JPH04502660A - 内燃機関に用いられるハイドロリック式の弁制御装置 - 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】 内燃機関に用いられるハイドロリッタ式の弁制御装置 技術背景 本発明は請求項１に記載した形式の内燃機関に用いられるハイドロリッタ式の弁 制御装置から出発する。

このような形式の公知のハイドロリック式の弁制御装置（ドイツ連邦共和国特許 出願公開第３５１１８２０号明細書）においては、３ポ一ト２位置弁を介して圧 力導管が制御され、この場合、特別な実施例（第８図および第９図）では、前記 ３ポ一ト２位置弁が、一方の切換え位置において前記圧力導管を弁突き棒の圧力 室に接続し、他方の切換え位置において前記圧力導管を別の弁突き棒の圧力室に 接続する。このことは、両圧力室のための唯一つの液体リザーバしか使用しない で行なわれる。したがって、２つの機関吸込弁に対して電磁弁の各１つの制御位 置と、両吸込弁に対して単に１つのリザーバとが使用される。特に高い回転数に おいては、制御の精度、つまり機関弁の目標とされる開放時間横断面積がどれ程 正確に達成可能であるのかは、制御時に往復運動させられなければならないオイ ル容量全体がどの程度の大きさであるのかと、どれ程の数の制御通路が相応する 制御横断面積で通流されなければならないのかに関係している。このようなハイ ドロリック式の弁制御装置のコストおよび故障発生率に関しては、特に電磁弁が 問題となり、この場合、汎用の最大回転数の機関においては、この電磁弁の可能 な切換え頻度が十分に利用されていない、これに加えて、各特別の電磁弁のコス トにかかる負担が生じる。

このような形式のハイドロリッタ式の弁制御装置においてリザーバピストンを可 動の弁部材として構成することも既に提案されている（ドイツ連邦共和国特許出 願第３８１５６６８．７号明細書）、この場合、リザーバピストンの端面縁部が 弁座と協働するようになっており、これによって圧力導管とリザーバ室との間の 接続が制御可能となる。リザーバピストンは同時に、無電流で開く電磁弁の可動 子としても働くので、電磁石が励磁されると、圧力導管はリザーバ室と分断され る。た、じかにこのような手段によって、同一の部分がリザーバピストンとして 働くような液体リザーバと電磁弁との組み合わせが達成されているが、しかし各 弁制御ユニットごとにこのような「電磁弁リザーバユニット」が提供されなけれ ばならない。

発明の利点 請求項１の特徴部に記載した本発明による弁制御装置は従来のものに比べて次の ような利点を有している。

すなわち、リザーバピストンをその弁座から持ち上げるだめには制御導管からの 規定の低い制御圧だけで十分となる。制御導管が電磁弁によって制御されるので 、僅かな前圧下にある搬送導管における電磁弁の開放は制御オイルの圧力衝撃と してリザーバピストンに作用する。

本発明の有利な構成では、前記リザーバピストンに、前記リザーバばねのばね力 に抗して作用していて前記圧力通路に存在する制御オイルの圧力を常に負荷され ている受圧面が設けられており、前記リザーバばねのばね力が、前記受圧面によ って生ゼしぬられる前圧力を前記制御力に加えた力よりも大きく設定されている 。

リザーバピストンで圧力室から受圧面に作用するこのような支持性のある操作力 は、対応する弁突き棒がちょうど駆動カムによって操作されて、これによって圧 力室内に吸込弁操作のために必要な高い作業圧が形成される場合に適宜な大きさ となる。したがって本発明のこの構成では、制御圧によって複数のリザーバピス トンが同時に負荷されている場合に、機関弁の駆動カムが無効になっている全て のリザーバピストンにおいて圧力衝撃が無効となる。二の場合、リザーバピスト ンを弁座から持ち上げるためには圧力衝撃を伴なう制御圧だけでは不十分である 。したがって、複数の制御ユニットが同時に制御圧を負荷され、それにもかかわ らず、弁突き棒が駆動カムによって操作されているリザーバピストンだけが弁座 から持ち上がることが極めて単純に可能となる。この系がカバランスされる系で あるので、僅かな制御圧だけで十分となる。その結果、単純な低圧電磁弁で作動 することが可能となる訳である。リザーバピストンが一度その弁座から持ち上が るやいなや、請求項１に記載した基本構成の場合のように、圧力室からの高い圧 力によってリザーバピストンがさらにシフトされる。その理由は、この場合に制 御オイルが受圧面を越えてリザーバピストンの端面全体に負荷を加えるからであ る。しかしながらいずれの場合でも、所望の時機に弁座からのリザーバピストン の実際の持ち上がりを得る目的で制御圧は極めて正確に調節されていなければな らない。

リザーバ弁の弁制御縁部としては、リザーバピストンの底縁部が用いられると有 利である。この底縁部は定置の弁座と協働するので、リザーバピストンの停止位 置または出発位置において、圧力通路は半径方向で１八ザーバピストンの外周面 によって制限され、リザーバ室はリザーバピストンの端面によって制限されてい る。このためには、たとえば弁座の範囲で環状溝が前記外周面を取り囲むように 形成されているので、弁座からのリザーバピストンの持上がり後に油圧液が全て の便から均一にリザーバ室に流入し得る。リザーバピストンに設けられた受圧面 も、このリザーバピストンの外周面に設けられた段部によって形成されると有利 であるので、弁座の直径はリザーバピストンの半径方向に案内された区分の直径 よりも若干小さく設定されており、この場合に得られた差動環状面が受圧面を形 成する。

もちろん弁座制御の代わりに、前記リザーバ弁のスライダ制御をも行なうことが できる。このスライダ制御では、リザーバピストンが規定の最少距離を進んだ後 でしか圧力通路がリザーバピストンに接続されない。

本発明の別の有利な構成では、前記リザーバ室から放圧導管が分岐しており、該 放圧導管にせきどめ絞りと、できれば圧力保持弁とが設けられている。この放圧 導管はリザーバピストンの底部に配置されていて、このリザーバ室とリザーバば ね室とを接続していると有利である。これによって、圧力保持弁を介して流出し た液体量は原則的に放圧されたリザーバばね室に流入し、さらにこの場所からオ イル容器に流入し得る。

このような圧力保持弁によって、切換え精密性が付加的に高められる。それとい うのは、これによってリザーバ室に正確に規定可能な制御圧が達成可能となるか らである。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記電磁弁の上流側で搬送導管に前圧リザ ーバが接続されている。

このような前圧リザーバによって、付加的な精密性と制御圧の維持とが得られる 。その理由は、電磁弁が開く瞬間にリザーバ室もしくは制御室に向かった部分量 の迅速な流出にもかかわらず、前圧リザーバの前記圧力が継続していて、この場 所で規定の圧力衝撃を生ぜしめるからである。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記電磁弁が２ポ一ト２位置電磁弁として 構成されている。このことは、高い切換え頻度と運転安全性とが得られると同時 に僅かな製作費用が得られるという利点を有している。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記リザーバばねのばね力が、前記制御圧 とリザーバピストン底部とから形成された、リザーバピストンに作用する開制御 力よりも小さく設定されており、この場合、場合によっては圧力保持弁によって 調節される制御圧が、液体源の低い圧力よりも小さく設定されており、充填導管 が前記リザーバピストンによって制御されていて、前記充填導管が前記圧力通路 と前記リザーバ室との接続の形成後に遮断されるようになっており、かつ前記リ ザーバピストンの出発位置において再び開放されている。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記リザーバピストンの外周面に長手方向 溝が設けられており、該長手方向溝が、前記リザーバピストンを収容する孔に設 けられた環状溝と常時型なっていて、停止位置もしくは前記リザーバピストンの 出発位置で前記圧力通路に接続されているが、しかし前記リザーバピストンがそ の出発位置からリザーバばねのばね力に抗してシフトされた後に前記長手方向溝 が前記圧力通路と分断されるように前記制御が設定されている。もちろん、１つ の長手方向溝の代わりに複数のこのような長手方向溝または１つの環状溝がリザ ーバピストンの外周面に配置されていてもよい０重要なのは、弁座がらのリザー バピストンの持上がり後に充填導管と圧力通路との間の接続が遮断されることで ある。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記搬送導管が電磁弁の上流側で充填導管 を介して圧力通路に接続されており、前記充填導管に、前記圧力通路の方向に開 く逆圧弁が配置されている。これによって、運転時に生ぜしめられる漏れ損失が 補償され、さらに、圧力通路もしくは圧力室に一定の前圧が生ぜしめられ、これ により力収支が付加的に精密にされる。

本発明のさらに別の有利な構成では、多シリンダ式内燃機関に用いられる場合に 、電子制御装置を介して、個々の弁制御ユニット（電磁弁）がそれぞれ１８０″ のクランク軸回転角度（’　ＫＷ）の駆動にまでしか制御可能でなく、複数の弁 制御ユニットが単に１つの電磁弁によって制御されるようになっており、制御時 間の重複、つまり電磁弁の接続時間の重複が弁１つ当たり１８０ｃＫＷよりも上 で阻止されている。電磁弁の下流側で、制御導管が個々の制御ユニットにまで分 岐されている。したがって、これらの制御ユニットの操作時間区分は、各制御ユ ニットの開制御過程の開始からクランク軸の１８０°の回転角度（’　ＫＷ）よ りも上で重複を有しない、この場合にハイドロリッタ式の弁制御装置の特性が完 全に利用される。すなわち、回転数が増大すると最終的な閉鎖時機は、クランク 軸の降下する回転角度に関して遅延する。このような閉鎖過程の遅延は回転数増 大と共に増大する質量加速力と、不変の閉鎖速度（ばね力規定された）における 減少する制御時間区分とに関連している。この場合、突き棒の圧力室内の平均圧 力レベルが低下する。高い回転数では、閉鎖速度がほぼカム速度に相当している 。さらに、高い回転数では、機関弁の吸込閉鎖が下死点後、つまり駆動カム軌道 のターンポイント後約６０〜８０″ＫＷで達成されるように設定されている。こ れによって高い回転数において最大出力が得られる。この場所では機関弁制御を 介しての出力制御はもはや達成不可能となる。しかし低い機関回転数では異なっ ていて、この場合、たとえば釣１８０６ＫＷでの吸込終了時に、機関弁の最終的 な閉鎖をできるだけ早めることによって出力制御が達成可能となる。しかしいず れの場合でも、中間の回転数と低い回転数とにおいて１８０’ＫＷよりも大きい 範囲では弁閉鎖ばねによって生ぜしめられる高圧はもはや圧力室または圧力通路 に存在していない、この場合、下死点、つまり駆動カム軌道のターンポイントが １２００ＫＷであることを前提としている０機関弁を早めに閉鎖しようとすれば するほど、つまりリザーバ弁が早めに開制御されればされるほど、ｖ１１ｍ力の 前記作用がますます小さくなるので、有効な制御のためには、弁行程の間でこの 最初の１８０’ＫＷで時間的な重なりが存在しない本発明による弁制御装置によ って全ての制御装置が唯一っの電磁弁を介して制御可能であることが有利である 。

本発明のさらに別の有利な構成では、弁制御ユニットのグループが、前記電磁弁 の下流側での制御導管の第１の分割後に、少なくとも１つの前選択弁によって制 御可能である。このことは、より大きな吸込閉鎖角度を有する機関において特に 有利に使用可能である。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記前選択弁が２ポ一ト２位置弁として構 成されており、この場合、相応して複数のこのような前選択弁が並列に接続され ている。

本発明のさらに別の有利な構成では、前記前選択弁が３ボ一ト２位置弁として構 成されており、この場合、１つの３ポ一ト２位置弁を介して制御弁と相まって各 ２つの圧力室が制御可能である。

本発明の別の利点および有利な構成は以下の説明、図面および請求の範囲から認 められる。

図面 第１図は機関吸込弁の弁制御装置の縦断面図と、所属の油圧回路図とを示してお り、第２図は第１図の一部を拡大して示しており、第３図は弁の開放運動の上下 に配置された３つの制御線図を示しており、第４図および第５図は第１の油圧回 路の２つの変化形を示しており、第６図は第１図の一部を備えたリザーバピスト ン制御の変化形を拡大して示している。

実施例の説明 第１図には、本発明によるハイドロリック式の弁制御装置が縦断面図で、しかも 油圧回路図として示されている。この弁制御装置は、弁頭部を保持する弁軸部２ と、カム軸３と共に回転する駆動カム４との間に配置されている。弁軸部２は弁 ケーシング５に軸方向摺動可能に案内されていて、弁の閉鎖方向で弁閉鎖ばね６ ．７によって負荷されており、これによって、弁頭部１は弁ケーシング５に設け られた弁座８に圧着される。弁頭部ｌは弁開放時に同弁頭部と弁座８との間に形 成される弁吸込開口９を制御する。

このハイドロリック式の弁制御装置は機関弁ケーシング５に設けられたケーシン グ孔１０に挿入された制御ケーシング１１を有している。この制御ケーシングに は、ばね室１２が配置されており、この場合、このばね室１２には弁閉鎖ばね６ ，７が互いに同軸的に収納されている。制御ケーシング１１には、下方からポッ ト状のばね受け１３が押し込まれており、二のばね受けは弁軸部２と固定されて いて、軸方向移動可能であり、さらに弁閉鎖ばね６，７によって負荷されている 。制御ケーシング１１に設けられた軸方向に一貫して延びる中心の孔１４には、 吸込弁の弁軸部２と形状接続的に協働する弁ピストン１５と、この弁ピストンの 上方にカムピストン１７の作業ピストン１６とが軸方向移動可能に配置されてい る。作業ピストン１６は戻しばね１８によって負荷されており、この戻しばねは 一方では制御ケーシング１１に設けられた肩部に支持されていて、他方では作業 シリンダ１６に設けられたフランジに作用しており、これによって前記戻しばね はカムピストン１７を弁制御カム４に押圧している。

弁ピストン１５と作業シリンダ１６との互いに向がい合った端面の間において、 ケーシング孔１４には、オイルを充填された圧力室１９が取り囲まれており、こ の場合、弁突き捧全体の有効長さは、前記圧力室１９内に存在するオイル量によ って規定される。閉じ込められたオイル量が減少すると、吸込弁の有効開放行程 は小さくなる。すなわち、最大充填が維持されると、吸込弁の行程は最大となる 。

圧力室１９は圧力通路２１を介してリザーバ弁２２に接続されており、このリザ ーバ弁は半径方向でシールされたポット状のリザーバピストン２３を有している 。このリザーバピストンはリザーバばね２４によって負荷されて図示の停止位置 において弁座２５に載着している。この場合にリザーバピストン２３の下端面は リザーバ室２６を制限しているのに対して、リザーバピストン２３の外周面の一 部はこのリザーバピストンを取り囲む環状通路２７を取り囲んでおり、この環状 通路に圧力通路２１が開口している。

弁制御装置は油圧回路、つまりフィードポンプ２８によって作動する。このフィ ードポンプはオイル容器２９から制御オイルを吸い込んで、搬送導管３１を介し て弁制御装置に供給する。規定の搬送圧を得るためには、搬送導管３１から分岐 してオイル容器２９に戻る導管３２に圧力制御弁３３が配置されている。

搬送導管３１は２ボ一ト２位置電磁弁３４に通じており、この２ボ一ト２位置弁 は制御導管３５を制御する。この制御導管は逆上弁３６を介してリザーバ室２６ に通じている。搬送導管３１には、電磁弁３４のすぐ手前で前圧リザーバ３７が 接続されている。この前圧リザーバのリザーバ圧は圧力制御弁３３と調和されて いる。さらに前記前圧リザーバは電磁弁３４の図示の閉鎖位置において制御オイ ルを十分に充填されている。制御導管３５からは別の制御導管３８が分岐してお り、この制御導管は同じ機関の別の機関制御弁ユニットに通じている。この場合 、前記側の機関制御ユニットは図示の機関制御ユニットに相応して構成されてい る。

搬送導管３１からは充填導管３９が分岐しており、この分岐導管は圧力通路２１ に通じていて、さらに前記分岐導管には、圧力通路２１に向かって開く逆止弁４ １が配置されている。

＄２図には、リザーバ弁２２が拡大されて示されている。環状通路２７の範囲で リザーバピストンはその外周面に段部４２を有しており、この段部によって、こ の弁の開放方向で作用する受圧肩部４３が形成されている。相応して弁座２５の 直径はリザーバピストン２３の半径方向の案内範囲の直径よりも小さく形成され ている。

リザーバばね２４によって、ポット状に構成されたリザーバピストン２３の内部 では弱いばね４５のばね受け４４がリザーバピストン底部に緊定されており、こ の場合、ばね４５は放圧弁４６の可動の弁部材を負荷している。この弁部材は放 圧導管４７に配置されており、この放圧導管はリザーバ室２６をリザーバばね室 ４８に接続している。この場合に放圧導管４７は絞り導管として構成されている ので、二の放圧導管はリザーバ室２６からリザーバばね室４８への制御オイルの 流出に対するせき止め絞ぼりとして作用する。この放圧弁４６はさらに圧力制御 弁として構成されていてもよく、これによってリザーバ室２６には規定の前圧力 が維持される。

ｌ！１図と第２図に示した弁制御装置は次のように作動する。下なわら、カム軸 ３の回転時に駆動カム４を介してカムピストン１７が作業ピストン１６と共に戻 しばね１８に抗して下方にシフトされて、圧力室１９内で油圧オイルを下方に押 し退ける。このときに形成された圧力は一方では圧力通路２１を介してリザーバ 弁２２に向かって前進するが、しがし特に弁ビヌトン１５の上端面に作用する。

この場合、この弁ピストンは弁軸部２を含めて弁頭部１と共に弁閉鎖ばね６，７ のばね力に抗して下方にシフトされ、この場合、弁頭部１は弁座８から持ち上が って、吸込開口９を開放するので、自由にされた横断面積と、提供された開放時 間とに相応して、つまり開放時間横断面積に相応して、燃焼空気が機関の燃焼室 に流入する。吸込弁の開放は機関ピストンの吸込行程と同期的に行なわれ、この 場合、やはり内燃機関の点火順序もしくはクランク伝動装置に合わせて１個々の 機関弁が順次に開放される。

たとえば並んで配置された機関シリンダに１〜１ｖの番号を付けるとすると、開 放順序もしくは点火順序はＬｌｌ、　ＩＶ、　ＩＩそして最後に１となり、その 後に再びこのような４シリンダ内燃機関ではシリンダＩＩ＋の機関弁が開放され る。

圧力室１９によって開放弁の駆動時に生ゼしのられる比較的高い圧力は圧力通路 ２１を介してリザーバ弁２２の環状通路２７に伝播し、この場所でリザーバばね ２４のばね力に抗してリザーバピストン２３に設けられた受圧ｙｉ１部４３に負 荷をかける、しかしながら、受圧肩部４３の面積と環状通路２７内の圧力とによ って生ぜしぬられる力はリザーバばね２４のばね力より常に小さく設定されてい るので、リザーバピストン２３は弁座２５に留まっている。電磁弁３４が図示の 閉鎖位置を取っていて、リザーバピストン２３がその弁座２５に留まっている限 り、弁頭部１は最大開放行程を進む、なぜならば、作業ピストン１６によって押 し退けられた油圧オイルは、その他の逸出可能性が存在していないので作業ピス トン１６がシフトされる限り弁ピストン１５を下方にシフトし、この場合、進ん だ距離は駆動カム４の高さに直接に相当している。

図面には、機関弁制御装置がちょうど駆動停止状態で、つまりカム４の基本円が カムピストン１７と協働して、しかもインレットバルブの弁開１が弁閉鎖ばね６ ，７によって駆動されて弁座８に密に載着している作業位置で示されている。運 転時に生じる圧力室１９内の油圧オイルの何らかの漏れ損失は、充填導管３９を 介して補償され、この場合、この補償導管を介して吐出圧下の油圧オイルは逆止 弁４１を介して圧力通路２１に流入し、ひいては圧力室１９に流入し得る。

これによって、圧力室１９内には、駆動停止時に常時等しい前圧力が形成され、 さらに、機関弁の開放時機ならびに機関弁の開放行程に関するｌ！！Ｉｉｐ差を 招いてしまうような中空室も回避される。

電磁弁３４が切り換えられるやいなや、搬送導管３１から、前圧リザーバ３７に 生ゼしのられた搬送圧が制御導管３５と逆止弁３６とを介してリザーバ室２６内 Ｉ：伝達されるので、リザーバピストン２３の下端面には、搬送導管３１内の搬 送圧よりも少しだけ低い制御圧が負荷される。この制御圧は圧力を負荷された前 記下端面に対して、リザーバピストンに開放方向で作用する力を形成する。この 力はリザーバばね２４のばね力よりも小さい、リザーバピストン２３の環状肩部 ４３から出発していて、圧力室１９に一定の前圧力が生ぜしめられている限り常 に存在していている前圧力が前記制御力に加わる場合でも、リザーバばね２４の ばね力を克服するには不十分である。駆動カム４が有効になってかつ、作業ピス トン１６を操作すると７．初めて圧力室１９には比較的高い作業圧が形成され、 これによって、肩部４３に基づきリザーバピストン２３に作用する力も相応して 増大する。リザーバばね２４のばね力は克服され、リザーバピストン２３は上方 にシフトされ、この場合、このリザーバピストンはその停止位置から離れて弁座 ２５から持ち上がるので、油圧オイルは圧力室１９から圧力通路２１を介してリ ザーバ室２６に流入することができる。この場合、油圧オイルの作業圧は弁座２ ５からのリザーバピストン２３の持ち上がり後に下＃ｌｉ１面全体を負荷し、こ れによってリザーバばね２４のばね力を克服する高い調整力を生ぜしめる。した がって、リザーバピストン２３をシフトさせたい場合には、駆動カム４が有効と なること、つまり機関弁の開制御が行なわれることが必要となる駅である。しか しながら、圧力室１９から押し退けられたオイル量の一部がリザーバ室２６に流 れることに基づき１機関弁の開放行程が小さくなり、これによって開放時間横断 面積も同様に小さくされる。開放時間横断面積のこのような変化は機関の吸い込 まれる空気容量にも作用し、ひいては機関の回転数にも直接に作用する。いかな る場合でも機関弁のある程度の開放動作を保証するためには、既に機関弁の開放 行程が開始した場合にしか、つまり駆動カム４によって既に駆動ピストン１６の シフトが開始した場合にしが、電磁弁３４が切り換えられない。

制御導管３５と同時に、制御導管３８にも制御圧下の油圧オイルが供給されるの で、図示のリザーバピストン２３以外にも、同じ内燃機関の別の機関弁制御装置 に所属した一連のリザーバピストンにも制御圧下の油圧オイルが供給される。電 磁弁３４のこの切換え事例において全ての制御導管に十分な制御圧が維持される ようにするためには、適宜に設定されたリザーバ容積を有するリザーバ３７が役 立つ。電磁弁３４が閉鎖されている時機にリザーバがチャージされるので、この リザーバの前圧リザーバピストン４９は図示の位置を取る。それに対して、電磁 弁３４が開放されると、二の前圧リザーバピストンはさらに下方に、たとえ、ば 破線で示した位置にまで移動する。これによって、フィードポンプ２８の最大出 力を相応に小さくすることができる。さらに、短時間で高い搬送量が提供される ので、その都度負荷されるリザーバピストン２３に対して一種の圧力衝撃が行な われる。上述したように、この場合に作用する制御圧、前圧およびばねの力は互 いに調和されており、この場合、リザーバピストン２３だけがその弁座２５から 持ち上がる。このリザーバピストンは付加的にその受圧肩部４３に作業圧を負荷 されており、このような作業圧は、駆動カム４が作業ピストン１６に作用する場 合にしか生じ得ない。駆動カムが有効でなくなる作業休止中に充填導管３９を介 して圧力通路２１に一定の前圧が形成されるやいなや、放圧弁４６を介してその ばね４５と相まってリザーバ室２６内に十分な充填圧が維持される。電磁弁３４ の開放後に制御導管３５を介して制御圧下の油圧オイルがリザーバ室２６に流入 するやいなや、このリザーバ室２６にも制御圧が生ぜしめられる。しかしこの制 御圧は放圧弁４６の開制御圧よりも高いので、この放圧弁が開（、リザーバピス トン底部に設けられた放圧導管４７が絞り導管として構成されているので、この 場所でよどみが生じ、その結果、リザーバ室２６に制御圧が維持され得る。いず れの場合でも、フィードポンプ２８の搬送出力は、同時に接続される全てのリザ ーバ室２６とその放圧導管４７とを介して流出する油圧オイル量よりも大きく形 成される０次いで圧力通路２１の作業圧がリザーバピストン２３の受圧肩部４３ に加わるやいなや、このリザーバピストン２３は弁座２５から持ち上がり、逆止 弁３６は作業圧によって遮断される。この作業圧は制御導管３５内の制御圧より もはるかに高く形成される。

リザーバピストン２３が一度圧力通路から作業圧を負荷されると、このリザーバ ピストンはリザーバばね２４のばね力に抗して移動させられる。リザーバ室２６ が圧力通路２１に向かって開放された瞬間に、作業圧下に作業ピストン１６によ って押し退けられた油圧オイルがこのリザーバ室２６に押し退けられるので、吸 込弁は再び閉鎖動作を開始する。この場合、弁軸部２は弁ピストン１５と共に上 方にシフトされ、作業ピストン１６の継続される搬送作用にもかかわらず、圧力 室１９から油圧オイルをリザーバ室２６に搬送する。

これによって、弁頭部１の開放行程は短縮され、ひいてはこの吸込弁の開放時間 横断面積も小さくなり、この場合、この開放時間横断面積は行程と回転数とによ って規定される。弁頭部ｌの前記閉鎖過程の間、ある程度の量のオイルが放圧導 管４７と放圧弁４６とを介して流出するが、しかしこの量は極めて小さく、した がってこのような流出量をあらかじめ考慮しておけば、制御に対して不都合な作 用は生じない。

駆動カム４の降下側面が有効になって、作業ピストン１６が再び上方に移動させ られ、さらに弁頭部ｌが同じく再び弁座８に載着するやいなや、リザーバピスト ン２３はその戻り行程を開始することができる。この場合、このリザーバピスト ンは先に収容された油圧オイルを再び今や増大する圧力室１９に戻し搬送する。

この戻し搬送は、電磁弁３４がまだ開放されている場合でも行なわれる。その理 由は、リザーバばね２４によって形成されたリザーバピストン２３の押退は圧が 、搬送導管３１からの制御圧よりもはるかに高く形成されるからである。リザー バピストン２３がその弁座２５に載着すると、初めて逆止弁３６と放圧弁４６と を介して、制御に対して影響を与えることなく制御導管３５を経てリザーバ室２ ６を通る流れが行なわれ得る。

しかしながら、利点は電磁弁３４の開放の時機が機関弁の閉鎖を生ぜしめて、機 関弁の引き続き行なわれる閉鎖運動が弁閉鎖ばね６，７によフて生ぜしめられて （弁頭部１に負荷を加える燃焼室内の圧力自体は別として）、リザーバピストン ２３のシフト速度によって規定されることにある。

第３図には、異なる３つの回転数に関する弁の作業行程経過を示す上下に図示さ れた３つの線図が示されている。これらの線図において、クランク軸の回転角度 ０ＫＷ（横座標）上に機関弁の行程ｈ（縦座標）が示されている。第１の線図ａ は１ｏｏｏｒ、ｐ、ｍ。

の機関回転数に関するものであり、第２の線図すは３０００ｒ、ｐ、ｍ、の回転 数に相当し、最下の線図Ｃは５０００ｒ、ｐ、ｍ、の回転数に関するものである 。

３つの線図全てにおける外周曲線は電磁弁３４にょる制御の影響なしの吸込弁の 開放過程および閉鎖過程に相当している。各線図に一点鎖線で示した曲線群は電 磁弁３４の作用に基づく、つまり電磁弁の開放およびリザーバ弁２２の有効化に 基づく開放行程または開放時間の短縮に相当している。全ての曲線において曲線 の開放区分の経過は同じであるのに対して、閉鎖経過は異なっている。曲線の開 放行程区分は、機関弁に対して常に等しい開放作用を有している駆動カム４によ ってのみ規定される。このことは、駆動カム４の降下軌道に相応する閉鎖作用に も言える。しかしながら電磁弁３４が開くやいなや、機関弁を閉鎖する対応する 曲線区分は上記の影響、特にリザーバピストン２３の作用に基づき規定される。

３つの線図を比べると、機関回転数が高くなればなるほど、前記の一点鎖線で示 した閉鎖曲線の経過が偏平になることが認められる１回転数が高くなればなるほ ど、一点鎖線で示した閉鎖曲線の勾配は、駆動カムによって規定される経過を有 する外周曲線の勾配にますます接近する。このような効果は、回転数の上昇と共 に賀量力が増大することに基づき圧力室１９内の平均圧力レベルが低下し、これ によってリザーバピストン２３の補償運動がゆっくりと行なわれることに起因し ている。このような形式のハイドロリッタ式の機関弁制御装置の前記特性は吸込 弁の実際の開制御時間横断面積に著しく大きな影響を与える。駆動カム４の経過 に相当する経過を有する実線で示した外周曲線は高い機関回転数における最大出 力に適合している。

線図Ｃから認められるように、１８０°ＫＷで電磁弁３４を介して実施される弁 制御はもはや作用しない。

その理由は、このように高い回転数では吸込閉鎖が、いずれにせよ制御なしで２ ４０’ＫＷにおいて行なわれるような吸込閉鎖と重なってしまうからである。す なわち、−大の回転数および全負荷では、つまり最大時間横断面積に対する要求 では１８０°ＫＷを越えると、電磁弁３４による機関弁の電気的な制御は無駄と なってしまい、したがフて必要でなくなる訳である。

最高回転数および低い負荷もしくは低い出力における時間横断面積制御は、１８ ０″’ＫＷよりも下で電磁弁３４が適宜に接続されることによって行なわれる。

それに対して比較的低い回転数においては、理論的に１８０’ＫＷよりも上でも 制御はまだ作用し得る。ただ、このような制御がこの場所では不要であるだけで ある。

標準ケースでは３０００ｒ、ｐ、ｍ、までの範囲において、吸込弁の閉鎖が１８ ０°ＫＷで行なわれ、これによって、この場所で必要となる最大出力収率が得ら れる。線図ａにおいて、このことは約１６０６ＫＷでの電磁弁３４の切換えに相 当し、線図すにおける３０００ｒ、ｐ、ｍ、においては１３０’ＫＷでの電磁弁 の切換えに相当している。

多シリンダ式内燃機関においては、よく知られているようにクランク軸１回転当 たり複数回の爆発行程が行なわれる。たとえば４シリンダ内燃機関では、このよ うな爆発行程が２回行なわれる。したがって、４シリンダ内燃機関では、２回転 の間に４つのシリンダの４回の爆発行程が行なわれる。汎用の点火順序はたとえ ば並んで配置された機関シリンダに応じて３−４−２−１である。第３図に示し たように機関弁の開制御が２４０°ＫＷにわたって行なうことができるので、そ れぞれ１８０°ＫＷを越えると重なりが生ぜしめられる０個々の機関弁が互いに 無関係に制御されている場合には、このことは全く問題とならない、しかし、本 発明の構成では、複数の機関弁を単に１つの電磁弁３４だけで制御したい、上で 説明したように、１８０’　ＫＷよりも上の範囲が制御に重要でないことに基づ き、本発明の構成では、１８００ＫＷまでしか電磁弁３４が開制御されないよう に制御装置が設定される。

これによって理論的には、単に１つの電磁弁を用いるだけで４つの機関シリンダ 全てを制御することが可能となる。この場合、１回転当たり少なくとも２回電磁 弁が開制御され、常に、対応する機関弁においてちょうど駆動カム４が有効にな っているリザーバ弁２２だけがその弁座２５から持ち上がる。残りの１８０″〜 ２４０’ＫＷでは制御が不要となるので、重なりは全く生じ得ない、より高いシ リンダ数を有しているか、または機関弁の下死点後の一層大きな吸込閉鎖角度を も有しているような多数の機関においては、４シリンダ機関で２つの機関弁制御 ユニットを各１つの電磁弁を介して接続することが有利である。したがって第４ 図に示した変化形では、電磁弁３４および制御導管３５の対応する分岐部と、２ つの制御導管３８のそれぞれとの間に再び２ポ一ト２位置電磁弁５１が配置され ている。この場合、この電磁弁５１の下流側で制御導管３８はさらに分岐されて おり、これによって個々の機関弁制御ユニットに通じている。

第５図に示した構成では、電磁弁３４の制御導管３５が３ポ一ト２位置電磁弁５ ２の入口に開口している。

この３ポ一ト２位置電磁弁の出口は同じく制御導管３８に通じており、この制御 導管は再び分岐されて個々の機関弁制御ユニットに通じている。

第６図には、充填導管３９の制御に関する変化形が示されている。この充填導管 ３９の開口は逆止弁４２の下流側でリザーバピストン２３によって行なわれる。

このためには、充填導管３９が孔壁に設けられた環状溝５３に開口しており、こ の孔壁には、リザーバピストン２３が半径方向で密に案内されている。前記環状 溝５３はリザーバピストン２３の図示の停止位置において長さを制限された長手 方向溝５４を介して圧力通路２１に接続されている。これによって、リザーバピ ストン２３の前記停止位置において圧力通路２１のスムーズなオイル充填、ひい ては圧力室のスムーズなオイル充填が行なわれ得る０次いでリザーバピストン２ ３がその弁座から持ち上げられるやいなや、長手方向溝５４はリザーバピストン ２３の移動に基づき圧力通路２１と分離されるので、このような移動位置では、 充填導管３９から圧力通路２１に油圧オイルが流入し得ない、これによって制御 システム内の圧力収支を細か（することができるので、高い回転数と、相応して 僅かな作業圧とにおいても、リザーバ弁２２が望ましくなく開くことによって誤 制御が行なわれることはなくなる。リザーバばね２４によってリザーバピストン ２３に作用する力は、前圧が端面全体に負荷を加える場合には、この前圧によっ て形成される前記リザーバピストン２３に開放方向で作用する力よりも小さくな り得る。しかしながらリザーバピストン２３が弁座２５に載着するやいなや、リ ザーバ室２６には放圧弁４６によって規定されるような圧力しか生ぜしめられな い、この圧力はいずれの場合でも、圧力通路２１内の制御圧もしくは一定の前圧 よりも著しく低い。このような状態は、電磁弁３４が切り換えられて、制御導管 ３５を介して制御圧下の油圧オイルがリザーバ室２６に流入し、リザーバピスト ン２３を弁座２５から持ち上げ、その結果、再び端面全体が作業圧によって負荷 されるようになると当然ながら変化する。

前記説明、以下の請求の範囲および図面に示した全ての特徴は個々の場合でも、 互いに任意に組み合わされた状態でも本発明にとって有効となり得る。

国際調査報告 国際調査報告 特゛表千４−５０２６６０　（１０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関に用いられるハイドロリック式の弁制御装置であって、機関カム軸 の駆動カムによって弁突き棒を介して軸方向に駆動される機関弁と、弁突き棒の 有効長さを規定する、オイルを充填される可変の容積の圧力室と、圧力導管を介 して前記圧力室と接続可能な、片側でリザーパ室を制限するリザーパピストンを 有するばね負荷された液体リザーパと、機関特性値を処理する電子制御装置を介 して制御される前記圧力導管を制御するための電磁弁とが設けられている形式の ものにおいて、 リザーパピストン（２３）が可動の弁部材として圧力通路（２１）とリザーパ室 （２６）との間の接続を制御するようになっており、 規定の制御圧下の制御オイルのための制御導管（３５）が前記リザーパ室（２６ ）に開口しており、前記制御導管が前記電磁弁（３４）によって制御されるよう になっていて、前記リザーパ室（２６）の方向に開放する逆止弁（３６）を有し ており、 リザーパばね（２４）によって前記リザーパビストン（２３）に作用するばね力 が、制御圧によって前記リサーパピストン（２３）に作用する制御力よりは大き く設定されているが、しかし弁突き棒が駆動カム（４）によって開放方向に操作 される場合に前記リザーパピストン（２３）の端面が圧力室から作業圧によって 負荷される際に形成される操作圧よりは小さく設定されていることを特徴とする 、内燃機関に用いられるハイドロリック式の弁制御装置。 ２．前記リザーパピストン（２３）に、前記リザーパばね（２４）のばわ力に抗 して作用していて前記圧力通路（２１）内の圧力を常に負荷されている受圧面（ ４３）が設けられており、前記リザーパばね（２４）のばね力が、前記受圧面に よって生ぜしめられる前圧を前記制御力に加えた力よりも大きく設定されている 、請求項１記載の弁制御装置。 ３．前記リザーパ室（２６）から放圧導管（４７）が分岐しており、該放圧導管 にせきどめ絞りが設けられている、請求項１または２記載の弁制御装置。 ４．前記放圧導管（４７）が圧力保持弁（４６）によって制御されている、請求 項３記載の弁制御装置。 ５．前記放圧導管（４７）が前記リザーパピストン（２３）の底部に配置されて いて、前記リザーパ室（２６）とリザーパばね室（４８）とを接続している、請 求項３または４記載の弁制御装置。 ６．前記電磁弁（３４）の上流側で制御オイルのための搬送導管（３１）に前圧 リザーパ（３７）が接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の 弁制御装置。 ７．前記電磁弁（３４）が２ポート２位置電磁弁として構成されている、請求項 １から６までのいずれか１項記載の弁制御装置。 ８．前記リザーパばね（２４）のばれ力が、前記制御圧とリザーパピストン底部 とから形成された開制御力よりも小さく設定されており、充填導管（３９）が前 記リザーパピストン（２３）によって制御されていて、前記充填導管（３９）が 前記圧力通路（２１）と前記リザーパ室（２６）との接続の形成後に遮断される ようになっている、請求項４から７までのいずれか１項記載の弁制御装置。 ９．前記リザーパピストン（２３）の外周面に長手方向溝（５４）が設けられて おり、該長手方向溝が、前記リザーパピストン（２３）を収容する孔に設けられ た環状溝（５３）と常時重なっていて、停止位置で前記圧力通路（２１）に接続 されているが、しかし前記リザーパピストン（２３）がリザーパばわ（２４）の ばね力に抗してシフトされた後に前記長手方向溝が前記圧力通路（２１）と分断 されるようになっている、請求項８記載の弁制御装置。 １０．前記圧力通路（２１）が充填導管（３９）を介して、制御圧下にある供給 導管（３１）に接続されており、前記充填導管（３９）に、前記圧力通路（２１ ）の方向に開く逆止弁（４１）が配置されている、請求項１から９までのいずれ か１項記載の弁制御装置。 １１．多シリンダ式内燃機関に用いられる場合に、電子制御装置を介して、個々 の弁制御ユニット（電磁弁（３４））がそれそれ１８０°のクランク軸回転角度 （°ＫＷ）の駆動動作にまでしか制御可能でなく、複数の弁制御ユニットが単に １つの電磁弁（３４）によって制御されるようになっており、弁１つ当たり１８ ０°ＫＷよりも上で制御時間（電磁弁（３４）の接続時間）の重複が阻止されて いる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の弁制御装置。 １２．弁制御ユニットのグループが、前記電磁弁（３４）の下流側での制御導管 の第１の分割後に、少なくとも１つの前選択弁（５１，５２）によって制御可能 である、請求項１１記載の弁制御装置。 １３．前記前選択弁が２ポート２位置弁（５１）として構成されている、請求項 １２記載の弁制御装置。 １４．前記前選択弁として、同時に分割をも行なう３ポート２位置が使用されて いる、請求項１２記載の弁制御装置。