JP2000303812A - 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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Abstract
ロッドと揺動カムとの間のロックを防止して機関弁の円
滑な開閉作動を得る。 【解決手段】 外周に駆動カム15が固定された駆動軸
13と、該駆動軸15の外周に揺動自在に設けられて、
バルブリフター16を介して吸気弁12を開閉作動させ
る揺動カム17とを備えている。駆動カムの回転力をリ
ンクアーム24及びリンクロッド25を介して揺動カム
に伝達するロッカアーム23の揺動支点を制御軸32に
固定された制御カム33の回転によって行い、吸気弁の
バルブリフト量を可変制御する。前記制御軸の周方向の
所定位置に軸受14に設けられた第1ストッパ突部42
と、該第1ストッパ突部と共働して制御軸の過回転を規
制するストッパピン41とからなる第1規制機構40を
設けた。
Description
弁や排気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて可
変にできる内燃機関の可変動弁装置に関する。
本出願人が先に出願した例えば特願平9−305120
号に記載されたものがある。
可変動弁装置は、吸気弁側に適用されたもので、クラン
ク軸の回転に同期して回転する駆動軸51の外周に、軸
心Yが駆動軸51の軸心Xから偏心した駆動カム52が
固設されていると共に、駆動カム52の回転力が多節リ
ンク状の伝達機構を介して伝達されて、吸気弁53の上
端部に有するバルブリフター54の上面をカム面55が
摺接して吸気弁53を開閉作動させる揺動カム56を有
している。この揺動カム56は、基端部に形成された保
持孔56aを介して駆動軸51の外周面に揺動自在に支
持されている。
置されて、後述の制御軸57に制御カム64を介して揺
動自在に支持されたロッカアーム58と、円環状の一端
部59aが駆動カム52の外周面に嵌合しかつ他端部5
9bがロッカアーム58の一端部58aにピン60を介
して回転自在に連結されたリンクアーム59と、一端部
61aがロッカアーム58の他端部58bにピン62を
介して回転自在に連結され、他端部61bが前記揺動カ
ム56の端部にピン63を介して回転自在に連結された
リンクロッド61とから構成されている。
P1が制御軸57の軸心P2から所定量偏心した制御カ
ム64が固定されている。この制御カム64は、ロッカ
アーム58のほぼ中央に穿設された支持孔58c内に回
転自在に嵌入保持されて、その回転位置に応じてロッカ
アーム58の揺動支点を変化させて、揺動カム56のカ
ム面55のバルブリフター54上面に対する転接位置を
変化させて、吸気弁53のバルブリフトを可変制御する
ようになっている。
域である場合は、図外のアクチュエータが制御軸57を
介して制御カム64を一方向へ回転させて、制御カム6
4を同方向へ回転させるため、ロッカアーム58の揺動
支点が駆動軸51に近づく方向に移動する。これによ
り、揺動カム56は、リンクロッド61などによって端
部56aが押し下げられて、バルブリフター54上面の
当接位置がリフト部55c側に移動するため、吸気弁5
3のバルブリフト特性が最大となるように制御される。
図外のアクチュエータによって制御軸57を他方向へ回
転させて、制御カム64も同方向へ回転させることによ
り、図15に示すようにロッカアーム58の揺動支点位
置を駆動軸より離れる方向へ移動させる。これにより、
ロッカアーム58とリンクロッド61との枢支点が上方
に移動して揺動カム56のカムノーズ部側の端部56a
を引き上げ、これによって揺動カム56のバルブリフタ
ー54上面上の当接位置がリフト部55cから離れる方
向に移動する。したがって、吸気弁53は、そのバルブ
リフト特性が最小となるように制御される。
出力の向上など機関性能を十分に発揮させることができ
る。
願に係る可変動弁装置にあっては、制御カム64の回転
位置に応じてロッカアーム58の揺動支点を変化させる
ことによりバルブリフト特性を大小可変にすることがで
きるものの、制御軸57の回転位置制御による制御カム
64を介したロッカアーム58の揺動姿勢、特に揺動カ
ム56とリンクロッド61との作動姿勢の不具合点につ
いては十分に考慮されていなかった。
制御時には、制御軸57の回転位置によって制御カム6
4の肉厚部64aが駆動軸51に接近する位置に回動制
御されて、前述のようにロッカアーム58の揺動支点も
駆動軸51に近づく方向に移動するため、吸気弁53の
開閉作動中におけるロッカアーム58の他端部58bと
リンクロッド61の一端部61aとを連結するピン62
の軸心Z1と、リンクロッド61の他端部61bと揺動
カム56とを連結するピン63の軸心Z2とを結ぶ直線
Q1と、揺動カム56の枢支点(駆動軸51の軸心X)
と前記ピン63の軸心Z2を結ぶ直線Q2との間の開き
角度θは十分に小さくなって屈曲状になっている。
は、制御カム64の肉厚部64aが図示のように駆動軸
51から離間してロッカアーム58の揺動支点も駆動軸
51から離れる方向へ移動するため、揺動カム56が最
上方に跳ね上がったときにおける前記両ピン62,63
間を結ぶ直線Q1と駆動軸51の軸心Xとピン63を結
ぶ直線Q2との間の開き角度θが大きくなってほぼ直線
に近い角度に伸びて、揺動カム56とリンクロッド61
との間がロック状態になるおそれがある。
ロック原因を、図15に基づいて簡単に解析すると、揺
動カムが最上方位置から下方向に図中右回りに回動しよ
うとする際に、揺動カム56に加わる力をFとすると、
揺動カム56の枢支点(駆動軸の軸心X)の図中右回り
のモーメントM1は、F×L(軸心XからベクトルFへ
降ろした垂線の長さ)の式によって表される。これに対
する反力は、FnとμFn(μは摩擦係数)に分力され
る。そして、μFnによるX点の左回りのモーメントM
2は、μFn×rの式で表される(rは揺動カム56の
保持孔56a半径)。
(M2)との力関係は両直線Q1,Q2間の開き角度θ
によって左右され、この開き角度θが小さい場合は、モ
ーメントM1よりもM2の方が小さくなるので揺動カム
56とリンクロッド61の円滑な回動が得られるもの
の、開き角度θが大きくなり、ほぼ180°近くになる
とモーメントM1よりもM2の方が大きくなるため、揺
動カム56がリンクロッド61により円滑に押し下げら
れない現象、すなわち、両者56,61間のロック現象
が発生し易くなるのである。この結果、揺動カム56が
最上方位置から下方に回動を開始する際、リンクロッド
61と揺動カム56の円滑な回動が阻害されてしまうと
いった問題を招来する。なお、前記Fは、揺動カム56
の慣性トルクの反力として発生するものである。
る可変動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求
項1記載の発明は、機関のクランク軸に同期して回転
し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、該駆動軸に
揺動自在に支持されて、機関弁をバルブリフターを介し
て開閉作動させる揺動カムと、一端部が前記駆動カムに
機械的に連係し、他端部がリンクロッドを介して揺動カ
ムに連係したロッカアームと、機関運転状態に応じて前
記ロッカアームの揺動支点を変化させる可変機構とを備
え、前記ロッカアームの揺動支点の変化に応じて揺動カ
ムのカム面のバルブリフター上面に対する当接位置を変
化させて機関弁のバルブリフトを可変にする内燃機関の
可変動弁装置において、機関弁のバルブリフト制御中に
おける前記支軸の軸心と揺動カムとリンクロッドが連結
された第1枢支点とを結ぶ直線と、前記第1枢支点とリ
ンクロッドとロッカアームが連結された第2枢支点とを
結ぶ直線との間の開き角度を所定角度以下に規制する規
制機構を設けたことを特徴としている。
前記ロッカアームを制御カムを介して揺動自在に支持す
る可変機構の制御軸の一方向の最大回転位置を規制する
ストッパ部材によって構成したことを特徴としている。
と揺動カムとの間に、前記規制機構によって規制される
開き角度よりも大きな開き角度位置を規制する第2の規
制機構を設けたことを特徴としている。
機構が、前記揺動カムのカム面に有するベースサークル
領域の延長部位に突起部を設けてなり、前記可変機構に
よる最小リフト制御時の機関弁の最大開度時において、
前記突起部がバルブリフター上面を介してバルブスプリ
ングのばね反力を受けて前記両直線間の開き角度を所定
角度以下に規制することを特徴としている。
記カム面のベースサークル端縁から漸次立ち上がるテー
パ面に形成したことを特徴としている。
面の幅方向のほぼ中央位置に形成すると共に、カム面の
幅長よりも小さく形成したことを特徴としている。
ースサークル域から前記突部まで揺動した際に、気筒内
への燃料供給を停止する制御回路を設けたことを特徴と
している。
施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態の可変
動弁装置は、1気筒あたり2つの吸気弁を備えた内燃機
関に適用したものを示している。
4に示すようにシリンダヘッド11に図外のバルブガイ
ドを介して摺動自在に設けられ、バルブスプリング12
a,12aのばね力により閉弁方向に付勢された一対の
吸気弁12,12と、シリンダヘッド11上部の軸受1
4に回転自在に支持された中空状の駆動軸13と、該駆
動軸13に圧入等により固設された駆動カム15と、駆
動軸13の外周面13aに揺動自在に支持されて、各吸
気弁12,12の上端部に配設されたバルブリフター1
6,16の上面16a,16aに摺接して各吸気弁1
2,12を開作動させる一対の揺動カム17,17と、
駆動カム15と揺動カム17,17との間に連係され
て、駆動カム15の回転力を揺動カム17,17の揺動
力(開弁力)として伝達する伝達機構18と、該伝達機
構18の作動位置を可変にする可変機構19とを備えて
いる。
配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動
スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミ
ングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が
伝達されており、この回転方向は図1中反時計方向に設
定されている。
端部に設けられて駆動軸13の上部を支持するメインブ
ラケット14aと、該メインブラケット14aの上端部
に設けられて後述する制御軸32を回転自在に支持する
サブブラケット14bとを有し、両ブラケット14a,
14bが一対のボルト14c,14cによって共締め固
定されている。
に、ほぼ円環状のカム本体15aと、該カム本体15a
の外端面に一体に設けられた筒状部15bとからなり、
内部軸方向に駆動軸挿通孔15cが貫通形成されている
と共に、カム本体15aの軸心Yが駆動軸13の軸心X
から径方向へ所定量だけオフセットしている。また、こ
の駆動カム15は、駆動軸13に対し、前記両バルブリ
フター16,16に干渉しない両外側に駆動軸挿通孔1
5cを介して圧入固定されていると共に、カム本体15
aの外周面15dが偏心円のカムプロフィールに形成さ
れている。
状に形成され、シリンダヘッド11の保持孔内に摺動自
在に保持されていると共に、前記揺動カム17、17が
摺接する各上面16a、16aが平坦状に形成されてい
る。
ように同一形状のほぼ雨滴状を呈し、ほぼ円環状の基端
部20に駆動軸13が嵌挿されて回転自在に支持される
支持孔20aが貫通形成されていると共に、一端部のカ
ムノーズ部21側にピン孔が貫通形成されている。ま
た、揺動カム17の下面には、カム面22が形成され、
基端部20側の基円面22aと、該基円面22aからカ
ムノーズ部21側に円弧状に延びるランプ面22bと、
該ランプ面22bからカムノーズ部21の先端側に有す
る最大リフトの頂面22dに連なるリフト面22cとを
有しており、該基円面22aとランプ面22bリフト面
22c及び頂面22dとが、揺動カム17の揺動位置に
応じて各バルブリフター16の上面16a所定位置に当
接するようになっている。
らみると、図1に示すように基円面22aの所定角度範
囲θ1がベースサークル区間(領域)になり、ランプ面
22bの前記ベースサークル区間θ1から所定角度範囲
θ2がいわゆるランプ区間となり、さらにランプ面22
bのランプ区間θ2から頂面22dまでの所定角度範囲
θ3がリフト区間になるように設定されている。
配置されたロッカアーム23と、該ロッカアーム23の
一端部23aと駆動カム15とを連係するリンクアーム
24と、ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム1
7とを連係するリンクロッド25とを備えている。
に中央に有する筒状基部が支持孔23cを介して後述す
る制御カム33に揺動自在に支持されている。また、筒
状基部の外端部に突設された前記一端部23aには、ピ
ン26が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、筒
状基部の内端部に夫々突設された前記他端部23bに
は、リンクロッド25の一端部25aと連結するピン2
7が嵌入するピン孔が形成されている。
径な円環状の基部24aと、該基部24aの外周面所定
位置に突設された突出端24bとを備え、基部24aの
中央位置には、前記駆動カム15のカム本体15aの外
周面に回転自在に嵌合する嵌合孔24cが形成されてい
る一方、突出端24bには、前記ピン26が回転自在に
挿通するピン孔が貫通形成されている。
も示すようにロッカアーム23側が凹状のほぼく字形状
に形成され、両端部25a,25bには前記ロッカアー
ム23の他端部23bと揺動カム17のカムノーズ部2
1の各ピン孔に圧入した各ピン27,28の端部が回転
自在に挿通するピン挿通孔が貫通形成されており、前記
ピン28の軸心が揺動カム17の枢支点になっている。
は、リンクアーム24やリンクロッド25の軸方向の移
動を規制するスナップリング29,30,31,が設け
られている。
動軸13の上方位置に同じ軸受14に回転自在に支持さ
れた制御軸32と、該制御軸32の外周に固定されてロ
ッカアーム23の揺動支点となる制御カム33とを備え
ている。
関前後方向に配設されていると共に、一端部に設けられ
たウォーム歯車機構37を介してアクチュエータである
電動モータ34(DCモータ)によって所定回転角度範
囲内で回転するようになっている。
し、図1に示すように軸心P1の位置が肉厚部33aの
分だけ制御軸32の軸心P2からα分だけ偏倚してい
る。
には、制御軸32の最小バルブリフト制御における過度
な回転を規制する第1規制機構40が設けられている。
この第1規制機構40は、図1〜図3に示すように、制
御軸32に径方向から突設されたストッパピン41と、
軸受14のサブブラケット14bの一側面に制御軸32
の軸方向に沿って突設されて、前記制御軸32による最
小バルブリフト制御時において前記ストッパピン41が
当接して最大回動位置を規制する第1ストッパピン突部
42とから構成されている。
に基端部41aが制御軸32の内部径方向に穿設された
固定用孔内に圧入固定されていると共に、制御軸32の
周方向の突設位置が第1ストッパ突部42との相対的な
角度位置関係で設定されるようになっている。
すように、後述する制御軸32の回転制御位置により吸
気弁12が最小バルブリフト制御された状態で揺動カム
17が最上方に跳ね上がった際に形成される両ピン2
7,28の軸心Z1,Z2を結ぶ直線Q1と、駆動軸1
3の軸心Xとピン28の軸心Z2とを結ぶ直線Q2との
間の開き角度が、両者17,25のロックを十分に回避
し得る開き角度θ4(本実施形態では約165°)とな
る位置に設定されている。
カム17側の外面には、第2の規制機構43が設けられ
ている。この第2の規制機構43は、図1に示すように
ロッカアーム23の筒状基部の外面に突設されて揺動カ
ム17のカムノーズ部21側の上面に当接してそれ以上
の揺動を規制する突起部44により構成されている。こ
の突起部44は、球面状を呈し、その突出量は揺動カム
17が当接した際(図中2点鎖線)に、前記第1規制機
構40によって規制された開き角度θ4よりも若干大き
くなるが前述のロックを回避可能な開き角度θ5となる
大きさに設定されている。
位置に、制御軸32の反対方向の最大回転位置、つまり
最大バルブリフト制御時の最大回転位置を規制する第3
規制機構45が設けられている。この第3規制機構45
は、前記ストッパピン41の回動位置を規制する第3ス
トッパ突部46を備えている。この第3ストッパピン突
部46は、制御軸32を挟んで第1ストッパ突部42と
反対側のサブブラケット14b一側面に制御軸32の軸
方向に沿って突設されている。また、この第3ストッパ
突部46は、制御軸32が最大バルブリフト制御時にお
ける図1及び図3中反時計方向の最大回転位置、つま
り、この時点でも過回転により発生するおそれがある揺
動カム17とリンクロッド25間のロックを回避し得る
開き角度となるようにその突設位置が設定されている。
角度位置の範囲内で回転制御する電動モータ34は、機
関の運転状態を検出するコントローラ35からの制御信
号によって駆動するようになっている。このコントロー
ラ35は、クランク角センサやエアーフローメータ,水
温センサ及び制御軸32の回転位置を検出する。ポテン
ションメータ36等の各種のセンサからの検出信号に基
づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前
記電動モータ34に制御信号を出力している。
ず、機関低速低負荷時には、コントローラ35からの制
御信号によって電動モータ34を介して制御軸32が図
1に示す時計方向にストッパピン41が第1ストッパ突
部42に突き当たるまで回転駆動される。このため、制
御カム33は、軸心P1が図1,図7に示すように、肉
厚部33aが駆動軸13から上方向に離間移動し、制御
軸32の軸心P2から左上方の回動角度位置に保持され
る。これにより、ロッカアーム端部23bとリンクロッ
ドの枢支点は、駆動軸13に対して上方向へ移動し、こ
のため、各揺動カム17は、リンクロッド25を介して
カムノーズ部21側を強制的に引き上げられて全体が反
時計方向へ回動する。
動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカ
アーム23の一端部23aを押し上げると、そのリフト
量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブ
リフター16に伝達されるが、そのリフト量L1は図7
に示すように充分小さくなる。
破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、
各吸気弁12の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオ
ーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関
の安定した回転が得られる。
ける制御軸32は、前述のようにストッパピン41が第
1ストッパ突部42に突き当たることにより、それ以上
の過回転が規制された回転位置に保持されて、揺動カム
17が最上方に跳ね上がった時の両直線Q1,Q2のなす
開き角度をθ4の角度位置に規制するため、駆動カム1
5の偏心回転力によリンクロッド25が揺動カム17を
下方に回動させようとする際、揺動カム17とリンクロ
ッド25との間のロックを確実に防止できる。この結
果、揺動カム17とリンクロッド25の円滑な作動が得
られ、最小バルブリフト制御時における吸気弁12のス
ムーズな開作動が得られる。
うに、ストッパピン41が第1ストッパ突部42に当接
して制御軸32のそれ以上の回転を規制するだけであっ
て、機関作動中に激しく揺動する揺動カム17の揺動位
置を直接規制するものではないため、該揺動カム17と
この揺動位置を規制する規制部材との干渉による打音の
発生がなく、静粛性を損なうことがない。
トッパピン41と第1ストッパ突部42との間に異常摩
耗などが生じて両者41,42間の当接位置が変化し
て、開き角度θ4が大きくなってしまった場合、あるい
前記両者41、42間の当接位置は変化しなくとも、各
摺動部の異常摩耗により、θ4が大きくなってしまった
場合は、今度は第2規制機構43が働いて第2ストッパ
突部44に対して揺動カム17が図1の2点鎖線で示す
ようにそのカムノース部21側の上面が当接して、それ
以上の揺動を規制する。このため、両直線Q1,Q2の
なす開き角度はロックの生じないθ5の角度位置に規制
することができる。この結果、長期に亘り、吸気弁12
のスムーズな開作動が得られる。特に、この第2規制機
構43は、揺動カム17の過度な揺動を第2ストッパ突
部44によって直接規制できるため、ロックの発生を安
定かつ確実に防止することが可能になる。
は、コントローラ35からの制御信号によって電動アク
チュエータ34により制御軸32が第3ストッパ突部4
6にストッパピン41が突き当たるまで反時計方向に回
転駆動される。したがって、制御軸32が、図8A,B
に示すように、制御カム33を図7に示す位置から反時
計方向の回転角度位置まで回転させ、軸心P1(肉厚部
33a)を下方向へ移動させる。このため、ロッカアー
ム23は、今度は全体が駆動軸13方向(下方向)に移
動して端部23bが揺動カム17のカムノーズ部21を
リンクロッド25を介して下方へ押圧して該揺動カム1
7全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
ー16上面16aに対するカム面22の当接位置が図8
A,Bに示すように右方向位置(頂面22d側)に移動
する。このため、駆動カム15が回転してロッカアーム
23の一端部23aをリンクアーム24を介して押し上
げると、バルブリフター16に対するそのリフト量L2
は図8Aに示すように大きくなる。
フト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図9の
実線で示すようにバルブリフト量も大きくなると共に、
各吸気弁12の開時期が早くなると共に、閉時期が遅く
なる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が
確保できる。
も、ストッパピン41が第3ストッパ突部46に突き当
たって揺動カム17の跳ね上がり時(図8B)における
両直線Q1,Q2がなす開き角度を小さくすることが可
能になるため、揺動カム17とリンクロッド25との間
のロックの発生を確実に防止することができる。
と相俟って最小と最大バルブリフト制御中における吸気
弁12の開作動が常時円滑になり、機関性能の低下を防
止することができる。
が第2ストッパ突部44に衝突することがないため、打
音の発生がなく静粛性を損なうことがない。前述の異常
摩耗が発生した場合は、打音発生はあるものの、ロック
は確実に防止でき、またこの打音により運転者に警告を
発することができる。
揺動カム17を、ロッカアーム23を介してリンクアー
ム24とリンクロッド25によつて機械的に連係させた
ため、機関高回転時において揺動カム17の過度な揺動
つまり跳ね上がりやジャンピングなどがリンクロッド2
5などによって規制することができる。したがって、揺
動カム17と駆動カム15との連動性が常時良好とな
り、前述のロック現象をさらに安定かつ確実に回避する
ことが可能になる。
態を示し、規制機構を第1実施形態の各規制機構に代え
て揺動カム17の基円面22a側に異なる規制機構47
を設けたものである。
び図13にも示すように、一方側揺動カム17の基円面
22aのランプ部22bと反対側の延長部位に一体に形
成された突部48から構成されている。この突部48
は、基円面22aの幅方向の中央位置に形成されている
と共に、基円面22aの端縁から揺動カム17の上端縁
17aまで漸次肉厚となるように所定角度をもってテー
パ状に突出形成されている。また、突部48は、その幅
長さW1が前記カム面22の幅長さWよりも小さく設定
されている。
動角検出手段によって検出されて、該揺動角度検出信号
が前記コントローラ35に入力されるようになってい
る。前記揺動角検出手段は、図11及び図14に示すよ
うに揺動カム基端部20の外端側外周に円周方向に沿っ
て一体に形成された円弧楔状のセンシング突起40と、
シリンダヘッド11の上端部に設けられて、先端部がセ
ンシング突起40に指向した揺動角センサ50とから構
成されている。また、前記コントローラ35は、内蔵さ
れた制御回路が前記揺動角センサ50と前記ポテンショ
メータ36から出力された両信号を比較し、演算により
揺動カム17の過度な揺動角度を検出した際に、機関の
燃焼室内への燃料供給(燃料噴射)を一時的に停止させ
る信号を出力するようになっている。
ば、前記可変機構19の制御軸32及び制御カム33に
よって吸気弁12が図10に示すように最小バルブリフ
ト制御されている状態において、揺動カム17がロッカ
アーム23を介して最大に跳ね上げられてバルブリフタ
ー16上面16に基円面22aが摺接してベースサーク
ル領域(θ1)、つまり、閉弁状態になった際に、慣性
力によって揺動カム17がさらに跳ね上げ方向(図中反
時計方向)へ揺動しようとすると、前記突部48の傾斜
状外面48aがバルブリフター16の上面16aに乗り
上げる。これによって、突部上外面8aにバルブリフタ
ー16を介してバルブスプリング12aのばね反力が作
用して揺動カム17に時計方向のトルクが発生する。こ
のため、揺動カム17は、かかるトルクによってそれ以
上の反時計方向の過度な回動が規制され、最上方に跳ね
上がった時の両直線Q1,Q2のなす開き角度をθ4の角
度位置に規制される。したがって、前述と同じく、駆動
カム15の偏心回転力によリンクロッド25が揺動カム
17を下方に回動させようとする際、揺動カム17とリ
ンクロッド25との間のロックを確実に防止できる。こ
の結果、揺動カム17とリンクロッド25の円滑な作動
が得られ、最小バルブリフト制御時における吸気弁12
のスムーズな開作動が得られる。
え過度に回動して突部48の外面48aがバルブリフタ
ー16の上面16aに位置した場合は、前記制御回路が
揺動角度センサ50からの過度な回動信号と前記ポテン
ショメータ36からの信号に基づいて、燃焼室への燃料
噴射を一時的に停止させる信号を出力する。したがっ
て、吸気弁12が、圧縮上死点近くで前記突部48のリ
フトによって僅かに開いたとしても、吸気マニホールド
側への排気ガスの吹き返しが発生せずに、単に圧縮され
た空気のみが吸気マニホールド内に吹き抜ける。このた
め、吸気マニホールド内に設けられたエアーフローメー
タ等に対する高熱な排気ガスによる悪影響を防止するこ
とができる。
の幅長さWよりも小さく設定したため、前記揺動角度検
出センサ50によるカム面22と突部48との判別が容
易になり、かかる突部48の検出精度が向上する。
の突部48を、単に揺動カム17の基円面22aの端縁
に一体に形成するだけであるから、前記第1実施形態の
規制機構に比較して部品点数の減少化が図れると共に、
製造作業が極めて容易になる。
17の過度な回動時において、これを検出した揺動角度
検出センサ50及びポテンショメータ36からの検出信
号に基づいて電動モータ34を駆動させて制御軸32を
かかる低バルブリフトから高バルブリフト側へ僅かに回
転制御して、揺動カム17とリンクロッド25がロック
しない安全な角度位置に制御することも可能である。
るものではなく、例えば規制機構をロッカアーム23の
他端部23bの過度な上方移動を規制するように構成す
ることも可能であり、また、この装置を排気側に適用す
ることも可能である。また、第1実施形態の第1規制機
構や第2規制機構に第2実施形態の構成を組合わせるこ
とも可能である。さらに、前記各実施形態においては、
駆動軸が揺動カムの揺動支軸を兼用する場合を示した
が、揺動支軸を駆動軸とは別に設けてもよい。
可変動弁装置によれば、規制機構によりリンクロッドと
揺動カムのロックを回避できるため、機関弁の常時円滑
な作動が得られ、機関性能の低下を防止できる。
機構が、制御軸の最大回転位置を規制するものであっ
て、揺動カムの揺動位置を直接規制するものではないた
め、該揺動カムと規制部材との干渉による打音の発生が
なく、静粛性を損なうことがない。
規制機構の作動不良が生じても第2規制機構が働いてリ
ンクロッドと揺動カムのロックを確実に回避できるた
め、長期に亘り機関弁の作動不良を防止できる。
1記載の発明と同様な作用効果が得られることは勿論の
こと、規制機構である突部を単に揺動カムに一体に設け
たため、部品点数の削減が図れると共に、製造作業や組
立作業能率の向上が図れる。
ある突部自体の構造も簡単であるため、製造作業が一層
容易になる。
さをカム面の幅長さよりも小さく設定したため、前記揺
動角度検出手段によるカム面と突部との判別が容易にな
り、かかる突部の検出精度が向上する。
気弁側に適用した場合において、該吸気弁が、圧縮上死
点近くで突部のリフトによって僅かに開いたとしても、
吸気マニホールド側への排気ガスの吹き返しが発生せず
に、単に圧縮された空気のみが吸気マニホールド内に吹
き抜ける。このため、吸気マニホールド内に設けられた
エアーフローメータ等に対する高熱な排気ガスによる悪
影響を防止することができる。
図。
図。
特性図。
フト制御時における作動を示す横断面図。
Claims (7)
- 【請求項1】 機関のクランク軸に同期して回転し、外
周に駆動カムが設けられた駆動軸と、支軸に揺動自在に
支持されて、カム面がバルブリフター上面を摺接して機
関弁を開閉作動させる揺動カムと、一端部が前記駆動カ
ムに機械的に連係し、他端部がリンクロッドを介して揺
動カムに連係したロッカアームと、機関運転状態に応じ
て前記ロッカアームの揺動支点を変化させる可変機構と
を備え、前記ロッカアームの揺動支点の変化に応じて揺
動カムのカム面のバルブリフター上面に対する当接位置
を変化させて機関弁のバルブリフトを可変にする内燃機
関の可変動弁装置において、 機関弁のバルブリフト制御中における前記支軸の軸心と
揺動カムとリンクロッドが連結された第1枢支点とを結
ぶ直線と、前記第1枢支点とリンクロッドとロッカアー
ムが連結された第2枢支点とを結ぶ直線との間の開き角
度を所定角度以下に規制する規制機構を設けたことを特
徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項2】 前記規制機構は、前記ロッカアームを制
御カムを介して揺動自在に支持する可変機構の制御軸の
一方向の最大回転位置を規制するストッパ部材によって
構成したことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可
変動弁装置。 - 【請求項3】 前記ロッカアームと揺動カムとの間に、
前記規制機構によって規制される開き角度よりも大きな
開き角度位置を規制する第2の規制機構を設けたことを
特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の可変動弁
装置。 - 【請求項4】 前記規制機構は、前記揺動カムのカム面
に有するベースサークル領域の延長部位に突部を設け、
前記可変機構による最小リフト制御時の機関弁の閉弁時
において、前記突部がバルブリフター上面を介してバル
ブスプリングのばね反力を受けて前記両直線間の開き角
度を所定角度以下に規制することを特徴とする請求項1
記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項5】 前記突部を、前記カム面のベースサーク
ル端縁から漸次立ち上がるテーパ面に形成したことを特
徴とする請求項4記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項6】 前記突部を、カム面の幅方向のほぼ中央
位置に形成すると共に、カム面の幅長よりも小さく形成
したことを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機
関の可変動弁装置。 - 【請求項7】 前記揺動カムがベースサークル域から前
記突部まで揺動した際に、気筒内への燃料供給を停止さ
せる制御回路を設けたことを特徴とする請求項4〜6の
いずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
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US8160801B2 (en) | 2006-03-20 | 2012-04-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve drive system and valve driving method |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035362A patent/JP4006158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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