JP2007023814A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to change a valve opening characteristic with higher flexibility in a variable valve gear for an internal combustion engine. <P>SOLUTION: A first cam 56 and a second cam 50 are rotatingly driven by a same motor and have the same cam shapes but have different rotational phases with respect to the motor, and the cam shape is symmetrical with respect to a straight line passing through the cam center and cam noses 56a, 50a. With such a cam shape, when the rotational direction of the motor is alternately switched in the case where the first cam 56 drives a valve to open/close using an opening side ramp part 56b out of its two ramp parts 56b, 56c and the second cam 50 drives a valve to open/close using a closing side ramp part 50c out of its two ramp parts 50b, 50c, each of the valves can be operated to be lifted with a smaller lift amount than the maximum lift amount without generating a difference between the lift curves of the two valves. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブや排気バルブをカムにより開閉駆動する可変動弁装置、詳しくは、カムの駆動源として電動機を用いる可変動弁装置に関する。   The present invention relates to a variable valve apparatus that opens and closes an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine with a cam, and more particularly to a variable valve apparatus that uses an electric motor as a drive source for the cam.

従来、例えば特許文献1に記載されるように、吸気バルブや排気バルブの開弁特性(リフト量、開きタイミング、閉じタイミング等)を変更可能な可変動弁装置を備える内燃機関が提案されている。この可変動弁装置は、クランクシャフトから取り出された動力の代わりに電動機によってカムを回転駆動するものであり、クランクシャフトの回転と独立してカムの回転速度や回転方向を自由に制御することができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, as described in, for example, Patent Document 1, an internal combustion engine including a variable valve gear that can change valve opening characteristics (lift amount, opening timing, closing timing, etc.) of an intake valve and an exhaust valve has been proposed. . This variable valve operating device drives a cam by an electric motor instead of the power extracted from the crankshaft, and can freely control the rotational speed and direction of the cam independently of the rotation of the crankshaft. it can.

上記従来の可変動弁装置によれば、例えば、閉弁期間中のカムの回転速度を増減させることとすれば、位相を変更することができ(位相可変制御)、逆に、開弁期間中のカムの回転速度を増減させることとすれば、作用角を変更することができる(作用角可変制御)。また、開弁期間中に最大リフト量に達する前にカムの回転方向を逆転させることとすれば、バルブのリフト量が最大リフト量より小さくなるように制御することもできる(リフト量可変制御)。このように、上記従来の可変動弁装置によれば、バルブの開弁特性を高い自由度で変更することができる。
特開2004−183612号公報 特開平9−105314号公報
According to the conventional variable valve operating apparatus described above, for example, if the rotational speed of the cam during the valve closing period is increased or decreased, the phase can be changed (phase variable control), and conversely during the valve opening period. If the rotational speed of the cam is increased or decreased, the operating angle can be changed (variable operating angle control). If the cam rotation direction is reversed before the maximum lift amount is reached during the valve opening period, the valve lift amount can be controlled to be smaller than the maximum lift amount (lift amount variable control). . Thus, according to the conventional variable valve operating apparatus, the valve opening characteristic of the valve can be changed with a high degree of freedom.
JP 2004-183612 A JP-A-9-105314

ところで、カムを回転駆動する電動機は、全気筒に対して1つ設けることもできるし、気筒毎に設けることもできる。また、気筒を複数グループに分けてグルーフ毎に1つの電動機を設けることもできる。2気筒を1グループとする場合は、1つの電動機により回転位相の異なる2つのカムを回転駆動するようにグループ分けをしてもよい。その場合、電動機の回転方向を交互に切り替えて各カムを揺動駆動すれば、2気筒同時に上記のリフト量可変制御を実行できると考えられる。具体的には、一方の気筒のカムには、その2つのランプ部のうち、正転時の開き側のランプ部のみを用いてバルブを開閉駆動させ、もう一方の気筒のカムには、正転時の閉じ側のランプ部のみを用いてバルブを開閉駆動させるように、電動機の回転方向を交互に切り替えるようにする。   Incidentally, one electric motor for rotating the cam can be provided for all the cylinders, or can be provided for each cylinder. Further, the cylinders can be divided into a plurality of groups, and one electric motor can be provided for each group. When two cylinders are used as one group, grouping may be performed so that two cams having different rotation phases are driven to rotate by one electric motor. In that case, it is considered that the above-described variable lift amount control can be executed simultaneously for two cylinders if the rotation directions of the electric motor are alternately switched to drive each cam in a swinging manner. Specifically, the cam of one cylinder uses only the ramp portion on the open side during normal rotation of the two ramp portions to drive the valve, and the cam of the other cylinder has a positive polarity. The rotation direction of the electric motor is alternately switched so that the valve is driven to open and close using only the lamp portion on the closed side during rotation.

しかしながら、通常、内燃機関の動弁装置に用いられるカムの形状は、カムノーズに対して開き側と閉じ側とで異なる形状になっている。カムの開き側は、すばやくバルブを開いて作用角を縮小し、同一作用角での時間面積を向上させるために、急な傾斜のランプ部が設けられている。これに対し、カムの閉じ側は、ゆっくりとバルブを閉じて着座速度を低下させ、着座時の振動、騒音を低減するために、緩やかな傾斜のランプ部が設けられている。   However, normally, the shape of the cam used in the valve gear of the internal combustion engine is different on the opening side and the closing side with respect to the cam nose. On the cam opening side, a steeply ramped portion is provided in order to quickly open the valve to reduce the working angle and improve the time area at the same working angle. On the other hand, on the cam closing side, a ramp portion having a gentle slope is provided in order to slowly close the valve to lower the seating speed and reduce vibration and noise during seating.

このため、上記のように2気筒同時にリフト量可変制御を実行すると、一方の気筒のバルブは急な傾斜のランプ部によってすばやく開閉駆動され、他方の気筒のバルブは緩やかな傾斜のランプ部によってゆっくりと開閉駆動されることになる。その結果、バルブのリフト曲線の相違により気筒間で吸入空気量に差が生じ、内燃機関全体ではトルク変動が発生してしまう。   For this reason, when the lift amount variable control is executed simultaneously for the two cylinders as described above, the valve of one cylinder is quickly opened and closed by the ramp portion having a steep slope, and the valve of the other cylinder is slowly driven by the ramp portion having a gentle slope. It will be opened and closed. As a result, a difference in valve lift curves causes a difference in intake air amount between cylinders, resulting in torque fluctuations throughout the internal combustion engine.

以上のように、上記従来の可変動弁装置は、バルブの開弁特性を高い自由度で変更することができるものの、カムの回転方向を切り替えるとバルブのリフト曲線も異なってしまうため、バルブの開弁特性に関する自由度を高めることにおいて制約があった。   As described above, the conventional variable valve device can change the valve opening characteristic with a high degree of freedom. However, if the cam rotation direction is changed, the valve lift curve also changes. There were restrictions in increasing the degree of freedom regarding the valve opening characteristics.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブの開弁特性をより高い自由度で変更することが可能な内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can change the valve opening characteristics of the valve with a higher degree of freedom. To do.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、
内燃機関の可変動弁装置であって、
回転方向を切替可能な電動機と、
前記電動機により回転駆動される第1のカムと、
前記第1のカムと同一のカム形状を有し、同じく前記電動機により回転駆動される、前記第1のカムとは前記電動機に対する回転位相が異なる第2のカムと、
前記第1のカムにより開閉駆動される第1のバルブと、
前記第2のカムにより開閉駆動される第2のバルブと、
前記電動機の回転を制御する制御手段と、を備え、
前記第1のカム及び前記第2のカムは、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有していることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the first invention provides
A variable valve operating device for an internal combustion engine,
An electric motor capable of switching the rotation direction;
A first cam rotated by the electric motor;
A second cam having the same cam shape as that of the first cam and driven to rotate by the electric motor, the second cam having a rotational phase different from that of the electric motor;
A first valve that is opened and closed by the first cam;
A second valve that is opened and closed by the second cam;
Control means for controlling the rotation of the electric motor,
The first cam and the second cam have a symmetric cam shape with respect to a straight line passing through a cam center and a cam nose.

第2の発明は、第1の発明において、
前記制御手段は、前記第1のカムが有する2つのランプ部のうち、前記電動機が所定方向に回転したときの開き側のランプ部を用いて前記第1のバルブを開閉駆動するとともに、前記第2のカムが有する2つのランプ部のうち、前記電動機が前記所定方向に回転したときの閉じ側のランプ部を用いて前記第2のバルブを開閉駆動するよう、前記電動機の回転方向を交互に切り替えることを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The control means drives the first valve to open / close using the lamp portion on the open side when the electric motor rotates in a predetermined direction, out of the two lamp portions of the first cam, and The rotation direction of the electric motor is alternately changed so that the second valve is driven to open and close using the lamp portion on the closed side when the electric motor rotates in the predetermined direction among the two lamp portions of the two cams. It is characterized by switching.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記制御手段は、前記第1のバルブの開き始め、及び、前記第2のバルブの開き始めは、前記第1のバルブの開き終わり、及び、前記第2のバルブの開き終わりよりも、前記電動機の回転速度を上昇させることを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The control means is configured such that the opening of the first valve and the opening of the second valve are more initiated than the opening end of the first valve and the opening end of the second valve. It is characterized by increasing the rotational speed of the.

第4の発明は、第1又は第2の発明において、
前記制御手段は、前記第1のバルブの開き終わり、及び、前記第2のバルブの開き終わりは、前記第1のバルブの開き始め、及び、前記第2のバルブの開き始めよりも、前記電動機の回転速度を低下させることを特徴としている。
4th invention is 1st or 2nd invention,
The control means may be configured such that the opening end of the first valve and the opening end of the second valve are more open than the start of opening of the first valve and the opening of the second valve. It is characterized in that the rotational speed of the is reduced.

また、第5の発明は、上記の目的を達成するため、
内燃機関の可変動弁装置であって、
回転方向を切替可能な電動機と、
前記電動機により回転駆動されるカムと、
前記カムにより開閉駆動されるバルブと、
前記電動機の回転を制御する制御手段と、を備え、
前記カムは、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有していることを特徴としている。
Further, the fifth invention achieves the above object,
A variable valve operating device for an internal combustion engine,
An electric motor capable of switching the rotation direction;
A cam that is rotationally driven by the electric motor;
A valve that is opened and closed by the cam;
Control means for controlling the rotation of the electric motor,
The cam has a symmetric cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose.

第6の発明は、第5の発明において、
前記制御手段は、前記カムが有する2つのランプ部のうち、一方の側のランプ部のみを用いて前記バルブを開閉駆動するよう、前記電動機の回転方向を交互に切り替えることを特徴としている。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The control means is characterized in that the rotation direction of the electric motor is alternately switched so as to open and close the valve using only one of the two lamp portions of the cam.

第7の発明は、第5又は第6の発明において、
前記制御手段は、前記バルブの開き始めは、前記バルブの開き終わりよりも、前記電動機の回転速度を上昇させることを特徴としている。
According to a seventh invention, in the fifth or sixth invention,
The control means is characterized in that the rotation speed of the electric motor is increased at the beginning of opening of the valve than at the end of opening of the valve.

第8の発明は、第5又は第6の発明において、
前記制御手段は、前記バルブの開き終わりは、前記バルブの開き始めよりも、前記電動機の回転速度を低下させることを特徴としている。
The eighth invention is the fifth or sixth invention, wherein
The control means is characterized in that the rotation speed of the electric motor is lower at the end of opening of the valve than at the start of opening of the valve.

第1の発明によれば、第1のカム及び第2のカムは、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有しているので、左右どちらの方向にカムを回転させても同一のバルブリフト曲線を得ることができる。しかも、各カムを回転駆動する駆動源として電動機を用いているので、各カムの回転方向や回転速度は自由に設定することができる。したがって、第1の発明によれば、第1のバルブ及び第2のバルブの開弁特性をより高い自由度で変更することができる。   According to the first invention, since the first cam and the second cam have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose, the cam can be rotated in either the left or right direction. The same valve lift curve can be obtained. In addition, since the electric motor is used as a drive source for rotationally driving each cam, the rotational direction and rotational speed of each cam can be freely set. Therefore, according to the first invention, the valve opening characteristics of the first valve and the second valve can be changed with a higher degree of freedom.

第2の発明によれば、第1のバルブは、第1のカムの開き側のランプ部を用いて開閉駆動され、第2のバルブは、第2のカムの閉じ側のランプ部を用いて開閉駆動される。このように、各カムの一方の側のランプ部のみを用いてバルブを開閉駆動することで、カムを一方向に回転させカム全体を用いて開閉駆動する場合よりも小さいリフト量で各バルブをリフト動作させることができる。しかも、第1のカムと第2カムは同一のカム形状で、且つ、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状であるので、異なる側(第1のカムは開き側、第2のカムは閉じ側)のランプ部を用いてバルブを開閉駆動しても、2つのバルブのリフト曲線に差が生じることは無い。   According to the second invention, the first valve is driven to open and close by using the ramp portion on the opening side of the first cam, and the second valve is used by using the ramp portion on the closing side of the second cam. It is opened and closed. In this way, by opening and closing the valve using only the ramp portion on one side of each cam, each valve can be opened with a smaller lift than when the cam is rotated in one direction and opened and closed using the entire cam. Lifting operation can be performed. In addition, since the first cam and the second cam have the same cam shape and are symmetrical with respect to the straight line passing through the cam center and the cam nose, the different cams (the first cam is the open side, the second cam is Even if the valve is driven to open and close using the ramp portion on the cam closed side, there is no difference between the lift curves of the two valves.

第3の発明によれば、各バルブの開き始めは開き終りよりも電動機の回転速度を上昇させることで、各バルブの開き作用角を縮小して同一作用角の時間面積を拡大することができる。したがって、各カムのランプ部の形状を各バルブの着座速度を重視した緩やかな傾斜にした場合には、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。   According to the third aspect of the present invention, the opening operating angle of each valve can be reduced and the time area of the same operating angle can be increased by increasing the rotational speed of the motor at the beginning of opening of each valve than at the end of opening. . Therefore, when the shape of the ramp portion of each cam is a gentle slope that places importance on the seating speed of each valve, it is possible to realize a valve lift curve that opens quickly and closes slowly.

第4の発明によれば、各バルブの開き終わりは開き始めよりも電動機の回転速度を低下させることで、各バルブの着座速度を低下させて着座時の振動、騒音を低減することができる。したがって、各カムのランプ部の形状を同一作用角での時間面積を重視した急な傾斜にした場合には、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the opening speed of each valve lowers the rotational speed of the motor than the start of opening, thereby reducing the seating speed of each valve and reducing vibration and noise at the time of seating. Therefore, when the shape of the ramp portion of each cam is steeply inclined with an emphasis on the time area at the same operating angle, it is possible to realize a valve lift curve that opens quickly and closes slowly. .

また、第5の発明によれば、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有するカムによるバルブを開閉駆動するので、左右どちらの方向にカムを回転させても同一のバルブリフト曲線を得ることができる。しかも、カムを回転駆動する駆動源として電動機を用いているので、カムの回転方向や回転速度は自由に設定することができる。したがって、第5の発明によれば、バルブの開弁特性をより高い自由度で変更することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the valve is driven by a cam having a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose, so that the same valve lift curve can be obtained regardless of which direction the cam is rotated. Can be obtained. Moreover, since the electric motor is used as a drive source for rotationally driving the cam, the rotational direction and rotational speed of the cam can be freely set. Therefore, according to the fifth aspect, the valve opening characteristic of the valve can be changed with a higher degree of freedom.

第6の発明によれば、カムが有する2つのランプ部のうち、一方の側のランプ部のみを用いてバルブを開閉駆動することで、カムを一方向に回転させカム全体を用いて開閉駆動する場合よりも小さいリフト量で各バルブをリフト動作させることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the valve is driven to open and close using only one of the two lamp portions of the cam, thereby rotating the cam in one direction and opening and closing using the entire cam. Each valve can be lifted with a lift amount smaller than that of the case.

第7の発明によれば、バルブの開き始めは開き終わりよりも電動機の回転速度を上昇させることで、バルブの開き作用角を縮小して同一作用角の時間面積を拡大することができる。したがって、カムのランプ部の形状をバルブの着座速度を重視した緩やかな傾斜にした場合には、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。   According to the seventh aspect, by increasing the rotational speed of the electric motor at the beginning of opening of the valve than at the end of opening, the opening operating angle of the valve can be reduced and the time area of the same operating angle can be expanded. Accordingly, when the shape of the ramp portion of the cam is a gentle slope that places importance on the seating speed of the valve, it is possible to realize a valve lift curve that opens quickly and closes slowly.

第8の発明によれば、バルブの開き終わりは開き始めよりも電動機の回転速度を低下させることで、バルブの着座速度を低下させて着座時の振動、騒音を低減することができる。したがって、カムのランプ部の形状を同一作用角での時間面積を重視した急な傾斜にした場合には、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。   According to the eighth invention, the opening end of the valve lowers the rotational speed of the electric motor than the beginning of opening, thereby reducing the seating speed of the valve and reducing vibration and noise during the seating. Therefore, when the shape of the ramp portion of the cam is steeply inclined with an emphasis on the time area at the same operating angle, a valve lift curve that opens quickly and closes slowly can be realized.

実施の形態1.
以下、図1乃至図5を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

[可変動弁装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としての可変動弁装置の構成を示す斜視図である。図1に示す可変動弁装置10は、内燃機関1の吸気バルブや排気バルブを駆動するための装置である。ここでは、内燃機関1は、直列4気筒型エンジンとして構成されているものとする。図1において、#1〜#4は、それぞれ内燃機関1の第1気筒〜第4気筒を表している。内燃機関1における爆発順序は、一般的な内燃機関と同様に、#1→#3→#4→#2であるものとする。なお、本実施形態では、可変動弁装置10が各気筒の吸気バルブを駆動する装置として機能するものとし、図1においては排気バルブ側の構成についてはその図示を省略している。しかし、可変動弁装置10は、吸気バルブに代えて、或いは吸気バルブに加え、各気筒の排気バルブを駆動する装置として構成されていてもよい。
[Configuration of variable valve gear]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a variable valve operating apparatus as a first embodiment of the present invention. A variable valve operating apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus for driving an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine 1. Here, it is assumed that the internal combustion engine 1 is configured as an in-line four-cylinder engine. In FIG. 1, # 1 to # 4 represent the first to fourth cylinders of the internal combustion engine 1, respectively. The explosion order in the internal combustion engine 1 is assumed to be # 1 → # 3 → # 4 → # 2 similarly to a general internal combustion engine. In the present embodiment, it is assumed that the variable valve gear 10 functions as a device for driving the intake valve of each cylinder. In FIG. 1, the illustration of the configuration on the exhaust valve side is omitted. However, the variable valve operating apparatus 10 may be configured as a device that drives the exhaust valve of each cylinder instead of or in addition to the intake valve.

図1に示す内燃機関1は、2つのバルブ12を気筒毎に備えている。バルブ12には、それぞれバルブシャフト14が固定されている。バルブシャフト14の上端部には、バルブリフター16が取り付けられている。バルブシャフト14には、図示しないバルブスプリングの付勢力が作用しており、バルブ12は、その付勢力によって閉弁方向に付勢されている。   The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 includes two valves 12 for each cylinder. A valve shaft 14 is fixed to each of the valves 12. A valve lifter 16 is attached to the upper end portion of the valve shaft 14. A biasing force of a valve spring (not shown) acts on the valve shaft 14, and the valve 12 is biased in the valve closing direction by the biasing force.

それぞれのバルブリフター16の上部には、対応するカム50,52,54又は56が配置されている。図1に示すように、ここでは、#1気筒に配置されたバルブリフター16に対応するカムを、カム50と称し、#2気筒に配置されたバルブリフター16に対応するカムを、カム52と称し、#3気筒に配置されたバルブリフター16に対応するカムを、カム54と称し、#4気筒に配置されたバルブリフター16に対応するカムを、カム56と称してそれぞれ区別している。   A corresponding cam 50, 52, 54 or 56 is arranged on the upper part of each valve lifter 16. As shown in FIG. 1, here, the cam corresponding to the valve lifter 16 disposed in the # 1 cylinder is referred to as a cam 50, and the cam corresponding to the valve lifter 16 disposed in the # 2 cylinder is referred to as a cam 52. The cam corresponding to the valve lifter 16 disposed in the # 3 cylinder is referred to as a cam 54, and the cam corresponding to the valve lifter 16 disposed in the # 4 cylinder is referred to as a cam 56, respectively.

#1気筒に対応するカム50と#4気筒に対応するカム56は、カムシャフト22に固定されている。#2気筒に対応するカム52と#4気筒に対応するカム54は、カムシャフト22とは互いに回転可能であって、かつ、当該カムシャフト22と同軸上に配置されたカムシャフト24に固定されている。つまり、図1に示す構成では、爆発時期が360°CAだけ異なる気筒毎にカムシャフトが共用されている。そして、それらのカムシャフト、すなわち、#1及び#4気筒に対応するカムシャフト22と、#2及び#3気筒に対応するカムシャフト24とは、互いに独立して周方向に回転動作又は揺動動作が可能となるように構成されている。なお、カムシャフト22及びカムシャフト24は、図示しないシリンダヘッド等の支持部材によって回転可能に支持されている。   A cam 50 corresponding to the # 1 cylinder and a cam 56 corresponding to the # 4 cylinder are fixed to the camshaft 22. The cam 52 corresponding to the # 2 cylinder and the cam 54 corresponding to the # 4 cylinder are rotatable to the camshaft 22 and are fixed to the camshaft 24 disposed coaxially with the camshaft 22. ing. That is, in the configuration shown in FIG. 1, the camshaft is shared for each cylinder whose explosion timing differs by 360 ° CA. These camshafts, that is, the camshaft 22 corresponding to the # 1 and # 4 cylinders, and the camshaft 24 corresponding to the # 2 and # 3 cylinders rotate or swing in the circumferential direction independently of each other. It is configured to be able to operate. The camshaft 22 and the camshaft 24 are rotatably supported by a support member such as a cylinder head (not shown).

一方のカムシャフト22には、第1のドリブンギヤ26が同軸上に固定されている。第1のドリブンギヤ26には、第1の出力ギヤ28が噛み合わされている。第1の出力ギヤ28は、第1のモータ30の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第1のモータ30のトルクを、これらのギヤ26及び28を介してカムシャフト22に伝達することができる。   A first driven gear 26 is coaxially fixed to one camshaft 22. A first output gear 28 is meshed with the first driven gear 26. The first output gear 28 is fixed coaxially with the output shaft of the first motor 30. According to such a configuration, the torque of the first motor 30 can be transmitted to the camshaft 22 via these gears 26 and 28.

他方のカムシャフト24には、第2のドリブンギヤ32が同軸上に固定されている。第2のドリブンギヤ32には、中間ギヤ34を介して、第2の出力ギヤ36が噛み合わされている。第2の出力ギヤ36は、第2のモータ38の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第2のモータ38のトルクを、これらのギヤ32,34及び36を介してカムシャフト24に伝達することができる。   A second driven gear 32 is coaxially fixed to the other camshaft 24. A second output gear 36 is engaged with the second driven gear 32 through an intermediate gear 34. The second output gear 36 is fixed coaxially with the output shaft of the second motor 38. According to such a configuration, the torque of the second motor 38 can be transmitted to the camshaft 24 via these gears 32, 34 and 36.

図2は、図1に示すカムシャフト22の詳細な構成を説明するために、カムシャフト22をその軸方向から見た図である。上述したように、カムシャフト22には、#1気筒用のカム50と#4気筒用のカム56とが固定されている。図2に示すように、2つのカム50,56は、それぞれのカムノーズ50a,56aがカムシャフト22の周方向に互いに180°ずれるようにして配置されている。   FIG. 2 is a view of the camshaft 22 viewed from the axial direction in order to explain the detailed configuration of the camshaft 22 shown in FIG. As described above, the cam 50 for the # 1 cylinder and the cam 56 for the # 4 cylinder are fixed to the camshaft 22. As shown in FIG. 2, the two cams 50 and 56 are arranged such that the cam noses 50 a and 56 a are shifted from each other by 180 ° in the circumferential direction of the camshaft 22.

図2に示すように、カム50は、その基礎円部からカムノーズ50aに至る2つのランプ部50b,50cを有している。ここでは、カムシャフト22の正転時に先にバルブリフター16に当たる側、つまり、バルブ12(#1)を開弁させる側のランプ部を、開き側ランプ部50bと称し、後にバルブリフター16に当たる側、つまり、バルブ12を閉弁させる側のランプ部を、閉じ側ランプ部50cと称す。同様に、カム56のバルブ12(#4)を開弁させる側のランプ部は、開き側ランプ部56bと称し、バルブ12を閉弁させる側のランプ部は、閉じ側ランプ部56cと称す。   As shown in FIG. 2, the cam 50 has two ramp portions 50b and 50c extending from the basic circle portion to the cam nose 50a. Here, the side that contacts the valve lifter 16 first when the camshaft 22 rotates forward, that is, the lamp portion that opens the valve 12 (# 1) is referred to as the opening side ramp portion 50b, and the side that contacts the valve lifter 16 later. That is, the lamp portion on the side that closes the bulb 12 is referred to as a closed-side lamp portion 50c. Similarly, the lamp portion on the side of the cam 56 that opens the valve 12 (# 4) is referred to as an open-side lamp portion 56b, and the lamp portion on the side that closes the valve 12 is referred to as a closed-side lamp portion 56c.

2つのカム50,56は、同形状であり、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有している。図3は、#1気筒用のカム50のカムリフト曲線を示す図である。図3では、横軸がカムの周方向位置を示し、縦軸がカム高さ(カム基礎円に対する高さ)を示している。また、図3では、カム中心とカムノーズ50aを結ぶ直線をY軸としてカムリフト曲線を示している。図3において、Y軸に対して左側は開き側ランプ部50bのカムリフト曲線を示し、Y軸に対して右側は閉じ側ランプ部50cのカムリフト曲線を示している。カム50はカム中心とカムノーズ50aを通る直線に関し対称形であるので、図3に示すように、開き側ランプ部50bのカムリフト曲線と、閉じ側ランプ部50cのカムリフト曲線とは、Y軸に関して左右対称となる。図示は省略するが、#4気筒用のカム56のカムリフト曲線も、#1気筒用のカム50と同様、図3に示すようなカムリフト曲線となる。   The two cams 50 and 56 have the same shape, and have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose. FIG. 3 is a diagram showing a cam lift curve of the cam 50 for the # 1 cylinder. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the circumferential position of the cam, and the vertical axis indicates the cam height (height relative to the cam base circle). Further, in FIG. 3, a cam lift curve is shown with a straight line connecting the cam center and the cam nose 50a as the Y axis. In FIG. 3, the left side with respect to the Y axis shows the cam lift curve of the open side ramp portion 50b, and the right side with respect to the Y axis shows the cam lift curve of the closed side ramp portion 50c. Since the cam 50 is symmetrical with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose 50a, as shown in FIG. 3, the cam lift curve of the open side ramp portion 50b and the cam lift curve of the close side ramp portion 50c are left and right with respect to the Y axis. It becomes symmetric. Although illustration is omitted, the cam lift curve of the cam 56 for the # 4 cylinder also becomes a cam lift curve as shown in FIG. 3 like the cam 50 for the # 1 cylinder.

なお、ここでは、その詳細な説明を省略するが、#2気筒と#3気筒に対応するカムシャフト24においても、#2気筒用のカム52と#3気筒用のカム54とは、180°ずれるようにして配置されている。また、これらのカム52,54は、#1気筒用のカム50や#4気筒用のカム56と同形状であり、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有している。   Here, although detailed explanation thereof is omitted, in the camshaft 24 corresponding to the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, the cam 52 for the # 2 cylinder and the cam 54 for the # 3 cylinder are 180 °. They are arranged so as to be displaced. The cams 52 and 54 have the same shape as the cam 50 for the # 1 cylinder and the cam 56 for the # 4 cylinder, and have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose.

可変動弁装置10の動作は、ECU(Electronic Control Unit)40によって制御される。ECU40には、クランク角センサやカム角センサ等の図示を省略する各種センサや、第1のモータ30、第2のモータ38等の各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、それらのセンサ出力に基づいて、第1のモータ30及び第2のモータ38に駆動指令を与え、これらモータ30,38の回転を制御している。   The operation of the variable valve gear 10 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 40. Various sensors (not shown) such as a crank angle sensor and a cam angle sensor, and various actuators such as the first motor 30 and the second motor 38 are connected to the ECU 40. The ECU 40 gives drive commands to the first motor 30 and the second motor 38 based on the sensor outputs, and controls the rotation of the motors 30 and 38.

[可変動弁装置の動作]
次に、図4を参照して、可変動弁装置10の動作を説明する。ここでは、第1のモータ30によりカムシャフト22を駆動する場合を例に挙げて説明する。
[Operation of variable valve gear]
Next, the operation of the variable valve apparatus 10 will be described with reference to FIG. Here, the case where the cam shaft 22 is driven by the first motor 30 will be described as an example.

可変動弁装置10によれば、第1のモータ30によって、クランクシャフトに対するカムシャフト22の位相を相対的に変化させることで、バルブ12の開弁特性を以下の図4に示す例のように、様々に変化させることが可能である。なお、本明細書中においては、バルブ12の「開弁特性」とは、バルブ12のリフト量(最大リフト量)、開きタイミング、閉じタイミングを総称する表現であり、さらに、開きタイミングと閉じタイミングが決まることで定まる作用角、及び、作用角が一定のまま開きタイミング(又は閉じタイミング)が決まることで定まる位相をも含むものとする。   According to the variable valve operating apparatus 10, the first motor 30 changes the phase of the camshaft 22 relative to the crankshaft to change the valve opening characteristics of the valve 12 as in the example shown in FIG. 4 below. It is possible to change variously. In this specification, the “valve opening characteristic” of the valve 12 is a generic expression of the lift amount (maximum lift amount), the opening timing, and the closing timing of the valve 12, and further, the opening timing and the closing timing. And the phase determined by determining the opening timing (or closing timing) while the operating angle remains constant.

図4は、可変動弁装置10により実現されるバルブ12の開弁特性の変更の具体例である。より具体的には、図4中に実線で示す波形は、カムシャフト22を正転方向に基本速度(クランクシャフトの回転速度の半分の速度)で連続回転させた場合に得られるバルブリフト曲線を示している。また、図4中に二点鎖線で示す波形は、カムシャフト22の動作が変更された後のバルブリフト曲線を示している。なお、図4中のバルブリフト曲線の横軸はクランク角である。   FIG. 4 is a specific example of the change of the valve opening characteristic of the valve 12 realized by the variable valve apparatus 10. More specifically, the waveform shown by the solid line in FIG. 4 is a valve lift curve obtained when the camshaft 22 is continuously rotated in the forward rotation direction at a basic speed (half the speed of the crankshaft). Show. Moreover, the waveform shown with a dashed-two dotted line in FIG. 4 has shown the valve lift curve after the operation | movement of the camshaft 22 was changed. The horizontal axis of the valve lift curve in FIG. 4 is the crank angle.

先ず、図4(A)に示す「位相」の変更動作を説明する。バルブ12の閉弁期間中にカムシャフト22の駆動速度が基本速度より速められると、クランクシャフトに対するカムシャフト22の位相が相対的に進角側に変化する。このため、図4(A)に示す位相の変更が可能となる。位相の変更後は、カムシャフト22の駆動速度を基本速度に戻すことで、所望の位相を保持することができる。また、バルブ12の閉弁中に上記駆動速度を基本速度より減速させれば、上記位相を遅角側に変更することができる。   First, the operation of changing the “phase” shown in FIG. When the drive speed of the camshaft 22 is increased from the basic speed during the valve closing period of the valve 12, the phase of the camshaft 22 relative to the crankshaft changes relatively to the advance side. For this reason, the phase shown in FIG. 4A can be changed. After changing the phase, the desired phase can be maintained by returning the driving speed of the camshaft 22 to the basic speed. Further, if the drive speed is decelerated from the basic speed while the valve 12 is closed, the phase can be changed to the retard side.

図4(B)に示す「作用角」の変更は、バルブ12の開弁期間中のカムシャフト22の駆動速度を基本速度より速くすることにより実現することができる。ただし、開弁期間中の駆動速度を速くした分、閉弁期間中の駆動速度は基本速度よりも遅くして、カムシャフト22の回転周期とクランクシャフトの回転周期との比が2対1からずれないようにする。また、開弁期間中の駆動速度を基本速度より遅くすることとすれば、実線で示す基本波形に比して作用角を大きくすることも可能である。この場合は、開弁期間中の駆動速度を遅くした分、閉弁期間中の駆動速度は基本速度よりも速くする。   The change of the “working angle” shown in FIG. 4B can be realized by making the driving speed of the camshaft 22 during the valve opening period higher than the basic speed. However, since the driving speed during the valve opening period is increased, the driving speed during the valve closing period is made slower than the basic speed, and the ratio of the rotation period of the camshaft 22 to the rotation period of the crankshaft is 2: 1. Do not slip. Further, if the driving speed during the valve opening period is made slower than the basic speed, the operating angle can be made larger than the basic waveform shown by the solid line. In this case, the drive speed during the valve closing period is made higher than the basic speed by the amount of the drive speed during the valve opening period being delayed.

次に、図4(C)に示す「作用角&リフト量」の変更動作を説明する。この変更動作は、バルブ12のリフト量を最大リフト量よりも小さく制限した例である。この変更動作は、図5に示すようにカムシャフト22の駆動を制御することで実現することができる。図5は、「作用角&リフト量」の変更動作を実現するためのカム50,56の動作を示している。この変更動作では、カムシャフト22の駆動方向を正転方向と逆転方向に交互に切り替え、カム50,56を周期的に揺動させるようにする。   Next, the operation of changing the “working angle & lift amount” shown in FIG. This changing operation is an example in which the lift amount of the valve 12 is limited to be smaller than the maximum lift amount. This changing operation can be realized by controlling the drive of the camshaft 22 as shown in FIG. FIG. 5 shows the operation of the cams 50 and 56 for realizing the operation of changing the “working angle & lift amount”. In this changing operation, the driving direction of the camshaft 22 is alternately switched between the normal rotation direction and the reverse rotation direction, and the cams 50 and 56 are periodically swung.

「作用角&リフト量」の変更動作では、まず、図5(a)に示すように、カムシャフト22が正転方向に回転し、#4気筒用のカム56がその開き側ランプ部56bでバルブリフター16(#4)を押し下げていく途中で、第1のモータ30を停止させる。その後、第1のモータ30の回転方向を切り替え、図5(b)に示すように、カムシャフト22を逆転方向に回転させる。これにより、カム56はその2つのランプ部56b,56cのうち、開き側ランプ部56bのみをバルブリフター16(#4)に接触させながら揺動し、#4気筒用のバルブ12は、カム56の開き側ランプ部56bのカムリフト曲線によって決まるバルブリフト曲線を描いてリフト動作する。   In the operation of changing the “working angle & lift amount”, first, as shown in FIG. 5A, the camshaft 22 rotates in the forward rotation direction, and the # 56 cylinder cam 56 is at its open side ramp portion 56b. The first motor 30 is stopped while the valve lifter 16 (# 4) is being pushed down. Thereafter, the rotation direction of the first motor 30 is switched, and the camshaft 22 is rotated in the reverse rotation direction as shown in FIG. As a result, the cam 56 swings while only the open side ramp portion 56b of the two ramp portions 56b, 56c is in contact with the valve lifter 16 (# 4), and the # 12 cylinder valve 12 is The lift operation is performed while drawing a valve lift curve determined by the cam lift curve of the open side ramp portion 56b.

カムシャフト22を逆転方向にさらに回転させると、次は、図5(c)に示すように、#1気筒用のカム50がその閉じ側ランプ部50cでバルブリフター16(#1)を押し下げていく。その途中で、第1のモータ30を停止させる。そして、第1のモータ30の回転方向を再び切り替え、図5(b)に示すように、カムシャフト22を正転方向に回転させる。これにより、カム50はその2つのランプ部50b,50cのうち、閉じ側ランプ部50cのみをバルブリフター16(#1)に接触させながら揺動し、#1気筒用のバルブ12は、カム50の閉じ側ランプ部50cのカムリフト曲線によって決まるバルブリフト曲線を描いてリフト動作する。   When the camshaft 22 is further rotated in the reverse rotation direction, as shown in FIG. 5 (c), the # 1 cylinder cam 50 pushes down the valve lifter 16 (# 1) at its closing ramp portion 50c. Go. On the way, the first motor 30 is stopped. Then, the rotation direction of the first motor 30 is switched again, and the camshaft 22 is rotated in the normal rotation direction as shown in FIG. As a result, the cam 50 swings while only the closing lamp portion 50c of the two ramp portions 50b, 50c is in contact with the valve lifter 16 (# 1), and the # 1 cylinder valve 12 The lift operation is performed while drawing a valve lift curve determined by the cam lift curve of the closed ramp portion 50c.

以上の一連の動作を連続して行い、カム50,56を周期的に揺動させることで、#1気筒と#4気筒のバルブ12のリフト量を同時に変更することができる。その際、カム50,56の揺動量を適宜に変更することで、バルブ12のリフト量を適当に選択することが可能となる。また、カム50,56を揺動動作させる際に、第1のモータ30の駆動速度を適当に調整することにより、図4(D)に示すように、作用角を変化させることなく、「リフト量」のみを変化させることもできる。なお、「作用角&リフト量」の変更動作時、及び、「リフト量」の変更動作時のカム50,56の揺動周期は、クランクシャフトの回転周期の2倍に設定する。   By performing the above series of operations continuously and periodically swinging the cams 50 and 56, the lift amounts of the valves 12 of the # 1 cylinder and the # 4 cylinder can be simultaneously changed. At this time, the lift amount of the valve 12 can be appropriately selected by appropriately changing the swing amount of the cams 50 and 56. Further, when the cams 50 and 56 are swung, by appropriately adjusting the driving speed of the first motor 30, as shown in FIG. Only the “amount” can be changed. It should be noted that the swing cycle of the cams 50 and 56 during the “operation angle & lift amount” changing operation and the “lift amount” changing operation is set to twice the rotation cycle of the crankshaft.

このように第1のモータ30の回転方向を交互に切り替え、カム50,56を周期的に揺動させることで、#4気筒用のバルブ12は、カム56の開き側のランプ部56bを用いて開閉駆動し、#1気筒用のバルブ12は、カム50の閉じ側のランプ部50cを用いて開閉駆動することができる。各カム50,56の一方の側のランプ部50c,56bのみを用いてバルブ12を開閉駆動することで、カムシャフト22を正転方向にのみ回転させてカム50,56全体を用いて開閉駆動する場合よりも小さいリフト量でバルブ12をリフト動作させることができる。   As described above, by alternately switching the rotation direction of the first motor 30 and periodically swinging the cams 50 and 56, the valve 12 for the # 4 cylinder uses the ramp portion 56 b on the opening side of the cam 56. The # 1 cylinder valve 12 can be driven to open and close using the ramp portion 50c on the closing side of the cam 50. By opening and closing the valve 12 using only the ramp portions 50c and 56b on one side of each of the cams 50 and 56, the camshaft 22 is rotated only in the forward rotation direction, and the cams 50 and 56 are used for opening and closing. Thus, the valve 12 can be lifted with a lift amount smaller than that of the case.

しかも、同時に揺動駆動される2つのカム50,56は同一のカム形状で、且つ、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状であるので、異なる側のランプ部50c,56bを用いて各バルブ12を開閉駆動しても、そのバルブリフト曲線に違いが生じることは無い。したがって、バルブ12のリフト量を変更した場合でも、#1気筒と#4気筒用の間で吸入空気量に差が生じることはない。   In addition, since the two cams 50 and 56 that are driven to swing simultaneously have the same cam shape and symmetrical cam shapes with respect to the straight line passing through the cam center and the cam nose, the ramp portions 50c and 56b on different sides are used. Even if each valve 12 is driven to open and close, there is no difference in the valve lift curve. Therefore, even when the lift amount of the valve 12 is changed, there is no difference in the intake air amount between the # 1 cylinder and the # 4 cylinder.

以上のように、本実施形態の可変動弁装置10によれば、第1のモータ30によって、カムシャフト22の回転速度を適宜制御することにより、カム50,56の動作を様々に変化させることができる。さらに、カム50,56は、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有し、左右どちらの方向にカム50,56を回転させても同一のバルブリフト曲線を得ることができる。したがって、本実施形態の可変動弁装置10によれば、カムシャフト22の回転方向に制約は無く、カムシャフト22の回転方向を適宜制御することにより、カム50,56の動作を様々に変化させることもできる。これにより、バルブ12の開弁特性を高い自由度で変更することができる。   As described above, according to the variable valve operating apparatus 10 of the present embodiment, the operation of the cams 50 and 56 can be changed variously by appropriately controlling the rotational speed of the camshaft 22 by the first motor 30. Can do. Further, the cams 50 and 56 have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose, and the same valve lift curve can be obtained even if the cams 50 and 56 are rotated in either the left or right direction. Therefore, according to the variable valve operating apparatus 10 of the present embodiment, there is no restriction on the rotation direction of the camshaft 22, and the operation of the cams 50 and 56 is variously changed by appropriately controlling the rotation direction of the camshaft 22. You can also. Thereby, the valve opening characteristic of the valve 12 can be changed with a high degree of freedom.

なお、本実施形態では、リフト量の変更動作において、#4気筒用のカム56は、その開き側のランプ部56bを用い、#1気筒用のカム50は、その閉じ側のランプ部50cを用いているが、それぞれ逆のランプ部50b,56cを用いてもよい。どちらのランプ部を用いるかは、リフト量の変更動作の指令が発せられたときの、各カム50,56の回転位置に応じて選択すればよい。   In this embodiment, in the lift amount changing operation, the # 4 cylinder cam 56 uses the opening side ramp portion 56b, and the # 1 cylinder cam 50 uses the closing side ramp portion 50c. Although it is used, the opposite lamp portions 50b and 56c may be used. Which ramp unit is used may be selected according to the rotational position of each of the cams 50 and 56 when a command for changing the lift amount is issued.

また、#2気筒と#3気筒においても、2つのカム52,54は同形状であって、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有しているので、カムシャフト24を何れの方向に回転させても同一のバルブリフト曲線を得ることができる。したがって、ここでは、その詳細な説明を省略するが、#2気筒と#3気筒においても、第2のモータ38によって、カムシャフト24の回転速度や回転方向を適宜制御することにより、カム52,54の動作を様々に変化させることができ、これにより、バルブ12の開弁特性を高い自由度で変更することができる。   Also, in the # 2 cylinder and the # 3 cylinder, the two cams 52 and 54 have the same shape and have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose. The same valve lift curve can be obtained by rotating in this direction. Accordingly, although detailed description thereof is omitted here, the cams 52, # 3 and # 3 are also controlled by appropriately controlling the rotational speed and direction of the camshaft 24 by the second motor 38. 54 operation | movement can be changed variously, and, thereby, the valve opening characteristic of the valve | bulb 12 can be changed with a high degree of freedom.

実施の形態2.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の実施の形態2としての可変動弁装置の構成は、実施の形態1と同様、図1のように示される。本実施形態は、ECU40による各モータ30,38の回転速度の制御に特徴がある。図6は、ECU40によるモータ30,38の回転速度制御により実現されるバルブリフト曲線を示している。   The configuration of the variable valve operating apparatus as the second embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 as in the first embodiment. The present embodiment is characterized in that the ECU 40 controls the rotational speeds of the motors 30 and 38. FIG. 6 shows a valve lift curve realized by controlling the rotational speeds of the motors 30 and 38 by the ECU 40.

実施の形態1で説明したように、各カム50,52,54,56は、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有している。したがって、モータ30,38を一定の回転速度で回転させたとき、バルブ12の開き始めの速度と、開き終わりの速度は一致することになる。しかし、内燃機関には、すばやくバルブ12を開いて作用角を縮小し、同一作用角での時間面積を向上させたいという要求がある。また、ゆっくりとバルブ12を閉じて着座速度を低下させ、着座時の振動、騒音を低減したいという要求もある。これら2つの要求は相反するため、一方の要求に合致するようにカム形状を決定すると、もう一方の要求を満足することができない。   As described in the first embodiment, each of the cams 50, 52, 54, and 56 has a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose. Therefore, when the motors 30 and 38 are rotated at a constant rotational speed, the opening start speed of the valve 12 and the opening end speed coincide with each other. However, there is a demand for an internal combustion engine to quickly open the valve 12 to reduce the working angle and improve the time area at the same working angle. There is also a demand to slowly close the valve 12 to lower the seating speed and reduce vibration and noise during seating. Since these two requirements are contradictory, if the cam shape is determined so as to meet one of the requirements, the other requirement cannot be satisfied.

そこで、本実施形態では、すばやくバルブ12を開きたいという要求に関しては、カム形状の選択によって解決を図り、ゆっくりとバルブ12を閉じたいという要求に関しては、モータ30,38の回転速度の制御によって解決を図っている。具体的には、各カム50,52,54,56のランプ部の形状は、開き側、閉じ側ともに、同一作用角での時間面積を重視した急な傾斜にしている。その上で、バルブ12の開き終わりのモータ30,38の回転速度NCcloseを、バルブ12の開き始めの回転速度NCopenよりも低下させるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the request for quickly opening the valve 12 is solved by selecting the cam shape, and the request for slowly closing the valve 12 is solved by controlling the rotational speeds of the motors 30 and 38. I am trying. Specifically, the shape of the ramp portion of each of the cams 50, 52, 54, and 56 is steeply inclined with an emphasis on the time area at the same operating angle on both the open side and the close side. In addition, the rotational speed NC close of the motors 30 and 38 at the end of opening of the valve 12 is made lower than the rotational speed NC open at the start of opening of the valve 12.

これによれば、図6に実線で示すように、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。この結果、バルブ12の開き作用角を縮小して同一作用角の時間面積を拡大しつつ、バルブ12の着座速度を低下させて着座時の振動、騒音を低減することが可能になる。なお、バルブ12の開き終わりと開き始めとでモータ30,38の回転速度を変化させない場合には、バルブ12の開き終わりにおけるリフト曲線は図6中に破線で示すようになる。   According to this, as shown by a solid line in FIG. 6, a valve lift curve that opens quickly and closes slowly can be realized. As a result, it is possible to reduce the seating speed of the valve 12 and reduce vibration and noise during seating while reducing the opening working angle of the valve 12 and increasing the time area of the same working angle. In the case where the rotational speeds of the motors 30 and 38 are not changed between the end of opening of the valve 12 and the start of opening, the lift curve at the end of opening of the valve 12 is as shown by a broken line in FIG.

上記の制御は、カム50,52,54,56を正転方向に回転駆動する場合のみならず、モータ30,38の回転方向を交互に切り替えてカム50,52,54,56を揺動駆動する場合にも適用することができる。   In the above control, not only when the cams 50, 52, 54, 56 are rotationally driven in the forward rotation direction, the cams 50, 52, 54, 56 are driven to swing by alternately switching the rotational directions of the motors 30, 38. It can also be applied to.

実施の形態3.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の実施の形態3としての可変動弁装置は、実施の形態2と同様に、バルブ12の開き速度に関する要求と閉じ速度に関する要求とを、カム形状の選択とモータ30,38の回転速度の制御とによって両立させたことに特徴がある。図7は、ECU40によるモータ30,38の回転速度制御により実現されるバルブリフト曲線を示している。   As in the second embodiment, the variable valve operating apparatus according to the third embodiment of the present invention is configured such that the request for the opening speed of the valve 12 and the request for the closing speed are selected according to the selection of the cam shape and the rotation speed of the motors 30 and 38. It is characterized by making it compatible with the control. FIG. 7 shows a valve lift curve realized by controlling the rotational speeds of the motors 30 and 38 by the ECU 40.

本実施形態では、実施の形態2とは逆に、ゆっくりとバルブ12を閉じたいという要求に関しては、カム形状の選択によって解決を図り、すばやくバルブ12を開きたいという要求に関しては、モータ30,38の回転速度の制御によって解決を図っている。具体的には、各カム50,52,54,56のランプ部の形状は、開き側、閉じ側ともに、バルブ12の着座速度を重視した緩やかな傾斜にしている。その上で、バルブ12の開き始めのモータ30,38の回転速度NCopenを、バルブ12の開き終りの回転速度NCcloseよりも上昇させるようにしている。 In the present embodiment, contrary to the second embodiment, the request for slowly closing the valve 12 is solved by selecting the cam shape, and the request for opening the valve 12 quickly is achieved by the motors 30, 38. We are trying to solve this problem by controlling the rotation speed. Specifically, the shape of the ramp portion of each cam 50, 52, 54, 56 is a gentle slope that places importance on the seating speed of the bulb 12 on both the open side and the close side. Then, the rotational speed NC open of the motors 30 and 38 at the beginning of opening of the valve 12 is made higher than the rotational speed NC close at the end of opening of the valve 12.

これによれば、図7に実線で示すように、実施の形態2と同じく、すばやく開弁してゆっくりと閉弁するようなバルブリフト曲線を実現することができる。この結果、バルブ12の開き作用角を縮小して同一作用角の時間面積を拡大しつつ、バルブ12の着座速度を低下させて着座時の振動、騒音を低減することが可能になる。なお、バルブ12の開き終わりと開き始めとでモータ30,38の回転速度を変化させない場合には、バルブ12の開き始めにおけるリフト曲線は図7中に破線で示すようになる。   According to this, as shown by the solid line in FIG. 7, it is possible to realize a valve lift curve that opens quickly and closes slowly as in the second embodiment. As a result, it is possible to reduce the seating speed of the valve 12 and reduce vibration and noise during seating while reducing the opening working angle of the valve 12 and increasing the time area of the same working angle. When the rotational speeds of the motors 30 and 38 are not changed between the end of opening of the valve 12 and the start of opening, the lift curve at the start of opening of the valve 12 is shown by a broken line in FIG.

上記の制御は、カム50,52,54,56を正転方向に回転駆動する場合のみならず、モータ30,38の回転方向を交互に切り替えてカム50,52,54,56を揺動駆動する場合にも適用することができる。   In the above control, not only when the cams 50, 52, 54, 56 are rotationally driven in the forward rotation direction, the cams 50, 52, 54, 56 are driven to swing by alternately switching the rotational directions of the motors 30, 38. It can also be applied to.

その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications may be made.

上記実施の形態では、2気筒分のカムを1つのモータで回転駆動しているが、1気筒分のカムを1つのモータで回転駆動してもよい。その場合も、カムの形状は、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形とする。それによれば、左右どちらの方向にカムを回転させても同一のバルブリフト曲線を得ることができるので、カムの回転方向や回転速度を自由に設定することができ、バルブの開弁特性を高い自由度で変更することができる。   In the above embodiment, the cam for two cylinders is rotationally driven by one motor, but the cam for one cylinder may be rotationally driven by one motor. Also in this case, the shape of the cam is symmetrical with respect to a straight line passing through the cam center and the cam nose. According to this, since the same valve lift curve can be obtained regardless of which direction the cam is rotated, the cam rotation direction and rotation speed can be freely set, and the valve opening characteristics are high. It can be changed with a degree of freedom.

本発明の実施の形態1の可変動弁装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the variable valve apparatus of Embodiment 1 of this invention. 図1に示すカムシャフトの詳細な構成を説明するために、カムシャフトをその軸方向から見た図である。FIG. 2 is a view of the camshaft as viewed from the axial direction in order to explain the detailed configuration of the camshaft shown in FIG. 1. 図1に示すカムのカムリフト曲線を示す図である。It is a figure which shows the cam lift curve of the cam shown in FIG. 図1に示す可変動弁装置により実現されるバルブの開弁特性の変更の具体例である。It is a specific example of the change of the valve opening characteristic of the valve | bulb implement | achieved by the variable valve apparatus shown in FIG. 小リフト量でバルブを開閉駆動するためのカムの揺動動作を示す図である。It is a figure which shows the rocking | fluctuation operation | movement of the cam for opening and closing a valve with small lift amount. 本発明の実施の形態2にかかるモータの回転速度制御により実現されるバルブリフト曲線を示している。The valve lift curve implement | achieved by the rotational speed control of the motor concerning Embodiment 2 of this invention is shown. 本発明の実施の形態3にかかるモータの回転速度制御により実現されるバルブリフト曲線を示している。10 shows a valve lift curve realized by controlling the rotational speed of the motor according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
10 可変動弁装置
12 バルブ
16 バルブリフター
22、24 カムシャフト
30 第1のモータ
38 第2のモータ
40 ECU(Electronic Control Unit)
50,52,54,56 カム
50a,56c カムノーズ
50b,56b 開き側ランプ部
50c,56c 閉じ側ランプ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 10 Variable valve apparatus 12 Valve 16 Valve lifters 22, 24 Camshaft 30 First motor 38 Second motor 40 ECU (Electronic Control Unit)
50, 52, 54, 56 Cam 50a, 56c Cam nose 50b, 56b Open side lamp part 50c, 56c Close side lamp part

Claims (8)

回転方向を切替可能な電動機と、
前記電動機により回転駆動される第1のカムと、
前記第1のカムと同一のカム形状を有し、同じく前記電動機により回転駆動される、前記第1のカムとは前記電動機に対する回転位相が異なる第2のカムと、
前記第1のカムにより開閉駆動される第1のバルブと、
前記第2のカムにより開閉駆動される第2のバルブと、
前記電動機の回転を制御する制御手段と、を備え、
前記第1のカム及び前記第2のカムは、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有していることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
An electric motor capable of switching the rotation direction;
A first cam rotated by the electric motor;
A second cam having the same cam shape as that of the first cam and driven to rotate by the electric motor, the second cam having a rotational phase different from that of the electric motor;
A first valve that is opened and closed by the first cam;
A second valve that is opened and closed by the second cam;
Control means for controlling the rotation of the electric motor,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the first cam and the second cam have a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through a cam center and a cam nose.
前記制御手段は、前記第1のカムが有する2つのランプ部のうち、前記電動機が所定方向に回転したときの開き側のランプ部を用いて前記第1のバルブを開閉駆動するとともに、前記第2のカムが有する2つのランプ部のうち、前記電動機が前記所定方向に回転したときの閉じ側のランプ部を用いて前記第2のバルブを開閉駆動するよう、前記電動機の回転方向を交互に切り替え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。   The control means drives the first valve to open / close using the lamp portion on the open side when the electric motor rotates in a predetermined direction, out of the two lamp portions of the first cam, and The rotation direction of the electric motor is alternately changed so that the second valve is driven to open and close using the lamp portion on the closed side when the electric motor rotates in the predetermined direction among the two lamp portions of the two cams. 2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein switching is performed. 前記制御手段は、前記第1のバルブの開き始め、及び、前記第2のバルブの開き始めは、前記第1のバルブの開き終わり、及び、前記第2のバルブの開き終わりよりも、前記電動機の回転速度を上昇させることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁装置。   The control means is configured such that the opening of the first valve and the opening of the second valve are more initiated than the opening end of the first valve and the opening end of the second valve. 3. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the rotational speed of the internal combustion engine is increased. 前記制御手段は、前記第1のバルブの開き終わり、及び、前記第2のバルブの開き終わりは、前記第1のバルブの開き始め、及び、前記第2のバルブの開き始めよりも、前記電動機の回転速度を低下させることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁装置。   The control means may be configured such that the opening end of the first valve and the opening end of the second valve are more open than the start of opening of the first valve and the opening of the second valve. 3. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the rotational speed of the internal combustion engine is reduced. 回転方向を切替可能な電動機と、
前記電動機により回転駆動されるカムと、
前記カムにより開閉駆動されるバルブと、
前記電動機の回転を制御する制御手段と、を備え、
前記カムは、カム中心とカムノーズを通る直線に関し対称形のカム形状を有していることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
An electric motor capable of switching the rotation direction;
A cam that is rotationally driven by the electric motor;
A valve that is opened and closed by the cam;
Control means for controlling the rotation of the electric motor,
The variable valve operating device for an internal combustion engine, wherein the cam has a symmetrical cam shape with respect to a straight line passing through a cam center and a cam nose.
前記制御手段は、前記カムが有する2つのランプ部のうち、一方の側のランプ部のみを用いて前記バルブを開閉駆動するよう、前記電動機の回転方向を交互に切り替えることを特徴とする請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置。   The said control means switches the rotation direction of the said electric motor alternately so that the said valve | bulb may be opened and closed using only the lamp part of one side among the two lamp parts which the said cam has. 6. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 5. 前記制御手段は、前記バルブの開き始めは、前記バルブの開き終わりよりも、前記電動機の回転速度を上昇させることを特徴とする請求項5又は6記載の内燃機関の可変動弁装置。   The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the control means increases the rotational speed of the electric motor at the beginning of opening of the valve than at the end of opening of the valve. 前記制御手段は、前記バルブの開き終わりは、前記バルブの開き始めよりも、前記電動機の回転速度を低下させることを特徴とする請求項5又は6記載の内燃機関の可変動弁装置。   The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the control means lowers the rotational speed of the electric motor at the end of opening of the valve than at the start of opening of the valve.
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