JPH04287815A - エンジンの可変動弁装置 - Google Patents

エンジンの可変動弁装置

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JPH04287815A
JPH04287815A JP3075887A JP7588791A JPH04287815A JP H04287815 A JPH04287815 A JP H04287815A JP 3075887 A JP3075887 A JP 3075887A JP 7588791 A JP7588791 A JP 7588791A JP H04287815 A JPH04287815 A JP H04287815A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの運転条件
に応じて複数のカムを切換えるエンジンの可変動弁装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の可変動弁装置として、例えば、
特開昭６２−２９４７０９号公報において、通常回転域
の出力を重視したカムと、それより高回転域の出力を重
視したカムとを備え、エンジン回転数によってこの２つ
のカムを切換える可変動弁装置が提案されている。
【０００３】このような従来装置では、カム切換機構に
駆動油圧を供給する油圧通路がエンジンの潤滑通路から
分岐して配設され、エンジンのオイルポンプから供給さ
れる油圧を弁手段を介して調節して、カムを切換えるよ
うになっている。
【０００４】また、本出願人により特願平２−１１５４
０９号等にて、エンジンの出力性能と燃費性能を共に向
上させる目的で、１つの弁に対して３つのカムを備え、
低回転域からカムを切換える装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オイル
ポンプの吐出流量が低い低回転域では、エンジンの潤滑
部に供給されるオイル量との関係で、カム切換機構に十
分な油圧を供給することができないため、カムの切換え
可能な回転域が例えば３０００ｒｐｍ以上の範囲に限定
されたり、あるいはカム切換時の応答性を悪化させると
いう問題点があった。
【０００６】この発明はこのような従来の課題に着目し
てなされたもので、エンジン低回転域からカムの切換え
を可能とする可変動弁装置を提供することを目的とする
。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、共通の吸気
弁または排気弁の少なくとも一方に対してカムプロフィ
ールの異なる複数のカムを備え、油圧調整弁を介して導
かれる油圧に応動して吸気弁または排気弁の少なくとも
一方の開閉作動に携わるカムを切換えるようにしたカム
切換機構を備え、オイルポンプの吐出側通路から、エン
ジン主運動部に潤滑油を導く潤滑通路と、前記油圧調整
弁に連通する油圧通路とを分岐させて配設したエンジン
の可変動弁装置において、エンジン回転数を検出する手
段と、前記オイルポンプの吐出側通路から前記潤滑通路
に分流するオイルの流れを絞る可変絞弁と、この可変絞
弁をエンジンの低回転域で絞る制御手段とを設けた。
【０００８】制御手段は、エンジンの極低回転時に可変
絞弁を全開に、カム切換え域で最小開度に、この間の開
度をエンジン回転数の上昇に応じて減少させる構成とす
る。
【０００９】
【作用】オイルポンプから吐出するオイルは、潤滑通路
とカム切換機構の油圧通路に分流してクランクシャフト
等の主運動部を潤滑する一方、油圧通路から油圧調整弁
を経て導かれる油圧によりカム切換機構を作動させるよ
うになっている。
【００１０】エンジンの低回転域では、可変絞弁が潤滑
通路に流入するオイル流を大きく絞ることにより、油圧
通路の油圧が高められ、カム切換機構を作動させるのに
必要な油圧力が確保され、また十分な切換え応答性が確
保される。
【００１１】この低回転域では、クランクシャフト等の
主運動部系に必要な潤滑油の供給量が比較的に少なくて
済み、可変絞弁を介して潤滑油圧がある程度低下しても
十分な潤滑性能を維持できる。
【００１２】エンジンの高回転域では、可変絞弁が開作
動することにより、油圧通路に対して潤滑通路の油圧が
相対的に高められ、クランクシャフト等の主運動部系に
必要な潤滑油の供給量が増大するのに対応して、十分な
潤滑性能が確保される。このとき、オイルポンプの吐出
油圧もエンジン回転数に伴って上昇するので、カム切換
機構を作動させるのに十分な油圧力が維持される。
【００１３】第二の発明では、アイドルを含む極低回転
域では、可変絞弁は全開し、潤滑通路からエンジンの主
運動部への必要な流量を確保する。
【００１４】カムの切換えが行われる可能性のある低回
転域では、回転数に比例して可変絞弁の開度が減少制御
されることにより、カムの切換えが行われる時点で十分
な油圧が導かれ、急加速時にもカムの切換え応答遅れを
防止することができる。また、回転数に比例して可変絞
弁の開度が減少制御されることにより、ポンプ回転数の
上昇分による増加との関係で潤滑通路への流量が急減す
るようなことがなく、潤滑通路の油圧は回転数に応じて
徐々に上昇し、それに伴って潤滑油流量が増加して、エ
ンジン各部の潤滑性能が損なわれない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００１６】図１に示すように、４気筒エンジンは、吸
気弁の開閉作動に携わるカムを切換えるカム切換機構１
１と、排気弁の開閉作動に携わるカムを切換えるカム切
換機構１２とを各気筒毎に備える。
【００１７】図中１３は各カム切換機構１１および１２
に駆動油圧を導く油圧通路で、この油圧通路１３はオイ
ルポンプ１４の吐出側通路１５から潤滑通路１６と共に
分岐して配設される。
【００１８】オイルパン２１に溜められたオイルはオイ
ルポンプ１４で吸い上げられ、オイルポンプ１４から吐
出側通路１５を通して圧送される。オイルポンプ１４か
ら吐出するオイルはリリーフバルブ２０で設定圧以下に
調整されつつ、フィルタ２２とオイルクーラ２３を経て
供給される。
【００１９】潤滑通路１６は、メインギャラリ２４がク
ランクシャフトに沿って形成され、このメインギャラリ
２４からクランクシャフトとピストンおよびコンロッド
の主運動部系にオイルが分配される。メインギャラリ２
４に入ったオイルの一部はクランクシャフトの各主軸受
２７に送られ、各主軸受２７を潤滑し、各主軸受２７に
送られたオイルの一部はクランクシャフト内部を通って
各クランクピン２８を潤滑し、またメインギャラリ２４
に入ったオイルの一部は噴射ノズル２９を介してピスト
ン３０を潤滑するようになっている。
【００２０】潤滑通路１６にはメインギャラリ２４から
分岐するサブギャラリ２５，２６が吸気カムシャフトと
排気カムシャフトにそれぞれ沿って形成され、このサブ
ギャラリ２５，２６から動弁系にオイルが分配される。
【００２１】サブギャラリ２５にはメインギャラリ２４
のオイルが固定絞り３１を介して分流され、各サブギャ
ラリ２５，２６に入ったオイルは、吸気カムシャフトの
各軸受３２と排気カムシャフトの各軸受３３およびカム
切換機構１１，１２等を潤滑する。
【００２２】油圧通路１３の途中には油圧切換弁１７が
介装され、各カム切換機構１１，１２に導かれる油圧を
調節するようになっている。この油圧切換弁１７はその
開口面積を２段階に切換える電磁弁であり、その通電時
に開口面積を大きくして吐出側通路１５から各カム切換
機構１１，１２に導かれる油圧を高めて、各カム切換機
構１１，１２の切換え作動が行われるようにする。
【００２３】なお、油圧切換弁１７を経て油圧通路１３
に入ったオイルの一部は、各固定絞り３５，３６を介し
て各潤滑通路３７，３８に流入し、各潤滑通路３７，３
８から各カム切換機構１１，１２に潤滑油として供給さ
れるようになっている。
【００２４】各カム切換機構１１，１２は、その揺動先
端が吸気弁または排気弁の少なくとも一方に当接してバ
ルブスプリングの付勢力により第一のカムに従動するメ
インロッカアームと、弁との当接部位を持たずロストモ
ーションスプリングの付勢力により第二のカムに従動す
るサブロッカアームとが互いに独立して揺動可能に支持
され、油圧に応動する結合ピンが各ロッカアームの嵌合
孔に渡って嵌まりあるいは一方の嵌合孔から抜けること
で、メインロッカアームに対してサブロッカアームが選
択的に結合されたりあるいはその結合が解かれたりする
。第二のカムは第一のカムより大きなプロフィールで形
成されており、メインロッカアームに対してサブロッカ
アームの結合が解かれた状態では、第一のカムのプロフ
ィールに従ってメインロッカアームが揺動して各弁が開
閉駆動され、リフトおよびリフト区間の共に小さな開弁
特性が得られる。エンジン回転数が後述するように設定
値の２５００ｒｐｍを越えて上昇した所定の回転域では
、油圧切換弁１７の作動により油圧通路１３から導かれ
る油圧が高められ、結合ピンを介してメインロッカアー
ムとサブロッカアームが結合される。この状態では、弁
リフト時にメインロッカアームが第一のカムから浮き上
がり、サブロッカアームを介して第二のカムのプロフィ
ールに従って揺動して各弁が開閉駆動され、リフトおよ
びリフト区間が共に大きい開弁特性が得られる。
【００２５】エンジン低回転時に油圧通路１３を介して
各カム切換機構１１，１２に導かれる作動油圧を確保す
るために、前記潤滑通路１６に分流するオイルの流れを
エンジン回転数に応じて絞る可変絞弁１８が設けられる
。
【００２６】可変絞弁１８はその開度（流路面積）をコ
ントローラ１９から送られる励磁電流により漸次変化す
る電磁弁で構成される。コントローラ１９はエンジン回
転数を検出するセンサ３９からの検出値を入力し、可変
絞弁１８の開度を回転数をパラメータとする図２に示す
マップに基づいて制御される。
【００２７】カム切換えのない１０００ｒｐｍ以下の極
低回転域では最大開度（全開）に保たれるが、１０００
〜２０００ｒｐｍの回転域ではエンジン回転数の上昇に
比例して減少し、カム切換えのある２０００〜３０００
ｒｐｍの回転域では最小開度に保たれる。３０００ｒｐ
ｍ以上の回転域では回転数の上昇に比例して増大し、８
０００ｒｐｍ前後の最高回転域に達すると再び最大開度
となる。
【００２８】次に作用について説明する。
【００２９】回転数がアイドルを含む１０００ｒｐｍ以
下の極低回転域では、可変絞弁１８は全開し、ポンプ１
４からのオイルは、通路１６と１３に分流する。この領
域ではカム切換えは行われず、潤滑通路１６からエンジ
ンの主運動部への必要な流量を確保する。
【００３０】１０００〜２０００ｒｐｍの回転域ではエ
ンジン回転数の上昇と共に絞り込まれる。回転数に応じ
てポンプ流量は増加するが、このため潤滑通路１６への
流量増加に比べ油圧通路１３への増加が大きく、図３に
示すように油圧通路１３に導かれる作動油圧Ｐａは、カ
ム切換えに備えて予め必要な油圧が確保される。
【００３１】この場合、図２に２点鎖線で示すように、
急激に可変絞弁１８を閉じるのではなく、徐々に開度を
減らすので、ポンプ回転数の上昇分による増加との関係
で潤滑通路１６への流量が急減するようなことがなく、
図３に示すように潤滑通路１６の油圧Ｐｂは回転数に応
じて徐々に上昇し、エンジン各部の潤滑性能が損なわれ
ない。
【００３２】カム切換えのある２０００〜３０００ｒｐ
ｍの回転域では、可変絞弁１８は最も絞り込まれ、油圧
通路１３の油圧Ｐａはカム切換えに必要な値Ｐｌｉｍｉ
ｔ以上に保たれる。
【００３３】この作動油圧Ｐａは、１０００〜２０００
ｒｐｍの回転域で予め高めていくので、加速時のように
回転数が短時間に上昇するときでも、所定油圧Ｐｌｉｍ
ｉｔは確保され、カムの切換えは応答よく実行される。
【００３４】図３の油圧特性Ｐｃは、可変絞弁１８が常
に全開状態に保持された場合のポンプ吐出圧であり、こ
れは３０００ｒｐｍでカムの切換えに必要な値Ｐｌｉｍ
ｉｔに達し、３０００ｒｐｍ以下の回転域では切換えが
できないのである。
【００３５】３０００ｒｐｍ以上の回転域では可変絞弁
１８の開度が回転数の上昇に応じて増加していくが、こ
の領域ではポンプ１４の回転数が高く作動油圧Ｐａをカ
ム切換えに必要な油圧Ｐｌｉｍｉｔ以上に維持したまま
、潤滑通路１６の油圧Ｐｂも上昇していくので、メイン
ギャラリ２４を介してクランクシャフト等の主運動部に
供給されるオイル量が十分に確保され、良好な潤滑性能
が維持される。
【００３６】このように、回転数に応じて可変絞弁１８
の開度を制御することにより、低回転域でのカム切換え
に必要な油圧を、エンジンの潤滑性能を損なうことなく
確保でき、低回転域においても、応答性良くカムの切換
えが行える。
【００３７】なお、ポンプ吐出側通路１５に介装された
リリーフバルブ２０は、３０００ｒｐｍ程度で開き、油
圧の過剰な上昇を抑制し、ポンプ駆動負荷を軽減する。
【００３８】図４に示す他の実施例は、油圧通路１３の
途中にも可変絞弁４１を設け、この可変絞弁４１を所定
の高回転域で絞ることにより、油圧通路１３への流量を
抑制して、カム切換機構１１，１２や潤滑通路３７，３
８から動弁機構を収めたシリンダヘッド上に洩れるオイ
ル量を減じて、オイルのオイルパン２１への戻りを促進
するようになっている。
【００３９】
【発明の効果】この発明は、エンジンの低回転域では、
可変絞弁が潤滑通路に流入するオイル流を絞ることによ
り、潤滑性能を維持しつつ、カム切換機構を作動させる
のに必要な油圧力が確保され、カムの切換え可能な運転
範囲を拡げることができる。
【００４０】また、カムの切換えが行われる可能性のあ
る低回転域では、回転数に比例して可変絞弁の開度が減
少制御されることにより、潤滑油圧が急減することを防
止しつつ、カムの切換えが行われる時点で十分な油圧が
導かれ、急加速時にもカムの切換え応答遅れを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す油圧回路図である。
【図２】同じく可変絞弁の制御特性図である。
【図３】同じく各通路の油圧特性図である。
【図４】他の実施例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１１　　カム切換え機構 １２　　カム切換え機構 １３　　油圧通路 １４　　オイルポンプ １５　　ポンプ吐出側通路 １６　　潤滑通路 １７　　油圧調整弁 １８　　可変絞弁 １９　　コントローラ ３９　　回転数センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　共通の吸気弁または排気弁の少なくと
    も一方に対してカムプロフィールの異なる複数のカムを
    備え、油圧調整弁を介して導かれる油圧に応動して吸気
    弁または排気弁の少なくとも一方の開閉作動に携わるカ
    ムを切換えるようにしたカム切換機構を備え、オイルポ
    ンプの吐出側通路から、エンジン主運動部に潤滑油を導
    く潤滑通路と、前記油圧調整弁に連通する油圧通路とを
    分岐させて配設したエンジンの可変動弁装置において、
    エンジン回転数を検出する手段と、前記オイルポンプの
    吐出側通路から前記潤滑通路に分流するオイルの流れを
    絞る可変絞弁と、この可変絞弁をエンジンの低回転域で
    絞る制御手段とを設けたことを特徴とするエンジンの可
    変動弁装置。
  2. 【請求項２】　　制御手段は、エンジンの極低回転時に
    可変絞弁を全開に、カム切換え域で最小開度に、この間
    の開度をエンジン回転数の上昇に応じて減少させること
    を特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置
    。
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