JPH04194331A

JPH04194331A - エンジンのバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JPH04194331A
Application number: JP32250090A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Kenji Kashiyama; 謙二樫山; Takeshi Umehara; 健梅原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-14
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2895617B2

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、エンジンのバルブタイミング制御装置に関す
るものである。

（従来の技術）従来、バルブタイミング可変機構を有するエンジンでは
、例えば、特開昭６１−６５０３６号公報に開示されて
いるように、ボンピング損失を小さくして燃費を良くす
るため、軽負荷運転領域ではバルブオーバラップ量を太
き（しているものがある。

（発明が解決しようとしている課題）しかしながら、上記従来例では、エンジン回転速度が小
さく、吸気管圧力も低いアイドル領域、及びアイドル領
域近傍では、残留ガスにより燃焼性が悪化してエンジン
の運転状態が不安定になるという問題がある。

特に、エンジン冷間時には、燃焼悪化に起因する筒内温
度、及びガス温の低下により、触媒温度が低下して触媒
が不活性となるという問題がある。

（課題を解決するための手段）本発明は上述の課題を解決することを目的としてなされ
たもので、上述の課題を解決するための手段として、以
下の構成を備える。即ち、バルブタイミング可変手段を
備えてバルブオーバラップ量を可変にするエンジンにお
いて、エン、　　ジン低回転、軽負荷のときはバルブオ
ーバラップ量を小とし、エンジン冷間時には全運転領域
でバルブオーバラップ量を小とすることを特徴とする。

また、エンジン低回転、軽負荷のときはバルブオーバラ
ップ量を小とし、エンジン冷間時には温間時に比べてバ
ルブオーバラップ量を小とする領域を拡げることを特徴
とする。

（作用）以上の構成において、エンジン冷間時には、すべての運
転領域でバルブオーバラップ量を小としてエンジンの暖
機を最優先にするよう機能する。

また、エンジン冷間時には温間時に比べてバルブオーバ
ラップ量を小とする領域を拡げて、エンジンの安定性を
確保するように機能する。

（実施例）以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施例を
詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る実施例であるエンジンのバルブ
タイミング制御装置（以下、装置という）の要部の構成
を示す図である。同図において、エンジン本体１に形成
されたシリンダ２０内には、不図示のピストンが摺動し
ており、シリンダ２０には吸気ボート８、及び排気ボー
ト９が支持されている。また、吸気弁３、及び排気弁２
はそれぞれ吸気ボート８、及び排気ボート９を開閉する
。その開閉駆動はカム機構４にて行なわれ、このカム機
構４は、後述するように可変バルブタイミング機構５に
より排気弁２、あるいは吸気弁３の開閉タイミングを変
更させる。

カム機構４のカム部４ａは、２種類の異なった位相を持
つカムにて構成され、可変バルブタイミング機構５が、
エンジン制御部（ＥＣＵ）１３からの制御信号に従って
カム部４ａのカムを選択的に切り換える。

吸気ボート８の上流側にはエアフロメータ１０が設けら
れ、その下流側にはスロットル弁１５が配設される。ま
た、排気ボート９の下流側には触媒１１が位置する。エ
アうロメータ１０での吸入空気量は、吸入空気量信号と
してＥＣＵｌ　３に入力され、また、ブースト圧センサ
１４からブースト圧、触媒温センサ１２からの触媒温、
そして不図示の冷却水温センサからの冷却水温度もＥＣ
Ｕｌ３に入力される。

ＥＣＵｌ３は、デイストリビュータロに点火時間制御信
号を送ったり、可変バルブタイミング機構５に対してバ
ルブタイミング制御信号を出力する。また、ＥＣＵ　ｌ
　３は、内蔵するメモリ１３ａに、後述するバルブオー
バラップ量切替えマツプ等を格納する。

第２図は、一般的な可変バルブタイミング機構によるバ
ルブの重なり（以下、バルブオーバラップという）量の
切替えパターンを示す図である。

同図に示した各切替えパターンにおいて、左側が排気弁
（Ｅｘ、と略記）、右側が吸気弁（Ｉ　ｎ。

と略記）のリフトカーブにそれぞれ対応している。そし
て、横軸はクランク角を表わしており、ＴＤＣは上死点
、ＢＤＣは下死点を意味する。また、縦軸は弁揚程（リ
フト量）である。

個々の切替えパターンについて説明すると、第２図（ａ
）〜（Ｃ）は、バルブを駆動するカムの位相を変えてバ
ルブオーバラップ量の大小を切替えるパターンを示し、
第２図（ｄ）〜（ｆ）は２つのカムを使い分けることで
バルブオーバラップ量を切替えるパターンを示している
。

また、第２図（ａ）、（ｄ）は、バルブオーバラップ量
の切替えのため、排気弁のバルブタイミングのみを操作
するものであり、第２図（ｂ）。

（ｅ）は、吸気弁のバルブタイミングのみを操作してい
る。また、第２図（ｃ）、（ｆ）は、排気弁と吸気弁の
両方のバルブタイミングを操作してバルブオーバラップ
量を切替えるパターンを示している。

次に、本実施例の装置におけるバルブオーバラップ量の
切替えについて、詳細に説明する。

第３図（ａ）は、本実施例に係るエンジン温間時のバル
ブオーバラップ切替えマツプであり、エンジン回転速度
Ｎｅと吸気管圧力ｐｂに対するバルブオーバラップの相
互関係を示している。また、第３図（ｂ）は、本実施例
に係るバルブオーバラップ量切替えパターンであり、こ
れは、第２図（ｄ）に示した切替えパターンに相当する
。

第４図は、本実施例におけるバルブタイミングの制御手
順を示すフローチャートである。同図において、ＥＣＵ
ｌ３は、ステップＳ１でエンジン回転速度Ｎｅ、ステッ
プＳ２で吸気管圧力ｐｂ、ステップＳ３で冷却水温度Ｔ
ｗを入力する。そして、ステップＳ４で冷却水温度Ｔｗ
と暖機完了を判定する冷却水温度Ｔｗｊとの比較を行な
い、エンジンが暖機中であるか否かを判定する。

ステップＳ４の判定がＮｏ、即ち、冷却水温度Ｔｗが暖
機完了判定温度Ｔｗｊよりも高いときはステップＳ５に
進み、エンジンは温間時にあるとして第３図（ａ）に示
したバルブオーバラップ量切替えマツプからバルブタイ
ミングＶ工の設定値を読み出す。つまり、エンジンが低
回転状態にあり、吸気管圧力が低い（軽負荷）とき、換
言すれば、エンジンアイドル付近にあるとき、あるいは
エンジン回転速度が低〜中速で、吸気管圧力が高い（高
負荷）とき（第３図（ａ）の斜線部分に対応）には゛バ
ルブオーバラップ量を小（第３図（ｂ）のＥｘ、Ａタイ
ミングに従うパターン）とし、その他の運転領域ではバ
ルブオーバラップ量を大（第３図（ｂ）のＥｘ、Ｂタイ
ミングに従うパターン）とする処理に対応する設定値を
読み出す。

しかし、ステップＳ４での判定がＹＥＳであればエンジ
ンは冷間時にあるとしてステップＳ６に進み、バルブタ
イミングとしては、すべての運転領域でバルブオーバラ
ップ量が小となるタイミングを設定する。つまり、エン
ジン冷間時には、触媒温度Ｔｃが暖機完了判定温度Ｔｗ
ｊよりも低いため触媒が活性化されないので、排気弁に
対しては、第３図（ｂ）に示したＥｘ、Ａタイミングに
従うバルブタイミングを設定する。

ステップＳ７では、ＥＣＵｌ３はステップＳ５、あるい
はステップＳ６にて設定したバルブタイミングｖ７に応
じた制御信号を可変バルブタイミング機構５に８カする
。

以上説明したように、本実施例によれば、エンジン冷間
時には、すべての運転領域でバルブオーバラップ量を小
とし、温間時にはエンジンアイドル付近でバルブオーバ
ラップ量を小とすることで、燃焼の悪化を防ぎ、触媒を
活性化してアイドル付近でのエンジン状態を安定にする
ことができるという効果がある。

〈他の実施例〉次に、本発明に係る他の実施例について説明する。尚、
本実施例に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は
、第１の実施例の装置と同一であるため、その詳細な説
明は省略する。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は、本実施例におけるバルブオー
バラップ量の切替えを説明するための図である。

第５図（ａ）は、他の実施例に係るエンジン温間時のバ
ルブオーバラップ量切替えマツプであり、第５図（ｂ）
は、エンジン冷間時のバルブオーバラップ量切替えマツ
プである。これらのマツプは、エンジン回転速度Ｎｅと
吸気管圧力ｐｂに対するバルブオーバラップ量の相互関
係を示している。また、第５図（Ｃ）は、他の実施例に
係るバルブオーバラップ量切替えパターンであり、第２
図（ａ）に示した切替えパターンに相当する。

次に、本実施例におけるバルブタイミングの制御手順に
ついて、第６図に示すフローチャートに従って説明する
。同図において、ＥＣＵｌ　３は、ステップＳｌｌでエ
ンジン回転速度Ｎｅ、ステップＳ１２で吸気管圧力ｐｂ
、ステップＳ１３で冷却水温度Ｔｗを入力する。そして
、ステップＳ１４で冷却水温度Ｔｗと暖機完了を判定す
る冷却水温度Ｔ　ｗ　ｊとの比較を行ない、その結果を
もとにエンジンが暖機中であるか否かを判定する。

ステップＳ１４での判定がＮｏ１即ち、冷却水温度Ｔｗ
が暖機完了判定温度Ｔ　ｗ　ｊよりも高いときはステッ
プＳ１５に進み、エンジンは温間時にあるとして第５図
（ａ）に示したバルブオーバラップ量切替えマツプ（マ
ツプａ）からバルブタイミング■７の設定値を読み圧す
。つまり、エンジンアイドル付近、あるいはエンジン回
転速度が低〜中速で、吸気管圧力が高いときはバルブオ
ーバラップ量を小とする設定値を有するマツプを選択す
る。

しかし、ステップＳ１４での判定がＹＥＳであればエン
ジンは冷間時にあるとしてステップ８１６に進み、第５
図（ｂ）に示したバルブオーバラップ量切替えマツプ（
マツプｂ）からバルブタイミングＶ？の設定値を読み出
す、この第５図（ｂ）に示したマツプｂでは、第５図（
ａ）に示したマツプａに比べて、エンジンアイドル付近
でバルブオーバラップ量を小とする領域を拡げて、エン
ジン冷間時での他の運転領域を考慮に入れている。

ステップＳ１７では、ＥＣＵ１３はステップＳ１５、あ
るいはステップＳ１６にて設定したパル□ブタイミング
Ｖｔに応じた制御信号を可変バルブタイミング機構５に
圧力する。

以上説明したように、本地の実施例によれば、エンジン
が低回転で、吸気管圧力が低い軽負荷状態、即ち、エン
ジンアイドル付近では、エンジン温間時に比べて冷間時
にはバルブオーバラップ量を小とする領域を拡げること
で、エンジンの安定性を確保することができるという効
果がある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、エンジンの状態
によりバルブオーバラップ量を可変にし、内部ＥＧＲ量
を減少することで、燃焼温度、及び排ガス温度を上昇し
、暖機を促進して排ガス浄化性能を向上することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例であるエンジンのバル
ブタイミング制御装置の要部構成を示す図、第２図（ａ）〜（ｆ）は、可変バルブタイミングによる
バルブオーバラップ量の切替えパターンを示す図、第３図（ａ）は、実施例に係るエンジン温間時のバルブ
オーバラップ量切替えマツプを示す図、第３図（ｂ）は
、実施例に係るバルブオーバラップ量切替えパターンを
示す図、− 第４図は、実施例におけるバルブタイミングの制御手順
を示すフローチャート、第５図（ａ）は、他の実施例に係るエンジン温間時のバ
ルブオーバラップ量切替えマツプを示す図、第５図（ｂ）は、他の実施例に係るエンジン冷間時のバ
ルブオーバラップ量切替えマツプを示す図、第５図（Ｃ）は、他の実施例に係るバルブオーバラップ
量切替えパターンを示す図、第６図は、他の実施例におけるバルブタイミングの制御
手順を示すフローチャートである。図中、１・・・エンジン本体、２・・・排気弁、３・・
・吸気弁、４・・・カム機構、５・・・可変バルブタイ
ミング機構、６・・・ディストリビュータ、８・・・吸
気ボート、９・・・排気ポート、１２・・・触媒温セン
サ、１４・・・ブースト圧センサ、２０・・・シリンダ
である。特許８願大　　　マツダ株式会社エンシン回転違−ｒ’ｌ　Ｎｅゆ第３図（０）Ｅｘ、Ａタイ已ンフ゛第３図　（ｂ）１ンジ〉回転＆７！Ｎｅ→ くマ・Ｖア０）第５図（０）〈マツ７゛ｂ〉第５図（ｂ）第５図（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バルブタイミング可変手段を備えてバルブオーバ
ラップ量を可変にするエンジンにおいて、エンジン低回
転、軽負荷のときはバルブオーバラップ量を小とし、エ
ンジン冷間時には全運転領域でバルブオーバラップ量を
小とすることを特徴とするエンジンのバルブタイミング
制御装置。
（２）バルブタイミング可変手段を備えてバルブオーバ
ラップ量を可変にするエンジンにおいて、エンジン低回
転、軽負荷のときはバルブオーバラップ量を小とし、エ
ンジン冷間時には温間時に比べてバルブオーバラップ量
を小とする領域を拡げることを特徴とするエンジンのバ
ルブタイミング制御装置。