JPH03199633A - エンジンの吸排気制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの吸排気制御装置に関し、特に各気
筒独立吸気通路にアイドル状態のときに閉制御される吸
気制御弁を設け、吸排気オーバーラツプ量の最小値及び
最大値を大きく設定可能にし、アイドル時の燃焼安定性
を確保しつつ少なくとも高回転域における中負荷状態の
ときの燃費及びエミッションを改善したものに関する。

〔従来技術） −ｉに、エンジンの吸気行程で必要な吸気を吸入しまた
排気行程で既燃ガスを掃気する必要上、排気弁開期間と
吸気弁開期間とが部分的に重なる吸排気オーバーラツプ
が設けられているが、吸排気オーバーラツプ量は吸気性
能及び掃気性能だけでなくエンジン性能に大きな影響を
及ぼず。

アイドル状態においては、燃焼安定性つまりアイドル安
定性を確保する為に吸排気オーバーラツプ量を小さくす
ることが必要である。即ち、アイドル時には混合気量が
少量で燃焼安定性が十分でないうえ、ブースト負圧が大
きいため既燃ガスが排気系から逆流して多く残留し易い
ことから、吸排気オーバーラツプ量を大きくすると燃焼
安定性が著しく低下するのである。

一方、高負荷状態では、吸排気オーバーラツプ量を大き
くすれば、吸気慣性効果も働いて吸入効率を高め、トル
ク特性を高めることが出来ると考えられて来た。

そこで、最近では、吸気弁のバルブタイくングを変更し
得る可変バルブタイミツグ機構（或いは排気弁用の可変
バルブタイミング機構でもよい）を設け、この機構を介
して低回転域のときには、吸排気オーバーラツプ量を小
さく設定し、それ以外の運転状態で吸排気オーパーラ・
ノブ量を大きく設定するようにしたものが実用に供され
ている（特開昭６２−１９１６３６号公報、特開昭６３
１９５３２５号公報参照）。

上記可変バルブタイミング機構は、吸気用カム軸の軸端
部とプーリとの間に、内外両面に軸端部とプーリとに夫
々噛合した相互に逆方向向きのヘリカルスプラインを有
するスリーブ状のギヤピストンを介装し、このギヤピス
トンを油圧で軸方向へ駆動することにより吸気用カム軸
とブーりとの相対位相を変更するようになっている。こ
の種従来の可変バルブタイミング機構では、吸排気オー
バーラツプ量を「小」と「大」とに２段階に切換えるが
、アイドル状態などの低回転・低負荷状態のときの吸排
気オーバーラツプ量「小」は約２０゜クランク角に、ま
た吸排気オーバーラツプ量「大」は約４０゛クランク角
に設定されている。

一方、最近では、スロットル弁のアイドルアジャストを
容易にし且つアイドル安定性を高める為に、例えば特開
昭６３−１９５３２５号公報に記載のように、全気筒共
通吸気通路にスロットル弁を設けるとともに、各気筒独
立吸気通路に少なくともアイドル状態のときに閉制御さ
れる吸気制御弁を設けたものも実用化されている。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来では、吸排気オーバーラツプ量がエンジンの性能に
及ぼす影響について十分に検討されておらず、アイドル
安定性の確保とか吸入効率の向上などの観点からのみ吸
排気オーバーラツプ量が検討され、吸排気オーバーラツ
プ量を運転状態に応じて適切に制御することにより排気
ガス中のＨＣ及びＮＯＸ、燃費を改善しようとする思想
は何ら提案されていない。

先ず、吸排気オーバーラツプがエンジン性能に及ぼす影
響について考察する。本願の実施例に係る第８図・第９
図・第１０図に示すように、基本的には、全開トルクに
ついてはエンジン回転数の増大に応じて吸排気オーバー
ラツプ量を大きくすることが望ましい（第８図参照）。

ＮＯｘについては、吸排気オーバーラツプ量が大きくな
るのに応して、排気ガスの残留量（排気系からの逆流分
も含む）が増加しく特に、低負荷時にはブースト負圧が
大きいため排気ガスの残留量が多くなる）、この内部Ｅ
ＧＲ作用で燃焼性が低下しＮＯｘが低減する（第９図・
第１０図参照）。

ＨＣについては、第９図に示す負荷状態一定の場合には
、低回転域では吸排気オーバーラツプ量が小さくなる程
ＨＣが低減するのに対し、高回転域では吸排気オーバー
ランプ量が大きくなる程ＨＣが低減する。また、第１０
図に示す回転速度−定の場合には、低負荷状態では吸排
気オーバーラツプ量が小さくなる程ＨＣが低減するのに
対し、高負荷状態では吸排気オーバーラツプ量が大きく
なる程Ｉ　Ｃが低減する。このように、ＨＣについては
エンジン回転数の増大に応じて或いは負荷の増大に応じ
て吸排気オーバーラツプ量を大きくすることが望ましい
。

尚、残留排気ガス量の増加に応じて吸入ポンピングロス
が低減し、またＨ　Ｃの低減に応じて燃費が改善される
。尚、ＮＯｘ低減の為に採用される通常の外部ＥＧＲで
は、排気行程の最終段階にシリンダ壁面付着燃料により
発生ずる高濃度未燃ガスを燃焼室内へ還流する保証はな
いのでＨＣ低減の作用が得られず、また還流される排気
ガス塩が低下しているので吸入ボンピングロス低減の作
用か弱くなる。

従って、回転数の増大に応してまた負荷の増大に応して
吸排気オーバーラツプ量を大きくすることが望ましい。

そこで、可変パル１５４１フグ機構のギヤピストンのス
トロークを大きくすることが考えられるが、その場合吸
排気オーバーラツプ量の切換時間が長くなって応答性に
欠け、可変バルブタイミング機構が大型化するので実用
性上好ましくない。そこで、吸排気オーバーラツプ量の
最大値を大きくする為アイドル状態のときの吸排気オー
バーラツプ量を大きくすると、アイドル状態における燃
焼安定性を確保できなくなる。

このように、従来の可変パル１５４１フグ機構を備えた
エンジンでは、吸排気オーパーラ・ノブ量の最大値を増
す上で大きな制約が有り、その最大値を約４０°クラン
ク角程度に設定せざる得なかったので、中高回転域にお
けるＮ　Ｏｘの低減、ＨＣの低減及び燃費の改善などの
作用を十分に発揮させることは出来なかった。

本発明の目的は、アイドル安定性を確保しながら、吸排
気オーバーラツプ量の最大値を大きく設定可能にし、少
なくとも高回転域における中負荷状態のときのＮ　Ｏｘ
とＨＣの低減及び燃費の改善を図ることの出来るような
エンジンの吸排気制？１［１装置を提供することである
。

［課題を解決するための手段〕 本発明に係るエンジンの吸排気制御装置は、各気筒独立
吸気通路に設けられアイドル状態のときに閉制御される
吸気制御弁を備えたエンジンにおいて、排気弁のバルブ
タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジンの回転数と負荷とを検出する運転状態検出手段
と、上記運転状態検出手段の出力を受け、少なくとも高
回転域における中負荷状態のときに吸排気オーバーラツ
プ量が最大となるように可変バルブタイミング機構を制
御する制′４ｆｆｔ１手段とを備え、吸排気オーバーラ
ンプ量を最小にしたアイドル状態において喚気弁開から
上死点までのクランク角が上死点から排気弁閉までのク
ランク角よりも少なくとも１０゛以上大きくなるように
バルブタイミングが設定されているものである。

〔作用〕

本発明に係るエンジンの吸排気制御装置においては、各
気筒独立吸気通路に設けられアイドル状態において閉制
御される吸気制御弁の作用に着目し、吸気弁開タイミン
グを格段に早く設定してアイドル状態における吸排気オ
ーバーラツプ量を大きく設定し、これにより、可変バル
ブタイミング機構の吸排気オーバーラツプ量の可変幅を
拡大することなく、吸排気オーバーラツプ量の最大値を
格段に大きく設定できるようにした。

即ち、アイドル状態において吸気制御弁は閉制御される
が、この吸気制御弁の下流側の吸気圧は、通常の全気筒
共通のスロントル弁下流側ブースト負圧とは異なる挙動
を呈し、各気筒の吸気行程以外のとき吸気制御弁と吸気
弁間の独立吸気通路部分には閉した吸気側？′ｌＵ弁の
隙間から流入した略大気圧の吸気が溜っている（つまり
、吸気負圧が作用していない）ことから、吸気弁を早期
に開いて吸排気オーバーラツプ量が大きくなっても排気
ガスが排気系から燃焼室内へ逆流することはなく、吸排
気オーバーラツプにより燃焼室内に残留する残留ガス量
は極く少量となる。それ故、残留ガスで燃焼安定性が損
なわれてアイドル安定性が低下することはない。

ここで、可変バルブタイミング機構としては排気弁のバ
ルブタイミングを変更するものを設けたので、吸気性能
の大幅な変動を防止でき、吸排気オーバーランプ量の変
化に対する残留ガス量の応答性の面でも有利である。そ
して、吸気弁開タイごングを格段に早めであるので、吸
気弁開期間が長くなるから充填効率を大幅に高めること
が出来る。

アイドル状態において吸気弁開から上死点までのクラン
ク角が上死点から排気弁閉までのクランク角よりも少な
くとも１０’以−Ｌ大きくなるように設定したので、上
述の如くアイドル時の吸排気オーバーラツプ量を大きく
し、可変ノ＼ルブタイミグ機構の可変幅を格別拡大しな
くとも吸排気オーバーランプ量の最大値を従来のものよ
りも格段に大きくすることが出来る。

制御手段を介して少なくとも高回転域における中負荷状
態のときに吸排気オーバーラツプ量を最大にするので、
ＮＯＸとＨＣの低減、燃費の改善及びトルク特性の改善
など著しい作用を得ることが出来る。

〔発明の効果〕

本発明に係るエンジンの吸排気制御装置によれば、上記
〔作用〕の項で詳しく説明したように、アイドル時の燃
焼安定性を確保しながらアイドル時の吸排気オーバーラ
ンプ量を大きく設定することが出来、これにより可変バ
ルブタイミング機構の可変幅を拡大することなしに吸排
気オーバーラツプ量の最大値を格段に大きくすることが
出来る。

それ故、少なくとも高回転域における中負荷状態のとき
に十分に大きな吸排気オーバーラツプ量に設定して、Ｎ
Ｏ，とＨＣの低減、燃費の改善及びトルク特性の改善な
ど著しい効果を得ることが出来る。

加えて、吸気弁開タイ５ングを格段に早めるので、吸入
期間が長くなり充填効率を大幅に高めることも出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

本実施例は、自動車用の機械式過給機付きＶ型６気筒エ
ンジンの吸排気制御装置に本発明を適用した場合の例で
ある。

第１図に示すように、エンジンＥの左バンクｌＡと右バ
ンクＩＢには夫々３つの気筒２が設けられ、各気筒２に
は２つの吸気弁３と２つの排気弁４が設けられ、各バン
ク１Ａ・１Ｂの吸気弁３を駆動する吸気用カム軸５及び
排気弁４を駆動する排気用カム軸６とが設けられ、これ
ら４つのカム軸５・６のプーリ７・８はタイミングベル
トを介してクランク軸に連動連結されている。

吸気通路９は、共通吸気通路１０と、この共通吸気通路
１０から左右に分岐した左バンク吸気通路１１Ａ及び右
バンク吸気通路１１Ｂと、これら左バンク吸気通路１１
Ａから左バンクＩＡの各気筒２の吸気ボートへ分岐する
独立吸気通路１２及び右バンク吸気通路１１Ｂから右バ
ンクＩＢの各気筒２の吸気ポートへ分岐する独立吸気通
路１２とからなり、共通吸気通路１０にばエアクリーナ
１３とエアフローメータ１４とクランク軸により駆動さ
れる機械式過給機械１５とが介装され、左及び右バンク
吸気通路１１Ａ・ＩＩＢにはスロットル弁１６が設けら
れ、左右のスロットル弁１６はアクセルペダルに連結さ
れている。

各独立吸気通路１２には吸気制御弁１７が設けられ、左
バンクＩＡの３つの吸気制御弁１７及び右バンクＩＢの
３つの吸気制御弁１７は夫々共通の支軸１８に固着され
、アクチュエータ１９で支軸１８を回動させることで開
閉制御される。可変吸気用のコントロール弁２０・２１
は共鳴効果で吸気充填効率を高める為のもので、所定の
低回転域ではコントロール弁２０がまた所定の高回転域
ではコントロール弁２１が夫々図示外のアクチュエータ
で開かれるようになっている。

左バンクＩＡの排気マニホールド２２Ａから延びた左バ
ンク排気通路２３Ａと右バンクＩＢの排気マニホールド
２２Ｂから延びた右バンク排気通路２３Ｂは合流排気管
２４へ接続されている。

各バンクＩＡ・１Ｂの排気弁４のバルブタイミングを変
更する為のバルブタイミング変更機構３０が排気用カム
軸６の軸端部とプーリ８との間に介装されている。左右
のバルブタイミング変更機構３０は同一の構造のものな
ので、左バンクＩＡのものについて説明する。

第２図・第３図に示すように、このバルブタイミング変
更機構３０は一般的な構造のもので、これについて簡単
に説明する。

排気用カム軸６の端部にはスペーサ６ａが固着され、ス
ペーサ６ａの外側のプーリ８はボス部３２の先端におい
てスペーサ６ａの先端外周に摺接し、そのボス部３２の
基端側は排気用カム軸６に回転自在の連結部材３３に固
定されている。上記連結部材３３はシリンダヘッドの軸
受部に回転自在に枢支され、この連結部材３３の他端に
は第１ギヤ２７がスプライン結合され、第１ギヤ２７に
は吸気用カム軸５の先端の第２ギヤ２８が噛合連結され
ている。

プーリ８のボス部３２の内側には、スペーサ６ａとの間
に環状のピストン３４が組み込まれ、ピストン３４は軸
方向に二分割された構造で、両分割部は複数のピンで相
互に固定され、ピストン３４の内外両面には互いに逆方
向のヘリカルスプラインが形成され、これらヘリカルス
プラインはスペーサ６ａの外周のヘリカルスプラインと
プーリ８のボス部３２内周のヘリカルスプラインに夫々
噛合されている。ピストン３４はスプリング３５により
先端側に付勢されている。

排気用カム軸６には、オイル通路３６が形成され、スペ
ーサ６ａは止め部材３７を介し固定ボルト３８によって
排気用カム軸６に固定され、固定ボルト３８にはオイル
通路３６に連通する貫通穴３９が設けられ、プーリ８の
ボス部３２の先端には、オイル通路３６からの油圧を導
く圧力室４゜が設けられている。

」二記排気用カム軸６の他端部は、シリンダヘッドの軸
受部に回転自在に枢支され、その枢支孔４１の端部はプ
ラグ４２で閉塞されている。

第２図・第３図に示すように、オイル通路３６へ油圧を
供給したり排出したりする為、シリンダヘッドにはオー
バーラツプ切換ソレノイド３１により切換操作される切
換弁４３が組込まれ、第３図のようにソレノイド３１が
ＯＦＦのとき切換弁４３は排出位置となりオイル通路３
６がドレン通路４４に接続され、ソレノイド３１がＯＮ
のとき切換弁４３は供給位置となりオイル通路３６が油
圧供給路４５（オイルギャラリイ）に接続される。

油圧供給路４５へはクランク軸で駆動される潤滑油ポン
プから加圧されたオイルが供給される。

切換ソレノイド３１を介して切換弁４３を供給位置に切
換えると、オイル通路３６から圧力室４０に油圧が供給
されスプリング３５を圧縮してピストン３４が軸方向に
移動し、ピストン３４の内周及び外周のスプラインを介
してスペーサ６ａとプーリ８は、相対的に回転するので
、スペーサ６ａと一体の排気用カム軸６とプーリ８との
相対的位相が変わる。

後述のように、オーバーラツプ大領域では、オイル通路
３６へ油圧が供給されるので、第４図に点線で示すよう
に排気弁閉時期が遅れ側に移行し、吸気弁開時期は変化
しないので、吸排気のオーバーラツプ量が大きくなる。

一方、オーバーラツプ小領域では、オイル通路３６の油
圧が排出され、ピストン３４はスプリング３５の弾性力
で復帰するので、実線のようにオーバーラツプ量が小さ
くなる。

ここで、第４図に示すように、吸気弁開から上死点まで
のクランク角θ１は例えば３０’に設定され、吸排気オ
ーバーラツプ量を「小」にしたときの上死点から排気弁
閉までのクランク角θＥｌは例えば１０°に設定され、
吸排気オーバーラツプ量を「大」にしたときの上死点か
ら排気弁閉までのクランク角θＥ２は例えば３０°に設
定されている。

後述のように、高回転域における吸排気オーバーラツプ
量（θ、＋θＥ２）を極力大きくする為、吸気弁開タイ
ミング角θ１が排気弁閉タイミング角θ、よりも少なく
とも１０°以上大きくなるようにバルブタイミングが設
定されている。

上記エンジンＥを制御する為のコントロールユニット２
５が設けられており、エアフローメータ１４、スロット
ル弁１６の開度を検出するスロットル開度センサ（図示
路）、アイドルスイッチ２６、ディストリビュータに設
けられたクランク角センサ２９及び基準クランク角セン
サ３０、及びその他図示外の種々のセンサ類とスイッチ
類からの信号がコントロールユニット２５へ人力され、
コントロールユニット２５からはイグニシゴンユニット
、各気筒２の吸気ボートへ向けて夫々燃料噴射するイン
ジェクタ（図示路）、切換ソレノイド３１などへ駆動信
号が出力されるようになっている。

上記コントロールユニット２５は、入出力インターフェ
イスとＣＰＵ　（中央演算装置）とＲＯＭ（リード・オ
ンリ・メモリ）とＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモ
リ）とを有するマイクロコンビュータと、エアフローメ
ータ１４からの吸入空気量信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変
換器、スロットル弁開度センサからのスロットル開度信
号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換器と、インジェクタの為の
駆動回路、イグニションユニットの為の駆動回路、切換
ソレノイド３１の為の駆動回路などを備えたものである
。

上記ＲＯＭには、点火時期制御の制御プログラム、燃料
噴射制御の制御プログラム、後述の切換ソレノイド３１
を介して吸排気オーバーラツプ量を切換制御するバルブ
タイミング切換制御の制御プログラム及びこれに付随す
るマツプ、アイドル状態のときにアクチュエータ１９を
介して吸気制御弁１７を閉制御する制御プログラム及び
その他種々の制御プログラムが予め人力格納されている
。

第５図はエンジンＥの運転領域のうちの吸排気オーバー
ラツプ量（これを、図中○／Ｌと略称した）を小さく設
定するオーバーラツプ小領域及び吸排気オーバーラツプ
量を大きく設定するオーバーラツプ大領域を示すもので
、これはエンジン回転数と負荷とをパラメータとするマ
ツプとしてＲＯＭに予め入力格納されている。尚、上記
オーバーラツプ小領域とオーバーラツプ大領域とは実線
Ａで区分されているが、これに限らず鎖線Ｂで区分して
もよい。

吸排気オーバーラツプ量を切換える制御は簡単な制御な
ので、フローチャートを用いずに説明すると、エンジン
Ｅの運転中の全期間に亙って、クランク角センサ２９か
らのクランク角信号を用いてエンジン回転数を演算し、
エアフローメータ１４から読込んだ吸入空気量とエンジ
ン回転数とから負荷を演算し、上記エンジン回転数と負
荷とに基いてエンジンＥの運転状態を求め、この運転状
態が第５図のマツプのどちらの領域に属するか決定し、
オーバーラツプ小領域にあるときには左右バンクＩＡ−
ＩＢの切換ソレノイド３１をＯＦＦとするように制御し
またオーバーラツプ大領域にあるときには左右バンクｌ
Ａ・１Ｂの切換ソレノイド３１をＯＮとするように制御
する。

一方、吸気制御弁１７の為の制御に関しては、アイドル
スイッチ２６、変速機のニュートラルスイッチなどから
の信号に基いてアイドル状態か否か判定し、アイドル状
態になったときには左右バンクＩＡ−ＩＢのアクチュエ
ータ１９を介して吸気制御弁１７を開から閉に切換える
。但し、吸気制御弁１７が閉に切換えられてもアイドル
運転に必要な吸気は流れるようになっている。

こうして、運転状態がオーバーラツプ小領域にあるとき
には、吸排気オーバーラツプ量が小さく制御され、運転
状態がオーバーラツプ大領域にあるときには、吸排気オ
ーバーラツプ量が大きく制御される。

次に、上記エンジンの吸排気制御装置の作用について説
明する。

上記吸気制御弁１７は、基本的にはスロットル弁１６の
アイドルアジャストを容易にしアイドル安定性確保の為
に設けられるもので、アイドル状態のときだけ閉じられ
、それ以外は全開に制御される。

この吸気制御弁１７を設けた場合、各独立吸気通路１２
の吸気ボート内ガス圧（吸気制御弁１７と吸気弁３との
間の、ガス圧）は、第７図のようになる。即ち、吸気弁
３が開かれたときには大きな吸気負圧が作用するが、吸
気弁３が閉状態のときには吸気制御弁１７を通って吸気
が流入するので略大気圧となる。このことは、アイドル
時にも同様で、吸気制御弁１７が閉状態でもアイドル運
転用の吸気だけは流通するだけの隙間があるので吸気が
流入して略大気圧となる。このように、吸気弁３が開く
前の吸気ボート内ガス圧は略大気圧なので、吸気弁３が
早期に開弁しても吸気ボート内へ既燃ガスが流入するこ
とはなく、吸気弁３の開タイミングを早めたこ、とてア
イドル時に燃焼室内残留ガス量が増加することはない。

従って、アイドル状態のときの吸排気オーバーラツプ量
（θ１＋θ、）を約４０°　もの大きな値に設定しても
、残留ガスの増加が起らず燃焼安定性が損なわれること
はない。

また、バルブタイミング変更機構３０を排気用カム軸６
に設け、吸気弁開タイミングを固定したので、吸気性能
の大幅な変動を防止し、吸排気オーバーランプ量の変化
に対する残留ガス量の応答性を確保できる。

第８図〜第１０図は、吸排気オーバーラツプ量がエンジ
ン性能に及ぼす影響を示すもので、吸排気オーバーラン
プ量を大きくする程、既燃ガスの燃焼室内残留量が増加
して燃焼性が抑制されるので、エンジン回路数に拘らず
吸排気オーバーラツプ量を大きくする程ＮＯｘ濃度は低
減する。加えて、全開トルク、排出されるＨｆ４４度及
び燃費に関しては、エンジン回転数の増加に応して或い
は負荷の増加に応して吸排気オーバーラツプ量を大きく
することが望ましい。しかし、低回転域や低負荷状態で
は、新混合気量が少なく燃焼安定性が低く且つ吸入負圧
が大きく排気ガスの逆流量も増すので吸排気オーバーラ
ツプ量を大きくする程燃焼安定性が低下する。

ここで、第５図のように、低回転域においては吸排気オ
ーバーランプ量を小さく設定するので、アイドル時のア
イドル安定性をも含めて燃焼安定性を確保することが出
来る。

中回転域においては吸排気オーバーラツプ量を大きく設
定して全開トルク、ＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及び燃費の改
善を図ることが出来る。

高回転域においては、低負荷状態のときにも燃焼安定性
は十分なので吸排気オーバーラツプ量を大きく設定して
全開トルク、ＮＯｘ、ＩＣなどの改善を図り、中高負荷
状態のときに吸排気オーバーラツプ量を大きく設定して
上記低負荷状態と同様全開トルク、ＮＯｘ、ＨＣなとの
改善を図ることが出来る。ここで、エンジンＥの吸気性
能及び掃気性能が高い場合には、第５図のように中高回
転域の高負荷状態のときに吸排気オーバーラツプ量を大
きく設定してもよいが、吸気性能及び掃気性能が低い場
合には出力低下を防ぐ為中高回転域の高負荷状態のとき
に吸排気オーバーラツプ量を小さく設定することが望ま
しい。しかし、高回転域のうちの少なくとも中負荷状態
のときには内部ＥＧＲ作用を最大限発揮させる為に吸排
気オーバーラツプ量を最大に設定するものとする。

尚、負荷の増大に応じて吸排気オーバーラツプ量を大き
くすることが望ましいことから、第６図に示すようにオ
ーバーラツプ小領域とオーバーラツプ大領域とを直線Ｃ
で区分してもよく、或いは過給機１５を作動させない非
過給領域（折線りの内側の領域）をオーバーラツプ小領
域とし、過給機１５を作動させる過給領域（折線りの外
側の領域）をオーバーラツプ大領域としてもよい。即ち
、過給する場合には過給吸気による掃機作用が強化され
、残留ガス量が減少することから、過給領域で吸排気オ
ーバーラツプ量を大きくすることは合理的である。

〈第１別実施例〉 本実施例においては排気用カム軸６だけでなく吸気用カ
ム軸５にも前記バルブタイくング変更機構３０、油路３
６、切換弁４３及び切換ソレノイド３１と同様のものが
組込ま、れ、排気弁４のバルブタイミングと吸気弁３の
バルブタイミングが第１１図に示すように切換え可能に
構成され、これら吸気弁３と排気弁４のバルブタイミン
グの組合せにより吸排気オーバーラツプ量が「小」、「
中」、「大」の３通りに切換え得るように構成されてい
る。

即ち、第１１図において、例えばθ、Ｚ２０゜θ１□ξ
３０°、θＥ１＝１０°　　θｔｚ＃３０°に設定され
、オーバーラツプ量「小」−（θ、十〇。

）、オーバーラツプ量「中」−（θ１□＋θＥｌ）又は
（θ、十θ、２）、オーバーラツプ量「大」−（θ、２
＋θＥ２）と設定される。但し、第１１図のバルブタイ
ミングで４通りの組合せとなるので、オーバーラツプ量
を４段階に切換えることも可能である。

第１２図は吸排気オーハーラ・ノブ量「小」　「中」　
「大」に夫々対応するオーバーランプ小領域、オーバー
ラツプ中領域及びオーバーランプ大領域を示すもので、
これはＲＯＭにランプの形で予め人力格納される。

尚、オーバーラツプ中領域とオーバーラツプ大領域を直
線Ｅで区分せずに、吸気性能・掃気性能が十分でないエ
ンジンなどでは高回転域の高負荷状態のときの出力低下
を防ぐ為に折線Ｆで区分することも考えられる。

本実施例のように、吸排気オーバーラツプ量を第１２図
に示す領域毎に小中大の３通りに切換えるので、エンジ
ン性能を一段と向上させることが出来る。尚、上記以外
の構成については前記実施例と同様であるので、説明を
省略する。

尚、オーバーランプ量「小」、「中」、「大」を夫々４
０°、６０°、８００などのように全体的に大きくする
ことも有り得る。

く第２別実施例〉 本実施例では、第１３図に示すように、前記切換ソレノ
イド３１と切換弁４３とプラグ４２とが取除かれ、排気
用カム軸６の端部側でオイル通路３６の端部に臨むリリ
ーフ弁体５１とこのリリーフ弁体５１を開閉制御するリ
リーフ用リニアソレノイド５２とからなるリリーフ弁５
０が設けられている。リリーフ弁５０が開弁されると、
オイル通路３６の油圧の一部は枢支孔４１の端３からド
レン通路４４へ流れるので圧力室４０　自圧が低下する
。

油圧供給路４５はシリンダヘッドの枢支部Ａ内に形成さ
れシリンダヘッド２のオイルギヤラリに接続され、オイ
ルギヤラリから加圧オイルが供給される。この油圧供給
路４５は排気用カム軸の環状溝４５ａと通孔４５ｂとで
オイル通路４５に連通されている。

更に、オイルギヤラリ内の油圧つまり圧力室４０内の油
圧を検出する圧力センサ４６が設けられ、圧力センサ４
６の検出信号はコントロールユニット２５へ供給され、
コントロールユニット２５からリニアソレノイド５２へ
駆動パルスが出力され、これにより圧力室４０内の油圧
がオイルギヤラリ内油圧以下の範囲で自由に無段階にフ
ィードバック制御し得るようになっている。

バルブタイミング変更機構３０は前記実施例のものと基
本的に同様の構成であり、同一部組に同符号を付して説
明を省略するが、排気弁４のバルブタイミングの最大変
更幅は大きく設定されている。上記のように圧力室４０
内の油圧を無段階的に制御することが出来るので、排気
弁６のバルブタイくングも無段階的に制御可能である。

更に、第１４図に示すように吸排気オーバーラツプ量は
、エンジン回転数が大きくなるのに応じて増加するよう
にまた中負荷域では小負荷及び高負荷域よりも大きくな
るように設定され、それがＲＯＭに全運転領域を数１０
の小領域に区分したマツプの形で予め人力格納される。

尚、第１４図の複数の曲線は、夫々吸排気オーバーラツ
プ量が等しい等オーバニラツブ量線を示すものである。

従って、エンジンＥの運転状態を求め、その運転状態に
応じた吸排気オーバーランプ量をマツプから読込み、そ
の吸排気オーバーラツプ量となるように圧力センサ４６
とリニアソレノイド５２を介して圧力室４０の油圧を制
御するようになっている。

本実施例のように、エンジン回転数が大きくなるのに応
じて吸排気オーバーラツプ量を大きく設定することによ
り、運転状態の全域に亙ってＮ。

Ｘ低減、ＨＣ低減、燃費の改善及びトルク特性の改善な
どを図ることが可能となる。但し、高負荷域における出
力低下を防止しようとする場合には、高負荷域での吸排
気オーバーラツプ量に制限を加えることも有り得る。

尚、エンジン回転数が低いときに供給油圧が低いことに
鑑み、ピストン３４の受圧面積を大きくするとか、油圧
蓄圧用アキュムレータを設けて低油圧のとき油圧をバッ
クアップするなどの対策を講じてもよい。或いは、小型
の電動オイルポンプを設け、オイルギヤラリからではな
くこの電動オイルポンプから圧力室４０に所定の圧力の
油圧を供給するようにしてもよい。

尚、上記実施例のバルブタイミング変更機構に代えて、
特開平１−２４７７２４号に記載のような機構のバルブ
タイミング変更機構成いはその他既存のバルブタイミン
グ変更機構を用いてもよい。

尚、上記実施例では過給機付きエンジンについて説明し
たが、過給機を備えていない自然吸気式エンジンにも本
発明を適用し得ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はエンジン
とその吸排気制御装置の全体構成図、第２図はバルブタ
イミング変更機構の断面図、第３図は切換弁の断面図、
第４図はバルブタイミングの説明図、第５図及び第６図
は夫々オーバーラツプ大小の領域の説明図、第７図は各
吸気ボート内ガス圧のタイムチャート、第８図は全開ト
ルクの線図、第９図は負荷一定の場合のＮＯｘ濃度及び
ＨＣ：ａ度の線図、第１０図は回転数一定の場合のＮＯ
ｘ濃度及びＨＣ濃度の線図、第１１図は第１別実施例に
係るバルブタイ褪ングの説明図、第１２図は第１別実施
例に係るオーバーラツプ大中小の領域の説明図、第１３
図は第２別実施例に係る第２図相当図、第１４図は第２
別実施例に係るオーバーラツプ変化領域の説明図である
。 ２９・・クランク角センサ、　３０・・バルブタイミン
グ変更機構、　　３１・・切換ソレノイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒独立吸気通路に設けられアイドル状態のと
   きに閉制御される吸気制御弁を備えたエンジンにおいて
   、 排気弁のバルブタイミングを変更可能な可変バルブタイ
   ミング機構と、 エンジンの回転数と負荷とを検出する運転状態検出手段
   と、 上記運転状態検出手段の出力を受け、少なくとも高回転
   域における中負荷状態のときに吸排気オーバーラップ量
   が最大となるように可変バルブタイミング機構を制御す
   る制御手段とを備え、吸排気オーバーラップ量を最小に
   したアイドル状態において吸気弁開から上死点までのク
   ランク角が上死点から排気弁閉までのクランク角よりも
   少なくとも１０°以上大きくなるようにバルブタイミン
   グが設定されていることを特徴とするエンジンの吸排気
   制御装置。