JP3094762B2 - Variable valve train for internal combustion engine - Google Patents
Variable valve train for internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転状態
に応じて吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可変に制
御する可変動弁装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve apparatus for variably controlling the opening / closing timing and operating angle of an intake valve and an exhaust valve according to the operating state of an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】吸気弁・排気弁の開閉時期や作動角を可
変に制御する内燃機関の可変動弁装置は、従来から種々
の形式のものが提供されているが、その一つとして例え
ば特公平5−43847号に記載されているものがあ
る。この公報記載の可変動弁装置は、作動角およびリフ
ト量の大きい高速カムと作動角およびリフト量の小さい
低速カムとを選択的に切り替える開閉作動特性変更機構
と、クランクシャフトとカムとの位相角を変化させる位
相調整機構との2つの可変動弁機構から構成されてい
る。2. Description of the Related Art Various types of variable valve operating devices for internal combustion engines for variably controlling the opening / closing timing and operating angle of intake valves and exhaust valves have been conventionally provided. There is one described in Japanese Patent Publication No. 5-43847. The variable valve gear disclosed in this publication includes an opening / closing operation characteristic changing mechanism for selectively switching between a high-speed cam having a large operating angle and a lift amount and a low-speed cam having a small operating angle and a lift amount, and a phase angle between the crankshaft and the cam. , And two variable valve operating mechanisms.
【0003】ここで、内燃機関には、低負荷領域での燃
費の向上と、高負荷領域での出力の向上という要求があ
るが、この相反する要求を満たすためには、吸気弁の開
閉時期を以下のように調整すればよいことが知られてい
る。[0003] Here, there are demands for an internal combustion engine to improve fuel efficiency in a low-load region and to improve output in a high-load region. Is known to be adjusted as follows.
【0004】まず、低負荷領域では、吸気弁の開時期を
遅らせて排気弁とのバルブオーバラップをなくし、燃焼
室内に残留する排気ガス(燃焼ガス)の量を低減するこ
とにより燃費を向上できる。また、吸気弁の閉時期を圧
縮行程の中頃まで遅らせることにより、ポンピングロス
を低減し、燃費を向上できる。First, in a low load region, fuel consumption can be improved by delaying the opening timing of the intake valve to eliminate valve overlap with the exhaust valve and reducing the amount of exhaust gas (combustion gas) remaining in the combustion chamber. . Further, by delaying the closing timing of the intake valve until the middle of the compression stroke, pumping loss can be reduced and fuel efficiency can be improved.
【0005】次に、低回転高負荷領域では、吸気弁の開
時期を進ませて適度なオーバラップを確保し、排気効率
を高めることにより出力向上を図ることができる。ま
た、吸気弁の閉時期を進ませることによって低回転での
充填効率が高まり、出力を向上することができる。[0005] Next, in the low-rotation, high-load region, the opening timing of the intake valve is advanced to secure an appropriate overlap, and the output can be improved by increasing the exhaust efficiency. In addition, by advancing the closing timing of the intake valve, the charging efficiency at low rotation is increased, and the output can be improved.
【0006】さらに、高回転高負荷領域では、吸気弁の
開時期を進ませてオーバラップを大きくし、排気効率を
高めることにより出力向上を図ることができる。また、
吸気弁の閉時期を遅らせることによって高回転での充填
効率が高まり、出力を向上することができる。Further, in the high rotation and high load range, the output can be improved by increasing the overlap by increasing the opening timing of the intake valve and increasing the exhaust efficiency. Also,
By delaying the closing timing of the intake valve, the filling efficiency at high rotation is increased, and the output can be improved.
【0007】さて、前記公報に記載された従来の装置に
よって、上述した各運転領域に最適な吸気弁の開閉時期
特性を得るには、図14に示す如く、運転条件に応じて
バルブタイミングを切り替えればよい。[0007] In order to obtain the optimal opening / closing timing of the intake valve in each of the above-mentioned operating regions by the conventional apparatus described in the above-mentioned publication, the valve timing is switched according to the operating conditions as shown in FIG. I just need.
【0008】すなわち、低負荷領域にあるときは、開閉
作動特性変更機構によって作動角の大きい高速カムを選
択するとともに、位相調整機構によって開閉時期の全体
を遅らせることにより、実線で示すバルブタイミングI
1に設定する。これにより、開時期が遅れてバルブオー
バラップが小さくなる一方、閉時期が遅れてポンピング
ロスが低減する。That is, when the engine is in the low load range, the high-speed cam having a large operating angle is selected by the opening / closing operation characteristic changing mechanism, and the entire opening / closing timing is delayed by the phase adjusting mechanism, so that the valve timing I indicated by the solid line is obtained.
Set to 1 . As a result, the valve overlap is reduced by delaying the opening timing, while the pumping loss is reduced by delaying the closing timing.
【0009】また、低回転高負荷領域にあるときは、開
閉作動特性変更機構によって作動角の小さい低速カムを
選択するとともに、位相調整機構によって開閉時期の全
体を進ませることにより、一点鎖線で示すバルブタイミ
ングI2に設定する。これにより、開時期が早まって適
度なバルブオーバラップを得ることができる一方、閉時
期が早まって充填効率が高まる。When the engine is in the low-rotation, high-load range, a low-speed cam having a small operating angle is selected by the opening / closing operation characteristic changing mechanism, and the entire opening / closing timing is advanced by the phase adjusting mechanism, so that it is indicated by a dashed line. to set the valve timing I 2. Thereby, while the opening timing is advanced and an appropriate valve overlap can be obtained, the closing timing is advanced and the filling efficiency is increased.
【0010】さらに、高回転高負荷領域にあるときは、
開閉作動特性変更機構により作動角の大きい高速カムを
選択するとともに、位相調整機構によって開閉時期の全
体を進ませることにより、点線で示すバルブタイミング
I3に設定すればよい。これにより、開時期が大幅に早
まってオーバラップが増大する一方、閉時期が遅れて充
填効率が向上する。Further, when the engine is in a high rotation and high load range,
By opening and closing characteristic changing mechanism with selecting large fast cam operating angle, by advancing the entire opening and closing timing by the phase adjusting mechanism may be set to the valve timing I 3 shown by a dotted line. As a result, the opening timing is greatly advanced and the overlap is increased, while the closing timing is delayed and the charging efficiency is improved.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、開閉作動特性変更機構と位相調整機構と
を用いることにより、運転条件に応じて吸気弁のバルブ
タイミングを適宜切り替えることができるものの、実際
の運転条件の変動に速やかに対応するのが困難であり、
運転性の低下等を招くおそれがある。However, in the above-described conventional apparatus, although the opening / closing operation characteristic changing mechanism and the phase adjusting mechanism are used, the valve timing of the intake valve can be appropriately switched according to the operating conditions. It is difficult to respond quickly to changes in actual operating conditions,
The drivability may be reduced.
【0012】すなわち、通常の運転状態としては、例え
ば定常運転状態からアクセルを踏み込んだ場合等、低負
荷領域から低回転高負荷領域あるいは低負荷領域から高
回転高負荷領域に運転条件が移行する場合が多い。That is, the normal operating state is, for example, a case where the operating condition shifts from a low load region to a low rotation high load region or from a low load region to a high rotation high load region, such as when the accelerator is depressed from a steady operation state. There are many.
【0013】ここで、図14に示す如く、低負荷領域か
ら高回転高負荷領域に移行する場合には、位相調整機構
のみを作動させて吸気弁の開閉時期を進ませることによ
り、低負荷時のバルブタイミングI1から高回転高負荷
時のバルブタイミングI3に切り替えることができる。Here, as shown in FIG. 14, when shifting from the low load region to the high rotation and high load region, only the phase adjustment mechanism is operated to advance the opening / closing timing of the intake valve. it can be switched from the valve timing I 1 to the valve timing I 3 at high speed and high load.
【0014】しかし、運転条件が低負荷領域から低回転
高負荷領域に移行する場合には、開閉作動特性変更機構
により作動角を小さくするとともに、位相調整機構によ
り開閉時期を進ませなければ、低負荷時のバルブタイミ
ングI1から低回転高負荷時のバルブタイミングI2に切
り替えることができない。However, when the operating condition shifts from the low-load region to the low-rotation, high-load region, the operating angle is reduced by the opening / closing operation characteristic changing mechanism. can not be switched from the valve timing I 1 when the load on the valve timing I 2 at the time of low rotation and high load.
【0015】すなわち、この場合には、両機構の作動を
必要とするため、位相調整機構を最初に作動させてバル
ブタイミングをI3に移し、その後に開閉作動特性変更
機構を作動させてバルブタイミングI2に到達するか、
あるいはこれとは逆に、最初に開閉作動特性変更機構を
作動させて図14中に二点鎖線で示す中間のバルブタイ
ミングI4に移し、その後に位相調整機構を作動させて
バルブタイミングI2に達するかしなければならない。[0015] That is, in this case, because it requires the operation of both mechanisms, transferred to the valve timing initially actuates the phase control mechanism in I 3, the valve timing by then operating the opening and closing characteristic changing mechanism Reach I 2 or
Or on the contrary, first to operate the opening and closing characteristic changing mechanism is transferred to the intermediate valve timing I 4 indicated by the two-dot chain line in FIG. 14, then actuates the phase control mechanism in the valve timing I 2 Have to reach or do.
【0016】従って、かかる2段階の調整を行う過程
で、必然的に吸気弁のバルブタイミングが好ましいタイ
ミングからずれてしまい、この間、運転性能が悪化する
可能性がある。Therefore, in the process of performing the two-stage adjustment, the valve timing of the intake valve necessarily deviates from the preferable timing, and during this time, there is a possibility that the operating performance is deteriorated.
【0017】また、両機構を同時に作動させようとして
も、両機構の作動速度を一致させるのは事実上困難であ
る。さらに、仮に同時作動が実現したとしても、両機構
にそれぞれ所定の作動油圧を同時に供給しなければなら
ないため、オイルポンプの容量を大きくする必要を生
じ、コスト増大等を招来する。Further, even if both mechanisms are operated simultaneously, it is practically difficult to make the operating speeds of both mechanisms coincide. Furthermore, even if simultaneous operation is realized, a predetermined operating oil pressure must be supplied to both mechanisms at the same time, so that it is necessary to increase the capacity of the oil pump, resulting in an increase in cost and the like.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、駆動
軸とカムシャフトとの間に回転位相差を与える第1の可
変動弁機構と、クランクシャフトに対する駆動軸の位相
角を変化させる第2の可変動弁機構とを用いることによ
り、機関の運転状態に応じたバルブタイミングを容易に
実現し、運転性の向上等を図ることとした。すなわち、
本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関の回転に
同期して回転する駆動軸と、この駆動軸と同軸上に配設
され、かつ吸排気弁を駆動するカムを外周に有するカム
シャフトと、機関運転状態に応じて駆動軸の回転に対す
るカムシャフトの角速度を変化させる第1の可変動弁機
構と、機関のクランクシャフトに対する前記駆動軸の位
相角を変化させる第2の可変動弁機構と、を備え、か
つ、機関が低負荷領域にあるときは前記第1の可変動弁
機構を介して吸気弁の作動角を大きくするとともに、前
記第2の可変動弁機構を介して吸気弁の開閉時期を遅ら
せる第1の制御と、機関が低回転高負荷領域にあるとき
は、前記第1の可変動弁機構を介して吸気弁の作動角を
前記第1の制御の状態よりも小さくするとともに吸気弁
の開時期及び閉時期を前記第1の制御の状態よりも進ま
せ、かつ、前記第2の可変動弁機構を前記第1の制御と
同じ状態に保持する第2の制御と、を行う制御手段を備
えたことを特徴としている。前記第1の可変動弁装置
は、好ましくは請求項7のように、カムシャフトの端部
に設けられ、かつ半径方向に沿って係合溝が形成された
一方のフランジ部と、この一方のフランジ部に対向する
ように前記駆動軸側に設けられ、かつ半径方向に沿って
係合溝が形成された他方のフランジ部と、前記両フラン
ジ部の間に揺動自在に配設された環状ディスクと、この
環状ディスクの両側部に互いに反対方向に突設されて、
前記両フランジ部の各係合溝内に夫々係合するピンと、
前記環状ディスクを機関運転状態に応じて揺動させる駆
動機構とを備えている。 Accordingly, the present invention provides a first variable valve mechanism for providing a rotational phase difference between a drive shaft and a camshaft, and a first variable valve mechanism for changing a phase angle of the drive shaft with respect to a crankshaft. By using the variable valve mechanism of No. 2, valve timing according to the operating state of the engine is easily realized, and operability is improved. That is,
A variable valve apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a drive shaft that rotates in synchronization with rotation of the engine, and a cam that is disposed coaxially with the drive shaft and that drives a suction and exhaust valve on an outer periphery. Shaft and the rotation of the drive shaft depending on the engine operating condition.
A first variable valve mechanism for changing the angular velocity of the camshaft, and a second variable valve mechanism for changing the phase angle of the drive shaft with respect to the crankshaft of the engine .
When the engine is in the low load range, the first variable valve
The operating angle of the intake valve is increased through the mechanism and
The opening and closing timing of the intake valve is delayed through the second variable valve mechanism.
The first control to be performed and when the engine is in a low rotation and high load region.
Sets the operating angle of the intake valve through the first variable valve mechanism.
The intake valve is smaller than the first control state.
The opening timing and closing timing of the motor are advanced from the state of the first control.
And controls the second variable valve mechanism with the first control.
Second control for maintaining the same state; and control means for performing the second control.
It is characterized by that. The first variable valve operating device
Is preferably provided at an end of the camshaft and has an engagement groove formed in a radial direction, and the flange is opposed to the one flange. The other flange portion provided on the drive shaft side and having an engagement groove formed in the radial direction, an annular disk slidably disposed between the two flange portions, and both sides of the annular disk Projecting in opposite directions to each other,
Pins respectively engaged in the respective engagement grooves of the both flange portions,
A drive mechanism for swinging the annular disk in accordance with an engine operating state .
【0019】また、請求項2の構成では、前記制御手段
が、機関が高回転高負荷領域にあるときは前記第1の可
変動弁機構を介して吸気弁の作動角を大きくするととも
に、前記第2の可変動弁機構を介して吸気弁の開閉時期
を進ませる第3の制御を行うことを特徴としている。Further, in the configuration of claim 2, the control means
However, when the engine is in a high rotation and high load region, the operating angle of the intake valve is increased through the first variable valve mechanism, and the opening and closing timing of the intake valve is increased through the second variable valve mechanism. The third control is performed to advance the value.
【0020】さらに、請求項3の構成では、請求項2の
構成に加えて、前記制御手段は、機関が前記低負荷領域
と前記低回転高負荷領域との間の中間領域にあるとき
に、吸気弁の作動角を前記第1の可変動弁機構を介して
低負荷領域での作動角と低回転高負荷領域での作動角と
の中間の大きさにする第4の制御を行うことを特徴とし
ている。Further, in the configuration according to claim 3, in addition to the configuration according to claim 2, the control means is configured to control the engine when the engine is in an intermediate region between the low load region and the low rotation high load region. Performing a fourth control for setting the operating angle of the intake valve to an intermediate value between the operating angle in the low-load region and the operating angle in the low-rotation high-load region via the first variable valve mechanism; Features.
【0021】また、請求項4の構成では、請求項2の構
成に加えて、前記制御手段は、機関が前記低負荷領域と
前記高回転高負荷領域との中間領域にあるときに、吸気
弁の開閉時期を前記第2の可変動弁機構を介して低負荷
領域での開閉時期と高回転高負荷領域での開閉時期との
中間の位相にする第5の制御を行うことを特徴としてい
る。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, when the engine is in an intermediate region between the low load region and the high rotation and high load region, the control means controls the intake valve. The fifth control is performed to set the opening / closing timing of the second switching valve to an intermediate phase between the opening / closing timing in the low load range and the opening / closing timing in the high rotation / high load range via the second variable valve mechanism. .
【0022】さらに、請求項5の構成では、請求項2の
構成において、前記制御手段は、機関の運転条件が前記
低負荷領域と前記低回転高負荷領域との間を移動する際
に、吸気弁の作動角を前記第1の可変動弁機構を介して
低負荷領域での作動角と低回転高負荷領域での作動角と
の間で略連続的に変化させるように構成したことを特徴
としている。Further, in the configuration of claim 5, in the configuration of claim 2, the control means is configured to control the intake air when the operating condition of the engine moves between the low load region and the low rotation high load region. The operating angle of the valve is configured to be changed substantially continuously between the operating angle in a low load region and the operating angle in a low rotation and high load region via the first variable valve mechanism. And
【0023】また、請求項6の構成では、請求項2の構
成において、前記制御手段は、機関の運転条件が前記低
負荷領域と前記高回転高負荷領域との間を移動する際
に、吸気弁の開閉時期を前記第2の可変動弁機構を介し
て低負荷領域での開閉時期と高回転高負荷領域での開閉
時期との間で略連続的に変化させるように構成したこと
を特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control means is configured to control the intake air when the operating condition of the engine moves between the low load region and the high rotation high load region. The opening and closing timing of the valve is changed substantially continuously between the opening and closing timing in a low load region and the opening and closing timing in a high rotation and high load region via the second variable valve mechanism. And
【0024】[0024]
【作用】第1の可変動弁機構は、機関運転状態に応じて
駆動軸の回転に対するカムシャフトの角速度を変化させ
ることができる。特に請求項7の構成では、第1の可変
動弁機構の環状ディスクの中心が駆動軸の中心と合致し
ている制御状態では、カムシャフトは駆動軸に同期して
等速で、すなわち位相差なしで回転するため、カムのプ
ロフィルに沿って吸排気弁が開閉する。これに対し、駆
動機構によって環状ディスクが一方へ揺動した状態で
は、環状ディスクの中心が駆動軸の中心から偏心するた
め、駆動軸とカムシャフトとが不等速で連動するように
なり、回転中に位相差を生じる結果、カムのプロフィル
を位相差により遅進させたような特性でもって吸排気弁
が開閉する。一方、第2の可変動弁機構は、機関のクラ
ンクシャフトに対する駆動軸の位相角を変化させること
ができる。 The first variable valve mechanism operates according to the operating state of the engine.
Change the camshaft angular velocity with respect to the drive shaft rotation
Can be Particularly, in the control state in which the center of the annular disk of the first variable valve mechanism coincides with the center of the drive shaft, the camshaft synchronizes with the drive shaft at a constant speed, that is, the phase difference. The intake and exhaust valves open and close according to the profile of the cam. On the other hand, when the annular disk is swung to one side by the drive mechanism, the center of the annular disk is eccentric from the center of the drive shaft. As a result of the occurrence of a phase difference, the intake and exhaust valves open and close with characteristics such that the profile of the cam is retarded by the phase difference. On the other hand, the second variable valve mechanism can change the phase angle of the drive shaft with respect to the crankshaft of the engine.
【0025】従って、これら第1の可変動弁機構と第2
の可変動弁機構とにより、作動角と開閉時期とを適宜調
整することができ、機関の運転状態に応じた種々のバル
ブタイミングを実現することが可能となる。これに加え
て、前記環状ディスクと駆動軸との偏心量および前記ク
ランクシャフトと駆動軸との位相角変化量を連続的に変
化させることにより、一のバルブタイミングから他のバ
ルブタイミングに変更する際に、このタイミングを連続
的に変化させることも可能となる。Therefore, the first variable valve mechanism and the second
With the variable valve mechanism described above, the operating angle and the opening / closing timing can be appropriately adjusted, and various valve timings according to the operating state of the engine can be realized. In addition to this, by continuously changing the amount of eccentricity between the annular disk and the drive shaft and the amount of phase angle change between the crankshaft and the drive shaft, when changing from one valve timing to another valve timing. In addition, this timing can be continuously changed.
【0026】そして、吸気弁の作動角を大きくするとと
もに開閉時期を遅らせる第1の制御によってオーバラッ
プを小さくしつつ閉時期を遅らせることができ、吸気弁
の作動角を前記第1の制御の状態よりも小さくするとと
もに吸気弁の開時期及び閉時期を前記第1の制御の状態
よりも進ませる第2の制御によって適度のオーバラップ
を形成しつつ第1の制御よりも閉時期を早めることがで
きる。特に、機関が低負荷領域と低回転高負荷領域との
間を移行する場合には、作動角と開閉時期の双方を同時
に調整しうる第1の可変動弁機構のみを作動させること
によって、それぞれの領域に適したバルブタイミングを
得ることができる。また、請求項2の構成によれば、吸
気弁の作動角を大きくするとともに開閉時期を進ませる
第3の制御によって大きなオーバラップを形成しつつ閉
時期を比較的遅らせることができる。[0026] Then, it is possible to delay the closing timing while reducing the overlap by a first control to delay the time opening and closing as well as increasing the operating angle of the intake valve, the intake valve
Is smaller than the state of the first control.
In particular, the opening timing and closing timing of the intake valve are determined by the state of the first control.
You can hasten the closing timing than the first control while forming a moderate overlap by a second control Ru is advanced than. In particular, when the engine transitions between the low load region and the low rotation high load region, by operating only the first variable valve mechanism that can simultaneously adjust both the operating angle and the opening and closing timing, The valve timing suitable for the region can be obtained. Further, according to the configuration of the second aspect, the closing timing can be relatively delayed while a large overlap is formed by the third control that increases the operating angle of the intake valve and advances the opening / closing timing.
【0027】さらに、請求項3の構成によれば、機関が
低負荷領域と低回転高負荷領域との間を移行する際に、
吸気弁の作動角が中間の値を経るため、移行時のトルク
ショックを低減することができる。Furthermore, according to the configuration of claim 3, when the engine shifts between the low load region and the low rotation high load region,
Since the operating angle of the intake valve passes through an intermediate value, torque shock at the time of transition can be reduced.
【0028】また、請求項4の構成によれば、機関が低
負荷領域と高回転高負荷領域との間を移行する際に、吸
気弁の開閉時期が中間の位相を経るため、移行時のトル
クショックを低減することができる。According to the configuration of claim 4, when the engine shifts between the low load region and the high rotation high load region, the opening / closing timing of the intake valve passes through an intermediate phase. Torque shock can be reduced.
【0029】さらに、請求項5の構成によれば、機関が
低負荷領域と低回転高負荷領域との間を移行する際に、
吸気弁の作動角を略連続的に変化させるため、移行時の
トルクショックを低減することができる。Further, according to the configuration of claim 5, when the engine transitions between the low load region and the low rotation high load region,
Since the operating angle of the intake valve is changed substantially continuously, torque shock at the time of shifting can be reduced.
【0030】また、請求項6の構成によれば、機関が低
負荷領域と高回転高負荷領域との間を移行する際に、吸
気弁の開閉時期を略連続的に変化させるため、移行時の
トルクショックを低減することができる。According to the configuration of claim 6, when the engine shifts between the low load range and the high rotation high load range, the opening / closing timing of the intake valve is changed substantially continuously. Torque shock can be reduced.
【0031】[0031]
【実施例】以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置
の実施例を図1〜図13に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0032】まず、図1は第1の実施例の全体構成を示
す構成説明図であって、この可変動弁装置は、後述する
第1の可変動弁機構1と第2の可変動弁機構43とを主
体として構成され、これら各可変動弁機構1,43へ供
給される作動油圧はコントローラ42によって制御され
ている。FIG. 1 is an explanatory view showing the overall structure of the first embodiment. This variable valve operating apparatus includes a first variable valve operating mechanism 1 and a second variable valve operating mechanism which will be described later. The operating hydraulic pressure supplied to each of the variable valve mechanisms 1 and 43 is controlled by the controller 42.
【0033】初めに、第1の可変動弁機構1について図
2の拡大断面図を参照しつつ説明すると、機関の前後方
向に延設された中空状の駆動軸2にはクランクシャフト
からスプロケット(いずれも図示せず)を介して回転力
が伝達され、その外周には各気筒毎に分割されたカムシ
ャフト3が一定の隙間を介して駆動軸2の中心Xと同軸
に配設されている。First, the first variable valve mechanism 1 will be described with reference to an enlarged sectional view of FIG. 2. A hollow drive shaft 2 extending in the front-rear direction of the engine has a sprocket ( Rotational force is transmitted via each of them (not shown), and a camshaft 3 divided for each cylinder is disposed coaxially with the center X of the drive shaft 2 via a fixed gap on the outer periphery thereof. .
【0034】また、カムシャフト3は、図示せぬシリン
ダヘッド上端部のカム軸受に回転自在に支持されている
と共に、図3,図4に示す如く、外周の所定位置に、吸
気弁4をバルブスプリング5のばね力に抗してバルブリ
フター6により開作動させる複数のカム7…が一体に設
けられている。The camshaft 3 is rotatably supported by a cam bearing at the upper end of a cylinder head (not shown), and the intake valve 4 is disposed at a predetermined position on the outer periphery as shown in FIGS. A plurality of cams 7 that are opened by the valve lifter 6 against the spring force of the spring 5 are provided integrally.
【0035】さらに、カムシャフト3は、上述したよう
に複数個に分割形成されているが、その一方の分割端部
に、フランジ部8が設けられている。また、この複数に
分割されたカムシャフト3の端部間に、それぞれスリー
ブ9と環状ディスク10が配置されている。前記フラン
ジ部8は、図5にも示す如く、中空部から半径方向に沿
った細長い矩形状の係合溝11が形成されていると共
に、環状ディスク10の一方の表面に摺接するフランジ
面8aを有している。Further, the camshaft 3 is divided into a plurality of pieces as described above, and a flange 8 is provided at one of the divided ends. A sleeve 9 and an annular disk 10 are disposed between the ends of the plurality of divided camshafts 3, respectively. As shown in FIG. 5, the flange portion 8 has an elongated rectangular engaging groove 11 formed in a radial direction from a hollow portion, and has a flange surface 8 a slidingly contacting one surface of the annular disk 10. Have.
【0036】前記スリーブ9は、小径な一端部がカムシ
ャフト3の他方の分割端部内に回転自在に挿入されてい
る共に、駆動軸2の外周に嵌合しており、かつ直径方向
に貫通した連結ピン12を介して該駆動軸2に連結固定
されている。また、スリーブ9の他端部に設けられたフ
ランジ部13は、カムシャフト3側のフランジ部8と対
向して位置し、かつ図6にも示す如く、半径方向に沿っ
た細長い矩形状の係合溝14が形成されていると共に、
外周面に環状ディスク10の他方の表面に摺接するフラ
ンジ面9aを有している。前記係合溝14は、カムシャ
フト3側フランジ部8の係合溝11と180°異なる反
対側に配置されている。The sleeve 9 has a small-diameter end rotatably inserted into the other divided end of the camshaft 3 and is fitted on the outer periphery of the drive shaft 2 and penetrates in a diametrical direction. It is connected and fixed to the drive shaft 2 via a connecting pin 12. A flange 13 provided at the other end of the sleeve 9 is opposed to the flange 8 on the camshaft 3 side, and as shown in FIG. A mating groove 14 is formed,
The outer peripheral surface has a flange surface 9a that slides on the other surface of the annular disk 10. The engagement groove 14 is disposed on the opposite side of the camshaft 3 side flange portion 8 from the engagement groove 11 by 180 °.
【0037】前記環状ディスク10は、略ドーナツ板状
を呈し、内径がカムシャフト3の内径と略同径に形成さ
れ、駆動軸2の外周面との間に環状の隙間部Sが形成さ
れていると共に、小巾の外周部10aが環状のベアリン
グメタル15を介して制御環16の内周面に回転自在に
保持されている。また、互いに180°異なる直径線上
の対向位置にそれぞれ保持孔10b,10cが貫通して
形成されており、該各保持孔10b,10cには、各係
合溝11,14に係合する一対のピン17,18が嵌合
配置されている。The annular disk 10 has a substantially donut plate shape, an inner diameter substantially equal to the inner diameter of the camshaft 3, and an annular gap S formed between the annular disk 10 and the outer peripheral surface of the drive shaft 2. At the same time, a small-width outer peripheral portion 10a is rotatably held on the inner peripheral surface of the control ring 16 via an annular bearing metal 15. Further, holding holes 10b and 10c are formed to penetrate at opposite positions on diameter lines different from each other by 180 °, and a pair of holding holes 10b and 10c are engaged with the engagement grooves 11 and 14 respectively. Pins 17 and 18 are fitted and arranged.
【0038】これら各ピン17,18は、互いにカムシ
ャフト3の軸方向へ逆向きに突出しており、円筒面から
なる基部が保持孔10b,10c内に回転自在に嵌合支
持されていると共に、環状ディスク10の表面から突出
する先端部には、図5及び図6に示す如く、各係合溝1
1,14の対向内面11a,11b、14a,14bと
当接する2面巾状の平面部17a,17b、18a,1
8bがそれぞれ形成されている。The pins 17 and 18 protrude in the axial direction of the camshaft 3 in opposite directions, and a base formed of a cylindrical surface is rotatably fitted and supported in the holding holes 10b and 10c. As shown in FIGS. 5 and 6, each of the engaging grooves 1 is provided at a tip end projecting from the surface of the annular disk 10.
The two flat surfaces 17a, 17b, 18a, 1 that come into contact with the opposing inner surfaces 11a, 11b, 14a, 14b
8b are respectively formed.
【0039】また、各ピン17,18の軸方向への位置
決めは、突出方向については、ピン17,18の円筒面
と前記平面部17a,17b、18a,18bとの間に
生じる段部17c,18cとフランジ面8a,9aとの
当接により、また後退方向については、前記保持孔10
b,10cを貫通したピン17,18の基端面17d,
18dとフランジ面9a,8aとの当接により、それぞ
れ行われる。The positioning of the pins 17 and 18 in the axial direction is performed in the projecting direction by the steps 17c and 17c formed between the cylindrical surfaces of the pins 17 and 18 and the flat portions 17a, 17b, 18a and 18b. 18c and the flange surfaces 8a, 9a, and in the retreating direction, the holding hole 10
b, the base end faces 17d of the pins 17, 18 penetrating the 10c,
The contact between 18d and the flange surface 9a, 8 a, is performed respectively.
【0040】前記制御環16は、略円環状をなすととも
に、図3に示す如く、外周の一部にボス部16aを有
し、該ボス部16aを貫通した揺動軸19を支点とし
て、駆動軸2の軸方向と直交する面に沿って上下に揺動
自在に構成されている。またボス部16aと反対側の外
周面にはレバー部16bが半径方向に沿って突設されて
おり、このレバー部16bを後述の駆動機構28が操作
することにより制御環16の揺動位置が制御されるよう
になっている。The control ring 16 has a substantially annular shape and, as shown in FIG. 3, has a boss 16a on a part of its outer periphery, and is driven around a swing shaft 19 passing through the boss 16a as a fulcrum. It is configured to be swingable up and down along a plane orthogonal to the axial direction of the shaft 2. A lever 16b is provided on the outer peripheral surface on the side opposite to the boss 16a so as to protrude in the radial direction. When the drive mechanism 28 described later operates the lever 16b, the swing position of the control ring 16 is changed. It is controlled.
【0041】また、前記揺動軸19内部には、図3及び
図7に示す如く、機関のオイルギャラリから潤滑油が圧
送される潤滑油通路20が設けられており、ここから給
油孔21,22,23を介してベアリングメタル15と
環状ディスク10との摺動面を潤滑している。環状ディ
スク10の外周面には、前記給油孔22と連通する油溝
24が形成されており、環状ディスク10の全周に潤滑
油が行きわたるようになっている。また、この油溝24
からは、図3に示す如く、各ピン17,18の保持孔1
0b,10cへ向けて給油孔25が形成されている。こ
れらの潤滑機構により、環状ディスク10と制御環16
との間、および環状ディスク10とピン17,18との
間が強制潤滑される。As shown in FIG. 3 and FIG. 7, a lubricating oil passage 20 through which lubricating oil is fed from an oil gallery of the engine is provided inside the oscillating shaft 19. The sliding surface between the bearing metal 15 and the annular disk 10 is lubricated through the portions 22 and 23. An oil groove 24 communicating with the oil supply hole 22 is formed on the outer peripheral surface of the annular disk 10, so that the lubricating oil spreads over the entire circumference of the annular disk 10. Also, this oil groove 24
As shown in FIG. 3 , the holding holes 1 of the pins 17 and 18 are
Oil supply holes 25 are formed toward 0b and 10c. By these lubrication mechanisms, the annular disk 10 and the control ring 16
And between the annular disk 10 and the pins 17, 18 are forcibly lubricated.
【0042】また、図2に示す如く、駆動軸2およびカ
ムシャフト3の上方に、その軸方向に沿って、給油パイ
プ26が配置されており、この給油パイプ26に、各フ
ランジ部8,13と環状ディスク10との境界付近に向
けてそれぞれ給油孔27が開口形成されている。この給
油パイプ26には、やはり機関潤滑油が圧送されるよう
になっており、給油孔27から供給される潤滑油によっ
て各ピン17,18と係合溝11,14との間が潤滑さ
れる。As shown in FIG. 2, an oil supply pipe 26 is disposed above the drive shaft 2 and the camshaft 3 along the axial direction thereof. An oil supply hole 27 is formed in the vicinity of the boundary between the oil supply hole and the annular disk 10. Engine lubricating oil is also supplied to the oil supply pipe 26 by pressure. Lubricating oil supplied from an oil supply hole 27 lubricates between the pins 17 and 18 and the engagement grooves 11 and 14. .
【0043】制御環16を揺動させる駆動機構28は、
図3に示す如く、シリンダヘッドの所定部位に互いに対
向して形成された第1,第2シリンダ29,30と、各
シリンダ29,30内に出没自在に嵌合した油圧ピスト
ン31及びリテーナ32と、図1に示す如く、前記第1
シリンダ29内に画成される油圧室29aに油圧を給排
して油圧ピストン31を進退させる油圧回路33とを備
えている。前記油圧ピストン31及びリテーナ32は、
互いに対向し、かつ両者の先端の間で、前記レバー部1
6bの円弧状先端部を上下方向から挾持するようになっ
ている。The drive mechanism 28 for swinging the control ring 16 includes
As shown in FIG. 3, first and second cylinders 29 and 30 formed opposite to each other at predetermined portions of a cylinder head, and a hydraulic piston 31 and a retainer 32 fitted in the respective cylinders 29 and 30 so as to be freely retractable. , As shown in FIG.
A hydraulic circuit 33 for supplying and discharging hydraulic pressure to a hydraulic chamber 29 a defined in the cylinder 29 to move the hydraulic piston 31 forward and backward. The hydraulic piston 31 and the retainer 32
The lever portion 1 is opposed to each other and between the two ends.
The arc-shaped tip portion 6b is sandwiched from above and below.
【0044】ここで、前記第2シリンダ30内に設けら
れたリテーナ32は、略有底円筒状に形成され、第2シ
リンダ30内に配設されたコイルスプリング34のばね
力で突出方向に付勢されている。また、前記油圧ピスト
ン31は、第1シリンダ29の底面に当接することによ
り後退位置が規制されるようになっており、該底面に当
接した最大後退位置において、環状ディスク10の回転
中心Yと駆動軸2の中心Xとが同心状態となるように設
定されている。Here, the retainer 32 provided in the second cylinder 30 is formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and is attached in a projecting direction by the spring force of a coil spring 34 provided in the second cylinder 30. It is being rushed. The retracted position of the hydraulic piston 31 is regulated by contacting the bottom surface of the first cylinder 29. At the maximum retracted position contacted with the bottom surface, the hydraulic piston 31 and the rotational center Y of the annular disk 10 are in contact with each other. The drive shaft 2 is set so as to be concentric with the center X of the drive shaft 2.
【0045】前記油圧回路33は、一端部が機関のオイ
ルパン35内に、他端部が油圧室29aにそれぞれ連通
した油通路36と、該油通路36のオイルパン35側に
設けられたオイルポンプ37と、該オイルポンプ37の
下流側に設けられた3ポート2位置型の電磁弁38とか
ら主として構成されている。なお、この油圧回路33
は、一般に機関潤滑系統を利用して構成され、オイルポ
ンプ37等を機関潤滑系統と共用したものとなる。The hydraulic circuit 33 includes an oil passage 36 having one end communicating with the oil pan 35 of the engine, the other end communicating with the hydraulic chamber 29a, and an oil passage provided on the oil pan 35 side of the oil passage 36. It mainly comprises a pump 37 and a three-port two-position solenoid valve 38 provided downstream of the oil pump 37. The hydraulic circuit 33
Is generally configured using an engine lubrication system, and the oil pump 37 and the like are shared with the engine lubrication system.
【0046】また、39は機関のクランク角を検出する
クランク角センサ、40は吸入空気量を検出するエアフ
ローメータ、41は機関の冷却水温を検出する水温セン
サをそれぞれ示し、これら各センサ39,40,41は
コントローラ42に接続されている。A crank angle sensor 39 detects the crank angle of the engine, an air flow meter 40 detects the intake air amount, and a water temperature sensor 41 detects the cooling water temperature of the engine. , 41 are connected to a controller 42.
【0047】機関を集中制御する制御手段としてのコン
トローラ42は、マイクロコンピュータシステムとして
構成され、後述の如く、各センサ39,40,41から
の検出信号に基づいて機関の運転状態を判別し、この運
転状態に応じて前記電磁弁38及び後述する他の電磁弁
54に制御信号を出力し、これらを切り換えるようにな
っている。The controller 42, which is a control means for centrally controlling the engine, is configured as a microcomputer system, and determines the operating state of the engine based on detection signals from the sensors 39, 40, 41, as described later. A control signal is output to the solenoid valve 38 and another solenoid valve 54 to be described later according to the operating state, and these are switched.
【0048】ここで、このコントローラ42は、各電磁
弁38、54を切り換える際に、その中間段階でデュー
テイ制御を行うようになっている。すなわち、例えばO
N信号からOFF信号に切り換える場合には、出力10
0%の状態から所定の短時間内に徐々にON時間の比率
を下げていき、これとは逆に、OFF信号からON信号
に切り換える場合には、出力0%の状態から所定の短時
間内に徐々にON時間の比率を上げていく。これによ
り、各電磁弁38,54を介して供給される作動油の圧
力は階段状に、略連続的に変化するようになっている。The controller 42 performs duty control at an intermediate stage when switching between the solenoid valves 38 and 54. That is, for example, O
When switching from N signal to OFF signal, output 10
From the 0% state, the ON time ratio is gradually reduced within a predetermined short time, and conversely, when switching from the OFF signal to the ON signal, the output is 0% within the predetermined short time. Gradually increase the ratio of the ON time. Thus, the pressure of the hydraulic oil supplied through the solenoid valves 38 and 54 changes substantially continuously in a stepwise manner.
【0049】次に、図8に基づき第2の可変動弁機構4
3について説明する。Next, referring to FIG. 8, the second variable valve mechanism 4
3 will be described.
【0050】まず、図8は第2の可変動弁機構43の詳
細を拡大して示す断面図であって、この第1の可変動弁
機構43は、後述のスリーブ44,内筒45,外筒4
7,ピストン48等から構成されている。First, FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the details of the second variable valve mechanism 43. The first variable valve mechanism 43 includes a sleeve 44, an inner cylinder 45, and an outer Cylinder 4
7, and a piston 48 and the like.
【0051】すなわち、スリーブ44は、カムシャフト
3の前端に回動可能に挿入され、駆動軸2に連結ピン1
2を介して固定されている。このスリーブ44の前端に
は、内筒45が取付ボルト46を介して固着され、この
内筒45の外周側にはカムプーリ47aが一体的に形成
されたカップ状の外筒47が例えば約10°程度相対回
転可能に嵌合されている。That is, the sleeve 44 is rotatably inserted into the front end of the camshaft 3 and is connected to the drive shaft 2 by the connecting pin 1.
2 is fixed. An inner cylinder 45 is fixed to the front end of the sleeve 44 via a mounting bolt 46, and a cup-shaped outer cylinder 47 integrally formed with a cam pulley 47a is formed on the outer peripheral side of the inner cylinder 45 by, for example, about 10 °. It is fitted so as to be relatively rotatable.
【0052】また、内筒45と外筒47との間にはリン
グ状のピストン48が設けられ、このピストン48はヘ
リカル状の螺条を介して内筒45の外周面と外筒47の
外周面とにそれぞれ噛合している。A ring-shaped piston 48 is provided between the inner cylinder 45 and the outer cylinder 47. The piston 48 is connected to the outer peripheral surface of the inner cylinder 45 and the outer periphery of the outer cylinder 47 through a helical thread. Face and each other.
【0053】さらに、ピストン48は、リターンスプリ
ング49により前方に向けて常時付勢されており、この
ばね力に対抗すべく、ピストン48の前面と外筒47の
蓋部裏面との間には油圧室50が画成されている。そし
て、この油圧室50は、取付ボルト46内の油通路51
とスリーブ44内まで形成された油通路52を介して図
1に示す如く、第2の可変動弁機構43用の油圧回路5
3中の電磁弁54に接続されている。そして、この油圧
回路53は、コントローラ42の制御信号に応じて第2
の可変動弁機構43に作動油圧を供給するようになって
いる。Further, the piston 48 is constantly urged forward by a return spring 49. To counter this spring force, a hydraulic pressure is applied between the front surface of the piston 48 and the back surface of the lid of the outer cylinder 47. A chamber 50 is defined. The hydraulic chamber 50 is provided with an oil passage 51 in the mounting bolt 46.
As shown in FIG. 1, a hydraulic circuit 5 for the second variable valve mechanism 43 is formed through an oil passage 52 formed to the inside of the sleeve 44.
3 is connected to the solenoid valve 54. Then, the hydraulic circuit 53 is controlled by the second
The working oil pressure is supplied to the variable valve mechanism 43.
【0054】次に、第1の可変動弁機構1の作用につい
て図9を参照しつつ説明する。Next, the operation of the first variable valve mechanism 1 will be described with reference to FIG.
【0055】まず、コントローラ42から電磁弁38に
OFF信号を出力すると、この電磁弁38を介して油通
路36とオイルパン35とが接続される。このため、油
圧室29a内の油圧が解放され、油圧ピストン31がバ
ルブスプリング5及びコイルスプリング34のばね力で
第1シリンダ29の底面に当接する最大後退位置まで後
退する。First, when the controller 42 outputs an OFF signal to the electromagnetic valve 38, the oil passage 36 and the oil pan 35 are connected via the electromagnetic valve 38. As a result, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 29a is released, and the hydraulic piston 31 is retracted to the maximum retracted position where it contacts the bottom surface of the first cylinder 29 by the spring force of the valve spring 5 and the coil spring 34.
【0056】従って、制御環16つまり環状ディスク1
0の回転中心Yと駆動軸2の中心Xが合致する。つまり
図3中に実線で示すような状態となる。この場合は、環
状ディスク10と駆動軸2との間に回転位相差が生じ
ず、また、カムシャフト3の中心と環状ディスク10の
中心Yも合致するため、両者3,10間の回転位相差も
生じない。Therefore, the control ring 16, that is, the annular disc 1
The rotation center Y of 0 and the center X of the drive shaft 2 match. That is, the state shown by the solid line in FIG. 3 is obtained. In this case, there is no rotational phase difference between the annular disk 10 and the drive shaft 2, and the center Y of the camshaft 3 and the center Y of the annular disk 10 also match. Does not occur.
【0057】そのため、駆動軸2,環状ディスク10お
よびカムシャフト3の3者は、ピン17,18を介して
等速で同期回転する。この結果、図9(A)中の実線に
示すようなカムプロフィルに沿ったバルブリフト特性が
得られる。また、このときには、ピン17,18と係合
溝11,14との間で実質的に滑りが生じない。Therefore, the drive shaft 2, the annular disk 10 and the camshaft 3 rotate synchronously at a constant speed via the pins 17 and 18. As a result, valve lift characteristics along the cam profile as shown by the solid line in FIG. 9A are obtained. At this time, substantially no slippage occurs between the pins 17 and 18 and the engagement grooves 11 and 14.
【0058】一方、コントローラ42から電磁弁38に
ON信号を出力すると、電磁弁38が切り換わり、オイ
ルポンプ37からの作動油が油通路36を介して油圧室
29aに供給され、油圧室29aの内圧が上昇する。On the other hand, when an ON signal is output from the controller 42 to the solenoid valve 38, the solenoid valve 38 is switched, and the hydraulic oil from the oil pump 37 is supplied to the hydraulic chamber 29a via the oil passage 36, and the hydraulic chamber 29a Internal pressure rises.
【0059】この圧力上昇に伴い、油圧ピストン31が
図3中の一点鎖線で示す如く、コイルスプリング34の
ばね力に抗してレバー部16bを所定位置まで押し上げ
るため、制御環16が揺動軸19を支点として上方へ揺
動し、環状ディスク10の中心Yが図3中のY′として
示すように駆動軸2の中心Xから偏心する。As the pressure rises, the hydraulic piston 31 pushes up the lever portion 16b to a predetermined position against the spring force of the coil spring 34, as shown by the one-dot chain line in FIG. It swings upward with the fulcrum 19 as a fulcrum, and the center Y of the annular disk 10 is eccentric from the center X of the drive shaft 2 as shown by Y 'in FIG.
【0060】この状態では、スリーブ9の係合溝14と
ピン18との摺動位置、ならびに、カムシャフト3の係
合溝11とピン17との摺動位置が、いずれも駆動軸2
の1回転毎に移動し、環状ディスク10の角速度が変化
する不等速回転になる。In this state, the sliding position between the engaging groove 14 of the sleeve 9 and the pin 18 and the sliding position between the engaging groove 11 of the camshaft 3 and the pin 17 are all the same.
The rotation is performed at every rotation of the circular disk 10 and the angular velocity of the annular disk 10 is changed.
【0061】特に、一方の係止溝14とピン18の摺動
位置が駆動軸2の中心Xに接近する角度領域では、他方
の係止溝11とピン17の摺動位置が中心Xから離れる
関係になる。この場合は、環状ディスク10は、駆動軸
2に対して角速度が小さくなり、さらに環状ディスク1
0に対しカムシャフト3の角速度も小さくなる。したが
って、カムシャフト3の角速度は、駆動軸2に対して2
重に減速された状態になる。In particular, in an angular region where the sliding position between one locking groove 14 and the pin 18 approaches the center X of the drive shaft 2, the sliding position between the other locking groove 11 and the pin 17 is separated from the center X. Become a relationship. In this case, the annular disk 10 has a small angular velocity with respect to the drive shaft 2, and further has the annular disk 1.
The angular velocity of the camshaft 3 becomes smaller than zero. Therefore, the angular velocity of the camshaft 3 is 2
It becomes a state of heavy deceleration.
【0062】逆に、一方の係止溝14とピン18の摺動
位置が駆動軸2の中心Xから離間する角度領域では、他
方の係止溝11とピン17の摺動位置が中心Xに接近す
る関係になる。この場合は、環状ディスク10は、駆動
軸2に対して角速度が大きくなり、さらに環状ディスク
10に対しカムシャフト3の角速度も大きくなる。した
がって、カムシャフト3の角速度は、駆動軸2に対して
2重に増速された状態になる。Conversely, in the angular region where the sliding position between one locking groove 14 and the pin 18 is separated from the center X of the drive shaft 2, the sliding position between the other locking groove 11 and the pin 17 is located at the center X. A close relationship. In this case, the angular velocity of the annular disk 10 with respect to the drive shaft 2 increases, and the angular velocity of the camshaft 3 with respect to the annular disk 10 also increases. Therefore, the angular velocity of the camshaft 3 is doubled with respect to the drive shaft 2.
【0063】これにより、図9(B)中に一点鎖線で示
す如く、駆動軸2とカムシャフト3との間で比較的大き
な位相差が与えられる。また、回転位相差の最大,最小
点の途中に同位相点(P点)が存在する。なお、図9
(B)の特性図では、カムシャフト3が相対的に進む方
向の位相差を正に、相対的に遅れる方向の位相差を負に
してある。As a result, a relatively large phase difference is provided between the drive shaft 2 and the camshaft 3 as shown by a dashed line in FIG. 9B. Further, an in-phase point (point P) exists midway between the maximum and minimum points of the rotational phase difference. Note that FIG.
In the characteristic diagram of (B), the phase difference in the direction in which the camshaft 3 relatively advances is positive, and the phase difference in the direction in which the camshaft 3 is relatively slow is negative.
【0064】そして、カムシャフト3が相対的に遅れ側
となる領域に位置する吸気弁4の開弁時期は、前記位相
差に伴って遅れることになる。逆に、カムシャフト3が
相対的に進み側となる領域に位置する吸気弁4の閉弁時
期は、位相差に伴って進むことになる。従って、図9
(A)中に一点鎖線で示すようなバルブリフト特性が得
られ、その作動角は小さくなる。The opening timing of the intake valve 4 located in the region where the camshaft 3 is relatively delayed is delayed by the phase difference. Conversely, the closing timing of the intake valve 4 located in the region where the camshaft 3 is relatively advanced advances with the phase difference. Therefore, FIG.
The valve lift characteristic as shown by the one-dot chain line is obtained in (A), and the operating angle is reduced.
【0065】ここで、図9に示す如く、上述した同軸時
のリフト開始点Q1は、同位相点Pの直後となるように
設定されている。これにより、偏心時のリフト開始点Q
2は同軸時のリフト開始点Q1よりも回転位相差δ1だけ
早くなる一方、偏心時のリフト終点R2は同軸時のリフ
ト終点R1よりも回転位相差δ2だけ早くなっている。Here, as shown in FIG. 9, the lift start point Q 1 at the time of the above-described coaxial operation is set to be immediately after the in-phase point P. Thereby, the lift start point Q at the time of eccentricity
2 whereas faster by rotational phase difference [delta] 1 than the lift start point to Q 1 when coaxial, lift the end point R 2 when the eccentric is made as soon as the rotational phase difference [delta] 2 than the lift end point R 1 at coaxial.
【0066】次に、第2の可変動弁機構43の作用につ
いて説明する。Next, the operation of the second variable valve mechanism 43 will be described.
【0067】まず、コントローラ42が他の電磁弁54
にOFF信号を出力すると、油圧室50とオイルパン3
5とが接続される。これにより、油圧室50内の圧力が
解放され、ピストン48が軸方向に移動しないため、内
筒45と外筒47とは相対回転せず、駆動軸2の位相角
とクランクシャフトの位相角とが一致する。ここで、駆
動軸2とクランクシャフトとの間に位相差が生じない場
合に、吸気弁4の開閉時期が全体として遅れるように設
定されている。First, the controller 42 sets another electromagnetic valve 54
Output an OFF signal to the hydraulic chamber 50 and the oil pan 3
5 is connected. As a result, the pressure in the hydraulic chamber 50 is released, and the piston 48 does not move in the axial direction. Therefore, the inner cylinder 45 and the outer cylinder 47 do not rotate relative to each other, and the phase angle of the drive shaft 2 and the phase angle of the crankshaft Matches. Here, the opening and closing timing of the intake valve 4 is set to be delayed as a whole when there is no phase difference between the drive shaft 2 and the crankshaft.
【0068】一方、コントローラ42から電磁弁54に
ON信号を出力すると、該電磁弁54が切り換わり、オ
イルポンプ37からの作動油が油通路52等を介して油
圧室50内に供給される。これにより、ピストン48が
軸方向に移動し、この軸方向の運動が内筒45と外筒4
7との相対回転運動に変換される。このため、駆動軸2
とクランクシャフトとの位相角に差異が生じ、図11中
の実線波形と点線波形に示す如く、吸気弁4の作動中心
角自体が移動し、開時期と閉時期とが共に早まったり遅
くなったりする。On the other hand, when an ON signal is output from the controller 42 to the electromagnetic valve 54, the electromagnetic valve 54 is switched, and the hydraulic oil from the oil pump 37 is supplied into the hydraulic chamber 50 via the oil passage 52 and the like. As a result, the piston 48 moves in the axial direction, and the movement in the axial direction is performed by the inner cylinder 45 and the outer cylinder 4.
7 is converted into a relative rotational motion. Therefore, the drive shaft 2
A difference occurs in the phase angle between the intake valve 4 and the crankshaft, and as shown by a solid line waveform and a dotted line waveform in FIG. 11, the operating center angle itself of the intake valve 4 moves, and both the opening timing and the closing timing are advanced or delayed. I do.
【0069】次に、可変動弁装置全体の作用について図
10及び図11を参照しつつ詳細に説明する。Next, the operation of the entire variable valve apparatus will be described in detail with reference to FIGS.
【0070】まず、コントローラ42は、図10に示す
ような動作切換マップを有し、このマップに基づいて吸
気弁4のバルブタイミングが制御される。この動作切換
マップは、低負荷領域A,低回転高負荷領域B,高回転
高負荷領域Cの3つの領域に分かれている。First, the controller 42 has an operation switching map as shown in FIG. 10, and the valve timing of the intake valve 4 is controlled based on this map. This operation switching map is divided into three areas: a low load area A, a low rotation high load area B, and a high rotation high load area C.
【0071】そして、コントローラ42は、各センサ3
9,40,41の検出信号に基づいて機関の回転数,ト
ルクを検出し、機関の運転状態が各領域A,B,Cのう
ちいずれの領域にあるかを判断した後、各領域A,B,
Cに応じて各電磁弁38,54に制御信号を出力し、各
可変動弁機構1,43を作動させる。The controller 42 controls each sensor 3
Based on the detection signals of 9, 40 and 41, the engine speed and torque are detected, and it is determined which of the areas A, B and C the operating state of the engine is in. B,
In response to C, a control signal is output to each of the electromagnetic valves 38 and 54 to operate each of the variable valve mechanisms 1 and 43.
【0072】まず、機関が低負荷領域Aにある場合に
は、コントローラ42は、電磁弁38にOFF信号を出
力し、環状ディスク10の中心Yと駆動軸2の中心Xと
を一致せしめ、回転位相差を零とし、吸気弁4の作動角
を同軸時の大作動角αに設定する。一方、コントローラ
42は、他の電磁弁54にもOFF信号を出力して、駆
動軸2とクランクシャフトとの間の位相差が生じないよ
うにして作動中心角を遅れ側に設定し、これにより、図
11中の実線波形に示す如く低負荷時のバルブタイミン
グaを得る。従って、吸気弁4の開時期と閉時期とが共
に大きく遅れ、オーバラップが小さいか、あるいは発生
しなくなる。First, when the engine is in the low load area A, the controller 42 outputs an OFF signal to the solenoid valve 38 to make the center Y of the annular disk 10 coincide with the center X of the drive shaft 2 and to rotate the engine. The phase difference is set to zero, and the operating angle of the intake valve 4 is set to the large operating angle α when coaxial. On the other hand, the controller 42 also outputs an OFF signal to the other solenoid valves 54 to set the operation center angle to the lag side so that no phase difference occurs between the drive shaft 2 and the crankshaft. 11, a valve timing a at a low load is obtained as shown by a solid line waveform in FIG. Therefore, the opening timing and the closing timing of the intake valve 4 are both greatly delayed, and the overlap is small or no longer occurs.
【0073】次に、機関の負荷が上昇して低回転高負荷
領域Bに入った場合には、コントローラ42は、第2の
可変動弁機構43を低負荷領域Aの場合に保持したま
ま、電磁弁38にのみON信号を出力して制御環16を
揺動せしめ、環状ディスク10を駆動軸2に対して偏心
させ、吸気弁4の作動角を偏心時の小作動角βに切り換
える。これにより、吸気弁4の作動角が狭まりつつ開時
期及び閉時期が共に早まり、図11中の一点鎖線波形に
示す如く、低回転高負荷時のバルブタイミングbを得
る。従って、オーバラップが適度に生じる一方、閉時期
が大きく早まる。ここで、上述のように、第1の可変動
弁機構1によって作動角を大作動角αから小作動角βに
切り換える際には、デューテイ制御が行われるため、吸
気弁4の作動角は実質状連続的に切り換えられる。Next, when the load on the engine rises and enters the low-speed high-load region B, the controller 42 keeps the second variable valve mechanism 43 in the low-load region A while maintaining the same. An ON signal is output only to the solenoid valve 38 to swing the control ring 16 so that the annular disk 10 is eccentric with respect to the drive shaft 2 and the operating angle of the intake valve 4 is switched to the small operating angle β at the time of eccentricity. Thereby, both the opening timing and the closing timing are advanced while the operating angle of the intake valve 4 is narrowed, and the valve timing b at the time of low rotation and high load is obtained as shown by the one-dot chain line waveform in FIG. Therefore, while the overlap occurs moderately, the closing timing is greatly advanced. Here, as described above, when the operating angle is switched from the large operating angle α to the small operating angle β by the first variable valve mechanism 1, duty control is performed, so that the operating angle of the intake valve 4 is substantially It is switched continuously.
【0074】さらに、機関が高回転高負荷領域Cに入っ
た場合は、コントローラ42は、他の電磁弁54にON
信号を出力して駆動軸2とクランクシャフトとの間に位
相差を発生させ、吸気弁4の作動中心角を早める。一
方、コントローラ42は、第1の可変動弁機構1の電磁
弁38にOFF信号を出力し、環状ディスク10と駆動
軸2との関係を同軸に戻し、作動角を大作動角αに切り
換える。これにより、開時期が大きく早まる一方、閉時
期が低負荷時と低回転高負荷時との略中間に位置するよ
うになり、図11中の点線波形に示す如く、高回転高負
荷時のバルブタイミングcを得る。ここで、上述のよう
に、作動角,作動中心角を切り換える際には、デューテ
イ制御が行われるため、これら作動角,作動中心角は、
ミクロ的には階段状に、マクロ的には滑らかに連続的に
変化していく。Further, when the engine enters the high-speed high-load region C, the controller 42 turns on the other solenoid valves 54.
A signal is output to generate a phase difference between the drive shaft 2 and the crankshaft to advance the operating center angle of the intake valve 4. On the other hand, the controller 42 outputs an OFF signal to the solenoid valve 38 of the first variable valve mechanism 1, returns the relationship between the annular disk 10 and the drive shaft 2 to the same axis, and switches the operation angle to the large operation angle α. As a result, while the opening timing is greatly advanced, the closing timing is positioned approximately in the middle between the low load state and the low rotation high load state, and as shown by the dotted line waveform in FIG. The timing c is obtained. Here, as described above, when the operating angle and the operating center angle are switched, duty control is performed.
Microscopically, it changes stepwise, and macroscopically, it changes smoothly and continuously.
【0075】以上の結果をまとめると、下記表1のよう
になる。The above results are summarized in Table 1 below.
【0076】[0076]
【表1】 [Table 1]
【0077】このように本実施例によれば、駆動軸2と
カムシャフト3とを揺動可能な環状ディスク10で連結
してなる第1の可変動弁機構1と、内筒45と外筒47
との相対回転によって駆動軸2とクランクシャフトとの
位相角を変化させる第2の可変動弁機構43とから可変
動弁装置を構成したため、各可変動弁機構1,43に供
給する作動油を制御することにより、第1の可変動弁機
構1によって吸気弁4の作動角及び開閉時期を変化させ
ることができ、第2の可変動弁機構43によって吸気弁
4の作動中心角を変化させることができる。この結果、
機関の運転状態に応じた種々のバルブタイミングを容易
に得ることができる。As described above, according to this embodiment, the first variable valve mechanism 1 in which the drive shaft 2 and the camshaft 3 are connected by the swingable annular disk 10, the inner cylinder 45 and the outer cylinder 47
And the second variable valve mechanism 43 that changes the phase angle between the drive shaft 2 and the crankshaft by the relative rotation of the variable valve mechanism 43, the hydraulic oil supplied to each variable valve mechanism 1, 43 By controlling, the operating angle and opening / closing timing of the intake valve 4 can be changed by the first variable valve mechanism 1, and the operating center angle of the intake valve 4 can be changed by the second variable valve mechanism 43. Can be. As a result,
Various valve timings according to the operating state of the engine can be easily obtained.
【0078】また、前記表1及び図11に示す如く、機
関の運転状態に応じて各可変動弁機構1,43を作動さ
せ、低負荷時のバルブタイミングa,低回転高負荷時の
バルブタイミングb,高回転高負荷時のバルブタイミン
グcを得る構成としたため、低負荷時では燃費を向上す
ることができ、高負荷時には出力を増大させることがで
きる。Further, as shown in Table 1 and FIG. 11, the variable valve mechanisms 1 and 43 are operated in accordance with the operating state of the engine, and the valve timing a at low load and the valve timing at low rotation and high load are set. (b) Since the valve timing c at the time of high rotation and high load is obtained, fuel efficiency can be improved at low load and output can be increased at high load.
【0079】すなわち、低負荷領域Aでは、吸気弁4の
閉時期が上死点(TDC)と下死点(BDC)との中頃
まで大きく遅れるため、一度燃焼室内に吸い込まれた混
合気が再度吸気管内に戻されて吸入量が低下し、ポンピ
ングロスが大幅に低減して燃費が向上する。一方、吸気
弁4の開時期が遅くなってバルブオーバラップが小さい
か、あるいは生じないため、燃焼室内の残留ガスを少な
くして燃焼状態を安定化することができ、これにより、
燃費が向上する。That is, in the low load region A, since the closing timing of the intake valve 4 is greatly delayed until the middle of the top dead center (TDC) and the bottom dead center (BDC), the air-fuel mixture once sucked into the combustion chamber is re-exposed. The fuel is returned to the intake pipe to reduce the suction amount, and the pumping loss is greatly reduced, thereby improving fuel efficiency. On the other hand, since the opening timing of the intake valve 4 is delayed and the valve overlap is small or does not occur, the residual gas in the combustion chamber can be reduced to stabilize the combustion state.
Fuel efficiency is improved.
【0080】また、低回転高負荷領域Bでは、吸気弁4
の開時期が低負荷時よりも早まって適度なオーバラップ
が生じ、排気効率が上がって出力が増大する。一方、吸
気弁4の閉時期が大幅に早まるため、低回転での混合気
充填効率が高まり、これによっても出力が増大する。In the low-rotation, high-load region B, the intake valve 4
The opening timing is earlier than when the load is low, an appropriate overlap occurs, the exhaust efficiency increases, and the output increases. On the other hand, since the closing timing of the intake valve 4 is greatly advanced, the air-fuel mixture charging efficiency at low rotations is increased, and the output is also increased.
【0081】さらに、高回転高負荷領域Cでは、吸気弁
4の閉時期が比較的遅くなるため、高回転時の充填効率
が高まる一方、吸気弁4の開時期が大幅に早まってバル
ブオーバラップが増大するため、排気効率も高まる。従
って、この場合には、出力が向上する。Further, in the high rotation and high load region C, the closing timing of the intake valve 4 is relatively late, so that the charging efficiency at the time of high rotation is increased, while the opening timing of the intake valve 4 is greatly advanced and the valve overlap is increased. , The exhaust efficiency also increases. Therefore, in this case, the output is improved.
【0082】一方、本実施例では、環状ディスク10の
揺動方向とカム7との位置関係等の調整によって、作動
角と開閉時期の双方を調整可能な第1の可変動弁機構1
を用いる構成のため、この第1の可変動弁機構1のみを
作動させることにより、低回転時のバルブタイミングa
と低回転高負荷時のバルブタイミングbとを速やかに切
り換えることができる。On the other hand, in this embodiment, the first variable valve mechanism 1 capable of adjusting both the operating angle and the opening / closing timing by adjusting the swinging direction of the annular disk 10 and the positional relationship between the cam 7 and the like.
By operating only the first variable valve mechanism 1, the valve timing a at the time of low rotation
And the valve timing b at low rotation and high load can be quickly switched.
【0083】すなわち、図9(A)に示す如く、第1の
可変動弁機構1によって作動角が小作動角βになった場
合に、そのリフト開始点Q2が同軸時(大作動角α時)
のリフト開始点Q1よりも早くなるように設定されてい
るため、単一の可変動弁機構1の操作によって、吸気弁
4の閉時期を大きく早めると共に開時期をも比較的早め
ることができる。That is, as shown in FIG. 9A, when the first variable valve mechanism 1 reduces the operating angle to a small operating angle β, the lift start point Q 2 is coaxial (large operating angle α). Time)
Because it is set to be earlier than the lift start point to Q 1, by the operation of a single variable valve mechanism 1, it can be accelerated relatively also open timing with advancing large closing timing of the intake valve 4 .
【0084】従って、実際の運転状態において頻繁に切
り換わる低負荷領域Aと低回転高負荷領域Bとの間で、
バルブタイミングa,bを安定して速やかに切り換える
ことができ、オイルポンプ37の容量を過大に大きくす
る必要がなく、燃費が一層向上する。これに対し、従来
技術で述べた公報記載の装置によれば、高速カムと低速
カムとの2種類を選択可能であるものの、作動角及びリ
フト量のみしか調整できず、開閉時期の調整が本質的に
不可能であるため、カムの切換のみで低負荷領域Aと低
回転高負荷領域Bとの間の移行を行うことができず、ク
ランクシャフトと駆動軸2の位相角調整をも必要とす
る。ところが、本実施例では、第1の可変動弁機構1の
み作動させればよいので、その構成が簡素であり、安定
したバルブタイミング制御を行うことができる。Therefore, between the low-load region A and the low-rotation high-load region B, which frequently switch in the actual operation state,
The valve timings a and b can be switched quickly and stably, and there is no need to excessively increase the capacity of the oil pump 37, so that fuel efficiency is further improved. On the other hand, according to the device described in the publication described in the prior art, although two types, a high-speed cam and a low-speed cam, can be selected, only the operating angle and the lift amount can be adjusted. Therefore, the transition between the low-load region A and the low-rotation high-load region B cannot be performed only by switching the cam, and the phase angle between the crankshaft and the drive shaft 2 also needs to be adjusted. I do. However, in this embodiment, since only the first variable valve mechanism 1 needs to be operated, the configuration is simple and stable valve timing control can be performed.
【0085】なお、低負荷領域Aと高回転高負荷領域C
との間を移行する場合は、表1に示す如く、第2の可変
動弁機構43によって吸気弁4の作動中心角のみを調整
すれば足りるため、上記同様の効果、すなわち、所定の
バルブタイミングを安定して確実に得ることができる。The low load area A and the high rotation high load area C
As shown in Table 1, it is sufficient to adjust only the operating center angle of the intake valve 4 by the second variable valve operating mechanism 43, as shown in Table 1. Therefore, the same effect as above, that is, the predetermined valve timing Can be obtained stably and reliably.
【0086】また、本実施例では、各可変動弁機構1,
43を切り換える際に、デューテイ制御を行って略滑ら
かに作動油の圧力を変化させる構成としたため、バルブ
タイミングを切り換える際のトルクショックを大幅に低
減することができ、運転性を向上することができる。In this embodiment, each variable valve mechanism 1,
Since the pressure of the hydraulic oil is changed substantially smoothly by performing the duty control when switching 43, the torque shock at the time of switching the valve timing can be greatly reduced, and the drivability can be improved. .
【0087】次に、図12に基づいて本発明の第2の実
施例を説明する。なお、本実施例では、上述した第1の
実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明
を省略するものとする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0088】すなわち、図12は本実施例による動作切
換マップであって、低負荷領域Aと低回転高負荷領域B
との間には第1の中間領域Dが配置され、低負荷領域A
と高回転高負荷領域Cとの間には第2の中間領域Eが配
置されている。FIG. 12 shows an operation switching map according to the present embodiment, in which the low load area A and the low rotation high load area B are used.
And a first intermediate region D, and a low load region A
A second intermediate region E is arranged between the high-speed and high-load region C.
【0089】そして、この第1の中間領域Dでは、第1
の可変動弁機構1の電磁弁38に対する移行時のデュー
テイ制御のON時間比率を、0〜100%の間の任意の
値である中間値M1%(但し、下限の0%,上限の10
0%は除き、例えば20〜80%程度の範囲で、好まし
くは40〜60%程度の範囲で設定される)とすること
により、低負荷時の大作動角αと低回転高負荷時の小作
動角βとの間の中間作動角γ(図示せず)を発生させ、
両領域A,B間を段階的に移行させるようになってい
る。In the first intermediate area D, the first
The ON time ratio of the duty control to the solenoid valve 38 of the variable valve mechanism 1 is set to an intermediate value M 1 % which is an arbitrary value between 0 and 100% (however, the lower limit is 0% and the upper limit is 10%).
(Except 0%, for example, it is set in the range of about 20 to 80%, and preferably in the range of about 40 to 60%). Generate an intermediate operating angle γ (not shown) between the operating angle β and
The transition between the two areas A and B is made stepwise.
【0090】一方、前記第2の中間領域Eでは、第2の
可変動弁機構43の電磁弁54に対する移行時のデュー
テイ制御のON時間比率を、0〜100%の間の任意の
値である中間値のM2%(但し、前記M1と同様に、例え
ば20〜80%程度の範囲で、好ましくは40〜60%
程度の範囲で設定される)とすることにより、低負荷時
の遅い作動中心角と高回転高負荷時の速い作動中心角と
の間の中間作動中心角を発生させ、両領域A,C間を段
階的に移行させるようになっている。On the other hand, in the second intermediate region E, the ON time ratio of the duty control when the second variable valve mechanism 43 shifts to the solenoid valve 54 is an arbitrary value between 0 and 100%. Intermediate value of M 2 % (however, similar to M 1 , for example, in the range of about 20 to 80%, preferably 40 to 60%
Is set in the range of about), an intermediate operating center angle between a slow operating center angle at a low load and a fast operating center angle at a high rotation and a high load is generated. Is to be shifted step by step.
【0091】このように構成される本実施例でも、上述
した第1の実施例とほぼ同様の効果を得ることができ
る。これに加えて、特に、本実施例では、バルブタイミ
ングを切り換える際に、デューテイ制御を3段階で行う
構成のため、厳密には移行時の滑らかさにやや欠けるも
のの、実際上の不具合はなく、却って、基本的効果を維
持しつつ制御を一層簡素化することができる。In this embodiment having such a configuration, substantially the same effects as in the first embodiment can be obtained. In addition, in this embodiment, in particular, in the present embodiment, the duty control is performed in three stages when switching the valve timing. Therefore, although the smoothness at the time of shifting is somewhat lacking strictly, there is no practical problem. Rather, the control can be further simplified while maintaining the basic effects.
【0092】次に、図13は本発明の第3の実施例を示
している。なお、本実施例では、前記第1の実施例で述
べた構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。Next, FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals,
The description is omitted.
【0093】すなわち、本実施例は、カム7のプロフィ
ルに対するピン17,18の位相を第1の実施例に比べ
て180°異ならせたものであり、これにより、環状デ
ィスク10が駆動軸2に対し偏心状態にあるときに作動
角が広がるように構成されている。なお、カム7とピン
17,18との位相関係を変えずに、偏心方向を逆方向
としても、同様に作動角が広がるようになる。そして、
この実施例では、同軸時(小作動角β時)のリフト開始
点Q1を、駆動軸2に対するカムシャフト3の位相差が
正から負に変わるときの同位相点Pの直後に設定してい
る。That is, in the present embodiment, the phases of the pins 17 and 18 with respect to the profile of the cam 7 are different from those of the first embodiment by 180 °, whereby the annular disk 10 is connected to the drive shaft 2. On the other hand, when the eccentric state is established, the operating angle is widened. Even if the eccentric direction is reversed without changing the phase relationship between the cam 7 and the pins 17 and 18, the operating angle similarly increases. And
In this embodiment, the lift start point to Q 1 when coaxial (when a small operating angle beta), and set immediately after the in-phase point P when the phase difference of the camshaft 3 is changed from positive to negative with respect to the drive shaft 2 I have.
【0094】このように構成される本実施例でも上述し
た第1の実施例とほぼ同一の効果を得ることができる。In this embodiment having such a configuration, substantially the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
【0095】なお、前記各実施例では、吸気弁4の駆動
にのみ適用する場合を例示したが、本発明はこれに限ら
ず、排気弁にも適用することができる。In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied only to the drive of the intake valve 4 is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the exhaust valve.
【0096】また、前記各実施例では、各電磁弁38,
54へ印加する電圧をデューテイ制御することにより、
作動油圧を略連続的に、あるいは中間値M1,M2を得る
ものとして述べたが、これに替えて、例えば油圧回路中
に可変絞りを設ける等の他の手段を用いてもよい。In each of the above embodiments, each solenoid valve 38,
By performing duty control on the voltage applied to 54,
Although it has been described that the operating oil pressure is substantially continuous or that the intermediate values M 1 and M 2 are obtained, other means such as providing a variable throttle in a hydraulic circuit may be used instead.
【0097】[0097]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の可変動弁装置によれば、例えば駆動軸
とカムシャフトとを揺動可能な環状ディスクで連結して
なり、機関運転状態に応じて駆動軸の回転に対するカム
シャフトの角速度を変化させる第1の可変動弁機構と、
駆動軸とクランクシャフトとの位相角を変化させる第2
の可変動弁機構とから可変動弁装置を構成したため、各
可変動弁機構に供給する作動油を制御することにより、
機関の運転状態に応じた種々のバルブタイミングを容易
に得ることができる。As is apparent from the above description, according to the variable valve apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, for example, the drive shaft and the camshaft are connected by a swingable annular disk. > a Ri, cam with respect to the rotation of the drive shaft in accordance with the engine operating condition
A first variable valve mechanism for changing the angular velocity of the shaft ;
Second to change the phase angle between the drive shaft and the crankshaft
By configuring the variable valve mechanism with the variable valve mechanism, by controlling the hydraulic oil supplied to each variable valve mechanism,
Various valve timings according to the operating state of the engine can be easily obtained.
【0098】そして、機関の運転状態に応じたバルブタ
イミングを設定することができ、低負荷状態では燃費を
向上でき、さらに、低負荷領域と低回転高負荷領域との
間を移行する場合には、作動角と開閉時期の双方を同時
に調整しうる第1の可変動弁機構のみを作動させれば良
いため、安定して速やかにバルブタイミングを設定する
ことができる。また、請求項2の構成によれば、高負荷
状態での出力を向上することができる。 [0098] Then, it is possible to set the valve timing in accordance with the operating state of the engine, can improve fuel efficiency in the low-load state, further, when migrating between the low-load region and the low speed and high load range Since only the first variable valve mechanism capable of simultaneously adjusting both the operating angle and the opening / closing timing needs to be operated, the valve timing can be set stably and promptly. Further, according to the configuration of the second aspect, a high load
The output in the state can be improved.
【0099】さらに、請求項3〜請求項6の構成によれ
ば、移行時のトルクショックを低減することができる。Furthermore, according to the third to sixth aspects, the torque shock at the time of transition can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施例に係る内燃機関の可変動
弁装置の全体構成を示す構成説明図。FIG. 1 is a configuration explanatory view showing the entire configuration of a variable valve operating device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の可変動弁機構の要部を示す一部破断図。FIG. 2 is a partially cutaway view showing a main part of a first variable valve mechanism.
【図3】図2中のA−A線に沿った断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2;
【図4】第1の可変動弁装置の要部を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing a main part of a first variable valve apparatus.
【図5】図4中のB−B線に沿った断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 4;
【図6】図4中のC−C線に沿った断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 4;
【図7】図3中のD−D線に沿った断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 3;
【図8】第2の可変動弁機構の要部を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a main part of a second variable valve mechanism.
【図9】駆動軸とカムシャフトとの回転位相差特性及び
バルブリフト特性を対比して示す特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a rotational phase difference characteristic between a drive shaft and a camshaft and a valve lift characteristic in comparison.
【図10】機関の運転状態に応じて制御動作を切り換え
るためのマップを示す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a map for switching a control operation according to an operating state of the engine.
【図11】機関の運転状態に応じた吸気弁のバルブタイ
ミングと排気弁のバルブタイミングとの関係を示す特性
図。FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the valve timing of an intake valve and the valve timing of an exhaust valve according to the operating state of the engine.
【図12】本発明の第2の実施例に係る動作切換マップ
を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an operation switching map according to a second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第3の実施例に係る駆動軸とカムシ
ャフトとの回転位相差及びバルブリフト特性を対比して
示す特性図。FIG. 13 is a characteristic diagram showing a rotational phase difference between a drive shaft and a camshaft and a valve lift characteristic in comparison with a third embodiment of the present invention.
【図14】従来技術による排気弁と吸気弁のバルブタイ
ミングを示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing valve timings of an exhaust valve and an intake valve according to the related art.
1…第1の可変動弁装置 2…駆動軸 3…カムシャフト 4…吸気弁 8,13…フランジ部 10…環状ディスク 11,14…係合溝 17,18…ピン 28…駆動機構 42…コントローラ 43…第2の可変動弁機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st variable valve apparatus 2 ... Drive shaft 3 ... Camshaft 4 ... Intake valve 8, 13 ... Flange part 10 ... Annular disk 11, 14 ... Engagement groove 17, 18 ... Pin 28 ... Drive mechanism 42 ... Controller 43... Second variable valve mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01L 13/00 301 F01L 1/34 F02D 13/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F01L 13/00 301 F01L 1/34 F02D 13/02
Claims (7)
と、 この駆動軸と同軸上に配設され、かつ吸排気弁を駆動す
るカムを外周に有するカムシャフトと、機関運転状態に応じて駆動軸の回転に対するカムシャフ
トの角速度を変化させる 第1の可変動弁機構と、 機関のクランクシャフトに対する前記駆動軸の位相角を
変化させる第2の可変動弁機構と、を備え、 かつ、機関が低負荷領域にあるときは前記第1の可変動
弁機構を介して吸気弁の作動角を大きくするとともに、
前記第2の可変動弁機構を介して吸気弁の開閉時期を遅
らせる第1の制御と、 機関が低回転高負荷領域にあるときは、前記第1の可変
動弁機構を介して吸気弁の作動角を前記第1の制御の状
態よりも小さくするとともに吸気弁の開時期及び閉時期
を前記第1の制御の状態よりも進ませ、かつ、前記第2
の可変動弁機構を前記第1の制御と同じ状態に保持する
第2の制御と、を行う制御手段を備えたことを特徴とす
る 内燃機関の可変動弁装置。And 1. A drive shaft which rotates in synchronism with rotation of the engine, is disposed on the drive shaft coaxially and a cam shaft having the outer periphery of the cam for driving the intake and exhaust valves, according to the engine operating condition Camshaft against rotation of drive shaft
And a second variable valve mechanism that changes the phase angle of the drive shaft with respect to the crankshaft of the engine , and the engine is in a low load region. When the first variable movement
While increasing the operating angle of the intake valve via the valve mechanism,
The opening / closing timing of the intake valve is delayed through the second variable valve mechanism.
A first control to be performed, and the first variable control when the engine is in a low rotation high load region.
The operating angle of the intake valve is controlled via the valve operating mechanism in the first control mode.
Opening and closing timing of intake valve
From the state of the first control, and
Is maintained in the same state as the first control.
And a control means for performing the second control.
The variable valve device for an internal combustion engine that.
域にあるときは前記第1の可変動弁機構を介して吸気弁
の作動角を大きくするとともに、前記第2の可変動弁機
構を介して吸気弁の開閉時期を進ませる第3の制御を行
うことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動
弁装置。2. The control means, when the engine is in a high-speed, high-load region, increases the operating angle of an intake valve via the first variable valve mechanism and controls the second variable valve mechanism. Control is performed to advance the opening / closing timing of the intake valve through the
Cormorant it variable valve device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the.
と前記低回転高負荷領域との間の中間領域にあるとき
に、吸気弁の作動角を前記第1の可変動弁機構を介して
低負荷領域での作動角と低回転高負荷領域での作動角と
の中間の大きさにする第4の制御を行うことを特徴とす
る請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。3. The control means, when the engine is in an intermediate region between the low load region and the low rotation high load region, adjusts an operating angle of an intake valve via the first variable valve mechanism. 3. The variable valve actuation device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a fourth control is performed to set an intermediate value between an operation angle in a low load region and an operation angle in a low rotation and high load region. .
と前記高回転高負荷領域との中間領域にあるときに、吸
気弁の開閉時期を前記第2の可変動弁機構を介して低負
荷領域での開閉時期と高回転高負荷領域での開閉時期と
の中間の位相にする第5の制御を行うことを特徴とする
請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。4. The control means, when the engine is in an intermediate region between the low load region and the high rotation and high load region, lowers an opening / closing timing of an intake valve via the second variable valve mechanism. 3. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a fifth control is performed to set an intermediate phase between an opening / closing timing in a load region and an opening / closing timing in a high-speed high-load region.
低負荷領域と前記低回転高負荷領域との間を移動する際
に、吸気弁の作動角を前記第1の可変動弁機構を介して
低負荷領域での作動角と低回転高負荷領域での作動角と
の間で略連続的に変化させるように構成したことを特徴
とする請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。5. The control means according to claim 1, wherein when the operating condition of the engine moves between the low load region and the low rotation high load region, the operating angle of the intake valve is adjusted by the first variable valve mechanism. 3. The variable valve train of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the operation angle is changed substantially continuously between an operation angle in a low load region and an operation angle in a low rotation high load region. apparatus.
低負荷領域と前記高回転高負荷領域との間を移動する際
に、吸気弁の開閉時期を前記第2の可変動弁機構を介し
て低負荷領域での開閉時期と高回転高負荷領域での開閉
時期との間で略連続的に変化させるように構成したこと
を特徴とする請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装
置。6. The control means controls the second variable valve mechanism to open and close an intake valve when an operating condition of the engine moves between the low load region and the high rotation high load region. 3. The variable valve of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the opening and closing timing in the low load region and the opening and closing timing in the high rotation and high load region are changed substantially continuously. apparatus.
トの端部に設けられ、かつ半径方向に沿って係合溝が形
成された一方のフランジ部と、この一方のフランジ部に
対向するように前記駆動軸側に設けられ、かつ半径方向
に沿って係合溝が形成された他方のフランジ部と、前記
両フランジ部の間に揺動自在に配設された環状ディスク
と、この環状ディスクの両側部に互いに反対方向に突設
されて、前記両フランジ部の各係合溝内に夫々係合する
ピンと、前記環状ディスクを機関運転状態に応じて揺動
させる駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項1〜
6のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。 7. The camshaft according to claim 1, wherein the first variable valve mechanism is a camshaft.
At the end of the slot, and the engagement groove is formed in the radial direction.
One of the formed flanges and the other
Provided on the drive shaft side so as to face each other and in the radial direction
The other flange portion having an engagement groove formed along the
An annular disk that is swingably arranged between both flanges
And projecting in opposite directions on both sides of this annular disc
And are respectively engaged in the respective engagement grooves of the both flange portions.
The pin and the annular disk are swung according to the engine operating condition.
And a drive mechanism for causing
7. The variable valve train for an internal combustion engine according to any one of 6.
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- 1993-12-24 JP JP05325686A patent/JP3094762B2/en not_active Expired - Fee Related
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