JPH04228843A - 内燃機関の吸排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガソリンエンジン等
の内燃機関に係り、詳しくはその吸気又は排気のタイミ
ングを制御する吸排気制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば『内燃機関概論』（日刊工
業新聞社刊，昭和６０年１０月８日発行）では、４サイ
クルエンジンにおける吸気バルブ及び排気バルブの開閉
時期について一般的な解説がなされている。その説明の
中で、図１１に示すように、ピストンの上死点付近に設
定されたバルブオーバラップの期間について開示されて
いる。即ち、排気バルブが閉じるまでの間に吸気バルブ
が開く期間のあることが開示されている。従って、バル
ブオーバラップの期間中にピストンの行程が排気行程か
ら吸気行程へ移り、燃焼室には吸気ポートから混合気が
吸入され、これと共に排気ポートから既燃焼ガスが混入
することになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した４サ
イクルエンジンであって燃焼室に配置された点火プラグ
により混合気へ着火するエンジンでは、エンジンの充分
に暖まっていない冷間時にプラグくすぶりの点で問題が
あった。即ち、混合気中の燃料が液化し易い冷間時にお
いて、バルブオーバラップの際に、燃焼室に吸入される
混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを
直撃することにより、燃料の液滴が点火プラグに付着し
てプラグくすぶりのおそれがあった。

【０００４】例えば、図１２に示すような各気筒吸排気
２バルブ方式のガソリンエンジンでは、吸気バルブ７１
、排気バルブ７２及び点火プラグ７３が三角形の各頂点
に位置するようにシリンダヘッド７４に配置されている
。そして、バルブオーバラップの際にエンジンが排気行
程から吸気行程へ移ると、吸気バルブ７１側から吸入さ
れる混合気（実線矢印）の流れが、排気バルブ７２側か
ら混入する既燃焼ガス（破線矢印）の流れによって押し
曲げられる（太実線矢印）。よって、押し曲げられた混
合気はプラグ保護壁７５を回り込んで点火プラグ７３を
直撃し、同プラグ７３に燃料が付着するおそれがあった
。

【０００５】又、図１３に示すような各気筒吸排気４バ
ルブ方式のガソリンエンジンでは、シリンダヘッド７４
において一対の吸気バルブ７１と一対の排気バルブ７２
の間に点火プラグ７３が配置されている。そして、この
場合でも点火プラグ７３がシリンダヘッド７４の内壁面
から後退していない限り、上記例と同様の不具合が起こ
るおそれがあった。即ち、各吸気バルブ７１側から吸入
される混合気（実線矢印）の流れが、各排気バルブ７２
側から混入する既燃焼ガス（破線矢印）の流れによって
押し曲げられて（太実線矢印）点火プラグ７３を直撃し
、同プラグ７３に燃料が付着するおそれがあった。

【０００６】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、冷間時に燃焼室にて既燃焼
ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラグへ
の燃料の付着を防止してプラグくすぶりを改善すること
が可能な内燃期間の吸排気制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明においては、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入
路を開閉する吸入路開閉手段と、燃焼室への混合気吸入
時期を変更すべく吸入路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする吸入時期変更手段と、機関の回転に同期して所
定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス
排出路を開閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃
焼ガス排出時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイ
ミングを可変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置
され、同燃焼室に吸入される混合気へ着火するための点
火プラグとを備え、混合気吸入時期、既燃焼ガス排出時
期を適宜に変更するために吸入時期変更手段及び排出時
期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸排気制御装置に
おいて、機関の温度を検出する機関温度検出手段と、そ
の機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間時
であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス
排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸
入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変
更手段を駆動制御する吸排制御手段とを備えている。

【０００８】又、上記の目的を達成するために、第２の
発明においては、機関の回転に同期して所定のタイミン
グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
吸入路開閉手段と、機関の回転に同期して所定のタイミ
ングで駆動され、燃焼室に通じる既燃焼ガス排出路を開
閉する排出路開閉手段と、燃焼室からの既燃焼ガス排出
時期を変更すべく排出路開閉手段の駆動タイミングを可
変とする排出時期変更手段と、燃焼室に配置され、同燃
焼室に吸入される混合気へ着火するための点火プラグと
を備え、少なくとも既燃焼ガス排出時期を適宜に変更す
るために排出時期変更手段を駆動制御する内燃機関の吸
排気制御装置において、機関の温度を検出する機関温度
検出手段と、その機関温度検出手段の検出結果に基づい
て機関が冷間時であると判断した時、排出路開閉手段に
より既燃焼ガス排出路が閉ざされる時期を機関のピスト
ン上死点よりも前になるように排出時期変更手段を駆動
制御する排出制御手段とを備えている。

【０００９】

【作用】上記第１の発明の構成によれば、吸排制御手段
は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関の冷間時
を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路
が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気吸入路を
開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期変更手段
を駆動制御する。これにより、既燃焼ガス排出路の開放
時期と混合気吸入路の開放時期がオーバラップすること
がなくなる。従って、冷間時には混合気と既燃焼ガスが
同時に燃焼室へ吸入されることがなくなり、混合気が既
燃焼ガスの流れの影響を受けて点火プラグを直撃するこ
とがなくなる。よって、燃料の液滴が点火プラグに付着
することがなくなる。

【００１０】又、上記第２の発明の構成によれば、排出
制御手段は機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関
の冷間時を判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされる時期を機関のピストン上死点より
も前になるように排出時期変更手段を駆動制御する。こ
れにより、ピストン上死点を過ぎて吸気行程が始まる時
点で既燃焼ガス排出路が開かれることがなくなり、混合
気と既燃焼ガスとが燃焼室に同時に吸入されることがな
くなる。従って、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグを直撃することがなくなる。よって、燃
料の液滴が点火プラグに付着することがなくなる。

【００１１】

【実施例】（第１実施例） 以下、第１の発明を自動車用の４サイクルガソリンエン
ジンに具体化した第１実施例を図１〜図９に基づいて詳
細に説明する。図１及び図２はこの実施例の機関として
の４気筒ガソリンエンジン１における一つの気筒の吸排
気システム及び動弁系を説明する断面図である。このエ
ンジン１はツインカムで各気筒吸排気４バルブ方式であ
る。エンジン１を構成するシリンダブロック２にはボア
３が形成され、そのボア３にはピストン４が上下動可能
に配置されている。ピストン４はロッド５を介してクラ
ンクシャフト６に連結されている。又、シリンダブロッ
ク２の上部にはボア３を覆うようにシリンダヘッド７が
固定されている。そして、そのシリンダヘッド７、ピス
トン４及びボア３により囲まれる空間が燃焼室８となっ
ている。

【００１２】シリンダヘッド７には燃焼室８に連通する
混合気吸入路としての一対の吸気ポート９が形成される
と共に、既燃焼ガス排出路としての一対の排気ポート１
０が形成されている。吸気ポート９はその上流側から供
給される混合気を燃焼室８へ導くための通路である。吸
気ポート９にはその吸気口９ａを開閉する吸入路開閉手
段としての一対の吸気バルブ１１がそれぞれ組み付けら
れている。又、排気ポート１０は燃焼室８にて燃焼され
た既燃焼ガスを外部へ導き出すための通路である。排気
ポート１０にはその排気口１０ａを開閉する排出路開閉
手段としての一対の排気バルブ１２がそれぞれ組み付け
られている。

【００１３】吸気バルブ１１及び排気バルブ１２は上方
へ延びるステム１１ａ，１２ａをそれぞれ備え、両ステ
ム１１ａ，１２ａの間には所定のバルブ狭み角が設定さ
れている。各ステム１１ａ，１２ａの上部にバルブスプ
リング１３，１４及びバルブリフタ１５，１６等がそれ
ぞれ組み付けられている。吸気バルブ１１に対応するバ
ルブリフタ１５にはカム１７が係合するように設けられ
ている。このカム１７はシリンダヘッド７に支持された
吸気側カムシャフト１８上に複数（４気筒分で合計８個
、図４参照）形成されたものである。一方、排気バルブ
１２に対応するバルブリフタ１６にも、同じくカム１９
が係合するように設けられている。このカム１９はシリ
ンダヘッド７に支持された排気側カムシャフト２０上に
複数（４気筒分で合計８個、図４参照）形成されたもの
である。そして、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２は
バルブスプリング１３，１４の付勢力によって上方へ、
かつ吸気口９ａ及び排気口１０ａを閉じる方向へ付勢さ
れている。この付勢状態では、各ステム１１ａ，１２ａ
の上端がバルブリフタ１５，１６を介して常にカム１７
，１９に当接されている。

【００１４】吸気側カムシャフト１８及び排気側カムシ
ャフト２０の端部には、可変バルブタイミング機構を構
成する吸気側タイミングプーリアッシィ２１、排気側タ
イミングプーリアッシィ２２がそれぞれ設けられている
。これらのタイミングプーリアッシィ２１，２２は図示
しないタイミングベルトを介してクランクシャフト６に
駆動連結されている。

【００１５】従って、エンジン１の運転時にクランクシ
ャフト６からタイミングベルトを介して各タイミングプ
ーリアッシィ２１，２２に動力が伝達されることにより
、各カムシャフト１８，２０がそれぞれ回転されて各カ
ム１７，１９が回転される。又、回転される各カム１７
，１９のプロフィルに従いバルブリフタ１５，１６がバ
ルブスプリング１３，１４の付勢力に抗して押圧され、
吸気バルブ１１及び排気バルブ１２が下方へ移動して吸
気口９ａ及び排気口１０ａがそれぞれ開かれる。吸気バ
ルブ１１及び排気バルブ１２の基本的な開閉タイミング
は、周知のようにクランクシャフト６の回転（２回転）
、延いてはピストン４の４つの行程（吸気行程，圧縮行
程，膨張行程，排気行程）に相対して予め設定されてい
る。ここで、ピストン４の吸気行程において吸気口９ａ
が開かれる時、即ち吸気バルブ１１が開かれる時には、
燃焼室８に吸気ポート９から混合気が吸入される。 又、ピストン４の排気行程において排気口１０ａが開か
れる時、即ち排気バルブ１２が開かれる時には、燃焼室
８から排気ポート１０へと既燃焼ガスが排出される。

【００１６】そして、各タイミングプーリアッシィ２１
，２２は、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の基本的
な開閉タイミングをその時々の運転状態に応じて変更す
るために駆動制御され、各カムシャフト１８，２０、延
いては各カム１７，１９の回転位相を適宜に変更するよ
うになっている。即ち、吸気側のタイミングプーリアッ
シィ２１は燃焼室８への混合気の吸入時期を変更すべく
駆動制御され、排気側のタイミングプーリアッシィ２２
は燃焼室８からの既燃焼ガスの排出時期を変更すべく駆
動制御されるようになっている。

【００１７】シリンダヘッド７の各気筒中心部には、点
火プラグ２３が固定されている。点火プラグ２３の先端
側放電部２３ａは燃焼室８内に配置され、合計４つの吸
気バルブ１１及び排気バルブ１２により囲まれている。 この点火プラグ２３は燃焼室８に吸入された混合気へ着
火するためのものであり、図示しないディストリビュー
タからの点火信号に基づいて作動するようになっている
。

【００１８】次に、前述した可変バルブタイミング機構
としての各タイミングプーリアッシィ２１，２２を含む
吸入時期変更手段、排出時期変更手段を構成する可変バ
ルブタイミング装置について説明する。尚、この実施例
において、可変バルブタイミング装置は吸気側と排気側
とで構成が同じであるとして、ここでは吸入時期変更手
段としての吸気側可変バルブタイミング装置を中心に説
明する。

【００１９】図３はその可変バルブタイミング装置を示
す概略構成図である。前述した吸気バルブ１１を駆動す
るための吸気側カムシャフト１８は、そのカムジャーナ
ル１８ａにてシリンダヘッド７の軸受部７ａとベアリン
グキャップ３１との間で回転可能に支持されている。そ
して、カムシャフト１８の一端部にはタイミングプーリ
アッシィ２１が設けられている。

【００２０】タイミングプーリアッシィ２１は、外周に
複数の外歯３２を有すると共に一側に収容凹部３３を有
するプーリ本体３４と、その収容凹部３３に嵌合された
筒体３５と、その筒体３５とプーリ本体３４との間で収
容凹部３３を覆うようにカムシャフト１８の先端にてボ
ルト３６で固定されたキャップ３７とを備えている。こ
のキャップ３７は別のボルト３８により筒体３５にも連
結されている。

【００２１】タイミングプーリアッシィ２１とカムシャ
フト１８との間にはリングギヤ３９が介在され、両者２
１，１８が連結されている。つまり、キャップ３７によ
り密閉された収容凹部３３には、リングギヤ３９が収容
されている。このリングギヤ３９は、その内外周に設け
られた複数の歯３９ａ，３９ｂの両方がヘリカル歯にな
っており、軸方向への移動によってカムシャフト１８と
相対回動可能になっている。リングギヤ３９の内外周の
歯３９ａ，３９ｂはプーリ本体３４の内歯３４ａ及び筒
体３５の内歯３５ａにそれぞれ噛合している。そして、
プーリ本体３４の外歯３２に掛装された図示しないタイ
ミングベルトを介し、タイミングプーリアッシィ２１が
前述したクランクシャフト６に駆動連結されている。

【００２２】従って、クランクシャフト６からタイミン
グプーリアッシィ２１に駆動伝達されることにより、リ
ングギヤ３９により連結されたプーリ本体３４と筒体３
５とが一体的に回転され、更にボルト３８で連結された
筒体３５とキャップ３７とが一体的に回転されてカムシ
ャフト１８が回転駆動される。収容凹部３３において、
リングギヤ３９の軸方向一端側の空間は、制御油圧が作
用する第１の油圧室４０となっている。又、同じく収容
凹部３３において、リングギヤ３９の他端側の空間は、
別系統の制御油圧が作用する第２の油圧室４１となって
いる。筒体３５の内壁は第２の油圧室４１に対応する部
分が第１の油圧室４０に対応する部分よりも大径に形成
されており、その境目が段部３５ｂとなっている。この
第２の油圧室４１には、制御油圧によって軸方向へ移動
可能な環状のピストン４２が設けられている。そして、
制御油圧が加わるピストン４２の受圧面積は、別系統の
制御油圧が加わるリングギヤ３９の受圧面積よりも大き
くなっている。これにより、ピストン４２に作用する制
御油圧の力がリングギヤ３９に作用する制御油圧の力よ
りも大きくなるように設定されている。又、収容凹部３
３におけるリングギヤ３９の移動ストロークは、図３に
おいて、キャップ３７の内壁に当たる位置からその反対
側のピストン４２に当たる位置までである。これに対し
、ピストン４２の移動ストロークは、図３において、プ
ーリ本体３４の内壁に当たる位置から筒体３５の段部３
５ｂに当たる位置までである。

【００２３】又、そのピストン４２とリングギヤ３９と
の各対向端面には、それぞれ凹部３９ｃ，４２ａが形成
され、両凹部３９ｃ，４２ａの間には釣り合い用のスプ
リング４３が介在されている。このスプリング４３の付
勢力は各制御油圧によってリングギヤ３９やピストン４
２に加わる力りよも小さく設定されている。第１の油圧
室４０へ制御油圧を供給するために、シリンダヘッド７
及びカムシャフト１８には、ジャーナル１８ａにおいて
互いに連通するヘッド通路４４及び第１のシャフト通路
４５が形成されている。一方、第２の油圧室４１に別系
統の制御油圧を供給するために、同じくカムシャフト１
８には第２のシャフト通路４６が形成されている。

【００２４】又、タイミングプーリアッシィ２１の内部
から洩れ出た制御油を封止するために、タイミングプー
リアッシィ２１とシリンダヘッド７及びベアリングキャ
ップ３１との間には、ゴム製のシール４７が設けられて
いる。そして、このシール４７とカムシャフト１８とシ
リンダヘッド７及びベアリングキャップ３１との間には
、タイミングプーリアッシィ２１の内部から洩れ出た制
御油を回収するための油回収室４８が設けられている。 更に、カムシャフト１８の下側位置にて、シリンダヘッ
ド７には、油回収室４８にて回収された制御油をドレン
するための油戻し穴４９が形成されている。

【００２５】この実施例では、制御油圧としてエンジン
１の潤滑油圧が利用されている。即ち、オイルパン、オ
イルポンプ及びオイルフィルタ等を含む油圧回路５０か
らは、ヘッド通路４４及び第２のシャフト通路４６に対
し別々の通路５１，５２を通じて潤滑油圧が制御油圧と
して供給されるようになっている。又、各通路５１，５
２の途中には、開閉切換え用の三方弁よりなる第１の電
磁バルブ５３及び第２の電磁バルブ５４がそれぞれ設け
られている。尚、排気側可変バルブタイミング装置にお
いても、図４に示すように前述した吸気側の第１の電磁
バルブ５３に相当する第３の電磁バルブ５５と、第２の
電磁バルブ５４に相当する第４の電磁バルブ５６がそれ
ぞれ設けられている。

【００２６】可変バルブタイミング装置の電気的構成を
図４に従って説明する。各電磁バルブ５３〜５６は吸排
制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）５７によって
開閉制御されるようになっている。このＥＣＵ５７は周
知のように中央処理装置（ＣＰＵ）、所定の制御プログ
ラム等を予め記憶したメモリであるＲＯＭ、ＣＰＵの演
算結果等を一時記憶するメモリであるＲＡＭ等により論
理演算回路として構成されている。このＥＣＵ５７の入
力側には、回転数センサ５８、吸気圧センサ５９、車速
センサ６０及び機関温度検出手段としての水温センサ６
１がそれぞれ接続されている。回転数センサ５８はエン
ジン１の回転数を検出する。吸気圧センサ５９は吸気ポ
ート９に通じる吸気通路内に吸入される空気の圧力を検
出する。又、車速センサ６０はエンジン１を搭載した車
両の速度を検出する。更に、水温センサ６１はエンジン
１の冷却水温ＴＨＷを検出する。そして、ＥＣＵ５７は
各センサ５８〜６１から入力されるエンジン負荷相当値
、エンジン回転数及び冷却水温ＴＨＷに基づいて各電磁
バルブ５３〜５６を好適に開閉制御するようになってい
る。

【００２７】ここで、上記の可変バルブタイミング装置
の作用を説明する。図３において、油圧回路５０のオイ
ルポンプはエンジンの運転に連動して駆動される。そし
て、エンジン１の運転中に各電磁バルブ５３，５４が適
宜に開閉制御されることにより、油圧回路５０から各通
路５１，５２等を通じてヘッド通路４４及び第２のシャ
フト通路４６へ供給される制御油圧が調節される。又、
第１及び第２の油圧室４０，４１へ導かれる制御油圧が
それぞれ調節されることにより、リングギヤ３９の一端
側及びピストン４２の一端側に加えられる制御油圧が調
節される。

【００２８】具体的には、第１の電磁バルブ５３が開か
れ、かつ第２の電磁バルブ５４が閉じられると、第１の
油圧室４０のみに制御油圧が加えられる。よって、図５
に示すように、リングギヤ３９がスプリング４３の付勢
力に抗して軸方向（図面右方向）へ移動しながら回動さ
れ、カムシャフト１８に捩じりが付与される。この時、
第２の油圧室４１には制御油圧が加えられないので、ピ
ストン４２はスプリング４３の付勢力によって軸方向へ
押されながらプーリ本体３４の内壁に当接して位置決め
される。そして、リングギヤ３９はプーリ本体３４の内
壁からピストン４２の厚さ分だけ離れた右端位置にて移
動規制される。この状態では、カムシャフト１８の捩じ
りにより、吸気バルブ１１の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。

【００２９】又、第１の電磁バルブ５３が開かれ、かつ
第２の電子バルブ５４が開かれると、第１の油圧室４０
及び第２の油圧室４１の両方に制御油圧が加えられる。 よって、図６に示すように、ピストン４２はリングギヤ
３９の軸方向への移動ストロークを小さくする方向へ、
段部３５ｂに係止される位置までスプリング４３の付勢
力に抗して移動される。又、リングギヤ３９はピストン
４２に当接する位置にて移動が規制される。この状態で
は、リングギヤ３９が各油圧室４０，４１に加えられる
制御油圧とスプリング４３の付勢力との釣り合いにより
、ピストン４２に係止されながら中間位置に保持される
。この保持状態では、制御油圧の作用するピストン４２
の受圧面積の方がリングギヤ３９のそれよりも大きいこ
とから、ピストン４２がリングギヤ３９によって逆方向
へ押し戻らされることはない。

【００３０】更に、第１の電磁バルブ５３が閉じられ、
かつ第２の電磁バルブ５４が閉じられるか或いは開かれ
ると、図７に示すように、リングギヤ３９がスプリング
４３の付勢力によって押圧され、キャップ３７の内壁に
近接する左端位置まで移動しながら回動される。これに
より、カムシャフト１８に捩じりが付与され、吸気バル
ブ１１の開閉タイミングが基本的な開閉タイミングに対
して遅められる。

【００３１】尚、タイミングプーリアッシィ２１の内部
から洩れ出た制御油は油回収室４８にて回収され、油戻
し穴４９から油圧回路５０のオイルパンへと戻される。 同様に、各電磁バルブ５３，５４のドレンポートから流
出する潤滑油も油圧回路５０のオイルパンへと戻される
。このように、可変バルブタイミング装置では、第１の
油圧室４０と第２の油圧室４１とに供給される２系統の
制御油圧を各電磁バルブ５３，５４の開閉によって制御
することにより、リングギヤ３９の位置が複数段階に変
更されてカムシャフト１８に捩じりが付与される。そし
て、カムシャフト１８に捩じりが付与されることにより
、吸気バルブ１１の開閉タイミングが複数段階に変更さ
れる。この可変バルブタイミング装置では、吸気バルブ
１１の開閉タイミングを複数段階に調節するために、タ
イミングプーリアッシィ２１の収容凹部３３にてリング
ギヤ３９を右端位置、左端位置及びそれらの中間位置の
３つの異なる位置に保持することができる。

【００３２】又、タイミングプーリアッシィ２１では、
リングギヤ３９を中間位置に保持するために、第１の油
圧室４０に供給される制御油圧によって押圧されるリン
グギヤ３９を、第２の油圧室４１に供給される制御油圧
によって押圧されるピストン４２により移動規制してい
る。このため、ピストン４２が機械的なストッパとして
機能してリングギヤ３９の移動が確実に規制される。よ
って、リングギヤ３９を中間位置にて安定して位置決め
保持することができる。そして、制御油圧の調圧精度に
左右されることなく、リングギヤ３９を常に安定した状
態で中間位置に保持することができる。

【００３３】次に、上記のような吸排気システム、動弁
系及び可変バルブタイミング装置により構成した内燃機
関の吸排気制御装置の作用について説明する。図８はエ
ンジン１の始動と同時にＥＣＵ５７によって実行される
バルブタイミング制御処理のルーチンを説明するフロー
チャートであり、所定時間毎の定時割り込みで行われる
。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１１０に
おいて、水温センサ６１により検出される冷却水温ＴＨ
Ｗを入力する。

【００３４】続いて、ステップ１２０において、入力し
た冷却水温ＴＨＷが予め定められた基準水温Ｔ０よりも
小さいか否かを判断する。例えば、基準水温Ｔ０を「４
０℃」とした場合に、これよりも冷却水温ＴＨＷが低い
か否かを判断する。ここで、冷却水温ＴＨＷが基準水温
Ｔ０よりも小さくない場合、即ち冷却水温ＴＨＷが基準
水温Ｔ０以上である場合には、エンジン１が充分に暖ま
っている非冷間時であるとしてステップ２００へ移行し
、非冷間時のバルブタイミング制御処理を実行する。 非冷間時のバルブタイミング制御処理とは、回転数セン
サ５８、吸気圧センサ５９及び車速センサ６０の検出に
より得られるエンジン回転数及びエンジン負荷に基づい
て、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の開閉タイミン
グを適宜に変更する処理である。ここではその説明を省
略する。

【００３５】一方、ステップ１２０において、冷却水温
ＴＨＷが基準水温Ｔ０よりも小さい場合には、エンジン
１が充分に暖まっていな冷間時であるとして、ステップ
１３０へ移行する。そして、ステップ１３０において、
冷間時のバルブタイミング制御処理を実行すべく各電磁
バルブ５３〜５６を開閉制御する。この実施例では、吸
気バルブ１１の開閉タイミングのみを基本的な開閉タイ
ミングよりも遅れさせるために、第１の電磁バルブ５３
及び第２の電磁バルブ５４に開閉制御信号を出力する。 即ち、図９に示すように、ピストン４の行程が排気行程
から吸気行程へ移る上死点後において、吸気バルブ１１
の開かれる時期を排気バルブ１２の閉じられる直後にす
べく、第１の電磁バルブ５３を閉じ、かつ第２の電磁バ
ルブ５４を開かせるか或いは閉じさせる信号を出力する
。つまり、上死点付近において、既燃焼ガスの排出終了
までの間に混合気の吸入開始がオーバラップして行われ
ないように、各電磁バルブ５３，５４を開閉制御する。

【００３６】そして、第１の電磁バルブ５３が閉じられ
、かつ第２の電磁バルブ５４が閉じられるか或いは開か
れると、第１の油圧室４０に加えられる制御油圧が解除
される。その結果、図７に示すように、リングギヤ３９
がスプリング４３の付勢力によってキャップ３７の内壁
に近接する左端位置まで押圧されて移動規制される。 よって、吸気側のカムシャフト１８に捩じりが付与され
、そのカムシャフト１８とタイミングプーリアッシィ２
１との回転位相が変えら、各吸気バルブ１１の開閉タイ
ミングが基本的な開閉タイミングに対して遅れる。

【００３７】従って、冷間時には、上死点付近で排気行
程が終了して排気バルブ１２が確実に閉じられた後に、
吸気バルブ１１が開かれて吸気口９ａから燃焼室８に混
合気が吸入される。このため、燃焼室８に混合気が吸入
される際に、既燃焼ガスが排気口１０ａから同時に混入
することがなくなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流
れの影響を受けて点火プラグ２３の放電部２３ａを直撃
することがなくなる。その結果、燃料の液滴が放電部２
３ａに付着することを防止することができ、燃料付着に
よるプラグくすぶりを防止することができる。

【００３８】（第２実施例） 次に、第２の発明を自動車用の４サイクルガソリンエン
ジンに具体化した第２実施例を図１０に従って説明する
。尚、この実施例において内燃機関の吸排気制御装置の
基本的な構成は前記第１実施例のそれと同じであるとし
、排出制御手段としてのＥＣＵ５７により実行される冷
間時バルブタイミング制御処理の違いについてのみ説明
する。

【００３９】ＥＣＵ５７は水温センサ６１により検出さ
れる冷却水温ＴＨＷが基準水温Ｔ０よりも小さい場合に
冷間時であるとして、その冷間時のバルブタイミング制
御処理を実行すべく各電磁バルブ５３〜５６を開閉制御
する。この実施例では、排気バルブ１２の開閉タイミン
グのみを基本的な開閉タイミングよりも早めさせるため
に、第３の電磁バルブ５５及び第４の電磁バルブ５６に
開閉制御信号を出力する。即ち、図１０に示すように、
ピストン４の行程が排気行程から吸気行程へ移る上死点
付近において、上死点の直前で排気バルブ１２を閉じさ
せるべく、第３の電磁バルブ５５を開かせ、かつ第４の
電磁バルブ５６を閉じさせる信号を出力する。つまり、
既燃焼ガスの排出終了時期を排気行程が終了するよりも
前になるように、各電磁バルブ５５，５６を開閉制御す
る。

【００４０】そして、第３の電磁バルブ５５が開かれ、
かつ第４の電磁バルブ５６が閉じらると、リングギヤ３
９に制御油圧が加えられ、かつピストン４２に加えられ
る制御油圧が解除される。その結果、図５に示すように
、リングギヤ３９がスプリング４３の付勢力に抗して押
圧されて右端位置にて移動規制される。よって、排気側
のカムシャフト２０に捩じりが付与され、そのカムシャ
フト２０とタイミングプーリアッシィ２２との回転位相
が変えら、排気バルブ１２の開閉タイミングが基本的な
開閉タイミングに対して早められる。

【００４１】従って、冷間時には、排気行程が吸気行程
へ移る前に排気バルブ１２が確実に閉じらるので、吸気
行程には燃焼室８へ吸気口９ａからの混合気のみが吸入
される。つまり、燃焼室８に混合気が吸入される際に、
既燃焼ガスが排気口１０ａから同時に混入することがな
くなる。よって、混合気が既燃焼ガスの流れの影響を受
けて点火プラグ２３の放電部２３ａを直撃することがな
くなる。その結果、燃料の液滴が放電部２３ａに付着す
ることを防止することができ、燃料付着によるプラグく
すぶりを防止することができる。

【００４２】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記各実施例では、吸気側カムシャフト１８及び
排気側カムシャフト２０の回転位相をクランクシャフト
６の回転位相に対して変えるべく、可変バルブタイミン
グ機構を構成する各タイミングプーリアッシィ２１，２
２を２系統の制御油圧によって駆動させるようにしたが
、可変バルブタイミング機構を構成するタイミングプー
リアッシィを電磁ソレノイド等のアクチュエータによっ
て駆動させるようにしてもよい。

【００４３】（２）前記各実施例では、各タイミングプ
ーリアッシィ２１，２２をタイミングベルトを介してエ
ンジン１のクランクシャフト６に駆動連結する場合に具
体化したが、チェーンを介してクランクシャフトに駆動
連結する場合に具体化してもよい。 （３）前記各実施例では可変バルブタイミング装置とし
てタイミングプーリアッシィ２１，２２を制御油圧によ
って駆動させて吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の開
閉タイミングを変更する場合に具体化したが、吸気バル
ブ及び排気バルブとは別に吸気ポート及び排気ポートの
途中に各ポートを開閉するロータリーバルブを設け、そ
のロータリーバルブの開閉タイミングを変更する場合に
具体化してもよい。つまり、吸入路開閉手段及び排出路
開閉手段を吸入ポート及び排気ポートに設けられたロー
タリーバルブにより構成し、それらの駆動タイミングを
可変とする吸入時期変更手段及び排出時期変更手段をア
クチュエータ等によって構成してもよい。

【００４４】（４）前記各実施例では、吸気バルブ１１
及び排気バルブ１２をそれぞれカムシャフト１８，２０
によって駆動する場合に具体化したが、吸気バルブ及び
排気バルブを電磁式或いは油圧式等のアクチュエータに
よって駆動する場合に具体化してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、第１の発明によれ
ば、機関温度検出手段の検出結果に基づいて機関が冷間
時であると判断した時、排出路開閉手段により既燃焼ガ
ス排出路が閉ざされた後に吸入路開閉手段により混合気
吸入路を開かせるように排出時期変更手段及び吸入時期
変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と既燃焼
ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくなり、既
燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点火プラ
グへの燃料の付着を防止することができ、プラグくすぶ
りを未然に防止することができるという優れた効果を発
揮する。

【００４６】又、第２の発明によれば、機関温度検出手
段の検出結果に基づいて機関が冷間時であると判断した
時、排出路開閉手段により既燃焼ガス排出路が閉ざされ
る時期を機関のピストン上死点よりも前になるように排
出時期変更手段を駆動制御するので、冷間時に混合気と
既燃焼ガスとが同時に燃焼室に吸入されることがなくな
り、既燃焼ガスの混入による混合気流の乱れを防ぎ、点
火プラグへの燃料の付着を防止することができ、プラグ
くすぶりを未然に防止することができるという優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明を具体化した第１実施例における４
気筒ガソリンエンジンの一つの気筒に係る吸排気システ
ム及び動弁系を示す断面図である。

【図２】第１実施例における一つの気筒の吸排気システ
ムを示し、シリンダヘッドを内側から見た平面図である
。

【図３】第１実施例における可変バルブタイミング装置
を示す概略構成図である。

【図４】第１実施例における内燃機関の吸排気制御装置
の電気的構成を示すブロック図である。

【図５】第１実施例における可変バルブタイミング装置
の作用を説明する部分断面図でである。

【図６】同じく第１実施例における可変バルブタイミン
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。

【図７】同じく第１実施例における可変バルブタイミン
グ装置の作用を説明する部分断面図でである。

【図８】第１実施例におけるバルブタイミング制御処理
のルーチンを説明するフローチャートである。

【図９】第１実施例における排気バルブ及び吸気バルブ
の開閉タイミングを説明するタイムチャートである。

【図１０】第２の発明を具体化した第２実施例における
排気バルブ及び吸気バルブの開閉タイミングを説明する
タイムチャートである。

【図１１】従来例における排気バルブ及び吸気バルブの
開閉タイミングを説明するタイムチャートである。

【図１２】従来例における各気筒吸排気２バルブ方式の
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。

【図１３】従来例における各気筒吸排気４バルブ方式の
ガソリンエンジンの吸排気システムを示し、シリンダヘ
ッドを内側から見た平面図である。

【符号の説明】

１　　　　機関としてのエンジン ８　　　　燃焼室 ９　　　　混合気吸入路としての吸気ポート１０　　既
燃焼ガス排出路としての排気ポート１１　　吸入路開閉
手段としての吸気バルブ１２　　排出路開閉手段として
の排気バルブ２１　　吸入時期変更手段を構成するタイ
ミングプーリアッシィ ２２　　排出時期変更手段を構成するタイミングプーリ
アッシィ ２３　　点火プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関の回転に同期して所定のタイミン
   グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
   吸入路開閉手段と、前記燃焼室への混合気吸入時期を変
   更すべく前記吸入路開閉手段の駆動タイミングを可変と
   する吸入時期変更手段と、前記機関の回転に同期して所
   定のタイミングで駆動され、前記燃焼室に通じる既燃焼
   ガス排出路を開閉する排出路開閉手段と、前記燃焼室か
   らの既燃焼ガス排出時期を変更すべく前記排出路開閉手
   段の駆動タイミングを可変とする排出時期変更手段と、
   前記燃焼室に配置され、同燃焼室に吸入される混合気へ
   着火するための点火プラグとを備え、前記混合気吸入時
   期、前記既燃焼ガス排出時期を適宜に変更するために前
   記吸入時期変更手段及び前記排出時期変更手段を駆動制
   御する内燃機関の吸排気制御装置において、前記機関の
   温度を検出する機関温度検出手段と、前記機関温度検出
   手段の検出結果に基づいて前記機関が冷間時であると判
   断した時、前記排出路開閉手段により前記既燃焼ガス排
   出路が閉ざされた後に前記吸入路開閉手段により前記混
   合気吸入路を開かせるように前記排出時期変更手段及び
   前記吸入時期変更手段を駆動制御する吸排制御手段とを
   備えたことを特徴とする内燃機関の吸排気制御装置。
2. 【請求項２】　　機関の回転に同期して所定のタイミン
   グで駆動され、燃焼室に通じる混合気吸入路を開閉する
   吸入路開閉手段と、前記機関の回転に同期して所定のタ
   イミングで駆動され、前記燃焼室に通じる既燃焼ガス排
   出路を開閉する排出路開閉手段と、前記燃焼室からの既
   燃焼ガス排出時期を変更すべく前記排出路開閉手段の駆
   動タイミングを可変とする排出時期変更手段と、前記燃
   焼室に配置され、同燃焼室に吸入される混合気へ着火す
   るための点火プラグとを備え、少なくとも前記既燃焼ガ
   ス排出時期を適宜に変更するために前記排出時期変更手
   段を駆動制御する内燃機関の吸排気制御装置において、
   前記機関の温度を検出する機関温度検出手段と、前記機
   関温度検出手段の検出結果に基づいて前記機関が冷間時
   であると判断した時、前記排出路開閉手段により前記既
   燃焼ガス排出路が閉ざされる時期を前記機関のピストン
   上死点よりも前になるように前記排出時期変更手段を駆
   動制御する排出制御手段とを備えたことを特徴とする内
   燃機関の吸排気制御装置。