JPS6027714A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - 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、運転状態の変化に応じて吸気弁又は、排気弁
の開弁時相を制御するバルブタイミング制御装置に関す
る。

（従来技術の説明） 一般に、エンゾ／の吸、排気弁の開閉タイミングは、エ
ンジンの運転状態に応じて変えることが好ましい。たと
えば、エンジンの高負荷運転においては、開弁時間を長
くして充填効率を高めることが高出力を得る上で必要に
なるが、吸気弁を閉じるタイミングを遅らせることによ
って開弁期間を長くすると、高負荷低回転運転時に吸気
の吹き返しの問題が生じる。また、吸、排気弁のオーバ
ーラツプ期間は吸気中の残留既燃がス量に影響を持つも
のであるが、エンジンの低負荷運転時には、このオーバ
ーラツプ期間をできるだけ短かくして残留既燃ガス量を
減少させることが、燃焼の安定性を得る上で好ましく、
その結果、アイドリング回転数を低くでき、燃料経済性
の向上、排気中の未燃焼有害成分の減少といった有利な
結果を得ることができる。以上のような４Ｓ情を考慮し
てエンジンの開弁時期合エンジン運転状態に応じて可変
制御することは、従来から公知である。たとえば、特公
昭り２−　、’？！；ｇ／Ａ号公報には、タイミングチ
ェーンとカムシャフトのスプロケットとの噛合関係を変
化させ、これによって運転状態の変化に応じてバルブタ
イミングを変えるようにした構造のものが開示されてい
る。また、特公昭！；　２−３３ｇ／９号公報には、エ
ンジンの出力軸とカム軸との間に遠心がパナにより制御
される遊星歯車機構を介在させ、エンジン回転数に応じ
てエンジン出力軸とカム軸との間に位相変化を生じさせ
るようにした構造が開示されている。１だ、この他にも
、軸方向に形状の変化するカムをカム軸に形成し、該カ
ム軸をエンジン運転条件に応じて軸方向に移動さＡ４−
１開弁時期を変えるようにした構造も知られている。こ
れら従来の装置は、運転状態の変化に応じて、パルプタ
イミング制御するものであるが、１つの気筒について、
１つづつの吸排気弁を備えたエンジンについての制御で
あり、従って、これらの装置では十分に運転状態の変化
に対応したノクルブタイミング制御を行うことはできな
い。

（本発明の目的） 従って、本発明の目的はλつの吸気弁を備えたエンジン
において、この一つの吸気弁のノ々ルゾタイミングを制
御することにより、運転状態の変化に応じて好ましいエ
ンジンの出力特性を与えることができるエンジンのバル
ブタイミング制御装置、特に低回転から高回転わたる広
い範囲で高出力を得ることができるエンジンのバルブタ
イミング制御装置を提供することである。

（本発明の構成） 本発明の上記目的は以下の構成に壬υ達成される。すな
わち、本発明は、エン・シンの回転数を検出する回転数
検出手段と、１つの気筒にλつの吸気弁を備えたエンジ
ンにおいて、運転状態が低回転領域にある場合には、前
記２つの吸気弁のノ々ルプタイミングのうち少くとも閉
弁時期を進み側に設定するとともに高回転領域では前記
閉弁時期をコ１？れ側に設定するバルブタイミング変更
手段を設けたことを管機とする。

第１図を参照しつつ本発明の構成につき説明する。

本発明は係るエンジンは、１つの気筒にａつの吸気、Ｉ
？　）とこれを開閉する一つの吸気弁を備えており、こ
の２つの吸気弁のパルプタイミングのうち少くとも閉弁
時期が運転状態に応じて変更されるようになっている。

運転状態の検出に当ってはエンジン回転数を用いること
ができ、さらにエンジン負荷等を考慮しても良い。運転
状態が低回転領域にある場合には、バルブタイミング変
更手段は、λつの吸気弁のバルブタイミングのうち少く
とも閉弁時期を進み側にすなわち早めるように設定し、
高回転領域にある場合には遅れ側に設定する。この場合
、一つの吸気弁を、すべての運転領域で吸気を供給する
７次側吸気ポート及び比較的高負荷領域で吸気を供給す
る２次側吸気ポートに対して、これらのホードを開閉す
る７次側吸気弁、及び２次側吸気弁として構成すること
もてきるが、このよりなＳ成に限定されない。

なお、バルブタイミング変更手段に用いられる可変機構
としては従来公知のものを用いることができる。

（本発明の効果） 本発明によれば、低回転領域では、吸気弁が比較的早く
閉じられるので、この運転領域で起こシがちな吸気工程
終期の吹き返しを防止することができ、高出力を得るこ
とができる。また、高回転領域では吸気弁の閉弁時期は
遅れ側に設定される。

これによって、強い吸気慣性による押し込み効果が得ら
れ、充填効率が高まり従って高出力を得ることができる
。本発明では、λつの吸気弁の両方を制御対象としてい
るので、上記制御を効果的に行うことができる。また、
アイドル運転時のような低回転低負荷領域では、オーバ
ーシップ期間が少なくなるように制御すれば、燃焼室内
の残留既燃ガス量を減少させることができるので燃焼が
安定し、従って安定したアイドル回転を得ることができ
る。さらに排気弁のパルプタイミングを変更する手段を
設け、高負荷領域で少くとも開弁時期を早めるように制
御すれば、排気効率を向上させることができ、さらに高
出力を得ることができる。

（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ本発明のｌ実施例につき説明す
る。

第一図を参照すｎば、本例のエンジン１０は複数個のシ
リンダ１２を有し、各々のシリンダ１２には１次側吸気
通路１４に連通ずる１次側吸気１−ト１６及び２次側吸
気通路１８に連通するコ次側吸気ポート２０のλつの吸
気ポートが設けられ、これらのポート１６．２０には、
１次側吸気弁２２及びコ次側吸気弁２４がそれぞれ組み
合わされる。また、排気側にもａつの排気通路２６゜２
８に連通する排気ｙｌ？）３０．３２及びこれに絹み合
わされる第１排気弁３４、第１排気弁３４がそれぞれ設
けられている。

吸気弁２２．２４は、カム軸３８に形成されたカム４０
及びカム４２と組合わされる。

排気弁３４．３６は、カム軸４４に形成されたカム４６
．４８とそれぞれ組み合わされる。カム軸３ｓ、４４は
クランク軸（図示せず）と同期したタイミングベルト５
０により回転駆動される。

７次側吸気通路１４及び−次側吸気通路１８は＝ｍｍ路
から分岐しており、吸気通路−一にはスロツ゛トル弁■
■が設けられる。−次側吸気通路には開閉弁５４が設け
られ、該開閉弁５４は、高負荷運転時に開かれるように
なっている。７次側吸気弁２２．２次側吸気弁２４のノ
々ルブタイミングを変更するために可変機構５６が設け
られる。

第３図を併わせて参照すれば、可変機構５６はカム軸３
８に回動自在に支持される回動部材５８と、該回動部材
５８に取付られた駆動軸６０と、該駆動軸６０を操作し
て回動部材５８をカム軸３８のまわりに回動させる操作
部材６２と、この操作部材６２を第３図において左右に
作動させるモータ６４を備えている。２次側吸気イ２４
に関し、可変機構５６を説明すれば、回動部材５８には
、りイツト６６を摺動自在に収容する嵌装孔５８ａが設
けられている。タペット６６はカム４２ど吸気弁２４の
パルプステム２４ａとの間に介在し、通常はスプリング
６８により上方に押し上げられており、カム４２が回転
すると、タペット６６はカム面に接触しつつ押し下げら
れ、カム４２からの作用力がバルブステム２４ａに伝達
され、これによって２次側吸気弁２４が開閉する。

そ−夕６４が作動すると、操作部材６２が左右に動き、
これによって、駆動軸６０が回動部材５８をカム軸３８
のまわりに回動させる。回動部月５８が回動するとこれ
に収容されたタペット６６も移動し、タペット６６とカ
ム４２との相対位置が変化して、接触タイミングがずれ
２次側吸気弁２４の開閉時期が変化する。７次側吸気弁
２２も同様に可変機構５６によってパルプタイミングが
変更されるようになっている。本例のエンジンでは、第
１排気弁３４、第１排気弁３４のパルプタイミングを変
更する可変機構５７が設けられており、この可変機構５
７は、回動部材５９、駆動軸６１、操作部材６３、モー
タ６５、及び第ａ排気弁に関してりＲット６７、スプリ
ング６９を備えておりこれらの作動は可変機構５６と同
様であるので説明は省略する。

第７図に示されるようにモータ６４を駆動するために好
ましくはマイクロコンピュータ（以下マイコンという）
で構成される制御装置７１が設けられる。制御装置７１
にはエンジンの回転数を検出する回転数センサ７０が出
力する回転数信号Ｓ１と、エンジン負荷を検出する負荷
センサ７２が出力する負荷信号Ｓ２が入力される。制御
装置７１けモータ６４，６５に対して制御信号を出力す
る。

モータ６４．６５は可逆モータであシ、上記制御信号に
応じて歯車７４．７５を所定量だけ所定方向に回転させ
、操作部材６２．６３を左右に動かして７次側吸気弁２
２及び−次側吸気弁２４及び第１排気弁３４第コ排気弁
３６のバルブタイミングを変更する、操作部材６２．６
３の位置すなわち排気弁及び吸気弁のバルブタイミング
はポジションセンサ７６．７７によって検出されており
、この信号は制御装置７１に入力される。制御装置７１
にマイコンを用いた場合の制御内容がフロチヤードの形
式で第３図に示されている。マイコン７１では、まず回
転数信号Ｓ１から回転数Ｒを演算し、負荷信号Ｓ２から
エンジン負荷Ｐを演算する処理が行なわれる。マイコン
７１内のＲＡＭには、回転数Ｒと負荷Ｐと操作部材６２
の目標位置Ｔとの関係を岩わすマツプが予め読み込まれ
ており、上記演算された回転数Ｒ及びエンジン負荷Ｐか
ら対応する操作部材Ｇ２の目標位置Ｔが読み取られる。

次にポジションセンサ７６からの信号Ｓ３により操作部
材６２の現在位置Ｐ８が演算される。

そして目標位置Ｔと現在位置Ｐｓとの偏差りが演算され
る。偏差りがゼロの場合にはモータ６４は駆動せず操作
部材６２は作動しない。偏差りが正の場合には、モータ
６４が駆動し、その値に対応して掃作部材６２を、進め
る方向に作動させる。

偏差りが負の：ＩＩＩｊ１合には、モータ６４がその値
に対応して、駆動し、操作部材６２は所定値だけ戻され
る。排気弁用の可変機構５７は上述と同様の回転数信号
Ｓ４、及び負荷信号Ｓ２を入力として独自に制御される
。

（制御例） 第６図を参照すれば、７次側吸気弁２２、及び−次側吸
気弁２４祉低回転領域ではそれぞれ線ａ。

ｂで示すよう開閉時期が進み側に設定されている。

従って、特に高負荷時において吸気工程終期の吸き返し
を防止することができ、所望の出力を得ることができる
。

また、高回転領域では、１次側吸気弁２２及び２次側吸
気弁２４のパルプタイミングは線ｃ、ｄで示すように、
遅れ側に設定される。これによって、高負荷領域におい
て吸気工程終期の押し込み効果が得られ、充填効率が高
まり、高出力を得ることができる。また、本例では、第
１排気弁３４及び第１排気弁３４のパルプタイミングが
高負荷時には、それぞれ線ｅ、ｆで示すタイミングから
線ｊ、ｈで示すように進み側に設定される。これによっ
て排気効率が高まり、さら忙高出力を得ることができる
。

なお本例では、可変機構を吸気側、排気側にそれぞれ１
つづつ設け、１次側吸気弁２２．２次側吸気弁２４及び
第１排気弁３４、第１排気弁３４を同期させてタイミン
グ変更を行っているがそれぞれ独立して可変機ｔＭを設
けて制御することもできる。

また、本発明は、ｌりの気前に一つの吸気弁を備えてい
るが、開閉弁５４を有しない形式のエンシン、すなわち
、吸気通路に全負荷用高負荷用の区別が特にない形式の
エンジンについても同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は、木登Ｊ１
のｌ実施例に任るエンジンの一部平断面図、第３図は、
第２図のＡ−Ａ断面図、第り図は、可変機構を作動させ
るシステムの説明図、第３図は、本発明のパルプタイミ
ング制御の７例を示すフローチャート、第６図は、吸、
排気弁のパルプタイミングを示す説明１シ１でるる。 符号の説明 １０・・・・・・・・・　エンジン、１２四囲・シリン
ダ、２２・・・・・・・・・　／次ｆｉ１１１吸気弁、
　２４・・間・・・コ次−例吸気弁、　３４・・・・・
・用第１排気弁、３６・・・・・・・・・第コ排気弁、
　３８．４４・曲・・・・カム軸、　４０．４２，４６
．４８・・・・・曲カム、５０・・・・曲・タイミング
ベルト、５８．５９・・・・・曲回動部材、　６４．６
５・・・・・・・・・・・・モータ、　６６、（ｉ７・
曲回タペット特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、７つの
   気筒に２つの吸気弁を備えたエンジンにおいて、運転状
   態が低回転領域にある場合には、前記一つの吸気弁のパ
   ルプタイミングのうち少くとも閉弁時期を進み側に設定
   するとともに高回転領域では前記閉弁時期を遅れ側に設
   定するパルプタイミング変更手段を設けたことを特徴と
   するエンジンのバルブタイミング制御装置。