JPS62243909A - エンジンの動弁制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸排気弁の開閉を行う動弁制御装
置に関するものである。

（従来技術） 従来より、吸排気弁の開閉駆動を行う動弁機構として、
カムシャフトを使用するものではその開閉特性の自由度
が小さいことから、例えば、特開昭５９−１７０４１４
号に見られるように、弁の開閉を油圧シリンダを使用し
、この油圧制御によって所定の特性で行うようにした技
術が提案されている。

一方、例えば、ディーゼルエンジンの冷間始動時におい
ては、通常始動燃料を増量して始動促進を行うようにし
ている。しかし、気筒内の温度が低いために着火状態に
至らずに霧化ないし蒸発直前までの状態となった燃料が
、排気弁および吸気弁の開閉作動により気筒から排出さ
れる。この状態の繰返しにより、始動時間が長くかかる
ことになる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、排気弁および吸気弁の開閉制
御によって冷間始動性を向上するようにしたエンジンの
動弁制御装２を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の動弁制御装置は、ポンプにより圧送されるオイ
ルを分配器を介して排気および吸気弁の弁駆動用アクチ
ュエータに供給し、この排気および吸気弁の開閉作動を
行うについて、エンジン回転数を検出する回転数検出手
段と、始動ｍ１始からクランキング安定回転数になるま
で排気弁および吸気弁の開閉作動を停止させるリフト停
止手段と、クランキング安定回転数到達後に排気弁を一
部のサイクルで閉止状態とする排気弁制御手段とを備え
たことを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図であ
り、エンジンＥの気ＷＩＣにおける排気弁１および吸気
弁２の開閉制御を行うものであって、排気弁１および吸
気弁２を油圧により開閉駆動する弁駆動用アクチュエー
タ３．４を設ける。ポンプ５により圧送されるオイルを
、分配器６を介して各気筒Ｃの弁駆動用アクチュエータ
３，４に供給し、分配器６から供給する油圧の調整によ
り排気弁１および吸気弁２の開閉特性を変更制御する。

上記分配器６の作動をリフト停止手段７および排気弁制
御手段８によって制御する。このリフｊ・停止手段７お
よび排気弁制御手段８にはエンジン回転数を検出する回
転数検出手段９からの検出信号が出力される。

始動開始からクランキング安定回転数に上昇するまでは
、前記リフト停止手段７によって、排気弁１および吸気
弁２の開閉作動を停止する一方、クランキング安定回転
数到達後には、排気弁制御手段已によって排気弁１を、
例えば所定サイクル毎に開作動するように一部のサイク
ルで開閉作動を停止して閉止状態となるように制御する
ものである。

なお、上記リフト停止手段７および排気弁制御手段８に
よる排気弁１．ｆ５よび吸気弁２の開閉停止は、分配器
６の作動制御により実施するほか、分配器６への油圧の
供給停止、弁駆動アクチュエータ３，４の機能停止等の
各手段によって実施可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、エンジンの始動時には、まずクランキ
ング安定回転数に達するまでは、排気弁および吸気弁の
開閉作動を停止して閉止状態とすることにより、クラン
キング安定回転数への立上がりを早くするとともに、弁
駆動用の油圧を高めて開閉作動開始時の確実な作動を得
ることができる。また、クランキング安定回転数に到達
すると、排気弁を所定のサイクルで部分的に閉止するこ
とにより、閉止時には霧化未燃焼ガスの排出を防止して
実質筒内燃料Ｍを増大するとともに、温度が上昇したガ
スの保持により気筒内潟度を上昇することができ、着火
条件を改善して早期の始動を得て始動時間が短縮でき、
ざらに、暖機性能を向上することができるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。

エンジンＥのシリンダヘッド１０に形成された排気ポー
ト１１を開閉する排気弁１および吸気ボート１２を開閉
する吸気弁２は、それぞれバルブスプリング１３．１３
によって閉弁方向に付勢される一方、該排気弁１および
吸気弁２の弁＠端部には弁駆動用アクチュエータ３，４
のピストン３ａ、４ａが連接され、この弁駆動用アクチ
ュエータ３．４に油圧が供給された時に排気弁１および
吸気弁２はパルプスプリング１３．１３に抗して開作動
される。上記弁駆動用アクチュエータ３゜４には、排気
弁１および吸気弁２の最大リフト位置に対応してリーク
通路３ｂ、４ｂがそれぞれ接続されている。

上記弁駆動用アクチュエータ３，４に油圧を供給するオ
イル圧送通路１６．１６は分配器６に接続され、この分
配器６には高圧タンク１９を介してオイルポンプ５から
の油圧供給通路２１が接続されている。このオイルポン
プ５には専用オイルタンク２２からのオイルおよび不足
分のオイルがオイルパン２３からフィルター２４を介し
て吸引供給される。上記オイルポンプ５のドライブ軸５
ａは、エンジンの駆動軸２５から伝達部材２６を介して
駆動され、オイルを加圧して高圧タンク１９に蓄圧する
。

上記高圧タンク１９から分配器６に至る油圧供給通路２
１には、該油圧供給通路２１を開閉作動するソレノイド
バルブによる開閉バルブ２０が介装されている。

また、分配器６は、そのシャフト２７が前記駆動軸２５
によってエンジン回転に同期して回転駆動され、所定時
期に排気弁１および吸気弁２の弁駆動用アクチュエータ
３．４に油圧を圧送して排気弁１および吸気弁２を開作
動づるものであり、この分配器６からドレン通路２８が
オイルタンク２２に接続されている。

また、この分配器６および前記開閉バルブ２０には、コ
ントロールユニット３０からの制御信号がそれぞれ出力
されて、油圧圧送時期の調整が行ねれる。上記コントロ
ールユニット３０には、始動時およびクランキング安定
回転数を判定するために、エンジン回転数を検出する回
転数センサ３１からの信号、エンジン冷ｆＪＩ水温度か
らエンジン温度を検出する水温センサ３２からの信号が
それぞれ入力される。

そして、前記コントロールユニット３０は、通常運転時
には排気弁１および吸気弁２を所定開弁時期に全開状態
に開き、所定閉弁時期に全開状態に閉じるように開閉作
動を制御するものである。

また、始動時にはクランキング安定回転数（例えば１０
０〜２００ｒｐｍ程度）までは開閉バルブ２０をｍ１状
態として、分配器６への油圧の供給を停止して、排気弁
１および吸気弁２の弁駆動用アクチュエータ３．４に油
圧を供給することなく、両弁１．２の開閉作動を停止し
て閉弁状態に維持するように制御するものである。そし
て、クランキング安定回転数に到達後は、所定のアイド
ル回転域で水温が例えば８０℃以下の条件において、吸
気弁２は通常通り開閉作動する一方、排気弁１は所定サ
イクル毎に、排気弁１の弁駆動用アクチュエータ３への
油圧の供給とドレン開放とを繰返して、所定サイクル（
例えば２〜３サイクル）に１回の排気弁１の開閉作動を
行うように制御するものである。なお、排気弁１の閉止
サイクルと開作動サイクルとは、残留ガスが燃料の燃焼
に必要な空燃比を維持できる範囲で設定するものである
。

４気筒エンジンの例における前記分配器６の具体的構造
を第３図〜第８図に示す。分配器６のシャフト２７はプ
ーリ３５によって前記駆動軸２５の回転が伝達されて、
エンジン回転に同期して２回転で１回転するように回転
駆動される。

前記高圧タンク１９からの油圧供給通路２１が第１スピ
ルリング３６を介してシャフト２７内の第１通路３７に
連通される。この第１スピルリング３６の部分における
オイル通路の構造は、第４図に示すように、第１スピル
リング３６には前記油圧供給通路２１に連通ずる１つの
ボート３６ａが形成され、シャフト２７には各気筒の排
気弁１および吸気弁２に対応する８つの流入側ボート３
７ａが８弁の位相に対応して略等間隔に放射状に形成さ
れて、中心部で第１通路３７に集合されている。すなわ
ち、シャフト２７が１回転する間に８回第１スピルリン
グ３６のボート３６ａがシャツ１−２７の流入側ボート
３７ａと連通し、高圧オイルが第１通路３７に流入する
ものである。また、上記第１スピルリング３６は下方に
延びたレバ一部３６ｂが第１モータ３８のビニオン軸３
８ａに係合してシャフト２７に対する位相すなわち高圧
オイルの流出入時期が変更可能に設けられている。

上記第１通路３７の吐出ボート３７ｂは、第２スピルリ
ング３９を介して各気筒の排気弁１および吸気弁２の弁
駆動用アクチュエータ３．４への前記オイル圧送通路１
６に接続される。この第２スピルリング３９の部分にお
けるオイル通路の構造は、第５図に示すように、シャフ
ト２７の第１通路３７からは１つの吐出ボート３７ｂが
設けられ、第２スピルリング３９には各気筒の排気弁１
おＪ：び吸気弁２に対応する８つのボート３９ａが合弁
の位相に対応して略等間隔に放射状に形成され、この第
２スピルリング３９の外周にそれぞれのボート３９ａに
連通するオイル圧送通路１６が接続され、各気筒の排気
弁１および吸気弁２の弁駆動用アクチュエータ３．４に
オイルを圧送する。

各気筒の番号を＃１〜＃４で示し、排気弁１に対してｅ
ｘを吸気弁２に対して１ｎの添字を付してそれぞれ示す
。

上記構造により、シャフト２７が１回転する聞に、それ
ぞれの気筒の排気弁１および吸気弁２に順次オイルを供
給するものである。また、上記第２スピルリング３９は
、下方に延びたレバ一部３９ｂＳ第２モータ４０のビニ
オン軸４０ａに係合して、シャフト２７に対する位相す
なわち高圧オイルの圧送開始時期が変更可能に設けられ
ている。

さらに、上記オイル圧送通路１６には、第１通路３７へ
のオイルの逆流を防止するためのチェック弁４１が介装
されている。

上記各気筒Ｃの排気弁１および吸気弁２の間作動用オイ
ルを圧送するオイル圧送通路１６には、チェック弁４１
より下流側にそれぞれリリーフ通路４２が接続され、こ
の各リリーフ通路４２は第３スピルリング４３を介して
シャフト２７内の第２通路４４に接続される。この第３
スピルリング４３の部分におけるオイル通路の構造は、
第６図に示ずように、シャフト２７の第２通路４４には
１つのリリーフボート４４ａが設けられ、このリリーフ
ボート４４ａは第１通路３７の吐出ボート３７ｂの開口
方向（第５図参照）に対して所定の位相（略４５度）だ
け回転後方に傾斜して形成されている。第３スピルリン
グ４３には各気筒Ｃの排気弁１および吸気弁２に対応す
る８つのボート４３ａが放射状に形成され、この第３ス
ピルリング４３の外周にそれぞれのボート４３ａに連通
する前記リリーフ通路４２が、前記オイル圧送通路１６
と同様の配置で接続され、各気筒の排気弁１および吸気
弁２の弁駆動用アクチュエータ３．４へのオイルを、オ
イル圧送から所定の位相近れてリリーフするものである
。また、上記第３スピルリング４３は下方に延びたレバ
一部４３ｂが第３モータ４５のビニオン軸４５ａに係合
して、シャフト２７に対する位相すなわち高圧オイルの
リリーフ開始時期が変更可能に設けられている。

上記第２通路４４の流出側ドレンボート４４ｂは、シャ
フト２７に嵌挿された第４スピルリング４６を介してド
レン通路２８に接続される。このドレンボート４４ｂの
部分におけるオイル通路の構造は、第７図に示すように
、シャフト２７の第２通路４４からは２つのドレンボー
ト４４ｂが設けられ、第４スピルリング４６には内周面
に環状溝４６ａが形成され、この環状溝４６ａに連通し
て第４スピルリング４６を貫通するドレンボート４６ｂ
が形成され、前記オイルタンク２２に至るドレン通路２
８に連通されている。この両ドレンボート４４ｂ、４６
ｂの連通により、第２通路４４は常時ドレン通路２８に
接続されている。

ざらに、前記排気弁１の開閉作動を所定サイクルで停止
するために、前記第１通路３７を所定タイミングでドレ
ン開放するドレンバルブ４７が設置されている。すなわ
ち、前記第１通路３７に連通するドレンボート３７Ｃは
シャフト２７に嵌挿された第５スピルリング４８を介し
てドレン通路２８ａに接続され、このドレン通路２８ａ
にドレンバルブ４７が介装されている。このドレンバル
ブ４７はソレノイド４７ａに通電されると、弁体４７ｂ
がスプリング４７ｃに抗してドレン通路４７ａを開作動
するものである。

上記第１通路３７のドレンボート３７Ｇの部分における
オイル通路の構造は、第８図に示すように、シャフト２
７の第１通路３７からは、吐出ボート３７ｂと吸気弁２
に対するボート３９ａとが連通するときに、排気弁１に
対する各ボート３９ａと連通する位相に４つのドレンボ
ート３７Ｃが放射状に設けられ、第５スピルリング４８
には１つのドレンボート４８ａが吸気弁２に対応する位
置に形成され、前記オイルタンク２２に至るドレン通路
２８に合流するドレン通路２８ａに連通されている。こ
の両ドレンボー１”３７０，４８ａの連通により、第１
通路３７は排気弁１に対する油圧圧送時にドレン通路２
８ａに接続され、クランキング安定回転数に達した始動
＠機時に、ドレンバルブ４７の所定タイミングでの開作
動時にドレン開放されて、弁駆動用アクチュエータ３へ
の油圧の供給を停止し、排気弁１を閉止するものである
。

上記分配器６の作動を第９図の開弁曲線に沿って説明す
れば、まず、シャフト２７の回転に対して第１気筒の排
気弁１（＃１ｅｘ）の弁駆動用アクチュエータ３にオイ
ルを圧送してこの第１気筒の排気弁１を開作動する状態
は、シャフト２７の第１通路３７の吐出ボート３７ｂが
第２スピルリング３９のボート３９ａを介して第１気筒
の排気弁１に対するオイル圧送通路１６（＃１ｅＸ）に
連通して、第１スピルリング３６から第１通路３７に流
入したオイルを圧送するものである。

そして、ａ点における排気弁１の開時期は、第２モータ
４０の調整によるシャフト２７の吐出ボート３７ｂと第
２スピルリング３９のボート３９ａとの連通開始時期に
よって規定されるものである。また、圧力上昇によりリ
フト倦が増大し、最大リフト量となるｂ点は、第１モー
タ３８の調整によ、るシャフト２７の流入側ボート３７
ａと第１スピルリング３６のボート３６ａとの連通終了
時期によって規定されるものである。

続いて、シャフト２７の回転に対して第１通路３７の吐
出ボート３７ｂは第１気筒の排気弁１に対するオイル圧
送通路１６（＃１ｅｘ）との連通が終了して、次に第５
図および第６図の状態となって、第１気筒の吸気弁２に
対するオイル圧送通路１６（＃１ｉｎ）との連通をｅ点
で開始するとともに、第１気筒の排気弁・１に対するリ
リーフ通路４２（＃１ｅｘ）が、シャフト２７の第２通
路４４のリリーフボート４４ａと第３スピルリング４３
のボート４３ａとの連通によりリリーフを開始し、リリ
ーフされたオイルはドレン通路２８を経てドレンされる
。上記リリーフを開始してリフトΦの低下が始まる０点
は、第３モータ４５の調整によるシャフト２７のリリー
フボート４４ａと第３スピルリング４３のボート４３ａ
との連通開始時期によって規定されるものであり、弁駆
動用アクチュエータ３に対する油圧の低下によって排気
弁１のリフト量が低減し、ｄ点において閉じる。

始動時には、クランキング安定回転数に達するまではｂ
１閉バルブ２０による上記分配器６への油圧供給停止に
よって排気弁１および吸気弁２を閉弁状態に維持する一
方、クランキング安定回転数に達すると、コントロール
ユニット３０は、ドレンバルブ４７を所定タイミングで
開閉作動する。

例えば、シャフト２７が２〜３回転する闇はドレンバル
ブ４７を開放して第１通路３７をドレン通路２８ａを介
してドレン開放し、その後シャフト２７が１回転する間
はドレンバルブ４７を閉止するものである。これにより
、ドレンバルブ４７が開放している間は、排気弁１の弁
駆動用アクチュエータ３への油圧は低下し、開作動不能
となり排気弁１は閉止状態となる。

前記分配器６の各モータ３８，４０．４５およびドレン
バルブ４７に対してコントロールユニット３０から制御
信号が出力され、６弁の開閉作動およびバルブリフト特
性の変更制御を行うものである。

第１０図に、始動時に排気弁１または吸気弁２のバルブ
リフトを停止する制御を行うコントロールユニット３０
のフローチャートの一部を示す。

スタート後、ステップＳ１で回転数センサ３１および水
温センサ３２からエンジン回転数Ｎおよび冷部水温Ｔの
検出信号を読み込む。ステップＳ２で上記検出信号から
、エンジン回転数Ｎがクランキング安定回転数Ｎ１以上
か否かを判定する。

ステップＳ２の判定がＮｏで、エンジン回転数Ｎが始動
開始からクランキング安定回転数ＮＩに達するまでは、
開開バルブ２０をエンジン停止状態のままのオフ状態に
維持してこの開閉バルブ２０によって油圧供給通路２１
を閉止し、排気弁１および吸気弁２を閉弁状態とする。

そして、エンジン回転数Ｎがクランキング安定回転数Ｎ
ｓに達すると、上記ステップＳ２のＹＥＳ判定により、
ステップＳ３で開開バルブ２０にオン信号を出力して、
この開閉バルブ２０によって油圧供給通路２１を開放し
、排気弁１および吸気弁２を開閉可面状態とする。

次に、ステップＳ４でエンジン回転数Ｎが所定アイドル
回転数Ｎ２以下か否かを判定するとともに、ステップＳ
５で水ｆｆｌ　Ｔが所定ｆａＴ。より低いか否かを判定
する。両ステップＳ４およびＳ５の判定がＹＥＳの場合
には、ステップＳ６でドレンバルブ４７を所定のタイミ
ングでオン・オフ作動を繰返して、所定ナイクル毎に排
気弁１を開作動する。一方、上記ステップＳ４またはＳ
５の判定がＮｏの場合には、ステップＳ７でドレンバル
ブ４７にオフ信号を出力して、排気弁１および吸気弁２
を全サイクルで開閉作動させるものである。

上記実施例によれば、始動回転数の検出に対応して排気
弁１および吸気弁２の開閉作動を一時停止し、エンジン
の立上がり時間を短縮し、気筒内温度を上昇するように
して着火条件を改善し、冷開始動時間の短縮を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図、 第２図は具体例の全体構成図、 第３図は分配器の要部概略構造を示す断面図、第４図な
いし第８図はそれぞれ第３図のＩＶ　−ＩＶ線ないし■
−■線に沿う断面図、 第９図は弁開閉特性図、 第１０図はコントロールユニットの作動を説明するため
のフローチャート図である。 Ｅ・・・・・・エンジン　　　　　Ｃ・・・・・・気筒
１・・・・・・排気弁　　　　　　２・・・・・・吸気
弁３．４・・・・・・弁駆動用アクチュエータ５・・・
・・・ポンプ　　　　　　６・・・・・・分配器７・・
・・・・リフト停止手段　　８・・・・・・排気弁制御
手段９・・・・・・回転数検出手段 １６・・・・・・オイル圧送通路　１９・・・・・・高
圧タンク２０・・・・・・開閉バルブ　　　２７・・・
・・・シャフト２８．２８ａ・・・・・・ドレン通路 ３０・・・・・・コントロールユニット３１・・・・・
・回転数センサ　　３２・・・・・・水温センサ３７・
・・・・・第１通路　　　　４４・・・・・・第２通路
３８．４０．４５・・・・・・モータ ４２・・・・・・リリーフ通路　　４７・・・・・・ド
レンバルブ第２図 第４図　　　　第５図 第６図 第８図 第９図 第１Ｑ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプにより圧送されるオイルが分配器を介して
   排気および吸気弁の弁駆動用アクチュエータに供給され
   、該排気および吸気弁の開閉作動を行うエンジンの動弁
   制御装置であって、エンジン回転数を検出する回転数検
   出手段と、始動開始からクランキング安定回転数になる
   まで排気弁および吸気弁の開閉作動を停止させるリフト
   停止手段と、クランキング安定回転数到達後に排気弁を
   一部のサイクルで閉止状態とする排気弁制御手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの動弁制御装置。