JPH02173306A - 電磁力駆動バルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁力により開閉制御される電磁力駆動バル
ブ制御装置に関する。

（従来の技術） 通常、エンジンにおける吸排気バルブは、ｌＪｅ機構に
より制御されていたが、近年になってセラミック等の軽
量素材で形成した軽量バルブを磁力によって駆動するシ
ステムも実用化されている。

こうしたシステムでは、エンジン始動時に、吸排気バル
ブの開弁タイミングをどのように設定するかにより、円
滑な作動サイクルを行なえるか否かが決定される。

（発明が解決しようとする課題） 従来では、例えば特公昭６１−７６７１３号公報に記載
されているバルブ制御装置のように、加速状態や減速状
態に応じてバルブタイミングを決定することは行なわれ
ていたか、エンジン始動時にクランキングが開始した後
に実際のバルブの開閉状態を検知していなかったため、
エンジンの作動サイクルに適合したバルブ制御が困難で
あるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものて、
電磁力駆動バルブの最初の吸気弁開度や開弁のタイミン
グを正確に決定してエンジンの作動サイクルに適合する
バルブ制御を可能にした電磁力駆動バルブ制御装置を提
供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明によれは、エンジンの作動サイクルを検出する検
出手段と、前記エンジンの吸排気バルブ開閉状態を検知
する検知手段と、エンジンシリンダの下死点を基準にし
て駆動指令を形成する指令手段とを具備したことを特徴
とする電磁力駆動バルブ制御装置を提供できる。

（作用） 本発明の電磁力駆動バルブ制御装置では、エンジン始動
時の作動サイクルを検出して、エンジンシリンダの下死
点を基準にして駆動指令を形成し、かつ実際のエンジン
の吸排気バルブ開閉状態を検知することにより、正確に
作動サイクルに適合したバルブ制御を可能にしている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、本発明の電磁力駆動バルブ制御装置の一例を
示すブロック図である。エンジン１は、電磁力駆動され
る吸気バルブ２と排気バルブ２′とからなる吸排気弁に
より、その燃焼室に混合気か供給され、それが圧縮され
、点火されて燃焼し、排気される。これら吸排気弁はい
ずれも、セラミックス素材が採用されて軽量に形成され
、それぞれシリンダヘッドに設けたバルブガイド２０．
２０′により上下方向に滑動自在に保持されて、傘部２
１．２１′がシリンダヘッドのバルブ座に接／離するこ
とにより、吸気ボー１〜を介して気筒が吸入する空気流
を制御し、排気ポートを介して気筒からの燃焼ガスの排
出を制御するものである。２２は吸気バルブ２のステム
エンド部２３に設りた可動子で、例えば軟鉄のような磁
性材料か用いられ、可動子コイル２４を有して上下方向
に励磁されるよう構成されている。２５は可動子２２に
対応する固定子て、磁性材料よりなり可動子２２の上方
に配置され固定子コイル２６を有して、これらコイル２
４．２６は、通電によって可動子２２を吸引／離反する
ことにより吸気バルブ２を上下に動弁駆動するバルブ駆
動制御部を構成している。２７はコイル状のスプリング
であり、可動子２２とバルブガイド２０との間に設りら
れ、弾性力により常時は閉弁させるものである。

こうした一連の作動サイクルは、エンジン１に設けた作
動サイクル検出手段３により検出される。

なお、排気バルブ２′側の駆動制御部も同様に構成され
、エンジンのＵ１気行程において該排気バルブを所定の
タイミング開弁するようにしている。またエンジン１へ
の供給燃料を制御する燃料噴射装置６には、燃料流量を
割測してエンジン負荷を検出する負荷センサ７が配置さ
れている。

第４図には、エンジン１の１つのシリンダのピストン１
１とクランクシャフト１２の概略構成を示している。上
記作動サイクル検出手段３として、例えばクランクシャ
フト１２に連結されたフライホイール１３等に並列に２
列に設けたセンサ１４．１５により、上死点と下死点と
をそれぞれ区別して検出するようにしている。

４は、上記エンジン１内にあって吸排気弁の位置を検出
することにより、それらの開閉状態を検知する弁開閉状
態検知手段である。この検知手段４は、第４図に示すよ
うに、例えばバルブシャフト１６に金属薄膜を埋め込ん
で形成される一対の位置センサ１７．１８により構成す
ることが可能である。これら作動サイクル検出手段３と
弁開閉状態検知手段４の信号は、排気ポートにおける排
気ガス圧力を検出する排圧センサ８、排気ガスの成分、
特に残存する酸素量を検出する排気ガスセンサ９の信号
と同様に演算制御手段５に供給されている。

すなわちこの演算制御手段５には、上記弁開閉状態を示
す信号、作動サイクルを示す信号の外、エンジン回転数
データ、負荷量データが供給され、エンジン１のシリン
ダか下死点（ＢＤＣ）に達したときを基準にして、上記
吸排気弁２に対する駆動指令を形成し、バルブ駆動制御
部６に出力するようにしている。なお、後述するように
、始動時の開弁タイミングが正常に決定されない場合に
は、上記演算制御手段５は、バルブ駆動制御部にバルブ
全閉指令を出力するとともに、所定の故障マークを点灯
制御している。

第２図は、上記エンジン１の吸排気弁２に関するバルブ
リフト量のプロファイルの一例を示す図である。図の横
軸は、エンジン作動サイクルに対応するクランク角を示
しており、ＴＤＣｌ、ＢＤＣＩ　　ＴＤＣ２ＢＤＣ２に
より、エンジンスタート後のシリンダの第１上死点、第
１下死点、第２上死点、第２下死点を示す。バルブリフ
ト量は、上記演算制御手段５内のＲＯＭ等に記憶された
関係テーブルに基づいてバルブ駆動制御部に駆動指令を
与えることにより決定される。

次に、第３図を参照しながらエンジンスタート時の作動
サイクルについて説明する。

エンジンスタート時にセルモータ等によりクランキング
が開始してから、最初のＢＤＣＩが検出されるまてに、
演算制御手段５には、エンジン回転数とエンジン負荷量
とが読み込まれ（ステ・ンブａ、ｂ）、吸気弁の開度と
その開弁のタイミングが計算される（ステップＣ）。シ
リンダの最初の下死点を示す信号ＢＤＣＩか、作動サイ
クル検出手段３から到来してそれかチエ・ツクされると
（ステップｄ）、所定時間の後に吸気弁を開放するため
の駆動指令をバルブ駆動制御部に出力しくステップｅ）
、ＢＤＣｌが検出されないと、最初のステップに戻る。

次に、作動サイクル検出手段３によりＴＤＣ２がチエツ
クされると籾、そのタイミングでの吸気弁の開度が大き
過ぎないように位置センサ等により弁開閉状態がチエツ
クされる（ステップｆ、ｇ）。次のＢＤＣ２でも再度そ
の開度がチエツクされる（ステップｈ、ｉ）。

つまりシリンダは、第２下死点ＢＤＣ２から圧縮サイク
ルに移行し、次の上死点に達すると燃焼サイクルに移る
。この上死点に対応する信号ＴＤＣ１がチエツクされる
と（ステップｊ）、次に排気サイクルに移行するための
排気弁についての開度とタイミングの計算が行なわれる
（ステップｋ）。

ステップＵで開放された排気弁についても、その過開放
と、開放が実際になされているかどうかのチエツクが行
なわれる（ステップｍ、ｎ）。なお、上記ステップｆ−
ｊ、ｍ、ｎにおいて異常の検出があれば、エンジンが回
転していることを条件にして（ステップ０）、故障マー
クが点灯され（ステップｐ）、バルブ駆動制御部に対し
てバルブ全閉指令が出力される（ステップｑ）。こうし
て繰り返される作動サイクル中に、実際の吸排気弁の開
度がチエツクされるから、特にエンジンスタート直後の
作動サイクルにおいて電磁駆動手段の故障や、ＲＯＭ等
からのデータ読み出しの不具合により異常が生じている
場合には、吸排気弁をすべて閉じて、再スタートを行な
うことができる。

以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の電磁力駆動バルブ制御装
置によれは、エンジンの作動サイクルを検出する検出手
段と、前記エンジンの吸排気バルブ開閉状態を検知する
検知手段と、エンジンシリンダの下死点を基準にして駆
動指令を形成する指令手段とを具備したので、電磁力駆
動バルブの最初の吸気弁開度や開弁のタイミングを正確
に決定してエンジンの作動サイクルに適合したバルブ制
御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、バルブリフト量のプロファイルの一例を示す図、第
３図は、動作の一例を示すフロー図、第４図は、シリン
ダのピストンとクランクシャフトの関係を示す概略構成
図である。 １・・・エンジン、２．２′・・・吸排気弁、３・・・
作動サイクル検出手段、４・・・弁開閉状態検知手段、
５・・・演算制御手段。 特許出願人　いすｙ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの作動サイクルを検出する検出手段と、前記エ
   ンジンの吸排気バルブ開閉状態を検知する検知手段と、
   エンジンシリンダの下死点を基準にして駆動指令を形成
   する指令手段とを具備したことを特徴とする電磁力駆動
   バルブ制御装置。