(57)【要約】  制御装置１９は、低負荷運転状態で判定部１９ａが暖気運転状態でないと判定すると、上死点後において排気弁７の閉時期より吸気弁３の開時期が早まるように排気弁用カム軸８の位相をクランク軸１２に対して遅角させるようにリフトタイミング変更部９を制御する。制御装置１９は、低負荷運転状態で判定部１９ａが暖気運転状態であると判定すると、上死点後において排気弁７の閉時期が吸気弁３の開時期より早まるように排気弁用カム軸８の位相をクランク軸１２に対して進角させるようにリフトタイミング変更部９を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁、エンジンのクランク軸に同期して回転する吸気弁用カム軸、及び上記吸気弁と吸気弁用カム軸との間に設けられ、上記吸気弁のリフトを調整するリフト調整手段を有する吸気側可変動弁機構と、
排気弁、エンジンのクランク軸に同期して回転する排気弁用カム軸、及び該排気弁用カム軸に取り付けられ、上記排気弁のリフトタイミングを変更するリフトタイミング変更手段を有する排気側可変動弁機構と、
上記リフト調整手段及びリフトタイミング変更手段に接続され、当該リフト調整手段及びリフトタイミング変更手段に作動信号を出力する制御手段とを備え、
該制御手段は、上記エンジンが暖気運転状態か否かを判定する判定部を有し、上記リフト調整手段に対しては、上記吸気弁のリフト量を小さくするにつれて上記吸気弁の作動角を小さくしつつリフト開時期を次第に早めて低負荷運転状態にする一方、上記吸気弁のリフト量を大きくするにつれて該吸気弁の作動角を大きくしつつリフト開時期を遅くして高負荷運転状態にするように制御し、上記リフトタイミング変更手段に対しては、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態でないと判定した際、ピストン上死点後において上記排気弁の閉時期より上記吸気弁の開時期が早まるように上記排気弁用カム軸の位相をクランク軸に対して遅角させるように制御する一方、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態であると判定した際、ピストン上死点後において上記排気弁の閉時期が上記吸気弁の開時期より早まるように上記排気弁用カム軸の位相を上記クランク軸に対して進角させるように制御することを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁装置において、
上記制御手段は、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態であると判定した際、上記排気弁の閉時期から上記吸気弁の開時期までの期間を上記クランク軸の回転角で０°以上で、且つ、３０°以下に設定することを特徴とする可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸排気弁の作動を制御する可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンのピストン上死点後における吸気工程では、吸気弁の閉時期を早くすることでポンプ損失を低減できることが一般的に知られ、これに対応するために、吸気弁のリフト時期、リフト量及び作動角を制御する可変動弁装置がエンジンに搭載されるようになってきている。【０００３】
例えば、特許文献１の可変動弁装置は、ロッカアームの近傍にコントロールシャフトが軸支され、該コントロールシャフトには、上記ロッカアームを介して吸気弁をリフトさせるスイングアームが軸着されている。上記コントロールシャフトには、先端にコントロールアームが軸着された突出部が設けられ、カム軸の回転により回転カムがコントロールアームを介してスイングアームを押圧して吸気弁をリフトさせるようになっている。そして、上記コントロールシャフト及び突出部を小角度回転させると、スイングアームの揺動開始角が変わり、これにより、吸気弁のリフト量を小さくするにつれて吸気弁の作動角を連続的に小さくし、しかも、リフト閉時期を次第に早めることができるようになっていて、吸気弁のリフト量及び作動角を変化させても、スロットルを開閉させることなくポンプ損失を低減できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１０８２９５号公報（段落００１５〜００３０欄、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジン始動直後の低負荷運転状態における暖気運転状態では、エンジンの温度が低いので、吸気弁の閉時期を早めると、吸気時のポンプ損失は低減するものの、ポンプ損失が低減することにより、それまでポンプ損失により発生していた燃焼室の熱エネルギが低下してしまい、かえって燃焼室における混合気の燃焼性が悪化するという問題が生じてしまう。【０００６】
これを回避するために、カム軸の位相をクランク軸に対して進角・遅角させる公知の可変動弁機構（以下、ＶＣＰという）を吸気弁用カム軸に取り付け、暖気運転状態の時だけ、排気弁の閉時期より吸気弁の開時期を遅くなるように吸気弁用カム軸の位相を遅角させ、排気弁における作動角の終端部分と吸気弁における作動角の始端部分とをオーバーラップさせない（所謂、マイナスオーバーラップさせる）ことにより、吸気開始時のポンプ損失を逆に増やして燃焼室の燃焼性を改善することが考えられる。【０００７】
しかし、特許文献１の如き吸気弁用カム軸周りの構造に加えて、上記ＶＣＰを吸気弁用カム軸に取り付けると、エンジンの構造が複雑化してしまい、コストが嵩むこととなってしまう。【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの暖気運転状態で燃焼室における混合気の燃焼性を高めるとともに、エンジンの暖気運転状態でないときにポンプ損失を低減し、しかも、低コストな可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、排気弁用カム軸に排気再循環（以下、ＥＧＲという）の効果を得るために予め取り付けられたＶＣＰを利用して、エンジンが低負荷運転状態の際、暖気運転状態であるか否かにおいて排気弁の閉時期を変更したことを特徴とする。【００１０】
すなわち、第１の発明では、吸気弁、エンジンのクランク軸に同期して回転する吸気弁用カム軸、及び上記吸気弁と吸気弁用カム軸との間に設けられ、上記吸気弁のリフトを調整するリフト調整手段を有する吸気側可変動弁機構と、排気弁、エンジンのクランク軸に同期して回転する排気弁用カム軸、及び該排気弁用カム軸に取り付けられ、上記排気弁のリフトタイミングを変更するリフトタイミング変更手段を有する排気側可変動弁機構と、上記リフト調整手段及びリフトタイミング変更手段に接続され、当該リフト調整手段及びリフトタイミング変更手段に作動信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、上記エンジンが暖気運転状態か否かを判定する判定部を有し、上記リフト調整手段に対しては、上記吸気弁のリフト量を小さくするにつれて上記吸気弁の作動角を小さくしつつリフト閉時期を次第に早めて低負荷運転状態にする一方、上記吸気弁のリフト量を大きくするにつれて該吸気弁の作動角を大きくしつつリフト閉時期を遅くして高負荷運転状態にするように制御し、上記リフトタイミング変更手段に対しては、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態でないと判定した際、ピストン上死点後において上記排気弁の閉時期より上記吸気弁の開時期が早まるように上記排気弁用カム軸の位相をクランク軸に対して遅角させるように制御する一方、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態であると判定した際、ピストン上死点後において上記排気弁の閉時期が上記吸気弁の開時期より早まるように上記排気弁用カム軸の位相を上記クランク軸に対して進角させるように制御することを特徴とする。【００１１】
第２の発明では、第１の発明において、上記制御手段は、上記低負荷運転状態において上記判定部が暖気運転状態であると判定した際、上記排気弁の閉時期から上記吸気弁の開時期までの期間を上記クランク軸の回転角で０°以上で、且つ、３０°以下に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明では、低負荷運転状態において暖気運転状態でないとき、リフト調整手段により吸気弁の閉時期が早まって吸気弁の作動角が小さくなり、ポンプ損失が低減する。一方、低負荷運転状態において暖気運転状態であるとき、ピストン上死点後に排気弁における作動角の終端部分と吸気弁における作動角の始端部分とがオーバーラップしない（マイナスオーバーラップする）ので、吸気開始時に燃焼室が負圧になり、ポンプ損失が発生する。したがって、エンジンの温度が低くても燃焼室の熱エネルギが上昇して燃焼室における混合気の燃焼性を高めることができる。さらに、排気弁の閉時期と吸気弁の開時期との位置関係を変更するために、排気弁用カム軸に予め取り付けられたＶＣＰを利用して、吸気弁用カム軸にはＶＣＰを取り付けないので、エンジンの構造が簡素化するとともに、コストを抑えることができる。【００１３】
第２の発明では、低負荷運転状態の暖気運転状態において、ポンプ損失をできるだけ抑えた状態で、燃焼室の混合気の燃焼効率を確実に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る可変動弁装置が組み込まれたエンジンの概略構成図である。
【図２】吸気側可変動弁機構の斜視図である。
【図３】クランク軸の回転角と吸排気弁のリフト量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る可変動弁装置が組み込まれたエンジンのＰ−Ｖ線図である。
【図５】吸排気弁のリフト時期の定義を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る可変動弁装置１が組み込まれたエンジン１０を示す。該エンジン１０は、複数の気筒１１がクランク軸１２の延びる方向に直列に並び、各気筒１１には、上記クランク軸１２にコンロッド１２ａを介して連結されたピストン１３が上下に往復運動可能に嵌挿され、シリンダヘッド１０ａには、点火プラグ１６が電極部分を各気筒１１の燃焼室１１ａに臨ませて配設されている。
【００１７】
上記各気筒１１上方の図１紙面左側には、当該各気筒１１上部に臨むように開口する吸気ポート１４がクランク軸１２の軸方向に２つ並設され、上記各気筒１１上方の図１紙面右側には、当該各気筒１１上部に臨むように開口する排気ポート１５がクランク軸１２の軸方向に２つ並設されている。（図１には、吸気ポート１４及び排気ポート１５を各１つのみ示す）。
【００１８】
上記シリンダヘッド１０ａの吸気ポート１４側には、吸気側可変動弁機構２が設けられている。
【００１９】
該吸気側可変動弁機構２は、図２にも示すように、上記各吸気ポート１４の開口部分に設けられた吸気弁３と、上記クランク軸１２に同期して回転する吸気弁用カム軸４と、上記吸気弁３のリフトを調整するリフト調整部５（リフト調整手段）とを備え、該リフト調整部５は、上記両吸気弁３と上記吸気弁用カム軸４との間に設けられている。
【００２０】
上記吸気弁３は、上記吸気ポート１４を開閉する傘部３ａと、該傘部３ａから反排気ポート１５側に斜め上方に向かって延びる軸部３ｂとを備えている。該軸部３ｂの周りには、図示しない弁バネが設けられ、該弁バネにより、上記吸気弁３は、上記吸気ポート１４を閉じる方向に付勢されている。
【００２１】
上記吸気弁用カム軸４は、上記シリンダヘッド１０ａの両吸気弁３上方に上記クランク軸１２の軸方向に延びるように回転自在に軸支されている。
【００２２】
上記吸気弁用カム軸４には、複数の回転カム４ａが上記クランク軸１２の軸方向に所定の間隔をあけて設けられ、該回転カム４ａには、ベース円部４ｂと、該ベース円部４ｂから半径方向に突出してなるカムノーズ部４ｃとを有している。
【００２３】
上記リフト調整部５は、上記各吸気弁３をリフトさせるための一対のロッカアーム５１を備えている。
【００２４】
該ロッカアーム５１は、上記クランク軸１２の軸方向と交差するように略水平方向に延びる形状をなし、その中途部には、回転軸心が上記クランク軸１２の軸方向に向くローラ５１ａが回転自在に設けられている。
【００２５】
上記ロッカアーム５１の長手方向一端は、球面ピボット構造を介して液圧式のラッシュアジャスタ５１ｂにより揺動自在に支持され、この支持部分を支点に上記ロッカアーム５１が揺動することにより、上記ロッカアーム５１の長手方向他端が上記吸気弁３の軸部３ｂ上端を下方に押圧して上記吸気弁３がリフトするようになっている。
【００２６】
上記各ロッカアーム５１の上方には、当該各ロッカアーム５１に対応する一対のスイングアーム５２が設けられている。
【００２７】
該スイングアーム５２は、上記ローラ５１ａの上方から反排気ポート１５側に斜め上方に延びる形状をなし、クランク軸１２の軸方向に所定の間隔をあけて対向する一対の側板部５２ａを備えている。
【００２８】
上記スイングアーム５２は、上記両側板部５２ａの上端部分においてクランク軸１２の軸方向に延びる揺動軸５２ｂを中心に揺動可能に構成され、上記両側板部５２ａの上端間には、上記揺動軸５２ｂ周りに回転するローラ５２ｃが設けられている。
【００２９】
一方、上記両側板部５２ａの下端には、当該両下端を橋絡する第１押圧部５２ｄが設けられ、該第１押圧部５２ｄは、クランク軸１２の軸方向から見て、中途部が上方に位置するように湾曲状に形成されている。
【００３０】
また、上記各側板部５２ａの下端側上方縁部には、クランク軸１２の軸方向から見て、上方に湾曲する湾曲面部５２ｅが形成されている。
【００３１】
上記ローラ５２ｃの反排気ポート１５側斜め下方には、クランク軸１２の軸方向に延びるコントロールシャフト５３が上記シリンダヘッド１０ａに回転可能に軸支され、上記コントロールシャフト５３には、上記吸気弁３のリフト量及び作動角を変化させるコントロールレバー５３ａが回転一体に設けられている。
【００３２】
該コントロールレバー５３ａは、上記両スイングアーム５２上端の間に向かって突出していて、その突出部分には、上記クランク軸１２の軸方向に延びる回転軸５３ｂが回転可能に設けられている。
【００３３】
また、上記コントロールシャフト５３には、上記各ローラ５２ｃに対応するように一対の偏心リング５３ｃが外嵌合され、該各偏心リング５３ｃの外周面は、上記各ローラ５２ｃの外周面にそれぞれ下方から接触している。
【００３４】
上記両スイングアーム５２の上方には、上方から見て略Ｔ字状のコントロールアーム５４が設けられている。
【００３５】
該コントロールアーム５４は、上記クランク軸１２の軸方向と交差するように略水平方向に延びる本体部５４ａを備え、該本体部５４ａの長手方向一端は、上記コントロールレバー５３ａの回転軸５３ｂに揺動可能に軸支されている。
【００３６】
一方、上記本体部５４ａの長手方向他端には、上記各スイングアーム５２下端側の湾曲面部５２ｅに対応する一対の第２押圧部５４ｂがクランク軸１２の軸方向に離間して設けられている。
【００３７】
上記第２押圧部５４ｂは、排気ポート１５側の斜め上方に開放する断面略Ｕ字状をなし、下端側が平面をなして上記スイングアーム５２の湾曲面部５２ｅに接触している。
【００３８】
上記各第２押圧部５４ｂ内方には、回転軸心がクランク軸１２の軸方向に向くローラ５４ｃが回転自在に設けられ、各ローラ５４ｃの外周面は、当該各ローラ５４ｃに対応する上記回転カム４ａのうちの２つの外周面に下方から接触している。
【００３９】
上記両スイングアーム５２の上端側上方には、上記クランク軸１２の軸方向に延びる長方形状の固定ブロック５５が上記シリンダヘッド１０ａに固定されている。
【００４０】
上記固定ブロック５５下面の各ローラ５２ｃに対応する位置には、下面が当該各ローラ５２ｃの外周面に接触する一対の支持ブロック５５ａが突設されている。
【００４１】
該両支持ブロック５５ａは、上記偏心リング５３ｃとの間で上記ローラ５２ｃを支持していて、この支持状態で、上記スイングアーム５２の揺動中心が上記ローラ５２ｃに決まるようになっている。
【００４２】
上記固定ブロック５５の反排気ポート１５側には、上記各スイングアーム５２に対応する一対の捩りコイルバネ５６が配設されている。
【００４３】
該各捩りコイルバネ５６の一端は、上記固定ブロック５５に固定される一方、他端は、上記スイングアーム５２の下端側に下方から引っ掛かり、当該スイングアーム５２を上方付勢している。
【００４４】
そして、上記クランク軸１２に同期して上記吸気弁用カム軸４が回転し、上記回転カム４ａのカムノーズ部４ｃが上記ローラ５４ｃを上方から押圧すると、上記コントロールアーム５４が回転軸５３ｂを中心に下方に回動することにより、該コントロールアーム５４の第２押圧部５４ｂが上記捩りコイルバネ５６の付勢力に抗して上記スイングアーム５２の湾曲面部５２ｅを下方に押圧するようになっている。
【００４５】
また、上記湾曲面部５２ｅを下方に押圧されたスイングアーム５２は、上記ローラ５２ｃを中心に下方に回動して上記スイングアーム５２の第１押圧部５２ｄが図示しない弁バネの付勢力に抗して上記ロッカアーム５１のローラ５１ａを下方に押圧するようになっている。
【００４６】
さらに、上記ローラ５１ａを下方に押圧されたロッカアーム５１は、該ロッカアーム５１の長手方向一端を支点に下方に回動して上記ロッカアーム５１の長手方向他端が上記吸気弁３の軸部３ｂ上端を押圧するようになっていて、これにより、上記吸気弁３がリフトし、上記吸気ポート１４が開くようになっている。
【００４７】
一方、上記吸気弁用カム軸４がさらに回転して、上記回転カム４ａのカムノーズ部４ｃが上記ローラ５４ｃを上方から押圧しなくなると、上記捩りコイルバネ５６及び図示しない弁バネの付勢力により、上記コントロールアーム５４が上方に回動するとともに、その動きに連動して上記スイングアーム５２も上方に回動し、これにより、上記ロッカアーム５１及び吸気弁３が元の位置に戻り、吸気ポート１４が閉じるようになっている。
【００４８】
また、上記コントロールシャフト５３を回転させることにより上記コントロールレバー５３ａを回動させると、上記回転軸５３ｂが上記スイングアーム５２のローラ５２ｃに接離するようになっていて、上記吸気弁用カム軸４と上記コントロールアーム５４のローラ５４ｃとの位置関係、及び、上記コントロールアーム５４の第２押圧部５４ｂと上記スイングアーム５２の湾曲面部５２ｅとの位置関係が変化するようになっている。この結果、上記第２押圧部５４ｂの上記湾曲面部５２ｅへの当接位置と回転軸５３ｂとの間の距離が変化するとともに、スイングアーム５２の回動前の角度位置（つまり揺動開始角度位置）が変化するようになっていて、このスイングアーム５２の角度位置の変化により、上記第１押圧部５２ｄのローラ５１ａへの当接位置が変化するようになっている。
【００４９】
上記コントロールレバー５３ａを図１で反時計回りに回動させると、上記回転軸５３ｂが上記スイングアーム５２のローラ５２ｃから次第に離間して、上記第２押圧部５４ｂの上記湾曲面部５２ｅへの当接位置と上記回転軸５３ｂとの距離が次第に大きくなるようになっている。すると、上記第１押圧部５２ｄにおけるローラ５１ａへの当接位置が排気ポート１５側にシフトし、図３のリフトカーブＩｃに示すように、上記吸気弁３のリフト量が大きくなるとともに吸気弁３の作動角が大きくなり、さらには、吸気弁３のリフト開時期が遅くなるようになっている。
【００５０】
一方、上記コントロールレバー５３ａを図１で時計回りに回動させると、上記回転軸５３ｂが上記スイングアーム５２のローラ５２ｃに次第に接近して、上記第２押圧部５４ｂの上記湾曲面部５２ｅへの当接位置と上記回転軸５３ｂとの距離が次第に小さくなるようになっている。すると、上記第１押圧部５２ｄにおけるローラ５１ａへの当接位置が反排気ポート１５側にシフトし、図３のリフトカーブＩｃに示すように、上記吸気弁３のリフト量が小さくなるとともに吸気弁３の作動角が小さくなり、さらには、吸気弁３のリフト開時期が早くなるようになっている。
【００５１】
上記シリンダヘッド１０ａの排気ポート１５側には、排気側可変動弁機構６が設けられている。
【００５２】
該排気側可変動弁機構６は、図１に示すように、上記各排気ポート１５の開口部分に設けられた排気弁７と、上記クランク軸１２に同期して回転する排気弁用カム軸８と、上記排気弁７のリフトタイミングを変更するリフトタイミング変更部９（リフトタイミング変更手段）とを備えている。
【００５３】
上記排気弁７は、上記吸気弁３と同様の構造をしており、上記排気ポート１５を開閉する傘部７ａと、該傘部７ａから反吸気ポート１４側の斜め上方に向かって延びる軸部７ｂとを備え、図示しない弁バネにより上記排気ポート１５を閉じる方向に付勢されている。
【００５４】
また、上記排気弁７の上方には、上記吸気側可変動弁機構２のロッカアーム５１及びラッシュアジャスタ５１ｂと同様の構造のロッカアーム１７及びラッシュアジャスタ１８が設けられている。
【００５５】
上記排気弁用カム軸８は、上記シリンダヘッド１０ａの両排気弁７上方に上記クランク軸１２の軸方向に延びるように回転自在に軸支されている。
【００５６】
上記排気弁用カム軸８には、複数の回転カム８ａが上記クランク軸１２の軸方向に所定の間隔をあけて設けられ、該回転カム８ａには、ベース円部８ｂと、該ベース円部８ｂから半径方向に突出してなるカムノーズ部８ｃとを有している。
【００５７】
そして、上記回転カム８ａのうちの２つが上記ロッカアーム１７のローラ１７ａの外周面に上方から接触していて、上記クランク軸１２に同期して排気弁用カム軸８が回転し、上記回転カム８ａのカムノーズ部８ｃが図示しない弁バネの付勢力に抗して上記ローラ１７ａを上方から押圧すると、上記ロッカアーム１７の長手方向一端を支点に上記ロッカアーム１７が回動することにより、上記ロッカアーム１７の長手方向他端が上記排気弁７の軸部７ｂ上端を下方に押圧して上記排気弁７がリフトし、上記排気ポート１５が開くようになっている。
【００５８】
一方、上記排気弁用カム軸８がさらに回転して、上記回転カム８ａのカムノーズ部８ｃが上記ローラ１７ａを上方から押圧しなくなると、図示しない弁バネの付勢力により、上記排気弁７が元の位置に戻り、排気ポート１５が閉じるようになっている。
【００５９】
上記リフトタイミング変更部９は、所謂ＶＣＰと呼ばれる公知の可変動弁機構で構成され、上記排気弁用カム軸８の長手方向一端に取り付けられている。
【００６０】
上記リフトタイミング変更部９は、上記排気弁用カム軸８の位相をクランク軸１２に対して進角・遅角させるようになっていて、位相を進角させることにより、図３のリフトカーブＥｃ１に示すように、上記排気弁７のリフト開時期が早くなる一方、位相を遅角させることにより、図３の排気弁７のリフトカーブＥｃ２に示すように、上記排気弁７のリフト時期が遅くなるようになっている。
【００６１】
上記リフト調整部５及び上記リフトタイミング変更部９には、当該リフト調整部５及びリフトタイミング変更部９に作動信号を出力する制御装置１９（制御手段）が接続されている。
【００６２】
該制御装置１９は、上記エンジン１０が暖気運転状態か否かを判定する判定部１９ａを備え、該判定部１９ａは、図示しない温度センサで測定したエンジン１０上部の温度が所定値以下か否かで暖気運転状態か否かを判定するようになっている。
【００６３】
また、上記制御装置１９は、上記リフト調整部５に対しては、図示しないアクチュエータで上記コントロールシャフト５３を図１で時計回りに回転させ、上記吸気弁３のリフト量を小さくするにつれて上記吸気弁３の作動角を小さくしつつリフト閉時期を次第に早めて低負荷状態にする一方、図示しないアクチュエータで上記コントロールシャフト５３を図１で反時計回りに回転させ、上記吸気弁３のリフト量を大きくするにつれて上記吸気弁３の作動角を大きくしつつリフト閉時期を遅くして高負荷状態にするようになっている。
【００６４】
さらに、上記制御装置１９は、上記リフトタイミング変更部９に対しては、上記低負荷状態において上記判定部１９ａが暖気運転状態でないと判定した際、上記ピストン１３の上死点後において上記排気弁７の閉時期より上記吸気弁３の開時期が早まるように上記排気弁用カム軸８の位相を上記クランク軸１２に対して遅角させるように制御する一方、上記低負荷状態において上記判定部１９ａが暖気運転状態であると判定した際、上記ピストン１３の上死点後において上記排気弁７の閉時期が上記吸気弁３の開時期より早まるように上記排気弁用カム軸８の位相を上記クランク軸１２に対して進角させるように制御するようになっている。
【００６５】
それに加えて、上記制御装置１９は、上記低負荷運転状態において上記判定部１９ａが暖気運転状態であると判定した際、上記排気弁７の閉時期から上記吸気弁３の開時期までのマイナスオーバーラップＤを上記クランク軸１２の回転角で０°以上で、且つ、３０°以下に設定するようになっている。
【００６６】
上記マイナスオーバーラップＤは、低負荷運転状態における暖気運転状態において、少なくともＥＧＲの効果を出すために排気弁８の閉時期を上死点後の０°〜１０°までにするのが好ましいという点及び吸気弁３の開時期を上死点後の１０°〜３０°にするのが好ましいという点から、０°〜３０°の範囲が好ましいということが導かれている。
【００６７】
尚、低負荷運転状態において暖気運転状態でないとき、ＥＧＲの効果を高めるために、排気弁８の閉時期は、上死点から２０°〜４０°であることが好ましい。
【００６８】
また、その時の排気弁８における作動角の終端部分と吸気弁３における作動角の始端部分とのオーバーラップは、１０°程度であることが好ましい。
【００６９】
尚、上記吸気弁３及び排気弁７の作動角とは、図５に示すように、吸気弁３及び排気弁７のリフト開始時の緩やかな上りランプ部分と、リフト終了時の緩やかな下りランプ部分を除いた期間のことであり、吸気弁３及び排気弁７の開時期及び閉時期は、それぞれ吸気弁３及び排気弁７の加速度が大きく変化する時期のこととする。
【００７０】
次に、上記エンジン１０を低負荷状態で運転させたときの燃焼室１１ａの圧力及び体積の関係について説明する。
【００７１】
低負荷運転状態で暖気運転状態でない場合、図４に示すように、上記エンジン１０の吸気工程における燃焼室１１ａの圧力及び体積の関係は、曲線Ｘ１のようになる。この曲線Ｘ１により、ピストン１３の上死点後において、ポイントＡ１で吸気弁３を開いた後、ポイントＡ２で吸気弁３を早閉じして作動角を小さくすることで、吸気時におけるポンプ損失が低減していることが分かる。
【００７２】
一方、低負荷運転状態で暖気運転状態である場合、上記エンジン１０の吸気工程における燃焼室１１ａの圧力及び体積の関係は、曲線Ｘ２のようになる。この曲線Ｘ２により、吸気工程の初期段階で燃焼室１１ａが負圧になってポンプ損失が発生していることが分かる。これは、ピストン１３の上死点後において、ポイントＢで排気弁７を閉じた後、所定の期間の後にポイントＣ１で吸気弁３を開くことで、この所定の期間、燃焼室１１ａが密閉されて負圧が発生するからである。その後、ポイントＣ２で吸気弁３を閉じて燃焼室１１ａを密閉し、当該燃焼室１１ａに負圧を発生させるようにしている。
【００７３】
以上より、本発明の実施形態によると、低負荷運転状態において暖気運転状態でないとき、リフト調整部５により吸気弁３の閉時期が早まって吸気弁３の作動角が小さくなり、ポンプ損失が低減する。一方、低負荷運転状態において暖気運転状態であるとき、ピストン上死点後に排気弁７における作動角の終端部分と吸気弁３における作動角の始端部分とがオーバーラップしない（マイナスオーバーラップする）ので、吸気開始時に燃焼室１１ａが負圧になり、ポンプ損失が発生する。したがって、エンジン１０の温度が低くても燃焼室１１ａの熱エネルギが上昇して燃焼室１１ａにおける混合気の燃焼性を高めることができる。さらに、排気弁７の閉時期と吸気弁３の開時期との位置関係を変更するために、排気弁用カム軸８に予め取り付けられたＶＣＰを利用して、吸気弁用カム軸４にはＶＣＰを取り付けないので、エンジン１０の構造が簡素化するとともに、コストを抑えることができる。
【００７４】
また、低負荷運転状態の暖気運転状態において、ポンプ損失をできるだけ抑えた状態で、燃焼室１１ａの混合気の燃焼効率を確実に高めることができる。
【００７５】
尚、本発明の実施形態では、暖気運転状態か否かを判定するのに、図示しない温度センサで測定したエンジン１０上部の温度が所定値以下か否かで判定しているが、これに限らず、エンジン１０の始動直後から所定の時間までが暖気運転状態であるとし、それ以降を暖気運転状態でないと判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、エンジンの吸排気弁のリフトを制御する可変動弁装置に適している。
【符号の説明】
【００７７】
１        可変動弁装置
２        吸気側可変動弁機構
３        吸気弁
４        吸気弁用カム軸
５        リフト調整部（リフト調整手段）
６        排気側可変動弁機構
７        排気弁
８        排気弁用カム軸
９        リフトタイミング変更部（リフトタイミング変更手段）
１０        エンジン
１２        クランク軸
１９        制御装置（制御手段）
１９ａ        判定部
Ｄ        マイナスオーバーラップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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