JP2014005756A - Variable valve device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関運転状態に応じて機関弁のバルブリフト量などを可変制御すると共に、弁停止を行うことができる内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can variably control a valve lift amount of an engine valve according to an engine operating state and can perform valve stop.
従来の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
As a conventional variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, one described in
この可変動弁装置は、一気筒当たり2つの吸気弁のリフト量と作動角を連続的に変化させる可変機構と、一方の吸気弁の開閉作動を停止させる弁停止機構を備え、常用運転域では、一方側をロストモーションさせて一方の吸気弁の作動を停止させて他方の吸気弁のみを運転することによって、吸気スワールを強化して燃費及び燃焼性能を改善する一方、機関トルクが要求される運転領域では、両弁で運転すると共に、両弁の作動角をほぼ同一にして吸気充填効率を向上させるようになっている。 This variable valve operating device includes a variable mechanism that continuously changes the lift amount and operating angle of two intake valves per cylinder, and a valve stop mechanism that stops the opening and closing operation of one intake valve. By losing motion on one side and stopping the operation of one intake valve and operating only the other intake valve, the intake swirl is enhanced to improve fuel efficiency and combustion performance, while engine torque is required In the operation region, both valves are operated and the operating angles of both valves are made substantially the same to improve the intake charging efficiency.
そして、片弁運転状態において要求エンジントルクが増加した場合に、この要求エンジントルクが片弁運転での最大トルクより小さければ片弁運転状態を維持しながら作動角(リフト量)を増加するようになっている。 When the required engine torque increases in the single valve operation state, if the required engine torque is smaller than the maximum torque in the single valve operation, the operating angle (lift amount) is increased while maintaining the single valve operation state. It has become.
しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、前述したように、片弁運転状態において要求エンジントルクが片弁運転での最大トルクよりも小さければ片弁運転状態が維持されることから、弁停止している側の動弁機構は作動角の拡大、つまり、リフト量の増大と共に大きなロストモーション量が強いられる。 However, in the conventional variable valve operating apparatus, as described above, if the required engine torque is smaller than the maximum torque in the single valve operation in the single valve operation state, the single valve operation state is maintained. The valve operating mechanism on the valve stop side is forced to have a large lost motion amount as the operating angle increases, that is, the lift amount increases.
このため、前記弁停止側の動弁機構の姿勢に無理が掛かって、吸気弁を開閉作動させるスイングアームの一端部と該スイングアームの揺動支点となるピボットとの間が不均一になるか局部的な接触となって、両者間にずれが発生して、場合によってはスイングアームの一端部がピボットから脱落してしまうおそれがある。 For this reason, is it impossible for the posture of the valve mechanism on the valve stop side to become uneven, and the gap between one end of the swing arm that opens and closes the intake valve and the pivot that is the swing fulcrum of the swing arm is uneven? Due to the local contact, a deviation occurs between the two, and in some cases, one end of the swing arm may fall off the pivot.
本発明は、従来の可変動弁装置の前記技術的課題に鑑みて案出されたもので、片弁停止中における弁停止機構のロストモーション量(ストローク量)が所定値を超えた場合には、弁停止制御を禁止してピボットに対するスイングアームのずれや脱落などの不整挙動を抑制することを目的としている。 The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional variable valve operating apparatus, and when the lost motion amount (stroke amount) of the valve stop mechanism during the single valve stop exceeds a predetermined value. The purpose of this is to inhibit the valve stop control and suppress irregular behavior such as the swing arm slipping or dropping off from the pivot.
本発明は、機関のクランクシャフトから回転駆動力が伝達され、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、一気筒当たり2つの機関弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる2つの揺動カムと、前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに伝達する伝達機構と、前記各揺動カムと各機関弁との間に介装されて、前記揺動カムの揺動力と前記バルブスプリングのばね力よって前記各機関弁を開閉作動させる一対のスイングアームと、該各スイングアームの揺動支点となる一対の支点部材と、前記伝達機構の姿勢を変化させることによって前記各機関弁のリフト量を可変制御する制御機構と、を備え、前記一対の支点部材の少なくとも一方をロストモーションさせることによって、前記一方の機関弁の開閉駆動を停止させる弁停止機構を設けると共に、該弁停止機構のロストモーション量が所定値を超える場合には、弁停止を禁止する弁停止禁止手段を設けたことを特徴としている。 In the present invention, a rotational driving force is transmitted from the crankshaft of an engine, a driving shaft provided with a driving cam on the outer periphery, and two engine valves per cylinder are opened against the spring force of a valve spring. The swing cam, a transmission mechanism for converting the rotational motion of the drive cam into a swing motion and transmitting the swing cam to the swing cam, and interposed between each swing cam and each engine valve, A pair of swing arms that opens and closes each engine valve by a swinging force of a moving cam and a spring force of the valve spring, a pair of fulcrum members that serve as swinging fulcrums of the swing arms, and a posture of the transmission mechanism are changed. And a control mechanism for variably controlling the lift amount of each engine valve, and by causing at least one of the pair of fulcrum members to have a lost motion, the opening and closing drive of the one engine valve is stopped. Provided with a valve stop mechanism that, when the lost motion amount of the valve stop mechanism exceeds a predetermined value is characterized in that a valve stop inhibiting means for inhibiting the valve stop.
この発明によれば、弁停止中に、弁停止機構のロストモーション量(ストローク量)が所定値を超えてしまう場合には、弁停止状態を禁止して動弁機構の脱落などを回避することができる。 According to the present invention, when the lost motion amount (stroke amount) of the valve stop mechanism exceeds a predetermined value while the valve is stopped, the valve stop state is prohibited to prevent the valve mechanism from dropping off. Can do.
以下、本発明に係る内燃機関の動弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、V型6気筒内燃機関に適用され、機関弁である吸気弁の作動角とバルブリフト量を可変制御する可変機構を備えたものを示している。右バンク#1気筒と#3気筒及び#5気筒からなり、左バンクは#2気筒と#4気筒及び#6気筒からなるが、構成は同様なので、以下では片側の右バンクに関して説明する。 Embodiments of a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a V-type 6-cylinder internal combustion engine and includes a variable mechanism that variably controls the operating angle and valve lift amount of an intake valve that is an engine valve. The right bank is composed of # 1 cylinder, # 3 cylinder, and # 5 cylinder, and the left bank is composed of # 2 cylinder, # 4 cylinder, and # 6 cylinder, but the configuration is the same.
〔第1実施形態〕
図1〜図3は本発明の第1実施形態を示し、シリンダヘッド1内に形成された一対の吸気ポート2、2を開閉する一気筒当たり2つの第1、第2吸気弁3,3と、#1気筒と#3気筒及び#5気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に3つの駆動カム5aを有する駆動軸5と、該駆動軸5の外周面に回転自在に支持されて、介装部材である各スイングアーム6を介して前記各吸気弁3を開閉作動させる一対の揺動カム7、7と、前記各駆動カム5aの回転力を揺動力に変換して前記各揺動カム7に伝達する伝達機構8と、該伝達機構8を介して前記各吸気弁3,3の作動角とリフト量を制御する制御機構9と、シリンダヘッド1に保持されて、前記各スイングアーム6を介して各吸気弁3、3と各揺動カム7との間のバルブクリアランスを零ラッシにする2つの支点部材(ピボット)である第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10bと、機関運転状態に応じて前記一方側の第1油圧ラッシアジャスタ10aを介して前記一方の第1吸気弁3の開閉作動を停止させる3つの弁停止機構11と、を備えている。
[First Embodiment]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, in which two first and
なお、前記駆動軸5と揺動カム7、伝達機構8及び制御機構9によって可変機構が構成されている。
The
以下では、便宜上、1つの気筒、例えば#1気筒における各構成部材について説明する
前記各吸気弁3は、バルブガイド4を介してシリンダヘッド1に摺動自在に保持されていると共に、各ステムエンド3aの近傍に設けられた各スプリングリテーナ3bとシリンダヘッド1の内部上面との間に弾接された各バルブスプリング12によって閉方向に付勢されている。
Hereinafter, for convenience, each component in one cylinder, for example, the # 1 cylinder will be described. Each
前記駆動軸5は、シリンダヘッド1の上端部に設けられた複数の軸受部13に前記揺動カム7がカムシャフト7aを介して回転自在に支持され、一端部に設けられた図外のタイミングプーリを介してクランクシャフトの回転力がタイミングベルトによって伝達されるようになっている。また、駆動軸5の外周に一気筒当たり1つ設けられた前記駆動カム5aは、その軸心Xが駆動軸5の軸心Yから径方向へ偏心していると共に、外周のカムプロフィールが通常のほぼ円形状に形成されている。
The
前記各スイングアーム6は、一端部6aの凹状下面が前記各吸気弁3のステムエンド3aに当接している一方、他端部6bの下面凹部6cが前記各油圧ラッシアジャスタ10a、10bに当接していると共に、中央に形成された収容孔内に、ローラ軸14aを介してローラ14が回転自在に収容配置されている。
Each of the
前記各揺動カム7は、図1などにも示すように、円筒状のカムシャフト7aの両端部に一体的に設けられていると共に、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなるカム面7bが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム9の揺動位置に応じて前記スイングアーム6のローラ14の上面を転接するようになっている。
As shown in FIG. 1 and the like, each of the
前記カムシャフト7aは、外周面の軸方向ほぼ中央位置に形成されたジャーナル部が前記複数の軸受部13に微小クリアランスをもって回転自在に支持されていると共に、内周面によって前記駆動軸5の外周面を回転自在に支持するようになっている。
In the
前記伝達機構8は、駆動軸5の上方に配置されたロッカアーム15と、該ロッカアーム15の一端部15aと駆動カム5aとを連係するリンクアーム16と、ロッカアーム15の他端部15bと一つの揺動カム7とを連係するリンクロッド17と、を備えている。
The
前記ロッカアーム15は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部15aがピン18によってリンクアーム16に回転自在に連結されている一方、他端部15bがリンクロッド17の上端部にピン19を介して回転自在に連結されている。
The
前記リンクアーム16は、円環状の基部の中央位置に有する嵌合孔16aに前記駆動カム5aのカム本体が回転自在に嵌合している一方、突出端が前記ピン18によってロッカアーム一端部15aに連結されている。
In the
前記リンクロッド17は、下端部がピン20を介して揺動カム7のカムノーズ部に回転自在に連結されている。
The
なお、前記ロッカアーム15の他端部15bとリンクロッド17の上端部との間には、各構成部品の組付時に各吸気弁3のリフト量を微調整するアジャスト機構23が設けられている。
An
前記制御機構9は、駆動軸5の上方位置に同じ軸受部に回転自在に支持された制御軸21と、該制御軸21の外周に前記ロッカアーム15の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム15の揺動支点となる制御カム22が固定されている。
The
前記制御軸21は、駆動軸5と並行に機関前後方向に配設されていると共に、図6に示すアクチュエータ50によって回転制御されている。一方、前記制御カム22は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸21の軸心から所定分だけ偏倚している。
The
前記アクチュエータ50は、図6に示すように、図外のハウジングの一端部に固定された電動モータ51と、ハウジングの内部に設けられて、該電動モータ51の回転駆動力を前記制御軸21に伝達する減速機構としてのボール螺子機構52と、から構成されている。
As shown in FIG. 6, the
前記電動モ−タ51は、比例型のDCモータによって構成され、機関運転状態を検出する後述のコントロールユニット53からの制御信号によって正逆回転制御されるようになっている。
The
前記第1、第2各油圧ラッシアジャスタ10a、10bは、図1〜図5に示すように、シリンダヘッド1の円柱状の保持穴1a内に上下摺動自在に保持された有底円筒状のボディ24と、該ボディ24内に上下摺動自在に収容されて、下部に一体に有する隔壁25を介して内部にリザーバ室26を構成するプランジャ27と、前記ボディ24の下部内に形成されて、前記隔壁25に貫通形成された連通孔25aを介して前記リザーバ室26と連通する高圧室28と、該高圧室28の内部に設けられて、前記リザーバ室26内の作動油を高圧室28方向へのみ流入を許容するチェック弁29と、を備えている。また、前記シリンダヘッド1の内部には、前記保持穴1a内の溜まった作動油を外部に排出する排出孔1bが形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the first and second hydraulic lash
前記ボディ24は、外周面に円筒状の第1凹溝24aが形成されていると共に、該第1凹溝24aの周壁に、前記シリンダヘッド1の内部に形成されて下流端が前記第1凹溝24aに開口した油通路30とボディ24内部とを連通する第1通路孔31が径方向に貫通形成されている。
The
また、第1油圧ラッシアジャスタ10a側のボディ24は、図4A,Bに示すように、底部24b側が第2油圧ラッシアジャスタ10b側のボディ24よりも下方向へ延設されてほぼ円柱状に形成されている。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
前記油通路30は、シリンダヘッド1内に形成された潤滑油供給用のメインオイルギャラリ30aと連通しており、このメインオイルギャラリ30aには図6に示すオイルポンプ54から潤滑油が圧送されるようになっている。
The
前記プランジャ27は、軸方向のほぼ中央の外周面に円筒状の第2凹溝27aが形成されていると共に、該第2凹溝27aの周壁に前記第1通路孔31とリザーバ室26とを連通する第2通路孔32が径方向に沿って貫通形成されている。また、プランジャ27の先端頭部27bの先端面がスイングアーム6の他端部6bの球面状の下面凹部6cとの良好な摺動性を確保するために球面状に形成されている。
The
なお、このプランジャ27は、ボディ24の上端部に嵌着固定された円環状のストッパ部材33によってその最大突出量が規制されるようになっている。
Note that the maximum protrusion amount of the
前記第2凹溝27aは、その軸方向の幅が比較的大きく形成され、これによってボディ24に対するプランジャ27のいずれの上下摺動位置においても前記第1通路孔31と第2通路孔32とを常時連通するようになっている。
The second
前記チェック弁29は、前記連通孔25aの下部開口縁(シート)を開閉するチェックボール29aと、該チェックボール29aを閉方向へ付勢する第1コイルばね29bと、該第1コイルばね29bを保持するカップ状のリテーナ29cと、ボディ24の底壁24cの内底面とリテーナ29cの円環状上端部との間に弾装されて、リテーナ29cを隔壁25方向へ付勢しつつプランジャ27全体を上方に付勢する第2コイルばね29dとから構成されている。
The
そして、揺動カム7のベースサークル区間では、前記第2コイルばね29dによる付勢力による前記プランジャ27の進出移動(上方移動)に伴って高圧室28内が低圧になると、前記油通路30から保持穴1a内に供給された作動油が第1凹溝24aから第1通路孔31と第2凹溝27a及び第2通路孔32を通ってリザーバ室26に流入して、さらにチェックボール29aを第1コイルばね29bのばね力に抗して押し開き、作動油を高圧室28内に流入させる。
In the base circle section of the
これによって、プランジャ27は、常時スイングアーム6の他端部6bを押し上げてローラ14と揺動カム7との接触を介して揺動カム7とスイングアーム6の一端部6a及び各吸気弁3のステムエンド3aとの間の隙間を零ラッシに調整するようになっている。
As a result, the
そして、前記揺動カム7のリフト区間では、プランジャ27に下方荷重が作用するので、高圧室28内の油圧が上昇し、高圧室28内のオイルがプランジャ27とボディ24の隙間から漏れ出てプランジャ27は僅かに降下する(リークダウン)。
In the lift section of the
再び、揺動カム7のベースサークル区間になると、前述のように、前記第2コイルばね29dによる付勢力で前記プランジャ27の進出移動(上方移動)により、各部の隙間を零ラッシに調整するのである。
In the base circle section of the
このようなラッシ調整機能を、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10bの両方がもっている。
Both the first and second hydraulic lash
前記弁停止機構11は、図4A、Bに示すように、前記第1油圧ラッシアジャスタ10a側にのみ設けられ、前記保持穴1aの底部側に連続して形成された円柱状の摺動用穴34と、該摺動用穴34の底面とボディ24の下面との間に弾装されて、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aを上方向へ付勢するロストモーションスプリング35と、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションを規制する規制機構36と、から構成されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
前記摺動用穴34は、内径が前記保持穴1aの内径と同一に設定されて前記ボディ24が前記保持穴1aから連続的に上下方向へ摺動可能に保持するようになっている。
The sliding
前記ロストモーションスプリング35は、コイルスプリングによって形成されて、前記ボディ24の底面を上方向へ付勢して前記プランジャ27の先端部27aが前記スイングアーム6の他端部6b下面に弾接させるようになっている。
The lost
また、前記ボディ24は、前記シリンダヘッド1の内部に挿通配置されたストッパピン37によって最大上方移動位置が規制されるようになっている。すなわち、前記ストッパピン37は、シリンダヘッド1内を前記ボディ24に向かって軸直角方向に配置され、先端部37aが前記第1凹溝24a内に摺動可能に臨設配置されて、ボディ24の上方移動に伴い前記先端部37aが第1凹溝24aの下端縁に当接することによってボディ24の最大上方の摺動位置が規制されるようになっている。
Further, the
したがって、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aは、スイングアーム6の揺動に伴い前記ロストモーションスプリング35のばね力を介して前記保持穴1aと摺動用穴34との間を上下にストロークしてロストモーションを行うことによって、前記スイングアーム6の揺動支点としての機能が失われて第1吸気弁3の開閉作動を停止させるようになっている。
Accordingly, the first hydraulic lash
前記規制機構36は、前記ボディ24の底部24bの内部径方向に貫通形成された移動用孔38と、前記シリンダヘッド1内に保持穴1aと軸直角方向に形成された規制用孔39と、前記移動用孔38の内部一端側に固定されたリテーナ40と、前記移動用孔38の内部に摺動自在に設けられて、該移動用孔38から前記規制用孔39に跨って移動可能な規制ピン41と、該規制ピン41の後端と前記リテーナ40との間に弾装されて、前記規制ピン41を規制用孔39方向へ付勢するリターンスプリング42と、から主として構成されている。
The
前記規制用孔39は、前記ボディ24が前記ストッパピン37によって最大上方位置に規制された際に、前記移動用孔38と軸方向から合致するようになっており、内径が前記移動用孔38とほぼ同一に形成されていると共に、一端側にシリンダヘッド1内に形成された油通路孔43から信号油圧が導入されるようになっている。
The
ここで、前記ボディ24の回転方向の規制は、前記ストッパピン37の飛び出し量を僅かに増やすと共に、前記ボディ24の前記第1凹溝24a内に長手方向のスリットを設け、前記ストッパピン37先端と係合させることによって容易に実現できる。あるいは、別個の回転規制部材をシリンダヘッド1と前記ボディ24の間に装着してもよい。
Here, the restriction of the rotation direction of the
前記リテーナ40は、有蓋円筒状に形成されて、底部に規制ピン41の円滑な移動を確保するための呼吸孔40aが貫通形成されていると共に、軸方向の長さが図4Bに示すように、前記規制ピン41が移動用孔38に完全に収容された時点で、先端縁に規制ピン41の後端が当接してそれ以上の後退移動を規制する長さに設定されている。
As shown in FIG. 4B, the
前記規制ピン41は、中実円柱状に形成されて、外径が前記移動用孔38と規制用孔39の内径よりも僅かに小さく形成されて円滑な摺動性が確保されている。また、この規制ピン41は、前記油通路孔43から規制用孔39に供給された油圧を先端部41aの受圧面によって受けることにより、前記リターンスプリング42のばね力に抗して後退移動して先端部が規制用孔39から抜け出して移動用孔38内に収容されて、規制が解除されるようになっている。
The
前記油通路孔43(規制用孔39)には、図6に示すように、前記オイルポンプ54から圧送された油圧が電磁切換弁55を介して信号油圧として供給されるようになっている。
As shown in FIG. 6, the oil pressure fed from the
前記電磁切換弁55は、図外のバルブボディの内部に摺動自在に設けられたスプール弁を、ソレノイドの電磁力とコイルスプリングのばね力とによって、オン、オフ的に2段階に切り換えるようになっており、前記ソレノイドに、前記電動モータ51の駆動を制御する同じコントロールユニット53から制御電流が通電、非通電されてポンプ吐出通路と油通路孔43とを連通するか、またはポンプ吐出通路を閉止して前記油通路孔43とドレン通路44を連通するように切り換え制御されるようになっており、これによって、信号油圧を大小2段階に制御するようになっている。
The
前記コントロールユニット53は、クランクセンサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ角度センサなどの各種センサからの情報信号に基づいて機関運転状態(機関運転条件)を検出すると共に、この機関運転状態と前記制御軸21の現在の回転位置を検出する図外の回転位置センサからの情報信号によって前記電動モータ51を駆動制御して前記制御軸21の回転位置を制御する。これによって、各吸気弁3,3のリフト量と作動角を変化させるようになっている。
The
また、このコントロールユニット53は、前記電磁切換弁55を介して前記弁停止機構11のロストモーションを禁止する弁停止禁止手段である弁停止禁止回路を有している。この弁停止禁止回路は、前記制御軸21の回転角度θに基づいて前記電磁切換弁55を介して前記油通路孔43とドレン通路44とを連通する制御を行う。これによって、前記規制ピン41は、リターンスプリング42のばね力によって規制用孔39方向に移動して、規制ピン41の先端部41aが規制用孔39内に係入することにより、前記ボディ24(第1油圧ラッシアジャスタ10a)をシリンダヘッド1にロックさせ、第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションを禁止するようになっている。
The
前記弁停止禁止回路によって電磁切換弁55の駆動を制御するための前記制御軸21の回転角度位置は、機関運転状態などによって任意に設定できるが、本実施形態では第1吸気弁3のリフト量が図12に示すL3になるように制御軸21がθ3となる回転角度位置に設定している。
The rotational angle position of the
つまり、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションのストローク量が、これと比例的関係にある第1吸気弁3のリフト量がL3を超えたことを前記制御軸21の回転角度位置θで検出し、この時点で、弁停止状態にあった場合には、前記電磁切換弁55への制御電流を遮断して油通路孔43とドレン通路44を連通させて、前記規制ピン41によって第1油圧ラッシアジャスタ10aを強制的にロックさせるようになっている。なお、前記L3を超えた時点で、既に前記規制ピン41がロックされ、2弁リフト作動状態になっていれば、この状態が維持される。
〔可変動弁装置の作動〕
以下、本実施形態における可変動弁装置の作動について説明する。
That is, it is detected at the rotational angle position θ of the
[Operation of variable valve gear]
Hereinafter, the operation of the variable valve operating apparatus in the present embodiment will be described.
例えば、機関のアイドリング運転から低回転域では、コントロールユニット53から出力された制御電流によって電動モータ51が回転駆動し、この回転トルクがボール螺子機構52を介して前記制御軸21に伝達される。この制御軸21が一方向へ回転駆動されると、図7A,B、図8A,Bに示すように、制御カム22も一方向に回動して軸心が制御軸21の軸心の回りを同一半径で回転し、肉厚部が駆動軸5から図示のように右上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム15の他端部15bとリンクロッド17の枢支点(連結ピン19)は、駆動軸5に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム7は、リンクロッド17を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられる。
For example, in the low rotation range from the idling operation of the engine, the
よって、駆動カム5aが回転してリンクアーム16を介してロッカアーム15の一端部15aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド17を介して各揺動カム7及び各スイングアーム6に伝達され、各吸気弁3はバルブスプリング12のばね反力に抗して開弁して、そのリフト量は、例えば図12に示すL1〜L3のように十分小さくなる。
Therefore, when the
例えば、機関が低回転から中、高回転領域に移行した場合は、コントロールユニット53からの制御電流によって電動モータ51が逆回転してボール螺子機構52を同方向へ回転させると、図10A、B、図11A,Bに示すように、この回転に伴って制御軸21が制御カム22を他方向へ回転させて、軸心が下方向へ移動する。
For example, when the engine shifts from the low rotation to the middle and high rotation regions, when the
このため、ロッカアーム15は、今度は全体が駆動軸5方向に移動して他端部15bによって揺動カム7のカムノーズ部を、リンクロッド17を介して下方へ押圧して該各揺動カム7全体を所定量だけ図7、図8に示す位置から反時計方向へ回動させる。したがって、図10、図11に示すように、各揺動カム7の各スイングアーム6のローラ14外周面に対するカム面7bの当接位置が、カムノーズ部側(リフト部側)に移動する。
For this reason, the
このため、吸気弁3の開作動時に駆動カム5aが回転してロッカアーム15の一端部15aを、リンクアーム16を介して押し上げると、各スイングアーム6を介して各吸気弁3が各バルブスプリング12のばね力に抗して開弁して、そのバルブリフト量が図10〜図12に示す最大のL7になるまで連続的に変化しつつ回転の上昇にしたがってL4〜L7まで大きくなる。これによって吸気充填効率が向上して出力の向上が図れる。
〔弁停止機構の作動〕
そして、前述したアイドリング運転から低回転域において各吸気弁3,3のリフト量が図12に示すL1〜L3の小リフト量領域になっている場合、特に燃費の向上を図りたい特定の運転条件においては、前記コントロールユニット53から電磁切換弁55に制御電流が出力されて、オイルポンプ54から大きな吐出油圧が信号油圧として油通路孔43を通って規制用孔39内に導入される。
For this reason, when the
[Operation of valve stop mechanism]
When the lift amount of each of the
このため、この大きな信号油圧を受けた規制ピン41は、リターンスプリング42のばね力に抗して後退移動して、先端部41aが規制用孔39から抜け出て、シリンダヘッド1に対する第1油圧ラッシアジャスタ10aのロックが解除される。
For this reason, the
したがって、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、図4Bに示すように、全体がロストモーションできるようになり、前記ロストモーションスプリング35のばね力を介して保持穴1aと摺動用孔34内を上下方向へ移動を繰り返してロストモーション状態になる。このため、第1吸気弁3は閉弁状態(弁停止状態)となる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the entire first hydraulic lash
すなわち、弁停止状態になるまでは、前記揺動カム7が図7Aに示す零リフト(閉弁)位置から同図Bの最大開弁リフト位置の間で変化し、リフト量L2が開弁していたとして、弁停止になると前記揺動カム7が最大限揺動しても、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、図7Bに示すM2のストローク量だけロストモーションし、実際にはバルブリフトを行わない弁停止状態に移行する。その瞬間の第1スイングアーム6と第1油圧ラッシアジャスタ10aとの間で形成される開き角度がα(図7B参照)は、揺動カム7がピークリフトとなった位置においては、図13に示すα2になるが、これは過度な開き角度にはなっていない。
That is, until the valve is stopped, the
したがって、前記揺動カム7がピークリフト(最大開弁動作)となってもスムーズな弁停止作動が得られる。
Therefore, a smooth valve stop operation can be obtained even when the rocking
一方、第2油圧ラッシアジャスタ10b側は、図8A,Bに示すように、第2スイングアーム6に対する通常の揺動支点として機能していることから、第2吸気弁3は依然としてリフト量L2で開閉作動を行っており、これによって吸気スワールが強化されて燃費及び燃焼の改善が図れる。
On the other hand, since the second hydraulic lash
次に、例えば機関回転数がさらに上昇して、要求トルクが高まって2弁リフト作動状態に再び移行すると共に、さらにリフト量を増加して前記制御軸21が時計方向へ回転してθ3となった場合、つまり、両吸気弁3,3のリフト量が図12に示すL3になった場合について考察する。この状態から再び燃費の要求が高まって、弁停止に移行する場合を想定すると、図9に示すように、第1スイングアーム6と第1油圧ラッシアジャスタ10aとの間で形成される開き角度がα3になってかなり開いた状態になってしまう。
Next, for example, the engine speed is further increased, the required torque is increased and the state is shifted again to the two-valve lift operation state, and the lift amount is further increased to rotate the
このため、第1スイングアーム6の他端部6bの下面凹部6cに対する第1油圧ラッシアジャスタ10aの先端頭部27bの接触は不均一なものとなってくる。
For this reason, the contact of the distal
すなわち、通常、油圧ラッシアジャスタ10aの先端頭部27bは、ロストモーション4側の球面部での接触と、反ローラ14の側の球面部での接触とがバランスしつつ第1スイングアーム6の他端部6bの下面凹部6cを安定的に保持するものであるが、前記α3が大きくなると、ローラ14側の球面部での接触が上方移動し、反ローラ側の球面部での接触部が下方移動してしまうのである。
In other words, the
そこへローラ14からの荷重が作用すると、上方移動したローラ14側の球面部の接触部で受ける荷重が極端に増加して、バランスが崩れて局部的な接触になり易いのである。
When the load from the
その結果、接触部が先端頭部27bの上方へ移動したことも加わって、ローラ14の荷重などにより接触にずれが生じやすく、第1スイングアーム6が反バルブ側へずれる現象が発生し易く、場合によっては、第1スイングアーム6の他端部6bの下面凹部6cが先端頭部27bから外れてしまうおそれがある。しかしながら、このα3のレベルでは、なんとか許容範囲に収まってはいるが、このα3を超えると、実際に前記外れ現象が発生するおそれが高まるのである。
As a result, in addition to the fact that the contact portion has moved above the
そこで、このL3のリフト量を超えた時点で、前記コントロールユニット53の弁停止禁止回路から電磁切換弁55への制御電流が遮断されて、油通路孔43とドレン通路44が連通されて規制用孔39及び油通路孔43内の油圧がオイルパン45内に排出されて低圧状態にするのである。
Therefore, when the lift amount of L3 is exceeded, the control current from the valve stop prohibiting circuit of the
これによって、前記規制ピン41は、図4Aに示すように、リターンスプリング42のばね力によって規制用孔39方向へ移動して、前記揺動カム7のベースサークル域で第1油圧ラッシアジャスタ10aが上昇移動して前記ストッパピン37によりそれ以上の上昇移動が規制され、移動用孔38と規制用孔39が合致した時点で、規制ピン41の先端部41aが規制用孔39内に係入して第1油圧ラッシアジャスタ10aをシリンダヘッド1にロックする。
As a result, as shown in FIG. 4A, the
したがって、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、この時点でロストモーションが規制されることになる。
Therefore, the lost motion of the first hydraulic lash
図13に示す一点鎖線は、制御軸21の回転角度θと、弁停止した場合のロストモーション量(ストローク長さM)との相関を示し、図14における破線(及び破線延長の実線)は、制御軸21の回転角度θと、リフト作動させた場合の吸気弁3のリフト量Lとの相関を示している。
The dashed-dotted line shown in FIG. 13 shows the correlation between the rotation angle θ of the
つまり、図13に示すように、第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーション量(ストローク長さM)と前記制御軸21の回転角度θとは、相関関係にあり、また、図14に示すように、前記制御軸21の回転角度θと吸気弁3のリフト量Lも相関関係にあることから、前記コントロールユニット53は、回転角センサからの情報信号に基づいて制御軸21の回転角度がθ3を超えた時点で、前記電磁切換弁55への通電を強制的に遮断する。
That is, as shown in FIG. 13, the lost motion amount (stroke length M) of the first hydraulic lash
これらの作動を、図13及び図14において示すと、各々の実線のようになるが、前記ロストモーション量がM3を超えた時点で、つまり、吸気弁3のリフト量がL3を超えた時点で第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーション作動を機械的に禁止する。これによって、第2吸気弁3と一緒に第1吸気弁3も開閉作動が行われて両弁による機関駆動がなされる。
These operations are shown by solid lines in FIGS. 13 and 14, but when the lost motion amount exceeds M3, that is, when the lift amount of the
したがって、前記吸気弁3のリフト量がL3を超えた時点で第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションがなくなることから、第1スイングアーム6の他端部6b側の下面凹部6cと第1油圧ラッシアジャスタ10aのプランジャ27の先端頭部27bとの不均一で局部的な当接が回避される。したがって、プランジャ27の先端頭部27bから第1スイングアーム6の下面凹部6cが例えば脱落することなく、常時円滑な作動状態が得られる。
Accordingly, when the lift amount of the
また、例えば機関回転数がさらに上昇して制御軸21の回転角度がθ3よりもさらに大きくなり、したがって、第1油圧ロストモーション10aのロストモーション量がM3をさらに超えてしまう領域の場合(各吸気弁3,3のリフト量が図12のL3をさらに超えた場合)には、コントロールユニット53から電磁切換弁55への非通電状態が継続されて規制用孔39へ信号油圧が導入されないことから、第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションしない状態が続き、第2油圧ラッシアジャスタ10bと同じく揺動支点としての機能を発揮することになる。
Further, for example, in the case where the engine speed further increases and the rotation angle of the
換言すれば、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーション量がM3(制御軸21の回転角度がθ3)になるまでは、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、ロストモーションを行うことを許容するが、M3を超えた時点で弁停止が禁止されてロストモーションが規制されて固定化した状態になり、通常の揺動支点として機能するのである。
In other words, until the lost motion amount of the first hydraulic lash
図15は前記コントロールユニット53の弁停止禁止回路による具体的な制御フローチャートを示している。
FIG. 15 shows a specific control flowchart by the valve stop prohibiting circuit of the
すなわち、ステップ1では、前述した各種センサ類からの情報信号に基づいて現在の機関運転状態を読み込み、ステップ2では前記機関運転状態に応じて第1、第2吸気弁3,3の目標リフト量を、予め設定された制御マップ、例えば機関回転数と負荷の制御マップから読み込む。今回、仮に第2吸気弁3の目標リフト量がL2で、第1吸気弁3の目標リフト量が零(弁停止)で、現状のリフト量が第1,第2吸気弁3、3bともL3付近だったとする。
That is, in
ステップ3では、前記第1油圧ラッシアジャスタ10a側の第1吸気弁3の目標リフト量は零か否かを判別し、零、つまり弁停止であると判別した場合はステップ4に移行する。このステップ4では、前記制御軸21の回転角度センサから得られた角度θから各吸気弁3,3の実リフト量がL3以下になっているか否かを判別し、L3以下であると判別した場合は、ステップ5に移行する。
In
このステップ5では、前記電磁切換弁55にオン信号が出力するか、またはオン信号が継続する処理を行う。つまり、L3以下であるので、規制用孔39へ信号油圧を供給して第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションに移行し、またはロストモーションを継続させて片弁停止状態とする。(今回の場合は、前記電磁切換弁55にオン信号を出力し、ロストモーションに移行する。)
その後、ステップ6では、目標リフト量に向けて電動モータ51を制御して制御軸21の回転角度θを制御する処理を行って、リターンする。
In
Thereafter, in
前記ステップ3で第1吸気弁3の目標リフト量が零ではないと判別した場合、または、ステップ4で各吸気弁3,3の実リフト量がL3を超えていると判別した場合は、ステップ7に移行する。
If it is determined in
このステップ7では、電磁切換弁55にオフ信号を出力するか、オフ信号が継続する処理を行う(今回の場合オフ信号を継続する)。
In
つまり、L3を超えている場合には、規制用孔39内への信号油圧の供給を遮断あるいは遮断を継続して、リターンスプリング42のばね力によって規制ピン41を規制用孔39内に係入あるいは係入を継続させて、第1油圧ラッシアジャスタ10aをシリンダヘッド1にロックあるいはロックを継続させる。これによって、第1吸気弁3は、弁停止が禁止されて、第1油圧ラッシアジャスタ10aを揺動支点とした第1スイングアーム6による開閉作動(リフト作動)が行われる。したがって、前述のように、第1油圧ラッシアジャスタ10aの過度なロストモーションが禁止されることによって先端頭部27bに対する第1スイングアーム他端部6bの下面凹部6cの局部的な接触などによる不整挙動が回避されて円滑な作動状態が得られる。
That is, when L3 is exceeded, the supply of the signal oil pressure into the
なお、本実施形態では、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションを強制的に禁止する条件は、該ロストモーション量がM3を超えたとき(第1吸気弁3の目標リフトがL3を超えたとき)としているが、前記制御マップ上では、L3より低いリフト量でも第1吸気弁3を弁停止移行せず、第1、第2吸気弁3、3ともリフト作動制御させても良いのはいうまでもない)。
In the present embodiment, the condition for forcibly prohibiting the lost motion of the first hydraulic lash
例えば冷機始動時などの排気エミッションに有利な小作動角(例えば、小リフト量L2)でも機関フリクションに打ち勝つ燃焼トルクが必要である冷機時の場合には、ロストモーションさせずに2つの吸気弁3,3を開閉作動させることが好ましいことから、リフト量がL3未満でもロストモーションを禁止することも可能である。
For example, in the case of a cold engine that needs a combustion torque that overcomes engine friction even at a small operating angle (for example, a small lift amount L2) that is advantageous for exhaust emission such as when starting a cold engine, the two
前記リフト量L3やロストモーションM3を超えた時点というのは、ロストモーションを強制的に禁止するための基準になっているだけで、制御マップではL3より小さいリフト量で弁停止移行(ロストモーション作動への移行)を運転条件によっては行わず、2弁作動しても良いのである。 The point in time when the lift amount L3 or the lost motion M3 is exceeded is only a reference for forcibly prohibiting the lost motion, and the control map makes a valve stop transition with a lift amount smaller than L3 (lost motion operation). The two-valve operation may be performed without depending on the operating conditions.
一方、機関状態に応じて、前述のロストモーションを強制的に禁止する基準であるL3、M3の値そのものの設定を変更してもよい。例えば、機関高回転域では、動弁機構の各部品間に僅かなセパレーションが生じがちであるので、ピボットに対するスイングアーム6のずれや脱落などの不整挙動が一層発生し易いので、基準であるL3、M3の値をより小さく設定してもよい。
On the other hand, depending on the engine state, the settings of the values L3 and M3, which are standards for forcibly prohibiting the above-described lost motion, may be changed. For example, in the high engine speed range, slight separation tends to occur between the parts of the valve operating mechanism, so that irregular behavior such as displacement and dropout of the
さらに、本実施形態が前述の従来技術(特開2010−007636号公報)に示される先行技術に対して優れた点を補足説明する。 Further, a supplementary description will be given of the point that the present embodiment is superior to the prior art disclosed in the above-described prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-007636).
すなわち、前記従来技術は、同公報の図4に示されているように、ボディはシリンダヘッドに固定されて、プランジャそのものをロストモーションさせることによって弁停止を行うものである。 That is, in the prior art, as shown in FIG. 4 of the same publication, the body is fixed to the cylinder head and the valve is stopped by causing the plunger itself to undergo a lost motion.
具体的には、ボディに作用する作動油圧を低下させることで、プランジャのロストモーション量を増加させて弁停止を行うが、作動油圧が低下する途中過程では、ロストモーション量が瞬時に増加できずに、不安定な中間ロストモーション量となる瞬間が存在し、その場合のリフトカーブは不安定であり、動弁機構の挙動が不整になって、不整挙動の抑制に不利になるばかりか、機関性能も不安定になるなどの現象が懸念される。 Specifically, by reducing the operating oil pressure acting on the body, the lost motion amount of the plunger is increased to stop the valve, but the lost motion amount cannot be increased instantaneously during the process of decreasing the operating oil pressure. In addition, there is an unstable intermediate lost motion moment, the lift curve in that case is unstable, and the behavior of the valve mechanism becomes irregular, which is disadvantageous for the suppression of irregular behavior. There are concerns about phenomena such as unstable performance.
それに対して、本実施形態では、リフト作動状態と弁停止状態(ロストモーション状態)が規制ピンによる締結、締結解除により択一的に選択され、中間のリフトカーブが存在しないので、前述のような懸念はない。 On the other hand, in the present embodiment, the lift operation state and the valve stop state (lost motion state) are alternatively selected by fastening and unfastening with the restriction pin, and there is no intermediate lift curve. There is no concern.
また前記従来技術のボディはシリンダヘッドに固定されて、プランジャそのものをロストモーションさせるので、プランジャを押し上げるリターンスプリングは、油圧ラッシアジャスタのラッシ調整を行うためのスプリング機能(微小ストローク)と、プランジャをロストモーションさせるためのスプリング機能(大ストローク)とを合わせもって兼用される。したがって、ラッシ調整を重視しスプリング荷重を低下させると、ロストモーション時の追従性が悪化して、逆にスプリング荷重を増加すると、ラッシア調整がうまく行かずにプランジャが過度に隆起するポンプアップ現象が発生してしまう。 In addition, since the body of the above prior art is fixed to the cylinder head and the plunger itself is lost, the return spring that pushes up the plunger has a spring function (small stroke) for adjusting the hydraulic rascia adjuster and the plunger is lost. Combined with spring function (large stroke) for motion. Therefore, if the spring load is reduced with emphasis on the lash adjustment, the followability at the time of lost motion deteriorates.On the other hand, if the spring load is increased, the pump up phenomenon that the rassia adjustment does not work well and the plunger rises excessively. Will occur.
それに対して、本実施形態では、ラッシ調整のためのスプリング29dと、ロストモーションのためのスプリング35を別個に設定できるので、このような懸念はない。
On the other hand, in this embodiment, the
また、前記従来技術は、オイルポンプからの作動油圧が低いと、前述にように、弁停止となるため、オイルポンプからの油圧が期待できない機関クランキング時や始動時は、弁停止状態になってしまう。したがって、始動時に吸入吸気量が不足し、トルク不足で始動性が悪化するといった問題がある。 Further, as described above, the valve is stopped when the hydraulic pressure from the oil pump is low in the prior art, so the valve is stopped at the time of engine cranking or starting at which the hydraulic pressure from the oil pump cannot be expected. End up. Therefore, there is a problem that the intake air intake amount is insufficient at the time of starting, and the startability is deteriorated due to insufficient torque.
これに対して、本実施形態では、前述にように信号油圧が作用しない場合には、2弁作動となるため、このような懸念はなく、良好な始動性が得られる。 On the other hand, in this embodiment, when the signal oil pressure does not act as described above, the two-valve operation is performed, so that there is no such concern and a good startability can be obtained.
〔第2実施形態〕
図16は第2実施形態を示し、弁停止禁止手段としてさらに機械的な構造を付加したものである。
[Second Embodiment]
FIG. 16 shows a second embodiment in which a mechanical structure is further added as valve stop prohibiting means.
すなわち、前記油通路孔43の一部が、前記制御軸21を軸受する軸受部13の制御軸21と軸直角方向に貫通した一対の油孔43a、43bが形成されている形成されている。一方、前記制御軸21の内部軸直角方向には前記各油孔43a、43bに適宜連通する連通孔46が貫通形成されている。この連通孔46の両端部には、円弧状の油溝46a、46bが形成されている。
That is, a part of the
前記連通孔46は、制御軸21の回転角度位置がθ2(L2)の場合は図中実線で示すように、前記両油溝46a、46bを介して前記油通路孔43の両油孔43a、43bに連通するが、制御軸21の回転角度位置がθ3(L3)を超えた角度位置になると破線で示すように、両油溝46a、46bが位置ずれして両油孔43a、43bとの連通が遮断されようになっている。
When the rotational angle position of the
したがって、機関回転が低回転域で制御軸21の回転角度がθ1〜θ3(各吸気弁3,3のリフト量がL1〜L3)の領域にある場合は、実線で示すように、前記油通路43と連通孔46が連通した状態になって、規制用孔39内に信号油圧が供給されるが、θ3(L3)を超えた回転角度になると、破線で示すように、制御軸21の外周面で両油孔43a、43bが閉止されて、油通路孔43との連通が機械的に遮断される。
Therefore, when the engine rotation is in the low rotation range and the rotation angle of the
このため、前記第1実施形態と同様な作用効果が得られることは勿論のこと、特に、この実施形態では、例えば前記コントロールユニット53が故障して電磁切換弁55が異常作動を起こして、油通路孔43の上流側に異常な信号油圧が供給されても、前記制御軸21によって通路を遮断することから、θ3(L3)を超える場合には必ず第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションが規制されて弁停止が禁止されることになる。
〔第3実施形態〕
図17は第3実施形態を示し、第1油圧ラッシアジャスタ10a側のシリンダヘッド1の保持孔1a内に、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aが上下摺動可能な有底円筒状の保持部材47が圧入固定されていると共に、該保持部材47の底壁47a内面の中央位置に突起部47bが一体に設けられている。
For this reason, it is possible to obtain the same effects as those of the first embodiment. In particular, in this embodiment, for example, the
[Third Embodiment]
FIG. 17 shows a third embodiment, and a bottomed cylindrical holding
この突起部47bは、前記第1油圧ラッシアジャスタ10aがロストモーションをする際に、前記図13に示した、ロストモーション量がM3を僅かでも超える場合に、第1油圧ラッシアジャスタのボディ24の底面が当接してそれ以上のロストモーションストロークを規制するようにその高さが設定されている。
The
なお、前記保持部材47の周壁には、前記第1凹溝24aと油通路30とを連通する連通路47cや底壁47a側に呼吸孔47dが形成されている。
Note that the peripheral wall of the holding
このように、本実施形態では、前記突起部47bによって第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーションストロークを機械的に規制して過度なロストモーションを抑制することができるので、第1スイングアーム6とプランジャ27の先端頭部27bとの局部的な接触をさらに確実に回避できる。
As described above, in the present embodiment, since the lost motion stroke of the first hydraulic lash
また、この保持部材47は、シリンダヘッド1(通常はアルミ材)とは異なる鉄系の材料にすることによって、前記規制ピンが摺動する規制孔や油圧ラッシアジャスタ10aのボディ24と摺動する摺動用孔などの耐摩耗性を向上させることができる。このような、保持部材47は、突起部47bを除いた形で第1実施形態に適用できることは言うまでもない。
〔第4実施形態〕
図18は第4実施形態を示し、基本構成は第1実施形態と同じであるが、前記各揺動カム7、7を含むリフト量可変機構全体を前記各実施形態とは逆向きにミラー配置したものである。
Further, the holding
[Fourth Embodiment]
FIG. 18 shows the fourth embodiment, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. However, the entire lift amount variable mechanism including the
これによって、揺動カム7は図中時計方向に揺動リフトさせることによってスイングアーム6、6や吸気弁3、3を開弁リフトさせるようになっている。
As a result, the
この実施形態では、第1実施形態の図9に示す構成と比較すると、揺動カム7の揺動リフト方向が第1油圧ラッシアジャスタ10aのロストモーション方向と同方向になることから、揺動カム7のカムノーズ部とスイングアーム6が作動中に干渉しにくくなる。
In this embodiment, compared with the configuration shown in FIG. 9 of the first embodiment, the swing lift direction of the
また、揺動カム7とスイングアーム6のローラ14との接点が第1油圧ラッシアジャスタ10a側に近づき、丁度、スイングアーム6の中央付近を押圧することになるので、第1油圧ラッシアジャスタ10aとスイングアーム6の当接性が良好になって外れにくくなる。これは、第1油圧ラッシアジャスタ10aの先端頭部27bにおいて、ローラ14側の球面部での接触と、反ローラ側の球面部での接触とがバランスするためである。
Further, since the contact point between the
このように、本実施形態では、第1油圧ラッシアジャスタ10aとスイングアーム6との良好な当接状態が得られると共に、部品間の干渉を抑制できる。
Thus, in the present embodiment, a good contact state between the first hydraulic lash
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、内燃機関としては前記V型6気筒ばかりではなく、V型8気筒や、これらの片バンクに相当する直列4気筒や、その他の機関に適用することも可能である。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, as an internal combustion engine, not only the
また、前記2つの揺動カム7,7のカムプロフィールを異ならせても良く、これによって、エンジン負荷が高い両方の弁作動の領域において、吸気充填効率を維持しながら僅かなスワールによる燃焼改善も図れる。機関弁としては前記吸気弁3の他に、排気弁側にも適用することが可能であり、この場合は排気ガスのスワールを強化できるので、触媒での排気エミッション転化性能を向上できる。
In addition, the cam profiles of the two rocking
また、一対の機関弁のうち、一方を弁停止する実施形態示したが、2弁ともに弁停止する、いわゆる気筒停止にも適用可能である。さらに、ロストモーションする部材として、油圧ラッシアジャスタの他、ラッシ機能を有さない部材であってもよい。 Moreover, although embodiment which stops one valve | bulb among a pair of engine valves was shown, it is applicable also to what is called a cylinder stop which stops both valves. Further, the member that performs the lost motion may be a member that does not have a lash function, in addition to the hydraulic lash adjuster.
また、弁停止機構を第1スイングアーム6に設けることも可能であり、この場合は、例えば特表2009−503345に示す、メインスイングアームに変位(ロストモーション)できるローラエレメントを設け、このローラエレメントとメインスイングアームを締結あるいは非締結を切り換えればよい。この場合でも、過度なロストモーションによって、ローラエレメントと揺動カムとの当接が外れたり、干渉したり、あるいはロストモーション時に底付きなど、無理な姿勢を抑制して円滑な作動を実現できる。
In addition, a valve stop mechanism can be provided in the
また、特開2010−270633に記載された油圧ラッシアジャスタを有しないリフタ型の動弁機構にも適用できる。この場合、特開昭63−16112に示すようなバルブリフタに内蔵した弁停止機構を用いればよい。さらに、両弁停止機構にも適用できる。 Further, the present invention can also be applied to a lifter type valve operating mechanism that does not have a hydraulic lash adjuster described in JP 2010-270633 A. In this case, a valve stop mechanism built in the valve lifter as shown in JP-A-63-16112 may be used. Furthermore, it can be applied to a both-valve stop mechanism.
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項a〕請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止機構は、前記支点部材を移動可能に保持する保持孔と、
前記支点部材を前記スイングアーム方向へ付勢する付勢手段とを有し、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記支点部材が移動することによってロストモーションするように構成されたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項b〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記支点部材は、油圧ラッシアジャスタであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項c〕請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止機構は、前記一対の支点部材のうち、一方のみに設けられ、
前記ロストモーション量が所定値以下のときは、前記弁停止機構により対応する機関弁のみが停止することが許容されるように構成したこと特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The valve stop mechanism includes a holding hole for movably holding the fulcrum member;
Biasing means for biasing the fulcrum member in the swing arm direction;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the fulcrum member is moved against the urging force of the urging member to perform a lost motion.
[Claim b] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the fulcrum member is a hydraulic lash adjuster.
[Claim c] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The valve stop mechanism is provided on only one of the pair of fulcrum members,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein when the amount of lost motion is less than or equal to a predetermined value, the valve stop mechanism is allowed to stop only the corresponding engine valve.
この発明によれば、片弁停止によってスワール効果が大きくなって燃費の向上が図れる。
〔請求項d〕請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止機構は、前記一対の支点部材の両方に設けられ、
前記ロストモーション量が所定量以下のときは、前記弁停止機構によって両方の機関弁が停止することが許容されるように構成したこと特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to this invention, the swirl effect is increased by stopping the single valve, and the fuel consumption can be improved.
[Claim d] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The valve stop mechanism is provided on both of the pair of fulcrum members,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein when the amount of lost motion is equal to or less than a predetermined amount, the valve stop mechanism is allowed to stop both engine valves.
この発明によれば、両方の機関弁を停止させて気筒停止状態とすることにより、休止しない気筒のスロットルバルブを大きく開けることができるため、ポンピングロスを低減できる。
〔請求項e〕
請求項cに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記一対の揺動カムは、一体に的に形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項f〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記揺動支点は、前記スイングアームに設けられた球面状の凹部と、前記支点部材に設けられて、前記凹部と係合する球面状の凸部とによって形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項g〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止禁止手段は、ロストモーション量が所定値を超えると機械的に前記支点部材のロストモーションを禁止することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項h〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制御軸は、この軸心に対して偏心した制御カムを有し、
前記伝達機構は、前記制御カムが挿通され、該制御カムが回転することによって姿勢が変化することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項i〕請求項gに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロストモーションの規制は、前記支点部材の移動可能範囲において突起部によって前記支点部材の移動が規制されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項j〕請求項gに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止禁止手段は、前記支点部材と前記保持穴の内壁に設けられた移動用孔及び規制用孔と、前記移動用孔と規制用孔内に跨って移動可能に設けられた規制ピンとによって構成され、前記規制ピンが移動用孔と規制用孔に跨って配置されることによって前記支点部材がロックされる状態と、
前記規制ピンが前記移動用孔内に収容されて前記支点部材がロストモーション可能となる状態と、を制御するように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項k〕請求項jに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止禁止手段は、前記支点部材の移動用孔内に設けられ、前記規制ピンを規制用孔方向へ付勢する付勢部材と、該付勢部材の付勢力に抗して前記支点部材の移動用孔方向へ前記規制ピンを押圧する油圧を供給する油圧回路とを備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項l〕請求項kに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記油圧回路は、前記制御軸の軸受部に設けられた油通路孔と、前記制御軸の直径方向に貫通形成されて前記油通路孔と適宜連通する連通孔とを有し、
前記制御軸が所定の回転角度以下では前記油通路孔と連通孔が連通し、所定の回転角度を超えると前記連通を遮断することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項m〕請求項kに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記支点部材の所定のロストモーション量よりも小さいと前記付勢部材に抗して前記規制ピンを移動させるように油圧を供給し、所定のロストモーション量を超えると前記付勢部材の付勢力によって規制ピンを規制用孔方向へ移動させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項n〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記支点部材のロストモーション量が所定値における前記スイングアームと支点部材とのなす角度から90°を引いた角度が、吸気弁の最大リフト制御時の開弁時における前記スイングアームと支点部材とのなす角度90°から引いた角度よりも小さいことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to the present invention, the pumping loss can be reduced because both of the engine valves are stopped and the cylinders are stopped, so that the throttle valve of the cylinder that is not stopped can be opened widely.
[Claim e]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim c,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the pair of swing cams are integrally formed.
[Claim f] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The swing fulcrum is formed by a spherical concave portion provided in the swing arm and a spherical convex portion provided in the fulcrum member and engaged with the concave portion. Variable valve gear for engine.
[Claim g] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The valve stop prohibiting means mechanically prohibits the lost motion of the fulcrum member when the amount of lost motion exceeds a predetermined value.
(Claim h) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The control shaft has a control cam eccentric with respect to the axis;
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the transmission mechanism is inserted into the control cam and changes its posture when the control cam rotates.
[Claim i] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim g,
The variable motion valve device for an internal combustion engine according to
[Claim j] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim g,
The valve stop prohibiting means includes a movement hole and a restriction hole provided in the inner wall of the fulcrum member and the holding hole, and a restriction pin provided to be movable across the movement hole and the restriction hole. Configured, the state where the fulcrum member is locked by the restriction pin being disposed across the movement hole and the restriction hole,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, configured to control a state in which the restriction pin is accommodated in the movement hole and the fulcrum member is capable of lost motion.
[Claim k] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim j,
The valve stop prohibiting means is provided in a movement hole of the fulcrum member, and urges the urging member to urge the restriction pin toward the restriction hole, and against the urging force of the urging member. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: a hydraulic circuit that supplies a hydraulic pressure that presses the restriction pin toward the moving hole.
[Claim 1] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim k,
The hydraulic circuit has an oil passage hole provided in a bearing portion of the control shaft, and a communication hole that is formed through the control shaft in a diameter direction and communicates with the oil passage hole as appropriate.
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the oil passage hole and the communication hole communicate with each other when the control shaft is equal to or less than a predetermined rotation angle, and the communication is cut off when a predetermined rotation angle is exceeded.
[Claim m] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim k,
When it is smaller than the predetermined lost motion amount of the fulcrum member, hydraulic pressure is supplied to move the restriction pin against the biasing member, and when the predetermined lost motion amount is exceeded, the biasing force of the biasing member causes A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the restriction pin is moved in the direction of the restriction hole.
(Claim n) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The angle obtained by subtracting 90 ° from the angle formed between the swing arm and the fulcrum member when the amount of lost motion of the fulcrum member is a predetermined value is the difference between the swing arm and the fulcrum member at the time of valve opening during the maximum lift control of the intake valve. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the variable valve operating apparatus is smaller than an angle subtracted from an angle of 90 °.
この発明によれば、ロストモーション量が所定値でのスイングアームの姿勢の悪さ程度を、最大リフト制御時の開弁位置における前記スイングアームの姿勢の悪さより良好とすることができ、弁停止作動を一層円滑にできる。
〔請求項o〕請求項aに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止禁止手段は、支点部材のロストモーション量が所定値を超えると、前記支点部材をスイングアーム方向へ付勢してロストモーションを規制する規制部材を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項p〕請求項kに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記弁停止禁止手段は、ロストモーション量が所定値を超えると、コントロールユニットが前記油圧回路の電磁切換弁を介して油圧の供給を遮断する弁停止禁止回路によって構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項q〕請求項pに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記所定のロストモーション量の所定値は前記機関の運転状態によって任意に設定できることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to the present invention, it is possible to make the degree of the posture of the swing arm bad when the amount of lost motion is a predetermined value, better than the posture of the swing arm at the valve opening position at the time of maximum lift control. Can be made smoother.
(Claim o) The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
The valve stop prohibiting means includes a restricting member that restricts the lost motion by urging the fulcrum member toward the swing arm when the amount of lost motion of the fulcrum member exceeds a predetermined value. Variable valve device.
[Claim p] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim k,
The valve stop prohibiting means is constituted by a valve stop prohibiting circuit in which when the amount of lost motion exceeds a predetermined value, the control unit shuts off the supply of hydraulic pressure via the electromagnetic switching valve of the hydraulic circuit. Variable valve gear.
(Claim q) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim p,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the predetermined value of the predetermined lost motion amount can be arbitrarily set according to an operating state of the engine.
この発明によれば、前記禁止されるロストモーション量を、任意に設定することができることによって、例えば、高回転域において、弁停止での不整挙動を有効に抑制できる。 According to the present invention, the forbidden lost motion amount can be set arbitrarily, so that irregular behavior when the valve is stopped can be effectively suppressed, for example, in a high rotation range.
1…シリンダヘッド
1a…保持穴
3…吸気弁(機関弁)
5…カムシャフト
5a…駆動カム
6…スイングアーム
6a…一端部
6b…他端部
7…揺動カム
8…伝達機構
9…制御機構
10a・10b…第1、第2油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
11…弁停止機構
12…バルブスプリング
13…軸受部
14…ローラ
24…ボディ
27…プランジャ
27b…先端頭部
34…摺動用孔
35…ロストモーションスプリング
36…規制機構
38…移動用孔
39…規制用孔
40…リテーナ
41…規制ピン
42…リターンスプリング
43…油通路孔
44…ドレン孔
54…オイルポンプ
55…電磁切換弁
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
一気筒当たり2つの機関弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる2つの揺動カムと、
前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに伝達する伝達機構と、
前記各揺動カムと各機関弁との間に介装されて、前記揺動カムの揺動力と前記バルブスプリングのばね力よって前記各機関弁を開閉作動させる一対のスイングアームと、
該各スイングアームの揺動支点となる一対の支点部材と、
前記伝達機構の姿勢を変化させることによって前記各機関弁のリフト量を可変制御する制御機構と、
を備えた内燃機関の可変動弁装置であって、
前記一対の支点部材の少なくとも一方をロストモーションさせることによって、前記一方の機関弁の開閉駆動を停止させる弁停止機構を設けると共に、
該弁停止機構のロストモーション量が所定値を超える場合には、弁停止を禁止する弁停止禁止手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A drive shaft in which a rotational drive force is transmitted from the crankshaft of the engine and a drive cam is provided on the outer periphery;
Two swing cams that open two engine valves per cylinder against the spring force of the valve spring;
A transmission mechanism that converts the rotational motion of the drive cam into a swing motion and transmits the swing motion to the swing cam;
A pair of swing arms interposed between the swing cams and the engine valves to open and close the engine valves by the swing force of the swing cams and the spring force of the valve spring;
A pair of fulcrum members to be the swing fulcrum of each swing arm;
A control mechanism that variably controls the lift amount of each engine valve by changing the attitude of the transmission mechanism;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising:
While providing a valve stop mechanism for stopping the opening and closing drive of the one engine valve by causing at least one of the pair of fulcrum members to lose motion,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized by comprising valve stop prohibiting means for prohibiting valve stop when the amount of lost motion of the valve stop mechanism exceeds a predetermined value.
一気筒当たり2つ設けられ、バルブスプリングのばね力によって閉弁方向へ付勢された機関弁と、
該各機関弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カムと、
前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記揺動カムに伝達する伝達機構と、
前記伝達機構の姿勢を変化させることによって前記各機関弁のリフト量を可変制御する制御機構と、
前記揺動カムの揺動運動に応じて揺動して前記各機関弁を開閉作動させる一対の作動部材と、
前記一方の作動部材の揺動量を吸収して前記一方の機関弁の開閉作動を停止させる弁停止機構と、
前記作動部材の揺動量が所定量を超えた場合は、前記弁停止機構の揺動運動の吸収を禁止する弁停止禁止手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A drive cam to which rotational force is transmitted from the crankshaft;
Two engine valves provided per cylinder, and urged in the valve closing direction by the spring force of the valve spring;
A swing cam for opening each engine valve against the spring force of the valve spring;
A transmission mechanism that converts the rotational motion of the drive cam into a swing motion and transmits the swing motion to the swing cam;
A control mechanism that variably controls the lift amount of each engine valve by changing the attitude of the transmission mechanism;
A pair of actuating members that swing according to the swing motion of the swing cam to open and close the engine valves;
A valve stop mechanism that absorbs the swing amount of the one operating member and stops the opening and closing operation of the one engine valve;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: a valve stop prohibiting means for prohibiting absorption of the swing motion of the valve stop mechanism when the swing amount of the actuating member exceeds a predetermined amount.
バルブスプリングのばね力によって閉方向に付勢された一対の機関弁と、
揺動することによって一対の作動部材を介して前記一対の機関弁を駆動させる一対の揺動カムと、
前記駆動カムの回転運動を揺動運動に変換して前記一対の揺動カムに伝達する伝達機構と、
該伝達機構の姿勢を変化させることによって前記一対の機関弁の作動特性を変化させる制御機構と、
前記一対の作動部材の少なくとも一方に設けられ、ロストモーションすることによって前記一方の機関弁の駆動を停止させる弁停止機構と、
を備え、
前記一方の機関弁のバルブリフト量が所定値を超えた場合には、弁停止機構による弁停止の動作を禁止することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A drive cam that is rotationally driven by a crankshaft;
A pair of engine valves biased in the closing direction by the spring force of the valve springs;
A pair of swing cams for driving the pair of engine valves via a pair of actuating members by swinging;
A transmission mechanism for converting the rotational motion of the drive cam into a swing motion and transmitting it to the pair of swing cams;
A control mechanism that changes the operating characteristics of the pair of engine valves by changing the attitude of the transmission mechanism;
A valve stop mechanism that is provided on at least one of the pair of actuating members and stops driving of the one engine valve by performing a lost motion;
With
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a valve stop operation by a valve stop mechanism is prohibited when a valve lift amount of the one engine valve exceeds a predetermined value.
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