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JPH1089032A - 内燃機関のバルブ特性制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブ特性制御装置

Info

Publication number
JPH1089032A
JPH1089032A JP24024096A JP24024096A JPH1089032A JP H1089032 A JPH1089032 A JP H1089032A JP 24024096 A JP24024096 A JP 24024096A JP 24024096 A JP24024096 A JP 24024096A JP H1089032 A JPH1089032 A JP H1089032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
oil
camshaft
control mechanism
cam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24024096A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Yoshihara
裕二 吉原
Hiroyuki Kawase
弘幸 川瀬
Yuichi Sakaguchi
裕一 坂口
Koichi Shimizu
弘一 清水
Hiromasa Suzuki
宏昌 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=17056548&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH1089032(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP24024096A priority Critical patent/JPH1089032A/ja
Priority to DE19739506A priority patent/DE19739506C2/de
Priority to US08/927,224 priority patent/US5803029A/en
Publication of JPH1089032A publication Critical patent/JPH1089032A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】バルブの駆動時期やリフト量を制御するバルブ
特性制御装置にあって、カムの切換時にタイミングベル
ト等の連結帯に働く衝撃を低減する。 【解決手段】カムシャフト11にはカムプロフィールの
異なる複数のカムが設けられ、バルブリフト量制御機構
の動作により、それらカムの切り換えが行われる。一
方、カムシャフト11にはバルブタイミング制御機構3
1が設けられ、該機構31には機関出力軸とタイミング
ベルト39を介して連結されるプーリ31aが設けられ
る。プーリ31aはリングギヤ51を介してカムシャフ
ト11に連結され、リングギヤ51がカムシャフト11
の軸線方向へ移動することにより、プーリ31aとカム
シャフト11との相対回転位相が変更される。少なくと
も、カム切換時、リングギヤ51の移動方向両側にある
油圧室54,55内にはオイルが充填保持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に設けら
れたバルブの駆動時期や同バルブのリフト量を可変とす
る内燃機関のバルブ特性制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関に設けられたバルブの駆
動時期や、同バルブのリフト量を可変とするための装置
としては、例えば特開平8−49514号公報に記載さ
れた動弁装置が知られている。この装置は、カムシャフ
トと、このカムシャフトに対してそれぞれ設けられたバ
ルブタイミング制御機構及びバルブリフト量制御機構に
よって構成されている。カムシャフトは、タイミングベ
ルト(連結帯)等を介して内燃機関のクランクシャフト
に連結されている。又、カムシャフトには、バルブを駆
動するための形状の異なる複数のカムが設けられてい
る。そして、バルブタイミング制御機構は、カムシャフ
トをクランクシャフトに対して進角又は遅角させ、バル
ブの駆動時期を変更するようになっている。一方、バル
ブリフト量制御機構は、前記各カムの内のいずれかがバ
ルブを駆動するようにカムの切り換えを行い、そのカム
の切り換えによりバルブのリフト量を変更するようにな
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置では、バルブリフト量制御機構がバルブを駆動する
カムを切り換えると、カムの形状やカムの接触面の粗さ
等が変化する。そのため、カム切換時にはカムシャフト
を回転させる駆動トルクの変動が大きくなり、クランク
シャフトとカムシャフトとを連結するタイミングベルト
に該トルク変動に起因する大きな衝撃が加わるようにな
る。その結果、タイミングベルトの劣化が促進され、タ
イミングベルトの交換サイクルも自ずと短縮される傾向
にあった。
【0004】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、カムの切換時に上記タ
イミングベルト等の連結帯に働く衝撃を低減することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項1記載の発明では、内燃機関のバルブを駆動
するために形状の異なる復数のカムが設けられたカムシ
ャフトと、前記バルブを前記各カムの内のいずれかが駆
動するようにカムの切り換えを行うバルブリフト量制御
機構と、前記カムシャフトに設けられて機関出力軸(ク
ランクシャフト)の回転が連結帯を介して伝達される回
転体を有するバルブタイミング制御機構と、前記回転体
とカムシャフトとを一体回転可能に連結するとともに、
それら回転体とカムシャフトとの相対回転位相を変化さ
せるように移動する可動部材と、前記可動部材の移動を
油圧制御すべく、その移動方向両側に設けられた第1及
び第2の油圧室と、前記第1及び第2の油圧室に対して
オイルを給排するオイル給排手段と、前記バルブリフト
量制御機構によるカムの切り換えに先立って、前記第1
及び第2の油圧室内にオイルが充填保持されるように前
記オイル給排手段を制御する制御手段とを備えた。
【0006】従って、請求項1記載の発明では、バルブ
リフト量制御機構がカムの切り換えを行うとき、制御手
段は第1及び第2の油圧室内にオイルが保持されるよう
にオイル給排手段を制御する。そして、カム切換時に発
生するカムシャフトを回転させるための駆動トルクの変
動は、そのトルク変動がカムシャフトから連結帯に伝達
される際に、第1及び第2の油圧室内に充填保持された
オイルにより好適に緩和される。
【0007】請求項2記載の発明では、前記第1及び第
2の油圧室にはそれぞれ第1及び第2の油路が連通さ
れ、前記オイル給排手段はこれら第1及び第2の油路に
おけるオイルの流通を制御する制御弁を備え、前記制御
手段は前記バルブリフト量制御機構によりカムが切り換
えられるとき、前記第1及び第2の油路が遮断されるよ
うに前記制御弁を制御するものとした。
【0008】従って、請求項2記載の発明では、請求項
1記載の発明の作用に加え、バルブリフト量制御機構が
カムの切り換えを行うとき、第1及び第2の油路を遮断
するといった油圧制御上、極めて効率のよいかたちで、
上記第1及び第2の油圧室内にオイルを充填保持するこ
とができるようになる。
【0009】請求項3記載の発明では、前記バルブリフ
ト量制御機構は油圧により動作するものであって、前記
オイル給排手段は前記バルブリフト量制御機構と第1及
び第2の油圧室とにオイルを送り出すための共通のオイ
ルポンプを備えるものとした。
【0010】従って、請求項3記載の発明では、請求項
2記載の発明の作用に加え、バルブリフト量制御機構が
共通のオイルポンプを通じて油圧制御される場合であ
れ、そのオイルポンプから送り出されるオイルは全てバ
ルブリフト量制御機構へ供給されることとなり、オイル
ポンプの負荷の増加を抑えることができるとともに、使
用油量も最小限とすることができるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図1〜図4に従って説明する。図1は、本実施形
態におけるバルブ特性制御装置10の全体構成を示す概
略図である。
【0012】内燃機関としてのエンジン(図示せず)に
は、回転可能に支持されたカムシャフト11が設けられ
ている。カムシャフト11には、バルブ12を開閉駆動
するための高速カム13と低速カム14a,14bとが
設けられている。低速カム14a,14bは高速カム1
3を挟むように配置されている。高速カム13と低速カ
ム14a,14bとはそれぞれカムプロフィールが異な
り、高速カム13でバルブ12を駆動したときのバルブ
リフト量は、低速カム14a,14bでバルブ12を駆
動したときのバルブリフト量よりも大きくなる。これ
は、エンジンの低速回転時には低速カム14a,14b
でバルブ12を開閉駆動してエンジンへの吸入空気量を
少なくし、エンジンの高速回転時には高速カム13でバ
ルブを開閉駆動してエンジンへの吸入空気量を多くする
ためである。
【0013】前記各カム13,14a,14bとバルブ
12との間には、バルブリフト量制御機構15が設けら
れている。図2に示すように、バルブリフト量制御機構
15は、カムシャフト11と平行に延びるロッカシャフ
ト16を備えている。
【0014】このロッカシャフト16において、高速カ
ム13に対応する位置には高速ロッカアーム17が設け
られ、低速カム14a,14bに対応する位置には低速
ロッカアーム18a,18bが設けられている。高速ロ
ッカアーム17はロッカシャフト16に対して、そのロ
ッカシャフト16の軸線を中心に回動可能となってい
る。又、低速ロッカアーム18a,18bはロッカシャ
フト16に固定されている。低速ロッカシャフト16の
先端の下方には、バルブ12の上端が位置している。
【0015】又、ロッカシャフト16には高速ロッカア
ーム17まで延びる給排通路19が設けられている。図
1に示すように、給排通路19はオイルスイッチングバ
ルブ(OSV)20及び排出通路21に接続されてい
る。給排通路21にはエンジンの下部に設けられたオイ
ルパン22内に繋がっており、同排出通路21から排出
されるオイルはオイルパン22に戻されるようになって
いる。
【0016】又、OSV20には供給通路23が接続さ
れ、供給通路23はオイルポンプ24を介して前記オイ
ルパン22内に繋がっている。オイルポンプ24はエン
ジンの出力軸である図示しないクランクシャフトに連結
され、該クランクシャフトの回転に伴って駆動される。
尚、OSV20は電子制御ユニット(ECU)25によ
り駆動制御されるようになっている。
【0017】即ち、ECU25がOSV20を開くよう
に制御すると、オイルポンプ24の駆動により、オイル
パン22内のオイルが供給通路23、OSV20及び給
排通路19を介して図2に示す高速ロッカアーム17の
内部へ供給される。高速ロッカアーム17の内部へオイ
ルが供給されると、その高速ロッカアーム17の内部に
設けられた図示しない連結部材が、高速ロッカアーム1
7と両低速ロッカアーム18a,18bとを連結する位
置へ移動される。この状態においては、バルブ12は高
速ロッカアーム17及び低速ロッカアーム18a,18
bを介して高速カム13により開閉駆動される。
【0018】又、ECU25がOSV20を閉じるよう
に制御すると、高速ロッカアーム17の内部に溜まった
オイルが、図1に示す給排通路19及び排出通路21を
介してオイルパン22内へ戻される。図2に示す高速ロ
ッカアーム17の内部からオイルが抜き出されると、前
記連結部材が高速ロッカアーム17と両低速ロッカアー
ム18a,18bとの連結を解除する位置へ移動され
る。この状態においては、バルブ12は低速ロッカアー
ム18a,18bを介して低速カム14a,14bによ
り開閉駆動される。
【0019】一方、図1に示すように、カムシャフト1
1にはバルブタイミング制御機構31が設けられてい
る。バルブタイミング制御機構31は、カムシャフト1
1をクランクシャフトに対して進角又は遅角させること
により、バルブ12の駆動時期を変更するようになって
いる。バルブタイミング制御機構31には進角制御油路
32及び遅角制御油路33が設けられ、それら進角制御
油路32及び遅角制御油路33を通じて給排される油圧
がオイルコントロールバルブ(OCV)34によって制
御される。
【0020】ところで、このOCV34にも前記供給通
路23が接続されている。即ち、前記供給通路23はオ
イルポンプ24よりも下流側で二股に分岐し、その分岐
した供給通路23がそれぞれOCV34及びOSV20
に接続されている。又、OCV34には排出通路35が
接続され、この排出通路35から排出されるオイルもオ
イルパン22内に戻される。そして、このOCV34
も、ECU25により駆動制御されるようになってい
る。
【0021】次に、このバルブタイミング制御機構31
及びOCV34の具体的構成を説明する。図3に示すよ
うに、バルブタイミング制御機構31はプーリ31aを
備えている。このプーリ31aは、カムシャフト11が
貫通する筒部36と、筒部36の外周面から突出する円
板部37と、円板部37の外周面に設けられた複数の外
歯38とから構成されている。そして、プーリ31aは
外歯38に掛装されたタイミングベルト39を介してク
ランクシャフトに連結されている。プーリ31aにはカ
ムシャフト11の端部を覆うように設けられたカバー4
0が、ボルト41及びピン42により固定されている。
カバー40の内周面においてカムシャフト11の端部に
対応する位置には、内歯43が周方向に沿って複数設け
られている。
【0022】一方、カムシャフト11の先端には、中空
ボルト46及びピン47によりインナキャップ48が固
定されている。インナキャップ48の外周面には外歯4
9が周方向に沿って複数設けられ、各外歯49は上記カ
バー40の各内歯43と対向している。各外歯49と各
内歯43との間には、筒状に形成されたリングギヤ51
が、カムシャフト11の軸線方向へ移動できるように設
けられている。リングギヤ51には、前記内歯43及び
外歯49と噛み合う斜歯52,53が設けられている。
【0023】従って、こうしたバルブタイミング制御機
構31において、エンジンの駆動によりクランクシャフ
トが回転し、その回転がタイミングベルト39を介して
プーリ31aに伝達されると、プーリ31a及びカムシ
ャフト11が一体に回転する。このカムシャフト11の
回転に伴なってバルブ12(図1)が開閉駆動されるこ
とは、前述したとおりである。そして、リングギヤ51
がプーリ31a側(図面右方)へ移動すると、リングギ
ヤ51における上記斜歯52,53の作用により、プー
リ31aとカムシャフト11との相対回転位相が変化
し、カムシャフト11はクランクシャフトに対し遅角す
る側に制御されるようになる。即ち、このとき、バルブ
12の駆動時期は遅くなる。又、リングギヤ51がカバ
ー40側(図面左方)へ移動すると、同じくリングギヤ
51における斜歯52,53の作用により、プーリ31
aとカムシャフト11との相対回転位相が前記と逆方向
に変化し、カムシャフト11はクランクシャフトに対し
進角する側に制御されるようになる。即ち、このとき、
バルブ12の駆動時期は早くなる。
【0024】次に、同バルブタイミング制御機構31に
あって、こうしたリングギヤ51の移動を油圧制御する
ための構造について説明する。上記カバー40の内側
は、リングギヤ51により遅角側油圧室54と進角側油
圧室55とに区画されている。そして、カムシャフト1
1の内部には、これら遅角制御油圧室54及び進角制御
油圧室55にそれぞれ対応して、前記進角制御油路32
及び遅角制御油路33が通っている。即ち、進角制御油
路32はプーリ31aの筒部36を通って進角側油圧室
55に連通し、遅角制御油路33は中空ボルト46の内
部を通って遅角側油圧室54に連通する。
【0025】一方、OCV34はケーシング56を備
え、ケーシング56には第1及び第2の給排ポート5
7,58と、第1及び第2の排出ポート59,60と、
供給ポート61とが設けられている。又、同ケーシング
56内には、四つの弁部63を有してコイルスプリング
62及び電磁ソレノイド65によりそれぞれ逆の方向に
付勢されるスプール63が設けられている。
【0026】即ち、電磁ソレノイド65の消磁状態にお
いては、スプール63がコイルスプリング62の弾性力
によりケーシング56の一端側(図3中右側)に配置さ
れて、第1の給排ポート57と第1の排出ポート59と
が連通し、第2の給排ポート58が供給ポート61と連
通する。又、電磁ソレノイド65が励磁されたときに
は、スプール63がコイルスプリング62の弾性力に抗
してケーシング56の他端側(図3中左側)に配置され
て、第2の給排ポート58が第2の排出ポート60と連
通し、第1の給排ポート57が供給ポート61と連通す
る。更に、電磁ソレノイド65への給電を制御し、スプ
ール63をケーシング56の中間に位置させると、第1
及び第2の給排ポート57,58が閉塞され、それら給
排ポート57,58を通じてのオイルの移動が禁止され
る。尚、これら第1及び第2の給排ポート53,54に
は、前記進角制御油路32及び遅角制御油路33がそれ
ぞれ接続され、供給ポート61には供給通路23が接続
され、第1及び第2の排出ポート53,54には排出通
路35が接続されている。
【0027】次に、上記のように構成された同実施形態
のバルブ特性制御装置10による制御態様、並びにその
作用について図4を併せ参照して説明する。尚、この図
4は、上記ECU25を通じて実行される制御の内の主
にバルブリフト量制御について、その制御ルーチンを示
したものである。
【0028】即ち、同ルーチンにおいて、ECU25
は、エンジンの回転数等を検出する図示しないセンサか
らの検出信号に基づき、ステップS101の処理として
上記カムの切り換え時期か否かを判断する。尚、こうし
たカムの切り換えがエンジンのその都度の回転速度を目
安として行われることは前述した。そして、カムの切り
換え時期でない場合にはステップS101の判断を繰り
返し実行し、カムの切り換え時期である場合にはステッ
プS102へ進む。
【0029】カムの切り換え時期である旨判断したEC
U25は、ステップS102で第1及び第2の給排ポー
ト57,58を閉塞するようにOCV34を制御し、進
角制御油路32及び遅角制御油路33を遮断する。こう
した進角制御油路32及び遅角制御油路33の遮断によ
り、バルブタイミング制御機構31にあっては、その遅
角側油圧室54及び進角側油圧室55においてオイルの
給排が禁止され、それら両油圧室54,55内にはオイ
ルが確実に保持されるようになる。そして、バルブタイ
ミング制御機構31のこうした状態において、ECU2
5はステップS103の処理として、OSV20を制御
してバルブリフト量制御機構15を作動させ、バルブ1
2を開閉駆動するカムを低速カム14a,14bから高
速カム13へ、又は高速カム13から低速カム14a,
14bへと切り換える。
【0030】ここで、バルブ12を駆動するカムが切り
換えられるとき、低速カム14a,14bと高速カム1
3とにおけるカムプロフィールや接触面の粗さ等の違い
により、カムシャフト11を回転させるためのトルクが
変動するようになることも前述した。
【0031】この点、同実施形態のバルブ特性制御装置
10によれば、こうしたトルク変動がカムシャフト11
からプーリ31aへ伝達される際、同トルク変動はリン
グギヤ51の両側に位置する上記遅角側油圧室54及び
進角側油圧室55内のオイルによって好適に緩和される
ようになる。即ち、このトルク変動がリングギヤ51に
伝達されると、リングギヤ51をカムシャフト11の軸
線方向へ往復移動させようとする力が前記リングギヤ5
1に働くが、その力は前記両油圧室54,55内のオイ
ルのダンピング作用により好適に吸収されるようにな
る。
【0032】一方、進角制御油路32及び遅角制御油路
33がOCV34により遮断されると、クランクシャフ
トの回転に伴って駆動されるオイルポンプ24から吐出
されたオイルは、全てバルブリフト量制御機構15へ供
給されることともなる。従って、バルブリフト量制御機
構15とバルブタイミング制御機構31とを共に一つの
オイルポンプ24を通じて油圧制御する場合であれ、同
オイルポンプ24の容量アップ等を行わなくても、バル
ブリフト量制御機構15を確実に作動させることができ
るようになる。
【0033】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、下記(a)〜(c)に示す効果が得られるようにな
る。 (a)カム切換時におけるカムシャフト11の駆動トル
クの変動は、そのトルク変動がカムシャフト11とプー
リ31aとの間で伝達される際に、遅角側油圧室54及
び進角側油圧室55内のオイルにより緩和される。従っ
て、前記トルク変動がタイミングベルト39に伝達され
たときに、そのタイミングベルト39に働く衝撃を低減
することができる。
【0034】(b)カム切換時には、OCV34におけ
る第1及び第2の給排ポート57,58を閉塞して、進
角制御油路32及び遅角制御油路33を遮断するように
した。従って、遅角側油圧室54及び進角側制油圧室5
5内に、極めて容易に、しかも効率よくオイルを充填保
持することができる。
【0035】(c)カム切換時に進角制御油路32及び
遅角制御油路33を遮断するようにしたことで、オイル
ポンプ24から吐出されるオイルは全てバルブリフト量
制御機構15へ供給されるようになる。従って、バルブ
タイミング制御機構31とバルブリフト量制御機構15
とを共に一つのオイルポンプ24を通じて油圧制御する
場合であれ、同オイルポンプ24の容量アップ等を行わ
なくても、バルブリフト量制御機構15を確実に作動さ
せることができる。又、そのため、オイルポンプ24の
容量アップやオイルポンプ24の増設によるエンジンの
動力損失増大を抑えることもできる。
【0036】尚、本発明は、例えば以下のように変更し
て具体化することもできる。 (1)本実施形態では、高速カム13と低速カム14
a,14bとの二種類のカムの内のいずれかでバルブ1
2を開閉駆動するようにしたが、カムの種類を三種類以
上にしてもよい。この場合、バルブ12を開閉駆動する
カムの選択範囲を広くすることができる。
【0037】(2)本実施形態のバルブタイミング制御
機構31をベーン式のものに変更してもよい。このベー
ン式のものにおいても、ベーンにおけるカムシャフトの
周方向両側に設けられた一対の油圧室にオイルを保持す
ることで、上記実施形態と同様の効果が得られるように
なる。
【0038】(3)本実施形態では、連結帯としてタイ
ミングベルト39を例示したが、これに代えてチェーン
等を採用してもよい。この場合、バルブタイミング制御
機構31のプーリ31aをスプロケットに交換する。
【0039】(4)本実施形態では、カム切換時に第1
及び第2の給排ポート57,58が閉塞されるようにO
CV34を構成したが、カム切換時に第1及び第2の給
排ポート57,58が供給ポート61にそれぞれ連通す
るようにOCV34を構成してもよい。この場合、カム
切換時には、遅角側油圧室54及び進角側油圧室55内
へ常にオイルが供給され続けることになるが、それら遅
角側油圧室54及び進角側油圧室55内にオイルが保持
される条件に変わりはなく、それらオイルによるダンピ
ング作用も好適に維持される。
【0040】(5)本実施形態では、バルブリフト量制
御機構15及びバルブタイミング制御機構31へ一つの
オイルポンプ24でオイルを供給するようにしたが、前
記両機構15,31へそれぞれ別々のオイルポンプでオ
イルを供給するようにしてもよい。この場合、一方のオ
イルポンプが故障したとしても、他方のオイルポンプで
バルブリフト量制御機構15又はバルブタイミング制御
機構31を動作させることができる。従って、オイルポ
ンプの故障により前記両機構15,31が両方とも動作
しなくなるのを防止することができる。
【0041】(6)本実施形態では、オイルポンプ24
をクランクシャフトに連結し、そのクランクシャフトの
回転によりオイルポンプ24を駆動するようにしたが、
本発明はこれに限定されない。例えばオイルポンプ24
を駆動するための電動モータ等を設け、クランクシャフ
トの回転に関係なくオイルポンプ24が駆動されるよう
にしてもよい。
【0042】(7)本実施形態においては、バルブリフ
ト量制御機構15を油圧駆動されるものとしたが、同機
構15に関しては例えば電気駆動等、油圧以外の動力で
作動するものであってもよい。
【0043】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、カム切換時に
おけるカムシャフトの駆動トルクの変動は、カムシャフ
トと連結帯との間で伝達される際に第1及び第2の油圧
室内のオイルにより緩和される。従って、前記トルク変
動が連結帯へ伝達されたときに連結帯に働く衝撃を低減
することができる。
【0044】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明の効果に加え、制御弁が第1及び第2の油路を遮断
することにより、第1及び第2の油圧室内にオイルが保
持される。従って、第1及び第2の油圧室内に極めて容
易に、しかも効率よくオイルを確保することができる。
【0045】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明の効果に加え、バルブリフト量制御機構が動作する
とき、オイルポンプから送り出されるオイルは全てバル
ブリフト量制御機構へ供給されるようになる。従って、
バルブタイミング制御機構とバルブリフト量制御機構と
を共に一つのオイルポンプを通じて油圧制御する場合で
あれ、同オイルポンプの容量アップ等を行わなくてもバ
ルブリフト量制御機構を確実に作動させることができ
る。即ち、オイルポンプの負荷の増加を抑えることがで
きるとともに、使用油量も最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形におけるバルブ特性制御装置の全体の
構成を示すブロック図。
【図2】バルブリフト量制御機構の構成を示す斜視図。
【図3】バルブタイミング制御機構及びOCVの構成を
示す断面図。
【図4】それら各制御機構の制御態様を示すフローチャ
ート。
【符号の説明】
10…バルブ特性制御装置、11…カムシャフト、12
…バルブ、13…高速カム、14a,14b…低速カ
ム、15…バルブリフト量制御機構、24…オイルポン
プ、25…電子制御ユニット(ECU)、31…バルブ
タイミング制御機構、31a…プーリ、32…進角制御
油路、33…遅角制御油路、34…オイルコントロール
バルブ(OCV)、39…タイミングベルト、51…リ
ングギヤ、54…遅角側油圧室、55…進角側油圧室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 弘一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 鈴木 宏昌 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のバルブを駆動するために形状
    の異なる復数のカムが設けられたカムシャフトと、 前記バルブを前記各カムの内のいずれかが駆動するよう
    にカムの切り換えを行うバルブリフト量制御機構と、 前記カムシャフトに設けられて機関出力軸の回転が連結
    帯を介して伝達される回転体を有するバルブタイミング
    制御機構と、 前記回転体と前記カムシャフトとを一体回転可能に連結
    するとともに、それら回転体とカムシャフトとの相対回
    転位相を変化させるように移動する可動部材と、 前記可動部材の移動を油圧制御すべく、その移動方向両
    側に設けられた第1及び第2の油圧室と、 前記第1及び第2の油圧室に対してオイルを給排するオ
    イル給排手段と、 前記バルブリフト量制御機構によるカムの切り換えに先
    立って、前記第1及び第2の油圧室内にオイルが充填保
    持されるように前記オイル給排手段を制御する制御手段
    と、 を備えた内燃機関のバルブ特性制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の油圧室にはそれぞれ
    第1及び第2の油路が連通され、前記オイル給排手段は
    これら第1及び第2の油路におけるオイルの流通を制御
    する制御弁を備え、前記制御手段は前記バルブリフト量
    制御機構によりカムが切り換えられるとき、前記第1及
    び第2の油路が遮断されるように前記制御弁を制御する
    ものである請求項1記載の内燃機関のバルブ特性制御装
    置。
  3. 【請求項3】 前記バルブリフト量制御機構は油圧によ
    り動作するものであって、前記オイル給排手段は前記バ
    ルブリフト量制御機構と前記第1及び第2の油圧室とに
    オイルを送り出すための共通のオイルポンプを備えるも
    のである請求項2記載の内燃機関のバルブ特性制御装
    置。
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