JPH06173723A - 機械式過給機付エンジンのバルブタイミング可変装置 - Google Patents

機械式過給機付エンジンのバルブタイミング可変装置

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JPH06173723A
JPH06173723A JP4332729A JP33272992A JPH06173723A JP H06173723 A JPH06173723 A JP H06173723A JP 4332729 A JP4332729 A JP 4332729A JP 33272992 A JP33272992 A JP 33272992A JP H06173723 A JPH06173723 A JP H06173723A
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式過給機１７を備え、エンジン負荷によ
り吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間θo を切り換え
るようにしたエンジンに対し、そのオーバーラップ期間
θo の切換えに伴う吸気充填量の変化によるトルクショ
ックを低減する。 【構成】 エンジン１の同じ負荷状態での出力トルクを
変えるトルクアシスト手段１６を設け、吸／排気弁のオ
ーバーラップ期間θo が小期間から大期間に変化したと
き、エンジン１の低負荷側ではその出力トルクが増大
し、高負荷側では低下するようにトルクアシスト手段１
６を制御する。また、オーバーラップ期間θo が大期間
から小期間に変化したときには、エンジン１の低負荷側
では出力トルクが低下し、高負荷側では増大するように
制御する。吸／排気弁のオーバーラップ期間θo が大小
期間に切り換えられて吸気充填量が変化しても、それを
補償するように出力トルクを変化させ、その変動を抑制
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、機械式過給機を備え
たエンジンにおいて、その吸／排気弁の開弁時期を変え
て開弁オーバーラップ期間を変更するようにしたバルブ
タイミング可変装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種吸／排気弁のオーバー
ラップ期間を変えるようにしたエンジンとして、例えば
特開平２―１１９６４１号公報には、エンジンにより駆
動されて吸気を過給する機械式過給機を備え、吸／排気
弁のオーバーラップ期間をエンジンの運転領域に応じて
変え、エンジンが高負荷域になるほどオーバーラップ期
間を大きくするようにしたものが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このよう
に、エンジンの負荷に応じて吸／排気弁の開弁オーバー
ラップ期間を大小に切り換える場合、例えばエンジンの
軽負荷域でのアイドル安定性や中負荷域での掃気性の向
上、さらには高負荷域での吸気の排気側への吹抜けの防
止等を図ることができ、エンジンの運転性を向上させる
ことができる。しかしながら、その反面、同じスロット
ル開度でありながら、オーバーラップの切換えに伴って
吸気の充填量が変化し、トルクショックが生じるという
問題がある。
【０００４】すなわち、例えば図６に示すように、エン
ジンの低負荷域では、スロットル弁下流の圧力が低いの
で、吸／排気弁のオーバーラップが大きいと、燃焼室内
のガスの吸気通路側への吹返し量が増加し、その分、吸
気の充填量が下がることから、吸／排気弁の開弁オーバ
ーラップ期間の小さい方が吸気充填量が大きくなる。一
方、高負荷域では、逆にオーバーラップ期間の大きい方
が小さい場合よりも吸気の充填量が大きくなり、このよ
うな吸気充填量の変化によりトルクショックが出る。
【０００５】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記の如きエンジン負荷により吸／排
気弁のオーバーラップが切り換えられたとき、それに応
じてエンジンの所定の運転条件を制御するようにするこ
とにより、オーバーラップの切換えに伴う吸気充填量の
変化によるトルクショックを効果的に低減することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、請求項１又は２の発明では、エンジンの出力トルク
を変えるトルクアシスト手段を設け、エンジン負荷に応
じて吸／排気弁のオーバーラップが切り換えられたとき
には、それに伴うエンジンの出力トルクの変化をトルク
アシスト手段により補償するようにした。
【０００７】具体的には、請求項１の発明では、図１に
示すように、吸気弁又は排気弁の少なくとも一方の開弁
時期を変えるバルブタイミング可変手段３５を備え、該
バルブタイミング可変手段３５により吸／排気弁の開弁
オーバーラップ期間を変化させるようにした機械式過給
機付エンジンにおいて、吸／排気弁の開弁オーバーラッ
プ期間が、エンジンの低速域における低負荷域及び高負
荷域で小さくなる一方、その他の運転領域で大きくなる
ように上記バルブタイミング可変手段３５を制御するオ
ーバーラップ設定手段４３を設ける。
【０００８】さらに、エンジンの同じ負荷状態での出力
トルクを変えるトルクアシスト手段１６と、上記オーバ
ーラップ設定手段４３により、吸／排気弁の開弁オーバ
ーラップ期間が小期間から大期間に変化したとき、エン
ジンの低負荷側ではエンジンの出力トルクが増大する一
方、高負荷側では出力トルクが低下するように上記トル
クアシスト手段１６を制御する制御手段４４とを設け
る。
【０００９】一方、請求項２の発明では、上記制御手段
４４を、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が大期間
から小期間に変化したとき、エンジンの低負荷側ではエ
ンジンの出力トルクが低下する一方、高負荷側では出力
トルクが増大するようにトルクアシスト手段１６を制御
するものとする。
【００１０】請求項３の発明では、上記オーバーラップ
設定手段４３により設定される吸／排気弁の開弁オーバ
ーラップ期間が小さいとき、該開弁オーバーラップ期間
におけるピストン上死点後の期間を上死点前の期間より
も長くする一方、開弁オーバーラップ期間が大きいと
き、該開弁オーバーラップ期間におけるピストン上死点
前の期間を上死点後の期間よりも長くする。
【００１１】
【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、オー
バーラップ設定手段４３によりバルブタイミング可変手
段３５が制御されて、吸／排気弁の開弁オーバーラップ
期間がエンジンの運転領域に応じて変えられ、エンジン
が低速低負荷領域及び低速高負荷領域にあるとき、吸／
排気弁の開弁オーバーラップ期間が小さく設定され、一
方、その他の運転領域でオーバーラップが大きく設定さ
れる。すなわち、エンジンの低速低負荷領域で吸／排気
弁の開弁オーバーラップ期間が小さく設定されること
で、燃焼室内のガスの吸気通路側への吹返しを抑制し
て、エンジンの燃焼安定性を確保することができる。ま
た、低速高負荷領域でオーバーラップ期間が小さく設定
されることで、吸気通路から過給された比較的高い圧力
の吸気がそのまま排気通路に素通りする吸気の吹抜けを
防止することができる。さらに、その他の運転領域でオ
ーバーラップが大きく設定されることで、過給吸気によ
り燃焼室内の残留排気ガスを排気通路側に押し出して掃
気することができ、掃気性を向上できる効果が得られ
る。
【００１２】そして、エンジンの運転状態が上記低速低
負荷領域から中負荷域に移行したとき、それに応じて吸
／排気弁の開弁オーバーラップ期間が小期間から大期間
に切り換えられ、吸気の充填量が減少するが、この切換
えと同時に、制御手段４４によりトルクアシスト手段１
６が制御されてエンジンの出力トルクが増大する。この
ため、上記吸気充填量の減少による出力トルクの低下分
と、トルクアシスト手段１６による出力トルクの増大分
とが互いに相殺されることとなり、よってトルクショッ
クを低減することができる。
【００１３】一方、エンジンの運転状態が上記低速高負
荷領域から中負荷域に移行したときにも、それに応じて
吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が小期間から大期
間に切り換えられる。このときは吸気の充填量が増加す
るが、この切換えと同時に、制御手段４４によるトルク
アシスト手段１６の制御によりエンジンの出力トルクが
低下する。このため、オーバーラップの切換えに応じて
吸気の充填量が増加側に変化し出力トルクが増大して
も、それを補償するようにトルクアシスト手段１６によ
り出力トルクが減少するので、出力トルクの大きな変動
が抑制され、トルクショックを低減できる。
【００１４】請求項２の発明では、以上とは逆に、エン
ジンの運転状態が上記中負荷域から低速低負荷領域に移
行したとき、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が大
期間から小期間に切り換えられて吸気の充填量が増加す
るが、それと同時に、制御手段４４によるトルクアシス
ト手段１６の制御によりエンジンの出力トルクが低下す
る。このため、上記吸気充填量の増加による出力トルク
の増大分と、トルクアシスト手段１６による出力トルク
の低下分とが互いに相殺されてトルクショックを低減で
きる。
【００１５】一方、エンジンの運転状態が中負荷域から
低速高負荷領域に移行したとき、吸／排気弁の開弁オー
バーラップ期間が大期間から小期間に切り換えられて吸
気の充填量が減少するが、この切換えと同時に、トルク
アシスト手段１６によりエンジンの出力トルクが増大す
るため、上記吸気充填量の減少分を補償するように出力
トルクが増大することとなり、よってトルクショックを
低減できる。
【００１６】請求項３の発明では、上記オーバーラップ
設定手段４３により設定される吸／排気弁の開弁オーバ
ーラップ期間が小さいとき、開弁オーバーラップ期間に
おけるピストン上死点後の期間が上死点前の期間よりも
長くされているので、上死点後にピストンが下降移動す
る状態で吸気が供給される期間が長くなり、吸気は容積
が増大する燃焼室にスムーズに供給されて、その排気通
路への吹抜けをさらに有効に防止することができる。
【００１７】一方、開弁オーバーラップ期間が大きいと
きには、その開弁オーバーラップ期間におけるピストン
上死点前の期間が上死点後の期間よりも長くされている
ので、上死点前にピストンが上昇する状態で吸気が供給
される期間が長くなり、吸気は容積の減少する燃焼室に
供給されて、その燃焼室内の残留排気ガスをスムーズに
排気通路へ掃気でき、掃気性のより一層の向上を図るこ
とができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図４は本発明の一実施例の全体構成を示す。１は
１対のバンク２，２を有するＶ型６気筒エンジンで、各
バンク２にはそれぞれ図示しないピストンを往復動可能
に嵌装せしめた３つの気筒３，３，…が直列に並んで形
成されている。上記各気筒３には、各々吸気弁４によっ
て開閉される２つの吸気ポート５，５と、各々排気弁に
よって開閉される２つの排気ポート（いずれも図示せ
ず）とが開口されている。各吸気ポート５は吸気通路６
の下流端部分を構成するもので、該吸気通路６は、下流
端が各吸気ポート５で構成される６つの独立吸気通路
７，７，…と、各バンク２毎に配置され、各バンク２の
３つの独立吸気通路７，７，…の上流端が接続された２
つのサージタンク８，８と、下流端部が２つに分岐され
てそれぞれ両サージタンク８，８の一端に接続された１
つの共通吸気通路９とを有する。上記各独立吸気通路７
は隔壁７ａによって２つの通路７ｂ，７ｂに並列に仕切
られ、通路７ｂ，７ｂの下流端はそれぞれ吸気ポート
５，５とされている。一方の通路７ｂの上流端部には該
通路７ｂを開閉するシャッタ弁１０が配設されている。
各バンク２における３つのシャッタ弁１０，１０，…同
士は共通の１つの軸１１に支持され、この軸１１には図
外のアクチュエータが連結されている。そして、このア
クチュエータの作動により両バンク２，２のシャッタ弁
１０，１０，…をエンジン回転数に応じて同期して開閉
し、例えばエンジン１の低速域ではシャッタ弁１０，１
０，…を閉じ、高回転域で開くようになっている。
【００１９】上記共通吸気通路９の上流端は吸入空気
（吸気）を清浄にするエアクリーナ１２に接続されてい
る。共通吸気通路９にはエアクリーナ１２から下流側に
向かって順に、吸入空気量を検出するエアフローメータ
１３と、電動アクチュエータ１４に駆動されて共通吸気
通路９（吸気通路６）を絞る電気スロットル弁１５と、
吸入空気（吸気）を圧縮して過給する過給機１７と、該
過給機１７で圧縮された空気を冷却するインタクーラ１
８とが配設されている。この実施例では、上記電気スロ
ットル弁１５及びそのアクチュエータ１４により、エン
ジン１の同じ負荷状態での出力トルクを変えるトルクア
シスト手段１６が構成される。
【００２０】上記過給機１７は内部圧縮型の機械式過給
機で、図示しないが、ハウジング内に各々回転軸によっ
て支持された雌雄のロータを備え、両ロータは各々の回
転軸に取り付けたギヤの噛合によって逆方向に回転す
る。一方のロータの回転軸にはプーリが取り付けられ、
このプーリはエンジン１のクランク軸に伝動ベルト（い
ずれも図示せず）を介して駆動連結されており、エンジ
ン１の運転により両ロータを回転させて、吸入空気をハ
ウジング内に吸い込み、その空気を圧縮してハウジング
から吐出するようになっている。
【００２１】上記インタクーラ１８直下流側の共通吸気
通路９にはリリーフ通路１９の一端（上流端）が接続さ
れ、該リリーフ通路１９の他端（下流端）は、上記スロ
ットル弁１５下流側で過給機１７上流側の共通吸気通路
９に接続されており、過給機１７から吐出された空気
（吸気）の一部を過給機１７上流側の吸気通路６にリリ
ーフ通路１９によってリリーフするようにしている。ま
た、上記リリーフ通路１９には、リリーフ通路１９を開
閉してリリーフ量を調整することでエンジン１への過給
圧を制御する過給圧コントロールバルブ２０が配設され
ている。このコントロールバルブ２０はアクチュエータ
２１に駆動連結されている。アクチュエータ２１は、バ
ルブ２０に連結されたダイアフラム２２と、このダイア
フラム２２によってケーシング内に区画された１対の圧
力室２３，２４と、該一方の圧力室２３に縮装され、バ
ルブ２０を閉じ方向に付勢するスプリング２５とを備
え、上記両圧力室２３，２４に対する導入圧力を調整し
て過給圧を制御する。
【００２２】さらに、上記左右の両サージタンク８，８
の他端同士は連通路２６により連通され、この連通路２
６の途中には可変吸気コントロールバルブ２７が配設さ
れており、このバルブ２７をエンジン回転数に応じて開
閉することで、吸気圧力波の反転部を変えて、エンジン
１の広い回転域で吸気の動的過給効果を得るようにして
いる。
【００２３】また、上記各独立吸気通路７の両通路７
ｂ，７ｂにはそれぞれ燃料を噴射供給するインジェクタ
２８，２８が配設されている。
【００２４】エンジン１には、各気筒３の吸気弁４及び
排気弁を開閉する動弁機構３１が設けられている。この
動弁機構３１は、エンジン１のクランク軸によりタイミ
ングプーリ３２及び図外のタイミングベルトを介して同
期して回転駆動される吸気用カムシャフト３３と、同様
の排気用カムシャフト（図示せず）とをバンク２毎に有
する。各吸気用カムシャフト３３には各気筒３毎に２つ
のカム３４，３４が形成されており、この各カム３４に
よりそれぞれ図外のタペットを介して吸気弁４を開閉駆
動するようにしている。尚、図示しないが排気用カムシ
ャフトにも同様に各気筒３毎に２つのカムが形成されて
おり、この各カムにより排気弁を開閉駆動する。
【００２５】上記動弁機構３１において各吸気用タイミ
ングプーリ３２とカムシャフト３３との間には、吸気弁
４の開閉時期を変えて排気弁との開弁オーバーラップ期
間を変化させるためのバルブタイミング可変機構３５が
具備されている。この各バルブタイミング可変機構３５
は、カムシャフト３３の端部及び該端部に対峙して同じ
軸線上に配置したタイミングプーリ３２の軸３２ａの各
外周にそれぞれ形成されたヘリカルスプライン３６，３
７と、これら両スプライン３６，３７に噛合して回転す
るスリーブ３８と、このスリーブ３８を軸方向に移動さ
せるアクチュエータ３９とを備え、アクチュエータ３９
の駆動によりスリーブ３８を軸方向に移動させることに
より、タイミングプーリ３２とカムシャフト３３とを相
対回転させて位相を変え、吸気弁４の開閉時期を２種類
に変えて、開弁時期の固定された排気弁とのオーバーラ
ップ期間を変化させる。具体的には、バルブタイミング
可変機構３５のスリーブ３８を一方のストロークエンド
に移動させたときには、図５で実線にて示すように、例
えばクランク角でピストンの上死点後１３°とされた排
気弁の閉弁時期に対し、吸気弁４の開弁時期をピストン
の上死点前４°として、吸／排気弁の開弁オーバーラッ
プ期間θo を１７°の小期間に設定する。一方、スリー
ブ３８を他方のストロークエンドに移動させたときに
は、図５で破線にて示すように、吸気弁４の開弁時期を
ピストンの上死点前３４°として、吸／排気弁の開弁オ
ーバーラップ期間θo を４７°の大期間に設定するよう
になっている。
【００２６】すなわち、この実施例では、後述のオーバ
ーラップ設定手段４３により設定される吸／排気弁の開
弁オーバーラップ期間θo が小さいとき、該開弁オーバ
ーラップ期間θo におけるピストン上死点後の期間θAT
DC（クランク角で１３°）が上死点前の期間θBTDC（同
４°）よりも長く設定されている。また、開弁オーバー
ラップ期間θo が大きいとき、上記とは逆に、該開弁オ
ーバーラップ期間θoにおけるピストン上死点前の期間
θBTDC（クランク角で３４°）が上死点後の期間θATDC
（同１３°）よりも長く設定されている。
【００２７】上記各インジェクタ２８、バルブタイミン
グ可変機構３５の各アクチュエータ３９及び電気スロッ
トル弁１５のアクチュエータ１４はコントロールユニッ
ト４１によって制御されるようになっている。このコン
トロールユニット４１には、上記一方の吸気用カムシャ
フト３３の回転によりエンジン回転数を検出する回転数
センサ４２の出力信号と、上記エアフローメータ１３の
出力信号とが少なくとも入力されている。
【００２８】そして、コントロールユニット４１にはＣ
ＰＵが設けられており、このＣＰＵの信号処理手順によ
り各インジェクタ２８、バルブタイミング可変機構３５
の各アクチュエータ３９及び電気スロットル弁１５のア
クチュエータ１４に対して以下の制御を行うように構成
されている。すなわち、図２は上記バルブタイミング可
変機構３５及び電気スロットル弁１５の各アクチュエー
タ３９，１４の作動制御を行うときの処理動作を概略的
に示すフローチャート図であり、ステップＳ1でエンジ
ン回転数及び吸入空気量を含む各種検出値の読込みを行
った後、ステップＳ2 に移り、図３に示すように、エン
ジン１の運転領域が低速低負荷領域Ｉから中／高速低負
荷領域、中負荷域及び中／高速高負荷領域からなる領域
IIに切り換えられたかどうかを判定する。この判定がＹ
ＥＳのときには、エンジン１の運転領域は中負荷域たる
領域IIにあるので、ステップＳ3 に進んでバルブタイミ
ング可変機構３５の各アクチュエータ３９により各スリ
ーブ３８を他方のストロークエンドに位置付け、吸／排
気弁の開弁オーバーラップ期間θo を大期間にする。そ
の後、ステップＳ4 においてアクチュエータ１４の駆動
により電気スロットル弁１５の開度を上記切換え後の開
弁オーバーラップ期間θo で同じ吸気充填量が得られる
開度まで大きくして、エンジン１の出力トルクを増大さ
せる。
【００２９】上記ステップＳ2 でＮＯと判定されたとき
には、ステップＳ5 に進み、エンジン１の運転領域が今
度は上記領域IIから低速低負荷領域Ｉに切り換えられた
かどうかを判定する。この判定がＹＥＳのときには、エ
ンジン１の運転領域は低負荷域たる領域Ｉにあるので、
ステップＳ6 に進み、バルブタイミング可変機構３５の
各アクチュエータ３９により各スリーブ３８を一方のス
トロークエンドに位置付け、吸／排気弁の開弁オーバー
ラップ期間θo を小期間にした後、ステップＳ7 で電気
スロットル弁１５の開度を上記切換え後の開弁オーバー
ラップ期間θoで同じ吸気充填量が得られる開度まで小
さくし、エンジン１の出力トルクを低下させる。
【００３０】ステップＳ5 でＮＯと判定されたときに
は、ステップＳ8 に進み、エンジン１の運転領域が上記
領域IIから低速高負荷領域III に切り換えられたか否か
を判定する。この判定がＹＥＳのときには、エンジン１
の運転領域は高負荷域たる領域III にあるので、ステッ
プＳ9 に進み、上記ステップＳ6 と同様にバルブタイミ
ング可変機構３５の各スリーブ３８を一方のストローク
エンドに位置付け、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期
間θo を小期間にした後、ステップＳ10で電気スロット
ル弁１５の開度を開度まで大きくし、エンジン１の出力
トルクを増大させる。
【００３１】さらに、ステップＳ8 でＮＯと判定された
ときには、エンジン１の運転領域が上記低速高負荷領域
III から領域IIに切り換えられたと判定して、ステップ
Ｓ11に進み、上記ステップＳ3 と同様にバルブタイミン
グ可変機構３５の各スリーブ３８を他方のストロークエ
ンドに位置付け、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間
θo を大期間にした後、ステップＳ12で電気スロットル
弁１５の開度を開度まで小さくし、エンジン１の出力ト
ルクを低下させる。
【００３２】尚、図３においてＡ線は、吸／排気弁の開
弁オーバーラップ期間θo が大小に切り換わっても吸気
充填量が変わらないスロットル開度（図６参照）を示し
ている。
【００３３】この実施例では、上記フローチャートにお
けるステップＳ3 ，Ｓ6 ，Ｓ9 ，Ｓ11により、吸／排気
弁の開弁オーバーラップ期間θo を、エンジン１の低速
域における低負荷域Ｉ及び高負荷域III で小さくなる一
方、その他の領域IIで大きくなるように上記バルブタイ
ミング可変機構３５を制御するオーバーラップ設定手段
４３が構成される。
【００３４】また、ステップＳ4 ，Ｓ7 ，Ｓ10，Ｓ12に
より制御手段４４が構成され、この制御手段４４によ
り、上記オーバーラップ設定手段４３にて吸／排気弁の
開弁オーバーラップ期間θo が小期間から大期間に変化
したときには、エンジン１の低負荷側ではその出力トル
クが増大する一方、高負荷側では出力トルクが低下する
ように上記トルクアシスト手段１６としての電気スロッ
トル弁１５の開度を制御し、また吸／排気弁の開弁オー
バーラップ期間θo が大期間から小期間に変化したとき
には、エンジン１の低負荷側では出力トルクが低下する
一方、高負荷側では出力トルクが増大するように電気ス
ロットル弁１５を制御する。
【００３５】次に、上記実施例の作用について説明す
る。エンジン１の運転中、エアフローメータ１３からの
信号、回転数センサ４２の出力信号に基づいてエンジン
１の運転領域が判別され、その運転領域毎に吸／排気弁
の開弁オーバーラップ期間θoが切り換えられる。図３
に示すように、エンジン１の運転領域が低速低負荷領域
Ｉにあるとき、バルブタイミング可変機構３５のスリー
ブ３８が一方のストロークエンドに移動して、吸／排気
弁の開弁オーバーラップ期間θo が小さく設定される。
このことで、各気筒３の燃焼室内のガスが吸気通路６側
へ吹き返すのが抑制され、エンジン１の燃焼安定性を確
保することができる。
【００３６】また、エンジン１が低速高負荷領域III に
あるときにもオーバーラップ期間θo が小さく設定さ
れ、このことで、過給機１７により吸気通路６から気筒
３の燃焼室内に過給された比較的高い圧力の吸気がその
まま排気通路に素通りする吸気の吹抜けを防止すること
ができる。
【００３７】さらに、エンジン１の運転領域が中／高速
低負荷領域、中負荷域及び中／高速高負荷領域からなる
領域IIにあるとき、バルブタイミング可変機構３５のス
リーブ３８が他方のストロークエンドに移動して、吸／
排気弁の開弁オーバーラップ期間θo が大きく設定され
る。このことで、過給機１７から過給された吸気により
各気筒３の燃焼室内の残留排気ガスを排気通路側に押し
出して掃気することができ、掃気性を向上できる。
【００３８】このとき、図５に示すように、上記吸／排
気弁の開弁オーバーラップ期間θoが小さい状態では、
そのオーバーラップ期間θo におけるピストン上死点後
の期間θATDC（＝１３°）が上死点前の期間θBTDC（＝
４°）よりも長いので、上死点後にピストンが下降移動
する状態で吸気が供給される期間が長くなり、吸気を容
積の増大する気筒３の燃焼室にスムーズに供給して、そ
の排気通路への吹抜けを有効に防止することができる。
【００３９】一方、開弁オーバーラップ期間θo が大き
いときには、そのピストン上死点前の期間θBTDC（＝３
４°）が上死点後の期間θATDC（＝１３°）よりも長い
ので、ピストンが上昇する状態で吸気が供給される期間
が長くなり、吸気を容積の減少する燃焼室に供給して、
その燃焼室内の残留排気ガスをスムーズに排気通路へ掃
気でき、掃気性の向上を図ることができる。
【００４０】そして、エンジン１の運転状態が上記３つ
の領域Ｉ〜III に変化し、それに応じて吸／排気弁の開
弁オーバーラップ期間θo が切り換えられるのに伴い電
気スロットル弁１５の開度が制御される。具体的には、
運転領域が低速低負荷領域Ｉから領域IIに移行したと
き、それに応じて吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間
θo が小期間から大期間に切り換えられるが、この切換
えと同時に、電気スロットル弁１５の開度が上記切換え
後の開弁オーバーラップ期間θo で同じ吸気充填量が得
られる開度まで大きくなり、このスロットル開度の増大
によりエンジン１の出力トルクが増大する。つまり、図
６に示す如く、上記吸／排気弁の開弁オーバーラップ期
間θo の小期間から大期間への切換えにより吸気の充填
量が減少しても、この吸気充填量の減少による出力トル
クの低下分と、スロットル弁１５の開度の増大による出
力トルクの増大分とが互いに相殺されることとなり、よ
ってオーバーラップ期間θo の切換えに伴うトルクショ
ックを低減することができる。
【００４１】一方、エンジン１の運転状態が上記低速高
負荷領域III から領域IIに移行したときには、それに応
じて吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間θo が小期間
から大期間に切り換えられ、吸気の充填量が増加する
が、同時に、電気スロットル弁１５の開度が切換え後の
開弁オーバーラップ期間θo で同じ吸気充填量が得られ
る開度まで減少し、エンジン１の出力トルクが低下す
る。このため、オーバーラップの切換えに応じて吸気の
充填量が増加側に変化し、エンジン１の出力トルクが増
大しても、それを補償するように電気スロットル弁１５
の開度が小さくなって出力トルクが低下するので、出力
トルクの大きな変動は抑制され、トルクショックを低減
できる。
【００４２】これに対し、エンジン１の運転状態が上記
領域IIから低速低負荷領域Ｉに移行したとき、吸／排気
弁の開弁オーバーラップ期間θo が大期間から小期間に
切り換えられて吸気の充填量が増加するが、それと同時
に、電気スロットル弁１５の開度が減少してエンジン１
の出力トルクが低下する。このため、上記吸気充填量の
増加による出力トルクの増大分とスロットル開度の減少
による出力トルクの低下分とが互いに相殺され、トルク
ショックを低減できる。
【００４３】また、エンジン１の運転状態が領域IIから
低速高負荷領域III に移行したとき、吸／排気弁の開弁
オーバーラップ期間θo が大期間から小期間に切り換え
られて吸気の充填量が減少するが、この切換えと同時
に、スロットル開度が増加してエンジン１の出力トルク
が増大する。このため、上記吸気充填量の減少分を補償
するようにエンジン１の出力トルクが増大し、よってト
ルクショックを低減できる。
【００４４】尚、上記実施例では、吸気弁４の開弁時期
を可変として吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間θo
を変えるようにしているが、排気弁の開弁時期或いは吸
／排気弁の双方の開弁時期を変えて同じ目的を達成する
ようにしてもよい。
【００４５】また、上記実施例では、電気スロットル弁
１５の開度を制御してエンジン１の出力トルクを変える
ようにしているが、この他、エンジン１の燃料供給量や
点火時期を制御して変えることもできる。
【００４６】さらに、本発明は、Ｖ型６気筒以外の機械
式過給機付エンジンに対しても適用することができるの
は勿論のことである。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、吸気弁又は排気弁の少なくとも一方の開弁時期を変
えて、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間を変化させ
るようにした機械式過給機付エンジンにおいて、吸／排
気弁の開弁オーバーラップ期間を、エンジンの低速域に
おける低負荷域及び高負荷域で小さくなる一方、その他
の領域で大きくなるように設定するとともに、エンジン
の同じ負荷状態での出力トルクを変えるトルクアシスト
手段を設け、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が小
期間から大期間に変化したとき、エンジンの低負荷側で
はエンジンの出力トルクが増大する一方、高負荷側では
出力トルクが低下するようにトルクアシスト手段を制御
することとした。また、請求項２の発明では、吸／排気
弁の開弁オーバーラップ期間が大期間から小期間に変化
したとき、エンジンの低負荷側ではエンジンの出力トル
クが低下する一方、高負荷側では出力トルクが増大する
ようにトルクアシスト手段を制御することとした。従っ
て、これら請求項１又は２の発明によると、エンジンの
負荷域が変り、それに応じ吸／排気弁の開弁オーバーラ
ップ期間が大小期間に切り換えられて吸気の充填量が変
化しても、それを補償するようにトルクアシスト手段に
より出力トルクが変化するので、出力トルクの大きな変
動が抑制される。よって、吸／排気弁のオーバーラップ
の切換えによりエンジンの運転性を良好に確保しつつ、
その切換えに伴うトルクショックの低減を図ることがで
きる。
【００４８】請求項３の発明によれば、吸／排気弁の開
弁オーバーラップ期間が小さいとき、そのピストン上死
点後の期間を上死点前の期間よりも長くする一方、開弁
オーバーラップ期間が大きいとき、ピストン上死点前の
期間を上死点後の期間よりも長くしたことにより、オー
バーラップが小期間であるときの吸気の排気通路への吹
抜けの防止、及びオーバーラップが大期間であるときの
掃気性の向上をさらに有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例においてコントロールユニット
にて行われるバルブタイミング可変機構及び電気スロッ
トル弁の制御動作を示すフローチャート図である。
【図３】実施例においてエンジンの運転領域に応じて設
定される吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間を示す特
性図である。
【図４】実施例の全体構成を示す図である。
【図５】吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間でのリフ
ト特性を示す特性図である。
【図６】同じスロットル開度で吸／排気弁の開弁オーバ
ーラップ期間の大小に応じて吸気充填量が変化する特性
を示す特性図である。
【符号の説明】
１ エンジン ３ 気筒 ４ 吸気弁 ６ 吸気通路 １４ アクチュエータ １５ 電気スロットル弁 １６ トルクアシスト手段 １７ 過給機 ３１ 動弁機構 ３５ バルブタイミング可変機構（バルブタイミング可
変手段） ３９ アクチュエータ ４１ コントロールユニット ４３ オーバーラップ設定手段 ４４ 制御手段 θo 開弁オーバーラップ期間 θBTDC オーバーラップ期間でのピストン上死点前の期
間 θATDC オーバーラップ期間でのピストン上死点後の期
間
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 43/00 Ｋ 7536−3Ｇ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気弁又は排気弁の少なくとも一方の開
    弁時期を変えるバルブタイミング可変手段を備え、該バ
    ルブタイミング可変手段により吸／排気弁の開弁オーバ
    ーラップ期間を変化させるようにした機械式過給機付エ
    ンジンにおいて、 吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が、エンジンの低
    速域における低負荷域及び高負荷域で小さくなる一方、
    その他の運転領域で大きくなるように上記バルブタイミ
    ング可変手段を制御するオーバーラップ設定手段と、 エンジンの同じ負荷状態での出力トルクを変えるトルク
    アシスト手段と、 上記オーバーラップ設定手段により、吸／排気弁の開弁
    オーバーラップ期間が小期間から大期間に変化したと
    き、エンジンの低負荷側ではエンジンの出力トルクが増
    大する一方、高負荷側では出力トルクが低下するように
    上記トルクアシスト手段を制御する制御手段とを設けた
    ことを特徴とする機械式過給機付エンジンのバルブタイ
    ミング可変装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の機械式過給機付エンジン
    のバルブタイミング可変装置において、 制御手段は、吸／排気弁の開弁オーバーラップ期間が大
    期間から小期間に変化したとき、エンジンの低負荷側で
    はエンジンの出力トルクが低下する一方、高負荷側では
    出力トルクが増大するようにトルクアシスト手段を制御
    するものであることを特徴とする機械式過給機付エンジ
    ンのバルブタイミング可変装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の機械式過給機付エ
    ンジンのバルブタイミング可変装置において、 オーバーラップ設定手段により設定される吸／排気弁の
    開弁オーバーラップ期間が小さいとき、該開弁オーバー
    ラップ期間におけるピストン上死点後の期間が上死点前
    の期間よりも長くされ、開弁オーバーラップ期間が大き
    いとき、該開弁オーバーラップ期間におけるピストン上
    死点前の期間が上死点後の期間よりも長くされているこ
    とを特徴とする機械式過給機付エンジンのバルブタイミ
    ング可変装置。
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