JP2010196490A - 可変動弁装置付エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つの気筒に第1の吸気カムにより駆動する第1の吸気バルブと第2の吸気カムにより駆動する第2の吸気バルブとを備え、前記第2の吸気カムの位相を可変するカム位相可変機構を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、始動時に第2の吸気バルブの開弁時期が第1の吸気バルブの開弁時期より進角するようにカム位相可変機構を制御する。
【選択図】図6
Description
このように複数の吸気バルブのうち一部のみ開閉時期を可変するエンジンでは、例えば高回転高負荷時に、一部の吸気バルブの開閉時期を遅角させることで、遅角制御しない吸気バルブと合わせて吸気バルブの開弁期間を延長し、吸気の流入量を増加させて出力を確保する。一方、始動時のように低回転高負荷時には圧縮比が確保されるように、吸気バルブの遅角を制限する(特許文献1)。
本発明の目的は、始動時にスワールを確保して排気性能を向上させる可変動弁装置付エンジンを提供することにある。
また、請求項3の発明は、請求項1または2において、第2の吸気カムは、第1の吸気バルブの開弁期間より第2の吸気バルブの開弁期間が短くなるように設定されることを特徴とする。
本発明の請求項2の可変動弁装置付エンジンによれば、オーバーラップによる排気の吹き返しにより、吸気温度が上昇することで、燃料の気化が進み良好な燃焼が図られるとともに、吸気温度の上昇に伴う排気温度の上昇により、排気浄化触媒の迅速な昇温が図られるので、排気性能をより向上させることができる。
図1は本実施形態の可変動弁装置付エンジン1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のエンジン1は、DOHC式の動弁機構を有しており、エンジン1の吸気カムシャフト2及び排気カムシャフト3の前端には、夫々カムスプロケット4、5が接続され、これらのカムスプロケット4、5はチェーン6を介してクランクシャフト7に連結されている。クランクシャフト7の回転に伴ってカムスプロケット4、5と共に吸気シャフト2及び排気カムシャフト3が回転駆動され、この吸気カムシャフト2に備えられた吸気カム10、11により吸気バルブ12、13が、排気カムシャフト3に備えられた排気カム14、15により排気バルブ16、17が開閉駆動される。また、エンジン1の燃焼室18はペントルーフ型の形状をしている。
図2に示すように、エンジン1の1つの気筒には、2つの吸気バルブ(第1の吸気バルブ12、第2の吸気バルブ13)と2つの排気バルブ16、17とが設けられている。第1の吸気バルブ12及び第2の吸気バルブ13は燃焼室18の中央部cより図中右側に前後に並んで配置される一方、2つの排気バルブ16、17は燃焼室18の中央部cより図中左側に前後に並んで配置される。
更に、エンジン1の第2の吸気バルブ13の動弁機構には、吸気カム11の位相を可変するカム位相可変機構20が備えられている。
図3〜5に示すように、吸気カムシャフト2は、中空状の第1の吸気カムシャフト21と第1の吸気カムシャフト21に挿入された第2の吸気カムシャフト22とを備えた2重構造となっている。第1の吸気カムシャフト21及び第2の吸気カムシャフト22は、隙間を有しつつ同心上に配置され、エンジン1のシリンダヘッドに形成された支持部23に回動可能に支持されている。第1の吸気カムシャフト21には、第1の吸気バルブ12を駆動する第1の吸気カム10が固定されている。また、第1の吸気カムシャフト21には回動可能に第2の吸気カム11が支持されている。第2の吸気カム11は、第1の吸気カムシャフト21が挿入される略円筒状の支持部11aと支持部11aの外周から突出し第2の吸気バルブ13を駆動するカム部11bとから構成されている。第2の吸気カム11と第2の吸気カムシャフト22とは固定ピン24により固定されている。固定ピン24は、第2の吸気カム11の支持部11a、第1の吸気カムシャフト21及び第2の吸気カムシャフト22を貫通しており、第2の吸気カムシャフト22に設けられた孔に略隙間なく挿入されるとともに、両端部がかしめられて支持部11aに固定されている。第1の吸気カムシャフト21には固定ピン24が通過する長孔25が周方向に延びて形成されている。
また、カム位相可変機構20には、スプリング36が備えられている。スプリング36は、ハウジング30とベーンロータ31との間に設けられ、ベーンロータ31を進角方向に付勢する。したがって、第2の吸気カム11を進角方向に付勢する。
ECU40の入力側には、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ41、図示しないスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ42等の各種センサが接続されている。又、ECU40の出力側には、上記OCV34の他に、燃料噴射弁43、点火プラグ44等が接続されている。ECU40は、各センサからの検出情報に基づいて点火時期及び燃料噴射量等を決定し、点火プラグ44や燃料噴射弁43を駆動制御するとともに、OCV34を駆動制御、即ちカム位相可変機構20を作動制御する。
図6に示すように、本実施形態では、開弁時期が上死点付近に固定される一方、ピストンによる吸気の吸気ポート19への押し戻しが生じる付近に第1の吸気バルブ12の閉弁時期が固定されている。
具体的には、ECU40は、低負荷時には図6(A)に示すように第2の吸気バルブ13の開閉時期を遅角させる。このとき、吸気バルブの開弁期間は、第1の吸気バルブ12の開弁時期と遅角した第2の吸気バルブ13の閉弁時期との間の期間となり、第2の吸気バルブ13を遅角させない場合と比較して大きくなる。また、このときの第2の吸気バルブ13の閉弁時期は、最大遅角時に下死点(BDC)より次の上死点(TDC)に近い時期となるように設定されている。
また、ECU40は、始動時には図6(C)に示すように、第2の吸気バルブ13の開閉時期を進角させる。このときの第2の吸気バルブ13の開弁時期が第1の吸気バルブ12の開弁時期より進角するとともに、第2の吸気バルブ13の開弁期間と排気バルブ16、17の開弁期間とがオーバーラップする。
一方、高回転時高負荷時には、第2の吸気バルブ13の閉弁時期は第1の吸気バルブ12の閉弁時期より進角するので、吸気バルブ全体としての閉弁時期は第1の吸気バルブ12の閉弁時期となる。第1の吸気バルブ12の閉弁時期は、圧縮行程の前半であって、ピストンによる吸気の吸気ポート19への押し戻しが生じる付近に設定されているので、吸気の充填効率が高められ、出力を確保することができる。
12 第1の吸気バルブ
13 第2の吸気バルブ
11 第2の吸気カム
18 燃焼室
20 カム位相可変機構
40 ECU
Claims (3)
- 1つの気筒に第1の吸気カムにより駆動する第1の吸気バルブと第2の吸気カムにより駆動する第2の吸気バルブとを備え、前記第2の吸気カムの位相を可変するカム位相可変機構を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、
始動時に前記第2の吸気バルブの開弁時期が第1の吸気弁の開弁時期より進角するように、前記カム位相可変機構を制御する制御手段を備えたことを特徴とする可変動弁装置付エンジン。 - 前記制御手段は、前記始動時に第2の吸気バルブの開弁期間と前記排気バルブの開弁期間とがオーバーラップするように前記カム位相可変機構を制御することを特徴とする請求項1に記載の可変動弁装置付エンジン。
- 前記第2の吸気カムは、前記第1の吸気バルブの開弁期間より前記第2の吸気バルブの開弁期間が短くなるように設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の可変動弁装置付エンジン。
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