JP5821766B2 - Engine system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンシステムに関する。 The present invention relates to an engine system.
特許文献1には、バルブとポートとの間で挟まれたデポジットをバルブにより砕くことが可能なように、バルブを付勢するスプリングのセット荷重を変更する技術が開示されている。また、特許文献2には、バルブのリフト量を変更することが可能な機構が開示されている。
例えば、スプリングのセット荷重が増大されておりかつバルブのリフト範囲も増大されている場合、スプリングの大きな付勢力に抗してバルブが大きなリフト量で駆動することになる。このため、バルブへの負荷が増大する。しかしながら、セット荷重を増大しなければ、デポジットを粉砕することができないおそれがある。 For example, when the set load of the spring is increased and the lift range of the valve is also increased, the valve is driven with a large lift amount against a large biasing force of the spring. For this reason, the load on the valve increases. However, the deposit may not be crushed unless the set load is increased.
そこで、バルブへの負荷を抑制しつつデポジットの粉砕を促進するエンジンシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an engine system that promotes the pulverization of deposits while suppressing the load on the valve.
上記目的は、エンジンのポートを開閉するバルブのリフト範囲を変更可能なリフト範囲変更機構と、前記ポートを前記バルブが閉鎖するように付勢するとともに前記バルブがリフト範囲の最大位置にある場合に付勢力が最大値をとるスプリングのセット荷重を変更可能なセット荷重変更機構と、前記リフト範囲を最小に設定し前記セット荷重を最大に設定するように前記リフト範囲変更機構及び前記セット荷重変更機構を制御する処理を実行する制御部と、を備え、前記リフト範囲を最小に設定し前記セット荷重を最大に設定した場合での前記バルブのリフトに応じて変化する前記付勢力の最大値は、前記リフト範囲を最大に設定し前記セット荷重を最小に設定した場合での前記バルブのリフトに応じて変化する前記付勢力の最大値よりも小さいエンジンシステムによって達成できる。 The above object is achieved by a lift range changing mechanism capable of changing a lift range of a valve that opens and closes a port of the engine, and when the valve is biased so that the valve is closed and the valve is at a maximum position of the lift range A set load changing mechanism capable of changing a set load of a spring having a maximum urging force, and the lift range changing mechanism and the set load changing mechanism so that the lift range is set to the minimum and the set load is set to the maximum. A control unit that executes a process for controlling the maximum value of the urging force that changes according to the lift of the valve when the lift range is set to the minimum and the set load is set to the maximum, Less than the maximum value of the urging force that changes according to the lift of the valve when the lift range is set to the maximum and the set load is set to the minimum. There can be achieved by the engine system.
リフト範囲を最大以外に設定しセット荷重を最小以外に設定するので、バルブへの負荷を抑制しつつ、バルブによってデポジットの粉砕を促進することができる。 Since the lift range is set to other than the maximum and the set load is set to other than the minimum, the pulverization of the deposit can be promoted by the valve while suppressing the load on the valve.
バルブへの負荷を抑制しつつデポジットの粉砕を促進するエンジンシステムを提供できる。 It is possible to provide an engine system that promotes the crushing of deposits while suppressing the load on the valve.
以下、複数の実施例を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、エンジンシステムの構成を示した模式図である。図1には、自動車に搭載された多気筒の筒内噴射型ガソリンエンジン(以下「エンジン」と略す)2及びその電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)4の概略構成が示されている。図1では1つの気筒の構成を中心として示している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the engine system. FIG. 1 shows a schematic configuration of a multi-cylinder in-cylinder injection gasoline engine (hereinafter abbreviated as “engine”) 2 and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 4 mounted in an automobile. Yes. In FIG. 1, the configuration of one cylinder is mainly shown.
ECU4は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成され、エンジンシステム全体の作動を制御する。ECU4は、制御部の一例である。詳しくは後述する。エンジン2には、燃焼室10内に燃料を直接噴射する燃料噴射バルブ12と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ14とがそれぞれ設けられている。エンジン2は、例えば直列式4気筒のガソリンエンジンである。
The ECU 4 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls the operation of the entire engine system. The ECU 4 is an example of a control unit. Details will be described later. The engine 2 is provided with a
燃焼室10に接続している吸気ポートP1は吸気弁V1の駆動により開閉される。燃焼室10に接続している排気ポートP2は排気弁V2の駆動により開閉される。吸気弁V1及び排気弁V2は気筒毎に設けられている。吸気弁V1、排気弁V2はそれぞれ、クランク軸54の回転が伝達されて回転する吸気カム軸S1、排気カム軸S2によって作動する。尚、吸気ポートP1、排気ポートP2は、エンジン2のシリンダヘッドに形成されている。
The intake port P1 connected to the
本実施形態では、吸気弁V1、排気弁V2のリフト範囲をそれぞれ変更可能なリフト範囲変更機構L1、L2が設けられている。リフト範囲変更機構L1、L2は、ECU4からの指令に基づいて、それぞれ、吸気弁V1、排気弁V2のリフト範囲を変更する。詳しくは後述する。 In the present embodiment, lift range changing mechanisms L1 and L2 that can change the lift ranges of the intake valve V1 and the exhaust valve V2 are provided. The lift range changing mechanisms L1 and L2 change the lift ranges of the intake valve V1 and the exhaust valve V2, respectively, based on a command from the ECU 4. Details will be described later.
吸気ポートP1に接続された吸気通路20の途中にはサージタンク22が設けられ、サージタンク22の上流側にはスロットルモータ24によって開度が調節されるスロットル弁26が設けられている。このスロットル弁26の開度により吸気量が調整される。スロットル開度はスロットル開度センサ28により検出され、サージタンク22内の吸気圧は、吸気圧センサ30により検出される。また、吸気通路20にはエアフロメータ21が配置されて、吸入空気量に応じた検出値をECU4に出力する。
A surge tank 22 is provided in the middle of the
排気ポートP2に接続された排気通路36には、排気ガス中の未燃成分(HC,CO)の酸化と窒素酸化物(NOx)の還元とを行い、酸素吸蔵、放出機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト38が設けられている。また、排気通路36には、スタートキャタリスト(以下、単に「触媒」という。)38の下流に三元触媒40が設けられている。また、排気通路36には、触媒38の上流側に、第1酸素センサ64が、触媒38と三元触媒40との間に第2酸素センサ70が配置されている。
The
スロットル開度センサ28及び吸気圧センサ30以外に、エンジン2の冷却水の温度を検出する水温センサ41、アクセルペダル44の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ56、クランク軸54の回転からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ58、第1酸素センサ64、第2酸素センサ70は、それぞれの検出値をECU4へ出力する。ECU4は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン2の燃料噴射時期、燃料噴射量、及びスロットル開度を適宜制御する。
In addition to the throttle opening sensor 28 and the intake pressure sensor 30, a water temperature sensor 41 that detects the temperature of the coolant of the engine 2, an
図2A、2Bは、リフト範囲変更機構L1の説明図である。リフト範囲変更機構L1は、2つのカムS1a、S1bを有する吸気カム軸S1、吸気カム軸S1を軸方向に変位させるアクチュエータA1を含む。カムS1a、S1bのそれぞれは、吸気カム軸S1が回転した際に吸気弁V1を押すためのカム山が形成されている。カムS1aの方がカムS1bよりもカム山が大きく形成されている。ECU4からの指令に応じてアクチュエータA1が駆動することにより、吸気カム軸S1が軸方向に移動し、吸気弁V1を押すカムがカムS1a又はカムS1bに変更される。これにより、吸気弁V1のリフト範囲も変更される。カムS1aが吸気弁V1を押す場合の吸気弁V1のリフト範囲は大きくなり、カムS1bが吸気弁V1を押す場合の吸気弁V1のリフト範囲は小さくなる。尚、リフト範囲変更機構L2も同様の構造により排気弁V2のリフト範囲を変更する。尚、リフト範囲変更機構は、このようなものに限定されず、例えば、カムがロッカアームを押し、ロッカアームが吸気弁V1を押すものであってもよい。 2A and 2B are explanatory diagrams of the lift range changing mechanism L1. The lift range changing mechanism L1 includes an intake camshaft S1 having two cams S1a and S1b, and an actuator A1 that displaces the intake camshaft S1 in the axial direction. Each of the cams S1a and S1b has a cam crest for pushing the intake valve V1 when the intake camshaft S1 rotates. The cam S1a has a larger cam crest than the cam S1b. When the actuator A1 is driven in accordance with a command from the ECU 4, the intake camshaft S1 moves in the axial direction, and the cam that pushes the intake valve V1 is changed to the cam S1a or the cam S1b. As a result, the lift range of the intake valve V1 is also changed. When the cam S1a pushes the intake valve V1, the lift range of the intake valve V1 increases, and when the cam S1b pushes the intake valve V1, the lift range of the intake valve V1 decreases. The lift range changing mechanism L2 also changes the lift range of the exhaust valve V2 with the same structure. The lift range changing mechanism is not limited to this, and for example, the cam may push the rocker arm, and the rocker arm may push the intake valve V1.
次に、吸気弁V1を付勢するスプリングのセット荷重を変更するセット荷重変更機構B1について説明する。図3は、セット荷重変更機構B1の説明図である。セット荷重変更機構B1は、調圧弁80、ポンプ81、バイパス油路82、オイルパン83等を含む。吸気弁V1はスプリング97によって常に上方、すなわち吸気ポートP1を閉じる方向に付勢されている。即ち、スプリング97は圧縮された状態で保持されている。吸気弁V1のバルブステムV12の上端には上壁付き円筒体からなるタペット(バルブリフタ)93が設けられている。バルブステムV12の上端には、スプリング97の上端を支持する第1のスプリングリテーナ94および第2のスプリングリテーナ95が設置されている。2つのリテーナはいずれもタペット93の内部に形成されるシリンダに対してピストンのように嵌合し、それらの間に油圧室96が形成されている。なお、第1のスプリングリテーナ94はバルブステムV12の上端に固定されて、タペット93と実質的に一体として移動可能となっている。第2のリテーナ95はバルブステム92およびタペット93のシリンダ面に対して液密状態を保って摺動するように形成されている。
Next, the set load changing mechanism B1 that changes the set load of the spring that biases the intake valve V1 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the set load changing mechanism B1. The set load changing mechanism B1 includes a
タペット93の周壁には油路89と接続する通孔85が形成されている。油圧室96にはオイルパン83からポンプ81によって汲み上げられて圧送されるオイルが油路89を介して供給される。油圧室86とポンプ81との間には調圧弁80が設けられており、調圧弁80はECU4によって制御されている。
A through
ECU4は、詳しくは後述するが、各種センサからの出力に基づいて検出された運転状態に応じて、調圧弁80により油圧室96の油圧を変化させて容積を制御する。調圧弁80にはバイパス油路82が設けられており、油圧室96内の油圧が制御圧力よりも高くなったときに、余剰なオイルをオイルパン83へ逃がし、これにより任意の油圧に設定できる。カムS1a又はカムS1bは、タペット93の上面に接触して、油圧室96を介して吸気弁V1を押し開く。
As will be described in detail later, the ECU 4 controls the volume by changing the hydraulic pressure of the
次に、セット荷重の変更について説明する。図4A、4Bは、スプリング97のセット荷重を変更する場合の説明図である。所定の条件が成立した場合に、ECU4は調圧弁80により油圧室96の油圧を上昇させて、油圧室96の容積を増大させる。この時、図4Aに示すよう油圧室96の容積が大きくなる。これにより、第2のリテーナ95が第1のリテーナ94から遠ざかるように移動してスプリング97が圧縮される。これにより、吸気弁V1を付勢するスプリング97のセット荷重が増大する。そのため、ここで異物が吸気弁V1とバルブシートの間に噛み込まれても、スプリング97の荷重が大きいために容易に異物を破砕することができる。
Next, changing the set load will be described. 4A and 4B are explanatory diagrams when the set load of the
また、所定の条件が成立した場合には、ECU4は調圧弁80により油圧室96の油圧を低下させて容積を小さくし、スプリング97のセット荷重を小さくする。これにより、スプリング97のセット荷重が増大することにより吸気弁V1およびタペット93、あるいはバルブシート等が破損する恐れがない。尚、排気弁V2も同様の機構により、排気弁V2を付勢するスプリングのセット荷重を変更する機構が設けられている。
When a predetermined condition is satisfied, the ECU 4 reduces the hydraulic pressure in the
次に、通常運転時でのリフト範囲の設定について説明する。図5Aは、通常運転時での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図5Bは、通常運転時でのリフト量、スプリング97の付勢力を示している。図5Aのマップは、ECU4のROMに記録されている。図5Aに示すように、通常運転時では、高負荷高回転時にはカムS1aにより吸気弁V1を駆動することによってリフト範囲が大きく変更し、低負荷低回転時にはカムS1bにより吸気弁V2を駆動することによりリフト範囲を小さく変更する。図5Bに示すように、リフト範囲内での排気弁V1のリフト位置に応じてスプリング97の付勢力が変化する。従って、例えばリフト範囲が低リフトに設定された場合には、吸気弁V1が設定されたリフト範囲内の最大位置にある場合に、スプリング97の付勢力は最大値Mbをとる。また、リフト範囲が高リフトに設定された場合は、吸気弁V1が設定されたリフト範囲の最大位置にある場合に、スプリング97の付勢力は最大値Maをとる。尚、通常運転時では、スプリング97のセット荷重は最小に設定されているが、これに限定されず、最大以外に設定されていればよい。
Next, the setting of the lift range during normal operation will be described. FIG. 5A shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 during normal operation, and FIG. 5B shows the lift amount and the urging force of the
図5Cは、第1のデポジット粉砕制御での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図5Dは、第1のデポジット粉砕制御時のリフト量、スプリング97の付勢力を示している。図5Cに示すように、所定の条件成立時には、ECU4は図5Cのマップを使用して運転状態によらずにリフト範囲を低リフトに設定する。また、この際にECU4は、セット荷重変更機構B1を制御して、スプリング97のセット荷重を増大させる。詳細には、低リフトに設定されスプリング97のセット荷重が増大した場合でのスプリング97の付勢力の最大値Mb´が、上述した最大値Maより小さくなるように設定する。換言すれば、高リフトに設定された場合には、スプリング97のセット荷重を増大する制御は実行されない。従って、吸気弁V1やその周辺の機構に負荷が大きくなることが抑制される。尚、この場合のセット荷重は、最小でなければよく、最大であっても最大でなくてもよい。尚、図5A、5Cに示したマップに基づいて排気弁V2のリフト範囲も同様に変更される。
FIG. 5C shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 in the first deposit crushing control, and FIG. 5D shows the lift amount and the urging force of the
図6、7は、ECU4が実行する第1のデポジット粉砕制御の一例を示したフローチャートである。尚、ECU4は、図6、7に示したフローチャートの制御を交互に行ってもよいし同時に行ってもよい。図6に示すように、ECU4は、吸気弁V1と吸気ポートP1との間又は排気弁V2と排気ポートP2との間にデポジットが挟まれた状態であるか否かを検出する(ステップS1)。 6 and 7 are flowcharts showing an example of the first deposit crushing control executed by the ECU 4. The ECU 4 may alternately perform the control of the flowcharts shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the ECU 4 detects whether a deposit is sandwiched between the intake valve V1 and the intake port P1 or between the exhaust valve V2 and the exhaust port P2 (step S1). .
例えば、デポジットが吸気弁V1や排気弁V2、又は吸気ポートP1や排気ポートP2に付着して、吸気ポートP1や排気ポートP2を正常に閉じることができない場合、燃焼室10内の排気ガスが吸気ポートP1又は排気ポートP2に漏れだすおそれがある。この場合、失火が生じるおそれがある。従って、失火を検出した場合に、ECU4は吸気弁V1と吸気ポートP1との間又は排気弁V2と排気ポートP2との間にデポジットが挟まれた状態にあると判定する。失火の検出方法は、例えば、クランク軸54の回転速度の変動に基づいて検出してもよいし、燃焼室10内の圧力の変動に基づいて検出してもよい。
For example, if the deposit adheres to the intake valve V1 or the exhaust valve V2, or the intake port P1 or the exhaust port P2, and the intake port P1 or the exhaust port P2 cannot be closed normally, the exhaust gas in the
尚、ステップS1での具体的な判定方法は上記に限定されない。例えば、吸気ポートP1の温度を検出するセンサを設け、吸気ポートP1の温度が所定値よりも大きくなった場合に、吸気ポートP1側に排気ガスが戻されているものと判断して、吸気弁V1と吸気ポートP1との間にデポジットが挟まれた状態にあると判定してもよい。 In addition, the specific determination method in step S1 is not limited to the above. For example, a sensor for detecting the temperature of the intake port P1 is provided, and when the temperature of the intake port P1 becomes higher than a predetermined value, it is determined that the exhaust gas is returned to the intake port P1 side, and the intake valve It may be determined that a deposit is sandwiched between V1 and the intake port P1.
ステップS1で否定判定の場合には、図6に示した制御を終了して図7に示す制御を実行する。肯定判定の場合には、ECU4は、高リフトを禁止し(ステップS2)、現在のリフト範囲が低リフトに設定されているか否かを判定する(ステップS3)。否定判定の場合には、ECU4は図6に示した制御を終了して図7に示した制御を実行する。肯定判定の場合には、ECU4は、スプリング97のセット荷重を増大させる(ステップS4)。換言すれば、セット荷重は最小以外に設定される。 If the determination in step S1 is negative, the control shown in FIG. 6 is terminated and the control shown in FIG. 7 is executed. If the determination is affirmative, the ECU 4 prohibits high lift (step S2) and determines whether or not the current lift range is set to low lift (step S3). In the case of negative determination, the ECU 4 ends the control shown in FIG. 6 and executes the control shown in FIG. If the determination is affirmative, the ECU 4 increases the set load of the spring 97 (step S4). In other words, the set load is set to a value other than the minimum.
図7に示すように、ECU4は、各種センサからの出力値に基づいてエンジン2の回転数、負荷を算出し(ステップS11)、高リフト禁止フラグがONであるか否かを判定する(ステップS12)。高リフト禁止フラグがOFFの場合には、ECU4は図5Aに示したマップに基づいてエンジン2の運転状態が高リフト使用域にあるか否かを判定し(ステップS13)、肯定判定の場合にはリフト範囲を高リフトに設定し(ステップS14)、否定判定の場合にはリフト範囲を低リフトに設定する(ステップS15)。即ち、高リフト禁止フラグがOFFの場合には、図5Aに示したマップに基づいて通常運転時での制御が実行される。ステップS12で高リフト禁止フラグがONの場合には、ECU4は図5Cに示したマップに基づいてリフト範囲を低リフトに設定する(ステップ15)。このように低リフトに設定してセット荷重を増大させる。これにより、吸気弁V1、排気弁V2によるデポジットの粉砕を促進することができる。また、高リフトに設定した場合にはセット荷重の増大は行われないので、吸気弁V1、排気弁V2やその周辺の機構への負荷や駆動音を抑制できる。 As shown in FIG. 7, the ECU 4 calculates the rotation speed and load of the engine 2 based on output values from various sensors (step S11), and determines whether or not the high lift prohibition flag is ON (step S11). S12). When the high lift prohibition flag is OFF, the ECU 4 determines whether or not the operating state of the engine 2 is in the high lift use range based on the map shown in FIG. 5A (step S13). Sets the lift range to a high lift (step S14), and if the determination is negative, sets the lift range to a low lift (step S15). That is, when the high lift prohibition flag is OFF, control during normal operation is executed based on the map shown in FIG. 5A. If the high lift prohibition flag is ON in step S12, the ECU 4 sets the lift range to a low lift based on the map shown in FIG. 5C (step 15). In this way, the set load is increased by setting a low lift. Thereby, crushing of the deposit by the intake valve V1 and the exhaust valve V2 can be promoted. In addition, since the set load is not increased when the high lift is set, the load and driving noise on the intake valve V1, the exhaust valve V2, and the surrounding mechanisms can be suppressed.
次に、ECU4が実行する第2のデポジット粉砕制御について説明する。図8Aは、第2のデポジット粉砕制御での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図8Bは、第2のデポジット粉砕制御時のリフト量、スプリング97の付勢力を示している。第2のデポジット粉砕制御では、実際にデポジットが吸気弁V1と吸気ポートP1との間に、又は排気弁V2と排気ポートP2との間に挟まってはいないものの、このようなことが予想される場合にECU4が実行する制御である。具体的には、所定の条件が成立した場合に、ECU4はエンジン2の運転状態に応じてリフト範囲を低リフト又は高リフトに設定し、低リフトに設定した場合にのみスプリング97のセット荷重を増大させる。
Next, the second deposit crushing control executed by the ECU 4 will be described. FIG. 8A shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 in the second deposit crushing control, and FIG. 8B shows the lift amount and the urging force of the
図9は、ECU4が実行する第2のデポジット粉砕制御の一例を示したフローチャートである。図9に示すように、ECU4は、各種センサからの出力値に応じてエンジン2の回転数及び負荷を算出して(ステップS21)、エンジン2の運転状態が高リフト域であるか否かを判定し(ステップS22)、肯定判定の場合にはリフト範囲を高リフトに設定する(ステップS23)。否定判定の場合には、ECU4はリフト範囲を低リフトに設定して(ステップS24)、吸気弁V1と吸気ポートP1との間にデポジットが挟まれる、又は排気弁V2と排気ポートP2との間でデポジットが挟まれる可能性があるか否かを判定する(ステップS25)。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of second deposit crushing control executed by the ECU 4. As shown in FIG. 9, the ECU 4 calculates the rotational speed and load of the engine 2 according to the output values from the various sensors (step S21), and determines whether or not the operating state of the engine 2 is in the high lift range. A determination is made (step S22), and if the determination is affirmative, the lift range is set to a high lift (step S23). In a negative determination, the ECU 4 sets the lift range to a low lift (step S24), and a deposit is sandwiched between the intake valve V1 and the intake port P1, or between the exhaust valve V2 and the exhaust port P2. In step S25, it is determined whether or not there is a possibility that the deposit may be pinched.
ここで、デポジットの発生量はオイル消費量に比例するものと考えられる。従って、オイル消費量を検出又は算出し、オイル消費量が所定量を超えた場合にECU4は、デポジットが挟まれる可能性があると判断する。オイル消費量は、例えば、オイルパンなどのオイルレベルを検出するセンサからの出力に基づいて検出する。また、例えば、デポジットの発生量はエンジン始動時からの運転期間に比例するものと考えることもできる。従って、エンジンの運転期間が所定期間を超えた場合に、ECU4はデポジットが挟まれる可能性があると判断してもよい。尚、オイル消費量や運転期間は、メンテナンスによってリセットされる。 Here, the amount of deposit generated is considered to be proportional to the oil consumption. Therefore, the oil consumption amount is detected or calculated, and when the oil consumption amount exceeds a predetermined amount, the ECU 4 determines that there is a possibility that a deposit may be caught. The oil consumption is detected based on an output from a sensor that detects an oil level such as an oil pan, for example. For example, it can be considered that the amount of deposit generated is proportional to the operation period from the start of the engine. Therefore, when the engine operation period exceeds a predetermined period, the ECU 4 may determine that there is a possibility that a deposit may be caught. The oil consumption and the operation period are reset by maintenance.
ステップS25で否定判定の場合にはECU4は本制御は終了する。肯定判定の場合には、ECU4は、セット荷重を増大させる(ステップS26)。即ち、ECU4は、スプリング97のセット荷重を最小以外に設定する。これにより、図5Dに示したように、リフト範囲が低リフトに設定された際にのみスプリング97のセット荷重が増大する。換言すれば、リフト範囲が高リフトに設定された際には、スプリング97のセット荷重は最大以外に設定される。詳細には、この場合も図8Bに示すように、リフト範囲を最大以外に設定しセット荷重を最小以外に設定した場合でのバルブのリフトに応じて変化するスプリング97の付勢力の最大値Mb´は、リフト範囲を最大に設定しセット荷重を最大以外に設定した場合でのバルブのリフトに応じて変化するスプリング97の付勢力の最大値Maよりも小さい。これにより、吸気弁V1、排気弁V2によるデポジットの粉砕を促進しつつ、吸気弁V1、排気弁V2やその周辺の機構への負荷や駆動音を抑制できる。
If the determination in step S25 is negative, the ECU 4 ends this control. If the determination is affirmative, the ECU 4 increases the set load (step S26). That is, the ECU 4 sets the set load of the
次に、実施例2のエンジンシステムについて説明する。尚、実施例1のエンジンシステムと同一又は類似の構成については、同一又は類似の符号を付することにより重複する説明を省略する。図10A〜10Cは、実施例2のエンジンシステムに採用されるリフト範囲変更機構L1´の説明図である。吸気カム軸S1´には、3つのカムS1a、S1b、S1cが形成されている。カムS1cのカム山は、カムS1aのカム山よりも小さくカムS1bのカム山よりも大きい。これにより、ECU4は、アクチュエータA1を制御することにより、吸気弁V1のリフト範囲を、高リフト、低リフトのみならず中リフトにも設定することができる。尚、排気弁V2のリフト範囲を変更するリフト範囲変更機構が設けられている。 Next, the engine system of Example 2 will be described. In addition, about the structure same or similar to the engine system of Example 1, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same or similar code | symbol. 10A to 10C are explanatory diagrams of a lift range changing mechanism L1 ′ employed in the engine system of the second embodiment. Three cams S1a, S1b, and S1c are formed on the intake camshaft S1 ′. The cam peak of the cam S1c is smaller than the cam peak of the cam S1a and larger than the cam peak of the cam S1b. Thus, the ECU 4 can set the lift range of the intake valve V1 not only for a high lift and a low lift but also for a medium lift by controlling the actuator A1. A lift range changing mechanism for changing the lift range of the exhaust valve V2 is provided.
図11Aは、通常運転時での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図11Bは、通常運転時のリフト量、スプリング97の付勢力を示している。図11Aに示すように、中負荷中回転時にはカムS1cにより吸気弁V1のリフト範囲が中リフトに設定される。リフト範囲が中リフトに設定された場合には、吸気弁V1が設定されたリフト範囲内の最大位置にある場合に、スプリング97の付勢力は最大値Mcをとる。通常運転時ではエンジン2の運転状態に応じてリフト範囲が高リフト、中リフト、低リフトのいずれかに設定される。
FIG. 11A shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 during normal operation, and FIG. 11B shows the lift amount and the urging force of the
図11Cは、第1のデポジット粉砕制御での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図11Dは、第1のデポジット粉砕制御時でのリフト量、スプリング97の付勢力を示している。図11Cに示すように、所定の条件成立時には、ECU4は図11Cのマップを使用して、リフト範囲を中リフト又は低リフトに設定して、セット荷重を増大させる。ここで、リフト範囲が中リフトに設定されセット荷重が増大された場合のスプリング97の付勢力の最大値Mc´、及びリフト範囲が小リフトに設定されセット荷重が増大された場合のスプリング97の付勢力の最大値Mb´は、最大値Maよりも小さい。
11C shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 in the first deposit crushing control, and FIG. 11D shows the lift amount and the biasing force of the
図12は、実施例2のエンジンシステムのECU4が実行する第1のデポジット粉砕制御の一例を示したフローチャートである。尚、実施例2の場合においても、ECU4は、図6に示した制御をも実行する。従って、図6に示した制御については説明を省略する。図7に示すように、4はエンジン2の回転数、負荷を検出し(ステップS31)、高リフト禁止フラグがONであるか否かを判定する(ステップS32)。否定判定の場合には、ECU4は図11Aに示したマップに基づいてエンジン2の運転状態が高リフト使用域にあるか否かを判定し(ステップS33)、肯定判定の場合にはリフト範囲を高リフトに設定し(ステップS34)、否定判定の場合には、4はエンジン2の運転状態が中リフト使用域であるか否かを判定し(ステップS35)、肯定判定の場合にはリフト範囲を中リフトに設定し(ステップS36)、否定判定の場合にはリフト範囲を低リフトに設定する(ステップS37)。即ち、高リフト禁止フラグがOFFの場合には、図11Aに示したマップに基づいて通常運転時での制御が実行される。 FIG. 12 is a flowchart showing an example of first deposit crushing control executed by the ECU 4 of the engine system of the second embodiment. In the second embodiment, the ECU 4 also executes the control shown in FIG. Therefore, description of the control shown in FIG. 6 is omitted. As shown in FIG. 7, 4 detects the rotational speed and load of the engine 2 (step S31), and determines whether or not the high lift prohibition flag is ON (step S32). In the case of negative determination, the ECU 4 determines whether or not the operating state of the engine 2 is in the high lift usage range based on the map shown in FIG. 11A (step S33). When a high lift is set (step S34), in the case of negative determination, 4 determines whether or not the operating state of the engine 2 is in the middle lift use range (step S35), and in the case of positive determination, the lift range. Is set to a medium lift (step S36), and in the case of a negative determination, the lift range is set to a low lift (step S37). That is, when the high lift prohibition flag is OFF, control during normal operation is executed based on the map shown in FIG. 11A.
ステップS32で肯定判定の場合、即ち高リフト禁止フラグがONの場合には、ECU4は図11Cに示したマップに基づいてリフト範囲を中リフト又は低リフトに設定する(ステップS35〜37)。このように中リフト又は低リフトに設定してセット荷重を増大させる。これにより、吸気弁V1、排気弁V2によるデポジットの粉砕を促進することができる。また、高リフトに設定した場合にはセット荷重の増大は行われないので、吸気弁V1、排気弁V2やその周辺の機構への負荷が増大することが抑制されている。 If the determination in step S32 is affirmative, that is, if the high lift prohibition flag is ON, the ECU 4 sets the lift range to medium lift or low lift based on the map shown in FIG. 11C (steps S35 to 37). In this way, the set load is increased by setting the intermediate lift or the low lift. Thereby, crushing of the deposit by the intake valve V1 and the exhaust valve V2 can be promoted. Further, since the set load is not increased when the high lift is set, an increase in the load on the intake valve V1, the exhaust valve V2, and the surrounding mechanism is suppressed.
次に、実施例2のエンジンシステムのECU4が実行する第2のデポジット粉砕制御の一例について説明する。図13Aは、実施例2のエンジンシステムでの第2のデポジット粉砕制御での吸気弁V1のリフト範囲の変更に使用されるマップを示し、図13Bは、第2のデポジット粉砕制御時でのリフト量、スプリング97の付勢力を示している。第2のデポジット粉砕制御では、実際にデポジットが吸気弁V1と吸気ポートP1との間に、又は排気弁V2と排気ポートP2との間に挟まってはいないものの、このようなことが予想される場合にECU4が実行する制御である。具体的には、所定の条件が成立した場合に、ECU4は、エンジン2の運転状態に応じて低リフト、中リフト、又は高リフトに設定し、エンジン2の運転状態に応じて低リフト、中リフトに設定された場合にスプリング97のセット荷重を増大させる。尚、ECU4は、ステップS25と同様の処理を行うことにより、吸気弁V1と吸気ポートP1との間にデポジットが挟まれる、又は排気弁V2と排気ポートP2との間でデポジットが挟まれる可能性があるか否かを判定する。
Next, an example of the second deposit crushing control executed by the ECU 4 of the engine system of the second embodiment will be described. FIG. 13A shows a map used for changing the lift range of the intake valve V1 in the second deposit crushing control in the engine system of the second embodiment, and FIG. 13B shows the lift in the second deposit crushing control. The amount, the urging force of the
次に、実施例2のエンジンシステムのECU4が実行する第2のデポジット粉砕制御の変形例について説明する。図14は、実施例2のエンジンシステムでの第2のデポジット粉砕制御の変形例でのリフト量、スプリング97の付勢力を示している。図14に示すように、所定の条件が成立した場合には、図13Aに示したマップに基づいてリフト範囲を設定し、リフト範囲が低リフト又は中リフトに設定された場合には、セット荷重を増大させる。詳細には、低リフトに設定された場合でのセット荷重の増大量を、中リフトに設定された場合でのセット荷重の増大量よりも大きくする。これにより、エンジン2の運転状態を考慮して低リフトに設定された場合であっても、デポジットを粉砕可能な程度の吸気弁V1の駆動力を確保することができる。
Next, a modified example of the second deposit crushing control executed by the ECU 4 of the engine system of the second embodiment will be described. FIG. 14 shows the lift amount and the urging force of the
尚、低リフトに設定されてセット荷重が増大した場合でのスプリング97の付勢力の最大値Mb´´は、最大値Maよりも小さい。このように、リフト範囲が小さく設定された場合ほど、セット荷重を大きく変更してもよい。これにより、スプリング97の付勢力の最大値を、設定されたリフト範囲の間で一定にすることができる。また、実際に吸気弁V1と吸気ポートP1との間又は排気弁V2と排気ポートP2との間にデポジットが挟まれた状態の場合に、上記のようにリフト範囲が小さく設定された場合ほど、セット荷重を大きく変更してもよい。
Note that the maximum value Mb ″ of the urging force of the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
吸気弁V1、又は排気弁V2のどちらか一方についてのみ、上記の制御を実行するようにしてもよい。また、リフト範囲変更機構、セット荷重変更機構は、吸気弁V1、又は排気弁V2のどちら一方のみに対して設けられていてもよい。 The above control may be executed only for either the intake valve V1 or the exhaust valve V2. Further, the lift range changing mechanism and the set load changing mechanism may be provided for only one of the intake valve V1 and the exhaust valve V2.
A1 アクチュエータ
B1 セット荷重変更機構
L1、L1´、L2 リフト範囲変更機構
P1 吸気ポート
P2 排気ポート
V1 吸気弁
V2 排気弁
2 エンジン
4 ECU
97 スプリング
S1a、S1b カム
A1 Actuator B1 Set load changing mechanism L1, L1 ', L2 Lift range changing mechanism P1 Intake port P2 Exhaust port V1 Intake valve V2 Exhaust valve 2 Engine 4 ECU
97 Spring S1a, S1b Cam
Claims (3)
前記ポートを前記バルブが閉鎖するように付勢するとともに前記バルブがリフト範囲の最大位置にある場合に付勢力が最大値をとるスプリングのセット荷重を変更可能なセット荷重変更機構と、
前記リフト範囲を最小に設定し前記セット荷重を最大に設定するように前記リフト範囲変更機構及び前記セット荷重変更機構を制御する処理を実行する制御部と、を備え、
前記リフト範囲を最小に設定し前記セット荷重を最大に設定した場合での前記バルブのリフトに応じて変化する前記付勢力の最大値は、前記リフト範囲を最大に設定し前記セット荷重を最小に設定した場合での前記バルブのリフトに応じて変化する前記付勢力の最大値よりも小さいエンジンシステム。 A lift range changing mechanism capable of changing a lift range of a valve for opening and closing an engine port;
A set load changing mechanism that urges the port so that the valve is closed and can change a set load of a spring that takes a maximum value when the valve is at a maximum position in a lift range;
A control unit that executes processing for controlling the lift range changing mechanism and the set load changing mechanism so as to set the lift range to a minimum and set the set load to a maximum ;
When the lift range is set to the minimum and the set load is set to the maximum, the maximum value of the urging force that changes in accordance with the lift of the valve is set to maximize the lift range and minimize the set load. An engine system that is smaller than the maximum value of the urging force that changes in accordance with the lift of the valve when set .
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