CN101166891A - 内燃机的气门传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用电机来开关驱动各气缸所具有的阀体(32)的内燃机的气门传动装置(36)，其具备：凸轮轴(60)，该凸轮轴通过上述电机(50D)被旋转驱动，并具有用于驱动多个气缸的阀体(32)的凸轮(64)；控制装置，该控制装置在正转驱动模式和摇摆驱动模式之间切换模式来驱动电机(50D)，其中该正转驱动模式通过使凸轮轴(60)向一个方向连续旋转来驱动阀体(32)，该摇摆驱动模式通过摇摆凸轮轴(60)来驱动阀体(32)；可变装置，其在切换模式时，改变与设置在凸轮轴(60)上的各气缸对应的凸轮(64)的相对的角度位置。

Description

内燃机的气门传动装置

技术领域

本发明涉及内燃机的气门传动装置。

背景技术

以往，已知有例如记载于日本专利特开2004-183610号公报中的，利用电动机来驱动设置在各个气缸中的进气门、排气门的技术。

另外，在日本专利特开2005-171937号公报中，记载有使电机在摇摆驱动模式下工作的方法，该摇摆驱动模式是在阀体的扬程中切换凸轮轴的旋转方向的模式。

作为与本发明相关的文献，申请人阅读了如下的文献。

专利文献1：日本专利特开2004-183610号公报

专利文献2：日本专利特开2005-171937号公报

专利文献3：日本专利特开2004-165704号公报

专利文献4：日本专利特开2004-143990号公报

然而，对于上述以往的技术，在欲要用一个电机来驱动多个气缸的进气门或排气门的情况下，需要在一个凸轮轴上设置多个气缸的凸轮。此时，如果为了驱动不同的气缸而设置的凸轮的角度位置相互接近的话，则在摇摆驱动模式下驱动阀体时，将产生有在切换凸轮时的凸轮轴的转角变大的问题。

下面，基于图28(A)～图28(C)对该问题进行详细说明。图28(A)～图28(C)是表示在一个凸轮轴104上设置有对应于不同气缸的两个凸轮100及102的例子的示意图。凸轮100是通过使与凸轮轴104同轴的圆弧状的基圆100b的一部分向半径方向外侧膨胀而形成凸轮尖100a而形成的。同样，凸轮102是通过使与凸轮轴104同轴的圆弧状的基圆102b的一部分向半径方向外侧膨胀而形成凸轮尖102a而形成的。在各个凸轮100、102上，基圆100b、102b的面以外的凸轮面(包括凸轮尖100a、102a)被当作凸轮扬程部。

当基圆100b、102b和阀体侧的抵接构件(摇臂的滚轮轴、直接击打式的情况为设在阀体的端部的挺杆等)相对置时，阀体因气门弹簧的反作用力而与口部的气门座紧密结合，这样气门被关闭。另一方面，当凸轮扬程部与阀体侧的抵接构件抵接时，由凸轮扬程部压低阀体，这样阀体通过克服气门弹簧而打开。

由于每个气缸进气行程的正时不同，所以如图28(A)～图28(C)所示，凸轮100与凸轮102被配置在不同的角度位置上。在图28(A)～图28(C)的示例中，凸轮100与凸轮102被配置在它们的凸轮尖100a与100b之间夹有角度120°的位置上。凸轮100与凸轮102的角度位置，是基于将凸轮轴104向一个方向旋转驱动的通常的正转驱动模式下的气门正时来设定的。

图28(A)表示在利用凸轮100来摇摆驱动阀体的情况下，使用从凸轮尖100a的位置向凸轮尖102a靠近一侧的凸轮扬程部来开关阀体的情况。此时，由于凸轮100的凸轮扬程部的角度范围与凸轮102的凸轮扬程部的角度范围有一部分重合，所以导致一个气缸的阀体被凸轮100驱动，同时另一个气缸的阀体被凸轮102驱动，结果产生无法单独控制各气缸的阀体的相位(扬程正时)、作用角的问题。

因此，如图28(B)所示，在利用凸轮100来摇摆驱动阀体的情况下，对于凸轮尖100a需要使用位于凸轮尖102a侧的相反处的凸轮扬程部、基圆100b来开关阀体。同样，在利用凸轮102来摇摆驱动阀体的情况下，对于凸轮尖102a需要使用位于凸轮尖100a侧的相反处的凸轮扬程部、基圆100b来开关阀体。

然而，在摇摆驱动模式下，当以图28(B)所示状态利用凸轮100驱动一个气缸的阀体后，需要沿图28(B)中的箭头方向旋转凸轮轴104，并将凸轮102的位置设定在图28(C)所示的状态，并存在凸轮轴104的旋转量变大的问题。为了抑制凸轮轴104的旋转量，当沿与图28(B)中的箭头相反方向旋转凸轮轴104时，由于凸轮100与凸轮102的凸轮摇程部相互重叠，所以导致两侧的气缸的阀体被驱动，结果无法进行所需的气门扬程。

这样，在摇摆驱动模式下，在切换驱动的阀体时，无法以凸轮尖100a和凸轮尖102a之间的最短距离方向来旋转凸轮轴104，不得不使凸轮轴104向其相反方向较大地旋转。此外，该旋转量随着凸轮100与凸轮102的角度位置接近而增大。

从图28(B)所示的状态向图28(C)所示状态的切换，需要与进气行程的正时相一致而瞬间地进行。因此，如果切换时的凸轮轴的转角变大，则不得不提高凸轮轴的转速。由此，产生电机的耗电力增加的问题，而且，一旦电机的耗电力增加，则由电机发出的热量会产生输出降低等的问题。

另外，在一个凸轮轴上设置多个气缸的凸轮的情况下，内燃机越具有多气缸，凸轮的相对角度位置越接近。因此，在切换摇摆驱动的阀体时的凸轮轴的转角将更增大，产生电机的耗电力进一步增大的问题。

另外，近年来，由于在车辆减速时将提高耗油等，所以需进行停止燃料喷射的运行(燃油切断)。另外，根据运行状态，进行仅由内燃机所具有的多个气缸中的一部分的气缸来进行燃烧的运行(减缸运行)等。在用电机驱动多个气缸的阀体的构造中，当进行控制而停止所有气缸或部分气缸的运转时，由于在凸轮轴上设有用以驱动多个气缸的阀体，所以很难在任意位置停止任意的气缸的阀体。因此，产生所有气缸停止运行或减缸运行的自由度、甚至用于抑制防止切断燃油中催化剂恶化的气门关闭控制等的自由度受到限制之类的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而形成的，目的在于针对在单一的凸轮轴上设置有驱动多个气缸的阀体的凸轮的构成中，通过提高各气缸的阀体的控制的自由度，来进行最佳的控制。

第一发明为了达成上述目的，提供一种利用电机来开关驱动各气缸所具有的阀体的内燃机的气门传动装置，其特征在于，具备：凸轮轴，其通过上述电机被旋转驱动，并具有用于驱动多个气缸的上述阀体的凸轮；凸轮角度可变装置，其可改变由同一电机被驱动的上述多个凸轮相互间的相对的角度位置。

第二发明以第一发明为基础，且其特征在于，还具备控制装置，该控制装置在正转驱动模式和摇摆驱动模式之间切换模式来驱动上述电机，其中该正转驱动模式通过使上述凸轮轴向一个方向连续旋转来驱动上述阀体，该摇摆驱动模式通过摇摆上述凸轮轴来驱动上述阀体，上述凸轮角度可变装置，在切换上述模式时，可改变上述凸轮的相对的角度位置。

第三发明以第二发明为基础，且其特征在于，上述凸轮轴具有用于驱动两个气缸的上述阀体的上述凸轮，该凸轮轴通过设有与一个气缸对应的上述凸轮的第一凸轮轴和设有与另一个气缸对应的上述凸轮的第二凸轮轴的结合而构成，上述凸轮角度可变装置通过改变上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置，来改变设置于上述第一凸轮轴上的上述凸轮和设置于上述第二凸轮轴上的上述凸轮的相对的角度位置。

第四发明以第三发明为基础，且其特征在于，还具有角度固定装置，该角度固定装置被设置在上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的结合部，并在上述正转驱动模式与上述摇摆驱动模式的各个模式下，固定上述第一凸轮轴和上述第二凸轮轴的相对的角度位置。

第五发明以第四发明为基础，且其特征在于，上述角度固定装置包括：设置于上述第一及第二凸轮轴中的一个的定位销；设置于上述第一及第二的凸轮轴中的另一个、并与上述定位销卡合的第一及第二卡合孔，该角度固定装置，在上述正转驱动模式下，通过在上述第一卡合孔中卡合上述定位销，来固定上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置，在上述摇摆驱动模式下，通过在上述第二卡合孔中卡合上述定位销，来固定上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置。

第六发明以第五发明为基础，且其特征在于，具有定位销解除装置，该定位销解除装置通过向上述第一或第二卡合孔供给油来解除上述第一或第二卡合孔和上述定位销之间的卡合，上述定位销解除装置具有油道，该油道根据上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置而仅与上述第一及第二卡合孔中的一个连通，上述定位销解除装置，在上述正转驱动模式下，仅与上述第一卡合孔连通上述油道，在切换为上述摇摆驱动模式时，通过向上述油道供给油来解除上述第一卡合孔和上述定位销之间的卡合，在上述摇摆驱动模式下，仅与上述第二卡合孔连通上述油道，在切换为上述正转驱动模式时，通过向上述油道供给油来解除上述第二卡合孔和上述定位销之间的卡合。

第七发明以第二到六发明中的任意一个为基础，且其特征在于，上述阀体为进气门，在从上述正转驱动模式向上述摇摆驱动模式切换上述模式时，上述阀体的开气门正时被向滞后角方向改变。

第八发明以第二到六发明中的任意一个为基础，且其特征在于，上述阀体为排气门，在从上述正转驱动模式向上述摇摆驱动模式切换上述模式时，上述阀体的开气门正时被向超前角方向改变。

第九发明以第二到八发明中的任意一个为基础，且其特征在于，具有油压间隙调节装置，该装置对上述阀体和上述凸轮之间的间隙进行调整。

第十发明以第九发明为基础，且其特征在于，具有摇臂，该摇臂向上述阀体传递上述凸轮的作用力。

第十一发明以第二到第十发明中的任意一个为基础，且其特征在于，上述电机被配置于上述凸轮轴的长边方向的端部。

第十二发明以第二到第十发明中的任意一个为基础，且其特征在于，上述电机被配置于上述凸轮轴的上部。

第十三发明以第一发明为基础，且其特征在于，上述内燃机是在车辆减速时进行燃料切断运行的机构，在上述燃料切断运行之时，上述凸轮角度可变装置将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置。

第十四发明以第十三发明为基础，且其特征在于，上述凸轮轴包括用于驱动进气门的进气门用凸轮轴和用于驱动排气门的排气门用凸轮轴，上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的至少一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置。

第十五发明以第十四发明为基础，且其特征在于，上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置，而且对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的另一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的上述阀体打开的位置。

第十六发明以第十五发明为基础，且其特征在于，上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述排气门用凸轮轴，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置，并且对于上述进气门用凸轮轴，将上述同种凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的上述阀体打开的位置。

第十七发明以第十五或十六发明为基础，且其特征在于，上述一部分的气缸是两个活塞向相反方向工作的气缸。

第十八发明以第十五或十六发明为基础，且其特征在于，上述一部分的气缸是两个曲柄转角的相位错开了180°的气缸。

第十九发明以第十七或十八发明为基础，且其特征在于，对于上述两个气缸，上述凸轮角度可变装置，以使上述阀体的打开量相同的方式改变上述凸轮的相对的角度位置。

第二十发明以第十五到第十九发明中的任意一个为基础，且其特征在于，上述凸轮角度可变装置，根据搭载有上述内燃机的车辆的车速的要求程度来使上述阀体的打开量变化。

根据第一发明，由于可以改变由同一电机驱动的多个凸轮相互间的相对的角度位置，所以可以提高阀体的驱动的自由度。因此，就可以实现关闭全部的气缸的阀体的控制、和仅打开一部分的气缸的阀体的控制。因此，可以最佳地控制阀体的开关状态。

根据第二发明，由于在正转驱动模式和摇摆驱动模式之间切换模式时，改变与各气缸对应的凸轮的相对的角度位置，所以可以在摇摆驱动模式时使各气缸的凸轮的相对的角度位置相离开。由此，在摇摆驱动模式下，就可以最小限度地抑制切换驱动的阀体时的凸轮轴的转角。

根据第三发明，由于凸轮轴具有用于驱动两个气缸的阀体的凸轮，该凸轮轴通过设有与一个气缸对应的凸轮的第一凸轮轴、和设有与另一个气缸对应的凸轮的第二凸轮轴的结合而构成，因此可以通过改变第一凸轮轴和第二凸轮轴的相对的角度位置，来改变对应于两个气缸的凸轮的相对的角度位置。

根据第四发明，由于在正转驱动模式与摇摆驱动模式的各个模式下，可以固定上述第一凸轮轴和上述第二凸轮轴的相对的角度位置，所以在固定了对应于两个气缸的凸轮的相对的角度位置的状态下，利用正转驱动模式与摇摆驱动模式来驱动电机。

根据第五发明，通过使定位销和第一卡合孔或第二卡合孔卡合，可以固定第一凸轮轴与第二凸轮轴的相对的角度位置。另外，在上述正转驱动模式下，通过在第一卡合孔中卡合定位销，或在上述摇摆驱动模式下，通过在第二卡合孔中卡合定位销，而可以在各个模式下在固定了第一以及第二凸轮轴的相对的角度位置的状态下驱动凸轮轴。

根据第六发明，由于在定位销与第一卡合孔卡合的正转驱动模式下，仅与第一卡合孔连通油道，在定位销与第二卡合孔卡合的摇摆驱动模式下，仅与第二卡合孔连通油道，所以在解除定位销时，可以仅对定位销所卡合的卡合孔供给油。因此，可以避免油从未卡合的卡合孔中流出的现象，并可以可靠地抑制在解除定位销时的油压降低的现象。

根据第七发明，在从正转驱动模式向摇摆驱动模式切换模式时，由于进气门的开气门正时被向滞后角方向改变，所以可以使进气门的开气门正时离开活塞的上止点位置。因此，可以可靠地抑制进气门与活塞相碰撞。

根据第八发明，在从正转驱动模式向摇摆驱动模式切换模式时，由于排气门的开气门正时被向超前角方向改变，所以可以使排气门的开气门正时离开活塞的上止点位置。因此，可以可靠地抑制排气门与活塞相碰撞。

根据第九发明，由于具有对阀体和凸轮间的间隙进行调整的油压间隙调节装置，所以可以最小限度地抑制阀体和凸轮间的间隙。由此，无需凸轮在使阀体扬程时的助起动区间，可以降低使阀体扬程时的凸轮的相位角。因此，可以抑制摇摆驱动时的电机速度，可以最小限度地抑制电机的耗电力。

根据第十发明，由于具有传递凸轮的作用力到阀体上的摇臂，因此在设有油压间隙调节装置时，可以降低使阀体工作时的惯性。因此就可以降低电机的驱动负载。

根据第十一发明，由于将电机配置在凸轮轴的长边方向的端部，所以可以降低气门传动装置的高度方向的空间，可以抑制内燃机的高度。因此，特别是在FF驱动的车辆的情况下由于将内燃机以倾斜的状态搭载于车辆，所以通过抑制内燃机的高度，可以提高向内燃机室的搭载性。

根据第十二发明，由于将电机配置在凸轮轴的上部，所以可以降低气门传动装置的长边方向的空间，可以抑制内燃机的全长。因此，特别是FR驱动的车辆的情况下内燃机被纵向搭载，因此通过抑制全长，可以提高对内燃机室的搭载性，并通过将内燃机配置在车辆中央侧可以提高车辆的操纵稳定性。

根据第十三发明，由于在燃料切断运行之时，将凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的阀体关闭的位置，所以可以隔断流向排气通路的空气流。因此，可以抑制氧气向催化剂流出，可以抑制催化剂恶化。

根据第十四发明，由于对于进气门用凸轮轴以及排气门用凸轮轴的至少一个，可以关闭全部的气缸的阀体，所以可以隔断流向排气通路的空气的流动。

根据第十五发明，由于对于进气门用凸轮轴以及排气门用凸轮轴的至少一个，可以关闭全部的气缸的阀体，而且对于另一个凸轮轴，将凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的阀体打开的位置，所以对于该一部分的气缸可以使气体流入或流出气缸的内外。由此，可以产生泵功，可以产生发动机制动。

根据第十六发明，对于排气门用凸轮轴可以关闭全部的气缸的阀体，可以隔断流向排气通路的空气的流动。另外，对于进气门用凸轮轴，由于将凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的阀体打开的位置，所以在一部分的气缸中，可以使气体在气缸与进气通路之间流出或流入。由此，可以产生泵功，可以产生发动机制动。

根据第十七发明，由于仅打开两个活塞向相反方向工作的气缸的阀体，所以可以将从一个气缸排出的空气吸入到另一个气缸中，可以在两个气缸之间进行气体交换。

根据第十八发明，由于仅打开两个曲柄转角的相位错开了180°的气缸的阀体，所以可以将从一个气缸排出的空气吸入到另一个气缸中，可以在两个气缸之间进行气体交换。

根据第十九发明，由于在打开阀体的两个气缸中，将阀体的打开量设为相同，所以在两个气缸之间交换气体时，可以从一个气缸向另一个汽缸充分地送入空气，可以抑制在气体的路径上产生多余的气体，并可以抑制不需要的负压产生。

根据第二十发明，由于根据搭载有内燃机的车辆的车速的要求程度来变化阀体的打开量，所以可以根据车速的要求程度来控制发动机制动力。

附图说明

图1是表示具有本发明的各实施方式涉及的内燃机气门传动装置的系统的构成的示意图。

图2是在实施方式1中表示进后门及气门传动装置的周边的构成的示意图。

图3(A)以及图3(B)表示由凸轮驱动进气门的情况的示意图。

图4是表示内燃机的装置转速、输出转矩、和凸轮的驱动模式间的关系的示意图。

图5是详细地表示在实施方式1中，用于驱动#4气缸和#6气缸的进气门的凸轮轴的构成的示意图。

图6(A)以及图6(B)是表示设置在凸轮轴上的凸缘部的端面的示意图。

图7(A)以及图7(B)是表示设置在凸轮轴上的#4气缸用的凸轮和#6气缸用的凸轮间的位置关系的示意图。

图8是表示沿图7(A)中的单点划线I-I’的剖面的示意图。

图9是表示向插入有定位销的孔中供给油来解除定位销和孔之间的卡合的状态的示意图。

图10(A)及图10(B)是表示沿着图8中的单点划线II-II’的位置的剖面的示意图。

图11是表示在实施方式2中进气门及气门传动装置的周边的构成的示意图。

图12是详细地表示在实施方式1中用于驱动#5气缸和#7气缸的进气门的凸轮轴的构成的示意图。

图13(A)以及图13(B)是表示设置在凸轮轴上的凸缘部的端面的示意图。

图14(A)以及图14(B)是表示设置在凸轮轴上的#5气缸用的凸轮和#7气缸用的凸轮之间的位置关系的示意图。

图15(A)及图15(B)是，与图10(A)及图10(B)相同，表示设有油道的轴向位置上的剖面的示意图。

图16是表示进气门以及排气门的扬程量和曲柄转角之间的关系的示意图。

图17是表示在摇臂的支点上设置有油压气门间隙调整装置的例子的示意图。

图18是表示将气门传动装置的电机配置在凸轮轴上的例子的示意图。

图19(A)及图19(B)是表示在图14(B)的情况下，比180°更小地设定#7气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮的相对角度的例子的示意图。

图20(A)以及图20(B)是示意地表示本实施方式3中进行的进气门32、排气门34的控制的图。

图21是表示在实施方式3中驱动排气门的气门传动装置的周边的构成的示意图。

图22是表示在实施方式3中驱动排气门的凸轮轴的周边的构成的示意图。

图23(A)以及图23(B)是表示在实施方式3中设置在驱动排气门的凸轮轴上的凸缘部的端面的示意图。

图24(A)以及图24(B)是表示在实施方式3中设置在驱动排气门的凸轮轴上的凸轮的位置关系的示意图。

图25是表示在实施方式3中驱动进气门的气门传动装置的周边的构成的示意图。

图26是表示在实施方式3中在#1气缸和#2气缸之间交换气体的情况的示意图。

图27是表示在实施方式3中进气门以及排气门的控制方法的正时流程图。

图28(A)、图28(B)、图28(C)是用于说明在一个凸轮轴上设置有多个气缸用的凸轮的情况的弊端的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的几个实施方式进行说明。此外，对于各图中共同的要素，标以相同的符号并省略重复的说明。此外，本发明并不局限于下面的实施方式。

图1是表示具有本发明的各实施方式涉及的内燃机气门传动装置的系统的构成的示意图。在内燃机10中连通有进气通路12及排气通路14。进气通路12在上游侧的端部具有空气滤清器16。在空气滤清器16处安装有检测进气温度THA(即外界气体温度)的进气温度传感器18。

在空气滤清器16的下游，配置有空气流量计20。在空气流量计20的下游，设置有节气门22。在节气门22附近，配置有对节气门开度TA进行检测的节气门传感器24、和在节气门22完全关闭的状态下呈开启的怠速开关26。在进气门22的下游，设有稳压箱28。

在内燃机10中，设有朝向燃烧室内(缸内)喷射燃料的燃料喷射阀30。此外，燃料喷射阀30也可以是朝向进气口喷射燃料的构件。另外，内燃机10具有进气门32和排气门34。在进气门32上连接有用于驱动进气门32的气门传动装置36。另外，在排气门34上连接有用于驱动排气门34的气门传动装置38。

另外，为了对向燃烧室内喷射的燃料进行点火，在内燃机10的缸内设有火花塞。而且，内燃机10的各气缸还具有活塞44。在活塞44上连结有因活塞44的往复运动而被旋转驱动的曲轴47。车辆驱动系统和辅助发动机类(空调的压缩机、交流发电机、变矩器、动力转向装置的泵等)由该曲轴47的转矩而被驱动。即，车辆驱动系统是通过传动系统(变矩器、图1中未图示)而与曲轴47连接。曲轴47成为对变矩器的输入轴，变矩器的输出轴经由差速齿轮与驱动轮连接。

在曲轴47附近，安装有用于检测曲轴47的转角的曲柄转角传感器48。通过曲柄转角传感器48可以检测出曲轴47的转速(变矩器的输入轴的转速)，即内燃机的转速。另外，在内燃机10的气缸体中还安装有检测冷却水温度的水温传感器49。

在排气通路14中串联地配置有上游侧催化剂(起动催化剂)42和下游侧催化剂(NO_x吸留催化剂)44。通过将上游侧催化剂42设为较小容量的催化剂，并配置在距内燃机10较近的位置上，从而在内燃机冷起动时等，可在短时间内升温至活性化温度，并主要进行起动随后的排气净化。

下游侧催化剂44，是容量比上游侧催化剂42要大的催化剂，起到暖机后净化排气的重要的作用。下游侧催化剂44、上游侧催化剂42在流入的排气空燃比较稀时吸附、吸收排气中的NO_x或对于两者进行选择性地保持(吸留)，而在流入的排气的空燃比为理论空燃比或较浓的空燃比时，会利用排气中的还原成分(HC、CO)来还原净化所吸留的NO_x。换言之，上游侧催化剂42、下游侧催化剂44因保持(吸留)在流经排气通路14的气体中所含有的氧气而被氧化，并在排气中含有还原成分的情况下，通过释放氧气而成为还原状态。

在排气通路14中，上游侧催化剂42的上游处配置有空燃比传感器(A/F传感器)45。空燃比传感器45是检测排气气体中的氧气浓度的传感器，并且基于流入上游侧催化剂42的排气气体中的氧气浓度来检测出在内燃机10中用于燃烧的混合气的空燃比。

另外，在上游侧催化剂42的下游，配置有O₂传感器46。O₂传感器46是用于检测排气气体中的氧气浓大于规定值还是小于规定值的传感器，如果传感器位置的排气空燃比与理论空燃比相比燃料较浓的话，会产生规定电压(例如0.45V)以上的输出，而在排气空燃比与理论空燃比相比燃料较稀的话，将产生规定电压以下的输出，因此，根据O₂传感器46，就可以判断在上游侧催化剂42的下游是否流出燃料较浓的排气气体(含有HC、CO的排气气体)，或燃料较稀的排气气体(含有NO_x的排气气体)。

如图1所示，本实施方式的控制装置具有ECU(Electronic ControlUnit)40。在ECU40中，除了上述的各种传感器以外，为了很好地把握内燃机10的运转状态，还连接有检测爆震的产生的KCS传感器、或用于检测节气门开度、内燃机转速、排气温度、冷却水温度、润滑油温度、催化剂板温度等的各种传感器(未图示)。另外，ECU40还与上述的燃料喷射阀30、气门传动装置36、38等所具有的各促动器、传感器连接。

图2是表示气门传动装置36、气门传动装置38的周边的构成的示意图，主要表示气缸盖周围的构成。本实施方式的内燃机10是V型的六气缸，其中#1、#3、#5的三个气缸被配置在一侧的组合46上，#2、#4、#6的三个气缸被配置在另一侧的组合48上。

组合46、48分别具有驱动进气门32的气门传动装置36、以及驱动排气门34的气门传动装置38。此处，虽然以气门传动装置36的构成为主进行说明，但是气门传动装置38与气门传动装置36具有基本上相同的构成。此处，内燃机10的每个气缸具有两个进气门32和两个排气门34。

在组合46中配置的气门传动装置36，由两个装置(气门传动装置36A、气门传动装置36B)构成。另外，在组合48中配置的气门传动装置36，由两个装置(气门传动装置36C、气门传动装置36D)构成。气门传动装置36A驱动#1气缸所具有的进气门32，而气门传动装置36B驱动#3气缸以及#5气缸所具有的进气门32。另外，气门传动装置36C驱动#2气缸所具有的进气门32，而气门传动装置36D驱动#4气缸以及#6气缸所具有的进气门32。

气门传动装置36A具有：作为驱动源的电动机(下面称作电机)50A；和作为传递电机50A的旋转驱动的传递机构的齿轮组52A；以及将由齿轮组52所传递来的旋转运动转换成进气门32的直线开关运动的凸轮轴54。

同样，气门传动装置36B具有电机50B、齿轮组52B、以及凸轮轴56。另外，气门传动装置36C具有电机50C、齿轮组52C、以及凸轮轴58，气门传动装置36D具有电机50D、齿轮组52D、以及凸轮轴60。齿轮组52B、52C、52D的构成与齿轮组52A相同。

对于电机50A、50B、50C、50D，使用可控制转速的如DC无刷电机等。在电机50A、50B、50C、50D中内装有用于检测它们的旋转位置的分解器、旋转编码器等的位置检测传感器。在凸轮轴54、56、58、60的外周部设有相对凸轮轴54、56、58、60一体旋转的凸轮驱动齿轮62、和也相对凸轮轴54、56、58、60一体旋转的凸轮64。

齿轮组52A向凸轮轴54的凸轮驱动齿轮62传递在电机50A的输出轴安装的电机齿轮68A的旋转。可以将齿轮组52A构成为电机齿轮68A和凸轮驱动齿轮62以彼此相等的速度旋转，也可以构成为相对电机齿轮68A使凸轮驱动齿轮62增速或减速。同样，齿轮组52B、52C、52D也分别将安装在电机50B、50C、50D的输出轴上的电机齿轮的旋转向凸轮轴56、58、60的凸轮驱动齿轮62传递。

在组合46中，凸轮轴54被配置在#1气缸的进气门32的上部，并由设置在凸轮轴54上的两个凸轮64来开关驱动#1气缸的进气门32。另外，凸轮轴56被配置在#3、#5气缸的进气门32的上部，并由设置在凸轮轴56上的四个凸轮64来开关驱动#3、#5气缸的各进气门32。

在组合48中，凸轮轴58被配置在#2气缸的进气门32的上部，并由设置在凸轮轴58上的两个凸轮64来开关驱动#2气缸的进气门32。另外，凸轮轴60被配置在#4、#6气缸的进气门32的上部，并由设置在凸轮轴60上的四个凸轮64来开关驱动#4、#6气缸的各进气门32。此外，进气门32既可以由凸轮64直接驱动，也可以通过摇臂来驱动。

图3(A)以及图3(B)是表示由凸轮64驱动进气门32的情况的示意图。凸轮64是作为通过使与凸轮轴54～56同轴的圆弧状的基圆64b的一部分向半径方向外侧膨胀而形成凸轮尖64的板状凸轮的一种而形成的。将凸轮64的轮廓设定为在其全周上不会产生负的曲率，也就是向半径方向外侧呈凸曲面。

如图2所示，进气门32分别具有气门杆32a。各进气门32因气门弹簧(未图示)的压缩反作用力而推向凸轮64侧，当凸轮64的基圆64b和进气门32侧的抵接构件(摇臂的滚轮轴、直接击打式的情况为设在进气门32的端部的挺杆等)相对置时，进气门32与进气口的气门座(未图示)紧密结合而关闭进气口。

当电机50A～50D的旋转运动通过齿轮组52A～52D传递到凸轮轴54～60上时，凸轮64与凸轮轴54～60一体地旋转，并在凸轮尖64a越过进气门32侧的抵接构件期间顶压进气门32，这样克服气门弹簧来开关驱动进气门32。

另外，图3(A)以及图3(B)，表示凸轮64的两个驱动模式。在凸轮64的驱动模式中，分别有正转驱动模式和摇摆驱动模式，该正转驱动模式是使电机50A～50D向一个方向连续旋转，并如图3(A)所示地，使凸轮64越过最大扬程位置、即凸轮64的凸轮尖64a与进气门32侧的抵接构件接触的位置，并使凸轮64向正转方向(图3(A)所示的箭头方向)连续地旋转的模式；该摇摆驱动模式是在到达正转驱动模式中的最大扬程位置之前切换电机50A～50D的旋转方向，从而如图3(B)所示使凸轮64往复运动的模式。

在正转驱动模式下，是可通过相对曲轴的旋转来改变凸轮64的转速来控制进气门32的作用角、扬程正时。另外，在摇摆驱动模式下，是可通过控制凸轮64的转速、同时控制凸轮64摇摆的角度范围，来控制进气门32的最大扬程量、作用角、扬程正时。

由此，可以通过与运行状态对应的最佳的扬程量、作用角来驱动进气门32。图4是表示内燃机10的内燃机转速、输出转矩和凸轮64的驱动模式间的关系的示意图。如图4所示，将凸轮64的驱动模式与内燃机转速、输出转矩相关联并区别使用。一般情况下，在低旋转区域中选择摇摆驱动模式，在高旋转区域中选择正转驱动模式。由此，进行如下控制，即在低旋转区域中降低进气门32的扬程量、作用角，而在高旋转区域中提升进气门32的扬程量、作用角，从而可以向内燃机缸内送入根据内燃机转速和输出转矩的最佳的空气量。

图5是详细地表示凸轮轴60的构成的示意图。如图5所示，凸轮轴60由凸轮轴60A和凸轮轴60B构成。凸轮轴60A具有驱动#4气缸的各进气门32的两个凸轮64。另外，凸轮轴60B具有驱动#6气缸的各进气门32的两个凸轮64。此外，用于驱动#3气缸、#5气缸的进气门32的凸轮轴56也与凸轮轴60相同，由两个凸轮轴构成。

在凸轮轴60A的两端部设有凸缘部66。同样，在凸轮轴60B的两端部设有凸缘部68。在凸轮轴60A的凸缘部66的中心处开设有孔67。另外，在凸轮轴60B的凸缘部68上，设有从其中心向凸轮轴60A突出的轴69。通过使轴69可旋转嵌合于孔67，并使凸缘部66和凸缘部68的端面彼此抵接，凸轮轴60A和凸轮轴60B成为一体化。

图6(A)以及图6(B)是表示凸缘部66、68的端面的示意图，图6(A)表示凸缘部66的端面，图6(B)表示凸缘部68的端面。如图5以及图6(A)所示，凸缘部66的端面具有基准面66A、和相对于基准面66A向凸轮轴60B侧突出的突出面66B。在基准面66A和突出面66B的边界，设有阶梯差66C以及66D。

同样，如图5以及图6(B)所示，凸缘部68的端面具有基准面68A、和相对基准面68A向凸轮轴60A侧突出的突出面68B。在基准面68A和突出面68B的边界，设有阶梯差68C以及68D。

在将凸轮轴60A和凸轮轴60B连结了的状态下，凸缘部66的基准面66A和凸缘部68的突出面68B紧密结合，凸缘部68的基准面68A和凸缘部66的突出面66B紧密结合。

如图6(A)所示，在凸缘部66的基准面66A设有两个孔70、72。另外，如图6(B)所示，在凸缘部68的突出面68B上，设有一个定位销74。定位销74被设为从突出面68B向凸轮轴60A侧突出。

轴69的中心与定位销74的中心间的距离，和孔70或孔72的中心与孔67的中心间的距离相等。另外，还对两者的内径外径进行了规定，以使定位销74相对孔70、72嵌合。从而，在孔67中嵌合有轴69的状态下，可以以孔70或孔72和定位销74的角度位置相匹配作为条件，使定位销74相对孔70或孔72嵌合。

在已将凸轮轴60A和凸轮轴60B连结的状态下，而定位销74未插入到孔70或孔72中的任意一个的状态下，凸轮轴60A和凸轮轴60B可相对旋转。于是，当定位销74插入到孔70、72中的任意一个中时，凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的旋转位置即被固定。

图7(A)以及图7(B)是表示在连结了凸轮轴60A和凸轮轴60B的状态下，设置在凸轮轴60A上的凸轮64和设置在凸轮轴60B上的凸轮64的位置关系的示意图。此处，图7(A)以及图7(B)表示从如图5中所示的箭头X方向看凸轮轴60的状态。其中，图7(A)表示将定位销74插入到孔70中的状态，图7(B)表示将定位销74插入到孔72中的状态。

图7(A)所示的状态被设定为在正转驱动模式下开关驱动进气门32的情况。如图7(A)所示，在将定位销74插入到孔70中的状态下，设置在凸轮轴60A上的#4气缸用的凸轮64的凸轮尖64a、和设置在凸轮轴60B上的#6气缸用的凸轮64的凸轮尖60a之间的角度位置，被设定在夹有120°的位置。

如图7(A)所示，在将定位销74插入到孔70中的状态下，凸缘部66的阶梯差66C和凸缘部68的阶梯差68C相抵接。因此，凸轮轴60A和凸轮轴60B的旋转位置，受到定位销74和孔70的卡合的限制，同时，对于阶梯差66C和阶梯差68C向抵接的方向的相对的旋转，还受到阶梯差66C和阶梯差68C的抵接的限制。这样，通过兼用定位销74和孔70的卡合、以及阶梯差66C和阶梯差68C的抵接来固定凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的旋转位置，从而可以可靠地进行旋转位置的固定。

在V型六气缸的内燃机10中，由于曲轴在两次旋转(＝720°)期间按#1→#2→#3→#4→#5→#6的顺序进行爆发行程，所以从#4气缸的进气行程到#6气缸的进气行程期间，曲轴旋转240°。此时，如果以将凸轮轴60的转速和曲轴的转速的比成为1∶2的方式来驱动气门传动装置36D的电机50D，则从#4气缸的进气行程到#6气缸的进气行程期间，凸轮轴60旋转120°。因此，通过沿图7(A)所示的箭头方向(绕逆时针旋转方向)旋转凸轮轴60，并预先将#4气缸用的凸轮64和#6气缸用的凸轮64间的相对的角度位置设定为夹有120°，从而可以配合#4气缸和#6气缸的进气行程，来开关驱动#4气缸和#6气缸的进气门32。此外，在正转驱动模式下，通过以凸轮轴60的转速和曲轴的转速的比为1∶2的状态作为基准来改变凸轮轴60的转速，即可改变进气门32在扬程时的作用角、以及扬程正时。

另一方面，在图7(A)所示的状态下进行摇摆驱动模式时，如图28(A)～图28(C)中说明，在驱动一侧的气缸的进气门32后，需要较大地旋转凸轮轴60，增大电机的耗电力。

因此，在本实施方式中，在以摇摆驱动模式来开关驱动进气门32时，可从图7(A)的状态改变凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的角度位置，并如图7(B)所示，对下述两者的位置进行限制，以使设置在凸轮轴60A上的#4气缸用的凸轮64的凸轮尖64a、和设置在凸轮轴60B上的#6气缸用的凸轮64的凸轮尖60a之间的角度位置夹有180°。

由此，在摇摆驱动模式下，在驱动#4气缸、#6气缸的一侧的气缸的进气门32后，与图28(A)～图28(C)相比，可以降低驱动另一侧的气缸的进气门32的凸轮轴60的旋转量。更详细地说，通过将#4气缸用的凸轮64的凸轮尖64a、和设置在凸轮轴60B上的#6气缸用的凸轮64的凸轮尖60a之间的角度位置设定为夹有180°，而与图28(A)～图28(C)相比，可以将凸轮轴60的旋转量降低60°左右。因此，在以摇摆驱动模式来驱动进气门32时，可以大幅度地降低电机50D的耗电力。

此外，在图7(B)所示状态下，将定位销74插入到孔72中，使凸缘部66的阶梯差66D和凸缘部68的阶梯差68D抵接。因此，凸轮轴60A和凸轮轴60B的旋转位置，受到定位销74和孔70的卡合的限制，同时，对于阶梯差66D和阶梯差68D向抵接的方向的相对的旋转，还受到阶梯差66D和阶梯差68D的抵接的限制。

下面，对切换定位销74和孔70、72之间的卡合的机构进行说明。图8是表示沿图7(A)中的单点划线I-I’的剖面的示意图，表示凸轮轴60A和凸轮轴60B的连结部附近。如图8所示，设置在凸缘部66上的孔67和设置在凸缘部68上的轴69是可旋转地嵌合的。

如图8所示，将定位销74插入到设置在凸缘部68上的收纳孔68E中。在定位销74和收纳孔68E的底部之间插入有压缩弹簧76。

在设置在凸缘部66上的孔70、72中，连接有油道78。如图6(A)、图6(B)以及图7(A)、图7(B)所示，油道78从孔67分别向孔70、孔72放射状地延伸。

如图8所示，在凸轮轴60B中，沿着旋转的中心轴设置有油道79，在油道79的端部，向轴69的外周设有油道77。在凸轮轴60A和凸轮轴60B被连结了的状态下，油道77和油道78的轴向方向的位置呈一致，油道77与两个油道78连接。

在油道79中，以规定的压力从油泵供给油。向油道79供给的油，经由油道77、油道78而分别供给到孔70、72中。

图8表示未施加有由油产生的油压的状态。在该状态下，由压缩弹簧76的顶压力，定位销74被插入到凸缘部66的孔70中。由此，凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的旋转位置被设定为图7(A)所示的状态。

图9表示经由油道79、油道77、油道78而向孔70供给油，并施以油压的状态。此时，在孔70内充满油，且定位销74因油压收纳在收纳孔68E中。在定位销74被收纳在收纳孔68E内的状态下，定位销74的上表面比凸缘部68的突出面68B呈凹面。因此，定位销74和孔70或和孔72的卡合被解除，可以使凸轮轴60A和凸轮轴60B相对旋转。

图10(A)及图10(B)是表示沿着图8中的单点划线II-II’的位置的剖面的示意图。此处，图10(A)与图7(A)的状态对应，图10(B)与图7(B)的状态对应。即，图10(A)中定位销74插入到孔70中，图10(B)中定位销74插入到孔72中。

将油道77在规定的角度范围内扇形状地连续设置，以便在如图10(A)所示的状态和如图10(B)所示的状态之间，即使改变凸轮轴60A、60B的相对的角度位置，也可以使油道79始终与两个油道78连接。更详细地说，将油道77设置为比将两个油道78所呈的角度(＝60°)和凸轮轴60A、60B的相对的旋转角度(＝60°)叠加的角度(＝120°)还要大的范围。因此，当对油道79内的油施以油压时，即向孔70和孔72的两者供给油。由此，可以驱动插入到孔70和孔72中的定位销74。

如图7(A)以及图7(B)所示，即使改变凸轮轴60A和凸轮轴60B的旋转位置，凸缘部68的突出面68B始终位于在凸缘部66上设置的两个孔70、72上。于是，由于凸缘部66的基准面66A和凸缘部68的突出面68B紧密结合，所以孔70、72成为始终被突出面68B堵塞的状态。

因此，当解除定位销74时施以油压的话，虽然对孔70和孔72两者供给油，但也不会从定位销74未卡合的孔向外部流出油。由此，在解除定位销74的卡合时，可以可靠地抑制因油的流出而产生的油压降低。

下面，对解除孔70、72和定位销74之间的卡合的正时进行说明。首先，对由正转驱动模式向摇摆驱动模式切换的情况进行说明。如图2所示，用于驱动凸轮轴60的凸轮驱动齿轮62，被设置在凸轮轴60B上。在正转驱动模式下，通过使定位销74和孔70卡合，并使阶梯差66C和阶梯差68C抵接，来将凸轮轴60B的旋转向凸轮轴60A传递，并沿如图7(A)所示的箭头方向(绕逆时针旋转方向)使凸轮轴60A以及凸轮轴60B旋转。

在向摇摆驱动模式切换时，使电机50D的输出轴的旋转方向逆转，同时向油道79内的油施加油压。由此，油被送入到孔70中，并由油压将定位销74收纳到收纳孔68E中。

若定位销74被收纳到收纳孔68E中，则凸轮轴60B可以相对凸轮轴60A相对旋转。此时，电机50D的输出轴的旋转方向被逆转，且输出轴的旋转通过凸轮驱动齿轮62而传递到凸轮轴60B，因此根据电机50D的逆转驱动，凸轮轴60B相对凸轮轴60A在图7(A)中向顺时针方向旋转。此外，在设置于凸轮轴60A的凸轮64上作用有#4气缸的进气门32的气门弹簧反作用力，在凸轮轴60A的旋转方向上产生滑动摩擦。因此，在解除定位销74和孔70之间的卡合并使电机50D逆转时，凸轮轴60A不会与凸轮轴60B一起向相同方向旋转。

若凸轮轴60B相对凸轮轴60A开始相对旋转，则向油道79施加的油压被解除。于是，随着凸轮轴60B的相对凸轮轴60A的相对的旋转，阶梯差66D和阶梯差68D之间的距离不断靠近，最终阶梯差66D和阶梯差68D抵接。由此，由于孔72与定位销74的位置相匹配，且油压已被解除，所以利用压缩弹簧76的作用力，定位销74被插入到孔72中。由此，凸轮轴60A和凸轮轴60B之间的相对的角度位置被设定为图7(B)所示的状态，从而可以由摇摆驱动模式来驱动凸轮轴60。

下面，对从由摇摆驱动模式向正转驱动模式切换的情况进行说明。在向正转驱动模式切换时，电机50D向图7(B)中凸轮轴60B绕逆时针旋转方向旋转的方向被驱动。于是，该状态下，对油道79内的油施加有油压。由此，油被送入到孔70中，并利用油压将定位销74收纳到收纳孔68E中。

若定位销74被收纳到收纳孔68E中，则凸轮轴60B和凸轮轴60A的旋转方向的卡合被解除。此时，受到电机50D的驱动力的凸轮轴60B相对凸轮轴60A在图7(B)中向绕逆时针方向旋转。此时，在凸轮轴60A的旋转方向上作用有由气门弹簧反作用力产生的滑动摩擦，所以凸轮轴60A不会与凸轮轴60B一起向相同方向旋转。

若凸轮轴60B相对凸轮轴60A开始相对旋转，则向油道79施加的油压被解除。于是，随着凸轮轴60B的相对凸轮轴60A的相对的旋转，阶梯差66C和阶梯差68C之间的距离不断靠近，最终阶梯差66C和阶梯差68C抵接。由此，由于孔70与定位销74的位置相匹配，且油压已被解除，所以利用压缩弹簧76的作用力，定位销74被插入到孔70中。由此，凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的角度位置被设定为图7(A)所示的状态，从而可以利用正转驱动模式来驱动凸轮轴60。

此外，对于凸轮轴56来说也同样，以摇摆驱动模式来驱动进气门32的情况，针对正转驱动模式可改变凸轮64的相对位置。在凸轮轴56上设置有#3气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮64，在从#3气缸的进气行程到#5气缸的进气行程期间曲轴旋转240°。因此，在将凸轮轴56的转速和曲轴的转速的比设定为1∶2的情况下，从#3气缸的进气行程到#5气缸的进气行程期间，凸轮轴56旋转120°。因此，在正转驱动模式时，通过预先将#3气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮64之间的相对的角度位置设定为夹有120°，从而可以配合#3气缸和#5气缸的进气行程，来开关驱动进气门32。此外，在摇摆驱动模式时，通过改变构成凸轮轴56的两个凸轮轴的相对的角度位置以使#3气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮64夹有180°，从而可将摇摆驱动模式时的凸轮轴56的旋转量抑制在最小限度内。

根据如上说明的实施方式1，在由V型六气缸构成的内燃机10中，在由一个凸轮轴60来驱动两个气缸的进气门32时，以摇摆驱动模式来驱动进气门32的情况下，针对正转驱动模式可改变凸轮64的相对的位置，因此可以降低摇摆驱动模式时的凸轮轴60的旋转量。由此，可以降低驱动凸轮轴60的电机50D的耗电力，并提高系统效率。

下面，对本发明的实施方式2进行说明。实施方式2是在八气缸的内燃机10中应用本发明的。图11是表示实施方式2的气门传动装置36、气门传动装置38的周边的构成的示意图，主要表示气缸盖周围的构成。本实施方式的内燃机10是V型的八气缸，其中#2、#4、#6、#8的四个气缸被配置在一侧的组合80上，#1、#3、#5、#7的四个气缸被配置在另一侧的组合82上。

组合80、组合82分别具有驱动进气门32的气门传动装置36、以及驱动排气门34的气门传动装置38。此处，虽然以气门传动装置36的构成为主进行说明，但是气门传动装置38与气门传动装置36具有基本上相同的构成。与实施方式1相同，设为内燃机10的各个气缸中具有两个进气门32和两个排气门34。

在组合80中配置的气门传动装置36，由两个装置(气门传动装置36E、气门传动装置36F)构成。另外，在组合82中配置的气门传动装置36，由两个装置(气门传动装置36G、气门传动装置36H)构成。气门传动装置36E驱动#2气缸以及#4气缸所具有的进气门32，而气门传动装置36F驱动#6气缸以及#8气缸所具有的进气门32。另外，气门传动装置36G驱动#1气缸以及#3气缸所具有的进气门32，而气门传动装置36H驱动#5气缸以及#7气缸所具有的进气门32。

与实施方式1相同，气门传动装置36E、36F、36G、36H分别具有作为驱动源的电机50E、50F、50G、50H。在组合80中，电机50E的旋转运动通过齿轮组52E传递到凸轮轴84。同样地，电机50F的旋转运动通过齿轮组52F传递到凸轮轴86。

在组合82中也同样，电机50G的旋转运动通过齿轮组52G传递到凸轮轴88。同样，电机50H的旋转运动通过齿轮组52H传递到凸轮轴90。

在组合80中，凸轮轴84被配置在#2、#4气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴84上的四个凸轮64来开关驱动#2、#4气缸的各进气门32。另外，凸轮轴86被配置在#6、#8气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴86上的四个凸轮64来开关驱动#6、#8气缸的各进气门32。

另外，在组合82中，凸轮轴88被配置在#1、#3气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴88上的四个凸轮64来开关驱动#1、#3气缸的各进气门32。另外，凸轮轴90被配置在#5、#7气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴90上的四个凸轮64来开关驱动#5、#7气缸的各进气门36。

如此构成的本实施方式的系统中，也利用正转驱动模式或摇摆驱动模式来驱动各气缸的进气门32。因此，与实施方式1相同，可以自由地改变各气缸的进气门32的扬程量、作用角。

图12是详细地表示凸轮轴90的构成的示意图。如图11所示，凸轮轴90由凸轮轴90A和凸轮轴90B构成。凸轮轴90A具有驱动#5气缸的各进气门32的两个凸轮64。另外，凸轮轴90B具有驱动#7气缸的各进气门32的两个凸轮64。此外，凸轮轴84、凸轮轴86、凸轮轴88也分别与凸轮轴90相同，由两个凸轮轴构成。

与实施方式1的凸轮轴60相同，在凸轮轴90A的两端部设有凸缘部66。同样，在凸轮轴90B的两端部设有凸缘部68。在凸轮轴90A的凸缘部66的中心处开设有孔67。另外，在凸轮轴90B的凸缘部68上，设有从其中心向凸轮轴90A突出的轴69。通过使轴69可旋转地相对孔67嵌合，并使凸缘部66和凸缘部68的端面彼此抵接，而将凸轮轴90A和凸轮轴90B连为一体。

图13(A)以及图13(B)是表示设置在凸轮轴90A、90B上的凸缘部66、68的端面的示意图。其中，图13(A)表示设置在凸轮轴90A上的凸缘部66的端面，图13(B)表示设置在凸轮轴90B上的凸缘部68的端面。

凸缘部66、68的端面的构成与图6(A)以及图6(B)中说明过的实施方式1的构成相同。即，凸缘部66具有基准面66A和突出面66B。在基准面66A和突出面66B的边界设有阶梯差66C以及66D。同样，凸缘部68具有基准面68A和突出面68B，在基准面68A和突出面68B的边界设有阶梯差68C以及68D。此外，在凸缘部66的基准面66A设有两个孔70、72。另外，如图13(B)所示，在凸缘部68的突出面68B上设有一个定位销74。定位销74被设为从突出面68B向凸轮轴90A侧突出。

与实施方式1相同，在已连结了凸轮轴90A和凸轮轴90B的状态，且定位销74未插入到孔70或孔72中的任意一个中的状态下，可以使凸轮轴90A和凸轮轴90B相对旋转。于是，当定位销74插入到孔70或孔72中的任意一个中时，凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的旋转位置被固定。

图14(A)以及图14(B)是表示在连结了凸轮轴90A和凸轮轴90B的状态下，设置在凸轮轴90A上的凸轮64和设置在凸轮轴90B上的凸轮64之间的位置关系的示意图。此处，图14(A)以及图14(B)表示从如图12中所示的箭头X方向看凸轮轴90的状态。其中，图14(A)表示将定位销74插入到孔70中的状态，图14(B)表示将定位销74插入到孔72中的状态。

图14(A)所示的状态被设定为在正转驱动模式下开关驱动进气门32的情况。如图14(A)所示，在将定位销74插入到孔70中的状态下，设置在凸轮轴90A上的#5气缸用的凸轮64的凸轮尖64a、和设置在凸轮轴90B上的#7气缸用的凸轮64的凸轮尖60a之间的角度位置，被设定在夹有45°的位置。

如图14(A)所示，在将定位销74插入到孔70中的状态下，凸缘部66的阶梯差66C和凸缘部68的阶梯差68C抵接。因此，凸轮轴90A和凸轮轴90B的旋转位置，受到定位销74和孔70的卡合的限制，而且阶梯差66C和阶梯差68C抵接的方向的相对的旋转，还受到阶梯差66C和阶梯差68C的抵接的限制。

在V型八气缸的内燃机10中，由于曲轴在两次旋转(＝720°)期间按#1→#8→#4→#3→#6→#5→#7→#2的顺序进行爆发行程，所以从#5气缸的进气行程到#7气缸的进气行程期间，曲轴旋转90°。此时，如果以将凸轮轴90的转速和曲轴的转速的比成为1∶2的方式来驱动气门传动装置36H的电机50H，则从#5气缸的进气行程到#7气缸的进气行程期间，凸轮轴90旋转45°。因此，通过向图14(A)所示的箭头方向(绕逆时针旋转方向)旋转凸轮轴90，并预先将#5气缸用的凸轮64和#7气缸用的凸轮64之间的相对的角度位置设定为夹有45°，从而可以配合#5气缸和#7气缸的进气行程，来开关驱动#5气缸和#7气缸的进气门32。

另一方面，#5气缸和#7气缸的凸轮64的角度位置被设定为图14(A)所示的状态的情况，如图28(A)～图28(C)中说明过的那样，在驱动一侧的气缸的进气门32后，需要较大地旋转凸轮轴90，从而增大电机的耗电力。特别是，由于在实施方式2中是由八气缸构成内燃机10，所以设置在凸轮轴90上的两个气缸的凸轮64的相对的角度位置，比实施方式1更接近。因此，在两气缸的凸轮64的角度位置接近的图14(A)的状态下，切换进气门32时的凸轮轴90的转角比图28(A)～图28(C)的情况更大，电机的耗电力也进一步增大。

因此，在本实施方式中，在以摇摆驱动模式来开关驱动进气门32时，可从图14(A)的状态改变凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的角度位置。即，如图14(B)所示，如下地对两者的位置进行限制，使得设置在凸轮轴90A上的#5气缸用的凸轮64的凸轮尖64a、和设置在凸轮轴90B上的#7气缸用的凸轮64的凸轮尖60a之间的角度位置夹有180°。

由此，在摇摆驱动模式下，在驱动#5气缸、#7气缸的一侧的气缸的进气门32后，可以降低在驱动另一侧的气缸的进气门32时的凸轮轴90的旋转量。由此，在以摇摆驱动模式来驱动进气门32时，可以将电机50H的耗电力抑制在最小限度内。

如图13(A)、以及图14(A)、图14(B)所示，在设于凸缘部66的孔70、72中，连接有油道78。另外，与实施方式1的凸轮轴60B相同，在凸轮轴90B中设有油道79以及油道77。切换定位销74和孔70、72之间的卡合的机构的构成与实施方式1相同。

图15(A)及图15(B)与实施方式1的图10(A)及图10(B)相同，是表示设有油道77、78的轴向位置的剖面的示意图。此处，图15(A)与图14(A)的状态对应，图15(B)与图14(B)的状态对应。即，图15(A)中定位销74插入到孔70中，图15(B)中定位销74插入到孔72中。

如图15(A)及图15(B)所示，油道77的形状与图10(A)及图10(B)中说明过的实施方式1的形状不同，油道77被设为与油道78相同的宽度。此外，如图15(A)所示，在孔70与定位销74卡合了的状态下，只有与孔70连接的油道78和油道77相连接。另外，如图15(B)所示，在孔72与定位销74卡合了的状态下，只有与孔72连接的油道78和油道77相连接。因此，若在如图15(A)所示的状态下向油道79供给油，则仅在孔70中供给有油，可以解除孔70和定位销74之间的卡合。另外，若在如图15(B)所示的状态下向油道79供给油，则仅在孔72中供给有油，可以解除孔72和定位销74之间的卡合。

在实施方式2中，由于凸轮轴90B的相对凸轮轴90A的转角与实施方式1不同，所以在图14(B)所示的状态下，孔70不会被凸缘部68的突出面68B所覆盖。因此，若与实施方式1相同，构成为同时向孔70以及孔72的两者供给油的情况下，可推测会有油从孔70中向凸轮轴90外流出，而无法在解除定位销74时获得所需的油压。

在实施方式2中，如上所述，由于以仅对定位销74所卡合的孔供给油的方式构成油道77，所以可以制止从未与定位销74卡合的孔中流出油的情况的产生。因此，可以可靠地抑制在解除定位销74的卡合时的油压下降的问题。另外，通过仅对定位销74所卡合的孔供给油，可以降低工作油量，可以提高在解除定位销74的卡合时的应对性。

解除孔70、72和定位销74之间的卡合的正时与实施方式1相同。如图11所示，在实施方式2中，用于驱动凸轮轴90的凸轮驱动齿轮62，被设置在凸轮轴90B上。

在正转驱动模式下，将凸轮轴90B的旋转向凸轮轴90A传递，并向如图14(A)所示的箭头方向(绕逆时针旋转方向)使凸轮轴90A以及凸轮轴90B旋转。在从正转驱动模式向摇摆驱动模式切换时，使电机50H的输出轴的旋转方向逆转，而且向油道79内的油施加油压。由此，孔70和定位销74之间的卡合被解除，凸轮轴90B相对凸轮轴90A在图14(A)中向绕顺时针方向旋转。然后，当阶梯差66D与阶梯差68D抵接时，孔72与定位销74的位置相匹配，并利用压缩弹簧76的作用力，定位销74被插入到孔72中。由此，凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的角度位置被设定为图14(B)所示的状态。

当由摇摆驱动模式向正转驱动模式切换时，电机50H向图14(B)中凸轮轴90B绕逆时针旋转方向旋转的方向被驱动，并对油道79内的油施加有油压。由此，孔72和定位销74的卡合被解除，受到电机50H的驱动力的凸轮轴90B相对凸轮轴90A在图14(A)中向绕逆时针方向旋转。然后，当阶梯差66C与阶梯差68C抵接时，孔70与定位销74的位置相匹配，并利用压缩弹簧76的作用力，定位销74被插入到孔70中。由此，凸轮轴90A和凸轮轴90B之间的相对的角度位置被设定为图14(A)所示的状态。

此外，对于凸轮轴84、86、88来说也同样，以摇摆驱动模式来驱动进气门32的情况，针对正转驱动模式可改变凸轮64的相对位置。在凸轮轴84上设置有#2气缸用的凸轮64和#4气缸用的凸轮64，从#2气缸的进气行程到#4气缸的进气行程期间曲轴旋转270°。因此，在将凸轮轴84的转速和曲轴的转速的比设定为1∶2的情况下，从#2气缸的进气行程到#4气缸的进气行程期间，凸轮轴84旋转135°。因此，在正转驱动模式时，通过预先将#2气缸用的凸轮64和#4气缸用的凸轮64之间的相对的角度位置设定为夹有135°，从而可以配合#2气缸和#4气缸的进气行程，来开关驱动进气门32。此外，在摇摆驱动模式时，通过改变构成凸轮轴84的两个凸轮轴的相对的角度位置以使#2气缸用的凸轮64和#4气缸用的凸轮64夹有180°，从而可以将摇摆驱动模式时的凸轮轴84的旋转量抑制在最小限度内。对于其他凸轮轴86、88来说，正转驱动模式下的凸轮64的相对的角度位置、和摇摆驱动模式下的凸轮64的相对的角度位置，与凸轮轴84相同。这样，在凸轮轴84、86、88中，正转驱动模式时的凸轮64的相对的角度位置成为比凸轮轴90还要大的值。

下面，对在改变凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的旋转位置时，防止进气门32与活塞44相碰撞的方法进行说明。图16是表示进气门32以及排气门34的扬程量和曲柄转角之间的关系的示意图，在从排气行程到进气行程为止的曲柄转角的范围内，表示进气门32以及排气门34的扬程量。如图16所示，当曲柄转角行进时，首先在排气行程中排气门34开关。其中，在曲柄转角到达使活塞44的上止点(TDC)位置之前的正时内，进气门32开始打开，进行进气行程。

在由上述方法改变凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的旋转位置的情况下，若进气门32扬程的位置相对上止点侧(排气门34的扬程位置侧)超前，则可以推测进气门32在扬程时会与活塞44发生碰撞。因此，在改变凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的旋转位置时，最好将进气门32的扬程位置向滞后角方向改变。由此，可以使活塞44的上止点位置和进气门32的扬程位置离开，可以可靠地抑制活塞44和进气门32的碰撞。

根据上述方法，在从正转驱动模式改变成摇摆驱动模式时，使凸轮轴90B相对凸轮轴90A在图14(A)中绕顺时针旋转方向旋转，凸轮轴90B的旋转方向为与正转驱动模式时的旋转方向相反的方向。因此，#7气缸的进气门32的扬程位置向滞后角方向变化。因此，即使在改变凸轮轴90A和凸轮轴90B的相对的旋转位置的情况下，仍可以可靠地抑制进气门32和活塞44发生干涉。

在实施方式1中，从正转驱动模式改变成摇摆驱动模式时，也使凸轮轴60B相对凸轮轴60A在图7(A)中绕顺时针旋转方向旋转，凸轮轴60B的旋转方向为与正转驱动模式时的旋转反向相反的方向。因此，#6气缸的进气门32的扬程位置向滞后角方向变化。因此，即使在改变凸轮轴60A和凸轮轴60B的相对的旋转位置的情况下，仍可以可靠地抑制进气门32和活塞44发生干涉。

此外，虽然同样地构成驱动进气门32的气门传动装置36和驱动排气门34的气门传动装置38，但是在驱动排气门34的气门传动装置38中，最好以排气门34的扬程的位置相对上止点侧不滞后，即排气门34的扬程的位置超前的方式来改变两个凸轮轴的相对的旋转位置。由此，可以可靠地抑制排气门34和活塞44发生干涉。

下面，对将驱动进气门32时的凸轮轴的转角抑制在最小限度内的方法进行说明。作为调整在进气门32和凸轮64之间产生的挺杆间隙的方法，有通过插入垫片等而进行的人工的调节方法、和在摇臂的支点上设置油压气门间隙调整装置(HLA)的方法。

图17是表示利用摇臂驱动进气门32的情况下，在摇臂的支点上设置油压气门间隙调整装置的例子的示意图。如图17所示，进气门32的气门杆32a的端部，与在摇臂96的一端设置的枢轴连接。在气门杆32a上，作用有未图示的气门弹簧的作用力，摇臂96通过受到该作用力的气门杆32a而被推向上方。摇臂96的另一端被油压气门间隙调整装置(HLA)98可转动地支承。在摇臂96的中央部配设有滚柱96a。此外，在滚柱96a的上部，配置有凸轮轴84、84、88、90。

根据油压气门间隙调整装置98，利用油压来自动调整摇臂96的高度方向的位置，从而可以自动调整挺杆间隙，并可以将挺杆间隙调整成零。因此，在图17中，呈现出凸轮轴84～90的凸轮64和滚柱96a始终抵接的状态。

另一方面，在利用垫片等的插入的人工的调节来调整摇臂96的高度方向的位置时，无法将凸轮64和滚柱96a之间的间隙完全地调整为零。因此，在进行人工的调整的情况下，从扬程开始时到间隙调整为零为止需要额外地旋转凸轮轴84～90，并在扬程开始之前需要设置助起动区间。

例如，在图16中，在用人工的调节来调整进气门32的挺杆间隙的情况下，如图16中所示在开始打开的曲柄转角位置需要设置助起动区间。由于进气门32是在经过助起动区间后才开始扬程的，所以人工的调节中，需要与助起动区间相对应地使凸轮轴84～90进行额外旋转。

这样，进行人工的调节的情况，与设有油压气门间隙调整装置98的情况相比，导致凸轮64的实际作用角扩大，摇摆驱动模式时的电机速度增加，耗电力增加。另外，为了防止摇摆驱动模式时的两个凸轮的凸轮扬程部的重叠，需要对应于实际作用角的扩大的量来扩大两个凸轮尖之间的相位角。由此，导致切换凸轮64时的旋转量增大，摇摆驱动模式时的电机速度增加，耗电力增加。

在具有油压气门间隙调整装置98的机构中，由于挺杆间隙为零，凸轮64与滚柱96始终抵接，所以无需助起动区间。因此，通过设置油压气门间隙调整装置98，可降低凸轮轴84～90的作用角。由此，可以缩短进气门32在扬程时所需的时间，另外在以摇摆驱动模式来驱动进气门32的情况下，可以缩短切换凸轮64时的转角、切换时间。

因此，在实施方式1、2中，优选为利用油压气门间隙调整装置98来调整挺杆间隙，降低凸轮64的作用角。由此，在提高了气门正时可变的自由度的同时，还可以降低电机50的驱动量，因此可以最小限度地抑制耗电力。

另外，未使用摇臂的机构，即使凸轮64的作用力直接作用在阀体32的机构中，若利用油压气门间隙调整装置来调整挺杆间隙，则增大凸轮64驱动阀体32时的惯性。因此，利用油压气门间隙调整装置来调整挺杆间隙的情况，适合由如图17所示在设有摇臂96的机构来进行。

下面，基于图18，对于根据搭载有内燃机10的车辆的驱动方式来改变气门传动装置36的电机50的配置的方法进行说明。当搭载有内燃机10的车辆为FF驱动时，由于在内燃机室搭载内燃机10时需要倾斜组合，所以最好尽量控制内燃机10的高度。因此，在FF驱动的车辆中搭载内燃机10时，优选为通过将各电机50A～50H如图2以及图11所示地配置在凸轮轴54～60、84～90的端部，来控制内燃机10的高度。由此，可以进一步降低发电机罩的高度，并降低车辆的空气阻力。

图18是表示在实施方式2的组合80中，将气门传动装置36F的电机50F配置在凸轮轴86上的例子的示意图。在图18的例子中，凸轮轴86的凸轮驱动齿轮62被设置在凸轮轴84侧的端部。搭载有内燃机10的车辆为FR驱动的情况，由于需在内燃机室内纵向配置内燃机10，所以最好尽量控制内燃机10的全长。因此，在FR驱动的车辆中搭载内燃机10时，优选为如图18所示，将电机50F配置在凸轮轴86上。由此，可以可靠地抑制内燃机10的全长。更为优选的是将全部的电机50E～50H都配置在各凸轮轴84～90上。由此，可以最小限度地抑制内燃机10的全长。在实施方式1中也同样，搭载有内燃机10的车辆为FR驱动的情况，优选为将电机50A～50D配置在各凸轮轴54～60上。

根据如上说明的实施方式2，在V型八气缸所构成的内燃机10中，当由一个凸轮轴90来驱动两个气缸的进气门32时，以摇摆驱动模式来驱动进气门32的情况下，由于针对正转驱动模式可改变凸轮64的相对的位置，所以可以降低摇摆驱动模式时的凸轮轴90的旋转量。由此，可以降低驱动凸轮轴90的电机50H的耗电力，并且提高系统效率。

此外，在上述的各实施方式中，虽然将在摇摆驱动模式时两个气缸用的凸轮64的相对的角度位置设定为180°，但是只要在摇摆驱动时两个凸轮64的凸轮扬程部不发生重叠的范围内，也可以比180°更小地设定两个凸轮64的相对的角度。图19(A)以及图19(B)是表示在图14(B)的情况下，比180°更小地设定#7气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮的相对的角度(例如为160°)的例子。此时，只要#7气缸用的凸轮64的凸轮扬程部的角度范围和#5气缸用的凸轮扬程部的角度范围不发生重叠，则可以以图19(A)所示的状态来进行摇摆驱动，从而可以驱动#7气缸的进气门32。此外，在结束#7气缸的进气门32的驱动后，可以通过使凸轮轴90向图19(A)中的箭头方向旋转，并将凸轮轴90的角度位置设定在图19(B)所示的状态，来驱动#5气缸的进气门32。此时，与将#7气缸用的凸轮64和#5气缸用的凸轮的相对的角度位置设定为180°的情况相比，更可以降低切换时的凸轮轴90的转角。因此，摇摆驱动模式时的两个气缸的凸轮64的相对的角度，优选为在凸轮扬程部不发生重叠的范围内设为最小。

实施方式3

下面，对本发明的实施方式3进行说明。实施方式3是根据进气门32以及排气门34的驱动，在燃油切断运行时合理地控制催化剂42、44的氧气吸留量。

在图1所示的系统中，催化剂42、44中的氧气吸留量根据内燃机10的运行状态而变动。例如，在进行将空燃比设为较稀的控制时，由于排气中的氧气量增加，所以催化剂42、44的氧气吸留量增加。另一方面，在进行将空燃比设为较浓的控制时，排气中的还原成分增加，由于氧气从下游侧催化剂42、44被释放，所以氧气吸留量降低。

特别是，在进行动力增量等的燃料增量控制时，排气空燃比变浓，较多的氧气从催化剂42、44中被释放，因此催化剂42、44成为还原状态，有时产生催化剂臭味。

因此，在本实施方式中，在搭载有内燃机10的车辆进行减速运行的条件下，进行停止来自燃料喷射阀30的燃料供给的控制(燃油切断)。在燃油切断时，由于空气从进气通路12向排气通路14流动，所以可使空气中的氧气吸附在催化剂42、44上，可以抑制催化剂臭味的发生。另外，由于燃油切断中将不进行燃烧，故可以节省油耗。

另一方面，若催化剂42、44的氧气吸附量过度增多，则当催化剂42、44的温度成为高温时，将产生催化剂42、44恶化的不良问题。因此，在本实施方式中，当催化剂42、44的氧气吸附量较多时，通过在燃油切断中关闭全部的气缸的排气门34，来隔断流向排气通路14的空气的流动，并停止对催化剂42、44的氧气供给。由此，可以抑制催化剂42、44的氧气供给量过度增多，可以可靠地抑制催化剂42、44的恶化。

另外，由于燃油切断主要在减速时进行，所以在本实施方式中，在燃油切断中关闭全部的气缸的排气门34的情况下，通过打开规定的进气门32来做适当的泵功，以在燃油切断行驶中施加发动机制动。

图20(A)以及图20(B)是示意地表示本实施方式中进行的进气门32、排气门34的控制的图。如图20(A)以及图20(B)所示，本实施方式的内燃机10具有四个气缸(#1～#4)。四个气缸被串联配置，并按#1→#3→#4→#2的顺序进行爆发行程。图20(A)表示燃油切断中进行的排气门34的控制。另外，图20(B)表示燃油切断中进行的进气门32的控制。

如图20(A)所示，对于排气门34，在燃油切断中进行关闭全部的气缸的排气门34的控制。由此，可以隔断流向排气通路14的空气的流动，可以可靠地抑制因氧气供给过剩引起的催化剂42、44的恶化。另外，如图20(B)所示，对于进气门32，进行仅打开#1气缸、#2气缸的进气门32的控制。由此，如后边将要详细说明，在#1和#2气缸之间，可以产生空气往返于气缸间的泵功。因此，在减速时的燃油切断中可以产生发动机制动所提供的制动力。

下面，对在燃油切断中进行的这些控制进行详细说明。首先，对在燃油切断时关闭排气门34的控制进行说明。图21是表示驱动排气门34和进气门34的气门传动装置38的周边的构成的示意图。气门传动装置38驱动全部的气缸(#1、#2、#3、#4气缸)所具有的排气门38。此外，对进气门32以及气门传动装置36周边的构成后边叙述。在实施方式3中，也设为在内燃机10的各个气缸中具有两个进气门32和两个排气门34。

气门传动装置38具有：作为驱动源的电机116；作为传递电机116的旋转运动的传递机构的齿轮组118；将从齿轮组传递来的旋转运动变换成排气门34的直线的开关运动的凸轮轴120。电机116的旋转运动通过齿轮组118传递到凸轮轴120上。

如图21所示，凸轮轴120由凸轮轴120A和凸轮轴120B构成。如图21所示，凸轮轴120A被配置在#1、#2、#3气缸的排气门34的上部，并具有驱动#1、#2、#3气缸的各排气门34的六个凸轮64。另外，凸轮轴120B被配置在#4气缸的排气门34的上部，并具有驱动#4气缸的各排气门34的两个凸轮64。如图22所示，在凸轮轴120A的外周部，设有相对凸轮轴120A一体旋转的凸轮驱动齿轮62，

如图21所示，在各排气门34的上端设有挺杆34a。在凸轮轴120上设置的各凸轮64与挺杆34a接触，并通过压低挺杆34a来驱动各排气门34。

图22是详细地表示凸轮轴120的构成的示意图。与实施方式1的凸轮轴60相同，在凸轮轴120A的端部设有凸缘部66。同样在凸轮轴120B的端部设有凸缘部68。在凸轮轴120A的凸缘部66的中心处开设有孔67。另外，在凸轮轴120B的凸缘部68上，设有从其中心向凸轮轴120A突出的轴69。通过使轴69可旋转地相对孔67嵌合，并使凸缘部66和凸缘部68的端面彼此抵接，从而将凸轮轴120A和凸轮轴120B成为一体化。

图23(A)以及图23(B)是表示设置在凸轮轴120A、120B上的凸缘部66、68的端面的示意图。其中，图23(A)表示设置在凸轮轴120A上的凸缘部66的端面，图23(B)表示设置在凸轮轴120B上的凸缘部68的端面。

凸缘部66、68的端面的构成与图6(A)以及图6(B)中说明过的实施方式1的构成相同。即，凸缘部66具有基准面66A和突出面66B，在基准面66A和突出面66B的边界，设有阶梯差66C以及66D。同样，凸缘部68具有基准面68A和突出面68B，在基准面68A和突出面68B的边界，设有阶梯差68C以及68D。虽然在实施方式1、2中在一侧的凸缘部66的基准面66A上设有两个孔70、72，但在实施方式3中，在凸缘部66的基准面66A上仅设置一个孔70。此外，另外，如图23(B)所示，在凸缘部68的突出面68B上，设有一个定位销74。定位销74被设置为从突出面68B向凸轮轴120A侧突出。

在已连结凸轮轴120A和凸轮轴120B的状态下，而定位销74未插入到孔70中的状态下，可以使凸轮轴120A和凸轮轴120B相对旋转。于是，当定位销74插入到孔70中时，凸轮轴120A和凸轮轴120B的相对的旋转位置被固定。

图24(A)以及图24(B)是表示在连结了凸轮轴120A和凸轮轴120B的状态下，设置在凸轮轴120A上的凸轮64和设置在凸轮轴120B上的凸轮64之间的角度关系的示意图。另外，图24(A)以及图24(B)表示根据设置在凸轮轴120B上的凸轮64的角度位置，来使#4气缸的排气门34的扬程变化的情况。在此，图24(A)以及图24(B)表示从如图22中所示的箭头X方向看凸轮轴120的状态。其中，图24(A)表示将定位销74插入到孔70中的状态，图24(B)表示解除定位销74和孔70的卡合的状态。

图24(A)所示的状态被设定为在通常运行时(正转驱动模式或摇摆驱动模式)开关驱动进气门32的情况。在直列四气缸的内燃机10中，各气缸的爆发行程在曲柄转角每达到180°时进行。此外，由于凸轮轴120在曲轴每旋转两圈期间内就旋转一圈，且凸轮轴每旋转90°在各汽缸中进行爆发行程。因此，如图24(A)所示，在定位销74与孔70卡合的通常运行时的状态下，各气缸#1～#4的凸轮64被按#1→#3→#4→#2的顺序以90°的间隔配置。

如图24(A)所示，在将定位销74插入到孔70中的状态下，凸缘部66的阶梯差66C和凸缘部68的阶梯差68C抵接。因此，凸轮轴120A和凸轮轴120B的旋转位置，受到定位销74和孔70的卡合的限制，而且对于阶梯差66C和阶梯差68C向抵接的方向的相对的旋转，受到阶梯差66C和阶梯差68C的抵接的限制。

在图24(A)所示的状态下，在以90°的间隔配置的凸轮64中，设置在凸轮轴120B上的#4气缸用的凸轮64的凸轮尖位于朝下位置。由此，排气门34的护圈34a因#4气缸的凸轮64而被压低，#4气缸的排气门34以比最大扬程量稍小的扬程量发生扬程。另一方面，其它的气缸的凸轮64的凸轮尖位于横向或朝上的位置，其它的气缸的排气门34被关闭。

图24(B)是表示在图24(A)的状态下解除定位销74和孔70的卡合，并相对凸轮轴120A凸轮轴120B相对旋转的状态。此处，定位销74的驱动机构构成为与实施方式1、2相同，并且用与实施方式1、2相同的方法驱动定位销74。即，在图24(A)所示的状态下，从在凸轮轴120B上设置的油道79向油道77供给油。在图24(A)所示的状态下，油道77和设置在凸缘部66上的油道78的角度位置呈一致。因此，油从油道77经由油道78而向孔70中供给，其结果导致在孔70内充满油，定位销74因油压而被收纳。由此，可以解除定位销74和孔70的卡合。此外，即使在燃油切断中，由于曲轴47在旋转，所以仍可以利用油泵的驱动来向油道79中供给油。

如上所述，在图24(A)所示的状态下，#4气缸的排气门34以不足最大扬程的规定量来发生扬程。因此，在#4气缸的排气门34上，气门弹簧反作用力向关闭气门方向(图24(A)的向上方向)作用。如果在该状态下解除定位销74和孔70的卡合，则凸轮轴120B的旋转方向的限制消失，#4气缸的凸轮64从排气门34的护圈34a受到向上的力，而向图24(A)中的箭头Y方向旋转。由此，#4的排气门34被关闭。

图24(B)表示在排气门34关闭后，凸轮轴120B继续旋转，阶梯差66D和阶梯差68D抵接了的状态。阶梯差66D以及阶梯差68D被设置为，两者在抵接的状态下#3气缸用的凸轮和#4气缸用的凸轮的角度位置达到一致。由于在图24(A)的状态下，#1～#3气缸的排气门34已经被关闭，所以在解除了定位销74和孔70的卡合的图24(B)的状态下，可以关闭全部的气缸#1～#4的排气门34。

因此，在燃油切断中通过使凸轮轴120的角度位置以图24(A)所示的状态停止，并解除定位销74和孔70的卡合，就可以关闭全部气缸的排气门34。因此，可以抑制向催化剂40、42的氧气供给量过剩的情况发生，并可以可靠地抑制高温下的催化剂恶化。

此外，也可以在气门传动装置38上设置两个电机，而由各电机对两个凸轮轴120A、120B分别单独控制。此时，通过将凸轮轴120A、120B的角度位置设定为图24(B)的状态，也可以关闭全部气缸的排气门34。

下面，如图20(B)所示，对在燃油切断时仅打开规定的进气门32的控制进行说明。图25是表示进气门32、以及驱动进气门32的气门传动装置36的周边的构成的示意图，主要表示气缸头的周边的构成。如图25所示，气门传动装置36由两个装置(气门传动装置36G、气门传动装置36H)构成。气门传动装置36G驱动#2气缸和#3气缸所具有的进气门32。气门传动装置36H驱动#1气缸和#4气缸所具有的进气门32。

与实施方式1相同，气门传动装置36G、36H分别具有作为驱动源的电机50G、50H。电机50G的旋转驱动通过齿轮组52G传递到凸轮轴110A上。同样，电机5H的旋转驱动通过齿轮组52H传递到凸轮轴110B上。

如图25所示，将凸轮轴110A配置在#2、#3气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴110A上的四个凸轮64来开关驱动#2、#3气缸的各进气门32。另外，将凸轮轴110B以分割为两段的状态配置在#1、#4气缸的进气门32的上部，并利用设置在凸轮轴110B上的四个凸轮64来开关驱动#1、#4气缸的各进气门32。被分割成两段的凸轮轴110B由设置在凸轮轴110的中心的贯穿孔中所插通的连结构件110C来连接，而成为一体并进行旋转。此外，为了方便说明，在图25中表示的是凸轮轴110A和两个凸轮轴110B被分别分离了的状态。

如图25所示，在各进气门32的上端设有挺杆32a。在凸轮轴110A、110B上设置的各凸轮64与挺杆32a接触，并压低挺杆32a，由此来驱动各进气门32。

在这种进气门32侧的构成中，在本实施方式中，当用上述的方法关闭全部的气缸的排气门34时，通过改变凸轮轴110A和凸轮轴110B的相对的角度位置，仅将#1气缸和#2气缸的进气门32打开规定量。

由此，可以在#1和#2气缸之间进行气体交换，可以产生适当的泵功。此时，虽然#3气缸以及#4气缸的进气门32被关闭，但#3、#4气缸的进气门32关闭的正时，最好设定为#3、#4气缸的活塞44位于上止点和下止点的中间位置的正时。这是由于，在#3、#4气缸中排气门34已经被关闭，如果在活塞44位于下止点附近位置时关闭进气门32，则活塞44在向上止点上升时的空气的压缩量增多，阻力变大。同样，如果在活塞44位于上止点附近位置时关闭进气门32，则活塞44在向下止点下降时的负压增大，活塞44向下止点下降时的阻力变大。因此，通过在活塞44位于上止点和下止点的中间的正时关闭进气门32，可以在关闭进气门32后，最小限度地抑制随着活塞44的上下运动而产生的阻力。此外，由于#3气缸和#4气缸的相位相差180°，所以两者的气缸的活塞44可以同时位于上止点和下止点的中间位置。

图26是表示在#1气缸和#2气缸之间交换有气体的情况的示意图，表示从上侧看内燃机10以及进气通路12状态。如图26所示，进气通路12在稳压箱28的下游处分支而与各气缸(#1～#4)连接。由于各气缸的气缸(cylinder)通过稳压箱28连接，所以在全部关闭排气门34的状态下通过仅打开#1和#2气缸的进气门32，就可以在#1气缸的气缸和#2气缸的气缸之间进行气体交换。

即，如上所述，在四气缸的内燃机10中，由于是在曲柄转角每个180°时按#1→#3→#4→#2的顺序进行爆发工序，所以#1气缸和#2气缸中曲柄转角的相位错开180°。因此，当#1气缸的活塞44从下止点向上止点移动时，#2气缸的活塞44从上止点向下止点移动。此时，由于全部的气缸的排气门34以及#1、#2气缸的进气门32被关闭，所以通过#1气缸的活塞44的上升而从#1气缸的气缸内排出的空气，在进气通路12中逆流而被送入到稳压箱28中，且通过#2气缸的活塞44的下降而吸入到#2气缸的气缸内。

同样，当#2气缸的活塞44从下止点向上止点移动时，通过#2气缸的活塞44的上升而从#2气缸的气缸内排出的空气，在进气通路12中逆流而被送入到稳压箱28中，且通过#1气缸的活塞44的下降而吸入到#1气缸的气缸内。因此，通过仅打开相位错开了180°的#1气缸和#2气缸的进气门32，可以在#1气缸的气缸和#2气缸的气缸之间进行气体交换，可以产生泵功。

此时，通过使#1气缸的进气门32的扬程量和#2气缸的进气门32的扬程量相同，可以将从#1气缸排出的空气充分地吸入到#2气缸中，而且可以将从#2气缸排出的空气充分地吸入到#1气缸中。由此，可以抑制来自一个气缸的排出量比流向另一个气缸的吸入量更多的现象，可以抑制多余部分的空气向节流阀22侧逆流。而且，可以抑制一个气缸的吸入量比来自另一个气缸的排出量更多的现象，可以抑制因吸入量不足而在进气通路12中产生不必要的负压的现象。

泵功的发生量，在使#1和#2气缸的进气门32的扬程量相同的状态下，可以通过改变扬程量来调整。当减小进气门32的扬程量时，由于空气通过进气门32时的阻力变大，所以可以增大泵功。因此，可以增加由发动机制动所提供的制动力。另外，当增大进气门32的扬程量时，由于空气通过进气门32时的阻力变小，所以可以降低泵功。因此，可以减小由发动机制动所提供的制动力。因此，通过控制进气门32的扬程量，就可以在燃油切断中产生最佳的发动机制动。由此，例如通过根据车速的要求程度(制动脚踏板的操作量等)改变进气门32的扬程量，就可以控制发动机制动力。另外，在结束减速后，通过全部关闭#1、#2气缸的进气门32并关闭全部的气缸的进气门32，就能适当地降低泵功的量，并降低发动机制动力。

下面，基于图27的正时流程图，对上述的进气门32以及排气门34的控制方法进行说明。图27的横轴表示曲柄转角，图27表示各气缸(#1～#4)的进气门32的开气门区间(图27中用实线表示)和排气门34的开气门区间(图26中用虚线表示)。在四气缸的内燃机10中，由于按照#1→#3→#4→#2的顺序进行爆发行程，所以如图27所示，可按该顺序进行各气缸的进气门32、排气门34的开气门动作。

在图26中，θ0表示开始燃油切断的曲柄转角。当以曲柄转角为θ0时开始燃油切断时，接着在曲柄转角为θ1的位置上停止驱动进气门34的凸轮轴120的驱动。

曲柄转角为θ1的位置，与图24(A)所示的凸轮轴120的位置相对应，是#4气缸的排气门34刚成为最大扬程后的曲柄转角位置。即，当在曲柄转角为θ1的位置上停止凸轮轴120时，凸轮轴120的旋转位置将被设定在图24(A)的位置，成为#4气缸的排气门34以比最大扬程量稍小的规定量打开的状态。另外，其它气缸#1～#3的排气门34呈全部关闭的状态。

在曲柄转角为θ1时停止凸轮轴120的驱动后，向油道79供给油，将油供给到孔70中。由此，定位销74被驱动，解除定位销74和孔70的卡合。

由此，凸轮轴120B可相对于凸轮轴120A而相对地旋转，并通过#4气缸的排气门34的气门弹簧反作用力的作用，使得凸轮轴120B向图24(A)所示的箭头Y方向旋转。于是，凸轮轴120A和凸轮轴120B的相对的角度位置成为图24(B)所示的位置，#4气缸的排气门34被关闭。因此，全部的气缸的排气门34被关闭。

此外，在实际的控制中，当曲柄转角到达θ1时，由于凸轮轴120的驱动停止和定位销74的驱动大致被同时进行，所以凸轮轴120B瞬时旋转到图24(B)的状态。因此，如图26所示，可以在曲柄转角到达θ1的同时，关闭#4气缸的排气门34。

接着，进行将#1气缸和#2气缸的进气门32打开规定量的控制。如图27所示，在曲柄转角θ1的位置上#3气缸的进气门32打开。因此，在图27所示的曲柄转角为θ2的位置上#3气缸的进气门32关闭，进行停止凸轮轴110A的旋转的控制。

另外，在曲柄转角θ1以后，虽然#4气缸的进气门32开始扬程，但还是要在曲柄转角θ2的位置上关闭#4气缸的进气门32，进行停止凸轮轴110B的旋转的控制。如上所述，关闭#3、#4气缸的进气门32的正时，最好为#3、#4气缸的活塞44位于上止点和下止点的中间的位置。由此，在曲柄转角θ2以后，全部的气缸的进气门32被关闭。

在曲柄转角从θ2开始转过规定量，到达θ3时，进行将#1、#2气缸的进气门32打开规定量的控制。即，曲柄转角θ3以后，通过将凸轮轴110A设定在规定的角度位置，使#2气缸的进气门32以规定量进行扬程。此时，虽然在凸轮轴110A上设有#2气缸用的凸轮64和#3气缸用的凸轮64，但由于两个凸轮的相位错开90°，所以可以仅使#2气缸的进气门32进行扬程。

另外，曲柄转角θ3以后，通过设定凸轮轴110B在规定的角度位置，使#1气缸的进气门32以与#2气缸的进气门32相同的量进行扬程。两个凸轮轴110B通过连结构件110C而连接，并具有#1气缸用的凸轮64和#4气缸用的凸轮64，但由于两者的凸轮64的相位错开了90°，所以可以仅使#1气缸的进气门32进行扬程。

由此，可以仅使#2气缸的进气门32与#1气缸的进气门32以相同扬程量打开，可以产生泵功来施加发动机制动。

当燃油切断结束后，或当燃油切断中恢复正常运行时，对于排气门34利用电机116来驱动凸轮轴120A。由此，凸轮轴120A相对凸轮轴120B旋转，当定位销74和孔70的位置匹配时，通过弹簧76的作用力使定位销74插入到孔70中。由此，凸轮轴120A和凸轮轴120B被一体化，并通过由电机116驱动被一体化了的凸轮轴120A、120B，可以进行在正转驱动模式或摇摆驱动模式下的正常的运行。

另外，对于进气门，通过正常地驱动电机38G、38H，即可进行正转驱动模式下或摇摆驱动模式下的正常的运行。

如上所述，根据实施方式3，由于在燃油切断中关闭全部的气缸的排气门34，所以可以停止流向排气通路14的空气的流动。由此，可以停止向催化剂42、44的氧气供给，避免了对催化剂42、44的氧气供给过剩的情况。因此，可以可靠地抑制催化剂42、44的恶化。

另外，在燃油切断中关闭了全部的气缸的排气门34的情况下，由于以规定量仅打开曲柄转角的相位错开180°的两个气缸的进气门32，所以可以在两个气缸间通过进气通路12、稳压箱28来进行气体交换。由此，可以产生适当的泵功，可以在燃油切断运行中可靠地进行发动机制动所提供的制动。

此外，在实施方式3中，虽然在燃油切断中关闭全部的排气门34，并仅打开一部分的进气门32，但是也可以在燃油切断中关闭全部的进气门32，并仅打开一部分的排气门34。此时，也可以通过关闭全部的进气门32来隔断流向排气通路14的空气的流动，或通过仅打开一部分排气门34来产生发动机制动力。

Claims (20)

1.一种内燃机的气门传动装置，利用电机来开关驱动各气缸所具有的阀体，该内燃机的气门传动装置的特征在于，具备：

凸轮轴，其通过上述电机被旋转驱动，并具有用于驱动多个气缸的上述阀体的多个凸轮；

凸轮角度可变装置，其可改变通过同一电机被驱动的上述多个凸轮相互间的相对的角度位置。

2.根据权利要求1所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，

还具备控制装置，该控制装置在正转驱动模式和摇摆驱动模式之间切换模式来驱动上述电机，其中该正转驱动模式通过使上述凸轮轴向一个方向连续旋转来驱动上述阀体，该摇摆驱动模式通过摇摆上述凸轮轴来驱动上述阀体，

上述凸轮角度可变装置，在切换上述模式时，可改变上述凸轮的相对的角度位置。

3.根据权利要求2所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述凸轮轴具有用于驱动两个气缸的上述阀体的上述凸轮，该凸轮轴通过设有与一个气缸对应的上述凸轮的第一凸轮轴、和设有与另一个气缸对应的上述凸轮的第二凸轮轴的结合而构成，

上述凸轮角度可变装置，通过改变上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置，来改变设置于上述第一凸轮轴上的上述凸轮和设置于上述第二凸轮轴上的上述凸轮的相对的角度位置。

4.根据权利要求3所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，还具有角度固定装置，该角度固定装置被设置于上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的结合部，并在上述正转驱动模式与上述摇摆驱动模式的各个模式下，固定上述第一凸轮轴和上述第二凸轮轴的相对的角度位置。

5.根据权利要求4所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，

上述角度固定装置包括：设置于上述第一及第二凸轮轴中的一个的定位销；设置于上述第一及第二凸轮轴中的另一个、并与上述定位销卡合的第一及第二卡合孔，

上述角度固定装置，在上述正转驱动模式下，通过在上述第一卡合孔中卡合上述定位销，来固定上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置，

在上述摇摆驱动模式下，通过在上述第二卡合孔中卡合上述定位销，来固定上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置。

6.根据权利要求5所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，

具有定位销解除装置，该定位销解除装置通过向上述第一或第二卡合孔供给油来解除上述第一或第二卡合孔和上述定位销之间的卡合，

上述定位销解除装置包括油道，该油道根据上述第一凸轮轴与上述第二凸轮轴的相对的角度位置而仅与上述第一及第二卡合孔中的一个连通，

上述定位销解除装置，在上述正转驱动模式下，仅与上述第一卡合孔连通上述油道，在切换为上述摇摆驱动模式时，通过向上述油道供给油来解除上述第一卡合孔和上述定位销之间的卡合，

在上述摇摆驱动模式下，仅与上述第二卡合孔连通上述油道，在切换为上述正转驱动模式时，通过向上述油道供给油来解除上述第二卡合孔和上述定位销之间的卡合。

7.根据权利要求2至6的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述阀体为进气门，在从上述正转驱动模式向上述摇摆驱动模式切换上述模式时，上述阀体的开气门正时被向滞后角方向改变。

8.根据权利要求2至6的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述阀体为排气门，在从上述正转驱动模式向上述摇摆驱动模式切换上述模式时，上述阀体的开气门正时被向超前角方向改变。

9.根据权利要求2至8的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，具有油压间隙调节装置，该油压间隙调节装置对上述阀体和上述凸轮之间的间隙进行调整。

10.根据权利要求9所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，具有摇臂，该摇臂向上述阀体传递上述凸轮的作用力。

11.根据权利要求2至10的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述电机被配置于上述凸轮轴的长边方向的端部。

12.根据权利要求2至10的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述电机被配置于上述凸轮轴的上部。

13.根据权利要求1所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述内燃机是在车辆减速时进行燃料切断运行的机构，

上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置。

14.根据权利要求13所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述凸轮轴包括用于驱动进气门的进气门用凸轮轴和用于驱动排气门的排气门用凸轮轴，

上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的至少一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置。

15.根据权利要求14所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置，而且对于上述进气门用凸轮轴以及上述排气门用凸轮轴的另一个，将上述凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的上述阀体打开的位置。

16.根据权利要求15所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述凸轮角度可变装置，在上述燃料切断运行之时，对于上述排气门用凸轮轴，将上述凸轮的相对的角度位置改变为全部的气缸的上述阀体关闭的位置，并且对于上述排气门用凸轮轴，将上述凸轮的相对的角度位置改变为仅一部分的气缸的上述阀体打开的位置。

17.根据权利要求15或16所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述一部分的气缸是两个活塞向相反方向工作的气缸。

18.根据权利要求15或16所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述一部分的气缸是两个曲柄转角的相位错开了180°的气缸。

19.根据权利要求17或18所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，对于上述两个气缸，上述凸轮角度可变装置以使上述阀体的打开量相同的方式改变上述凸轮的相对的角度位置。

20.根据权利要求15至19的任意一项所述的内燃机的气门传动装置，其特征在于，上述凸轮角度可变装置，根据搭载有上述内燃机的车辆的车速的要求程度来使上述阀体的打开量变化。

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