JPH02230910A - 内燃機関のエアバルブスプリングシステム - 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、内燃機関のエアバルブスプリングシステムに
関し、特にエア供給源からエア補給ラインを介して空気
バネ式弁装置にエアを供給する場合に機関運転状態に応
じて適切に供給圧を制御するようにした内燃機関のエア
バルブスプリングシステムに関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）内燃機
関の弁装置には、リターンばねの代わりに空気バネを利
用するようにしたものが知られている（実開昭６３−１
４８０８号公報）。

かかる空気バネ式の弁装置では、その圧力室（空気室）
にエアを供給する場合の構成として、空゜気を蓄える空
気溜めに空気供給通路が連通・し、空気溜めから該空気
供給通路を通じて各圧力室にエアが分配、導入される方
式が採用されている。

しかして、圧力室の圧力を運転状態にかかわらず常に一
律に設定してしまうと、供給圧力によりスプリング荷重
が定まるため、スプリング荷重は固定的なものとなり、
対応性にかける。すなわち、高い圧力に設定してしまう
と追従性の面ではよいものの、例えば低回転時には不向
きなものとなり、かといって低い圧力に設定してしまえ
ば追従性は損なわれる。

木発１５１の目的は、空気バネ式弁装置におけるエアス
プリングの特性を十分に活用し運転状態に応じ常に最適
なスプリング荷重を得ることのできる内燃機関のエアバ
ルブスプリングシステムを提倶することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、エア供給源からエ
ア補給ラインを介して空気バネ式弁装置にエアを供給す
る内燃機関のエアバルブスプリングシステムであって、
前記内燃機関の通常運転時の設定供給圧に対して所定運
転時に供給圧を低下させるように制御する手段を備える
ようにしたものである。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第ｌ図は本発明のエアバルブスプリングシステムを動弁
装置に適用した内燃機関の制御装置の１７４成図であり
、同図中１は各シリンダに吸気弁と排気弁とを各１対に
設けたＤ　Ｏ　！ＩＣ直列４気筒の内燃機関（内燃エン
ジン）である。

エンジンｌには、開口端にエアクリーナを取り付けた吸
気管２が接続され、その途中にはスロツ？ル弁：３が配
されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（■
Ｌｂ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３
の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユ
ニット（ＥＣ　Ｕ　）５に供給する。

吸気管２のエンジンｌと前記スロッ１・ル弁３との間に
は燃料噴射弁６が設けられている。

燃料噴射弁６は吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けら
れており、各噴射弁は図示しない゛燃料ポンプに接続さ
れていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＩＥ
　Ｃ　Ｕ　５からの信号により燃料噴射の開弁時間が制
御される。

一方、スロツ１・ル弁３の下流には吸気管内絶対圧（　
Ｐ　ａ＾）センサ７が設けられてお番ハ絶対圧信号はｎ
ｉｉ記ＥＣＵ５に供給される。

エンジンｌの本体に装着されたエンジン水温（１’ｗ）
センサ８はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却
水温）ｌ’ｗを検出して対応する温度信号を出力してＥ
ＣＩＪ５に供給し、また、エンジン本体に設けられた潤
滑油温センサ（１’０１Ｌセンサ）９はその潤滑油温度
を検出して検出浦温信号をＥＣＵ５に供給する。エンジ
ン回転数（Ｎｅ）センサ１０はエンジンｌのカム軸周囲
又はクランク軸周囲に取付けられている。エンジン回転
数センサ１１はエンジン１のクランク軸の１８０度回転
毎に所定のクランク角度位置でパルス（′ｌ”Ｄｃ信号
パルス）を出力し、そのイΔ号パルスは［ＥＣＵ５に供
給される。

ＥＣＵ５には更にイグニッションスイッチ１ｌが接続さ
れると共に、スタータスイッチその他の所要のスイッチ
、センサ類ｌ２が接続されており，これらからのオン，
オフ状態信号、センサ検出値信号がＥＣＵ５に供給され
る。

また、ＥＣＵ５には、エンジンｌの後述する空気バネ式
動弁装置のエアバルブスプリングシステムｌ３における
例えばエア補給ラインの圧力を検知するためのセンサが
接続されており、当該センサからの電気信号が供給され
る。

ＥＣＵ５は各種センサ、スイッチ等からの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中夫れｊ（算処理回路（以下ｒｃ：Ｉ）Ｕ
Ｊという＞５ｂ，ＣＩ）ｊＪ５ｂで実行される各種演算
プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前
記燃料噴射弁６などに駆動信号を供給し、また、エアバ
ルブスプリングシステム１３における供給圧ｉｔ，ＩＩ
　６１１等のためのｉｌ，ＩＩ御信号を出力する出力回
路５ｄ等から構成される。

ｃｐｕｓｂは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づ
いて、クランキング状態（始動時），低回転運転ｘＩ域
、低負荷のパーシャル運転状態等種々のエンジン運転状
態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、所定
の演算式に基づき、前記’Ｉ’　ｌ）　Ｃ信号パルスに
同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間を演算し、燃料噴
射弁６を駆動する信号を出力回路５ｄを介して出力する
。

更にまた、Ｃ　Ｉ’　Ｕ　５　ｂは、空気バネ式動弁系
の制御として、エンジン回転数（Ｎｅ）センサ１０等か
ら供給される信号、イグニッションスイッチ１１のオン
，オフ状癲信号等、更には上述の検知ライン圧その他の
情報に基づいてエアバルブスプリングシステムｌ３に対
する制御を行う。

かかる制御には、運転状況に応じて必要最小限のスプリ
ング荷重となるように最適化するべく空気バネ式動弁装
置への供給圧力を制御する可変供給圧制御が含まれ、ま
た、該制御には、木実施例では、後述するような供給流
量の制御も加味される。

第２図は、空気バネ式動弁装置におけるエア補給配管を
も含めて示す上記エアバルブスプリングシステムｌ３の
ｆｉｌ成図である。

本エアバルブスプリングシステムｌ３は、エア補給ライ
ン１３０の上流のエア補給機構１３１と、空気バネ式動
弁系と、ＥＣＵ５におけるエア補給制御系としての制御
装置１５０とから成る。

空気バネ式動弁系では、１気筒宛毎に、吸気側動弁装Ｗ
１６０における一対の吸気弁に対する一対の圧力室１３
２（高圧室）と、排気側動弁装置６ｌにおける一対の排
気弁に対する一対の圧力室＋３３（高圧室）とを有し、
更に図示のように、吸気側及び排気側における各一対の
圧力室毎に、チェックバルブ１３４，　１３５並びにリ
リーフバルブ１３６，　１３７が設けられている。他の
気簡についても、同様の摺成である。

第３図は前記エンジンｌの要部縦断面図であり、シリン
ダブロック３ｌ内に４つのシリンダ３２が直列に並んで
設けられ、シリンダブロック３ｌの上端に結合されるシ
リンダヘッド３３と、各シリンダ３２に摺動可能に嵌合
されるピストン３４との間には燃焼室３５がそれぞれ画
成される。またシリンダヘッド３３には、各燃焼室３５
の天井而を形成する部分に、一対の吸気口３６及び一対
の排気口３７がそれぞれ設けられ、各吸気１１３６はシ
リンダヘッド３３の一方の側面に開１」する吸気ボート
３８に連なり、各排気［１３７はシリンダヘッド３３の
池方の側面に開口する排気ポート３９に連なる。

シリンダヘッド３３の各シリンダ３２に対応する部分に
は、各吸気口３６を開閉可能な一対の吸気弁４０と、各
排気口３７を開閉可能な一対の排気弁４ｌとを案内すべ
く、ガイド筒４２，４３がそれぞれ嵌合、固定されてい
る。

それらのガイド筒４２，４３から上方に突出した各吸気
弁４０及び各排気弁４１の上端部には、空気の圧縮、膨
張によって従Ｏ；Ｉのリターンばねの代わりをなす前記
圧力室１３２，　１３３が設けられている。各圧力室１
３２，　１３３は、図示のように突設形成した筒状部４
４．４５と，該筒状部４４．４５に摺動可能に嵌押した
筒状の蓋体部４６．４７とにより形成され、それぞれに
は空気供給１］４４ａ，４５ａから圧縮空気の供給、補
給がなされるようになっている。かかる空気バネ式の圧
力室部分の具体的な構造については基本的には既知のも
のと同様であってよい。

上述のようにして、シリンダヘッド３３と、該シリンダ
ヘッド３３の上端に結合される図示しないヘッドカバー
との間に画成される作動室内には、各シリンダ３２にお
ける吸気弁４０を開閉駆動するための回転駆動されるカ
ム４８を含む吸気弁側空気バネ式動弁装置と、各シリン
ダ３２における排気弁４０ｅを開閉駆動するための回転
駆動されるカム４９を含む排気弁側空気バネ式動ブｒ装
置とが収納、配置され、各圧力室１３２，　１３３内で
の供給空気の圧力に応じたスプリング荷重で各バルブの
開閉がなされる。

第２図に戻り、各動弁装置６０．６１における一対の圧
力室１３２，　１３３は、それぞれチェックバルブ１３
４，　１３５を介してエア補給ライン１３０に連結され
ており、また、エア補給ライン１３０の上流のエア補給
機構１３１は、図示の場合、アキュムレータ１３８と、
制御可能なレギュレータ１３９と、制御弁１４０を備え
ている。また、制御弁１４０の下流のエア補給ライン１
３０には、該エアｈｌｉ給ライン１３０の圧力を検知す
るセンサ１４１が設けられ、そのセンサ出力が制御装置
１５０に供給されるようになっていると共に、制御装置
１５０に上記レギュレータ１３９及び制御弁１４０が接
続されている。

上記アキュムレータ１３８には、所定の高圧の空気が蓄
えられている。レギュレータ１３９は可変の圧力調節器
であり、木例では、これによってアキュムレータ１３８
の高圧をより低い所要圧まで低下させると共に、ここで
供給空気の圧力自体を変えることによりバルブスプリン
グ荷重を可変させるようなシステムとしてある。

制御装置１５０では、エンジン回転数、イグニッション
スイッチ１１の投入（スタータの使用時）、エンジン水
温、潤滑油温などを検知し、これらに基づいて制御装置
１５０は最適な供給圧値を演算し、これを上記レギュレ
ータ１３９にフィードバックして供給圧をコントロール
する。

制御弁１４０は、流量制御用のもので、例えばリニア制
御弁を用いることができ、これも制御装置１５０によっ
て制御される。

このように、エンジンｌの空気バネ式動弁装置において
、本実施例では、エア補給機構＋３１としてヘッド内補
給ラインの上流に上記のような可変供給圧のためのレギ
ュレー夕１３９の他、制御弁１４０及び高圧のアキュム
レータ＋３８を有すると共に、これらを有する場合に、
更に、図示の如く、それらの配管上の配列について、上
流よりアキュムレータ１３８〜レギュレー．夕１３９〜
制御弁１４０の順に並べ、ヘッド補給ラインに至るよう
にエア補給機構１３１が横成されている。

すなわち、ヘッド内のエア補給ライン１３０に対し高圧
のアキュムレータ１３８を設け、エア補給ライン内圧（
　Ｐ　ｏ　）に対し高い所定圧力（１）＾ｃｃ）を貯え
ておき、これをレギュレータ＋３９で一旦より低い所要
圧まで下げるようにする。制御装置１５０では、運転状
況に応じて演算して求めた供給設定圧を目標値として、
エア補給ライン１３０の圧力をセンサ１４１で検知して
得られた実際の圧力値に基づき、ライン圧が１揺値とな
るようにレギュレータ＋３９によるフィードバック制御
を行う。更にその下流には制御弁１４０を設け、流量制
御時には制御装置１５０によって該制御弁１４０を開閉
制御する。

前記アキュムレータ１３８の設定圧等については、具体
的には、次のようにすることができる。

アキ五ムレータ１３８の設定圧は、例えば＋００ｋｇ　
ｆ／ａｄ　（；　ｌ　Ｏ　Ｍ　Ｐ　ａ　）のものとする
。該設定値は、走行中無補給の場合（レース等）の例で
あり、走行中、コンプレッサ等で圧縮空気を補給するよ
うな方式を採用する場合については後述する。

レギュレータ１３９による圧力の調整範囲は，本実施例
では、例えば５　ｋｇ　ｆ　／ｃｏｄ　（＝０．５Ｍ　
Ｐ　ａ　）近傍を通常調整圧とする所定可変範囲内のも
のとする。従って、この場合は通常ライン圧は５　ｋｇ
　ｆ／ａｄ　（；０．５Ｍ　Ｐ　ａ　）となる。また、
チェックバルブ１３４，　１３５の設定圧は、例えばｌ
　ｋｇ　ｒ／ｅｌ１！　（＃０，ｌＭＰｎ）とし、各圧
力室１３２，　１３３では、この場合、バルブリフトが
ないときの圧ノハすなわち通常設定圧は４　ｋｇ　ｆ　
／　ｃｕｔ　（＃０．４Ｍ　Ｐ　ａ　）となる。

これに対し、バルブリフト時の最大圧は、圧縮によって
圧力室１３２，　１３３の体積等に応じたものとなり、
本例では１　５　ｋｇ　ｆ　／　ｃｕｔ　（＃１，５Ｍ
　Ｐ　ａ　）が得られるようにしてある。

更に、リリーフバルブ１３６，．　１３７のリリーフ圧
は、該最大圧よりやや高めに設定してあり、一例として
上記ケースではｌ　６ｋｇｆ／ａｎ！　（＃１、６ＭＰ
ａ）に設定されている。

上記構成において、アキュムレータ１３８からの圧縮空
気は可変レギュレータ１３９に与えられ、ここでより低
いしかも運転状熊に応じた所要圧力にトげられ、制御弁
＋４０により流量を調整して各圧力室１３２，　１３３
に供給される。エア補給ライン１３０」一では、センサ
１旧により圧力を常時監視するためセンシングしている
。圧力検知は、より各圧力室１３２，　１３３に近い上
記制御弁１４０の直ぐ下流で行っており、木例ではチェ
ックバルブ１３４，　１３５を介押しているが、０；ｉ
掲公報のものよりはダイレクトに圧力室１３２，　１３
３の圧力の状態を検知し適切な制御が行える。

チェックバルブ１３４，　１３５は、既述のように、ほ
とんどフリーに近いものでＩ　ｋｇ　ｆ　／　ｃｎ！程
度の圧力で作動し、各圧力室１３２，　１３３内がバル
ブリフトで圧縮されたときに、室内の空気が抜けるのを
防ぎ戻りを禁止するためのものであり、エア補給ライン
１３０側からの流れは許容し、逆方向の流れを止めるこ
とができる。

上流のレギュレータが可変のレギュレータ１３９である
場合には、当疎レギュレー夕１３９で供給圧自体の制御
を行うこととなるので、すなわちライン圧を所定目標値
になるように、従って圧力室１３２，　１３３の圧力が
要求設定値になるように制御するのがメインとなるので
、上記制御弁＋４０での制御は、かかる場合には流量の
スピードのコントロール用として主に使うことができる
。

また、該制御弁１４０によっても、或る程度圧力を自在
にコント口一ノレすることもできる。

以下具体的に説明する。

空気バネ式動弁装置は、従来のコイルばねの場合に比べ
、動弁系の重量の軽減（ばねがない分軽くなって、動弁
系は速い動きに追従でき高回転に有利となる）、共振に
よるスプリング作用の喪失の防止等が図れる。ここで、
圧力室１３２，　１３３は、内部に潤滑油の溜りなどが
生じなければ（潤滑油の溜りがもし生じても本システム
では、その不都合も解消し得、これについての詳細は後
述する）、基本的にその容積によって決まる固有の容量
（ボリュウム）を有しており、かかる固有のボリュウム
に対し供給圧力を可変すれば、スプリング荷重を変える
ことができる。すなわち、空気バネ式動弁装置において
、供給圧力によってバルブスプリング荷重が定まり、そ
の供給圧を制御することによってエアバルブスプリング
を自在にｕｊ変にすることができる。

エアバルブスプリングを自在に可変にすることのできる
場合の利点は、低速回転、高速回転等運転条件に合わせ
てバルブスプリング荷重を容易に変えられるところにあ
る。

すなわち、例えば，高回転時、バルブの戻りを確実にす
るためには、スプリングは強くしなければならず、一方
、その反面、低回転では，スプリングが強ければフリク
ションが大きくなって効率が悪くなるところ、供給圧力
を自在にコン１・ロールできると，低回転のときは、す
なわち主に低回転を使用するようなときには、該バルブ
スプリング荷重を減らして、フリクションの低減を図り
効率をよくするようにし、また，高回転のときには、よ
り高い供給圧力としてバルブスプリング荷車を高くとれ
るようにすることができる。

前記可変レギュレータ１３９では、供給圧を制御するこ
とにより運転状況に応じて必要最小限のスプリング荷重
となるように最適化制御を行う。

可変供給圧によるスプリング荷重の最適制御は，具体的
には、所定運転条件で供給圧ノハ従ってライン圧Ｐｏを
より低く下げることによって行うことができる。所定運
転条件は、例えば、アイドリングを含む低エンジン回転
数運転領域、パーシャル運転状態，始動時（クランキン
グ中）などである。

制御装置１５０は、常時エンジン回転数Ｎｅを監視して
おり、例えば、低回転時には、圧力室ｉ３２，１３３の
通常設定圧４　ｋｇ　ｆ　／　ａｄが３　ｋｇ　ｆ　／
　ａＩＩτとなるように供給圧を下げるように制御する
。これにより、動弁系のフリクションを減らして燃費改
善に寄与できるとともに、カムスリッパ一面の負荷を特
に低回転時に減らすことによって鮒久性を増すこともで
きる。

また、始動時などスタータ負荷を減らすことも可能であ
る。始動時については、既知のように、エンジン回転数
センサ１０及びイグニッションスイッチ１１からの信号
を用いて判断することができ、始動時には通常よりもＵ
（給圧を所定値に下げ、同様にフリクションの低減を図
ることができる。

始動が完了したかどうかは、例えばエンジン回転数Ｎｅ
によって、もしくはスタータスイッチからの信号を用い
て判断することができる。

なお、例えば一晩放置した状態での始動のときのような
場合は、各圧力室１３２，　１３３のエアが全て抜けて
しまっているようなこともあることから、こような揚合
の対策としては、スタータスイッチを回しても、室内圧
力が」二記所定値に達するまでは、その間は、スタータ
の作動を禁止するような制御を組合せるのがよい。この
場合は、イグニッションスイッチ１ｌの投入に伴って開
弁制御されたｎ：１記制御弁１４０を通して空気が供給
され、圧力が上記所定値に達した以後、運転者がスター
タスイッチをオンすれば、ｎ；ｊ述の如くスタータ負荷
の軽減を図りつつ始動を行わせられる。

このように、エンジン回転数Ｎｅやイグニッシヨンスイ
ッチ１１の作動などを検知し、最適な供給圧となるよう
にレギュレータ＋３９で供給圧力を制御してスプリング
荷重の最適化を図ることができる。

制御装置＋５０では、更にエンジン水温センサ８、潤滑
油温センサ９からの検出温度を利用して、レギュレータ
１３９による供給圧の低下制御を行えば、次のようなエ
ンジンコントロールもできる。

エンジン冷却水温、潤滑油温はエンジン温度を代表する
ものであり、特に、油温が余り上がらない状態でエンジ
ンを回転させると、潤滑が不十分になったりするなどし
、従って低温時には、エンジン回転数を低く抑えたい場
合がある。

そこで、潤滑油温やエンジン冷却水温が或る温度値を下
回っている状１床のときには、エンジン出力を制御する
手段、例えば点火時期、供給燃料などを制御して、エン
ジンが暖まらない状態では高回転で回転しないようにす
ると共に、レギュレータ１３９で供給圧力を下げるよう
に制御することによって、０１ノ述のような低速走行時
等の場合と同様に、低温時にはエンジン回転数Ｎｅを低
く抑えると共に、フリクションロスを低減することがで
きる。このようにして、エンジンが暖まらない状態では
、エンジン回転数を低く抑え、しかして、エンジンが暖
まった状態で供給圧制御により通常時のバルブスプリン
グ荷重となるようにすれば、エンジン回転数を上げるこ
とができ、かような制御、すなわち潤滑油温、エンジン
冷却水温が或る条件を満たさなければ、たとえ運転者が
スロットル弁３を開けて高回転を要求しても高回転では
回転させないようなエンジンコントロールもエンジン水
温センサ８、潤滑油温センサ９の出力に基づいて行うこ
とが＋＋ｆ能となる。

前記レギュレータ１３１）が供給圧を制御するものであ
るのに対して、制御弁＋４０は、その基本的な作動は、
イグニッションスイッチ１１のオンで開弁、オフで閉弁
するとともに、運転中は流量を調整する。

すなわち、圧力室１３２，　１３３の圧力を上記のよう
な所定運転時の低めの要求値あるいは高回転時の要求値
等の所定圧に維持する場合、摺動面のシール部から空気
が逃げるなどして圧力が低下するのでエアを補給しなが
ら行う必要があり、しかもエアの抜けは例えば高回転の
ときはより多くなるなどするところ、かかる補充を上記
システムの配列における制御弁１４０での流量制御で行
えば、制御はより適切で容易なものとなり，応答性もよ
く制帥弁１４０の負担も軽い。もし、圧力室１３２，　
１３３の圧ノハ従ってライン圧が少し下回ってきたなら
ば少しづつ補充するというように差に応じて流量を調整
する制御を行うことができ、しかも、このように制榊弁
１４０による絞りを調整してリニアに流量を制御する場
合、特に圧力が高いと、制御しにくいのに対し、本シス
テムでは高圧のアキュムレータ１３８の下流にレギュレ
ータ１３９を設け、該レギュレータ１３９で一旦所要圧
力にまで落すことができ（上記数値例では、ＩＯＯｋｇ
ｆ／ｃ−から０：ｊ述の可変範囲内の値、例えば５　ｋ
ｇ　ｆ　／　ｃｏ！）　、高圧が直接に流量制御にかか
ることはなく、制御は容易である．また、制御弁＋４０
にとっても高圧が直接負荷されることを防ぐことができ
る結果、使用制御弁としても容量が小さなもので済み、
加えて、制御弁の故障等のトラブル潜在性も排除し得、
信頼性などの点でも有利である。高圧を直接制御弁で制
御するには制御弁の耐久性、大きさなどの問題から高圧
の流体を正確に制御しようとすると大きく重いものにな
らざるを得ないが、上記配管上の配列によればこのよう
な不都合も回避できる。

更に、本システムの制御弁！４０による流量制御は、下
記のような操作も可能で、この点でも々ｆ適ある。

すなわち、前掲公報のものにおいて、センサでセンシン
グして制御しているのは、かなりの体積を有する空気溜
めをも含む系全体の圧力であって、従って圧力室内の圧
力によって定まるスプリング荷重を早く立ち上げたいな
どの要求があっても、これに応えるのは本システムの場
合に比べ時間的にも、容量的にも容易ではない。

本システムであれば、流量の制御弁１４０によって、例
えば、比較的速やかに高くしたりとか、徐々に高くする
などの制御も可能であり、逆にダウンさせるときは該制
御弁１４０を閉じてしまえばよい。エア補給機構＋３１
の下流側の当該制御弁１４０の個所でカットしてしまえ
ば、上流側とは切り離された状態とすることができ、上
流側の影響を受けないで済み、制御弁１４０を閉じてい
ない場合よりもエアの抜けかたも速くなる。制御弁１４
０は、このように圧力を速く上げたり、閉じることによ
って下げ方を速くさせるという調整に利用し得、設定圧
にさせるためのスピードを制御でき、空気を送る量をコ
ントロールすることによって容易にスピードを変えられ
る。

以上のようにコントロールできることから、例えば市街
地を走行するときには低めにし、高速道路等を走行する
ときには少し高めにするなどといった状況に対応したバ
ルブスプリング荷重の可変を行うときにでも、前掲公報
の溝成よりも対応性はよく、エンジン回転数Ｎｅ等をも
制御パラメータとして用い、最適な要求されるスプリン
グ荷重となるようにコントロールできる。

本システムでは、以上の通り、空気バネ式動弁装置の特
性を十分に発揮させることができ、更に、高圧のアキュ
ムレータ＋３８、可変のレギュレータ１３９及び制御弁
１４０をこの順で設ける構成をも組合せるときは、これ
らを有しない０；ｊ掲公報に記載のものに比し一段と優
れたエアバルブスプリングシステムを提供することがで
きる。空気バネ式動弁装置に単に前掲公報の供給システ
ムを適用するときは、その供給系に何ら本システムのよ
うな制御手段を具備していないことから，その空気溜め
の圧力を可変することにより各バルブの空気室の圧力を
変えることとなり、リニアに制御したり、レスポンスよ
く制御させることは困’ＭＥとなるのに対し、本システ
ムでは、系全体の圧ノ戸ｒｒ変を行う方式と比較して早
く所定圧を供給することが可能であり、より一層実用性
を増すことができる。

０１ｊ記リリーフバルブ１３６，　１３７については、
例えば第４図に示すように、各一対の圧力室の底部側か
ら引き出した経路１４２に接続すればより効果的である
。

リリーフバルブ１３６，　１３７を設けるのは、不要に
圧力室１３２，　１３３の圧力が高くなるのを防ぐため
であり、リリーフバルブ１３６，　１３７の設定圧を圧
力室１３２，　１３３の許容できる圧力に設定しておけ
ば、それ以上、もし、何らかの状態で圧力室側に圧縮空
気が入り過ぎて必要以上にバルブスプリング荷重が上が
るのを避けることができる。従って、或る程度リミット
をとって設定圧以上になったとき空気を逃すようにして
いる。

更に、圧力室１３２，　１３３の摺動面のシールを介し
て動弁系のカム系から潤滑油（オイル）が入るが、これ
が徐々に圧力室内に溜ってしまうと、実質の圧力室内体
積が減り、より高圧になるなどし、これが各バルブにつ
いて生ずれば、そのためスプリング荷重が種々に乱れ適
切なコントロールができないことになる。

そこで、第４図の如く下側からリリーフバルブをとれば
、内部にオイルが溜った場合においても、バルブリフト
時より高圧になることから、これにより空気と一緒にオ
イルも排出されることになり、オイル溜りによる」二記
不都合も回避し得る。

このように、リリーフバルブ１３６，　１３７を｛−１
加する場合は、一定圧でリークすると共に、リーク時に
オイルも抜けるような構造とするのがよく、シール部の
潤滑の必要性と所要の各バルブスプリング荷重の確保、
維持の両立が図れる。抜けたオイルはヘッド中の周辺部
の潤？Ｉ１に再利用されることとなる。

第２図では、アキュムレータ＋３ｇ＋＋ｔ独であったが
、これは第５図のようにしてもよい。

レース等のように所定時間（例えば２時間）程度走行す
ればよい場合には、アキュムレータ１３８はこれを交換
可能なものとして、すなわちボンベ形式のものとし，必
要に応じより設定圧の大なるものとすれば足りる。この
場合は、他の重量のある供給装置を搭載しないでも済み
、重量軽減が図れる。

これに対し、第５図のエアバルブスプリングシステムの
エア補給機構１３１では、コンプレツサ付のものとして
あり、第２図のシステムに、更に水抜きのためのドライ
ヤ１４３、車載コンプレッサ１４４及び制御装置１５０
により制御されるモータ！４５が付加されている。

本システムの場合は、このようにコンプレッサ１４４を
付加するときであっても、前掲公報のもののようにはコ
ンプレッサ１４４を常に稼動させておかなくても済む。

すなわち、前掲公報のものの場合には、その空気溜めに
は常に一定の圧力となるように空気を蓄えなければなら
ないので、そのコンブレッサは常時作動させる必要があ
るところ，本システムのように、可変のレギュレータ＋
３９、制御弁１４０を設けて、アキュムレータ＋３８の
高圧を該レギュレータ１３９で所要圧まで落し、すなわ
ち運転状態に応じて使用すべき圧力まで落し、また必要
に応じて制御弁＋４０で流量制御し、各圧力室１３２，
　１３３に分配、供給するときは、アキュムレータ１３
８は当該レギュレータ１３９に対する純粋な補給源とな
り、アギュムレータ１３８の圧力は、そのレギュレータ
１３９で可変に設定される圧力の上限値よりも例えば数
ｋｇｒ／ｃＩＩＩでも高ければ足りることとなる。

具体的には、走行中、コンプレッサ１４／Ｉで圧縮空気
を補給する該構成の場合は、車裁可能なコンプレッサの
性能等からアキュムレータ１３８の設定圧については例
えばＩＯｋｇｆ／ｃｕ！　（＃ＩＭＰａ）程度とするこ
ととなるが、このようにしたときでも、その設定圧以上
となるようにすればよいので（前掲公報のように常に一
定の圧力となるようにしておく必要はない）、例えば或
る一定時間作動して１５ｋｇｆ／ａｄ位まで蓄圧した場
合に、これが上記設定圧に減少するまではコンプレッサ
１４４を稼動させなくてもよく（すなわち、停止させて
いてもよく）、シかして減少してきたならば作動を再開
させればよい。

従って、コンプレッサ等を付加するにしても、このよう
な操作が可能であり、常時連続的ではなく、断続して或
る必要圧以上のものが蓄圧されていればよいようにコン
プレッサ１４４、モータ１４５をコントロールすること
もでき，モータ１４５による場合は消費電力の削減も図
れる。

４． なお、第２図の構成のものは、レース用に限らず、通常
の乗用車等にも適用でき、適宜エアを補充するか、ある
いはボンベ交換で対応すればよく、高圧で圧縮しておけ
ば使用アキュムレータ＋３８も小さい体積のものでよく
、小型化できる。

（発明の効果） 本発明によれば、エア供給源からエア補給ラインを介し
て空気バネ式弁装置にエアを供給する内燃機関のエアバ
ルプスプリングシステムであって、前記内燃機関の通常
運転時の設定供給圧に対して所定運転時に供給圧を低下
させるように制御する手段を備えるようにしたものであ
るから、弁装置のスプリング荷重を運転状況に合わせて
常に必要にして最適なものとすることができ、しかもこ
れを供給圧の低下で容易に行え、弁装置の作動性能の大
幅な向上、改善を図ることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るエアバルブスプリング
システムを備えた内燃機関の制御装置の全体１１寸成図
、第２図は第１図の内燃機関の空気バネ式動弁装置の配
管系をも含めて示すエアバルブスプリングシステムの一
例の構成図、第３図はエンジンの要部縦断而、第４図は
リリーフバルブ部分の具体例を示す図、第５図はエアバ
ルブスプリングシステムのエア補給機構の他の例を示す
図である。 １・・・内燃エンジン１、５・・・電了コントロールユ
ニット（ＬＥＣＵ），８・・・エンジン水温センサ、９
・・・潤滑油温センサ、ＩＯ・・・エンジン回転数セン
サ、ＩＩ・・・イグニッションスイッチ、ｌ３・・・エ
アバルブスプリングシステム、６０．６１・・・動弁装
置、１３０・・・エア補給ライン、１３ト・・エア補給
機構、１３２，１３３・・・圧力室、１３４，　．１３
５・・・チェックバルブ、１３６，１３７・・・リリー
フバルブ、１３８・・・アキュムレータ、１３１〕・・
・レギュレー夕、１４０・・・制御弁、１４１・・・セ
ンサ、＋４４・・・コンプレッサ、１５０・・・制御装
置。 甲成元年５月９１１ 事件の表示 平成１年特．７１酊１第０　５　０　７　５　３号発１
リ１の名称 内燃機関のエアバルブスプリングシステム補正をする者 事件とのＩｇｌ係　　　特ｄ′１一出願人｛．１　　所
　　　東京都港区南青山二丁ＩＩ　１番１号名　称　　
　（５　３　２）　　木［υ技研工業株式会冫」代表者
久　米　是　志 ６．補正の内容 （１）　　明細書第９頁第１２行目乃至第１４行口記戦
の［かかる・・・・・・てよい。Ｊを、次のように補正
する。 ［蓋体部４６．４７は、それぞれ、リフター４（３１，
４７１、シム４６２，４７２、ピストン４６３，４７３
等から成り、シール４６４，４７４を介して嵌押されて
いる。かかる空気バネ式の圧力室部分の構造に関しては
、この他、この種のエアスプリング機構で採用される＋
ｊ’ｌ造のものであってもよい。』 （２）図面中、第３図及び第４図を、それぞれ別紙の通
り補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エア供給源からエア補給ラインを介して空気バネ式
   弁装置にエアを供給する内燃機関のエアバルブスプリン
   グシステムであって、前記内燃機関の通常運転時の設定
   供給圧に対して所定運転時に供給圧を低下させるように
   制御する手段を備えることを特徴とする内燃機関のエア
   バルブスプリングシステム。