JPH0941925A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

エンジンの動弁装置

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Publication number
JPH0941925A
JPH0941925A JP7212824A JP21282495A JPH0941925A JP H0941925 A JPH0941925 A JP H0941925A JP 7212824 A JP7212824 A JP 7212824A JP 21282495 A JP21282495 A JP 21282495A JP H0941925 A JPH0941925 A JP H0941925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
engine
cam
shaft
assist
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
JP7212824A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Endo
真 遠藤
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.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP7212824A priority Critical patent/JPH0941925A/ja
Publication of JPH0941925A publication Critical patent/JPH0941925A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁時
期および開弁期間などを最適制御できる簡潔構成の動弁
装置を提供する。 【解決手段】 クランクシャフトと同期して回転駆動さ
れるカムシャフト3に設けたカム5とバルブ8の間にロ
ッカ2を介在させたエンジンの動弁装置において、カム
シャフト3に位相差発生手段を介して連動させたアシス
トシャフト9を設ける。カム5による作動方向と同一方
向にロッカ2を作動させるアシストカム11をアシスト
シャフト9に設けるとともに、エンジンの運転状態に応
答して位相差発生手段を制御するコントローラを設けた
ことにより、エンジンの運転状態に応じてバルブの開弁
時期および開弁期間を最適制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの動弁装置
に係り、特に、エンジンの運転状態に応答してバルブの
開弁時期および開弁期間などを最適制御できる動弁装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用エンジンのように多様な運転形
態が行なわれるエンジンにおいては、バルブの開弁時期
および開弁期間をそれぞれの運転状態に応じて可変制御
することが望まれる。すなわち、エンジンの回転数が高
くなった場合は例えば排気バルブを早期に開弁させて速
やかにブローダウンを行なわせるとともにポンピングロ
スを低減すれば燃費を改善することができ、圧縮上死点
近傍から排気バルブを開弁させることで圧縮開放型のブ
レーキを構成することができ、あるいは、吸入行程にお
いて排気バルブを再び開弁させることでEGRを行なわ
せてNOxの生成を抑制することができる。
【0003】このような事態に鑑みて従来から種々の動
弁装置が提案されているが、いずれも場合にも動弁装置
の基本構成を大幅に変更した複雑なものであるにも拘ら
ず、バルブの開弁時期を僅かに変更できる程度のもので
あったために、圧縮開放型ブレーキあるいは内部EGR
などを実現するには至っていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、従来から採用されている動
弁装置の基本構成を変更することなくエンジンの運転状
態に応じてバルブの開弁時期および開弁期間などを最適
制御できる簡潔構成の動弁装置を提供することを課題と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、クランクシャフトと同期して回転駆動され
るカムシャフトに設けたカムとバルブの間にロッカを介
在させたエンジンの動弁装置において、前記カムシャフ
トに位相差発生手段を介して連動させたアシストシャフ
トを設け、前記カムによる作動方向と同一方向にロッカ
を作動させるアシストカムをアシストシャフトに設ける
とともに、エンジンの運転状態に応答して前記位相差発
生手段を制御するコントローラを設けたことを特徴とし
ている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るエンジン
の一実施形態を示す構成図、図2は図1の平面図であ
り、図示しないシリンダヘッドにロッカシャフト1を介
して軸着したロッカ2の基端部下方にカムシャフト3を
軸着し、ロッカ2の基端部に取り付けたロッカローラ4
をカムシャフト3に設けたカム5に転接させるととも
に、ロッカ2の先端部に取り付けたアジャストネジ6の
先端をクロスヘッド7を介して排気バルブ8の頂部に当
接させることにより、カムシャフト3が回転駆動される
と、ロッカシャフト1を中心としてロッカ2が揺動し、
クロスヘッド7を介して排気バルブ8が開閉駆動される
ようにしている。
【0007】ロッカ2の先端部上方にはカムシャフト3
と平行するアシストシャフト9を軸着するとともに、ロ
ッカ2の先端近傍上面に取り付けたアシストローラ10
が転接保持されるアシストカム11をアシストシャフト
9に設けている。そして、アシストシャフト9は、カム
シャフト3の軸端に取り付けたギヤ12に噛み合い保持
されたギヤ13に位相差発生手段14を介して結合させ
ることにより、カムシャフト3が回転駆動されると、ギ
ヤ12、13および位相差発生手段14を介してアシス
トシャフト11が回転駆動され、該シャフト13に設け
たアシストカム11がアシストローラ10を押し下げ作
動させてロッカ2を揺動駆動するようにしている。
【0008】位相差発生手段14は、エンジンの回転数
に応答した信号を出力する回転センサ15、エンジンの
付加に応答する信号を出力する負荷センサ16、ブレー
キペダルの操作状況に対応した信号を出力するブレーキ
センサ17などの出力信号が制御情報として供給される
コントローラ18により制御される。なお、位相差発生
手段14はコントローラ18から供給された信号に基づ
いて入力軸に対する出力軸の回転位相を進角または遅角
作動させる。
【0009】すなわち、図3は位相差発生手段14の一
実施形態を示す斜視図、図4は同じく位相差発生手段1
4の内部機構を例示する断面図であり、ギヤ13に連結
された入力軸19およびアシストシャフト9に結合され
た出力軸20を備えており、両軸19、20をスライダ
21を介して結合している。スライダ21は円筒形に形
成されており、入力軸19に設けたヘリカルスプライン
(メス)に噛み合うヘリカルスプラインをスライダ21
の外周面に形成するとともに、出力軸20に設けたスト
レートスプライン(オス)に噛み合うストレートスプラ
インをスライダ21の内周面に設けている。
【0010】また、スライダ21はシリンダ22に嵌挿
させたピストン23に結合されており、ピストン23の
両側に形成したチャンバ24、25とオイルポンプ26
を電磁切換弁27を介して接続するとともに、コントロ
ーラ18から出力された信号に基づいて電磁切換弁27
のスプールを左右に切換作動させることにより、チャン
バ24、25の圧力を制御してピストン23を図4中左
右方向に移動させてスライダ21を同方向に移動制御
し、もって、入出力軸19、20の位相差を制御するよ
うにしている。
【0011】28、29は入力軸19とオイルポンプ2
6を連動させるギヤ、30は入力軸19に外挿したジョ
イントリングであり、このジョイントリング30および
ジョイントパイプ31、32を介してチャンバ24、2
5を電磁切換弁27に接続している。なお、図示しない
センサにより入力軸19と出力軸20の間の位相差を検
出し、この検出結果をコントローラ18に供給して両軸
19、20の間の位相差を最適制御できるようにしてい
る。
【0012】以上のように構成したエンジンの動弁装置
において、コントローラ18は、上記各センサ15〜1
7の出力信号に基づいてエンジンの運転状態を演算し、
エンジンが通常運転領域で運転されていると判断したと
きは図4に示したようにピストン23がシリンダ22の
ほぼ中央に位置しているときに電磁切換弁27を中立位
置に切換操作して両チャンバ24、25を閉鎖保持させ
る。すると、入出力軸19、20の間の位相差がゼロに
なるために、アシストシャフト9の位相がカムシャフト
3の位相と一致する。
【0013】各センサ15〜17の出力信号に基づいて
エンジンがEGRを行なうべき領域で運転されていると
判断したときは、コントローラ18から遅角信号が出力
される。すると、電磁切換弁27のスプールが図4中右
側に移動するために、ピストン23の左側に形成された
チャンバ25に油圧が供給され、これによりピストン2
3が図4中右側に移動する。このために、ピストン23
に結合されているスライダ21が図4中右側に移動し、
ヘリカルスプラインの捻じれ量だけ入力軸19に対して
出力軸20を遅角作動させる。従って、出力軸20に結
合されているアシストシャフト9がカムシャフト3に対
して遅角作動される。
【0014】一方、エンジンが高速領域で運転されてい
ると判断したときはコントローラ18から進角信号が出
力される。すると、電磁切換弁27のスプールが図4中
左側に移動するために、ピストン23の右側に形成され
たチャンバ24に油圧が供給され、これによりピストン
23が図4中左側に移動してスライダ21を同方向に移
動させる。従って、この場合はヘリカルスプラインの捻
じれ量に相当する分だけ入力軸19に対して出力軸20
が進角作動してカムシャフト3に対してアシストシャフ
ト9を進角作動させる。
【0015】そして、エンジンブレーキの作動領域で運
転されていると判断したときはコントローラ18から出
力される進角信号が大きくなり、これにともなってスラ
イダ21の進角方向への移動量が大きくなるために、カ
ムシャフト3に対するアシストシャフト9の進角角度が
大きくなる。
【0016】ところで、以上のような構成になるエンジ
ンの動弁装置は例えば排気バルブ8の駆動装置として用
いられ、回転センサ15、負荷センサ16およびブレー
キセンサ17などの出力信号に基づいてエンジンが通常
の領域で運転されていると判断したときはコントローラ
18から保持信号が出力される。従って、この状態では
カムシャフト3とアシストシャフト9が同一の位相に保
持されてカム5とアシストカム11を同一位相に保持さ
せるために、太い実線で示すカム5によるバルブリフト
と破線で示すアシストカム9によるバルブリフトが図5
に示したように同一時期に行なわれることになり、排気
バルブ8はカム5により定まる時期と期間に開弁操作さ
れる。
【0017】エンジンの運転領域が排気中に含まれるN
Oxを低減させるべき領域であると判断したときは、コ
ントローラ18から遅角信号が出力される。すると、位
相差発生手段14が遅角作動してアシストシャフト9を
遅角作動させるために、アシストカム11によるバルブ
リフトが同図に二点鎖線で示したように吸入行程まで遅
角移動する。従って、この場合は通常の排気が行なわれ
て吸入行程に移行した時点で再び排気バルブ8が開弁操
作される。このために、排気ポートに残留している排気
の一部が再び燃焼室に戻される内部EGRが行なわれる
ために、燃焼温度の上昇が抑制されてNOxの生成が抑
制される。図中細い実線は吸気バルブのリフト特性を示
している。
【0018】また、エンジンが例えば高速域で運転され
ていると判断された場合は、コントローラ18から進角
信号が出力されるために位相差発生手段14が進角作動
してアシストシャフト9を進角作動させる。すると、図
6に二点鎖線で示したようにカムシャフト3に設けたカ
ム5による開弁に先んじてアシストカム11による開弁
操作が行なわれるために、排気バルブ8の開弁時期が進
角するとともに進角分に相当する分だけ排気弁の開弁期
間が延長される。従って、エンジンが高速運転領域にお
いては排気バルブ8の開弁時期が早くなってブローダウ
ンが速やかに行われるために、ポンピングロスが低減し
て燃費が改善される。
【0019】一方、エンジンブレーキの作動領域である
と判断した場合はコントローラ18から進角信号が出力
される。また、このようなエンジンブレーキの作動領域
において出力される進角信号は高速域において出力され
る進角信号よりも大きく、図7に二点鎖線で示したよう
にアシストカム11によるバルブリフトが圧縮上死点近
傍から開始されるようにアシストシャフト9を進角作動
させるために、圧縮開放型ブレーキとして作動する。
【0020】なお、本実施形態においてはクロスヘッド
を備えた排気バルブの動弁装置を示しているが、クロス
ヘッドを設けない動弁装置あるいは吸気バルブの動弁装
置にも本発明を適用することができる。さらに、本実施
形態においてはOHC式の動弁装置を示しているが、O
HV式の動弁装置などにも本発明を適用することもでき
るものであり、カム5とアシストカム11の間の位相
差、バルブの開弁時期および開弁期間は要求されるエン
ジンの諸特性に応じて適宜設定される。さらにまた、本
実施形態においてはヘリカルスプラインとストレートス
プラインによる電子制御油圧式の位相差発生手段14を
採用しているが、従来公知のいかなる位相差発生手段を
用いることもできる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、エンジンの運転状態に応答して位相差発生手段
を作動させてアシストシャフトの回転位相を制御するこ
とにより、バルブの開弁時期および開弁期間を最適制御
して内部EGRを実行して排気中のNOxを低減し、あ
るいはポンピングロスを少なくして燃費を改善し、若し
くは、圧縮開放型ブレーキを構成してエンジンブレーキ
の効きを改善できる。また、カムシャフトによる動弁装
置に位相差発生手段、アシストカムおよびコントローラ
などを付加するのみで開弁時期および開弁期間を最適制
御できるために、動弁装置の基本構成を大幅に変更する
必要性もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンジンの一実施形態を示す構成
図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】位相差発生手段の一実施形態を示す斜視図であ
る。
【図4】図3に示した位相差発生手段の内部機構を例示
する断面図である。
【図5】内部EGR領域でのバルブリフト特性図であ
る。
【図6】高速領域でのバルブリフト特性図である。
【図7】エンジンブレーキ領域でのバルブリフト特性図
である。
【符号の説明】
1 ロッカシャフト 2 ロッカ 3 カムシャフト 4 ロッカローラ 5 カム 6 アジャストネジ 7 クロスヘッド 8 排気バルブ 9 アシストシャフト 10 アシストローラ 11 アシストカム 12、13 ギヤ 14 位相差発生手段 15 回転センサ 16 負荷センサ 17 ブレーキセンサ 18 コントローラ 19 入力軸 20 出力軸 21 スライダ 22 シリンダ 23 ピストン 24、25 チャンバ 26 オイルポンプ 27 電磁切換弁 28、29 ギヤ 30 ジョイントリング 31、32 ジョイントパイプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランクシャフトと同期して回転駆動さ
    れるカムシャフトに設けたカムとバルブの間にロッカを
    介在させたエンジンの動弁装置において、前記カムシャ
    フトに位相差発生手段を介して連動させたアシストシャ
    フトを設け、前記カムによる作動方向と同一方向にロッ
    カを作動させるアシストカムをアシストシャフトに設け
    るとともに、エンジンの運転状態に応答して前記位相差
    発生手段を制御するコントローラを設けたことを特徴と
    するエンジンの動弁装置。
JP7212824A 1995-07-28 1995-07-28 エンジンの動弁装置 Pending JPH0941925A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7212824A JPH0941925A (ja) 1995-07-28 1995-07-28 エンジンの動弁装置

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JP7212824A JPH0941925A (ja) 1995-07-28 1995-07-28 エンジンの動弁装置

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ID=16628972

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JP7212824A Pending JPH0941925A (ja) 1995-07-28 1995-07-28 エンジンの動弁装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006348758A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2010518322A (ja) * 2007-02-16 2010-05-27 マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 往復動ピストン燃焼エンジンの動弁機構

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US9080472B2 (en) 2007-02-16 2015-07-14 Mahle International Gmbh Valve train of a reciprocating piston combustion engine

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