JPH0519002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃エンジンに装備された動弁制御装
置に関する。

高出力内燃エンジンには一気筒に複数の吸気又
は排気バルブを備えた型式のものがある。斯かる
型式の内燃エンジンは、複数の吸気又は排気バル
ブによつて開閉される吸気通路と燃焼室との連通
路の面積が広いため多量の混合気を吸入でき、高
回転・高出力でエンジンを運転するのに適してい
る。

しかし、斯かる型式の内燃エンジンを低回転で
運転するとエンジンの出力が低下してしまう。こ
れは、エンジンを低回転で運転するときは吸入空
気量が少なくなり、しかもこの少ない空気量を広
い連通路を通して燃焼室に吸入しようとするため
更に充填効率が低下してしまい、又、一般に低回
転域では吸気吹き抜けが発生するので排気バルブ
開孔面積が大きいと充填効率が低下してしまうこ
とによる。つまり、一般に内燃エンジンにおい
て、混合気の吸入はエンジンの吸入行程中に燃焼
室内に発生する負圧と吸気慣性とを利用して行な
われるのであるが、低回転運転時には吸気慣性が
弱くなり、かつ吸気の吹き抜けが生じるので、こ
れに伴つてエンジンの出力が第１図の実線で示す
ように低下するのである。

斯かる不具合を解消するため、種々の動弁制御
装置があるが、その一例として特開昭58−82033
号の様な技術が知られている。この技術は、エン
ジンを低回転で運転するときには複数の吸気又は
排気バルブのうちその一部の作動を休止させ、吸
気又は排気通路と燃焼室との連通路の面積を狭く
して低回転運転時にも吸気慣性を利用できるよう
にしたり、吸気吹き抜けを減少したりする方法で
ある。

複数の吸気又は排気バルブのうち一部の作動を
休止させた場合のエンジンの出力特性は、第１図
に破線で示すように、所定のエンジン回転数N₁
において休止しない場合の出力特性（第１図の実
線）と交差する。この所定の回転数N₁は吸入空
気量の絞り弁（スロツトル弁）の弁開度θthの大
きさに拘らず略一定である。このため、エンジン
回転数Neが所定回転数N₁より低い時にはバルブ
の一部を休止状態（以下「休止バルブ状態」とい
う）としてエンジンを運転し、所定回転数N₁よ
り高い時には全バルブを作動状態としてエンジン
を運転すると、上述のような型式の内燃エンジン
にあつても低回転運転時におけるエンジン出力の
低下を回避することができる。

一方、休止バルブ状態と全バルブ作動状態とを
切換えるバルブ休止装置は、エンジンオイルの循
環系に組込まれエンジンオイルを作動油として構
成した油圧作動装置である。従つて、エンジンオ
イル温度が低くオイルの粘性が高い状態の時には
バルブ休止装置の応答性が遅くなる場合もある。

このため、前述の所定回転数N₁が例えば
2000rpmに設定されていたとすると、実際に休止
バルブ装置の切換が行なわれるのはオイルの粘性
による誤差分αが加算された2000＋αrpmとなり、
斯かるバルブ休止装置を装備したエンジンを車輌
に搭載した場合には乗員に不快感を与えることも
あり得る。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、動
弁制御装置をエンジンの運転状態と共に作動油の
温度に応じて適切に作動させて乗員に不快感を与
えることを防止することを目的とする。この目的
を達成するため本発明では、内燃エンジンの各気
筒の吸気又は排気バルブの作動をエンジンの運転
状態に応じて異なる２つのバルブ作動態様を選択
させ得る動弁制御装置において、エンジン回転数
が所定回転数以上になり且つエンジンオイル温度
を表わすパラメータ信号値が所定値以上を示して
前記エンジンオイル温度が所定温度以上になつた
とき前記動弁制御装置を切換えてエンジンの高速
回転域に適した一方のバルブ作動態様を選択し、
エンジン回転数が前記所定回転数以下又は前記パ
ラメータ信号値が前記所定値以下になつたとき前
記動弁制御装置を切換えてエンジンの低速回転域
に適した他方のバルブ作動態様を選択する制御装
置を備えたことを特徴とする動弁制御装置を提供
するものである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。この実施例では本発明に係る動弁制御装置
は、吸気及び排気バルブの一部の作動を休止させ
るバルブ休止装置として適用される。

第２図は本発明に係る動弁制御装置を備えた４
気筒16バルブ内燃エンジンの縦断面図である。図
において、内燃エンジン１のクランク軸２にコネ
クテイングロツド３を介して連結されたピストン
４は、シリンダブロツク５内に設けられたシリン
ダバレル１６内に摺嵌されている。

シリンダブロツク５の上部に載設されたシリン
ダヘツド７には燃焼室８に連通する吸気通路９と
排気通路１０とが穿設されており、吸気通路９は
スロツトル弁が配設されたキヤブレタ（いずれも
図示せず）の下流側に連結接続され、排気通路１
０は図示しない排気管に連結接続されている。

吸気通路９と燃焼室８との連通部は並設された
２本の吸気バルブ１１（１個にみ図示）により開
閉され、排気通路１０と燃焼室８との連通部はこ
れも並設された２本の排気バルブ１２（１個のみ
図示）により開閉される。

以下２本の吸気バルブ１１の作動・休止機構と
２本の排気バルブ１２の作動・休止機構とは同一
であるため、排気バルブ１２の作動・休止機構の
説明は省略し、吸気バルブ１１の作動・休止機構
についてのみ説明する。

燃焼室８と吸気通路９との連通部に並設された
２個のバルブシート１３を夫々開閉する２本の吸
気バルブ１１は、夫々吸気バルブガイド１４（１
個にのみ図示）内に摺挿されている。２本の吸気
バルブ１１−₁と１１−₂の上端部には、第３図及
び第４図に示すように、常動側ロツカーアーム１
５−₁と休止側ロツカーアーム１５−₂の夫々の端
部が当接されている。

第３図において、常動側ロツカーアーム１５−
_１と休止側ロツカーアーム１５−₂は並設されると
共に共通の吸気側ロツカーアームシヤフト１６に
軸支されている。

常動側ロツカーアーム１５−₁内にはピストン
１７が配設され、該ピストン１７が摺嵌する孔１
８の一端側に形成された背圧室１８ａとシヤフト
１６の軸心に穿設されている給油通路１６ａとは
油孔１８ｂ，１６ｂを介して連通している。

ピストン１７の休止側ロツカーアーム１５−₂
側の端面は休止側ロツカーアーム１５−₂内に配
設されたガイドピン１９に当接し、ガイドピン１
９は該ガイドピン１９の背部に配設されたバネ２
０の弾力でピストン１７を常動側ロツカーアーム
１５−₁方向に付勢するようにしている。尚、符
号２１は空気抜き孔である。

第３図及び第４図は、給油通路１６ａに圧油が
供給され該圧油が油孔１６ｂ，１８ｂを通じて背
圧室１８ａに流入してピストン１７がバネ２０の
弾力に抗して休止側ロツカーアーム１５−₂のガ
イド孔２２に嵌入したときの状態を示している。
この状態は常動側と休止側の両ロツカーアーム１
５−₁と１５−₂とがピストン１７によつて連結さ
れた状態であり、常動側ロツカーアーム１５−₁
の上部に形成されたロツカーアームカムスリツパ
２３に吸気側カム２４の面が摺接すると、常動側
と休止側の夫々のロツカーアーム１５−₁と１５
−₂とがシヤフト１６を軸に共にカム力とバルブ
スプリング２５の弾力とに基き揺動し、これによ
つて２本の吸気バルブ１１−₁と１１−₂とが同時
に吸気通路９と燃焼室８との連通をクランク軸２
の回転に同期して開閉する。

第５図及び第６図は、給油通路１６ａ内の油圧
が低下し、ピストン１７がバネ２０の弾力により
常動側ロツカーアーム１５−₁の孔１８内に押し
もどされ、常動側と休止側の両ロツカーアーム１
５−₁と１５−₂との連結が切離された状態を示し
ている。この状態では、カム２３の回転運動によ
るカム力は休止側ロツカーアーム１５−₂に伝達
されない。

従つて、吸気通路９と燃焼室８との連通は常動
側の吸気バルブ１１−₁のみによつて開閉され、
休止側バルブ１１−₂は休止状態となつて当該バ
ルブシート１３の一方を閉塞した状態とする。

第７図は動弁制御装置を作動させるエンジンオ
イルの循環系を示す図である。

オイルポンプ２６からフイルタ２７を介して給
油通路２８に圧送されるエンジンオイルはエンジ
ン各部の摺動部・転動部２９に供給されると共
に、各気筒の吸気側の背圧室１８ａに連通する吸
気側ロツカーアームシヤフト内の給油通路１６ａ
及び各気筒の排気側の背圧室１８a′に連通する排
気側ロツカーアームシヤフト内の給油通路１６
a′に給油通路３０を介して供給されるようになつ
ている。各給油通路１６ａ，１６a′の夫々の先端
部３１はオリフイス状に形成され、余分な圧油は
該オリフイス３１を通してシリンダヘツド内に吐
出される。

給油通路２８と３０との間には電磁ソレノイド
バルブ３２が配設され、該電磁ソレノイドバルブ
３２のソレノイド３３は制御装置３４に電気的に
接続されている。この制御装置３４は給油通路２
８の途中に配設されたエンジンオイル温度センサ
３５と電気的に接続され、詳細は後述するよう
に、エンジンオイル温度とエンジン回転数との信
号を受けてソレノイド３３に流す電流をオン−オ
フ制御し、圧油の給油通路３０側への流通を制御
する。

電磁ソレノイドバルブ３２の弁機構の構造を第
８図に示す。第８図において、給油通路３０と給
油通路２８及びリーク孔３６との間に形成された
弁孔３７内に摺嵌されたスプール弁３８の一方端
部の外側に電磁ソレノイド３３が配設されてい
る。スプール弁３８の他方端側にはバネ３９が配
設されている。

このスプール弁３８は電磁ソレノイド３３に通
電されると電磁力によりバネ３９の弾圧に抗して
右動し、この結果給油通路２８と３０とが連通し
給油通路３０とリーク孔３６との連通が遮断され
る。前記通電が停止されるとスプール弁３８はバ
ネ３９の弾力で左動し、この結果給油通路２８と
３０との連通が遮断され給油通路３０とリーク孔
３６とが連通する。

給油通路２８の弁孔３７とエンジンオイル温度
センサ３５との間には、バネ４０の弾力と油圧力
との差圧で摺動するピストン４１が配設されたア
キユムレータ室４２が設けられている。

第９図は制御装置３４の内部構成の一実施例を
示すブロツク図である。

回転数センサ４０の出力端子は周波数一電圧変
換器（以下「−Ｖコンバータ」という）４１の
入力端子に接続され、−Ｖコンバータ４１の出
力端子は比較器４２の入力端子に接続されてい
る。比較器４２の出力端子はアンド回路４３の一
入力端子に接続されると共に演算回路４４の一入
力端子に接続されている。

この回転数センサ４０はエンジン回転数に比例
した周波数を有する電気信号を出力すると共に該
信号を−Ｖコンバータ４１に供給し、−Ｖコ
ンバータ４１はセンサ４０の出力信号をエンジン
回転数に比例した電圧V_Nに変換して比較器４２
に供給する。比較器４２は電圧V_Nを所定のエン
ジン回転数（例えば2000rpm）に対応する所定電
圧値V₁と比較し、V_N≧V₁のとき即ちエンジン回
転数が所定回転数より高いときにはハイレベルの
電圧をアンド回路４３に出力し、V_N＜V₁のとき
即ちエンジン回転数が所定回転数より低いときに
はローレベルの電圧をアンド回路４３に出力す
る。

尚、エンジン回転数センサとして特別なセンサ
を使用せず、例えばイグニツシヨン信号を平滑し
てエンジン回転数に比例した電圧を取り出し、こ
れを比較器４２に供給するようにしてもよい。

エンジンオイル温度センサ３５の出力端子は比
較器４５の入力端子に接続され、比較器４５の出
力端子はアンド回路４３の一入力端子に接続され
ると共に演算回路４４の一入力端子に接続されて
いる。

この温度センサ３５は動弁制御装置の作動油で
あるエンジンオイルの温度を対応する電圧V_Tに
変換して比較器４５に供給する。比較器４５は電
圧V_Tを所定のエンジンオイル温度に対応する所
定電圧値V₂と比較し、V_T≧V₂のとき即ちオイル
温度が所定温度以上でオイルの粘性が低いと判断
されるときにはハイレベルの電圧をアンド回路４
３に出力し、V_T＜V₂のとき即ちオイル温度が所
定温度より低くオイルの粘性が高く動弁制御装置
の作動応答の遅れが大きいと判断されるときには
ローレベルの電圧をアンド回路４３に出力する。

尚、温度センサ３５はエンジンオイル温度を直
接検出するものでなくともよい。例えばシリンダ
やシリンダヘツド等のエンジン自体の温度を検出
するセンサ又はチヨーク弁の弁開度・チヨークレ
バーの位置等を検出するセンサを設け、これ等の
センサから出力されるパラメータ信号値をオイル
温度の関数値として比較器４５に供給するように
してもよい。

アンド回路４３の出力端子はスイツチは回路５
２の制御端子に接続されている。このスイツチ回
路５２は電源例えばバツテリ５３と前述した電磁
ソレノイドバルブ３２（第７図，第８図）のソレ
ノイド３３との間に介挿接続されており、制御端
子に入力する信号がハイレベルのときバツテリ５
３とソレノイド３３とを接続してソレノイド３３
に通電し、制御端子に入力する信号がローレベル
のときこの接続を遮断してソレノイド３３への通
電を停止する。

比較器４２，４５からの信号が入力される演算
回路４４の出力端子はトランジスタ５４のベース
に接続されている。トランジスタ５４のコレクタ
はアンド回路４３の出力端子に接続され、エミツ
タは接地されている。

演算回路４４は温度センサ３５からの信号が詳
細は後述するように所定の変化状態を示したとき
トランジスタ５４を導通させ、アンド回路４３の
出力に拘らずスイツチ回路５２の制御端子に印加
される電圧レベルをローレベルにして該スイツチ
回路５２を開成状態に保持するものである。

上述の構成により、アンド回路４３の両入力端
子に印加される電圧レベルが共にハイレベルにな
ると、即ちエンジン回転数が所定回転数以上にな
り且つエンジンオイル温度が所定温度以上になつ
たときアンド回路４３はハイレベルの信号を出力
して該信号をスイツチ回路５２の制御端子に印加
する。このときスイツチ回路５２は閉成状態にな
り、ソレノイド３３に通電されて電磁ソレノイド
バルブ３２のスプール弁３８は第８図上右動し、
オイルポンプ２６から圧送されるエンジンオイル
が給油通路１６ａ，１６a′（第７図）に供給され
る。

この結果、各背圧室１８ａ，１８a′に圧油が供
給され、ピストン１７が摺動して常動側ロツカー
アーム１５−₁と休止側ロツカーアーム１５−₂
（第３図）とが連結され、エンジンは全バルブ作
動状態で運転される。

アンド回路４３（第９図）の入力端子のいずれ
か一つに印加される電圧レベルがローレベルのと
きアンド回路４３はローレベルの信号を出力して
該信号をスイツチ回路５２の制御端子に印加す
る。このときスイツチ回路５２は開成状態にな
り、ソレノイド３２への通電は遮断されて電磁ソ
レノイドバルブ３２のスプール弁３８は第８図上
左動し、オイルポンプ２６から圧送されるエンジ
ンオイルの給油通路１６ａ，１６a′（第７図）へ
の供給は遮断される。

この結果、ピストン１７（第５図）はバネ２０
の弾力で常動側ロツカーアーム１５−₁に押しも
どされて常動側ロツカーアーム１５−₁と休止側
ロツカーアーム１５−₂との連結は切離され、エ
ンジンは休止バルブ状態で運転される。

エンジンオイル温度が所定温度以下のときにエ
ンジン回転数が所定回転数以上になつてもアンド
回路４３の出力電圧はローレベルである。高エン
ジン回転数の状態でエンジンの暖機が進みオイル
温度が所定温度を超えるとアンド回路４３の出力
電圧はハイレベルに変化する。しかし、この変化
時におけるエンジン回転数は非常に高い回転数に
なつている場合があり、かかる場合に前述のアン
ド回路４３の出力の変化によつて動弁制御装置が
休止バルブ状態から全バルブ作動状態に切換わる
と切換時のシヨツクが大きく運転性能上・装置の
耐久上好ましくない。

演算回路４４は上述の変化が起きた場合、即ち
エンジン回転数が所定回転数以上のときにオイル
温度が所定温度を超えた場合、比較器４２及び４
５の出力信号によりこの状態を検知してトランジ
スタ５４のベースに該トランジスタ５４を導通さ
せる制御信号を出力し、スイツチ回路５２の制御
端子に印加される電圧をローレベルに保持する。
従つて、斯かる場合には動弁制御装置はバルブ休
止状態に保持されて全バルブ作動常態への切換え
は行なわれない。

この演算回路４４による休止バルブ状態の保持
は、エンジン回転数が所定回転数を一旦下廻つて
から再び所定回転数を超えたとき解除され、全バ
ルブ作動状態に切換えられる。

尚、上述の制御回路３４ではエンジン回転数及
びオイル温度が夫々所定値を超えたときに動弁制
御装置の切換動作が行われる例について説明した
が、これ等の所定値にヒステリシス特性を持たせ
ると切換動作をより安定して行うことができる。
例えばオイル温度が所定温度以上の場合、エンジ
ン回転数が2000＋100rpmを超えたとき全バルブ
作動状態に切換えられ、エンジン回転数が減少し
て2000−100rpmを下廻つたときに休止バルブ状
態に切換えられるようにするヒステリシス回路を
制御回路３４に付加すると、エンジンを2000rpm
で運転するとき動弁制御装置の切換動作が繰り返
し行なわれる不具合を回避することができる。こ
れは、所定温度についても同様である。

第１０図は制御装置３４の他の実施例の電気回
路図である。

本実施例ではリレー回路６０のスイツチ６１及
びソレノイド３３がバツテリ５３の陽極とアース
との間に直列に接続され、更にバツテリ５３の陽
極とアースとの間にスイツチ７０，７１及びリレ
ー回路６０の励磁コイル６２が直列に接続されて
いる。

スイツチ７０はエンジン回転数が所定回転数以
上のとき閉成され、スイツチ７１はエンジンオイ
ル温度が所定温度を超えると閉成される。

リレー回路６０のスイツチ６１は励磁コイル６
２に通電されると閉成される。

斯かる構成により、スイツチ７０と７１が共に
閉成されると励磁コイル６２に電流が流れ、この
結果スイツチ６１が閉成されてソレノイド３３に
通電される。

両スイツチ７０，７１のうちいずれか１方又は
双方が開成すると、即ちエンジン回転数が所定回
転数以下又はオイル温度が所定温度以下になると
励磁コイル６２の通電が遮断され、スイツチ６１
が開成されてソレノイド３３への通電が遮断され
る。

このようにして電磁ソレノイドバルブ３２のソ
レノイド３３への通電が制御され、前述と同様に
動弁制御装置の切換制御がなされる。

尚、上述の各実施例では動弁制御装置の切換機
構としての電磁ソレノイドバルブのソレノイドへ
の通電を制御する制御装置について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、動弁制
御装置が他の切換機構で構成されている場合その
切換機構をエンジン回転数とオイル温度とに基い
て制御するものであればよい。

又、上述の実施例では動弁制御装置を吸気及び
排気バルブの一部の作動を休止するバルブ休止装
置に適用したものについて説明したが、本発明は
これに限られず、エンジンの運転状態に応じて選
択されるべき異なる２つのバルブの作動態様とし
て、微小リフトによる実質的休止及び休止の解除
や、バルブのリフトタイミングの変更等を行う装
置に適用してもよい。

以上説明したように本発明においては、内燃エ
ンジンの各気筒の吸気又は排気バルブの作動をエ
ンジンの運転状態に応じて異なる２つのバルブ作
動態様を選択させ得る動弁制御装置において、エ
ンジン回転数が所定回転数以下になり且つエンジ
ンオイル温度を表わすパラメータ信号値が所定値
以上を示して前記エンジンオイル温度が所定温度
以上になつたとき前記動弁制御装置を切換えてエ
ンジンの高速回転域に適した一方のバルブ作動態
様を選択し、エンジン回転数が前記所定回転数以
下又は前記パラメータ信号値が前記所定値以下に
なつたとき前記動弁制御装置を切換えてエンジン
の低速回転域に適した他方のバルブ作動態様を選
択する制御装置を備えたので、エンジンオイル温
度が低いときの動弁制御装置のバルブ作動態様の
切換を禁止して切換時に乗員に不快感を与えるこ
とを防止すると共に、耐久性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は動弁制御装置を装備する内燃エンジン
のエンジン出力特性を表わすグラフ、第２図は本
発明に係る動弁制御装置を装備する内燃エンジン
の縦断面図、第３図は常動側と休止側の両ロツカ
ーアームが連結したところを示すロツカーアーム
の横断面図、第４図は全バルブ作動状態時のロツ
カーアームの側面図、第５図は常動側と休止側の
両ロツカーアームの連結が切離したところを示す
ロツカーアームの横断面図、第６図は休止バルブ
状態時のロツカーアームの側面図、第７図は動弁
制御装置の作動油系の油圧回路図、第８図は動弁
制御装置の作動油の圧油系路を切換える電磁ソレ
ノイドバルブの弁機構の断面図、第９図は本発明
に係る動弁制御装置の制御装置の一実施例を示す
電気回路のブロツク図、第１０図は制御装置の他
の実施例の電気回路図である。 １…内燃エンジン、２…クランク軸、４…ピス
トン、８…燃焼室、９…吸気通路、１１−₁…常
動側吸気バルブ、１１−₂…休止側吸気バルブ、
１５−₁…常動側ロツカーアーム、１５−₂…休止
側ロツカーアーム、１６ａ…給油通路、１８ａ…
背圧室、２０…バネ、２３…カムスリツパ、２６
…オイルポンプ、３２…電磁ソレノイドバルブ、
３３…ソレノイド、３４…制御装置、３５…温度
センサ、３８…スプール弁、４０…回転数セン
サ、４３…アンド回路、５２…スイツチ回路、５
３…バツテリ、６０…リレー回路、７０，７１…
スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃エンジンの各気筒の吸気又は排気バルブ
   の作動をエンジンの運転状態に応じて異なる２つ
   のバルブ作動態様を選択させ得る動弁制御装置に
   おいて、エンジン回転数が所定回転数以上になり
   且つエンジンオイル温度を表わすパラメータ信号
   値が所定値以上を示して前記エンジンオイル温度
   が所定温度以上になつたとき前記動弁制御装置を
   切換えてエンジンの高速回転域に適した一方のバ
   ルブ作動態様を選択し、エンジン回転数が前記所
   定回転数以下又は前記パラメータ信号値が前記所
   定値以下になつたとき前記動弁制御装置を切換え
   てエンジンの低速回転域に適した他方のバルブ作
   動態様を選択する制御装置を備えたことを特徴と
   する動弁制御装置。