JP3572386B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の動弁装置、とりわけ、吸,排気弁を電磁的に開閉するようにした動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用エンジンの動弁装置として、吸,排気弁の各弁軸に連設したアーマチュアを、該アーマチュアを挾んで上下方向に対向配置した開弁側の電磁石および閉弁側の電磁石と、前記弁軸を開弁側に付勢するばね部材および閉弁側に付勢するばね部材との協働により作動させて、これら吸,排気弁を電磁的に開閉するようにしたものが知られており、中でも特開平10−148110号公報に示されているように、閉弁側のばね部材を開弁側のばね部材よりもばね力を大きくしてエンジン停止時には吸,排気弁を閉弁保持させ、エンジン始動時には加圧押圧用のアクチュエータを作動してアーマチュアを閉弁側ばね部材のばね力に抗して開弁側へ押圧することにより、該アーマチュアを開弁側電磁石と閉弁側電磁石のほぼ中間位置にバランスさせるようにしたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、エンジン始動時に加圧押圧用のアクチュエータを作動して吸,排気弁を閉弁位置から開弁側へ前記所要ストローク押圧作動させるためにバッテリの消費電力が大きく、特に寒冷地では動弁装置の摺動部分に付着した潤滑油の粘性が高くなるためにこの傾向が顕著となり、しかも、エンジン始動後も開弁側ばね部材と閉弁側ばね部材のばね力をバランスさせるために前記加圧押圧用のアクチュエータに常時通電して該アクチュエータを作動状態にしておく必要があるため益々バッテリ消費電力が大きくなってしまう。
【0004】
そこで、本発明はエンジン始動時に一旦吸,排気弁を閉弁状態にさせる動弁装置の初期化を不要とすることができると共に、バッテリ消費電力を節減することができる内燃機関の動弁装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明にあっては、吸,排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアを挾んで上下方向に対向して配設された2つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する2つのばね部材とを備え、吸,排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、エンジン停止時に前記吸,排気弁の停止した位置を問わず全ての該吸、排気弁を一旦閉弁させた状態で、前記開弁側のばね部材を支持するスプリングシート、該スプリングシートと一体のばね軸、アーマチュア、該アーマチュアと一体のアーマチュア軸、又は前記弁軸の何れか1つと係合して、前記開弁側のばね部材の付勢力に抗して一旦閉弁した当該吸,排気弁のうち、所望の物をほぼ閉弁状態に保持させるストッパーを設けたことを特徴としている。
【0006】
請求項2の発明にあっては、請求項1に記載の吸気弁側および排気弁側の各ストッパーおよびその駆動手段を各気筒単位に設けて、弁リフト異常時に前記ストッパーにより弁リフトに異常のある当該気筒の全弁をほぼ閉弁状態に保持するようにしたことを特徴としている。
【0007】
請求項3の発明にあっては、請求項1,2に記載の吸気弁および排気弁が気筒毎にそれぞれ複数個設けられていることを特徴としている。
【0008】
請求項4の発明にあっては、請求項1に記載の吸気弁および排気弁の各気筒列方向に隣り合う弁を1つのストッパーによりほぼ閉弁状態に保持するようにしたことを特徴としている。
【0009】
請求項5の発明にあっては、請求項1に記載の吸気弁および排気弁が気筒毎にそれぞれ複数個設けられ、機関の運転状態に応じて各気筒の吸気弁および排気弁のうちそれぞれ1つをストッパーによりほぼ全閉状態に保持させるようにしたことを特徴としている。
【0010】
請求項6の発明にあっては、請求項4,5に記載の吸気弁側および排気弁側の各ストッパーを各気筒間に1つ設けたことを特徴としている。
【0011】
請求項7の発明にあっては、請求項1〜6に記載の吸,排気弁のストッパーによる閉弁保持状態から開弁側への作動時に、一旦閉弁側の電磁石を励磁してアーマチュアを該閉弁側の電磁石に吸着させるようにしたことを特徴としている。
【0012】
【発明の効果】
請求項1,3に記載の発明によれば、エンジンを停止した際には、吸、排気弁の停止した位置を問わず全ての吸,排気弁を一旦閉弁させた状態でストッパーの係合作動によりこれら吸,排気弁をほぼ閉弁状態に保持させることができるため、エンジン始動時に吸,排気弁を一旦閉弁状態にさせる動弁装置の初期化が不要となり、従って、バッテリの消費電力を節減することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1,3の発明の効果に加えて、吸,排気弁のリフト異常時にはその気筒の全弁をストッパーによりほぼ閉弁状態に保持させるため、筒内流動ガスの吸気系への噴き戻し、および筒内流動ガスの排出とを防止できて、他気筒の燃焼安定性の確保と排気性状の改善とを図ることができる。
【0014】
請求項4,6に記載の発明によれば、請求項1〜3の発明の効果に加えて、ストッパーの設置数を可及的に少なくすることができるので構造を簡単にすることができてコスト的に有利に得ることができると共に、ストッパー作動のための動力を削減できてバッテリ消費電力の節減に寄与することができる。
【0015】
請求項5に記載の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、アイドル近辺等の低負荷運転域では吸気量が少ないため、各気筒にそれぞれ複数ある吸,排気弁の全てを開,閉作動させる必要はないが、かかる運転域では前記吸,排気弁のうちそれぞれ1つをストッパーにより閉弁保持して停止させることができるので、動力を削減してバッテリ消費電力を更に節減することができる。
【0016】
請求項7に記載の発明によれば、請求項1〜6の発明の効果に加えて、吸,排気弁をストッパーにより閉弁保持している状態から開弁側へ作動させる際には、一旦、閉弁側の電磁石を励磁してアーマチュアを該閉弁側の電磁石に吸着させるため、ストッパーに開弁側ばね部材のばね力が作用することがなく、従って、ストッパーの解除動作をスムーズに行わせることができて信頼性を高めることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【0018】
図1,2において、1は吸気弁又は排気弁等の弁体、2は該弁体1の動弁装置を示し、この動弁装置2はシリンダヘッド10に前記弁体1の弁軸1aと同軸線上にハウジング3を固定して配設してある。
【0019】
動弁装置2は前記弁軸1aに連設した磁性金属材料からなるアーマチュア4と、該アーマチュア4を挾んで上下方向に対向して配設した開弁側および閉弁側の2つの電磁石5,6と、前記弁軸1aを開弁側と閉弁側とに付勢する2つのばね部材としてのコイルスプリング7,8とを備えている。
【0020】
コイルスプリング7,8は電磁石5,6が消磁している状態では弁体1が中間リフト位置を保持するように所要の平衡したばね力に設定し、電磁石5,6はこれらコイルスプリング7,8のばね力の大きさに適応した大きさの電磁力が得られるように設定して、これら電磁石5,6の電磁力とコイルスプリング7,8のばね力との協働によって弁体1を開閉するようにしてある。
【0021】
アーマチュア4はその下面中心位置にアーマチュア軸4aを一体に備え、該アーマチュア軸4aの下端を前記弁軸1aの上端に嵌挿したコンタクト4bに当接して該弁軸1aに連設してある。
【0022】
アーマチュア4の上面中央には上側のスプリングシート9と一体のばね軸9aの下端が当接し、開弁側のコイルスプリング7はハウジング3の上壁と該スプリングシート9との間に弾装してある。
【0023】
閉弁側のコイルスプリング8はシリンダヘッド10に設けた凹部10a内に配置して、該凹部10aの底面と弁軸1aに固設した下側のスプリングシート11との間に弾装してある。
【0024】
動弁装置2は極力コンパクトに配設し得るようにハウジング3を平面長方形状に形成すると共に、アーマチュア4および電磁石5,6は該ハウジング3内に整然と収まるように同様に平面長方形状に形成してあり、かつ、該ハウジング3の気筒列方向の両側部は側壁をなくして開放し、気筒列方向に近接して配設し得るようにしてある。
【0025】
そして、この動弁装置2にはエンジン停止時に前記弁体1を一旦閉弁させた状態で、前記開弁側のコイルスプリング7のスプリングシート9,該スプリングシート9と一体のばね軸9a,アーマチュア4,該アーマチュア4と一体のアーマチュア軸4a,又は前記弁軸1aの何れか1つ、例えば前記スプリングシート9の下面と係合して、前記開弁側のコイルスプリング7の付勢力に抗して前記弁体1をほぼ閉弁状態に保持させるストッパー12を設けてある。
【0026】
このストッパー12は回転軸13の下端に固設され、駆動手段14を介して該回転軸13によりストッパー12の下面に係合するロック位置と、該ストッパー12の下面から外れたロック解除位置とに回動し得るようにしてある。
【0027】
この実施形態では前記ストッパー12を、吸気弁および排気弁の各気筒列方向に隣り合う2つの弁体1,1を1つのストッパー12によりほぼ全閉状態に保持し得るように、図2に示すように各気筒列方向に隣り合う2つの動弁装置2,2の間に配設してある。
【0028】
駆動手段14は吸気弁側と排気弁側とでそれぞれ気筒列方向に延設されて、電磁アクチュエータまたはモーター等の駆動源15と連動して直線運動する1つの第1駆動伝達部材16と、各ストッパー12と該第1駆動伝達部材16との間に設けた第2駆動伝達部材17とで構成している。
【0029】
本実施形態では第1駆動伝達部材16としてリンク18を用いる一方、第2駆動伝達部材17として前記回転軸13に一端を固設し、他端を該リンク18にピン20連結したアーム19を用いている。
【0030】
このアーム19のピン20との連結部分は長孔として、リンク18の直線運動に対するアーム19の揺動運動を許容している。
【0031】
第1駆動伝達部材16と第2駆動伝達部材17は、前記リンク18およびアーム19に替えて図3,4に示すように、気筒列方向に配設されて直線運動するラック21と、回転軸13に固設されて該ラック21に噛合し、ラック21の直線運動を回転軸13の回転運動に変換するピニオン22とを用いることができる。
【0032】
また、前記実施形態ではストッパー12を開弁側コイルスプリング7を支持するスプリングシート9の下面に係合するようにしているが、図5,6に示すようにストッパー12をアーマチュア4の下面に係合するように構成してもよい。
【0033】
この図5,6に示す実施形態ではストッパー12をリンク18とアーム19とで回動させるようにしているが、これは勿論図2,3に示したラック21とピニオン22からなる駆動手段14を用いるようにしてもよい。
【0034】
図7,8は前記スプリングシート9の下面に係合するストッパー12の異なる例を示している。
【0035】
ストッパー12Aは気筒列方向に帯板状に延在し、該ストッパー12Aの各スプリングシート9に対応する位置には該スプリングシート9よりも若干大径の係合孔23を設けてあり、該ストッパー12Aを気筒列方向と直交する方向に作動することによりスプリングシート9と係合、係合解除するようにしてある。
【0036】
ストッパー12Aの駆動手段14として、ストッパー12Aの気筒列方向の端部に設けたラック21Aと、該ラック21Aに噛合するピニオン22Aとの組合わせを用いているが、ラック21Aを斜す歯としてピニオン22Aに替えて該ラック21Aに噛合するウォームとの組合わせを用いてもよい。
【0037】
また、本実施形態ではストッパー12Aを気筒列方向と直交方向に作動させるようにしているが、該ストッパー12Aを気筒列方向に作動させるようにすることも可能である。
【0038】
更に、駆動手段14としてラック21Aとピニオン22A又はウォームとの組合わせを用いているが、この他、図9に示すようにストッパー12Aの端部を回動アーム24にピン25連結して、該回動アーム24の揺動によりストッパー12Aを気筒列方向と直交する方向に、もしくは気筒列方向(図9では気筒列方向と直交方向の場合を示す)に作動させることも可能である。
【0039】
図10,11は前記アーマチュア4の下面に係合するストッパー12の異なる例を示している。
【0040】
ストッパー12Bはアーマチュア4の下側の一側部で気筒列方向に延在する一本の角材で構成され、該ストッパー12Bを気筒列方向と直交する方向に前記アーマチュア4の下面と係合するロック位置と、該アーマチュア4の下面から外れたロック解除位置とに作動させるようにしてある。
【0041】
ハウジング3の一側部にはこのストッパー12Bが進退するためのスリット3aを設けてある。
【0042】
このストッパー12Bの駆動手段14として、ストッパー12Bの端部に設けたラック21Aと、該ラック21Aに噛合するピニオン22A又はウォームとの組合わせを用いているが、前記図9に示したものと同様に回動アーム24タイプのものとすることもできる。
【0043】
図12,13はストッパー12Cをスプリングシート9のばね軸9aに係脱させるようにした例を示している。
【0044】
ストッパー12Cはハウジング3のスプリング配設部と電磁石配設部とを仕切る隔壁3b上でばね軸9aを挾んで気筒列方向に延在し、該気筒列方向と直交方向に互いに同期的に接近、離間される一対の角材で構成してある。
【0045】
ばね軸9aのストッパー12Cに対応する位置には環状の係止溝9bを形成してある一方、ストッパー12Cには該係止溝9bに係合する凹部27を形成してあり、これら係止溝9bと凹部27との係合によりばね軸9aをロックし、弁体1をほぼ閉弁状態に保持するようにしてある。
【0046】
図14は前記図12,13に示したストッパー12Cにより、アーマチュア軸4aをロックするようにした例を示す。
【0047】
この実施形態ではストッパー12Cを、閉弁側コイルスプリング8を収容したシリンダヘッド10の凹部10aに配設してあり、アーマチュア軸4aにはストッパー12Cの凹部27に対応する位置に環状の係止溝4Cを設け、これら凹部27と係止溝4Cとの係合によりアーマチュア軸4aをロックし、弁体1をほぼ閉弁状態に保持するようにしている。
【0048】
なお、図示は省略したが前記ストッパー12Cにより弁軸1aをロックするようにすることも可能である。
【0049】
図15は前記開弁側コイルスプリング7を支持するスプリングシート9をロックするストッパー12の別の例を示している。
【0050】
この実施形態ではストッパー12Dを気筒列方向に延在する回動軸28に固設したレバータイプに構成し、該ストッパー12Dをスプリングシート9の下面に係合する垂直なロック位置と、スプリングシート9の下面との係合が解除される水平なロック解除位置とに作動させるようにしてある。
【0051】
図16は前記アーマチュア4をロックするストッパー12の別の例を示している。
【0052】
この実施形態ではストッパー12Eを気筒列方向に延在する回動軸28に固設したフックタイプに構成し、該ストッパー12Eをアーマチュア4の一側部下面に係合するロック位置と、該アーマチュア4との係合が外れるロック解除位置とに作動させるようにしてあり、また、ハウジング3の側部にはこのストッパー12Eが進退するためのスリット3Cを設けてある。
【0053】
前記何れの実施形態にあっても、ストッパー12は図1に示したエンジンコントロールユニット30による駆動手段14の駆動制御にもとづいて作動される。
【0054】
なお、図1,5,10,14,16中、26はバルブシートを示す。
【0055】
図17は前記エンジンコントロールユニット30によるストッパー12の制御動作を説明するフローチャートである。
【0056】
図17において、車両走行後にエンジンを停止すると、ステップS1で図外のイグニッションセンサの検出信号にもとづいてエンジンが停止しているか否かを判断する。
【0057】
ステップS1でエンジン停止と判定されるとステップS2に進み、動弁装置2の閉弁側電磁石6に通電して該閉弁側電磁石6を励磁し、アーマチュア4を該閉弁側電磁石6に吸着して全ての吸,排気弁の弁体1を一旦完全に閉弁状態にし、ステップS3へ進んで該ステップS3で時間監視用のタイマによる時間監視開始から規定時間経過したかどうかを判定する。
【0058】
ステップS3で規定時間経過していれば、時間監視中にエンジンの再始動が行われなかったものと判断してステップS4に進み、弁体1のストローク位置を検出する図外の位置センサの検出信号にもとづいて弁体1が閉弁となっているか否かを判定する。
【0059】
ステップS4の判定で弁体1が閉弁位置にあればストッパー作動可能状態と判断し、ステップS5に進んでストッパー12の駆動手段14にロック作動信号を出力し、該駆動手段14を駆動してストッパー12をロック位置へ作動させ、弁体1をほぼ閉弁状態に保持させる。
【0060】
ステップS3で否定の判定がなされた場合、ステップS6へ進み、時間監視中にエンジン再始動によるストッパー作動キャンセル信号が入ったか否かを判断する。
【0061】
ステップS6で否定の場合、エンジンの再始動が行われなかったものと判断してステップS3へ戻る。
【0062】
ステップS3で肯定の場合、エンジンが再始動されたと判断してステップS7へ進み、ストッパー12の作動制御をキャンセルする。
【0063】
また、ステップS4で否定の場合、弁体1の閉弁が不完全であると判定し、ステップS8へ進んでモニターにエラー表示してステップS1へ戻る。
【0064】
このようにエンジンを停止した際には、吸,排気弁(弁体1)を一旦閉弁させた状態でストッパー12の係合作動によりこれら吸,排気弁(弁体1)をほぼ全閉状態に保持させることができるため、エンジン始動時に吸,排気弁(弁体1)を一旦閉弁状態にさせる動弁装置2の初期化が不要となり、従って、バッテリの消費電力を節減することができる。
【0065】
また、前述のように吸気弁および排気弁の各気筒列方向に隣り合う弁体1,1を1つのストッパー12によりほぼ閉弁状態に保持するように構成することによって、構造を簡単にすることができて設計を容易に行うことができると共に、部品点数を可及的に少なくすることができてコスト的に有利に得ることができ、しかも、ストッパー作動のための動力を削減できてバッテリ消費電力の節減に寄与することができる。
【0066】
ここで、前記図1〜4,図7〜9,および図12,13,15に示したように、ストッパー12をハウジング3の上側部に配置して開弁側コイルスプリング7のスプリングシート9に係合するように構成すれば、動弁装置2の上側部には比較的余裕空間があるためストッパー12をスペース的に有利に組込むことができると共に、ストッパー12の形状的な設計の自由度を拡大することができる。
【0067】
図18はエンジン始動時における前記ストッパー12の係合解除制御動作の一例を説明するフローチャートを示している。
【0068】
図18において、ステップS101で図外のイグニッションセンサの検出信号にもとづいてエンジン始動か否かを判断する。
【0069】
ステップS101でエンジン始動と判定されるとステップS102に進み、動弁装置2の閉弁側電磁石6に通電して該閉弁側電磁石6を励磁し、ストッパー12の係合によりほぼ閉弁相当位置にあるアーマチュア4を該閉弁側電磁石6に吸着させ、全ての吸,排気弁(弁体1)を一旦完全に閉弁状態にして前記ストッパー12と該ストッパー12に対応した被係合部材、例えばスプリングシート9との間に微少のクリアランスを形成する。
【0070】
ステップS102で微少クリアランスの設定後ステップS103へ移行し、時間設定用のタイマによる時間監視開始から規定時間経過したかどうかを判定する。
【0071】
ステップS103の判定で規定時間経過していれば、エンジンが始動途中で停止しなかったものと判断してステップS104へ進み、ストッパー12の駆動手段14にロック解除作動信号を出力し、該駆動手段14を駆動してストッパー12をロック解除位置へ作動させて動弁装置2の電磁的開閉作動を可能とする。
【0072】
ステップS103で否定の判定がなされた場合、ステップS105へ進み、時間監視中にエンジンが停止してストッパー作動キャンセル信号が入ったか否かを判断する。
【0073】
ステップS105で否定の場合、エンジンが始動途中で停止しなかったものと判断してステップS103へ戻る。
【0074】
ステップS105で肯定の場合、エンジンが始動途中で停止したものと判断してステップS106へ進み、ストッパー12の作動制御をキャンセルする。
【0075】
このようにエンジン始動の際に、ストッパー12によりほぼ閉弁状態に保持されている全ての弁体1を一旦閉弁側電磁石6の励磁作動により完全に閉弁状態にして、ストッパー12とその被係合部材との間に微少のクリアランスを確保することでストッパー12に開弁側コイルスプリング7のばね力が作用するのを回避できるため、ストッパー12の解除動作をスムーズに行わせることができて信頼性を高めることができる。
【0076】
また、このようにエンジン始動時に弁体1を完全に閉弁状態にさせるため閉弁側電磁石6に通電しても、アーマチュア4の移動ストロークは微少であるためバッテリ電力の消費量を極く僅かに抑えることができる。
【0077】
ここで、前述のストッパー12およびその駆動手段14は、各気筒単位で吸気弁側および排気弁側の動弁装置2に設けるようにすることもでき、このようなストッパー12および駆動手段14の配設構造の場合にも、前記図17および図18に示した作動制御方式を採用することができる。
【0078】
また、このように各気筒単位にストッパー12およびその駆動手段14を設けた場合、エンジン始動後に吸,排気弁のリフト異常が生じた際に、当該気筒の吸,排気弁の全てをストッパー12によりほぼ全閉状態にさせることもできる。
【0079】
図19に一例としてこのような吸,排気弁のリフト異常時におけるストッパー12の作動制御内容のフローチャートを示す。
図19において、ステップS201で吸,排気弁のストローク位置を検出する図外の位置センサの検出信号にもとづいて、弁体1がリフト異常であるか否かを判定する。
【0080】
ステップS201で吸気弁もしくは排気弁の1つ又は複数がリフト異常であると判定されるとステップS202へ進み、各リフト異常が発覚した当該気筒の全ての吸,排気弁の動弁装置2の閉弁側電磁石6を励磁し、アーマチュア4を該閉弁側電磁石6に吸着して一旦完全に閉弁状態にする。
【0081】
ステップS202で閉弁側電磁石6の励磁による弁体1の完全閉弁作動後ステップS203へ移行し、時間設定用タイマによる時間監視開始から規定時間経過したかどうかを判定する。
【0082】
ステップS203の判定で規定時間経過していればエンジン駆動中であると判断してステップS204へ移行し、前記位置センサの検出信号にもとづいて弁体1が閉弁となっているか否かを判定する。
【0083】
ステップS204の判定で弁体1が閉弁位置にあればストッパー作動可能状態と判断し、ステップS205に進んでストッパー12の駆動手段14にロック作動信号を出力し、該駆動手段14を駆動してストッパー12をロック位置へ作動させ、弁体1をほぼ閉弁状態に保持させる。
【0084】
ステップS204で否定の場合、弁体1の閉弁が不完全であると判定し、ステップS206へ進んでモニターにエラー表示してステップS201へ戻る。
【0085】
このようにエンジン駆動中に吸,排気弁のリフト異常が生じた際に、当該気筒の全ての吸,排気弁をストッパー12によりほぼ閉弁状態に保持させることにより、筒内流動ガスの吸気系への噴き戻し、および筒内流動ガスの排出とを防止できて、他気筒の燃焼安定性の確保と排気性状の改善とを図ることができる。
【0086】
図20〜23は4気筒エンジンにおける図1〜6に示したストッパー12の配設態様を示すもので、これらの図では便宜的に吸気弁側の動弁装置2とそのストッパー12の配設状態を示している。
【0087】
図20,21は何れも吸気弁および排気弁を各気筒毎にそれぞれ1つ備えた所謂単弁タイプの4気筒エンジンを示している。
【0088】
図20に示す実施形態にあっては、第1気筒#1CYLと第2気筒#2CYLの各吸気弁とその動弁装置2,2、および第3気筒#3CYLと第4気筒#4CYLの各吸気弁とその動弁装置2,2をそれぞれ近接配置し、ストッパー12は第1気筒#1CYLと第2気筒#2CYLの気筒間に、および第3気筒#3CYLと第4気筒#4CYLの気筒間にそれぞれ1つ設けて、該1つのストッパー12により気筒列方向に近接して隣り合う2つの動弁装置2,2間において2つの弁体1,1を同時にほぼ閉弁状態に保持させるようにしている。
【0089】
図21に示す実施形態は、各気筒#1CYL〜#4CYLで吸気弁とその動弁装置2を気筒列方向一側に偏寄して配設したもので、この場合ストッパー12は第1気筒#1CYLと第2気筒#2CYLの隣り合う動弁装置2,2の中間位置、および第3気筒#3CYLと第4気筒#4CYLの隣り合う動弁装置2,2の中間位置にそれぞれ1つ設けて、1つのストッパー12により2つの弁体1,1を同時にほぼ閉弁状態に保持させるようにしている。
【0090】
また、図22,23は何れも吸気弁および排気弁を各気筒毎にそれぞれ2つづつ気筒列方向に並設した所謂多弁タイプの4気筒エンジンを示している。
【0091】
図22に示す実施形態にあっては、各気筒毎に隣接する2つの動弁装置2,2の間に1つのストッパー12を設け、該1つのストッパー12により隣接する2つの弁体1,1を同時にほぼ閉弁状態に保持させるようにしている。
【0092】
従って、この実施形態に示すストッパー配設形態において駆動手段14を各気筒単位に組付けることによって、前記図19に示したストッパー12の作動制御方式を実施することができる。
【0093】
図23に示す実施形態では、各気筒間に1つのストッパー12を設け、各気筒間で隣接する2つの動弁装置2,2間で該1つのストッパー12により2つの弁体1,1を同時にほぼ閉弁状態に保持させるようにしている。
【0094】
この図23に示した実施形態のストッパー配設形態では機関の運転状態に応じて、例えば機関の低速、低負荷運転域のように吸気量の少ない運転域で、各気筒のそれぞれ2つある吸気弁および排気弁のうち片方をストッパー12により閉弁保持して停止させることができる。
【0095】
この場合、図23に示した各ストッパー12を例えばそれぞれ独立した駆動手段14で個々に作動するように構成し、各気筒における吸気弁側および排気弁側にそれぞれ並設した動弁装置2の#1ACTRと#2ACTRのうち、#2ACTRをそれぞれ前記特定運転域でストッパー12により閉弁保持させて停止させればよい。
【0096】
図24に一例としてこのような多弁タイプのエンジンにおける特定運転域での片弁制御内容のフローチャートを示す。
【0097】
図24において、ステップS301で図外のイグニッションセンサの検出信号にもとづいてエンジン始動か否かを判断する。
【0098】
ステップS301でエンジン始動と判定されるとステップS302に進み、各気筒の吸,排気弁の各23の動弁装置#1ACTRと#2ACTRうち、#1ACTRの閉弁側電磁石6を励磁し、ストッパー12の係合によりほぼ閉弁相当位置にあるアーマチュア4を該閉弁側電磁石6に吸着させ、該#1ACTRに対応した弁体1(吸気弁および排気弁の各一方)を一旦完全に閉弁状態にして前記ストッパー12と該ストッパー12に対応した被係合部材との間に微少のクリアランスを形成する。
【0099】
ステップS302で微少クリアランスの設定後ステップS303へ移行し、時間設定用タイマによる時間監視開始から規定時間経過したかどうかを判定する。
【0100】
ステップS303の判定で規定時間経過していれば、エンジンが始動途中で停止しなかったものと判断してステップS304へ進み、ストッパー12の駆動手段14を駆動してストッパー12をロック解除位置へ作動させて各気筒の動弁装置#1ACTRの電磁的開閉作動を可能とする。
【0101】
ステップS303で否定の判定がなされた場合ステップS307へ進み、時間監視中にエンジンが停止してストッパー作動キャンセル信号が入ったか否かを判断する。
【0102】
ステップS307で否定の場合、エンジンが始動途中で停止しなかったものと判断してステップS303へ戻る。
【0103】
ステップS307で肯定の場合、エンジンが始動途中で停止したものと判断してステップS308へ進み、ストッパー12の作動制御をキャンセルする。
【0104】
エンジンが始動して各気筒の動弁装置#1ACTRが正常に作動するとステップS305へ進み、図外のアイドルセンサ又はスロットルセンサによるアイドル検出信号にもとづいてアイドル運転か否かを判断する。
【0105】
ステップS305でアイドル運転の判定がなされた場合、ステップS306へ進んで各気筒の動弁装置#2ACTRのストッパー12によるロック状態を維持させ、ステップS305にもどる。
【0106】
ステップS305で否定の場合、アイドル運転以外と判断してステップS309へ進み、各気筒の動弁装置#2ACTRの閉弁側電磁石6を励磁し、ストッパー12の係合によりほぼ閉弁相当位置にあるアーマチュア4を該閉弁側電磁石6に吸着させ、該#2ACTRに対応した弁体1(吸気弁および排気弁の各他方)を一旦完全に閉弁状態にして前記ストッパー12と該ストッパー12に対応した被係合部材との間に微少クリアランスを設定する。
【0107】
ステップS309で微少クリアランスの設定後ステップS310へ移行し、ストッパー12の駆動手段14を駆動してストッパー12をロック解除位置へ作動させ、各気筒の動弁装置#2ACTRの電磁的開閉作動を可能として両弁作動を行わせる。
【0108】
従って、図25に示すように機関の中、高負荷運転域では両弁作動を行わせるが、アイドル近辺等の吸気量の少ない低速、低負荷運転域で各気筒の吸,排気弁の片弁停止を行えるため、その分動力を削減してバッテリ消費電力を更に節減することができる。
【0109】
なお、前述において動弁装置2の#1ACTR用のストッパー12と、#2ACTR用のストッパー12をそれぞれ1系統の駆動手段14で作動制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す断面説明図。
【図2】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図3】本発明の第2実施形態を示す断面説明図。
【図4】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図5】本発明の第3実施形態を示す断面説明図。
【図6】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図7】本発明の第4実施形態を示す断面説明図。
【図8】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図9】本発明の第5実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図10】本発明の第6実施形態を示す断面説明図。
【図11】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図12】本発明の第7実施形態を示す断面説明図。
【図13】同実施形態におけるストッパーとその被係合部材との関係を示す平面説明図。
【図14】本発明の第8実施形態を示す断面説明図。
【図15】本発明の第9実施形態を示す断面説明図。
【図16】本発明の第10実施形態を示す断面説明図。
【図17】ストッパーのロック作動の制御フローチャート。
【図18】ストッパーのロック解除作動の制御フローチャート。
【図19】本発明の第11実施形態におけるストッパーロック作動の制御フローチャート。
【図20】本発明の第12実施形態の動弁装置およびストッパーのレイアウトを示す平面説明図。
【図21】本発明の第13実施形態の動弁装置およびストッパーのレイアウトを示す平面説明図。
【図22】本発明の第14実施形態の動弁装置およびストッパーのレイアウトを示す平面説明図。
【図23】本発明の第15実施形態の動弁装置およびストッパーのレイアウトを示す平面説明図。
【図24】本発明の第16実施形態におけるストッパーのロック解除作動の制御フローチャート。
【図25】同実施形態における吸,排気弁の制御作動運転域を示す説明図。
【符号の説明】
1 弁体(吸気弁,排気弁)
1a 弁軸
2 動弁装置
4 アーマチュア
5 開弁側電磁石
6 閉弁側電磁石
7 開弁側ばね部材
8 閉弁側ばね部材
9 スプリングシート
12 ストッパー
14 駆動手段
Claims (7)
- 吸,排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアを挾んで上下方向に対向して配設された2つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する2つのばね部材とを備え、吸,排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、エンジン停止時に前記吸,排気弁の停止した位置を問わず全ての該吸、排気弁を一旦閉弁させた状態で、前記開弁側のばね部材を支持するスプリングシート、該スプリングシートと一体のばね軸、アーマチュア、該アーマチュアと一体のアーマチュア軸、又は前記弁軸の何れか1つと係合して、前記開弁側のばね部材の付勢力に抗して一旦閉弁した当該吸,排気弁のうち、所望の物をほぼ閉弁状態に保持させるストッパーを設けたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
- 吸気弁側および排気弁側の各ストッパーおよびその駆動手段を各気筒単位に設けて、弁リフト異常時に前記ストッパーにより弁リフトに異常のある当該気筒の全弁をほぼ閉弁状態に保持するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。
- 吸気弁および排気弁が気筒毎にそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする請求項1,2に記載の内燃機関の動弁装置。
- 吸気弁および排気弁の各気筒列方向に隣り合う弁を1つのストッパーによりほぼ閉弁状態に保持するようにしたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の内燃機関の動弁装置。
- 吸気弁および排気弁が気筒毎にそれぞれ複数個設けられ、機関の運転状態に応じて各気筒の吸気弁および排気弁のうちそれぞれ1つをストッパーによりほぼ全閉状態に保持させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の動弁装置。
- 吸気弁側および排気弁側の各ストッパーを各気筒間に1つ設けたことを特徴とする請求項4,5に記載の内燃機関の動弁装置。
- 吸,排気弁のストッパーによる閉弁保持状態から開弁側への作動時に、一旦閉弁側の電磁石を励磁してアーマチュアを該閉弁側の電磁石に吸着させるようにしたことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の内燃機関の動弁装置。
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