JPS6011610A - バルブ作動制御装置 - Google Patents

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】 本発明は内燃エンジンに装備されたバルブ休止装置に関
し、特にバルブ休止装置の制御装置に関する。

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って開閉される
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、これに伴っ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、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
きろようにしたり、吸気吹き抜けを減少したりする方法
が一般に行なわれている。

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（スロットル弁）の弁
開度Ｏｔｈ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っても低回転運転
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
。

しかし、エンジンを無負荷状態で運転する場合、例えば
車輌搭載用のエンジンにおいてクラッチを解離し又は変
速機をニュートラルにしてエンジンの出力軸と駆動輪と
の間の動力伝達を遮断した状態でエンジンを運転する場
合には、エンジン出力はスナップ等が十分できるだけ有
ればエンジン性能は満足される。

このようなときには、エンジン回転数が高回転数であっ
ても休止バルブ状態でエンジンを運転すれば十分である
。さらに、無負荷スナップでのエンジン回転数の立上り
応答時間は非常に早いので、所定回転数Ｎ１に達した時
にバルブ休止装置が休止バルブ状態から全バルブ作動状
態に切換ったとしても、実際にこの切換え動作がなされ
るエンジン回転数Ｎｅは所定回転数Ｎ１よりα回転数だ
け高くなる場合がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、エンジンを
無負荷状態で運転するときにバルブ休止装置の切換動作
を停止させてエンジンをバルブ休＝３− 止状態で運転するようにし、バルブ休止装置の耐久性の
向」二を図ると共にエンジンの出力が高出力となるのを
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、−気筒に複数の吸気又は排気バルブを備えた
内燃エンジンの前記複数の吸気又は排気バルブの一部の
作動をエンジンの運転状態に応じて休止させるバルブ休
止装置において、エンジンの出力軸とエンジンの負荷と
の間の動力伝達の有無を表わす信号が前記動力伝達の遮
断状態を示したとき前記バルブ休止装置を切換えて一部
のバルブを休止状態にする制御装置を備えたバルブ休止
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。

第２図は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
クティングロッド３を介して連結されたピストン４は、
シリンダブロック５内に設けられたシリンダバレル６内
に摺嵌されている。

シリンダブロック５の上部に載設されたシリン４− ダヘッド７には燃焼室８に連通ずる吸気通路９と排気通
路１０とが穿設されており、吸気通路９はスロットル弁
が配設されたキャブレタ（いずれも図示せず）の下流側
に連結接続され、排気通路１０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、常勤側ロ
ッカーアーム１５−１と休止側ロッカーアーム１５−２
の夫々の端部が当接されている。

第３図において、常勤側ロッカーアーム１５−８と休止
側ロッカーアーム１５−２は並設されると共に共通の吸
気側ロッカーアームシャフト１６に軸支されている。

常勤側ロッカーアーム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１８の一端側に形
成された背圧室７８ａと吸気側ロッカーアームシャフト
１６の軸心に穿設されている給油通路１６ａとは油孔１
８ｂ、１６ｂを介して連通している。

ピストン１７の休止側ロッカーアーム１５−２側の端面
は休止側ロッカーアーム１５−２内に配設されたガイド
ピン１９に当接し、ガイドピン１９は該ガイドピン１９
の背部に配設されたバネ２０の弾力でピストン１７を常
勤側ロッカーアーム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、］、８ｂ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
ロッカーアーム１５−２のガイド孔２２に嵌入したとき
の状態を示している。この状態は常勤側と休止側の両口
ツカ−アーム１５−１と１５−２とがピストン１７によ
って連結された状態であり、常勤側ロッカーアーム１５
−１の上部に形成されたロッカーアームカムスリッパ２
３に吸気側カム２４の面が摺接すると、常勤側と休止側
の夫々のロッカーアーム１５−１と１５−２とがシャフ
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、これによって２本の吸気バルブ１】−
０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１６　ａ内の油圧が低下
し、ピストン１７がバネ２０の弾力により常勤側ロッカ
ーアーム１５−１の孔１８内に押しもどされ、常勤側と
休止側の両口ツカ−アーム１５−Ｉ−７； 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
側ロッカーアーム１５−２に伝達されない。

従って、吸気通路９と燃焼室８との連通は常勤側の吸気
バルブ１１−４のみによって開閉され。

休止側バルブ１１−２は休止状態となって当該バルブシ
ート１３の一方を閉塞した状態とする。

第７図はバルブ休止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からフィルタ２７を介して給油通路２
８に圧送されるエンジンはエンジン各部の摺動部・転勤
部２９に供給されると共に、各気筒の吸気側の背圧室１
．８　ａに連通ずる吸気側ロッカーアームシャフト内の
給油通路１６ａ及び各気筒の排気側の背圧室１８８′に
連通ずる排気側ロッカーアームシャフト内の給油通路１
６ａ′に給油通路３０を介して供給されるようになって
いる。

各給油通路＋６ａ、１６ａ’の夫々の先端部３１はオリ
フィス状に形成され、余分な圧油は該オリフィス３１を
通してシリンダヘッド内に吐出され８− る。

給油通路２８と３０との間には電磁ソレノイドバルブ３
２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は詳細は後述するように、図示しないクラ
ッチスイッチ又はニュートラルスイッチからの信号を受
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３ｏ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３
３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３９０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とが連通ずる。

給油通路２８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が配設されたアキュムレータ室４
２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
ック図である。

回転数センサ４０の出力端子は周波数−電圧変換器（以
下ｒｆ−Ｖコンバータ」という）４１の入力端子に接続
され、ｆ−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ｆ−Ｖコ
ンバータ４１に兵船し、ｆ−Ｖコンバータ４Ｉ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ＶＮに
変換して比較器４２に供給する。比較器４２は電圧ＶＮ
を所定のエンジン回転数（例えば２　＋　００　Ｏｒ　
ｐ　ｍ）に対応する所定電圧値■１と比較し、ＶＮ≧Ｖ
、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、ＶＮ
＜　Ｖ　１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。

ニュートラルスイッチ４８はレベル修正回路４９の入力
端子に接続され、レベル修正回路４９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４
４の一入力端子に接続されている。

このニュートラルスイッチ４８は変速機の中立スイッチ
であり、ニュートラルスイッチ４８がオン状態即ち変速
機が中立位置にあるときオン信号を出力し、このときレ
ベル修正回路４９は該オン信号をローレベル電圧にレベ
ル修正してアンド回路４３に出力する。また、ニュート
ラルスイッチ１１− ４８がオフ状態即ち変速機の動力伝達機構が連結してい
るときにはオフ信号を出力し、このときレベル修正回路
４９は該オフ信号をハイレベル電圧にレベル修正してア
ンド回路４３に出力する。

クラッチスイッチ５０はレベル修正回路５１の入力端子
に接続され、レベル修正回路５１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。

このクラッチスイッチ５０はクラッチが係合状態になっ
たときオン信号を出力し、このときレベル修正回ｇ＠５
１は該オン信号をハイレベル電圧にレベル修正してアン
ド回路４３に出力する。また、クラッチ５０が解離状態
になったときクラッチスイッチ５０はオフ信号を出力し
、レベル修正回路５１は該オフ信号をローレベル電圧に
レベル修正してアンド回路４３に出力する６ アンド回路４３の出力端子はスイッチは回路５２の制御
端子に接続されている。このスイッチ回路５２は電源例
えばバッテリ５３と前述した電磁ソ１２− レノイドバルブ３２（第７図、第８図）のソレノイド３
３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ッテリ５３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及びレベル修正回路４９．５１からの信号が
入力される演算回路４４の出力端子はアンド回路４３の
出力端子に接続されている。

演算回路４４はニュートラルスイッチ４８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スイ
ッチ回路５２の制御端子に印加される電圧レベルをハイ
レベルに保持して該スイッチ回路５２を閉成状態に保持
するものである。

上述の構成により、アンド回路４３の各入力端子に印加
される電圧レベルが全てハイレベルになると、即ちクラ
ッチが係合さ九且つエンジン回転数が所定回転数以上に
なり且つニュートラルスイッチがオフ状態になったとき
アンド回路４３はハイレベルの信号を出力して該信号を
スイッチ回路５２の制御端子に印加する。このときスイ
ッチ回路５２は開成状態になり、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」：右動じ、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が摺動して常勤側ロッカーアーム】５−
１と休止側ロッカーアーム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
印加されろ電圧レベルがローレベルのときアンド回路４
３はローレベルの信号を出力して該信号をスイッチ回路
５２０制御端子に印加する。

このときスイッチ回路５２は開成状態になり、ソレノイ
ド３３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番士第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＋６ａ、１．Ｉ３ａ’（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
常勤側ロッカーアーム】５−１に押しもどさ九で常勤側
ロッカーアーム１５−１と休止側ロッカーアーム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。

エンジンが全バルブ作動状態で運転されているとき、即
ちアンド回路４３の全入力端子にハイレベルの電圧が印
加されているときに、例えば、ギヤチェンジを行うとニ
ュートラルスイッチ４８が一時的にオン状態になり、ア
ンド回路４３の出力は一時的にローレベルとなる。この
一時的な変イユが高ニンジン回転域で起きバルブ休止装
置が切換わると、ショックが生じバルブ休止装置の耐久
上好ましくない。また、斯かるショックは車輌の運転性
能にも悪影響を及ぼすことになる。

演算回路４４は上述の不具合を回避するために設けたも
のであり、全バルブ作動状態中にニュートラルスイッチ
４８がオン信号を出力してアンド１５− 回路４３の出力がローレベルに変化したとき、アンド回
路４３の代りにスイッチ回路５２の制御端子にハイレベ
ルの出力電圧を所定時間に亘って印加する。従って、ニ
ュートラルスイッチ４８が一時的にオン状態になったと
きこのオン状態が前記所定時間以内であればスイッチ回
路５２の閉成状態は切換わることなく全バルブ作動状態
が維持される。

尚、上述の制御回路３４ではエンジン回転数が所定値を
超えたときにバルブ休止装置の切換動作が行われる例に
ついて説明したが、こ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、エンジン回転数が２．ＯＯＯ＋　１０Ｏｒ　ｐ　
ｍ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２．０００−１００ｒｐｍを下廻っ
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
２　、００Ｏｒｐｍで運転するときバルブ休止装置の切
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。

　１６− 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のスイッチ６１及びソレノ
イド３３がバッテリ５３の陽極とアースとの間に直列に
接続され、更にバッテリ５３の陽極とアースとの間にス
イッチ７０，７１．７２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。

スイッチ７０はエンジン回転数が所定回転数以上のとき
閉成され、スイッチ７１はクラッチが係合状態になると
閉成され、スイッチ７２は変速機の位置がニュートラル
以外のときに閉成される。

リレー回路６０のスイッチ６１は励磁コイル６２に通電
されると閉成される。

斯かる構成により、各スイッチ７０，７１．７２が全て
閉成され、励磁コイル６２にバッテリ５３から電流が流
れ、この結果スイッチ６１が閉成されてソレノイド３３
に通電される。

クラッチが解離され又は変速機が中立位置になって動力
伝達経路が切断されるか、又はエンジン回転数が所定回
転数以下になると、即ち、各スイッチア０，７１．７２
のうち少なくともいずれか１個が開成すると励磁コイル
６２の通電が遮断され、スイッチ６Ｉ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、前述と同様にバルブ休止装置
の切換制御がなされる。

尚、上述の各実施例ではバルブ休止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
されるのものではなく、バルブ休止装置が他の切換機構
で構成されている場合、その切換機構を動力伝達経路の
結合・解離の状態に基いて制御するものであればよい。

以上説明したように本発明においては、−気筒に複数の
吸気又は排気バルブを備えた内燃エンジンの前記複数の
吸気又はＩＪｔＮ気バルブの一部の作動をエンジンの運
転状態に応じて休止させるバルブ休止装置において、エ
ンジンの出力軸とエンジンの負荷との間の動力伝達の有
無を表わす信号が前記動力伝達の遮断状態を示したとき
前記バルブ休止装置を切換えて一部のバルブを休止状態
にする制御装置を備えたので、エンジンを無負荷で運転
するときにバルブ休止装置の切換動作を停止させること
ができ、バルブ休止装置の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図はバルブ休止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図はバルブ休止装置
を装備する内燃エンジンの縦断面図、第３図は常勤側と
休止側の両口ツカ−アームが連結したところを示すロッ
カーアームの横断面図、第４図は全バルブ作動状態時の
ロッカーアームの側面図、第５図は常勤側と休止側の両
口ツカ−アームの連結が切離したところを示すロッカー
アームの横断面図、第６図は休止バルブ状態時のロッカ
ーアームの側面図、第７回は休止バルブ装置の作動油系
の油圧回路図、第８図は休止バルブ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１９− るバルブ休止装置の制御装置の一実施例を示す電気回路
のブロック図、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・・・常勤側吸気バルブ、１】−２・・・休止側吸気
バルブ、１５−１・・・常勤側ロッカーアーム、１５−
２・・・休止側ロッカーアーム、１６ａ・・・給油通路
、１８ａ・・・背圧室、２０・・・バネ、２３・・・カ
ムスリッパ、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、３８・・・スプール弁、４０・・・回転数セ
ンサ、４３・・・アンド回路、４８・・・ニュートラル
スイッチ、５０・・・クラッチスイッチ、５２・・・ス
イッチ回路、５３・・・バッテリ、６０・・・リレー回
路、７０，７１．７２・・・スイッチ。 出願人　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　渡部敏彦 ２０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■、　−気筒に複数の吸気又は排気バルブを備えた内燃
   エンジンの前記複数の吸気又は排気バルブの一部の作動
   をエンジンの運転状態に応じて休止させるバルブ休止装
   置において、エンジンの出力軸とエンジンの負荷との間
   の動力伝達の有無を表わす信号が前記動力伝達の遮断状
   態を示したとき前記バルブ休止装置を切換えて一部のバ
   ルブを休止状態にする制御装置を備えたことを特徴とす
   るバルブ休止装置。