JPS6193216A - 低騒音可変バルブタイミング機構 - Google Patents

低騒音可変バルブタイミング機構

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JPS6193216A
JPS6193216A JP59212468A JP21246884A JPS6193216A JP S6193216 A JPS6193216 A JP S6193216A JP 59212468 A JP59212468 A JP 59212468A JP 21246884 A JP21246884 A JP 21246884A JP S6193216 A JPS6193216 A JP S6193216A
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JP
Japan
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valve
check valve
low
valve timing
oil
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JP59212468A
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English (en)
Inventor
Junji Ideto
順次 出戸
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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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
    • F01L13/0031Modifications 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
    • F01L9/11Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column
    • F01L9/12Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem
    • F01L9/14Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem the volume of the chamber being variable, e.g. for varying the lift or the timing of a valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03Auxiliary actuators
    • F01L2820/031Electromagnets

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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の動弁系における、低騒音にしてし
かもバルブタイミングを可変としたバルブタイミング機
構に関する。
従来の技術 4サイクル内燃機関のバルブタイミングとして、高速域
では吸気弁と排気弁の開いている時間を長くして吸気ガ
スを多く取り入れて高出力化をはかる必要があるが、逆
に低速、とくにアイドル付近では吸、排気弁の開いてい
る時間は短くてよく逆にオーバラップが大きいと回転が
不安定になるが、従来は通常パルプタイミングを可変に
することはせず、低速高速共成り立つようなバルブタイ
ミングを設定していた。
このようなバルブタイミングに要求される特性を満足す
るために、従来、バルブタイミングを低速と高速とで変
、えるため、タペットの長さを低速と高速とで変えるよ
うにしたもの(実開昭55−152307号公報)、タ
ペットの油圧室にオイルのみを供給する場合と空気も供
給する場合とを切換えてバルブリフト量を変えるように
したもの(実開昭58−122713号公報)、タペッ
トの油圧室に送られるオイル量の一部を電磁弁によりオ
イルパンに逃してバルブタイミングを変えるようにした
ちのく実開昭58−130005@公報および実開昭5
8−130006号公報並びに実開昭58−13004
5号公報)等が提案されている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記提案のものは、バルブタイミング可
変機構およびその配管が複雑になったり、かつ低速側に
おいて低速急加速時のようにオーバラップを高速並みに
大にしたいときでも低速のオーバラップしか得られない
というような問題があった。
本発明は、上記の撮関低速時および高速時の動弁系に要
求される特性が変化するという問題に対処するために、
従来提案された手段とは異なる手段により、バルブタイ
ミングを低速と高速とで可変にし、バルブOラッシュア
ジャスタを用い高速重視のバルブタイミングに設定した
カムを使用して、低速時にオイルをリークさせてリフタ
油圧を低下することによりバルブタイミングを変えオー
バラップを少なくして、低速、^共にすぐれた性能をも
つ動弁系機構を与え、しかも低速急加速時には高速側バ
ルブタイミングが得られるようにすることを目的とする
問題点を解決するための手段 この目的に沿う本発明の低騒音バルブタイミング機構は
、内燃機関に高圧オイル室を有する油圧リフタを設け、
メーンオイル通路から前記高圧オイル空に通じるオイル
通路の途中に、メーンオイル通路側から高圧オイル室側
へのオイルの流れを許す逆止弁を設けると共に、該逆止
弁を強制的に開く電磁弁を設け、該電磁弁をクランク角
度センサの信号にてカムベース円時に内燃機関運転条件
に応じて逆止弁を押し電子制御装置に接続したものから
成る。
作用 上記のように構成された低騒音バルブタイミング機構に
おいては、逆止弁の作動によってカムとバルブ間のクリ
アランスは逆止弁を通って高圧オイル室側に流れるオイ
ルによって除去さ、れ、Oラッシュが得られ、動弁系の
低騒音化が確保される。
そして高°速時には電子制御!装置による電磁弁の作動
によって高圧オイル室への通路が閉じられ、高速バルブ
タイミングにセットされたカムによってオーバラップの
大なバルブタイミングが得られる。
また、低速時には電子制御装置による電磁弁の作動によ
って高圧オイル至へのオイル通路が開けられ、オーバラ
ップの小なバルブタイミングが得られる。電磁弁にリニ
アソレノイド弁を用いるときは高速と低速との間ではり
ニアソレノイド弁の作用によってオイルリーク量がリニ
アに変えられ、中間のバルブタイミングがリニアに得ら
れ、適正なバルブタイミング制御が行なわれる。ただし
、低速時であっても急加速時には、電子制御装置による
電磁弁の作動によって高圧オイル室へのオイル通路が閉
じられるので高速側のバルブタイミングが得られる。こ
れによって所期の目的が達成される。
実施例 以下に、本発明に係る低騒音可変バルブタイミング機構
の望ましい実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明実施例の装置を直駆動動弁系の使用例で
示したものを、第2図はその電子制御装置部の構成のブ
ロックダイアグラムを、第3図は制御の流れを、第4図
はバルブのオーバラップの高速と低速との関係を示して
いる。
図において、1はシリンダヘッド本体で、マニホルド2
を開閉するバルブ(吸、排気弁)3を有し、このバルブ
3はカム4によって駆動される。
そしてバルブ3とカム4の間には、クリアランスを零に
する油圧リフタ16が取り付けられている。
油圧リフタ16はカップ状のアウタリフタ5と中空ボッ
クス状のインナリフタ6とからなっている。
アウタリフタ5とインナリフタ6との間に形成された室
は高圧オイル室7でこの中に送り込まれる高圧オイルに
より、バルブ作動時にバルブ3とカム4との間のクリア
ランスを零にさせる。高圧オル至7の内部にはスプリン
グ18が設けられ、高圧オイル至7の容積を大にする方
向に付勢している。高圧オイル至7へのオイルの供給は
、シリンダヘッド本体1に設けられたオイルメーンホー
ル8からオイル通路12を通り、さらに該オイル通路1
2に設けられた逆止弁9の側壁のスリット9aを通りア
ウタリフタ5の供給口10およびインナリフタ6の供給
口11を通って供給される構造となっている。オイル通
路12には、逆止弁9を強制的に押し開くロッド13を
持った電磁弁14が設けられる。この電磁弁14は電子
制御装置(ECU)17によって作動を制御されるよう
に電子制m装置17に電気的に接続されている。電子制
御装置17の構成については第2図、第3図で詳しく述
べるが、電子制御装置17により油圧リフタ16の高圧
オイルv7の油量を制御することによってバルブタイミ
ングを変化させる。15は電磁弁14の電磁石を示し、
19は逆止弁9をm側に付勢するスプリングを、20.
20′はロッド13を中立の位置に保つスプリングを示
している。
第2図は、電子制御装置17のシステム構成を示す。電
磁弁14を制御するエンジン条件として回転数センサ2
1およびスロットルバルブ開度せンサ(スロットルポジ
ションセンサ)22並びにクランク角度センサ40を用
い、それぞれそのエンジンの条件に合った値を入力して
おき、運転時の条件と比較して、電磁弁14を駆動する
電圧を与える。回転数センサ21はエンジンの高速、低
速に関する信号を送り、スロットルバルブ開度センサ2
2はアクセルの踏込み量に関する信号を送り、クランク
角度センサ40はクランク軸°と連動して回転する様器
の回転角度信号を送る。スロットルバルブ開度センサ2
2からの信号は2度微分されてアクセル踏込みの加速度
が算出される。各信号はアナログディジタル変換器(A
/D変換器)23.24.41によりディジタル量に変
換され、入力ポート25に入力される。この信号を受け
てRAM26、ROM27、CPIJ28は計算を行な
う。CLOCK29はある時間おきに信号を発生する手
段で、信号は出力ボート30に出される。
出力ボート30からの信号は駆動回!!i31を経て電
磁弁14に送られる。ここで、スロットルバルブ開度セ
ンサ22は、低速からの急激なアクセルの踏み込みに対
し、電磁弁14の制御が遅れないようにするためのもの
でアクセルの動きを2度微分することにより、アクセル
の踏み込みの加速を算出して読み込みを正確にしている
。また、クランク角度センサ40はカム4がベース円上
にあるか否かを判断する信号を電子制御装置17に与え
るためのものである。
第3図は、電子制御装置17の制御プログラムのフロー
チャートを示す。図に示すように、予じめROM27に
所定速度vro、所定アクセル踏込み加速度■toが記
憶されているので、それを段階32でCPU28が読み
込む。つぎに、段階33で回転数センサ21からの速度
Vr+、スロットルバルブ開度センサ22からの信号を
2度微分して得たアクセル踏込み加速度Vttを読み込
む。
CPU28は段階34でVr+−yro、Vt+−■t
oを演算する。続いて段階35でVr+ −VrO〈0
を判断し、Noすなわち高速なら段階36に進んで電磁
弁14にOFF信号を出し、電磁弁14をOFFにして
ロッド13を逆止弁9から離し逆止弁9を閉じる。これ
によって高圧オイル苗7のオイルはリークすることなく
高速側のバルブタイミングが得られる。また、段階35
でVr+ −yro<OがYESのときすなわち低速の
ときは段1371C進み、Vt t−VtoヲW出tル
。Vt+−■to< QがNoのときは、すなわちアク
セル踏込み加速度が大のときは段階36に進んで電磁弁
14をOFFさせ高速側パルプタイミングを得る。
また、段fW37rVt +−Vto<OがYES(7
)!:きは、すなわち低速時でチクセル踏込み加速度が
六でないときは、段階38に進み、クランク角度センサ
40からの信号■C1を読み段階39で■01がカムベ
ース円上にあるときに電磁弁14にON信号を出力する
。このとき、電磁弁14がONすると電磁石15が通電
されONしてロッド13が押され逆止弁9を開にする。
電磁弁14は0N−OFFの2段階の位置をとり得るも
のであってもリニアに変化するものであってもよい。逆
止弁9が開になると、高圧オイル室7のオイルはリーク
してバルブリフト量が小になり、ハルプタイミンクが低
速側に切換ねる。第1図は、直駆動方式における灘構を
示したが、同様な装置をロッカアームを用いるエンジン
に用いても同様の効果が得られる。
上記のように構成された実施例装置においては、上記構
成の説明に従って制御が行なわれる。
油圧リフタ16の高圧オイル至7には、オイルメーンホ
ール8からのオイルがその圧力で逆止弁9を押して逆止
弁9を開け、逆止弁9のスリット9aを通って流入する
。これによってバルブ3とカム4との間にクリアランス
が生じた場合自動的にそれを吸入し、ゼロラッシュが得
られ、クリアランスがあったときに生じる異音を除去し
、動弁系の低騒音化がはかられる。
また、バルブタイミングの切換えは次のように行なわれ
る。まず高速時には、電子制御装置177メ回転数セン
サ21からの信号を用いVr + −Vro<0を演算
して高速であることを判断し、電磁弁14にOFF信号
を出し、逆止弁9を閉じる。
このため逆止弁9を通してのオイルのリークはなく、高
圧オイル至7には高圧オイルが保持され、バルブ3のリ
フト量は大になり、気筒間のオーバラップの大きな高速
側バルブタイミングが得られる。また低速急加速時にも
、電子制仰装@17がスロットルバルブ開度センサ22
の踏込み量信号を2度微分してアクセル踏込み加速度を
算出し■t1−VtO>Qを演算して急加速時であるこ
とを判断し、電磁弁14にOFF信号を出し、逆止弁9
を閉じる。このためオーバラップの大きな高速側バルブ
タイミングが得られる。
つぎに急加速時を除く低速時には、電子制御装置17が
回転数センサ21からの信号を用いvrl −yro<
0を演算して低速であることを判断し、カム4とバルブ
3との接触点がカムベース円上にあるとき電磁弁14に
ON信号を出し、ロッド13を押して逆止弁9を開ける
。カムベース円上としたのはカムベースのときには高圧
オイル苗7の圧力が大になっていて逆止弁9が開きにく
いからである。このため逆止弁9を通してオイルがリー
クし高圧オイル室7のオイル圧が下がり、スプリング1
8のバランスが変化して油圧リフタ16の全長が縮小し
、バルブ13のリフト量は小となって、オーバラップの
小さい低速側バルブタイミングが得られる。
第4図は、上記制御によって制御されたバルブ3のバル
ブリフト量を示している。第4図に示すように、高速時
には曲線Aに示すようにバルブリフト量は大でかつオー
バラップは大で、低速時には曲線Bに示すようにバルブ
リフト量は小でかつオーバラップが小となる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の低騒音可変バ
ルブタイミング磯構によるときは、高速、低速の可変バ
ルブタイミングにより、高速時では吸、排気弁の開弁時
間を長くして高出力化し、急加速時を除く低速時には吸
、排気弁の開弁時間を短かくして低燃費をは力)ると共
に回転を安定化させることができ、しかも零ラッシュ油
圧リフタの使用により低騒音化もはかることができる。
また、低速時であっても急加速時には高速バルブタイミ
ングにされるので、円滑な急加速を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る低騒音バルブタイミン
グ機構を具備した内燃機関の断面図、第2図は第1図の
装置のうち電子制御ll装置の制御構成のブロック図、 第3図は電子制御装置の制御の流れ線図、第4図はバル
ブタイミング図、 である。 1・・・・・・シリンダヘッド0本体 2・・・・・・マニホルド 3・・・・・・バルブ 4・・・・・・カム 7・・・・・・高圧オイル至 9・・・・・・逆止弁 12・・・・・・オイル通路 13・・・・・・ロッド 14・・・・・・電磁弁 16・・・・・・油圧リフタ 17・・・・・・電子制御装置 21・・・・・・回転数センサ 22・・・・・・スロットルバルブ開度センサ39・・
・・・・クランク角度センサ 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関に高圧オイル室を有する油圧リフタを設
    け、メーンオイル通路から前記高圧オイル室に通じるオ
    イル通路の途中に、メーンオイル通路側から高圧オイル
    室側へのオイルの流れを許す逆止弁を設けると共に、該
    逆止弁を強制的に開く電磁弁を設け、該電磁弁をクラン
    ク角度センサの信号にてカムベース円時に内燃機関運転
    条件に応じて逆止弁を押し開く電子制御装置に接続した
    ことを特徴とする低騒音可変バルブタイミング機構。
JP59212468A 1984-10-12 1984-10-12 低騒音可変バルブタイミング機構 Pending JPS6193216A (ja)

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JP59212468A JPS6193216A (ja) 1984-10-12 1984-10-12 低騒音可変バルブタイミング機構

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JP59212468A JPS6193216A (ja) 1984-10-12 1984-10-12 低騒音可変バルブタイミング機構

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01247724A (ja) * 1988-03-29 1989-10-03 Mazda Motor Corp エンジンの動弁装置
US5005540A (en) * 1989-07-26 1991-04-09 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Valve timing control system for an internal combustion engine
US6990935B2 (en) 2003-10-27 2006-01-31 Borgwarner Inc. Pivoting lifter control system using spool valve and check valve to recirculate oil

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6990935B2 (en) 2003-10-27 2006-01-31 Borgwarner Inc. Pivoting lifter control system using spool valve and check valve to recirculate oil

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