JPH11247637A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置Info
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- JPH11247637A JPH11247637A JP4907898A JP4907898A JPH11247637A JP H11247637 A JPH11247637 A JP H11247637A JP 4907898 A JP4907898 A JP 4907898A JP 4907898 A JP4907898 A JP 4907898A JP H11247637 A JPH11247637 A JP H11247637A
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- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
- F01L2013/0073—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "Delphi" type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブ作動角を大きくした場合におけるエン
ジン消費動力を低減し、燃費の悪化を防止し得る内燃機
関の可変動弁装置を提供する。 【解決手段】 カムシャフト３と制御シャフト１２には
リンク機構Ｌが掛け渡されている。リンク機構Ｌは、カ
ムシャフト３の偏心カム４の回動に伴って作動して吸気
弁１０を開閉する。制御シャフト１２は、コントローラ
１０２によって作動制御されるアクチュエータ１０１に
連繋されている。コントローラ１０２は、機関の運転状
態を検知し、アクチュエータ１０１を介して制御シャフ
ト１２の回動を制御し、リンク機構Ｌの姿勢を変化させ
て吸気弁１０のバルブ開閉時期を変化させず、バルブリ
フト量を小さくするようになっている。その結果、バル
ブスプリングの反力が小さくなり、カムシャフト３の駆
動抵抗が小さくなり、機関の消費動力が低減し、燃費が
向上する。
ジン消費動力を低減し、燃費の悪化を防止し得る内燃機
関の可変動弁装置を提供する。 【解決手段】 カムシャフト３と制御シャフト１２には
リンク機構Ｌが掛け渡されている。リンク機構Ｌは、カ
ムシャフト３の偏心カム４の回動に伴って作動して吸気
弁１０を開閉する。制御シャフト１２は、コントローラ
１０２によって作動制御されるアクチュエータ１０１に
連繋されている。コントローラ１０２は、機関の運転状
態を検知し、アクチュエータ１０１を介して制御シャフ
ト１２の回動を制御し、リンク機構Ｌの姿勢を変化させ
て吸気弁１０のバルブ開閉時期を変化させず、バルブリ
フト量を小さくするようになっている。その結果、バル
ブスプリングの反力が小さくなり、カムシャフト３の駆
動抵抗が小さくなり、機関の消費動力が低減し、燃費が
向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、吸・排気弁の開
閉時期及びバルブリフト量を機関の運転状態に応じて変
えることができる内燃機関の可変動弁装置に関する。
閉時期及びバルブリフト量を機関の運転状態に応じて変
えることができる内燃機関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は、機関の低速低
負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速
高負荷時における吸気の充填効率の向上による充分な出
力を確保する等のため、吸気・排気バルブの開閉時期と
バルブリフト量を機関の運転状態に応じて可変制御する
ようになっており、従来から様々な構成のものが案出さ
れている。
負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速
高負荷時における吸気の充填効率の向上による充分な出
力を確保する等のため、吸気・排気バルブの開閉時期と
バルブリフト量を機関の運転状態に応じて可変制御する
ようになっており、従来から様々な構成のものが案出さ
れている。
【０００３】図１１は、このような従来の可変動弁装置
の一例を示すものである。この図１１に示すように、シ
リンダヘッド３０の上部にカムシャフト３１が回動可能
に支持されており、カムシャフト３１の外周にカム３２
が一体形成されている。又、カムシャフト３１の斜め上
部に並行に制御シャフト３３が配置されており、この制
御シャフト３３の外周に偏心カム３４が一体形成されて
いる。そして、偏心カム３４の外周にロッカアーム３５
が揺動可能に嵌合されている。一方、シリンダヘッド３
０に摺動可能に支持された吸気弁３６の上端部には、バ
ルブリフター３７を介して揺動カム３８が配置されてい
る。この揺動カム３８は、バルブリフター３７の上方に
前記カムシャフト３１と並行に配置された支軸３９に揺
動可能に支持され、下端のカム面３８ａがバルブリフタ
ー３７の上面に当接している。
の一例を示すものである。この図１１に示すように、シ
リンダヘッド３０の上部にカムシャフト３１が回動可能
に支持されており、カムシャフト３１の外周にカム３２
が一体形成されている。又、カムシャフト３１の斜め上
部に並行に制御シャフト３３が配置されており、この制
御シャフト３３の外周に偏心カム３４が一体形成されて
いる。そして、偏心カム３４の外周にロッカアーム３５
が揺動可能に嵌合されている。一方、シリンダヘッド３
０に摺動可能に支持された吸気弁３６の上端部には、バ
ルブリフター３７を介して揺動カム３８が配置されてい
る。この揺動カム３８は、バルブリフター３７の上方に
前記カムシャフト３１と並行に配置された支軸３９に揺
動可能に支持され、下端のカム面３８ａがバルブリフタ
ー３７の上面に当接している。
【０００４】そして、前記ロッカアーム３５の一端部３
５ａが前記カム３２の外周面に当接しており、前記ロッ
カアーム３５の他端部３５ｂが前記揺動カム３８の上端
面３８ｂに当接している。ここで、揺動カム３８は、そ
の上端面がロッカアーム３５の他端部へバネ４０によっ
て押圧されるようになっている。従って、カム３２が図
中時計回り方向に回動すると、ロッカアーム３５が偏心
カム３４を中心として時計回り方向に回動して、揺動カ
ム３８が支軸３９を中心として反時計回り方向に回動
し、バルブリフター３７及び吸気弁３６が揺動カム３８
によって図中下方へ移動させられる。
５ａが前記カム３２の外周面に当接しており、前記ロッ
カアーム３５の他端部３５ｂが前記揺動カム３８の上端
面３８ｂに当接している。ここで、揺動カム３８は、そ
の上端面がロッカアーム３５の他端部へバネ４０によっ
て押圧されるようになっている。従って、カム３２が図
中時計回り方向に回動すると、ロッカアーム３５が偏心
カム３４を中心として時計回り方向に回動して、揺動カ
ム３８が支軸３９を中心として反時計回り方向に回動
し、バルブリフター３７及び吸気弁３６が揺動カム３８
によって図中下方へ移動させられる。
【０００５】又、前記制御シャフト３３は、図外のアク
チュエータによって所定角度範囲回動させられ、偏心カ
ム３４の回動位置が制御される。このようにして、この
偏心カム３４の回動位置が変化すると、偏心カム３４が
制御シャフト３３に対して所定量偏心しているため、ロ
ッカアーム３５の揺動支点が変化し、ロッカアーム３５
と揺動カム３８との当接位置が図中上下方向に変化す
る。その結果、揺動カム３８のカム面３８ａとバルブリ
フターと３７の接触点位置が変化し、吸気弁３６の開閉
時期（バルブタイミング）とバルブリフト量が変化する
（特開昭５５−１３７３０５号公報参照）。
チュエータによって所定角度範囲回動させられ、偏心カ
ム３４の回動位置が制御される。このようにして、この
偏心カム３４の回動位置が変化すると、偏心カム３４が
制御シャフト３３に対して所定量偏心しているため、ロ
ッカアーム３５の揺動支点が変化し、ロッカアーム３５
と揺動カム３８との当接位置が図中上下方向に変化す
る。その結果、揺動カム３８のカム面３８ａとバルブリ
フターと３７の接触点位置が変化し、吸気弁３６の開閉
時期（バルブタイミング）とバルブリフト量が変化する
（特開昭５５−１３７３０５号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においては、バルブ作動角（バルブ開弁区
間）を大きくすると、これに伴ってバルブリフト量も大
きくなる。従って、エンジン始動時の圧縮圧力を低減す
るため、バルブ作動角を大きくすると、バルブリフトが
大きくなり、バルブスプリング４１の反力が大きくな
る。そして、ロッカアーム３５とカム３２の摺接部のフ
リクションが大きくなり、カムシャフトの駆動抵抗が大
きくなる。その結果、容量が大きくしかもサイズの大き
なスタータモータを使用しなければならないため、他の
部品を車両に設置するためのレイアウトが難しくなると
いう問題があった。又、カムシャフトの駆動抵抗が大き
くなるため、動弁系でのエンジン消費動力が増大し、燃
費が悪くなるという問題を有していた。
うな従来技術においては、バルブ作動角（バルブ開弁区
間）を大きくすると、これに伴ってバルブリフト量も大
きくなる。従って、エンジン始動時の圧縮圧力を低減す
るため、バルブ作動角を大きくすると、バルブリフトが
大きくなり、バルブスプリング４１の反力が大きくな
る。そして、ロッカアーム３５とカム３２の摺接部のフ
リクションが大きくなり、カムシャフトの駆動抵抗が大
きくなる。その結果、容量が大きくしかもサイズの大き
なスタータモータを使用しなければならないため、他の
部品を車両に設置するためのレイアウトが難しくなると
いう問題があった。又、カムシャフトの駆動抵抗が大き
くなるため、動弁系でのエンジン消費動力が増大し、燃
費が悪くなるという問題を有していた。
【０００７】そこで、本発明は、バルブ作動角を大きく
した場合におけるエンジン消費動力を低減し、燃費の悪
化を防止し得る内燃機関の可変動弁装置を提供すること
を目的とする。
した場合におけるエンジン消費動力を低減し、燃費の悪
化を防止し得る内燃機関の可変動弁装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、機関
の回転に同期して回転し、外周に偏心カムを有するカム
シャフトと、このカムシャフトに対して平行に配置さ
れ、外周に制御カムを有する制御シャフトと、前記カム
シャフトと前記制御シャフトに掛け渡され、前記カムシ
ャフトの偏心カムの回動に伴って作動して吸・排気弁を
開閉するリンク機構と、前記制御シャフトを回動させる
ことにより、前記リンク機構の姿勢を変化させて前記吸
・排気弁のバルブ開・閉時期とバルブリフト量を変化さ
せるアクチュエータと、機関の運転状態を検知し、前記
アクチュエータの作動を制御する制御手段と、を備えた
内燃機関の可変動弁装置である。そして、この請求項１
の発明は、前記制御手段が、バルブ開・閉時期を変化さ
せず且つ最大バルブリフト量を低下させるように、上記
アクチュエータを作動制御することを特徴としている。
の回転に同期して回転し、外周に偏心カムを有するカム
シャフトと、このカムシャフトに対して平行に配置さ
れ、外周に制御カムを有する制御シャフトと、前記カム
シャフトと前記制御シャフトに掛け渡され、前記カムシ
ャフトの偏心カムの回動に伴って作動して吸・排気弁を
開閉するリンク機構と、前記制御シャフトを回動させる
ことにより、前記リンク機構の姿勢を変化させて前記吸
・排気弁のバルブ開・閉時期とバルブリフト量を変化さ
せるアクチュエータと、機関の運転状態を検知し、前記
アクチュエータの作動を制御する制御手段と、を備えた
内燃機関の可変動弁装置である。そして、この請求項１
の発明は、前記制御手段が、バルブ開・閉時期を変化さ
せず且つ最大バルブリフト量を低下させるように、上記
アクチュエータを作動制御することを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、機関の回転に同期して
回転し、外周に偏心カムを有するカムシャフトと、この
カムシャフトに対して平行に配置され、外周に制御カム
を有する制御シャフトと、前記カムシャフトと前記制御
シャフトに掛け渡され、前記カムシャフトの偏心カムの
回動に伴って作動して吸・排気弁を開閉するリンク機構
と、前記制御シャフトを回動させることにより、前記リ
ンク機構の姿勢を変化させて前記吸・排気弁のバルブ開
・閉時期とバルブリフト量を変化させるアクチュエータ
と、機関の運転状態を検知し、前記アクチュエータの作
動を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の可変動弁
装置である。又、この請求項２の発明は、上記リンク機
構が、上記制御シャフトの制御カムに回動可能に嵌合さ
れたロッカアームと、このロッカアームの一端に回動可
能に連繋され、前記カムシャフトの偏心カムの外周に回
動可能に嵌合されたリンクアームと、前記ロッカアーム
の他端に回動可能に連繋されたリンク部材と、前記リン
ク部材に回動可能に連繋されると共に、前記カムシャフ
トの外周に揺動可能に嵌合され、バルブリフターに摺接
するカム面を有する揺動カムとを備えている。そして、
この請求項２の発明は、前記制御手段が、バルブ開・閉
時期を変化させず且つ最大バルブリフト量を低下させる
ように、前記アクチュエータを作動制御することを特徴
としている。
回転し、外周に偏心カムを有するカムシャフトと、この
カムシャフトに対して平行に配置され、外周に制御カム
を有する制御シャフトと、前記カムシャフトと前記制御
シャフトに掛け渡され、前記カムシャフトの偏心カムの
回動に伴って作動して吸・排気弁を開閉するリンク機構
と、前記制御シャフトを回動させることにより、前記リ
ンク機構の姿勢を変化させて前記吸・排気弁のバルブ開
・閉時期とバルブリフト量を変化させるアクチュエータ
と、機関の運転状態を検知し、前記アクチュエータの作
動を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の可変動弁
装置である。又、この請求項２の発明は、上記リンク機
構が、上記制御シャフトの制御カムに回動可能に嵌合さ
れたロッカアームと、このロッカアームの一端に回動可
能に連繋され、前記カムシャフトの偏心カムの外周に回
動可能に嵌合されたリンクアームと、前記ロッカアーム
の他端に回動可能に連繋されたリンク部材と、前記リン
ク部材に回動可能に連繋されると共に、前記カムシャフ
トの外周に揺動可能に嵌合され、バルブリフターに摺接
するカム面を有する揺動カムとを備えている。そして、
この請求項２の発明は、前記制御手段が、バルブ開・閉
時期を変化させず且つ最大バルブリフト量を低下させる
ように、前記アクチュエータを作動制御することを特徴
としている。
【００１０】請求項３の発明は、前記請求項１又は２の
発明において、前記制御手段が、前記制御シャフトの回
動角度が周期的に変動するように、前記アクチュエータ
を作動制御することを特徴としている。
発明において、前記制御手段が、前記制御シャフトの回
動角度が周期的に変動するように、前記アクチュエータ
を作動制御することを特徴としている。
【００１１】請求項４の発明は、前記請求項１又は２の
発明において、前記制御手段が、前記制御シャフトの角
度変動の周期が当該制御シャフトに連繋される気筒数に
対応した気筒数周期となるように、前記アクチュエータ
を作動制御することを特徴としている。
発明において、前記制御手段が、前記制御シャフトの角
度変動の周期が当該制御シャフトに連繋される気筒数に
対応した気筒数周期となるように、前記アクチュエータ
を作動制御することを特徴としている。
【００１２】請求項５の発明は、前記請求項１又は２の
発明において、前記制御手段が、バルブリフト量が一時
的にゼロとなるように、前記アクチュエータを作動制御
することを特徴としている。
発明において、前記制御手段が、バルブリフト量が一時
的にゼロとなるように、前記アクチュエータを作動制御
することを特徴としている。
【００１３】請求項６の発明は、前記請求項１又は２の
発明において、前記制御手段が、機関始動時に前記アク
チュエータを作動制御することを特徴としている。
発明において、前記制御手段が、機関始動時に前記アク
チュエータを作動制御することを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】請求項１，２の発明によれば、制御手段
がアクチュエータを作動制御して制御シャフトの回動角
度を変動させることにより、バルブ開・閉時期を変化さ
せずに最大バルブリフト量を低下させるようになってい
るため、バルブ作動角を大きくした状態を維持しつつ、
バルブスプリングの反力に起因するカムシャフト駆動抵
抗を小さくすることができ、機関の燃費の向上を図るこ
とができる。
がアクチュエータを作動制御して制御シャフトの回動角
度を変動させることにより、バルブ開・閉時期を変化さ
せずに最大バルブリフト量を低下させるようになってい
るため、バルブ作動角を大きくした状態を維持しつつ、
バルブスプリングの反力に起因するカムシャフト駆動抵
抗を小さくすることができ、機関の燃費の向上を図るこ
とができる。
【００１５】請求項３，４の発明によれば、各気筒毎の
バルブリフト波形を同一にすることができるので、各気
筒毎のバルブリフト差に起因する吸入空気量のばらつ
き、及びこの吸入空気量のばらつきに起因して生じる機
関振動を低減することができる。
バルブリフト波形を同一にすることができるので、各気
筒毎のバルブリフト差に起因する吸入空気量のばらつ
き、及びこの吸入空気量のばらつきに起因して生じる機
関振動を低減することができる。
【００１６】請求項５の発明によれば、バルブリフト量
が一時的にゼロとなるため、前記請求項１，２の発明よ
りも一層カムシャフト駆動抵抗を低減することができ、
機関の燃費を一層向上させることができる。
が一時的にゼロとなるため、前記請求項１，２の発明よ
りも一層カムシャフト駆動抵抗を低減することができ、
機関の燃費を一層向上させることができる。
【００１７】請求項６の発明によれば、機関始動時にカ
ムシャフトの駆動抵抗を低減することができるので、容
量の小さなスタータモータで機関の始動が可能となり、
機関始動時の消費動力を低減することができる。又、こ
の発明によれば、スタータモータが小さくてすむため、
スタータモータの車両搭載スペースを小さくすることが
でき、機関部品の搭載レイアウトが容易になる。
ムシャフトの駆動抵抗を低減することができるので、容
量の小さなスタータモータで機関の始動が可能となり、
機関始動時の消費動力を低減することができる。又、こ
の発明によれば、スタータモータが小さくてすむため、
スタータモータの車両搭載スペースを小さくすることが
でき、機関部品の搭載レイアウトが容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。
に基づき詳述する。
【００１９】［第１の実施の形態］図１は本実施の形態
に係る内燃機関の可変動弁装置１の要部正面図、図２は
同可変動弁装置１の平面図、図３は同可変動弁装置１の
側面図である。これら図１〜図３に示すように、シリン
ダヘッド２の上部に回動可能に支持されたカムシャフト
３は、図示しない内燃機関のクランクシャフトに連繋さ
れ、内燃機関の回転に同期して回転するようになってい
る。そして、このカムシャフト３の外周には偏心カム４
が圧入され、カムシャフト３と偏心カム４とが一体回動
するようになっている。偏心カム４の外周には、リンク
アーム５の円環状の基部５ａが回動可能に嵌合されてい
る。
に係る内燃機関の可変動弁装置１の要部正面図、図２は
同可変動弁装置１の平面図、図３は同可変動弁装置１の
側面図である。これら図１〜図３に示すように、シリン
ダヘッド２の上部に回動可能に支持されたカムシャフト
３は、図示しない内燃機関のクランクシャフトに連繋さ
れ、内燃機関の回転に同期して回転するようになってい
る。そして、このカムシャフト３の外周には偏心カム４
が圧入され、カムシャフト３と偏心カム４とが一体回動
するようになっている。偏心カム４の外周には、リンク
アーム５の円環状の基部５ａが回動可能に嵌合されてい
る。
【００２０】そして、シリンダヘッド２の上部及びこの
シリンダヘッド２の上部にボルト６で固定されるカムブ
ラケット７（７ａ，７ｂ）と前記リンクアーム５との間
には、揺動カム８が配置されている。この揺動カム８に
は、カムシャフト３の外周に回動可能に嵌合される嵌合
穴８ａと、吸気弁１０のバルブリフター１１に摺接する
カム面８ｂとが形成されている。このカム面８ｂは、バ
ルブリフトが零となるベースサークル部と、バルブをリ
フトさせるリフト曲線部とからなっており、このリフト
曲線部の使用範囲（角度）が変えられるとバルブリフト
量が変化するように形成されている。
シリンダヘッド２の上部にボルト６で固定されるカムブ
ラケット７（７ａ，７ｂ）と前記リンクアーム５との間
には、揺動カム８が配置されている。この揺動カム８に
は、カムシャフト３の外周に回動可能に嵌合される嵌合
穴８ａと、吸気弁１０のバルブリフター１１に摺接する
カム面８ｂとが形成されている。このカム面８ｂは、バ
ルブリフトが零となるベースサークル部と、バルブをリ
フトさせるリフト曲線部とからなっており、このリフト
曲線部の使用範囲（角度）が変えられるとバルブリフト
量が変化するように形成されている。
【００２１】又、シリンダヘッド２の上部に固定される
カムブラケット７には、カムシャフト３の図１中上方に
位置しかつカムシャフト３と平行するように配置された
制御シャフト１２が回動可能に支持されている。この制
御シャフト１２は、その外周に制御シャフト１２の軸心
から所定量偏心した制御カム１３が形成されている。そ
して、この制御カム１３の外周には、ロッカアーム１４
の基部１４ａの嵌合穴１４ｂが回動可能に嵌合されてい
る。ロッカアーム１４は、その一端１４ｃがピン１５を
介してリンクアーム５の先端５ｂに連繋され、その他端
１４ｄがピン１６を介してリンク部材１７の一端１７ａ
に連繋されている。リンク部材１７は、その他端１７ｂ
がピン１８を介して揺動カム８の先端８ｃに連繋されて
いる。そして、これらリンクアーム５，ロッカアーム１
４、リンク部材１７，揺動カム８及びこれらを連繋する
各ピン１５，１６，１８は、カムシャフト３の偏心カム
４の回動に伴って作動して、バルブリフター１１を介し
て吸気弁１０を開閉するリンク機構Ｌを構成している。
バルブリフター１１は、シリンダヘッド２に形成された
ガイド穴２ａに沿って上下動するようになっており、図
外のバルブスプリングによって揺動カム８側に付勢され
ている（図１及び図３参照）。尚、上記ロッカアーム１
４は、図２に示されるように、その一端１４ｃとその他
端１４ｄが制御シャフト１２の軸方向にずれるように形
成されている。又、リンク機構Ｌは、図２に示されるよ
うに、一対の吸気弁１０，１０をそれぞれ開閉するよう
に、カムブラケット７を間にして対称に配置されてい
る。
カムブラケット７には、カムシャフト３の図１中上方に
位置しかつカムシャフト３と平行するように配置された
制御シャフト１２が回動可能に支持されている。この制
御シャフト１２は、その外周に制御シャフト１２の軸心
から所定量偏心した制御カム１３が形成されている。そ
して、この制御カム１３の外周には、ロッカアーム１４
の基部１４ａの嵌合穴１４ｂが回動可能に嵌合されてい
る。ロッカアーム１４は、その一端１４ｃがピン１５を
介してリンクアーム５の先端５ｂに連繋され、その他端
１４ｄがピン１６を介してリンク部材１７の一端１７ａ
に連繋されている。リンク部材１７は、その他端１７ｂ
がピン１８を介して揺動カム８の先端８ｃに連繋されて
いる。そして、これらリンクアーム５，ロッカアーム１
４、リンク部材１７，揺動カム８及びこれらを連繋する
各ピン１５，１６，１８は、カムシャフト３の偏心カム
４の回動に伴って作動して、バルブリフター１１を介し
て吸気弁１０を開閉するリンク機構Ｌを構成している。
バルブリフター１１は、シリンダヘッド２に形成された
ガイド穴２ａに沿って上下動するようになっており、図
外のバルブスプリングによって揺動カム８側に付勢され
ている（図１及び図３参照）。尚、上記ロッカアーム１
４は、図２に示されるように、その一端１４ｃとその他
端１４ｄが制御シャフト１２の軸方向にずれるように形
成されている。又、リンク機構Ｌは、図２に示されるよ
うに、一対の吸気弁１０，１０をそれぞれ開閉するよう
に、カムブラケット７を間にして対称に配置されてい
る。
【００２２】上記制御シャフト１２は、アクチュエータ
１０１に連繋されており、このアクチュエータ１０１に
よって回動させられる。これによって、バルブリフター
１１の初期位置が変化し、バルブ作動角及びバルブリフ
ト量が変化する。そして、アクチュエータ１０１は、内
燃機関の運転状態を検知するコントローラ（制御手段）
１０２によって作動制御される。コントローラ１０２
は、クランク角センサ，エアフローメータ，水温センサ
等の各種センサからの検知信号に基づいて機関の運転状
態を算出し、その結果に基づいて前記アクチュエータ１
０１に制御信号を出力している。
１０１に連繋されており、このアクチュエータ１０１に
よって回動させられる。これによって、バルブリフター
１１の初期位置が変化し、バルブ作動角及びバルブリフ
ト量が変化する。そして、アクチュエータ１０１は、内
燃機関の運転状態を検知するコントローラ（制御手段）
１０２によって作動制御される。コントローラ１０２
は、クランク角センサ，エアフローメータ，水温センサ
等の各種センサからの検知信号に基づいて機関の運転状
態を算出し、その結果に基づいて前記アクチュエータ１
０１に制御信号を出力している。
【００２３】ここで、リンクアーム５の先端５ｂとロッ
カアーム１４の一端１４ｃとを相対回動可能に連繋する
ピン１５は、リンクアーム５の先端５ｂの嵌合穴５ｃと
ロッカアーム１４の一端１４ｃの嵌合穴１４ｅに嵌合さ
れており、その両端部に抜け止め用の止め輪２０が取り
付けられている。又、ロッカアーム１４の他端１４ｄと
リンク部材１７の一端１７ａとを相対回動可能に連繋す
るピン１６は、ロッカアーム１４の他端１４ｄの嵌合穴
１４ｆとリンク部材１７の一端１７ａの嵌合穴１７ｃに
嵌合されており、その両端部に抜け止め用の止め輪２１
が取り付けられている。又、リンク部材１７の他端１７
ｂと揺動カム８の先端８ｃとを相対回動可能に連繋する
ピン１８は、リンク部材１７の他端１７ｂの嵌合穴１７
ｄと揺動カム８の先端８ｃの嵌合穴８ｄに嵌合されてお
り、その両端部に抜け止め用の止め輪２２が取り付けら
れている。
カアーム１４の一端１４ｃとを相対回動可能に連繋する
ピン１５は、リンクアーム５の先端５ｂの嵌合穴５ｃと
ロッカアーム１４の一端１４ｃの嵌合穴１４ｅに嵌合さ
れており、その両端部に抜け止め用の止め輪２０が取り
付けられている。又、ロッカアーム１４の他端１４ｄと
リンク部材１７の一端１７ａとを相対回動可能に連繋す
るピン１６は、ロッカアーム１４の他端１４ｄの嵌合穴
１４ｆとリンク部材１７の一端１７ａの嵌合穴１７ｃに
嵌合されており、その両端部に抜け止め用の止め輪２１
が取り付けられている。又、リンク部材１７の他端１７
ｂと揺動カム８の先端８ｃとを相対回動可能に連繋する
ピン１８は、リンク部材１７の他端１７ｂの嵌合穴１７
ｄと揺動カム８の先端８ｃの嵌合穴８ｄに嵌合されてお
り、その両端部に抜け止め用の止め輪２２が取り付けら
れている。
【００２４】このように構成された可変動弁装置１は、
カムシャフト３が内燃機関の回転に同期して回転する
と、リンクアーム５が偏心カム４によってカムシャフト
３の中心軸に対して偏心動し、そのリンクアーム５によ
ってロッカアーム１４が制御カム１３の回りに揺動させ
られる。ロッカアーム１４が制御カム１３の回りに揺動
させられると、この揺動するロッカアーム１４にリンク
部材１７を介して連繋された揺動カム８がカムシャフト
３の回りに揺動させられる。この際、揺動カム８は、図
４に示されるように、その外周に形成されたカム面８ｂ
がバルブリフター１１の頂部１１ａに摺接し、図外のバ
ルブスプリングによって図中上方に付勢されたバルブリ
フター１１を上下動させ、吸気弁１０を開閉する。尚、
図４（ａ）は吸気弁１０の開弁前の状態を示しており、
図４（ｂ）は吸気弁１０の開弁状態を示している。
カムシャフト３が内燃機関の回転に同期して回転する
と、リンクアーム５が偏心カム４によってカムシャフト
３の中心軸に対して偏心動し、そのリンクアーム５によ
ってロッカアーム１４が制御カム１３の回りに揺動させ
られる。ロッカアーム１４が制御カム１３の回りに揺動
させられると、この揺動するロッカアーム１４にリンク
部材１７を介して連繋された揺動カム８がカムシャフト
３の回りに揺動させられる。この際、揺動カム８は、図
４に示されるように、その外周に形成されたカム面８ｂ
がバルブリフター１１の頂部１１ａに摺接し、図外のバ
ルブスプリングによって図中上方に付勢されたバルブリ
フター１１を上下動させ、吸気弁１０を開閉する。尚、
図４（ａ）は吸気弁１０の開弁前の状態を示しており、
図４（ｂ）は吸気弁１０の開弁状態を示している。
【００２５】図５に示すように、制御シャフト１２がア
クチュエータ１０１により所定角度回動させられると、
制御シャフト１２と一体に回動する制御カム１３により
ロッカアーム１４の揺動中心と揺動カム８の揺動中心と
の距離が変化することになる。その結果、ロッカアーム
１４に連繋されたリンク部材１７により揺動カム８が揺
動させられ、揺動カム８の作動開始位置（初期位置）が
変化することになり、バルブタイミングやバルブリフト
が変化する。尚、図５は、図４に比較してバルブ作動角
及びバルブリフト量が大きくなる方向に制御シャフト１
２が回動させられている（Ｌ１＜Ｌ２（図４（ｂ），図
５（ｂ）参照））。ここで、図５（ａ）は吸気弁１０の
開弁前の状態を示しており、図５（ｂ）は吸気弁１０の
開弁状態を示している。
クチュエータ１０１により所定角度回動させられると、
制御シャフト１２と一体に回動する制御カム１３により
ロッカアーム１４の揺動中心と揺動カム８の揺動中心と
の距離が変化することになる。その結果、ロッカアーム
１４に連繋されたリンク部材１７により揺動カム８が揺
動させられ、揺動カム８の作動開始位置（初期位置）が
変化することになり、バルブタイミングやバルブリフト
が変化する。尚、図５は、図４に比較してバルブ作動角
及びバルブリフト量が大きくなる方向に制御シャフト１
２が回動させられている（Ｌ１＜Ｌ２（図４（ｂ），図
５（ｂ）参照））。ここで、図５（ａ）は吸気弁１０の
開弁前の状態を示しており、図５（ｂ）は吸気弁１０の
開弁状態を示している。
【００２６】このように、本実施の形態によれば、制御
シャフト１２を回動制御することにより揺動カム８の作
動開始位置を変化させて、バルブリフト特性（バルブ作
動角及びバルブリフト量）を変えることができる。従っ
て、本実施の形態によれば、バルブ開弁時期及びバルブ
閉弁時期においては、制御シャフト１２の回動位置をバ
ルブ作動角が大きくなる位置に合致させ、最大バルブリ
フト時においては、制御シャフト１２の回動位置をバル
ブ作動角が小さくなる位置に合致させるように、コント
ローラ１０２及びアクチュエータ１０１によって制御シ
ャフト１２の回動位置制御を行うことができる。
シャフト１２を回動制御することにより揺動カム８の作
動開始位置を変化させて、バルブリフト特性（バルブ作
動角及びバルブリフト量）を変えることができる。従っ
て、本実施の形態によれば、バルブ開弁時期及びバルブ
閉弁時期においては、制御シャフト１２の回動位置をバ
ルブ作動角が大きくなる位置に合致させ、最大バルブリ
フト時においては、制御シャフト１２の回動位置をバル
ブ作動角が小さくなる位置に合致させるように、コント
ローラ１０２及びアクチュエータ１０１によって制御シ
ャフト１２の回動位置制御を行うことができる。
【００２７】その結果、本実施の形態は、バルブ作動角
が大きな状態を維持しつつ、バルブリフト量を小さく
し、図外のバルブスプリングの反力に起因するカムシャ
フト３の駆動トルクの増大を防止して、燃費の向上を図
ることができる。又、本実施の形態は、吸気弁１０の閉
弁時期を遅らせて、吸入空気圧縮圧力を低減することが
でき、機関運転時の振動を低減することができる。更
に、本実施の形態は、上記のような制御シャフト１２の
回動制御を機関始動時に行うことにより、容量の小さな
スタータモータ（図示せず）により機関始動が可能とな
り、スタータモータの車両搭載スペースを節約すること
ができる。
が大きな状態を維持しつつ、バルブリフト量を小さく
し、図外のバルブスプリングの反力に起因するカムシャ
フト３の駆動トルクの増大を防止して、燃費の向上を図
ることができる。又、本実施の形態は、吸気弁１０の閉
弁時期を遅らせて、吸入空気圧縮圧力を低減することが
でき、機関運転時の振動を低減することができる。更
に、本実施の形態は、上記のような制御シャフト１２の
回動制御を機関始動時に行うことにより、容量の小さな
スタータモータ（図示せず）により機関始動が可能とな
り、スタータモータの車両搭載スペースを節約すること
ができる。
【００２８】［第１適用例］図６及び図７は、本実施の
形態に係る可変動弁装置を４気筒の内燃機関に適用した
例を示すものである。
形態に係る可変動弁装置を４気筒の内燃機関に適用した
例を示すものである。
【００２９】先ず、コントローラ１０２は、機関始動を
検知すると（Ｓ１）、制御シャフト１２の回動に関する
変動制御（制御シャフト変動制御）を開始する（Ｓ
２）。コントローラ１０２は、この制御シャフト変動制
御を行うため、クランクシャフト角度及び制御シャフト
角度を検知し、その内部に予め設定された（記憶され
た）クランクシャフト角度に対する目標制御シャフト角
度に合致するように制御シャフト角度を変える。これに
より、本応用例は、制御シャフト変動制御を行わない場
合に対し、バルブ作動角（バルブの開閉時期）が同一で
あっても、最大バルブリフト量を小さくすることができ
る（図６（ａ）参照）。尚、制御シャフト変動制御は、
少なくともバルブ開閉時期のみ所定角度に制御されるよ
うになっていればよい（図６（ａ）参照）。しかし、本
応用例は、周期関数的な制御シャフト変動制御を行い
（図６（ｂ）参照）、各気筒のバルブリフト波形を同一
とし、バルブリフト差に起因する吸入空気量のばらつき
を防止し、機関回転時の振動低減を図っている。ここ
で、制御シャフト変動制御は、バルブリフト量を低減す
るために行うので、制御シャフト１２に連繋される気筒
数に対応した気筒数周期で行われる。
検知すると（Ｓ１）、制御シャフト１２の回動に関する
変動制御（制御シャフト変動制御）を開始する（Ｓ
２）。コントローラ１０２は、この制御シャフト変動制
御を行うため、クランクシャフト角度及び制御シャフト
角度を検知し、その内部に予め設定された（記憶され
た）クランクシャフト角度に対する目標制御シャフト角
度に合致するように制御シャフト角度を変える。これに
より、本応用例は、制御シャフト変動制御を行わない場
合に対し、バルブ作動角（バルブの開閉時期）が同一で
あっても、最大バルブリフト量を小さくすることができ
る（図６（ａ）参照）。尚、制御シャフト変動制御は、
少なくともバルブ開閉時期のみ所定角度に制御されるよ
うになっていればよい（図６（ａ）参照）。しかし、本
応用例は、周期関数的な制御シャフト変動制御を行い
（図６（ｂ）参照）、各気筒のバルブリフト波形を同一
とし、バルブリフト差に起因する吸入空気量のばらつき
を防止し、機関回転時の振動低減を図っている。ここ
で、制御シャフト変動制御は、バルブリフト量を低減す
るために行うので、制御シャフト１２に連繋される気筒
数に対応した気筒数周期で行われる。
【００３０】コントローラ１０２は、制御シャフト変動
制御が行われると（Ｓ２）、シリンダ内に燃料を噴射さ
せると共に、シリンダ内の混合気に点火させる（Ｓ
３）。そして、コントローラ１０２は、制御シャフト１
２の回動制御を通常制御に戻す（Ｓ４）。
制御が行われると（Ｓ２）、シリンダ内に燃料を噴射さ
せると共に、シリンダ内の混合気に点火させる（Ｓ
３）。そして、コントローラ１０２は、制御シャフト１
２の回動制御を通常制御に戻す（Ｓ４）。
【００３１】［第２適用例］図８は、本実施の形態に係
る可変動弁装置を３気筒（Ｖ型６気筒エンジンの片バン
クも同様）の内燃機関に適用した例を示すものである。
る可変動弁装置を３気筒（Ｖ型６気筒エンジンの片バン
クも同様）の内燃機関に適用した例を示すものである。
【００３２】この図８に示すように、本適用例の場合
は、気筒毎のバルブリフト波形の重なりが小さいため、
前記４気筒への適用例に比べて制御シャフト変動制御幅
を大きくすることができ、バルブリフト量を一層小さく
することができる。従って、本適用例は、前記第１適用
例に比べて、カムシャフトの駆動抵抗をさらに低減する
ことができ、一層燃費の向上を図ることが可能となる。
この効果は、気筒数を本適用例よりも少なくした内燃機
関に対しても同様に得られる。尚、本適用例において、
制御シャフト変動制御幅を大きくすることにより、通常
バルブリフト中のバルブリフトをゼロにすることも可能
であり（図９参照）、大幅なカムシャフト駆動抵抗の削
減を行うことができる。
は、気筒毎のバルブリフト波形の重なりが小さいため、
前記４気筒への適用例に比べて制御シャフト変動制御幅
を大きくすることができ、バルブリフト量を一層小さく
することができる。従って、本適用例は、前記第１適用
例に比べて、カムシャフトの駆動抵抗をさらに低減する
ことができ、一層燃費の向上を図ることが可能となる。
この効果は、気筒数を本適用例よりも少なくした内燃機
関に対しても同様に得られる。尚、本適用例において、
制御シャフト変動制御幅を大きくすることにより、通常
バルブリフト中のバルブリフトをゼロにすることも可能
であり（図９参照）、大幅なカムシャフト駆動抵抗の削
減を行うことができる。
【００３３】ここで、上記制御シャフト変動制御を行う
場合、バルブ閉時期から次気筒の最大バルブリフトまで
の期間が長い（カムシャフト角度・クランクシャフト角
度が大きい）ほうが制御シャフト変動制御幅を大きくす
ることができる。このため、バルブリフト波形は、上り
区間が大きく、下り区間が小さい波形のほうがバルブリ
フトの変形自由度が大きくなる（図１０参照）。
場合、バルブ閉時期から次気筒の最大バルブリフトまで
の期間が長い（カムシャフト角度・クランクシャフト角
度が大きい）ほうが制御シャフト変動制御幅を大きくす
ることができる。このため、バルブリフト波形は、上り
区間が大きく、下り区間が小さい波形のほうがバルブリ
フトの変形自由度が大きくなる（図１０参照）。
【００３４】又、上記制御シャフト変動制御は、始動時
についてのみ説明してきたが、部分負荷時に吸気弁閉時
期を遅くし、ポンプロスを低減することにより燃費向上
を図る場合も適用可能である。この場合も、機関始動時
と同様に、周期的に制御シャフト変動制御を実施すれば
よい。尚、この場合、エンジン高回転域において、制御
シャフト変動制御にアクチュエータの作動が間に合わな
い（応答追従不可能な）場合があるため、制御シャフト
変動制御の実施は、エンジン回転で変更する。
についてのみ説明してきたが、部分負荷時に吸気弁閉時
期を遅くし、ポンプロスを低減することにより燃費向上
を図る場合も適用可能である。この場合も、機関始動時
と同様に、周期的に制御シャフト変動制御を実施すれば
よい。尚、この場合、エンジン高回転域において、制御
シャフト変動制御にアクチュエータの作動が間に合わな
い（応答追従不可能な）場合があるため、制御シャフト
変動制御の実施は、エンジン回転で変更する。
【００３５】更に、制御シャフト変動制御をアクチュエ
ータにより実施することを述べてきたが、暖機後の機関
始動時等のように領域を限定すれば、油圧アクチュエー
タのクリアランスからのリークを利用して、バルブリフ
ト量を低減することも可能である。
ータにより実施することを述べてきたが、暖機後の機関
始動時等のように領域を限定すれば、油圧アクチュエー
タのクリアランスからのリークを利用して、バルブリフ
ト量を低減することも可能である。
【００３６】加えて、上記内燃機関の可変動弁装置は、
３気筒や４気筒にのみ適用されるのではなく、更に気筒
数の多い機関又は更に気筒数の少ない機関にも適用され
る。
３気筒や４気筒にのみ適用されるのではなく、更に気筒
数の多い機関又は更に気筒数の少ない機関にも適用され
る。
【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関の可変動弁
装置の要部正面図。
装置の要部正面図。
【図２】同内燃機関の可変動弁装置の平面図。
【図３】同内燃機関の可変動弁装置の側面図。
【図４】同内燃機関の可変動弁装置の第１の作動状態図
であって、図４（ａ）はバルブリフト前の状態図、図４
（ｂ）はバルブリフト時の作動状態図。
であって、図４（ａ）はバルブリフト前の状態図、図４
（ｂ）はバルブリフト時の作動状態図。
【図５】同内燃機関の可変動弁装置の第２の作動状態図
であって、図５（ａ）はバルブリフト前の状態図、図５
（ｂ）はバルブリフト時の作動状態図。
であって、図５（ａ）はバルブリフト前の状態図、図５
（ｂ）はバルブリフト時の作動状態図。
【図６】本発明の第１適用例を示す図であって、図６
（ａ）はカムシャフト角度−バルブリフト曲線図、図６
（ｂ）はカムシャフト角度−制御シャフト角度線図。
（ａ）はカムシャフト角度−バルブリフト曲線図、図６
（ｂ）はカムシャフト角度−制御シャフト角度線図。
【図７】本発明の第１の適用例を示すフローチャート
図。
図。
【図８】本発明の第２適用例を示す図であって、図８
（ａ）はカムシャフト角度−バルブリフト曲線図、図８
（ｂ）はカムシャフト角度−制御シャフト角度線図。
（ａ）はカムシャフト角度−バルブリフト曲線図、図８
（ｂ）はカムシャフト角度−制御シャフト角度線図。
【図９】第２の適用例においてバルブリフトをゼロにし
た場合のカムシャフト角度−バルブリフト曲線図。
た場合のカムシャフト角度−バルブリフト曲線図。
【図１０】バルブリフト波形の変形例を示す図。
【図１１】従来例を示す可変動弁装置の構造図。
１…可変動弁装置 ３…カムシャフト ４…偏心カム ５…リンクアーム ８…揺動カム １０…吸気弁 １１…バルブリフター １２…制御シャフト １３…制御カム １４…ロッカアーム １７…リンク部材 １０１…アクチュエータ １０２…コントローラ（制御手段） Ｌ…リンク機構
Claims (6)
- 【請求項１】 機関の回転に同期して回転し、外周に偏
心カムを有するカムシャフトと、 上記カムシャフトに対して平行に配置され、外周に制御
カムを有する制御シャフトと、 上記カムシャフトと上記制御シャフトに掛け渡され、上
記カムシャフトの偏心カムの回動に伴って作動して吸・
排気弁を開閉するリンク機構と、 上記制御シャフトを回動させることにより、上記リンク
機構の姿勢を変化させて上記吸・排気弁のバルブ開・閉
時期とバルブリフト量を変化させるアクチュエータと、 機関の運転状態を検知し、上記アクチュエータの作動を
制御する制御手段と、 を備えた内燃機関の可変動弁装置であって、 上記制御手段が、バルブ開・閉時期を変化させず且つ最
大バルブリフト量を低下させるように、上記アクチュエ
ータを作動制御することを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。 - 【請求項２】 機関の回転に同期して回転し、外周に偏
心カムを有するカムシャフトと、 上記カムシャフトに対して平行に配置され、外周に制御
カムを有する制御シャフトと、 上記カムシャフトと上記制御シャフトに掛け渡され、上
記カムシャフトの偏心カムの回動に伴って作動して吸・
排気弁を開閉するリンク機構と、 上記制御シャフトを回動させることにより、上記リンク
機構の姿勢を変化させて上記吸・排気弁のバルブ開・閉
時期とバルブリフト量を変化させるアクチュエータと、 機関の運転状態を検知し、上記アクチュエータの作動を
制御する制御手段と、 を備えた内燃機関の可変動弁装置であって、 上記リンク機構が、 上記制御シャフトの制御カムに回動可能に嵌合されたロ
ッカアームと、 上記ロッカアームの一端に回動可能に連繋され、上記カ
ムシャフトの偏心カムの外周に回動可能に嵌合されたリ
ンクアームと、 上記ロッカアームの他端に回動可能に連繋されたリンク
部材と、 上記リンク部材に回動可能に連繋されると共に、上記カ
ムシャフトの外周に揺動可能に嵌合され、バルブリフタ
ーに摺接するカム面を有する揺動カムとを備え、 上記制御手段が、バルブ開・閉時期を変化させず且つ最
大バルブリフト量を低下させるように、上記アクチュエ
ータを作動制御することを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。 - 【請求項３】 上記制御手段が、上記制御シャフトの回
動角度が周期的に変動するように、上記アクチュエータ
を作動制御することを特徴とする請求項１又は２記載の
内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項４】 上記制御手段が、上記制御シャフトの角
度変動の周期が当該制御シャフトに連繋される気筒数に
対応した気筒数周期となるように、上記アクチュエータ
を作動制御することを特徴とする請求項１又は２記載の
内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項５】 上記制御手段が、バルブリフト量が一時
的にゼロとなるように、上記アクチュエータを作動制御
することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の
可変動弁装置。 - 【請求項６】 上記制御手段が、機関始動時に上記アク
チュエータを作動制御することを特徴とする請求項１又
は２記載の内燃機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04907898A JP4026917B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04907898A JP4026917B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11247637A true JPH11247637A (ja) | 1999-09-14 |
| JP4026917B2 JP4026917B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=12821064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04907898A Expired - Fee Related JP4026917B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4026917B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010084744A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の可変動弁装置 |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP04907898A patent/JP4026917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010084744A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の可変動弁装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4026917B2 (ja) | 2007-12-26 |
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