KR20040094310A

KR20040094310A - 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치

Info

Publication number: KR20040094310A
Application number: KR1020040023938A
Authority: KR
Inventors: 나까이히데오; 미야모또가쯔히꼬; 호시바요시유끼; 마에다가쯔유끼; 시오따세이지
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤; 미츠비시 지도샤 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2004-11-09
Also published as: DE102004020687A1; US20050000492A1; KR100579016B1; DE102004020687B4; JP4172319B2; JP2004332565A; US7063068B2

Abstract

엔진(3)의 흡기 밸브(4) 및 배기 밸브(5)의 개폐 시기를 각각 변경 가능한 가변 밸브 타이밍 제어 장치이며, 배기 밸브(5)가 폐쇄된 후에 흡기 밸브(4)가 개방되도록 설정되는 동시에 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기가 상사점 전으로 설정된 제1 작동 모드와, 제1 작동 모드에 대해 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 상사점 전으로 진각시킨 제2 작동 모드로 절환 가능하게 구성되고, 엔진(3)의 시동시에는 흡기 밸브(4) 및 배기 밸브(5)의 작동 모드가 상기 제1 작동 모드로 설정되고, 그 후 제1 소정 조건이 성립되면 상기 제2 작동 모드로 절환되도록 구성한다.

Description

엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치 {VARIABLE VALVE TIMING CONTROL DEVICE OF ENGINE}

본 발명은 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치에 관한 것이다.

종래부터, 엔진으로부터의 배기 가스 중에 포함되는 HC(탄화 수소)량을 삭감하는 것이 요구되고, 이로 인한 여러 가지 기술이 개발 및 제안되어 있다. 예를들어 일본 특허 공개 제2002-13419호 공보에는, 배기 상사점보다 진각측(즉, 배기 행정 중)으로 밸브 오버랩(즉, 배기 밸브와 흡기 밸브와의 양방을 밸브 개방시키는 기간)을 설정함으로써, 배기 가스를 배기 포트 및 흡기 포트로 배출하는 방법이 개시되고, 이에 의해 HC 배출량을 저감할 수 있는 취지가 기재되어 있다.

그런데, 엔진으로부터 배출된 HC를 촉매에 의해 화학 반응시킴으로써 제거하는 방법이 일반적이지만, 이 경우 촉매를 소정의 고온으로 함으로써 촉매를 활성화시킬 필요가 있다. 이 경우, 점화 시기를 지연(지각)시켜 배기 가스 온도를 상승시킴으로써 촉매를 승온시키는 방법이 일반적이다.

그러나, 점화 시기를 지연시키면, 실린더 내의 연소가 불안정하게 된다는 과제가 있다. 그래서, 내부 EGR을 저감함으로써 연소 안정성을 향상시키는 방법을 생각할 수 있다. 그로 인해, 피스톤이 상사점(TDC)이 되는 동시에, 배기 밸브의 밸브 폐쇄와 흡기 밸브의 밸브 개방을 행함으로써(즉 밸브 오버랩을 0으로 설정함), 실린더 내의 내부 EGR을 최소로 할 수 있다.

이와 같이, 점화 시기 지연에 의한 배기 가스 승온과, 배기 가스 승온에 의한 촉매의 조기 활성화에 의해, 엔진 시동 직후, 특히 냉 상태 시동 직후에 발생하는 HC를 촉매에 의해 처리하는 것이 가능해지는 동시에, 엔진의 연소 안정성도 확보하는 것이 가능해진다.

그런데, 상술한 바와 같이 내부 EGR을 최소로 하는 제어를 행하면, 오히려 엔진으로부터 배출되는 HC량이 증대된다는 과제가 발생한다. 이하, 이 과제를 도8의 (a) 및 도8의 (b)를 이용하여 설명한다.

도8의 (a)에는 흡기 밸브 및 배기 밸브의 각각의 밸브 타이밍 특성(밸브 리프트 특성)이 모식적으로 나타내어 있다. 이 밸브 리프트 특성에 따르면, TDC에 있어서 배기 밸브의 밸브 폐쇄[EC(Exhaust-valve C1ose)]와 흡기 밸브의 밸브 개방[IO(Intake-valve 0pen)]을 동시에 행함으로써, 실린더 내의 내부 EGR을 최소로 할 수 있다. 또, 이들의 배기 밸브와 흡기 밸브는 동시에 개방되는 일은 없고, 소위 밸브 오버랩이 0이 되도록 설정되어 있다.

그러나, 이 도8의 (a)에 나타낸 바와 같은 특성으로 배기 밸브 및 흡기 밸브를 작동시킨 경우, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량은, 도8의 (b)에 나타낸 바와 같이 연소 가스와 함께 밸브 크레비스(valve clevis) 내에 잔류된 HC가 배출되므로, 배기 밸브의 밸브 개방[EO(Exhaust-valve 0pen)]의 직후에 급증하여(도면 중 화살표 A1 참조), 그 후 서서히 감소되지만 피스톤 링에 의해 뒤섞어진 실린더 내에 부착된 HC나 피스톤 크레비스(piston clevis) 내에 잔류된 HC가 배출되므로, 다시 TDC의 직전(EC의 직전)에 급증하는 것이다(도면 중 화살표 A2 참조). 즉, 촉매를 승온시켜 촉매의 처리 능력을 높이는 동시에, 엔진의 연소 안정성을 확보하는 제어를 행하면, 오히려 엔진으로부터 촉매에 대해 배출되는 HC량이 증가된다는 현상이 발생되어 버린다.

본 발명은, 이러한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 엔진으로부터 배출되는 HC량을 억제할 수 있게 한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 구성을 도시하는 모식적인 제어 블록도.

도2의 (a) 및 도2의 (b)는 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 작동 모드와 HC 배출량을 모식적으로 나타내는 도면으로, 도2의 (a)는 제1 작동 모드를 나타내는 타임차트, 도2의 (b)는 제1 작동 모드에 따라서 VVT 기구를 제어하였을 때에 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량을 모식적으로 나타내는 그래프.

도3은 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 작동 모드를 모식적으로 나타내는 도면으로, 제2 작동 모드를 나타내는 타임차트.

도4는 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 작동 모드, 공연비, 연소 안정성을 나타내는 모식적인 그래프.

도5는 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 작동 모드와 배기 가스에 포함되는 HC량과의 관계를 나타내는 모식적인 그래프.

도6은 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 동작을 도시하는 메인 루틴의 흐름도.

도7은 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치의 동작을 도시하는 서브 루틴의 흐름도.

도8의 (a) 및 도8의 (b)는 종래의 기술에 의한 VVT 기구의 작동 모드와 HC 배출량을 모식적으로 나타내는 도면으로, 도8의 (a)는 VVT 기구의 작동 모드를 나타내는 타임차트, 도8의 (b)는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량을 모식적으로 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : ECU

2 : 가변 밸브 타이밍 기구(VVT 기구)

3 : 엔진

4 : 흡기 밸브

5 : 배기 밸브

6 : 흡기관

7 : 서지 탱크

8 : 흡기 매니폴드

9 : 실린더

10 : 연소실

11 : 흡기 포트

12 : 스로틀 밸브

13 : 스로틀 밸브 포지션 센서

14 : 배기 포트

15 : 피스톤

16 : 스파크 플러그

17 : 인젝터

18 : 공연비 설정 수단

19 : 인젝터 제어 수단

20 : VOL 설정 수단(밸브 오버랩 설정 수단)

21 : VVT 제어 수단(가변 밸브 타이밍 기구 제어 수단)

22 : 배기 매니폴드

23 : 점화 시기 설정 수단

24 : 스파크 플러그 제어 수단

25 : 샤프트

27 : 캠 샤프트

28 : 캠

본 발명에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치는, 엔진의 흡기 밸브 및 배기 밸브의 개폐 시기를 각각 변경 가능한 가변 밸브 타이밍 제어 장치이며, 상기 배기 밸브가 폐쇄된 후에 상기 흡기 밸브가 개방되도록 설정되는 동시에 상기 배기 밸브의 밸브 폐쇄 시기가 상사점 전으로 설정된 제1 작동 모드와, 상기 제1 작동 모드에 대해 상기 흡기 밸브의 밸브 개방 시기를 상사점 전으로 진각시킨 제2 작동 모드로 절환 가능하게 구성되고, 상기 엔진의 시동시에는 상기 흡기 밸브 및 상기 배기 밸브의 작동 모드가 상기 제1 작동 모드로 설정되고, 그 후 제1 소정 조건이 성립되면 상기 제2 작동 모드로 절환되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 엔진 시동 직후는 배기측으로 배출되는 배기 가스를 줄임으로써 HC 배출량을 저감시킬 수 있고, 흡기 포트 내로 일단 압축된 배기 가스를 유입시킴으로써 흡기 포트 내의 연료 무화를 양호하게 행하여 HC 배출량을 저감시킬 수 있다. 또한, 그 후는 제2 작동 모드로 절환되므로 HC 배출량을 저감하면서, 엔진의 연소 안정성 및 연비를 확보할 수 있다.

더 바람직한 형태로서, 상기 제1 작동 모드에 있어서의 상기 배기 밸브가 폐쇄된 후에 상기 흡기 밸브가 개방되기까지의 기간은, 적어도 그 절반이 배기 행정으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 배기 밸브가 폐쇄된 후에 흡기 밸브가 개방되기까지의 절반 이상이 배기 행정으로 설정되어 있으므로, 배기 가스를 확실하게 압축한 후에 기세 좋게 흡기 포트 내로 유입시킬 수 있으므로, 흡기 포트 내에 있어서의 연료 무화를더 촉진시킬 수 있다.

더 바람직한 형태로서, 상기 제1 작동 모드시에는 상기 흡기 밸브의 밸브 개방 시기가 상사점 근방에 설정되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 흡기 밸브의 개폐 시기의 설정을 용이하게 행하는 것이 가능해지는 동시에, 배기 가스를 높은 압력으로 압축할 수 있다.

더 바람직한 형태로서, 상기 제2 작동 모드시에는 밸브 오버랩이 대략 0으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량을 저감하면서, 엔진의 연소를 확실하게 안정되게 하는 동시에 연비를 향상시킬 수 있다.

더 바람직한 형태로서, 상기 제1 작동 모드시 또는 상기 제2 작동 모드시에는 공연비가 이론 공연비로 설정되는 동시에, 점화 시기가 지각측으로 보정되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량을 저감하면서 배기 가스 온도를 상승시키는 동시에, 엔진의 연소 안정성을 확보하여 연비의 향상에도 더 기여할 수 있다.

더 바람직한 형태로서, 상기 제2 작동 모드에서의 운전시에 제2 소정 조건이 성립되면, 상기 제2 작동 모드에 대해 상기 배기 밸브의 밸브 폐쇄 시기를 상사점 후로 지각시킨 제3 작동 모드로 절환되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 엔진의 운전 상황에 따른 정확한 작동 모드를 선택하고 흡기 효율을 높이면서 엔진을 운전할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치에 대해 도1 내지 도7을 이용하여 설명한다.

본 출원 발명의 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치는, 도1에 도시한 바와 같이 ECU(1)와 가변 밸브 타이밍 기구(VVT 기구)(2)로 주로 구성되어 있다. 이 VVT 기구(2)는 베인식 VVT 등에 의해 구성되고, 배기 밸브(배기 밸브)를 구동하는 캠 샤프트(25)와 도시하지 않은 배기측 캠 스프로킷 사이 및 흡기 밸브(흡기 밸브)(4)를 구동하는 캠 샤프트(27)와 도시하지 않은 흡기측 스프로킷 사이에 각각 개재 장착되어 있다. 또한, 이 VVT 기구(2)에 의해 배기 밸브(5)를 구동하는 캠(25)의 크랭크 샤프트(도시 생략)에 대한 위상이나 흡기 밸브(4)를 구동하는 캠(28)의 크랭크 샤프트에 대한 위상을 변경함으로써, 양 밸브(4, 5)의 개폐 시기(밸브 타이밍)를 각각 독립하여 변경 및 조절할 수 있게 되어 있다.

또, 이 VVT 기구(2)에는 여러 가지 종류의 것을 적용할 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략하지만, 흡기 밸브(4)와 배기 밸브(5)와의 각각의 밸브 개방 및 밸브 폐쇄 시기를 연속적으로 변경할 수 있는 타입으로 한정되지 않고, 예를 들어 복수의 밸브 개방 및 밸브 폐쇄 시기를 미리 설정해 두고, 이 중에서 적당한 시기를 선택하는 타입의 것이라도 좋다.

또한, 엔진(3)의 흡기계는 흡기관(6), 서지 탱크(7), 흡기 매니폴드(8) 등을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 이 흡기 매니폴드(8)의 하류 단부에는 흡기 밸브(4)가 개방됨으로써 실린더(9) 내의 연소실(10)과 연통하는 흡기 포트(11)가 접속되어 있다. 또한, 이 흡기계에는 액셀 개방도에 따라서 연소실(10) 내로 유입하는 흡입 공기량을 조절하는 스로틀 밸브(12), 이 스로틀 밸브(12)의 개방도를 검출하는 스로틀 밸브 포지션 센서(13), 흡입 공기량을 검출하는 공기 흐름 센서 AFS 등이 마련되어 있다.

한편, 엔진(3)의 배기계에는 배기 매니폴드(22)의 상류 단부에 접속되고, 배기 밸브(5)가 개방됨으로써 연소실(10)과 연통하는 배기 포트(14)가 설치되는 동시에, 배기 매니폴드(22)의 하류에는 도시하지 않은 배기 가스 정화용의 삼원 촉매(촉매)가 설치되어 있다.

또한, 엔진(3)에는 상술한 흡기계 및 배기계 외에, 실린더(9), 연소실(10), 피스톤(15), 스파크 플러그(16), 인젝터(17)가 설치되어 있다. 또, 이 엔진(3)은 인젝터가 흡기 포트에 설치되는, 소위 MPI 방식의 엔진이며, 또한 엔진(3)에는 도시하지 않은 크랭크각 센서나 액셀 개방도 센서 등도 장착 구비되어 있다.

한편, ECU(1)에는 공연비 설정 수단(18), 인젝터 제어 수단(19), VOL 설정 수단(밸브 오버랩 설정 수단)(20), VVT 제어 수단(가변 밸브 타이밍 기구 제어 수단)(21), 점화 시기 설정 수단(23), 스파크 플러그 제어 수단(24)이 내장됨으로써 구성되어 있다. 또한, 이 ECU(1)에는 도시하지 않은 입출력 유닛, 제어 프로그램이나 제어맵을 기억하는 기억 유닛, 중앙 연산 처리 유닛(CPU) 등이 구비되고, 엔진(3)에 설치된 각종의 센서에 의한 검출 결과를 기초로 하여, 엔진(3)을 제어하도록 되어 있다.

이들 중, 공연비 설정 수단(18)은 목표로 하는 공연비(목표 A/F)를 설정하는 것이며, 또한 인젝터 제어 수단(19)은 공연비 설정 수단(18)에 의해 설정된 목표A/F가 되도록, 인젝터(17)를 제어하는 것이다.

점화 시기 설정 수단(23)은 목표로 하는 점화 시기를 설정하는 것이고, 또한 스파크 플러그 제어 수단(24)은 점화 시기 설정 수단(23)에 의해 설정된 목표 점화 시기에 따라서, 엔진(3)의 스파크 플러그(16)에 의한 점화 시기를 제어하는 것이다. 또, 본 명세서에 있어서 스파크 플러그(16)의 점화 시기는 피스톤(15)의 압축 상사점 근방의 소정 시기를 기준 점화 시기로 하고, 이 기준 점화 시기보다도 후에 점화시키는 경우를 점화 지각 혹은 점화 시기 지연이라 말하고, 한편 기준 점화 시기보다도 전에 스파크 플러그(16)를 점화시키는 경우를 점화 진각이라고 한다.

VOL 설정 수단(20)은 흡기 밸브(4)와 배기 밸브(5)와의 밸브 오버랩(VOL)을 설정하는 것이다. 여기서, VOL = 0이면 배기 밸브(5)가 폐쇄되는(EC) 동시에 흡기 밸브(4)가 개방(IO)되게 되고, 또한, VOL < 0이면 배기 밸브(5)가 폐쇄되고 나서 흡기 밸브(4)가 개방되게 된다. 또, 이 VOL < 0이라 한 경우의 EC로부터 IO까지의 기간을 네가티브 오버랩(NVOL)이라고 말하고, 이 네가티브 오버랩의 기간은 배기 밸브(5)도 흡기 밸브(4)도 밸브 폐쇄되고, 연소실(10)에 대한 공기의 유출입이 차단되도록 되어 있다.

VVT 기구 제어 수단(21)은 상기한 VOL 설정 수단(20)에 의해 설정된 VOL(혹은 NVOL)과, 크랭크각 센서에 의해 검출된 스톤(15)의 위치에 따라서 VVT 기구(2)를 제어하는 것이다.

그리고, 본 실시 형태에 있어서는 이 VVT 기구 제어 수단(21)에 의해, 흡배기 밸브(4, 5) 각각의 개폐 시기가 이하의 ① 내지 ③으로서 설명하는 3 종류 중어느 하나의 작동 특성(작동 모드)을 절환되도록 되어 있다.

① 네가티브 오버랩이 설정되고 또한 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC)가 상사점 전으로 설정되고 또한 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)가 상사점 근방에 설정된 제1 작동 모드

② 상기 제1 작동 모드에 대해 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)를 상사점 전으로 진각시켜 밸브 오버랩 ≒ 0이라 한 제2 작동 모드

③ 상기 제2 작동 모드에 대해 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC)를 상사점후로 지각시킨(VOL > O) 제3 작동 모드

여기서, VVT 기구 제어 수단(21)에 의한 VVT 기구(2)의 제어에 대해 설명한다. 우선, 상기 ①의 제1 작동 모드에 대해 설명하면, 도2의 (a)의 타임차트에 나타낸 바와 같이 도면 중 EC로 나타낸 시점에서 배기 밸브(5)가 폐쇄되고, 그 후 VOL 설정 수단(20)에 의해 설정된 네가티브 오버랩이 경과되면, 흡기 밸브(4)가 개방된다. 또한, 이 때 배기 밸브(5)는 피스톤(15)이 배기 상사점에 이르는 것보다 전으로 폐쇄되고, 또한 흡기 밸브(4)는 피스톤(15)이 배기 상사점에 이르는 동시에 개방되도록 설정되어 있다. 이는 네가티브 오버랩 기간 동안에 통 내에 남은 배기 가스를 일단 압축시켜 두고, 이 배기 가스를 흡기 포트(11) 내로 기세 좋게 유입시킴으로써, 흡기 포트(11) 내벽에 부착된 액적형의 연료의 무화를 촉진시키고, 상기 부착 연료가 액적인 상태에서 통 내로 유입하는 것을 억제하여 배기 가스 중에 포함되는 HC량을 억제하는 것을 도모한 것이다.

그런데, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 HC가 포함되는 원인은 일반적으로 몇 가지 알려져 있지만, 예를 들어 (1) 냉 상태 시동시에 흡기 포트 내의 벽면에 부착된 액적형의 연료가 무화되지 않고 연소실로 유입, 불완전 연소를 일으켜 HC가 발생하는 경우, (2) 피스톤 크레비스 내 등에 잔류된 연료가 완전 연소되지 않고 잔류되어 HC가 발생하는 경우 등을 들 수 있다.

그래서, 상술한 원인 (1) 즉, 흡기 포트(11) 내의 벽면에 부착된 액적 연료가 무화되지 않고 연소실(10)로 유입되어 버리는 것을 방지하기 위해, 엔진(3)의 시동 시간에는 흡배기 밸브(4, 5)의 작동 특성이 제1 작동 모드가 되도록 VVT 기구(2)가 제어되게 되어 있다. 이에 의해, 흡기 포트(11)로 고온의 배기 가스를 기세 좋게 유입시키도록 되어 있다.

즉, 도2의 (a)에 나타낸 바와 같이 제1 작동 모드에 있어서는, 배기 행정으로 피스톤(15)이 상사점을 향해 상승하고 있는 도중(즉, 배기 행정중)에 배기 밸브(5)와 흡기 밸브(4)가 폐쇄되므로, 도면 중 EC의 시점으로부터 배기 상사점(TDC)까지 배기 가스가 압축된다. 그리고, TDC와 동시에 흡기 밸브(4)가 밸브 개방되고, 피스톤(15)에 의해 압축된 배기 가스가 기세 좋게 흡기 포트(11)로 유입하고, 흡기 포트(11)의 벽면 등에 부착되어 있던 액적 연료와 공기가 혼합되고, 연료를 확실하게 무화하여 불완전 연소를 방지하고, HC의 발생을 억제할 수 있도록 되어 있다.

또, 배기 가스를 압축하여 흡기 포트(11)로 기세 좋게 유입시킨다는 관점으로부터는, 네가티브 오버랩 후에 흡기 밸브(4)를 개방하는 시기를 TDC와 일치시킬 필요는 없지만, 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC 근방보다 바람직하게는 TDC로 설정하면 높은 압축율로 배기 가스를 압축할 수 있는 점에서 유리하다.

또한, 네가티브 오버랩 후의 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기는, 흡기 포트(11)에 대한 배기 가스의 목표 유속에 따라서 자유롭게 설정할 수 있다. 즉, 배기 행정 중에 배기 밸브(5)를 폐쇄한 후 네가티브 오버랩을 설정하고, 그 후 흡기 밸브(4)를 TDC보다도 전(즉, 배기 행정 중)에 개방한 경우라도, 배기 가스는 압축된 후 기세 좋게 흡기 포트(11)로 유입하지만, 이 경우 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC와 일치시킨 경우보다도 배기 가스의 압축율을 감소시킬 수 있으므로, 흡기 포트(11)에 대한 배기 가스의 유속을 적절하게 억제할 수 있다.

한편, 네가티브 오버랩 후 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC보다도 약간 후(즉, 흡기 행정 중)로 설정한 경우라도, 이 네가티브 오버랩의 절반 이상이 TDC보다도 전(즉, 배기 행정 중)으로 설정되어 있으면, 배기 가스를 압축하여 흡기 포트로 유입시킬 수 있다. 이 경우도, 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC와 일치시킨 경우보다 배기 가스의 압축율을 감소시키는 것이 가능해지고, 이에 의해 흡기 포트(11)로의 배기 가스 유입 속도를 임의로 조절할 수 있다.

또한, 흡배기 밸브(4, 5)가 제1 작동 모드가 되도록 VVT 기구(2)를 제어함으로써, 상술한 원인 (2) 즉 피스톤 크레비스 내 등에 잔류된 연료가 완전하게는 연소되지 않고 잔류되어 HC를 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 도8의 (a) 및 도8의 (b)를 이용하여 발명이 해결하고자 하는 과제의 란에서도 설명한 바와 같이, 엔진으로부터 배출되는 HC량이 배기 상사점의 직전에서 급증[도8의 (a) 및 도8의 (b) 중 화살표 A2 참조]하는 것은 실린더 내에 부착된 HC(예를 들어, 미연소 연료나 오일 등)가 배기 상사점에 이르는 사이에 피스톤 링에 의해 뒤섞어져 이 HC가 배기 가스와 함께 배기 포트로 배출되게 따른다.

이에 대해, 도2의 (a)에 나타낸 제1 작동 모드에서는 배기 TDC보다도 빠르게 배기 밸브(5)가 폐쇄되므로, 피스톤 링에 의해 뒤섞어진 HC의 배기 포트(14)에 대한 배출을 방지하고, 네가티브 오버랩 후에 흡기 밸브(4)가 개방됨으로써 흡기 포트(11)로 유입시키도록 되어 있다. 그리고, 흡기 포트(11)로 유입한 HC는 흡기 포트(11) 내에서 교반되어 무화되고, 다음 폭발 연소 행정에 있어서 연소되도록 되어 있다.

이에 의해, 도2의 (b)에 나타낸 바와 같이 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄시에 있어서의 엔진(3)으로부터 배출되는 HC량을 종래에 비해 대폭 저감할 수 있다.

그리고, 엔진(3)을 이러한 제1 작동 모드로 운전한 후, 소정 시간이 경과되면 연소 안정성을 높이기 위해, 제2 작동 모드로 이행하도록 되어 있다. 여기서, 도2의 (a)에 나타낸 제1 작동 모드로부터 도3에 나타낸 제2 작동 모드로의 작동 모드의 이행에 대해 설명하면, 엔진(3)의 시동 후 흡배기 밸브(4, 5)의 밸브 리프트 특성은 ECU(1)의 VVT 기구 제어 수단(21)에 의해 상술한 제1 작동 모드에 따라서 설정되고, 그 후 도3에 나타낸 제2 작동 모드로 설정되도록 되어 있다.

이 제2 작동 모드는 제1 작동 모드에 대해 흡기 밸브(4)의 작동 특성을 전체적으로 진각시킨 특성이고, 구체적으로는 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기가 TDC보다도 전방이 되도록 설정되는 동시에, 제1 작동 모드로 설정되어 있던 네가티브 오버랩이 0(즉, VOL = 0)으로 설정되고, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄와 흡기 밸브(4)의밸브 개방이 동시에 행해지게 되어 있다.

또한, 이 제2 작동 모드에서는 흡기 포트(11)로 유입하는 배기 가스가 압축되지 않는 점에서 제1 작동 모드인 경우는 다르다. 이는, 엔진(3)의 시동시로부터 소정 시간이 경과되면 엔진(3)의 온도가 상승됨으로써 흡기 포트(11) 벽면의 온도도 상승되고, 이 벽면에 부착되어 있던 액적 연료도 무화되기 쉬워지므로, 엔진 시동 직후에 이용되는 제1 작동 모드와 같이 배기 가스를 기세 좋게 흡기 포트(11)로 분출시킬 필요가 없기 때문이다. 따라서, 제2 작동 모드가 되도록 VVT 기구(2)를 제어함으로써 배기 가스를 압축하는 행정을 배제하여 에너지 손실을 방지하고, 연비 향상에 기여할 수 있게 되어 있다.

그런데, 상술한 제1 및 제2 작동 모드와 같이, 배기 밸브(5)를 TDC보다도 먼저 폐쇄하면 배기 가스가 연소실(10) 내에 잔류되고, 여기서 잔류된 배기 가스[이후, 내부 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 가스라 함]는 다음 폭발 연소 행정에 있어서 연소되게 된다. 그러나, 내부 EGR 가스량이 지나치게 증가되면 엔진의 연소 안정성이 손상될 우려가 있으므로, 본 출원 발명에서는 내부 EGR 가스량을 증가시키더라도 연소 안정성을 손상시키지 않도록 고안이 이루어지고 있다. 이 점에 대해, 흡배기 밸브(4, 5)가 상술된 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에 따라서 제어된 경우의 엔진(3)의 연소 안정성에 주목하여, 도4를 이용하여 설명한다.

이 도4는 기온이 영하인 경우에 있어서 엔진(3)을 시동시켜 연소 안정성을 나타내는 그래프로, 종축에 각가속도 표준 편차(σα)가 설정되는 동시에, 횡축에 공연비 A/F가 설정되어 있다. 이 각가속도 표준 편차(σα)는 엔진의 연소 안정성을 나타내는 지표이며, 이 수치가 작을수록 연소 안정성이 높은 것을 나타내고 있다. 또, 이 도4에 나타낸 계측에 있어서 스파크 플러그(16)의 점화 시기는 7°ATDC로 설정되어 있다.

우선, A/F ≒ 14.0, 흡기 밸브(4)의 밸브 개방(IO)을 3°ATDC, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄(EC)를 0°로 설정하면, 도면 중 화살표 B1로 나타낸 바와 같이 각가속도 표준 편차(σα)는 약 22.5[1/sec²]이며, 상당히 악화되는 것을 알 수 있다. 그래서, A/F를 약간 농후화(여기서는 A/F ≒ 13.5)시키면 도면 중 화살표 B2로 나타낸 바와 같이, 각가속도 표준 편차(σα)는 약 14.0[1/sec²]이 되어 연소 안정성은 향상된다.

다음에, A/F를 약 13.5로 고정하는 동시에 IO를 3°ATDC에서 고정하고, EC를 20°BTDC(화살표 C1 참조)로 하면 연소 안정화를 대폭 높일 수 있다. 또한, IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC의 상태를 유지한 채로 A/F를 간신히 농후화하도록 인젝터(17)를 제어하면 도면 중 화살표 C2로 나타낸 바와 같이, 연소 안정성을 더 높일 수 있다.

또, 도면 중 화살표 B2로 나타낸 상태(IO = 3°ATDC, EC = 0°, A/F ≒ 14.0)와, 화살표 C2로 하여 나타낸 상태(IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC, A/F ≒ 14.0)를 비교한 결과, 실제로 약 40 ％도 연소 안정성을 향상시키는 것이 가능하였다.

이와 같이, 도4 중 화살표 C2로 나타낸 변수에 따른 제1 작동 모드로 흡배기밸브(4, 5)를 제어하는 동시에, 인젝터(17)에 의한 연료 분사량을 제어함으로써, 연소 안정성을 향상시킬 수 있게 되어 있다.

또한, 도면 중 화살표 C2로 나타낸 상태(IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC, A/F ≒ 14.0)로부터, IO를 10°BTDC, 20°BTDC, 30°BTDC, 40°BTDC와 같이 각각 변화시키는 동시에, A/F를 12 내지 15의 범위에서 변화시킨 경우(도면 중, 화살표 D 참조)에 대해 설명하면, IO = 10°BTDC, EO = 20°BTDC, A/F ≒ 12.5 내지 13.25로 하여 설정한 경우에 연소 안정성이 매우 고가가 되는 것을 알 수 있었다. 즉, 도면 중 화살표 C2로 하여 나타낸 상태(IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC, A/F ≒ 14.0)보다도, 화살표 D1로 하여 나타낸 상태(IO = EC =20°BTDC, A/F ≒ 12.5 내지 13.25)쪽이, 약 34 ％나 연소 안정성을 더 향상시키는 것이 가능한 것을 알 수 있었다.

따라서, 이 도면 중 화살표 D로 나타낸 변수를 이용한 제2 작동 모드로 VVT 기구(2)를 제어하는 동시에 인젝터(17)를 제어함으로써, 높은 연소 안정성을 얻을 수 있다.

이와 같이, 엔진(3)의 시동 직후는 TDC 전의 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄, 그 후 네가티브 오버랩, 그리고 흡기 밸브(4)의 밸브 개방이라는 일련의 제1 작동 모드를 A/F 농후화함으로써, 배기 가스 중에 포함되는 HC량을 저감하는 동시에, 연소 안정성도 확보되는 것이 가능해져 있다. 또한, 이 때 네가티브 오버랩의 기간 중 적어도 절반을 배기 행정 중이 되도록 설정함으로써, 배기 가스를 흡기 포트(11) 내로 기세 좋게 유입시킬 수 있게 되어 있다. 또, 이 때 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC 근방에 설정함으로써, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 후에 연소실(10) 내에 남아 있는 배기 가스를 높은 비율로 압축할 수 있게 되어 있다.

또한, 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 TDC보다도 전이 되도록 설정하는 제2 작동 모드에 의해, 엔진(3)의 연소 안정성을 더 향상시키는 것이 가능해진다. 이 때, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기와 흡기 밸브의 밸브 개방 시기를 일치시키도록(즉, 밸브 오버랩을 0으로 함) 제2 작동 모드를 설정하면 엔진의 연소 안정성을 확보하는 동시에, 엔진으로부터 배출되는 HC량을 확실하게 저감시킬 수 있다.

그런데, 도4를 이용하여 상술한 바와 같이 VVT 기구(2)를 제1 작동 모드에 따라서 제어하는 것보다도 제2 작동 모드에 따라서 제어하는 쪽이 연소 안정성의 관점으로부터는 바람직하다. 이로 인해, 제1 작동 모드를 이용하지 않고 제2 작동 모드에 의한 제어만을 이용하는 제어도 생각할 수 있다. 그러나, 본 출원 발명에 있어서는 엔진 시동 후는, 우선 제1 작동 모드에 따라서 VVT 기구(2)를 운전하고, 그 후 제1 소정 조건[예를 들어, 엔진(3)의 시동시로부터의 운전 시간이나 냉각수 온도 등]이 성립된 후, 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로 이행시키도록 되어 있고, 엔진 시동 후에 곧 제2 작동 모드로 VVT 기구(2)를 운전하는 일은 없다. 이하, 이 이유에 대해 주로 도5 등을 사용하여 설명한다.

도5에는 엔진(3)이 냉 상태 시동되고 나서 소정 시간(여기서는 125초) 이내에 배기 매니폴드(2)로 배출된 배기 가스 내에 포함되는 HC의 적산량[THC(Total HC)]이 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC) 및 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)에 따라서 도시되어 있다. 이 도5 중 화살표 E는 제1 작동 모드, 구체적으로는 IO= 3°ATDC, EC = 20°BTDC라는 조건의 제1 작동 모드에 있어서의 THC를 나타내는 것이다. 또한, 도5 중 □ 표시는 제2 작동 모드(VOL ≒ 0), 구체적으로는 IO = 3°ATDC, EC = 0°라는 조건의 제1 작동 모드를 실시하지 않고 제2 작동 모드를 행한 경우에 있어서의 THC를 나타내는 것이다.

한편, 도면 중 화살표 F는 상술한 제1 작동 모드 후에 제2 작동 모드, 즉 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)를 TDC보다도 전으로 설정하는 작동 모드로 절환한 경우의 THC를 나타내는 것이다. 또, 여기서는 IO = EC = 20°ATDC라는 조건으로 제2 작동 모드를 설정한 경우에 가장 THC를 억제할 수 있는 것을 나타내고 있다.

즉, 도5에 나타낸 바와 같이 화살표 E에서 나타낸 제1 작동 모드(IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC)만의 THC나 □ 표시의 제2 작동 모드(IO = 3°ATDC, EC = 0°)만의 THC와, 화살표 F에서 나타낸 제1 작동 모드 후에 제2 작동 모드로 소정의 위상(IO = EC = 15°BTDC, 20°BTDC 혹은 25°BTDC)으로 절환하여 VVT 기구(2)를 제어한 THC를 비교하면, 화살표 F에서 나타낸 경우의 쪽이 THC를 억제 할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 이 도5로부터는 제2 작동 모드로서 IO = EC = 20°BTDC로 설정한 경우(도면 중 화살표 F1 참조)에 THC를 대폭 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 관한 본 출원 발명에 따르면, 제1 작동 모드에 있어서 IO = 3°ATDC, EC = 20°BTDC로 설정하고, 한편 제2 작동 모드에 있어서 IO = EC = 20°BTDC로 설정해 두고, 제1 작동 모드 후에 제2 작동 모드로 절환함으로써냉 상태 시동시에 있어서 확실 또한 대폭 HC량을 저감할 수 있게 되어 있다.

또한, VVT 기구 제어 수단(21)은 제2 작동 모드 후, 제3 작동 모드를 설정하여 VVT 기구(2)를 제어하도록 되어 있다. 이 제3 작동 모드는 VVT 기구(2)에 대한 복수의 작동 모드의 1개이고, 제2 작동 모드에 의해 설정된 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)는 그 상태로, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC)만을 상사점(TDC) 후로 지각시킴으로써 설정되도록 되어 있다.

또한 제2로부터 제3 작동 모드로 이행하는 조건(제2 소정 조건)을 만족하는 경우의 예로서는, 엔진(3)의 회전수가 소정 이상이 된 경우나, 차속이 소정 속도 이상이 된 경우 등을 들 수 있다. 즉, 이 제2 조건이라고 하는 것은, 촉매에 공급되는 배기 가스의 양이 아이들시에 비해 대폭 증가된 경우에 충족되는 조건으로 되어 있다. 그리고, 이 제2 소정 조건이 만족되는 다량의 배기 가스가 촉매에 공급되게 되고 촉매는 급속히 승온되어 활성화 온도에 이르고, HC는 촉매에 의해 확실하게 제거되도록 되므로, 엔진(3)은 통상대로 운전할 수 있게 된다.

즉, HC 배출량을 저감하기 위해서는 상술한 바와 같이 엔진(3)으로부터 배출되는 배기 가스 중 HC량을 억제하는 방법에다가 촉매에 의해 HC를 제거하는 방법도 유효하다. 그러나, 촉매는 활성화 온도(예를 들어 300 ℃)에 이르기까지는 HC를 제거하는 능력이 낮다. 이로 인해, 촉매를 신속하게 활성 온도에까지 상승시킬 필요가 있고, 이로 인해서는 배기 가스 온도를 상승시키는 것이 유효하다.

그래서, 본 출원 발명에 있어서는 상술한 VVT 기구(2)의 제어에다가 점화 시기를 소정각(예를 들어 10°ATDC)으로 하는 제어를 행하고, 배기 가스 온도를 적극적으로 상승시키게 되어 있다. 한편, 점화 시기를 지각시키면 연소 안정성이 저하되지만, 본 출원 발명에 따르면 A/F를 화학 양론 근방까지 농후화시킴으로써 점화 시기 지각에 의해 저하된 연소 안정성을 보충하게 되어 있다.

또한, 제2 작동 모드로의 절환 후 소정 시간이 경과되면, 제2 작동 모드로부터 상술한 제3 작동 모드로 절환되고, 통상의 밸브 타이밍에 의한 운전이 실행되도록 되어 있다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치는, 상술된 바와 같이 구성되어 있으므로, 그 작용에 대해 설명하면 이하와 같이 된다.

우선, 도6에 나타낸 흐름도를 이용하여 그 작용을 설명하면, 점화 스위치가 온이 되면(스텝 M1 참조), 그 후 스텝 M2에 있어서 VVT 기구 제어 수단(21)에 의해 VVT 기구(2)가 제어되고, 흡배기 밸브의 작동 모드가 제1 작동 모드(EC = 20°BTDC, IO = 3°ATDC)로 설정된다[도2의 (a) 참조].

그 후, 스텝 M3에 있어서 도7에 도시한 서브 루틴과 같이 점화 시기 및 A/F의 제어가 행해진다. 이 서브 루틴에 있어서는, 우선 엔진(3)의 회전수가 소정 회전수 이상인지 여부가 판정되고(스텝 S1 참조), 여기서 엔진 회전수가 소정 회전수 이하이면, 이 서브 루틴을 종료하여 도6에 도시한 메인 루틴의 스텝 M4로 진행한다. 한편, 엔진 회전수가 소정 회전수를 상회하고 있으면, 도7의 서브 루틴의 스텝 S2로 진행하여 점화 시기가 지각(지연)하도록 스파크 플러그(16)가 제어되는 동시에 A/F가 이론 공연비(화학 양론) 근방에서 일정해지도록 인젝터(17)가 제어되고, 도6에 도시한 메인 루틴의 스텝 M4로 진행한다.

이 스텝 M4에 있어서는, 엔진(3)이 시동되고 나서 소정 시간(t1)이 경과되었는지 여부(즉, 제1 소정 조건이 성립되었는지 여부)가 판정되고, 아직 이 소정 시간이 경과되지 않았다고 판정되면 번호 루트에 따라서 스텝 M2로 복귀하고, 한편 이 소정 시간이 경과된 경우에는 스텝 M5로 진행한다.

스텝 M5에 있어서는, 흡배기 밸브(4, 5)의 작동 모드가 제2 작동 모드로 절환된다. 즉, 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC)를 유지한 상태로, 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)를 진각시켜 EC와 IO가 동시에 되도록 VVT 기구(2)가 제어된다. 즉, 이 스텝 M5에 있어서 EC와 IO와의 밸브 오버랩(VOL)이 0이 되도록 설정되는 것이다(도3 참조).

상기한 스텝 M5에 있어서 VVT 기구(2)의 밸브 타이밍이 설정되면, 스텝 M6으로 진행한다. 이 스텝 M6은 스텝 M3과 마찬가지의 서브 루틴이고, 회전수가 소정 회전수 이상이면, 점화 시기가 지연되는 동시에 A/F를 화학 양론으로 일정하게 하는 제어가 행해진다.

그 후, 스텝 M7로 진행하여 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로 절환하고 나서 소정 시간(t2)이 경과되었는지 여부(즉, 제2 소정 조건이 성립되었는지 여부)가 판정된다. 여기서, 소정 시간이 경과되지 않은 경우에는 스텝 M5로 복귀하고, 한편 소정 시간이 경과되어 있는 경우에는 제어가 완료된다.

즉, 이 경우에는 도시하지 않은 통상시의 동작 흐름에 따라 흡배기 밸브(4, 5)의 작동 모드가 제3 작동 모드로 절환된다. 또, 이 제3 작동 모드는 상사점을 중심으로 EC와 IO가 오버랩된 특성의 작동 모드이며, 극히 일반적인 특성이다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 본 출원 발명에 따르면 엔진(3)의 시동 후는 VVT 기구(2)를 제어하고, 흡배기 밸브(4, 5)의 밸브 리프트 특성을 제1 작동 모드로 설정함으로써, 배기측으로 배출되는 배기 가스를 줄여 HC 배출량을 저감시킬 수 있어, 흡기 포트(11) 내에 대해 일단 압축된 내부 EGR 가스(배기 가스)를 흡기 포트 내로 유입시킬 수 있고, 이에 의해 연료의 무화를 양호한 것으로 할 수 있다. 또, 제1 작동 모드 후에 제2 작동 모드로 절환함으로써, HC 배출량을 저감하면서 엔진(3)의 연소 안정성 및 연비를 확보할 수 있다.

또한, 제1 작동 모드에 있어서 배기 밸브(5)가 폐쇄된 후에 흡기 밸브(4)가 개방되기까지의 기간의 절반 이상이 배기 행정으로 설정되어 있으므로, 내부 EGR 가스를 확실하게 압축하여 기세 좋게 흡기 포트(11) 내로 유입시킬 수 있으므로, 흡기 포트(11) 내에서의 연료 무화를 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 제1 작동 모드에 있어서 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)가 상사점(TDC) 근방이 되도록 설정하면, 높은 압력으로 내부 EGR 가스를 압축하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시 형태에 따르면 제1 작동 모드로서는 EC = 20°BTDC, IO = 3°ATDC로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 작동 모드에 있어서 ECU(1)의 VOL 설정 수단(20)은 밸브 오버랩을 대략 0으로 설정하므로, 엔진으로부터 배출되는 HC량을 저감시키면서 엔진의 연소 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에 있어서, ECU(1)의 연료 분사 시기 설정 수단(18)에 의해, A/F가 이론 공연비(화학 양론)로 설정되는 동시에, ECU(1)의 점화 시기 설정 수단(23)에 의해 점화 시기가 지연됨으로써 엔진(3)으로부터 배출되는 배기 가스 중 HC량을 억제하면서 배기 가스 온도를 상승시키는 동시에, 엔진의 연소 안정성을 확보할 수 있다. 또, 배기 가스의 온도를 상승시킴으로써 엔진(3)의 배기계에 설치된 촉매의 온도를 신속하게 활성화 온도로 할 수 있으므로, 촉매에 의한 HC 제거 처리의 개시 시기를 빠르게 하여, 촉매로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 HC량을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, VVT 기구(2)에 의해 밸브 타이밍 특성이 제2 작동 모드로 설정된 후, 제2 소정 조건이 성립되면 제2 작동 모드에 의해 설정된 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기(IO)는 그 상태로. 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기(EC)만이 상사점(TDC) 후로 지각시킨 제3 작동 모드로 절환된다. 이에 의해, EC와 IO가 TDC를 중심으로 오버랩하게 되어 엔진(3)의 흡배기 효율을 높여 운전할 수 있다.

또, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

상기한 실시 형태에 있어서는, 엔진이 시동되는 경우에는 항상 상기한 제1 작동 모드가 실행되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 엔진의 시동이 냉 상태 시동인 경우에만 제1 작동 모드를 실행하고, 한편 엔진이 온 상태 시동인 경우에는 제1 작동 모드를 스킵하고, 제2 작동 모드로부터 실행하도록 해도 좋다. 이에 의해, 엔진의 온도에 따라서 엔진의 연소 안정성을 정확하게 확보할 수 있다.

본 발명에 의하면, 엔진으로부터 배출되는 HC량을 억제할 수 있게 한 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치가 제공된다.

Claims

엔진(3)의 흡기 밸브(4) 및 배기 밸브(5)의 개폐 시기를 각각 변경 가능한 가변 밸브 타이밍 제어 장치(2)이며,

상기 배기 밸브(5)가 폐쇄된 후에 상기 흡기 밸브(4)가 개방되도록 설정되는 동시에 상기 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기가 상사점 전으로 설정된 제1 작동 모드와,

상기 제1 작동 모드에 대해 상기 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기를 상사점 전으로 진각시킨 제2 작동 모드로 절환 가능하게 구성되고,

상기 엔진(3)의 시동시에는, 상기 흡기 밸브(4) 및 상기 배기 밸브(5)의 작동 모드가 상기 제1 작동 모드로 설정되고, 그 후 제1 소정 조건이 성립되면 상기 제2 작동 모드로 절환되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 작동 모드에 있어서의 상기 배기 밸브(5)가 폐쇄된 후에 상기 흡기 밸브(4)가 개방되기까지의 기간은 적어도 그 절반이 배기 행정으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 작동 모드시에는 상기 흡기 밸브(4)의 밸브 개방 시기가 상사점 근방에 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브타이밍 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 작동 모드시에는 밸브 오버랩이 대략 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 작동 모드시 또는 상기 제2 작동 모드시에는 공연비가 이론 공연비로 설정되는 동시에, 점화 시기가 지각측으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 작동 모드에서의 운전시에 제2 소정 조건이 성립되면, 상기 제2 작동 모드에 대해 상기 배기 밸브(5)의 밸브 폐쇄 시기를 상사점 후로 지각시킨 제3 작동 모드로 절환되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어 장치.