JPH0345207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多気筒内燃機関の一部の気筒の燃焼を
機関運転条件により休止させる気筒数制御に際し
て稼動、休止の切換が行なわれる気筒の吸気弁及
び排気変の弁作動を切換える弁作動切換装置に関
する。

自動車等の車両が加速時、登板時のように高出
力の要求される状態で走行する場合は、機関の全
ての気筒に混合気を充填し、高出力を得るのがよ
いが、低負荷時でもそのまま全ての気筒を稼動さ
せていると、各気筒の新気の充填率が低下する結
果、燃焼が悪化すると共にポンピングロスが増大
する。そこで、低負荷時に一部の気筒の稼動を停
止することにより、混合気を残りの気筒に集中さ
せて燃焼を改善し、ポンピングロスを減少させて
燃費を向上させようとする気筒数制御の概念が既
に存在し、公知である、特開昭51−104116号参
照）。

また、４気筒機関での気筒数制御の場合は、２
つの気筒の休止によつて燃焼の間隔がクランク角
で360°と長くなり、これに伴つてトルク変動が増
大するが、これは休止気筒に新気を調圧用として
補充する方式によつて大幅に改善できることが本
出願人により既に確認されている。

かかるトルク変動抑制方式について簡単に述べ
ると、気筒数制御に際して稼動、休止の切換が行
なわれる２つの気筒に、第１図に示すように、そ
の稼動時は吸入行程で吸気弁１が開き、圧縮行程
で閉じ、膨張行程の末期から排気行程にわたつて
排気弁２が開弁するといつた通常の４サイクルと
同様の吸・排気弁の開弁特性を与えるが、休止時
は排気弁２が常時閉となり、吸気弁１がピストン
下死点付近（吸入下死点、膨張下死点のいずれで
もよく、両者でもよい）においてわずかに開とな
る特性を与える。即ち、第２図に示すような弁リ
フト特性にする。

これによれば、圧縮が開始される時点での休止
気筒の筒内圧力は稼動気筒の吸入負圧に常に等し
くなり、以後はピストンの昇降により単純圧縮・
膨張が繰り返され、気筒数制御時の各気筒の筒内
圧力は第３図のような変化特性となる。休止気筒
＃２，３の圧力変化はピーク値においては稼動気
筒＃１，４の半分程度であるが、クランク角360°
毎に２つの休止気筒が同期して圧力変化するた
め、機関のトルク変化としては見掛け上、この２
つの休止気筒から発生するトルク変化が合成さ
れ、２倍の効果となるので、稼動気筒のピーク圧
レベルに対抗できるようになる。このため、機関
のトルク変化としては稼動気筒も含めてクランク
角180°毎に燃焼圧力のピーク値によるものに近い
ものが得られ、回転の円滑さは著しく向上する。

そして、稼動、休止の切換の際に、このように
吸・排気弁の弁作動を切換えるには、プロフイル
の異なる一対のカムを選択的に用いるのが合理的
であることから、従来の弁作動切換装置として
は、例えば第４図〜第６図に示すようなものがあ
つた。

これについて説明すると、カムシヤフト４にプ
ロフイルの異なるカム５ａ，５ｂ（カム５ａは稼
動時用、カム５ｂは休止時用）が隣合わせに固定
されている。ロツカアーム６はロツカシヤフト７
に軸方向にも移動可能に取付けられ、ロツカブラ
ケツト８と、電磁アクチユエータ９によりロツカ
シヤフト７上を移動する切換リング１０との間に
スプリング１１，１２を介して位置決めされてお
り、切換リング１０の移動により軸方向に移動制
御されており、カム５ａ，５ｂのいずれか一方と
選択的に係合する。

例えば稼動から休止への切換は、電磁アクチユ
エータ９により切換リング１０がＡ方向に移動す
ることによつて行なわれる。但し、カム５ａがロ
ツカアーム６に当接し、これを駆動している時は
バルブスプリング１３の荷重が加わり、摩擦力が
極めて大となるため、ロツカアーム６の軸方向へ
の移動は困難であり、この状態では切換リング１
０がＡ方向に移動しても、スプリング１２が圧縮
されるに止まる。そして、カム５ａのカム山部分
が終つてロツカアーム６との接触面にクリアラン
スが生じると、バルブスプリング１３の荷重が作
用しなくなるので、圧縮されているスプリング１
２の作用でロツカアーム６がＡ方向に移動し、こ
れによりカム５ｂとロツカアーム６とが相対する
ようになる。

したがつて、４気筒機関で＃２，３気筒を休止
させる場合、これら気筒の吸気弁及び排気弁につ
いてそれぞれ弁作動を切換えるが、単一のアクチ
ユエータ９により各切換リング１０を同時に移動
させても、各ロツカアーム６が移動するのは、そ
れぞれ別々で、各ロツカアーム６と各カム５ａと
の接触面にクリアランスを生じたときに次々と移
動することになる。

これとは逆に、休止から稼動に切換えられる場
合、すなわち電磁アクチユエータ９により切換リ
ング１０がＢ方向に戻つた場合は、圧縮されてい
るスプリング１１の作用力で、カム５ｂとロツカ
アーム６との接触面にクリアランスが生じたとき
に、ロツカアーム６の移動が行なわれる。

尚、図示しない＃１，４気筒は常時稼動となる
ため、動弁系は通常の構成（カム５ａのみで切換
機構なし）でよい。

しかしながら、このような従来の気筒数制御用
の弁作動切換装置にあつては、第４図に示した如
く稼働、休止の切換が行なわれる気筒につき吸気
弁弁用と排気用の２本のロツカアームがそれぞれ
相異なるロツカシヤフトに取付けられていたた
め、アクチユエータからの制御系統（切換リン
グ、スプリング等）が吸気弁用１系統、排気弁用
１系統、計２系統必要となり、部品点数が多く、
製造コストが高いという問題点の他、本来吸気弁
及び排気弁の弁作動は同時に切換えられなくては
いけないものであるのに、制御系統が各々の系統
に別れているので、同時に切換わるという保証が
得られないため、信頼性及び耐久性に欠けるとい
う問題点があつた。

本発明はこのような従来の問題点を解決するこ
とを目的としてなされたもので、稼動、休止の切
換が行なわれる気筒の吸気弁及び排気弁の各駆動
用ロツカアームを１本のロツカシヤフトに支持さ
せる共に、同一のアクチユエータにより共通の制
御系統を飼して軸方向に一体的にかつ同時に移動
させるようにしたものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第７図及び第８図は本発明の一実施例を示して
いる。

図中１は吸気弁、２は排気弁、１３，１４はこ
れらの弁１，２を閉弁方向に付勢するバルブスプ
リングである。

カムシヤフト２０には、稼動時用のプロフイル
をもつカム２１ａの休止時用のプロフイルをもつ
カム２１ｂとを隣合わせに設けた吸気弁１用のカ
ム２１と、稼動時用のプロフイルをもつカム２２
ａと休止時用のプロフイルをもつカム２２ｂとを
隣合わせに設けた排気弁２用のカム２２とを隣合
わせに固定してある。

２３は吸気弁１用のロツカアーム、２４は排気
弁２用のロツカアームであつて、これらのロツカ
アーム２３，２４はカムシヤフト２０の上方にこ
れと平行に配設された１本のロツカシヤフト２５
に隣合わせにして回動自在に取付けてある。ここ
で、これらのロツカアーム２３，２４はロツカシ
ヤフト２５に対し、軸方向にも移動可能に取付け
られ、ロツカブラケツト２６と、電磁アクチユエ
ータ２７によりロツカシヤフト２５上を移動する
切換リング２８との間にスプリング２９，３０を
介して位置決めされており、切換リング２８の移
動により軸方向に移動制御されて、稼動時用カム
２１ａ，２２ａ又は休止時用カム２１ｂ，２２ｂ
のいずれか一方と選択的に係合する。

次に作用を説明すると、稼動から休止への切換
は、電磁アクチユエータ２７により切換リング２
８がＡ方向に移動することによつて行なわれる
が、排気行程若しくはこれに続く吸入行程にあつ
て、吸気弁１側が排気弁２側の少なくとも一方の
カム２１ａ，２２ａがロツカアーム２３，２４に
当接し、これを駆動している時は、バルブスプリ
ング１３，１４の荷重が加わつて、摩擦力が極め
て大きいため、この状態では切換リング２８が移
動しても、スプリング３０が圧縮されるに止る。
そして、吸入行程が終り、両弁１，２共リフトが
０になつた状態では、カム２１ａ，２２ａとロツ
カアーム２３，２４との接触面にクリアランスが
生じると共にバルブスプリング１３，１４の荷重
が作用しなくなるので、圧縮されているスプリン
グ３０の作用力でロツカアーム２３，２４がＡ方
向に一体的かつ同時移動し、これにより休止時用
カム２１ｂ，22bとロツカアーム２３，２４とが
相対するようになつて切換が終了する。

これとは逆に、休止から稼動へ切換えられる際
は、電磁アクチユエータ２７により切換リング２
８がＢ方向に移動した後、カム２１ｂ，２２ｂと
ロツカアーム２３，２４との接触面にクリアラン
スを生じたときに、圧縮されているスプリング２
９の作用によつてロツカアーム２３，２４がＢ方
向に一体的かつ同時に移動し、これにより稼動時
用カム２１ａ，２２ａとロツカアーム２３，２４
とが相対する。

このように１本のロツカシヤフト２５上で吸気
弁１及び排気弁２用のロツカアーム２３，２４を
一体的且つ同時に移動させるようにすれば、電磁
アクチユエータ２７からの制御系統、即ち切換リ
ング２８及びスプリング２９，３０を共用できる
ばかりか、必ず同時に切換わるので、信頼性及び
耐久性が向上する。

尚、このような弁作動切換装置にあつては、切
換動作等を円滑ならしめるため、バルブクリアラ
ンスを適正に保つ必要がある。この場合は、第９
図に示す如く、吸気弁１（排気弁２についても同
様）の頭部と、ロツカアーム２３との間にシム３
１を挿入し、適当な厚さのシム３１を選定して適
宜交換することにより、バルブクリアランスの調
整を行なうことができるようにすればよく、更に
はロツカアーム２３を、その先端に取付けたアジ
ヤストボルト３２を介してシム３１に当接させる
ようにし、アジヤストボルト３２を回転させてバ
ルブクリアランスの調整を行なうことができるよ
うにしてもよい。３３はスプリングテーナ、３４
はコツタ、３５はアジヤストボルト３２用のロツ
クナツトである。

以上説明したように本発明によれば、気筒数制
御に際して稼動、休止の切換が行なわれる気筒の
吸気弁及び排気弁の各ロツカアームを１本のロツ
カシヤフトに支持させて、同一のアクチユエータ
により軸方向に一体的かつ同時に移動させるよう
にしたため、完全に１系統の切換機構で切換可能
となり、部品点数の削減と製造コストの低減とが
達成される他、切換が吸気側、排気側の両方につ
いて同時に行なわれることが保証され、気筒数制
御装置の信頼性、耐久性が向上するという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は気筒数制御に際し稼動、休止の切換が
行なわれる気筒の吸・排気弁に気筒数制御を効果
的に行なうために与える弁作動の概略図、第２図
は同上の弁リフトの特性図、第３図は同上の特性
を付与したときに得られる気筒数制御時の各気筒
の筒内圧力の変化特性図、第４図は弁作動切換装
置の従来例を示す平面図、第５図は第４図の要部
拡大図、第６図は第５図の−断面図、第７図
は本発明の一実施例を示す弁作動切換装置の平面
図、第８図は第７図の−断面図、第９図は部
分改良例を示す断面図である。 １……吸気弁、２……排気弁、２０……カムシ
ヤフト、２１ａ，２２ａ……稼動時用カム、２１
ｂ，２２ｂ……休止等用カム、２３，２４……ロ
ツカアーム、２５……ロツカシヤフト、２６……
ロツカブラケツト、２７……電磁アクチユエー
タ、２８……切換リング、２９，３０……スプリ
ング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多気筒内燃機関で機関運転条件により燃焼を
   休止させるようにした一部の気筒の吸気弁の駆動
   用ロツカアームを、前記条件に応じて作動するア
   クチユエータによりロツカシヤフトの軸方向に移
   動させて、カムシヤフトの軸方向に並設したプロ
   フイルの異なる一対の吸気弁用カムのいずれか一
   方と選択的に係合させると共に、前記一部の気筒
   の排気弁の駆動用ロツカアームを、前記条件に応
   じて作動するアクチユエータによりロツカシヤフ
   トの軸方向に移動させて、カムシヤフトの軸方向
   に並設したプロフイルの異なる一対の排気弁用カ
   ムのいずれか一方と選択的に係合させることによ
   り、当該気筒の吸気弁及び排気弁の弁作動を切換
   えるようにした内燃機関の弁作動切換装置におい
   て、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の各駆動
   用ロツカアームを１本のロツカシヤフトに支持さ
   せると共に、同一のアクチユエータにより軸方向
   に一体的かつ同時に移動させるようにしたことを
   特徴とする内燃機関の弁作動切換装置。