JPH04219427A - 内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置 - Google Patents
内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置Info
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- JPH04219427A JPH04219427A JP41128790A JP41128790A JPH04219427A JP H04219427 A JPH04219427 A JP H04219427A JP 41128790 A JP41128790 A JP 41128790A JP 41128790 A JP41128790 A JP 41128790A JP H04219427 A JPH04219427 A JP H04219427A
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- Japan
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- valve
- hydraulic
- pressure
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁を油圧駆動させ
る内燃機関に関し、とくに部品の製造公差等に起因する
各気筒の出力のばらつきを減少させるようにした油圧駆
動式動弁制御装置に関する。
る内燃機関に関し、とくに部品の製造公差等に起因する
各気筒の出力のばらつきを減少させるようにした油圧駆
動式動弁制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の吸、排気弁を油圧制御によっ
て開閉するようにした技術は、たとえば特開昭62−2
47107号公報に開示されている。本公報には、燃料
への着火が不十分な失火または半失火現象が発生した時
に、排気弁の開閉制御によって着火条件を改善して失火
現象を解消するようにすることが開示されている。この
ように、油圧駆動式動弁機構を有する内燃機関において
は、吸、排気弁の開閉させるアクチュエータへの油圧の
供給タイミングおよび供給時間を制御することにより、
任意のバルブタイミングが得られ、機関の性能を高める
ことが可能となる。
て開閉するようにした技術は、たとえば特開昭62−2
47107号公報に開示されている。本公報には、燃料
への着火が不十分な失火または半失火現象が発生した時
に、排気弁の開閉制御によって着火条件を改善して失火
現象を解消するようにすることが開示されている。この
ように、油圧駆動式動弁機構を有する内燃機関において
は、吸、排気弁の開閉させるアクチュエータへの油圧の
供給タイミングおよび供給時間を制御することにより、
任意のバルブタイミングが得られ、機関の性能を高める
ことが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧駆
動式動弁機構を備えた内燃機関では、同じ仕様の吸気弁
であっても部品の製造公差に起因して気筒毎に吸気弁の
開閉力が異なったり、吸気弁を開閉させる油圧ピストン
の摩擦抵抗等に相違を生じる。また、各気筒毎に油圧発
生源からの油圧経路長が異なるので圧力損失にも差異が
生じる。そのため、各気筒毎の吸気弁の閉弁時期にばら
つきが生じ、各気筒の出力が異なるという現象を生じて
いた。各気筒の出力が異なると、機関の出力のトルク変
動が大きくなり、この機関を搭載した車両ではサージ振
動を誘起し、運転性、乗心地が悪化するという問題があ
った。
動式動弁機構を備えた内燃機関では、同じ仕様の吸気弁
であっても部品の製造公差に起因して気筒毎に吸気弁の
開閉力が異なったり、吸気弁を開閉させる油圧ピストン
の摩擦抵抗等に相違を生じる。また、各気筒毎に油圧発
生源からの油圧経路長が異なるので圧力損失にも差異が
生じる。そのため、各気筒毎の吸気弁の閉弁時期にばら
つきが生じ、各気筒の出力が異なるという現象を生じて
いた。各気筒の出力が異なると、機関の出力のトルク変
動が大きくなり、この機関を搭載した車両ではサージ振
動を誘起し、運転性、乗心地が悪化するという問題があ
った。
【0004】本発明は、上記の問題に着目し、油圧駆動
部品の製造公差のばらつきや油圧経路の長さの相違等に
起因する各気筒の出力のばらつきを補正することが可能
な内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置を提供することを
目的とする。
部品の製造公差のばらつきや油圧経路の長さの相違等に
起因する各気筒の出力のばらつきを補正することが可能
な内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置は、各気筒毎に
配置される吸気弁を油圧駆動により開閉させるようにし
た内燃機関において、気筒毎の出力が検出可能な出力検
出手段と、前記出力検出手段からの各気筒の出力値に基
づき、各気筒毎の出力値のばらつきを求める出力ばらつ
き算出手段と、前記出力ばらつき算出手段によって求め
られた出力のばらつき値に基づいて油圧の切換タイミン
グを制御し、前記吸気弁の閉弁時期を出力のばらつきが
小となる方向に補正する出力補正手段と、を具備したも
のから成る。
係る内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置は、各気筒毎に
配置される吸気弁を油圧駆動により開閉させるようにし
た内燃機関において、気筒毎の出力が検出可能な出力検
出手段と、前記出力検出手段からの各気筒の出力値に基
づき、各気筒毎の出力値のばらつきを求める出力ばらつ
き算出手段と、前記出力ばらつき算出手段によって求め
られた出力のばらつき値に基づいて油圧の切換タイミン
グを制御し、前記吸気弁の閉弁時期を出力のばらつきが
小となる方向に補正する出力補正手段と、を具備したも
のから成る。
【0006】
【作用】このように構成された内燃機関の油圧駆動式動
弁制御装置においては、出力検出手段によって各気筒の
出力が検知される。各気筒の出力が検知されると、出力
ばらつき算出手段によって各気筒の出力のばらつき値が
求められる。各気筒の出力のばらつき値が求められると
、出力補正手段によって油圧の切換タイミングが制御さ
れる。この切換タイミングは、出力ばらつき手段によっ
て求められた出力のばらつき値に基づいて行なわれ、こ
れによって吸気弁の閉弁時期は出力のばらつき値が小と
なる方向に補正される。したがって、各気筒の出力のば
らつきが小となり、機関の出力のトルク変動が小さくな
る。
弁制御装置においては、出力検出手段によって各気筒の
出力が検知される。各気筒の出力が検知されると、出力
ばらつき算出手段によって各気筒の出力のばらつき値が
求められる。各気筒の出力のばらつき値が求められると
、出力補正手段によって油圧の切換タイミングが制御さ
れる。この切換タイミングは、出力ばらつき手段によっ
て求められた出力のばらつき値に基づいて行なわれ、こ
れによって吸気弁の閉弁時期は出力のばらつき値が小と
なる方向に補正される。したがって、各気筒の出力のば
らつきが小となり、機関の出力のトルク変動が小さくな
る。
【0007】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の油圧駆動式
動弁制御装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。
動弁制御装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。
【0008】第1実施例
図1ないし図8は、本発明の第1実施例を示している。
図において、10はシリンダヘッドであり、シリンダヘ
ッド10には吸気ポート12、排気ポート14が形成さ
れる。16、18はバルブシートであり、それぞれ吸気
弁20、排気弁22により開閉される。24は点火詮の
電極部である。排気弁22は、バルブスプリング26に
よってバルブシート18に着座する方向に付勢されてい
る。排気弁カム軸28は、ベルトまたはチェーン(図示
せず)によりクランク軸に連結され、クランク軸の回転
により回転駆動される。カム軸28上にはカム30が取
付けられており、カム30の回転中にカムノーズがバル
ブリフタ32のところに来ると、排気弁22はバルブス
プリング26に抗して開弁するようになっている。27
はカム軸カバーである。図7の符号34は吸気弁20を
駆動させるための油圧式弁駆動装置を示している。弁駆
動装置34は、アクチュエータハウジング36と、制御
弁ハウジング38と、アキュムレータハウジング40と
の3段重ねから構成されている。これらはボルト42に
よってシリンダヘッド10のボルト孔44に締結固定さ
れる。その締結固定に先立って、ボルト孔44に案内ス
リーブ46が一部突出するように打ち込まれる。案内ス
リーブ46の突出部分に3段重ねのハウジングの最も下
側のアクチュエータハウジング36の下面の位置合わせ
孔48が挿入され、位置合わせが行われ、ボルト42が
挿入締結されることになる。カバー50は、弁駆動装置
34の全体を被覆するものであり、シールリング52を
介してシリンダヘッド面に固定される。53はオイルキ
ャップである。
ッド10には吸気ポート12、排気ポート14が形成さ
れる。16、18はバルブシートであり、それぞれ吸気
弁20、排気弁22により開閉される。24は点火詮の
電極部である。排気弁22は、バルブスプリング26に
よってバルブシート18に着座する方向に付勢されてい
る。排気弁カム軸28は、ベルトまたはチェーン(図示
せず)によりクランク軸に連結され、クランク軸の回転
により回転駆動される。カム軸28上にはカム30が取
付けられており、カム30の回転中にカムノーズがバル
ブリフタ32のところに来ると、排気弁22はバルブス
プリング26に抗して開弁するようになっている。27
はカム軸カバーである。図7の符号34は吸気弁20を
駆動させるための油圧式弁駆動装置を示している。弁駆
動装置34は、アクチュエータハウジング36と、制御
弁ハウジング38と、アキュムレータハウジング40と
の3段重ねから構成されている。これらはボルト42に
よってシリンダヘッド10のボルト孔44に締結固定さ
れる。その締結固定に先立って、ボルト孔44に案内ス
リーブ46が一部突出するように打ち込まれる。案内ス
リーブ46の突出部分に3段重ねのハウジングの最も下
側のアクチュエータハウジング36の下面の位置合わせ
孔48が挿入され、位置合わせが行われ、ボルト42が
挿入締結されることになる。カバー50は、弁駆動装置
34の全体を被覆するものであり、シールリング52を
介してシリンダヘッド面に固定される。53はオイルキ
ャップである。
【0009】アクチュエータハウジング36には、各気
筒の二つの吸気弁20の駆動用の油圧アクチュエータ5
4が配置される。各油圧アクチュエータ54は、ハウジ
ング36に形成される孔56にねじ固定されるシリンダ
58と、このシリンダ58に摺動自在に嵌合されるプラ
ンジャ60と、プランジャ60の縦方向(弁軸方向)の
位置決め用のシム62とを有する。シリンダ58の端面
には、ピンスパナに係合するための凹部64が形成され
、シリンダ58の組付けが可能となっている。プランジ
ャ60の下端は吸気弁20のステム上端に接触しており
、プランジャ60の他端に圧力室66が形成される。 圧力室66に油圧が加わるとプランジャ60は図の下方
に動き、バルブステムをばね68に抗して変位させ、吸
気弁20は開弁される。70はスプリングリテーナであ
り、コッタ72によってバルブステム上端に係止されて
いる。
筒の二つの吸気弁20の駆動用の油圧アクチュエータ5
4が配置される。各油圧アクチュエータ54は、ハウジ
ング36に形成される孔56にねじ固定されるシリンダ
58と、このシリンダ58に摺動自在に嵌合されるプラ
ンジャ60と、プランジャ60の縦方向(弁軸方向)の
位置決め用のシム62とを有する。シリンダ58の端面
には、ピンスパナに係合するための凹部64が形成され
、シリンダ58の組付けが可能となっている。プランジ
ャ60の下端は吸気弁20のステム上端に接触しており
、プランジャ60の他端に圧力室66が形成される。 圧力室66に油圧が加わるとプランジャ60は図の下方
に動き、バルブステムをばね68に抗して変位させ、吸
気弁20は開弁される。70はスプリングリテーナであ
り、コッタ72によってバルブステム上端に係止されて
いる。
【0010】図7および図8に示すように、制御弁ハウ
ジング38には各気筒毎に油圧導入制御弁74と、油圧
排出制御弁76とが配置される。油圧導入制御弁74は
弁体78と、弁体78の駆動用の高速応答型の駆動手段
である圧電素子積層体80と、環状の弁座部材82、8
4、86及び88から構成される。弁座部材82、84
、86及び88は一連に配置され、その一端にストッパ
90が配置され、他端のねじ部材92によってハウジン
グ38内に保持される。
ジング38には各気筒毎に油圧導入制御弁74と、油圧
排出制御弁76とが配置される。油圧導入制御弁74は
弁体78と、弁体78の駆動用の高速応答型の駆動手段
である圧電素子積層体80と、環状の弁座部材82、8
4、86及び88から構成される。弁座部材82、84
、86及び88は一連に配置され、その一端にストッパ
90が配置され、他端のねじ部材92によってハウジン
グ38内に保持される。
【0011】図8において、94は入力ポート、96は
第1出力ポート、98は第2出力ポートである。入力ポ
ート94には環状室95を介し後述のように圧力源から
の油圧が供給される。第1出力ポート96、第2出力ポ
ート98は環状室97、97´及びハウジング38内の
横方向油圧通路99(栓99aにより閉鎖される)を介
して長さ方向油圧通路100に合流される。長さ方向油
圧通路100は第1の吸気弁20の駆動用のアクチュエ
ータ54の油圧室66に接続されると共に、第2の吸気
弁20´の駆動用のアクチュエータの油圧室に接続され
る。ばね102は弁体78を図の左方に付勢し、弁体7
8は弁座部材84、86を閉鎖している。この位置は油
圧導入制御弁74の閉鎖位置であり、入力ポート94は
、第1出力ポート96及び第2出力ポート98から切り
離されている。後述のように圧電積層体80に通電した
油圧導入制御弁74の開放位置では、弁座部材84、8
6が開放するように弁体78はばね102に抗して図の
右方に動き油圧が油圧通路100を介して油圧室66に
導入される。尚、103は弁体78のストッパであり、
その背後に緩衝用の弾性体103aが設けられる。
第1出力ポート、98は第2出力ポートである。入力ポ
ート94には環状室95を介し後述のように圧力源から
の油圧が供給される。第1出力ポート96、第2出力ポ
ート98は環状室97、97´及びハウジング38内の
横方向油圧通路99(栓99aにより閉鎖される)を介
して長さ方向油圧通路100に合流される。長さ方向油
圧通路100は第1の吸気弁20の駆動用のアクチュエ
ータ54の油圧室66に接続されると共に、第2の吸気
弁20´の駆動用のアクチュエータの油圧室に接続され
る。ばね102は弁体78を図の左方に付勢し、弁体7
8は弁座部材84、86を閉鎖している。この位置は油
圧導入制御弁74の閉鎖位置であり、入力ポート94は
、第1出力ポート96及び第2出力ポート98から切り
離されている。後述のように圧電積層体80に通電した
油圧導入制御弁74の開放位置では、弁座部材84、8
6が開放するように弁体78はばね102に抗して図の
右方に動き油圧が油圧通路100を介して油圧室66に
導入される。尚、103は弁体78のストッパであり、
その背後に緩衝用の弾性体103aが設けられる。
【0012】圧電素子積層体80は、ピエゾ圧電素子を
多数枚積層して構成される。圧電素子の通電によって圧
電素子の厚みが増加する。すなわち、その厚み×圧電素
子の枚数分の伸縮が通電か解除かで得られる。圧電素子
積層体80は、一端がカップ状ピストン104に嵌合さ
れる。カップ状ピストン104はハウジング38の孔1
06に摺動自在に嵌合され、孔106の外端にはスリー
ブ状のナット108がねじ嵌合される。ナット108の
端面には、カップ状ストッパ110が突き当てられ、保
持ナット111が保持スリーブ状ナット108にねじ嵌
合されることにより圧電素子積層体が締結保持される。 圧電素子積層体80は、リード線114、116によっ
て外部の制御回路に接続される。制御回路から吸気弁2
0、20´の開弁信号が圧電素子積層体80に通電され
ると、圧電素子積層体80は伸張され、ピストン104
は皿ばね117に抗して移動され、圧力室112の圧力
は高まる。その結果、弁体78はばね102に抗して図
の右方に動き、弁座部材84、86は開放される。その
結果、入力ポート94は出力ポート96、98に連通さ
れ、圧力室66に油圧が導入される。圧電素子積層体8
0への通電が解除されると、同積層体80は収縮され、
ピストン104は図の左方に皿ばね117によって駆動
され、圧力室112の圧力は下がる。その結果、弁体7
8はばね102によって図の左方に動き、弁体78によ
って弁座部材84、86は閉鎖される。弁座部材84、
86が閉鎖されると、入力ポート94は出力ポート36
、98から切り離される。弁座部材88において弁体7
8の端面には補助油圧室118が形成される。補助油圧
室118には、補助油圧ポート119を介して後述のよ
うに補助油圧が導入される。そのため、弁体78は閉弁
方向に付勢されている。補助油圧をかけることにより、
スプリング102の荷重をその分弱くすることができ、
応答速度を向上させることができる。
多数枚積層して構成される。圧電素子の通電によって圧
電素子の厚みが増加する。すなわち、その厚み×圧電素
子の枚数分の伸縮が通電か解除かで得られる。圧電素子
積層体80は、一端がカップ状ピストン104に嵌合さ
れる。カップ状ピストン104はハウジング38の孔1
06に摺動自在に嵌合され、孔106の外端にはスリー
ブ状のナット108がねじ嵌合される。ナット108の
端面には、カップ状ストッパ110が突き当てられ、保
持ナット111が保持スリーブ状ナット108にねじ嵌
合されることにより圧電素子積層体が締結保持される。 圧電素子積層体80は、リード線114、116によっ
て外部の制御回路に接続される。制御回路から吸気弁2
0、20´の開弁信号が圧電素子積層体80に通電され
ると、圧電素子積層体80は伸張され、ピストン104
は皿ばね117に抗して移動され、圧力室112の圧力
は高まる。その結果、弁体78はばね102に抗して図
の右方に動き、弁座部材84、86は開放される。その
結果、入力ポート94は出力ポート96、98に連通さ
れ、圧力室66に油圧が導入される。圧電素子積層体8
0への通電が解除されると、同積層体80は収縮され、
ピストン104は図の左方に皿ばね117によって駆動
され、圧力室112の圧力は下がる。その結果、弁体7
8はばね102によって図の左方に動き、弁体78によ
って弁座部材84、86は閉鎖される。弁座部材84、
86が閉鎖されると、入力ポート94は出力ポート36
、98から切り離される。弁座部材88において弁体7
8の端面には補助油圧室118が形成される。補助油圧
室118には、補助油圧ポート119を介して後述のよ
うに補助油圧が導入される。そのため、弁体78は閉弁
方向に付勢されている。補助油圧をかけることにより、
スプリング102の荷重をその分弱くすることができ、
応答速度を向上させることができる。
【0013】油圧排出用制御弁76は、油圧導入用制御
弁74の構造と実質的に同様であり、棒状弁体120と
、圧電素子積層体122を有しており、その他の細部構
成は同様である。即ち、制御弁76の閉鎖位置では入力
ポート149は出力ポート151、153に対して切り
離され、開放位置では入力ポート149は環状室145
、147及び図3の油圧通路99を介して油圧アクチュ
エータ54の油圧室66に接続されることになる。アキ
ュムレータハウジング40は、制御弁ハウジング38上
に配置されている。アキュムレータハウジング40は、
高圧アキュムレータ130と、低圧アキュムレータ13
2と、補助油圧アキュムレータ134とを有し、これら
のアキュムレータ130、132、134はハウジング
40内をエンジンの長さ方向に延設されている。高圧ア
キュムレータ130からは各気筒の油圧導入制御弁34
の入口ポート94に向けて通路136が延びている。同
様に、低圧アキュムレータ132からは各気筒の油圧排
出制御弁76の入口ポートに通路138が延びている。 更に、補助油圧アキュムレータ134からは油圧導入制
御弁74の補助油圧室118への補助油圧ポート119
に通路140が延びており、油圧排出制御弁76の補助
油圧室142への補助油圧ポート144に向けて通路1
46が延びている。後述のように、高圧アキュムレータ
130には油圧ポンプに接続され、低圧アキュムレータ
132はタンクに接続され、補助油圧アキュムレータ1
34は油圧ポンプからの圧力を減圧する減圧弁に接続さ
れる。
弁74の構造と実質的に同様であり、棒状弁体120と
、圧電素子積層体122を有しており、その他の細部構
成は同様である。即ち、制御弁76の閉鎖位置では入力
ポート149は出力ポート151、153に対して切り
離され、開放位置では入力ポート149は環状室145
、147及び図3の油圧通路99を介して油圧アクチュ
エータ54の油圧室66に接続されることになる。アキ
ュムレータハウジング40は、制御弁ハウジング38上
に配置されている。アキュムレータハウジング40は、
高圧アキュムレータ130と、低圧アキュムレータ13
2と、補助油圧アキュムレータ134とを有し、これら
のアキュムレータ130、132、134はハウジング
40内をエンジンの長さ方向に延設されている。高圧ア
キュムレータ130からは各気筒の油圧導入制御弁34
の入口ポート94に向けて通路136が延びている。同
様に、低圧アキュムレータ132からは各気筒の油圧排
出制御弁76の入口ポートに通路138が延びている。 更に、補助油圧アキュムレータ134からは油圧導入制
御弁74の補助油圧室118への補助油圧ポート119
に通路140が延びており、油圧排出制御弁76の補助
油圧室142への補助油圧ポート144に向けて通路1
46が延びている。後述のように、高圧アキュムレータ
130には油圧ポンプに接続され、低圧アキュムレータ
132はタンクに接続され、補助油圧アキュムレータ1
34は油圧ポンプからの圧力を減圧する減圧弁に接続さ
れる。
【0014】図7において、プランジャ60の上端は段
状に形成され、径が幾分細い部分60aを有し、一方シ
リンダ58はこの部分に向かって延びる環状突起58a
を有している。この構成により、吸気弁20の閉弁の直
前において径の細い部分60aと環状突起58aとの間
に閉鎖空間が形成され、この空間内に制御油が封入され
、その圧縮効果により吸気弁20の着座のショックを解
消することができる。プランジャ60とシリンダ58の
摺動面との間には給油溝147が形成され、給油溝14
7は内部通路148を介して油圧排出制御弁76の下流
側とタンクを結ぶ配管系に接続され、漏れた油の回収が
図られる。吸気弁20のバルブガイドの上端には、オイ
ルシール149が設けられ、ばね受け149aの内部に
位置される。このオイルシールは作動油が吸気ポート側
に漏洩するのを防止するためのものである。排気弁22
についても図示は省略するが同様なシール構造を持たせ
ることができる。
状に形成され、径が幾分細い部分60aを有し、一方シ
リンダ58はこの部分に向かって延びる環状突起58a
を有している。この構成により、吸気弁20の閉弁の直
前において径の細い部分60aと環状突起58aとの間
に閉鎖空間が形成され、この空間内に制御油が封入され
、その圧縮効果により吸気弁20の着座のショックを解
消することができる。プランジャ60とシリンダ58の
摺動面との間には給油溝147が形成され、給油溝14
7は内部通路148を介して油圧排出制御弁76の下流
側とタンクを結ぶ配管系に接続され、漏れた油の回収が
図られる。吸気弁20のバルブガイドの上端には、オイ
ルシール149が設けられ、ばね受け149aの内部に
位置される。このオイルシールは作動油が吸気ポート側
に漏洩するのを防止するためのものである。排気弁22
についても図示は省略するが同様なシール構造を持たせ
ることができる。
【0015】図2は、弁駆動装置の油圧供給システム全
体を概略的に示したものである。吸気弁20、22´は
油圧アクチュエータ54、54´によって駆動される。 油圧アクチュエータ54、54´はプランジャ60、6
0´と油圧室66、66´とを備える。油圧室66、6
6´は配管100を介して油圧導入用制御弁74に接続
されると共に配管99、99´、100を介して油圧排
出用制御弁76に接続される。圧電素子積層体としての
電気式アクチュエータ80は油圧導入用制御弁74の開
閉作動を行い、圧電素子積層体としての電気式アクチュ
エータ122は油圧排出用制御弁76の開閉作動をおこ
なう。高圧アキュムレータ130は配管150を介して
油圧ポンプ152に接続される。154は調圧弁であり
、油圧アクチュエータ54への制御油圧を制御する。 低圧アキュムレータ132は配管156を介して油タン
ク158に接続される。160はストレーナである。油
圧ポンプ152の吐出口に減圧弁162が配置され、減
圧弁162は補助油圧アキュムレータ134を介して、
油圧導入用制御弁74の補助油圧室118、油圧排出用
制御弁76の補助油圧室(図7の142)に接続され、
補助油圧が弁部材に印加されるようになっている。
体を概略的に示したものである。吸気弁20、22´は
油圧アクチュエータ54、54´によって駆動される。 油圧アクチュエータ54、54´はプランジャ60、6
0´と油圧室66、66´とを備える。油圧室66、6
6´は配管100を介して油圧導入用制御弁74に接続
されると共に配管99、99´、100を介して油圧排
出用制御弁76に接続される。圧電素子積層体としての
電気式アクチュエータ80は油圧導入用制御弁74の開
閉作動を行い、圧電素子積層体としての電気式アクチュ
エータ122は油圧排出用制御弁76の開閉作動をおこ
なう。高圧アキュムレータ130は配管150を介して
油圧ポンプ152に接続される。154は調圧弁であり
、油圧アクチュエータ54への制御油圧を制御する。 低圧アキュムレータ132は配管156を介して油タン
ク158に接続される。160はストレーナである。油
圧ポンプ152の吐出口に減圧弁162が配置され、減
圧弁162は補助油圧アキュムレータ134を介して、
油圧導入用制御弁74の補助油圧室118、油圧排出用
制御弁76の補助油圧室(図7の142)に接続され、
補助油圧が弁部材に印加されるようになっている。
【0016】図2において制御回路164は圧電アクチ
ュエータ80、122を制御することにより、吸気弁2
0、20´の作動を制御するものであり、例えば、マイ
クロコンピュータシステムとして構成される。制御回路
164は、セントラルプロセシングユニット(CPU)
166と、メモリ168と、入力回路170と、出力回
路172と、これらを相互に接続するバス174とを基
本的構成要素とする。入力回路170には種々のセンサ
が接続され、エンジン運転条件信号が入力される。クラ
ンク角センサ176は720°CA毎(即ちエンジン−
サイクル毎)にパルス信号を発生し、基準信号となる。 クランク角センサ178は30°CA毎にパルス信号を
発生し、エンジン回転数を知ることができる。スロット
ルセンサ181は内燃機関のスロットル弁開度(又はア
クセルペダル開度)を検出する。筒内圧センサ184a
〜184dは気筒内の燃焼圧を検出する機能を有してお
り、出力検知手段として機能する。出力回路172は、
駆動回路186、188を介して油圧導入制御用、油圧
排出制御用のそれぞれの圧電アクチュエータ80、12
2に接続される。メモリ168には制御回路164の作
動を達成するためのプログラムが格納されてある。なお
、図2において2点鎖線で示した回転数センサ182は
、第2実施例で用いられる。
ュエータ80、122を制御することにより、吸気弁2
0、20´の作動を制御するものであり、例えば、マイ
クロコンピュータシステムとして構成される。制御回路
164は、セントラルプロセシングユニット(CPU)
166と、メモリ168と、入力回路170と、出力回
路172と、これらを相互に接続するバス174とを基
本的構成要素とする。入力回路170には種々のセンサ
が接続され、エンジン運転条件信号が入力される。クラ
ンク角センサ176は720°CA毎(即ちエンジン−
サイクル毎)にパルス信号を発生し、基準信号となる。 クランク角センサ178は30°CA毎にパルス信号を
発生し、エンジン回転数を知ることができる。スロット
ルセンサ181は内燃機関のスロットル弁開度(又はア
クセルペダル開度)を検出する。筒内圧センサ184a
〜184dは気筒内の燃焼圧を検出する機能を有してお
り、出力検知手段として機能する。出力回路172は、
駆動回路186、188を介して油圧導入制御用、油圧
排出制御用のそれぞれの圧電アクチュエータ80、12
2に接続される。メモリ168には制御回路164の作
動を達成するためのプログラムが格納されてある。なお
、図2において2点鎖線で示した回転数センサ182は
、第2実施例で用いられる。
【0017】図1は、本発明の第1実施例に係る油圧駆
動制御装置のブロック図を示している。図に示すように
、制御回路164のCPU166には、出力ばらつき算
出手段220と、出力補正手段230とが形成されてい
る。出力ばらつき算出手段220は、各筒内圧センサ1
84a〜184dからの各気筒の出力値に基づき、各気
筒毎の出力値のばらつきを求める機能を有している。 出力ばらつき算出手段220によって求められた各気筒
の出力のばらつき値は、出力補正手段230に入力され
るようになっている。出力補正手段230は、出力ばら
つき算出手段220によって求められた出力のばらつき
値に基づいて圧油の油圧排出制御弁76からの排出タイ
ミングを制御し、吸気弁20、20´の閉弁時期を出力
のばらつき値が小となる方向に補正する機能を有する。
動制御装置のブロック図を示している。図に示すように
、制御回路164のCPU166には、出力ばらつき算
出手段220と、出力補正手段230とが形成されてい
る。出力ばらつき算出手段220は、各筒内圧センサ1
84a〜184dからの各気筒の出力値に基づき、各気
筒毎の出力値のばらつきを求める機能を有している。 出力ばらつき算出手段220によって求められた各気筒
の出力のばらつき値は、出力補正手段230に入力され
るようになっている。出力補正手段230は、出力ばら
つき算出手段220によって求められた出力のばらつき
値に基づいて圧油の油圧排出制御弁76からの排出タイ
ミングを制御し、吸気弁20、20´の閉弁時期を出力
のばらつき値が小となる方向に補正する機能を有する。
【0018】つぎに、上記の油圧駆動式動弁制御装置に
おける作用を、図3のフローチャートを参照して説明す
る。図に示すように、ステップ200において吸気弁の
閉弁時制御の処理が開始され、ステップ201では各筒
内圧力センサ184a〜184dによって筒内圧信号が
読込まれる。ステップ202では、筒内圧が燃焼1サイ
クルの間で積算される。このステップ202では、セン
サで検知された燃焼圧からピストンに作用する力が算出
され、積算によって出力トルクの算出が可能となる。ス
テップ203においては、全工程、すなわち1サイクル
を完了したか否かが判断される。ここまでの処理は、各
気筒毎に行われる。ステップ203で1サイクルが完了
していないと判断された場合は、ステップ201へ戻り
上述の処理が再び行われる。ステップ203で1サイク
ルが完了していると判断された場合は、ステップ204
に進み、全気筒の積算筒内圧の平均が算出される。ステ
ップ204での処理が終了すると、ステップ205に進
み、出力ばらつき算出手段220によってステップ20
4で求められた積算筒内圧によりサイクルごとの燃焼ガ
スの仕事量を代表させ、平均値との差より気筒毎の出力
のばらつきが求められる。気筒毎の出力のばらつきが求
められると、出力補正手段240によって油圧排出制御
弁76が制御され、各気筒の吸気弁20、20´の閉弁
時期が補正される。すなわち、油圧排出制御弁76の制
御によって、圧油の逃がしタイミングが制御され、吸気
弁20、20´の閉弁時期が可変される。これによって
、吸気弁20、20´の閉弁時期は出力のばらつきの小
となる方向に補正される。ステップ205とステップ2
06の処理は各気筒毎に行なわれ、ステップ206の処
理が終了すると、ステップ207に進み処理は完了する
。
おける作用を、図3のフローチャートを参照して説明す
る。図に示すように、ステップ200において吸気弁の
閉弁時制御の処理が開始され、ステップ201では各筒
内圧力センサ184a〜184dによって筒内圧信号が
読込まれる。ステップ202では、筒内圧が燃焼1サイ
クルの間で積算される。このステップ202では、セン
サで検知された燃焼圧からピストンに作用する力が算出
され、積算によって出力トルクの算出が可能となる。ス
テップ203においては、全工程、すなわち1サイクル
を完了したか否かが判断される。ここまでの処理は、各
気筒毎に行われる。ステップ203で1サイクルが完了
していないと判断された場合は、ステップ201へ戻り
上述の処理が再び行われる。ステップ203で1サイク
ルが完了していると判断された場合は、ステップ204
に進み、全気筒の積算筒内圧の平均が算出される。ステ
ップ204での処理が終了すると、ステップ205に進
み、出力ばらつき算出手段220によってステップ20
4で求められた積算筒内圧によりサイクルごとの燃焼ガ
スの仕事量を代表させ、平均値との差より気筒毎の出力
のばらつきが求められる。気筒毎の出力のばらつきが求
められると、出力補正手段240によって油圧排出制御
弁76が制御され、各気筒の吸気弁20、20´の閉弁
時期が補正される。すなわち、油圧排出制御弁76の制
御によって、圧油の逃がしタイミングが制御され、吸気
弁20、20´の閉弁時期が可変される。これによって
、吸気弁20、20´の閉弁時期は出力のばらつきの小
となる方向に補正される。ステップ205とステップ2
06の処理は各気筒毎に行なわれ、ステップ206の処
理が終了すると、ステップ207に進み処理は完了する
。
【0019】なお、各気筒の出力を変化させる技術とし
ては、点火進角を制御すること、空燃比(A/F)を制
御することが考えられるが、点火進角による場合は燃焼
効率、ノッキング、エミッション(NOx )の悪化を
伴なうという問題があり、空燃比による場合も同様にエ
ミッション(HC、NOx )の悪化を伴なう。
ては、点火進角を制御すること、空燃比(A/F)を制
御することが考えられるが、点火進角による場合は燃焼
効率、ノッキング、エミッション(NOx )の悪化を
伴なうという問題があり、空燃比による場合も同様にエ
ミッション(HC、NOx )の悪化を伴なう。
【0020】図4は、吸気弁20、20´の閉弁タイミ
ングと体積効率との関係を示している。図に示すように
、体積効率は吸気弁20、20´の閉じ時期の変化に応
じて変化しており、出力が調整可能であることがわかる
。したがって、本発明は、負荷の大小によらず成立する
。このように、本発明においては気筒別の出力トルクを
燃焼圧で置換して検出し、他の気筒の出力トルクとのバ
ランス是正のために、気筒別の出力調整が行なわれる。 数式1は、第1実施例における制御アルゴリズムを示し
ている。
ングと体積効率との関係を示している。図に示すように
、体積効率は吸気弁20、20´の閉じ時期の変化に応
じて変化しており、出力が調整可能であることがわかる
。したがって、本発明は、負荷の大小によらず成立する
。このように、本発明においては気筒別の出力トルクを
燃焼圧で置換して検出し、他の気筒の出力トルクとのバ
ランス是正のために、気筒別の出力調整が行なわれる。 数式1は、第1実施例における制御アルゴリズムを示し
ている。
【0021】
【数1】
【0022】図6は、上述の比例制御定数Kと負荷およ
び回転数との関係を示している。図に示すように、高負
荷域では、各気筒における製造公差および油圧経路長の
相違が大きな感度で出力のばらつきとなる。したがって
、この領域では、これに対応して比例制御定数も大とな
っている。低速回転数域では、出力のばらつきがさらに
大きな感度で車両のサージ振動になる。高速回転域では
出力のばらつきが小となるが、制御のサイクルの遅れか
ら大きな比例制御定数Kにすると、ハンチング等の原因
となる。
び回転数との関係を示している。図に示すように、高負
荷域では、各気筒における製造公差および油圧経路長の
相違が大きな感度で出力のばらつきとなる。したがって
、この領域では、これに対応して比例制御定数も大とな
っている。低速回転数域では、出力のばらつきがさらに
大きな感度で車両のサージ振動になる。高速回転域では
出力のばらつきが小となるが、制御のサイクルの遅れか
ら大きな比例制御定数Kにすると、ハンチング等の原因
となる。
【0023】本発明と先行技術である特開昭61−18
5601号公報と比較すると、本公報の装置がオーバラ
ップを制御することによる狭い範囲での出力制御に対し
、本発明では吸気弁20、20´の閉弁時期を可変させ
ることにより吸入空気量を制御し、出力を直接に制御す
るので、広い範囲でより精度の高い出力制御が可能とな
る。したがって、機関の運転域の全域の出力制御をカバ
ーすることが可能となる。
5601号公報と比較すると、本公報の装置がオーバラ
ップを制御することによる狭い範囲での出力制御に対し
、本発明では吸気弁20、20´の閉弁時期を可変させ
ることにより吸入空気量を制御し、出力を直接に制御す
るので、広い範囲でより精度の高い出力制御が可能とな
る。したがって、機関の運転域の全域の出力制御をカバ
ーすることが可能となる。
【0024】第2実施例
図9ないし図11は、本発明の第2実施例を示している
。第2実施例と第1実施例とが異なるところは、出力検
出手段の構成と出力ばらつき算出手段の構成であり、そ
の他の部分は第1実施例に準じるので、準じる部分に第
1実施例と同一の付号を付すことにより準じる部分の説
明を省略し、異なる部分のみ説明する。図9は、油圧駆
動式動弁制御装置のブロック図を示している。第1実施
例では各気筒の出力を検知する手段としては、燃焼圧を
検知する筒内圧センサを用いたが、本実施例ではクラン
ク回転数信号の読込みに基づいて各気筒の出力を検出す
るようにしている。つまり、図2の2点鎖線で示すよう
に出力検出手段としての回転数センサ182からの信号
を制御装置164に入力し、行程に同期した回転数変動
から各気筒での出力を推定するようになっている。
。第2実施例と第1実施例とが異なるところは、出力検
出手段の構成と出力ばらつき算出手段の構成であり、そ
の他の部分は第1実施例に準じるので、準じる部分に第
1実施例と同一の付号を付すことにより準じる部分の説
明を省略し、異なる部分のみ説明する。図9は、油圧駆
動式動弁制御装置のブロック図を示している。第1実施
例では各気筒の出力を検知する手段としては、燃焼圧を
検知する筒内圧センサを用いたが、本実施例ではクラン
ク回転数信号の読込みに基づいて各気筒の出力を検出す
るようにしている。つまり、図2の2点鎖線で示すよう
に出力検出手段としての回転数センサ182からの信号
を制御装置164に入力し、行程に同期した回転数変動
から各気筒での出力を推定するようになっている。
【0025】図10は、本実施例における制御の処理手
順を示しており、ステップ300において処理が開始さ
れる。つぎに、ステップ301に進み、回転数センサ1
82からのクランク回転数信号の読込みが行なわれる。 この読込みが完了すると、ステップ302に進み、前回
の回転数との差(△Ne)が算出される。この差は、そ
の時膨張(燃焼)行程の終りにある気筒の出力と直前気
筒の出力との差を示すものである。ステップ302にお
いて、回転数の差が算出されるとステップ303に進み
、回転数差に比例して閉弁時期が補正される。これが終
了すると、ステップ304に進み、吸気弁の閉弁制御処
理が完了する。なお、上述の補正は、前述した図6の比
例制御定数に基づいて行なわれる。数式2は、本実施例
における制御アルゴリズムを示している。
順を示しており、ステップ300において処理が開始さ
れる。つぎに、ステップ301に進み、回転数センサ1
82からのクランク回転数信号の読込みが行なわれる。 この読込みが完了すると、ステップ302に進み、前回
の回転数との差(△Ne)が算出される。この差は、そ
の時膨張(燃焼)行程の終りにある気筒の出力と直前気
筒の出力との差を示すものである。ステップ302にお
いて、回転数の差が算出されるとステップ303に進み
、回転数差に比例して閉弁時期が補正される。これが終
了すると、ステップ304に進み、吸気弁の閉弁制御処
理が完了する。なお、上述の補正は、前述した図6の比
例制御定数に基づいて行なわれる。数式2は、本実施例
における制御アルゴリズムを示している。
【0026】
【数2】
【0027】このように、本実施例では第1実施例のよ
うに各気筒の燃焼圧を検知して吸気弁60、60´の閉
弁時期の補正をするのではなく、回転数センサ182か
らのクランク回転数信号に基づいて各気筒の出力を推定
し、吸気弁の閉弁時期の補正をしている。図11は、上
死点(TDC)ないし下死点(BDC)におけるクラン
ク回転数の差と気筒での出力の関係を示している。図は
、4気筒機関のクランク回転数Neと#1気筒から#4
気筒の燃焼圧を同期させたものを示しており、実測値で
ある。図に示すように、回転数はTDC−BDCの間を
周期的に変動している。ここで、TDCないしBDC毎
の回転数は、図の■〜■に示すように概ね一定であるが
、たとえば区間Aの部分のように、特定の気筒の出力が
平均値よりも低い場合であると回転数に差が生じる(図
の■〜■)。このように、TDCないしBDCでの回転
数の変動を監視することにより、各気筒の出力のばらつ
きの検出が可能となる。
うに各気筒の燃焼圧を検知して吸気弁60、60´の閉
弁時期の補正をするのではなく、回転数センサ182か
らのクランク回転数信号に基づいて各気筒の出力を推定
し、吸気弁の閉弁時期の補正をしている。図11は、上
死点(TDC)ないし下死点(BDC)におけるクラン
ク回転数の差と気筒での出力の関係を示している。図は
、4気筒機関のクランク回転数Neと#1気筒から#4
気筒の燃焼圧を同期させたものを示しており、実測値で
ある。図に示すように、回転数はTDC−BDCの間を
周期的に変動している。ここで、TDCないしBDC毎
の回転数は、図の■〜■に示すように概ね一定であるが
、たとえば区間Aの部分のように、特定の気筒の出力が
平均値よりも低い場合であると回転数に差が生じる(図
の■〜■)。このように、TDCないしBDCでの回転
数の変動を監視することにより、各気筒の出力のばらつ
きの検出が可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内燃
機関の油圧駆動式動弁制御装置によるときは、出力検出
手段からの各気筒の出力値に基づき各気筒毎の出力値の
ばらつきを出力ばらつき算出手段により求め、この出力
のばらつき値に基づいて出力のばらつきが小となる方向
に吸気弁の閉弁時期を出力補正手段によって補正するよ
うにしたので、以下の効果が得られる。 (イ) 油圧駆動動弁部品の製造公差のばらつきや、
油圧経路長の相違のみならず、機関部品、たとえば吸気
ポートの公差等のばらつきに起因する各気筒の出力のば
らつきも補正可能となる。したがって、機関の出力トル
クの変動を小さくすることができる。 (ロ) 吸気弁の閉弁時期の調整は油圧の切換タイミ
ングを制御することで可能となるので、特別な機構を新
たに付加する必要もなくなり、軽量化、低コスト化を実
現することができる。 (ハ) 吸気弁の閉弁時期の補正による機関の出力ト
ルクの変動が小さくなることにより、この機関を搭載し
た車両のサージ振動を大幅に低減することができる。そ
の結果、運転性、乗心地を向上させることができるとと
もに、サージ振動の車体および搭載機器への影響も小さ
くなり、車両全体の寿命を高めることができる。
機関の油圧駆動式動弁制御装置によるときは、出力検出
手段からの各気筒の出力値に基づき各気筒毎の出力値の
ばらつきを出力ばらつき算出手段により求め、この出力
のばらつき値に基づいて出力のばらつきが小となる方向
に吸気弁の閉弁時期を出力補正手段によって補正するよ
うにしたので、以下の効果が得られる。 (イ) 油圧駆動動弁部品の製造公差のばらつきや、
油圧経路長の相違のみならず、機関部品、たとえば吸気
ポートの公差等のばらつきに起因する各気筒の出力のば
らつきも補正可能となる。したがって、機関の出力トル
クの変動を小さくすることができる。 (ロ) 吸気弁の閉弁時期の調整は油圧の切換タイミ
ングを制御することで可能となるので、特別な機構を新
たに付加する必要もなくなり、軽量化、低コスト化を実
現することができる。 (ハ) 吸気弁の閉弁時期の補正による機関の出力ト
ルクの変動が小さくなることにより、この機関を搭載し
た車両のサージ振動を大幅に低減することができる。そ
の結果、運転性、乗心地を向上させることができるとと
もに、サージ振動の車体および搭載機器への影響も小さ
くなり、車両全体の寿命を高めることができる。
【図1】本発明の第1実施例に係る内燃機関の油圧駆動
式動弁制御装置のブロック図である。
式動弁制御装置のブロック図である。
【図2】本発明の第1実施例あるいは第2実施例に係る
内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置の系統図である。
内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置の系統図である。
【図3】第1実施例における吸気弁の閉弁時期制御の処
理手順を示すフローチャートである。
理手順を示すフローチャートである。
【図4】吸気弁の閉弁時期と体積効率との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図5】第1実施例における比例制御定数と負荷および
クランク回転数との関係を示す特性図である。
クランク回転数との関係を示す特性図である。
【図6】図2の装置における弁駆動装置の断面図である
。
。
【図7】図6のVIII−VIII線に沿う断面図であ
る。
る。
【図8】本発明の第2実施例に係る内燃機関の油圧駆動
式動弁制御装置のブロック図である。
式動弁制御装置のブロック図である。
【図9】第2実施例における吸気弁の閉弁時期制御の処
理手順を示すフローチャートである。
理手順を示すフローチャートである。
【図10】4気筒機関のクランク回転数Neの変動と#
1気筒から#4気筒の燃焼圧を同期させた出力特性図で
ある。
1気筒から#4気筒の燃焼圧を同期させた出力特性図で
ある。
20、20´ 吸気弁
74 油圧導入制御弁
76 油圧排出制御弁
152 油圧ポンプ
164 制御回路
182 出力検出手段
184a〜184d 出力検出手段
220 出力ばらつき算出手段
230 出力補正手段
Claims (1)
- 【請求項1】 各気筒毎に配置される吸気弁を油圧駆
動により開閉させるようにした内燃機関において、気筒
毎の出力が検出可能な出力検出手段と、前記出力検出手
段からの各気筒の出力値に基づき、各気筒毎の出力値の
ばらつきを求める出力ばらつき算出手段と、前記出力ば
らつき算出手段によって求められた出力のばらつき値に
基づいて油圧の切換タイミングを制御し、前記吸気弁の
閉弁時期を出力のばらつきが小となる方向に補正する出
力補正手段と、を具備したことを特徴とする内燃機関の
油圧駆動式動弁制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41128790A JPH04219427A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41128790A JPH04219427A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219427A true JPH04219427A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=18520307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41128790A Pending JPH04219427A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 内燃機関の油圧駆動式動弁制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04219427A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999047800A1 (en) * | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Hitachi, Ltd. | Internal combustion engine, control apparatus for an internal combustion engine, and its control method |
| US7128051B2 (en) | 1998-03-19 | 2006-10-31 | Hitachi, Ltd. | Internal combustion engine, and control apparatus and method thereof |
Citations (2)
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| JPS63255546A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの燃焼制御装置 |
| JPH03271535A (ja) * | 1989-12-09 | 1991-12-03 | Robert Bosch Gmbh | オットーエンジンの制御方法 |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP41128790A patent/JPH04219427A/ja active Pending
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