CN102356216B - 内燃机的阀停止装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种内燃机的阀停止装置：即使在发生某种故障的情况下全部的气缸中的阀也不会在闭合状态下停止。阀停止装置包括控制装置(2)以及使进气阀和排气阀中的任意阀停止的致动器(4A、4B、4C、4D)。内燃机具有的多个气缸中的一部分气缸的致动器(4A、4D)设为通过通电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器，其余的气缸的致动器(4B、4C)设为通过断电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器。控制装置(2)以致动器为单位控制各致动器(4A、4B、4C、4D)的通电和断电。

Description

内燃机的阀停止装置

技术领域

本发明涉及用作气车的动力装置的内燃机的阀停止装置，特别涉及被使用在具有多个气缸的内燃机中、并以气缸为单位或者以气缸组为单位使阀停止的阀停止装置。 

背景技术

已知能够在内燃机中以关闭进气阀和排气阀的任意阀的状态下使其停止的阀停止装置。阀停止装置由用于使阀停止的致动器以及控制致动器的控制装置构成。关于构成阀停止装置的致动器的机械的或电的结构，迄今提出了各种各样结构。但是，在大多数的致动器的共同之处在于，致动器使阀停止或解除阀的停止的动作由从控制装置输入的电信号进行控制。例如，日本专利文献特开2001-317318号公报中公开了以下一种装置，该装置通过被通电发生动作的螺线管来操纵连结销，并通过改变分割成多个的摇臂的连结状态来切换阀的停止和阀的停止解除。 

通过利用阀停止装置使阀在闭合状态下停止，由此设置有这种阀的气缸处于休止状态。在具有多个气缸的内燃机上安装阀停止装置的情况下，通过以气缸为单位或者以气缸组为单位控制阀的停止/解除，能够在全部气缸与一部分气缸之间变换工作气缸数。由于根据负载或转速的工作气缸数的改变有助于提高燃油经济性，因此在内燃机上安装阀停止装置非常有利。 

然而，在在将阀停止装置安装在内燃机上时，关于阀停止装置的故障对策也应该考虑。在阀停止装置因某种原因发生故障的情况下，存在不能使阀停止、不能使阀的停止解除或者因误操作使阀停止的可能性。作为阀停止装置故障的原因，考虑各个致动器的故障和控制装置的故障的任一者，比较严重的故障是控制装置的故障。在控制装置发生故障的情况下， 存在各气缸的致动器所输出的电信号始终开启、或者反之始终关闭的情况。在这种情况下，如果错误操作使全部的气缸的阀停止，其结果是可能使内燃机全体停止。例如，在前述的日本专利文献特开2001-317318号公报中公开的装置中，当因控制装置的故障造成向螺线管的信号的输出保持开启状态时，全部的气缸中的阀停止，因此内燃机无法工作。如果内燃机无法工作，则理所当然的是将内燃机作为动力装置的车辆变得不能行驶。 

发明内容

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的是提供一种内燃机的阀停止装置：即使在发生某种故障的情况下，在全部的气缸中阀不会在关闭状态下停止。 

本发明的阀停止装置是能够在具有多个气缸的内燃机中以气缸为单位或者以气缸组为单位使进气阀或排气阀的任意阀停止的阀停止装置。根据本发明的第一方式，阀停止装置包括使进气阀或排气阀的任意阀停止的致动器以及控制各致动器的通电和断电的控制装置。致动器中包括通过被通电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器(以下为类型1致动器)以及通过被断电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器(以下为类型2致动器)。在内燃机具有的多个气缸中，一部分气缸中设置有类型1致动器，其余的气缸中设置有类型2致动器。优选的是，全部的气缸中的一半气缸设置有类型1致动器，另一半气缸设置有类型2致动器。控制装置以致动器为单位控制各致动器的通电/断电。 

根据本发明的第二方式，阀停止装置包括使进气阀或排气阀中的任意阀停止的致动器以及控制各致动器的通电和断电的控制装置。致动器中包括类型1致动器和类型2致动器。类型1致动器通过预定的阀停止指令期间的通电使阀在闭合状态下停止。类型2致动器通过预定的阀停止指令期间的断电使阀在闭合状态下停止。各致动器的阀停止指令期间由与设置有该致动器的气缸的曲柄角的关系决定。在内燃机包括的多个气缸中，一部分气缸中设置有类型1致动器，其余的气缸中设置有类型2致动器。优选的是，设置有类型1致动器的气缸数与设置有类型2致动器的气缸数相 同。其中，被彼此的阀停止指令期间不重叠的一个类型1致动器与一个类型2致动器共用一个信号线。控制装置以共用信号线为单位控制各致动器的通电和断电。 

根据本发明，即使在控制装置中发生故障并且从控制装置向各致动器输出的电信号被固定在开启/关闭状态的任一者的情况下，全部的气缸中阀也不会在闭合状态下停止。具体地，在因故障造成控制装置的输出信号固定在开启状态的情况下，在设置有类型1致动器的气缸中阀被错误停止，但在设置有类型2致动器的气缸中阀的工作被确保。因此，在该情况下，通过设置有类型2致动器的气缸能够使内燃机继续运转，从而避免车辆不能行驶的情况。反之，在因故障造成控制装置的输出信号被固定在关闭状态的情况下，在设置有类型2致动器的气缸中阀被错误停止，但在设置有类型1致动器的气缸中阀的工作被确保。因此，在该情况下，通过设置有类型2致动器的气缸能够使内燃机继续运转，从而避免车辆不能行驶的情况。 

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的内燃机的阀停止装置的构成的概略图； 

图2是有关图1所示的阀停止装置，示出使全部气缸工作时的控制装置的输出信号的设定和各致动器的动作状态的图； 

图3是有关图1所示的阀停止装置，示出使全部气缸停止时的控制装置的输出信号的设定和各致动器的动作状态的图； 

图4是有关图1所示的阀停止装置，示出使一部分气缸停止时的控制装置的输出信号的设定的一例和各致动器的动作状态的图； 

图5是有关图1所示的阀停止装置，示出使一部分气缸停止时的控制装置的输出信号的设定的一例和各致动器的动作状态的图； 

图6是有关图1所示的阀停止装置，示出控制装置发生故障时输出的信号和各致动器的动作状态的图； 

图7是有关图1所示的阀停止装置；示出控制装置发生故障时输出的信号和各致动器的动作状态的图；

图8是示出本发明的实施方式2的内燃机的阀停止装置的构成的概略图； 

图9是有关图8所示的阀停止装置，示出使气缸A、B一起工作时的控制装置的输出信号的设定的图； 

图10是有关图8所示的阀停止装置，示出使气缸A、B一起停止时的控制装置的输出信号的设定的图； 

图11是有关图8所示的阀停止装置，示出仅使气缸A停止时的控制装置的输出信号的设定的图； 

图12是有关图8所示的阀停止装置，示出仅使气缸B停止时的控制装置的输出信号的设定的图。 

具体实施方式

实施方式1. 

参照图1至图7的各图对本发明的实施方式1进行说明。 

本发明的阀停止装置被应用于具有多个气缸的四冲程内燃机。在本实施方式中，本发明被应用于用作气车的动力装置的四缸内燃机。图1是示出本实施方式的阀停止装置的构成的概略图。阀停止装置包括控制装置2以及设置在四个气缸的每个上的致动器4A、4B、4C、4D。各致动器4A、4B、4C、4D通过各自固有的信号线6A、6B、6C、6D与控制装置2连接。控制装置2经由信号线6A、6B、6C、6D向各致动器4A、4B、4C、4D输出信号，从而控制各致动器4A、4B、4C、4D的通电/断电。 

致动器4A、4B、4C、4D包括能够使进气阀或排气阀中的任意阀在关闭状态下停止的机械的或电的结构。由于对该结构本身没有限定，因此这里省略对它的说明。但是，致动器分为两种类型。致动器4A和致动器4D是在通电作用下使阀在关闭状态下停止的类型的致动器。相对于此，致动器4B和致动器4C是在断电作用下使阀在关闭状态下停止的类型的致动器。将前者称为类型1致动器，将后者称为类型2致动器。 

控制装置2通过根据内燃机的负载、转速或者其它的需求控制各致动 器4A、4B、4C、4D的通电/断电来变换内燃机的工作气缸数。图2中示出了使全部气缸工作时的控制装置2的输出信号的设定和各致动器4A、4B、4C、4D的动作状态。在此情况下，向类型1致动器4A、4D输出的信号设为关闭，向类型2致动器4B、4C输出的信号设为开启。由此，能够使全部的气缸的阀工作。 

图3中示出了使全部气缸停止时的控制装置2的输出信号的设定和各致动器4A、4B、4C、4D的动作状态。在此情况下，向类型1致动器4A、4D输出的信号开启，向类型2致动器4B、4C输出的信号关闭。由此，能够使全部的气缸的阀在闭合状态下停止。 

图4和图5示出了使一部分气缸停止时的控制装置2的输出信号的设定和各致动器4A、4B、4C、4D的动作状态。在图4所示的例子中，向全部的致动器4A、4B、4C、4D输出的信号设为关闭。通过这样的设定，能够使设有类型2致动器4B、4C的气缸停止，并且能够仅使设有类型1致动器4A、4D的气缸工作。另一方面，在图5所示的例子中，将向全部的致动器4A、4B、4C、4D输出的信号设为开启。通过这样的设定，能够使设有类型1致动器4A、4D的气缸停止，并且能够仅使设有类型2致动器4B、4C的气缸工作。 

另外，使一部分气缸停止时的停止气缸的组合不限于图4、图5中所示的例子。基于控制装置2的通电/断电的控制以致动器为单位被执行，因此，例如还能够使类型不同的致动器4A和致动器4B停止。另外，能够仅使致动器4A停止或者反之仅使致动器4A工作。 

本实施方式的阀停止装置包括通过通电使阀停止的类型1致动器以及通过断电使阀停止的类型2致动器这两种类型的致动器。这种设置如以下所说明的成为对阀停止装置的故障、特别是对控制装置2的故障的有效对策。 

在控制装置2的故障中，包括被输出给各致动器4A、4B、4C、4D的电信号固定保持为开启状态的故障以及反之固定保持为关闭状态的故障。图7示出了因故障造成控制装置2的输出信号固定在开启状态时的各致动器4A、4B、4C、4D的动作状态。在该情况下，在设置有类型1致动器 4A、4D的气缸中阀被错误停止，但在设置有类型2致动器4B、4C的气缸中阀的工作被确保。因此，在该情况下，通过设置有类型2致动器4B、4C的气缸能够使内燃机继续运转。 

图6示出了因故障造成控制装置2的输出信号固定保持在关闭状态时的各致动器4A、4B、4C、4D的动作状态。在该情况下，在设置有类型2致动器4B、4C的气缸中阀被错误停止，但在设置有类型1致动器4A、4D的气缸中阀的工作被确保。因此，在该場合下，通过设置有类型1致动器4A、4D的气缸能够使内燃机继续运转。 

如以上所说明的，根据本实施方式的阀停止装置，即使因故障造成从控制装置2输出的信号被固定保持在开启/关闭中的任一者的状态，也不会发生在所有的气缸中阀在闭合状态下停止的危险。因此，能够通过某一气缸使内燃机继续运转，从而避免车辆不能行驶的情况。 

实施方式2. 

接着参照图8至图12的各图对本发明的实施方式2进行说明。 

图8是示出本实施方式的阀停止装置的构成的概略图。在图8中，对与实施方式共同的要素标记相同的符号。本实施方式的阀停止装置包括控制装置2以及被设置在四个气缸的每一个中的致动器4A、4B、4C、4D。但是，在本实施方式中，致动器4A和致动器4B成对设置，并通过共用的信号线8与控制装置2连接。另外，致动器4C和致动器4D成对设置，并通过共用的信号线10与控制装置2连接。 

成对设置的两个致动器中的一个致动器是前述的类型1致动器，另一个致动器是类型2致动器。另外，成对设置的两个致动器是曲柄角相位彼此相反的气缸的致动器。只要曲柄角相位相反，在两个致动器之间相互的阀停止指令期间就不会重叠。阀停止指令期间是指为了使阀停止而向致动器输出信号(如果是类型1致动器，则为开启信号，如果是类型2致动器，则为关闭信号)所需的最低限度的期间。该期间根据致动器具有怎样的机械或电的结构而不同，另外，也根据使哪个阀停止而不同。在本实施方式中，假设被停止的阀为进气阀，在未使阀停止的情况下预定的进气阀的阀打开期间作为阀停止指令期间。 

在本实施方式中，由于致动器4A、4B共用信号线8，因此同一信号从控制装置2供给到上述致动器4A、4B中。同样地，由于致动器4C、4D共用信号线10，因此同一信号从控制装置2供给到上述致动器4C、4D中。在本实施方式中，控制装置2以共用信号线为单位控制各致动器4A、4B、4C、4D的通电/断电，从而变换内燃机的工作气缸数。 

以下，以共用信号线8的致动器4A、4B为例，对相应于工作气缸数的控制装置2的输出信号的设定进行说明。另外，在以下的说明中，将设置有致动器4A的气缸称为气缸A，将设置有致动器4B的气缸称为气缸B。另外，在以下的说明中，控制装置2的输出信号是指经由共用信号线8向致动器4A、4B供应的信号。 

在图9中，对照气缸A、气缸B的各冲程示出使气缸A、B一起工作时的控制装置2的输出信号的设定。如图9所示，在气缸A和气缸B中，曲柄角相位彼此相反，即相差1/2周期(360°)。这样的气缸组合是指如果是点火顺序为1-3-4-2的内燃机则是第一气缸与第四气缸、或者第二气缸与第三气缸的组合。在该情况下，在气缸A刚要变为进气冲程前将信号设为关闭，在气缸B刚要变为进气冲程前将信号设为开启。通过周期性地持续执行这种信号的变换，能够使气缸A、B的进气阀一起工作。另外，这里为了简化说明，使进气阀的阀打开期间(即，阀停止指令期间)与进气冲程相等。 

图10中对照气缸A、气缸B的各冲程示出了使气缸A、B一起停止时的控制装置2的输出信号的设定。在此情况下，在气缸A刚要变为进气冲程前信号开启，在气缸B刚要变为进气冲程前信号关闭。通过周期性地执行这种信号的变换，能够使气缸A、B的进气阀一起停止。 

在图11和图12中，对照气缸A、气缸B的各冲程示出了使一部分气缸停止时的控制装置2的输出信号的设定。在图11所示的例子中，将信号始终设为开启。根据这样的设定，能够使设置有类型2致动器4B的气缸B工作，并仅使设置有类型1致动器4A的气缸A停止。另一方面，在图12所示的例子中，将信号始终设为关闭。根据这样的设定，能够使设置有类型1致动器4A的气缸A工作，并仅使设置有类型2致动器4B的气 缸B停止。 

在本实施方式的阀停止装置中，通过通电使阀停止的类型1致动器和通过断电使阀停止的类型2致动器这两种类型的致动器中的将阀停止指令期间彼此不重叠的致动器组成对，并通过共用信号线与控制装置2连接。这种设置如以下所说明的成为对阀停止装置的故障、特别是控制装置2的故障的有效的对策。 

在因故障造成控制装置2的输出信号固定为关闭的情况下，被共用信号线8、10输出的信号始终处于关闭状态。在共用信号线8、10断线的情况下也具有同样的结果。在该情况下，在设置有类型2致动器4B、4C的气缸中阀发生错误停止，但在设置有类型1致动器4A、4D的气缸中阀的工作被确保。因此，在该情况下，通过设置有类型1的致动器4A、4D的气缸，能够使内燃机继续运转。 

另一方面，因故障造成控制装置2的输出信号被固定在开启的情况下，被共用信号线8、10所输出的信号始终处于开启状态。当发生在向共用信号线8、10输出的信号执行切换的开关中夹杂有异物的情况下也具有同样的结果。在该情况下，在设置有类型1致动器4A、4D的气缸中阀错误停止，但在设置有类型2致动器4B、4C的气缸中阀的工作被确保。因此，在该情况下，通过设置有类型2致动器4B、4C的气缸，能够使内燃机继续运转。 

如以上所说明的，根据本实施方式的阀停止装置，即使因故障造成从控制装置2输出的信号固定在开启/关闭中的任一者的状态，也不会发生在所有的气缸中阀在闭合状态下停止的危险。因此，能够通过某一气缸使内燃机继续运转，从而避免车辆不能行驶的情况。 

其它方面. 

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内，可在上述的实施方式的基础上对本发明实施各种变形。 

另外，在上述的实施方式中在四缸机构中应用本发明，但本发明也能够应用于包括更多气缸的内燃机，也能够应用于包括更少气缸数的内燃 机。另外，在本发明中，特别涉及第一发明，设置有类型1致动器的气缸数与设置有类型2致动器的气缸数的数量不必一定相同。因此，在本发明中，特别是第一发明也能够应用于三缸或五缸等气缸数为奇数的内燃机。 

在实施方式2中，曲柄角相差360°的气缸的致动器成对设置，但只要成对设置的致动器的阀停止指令期间相互不重叠即可。因此，如果是进气阀的阀打开期间成为阀停止指令期间的致动器，则可以在六缸机构中成对设置曲柄角相差240°的气缸的致动器，也可以在八缸机构中成对设置曲柄角相差270°的气缸的致动器。 

符号说明 

2：控制装置 

4A、4D：类型1致动器 

6A、6B、6C、6D：信号线 

8、10：共用信号线 

Claims (2)

1.一种内燃机的阀停止装置，所述阀停止装置能够在具有多个气缸的内燃机中以气缸为单位或者以气缸组为单位使进气阀和排气阀中的任意阀停止，所述阀停止装置包括：

设置在所述多个气缸中的一部分气缸中并通过被通电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器；以及

设置在所述多个气缸中的其余的气缸中并通过被断电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器；

所述阀停止装置的特征在于，还包括：

以致动器为单位控制各致动器的通电和断电的控制装置。

2.一种内燃机的阀停止装置，所述阀停止装置能够在具有多个气缸的内燃机中以气缸为单位或者以气缸组为单位使进气阀和排气阀中的任意阀停止，所述阀停止装置包括：

设置在所述多个气缸中的一部分气缸中并通过预定的阀停止指令期间的通电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器，该致动器是下面的类型1致动器；

设置在所述多个气缸中的其余的气缸中并通过预定的阀停止指令期间的断电使阀在闭合状态下停止的类型的致动器，该致动器是下面的类型2致动器；

所述阀停止装置的特征在于，还包括：

被彼此的阀停止指令期间不重叠的一个类型1致动器与一个类型2致动器共用的共用信号线；以及

以共用信号线为单位控制各致动器的通电和断电的控制装置。

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