JPH11101109A - 内燃機関のバルブタイミング制御機構 - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング制御機構Info
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- JPH11101109A JPH11101109A JP9265218A JP26521897A JPH11101109A JP H11101109 A JPH11101109 A JP H11101109A JP 9265218 A JP9265218 A JP 9265218A JP 26521897 A JP26521897 A JP 26521897A JP H11101109 A JPH11101109 A JP H11101109A
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- Japan
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- valve
- control mechanism
- internal combustion
- combustion engine
- timing control
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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
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
- F01L9/22—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by rotary motors
-
- 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
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフト初期および着座時の緩衝機能を保証で
き、高精度で応答性がよく、高い信頼性をもった電磁式
可変動弁を提供すること。 【解決手段】 タペット１５には、揺動カム１４が隣接
して設けられており、この揺動カム１４を介して、アク
チュエータのアーマチュア１１の往復動が、バルブ１７
をリフトさせる構成となっている。また、この揺動カム
１４は、角度センサにより揺動角を検出され、所定のバ
ルブリフトを行っているかの確認（フィードバック）が
与えられる。
き、高精度で応答性がよく、高い信頼性をもった電磁式
可変動弁を提供すること。 【解決手段】 タペット１５には、揺動カム１４が隣接
して設けられており、この揺動カム１４を介して、アク
チュエータのアーマチュア１１の往復動が、バルブ１７
をリフトさせる構成となっている。また、この揺動カム
１４は、角度センサにより揺動角を検出され、所定のバ
ルブリフトを行っているかの確認（フィードバック）が
与えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
タイミング制御機構に関する。
タイミング制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に示すのは、本発明のベースとなる
電磁式可変動弁の公知例である。図７において、アーマ
チュア１はソレノイド２ａ，２ｂにより交互に引き付け
られ、バルブ７を開閉する。
電磁式可変動弁の公知例である。図７において、アーマ
チュア１はソレノイド２ａ，２ｂにより交互に引き付け
られ、バルブ７を開閉する。
【０００３】同様のメカニズムで開閉する燃料噴射弁な
どの場合は、リフト、可動部分の質量が共に極めて小さ
いために、単に電磁力による強制的な開閉駆動を行って
も音振の発生は少なく、衝撃による摩耗の発生も問題に
ならないが、動弁系の場合は、リフト、質量が共に桁違
いに大となる。カム機構と同等レベルまで着座音を低減
するには、着座ダンパー、あるいは、リフトのＦ／Ｂ制
御を前提とした緩衝制御が不可欠である。
どの場合は、リフト、可動部分の質量が共に極めて小さ
いために、単に電磁力による強制的な開閉駆動を行って
も音振の発生は少なく、衝撃による摩耗の発生も問題に
ならないが、動弁系の場合は、リフト、質量が共に桁違
いに大となる。カム機構と同等レベルまで着座音を低減
するには、着座ダンパー、あるいは、リフトのＦ／Ｂ制
御を前提とした緩衝制御が不可欠である。
【０００４】ところで、電磁的に着座位置を検出して緩
衝制御を行う場合、着座位置の検出精度、緩衝の制御安
定性確保が課題となる。これには、バルブシート摩耗、
熱膨張量などを直接、間接的に把握し、着座間際の所定
のリフトから、ソレノイドの通電制御によって減速制御
し、所定の速度範囲で着座させることが必要となる。
衝制御を行う場合、着座位置の検出精度、緩衝の制御安
定性確保が課題となる。これには、バルブシート摩耗、
熱膨張量などを直接、間接的に把握し、着座間際の所定
のリフトから、ソレノイドの通電制御によって減速制御
し、所定の速度範囲で着座させることが必要となる。
【０００５】図７の場合は、スプリング３ａ，３ｂの作
用で、着座位置付近ではバルブ７が減速される原理とな
っており、温度、バルブ前後差圧等が安定した、一定振
幅の定常条件では、相当のレベルまでマッチング可能で
あるが、始動時など、過渡的な条件では、精度を出すの
は困難である。
用で、着座位置付近ではバルブ７が減速される原理とな
っており、温度、バルブ前後差圧等が安定した、一定振
幅の定常条件では、相当のレベルまでマッチング可能で
あるが、始動時など、過渡的な条件では、精度を出すの
は困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この着座緩衝の問題に
ついて課題を考えると、以下の項目が挙げられる。 （１）ソレノイドの制御安定性 − ソレノイド温度・
電圧、バルブ駆動力（摩擦抵抗、スプリング力、筒内
圧）等のＦ／Ｂ制御と学習制御（あらゆる条件でのマッ
チングは困難）の信頼性。 （２）バルブ単体の摩耗量、摩擦抵抗、熱膨張、ソレノ
イドなどの量産バラツキ。 （３）各バルブ（４個／気筒）へのセンサ装着とＦ／Ｂ
制御が必要。 （４）始動時などの制御対応始動時は、摩擦抵抗、熱膨
張量、ソレノイドの特性変化をＦ／Ｂなしに、瞬時に検
出して着座制御を行うことが必要。バルブ停止後の中・
高速でのリフト開始も同様。 （５）過渡時の制御対応 − 急加速・急制御時のＦ／
Ｂ制御の安定性（クランク角との時間スケールのズ
レ）。 （６）振動の影響 − エンジンの振動、スプリング振
動等の影響。 （７）外乱要因に対する安定性 − カーボン噛み込み
時の着座位置のＦ／Ｂエラーの可能性など。 （８）開閉タイミングと緩衝制御の両立 − 着座速度
とタイミングの両者について、常にＦ／Ｂ制御を行うこ
とが必要。
ついて課題を考えると、以下の項目が挙げられる。 （１）ソレノイドの制御安定性 − ソレノイド温度・
電圧、バルブ駆動力（摩擦抵抗、スプリング力、筒内
圧）等のＦ／Ｂ制御と学習制御（あらゆる条件でのマッ
チングは困難）の信頼性。 （２）バルブ単体の摩耗量、摩擦抵抗、熱膨張、ソレノ
イドなどの量産バラツキ。 （３）各バルブ（４個／気筒）へのセンサ装着とＦ／Ｂ
制御が必要。 （４）始動時などの制御対応始動時は、摩擦抵抗、熱膨
張量、ソレノイドの特性変化をＦ／Ｂなしに、瞬時に検
出して着座制御を行うことが必要。バルブ停止後の中・
高速でのリフト開始も同様。 （５）過渡時の制御対応 − 急加速・急制御時のＦ／
Ｂ制御の安定性（クランク角との時間スケールのズ
レ）。 （６）振動の影響 − エンジンの振動、スプリング振
動等の影響。 （７）外乱要因に対する安定性 − カーボン噛み込み
時の着座位置のＦ／Ｂエラーの可能性など。 （８）開閉タイミングと緩衝制御の両立 − 着座速度
とタイミングの両者について、常にＦ／Ｂ制御を行うこ
とが必要。
【０００７】このような課題を制御のみで克服するのは
困難であり、本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたものである。
困難であり、本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、内燃機関のバルブタイミング制御機構に
おいて、アーマチュアを電磁力により往復動させる一対
のソレノイドと、アーマチュアを付勢支持する一対のス
プリングと、アーマチュアの往復動により駆動される揺
動カムを備え、機関運転条件に対応して、ソレノイドへ
の通電タイミング、期間を可変制御し、揺動カムを介し
てバルブをリフトさせることを特徴とする。
決するために、内燃機関のバルブタイミング制御機構に
おいて、アーマチュアを電磁力により往復動させる一対
のソレノイドと、アーマチュアを付勢支持する一対のス
プリングと、アーマチュアの往復動により駆動される揺
動カムを備え、機関運転条件に対応して、ソレノイドへ
の通電タイミング、期間を可変制御し、揺動カムを介し
てバルブをリフトさせることを特徴とする。
【０００９】また、上記内燃機関のバルブタイミング制
御機構において、揺動カムの駆動力をタペットまたはロ
ッカーアームを介してバルブに伝達すると共に、揺動カ
ムとタペットまたはロッカーアームのフォロアとの間に
は、バルブがリフトしていない状態において、クリアラ
ンスを有するものとし、揺動カムに所定の揺動角の間は
リフトをさせない円弧部分を形成したことを特徴とす
る。
御機構において、揺動カムの駆動力をタペットまたはロ
ッカーアームを介してバルブに伝達すると共に、揺動カ
ムとタペットまたはロッカーアームのフォロアとの間に
は、バルブがリフトしていない状態において、クリアラ
ンスを有するものとし、揺動カムに所定の揺動角の間は
リフトをさせない円弧部分を形成したことを特徴とす
る。
【００１０】また、上記内燃機関のバルブタイミング制
御機構において、揺動カムは、カム部と揺動中心に支点
を与えるロッカーシャフトから構成されると共に、ロッ
カーシャフト中心はタペット中心からオフセットさせ、
揺動カムがバルブに最大リフトを与える条件において、
バルブ軸心の延長線近傍で揺動カムとタペットが接触す
るように構成したことを特徴とする。
御機構において、揺動カムは、カム部と揺動中心に支点
を与えるロッカーシャフトから構成されると共に、ロッ
カーシャフト中心はタペット中心からオフセットさせ、
揺動カムがバルブに最大リフトを与える条件において、
バルブ軸心の延長線近傍で揺動カムとタペットが接触す
るように構成したことを特徴とする。
【００１１】また、上記内燃機関のバルブタイミング制
御機構において、揺動カム先端が、アーマチュア側に位
置するように構成したことを特徴とする。
御機構において、揺動カム先端が、アーマチュア側に位
置するように構成したことを特徴とする。
【００１２】さらに、上記内燃機関のバルブタイミング
制御機構において、揺動カムの回転角を検出して、バル
ブリフトを求め、電磁アクチュエータのフィードバック
制御を行うようにしたことを特徴とする。
制御機構において、揺動カムの回転角を検出して、バル
ブリフトを求め、電磁アクチュエータのフィードバック
制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明による内燃機関のバ
ルブタイミング制御機構の実施の形態を添付図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明による内燃機関の
バルブタイミング制御機構の一実施の形態を示す図であ
る。
ルブタイミング制御機構の実施の形態を添付図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明による内燃機関の
バルブタイミング制御機構の一実施の形態を示す図であ
る。
【００１４】まず、図１を用いて構成を説明する。タペ
ット１５には、図示するような揺動カム１４が隣接して
設けられており、この揺動カム１４を介して、アクチュ
エータのアーマチュア１１の往復動が、バルブ１７をリ
フトさせる構成となっている。また、この揺動カム１４
は、図示するような角度センサにより揺動角を検出さ
れ、所定のバルブリフトを行っているかの確認（フィー
ドバック）が与えられる。
ット１５には、図示するような揺動カム１４が隣接して
設けられており、この揺動カム１４を介して、アクチュ
エータのアーマチュア１１の往復動が、バルブ１７をリ
フトさせる構成となっている。また、この揺動カム１４
は、図示するような角度センサにより揺動角を検出さ
れ、所定のバルブリフトを行っているかの確認（フィー
ドバック）が与えられる。
【００１５】図２に示すのは、バルブ１７がリフトして
いない場合の例であり、アクチュエータのアーマチュア
１１は、ソレノイド１２ａに引き付けられており、揺動
カム１４の円弧部分が所定のクリアランスをもって、タ
ペット１５に摺接している。この状態から、アーマチュ
ア１１が図中右方に移動すると、図３に示すように、揺
動カム１４はカムプロフィールのリフト開始部におい
て、タペット１５と当接し、リフトが開始する。
いない場合の例であり、アクチュエータのアーマチュア
１１は、ソレノイド１２ａに引き付けられており、揺動
カム１４の円弧部分が所定のクリアランスをもって、タ
ペット１５に摺接している。この状態から、アーマチュ
ア１１が図中右方に移動すると、図３に示すように、揺
動カム１４はカムプロフィールのリフト開始部におい
て、タペット１５と当接し、リフトが開始する。
【００１６】ところで、カムには、通常、緩衝曲線をも
ってタペットをリフト開始させるようにリフト特性が設
定されており、揺動カム１４の回転の初期においては、
急激なリフト開始は防止される。
ってタペットをリフト開始させるようにリフト特性が設
定されており、揺動カム１４の回転の初期においては、
急激なリフト開始は防止される。
【００１７】図４は、フルリフト時の状態で、アーマチ
ュア１１はソレノイド１２ｂに吸引されており、揺動カ
ム１４は図示の状態でホールドされる。バルブリフトを
減少させるには、ソレノイド１２ｂの通電を解除して、
アーマチュア１１を図中左方に移動させ、移動方向は逆
になるが、図３に示される位置で、カムの緩衝曲線によ
って滑らかに着座することができる。
ュア１１はソレノイド１２ｂに吸引されており、揺動カ
ム１４は図示の状態でホールドされる。バルブリフトを
減少させるには、ソレノイド１２ｂの通電を解除して、
アーマチュア１１を図中左方に移動させ、移動方向は逆
になるが、図３に示される位置で、カムの緩衝曲線によ
って滑らかに着座することができる。
【００１８】以上説明したように、リフト初期および着
座時の緩衝機能は、揺動カムによって、従来のカムと同
等の機械的信頼性をもって確実に保証することができ
る。そのため、アクチュエータとしては、作動タイミン
グの精度・応答性のみの確保に集中すればよく、高精度
で応答性がよく、高い信頼性をもった電磁式可変動弁が
可能となる。
座時の緩衝機能は、揺動カムによって、従来のカムと同
等の機械的信頼性をもって確実に保証することができ
る。そのため、アクチュエータとしては、作動タイミン
グの精度・応答性のみの確保に集中すればよく、高精度
で応答性がよく、高い信頼性をもった電磁式可変動弁が
可能となる。
【００１９】図５に示すのは、揺動カム１４の取り付け
状態を逆し、コンパンクト化を図った実施の形態であ
る。
状態を逆し、コンパンクト化を図った実施の形態であ
る。
【００２０】又、図６は、ロッカーアームタイプの動弁
系に本発明を適用した場合の実施の形態である。図中、
符号１８はロッカーアーム、１９はフォロワ、２０はピ
ボットである。
系に本発明を適用した場合の実施の形態である。図中、
符号１８はロッカーアーム、１９はフォロワ、２０はピ
ボットである。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上のような特徴をもつ構成
としているため、リフト初期および着座時の緩衝機能を
保証でき、高精度で応答性がよく、高い信頼性をもった
電磁式可変動弁を提供することができる。
としているため、リフト初期および着座時の緩衝機能を
保証でき、高精度で応答性がよく、高い信頼性をもった
電磁式可変動弁を提供することができる。
【図１】本発明による内燃機関のバルブタイミング制御
機構の一実施の形態の構成を示す図である。
機構の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態の説明図である。
【図３】一実施の形態の説明図である。
【図４】一実施の形態の説明図である。
【図５】他の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】他の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】従来技術による電磁動弁の構成を示す図であ
る。
る。
１１ アーマチュア １２ａ，１２ｂ ソレノイド １３ａ，１３ｂ スプリング １４ 揺動カム １５ タペット １６ ロッカーシャフト １７ バルブ １８ ロッカーアーム １９ フォロワ ２０ ピボット
Claims (5)
- 【請求項１】 アーマチュアを電磁力により往復動させ
る一対のソレノイドと、前記アーマチュアを付勢支持す
る一対のスプリングと、前記アーマチュアの往復動によ
り駆動される揺動カムを備え、機関運転条件に対応し
て、前記ソレノイドへの通電タイミング、期間を可変制
御し、揺動カムを介してバルブをリフトさせることを特
徴とする内燃機関のバルブタイミング制御機構。 - 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイ
ミング制御機構において、 前記揺動カムの駆動力をタペットまたはロッカーアーム
を介してバルブに伝達すると共に、前記揺動カムと前記
タペットまたは前記ロッカーアームのフォロアとの間に
は、バルブがリフトしていない状態において、クリアラ
ンスを有するものとし、前記揺動カムに所定の揺動角の
間はリフトをさせない円弧部分を形成したことを特徴と
する内燃機関のバルブタイミング制御機構。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の内燃機関のバ
ルブタイミング制御機構において、 前記揺動カムは、カム部と揺動中心に支点を与えるロッ
カーシャフトから構成されると共に、前記ロッカーシャ
フト中心は前記タペット中心からオフセットさせ、前記
揺動カムが前記バルブに最大リフトを与える条件におい
て、バルブ軸心の延長線近傍で前記揺動カムと前記タペ
ットが接触するように構成したことを特徴とする内燃機
関のバルブタイミング制御機構。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃
機関のバルブタイミング制御機構において、 前記揺動カム先端が、前記アーマチュア側に位置するよ
うに構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミ
ング制御機構。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃
機関のバルブタイミング制御機構において、 前記揺動カムの回転角を検出して、バルブリフトを求
め、前記電磁アクチュエータのフィードバック制御を行
うようにしたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミ
ング制御機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26521897A JP3807051B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 内燃機関のバルブタイミング制御機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26521897A JP3807051B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 内燃機関のバルブタイミング制御機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101109A true JPH11101109A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3807051B2 JP3807051B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=17414174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26521897A Expired - Fee Related JP3807051B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 内燃機関のバルブタイミング制御機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3807051B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001263103A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の可変動弁装置の制御装置 |
| WO2009053217A1 (de) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Brennkraftmaschine |
| JP2011137414A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Koyama Garage:Kk | エンジン可変動弁装置 |
| WO2025027734A1 (ja) * | 2023-07-31 | 2025-02-06 | 株式会社石川エナジーリサーチ | エンジン |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26521897A patent/JP3807051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001263103A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の可変動弁装置の制御装置 |
| WO2009053217A1 (de) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Brennkraftmaschine |
| JP2011137414A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Koyama Garage:Kk | エンジン可変動弁装置 |
| WO2025027734A1 (ja) * | 2023-07-31 | 2025-02-06 | 株式会社石川エナジーリサーチ | エンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3807051B2 (ja) | 2006-08-09 |
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