JPH09329009A - 多自由度動弁系制御システム - Google Patents
多自由度動弁系制御システムInfo
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- JPH09329009A JPH09329009A JP8152216A JP15221696A JPH09329009A JP H09329009 A JPH09329009 A JP H09329009A JP 8152216 A JP8152216 A JP 8152216A JP 15221696 A JP15221696 A JP 15221696A JP H09329009 A JPH09329009 A JP H09329009A
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- hydraulic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの負荷や回転数に応じて、燃費、排
気エミッション、出力が最適となるようにバルブの開弁
位置及び閉弁時期やリフト量を制御する。 【解決手段】 油圧系の油圧により開弁時期及び閉弁位
置の間で駆動される内燃機関のバルブ３と、油圧系に組
み込まれた、開放位置と閉鎖位置をとり得る油圧制御弁
１と、それに開放信号及び閉鎖信号を送る動弁制御ＥＣ
Ｕ８と、バルブ３が開弁位置又は閉弁位置にあることを
検出するバルブリフトセンサ７とを具備し、動弁制御Ｅ
ＣＵ８は、油圧制御弁１に信号を送り出した時期と、バ
ルブリフトセンサから開弁又は閉弁位置検出信号を受け
取った時期とから、開放信号及び閉鎖信号を送り出した
時期に対する開弁位置検出信号及び閉弁位置検出信号を
受け取った時期のずれ時間を算出し、次の開閉サイクル
の際にずれ時間分だけ補正した時期に、油圧制御弁に開
放信号又は閉鎖信号を送り出す。
気エミッション、出力が最適となるようにバルブの開弁
位置及び閉弁時期やリフト量を制御する。 【解決手段】 油圧系の油圧により開弁時期及び閉弁位
置の間で駆動される内燃機関のバルブ３と、油圧系に組
み込まれた、開放位置と閉鎖位置をとり得る油圧制御弁
１と、それに開放信号及び閉鎖信号を送る動弁制御ＥＣ
Ｕ８と、バルブ３が開弁位置又は閉弁位置にあることを
検出するバルブリフトセンサ７とを具備し、動弁制御Ｅ
ＣＵ８は、油圧制御弁１に信号を送り出した時期と、バ
ルブリフトセンサから開弁又は閉弁位置検出信号を受け
取った時期とから、開放信号及び閉鎖信号を送り出した
時期に対する開弁位置検出信号及び閉弁位置検出信号を
受け取った時期のずれ時間を算出し、次の開閉サイクル
の際にずれ時間分だけ補正した時期に、油圧制御弁に開
放信号又は閉鎖信号を送り出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
油圧式動弁装置の吸気バルブ及び排気バルブの開弁時期
及び閉弁時期やリフト量を、エンジンの使用状況、負荷
及び回転数に応じて任意に変化させる多自由度動弁系制
御システムに関する。
油圧式動弁装置の吸気バルブ及び排気バルブの開弁時期
及び閉弁時期やリフト量を、エンジンの使用状況、負荷
及び回転数に応じて任意に変化させる多自由度動弁系制
御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンに対する要求及びエンジ
ンの運転状況に応じて、油圧動弁系の吸気バルブ又は排
気バルブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量を制御する
システムの一例として、図３及び図４に示されるような
油圧動弁系制御システムが用いられている。
ンの運転状況に応じて、油圧動弁系の吸気バルブ又は排
気バルブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量を制御する
システムの一例として、図３及び図４に示されるような
油圧動弁系制御システムが用いられている。
【０００３】図３及び図４に示される油圧動弁系制御シ
ステムは、油圧系のオイルポンプ１０２から供給される
油圧により開弁位置及び閉弁位置の間で駆動される内燃
機関の吸気バルブ又は排気バルブ１０３と、油圧シリン
ダ１０４と、バルブガイド１０５と、油圧系に組み込ま
れた、開放位置及び閉鎖位置を有する油圧制御弁１０１
とを具備し、油圧制御弁１０１の開放及び閉鎖により、
油圧を介してバルブ１０３の開弁時期及び閉弁時期やリ
フト量を制御する。
ステムは、油圧系のオイルポンプ１０２から供給される
油圧により開弁位置及び閉弁位置の間で駆動される内燃
機関の吸気バルブ又は排気バルブ１０３と、油圧シリン
ダ１０４と、バルブガイド１０５と、油圧系に組み込ま
れた、開放位置及び閉鎖位置を有する油圧制御弁１０１
とを具備し、油圧制御弁１０１の開放及び閉鎖により、
油圧を介してバルブ１０３の開弁時期及び閉弁時期やリ
フト量を制御する。
【０００４】オイルポンプ１０２によって加圧されたオ
イルは、油圧制御弁１０１が閉鎖されている場合には油
圧シリンダ１０４に送られ、図３に示すようにバルブ１
０３は開弁位置へ移動する（下降する）。油圧制御弁１
０１が開放されている場合には、加圧されたオイルは油
圧制御弁１０１を通過して油圧は逃がされ、図４に示す
ようにバルブ１０３は閉弁位置へ移動する（上昇す
る）。
イルは、油圧制御弁１０１が閉鎖されている場合には油
圧シリンダ１０４に送られ、図３に示すようにバルブ１
０３は開弁位置へ移動する（下降する）。油圧制御弁１
０１が開放されている場合には、加圧されたオイルは油
圧制御弁１０１を通過して油圧は逃がされ、図４に示す
ようにバルブ１０３は閉弁位置へ移動する（上昇す
る）。
【０００５】油圧動弁系制御システムでは、オイルの粘
性は、バルブの開弁時期及び閉弁時期に大きな影響を及
ぼすために、油圧制御弁１０１の開放時期及び閉鎖時期
は、バルブ１０３の実際の開弁時期及び閉弁時期に合わ
せて所定の時間だけ補正される。その補正量は、油圧も
しくは油温に応じて定められる。
性は、バルブの開弁時期及び閉弁時期に大きな影響を及
ぼすために、油圧制御弁１０１の開放時期及び閉鎖時期
は、バルブ１０３の実際の開弁時期及び閉弁時期に合わ
せて所定の時間だけ補正される。その補正量は、油圧も
しくは油温に応じて定められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧動
弁系制御システムでは、オイルの粘性変化によるオイル
の輸送遅れ、油圧シリンダとピストンの間の油密性、及
びバルブガイドとバルブとの摺動抵抗の変化等が、バル
ブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量に影響を及ぼすた
めに、油圧動弁系制御システムの摩耗によるオイルの洩
れ量の変化、バルブのシート部の摩耗、及びオイルへの
エアの混入により、油圧及び油温補正だけではバルブの
開弁時期及び閉弁時期が正確に把握できなくなり、油圧
動弁系の制御が困難になる。
弁系制御システムでは、オイルの粘性変化によるオイル
の輸送遅れ、油圧シリンダとピストンの間の油密性、及
びバルブガイドとバルブとの摺動抵抗の変化等が、バル
ブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量に影響を及ぼすた
めに、油圧動弁系制御システムの摩耗によるオイルの洩
れ量の変化、バルブのシート部の摩耗、及びオイルへの
エアの混入により、油圧及び油温補正だけではバルブの
開弁時期及び閉弁時期が正確に把握できなくなり、油圧
動弁系の制御が困難になる。
【０００７】本発明は、前記課題に鑑み、エンジンの負
荷や回転数に応じて、燃費、排気エミッション、出力が
最適となるバルブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量を
制御するために、油圧制御弁の開放時期及び閉鎖時期
と、バルブの開弁時期及び閉弁時期との関係を正確に把
握する手段を提供することを目的とする。
荷や回転数に応じて、燃費、排気エミッション、出力が
最適となるバルブの開弁時期及び閉弁時期やリフト量を
制御するために、油圧制御弁の開放時期及び閉鎖時期
と、バルブの開弁時期及び閉弁時期との関係を正確に把
握する手段を提供することを目的とする。
【０００８】更に本発明は、バルブリフトセンサを用い
てバルブのリフト量を常時観察し、実際のバルブの開弁
時期及び閉弁時期と、制御目標時期とのずれ時間をフィ
ードバック補正することにより、油圧動弁系の経年劣化
やオイルの状態に関わらず、常に実際のバルブの開弁時
期及び閉弁時期を制御目標時期に近づける最適制御を行
う手段を提供することを目的とする。
てバルブのリフト量を常時観察し、実際のバルブの開弁
時期及び閉弁時期と、制御目標時期とのずれ時間をフィ
ードバック補正することにより、油圧動弁系の経年劣化
やオイルの状態に関わらず、常に実際のバルブの開弁時
期及び閉弁時期を制御目標時期に近づける最適制御を行
う手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された多自由度動弁系制御システムを提供する。
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された多自由度動弁系制御システムを提供する。
【００１０】請求項１記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、油圧制御弁の開閉によって作動される吸
気バルブ又は排気バルブの開弁時期と閉弁時期が検出さ
れ、バルブの要求開弁時期に対する実際の開弁時期のず
れ時間と、要求閉弁時期に対する実際の閉弁時期のずれ
時間が算出される。また、油圧制御弁へ開放信号が出さ
れた時期に対するバルブの開弁時期の開弁遅れ時間と、
油圧制御弁へ閉鎖信号が出された時期に対するバルブの
閉弁時期の閉弁遅れ時間とが算出され、次のサイクルの
バルブの実際の開弁時期を要求開弁時期に、及び次のサ
イクルのバルブの実際の閉弁時期を要求閉弁時期に補正
調節するために、算出されたずれ時間と、開弁遅れ時間
と、閉弁遅れ時間とに従って、次のサイクルに油圧制御
弁へ開放信号及び閉鎖信号が出される時期が変更され
る。
ムにおいては、油圧制御弁の開閉によって作動される吸
気バルブ又は排気バルブの開弁時期と閉弁時期が検出さ
れ、バルブの要求開弁時期に対する実際の開弁時期のず
れ時間と、要求閉弁時期に対する実際の閉弁時期のずれ
時間が算出される。また、油圧制御弁へ開放信号が出さ
れた時期に対するバルブの開弁時期の開弁遅れ時間と、
油圧制御弁へ閉鎖信号が出された時期に対するバルブの
閉弁時期の閉弁遅れ時間とが算出され、次のサイクルの
バルブの実際の開弁時期を要求開弁時期に、及び次のサ
イクルのバルブの実際の閉弁時期を要求閉弁時期に補正
調節するために、算出されたずれ時間と、開弁遅れ時間
と、閉弁遅れ時間とに従って、次のサイクルに油圧制御
弁へ開放信号及び閉鎖信号が出される時期が変更され
る。
【００１１】この場合、バルブの使用状況の変化によっ
てバルブの開弁遅れ時間と閉弁遅れ時間が変化しても、
前のサイクルで検出及び算出されたデータに基づいて次
のサイクルのバルブ及び油圧制御弁が制御されるため
に、常にバルブの目標とする最適な開弁時期と閉弁時期
が得られる。
てバルブの開弁遅れ時間と閉弁遅れ時間が変化しても、
前のサイクルで検出及び算出されたデータに基づいて次
のサイクルのバルブ及び油圧制御弁が制御されるため
に、常にバルブの目標とする最適な開弁時期と閉弁時期
が得られる。
【００１２】請求項２記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、油圧に代えて空気圧が用いられるため、
空気圧を供給する部分は油圧を供給する部分に比べて低
い剛性の材料で製作可能になり、油圧が用いられる多自
由度動弁系制御システムに比べて軽量化が図られる。
ムにおいては、油圧に代えて空気圧が用いられるため、
空気圧を供給する部分は油圧を供給する部分に比べて低
い剛性の材料で製作可能になり、油圧が用いられる多自
由度動弁系制御システムに比べて軽量化が図られる。
【００１３】請求項３記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、油圧系の油圧に代えて電磁回路の電磁力
が利用され、油圧制御弁に代えて電磁コイルが用いられ
るため、油圧又は空気圧を供給する部分に比べて低い剛
性の材料で製作可能になり、油圧又は空気圧が用いられ
る多自由度動弁系制御システムに比べて軽量化が図られ
る。
ムにおいては、油圧系の油圧に代えて電磁回路の電磁力
が利用され、油圧制御弁に代えて電磁コイルが用いられ
るため、油圧又は空気圧を供給する部分に比べて低い剛
性の材料で製作可能になり、油圧又は空気圧が用いられ
る多自由度動弁系制御システムに比べて軽量化が図られ
る。
【００１４】請求項４記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、油圧制御弁の開閉によって作動される吸
気バルブ又は排気バルブの開弁時期と閉弁時期、及びリ
フト量が検出され、バルブの要求開弁時期に対する実際
の開弁時期のずれ時間と、要求閉弁時期に対する実際の
閉弁時期のずれ時間と、バルブの要求リフト量に対する
実際のリフト量のずれ量とが算出される。また、油圧制
御弁へ開放信号が出された時期に対するバルブの開弁時
期の開弁遅れ時間と、油圧制御弁へ閉鎖信号が出された
時期に対するバルブの閉弁時期の閉弁遅れ時間とが算出
され、次のサイクルのバルブの実際の開弁時期を要求開
弁時期に、次のサイクルのバルブの実際の閉弁時期を要
求閉弁時期に、及び次のサイクルのバルブの実際のリフ
ト量を要求リフト量に補正調節するために、算出された
ずれ時間と、リフトのずれ量と、開弁遅れ時間と、閉弁
遅れ時間とに従って、次のサイクルに油圧制御弁へ開放
信号及び閉鎖信号が出される時期が変更される。
ムにおいては、油圧制御弁の開閉によって作動される吸
気バルブ又は排気バルブの開弁時期と閉弁時期、及びリ
フト量が検出され、バルブの要求開弁時期に対する実際
の開弁時期のずれ時間と、要求閉弁時期に対する実際の
閉弁時期のずれ時間と、バルブの要求リフト量に対する
実際のリフト量のずれ量とが算出される。また、油圧制
御弁へ開放信号が出された時期に対するバルブの開弁時
期の開弁遅れ時間と、油圧制御弁へ閉鎖信号が出された
時期に対するバルブの閉弁時期の閉弁遅れ時間とが算出
され、次のサイクルのバルブの実際の開弁時期を要求開
弁時期に、次のサイクルのバルブの実際の閉弁時期を要
求閉弁時期に、及び次のサイクルのバルブの実際のリフ
ト量を要求リフト量に補正調節するために、算出された
ずれ時間と、リフトのずれ量と、開弁遅れ時間と、閉弁
遅れ時間とに従って、次のサイクルに油圧制御弁へ開放
信号及び閉鎖信号が出される時期が変更される。
【００１５】この場合、バルブの使用状況の変化によっ
てバルブの開弁遅れ時間、閉弁遅れ時間、及びリフト量
が変化しても、前のサイクルで検出及び算出されたデー
タに基づいて次のサイクルのバルブ及び油圧制御弁が制
御されるために、常にバルブの目標とする最適な開弁時
期、閉弁時期、及びリフト量が得られる。
てバルブの開弁遅れ時間、閉弁遅れ時間、及びリフト量
が変化しても、前のサイクルで検出及び算出されたデー
タに基づいて次のサイクルのバルブ及び油圧制御弁が制
御されるために、常にバルブの目標とする最適な開弁時
期、閉弁時期、及びリフト量が得られる。
【００１６】請求項５記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、ギャップセンサが一部をテーパ状に加工
されたバルブステムとのギャップを連続して検出するた
めに、単一のセンサによって、バルブの開弁時期と閉弁
時期及びリフト量を検出することができる。
ムにおいては、ギャップセンサが一部をテーパ状に加工
されたバルブステムとのギャップを連続して検出するた
めに、単一のセンサによって、バルブの開弁時期と閉弁
時期及びリフト量を検出することができる。
【００１７】請求項６記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、ピックアップコイルが磁化されたバルブ
ステムの一部から発生する磁力線の変化を連続して検出
するために、バルブステムの汚れ又は摩耗に関係なく、
バルブの開弁時期と閉弁時期及びリフト量を正確に検出
することができる。
ムにおいては、ピックアップコイルが磁化されたバルブ
ステムの一部から発生する磁力線の変化を連続して検出
するために、バルブステムの汚れ又は摩耗に関係なく、
バルブの開弁時期と閉弁時期及びリフト量を正確に検出
することができる。
【００１８】請求項７記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、バルブの位置によって付勢力が変化する
スプリングの座金に取付けられた圧電素子は前記付勢力
を連続して検出するために、エンジンルームが磁気を帯
びている場合にも、バルブの開弁時期と閉弁時期及びリ
フト量を検出することができる。
ムにおいては、バルブの位置によって付勢力が変化する
スプリングの座金に取付けられた圧電素子は前記付勢力
を連続して検出するために、エンジンルームが磁気を帯
びている場合にも、バルブの開弁時期と閉弁時期及びリ
フト量を検出することができる。
【００１９】請求項８記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、ギャップセンサは段付き加工されたバル
ブステムの一部とのギャップを検出するために、バルブ
ステムに少なくとも一つの不連続表面が存在するだけ
で、バルブの開弁時期と閉弁時期を検出することができ
る。
ムにおいては、ギャップセンサは段付き加工されたバル
ブステムの一部とのギャップを検出するために、バルブ
ステムに少なくとも一つの不連続表面が存在するだけ
で、バルブの開弁時期と閉弁時期を検出することができ
る。
【００２０】請求項９記載の多自由度動弁系制御システ
ムにおいては、電気回路はバルブが閉弁位置にあるとき
に導通するために、高価なセンサの代わりに安価な電気
回路を使用して、バルブの開弁時期と閉弁時期を検出す
ることができる。
ムにおいては、電気回路はバルブが閉弁位置にあるとき
に導通するために、高価なセンサの代わりに安価な電気
回路を使用して、バルブの開弁時期と閉弁時期を検出す
ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
動弁系制御システムを詳細に説明する。図１は、本発明
の動弁系制御システムの一つの実施形態の構成の概略を
示す。図１に示すように、実施形態としての動弁系制御
システムは、油圧系の油圧により開弁位置と閉弁位置と
の間で往復動するように駆動される内燃機関用の吸気バ
ルブ又は排気バルブ３と、それ自体は固定されて内部の
油圧ピストンによりバルブ３を駆動する油圧シリンダ４
と、バルブ３のステムを保持して摺動案内するバルブガ
イド５と、油圧系に組み込まれて、開放位置及び閉鎖位
置をとり得る油圧制御弁１と、油圧制御弁１に開放信号
及び閉鎖信号を送る動弁制御ＥＣＵ（電子式制動装置）
８と、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置にある
か、或いは閉弁位置にあるかという位置と、バルブ３の
リフト量とを検出するバルブリフトセンサ７とを具備す
る。
動弁系制御システムを詳細に説明する。図１は、本発明
の動弁系制御システムの一つの実施形態の構成の概略を
示す。図１に示すように、実施形態としての動弁系制御
システムは、油圧系の油圧により開弁位置と閉弁位置と
の間で往復動するように駆動される内燃機関用の吸気バ
ルブ又は排気バルブ３と、それ自体は固定されて内部の
油圧ピストンによりバルブ３を駆動する油圧シリンダ４
と、バルブ３のステムを保持して摺動案内するバルブガ
イド５と、油圧系に組み込まれて、開放位置及び閉鎖位
置をとり得る油圧制御弁１と、油圧制御弁１に開放信号
及び閉鎖信号を送る動弁制御ＥＣＵ（電子式制動装置）
８と、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置にある
か、或いは閉弁位置にあるかという位置と、バルブ３の
リフト量とを検出するバルブリフトセンサ７とを具備す
る。
【００２２】図２は動弁制御ＥＣＵ（電子制御装置）か
ら油圧制御弁に出された開放信号９１及び閉鎖信号９２
を示す曲線と、バルブリフトセンサが検出したバルブの
開弁時期９３及び閉弁時期９４と、リフト量９５とを示
すタイムチャートである。開放信号９１が出された時期
から開弁時期９３までが開弁遅れ時間９６であり、閉鎖
信号９２が出された時期から閉弁時期９４までが閉弁遅
れ時間９７である。
ら油圧制御弁に出された開放信号９１及び閉鎖信号９２
を示す曲線と、バルブリフトセンサが検出したバルブの
開弁時期９３及び閉弁時期９４と、リフト量９５とを示
すタイムチャートである。開放信号９１が出された時期
から開弁時期９３までが開弁遅れ時間９６であり、閉鎖
信号９２が出された時期から閉弁時期９４までが閉弁遅
れ時間９７である。
【００２３】エンジンの負荷（アクセル開度）と回転数
の信号が、（図示されない）エンジン制御ＥＣＵに入力
されると、エンジン制御ＥＣＵは、メモリに予め記憶さ
れている入力値に対応する所定の要求開弁時期と要求閉
弁時期、及び所定の要求リフト量を目標値として動弁制
御ＥＣＵ８に出力する。
の信号が、（図示されない）エンジン制御ＥＣＵに入力
されると、エンジン制御ＥＣＵは、メモリに予め記憶さ
れている入力値に対応する所定の要求開弁時期と要求閉
弁時期、及び所定の要求リフト量を目標値として動弁制
御ＥＣＵ８に出力する。
【００２４】続いて、動弁制御ＥＣＵ８は、所定の時期
に油圧制御弁１に対して開放信号を送り出し、更に所定
時間の後に、油圧制御弁１に対して閉鎖信号を送り出
す。バルブリフトセンサ７は、バルブ３が実際に開弁及
び閉弁した時期と、バルブ３のリフト量とを検出し、そ
の結果を動弁制御ＥＣＵ８に送る。
に油圧制御弁１に対して開放信号を送り出し、更に所定
時間の後に、油圧制御弁１に対して閉鎖信号を送り出
す。バルブリフトセンサ７は、バルブ３が実際に開弁及
び閉弁した時期と、バルブ３のリフト量とを検出し、そ
の結果を動弁制御ＥＣＵ８に送る。
【００２５】動弁制御ＥＣＵ８は、油圧制御弁１に開放
信号を送り出した時期とバルブリフトセンサ７から開弁
位置検出信号を受け取った時期とから、吸気バルブ又は
排気バルブ３の開弁遅れ時間を算出し、開弁位置検出信
号を受け取る時期が目標開弁時期になるように、前記開
弁遅れ時間と、バルブリフトセンサ７の出力から算出さ
れた前のサイクルの開弁速度とに従って、次のサイクル
で開放信号を送り出す時期を補正する。更に動弁制御Ｅ
ＣＵ８は、油圧制御弁１に閉鎖信号を送り出した時期と
バルブリフトセンサ７から閉弁位置検出信号を受け取っ
た時期とから、吸気バルブ又は排気バルブ３の閉弁遅れ
時間を算出し、閉弁位置検出信号を受け取る時期が目標
閉弁時期になるように、前記閉弁遅れ時間と、バルブリ
フトセンサ７の出力から算出された前のサイクルの閉弁
速度とに従って、次のサイクルで閉弁信号を送り出す時
期を補正する。
信号を送り出した時期とバルブリフトセンサ７から開弁
位置検出信号を受け取った時期とから、吸気バルブ又は
排気バルブ３の開弁遅れ時間を算出し、開弁位置検出信
号を受け取る時期が目標開弁時期になるように、前記開
弁遅れ時間と、バルブリフトセンサ７の出力から算出さ
れた前のサイクルの開弁速度とに従って、次のサイクル
で開放信号を送り出す時期を補正する。更に動弁制御Ｅ
ＣＵ８は、油圧制御弁１に閉鎖信号を送り出した時期と
バルブリフトセンサ７から閉弁位置検出信号を受け取っ
た時期とから、吸気バルブ又は排気バルブ３の閉弁遅れ
時間を算出し、閉弁位置検出信号を受け取る時期が目標
閉弁時期になるように、前記閉弁遅れ時間と、バルブリ
フトセンサ７の出力から算出された前のサイクルの閉弁
速度とに従って、次のサイクルで閉弁信号を送り出す時
期を補正する。
【００２６】つまり、動弁制御ＥＣＵ８は、バルブリフ
トセンサ７によって検出された開弁時期が要求開弁時期
よりも遅い場合に、油圧制御弁１に対して開放信号を送
り出す時期を早め、バルブリフトセンサ７によって検出
された閉弁時期が要求閉弁時期よりも遅い場合に、油圧
制御弁１に対して閉鎖信号を送り出す時期を早め、バル
ブリフトセンサ７によって検出された開弁時期が要求開
弁時期よりも早い場合に、油圧制御弁１に対して開放信
号を送り出す時期を遅くし、バルブリフトセンサ７によ
って検出された閉弁時期が要求閉弁時期よりも早い場合
に、油圧制御弁１に対して閉鎖信号を送り出す時期を遅
くする。更に動弁制御ＥＣＵ８は、バルブリフトセンサ
７によって検出されたリフト量が要求リフト量よりも小
さい場合に、油圧制御弁１の開放時間を長くし、バルブ
リフトセンサ７によって検出されたリフト量が要求リフ
ト量よりも大きい場合に、油圧制御弁１の開放時間を短
くする。
トセンサ７によって検出された開弁時期が要求開弁時期
よりも遅い場合に、油圧制御弁１に対して開放信号を送
り出す時期を早め、バルブリフトセンサ７によって検出
された閉弁時期が要求閉弁時期よりも遅い場合に、油圧
制御弁１に対して閉鎖信号を送り出す時期を早め、バル
ブリフトセンサ７によって検出された開弁時期が要求開
弁時期よりも早い場合に、油圧制御弁１に対して開放信
号を送り出す時期を遅くし、バルブリフトセンサ７によ
って検出された閉弁時期が要求閉弁時期よりも早い場合
に、油圧制御弁１に対して閉鎖信号を送り出す時期を遅
くする。更に動弁制御ＥＣＵ８は、バルブリフトセンサ
７によって検出されたリフト量が要求リフト量よりも小
さい場合に、油圧制御弁１の開放時間を長くし、バルブ
リフトセンサ７によって検出されたリフト量が要求リフ
ト量よりも大きい場合に、油圧制御弁１の開放時間を短
くする。
【００２７】エンジンの作動中、エンジンの作動条件は
常に変化する。油圧機構の油温が上昇して粘性が低下す
ると、オイルの流れが円滑になるために、油圧制御弁１
の開放信号又は閉鎖信号の出された時期に対するバルブ
３の開弁時期又は閉弁時期の遅れ時間は短くなる。又、
油圧シリンダ４の油密性が悪化すると遅れ時間は長くな
る。摩耗や熱変形によりバルブガイド５とバルブ３の摺
動部の摺動抵抗が変化すると、遅れ時間は変化する。
常に変化する。油圧機構の油温が上昇して粘性が低下す
ると、オイルの流れが円滑になるために、油圧制御弁１
の開放信号又は閉鎖信号の出された時期に対するバルブ
３の開弁時期又は閉弁時期の遅れ時間は短くなる。又、
油圧シリンダ４の油密性が悪化すると遅れ時間は長くな
る。摩耗や熱変形によりバルブガイド５とバルブ３の摺
動部の摺動抵抗が変化すると、遅れ時間は変化する。
【００２８】しかしながら、図１に示す本発明の実施形
態としての動弁系制御システムでは、エンジンの作動の
間中、バルブリフトセンサ７からの出力に対する油圧制
御弁１のフィードバック制御が続けられるために、常に
バルブ３の最適な開弁時期及び閉弁時期と、リフト量と
が得られる。なお、油圧制御弁１の開放信号及び閉鎖信
号は、実際のバルブのリフト量と、バルブの開弁時期及
び閉弁時期の遅れ時間を考慮して、早めに動弁制御ＥＣ
Ｕ８から発信される。
態としての動弁系制御システムでは、エンジンの作動の
間中、バルブリフトセンサ７からの出力に対する油圧制
御弁１のフィードバック制御が続けられるために、常に
バルブ３の最適な開弁時期及び閉弁時期と、リフト量と
が得られる。なお、油圧制御弁１の開放信号及び閉鎖信
号は、実際のバルブのリフト量と、バルブの開弁時期及
び閉弁時期の遅れ時間を考慮して、早めに動弁制御ＥＣ
Ｕ８から発信される。
【００２９】本発明のこの好適な実施形態では、バルブ
の開弁時期及び閉弁時期とリフト量とが検出されるが、
他の好適な実施形態では、目的に応じて、バルブの開弁
時期及び閉弁時期とリフト量とのいずれか一方のみが検
出されるようにすることも可能である。
の開弁時期及び閉弁時期とリフト量とが検出されるが、
他の好適な実施形態では、目的に応じて、バルブの開弁
時期及び閉弁時期とリフト量とのいずれか一方のみが検
出されるようにすることも可能である。
【００３０】更に本発明のこの好適な実施形態では、バ
ルブの駆動源として油圧が使用されているが、図示され
ないが、他の好適な実施形態では、油圧の代わりに、空
気圧又は電磁力が使用されることも可能である。油圧の
代わりに空気圧が使用される場合、油圧制御弁の代わり
に空気圧制御弁が使用される。油圧の代わりに電磁力が
使用される場合、油圧制御弁の代わりに電磁コイルが使
用される。
ルブの駆動源として油圧が使用されているが、図示され
ないが、他の好適な実施形態では、油圧の代わりに、空
気圧又は電磁力が使用されることも可能である。油圧の
代わりに空気圧が使用される場合、油圧制御弁の代わり
に空気圧制御弁が使用される。油圧の代わりに電磁力が
使用される場合、油圧制御弁の代わりに電磁コイルが使
用される。
【００３１】図５〜図９は、図３のバルブ３及びバルブ
リフトセンサ７を拡大して示すもので、それぞれ本発明
の複数の好適な実施形態を表すものである。
リフトセンサ７を拡大して示すもので、それぞれ本発明
の複数の好適な実施形態を表すものである。
【００３２】図５に示すバルブリフトセンサは、所謂ギ
ャップセンサ３１であって、バルブガイド５に取付けら
れ、バルブステム３０の一部に加工して形成されたテー
パ部分とのギャップを検出し、吸気バルブ又は排気バル
ブ３が開弁位置及び閉弁位置に配置された時期と、吸気
バルブ又は排気バルブ３のリフト量を検出する。
ャップセンサ３１であって、バルブガイド５に取付けら
れ、バルブステム３０の一部に加工して形成されたテー
パ部分とのギャップを検出し、吸気バルブ又は排気バル
ブ３が開弁位置及び閉弁位置に配置された時期と、吸気
バルブ又は排気バルブ３のリフト量を検出する。
【００３３】図６に示すバルブリフトセンサは、ピック
アップコイル４３であって、バルブガイド５に取付けら
れ、バルブステム３０の一部の磁化された部分又はその
部分に取付けられた永久磁石４０から発生される磁力線
の変化を検出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位
置及び閉弁位置に配置された時期と、吸気バルブ又は排
気バルブ３のリフト量を検出する。図６に示したもので
は、永久磁石４０がバルブ３のステム３０に取付けら
れ、ピックアップコイル４３は、バルブ３の閉弁時に永
久磁石４０と最も近接する位置となるようにバルブガイ
ド５に取付けられている。
アップコイル４３であって、バルブガイド５に取付けら
れ、バルブステム３０の一部の磁化された部分又はその
部分に取付けられた永久磁石４０から発生される磁力線
の変化を検出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位
置及び閉弁位置に配置された時期と、吸気バルブ又は排
気バルブ３のリフト量を検出する。図６に示したもので
は、永久磁石４０がバルブ３のステム３０に取付けら
れ、ピックアップコイル４３は、バルブ３の閉弁時に永
久磁石４０と最も近接する位置となるようにバルブガイ
ド５に取付けられている。
【００３４】図７に示すバルブリフトセンサは圧電素子
５２であって、吸気バルブ又は排気バルブ３を閉弁位置
の方に付勢するスプリング６の座金に取付けられ、座金
によって支持されるスプリング６の付勢力を電気的に検
出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及び閉弁
位置にある時期と、吸気バルブ又は排気バルブ３のリフ
ト量を検出する。
５２であって、吸気バルブ又は排気バルブ３を閉弁位置
の方に付勢するスプリング６の座金に取付けられ、座金
によって支持されるスプリング６の付勢力を電気的に検
出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及び閉弁
位置にある時期と、吸気バルブ又は排気バルブ３のリフ
ト量を検出する。
【００３５】図８に示すバルブリフトセンサもギャップ
センサ３１であって、バルブガイド５に取付けられ、バ
ルブステムの一部に形成された段付き部６１とのギャッ
プを検出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及
び閉弁位置に位置する時期を検出する。ステムの段付き
部６１は、閉弁時にギャップセンサ６２に最も近接する
ように配置される。
センサ３１であって、バルブガイド５に取付けられ、バ
ルブステムの一部に形成された段付き部６１とのギャッ
プを検出し、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及
び閉弁位置に位置する時期を検出する。ステムの段付き
部６１は、閉弁時にギャップセンサ６２に最も近接する
ように配置される。
【００３６】図９に示す実施形態では、吸気バルブ又は
排気バルブ３が閉弁位置にあるときに導通して電気回路
７３が形成され、かつ、開弁位置にあるときに遮断され
て電気回路が開路するスイッチを形成することによっ
て、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及び閉弁位
置に配置された時期を検出する。つまりバルブ３及びシ
リンダヘッド７２に設けられたバルブシートは電気伝導
性であるから、これらを接点として利用すると、、バル
ブ３がシリンダヘッド７２のバルブシートに着座する際
に電気回路が導通し、それによってバルブ３が閉弁位置
にあることが検出される。
排気バルブ３が閉弁位置にあるときに導通して電気回路
７３が形成され、かつ、開弁位置にあるときに遮断され
て電気回路が開路するスイッチを形成することによっ
て、吸気バルブ又は排気バルブ３が開弁位置及び閉弁位
置に配置された時期を検出する。つまりバルブ３及びシ
リンダヘッド７２に設けられたバルブシートは電気伝導
性であるから、これらを接点として利用すると、、バル
ブ３がシリンダヘッド７２のバルブシートに着座する際
に電気回路が導通し、それによってバルブ３が閉弁位置
にあることが検出される。
【図１】本発明の動弁系制御システムの一つの実施形態
の概略図である。
の概略図である。
【図２】動弁制御ＥＣＵから油圧制御弁に出された開放
信号及び閉鎖信号を示す曲線と、バルブリフトセンサが
検出したバルブの開弁時期及び閉弁時期と、リフト量と
を示す曲線を表すグラフである。
信号及び閉鎖信号を示す曲線と、バルブリフトセンサが
検出したバルブの開弁時期及び閉弁時期と、リフト量と
を示す曲線を表すグラフである。
【図３】バルブが開弁位置に配置された状態を示す、従
来の動弁系制御システムの概略図である。
来の動弁系制御システムの概略図である。
【図４】バルブが閉弁位置に配置された状態を示す、従
来の動弁系制御システムの概略図である。
来の動弁系制御システムの概略図である。
【図５】図３のバルブ及びバルブリフトセンサの拡大図
である。
である。
【図６】本発明の他の好適な実施形態を示す、図３のバ
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
【図７】本発明の他の好適な実施形態を示す、図３のバ
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
【図８】本発明の他の好適な実施形態を示す、図３のバ
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
【図９】本発明の他の好適な実施形態を示す、図３のバ
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
ルブ及びバルブリフトセンサの拡大図である。
１…油圧制御弁 ２…高圧ポンプ ３…バルブ ４…油圧シリンダ ５…バルブガイド ６…スプリング ７…バルブリフトセンサ ８…動弁制御ＥＣＵ（電子制御装置）
Claims (9)
- 【請求項１】 油圧系の油圧により開弁位置及び閉弁位
置の間で駆動される内燃機関の吸気バルブ又は排気バル
ブと、 前記油圧系に組み込まれて、開放位置及び閉鎖位置をと
り得る油圧制御弁と、 前記油圧制御弁に開放信号及び閉鎖信号を送る制御部と
を具備する多自由度動弁系制御システムにおいて、 前記制御部に電気的に結合された、前記吸気バルブ又は
排気バルブが前記開弁位置に位置するか或いは前記閉弁
位置に位置するかを検出するバルブリフトセンサを設け
て、 前記制御部が、前記油圧制御弁に前記開放信号を送り出
した時期と前記バルブリフトセンサから開弁位置検出信
号を受け取った時期とから、前記開放信号を送り出した
時期に対する前記開弁位置検出信号を受け取った時期の
ずれ時間を算出し、前記油圧制御弁の次の開閉サイクル
の際に、前記ずれ時間分だけ補正した時期に、前記油圧
制御弁に開放信号を送り出すようにすると共に、 前記制御部が、前記油圧制御弁に前記閉鎖信号を送り出
した時期と前記バルブリフトセンサから閉弁位置検出信
号を受け取った時期とから、前記閉鎖信号を送り出した
時期に対する前記閉弁位置検出信号を受け取った時期の
ずれ時間を算出し、前記油圧制御弁の次の開閉サイクル
の際に、前記ずれ時間分だけ補正した時期に、前記油圧
制御弁に閉鎖信号を送り出すようにしたことを特徴とす
る多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の多自由度動弁系制御シス
テムにおいて、油圧に代えて空気圧を用いたことを特徴
とする多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項３】 請求項１記載の多自由度動弁系制御シス
テムにおいて、油圧系の油圧に代えて電磁回路の電磁力
を利用し、油圧制御弁に代えて電磁コイルを用いるよう
にしたことを特徴とする多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項４】 前記バルブリフトセンサが、更に前記吸
気バルブ又は排気バルブのリフト量を検出可能としたこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つの項に
記載の多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項５】 前記バルブリフトセンサが、ギャップセ
ンサとしてバルブガイドに取付けられ、一部をテーパ状
に加工されたバルブステムとのギャップを検出し、前記
吸気バルブ又は排気バルブが前記開弁位置及び前記閉弁
位置にある時期と、前記吸気バルブ又は排気バルブのリ
フト量を検出することができるようにしたことを特徴と
する請求項４に記載の多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項６】 前記バルブリフトセンサが、ピックアッ
プコイルとしてバルブガイドに取付けられ、磁化された
バルブステムの一部から発生する磁力線の変化を検出
し、前記吸気バルブ又は排気バルブが前記開弁位置及び
前記閉弁位置にある時期と、前記吸気バルブ又は排気バ
ルブのリフト量を検出することができるようにしたこと
を特徴とする請求項４に記載の多自由度動弁系制御シス
テム。 - 【請求項７】 前記バルブリフトセンサが、圧電素子か
らなり、かつ前記吸気バルブ又は排気バルブを前記閉弁
位置の方に付勢するスプリングの座金に取付けられ、前
記座金によって支持される前記スプリングの付勢力を検
出し、前記吸気バルブ又は排気バルブが前記開弁位置及
び前記閉弁位置にある時期と、前記吸気バルブ又は排気
バルブのリフト量を検出するようにしたことを特徴とす
る請求項４に記載の多自由度動弁系制御システム。 - 【請求項８】 前記バルブリフトセンサが、ギャップセ
ンサとしてバルブガイドに取付けられ、段付き加工され
たバルブステムの一部とのギャップを検出し、前記吸気
バルブ又は排気バルブが前記開弁位置及び前記閉弁位置
にある時期を検出するようにしたことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか一つの項に記載の多自由度動弁
系制御システム。 - 【請求項９】 前記吸気バルブ又は排気バルブが前記閉
弁位置にあるときに電気回路が形成されることによっ
て、前記吸気バルブ又は排気バルブが前記開弁位置及び
前記閉弁位置にある時期を検出することができるように
したことを特徴とする請求項１に記載の多自由度動弁系
制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221696A JP3831778B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 多自由度動弁系制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221696A JP3831778B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 多自由度動弁系制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329009A true JPH09329009A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3831778B2 JP3831778B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=15535623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15221696A Expired - Fee Related JP3831778B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 多自由度動弁系制御システム |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3831778B2 (ja) |
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- 1996-06-13 JP JP15221696A patent/JP3831778B2/ja not_active Expired - Fee Related
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