JPH0754678A - エンジン作動方法及び４ストロークエンジン - Google Patents

エンジン作動方法及び４ストロークエンジン

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JPH0754678A
JPH0754678A JP6168398A JP16839894A JPH0754678A JP H0754678 A JPH0754678 A JP H0754678A JP 6168398 A JP6168398 A JP 6168398A JP 16839894 A JP16839894 A JP 16839894A JP H0754678 A JPH0754678 A JP H0754678A
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valve
timing
cylinder
exhaust valve
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JP6168398A
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Ko-Jen Wu
コー−イェン・ウー
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Motors Liquidation Co
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Publication date
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    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの有効な作動が得られるようにエン
ジン負荷を漸進的に減少させるエンジン作動方法を提供
する。 【構成】 有効な作動のための限界まで排気ガスチャー
ジ希釈を増大させるように排気弁の閉鎖タイミングを遅
延させることにより全負荷からパワーを減少させる。更
なる負荷の減少は（吸気逆止め弁に関連して又は個々の
シリンダの弁を使用して）スロットル調整を行うか又は
（スロットル調整無しに）吸気弁の開放タイミングを遅
延させることによって、希釈を増大させることなくチャ
ージ量を減少させることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外部点火又はスパーク
（火花）点火式の４ストロークエンジン及びその作動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン分野において、種々の方法及び
手段によりシリンダの吸気チャージを制御することが知
られている。このような制御方法は、例えば、吸気マニ
ホルド又は個々のシリンダのスロットル制御、可変の吸
気及び（又は）排気弁のタイミング制御、シリンダの吸
気ランナーにおける補助の逆止め弁（好ましくは、リー
ド弁）の使用による制御等である。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、改善した４ストローク
エンジン及びその作動方法を提供することである。
【０００４】
【発明の構成並びに作用効果】本発明の一形態によれ
ば、少なくとも１つの吸気弁及び少なくとも１つの排気
弁を有する少なくとも１つのシリンダと、クランクシャ
フトに連結されたピストンと、吸気弁に供給される吸気
チャージ圧力を変化させるタイミング手段と、関連する
ピストンのクランク角に関して排気弁を閉じるタイミン
グを変化させる手段とを備えた４ストロークエンジンを
作動させる方法であって、種々の作動速度で実質上最大
定格パワーにてエンジンを作動させるため、吸気弁への
所望の最大吸気チャージ圧力及び選択された弁タイミン
グを提供する工程と；排気弁の閉鎖タイミングを増分的
に遅延させると共に、これと少なくとも部分的に重複し
て吸気弁の開放タイミングを比例的に遅延させ、閉鎖タ
イミングをシリンダ内でのチャージ燃焼に悪影響を及ぼ
すことのない選択された最大遅延まで遅らせることによ
り、パワーを最大定格パワーより小さい高パワー範囲に
減少させる工程と；吸気弁の開放タイミングを更に遅延
させ、排気弁の閉鎖タイミングを実質上初期のタイミン
グ設定状態へ戻すように前進させることにより、アイド
ル状態より大きな低パワー範囲での作動のためのパワー
減少を完成させる工程と；を有することを特徴とするエ
ンジン作動方法が提供される。
【０００５】本発明の別の形態によれば、少なくとも１
つの吸気弁及び少なくとも１つの排気弁を有する少なく
とも１つのシリンダと、クランクシャフトに連結された
ピストンと、吸気弁に供給される吸気チャージ圧力を変
化させる圧力変更手段と、関連するピストンのクランク
角に関して排気弁を閉じるタイミングを変化させる手段
とを備えた４ストロークエンジンを作動させる方法であ
って、吸気弁への所望の最大吸気チャージ圧力及び種々
の作動速度で実質上最大定格パワーにてエンジンを作動
させるための選択された弁タイミングを提供する工程
と；シリンダ内でのチャージ燃焼に悪影響を及ぼすこと
なく、選択された最大遅延まで排気弁の閉鎖タイミング
を増分的に遅延させることにより、パワーを最大定格パ
ワーより小さい高パワー範囲に減少させる工程と；排気
弁の閉鎖タイミングを実質上初期のタイミング設定状態
へ戻すように前進させている間に、吸気弁への吸気チャ
ージの圧力を減少させることにより、アイドル状態より
大きな低パワー範囲での作動のためのパワー減少を完成
させる工程と；を有することを特徴とするエンジン作動
方法が提供される。
【０００６】本発明の更に別の形態によれば、少なくと
も１つの吸気弁及び少なくとも１つの排気弁を有する少
なくとも１つのシリンダと；クランクシャフトに連結さ
れたピストンと；吸気弁に供給される吸気チャージ圧力
を変化させる圧力変更手段と；関連するピストンのクラ
ンク角に関して排気弁を閉じるタイミングを変化させる
手段と；種々の作動速度で最大定格パワーにてエンジン
を作動させるため、吸気弁への所望の最大吸気チャージ
圧力及び選択された弁タイミングを提供すると共に、シ
リンダ内でのチャージ燃焼に悪影響を及ぼすことのない
選択された最大遅延まで排気弁の閉鎖タイミングを増分
的に遅延させることにより、パワーを最大定格パワーよ
り小さい高パワー範囲に減少させるように、かつ、排気
弁の閉鎖タイミングを実質上初期のタイミング設定状態
へ戻しながら、吸気弁への吸気チャージの圧力を減少さ
せることにより、アイドル状態より大きな低パワー範囲
での作動のためのパワー減少を完成させるようにするた
めの制御手段と；を有することを特徴とする４ストロー
クエンジンが提供される。
【０００７】本発明の好ましい実施例では、負荷範囲の
実質的な部分にわたってエンジンの作動効率制御及び
（又は）エンジン流出物制御を改善できる、エンジン速
度及びエンジン負荷の制御下でのエンジン作動方法を提
供できる。
【０００８】好ましい実施例では、シリンダの排気弁閉
鎖タイミングとマニホルド吸気スロットル調整とを組み
合わせ、バイパスをオプションとして具備する補助の吸
気逆止め弁を使用し、負荷範囲にわたって有効な作動状
態を維持できる作動方法を提供する。
【０００９】好ましい作動方法は、全開スロットル及び
全パワー弁タイミングによる全負荷での作動と、好まし
い燃焼領域内で第１の制限地点へ排気弁閉鎖タイミング
を遅延させることにより得られる高パワー範囲における
減少した負荷での作動と、第１の制限地点での排気弁閉
鎖タイミングの遅延を実質上その状態に維持したままマ
ニホルド圧力を減少させるようにスロットルを調整する
ことにより得られる（随意の）更に減少した負荷での作
動と、第１の制限地点からエンジンのアイドル状態での
初期の全パワー弁タイミングの近傍まで排気弁閉鎖タイ
ミングを前進させている間にマニホルド圧力を減少させ
るようにスロットルを更に調整することにより得られる
低負荷範囲における低い値に減少した負荷での作動とを
有する。
【００１０】
【実施例】図１を参照すると、スパーク（火花）点火式
の４ストロークエンジン１０は数個のシリンダ１２（図
には１つのみを示す）を備えたシリンダブロック１１を
有する。各シリンダ１２は、その内部で往復運動でき連
接棒１５を介してクランクシャフト１６に連結されたピ
ストン１４を有する。
【００１１】シリンダヘッド１８はピストン１４の上方
でシリンダ１２の端部を閉じ、吸気ポート２２及び排気
ポート２３をそれぞれ制御する少なくとも１つの吸気弁
１９及び少なくとも１つの排気弁２０を有する。任意の
適当な型式の可変タイミング弁作動手段２４が設けてあ
る。
【００１２】吸気ポート２２はマニホルド導管２６に接
続して吸気通路２７を形成し、燃料インゼクタ２８から
の燃料が吸気通路２７内へ散布される。マニホルド導管
の上流側で、吸気プレナム３０が各エンジンシリンダの
吸気通路２７に接続し、また、蝶弁型の主スロットル３
２を有する空気吸入チューブ３１にも接続している。リ
ード弁３４の如き補助の一方向弁即ち逆止め弁がプレナ
ム３０と燃料インゼクタ２８との間で各吸気通路２７内
に位置している。リード弁３４はエンジンシリンダ１２
から吸気マニホルドプレナム３０へのガスの逆流を阻止
又は制限し、従って、排気弁閉鎖タイミングの所望のリ
タード即ち遅延を得るためにすべての弁のカムシャフト
相制御タイミングの使用を可能にする。
【００１３】図２に略示する好ましい実施例において
は、可変タイミング弁作動手段２４はカムシャフト３６
を駆動するクランクシャフト１６の位相角に対するカム
シャフト３６（弁ギヤ（図示せず）を介して吸気弁１９
及び排気弁２０を作動させる）の位相角を変更できるカ
ムフェイサー即ちカム位相調整器(cam phaser)３５を有
する。カム位相調整器３５はチェーン３８を介してクラ
ンクシャフトにより駆動せしめられ、一定の位相角での
クランクシャフト速度でバランスシャフト４０を駆動す
るように歯車列３９を介してバランスシャフトに接続し
ている。位相調整器内の内部遊星歯車機構はカムシャフ
トの位相角を変更するように制御シャフト４２を介して
調整できる。この型式の位相調整器を有するエンジンは
ＵＳ−Ａ−５，３２７，８５９号明細書に開示されてい
る。
【００１４】図１、２のエンジンを作動させる好ましい
方法を図３に示すが、この図３は、正味の平均有効シリ
ンダ負荷（ＮＭＥＰ）により表されるエンジン負荷と相
対スロットル位置を表すマニホルド空気圧力（ＭＡＰ）
との間の関係を示すコンピュータでシミュレートしたデ
ータについてのグラフである。
【００１５】細い実線４３、４４、４５、４６、４７は
それぞれ、逆止め弁が無い場合の排気弁閉鎖タイミング
の０°遅延（ベースライン４３）、及び逆止め弁がある
場合の０°、１０°、３０°、５０°遅延でのスロット
ル設定範囲にわたる作動を示す。なお、この場合の遅延
はすべての吸気弁及び排気弁の閉鎖タイミングの遅延を
表す。点線部分は不完全燃焼が生じた領域を示す。
【００１６】太い実線の短い傾斜部分４８は７０°の弁
タイミング遅延でのスロットル開度を減じた状態におけ
る作動を示す。これは、シリンダチャージの点火が生じ
たときに吸気弁が閉じるのを保証するために作動限界と
して選択される。太い実線の上方水平部分５０は、弁タ
イミング（排気弁閉鎖タイミング）の遅延が０°と５０
°との間で変化する状態で定スロットル位置（ＭＡＰが
一定）における作動を示す。太い実線の下方の傾斜部分
５１は弁タイミングが全負荷設定状態の方へ、即ち閉鎖
タイミングの遅延が０°の方へ戻しながらスロットル開
度を減じた状態における作動を示す。
【００１７】図３の太い実線５０、４８、５１は完全負
荷範囲にわたって選択した速度でエンジンを作動させる
ための好ましい状態を表す。エンジンの作動速度範囲内
では、各作動速度又は速度増分に対して異なる状態が存
在する。図３における全負荷からアイドル負荷近くまで
のパワーの減少は次の通りである。点５２は全負荷即ち
全パワー出力（１００ｋＰａのＭＡＰで１０００ｋＰａ
のＮＭＥＰ）でのエンジン作動を表す。この場合、主ス
ロットルは完全に開いた状態に保持され、カムシャフト
のタイミングは最大パワーを得るように設定される。カ
ムは各シリンダに対して弁開度期間の大なるオーバーラ
ップを提供し、ピーク出力速度での吸気チャージを最大
化する。
【００１８】エンジン負荷を約４６０ｋＰａのＮＭＥＰ
まで減少させるために、スロットル位置を一定に保った
状態で、排気弁の閉鎖タイミングが線分５０に沿って漸
進的に７０°（の遅延）まで（即ち、地点５４に到達す
るまで）遅延せしめられる。
【００１９】この実施例においては、７０°の遅延は可
能な最大遅延地点であるから、弁タイミング遅延を７０
°の一定に維持した状態で、線分４８に沿って地点５５
まで移動させてスロットルを部分的に閉じる（ＭＡＰを
減少させる）ことにより、約４００ｋＰａのＮＭＥＰへ
の更なるパワー減少が得られる。
【００２０】線分５１に沿って地点５６までパワーが更
に減少し、遅延状態から初期の作動状態又はその近くま
で、スロットルの漸進的な閉鎖とこれに対応する弁タイ
ミングの漸進的な前進が生じ、線分５１に沿う作動状態
が制御されて線分５１により画定される有効な作動領域
内における最も有効な地点に燃焼状態を維持する。
【００２１】図４、５はエンジン及びその制御方法の別
の実施例を示す。エンジン５８は図１のエンジン１０と
類似しているが、相違点は、可変タイミング弁作動手段
５９がエンジンの排気弁２０にのみ作用することであ
る。公称の全負荷位置から約１００°のクランクシャフ
ト回転に相当する実質的な量だけ排気弁の閉鎖事象を遅
延させることのできる任意の適当なタイミング装置を使
用することができる。全体の範囲にわたって連続的に変
化させるのが好ましいが、ＵＳ−Ａ−５，０９０，３６
４号明細書に開示されているのと同様な多段又は２段弁
リフタ及び弁構造を使用することもできる。
【００２２】図５は連続的に可変の排気弁閉鎖タイミン
グを有するエンジン５８の作動のコンピュータシミュレ
ーションを示す。細い実線６０、６１、６２、６３、６
４、６６、６７はそれぞれ、逆止め弁が無い場合の公称
全負荷位相設定位置からの排気弁閉鎖タイミングの０°
遅延での作動（ベースライン）、及び逆止め弁がある場
合の公称全負荷位相設定位置からの排気弁閉鎖タイミン
グの０°、１０°、３０°、５０°、７０°、９０°の
遅延での作動を示す。線分６８、７０で構成される太い
実線は最も有効な作動のための作動曲線である。全負荷
地点７１から出発し、排気弁閉鎖（ＥＶＣ）のタイミン
グを約１００°まで漸進的に遅延させることにより、負
荷を線分６８に沿って地点７２まで減少させる。シミュ
レートした例においては、タイミングが更に遅延する
と、エンジンの作動が許容できる燃焼性能の領域外（線
分７０の右側）へ低下してしまう。従って、排気弁閉鎖
タイミングを最大値（地点７２）から初期の０°遅延
（地点７４）の近くまで戻している間に、スロットル３
２を漸進的に閉じることによって線分７０に沿って下降
することにより、付加的な負荷の減少を達成する。
【００２３】図６は、吸気リード弁を有しないベースラ
インエンジン即ち曲線７５で示す可変排気弁タイミング
を有するエンジン、リード弁を有し曲線７６で示す可変
クランクシャフト位相決め（ＶＣＰ）タイミングを有す
る図１の如きエンジン、及びリード弁を有し曲線７８で
示す可変排気弁閉鎖（ＶＥＣ）タイミングを有する図４
の如きエンジンについての計算した比較熱効率を示す。
可変排気弁閉鎖タイミングの一層大なる負荷効率は、吸
気弁及び排気弁のタイミングを変化させる可変クランク
シャフト位相決め装置（曲線７６）におけるタイミング
遅延を制限することにより部分的に得られる。
【００２４】必要なら、ＵＳ−Ａ−４，９８６，２２５
号明細書又はＵＳ−Ａ−４，９９１，５４７号明細書に
開示された特徴をエンジン制御装置に付加することによ
り、吸気逆止め弁３４を有する上述の２つの実施例のエ
ンジン性能を更に高めることができる。
【００２５】更に別の実施例を図７、８に示す。図７は
図１のエンジン１０に類似のエンジン７９を示すが、相
違点は、リード弁３４及び主スロットル３２の代わり
に、吸気プレナム３０と燃料インゼクタ２８との間の吸
気通路２７内に個々のシリンダスロットル８０を設けた
ことである。
【００２６】一例として、１５００ｒｐｍの回転数での
好ましい作動方法を図８に示す。細い曲線８２、８３、
８４、８５、８６、８７は、それぞれ、０°、１０°、
３０°、５０°、７０°及び９０°の遅延における弁タ
イミング（特に排気弁閉鎖タイミング）を示す。水平線
分８８と下降する曲線線分９０とを有する太い曲線はエ
ンジン作動の方法を示す。
【００２７】作動において、排気弁閉鎖のタイミングの
制御と吸気通路２６内の個々のシリンダスロットルの開
度調整との組み合わせによりエンジン負荷即ちパワー制
御が得られる。スロットル８０が十分に開き排気弁閉鎖
のタイミングに遅延の無い状態において、全パワー作動
が生じる。これは図８の地点９１又はその近傍で生じ
る。スロットル８０を完全に開いた状態で排気弁閉鎖タ
イミングを０°から９０°へ漸進的に遅延させることに
より、地点９２に相当する有効な燃焼の下限（約６００
ｋＰａのＮＭＥＰ）へ負荷を減少できる。曲線９０に沿
って負荷を更に減少させるには、スロットルを漸進的に
閉じ、スロットルが最小負荷位置にあるときに排気弁閉
鎖タイミングをその全負荷タイミング近くまで前進させ
る必要がある。
【００２８】個々のシリンダスロットルの制限（絞り）
はマニホルド内への排気ガスの逆流を制限する他の実施
例に使用されるリード弁の効果と同様の効果を与える。
シリンダ流入方向における絞りはまた、排気弁閉鎖を遅
延させることにより得られる有効吸気遅延と同様の有効
吸気遅延を生じさせる。これについては後述する。
【００２９】図９、１０Ａ、１０Ｂは更に他の実施例を
示し、この実施例における図９のエンジン９４が図４の
エンジン５８と異なる点は、主スロットル３２及びリー
ド逆止め弁３４を省略したことである。その代わり、エ
ンジン９４は、先に述べた排気弁２０のための弁アクチ
ュエータ５９に加えて、吸気弁１９のための可変タイミ
ング弁アクチュエータ９５を有する。前述のように、ア
クチュエータ５９は排気弁閉鎖タイミングを通常の全負
荷設定状態から１００°又はそれ以上の遅延状態まで遅
延させることができる。同様に、アクチュエータ９５は
吸気弁開放のタイミングを同量だけ遅延させることがで
きる。
【００３０】１５００ｒｐｍの回転数でエンジン９４を
制御する方法を図１０Ａ、１０Ｂに示す。図１０Ａにお
いて、実線９６は吸気弁開放タイミングを示し、点線９
８は排気弁閉鎖タイミングを示す。これらは共に全負荷
に対する所定の百分率（％）とクランク角度（°ＡＴＤ
Ｃ）との関係として示してある。図１０Ｂにおいて、実
線９９は選択した負荷値に対する熱効率の改善度（％）
を示す。
【００３１】全（１００％）負荷においては、弁タイミ
ングは１００％負荷に対して図示された地点で最大パワ
ーとなるように設定される。パワーを減少させるために
は、最初の工程として、他のタイミングパラメータを変
更せずに排気弁閉鎖（ＥＶＣ）タイミングを遅延させ
る。図示のように、約１５°から約５５°ＡＴＤＣ（上
死点後）への遅延により、排気ガスチャージ希釈のた
め、負荷が約９０％へ低下する。
【００３２】吸気弁開放（ＩＶＯ）タイミングを約１５
°ＢＴＤＣ（上死点前）から約４０°ＡＴＤＣまで同様
の量だけ遅延させながら排気弁閉鎖タイミングを約１１
０°ＡＴＤＣへ更に遅延させることにより、負荷が約５
５％まで更に減少する。これは新鮮なチャージの導入を
制限し、その代わりに、付加的な排気ガスを有効シリン
ダ燃焼のための限界まで導入する。
【００３３】その後、負荷を更に減少させるためには、
更なる希釈を行わずにチャージの量を制限する必要があ
る。これは先に述べた実施例におけるようにスロットル
調整を行うことにより達成される。しかし、この例にお
いては、新鮮なチャージの導入量を減少させるために吸
気弁開放タイミングが更に遅延せしめられ、排気ガスの
導入を漸進的に減少させるために排気弁閉鎖タイミング
が前進せしめられる。この方法によりアイドル作動状態
への完全な負荷減少が得られない場合は、必要なだけ吸
気スロットル調整を行い、所望の低負荷状態を達成させ
る。
【００３４】図１０Ｂに実線９９にて示すように、この
方法は、普通にスロットル調整されるエンジンについ
て、最大希釈において約１０％まで増大し、約５５％の
負荷において生じ、スロットル調整を必要としない低部
分負荷の不定の領域にわたって熱効率改善を維持するよ
うな効率を得るようになっている。
【００３５】例示した上述の種々の実施例では、共通し
て次のことを行う。
【００３６】（１）最初に、シリンダの有効圧縮率を低
下させることなくエンジンのポンピング作動損失を減少
させながら、排気弁閉鎖タイミングを遅延させることに
より排気ガスでのチャージ希釈を作動限界まで増大さ
せ、エンジン負荷即ちパワーを減少させる。
【００３７】（２）次に、排気弁閉鎖タイミングを前進
させることにより更なる希釈を阻止した状態で、同様の
効果を得るために入口に対するスロットル調整を行うか
吸気弁開放タイミングを遅延させることにより、シリン
ダチャージの量を更に減少させる。
【００３８】最初の２つの実施例（第１及び第２実施
例）において使用するリード逆止め弁は排気ガスの逆流
を阻止し、また、排気弁が開いている限り新鮮なチャー
ジ以上の排気ガス流をシリンダ内へ送るようにする。第
３実施例のシリンダスロットルは同様な効果を与える。
上述の最後の実施例においては、吸気弁開放タイミング
を遅延させることにより同様の効果が得られる。必要な
ら、上述の内部チャージ希釈方法の一部に代えて、ＵＳ
−Ａ−４，９８６，２２５号明細書及びＵＳ−Ａ−４，
９９１，５４７号明細書に開示されたバイパス流及び外
部排気循環装置を使用することもできる。
【００３９】各シリンダは少なくとも２つの排気弁を有
することができ、この場合、エンジンの作動中一方の排
気弁の閉鎖時間を一定に維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例に係るチャージ制御装置を備えたエン
ジンの概略断面図である。
【図２】図１の装置を組み込んだエンジンの一部の斜視
図である。
【図３】図１のエンジンの作動方法におけるエンジン負
荷とマニホルド空気圧力との関係を示すグラフである。
【図４】別の実施例に係るチャージ制御装置を備えたエ
ンジンの概略断面図である。
【図５】図４のエンジンの作動方法におけるエンジン負
荷とマニホルド空気圧力との関係を示すグラフである。
【図６】図３、５の方法の効率とベースラインエンジン
の作動効率とを比較したグラフである。
【図７】更に別の実施例に係るチャージ制御装置を備え
たエンジンの概略断面図である。
【図８】図７のエンジンの作動方法に関するグラフであ
る。
【図９】他の実施例に係るチャージ制御装置を備えたエ
ンジンの概略断面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは図９のエンジンの作
動方法に関するグラフであり、期待できる効率の改善を
示すグラフである。
【符号の説明】
１０、５８、７９、９４ エンジン １２ シリンダ １４ ピストン １６ クランクシャフト １９ 吸気弁 ２０ 排気弁 ２４ 可変タイミング弁作動手段 ３２ 主スロットル ３４ リード弁（逆止め弁） ４２ カムシャフト ５９ 弁アクチュエータ（弁作動機構） ８０ シリンダスロットル

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの吸気弁（１９）及び少
    なくとも１つの排気弁（２０）を有する少なくとも１つ
    のシリンダ（１２）と、クランクシャフト（１６）に連
    結されたピストン（１４）と、上記吸気弁に供給される
    吸気チャージ圧力を変化させるタイミング手段（２４）
    と、関連する上記ピストンのクランク角に関して上記排
    気弁を閉じるタイミングを変化させる手段とを備えた４
    ストロークエンジンを作動させる方法において、 種々の作動速度で実質上最大定格パワーにてエンジンを
    作動させるため、上記吸気弁への所望の最大吸気チャー
    ジ圧力及び選択された弁タイミングを提供する工程と；
    上記排気弁の閉鎖タイミングを増分的に遅延させると共
    に、これと少なくとも部分的に重複して上記吸気弁の開
    放タイミングを比例的に遅延させ、上記閉鎖タイミング
    を上記シリンダ内でのチャージ燃焼に悪影響を及ぼすこ
    とのない選択された最大遅延まで遅らせることにより、
    パワーを上記最大定格パワーより小さい高パワー範囲に
    減少させる工程と；上記吸気弁の開放タイミングを更に
    遅延させ、上記排気弁の閉鎖タイミングを実質上初期の
    タイミング設定状態へ戻すように前進させることによ
    り、アイドル状態より大きな低パワー範囲での作動のた
    めのパワー減少を完成させる工程と；を有することを特
    徴とするエンジン作動方法。
  2. 【請求項２】 最大パワーからのパワー減少の初期の部
    分が上記吸気弁開放タイミングを実質上一定に保った状
    態で行われることを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの吸気弁（１９）及び少
    なくとも１つの排気弁（２０）を有する少なくとも１つ
    のシリンダ（１２）と、クランクシャフト（１６）に連
    結されたピストン（１４）と、上記吸気弁に供給される
    吸気チャージ圧力を変化させる圧力変更手段（８０）
    と、関連する上記ピストンのクランク角に関して上記排
    気弁を閉じるタイミングを変化させる手段（２４）とを
    備えた４ストロークエンジンを作動させる方法におい
    て、 上記吸気弁への所望の最大吸気チャージ圧力及び種々の
    作動速度で実質上最大定格パワーにて上記エンジンを作
    動させるための選択された弁タイミングを提供する工程
    と；上記シリンダ内でのチャージ燃焼に悪影響を及ぼす
    ことなく、選択された最大遅延まで上記排気弁の閉鎖タ
    イミングを増分的に遅延させることにより、パワーを上
    記最大定格パワーより小さい高パワー範囲に減少させる
    工程と；上記排気弁の閉鎖タイミングを実質上初期のタ
    イミング設定状態へ戻すように前進させている間に、上
    記吸気弁への吸気チャージの圧力を減少させることによ
    り、アイドル状態より大きな低パワー範囲での作動のた
    めのパワー減少を完成させる工程と；を有することを特
    徴とするエンジン作動方法。
  4. 【請求項４】 上記排気弁閉鎖タイミングの遅延を実質
    上一定に保った状態で吸気チャージ圧力を減少させるこ
    とにより、上記高パワー範囲から上記低パワー範囲より
    大きな中間パワー範囲へパワーを減少させる工程を有す
    ることを特徴とする請求項３の方法。
  5. 【請求項５】 上記各シリンダが少なくとも２つの上記
    排気弁を備え、これらの排気弁のうちの一方の排気弁の
    排気弁閉鎖タイミングがエンジン作動中実質上一定に維
    持されることを特徴とする請求項３又は４の方法。
  6. 【請求項６】 上記吸気チャージ圧力がマニホルド吸気
    スロットル（３２）により制御されることを特徴とする
    請求項３、４又は５の方法。
  7. 【請求項７】 上記吸気チャージ圧力がシリンダ吸気導
    管スロットル（８０）により制御されることを特徴とす
    る請求項３、４又は５の方法。
  8. 【請求項８】 上記排気弁閉鎖タイミングが可変弁タイ
    ミング機構（５９）により制御されることを特徴とする
    請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記排気弁閉鎖タイミングが上記各シリ
    ンダの弁を作動させるカムシャフト（４２）のタイミン
    グを変更するカムシャフト位相変更手段により制御され
    ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 上記カムシャフトが上記各シリンダの
    吸気弁を作動させることを特徴とする請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 上記吸気チャージ圧力が上記各吸気弁
    の上流側に設けたシリンダ吸気逆止め弁（３４）により
    部分的に決定されることを特徴とする請求項３の方法。
  12. 【請求項１２】 上記吸気チャージ圧力が上記シリンダ
    吸気逆止め弁及びマニホルド吸気スロットル（３２）に
    より制御されることを特徴とする請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 ４ストロークエンジンにおいて、 少なくとも１つの吸気弁（１９）及び少なくとも１つの
    排気弁（２０）を有する少なくとも１つのシリンダ（１
    ２）と；クランクシャフト（１６）に連結されたピスト
    ン（１４）と；上記吸気弁に供給される吸気チャージ圧
    力を変化させる圧力変更手段（８０）と；関連する上記
    ピストンのクランク角に関して上記排気弁を閉じるタイ
    ミングを変化させる手段（２４）と；種々の作動速度で
    最大定格パワーにて上記エンジンを作動させるため、上
    記吸気弁への所望の最大吸気チャージ圧力及び選択され
    た弁タイミングを提供すると共に、上記シリンダ内での
    チャージ燃焼に悪影響を及ぼすことのない選択された最
    大遅延まで上記排気弁の閉鎖タイミングを増分的に遅延
    させることにより、パワーを上記最大定格パワーより小
    さい高パワー範囲に減少させるように、かつ、当該排気
    弁の閉鎖タイミングを実質上初期のタイミング設定状態
    へ戻しながら、当該吸気弁への吸気チャージの圧力を減
    少させることにより、アイドル状態より大きな低パワー
    範囲での作動のためのパワー減少を完成させるようにす
    るための制御手段と；を有することを特徴とする４スト
    ロークエンジン。
  14. 【請求項１４】 上記制御手段が、上記排気弁閉鎖タイ
    ミングの遅延を実質上一定に保った状態で吸気チャージ
    圧力を減少させることにより、上記高パワー範囲から上
    記低パワー範囲より大きな中間パワー範囲へパワーを減
    少させるように作動できることを特徴とする請求項１３
    の４ストロークエンジン。
  15. 【請求項１５】 上記各シリンダが少なくとも２つの上
    記排気弁を備え、上記制御手段が、エンジンの作動中少
    なくとも一方の当該排気弁排気弁閉鎖タイミングを実質
    上一定に保つように作動できることを特徴とする請求項
    １３又は１４の４ストロークエンジン。
  16. 【請求項１６】 上記吸気チャージ圧力を制御するよう
    に上記制御手段により作動せしめられるマニホルド吸気
    スロットル（３２）を備えたことを特徴とする請求項１
    ３、１４又は１５の４ストロークエンジン。
  17. 【請求項１７】 上記吸気チャージ圧力を制御するよう
    に上記制御手段により作動せしめられるシリンダ吸気導
    管スロットル（８０）を上記各シリンダに関連して設け
    たことを特徴とする請求項１３、１４又は１５の４スト
    ロークエンジン。
  18. 【請求項１８】 上記各シリンダの上記排気弁を作動さ
    せるカムシャフト（４２）のタイミングを変更するよう
    に作動できるカムシャフト位相変更手段を備え；このカ
    ムシャフト位相変更手段が上記排気弁閉鎖タイミングを
    制御するように上記制御手段により作動せしめられるこ
    とを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれかに記載
    の４ストロークエンジン。
  19. 【請求項１９】 上記カムシャフトが上記各シリンダの
    上記吸気弁をも作動させることを特徴とする請求項１８
    の４ストロークエンジン。
  20. 【請求項２０】 上記圧力変更手段が上記吸気弁の上流
    側に位置したシリンダ吸気逆止め弁（３４）を有するこ
    とを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれかに記載
    の４ストロークエンジン。
  21. 【請求項２１】 上記逆止め弁をリード弁としたことを
    特徴とする請求項２０の４ストロークエンジン。
JP6168398A 1993-07-20 1994-07-20 エンジン作動方法及び４ストロークエンジン Withdrawn JPH0754678A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010255475A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Yamaha Motor Co Ltd 火花点火式内燃機関

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495830A (en) * 1995-04-05 1996-03-05 General Motors Corporation Variable valve timing
US5666931A (en) * 1996-04-18 1997-09-16 General Motors Corporation Integrated engine dilution control
SE514969C2 (sv) * 1999-09-15 2001-05-21 Saab Automobile Förbränningsmotor
JP2003020964A (ja) * 2001-07-04 2003-01-24 Sanshin Ind Co Ltd 船外機用４サイクルエンジンのバルブタイミング制御装置
JP3960235B2 (ja) * 2003-02-12 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸気制御装置
US6928982B1 (en) * 2004-01-28 2005-08-16 General Motors Corporation Controlling engine charge dilution for fuel efficiency
US8186157B2 (en) * 2006-02-09 2012-05-29 Sprintex Australasia Pty Ltd Supercharging system
DE102006007651A1 (de) * 2006-02-18 2007-09-06 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller mit einem Überlagerungsgetriebe
AT517216B1 (de) 2015-06-30 2016-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Brennkraftmaschine mit einer Regeleinrichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1133711B (it) * 1980-10-17 1986-07-09 Alfa Romeo Spa Condotto di aspirazione munito di mezzi valvolari di non ritorno
DE3401362C3 (de) * 1983-02-04 1998-03-26 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zur Steuerung von Viertakt-Kolbenbrennkraftmaschinen
JPH01134013A (ja) * 1987-11-19 1989-05-26 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁制御方法および装置
IT1216081B (it) * 1988-03-14 1990-02-22 Alfa Lancia Ind Gruppo valvolare per un condotto di aspirazione di un motore a c.i., comprendente valvole di non ritorno a lamelle.
DE4012474A1 (de) * 1989-04-26 1990-10-31 Volkswagen Ag Gemischverdichtende brennkraftmschine, insbesondere zweitaktmaschine, mit brennraumspuelung durch frischgaszufuhr
US5031582A (en) * 1989-04-26 1991-07-16 Volkswagen Ag Internal combustion engine providing scavenging with combustion chamber volume control
JPH02294547A (ja) * 1989-05-09 1990-12-05 Isuzu Motors Ltd エンジンの排気ガス再循環流量検出装置及び排気ガス再循環流量制御装置
JPH03164537A (ja) * 1989-11-21 1991-07-16 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US4991547A (en) * 1990-06-08 1991-02-12 General Motors Corporation Intake port pressure control system for engine induction system
US4986225A (en) * 1990-06-08 1991-01-22 General Motors Corporation Intake reservoir system for an engine having a check valve
US5090364A (en) * 1990-12-14 1992-02-25 General Motors Corporation Two-step valve operating mechanism
JP2971592B2 (ja) * 1991-03-06 1999-11-08 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
US5224460A (en) * 1992-02-07 1993-07-06 Ford Motor Company Method of operating an automotive type internal combustion engine
US5161497A (en) * 1992-03-11 1992-11-10 Ford Motor Company Variable valve timing operated engine
US5263443A (en) * 1993-01-14 1993-11-23 Ford Motor Company Hydraulic phaseshifter
US5253622A (en) * 1993-02-17 1993-10-19 Bornstein Motor Company, Inc. Cam phase change mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010255475A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Yamaha Motor Co Ltd 火花点火式内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
DE69400893D1 (de) 1996-12-19
US5372108A (en) 1994-12-13
DE69400893T2 (de) 1997-03-06
EP0636777B1 (en) 1996-11-13
EP0636777A3 (en) 1995-04-26
EP0636777A2 (en) 1995-02-01

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