JP2841473B2 - Engine electromagnetic valve control device - Google Patents

Engine electromagnetic valve control device

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JP2841473B2
JP2841473B2 JP1144172A JP14417289A JP2841473B2 JP 2841473 B2 JP2841473 B2 JP 2841473B2 JP 1144172 A JP1144172 A JP 1144172A JP 14417289 A JP14417289 A JP 14417289A JP 2841473 B2 JP2841473 B2 JP 2841473B2
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exhaust
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,吸・排気バルブを電磁力により開閉作動
するエンジンの電磁バルブ制御装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic valve control device for an engine that opens and closes intake and exhaust valves by electromagnetic force.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来,吸入空気の供給時期を制御するエンジンとし
て,例えば,特開昭55−148932号公報に開示されている
ものがある。該エンジンは,吸気口又は該吸気口と連通
する吸気管内に制御弁を配置し,該制御弁の開閉時期を
調整する調整手段を設けたものであり,部分負荷時にお
ける負の仕事を極力減少させることによって部分負荷時
の燃料消費率を改善している。上記エンジンは,全負荷
時に吸気行程の終わりで吸気弁と制御弁を閉鎖するが,
部分負荷時に吸気行程の途中で制御弁を閉鎖し且つ吸気
行程の終わりで吸気弁を閉じるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an engine for controlling the supply timing of intake air, for example, there is an engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-148892. The engine has a control valve disposed in an intake port or an intake pipe communicating with the intake port, and an adjusting means for adjusting the opening / closing timing of the control valve. By doing so, the fuel consumption rate at partial load is improved. The engine closes the intake and control valves at the end of the intake stroke at full load,
At a partial load, the control valve is closed during the intake stroke and the intake valve is closed at the end of the intake stroke.

また,内燃機関のバルブ機構として,例えば,特開昭
58−183805号公報に開示されているものがある。該内燃
機関のバルブ機構は,内燃機関の作動状態を検出する検
出器,即ち,クランク軸の回転状態を検出する検出器及
びアクセル開度検出器の検出信号に基づいて吸気バルブ
及び排気バルブを電動手段で動作させるものである。
As a valve mechanism of an internal combustion engine, for example,
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-183805. A valve mechanism of the internal combustion engine electrically drives an intake valve and an exhaust valve based on a detection signal of a detector that detects an operation state of the internal combustion engine, that is, a detector that detects a rotation state of a crankshaft and a detection signal of an accelerator opening degree detector. It is operated by means.

更に,エンジンの運転状態に応じて吸・排気バルブを
制御する電子制御エンジンは,例えば,特開昭59−1623
12号公報に開示されている。該電子制御エンジンは,エ
ンジンの吸・排気弁を電磁力により開閉制御するもので
あり,エンジンの運転状態及び大気状態を入力し、所定
クランク角毎にデータサンプリングすることにより吸・
排気弁の開閉タイミング,リフト特性,オン・オフ時間
比率及びインジェクターの噴射量を決定する手段と,所
定クランク角毎に吸・排気弁のソレノイドへ駆動信号を
出力する手段と,吸気弁の開弁時にインジェクターへ駆
動信号を出力する手段とを備えたものである。
Further, an electronically controlled engine that controls intake and exhaust valves according to the operating state of the engine is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-1623.
No. 12 discloses this. The electronically controlled engine controls opening and closing of intake and exhaust valves of the engine by electromagnetic force. The operating state and the atmospheric state of the engine are input, and the intake and exhaust valves are sampled at predetermined crank angles.
Means for determining the opening / closing timing of the exhaust valve, lift characteristics, on / off time ratio, and injection amount of the injector, means for outputting a drive signal to the solenoid of the intake / exhaust valve at every predetermined crank angle, and opening of the intake valve Means for sometimes outputting a drive signal to the injector.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで,4サイクルエンジンの吸・排気サイクルは,
一般に,第2図に或いは第1図の点線で示すように,吸
気行程において,吸気バルブが開放されると同時に上死
点T.D.C.よりピストンが下降し,大気圧の空気がシリン
ダ内へ吸入される。次いで、吸気バルブが閉鎖されて圧
縮行程で下死点B.D.C.よりピストンが上昇し,混合気が
圧縮されて温度と圧力が上昇する。圧縮行程の終わり上
死点T.D.C.の少し前で混合気は点火或いは着火され,仕
事行程即ち膨張行程に移って燃焼によって発生した高圧
ガスによってピストンは押し下げられ仕事を行う。次
に,排気バルブが開放され,ピストンの上昇行程によっ
て排気行程に移り,シリンダ内の排気ガスが燃焼室外へ
排気される。
By the way, the intake and exhaust cycles of a 4-cycle engine
Generally, as shown by the dotted line in FIG. 2 or FIG. 1, in the intake stroke, at the same time as the intake valve is opened, the piston descends from the top dead center TDC, and air at atmospheric pressure is sucked into the cylinder. . Next, the intake valve is closed, the piston rises from the bottom dead center BDC in the compression stroke, the air-fuel mixture is compressed, and the temperature and pressure rise. Shortly before top dead center TDC at the end of the compression stroke, the air-fuel mixture is ignited or ignited, and moves to a work stroke, ie, an expansion stroke, where the piston is pushed down by high-pressure gas generated by combustion to perform work. Next, the exhaust valve is opened, and the process moves to the exhaust stroke by the upward stroke of the piston, and the exhaust gas in the cylinder is exhausted out of the combustion chamber.

ところが,ブローダウン時には、エンジンの高負荷時
には5〜6kg/cm2の排気ガスが排気管へ吹き出すが,エ
ンジンサイクルの排気行程で背圧を押し出す運動即ち負
の仕事によってパワーロスが発生する(第2図の斜線A
の部分)。
However, at the time of blowdown, when the load of the engine is high, 5 to 6 kg / cm 2 of exhaust gas is blown out to the exhaust pipe. However, power loss occurs due to the movement of pushing back pressure in the exhaust stroke of the engine cycle, that is, negative work (second example). Oblique line A in the figure
Part).

ところで,エンジンの要求性能は,今後益々,コンパ
クト化,大出力化等が要求される。また,エンジンの性
能は,低速度では高トルク,仕事量の増大による性能向
上,燃費向上即ち出力損失のないことが要求されてい
る。
By the way, the required performance of the engine is required to be more compact and to have a larger output in the future. Further, the performance of the engine is required to have a high torque at a low speed, an improvement in performance due to an increase in the amount of work, and an improvement in fuel efficiency, that is, no output loss.

この発明の目的は,上記の課題を解決することであ
り,吸・排気バルブをセラミック材料の軽量な材料で製
作して電磁力で開閉作動して開閉タイミング及びバルブ
リフト量を制御することによって,クランクシャフトの
回転とは独立して吸・排気バルブを制御できるように構
成し,断熱エンジンでは部分負荷時でも熱の放散が少な
いので,低圧縮比でも混合気の燃焼状態を良好に行うこ
とができるエンジンの電磁バルブ制御装置を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. The intake and exhaust valves are made of a lightweight material such as a ceramic material, and are opened and closed by electromagnetic force to control opening and closing timing and valve lift. The intake and exhaust valves can be controlled independently of the rotation of the crankshaft. With an adiabatic engine, heat is less dissipated even at a partial load, so that the mixture can be burned well even at a low compression ratio. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic valve control device for an engine.

エンジンでは,低圧低温で燃焼させる方が,NOX等のエ
ミッションの低減に有効であるので,吸気バルブを吸気
行程終了の手前で閉鎖するように閉鎖時期を制御するこ
とによって吸気行程終わりの圧力は負圧となり,且つ吸
気流量を低減して圧縮端温度が低い状態で燃焼させ,最
高圧力を低下させることができる。エンジンでは,上記
状態で燃焼させると,膨張行程での圧力変化が下死点B.
D.C.では大気圧に近くなり,結果的にブローダウンから
大気圧まで排気管内で膨張する仕事を実仕事に変換でき
る。即ち,この発明によるエンジンの電磁バルブ制御装
置を使用すれば,仕事行程を引き延ばして負の仕事によ
るパワーロスを低減することができることになる。
The engine, who burned in a low pressure low temperature, because it is effective in reducing emissions, such as NO X, the pressure at the end intake stroke by controlling the closing timing to close the intake valve before the intake stroke ends It becomes negative pressure, the intake air flow rate is reduced, and combustion is performed in a state where the compression end temperature is low, so that the maximum pressure can be reduced. If the engine is burned in the above condition, the pressure change during the expansion stroke will cause B.C.
In DC, the pressure is close to the atmospheric pressure, and as a result, the work expanding in the exhaust pipe from the blowdown to the atmospheric pressure can be converted into actual work. That is, if the electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention is used, the work stroke can be extended and the power loss due to negative work can be reduced.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は,上記の目的を達成するため,シリンダに
対してポートを開閉する吸・排気バルブを電磁力で開閉
作動する電磁バルブ駆動装置と,エンジン負荷及び吸入
空気温度を検出する各検出手段と,前記各検出手段によ
るエンジン負荷検出値が所定の設定負荷以下の検出信号
で且つ吸入空気温度検出値が所定の設定温度以上の検出
信号に応答して圧縮比を低減させるため前記吸気バルブ
のバルブ閉鎖時期を吸入行程の途中で閉鎖し,他の検出
信号に応答して前記吸気バルブの閉鎖を定常時期で閉鎖
する制御を行うコントローラと,を有するエンジンの電
磁バルブ制御装置に関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electromagnetic valve driving device that opens and closes an intake / exhaust valve that opens and closes a port with respect to a cylinder by electromagnetic force, and detection means for detecting engine load and intake air temperature. The valve of the intake valve for reducing a compression ratio in response to a detection signal whose engine load detection value is equal to or lower than a predetermined load and a detection signal whose intake air temperature detection value is higher than a predetermined temperature. And a controller for closing the intake valve in the middle of the intake stroke and performing control to close the intake valve at a steady timing in response to another detection signal.

また,このエンジンの電磁バルブ制御装置では,前記
吸気バルブの吸入行程の途中でのバルブ閉鎖時期は,吸
入行程の終了前50゜付近に設定されることが好ましいも
のである。
In the electromagnetic valve control device for an engine, it is preferable that the valve closing timing during the intake stroke of the intake valve is set to around 50 ° before the end of the intake stroke.

更に,このエンジンの電磁バルブ制御装置は,断熱エ
ンジンにおける吸気バルブの開閉作動に適用されたもの
である。
Further, the electromagnetic valve control device of this engine is applied to the opening and closing operation of an intake valve in an insulated engine.

〔作用〕[Action]

この発明によるエンジンの電磁バルブ制御装置は,上
記のように構成され,次のように作用する。
The electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention is configured as described above, and operates as follows.

このエンジンの電磁バルブ制御装置は,エンジン負荷
を検出する検出手段によるエンジン負荷検出値が所定の
設定負荷以下に応答して且つ吸入空気の温度を検出する
検出手段による吸入空気温度検出値が所定の設定温度以
上の検出信号に応答して圧縮比を低減させるため吸気バ
ルブのバルブ閉鎖時期を吸入行程の途中,例えば,終了
前50゜付近で閉鎖する制御する。
This electromagnetic valve control device for an engine responds to an engine load detection value detected by an engine load detecting means that is lower than a predetermined set load, and detects an intake air temperature detected value by a detection means detecting an intake air temperature. In order to reduce the compression ratio in response to the detection signal at or above the set temperature, the valve closing timing of the intake valve is controlled to be closed during the intake stroke, for example, around 50 ° before the end of the intake stroke.

即ち,このエンジンの電磁バルブ制御装置は,所定の
低負荷時で且つ所定の温度以上で燃焼状態が安定してい
る時期であるので,圧縮比を低減するため,吸気バルブ
の早期の閉鎖によって吸気流量を低減して圧縮始めの下
死点B.D.C.では負圧とし,燃焼時の最高圧力を低くして
仕事行程の終了点ではほぼ大気圧付近の排気圧まで膨張
するので,従来の排気管内の放散ガスエネルギを利用で
きると共に,圧縮行程の始め及び膨張行程の終わりの下
死点B.D.C.での燃焼室内の圧力を大気圧近くにして排気
行程での背圧を低下させ,排気行程で背圧を押し出すポ
ンピング仕事によるパワーロスを低減する。
That is, the electromagnetic valve control device of this engine operates at a predetermined low load and at a time when the combustion state is stable at a predetermined temperature or higher, so that the intake valve is closed early by closing the intake valve early to reduce the compression ratio. At the bottom dead center BDC at the beginning of compression by reducing the flow rate, a negative pressure is set, and the maximum pressure during combustion is reduced to expand to almost the atmospheric pressure at the end of the work stroke. Gas energy can be used, and the pressure in the combustion chamber at the bottom dead center BDC at the beginning of the compression stroke and the end of the expansion stroke is reduced to near atmospheric pressure to reduce the back pressure in the exhaust stroke and push the back pressure in the exhaust stroke Reduces power loss due to pumping work.

即ち,このエンジンの電磁バルブ制御装置を用いれ
ば,第2図に又は第1図の点線で示す排気行程における
背圧を押し出す運動である面積Aの部分のパワーロスを
低減し,第1図に示すように,仕事量の損失を無くして
エンジンの性能向上を図ることができ,最高圧が低減さ
せることができる。
That is, if the electromagnetic valve control device of this engine is used, the power loss in the area A, which is the motion for pushing out the back pressure in the exhaust stroke shown by the dotted line in FIG. 2 or FIG. 1, is reduced, and as shown in FIG. Thus, the performance of the engine can be improved without losing the workload, and the maximum pressure can be reduced.

また,エンジンの他の信号値,例えば,エンジンの高
負荷時には,前記吸気バルブの閉鎖を定常時期,例え
ば,圧縮行程に入って正圧に変わる直前の時期で閉鎖す
る制御を行うので,通常のエンジンサイクルの作動と同
様の出力を確保することができる。
In addition, when other signal values of the engine, for example, when the engine is under a high load, the intake valve is closed at a steady time, for example, at a time immediately before the intake valve enters a compression stroke and changes to a positive pressure. The same output as the operation of the engine cycle can be secured.

また,このエンジンの電磁バルブ制御装置は,断熱エ
ンジンの吸気バルブの開閉作動に適用したので,断熱エ
ンジンでは低負荷時に燃焼室からの熱放散が少なく、そ
のため燃焼温度を確保しており,吸気行程の終了手前で
閉鎖して吸入空気量が少なくなって低圧力になっても燃
焼状態を良好に維持でき極めて最適なエンジンサイクル
を達成できる。
In addition, since the electromagnetic valve control device of this engine was applied to the opening and closing operation of the intake valve of the heat-insulated engine, the heat-dissipation from the combustion chamber was small when the load was low in the heat-insulated engine. Even before the end of the process, the combustion state can be maintained well even if the intake air amount decreases and the pressure becomes low, so that an extremely optimal engine cycle can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下,図面を参照して,この発明によるエンジンの電
磁バルブ制御装置の実施例を説明する。第1図には,こ
の発明による電磁バルブ制御装置を組み込んだミラーサ
イクルエンジンについてのP−V線図が示されている。
Hereinafter, an embodiment of an electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a PV diagram for a Miller cycle engine incorporating an electromagnetic valve control device according to the present invention.

第1図において,エンジンの作動サイクルを説明する
ため,1サイクルにおけるシリンダ内のガス状態の変化が
示されており,横軸に容積Vを且つ縦軸に圧力Pをプロ
ットしている。ここで,ピストンの受圧面積は一定であ
るので,横軸はピストン行程の位置を示すことができ,
左終端が上死点T.D.C.であり且つ右終端が上死点B.D.C.
の位置に相当している。また,ピストンストロークはク
ランク角度の関数であり,横軸の圧力Pをクランク角と
してプロットする。
In FIG. 1, in order to explain the operation cycle of the engine, a change in the gas state in the cylinder in one cycle is shown, and the volume V is plotted on the horizontal axis and the pressure P is plotted on the vertical axis. Here, since the pressure receiving area of the piston is constant, the horizontal axis can indicate the position of the piston stroke.
TDC at top dead center and BDC at top right
Position. The piston stroke is a function of the crank angle, and the pressure P on the horizontal axis is plotted as the crank angle.

このエンジンの電磁バルブ制御装置を組み込んだミラ
ーサイクルエンジンの4サイクルエンジンの吸・排気サ
イクルを説明する。
The intake / exhaust cycle of a 4-cycle engine of a Miller cycle engine incorporating the engine electromagnetic valve control device will be described.

エンジンサイクルの吸気行程において,電磁バルブ駆
動装置によって吸気バルブが点aにおいて開放され,吸
気バルブの開放状態で,ピストンは上死点T.D.C.から下
降し,吸気ポートより吸入空気が大気圧P0近くの圧力で
シリンダ内に吸入される。吸気行程の途中,例えば,下
死点B.D.C.の終了前クランク角度で50゜の付近(図で
は,点b)で電磁バルブ駆動装置を作動して吸気バルブ
を閉鎖する。吸気バルブが閉鎖して,吸気ポートからシ
リンダ内へは吸入空気は供給されないが,ピストンは下
死点B.D.C.まで下降を続けるので,シリンダ内の圧力P
は低下し且つ容積Vは増大して点cに到る。従って,シ
リンダ内の吸入空気圧は断熱膨張して大気圧P0より低下
して吸気行程を終了する。
In the intake stroke of the engine cycle, the intake valves by the electromagnetic valve drive apparatus is opened at point a, in the open state of the intake valve, the piston descends from the top dead center TDC, the intake air from the intake port is the atmospheric pressure P 0 of the near It is sucked into the cylinder by pressure. During the intake stroke, for example, at around 50 ° (point b in the figure) at the crank angle before the end of the bottom dead center BDC, the electromagnetic valve driving device is operated to close the intake valve. Although the intake valve is closed and intake air is not supplied from the intake port into the cylinder, the piston continues to descend to the bottom dead center BDC.
Decreases and volume V increases to point c. Thus, intake air in the cylinder ends the intake stroke and lower than the atmospheric pressure P 0 by adiabatic expansion.

次いで,サイクルは圧縮行程に移るが,吸気バルブ及
び排気バルブは閉鎖されており,圧縮行程で下死点B.D.
C.よりピストンが上昇し,シリンダ内圧は点cから点b
の線に沿って大気圧P0の状態へ戻る。シリンダ内の吸入
空気は,点cから点bの線に沿って断熱圧縮されてシリ
ンダ内圧は大気圧P0を経て点dに到るまで断熱圧縮され
て温度と圧力が上昇する。圧縮行程の終わり上死点T.D.
C.において,混合気は点火或いは着火され,仕事行程へ
移る。混合気は燃焼してシリンダ内圧は最高圧PMAXに達
し,点dから点eの線に沿う燃焼期間は終了する。ここ
で,燃焼期間に現れる最高圧PMAXのシリンダ内圧は,従
来のエンジンサイクルでは,第1図の点線で示すよう
に,最高圧PMAXより高い値P′MAXを示しているが,ミ
ラーサイクルエンジンでは,吸気流量をカットし,下死
点B.D.C.まで膨張させた分だけ最高圧力が低く抑えられ
る。
Next, the cycle shifts to the compression stroke, but the intake valve and the exhaust valve are closed, and the bottom dead center BD
The piston rises from C. and the cylinder pressure rises from point c to point b.
Along the lines of return to the state of the atmospheric pressure P 0. Intake air in the cylinder, the cylinder pressure is adiabatically compressed along from the point c to a line of the point b is adiabatically compressed up to the point d through the atmospheric pressure P 0 and temperature and pressure increases. End of compression stroke Top dead center TD
At C., the mixture is ignited or ignited and moves to the work process. Air mixture cylinder pressure in the combustion reaches the highest pressure P MAX, combustion period along from the point d to a line of the point e terminates. Here, the cylinder pressure of the maximum pressure P MAX that appears during the combustion period shows a value P ′ MAX higher than the maximum pressure P MAX in the conventional engine cycle as shown by the dotted line in FIG. In the engine, the maximum pressure can be kept low by reducing the intake air flow and expanding to the bottom dead center BDC.

次いで,仕事行程即ち膨張行程において,点eから点
fの線に沿って燃焼によって発生した高圧ガスによって
ピストンは押し下げられ仕事を行う。仕事行程が進み,
排気ガスは後燃えしつつピストンを降下させるが,仕事
行程の終了は下死点B.D.C.(点fに符合)のほぼ大気圧
P0に到るまで続けられる。従って,排気ガスのブローダ
ウンによって発生する燃焼ガスの自己膨張による熱量の
放散を減少した状態で膨張行程が終了する。ここで,排
気行程の開始時期には,シリンダ内圧は,従来のエンジ
ンサイクルでは,第1図の点線で示すように,大気圧P0
より高い値を示しているが,この発明によるエンジンサ
イクルではシリンダ内圧はほぼ大気圧P0の状態へ戻り,
その点fにおいて排気バルブが開放され,該点fから点
aまでの線に沿って排気行程が行われ,仕事をした排気
ガスがシリンダ内即ち燃焼室外へ排気される。
Next, in the work stroke, that is, the expansion stroke, the piston is pushed down by the high-pressure gas generated by combustion along the line from the point e to the point f to perform work. The work process goes on,
The exhaust gas lowers the piston while burning afterwards, but the end of the work process is almost the atmospheric pressure of the bottom dead center BDC (corresponding to the point f).
It is continued up to the P 0. Therefore, the expansion stroke is completed in a state where the amount of heat dissipated by the self-expansion of the combustion gas generated by the blowdown of the exhaust gas is reduced. Here, the start timing of the exhaust stroke, cylinder pressure, in the conventional engine cycle, as indicated by a dotted line in FIG. 1, the atmospheric pressure P 0
Although it shows a higher value, in the engine cycle according to the present invention, the cylinder internal pressure returns to almost the state of the atmospheric pressure P 0 ,
At the point f, the exhaust valve is opened, the exhaust stroke is performed along the line from the point f to the point a, and the exhaust gas that has worked is exhausted into the cylinder, that is, outside the combustion chamber.

このエンジンの電磁バルブ制御装置は,吸気バルブの
閉鎖時期を早めるように制御することによって,従来の
エンジンサイクルにおける排気行程で背圧を押し出す運
動で発生していたパワーロス(第2図の斜線面積A或い
は第1図の点線の負の部分)を無くすことができ,エン
ジンのサイクル損失を低減できる。しかも,吸気バルブ
の閉鎖時期の制御を,エンジンの作動状態に応じて行う
ことによって,良好なエンジンサイクルで運転が達成さ
れる。例えば,エンジンの部分負荷時で且つ所定の温度
以上で燃焼状態が安定している時期であれば,圧縮比を
低減させるため,吸気バルブの閉鎖時期を早めて吸気流
量を低減して圧縮端温度が低い状態にしても,燃焼はス
ムースに行われ,仕事行程を引き延ばしてガスエネルギ
を仕事に変換して大気圧付近まで排気圧を低下させ,圧
縮行程の始め及び膨張行程の終わりの下死点B.D.C.での
燃焼室内の圧力を大気圧近くにして排気行程での背圧を
低下させ,排気行程で背圧を押し出すポンピング仕事に
よるパワーロスを低減し,仕事量を増加できる。
By controlling the solenoid valve control device of this engine to advance the closing timing of the intake valve, the power loss (shaded area A in FIG. 2) generated by the motion of pushing out the back pressure during the exhaust stroke in the conventional engine cycle is performed. Alternatively, the negative part of the dotted line in FIG. 1) can be eliminated, and the cycle loss of the engine can be reduced. Moreover, by controlling the closing timing of the intake valve in accordance with the operating state of the engine, operation can be achieved with a good engine cycle. For example, when the combustion state is stable at a partial load of the engine and at a temperature equal to or higher than a predetermined temperature, in order to reduce the compression ratio, the closing timing of the intake valve is advanced to reduce the intake air flow rate, thereby reducing the compression end temperature. Even when the pressure is low, combustion is performed smoothly, the work stroke is extended, the gas energy is converted into work, the exhaust pressure is reduced to near atmospheric pressure, and the bottom dead center at the beginning of the compression stroke and at the end of the expansion stroke. By reducing the pressure inside the combustion chamber at BDC to near atmospheric pressure, the back pressure in the exhaust stroke is reduced, the power loss due to the pumping work that pushes the back pressure in the exhaust stroke is reduced, and the amount of work can be increased.

また,このエンジンの電磁バルブ制御装置は,断熱エ
ンジンの吸気バルブの開閉作動に適用して極めて好まし
いものであり,断熱エンジンでは部分負荷時に,燃焼室
からの熱放散が少ないので,低圧縮比の状態でもエンジ
ンの良好な運転を行うことができる。しかも,シリンダ
内の最高ガス圧力即ちPMAXが従来のエンジンに比較して
低く抑えられるので,エンジンの構造上での強度につい
ても補強する必要がなく,断熱エンジンには最適な作動
サイクルである。
Also, the electromagnetic valve control device of this engine is extremely preferable when applied to the opening and closing operation of an intake valve of an insulated engine. In an insulated engine, heat dissipation from a combustion chamber at a partial load is small, so that a low compression ratio is used. Even in the state, good operation of the engine can be performed. Moreover, since the maximum gas pressure or P MAX in the cylinder is kept low as compared to a conventional engine, there is no need also to reinforce the strength in the structure of the engine, the adiabatic engine is the optimal operating cycle.

次に,このエンジンの電磁バルブ制御装置における吸
気バルブ及び排気バルブを開閉作動できる電磁バルブ駆
動装置の一例を第3図を参照して説明する。
Next, an example of an electromagnetic valve driving device capable of opening and closing an intake valve and an exhaust valve in the electromagnetic valve control device of the engine will be described with reference to FIG.

第3図に示すように,電磁バルブ駆動装置は,シリン
ダに対してポート6を開閉する吸・排気バルブに適用さ
れるように,エンジン13に組み込まれているものであ
り,電磁バルブ駆動装置の要部がエンジン13から取り出
された状態で概念的に示されている。エンジン13への供
給燃料を制御する燃料噴射装置21は噴射ノズル12を有
し,噴射ノズル12はシリンダヘッド3の上部から吸気ポ
ート6に貫入され,ノズル孔から噴射される燃料がシリ
ンダ内へと噴霧導入される。燃料噴射装置21は,コント
ローラ15からの指令によって所定量の燃料を噴射するよ
うに制御される。また,エンジン13の出力軸に対して回
転センサ14が設けられ,エンジン回転数を検出する。エ
ンジン回転数の検出値即ち回転信号は,コントローラ15
に入力される。吸気バルブ1は,セラミック材料で製作
され,シリンダヘッド3に固定したバルブガイド16に案
内されて上下方向に摺動可能に配設されている。
As shown in FIG. 3, the electromagnetic valve driving device is incorporated in the engine 13 so as to be applied to an intake / exhaust valve that opens and closes the port 6 with respect to a cylinder. The main part is conceptually shown in a state where it is taken out of the engine 13. The fuel injection device 21 for controlling the fuel supplied to the engine 13 has an injection nozzle 12, which penetrates into the intake port 6 from above the cylinder head 3, and the fuel injected from the nozzle hole flows into the cylinder. Spray is introduced. The fuel injection device 21 is controlled by a command from the controller 15 to inject a predetermined amount of fuel. Further, a rotation sensor 14 is provided for the output shaft of the engine 13 to detect the engine speed. The detected value of the engine speed, that is, the rotation signal is transmitted to the controller 15.
Is input to The intake valve 1 is made of a ceramic material, is guided by a valve guide 16 fixed to the cylinder head 3, and is slidably disposed in a vertical direction.

吸気バルブ1の上昇又は下降によって吸気バルブ1の
バルブフェース17が,シリンダヘッド3の吸気ポート6
に設置されたバルブシート18に当接又は離脱することに
よって,吸気ポート6が開閉される。従って,吸気ポー
ト6の開閉作動或いは開閉量によってエンジン13のシリ
ンダ内への吸入空気量が制御されるものである。吸気バ
ルブ1の上端部23には,軟鉄等の磁性材料から成る可動
子19が固定されており,可動子19には可動子コイル24が
設けられている。また,可動子19に対して,可動子19の
上方に軟鉄等の磁性材料から成る固定子25がシリンダヘ
ッド3に設置されており,しかも固定子25には固定子コ
イル20が設けられている。従って,可動子コイル24及び
固定子コイル20が通電/遮断されることによって,固定
子25は可動子19を吸引/離反することになり,吸気バル
ブ1を上下に動弁駆動する。なお,シリンダヘッド3の
上面に形成されたバルブスプリングシート11と可動子19
との間には,バルブスプリング26が配設されている。従
って,吸気バルブ1は,バルブスプリング26のばね力に
より常時は閉弁されるものである。
When the intake valve 1 rises or falls, the valve face 17 of the intake valve 1 is moved to the intake port 6 of the cylinder head 3.
The intake port 6 is opened and closed by coming into contact with or detaching from the valve seat 18 installed in the valve. Therefore, the amount of air taken into the cylinder of the engine 13 is controlled by the opening / closing operation or opening / closing amount of the intake port 6. A mover 19 made of a magnetic material such as soft iron is fixed to an upper end 23 of the intake valve 1, and the mover 19 is provided with a mover coil 24. In addition, a stator 25 made of a magnetic material such as soft iron is mounted on the cylinder head 3 above the mover 19, and the stator 25 is provided with a stator coil 20. . Therefore, when the mover coil 24 and the stator coil 20 are energized / cut off, the stator 25 attracts / separates the mover 19 and drives the intake valve 1 up and down. The valve spring seat 11 and the mover 19 formed on the upper surface of the cylinder head 3
A valve spring 26 is disposed between the valve spring 26 and the valve spring 26. Therefore, the intake valve 1 is normally closed by the spring force of the valve spring 26.

更に,電磁力で作動される吸・排気バルブは,吸・排
気バルブ自体を構成する材料は,軽量化のためセラミッ
ク材で製作されており,吸・排気バルブのバルブフェー
ス17及びバルブステム2の摺動部に鉄粉等が吸着するこ
とを防止するため非磁性材料のセラミック材で製作され
ることが好ましい。バルブフェース17及びバルブステム
2の摺動部に鉄粉等が吸着すると,吸・排気バルブによ
る吸・排気ポートの密閉状態が悪化するし,また,摺動
部の摩擦抵抗が大きくなり焼き付き等の好ましくない状
態が発生する。そこで,吸・排気バルブを電磁力で作動
するため,吸・排気バルブの上端部には,磁性材料から
成る可動子19を別途設けてある。上記のように,吸・排
気バルブを構成することによって,コントローラ15から
の制御された電流が可動子コイル24及び固定子コイル20
に通電又は遮断されると,固定子25は可動子19をスプリ
ング26の付勢力に抗して離反又は吸引を行うことがで
き,従って,吸気バルブ1は下降又は上昇を行い,吸気
バルブ1のバルブフェース17は吸気ポート6を開放又は
閉鎖を行うことができる。
Further, the intake / exhaust valve which is operated by electromagnetic force is made of a ceramic material for the purpose of reducing the weight of the intake / exhaust valve itself, and the valve face 17 of the intake / exhaust valve and the valve stem 2 are formed. In order to prevent iron powder or the like from adsorbing to the sliding portion, it is preferable that the sliding portion is made of a nonmagnetic ceramic material. If iron powder or the like is adsorbed on the sliding portion of the valve face 17 and the valve stem 2, the suction / exhaust valve deteriorates the tightness of the suction / exhaust port, and the frictional resistance of the sliding portion increases, resulting in seizure. An undesired condition occurs. Therefore, in order to operate the intake / exhaust valve by electromagnetic force, a movable element 19 made of a magnetic material is separately provided at the upper end of the intake / exhaust valve. By configuring the intake and exhaust valves as described above, the controlled current from the controller 15 is controlled by the mover coil 24 and the stator coil 20.
When the power is turned on or off, the stator 25 can separate or move the mover 19 against the urging force of the spring 26, so that the intake valve 1 descends or rises and the intake valve 1 The valve face 17 can open or close the intake port 6.

この電磁バルブ駆動装置は,位置センサ4,負荷センサ
5,温度センサ7及び回転センサ14によって検出された各
検出信号をコントローラ15が受け,検出された各検出信
号に応答して,電磁バルブ駆動装置のバルブリフタ10に
おける固定子コイル20及び可動子コイル24に電流を流
し,電磁石を励磁してバルブを駆動することができる。
This electromagnetic valve drive is composed of a position sensor 4, a load sensor
5, The controller 15 receives each detection signal detected by the temperature sensor 7 and the rotation sensor 14, and responds to each detection signal detected by the controller 15 to fix the stator coil 20 and the movable coil 24 in the valve lifter 10 of the electromagnetic valve driving device. A current can be supplied to the valve to excite the electromagnet to drive the valve.

エンジン13の負荷センサ5は,エンジン負荷を検出す
るものであり,燃料噴射装置21の噴射ノズル12からエン
ジン13への供給される燃料供給量を検出するか,或いは
アクセルペダル28の踏込み量を検出することによって検
出できるものである。言い換えれば,負荷センサ5は、
エンジン13への燃料供給量の検出センサ及び/又はアク
セルペダル28の踏込量の検出センサで構成することがで
きる。従って,エンジン13への燃料供給量及び/又はア
クセルペダル28の踏込み量の信号をエンジンの負荷信号
として,コントローラ15に入力することによって,吸・
排気バルブの電磁バルブを制御することができる。
The load sensor 5 of the engine 13 detects the engine load, and detects the amount of fuel supplied from the injection nozzle 12 of the fuel injection device 21 to the engine 13 or the amount of depression of the accelerator pedal 28. Can be detected. In other words, the load sensor 5
It can be constituted by a sensor for detecting the amount of fuel supplied to the engine 13 and / or a sensor for detecting the amount of depression of the accelerator pedal 28. Therefore, by inputting a signal of the amount of fuel supplied to the engine 13 and / or the amount of depression of the accelerator pedal 28 to the controller 15 as a load signal of the engine, the amount of fuel absorbed and absorbed
The electromagnetic valve of the exhaust valve can be controlled.

また,エンジン13の位置センサ4は,ピストンのスト
ロークの位置を検出するものであり,クランク角を検出
することによって検出することができる。
The position sensor 4 of the engine 13 detects the position of the stroke of the piston, and can detect the stroke by detecting the crank angle.

また,吸入空気の温度を検出するために,温度センサ
7が設けられている。更に,吸気ポート6を形成する吸
気通路には,吸気流量センサ9が配設されている。吸気
流量センサ9は,例えば,電流を通じた電熱線に当たる
空気流を,電熱線の抵抗値変化により検出するものであ
り,吸気流量センサ9からの信号はコントローラ15の吸
気流量処理装置に入力され,吸気ポート6を通る吸入空
気量を検出することができる。
A temperature sensor 7 is provided to detect the temperature of the intake air. Further, an intake flow rate sensor 9 is provided in an intake passage forming the intake port 6. The intake flow rate sensor 9 detects, for example, an air flow hitting a heating wire through an electric current based on a change in the resistance value of the heating wire, and a signal from the intake flow rate sensor 9 is input to an intake flow rate processing device of the controller 15. The amount of intake air passing through the intake port 6 can be detected.

コントローラ15は,マイクロコンピュータから成り,
演算処理を行う中央制御装置,演算処理手順,制御手段
等を格納する各種メモリ,入/出力ポート等を備えてお
り,前述の各種センサ等からの各種信号が入力される
と,メモリに格納された手順により処理が行われ,吸気
バルブ1及び排気バルブの開閉作動のための動弁機構用
の電磁コイル20,24に対して制御指令を発し,吸・排気
バルブの開閉作動を制御する。また,コントローラ15
は,上記の吸・排気バルブの開閉作動に限らず,バルブ
開度,バルブリフト,燃料の噴射タイミング等の演算を
行い,制御指令が発せられるよう構成されている。な
お、図中,27はバッテリであり,コントローラ15,動弁用
の各種コイル等の電源となるものである。図では,吸気
バルブ1についてのみ図示されているが,この電磁バル
ブ駆動装置は,排気バルブについても同様に電磁駆動さ
れるものであり,排気バルブが配置される排気系の構成
は,排気ポートに流量センサ及び噴射ノズルが配置され
ていないものである。
The controller 15 is composed of a microcomputer,
It has a central control unit for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures, control means, etc., input / output ports, and the like. When various signals from the various sensors described above are input, the signals are stored in the memory. The processing is performed according to the above procedure, and a control command is issued to the electromagnetic coils 20 and 24 for the valve operating mechanism for opening and closing the intake valve 1 and the exhaust valve to control the opening and closing of the intake and exhaust valves. In addition, the controller 15
Is configured not only to perform the opening / closing operation of the intake / exhaust valves described above, but also to calculate valve opening, valve lift, fuel injection timing and the like, and to issue a control command. In the figure, reference numeral 27 denotes a battery, which serves as a power source for the controller 15, various valves and other coils. Although only the intake valve 1 is shown in the drawing, this electromagnetic valve driving device is also electromagnetically driven for the exhaust valve, and the configuration of the exhaust system in which the exhaust valve is disposed is connected to the exhaust port. The flow sensor and the injection nozzle are not provided.

次に,電磁バルブ駆動装置付きエンジンに組み込むこ
とができる電磁バルブ駆動装置は,上記のように構成さ
れており,電磁バルブ駆動装置付きエンジンの作動の一
例を図面を参照して説明する。第4図は電磁バルブ制御
装置を組み込むことができる電磁バルブ駆動装置付きエ
ンジンの作動の一例を示す処理フロー図である。
Next, the electromagnetic valve driving device that can be incorporated in the engine with the electromagnetic valve driving device is configured as described above, and an example of the operation of the engine with the electromagnetic valve driving device will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a processing flow chart showing an example of the operation of an engine with an electromagnetic valve driving device that can incorporate the electromagnetic valve control device.

この発明によるエンジンの制御装置については,吸気
バルブ1と排気バルブのバルブタイミング等を最適状態
に制御するため,コントローラ15からの指令によって,
吸気バルブ1と排気バルブの各バルブリフタ10の作動を
電磁力によって制御する。即ち,バルブリフタ10はクラ
ンク軸の回転とは独立して制御できるので,燃焼室8へ
の吸入空気量,排気量,吸気の燃焼室8への吸入時,排
気ガスの燃焼室8からの排気室,及び吸気バルブと排気
バルブのバルブタイミングの制御は,適宜にエンジン13
の回転数に応じて最適状態に調節し,エンジン13を良好
に作動ができるように制御する。
In the engine control device according to the present invention, in order to control the valve timing and the like of the intake valve 1 and the exhaust valve in an optimal state, the command from the controller 15 is used.
The operation of each valve lifter 10 of the intake valve 1 and the exhaust valve is controlled by an electromagnetic force. That is, since the valve lifter 10 can be controlled independently of the rotation of the crankshaft, the amount of intake air and the amount of exhaust gas into the combustion chamber 8, the time of intake of intake air into the combustion chamber 8, and the degree of exhaust gas exhaust from the combustion chamber 8 The valve timing of the intake valve and exhaust valve is controlled by the engine
The engine 13 is adjusted to an optimum state according to the rotation speed, and is controlled so that the engine 13 can operate satisfactorily.

エンジン13の始動に伴って電磁バルブ駆動装置が駆動
制御され,吸気バルブ1と排気バルブが開閉作動され
る。第1ステップとして,エンジン13の駆動によって,
エンジン負荷LEを負荷センサ5によって検出し,該検出
信号をコントローラ15に入力する。また,吸入空気の温
度TAを温度センサ7によって検出し,該検出信号をコン
トローラ15に入力する(ステップ40)。コントローラ15
は,各検出信号に応答して吸気バルブ1と排気バルブの
各バルブリフタ10に指令を発し,吸気バルブ1と排気バ
ルブの各バルブリフタ10における固定子コイル20及び可
動子コイル24に電流を高級し,両バルブを動弁作動して
開閉制御するため,次の処理を行う。
With the start of the engine 13, the drive of the electromagnetic valve driving device is controlled, and the intake valve 1 and the exhaust valve are opened and closed. As a first step, by driving the engine 13,
The engine load L E is detected by the load sensor 5, and inputs a detection signal to the controller 15. Further, the temperature T A of intake air detected by the temperature sensor 7, and inputs a detection signal to the controller 15 (step 40). Controller 15
Sends a command to each of the valve lifters 10 of the intake valve 1 and the exhaust valve in response to each detection signal, and applies a higher current to the stator coil 20 and the mover coil 24 in each of the valve lifters 10 of the intake valve 1 and the exhaust valve. The following processing is performed to open and close both valves by operating them.

ステップ40において,負荷センサ5によって検出され
たエンジン負荷LEが予め計算された所定の負荷LE1によ
り大きいか否かを判断する(ステップ41)。即ち,吸気
バルブ1の閉弁時については,エンジン13の低負荷時で
温度が高い場合には,高負荷時に比較してピストンが下
死点B.D.C.の手前付近,即ち,吸気行程の終了前50゜付
近で閉弁することが圧縮比を低減できて好ましいので,
吸気バルブ1の閉弁時期を制御するため,吸気バルブ1
の作動状態の変更時に当たるエンジン13の負荷が所定の
負荷LE1に予め設定されている。また,エンジン13の高
負荷時には,処理はステップ43へ進む。
In step 40, it is determined greater than or not a predetermined load L E1 that the detected engine load L E is pre-computed by the load sensor 5 (step 41). That is, when the intake valve 1 is closed, when the engine 13 is at a low load and the temperature is high, the piston is closer to the bottom dead center BDC than when the engine 13 is at a high load, that is, 50 hours before the end of the intake stroke. It is preferable to close the valve near ゜ because the compression ratio can be reduced.
In order to control the closing timing of the intake valve 1, the intake valve 1
The load of the engine 13 to be applied when the operating state of the engine 13 changes is set to a predetermined load LE1 in advance. When the load of the engine 13 is high, the process proceeds to step 43.

次いで,温度センサ7によって検出された吸入空気の
温度TAが予め計算された所定の温度TA1より高いか否か
を判断する(ステップ42)。即い,寒冷時等における吸
入空気温度TAが低い場合には,燃焼室内の温度も余り高
く維持されておらず,低圧縮比では燃焼がスムーズに行
われず好ましくないので,吸入空気温度TAが予め設定さ
れた所定の温度TA1より低い場合には,通常の圧縮比で
燃焼を行わせるように制御するため,吸気バルブ1の早
い時期での閉鎖を行わず,定常の時期,例えば,圧縮行
程に入って正圧に変わる直前の時期で吸気バルブ1を閉
鎖するように開閉制御を行う。
Then, it is determined whether the temperature T A of intake air detected by the temperature sensor 7 is higher than the predetermined temperature T A1, which is previously calculated (step 42). There immediately, when the intake air temperature T A in cold or the like is low, the temperature of the combustion chamber even not be maintained too high, the combustion in the low compression ratio is undesirable not smoothly, the intake air temperature T A When the temperature is lower than a predetermined temperature T A1 , the intake valve 1 is not closed at an early time to perform combustion at a normal compression ratio. Opening / closing control is performed so that the intake valve 1 is closed at a timing immediately before the pressure changes to a positive pressure after entering the compression stroke.

エンジン負荷LEが所定の負荷LE1より低く,且つ吸入
空気温度TAが所定の温度TA1より低い場合には,吸気バ
ルブ1の閉鎖時期を通常のバルブ開閉時期において,吸
気バルブ1を電磁バルブ駆動装置のバルブリフタ10によ
って電磁力で動弁作動を行うように制御するため,位置
センサ4によってクランク角即ちピストンのストローク
位置を検出し,該検出位置をコントローラ15に入力する
(ステップ43)。更に,吸気バルブ1のバルブリフタ10
即ちバルブ駆動系の駆動条件をチェックする(ステップ
44)。
Engine load L E is lower than the predetermined load L E1, and when the intake air temperature T A is lower than the predetermined temperature T A1 is electromagnetic in normal valve opening and closing timing of the closing timing of the intake valve 1, the intake valve 1 In order to control the valve operation by electromagnetic force by the valve lifter 10 of the valve driving device, the crank angle, that is, the stroke position of the piston is detected by the position sensor 4 and the detected position is input to the controller 15 (step 43). Furthermore, the valve lifter 10 of the intake valve 1
That is, the drive conditions of the valve drive system are checked (step
44).

吸気バルブ1のバルブ駆動系の駆動条件に異常がない
ならば,吸気バルブ1を電磁力によって位置センサ4に
よって検出した各検出信号に基づいて,バルブ開度時
期,バルブタイミング,バルブリフト量,バルブ開度時
間を決定して,コントローラ15からの指令によって開閉
制御する(ステップ45)。エンジン13の駆動を更に引き
続き行うか否かを判断し(ステップ46),エンジン13を
引き続き駆動する場合には,処理は最初のステップ40へ
戻り,エンジン13の駆動を停止する場合には電磁バルブ
駆動装置の制御を終了する。
If there is no abnormality in the driving conditions of the valve drive system of the intake valve 1, the valve opening timing, valve timing, valve lift amount, valve timing, and the like are determined based on each detection signal detected by the position sensor 4 by the electromagnetic force. The opening time is determined, and opening / closing is controlled by a command from the controller 15 (step 45). It is determined whether or not to continue driving the engine 13 (step 46). If the engine 13 is to be continuously driven, the process returns to the first step 40. If the driving of the engine 13 is to be stopped, the electromagnetic valve is stopped. The control of the driving device ends.

また,ステップ41において,エンジン負荷LEが所定の
負荷LE1より小さいことが判断され,且つステップ42に
おいて,吸入空気温度TAが所定の温度TA1より高いこと
を判断された場合には,エンジン13は低負荷時であり且
つ燃焼室内は所定の温度以上を維持していると判断し
て,吸気バルブ1を早期に閉鎖して吸入空気量をカット
して低圧力の状態にして圧縮比を低減しても,エンジン
の燃焼状態を十分に良好に維持できるので,吸気バルブ
1の閉鎖時期を吸気行程の途中,例えば,吸気行程終了
前50゜付近で閉鎖するように,電磁バルブ駆動装置のバ
ルブリフタ10を動弁作動するため,位置センサ4によっ
てクランク角即ちピストンのストローク位置を検出し,
該検出信号をコントローラ15に入力する(ステップ4
7)。更に,吸気バルブ1の電磁バルブ駆動装置のバル
ブリフタ10即ちバルブ駆動系の駆動条件をチェックする
(ステップ48)。
Further, in step 41, it is determined the engine load L E is smaller than the predetermined load L E1, and in step 42, when the intake air temperature T A is determined to be higher than the predetermined temperature T A1 is It is determined that the engine 13 is in a low load state and the temperature in the combustion chamber is maintained at a predetermined temperature or higher, and the intake valve 1 is closed early to cut the amount of intake air to a low pressure state to change the compression ratio. Therefore, the combustion state of the engine can be maintained sufficiently satisfactorily, so that the closing timing of the intake valve 1 is closed during the intake stroke, for example, around 50 ° before the end of the intake stroke. In order to operate the valve lifter 10, the crank angle, that is, the stroke position of the piston is detected by the position sensor 4.
The detection signal is input to the controller 15 (step 4
7). Further, the driving conditions of the valve lifter 10 of the electromagnetic valve driving device of the intake valve 1, that is, the valve driving system are checked (step 48).

吸気バルブ1のバルブ駆動系の駆動条件に異常がない
ならば,吸気バルブ1を電磁力によって位置センサ4に
よって検出した検出信号に基づいて,吸気バルブ1の閉
鎖時期を吸気行程の途中,例えば,吸気行程終了前50゜
付近で閉鎖するためのバルブタイミング,バルブリフト
量,バルブ開度時間を決定して,コントローラ15からの
指令によって開閉制御する(ステップ49)。
If there is no abnormality in the driving conditions of the valve drive system of the intake valve 1, the closing timing of the intake valve 1 is determined during the intake stroke, for example, based on a detection signal detected by the position sensor 4 by the electromagnetic force. The valve timing, valve lift, and valve opening time for closing around 50 ° before the end of the intake stroke are determined, and opening and closing are controlled by a command from the controller 15 (step 49).

次いで、エンジン13の駆動を更に引き続き行うか否か
を判断し(ステップ50),エンジン13を引き続き駆動す
る場合には,処理は最初のステッパ40へ戻り,エンジン
13の駆動を停止する場合には電磁バルブ駆動装置の制御
を終了する。
Next, it is determined whether or not to continue driving the engine 13 (step 50). If the engine 13 is to be continuously driven, the process returns to the first stepper 40, and
When stopping the driving of 13, the control of the electromagnetic valve driving device is ended.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明によるエンジンの電磁バルブ制御装置は,上
記のように,吸・排気バルブを電磁力で開閉作動する電
磁バルブ駆動装置と,エンジン負荷及び吸入空気温度を
検出する各検出手段と,前記各検出手段によるエンジン
負荷検出値が所定の設定負荷以下で且つ吸入空気温度検
出値が所定の設定温度以上の検出信号に応答して圧縮比
を低減するため前記吸気バルブのバルブ閉鎖時期を吸入
行程の途中で閉鎖し,他の検出信号に応答して前記吸気
バルブの閉鎖を定常時期で閉鎖する制御を行うコントロ
ーラとを有するので,エンジンの部分負荷時で且つ吸入
空気の温度が所定の温度以上の場合には,前記吸気バル
ブの早期の閉鎖によって吸気流量を低減して圧縮比を低
減し,圧縮始めの下死点B.D.C.では負圧とし,吸気流量
が少ない分だけ燃焼時の最高圧力を低くし,仕事行程の
終了点ではほぼ大気圧付近の排気圧まで膨張し,それに
よって従来の排気管内の放散ガスエネルギを利用でき,
圧縮行程の始め及び膨張行程の終わりの下死点B.D.C.で
の燃焼室内の圧力を大気圧近くにして排気行程での背圧
を低下させ,排気行程で背圧を押し出すポンピング仕事
即ち負の仕事によるパワーロスを低減することができ
る。
As described above, the electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention includes an electromagnetic valve driving device that opens and closes an intake / exhaust valve with an electromagnetic force, detection means for detecting an engine load and an intake air temperature, and each of the detection means. In order to reduce the compression ratio in response to a detection signal in which the detected engine load value is equal to or less than a predetermined set load and the detected intake air temperature value is equal to or higher than a predetermined set temperature, the valve closing timing of the intake valve is determined during the suction stroke. And a controller for controlling the closing of the intake valve at a steady time in response to another detection signal, so that when the engine is partially loaded and the temperature of the intake air is higher than a predetermined temperature. The intake valve is closed early to reduce the intake air flow to reduce the compression ratio. At the bottom dead center BDC at the start of compression, a negative pressure is applied. The high pressure low, the end point of the power stroke inflated to exhaust pressure near about atmospheric pressure, thereby available stripped gas energy of the conventional exhaust pipe,
At the beginning of the compression stroke and at the end of the expansion stroke, the pressure in the combustion chamber at the bottom dead center BDC is brought to near atmospheric pressure to reduce the back pressure in the exhaust stroke, and the pumping work that pushes the back pressure in the exhaust stroke, that is, by the negative work Power loss can be reduced.

即ち,第2図に面積Aで示すように,又は第1図の点
線で示すように,排気行程における背圧を押し出す運動
であるパワーロスを低減し,上記のように仕事量を増加
させてエンジンの性能の向上を図る。
That is, as shown by the area A in FIG. 2 or as shown by the dotted line in FIG. 1, the power loss, which is the motion of pushing back pressure in the exhaust stroke, is reduced, and the work is increased as described above. Improve the performance of

また,前記吸気バルブの吸入行程の途中でのバルブ閉
鎖時期は,吸入行程の終了前50゜付近が好ましいもので
あるが,場合によっては,エンジン作動状態で自在に変
化させ得るものである。
The valve closing timing of the intake valve in the middle of the intake stroke is preferably around 50 ° before the end of the intake stroke, but may be freely changed depending on the engine operating condition in some cases.

しかも,シリンダ内の最高ガス圧力が従来のエンジン
に比較して低減されているので,エンジンの構造上での
強度についても補強する必要がなく,例えば,断熱エン
ジンにも最適である。
In addition, since the maximum gas pressure in the cylinder is reduced as compared with the conventional engine, there is no need to reinforce the structural strength of the engine. For example, it is optimal for an insulated engine.

また,エンジンの他の信号値,例えば,エンジンの高
負荷時或いは寒冷時には,前記吸気バルブの閉鎖を定常
時期,例えば,圧縮行程に入って正圧に変わる直前の時
期で閉鎖する制御を行うので,圧縮比を上げて通常のエ
ンジンサイクルで作動されるので,満足できる燃焼状態
を維持することができ,従来のサイクル作動と同様の出
力を確保することができる。従って,エンジン作動状態
の全領域で,燃焼を満足できる状態を確保することがで
き,エンジン性能を向上できる。
Further, when other signal values of the engine, for example, when the engine is under a high load or when the engine is cold, control is performed to close the intake valve at a steady time, for example, at a time immediately before entering the compression stroke and changing to a positive pressure. Since the engine is operated in a normal engine cycle by increasing the compression ratio, a satisfactory combustion state can be maintained, and the same output as in the conventional cycle operation can be secured. Therefore, a state in which combustion can be satisfied can be ensured in all regions of the engine operating state, and the engine performance can be improved.

更に,このエンジンの電磁バルブ制御装置は,断熱エ
ンジンの吸気バルブの開閉作動に適用したので,断熱エ
ンジンでは部分負荷時に燃焼室からの熱放散が少なく,
そのため燃焼温度を確保しており,吸気行程の終了手前
で閉鎖して吸入空気量が少なくなって低圧力になっても
燃焼状態を良好に維持でき極めて最適なエンジンサイク
ルを達成できる。
Furthermore, since the electromagnetic valve control device of this engine was applied to the opening and closing operation of the intake valve of an insulated engine, heat dissipation from the combustion chamber during partial load in an insulated engine was small,
Therefore, the combustion temperature is secured, and even before the intake stroke ends, the combustion state can be maintained satisfactorily even when the intake air amount is reduced and the pressure becomes low due to a decrease in the intake air amount, so that an extremely optimal engine cycle can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明によるエンジンの電磁バルブ制御装置
の一実施例のP−V線図を説明するための概略説明図,
第2図は従来のエンジンのP−V線図を説明するための
概略説明図,第3図はこの発明によるエンジンの電磁バ
ルブ制御装置に組込む電磁バルブ駆動装置の一例を示す
説明図,及び第4図は電磁バルブ駆動装置を組込んだエ
ンジンの制御装置の作動の一例を示す処理フロー図であ
る。 1……吸気バルブ,T.D.C.……上死点,B.D.C.……下死
点,4……位置センサ,5……負荷センサ,7……温度セン
サ,10……バルブリフタ(電磁バルブ駆動装置),13……
エンジン,14……回転センサ,15……コントローラ。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining a PV diagram of an embodiment of an electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention,
FIG. 2 is a schematic explanatory view for explaining a PV diagram of a conventional engine, FIG. 3 is an explanatory view showing an example of an electromagnetic valve driving device incorporated in an electromagnetic valve control device for an engine according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a processing flow chart showing an example of the operation of the engine control device incorporating the electromagnetic valve driving device. 1 ... intake valve, TDC ... top dead center, BDC ... bottom dead center, 4 ... position sensor, 5 ... load sensor, 7 ... temperature sensor, 10 ... valve lifter (electromagnetic valve drive), 13 ......
Engine, 14 ... Rotation sensor, 15 ... Controller.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリンダに対してポートを開閉する吸・排
気バルブを電磁力で開閉作動する電磁バルブ駆動装置
と,エンジン負荷及び吸入空気温度を検出する各検出手
段と,前記各検出手段によるエンジン負荷検出値が所定
の設定負荷以下の検出信号で且つ吸入空気温度検出値が
所定の設定温度以上の検出信号に応答して圧縮比を低減
させるため前記吸気バルブのバルブ閉鎖時期を吸入行程
の途中で閉鎖し,他の検出信号に応答して前記吸気バル
ブの閉鎖を定常時期で閉鎖する制御を行うコントローラ
と,を有するエンジンの電磁バルブ制御装置。
An electromagnetic valve driving device for opening and closing an intake / exhaust valve for opening and closing a port with respect to a cylinder by electromagnetic force, detecting means for detecting an engine load and an intake air temperature, and an engine based on the detecting means. In order to reduce the compression ratio in response to a detection signal in which the detected load value is equal to or less than a predetermined set load and the detected intake air temperature value is equal to or higher than the predetermined set temperature, the valve closing timing of the intake valve is set during the suction stroke. And a controller that performs control to close the intake valve at a steady time in response to another detection signal.
【請求項2】前記吸気バルブの吸入行程の途中でのバル
ブ閉鎖時期は,吸入行程の終了前50゜付近に設定される
請求項1に記載のエンジンの電磁バルブ制御装置。
2. The electromagnetic valve control device for an engine according to claim 1, wherein the valve closing timing of the intake valve during the intake stroke is set to around 50 ° before the end of the intake stroke.
【請求項3】断熱エンジンにおける吸気バルブの開閉作
動に適用された請求項1に記載のエンジンの電磁バルブ
制御装置。
3. The electromagnetic valve control device for an engine according to claim 1, wherein the electromagnetic valve control device is applied to an opening and closing operation of an intake valve in an insulated engine.
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