JPH04501594A - 内燃機関に用いられる電磁弁を備えた弁制御装置 - 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】 内燃機関に用められる電磁弁を備えた弁制御装置背景技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の内燃機関に用いられる電磁弁を備えた弁制 御装置に関する。

軸方向摺動可能な弁軸部を介してカム軸の弁制御カムによって作動させられる機 関バルブの閉鎖時間と開放時間を制御するための既に提案されている弁制御装置 （ＤＢ３８１５６６８．７）においては、電磁弁に液体リデーバが組み込まれて おり、この場合、弁部材は、リザーバ室と磁石室とを隔離するリデーバピストン として働く。この場合、弁入口とリザーバ室との間の接続はリデーバぎストンの 一方の端面縁部を介して弁座と協働して制御される。電磁石はリデーバ走出方向 と圧を印加された場合にのみ遮断しようとしているからである。これにより、電 磁弁のコネクタ故障時に機関が暴走し得ないことを確保しようとしている。しか しながらその結果、このようなコネクタ故障時に機関が停止したままとなってし まう。上記の既に提案された構成では、つまり液体リデーバが電磁弁に組み込ま れていて、電磁弁が無電流で開放されているような構成を得るためには、極めて 大きな、特に構造的な手間が必要となってしまう。特にその理由は、機械的な調 節力、つまり電磁弁の貯え力と開放力とが互いに逆の方向に作用するので、弁部 材として働くリデーバピストンに少なくとも２つのばねが作用しなければならな いからである。このために必要となるスペースが設けられていなければならない だけでなく、前記側ばねが極めて正確に互いに調和されていなければならず、こ のことは特に手間がかかつてしまう。なぜならば、このような調和においてはハ イドロリック圧によって生ぜしめられる力をも考慮しなければならないからであ る。

すなわち、リデーパばねによってリデーバピストンに作用する静圧が、ｔ！Ｉ関 パルプによって生ぜしめられてリデーパピストンに作用するハイドロリック圧よ りも小さく形成されていなければならないことが必要となる訳である。このよう な場合にしか、所望の貯え作用が可能にならない。他面、このような静圧はオイ ル供給圧、つまり弁制御装置からのハイドロリックオイルの漏れ損失および遮断 損失を補償するオイル供給圧よりも大きく形成されていなければならない。この ような場合にのみ、機関バルブ圧の減少時にリデーバピストンが再び出発位置に 到達し、この出発位置から前記リデーバピストンが電磁石の励磁時に弁閉鎖位置 に移動させられるか、または逆に励磁の低減および突き捧圧の形成時に前記リデ ーバピストンが走出し得ることが保証されている。

自動車における安全性や乗９心地の要求を満たすためには、電磁弁のコネクタ故 障時における上記の停車確保では充分でなり０すなわち、このようなコネクタ故 障は、電磁弁が励磁状態で締付は固定されて機関が場合によって暴走してしまう ようなケースを回避することができない。したがって、燃料供給または燃料点火 を遮断するような付加的な装置が絶対必要となる。

発明の利点 請求項１の特徴部に記載の本発明による弁制御装置には、従来のものに比べて次 のような利点がある。すなわち、組み合わされたリデーバ弁ユニットが一層単純 に構成されており、たとえばばねとしてたんにリデーバばねしか有していない。

力および圧力に関する許容範囲は同じく拡大されており、この場合、リデーバピ ストンは励磁されてない電磁石においてもはや中間位置をとる必要はなく℃、そ の終端位置でリデーバばねによって保持される。もちろんこの場合にも、リデー バピストンによってリデーバばねに基づき形成可能な静圧が、漏れ補償性の供給 圧よりも大きく形成されていなければならないが、しかしいかなる場合でも機関 インテークバルブの行程伝達室からのハイドロリック圧よりも小さく形成されて いなければならなしことが云える。電磁石自体は種々様々の形式で形成されてい て構わないが、ただし、電磁コイルの励磁時にリデ−バピストンが可動の弁部材 としてその弁座から少しだけ持ち上げられて、次いで機関バルブの液体圧によっ てリデーバとしてさらにシフトされることが必要である。この目的のためには、 前記持上げを生ぜしめるための制御インパルスで既に十分である。別の利点は、 弁の開制御が機械的なばねに関連して行なわれないことにある。すなわち、この ようなばねの力は上述した力特性に基づき比較的低い値に制限されていなければ ならないので、前記開制御の一種の慣性が生じてしまう結果となる。それに対し て本発明の構成では、駆動が電磁石によって、つまり高い応答迅速性に基づいて 行なわれるので有利となる訳である。

本発明の有利な構成では、リデーバピストンがポット状に構、＋３：されて−て 、リザーバ室に向いたポット底部を有しており、このポット底部の縁部が、弁入 口と前記リザーバ室との間に位置する弁座と協働するようになっており、前記ポ ット底部が半径方向で制御弁ケーシングの内壁に案内されており、ケーシング固 定の中心のピンが磁石ヨークとしてポット開口に侵入するようになっている。ピ ン外面とポット内面どの適宜な構成により、磁束１の最適化、ひいては磁力の最 適化が得られる。さらに、好都合なスペース分割が得られ、このことはリデーバ ・電磁弁ユニットの小型化の目的に応じる。

本発明の別の有利な構成では、前記ピンと前記内壁　５との間に形成された磁石 室に電磁コイルが配置されており、これによってリデーバ・電磁石ユニットの組 付けが簡単化されると同時に構成体積も最小化される。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記ビンに磁石室を放圧するための中心の 孔が設けられており、このことは大きな接続利点をもたらす。

本発明のさらに別の有利な構成では、磁石室とリザーバ室とを隔離するポット底 部に絞シ開口が設けられており、これにより、機関パルプ圧の減少時にリデーバ ピストンは再び確実に弁座に密に載着するようになる。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記リザーバ室が絞り孔と、同すデーパ室 に向かって開ぐ逆止弁とを介してクランクケーシングと接続されている。前記絞 シによって、システム圧として用いられるエンジンオイル圧の変化は弱められた 形でしかりデーパ室内の圧力に作用しなくなる。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記ビンがリデーバピストンの行程ストッ パ又＼Ｘ”Ｖとして働くようになっていて、さらに盲孔を有しており、この盲孔 にリデーバばねが部分的に侵入している。このような盲孔の深さは少なくとも、 前記リデーバばねが押し縮められてブロックを形成する場合に前記盲孔がこのす ず−バばねを完全に収容するように形成されていてよ５　い。これによってさら に、リザーバ室の容積に役立つような別のスペースが節約される。

本発明のさらに別の有利な構成では、弁座からのリデーバピストンの持上げ後に 前記電磁コイルが電気的に遮断されるようになっている。これによって、かなり の電気エネルヤが節約される。それというのは、電磁弁を実際に作動させるため にはインパルスだけで十分であるからである。なぜならば、制御可能性が存在し ている限り、引＠続き行われる開放が機：関パルプ圧によって行われるからであ る。これに関しては、機関バルブ圧とリデーバばね力との形でリデーバピストン に作用する制御量が付加的に磁力によって重畳されないという利点が得られる。

本発明の別の利点および有利な構成は以下の説明や図面や請求の範囲から知るこ とができる。

図　面 以下に、本発明の対象の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図はリデーパ ・電磁弁ユニットを備えた弁制御装置の２縦断面図を示しており、第２図はリデ ーバ・電磁弁ユニットの拡大した縦断面図を示している。

実施例の説明 内燃機関のインテーク７マルデまたはエキゾーストパルプ１０に用いられる第１ 図に示した弁制御装置は、弁部材１１を有する弁軸部１２と、カム軸１３と共に 回転する弁制御カム１４との間に配置されている。弁軸部１２は弁ケーシング１ ５に軸方向摺動可能に案内されていて、２つの弁閉鎖ばね１＜５．１７の作用を 受けて弁部材１１で弁ケーシング１５に設けられた弁座１８に載着している。こ の弁座は弁入口開口もしくは弁出口開口１９を取り囲んでしる。前記弁制御装置 は弁ケーシング１５に装着された制御ケーシング２０を有しており、この制御ケ ーシングには、ケーシング室２１が、弁ケーシング１５に設けられたばね室２２ に対して同軸的に配置されている。このばね室には弁閉鎖ばね１６．１７が互い に同軸的に収納されている。

ケーシング室２１には下方からケーシングブロック２３が嵌め込まれており、こ のケーシングブロックは軸方向で一貫して延びる中心のケーシング孔２４を有し ている。ケーシング孔２４には、弁軸部１２と結合された弁ピストン２５と、そ の上に配置されたカムぎストン２７のぎストン部分２６とが軸方向摺動可能に案 内されている。カムピストン２７はケーシングブロック２３に支持された戻しば ね２８によって弁制御カム１４に押圧される。ピストン部分２６は戻しばね２８ を介してカムピストン２７に形状接続的に押圧される。弁ピストン２５とピスト ン部分２６とは、オイルを充てんされた行程伝達室２９を制限しており、この行 程伝達室の前記カムピストン２７と前記弁ピストン２５との間で有効となる軸方 向長さを両ピストンの相対運動によって変えることができる。行程伝達室２９は 導管３０を介して、円筒状に構成された電磁制御弁６１（第１図に断面されてな い状態で示す）と接続されており、この場合、導管３０は半径方向で電磁制御弁 ３１に当接している。前記弁制御装置から流出した何らかのオイル漏れ量はフィ ー　ドボンプ３４によって貯え容器３２から搬送導管３３を介して補償され、こ の場合、搬送導管６６は、行程伝達室２９と電磁制御弁６１とを接続する導管３ ０に開口している導管６５と、電磁制御弁３１の下側の端面に通じている導管６ ６とに分岐される。導管３５．３６には、電磁制御弁３１の方向に開く各１つの 逆止弁３７．３８が配置されている。フィードポンプ３４の最大吐出圧は圧力制 限弁３９によって上方を制限されるので、オイルの規定された供給圧は超過され ない。

第２図に断面して示した電磁制御弁３１によって、行程伝達室２９に存在するオ イル量を制御することができる。このために電磁弁ケーシング４０には、ポット 状に構成されたりデーパピストン４１が軸方向で摺動可能にかつ半径方向にシー ルされて配置されている。

このりず−バピストン４１は電磁弁の図示の閉鎖位置において入口室４２をリザ ーバ室４６および磁石室４４と隔離している。リザーバピストン４１は閉鎖ばね として作用するリザーバばね４５によって負荷されていて、ピストン底部に絞り 孔４６を有しており、この絞り孔を介してリザーバ室４６と磁石室４４とが互い に接続されている。有利な構成においては、リザーバ室４３と逆上弁３８との間 に絞り孔５６が設けられている。リザーバばね４５はリザーバピストン４１とは 反対の側において、リザーバピストン４１に対して同軸的にケーシングカバー４ ８に配置されたビン４７に支持されてｈる。この場合、リザーバばね４５の区分 を収容するために、ビン４７の自由端部に盲孔４９が設けられている。さらに、 ビン４７には漏れ通路５０が設けられており、この漏れ通路は漏れ導管５１を介 してオイル容器３２に通じている。電磁弁ケーシング４０とビン４７とによって 形成された前記磁石室４４の環状室には、電磁コイル５２が配置されている。

さらに、リザーバピストン４１−がリザーバばね４５に抗して摺動するとこのリ ザーバピストンの環状壁が侵入するようになっている前記環状室は、漏れ孔５３ を介して漏れ通路５０と接続されており、これにより前記リザーバピストンの侵 入時に、電磁コイル５２とリザーバピストン４１との間で磁石室４４の内部に液 体よどみが生じることが回避される。

前記弁制御装置は次のように作動する：内燃機関を運転するためには、弁制御カ ム１４によって所定の時機に皿形の弁部材１１が弁座から下方に引＠唾され、入 口通路が燃焼室に対して開放される。

このためには、カムピストン２７を介して、かつ戻しはね２８のばね力に抗して ピストン部分２６が、オイルを充てんされているケーシング孔２４内にシフトさ れる。はぼ非弾性的な力伝達体として働くオイルに基づき、弁ピストン２５は下 方に押しのけられて、弁部材１１と共に弁軸部１２を弁閉鎖ばね１６．１７の力 に抗してシフトする。行程伝達室２９内の不変の液体容量において、インテーク バルブまたはエキゾーストバルブ１０の開衣行程は弁制御カム１４の高さに相当 する。それというのは、ピストン部分２６と弁ピストン２５とが同じ作業直径を 有しているからである。弁軸部１２のこの作業行程は、弁部材１１と弁座１８と の間の時間的横断面積が充分に大きく形成されている場合に、つまりたとえばこ の時間的横断面積の縮小によって機関回転数を低下させたい場合に電磁制御弁３ １によって変化させられる。この場合、時間的横断面積に相応して、燃焼室内に 吸い込まれる燃料空気混合気量が減じられる。このような時間的横断面積を減少 させるためには、規定された作業行程が越えられると意図的に電磁制御弁３１が 開放され、この場合、電磁コイル５２が助出され、少なくとも第１の電流インパ ルスによってリザーバピストン４１の弁縁部５４が弁座５５から持ち上がるので 、行程伝達室２９に生ぜしめられた圧力は導管３０を介してリザーバ室４６に移 り、これによりこの場所でリザーバピストン４１の下端面に負荷がかけられるこ とに基づき、前記リザーバピストンはリザーバばね４５のばね力に抗して上方に シフトされる。リザーバによって吸い込まれた前記容量の分だけ、行程伝達室２ ９内の容量は減じられる。

これによって弁閉鎖ばね１６．１７の作用に基づき弁部材１１は早期に閉じる。

さらに、組み合わされた電磁制御弁３１における貯え過程では、磁石室４４に存 在する液体が漏れ孔５３もしくは漏れ通路５０と漏れ導管５１とを介してオイル 容器３２に案内される。弁制御カム１４がさらに回転すると、この弁制御カムは 図示の基本円位置に達する。この基本円位置においてピストン部分２６は戻しば ね２８によって再び完全に上方にシフトされる。この運動時に電磁制御弁３１の リザーバピストン４１はリザーバばね４５によって駆動されて、このリザーバピ ストンの前に貯えられたオイルを導管３０を介して行程伝達室２９に戻すように 押しのけ、その結果、前記リザーバピストン４１はその弁縁部５４で弁座５５に 載着する。導管５０の弁入口室４２または行程伝達室２９に生じる中空室はフィ ードボンデ３４と搬送導管３５とを介してオイル全光てんされ、この場合、戻し 流が逆止弁３７によって阻止されるので、弁制御カム１４による新たな駆動時に は再び出発状態が得られている。リザーバピストン４１の底部に設けられた絞り 孔４６により、リザーバ室４３に滞留圧が生じないことが達成される。すなわち 、リザーバピストン４１が弁座５５に充分に載着することが達成される。導管６ ６と逆止弁３８とを介して、フィードポンプ３４によって連続的にオイルがリザ ーバ室４３に流入し、この場所から絞り孔４６を介して磁石室４４に流入してオ イル容器３２に戻るので、一定の低い圧力でのリザーバ室４３の不断の充てんが 保証されてしる。有利には逆止弁３８とリザーバ室４３との間に設けられている 絞り５６の直径は絞り孔４６よシも小さく設定されており、システム圧として働 くエンジンオイル圧の変化が、減じられた形でしかリデーバ室内の圧力に作用し ないことを生ぜしめる。

国際調査報告 国際調査報告 ８コ；４ｉ；７．；、；Ｈ２；；ｓ二＝−ｔｚｗ６＋；ａ＋＋ｍｉｎｎｍｓ−１ −”ン？りｐ７．３ｙｍｍｔｍ　ｔｖｍｓｓ　Ｐ自−ｄｉｅｓ　ＩＳ　ｌ＠　ｗ 　ｍｙ　ｌ＋鼻−ｅ　Ｗ　ｔｂｅｓ中ｎｃｗｌａｒｓ　ｗｓ＋ｃａ　ａｒｌ−１ 炸＠ｍ@ｌ＃　ｔｈｅ−昨中躊ｄ　ｉｎ＋−ａｕａｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．カム軸の弁制御カムから軸方向摺動可能な弁軸部を介して作動させられる内 燃機関の機関バルブの閉鎖時間および開放時間を制御するための弁制御装置であ って、前記弁制御カムと前記弁軸部との間に配置された、液体充てんされた行程 伝達室が設けられていて、該行程伝達室が、前記弁制御カムと弁突き棒との間で 有効となるその軸方向延びを変える目的で、液体を排出しかつ供給するための電 磁制御弁によつて制御可能な通路を有しており、該通路の他方の端部が液体リザ ーバに開口していて、該液体リザーバが前記電磁制御弁に組み込まれており、リ ザーバピストンとして形成された弁部材が、通流開口を開放する位置を越えて開 放方向に後退させられることによつて前記液体リザーバが構成されるようになつ ている形式のものにおいて、前記電磁制御弁（３１）が無電流て閉鎖されており 、リザーバピストン（４１）として構成された弁部材が、閉鎖ばねとして働くリ ザーバばね（４５）によつて負荷されていることを特徴とする、内燃機関に用い られる電磁弁を備えた弁制御装置。 ２．リザーバピストン（４１）がポット状に構成されていて、リザーバ室（４５ ）に向いたポット底部を有しており、該ポット底部の縁部（５４）が、弁入口室 （４２）と前記リザーバ室（４３）との間に位置する弁座（５５）と協働するよ うになつており、前記ポット底部が半径方向で制御弁ケーシング（４０）の内壁 に案内されており、ケーシング固定の中心のピン（４７）が磁石ヨークとして前 記リザーバピストン（４１）のボツト開口に侵入するようになつている、請求項 １記載の制御装置。 ３．前記ピン（４７）と前記制御弁ケーシング（４０）の内壁との間に形成され た磁石室（４４）の環状室に電磁コイル（５２）が配置されている、請求項２記 載の弁制御装置。 ４．前記ピン（４７）に、前記磁石室（４４）を放圧するための中心の孔（５０ ）が設けられている、請求項２または３記載の弁制御装置。 ５．前記磁石室（４４）と前記リザーバ室（４３）とを隔離する前記リザーバピ ストン（４１）の底部に絞り開口（４６）が設けら打ている、請求項１から４ま でのいずれか１項記載の弁制御装置。 ６．前記リザーバ室（４３）が絞り孔（５６）と、同リザーバ室（４３）に向か って開く逆止弁（３８）とを介してクランクケーシングと接続されている、請求 項２から５までのいずれか１項記載の弁制御装置。 ７．前記ピン（４７）が前記リザーバピストン（４１）の行程ストッパとして働 くようになつており、前記リザーバばね（４５）が、前記ピン（４７）に設けら れた盲孔（４９）に部分的に侵入している、請求項２から６までのいずれか１項 記載の弁制御装置。 ８．前記弁座（５５）からの前記リザーバピストン（４１）の持上げ後に、前記 電磁コイル（５２）に対する給電が遮断可能である、請求項１から７までのいず れか１項記載の弁制御装置。