JPH0514082B2 - - Google Patents

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JPH0514082B2
JPH0514082B2 JP1367785A JP1367785A JPH0514082B2 JP H0514082 B2 JPH0514082 B2 JP H0514082B2 JP 1367785 A JP1367785 A JP 1367785A JP 1367785 A JP1367785 A JP 1367785A JP H0514082 B2 JPH0514082 B2 JP H0514082B2
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JP
Japan
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valve
engine
lifter
cam
timing
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JP1367785A
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Jon Ueekuman Ratsuseru
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Honeywell International Inc
Original Assignee
AlliedSignal Inc
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Publication date
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Publication of JPH0514082B2 publication Critical patent/JPH0514082B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0021Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0031Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 この発明は、一般的にはエンジン制御装置に係
わり、より詳細には内燃機関の吸入弁、排気弁
(本明細書において、エンジン弁また単に弁とい
うことがある。)のタイミングを制御するための
電気液圧制御装置に関する。
〔従来技術〕
弁のタイミングを制御することによつて所望の
エンジン動作結果が得られることはエンジン製造
者とくに高性能エンジンに係わる専門家によつて
以前から認められてきた。アイドル状態、通常負
荷域状態、および高性能状態それぞれの吸入弁,
排気弁の理想タイミングは大きく異なつている。
弁はカムによつて制御されるから、特定の目的に
かなうようにタイミングを妥協して選ぶ必要があ
る。量産されているエンジン弁のタイミングは通
常負荷すなわち通常速度域に適する方へ寄つたと
ころで妥協されている。したがつて、アイドル域
および高性能では効率が悪くなる。同様に、高性
能エンジンでは、タイミングはエンジンの高性能
域の方へ調整され、それ故、アイドル域,通過負
荷域での弁のタイミングは最善のものではない。
1903年の昔にアレキサンダ・ウイントンは、バ
ルブリフタを調整する空気圧装置を用いた。その
当時の同氏の意図は、従来のスロツトルプレート
でエンジンを絞る方法に対して、吸入弁でエンジ
ンを絞ることにあつた。最近では、バルブリフト
もしくは開放時間を変えないで弁のタイミングを
エンジン速度の関数として変えることができる遠
心カムスプロケツトが用いられた。
さらに、異なつたエンジン動作域では、弁の動
作を完全に停止して、1つまたはそれ以上のシリ
ンダを閉じるシステムも開発された。この技術思
想を用いたもので最近市販されているエンジンに
は、キヤデラツクの8−6−4エンジンがある。
しかし、これら公知の制御装置の大部分は、弁の
開閉に必要な力を得るために、高価で非常に大電
力のソレノイドが必要とされる。それ故、ユーザ
は、そのようなエンジンには高コストというペナ
ルテイーを払うことになる。
ウイーラ(Wieler)氏による「制御変位液圧
リフタ」と題する米国特許第3439661号には、液
圧バルブリフタが教示されている。トミナガ
(Tominaga)氏による「内燃機関用バルブリフ
タ」と題する米国特許第4112884号は、バルブリ
フタの構造を教示してる。上記両特許に開示され
たリフタは、なんらかのタイミング制御を弁に与
えるように動作する。アオヤマ(Aoyama)氏等
による「内燃機関の弁動作機構」と題する米国特
許第4111165号は、エンジン速度(回転速度)お
よびスロツトル開度に応答して、液圧バルブリフ
タのオイルを制御して減速中にそのオイルを流出
させ、それによつてバルブリフタの行程を制限す
ることを教示している。タキザワ(Takizawa)
氏等による「内燃機関用の可変リフト機構」と題
する米国特許第4258671号は、オーバヘツドカム
(OHC)エンジンにおける液圧バルブリフタの電
磁弁制御を教示している。エンジン温度、マニホ
ルド圧、および回転速度に応答して、リフタのオ
イル圧力は、エンジン弁を動作させるのに必要な
剛なリンクを形成するように調節される。この第
4258671号特許は全シリンダの制御を教示してい
る。上記最後の2つの特許(第4111165号および
第4258671号)は、各エンジンサイクルを別々に
制御するように各動作の後にバルブリフタを通常
の始動位置へ復帰させるためにオイルをリフタに
戻すことは教示していない。それ故、次のエンジ
ンサイクルでは、オイルの動作を制御する電子制
御ユニツト、リフタの位置を知らないことにな
る。次のエンジンサイクルで弁開放を遅らせる必
要があるならば、その弁開放は、リフタが再び伸
ばされていない限り前のエンジンサイクルの状態
から変化しない。米国特許第4111165号には、リ
フタに油圧を与えるポンプおよび調節器が教示さ
れ、米国特許第4258671号にはエンジンによつて
駆動されるオイル源によつて与えられるオイル供
給管路が教示されている。それ以上のことをしな
ければ、通常のエンジン油圧では、エンジンサイ
クルの間での利用可能な時間内に下降したリフタ
をその最高位まで戻すには不十分である。上記両
方のシステムとも、適当な圧力容量をもつた昇圧
ポンプを付加すればよいがそれでは高価になり、
またエンジンに不要な負荷を加えることになる。
また、それによつてエンジン弁を制御することに
よつて得られる目的や効果が失われてしまう。
〔概 要〕
上記問題を解決するために、ここに、エンジン
オイル源を用いて液圧バルブリフタ(調節器)を
動作させるエンジン弁タイミング制御装置を開示
する。リフタ動作の結果として作動流体源に生じ
る流体圧力パルスを制御することによつて、相当
に高圧力の流体パルスをリフタに送り、リフタを
エンジンサイクルの間に標準位置に復起又は再延
長させるのを促進する。この装置は、マイクロプ
ロセツサを基にした制御装置であつて、数個のセ
ンサがエンジン状態を検知し、検知されたエンジ
ン状態に応答するマイクロプロセツサがエンジン
状態−弁開放時刻のマツプを含むメモリをアドレ
スする。メモリから信号が所定のシリンダのタイ
マ装置に供給される。シリンダのピストンの位置
に関連して動作するタイマ装置は、関連の液圧リ
フタ内に所定量のオイルを導きかつ維持するため
の電磁弁を動作させる。
これらのおよび他の効果は、次の詳細な説明お
よび図面から明らかになろう。
〔実施例〕
図面に示すエンジン弁タイミング制御装置は、
マイクロプロセツサを基礎とした制御装置を用い
て、内燃機関の1つまたはそれ以上の吸入弁およ
び排気弁の開放時期および持続時間を制御する。
第1図は、制御装置の構成を示す概略図であ
る。いくつかのエンジン動作状態が、排気ガスセ
ンサのような1つまたそれ以上のセンサ10によ
つて検知される。上記排気ガスセンサは普通には
酸素ガスセンサ12で、エンジンの燃焼の性質を
示す。それぞれエンジンの温度,空気の温度を示
す温度センサ14,16が、信号を制御装置に与
える。他のセンサとしてはスロツトルの位置セン
サ18や、エンジンで必要な燃料の量を決定する
ために、マニホルドの絶対圧力を検出するセンサ
20を用いることができる。しかし、この制御装
置が速度密度(スピード・デンシテイ)燃料噴射
装置であるなら、エンジンの検知されたいくつか
の変数および経験的に決定されたエンジンの容積
効率によつて空気流量を計算しなければならな
い。図示の弁タイミング制御装置では、システム
への空気吸い込み量を測定するのが都合がよく、
それ故、空気流量計(マス・エアーフロー・メー
タ)をエンジンの空気吸い込み口に配置すること
ができる。空気流量を直接測定すれば、空気流量
を決定するために経験的に容積効率マツプを決定
して記憶させておく必要はなくなる。弁のタイミ
ングを変える容積効率がそれに応じて変化し、空
気量計算も複雑になつてしまう。それ故、空気量
の直接測定が望ましい。
アナログ信号を発生するこれらのセンサの信号
はアナログ/デジタル変換器22で処理されて、
センサ信号がマイクロプロセツサ24において用
いられる等価のデジタル信号に変換される。マイ
クロプロセツサへのその余の入力は、エンジン始
動26、およびスロツトルの絞り羽根の両端位置
27,28である。マイクロプロセツサ24は、
エンジン状態を示すいくつかの信号を受け、自己
のメモリに記憶された制御則に従つていくつかの
エンジンに制御信号を発生する。このマイクロプ
ロセツサ24は、例えばモトローラ68701である。
本発明の制御装置は、エンジン弁のバルブすな
わち弁の制御に関するもので、たとえばプログラ
ム可能なROM(PROM)のようなメモリ装置3
0を有している。このメモリ装置、種々の弁開放
位置となる特定のエンジン対してのエンジン事象
のメモリマツプを含んでいる。この制御装置をあ
る群のエンジンに適合させるために、そのエンジ
ン群に属する各エンジンは自己の制御装置にプラ
グインされるそれ自身の固有のPROM30を有し
ている。マイクロプロセツサは、エンジン状態の
結果によりPROM30をアドレスして、それぞれ
のシリンダに対する固有の弁開閉時期および持続
時間を決定する。PROM30は、例えばモトロー
ラ2716である。
本実施例電子制御ユニツト(ECU)32は、
エンジンカム軸に結合されたタイミング手段34
によつてエンジンと同期させられている。タイミ
ング手段34は、圧縮行程の上死点(TDC)ま
た仕事行程の下死点(BDC)のような、各シリ
ンダのピストンの位置を示す信号を発生する。カ
ム軸は、エンジンクランク軸に結合され、クラン
ク軸の半分の速度で、すなわち各エンジンサイク
ルにつき1回だけ回転する。エンジンクランク
軸、エンジンオイルを給送する油圧ポンプ64を
駆動する。このオイルは、本発明の制御装置のバ
ルブリフタ、すなわち調整器において用いられ
る。
タイミング手段34からの信号35はフエーズ
ロツクループタイミング回路36に供給され、そ
こで各入力信号35の周波数は、細かいタイミン
グを得るために10倍に増される。フエーズロツク
ループタイミング回路36の出力信号38すなわ
ち細かなタイミング(フアインタイミング)信号
38は、各シリンダつき1つずつ設けられた数個
のプログラム可能なタイミング装置40に供給さ
れる。この細かなタイミング信号38が、タイミ
ング装置40を、各シリンダの弁動作を開始させ
る際の所定のタイミング位置に設定する。本実施
例はさらに所定のシリンダの特に第1番目のシリ
ンダのピストン位置に応答する付加タイミング装
置42を有する。この付加タイミング装置42に
より、残りのシリンダのピストンの相対位置が決
定される。プログラム可能なタイミング装置40
は、例えばモトローラ6840ユニツトである。
各タイミング装置40からの所定の信号は、電
磁弁44〜50への制御信号を発生するためマイ
クロプロセツサ24に供給される。電磁弁44〜
50は、これらの制御信号に応答して以下に説明
するような方法でエンジン弁のタイミングを制御
する油圧で動作するバルブリフタ51〜58への
オイルの流出を制御する。
第2図について説明する。同図にはエンジン弁
タイミング制御装置用の油圧回路の概略が示され
ている。説明の都合上、この制御装置を4気筒内
燃火花点火機関に関して述べる。エンジン用点火
装置の特定の点火順序は1−2−4−3である。
第2図はカム軸が180゜離れているエンジン弁の
グループ分けを示している。1番目のシリンダの
吸入弁と4番目のシリンダの吸入弁はグループ化
され、第1の電磁弁44によつて制御される。同
様に、第2の電磁弁46によつて制御される1番
目の排気弁と4番目の排気弁、第3の電磁弁48
によつて制御される2番目の吸入弁と3番目の吸
入弁、および、第4の電磁弁50によつて制御さ
れる2番目の排気弁と3番目の排気弁が、それぞ
れグループ化される。こうして第2図において、
4つの電磁弁44〜50が、4つのシリンダを制
御する。エンジンブロツクなるオイル供給路、数
個のバルブリフタ51〜58の間でエンジンオイ
ル用の供給管路60および戻り管路62を形成す
る。エンジンオイルポンプ64は、系内のオイル
がエンジンオイルポンプ64に逆流するのを防ぐ
逆止め弁66を介して閉ループの油圧系に、所定
圧力のエンジンオイルを供給する。逆止め弁66
によつて、油圧系に補充されるオイルは、バルブ
リフタのスライドシール付近における漏れによつ
て失われたオイルの分だけにすることができる。
別の逆止め弁67,69が各バルブリフタ51〜
58に対する供給管路60および戻り管路62の
それぞれに配置される。第1図により完全な形で
示されているECU32が、各電磁弁45〜50
を制御する。この制御装置では、電磁弁44〜5
0は、戻り管路62を閉じるように動作し、バル
ブリフタ内のオイルを維持してエンジン弁を開か
せる。
第5図について説明する。同図にはオーバヘツ
ドカム装置における1つのエンジン弁用の制御装
置が図示され、オイル抜き用としての電磁弁44
と、エンジンのバルブリフタ51と、カムフオロ
ア68と、オーバヘツドカム70と、バネ72
と、およびエンジン弁74とが示されている。更
に、バルブリフタにオイルを供給する供給管路6
0、リフタからオイルを抜き取る戻り管路すなわ
ちリフタオイル抜き取り路62も示されている。
オーバヘツドカム70は基礎円76を有し、そ
こから特定の円周位置でタイミング突起78が延
びている。カムフオロア68がカム表面に乗つて
移動するとき、突起78の上昇,下降表面で弁7
4が開いたり閉じたりする。これは従来の弁動作
であり、ここでこれ以上説明しない。
オーバーヘツドカム装置において、この発明
は、カムフオロア68の回動点を制御するため
に、バルブリフタのピストン80の高さを変える
ようにしている。バルブリフタ51のピストン8
0がそのリフタ本体82から突出して延長される
と、カムフオロア68はカム輪郭上で弁を早めに
開きまた遅めに閉じるように動作する。早めの弁
開動作すなわち比較的長時間の弁開動作は、多量
の燃料を噴射することが望まれる高速エンジン動
作または高負荷の際に用いることができる。リフ
タのピストン80がバルブリフタ51のリフタ本
体82に引き込まれると、カム70の輪郭によつ
てカムフオロア68はリフタ51の上に押され
る。ピストン80の位置によつてリフタ51の全
体的な長さがある長さに固定されると、カム70
の輪郭によつて、カムフオロア68はバネ72に
対抗して、弁74を押し下げて開く。
アイドル状態ではエンジン弁の開放動作を遅く
する。そうすると弁閉動作が前より早くなり、弁
の開放時間は短くなる。これによつて燃料噴射量
は少なくなるのでアイドル速度でのエンジンの排
気が改善される。またアイドル状態でエンジン弁
開放の持続時間が短いので、弁重なりが除かれ、
それによつて排気残留物による新鮮な吸入燃料の
汚染が減少される。一方周知のように弁重なり
は、その時間が短い高速度、高負荷では燃焼性に
おける問題は少ない。そしてエンジンにおけるマ
ニホルド圧力差は汚染が減少するために減少す
る。しかし、高速度、高負荷では弁重なりによつ
てパワーおよび経済性が改善される。
リフタのピストン80をそのハウジングに入れ
たり出したりして動かすために、バルブリフタ5
1へのオイルの供給が制御される。正しい作動時
刻に達すると、電磁弁44が閉じて戻り管路62
を封じて、オイルを油圧リフタ51に保持する。
これによつて剛なオイルリンクが構成され、オイ
ルリフタのピストン80を静止させる。次にカム
フオロア68は、カム70の動作力によりバルブ
リフタのピストン上で揺動して弁74を作動させ
る。
第4図の分解図に示されているバルブリフタ5
1が、この発明においては用いられている。図示
されたバルブリフタはリフタ本体82を備え、そ
の中には、戻りバネ84、逆止め弁保持体86、
逆止め玉弁88およびバネ90、逆止め弁ピスト
ン92を有し、更に、バルブリフタのピストン8
0、およびピストン保持体94を有している。戻
りバネ84は、バルブリフタのピストン80をそ
の延長位置に戻すように作用する。そして戻りバ
ネ84の力に抗して第7図に示されたオイル供給
管路60からの圧力パルスを加えられてピストン
80を戻す。逆止め玉弁88、バネ90および逆
止め弁保持体86は、逆止め弁ピストン92の内
部にオイルを保持するように動作し、そのオイル
がリフタから戻り管路62へ流出することを可能
にする。第3図に示されているように、オイル供
給管路60はリフタ本体82の上部でバルブリフ
タに入つて行き、リフタ本体82の底部のオリフ
イス96から出る。こうしてオイルの流れは、逆
止め玉弁88を介して戻りバネ84が配置されて
いる空間に入り、オリフイス96を通して底部か
ら出る。
第6図は、この発明の押し棒構造への適用例を
示す。カム98がピストンの下にあり、押し棒1
00が98と揺れ腕102の間に接続されてエン
ジン弁104を開いたり閉じたりする。カム、押
し棒、揺れ腕、弁の組立体の動作は周知だからこ
こでは説明しない。カム98と揺れ腕102の間
で、押し棒100に整列して電磁制御油圧バルブ
リフタ106が配置されている。この制御装置の
動作は、油圧リンタが、リフタ106内のピスト
ン108,109の両端間で電磁弁110の制御
下で形成される点において、前に説明したものと
同様である。それ故、電磁弁110が付勢されな
い場合は、オイルはオイル供給管路60から逆止
め弁67およびバルブリフタを通つて流れる。下
側ピストン109がカム98の表面により上昇さ
せられると、オイルはリフタからオイル排出路6
2に押し出される。しかし一旦電磁弁が付勢され
ると、排出路が閉じられ、ピストン108,10
9間のオイルは下側ピストン109の動きをピス
トン108に結合する剛なリンクとなり、弁を開
けるために通常の態様で押し棒100を揺れ腕1
02に作用させる。こうして、第5図の装置と同
様に、この特有の装置においても、剛なリンクの
形成によつて、エンジン弁104の開閉タイミン
グが制御される。
第7図は、この発明による装置のタイミング図
である。すなわち、上の線112は電磁弁44の
閉鎖を示し、中央の線114は管路60,62に
おける圧力パルスを示し、下の線116はエンジ
ン弁の行程を示す。油圧系に対する圧力パルスを
示す中央の線について説明する。第1のパルス1
18は、オイルをバルブリフタから除去させるた
めバルブリフタのピストン80を押し下げるよう
に、カムフオロア68がカム70と接触する時に
発生するパルスである。第2のパルス120は、
電磁弁が閉鎖され、剛なオイルリンクが形成さ
れ、そしてカムフオロアを介してそのリンクに急
に付加されたカム圧によつて発生するパルスであ
る。第3のパルス122は、油圧路の内部からの
反射の結果としてのオイル管路での反響であると
考えられる。
動 作 次に、この発明の装置の動作について説明す
る。第1図,第2図および第5図において、供給
路および戻り路の逆止め弁67,99,69a
は、設計者がオイルを流したいと思う方向以外に
はオイルの流れを防止する。この装置は、主エン
ジン弁の開放時期を制御することに関するもの
で、それによつて、カムの形状によつて弁が開い
ている時間の長さだけでなく弁自身の上昇量をも
制御するものである。先に述べたように、ECU
32は、実際のエンジン動作状態の下で、エンジ
ン弁が開く理想の時刻を決定する。
これはタイミング装置40,42によつてなさ
れる。付加タイミング装置42は、第1のシリン
ダの圧縮行程のエンジンピストンの上死点のよう
な所定のエンジン事象からの時間を示す絶対的タ
イミング装置である。第1図に示されているよう
にタイミング手段34をフエイズロツクループタ
イミング回路36に結合するセンサ124は、第
1のシリンダの上死点でのエンジンピストン位置
および装置の他の全ての位置を示す特定の信号を
発生する。タイミング手段34を適当に設計する
ことによつて、全部のエンジンピストンそれぞれ
の上死点の位置を示すことができ、そのタイミン
グ装置に更に工夫することによつて、第1のシリ
ンダの上死点の位置が識別されるように信号を発
生することができる。
所定のエンジン状態に対してPROM30に置か
れたエンジン事象からなるマツプに、ある特定の
シリンダの吸入エンジン弁開放の時刻は、シリン
ダの上死点からの時間として記憶されている。こ
の時間値はタイミング装置40内に置かれ、フエ
ーズロツクループの細かなタイミング信号38
は、ある特定のシリンダのタイミング装置40を
所定の数までカウントダウンさせるように作用す
る。弁が作動すべき時刻(この装置では電磁弁4
4〜50が閉じられるべき時刻)を示す出力信号
126が発生される。これらの出力信号は、マイ
クロプロセツサ24で処理された作動のために特
定の電磁弁に送られる。
上記装置は、所定シリンダの吸入弁または排気
弁の開放時期を制御する方法を示している。カム
のタイミング突起78の下降側でエンジン弁74
を実際に開放するためには、強力な力が必要であ
る。エンジン弁74の閉鎖時期は開放時期の直接
的関数であり、カム70の突起78の頂部に開放
時期が近づけば近づく程、閉鎖時期もカムの反対
側でカム突起78の頂部に近づく。
第7図を参照して述べたように、発生した圧力
パルス118,120,122は、流体系を介し
て与えられる。これらのパルスは、バルブリフタ
51〜58へ更にオイルを流し込むように作用
し、バルブリフタのピストン80をその標準位置
に戻す。しかし、カム70のタイミング突起78
によつて制御が現に行われているバルブリフタで
は、そのピストン80に圧力パルスが与えられて
もカム70が弁74を動かし始めるのでその力に
よつてピストンは動かない。
カムの全開放側斜面がカムフオロア68を動か
し始めると、弁74が重いので動かず、開いた電
磁弁44によつてバルブリフタのピストン80が
下降するようになる。リフタ51からオイルが流
出すると、リフタの供給逆止め玉弁88が閉じ
る。これによつて、リフタから流出するオイルに
よつて戻り逆止め弁69が開き、オイルは開いた
電磁バルブ44を介して流れる。同じ電磁弁44
で対になつているバルブリフタ57の帰還逆止め
弁69aは、この流れによつて閉じられ、制御さ
れない流れがその対の他のリフタに逆流するのを
防ぐ。こうして、電磁弁44は、リフタ51から
のオイルの流出を完全に制御することになる。ま
た、この電磁弁44からのオイルの流れは、動作
していないバルブリフタに導かれ、それらを全延
長位置へと戻す。バルブリフタ51の下降位置
は、ECU32が、エンジン弁74を開け始める
のに正しい時期であることを決定するまで続く。
ECU32はその時期に電気信号を発生して電磁
弁44を閉じ、リフタ51からのオイル流出を中
止させ、リフタ本体内部に剛な油圧リンクを形成
する。この時点では、リフタ51内の油圧流体を
圧縮するための力は、バネ72を圧縮するのに要
する力よりずつと大きい。従つて、その後のカム
の動きでは、リフタが下降するのでなく、弁74
が開けられる。
弁74はカム70の輪郭によるカムフオロア6
8によつて開き動作を続けるが、前にバルブリフ
タを降下させた分だけ減少した動きとなる。カム
70が弁74を閉じると、カムフオロア68は、
エンジン弁74が着座するので、カム70との接
触が解かれ、また、カム輪郭は基礎円へ向かつて
傾斜し続ける。この時点では電磁弁44が閉じら
れたままで、他のリフタ52〜58からの油圧パ
ルスが供給逆止め弁67を通つて入り、リフタ戻
りバネ84の力とともに、リフタのピストン80
を押し上げるので、カムフオロア68はカム基礎
円76に接触を保つ。バルブリフタが再び全延長
状態にされ、カムフオロア68が再びカム基礎円
76に接触しているある時点で、電磁弁44を再
び開けてそのサイクルを終了し、次のサイクルの
準備を行う。この時点よりも前に電磁弁を開ける
ことによつて、他のシリンダからの圧力パルス
は、バルブリフタを通して供給逆止め弁67に流
れ込み、ピストンを戻す何らの作用もなさずに開
いた電磁弁を通過することが可能となろう。
バネ72の力およびカムフオロア68,102
によつて弁74,104に加えられる生成カム力
は非常に強く、それ故、カムフオロアは弁の開閉
のために配置されているとき最小抵抗の路をとる
ことに注意を要する。この最小抵抗路は油圧系の
油圧に対抗するバルブリフタ上のピストンを経る
ものであつて、カムフオロアは電磁弁が閉じるま
でオイルをリフタから流し出す。
この発明による装置の性能上の利点は、所定エ
ンジン寸法に対してより大き動力をエンジンが発
生でき、非常に大きなエンジンでは燃料効率が高
く、重なりが減少されているためアイドル状態で
希釈化が少ないことである。また吸入弁および排
気弁を制御することによつて、炭化水素および排
気ガスがうまく制御される。減速動作の間にシリ
ンダに入る燃料の量は少なく、それ故減速時排気
および燃料経済性が改良される。
この発明の装置では、下降しているリフタから
の圧力パルス118〜122を用いて動作してい
ないリフタのピストンをカム基礎円に戻すこと
が、顕著な利点である。そうすることによつて各
弁開時期の開始位置が識別でき、かつ繰り返し得
る。さらに、カムフオロアをカム基礎円に押し当
てるようにバルブリフタのピストンを戻すことに
よつて、フオロアの衝突で生じるカムの摩耗が衝
突に伴う雑音とともに減少された。
装置におけるバルブリフタ応答を改良するため
には、オイルが脈動的に送られ、バルブリフタに
すばやく流し込まれ、かつ減少しないようにオイ
ル供給に制限がないことが肝心である。さらに発
生した圧力パルスにより装置にかかるこのような
高圧力を用いるためには、適切なオイルリング1
28を第5図に示されているようにバルブリフタ
の回りに配置すると良いことに注意を要する。
バルブリフタ51の内部は、バルブリフタのピ
ストン80が、戻りバネを戻らないようにするこ
となしに、圧縮され得るようになつていなければ
ならない。その特性は、戻ろうとするバネのコイ
ルをからませる程、バルブリフタのピストンが底
部の近くまで戻らなくするような設計的事項であ
る。
主に複数のエンジン弁の制御のための単機能の
マイクロプロセツサを主体とした装置について述
べたけれども、このような制御装置は、点火装置
および燃料噴射装置と組み合わせて1つの総合装
置にできる。これは、点火装置および燃料噴射装
置の両方が多数の同様の入力信号を必要とし、本
件装置と同様に多くの処理能力を有する限り、容
易になしうることである。
マイクロプロセツサを主体とした制御装置を用
い、閉ループ油圧オイル装置においてカム動作に
よつて発生した圧力パルスが、バルブリフタをカ
ムの基準線位置に戻すための流体管路に高圧力パ
ルスを生じさせるように作用するような態様で動
作するエンジン弁タイミング制御装置を説明し
た。その装置は、各シリンダのタイミングが個別
のもので、前のまたは次のシリンダのタイミング
に依存しないすなわち関数となつていないばかり
か、それ自身の前のサイクルの関数でもないよう
に、各シリンダを個別に制御する方法を示してい
る。エンジン全体のたつた1つのシリンダである
こともあり、各シリンダであることもある既知の
シリンダの既知位置を示す信号を絶対タイマに供
給するパラメータのような種々のパラメータは、
設計により選択されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の制御装置の概略図である。
第2図はこの発明の油圧装置の概略図である。第
3図はバルブリフタの断面図である。第4図は第
3図のバルブリフタの分解図である。第5図はオ
ーバヘツドカムバルブ装置の断面図である。第6
図は押し棒弁装置の断面図である。第7図はタイ
ミング図である。 44……電磁制御弁、60……流体供給管路、
62……流体戻り管路、67,69,69a……
逆止め弁、26,27,28,134……セン
サ、32……電子制御ユニツト、68……カムフ
オロア、70……カム、76……カム基礎円、7
8……カム突起、51……バルブリフタ、64…
…作動流体源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関におけるエンジン弁の少なくとも2
    つの動作時期を個別に制御するため、カム基礎円
    76およびタイミング突起78を有し、前記エン
    ジン弁74との間に接続されたカムフオロア68
    によつて所定の時間順序に従つて前記エンジン弁
    を開閉するカム70と、作動流体源64と、前記
    カムフオロア68をエンジン弁74に結合させる
    ように動作するバルブリフタ51とを有するエン
    ジン弁タイミング制御装置において: 前記バルブリフタに接続され、入力ポート、出
    力ポートを有し、通常は開いていて前記バルブリ
    フタを通る作動流体の流れを許容する電磁弁と; 前記バルブリフタを前記電磁弁の出力ポートお
    よび前記作動流体源64に接続する流体供給管路
    60と; 前記各バルブリフタとそれに関連した前記電磁
    弁の前記入力ポートの間に接続された流体戻り管
    路62と; 前記流体供給管路および前記流体戻り管路に配
    置され、前記電磁弁44を通る流体を一方向の流
    れに制御する逆止め弁67,69,69aと; エンジン動作状態に応答して信号を発生する複
    数のセンサ26,27,28,134と; 記憶したエンジン制御則および前記センサから
    の信号にしたがつて、前記電磁弁を通る流体の流
    れを係止させるためその電磁弁を作動させること
    で前記バルブリフタに液圧リンクを形成し、この
    バルブリフタに結合されたカムフオロアに前記エ
    ンジン弁を作動させる制御信号を発生するマイク
    ロプロセツサを有する電子制御ユニツトと を備えることを特徴とするエンジン弁タイミング
    制御装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置であつて、
    前記電磁弁の1つが作動される時発生する流体圧
    力パルスに応答しそのパルスをそれぞれ閉じられ
    前記制御弁を伴う前記他のリフタに送り、それに
    よつて前記リフタをカム基礎円に戻すことを特徴
    とする装置。
JP60013677A 1984-01-30 1985-01-29 エンジン弁タイミング制御装置 Granted JPS60184936A (ja)

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