JP4432708B2 - 4-cycle engine - Google Patents
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Description
本発明は4サイクルエンジンに関し、特に、過給機としてターボチャージャを有する4サイクルエンジンに関する。 The present invention relates to a four-cycle engine, and more particularly to a four-cycle engine having a turbocharger as a supercharger.
一般に、内部EGRガスを用いて、混合気の着火性を向上し、排気性能を高めるに当たり、広い運転領域で必要なEGR率を確保する技術が知られている(例えば特許文献1、2)。先行技術に係る構成では、排気行程中に吸気バルブを開き、または吸気行程の中で排気バルブを開き、いわゆる内部EGRを実現するようにしている。 In general, a technique is known that uses an internal EGR gas to improve the ignitability of an air-fuel mixture and enhance the exhaust performance, thereby ensuring a necessary EGR rate in a wide operating range (for example, Patent Documents 1 and 2). In the configuration according to the prior art, the intake valve is opened during the exhaust stroke, or the exhaust valve is opened during the intake stroke, so-called internal EGR is realized.
しかしながら、高負荷運転領域では、内部EGRガスが相当高温になるため、燃料が一気に燃焼し、ノッキングが発生しやすくなる。そこで、高負荷運転領域でのノッキングを防止するために、排気弁の閉タイミングを、排気行程上死点後に遅角させる技術も提案されている(例えば特許文献3参照)。
エンジンの性能をトータル的に向上する場合、機械的な圧縮比を可及的に高め、広範囲にわたる運転領域で内部EGRガスを確保し、ノッキングを防止することが必要になってくる。 In order to improve the performance of the engine as a whole, it is necessary to increase the mechanical compression ratio as much as possible, secure internal EGR gas in a wide range of operation, and prevent knocking.
しかしながら、特許文献1、2に開示された技術では、高負荷運転領域でのノッキング対策は取られていないので、高負荷運転領域では、内部EGRガスを利用することが困難になっていた。 However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 do not take countermeasures for knocking in the high load operation region, and therefore it is difficult to use the internal EGR gas in the high load operation region.
他方、特許文献3に開示された技術では、排気弁の閉タイミングを、排気行程上死点後に遅角させて、ノッキング対策を施していたので、排気弁とシリンダとの干渉を避けるため、圧縮比を高く取ることができず、この点で燃焼効率を高めることができなくなるという問題があった。 On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 3, the closing timing of the exhaust valve is retarded after the top dead center of the exhaust stroke, and a countermeasure against knocking is taken. Therefore, in order to avoid interference between the exhaust valve and the cylinder, compression is performed. There is a problem that the ratio cannot be made high, and the combustion efficiency cannot be increased in this respect.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、機械的な圧縮比を可及的に高め、広範囲にわたる運転領域で内部EGRガスを確保し、ノッキングを防止することのできる4サイクルエンジンを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a four-cycle engine that can increase the mechanical compression ratio as much as possible, secure internal EGR gas in a wide range of operation, and prevent knocking. The challenge is to do.
上記課題を解決するために、本発明は、吸気行程で吸気弁を開く第1吸気カムと、この吸気行程での吸気弁の開弁に先立って少なくとも排気行程で吸気弁を開くとともに、遅くとも排気行程の上死点よりも前に吸気弁を閉じる第2吸気カムとを含む動弁機構と、エンジンの運転状態に応じて前記動弁機構を制御する制御装置と、エンジン本体への吸気を過給する過給機と、過給された空気を冷却するインタークーラとを備え、前記動弁機構は、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を有し、前記制御装置は、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングをエンジン負荷が高くなるにつれて遅くするように前記バルブタイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段を有し、エンジンの少なくとも高負荷運転領域では、前記制御装置が、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉動作に加えて前記第2吸気カムによる吸気弁開閉動作を行わせるように前記動弁機構を制御するとともに、前記バルブタイミング制御手段が、前記第1吸気カムによる吸気弁閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように前記可変バルブタイミング機構を制御することを特徴とする4サイクルエンジンである。 In order to solve the above problems, the present invention includes a first intake cam to open the intake valves in air intake stroke, with opening the intake valve at least exhaust stroke prior to opening of the intake valve in the intake stroke, at the latest A valve mechanism including a second intake cam that closes the intake valve before the top dead center of the exhaust stroke, a control device that controls the valve mechanism in accordance with the operating state of the engine, and intake air to the engine body A supercharger for supercharging; and an intercooler for cooling the supercharged air, wherein the valve operating mechanism has an intake valve opening / closing timing by the first intake cam and an intake valve opening / closing timing by the second intake cam. has a variable valve timing mechanism for changing, the control device, the intake valve closing timing according to the first intake valve closing timing and the second intake cam by the intake cam retarded as the engine load increases Has a valve timing control means for controlling the valve timing mechanism so that, et at least the high-load operation region of engine, wherein the controller, the second in addition to the intake valve opening and closing operation by the first intake cam The valve mechanism is controlled so that the intake valve is opened and closed by the intake cam, and the valve timing control means sets the intake valve close timing by the first intake cam so that the effective compression ratio is smaller than the expansion ratio. The four-cycle engine is characterized in that the variable valve timing mechanism is controlled so that the timing is a predetermined amount or more later than the bottom dead center.
この態様では、吸気行程での吸気弁の開弁に先立って少なくとも排気行程で吸気弁を開くとともに、遅くとも排気行程の上死点よりも前に吸気弁を閉じる第2吸気カムを設けているので、排気弁がピストンと干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、幾何学的な圧縮比を可及的に高めることが可能になる。しかも、排気行程で吸気弁を開くので、大量の既燃ガスを吸気通路に逆流させ、吸気通路中で冷却させることが可能になる。そのため、第1吸気カムによる吸気行程では、逆流した大量のEGRガスが供給されることになるが、内部EGRガスが吸気通路中で冷却されていることに伴い、比較的エンジンの負荷が高い領域でのEGRであるにも拘わらず、ノッキングを効果的に抑制することが可能になる。加えて、エンジンの少なくとも高負荷運転領域では、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングに第1吸気カムが吸気弁を開くので、この第1吸気カムによるいわゆるミラーサイクル機能(圧縮行程での断熱圧縮による温度上昇を低減する機能)を奏することが可能になる。 In this aspect, since the intake valve is opened at least in the exhaust stroke prior to the opening of the intake valve in the intake stroke, and the second intake cam that closes the intake valve before the top dead center of the exhaust stroke is provided at the latest. The internal EGR can be realized at a timing at which the exhaust valve does not interfere with the piston. Therefore, the geometric compression ratio can be increased as much as possible. In addition, since the intake valve is opened during the exhaust stroke, a large amount of burned gas can flow back into the intake passage and be cooled in the intake passage. Therefore, in the intake stroke by the first intake cam, a large amount of backflowed EGR gas is supplied. However, as the internal EGR gas is cooled in the intake passage, the engine load is relatively high. In spite of the EGR, the knocking can be effectively suppressed. In addition, at least in the high load operation region of the engine, the first intake cam opens the intake valve at a timing later than the bottom dead center by a predetermined amount or more so that the effective compression ratio becomes smaller than the expansion ratio. It is possible to achieve a so-called mirror cycle function (function to reduce temperature rise due to adiabatic compression in the compression stroke) by the cam.
さらに、本発明の4サイクルエンジンは、前記エンジン本体の吸気を過給する過給機と、過給された空気を冷却するインタークーラとを備えている。この構成によれば、エンジンの少なくとも高負荷運転領域で、前記第1吸気カムによる吸気弁閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとした際に、過給機や、インタークーラを採用していることと相俟って、高負荷運転領域でのミラーサイクル機能を実現することも可能となり、充填効率が向上し、ポンピングロスが低減されてトルクアップを図ることができる他、ノッキングをも効果的に抑制することが可能になる。Further, the four-cycle engine of the present invention includes a supercharger that supercharges the intake air of the engine body, and an intercooler that cools the supercharged air. According to this configuration, in at least the high load operation region of the engine, the intake valve closing timing by the first intake cam is set to a timing later than the bottom dead center by a predetermined amount or more so that the effective compression ratio becomes smaller than the expansion ratio. In combination with the adoption of a turbocharger and intercooler, it is also possible to realize a mirror cycle function in a high-load operation region, improving the filling efficiency and reducing the pumping loss. Thus, torque can be increased and knocking can be effectively suppressed.
さらに、過給機等を備えた本発明の4サイクルエンジンでは、動弁機構の可変バルブタイミング機構により、第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングが変更可能とされ、前記可変バルブタイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段により、第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングが、エンジン負荷が高くなるにつれて遅く設定される。この構成によれば、所定の高負荷運転領域において、第1吸気カムを有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように位相を変化した場合、この位相変化に伴って第2吸気カムの位相も遅閉じになるので、内部EGRガスを導入する際、燃焼から相当時間遅れたタイミングで既燃ガスを吸気通路側へ逆流させることができる。その結果、幾分なりとも温度の低い既燃ガスを吸気通路へ逆流させることができるので、内部EGRガスの温度低下に寄与することが可能になる。Furthermore, in the four-cycle engine of the present invention equipped with a supercharger or the like, the variable valve timing mechanism of the valve mechanism can change the intake valve open / close timing by the first intake cam and the intake valve open / close timing by the second intake cam. The valve timing control means for controlling the variable valve timing mechanism sets the intake valve opening / closing timing by the first intake cam and the intake valve opening / closing timing by the second intake cam as the engine load increases. According to this configuration, in the predetermined high-load operation region, when the phase is changed so that the first intake cam has a timing that is a predetermined amount or more later than the bottom dead center so that the effective compression ratio becomes smaller than the expansion ratio. As the phase changes, the phase of the second intake cam is also closed late, so that when the internal EGR gas is introduced, the burned gas can flow back to the intake passage side at a timing delayed by a considerable time. As a result, the burnt gas having a somewhat low temperature can be caused to flow back into the intake passage, which can contribute to a decrease in the temperature of the internal EGR gas.
具体的な態様において、前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能なバルブタイミングリフト機構を有し、前記制御装置は、エンジンの低負荷側の運転領域からエンジン全開領域を除く高負荷運転領域にまでわたり、第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を行わせ、エンジン全開領域では第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止させるように前記バルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段を有している。この態様では、エンジン全開領域(スロットル弁の前後の圧力差が無くなるスロットル弁開度の全開負荷運転領域)を除く高負荷運転領域での内部EGRを可及的に実現し、充填効率の向上や排気性能向上を図ることができるとともに、エンジン全開領域においては、内部EGRを停止することにより、ノッキングの抑制に対応することが可能になる。 In a specific aspect, the valve mechanism has a valve timing lift mechanism capable of stopping the valve opening operation of the intake valve by the second intake cam, and the control device is operated from an operation region on a low load side of the engine. The valve is operated so that the intake valve is opened by the second intake cam over the high load operation region except the engine fully open region, and the intake valve open operation by the second intake cam is stopped in the engine fully open region. Valve lift control means for controlling the timing lift mechanism is provided. In this aspect, internal EGR in the high load operation region excluding the engine fully open region (full open load operation region of the throttle valve opening where the pressure difference before and after the throttle valve is eliminated) is realized as much as possible to improve the charging efficiency. Exhaust performance can be improved, and knocking can be suppressed by stopping the internal EGR in the engine fully open region.
別の具体的な態様において、前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能なバルブタイミングリフト機構を有し、前記制御装置は、エンジンの高速領域では第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止させるように前記バルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段を有している。この態様では、エンジンの高速回転領域を除く高負荷運転領域での内部EGRを可及的に実現し、充填効率の向上や排気性能向上を図ることができるとともに、エンジンの高速回転領域においては、内部EGRを停止することにより、ノッキングの抑制に対応することが可能になる。 In another specific aspect, the valve mechanism includes a valve timing lift mechanism capable of stopping the valve opening operation of the intake valve by the second intake cam, and the control device is configured to perform a second operation in a high speed region of the engine. Valve lift control means for controlling the valve timing lift mechanism so as to stop the valve opening operation of the intake valve by the intake cam is provided. In this aspect, internal EGR in the high-load operation region excluding the high-speed rotation region of the engine can be realized as much as possible to improve the charging efficiency and the exhaust performance. In the high-speed rotation region of the engine, By stopping the internal EGR, it becomes possible to cope with suppression of knocking.
さらに好ましい態様において、前記バルブタイミングリフト機構は、第2吸気カムと吸気弁との間において駆動伝達を遮断可能とするロストモーション機構を有している。この態様では、ロストモーション機構によって、確実に内部EGRの停止を実現することが可能になる。 In a further preferred aspect, the valve timing lift mechanism has a lost motion mechanism that can interrupt drive transmission between the second intake cam and the intake valve. In this aspect, the internal motion EGR can be surely stopped by the lost motion mechanism.
また、本発明は、吸気行程で吸気弁を開く第1吸気カムと、この吸気行程での吸気弁の開弁に先立って少なくとも排気行程で吸気弁を開くとともに、遅くとも排気行程の上死点よりも前に吸気弁を閉じる第2吸気カムとを含む動弁機構と、エンジンの運転状態に応じて前記動弁機構を制御する制御装置とを備え、前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能な吸気側バルブタイミングリフト機構と、排気行程で排気弁を開く第1排気カムとは別に吸気行程で排気弁を開く第2排気カムと、前記第2排気カムによる排気弁の開弁動作を停止可能な排気側バルブタイミングリフト機構と、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを有し、前記制御装置は、エンジンの低負荷側の運転領域では第2排気カムによる吸気行程での排気弁の開閉動作を行わせるとともに第2吸気カムによる排気行程での吸気弁の開弁動作を停止させ、エンジンの高負荷運転領域では第2吸気カムによる排気行程での吸気弁の開閉動作を行わせるとともに第2排気カムによる吸気行程での排気弁の開弁動作を停止させるように、前記吸気側及び排気側のバルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段と、エンジンの少なくとも高負荷運転領域で、前記第1吸気カムによる吸気弁閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように前記可変バルブタイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段とを有していることを特徴とする4サイクルエンジンである。 The present invention also provides a first intake cam that opens the intake valve in the intake stroke, and opens the intake valve at least in the exhaust stroke prior to opening the intake valve in the intake stroke, and at the latest from the top dead center of the exhaust stroke. A valve mechanism that includes a second intake cam that closes the intake valve before and a control device that controls the valve mechanism in accordance with an operating state of the engine, wherein the valve mechanism includes the second intake cam. An intake side valve timing lift mechanism capable of stopping the valve opening operation of the intake valve by means of a second exhaust cam that opens the exhaust valve in the intake stroke separately from the first exhaust cam that opens the exhaust valve in the exhaust stroke, and the second exhaust and stoppable exhaust side valve timing lift mechanism the opening operation of the exhaust valve by the cam, the variable valve timing for changing the intake valve closing timing according to the first intake valve closing timing and the second intake cam by the intake cam And a structure, the control device, the operating region of the low load side of the engine of the intake valve in the exhaust stroke of the second intake cam with to perform opening and closing operation of the exhaust valve in the intake stroke of the second exhaust cam The valve opening operation is stopped, and in the high load operation region of the engine, the intake valve is opened and closed during the exhaust stroke by the second intake cam and the exhaust valve opening operation during the intake stroke by the second exhaust cam is stopped. As described above, the valve lift control means for controlling the valve timing lift mechanism on the intake side and the exhaust side , and the intake valve closing timing by the first intake cam in at least the high load operation region of the engine, the effective compression ratio is the expansion ratio. Valve timing control means for controlling the variable valve timing mechanism so that the timing is a predetermined amount or more later than the bottom dead center so as to be smaller than It is a 4-cycle engine according to claim Rukoto.
この態様では、エンジンが高負荷運転領域に至るまでの低負荷運転領域では、吸気弁の開弁タイミングに排気弁を再度開弁することとしているので、高温の既燃ガスをそのまま気筒内に導入することができ、着火性の向上を図ることができるとともに、エンジンの高負荷側の運転領域では、既燃ガスを吸気通路に逆流させて冷却し、ノッキングの抑制を図ることが可能になる。 In this aspect, in the low load operation region until the engine reaches the high load operation region, the exhaust valve is opened again at the intake valve opening timing, so the high-temperature burned gas is directly introduced into the cylinder. It is possible to improve ignitability, and in the operating region on the high load side of the engine, it is possible to cool the burned gas by flowing it back into the intake passage to suppress knocking.
以上説明したように、本発明によれば、機械的な圧縮比を可及的に高め、広範囲にわたる運転領域で内部EGRガスを確保し、ノッキングを防止することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the mechanical compression ratio is increased as much as possible, the internal EGR gas can be secured in a wide range of operation, and knocking can be prevented.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の一形態に係る4サイクルガソリンエンジン10の概略構成を示す構成図であり、図2は図1に係るエンジン本体20の一つの気筒とそれに対し設けられた吸排気弁等の構造を示す断面略図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a four-
同図を参照して、図示の4サイクルガソリンエンジン10は、エンジン本体20を備えている。エンジン本体20は、クランクシャフト21を回転自在に支持するシリンダブロック22と、シリンダブロック22の上部に配置されたシリンダヘッド23とを一体的に有している。
With reference to the figure, the illustrated four-
シリンダブロック22およびシリンダヘッド23には、複数の気筒24が設けられている。本実施形態において、各気筒24の圧縮比は、11に設定されている。
The
各気筒24には、クランクシャフト21に連結されたピストン25と、ピストン25が気筒24内に形成する燃焼室26とが公知の構成と同様に設けられている。なお、シリンダブロック22には、クランクシャフト21の回転数を検出するクランク角センサ27が設けられている。
Each
各燃焼室26の側部には、当該燃焼室26に直接燃料を噴射する燃料噴射弁28が設けられている。また、各燃焼室26の頂部には、点火プラグ29が装備され、そのプラグ先端が燃焼室26内に臨んでいる。点火プラグ29には、電子制御による点火タイミングのコントロールが可能な点火回路29aが接続されている。
A
エンジン本体20は、当該気筒24内に対して新気を供給する吸気システム30と、気筒24の燃焼室26で燃焼した既燃ガスを排気する排気システム50とを有している。
The
吸気システム30は、新気を気筒24内に供給するための吸気管31と、この吸気管31の下流側に連通するインテークマニホールド32と、このインテークマニホールド32から分岐してそれぞれ対応する気筒24に接続される分岐吸気管33とを備えている。図示の実施形態において、各気筒24には、2つ一組の吸気通路24aが形成されており(図1参照)、前記分岐吸気管33の下流端は、各気筒24の吸気通路に対応して二股に形成されている。
The intake system 30 includes an
吸気システム30の吸気管31には、エアフローセンサ34が設けられている。また、各分岐吸気管33には、共通の軸35に一斉駆動される多連スロットル弁36が設けられている。多連スロットル弁36は、前記軸35を回転駆動するアクチュエータ37によって、開閉駆動されるように構成されている。
An
各気筒24に設けられた各吸気通路24aには、吸気弁40が設けられている。一方の吸気弁40には、公知のタペットユニット43が設けられ、他方の吸気弁40には、いわゆるロストモーション機能を有するVVL70が装備された動弁機構41によって駆動される構成になっている。動弁機構41は、VVT42と、VVT42を介しクランクシャフト21の駆動力で駆動されるカムシャフト41aと、カムシャフト41aに一体化されて、所定の位相で吸気弁40のステム40aを異なる位相で駆動する二組のカム41b、41cと、これらカム41b、41cとバルブステム40aとの間に介在するVVL70とを有している。
An
カム41b、41cは、一方(図示の例ではカム41b)が吸気行程において、気筒24内に新気を導入するために吸気弁40を開く第1吸気カムであり、他方(図示の例ではカム41c)が、後述する排気弁60の開弁タイミングにおいて吸気弁40を早開きして、吸気通路24a内に排気ガスを逆流させる排気導入カムである。図示の例において、第1吸気カム41bは、2つ一組の対をなしており、第2吸気カム41cは、カムシャフト41aの軸方向において、第1吸気カム41b、41b間に配置されている。
The
VVT42は、カムシャフト41aとクランクシャフト21との回転位相をずらすことにより、吸気弁40のバルブタイミングを変化させるものであり、従来から用いられているものをそのまま適用することが可能である。
The
VVL70は、所定のタイミングで第2吸気カム41cが吸気弁40のステム40aを押し下げる機能をON/OFFするいわゆるロストモーションを実現するためのものであり、図示の例では、タペット型のもので具体化されている。
The
図3は、図1の実施形態に係るVVL70の分解斜視図であり、図4は同VVL70の正面断面図、図5は同VVL70の平面断面図である。
3 is an exploded perspective view of the
これらの図を参照して、VVL70は、矩形のハウジング71と、ハウジング71内に昇降可能に収容され、前記吸気弁40のステム40aの端部(ステムエンド)に固定され、第1吸気カム41bによって駆動されるサイドタペット72と、サイドタペット72に対し、当該サイドタペット72と相対変位可能に組み付けられ、第2吸気カム41cによって駆動されるセンタタペット73とを有している。
With reference to these drawings, the
ハウジング71は、シリンダヘッド23と一体化され、両タペット72、73の上死点位置およびサイドタペット73の下死点位置を規制するとともに、両タペット72、73を対応するカム41b、41cに対して臨ませる構造体である。
The
サイドタペット72は、略円筒形に形成されており、平面でみて前記カムシャフト41aと直交する直径方向に収容凹部72aを形成している。そして、収容凹部72aを区画する一対の壁部72bの上面が、それぞれ対応する第1吸気カム41bに臨んでいる(図4参照)。各壁部72bには、前記カムシャフト41aと平行な挿通孔72cが形成されている。各挿通孔72cには、有底のスリーブ状ホルダ75a、75bが、それぞれ開口部を対向させた姿勢で固定されている。各ホルダ75a、75bは、後述するように、センタタペット73のピン孔73aに収容されるピンユニット78を駆動するためのものである。一方のスリーブ状ホルダ75aの外側(他方のスリーブ状ホルダ75bの反対側)には、軸受76が固定されており、その転動体76aが、ハウジング71の内壁に形成された縦溝71a(図4、図5参照)に転がり接触している。この結果、サイドタペット72は、周方向の回動が規制された状態で、軸方向(吸気弁40を開閉する方向)沿いに移動可能になっている。
The
他方、センタタペット73は、平面でみて前記サイドタペット72の収容凹部72aの輪郭に沿う「I」字形の構造体であり、前記収容凹部72aと、ハウジング71に設けられた係止部に規定されたストロークSにおいて、サイドタペット72に対し相対的に昇降可能に組み付けられ、前記第2吸気カム41cに臨んでいる。
On the other hand, the
センタタペット73は、サイドタペット72の収容凹部72aの底部に配置された一対のコイルばね77によって、常時、第2吸気カム41cの方へ付勢されている。このため、自由状態において、サイドタペット72の壁部72bの上面と、センタタペット73の上面とは、図4に示すように面一になっている。この自由状態において、センタタペット73には、前記挿通孔72cと同心に連通するピン孔73aが穿設されている。このピン孔73aには、ピンユニット78が収容されている。ピンユニット78は、前記一方のスリーブ状ホルダ75aの内に出没可能に設けられたロックプランジャ78aと、このロックプランジャ78aとスリーブ状ホルダ75aの間に介装されるコイルばね78bと、ロックプランジャ78aのコイルばね78bと反対側に同心に配置されたロックピン78cと、ロックピン78cを前記ロックプランジャ78a側に駆動するために前記他方のスリーブ状ホルダ75b内に進退可能に収容されるロック解除プランジャ78dと、ロックピン78cを支持するためにピン孔73aの両開口端に固定される一対のブッシュ78e、78fと、ロックピン78cの略中央部に一体形成されたフランジ78gと軸受76の配置されている側のブッシュ78eとの間に介装されて、フランジ78gを介し、ロックピン78cをロック解除プランジャ78d側へ付勢するコイルばね78hとを有している。自由状態において、ロックプランジャ78a、ロックピン78cは、それぞれ壁部72bと、センタタペット73との間に介在している。従って、この状態では、ロックプランジャ78a、ロックピン78cがセンタタペット73をサイドタペット72にロックした状態になり、センタタペット73が第2吸気カム41cに駆動されると、サイドタペット72を介して、吸気弁40のステム40aを押し下げ、吸気弁40を開くことになる。
The
他方、ロックピン78cのロックを解除するために、他方の壁部(軸受76が設けられた壁部72bと反対側の壁部)72bと、この壁部72bに固定されたスリーブ状ホルダ75bとには、作動油路PHが形成されている。後述するECU100の制御によって、この作動油路PHに作動油回路79から作動油が供給されると、ロック解除プランジャ78dが、図4、図5の左側に駆動されて、ロックピン78cを壁部72bからセンタタペット73へ押込み、これと同時にロックプランジャ78aも対応する壁部72b内に押込まれ、これらの部材によるロックが解除される。このロック解除状態において、センタタペット73が第2吸気カム41cに駆動されると、センタタペット73は、サイドタペット72の収容凹部72a内で昇降し、その力は、コイルばね77に吸収されて吸気弁40のステム40aには伝達されなくなる。この結果、ピンユニット78によるロックを解除することによって、いわゆるロストモーション機能を持たせ、第2吸気カム41cによる吸気弁40の開弁を停止させることが可能になる。作動油回路79には、コントロール弁79aが設けられており、このコントロール弁79aは、制御装置としてのECU100によって制御されるようになっている。
On the other hand, in order to unlock the
次に、排気システム50は、各気筒24に2つ一組で形成された排気通路24bに接続する二股状の分岐排気管51と、各分岐排気管51の下流端が集合するエキゾーストマニホールド52と、このエキゾーストマニホールド52から既燃ガスを排出する排気管53とを有している。排気管53には、酸素濃度センサ54が設けられている。
Next, the exhaust system 50 includes a bifurcated
排気システム50は、前記排気通路24b毎に設けられた排気弁60を備えている。排気弁60も、一つの気筒24に対し、2つ一組で装備されている。一方の排気弁60には、前記と同様のタペットユニット61が設けられ、他方の排気弁60には、吸気弁40と同様に、いわゆるロストモーション機能を有するVVL70が装備された動弁機構62によって駆動される構成になっている。動弁機構62は、VVT42と同仕様のVVT64と、VVT64を介しクランクシャフト21の駆動力で駆動されるカムシャフト62aと、カムシャフト62aに一体化されて、所定の位相で排気弁60のステム60aを異なる位相で駆動する二組のカム62b、62cと、これらカム62b、62cとバルブステム60aとの間に介在するVVL70とを有しており、残余の構成は、VVL70を除き、前記動弁機構62と同様になっている。これらカム62b、62cは、一方(図示の例ではカム62b)が排気行程において、気筒24内の既燃ガスを排出するために排気弁60を開く第1排気カムであり、他方(図示の例ではカム62c)が、後述する吸気弁40の開弁タイミングにおいて排気弁60を再度開いて、筒内に排気ガスを還流させる排気導入カムである。図示の例において、第1排気カム62bは、2つ一組の対をなしており、第2排気カム62cは、カムシャフト62aの軸方向において、第1排気カム62b、62b間に配置されている。
The exhaust system 50 includes an
図6は、排気システム50に採用されたVVL70の正面断面図である。
FIG. 6 is a front sectional view of the
同図を参照して、第1排気カム62b、62bは、VVL70のサイドタペット72を駆動する位置に配置されている。他方、第2排気カム62cは、VVL70のセンタタペット73を駆動する位置に配置されている。
Referring to the drawing, the
図1に示すように、排気弁60に設けたVVL70は、作動油回路179に駆動されるようになっている。この作動油回路179には、コントロール弁179aが設けられており、このコントロール弁179aは、制御装置としてのECU100によって制御されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
次に、図1、図2を参照して、前記吸気システム30、排気システム50の間には、過給機としてのターボチャージャ80と、排気された既燃ガスを吸気システム30に還流させる外部EGRシステム90とが設けられている。
1 and 2, between the intake system 30 and the exhaust system 50, a
ターボチャージャ80は、インテークマニホールド32とエキゾーストマニホールド52との間に形成された還流通路65に介在し、排気圧によって駆動されるタービンセクション81と、タービンセクション81によって駆動され、還流通路65の吸気側に新気を導入するコンプッサセクション82と、コンプレッサセクション82から導入された新気を冷却するインタークーラ83とを有しており、基本的には、従来から用いられているものをそのまま適用することが可能である。
The
外部EGRシステム90は、前記還流通路65に前記ターボチャージャ80と並列に接続され、EGRクーラー91と、EGR弁92と、EGR弁92を駆動するアクチュエータ93とを備えた公知のシステムである。
The
4サイクルガソリンエンジン10には、制御装置としてのECU100が設けられている。このECU100には、クランク角センサ27、エアフローセンサ34、酸素濃度センサ54、並びにアクセル開度センサ66が入力要素として接続されている。他方、ECU100には、スロットル弁36のアクチュエータ37、動弁機構41、62の各VVT42、64、作動油回路79、179のコントロール弁79a、179a、外部EGRシステム90のアクチュエータ93が制御要素として接続されている。
The 4-
図1を参照して、ECU100は、CPU101、メモリ102、インターフェース103並びにこれらのユニット101〜103を接続するバス104を有するものであり、メモリ102に記憶されるプログラム並びにデータによって、図2に示すように、運転状態を判定する運転状態判定手段110と、判定された運転状態に応じて吸気弁40および排気弁60の開弁タイミングやバルブリフト量を制御するようにVVT42、64を制御するVVT制御手段120と、このVVT制御手段120に含まれ、各VVL70のロックを切換制御するVVL制御手段121とを機能的に有している。
Referring to FIG. 1, an
図7は、図1の実施形態に係る運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す特性図である。 FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating an example of operation region setting for performing control according to the operation state according to the embodiment of FIG. 1.
同図を参照して、運転状態判定手段110は、例えば図7に示すような特性図に基づく制御用マップを有している。同図に示す特性図において、白抜きの領域Aは、いわゆる通常運転領域であり、この通常運転領域Aでは、後述する開弁タイミングで吸気弁40および排気弁60が開閉するように設定されている。次に、中回転までの範囲において、斜線で示す領域Bは、高負荷運転領域であり、この高負荷運転領域Bでは、後述するように、ECU100のVVT制御手段120は、前記第1吸気カム41bによる吸気弁40の開閉動作に加えて、前記第2吸気カム41cによる吸気弁40の開閉動作を行わせるとともに、前記第吸気1カム41bによる吸気弁40の閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするようにVVT42、64を制御する。
Referring to FIG. 7, operation state determination means 110 has a control map based on a characteristic diagram as shown in FIG. 7, for example. In the characteristic diagram shown in the figure, a white area A is a so-called normal operation area, and in this normal operation area A, the
さらに、エンジン全開の高負荷運転領域の場合、或いは、図7に示す所定の高速回転領域においては、ECU100のVVT制御手段121は、第2吸気カム41cによる内部EGRを停止するように、吸気システム30に用いられている各VVL70を制御する。
Further, in the high-load operation region where the engine is fully open, or in the predetermined high-speed rotation region shown in FIG. 7, the VVT control means 121 of the
図8は、図1の実施形態に係る運転状態に応じた開弁タイミングの一例を示すタイミングチャートであり、(A)は、通常運転時、(B)は、高負荷運転時、(C)はノッキング対策運転時をそれぞれ示している。 FIG. 8 is a timing chart showing an example of valve opening timing according to the operation state according to the embodiment of FIG. 1, (A) is during normal operation, (B) is during high load operation, (C) Indicates the time of knocking countermeasure operation.
同図(A)を参照して、VVT制御手段120は、通常運転時においては、第1吸気カム41bが吸気弁40を吸気行程の上死点TDC経過以降に開き、下死点BDC以降で閉じるように前記VVT42を制御するよう設定されている。他方、第2吸気カム41cは、当該VVL70の作動油回路79に作動油が供給されることにより、ロストモーションしている。この結果、排気行程においては、吸気弁40は、閉じたままの状態になっている。
Referring to FIG. 5A, in the normal operation, the VVT control means 120 causes the
また、排気弁60については、排気行程において、第1排気カム62bが排気弁60を開いて排気行程の上死点TDC経過後に閉じるとともに、前記TDC経過前において、第2排気カム62cが、排気行程の前記上死点TDCよりも前にVVL70のセンタタペット73を駆動することにより、再度排気弁60を駆動して、吸気行程の下死点BDCよりも前で閉じるように設定されている。この結果、圧縮比を11に設定しているにも拘わらず、排気弁60がピストン25と干渉することなく、吸気行程において再度開くことができるので、比較的大量のEGRガス(いわゆるヘビーEGR)を供給することが可能になる。しかも、本実施形態では、ターボチャージャ80を採用しているので、当該タービンセクション81により生じる背圧を利用し、吸気行程での排気弁60の開弁タイミングにより多くのEGRガスを吸気行程にある気筒24に導入することが可能になる。この結果、大量のEGRガスによる燃費や排気性能の向上を図ることが可能になる。さらに、既燃ガスを直ちに気筒24内に導入しているので、比較的高温の内部EGRガスを導入することができ、着火性も向上する。
As for the
次に、図8(B)を参照して、エンジンが高負荷運転状態になった場合、VVT制御手段120は、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように第1吸気カム41bを遅角させる。さらに、VVL制御手段121は、作動油回路79の作動油をドレンして、第2吸気カム41cの駆動力を吸気弁40に伝達するようにするとともに、作動油回路179に作動油を供給し、第2排気カム62cをロストモーションさせる。
Next, referring to FIG. 8B, when the engine enters a high load operation state, the VVT control means 120 delays the
この結果、排気行程において、吸気弁40が所定量開き、比較的大量の既燃ガスが吸気通路24aに逆流する。その後、遅角された状態で吸気弁40が吸気行程において開くので、その間に吸気通路24aに逆流した既燃ガスが冷却された状態で気筒24に導入される。この結果、比較的高負荷運転状態においても、大量のEGRガスを導入して、充填効率を高めつつ、ノッキングを抑制することが可能になる。
As a result, in the exhaust stroke, the
加えて、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように第1吸気カム41bが遅角して吸気弁40を開くので、圧縮行程に移行したピストン25によって、内部の空気が吸気通路24a側に吹き戻されるいわゆるミラーサイクル機能を奏することになる。ここで、本実施形態では、過給機としてのターボチャージャ80を採用し、インタークーラ83で冷却された新気が筒内に導入されるので、高負荷域で導入される内部EGRガス量が低減していることと相俟って、筒内温度が下がり、高い充填量を維持しつつもノッキングを回避することが可能となる。
In addition, since the
さらに、上述したエンジン全開領域または高速回転領域に運転状態が変化すると、VVL制御手段は、作動油回路179にも作動油を供給し、第2排気カム62cをロストモーションさせる。この結果、排気導入のための開弁が停止され、上述したミラーサイクル効果によって、確実にノッキング対策を取ることが可能になる。
Further, when the operating state changes to the above-described engine fully open region or high-speed rotation region, the VVL control means also supplies the operating oil to the operating
以上説明したように、本実施形態においては、吸気行程での吸気弁40の開弁に先立って少なくとも排気行程で吸気弁40を開くとともに、遅くとも排気行程の上死点TDCよりも前に吸気弁40を閉じる第2吸気カム41cを設けているので、排気弁60がピストン25と干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、ガソリンエンジンに適用した場合でも、幾何学的な圧縮比を可及的に高める(本実施形態では、圧縮比=11)ことが可能になる。しかも、排気行程で吸気弁40を開くので、大量の既燃ガスを吸気通路24aに逆流させ、吸気通路24a中で冷却させることが可能になる。そのため、第1吸気カム41bによる吸気行程では、逆流した大量のEGRガスが供給されることになるが、内部EGRガスが吸気通路24a中で冷却されていることに伴い、比較的エンジンの負荷が高い領域でのEGRであるにも拘わらず、ノッキングを効果的に抑制することが可能になる。加えて、エンジンの少なくとも高負荷運転領域では、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングに第1吸気カム41bが吸気弁40を開くので、この第1吸気カム41bによるミラーサイクル機能を奏することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the
特に本実施形態においては、前記動弁機構41、62は、前記第2吸気カム41cによる吸気弁40の開弁動作を停止可能な吸気側のVVL70と、排気行程で排気弁60を開く第1排気カム62cとは別に吸気行程で排気弁60を開く第2排気カム62cと、前記第2排気カム62cによる排気弁60の開弁動作を停止可能な排気側のVVL70とを有し、前記ECU100は、エンジンの低負荷側の運転領域では第2排気カム62cによる吸気行程での排気弁60の開閉動作を行わせるとともに第2吸気カム41cによる排気行程での吸気弁40の開弁動作を停止させ、エンジンの高負荷側の運転領域では第2吸気カム41cによる排気行程での吸気弁40の開閉動作を行わせるとともに第2排気カム62cによる吸気行程での排気弁60の開弁動作を停止させるように、前記吸気側及び排気側のVVL70を制御するVVL制御手段121を有している。
In particular, in the present embodiment, the
このため、本実施形態では、エンジンが高負荷運転領域に至るまでの低負荷運転領域では、吸気弁40の開弁タイミングに排気弁60を再度開弁することとしているので、高温の既燃ガスをそのまま気筒内に導入することができ、着火性の向上を図ることができるとともに、エンジンの高負荷側の運転領域では、既燃ガスを吸気通路24aに逆流させて冷却し、ノッキングの抑制を図ることが可能になる。
For this reason, in the present embodiment, the
また、前記動弁機構41は、前記第2吸気カム41cによる吸気弁40の開弁動作を停止可能なVVL70を有し、前記ECU100は、エンジンの低負荷側の運転領域からエンジン全開領域、すなわち、各分岐吸気管33のスロットル弁36の前後圧力差がなくなるスロットル開度の高負荷運転領域を除く高負荷運転領域にまでわたり、第2吸気カム41cによる吸気弁40の開弁動作を行わせ、エンジン全開領域または、高速運転領域では第2吸気カム41cによる吸気弁40の開弁動作を停止させるように前記VVL70を制御するバルブリフト制御手段を有している。
Further, the
従って、本実施形態では、エンジン全開領域を除く高負荷運転領域での内部EGRを可及的に実現し、充填効率の向上や排気性能向上を図ることができるとともに、エンジン全開領域や高速運転領域においては、内部EGRを停止することにより、ノッキングの抑制に対応することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, internal EGR in the high load operation region excluding the engine fully open region can be realized as much as possible to improve the charging efficiency and the exhaust performance, and the engine fully open region and the high speed operation region. In, by suppressing the internal EGR, it becomes possible to cope with suppression of knocking.
また、本実施形態に係るVVL70は、第2吸気カム41cと吸気弁40との間において駆動伝達を遮断可能とするロストモーション機構を有している。従って、ロストモーション機構によって、確実に内部EGRの停止を実現することが可能になる。
Further, the
また本実施形態では、前記エンジン本体20の吸気を過給するターボチャージャ80と、過給された空気を冷却するインタークーラ83とを備えている。従って、エンジンの少なくとも高負荷運転領域で、前記第1吸気カム41bによる吸気弁40閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとした際に、ターボチャージャ80や、インタークーラ83を採用していることと相俟って、高負荷運転領域でのミラーサイクル機能を実現することも可能となり、充填効率が向上し、ポンピングロスが低減されてトルクアップを図ることができる他、ノッキングをも効果的に抑制することが可能になる。
In the present embodiment, a
さらに本実施形態の動弁機構41は、第1吸気カム41bによる吸気弁40開閉タイミング及び第2吸気カム41cによる吸気弁40開閉タイミングを変更するVVT42を有し、前記ECU100は、第1吸気カム41bによる吸気弁40開閉タイミング及び第2吸気カム41cによる吸気弁40開閉タイミングをエンジン負荷が高くなるにつれて遅くするようにVVT42を制御するVVT制御手段120を有している。従って、所定の高負荷運転領域において、第1吸気カム41bを有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように位相を変化した場合、この位相変化に伴って第2吸気カム41cの位相も遅閉じになるので、内部EGRガスを導入する際、燃焼から相当時間遅れたタイミングで既燃ガスを吸気通路24a側へ逆流させることができる。その結果、幾分なりとも温度の低い既燃ガスを吸気通路24aへ逆流させることができるので、内部EGRガスの温度低下に寄与することが可能になる。
Further, the
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例を示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。 The above-described embodiment is merely a preferred specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
図9は、本発明の別の実施形態に係る運転制御状態を示すタイミングチャートである。 FIG. 9 is a timing chart showing an operation control state according to another embodiment of the present invention.
同図を参照して、負荷状態が低中負荷運転領域においては、図示のように、第2吸気カム41cをロストモーションさせ、吸気弁40を吸気行程の下死点よりも前に閉じるとともに、排気導入用に開く前記排気弁60を当該吸気弁40の開弁タイミングよりも小さな開弁期間に設定した状態で前記吸気行程の下死点よりも前に開いて、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように該吸気行程の下死点以降に閉じるようVVT42、62並びにVVL70が設定されている。
Referring to the figure, in the low and middle load operation region where the load state is low, as shown in the figure, the
この結果、図9の実施形態では、膨張行程に移行した後も排気弁60が所定期間開いた状態になっているため、結果、吸気行程の後半で、排気導入用に排気弁60が開き、内部EGRが実現するので、吸気通路24aに既燃ガスが逆流する恐れはない。しかも、排気導入用の排気弁60は、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように実行されるので、ターボチャージャ80や、インタークーラ83を採用していることと相俟って、高負荷運転領域でのミラーサイクル作用を実現することも可能となり、充填効率が向上し、ポンピングロスが低減されてトルクアップを図ることができる他、ノッキングをも効果的に抑制することが可能になる。
As a result, in the embodiment of FIG. 9, the
図10はさらに別の実施形態に係る運転制御状態を示すタイミングチャートである。 FIG. 10 is a timing chart showing an operation control state according to still another embodiment.
同図を参照して、この実施形態では、第2吸気カム41cを作動させて、内部EGRを実現している。ここで、この態様では、第2吸気カム41cの開弁タイミングを排気行程における排気弁60の開弁タイミングよりも早めている。これにより、着火性の低い低中負荷運転状態では、比較的温度の高い内部EGRガスを供給することができ、着火性を向上させることが可能になる。そして、負荷が高くなるにつれて第1、第2吸気カム41b、41cを遅角させ、両カム41b、41cによる吸気弁40の開弁タイミングを遅らせるようにしている。
With reference to the figure, in this embodiment, the
なお、上述した図9および図10の実施形態においても、高負荷側の運転領域では、図8と同様の制御になる。 9 and 10 described above, the same control as in FIG. 8 is performed in the operation region on the high load side.
尤も、図10に示した実施形態においては、第2排気カム62cや排気側のVVL70を省略してもよい。
However, in the embodiment shown in FIG. 10, the
さらに、上述した図8なみ図10のバルブ制御を、ターボチャージャを有するディーゼルエンジンに適用してもよい。 Furthermore, the valve control shown in FIG. 8 and FIG. 10 described above may be applied to a diesel engine having a turbocharger.
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
10 4サイクルガソリンエンジン
20 エンジン本体
24 気筒
24a 吸気通路
24b 排気通路
25 ピストン
26 燃焼室
27 クランク角センサ
30 吸気システム
40 吸気弁
41 動弁機構
41b 第1吸気カム
41c 第2吸気カム
50 排気システム
60 排気弁
62 動弁機構
62b 第1排気カム
62c 第2排気カム
66 アクセル開度センサ
70 VVL(バルブタイミングリフト機構)
80 ターボチャージャ(過給機の一例)
83 インタークーラ
100 ECU
110 運転状態判定手段
120 VVT制御手段(バルブタイミング制御手段)
121 VVL制御手段(バルブリフト制御手段)
10 4-
80 Turbocharger (an example of a turbocharger)
83
110 Operating state determination means 120 VVT control means (valve timing control means)
121 VVL control means (valve lift control means)
Claims (5)
エンジンの運転状態に応じて前記動弁機構を制御する制御装置と、
エンジン本体への吸気を過給する過給機と、
過給された空気を冷却するインタークーラとを備え、
前記動弁機構は、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を有し、
前記制御装置は、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングをエンジン負荷が高くなるにつれて遅くするように前記バルブタイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段を有し、
エンジンの少なくとも高負荷運転領域では、前記制御装置が、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉動作に加えて前記第2吸気カムによる吸気弁開閉動作を行わせるように前記動弁機構を制御するとともに、前記バルブタイミング制御手段が、前記第1吸気カムによる吸気弁閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように前記可変バルブタイミング機構を制御することを特徴とする4サイクルエンジン。 A first intake cam to open the intake valves in air intake stroke, with opening the intake valve at least exhaust stroke prior to opening of the intake valve in the intake stroke, at the latest intake valve before the top dead center of the exhaust stroke A valve mechanism including a second intake cam for closing
A control device for controlling the valve mechanism according to the operating state of the engine ;
A turbocharger that supercharges intake air to the engine body,
An intercooler for cooling the supercharged air,
The valve mechanism has a variable valve timing mechanism for changing an intake valve opening / closing timing by the first intake cam and an intake valve opening / closing timing by the second intake cam,
The control device has valve timing control means for controlling the valve timing mechanism so as to delay the intake valve opening / closing timing by the first intake cam and the intake valve opening / closing timing by the second intake cam as the engine load increases. And
In at least the high-load operation region of the engine, wherein the controller, controls the valve operating mechanism such that in addition to the intake valve opening and closing operation by the first intake cam perform intake valve closing operation by the second intake cam as well as the valve timing control means, the variable intake valve closing timing according to the first intake cam, so that the effective compression ratio is a predetermined amount or more timing later than the bottom dead center to be smaller than the expansion ratio A four-cycle engine characterized by controlling a valve timing mechanism .
前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能なバルブタイミングリフト機構を有し、
前記制御装置は、エンジンの低負荷側の運転領域からエンジン全開領域を除く高負荷運転領域にまでわたり、第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を行わせ、エンジン全開領域では第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止させるように前記バルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段を有していることを特徴とする4サイクルエンジン。 The four-stroke engine according to claim 1, wherein
The valve mechanism includes a valve timing lift mechanism capable of stopping a valve opening operation of the intake valve by the second intake cam;
The control device performs the opening operation of the intake valve by the second intake cam from the operation region on the low load side of the engine to the high load operation region excluding the engine fully open region, and the second intake cam in the engine fully open region. A four-cycle engine characterized by comprising valve lift control means for controlling the valve timing lift mechanism so as to stop the valve opening operation of the intake valve.
前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能なバルブタイミングリフト機構を有し、
前記制御装置は、エンジンの高速領域では第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止させるように前記バルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段を有していることを特徴とする4サイクルエンジン。 The four-stroke engine according to claim 1, wherein
The valve mechanism includes a valve timing lift mechanism capable of stopping a valve opening operation of the intake valve by the second intake cam;
The four-cycle system characterized in that the control device has valve lift control means for controlling the valve timing lift mechanism so as to stop the valve opening operation of the intake valve by the second intake cam in the high speed region of the engine. engine.
前記バルブタイミングリフト機構は、第2吸気カムと吸気弁との間において駆動伝達を遮断可能とするロストモーション機構を有することを特徴とする4サイクルエンジン。 The four-cycle engine according to claim 2 or 3,
The four-cycle engine characterized in that the valve timing lift mechanism has a lost motion mechanism that can interrupt drive transmission between the second intake cam and the intake valve.
エンジンの運転状態に応じて前記動弁機構を制御する制御装置とを備え、 A control device for controlling the valve mechanism according to the operating state of the engine,
前記動弁機構は、前記第2吸気カムによる吸気弁の開弁動作を停止可能な吸気側バルブタイミングリフト機構と、排気行程で排気弁を開く第1排気カムとは別に吸気行程で排気弁を開く第2排気カムと、前記第2排気カムによる排気弁の開弁動作を停止可能な排気側バルブタイミングリフト機構と、前記第1吸気カムによる吸気弁開閉タイミング及び前記第2吸気カムによる吸気弁開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを有し、 The valve operating mechanism is configured such that the intake valve timing lift mechanism that can stop the opening operation of the intake valve by the second intake cam and the first exhaust cam that opens the exhaust valve in the exhaust stroke are separated from the exhaust valve in the intake stroke. A second exhaust cam that opens, an exhaust-side valve timing lift mechanism that can stop an opening operation of the exhaust valve by the second exhaust cam, an intake valve opening and closing timing by the first intake cam, and an intake valve by the second intake cam A variable valve timing mechanism for changing the opening and closing timing,
前記制御装置は、 The controller is
エンジンの低負荷側の運転領域では第2排気カムによる吸気行程での排気弁の開閉動作を行わせるとともに第2吸気カムによる排気行程での吸気弁の開弁動作を停止させ、エンジンの高負荷運転領域では第2吸気カムによる排気行程での吸気弁の開閉動作を行わせるとともに第2排気カムによる吸気行程での排気弁の開弁動作を停止させるように、前記吸気側及び排気側のバルブタイミングリフト機構を制御するバルブリフト制御手段と、 In the operating region on the low load side of the engine, the exhaust valve is opened and closed during the intake stroke by the second exhaust cam, and the opening operation of the intake valve during the exhaust stroke by the second intake cam is stopped, so that the high load of the engine In the operation region, the intake side and exhaust side valves are operated so as to open and close the intake valve during the exhaust stroke by the second intake cam and stop the opening operation of the exhaust valve during the intake stroke by the second exhaust cam. Valve lift control means for controlling the timing lift mechanism;
エンジンの少なくとも高負荷運転領域で、前記第1吸気カムによる吸気弁閉タイミングを、有効圧縮比が膨張比と比べて小さくなるように下死点より所定量以上遅いタイミングとするように前記可変バルブタイミング機構を制御するバルブタイミング制御手段とを有していることを特徴とする4サイクルエンジン。 The variable valve so that the intake valve closing timing by the first intake cam is set to a timing that is a predetermined amount or more later than the bottom dead center so that the effective compression ratio becomes smaller than the expansion ratio in at least a high load operation region of the engine. A four-cycle engine comprising valve timing control means for controlling a timing mechanism.
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