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JPH066887B2 - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

エンジンのバルブタイミング制御装置

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Publication number
JPH066887B2
JPH066887B2 JP13626083A JP13626083A JPH066887B2 JP H066887 B2 JPH066887 B2 JP H066887B2 JP 13626083 A JP13626083 A JP 13626083A JP 13626083 A JP13626083 A JP 13626083A JP H066887 B2 JPH066887 B2 JP H066887B2
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JP
Japan
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valve
timing
engine
intake
primary
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JP13626083A
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侯一 高橋
俊治 益田
操 藤本
俊雄 西川
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH066887B2 publication Critical patent/JPH066887B2/ja
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    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
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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
の開弁時間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、エンジンの吸、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
ーラップ期間は吸気中の残留既燃ガ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
ーラッ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。
以上のような事情を考慮してエンジンの開弁期間をエン
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52-35816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52-35819号公報には、エンジンの出力軸とカム軸
との間に遠心ガバ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。また、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せ、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、エンジン
運転状態の変化に応じて、バルブタイミングを制御する
ものであるが、各気筒についてみれば、単一の吸気弁の
開閉時期を単に変更するのみで、運転状態に応じて開弁
期間が実質的に変化せず十分に運転状態の変化に対応し
たバ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、１つの気筒に２つの吸気弁を
備えたエンジンにおいて、エンジンの運転状態に応じて
上記２の吸気弁の総開弁期間を変化させるようにするこ
とにより、エンジンの低回転域から高回転域までの全運
転領域に亙って燃焼性を損うことなく吸気の充填効率の
向上を十分に且つ有効に図り得るようにすることであ
る。
（本発明の構成） 本発明は、１つの気筒に全負荷用の１次側吸気ポートを
開閉する１次側吸気弁と高負荷用の２次側吸気ポートを
開閉する２次側吸気弁を備えたエンジンにおいて、上記
１次側吸気弁を閉弁制御する動弁系に、エンジン運転状
態に応じて１次側吸気弁と２次側吸気弁の総開弁期間が
変化するように１次側吸気弁のバルブタイミングを変化
させるタイミング変更手段とを備え、前記タイミング変
更手段は前記１次側吸気ポートの低負荷時の開弁開始タ
イミングと比較し、中負荷時は早く開弁を開始するよう
に前記１次側吸気弁のバルブタイミングを変化させるこ
とを特徴とする。
第１図を参照して、本発明の構成について説明する。
本発明に係るエンジンは、エンジンの全負荷すなわち低
負荷領域から高負荷領域にわたってシリンダに吸気を供
給する１次側吸気ポートを開閉する１次側吸気弁と、高
負荷領域で吸気を供給する２次側吸気ポートを開閉する
２次側吸気弁とを備えている。そして、上記１次側吸気
弁のバルブタイミングは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、例えば、
エンジン回転数、エンジン負荷等が用いられる。本発明
の好ましい態様においては、運転状態が高回転高負荷で
ある場合には、タイミング変更手段は、１次側吸気弁の
バルブタイミングのうち少なくとも閉弁時期を遅れ側に
設定する。
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、上記、バルブタイミングの変更制御は
１次側吸気弁に対して行うようにしている。これによっ
て、比較的低負荷領域では、小さな制御量によって、効
果的に吸気制御を行うことができるとともに、比較的高
負荷領域では、２次側吸気通路からの吸気供給を補填し
て高出力を得ることができる。すなわち、本発明の好ま
しい態様においては、１次側吸気弁は、高回転高負荷領
域では少なくとも閉弁時期が遅れ側にずらされるので、
他の運転領域特に高負荷低回転運転領域で吸気の吹き返
しが生じないようにバルブタイミングを設定しても、高
負荷高回転運転のためには十分な開弁期間をとることが
でき、かつ高負荷高回転時には、閉弁時期を遅らして充
填効率を高めることができる。また運転状態が常用領域
すなわち中負荷領域にある場合には、１次側吸気弁のバ
ルブタイミングがアイドル運転等よりも早められるよう
に制御される。これによって、オーバーラップ期間が長
くなることにより、内部EGR効果を促進することができ
る。
（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明す
る。
第２図を参照すれば、本例のエンジン１０ａは複数個の
シリンダ１２を有し、各シリンダ１２には、１次側吸気
通路１４に連通する１次側吸気ポート１６及び２次側吸
気通路１８に連通する２次側吸気ポート２０の２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２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２つの排気通路２６、２
８に連通する排気ポート３０、３２及びこれに組み合わ
される第１排気弁３４、第２排気弁３６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４
６、４８とそれぞれ組み合わされる。カム軸３８、４４
はクランク軸（図示せず）と同期したタイミングベルト
５０により回転駆動される。
１次側吸気通路１４及び２次側吸気通路１８は各気筒共
通の吸気通路から分岐しており、吸気通路にはスロット
ル弁が設けられる。２次側吸気通路１８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。１次側吸気弁のバルブタイミングを
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３８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。回動部材５８にはタペット
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４０と１次側吸気弁２２のバル
ブステム２２ａ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４０が回転する
と、タペットはカム面に接触しつつ押し下げられ、カム
４０からの作用力がバルブステム２２ａに伝達され、こ
れによって１次側吸気弁２２が開閉する。
モータ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。回動部材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
１次側吸気弁２２の開閉時期が変化する。本例のエンジ
ンでは、１次側吸気弁２２と対向して配置される第１排
気弁３４のバルブ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５７は、回動部材５９、
駆動軸６１、操作部材６３、モータ６５、タペット６
７、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４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６８はモータ６４、６５に対して制御信号を出力す
る。モータ６４、６５は可逆モータであり、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１次側吸気
弁２２及び第１排気弁３４のバルブタイミングを変更す
る、操作部材６２の位置すなわち１次側吸気弁２２及び
第１排気弁３４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ャートの形式で第５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の目標位値Ｔとの関係
を表わすマッ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６
２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Ｐｓ
が演算される。そして目標位置Ｔと現在位置Ｐｓとの偏
差Ｄが演算される。偏差Ｄ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Ｄが正の場
合には、モータ６４が駆動し、その値に対応して操作部
材６２を、進める方向に作動させる。偏差Ｄが負の場合
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。第１排気弁２２用の可変機
構５７は上述と同様の回転数信号Ｓ１、及び負荷信号Ｓ
２を入力として独自に制御される。
（制御例） 第６図及び第７図を参照して本例の制御の１例について
説明する。
エンジンが低回転低負荷領域にある場合には、開閉弁５
４が閉じており１次側吸気弁２２のバルブタイミング
は、第６図線ａで示すように標準の状態に設定されてい
る。そして、１次側吸気弁２２に対向して配置される第
１排気弁３４のバルブタイミングも第６図線ｂで示すよ
うに標準的な状態に設定されている。また、２次側吸気
弁２４の閉時期及びこれに対向配置される第２排気弁３
６の開閉時期は、第７図線ｃ、ｄで示すように上記第６
図線ａ、ｂで示す、第１排気弁３４、１次側吸弁２２と
同様な状態に固定されている。このような状態では、オ
ーバーラップ期間は、比較的短かくなっており、従って
残留既燃ガス量が減少して燃焼が安定することにより、
特にアイドリング運転時の安定したエンジン回転を得る
ことができる。さらに、低回転高負荷領域で１次側吸気
弁２２のバルブタイミングを上述のａのように標準状態
に制御することにより吸気工程終期の吸き返しを防止す
ることができ高出力を確保することができる。エンジン
の高回転高負荷領域では、１次側吸気弁２２のバルブタ
イミングは第６図線ｅで示すように遅れ側にずらされ
る。これによって両吸気弁２２、２４の開弁期間は増加
され吸気期間を長くするとともに、強い吸気慣性によ
り、吸気工程終期の押し込み効果のため充填効率が向上
し高出力を得ることができる。この場合、第１排気弁３
４のバルブタイミングを第６図の線ｆで示すように進み
側にずらすと排気効率を併わせて向上させることができ
るので、さらに高出力を得ることができる。また、開閉
弁５４が閉じている通常の市街地走行時における常用領
域では、第１吸気弁２２は第６図線ｇで示すように進み
側にずらされる。これによって、オーバーラップ期間が
長くなり、内部ＥＧＲ効果を促進することができ、排ガ
スの有害成分を減少することができる。エンジンの負荷
が比較的低い運転領域では１次側吸気通路から吸気供給
が行われるので１次側吸気弁２２を対象としたバルブタ
イミング制御は極めて効果的である。また、この制御に
よって高回転高負荷領域でも、２次側吸気通路からの吸
気に加えて１次側吸気通路からの上述のように押し込み
効果を与えることができると同時に開弁時間が長くなる
ので十分な充填量を得ることができる。
なお、上記実施例では、固定された２次側吸気弁２４の
開閉時期ｃを１次側吸気弁２２の標準の状態ａと同じと
したが、その開時期を１次側吸気弁２２のそれよりも早
くなるようにしてもよい。この場合、吸排気のオーバー
ラップが増加するが、開閉弁５４が閉じているため残留
既燃ガスがアイトリング運転を損う程増加することはな
い。
【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図は本発明の１
実施例に係るエンジンの一部平断面図、第３図は、第２
図のエンジンの縦断面図、第４図は、可変機構を作動さ
せるシステムの説明図、第５図は、本発明のバルブタイ
ミング制御の１例を示すフローチャート、第６図は、２
次側吸気弁、第２排気弁のバルブタイミングを示す説明
図、第７図は１次側吸気弁、第１排気弁のバルブタイミ
ングを示す説明図である。 符号の説明 １０…エンジン、１２…シリンダ、 ２２…１次側吸気弁、２４…２次側吸気弁、 ３４…第１排気弁、３６…第２排気弁、 ３８、４４…カム軸、 ４０、４２、４６、４８…カム、 ５０…タイミングベルト、 ５８、５９…回動部材、 ６４、６５…モータ ６６、６７…タペット
フロントページの続き (72)発明者 藤本 操 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (72)発明者 西川 俊雄 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−4416（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１つの気筒に全負荷用の１次側吸気ポート
    を開閉する１次側吸気弁と高負荷用の２次側吸気ポート
    を開閉する２次側吸気弁を備えたエンジンにおいて、上
    記１次側吸気弁を閉弁制御する動弁系に、エンジン運転
    状態に応じて１次側吸気弁と２次側吸気弁の総開弁期間
    が変化するように１次側吸気弁のバルブタイミングを変
    化させるタイミング変更手段とを備え、前記タイミング
    変更手段は前記１次側吸気ポートの低負荷時の開弁開始
    タイミングと比較し、中負荷時は早く開弁を開始するよ
    うに前記１次側吸気弁のバルブタイミングを変化させる
    ことを特徴とするエンジンのバルブタイミング装置。
JP13626083A 1983-07-25 1983-07-25 エンジンのバルブタイミング制御装置 Expired - Lifetime JPH066887B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13626083A JPH066887B2 (ja) 1983-07-25 1983-07-25 エンジンのバルブタイミング制御装置
DE19843427092 DE3427092A1 (de) 1983-07-25 1984-07-23 Ventilsteuerung fuer verbrennungsmotoren, insbesondere eine steuerung fuer die einlassventile von verbrennungsmotoren
US06/634,349 US4552112A (en) 1983-07-25 1984-07-25 Valve timing control for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13626083A JPH066887B2 (ja) 1983-07-25 1983-07-25 エンジンのバルブタイミング制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6027715A JPS6027715A (ja) 1985-02-12
JPH066887B2 true JPH066887B2 (ja) 1994-01-26

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ID=15171021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13626083A Expired - Lifetime JPH066887B2 (ja) 1983-07-25 1983-07-25 エンジンのバルブタイミング制御装置

Country Status (3)

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JP (1) JPH066887B2 (ja)
DE (1) DE3427092A1 (ja)

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