(57)【要約】【課題】１つの負圧ポンプで内燃機関の可変動弁機構とブレーキの倍力装置を最適に作動せしめることを目的とする。【解決手段】第１制御弁（１３０）は第１制御弁駆動電源（３１）がＯＮの時に第１の口（１３１）と第２の口（１３２）が連通し、ＯＦＦの時に第１の口と第３の口（１３３）が連通する。第１の口と第２の口が連通されると負圧ポンプ（１０１）の発生した負圧は負圧タンク（１０２）を介して第２制御弁（１４０）に供給され、第２制御弁はＥＣＵ（２０）の指令により可変動弁機構（１００）の負圧アクチュエータ（１０３）に負圧を供給して負圧動弁機構（１００）を作動せしめ、第１の口と第３の口が連通されると負圧ポンプの発生した負圧はブレーキ倍力装置（１０）に供給される。運転条件に応じて第１制御弁駆動電源ＯＮとＯＦＦの時間の比を変更する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力で駆動される負圧ポンプが発生した負圧で作動する負圧アクチュエータで駆動される車両用の内燃機関の可変動弁機構であって、
負圧ポンプと負圧アクチュエータが制御弁を介して接続され、制御弁は第１、第２、第３の口を有し、第１の口と第２の口、または、第１の口と第３の口を連通可能な三方弁であって、第１の口が負圧ポンプに接続され、第２の口が負圧アクチュエータに接続され、第３の口が車両のブレーキ倍力装置に接続され、
運転条件に応じて、制御弁の第１の口と第２の口の連通時間ｔ１と第１の口と第３の口の連通時間ｔ２の比を変更するようにしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項２】
負圧ポンプと負圧アクチュエータが負圧タンクを介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
可変動弁機構は負圧アクチュエータに負圧が供給されたときに吸気弁のリフトを減少するものである、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
内燃機関の暖機が終了したらｔ１＜ｔ２とする、ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項５】
内燃機関が暖機中で、車両が停止している場合はｔ１＞ｔ２とする、ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項６】
負圧アクチュエータに負圧が送られない場合にはｔ１＜ｔ２とする、ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の可変動弁機構、特に負圧アクチュエータを使用する可変動弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の効率よい運転のために可変動弁機構が開発され、使用されている。可変動弁機構には色々な種類のものがあり、負圧アクチュエータを使用するものがある。
ところで、負圧はガソリン機関のように吸気絞りのある機関においては容易に発生させることができるがディーゼル機関のように吸気絞りのない機関においては負圧ポンプを駆動させて発生させることが必要である。また、負圧はブレーキの倍力装置にも使用される。
【０００３】
そこで、上記のような機関で負圧アクチュエータを使用する可変動弁機構を有する場合、可変動弁機構用とブレーキ用にそれぞれ負圧ポンプを設けることも考えられるがスペースとコストの面で不利である。そこで、１つの負圧ポンプで可変動弁機構とブレーキの倍力装置を作動させるようにしたものが考えられている。
【０００４】
例えば、第一負圧タンクと第二負圧タンクと負圧を発生させるポンプとを具備し、第一負圧タンクと第二負圧タンクとの間にバルブを配置した負圧タンク構造が知られている。この種の負圧タンク構造の例としては、例えば実開昭５７−６３７５７号公報に記載されたものがある。
【０００５】
同公報の装置を利用し、第一負圧タンクと第二負圧タンクと負圧を発生させるポンプとを具備し、第一負圧タンクと第二負圧タンクとの間にバルブを配置し、一方の負圧タンク内の負圧によって可変動弁機構を駆動するようにすれば、一方の負圧タンク内の負圧によって可変動弁機構を駆動しつつ、他方の負圧タンク内の負圧によってブレーキを作動させることができる。
【０００６】
ところが、上述したように構成される内燃機関の可変動弁機構では、可変動弁機構を駆動しつつブレーキを作動させることができるものの、第一負圧タンクと第二負圧タンクとポンプとが第一負圧タンク、ポンプ、第二負圧タンクの順に直列に配列されており、第一負圧タンクとポンプとの間と第二負圧タンクとポンプとの間にそれぞれチェックバルブが配置されている。
【０００７】
そのため、例えば可変動弁機構駆動用負圧タンクが故障したために可変動弁機構駆動用負圧タンク内の負圧を維持することができない時には、可変動弁機構駆動用負圧タンク内の比較的高圧の気体がチェックバルブを介してポンプ内に流入してしまう。その結果、ポンプによって負圧を発生させることができなくなり、ポンプからブレーキ作動用負圧タンク内に負圧を供給することができなくなるおそれがある。つまり、上述したように構成される内燃機関の可変動弁機構では、可変動弁機構駆動用負圧タンク内の負圧を維持することができない時には、ブレーキ作動用負圧タンク内の負圧を維持することができなくなるおそれがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、１つの負圧ポンプで内燃機関の可変動弁機構とブレーキの倍力装置を最適に作動せしめることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、内燃機関の出力で駆動される負圧ポンプが発生した負圧で作動する負圧アクチュエータで駆動される車両用の内燃機関の可変動弁機構であって、
負圧ポンプと負圧アクチュエータが制御弁を介して接続され、制御弁は第１、第２、第３の口を有し、第１の口と第２の口、または、第１の口と第３の口を連通可能な三方弁であって、第１の口が負圧ポンプに接続され、第２の口が負圧アクチュエータに接続され、第３の口が車両のブレーキ倍力装置に接続され、
運転条件に応じて、制御弁の第１の口と第２の口の連通時間ｔ１と第１の口と第３の口の連通時間ｔ２の比を変更するようにしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。
このように構成される内燃機関の可変動弁機構では負圧ポンプが発生した負圧が制御弁で運転条件に応じて可変動弁機構とブレーキ倍力装置が作動される。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、負圧ポンプと負圧アクチュエータが負圧タンクを介して接続されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。。
【００１１】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、可変動弁機構は負圧アクチュエータに負圧が供給されたときに吸気弁のリフトを減少するものである、ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。。
【００１２】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明において、内燃機関の暖機が終了したらｔ１＜ｔ２とする、ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。
【００１３】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明において、内燃機関が暖機中で、車両が停止している場合はｔ１＞ｔ２とする、ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。
【００１４】
請求項６の発明によれば、請求項３の発明において、負圧アクチュエータに負圧が送られない場合にはｔ１＜ｔ２とする、ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体の概略構成を説明する図であって、１はディーゼル式内燃機関、２は吸気弁、３は排気弁、４はカムシャフト、５は燃料噴射弁、６は吸気ポート、７は排気ポート、８はピストン、９はクランクシャフトである。そして、１００で示されるのが可変動弁機構であって、この実施の形態の場合は吸気弁２のリフトを通常運転用のリフトと、吸気量を少なめにするためのリフトとに変更するために設けられている。
【００１６】
１００は吸気弁２のバルブ開特性を変更するための可変動弁機構、１０１は図示しない伝達手段で、例えばカムシャフト４により駆動される負圧ポンプ、１０２は負圧ポンプ１０１が発生する負圧を蓄圧可能な負圧タンクである。
【００１７】
１３０は本発明により特徴的に設けられている第１制御弁であって、第１制御弁１３０は第１の口１３１、第２の口１３２、第３の口１３３を有する三方弁である。第１の口１３１は負圧ポンプ１０１と接続され、第２の口１３２は負圧タンク１０２と接続され、第３の口１３３はブレーキ倍力装置１０に接続されている。
【００１８】
１４０は、可変動弁機構１００を運転条件に応じて作動せしめるための第２制御弁であって、第２制御弁１４０は第１の口１４１、第２の口１４２、第３の口１４３を有する三方弁である。第１の口１４１は負圧タンク１０２と接続され、第２の口１４２は可変動弁機構１００の負圧アクチュエータ１０３と接続され、第３の口１４３は大気に開放されている。
【００１９】
以下、第１制御弁１３０の第２の口１３２から負圧アクチュエータ１０３へ負圧を送る系を第１負圧供給系１５１と言い、第１制御弁１３０の第３の口１３３からブレーキ倍力装置１０へ負圧を送る系を第２負圧供給系１５２と言う。
２０はＥＣＵ（電子制御ユニット）であって、ＥＣＵ２０は車速センサ１１、大気圧センサ１２、冷却水温センサ１３、第１負圧供給系１５１に付設されている圧力センサ１４等の信号をもとに、第１制御弁１３０、第２制御弁１４０を駆動する第１制御弁駆動電源３１、第２制御弁駆動電源３２を制御する。
【００２０】
第１制御弁１３０は第１制御弁駆動電源３１がＯＮの時に第１の口１３１と第２の口１３２が連通し、第１制御弁駆動電源３１がＯＦＦの時に第１の口１３１と第３の口１３３が連通するようにされている。
第１の口１３１と第２の口１３２が連通されると負圧ポンプ１０１の発生した負圧は負圧タンク１０２を介して第２制御弁１４０に供給され、第２制御弁１４０はＥＣＵ２０からの指令にもとづいて可変動弁機構１００の負圧アクチュエータ１０３に負圧を供給して負圧動弁機構１００を作動せしめる。
第１の口１３１と第３の口１３３が連通されると負圧ポンプ１０１の発生した負圧はブレーキ倍力装置１０に供給される。
【００２１】
ＥＣＵ２０は、運転条件にもとづいて、第１制御弁駆動電源３１のＯＮ−ＯＦＦの１つのサイクルの時間ｔの内の第１制御弁駆動電源３１のＯＮの時間ｔ１とＯＦＦの時間ｔ２の比率を変更する。図２が第１制御弁駆動電源１５１のＯＮ−ＯＦＦとｔ１、ｔ２、ｔの関係を示す図である。
【００２２】
以下、どのようにｔ１とｔ２の比率を変更するかについて説明する。
（１）低温始動時のクランキングおよびアイドリング時はｔ１＞ｔ２とする。
可変動弁機構１００は負圧アクチュエータ１０３に負圧が供給されると負圧が供給されない場合に比べてリフト量を小さくして吸気量を減らすものである。そして、低温始動時のクランキングおよびアイドリング時は必要な吸気量が小さい場合で、可変動弁機構１００の負圧アクチュエータ１０３への負圧を供給した状況である。一方、負圧ポンプはカム軸で駆動され、カム軸４はクランク軸９により駆動されるからクランキングおよびアイドリング時は充分な負圧が得られるまでに時間がかかる。ここでブレーキ倍力装置１０の側に多くの負圧を供給すると、さらに時間がかかってしまい可変動弁機構１００の効果を発揮できない。したがって、クランキングおよびアイドリング時はｔ１＞ｔ２とする。
但し、車両の走行し始めたら、すなわち、車速がゼロでない場合は、常に運転者のブレーキ要求に迅速に応答できるようにブレーキ倍力装置１０に負圧を充分供給しなければならないのでｔ１＜ｔ２とする。
【００２３】
（２）車両暖機後はｔ１＝０とする。
車両暖機後は、出力、および、排気エミッション上、必要な吸気量は大きく可変動弁機構１００を作動させる必要はない。したがって、ｔ１＝０とする。
【００２４】
（３）負圧アクチュエータ１０３に第１負圧供給系１５１の圧力が大気圧と同等になった場合はｔ１＝０とする。これは、第１負圧供給系１５１に漏れがある場合と考えられる。この場合は、このラインに負圧を送っても無駄であり、ブレーキ倍力装置１０に供給できる負圧も減少することからｔ１＝０として負圧アクチュエータ１０３の方には負圧を送らないようにする。
【００２５】
図３が上記のようなｔ１とｔ２の変更の制御を示すフローチャートである。
先ず、ステップ１で、大気圧センサ１２が検出する大気圧Ｐａ、圧力センサ１４が検出する第１負圧供給系１５１の圧力Ｐｖ、水温センサ１３が検出する水温ＴＷ、車速センサ１１が検出する車速Ｖを取り込む。
【００２６】
ステップ２ではＰａとＰｖの差が予め定めた値ａより小さいか否かを判定する。肯定判定された場合は、第１負圧供給系１５１に洩れがない場合であり、ステップ３に進む。ステップ３では冷却水温ＴＷが予め定めた値ＴＷ１（例えば６０℃）よりも小さいか否かを判定する。肯定判定された場合は、さらに、暖機中であることを示しており、ステップ４に進む。ステップ４では車速Ｖが０であるか否かを判定する。肯定判定された場合は、さらに車両が停止中であることを示しており、内燃機関１は可変動弁機構１００を作動させて吸気弁２のリフトを小さくし吸気量を減少する条件が整っている。そこで、ステップ５に進んでｔ１＞ｔ２としてからステップ８に進んで終了する。なお、ｔ１とｔ２の値は予め定めておく。
【００２７】
一方、ステップ２で否定判定された場合は第１負圧供給系１５１に洩れがある場合であるのでステップ７に進んでｔ１＝０としてからステップ８に進んで終了する。
また、ステップ３で否定判定された場合は暖機中であるが車両が走行している場合であるのでステップ６に進んでｔ１＜ｔ２としてからステップ８に進んで終了する。なお、この場合のｔ１とｔ２の値も予め定めておく。
【００２８】
次に、可変動弁機構１００の構造と作動について説明する。図４が可変動弁機構１００の詳細を示す図で、図５は図４に示した４番気筒付近の拡大図、図６は吸気弁駆動用カム等の詳細図である。
図４において、♯１は１番気筒、♯２は２番気筒、♯３は３番気筒、♯４は４番気筒を示す。
【００２９】
１０６は負圧アクチュエータ１０３に連結されたコントロールロッド、１０７はコントロールロッド１０６に取付けられたコントロールプレートである。１０８はコントロールプレート１０７によって押動されるロックピン、１０９は低リフト用ロッカーアーム、１１０は高リフト用ロッカーアームである。
【００３０】
ロックピン１０８がコントロールプレート１０７によって押動されていないときには、低リフト用ロッカーアーム１０９と高リフト用ロッカーアーム１１０とが互いに分離せしめられ、ロックピン１０８がコントロールプレート１０７によって押動されているときには、低リフト用ロッカーアーム１０９と高リフト用ロッカーアーム１１０とが互いに連結される。
【００３１】
１１１は低リフト用ロッカーアーム１０９に当接する低リフト用小カム、１１２は高リフト用ロッカーアーム１１０に当接する高リフト用大カムである。小カム１１１のノーズ高さは大カム１１２のノーズ高さよりも低くなっている。１１３はコントロールプレートを図４の右側に付勢するためのスプリングである。
【００３２】
つまり、負圧アクチュエータ１０３が作動されてコントロールロッド１０６が図４の右側に引っ張られても、ロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合することができないタイミングのときには、ロックピン１０８はコントロールプレート１０７によって高リフト用ロッカーアーム１１０と係合せしめられない。
【００３３】
次いで、ロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合することができるタイミングになると、ロックピン１０８は、コントロールプレート１０７を介してスプリング１１３によって図４の右側に押動され、高リフト用ロッカーアーム１１０と係合せしめられる。
【００３４】
１２２はロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合している状態からロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合していない状態にロックピン１０８を付勢するためのロックピンリターンスプリングである。１２３はタイミングコントロール機構、１２４はストッパである。
【００３５】
図７は低リフト用ロッカーアームと高リフト用ロッカーアームとが互いに分離又は連結されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。負圧アクチュエータ１０３が作動されず、ロッド１０６及びコントロールプレート１０７が図４の右側に移動せしめられないときには、ロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合せしめられず、低リフト用ロッカーアーム１０９と高リフト用ロッカーアーム１１０とが互いに分離する。その結果、吸気弁２は低リフト用ロッカーアーム１０９を介して小カム１１１によってリフトせしめられる。この場合、図５に実線で示すように、吸気弁２のバルブリフト量及び作用角は比較的小さくなる。
【００３６】
一方、負圧アクチュエータ１０３が作動されるときであって、ロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合しうる所定のタイミングとなるときには、ロッド１０６及びコントロールプレート１０７が図２の右側に移動せしめられ、ロックピン１０８が高リフト用ロッカーアーム１１０と係合せしめられる。
【００３７】
その結果、低リフト用ロッカーアーム１０９と高リフト用ロッカーアーム１１０とがロックピン１０８によって互いに連結され、吸気弁２は、低リフト用ロッカーアーム１０９及び高リフト用ロッカーアーム１１０を介して大カム１１２によってリフトせしめられる。この場合、図７に一点鎖線で示すように、吸気弁２のバルブリフト量及び作用角は比較的大きくなる。
【００３８】
上記説明した可変動弁機構１００の作動は第２制御弁１４０に第２制御弁駆動電源３２から電流を供給することによっておこなわれ、第２制御弁駆動電源３２はＥＣＵ２０からの指令によって電流を供給する。
【００３９】
なお、以上説明してきた実施の形態は負圧タンク１０２を有するものであるが、負圧タンク１０２を除去することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
各請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力で駆動される負圧ポンプが発生した負圧で作動する負圧アクチュエータで駆動される車両用の内燃機関の可変動弁機構であるが、負圧ポンプと負圧アクチュエータが制御弁を介して接続され、制御弁は第１、第２、第３の口を有し、第１の口と第２の口、または、第１の口と第３の口を連通可能な三方弁であって、第１の口が負圧ポンプに接続され、第２の口が負圧アクチュエータに接続され、第３の口が車両のブレーキ倍力装置に接続され、運転条件に応じて、制御弁の第１の口と第２の口の連通時間ｔ１と第１の口と第３の口の連通時間ｔ２の比を変更するようにされている。したがって１つの負圧ポンプが発生した負圧で運転条件に応じて可変動弁機構とブレーキ倍力装置を最適に作動させることができ、スペースをとらず、コストも安い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体の概略構成図である。
【図２】可変動弁機構１００に負圧を供給するべく第１制御弁駆動電源３１をＯＮにする時間ｔ１とブレーキ倍力装置１０に負圧を供給するべく第１制御弁駆動電源３１をＯＦＦにする時間ｔ２を説明する図である。
【図３】ｔ１とｔ２を運転条件にしたがって制御するためのフローチャートである。
【図４】可変動弁機構１００の概略構成図である。
【図５】図４に示した４番気筒付近の拡大図である。
【図６】吸気弁駆動用カム等の詳細図である。
【図７】低リフト用ロッカーアームと高リフト用ロッカーアームとが互いに分離又は連結されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…吸気弁
３…排気弁
４…カムシャフト
１０…ブレーキ倍力装置
１４…圧力センサ
２０…ＥＣＵ
３１…第１制御弁駆動電源
３２…第２制御弁駆動電源
１００…可変動弁機構
１０１…負圧ポンプ
１０２…負圧タンク
１３０…第１制御弁
１３１，１３２、１３３…第１，２，３の口
１４０…第２制御弁
１４１，１４２、１４３…第１，２，３の口
１５１…第１負圧供給系
１５２…第２負圧供給系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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