JP2985639B2 - 内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置 - Google Patents
内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置Info
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気バル
ブ開閉時期制御装置の改良に関する。
ブ開閉時期制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関の吸排気バルブ開閉時期
制御装置としては、例えば、特開平４−１９４３３０号
公報等に示すようなものがある。即ち、このものは、吸
気バルブ若しくは排気バルブを、機関の回転に同期して
所定のタイミングで開閉駆動する一方、前記バルブタイ
ミングを可変とする弁開閉時期変更手段を備えた内燃機
関の吸排気弁開閉時期制御装置において、機関の冷間時
のみ暖機時に比べて排気バルブの開弁時期を遅らせたも
のである。
制御装置としては、例えば、特開平４−１９４３３０号
公報等に示すようなものがある。即ち、このものは、吸
気バルブ若しくは排気バルブを、機関の回転に同期して
所定のタイミングで開閉駆動する一方、前記バルブタイ
ミングを可変とする弁開閉時期変更手段を備えた内燃機
関の吸排気弁開閉時期制御装置において、機関の冷間時
のみ暖機時に比べて排気バルブの開弁時期を遅らせたも
のである。
【０００３】かかる従来の吸排気バルブ開閉時期制御装
置にあっては、機関の冷間時に暖機後に比べて排気弁の
開弁時期を遅らせることにより燃焼ガスの反応による加
熱及び燃焼室滞在時間増大による排気温度上昇でＨＣ発
生量の減少に加え、触媒暖機促進効果によりＨＣを有効
に低減できることになる。
置にあっては、機関の冷間時に暖機後に比べて排気弁の
開弁時期を遅らせることにより燃焼ガスの反応による加
熱及び燃焼室滞在時間増大による排気温度上昇でＨＣ発
生量の減少に加え、触媒暖機促進効果によりＨＣを有効
に低減できることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このもので
は、排気弁の閉弁時期は一定であるため以下のような問
題点があった。冷間時には、ＨＣの濃度特性は、図１１
に示すようにＨＣ濃度が高い２つのピークを有する（理
由は後述する）ので、排気弁の閉弁時期を通常通り例え
ば上死点（ＴＤＣ）近傍とした場合、ＨＣ濃度が高くな
る２番目のピーク部分ＡのＨＣを排出してしまうことに
なり、全体としてのＨＣ低減効果は少なくなってしまう
ことがあった。
は、排気弁の閉弁時期は一定であるため以下のような問
題点があった。冷間時には、ＨＣの濃度特性は、図１１
に示すようにＨＣ濃度が高い２つのピークを有する（理
由は後述する）ので、排気弁の閉弁時期を通常通り例え
ば上死点（ＴＤＣ）近傍とした場合、ＨＣ濃度が高くな
る２番目のピーク部分ＡのＨＣを排出してしまうことに
なり、全体としてのＨＣ低減効果は少なくなってしまう
ことがあった。
【０００５】また、吸気弁とのオーバラップ期間は、一
定であるため別の問題が発生する。即ち、オーバラップ
量が大きいと、低負荷時にシリンダから吸気弁への燃焼
排気の吹き戻り量が大きく、かつ、吸気量が少ないた
め、シリンダ内に再吸入される残留排気の吸気に対する
割合が増大して燃焼性が悪化しＨＣ発生量が増大する。
一方、高負荷時は、吸気量に対する残留排気量の割合が
小さいため、燃焼性低下の傾向が小さく、排気行程終了
付近のＨＣを多く含んだ排気を再燃焼させて除去させる
方がトータルとしてのＨＣ排出量は低減する。
定であるため別の問題が発生する。即ち、オーバラップ
量が大きいと、低負荷時にシリンダから吸気弁への燃焼
排気の吹き戻り量が大きく、かつ、吸気量が少ないた
め、シリンダ内に再吸入される残留排気の吸気に対する
割合が増大して燃焼性が悪化しＨＣ発生量が増大する。
一方、高負荷時は、吸気量に対する残留排気量の割合が
小さいため、燃焼性低下の傾向が小さく、排気行程終了
付近のＨＣを多く含んだ排気を再燃焼させて除去させる
方がトータルとしてのＨＣ排出量は低減する。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたものであり、機関の冷間時において、ＨＣを低
減させた内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置を提
供することを目的とする。
なされたものであり、機関の冷間時において、ＨＣを低
減させた内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、吸気バルブ若しくは排気バル
ブを、機関の回転に同期して所定のタイミングで開閉駆
動する一方、前記バルブタイミングを可変とするバルブ
開閉時期可変手段を備えた内燃機関の吸排気バルブ開閉
時期制御装置において、機関の温度を検出する機関温度
検出手段と、スロットル弁の開度を検出するスロットル
弁開度検出手段と、前記機関温度検出手段により検出さ
れた機関の冷間時に、暖機後の吸排気バルブ開閉時期を
基準として、排気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を
早めるように設定すると共に、吸気バルブの開弁時期を
前記スロットル弁開度検出手段によるスロットル弁開度
の増大に応じて排気バルブ開期間とのオーバラップ量を
増大変化させて設定する吸排気バルブ開閉時期設定手段
と、を含んだ構成とする。
めに、請求項１の発明は、吸気バルブ若しくは排気バル
ブを、機関の回転に同期して所定のタイミングで開閉駆
動する一方、前記バルブタイミングを可変とするバルブ
開閉時期可変手段を備えた内燃機関の吸排気バルブ開閉
時期制御装置において、機関の温度を検出する機関温度
検出手段と、スロットル弁の開度を検出するスロットル
弁開度検出手段と、前記機関温度検出手段により検出さ
れた機関の冷間時に、暖機後の吸排気バルブ開閉時期を
基準として、排気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を
早めるように設定すると共に、吸気バルブの開弁時期を
前記スロットル弁開度検出手段によるスロットル弁開度
の増大に応じて排気バルブ開期間とのオーバラップ量を
増大変化させて設定する吸排気バルブ開閉時期設定手段
と、を含んだ構成とする。
【０００８】また、請求項２の発明は、更に、燃焼室内
の混合気に着火させる点火手段と、前記機関冷間時にお
いて排気バルブの開弁時期の遅れの増大に応じて前記点
火手段による点火時期の遅角量を増大制御する点火時期
遅角量制御手段と、を含んで構成される。
の混合気に着火させる点火手段と、前記機関冷間時にお
いて排気バルブの開弁時期の遅れの増大に応じて前記点
火手段による点火時期の遅角量を増大制御する点火時期
遅角量制御手段と、を含んで構成される。
【０００９】
【作用】かかる構成によれば、請求項１の発明では、機
関の暖機後においては、吸気バルブ若しくは排気バルブ
を、機関の回転に同期して所定のタイミングで開閉駆動
し、所定のバルブオーバラップ量を得るように吸排気バ
ルブ開閉時期を制御しているが、機関が暖機途中の冷間
時においては、前記暖機後におけるバルブタイミングよ
りも排気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるよ
う、即ち、排気バルブの開弁期間が短くなるように制御
する。
関の暖機後においては、吸気バルブ若しくは排気バルブ
を、機関の回転に同期して所定のタイミングで開閉駆動
し、所定のバルブオーバラップ量を得るように吸排気バ
ルブ開閉時期を制御しているが、機関が暖機途中の冷間
時においては、前記暖機後におけるバルブタイミングよ
りも排気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるよ
う、即ち、排気バルブの開弁期間が短くなるように制御
する。
【００１０】ところで、排気行程におけるＨＣ濃度の分
布は、上述したように、排気行程の初期近傍及びピスト
ン上死点位置近傍において排気中に含まれるＨＣ濃度は
高濃度となり、それ以外の排気行程中はＨＣ濃度は低く
なる特性を示す。これは、排気行程の初期近傍では、十
分に酸化されていないためであり、ピストン上死点位置
近傍においては、ピストントップランドとシリンダ壁と
の間に形成された隙間部分（ピストンクレビス）では火
炎の伝播が行われないために未燃ＨＣが発生しＨＣ濃度
が高濃度となるためである。
布は、上述したように、排気行程の初期近傍及びピスト
ン上死点位置近傍において排気中に含まれるＨＣ濃度は
高濃度となり、それ以外の排気行程中はＨＣ濃度は低く
なる特性を示す。これは、排気行程の初期近傍では、十
分に酸化されていないためであり、ピストン上死点位置
近傍においては、ピストントップランドとシリンダ壁と
の間に形成された隙間部分（ピストンクレビス）では火
炎の伝播が行われないために未燃ＨＣが発生しＨＣ濃度
が高濃度となるためである。
【００１１】したがって、上記のように、排気バルブの
開弁時期を遅らせることにより、燃焼ガスの反応による
加熱及び燃焼室滞在時間増大による排気温度上昇で排気
行程の初期近傍における高濃度のＨＣ発生量を減少させ
ることができる。また、排気バルブの閉弁時期を早める
ことにより、上記ピストン上死点位置近傍における高濃
度のＨＣを含んだ未燃焼ガスの排出量を減らすことがで
きる。
開弁時期を遅らせることにより、燃焼ガスの反応による
加熱及び燃焼室滞在時間増大による排気温度上昇で排気
行程の初期近傍における高濃度のＨＣ発生量を減少させ
ることができる。また、排気バルブの閉弁時期を早める
ことにより、上記ピストン上死点位置近傍における高濃
度のＨＣを含んだ未燃焼ガスの排出量を減らすことがで
きる。
【００１２】また、吸排気バルブ開閉時期設定手段によ
り吸気バルブの開弁時期をスロットル弁開度検出手段に
よるスロットル弁開度の増大に応じて変化させて排気バ
ルブ開期間とのオーバラップ量を増大変化させて設定す
る。即ち、スロットル弁開度が増大する高負荷時におい
ては、バルブオーバラップ量を増加させるように吸気バ
ルブの開弁時期を早めるように制御する。この場合、排
気行程中に吸気バルブが開くと吸気バルブ側に燃焼ガス
の一部が流れ、バルブオーバラップ量を増加させると吸
気バルブ側に流れる燃焼ガスの量も多くなり、その結
果、排気弁側に流れるＨＣを含んだ未燃焼ガスの排出量
を低減させることができる。そして、この吸気バルブ側
に流れた燃焼ガスは残留ガスの一部として次の吸気行程
で燃焼室内に戻って再燃焼される。
り吸気バルブの開弁時期をスロットル弁開度検出手段に
よるスロットル弁開度の増大に応じて変化させて排気バ
ルブ開期間とのオーバラップ量を増大変化させて設定す
る。即ち、スロットル弁開度が増大する高負荷時におい
ては、バルブオーバラップ量を増加させるように吸気バ
ルブの開弁時期を早めるように制御する。この場合、排
気行程中に吸気バルブが開くと吸気バルブ側に燃焼ガス
の一部が流れ、バルブオーバラップ量を増加させると吸
気バルブ側に流れる燃焼ガスの量も多くなり、その結
果、排気弁側に流れるＨＣを含んだ未燃焼ガスの排出量
を低減させることができる。そして、この吸気バルブ側
に流れた燃焼ガスは残留ガスの一部として次の吸気行程
で燃焼室内に戻って再燃焼される。
【００１３】尚、高負荷時においては、新気の量も増大
して該新気の量に対する残留ガスの割合が増大すること
はないので、燃焼は不安定にならず、以て、ＨＣが増加
することもない。また、スロットル弁開度が減少する低
負荷時においては、バルブオーバラップ量を減少させる
ように吸気バルブの開弁時期を遅らせるように制御す
る。この場合、バルブオーバラップ量を増加させると前
述のように残留ガスの量が増加し、低負荷時においては
新気の量が少ないため、新気の量に対する残留ガスの割
合が増大して燃焼不安定によりＨＣが増加することにな
るので、バルブオーバラップ量を減少させて残留ガスの
割合を減らしている。
して該新気の量に対する残留ガスの割合が増大すること
はないので、燃焼は不安定にならず、以て、ＨＣが増加
することもない。また、スロットル弁開度が減少する低
負荷時においては、バルブオーバラップ量を減少させる
ように吸気バルブの開弁時期を遅らせるように制御す
る。この場合、バルブオーバラップ量を増加させると前
述のように残留ガスの量が増加し、低負荷時においては
新気の量が少ないため、新気の量に対する残留ガスの割
合が増大して燃焼不安定によりＨＣが増加することにな
るので、バルブオーバラップ量を減少させて残留ガスの
割合を減らしている。
【００１４】このように、機関の冷間時において、吸排
気バルブの開閉時期を制御することにより、全体として
ＨＣ低減効果を向上させることができる。また、請求項
２の発明では、更に、機関の冷間時において点火時期遅
角量制御手段により排気バルブの開弁時期の遅れの増大
に応じて点火手段による点火時期の遅角量を増大制御す
る。即ち、例えば、機関の暖機途中の冷間時において、
排気バルブの開弁時期が暖機後におけるタイミングより
も遅れてくると点火時期の遅角量を暖機後よりも増加さ
せるように制御する。
気バルブの開閉時期を制御することにより、全体として
ＨＣ低減効果を向上させることができる。また、請求項
２の発明では、更に、機関の冷間時において点火時期遅
角量制御手段により排気バルブの開弁時期の遅れの増大
に応じて点火手段による点火時期の遅角量を増大制御す
る。即ち、例えば、機関の暖機途中の冷間時において、
排気バルブの開弁時期が暖機後におけるタイミングより
も遅れてくると点火時期の遅角量を暖機後よりも増加さ
せるように制御する。
【００１５】これにより、燃焼後期の燃焼室内ガス温度
が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進されＨＣの低減効果
を向上させることができる。
が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進されＨＣの低減効果
を向上させることができる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。一実施例を示す図１において、エンジン本体１０
に形成されたシリンダ１１内には、ピストン１２が摺動
しており、シリンダ１１内に形成された燃焼室１３と連
通する吸気ポート１４及び排気ポート１５が形成さてい
る。
する。一実施例を示す図１において、エンジン本体１０
に形成されたシリンダ１１内には、ピストン１２が摺動
しており、シリンダ１１内に形成された燃焼室１３と連
通する吸気ポート１４及び排気ポート１５が形成さてい
る。
【００１７】吸気ポート１４は、その上流側から供給さ
れる混合気を前記燃焼室１３内に導くための通路であ
り、該吸気ポート１４には、その吸気口１４ａを開閉す
る吸気バルブ１６が設けられている。また、排気ポート
１５は、前記燃焼室１３内で燃焼された既燃焼ガスを外
部へ排出するための通路であり、該排気ポート１５に
は、その排気口１５ａを開閉する排気バルブ１７が設け
られている。
れる混合気を前記燃焼室１３内に導くための通路であ
り、該吸気ポート１４には、その吸気口１４ａを開閉す
る吸気バルブ１６が設けられている。また、排気ポート
１５は、前記燃焼室１３内で燃焼された既燃焼ガスを外
部へ排出するための通路であり、該排気ポート１５に
は、その排気口１５ａを開閉する排気バルブ１７が設け
られている。
【００１８】また、燃焼室１３の中心上部には、該燃焼
室１３内の混合気に着火させる点火手段としての点火プ
ラグ１８が設けられており、図示しないデストリビュー
タからの点火信号に基づいて作動するようになってお
り、コントロールユニット３０からの信号に基づき点火
時期を変更できるようになっている。次に、図２〜図４
に基づき、排気バルブ開閉時期制御装置４０について説
明する。
室１３内の混合気に着火させる点火手段としての点火プ
ラグ１８が設けられており、図示しないデストリビュー
タからの点火信号に基づいて作動するようになってお
り、コントロールユニット３０からの信号に基づき点火
時期を変更できるようになっている。次に、図２〜図４
に基づき、排気バルブ開閉時期制御装置４０について説
明する。
【００１９】即ち、図において、カム軸２０には、暖機
中に使用される作動角の小さい第１カム２１と、暖機後
に使用される作動角の大きい第２カム２２が取り付けら
れている。また、その下方には、前記第１カム２１と第
２カム２２とを選択できる機構を備えたロッカーアーム
２３が配置されている。このロッカーアーム２３は、２
本の排気バルブ１７，１７を同時に駆動できるようにな
っており、メインロッカーアーム２３ａと、該メインロ
ッカーアーム２３ａに対して揺動可能なサブロッカーア
ーム２３ｂとからなり、メインロッカーアーム２３ａに
は、第１フォロア２４が、サブロッカーアーム２３ｂに
は、第２フォロア２５が設けられている。
中に使用される作動角の小さい第１カム２１と、暖機後
に使用される作動角の大きい第２カム２２が取り付けら
れている。また、その下方には、前記第１カム２１と第
２カム２２とを選択できる機構を備えたロッカーアーム
２３が配置されている。このロッカーアーム２３は、２
本の排気バルブ１７，１７を同時に駆動できるようにな
っており、メインロッカーアーム２３ａと、該メインロ
ッカーアーム２３ａに対して揺動可能なサブロッカーア
ーム２３ｂとからなり、メインロッカーアーム２３ａに
は、第１フォロア２４が、サブロッカーアーム２３ｂに
は、第２フォロア２５が設けられている。
【００２０】暖機中においては、作動角の小さい第１カ
ム２１が第１フォロア２４を介して直接メインロッカー
アーム２３ａを揺動させ、小作動角状態となる。この状
態では、第２カム２２と接する第２フォロア２５は、ロ
ストモーション機構２６により空打ち状態となり、リフ
トには関与しない。即ち、ロストモーションボディ２６
ａを避けた所にプロップ２７が位置することにより、該
プロップ２７は、ロストモーションボディ２６ａ内に摺
動可能に介装されたロストモーション部材２６ｂをのみ
を空打ちする。ロストモーション部材２６ｂ内には、ロ
ストモーションボディ２６ａに対してカム軸２０方向に
付勢する弾性部材としてのバネが介装されている。
ム２１が第１フォロア２４を介して直接メインロッカー
アーム２３ａを揺動させ、小作動角状態となる。この状
態では、第２カム２２と接する第２フォロア２５は、ロ
ストモーション機構２６により空打ち状態となり、リフ
トには関与しない。即ち、ロストモーションボディ２６
ａを避けた所にプロップ２７が位置することにより、該
プロップ２７は、ロストモーションボディ２６ａ内に摺
動可能に介装されたロストモーション部材２６ｂをのみ
を空打ちする。ロストモーション部材２６ｂ内には、ロ
ストモーションボディ２６ａに対してカム軸２０方向に
付勢する弾性部材としてのバネが介装されている。
【００２１】次に、暖機後においては、コントロールユ
ニット３０より切換信号がバルブ開閉時期可変手段とし
ての制御バルブ３１に入力され、油圧がロッカーアーム
２３の油圧ピストン３２に作用するとピストン３２ａが
プロップ２７を押動し、該プロップ２７をロストモーシ
ョンボディ２６ａの上端面に乗り上げる位置まで移動さ
せることによりサブロッカーアーム２３ｂがメインロッ
カーアーム２３ａに固定される。これにより、大作動角
状態となる。
ニット３０より切換信号がバルブ開閉時期可変手段とし
ての制御バルブ３１に入力され、油圧がロッカーアーム
２３の油圧ピストン３２に作用するとピストン３２ａが
プロップ２７を押動し、該プロップ２７をロストモーシ
ョンボディ２６ａの上端面に乗り上げる位置まで移動さ
せることによりサブロッカーアーム２３ｂがメインロッ
カーアーム２３ａに固定される。これにより、大作動角
状態となる。
【００２２】尚、信号油圧が解除されると、リターンス
プリング３３によりプロップ２７は押し戻され、第１カ
ム２１による小作動角状態に戻る。また、吸気バルブの
開閉時期制御５０は、例えば、本願出願人が既に出願し
た実開平２−１１８１４７号公報に示されるような方法
により行われる。即ち、内燃機関の吸気バルブを開閉さ
せるカム軸に対してカムプーリを作動油圧によって相対
回転移動させるための複数段階に切換える作動油制御弁
を設け、制御弁の段階的な作動のため機関負荷及び機関
回転速度を検出するセンサ出力と、予め記憶されている
機関負荷及び機関回転速度で割り付けられたカム軸とカ
ムプーリとの目標とする位相角度差とによって所望のカ
ム軸とカムプーリとの位相角度差を得るようにしたもの
である。
プリング３３によりプロップ２７は押し戻され、第１カ
ム２１による小作動角状態に戻る。また、吸気バルブの
開閉時期制御５０は、例えば、本願出願人が既に出願し
た実開平２−１１８１４７号公報に示されるような方法
により行われる。即ち、内燃機関の吸気バルブを開閉さ
せるカム軸に対してカムプーリを作動油圧によって相対
回転移動させるための複数段階に切換える作動油制御弁
を設け、制御弁の段階的な作動のため機関負荷及び機関
回転速度を検出するセンサ出力と、予め記憶されている
機関負荷及び機関回転速度で割り付けられたカム軸とカ
ムプーリとの目標とする位相角度差とによって所望のカ
ム軸とカムプーリとの位相角度差を得るようにしたもの
である。
【００２３】これにより、運転条件に最適な吸気バルブ
の開弁時期を設定することができ、例えば、スロットル
弁開度検出手段としてのスロットルセンサ３４により検
出されたスロットル開度に応じて吸気バルブ１６の開弁
時期を多段階に制御することができる。次に、一実施例
の作用を図５のフローチャートに基づき説明する。
の開弁時期を設定することができ、例えば、スロットル
弁開度検出手段としてのスロットルセンサ３４により検
出されたスロットル開度に応じて吸気バルブ１６の開弁
時期を多段階に制御することができる。次に、一実施例
の作用を図５のフローチャートに基づき説明する。
【００２４】尚、以下のフローチャートに示すように、
コントロールユニット３０がバルブ開閉時期可変手段及
び吸排気バルブ開閉時期設定手段としての機能をソフト
ウエア的に備えている。先ず、ステップ１（以下、Ｓ１
という。）では、機関の冷却水温度Ｔｗを機関温度検出
手段としての水温センサ１９により検出し、コントロー
ルユニット３０に入力する。
コントロールユニット３０がバルブ開閉時期可変手段及
び吸排気バルブ開閉時期設定手段としての機能をソフト
ウエア的に備えている。先ず、ステップ１（以下、Ｓ１
という。）では、機関の冷却水温度Ｔｗを機関温度検出
手段としての水温センサ１９により検出し、コントロー
ルユニット３０に入力する。
【００２５】次に、Ｓ２では、この検出された機関温度
Ｔｗと暖機完了を示す機関の冷却水温度Ｔｗｖとを比較
し、暖機中にあるか否かを判定する。そして、Ｔｗ＞Ｔ
ｗｖであれば、暖機が完了しているので、Ｓ３で、暖機
後のバルブタイミングを選択し、Ｔｗ＜Ｔｗｖであれ
ば、Ｓ４で、暖機中のバルブタイミングを選択する。即
ち、暖機後及び暖機中のバルブタイミングは、夫々図６
及び図７に示すようなタイミングを有する第２カム２２
又は第１カム２１を作動させることにより行われる。暖
機中のバルブタイミングは、暖機後よりも排気バルブ１
７の開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるように設定して
ある。ここで、ＴＤＣは、上死点を、ＢＤＣは、下死点
を示し、横軸はクランク角を、縦軸はバルブリフト量を
夫々示す。
Ｔｗと暖機完了を示す機関の冷却水温度Ｔｗｖとを比較
し、暖機中にあるか否かを判定する。そして、Ｔｗ＞Ｔ
ｗｖであれば、暖機が完了しているので、Ｓ３で、暖機
後のバルブタイミングを選択し、Ｔｗ＜Ｔｗｖであれ
ば、Ｓ４で、暖機中のバルブタイミングを選択する。即
ち、暖機後及び暖機中のバルブタイミングは、夫々図６
及び図７に示すようなタイミングを有する第２カム２２
又は第１カム２１を作動させることにより行われる。暖
機中のバルブタイミングは、暖機後よりも排気バルブ１
７の開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるように設定して
ある。ここで、ＴＤＣは、上死点を、ＢＤＣは、下死点
を示し、横軸はクランク角を、縦軸はバルブリフト量を
夫々示す。
【００２６】ここで、暖機中のバルブタイミングを、図
７に示すように設定するのは、以下の理由による。即
ち、排気行程におけるＨＣ濃度の分布は、図１１に示す
ように、排気行程の初期近傍及びピストン上死点（ＴＤ
Ｃ）位置近傍において排気中に含まれるＨＣ濃度は高濃
度となり、それ以外の排気行程中はＨＣ濃度は低くなる
特性を示すので、排気バルブ１７の開弁時期を遅らせる
ことにより、燃焼室滞在時間増大に基づく後燃え促進に
より排気行程の初期近傍における高濃度のＨＣ発生量を
減少させることができ、また、排気バルブ１７の閉弁時
期を早めることにより、上記ピストン上死点位置近傍
（図でＡ部分）における高濃度のＨＣを含んだ未燃焼ガ
スの排出量が減少し、ＨＣを低減させることができるた
めである。
７に示すように設定するのは、以下の理由による。即
ち、排気行程におけるＨＣ濃度の分布は、図１１に示す
ように、排気行程の初期近傍及びピストン上死点（ＴＤ
Ｃ）位置近傍において排気中に含まれるＨＣ濃度は高濃
度となり、それ以外の排気行程中はＨＣ濃度は低くなる
特性を示すので、排気バルブ１７の開弁時期を遅らせる
ことにより、燃焼室滞在時間増大に基づく後燃え促進に
より排気行程の初期近傍における高濃度のＨＣ発生量を
減少させることができ、また、排気バルブ１７の閉弁時
期を早めることにより、上記ピストン上死点位置近傍
（図でＡ部分）における高濃度のＨＣを含んだ未燃焼ガ
スの排出量が減少し、ＨＣを低減させることができるた
めである。
【００２７】次に、Ｓ５では、スロットル弁開度センサ
により検出されたスロットル弁開度に応じたバルブオー
バラップ量θｏｖとなるように吸気バルブ１６のバルブ
タイミングを変更する。即ち、例えば、図７及び図８に
示すように、スロットル弁開度が増大する高負荷時にお
いては、バルブオーバラップ量θｏｖを増加させるよう
に吸気バルブ１６の開弁時期を早める一方、スロットル
弁開度が減少する低負荷時においては、バルブオーバラ
ップ量θｏｖを減少させるように吸気バルブ１６の開弁
時期を遅らせるように制御する。
により検出されたスロットル弁開度に応じたバルブオー
バラップ量θｏｖとなるように吸気バルブ１６のバルブ
タイミングを変更する。即ち、例えば、図７及び図８に
示すように、スロットル弁開度が増大する高負荷時にお
いては、バルブオーバラップ量θｏｖを増加させるよう
に吸気バルブ１６の開弁時期を早める一方、スロットル
弁開度が減少する低負荷時においては、バルブオーバラ
ップ量θｏｖを減少させるように吸気バルブ１６の開弁
時期を遅らせるように制御する。
【００２８】即ち、高負荷時においては、排気行程中に
吸気バルブ１６が開くと吸気バルブ１６側に燃焼ガスの
一部が流れ、バルブオーバラップ量θｏｖを増加させる
ことにより吸気バルブ１６側に流れる燃焼ガスの量を積
極的に増大させ、その結果、排気弁１７側に流れるＨＣ
を含んだ未燃焼ガスの排出量が減少する。そして、この
吸気バルブ１６側に流れた燃焼ガスは残留ガスの一部と
して次の吸気行程で燃焼室１３内に戻って再燃焼され
る。
吸気バルブ１６が開くと吸気バルブ１６側に燃焼ガスの
一部が流れ、バルブオーバラップ量θｏｖを増加させる
ことにより吸気バルブ１６側に流れる燃焼ガスの量を積
極的に増大させ、その結果、排気弁１７側に流れるＨＣ
を含んだ未燃焼ガスの排出量が減少する。そして、この
吸気バルブ１６側に流れた燃焼ガスは残留ガスの一部と
して次の吸気行程で燃焼室１３内に戻って再燃焼され
る。
【００２９】尚、高負荷時においては、新気の量の増大
によりバルブオーバラップ量θｏｖを増加させても新気
に対する残留ガスの割合が増加することはないので、燃
焼不安定によるＨＣが増加することはないが、低負荷時
においては、吸気負圧が大きいため少しのオーバラップ
量でも燃焼室内の多くの燃焼ガスが吸気バルブ１６側に
戻されること、及び、新気の量の低下によりバルブオー
バラップ量θｏｖを増加させると新気に対する残留ガス
の割合が増加して、燃焼不安定によりＨＣが悪化するこ
とになるので、バルブオーバラップ量θｏｖを減少させ
ている。
によりバルブオーバラップ量θｏｖを増加させても新気
に対する残留ガスの割合が増加することはないので、燃
焼不安定によるＨＣが増加することはないが、低負荷時
においては、吸気負圧が大きいため少しのオーバラップ
量でも燃焼室内の多くの燃焼ガスが吸気バルブ１６側に
戻されること、及び、新気の量の低下によりバルブオー
バラップ量θｏｖを増加させると新気に対する残留ガス
の割合が増加して、燃焼不安定によりＨＣが悪化するこ
とになるので、バルブオーバラップ量θｏｖを減少させ
ている。
【００３０】以上において、Ｓ２〜Ｓ５は、吸排気バル
ブ開閉時期設定手段としての機能を奏する。このよう
に、ＨＣを含んだ未燃焼ガスを排気側に排出させず、次
の燃焼行程で再燃焼させることにより、全体としてＨＣ
低減効果を向上させることができる。次に、他の実施例
の作用を図９のフローチャートに基づき説明する。
ブ開閉時期設定手段としての機能を奏する。このよう
に、ＨＣを含んだ未燃焼ガスを排気側に排出させず、次
の燃焼行程で再燃焼させることにより、全体としてＨＣ
低減効果を向上させることができる。次に、他の実施例
の作用を図９のフローチャートに基づき説明する。
【００３１】即ち、このものは、前記図５に示すものと
Ｓ１〜Ｓ５までのフローは基本的に同じであるが、排気
バルブ１７の開弁時期に応じて点火プラグ１８による点
火時期の遅角量を制御する点で相違する。したがって、
相違するステップのみを説明する。即ち、暖機中のバル
ブタイミングを選択し、スロットル開度に応じたバルブ
オーバラップ量となるように吸気バルブ１６のバルブタ
イミングを変更した後、Ｓ６では、排気バルブ１７の開
弁時期に応じて点火手段による点火時期の遅角量を制御
する。即ち、例えば、図１０に示すように、機関の暖機
途中の冷間時において、排気バルブ１７の開弁時期が暖
機後におけるタイミングよりも遅れてくると点火時期の
遅角量を暖機後よりも増加させるように制御する。
Ｓ１〜Ｓ５までのフローは基本的に同じであるが、排気
バルブ１７の開弁時期に応じて点火プラグ１８による点
火時期の遅角量を制御する点で相違する。したがって、
相違するステップのみを説明する。即ち、暖機中のバル
ブタイミングを選択し、スロットル開度に応じたバルブ
オーバラップ量となるように吸気バルブ１６のバルブタ
イミングを変更した後、Ｓ６では、排気バルブ１７の開
弁時期に応じて点火手段による点火時期の遅角量を制御
する。即ち、例えば、図１０に示すように、機関の暖機
途中の冷間時において、排気バルブ１７の開弁時期が暖
機後におけるタイミングよりも遅れてくると点火時期の
遅角量を暖機後よりも増加させるように制御する。
【００３２】これにより、燃焼後期の燃焼室内ガス温度
が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進され、ＨＣの低減効
果を向上させることができる。
が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進され、ＨＣの低減効
果を向上させることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、機関温度検出手段により検出された機関の冷間
時に、暖機後の吸排気バルブ開閉時期を基準として、排
気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるように設
定すると共に、吸気バルブの開弁時期を前記スロットル
弁開度検出手段によるスロットル弁開度に応じて排気バ
ルブ開期間とのオーバラップ量を変化させて設定する吸
排気バルブ開閉時期設定手段を備えたので、ＨＣを含ん
だ未燃焼ガスの燃焼室内の滞在時間を増加させてＨＣの
後燃えを促進し、更に、ピストンクレビス等から排気行
程後半に排出される高濃度のＨＣを排気側へ排出させず
次の燃焼行程で再燃焼させることにより、ＨＣを低減さ
せることができる。
よれば、機関温度検出手段により検出された機関の冷間
時に、暖機後の吸排気バルブ開閉時期を基準として、排
気バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるように設
定すると共に、吸気バルブの開弁時期を前記スロットル
弁開度検出手段によるスロットル弁開度に応じて排気バ
ルブ開期間とのオーバラップ量を変化させて設定する吸
排気バルブ開閉時期設定手段を備えたので、ＨＣを含ん
だ未燃焼ガスの燃焼室内の滞在時間を増加させてＨＣの
後燃えを促進し、更に、ピストンクレビス等から排気行
程後半に排出される高濃度のＨＣを排気側へ排出させず
次の燃焼行程で再燃焼させることにより、ＨＣを低減さ
せることができる。
【００３４】また、請求項２の発明では、更に、機関冷
間時において排気バルブの開弁時期の遅れの増大に応じ
て前記点火手段による点火時期の遅角量を増大制御する
点火時期遅角量制御手段を備えたので、燃焼後期の燃焼
室内ガス温度が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進され、
ＨＣの低減効果を向上させることができる。
間時において排気バルブの開弁時期の遅れの増大に応じ
て前記点火手段による点火時期の遅角量を増大制御する
点火時期遅角量制御手段を備えたので、燃焼後期の燃焼
室内ガス温度が上昇し、未燃ＨＣの後燃えが促進され、
ＨＣの低減効果を向上させることができる。
【図１】本発明に係る内燃機関の吸排気バルブ開閉時期
制御装置を示すシステム図。
制御装置を示すシステム図。
【図２】図１の排気バルブ開閉時期制御装置部分を示す
システム図。
システム図。
【図３】図２のロッカーアーム部分を示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】本発明の一実施例の作用を示すフローチャー
ト。
ト。
【図６】暖機後のバルブタイミングを示す図。
【図７】暖機中のバルブタイミングを示す図。
【図８】スロットル開度とバルブオーバラップ量との関
係を示す図。
係を示す図。
【図９】本発明の他の実施例の作用を示すフローチャー
ト。
ト。
【図10】排気バルブの開弁時期と点火時期の遅角量との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図11】排気行程における排気中のＨＣ濃度との関係を
示す図。
示す図。
【符号の説明】 １１ シリンダ １２ ピストン １３ 燃焼室 １４ 吸気ポート １４ａ 吸気口 １５ 排気ポート １５ａ 排気口 １６ 吸気バルブ １７ 排気バルブ １８ 点火プラグ １９ 水温センサ ２０ カム軸 ２１ 第１カム ２２ 第２カム ２３ ロッカーアーム ２３ａ メインロッカーアーム ２３ｂ サブロッカーアーム ２４ 第１フォロア ２５ 第２フォロア ２６ ロストモーション機構 ２６ａ ロストモーションボディ ２７ ブロッブ ３０ コントロールユニット ３１ 制御バルブ ３２ 油圧ピストン ３２ａピストン ３３ リターンスプリング ３４ スロットルセンサ ４０ 排気バルブ開閉時期制御装置 ５０ 吸気バルブ開閉時期制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ Ｂ (56)参考文献 特開 平７−109934（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−247815（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−194331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−13709（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−115537（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185232（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159431（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−228843（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−214970（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215000（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215001（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 13/00 301 F02D 41/06 F02D 43/00 F02P 5/15
Claims (2)
- 【請求項１】吸気バルブ若しくは排気バルブを、機関の
回転に同期して所定のタイミングで開閉駆動する一方、
前記バルブタイミングを可変とするバルブ開閉時期可変
手段を備えた内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置
において、 機関の温度を検出する機関温度検出手段と、 スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手
段と、 前記機関温度検出手段により検出された機関の冷間時
に、暖機後の吸排気バルブ開閉時期を基準として、排気
バルブの開弁時期を遅らせ閉弁時期を早めるように設定
すると共に、吸気バルブの開弁時期を前記スロットル弁
開度検出手段によるスロットル弁開度の増大に応じて排
気バルブ開期間とのオーバラップ量を増大変化させて設
定する吸排気バルブ開閉時期設定手段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の吸排気
バルブ開閉時期制御装置。 - 【請求項２】燃焼室内の混合気に着火させる点火手段
と、 前記機関冷間時において排気バルブの開弁時期の遅れの
増大に応じて前記点火手段による点火時期の遅角量を増
大制御する点火時期遅角量制御手段と、を含んで構成さ
れることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸排気
バルブ開閉時期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6012673A JP2985639B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6012673A JP2985639B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217460A JPH07217460A (ja) | 1995-08-15 |
| JP2985639B2 true JP2985639B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=11811899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6012673A Expired - Fee Related JP2985639B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 内燃機関の吸排気バルブ開閉時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985639B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4517517B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2010-08-04 | マツダ株式会社 | 自動車用リーンバーンエンジン |
| KR20040041349A (ko) * | 2002-11-11 | 2004-05-17 | 현대자동차주식회사 | 연속 가변 밸브 타이밍 기구의 오버랩 제어방법 |
| KR100569368B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2006-04-07 | 현대자동차주식회사 | 연소 안정성 변수를 이용한 연속 가변 밸브 타이밍 기구제어 방법 |
| JP2004340074A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Mitsubishi Automob Eng Co Ltd | 可変バルブタイミング制御装置 |
| JP5206565B2 (ja) * | 2009-04-15 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御システム |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP6012673A patent/JP2985639B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07217460A (ja) | 1995-08-15 |
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