JPH0596445U - Valve timing controller for valve train - Google Patents
Valve timing controller for valve trainInfo
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可変バルブタイミングを利用して膨張比、排
気ガス温度を可変にし、冷態やアイドリング時のエミッ
ションを改善して、負荷運転時の排気系の熱害を減じ、
燃費等を向上する。
【構成】 動弁機構３０の排気弁１３の側にバルブタイ
ミングを可変するカム切換装置４０を設け、エンジン運
転時の冷態時や暖機状態のアイドリング時には、制御ユ
ニット５０のリフト決定部５５によりカム切換装置４０
で広開角高リフトカム３２ａを選択して排気弁１３を早
開きし、膨張比の減少で排気ガス温度を高くして触媒等
を早期に活性化する。また低出力時や高出力時、または
触媒の温度が異常上昇する場合には、カム切換装置４０
で狭開角低リフトカム３２ｂを選択して排気弁１３を通
常の遅開きにし、膨張比等の増大で排気ガス温度を低下
して、燃費を向上し、排気系の熱害を少なくし、触媒の
温度上昇も抑制する。更に中出力時には、広開角高リフ
トカム３２ａを選択して排気弁１３を早開きし、排気能
力を向上する。
(57) [Summary] [Purpose] The variable valve timing is used to change the expansion ratio and exhaust gas temperature to improve emissions during cold conditions and idling, reducing heat damage to the exhaust system during load operation,
Improves fuel efficiency. A cam switching device 40 for varying the valve timing is provided on the exhaust valve 13 side of the valve mechanism 30, and a lift determination unit 55 of a control unit 50 is used by the lift determination unit 55 when the engine is in a cold state or idling in a warm state. Cam switching device 40
The wide open angle high lift cam 32a is selected to open the exhaust valve 13 early, and the expansion ratio is decreased to raise the exhaust gas temperature and activate the catalyst and the like early. When the output is low, the output is high, or the temperature of the catalyst rises abnormally, the cam switching device 40
To select the narrow-open angle low lift cam 32b to open the exhaust valve 13 in a normal slow-open manner, reduce the exhaust gas temperature by increasing the expansion ratio, etc., improve fuel efficiency, reduce heat damage to the exhaust system, Also suppresses the temperature rise. Further, at the time of medium output, the wide open angle high lift cam 32a is selected to open the exhaust valve 13 early to improve the exhaust capacity.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、車両用エンジンの動弁機構において、吸、排気弁の開閉時期を可変 制御するバルブタイミング制御装置に関し、詳しくは、カム切換装置により排気 弁のバルブタイミングを可変する方式に関する。 The present invention relates to a valve timing control device that variably controls the opening and closing timings of intake and exhaust valves in a valve operating mechanism for a vehicle engine, and more particularly to a system that changes a valve timing of an exhaust valve by a cam switching device.
【０００２】[0002]
一般に、４サイクルエンジンの動弁機構においては、例えば排気弁の動弁系に 狭開角低リフトカムと広開角高リフトカムを有するカム切換装置を設ける。そし てエンジン運転状態等によりいずれか一方のカムを選択して、リフト特性を変更 し、排気弁の開閉時期を早くまたは遅くするように可変制御することが知られて いる。この場合に排気弁が早開きに設定されると、必然的に膨張比が小さくなる が、高速時には吸排気慣性により充填効率が良くなる。また排気弁が遅開きに設 定されると、膨張比や仕事量は大きくなるが、高速時の充填効率が低下する。そ こでこのような特性を考慮して、排気弁のバルブタイミングを可変制御すること が多い。 Generally, in a valve mechanism of a four-cycle engine, a cam switching device having a narrow open angle low lift cam and a wide open angle high lift cam is provided in a valve system of an exhaust valve, for example. It is known that one of the cams is selected according to the engine operating condition, the lift characteristics are changed, and the exhaust valve opening / closing timing is variably controlled to be earlier or later. In this case, if the exhaust valve is set to open early, the expansion ratio inevitably decreases, but at high speeds, the charging efficiency improves due to the intake / exhaust inertia. Further, if the exhaust valve is set to open late, the expansion ratio and work amount increase, but the charging efficiency at high speed decreases. Therefore, in consideration of such characteristics, the valve timing of the exhaust valve is often variably controlled.
【０００３】 ところでエンジンの冷態、アイドリング時には、エミッションを改善する上で 排気ガス温度を高くして触媒やＯ2 センサを早期活性化することが望まれる。ま た負荷運転時には、出力アップする以外に、排気系の耐久性や熱害対策として排 気ガス温度を低下することが望まれる。ここで排気ガス温度は、排気弁を開く時 期、即ち膨張比に依存して変化するため、排気弁の可変バルブタイミングを利用 して膨張比、排気ガス温度を可変制御し、上述のような効果を奏することが望ま れる。By the way, when the engine is cold or idling, it is desired to raise the exhaust gas temperature and activate the catalyst and the O 2 sensor early in order to improve emission. In addition, during load operation, it is desirable to lower the exhaust gas temperature as a measure for durability and heat damage of the exhaust system, in addition to increasing output. Since the exhaust gas temperature changes depending on the time of opening the exhaust valve, that is, the expansion ratio, the expansion ratio and the exhaust gas temperature are variably controlled using the variable valve timing of the exhaust valve. It is desired to have an effect.
【０００４】 従来、上記動弁機構のバルブタイミング可変制御に関しては、例えば特開昭６ ０−２７７１１号公報の先行技術がある。ここでエンジンの中負荷領域では排気 弁の開弁時期を遅れ側にずらし、膨張比を大きくして燃費を向上し、高負荷領域 では排気弁の開弁時期を早めて排気能力を向上し、高出力を得ることが示されて いる。Conventionally, regarding the variable valve timing control of the above valve operating mechanism, there is a prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-27711. Here, in the medium load region of the engine, the opening timing of the exhaust valve is shifted to the delay side to increase the expansion ratio to improve fuel economy, and in the high load region, the opening timing of the exhaust valve is advanced to improve exhaust capacity. It has been shown to obtain high output.
【０００５】[0005]
ところで、上記先行技術のものにあっては、中負荷以上の領域で排気弁の開弁 時期を変化して燃費や出力を向上する技術思想であるから、冷態時のエミッショ ンを改善することはできない。また高負荷領域では排気弁の開弁時期を早めるた め、排気ガス温度が上昇することになり、このため排気系の耐久性、熱害対策の 点で不利になる等の問題がある。 By the way, in the above-mentioned prior art, since the technical idea is to improve the fuel efficiency and output by changing the opening timing of the exhaust valve in the region of medium load or higher, it is necessary to improve the emission in the cold state. I can't. In addition, in the high load region, the exhaust gas temperature rises because the opening timing of the exhaust valve is advanced, which causes a problem in terms of durability of the exhaust system and heat damage countermeasures.
【０００６】 本考案はこの点に鑑みてなされたもので、可変バルブタイミングを利用して膨 張比、排気ガス温度を可変し、冷態やアイドリング時のエミッションを改善し、 高出力運転時の排気系の熱害を減じ、燃費等を向上することを目的とする。The present invention has been made in view of this point. The variable valve timing is used to change the expansion ratio and the exhaust gas temperature to improve the emission at the time of cold state and idling, and at the time of high power operation. The purpose is to reduce heat damage to the exhaust system and improve fuel efficiency.
【０００７】[0007]
上記目的を達成するため、本考案は、少なくとも排気弁のバルブタイミングを 可変するカム切換装置を備えた動弁機構において、エンジンの冷態の有無を判断 する冷態判定手段と、アイドリングを含む種々の運転領域を判断する運転領域判 定手段と、触媒の上、下流に設けられる２つの排気ガス温度センサの信号により 触媒の温度と反応状態を検出する触媒温度検出手段と、冷態時、触媒が活性化温 度に達する前の低・中・高出力時または触媒が活性化温度に達した場合の中出力 時には広開角高リフトを決定し、触媒が活性化温度に達した場合の低出力時、高 出力時、または触媒の温度が異常上昇する場合に狭開角低リフトを決定するリフ ト決定手段と、このリフト信号をカム切換装置に出力する駆動手段とを備えるも のである。 To achieve the above object, the present invention relates to a valve operating mechanism including at least a cam switching device for varying the valve timing of an exhaust valve, which includes a cold state determining means for determining whether or not an engine is in a cold state, and various types including idling. Operating range determination means for determining the operating range of the catalyst, catalyst temperature detection means for detecting the temperature and reaction state of the catalyst by the signals of two exhaust gas temperature sensors provided above and below the catalyst, and in the cold state, the catalyst When the catalyst reaches the activation temperature at low / medium / high output or when the catalyst reaches the activation temperature, the wide open angle and high lift are determined. Lifting means for deciding a narrow opening angle low lift when output, high output, or when the catalyst temperature rises abnormally, and drive means for outputting this lift signal to the cam switching device are provided.
【０００８】[0008]
上記構成に基づき、エンジン運転時の冷態時、触媒が活性化温度に達する前の 低・中・高出力時又は触媒が活性化温度に達した場合の中出力時には、リフト決 定手段の高リフト信号によりカム切換装置で広開角高リフトカムが選択され、排 気弁のバルブタイミングが早開きになり、これにより排気ガス温度が高くなって 触媒等が早期に活性化するようになる。また触媒が活性化温度に達した場合にお いて、低出力時又は高出力時には、低リフト信号により狭開角低リフトカムが選 択され、排気弁のバルブタイミングが遅開きになり、このため膨張比等が大きく なって出力アップし、且つ排気ガス温度が低下することで、燃費が向上し、排気 系の熱害が少なくなる。更に中出力時には、高リフト信号により排気弁が早開き で開弁し、排気能力を向上するようになる。 Based on the above configuration, when the engine is in a cold state, at low / medium / high output before the catalyst reaches the activation temperature, or at medium output when the catalyst reaches the activation temperature, the lift determination means is high. A wide open angle and high lift cam is selected by the cam switching device by the lift signal, and the valve timing of the exhaust valve is opened earlier, which raises the exhaust gas temperature and activates the catalyst etc. earlier. Also, when the catalyst reaches the activation temperature, at low output or high output, the low lift signal selects the narrow opening angle low lift cam, and the valve timing of the exhaust valve becomes late opening, which causes expansion. By increasing the ratio and increasing the output and lowering the exhaust gas temperature, fuel efficiency is improved and heat damage to the exhaust system is reduced. Furthermore, at medium output, the exhaust valve opens early due to the high lift signal, improving the exhaust capacity.
【０００９】[0009]
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図２において、エンジンの 全体の概略について説明すると、符号１はエンジン本体であり、クランクケース ２のシリンダ３にピストン４が往復動可能に挿入され、このピストン４がコンロ ッド５を介してクランク軸６に連結される。シリンダヘッド７の燃焼室８には点 火プラグ９が取付けられ、吸気ポート１０に吸気弁１１が、排気ポート１２に排 気弁１３がそれぞれ設けられる。また吸気ポート１０は吸気管１４、スロットル 弁１５等を介してエアクリーナ１６に連結され、吸気ポート１０の箇所に燃料噴 射するインジェクタ１７が取付けられ、排気ポート１２からの排気管１８が触媒 １９を有するコンバータ２０に連結される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 2, the general outline of the engine will be described. Reference numeral 1 is an engine body, and a piston 4 is reciprocally inserted into a cylinder 3 of a crankcase 2, and the piston 4 is inserted through a crank 5 into a crank. It is connected to the shaft 6. A spark plug 9 is attached to a combustion chamber 8 of the cylinder head 7, an intake valve 11 is provided at an intake port 10, and an exhaust valve 13 is provided at an exhaust port 12. The intake port 10 is connected to an air cleaner 16 via an intake pipe 14, a throttle valve 15, etc., an injector 17 for injecting fuel is attached to the intake port 10, and an exhaust pipe 18 from the exhaust port 12 carries a catalyst 19. It is connected to the converter 20 which has.
【００１０】 動弁機構３０はＤＯＨＣ型であり、吸気弁１１と排気弁１３とがＶ字形に配置 され、これらの吸、排気弁１１，１３の延長線上においてシリンダヘッド７にカ バー２１が被着され、カバー２１内部に吸気カム軸３１と排気カム軸３２がそれ ぞれ平行に配設される。これらのカム軸３１，３２はそれぞれカムスプロケット ３３，３４が取付けられ、このカムスプロケット３３，３４とクランク軸６にタ イミングベルト３５が掛けられて、回転するようになっている。また吸気弁１１ のステムエンドはバルブスプリング３６が付勢されると共に、バルブクリアラン スを調整する油圧式リフタ３７を介して吸気カム３１ａに摺接され、吸気カム３ １ａの回転により直動式に吸気弁１１を開弁するようになっている。The valve mechanism 30 is a DOHC type, and the intake valve 11 and the exhaust valve 13 are arranged in a V shape, and the cover 21 is covered by the cylinder head 7 on the extension lines of the intake and exhaust valves 11 and 13. The intake cam shaft 31 and the exhaust cam shaft 32 are arranged in parallel inside the cover 21. Cam sprockets 33 and 34 are attached to the cam shafts 31 and 32, respectively, and a timing belt 35 is hung on the cam sprockets 33 and 34 and the crank shaft 6 to rotate. Further, the stem end of the intake valve 11 is biased by the valve spring 36 and is slidably contacted with the intake cam 31a through a hydraulic lifter 37 for adjusting the valve clearance, so that the intake cam 31a is rotated to directly move. The intake valve 11 is opened.
【００１１】 排気弁１３は、ステムエンドにバルブスプリング３８が付勢され、そのステム エンドと排気カム軸３２がカム切換装置４０を備えたロッカアーム３９により連 結されている。カム切換装置４０は、排気カム軸３２に広開角高リフトカム３２ ａと、狭開角低リフトカム３２ｂを有し、ロッカアーム３９にいずれか一方のカ ム３２ａまたは３２ｂを選択する選択手段４１を有して構成される。そして電気 信号により選択手段４１が狭開角低リフトカム３２ｂを選択すると、このカム３ ２ｂのプロフィルによりロッカアーム３９を揺動して排気弁１３を、遅開きのバ ルブタイミングで開弁する。また広開角高リフトカム３２ａを選択した場合は、 このカム３２ａのプロフィルにより排気弁１３を早開きのバルブタイミングで開 弁するように２段階に切換える。尚、これらの２種類のカム３２ａ，３２ｂは、 排気弁１３の閉弁位置が同一に設定され、切換えによりオーバラップは変化しな いように形成されている。A valve spring 38 is biased to the stem end of the exhaust valve 13, and the stem end and the exhaust cam shaft 32 are connected by a rocker arm 39 having a cam switching device 40. The cam switching device 40 has a wide opening angle high lift cam 32a and a narrow opening angle low lift cam 32b on the exhaust cam shaft 32, and a selection means 41 for selecting either one of the cams 32a or 32b on the rocker arm 39. Configured. Then, when the selecting means 41 selects the narrow opening angle low lift cam 32b by the electric signal, the rocker arm 39 is swung by the profile of this cam 32b to open the exhaust valve 13 at the valve timing of the late opening. When the wide-open-angle high-lift cam 32a is selected, the exhaust valve 13 is switched in two stages by the profile of the cam 32a so that the exhaust valve 13 is opened at the valve timing of early opening. The two types of cams 32a and 32b are formed such that the exhaust valve 13 has the same closed position and the overlap does not change by switching.
【００１２】 バルブタイミング可変の制御系について説明すると、エンジン本体１のクラン ク軸６にクランク角センサ４３が、冷却水通路２２に水温センサ４４が設けられ る。また、吸気系にエアフローメータ４５が、スロットル弁１５にスロットル開 度センサ４６が設けられ、触媒コンバータ２０にＯ2 センサ４７が設けられる。 この触媒コンバータ２０の触媒１９の上流と下流にはそれぞれ排気温度センサ４ ８，４９が設けられて、触媒１９の温度や反応状態を検出する。そしてこれらの センサ信号は制御ユニット５０に入力して処理され、リフト制御信号をカム切換 装置４０に出力するようになっている。The valve timing variable control system will be described. A crank angle sensor 43 is provided on the crank shaft 6 of the engine body 1 and a water temperature sensor 44 is provided on the cooling water passage 22. An air flow meter 45 is provided in the intake system, a throttle opening sensor 46 is provided in the throttle valve 15, and an O 2 sensor 47 is provided in the catalytic converter 20. Exhaust temperature sensors 48 and 49 are provided upstream and downstream of the catalyst 19 of the catalytic converter 20 to detect the temperature and reaction state of the catalyst 19. These sensor signals are input to the control unit 50 and processed, and the lift control signal is output to the cam switching device 40.
【００１３】 図１において、制御ユニット５０について説明すると、クランク角センサ４３ の信号が入力するエンジン回転数検出部５１を有してエンジン回転数Ｎを検出す る。このエンジン回転数Ｎと水温センサ４４の水温Ｔｗは冷態判定部５２に入力 して、エンジン始動時に水温Ｔｗが低い場合に冷態を判断する。エンジン回転数 Ｎ、スロットル開度センサ４６のスロットル開度α、エアフローメータ４５の吸 入空気量Ｑは運転領域判定部５３に入力して、図３に定義する低出力，中出力， 高出力の各運転領域を判断する。また触媒１９の上、下流の２つの排気温度セン サ４８，４９の排気温度Ｔｉ，Ｔｏは触媒温度検出部５４に入力し、これらの排 気温度Ｔｉ，Ｔｏにより触媒活性化温度Ｔｓに達したかどうか、または反応状況 により異常に温度上昇しているかどうかを検出する。そしてこれらの冷態、運転 領域、触媒温度の判定、検出信号はリフト決定部５５に入力する。Referring to FIG. 1, the control unit 50 will be described. The engine speed N is detected by the engine speed detector 51 which receives the signal from the crank angle sensor 43. The engine speed N and the water temperature Tw of the water temperature sensor 44 are input to the cold state determination unit 52 to determine the cold state when the water temperature Tw is low at the engine start. The engine speed N, the throttle opening α of the throttle opening sensor 46, and the intake air amount Q of the air flow meter 45 are input to the operating area determination unit 53, and the low output, medium output, and high output defined in FIG. Determine each operating area. Further, the exhaust gas temperatures Ti and To of the two exhaust gas temperature sensors 48 and 49 above and below the catalyst 19 are input to the catalyst temperature detection unit 54, and the exhaust gas temperatures Ti and To reach the catalyst activation temperature Ts. It is detected whether or not the temperature rises abnormally depending on the reaction status. Then, the cold state, the operating region, the determination of the catalyst temperature, and the detection signal are input to the lift determination unit 55.
【００１４】 リフト決定部５５は、冷態時、触媒が活性化温度に達する前の低・中・高出力 時又は触媒が活性化温度に達した場合の中出力時に広開角高リフトを決定する。 また触媒が活性化温度に達した場合の低出力時もしくは高出力時、又は触媒の温 度が異常上昇した場合には、狭開角低リフトを決定する。そして駆動部５６によ り、このリフト信号をカム切換装置４０に出力するように構成される。The lift determination unit 55 determines a wide open angle high lift during cold state, at low / medium / high output before the catalyst reaches the activation temperature, or at medium output when the catalyst reaches the activation temperature. To do. In addition, when the output of the catalyst is low or high when it reaches the activation temperature, or when the temperature of the catalyst rises abnormally, a narrow opening angle low lift is determined. The drive unit 56 is configured to output this lift signal to the cam switching device 40.
【００１５】 次に、この実施例の動作について説明すると、エンジン運転時にクランク軸６ によりタイミングベルト３５、カムスプロケット３３，３４を介して動弁機構３ ０の吸気カム軸３１と排気カム軸３２が回転する。そして吸気行程では吸気カム ３１ａにより吸気弁１１が、図４の曲線ＩＮのようにリフトし、所定のバルブタ イミングで直動式に開弁する。Next, the operation of this embodiment will be described. When the engine is operating, the intake camshaft 31 and the exhaust camshaft 32 of the valve operating mechanism 30 are moved by the crankshaft 6 via the timing belt 35 and cam sprockets 33, 34. Rotate. Then, in the intake stroke, the intake cam 31a lifts the intake valve 11 as shown by the curve IN in FIG. 4, and opens the valve directly in a predetermined valve timing.
【００１６】 このとき制御ユニット５０においてエンジンの状態や運転、触媒温度が判断さ れており、エンジン始動の冷態時には高リフト信号がカム切換装置４０に出力し て、広開角高リフトカム３２ａが選択される。そこで排気行程において排気弁１ ３が広開角高リフトカム３２ａにより、図４の曲線ＥＸ２のようにリフトして早 開きで開弁するようになる。このため膨張行程で早目に排気されて、膨張比ａや 仕事量Ｗが小さくなるが排気ガス温度Ｔｅｘが高くなり、この高い温度の排気ガ スが触媒コンバータ２０に流入する。そこで触媒１９やＯ2 センサ４７が早期に 活性化して、良好に排気ガス浄化されると共に空燃比制御されるようになる。ま たこの場合はオーバラップｄが小さいことで、低速安定性等が良くなる。At this time, the control unit 50 determines the engine state, operation, and catalyst temperature, and when the engine is in a cold state, a high lift signal is output to the cam switching device 40, which causes the wide open angle high lift cam 32a to operate. Selected. Therefore, in the exhaust stroke, the exhaust valve 13 is lifted by the wide opening angle high lift cam 32a as shown by the curve EX2 in FIG. Therefore, the exhaust gas is exhausted early in the expansion stroke, and the expansion ratio a and the work amount W become smaller, but the exhaust gas temperature Tex becomes higher, and the exhaust gas at this high temperature flows into the catalytic converter 20. Therefore, the catalyst 19 and the O 2 sensor 47 are activated early, so that the exhaust gas can be satisfactorily purified and the air-fuel ratio can be controlled. Further, in this case, the small overlap d improves the low speed stability and the like.
【００１７】 触媒が活性化温度に達する前のアイドリング時にも排気弁１３は、上述と同様 に早開きのバルブタイミングに制御される。このため安定した運転状態を保持し 、触媒の活性化を促して活発に排気ガス浄化される。Even at the time of idling before the catalyst reaches the activation temperature, the exhaust valve 13 is controlled to the valve timing of early opening similarly to the above. Therefore, a stable operating state is maintained, the activation of the catalyst is promoted, and exhaust gas is actively purified.
【００１８】 一方、アクセル踏込みにより負荷運転する場合において、触媒１９が活性化温 度Ｔｓに達していると、制御ユニット５０のリフト決定部５５で各運転状態によ りバルブタイミングが可変制御される。即ち、低出力時には低リフト信号がカム 切換装置４０に出力し、狭開角低リフトカム３２ｂが選択される。そこで排気行 程において排気弁１３が、図４の曲線ＥＸ１のようにリフトして遅開きで開弁す るようになり、このため膨張行程では上述と逆に遅く排気され、膨張比ａ、仕事 量Ｗが大きくなって低速トルクが増大する。またオーバラップｄが上述と同様に 小さいため、低速安定性が確保され、且つこの場合は排気ガス温度Ｔｅｘが低下 するため、特に渋滞走行でも排気系の熱害が低減する。On the other hand, when the catalyst 19 reaches the activation temperature Ts when the load operation is performed by depressing the accelerator, the valve timing is variably controlled by the lift determination unit 55 of the control unit 50 depending on each operation state. .. That is, at the time of low output, a low lift signal is output to the cam switching device 40, and the narrow opening angle low lift cam 32b is selected. Therefore, in the exhaust stroke, the exhaust valve 13 is lifted as shown by the curve EX1 in FIG. 4 to open the valve with a slow opening. Therefore, in the expansion stroke, exhaust is performed late, contrary to the above, and the expansion ratio a, work The amount W increases and the low speed torque increases. Further, since the overlap d is small as described above, low-speed stability is ensured, and in this case, the exhaust gas temperature Tex lowers, so that the heat damage of the exhaust system is reduced especially during traffic congestion.
【００１９】 次いで中出力時には高リフト信号の出力で排気弁１３が広開角高リフトの特性 になり、この場合は排気弁の早開きにより排気能力が向上する。更に高出力時に は低リフト信号の出力により排気弁１３が狭開角低リフトの特性になり、このた め排気ガス温度Ｔｅｘが低下することで、排気系の熱害が低減する。また濃混合 気で燃料冷却して排気ガス温度を低下することが不要になるので、リーンに空燃 比制御することが可能になる。Next, at the time of medium output, the exhaust valve 13 has the characteristics of wide opening angle and high lift due to the output of the high lift signal, and in this case, the exhaust capacity is improved by the early opening of the exhaust valve. Further, when the output is high, the exhaust valve 13 has a characteristic of a narrow opening angle and low lift due to the output of the low lift signal, and therefore the exhaust gas temperature Tex is lowered, so that the heat damage of the exhaust system is reduced. Further, since it is not necessary to cool the fuel with a rich mixture to lower the exhaust gas temperature, it becomes possible to perform lean air-fuel ratio control.
【００２０】 上述の広開角高リフト特性時に、冷態時やアイドリング時に、触媒が激しく反 応して温度が異常上昇すると、この場合は直ちに排気弁１３が狭開角低リフトの 特性になる。そこで排気ガス温度Ｔｅｘの低下により、触媒の反応と共に温度上 昇を抑制して、危険が回避される。In the above-mentioned wide opening angle high lift characteristic, when the catalyst reacts violently and the temperature rises abnormally during cold state or idling, in this case, the exhaust valve 13 immediately becomes a narrow opening angle low lift characteristic. .. Therefore, by lowering the exhaust gas temperature Tex, the reaction of the catalyst is suppressed and the temperature rise is suppressed, and the danger is avoided.
【００２１】 以上の各動作をまとめて示すと、表１のようになる。Table 1 is a summary of the above operations.
【表１】 [Table 1]
【００２２】 以上、本考案の実施例について説明したが、動弁機構やカム切換装置４０の構 造の異なるものにも適応できる。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be applied to those having different structures of the valve mechanism and the cam switching device 40.
【００２３】[0023]
以上説明したように本考案によれば、動弁機構において排気弁の可変バルブタ イミングにより膨張比を変化する構成であるから、排気ガス温度が有効に変化し て、排気系の熱的な問題等に積極的に活用することができる。冷態時や暖機状態 のアイドリング時には排気弁の早開きにより排気ガス温度を高く制御するので、 触媒やＯ2 センサが早期に活性化して、エミッションを向上することができる。 触媒が活性化温度に達した負荷運転において、特に中出力時には排気弁を広開角 高リフトの特性に制御するので、排気能力が向上する。また高出力時には排気弁 を狭開角低リフトの特性に制御するので、排気ガス温度が低下し、排気系の熱害 が少なくなって耐久性、信頼性が向上し、且つ燃料冷却が不要になって、燃費が 向上する。As described above, according to the present invention, since the expansion ratio is changed by the variable valve timing of the exhaust valve in the valve mechanism, the exhaust gas temperature is effectively changed, and the thermal problem of the exhaust system, etc. Can be positively utilized. Since the exhaust gas temperature is controlled to be high by opening the exhaust valve early when the engine is idling in the cold state or in the warm-up state, the catalyst and the O 2 sensor can be activated early and the emission can be improved. In a load operation in which the catalyst reaches the activation temperature, the exhaust valve is controlled to have a wide opening angle and a high lift characteristic, particularly at medium output, so that the exhaust capacity is improved. In addition, since the exhaust valve is controlled to have a narrow opening angle and low lift characteristic at high output, the exhaust gas temperature decreases, heat damage to the exhaust system is reduced, durability and reliability are improved, and fuel cooling is not required. As a result, fuel efficiency is improved.
【００２４】 触媒コンバータには触媒の上、下流に排気ガス温度センサが設けられるので、 触媒の温度や反応状況を正確に検出することができる。触媒の温度の異常上昇時 には、排気弁を狭開角低リフトの特性に制御して排気ガス温度を低下するので、 その温度上昇を有効に抑制することができる。排気弁の可変バルブタイミングに カム切換装置を用いるので、カムのプロフィルによりリフト特性を任意に定める ことができ、オーバラップが同一に設定されるので常に低速安定性等が良い。Since the catalytic converter is provided with an exhaust gas temperature sensor upstream and downstream of the catalyst, it is possible to accurately detect the temperature and reaction state of the catalyst. When the temperature of the catalyst rises abnormally, the exhaust valve is controlled to have a narrow opening angle and low lift characteristic to lower the exhaust gas temperature, so that the temperature rise can be effectively suppressed. Since the cam switching device is used for the variable valve timing of the exhaust valve, the lift characteristics can be arbitrarily determined by the cam profile, and the overlap is set to the same level, so that low-speed stability is always good.
【図１】本考案に係る動弁機構のバルブタイミング制御
装置の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a valve timing control device for a valve operating mechanism according to the present invention.
【図２】本考案が適応されるエンジンと動弁機構を示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an engine and a valve mechanism to which the present invention is applied.
【図３】運転時の排気弁のリフト状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a lifted state of an exhaust valve during operation.
【図４】本考案によるバルブリフト特性と、可変バルブ
タイミングの状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a valve lift characteristic and a variable valve timing state according to the present invention.
１ エンジン本体 １３ 排気弁 ３０ 動弁機構 ３２ａ 広開角高リフトカム ３２ｂ 狭開角低リフトカム ４０ カム切換装置 ５０ 制御ユニット ５２ 冷態判定部 ５３ 運転領域判定部 ５４ 触媒温度検出部 ５５ リフト決定部 ５６ 駆動部 1 Engine Main Body 13 Exhaust Valve 30 Valve Mechanism 32a Wide Open Angle High Lift Cam 32b Narrow Open Angle Low Lift Cam 40 Cam Switching Device 50 Control Unit 52 Cold State Determining Section 53 Operating Region Determining Section 54 Catalyst Temperature Detection Section 55 Lift Determining Section 56 Drive Department
Claims (1)
可変するカム切換装置を備えた動弁機構において、エン
ジンの冷態の有無を判断する冷態判定手段と、アイドリ
ングを含む種々の運転領域を判断する運転領域判定手段
と、触媒の上、下流に設けられる２つの排気ガス温度セ
ンサの信号により触媒の温度と反応状態を検出する触媒
温度検出手段と、冷態時、触媒が活性化温度に達する前
の低・中・高出力時または触媒が活性化温度に達した場
合の中出力時には広開角高リフトを決定し、触媒が活性
化温度に達した場合の低出力時、高出力時、または触媒
の温度が異常上昇する場合に狭開角低リフトを決定する
リフト決定手段と、このリフト信号をカム切換装置に出
力する駆動手段とを備えることを特徴とする動弁機構の
バルブタイミング制御装置。1. A valve operating mechanism including at least a cam switching device that varies the valve timing of an exhaust valve, and determines a cold state determining means for determining whether or not an engine is in a cold state and various operating regions including idling. An operating region determination means, a catalyst temperature detection means for detecting the temperature and reaction state of the catalyst by signals of two exhaust gas temperature sensors provided above and below the catalyst, and in the cold state, before the catalyst reaches the activation temperature. When the catalyst reaches the activation temperature, it determines the wide opening angle and high lift at low, medium and high output or when the catalyst reaches the activation temperature, and when the catalyst reaches the activation temperature, at the low output, high output, or A valve timing control of a valve operating mechanism, comprising lift determining means for determining a narrow opening angle low lift when the catalyst temperature rises abnormally, and drive means for outputting this lift signal to a cam switching device. Your device.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4267292U JPH0596445U (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Valve timing controller for valve train |
| US08/063,021 US5398502A (en) | 1992-05-27 | 1993-05-17 | System for controlling a valve mechanism for an internal combustion engine |
| GB9310108A GB2267310B (en) | 1992-05-27 | 1993-05-17 | System for controlling a valve mechanism for an internal combustion engine |
| DE4317748A DE4317748C2 (en) | 1992-05-27 | 1993-05-27 | Method for controlling valve opening times of a valve mechanism for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4267292U JPH0596445U (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Valve timing controller for valve train |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596445U true JPH0596445U (en) | 1993-12-27 |
Family
ID=12642525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4267292U Pending JPH0596445U (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Valve timing controller for valve train |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0596445U (en) |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP4267292U patent/JPH0596445U/en active Pending
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