JPH05340290A - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents
過給機付エンジンの制御装置Info
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- JPH05340290A JPH05340290A JP14752092A JP14752092A JPH05340290A JP H05340290 A JPH05340290 A JP H05340290A JP 14752092 A JP14752092 A JP 14752092A JP 14752092 A JP14752092 A JP 14752092A JP H05340290 A JPH05340290 A JP H05340290A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 過給機付エンジンにおいて、低速低負荷領域
での燃焼安定性を確保する一方、低速高負荷領域で、掃
気性能を高めるとともに吸気の吹き返しを防止すること
により吸気充填量を増大し、しかも燃料の吹き抜けを防
止する。 【構成】 過給機１０を備えたエンジンにおいて、吸気
弁位相可変機構２０の制御およびインジェクタ１５から
の燃料供給タイミングの制御により、低速高負荷領域で
は開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が
早くなるように吸気弁１７の開閉タイミングを進角させ
るとともに、吸気行程途中に燃料供給を行なうように
し、また、低速低負荷領域では開弁オーバラップ期間が
小さくなるように吸気弁１７の開閉タイミングを遅角さ
せる。
での燃焼安定性を確保する一方、低速高負荷領域で、掃
気性能を高めるとともに吸気の吹き返しを防止すること
により吸気充填量を増大し、しかも燃料の吹き抜けを防
止する。 【構成】 過給機１０を備えたエンジンにおいて、吸気
弁位相可変機構２０の制御およびインジェクタ１５から
の燃料供給タイミングの制御により、低速高負荷領域で
は開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が
早くなるように吸気弁１７の開閉タイミングを進角させ
るとともに、吸気行程途中に燃料供給を行なうように
し、また、低速低負荷領域では開弁オーバラップ期間が
小さくなるように吸気弁１７の開閉タイミングを遅角さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、過給機を備えたエンジ
ンのバルブ作動および燃料供給時期を制御する制御装置
に関するものである。
ンのバルブ作動および燃料供給時期を制御する制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、エンジンの吸気通路に過給機
を備え、この過給機で吸気を過給することにより、吸気
充填量を増大し、エンジン出力を高めるようにした過給
機付エンジンは一般に知られている。
を備え、この過給機で吸気を過給することにより、吸気
充填量を増大し、エンジン出力を高めるようにした過給
機付エンジンは一般に知られている。
【０００３】また、この種の過給機付エンジンにおい
て、例えば特開平２−１１９６４１号公報に示されるよ
うに、吸気弁もしくは排気弁の開閉タイミングの位相を
変更する位相可変機構を設けるとともに、吸・排気弁の
開弁オーバラップ期間が高負荷時に大きく、低負荷時に
小さくなるように上記位相可変機構を制御する制御手段
を設けた装置が知られている。この装置によると、高負
荷時には上記開弁オーバラップ期間が大きくされること
により、過給気で残留排気ガスを排出する掃気作用が高
められてノッキングが防止され、一方、過給圧が低い低
負荷時には上記開弁オーバラップ期間が小さくされるこ
とにより、排気ガスの吸気通路への逆流が防止され、燃
焼安定性が確保される。
て、例えば特開平２−１１９６４１号公報に示されるよ
うに、吸気弁もしくは排気弁の開閉タイミングの位相を
変更する位相可変機構を設けるとともに、吸・排気弁の
開弁オーバラップ期間が高負荷時に大きく、低負荷時に
小さくなるように上記位相可変機構を制御する制御手段
を設けた装置が知られている。この装置によると、高負
荷時には上記開弁オーバラップ期間が大きくされること
により、過給気で残留排気ガスを排出する掃気作用が高
められてノッキングが防止され、一方、過給圧が低い低
負荷時には上記開弁オーバラップ期間が小さくされるこ
とにより、排気ガスの吸気通路への逆流が防止され、燃
焼安定性が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の過
給機付エンジンでは、過給機がターボ過給機と機械式過
給機のいずれの場合でも、過給性能を高めようとする場
合に、低速域でのトルク向上、燃料吹き抜け防止等の面
で課題が残されている。
給機付エンジンでは、過給機がターボ過給機と機械式過
給機のいずれの場合でも、過給性能を高めようとする場
合に、低速域でのトルク向上、燃料吹き抜け防止等の面
で課題が残されている。
【０００５】すなわち、ターボ過給機では低速トルクが
不足し易い傾向があることは一般に知られているところ
であり、また機械式過給機でも、高速時よりも低速時の
方が過給機回転部分のクリアランスによる空気の漏れが
大きくなる。とくに、吸気弁の開弁角が狭く設定されて
いると、高速域で所定の吸気充填量を得るための要求過
給圧が高くなるが、過給圧が高くなるほど同じクリアラ
ンスでも上記漏れが生じ易くなり、かつ、過給に伴う温
度上昇による熱膨張を見込んでクリアランスを大きくす
る必要があることから、低速域で上記漏れによる過給効
率の低下が生じ易くなる。従って、過給圧の上昇をある
程度に抑えつつ吸気弁の開弁角を広くすることが、過給
効率等の面で望ましい。
不足し易い傾向があることは一般に知られているところ
であり、また機械式過給機でも、高速時よりも低速時の
方が過給機回転部分のクリアランスによる空気の漏れが
大きくなる。とくに、吸気弁の開弁角が狭く設定されて
いると、高速域で所定の吸気充填量を得るための要求過
給圧が高くなるが、過給圧が高くなるほど同じクリアラ
ンスでも上記漏れが生じ易くなり、かつ、過給に伴う温
度上昇による熱膨張を見込んでクリアランスを大きくす
る必要があることから、低速域で上記漏れによる過給効
率の低下が生じ易くなる。従って、過給圧の上昇をある
程度に抑えつつ吸気弁の開弁角を広くすることが、過給
効率等の面で望ましい。
【０００６】このように吸気弁の開弁角を比較的広く設
定する場合に、とくに低速域では、吸・排気弁の開弁オ
ーバラップ期間が掃気性能等に関係することに加え、吸
気弁閉時期が吸気の吹き返しに関係し、吸気弁閉時期が
遅いと吸気の吹き返し量の増加により充填量が低下す
る。
定する場合に、とくに低速域では、吸・排気弁の開弁オ
ーバラップ期間が掃気性能等に関係することに加え、吸
気弁閉時期が吸気の吹き返しに関係し、吸気弁閉時期が
遅いと吸気の吹き返し量の増加により充填量が低下す
る。
【０００７】また、低速高負荷域では、掃気性向上のた
めに上記開弁オーバラップ期間が大きくされつつ、例え
ば吸気通路に設けられたインジェクタから吸気行程以前
に噴射された燃料が過給気とともに燃焼室に導入される
と、開弁オーバラップ期間中に排気通路側へ燃料が吹き
抜けてしまい、空燃比のばらつき、燃費の悪化およびエ
ミッションの悪化を招く。
めに上記開弁オーバラップ期間が大きくされつつ、例え
ば吸気通路に設けられたインジェクタから吸気行程以前
に噴射された燃料が過給気とともに燃焼室に導入される
と、開弁オーバラップ期間中に排気通路側へ燃料が吹き
抜けてしまい、空燃比のばらつき、燃費の悪化およびエ
ミッションの悪化を招く。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、低速低負荷
時の燃焼安定性を確保する一方、低速高負荷の運転領域
で、掃気性能を高めるとともに吸気の吹き返しを防止す
ることにより吸気充填量を増大し、しかも排気通路側へ
の燃料の吹き抜けを防止し、低速トルクの向上を効果的
に達成することができる過給機付エンジンの制御装置を
提供することを目的とする。
時の燃焼安定性を確保する一方、低速高負荷の運転領域
で、掃気性能を高めるとともに吸気の吹き返しを防止す
ることにより吸気充填量を増大し、しかも排気通路側へ
の燃料の吹き抜けを防止し、低速トルクの向上を効果的
に達成することができる過給機付エンジンの制御装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明（請求項１記載）は、過給機を備えたエ
ンジンにおいて、吸気弁の開閉タイミングの位相を所定
範囲で可変とする吸気弁位相可変機構と、エンジンに燃
料を供給する燃料供給手段と、エンジンの運転状態を検
出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の出
力に応じ、低速高負荷の運転領域では吸気弁の開閉タイ
ミングを進角させることにより吸・排気弁の開弁オーバ
ラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が早い第１のバ
ルブ作動状態に吸気弁位相可変機構を制御するととも
に、吸気行程途中に燃料供給を行なうように上記燃料供
給手段からの燃料供給のタイミングを制御し、一方、低
速低負荷の運転領域では吸気弁の開閉タイミングを遅角
させることにより上記第１のバルブ作動状態と比べて上
記開弁オーバラップ期間が小さい第２のバルブ作動状態
に吸気弁位相可変機構を制御する制御手段とを備えたも
のである。
に、第１の発明（請求項１記載）は、過給機を備えたエ
ンジンにおいて、吸気弁の開閉タイミングの位相を所定
範囲で可変とする吸気弁位相可変機構と、エンジンに燃
料を供給する燃料供給手段と、エンジンの運転状態を検
出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の出
力に応じ、低速高負荷の運転領域では吸気弁の開閉タイ
ミングを進角させることにより吸・排気弁の開弁オーバ
ラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が早い第１のバ
ルブ作動状態に吸気弁位相可変機構を制御するととも
に、吸気行程途中に燃料供給を行なうように上記燃料供
給手段からの燃料供給のタイミングを制御し、一方、低
速低負荷の運転領域では吸気弁の開閉タイミングを遅角
させることにより上記第１のバルブ作動状態と比べて上
記開弁オーバラップ期間が小さい第２のバルブ作動状態
に吸気弁位相可変機構を制御する制御手段とを備えたも
のである。
【００１０】第２の発明（請求項２記載）は、第１の発
明において、上死点までのクランク角で表した吸気弁開
時期をθIO、下死点からのクランク角で表した吸気弁閉
時期をθICとして、低速高負荷の運転領域で上記第１の
バルブ作動状態にあるときにθIO≧θICとなり、低速低
負荷の運転領域で上記第２のバルブ作動状態にあるとき
にθIO＜θICとなるように設定したものである。
明において、上死点までのクランク角で表した吸気弁開
時期をθIO、下死点からのクランク角で表した吸気弁閉
時期をθICとして、低速高負荷の運転領域で上記第１の
バルブ作動状態にあるときにθIO≧θICとなり、低速低
負荷の運転領域で上記第２のバルブ作動状態にあるとき
にθIO＜θICとなるように設定したものである。
【００１１】第３の発明（請求項３記載）は、第２の発
明において、排気弁の開閉タイミングは固定とし、吸気
弁開閉タイミングは低速高負荷の運転領域で上記第１の
バルブ作動状態にあるときにθIO≒θICとなるように設
定したものである。
明において、排気弁の開閉タイミングは固定とし、吸気
弁開閉タイミングは低速高負荷の運転領域で上記第１の
バルブ作動状態にあるときにθIO≒θICとなるように設
定したものである。
【００１２】第４の発明（請求項４記載）は、第３の発
明において、過給機が機械式過給機であり、上記制御手
段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作動
状態に吸気弁位相可変機構を制御するようになっている
ものである。
明において、過給機が機械式過給機であり、上記制御手
段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作動
状態に吸気弁位相可変機構を制御するようになっている
ものである。
【００１３】第５の発明（請求項５記載）は、第３の発
明において、過給機がターボ過給機であり、上記制御手
段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作動
状態よりも吸気弁開閉タイミングを遅角させるように吸
気弁位相可変機構を制御するようになっているものであ
る。
明において、過給機がターボ過給機であり、上記制御手
段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作動
状態よりも吸気弁開閉タイミングを遅角させるように吸
気弁位相可変機構を制御するようになっているものであ
る。
【００１４】第６の発明（請求項６記載）は、第１乃至
第５のいずれかの発明において、吸気弁の開弁期間が排
気弁の開弁期間よりも大きくなっているものである。
第５のいずれかの発明において、吸気弁の開弁期間が排
気弁の開弁期間よりも大きくなっているものである。
【００１５】第７の発明（請求項７記載）は、第２の発
明において、吸気弁位相可変機構に対して独立に排気弁
の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする排気弁
位相可変機構を備えるとともに、制御手段が、低速高負
荷および低速低負荷の運転領域では排気弁を可変範囲進
角側の所定タイミングとしつつ上記第１のバルブ作動状
態および上記第２のバルブ作動状態とし、高速高負荷の
運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させるとと
もに排気弁の開閉タイミングも進角させることにより吸
・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が遅い第３のバルブ作動状態とするように上記吸
気弁位相可変機構および排気弁位相可変機構を制御する
ようになっているものである。
明において、吸気弁位相可変機構に対して独立に排気弁
の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする排気弁
位相可変機構を備えるとともに、制御手段が、低速高負
荷および低速低負荷の運転領域では排気弁を可変範囲進
角側の所定タイミングとしつつ上記第１のバルブ作動状
態および上記第２のバルブ作動状態とし、高速高負荷の
運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させるとと
もに排気弁の開閉タイミングも進角させることにより吸
・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が遅い第３のバルブ作動状態とするように上記吸
気弁位相可変機構および排気弁位相可変機構を制御する
ようになっているものである。
【００１６】第８の発明（請求項８記載）は、過給機を
備えるとともに、第１吸気ポートおよび第２吸気ポート
が燃焼室に開口したエンジンにおいて、第１吸気ポート
に設けられ、排気弁との開弁オーバラップ期間が比較的
大きく、かつ閉時期が比較的早い所定の第１開閉タイミ
ングで作動する第１吸気弁と、第２吸気ポートに設けら
れ、上記第１開閉タイミングと比べて少なくとも開時期
が遅い第２開閉タイミングで作動する第２吸気弁と、第
１吸気ポートに通じる第１吸気通路および第２吸気ポー
トに通じる第２吸気通路にそれぞれ設けられた開閉弁
と、エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転
状態検出手段の出力に応じ、低速高負荷の運転領域では
上記第１吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制御
するとともに吸気行程途中に燃料供給を行なうように上
記燃料供給手段からの燃料供給のタイミングを制御し、
一方、低速低負荷の運転領域では上記第１吸気通路を遮
断して第２吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制
御する制御手段とを備えたものである。
備えるとともに、第１吸気ポートおよび第２吸気ポート
が燃焼室に開口したエンジンにおいて、第１吸気ポート
に設けられ、排気弁との開弁オーバラップ期間が比較的
大きく、かつ閉時期が比較的早い所定の第１開閉タイミ
ングで作動する第１吸気弁と、第２吸気ポートに設けら
れ、上記第１開閉タイミングと比べて少なくとも開時期
が遅い第２開閉タイミングで作動する第２吸気弁と、第
１吸気ポートに通じる第１吸気通路および第２吸気ポー
トに通じる第２吸気通路にそれぞれ設けられた開閉弁
と、エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転
状態検出手段の出力に応じ、低速高負荷の運転領域では
上記第１吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制御
するとともに吸気行程途中に燃料供給を行なうように上
記燃料供給手段からの燃料供給のタイミングを制御し、
一方、低速低負荷の運転領域では上記第１吸気通路を遮
断して第２吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制
御する制御手段とを備えたものである。
【００１７】
【作用】上記第１の発明によると、低速高負荷領域で
は、上記開弁オーバラップ期間が大きくされることで掃
気作用が高められるとともに、吸気弁閉時期が早くされ
ることで吸気の吹き返しを抑制する作用が得られ、ま
た、開弁オーバラップ期間後の吸気行程途中に燃料供給
されることにより燃料の吹き抜けが防止される。
は、上記開弁オーバラップ期間が大きくされることで掃
気作用が高められるとともに、吸気弁閉時期が早くされ
ることで吸気の吹き返しを抑制する作用が得られ、ま
た、開弁オーバラップ期間後の吸気行程途中に燃料供給
されることにより燃料の吹き抜けが防止される。
【００１８】とくに第２の発明のような設定とされるこ
とにより、上記作用が良好に発揮される。排気弁の開閉
タイミングが固定の場合は第３の発明のような設定が効
果的となる。
とにより、上記作用が良好に発揮される。排気弁の開閉
タイミングが固定の場合は第３の発明のような設定が効
果的となる。
【００１９】第４の発明によると、高速高負荷領域では
掃気作用にとって有利な状態となる。第５の発明による
と、高速高負荷領域では吸気行程終期における過給気流
入促進に有利な状態となる。
掃気作用にとって有利な状態となる。第５の発明による
と、高速高負荷領域では吸気行程終期における過給気流
入促進に有利な状態となる。
【００２０】第６の発明によると、高速トルクを高める
のに有利なように吸気弁開弁期間が十分に大きくされつ
つ、上記のような作用が得られる。
のに有利なように吸気弁開弁期間が十分に大きくされつ
つ、上記のような作用が得られる。
【００２１】第７の発明によると、吸気弁開閉タイミン
グの変更に加えて排気弁開閉タイミングが運転状態に応
じて変更されることにより、低速高負荷領域および低速
低負荷領域で第１の発明と同様の作用が得られるととも
に、高速高負荷域では掃気作用と吸気行程終期の過給気
流入促進作用とが得られる。
グの変更に加えて排気弁開閉タイミングが運転状態に応
じて変更されることにより、低速高負荷領域および低速
低負荷領域で第１の発明と同様の作用が得られるととも
に、高速高負荷域では掃気作用と吸気行程終期の過給気
流入促進作用とが得られる。
【００２２】第８の発明によると、第１，第２吸気通路
の開閉弁の開閉切換の制御により、吸気弁開閉タイミン
グの変更と同様の作用が得られる。
の開閉弁の開閉切換の制御により、吸気弁開閉タイミン
グの変更と同様の作用が得られる。
【００２３】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示し、この図において、
１は複数の気筒２を備えたエンジン本体、３は吸気通
路、５は排気通路である。上記吸気通路３の下流側の吸
気マニホールド４および上記排気通路５の上流側の排気
マニホールド６がエンジン本体１に接続されている。そ
して、吸気マニホールド４の各分岐通路に通じる吸気ポ
ート７および排気マニホールド６の各分岐通路に通じる
排気ポート８がエンジン本体１の各気筒２の燃焼室に開
口し、図示の例では１つの燃焼室に対して吸気ポート７
および排気ポート８が２つずつ開口している。
図１は本発明の第１の実施例を示し、この図において、
１は複数の気筒２を備えたエンジン本体、３は吸気通
路、５は排気通路である。上記吸気通路３の下流側の吸
気マニホールド４および上記排気通路５の上流側の排気
マニホールド６がエンジン本体１に接続されている。そ
して、吸気マニホールド４の各分岐通路に通じる吸気ポ
ート７および排気マニホールド６の各分岐通路に通じる
排気ポート８がエンジン本体１の各気筒２の燃焼室に開
口し、図示の例では１つの燃焼室に対して吸気ポート７
および排気ポート８が２つずつ開口している。
【００２４】上記吸気通路３には吸気を過給する過給機
１０が設けられている。当実施例における過給機１０
は、機械式過給機であり、エンジン出力軸によりベルト
等の伝動機構を介して駆動されるようになっている。さ
らに吸気通路３には、エアクリーナ１１、吸入空気量検
出のためのエアフローメータ１２、アクセル操作に応じ
て吸入空気量を調節するスロットル弁１３、過給機１０
から吐出された過給気を冷却するインタクーラ１４など
が配設されるとともに、各気筒２の吸気ポート近傍に、
燃料を噴射供給するインジェクタ１５が設けられてい
る。
１０が設けられている。当実施例における過給機１０
は、機械式過給機であり、エンジン出力軸によりベルト
等の伝動機構を介して駆動されるようになっている。さ
らに吸気通路３には、エアクリーナ１１、吸入空気量検
出のためのエアフローメータ１２、アクセル操作に応じ
て吸入空気量を調節するスロットル弁１３、過給機１０
から吐出された過給気を冷却するインタクーラ１４など
が配設されるとともに、各気筒２の吸気ポート近傍に、
燃料を噴射供給するインジェクタ１５が設けられてい
る。
【００２５】上記吸気ポート７および排気ポート８には
それぞれ吸気弁１７および排気弁１８が設けられ、これ
らはカムシャフト等からなる動弁装置で駆動され、エン
ジンの作動に同期して開閉する。
それぞれ吸気弁１７および排気弁１８が設けられ、これ
らはカムシャフト等からなる動弁装置で駆動され、エン
ジンの作動に同期して開閉する。
【００２６】吸気弁１７に対する動弁装置には、吸気弁
の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする吸気弁
位相可変機構２０が設けられている。この吸気弁位相可
変機構２０は、例えば、吸気弁用動弁カムが配設されて
いるカムシャフト２１とエンジン出力軸に連動するカム
プーリ２２との間に、ヘリカルギヤ等を介して両者を連
結する位相変更部材２３を備え、この部材２３がアクチ
ュエータ２４により作動されることにより、カムプーリ
２２に対するカムシャフト２１の位相を変化させるよう
になっている。
の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする吸気弁
位相可変機構２０が設けられている。この吸気弁位相可
変機構２０は、例えば、吸気弁用動弁カムが配設されて
いるカムシャフト２１とエンジン出力軸に連動するカム
プーリ２２との間に、ヘリカルギヤ等を介して両者を連
結する位相変更部材２３を備え、この部材２３がアクチ
ュエータ２４により作動されることにより、カムプーリ
２２に対するカムシャフト２１の位相を変化させるよう
になっている。
【００２７】上記吸気弁位相可変機構２０およびインジ
ェクタ１５は、制御手段としてのコントロールユニット
（ＥＣＵ）２５により制御される。このＥＣＵ２５に
は、上記エアフローメータ１２からの信号が入力される
とともに、スロットル弁１３の開度を検出するスロット
ル開度センサ２６およびエンジン回転数を検出する回転
数センサ２７等からの信号が入力されている。そして、
上記センサ２６，２７で運転状態検出手段が構成され、
スロットル開度によるエンジン負荷相当量とエンジン回
転数とでエンジンの運転状態が検出される。なお、エン
ジン単位回転数当りの吸入空気量をエンジン負荷相当量
としてもよく、この場合はエアフローメータ１２および
回転数センサ２７で運転状態検出手段が構成される。
ェクタ１５は、制御手段としてのコントロールユニット
（ＥＣＵ）２５により制御される。このＥＣＵ２５に
は、上記エアフローメータ１２からの信号が入力される
とともに、スロットル弁１３の開度を検出するスロット
ル開度センサ２６およびエンジン回転数を検出する回転
数センサ２７等からの信号が入力されている。そして、
上記センサ２６，２７で運転状態検出手段が構成され、
スロットル開度によるエンジン負荷相当量とエンジン回
転数とでエンジンの運転状態が検出される。なお、エン
ジン単位回転数当りの吸入空気量をエンジン負荷相当量
としてもよく、この場合はエアフローメータ１２および
回転数センサ２７で運転状態検出手段が構成される。
【００２８】上記ＥＣＵ２５は、上記エンジン負荷相当
量とエンジン回転数とによる運転状態に応じ、吸気弁位
相可変機構２０を制御することにより吸気弁開閉タイミ
ングを変更するとともに、上記インジェクタ１５を制御
することによりエンジンに対する燃料供給のタイミング
を制御するものである。
量とエンジン回転数とによる運転状態に応じ、吸気弁位
相可変機構２０を制御することにより吸気弁開閉タイミ
ングを変更するとともに、上記インジェクタ１５を制御
することによりエンジンに対する燃料供給のタイミング
を制御するものである。
【００２９】上記吸気弁開閉タイミングの変更および燃
料供給タイミングの制御は、図２および図３に示すよう
に行なわれる。すなわち、図２中のＥＶＴは排気弁１８
の開閉タイミング、ＩＶＴ１，ＩＶＴ２は吸気弁１７の
開閉タイミングを表しており、この図のように、排気弁
１８の開閉タイミングＥＶＴは固定であるが、吸気弁１
７の開閉タイミングは、吸気弁位相可変機構２０の作動
により、進角側の第１のタイミングＩＶＴ１と遅角側の
第２のタイミングＩＶＴ２とに変更可能となる。第１の
タイミングＩＶＴ１によるバルブ作動状態（第１のバル
ブ作動状態）と第２のタイミングＩＶＴ２によるバルブ
作動状態（第２のバルブ作動状態）とを比べると、吸・
排気弁の開弁オーバラップ期間θOLは第１のタイミング
ＩＶＴ１で大きく、第２のタイミングＩＶＴ２で小さく
なり、吸気弁閉時期は第１のタイミングＩＶＴ１で早
く、第２のタイミングＩＶＴ２で遅くなる。
料供給タイミングの制御は、図２および図３に示すよう
に行なわれる。すなわち、図２中のＥＶＴは排気弁１８
の開閉タイミング、ＩＶＴ１，ＩＶＴ２は吸気弁１７の
開閉タイミングを表しており、この図のように、排気弁
１８の開閉タイミングＥＶＴは固定であるが、吸気弁１
７の開閉タイミングは、吸気弁位相可変機構２０の作動
により、進角側の第１のタイミングＩＶＴ１と遅角側の
第２のタイミングＩＶＴ２とに変更可能となる。第１の
タイミングＩＶＴ１によるバルブ作動状態（第１のバル
ブ作動状態）と第２のタイミングＩＶＴ２によるバルブ
作動状態（第２のバルブ作動状態）とを比べると、吸・
排気弁の開弁オーバラップ期間θOLは第１のタイミング
ＩＶＴ１で大きく、第２のタイミングＩＶＴ２で小さく
なり、吸気弁閉時期は第１のタイミングＩＶＴ１で早
く、第２のタイミングＩＶＴ２で遅くなる。
【００３０】排気弁１８の開時期、閉時期および開弁角
（クランク角で表した開弁期間）は予め適度に設定さ
れ、例えば、下死点ＢＤＣまでのクランク角で表した排
気弁開時期が５０°ＣＡ程度（ＣＡはクランク角）、上
死点ＴＤＣまでのクランク角で表した排気弁閉時期が１
０°ＣＡ程度、開弁角が２４０°ＣＡ程度となってい
る。
（クランク角で表した開弁期間）は予め適度に設定さ
れ、例えば、下死点ＢＤＣまでのクランク角で表した排
気弁開時期が５０°ＣＡ程度（ＣＡはクランク角）、上
死点ＴＤＣまでのクランク角で表した排気弁閉時期が１
０°ＣＡ程度、開弁角が２４０°ＣＡ程度となってい
る。
【００３１】吸気弁１７の開弁角は排気弁１８の開弁角
よりも大きくされ、例えば２６０°ＣＡ程度に設定され
ている。また、上死点ＴＤＣまでのクランク角で表した
吸気弁開時期をθIO、下死点ＢＤＣからのクランク角で
表した吸気弁閉時期をθICとすると、上記第１のタイミ
ングＩＶＴ１のときにはθIO≧θICとなるように設定さ
れ、当実施例ではθIO≒θICであって、θIO，θICがそ
れぞれ４０°ＣＡ程度（ＣＡはクランク角）となってい
る。また、上記第２のタイミングＩＶＴ２のときにはθ
IO＜θICとされ、例えばθIOが１０°ＣＡ程度、θICが
７０°ＣＡ程度とされている。
よりも大きくされ、例えば２６０°ＣＡ程度に設定され
ている。また、上死点ＴＤＣまでのクランク角で表した
吸気弁開時期をθIO、下死点ＢＤＣからのクランク角で
表した吸気弁閉時期をθICとすると、上記第１のタイミ
ングＩＶＴ１のときにはθIO≧θICとなるように設定さ
れ、当実施例ではθIO≒θICであって、θIO，θICがそ
れぞれ４０°ＣＡ程度（ＣＡはクランク角）となってい
る。また、上記第２のタイミングＩＶＴ２のときにはθ
IO＜θICとされ、例えばθIOが１０°ＣＡ程度、θICが
７０°ＣＡ程度とされている。
【００３２】そして、上記ＥＣＵ２５による運転状態に
応じた制御として、図３に示すような領域設定に基づ
き、低速高負荷領域Ａでは吸気弁開閉タイミングが上記
第１のタイミングＩＶＴ１とされる。さらにこの運転領
域Ａでは、燃焼室への燃料供給タイミングが、上記開弁
オーバラップ期間以後の吸気行程途中となるように（図
２中に符号ＦＩＴ１を付して示す）、インジェクタ１５
からの燃料噴射のタイミングが制御される。また、アイ
ドル運転領域を含む低速低負荷領域Ｂでは、吸気弁開閉
タイミングが上記第２のタイミングＩＶＴ２とされる。
応じた制御として、図３に示すような領域設定に基づ
き、低速高負荷領域Ａでは吸気弁開閉タイミングが上記
第１のタイミングＩＶＴ１とされる。さらにこの運転領
域Ａでは、燃焼室への燃料供給タイミングが、上記開弁
オーバラップ期間以後の吸気行程途中となるように（図
２中に符号ＦＩＴ１を付して示す）、インジェクタ１５
からの燃料噴射のタイミングが制御される。また、アイ
ドル運転領域を含む低速低負荷領域Ｂでは、吸気弁開閉
タイミングが上記第２のタイミングＩＶＴ２とされる。
【００３３】また、図３に示す例によると、高速高負荷
領域Ｃでは、吸気弁開閉タイミングが上記第１のタイミ
ングＩＶＴ１とされる。ただし、この領域Ｃでの燃料供
給タイミングは吸気行程途中とする必要はなく、通常、
この領域Ｃでは所要量の燃料を吸気行程の期間内に供給
することが難しいため、噴射開始が吸気行程前となるタ
イミング（図２中に符号ＦＩＴ２を付して示す）に、燃
料噴射が制御される。なお、上記低速低負荷の運転領域
Ｂでの燃料供給タイミングと、上記各運転領域Ａ，Ｂ，
Ｃ以外の運転領域Ｄでの吸気弁開閉タイミングおよび燃
料供給タイミングは、任意に設定して差し支えない。
領域Ｃでは、吸気弁開閉タイミングが上記第１のタイミ
ングＩＶＴ１とされる。ただし、この領域Ｃでの燃料供
給タイミングは吸気行程途中とする必要はなく、通常、
この領域Ｃでは所要量の燃料を吸気行程の期間内に供給
することが難しいため、噴射開始が吸気行程前となるタ
イミング（図２中に符号ＦＩＴ２を付して示す）に、燃
料噴射が制御される。なお、上記低速低負荷の運転領域
Ｂでの燃料供給タイミングと、上記各運転領域Ａ，Ｂ，
Ｃ以外の運転領域Ｄでの吸気弁開閉タイミングおよび燃
料供給タイミングは、任意に設定して差し支えない。
【００３４】以上のような当実施例の装置によると、吸
気弁１７の開弁角が十分に広く設定され、高速域でも吸
入のために比較的長い時間が確保されることにより、過
給圧を過度に高くすることなく有効に出力が高められ
る。つまり、高速域である一定の出力を得るための要求
過給圧と吸気弁の開弁角との関係は図４のようになり、
吸気弁の開弁角が狭くなるにつれて要求過給圧が上昇
し、開弁角がある程度以下に狭くなると、吐出温限界を
超えてしまうので有効に出力を高めることができなくな
る。これに対し、吸気弁の開弁角が十分に広く設定され
ている当実施例の装置によると、要求過給圧が低くな
り、吐出温上昇が抑えられ、吐出温の限界を超えること
なく有効に高速域で出力が高められる。
気弁１７の開弁角が十分に広く設定され、高速域でも吸
入のために比較的長い時間が確保されることにより、過
給圧を過度に高くすることなく有効に出力が高められ
る。つまり、高速域である一定の出力を得るための要求
過給圧と吸気弁の開弁角との関係は図４のようになり、
吸気弁の開弁角が狭くなるにつれて要求過給圧が上昇
し、開弁角がある程度以下に狭くなると、吐出温限界を
超えてしまうので有効に出力を高めることができなくな
る。これに対し、吸気弁の開弁角が十分に広く設定され
ている当実施例の装置によると、要求過給圧が低くな
り、吐出温上昇が抑えられ、吐出温の限界を超えること
なく有効に高速域で出力が高められる。
【００３５】そしてこのように開弁角が比較的広く設定
されつつ、運転状態に応じた開閉タイミングの位相の変
更および燃料供給タイミングの制御により、低速高負荷
領域Ａでの出力向上および燃料の吹き抜け防止、低速低
負荷領域Ｂでの燃焼安定性確保等が達成される。
されつつ、運転状態に応じた開閉タイミングの位相の変
更および燃料供給タイミングの制御により、低速高負荷
領域Ａでの出力向上および燃料の吹き抜け防止、低速低
負荷領域Ｂでの燃焼安定性確保等が達成される。
【００３６】すなわち、低速高負荷領域Ａでは、吸気弁
開閉タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１とされるこ
とにより、開弁オーバラップ期間θOLが大きくされ、こ
の期間中に過給気で燃焼室内の残留ガスが十分に掃気さ
れるとともに、吸気弁閉時期が早められて吸気通路への
吸気の吹き返しが抑制される。これら掃気作用と吹き返
し抑制作用とは、いずれも吸気充填量を高めるように働
くものであり、これによって低速トルクが高められる。
しかも、領域Ａでは吸気行程途中で燃料が噴射されるこ
とにより、上記開弁オーバラップ期間θOL中に燃料が吹
き抜けることが避けられる。
開閉タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１とされるこ
とにより、開弁オーバラップ期間θOLが大きくされ、こ
の期間中に過給気で燃焼室内の残留ガスが十分に掃気さ
れるとともに、吸気弁閉時期が早められて吸気通路への
吸気の吹き返しが抑制される。これら掃気作用と吹き返
し抑制作用とは、いずれも吸気充填量を高めるように働
くものであり、これによって低速トルクが高められる。
しかも、領域Ａでは吸気行程途中で燃料が噴射されるこ
とにより、上記開弁オーバラップ期間θOL中に燃料が吹
き抜けることが避けられる。
【００３７】低速低負荷領域Ａでは、過給圧が低いため
掃気作用は得られずに、開弁オーバラップ期間θOLが大
きければ却って排気ガスの吸気通路側への逆流が生じる
が、この場合に吸気弁開閉タイミングが第２のタイミン
グＩＶＴ２とされることにより、開弁オーバラップ期間
θOLが小さくされて排気ガスの逆流が防止され、燃焼安
定性が高められる。さらに、吸気弁閉時期が遅らされる
ことでポンピングロスの低減にも有利となる。
掃気作用は得られずに、開弁オーバラップ期間θOLが大
きければ却って排気ガスの吸気通路側への逆流が生じる
が、この場合に吸気弁開閉タイミングが第２のタイミン
グＩＶＴ２とされることにより、開弁オーバラップ期間
θOLが小さくされて排気ガスの逆流が防止され、燃焼安
定性が高められる。さらに、吸気弁閉時期が遅らされる
ことでポンピングロスの低減にも有利となる。
【００３８】また、過給機が機械式過給機１０であると
高速域でも高負荷時に過給圧が排気圧以上に上昇して掃
気が可能であるため、図３中に示す例によると、高速高
負荷領域Ｃでは、掃気に有利なように吸気弁開閉タイミ
ングが第１のタイミングＩＶＴ１とされて開弁オーバラ
ップ期間θOLが大きくされる。そして、燃料供給は吸気
行程以前から開始されるが、上記第１のタイミングＩＶ
Ｔ１でもエンジン回転数が高くなるにつれて開弁オーバ
ラップ期間θOLが時間的に短くなるので、燃料の吹き抜
けが著しく増大することはない。なお、高速高負荷領域
Ｃでの吸気弁開閉タイミングはこの例に限定されず、後
記のターボ過給機の場合と同様に高速高負荷領域Ｃで吸
気弁開閉タイミングを遅くする（図６参照）ことによ
り、吸気行程終期における過給作用を高めるようにする
ことも考えられる。
高速域でも高負荷時に過給圧が排気圧以上に上昇して掃
気が可能であるため、図３中に示す例によると、高速高
負荷領域Ｃでは、掃気に有利なように吸気弁開閉タイミ
ングが第１のタイミングＩＶＴ１とされて開弁オーバラ
ップ期間θOLが大きくされる。そして、燃料供給は吸気
行程以前から開始されるが、上記第１のタイミングＩＶ
Ｔ１でもエンジン回転数が高くなるにつれて開弁オーバ
ラップ期間θOLが時間的に短くなるので、燃料の吹き抜
けが著しく増大することはない。なお、高速高負荷領域
Ｃでの吸気弁開閉タイミングはこの例に限定されず、後
記のターボ過給機の場合と同様に高速高負荷領域Ｃで吸
気弁開閉タイミングを遅くする（図６参照）ことによ
り、吸気行程終期における過給作用を高めるようにする
ことも考えられる。
【００３９】図５は本発明の第２の実施例を示し、この
実施例では過給機としてターボ過給機３０が用いられて
いる。このターボ過給機３０は、排気マニホールド６の
下流の排気通路５に介設されたタービン３１と、吸気マ
ニホールド４の上流の吸気通路３に介設されたコンプレ
ッサ３２と、これらを連結するシャフト３３とを有し、
排気ガス流で駆動されるタービン３１の回転に伴ってコ
ンプレッサ３２が回転することにより、吸気を過給する
ものである。３４は上記タービン３１の上流側と下流側
とを連通するウエストゲート通路、３５は最高過給圧を
調整するように上記ウエストゲート通路３４を開閉する
ウエストゲートバルブである。
実施例では過給機としてターボ過給機３０が用いられて
いる。このターボ過給機３０は、排気マニホールド６の
下流の排気通路５に介設されたタービン３１と、吸気マ
ニホールド４の上流の吸気通路３に介設されたコンプレ
ッサ３２と、これらを連結するシャフト３３とを有し、
排気ガス流で駆動されるタービン３１の回転に伴ってコ
ンプレッサ３２が回転することにより、吸気を過給する
ものである。３４は上記タービン３１の上流側と下流側
とを連通するウエストゲート通路、３５は最高過給圧を
調整するように上記ウエストゲート通路３４を開閉する
ウエストゲートバルブである。
【００４０】この実施例でも、エンジン本体１、吸気通
路３、排気通路５、インジェクタ１５、吸気弁位相可変
機構２０等の構成は第１の実施例と同様である。また、
前記の図２のように排気弁開閉タイミングが所定タイミ
ングに固定される一方、吸気弁の開閉タイミングは、吸
気弁位相可変機構２０の作動により、進角側の第１のタ
イミングＩＶＴ１と遅角側の第２のタイミングＩＶＴ２
とに変更可能とされ、上記吸気弁位相可変機構２０およ
びインジェクタ１５が制御手段としてのＥＣＵ２５で運
転状態に応じて制御されるが、この制御は図６のように
行なわれる。
路３、排気通路５、インジェクタ１５、吸気弁位相可変
機構２０等の構成は第１の実施例と同様である。また、
前記の図２のように排気弁開閉タイミングが所定タイミ
ングに固定される一方、吸気弁の開閉タイミングは、吸
気弁位相可変機構２０の作動により、進角側の第１のタ
イミングＩＶＴ１と遅角側の第２のタイミングＩＶＴ２
とに変更可能とされ、上記吸気弁位相可変機構２０およ
びインジェクタ１５が制御手段としてのＥＣＵ２５で運
転状態に応じて制御されるが、この制御は図６のように
行なわれる。
【００４１】すなわち、低速高負荷領域Ａで吸気弁開閉
タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１とされるととも
に吸気行程途中に燃料が供給されるように燃料供給タイ
ミングが制御され、また低速低負荷領域Ｂで吸気弁開閉
タイミングが第２のタイミングＩＶＴ２とされること
は、第１の実施例と同様である。高速高負荷領域Ｃで
は、吸気弁開閉タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１
よりも遅くされ、第２のタイミングＩＶＴ２とされる。
タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１とされるととも
に吸気行程途中に燃料が供給されるように燃料供給タイ
ミングが制御され、また低速低負荷領域Ｂで吸気弁開閉
タイミングが第２のタイミングＩＶＴ２とされること
は、第１の実施例と同様である。高速高負荷領域Ｃで
は、吸気弁開閉タイミングが第１のタイミングＩＶＴ１
よりも遅くされ、第２のタイミングＩＶＴ２とされる。
【００４２】当実施例によると、低速高負荷領域Ａおよ
び低速低負荷領域Ｂでは第１の実施例と同様の作用が得
られ、高速高負荷領域Ｃではで次のような作用が得られ
る。すなわち、ターボ過給機３０の場合にエンジン高速
域では過給圧の上昇が排圧の上昇と比べて小さいため、
開弁オーバラップ期間を大きくしても掃気作用はあまり
高められず、一方、高速高負荷領域Ｃでは吸気弁閉時期
を遅くする方が吸気行程終期に過給気流入が促進され
る。従って、高速高負荷領域Ｃで吸気弁開閉タイミング
が遅くされることにより吸気充填量が高められる。ただ
し、ターボ過給機を用いる場合も、高速高負荷領域Ｃに
おける吸気弁開閉タイミングは必ずしもこの例に限定さ
れるものではない。
び低速低負荷領域Ｂでは第１の実施例と同様の作用が得
られ、高速高負荷領域Ｃではで次のような作用が得られ
る。すなわち、ターボ過給機３０の場合にエンジン高速
域では過給圧の上昇が排圧の上昇と比べて小さいため、
開弁オーバラップ期間を大きくしても掃気作用はあまり
高められず、一方、高速高負荷領域Ｃでは吸気弁閉時期
を遅くする方が吸気行程終期に過給気流入が促進され
る。従って、高速高負荷領域Ｃで吸気弁開閉タイミング
が遅くされることにより吸気充填量が高められる。ただ
し、ターボ過給機を用いる場合も、高速高負荷領域Ｃに
おける吸気弁開閉タイミングは必ずしもこの例に限定さ
れるものではない。
【００４３】図７は本発明の第３の実施例を示し、この
実施例では、吸気弁位相可変機構２０に加え、これと同
様の構造で排気弁１８の開閉タイミングの位相を変更す
る排気弁位相可変機構４０が設けられている。そしてこ
の排気弁位相可変機構４０も、制御手段としてのＥＣＵ
２５により制御されるようになっている。その他の構造
は第１の実施例と同様である。
実施例では、吸気弁位相可変機構２０に加え、これと同
様の構造で排気弁１８の開閉タイミングの位相を変更す
る排気弁位相可変機構４０が設けられている。そしてこ
の排気弁位相可変機構４０も、制御手段としてのＥＣＵ
２５により制御されるようになっている。その他の構造
は第１の実施例と同様である。
【００４４】上記吸気弁開閉タイミングおよび排気弁開
閉タイミングの変更は、図８および図９に示すように行
なわれる。すなわち、図８のように吸気弁１７の開閉タ
イミングが進角側の第１のタイミングＩＶＴ１と遅角側
の第２のタイミングＩＶＴ２とに変更可能となるととも
に、排気弁１８の開閉タイミングが進角側の第１のタイ
ミングＥＶＴ１と遅角側の第２のタイミングＥＶＴ２と
に変更可能となっている。上死点ＴＤＣまでのクランク
角で表した吸気弁開時期をθIO、下死点ＢＤＣからのク
ランク角で表した吸気弁閉時期をθIC、下死点ＢＤＣま
でのクランク角で表した排気弁開時期をθEO、上死点Ｔ
ＤＣからのクランク角で表した排気弁閉時期をθECとし
て、上記各タイミングでのこれらの値の一例を、次に示
す。
閉タイミングの変更は、図８および図９に示すように行
なわれる。すなわち、図８のように吸気弁１７の開閉タ
イミングが進角側の第１のタイミングＩＶＴ１と遅角側
の第２のタイミングＩＶＴ２とに変更可能となるととも
に、排気弁１８の開閉タイミングが進角側の第１のタイ
ミングＥＶＴ１と遅角側の第２のタイミングＥＶＴ２と
に変更可能となっている。上死点ＴＤＣまでのクランク
角で表した吸気弁開時期をθIO、下死点ＢＤＣからのク
ランク角で表した吸気弁閉時期をθIC、下死点ＢＤＣま
でのクランク角で表した排気弁開時期をθEO、上死点Ｔ
ＤＣからのクランク角で表した排気弁閉時期をθECとし
て、上記各タイミングでのこれらの値の一例を、次に示
す。
【００４５】吸気弁、第１のタイミングＩＶＴ１：θIO
＝４０°ＣＡ、θIC＝３０°ＣＡ 吸気弁、第２のタイミングＩＶＴ２：θIO＝１０°Ｃ
Ａ、θIC＝６０°ＣＡ 排気弁、第１のタイミングＥＶＴ１：θEO＝７０°Ｃ
Ａ、θEC＝０°ＣＡ 排気弁、第２のタイミングＥＶＴ２：θEO＝４０°Ｃ
Ａ、θEC＝３０°ＣＡ 上記ＥＣＵ２５による運転状態に応じた制御としては、
図９に示すように、低速高負荷領域Ａでは吸気弁１７が
第１のタイミングＩＶＴ１、排気弁１８が第１のタイミ
ングＥＶＴ１とされ、低速低負荷領域Ｂでは吸気弁１７
が第２のタイミングＩＶＴ２、排気弁１８が第１のタイ
ミングＥＶＴ１とされ、高速高負荷領域Ｃでは吸気弁１
７が第２のタイミングＩＶＴ２、排気弁１８が第２のタ
イミングＥＶＴ２とされる。なお、燃料供給タイミング
の制御は第１の実施例と同様に行なわれる。
＝４０°ＣＡ、θIC＝３０°ＣＡ 吸気弁、第２のタイミングＩＶＴ２：θIO＝１０°Ｃ
Ａ、θIC＝６０°ＣＡ 排気弁、第１のタイミングＥＶＴ１：θEO＝７０°Ｃ
Ａ、θEC＝０°ＣＡ 排気弁、第２のタイミングＥＶＴ２：θEO＝４０°Ｃ
Ａ、θEC＝３０°ＣＡ 上記ＥＣＵ２５による運転状態に応じた制御としては、
図９に示すように、低速高負荷領域Ａでは吸気弁１７が
第１のタイミングＩＶＴ１、排気弁１８が第１のタイミ
ングＥＶＴ１とされ、低速低負荷領域Ｂでは吸気弁１７
が第２のタイミングＩＶＴ２、排気弁１８が第１のタイ
ミングＥＶＴ１とされ、高速高負荷領域Ｃでは吸気弁１
７が第２のタイミングＩＶＴ２、排気弁１８が第２のタ
イミングＥＶＴ２とされる。なお、燃料供給タイミング
の制御は第１の実施例と同様に行なわれる。
【００４６】この実施例によると、低速高負荷領域Ａお
よび低速低負荷領域Ｂでの作用は第１の実施例と同様で
ある。また、高速高負荷領域Ｃでは、吸気弁１７の開閉
タイミングが遅角されることで吸気弁閉時期が遅くさ
れ、かつ排気弁１８の開閉タイミングが遅角されること
で開弁オーバラップ期間が大きくされることにより、吸
気行程終期の過給気流入促進作用と開弁オーバラップ期
間の掃気作用とがともに良好に得られ、充填量が高めら
れる。この実施例は、過給機にターボ過給機を用いる場
合にも適用できる。
よび低速低負荷領域Ｂでの作用は第１の実施例と同様で
ある。また、高速高負荷領域Ｃでは、吸気弁１７の開閉
タイミングが遅角されることで吸気弁閉時期が遅くさ
れ、かつ排気弁１８の開閉タイミングが遅角されること
で開弁オーバラップ期間が大きくされることにより、吸
気行程終期の過給気流入促進作用と開弁オーバラップ期
間の掃気作用とがともに良好に得られ、充填量が高めら
れる。この実施例は、過給機にターボ過給機を用いる場
合にも適用できる。
【００４７】図１０は本発明の第４の実施例を示してい
る。この図において、エンジンの吸気通路に機械式過給
機またはターボ過給機等の過給機５０が設けられるとと
もに、各気筒の燃焼室に第１吸気ポート５１および第２
吸気ポート５２が開口し、各吸気ポート５１，５２に、
後記第１タイミングで作動する第１吸気弁５３および後
記第２タイミングで作動する第２吸気弁５４がそれぞれ
設けられている。また、吸気通路下流側部分に、上記第
１吸気ポート５１に連通する第１の吸気通路５５と第２
吸気ポート５２に連通する第２の吸気通路５６とが形成
され、各吸気通路５５，５６にそれぞれ、アクチュエー
タ５９，６０により作動される開閉弁５７，５８が設け
られている。そして、ＥＣＵ６１により、上記アクチュ
エータ５９，６０を介して開閉弁５７，５８が制御され
るようになっている。
る。この図において、エンジンの吸気通路に機械式過給
機またはターボ過給機等の過給機５０が設けられるとと
もに、各気筒の燃焼室に第１吸気ポート５１および第２
吸気ポート５２が開口し、各吸気ポート５１，５２に、
後記第１タイミングで作動する第１吸気弁５３および後
記第２タイミングで作動する第２吸気弁５４がそれぞれ
設けられている。また、吸気通路下流側部分に、上記第
１吸気ポート５１に連通する第１の吸気通路５５と第２
吸気ポート５２に連通する第２の吸気通路５６とが形成
され、各吸気通路５５，５６にそれぞれ、アクチュエー
タ５９，６０により作動される開閉弁５７，５８が設け
られている。そして、ＥＣＵ６１により、上記アクチュ
エータ５９，６０を介して開閉弁５７，５８が制御され
るようになっている。
【００４８】上記第１吸気弁５３によって第１吸気ポー
ト５１を開閉するタイミング（第１開閉タイミング）Ｐ
１、および上記第２吸気弁５４によって第２吸気ポート
５２を開閉するタイミング（第２開閉タイミング）Ｐ２
は、図１１のように設定されている。すなわち、上記第
１開閉タイミングＰ１は、排気弁（バルブタイミングＥ
ＶＴ）との開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が早くなるように比較的進角側に設定される。一
方、上記第２開閉タイミングＰ２は、第１開閉タイミン
グＰ１と比べて少なくとも開時期が遅くされ、図１１の
例では開時期および閉時期がともに第１開閉タイミング
Ｐ１と比べて遅くなるように設定されている。
ト５１を開閉するタイミング（第１開閉タイミング）Ｐ
１、および上記第２吸気弁５４によって第２吸気ポート
５２を開閉するタイミング（第２開閉タイミング）Ｐ２
は、図１１のように設定されている。すなわち、上記第
１開閉タイミングＰ１は、排気弁（バルブタイミングＥ
ＶＴ）との開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が早くなるように比較的進角側に設定される。一
方、上記第２開閉タイミングＰ２は、第１開閉タイミン
グＰ１と比べて少なくとも開時期が遅くされ、図１１の
例では開時期および閉時期がともに第１開閉タイミング
Ｐ１と比べて遅くなるように設定されている。
【００４９】上記ＥＣＵ６１による運転状態に応じた開
閉弁５７，５８の制御としては、図１２に示すように、
低速高負荷領域Ａでは第１吸気通路５５の開閉弁５７が
開、第２吸気通路５６の開閉弁５８が閉とされ、低速低
負荷領域Ｂでは第１吸気通路５５の開閉弁５７が閉、第
２吸気通路５６の開閉弁５８が開とされ、また高速高負
荷領域Ｃでは両開閉弁５７，５８がともに開とされるよ
うになっている。なお、燃料供給タイミングの制御は第
１の実施例と同様に行なわれる。
閉弁５７，５８の制御としては、図１２に示すように、
低速高負荷領域Ａでは第１吸気通路５５の開閉弁５７が
開、第２吸気通路５６の開閉弁５８が閉とされ、低速低
負荷領域Ｂでは第１吸気通路５５の開閉弁５７が閉、第
２吸気通路５６の開閉弁５８が開とされ、また高速高負
荷領域Ｃでは両開閉弁５７，５８がともに開とされるよ
うになっている。なお、燃料供給タイミングの制御は第
１の実施例と同様に行なわれる。
【００５０】この実施例によると、低速高負荷領域Ａで
は、第１吸気通路５５が開通されて第２吸気通路５６が
遮断されることにより、上記第１タイミングＰ１が実質
的な吸気弁開閉タイミングとなり、また低速低負荷領域
Ｂでは、第１吸気通路５５が遮断されて第２吸気通路５
６が開通されることにより、上記第２タイミングＰ２が
実質的な吸気弁開閉タイミングとなる。従って、低速高
負荷領域Ａでの掃気および吹き返し防止、低速低負荷領
域Ｂでの排気ガス逆流防止等の作用が第１の実施例と同
様に得られる。また、高速高負荷領域Ｃでは、両吸気通
路５５，５６が開通され、高速域での充填量増大に有利
となる。
は、第１吸気通路５５が開通されて第２吸気通路５６が
遮断されることにより、上記第１タイミングＰ１が実質
的な吸気弁開閉タイミングとなり、また低速低負荷領域
Ｂでは、第１吸気通路５５が遮断されて第２吸気通路５
６が開通されることにより、上記第２タイミングＰ２が
実質的な吸気弁開閉タイミングとなる。従って、低速高
負荷領域Ａでの掃気および吹き返し防止、低速低負荷領
域Ｂでの排気ガス逆流防止等の作用が第１の実施例と同
様に得られる。また、高速高負荷領域Ｃでは、両吸気通
路５５，５６が開通され、高速域での充填量増大に有利
となる。
【００５１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、過給機付エン
ジンにおいて、吸気弁位相可変機構および燃料供給手段
を制御することにより、低速高負荷領域では開弁オーバ
ラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が早くなるよう
に吸気弁の開閉タイミングを進角させるとともに、吸気
行程途中に燃料供給を行なうようになっているため、低
速高負荷領域で、掃気作用を高めることと吸気の吹き返
しを防止することとにより充填量を増大して低速トルク
を高め、しかも燃料の吹き抜けを防止することができ
る。また、低速低負荷領域では開弁オーバラップ期間が
小さくなるように吸気弁の開閉タイミングを遅角させる
ことにより、燃焼安定性を確保することができる。
ジンにおいて、吸気弁位相可変機構および燃料供給手段
を制御することにより、低速高負荷領域では開弁オーバ
ラップ期間が大きく、かつ吸気弁閉時期が早くなるよう
に吸気弁の開閉タイミングを進角させるとともに、吸気
行程途中に燃料供給を行なうようになっているため、低
速高負荷領域で、掃気作用を高めることと吸気の吹き返
しを防止することとにより充填量を増大して低速トルク
を高め、しかも燃料の吹き抜けを防止することができ
る。また、低速低負荷領域では開弁オーバラップ期間が
小さくなるように吸気弁の開閉タイミングを遅角させる
ことにより、燃焼安定性を確保することができる。
【００５２】この発明において、上死点までのクランク
角で表した吸気弁開時期をθIO、下死点からのクランク
角で表した吸気弁閉時期をθICとして、低速高負荷領域
でθIO≧θICとなり、低速低負荷領域でθIO＜θICとな
るようにしておくと（請求項２）、低速高負荷領域での
充填量増大などの効果を良好に発揮させることができ
る。
角で表した吸気弁開時期をθIO、下死点からのクランク
角で表した吸気弁閉時期をθICとして、低速高負荷領域
でθIO≧θICとなり、低速低負荷領域でθIO＜θICとな
るようにしておくと（請求項２）、低速高負荷領域での
充填量増大などの効果を良好に発揮させることができ
る。
【００５３】排気弁の開閉タイミングを固定とした場
合、低速高負荷領域でθIO≒θICとなるように設定して
おくと（請求項３）、吸気弁の開弁期間を比較的大きく
した場合でも上記のような効果を良好に発揮させること
ができる。
合、低速高負荷領域でθIO≒θICとなるように設定して
おくと（請求項３）、吸気弁の開弁期間を比較的大きく
した場合でも上記のような効果を良好に発揮させること
ができる。
【００５４】さらに、過給機が機械式過給機の場合に、
高速高負荷領域では吸気弁開閉タイミングを進角側にす
るように制御すると（請求項４）、高速高負荷領域でも
掃気作用を高めるのに有利となる。
高速高負荷領域では吸気弁開閉タイミングを進角側にす
るように制御すると（請求項４）、高速高負荷領域でも
掃気作用を高めるのに有利となる。
【００５５】また過給機がターボ過給機の場合に、高速
高負荷領域では吸気弁開閉タイミングを遅角させるよう
に制御すると（請求項５）、高速高負荷領域では吸気行
程終期の過給気流入促進の効果が得られる。
高負荷領域では吸気弁開閉タイミングを遅角させるよう
に制御すると（請求項５）、高速高負荷領域では吸気行
程終期の過給気流入促進の効果が得られる。
【００５６】吸気弁の開弁期間が排気弁の開弁期間より
も大きくなっていると（請求項６）、高速トルクを高め
るのに有利としつつ、上記のような効果が得られる。
も大きくなっていると（請求項６）、高速トルクを高め
るのに有利としつつ、上記のような効果が得られる。
【００５７】また、排気弁の開閉タイミングの位相も可
変とし、低速高負荷および低速低負荷の運転領域では排
気弁を可変範囲進角側の所定タイミングとしつつ上記の
ように吸気弁開閉タイミングを変化させ、高速高負荷の
運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させるとと
もに排気弁の開閉タイミングも進角させることにより吸
・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が遅い状態に制御するようになっていると（請求
項７）、高速高負荷域では掃気作用と吸気行程終期の過
給気流入促進作用とでより一層のトルクアップが可能と
なる。
変とし、低速高負荷および低速低負荷の運転領域では排
気弁を可変範囲進角側の所定タイミングとしつつ上記の
ように吸気弁開閉タイミングを変化させ、高速高負荷の
運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させるとと
もに排気弁の開閉タイミングも進角させることにより吸
・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気弁
閉時期が遅い状態に制御するようになっていると（請求
項７）、高速高負荷域では掃気作用と吸気行程終期の過
給気流入促進作用とでより一層のトルクアップが可能と
なる。
【００５８】また、請求項８に記載の発明は、排気弁と
の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ閉時期が早い第
１開閉タイミングで作動する第１吸気弁と、上記第１開
閉タイミングと比べて少なくとも開時期が遅い第２開閉
タイミングで作動する第２吸気弁とを２つの吸気ポート
に設け、その各吸気ポートに通じる第１，第２吸気通路
にそれぞれ開閉弁を備え、低速高負荷領域では上記第１
吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制御するとと
もに吸気行程中に燃料供給を行ない、低速低負荷領域で
は上記第１吸気通路を遮断して第２吸気通路を開通させ
るようにしているため、吸気弁位相可変機構を必要とせ
ずに上記のような効果を発揮することができる。
の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ閉時期が早い第
１開閉タイミングで作動する第１吸気弁と、上記第１開
閉タイミングと比べて少なくとも開時期が遅い第２開閉
タイミングで作動する第２吸気弁とを２つの吸気ポート
に設け、その各吸気ポートに通じる第１，第２吸気通路
にそれぞれ開閉弁を備え、低速高負荷領域では上記第１
吸気通路を開通させる状態に上記開閉弁を制御するとと
もに吸気行程中に燃料供給を行ない、低速低負荷領域で
は上記第１吸気通路を遮断して第２吸気通路を開通させ
るようにしているため、吸気弁位相可変機構を必要とせ
ずに上記のような効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のよる装置の全体構造を示す概略
図である。
図である。
【図２】第１の実施例のよる吸・排気弁の開閉タイミン
グを示す説明図である。
グを示す説明図である。
【図３】第１の実施例のよる運転領域に応じた制御状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】吸気弁の開弁角と要求過給圧との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図５】第２の実施例のよる装置の概略図である。
【図６】第２の実施例のよる運転領域に応じた制御状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】第３の実施例のよる装置の概略図である。
【図８】第３の実施例のよる吸・排気弁の開閉タイミン
グを示す説明図である。
グを示す説明図である。
【図９】第３の実施例のよる運転領域に応じた制御状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１０】第４の実施例のよる装置の概略図である。
【図１１】第４の実施例のよる吸・排気弁の開閉タイミ
ングを示す説明図である。
ングを示す説明図である。
【図１２】第４の実施例のよる運転領域に応じた制御状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
１ エンジン本体 １０，３０，５０ 過給機 ２０ 吸気弁位相可変機構 ２５，６１ ＥＣＵ ４０ 排気弁位相可変機構 ５３ 第１吸気弁 ５４ 第２吸気弁 ５５ 第１吸気通路 ５６ 第２吸気通路 ５７，５８ 開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｈ 7049−3Ｇ Ｊ 7049−3Ｇ
Claims (8)
- 【請求項１】 過給機を備えたエンジンにおいて、吸気
弁の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする吸気
弁位相可変機構と、エンジンに燃料を供給する燃料供給
手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手
段と、この運転状態検出手段の出力に応じ、低速高負荷
の運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させるこ
とにより吸・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、
かつ吸気弁閉時期が早い第１のバルブ作動状態に吸気弁
位相可変機構を制御するとともに、吸気行程途中に燃料
供給を行なうように上記燃料供給手段からの燃料供給の
タイミングを制御し、一方、低速低負荷の運転領域では
吸気弁の開閉タイミングを遅角させることにより上記第
１のバルブ作動状態と比べて上記開弁オーバラップ期間
が小さい第２のバルブ作動状態に吸気弁位相可変機構を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする過給機付
エンジンの制御装置。 - 【請求項２】 上死点までのクランク角で表した吸気弁
開時期をθIO、下死点からのクランク角で表した吸気弁
閉時期をθICとして、低速高負荷の運転領域で上記第１
のバルブ作動状態にあるときにθIO≧θICとなり、低速
低負荷の運転領域で上記第２のバルブ作動状態にあると
きにθIO＜θICとなるように設定した請求項１記載の過
給機付エンジンの制御装置。 - 【請求項３】 排気弁の開閉タイミングは固定とし、吸
気弁開閉タイミングは低速高負荷の運転領域で上記第１
のバルブ作動状態にあるときにθIO≒θICとなるように
設定した請求項２記載の過給機付エンジンの制御装置。 - 【請求項４】 過給機が機械式過給機であり、上記制御
手段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作
動状態に吸気弁位相可変機構を制御するものである請求
項３記載の過給機付エンジンの制御装置。 - 【請求項５】 過給機がターボ過給機であり、上記制御
手段が、高速高負荷の運転領域では上記第１のバルブ作
動状態よりも吸気弁開閉タイミングを遅角させるように
吸気弁位相可変機構を制御するものである請求項３記載
の過給機付エンジンの制御装置。 - 【請求項６】 吸気弁の開弁期間が排気弁の開弁期間よ
りも大きい請求項１乃至５のいずれかに記載の過給機付
エンジンの制御装置。 - 【請求項７】 吸気弁位相可変機構に対して独立に排気
弁の開閉タイミングの位相を所定範囲で可変とする排気
弁位相可変機構を備えるとともに、制御手段が、低速高
負荷および低速低負荷の運転領域では排気弁を可変範囲
進角側の所定タイミングとしつつ上記第１のバルブ作動
状態および上記第２のバルブ作動状態とし、高速高負荷
の運転領域では吸気弁の開閉タイミングを進角させると
ともに排気弁の開閉タイミングも進角させることにより
吸・排気弁の開弁オーバラップ期間が大きく、かつ吸気
弁閉時期が遅い第３のバルブ作動状態とするように上記
吸気弁位相可変機構および排気弁位相可変機構を制御す
るものである請求項２記載の過給機付エンジンの制御装
置。 - 【請求項８】 過給機を備えるとともに、第１吸気ポー
トおよび第２吸気ポートが燃焼室に開口したエンジンに
おいて、第１吸気ポートに設けられ、排気弁との開弁オ
ーバラップ期間が比較的大きく、かつ閉時期が比較的早
い所定の第１開閉タイミングで作動する第１吸気弁と、
第２吸気ポートに設けられ、上記第１開閉タイミングと
比べて少なくとも開時期が遅い第２開閉タイミングで作
動する第２吸気弁と、第１吸気ポートに通じる第１吸気
通路および第２吸気ポートに通じる第２吸気通路にそれ
ぞれ設けられた開閉弁と、エンジンに燃料を供給する燃
料供給手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、この運転状態検出手段の出力に応じ、低速
高負荷の運転領域では上記第１吸気通路を開通させる状
態に上記開閉弁を制御するとともに吸気行程途中に燃料
供給を行なうように上記燃料供給手段からの燃料供給の
タイミングを制御し、一方、低速低負荷の運転領域では
上記第１吸気通路を遮断して第２吸気通路を開通させる
状態に上記開閉弁を制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14752092A JP3183560B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 過給機付エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14752092A JP3183560B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 過給機付エンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340290A true JPH05340290A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3183560B2 JP3183560B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=15432188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14752092A Expired - Fee Related JP3183560B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 過給機付エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183560B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010185339A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US9194305B2 (en) | 2013-10-14 | 2015-11-24 | Hyundai Motor Company | Engine having continuous variable timing device |
| JP2018096371A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | エンジンシステム制御方法および装置 |
| JP2020176596A (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置および制御方法 |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP14752092A patent/JP3183560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010185339A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US9194305B2 (en) | 2013-10-14 | 2015-11-24 | Hyundai Motor Company | Engine having continuous variable timing device |
| JP2018096371A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | エンジンシステム制御方法および装置 |
| JP2020176596A (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置および制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183560B2 (ja) | 2001-07-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |