JP3412644B2 - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents
エンジンの吸入空気量制御装置Info
- Publication number
- JP3412644B2 JP3412644B2 JP30423893A JP30423893A JP3412644B2 JP 3412644 B2 JP3412644 B2 JP 3412644B2 JP 30423893 A JP30423893 A JP 30423893A JP 30423893 A JP30423893 A JP 30423893A JP 3412644 B2 JP3412644 B2 JP 3412644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- intake
- valve
- engine
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、運転状態に応じて空燃
比が制御されるエンジンにおいて、その吸入空気量を制
御するための装置に関するものである。
比が制御されるエンジンにおいて、その吸入空気量を制
御するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの排気ガスにおける窒素
酸化物（ＮＯｘ）濃度の削減が大きな課題とされている
が、このＮＯｘ濃度と実際の空燃比Ａ／Ｆとの間には一
般に図６に示すような関係があることが知られている。
この関係によれば、空燃比Ａ／Ｆが一定値（約１６）の
時にＮＯｘ濃度はピークを迎えるので、ＮＯｘ濃度を下
げるにはなるべく上記の空燃比を避けて運転制御すれば
良いことになる。例えば、エンジンの運転状態の変化に
応じて燃料リーンの燃焼状態（点Ａ）から燃料リッチの
燃焼状態（点Ｂ）に移行する場合には、空燃比Ａ／Ｆを
徐々に下げるのではなく点Ａから点Ｂまで一気に下げ、
空燃比Ａ／Ｆ＝１６付近は一瞬も使わないようにするこ
とにより、ＮＯｘ濃度の増大を避けることが可能であ
る。逆に、点Ｂから点Ａに移行する場合には、空燃比Ａ
／Ｆを一気にリーンにすればよい。
酸化物（ＮＯｘ）濃度の削減が大きな課題とされている
が、このＮＯｘ濃度と実際の空燃比Ａ／Ｆとの間には一
般に図６に示すような関係があることが知られている。
この関係によれば、空燃比Ａ／Ｆが一定値（約１６）の
時にＮＯｘ濃度はピークを迎えるので、ＮＯｘ濃度を下
げるにはなるべく上記の空燃比を避けて運転制御すれば
良いことになる。例えば、エンジンの運転状態の変化に
応じて燃料リーンの燃焼状態（点Ａ）から燃料リッチの
燃焼状態（点Ｂ）に移行する場合には、空燃比Ａ／Ｆを
徐々に下げるのではなく点Ａから点Ｂまで一気に下げ、
空燃比Ａ／Ｆ＝１６付近は一瞬も使わないようにするこ
とにより、ＮＯｘ濃度の増大を避けることが可能であ
る。逆に、点Ｂから点Ａに移行する場合には、空燃比Ａ
／Ｆを一気にリーンにすればよい。
【０００３】ところで、上記空燃比を制御する手段とし
ては、吸入空気量を調節するのが一般的であるが、上記
のように空燃比を素早く増減させるのに空気量変化には
どうしても遅れが生じて空燃比と点火時期等とにずれが
生じ、これに伴って大きなトルクショックが生じる不都
合がある。
ては、吸入空気量を調節するのが一般的であるが、上記
のように空燃比を素早く増減させるのに空気量変化には
どうしても遅れが生じて空燃比と点火時期等とにずれが
生じ、これに伴って大きなトルクショックが生じる不都
合がある。
【０００４】そこで、特開平４−２６５４３７号公報で
は、目標空燃比をリーン側に切換える際、スロットル弁
のバイパス通路を開いて吸入空気量を増加させることに
より、実際の空燃比を素早く増加させるようにした装置
が提案されている。
は、目標空燃比をリーン側に切換える際、スロットル弁
のバイパス通路を開いて吸入空気量を増加させることに
より、実際の空燃比を素早く増加させるようにした装置
が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置におい
て、スロットル弁やそのバイパス通路から各気筒の燃焼
室内に至るまでの吸気通路は比較的長く、大きな容積を
有している。従って、バイパス通路の開閉切換を行って
から実際に吸入空気量が増減するまでにはかなりの応答
遅れがあり、適切なタイミングで空燃比を制御すること
が困難であるとともに、この応答遅れ期間における空燃
比の変化が緩慢となってＮＯｘ濃度が高い空燃比を通っ
てしまう不都合がある。この不都合は、スロットル弁の
開度調節で吸入空気量を増減する場合にも同様に生じ
る。
て、スロットル弁やそのバイパス通路から各気筒の燃焼
室内に至るまでの吸気通路は比較的長く、大きな容積を
有している。従って、バイパス通路の開閉切換を行って
から実際に吸入空気量が増減するまでにはかなりの応答
遅れがあり、適切なタイミングで空燃比を制御すること
が困難であるとともに、この応答遅れ期間における空燃
比の変化が緩慢となってＮＯｘ濃度が高い空燃比を通っ
てしまう不都合がある。この不都合は、スロットル弁の
開度調節で吸入空気量を増減する場合にも同様に生じ
る。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、燃料噴
射量の急変によるトルクショックを避けながら、実際の
空燃比を高い応答性で素早く変化させることができるエ
ンジンの吸入空気量制御装置を提供することを目的とす
る。
射量の急変によるトルクショックを避けながら、実際の
空燃比を高い応答性で素早く変化させることができるエ
ンジンの吸入空気量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】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、予め設定された第１の運転領
域では目標空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比と
し、上記第１の運転領域と異なる第２の運転領域では目
標空燃比を理論空燃比以下の空燃比として実際の空燃比
が制御されるエンジンにおいて、上記吸気弁の閉時期を
変化させる開弁期間可変手段と、上記第１の運転領域か
ら第２の運転領域への移行時には吸入空気量を減らし、
上記第２の運転領域から第１の運転領域への移行時には
吸入空気量を増加させるタイミングで上記吸気弁を閉弁
させるように上記開弁期間可変手段を作動させる開弁期
間制御手段とを備え、さらに、過給機を備えるととも
に、上記第１の運転領域をエンジン負荷が一定以下の低
負荷領域とし、上記第２の運転領域を上記第１の運転領
域よりもエンジン負荷が高い高負荷領域として、上記第
２の運転領域内ではピストン下死点からの上記吸気弁の
閉時期のずれ角を第１の運転領域内におけるピストン下
死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角よりも大きな角
度に保つように上記開弁期間可変手段を作動させるよう
に上記開弁期間制御手段を構成したものである（請求項
１）。
の手段として、本発明は、予め設定された第１の運転領
域では目標空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比と
し、上記第１の運転領域と異なる第２の運転領域では目
標空燃比を理論空燃比以下の空燃比として実際の空燃比
が制御されるエンジンにおいて、上記吸気弁の閉時期を
変化させる開弁期間可変手段と、上記第１の運転領域か
ら第２の運転領域への移行時には吸入空気量を減らし、
上記第２の運転領域から第１の運転領域への移行時には
吸入空気量を増加させるタイミングで上記吸気弁を閉弁
させるように上記開弁期間可変手段を作動させる開弁期
間制御手段とを備え、さらに、過給機を備えるととも
に、上記第１の運転領域をエンジン負荷が一定以下の低
負荷領域とし、上記第２の運転領域を上記第１の運転領
域よりもエンジン負荷が高い高負荷領域として、上記第
２の運転領域内ではピストン下死点からの上記吸気弁の
閉時期のずれ角を第１の運転領域内におけるピストン下
死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角よりも大きな角
度に保つように上記開弁期間可変手段を作動させるよう
に上記開弁期間制御手段を構成したものである（請求項
１）。
【０００８】ここで、上記開弁期間制御手段は、上記第
１の運転領域から第２の運転領域への移行時にはピスト
ン下死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を増やし、
上記第２の運転領域から第１の運転領域への移行時には
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を減
らすように上記開弁期間可変手段を作動させるものであ
ることが、より好ましい（請求項２）。
１の運転領域から第２の運転領域への移行時にはピスト
ン下死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を増やし、
上記第２の運転領域から第１の運転領域への移行時には
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を減
らすように上記開弁期間可変手段を作動させるものであ
ることが、より好ましい（請求項２）。
【０００９】以上の各装置は、上記第１の運転領域にお
ける目標空燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大と
なる空燃比よりも高い空燃比である場合に特に有効であ
る（請求項３）。
ける目標空燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大と
なる空燃比よりも高い空燃比である場合に特に有効であ
る（請求項３）。
【００１０】
【作用】上記装置によれば、第１の運転領域から第２の
運転領域への移行時には吸入空気量を減らし、上記第２
の運転領域から第１の運転領域への移行時には吸入空気
量を増加させることにより、空燃比を素早く切換えるこ
とが可能となる。具体的に、この吸入空気量の増減は、
燃焼室を開閉する吸気弁開時期の変化によって行われる
ため、燃焼室から離れたスロットル弁やそのバイパス通
路の開閉によって吸入空気量を制御する場合に比べ、吸
入空気量及び空燃比は瞬時に変化することとなり、制御
の応答性が大幅に高まる。
運転領域への移行時には吸入空気量を減らし、上記第２
の運転領域から第１の運転領域への移行時には吸入空気
量を増加させることにより、空燃比を素早く切換えるこ
とが可能となる。具体的に、この吸入空気量の増減は、
燃焼室を開閉する吸気弁開時期の変化によって行われる
ため、燃焼室から離れたスロットル弁やそのバイパス通
路の開閉によって吸入空気量を制御する場合に比べ、吸
入空気量及び空燃比は瞬時に変化することとなり、制御
の応答性が大幅に高まる。
【００１１】さにら、上記第２の運転領域である高負荷
領域では、常にピストン下死点からの上記吸気弁の閉時
期のずれ角を上記第１の運転領域である低負荷領域での
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角より
も大きく保つことにより、低空燃比が確保される。しか
も、このようにして吸入空気量を抑えながらも、過給機
による過給によって高負荷時に必要な出力トルクが確保
される。
領域では、常にピストン下死点からの上記吸気弁の閉時
期のずれ角を上記第１の運転領域である低負荷領域での
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角より
も大きく保つことにより、低空燃比が確保される。しか
も、このようにして吸入空気量を抑えながらも、過給機
による過給によって高負荷時に必要な出力トルクが確保
される。
【００１２】特に、請求項２記載の装置では、上記第１
の運転領域から第２の運転領域への移行時には吸気弁閉
時期の遅れ角を増やすようにしているので、エンジン回
転数が高まるにつれ、この吸気弁遅閉じに起因する吸入
空気量の減少度合いは下がっていき、良好な高速性能が
確保される。
の運転領域から第２の運転領域への移行時には吸気弁閉
時期の遅れ角を増やすようにしているので、エンジン回
転数が高まるにつれ、この吸気弁遅閉じに起因する吸入
空気量の減少度合いは下がっていき、良好な高速性能が
確保される。
【００１３】そして、請求項３記載の装置では、目標空
燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大となる空燃比
よりも高い第１の運転領域と、目標空燃比が理論空燃比
以下（すなわち排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大とな
る空燃比よりも低い）第２の運転領域との間で移行する
際、空燃比の切換が上述のように素早く行われることに
より、窒素酸化物濃度の上昇が効果的に抑制される。
燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大となる空燃比
よりも高い第１の運転領域と、目標空燃比が理論空燃比
以下（すなわち排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大とな
る空燃比よりも低い）第２の運転領域との間で移行する
際、空燃比の切換が上述のように素早く行われることに
より、窒素酸化物濃度の上昇が効果的に抑制される。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、図１にはＶ型エンジンを示すが、本発明では
吸入空気量制御の対象となるエンジンの種類を問わな
い。
る。なお、図１にはＶ型エンジンを示すが、本発明では
吸入空気量制御の対象となるエンジンの種類を問わな
い。
【００１５】図１において、エンジン本体１は一対のバ
ンク１ａ，１ｂを備え、各バンク１ａ，１ｂに複数の気
筒２が設けられている。
ンク１ａ，１ｂを備え、各バンク１ａ，１ｂに複数の気
筒２が設けられている。
【００１６】このエンジンの吸気通路３には、機械式過
給機５が設けられ、この過給機５は、エンジン出力軸に
ベルト６等の伝動機構を介して連結されている。吸気通
路３において過給機５の上流側には、エアクリーナ７、
エアフローメータ８、スロットル弁９等が配設され、上
記過給機５の下流側にはインタクーラ１０が設けられて
いる。
給機５が設けられ、この過給機５は、エンジン出力軸に
ベルト６等の伝動機構を介して連結されている。吸気通
路３において過給機５の上流側には、エアクリーナ７、
エアフローメータ８、スロットル弁９等が配設され、上
記過給機５の下流側にはインタクーラ１０が設けられて
いる。
【００１７】このインタクーラ１０の下流側で吸気通路
３は第１吸気通路１１と第２吸気通路１２とに分岐し、
さらにその下流側で各々独立吸気通路１３に分岐してい
る。第１吸気通路１１から分岐した独立吸気通路１３
は、バンク１ａの各気筒２に接続され、第２吸気通路１
２から分岐した独立吸気通路１３は、バンク１ｂ側の各
気筒２に接続されている。各独立吸気通路１３の下流端
は各気筒２の燃焼室に開口する吸気ポート１４とされ、
図例では各気筒２について２つの吸気ポート１４がそれ
ぞれ設けられている。また、各独立吸気通路１３には燃
料を吸気ポート１４に向けて噴射するインジェクタ（図
示せず）が設けられている。
３は第１吸気通路１１と第２吸気通路１２とに分岐し、
さらにその下流側で各々独立吸気通路１３に分岐してい
る。第１吸気通路１１から分岐した独立吸気通路１３
は、バンク１ａの各気筒２に接続され、第２吸気通路１
２から分岐した独立吸気通路１３は、バンク１ｂ側の各
気筒２に接続されている。各独立吸気通路１３の下流端
は各気筒２の燃焼室に開口する吸気ポート１４とされ、
図例では各気筒２について２つの吸気ポート１４がそれ
ぞれ設けられている。また、各独立吸気通路１３には燃
料を吸気ポート１４に向けて噴射するインジェクタ（図
示せず）が設けられている。
【００１８】上記吸気ポート１４はそれぞれ吸気弁１５
により開閉され、各吸気弁１５は動弁装置により駆動さ
れる。この動弁装置には、吸気弁閉時期を変化させるバ
ルブタイミング可変手段（開弁時期可変手段）２０が設
けられている。
により開閉され、各吸気弁１５は動弁装置により駆動さ
れる。この動弁装置には、吸気弁閉時期を変化させるバ
ルブタイミング可変手段（開弁時期可変手段）２０が設
けられている。
【００１９】この実施例に示すバルブタイミング可変手
段２０は、図２のようにカムプロフィールの異なる２種
類のカム２１，２２を備え、吸気弁リフト特性を変更す
るものとなっている。具体的に、吸気弁用のカムシャフ
ト２３には、図３に実線５１に示すようにピストン上死
点（ＴＤＣ）直前で開弁してピストン下死点（ＢＤＣ）
直後に閉弁する第１の吸気弁リフト特性を与える低負荷
用カム２１と、同図実線５２に示すように開弁時期は第
１の吸気弁リフト特性と同等で閉弁時期が第１の吸気弁
リフト特性よりも遅い第２の吸気弁リフト特性を与える
高負荷用カム２２とが配設されている。そして、各カム
２１，２２に対応するロッカーアーム２４，２５や、こ
れらの連結／分離を行う図略の連結部材等により、吸気
弁１５を低負荷用カム２１で駆動する状態と高負荷用カ
ム２２で駆動する状態とに切換える切換機構が構成され
ている。
段２０は、図２のようにカムプロフィールの異なる２種
類のカム２１，２２を備え、吸気弁リフト特性を変更す
るものとなっている。具体的に、吸気弁用のカムシャフ
ト２３には、図３に実線５１に示すようにピストン上死
点（ＴＤＣ）直前で開弁してピストン下死点（ＢＤＣ）
直後に閉弁する第１の吸気弁リフト特性を与える低負荷
用カム２１と、同図実線５２に示すように開弁時期は第
１の吸気弁リフト特性と同等で閉弁時期が第１の吸気弁
リフト特性よりも遅い第２の吸気弁リフト特性を与える
高負荷用カム２２とが配設されている。そして、各カム
２１，２２に対応するロッカーアーム２４，２５や、こ
れらの連結／分離を行う図略の連結部材等により、吸気
弁１５を低負荷用カム２１で駆動する状態と高負荷用カ
ム２２で駆動する状態とに切換える切換機構が構成され
ている。
【００２０】この切換機構は、油圧回路による油圧供給
状態の切換によって切換作動するものである。この油圧
供給切換は図１に示す電磁弁２６により行われ、この電
磁弁２６の切換制御はマイクロコンピュータ等からなる
ＥＣＵ（コントロールユニット；開弁期間制御手段）４
０によって行われる。このＥＣＵ４０は、上記エアフロ
ーメータ８の出力する吸入空気量検出信号、エンジン回
転数センサ４１の出力するエンジン回転数検出信号、ス
ロットル開度センサ４２の出力するスロットル開度検出
信号等を受け、これらの信号に基づいてエンジンの運転
状態を分析し、その結果に基づいて電磁弁２６に制御信
号を出力するように構成されている。
状態の切換によって切換作動するものである。この油圧
供給切換は図１に示す電磁弁２６により行われ、この電
磁弁２６の切換制御はマイクロコンピュータ等からなる
ＥＣＵ（コントロールユニット；開弁期間制御手段）４
０によって行われる。このＥＣＵ４０は、上記エアフロ
ーメータ８の出力する吸入空気量検出信号、エンジン回
転数センサ４１の出力するエンジン回転数検出信号、ス
ロットル開度センサ４２の出力するスロットル開度検出
信号等を受け、これらの信号に基づいてエンジンの運転
状態を分析し、その結果に基づいて電磁弁２６に制御信
号を出力するように構成されている。
【００２１】具体的に、このＥＣＵ４０は次のような制
御動作を行う。
御動作を行う。
【００２２】Ａ）図３に示すようにエンジン負荷が一定
以下の低負荷領域では、低負荷用カム２１による動弁状
態を選択するように電磁弁２６に制御信号を出力すると
ともに、目標空燃比を理論空燃比よりも大きな空燃比
（すなわち空気過剰率λが１を超える空燃比）とし、こ
の目標空燃比に実際の空燃比を近付けるように図略のイ
ンジェクタによる燃料噴射量を制御する。
以下の低負荷領域では、低負荷用カム２１による動弁状
態を選択するように電磁弁２６に制御信号を出力すると
ともに、目標空燃比を理論空燃比よりも大きな空燃比
（すなわち空気過剰率λが１を超える空燃比）とし、こ
の目標空燃比に実際の空燃比を近付けるように図略のイ
ンジェクタによる燃料噴射量を制御する。
【００２３】Ｂ）上記低負荷領域よりもエンジン負荷の
高い高負荷領域では、高負荷用カム２２による動弁状態
を選択するように電磁弁２６に制御信号を出力するとと
もに、目標空燃比を理論空燃比以下の空燃比（すなわち
空気過剰率λが１以下の空燃比）とし、この目標空燃比
に実際の空燃比を近付けるように図略のインジェクタに
よる燃料噴射量を制御する。
高い高負荷領域では、高負荷用カム２２による動弁状態
を選択するように電磁弁２６に制御信号を出力するとと
もに、目標空燃比を理論空燃比以下の空燃比（すなわち
空気過剰率λが１以下の空燃比）とし、この目標空燃比
に実際の空燃比を近付けるように図略のインジェクタに
よる燃料噴射量を制御する。
【００２４】ここで、上記低負荷領域における目標空燃
比は、排気ガス中のＮＯｘ濃度が最大となる空燃比（前
記図６の例では約１６；以下、便宜上ＮＯｘ最大空燃比
と称する。）よりも十分高い空燃比が設定されている。
比は、排気ガス中のＮＯｘ濃度が最大となる空燃比（前
記図６の例では約１６；以下、便宜上ＮＯｘ最大空燃比
と称する。）よりも十分高い空燃比が設定されている。
【００２５】一方、上記各気筒２の燃焼室内には図略の
排気ポートが開口し、各排気ポートが図略の排気マニホ
ールドを介して排気通路２８に接続されており、この排
気通路２８の途中に排ガス浄化用の三元触媒３０が設け
られている。
排気ポートが開口し、各排気ポートが図略の排気マニホ
ールドを介して排気通路２８に接続されており、この排
気通路２８の途中に排ガス浄化用の三元触媒３０が設け
られている。
【００２６】次に、この装置の作用を説明する。
【００２７】まず、現在の運転状態が上記低負荷領域内
の例えばＡ点にある場合には、吸気弁１５の動弁状態と
して、低負荷用カム２１による駆動状態、すなわちＴＤ
Ｃ直前で吸気弁１５が開弁され、ＢＤＣ直後に吸気弁１
５が閉弁される状態が選択される（図４実線５１）。こ
のような動弁状態での実際の吸入空気量がエアフローメ
ータ８で検出され、この検出吸入空気量に基づき、実際
の空燃比を理論空燃比よりも大きな目標空燃比に近付け
るようにＥＣＵ４０による燃料噴射制御が実行される。
ここで、上記目標空燃比には、ＮＯｘ最大空燃比よりも
十分高い空燃比が設定されているので、このような空燃
比制御によりＮＯｘの発生が抑制される。
の例えばＡ点にある場合には、吸気弁１５の動弁状態と
して、低負荷用カム２１による駆動状態、すなわちＴＤ
Ｃ直前で吸気弁１５が開弁され、ＢＤＣ直後に吸気弁１
５が閉弁される状態が選択される（図４実線５１）。こ
のような動弁状態での実際の吸入空気量がエアフローメ
ータ８で検出され、この検出吸入空気量に基づき、実際
の空燃比を理論空燃比よりも大きな目標空燃比に近付け
るようにＥＣＵ４０による燃料噴射制御が実行される。
ここで、上記目標空燃比には、ＮＯｘ最大空燃比よりも
十分高い空燃比が設定されているので、このような空燃
比制御によりＮＯｘの発生が抑制される。
【００２８】次に、エンジンの運転状態が上記Ａ点（図
３）から上記高負荷領域内の例えばＢ点に移行すると、
高負荷用カム２２による駆動状態、すなわち吸気弁１５
の閉弁時期がさらに遅延された状態に切換えられる（図
４実線５２）。このような吸気弁１５のいわゆる遅閉じ
により、燃焼室内に吸入される空気の一部が吸気ポート
１４側に吹き返されて最終的な吸入空気量が急減する。
これにより、空燃比も瞬時に変化する。その後、実際の
吸入空気量がエアフローメータ８で検出され、この検出
吸入空気量に基づき、実際の空燃比を理論空燃比よりも
小さな目標空燃比に近付けるようにＥＣＵ４０による燃
料噴射制御が実行される。
３）から上記高負荷領域内の例えばＢ点に移行すると、
高負荷用カム２２による駆動状態、すなわち吸気弁１５
の閉弁時期がさらに遅延された状態に切換えられる（図
４実線５２）。このような吸気弁１５のいわゆる遅閉じ
により、燃焼室内に吸入される空気の一部が吸気ポート
１４側に吹き返されて最終的な吸入空気量が急減する。
これにより、空燃比も瞬時に変化する。その後、実際の
吸入空気量がエアフローメータ８で検出され、この検出
吸入空気量に基づき、実際の空燃比を理論空燃比よりも
小さな目標空燃比に近付けるようにＥＣＵ４０による燃
料噴射制御が実行される。
【００２９】ここでの目標空燃比は理論空燃比以下であ
るため、三元触媒３０によって十分浄化され、しかも、
上記吸入空気量の急減の際、実際の空燃比も上記理論空
燃比近傍まで一気に下げられる（すなわち上記ＮＯｘ最
大空燃比を飛び越して変化する）ため、空燃比切換時及
び切換後の双方においてＮＯｘの抑制効果が維持され
る。
るため、三元触媒３０によって十分浄化され、しかも、
上記吸入空気量の急減の際、実際の空燃比も上記理論空
燃比近傍まで一気に下げられる（すなわち上記ＮＯｘ最
大空燃比を飛び越して変化する）ため、空燃比切換時及
び切換後の双方においてＮＯｘの抑制効果が維持され
る。
【００３０】なお、これとは逆に、エンジンの運転状態
が高負荷領域から低負荷領域に移行する場合には、吸気
弁１５の動弁状態が低負荷用カム２１による駆動状態に
戻され、これにより吸入空気量が急増される。これによ
り実際の空燃比も迅速に高められ、低負荷領域での目標
空燃比に近付けられる。
が高負荷領域から低負荷領域に移行する場合には、吸気
弁１５の動弁状態が低負荷用カム２１による駆動状態に
戻され、これにより吸入空気量が急増される。これによ
り実際の空燃比も迅速に高められ、低負荷領域での目標
空燃比に近付けられる。
【００３１】以上のように、この装置では、低負荷領域
から高負荷領域への移行時、あるいは高負荷領域から低
負荷領域への移行時に、吸気弁１５の閉時期を変えるこ
とによって吸入空気量を急減もしくは急増するようにし
たものであるので、空燃比を素早く増減することができ
る。従って、大きなトルクショックを発生させることな
くＮＯｘの発生を十分に抑制しながら運転状態の切換を
行うことができる。さらに、上記吸入空気量の増減を、
燃焼室に極めて近い吸気弁１５の閉時期の変化により行
っているので、燃焼室から離れたスロットル弁９の開度
変化やスロットル弁９のバイパス通路の開閉によって吸
入空気量を変化させる場合よりも数段高い応答性を得る
ことができる。
から高負荷領域への移行時、あるいは高負荷領域から低
負荷領域への移行時に、吸気弁１５の閉時期を変えるこ
とによって吸入空気量を急減もしくは急増するようにし
たものであるので、空燃比を素早く増減することができ
る。従って、大きなトルクショックを発生させることな
くＮＯｘの発生を十分に抑制しながら運転状態の切換を
行うことができる。さらに、上記吸入空気量の増減を、
燃焼室に極めて近い吸気弁１５の閉時期の変化により行
っているので、燃焼室から離れたスロットル弁９の開度
変化やスロットル弁９のバイパス通路の開閉によって吸
入空気量を変化させる場合よりも数段高い応答性を得る
ことができる。
【００３２】また、高負荷領域への移行後は、吸気弁閉
時期の遅延を続行しながらも、過給機５による過給によ
って高負荷時に必要な出力トルクを確保することができ
る。なお、この過給機５についてはその種類を問わず、
ターボ過給機を利用するようにしてもよい。
時期の遅延を続行しながらも、過給機５による過給によ
って高負荷時に必要な出力トルクを確保することができ
る。なお、この過給機５についてはその種類を問わず、
ターボ過給機を利用するようにしてもよい。
【００３３】本発明は、以上の実施例に限定されるもの
でなく、例として次のような態様をとることも可能であ
る。
でなく、例として次のような態様をとることも可能であ
る。
【００３４】(1) 上記実施例では、低負荷領域において
通常タイミング（図４実線５１に示すタイミング）と
し、高負荷領域で低負荷領域よりも遅れ角を増やすこと
により吸入空気量を急減させているが、逆に、高負荷領
域で低負荷領域よりも吸気弁閉時期を進ませる、例えば
ピストン下死点よりも進ませる（いわゆる早閉じ）こと
によっても吸入空気量を急減させることが可能である。
ただし、上記実施例に示すように高負荷領域で遅れ角を
増やす制御を行えば、エンジン回転数の上昇に伴って吸
気弁閉時期の遅れによる吸入空気量の低減度合いが下が
っていくので、吸気弁１５をいわゆる遅閉じにしながら
も良好な高速性能を確保することができる。
通常タイミング（図４実線５１に示すタイミング）と
し、高負荷領域で低負荷領域よりも遅れ角を増やすこと
により吸入空気量を急減させているが、逆に、高負荷領
域で低負荷領域よりも吸気弁閉時期を進ませる、例えば
ピストン下死点よりも進ませる（いわゆる早閉じ）こと
によっても吸入空気量を急減させることが可能である。
ただし、上記実施例に示すように高負荷領域で遅れ角を
増やす制御を行えば、エンジン回転数の上昇に伴って吸
気弁閉時期の遅れによる吸入空気量の低減度合いが下が
っていくので、吸気弁１５をいわゆる遅閉じにしながら
も良好な高速性能を確保することができる。
【００３５】(2) 本発明は、開弁期間の変化によって吸
入空気量を増減するものであれば良く、例えば燃焼室内
に第１吸気ポート及び第２吸気ポートを開口させ、吸気
弁の第１吸気ポートにおける吸気弁の開弁特性を図５実
線６１に示すような通常の特性とし、第２吸気ポートに
おける吸気弁の開弁特性を同図破線６２に示すように上
記通常特性から位相を遅らせた特性とするとともに、低
負荷領域では第２吸気ポートにおける吸気弁を弁停止機
構によって常閉状態にし、低負荷領域から高負荷領域へ
の移行時には弁停止機構による弁停止を解除して第２吸
気ポートも開けば、いわゆる遅閉じと同等の作用が得ら
れ、吸入空気量の急減を果たすことができる。なお、こ
の高負荷領域への移行後は、バルブタイミング可変機構
によって第２吸気ポートにおける開弁特性（図５破線６
２）を上記通常特性（同図実線６１）に徐々に近付けて
いくことにより、エンジン出力を高めることが可能であ
る。ここで、上記バルブタイミング可変機構としては、
カムプーリに対するカムシャフトの回転位相を変化させ
る周知の機構が適用可能である。
入空気量を増減するものであれば良く、例えば燃焼室内
に第１吸気ポート及び第２吸気ポートを開口させ、吸気
弁の第１吸気ポートにおける吸気弁の開弁特性を図５実
線６１に示すような通常の特性とし、第２吸気ポートに
おける吸気弁の開弁特性を同図破線６２に示すように上
記通常特性から位相を遅らせた特性とするとともに、低
負荷領域では第２吸気ポートにおける吸気弁を弁停止機
構によって常閉状態にし、低負荷領域から高負荷領域へ
の移行時には弁停止機構による弁停止を解除して第２吸
気ポートも開けば、いわゆる遅閉じと同等の作用が得ら
れ、吸入空気量の急減を果たすことができる。なお、こ
の高負荷領域への移行後は、バルブタイミング可変機構
によって第２吸気ポートにおける開弁特性（図５破線６
２）を上記通常特性（同図実線６１）に徐々に近付けて
いくことにより、エンジン出力を高めることが可能であ
る。ここで、上記バルブタイミング可変機構としては、
カムプーリに対するカムシャフトの回転位相を変化させ
る周知の機構が適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、目標空燃比が理
論空燃比よりも大きい第１の運転領域から目標空燃比が
理論空燃比以下の第２の運転領域への移行時には吸入空
気量を減らし、上記第２の運転領域から第１の運転領域
への移行時には吸入空気量を増加させるべく、燃焼室に
極めて近い吸気弁の閉時期を変えるようにしたものであ
るので、燃料噴射量を急激に増減することなく、すなわ
ち大きなトルクショックを発生させることなく、高い応
答性で実際の吸入空気量及び空燃比を素早く変化させる
ことができる効果がある。
論空燃比よりも大きい第１の運転領域から目標空燃比が
理論空燃比以下の第２の運転領域への移行時には吸入空
気量を減らし、上記第２の運転領域から第１の運転領域
への移行時には吸入空気量を増加させるべく、燃焼室に
極めて近い吸気弁の閉時期を変えるようにしたものであ
るので、燃料噴射量を急激に増減することなく、すなわ
ち大きなトルクショックを発生させることなく、高い応
答性で実際の吸入空気量及び空燃比を素早く変化させる
ことができる効果がある。
【００３７】さらに、上記第２の運転領域である高負荷
領域では、常にピストン下死点からの上記吸気弁の閉時
期のずれ角を上記第１の運転領域である低負荷領域での
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角より
も大きく保つことにより、吸入空気量を抑えて低空燃比
を維持する一方、このように吸気弁閉時期をピストン下
死点から大きくずらしながらも過給機による過給によっ
て高負荷時に必要な出力トルクを確保することができる
効果がある。
領域では、常にピストン下死点からの上記吸気弁の閉時
期のずれ角を上記第１の運転領域である低負荷領域での
ピストン下死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角より
も大きく保つことにより、吸入空気量を抑えて低空燃比
を維持する一方、このように吸気弁閉時期をピストン下
死点から大きくずらしながらも過給機による過給によっ
て高負荷時に必要な出力トルクを確保することができる
効果がある。
【００３８】特に、請求項２記載の装置では、上記第１
の運転領域から第２の運転領域への移行時には吸気弁閉
時期の遅れ角を増やすようにしているので、エンジン回
転数が高まるにつれて上記吸気弁遅閉じに起因する吸入
空気量の減少度合いが下がっていくことにより、良好な
加速性を確保することができる効果がある。
の運転領域から第２の運転領域への移行時には吸気弁閉
時期の遅れ角を増やすようにしているので、エンジン回
転数が高まるにつれて上記吸気弁遅閉じに起因する吸入
空気量の減少度合いが下がっていくことにより、良好な
加速性を確保することができる効果がある。
【００３９】そして、請求項３記載の装置では、目標空
燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大となる空燃比
よりも高い第１の運転領域と、目標空燃比が理論空燃比
以下（すなわち排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大とな
る空燃比よりも低い）第２の運転領域との間で移行する
際、空燃比の切換を上述のように素早く行うことによ
り、この移行時の窒素酸化物濃度の上昇を確実に抑制す
ることができる効果がある。
燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大となる空燃比
よりも高い第１の運転領域と、目標空燃比が理論空燃比
以下（すなわち排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大とな
る空燃比よりも低い）第２の運転領域との間で移行する
際、空燃比の切換を上述のように素早く行うことによ
り、この移行時の窒素酸化物濃度の上昇を確実に抑制す
ることができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例におけるエンジンの吸気系を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】上記エンジンに設けられるバルブタイミング可
変手段の平面図である。
変手段の平面図である。
【図３】上記エンジンにおいて空燃比制御用に設定され
る各運転領域を示すグラフである。
る各運転領域を示すグラフである。
【図４】上記エンジンにおける吸気弁の動弁特性を示す
図である。
図である。
【図５】上記動弁特性の変形例を示す図である。
【図６】空燃比と排気ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
１ エンジン本体
２ 気筒
３ 吸気通路
５ 過給機
１４ 吸気ポート
１５ 吸気弁
２０ バルブタイミング可変手段（開弁期間可変手段）
４０ ＥＣＵ（開弁期間制御手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−209552（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−215002（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−215003（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−117290（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−265437（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−98914（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 13/02
F02D 41/00 - 45/00
F01L 13/00
F02B 29/08
Claims (3)
- 【請求項１】 予め設定された第１の運転領域では目標
空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比とし、上記第１
の運転領域と異なる第２の運転領域では目標空燃比を理
論空燃比以下の空燃比として実際の空燃比が制御される
エンジンにおいて、上記吸気弁の閉時期を変化させる開
弁期間可変手段と、上記第１の運転領域から第２の運転
領域への移行時には吸入空気量を減らし、上記第２の運
転領域から第１の運転領域への移行時には吸入空気量を
増加させるタイミングで上記吸気弁を閉弁させるように
上記開弁期間可変手段を作動させる開弁期間制御手段と
を備え、 さらに、過給機を備えるとともに、上記第１の運転領域
をエンジン負荷が一定以下の低負荷領域とし、上記第２
の運転領域を上記第１の運転領域よりもエンジン負荷が
高い高負荷領域として、上記第２の運転領域内ではピス
トン下死点からの上記吸気弁の閉時期のずれ角を第１の
運転領域内におけるピストン下死点からの上記吸気弁の
閉時期のずれ角よりも大きな角度に保つように上記開弁
期間可変手段を作動させるように上記開弁期間制御手段
を構成した ことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの吸入空気量制
御装置において、上記開弁期間制御手段は、上記第１の
運転領域から第２の運転領域への移行時にはピストン下
死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を増やし、上記
第２の運転領域から第１の運転領域への移行時にはピス
トン下死点からの上記吸気弁の閉時期の遅れ角を減らす
ように上記開弁期間可変手段を作動させるものであるこ
とを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のエンジンの吸入
空気量制御装置において、上記第１の運転領域における
目標空燃比が排気ガス中の窒素酸化物濃度が最大となる
空燃比よりも高い空燃比であることを特徴とするエンジ
ンの吸入空気量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30423893A JP3412644B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | エンジンの吸入空気量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30423893A JP3412644B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | エンジンの吸入空気量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158473A JPH07158473A (ja) | 1995-06-20 |
| JP3412644B2 true JP3412644B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17930664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30423893A Expired - Fee Related JP3412644B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | エンジンの吸入空気量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412644B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19712356C1 (de) * | 1997-03-25 | 1998-07-09 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Vermindern von schädlichen Abgasemissionen eines mit magerem Kraftstoff/Luftgemisch betriebenen Otto-Motores |
| 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 |
| JP6141801B2 (ja) * | 2014-06-20 | 2017-06-07 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP30423893A patent/JP3412644B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07158473A (ja) | 1995-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06108857A (ja) | 機械式過給機付エンジンの吸気装置 | |
| JPH06108858A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JPH0323316A (ja) | 排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置 | |
| JP3551435B2 (ja) | 過給機付エンジン | |
| JP3412644B2 (ja) | エンジンの吸入空気量制御装置 | |
| EP1242720B1 (en) | Four-stroke internal combustion engine with variable cam timing | |
| JPH0545770B2 (ja) | ||
| JPH0726994A (ja) | 機械式過給機付エンジンの吸気装置 | |
| JP4044625B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
| JP3195380B2 (ja) | 機械式過給機付エンジンの吸気装置 | |
| JPS6093137A (ja) | 過給機付内燃機関 | |
| JP4035859B2 (ja) | 過給機付筒内噴射式エンジン | |
| JP2600128B2 (ja) | 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置 | |
| JP3325052B2 (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JP3330189B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
| JPH0580569B2 (ja) | ||
| JPH0791324A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JPH0336137B2 (ja) | ||
| JPH07156693A (ja) | 車両のパワーユニット | |
| JP3165242B2 (ja) | 過給機付エンジンの吸気制御装置 | |
| JP3273658B2 (ja) | エンジンの燃焼制御装置 | |
| JPH06330776A (ja) | 機械式過給機付エンジンの吸気装置 | |
| JP2502544B2 (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JPH03199633A (ja) | エンジンの吸排気制御装置 | |
| JP3315468B2 (ja) | 機械式過給機付エンジンの吸気装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090328 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090328 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100328 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100328 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |