JP3011016B2 - 内燃機関の油圧動弁装置 - Google Patents
内燃機関の油圧動弁装置Info
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Description
置に関する。
変化させて吸入空気量を制御することにより、スロット
ル弁を省略してポンピングロスを防止することが可能と
なり、このような要求を満足するための可変バルブタイ
ミング機構として、内燃機関の吸気弁及び/又は排気弁
(機関弁)を油圧により駆動する油圧動弁装置が提案さ
れている。
の間に油圧シリンダを介在させ、油圧シリンダ内の圧力
室を介してカムの動作を機関弁へ伝えるものであり、こ
のカムは機関弁に最大開弁期間を与える形状を有し、一
般的には、リフト量が最大値を越えた以降の機関弁開弁
中に圧力室を開放して圧力室内の作動油をアキュムレー
タに排出することにより、機関弁はそれを閉弁方向に付
勢するバネによって閉弁され、このように閉弁時期を早
めることにより機関弁の所望開弁期間を達成することが
可能となる。このような油圧動弁装置において、圧力室
の開放と同時に機関弁が急激に閉弁されると、機関弁と
その弁座との間に大きな衝撃力が発生するために、通
常、油圧シリンダには少なくとも機関弁の閉弁直前にお
いて作用する絞りが設けられており、この絞りによって
作動油は徐々に排出され、この時にダンパ効果を発揮さ
せるようになっている。
機関弁が閉弁されるまでにはある程度の時間差が存在
し、この時間差が絞りの経時変化等によって各油圧シリ
ンダ間でバラツク可能性があるために、各機関弁毎の実
際の閉弁時期を検出して絞りの経時変化程度を把握して
圧力室の開放時期を決定する必要がある。そのために、
特開平4−301104号には、圧力センサにより各油
圧シリンダの圧力室内の圧力を測定して、この圧力を基
に各機関弁の実際の閉弁時期を検出する油圧動弁装置が
記載されている。
は、各機関弁に対応する油圧シリンダ毎に圧力センサが
必要であり、かなりのコストアップとなる。
ップすることなしに各機関弁の閉弁時期を検出すること
ができる内燃機関の油圧動弁装置を提供することであ
る。
油圧動弁装置は、弁駆動用の油圧シリンダであって、対
応する機関弁を閉弁させる際には、その圧力室から少な
くとも一部の作動油を排出する油圧シリンダと、各油圧
シリンダの圧力室から排出された作動油を一時的に収納
するための各油圧シリンダに共通のアキュムレータと、
前記アキュムレータ内のピストンの挙動を検出する検出
手段と、前記検出手段により検出された前記ピストンの
挙動に基づき各機関弁の閉弁時期を判断する閉弁時期判
断手段、とを具備することを特徴とする。
機関弁の閉弁に際して油圧シリンダの圧力室から排出さ
れる作動油を収納するアキュームレータにおいて、この
収納に伴い移動するアキュムレータのピストンの挙動を
検出し、閉弁時期判断手段が、検出手段により検出され
るこのピストンの挙動に基づき各機関弁の閉弁時期を判
断する。
示す概略図である。この油圧動弁装置は、多気筒内燃機
関の吸気弁のためのものであり、必要ならば同様な油圧
動弁装置が排気弁のために設けられる。1はバネ2によ
って閉弁方向に付勢されている吸気弁である。3はクラ
ンクシャフトの二回転毎に一回転するカムである。
を油密にシールされて摺動可能な第1及び第2摺動部材
4a,4bを有し、これらの内側表面によって油圧室4
cが形成されている。第1摺動部材4aの外側表面が吸
気弁1に当接しており、第2摺動部材4bは、バネ4c
により付勢されてその外側表面がカム3に当接してお
り、それにより、カム3の動作が油圧室4cを介して吸
気弁1に伝達されるようになっている。カム3は、吸気
弁1に最大開弁期間を提供する形状を有している。
通路5によって循環通路6に接続され、循環通路6に
は、この接続部の両側に同一方向(矢印方向)にだけ作
動油の流れを許容する第1及び第2逆止弁6a,6bが
設けられている。この第1接続通路5は、油圧室側にお
いて二股に分岐し、一方が吸気弁閉弁直前から閉弁完了
まで第1摺動部材4aに設けられた絞り穴部を介して油
圧室4cに連通するように油圧シリンダ4に接続され、
他方が油圧室4c方向への作動油の流れを許容する逆止
弁5aを有し、常に前述の絞り穴部と関係なく油圧室4
cに連通するように油圧シリンダ4に接続されている。
また、循環通路6の第1逆止弁6aより下流で第2逆止
弁6bより上流の部分には、作動油の流れを許容又は遮
断可能なスピル弁7が配置されている。
な循環通路6を含む油圧シリンダ4が各気筒の吸気弁に
対応して設けられ、各循環通路6のスピル弁7より下流
で第2逆止弁6bより上流の部分には、各第2接続通路
8によって共通のアキュームレータ9が接続されると共
に、共通の作動油補給手段10が循環通路方向への作動
油の流れのみを許容する各逆止弁11を介して接続され
ている。
aから比較的低い一定圧力の作動油を各循環通路6に必
要に応じて供給するものであり、作動油タンク10a
と、供給通路10bと、供給通路10bに設けられた常
時駆動されるポンプ10cと、ポンプ10cをバイパス
し、前述の一定圧力で開弁する常時閉の圧力弁10dを
有する戻し通路10eとを具備しており、排気弁用の油
圧動弁装置とさらに共通化することも可能である。
ピル弁7を閉弁し続けることで油圧シリンダ4の圧力室
容積が維持され、カム3の動作と吸気弁1の開閉動作と
が一致し、吸気弁1の所定開弁時期からの最大開弁期間
が実現される。一方、吸気弁1の開弁中にスピル弁7を
開弁すると、第1接続通路5を介して圧力室4aが循環
通路6に開放され、バネ2が圧力室4a内の作動油を排
出しながら吸気弁1を閉弁するために、スピル弁7の開
弁時期を適当に選択することで、吸気弁1の開弁期間を
制御することが可能となる。一般的に、吸気弁1の開弁
期間は最小でも最大開弁期間の半分程度であるために、
スピル弁7の開弁制御は、吸気弁1のリフト量が最大値
を越えた以降の機関弁開弁中において実施される。吸気
弁1の閉弁時において、吸気弁1の閉弁直前から第1摺
動部材4aに設けられた絞り穴部が作用するために、吸
気弁1は徐々に閉弁され弁座に対する大きな衝撃力が発
生しないようになっている。
4aから排出される作動油は、アキュームレータ9に一
時的に収納され、吸気弁1の閉弁後すぐにカム3の動作
に伴い圧力室4aの容積が復元される時に圧力室4a内
へ戻されるために、前述の作動油補給手段10は、わず
かな漏れ量を補給する程度の小型のもので十分であり、
このように、アキュームレータ9は、作動油補給手段1
0を小型化するために必要とされる。
てから実際に吸気弁1が閉弁されるまでには時間差が存
在し、この時間差は、絞りの加工精度の違いによって当
初から各油圧シリンダ4間で異なり、また同一油圧シリ
ンダ4においても経時的に変化するものであるために、
各機関弁毎の実際の閉弁時期を検出して絞りの経時変化
程度を把握して各油圧シリンダ毎に圧力室の開放時期を
決定する必要があり、制御装置20がこれを担当する。
吸気弁1の閉弁に伴い油圧シリンダ4の油圧室4aから
の作動油を一時的に収納してその後油圧室4aへ戻すこ
とが各吸気弁1の閉弁毎に繰り返され、このような作動
油収納量の変化のタイムチャートにおける極大値となる
時期が各吸気弁1の実際の閉弁時期に一致している。内
燃機関の気筒数が多い場合においても、連続して閉弁さ
れる二つの吸気弁の開弁期間が大きく異なって、一方の
吸気弁の閉弁以前に他方の吸気弁を閉弁するために対応
するスピル弁が開弁されない限り、前述の時期が各吸気
弁1の閉弁時期となる。
それ内のピストン9aの変位量に対応するために、ピス
トン9aの挙動を検出することで各吸気弁1の閉弁時期
を検出することが可能となる。例えば、図1に示す実施
例では、このためのセンサとして、電磁気式の速度セン
サ9bが設けられており、このセンサ9bはピストン9
aの移動速度に応じた大きさの誘導電流を発生するもの
である。
ムレータ9のピストン9aの変位量と、その速度との関
係を示すタイムチャートである。前述したように、ピス
トン9aの変位量が極大となる時が吸気弁1の閉弁時期
であり、一方、ピストン9aの変位量が極大となる時
は、ピストン9aの移動速度が作動油収納量の増加方向
から減少方向へ反転するゼロの時である。従って、速度
センサ9bによりピストン9aの移動速度を検出するこ
とで各吸気弁1の閉弁時期を把握することができ、この
閉弁時期に基づき、吸気弁を所望閉弁時期に閉弁させる
ための対応するスピル弁7の開弁時期を正確に決定する
ことができる。
9bの代わりに、光学式又は音響式の位置センサを設け
て、それにより検出されるピストン9aの変位量を基に
吸気弁1の閉弁時期を把握することも可能である。ピス
トン9aの変位量における極大値は、吸気弁1の閉弁時
期を早めることで大きくなる可変値であるために、一般
的に制御装置20において判断し難く、そのために、ピ
ストン9aの変位量曲線を時間で微分してピストン9b
の速度を算出し前述のように吸気弁1の閉弁時期を判断
することも可能である。
めに別の同様な油圧動弁装置を設けるのは、吸気弁の閉
弁完了以前に、他の気筒の排気弁を閉弁させるために対
応するスピル弁が開弁される可能性があるためである。
このように、機関弁の閉弁のために一つの油圧シリンダ
から作動油が排出されている時には、他の機関弁に対応
する油圧シリンダは作動油を排出しないようになってい
なければならず、例えば、一気筒当たりに同時に開閉さ
れる二つの吸気弁及び二つの排気弁を有する四弁式の多
気筒内燃機関の場合において、全ての吸排気弁が別々の
油圧シリンダにより駆動されるならば、各機関弁の閉弁
時期を検出するためには、吸気弁のために二つ、排気弁
のために二つの計四つの前述の油圧動弁装置が必要とな
る。
圧動弁装置によれば、複数の機関弁のそれぞれに対応す
る油圧シリンダに共通のアキュームレータに、そのピス
トンの挙動を検出するための検出手段が設けられ、この
検出手段により検出されるピストンの挙動に基づき各機
関弁の閉弁時期を判断することが可能となり、各油圧シ
リンダ毎に検出手段を有する従来に比較して、コストを
かなり下げることが可能となる。
である。
ンの変位量、及びその速度の関係を示すタイムチャート
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 弁駆動用の油圧シリンダであって、対応
する機関弁を閉弁させる際には、その圧力室から少なく
とも一部の作動油を排出する油圧シリンダと、各油圧シ
リンダの圧力室から排出された作動油を一時的に収納す
るための各油圧シリンダに共通のアキュムレータと、前
記アキュムレータ内のピストンの挙動を検出する検出手
段と、前記検出手段により検出された前記ピストンの挙
動に基づき各機関弁の閉弁時期を判断する閉弁時期判断
手段、とを具備することを特徴とする内燃機関の油圧動
弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6109761A JP3011016B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 内燃機関の油圧動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6109761A JP3011016B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 内燃機関の油圧動弁装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07317516A JPH07317516A (ja) | 1995-12-05 |
JP3011016B2 true JP3011016B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=14518569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6109761A Expired - Fee Related JP3011016B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 内燃機関の油圧動弁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3011016B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3724542B2 (ja) | 1998-11-18 | 2005-12-07 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁エンジンの吸入空気量制御装置 |
JP2000154740A (ja) | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Nissan Motor Co Ltd | 可変動弁エンジンの制御装置 |
JP5569456B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2014-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | ラッシュアジャスタを備えた内燃機関 |
US9279350B2 (en) * | 2014-05-27 | 2016-03-08 | Caterpillar Inc. | Intake valve closure control for dual-fuel engines |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP6109761A patent/JP3011016B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07317516A (ja) | 1995-12-05 |
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