JP2005113774A - Valve device for internal combustion engine, and initial setting device for variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の動弁装置及び可変動弁機構の初期設定装置に係り、詳しくは、吸気弁や排気弁の作動特性を機関の運転状態に応じて可変可能な内燃機関の可変動弁機構及び当該可変動弁機構の切換動作を初期設定する技術に関する。 The present invention relates to a valve operating device for an internal combustion engine and an initial setting device for a variable valve operating mechanism. More specifically, the present invention relates to a variable valve operating system for an internal combustion engine that can vary the operating characteristics of an intake valve and an exhaust valve according to the operating state of the engine. The present invention relates to a mechanism and a technology for initially setting a switching operation of the variable valve mechanism.
近年、内燃機関(以下、エンジンという)に備えられるポペット型の吸気弁や排気弁の作動特性(開閉タイミングや開弁期間)をエンジンの負荷状態や回転速度状態に応じて最適化することの可能な可変動弁機構を備えた動弁装置が開発され実用化されている。
例えば、エンジンの低速回転時に適したカムプロフィルを備えた低速用カムとエンジンの高速回転時に適したカムプロフィルを備えた高速用カムとを有し、これら低速用カムと高速用カムとをエンジンの回転速度状態に応じて選択可能な動弁装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, it is possible to optimize the operating characteristics (opening / closing timing and valve opening period) of poppet-type intake valves and exhaust valves provided in internal combustion engines (hereinafter referred to as engines) according to engine load conditions and rotational speed conditions. A valve operating device having a variable valve operating mechanism has been developed and put into practical use.
For example, a low-speed cam having a cam profile suitable for low-speed rotation of the engine and a high-speed cam having a cam profile suitable for high-speed rotation of the engine may be used. A valve gear that can be selected according to the rotational speed state has been developed (see, for example, Patent Document 1).
さらに、出願人により、SOHC型エンジンにおいて図8、図9に示すような動弁装置が提案されている(例えば、特願2002−151363号に添付の明細書及び図面参照)。
図9は図8のA−A線に沿う断面図であるが、当該動弁装置では、これら図8、図9に示すように、エンジンの各気筒上方のシリンダヘッド10に、各気筒毎に各々リターンスプリング(図示せず)により常閉とされる2つの吸気弁11,12と2つの排気弁21,22とが備えられており、これら吸気弁11,12、排気弁21,22を駆動するために動弁装置30が備えれられている。
Further, the applicant has proposed a valve operating apparatus as shown in FIGS. 8 and 9 in an SOHC type engine (see, for example, the specification and drawings attached to Japanese Patent Application No. 2002-151363).
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 8. In the valve operating apparatus, as shown in FIGS. 8 and 9, the
この動弁装置30は、吸気弁11,12を駆動する吸気弁駆動系と、排気弁21,22を駆動する排気弁駆動系とに分けられる。吸気弁駆動系は、カムシャフト31と、カムシャフト31に固設されたカム31a〜31cと、ロッカシャフト32と、ロッカシャフト32に揺動自在に軸支されてカム31a〜31cによって揺動するロッカアーム33〜35とを備えている。一方、排気弁駆動系は、吸気系と共用のカムシャフト31と、カムシャフト31に固設されたカム31d,31eと、ロッカシャフト36と、ロッカシャフト36に揺動自在に軸支されてカム31d,31eによって揺動するロッカアーム37,38とを備えている。
The
そして、動弁装置30の上記吸気弁駆動系の部分に、連結切換機構41を有する可変動弁機構40が設けられている。以下可変動弁機構40の構成の詳細について説明する。
吸気弁駆動用のロッカアーム33〜35のうち中低速ロッカアーム33,34は、一端のアジャストスクリュ33a、34aを吸気弁11,12のステム端部に当接させており、吸気弁11は中低速ロッカアーム33の揺動に応じて開閉し、吸気弁12は中低速ロッカアーム34の揺動に応じて開閉するよう構成されている。
A
Among the
詳しくは、中低速ロッカアーム33は、他端のローラ33bがエンジンの低速回転時に対応した中低速用カムプロフィルの形成された中低速用カム31aに当接しており、当該中低速用カム31aに倣い揺動することで、吸気弁11を図12(a)に一点鎖線で示すような低リフト特性で開放するよう構成されている。また、中低速ロッカアーム34は、他端のローラ34bがエンジンの低速回転時に対応した中低速用カムプロフィルの形成された中低速用カム31bに当接しており、当該中低速用カム31bに倣い揺動することで、吸気弁12を図12(a)に実線で示すような中リフト特性で開放するよう構成されている。つまり、中低速ロッカアーム33と中低速ロッカアーム34とは、それぞれ中低速用カム31a、31bに倣い吸気弁11、12を異なるバルブリフトで開閉作動させ、燃焼室内にスワール流を生起可能に構成されている。
Specifically, the medium / low
一方、高速ロッカアーム35は、一端に形成された一対の当接突起35a,35aが中低速ロッカアーム33,34に向けて延びており、他端に設けられたローラ35bがエンジンの高速回転時に対応した高速用カムプロフィルの形成された高速用カム31cに当接している。即ち、高速ロッカアーム35は当該高速用カム31cに倣い揺動し、これにより、当接突起35a,35aの先端部35c,35cの先端面35d,35dが中低速ロッカアーム33,34と当接可能である。
On the other hand, the high-
高速ロッカアーム35は、当該高速ロッカアーム35がカム31cから離間しないようにアームスプリング43によって付勢されている。図8に示すように、アームスプリング43はスプリング本体43aとスプリング本体43aを内蔵するケーシング43bとから構成されており、詳しくは、高速ロッカアーム35がケーシング43bを介してスプリング本体43aの付勢力により押され、ローラ35bがカム31cと当接している。なお、アームスプリング43はロッカシャフト36回りに取り付けられたホルダ44の先端44aに支持されており、ホルダ44の後端44bはシリンダヘッド10に立設されたリブ45の上端と当接している。これにより、ホルダ44のロッカシャフト36回りの回転が抑止され、スプリング本体43aの付勢力が高速ロッカアーム35に良好に伝達される。
The high
当接突起35aの先端面35dが中低速ロッカアーム33,34と当接する位置には、それぞれロッカシリンダ50,50が形成されており、ロッカシリンダ50の内部には当該ロッカシリンダ50の摺動面に摺動自在にしてロッカピストン51が内装されている。
詳しくは、ロッカシリンダ50のうち当該当接突起35aの先端面35dが中低速ロッカアーム33,34と当接する位置には、摺動面の一部が開口してそれぞれ開口部53が形成されており、当接突起35aは、当該開口部53からロッカシリンダ50の内部に挿入可能である。
Specifically, in the
ロッカシリンダ50内には、ロッカピストン51の側面51aが開口部53を封鎖しないようにロッカピストン51をロッカシリンダ50の一方の摺動端側(下側)に付勢するスプリング52が設けられ、ロッカシャフト32側から油路32a,32bを通じて圧油(作動油、ここでは潤滑油が兼用され、以下、潤滑油ともいう)が供給されるように構成されている。これより、ロッカシリンダ50内の油圧が高められると、図10(b)に示すように、ロッカピストン51は、一端に油圧を受けてスプリング52の付勢力に抗して開口部53を封鎖するようにロッカシリンダ50の他方の摺動端側(上側)に向けてロッカシリンダ50内を摺動する。一方、ロッカシリンダ50内の油圧が弱められると、図10(a)に示すように、ロッカピストン51は、スプリング52の付勢力により、ロッカピストン51の側面51aが開口部53を封鎖しないようにロッカシリンダ50の一方の摺動端側(下側)の位置に戻される。
In the
詳しくは、油路32aの上流側には、ロッカシリンダ50内に供給する潤滑油の油圧を調整する油圧調整装置42が設けられており、当該油圧調整装置42がエンジンの運転状態、例えばエンジン回転速度Neに応じて切り換えられ油圧が高められると、ロッカピストン51がスプリング52の付勢力に抗しロッカシリンダ50の他方の摺動端側に摺動して開口部53を封鎖し、油圧調整装置42がエンジンの運転状態に応じて切り換えられ油圧が弱められると、ロッカピストン51がスプリング52の付勢力によってロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻される。
Specifically, a hydraulic
より詳しくは、油圧調整装置42は、図11に示すように、エンジン下部のオイルパン(図示せず)からシリンダヘッド10にポンプアップされた潤滑油を共通油路42aを介してロッカシャフト32内の油路32aに供給する油路42c及びロッカシャフト36内の油路に供給する油路42bと、油路42cに介装されたオイルコントロールバルブ42dと、フィルタ42eと、当該オイルコントロールバルブ42dの開度を制御するコントローラ(図示せず)とから構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 11, the hydraulic
これより、例えばコントローラからエンジン回転速度Neに応じた指令がオイルコントロールバルブ42dに供給されると、オイルコントロールバルブ42dの開度が当該指令に応じた開度とされ、油路32a,32bを介してロッカシリンダ50内に供給される潤滑油の油圧が調整され、ロッカピストン51がロッカシリンダ50内を摺動する。
具体的には、例えばエンジン回転速度Neが所定値以上になると、オイルコントロールバルブ42dの潤滑油供給のための大径通路(図示せず)が連通してロッカシリンダ50内に供給される潤滑油の油圧が高められ、ロッカピストン51は側面51aが開口部53を封鎖するように摺動する。一方、エンジン回転速度Neが所定値より低くなると、図11に示すようにオイルコントロールバルブ42dの潤滑油供給のための小径通路が連通してロッカシリンダ50内に供給される潤滑油の油圧が低められ、ロッカピストン51の側面51aが開口部53を封鎖しないように戻される。
Thus, for example, when a command according to the engine rotational speed Ne is supplied from the controller to the
Specifically, for example, when the engine rotational speed Ne becomes a predetermined value or higher, a large-diameter passage (not shown) for supplying lubricating oil of the
そして、ロッカシリンダ50内のロッカピストン51と油圧調整装置42とから中低速ロッカアーム33,34と高速ロッカアーム35との連結状態を切り換える連結切換機構41が構成されている。以下、当該連結切換機構41の作動について説明する。
図11に示す如くオイルコントロールバルブ42dの潤滑油供給のための小径通路が連通し、ロッカシリンダ50内の油圧が低められると、ロッカピストン51はスプリング52の付勢力によって側面51aが開口部53を封鎖しないようにロッカシリンダ50内に埋没してロッカシリンダ50の一方の摺動端側に位置し、開口部53からロッカシリンダ50内に向けて空間50aが形成される(図10(a)参照)。このように開口部53からロッカシリンダ50内に向けて空間50aが形成されると、高速ロッカアーム35の揺動時において、図10(a)中に二点鎖線で示すように、高速ロッカアーム35の上記当接突起35aの先端部35cが一切中低速ロッカアーム33,34と当接することなく当該空間50a内に出没することになり、この場合、中低速ロッカアーム33,34は各々対応する中低速用カム31a,31bに倣い揺動して吸気弁11,12を開閉作動する。
A
As shown in FIG. 11, when the small diameter passage for supplying the lubricating oil of the
つまり、エンジン回転速度Neが所定値より低いと、連結切換機構41の切り換えにより中低速用カム31a,31bが選択され、吸気弁11,12が図12(a)に実線と一点鎖線で示すような中リフト及び低リフトでそれぞれ開閉する。
一方、オイルコントロールバルブ42dの潤滑油供給のための大径通路(図示せず)が連通し、油圧調整装置42によってロッカシリンダ50内の油圧が高められると、ロッカピストン51はスプリング52の付勢力に抗して側面51aが開口部53を封鎖し当該開口部53を塞ぐように作動する(図10(b)参照)。このようにロッカピストン51が開口部53を塞ぐように作動すると、高速ロッカアーム35の揺動時において、高速ロッカアーム35の上記当接突起35aの先端面35dがロッカピストン51の側面51aと当接することになり、この場合、中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bは、各々対応する中低速用カム31a,31bから離間し、中低速ロッカアーム33,34は高速ロッカアーム35を介して高速用カム31cに倣い高速ロッカアーム35と一体に揺動して吸気弁11,12を共に開閉作動する。
That is, when the engine rotational speed Ne is lower than the predetermined value, the medium /
On the other hand, when a large-diameter passage (not shown) for supplying the lubricating oil of the
つまり、エンジン回転速度Neが所定値以上では、連結切換機構41の切り換えにより高速用カム31cが選択され、吸気弁11,12が共に図12(b)に実線で示すような高リフトで同時に開閉する。
ところで、上記可変動弁機構40では、ロッカピストン51は潤滑油を利用して油圧により作動するのであるが、高速用カム31c或いは中低速用カム31a,31bへの切換時、ロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中であるときに高速ロッカアーム35が揺動して突起35aの先端面35dがロッカピストン51の側面51aと当接することになると、当接突起35aの先端面35dのうちロッカシリンダ50の一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストン51の端に引っ掛かった状態となる場合がある。このような場合、当接突起35aの押圧力は油圧よりも高いことから、ロッカピストン51がある程度まで当接突起35aによって押された後に弾かれてロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻されるという現象が起こり得る。
By the way, in the
ロッカピストン51がある程度まで押されたところで急に弾き戻されると、当接突起35aの先端部35cがロッカピストン51から外れて開口部53から空間50aに一気に挿入され、中低速用カム31a,31bから離間していた中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bが吸気弁11,12のリターンスプリングの付勢力によって急激に中低速用カム31a,31bと当接することになる。また、吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接する場合もある。
When the
そして、このように中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bと中低速用カム31a,31bとが急激に当接し、或いは吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接することになると、大きな衝撃音(異音)が発生するという問題がある。また、このような急激な当接が繰り返されると動弁機構各部の損傷、摩耗の原因ともなり好ましいことではない。
Thus, the
特に、多気筒エンジンの可変動弁機構40では、上述したように潤滑油がロッカシャフト32内の油路32aを介して各気筒における中低速ロッカアーム33,34のロッカシリンダ50,50に供給されるため、一の気筒の中低速ロッカアーム33,34のいずれかにおいてロッカピストン51が弾き戻されると、油圧が大きく変動して油路32a内で脈動が生じ、他の気筒のロッカシリンダ50への供給油圧が一時的に低下してロッカピストン51が中途半端な状態で開口部53を封鎖し易く、これより連鎖的に集中して大きな衝撃音が発生するおそれがあり、上記問題は顕著である。
In particular, in the
この場合、高速ロッカアーム35の揺動開始時期にロッカピストン51が上昇或いは下降しないようにロッカピストン51の作動時期を設定すればよいが、当該ロッカピストン51の作動時期、即ち可変動弁機構の切換動作を如何に最適に設定するかが課題となる。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可変動弁機構を有した内燃機関において、可変動弁機構の切換動作の最適化を図り、吸気弁や排気弁の作動特性の切換に伴う異音の発生を抑え、可変動弁機構の損傷、摩耗を低減可能な内燃機関の動弁装置及び可変動弁機構の初期設定装置を提供することにある。
In this case, the operation timing of the
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to optimize the switching operation of the variable valve mechanism in an internal combustion engine having a variable valve mechanism. To provide a valve operating device for an internal combustion engine and an initial setting device for the variable valve operating mechanism capable of suppressing the occurrence of noise due to switching of the operating characteristics of the valve and the exhaust valve and reducing the damage and wear of the variable valve operating mechanism. is there.
上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の動弁装置では、カムシャフトの回転に伴い回転する第1のカムに倣い揺動して吸気弁及び排気弁のいずれか一方を開閉作動させる第1のロッカアームと、前記第1のカムと異なる形状を有して前記カムシャフトの回転に伴い回転する第2のカムに倣い揺動する第2のロッカアームと、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか一方に形成され、摺動面の一部に開口部を有するロッカシリンダと、前記ロッカシリンダ内に前記摺動面に沿い摺動自在に装着されたロッカピストンと、内燃機関の運転状態に応じ、前記ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖しない前記ロッカシリンダの一方の摺動端と前記開口部を封鎖する前記ロッカシリンダの他方の摺動端との間で前記ロッカピストンを作動させるロッカピストン作動手段と、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか他方に突設され、前記第2のロッカアームの揺動により、前記ロッカピストンが前記ロッカシリンダの前記一方の摺動端にあるときには先端部が前記開口部から前記ロッカシリンダの内部に挿入される一方、前記ロッカピストンが前記ロッカピストン作動手段の作動により該ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖する位置にあるときには先端部が該側面と当接する当接突起とを備え、前記ロッカピストン作動手段は、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する学習手段を含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
即ち、内燃機関の動弁装置において可変動弁機構を有しており、通常は、第1及び第2のロッカアームがそれぞれ第1及び第2のカムに倣い揺動すると、第1及び第2のロッカアームのいずれかに設けられたロッカシリンダ内のロッカピストンがロッカシリンダの一方の摺動端にあるときには当接突起の先端部がロッカシリンダの開口部からロッカシリンダの内部に挿入され、吸気弁或いは排気弁は第1のロッカアームを介して第1のカムに倣って作動する一方、ロッカピストンがロッカピストン作動手段により作動して該ロッカピストンの側面がロッカシリンダの開口部を封鎖するときには先端部が該側面と当接し、第2のロッカアームが第1のロッカアームを押して第1のカムから離間させ、吸気弁或いは排気弁は第2のロッカアーム及び第1のロッカアームを介して第2のカムに倣って作動する。 That is, the internal combustion engine has a variable valve mechanism. Normally, when the first and second rocker arms swing along the first and second cams, respectively, the first and second When the rocker piston in the rocker cylinder provided on one of the rocker arms is at one sliding end of the rocker cylinder, the tip of the contact protrusion is inserted into the rocker cylinder from the opening of the rocker cylinder, and the intake valve or The exhaust valve operates following the first cam via the first rocker arm, while the tip of the rocker piston is actuated by the rocker piston actuating means and the side surface of the rocker piston seals the opening of the rocker cylinder. The second rocker arm pushes the first rocker arm away from the first cam, and the intake valve or the exhaust valve is in contact with the side surface. It operates following the second cam via a first rocker arm.
ところが、この際、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中であるときに第2のロッカアームが揺動を開始することになると、当接突起の先端部のうちロッカシリンダの一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストンの端に引っ掛かった状態となる場合があり、この場合、ある程度まで当接突起がロッカピストンの端を押した後にロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に戻され、第1のカムから離間していた第1のロッカアームが第1のカムと急激に当接し、または吸気弁或いは排気弁のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接して衝撃音を発生することがある。 However, at this time, when the second rocker arm starts to swing while the rocker piston is being raised or lowered, a portion on the one sliding end side of the rocker cylinder among the tip portions of the abutting protrusions. Only the (lower end) may be caught by the end of the rocker piston. In this case, after the abutting projection pushes the end of the rocker piston to some extent, the rocker piston is bounced by the abutting projection and one of the rocker cylinders The first rocker arm, which has been returned to the sliding end side of the first cam and is spaced apart from the first cam, suddenly comes into contact with the first cam, or the valve face of the intake valve or exhaust valve and the valve seat suddenly contact each other. Contact may generate impact sound.
これより、本発明に係る動弁装置では、可変動弁機構について、第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習するようにしている。
また、請求項2の内燃機関の動弁装置では、内燃機関は多気筒内燃機関であって、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームを気筒毎に備え、前記学習手段は、前記各気筒の第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴としている。
Thus, in the valve operating apparatus according to the present invention, when the second rocker arm starts swinging in the variable valve mechanism, the rocker piston is prevented from being in a predetermined operating state during the ascent or descent. It learns the operation time of the.
Further, in the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
即ち、多気筒内燃機関の場合、各気筒の第2のロッカアームが順次作動することになるが、いずれかの気筒の第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する。
例えば、第1のロッカアーム及び第2のロッカアームが吸気弁を作動させるものであって、内燃機関が4サイクル4気筒エンジンやV型6気筒エンジンの片側バンク(3気筒列)である場合、各気筒の第2のロッカアームが全て同時に作動開始することはないため、いずれの気筒の第2のロッカアームも作動開始しない期間に全気筒の全てのロッカピストンを作動させるように学習する。
That is, in the case of a multi-cylinder internal combustion engine, the second rocker arm of each cylinder operates sequentially, but when the second rocker arm of any cylinder starts swinging, the rocker piston is in a predetermined operating state. The operation timing of the rocker piston is learned so as not to become.
For example, when the first rocker arm and the second rocker arm actuate the intake valve and the internal combustion engine is a one-side bank (three-cylinder row) of a four-cycle four-cylinder engine or a V-type six-cylinder engine, Since all the second rocker arms do not start to operate simultaneously, learning is performed so that all the rocker pistons of all the cylinders are operated in a period in which the second rocker arm of any cylinder does not start to operate.
また、請求項3の内燃機関の動弁装置では、前記ロッカピストン作動手段は、油圧源から油路を介して供給される作動油によって前記ロッカピストンを作動させるものであって、前記油路に油圧調整手段を有し、前記学習手段は、前記油路内の油圧を検出する油圧検出手段を有し、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないよう、該油圧検出手段により検出される油圧の変化に基づいて、前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴としている。
In the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
即ち、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、油路内の油圧が変動するため、油圧検出手段により検出される油圧の変化を監視することで、油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習する。
また、請求項4の内燃機関の動弁装置では、請求項3において、前記学習手段は、前記ロッカピストンの作動途中に前記油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されると、前記所定量以上の油圧の変化が検出されないように前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴としている。
That is, when the rocker piston is operated by hydraulic oil, if the rocker piston is bounced by the contact protrusion and is suddenly returned to one sliding end side of the rocker cylinder, the oil pressure in the oil passage changes. Then, by monitoring the change in the oil pressure detected by the oil pressure detecting means, the oil pressure adjusting means learns the increase / decrease start time of the oil pressure.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, wherein the learning means detects the change in oil pressure of a predetermined amount or more when the oil pressure detecting means is detected during the operation of the rocker piston. It is characterized in that the hydraulic pressure increase / decrease start time is learned by the hydraulic pressure adjusting means so that a change in hydraulic pressure exceeding a predetermined amount is not detected.
即ち、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、特に油路内の油圧を増加してロッカピストンを上昇作動させる際、油路内の油圧が大きく変動して油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されるため、当該所定量以上の油圧の変化が検出されないように油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習する。 In other words, when the rocker piston is operated by hydraulic oil, if the rocker piston is bounced by the contact protrusion and is suddenly returned to one sliding end side of the rocker cylinder, the oil pressure in the oil passage is increased. When the rocker piston is lifted, the oil pressure in the oil passage fluctuates greatly, and the oil pressure detecting means detects a change in the oil pressure exceeding a predetermined amount. Learns when to start increasing or decreasing oil pressure by the adjusting means.
また、請求項5の内燃機関の動弁装置では、さらに、内燃機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段を備え、前記学習手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される回転速度或いは回転速度域毎に前記ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴としている。
即ち、内燃機関の回転速度が変化すると、それにつれて第2のロッカアームの作動周期も長く或いは短く変化し、第2のロッカアームの作動開始時に対するロッカピストンの作動時期も変化するため、機関回転速度検出手段により検出される回転速度毎にロッカピストンの作動時期を学習する。
The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
That is, if the rotational speed of the internal combustion engine changes, the operating period of the second rocker arm changes accordingly, and the operating timing of the rocker piston relative to the start of the operation of the second rocker arm also changes. The operation timing of the rocker piston is learned for each rotational speed detected by the means.
また、請求項6の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置では、カムシャフトの回転に伴い回転する第1のカムに倣い揺動して吸気弁及び排気弁のいずれか一方を開閉作動させる第1のロッカアームと、前記第1のカムと異なる形状を有して前記カムシャフトの回転に伴い回転する第2のカムに倣い揺動する第2のロッカアームと、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか一方に形成され、摺動面の一部に開口部を有するロッカシリンダと、前記ロッカシリンダ内に前記摺動面に沿い摺動自在に装着されたロッカピストンと、内燃機関の運転状態に応じ、所定の作動時期に、前記ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖しない前記ロッカシリンダの一方の摺動端と前記開口部を封鎖する前記ロッカシリンダの他方の摺動端との間で前記ロッカピストンを作動させるロッカピストン作動手段と、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか他方に突設され、前記第2のロッカアームの揺動により、前記ロッカピストンが前記ロッカシリンダの前記一方の摺動端にあるときには先端部が前記開口部から前記ロッカシリンダの内部に挿入される一方、前記ロッカピストンが前記ロッカピストン作動手段の作動により該ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖する位置にあるときには先端部が該側面と当接する当接突起とを備えた内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置であって、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する学習手段と、該学習手段により学習された学習値を前記所定の作動時期の初期値として設定する初期設定手段とを備えたことを特徴としている。 Further, in the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to the sixth aspect, the intake valve and the exhaust valve are opened and closed by swinging following the first cam that rotates as the camshaft rotates. A first rocker arm, a second rocker arm having a shape different from that of the first cam and oscillating following a second cam that rotates as the camshaft rotates, the first rocker arm, and the first rocker arm A rocker cylinder formed on one of the two rocker arms and having an opening in a part of the sliding surface; a rocker piston slidably mounted along the sliding surface in the rocker cylinder; and an internal combustion engine According to the operation state of the rocker piston, the side surface of the rocker piston does not block the opening, and the other sliding end of the rocker cylinder and the other rocker cylinder that blocks the opening are closed at a predetermined operation time. Rocker piston actuating means for actuating the rocker piston with the moving end, and protruding from either the first rocker arm or the second rocker arm, and by rocking the second rocker arm, the rocker piston When the piston is at the one sliding end of the rocker cylinder, the tip end portion is inserted into the rocker cylinder from the opening, while the rocker piston is moved to the side surface of the rocker piston by the operation of the rocker piston operating means. Is an initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine having a contact protrusion whose tip is in contact with the side surface when the opening is in a position for blocking the opening, and starts swinging of the second rocker arm Sometimes, the operation timing of the rocker piston is learned so that the rocker piston does not enter a predetermined operating state during the ascending or descending. And learning means, it is characterized in that the learning value learned and a initial setting means for setting an initial value of the predetermined operating period by the learning means.
即ち、内燃機関の可変動弁機構に対し、初期設定装置は、第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習し、その学習値を初期設定手段により所定の作動時期の初期値として設定する。
例えば、初期設定装置は内燃機関のベンチテスタであって、ベンチテスタによってロッカピストンの作動時期を学習して学習値を記憶しておき、当該記憶した学習値を出荷前の内燃機関のコントローラに対し所定の作動時期の初期値として設定する。
That is, with respect to the variable valve mechanism of the internal combustion engine, the initial setting device is configured to prevent the rocker piston from being in a predetermined operating state during the ascent or descent when the second rocker arm starts to swing. The operation time is learned, and the learning value is set as an initial value of a predetermined operation time by the initial setting means.
For example, the initial setting device is a bench tester for an internal combustion engine, which learns the operation timing of the rocker piston by the bench tester and stores the learned value, and stores the learned value for the controller of the internal combustion engine before shipment. It is set as the initial value for a predetermined operating time.
また、請求項7の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置では、内燃機関は多気筒内燃機関であって、前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームを気筒毎に備え、前記学習手段は、前記各気筒の第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴としている。 In the initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine according to claim 7, the internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine, and the learning means includes the first rocker arm and the second rocker arm for each cylinder. Is characterized in that the operation timing of the rocker piston is learned so that the rocker piston is not in a predetermined operating state when the second rocker arm of each cylinder starts to swing.
即ち、上記請求項2と同様に、多気筒内燃機関の場合、各気筒の第2のロッカアームが順次作動することになるが、いずれかの気筒の第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する。
また、請求項8の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置では、前記ロッカピストン作動手段は、油圧源から油路を介して供給される作動油によって前記ロッカピストンを作動させるものであって、前記油路に油圧調整手段を有し、前記学習手段は、前記油路内の油圧を検出する油圧検出手段を有し、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないよう、該油圧検出手段により検出される油圧の変化に基づいて、前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴としている。
That is, in the case of a multi-cylinder internal combustion engine as in the second aspect, the second rocker arm of each cylinder sequentially operates, but when the second rocker arm of any cylinder starts swinging. The operation timing of the rocker piston is learned so that the rocker piston is not in a predetermined operation state.
Further, in the initial setting device for a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to claim 8, the rocker piston actuating means actuates the rocker piston by operating oil supplied from an oil pressure source through an oil passage. The oil passage has a hydraulic pressure adjusting means, and the learning means has a hydraulic pressure detecting means for detecting a hydraulic pressure in the oil path, and the rocker piston is operated in a predetermined manner when the second rocker arm starts swinging. In order not to be in a state, the increase / decrease start timing of the oil pressure by the oil pressure adjusting means is learned based on the change of the oil pressure detected by the oil pressure detecting means.
即ち、上記請求項3と同様に、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、油路内の油圧が変動するため、油圧検出手段により検出される油圧の変化を監視することで、油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習する。
また、請求項9の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置では、請求項8において、前記学習手段は、前記ロッカピストンの作動途中に前記油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されると、前記所定量以上の油圧の変化が検出されないように前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴としている。
That is, when the rocker piston is actuated by the hydraulic oil as in the third aspect, if the rocker piston is bounced by the contact protrusion and is suddenly returned to one sliding end side of the rocker cylinder, Since the oil pressure in the road fluctuates, the change in oil pressure detected by the oil pressure detecting means is monitored to learn the start time of the oil pressure increase / decrease by the oil pressure adjusting means.
Further, in the initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine according to claim 9, the learning means according to claim 8, wherein the oil pressure detection means detects a change in oil pressure of a predetermined amount or more during the operation of the rocker piston. Then, the hydraulic pressure increase / decrease start time is learned by the hydraulic pressure adjusting means so that the change of the hydraulic pressure exceeding the predetermined amount is not detected.
即ち、上記請求項4と同様に、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、特に油路内の油圧を増加してロッカピストンを上昇作動させる際、油路内の油圧が大きく変動して油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されるため、当該所定量以上の油圧の変化が検出されないように油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習する。
That is, when the rocker piston is actuated by hydraulic oil as in the case of
また、請求項10の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置では、さらに、内燃機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段を備え、前記学習手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される回転速度或いは回転速度域毎に前記ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴としている。
即ち、上記請求項5と同様に、内燃機関の回転速度が変化すると、それにつれて第2のロッカアームの作動周期も長く或いは短く変化し、第2のロッカアームの作動開始時に対するロッカピストンの作動時期も変化するため、機関回転速度検出手段により検出される回転速度或いは回転速度域毎にロッカピストンの作動時期を学習する。
The initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine according to claim 10 further comprises engine rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine, wherein the learning means is detected by the engine rotational speed detecting means. The operation timing of the rocker piston is learned for each rotation speed or rotation speed range.
That is, as in the fifth aspect, when the rotational speed of the internal combustion engine changes, the operation period of the second rocker arm changes accordingly, and the operation timing of the rocker piston relative to the start of operation of the second rocker arm also changes. Therefore, the operation timing of the rocker piston is learned for each rotation speed or rotation speed range detected by the engine rotation speed detection means.
本発明の請求項1の内燃機関の動弁装置によれば、第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習するようにしているので、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動を開始して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を維持でき、ロッカピストンの作動時期の適正化を図ることができ、当接突起がロッカピストンの端を押した後にロッカピストンが弾き戻されることを抑制できる。 According to the valve operating apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the operation timing of the rocker piston is learned so that the rocker piston is not in a predetermined operation state when the second rocker arm starts to swing. Therefore, when the rocker piston is in a predetermined operating state while being raised or lowered, the second rocker arm starts to swing, and the tip of the contact protrusion does not contact the side surface of the rocker piston. Thus, the operation timing of the rocker piston can be maintained, the operation timing of the rocker piston can be optimized, and the rocker piston can be prevented from being rebound after the contact protrusion pushes the end of the rocker piston.
これより、第1のロッカアームと第1のカムとの急激な当接や吸気弁或いは排気弁のバルブフェイスとバルブシートとの急激な当接を抑制でき、衝撃音の発生を防止することができる。さらに、可変動弁機構の損傷、摩耗をも防止することができる。
また、請求項2の内燃機関の動弁装置によれば、多気筒内燃機関の場合、いずれかの気筒の第2のロッカアームが揺動している間にはロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習するので、全気筒において、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を維持でき、ロッカピストンの作動時期の適正化を図ることができる。
As a result, the rapid contact between the first rocker arm and the first cam and the rapid contact between the valve face of the intake valve or the exhaust valve and the valve seat can be suppressed, and the generation of impact noise can be prevented. . Furthermore, damage and wear of the variable valve mechanism can be prevented.
According to the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
また、請求項3の内燃機関の動弁装置によれば、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると油路内の油圧が変動するのであるが、油圧検出手段により検出される油圧の変化を監視し、油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習するので、動弁機構各部の潤滑を良好に行いながら、比較的簡単な構成にして、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を維持でき、ロッカピストンの作動時期の適正化を図ることができる。
According to the valve operating apparatus for an internal combustion engine of
また、請求項4の内燃機関の動弁装置によれば、請求項3において、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、特に油路内の油圧を増加してロッカピストンを上昇作動させる際、油路内の油圧が大きく変動して油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されるのであるが、当該所定量以上の油圧の変化が検出されないように油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習するので、ロッカピストンが上昇途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を維持でき、ロッカピストンの作動時期の適正化を図ることができる。
Further, according to the valve operating apparatus for an internal combustion engine of
また、請求項5の内燃機関の動弁装置によれば、内燃機関の回転速度が変化すると、それにつれて第2のロッカアームの作動周期も長く或いは短く変化し、第2のロッカアームの作動開始時に対するロッカピストンの作動時期も変化するのであるが、内燃機関の回転速度或いは回転速度域毎にロッカピストンの作動時期を学習するので、内燃機関の回転速度に拘わらず、ロッカピストンの作動時期の適正化を図ることができる。
According to the valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
また、請求項6の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置によれば、内燃機関の可変動弁機構に対し、初期設定装置は、第2のロッカアームが揺動を開始したときにロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習し、その学習値を初期設定手段により所定の作動時期の初期値として設定するので、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を最適に初期設定でき、即ち可変動弁機構の切換動作の最適化を図ることができ、内燃機関の出荷直後からロッカピストンの作動時期を適正なものにすることができる。 According to the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to the sixth aspect, the initial setting device is different from the variable valve mechanism of the internal combustion engine when the second rocker arm starts swinging. The operation timing of the rocker piston is learned so as not to be in a predetermined operating state, and the learning value is set as the initial value of the predetermined operation timing by the initial setting means. The operation timing of the rocker piston can be optimally initialized so that the second rocker arm does not swing and the tip of the contact protrusion does not contact the side surface of the rocker piston when in the operating state. The switching operation of the mechanism can be optimized, and the operation timing of the rocker piston can be made appropriate immediately after the shipment of the internal combustion engine.
これより、やはり、第1のロッカアームと第1のカムとの急激な当接や吸気弁或いは排気弁のバルブフェイスとバルブシートとの急激な当接を抑制でき、衝撃音の発生を防止することができる。さらに、可変動弁機構の損傷、摩耗をも防止することができる。
また、請求項7の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置によれば、多気筒内燃機関の場合、いずれかの気筒の第2のロッカアームが揺動している間にはロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習するので、全気筒において、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を最適に初期設定できる。
As a result, it is possible to suppress the sudden contact between the first rocker arm and the first cam and the rapid contact between the valve face of the intake valve or the exhaust valve and the valve seat, thereby preventing the generation of an impact sound. Can do. Furthermore, damage and wear of the variable valve mechanism can be prevented.
According to the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to claim 7, in the case of a multi-cylinder internal combustion engine, the rocker piston is predetermined while the second rocker arm of any cylinder is swinging. Since the operation timing of the rocker piston is learned so that the operation state of the rocker piston is not obtained, the second rocker arm swings and abuts when the rocker piston is in a predetermined operation state in the middle of ascending or descending in all cylinders. The operation timing of the rocker piston can be optimally initialized so that the tip of the protrusion does not contact the side surface of the rocker piston.
また、請求項8の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置によれば、作動油によってロッカピストンを作動させるものである場合、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると油路内の油圧が変動するのであるが、油圧検出手段により検出される油圧の変化を監視し、油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習するので、動弁機構各部の潤滑を良好に行いながら、比較的簡単な構成にして、ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を最適に初期設定できる。 Further, according to the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to the eighth aspect, when the rocker piston is actuated by the hydraulic oil, the rocker piston is bounced by the abutting projection, and one slide of the rocker cylinder is made. The oil pressure in the oil passage fluctuates when it is suddenly returned to the moving end, but the change in the oil pressure detected by the oil pressure detecting means is monitored and the increase / decrease start time of the oil pressure by the oil pressure adjusting means is learned. The second rocker arm swings when the rocker piston is in a predetermined operating state during the ascent or descent while the lubrication of each part of the valve mechanism is performed satisfactorily, and the tip of the contact protrusion The operation timing of the rocker piston can be optimally initialized so that the portion does not contact the side surface of the rocker piston.
また、請求項9の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置によれば、ロッカピストンが当接突起により弾かれてロッカシリンダの一方の摺動端側に急激に戻されると、特に油路内の油圧を増加してロッカピストンを上昇作動させる際、油路内の油圧が大きく変動して油圧検出手段により所定量以上の油圧の変化が検出されるのであるが、当該所定量以上の油圧の変化が検出されないように油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習するので、ロッカピストンが上昇途中の所定の作動状態であるときに第2のロッカアームが揺動して当接突起の先端部がロッカピストンの側面と当接することがないようにロッカピストンの作動時期を最適に初期設定できる。 According to the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to claim 9, when the rocker piston is repelled by the abutting protrusion and is suddenly returned to one sliding end side of the rocker cylinder, the oil passage in particular. When the rocker piston is lifted by increasing the oil pressure in the oil pressure, the oil pressure in the oil passage fluctuates greatly and the oil pressure detecting means detects a change in the oil pressure greater than a predetermined amount. The hydraulic pressure increase / decrease start time by the hydraulic pressure adjusting means is learned so that the change of the hydraulic pressure is not detected, so that the second rocker arm swings and the tip of the contact protrusion when the rocker piston is in a predetermined operating state while being raised The operation timing of the rocker piston can be optimally initialized so that does not contact the side surface of the rocker piston.
また、請求項10の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置によれば、内燃機関の回転速度が変化すると、それにつれて第2のロッカアームの作動周期も長く或いは短く変化し、第2のロッカアームの作動開始時に対するロッカピストンの作動時期も変化するのであるが、内燃機関の回転速度或いは回転速度域毎にロッカピストンの作動時期を学習するので、内燃機関の回転速度に拘わらず、ロッカピストンの作動時期を最適に初期設定できる。
Further, according to the initial setting device for the variable valve mechanism of the internal combustion engine according to
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
先ず、本発明に係る内燃機関の動弁装置について説明する。
本発明に係る動弁装置は、上記図8〜図12に示した動弁装置を改良したものであり、動弁装置の基本構成は上述した通りであるため説明を省略し、上記図8〜図12をも参照しながら、本発明に係る部分について詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
The valve operating apparatus according to the present invention is an improvement of the valve operating apparatus shown in FIGS. 8 to 12, and the basic configuration of the valve operating apparatus is the same as described above. The parts according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
なお、ここでは、エンジンがV型6気筒エンジンである場合を例に説明し、図8〜図12に示した動弁装置は当該V型6気筒エンジンの片側バンク(右側バンク#1、#3、#5気筒側、或いは左側バンク#2、#4、#6気筒側)のものとして説明する。
図1を参照すると、上記図11に示す油圧調整装置(ロッカピストン作動手段)42を含む油圧回路の詳細が示されている。
Here, the case where the engine is a V-type 6-cylinder engine will be described as an example, and the valve operating apparatus shown in FIGS. 8 to 12 is a one-side bank (
FIG. 1 shows details of a hydraulic circuit including the hydraulic pressure adjusting device (rocker piston operating means) 42 shown in FIG.
同図に示すように、油圧調整装置42のオイルコントロールバルブ(油圧調整手段、以降OCVと略す)42dは、右側バンクの油路42cと左側バンクの油路42cにそれぞれ一つずつ設けられ、共通油路42a、油圧ポンプ46を介してオイルパン47に接続されている。なお、ここでは作動油として潤滑油が兼用されるため、これら油圧ポンプ46やオイルパン47はエンジンの潤滑油供給用のものがそのまま適用される。
As shown in the figure, one oil control valve (hydraulic pressure adjusting means, hereinafter abbreviated as OCV) 42d of the hydraulic
OCV42dは、電磁切換式のON・OFF弁であり、OCV42dのソレノイドがECU(電子コントロールユニット)60に電気的に接続されている。
また、エンジンには、クランク角センサ62、カム角センサ64、油温センサ66等が設けられており、各油路42cのOCV42d下流側には油圧センサ(油圧検出手段)68が設けられており、ECU60には、これら各センサからの情報が入力されるよう構成されている。即ち、ECU60には、クランク角センサ62からクランク角情報が入力し、カム角センサ64からカムシャフトの回転角情報が入力し、油温センサ66から作動油の温度情報Toilが入力し、油圧センサ68から油圧情報Poilが入力する。そして、ECU60では、クランク角情報に基づきエンジン回転速度Neが演算され、カムシャフトの回転角情報に基づきTDC信号(ピストン上死点信号)が発信される。
The
Further, the engine is provided with a
ECU60では、さらに、エンジン回転速度Ne、TDC信号、温度情報Toilに基づいてON信号或いはOFF信号が発信され、OCV42dは、当該ON信号或いはOFF信号に応じて切換操作される。
例えば、ECU60からOFF信号がOCV42dに供給されると、OCV42dは図示の状態に切り換えられ、OCV42d内に設けられたオリフィスによって油路42cが絞られて小径通路が形成され、同時にOCV42d下流側の油路42cとドレン回路42fとが連通する。これより、ロッカシリンダ50に供給される油量が制限されるとともにロッカシリンダ50内の作動油がドレン回路42fを経てオイルパン47に返戻され、ロッカシリンダ50内の油圧が低下し、ロッカピストン51がスプリング52の付勢力によってロッカシリンダ50の一方の摺動端側(下側)に戻される。つまり、ECU60からの信号がONからOFFに切り換えられると、ロッカピストン51の側面51aが開口部53を封鎖しない(或いは、当接突起35aの揺動軌跡と交差しない)ようにロッカシリンダ50内に埋没することになり、高速ロッカアーム(第2のロッカアーム)35の揺動時において、高速ロッカアーム35の上記当接突起35aの先端部35cが一切中低速ロッカアーム(第1のロッカアーム)33,34と当接することなく当該空間50a内に出没する。即ち、連結切換機構41が非連結状態に切り換えられ、中低速用カム(第1のカム)31a,31bが選択される。
The
For example, when an OFF signal is supplied from the
なお、この場合であっても、オリフィスを介して作動油はある程度ロッカシャフト32内の油路32aに供給されるため、中低速ロッカアーム33,34や高速ロッカアーム35の作動部は良好に潤滑される。
一方、ECU60からON信号がOCV42dに供給されると、OCV42dは図示しない状態、即ち大径通路が連通した状態に切り換えられる。これより、ロッカシリンダ50に十分な量の作動油が供給されてロッカシリンダ50内の油圧が上昇し、ロッカピストン51がスプリング52の付勢力に抗してロッカシリンダ50の他方の摺動端側(上側)に移動する。つまり、ECU60からの信号がOFFからONに切り換えられると、ロッカピストン51の側面51aが開口部53を封鎖する(或いは、当接突起35aの揺動軌跡と交差する)ようにロッカシリンダ50内を摺動することになり、高速ロッカアーム35の揺動時において、高速ロッカアーム35の上記当接突起35aの先端面35dがロッカピストン51の側面51aと当接する。即ち、連結切換機構41が連結状態に切り換えられ、高速用カム(第2のカム)31cが選択される。
Even in this case, since the hydraulic oil is supplied to the
On the other hand, when the ON signal is supplied from the
以下、このように構成された動弁装置の本発明の制御内容、即ち連結切換機構41の本発明に係る切換制御内容について説明する。
図2を参照すると、当該切換制御における本発明に係る油圧増減開始制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
先ず、ステップS10では、連結切換機構41の切り換えを行ってもよいか否か、即ち切換可か否かを判別する。ここでは、エンジン回転速度Ne(内燃機関の運転状態)に基づき、中低速用カム31a,31bから高速用カム31cへの切換時には、エンジン回転速度Neが所定回転速度N1(例えば、3000rpm)以上になったか否かを判別し、逆に高速用カム31cから中低速用カム31a,31bへの切換時には、ヒステリシスを設け、エンジン回転速度Neが所定回転速度N2(例えば、2800rpm)以下になったか否かを判別する。
Hereinafter, the control content of the present invention of the valve gear thus configured, that is, the switching control content of the
Referring to FIG. 2, a control routine of hydraulic pressure increase / decrease start control according to the present invention in the switching control is shown in a flowchart, and will be described along the flowchart.
First, in step S10, it is determined whether or not the
なお、ここではエンジン回転速度Neに基づいて切り換えを行うようにしているが、その他、エンジン負荷Le(内燃機関の運転状態、アクセル開度等)が所定の負荷状態になったか否かの判別に基づいて切り換えを行うようにしてもよい。また、エンジン回転速度Neとエンジン負荷Leとの双方に基づいて切り換えを行うようにしてもよい。
ステップS10の判別結果が偽(No)の場合には、切換不可と判定し、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真(Yes)の場合には、次にステップS12に進む。
Here, the switching is performed based on the engine rotational speed Ne, but in addition, it is determined whether or not the engine load Le (the operating state of the internal combustion engine, the accelerator opening, etc.) has reached a predetermined load state. Switching may be performed based on this. Further, switching may be performed based on both the engine speed Ne and the engine load Le.
If the determination result in step S10 is false (No), it is determined that switching is impossible, and the routine is exited. On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S12.
ステップS12では、油圧増減開始時期S、即ちOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期を設定する。
上述したように、高速用カム31c或いは中低速用カム31a,31bへの切換時、ロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中であるときに高速ロッカアーム35が揺動すると、当接突起35aの先端面35dのうちロッカシリンダ50の一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストン51の端に引っ掛かった状態となり、ロッカピストン51が弾かれてロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻され、中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bと中低速用カム31a,31bとが急激に当接し、或いは吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接し、大きな衝撃音(異音)が発生する場合がある。
In step S12, the oil pressure increase / decrease start timing S, that is, the supply timing of the ON signal or OFF signal to the
As described above, when switching to the
そこで、ここでは、高速ロッカアーム35が揺動を開始したときにロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中(所定の作動状態)とならないように油圧増減開始時期Sを設定する。
通常、ECU60からOCV42dにON信号或いはOFF信号を供給しても、実際にロッカピストン51が作動を開始するまでには、作動油の油路32aへの充填時間を含むOCV42dの作動遅れや油圧の立ち上がり遅れがあるため、ある程度の時間を必要とする。従って、ここでは、これら作動遅れ時間や油圧の立ち上がり遅れ時間を考慮し、高速ロッカアーム35が揺動を開始したときにロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中とならないように油圧増減開始時期S、即ちOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期を設定する。
Therefore, here, the hydraulic pressure increase / decrease start timing S is set so that the
Normally, even if an ON signal or an OFF signal is supplied from the
つまり、図3を参照すると、例えばOCV42dにON信号を供給したときのロッカピストン51の作動状態がタイムチャートで示されているが、同図に示すように、ロッカピストン51は、OCV42dへの供給信号がOFF信号からON信号に切り換わった後すぐには上昇せず、OCV42dの作動遅れ時間t1が経過した後に油圧の立ち上がり遅れ時間t2をもって徐々に上昇作動するため、ロッカピストン51が当該遅れ時間t2をもって徐々に上昇している期間に高速ロッカアーム35が揺動を開始しないようにOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期を設定する。
That is, referring to FIG. 3, for example, the operating state of the
ここで、図4を参照すると、高速ロッカアーム35の揺動時期(ONが揺動時を示し、OFFが非揺動時を示す)、油圧増減開始時期Sの設定可否範囲、ロッカピストン51の作動状態(上昇時、下降時)及び#1(または#2)気筒の排気TDC信号に関するタイムチャートが示されており、以下同図に基づいて油圧増減開始時期Sの具体的な設定手法について説明する。
Here, referring to FIG. 4, the swing timing of the high-speed rocker arm 35 (ON indicates when swinging, OFF indicates when not swinging), hydraulic pressure increase / decrease start timing S setting range, operation of the
V型6気筒エンジンでは、同図に示すように、高速ロッカアーム35は気筒順(右側バンクでは#1気筒→#3気筒→#5気筒、左側バンクでは#2気筒→#4気筒→#6気筒)に順次揺動することになるため、ここでは、いずれかの気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点、即ち一点鎖線で示す時期にロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中とならないように油圧増減開始時期Sを設定する。つまり、同図中においても、t1がOCV42dの作動遅れ時間を示し、t2が油圧の立ち上がり遅れ時間或いは立ち下がり遅れ時間を示しているが、ロッカピストン51が遅れ時間t2をもって徐々に上昇或いは下降している期間(所定の作動状態)にいずれかの気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始しないように、即ち遅れ時間t2の期間が一切一点鎖線を跨がないようにOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期を設定する。
In the V-type 6-cylinder engine, as shown in the figure, the high-
具体的には、同図中には、遅れ時間t2の期間が一点鎖線、即ち高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点に掛かる直前と当該一点鎖線を跨いだ直後のロッカピストン51の作動状態(上昇時、下降時)が全気筒に関しそれぞれ仮想的に示され、これらに対応して作動遅れ時間t1及び遅れ時間t2を考慮したOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期がやはり全気筒に関し破線矢印で示されているが、遅れ時間t2の期間が一点鎖線に掛かる直前から一点鎖線を跨いだ直後までの期間に対応した全ての破線矢印間の期間を油圧増減開始時期Sの設定不可範囲(不可)とし、当該破線矢印間の期間を除く期間を油圧増減開始時期Sの設定可能範囲(可能)とする。そして、当該設定可能範囲内においてOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給時期、即ち油圧増減開始時期Sを設定する。
More specifically, in the figure, the operation time of the
なお、ここでは、説明の便宜上、遅れ時間t2の期間中、即ちロッカピストン51の作動中は一切高速ロッカアーム35が揺動を開始しないようにしているが、高速ロッカアーム35の当接突起35aの先端面35dのうちロッカシリンダ50の一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストン51の端に引っ掛かった状態となるのは、ロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中であってロッカピストン51の端が開口部53から見える中間作動状態となる場合に限られるため、ロッカピストン51が当該中間作動状態(所定の作動状態)になるときにのみ高速ロッカアーム35が揺動を開始しないようにするようにしてもよい。
Here, for convenience of explanation, the high-
ところで、油圧増減開始時期Sを設定するためには高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点を知る必要があるが、実際に高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点を検出することは困難であるため、同図に示すように、#1(#2)気筒の排気TDC信号を基準に油圧増減開始時期Sを設定する。つまり、高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点から排気TDC信号までの時間はエンジン回転速度Neが同じであれば常に一定であり、また、各気筒の排気TDC信号の発信間隔も一定であるため、ここでは、例えば#1(#2)気筒の排気TDC信号を基準とし、当該#1(#2)気筒の排気TDC信号に基づいて油圧増減開始時期Sを設定する。
Incidentally, in order to set the hydraulic pressure increase / decrease start timing S, it is necessary to know the time when the high-
具体的には、ロッカピストン51の上昇時には、エンジン回転速度Neが所定回転速度N1(例えば、3000rpm)で連結切換機構41が切換可となるため、当該所定回転速度N1でOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給が行われる場合には、#1(#2)気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点から#1(#2)気筒の排気TDC信号までの時間t3(例えば、1.3ms)、OCV42dの作動遅れ時間t1(例えば、23ms)及び油圧の立ち上がり遅れ時間t2(例えば、12ms)を考慮し、さらにV型6気筒エンジンでは各気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始する時期は片側バンクで240°、即ち時間t4(例えば、11.4ms)ずつずれていることを考慮して、#1(#2)気筒の排気TDC信号前{S1=t1+t3+n・t4}〜{S2=t1+t2+t3+n・t4}(n=0、1、2)の範囲が油圧増減開始時期Sの設定不可範囲となる。
Specifically, when the
例えば、#1(#2)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前24.3〜36.3msの範囲(n=0)、#5(#6)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前35.7〜47.7msの範囲(n=1)、#3(#4)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前47.1〜59.1msの範囲(n=2)が油圧増減開始時期Sの設定不可範囲であり。これらの期間を外した期間が油圧増減開始時期Sの設定可能範囲である。従って、この設定可能範囲で油圧増減開始時期Sを設定するようにする。 For example, focusing on the # 1 (# 2) cylinder, focusing on the # 5 (# 6) cylinder in the range of 24.3 to 36.3 ms before the exhaust TDC signal of the # 1 (# 2) cylinder (n = 0). Focusing on the # 3 (# 4) cylinder in the range of 35.7 to 47.7 ms before the exhaust TDC signal of the # 1 (# 2) cylinder and the # 3 (# 4) cylinder, the exhaust TDC signal of the # 1 (# 2) cylinder The previous 47.1 to 59.1 ms range (n = 2) is the setting range of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S. The period excluding these periods is the settable range of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S. Therefore, the hydraulic pressure increase / decrease start timing S is set within this settable range.
また、上述したように、ロッカピストン51が中間作動状態となるときにのみ高速ロッカアーム35が揺動を開始しないようにする場合には、例えば当該中間作動状態をロッカピストン51の上昇開始後3ms〜9msの間とすると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前{S1=t1+3+t3+n・t4}〜{S2=t1+9+t3+n・t4}(n=0、1、2)の範囲が油圧増減開始時期Sの設定不可範囲となる。
Further, as described above, when the high-
この場合には、例えば、#1(#2)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前27.3〜33.3msの範囲(n=0)、#5(#6)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前38.7〜44.7msの範囲(n=1)、#3(#4)気筒に着目すると、#1(#2)気筒の排気TDC信号前50.1〜56.1msの範囲(n=2)が油圧増減開始時期Sの設定不可範囲であり、これらの期間を外した期間が油圧増減開始時期Sの設定可能範囲である。 In this case, for example, focusing on the # 1 (# 2) cylinder, the range of 27.3 to 33.3 ms before the exhaust TDC signal of the # 1 (# 2) cylinder (n = 0), # 5 (# 6 ) Focusing on the cylinder, focusing on the # 1 (# 2) cylinder in the range of 38.7 to 44.7 ms (n = 1) before the exhaust TDC signal, and # 3 (# 4) cylinder # 1 (# 2) The range of 50.1 to 56.1 ms before the exhaust TDC signal of the cylinder (n = 2) is the non-setting range of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S, and the period outside these periods is the settable range of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S. It is.
このように、ロッカピストン51が当該中間作動状態になるときにのみ高速ロッカアーム35が揺動を開始しないようにすると、油圧増減開始時期Sの設定可能範囲が拡大することになり効果的である。
ロッカピストン51の下降時には、エンジン回転速度Neが所定回転速度N2(例えば、2800rpm)で連結切換機構41が切換可となるため、当該所定回転速度N2でOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給が行われる場合には、#1(#2)気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点から#1(#2)気筒の排気TDC信号までの時間t3、時間t4を所定回転速度N2に応じた時間に設定し、これら時間t3、t4とエンジン回転速度Neに拘わらず変化しないOCV42dの作動遅れ時間t1及び油圧の立ち上がり遅れ時間t2とに基づき、上記同様に油圧増減開始時期Sの設定可能範囲を求める。そして、この設定可能範囲で油圧増減開始時期Sを設定するようにする。
Thus, if the high-
When the
ところで、OCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給が行われるときには、既にエンジン回転速度Neが所定回転速度N1(例えば、3000rpm)よりも上昇、或いは所定回転速度N2(例えば、2800rpm)よりも下降してしまっている場合があり、この場合には、高速ロッカアーム35の作動周期が変化し、上記#1(#2)気筒の排気TDC信号までの時間t3及び時間t4は所定回転速度N1のときよりも短く或いは長くなる。
By the way, when the ON signal or the OFF signal is supplied to the
従って、ステップS14では、例えば連結切換機構41の切換可否判断をする際(ステップS10)のエンジン回転速度Neの変化率dNe/dtを求めておき、当該変化率dNe/dtに基づいて油圧増減開始時期Sを補正する。つまり、変化率dNe/dtが正側に大きいほど時間t3及び時間t4を短く、負側に大きいほど時間t3及び時間t4を長くして油圧増減開始時期Sの設定可能範囲を変更するようにし、これに応じて油圧増減開始時期Sを補正する。
Accordingly, in step S14, for example, the rate of change dNe / dt of the engine speed Ne when determining whether or not the
また、作動油は油温Toilに応じて粘度が変化し、油温Toilが低温であるほど粘度が高くなるため、油温油温Toilに応じて油圧の立ち上がり或いは立ち下がり遅れ時間t2が変化する。
従って、次のステップS16では、さらに油温油温Toilに応じて油圧増減開始時期Sを補正する。つまり、油温油温Toilが低いほど遅れ時間t2を長く、高いほど遅れ時間t2を短くして油圧増減開始時期Sの設定可能範囲を変更し、これに応じて油圧増減開始時期Sを補正する。
Further, the viscosity of the hydraulic oil changes according to the oil temperature Toil, and the viscosity increases as the oil temperature Toil becomes lower. Therefore, the hydraulic oil rise or fall delay time t2 changes according to the oil temperature oil temperature Toil. .
Therefore, in the next step S16, the hydraulic pressure increase / decrease start timing S is further corrected according to the oil temperature / oil temperature Toil. In other words, the lower the oil temperature and the oil temperature Toil, the longer the delay time t2, and the higher the oil temperature, the shorter the delay time t2, thereby changing the settable range of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S and correcting the hydraulic pressure increase / decrease start timing S accordingly. .
なお、作動油の粘度は油圧とも相関があり、当該粘度の変化はOCV42d下流の油圧によっても検出可能であるため、油圧センサ68からの油圧情報Poilに応じて油圧増減開始時期Sを補正するようにしてもよい。
そして、ステップS18では、上記のように設定した油圧増減開始時期Sに基づき、当該油圧増減開始時期SにおいてOCV42dへのON信号或いはOFF信号の供給を行う。即ち、当該油圧増減開始時期SにおいてOCV42dの切り換えを行う。
Since the viscosity of the hydraulic oil has a correlation with the hydraulic pressure, and the change in the viscosity can be detected by the hydraulic pressure downstream of the
In step S18, the ON / OFF signal is supplied to the
これにより、理論上、ロッカピストン51の作動時期の適正化が図られることになり、高速用カム31c或いは中低速用カム31a,31bへの切換時において、当接突起35aの先端面35dのうちロッカシリンダ50の一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストン51の端に引っ掛かった状態となることがなくなり、故にロッカピストン51が弾かれてロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻されることがなくなる。
Theoretically, the operation timing of the
ところが、理論上は、上述したように、OCV42dの作動遅れ時間t1、油圧の立ち上がり遅れ時間t2、#1(#2)気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点から#1(#2)気筒の排気TDC信号までの時間t3及び時間t4に基づいて油圧増減開始時期Sを設定可能であるが、油圧Poilやエンジン回転速度Neの変化率dNe/dtによる補正が十分でない場合等、種々に条件により、高速用カム31c或いは中低速用カム31a,31bへの切換時において、当接突起35aの先端面35dのうちロッカシリンダ50の一方の摺動端側の部分(下端)だけがロッカピストン51の端に引っ掛かった状態となり、ロッカピストン51が弾かれてロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻されてしまう場合がある。
However, theoretically, as described above, the operation delay time t1 of the
このような場合、ロッカピストン51が作動油を強く押し戻そうとすることになり、油圧センサ68により検出される油路42c内の油圧Poilが一時的に上昇して大きな油圧パルスが発生するという現象が起こる。特に、高速用カム31cへの切換時には、OCV42dにON信号が供給されてロッカシリンダ50に高圧の作動油が充填されているため、ロッカピストン51が押し戻されると、中低速用カム31a,31bへの切換時に比べ、極めて高い値の油圧パルスが発生する。
In such a case, the
即ち、図5を参照すると、高速用カム31cへの切換時において、ロッカピストン51が上昇途中で弾き戻されたときの油圧センサ68の出力変化、即ち油圧Poilの変化が一例として示されているが、このように急激に高い値の油圧パルスが発生する。
そこで、ステップS20では、このような油圧Poilの変化、即ち油圧パルスに基づき、油圧増減開始時期Sの学習を行う(学習手段)。
That is, referring to FIG. 5, when changing to the
Therefore, in step S20, learning of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S is performed based on such a change of the hydraulic pressure Poil, that is, a hydraulic pressure pulse (learning means).
具体的には、図5に示すように、OCV42dにON信号或いはOFF信号が供給された後、OCV42dの作動遅れ時間t1及び油圧の立ち上がり遅れ時間t2が経過するまでの間(t1+t2)、即ちロッカピストン51が上昇或いは下降している間に大きな油圧パルスが発生し、油圧Poilが所定量以上上昇した場合には、油圧増減開始時期Sが適切でないと判断し、当該所定量以上の油圧パルスが発生しないように油圧増減開始時期Sを補正し、当該補正値を油圧増減開始時期Sとして学習する。つまり、油圧増減開始時期Sを補正時間Δtだけ早める、或いは遅らせるように補正し、当該補正値をECU60に学習値として記憶する。なお、補正時間Δtを早めるか遅らせるかは、設定した油圧増減開始時期Sに応じて適宜選択される。
More specifically, as shown in FIG. 5, after the ON signal or OFF signal is supplied to the
これにより、次回、高速用カム31c或いは中低速用カム31a,31bへの切り換えが行われたときには、ロッカピストン51が弾かれてロッカシリンダ50の一方の摺動端側に戻されることなく、油圧パルスの発生が抑制されることになり、以降、油圧増減開始時期Sが適正な値とされ,ロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中であるときに高速ロッカアーム35が揺動を開始して当接突起35aの先端面35dがロッカピストンの側面51aと当接することがないようロッカピストン51の作動時期を維持することができる。
Thus, the next time when switching to the
なお、次回以降においても依然として或いは再び油圧パルスが発生するような場合には、改めて油圧増減開始時期Sの学習が行われる。
従って、中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bと中低速用カム31a,31bとが急激に当接することや吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接することがなくなり、大きな衝撃音(異音)の発生が防止される。また、可変動弁機構の損傷、摩耗も防止される。
Note that when the oil pressure pulse is generated again or again after the next time, the oil pressure increase / decrease start timing S is learned again.
Therefore, the
なお、連結切換機構41の切換可の判定時と実際の油圧増減開始時期Sとのエンジン回転速度Neが異なる場合が想定される(急加減速時等)ため、所定回転速度N1,N2に加えて、その所定回転速度N1,N2近傍に複数の回転速度域(例えば、10〜50rpm毎)の学習領域を設けて、油圧増減開始時期Sを学習してもよい。
次に、本発明に係る内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置について説明する。
Since it is assumed that the engine speed Ne is different between the determination of whether the
Next, an initial setting device for a variable valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
本発明に係る可変動弁機構の初期設定装置は、上記上記図1及び図8〜図12に示した動弁装置を初期設定装置に適用するものであり、動弁装置の基本構成は上述した通りであるため説明を省略し、本発明に係る初期設定装置の部分について詳細に説明する。
図6を参照すると、本発明に係る可変動弁機構の初期設定装置の詳細が示されている。
同図に示すように、当該初期設定装置は、主としてベンチテスタ70からなり、当該ベンチテスタ70のコントローラに高精度の二個の油圧センサ(油圧検出手段)72が接続されて構成されている。さらに、ベンチテスタ70のコントローラは、エンジンに設けられたクランク角センサ62、カム角センサ64、油温センサ66からの情報を取り込み可能に構成されている。
The variable valve mechanism initial setting device according to the present invention applies the valve operating device shown in FIG. 1 and FIGS. 8 to 12 to the initial setting device, and the basic configuration of the valve operating device has been described above. Since it is as it is, description is abbreviate | omitted and the part of the initialization apparatus which concerns on this invention is demonstrated in detail.
Referring to FIG. 6, details of an initial setting device for a variable valve mechanism according to the present invention are shown.
As shown in the figure, the initial setting device mainly comprises a
以下、このように構成された初期設定装置の本発明に係る初期設定内容、即ち油圧増減開始初期設定内容について説明する。
先ず、エンジンがベンチテスタ70にセットされると、クランク角センサ62、カム角センサ64、油温センサ66等の各種センサ類がベンチテスタ70のコントローラに電気的に接続され、これにより、エンジンはベンチテスタ70のコントローラによって制御される。そして、二個の油圧センサ72が、それぞれ左バンクの油路42c、右バンクの油路42cに油圧Poilを検出可能に取り付けられる。
Hereinafter, the initial setting contents according to the present invention of the initial setting device configured as described above, that is, the initial setting contents of the hydraulic pressure increase / decrease start will be described.
First, when the engine is set on the
ベンチテスタ70のコントローラにより、エンジンが起動されると、本発明に係る油圧増減開始初期設定が開始される。
図7を参照すると、ベンチテスタ70のコントローラにより実行される当該油圧増減開始初期設定の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
When the engine of the
Referring to FIG. 7, a control routine for initial setting of the hydraulic pressure increase / decrease executed by the controller of the
先ず、ステップS30では、上記所定回転速度N1(例えば、3000rpm)における油圧増減開始基準時期Sb、即ち高速用カム31への切換時におけるOCV42dへのON信号の基準供給時期を設定する。
ここでは、上述した油圧増減開始時期Sと同様に、高速ロッカアーム35が揺動を開始したときにロッカピストン51が上昇途中(所定の作動状態)とならないよう、OCV42dの作動遅れ時間t1、油圧の立ち上がり遅れ時間t2、#1(#2)気筒の高速ロッカアーム35が揺動を開始した時点から#1(#2)気筒の排気TDC信号までの時間t3及び時間t4に基づいて油圧増減開始基準時期Sbを設定する。なお、設定手法の詳細については上述した油圧増減開始時期Sの場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
First, in step S30, the hydraulic pressure increase / decrease start reference timing Sb at the predetermined rotational speed N1 (for example, 3000 rpm), that is, the reference supply timing of the ON signal to the
Here, similarly to the hydraulic pressure increase / decrease start timing S described above, the
そして、エンジン回転速度Neが上記所定回転速度N1(例えば、3000rpm)以上となると、ステップS32において、上記設定した油圧増減開始基準時期Sbに基づき、当該油圧増減開始基準時期SbにおいてOCV42dへのON信号の供給を行う。即ち、当該油圧増減開始基準時期SbにおいてOCV42dの切り換えを行う。
この際、油圧増減開始基準時期Sbが適正な値であればよいが、適正な値でないと、上述したように、ロッカピストン51が作動油を強く押し戻そうとすることになり、OCV42dの作動遅れ時間t1及び油圧の立ち上がり遅れ時間t2が経過するまでの間(t1+t2)に、油圧センサ72により検出される油路42c内の油圧Poilが一時的に上昇して大きな油圧パルスが発生する(図5参照)。
When the engine rotational speed Ne becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed N1 (eg, 3000 rpm), an ON signal to the
At this time, the hydraulic pressure increase / decrease start reference timing Sb may be an appropriate value. However, if the hydraulic pressure increase / decrease start reference timing Sb is not an appropriate value, as described above, the
そこで、ステップS34では、上記同様、OCV42dにON信号が供給された後、OCV42dの作動遅れ時間t1及び油圧の立ち上がり遅れ時間t2が経過するまでの間(t1+t2)、即ちロッカピストン51が上昇している間に大きな油圧パルスが発生し、油圧Poilが所定量以上上昇した場合において、当該所定量以上の油圧パルスが発生しないように油圧増減開始基準時期Sbを学習補正する(学習手段)。つまり、上述したと同様に、油圧増減開始基準時期Sbを補正時間Δtだけ早める、或いは遅らせるように補正する。
Thus, in step S34, as described above, after the ON signal is supplied to the
ステップS36では、所定量以上の油圧パルスが発生しなくなり、学習が終了したか否かを判別する。判別結果が偽(No)で学習が終了していないと判定された場合には、エンジン回転速度Neの増減を繰り返し実施し、所定量以上の油圧パルスが発生しなくなるまでステップS32、ステップS34の実行を繰り返す。そして、ステップS36の判別結果が真(Yes)となり、学習が終了したと判定された場合には、ステップS38に進む。 In step S36, it is determined whether or not a hydraulic pulse of a predetermined amount or more is not generated and learning is finished. If the determination result is false (No) and it is determined that learning has not ended, the engine rotational speed Ne is repeatedly increased and decreased, and steps S32 and S34 are repeated until no more than a predetermined amount of hydraulic pulses are generated. Repeat execution. If the determination result of step S36 is true (Yes) and it is determined that the learning is completed, the process proceeds to step S38.
ステップS38では、学習により求めた油圧増減開始基準時期Sbの学習値を高速用カム31への切換時における油圧増減開始時期S(所定の作動時期)の初期値、即ち油圧増減開始初期値S0として設定する。そして、当該油圧増減開始初期値S0をベンチテスタ70のコントローラに記憶する(初期設定手段)。
この油圧増減開始初期設定はエンジン回転速度Ne毎に行うようにし、さらにステップS30では、上記所定回転速度N2(例えば、2800rpm)における油圧増減開始基準時期Sb、即ち中低速用カム31a,31bへの切換時におけるOCV42dへのOFF信号の基準供給時期を設定する。
In step S38, the learned value of the hydraulic pressure increase / decrease start reference time Sb obtained by learning is set as the initial value of the hydraulic pressure increase / decrease start timing S (predetermined operation timing) when switching to the
The initial setting of the hydraulic pressure increase / decrease start is performed for each engine rotational speed Ne. Further, in step S30, the hydraulic pressure increase / decrease start reference timing Sb at the predetermined rotational speed N2 (for example, 2800 rpm), that is, to the medium /
以降、上記同様に、油圧センサ72により検出される油路42c内の油圧Poilに基づき、所定量以上の油圧パルスが発生しなくなるまでステップS32、ステップS34の実行を繰り返し(学習手段)、ステップS38において、学習により求めた油圧増減開始基準時期Sbの学習値を中低速用カム31a,31bへの切換時における油圧増減開始時期S(所定の作動時期)の初期値、即ち油圧増減開始初期値S0として設定し、ベンチテスタ70のコントローラに記憶する(初期設定手段)。
Thereafter, similarly to the above, based on the oil pressure Poil in the
なお、ここではエンジン回転速度Neが所定回転速度N1(例えば、3000rpm)である場合及び所定回転速度N2(例えば、2800rpm)である場合について説明したが、これら以外のエンジン回転速度Neにおいても油圧増減開始基準時期Sbの学習を行い、エンジン回転速度Ne毎に油圧増減開始初期値S0を求めておくのがよい。
そして、このようにベンチテスタ70のコントローラに記憶された油圧増減開始初期値S0は、対象となるエンジンのECU60に出力され、高速用カム31或いは中低速用カム31a,31bへの切換時における油圧増減開始時期Sとして使用される。
Although the case where the engine rotational speed Ne is a predetermined rotational speed N1 (for example, 3000 rpm) and the case where the engine rotational speed Ne is a predetermined rotational speed N2 (for example, 2800 rpm) has been described here, the hydraulic pressure increases and decreases at other engine rotational speeds Ne. It is preferable to learn the start reference time Sb and obtain the oil pressure increase / decrease start initial value S0 for each engine speed Ne.
The hydraulic pressure increase / decrease start initial value S0 thus stored in the controller of the
これにより、各エンジンにおいて、ロッカピストン51が上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態であるときに高速ロッカアーム35が揺動して当接突起35aの先端面35dがロッカピストンの側面51aと当接することがないようロッカピストン51の作動時期を最適に初期設定することが可能となり、可変動弁機構40の切換動作の最適化を図ることができる。
As a result, in each engine, when the
従って、エンジンの出荷直後からロッカピストン51の作動時期を適正なものにすることができ、中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bと中低速用カム31a,31bとが急激に当接することや吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接することがなくなり、大きな衝撃音(異音)の発生が防止される。また、可変動弁機構の損傷、摩耗も防止される。
Accordingly, the operation timing of the
また、このように油圧増減開始時期Sを適正に初期設定しておけば、各エンジンに高精度で高価な油温センサを搭載しなくても良好に衝撃音の発生を防止可能となり、コスト低減を図ることができる。
なお、エンジンの出荷後は、上記同様、各エンジンにおいて、ECU60によりエンジン回転速度Neの変化率dNe/dtや油温油温Toilに応じて油圧増減開始初期値S0を補正するようにしてもよく、これによりロッカピストン51の作動時期がより一層適正なものとなる。
In addition, if the oil pressure increase / decrease start timing S is properly set in this way, it is possible to prevent the generation of impact noise without having to install a highly accurate and expensive oil temperature sensor in each engine, thus reducing costs. Can be achieved.
After the engine is shipped, the hydraulic pressure increase / decrease start initial value S0 may be corrected by the
なお、上記同様に、連結切換機構41の切換可の判定時と実際の油圧増減開始時期Sとのエンジン回転速度Neが異なる場合が想定される(急加減速時等)ため、所定回転速度N1,N2に加えて、その所定回転速度N1,N2近傍に複数の回転速度域(例えば、10〜50rpm毎)の学習領域を設けて、油圧増減開始基準時期Sbを学習してもよい。
以上で本発明に係る内燃機関の動弁装置及び可変動弁機構の初期設定装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
In the same manner as described above, it is assumed that the engine speed Ne is different between the determination of whether the
Although the description of the embodiments of the valve operating device for an internal combustion engine and the initial setting device for the variable valve operating mechanism according to the present invention has been completed, the embodiments are not limited to the above-described embodiments.
例えば、上記実施形態では、吸気弁11,12の作動特性を切り換える可変動弁機構40を示したが、排気弁21,22の作動特性を切り換えるものであってもよく、吸気弁11,12と排気弁の21,22の両方の作動特性を切り換えるものであってもよい。
また、上記実施形態では、中低速ロッカアーム33,34にロッカシリンダ50とロッカピストン51とを備える一方、高速ロッカアーム35に当接突起35aを備えた可変動弁機構40を示したが、逆に、中低速ロッカアーム33,34に当接突起を備える一方、高速ロッカアーム35にロッカシリンダとロッカピストンとを備えた可変動弁機構であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、中低速用カム31a,31b及び中低速ロッカアーム33,34を用いた例について説明したが、中低速用カムを同一形状としてもよいし、或いは、単一の低速用カム及び二股状の単一のロッカアームを用いて吸気弁11,12を駆動するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、V形6気筒エンジンを例に説明したが、これに限られず、エンジンは直列4気筒エンジン等であってもよく、この場合には、油圧調整装置42は一つのOCV42dで構成される。
In the above embodiment, the example using the medium /
In the above-described embodiment, the V-type 6-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the engine may be an in-line 4-cylinder engine. In this case, the hydraulic
また、上記実施形態では、連結切換機構41は油圧調整装置42を含み、構成が容易であり且つ潤滑機能を有していることから作動油の油圧によりロッカピストン51を作動させる構成としたが、ロッカピストン51の作動手段は油圧に限られるものではない。
但し、この場合には、油圧センサ68、72を用いることができないため、例えばエンジンにノックセンサを設け、中低速ロッカアーム33,34のローラ33b,34bと中低速用カム31a,31bとが急激に当接したときの振動や吸気弁11,12のバルブフェイスとバルブシートとが急激に当接したときの振動を検出し、当該振動に基づいて油圧増減開始時期Sや油圧増減開始基準時期Sbの学習を行うようにするのがよい。このようにしても、油圧センサを用いる場合に比べて検出精度はやや劣るものの、十分な効果が得られる。
Further, in the above embodiment, the
However, in this case, since the
また、上記実施形態では、最初に油圧増減開始時期Sや油圧増減開始基準時期Sbを設定し、これらに基づいて学習を行うようにしたが、油圧増減開始時期Sや油圧増減開始基準時期Sbを特に設定することなく学習を行うことも当然可能である。 In the above embodiment, the hydraulic pressure increase / decrease start timing S and the hydraulic pressure increase / decrease start reference time Sb are set first, and learning is performed based on them. However, the hydraulic pressure increase / decrease start timing S and the hydraulic pressure increase / decrease start reference timing Sb are set. Of course, it is possible to perform learning without setting.
11,12 吸気弁
21,22 排気弁
31a,31b 中低速用カム(第1のカム)
31c 高速用カム(第2のカム)
32 ロッカシャフト
33,34 ロッカアーム(第1のロッカアーム)
40 可変動弁機構
41 連結切換機構
42 油圧調整装置(ロッカピストン作動手段)
42a 共通油路
42b,42c 油路
42d オイルコントロールバルブ(OCV、油圧調整手段)
50 ロッカシリンダ
51 ロッカピストン
51a 側面
52 スプリング
53 開口部
60 ECU
62 クランク角センサ
64 カム角センサ
66 油温センサ
68 油圧センサ(油圧検出手段)
70 ベンチテスタ
72 油圧センサ(油圧検出手段)
11, 12
31c High-speed cam (second cam)
32
40
42a
50
62
70
Claims (10)
前記第1のカムと異なる形状を有して前記カムシャフトの回転に伴い回転する第2のカムに倣い揺動する第2のロッカアームと、
前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか一方に形成され、摺動面の一部に開口部を有するロッカシリンダと、
前記ロッカシリンダ内に前記摺動面に沿い摺動自在に装着されたロッカピストンと、
内燃機関の運転状態に応じ、前記ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖しない前記ロッカシリンダの一方の摺動端と前記開口部を封鎖する前記ロッカシリンダの他方の摺動端との間で前記ロッカピストンを作動させるロッカピストン作動手段と、
前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか他方に突設され、前記第2のロッカアームの揺動により、前記ロッカピストンが前記ロッカシリンダの前記一方の摺動端にあるときには先端部が前記開口部から前記ロッカシリンダの内部に挿入される一方、前記ロッカピストンが前記ロッカピストン作動手段の作動により該ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖する位置にあるときには先端部が該側面と当接する当接突起とを備え、
前記ロッカピストン作動手段は、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する学習手段を含むことを特徴とする内燃機関の動弁装置。 A first rocker arm that swings following the first cam that rotates as the camshaft rotates to open or close either the intake valve or the exhaust valve;
A second rocker arm having a shape different from that of the first cam and swinging following a second cam that rotates as the cam shaft rotates;
A rocker cylinder formed on one of the first rocker arm and the second rocker arm and having an opening in a part of the sliding surface;
A rocker piston slidably mounted along the sliding surface in the rocker cylinder;
Depending on the operating state of the internal combustion engine, the side surface of the rocker piston does not seal the opening between the one sliding end of the rocker cylinder and the other sliding end of the rocker cylinder that blocks the opening. A rocker piston actuating means for actuating the rocker piston;
When the rocker piston is located at the one sliding end of the rocker cylinder due to the swinging of the second rocker arm, the tip portion is protruded from the other of the first rocker arm and the second rocker arm. When the rocker piston is inserted into the rocker cylinder from the opening, and the rocker piston is in a position where the side surface of the rocker piston seals the opening due to the operation of the rocker piston actuating means, the tip portion contacts the side surface. Abutting protrusions that contact,
The rocker piston operating means includes learning means for learning the operation timing of the rocker piston so that the rocker piston does not enter a predetermined operating state during the ascending or descending when the second rocker arm starts swinging. A valve operating apparatus for an internal combustion engine characterized by the above.
前記学習手段は、前記各気筒の第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴とする、請求項1記載の内燃機関の動弁装置。 The internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine, and includes the first rocker arm and the second rocker arm for each cylinder,
2. The learning device according to claim 1, wherein the learning unit learns the operation timing of the rocker piston so that the rocker piston does not enter a predetermined operation state when the second rocker arm of each cylinder starts to swing. A valve operating device for an internal combustion engine.
前記学習手段は、前記油路内の油圧を検出する油圧検出手段を有し、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないよう、該油圧検出手段により検出される油圧の変化に基づいて、前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴とする、請求項1または2記載の内燃機関の動弁装置。 The rocker piston actuating means is for actuating the rocker piston with hydraulic oil supplied from an oil pressure source via an oil path, and has an oil pressure adjusting means in the oil path,
The learning means includes oil pressure detecting means for detecting oil pressure in the oil passage, and is detected by the oil pressure detecting means so that the rocker piston is not in a predetermined operating state when the second rocker arm starts to swing. The valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the start time of increase / decrease of oil pressure by the oil pressure adjusting means is learned based on a change in oil pressure.
前記学習手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される回転速度或いは回転速度域毎に前記ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか記載の内燃機関の動弁装置。 Furthermore, an engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine is provided,
5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the learning unit learns an operation timing of the rocker piston for each rotation speed or rotation speed range detected by the engine rotation speed detection unit. Valve gear.
前記第1のカムと異なる形状を有して前記カムシャフトの回転に伴い回転する第2のカムに倣い揺動する第2のロッカアームと、
前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか一方に形成され、摺動面の一部に開口部を有するロッカシリンダと、
前記ロッカシリンダ内に前記摺動面に沿い摺動自在に装着されたロッカピストンと、
内燃機関の運転状態に応じ、所定の作動時期に、前記ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖しない前記ロッカシリンダの一方の摺動端と前記開口部を封鎖する前記ロッカシリンダの他方の摺動端との間で前記ロッカピストンを作動させるロッカピストン作動手段と、
前記第1のロッカアーム及び前記第2のロッカアームのいずれか他方に突設され、前記第2のロッカアームの揺動により、前記ロッカピストンが前記ロッカシリンダの前記一方の摺動端にあるときには先端部が前記開口部から前記ロッカシリンダの内部に挿入される一方、前記ロッカピストンが前記ロッカピストン作動手段の作動により該ロッカピストンの側面が前記開口部を封鎖する位置にあるときには先端部が該側面と当接する当接突起とを備えた内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置であって、
前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが上昇途中或いは下降途中の所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習する学習手段と、
該学習手段により学習された学習値を前記所定の作動時期の初期値として設定する初期設定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置。 A first rocker arm that swings following the first cam that rotates as the camshaft rotates to open or close either the intake valve or the exhaust valve;
A second rocker arm having a shape different from that of the first cam and swinging following a second cam that rotates as the cam shaft rotates;
A rocker cylinder formed on one of the first rocker arm and the second rocker arm and having an opening in a part of the sliding surface;
A rocker piston slidably mounted along the sliding surface in the rocker cylinder;
Depending on the operating state of the internal combustion engine, at a predetermined operation timing, one side of the rocker cylinder where the side surface of the rocker piston does not block the opening and the other sliding of the rocker cylinder that blocks the opening Rocker piston actuating means for actuating the rocker piston between the ends;
When the rocker piston is located at the one sliding end of the rocker cylinder due to the swinging of the second rocker arm, the tip portion is protruded from either the first rocker arm or the second rocker arm. When the rocker piston is inserted into the rocker cylinder from the opening, and the rocker piston is in a position where the side of the rocker piston seals the opening due to the operation of the rocker piston actuating means, the tip is in contact with the side. An initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine having an abutting protrusion in contact with it,
Learning means for learning the operation timing of the rocker piston so that the rocker piston does not enter a predetermined operating state during the ascending or descending at the start of swinging of the second rocker arm;
Initial setting means for setting a learning value learned by the learning means as an initial value of the predetermined operating time;
An initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine, comprising:
前記学習手段は、前記各気筒の第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないように該ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴とする、請求項6記載の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置。 The internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine, and includes the first rocker arm and the second rocker arm for each cylinder,
7. The learning means according to claim 6, wherein the learning means learns the operation timing of the rocker piston so that the rocker piston does not enter a predetermined operation state when the second rocker arm of each cylinder starts to swing. An initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine.
前記学習手段は、前記油路内の油圧を検出する油圧検出手段を有し、前記第2のロッカアームの揺動開始時に前記ロッカピストンが所定の作動状態とならないよう、該油圧検出手段により検出される油圧の変化に基づいて、前記油圧調整手段による油圧の増減開始時期を学習することを特徴とする、請求項6または7記載の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置。 The rocker piston actuating means is for actuating the rocker piston with hydraulic oil supplied from an oil pressure source via an oil path, and has an oil pressure adjusting means in the oil path,
The learning means includes oil pressure detecting means for detecting oil pressure in the oil passage, and is detected by the oil pressure detecting means so that the rocker piston is not in a predetermined operating state when the second rocker arm starts to swing. 8. The initial setting device for a variable valve mechanism of an internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein an oil pressure increase / decrease start timing is learned based on a change in oil pressure.
前記学習手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される回転速度或いは回転速度域毎に前記ロッカピストンの作動時期を学習することを特徴とする、請求項6乃至9のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構の初期設定装置。 Furthermore, an engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine is provided,
The internal combustion engine according to any one of claims 6 to 9, wherein the learning means learns the operation timing of the rocker piston for each rotational speed or rotational speed range detected by the engine rotational speed detection means. Initial setting device for the variable valve mechanism.
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