通路、711 吸着剤、720 第2通路、730 切換弁、800 ダイヤフラム機構、900 ECU。

Claims (4)

  1. それぞれが気筒を有する第1と第2バンク部がV字状に配置された内燃機関と、
    前記内燃機関からの排気ガスを通過させる排気通路とを備え、
    前記内燃機関は、
    クランク軸と、
    前記第1バンク部に設けられた第1カム軸部と、
    前記第2バンク部に設けられた第2カム軸部と、
    前記クランク軸の回転を前記第1カム軸部に伝達する第1巻掛伝導部材と、
    前記クランク軸の回転を前記第2カム軸部に伝達する第2巻掛伝導部材と、
    前記第1巻掛伝導部材に張力を付与する第1テンショナと、
    前記第2巻掛伝導部材に張力を付与する第2テンショナとを含み、
    前記第1テンショナおよび前記第2テンショナは、それぞれ、シリンダと、油圧によって前記シリンダに対して進退可能に設けられ、前記第1巻掛伝導部材および前記第2巻掛伝導部材に張力を与えるプランジャとを含み、
    前記第1テンショナおよび前記第2テンショナは、それぞれ、前記プランジャが前記シリンダから上方または斜め上方に突出する方向に取り付けられ、
    前記排気通路は、
    前記排気ガス中に含まれる未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第1通路と、
    前記吸着剤を避けるように形成された第2通路とを含み、
    前記車両は、前記排気ガスが流れる通路を、前記第1通路と前記第2通路との間で切換える通路切換機構をさらに備え、
    前記通路切換機構は、前記内燃機関の吸気通路に発生する負圧によって前記排気ガスが流れる通路を前記第2通路から前記第1通路に切換え可能である、車両。
  2. 前記内燃機関の吸気通路に発生する負圧によって前記通路切換機構による前記通路の切換えが可能となるまで筒内への燃料噴射を遅延させるように前記内燃機関を制御する制御装置をさらに備えた、請求項1に記載の車両。
  3. 前記第1テンショナは、前記第1巻掛伝導部材を該第1巻掛伝導部材の内周側から押圧するように設けられる、請求項1または請求項2に記載の車両。
  4. 前記第1テンショナは、上方または斜め上方に向かう前記プランジャの押圧力を下方または斜め下方に向かわせるロッカアームをさらに含む、請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両。
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