JP4078808B2 - 可変バルブタイミング機構付内燃機関 - Google Patents

可変バルブタイミング機構付内燃機関 Download PDF

Info

Publication number
JP4078808B2
JP4078808B2 JP2001043803A JP2001043803A JP4078808B2 JP 4078808 B2 JP4078808 B2 JP 4078808B2 JP 2001043803 A JP2001043803 A JP 2001043803A JP 2001043803 A JP2001043803 A JP 2001043803A JP 4078808 B2 JP4078808 B2 JP 4078808B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
smoke
engine
exhaust
control
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
Application number
JP2001043803A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002242712A (ja
Inventor
譲二 松原
忠邦 武田
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱自動車工業株式会社 filed Critical 三菱自動車工業株式会社
Priority to JP2001043803A priority Critical patent/JP4078808B2/ja
Publication of JP2002242712A publication Critical patent/JP2002242712A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4078808B2 publication Critical patent/JP4078808B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブの開閉タイミングが可変可能な機能を有する可変バルブタイミング機構付内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車に搭載されるガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどといったレシプロ式のエンジン(内燃機関)は、シリンダ内を往復動するピストンに連動して開閉する吸気バルブや排気バルブを用いて、シリンダ内で吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程といった燃焼サイクルを行わせて動力を発生させる。
【0003】
こうしたガソリンエンジンやディーゼルエンジンは、いずれも燃料の霧化を利用して空気を混合させながら燃焼させるので、構造上、シリンダやピストンなどエンジン各部が冷えている冷態時の運転には、燃料が霧化しにくくなるという理由から、スモークと呼ばれる、燃料の一部が燃焼せずに未燃成分となって排気ガスの一部に含まれ大気に排出されるという現象が発生しやすい。特にエンジンは、自動車の運転状況により、冷態時のまま、高負荷、高回転という状態で運転されることは避けられず、このような運転状態の際、大気にスモークが排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来、自動車に搭載されるエンジンでは、このような冷態時の高負荷域、高回転域といったスモーク量を抑えたい特定の運転状態において、燃料の供給量の増大を抑えたり、吸込空気量の増大を抑えたりするなどのチューニングを講じている。
【0005】
しかし、いずれの手法も、スモーク低減の効果には有効でなく、十分なスモーク低減効果が期待できる技術が要望されている。特に近時では、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構が付いたエンジンが採用され、細部に渡りエンジン性能のチューニングが可能になっているが、それでもスモーク対策は十分ではない。
【0006】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、可変バルブタイミング機構を用いて、スモーク低減が求められる特定運転状態におけるスモーク低減が十分に行える可変バルブタイミング機構付内燃機関を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の可変バルブタイミング機構付内燃機関は、内燃機関のスモーク低減が要求される特定運転状態において、内燃機関に付いている可変バルブタイミング機構で、排気バルブの閉弁時期が進角するようにした。
【0008】
同じく請求項2の可変バルブタイミング機構付内燃機関は、内燃機関のスモーク低減が要求される特定運転状態において、内燃機関に付いている可変バルブタイミング機構で、排気バルブと吸気バルブのオーバラップ量を減少するようにした。
【0009】
請求項1、請求項2の可変バルブタイミング付内燃機関によれば、排気バルブの閉弁時期の進角や、排気バルブと吸気バルブのオーバラップ量の減少により、スモーク低減が求められる特定運転状態のときは、排気の抜けが規制されて、排気行程の末期に圧縮仕事が発生される。
【0010】
この圧縮仕事により、吸気行程前における筒内温度が上昇するので、その後、供給される燃料は筒内で霧化しやすくなり、続く燃焼が促進される。
【0011】
それ故、未燃成分の発生は抑制され、スモークの発生が効果的に低減される。
【0012】
この請求項1又請求項2の好ましい態様としては、つぎのような
a.特定運転状態は、内燃機関が冷態状態で過給状態にある状態であること。
【0013】
b.特定運転状態は、スモーク対策で設定された内燃機関の出力あるいは燃料噴射量が制限される運転状態であること。
【0014】
c.内燃機関は、筒内噴射型火花点火式内燃機関であること。などが望ましい。
【0015】
特に、上記aの態様だと、特にスモークの発生が問題となる冷態の過給域で、効果的にスモークの発生が防げるという効果を奏し、
上記bの態様だと、スモーク対策で設定される出力あるいは燃料噴射量の制限領域で、効果にスモークの発生が防げるという効果を奏し、
上記cの態様だと、スモークの発生が問題となりやすい筒内噴射型火花点火式内燃機関のスモーク発生が効果的に防げるという効果を奏するので、請求項1又は請求項2には有効である。
【0016】
また、可変バルブタイミング機構付内燃機関は、上記目的に加え、内燃機関に組付くターボチャージャを活用して、できる限り排気ガス中のスモークが低減されるよう、スモーク低減が求められる特定運転状態のとき、ターボチャージャに付いているウエストゲート弁を閉じる制御を加える構成を採用し、上記特定運転の際、内燃機関からの全排気ガスがターボチャージャのタービンを通過させ、内燃機関からターボチャージャまでの区間における排圧の上昇、さらには排ガスの集中的な熱エネルギーにより、ターボチャージャのタービンを高温にして、排気ガスがタービンを通過する際、残るスモーク(未燃成分)が燃焼するようにした。
【0017】
さらにアクセルの操作とは独立した開度制御が可能な電子制御スロットル弁を有し、ウエストゲート弁を制御する制御手段は上記特定運転状態おいて電子制御スロットル弁の開度を減少させることが望ましい。この態様だと、タービンへの流量増大により上昇する過給圧の増大が抑えられるので、不必要に内燃機関の出力が増大する挙動が防止される。
【0018】
より好ましくは、上記制御手段が、通常制御時に対して吸気体積効率が上昇する範囲で電子制御スロットル弁の開度を減少させればよい。この態様だと、排圧上昇による内部EGRがもたらす出力低下が、吸気体積効率の上昇で抑えられるので、出力の低下を抑制しながらスモークの発生が防げるという効果を奏する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図1ないし図5に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
【0020】
図1は、本発明を適用した例えば自動車に搭載される内燃機関の周辺構造を示していて、図中1は、内燃機関、例えば筒内噴射型火花式のレシプロガソリンエンジン(以下、単にエンジンという)の水冷式のエンジン本体である。
【0021】
このエンジン本体1は、気筒2aとウォータジャケット2bとが形成されたシリンダブロック2、同ブロック2の上端部に搭載されたシリンダヘッド3、シリンダブロック2の下端部に取付けられたオイルパン4を有して構成してある。
【0022】
このうちシリンダブロック2の気筒2a内には、頂面に椀状に湾曲した椀曲面5aを有するピストン5が往復可能に収めてある。なお、ピストン5は、コンロッド(図示しない)を介してクランクシャフト(図示しない)に連結され、ピストン5の往復変位が回転変位として出力されるようにしてある。またウォータジャケット2b内を満たしている冷却水は、ウォータポンプ(図示しない)およびサーモスタット(図示しない)を用いて、ラジエータ(図示しない)に循環させたり、ラジエータをバイパスさせたりして、水温が適正な温度に保たれるようにしてある。なお、2cはウォータジャケット2b内の冷却水温を検知する水温センサを示す。
【0023】
シリンダヘッド3の下面には、気筒2aと向き合う燃焼室6が形成してある。この燃焼室6の中央部には点火プラグ3aが組込んである。この点火プラグ3aを挟む燃焼室6の一側には、該燃焼室6からシリンダブロック2の上端部に延びる直立形の吸気ポート8が形成され、他側には燃焼室6からシリンダブロック2の幅部に延びる排気ポート7が形成してある。これら吸・排気ポート7,8には、各ポート7,8の燃焼室6端を開閉する吸気バルブ9、排気バルブ10が組込んである。これら吸・排気バルブ9,10は、吸・排気毎のカムシャフト12a,12b(クランク出力で駆動される部品)で駆動される。さらに各カムシャフト12a,12bには、少なくとも排気側、ここでは吸気側と排気側との双方に例えばベーン式の可変バルブタイミング機構9a,10aが組付けてある。これら可変バルブタイミング機構9a,10aには、いずれも例えば外部から与えられる信号で、クランクシャフトに対するカムの位相を油圧により変位させて、カムシャフト12a,12bの吸・排気用カムを進角方向や遅角方向へ変位させる構造が用いられている。また吸気ポート8寄りのシリンダヘッド部分には、気筒2a内(具体的には椀曲面5a方向)へ向けて燃料を噴射する電子制御式のインジェクタ11が組込まれている。そして、各吸気バルブ9、排気バルブ10、インジェクタ11の動作から、気筒2a内で、所定の燃焼サイクル(例えば吸気、圧縮、燃焼、排気で形成されるサイクル)を行わせる構造にしてある。
【0024】
また吸気ポート8の入口は、吸気路、具体的には吸気マニホールド13、サージタンク14、アクセルペダル操作とは独立した開度制御が可能な電子制御スロットル弁15(以下、単にスロットル弁15という:略号ETV)、インタクーラ16(略号I/C)を有する吸気管17、エアフローセンサ18、エアクリーナ19を順に通じて、大気に開口していて、エアクリーナ19から気筒2aへ燃焼に必要な燃焼空気が取り込めるようにしている。排気ポート7の出口は、排気路、具体的には排気マニホールド21、排気管22、触媒23、テールパイプ24を順に通じて、大気に開口していて、エンジンから排出された排ガスが大気へ排出されるようにしている。
【0025】
これら吸気路、排気路の一部にはターボチャージャ25(略号T/C)が組付けてある。ターボチャージャ25は、例えば並行に配置される吸気管17、排気管22のうち、排気管22の上流側の部位に、排気ガスのエネルギーで駆動されるタービン26(タービンハウジング26a内にタービンホイール26bを収めて構成される)を組付け、エアフローセンサ18の下流側となる吸気管17の部位に、タービン26と同軸なシャフト28でつながるコンプレッサ27(コンプレッサハウジング27a内にコンプレッサホイール27bを収めて構成される)を組付けて構成される。つまり、排気ガスでタービンホイール26bが駆動され、この駆動によりコンプレッサホイール27bが回転されて、過給が行われる構造にしてある。
【0026】
またタービン26の入・出口間には、該タービン26をバイパスさせて排気マニホールド21と排気管22間を連絡するバイパス路29が形成してある。このバイパス路29には、電子制御式のウエストゲート弁30(略号W/G)が組込まれていて、同ウエストゲート弁30で行われるバイパス路29の開度制御により、ターボチャージャ25の過給能力が可変されるようにしてある。
【0027】
そして、エンジン各部の制御機器(水温センサ2c、可変バルブタイミング機構9a,10a、インジェクタ11、スロットル弁15、エアフローセンサ18、ウエストゲート弁30など)は、例えばマイクロコンピュータで構成されたECU31(制御手段に相当)に接続してある。このECU31には、アクセルペダルの開度を検知するアクセル開度センサ(図示しない)からのアクセル開度信号、エンジン回転数を検知するエンジン回転センサ(図示しない)からのエンジン回転数信号、エアフローセンサ18からの吸気流量信号、水温センサ2cからの冷却水温信号などから、エンジンの運転状態に応じた目標EV(吸気体積効率)やオーバラップ量などの目標値を算出し、これら値にしたがいスロットル弁15の開度、インジェクタ11の燃料噴射量や噴射タイミング、吸・排気バルブ9,10の開閉タイミング、ウエストゲート弁30の開度を制御する機能が設定されている。
【0028】
またECU31には、スモークを低減するために用いられるスモーク制御が設定されている。この制御は、可変バルブタイミング機構9a,10aを用いて行われる制御で、スモーク低減が求められるエンジンの特定運転状態、例えばエンジンが冷態状態で過給状態にある運転状態、スモーク対策のためにエンジンの出力制限や燃料噴射量の制限が求められている運転領域のときに機能する制御である。
【0029】
このスモーク制御は、排気バルブ10の閉弁時期を進角(早閉じ)させる制御させたり、例えば図2(a)および図3(a)に示されるように通常制御時用に、エンジン回転数に応じて適切に定めている吸気バルブ9と排気バルブ10とのオーバラップ量を、上記スモーク低減が求められる特定運転状態のときは減少させる機能で形成したりすることにより実現される。具体的には、このオーバラップ量の減少には、図2(b)および図3(b)に示されるようにスモーク低減が求められる特定運転状態時、可変バルブタイミング機構9a,10aを制御して、オーバラップがゼロとなるよう、吸気バルブ9の開弁時期を遅らせるとともに排気バルブ10の閉弁時期を進ませる機能で設定してある。
【0030】
このスモーク制御により、スモーク低減が求められる特定運転状態のときは、排気行程の末期に圧縮仕事を発生させて、筒内に燃料が霧化しやすい環境を形成して、有効なスモーク低減効果が表れるようにしている。このスモーク制御で用いられるバルブタイミングの制御フローが図2(c)に示されている。
【0031】
この制御フローを参照してスモーク低減効果について説明すれば、今、例えば自動車に搭乗している運転者が、エンジンを始動し、アクセルペダルを踏み込んで、自動車を走行させたとする。
【0032】
このとき、ECU31は、エンジンの冷却水温を監視していて(ステップS1)、冷却水温が、温態状態であることを示す温度に達していれば、エンジンの運転状態に応じて求まる各種目標値にしたがい、スロットル弁15の開度、インジェクタ11の燃料噴射量や噴射タイミング、ウエストゲート弁30の開度、吸気バルブ9と排気バルブ10のオーバラップ量[図2(a)]が制御される(ステップS2)。
【0033】
これにより、エンジンは、要求するエンジン出力に見合うよう、オーバラップ量が可変ならびにターボ過給が行われながら運転される。
【0034】
一方、エンジンの冷却水温が、所定温度以下で、ECU31が冷態状態と判断したときは、スモーク制御に切り換わる(ステップS3)。
【0035】
このときスモーク低減が要求される特定運転、例えば過給状態(例えば中負荷や高負荷でエンジン回転数が中回転数や高回転数となる状態)や、エンジンの出力制限や燃料噴射量の制限が課せられる運転状態のときは、ECU31の指令により、吸・排気側の可変バルブタイミング機構9a,9bが制御され、吸・排気側のカムシャフト12a,12bの位相(排気バルブ10は進角、吸気バルブ9は遅角)から、図2(b)に示されるように吸気バルブ9と排気バルブ10のオーバラップ量をゼロ(減少)にする。
【0036】
すると、通常制御においては、排気行程の末期から吸気行程へ向かうときに生じていた排気ポート10からガスが抜ける挙動が、排気バルブ10の早閉じ(ここでは、オーバラップのゼロ)で規制され、当該排気行程の末期ではその代わりに圧縮仕事が行われる。
【0037】
これにより、図4の線図からも明らかなように吸気行程前の筒内温度は、図中矢印αに示されるように圧縮仕事により、破線で示した通常制御時のオーバラップのときよりも上昇する。これで、その後の吸気行程における筒内温度は、通常制御時のオーバラップのときより高められる(シュミレーションによると、約100℃位上昇)。
【0038】
燃料の噴射は、この筒内温度が上昇した霧化しやすい環境で行われるので、続く燃料の燃焼が促進され、未燃成分の発生、すなわちスモークの発生が抑えられる。
【0039】
このスモーク特性をシュミレーションした結果、排気ガス中に含まれるスモーク量は、図5の線図に示されるように十字印をむすんだ線で表わしたオーバラップゼロのときの方が、丸印をむすんだ線で表わした通常制御時のオーバラップのときに比べ、格段に低減されることが確認された。
【0040】
それ故、スモークの発生が問題となる、エンジンが冷態状態で高負荷、高回転で運転される状態や、スモーク対策でエンジンに設定される出力や燃料噴射量の制限領域といったスモーク低減が難しいとされる特定運転状態において、十分なスモーク低減効果が発揮できる。特にスモークの発生が問題となりやすい、エンジンの冷態状態で過給状態にある運転、筒内噴射型火花点火式エンジン(気筒内への燃料の直接噴射により、燃料がピストンや気筒各部に付着しやすくなるため)には有効である。
【0041】
図6ないし図10には、本発明の第2の実施形態が示されている。
【0042】
本実施形態は、第1の実施形態で述べたオーバラップを減少(排気バルブの早閉じ)させてスモークを低減する機能に、ターボチャージャ25を活用してスモークを低減する機能を組合わせて、できる限り排気ガス中のスモーク量を低減しようとしたものである。
【0043】
本実施形態は、エンジン各部の構成については図1に示した構成と同じで、スモーク制御の制御内容が異なるだけなので、ここでは、図1を活用して構成の説明については省略し、ECU31に設定してあるターボチャージャ25によるスモーク制御の内容について説明することにする。
【0044】
すなわち、ECU31には、ターボチャージャ25の通常制御として、図6(b)に示されるマップを用いて、エンジンの低負荷域ではウエストゲート弁30を全開、それ以降の負荷域では算出された過給目標のEV(吸気体積効率)値となるようウエストゲート弁30の開度を制御する機能が設定されている。
【0045】
さらにECU31には、スモーク制御として、スモーク低減が求められる特定運転状態のとき、第1の実施形態で説明したオーバラップをゼロにする制御と、ターボチャージャ25でスモークを燃焼させる制御とが設定されている。
【0046】
このうちスモークを燃焼させる制御には、例えば図6(d)に示される冷態時専用の制御マップを用い、低負荷域および低回転域は、先の通常制御の低負荷域と同じくウエストゲート弁30を全開にする機能と、エンジンが中・高負荷で、かつエンジン回転数が中・高回転数で運転される領域のときは、ウエストゲート弁30を全閉にする機能とを組合わせた制御が用いられている。つまり、ウエストゲート弁30が全閉になることにより、排気ガスをターボチャージャ25のタービン26に集中させて、スモークの要因となる成分(排気ガスに含まれる未燃成分)を高温となるタービン25で燃焼させるようにしている。またスモークを燃焼させる制御には、スロットル弁15の開度をアクセルペダルの操作にかかわらず減少させる機能も組合わせてあり、スロットル弁15の開度の減少で、排気ガスがタービン26に集中することによる過剰な過給を抑えるようにしてある。さらにスロットル弁15の開度を減少させる機能は、通常制御時のターボチャージャ25に対してEV(吸気体積効率)が上昇する範囲で、スロットル弁15の開度を減少させる制御内容で付加されていて、スロットル弁15の開度が減少しても、エンジン出力が低下する挙動が表れないようにしてある。
【0047】
このターボチャージャ25を併用したスモーク制御によって、スモーク低減が求められる特定運転域で、有効なスモーク低減効果が表れるようにしている。この制御フローが図6(e)に示されている。
【0048】
この制御フローを参照してスモーク低減効果について説明すれば、今、例えば運転者が、エンジンを始動し、アクセルペダルを踏み込んで、自動車を走行させたとする。
【0049】
このとき、ECU31は、エンジンの冷却水温を監視していて(ステップS11)、冷却水温が、温態状態であることを示す温度に達していれば、エンジンの運転状態に応じて求まる各種目標値にしたがい、スロットル弁15の開度、インジェクタ11の燃料噴射量や噴射タイミング、吸気バルブ9と排気バルブ10のオーバラップ量[図6(a)]が制御される。と共にウエストゲート弁30の開度が、図6(b)のマップにしたがって、エンジンの運転状態に応じて求まる目標EV(吸気体積効率)の値になるように制御される(ステップS12)。
【0050】
これにより、エンジンは、要求するエンジン出力に見合うよう、オーバラップ量の可変、ターボ過給が行われながら運転される。
【0051】
一方、エンジンの冷却水温が、所定温度以下で、ECU31が冷態状態と判断したときは、スモーク制御に切り換わる(ステップS13)。
【0052】
このとき、エンジン回転数が低回転数域やエンジン負荷が低負荷であれば、通常制御時と同様、ウエストゲート弁15を全開にした運転が行われる。
【0053】
それ以外のスモーク発生が認められる状態、例えば過給状態(例えば中・高負荷でエンジン回転数が中・高回転数となる状態)や、エンジンの出力制限や燃料噴射量の制限が課せられる運転状態のときは、ECU31の指令により、第1の実施形態で述べたように図6(c)に示される如く吸気バルブ9が遅角、排気バルブ10が進角されてオーバラップ量がゼロ(減少)に制御される。これと共にウエストゲート弁30の開度は全閉に制御され、スロットル弁15の開度は減少制御される。より具体的に説明すると、例えば通常制御では、図7に示されるようにエンジンから排気された排気ガスの一部がウエストゲート弁15を通じてバイパスされ、残りがタービン26を通過するという過給状態でスロットル弁15は開状態となる運転状態において、スモーク制御では図8に示されるようにウエストゲート弁30は全閉に制御されスロットル弁15は半閉に制御される。
【0054】
したがって、通常制御において、排気行程の末期から吸気行程へ向かうときに生じていた排気ポート10からガスが抜ける挙動は、排気バルブ10の早閉じ(ここでは、オーバラップのゼロ)で規制され、当該排気行程の末期では圧縮仕事となる。
【0055】
燃料の噴射は、この圧縮仕事により筒内温度が上昇した霧化しやすい環境で行われるので、続く燃料の燃焼が促進される。これで、第1の実施形態で述べたような第1回目のスモーク低減が行われる。
【0056】
一方、ウエストゲート弁30の全閉制御により、バイパス路29を用いた排気ガスの流通は止まり、図8に示されるようにエンジンからの全排気ガスがターボチャージャ25のタービン26へ向かうようになる。
【0057】
すると、タービン入口(T/C入口)、具体的には図9に示されるようにエンジンからターボチャージャ25までの区間の排圧が急激に上昇する(高排圧)。これに伴い、図9中の線図の丸印をむすぶ線で示されるようにエンジン各部でも圧力が上昇する傾向を示す。なお、図9の丸印をむすぶ線図は、EV(吸気体積効率)が同一のときを示したもので、同一EVのままでは平均有功圧Peが低下するため、スモーク制御ではスロットル弁15の作動を制御して図9中の三角印に示すようにEVを増大させてPeの低下を防止している。
【0058】
ここで、ターボチャージャ25のタービン26は、排気ガスの熱エネルギーを受けて駆動される機器である。このため、タービン26のタービンホイール26bは、エンジンの全排気ガスが集中して衝突するにしたがい、熱エネルギー量分、かなり高温となる。
【0059】
この結果、排気ガスがタービン25を通過する際、残るスモーク(未燃成分)がタービン25の熱により、タービン25の内部、その周辺で燃焼される。これで、第2回目のスモーク低減が行われる。
【0060】
これにより、十分なスモーク低減が発揮できる。このスモーク特性をシュミレーションすると、排気ガス中に含まれるスモーク量は、図10の線図に示されるように□印をむすんだ線で表わしたオーバラップゼロとウエストゲート弁30の閉じ制御を行った方が、十字印をむすんだ線で表わしたオーバラップゼロだけの制御に比べ、格段に低減されることが確認された。なお、三角印をむすんだ線は、ウエストゲート弁30の閉じ制御(オーバラップは通常のまま)だけを行ったときのスモーク特性を示しているが、これよりもオーバラップゼロとウエストゲート弁30の閉じ制御とを併用した方が、はるかにスモーク量が低減されることも確認された。
【0061】
しかも、この際、スロットル弁15の開度は減少され、エンジンへ導入される吸気量を、アクセルペダル操作に関係なく、強制的に抑えてあるから、全排気ガスの導入でターボチャージャ25のコンプレッサ27が高回転になっても、不必要な出力の増大をまねく過剰な過給を抑えられる。特にスロットル弁25の開度は、通常制御時に対してEV(吸気体積効率)が上昇する範囲で減少させたから、図9中の三角印で示されるようにEV値の上昇により、排圧上昇による内部EGRがもたらす燃焼悪化で低下するエンジンの出力(Pe)が回復されるようになり、エンジンの出力低下を抑制しながらスモーク発生の低減ができる利点がある。
【0062】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態では、スモーク低減が求められる特定運転状態時、吸気バルブの開閉タイミングを遅らせ、排気バルブの開閉タイミングを進ませて、排気行程の末期で圧縮仕事を行わせるようにしたが、これに限らず、排気バルブの閉弁時期を進ませるだけでもよい。むろん、オーバラップもゼロでなく、通常制御時よりも減少したオーバラップ量にしてもよい。また内燃機関として筒内噴射式のガソリンエンジンを用いたが、これに限らず、吸気マニホールド内に燃料を噴射する構造のガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどにも適用してもよい。もちろん、エンジンは、自動車に搭載されるエンジンではなく、他の車両、他の用途に用いられるエンジンでも構わない。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1、請求項2に記載の発明によれば、スモーク低減が要求される特定運転状態になると、吸気行程前における筒内温度が、排気行程の末期で行われる圧縮仕事で上昇して、筒内で燃料を霧化しやすくなり、燃焼が促進されるようになる。
【0064】
それ故、スモーク低減が求められる特定運転状態において、十分なスモーク低減効果を発揮させることができる。
【0065】
また、上記効果に加え、内燃機関に組付くターボチャージャを活用して、残るスモークを燃焼させることができ、できる限り排気ガス中のスモークを低減することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の可変バルブタイミング機構付内燃機関の構成を示す図。
【図2】同内燃機関のスモーク制御を説明するための図。
【図3】同スモーク制御をなす吸気バルブと排気バルブとのオーバラップの変化を説明するための図。
【図4】同スモーク制御での排気ガス中のスモークを低減させる挙動を説明するための線図。
【図5】同スモーク制御におけるスモークの低減効果を説明するための線図。
【図6】本発明の第2の実施形態の内燃機関のスモーク制御を説明するための図。
【図7】同内燃機関の通常制御時におけるターボチャージャ回りの挙動を説明するための図。
【図8】同内燃機関のスモーク制御において、排気ガス中のスモークを燃焼させる挙動を説明するための図。
【図9】同スモーク制御におけるエンジン吸排気系の変化を説明するための線図。
【図10】同スモーク制御におけるスモークの低減効果を説明するための線図。
【符号の説明】
1…エンジン本体
9…吸気バルブ
10…排気バルブ
9a,10a…可変バブルタイミング機構
12a,12b…カムシャフト
15…電子制御スロットル弁
25…ターボチャージャ
26…タービン
29…バイパス路
30…電子制御式のウエストゲート弁
31…ECU(制御手段)。

Claims (2)

  1. 排気バルブの閉弁時期が制御可能な可変バルブタイミング機構と、
    内燃機関のスモーク低減が要求される特定運転状態において前記排気バルブの閉弁時期が進角するように前記可変バルブタイミング機構を制御する制御手段と、
    ターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス路の開度を制御可能なウエストゲート弁と
    を具備し、
    前記制御手段は、さらに前記特定運転状態において排気ガス中の未燃成分を前記タービンの熱により燃焼させるべく前記ウエストゲート弁を閉じるように設定されている
    ことを特徴とする可変バルブタイミング機構付内燃機関。
  2. 排気バルブと吸気バルブのオーバラップ量が制御可能な可変バルブタイミング機構と、
    内燃機関のスモーク低減が要求される特定運転状態において前記オーバラップ量が減少するように前記可変バルブタイミング機構を制御する制御手段と、
    ターボチャージャのタービンをバイパスするバイパス路の開度を制御可能なウエストゲート弁と
    を具備し、
    前記制御手段は、さらに前記特定運転状態において排気ガス中の未燃成分を前記タービンの熱により燃焼させるべく前記ウエストゲート弁を閉じるように設定されている
    ことを特徴とする可変バルブタイミング機構付内燃機関。
JP2001043803A 2001-02-20 2001-02-20 可変バルブタイミング機構付内燃機関 Expired - Fee Related JP4078808B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001043803A JP4078808B2 (ja) 2001-02-20 2001-02-20 可変バルブタイミング機構付内燃機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001043803A JP4078808B2 (ja) 2001-02-20 2001-02-20 可変バルブタイミング機構付内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002242712A JP2002242712A (ja) 2002-08-28
JP4078808B2 true JP4078808B2 (ja) 2008-04-23

Family

ID=18905910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001043803A Expired - Fee Related JP4078808B2 (ja) 2001-02-20 2001-02-20 可変バルブタイミング機構付内燃機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4078808B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10428768B2 (en) * 2016-06-14 2019-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5598665B2 (ja) * 2010-09-01 2014-10-01 マツダ株式会社 エンジンの燃圧制御装置
JP2020079580A (ja) * 2018-11-13 2020-05-28 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10428768B2 (en) * 2016-06-14 2019-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002242712A (ja) 2002-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6571765B2 (en) Control system for engine
JP4215085B2 (ja) 内燃機関
KR100879486B1 (ko) 엔진
US8607564B2 (en) Automobile-mount diesel engine with turbocharger and method of controlling the diesel engine
US8051835B2 (en) Internal combustion engine and internal combustion engine control method
JP5418032B2 (ja) エンジンの制御方法および制御装置
WO2014208361A1 (ja) エンジンの制御装置
JP6111899B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2005194965A (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP5126424B1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6641206B2 (ja) エンジン制御装置
JP4501107B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御方法
JP4078808B2 (ja) 可変バルブタイミング機構付内燃機関
JP3127168B2 (ja) エンジンの暖機促進装置
JP5673352B2 (ja) 内燃機関の制御装置
EP1239130B1 (en) Dual-mode engine with controlled auto-ignition
JP2014058914A (ja) 内燃機関の排気ガス再循環装置
JP6046918B2 (ja) バルブタイミング制御装置
JP6137472B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2008121510A (ja) 内燃機関
JP2009250209A (ja) 内燃機関の排気再循環装置
JP2005207399A (ja) 内燃機関および内燃機関の運転方法
JP6835655B2 (ja) Egr装置
JP6390543B2 (ja) 内燃機関の運転制御装置
JP2008069742A (ja) 内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070424

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070620

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071002

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071130

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20071210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4078808

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees