JPH0617642B2 - 電磁力駆動バルブ制御装置 - Google Patents

電磁力駆動バルブ制御装置

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JPH0617642B2
JPH0617642B2 JP63275310A JP27531088A JPH0617642B2 JP H0617642 B2 JPH0617642 B2 JP H0617642B2 JP 63275310 A JP63275310 A JP 63275310A JP 27531088 A JP27531088 A JP 27531088A JP H0617642 B2 JPH0617642 B2 JP H0617642B2
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    • 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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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのシリンダー内部と外部を連通する
吸排気口の開閉を行なうバルブの駆動を、電磁力により
制御する電磁力駆動バルブの制御装置に関する。
（従来の技術） 従来の吸排気バルブの開閉制御装置を第２図に示す。燃
焼室内１で燃料が燃焼するとピストン２を下方へ押下
げ、コンロッド３を介してクランクシャフト４を回転さ
せる。シリンダーヘッドに設置されたカムシャフト５は
クランクシャフト４とタイミングベルト等により連動
し、ロッカーアーム６・７を介して吸気バルブ８及び排
気バルブ９を開閉させる。
（発明が解決しようとする課題） エンジン回転数が低回転時においては、吸排気共に流速
が低速であるため吸排気の持つ慣性力も小である。慣性
力が小であれば吸排気の交換が効率良く行なわれず、体
積効率が低下し出力が減少するという問題がある。また
高回転時においては、吸排気時間が短縮されるため速や
かに吸排気を行なわなければならないが、バルブ開口面
積が小であると吸排気量が減少し、やはり体積効率が低
下するという問題がある。よって、クランク角に対する
吸排気バルブの開口面積を、エンジン回転数が低回転時
には小とし高回転時には大としなければならない。従来
の吸排気バルブの開閉装置は、エンジン回転数が変化し
てもクランク角に対する吸排気バルブの開度の関係、す
なわちカムプロファイル曲線で示される一義的な関係で
バルブの開閉がなされるため、上記問題がある。尚、カ
ムシャフトによる吸排気バルブの駆動を単に電磁手段に
置換したバルブ制御装置が特開昭５８−１８３８０５号
公報、あるいは特開昭６１−７６７１３号公報に記載さ
れているが、上記問題点を解決するものではない。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、エンジン
の回転数を検知し、エンジン回転数の上昇に伴ない、ク
ランク角に対する吸排気バルブの開度を増加させ、吸排
気の開口部面積を増大させることによりエンジン回転数
の全領域において吸排気の体積効率の良い電磁力駆動バ
ルブ制御装置を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、電磁力の吸引・反発力を用いてエンジ
ンの吸排気バルブを開閉する電磁力駆動バルブ制御装置
において、電磁力による吸排気バルブの開閉が自在であ
ると共に、電磁力の可変により吸排気バルブの開口部面
積を可変自在に制御するバルブ駆動手段と、エンジンの
回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、前記バル
ブ駆動手段へ駆動信号を出力すると共に、エンジンの回
転数の増減に比例して吸排気バルブの開口部面積を増減
する信号を前記バルブ駆動手段に出力するバルブ駆動制
御手段と、を具備してなるエンジンの電磁力駆動バルブ
制御装置を提供できる。
（作用） 本発明の電磁力駆動バルブ制御装置では、エンジンの回
転数を検知し、エンジン回転数の上昇に伴ない、クラン
ク角に対する吸排気バルブの開度を増加させ、吸排気の
開口部面積を増大させることによりエンジン回転数の全
領域において吸排気の体積効率を向上させる作用があ
る。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。８
は吸気バルブであり、該バルブのステム端には磁性体５
７が取付けられている。また吸気バルブ８は軸方向の動
作を案内するバルブガイド５１により保持されており、
該バルブガイド５１と磁性体５７との間のステム外周に
は、吸気バルブ８に対し上方への作動力が発生するよう
スプリング５８が設置されている。磁性体５７から上方
へ設定距離の位置に、円形の上部電磁石５２と、下方へ
設定距離の位置に、同じく円形の下部電磁石５３が配置
されている。該上部電磁石５２及び下部電磁石５３のコ
イルは各々コントロールユニット５６内部の入出力イン
ターフェイス５６ｃに接続されている。該入出力インタ
ーフェイス５６ｃには、エンジン５４の回転数及びクラ
ンク角を検知するための回転検知器５５も接続されてい
る。コントロールユニット５６内部にはその他、ＲＯＭ
５６ｄ内に記憶された、プログラム及びエンジン回転数
とバルブ開度の関係テーブルを基に演算を行なうＣＰＵ
５６ａ、データを一時記憶するＲＡＭ５６ｅ、及び各ブ
ロックの作動を制御するコントロールメモリ５６ｂから
構成されている。
次に本発明による制御装置の作用について説明する。
回転検知器５５によって検知されたエンジン５４の回転
数は入出力インターフェイス５６ｃを介して一旦ＲＡＭ
５６ｅ内に記憶される。次にＲＯＭ５６ｄ内に記憶され
たエンジン回転数とバルブ開度の関係テーブルと、ＲＡ
Ｍ５６ｅ内に記憶されているエンジン回転数とからバル
ブ開度を決定する。
該関係テーブルの一例を以下に示す。第３図（ａ）は吸
排気バルブの開閉タイミングを示す図であり、第３図
（ｂ）はエンジン回転数とバルブ開度の関係を示す図で
ある。
第３図（ｂ）において、横軸はクランク角を示し中央が
上死点（ＴＤＣ）であり左右端は下死点（ＢＤＣ）を示
す。縦軸は吸排気バルブの開度を示し、上方向に開、下
方向に閉を示す。また中央より左側に排気バルブの開閉
状態を示し、右側に吸気バルブの開閉状態を示す。図に
おいて、吸排気バルブ共に従来の開閉状態を実線で示
す。本発明による制御装置による開閉状態の内、高回転
時における開閉状態を一点鎖線で、低回転時における開
閉状態を二点鎖線で示す。図に示すごとく高回転時には
クランク角に対し吸排気バルブの開度を増加させ、低回
転時にはクランク角に吸排気バルブの開度を減少させ開
閉を行なう。
次にクランク角と吸気バルブ開度の一関係を第４図に示
す。
図の下側に示す曲線は、カムシャフトの、いわゆるカム
プロファイル曲線に相当するもので、縦軸はカムプロフ
ァイルのリフト量に相当するバルブ開度を示し、上方向
に増加する。横軸はクランク角を示し、吸気バルブ開で
あるＩＯから閉であるＩＣまでを示している。また、図
の上側は上部電磁石５２及び下部電磁石５３への通電状
態と両電磁石による吸引力を示している。電磁石による
吸引力は磁性体との距離の２乗に反比例するため、Ｆａ
・Ｆｂ・Ｆｃ・Ｆｄは２次曲線で示されている。バルブ
閉状態では上部電磁石５２のコイルに閉状態保持のため
連続通電されており、磁性体５７を介して吸気バルブ８
を上方向へ吸引されている。ＩＯのタイミングになると
上部電磁石５２への通電を中止し上方向への吸引力を消
去すると同時に、下部電磁石５３へ通電し下方への吸引
力Ｆｅを発生させる。すると吸気バルブ８は下方向に動
作し吸入口が開く。クランク角が予め設定された第１の
角度経過すると、下部電磁石５３への通電を上部電磁石
５２に切換え、上部電磁石５２による上方向の吸引力Ｆ
ｂを発生させ、吸気バルブ８の移動速度を減速する。Ｉ
Ｏからθｃ経過した時点でバルブ移動距離は最大とな
る。次に、θｃ経過時に上部電磁石５２への通電電圧を
変化させ、上方向の吸引力をＦｂからＦｃにする。クラ
ンク角が予め設定された第２の角度経過すると、上部電
磁石５２への通電を下部電磁石５３に切換え、下方向の
吸引力Ｆｄにより吸気バルブ８の上方向への移動速度を
減速する。よって吸入口全閉時における吸気バルブ８の
着座衝撃が緩和される。尚、該制御装置の作動停止時、
例えば車両停車時等の場合に、吸気バルブ８が下方向に
移動するのを防止するために、スプリング５８が設置さ
れている。該スプリング５８は常時吸気バルブ８を上方
向に保持するように作用するが、該下部電磁石５３の吸
引力Ｆａ・Ｆｄに影響を与えない程度に設定されてい
る。
以上、吸気バルブについて説明したが、排気バルブにつ
いても、開閉タイミングが相違するのみであり、吸気バ
ルブ同様に適用出来ることは明白である。
尚、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる
実施例は容易に構成できるから、本発明は前記特許請求
の範囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約
されるものではない。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジンの回転
数を検知し、エンジン回転数の上昇に伴ない、クランク
角に対する吸排気バルブの開度を増加させ、吸排気の開
口部面積を増大させることによりエンジン回転数の全領
域において吸排気の体積効率の良い電磁力駆動バルブ制
御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、従来の吸排気バルブの開閉制御装置を示す図、第３
図（ａ）は、吸排気バルブの開閉タイミングを示す図、
第３図（ｂ）は、エンジン回転数とバルブ開度の関係を
示す図、第４図は、クランク角とバルブ開度の関係を示
す図である。 １…燃焼室内、２…ピストン、３…コンロッド、４…ク
ランクシャフト、５…カムシャフト、６・７…ロッカー
アーム、８…吸気バルブ、９…排気バルブ、５１…バル
ブガイド、５２…上部電磁石、５３…下部電磁石、５４
…エンジン、５５…回転検知器、５６…コントロールユ
ニット、５７…磁性体、５８…スプリング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電磁力の吸引・反発力を用いてエンジンの
    吸排気バルブを開閉する電磁力駆動バルブ制御装置にお
    いて、 電磁力による吸排気バルブの開閉が自在であると共に、
    電磁力の可変により吸排気バルブの開口部面積を可変自
    在に制御するバルブ駆動手段と、 エンジンの回転数を検知するエンジン回転数検知手段
    と、 前記バルブ駆動手段へ駆動信号を出力すると共に、エン
    ジンの回転数の増減に比例して吸排気バルブの開口部面
    積を増減する信号を前記バルブ駆動手段に出力するバル
    ブ駆動制御手段と、 を具備してなるエンジンの電磁力駆動バルブ制御装置。
JP63275310A 1988-10-31 1988-10-31 電磁力駆動バルブ制御装置 Expired - Fee Related JPH0617642B2 (ja)

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