JP2000130197A - Variable valve system - Google Patents

Variable valve system

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JP2000130197A
JP2000130197A JP30198098A JP30198098A JP2000130197A JP 2000130197 A JP2000130197 A JP 2000130197A JP 30198098 A JP30198098 A JP 30198098A JP 30198098 A JP30198098 A JP 30198098A JP 2000130197 A JP2000130197 A JP 2000130197A
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camshaft
cam
intake
exhaust
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秀樹 宮本
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the freedom of design, in a variable valve system, by shortening the overall length of an internal combustion engine for restraining the interference with the peripheral equipment. SOLUTION: Nonconstant velocity universal couplings 14, 44 for changing the valve characteristics are provided between the cam shafts 11, 41 on the intake side and on the exhaust side and cam lobes 12, 42, and an actuator 51 for drivingly controlling the nonconstant velocity couplings 14, 44 is provided to the end part on the same shaft of the exhaust side cam shaft 41; on the other hand, a position sensor 31 for detecting the rotational phase and for detecting the valve characteristic conditions is provided to the end part on the same shaft of the intake side camshaft 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
や排気弁を機関の運転状態に応じたタイミングで開閉制
御する場合に用いる可変動弁装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve system used for controlling the opening and closing of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine at a timing according to the operating state of the engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関の動弁系において、
吸排気弁の開閉タイミングや開放時間を変更できるよう
にした装置が各種提案されている。このような装置とし
ては、例えば、カムとカムシャフトとの間に不等速継手
を介装して、この不等速継手を通じてカムをカムシャフ
トに対して相対回転させながらカムをカムシャフトとは
異なる速度で回転させるようにして、バルブ開閉タイミ
ング及び開放時間を調整できるようにした装置が提案さ
れている。このようなものとして、特開平9−2800
24号公報に記載されたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a valve train of an internal combustion engine,
Various devices have been proposed in which the opening / closing timing and opening time of the intake / exhaust valve can be changed. As such a device, for example, a non-constant velocity joint is interposed between a cam and a camshaft, and the cam is rotated relative to the camshaft through the non-constant velocity joint, and the cam is disengaged from the camshaft. An apparatus has been proposed in which the valve is rotated at different speeds so that the valve opening / closing timing and the opening time can be adjusted. As such, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2800
No. 24 is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した可
変動弁装置では、各気筒のバルブ開閉タイミング及び開
放時間を同時に調整するためのアクチュエータが必要で
ある。また、吸気側と排気側の弁特性を制御するため
に、少なくとも一方の弁特性の状態を検出するセンサが
必要である。このため、上述した特開平9−28002
4号公報に記載された可変動弁機構では、このセンサが
一体に設けられたアクチュエータをカムシャフトの端部
に設けた構造となっている。
Incidentally, the above-described variable valve apparatus requires an actuator for simultaneously adjusting the valve opening / closing timing and the opening time of each cylinder. Further, in order to control the valve characteristics on the intake side and the exhaust side, a sensor for detecting the state of at least one of the valve characteristics is required. For this reason, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 9-28002
In the variable valve mechanism described in Japanese Patent Application Publication No. 4 (1994), an actuator in which this sensor is integrally provided is provided at an end of a camshaft.

【0004】ところが、この公報の可変動弁機構のよう
に、カムシャフトの端部にセンサが一体に設けられたア
クチュエータを装着すると、エンジンの全長が拡大して
エンジンルーム内の周辺機器と干渉し、設計の自由度が
狭くなってしまうという問題が発生する。特に、この構
造を排気量の大きいエンジンに適用した場合、上述した
問題が顕著に現れることとなる。
However, when an actuator having a sensor integrally provided at the end of the camshaft is mounted, as in the variable valve mechanism disclosed in this publication, the entire length of the engine is increased and interferes with peripheral devices in the engine room. However, there is a problem that the degree of freedom in design is reduced. In particular, when this structure is applied to an engine with a large displacement, the above-described problem will be prominent.

【0005】本発明は、このような問題を解決するもの
であって、内燃機関の全長を短縮して周辺機器との干渉
を抑制し、設計の自由度を拡大することができる可変動
弁装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a problem, and a variable valve train capable of shortening the total length of an internal combustion engine, suppressing interference with peripheral devices, and increasing the degree of freedom in design. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の可変動弁装置は、内燃機関の吸気側及び排
気側に回動自在に設けられてクランクシャフトから駆動
力が伝達される一対のカムシャフトと、前記吸気側及び
排気側のカムシャフトにそれぞれ設けられて吸気弁及び
排気弁の弁特性を変更する可変動弁手段と、前記吸気側
または排気側の何れか一方のカムシャフトの同軸上の端
部に設けられて前記吸気側または排気側の何れか一方の
可変動弁手段を駆動して一方の弁特性を変更する駆動手
段と、該駆動手段によって駆動される前記一方の可変動
弁手段の駆動力を他方の可変動弁手段に伝達する伝達手
段と、前記吸気側または排気側の他方のカムシャフトの
同軸上の端部に設けられて他方の弁特性状態を検出する
弁状態検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する
運転状態検出手段と、前記弁状態検出手段及び前記運転
状態検出手段の出力に基づいて前記駆動手段の作動を制
御する制御手段とを具えたことを特徴とするものであ
る。
A variable valve apparatus according to the present invention for achieving the above object is rotatably provided on an intake side and an exhaust side of an internal combustion engine, and receives a driving force from a crankshaft. A pair of camshafts, variable valve means respectively provided on the intake-side and exhaust-side camshafts to change valve characteristics of intake and exhaust valves, and one of the intake-side and exhaust-side cams A driving means provided at a coaxial end of a shaft for driving one of the variable valve operating means on the intake side and the exhaust side to change one valve characteristic, and the one driven by the driving means Transmitting means for transmitting the driving force of the variable valve operating means to the other variable valve operating means, and detecting the other valve characteristic state provided at the coaxial end of the other camshaft on the intake side or the exhaust side. Valve state detecting means Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine; and control means for controlling operation of the driving means based on outputs of the valve state detecting means and the operating state detecting means. Things.

【0007】従って、駆動手段を吸気側または排気側の
何れか一方のカムシャフトの同軸上の端部に設け、弁状
態検出手段を他方のカムシャフトの同軸上の端部に設け
たことで、カムシャフトの全長が長くならずに内燃機関
の全長を短縮することとなり、内燃機関と周辺機器との
干渉が抑制され、設計の自由度を拡大できる。
Accordingly, the drive means is provided at the coaxial end of either the intake side or the exhaust side camshaft, and the valve state detecting means is provided at the coaxial end of the other camshaft. The overall length of the internal combustion engine is shortened without increasing the overall length of the camshaft, so that interference between the internal combustion engine and peripheral devices is suppressed, and the degree of freedom in design can be increased.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0009】図1に本発明の一実施形態に係る可変動弁
装置の概略構成、図2に本実施形態の可変動弁装置によ
る可変動弁タイミング特性を示す。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a variable valve operating apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a variable valve timing characteristic of the variable valve operating apparatus of this embodiment.

【0010】内燃機関の各気筒には吸気弁及び排気弁が
設けられており、シリンダヘッドの上方にはこれらの吸
気弁及び排気弁をそれぞれ開閉駆動するための動弁機構
が設けられている。この動弁機構は吸気弁及び排気弁の
開閉タイミングや開放時間を変更できるようにした可変
動弁機構として構成されている。なお、以下に説明する
本実施形態にて、本発明の可変動弁装置を、内燃機関と
して各気筒に吸気2弁、排気2弁を有する4弁式直列4
気筒エンジンに適用して説明する。
[0010] Each cylinder of the internal combustion engine is provided with an intake valve and an exhaust valve. Above the cylinder head, a valve mechanism for opening and closing these intake and exhaust valves is provided. This valve operating mechanism is configured as a variable valve operating mechanism capable of changing the opening / closing timing and opening time of an intake valve and an exhaust valve. In the present embodiment described below, a variable valve operating device of the present invention is a four-valve in-line four-in-line engine having two intake valves and two exhaust valves in each cylinder as an internal combustion engine.
A description will be given by applying the present invention to a cylinder engine.

【0011】本実施形態の可変動弁装置において、図1
に示すように、図示しないシリンダヘッドには互いに平
行をなす吸気側カムシャフト11及び排気側カムシャフ
ト41が回転自在に支持されており、各カムシャフト1
1,41の端部にはそれぞれスプロケット61が固結さ
れ、この各スプロケット61とクランクシャフトとの間
にはプーリベルト62が掛け回されている。従って、ク
ランクシャフトからの回転運動がプーリベルト62及び
スプロケット61を介して各カムシャフト11,41に
伝達されるようになっている。
In the variable valve apparatus according to this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 1, an intake side camshaft 11 and an exhaust side camshaft 41, which are parallel to each other, are rotatably supported by a cylinder head (not shown).
Sprockets 61 are fixed to the ends of the sprockets 41, 41, and a pulley belt 62 is looped between each sprocket 61 and the crankshaft. Therefore, the rotational motion from the crankshaft is transmitted to each of the camshafts 11 and 41 via the pulley belt 62 and the sprocket 61.

【0012】吸気側カムシャフト11には各気筒に対応
して4つのカムローブ12が相対回転可能に装着され、
各カムローブ12にはそれぞれ一対のカム13が形成さ
れている。そして、カムシャフト11とカムローブ12
との間には、カムシャフト11の回転速度を不等速にカ
ムローブ12に伝達する可変動弁手段としての不等速継
手14が設けられている。一方、シリンダヘッドには吸
気ポートを開閉する一対の吸気バルブ15が各気筒に対
応して設けられ、各吸気バルブ15の上端部にはローラ
ロッカアーム16が配設されている。従って、カムシャ
フト11の回転速度が不等速継手14を介してカムロー
ブ12に不等速に伝達されると、カムローブ12のカム
13がローラロッカアーム16を介して吸気バルブ15
を上下動し、吸気ポートの開閉タイミングや開放時間を
変更して開閉できる。
Four cam lobes 12 are mounted on the intake camshaft 11 so as to be rotatable relative to each cylinder.
Each cam lobe 12 is formed with a pair of cams 13. Then, the camshaft 11 and the cam lobe 12
A non-constant velocity joint 14 as variable valve operating means for transmitting the rotational speed of the camshaft 11 to the cam lobe 12 at an irregular velocity is provided between the two. On the other hand, a pair of intake valves 15 for opening and closing intake ports are provided in the cylinder head for each cylinder, and a roller rocker arm 16 is provided at the upper end of each intake valve 15. Therefore, when the rotational speed of the camshaft 11 is transmitted at irregular speed to the cam lobe 12 through the irregular speed joint 14, the cam 13 of the cam lobe 12 is moved via the roller rocker arm 16 to the intake valve 15.
Can be opened and closed by changing the opening / closing timing and opening time of the intake port.

【0013】一方、排気側カムシャフト41にも同様に
各気筒に対応して4つのカムローブ42が相対回転可能
に装着され、各カムローブ42にはそれぞれ一対のカム
43が形成されている。そして、カムシャフト41とカ
ムローブ42との間には、カムシャフト11の回転速度
を不等速にカムローブ42に伝達する不等速継手44が
設けられている。一方、シリンダヘッドには排気ポート
を開閉する一対の排気バルブ45が各気筒に対応して設
けられ、各排気バルブ45の上端部にはローラロッカア
ーム46が配設されている。
On the other hand, four cam lobes 42 are similarly mounted on the exhaust side camshaft 41 corresponding to the respective cylinders so as to be relatively rotatable, and each of the cam lobes 42 is formed with a pair of cams 43. Further, between the camshaft 41 and the cam lobe 42, a non-constant velocity joint 44 for transmitting the rotation speed of the camshaft 11 to the cam lobe 42 at an irregular speed is provided. On the other hand, a pair of exhaust valves 45 for opening and closing an exhaust port are provided for each cylinder in the cylinder head, and a roller rocker arm 46 is provided at the upper end of each exhaust valve 45.

【0014】ここで、カムシャフト11,41、カムロ
ーブ12,42、不等速継手14,44等について詳細
に説明するが、吸気側と排気側はほぼ同様の構成となっ
ており、主に、吸気側の構成について説明し、排気側の
構成についての説明は省略する。
Here, the camshafts 11 and 41, the cam lobes 12 and 42, the non-constant velocity joints 14 and 44, etc. will be described in detail. The intake side and the exhaust side have substantially the same configuration. The configuration on the intake side will be described, and the description on the configuration on the exhaust side will be omitted.

【0015】吸気側カムシャフト11に相対回転可能に
装着されたカムローブ12には一対のカム13が形成さ
れると共に、一方のカム13に隣接してフランジ部17
が形成され、このフランジ部17には係合孔18が形成
されている。一方、カムシャフト11には偏心部19を
有する偏心制御ギヤ20が相対回転可能に装着され、こ
の偏心部19の外周には偏心リング21が相対回転可能
に装着されている。つまり、カムシャフト11の回転中
心O1 に対して、偏心リング21の回転中心O 2 が所定
量mだけ偏心するように両者が配設されることとなる。
そして、偏心リング21の一方の端面には互いに180
°対向した位置に切欠部22,23が形成されている。
The camshaft 11 on the intake side is rotatable relative to the camshaft 11.
A pair of cams 13 are formed in the mounted cam lobe 12.
And the flange portion 17
Is formed, and an engagement hole 18 is formed in the flange portion 17.
Have been. On the other hand, the camshaft 11 has an eccentric portion 19.
Eccentric control gear 20 is mounted so as to be relatively rotatable.
The eccentric ring 21 can rotate relative to the outer periphery of the eccentric part 19
It is attached to. That is, during rotation of the camshaft 11
Heart O1, The rotation center O of the eccentric ring 21 TwoIs prescribed
Both are arranged so as to be eccentric by the amount m.
Then, one end face of the eccentric ring 21 is 180
° Notches 22 and 23 are formed at opposing positions.

【0016】カムシャフト11におけるカムローブ12
と偏心リング21の間の位置には作動アーム24が固結
されており、径方向先端部には係合孔25が形成されて
いる。そして、作動アーム24の係合孔25には第1ス
ライダ26の基端部が嵌合し、第1スライダ26の先端
部は偏心リング21の一方の切欠部22に係合してい
る。また、カムローブ12のフランジ部17に形成され
た係合孔18には第2スライダ27の基端部が嵌合し、
第2スライダ27の先端部は偏心リング21の他方の切
欠部23に係合している。
Cam lobe 12 on camshaft 11
An operating arm 24 is fixed at a position between the eccentric ring 21 and the eccentric ring 21, and an engaging hole 25 is formed at a distal end in the radial direction. The base end of the first slider 26 is fitted into the engagement hole 25 of the operation arm 24, and the front end of the first slider 26 is engaged with one notch 22 of the eccentric ring 21. Further, the base end of the second slider 27 fits into the engagement hole 18 formed in the flange portion 17 of the cam lobe 12, and
The tip of the second slider 27 is engaged with the other notch 23 of the eccentric ring 21.

【0017】このようにカムシャフト11とカムローブ
12との間に、不等速継手14として偏心リング21や
作動アーム24や各スライダ26,27等が介装される
ことで、カムシャフト11の回転に対して偏心リング2
1及びカムローブ12が先行したり遅延したりする動作
を繰り返し、カムローブ12がカムシャフト11とは不
等速で回転するようになっている。
As described above, the eccentric ring 21, the operating arm 24, the sliders 26, 27, and the like are interposed between the camshaft 11 and the cam lobe 12 as the non-constant velocity joint 14, thereby rotating the camshaft 11. Eccentric ring 2 for
1 and the cam lobe 12 repeat the operation of leading or delaying, and the cam lobe 12 rotates at an uneven speed with respect to the camshaft 11.

【0018】また、カムシャフト11におけるスプロケ
ット61との反対側の端部には回転筒28が相対回転可
能に嵌合し、この回転筒28には伝達ギヤ29とコント
ロールギヤ30が装着されている。回転筒28の端部に
は弁状態検出手段としてのポジションセンサ31が取付
けられている。このポジションセンサ31は可変抵抗器
などから構成され、コントロールギヤ30の回転位相を
検出するものである。カムシャフト11に隣接してこの
カムシャフト11と平行をなすコントロールシャフト3
2がシリンダヘッドに回転自在に支持されている。この
コントロールシャフト32にはコントロールギヤ30に
噛み合う連結ギヤ33と各偏心制御ギヤ20に噛み合う
連結ギヤ34が取付けられている。
A rotary cylinder 28 is rotatably fitted to an end of the camshaft 11 opposite to the sprocket 61, and a transmission gear 29 and a control gear 30 are mounted on the rotary cylinder 28. . At the end of the rotary cylinder 28, a position sensor 31 as a valve state detecting means is attached. The position sensor 31 is composed of a variable resistor or the like, and detects the rotational phase of the control gear 30. A control shaft 3 adjacent to and parallel to the camshaft 11
2 is rotatably supported by the cylinder head. A connection gear 33 meshing with the control gear 30 and a connection gear 34 meshing with each eccentric control gear 20 are attached to the control shaft 32.

【0019】一方、排気側のカムシャフト41の端部に
は回転筒48が相対回転可能に嵌合し、この回転筒48
には伝達ギヤ49とコントロールギヤ50が装着されて
いる。回転筒48の端部には駆動手段としてのアクチュ
エータ51が取付けられている。このアクチュエータ5
1は油圧式アクチュエータであって、図示しない油圧供
給装置のコントロールバルブ制御して作動油の供給状態
を調整することにより、コントロールギヤ50を往復回
転駆動するものである。カムシャフト41に隣接してこ
のカムシャフト41と平行をなすコントロールシャフト
52がシリンダヘッドに回転自在に支持されている。こ
のコントロールシャフト52にはコントロールギヤ50
に噛み合う連結ギヤ53と各偏心制御ギヤ47に噛み合
う連結ギヤ54が取付けられている。
On the other hand, a rotary cylinder 48 is fitted to the end of the camshaft 41 on the exhaust side so as to be relatively rotatable.
Is mounted with a transmission gear 49 and a control gear 50. An actuator 51 as a driving means is attached to an end of the rotary cylinder 48. This actuator 5
Reference numeral 1 denotes a hydraulic actuator, which reciprocates the control gear 50 by controlling the control valve of a hydraulic supply device (not shown) to adjust the supply state of the hydraulic oil. A control shaft 52 adjacent to and parallel to the camshaft 41 is rotatably supported by the cylinder head. This control shaft 52 has a control gear 50
And a connecting gear 54 meshing with each eccentricity control gear 47 are attached.

【0020】そして、排気側の伝達ギヤ49と吸気側の
伝達ギヤ29との間には、伝達手段として互いに噛み合
う複数のギヤからなる伝達ギヤ機構63が介装されてい
る。従って、アクチュエータ51を駆動して排気側の回
転筒48が回動すると、コントロールギヤ50及び連結
ギヤ53を介してコントロールシャフト52を回動する
と共に、伝達ギヤ49、伝達ギヤ機構63、伝達ギヤ2
9を介して回転筒28を回動し、更に、コントロールギ
ヤ30及び連結ギヤ33を介してコントロールシャフト
32を回動することができ、このとき、ポジションセン
サ31がコントロールギヤ30の回転位相を検出する。
Between the transmission gear 49 on the exhaust side and the transmission gear 29 on the intake side, a transmission gear mechanism 63 composed of a plurality of gears meshing with each other is disposed as transmission means. Therefore, when the actuator 51 is driven to rotate the exhaust-side rotary cylinder 48, the control shaft 52 is rotated via the control gear 50 and the connection gear 53, and the transmission gear 49, the transmission gear mechanism 63, and the transmission gear 2 are rotated.
9, the control cylinder 32 can be rotated via the control gear 30 and the connecting gear 33. At this time, the position sensor 31 detects the rotational phase of the control gear 30. I do.

【0021】ここで、本実施形態の可変動弁装置の動
作、つまり、カムシャフト11の回転位相(カムシャフ
ト回転角)に対する偏心リング21やカムローブ12の
回転位相を説明し、バルブ開閉タイミング及び開放期間
の変更について具体的に説明する。なお、ここでは、吸
気側についてのみ説明する。
Here, the operation of the variable valve apparatus of this embodiment, that is, the rotation phase of the eccentric ring 21 and the cam lobe 12 with respect to the rotation phase of the camshaft 11 (camshaft rotation angle) will be described, and the valve opening / closing timing and opening will be described. The change of the period will be specifically described. Here, only the intake side will be described.

【0022】図2に示すように、カムシャフト角度が0
°にあって、カムシャフト11の回転中心O1 に対して
偏心リング21の回転中心O2 が下方に偏心した低速位
置にあるとき、カムローブ12と作動アーム24と偏心
リング21とを連結する2つのスライダ26,27は回
転中心O1 ,O2 を通る直線上にある。まず、この位置
からカムシャフト11が時計回り方向に回転して90°
まで回転すると、カムシャフト11の回転角θA よりも
偏心リング21の回転角θB がθL だけ小さくなり、カ
ムローブ12のカム13にはφL だけ遅れが発生するこ
とで、カムシャフト11の回転よりもカム13は低速回
転となる。
As shown in FIG. 2, the camshaft angle is 0
In the °, when the rotation center O 2 of the eccentric ring 21 with respect to the rotation center O 1 of the camshaft 11 is in the low speed position eccentric downward, to connect the cam lobe 12 and the actuating arm 24 and the eccentric ring 21 2 The two sliders 26 and 27 are on a straight line passing through the rotation centers O 1 and O 2 . First, the camshaft 11 rotates clockwise from this position to 90 °.
The rotation angle θ B of the eccentric ring 21 becomes smaller than the rotation angle θ A of the cam shaft 11 by θ L , and the cam 13 of the cam lobe 12 is delayed by φ L, so that the cam shaft 11 The cam 13 rotates at a lower speed than the rotation.

【0023】次に、カムシャフト11が90°から18
0°まで回転すると、カムシャフト11の回転角θA
りも偏心リング21の回転角θC が大きくなり、カムシ
ャフト11の回転よりもカム13は高速回転となる。
Next, the camshaft 11 is moved from 90 ° to 18 °.
When rotated to 0 °, the rotation angle θ C of the eccentric ring 21 becomes larger than the rotation angle θ A of the cam shaft 11, and the cam 13 rotates at a higher speed than the rotation of the cam shaft 11.

【0024】更に、カムシャフト11が180°から2
70°まで回転すると、カムシャフト11の回転角θA
よりも偏心リング21の回転角θD がθF だけ大きくな
り、カムローブ12のカム13にはφF だけ進みが発生
することで、カムシャフト11の回転よりもカム13は
高速回転となる。
Further, when the camshaft 11 is moved from 180 ° to 2
When rotated to 70 °, the rotation angle θ A of the camshaft 11
The rotation angle θ D of the eccentric ring 21 becomes larger by θ F than that of the cam shaft 11 and the cam 13 of the cam lobe 12 is advanced by φ F, so that the cam 13 rotates at a higher speed than the rotation of the cam shaft 11.

【0025】そして、カムシャフト11が270°から
360°(=0°)まで回転すると、カムシャフト11
の回転角θA よりも偏心リング21の回転角θE が小さ
くなり、カムシャフト11の回転よりもカム13は低速
回転となる。
When the camshaft 11 rotates from 270 ° to 360 ° (= 0 °), the camshaft 11
The rotation angle θ E of the eccentric ring 21 becomes smaller than the rotation angle θ A of the cam shaft 11, and the cam 13 rotates at a lower speed than the rotation of the cam shaft 11.

【0026】このような構成により、カムシャフト11
に対してカムローブ12を先行させたり遅延させたりす
ることで、カムシャフト11が不等速で回転することが
できる。即ち、前述したように、カムシャフト11が0
°から90°まで回転するときに、カム13に遅れが発
生すると吸気バルブ15の開弁タイミングが遅れ、カム
シャフト11が180°から270°まで回転するとき
に、カム13に進みが発生すると吸気バルブ15の閉弁
タイミングが早まるため、開放時間が短くなる。
With such a configuration, the camshaft 11
By moving the cam lobe 12 ahead or behind, the camshaft 11 can rotate at an irregular speed. That is, as described above, the camshaft 11
When the cam 13 is delayed when rotating from 90 ° to 90 °, the valve opening timing of the intake valve 15 is delayed. When the camshaft 11 rotates from 180 ° to 270 °, the advance of the cam 13 causes the intake air to be taken. Since the closing timing of the valve 15 is advanced, the opening time is shortened.

【0027】ところで、カムシャフト11に対するカム
ローブ12(カム13)の位相のずれ方は、カムシャフ
ト11の回転中心O1 に対する偏心リング21の回転中
心O 2 の位置を変えることで変更することができる。つ
まり、アクチュエータ51を駆動して排気側の回転筒4
8、コントロールギヤ50、連結ギヤ53を介してコン
トロールシャフト52を回動すると共に、伝達ギヤ4
9、伝達ギヤ機構63、伝達ギヤ29、回転筒28、コ
ントロールギヤ30、連結ギヤ33を介してコントロー
ルシャフト32を回動すると、各連結ギヤ34,54を
介して各偏心制御ギヤ20,47を回動し、偏心制御ギ
ヤ20,47と一体の偏心部19が回動して偏心リング
21を移動し、カムシャフト11の回転中心O1 に対す
る偏心リング21の回転中心O2 の位置を変えることが
できる。
By the way, the cam for the camshaft 11
The phase shift of the lobe 12 (cam 13) is determined by the camshaft.
Rotation center O of G111The eccentric ring 21 is rotating
Heart O TwoCan be changed by changing the position of. One
In other words, the actuator 51 is driven to rotate the rotating cylinder 4 on the exhaust side.
8, through the control gear 50 and the connecting gear 53,
While rotating the trolley shaft 52, the transmission gear 4
9, transmission gear mechanism 63, transmission gear 29, rotary cylinder 28,
Control gear 30 and control gear 33
When the shaft 32 is rotated, the connecting gears 34 and 54
The eccentricity control gears 20 and 47 are rotated through the eccentricity control gears.
The eccentric part 19 integrated with the gears 20 and 47 rotates to form an eccentric ring.
21 and the rotation center O of the camshaft 111Against
Center O of the eccentric ring 21TwoCan change the position of
it can.

【0028】そして、図2に示すように、カムシャフト
角度が0°にあって、カムシャフト11の回転中心O1
に対して偏心リング21の回転中心O2 が上方に偏心し
た高速位置にある位置から、カムシャフト11が90°
まで回転すると、カムシャフト11に対してカム13に
進みφF が発生することで、カムシャフト11の回転よ
りもカム13は高速回転となる。次に、カムシャフト1
1が90°から180°まで回転するとき、カム13は
低速回転となる。更に、カムシャフト11が180°か
ら270°まで回転すると、カムシャフト11に対して
カム13に遅れφL が発生することで、カムシャフト1
1の回転よりもカム13は低速回転となる。そして、カ
ムシャフト11が270°から360°(=0°)まで
回転するとき、カム13は高速回転となる。
Then, as shown in FIG. 2, when the camshaft angle is 0 °, the rotation center O 1 of the camshaft 11 is set.
From the position where the rotation center O 2 of the eccentric ring 21 is eccentric upward at a high speed position,
When the cam shaft 11 rotates, the cam 13 advances to the cam 13 to generate φ F , so that the cam 13 rotates at a higher speed than the rotation of the cam shaft 11. Next, the camshaft 1
When 1 rotates from 90 ° to 180 °, the cam 13 rotates at a low speed. Further, when the camshaft 11 rotates from 180 ° to 270 °, a delay φ L is generated in the cam 13 with respect to the camshaft 11, so that the camshaft 1
The rotation speed of the cam 13 is lower than that of the first rotation. Then, when the camshaft 11 rotates from 270 ° to 360 ° (= 0 °), the cam 13 rotates at high speed.

【0029】このような構成により、カムシャフト11
が0°から90°まで回転するときに、カム13に進み
が発生すると吸気バルブ15の開弁タイミングが早ま
り、カムシャフト11が180°から270°まで回転
するときに、カム13に遅れが発生すると吸気バルブ1
5の閉弁タイミングが遅れるため、開放時間が長くな
る。
With such a configuration, the camshaft 11
When the rotation of the camshaft rotates from 0 ° to 90 ° and the advance of the cam 13 occurs, the valve opening timing of the intake valve 15 is advanced, and when the camshaft 11 rotates from 180 ° to 270 °, the cam 13 is delayed. Then intake valve 1
Since the valve closing timing of No. 5 is delayed, the opening time becomes long.

【0030】このような吸気バルブ15の開閉タイミン
グ及び開放時間の変更は、制御手段としての電子制御ユ
ニット(ECU)71によって制御されるものであり、
このECU71は、運転状態検出手段としてのクランク
角センサやスロットルポジションセンサ等の出力(N
e,TPS等)と、ポジションセンサ31が検出したコ
ントロールギヤ30の回転位相に基づいてアクチュエー
タ51を駆動制御することで行う。
The change of the opening / closing timing and the opening time of the intake valve 15 is controlled by an electronic control unit (ECU) 71 as control means.
The ECU 71 outputs an output (N) of a crank angle sensor, a throttle position sensor, and the like as operating state detecting means.
e, TPS, etc.) and the drive control of the actuator 51 based on the rotational phase of the control gear 30 detected by the position sensor 31.

【0031】そして、本実施形態では、吸気側のカムシ
ャフト11の端部に弁特性(吸気バルブ15の開閉タイ
ミング及び開放時間)を検出するポジションセンサ31
を設け、排気側のカムシャフト51の端部に弁特性(吸
気バルブ15の開閉タイミング及び開放時間)を変更す
るアクチュエータ51を設けている。従って、エンジン
の全長が拡大せずに、ポジションセンサ31やアクチュ
エータ51などがエンジンルーム内の周辺機器と干渉す
ることはなく、設計の自由度を拡大できる。特に、この
本実施形態の構造を排気量の大きいエンジンに適用した
場合、上述した効果が顕著に現れることとなる。
In this embodiment, a position sensor 31 for detecting valve characteristics (opening / closing timing and opening time of the intake valve 15) is provided at an end of the camshaft 11 on the intake side.
And an actuator 51 for changing valve characteristics (opening / closing timing and opening time of the intake valve 15) is provided at an end of the camshaft 51 on the exhaust side. Therefore, the overall length of the engine does not increase, and the position sensor 31 and the actuator 51 do not interfere with peripheral devices in the engine room, and the degree of freedom in design can be increased. In particular, when the structure according to the present embodiment is applied to an engine having a large displacement, the above-described effects are remarkably exhibited.

【0032】また、吸気側のカムシャフト11にポジシ
ョンセンサ31を設けたことで、吸気系の各機構の動作
を精度良く検出して制御することができ、高出力を確保
することができる。
Further, the provision of the position sensor 31 on the camshaft 11 on the intake side makes it possible to accurately detect and control the operation of each mechanism of the intake system, thereby ensuring a high output.

【0033】なお、上述の実施形態では、吸気側のカム
シャフト11にポジションセンサ31を設け、排気側の
カムシャフト41にアクチュエータ51を設けている
が、本実施形態とは逆に、吸気側のカムシャフト11に
アクチュエータ51を設け、排気側のカムシャフト41
にポジションセンサ31を設けるようにしてもよい。こ
の場合、排気弁側の各機構の動作を精度良く検出できる
ため、燃焼室内に残留する内部EGRの正確な制御や排
気弁の開弁時期制御による排ガス温度の調整が可能とな
り、低エミッション化が図れるという効果がある。ま
た、上述の実施形態で、本発明の可変動弁装置を4弁式
直列4気筒エンジンに適用したが、エンジン形式はこの
エンジンに限らず、例えば、V型6気筒エンジンに適用
してもよい。
In the above embodiment, the position sensor 31 is provided on the camshaft 11 on the intake side, and the actuator 51 is provided on the camshaft 41 on the exhaust side. However, contrary to the present embodiment, the position sensor 31 is provided on the intake side. An actuator 51 is provided on the camshaft 11, and the camshaft 41 on the exhaust side is provided.
May be provided with a position sensor 31. In this case, since the operation of each mechanism on the exhaust valve side can be detected with high accuracy, it is possible to accurately control the internal EGR remaining in the combustion chamber and adjust the exhaust gas temperature by controlling the opening timing of the exhaust valve. There is an effect that can be achieved. In the above-described embodiment, the variable valve apparatus of the present invention is applied to a four-valve in-line four-cylinder engine. However, the engine type is not limited to this engine, and may be applied to, for example, a V-type six-cylinder engine. .

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように、本発明の可変動弁装置によれば、カムシャフト
の全長が長くならずに内燃機関の全長を短縮することと
なり、内燃機関と周辺機器との干渉を抑制することで設
計の自由度を拡大することができる。
As described in detail in the above embodiments, according to the variable valve operating device of the present invention, the overall length of the internal combustion engine is shortened without increasing the overall length of the camshaft. By suppressing interference with peripheral devices, the degree of freedom in design can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る可変動弁装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a variable valve apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の可変動弁装置による可変動弁タイ
ミング特性を表す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating variable valve timing characteristics of the variable valve apparatus of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 吸気側カムシャフト 12 カムローブ 13 カム 14 不等速継手(可変動弁手段) 15 吸気バルブ 21 偏心リング 24 作動アーム 26 第1スライダ 27 第2スライダ 31 ポジションセンサ(弁状態検出手段) 41 排気側カムシャフト 42 カムローブ 43 カム 44 不等速継手(可変動弁手段) 45 排気バルブ 51 アクチュエータ(駆動手段) 63 伝達ギヤ機構(伝達手段) 71 電子制御ユニット、ECU(制御手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Intake side camshaft 12 Cam lobe 13 Cam 14 Variable velocity joint (variable valve operating means) 15 Intake valve 21 Eccentric ring 24 Operating arm 26 First slider 27 Second slider 31 Position sensor (Valve state detecting means) 41 Exhaust side cam Shaft 42 Cam lobe 43 Cam 44 Variable velocity joint (variable valve means) 45 Exhaust valve 51 Actuator (Drive means) 63 Transmission gear mechanism (Transmission means) 71 Electronic control unit, ECU (Control means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の吸気側及び排気側に回動自在
に設けられてクランクシャフトから駆動力が伝達される
一対のカムシャフトと、前記吸気側及び排気側のカムシ
ャフトにそれぞれ設けられて吸気弁及び排気弁の弁特性
を変更する可変動弁手段と、前記吸気側または排気側の
何れか一方のカムシャフトの同軸上の端部に設けられて
前記吸気側または排気側の何れか一方の可変動弁手段を
駆動して一方の弁特性を変更する駆動手段と、該駆動手
段によって駆動される前記一方の可変動弁手段の駆動力
を他方の可変動弁手段に伝達する伝達手段と、前記吸気
側または排気側の他方のカムシャフトの同軸上の端部に
設けられて他方の弁特性状態を検出する弁状態検出手段
と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、前記弁状態検出手段及び前記運転状態検出手段の
出力に基づいて前記駆動手段の作動を制御する制御手段
とを具えたことを特徴とする可変動弁装置。
1. A pair of camshafts rotatably provided on an intake side and an exhaust side of an internal combustion engine to transmit a driving force from a crankshaft, and provided on a camshaft on the intake side and an exhaust side, respectively. A variable valve means for changing valve characteristics of an intake valve and an exhaust valve; and one of the intake side and the exhaust side provided at a coaxial end of one of the camshafts on the intake side and the exhaust side. A driving means for driving one variable valve means to change one valve characteristic, and a transmission means for transmitting a driving force of the one variable valve means driven by the driving means to the other variable valve means. A valve state detecting means provided at a coaxial end of the other camshaft on the intake side or the exhaust side to detect the other valve characteristic state, and an operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine; , The valve status inspection Control means for controlling the operation of the driving means based on the output of the output means and the operation state detecting means.
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