JP6183094B2 - 弁開閉時期制御ユニット - Google Patents
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Description
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第2制御状態に設定自在に構成されている点にある。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
また、この構成では、例えば、内燃機関の始動の後に暖機運転に移行した場合や、内燃機関をパーシャル領域で稼働する場合のように、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を進角方向に変位させることにより吸気弁の吸気タイミングを早めて燃費を向上させつつ、排気ガスを決まったタイミングで排出して排気ガスの処理効率の低下を抑制することが可能となる。
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第4制御状態に設定自在に構成されている点にある。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
また、この構成では、例えば、内燃機関の暖機が完了した後にアイドリング状態でエアコンを稼働させた場合のように、内燃機関の振動を抑制することも可能となる。
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第1制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第2制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第3制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第4制御状態に設定自在に構成されている点にある。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
これによると、例えば、内燃機関の始動時のように内燃機関のクランクシャフトで駆動される流体圧ポンプから流体が殆ど供給されない状況でも、第1制御状態に設定することにより吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置との相対回転位相を、内燃機関の始動に適した位相に維持できる。
また、例えば、内燃機関の始動の後に暖機運転に移行した場合や、内燃機関をパーシャル領域で稼働する場合のように、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を進角方向に変位させることにより吸気弁の吸気タイミングを早めて燃費を向上させつつ、排気ガスを決まったタイミングで排出して排気ガスの処理効率の低下を抑制することが可能となる。
また、これによると、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構のロック状態を解除するので、例えば、内燃機関の暖機が完了した後のように吸気弁と排気弁との開閉タイミングを任意に設定できる状況で、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させ、排気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させることが可能となる。つまり、吸気弁の吸気タイミングを任意に設定し排気弁の排気タイミングを任意に設定することにより、例えば、ポンピングロスを小さくすることや体積効率を向上させること等が可能となる。
また、これによると、例えば、内燃機関の暖機が完了した後にアイドリング状態でエアコンを稼働させた場合のように、内燃機関の振動を抑制することも可能となる。
〔基本構成〕
図1〜図3に示すように、内燃機関としてのエンジンEの吸気弁Vaの開閉時期を制御する吸気側弁開閉時期制御装置Aと、排気弁Vbの開閉時期を制御する排気側弁開閉時期制御装置Bと、制御弁モジュールVMと、エンジン制御ユニット(ECU)50とを備えて弁開閉時期制御ユニットが構成されている。
吸気側弁開閉時期制御装置Aと排気側弁開閉時期制御装置Bとは、共通する構成を有している。その構成を図3〜図5に基づいて説明する。
吸気側位相制御弁41と、排気側位相制御弁42とは3ポジションに操作可能な電磁操作型に構成されている。ロック制御弁43は4ポジションに操作可能な電磁操作型に構成されている。
ロック制御弁43は、吸気側弁開閉時期制御装置Aと排気側弁開閉時期制御装置Bとのロック機構Lのロック状態の維持とロック状態の解除とを実現する。つまり、ロック状態に維持する場合には、ロック解除流路36から排油を行い、ロック部材25がロックスプリング26の付勢力によりロック凹部LDに係入する状態を作り出す。これとは逆に、ロック状態を解除する場合にはロック解除流路36に作動油を供給することにより、ロックスプリング26の付勢力に抗してロック部材25をロック凹部LDから抜き出す方向への作動を行わせる。
図1に示すように、エンジン制御ユニット50は、マイクロプロセッサやDSP等を用いることによりECUとして構成され、ソフトウエアにより制御を実現する。第1制御モード実行部51と、第2制御モード実行部52と、第3制御モード実行部53と、第4制御モード実行部54とはソフトウエアで構成されている。尚、これらはハードウエアで構成されるものでも良く、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせにより構成されるものであっても良い。
エンジン制御ユニット50による制御形態を図10のフローチャートに示している。このエンジン制御では、初期状態において吸気側弁開閉時期制御装置Aと排気側弁開閉時期制御装置Bとのロック機構Lがロック状態にあり、エンジンEが停止している状況を想定している。この状況において始動スイッチ57がON操作された場合に、エンジン始動ルーチンの処理を実行する(#02、#100ステップ)。この後に、エンジンが稼働する状況では、吸気弁Vaと排気弁Vbとの開閉時期をエンジンEの稼働状況に対応してセットし、第4制御モードの実行を必要とする場合にのみロック制御弁43を第4制御ポジションT4にセットする(#03〜#05ステップ)。そして、始動スイッチ57がOFF操作された場合にはエンジン停止ルーチンを実行する(#06、#200ステップ)。
エンジン始動ルーチン(#100ステップ)は図11のフローチャートに示すように、ロック制御弁43を第1制御ポジションT1に維持した状態でスタータモータ15を駆動してクランキングを開始する。これに伴いインジェクタ9により燃焼室に燃料を供給し、点火プラグ10による点火を実行する(#101〜#103ステップ)。
エンジン停止ルーチン(#200ステップ)は図12のフローチャートに示すように、吸気側弁開閉時期制御装置Aと排気側弁開閉時期制御装置Bとの目標位相をロック位相LSにセットした後に、吸気側位相センサ17の検知信号と、排気側位相センサ18の検知信号とをフィードバックさせる状態で吸気側位相制御弁41と排気側位相制御弁42との制御により相対回転位相をロック位相LSまで移行させる(#201、#202ステップ)。
この弁開閉時期制御ユニットの構成では、ロック制御弁43が4つのポジションに設定可能であり、電磁ソレノイド64に対して電力を供給しない状態では第1制御ポジションT1に維持される。このような構成からエンジンEを始動する場合に電磁ソレノイド64に対して電力を供給する必要がなく、無駄に電力を消費せず吸気側弁開閉時期制御装置Aと排気側弁開閉時期制御装置Bとのロック機構Lをロック状態に維持することが可能となる。
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
7 吸気カムシャフト
8 排気カムシャフト
20 駆動側回転体(外部ロータ)
25 ロック部材
30 従動側回転体(内部ロータ)
34 進角流路
35 遅角流路
36 ロック解除流路
41 吸気側位相制御弁
42 排気側位相制御弁
43 ロック制御弁
61 弁ケース
62 スプール
A 吸気側弁開閉時期制御装置
B 排気側弁開閉時期制御装置
Ca 進角室
Cb 遅角室
E 内燃機関(エンジン)
L ロック機構
Claims (7)
- 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第2制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。 - 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第4制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。 - 前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第1制御状態に設定自在に構成されている請求項1記載の弁開閉時期制御ユニット。
- 前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第3制御状態に設定自在に構成されている請求項2記載の弁開閉時期制御ユニット。
- 前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第1制御状態と前記第2制御状態とを作り出す前記スプールのポジションが隣り合う位置に配置されている請求項3記載の弁開閉時期制御ユニット。
- 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第1制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第2制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第3制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第4制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。 - 前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第1制御状態、前記第2制御状態、前記第3制御状態、前記第4制御状態を、この順序で作り出すように前記スプールのポジションが配置されている請求項6記載の弁開閉時期制御ユニット。
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