JP2008291708A - Valve moving system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムに関する。 The present invention relates to a valve operating system that rotates or swings a cam by a drive source independent of an internal combustion engine.
内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転駆動する動弁システムが提案されている。このような動弁システムでは、カムが機関出力軸(クランクシャフト)と機械的に連動しないため、クランクシャフトに対するカムの回転位置(位相)を内燃機関の燃焼サイクルに適合させる必要がある。 There has been proposed a valve operating system in which a cam is rotationally driven by a drive source independent of an internal combustion engine. In such a valve operating system, since the cam is not mechanically linked to the engine output shaft (crankshaft), it is necessary to adapt the rotational position (phase) of the cam relative to the crankshaft to the combustion cycle of the internal combustion engine.
クランクシャフトに対するカムの回転位置を内燃機関の燃焼サイクルに適合させるためには、内燃機関の始動時にカムの回転位置を正確に把握することが不可欠となる。このため、内燃機関の運転停止時にカムの停止位置を不揮発性メモリに記憶させる技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、カムの停止位置によっては内燃機関の運転停止中にカムの位置が変化する場合がある。例えば、バルブのリフト量が比較的大きくなる位置でカムが停止した場合は、内燃機関の運転停止中にバルブスプリングの反力によってカムが回転する可能性がある。 By the way, depending on the stop position of the cam, the position of the cam may change while the operation of the internal combustion engine is stopped. For example, when the cam stops at a position where the lift amount of the valve becomes relatively large, the cam may rotate due to the reaction force of the valve spring while the operation of the internal combustion engine is stopped.
これに対し、カムの回転位置を検出可能なカムポジションセンサを内燃機関に取り付ける方法が考えられるが、複数のカムが異なる駆動源によって回転又は揺動される場合にはカムポジションセンサも複数必要になるため、部品点数の増加や製造コストの増加を招く可能性がある。 On the other hand, a method of attaching a cam position sensor capable of detecting the rotational position of the cam to the internal combustion engine is conceivable. However, when a plurality of cams are rotated or rocked by different driving sources, a plurality of cam position sensors are required. Therefore, there is a possibility that the number of parts increases and the manufacturing cost increases.
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置を一意に特定可能な技術の提供にある。 The present invention has been made in view of various circumstances as described above, and an object of the present invention is to depend on a cam position sensor in a valve operating system that rotates or swings a cam by a drive source independent of an internal combustion engine. The present invention provides a technique capable of uniquely specifying the rotational position of the cam without any problem.
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、内燃機関の始動時に前記駆動源によりカムを回転させ、その際の前記駆動源の要求駆動トルクに基づいてカムの回転位置を判別するようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a valve operating system for an internal combustion engine in which a cam is rotated or rocked by a drive source independent of the internal combustion engine, and the cam is rotated by the drive source when the internal combustion engine is started. The rotational position of the cam is determined based on the required drive torque of the drive source at that time.
詳細には、本発明には、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、前記内燃機関の始動時に前記駆動源によりカムを回転させる制御手段と、前記制御手段が前記カムを回転させている時に前記駆動源の要求駆動トルクに基づいて前記カムの回転位置を判別する判別手段と、を備えるようにした。 Specifically, in the present invention, in a valve operating system for an internal combustion engine that rotates or swings a cam by a drive source independent of the internal combustion engine, a control unit that rotates the cam by the drive source when the internal combustion engine is started, And determining means for determining the rotational position of the cam based on the required drive torque of the drive source when the control means is rotating the cam.
カムが回転している時の駆動源の要求駆動トルクは、カムにより開閉駆動されるバルブのリフト量が零となる時は略一定値となるが、前記バルブがリフトし始めると前記一定値から増加する。その際の増加量は、前記バブルのリフト量が増加するほど多くなり、前記バルブのリフト量が略最大リフト量に達した時にピークとなる。その後、駆動源の要求駆
動トルクは、前記一定値より低下した後に前記一定値に戻る。
The required drive torque of the drive source when the cam is rotating is substantially constant when the lift amount of the valve driven to open and close by the cam becomes zero, but from the constant value when the valve starts to lift. To increase. The increase amount at that time increases as the lift amount of the bubble increases, and reaches a peak when the lift amount of the valve reaches a substantially maximum lift amount. Thereafter, the required drive torque of the drive source drops below the certain value and then returns to the certain value.
よって、内燃機関の始動時に駆動源によってカムを回転させ、駆動源の要求駆動トルクが前記した一定値から増加し始めるタイミング、駆動源の要求駆動トルクがピークとなるタイミング、又は駆動源の要求駆動トルクが前記一定値未満から前記一定値に戻るタイミング等(以下、これらのタイミングを「特異タイミング」と称する)を検出することにより、カムの回転位置(位相)を特定することができる。 Therefore, when the internal combustion engine is started, the cam is rotated by the drive source, the timing at which the required drive torque of the drive source starts to increase from the above-described constant value, the timing at which the required drive torque of the drive source reaches a peak, or the required drive of the drive source The rotational position (phase) of the cam can be specified by detecting the timing at which the torque returns from the lower value to the fixed value (hereinafter, these timings are referred to as “singular timings”).
その結果、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置(位相)を特定することが可能となる。 As a result, the rotational position (phase) of the cam can be specified without depending on the cam position sensor.
尚、1つの駆動源が複数気筒のカムを回転駆動する場合には、前記したような特異タイミングが何れの気筒のカムに因るものかを特定することができない。そこで、単一の駆動源が複数気筒のカムを回転駆動する場合は、特定気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクが他の気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクと異なるように各気筒の動弁機構が構成されてもよい。 When one drive source rotationally drives the cams of a plurality of cylinders, it cannot be specified which of the cylinders has such a unique timing as described above. Therefore, when a single drive source rotationally drives the cams of multiple cylinders, the required drive torque when the cam of a specific cylinder lifts the valve is the required drive when the cam of another cylinder lifts the valve. The valve operating mechanism for each cylinder may be configured differently from the torque.
このような構成によれば、駆動源の要求駆動トルクに基づいて特定気筒のカムがバルブをリフトさせるタイミングを特定することができる。その結果、前記複数気筒のカムの回転位置(位相)を判別することが可能となる。尚、ここでいう動弁機構は、少なくともバルブとバルブスプリングを含む機構である。 According to such a configuration, the timing at which the cam of the specific cylinder lifts the valve can be specified based on the required drive torque of the drive source. As a result, the rotational position (phase) of the cams of the plurality of cylinders can be determined. The valve operating mechanism here is a mechanism including at least a valve and a valve spring.
特定気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクを他気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクと異ならせる方法としては、特定気筒のバルブスプリングのバネ定数を他気筒のバルブスプリングのバネ定数と異ならせる方法を例示することができる。 As a method of making the required drive torque when the cam of the specific cylinder lifts the valve different from the required drive torque when the cam of the other cylinder lifts the valve, the spring constant of the valve spring of the specific cylinder is set to the other cylinder. A method of making it different from the spring constant of the valve spring can be exemplified.
バルブスプリングはカムがバルブをリフトさせる際の反力として作用するため、特定気筒のバルブスプリングのバネ定数が他の気筒と異なれば、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の要求駆動トルクは、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時と相違する。 Since the valve spring acts as a reaction force when the cam lifts the valve, if the spring constant of the valve spring of a specific cylinder is different from that of other cylinders, the required drive of the drive source when the cam of the specific cylinder lifts the valve The torque is different from that when the cam of the other cylinder lifts the valve.
また、各気筒のカムがバルブをリフトさせた時に発生する反力を低減する低減機構を具備した動弁機構においては、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時に低減機構が発生する低減トルクを他気筒のカムがバルブをリフトさせる時に低減機構が発生する低減トルクと異なるようにトルク低減機構が構成されてもよい。 Also, in the valve operating mechanism having a reduction mechanism that reduces the reaction force generated when the cam of each cylinder lifts the valve, the reduction torque generated by the reduction mechanism when the cam of the specific cylinder lifts the valve is different. The torque reduction mechanism may be configured to be different from the reduction torque generated by the reduction mechanism when the cylinder cam lifts the valve.
かかる構成によれば、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる際の反力の大きさは、他気筒のカムがバルブをリフトさせる際の反力の大きさと異なる。その結果、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の要求駆動トルクは、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の要求駆動トルクと異なる。 According to such a configuration, the magnitude of the reaction force when the cam of the specific cylinder lifts the valve is different from the magnitude of the reaction force when the cam of the other cylinder lifts the valve. As a result, the required drive torque of the drive source when the cam of the specific cylinder lifts the valve is different from the required drive torque of the drive source when the cam of the other cylinder lifts the valve.
尚、本発明にかかる駆動源としては、電動機を例示することができる。その場合、電動機に印加される電流値や電圧値が該電動機の要求駆動トルクと相関する。 In addition, an electric motor can be illustrated as a drive source concerning this invention. In that case, the current value or voltage value applied to the motor correlates with the required drive torque of the motor.
また、本発明にかかる低減機構は、バルブ開閉用のカムと連動して回転するカム(以下、「トルク低減用カム」と称する)と該トルク低減用カムに反力を付与するスプリング(以下、「トルク低減用スプリング」と称する)とを備えた機構を例示することができる。 The reduction mechanism according to the present invention includes a cam that rotates in conjunction with a valve opening / closing cam (hereinafter referred to as “torque reduction cam”) and a spring that applies a reaction force to the torque reduction cam (hereinafter referred to as “torque reduction cam”). A mechanism provided with a “spring for torque reduction” can be exemplified.
その際、トルク低減用カムのプロフィールは、バルブスプリングが伸長している時(バ
ルブのリフト量が零の時)にトルク低減用スプリングが収縮し、バルブスプリングが収縮する時(バルブがリフトする時)にトルク低減用スプリングが伸長するように形成される。かかる構成によれば、カムがバルブをリフトさせる時に発生するバルブスプリングの反力がトルク低減用スプリングによって相殺されるため、駆動源にかかる要求駆動トルクを低減することができる。
At this time, the profile of the torque reduction cam is such that when the valve spring is extended (when the lift amount of the valve is zero), the torque reduction spring is contracted and when the valve spring is contracted (when the valve is lifted) ) Is formed such that the torque reducing spring extends. According to this configuration, the reaction force of the valve spring generated when the cam lifts the valve is offset by the torque reduction spring, so that the required drive torque applied to the drive source can be reduced.
このように構成されたトルク低減機構においては、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時のトルク低減用カムのカムプロフィールを、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時のトルク低減用カムのカムプロフィールと異ならせればよい。 In the torque reduction mechanism configured as described above, the cam profile of the torque reduction cam when the cam of the specific cylinder lifts the valve, and the cam profile of the torque reduction cam when the cam of the other cylinder lifts the valve. You can make it different.
本発明によれば、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置を一意に特定可能となる。 According to the present invention, in a valve operating system that rotates or swings a cam by a drive source independent of the internal combustion engine, the rotational position of the cam can be uniquely specified without depending on the cam position sensor.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図5に基づいて説明する。図1は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a valve operating system for an internal combustion engine according to the present invention.
図1に示す内燃機関1は、4ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関1は、4つの気筒2を備えている。気筒2内には、ピストン3が摺動自在に内装されている。ピストン3は、コネクティングロッド4を介してクランクシャフト5と連結されている。
The
気筒2の内部は、吸気ポート6及び排気ポート7と連通している。気筒2内における吸気ポート6の開口端は、吸気バルブ8により開閉される。気筒2内における排気ポート7の開口端は、排気バルブ9により開閉される。吸気バルブ8と排気バルブ9は、吸気側駆動機構10と排気側駆動機構11とにより各々開閉駆動される。
The inside of the
前記吸気ポート6は、吸気通路60と連通している。前記吸気通路60には、燃料噴射弁12が取り付けられている。吸気通路60内を流れる吸気は、吸気ポート6へ導かれる。吸気ポート6へ導かれた吸気は、吸気バルブ8の開弁時に気筒2内へ吸入される。その際、燃料噴射弁12から吸気ポート6へ噴射された燃料も吸気とともに気筒2内へ吸入される。
The intake port 6 communicates with the
気筒2内に導かれた燃料及び吸気(混合気)は、点火プラグ13が発生する火花を火種として燃焼される。気筒2内で燃焼されたガス(既燃ガス)は、排気バルブ9の開弁時に排気ポート7へ排出される。排気ポート7は排気通路70と連通しており、前記した既燃ガスが排気ポート7から排気通路70を介して大気中へ排出される。
The fuel and the intake air (air mixture) guided into the
このように構成された内燃機関1には、ECU14が併設されている。ECU14は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU14には、クランクポジションセンサ15、水温センサ16、イグニッションスイッチ17等の各種センサと電気的に接続されている。
The
ECU14は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁12、点火プラグ13、吸気側駆動機構10、及び排気側駆動機構11を電気的に制御する。
The ECU 14 electrically controls the fuel injection valve 12, the
ここで、図2、図3に基づいて吸気側駆動機構10及び排気側駆動機構11の構成を説明する。図2は吸気側駆動機構10の構成を示す図である。図2中の#1〜♯4は、内燃機関1の1番気筒から4番気筒を各々表している。尚、1番気筒(#1)から4番気筒(#4)の燃焼順序は、1番気筒(#1)→3番気筒(#3)→4番気筒(#4)→2番気筒(#2)である。
Here, the configuration of the intake
1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の各々には、2つの吸気バルブ8が設けられている。吸気バルブ8のステム基端には、バルブリフタ80が取り付けられている。吸気バルブ8は吸気側バルブスプリング88によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ80が第1吸気カム81又は第2吸気カム82に押し付けられている。
Two
第1吸気カム81は、1番気筒(#1)及び4番気筒(#4)の吸気バルブ8を開閉駆動させるカムであり、第1吸気カムシャフト83に固定されている。第2吸気カム82は、2番気筒(#2)及び3番気筒(#3)の吸気バルブ8を開閉駆動するカムであり、第2吸気カムシャフト84に固定されている。すなわち、本実施例では、燃焼時期が360度異なる2つの気筒が1本の吸気カムシャフトを共用するように構成されている。
The
第1吸気カムシャフト83と第2吸気カムシャフト84は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関1に支持されている。
The
第1吸気カムシャフト83の一端には、第1ドリブンギヤ85が固定されている。第1ドリブンギヤ85は、第1モータ18の出力軸に固定された第1出力ギヤ19と噛合している。以下では、第1ドリブンギヤ85及び第1出力ギヤ19を第1減速機構と総称する。
A first driven
この場合、第1モータ18の回転トルクは、第1減速機構を介して第1吸気カムシャフト83へ伝達される。よって、第1モータ18は、第1減速機構を介して第1吸気カムシャフト83を周方向へ回転又は揺動させることができる。
In this case, the rotational torque of the
第2吸気カムシャフト84の外周面の一部には、第2ドリブンギヤ86が同軸に固定されている。第2ドリブンギヤ86は、中間ギヤ87と噛合している。中間ギヤ87は、第2モータ21の出力軸に固定された第2出力ギヤ22と噛合している。以下では、第2ドリブンギヤ86、中間ギヤ87、及び第2出力ギヤ22を第2減速機構と総称する。第2減速機構による減速比は、前述した第1減速機構と同等であるものとする。
A second driven
この場合、第2モータ21の回転トルクは、第2減速機構を介して第2吸気カムシャフト84へ伝達される。よって、第2モータ21は、第2減速機構を介して第2吸気カムシャフト84を周方向へ回転又は揺動させることができる。
In this case, the rotational torque of the
尚、第1モータ18は、出力軸の回転角度(位相)を検出する第1レゾルバ20を備えており、第1レゾルバ20の検出信号がECU14へ入力されるようになっている。第2モータ21は、出力軸の回転角度を検出する第2レゾルバ23を備えており、第2レゾルバ23の検出信号がECU14へ入力されるようになっている。
The
次に、図3は排気側駆動機構11の構成を示す図である。図3において、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の各々には、2つの排気バルブ9が設けられている。排気バルブ9のステム基端には、バルブリフタ90が取り付けられている。排気バルブ9は、排気側バルブスプリング94によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ90が排気カム91に押し付けられている。
Next, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the exhaust
1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の排気カム91は、1本の排気カムシャフト92に固定されている。排気カムシャフト92の一端には、第3ドリブンギヤ93が固定されている。第3ドリブンギヤ93は、第3モータ24の出力軸に取り付けられた第3出力ギヤ25と噛合している。以下では、第3ドリブンギヤ93及び第3出力ギヤ25を第3減速機構と総称する。
The
この場合、第3モータ24の回転トルクは、第3出力ギヤ25及び第3ドリブンギヤ93を介して排気カムシャフト92に伝達される。よって、第3モータ24は、第3減速機構を介して排気カムシャフト92を周方向へ回転又は揺動させることができる。
In this case, the rotational torque of the
また、第3モータ24は、出力軸の回転角度(位相)を検出する第3レゾルバ26を備えており、第3レゾルバ26の検出信号がECU14へ入力されるようになっている。
The
このように構成された動弁系では、ECU14がクランクシャフト5の回転に同期したタイミングで第1モータ18と第2モータ21と第3モータ24を回転動作又は揺動動作させることにより、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の吸気バルブ8及び排気バルブ9がクランクシャフト5の回転に同期したタイミング(すなわち、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の燃焼サイクルに同期したタイミング)で開閉可能となる。
In the valve train configured as described above, the ECU 14 rotates or swings the
ところで、ECU14が全気筒の吸気バルブ8及び排気バルブ9をクランクシャフト5の回転に同期したタイミングで開閉動作させるためには、内燃機関1の始動時に第1吸気カム81(第1吸気カムシャフト83)、第2吸気カム82(第2吸気カムシャフト84)、及び排気カム91(排気カムシャフト92)の回転位置(位相)を検知する必要がある。
Incidentally, in order for the ECU 14 to open and close the
各カムシャフトの回転位置を検知する方法としては、各々のカムシャフトにカムポジションセンサを取り付ける方法が考えられるが、複数のカムポジションセンサを取り付けなければならず、部品点数の増加による構造の煩雑化や製造コストの増加等を招く。 As a method of detecting the rotational position of each camshaft, a method of attaching a cam position sensor to each camshaft is conceivable, but a plurality of cam position sensors must be attached, and the structure becomes complicated due to an increase in the number of parts. Increase manufacturing costs.
そこで、本実施例の内燃機関の動弁システムでは、内燃機関1の始動時に各モータにより各カムシャフトを回転させ、その際の各モータの要求駆動トルクに基づいて各カムシャフトの回転位置を判別するようにした。以下、モータの要求駆動トルクに基づいてカムシャフトの回転位置を判別する方法について説明する。
Therefore, in the valve operating system for the internal combustion engine of the present embodiment, each camshaft is rotated by each motor when the
図4は、カムの回転位置(位相)とモータの要求駆動トルクとの関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rotational position (phase) of the cam and the required drive torque of the motor.
図4において、モータの要求駆動トルクは、バルブがリフトしていない時は基準トルクT0となる。バルブがリフトし始めると、モータの要求駆動トルクは基準トルクT0より増加する。その際の増加量は、バルブのリフト量が増加するほど多くなり、バルブのリフト量が略最大リフト量となる時にピークを迎える。その後、モータの要求駆動トルクは、基準トルクT0より低くなった後に基準トルクT0に戻る。 In FIG. 4, the required drive torque of the motor is the reference torque T0 when the valve is not lifted. When the valve starts to lift, the required drive torque of the motor increases from the reference torque T0. The amount of increase at this time increases as the lift amount of the valve increases, and reaches a peak when the lift amount of the valve becomes substantially the maximum lift amount. Thereafter, the required drive torque of the motor returns to the reference torque T0 after becoming lower than the reference torque T0.
上記したような特性に鑑みると、モータの要求駆動トルクが基準トルクT0から増加し始めるタイミング、モータの要求駆動トルクがピークとなるタイミング、或いはモータの要求駆動トルクが基準トルクT0より低い値から基準トルクT0に戻るタイミング等の特異タイミングを検出することにより、カム(カムシャフト)の回転位置を特定することができる。 In view of the above characteristics, the timing at which the required driving torque of the motor starts to increase from the reference torque T0, the timing at which the required driving torque of the motor reaches a peak, or the value from which the required driving torque of the motor is lower than the reference torque T0 The rotational position of the cam (camshaft) can be specified by detecting the singular timing such as the timing of returning to the torque T0.
ところで、本実施例の動弁システムは、第1モータ18、第2モータ21、及び第3モ
ータ24の各々は、複数気筒2のカムを回転駆動するように構成されている。このため、上記した特異タイミングが何れの気筒2のカムに因るものかを判別することができない。
By the way, in the valve operating system of the present embodiment, each of the
これに対し、本実施例では、単一のモータにより回転駆動される複数気筒のカムのうち、特定気筒のカムがバルブをリフトさせた時のモータの要求駆動トルクが他気筒と異なるように動弁機構を構成した。 On the other hand, in this embodiment, among the cams of a plurality of cylinders that are rotationally driven by a single motor, the required drive torque of the motor when the cam of the specific cylinder lifts the valve is different from that of the other cylinders. A valve mechanism was constructed.
具体的には、特定気筒のバルブスプリングのバネ定数を他気筒のバルブスプリングのバネ定数より大きく或いは小さくする。この場合、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時のモータの要求駆動トルクは、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時と異なる値を示すようになる。 Specifically, the spring constant of the valve spring of a specific cylinder is made larger or smaller than the spring constant of the valve spring of another cylinder. In this case, the required drive torque of the motor when the cam of the specific cylinder lifts the valve is different from that when the cam of the other cylinder lifts the valve.
図5は、4番気筒(#4)の吸気側バルブスプリング88のバネ定数を1番気筒(#1)の吸気側バルブスプリング88のバネ定数より高くした場合の第1モータ18の要求駆動トルクを示す図である。
FIG. 5 shows the required drive torque of the
4番気筒(#4)の吸気側バルブスプリング88のバネ定数が1番気筒(#1)の吸気側バルブスプリング88のバネ定数より高い場合は、4番気筒(#4)の吸気バルブ8がリフトする時に発生する吸気側バルブスプリング88の反力は、1番気筒(#1)の吸気バルブ8がリフトする時に発生する吸気側バルブスプリング88の反力より大きくなる。
When the spring constant of the intake
このため、4番気筒(#4)の第1吸気カム81が吸気バルブ8をリフトさせる際に必要となる駆動トルクのピークTmax4は、1番気筒(#1)の第1吸気カム81が吸気バルブ8をリフトさせる際に必要となる駆動トルクのピークTmax1より大きくなる。
For this reason, the peak Tmax4 of the driving torque required when the
よって、ECU14は、内燃機関1の始動時に第1モータ18により第1吸気カムシャフト83を回転させるとともに、その際の第1モータ18の要求駆動トルクがTmax4を示すタイミングを検出することにより、第1吸気カムシャフト83の回転位置(言い換えれば、1番気筒(#1)の第1吸気カム81と4番気筒(#4)の第1吸気カム81の位相)を判別することが可能となる。
Therefore, the ECU 14 rotates the
第2吸気カムシャフト84についても2番気筒(#2)と3番気筒(#3)の吸気側バルブスプリング88のバネ定数を異ならせることにより、2番気筒(#2)の第2吸気カム82と3番気筒(#3)の第2吸気カム82の位相を判別することが可能となる。
Also for the
また、排気カムシャフト92については、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)のうち、1気筒(特定気筒)の排気側バルブスプリング94のバネ定数を他の3気筒と異ならせることにより、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の排気カム91の位相を判別することが可能となる。
As for the
従って、本実施例にかかる内燃機関の動弁システムによれば、各カムシャフトにカムポジションセンサを取り付けることなく、各カムシャフトの回転位置(言い換えれば、各気筒の吸排気バルブの位相)を判別することが可能となる。その結果、部品点数の増加による構造の煩雑化や製造コストの増加を抑えることが可能となる。 Therefore, according to the valve operating system of the internal combustion engine according to the present embodiment, the rotational position of each camshaft (in other words, the phase of the intake and exhaust valves of each cylinder) is determined without attaching a cam position sensor to each camshaft. It becomes possible to do. As a result, it is possible to suppress complication of the structure and increase in manufacturing cost due to an increase in the number of parts.
<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図6〜図10に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、特定気筒のバルブスプリングのバネ定数を他気筒のバルブスプリングのバネ定数と異ならせる例について述べたが、本実施例では特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の低減トルクを他気筒のカムがバルブをリフトさせる時の低減トルクと異ならせる例について述べる。 In the first embodiment described above, an example in which the spring constant of a valve spring of a specific cylinder is made different from the spring constant of a valve spring of another cylinder has been described, but in this embodiment, when the cam of a specific cylinder lifts the valve, An example in which the reduced torque is made different from the reduced torque when the cam of the other cylinder lifts the valve will be described.
図6は、本実施例における排気側駆動機構11の構成を示す図である。本実施例の排気側駆動機構11には、トルク低減機構100が取り付けられている。このトルク低減機構100は、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時に発生する排気側バルブスプリング94の反力を低減するためのトルク(低減トルク)を発生する機構である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the exhaust
トルク低減機構100は、例えば、図7に示すように、排気カムシャフト92に固定され、該排気カムシャフト92と連動して回転するトルク低減用カム101と、このトルク低減用カム101とリフタ102を介して当接し排気側バルブスプリング94と対向する付勢力を発生するトルク低減用スプリング103と、を備えている。
For example, as shown in FIG. 7, the
前記したトルク低減用カム101のプロフィールは、各気筒の排気側バルブスプリング94が伸長する時(言い換えれば、各気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせていない時)にトルク低減用スプリング103が収縮し、各気筒の排気側バルブスプリング94が収縮する時(言い換えれば、各気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時)にトルク低減用スプリング103が伸長するように形成されている。
The above-described profile of the
本実施例においては、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の排気カム91の位相が互いに90度ずれているため、トルク低減用カム101のプロフィールは、90度毎にトルク低減用スプリング103を収縮させるように形成されている。
In the present embodiment, since the phases of the
このように構成されたトルク低減機構100は、図8に示すように、各気筒の排気側バルブスプリング94の反力と逆位相のトルクを発生する。その結果、第3モータ24の要求駆動トルクは、排気バルブ9のリフト量にかかわらず基準トルクT0に収束する。
As shown in FIG. 8, the
これに対し、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)のうち1気筒(特定気筒)の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時の低減トルクが他気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時の低減トルクと異なるように、トルク低減用カム101のカムプロフィールが形成されると、第3モータ24の要求駆動トルクは特定気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時に基準トルクT0から逸脱するようになる。
On the other hand, a reduction torque when the
具体的には、図9に示すように、トルク低減用カム101が有する4つのカムノーズ(カムローブ)のうち、1つのカムノーズの形状を他と異ならせるようにしてもよい。この場合、図10に示すように、特定気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる場合の低減トルクが他気筒の場合と異なる。その結果、特定気筒の排気カム91が排気バルブ9をリフトさせる時に、第3モータ24の要求駆動トルクが基準トルクT0から逸脱する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the shape of one cam nose among the four cam noses (cam lobes) of the
従って、ECU14は、内燃機関1の始動時に第3モータ24により排気カムシャフト92を回転させるとともに、その際の第3モータ24の要求駆動トルクが基準トルクT0から逸脱するタイミングを検出することにより、排気カム91の回転位置(言い換えれば、1番気筒(#1)〜4番気筒(#4)の排気カム91の位相)を判別することが可能となる。
Accordingly, the ECU 14 rotates the
尚、第1吸気カムシャフト83及び第2吸気カムシャフト84については、2つの気筒
の吸気カムが吸気バルブ8をリフトさせた時の低減トルクを相違させることにより、第1吸気カムシャフト83及び第2吸気カムシャフト84の回転位置を判別することが可能となる。
Note that the
従って、本実施例によれば、トルク低減機構を備えた内燃機関の動弁システムにおいて、各カムシャフトにカムポジションセンサを取り付けることなく、各カムシャフトの回転位置(言い換えれば、各気筒の吸排気バルブの位相)を判別することが可能となる。その結果、前述した第1の実施例と同様の効果を得ることが可能となる。 Therefore, according to this embodiment, in the valve operating system of the internal combustion engine provided with the torque reduction mechanism, the rotational position of each camshaft (in other words, the intake and exhaust of each cylinder) without attaching a cam position sensor to each camshaft. It is possible to determine the phase of the valve. As a result, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above.
尚、前述した第1及び第2の実施例では、4気筒の火花点火式内燃機関を例に挙げたが、気筒数、気筒の配列、混合気の着火方法等は、これに限られないことは勿論である。また、吸気カムシャフトや排気カムシャフトの本数、1本当たりのカムシャフトに取り付けられるカムの個数も本実施例に限られるものではない。 In the first and second embodiments described above, a four-cylinder spark ignition internal combustion engine has been described as an example. However, the number of cylinders, the arrangement of the cylinders, the method of igniting the air-fuel mixture, and the like are not limited thereto. Of course. Further, the number of intake camshafts and exhaust camshafts and the number of cams attached to each camshaft are not limited to this embodiment.
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
6・・・・・吸気ポート
7・・・・・排気ポート
8・・・・・吸気バルブ
9・・・・・排気バルブ
10・・・・吸気側駆動機構
11・・・・排気側駆動機構
12・・・・燃料噴射弁
13・・・・点火プラグ
14・・・・ECU
18・・・・第1モータ
24・・・・第2モータ
60・・・・吸気通路
70・・・・排気通路
80・・・・バルブリフタ
81・・・・第1吸気カム
82・・・・第2吸気カム
83・・・・第1吸気カムシャフト
84・・・・第2吸気カムシャフト
88・・・・吸気側バルブスプリング
90・・・・バルブリフタ
91・・・・排気カム
92・・・・排気カムシャフト
94・・・・排気側バルブスプリング
100・・・トルク低減機構
101・・・トルク低減用カム
102・・・リフタ
103・・・トルク低減用スプリング
DESCRIPTION OF
18 ....
Claims (5)
前記内燃機関の始動時に前記駆動源によりカムを回転させる制御手段と、
前記制御手段が前記カムを回転させている時に前記駆動源の要求駆動トルクに基づいて前記カムの回転位置を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。 In a valve operating system for an internal combustion engine that rotates or swings a cam by a drive source independent of the internal combustion engine,
Control means for rotating a cam by the drive source when starting the internal combustion engine;
Discriminating means for discriminating the rotational position of the cam based on the required drive torque of the drive source when the control means is rotating the cam;
A valve operating system for an internal combustion engine, comprising:
前記複数気筒のうち特定気筒の動弁機構は、該特定気筒のカムがバルブをリフトさせた時の前記駆動源の要求駆動トルクが他の気筒のカムがバルブをリフトさせた時の前記駆動源の要求駆動トルクと異なるように構成されることを特徴とする内燃機関の動弁システム。 The drive source according to claim 1, wherein the drive source rotationally drives a cam of a plurality of cylinders.
The valve operating mechanism for a specific cylinder among the plurality of cylinders is configured such that the required drive torque of the drive source when the cam of the specific cylinder lifts the valve is the drive source when the cam of another cylinder lifts the valve. A valve operating system for an internal combustion engine, characterized in that it is configured to be different from the required drive torque.
前記特定気筒の低減機構が発生する低減トルクは、他の気筒の低減機構が発生する低減トルクと異なることを特徴とする内燃機関の動弁システム。 In Claim 2, the valve operating mechanism of the plurality of cylinders includes a reduction mechanism that generates a reduction torque for reducing a reaction force generated when the cam lifts the valve,
2. A valve operating system for an internal combustion engine, wherein a reduction torque generated by a reduction mechanism of the specific cylinder is different from a reduction torque generated by a reduction mechanism of another cylinder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007136968A JP2008291708A (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Valve moving system of internal combustion engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021229924A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 正毅 千葉 | Rotation drive mechanism |
-
2007
- 2007-05-23 JP JP2007136968A patent/JP2008291708A/en not_active Withdrawn
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