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JPH0663458B2 - サイクル変換可能エンジン - Google Patents

サイクル変換可能エンジン

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Publication number
JPH0663458B2
JPH0663458B2 JP1114142A JP11414289A JPH0663458B2 JP H0663458 B2 JPH0663458 B2 JP H0663458B2 JP 1114142 A JP1114142 A JP 1114142A JP 11414289 A JP11414289 A JP 11414289A JP H0663458 B2 JPH0663458 B2 JP H0663458B2
Authority
JP
Japan
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engine
valve
cycle
intake
load
Prior art date
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Application number
JP1114142A
Other languages
English (en)
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JPH02294522A (ja
Inventor
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP1114142A priority Critical patent/JPH0663458B2/ja
Priority to US07/514,445 priority patent/US5007382A/en
Priority to EP90304613A priority patent/EP0397359B1/en
Priority to DE199090304613T priority patent/DE397359T1/de
Priority to DE90304613T priority patent/DE69003863T2/de
Publication of JPH02294522A publication Critical patent/JPH02294522A/ja
Publication of JPH0663458B2 publication Critical patent/JPH0663458B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸排気バルブを電磁力により開閉制御して
２サイクル又は４サイクルに切換可能なサイクル変換可
能エンジンに関する。
〔従来の技術〕
従来、内燃機関のバルブ機構として、吸排気バルブを電
気的に構成し、電動させるバルブ機構が、例えば、特開
昭58−183805号公報に開示されている。
該内燃機関のバルブ機構は、内燃機関の作動状態を検出
する検出器を設け、該検出器の検出信号に基づき吸気バ
ルブと排気バルブを電動手段で動作させるものである。
内燃機関の作動状態を検出する検出器は、クランク軸の
回転状態を検出すること、或いはアクセル開度を検出す
ることによって達成している。また、吸気バルブと排気
バルブの電動手段による動作は、燃料の吸気状態及び爆
発燃焼物の排気状態を内燃機関の作動状態に対応して弁
部の開口度合いを調節することによって達成したもので
ある。
一般に、ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジンの
作動については、吸入行程、圧縮行程、燃料行程及び排
気行程の４つの作用の繰り返しによって行われ、該各行
程の内、動力が発生してクランクシャフトにトルクが与
えられるのは燃焼行程のみであり、他の３つの行程は慣
性によって回転が行われるものである。これらの各行程
の作動原理には、４サイクルエンジンと２サイクルエン
ジンの２種類の方式がある。
４サイクルエンジンは、上記４つの作動がピストンの１
行程毎に行って１サイクルを終了するのに、ピストンの
４ストローク即ちクランクシャフトの２回転を要するエ
ンジンである。このように４サイクルエンジンは、排気
行程及び吸入行程のため１ストローク即ち十分な時間が
与えられ、体積効率が高く、平均有効圧力が高く、高速
では特に効率が良く、しかもクランクシャフトの２回転
に対して１つの燃焼行程が行われ、各部位の熱的負荷が
低減できる。しかしながら、バルブ機構が機械的に複雑
であり、爆発回数が少ないので、気筒数が少ない場合に
は運転が不円滑になり、エンジンの回転即ち低速領域で
は、十分なトルクを確保することが困難である。
これに対して、２サイクルエンジンは、吸入行程と排気
行程が燃料行程と圧縮行程の一部で行われ、ピストンの
２ストローク即ちクランクシャフトの１回転で１サイク
ルを完了する。従って、２サイクルエンジンは、４サイ
クルエンジンに比較して、２倍の燃焼行程即ち爆発回数
であるから、同一排気量では出力が４サイクルエンジの
1.5倍程度になる。
しかしながら、２サイクルではサイクル毎の爆発であ
り、エンジンの各部品の熱的な耐久性に問題があり、２
サイクルの掃気に費やされる時間は、４サイクルの半分
であるから、有効行程が短く、掃気による新気損失が多
く、平均有効圧力及びエンジン効率を高めることが困難
であり、しかも、２サイクルでは吹き抜けが多く、タイ
ムエリアが少ないため、４サイクルに比較して高速では
燃料消費量が特に多く、また、４サイクルに比べて排気
バルブを早く開放するため、シリンダ内圧が高くなり排
気騒音が大きくなるという問題点を有している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、エンジンの要求性能は、今後益々、コンパク
ト化、大出力化が要求される。一方、エンジンの性能
は、低速度では高トルクが要求され、高速度では余り大
きなトルクが要求されない。従って、低速度でのトルク
を、中速時の２倍位のトルクになるようにエンジンを構
成すると、最も使い易いエンジンが提供できる。
然るに、高トルクエンジンを簡単に製作することができ
ず、例えば、高トルクエンジンを作るため、高過給エン
ジンに構成すれば、エンジン本体に負荷が掛かり過ぎ、
コンロッド、ピストン等が機械的負荷力によって破損す
るという問題がある。
エンジンに対する熱的負荷は、エンジンの回転数の増加
に伴って増すが、例えば、エンジンの回転数が6000rpm
で定格のエンジでは、1000rpmの時に比較して６倍の熱
負荷に増大する。
そこで、この発明の目的は、上記の課題を解決すること
であり、吸排気バルブをセラミック材料の軽量な材料で
製作することによって吸排気バルブを電磁力で開閉作動
して開閉タイミングを制御することによってクランクの
回転とは独立して吸排気バルブを自由に制御できること
に着眼し、また、２サイクルエンジンが４サイクルエン
ジンより低速領域での出力トルクが大きいことに着眼
し、エンジンの低速領域では高トルクが要求され、高速
領域では余り大きなトルクが要求されないという条件を
満足するため、第４図に示すように、エンジンの低速領
域のトルク特性を確保するため低速高負荷領域ではエン
ジンを２サイクルで作動し、また、低速部分負荷領域及
び高速領域ではエンジンを４サイクルで作動して体積効
率及び平均有効圧力を向上させ、且つ各部位の熱的負荷
を低減して、燃料消費量を向上させ、騒音の低減を図る
ことができる２サイクルと４サイクルとを切換えるサイ
クル変換可能エンジンを提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、シリンダヘッドに形成
した吸気ポートに配置した４サイクル用の第１吸気バル
ブと、シリンダヘッドに形成した排気ポートに配置した
排気バルブと、シリンダ下部に形成した吸気ポートに配
置した２サイクル用の第２吸気バルブと、前記各バルブ
を電磁力で開閉作動する電磁バルブ駆動装置と、エンジ
ンの回転数を検出する回転検出手段と、エンジンの負荷
を検出する負荷検出手段と、前記回転検出手段及び負荷
検出手段からの検出信号に基づいて前記電磁バルブ駆動
装置を制御するコントローラとを具備し、前記コントロ
ーラは、エンジン回転数が所定値以下でエンジン負荷が
所定値以上の低速高負荷時には前記第１吸気バルブを閉
鎖保持すると共に前記排気バルブ及び第２吸気バルブを
２サイクル作動にて駆動制御し、エンジン回転数が所定
値以下でエンジン負荷が所定値より小さい低速部分負荷
時及びエンジン回転数が所定値より高い高速時には前記
第２吸気バルブを閉鎖保持すると共に前記排気バルブ及
び第１吸気バルブを４サイクル作動にて駆動制御するこ
とを特徴とする２サイクル又は４サイクルに切換可能な
サイクル変換可能エンジンに関する。
また、このサイクル変換可能エンジンにおいて、前記コ
ントローラは、４サイクル作動から２サイクル作動への
サイクル変換時には、前記各バルブを１行程休止した後
に駆動制御するものである。
〔作用〕
この発明によるサイクル変換可能エンジンは、上記のよ
うに構成され、次のように作用する。
このサイクル変換可能エンジンは、エンジンに対して設
けられた回転検出手段即ち回転センサーによってエンジ
ン回転数が検出され、また、燃料供給装置への燃料の供
給量或いはアクセルペダルの踏込み量を検出する負荷検
出手段即ちエンジン負荷センサーによってエンジン負荷
が検出され、これら各センサーの検出信号がコントラー
ラに送られる。
前記コントローラは前記各センサーの検出信号に基づい
て、エンジン回転数が所定値以下でエンジン負荷が所定
値以上の低速高負荷時には前記第１吸気バルブを閉鎖保
持すると共に前記排気バルブ及び第２吸気バルブを２サ
イクル作動にて駆動制御し、また、エンジン回転数が所
定値以下でエンジン負荷が所定値より小さい低速部分負
荷時及びエンジン回転数が所定値より高い高速時には前
記第２吸気バルブを閉鎖保持すると共に前記排気バルブ
及び第１吸気バルブを４サイクル作動にて駆動制御す
る。
また、作動状態の変更の際に、２サイクルから４サイク
ルへのサイクル変換制御は直ちに達成できるが、４サイ
クルから２サイクルへのサイクル変換制御は、前記各バ
ルブを１行程即ち１ストローク休止した後に駆動制御す
ることによって、スムースにサイクルを変換できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、この発明による２サイクルと４
サイクルとを切換えるサイクル変換可能エンジンの実施
例を説明する。
第１図において、この発明による２サイクルと４サイク
ルとを切換えることができるサイクル変換可能エンジン
の一実施例が示されている。
エンジンを構成するシリンダブロック６に形成されたシ
リンダ34にはシリンダライナ４が嵌合しており、該シリ
ンダブロック６の上面にはガスケット33を介してシリン
ダヘッド３が固定されている。シリンダライナ４内には
ピストン７が往復運動するように構成されている。燃料
室８は、シリンダライナ４、シリンダヘッド３及びピス
トン７によって囲まれて形成される室である。
シリンダヘッド３には吸気ポート11及び排気ポート22が
形成され、これらのポートにはバルブシート18が設けら
れ、吸気ポート11のバルブシート18にはエンジンが４サ
イクルとして駆動する時に開閉作動する吸気バルブ１が
配置され、また、排気ポート22がバルブシート18にはエ
ンジンが２サイクル又は４サイクルで駆動する時に開閉
作動する排気バルブ２が配置されている。
更に、シリンダブロック６の下部内周部には環状の吸気
ポート９が形成され、該吸気ポート９に対応してシリン
ダライナ４の下部には、複数個の吸気口32が形成されて
いる。更に、吸気ポート９に吸入空気が導入するため、
シリンダブロック６の下部には空気導入部37が形成さ
れ、該空気導入部37と吸気ポート９とを連通する吸気口
36が形成されている。吸気口36には、バルブシート部が
形成されている。該バルブシート部には、エンジンが２
サイクルとして駆動される時、開閉作動する吸気バルブ
５が配置されている。また、図では、吸気バルブ５が１
個配置された場合が示されているが、吸入空気を周方向
から均一に且つ多量に燃焼室８内に吸入するため、複数
個の吸気バルブをシリンダ下部の周方向に配置してもよ
いことは勿論である。また、吸入空気は、ターボチャー
ジャのコンプレッサによって導入できることも勿論であ
る。
このサイクル変換可能エンジンにおいて、吸気バルブ1,
5及び排気バルブ２は、電磁バルブ駆動装置の各バルブ
リフター10によって電磁力によって開閉作動されるもの
であり、この電磁バルブ駆動装置のバルブリフター10
は、後述のエンジンの回転数を検出する回転検出手段即
ち回転センサー14、エンジンの負荷を検出する負荷検出
手段即ち負荷センサー31、ピストン７のストローク位置
即ちクランク角を検出する位置センサー35、及び吸入空
気量を検出する吸気流量センサー29からの各検出信号を
受け、これらの各検出信号に応答して指令を発するコン
トローラ15によって制御される。
次に、このサイクル変換可能エンジンにおける吸気バル
ブ及び排気バルブを開閉作動できる電磁バルブ駆動装置
の一例を第２図を参照して説明する。電磁バルブ駆動装
置における部品について、第１図に示すエンジンの部品
と同等の機能を有する部品には、同一の符号を付してい
る。
第２図に示すように、電磁バルブ駆動装置は、エンジン
13に組み込まれているものであり、電磁バルブ駆動装置
の要部がエンジン13から取り出された状態で概念的に示
されている。
エンジン13への供給燃料の制御する燃料噴射装置21は噴
射ノズル12を有し、該噴射ノズル12はシリンダヘッド３
の上部から吸気ポート11に貫入され、ノズル孔から噴射
される燃料がシリンダ内へと噴霧導入される。燃料噴射
装置21は、コントローラ15の指令によって所定量の燃料
を噴射するように制御されるものである。
また、エンジン13の出力軸に対して回転センサー14が設
けられ、エンジン回転数を検出する。エンジン回転数の
検出値即ち回転信号は、コントローラ15に入力される。
吸気バルブ１は、セラミック材料で製作され、シリンダ
ヘッド３に固定したバルブガイド16に案内されて上下方
向に摺動可能に配設されている。なお、図では、吸気バ
ルブ１についてのみ図示されているが、この電磁バルブ
駆動装置は、吸気バルブ５及び排気バルブ２についても
同様に電磁駆動されるものである。
吸気バルブ１の上昇又は下降によって吸気バルブ１のバ
ルブフェース17が、シリンダヘッド３の吸気ポート11に
設置されたバルブシート18に当接又は離脱することによ
って、吸気ポート11が開閉されるものである。従って、
これらの吸気ポート11の開閉作動或いは開閉量によって
エンジン13のシリンダ内への吸気流量が制御されるもの
である。吸気バルブ１の上端部23には、軟鉄等の磁性材
料から成る可動子19が固定されており、可動子19には可
動子コイル24が設けられている。
また、可動子19に対して、該可動時19の上方に軟鉄等の
磁性材料から成る固定子25がシリンダヘッド３に設置さ
れており、しかも固定子25には固定コイル20が設けられ
ている。
従って、可動子コイル24及び固定子コイル20が通電／遮
断されることによって、固定子25は可動子19を吸引／離
反することにより、吸気バルブ１を上下に動弁駆動す
る。なお、シリンダヘッド３の上面に形成されたバルブ
スプリングシートと可動子19との間には、バルブスプリ
ング26が配設されている。従って、吸気バルブ1,2は、
バルブスプリング26のばね力により常時は閉弁されるも
のである。
更に、電磁力で作動される吸排気バルブについては、吸
排気バルブ自体を構成する材料は、軽量化のためセラミ
ック材で製作されており、また吸排気バルブのバルブフ
ェース17及びバルブステムの摺動部に鉄粉等が吸着する
ことを防止するため非磁性材料のセラミック材で製作さ
れることが好ましい。
しかるに、バルブフェース17及びバルブステムの摺動部
に鉄粉等が吸着すると、吸排気バルブによる吸排気ポー
トの密閉状態が悪化するし、また、摺動部の摩擦抵抗が
大きくなり焼き付き等の好ましくない状態が発生する。
そこで、吸排気バルブを電磁力で作動するため、吸排気
バルブの上端部には、磁性材料から成る可動子19を別途
設けてある。上記のように吸排気バルブを構成すること
によって、コントローラ15からの制御された電流が可動
子コイル24及び固定子コイル20に通電又は遮断される
と、固定子25は可動子19をスプリング26の付勢力に抗し
て離反又は吸引を行うことができ、従って、吸気バルブ
１は下降又は上昇を行い、吸気バルブ１のバルブフェー
ス17は吸気ポート11を開放又は閉鎖を行うことができ
る。
電磁バルブ駆動装置は、回転センサー14、負荷センサー
31及び位置センサー35によって検出された各検出信号を
コントローラ15が受け、検出された負荷信号に応答し
て、電磁バルブ駆動装置のバルブリフター10における固
定子コイル20及び可動子コイル24に電流を流し、電磁石
を励磁してバルブを駆動することができる。
エンジン13の負荷センサー31は、エンジン負荷を検出す
るものであり、燃料噴射装置21の噴射ノズル12からエン
ジン13への供給される燃料供給量を検出するか、或いは
アクセレペダル28の踏込み量を検出することによって検
出できるものである。言い換えれば、負荷センサー31
は、エンジン13への燃料供給量の検出センサー及び／又
はアクセルペタル28の踏込量の検出センサーで構成する
ことができる。
従って、エンジン13への燃料供給量及び／又はアクセル
ペダル28の踏込み量の信号をエンジンの負荷信号とし
て、コントローラ15に入力することによって、吸排気バ
ルブの電磁バルブを制御することができる。
また、エンジン13の位置センサー35は、ピストン７のス
トロークの位置を検出するものであり、クランク角を検
出することによって検出することができる。また、吸気
ポート11を形成する吸気パイプには、吸気流量センサー
29が配設されている。この吸気流量センサー29は、例え
ば、電流を通じた電熱線に当たる空気流を、電熱線の抵
抗値変化により検出するものであり、該吸気流量センサ
ー29からの信号は吸気流量処理装置30に入力され、吸気
ポート11を通る吸気流量を検出することができる。この
検出された吸気流量は、コントローラ15に入力される。
コントローラ15は、マイクロコンピュータから成り、演
算処理を行う中央制御装置、演算処理手順、制御手段等
を格納する各種メモリ、入／出力ポート等を備えてお
り、前述の各種センサーや吸気流量処理装置30等からの
各種信号が入力されると、メモリに格納された手順によ
り処理が行われ、吸気バルブ１及び排気バルブの開閉作
動のための動弁機構用の電磁コイル20,24に対して制御
指令を発し、吸排気バルブの開閉作動を制御する。
また、コントローラ15は、上記の吸排気バルブの開閉作
動に限らず、バルブ開度、バルブリフト量、バルブタイ
ミング、バルブ開度時間、燃料の噴射タイミング等の演
算を行い、該演算結果に応じて制御指令が発せられるよ
うに構成されている。なお、図中、27はバッテリであ
り、コントローラ15、動弁用の各種コイル等の電源とな
るものである。
上記のように、この発明による２サイクル又は４サイク
ルに切換可能なサイクル変換可能エンジンに組み込むこ
とができる電磁バルブ駆動装置は構成されており、次
に、このサイクル変換可能エンジンの作動する制御装置
の一実施例を、第１図、第２図及び第３図を参照して説
明する。第３図はこの電磁バルブ制御装置を組み込むこ
とができるサイクル変換可能エンジンの作動の一例を示
す処理フロー図である。
この発明による２サイクル又は４サイクルに切換可能な
サイクル変換可能エンジンについては、エンジン13が２
サイクルで作動する場合には、吸気バルブ５と排気バル
ブ２が開閉作動されるのに対して、エンジン13が４サイ
クルで作動する場合には、吸気バルブ１と排気バルブ２
が開閉作動されるものである。
このサイクル変換可能エンジンは、エンジン13の回転を
検出する検出手段即ち回転センサー14、エンジンの負荷
状態を検出する検出手段即ちアクセルペダル28の踏込み
量を検出する踏込み量センサー及び／又は燃料噴射装置
21の噴射ノズル12からシリンダ内に噴射される燃料供給
量を検出する燃料供給量センサーとを有し、回転センサ
ー14からのエンジンの所定回転数以下の回転信号に応答
し、或いは踏込み量センサー及／又は燃料供給量センサ
ーからのエンジンの負荷が所定負荷以上の負荷信号に応
答し、それによって何れか一方の吸気バルブ１又は５を
閉鎖保持状態に制御する制御手段即ちコントローラ15を
有しているものである。
このように、このサイクル変換可能エンジンは、エンジ
ン回転が所定の回転数より低い値又は高い値の検出信
号、エンジン負荷が所定の負荷より低い値又は高い値の
検出信号に応答して、吸気バルブ１又は５のいずれか一
方の動弁作動し、他方を閉鎖保持状態に制御すれば、エ
ンジン13を４サイクル又は２サイクルで作動することが
できる。
そこで、このサイクル変換可能エンジンの一実施例を、
第３図の処理フロー図を参照して説明する。エンジン13
の始動に伴って電磁バルブ駆動装置が駆動制御される。
まず、第１ステップとして、エンジン13を駆動すること
によって、エンジン回転数NEは回転センサー14によって
検出され、該検出信号はコントローラ15に入力される。
アクセルペダル28の踏込量の検出センサーによって検出
された踏込量信号は、エンジン13の負荷信号としてコン
トローラ15に入力される。又は、燃料供給装置21の噴射
ノズル12から噴出される燃料供給量は、該燃料供給量検
出センサーによって検出され、該検出燃料供給量信号
は、同様にエンジン13の負荷信号としてコントローラ15
に入力される（ステップ40）。
回転センサー14によって検出されたエンジン回転数NEが
予め計算された所定の回転数NE １より大きいか否かを判
断する。この場合、所定の回転数NE １は、第４図に示す
ように、エンジン13の作動サイクルを変更することが好
ましい時の回転数であり、エンジン13の回転数NEが所定
の回転数NE １より小さい場合即ち低速領域では、４サイ
クル作動では低速トルクは小さく十分に確保できないの
で、エンジン13を高トルクにするため２サイクル作動を
行うようにする。これに対して、エンジン13の回転数NE
が所定の回転数NE １より大きい場合即ち高速領域では、
高トルクを要求されないので、エンジンを４サイクルで
作動する（ステップ41）。
エンジン回転数NEが所定の回転数NE １より大きい場合
に、エンジン負荷センサー31によってエンジン負荷LEを
検出する。該エンジン負荷LEは、燃料ノズル12からエン
ジン13への燃料供給量の検出センサーで検出した検出信
号、及び／又はアクセルペダル28の踏込量の検出センサ
ーで検出した検出信号によって検出することができるも
のであり、エンジン負荷LEがサイクルを変更して作動す
ることが好ましい予め計算された所定のエンジン負荷LE
１より大きいか否かを判定する（ステップ42）。
エンジン負荷LEが所定のエンジン負荷LE １より小さい場
合には、エンジン13は高トルクを必要としないので、エ
ンジン13を４サイクル作動させることで十分である。エ
ンジン13を４サイクル作動させることにより、エンジン
13の体積効率及び平均有効圧力を向上させ、且つ各部位
の熱的負荷を低減して、燃料消費量を向上させ、騒音の
低減を図ることができる。即ち、負荷センサー31による
該エンジン負荷LEの検出信号をコントローラ15に入力
し、該検出信号を受けたコントローラ15は該検出信号に
応答してエンジン13を４サイクル作動するための条件を
整えるため、位置センサー35によってピストン７のスト
ローク位置即ちクランク角を検出し、クランク角の検出
信号をコントローラ15に入力しる（ステップ43）。
更に、吸気バルブ１及び排気バルブ２を電磁バルブ騒動
装置の各バルブリフター10によって電磁力で動弁作動を
するように制御するため、吸気バルブ１及び排気バルブ
２の各バルブリフター10即ちバルブ駆動系の駆動条件を
チェックする（ステップ44）。
吸気バルブ１と排気バルブ２のバルブ駆動系の駆動条件
に異常がない場合には、位置センサー35によるクランク
角の検出信号に応答してコントローラ13は、吸気バルブ
１のバルブリフター10に指令を発し、吸気バルブ１のバ
ルブリフター10における固定子コイル20と可動子コイル
24に電流を供給し、吸気バルブ１を動弁作動して開閉制
御し、しかも、他方の吸気バルブ５を閉鎖保持状態に制
御する。即ち、コントローラ15からの指令によってエン
ジン13を４サイクル作動するため、吸気バルブ５の動弁
作動を停止して閉鎖状態に維持するのに対して、吸気バ
ルブ１の動弁作動を行うように制御してシリンダヘッド
３に形成した吸気ポート11から吸気を燃焼室８内に吸入
するように制御する（ステップ45）。
上記の４サイクル作動条件が整えば、吸気バルブ１と排
気バルブ２のバルブタイミングを最適状態に制御するた
め、コントローラ15からの指令によって、吸気バルブ１
と排気バルブ２のバルブリフター10の作動を電磁力によ
って制御する。即ち、バルブルフター10はクランク軸と
は独立して制御できるので、燃焼室８への吸入空気量及
びバルブタイミングの制御は、適宜にエンジン13の回転
数及び負荷に応じて最適状態に調節でき、エンジン13を
良好な４サイクルで作動できるようになる。この時、シ
リンダ下部の吸気ポート９に配置した吸気バルブ５は閉
鎖しているから、吸気ポート９から吸気及び排気ガスの
漏洩はなく、従って、エンジンの出力の損失はない（ス
テップ46）。
また、エンジン回転数NEが所定の回転数NE １より小さい
場合、或いは、エンジン負荷LEが所定のエンジン負荷LE
１より大きい場合には、エンジン13が高トルクで作動で
きるように２サイクル作動を行うように制御する。例え
ば、エンジン13を駆動状態にして駐停車してエンジン13
を４サイクルで作動を行っている場合に、車両を発車さ
せる時、車両が重い荷重を搭載して進行する時、或いは
車両が上り板を昇る時等のエンジン13の回転数が少な
く、或いは負荷が大きい場合に、エンジン13を２サイク
ルで作動して低速領域での高トルクを得るように、エン
ジン13の作動サイクルを変換する制御を行う。
即ち、エンジン13の低速領域、或いはエンジン13が高負
荷を受ける時に、高トルクを得るため、コントローラ15
からの指令によってエンジン13を２サイクルの作動にサ
イクル変換する。エンジン13の回転センサー14によるエ
ンジン回転数NE、或いは負荷センサー31による該エンジ
ン負荷LEの各検出信号はコントローラ15に入力され、該
各検出信号を受けたコントローラ15は、エンジン13を４
サイクルから２サイクルに変換して２サイクルで作動さ
せるサイクル変換の条件、即ち、シリンダライナ４の下
部即ちシリンダ下部に配置した吸気バルブ５及びシリン
ダヘッド３に配置した排気バルブ２の動弁作動を行う条
件を整えるため、位置センサー35によってピストン７の
ストローク位置即ちクランク角を検出し、クランク角の
検出信号をコントローラ15に入力する（ステップ47）。
更に、吸気バルブ５及び排気バルブ２を電磁バルブ駆動
装置のバルブリフター10によって電磁力で動弁作動をす
るように制御するため、吸気バルブ５及び排気バルブ２
のバルブリフター10即ちバルブ駆動系の駆動条件をチェ
ックする（ステップ48）。
吸気バルブ５及び排気バルブ２のバルブ駆動系の駆動条
件をチェックして異常がない場合には、位置センサー35
によるクランク角即ちピストン７のストローク位置を検
出し、該検出信号をコントローラ15に入力し、該検出信
号を受けてコントローラ13は、吸気バルブ５及び排気バ
ルブ２の各バルブリフター10に指令を発し、吸気バルブ
５及び排気バルブ２の各バルブリフター10における固定
子コイル20及び可動子コイル24に電流を供給し、吸気バ
ルブ５と排気バルブ２を動弁作動して開閉制御し、しか
も、他方の吸気バルブ１を閉鎖状態に維持する。即ち、
コントローラ15からの指令によってエンジン13を２サイ
クル作動するため、吸気バルブ１の動弁作動を停止して
閉鎖状態に維持し、吸気バルブ５の動弁作動を行う制御
を、シリンダブロック６の下部に形成した吸気ポート９
から吸入空気を燃焼室８内に吸入するように制御する
（ステップ49）。
上記の２サイクル作動条件が整えば、吸気バルブ５と排
気バルブ２のバルブタイミングを最適状態に制御するた
め、コントローラ15からの指令によって、吸気バルブ５
と排気バルブ２の各バルブリフター10の作動を電磁力に
よって制御する。即ち、バルブリフター10はクランク軸
とは独立して制御できるので、燃焼室８への吸入空気量
及びバルブタイミングの制御は、適宜にエンジン13の回
転数及び負荷に応じて最適状態に調節でき、しかも、吸
気バルブ１は閉鎖保持状態に制御されて吸気ボート11は
連通していないので、エンジン13を良好な２サイクルで
作動できるようになる（ステップ50）。
〔発明の効果〕
この発明によるサイクル変換可能エンジンは、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。即ち、
このサイクル変換可能エンジンは、シリンダヘッドに形
成した吸気ポートに配置した４サイクル用の第１吸気バ
ルブと、シリンダヘッドに形成した排気ポートに配置し
た排気バルブと、シリンダ下部に形成した吸気ポートに
配置配置した２サイクル用の第２吸気バルブと、前記各
バルブを電磁力で開閉作動する電磁バルブ駆動装置と、
エンジンの回転数を検出する回転検出手段と、エンジン
の負荷を検出する負荷検出手段と、前記回転検出手段及
び負荷検出手段からの検出信号に基づいて前記電磁バル
ブ駆動装置を制御するコントローラとを具備し、前記コ
ントローラは、エンジン回転数が所定値以下でエンジン
負荷が所定値以上の低速高負荷時には前記第１吸気バル
ブを閉鎖保持すると共に前記排気バルブ及び第２吸気バ
ルブを２サイクル作動にて駆動制御し、エンジン回転数
が所定値以下でエンジン負荷が所定値より小さい低速部
分負荷時及びエンジン回転数が所定値より高い高速時に
は前記第２吸気バルブを閉鎖保持すると共に前記排気バ
ルブ及び第１吸気バルブを４サイクル作動にて駆動制御
するようにしたので、高トルクが要求される低速高負荷
領域では２サイクルで作動することにより、４サイクル
に比較して1.5倍のトルクを得ることができ、低速高負
荷領域で大出力を発揮させることができる。
また、高速時には４サイクルで作動することにより、４
サイクルの特徴である高速領域での燃費、効率の向上を
図ることができると共に、低速時であっても部分負荷領
域では４サイクルで作動することにより、２サイクル過
給エンジンにおいて生ずるブーストの吹き抜けが防止で
き、低速部分負荷時の出力低下を防止することができ
る。
また、４サイクル作動から２サイクル作動へのサイクル
変換時には、前記各バルブを１行程休止した後に駆動制
御するので、４サイクル作動から２サイクル作動へのサ
イクル変換も円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明によるサイクル変換可能エンジンの一
実施例を説明するための概略図、第２図はこの発明によ
るサイクル変換可能エンジンに組込む電磁バルブ駆動装
置の一例を示す説明図、第３図は電磁バルブ駆動装置を
組み込んだサイクル変換可能エンジンの制御装置の作動
の一実施例を示す処理フロー図、及び第４図はエンジン
の回転数とトルクとの関係を示す概略図である。 1,5……吸気バルブ、２……排気バルブ、３……シリン
ダヘッド、４……シリンダライナ、６……シリンダブロ
ック、７……ピストン、８……燃焼室、9,11……吸気ポ
ート、10……バルブリフター、13……エンジン、14……
回転センサー、15……コントローラ、31……負荷センサ
ー、35……位置センサー。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダヘッドに形成した吸気ポートに配
    置した４サイクル用の第１吸気バルブと、シリンダヘッ
    ドに形成した排気ポートに配置した排気バルブと、シリ
    ンダ下部に形成した吸気ポートに配置した２サイクル用
    の第２吸気バルブと、前記各バルブを電磁力で開閉作動
    する電磁バルブ駆動装置と、エンジンの回転数を検出す
    る回転検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出
    手段と、前記回転検出手段及び負荷検出手段からの検出
    信号に基づいて前記電磁バルブ駆動装置を制御するコン
    トローラとを具備し、前記コントローラは、エンジン回
    転数が所定値以下でエンジン負荷が所定値以上の低速高
    負荷時には前記第１吸気バルブを閉鎖保持すると共に前
    記排気バルブ及び第２吸気バルブを２サイクル作動にて
    駆動制御し、エンジン回転数が所定値以下でエンジン負
    荷が所定値より小さい低速部分負荷時及びエンジン回転
    数が所定値より高い高速時には前記第２吸気バルブを閉
    鎖保持すると共に前記排気バルブ及び第１吸気バルブを
    ４サイクル作動にて駆動制御することを特徴とする２サ
    イクル又は４サイクルに切換可能なサイクル変換可能エ
    ンジン。
  2. 【請求項２】前記コントローラは、４サイクル作動から
    ２サイクル作動へのサイクル変換時には、前記各バルブ
    を１行程休止した後に駆動制御することを特徴とする請
    求項１に記載の２サイクル又は４サイクルに切換可能な
    サイクル変換可能エンジン。
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