JP4432746B2 - Intake control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、可変動弁装置による吸気弁のバルブリフト特性の変更によって吸入空気量を制御するようにした内燃機関の吸気制御装置に関する。 The present invention relates to an intake air control device for an internal combustion engine that controls an intake air amount by changing a valve lift characteristic of an intake valve by a variable valve operating device.
ガソリン機関においては、一般に吸気通路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を制御しているが、良く知られているように、この種の方式では、特にスロットル弁開度の小さな中低負荷時におけるポンピングロスが大きい、という問題がある。これに対し、吸気弁の開閉時期やリフト量を変化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御しようとする試みが以前からなされている。 In a gasoline engine, the intake air amount is generally controlled by controlling the opening of a throttle valve provided in the intake passage. As is well known, this type of system has a particularly small throttle valve opening. There is a problem that the pumping loss is large at low load. On the other hand, attempts have been made to control the intake air amount without depending on the throttle valve by changing the opening / closing timing of the intake valve and the lift amount.
特許文献1は、本出願人が先に提案したものであるが、吸気弁の可変動弁装置として、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大,縮小可能な第1可変動弁機構(リフト・作動角可変機構)と、作動角の中心角の位置を連続的に遅進させる第2可変動弁機構(位相可変機構)と、を備え、機関運転状態に応じて、主に吸気弁のバルブリフト特性を変化させることで、吸入空気量を制御するようにした内燃機関の吸気制御装置が開示されている。
この種の吸気制御装置によれば、上述のように、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。
上記のような可変動弁機構を備えた内燃機関の吸気制御装置においては、機関を停止したときに、吸気弁のリフト特性が、必ずしも次の始動に適したものとはならない。つまり、車両の走行を停止した後に内燃機関のキーOFF操作がなされることを前提とすると、一般に、低速低負荷ないしはアイドルに適したリフト特性でもって内燃機関が停止することになるが、この結果、始動時(特に冷機始動時)に要求される吸入空気量を確保し得ないリフト特性となっている場合があり、始動性悪化の懸念がある。 In the intake control apparatus for an internal combustion engine having the variable valve mechanism as described above, the lift characteristic of the intake valve is not necessarily suitable for the next start when the engine is stopped. In other words, assuming that the key-off operation of the internal combustion engine is performed after the vehicle has stopped running, the internal combustion engine generally stops with a lift characteristic suitable for low speed, low load or idle. There may be a lift characteristic that cannot secure the amount of intake air required at the start (particularly at the time of cold start), and there is a concern that startability may be deteriorated.
そのため、機関のクランキングの前(例えば機関停止中)に、予め、リフト特性例えば作動角の拡大制御を行うことが必要な場合があるが、このような場合に、多気筒内燃機関においては、いずれかの気筒で吸気弁が僅かでも開いていると、バルブスプリング反力が各部に作用するため、一般に、アクチュエータによるリフト特性の変更が困難となる。特に、作動角の拡大のためには、リフト途中の吸気弁をバルブスプリング反力に抗してさらに押し開くことになるため、非常に大型のアクチュエータが必要となり、好ましくない。 Therefore, before cranking the engine (for example, when the engine is stopped), it may be necessary to perform advance control of the lift characteristic, for example, the operating angle. In such a case, in a multi-cylinder internal combustion engine, If the intake valve is open even slightly in any of the cylinders, the valve spring reaction force acts on each part, so that it is generally difficult to change the lift characteristics by the actuator. In particular, in order to increase the operating angle, the intake valve in the middle of the lift is further pushed open against the valve spring reaction force, which requires a very large actuator, which is not preferable.
この発明は、バルブスプリングによって閉方向に付勢された吸気弁と、クランクシャフトによって回転駆動される複数気筒に共通の駆動軸と、アクチュエータによって回転角度位置が制御される複数気筒に共通の制御軸と、上記駆動軸の回転運動を各気筒の吸気弁へ伝達して各吸気弁を開閉するとともに、上記制御軸の回転角度位置に応じて作動角が拡大・縮小する各気筒毎のカム連動機構と、を備え、機関運転条件に応じて上記作動角を制御することにより内燃機関の吸気量を制御するようにした内燃機関の吸気制御装置において、上記制御軸が小作動角側に制御されたときに駆動軸が共通な全気筒の吸気弁がリフトしていない期間を有するように構成されており、かつ機関停止中に、クランクシャフトと駆動軸との相対回転変位が許容されており、機関停止中に、次の機関始動に備えて、いずれかの気筒の実際のリフト量が増加することのないように、上記の全気筒の吸気弁がリフトしていない期間が消失しない作動角の範囲内で、上記アクチュエータにより上記制御軸を予め大作動角側へ動かすことを特徴としている。 The present invention relates to an intake valve urged in a closing direction by a valve spring, a drive shaft common to a plurality of cylinders driven to rotate by a crankshaft, and a control shaft common to a plurality of cylinders whose rotational angle positions are controlled by an actuator And a cam interlocking mechanism for each cylinder that opens and closes each intake valve by transmitting the rotational motion of the drive shaft to the intake valve of each cylinder and expands and contracts the operating angle according to the rotational angle position of the control shaft. In the intake control device for an internal combustion engine that controls the intake angle of the internal combustion engine by controlling the operating angle according to engine operating conditions, the control shaft is controlled to the small operating angle side. Sometimes it is configured to have a period when the intake valves of all cylinders with a common drive shaft are not lifted, and the relative rotational displacement between the crankshaft and the drive shaft is allowed while the engine is stopped And, while the engine is stopped, in preparation for the next engine start, so as not to actual lift amount of one of the cylinders is increased, the period in which the intake valves of all the cylinders of the do not lift does not disappear Within the operating angle range, the actuator is moved in advance to the large operating angle side by the actuator.
上記の構成では、例えば、機関停止中に、次の機関始動に備えて、上記アクチュエータにより上記制御軸を大作動角側へ動かすと、仮に、いずれかの気筒の吸気弁がリフトの途中であった場合には、バルブスプリング反力によって当該気筒のリフトは増加せず、アクチュエータ駆動力によって制御軸の回転に伴い逆に駆動軸が回転しようとする。このとき、クランクシャフトと駆動軸との相対回転変位が許容されているため、駆動軸が回転変位し、制御軸の回転角度位置は、作動角がより大きくなる位置に変化する。つまり、内燃機関が停止した状態のまま、吸気弁の作動角が潜在的に拡大した制御位置となる。従って、始動時に、内燃機関のクランキングが開始され、駆動軸がクランクシャフトとともに回転駆動されると、直ちに作動角が大きな制御状態となる。 In the above configuration, for example, when the control shaft is moved to the large operating angle side by the actuator in preparation for the next engine start while the engine is stopped, the intake valve of any cylinder is in the middle of the lift. In this case, the lift of the cylinder does not increase due to the valve spring reaction force, and the drive shaft tends to rotate conversely with the rotation of the control shaft due to the actuator drive force. At this time, since the relative rotational displacement between the crankshaft and the drive shaft is allowed, the drive shaft is rotationally displaced, and the rotational angle position of the control shaft changes to a position where the operating angle becomes larger. In other words, the control position is such that the operating angle of the intake valve is potentially enlarged while the internal combustion engine is stopped. Therefore, at the start, cranking of the internal combustion engine is started, and when the drive shaft is rotationally driven together with the crankshaft, the control state immediately becomes a large operating angle.
望ましくは、請求項2のように、上記の全気筒の吸気弁がリフトしていない期間が消失する作動角の位置まで、上記制御軸を動かす。仮に、機関停止中にこれよりも作動角が大きくなる位置まで変化させようとすると、いずれかの気筒の実際のリフトの増加(つまりバルブスプリング反力の増加)が生じるので、アクチュエータの負荷が急激に増加し、好ましくない。
Preferably, as in
また、請求項3の発明は、上記クランクシャフトと上記駆動軸との間に介在し、両者の位相を相対的に変化させることで作動角の中心角を遅進させる位相可変機構をさらに備えており、機関停止中は、この位相可変機構が、非固定状態となることを特徴としている。
Further, the invention of
また、望ましくは、上記アクチュエータは電動アクチュエータからなり、機関停止中においても、その駆動が可能となっている。 Preferably, the actuator is an electric actuator and can be driven even when the engine is stopped.
上記カム連動機構は、例えば、上記駆動軸に設けられた偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カムと、を備えて構成されている。この構成では、作動角とリフトとの双方が、同時に、かつ連続的に変化する。 The cam interlocking mechanism is, for example, a link arm that is fitted to the outer periphery of an eccentric cam provided on the drive shaft so as to be relatively rotatable, and is rotatably attached to an eccentric cam portion of the control shaft. A rocker arm that is rocked, and a rocking cam that is rotatably supported by the drive shaft and that is coupled to the rocker arm via a link and that rocks with the rocker arm to press the intake valve. It is prepared for. In this configuration, both the operating angle and the lift change simultaneously and continuously.
この発明によれば、機関停止状態において、次の機関始動に備えて、実際のリフトつまりバルブスプリング反力の増加を伴わずに、制御軸の回転角度位置を、予め、作動角がより大きくなる位置に変化させることができる。従って、アクチュエータの大型化を要さずに、始動時の吸入空気量を確実に確保して始動性向上を図ることができる。 According to this invention, in preparation for the next engine start in the engine stop state, the operating angle of the rotation angle position of the control shaft becomes larger in advance without increasing the actual lift, that is, the valve spring reaction force. Can be changed to position. Therefore, without increasing the size of the actuator, it is possible to reliably secure the intake air amount at the time of starting and improve the startability.
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、内燃機関1は、吸気弁3と排気弁4とを有し、かつ吸気弁3の動弁機構として、吸気弁3のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小させることが可能な第1可変動弁機構(VEL)5および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第2可変動弁機構(VTC)6を備えている。また、吸気通路7には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される電子制御スロットル弁2が設けられている。ここで、上記スロットル弁2は、吸気通路7内に、ブローバイガスの処理などのために必要な僅かな負圧(例えば−50mmHg)を発生させるためだけに用いられており、吸入空気量の調整は、基本的に、上記第1,第2可変動弁機構5,6により吸気弁3のバルブリフト特性を変更することで行われる。すなわち、吸入空気量の調整をスロットル弁開度に依存しない実質的なスロットルレス運転が実現される。これらの第1,第2可変動弁機構5,6および電子制御スロットル弁2は、コントロールユニット10によって制御されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system configuration of an intake valve control device for an internal combustion engine according to the present invention. The
また、燃料噴射弁8が吸気通路7に配設されており、上記のように吸気弁3により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁8から噴射される。従って、内燃機関1の出力は、第1,第2可変動弁機構5,6により吸入空気量を調整することによって制御される。
A
上記のコントロールユニット10には、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル開度センサ11からのアクセル開度信号APO、エンジン回転速度センサ12からのエンジン回転速度信号Ne、吸入空気量センサ13からの吸入空気量信号、などが入力されており、コントロールユニット10は、これらの信号に基づいて、燃料噴射量、点火時期、スロットル弁開度、作動角目標値、中心角目標値、等を演算し、燃料噴射弁8、点火プラグ9、スロットル弁2、第1,第2可変動弁機構5,6、等を制御する。また、図示せぬスタータモータを備えており、機関始動時には、図示せぬスタータスイッチ(キースイッチ)からの入力に基づいて、クランキングを含む所定の始動時の制御を実行する。
The
図2は、上記第1,第2可変動弁機構5,6の構成を示す構成説明図である。これらの第1可変動弁機構5および第2可変動弁機構6は、その機械的な構成は公知であり、例えば、上述した特許文献1に記載の装置と同様の構成を有している。従って、その概要のみを説明する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the first and second
リフト・作動角を可変制御する第1可変動弁機構5は、内燃機関1のクランクシャフトにより駆動される駆動軸22と、この駆動軸22に固定された偏心カム23と、回転自在に支持された制御軸32と、この制御軸32の偏心カム部38に揺動自在に支持されたロッカアーム26と、吸気弁3のタペット30に当接する揺動カム29と、を備えており、上記偏心カム23とロッカアーム26とはリンクアーム24によって連係され、ロッカアーム26と揺動カム29とは、リンク部材28によって連係されている。
The first
上記ロッカアーム26は、略中央部が上記偏心カム部38によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン25を介して上記リンクアーム24のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン27を介して上記リンク部材28の上端部が連係している。上記偏心カム部38は、制御軸32の軸心から偏心しており、従って、制御軸32の角度位置に応じてロッカアーム26の揺動中心は変化する。
The
上記揺動カム29は、駆動軸22の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン37を介して上記リンク部材28の下端部が連係している。この揺動カム29の下面には、駆動軸22と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム29の揺動位置に応じてタペット30の上面に当接する。上記カム面がタペット30を押圧すると、吸気弁3は、図示せぬバルブスプリング反力に抗して押し開かれることになり、これに伴い、バルブスプリング反力が、揺動カム29から逆に駆動軸22へ至る各部へ作用する。
The
上記制御軸32は、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ33によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ33は、例えばウォームギア35を介して制御軸32を駆動する電動モータからなり、コントロールユニット10からの制御信号によって制御される。上記制御軸32の回転角度は、制御軸センサ34によって検出される。なお、制御軸32は、バルブスプリング反力を繰り返し受ける結果、リフト・作動角が縮小する方向へ付勢される。
The
上記第1可変動弁機構5によれば、上記制御軸32の回転角度位置に応じて吸気弁3のリフトならびに作動角が、両者同時に、連続的に拡大,縮小し、このリフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁3の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。リフト・作動角の大きさは、制御軸32の回転角度によって一義的に定まるので、上記制御軸センサ34の検出値により、そのときの実際のリフト・作動角が示されることになる。
According to the first
なお、図では、1気筒分のみが示されているが、上記駆動軸22および制御軸32は複数気筒に共通のものであり、他の偏心カム23、リンクアーム24、ロッカアーム26、リンク部材28、揺動カム29、偏心カム部38等からなるカム連動機構は、気筒毎に設けられている。また、V型内燃機関等では、各バンク毎に、駆動軸22および制御軸32が設けられる。
Although only one cylinder is shown in the figure, the
一方、中心角を可変制御する位相可変機構となる第2可変動弁機構6は、上記駆動軸22の前端部に設けられたスプロケット42と、このスプロケット42と上記駆動軸22とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ43と、から構成されている。上記スプロケット42は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制御用アクチュエータ43は、本実施例では油圧式の回転型アクチュエータからなり、コントロールユニット10からの制御信号によって図示せぬ油圧制御弁を介して制御される。この位相制御用アクチュエータ43の作用によって、スプロケット42と駆動軸22とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この第2可変動弁機構6の制御状態は、駆動軸22の回転位置に応答する駆動軸センサ36によって検出される。
On the other hand, the second
なお、この種の公知の位相可変機構においては、一般に、位相制御用アクチュエータ43内部に、スプロケット42と駆動軸22との相対位置を、中心角の最遅角位置等の基準位置でもって固定保持する図示せぬロックピン等からなる保持機構が設けられているが、本実施例の第2可変動弁機構6においては、このような保持機構は具備していない。また、上記位相制御用アクチュエータ43は、2つの油圧室への作動油の出入りにより回転方向に駆動されるが、この作動油の流れを制御する図示せぬ油圧制御弁は、機関停止時つまり電源OFF時に、それぞれの油圧室をドレンポートへ開放するように構成されている。従って、機関停止中は、スプロケット42と駆動軸22とは相対的に固定されておらず、ある角度範囲で自由に相対回転変位し得る。
In this type of known phase variable mechanism, generally, the relative position between the
図3は、代表的な運転条件における吸気弁3のバルブリフト特性を示したもので、図示するように、アイドル等の極低負荷域においては、リフト・作動角が最小となり、かつ中心角の位相は、最も遅角した位置となる。これによって、閉時期は、下死点直前位置となる。
FIG. 3 shows the valve lift characteristics of the
アイドル等の極低負荷域よりも負荷の大きな低負荷領域(補機負荷が加わっているアイドル状態を含む)においては、リフト・作動角が大きくなり、かつ中心角は進角した位置となる。このときには、吸気弁閉時期を早めることで、吸気量が比較的少量に制御される。 In a low load region where the load is larger than an extremely low load region such as an idle (including an idle state where an auxiliary machine load is applied), the lift / operation angle is large and the center angle is an advanced position. At this time, the intake amount is controlled to a relatively small amount by advancing the intake valve closing timing.
さらに負荷が増加し、燃焼が安定してくる中負荷域では、リフト・作動角をさらに拡大しつつ、中心角の位相を進角させる。中心角の位相は、中負荷域のある点で、最も進角した状態となる。 In the middle load range where the load further increases and the combustion becomes stable, the phase of the central angle is advanced while further increasing the lift / operation angle. The phase of the central angle is the most advanced state at a certain point in the middle load region.
また、最大負荷時には、さらにリフト・作動角を拡大し、かつ最適なバルブタイミングとなるように第2可変動弁機構6を制御する。なお、図示するように、機関回転数によっても最適なバルブリフト特性は異なるものとなる。
Further, at the maximum load, the second
次に、本発明の特徴である内燃機関の停止および再始動の際の吸気弁リフト特性について説明する。 Next, the intake valve lift characteristics when the internal combustion engine is stopped and restarted, which is a feature of the present invention, will be described.
図4は、直列4気筒内燃機関を例に、リフト・作動角が十分に小さく制御された場合の内燃機関全体のリフト特性を示している。アイドル状態を経て内燃機関の停止に至った場合には、基本的に、図4のように、リフト・作動角が小さな状態のまま内燃機関が停止する。このとき、各気筒の作動角(リフト期間)の間に、全気筒の吸気弁3がリフトしていない期間(ゼロリフト期間)が存在する。このゼロリフト期間は、直列4気筒機関であれば、各々の作動角が180°CA未満に制御されているときに生じることになる。そして、内燃機関の回転が完全に停止したときに、クランクシャフトは、あるクランク角位置で停止するが、いずれかの気筒の吸気弁3がリフトしているタイミングで停止することもあり、あるいは、上記のゼロリフト期間のタイミングで停止することもあり得る。
FIG. 4 shows the lift characteristics of the entire internal combustion engine when the lift / operating angle is controlled to be sufficiently small, taking an in-line four-cylinder internal combustion engine as an example. When the internal combustion engine is stopped through the idle state, the internal combustion engine is basically stopped with the lift / operating angle being small as shown in FIG. At this time, there is a period (zero lift period) during which the
本実施例では、内燃機関が停止した直後に、次の始動に備えて、電動のリフト・作動角制御用アクチュエータ33を駆動し、制御軸32を、リフト・作動角が始動に適した大きさとなるように、その拡大方向に回転させる。但し、作動角が最大でも180°CAとなるまで、換言すれば、上記のゼロリフト期間が消失しない範囲内で作動角の拡大を行う。
In this embodiment, immediately after the internal combustion engine is stopped, the electric lift / operation angle control actuator 33 is driven in preparation for the next start, and the
このようにリフト・作動角制御用アクチュエータ33を駆動したときに、機関の回転停止のタイミング(クランク角位置)が、上記のゼロリフト期間内にあれば、いずれの気筒の吸気弁3もリフトしておらず、バルブスプリング反力が各揺動カム29に作用していない。従って、リフト・作動角制御用アクチュエータ33が駆動されると、通常の運転時と同様に制御軸32が容易に回転変位し、リフト・作動角がより大きくなる回転角度位置に達し得る。
When the lift / operating angle control actuator 33 is driven in this way, if the engine rotation stop timing (crank angle position) is within the above-described zero lift period, the
なお、後述するように、4気筒機関の場合に作動角が180°CA以上となる回転角度位置に制御軸32が達すると、それ以上は、いずれかの気筒の吸気弁3の実際のリフトを伴うことになるので、リフト・作動角制御用アクチュエータ33に過大な負荷が掛かり、好ましくない。従って、作動角が最大でも180°CAとなるように制御指令を出力する必要がある。また、このような機関停止中のリフト・作動角の拡大は、再始動の直前でも可能ではあるが、内燃機関各部が暖まっている停止直後の方が、熱膨張によりバルブクリアランスが大となっており、リフト・作動角の変更がより容易であるので、好ましい。図5は、ある気筒の吸気弁3のリフト開始前のゼロリフト期間中に回転停止のタイミングが位置している場合の例を示しており、停止時のリフト・作動角特性L1に対し、リフト・作動角制御用アクチュエータ33の大きな駆動力を要さずに、特性L2のように、リフト・作動角を拡大させることができる。
As will be described later, when the
一方、図6は、停止時のリフト・作動角特性L1において、ある気筒の吸気弁3のリフト期間中(特に前半のリフト増加期間中)に回転停止のタイミングが位置した場合を示している。この場合は、リフト期間中の吸気弁3のバルブスプリング反力が揺動カム29に作用しているので、リフト・作動角制御用アクチュエータ33をリフト・作動角拡大方向に駆動しても、当該気筒の揺動カム29は、それ以上、リフトが増加する方向には揺動し得ない。これに対し、駆動軸22は、機関停止中は、クランクシャフトに対し固定されておらず、位相制御用アクチュエータ43において相対回転変位が許容されている。従って、リフト・作動角制御用アクチュエータ33の駆動力によって、カム連動機構を介して、逆に駆動軸22が回転変位する。つまり、図6に特性L2として示すように、当該気筒の吸気弁3の実際のリフトは変化しないまま、駆動軸22の位相が相対的に遅角側にずれ、制御軸32の回転角度位置が、特性L2として示すリフト・作動角に対応する回転角度位置となる。
On the other hand, FIG. 6 shows a case where the rotation stop timing is positioned during the lift period (particularly during the first half lift increase period) of the
4気筒機関の場合に作動角が180°CA以上となる回転角度位置に制御軸32が達すると、それ以上は、吸気行程が隣り合う気筒の吸気弁3の実際のリフトを伴うことになるので、リフト・作動角制御用アクチュエータ33に過大な負荷が掛かり、好ましくない。従って、作動角が最大でも180°CAとなるように制御指令を出力する必要がある。
If the
なお、ゼロリフト期間中に回転が停止した前述した図5の例では、停止のタイミング(クランク角位置)における実際の吸気弁3のリフトが零を維持するので、リフト・作動角がある段階まで拡大していずれかの気筒の吸気弁3がリフトし始めようとすると、図6の場合と同様に、駆動軸22の位相が相対的に変位する。図5の特性L2は、厳密には、このようにして駆動軸22の位相が僅かに遅角側にずれた状態を図示している。
In the example of FIG. 5 in which the rotation is stopped during the zero lift period, the lift of the
図7は、図6と同じく、停止時のリフト・作動角特性L1において、ある気筒の吸気弁のリフト期間中に回転停止のタイミングが位置した場合を示しているが、特に、作動角後半のリフト減少期間中に回転停止のタイミングが位置する場合を示す。この場合も、リフト期間中の吸気弁3のバルブスプリング反力が揺動カム29に作用していて、リフト・作動角制御用アクチュエータ33をリフト・作動角拡大方向に駆動しても、当該気筒の揺動カム29は、それ以上、リフトが増加する方向には揺動し得ない。そして、駆動軸22は、機関停止中は、クランクシャフトに対し固定されていないため、リフト・作動角制御用アクチュエータ33の駆動力によって、カム連動機構を介して、逆に駆動軸22が回転変位する。但し、この場合は、図7に特性L2として示すように、当該気筒の吸気弁3の実際のリフトは変化しないまま、駆動軸22の位相が相対的に進角側にずれる。これにより、制御軸32の回転角度位置が、特性L2として示すリフト・作動角に対応する回転角度位置となる。
FIG. 7 shows the case where the rotation stop timing is located during the lift period of the intake valve of a certain cylinder in the lift / operating angle characteristic L1 at the time of stop, as in FIG. The case where the rotation stop timing is located during the lift reduction period is shown. Also in this case, even if the valve spring reaction force of the
図6あるいは図7のいずれの場合でも、その後の機関の始動の際には、位相制御用アクチュエータ43がクランクシャフトと駆動軸22とを連結した状態に復帰し、当初からリフト・作動角が十分に大きくなった制御状態でもってクランキングが開始されるので、冷間始動のように吸入空気量が比較的大きく要求される場合でも、良好な始動性を確保することができる。
6 or 7, when the engine is subsequently started, the
なお、機関停止中のリフト・作動角の拡大に際し、クランクシャフトと駆動軸22との間の相対回転変位を許容する方法としては、上記実施例のように位相制御用アクチュエータ43を非固定状態とする方法の他、クランクシャフトから駆動軸22へ至る伝動機構の適宜位置で両者のずれを許容すればよく、種々の構成が可能である。例えば、両者間のタイミングチェーンやタイミングベルトに張力を付与するテンショナをソレノイド等により切換可能な構成とし、リフト・作動角の拡大を行うときに、張力付与を停止して、タイミングチェーンやタイミングベルトに緩みを与えることで、同様の駆動軸22の位相変化を実現できる。
As a method of allowing relative rotational displacement between the crankshaft and the
また、図8は、図6と同様に、ある気筒の吸気弁のリフト期間中(例えば前半のリフト増加期間中)に回転停止のタイミングが位置したものとして、機関停止中に上述したリフト・作動角の拡大を行った場合の挙動の一例を示している。この例では、前述したように、リフト・作動角制御用アクチュエータ33の駆動により、駆動軸22の位相が遅角側に変位するが、リフト・作動角制御用アクチュエータ33によりリフト中の揺動カム29が動こうとするのが契機となって、バルブスプリング反力が小さくなる方向に、つまり実際のリフトが縮小するように、駆動軸22の位相が変位している。
Further, FIG. 8 is similar to FIG. 6, assuming that the timing of the rotation stop is located during the lift period of the intake valve of a certain cylinder (for example, during the lift increase period of the first half). An example of the behavior when corner enlargement is performed is shown. In this example, as described above, the phase of the
なお、上記実施例では、直列4気筒内燃機関を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、種々の内燃機関に適用が可能である。例えば、V型6気筒内燃機関においては、一方のバンクが3気筒ずつとなり、同じバンクでの吸気行程の間隔がより大きくなるので、より有利となる。 In the above embodiment, an in-line four-cylinder internal combustion engine has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to various internal combustion engines. For example, in a V-type 6-cylinder internal combustion engine, one bank has three cylinders, and the interval between intake strokes in the same bank becomes larger, which is more advantageous.
3…吸気弁
5…第1可変動弁機構
6…第2可変動弁機構
3 ...
Claims (5)
上記制御軸が小作動角側に制御されたときに駆動軸が共通な全気筒の吸気弁がリフトしていない期間を有するように構成されており、かつ機関停止中に、クランクシャフトと駆動軸との相対回転変位が許容されており、
機関停止中に、次の機関始動に備えて、いずれかの気筒の実際のリフト量が増加することのないように、上記の全気筒の吸気弁がリフトしていない期間が消失しない作動角の範囲内で、上記アクチュエータにより上記制御軸を予め大作動角側へ動かすことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 An intake valve urged in the closing direction by a valve spring, a drive shaft common to a plurality of cylinders driven to rotate by a crankshaft, a control shaft common to a plurality of cylinders whose rotational angle positions are controlled by an actuator, and the above drive And a cam-linked mechanism for each cylinder whose operating angle expands and contracts according to the rotational angle position of the control shaft. In the intake control device for an internal combustion engine that controls the intake air amount of the internal combustion engine by controlling the operating angle according to the engine operating conditions,
When the control shaft is controlled to the small operating angle side, the drive shaft is configured to have a period in which the intake valves of all the common cylinders are not lifted, and when the engine is stopped, the crankshaft and the drive shaft Relative rotation displacement with
In order to prevent the actual lift amount of any cylinder from increasing in preparation for the next engine start while the engine is stopped, the operating angle at which the intake valves of all the cylinders are not lifted is not lost. An intake control apparatus for an internal combustion engine, wherein the control shaft is moved in advance to a large operating angle side by the actuator within a range .
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