JPS6125905A - 可変バルブタイミング制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の吸排気弁の開閉時期の可変制御を
行うための装置に関する。

〔発明の背景〕

現在、実用化されている通常の自動車エンジンの吸排気
弁の開閉時期は、エンジンの運転条件（回転数、負荷等
）によらず、一定のクランク角で開閉する構成となって
いる。しかし、吸排気弁の開閉時期は、各運転条件で最
適な時期があることが、実験室的に確かめられており、
次のような効果が認められている。

（１）ａ気に伴うポンプ仕事の低減による熱効率の改善 （２）充てん効率の改善（慣性過給の応用）による出力
の増大 （３）燃焼室内に強力スワールを発生させて、燃焼を促
進させることによる熱効率の改善 そのために従来より、多くの方法が提案されており、大
別して、次のような方法が提案されている。

（１）吸排気弁駆動用のカムを立体カムとして油圧駆動
する方式 ％式％） （２）新規に制御カムを付加する方式 （特開昭５５−１４８９１０等） （３）　　ｅ、排気弁を直接油圧駆動する方式％式％） （４）　クラ′／り軸とカム軸の間に回転の位相差を付
加する装置をもつ方式 （％開昭５８’−１６５５１１等） （５）エンジン回転の低速、高速用として２段切換えす
る方式 ％式％） 等の提案があるが、実用化には、至っていない。

しかし、これらの中で、エンジンの高速運転時における
弁の開閉の安定性及び、装置の耐久性の点から、弁を油
圧で開閉する方式及び（４）の方式が実用化に近いと思
われる。

〔発明の目的〕

吸排気弁開閉時期の切換装置における開閉時期の制御精
度及び装置の耐久性向上が得られる構造を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

上記の発明の目的を達成するために、弁駆動カム２２の
動きを制御可能な油圧装置を介してロッカアーム２０、
吸気弁４に伝えるようにしたもの。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明のシステム図である。エンジンへの吸
入空気は、エアクリーナ１、エア７０−′メータ１９、
絞り弁１８、コレクタチャンバ２、吸気マニホールド３
、吸気弁４を違って燃焼室５に入る。排気管６に設置さ
れた酸素センサ７、エンジン冷却水温、ピストン１４の
動きに対応するクランク角信号、エンジン回転数信号、
絞シ弁開度信号が、コンピュータ１６に入力される。コ
ンピュータの演算により、必要な空気量を燃焼室５゜に
吸入するための吸気弁開閉時期、必要な燃料量、点火時
期、排気還流率を求めて、コンピュータの信号により吸
気弁制御装置１２、燃料噴射弁９、点火回路１０．排気
還流率制御回路１３を駆動する。なお、８はアクセルペ
タル開度計、１５は、バッテリー、１１は、点火コイル
である。

吸気弁制御装置１２の具体例を第２図に示す。

吸気弁４を開閉するカム２２は、クランクシャフト（図
示せず）と同期して回転し、その動きは、ロッカーアー
ム２０を介して吸気弁４に伝えられる。その際、ロッカ
ーアーム２０の一端２１は、油圧装置２３に連ながり、
ロッカーアーム２０は、油圧装置２３の油圧ピストン２
４の頂部を支点と゛して、カム２２により駆動され、そ
Ｑ結果吸気弁４の開閉を行う。従って、油圧切ｐ換え装
置２９、電磁弁２８によって、油圧装置２３の油圧室２
５゜２６の油量が変えられて、油圧ピストンの位置が上
下すると、吸気弁の弁リフト特性は第３図のように変化
する。そこで、エンジン制御上は、エンジン回転数、エ
ンジン負荷信号（例えば、アクセル開度）をコンピュー
タ１６に入力して、第４図に示すようなテーブルから、
油圧ピストン２４の設定位置を求める。設定位置になる
ように油圧切り換え装置２９により油圧装置２３の油圧
室２５゜２６の油量を制御する。２７は、油圧ピストン
の位置測定器で、これで実際の油圧ピストン２４の位置
を検出し比較器３０にて、該設定位置になるように閉ル
ープ制御する。油通路３１は、油圧ピストン頂部に油を
供給して、ロッカーアーム２０との接点を潤滑するため
のものである。また、油圧室２６は、油通路３１等のた
め、油圧室２５程高圧にできないので、バネが挿入され
て、油圧ピストン２４を油圧室２５側に押しつけ°Ｃい
る。

第５図は、第２図の油圧装置２３の変形例である。油圧
ポンプ（図示せず）を経た油は、油圧通路３８に供給さ
れ、タペットボデー３４に設けられた油圧通路穴４０、
プランジャ３５に設けられた油圧通路穴３９を通って、
球弁３６を経て油圧室３２に供給される。球弁３６は、
油圧室３２に油は入れるが、逆には、流さない逆止弁で
ある。

従って、油圧室３２の油量は、油圧室３２に通じる油抜
き穴４２の出口をスリーブ３３により開閉することによ
り制御できる。その結果、プランジャ３５の頂部の位置
を油圧室３２の油量、即ちスリーブ３３の位置により制
御でき、第２図の場合と同様にして、吸気弁の弁リフト
特性を第３図のように変化させることができることにな
る。実際には、エンジン回転数、エンジン負荷信号（例
えば、アクセル開度）をコンピュータ１６に入口して、
スリーブ３３の位置をコンピュータの演算（例えば、第
４図のようなテーブルルックアップ演算）により求め、
スリーブ駆動装置４３により、設定のスリーブ位置に移
動させて、油圧室３２の油量を加減して、プランジャ３
５の頂部の位置を設定する。なお、カム突起部４４が、
ロッカーアーム２０に接触していない期間に、バネ３７
ａによりプランジャ３５が、上方に移動して、油圧室３
２の圧力が下がり球弁３６が開いて、油圧室３２へ油が
流入される。まだ、気泡抜き穴４１は、プランジャ３５
内の油中の気泡を上方に抜くと共に、ロッカーアーム２
０とプランジャ３５の接触部の潤滑を図るものである。

第６図は、第５図の変形例である。プランジャ３５の外
周に溝４６が円周方向に斜めに形成され、タペットボデ
ー３４に油圧室３２の油を抜く、油抜き穴４５が設けら
れている。さらに、プランジャ３５に、ラック４７、ピ
ニオン４８が設けられている。エンジンの運転条件（エ
ンジン回転数、アクセルペダル開度）により、ピニオン
の位置をコンピュータ１６で求める。その結果、ピニオ
ン４８、ラック４７によシ、プランジャ３５は、回転し
て、プランジャ３５の周方向の位置が決定される。プラ
ンジャ３５の外周に斜に設けた溝４６と、油抜き穴４５
とが合った時、カム突起部４４が、ロッカーアーム２′
０と接触して、ブラン”ジャ３５を下方に押すと、油圧
室３２の油の一部は（溝４６、油抜き穴４５を通って、
油圧通路３８に抜けて、プランジャ３５は、下方に移動
する。プランジャ３５がさらに下方に移動すると、プラ
ンジャ外周に斜に設ｉた溝４６と、油抜き穴４５は、不
導通になり、油圧室３２の油の排出は停止し、プランジ
ャ３５は、停止する。このようにして、プランジャ３５
の周方向の位置を設定することによって、プランジャの
高さを設定でき、吸気弁の弁リフト特性を設定できるこ
とになる。

第７図は、第２図の油圧装置２３の変形例である。油圧
ポンプ（図示せず）で加圧された油は、油圧通路３８か
ら、油圧通路穴４０．３９を通って、プランジャ３５の
内側に入り、さらに、逆止弁の機能をもつ球弁３６を通
って、油圧室３２に入る。なお、球弁３６の動作は、カ
ム突起部４４がロッカーアーム２０に接していない時、
バネ３７ａ、３７ｂにより、プランジャ３５が押し上げ
られて、油圧室３２の油の圧力が、プランジャ３５の内
部の油の圧力より低くなった時、球弁３６が開く。油圧
室３２の油は、油圧抜き穴４９、油圧通路５０、油抜き
穴５４．５５を通って、油圧排出通路５３より排出され
る。油抜き穴５５を設けたシャフト５２は、図示のよう
に、カム２２の軸と歯車または、ベルト（図示せず）を
介して同期回転する。さらに、油抜き穴５４を設けたス
リーブ５１の一端には、レバーが設けられ、アクチュエ
ータ５７（電磁弁またはステッピングモータから構成）
アーム５６により、レバーは、移動して、スリーブ５１
は、微少角度、回転する。以上の構成で、油抜き穴５５
を持つシャフト５２は、カム軸と同期して、回転し、か
つ、油抜き穴５４を持つスリーブ５１は、アクチュエー
タ５７により特定の位置に停止しているので、油抜き穴
５４゜５５が一致した時、油圧室３２の油は、油圧排出
通路５３に抜けて、プランジャ３５は図の下方に低下し
て吸気弁４は、閉じる。また、油抜卆穴５４．５５の穴
が一致しない時は、油圧室３２の油は、排出されず、プ
ランジャ３５の位置は、移動しない。その結果、吸気弁
４のクランク角に対　　”する弁？フト特性は第８図の
ようになる。

第９−図は、第７図の変形例である。第７図と同様に、
油圧ポンプ（図示せず）で加圧された油は、油圧通路３
８から、油圧通路穴４０．３９を通って、プランジャ３
５の内側に入り、さらに、逆止弁の機能をもつ球弁３６
を通って、油圧室３２に入る。油圧室３２の油は、油圧
抜き穴４９、油圧通路５０．油抜き穴５５を通って、油
圧排出通路５３より排出される。油抜き穴５５を持つシ
ャフト５２は、カム２２の軸と、位相調整装置５８を介
して同期回転する。その結果、油圧通路５０の穴と、油
抜き穴５５の穴位置が一致した時、油圧室３２の油は、
油圧排出通路５３に抜けて、プランジャ３５は、低下し
て吸気弁４は、閉じる。また、油圧通路５０の穴位置と
油抜き穴５５の穴が一致しない時は、油圧室３２の油は
排出されず、プランジャ３５の位置は移動しない。その
結果、吸気弁４のクランク角に対する弁り７ト特性は第
８図のようになる。

第１０図は、位相調整装置５８の詳細でおる。

カム２２の軸と同期回転する駆動軸６０と被駆動軸６１
の対向する端部には、相互に反対にねじれたヘリカルス
プライン５Ｑａ、６１ａが切ってあり、それぞれ、調整
ゴマ６２内周の突起６２ａ。

６２ｂとかみ合っている。したがって調整ゴマ６２を左
右に動かすと、駆動軸６０と被駆動軸６１０位相が変化
する。調整ゴマ６２の移動は、調整レバー６３の揺動に
よって行なわれる。さらに位相調整装置５８として、第
１１図に示す方法を用いても良い。

〔発明の効果〕

以上、本発明は、エンジンの運転条件から、油圧装置２
３の働きによシロツカ−アームの支点２１を設定高さに
力るように制御して、第３図に示すような弁リフト特性
を得るものである。油圧装Ｒ２３により、吸気弁、排気
弁駆動系に、油圧要素が組み込まれる結果、油圧のダン
パー効果により、動弁系の不要な振動、騒音が軽減され
、かつ、弁リフト特性の制御のための操作部の可動部は
油圧ピストン２５（プランジャ３５）のみであり、耐久
性にすぐれ、かつ、油圧ピストン２５に要求される動作
速度も、絞シ弁１８の動作速度と同程度で十分であり、
靜しゆく性、耐久性にすぐれ、かつ簡単な構成の吸気弁
排気弁開閉時期制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム図、第２図は第１図の吸気弁
制御装置の具体例を示す図、第３図は第２図の装置の弁
リフ）ｅ性図、第４図は第２図の油圧ピストン位置のコ
ンピュータに記憶されたテーブル例を示す図、第５図は
第２図の油圧装置の変形例を示す図、第６図は第５図の
変形例を示す図、第７図は第２図の油圧装置の変形例を
示す図、第８図は第７図の装置の弁り７ト特性図、第９
図は第７図の変形例を示す図、第１０図、第１１図は位
相調整装置の具体例を示す図である。 １・・・エアクリーナ、２・・・コレクタチャンバ、３
・・・吸気マニホールド、４・・・吸気弁、５・・・燃
焼室、６排気管、７・・・酸素センサ、８・・・アクセ
ルペダル開度計、９・・・燃料噴射弁、１１・・・点火
コイル、１２・・・吸気弁制御装置、１３・・・排気還
流率制御回路、１４・・・ピストン、１５・・・バッテ
リー、１６・・・コンピュータ、１８・・・絞υ弁、１
９・・・エアフローメータ、２０・・・ロッカアーム、
２２・・・弁駆動カム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン回転数、アクセルペダル開度を検出して、
   吸気弁、排気弁の開閉時期を制御するエンジンにおいて
   、弁駆動装置のロッカアームの支点に油圧シリンダを設
   けて、該支点の位置を可変にすることにより、吸気弁排
   気弁の開閉時期を制御することを特徴とする可変バルブ
   タイミング制御装置。