JPH0579307A

JPH0579307A - 内燃エンジンの空気ばね式動弁装置

Info

Publication number: JPH0579307A
Application number: JP26285591A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Shibata; 光弘柴田; Toshiyasu Komatsu; 敏泰小松; Kei Machida; 圭町田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1993-03-30
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JP3135634B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は運転状態に応じて適正な空気量を空
気室に供給すると共に、空気量が不足する場合における
保障機能を有する内燃エンジンの空気ばね式動弁装置を
提供することを目的とする。【構成】空気供給路の実圧力が少なくともエンジンの
運転状態に基づいて設定される目標圧力に到達するよう
に制御し、エンジン運転中において実圧力が目標圧力に
到達しない場合は空気供給路の実圧力に基づいてエンジ
ンの運転状態を制御する。またエンジンの停止中におい
ては所定条件下空気供給路の実圧力が所定圧力に到達す
るように制御し、到達しない場合はエンジンの始動を禁
止する。さらに、前記空気供給路への空気の補給状態を
表示する表示手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの空気ばね
式動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンの動弁装置のうち、鋼製の
コイルスプリングに代えて空気室を設け、該空気室に供
給される圧縮空気により吸気弁及び排気弁を閉弁方向に
付勢するようにした空気ばね式動弁装置が従来より知ら
れている（例えば実開昭６３−１４８０８号公報）。

【０００３】図１０はこの種の空気ばね式動弁装置の要
部縦断面図であって、弁体１０１が、シリンダヘッド１
０２に固定支持された弁ガイド１０３に挿通されてい
る。また、弁体１０１の軸端部にはリフタ１０４が固着
され、さらに該リフタ１０４は、シリンダヘッド１０２
の上壁に形成されたリフタガイド１０５に内嵌されてい
る。１０６は空気供給路、１０７は空気室、１０８はカ
ムである。

【０００４】上記空気ばね式動弁装置においては、カム
１０８の回転によりリフタ１０４が押下されたときは弁
体１０１が矢印Ｘ方向に移動して開弁する一方、リフタ
１０４が押下されていないときは空気室１０７の空気圧
力により弁体１０１は閉弁する。そして、前記空気ばね
式動弁装置においては、その固有振動数をコイルスプリ
ングよりも高く設定することができるため、エンジンが
高回転であっても弁体１０１の作動追従性を良好なもの
とすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記空気ば
ね式動弁装置においては、リフタ１０４とリフタガイド
１０５との間隙等のシール部などから空気がリークする
ため、必要量の空気を空気室１０７に補給する必要があ
る。

【０００６】しかし、空気室１０７に補給すべき必要空
気量はエンジンの運転状態やシール部の劣化状況に応じ
て変動する。

【０００７】さらに、大量の空気が前記シール部等から
リークすると空気室１０７の圧力が低下して空気圧によ
るばね荷重が低下するため、動弁系に対する許容回転数
の低下を招きエンジンの損傷を惹起する虞がある。

【０００８】また、エンジン停止後空気室１０７の圧力
は徐々に低下するため、空気室１０７の圧力が過度に低
下した状態でエンジンの始動を開始した場合において
は、空気室１０７のばね荷重が所望のばね荷重に即座に
復帰せずエンジンの運転性能に支障を来たす虞がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、運転状態に応じて適正な空気量を空気室に
供給すると共に、空気量が不足する場合における保障機
能を有する内燃エンジンの空気ばね式動弁装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は空気圧供給源と、吸気弁及び排気弁を閉弁方
向に付勢するための空気圧が供給される空気室と、該空
気室と前記空気圧供給源とを連通する空気供給路とを備
えた内燃エンジンの空気ばね式動弁装置において、前記
空気供給路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記空気
供給路の途中に介装された制御弁と、少なくともエンジ
ン回転数を含むエンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、該運転状態検出手段により検出されたエン
ジン回転数に基づいて目標圧力値を算出する目標圧力算
出手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が少
なくとも前記目標圧力算出手段により算出された目標圧
力値に達するように前記制御弁を制御する空気圧制御手
段とを有していることを特徴とし、さらに前記空気圧制
御手段により制御弁を制御しても前記圧力検出手段によ
り検出される圧力が目標圧力に達しないときは前記圧力
検出手段により検出された圧力に応じてエンジンの運転
状態を制御する運転状態制御手段を備えていることを特
徴としている。また、前記運転状態制御手段によりエン
ジンの運転状態が制御されているときは前記空気供給路
の圧力が目標圧力に達していないことを表示する表示手
段を有することとしてもよい。

【００１１】さらに、本発明は空気圧供給源と、吸気弁
及び排気弁を閉弁方向に付勢するための空気圧が供給さ
れる空気室と、該空気室と前記空気圧供給源とを連通す
る空気供給路とを備えた内燃エンジンの空気ばね式動弁
装置において、前記空気供給路の圧力を検出する圧力検
出手段と、前記空気供給路の途中に介装された制御弁
と、点火スイッチの開閉状態を検出する開閉状態検出手
段とを備え、エンジンが停止状態の場合にあって前記空
気供給路の圧力が所定圧力以下で且つ前記開閉状態検出
手段によって点火スイッチの閉成状態が検出されたとき
は前記圧力検出手段により検出された圧力が少なくとも
前記所定圧力に達するように前記制御弁を制御する空気
圧制御手段を有していることを特徴としている。また、
前記圧力検出手段により検出される圧力が前記空気圧制
御手段によって前記所定圧力に達したときは前記空気供
給路の圧力が所定圧力に達したことを表示する表示手段
を有することとしてもよい。さらに、本発明は前記空気
圧制御手段により制御弁を制御しても圧力検出手段によ
り検出される圧力が目標圧力に達しないときはエンジン
の始動を禁止する始動禁止手段を有していることを特徴
としている。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、エンジン運転中において
は、空気圧制御手段により空気供給路の圧力が少なくと
も目標圧力に達するように制御弁が制御され、空気供給
路の圧力が目標圧力に達しないときは運転状態制御手段
により圧力検出手段により検出された圧力に応じてエン
ジンの運転状態が制御される。また、空気供給路の圧力
が低下しているときは表示手段により圧力が低下してい
る旨表示される。

【００１３】さらに、エンジン停止中においては、所定
条件下空気圧制御手段により空気供給路の圧力が少なく
とも所定圧力に達するように制御弁が制御され、所定圧
力に達したときは表示手段により補充完了が表示され
る。また、空気供給路の圧力が所定圧力に達しない場合
は始動禁止手段によりエンジンの始動が禁止される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１５】図１は本発明に係る内燃エンジンの空気ば
ね式動弁装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００１６】図中、１はＤＯＨＣ直列４気筒の内燃エン
ジン（以下、単に「エンジン」という）であって、該エ
ンジン１の吸気ポートには吸気管２が接続され、排気ポ
ートには排気管４５が接続されている。さらに、吸気管
２の途中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部
にはスロットル弁３′が配されている。また、スロット
ル弁３′にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連
結されており、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（以下「ＥＣ
Ｕ」という）５に供給する。

【００１７】また、吸気管２のスロットル弁３′の下流
側には分岐管６が設けられ、該分岐管６の先端には絶対
圧（ＰＢＡ）センサ７が取付けられている。該ＰＢＡセ
ンサ７はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２
内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ７により電気信号
に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００１８】また、分岐管６の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ８が装着され、該ＴＡセンサ
８により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換され、
ＥＣＵ５に供給される。

【００１９】燃料噴射弁９は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３′との間に各気筒毎に設け
られ、且つ図示しない燃料ポンプに接続されるとともに
ＥＣＵ５に電気的に接続され、当該ＥＣＵ５からの信号
により燃料噴射の開弁時間が制御される。

【００２０】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００２１】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられ
ている。

【００２２】ＮＥ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信号パル
ス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、また
ＣＹＬセンサ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位
置でＴＤＣ信号パルスを出力し、これらの各ＴＤＣ信号
パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００２３】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２４】エンジン１のシリンダヘッドには空気ばね
式動弁系制御部１４（以下、「動弁系制御部」という）
が連設されると共に、該動弁系制御部１４はＥＣＵ５に
電気的に接続され、ＥＣＵ５によりその動作が制御され
る。

【００２５】ＥＣＵ５には点火スイッチ１５及びスター
タスイッチ１６が電気的に接続され、該点火スイッチ１
５及びスタータスイッチ１６のオン・オフ状態信号がＥ
ＣＵ５に供給される。

【００２６】さらにＥＣＵ５には発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等からなる第１〜第３表示ランプ１７〜１９が接続
されている。第１の表示ランプ１７は後述する空気供給
路の圧力が目標圧力よりも低いときに点灯して圧力低下
を運転者に知らせる。また、第２の表示ランプ１８は空
気供給路の圧力が所定圧力に達したときに点灯して圧力
補充の完了を運転者に知らせる。さらに、第３の表示ラ
ンプ１９は、後述する理由により空気供給路の圧力補充
を行うことができないときに点灯してその旨を運転者に
知らせる。

【００２７】ＥＣＵ５は上述の各種センサからの入力信
号波形を整形して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と、中央演算処理回路（以下「ＣＰ
Ｕ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行される各種演
算プログラムや各種マップ及び演算結果等を記憶するＲ
ＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段５ｃと、前記燃料噴射
弁９、点火プラグ１３及び第１〜第３の表示ランプ１７
〜１９等に駆動信号を供給する出力回路５ｄとを備えて
いる。

【００２８】図２はエンジン１の要部縦断面図であっ
て、該エンジン１はピストン２０が嵌合された４個のシ
リンダ２１を並設してなるシリンダブロック２２と、該
シリンダブロック２２の上方に結合されたシリンダヘッ
ド２３とを備えている。また、シリンダヘッド２３は、
前記ピストン２０の上方に対応する部分に１対の吸気口
２４ａ及び１対の排気口２４ｂが形成され、さらに吸気
口２４ａはシリンダヘッド２３の一方の側面に開口する
吸気ポート２５ａに連なり、排気口２４ｂはシリンダヘ
ッド２３の他方の側面に開口する排気ポート２５ｂに連
なっている。

【００２９】シリンダヘッド２３に固着された弁ガイド
２６ａ，２６ｂには１対の吸気弁２７ａ及び排気弁２７
ｂが挿通され、吸気口２４ａ及び排気口２４ｂが開閉可
能に構成されている。

【００３０】具体的には、吸気弁２７ａ及び排気弁２７
ｂの軸端部は、断面略コ字状のリフタ２８ａ，２８ｂ及
びシム５０ａ，５０ｂを介してカム２９ａ，２９ｂに当
接され、さらに吸気弁２７ａ及び排気弁２７ｂの軸端部
周囲にはコッタ３０ａ，３０ｂを介してエアピストン３
１ａ，３１ｂが取り付けられている。また、エアピスト
ン３１ａ，３１ｂの外周面適所には凹溝が形成されてＯ
リング３２ａ，３２ｂが前記凹溝に固定され、前記エア
ピストン３１ａ，３１ｂの外周面がリフタ２８ａ，２８
ｂの内周面に摺動可能とされている。さらに、リフタ２
８ａ，２８ｂは、シリンダヘッド２３の上方に形成され
たリフタガイド３３ａ，３３ｂに内嵌され、リフタ２８
ａ，２８ｂとリフタガイド３３ａ，３３ｂとで囲まれた
部分によって空気室３４ａ，３４ｂが画成されている。
そして、吸排気弁２７ａ，２７ｂと、カム２９ａ，２９
ｂと、空気室３４ａ，３４ｂと、エアピストン３１ａ，
３１ｂ等で動弁系３５ａ，３５ｂを構成している。

【００３１】このように構成された動弁系３５ａ，３５
ｂにおいては、前記カム２９ａ，２９ｂの回転駆動によ
りリフタ２８ａ，２８ｂを介して吸気弁２７ａ及び排気
弁２７ｂが上下運動し吸気弁２７ａ及び排気弁２７ｂの
開閉動作を行うと共に、閉弁時には動弁系制御部１４を
構成する空気供給路３６ａ，３６ｂから空気室３４ａ，
３４ｂに供給される空気圧によって吸気口２４ａ及び排
気口２４ｂが封止される。

【００３２】しかして、図３は動弁系制御部１４の概略
を示すブロック構成図である。

【００３３】空気供給路３６は、その先方が吸気弁用空
気供給路３６ａと排気弁用空気供給路３６ｂとに分岐さ
れ、これら空気供給路３６ａ，３６ｂの側壁には夫々４
個の管３６′ａ，３６′ｂが分岐して設けられ、各動弁
系３５ａ，３５ｂの空気室３４ａ，３４ｂに連通可能と
されている。３７ａ，３７ｂは逆止弁であり、また３８
ａ，３８ｂは空気室３４ａ，３４ｂが許容限界圧力以上
になたときに開弁するリリーフ弁である。

【００３４】前記空気供給路３６の上流側端部には空気
供給源としてのアキュムレータ３９が接続され、さら
に、該アキュムレータ３９には、アキュムレータ圧（Ｐ
ＡＣ）センサ４０が挿着されている。そして、ＰＡＣセ
ンサ４０はＥＣＵ５に電気的に接続され、ＰＡＣセンサ
４０によって検出されたアキュムレー圧ＰＡＣが電気信
号に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００３５】また、アキュムレータ３９にはエアポンプ
４１が接続されると共に、該エアポンプ４１はＥＣＵ５
に電気的に接続されてＥＣＵ５からの信号によりアキュ
ムレータ４１への空気の供給が制御される。

【００３６】空気供給路３６が吸気用空気供給路３６ａ
と排気用空気供給路３６ｂとに分岐される分岐点（図
中、Ａで示す）の稍上流側にはライン圧（ＰＬ）センサ
４２が設けられている。該ＰＬセンサ４２は空気供給路
３６の圧力（以下、「実ライン圧」という）を検出して
その電気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００３７】また、ＰＬセンサ４２の上流側の空気供給
路３６には制御弁４３が介装され、さらに該制御弁４３
の上流側には圧力調整弁４４が介装されている。制御弁
４３及び圧力調整弁４４は共にＥＣＵ５に電気的に接続
され、制御弁４３はＥＣＵ５からの信号により開閉動作
し、また圧力調整弁４４はＥＣＵ５からの信号によりア
キュムレータ３９から搬送されてくる空気圧を調整す
る。

【００３８】図４はエンジン運転中における動弁系制御
部１４の制御手順を示すフローチャートであって、本プ
ログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行され
る。

【００３９】まず、ＮＥセンサ１１によりエンジン回転
数ＮＥを検出し（ステップＳ１）、該エンジン回転数Ｎ
Ｅに基づいて空気供給路３６の目標圧力ＰＬＴＡＧ（以
下、「目標ライン圧」という）を算出する（ステップＳ
２）。

【００４０】前記目標ライン圧ＰＬＴＡＧは、予め記憶
手段５ｃ（ＲＡＭ）に記憶されたＰＬＴＡＧマップを検
索することにより算出される。すなわち、ＰＬＴＡＧマ
ップは、具体的には図５の実線に示すように、エンジン
回転数ＮＥ０〜ＮＥ４に対してマップ値ＰＬＴＡＧ０〜
ＰＬＴＡＧ２が与えられており、エンジン回転数ＮＥに
応じたマップ値が読み出され、あるいは補間法により算
出される。この図５から明らかなように、目標ライン圧
ＰＬＴＡＧは、エンジン回転数ＮＥが低い場合には動弁
系３５ａ，３５ｂの摩擦を低減するために低く設定さ
れ、エンジン回転数ＮＥが高い場合には吸気弁２７ａ及
び排気弁２７ｂのジャンプやバウンズを防ぐために高く
設定される。換言すれば、目標ライン圧ＰＬＴＡＧ値は
摩擦やジャンプ等が生じない許容回転数内に制限され
る。又図５の破線で示すように、エンジン回転数ＮＥに
対する目標ライン圧ＰＬＴＡＧの特性はエンジンの特性
や目的に応じて適宜設定される。尚、ＰＬＴＡＧ値は大
気圧ＰＡやエンジン冷却水温ＴＡ等エンジンの運転状態
に応じて適宜補正するのも好ましい。

【００４１】次に、ステップＳ３ではＰＬセンサ４２に
より実ライン圧を検出し、この検出された実ライン圧Ｐ
Ｌが目標ライン圧ＰＬＴＡＧに達しているか否か、すな
わち、ＰＬ≧ＰＬＴＡＧが成立するか否かを判別する
（ステップＳ４）。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）の
ときは制御弁４３を閉弁して（ステップＳ５）本プログ
ラムを終了する。これにより、ＰＬ≧ＰＬＴＡＧが成立
する場合は少なくとも目標ライン圧ＰＬＴＡＧ以上の実
ライン圧ＰＬによって空気室３４ａ，３４ｂが充たされ
ることになる。

【００４２】一方、ステップＳ４の答が否定（ＮＯ）、
すなわちＰＬ＜ＰＬＴＡＧのときはステップＳ６に進み
ＰＡＣセンサ４０によりアキュムレータ圧ＰＡＣを検出
し、次いで該アキュムレータ圧ＰＡＣが目標ライン圧に
達しているか否か、すなわちＰＡＣ≧ＰＬＴＡＧが成立
しているかを判別する（ステップＳ７）。そして、その
答が肯定（ＹＥＳ）のときはアキュムレータ圧ＰＡＣが
目標ライン圧ＰＬＴＡＧに達しているにもかかわらず実
ライン圧ＰＬが目標ライン圧ＰＬＴＡＧに達していない
場合であり、動弁系３５ａ，３５ｂのシール部等におけ
るエアーリークが多いと判断し、数式（１）に基づき圧
力調整弁４４の設定圧ＰＲを決定する（ステップＳ
８）。

【００４３】ＰＲ＝ＰＬＴＡＧ＋ＰＯ …（１）ここで、ＰＯは所定圧であって、前記設定圧ＰＲが目標
ライン圧ＰＬＴＡＧ以上となるように例えばＰＯ＝ＰＬ
ＴＡＧ×０．１に設定してもよいし、例えば０．５Kg/c
m²程度の一定値に設定してもよい。そしてこのように圧
力調整弁４４の設定がなされた後制御弁４３を開弁し
（ステップＳ９）、本プログラムを終了する。すなわ
ち、前記設定圧ＰＲが目標ライン圧ＰＬＴＡＧ以上に設
定されたことにより、空気室３４ａ，３４ｂには目標ラ
イン圧ＰＬＴＡＧ以上の空気圧でもって空気が供給され
ることとなる。

【００４４】一方、ステップＳ７の答が否定（ＮＯ）、
すなわちＰＡＣ＜ＰＬＴＡＧのときは、エアポンプ４１
の性能劣化等によりアキュムレータ圧３９が目標ライン
圧ＰＬＴＡＧに達しない場合であり、かかる場合は制御
弁４３を全開しても実ライン圧ＰＬを目標ライン圧ＰＬ
ＴＡＧに到達させることができない。そこで、この場合
はステップＳ１０に進んで圧力調整弁４４の設定圧ＰＲ
をＰＲ≧ＰＡＣに設定した後、制御弁４３を開弁して空
気圧３４ａ，３４ｂに前記アキュムレータ圧ＰＡＣ（＜
ＰＬＴＡＧ）を供給し（ステップＳ１１）、次いで該ア
キュムレータ圧ＰＡＣに対応する許容限界回転数ＮＥＬ
ＭＴを算出する（ステップＳ１２）。この許容限界回転
数ＮＥＬＭＴは、具体的には予め記憶手段５ｃ（ＲＡ
Ｍ）に記憶されたＮＥＬＭＴマップを検索して算出され
る。すなわち、ＮＥＬＭＴマップは、図６に示すよう
に、アキュムレータ圧ＰＡＣ０〜ＰＡＣ４に対してマッ
プ値ＮＥＬＭＴ０〜４が与えられており、許容限界回転
数ＮＥＬＭＴはこのマップ検索により読み出され、ある
いは補間法により算出される。

【００４５】次に、ステップＳ１３では前記ＮＥＬＭＴ
値を出力してエンジン回転数ＮＥを許容限界回転数ＮＥ
ＬＭＴに強制的に低下させて点火停止（イグニッション
カット）又は燃料供給停止（フューエルカット）を行
い、次いで第１の表示ランプ１７を点灯させて実ライン
圧ＰＬの低下を運転者に知らせ（ステップＳ１４）、本
プログラムを終了する。

【００４６】このように上記空気ばね式動弁装置におい
ては、実ライン圧ＰＬが少なくとも目標ライン圧ＰＬＴ
ＡＧに達するように制御することにより、動弁系３５
ａ，３５ｂのシール部等から大量のエアリークが生じて
も空気室３４ａ，３４ｂに所望圧の空気を補給すること
が可能となり、吸気弁２７ａ及び排気弁２７ｂの開閉動
作に悪影響が生じるのを回避することができる。

【００４７】また、エアポンプ４１の性能劣化等により
アキュムレータ圧３９が目標ライン圧ＰＬＴＡＧまで達
しないときはそのときの検出ライン圧ＰＬ（＝ＰＡＣ）
に応じた許容限界回転数ＮＥＬＭＴでエンジンを運転し
てイグニッションカット又はフューエルカットを行うと
共に第１の表示ランプ１７を点灯させることにより運転
者は圧力低下を逸速く知ることができ、実ライン圧ＰＬ
の低下に対して迅速な対応が可能となる。

【００４８】図７〜図８はエンジン始動時の動弁系制御
部１４における制御手順を示すフローチャートであっ
て、本プログラムはイグニッションスイッチ１５のＯＮ
状態への切換と同期して実行される。

【００４９】ステップＳ２１ではフラグＦＡ及びフラグ
ＦＢを共に「０」に設定して初期化する。次に、ＰＡＣ
センサ４０によりアキュムレータ圧ＰＡＣを検出し（ス
テップＳ２２）、該アキュムレータ圧ＰＡＣが始動圧力
ＰＬＳＴに達しているか否か、すなわちＰＡＣ≧ＰＬＳ
Ｔが成立するか否かを判別する（ステップＳ２３）。こ
こで始動圧力ＰＬＳＴとしてはエンジン始動に必要な最
低ライン圧力、例えば３Kg/cm²に設定される。そして、
その答が否定（ＮＯ）の場合はアキュムレータ圧ＰＡＣ
を少なくとも始動圧力ＰＬＳＴに到達させるべくエアポ
ンプ４１を「ＯＮ」し（ステップＳ２４）、次いでフラ
グＦＡが「１」に設定されているか否かを判別する（ス
テップＳ２５）。そして、最初のループではＦＡ＝０に
設定されたままであるので（ステップＳ２１参照）ステ
ップＳ２５の答は否定（ＮＯ）となり、第１のタイマｔ
ｍＴＰを所定時間Ｔ１に設定して、該第１のタイマｔｍ
ＴＰをスタートさせた後（ステップＳ２６）、フラグＦ
Ａを「１」に設定する（ステップＳ２７）。ここで、所
定時間Ｔ１としてはエアポンプが「ＯＮ」してからアキ
ュムレータ圧ＰＡＣが始動圧力ＰＬＳＴに達するまでの
時間（例えば５ｓ）に設定される。又、所定時間Ｔ１は
アキュムレータ圧ＰＡＣに応じて可変としてもよい。次
いで、第１のタイマｔｍＴＰが「０」になるのを待ち
（ステップＳ２８）、第１のタイマｔｍＴＰが「０」に
なったのを確認した後、ステップＳ２２に戻る。

【００５０】そして、再びステップＳ２３でＰＡＣ≧Ｐ
ＬＳＴが成立するか否かを判別する。その答が否定（Ｎ
Ｏ）の場合はエアポンプが「ＯＮ」して運転しているに
もかかわらずアキュムレータ圧ＰＡＣが始動圧力ＰＬＳ
Ｔに達しない場合であり、しかもこの時点では既にフラ
グＦＡは「１」に設定されているため（ステップＳ２７
参照）ステップＳ２５の答は肯定（ＹＥＳ）となる。し
たがってステップＳ２９に進んでエアポンプを「ＯＦ
Ｆ」し、さらに第３の表示ランプ１９を点灯させて（ス
テップＳ３０）アキュムレータ圧ＰＡが所定圧ＰＬＳＴ
まで昇圧しないことを運転者に知らせ、本プログラムを
終了する。

【００５１】一方、ステップＳ２３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、すなわちアキュムレータ圧ＰＡＣが始動圧力ＰＬ
ＳＴに達している場合は、ステップＳ３１でフラグＦＡ
が「１」か否かを判別する。そして最初からＰＡＣ≧Ｐ
ＬＳＴが成立している場合はＦＡ＝０に設定されたまま
であるので数式（２）に基づき圧力調整弁３９の設定圧
を決定する（ステップＳ３２）。

【００５２】ＰＲ＝ＰＬＳＴ＋Ｐ１ …（２）ここで、Ｐ１は所定圧であって、前記設定圧ＰＲが始動
圧力ＰＬＳＴ以上となるように例えばＰ１＝ＰＬＳＴ×
０．１に設定される。

【００５３】また、ステップＳ２４〜Ｓ２８のフローが
実行されたことにより始めてＰＡＣ≧ＰＬＳＴが成立し
た場合はステップＳ３１の答が肯定（ＹＥＳ）となり、
エアポンプ４１を「ＯＦＦ」した後、ステップＳ３２に
進み、圧力調整弁４４の設定圧ＰＲを算出する。

【００５４】しかして、このように圧力調整弁４４を所
望圧に設定した後、図８に示すフローを実行する。すな
わち、ＰＬセンサ４２により実ライン圧ＰＬを検出し
（ステップＳ３４）、実ライン圧ＰＬが始動圧力ＰＬＳ
Ｔに達しているか否か、すなわちＰＬ≧ＰＬＳＴが成立
しているか否かを判別する（ステップＳ３５）。そして
その答が否定（ＮＯ）の場合はフラグＦＢが「１」に設
定されているか否かを判別する（ステップＳ３６）。最
初のループではＦＢ＝０に設定されたままであるので
（ステップＳ２１参照）ステップＳ３７に進んで制御弁
４３を開弁しアキュムレータ３９から空気供給路３６に
空気の供給を開始し、次に第２のタイマｔｍＴＶを所定
時間Ｔ２に設定して該第２のタイマｔｍＴＶをスタート
させる（ステップＳ３８）。ここで、所定時間Ｔ２とし
てはアキュムレータ３９からの補給を受けて実ライン圧
ＰＬが始動圧力ＰＬＳＴに到達するに要する時間（例え
ば２００ｍｓ）に設定される。そしてしかる後フラグＦ
Ｂを「１」に設定し（ステップＳ３９）、第２のタイマ
ｔｍＴＶが「０」になったのを確認した後（ステップＳ
４０）ステップＳ３４に戻る。

【００５５】そして、ステップＳ３５でＰＬ≧ＰＬＳＴ
が成立するか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）の場
合は既に上記ステップＳ３９でフラグＦＢがＦＢ＝１に
設定されているので、ステップＳ４１に進んで制御弁４
３を閉弁して第３の表示ランプ１９を点灯し、実ライン
圧ＰＬが始動圧力ＰＬＳＴに達していないことを運転者
に知らせ（ステップＳ４２）、本プログラムを終了す
る。

【００５６】一方、ステップＳ３５の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）の場合はステップＳ４３に進んでフラグＦＢが
「１」に設定されているか否かを判別する。そして、最
初のループ実行時にステップＳ３５の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）となったときはＦＢ＝０に設定されたままであるの
でステップＳ４４に進みスタータ回路の接続を可能とす
ると共に、第２の表示ランプ１８を点灯してエンジンの
始動が可能なことを運転者に知らせる。一方、ステップ
Ｓ３６〜Ｓ４０のフローを経てステップＳ３５の答が肯
定（ＹＥＳ）となったときはＦＢ＝１に設定されている
ので（ステップＳ３９参照）制御弁４３を閉じた後（ス
テップＳ４５）、第２の表示ランプ１８を点灯し（ステ
ップＳ４４）、次に第３のタイマｔｍＴＳを所定時間Ｔ
３に設定して該第３のタイマｔｍＴＳをスタートさせる
（ステップＳ４６）。ここで、所定時間Ｔ３としてはエ
アリーク等によりライン圧ＰＬが低下し、エンジンの始
動ができなくなるまでの時間（例えば３０ｓ）に設定さ
れる。

【００５７】次に、ステップＳ４７でスタータスイッチ
１６がＯＮ状態に切換られたか否かを判別する。そし
て、その答が否定（ＮＯ）の場合は第３のタイマｔｍＴ
Ｓが「０」になったか否かを判別する（ステップＳ４
８）。

【００５８】そしてその答が否定（ＮＯ）のときは再び
ステップＳ４７に戻ってスタータスイッチがＯＮ状態に
切換えられたか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）
のときはステップＳ４９に進んでエンジン回転数ＮＥを
検出し、さらにそのエンジン回転数ＮＥが完爆に必要な
所定回転数ＮＥＸ（例えば、１００rpm）に達したか否
かを判別し（ステップＳ５０）、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときはエンジンの始動を開始したと判断して本プ
ログラムを終了する。

【００５９】一方、ステップＳ４７又はステップＳ５０
の答が否定（ＮＯ）のままステップＳ４８で第３のタイ
マｔｍＴＳがタイムアップしたときはスタータ回路を遮
断して（ステップＳ５１）第２の表示ランプ18を消灯し
（ステップＳ５２）本プログラムを終了する。すなわ
ち、第３のタイマｔｍＴＳがタイムアップするまでにス
タータスイッチ１６がＯＮ状態に切換えられ且つエンジ
ン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＸに達したときはエンジ
ンの始動を開始し、一方第３のタイマｔｍＴＳがタイム
アップしてもスタータスイッチ１６がＯＦＦ状態又はエ
ンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＸに達しない場合は
スタータ回路を遮断してエンジンの始動を禁止する。

【００６０】尚、本発明は上記実施例に限定されること
はなく要旨を逸脱しない範囲において変更可能なことは
いうまでもない。例えば、上記実施例ではエアポンプ４
１によりアキュムレータ３９に空気を供給しているが、
図９に示すようにターボチャージャやスーパーチャージ
ャ等の過給機４６が吸気管２及び排気管４５の途中に介
装されてエンジンの高出力化が図られる過給機付の内燃
エンジンにおいては、逆止弁４７を介してアキュムレー
タ３９に連通する分岐管４８を過給機４６とスロットル
弁３′との間に設け、過給機４６からの空気圧をアキュ
ムレータ３９に供給するように構成するのも好ましい。
すなわち、この場合は、エンジン運転中においては排気
管４５を流れる排気ガスにより過給機４６が駆動して吸
気管２に空気が補給され、この補給された空気をアキュ
ムレータ３９に供給することによりエアポンプ４１の使
用頻度を低減することができ、省電力化を図ることがで
きる。また、エンジン始動時においても前回エンジン運
転におけるアキュムレータ３９への空気供給によりアキ
ュムレータ３９に所定の空気圧を有する空気が充満され
ている場合はエアポンプ４１の運転を省略することが可
能となり省電力化を図ることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は空気圧供給
源と、吸気弁及び排気弁を閉弁方向に付勢するための空
気圧が供給される空気室と、該空気室と前記空気圧供給
源とを連通する空気供給路とを備えた内燃エンジンの空
気ばね式動弁装置において、前記空気供給路の圧力を検
出する圧力検出手段と、前記空気供給路の途中に介装さ
れた制御弁と、少なくともエンジン回転数を含むエンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状
態検出手段により検出されたエンジン回転数に基づいて
目標圧力値を算出する目標圧力算出手段と、前記圧力検
出手段により検出された圧力が少なくとも前記目標圧力
算出手段により算出された目標圧力値に達するように前
記制御弁を制御する空気圧制御手段とを有しているの
で、エンジン運転中に動弁系のシール部等からエアリー
クが生じても空気供給路の実圧力が少なくとも目標圧力
値を維持するように制御されることとなり空気室には所
望の空気が補給され、吸気弁及び排気弁の閉弁時におけ
るシール性を確保することが可能となる。

【００６２】また、前記空気圧制御手段により制御弁を
制御しても前記圧力検出手段により検出される圧力が目
標圧力に達しないときは前記圧力検出手段により検出さ
れた圧力に応じてエンジンの運転状態を制御する運転状
態制御手段を備えているので、空気供給源から圧送され
る空気圧が低いときであってもエンジンが損傷するのを
回避することができる。

【００６３】また、前記運転状態制御手段によりエンジ
ンの運転状態が制御されているときは前記空気供給路の
圧力が目標圧力に達していないことを表示する表示手段
を有しているので、運転者は前記空気供給路の圧力低下
を逸速く知ることができ、前記空気供給路の圧力低下に
対して迅速な対応が可能となる。

【００６４】さらに、前記空気供給路の圧力を検出する
圧力検出手段と、前記空気供給路の途中に介装された制
御弁と、点火スイッチの開閉状態を検出する開閉状態検
出手段とを備え、エンジンが停止状態にあって前記空気
供給路の圧力が所定圧力以下且つ前記開閉状態検出手段
によって点火スイッチの閉成状態が検出されたときは前
記圧力検出手段により検出された圧力が少なくとも前記
所定圧力に達するように前記制御弁を制御する空気圧制
御手段を有しているので、エンジン停止中におけるばね
荷重の低下を防止することができる。したがってエンジ
ンの再始動時には空気室のばね荷重を所望値にすること
ができ、運転性能に支障を来たすのを回避することがで
きる。

【００６５】また、前記空気圧制御手段によって前記圧
力検出手段により検出された圧力が前記所定圧力に達し
たことを表示する表示手段を有することにより、運転者
は空気補充の完了を確認することができ、運転性の安全
を確認した後、エンジンの再始動をすることができる。

【００６６】また、前記空気圧制御手段により制御弁を
制御しても圧力検出手段により検出される圧力が目標圧
力に達しないときはエンジンの始動を禁止する始動禁止
手段を有することにより、空気供給路の圧力が目標圧力
に達しないときはエンジンの始動を禁止して走行中のエ
ンジンの損傷を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの空気ばね式動弁装
置の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】内燃エンジンの要部縦断面図である。

【図３】動弁系制御部の概略を示す構成図である。

【図４】エンジン運転中における動弁系制御部の制御手
順を示すフローチャートである。

【図５】ＰＬＴＡＧマップ図である。

【図６】ＮＥＬＭＴマップ図である。

【図７】エンジン始動時の動弁系制御部の制御手順を示
すフローチャート（１／２）である。

【図８】エンジン始動時の動弁系制御部の制御手順を示
すフローチャート（２／２）である。

【図９】他の実施例を示す動弁系制御部の要部構成図で
ある。

【図１０】従来の動弁系の要部縦断面図である。

【符号の説明】

１内燃エンジン５ＥＣＵ（目標圧力算出手段、空気圧制御手段、運転
状態制御手段、開閉状態検出手段、始動禁止手段）１１ＮＥセンサ（運転状態検出手段）１７第１の表示ランプ（表示手段）１８第２の表示ランプ（表示手段）１９第３の表示ランプ（表示手段）２６ａ吸気弁２６ｂ排気弁３４ａ，３４ｂ空気室３６空気供給路３９アキュムレータ（空気供給源）４２ＰＬセンサ（圧力検出手段）４３制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気圧供給源と、吸気弁及び排気弁を閉
弁方向に付勢するための空気圧が供給される空気室と、
該空気室と前記空気圧供給源とを連通する空気供給路と
を備えた内燃エンジンの空気ばね式動弁装置において、前記空気供給路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記
空気供給路の途中に介装された制御弁と、少なくともエ
ンジン回転数を含むエンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段と、該運転状態検出手段により検出された
エンジン回転数に基づいて目標圧力値を算出する目標圧
力算出手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力
が少なくとも前記目標圧力算出手段により算出された目
標圧力値に達するように前記制御弁を制御する空気圧制
御手段とを有していることを特徴とする内燃エンジンの
空気ばね式動弁装置。
【請求項２】前記空気圧制御手段により制御弁を制御
しても前記圧力検出手段により検出される圧力が目標圧
力に達しないときは前記圧力検出手段により検出された
圧力に応じてエンジンの運転状態を制御する運転状態制
御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の内
燃エンジンの空気ばね式動弁装置。
【請求項３】前記運転状態制御手段によりエンジンの
運転状態が制御されているときは前記空気供給路の圧力
が目標圧力に達していないことを表示する表示手段を有
していることを特徴とする請求項２記載の内燃エンジン
の空気ばね式動弁装置。
【請求項４】空気圧供給源と、吸気弁及び排気弁を閉
弁方向に付勢するための空気圧が供給される空気室と、
該空気室と前記空気圧供給源とを連通する空気供給路と
を備えた内燃エンジンの空気ばね式動弁装置において、前記空気供給路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記
空気供給路の途中に介装された制御弁と、点火スイッチ
の開閉状態を検出する開閉状態検出手段とを備え、エン
ジンが停止状態の場合にあって前記空気供給路の圧力が
所定圧力以下で且つ前記開閉状態検出手段によって点火
スイッチの閉成状態が検出されたときは前記圧力検出手
段により検出された圧力が少なくとも前記所定圧力に達
するように前記制御弁を制御する空気圧制御手段を有し
ていることを特徴とする内燃エンジンの空気ばね式動弁
装置。
【請求項５】前記圧力検出手段により検出される圧力
が前記空気圧制御手段によって前記所定圧力に達したと
きは前記空気供給路の圧力が所定圧力に達したことを表
示する表示手段を有していることを特徴とする請求項４
記載の内燃エンジンの空気ばね式動弁装置。
【請求項６】前記空気圧制御手段により制御弁を制御
しても圧力検出手段により検出される圧力が目標圧力に
達しないときはエンジンの始動を禁止する始動禁止手段
を有していることを特徴とする請求項４記載の内燃エン
ジンの空気ばね式動弁装置。