JP2011038439A - Internal combustion engine having variable valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関運転状態に応じて吸気弁のバルブ作動特性を変更する可変動弁装置を備える内燃機関に関し、より詳細には、混合気の吹返しのための吸気弁の開閉制御に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including a variable valve operating device that changes valve operating characteristics of an intake valve in accordance with an engine operating state, and more particularly to opening / closing control of an intake valve for air-fuel mixture blowback.
可変動弁装置を備える内燃機関としての筒内噴射式内燃機関において、機関運転状態が特定運転状態のときに、吸気行程において燃料噴射弁から燃焼室に噴射された燃料が吸気通路に吹き返されるように、可変動弁装置が吸気弁の開閉時期を遅角させて、吸気弁を遅閉じするものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、内燃機関の可変動弁装置として、第1,第2吸気弁の開閉を制御する複数のカムと、機関運転状態に応じて吸気弁のバルブ作動特性を変更するために特定カムを選択するバルブ特性可変機構とを備えるものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
In a direct injection internal combustion engine as an internal combustion engine having a variable valve operating device, when the engine operation state is a specific operation state, fuel injected from the fuel injection valve into the combustion chamber in the intake stroke is blown back into the intake passage. In addition, there is known a variable valve device that delays the opening and closing timing of the intake valve to delay the intake valve (for example, see Patent Document 1).
Further, as a variable valve operating device for an internal combustion engine, a plurality of cams for controlling opening and closing of the first and second intake valves and a specific cam for changing the valve operating characteristics of the intake valves according to the engine operating state are selected. A device having a variable valve characteristic mechanism is also known (see, for example, Patent Document 2).
筒内噴射式内燃機関において、燃焼室から吸気通路への燃料の吹返しが、可変動弁装置のバルブ特性可変機構により吸気弁の開閉時期(バルブタイミング)が遅角されて行われる場合、吸気弁の閉時期だけでなく、吸気弁の開時期も遅角されるので、吸気弁が開弁してから吸気下死点までの開弁期間が短くなる。このため、吸気行程において燃焼室内での燃料と空気(前回のサイクルで吸気通路に吹き返された混合気を含む。)との混合時間が不足して、混合気の均質化が十分に行われる前に混合気が吸気通路に吹き返されることがあり、吹き返された混合気(以下、「吹返し混合気」という。)の空燃比にバラツキが生じ易い。そして、このような吹返し空燃比のバラツキは、次回の吸気行程において吹返し混合気が燃焼室に吸入されたときに、燃焼室内での空燃比のバラツキを発生させ、さらに内燃機関が複数のシリンダを備える多気筒機関である場合には、シリンダ間での空燃比のバラツキを発生させて、トルク変動の発生やエミッション悪化の原因になる。そして、同様の現象は、吸気弁により開閉される吸気ポート内に燃料が噴射される内燃機関においても生じることがある。
また、吸気弁の開時期が遅角されるために、吸気行程の前半において吸気弁が閉じていることで、ポンピング損失が増加する。
さらに、バルブ開弁特性を開弁期間の長いものと短いものとを切り換えることにより、吸気弁を遅閉じする内燃機関においては、排気弁とのバルブオーバラップ量が大きくなり、低負荷運転領域においては、好ましくない。
In a direct injection internal combustion engine, when the return of fuel from the combustion chamber to the intake passage is performed by delaying the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve by the valve characteristic variable mechanism of the variable valve device, Since not only the valve closing timing but also the opening timing of the intake valve is retarded, the valve opening period from the opening of the intake valve to the intake bottom dead center is shortened. For this reason, in the intake stroke, the mixture time of the fuel and air in the combustion chamber (including the mixture blown back to the intake passage in the previous cycle) is insufficient, and the mixture is sufficiently homogenized. In some cases, the air-fuel mixture is blown back to the intake passage, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture blown back (hereinafter referred to as “blow-back air-fuel mixture”) tends to vary. Such a variation in the blowback air-fuel ratio causes a variation in the air-fuel ratio in the combustion chamber when the blow-back mixture is sucked into the combustion chamber in the next intake stroke, and the internal combustion engine has a plurality of variations. In the case of a multi-cylinder engine equipped with cylinders, variations in the air-fuel ratio between the cylinders are generated, causing torque fluctuations and emission deterioration. The same phenomenon may occur in an internal combustion engine in which fuel is injected into an intake port that is opened and closed by an intake valve.
Further, since the opening timing of the intake valve is retarded, the pumping loss increases because the intake valve is closed in the first half of the intake stroke.
Further, by switching the valve opening characteristic between a long valve opening period and a short valve opening period, in an internal combustion engine that slowly closes the intake valve, the valve overlap amount with the exhaust valve becomes large, and in a low load operation region. Is not preferred.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関において、吸気通路への混合気の吹返しを行うための吸気弁のバルブ作動特性を工夫することにより、吸気通路への吹返し混合気の空燃比のバラツキを抑制してトルク変動の低減を図ること、およびポンピング損失の低減による燃費性能の向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an internal combustion engine, by devising a valve operating characteristic of an intake valve for blowing back an air-fuel mixture to the intake passage, An object of the present invention is to reduce the variation in torque by suppressing the variation in the air-fuel ratio of the blow-back mixture, and to improve the fuel efficiency by reducing the pumping loss.
請求項1記載の発明は、燃焼室(5)に開口する吸気通路(Pi)の第1,第2吸気口(7a,7b)をそれぞれ開閉する第1,第2吸気弁(10a,10b)と、前記第1,第2吸気弁(10a,10b)の開閉をクランク軸(6)の回転に同期してそれぞれ制御する複数である所定数のカム(21i〜23i,24)と、前記第1,第2吸気弁(10a,10b)の少なくとも前記第2吸気弁(10b)のバルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更可能なバルブ特性可変機構(Aa)とを備える可変動弁装置(V)と、燃料を吸入空気に噴射する燃料噴射弁(12)と、前記バルブ特性可変機構(Aa)を前記機関運転状態に応じて制御する制御装置(80)とを備える内燃機関において、前記制御装置(80)により制御された前記バルブ特性可変機構(Aa)は、前記バルブ作動特性を前記機関運転状態に応じて変更すべく、前記所定数のカム(21i〜23i,24)の中から1つまたは2つの特定カムを選択し、前記機関運転状態が、アイドリング回転速度以上の機関回転速度での特定運転状態(R4)であるとき、前記特定カムは第1特定カム(21i)および第2特定カム(24)であり、前記第1特定カム(21i)は、前記第1吸気弁(10a)を排気上死点付近で開弁状態となるように制御し、前記第2特定カム(24)は、デコンプカム(24)として、前記第2吸気弁(10b)を、前記第1吸気弁(10a)の最大リフト量(La)よりも小さい最大リフト量(Ld)で開弁すると共に、吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁するように制御し、前記機関運転状態が前記特定運転状態(R4)とは別の運転状態であるとき、前記特定カムは、前記デコンプカム(24)とは異なるバルブ作動特性で前記第1,第2吸気弁(10a,10b)の開閉を制御する内燃機関である。
請求項1記載の発明によれば、機関回転速度がアイドリング回転速度以上であるときの特定運転状態において、排気上死点付近で開弁状態にあることで吸気行程において早期に開弁している第1吸気弁を経て燃焼室に流入する吸入空気により燃焼室内にスワールが生成されるので、燃料噴射弁から噴射された燃料の均質化が促進される。そして、第2吸気弁は、デコンプカムとして機能する第2特定カムにより吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁することから、燃焼室内で均質化が進行した混合気が、第2吸気口から吸気通路に吹き返される。
この結果、燃焼室内でスワールにより均質化された混合気が吸気通路に吹き返されるので、吹返し混合気が次回の吸気行程で燃焼室に再度吸入されたときの燃焼室での空燃比のバラツキが抑制され、また内燃機関が多気筒機関である場合には、シリンダ間での吹返し混合気の空燃比のバラツキが抑制されるので、内燃機関のトルク変動を低減でき、したがって回転変動を低減できる。
また、圧縮行程で開弁状態にある第2吸気弁により吹返し制御が可能となり、ポンピング損失が低減して、燃費性能が向上する。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関において、前記特定運転状態(R4)での吸気行程の中央位置において、前記第1吸気弁(10a)は、その前記最大リフト量(La)の1/2以上のリフト量で開弁し、前記第2吸気弁(10b)は、前記燃料噴射弁(12)による燃料噴射期間中の全体において閉弁状態にあるものである。
請求項2記載の事項によれば、第2吸気弁がデコンプカムとして機能する第2特定カムにより開閉される特定運転状態のとき、吸気行程の中央位置において、第1吸気弁はその最大リフト量の1/2以上のリフト量で開弁している一方、第2吸気弁は燃料噴射弁による燃料噴射期間中の全体において閉弁状態に保たれることから、吸気行程の早期に比較的大きく開弁している第1吸気弁を経て燃焼室に吸入された空気により生成されるスワールを強くすることができるので、第2吸気弁が開弁するまでに燃焼室内での混合気の均質化を促進でき、したがって吹返し混合気を均質化できる。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の内燃機関において、前記第2特定カム(24)は、前記第2吸気弁(10b)を、圧縮行程において前記最大リフト量(Ld)となるように開弁するものである。
請求項3記載の事項によれば、第2吸気弁のリフト量は圧縮行程において最大になることから、第2吸気弁が最大リフト量で開弁するまでに、スワールにより燃焼室内での混合気の均質化が進行するので、吹返し混合気の均質化が向上する。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の内燃機関において、前記制御装置(80)は、前記燃料噴射弁(12)による燃料の噴射時期を前記機関運転状態に応じて制御し、前記特定運転状態(R4)において、前記制御装置(80)は、前記第2特定カム(24)が前記第2吸気弁(10b)を開弁する前に燃料噴射を終了させるものである。
請求項4記載の事項によれば、第2吸気弁が開弁するまでに燃料噴射が終了することから、第2吸気弁が開弁したときには、スワールにより燃焼室内での混合気の均質化が進行しているので、吹返し混合気の均質化が向上する。
請求項5記載の発明は、常時稼動する常用シリンダ(C1,C4)と、前記機関運転状態に応じて稼動状態および休止状態に切り換えられる休止可能シリンダ(C2,C3)とから構成される複数のシリンダ(C1〜C4)を備え、前記機関運転状態が所定運転状態(R3)であるときに前記休止可能シリンダ(C2,C3)が休止状態になる請求項1から4のいずれか1項記載の内燃機関において、前記バルブ特性可変機構(Aa)を備える前記可変動弁装置(V)は、前記常用シリンダ(C1,C4)に対して設けられ、前記特定運転状態(R4)は、前記所定運転状態(R3)の一部の運転状態であるものである。
請求項5記載の事項によれば、全てのシリンダが稼動状態にある全筒運転時に比べて1シリンダ当たりの吸入空気量および発生トルクが大きい休筒運転時において、吹返し混合気の空燃比のバラツキに起因するトルク変動が低減する。
請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項記載の内燃機関において、前記可変動弁装置(V)は、前記所定数のカム(21i〜23i,24)によりそれぞれの駆動が制御される複数のロッカアーム(31i〜33i,34)から構成されるロッカアーム群(30i)を備え、前記所定数のカム(21i〜23i,24)は、前記ロッカアーム群(30i)を介して前記第1,第2吸気弁(10a,10b)の開閉を制御し、前記バルブ特性可変機構(Aa)は、前記ロッカアーム(32i,34;31i〜33i)同士の連結および連結解除を制御する連結切換機構であるものである。
請求項6記載の事項によれば、ロッカアーム群を構成するロッカアーム同士の連結および連結解除を制御する連結切換機構の利用により、特定運転状態での圧縮圧力の減圧用バルブ作動特性と、特定運転状態とは別の運転状態での別のバルブ作動特性とに、第2吸気弁のバルブ作動特性を容易に切り換えることができる。
According to the first aspect of the present invention, the first and second intake valves (10a, 10b) for opening and closing the first and second intake ports (7a, 7b) of the intake passage (Pi) opened to the combustion chamber (5), respectively. A predetermined number of cams (21i to 23i, 24) that respectively control the opening and closing of the first and second intake valves (10a, 10b) in synchronization with the rotation of the crankshaft (6), and the first 1, a variable valve gear (1) including a variable valve characteristic mechanism (Aa) capable of changing a valve operating characteristic of at least the second intake valve (10b) of the second intake valve (10a, 10b) according to an engine operating state. V), a fuel injection valve (12) for injecting fuel into intake air, and a control device (80) for controlling the valve characteristic variable mechanism (Aa) according to the engine operating state, Controlled by the control device (80) The valve characteristic variable mechanism (Aa) selects one or two specific cams from the predetermined number of cams (21i to 23i, 24) in order to change the valve operating characteristic according to the engine operating state. When the engine operation state is a specific operation state (R4) at an engine rotation speed equal to or higher than the idling rotation speed, the specific cams are the first specific cam (21i) and the second specific cam (24), The first specific cam (21i) controls the first intake valve (10a) to be opened near the exhaust top dead center, and the second specific cam (24) is a decompression cam (24). The second intake valve (10b) is opened with a maximum lift amount (Ld) smaller than the maximum lift amount (La) of the first intake valve (10a), and is opened from the latter half of the intake stroke to the compression stroke. To control When the engine operating state is an operating state different from the specific operating state (R4), the specific cam has a valve operating characteristic different from that of the decompression cam (24), and the first and second intake valves (10a, 10b) is an internal combustion engine that controls opening and closing.
According to the first aspect of the present invention, in the specific operation state when the engine rotational speed is equal to or higher than the idling rotational speed, the valve is opened early in the intake stroke because the valve is open near the exhaust top dead center. Since the swirl is generated in the combustion chamber by the intake air flowing into the combustion chamber through the first intake valve, homogenization of the fuel injected from the fuel injection valve is promoted. The second intake valve is opened from the second half of the intake stroke to the compression stroke by the second specific cam functioning as a decompression cam, so that the air-fuel mixture that has been homogenized in the combustion chamber passes through the intake passage from the second intake port. Blown back.
As a result, the air-fuel mixture homogenized by the swirl in the combustion chamber is blown back into the intake passage, so that the variation in the air-fuel ratio in the combustion chamber when the blow-back air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber again in the next intake stroke is performed. When the internal combustion engine is a multi-cylinder engine, the variation in the air-fuel ratio of the blow-back mixture between the cylinders is suppressed, so that the torque fluctuation of the internal combustion engine can be reduced, and therefore the rotational fluctuation can be reduced. .
Further, the second intake valve that is in the open state in the compression stroke enables the blow-back control, reduces the pumping loss, and improves the fuel efficiency.
The invention according to claim 2 is the internal combustion engine according to claim 1, wherein the first intake valve (10a) has the maximum lift amount (La) at the center position of the intake stroke in the specific operation state (R4). The second intake valve (10b) is in a closed state throughout the fuel injection period of the fuel injection valve (12).
According to the second aspect of the present invention, when the second intake valve is in a specific operation state in which the second intake valve is opened and closed by the second specific cam functioning as a decompression cam, the first intake valve has its maximum lift amount at the center position of the intake stroke. While the valve is opened with a lift amount of ½ or more, the second intake valve is kept closed throughout the fuel injection period of the fuel injection valve, so that it opens relatively large early in the intake stroke. Since the swirl generated by the air sucked into the combustion chamber through the valved first intake valve can be strengthened, the air-fuel mixture in the combustion chamber can be homogenized before the second intake valve is opened. Can be promoted, and thus the blow-back mixture can be homogenized.
According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first or second aspect, the second specific cam (24) includes the second intake valve (10b) and the maximum lift amount (Ld) in a compression stroke. The valve is opened as follows.
According to the third aspect of the present invention, since the lift amount of the second intake valve is maximized in the compression stroke, the air-fuel mixture in the combustion chamber is swirled before the second intake valve is opened with the maximum lift amount. Since the homogenization of the air-fuel mixture proceeds, the homogenization of the blown-back mixture is improved.
According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the control device (80) sets the fuel injection timing by the fuel injection valve (12) to the engine operating state. Accordingly, in the specific operation state (R4), the control device (80) ends the fuel injection before the second specific cam (24) opens the second intake valve (10b). Is.
According to the fourth aspect of the present invention, since the fuel injection is completed before the second intake valve is opened, when the second intake valve is opened, the air-fuel mixture in the combustion chamber is homogenized by the swirl. Since it is progressing, homogenization of the blown-back mixture is improved.
The invention according to
According to the fifth aspect of the present invention, the air-fuel ratio of the blow-back mixture is reduced in the cylinder-cylinder operation when the intake air amount per one cylinder and the generated torque are large compared with the operation of all cylinders in which all the cylinders are in operation. Torque fluctuation caused by variation is reduced.
According to a sixth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the variable valve gear (V) is driven by the predetermined number of cams (21i to 23i, 24). Is provided with a rocker arm group (30i) composed of a plurality of rocker arms (31i to 33i, 34), and the predetermined number of cams (21i to 23i, 24) are arranged via the rocker arm group (30i). Connection switching for controlling the opening and closing of the first and second intake valves (10a, 10b) and for controlling the connection and release of the rocker arms (32i, 34; 31i to 33i). It is a mechanism.
According to the sixth aspect of the present invention, the use of a connection switching mechanism that controls connection and release of connection between the rocker arms constituting the rocker arm group, and the valve operating characteristics for reducing the compression pressure in the specific operation state, and the specific operation state It is possible to easily switch the valve operating characteristic of the second intake valve to another valve operating characteristic in a different operating state.
本発明によれば、内燃機関において、吸気通路への混合気の吹返しを行うための吸気弁の開閉制御により、吸気通路への吹返し混合気の空燃比のバラツキを抑制してトルク変動を低減でき、しかもポンピング損失を低減して燃費性能を向上できる。 According to the present invention, in an internal combustion engine, by controlling the opening and closing of the intake valve for returning the air-fuel mixture to the intake passage, variation in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture returning to the intake passage is suppressed and torque fluctuations are suppressed. In addition, the fuel efficiency can be improved by reducing the pumping loss.
以下、本発明の実施形態を図1〜図9を参照して説明する。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された内燃機関としての筒内噴射式内燃機関Eは、複数としての4つのシリンダC1〜C4と、各シリンダC1〜C4に往復運動可能に嵌合するピストン4と、各ピストン4にコンロッドを介して連結されるクランク軸6とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に搭載される。
なお、以下の説明において、シリンダC1〜C4を区別しないときは、シリンダCと記載する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIGS. 1 and 2, a cylinder injection internal combustion engine E as an internal combustion engine to which the present invention is applied is fitted with four cylinders C1 to C4 as a plurality and a reciprocating motion in each of the cylinders C1 to C4. This is a multi-cylinder internal combustion engine including a
In the following description, when the cylinders C1 to C4 are not distinguished, they are described as cylinders C.
吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の4ストローク(図7参照)を1サイクルとする内燃機関Eは、第1〜第4シリンダC1〜C4が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック1と、シリンダブロック1の上端部に結合されるシリンダヘッド2と、シリンダヘッド2の上端部に結合されるヘッドカバー3とから構成される機関本体を備える。
シリンダC毎に、シリンダ軸線方向でピストン4とシリンダヘッド2との間には、各シリンダCとピストン4とシリンダヘッド2とにより燃焼室5が形成される。
内燃機関Eの全シリンダCは、1以上の一部のシリンダであって、内燃機関Eの機関運転状態に応じて稼動状態および休止状態に切り換えられる休止可能シリンダである第2,第3シリンダC2,C3と、残りのすべてのシリンダであって、常時稼動する常用シリンダである第1,第4シリンダC1,C4とから構成される。
An internal combustion engine E having one cycle of four strokes (see FIG. 7) of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke is a cylinder in which first to fourth cylinders C1 to C4 are arranged in series and integrated. An engine body including a block 1, a cylinder head 2 coupled to the upper end portion of the cylinder block 1, and a
For each cylinder C, a
All cylinders C of the internal combustion engine E are one or more partial cylinders, and are second and third cylinders C2 that can be switched to an operation state and a stop state according to the engine operating state of the internal combustion engine E. , C3 and all the remaining cylinders, which are first and fourth cylinders C1, C4, which are service cylinders that are always in operation.
なお、実施形態において、上下方向はシリンダCのシリンダ軸線Yに平行な方向(すなわちシリンダ軸線方向)であるとし、上方は、シリンダ軸線方向において、クランク軸6に対して燃焼室5が位置する方向であるとし、軸方向は、動弁装置Vのカム軸Si,Seの回転中心線に平行な方向であるとする。
In the embodiment, the vertical direction is a direction parallel to the cylinder axis Y of the cylinder C (that is, the cylinder axis direction), and the upper direction is the direction in which the
図3を併せて参照すると、シリンダヘッド2には、シリンダC毎(すなわち、燃焼室5毎)に、燃焼室5に開口する2以上の、ここでは1対の吸気口7a,7bを有する吸気ポート7と、燃焼室5に開口する1以上の、ここでは1対の排気口8a,8bを有する排気ポート8と、吸気口7a,7bを開閉する2以上の、ここでは1対の第1,第2吸気弁10a,10bと、排気口8a,8bを開閉する1以上の、ここでは1対の第1,第2排気弁11a,11bと、いずれも燃焼室5に臨む燃料噴射弁12および点火栓13とが設けられる。
なお、以下の説明において、1対の吸気弁10a,10bおよび1対の排気弁11a,11bを区別しないときは、それぞれ吸気弁10および排気弁11と記載する。
Referring also to FIG. 3, the cylinder head 2 has an intake air having two or more, here, a pair of
In the following description, when a pair of
内燃機関Eは、さらに、シリンダヘッド2およびヘッドカバー3により形成される動弁室14内に配置されると共にクランク軸6の回転に同期して吸気弁10および排気弁11の開閉を制御する動弁装置Vと、シリンダヘッド2の吸気側に取り付けられると共に内燃機関Eの外部から取り入れた吸入空気を燃焼室5に導く吸気装置15と、シリンダヘッド2の排気側に取り付けられると共に燃焼室5内での混合気の燃焼により発生した燃焼ガスを排気ガスとして内燃機関Eの外部に導く排気装置16とを備える。
ここで、外気を吸入空気として燃焼室5に導く吸気通路Piは、吸気ポート7と、吸気装置15により形成される通路とから構成され、排気ガスを内燃機関Eの外部に導く排気通路Peは、排気ポート8と、排気装置16により形成される通路とから構成される。そして、吸気装置15は、吸気通路Piを流れる空気の流量を制御するスロットル弁15aを備える。
The internal combustion engine E is further disposed in a
Here, the intake passage Pi that guides outside air to the
吸入空気に燃料を噴射する燃料噴射弁12は、燃焼室5内に燃料を直接噴射し、噴射された燃料は、燃焼室5内で吸気通路Piから吸入された空気と混合して混合気を形成する。点火栓13は、点火コイル(図示されず)と共にシリンダヘッド2に設けられた収容筒17内に収容される。点火栓13および該点火コイルは、制御装置80により制御されて機関運転状態に応じて点火時期を制御する点火装置の一部である。
ピストン4は、燃焼室5内の混合気が点火栓13により点火されて燃焼して発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、クランク軸6を回転駆動する。
The
The
DOHC型の可変動弁装置Vは、吸気弁10の開閉を制御する吸気用動弁装置と、排気弁11の開閉を制御する排気用動弁装置とから構成される。
以下では、動弁装置Vが関係する構造について、主に吸気用動弁装置に関連して説明し、排気用動弁装置に関連する説明については、吸気用動弁装置の構成部材等に機能上対応する構成部材および排気用動弁装置に関連する部材等に関して、一部に同一の符号を使用すると共に、用語または符号が異なる場合などに、必要に応じて、それらを括弧内に記載する。そして、吸気用動弁装置と排気用動弁装置とで区別するときには、吸気用動弁装置および排気用動弁装置について、符号に添え字「i」および「e」をそれぞれ付する。
また、動弁装置Vは、シリンダC毎に、前記常用シリンダに対して設けられる第1動弁装置としての常用動弁装置Vaと、前記休止可能シリンダに対して設けられる第2動弁装置としての休止用動弁装置Vbとから構成される。
The DOHC variable valve operating device V includes an intake valve operating device that controls opening and closing of the
In the following, the structure related to the valve operating device V will be described mainly in relation to the intake valve operating device, and the description related to the exhaust valve operating device will function as components of the intake valve operating device. The same reference numerals are used in part for the corresponding component members and members related to the exhaust valve operating device, and when the terms or signs are different, they are described in parentheses as necessary. . When distinguishing between the intake valve device and the exhaust valve device, the suffixes “i” and “e” are added to the reference numerals for the intake valve device and the exhaust valve device, respectively.
Further, the valve operating device V is provided for each cylinder C as a normal valve operating device Va as a first valve operating device provided for the service cylinder and a second valve operating device provided for the restable cylinder. And a valve operating device for rest Vb.
図2,図3,図5に示されるように、常用動弁装置Vaは、吸気カム(排気カム)としての吸気カム群20i(排気カム群20e)を有するカム軸Si(Se)と、カム群20i(20e)により駆動されて吸気弁10(排気弁11)の開閉を制御する吸気カムフォロア30i,61i,62i(排気カムフォロア30e,61e,62e)と、該吸気カムフォロア30i,61i,62i(該排気カムフォロア30e,61e,62e)を移動可能に支持するカムフォロア支持部材63i,(63e),64と、吸気弁10(排気弁11)を閉弁方向に付勢する弁バネ(図示されず。図1の弁バネ18と同様である。)と、吸気弁10(排気弁11)のバルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更可能なバルブ特性可変機構Aaを構成する第1,第2連結切換機構36,37(図5参照)と、ロストモーション機構65とを備える。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the service valve device Va includes a cam shaft Si (Se) having an
また、図1〜図3,図6に示されるように、休止用動弁装置Vbは、吸気カム(排気カム)としての吸気カム群40i(排気カム群40e)を有するカム軸Si(Se)と、カム群40i(40e)により駆動されて吸気弁10(排気弁11)の開閉を制御する吸気カムフォロア50i,61i,62i(排気カムフォロア50e,61e,62e)と、該吸気カムフォロア50i,61i,62i(排気カムフォロア50e,61e,62e)を移動可能に支持するカムフォロア支持部材63i,(63e),64と、吸気弁10(排気弁11)を閉弁方向に付勢する弁バネ18と、吸気弁10(排気弁11)のバルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更可能なバルブ特性可変機構Abを構成する第1,第2連結切換機構56,57(図6参照)と、ロストモーション機構65とを備える。
なお、図2,図3において、図示の便宜上、各カムのカム山の位置が同じ位置に記載されているが、実際は、シリンダC毎の吸気行程に対応してカム軸Si(Se)の回転方向で異なる位置にある。
Moreover, as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 6, the stop valve gear Vb includes a cam shaft Si (Se) having an
2 and 3, for convenience of illustration, the cam crest positions of the cams are shown at the same position, but in actuality, the rotation of the cam shaft Si (Se) corresponds to the intake stroke for each cylinder C. In different positions.
まず、図1〜図3,図6を参照して、休止用動弁装置Vbについて説明する。
各カム軸Si(Se)は、シリンダヘッド2にボルト3aで固定されるヘッドカバー3に一体成形されて一体に設けられたカムホルダ9に、軸方向に挿入されて、そのジャーナル部Sij(Sej)(図2参照)において回転可能に支持されることにより、該カムホルダ9を介してシリンダヘッド2に回転可能に支持される。
両カム軸Si,Seは、例えばタイミングチェーンを備える巻掛け伝動機構から構成される動弁用伝動機構(図示されず)を介して伝達される動弁用駆動源としてのクランク軸6の動力により、クランク軸6の回転速度の1/2の回転速度で回転駆動される。
First, with reference to FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 6, the stop valve gear Vb will be described.
Each cam shaft Si (Se) is inserted in the axial direction into a
Both camshafts Si and Se are driven by the power of a crankshaft 6 serving as a valve drive source that is transmitted via a valve drive mechanism (not shown) constituted by, for example, a winding drive mechanism having a timing chain. The rotary shaft is rotationally driven at a rotational speed that is half the rotational speed of the crankshaft 6.
カム群40i(40e)は、燃焼室5毎に、複数である第3所定数としての5つのカム41i〜45i(41e〜45e)から構成される。
吸気カム群40iにおいて、第1,第2カムは、気筒休止のために吸気弁10a,10bを閉弁状態に保つ休止カム41i,42iであり、第3カムは、高速運転状態R2(図9参照)において両吸気弁10a,10bを高速用リフト量で開閉制御する高速カム43iであり、第4カムは、低速運転状態R1(図9参照)において吸気弁10aを低速用リフト量(図7,図8参照)で開閉制御する低速カム44iであり、第5カムは、吸気弁10bを閉弁状態とする休止カムとしての実質休止45iである。この実施形態において、実質休止カム45iは、吸気弁10bの固着防止の観点から、燃焼室5に対する空気または混合気の流出入が無視できる程度に僅かに開弁する(図7参照)ものの、吸気弁10bを実質的に閉弁状態とするカムであり、別の例として、全く開弁しないカムであってもよい。
また、排気カム群40eにおいて、第1,第2カムは、休止カム41i,42iと同様の休止カム41e,42eであり、第3カムは、高速運転状態R2(図9参照)において両排気弁11a,11bを高速用リフト量(図7参照)で開閉制御する高速カム43eであり、第4,第5カムは、低速運転状態R1(図9参照)において両排気弁11a,11bを低速用リフト量(図7,図8参照)でそれぞれ開閉制御する低速カム44e,45eである。
The
In the
Further, in the
図1,図3,図4,図6を参照すると、休止用動弁装置Vbの吸気カムフォロア50i,61i,62i(排気カムフォロア50e,61e,62e)は、燃焼室5毎に、複数の、ここでは前記第3所定数と同数の5つのサブロッカアーム51i〜55i(51e〜55e)から構成される吸気サブカムフォロア(排気サブカムフォロア)としての吸気サブロッカアーム群50i(排気サブロッカアーム群50e)と、サブロッカアーム群50i(50e)により駆動されて第1,第2吸気弁10a,10b(第1,第2排気弁11a,11b)をそれぞれ開閉する吸気メインカムフォロア(排気メインカムフォロア)としての吸気メインロッカアーム61i,62i(排気メインロッカアーム61e,62e)とから構成される。
1, 3, 4, and 6,
休止用動弁装置Vbのカムフォロア支持部材63i,(63e),64は、第1〜第5サブロッカアーム51i〜55i(51e〜55e)を揺動可能に支持する第1支持部材であるロッカ軸63i(63e)と、メインロッカアーム61i,62i(61e,62e)を揺動可能に支持する第2支持部材であるピボット部材64とから構成される。カムホルダ9に設けられるロッカ軸63i(63e)は、該カムホルダ9およびヘッドカバー3を介してシリンダヘッド2に設けられ、ピボット部材64はシリンダヘッド2に直接設けられる。
The cam
第1,第2サブロッカアーム51i,52i(51e,52e)は、第1,第2休止カム41i,42i(41e,42e)にそれぞれ当接するローラからなるカム当接部51a,52aと、1対のメインロッカアーム61i,62i(61e,62e)にそれぞれ当接するフォロア当接部51b,52bと、第1,第2連結切換機構56,57がそれぞれ設けられる第1連結部51c,52cおよび第2連結部51d,52dとを有する。
第3サブロッカアーム53i(53e)は、高速カム43i(43e)に当接するローラからなるカム当接部53aと、第2連結切換機構57が設けられる連結部53cと、ロストモーション機構65の付勢力が作用する作用部53hとを有する。
第4,第5サブロッカアーム54i,55i(54e,55e)は、低速カム44i(44e)および実質休止カム45i(45e)にそれぞれ当接するローラからなるカム当接部54a,55aと、第1連結切換機構56が設けられる連結部54c,55cと、ロストモーション機構65の付勢力が作用する作用部54h,55hとを有する。
The first and second
The third
The fourth and fifth
各メインロッカアーム61i,62i(61e,62e)は、各動弁装置Va,Vbにおいて同様であり、シリンダヘッド2に保持されると共にラッシュアジャスタ機能を有する柱状のピボット部材64に揺動可能に支持される。そして、各メインロッカアーム61i,62i(62e,62e)は、各フォロア当接部51b,52bが当接するローラからなる被当接部61a,62aと、両吸気弁10a,10b(両排気弁11a,11b)の弁ステムにそれぞれ当接して該吸気弁10a,10b(排気弁11a,11b)を開弁方向に押圧する弁押圧部61b,62bとを有する。
The
各ロストモーション機構65は、各動弁装置Va,Vbにおいて同様であり、付勢部材としてのバネ65aを備える。ロストモーション機構65は、動弁装置Vaにおいて、第3サブロッカアーム33i(33e)および第4サブロッカアーム34を高速カム23i(23e)およびデコンプカム24にそれぞれ押し付け、動弁装置Vbにおいて、第3,第4,第5サブロッカアーム53i,54i,55i(53e,54e,55e)を高速カム43i,低速カム44i,実質休止カム45i(高速カム43e,低速カム44e,低速カム45e)にそれぞれ押し付ける。
Each lost
次に、図3,図4,図5を参照して、常用動弁装置Vaについて説明する。
カム群20i(20e)は、燃焼室5毎に、複数である第1所定数としての4つのカム21i〜23i,24(複数である第2所定数としての3つのカム21e〜23e)から構成される。
吸気カム群20iにおいて、第1カムは、低速運転状態R1(図9参照)において休止用動弁装置Vbの低速カム44iと同じリフト量(図7,図8参照)で吸気弁10aを開閉制御する低速カム21iであり、第2カムは、休止用動弁装置Vbの実質休止カム45iと同様の休止カムとしての実質休止カム22iであり、第3カムは、休止用動弁装置Vbの高速カム43iと同じリフト量(図7参照)で吸気弁10a,10bを開閉制御する高速カム23iであり、第4カムは、吸気弁10bを吸気行程の後半で閉弁状態にすると共に圧縮行程で開弁状態(図8参照)にするデコンプカム24である。
したがって、吸気カム群20iは、1以上の、ここでは複数としての3つのメインカムとしての低速カム21i,実質休止カム22iおよび高速カム23iと、それらカム21i〜23iとは別個の1つのカムであるデコンプカム24とから構成される。
また、排気カム群20eにおいて、第1,第2カムは、休止用動弁装置Vbの低速カム44e,45eと同じリフト量(図7,図8参照)で排気弁11a,11bを開閉制御する低速カム21e,22eであり、第3カムは、休止用動弁装置Vbの高速カム43eと同じリフト量(図7参照)で排気弁11a,11bを開閉制御する高速カム23eである。
そして、図7に示されるように、各動弁装置Va,Vbにおいて、実質休止カム22i,45iは、圧縮行程において吸気弁10bを僅かに開弁状態とする。
Next, the normal valve operating device Va will be described with reference to FIGS.
The
In the
Therefore, the
In the
As shown in FIG. 7, in each valve operating device Va, Vb, the substantially
常用動弁装置Vaの吸気カムフォロア30i,61i,62i(排気カムフォロア30e,61e,62e)は、燃焼室5毎に、複数の、ここでは前記第1所定数と同数の4つの第1〜第4サブロッカアーム31i〜33i,34(複数の、ここでは前記第2所定数と同数の3つの第1〜第3サブロッカアーム31e〜33e)から構成される吸気サブカムフォロア(排気サブカムフォロア)としての吸気サブロッカアーム群30i(排気サブロッカアーム群30e)と、サブロッカアーム群30i(30e)により駆動されて1対の吸気弁10a,10b(排気弁11a,11b)をそれぞれ開閉する吸気メインカムフォロア(排気メインカムフォロア)としての1対の吸気メインロッカアーム61i,62i(排気メインロッカアーム61e,62e)から構成される。
There are a plurality of
ロッカ軸63i(63e)に揺動可能に支持されるサブロッカアーム群30i(30e)において、第1サブロッカアーム31i(31e)は、連結部51cがないことを除いて第1サブロッカアーム51(図4参照)と同様の形状であり、低速カム21i(21e)に当接するローラからなるカム当接部31aと、メインロッカアーム61i(61e)に当接するフォロア当接部31bと、第2連結切換機構37が設けられる第2連結部31dとを有する。
第2サブロッカアーム32iは、第2サブロッカアーム52(図4参照)と同様であり、実質休止カム22iに当接するローラからなるカム当接部32aと、メインロッカアーム62iに当接するフォロア当接部32bと、第1,第2連結切換機構36,37が設けられる第1連結部32cおよび第2連結部32dとを有する。
一方、第2サブロッカアーム32eは、連結部32cがないことを除いて第2サブロッカアーム52(図4参照)と同様の形状であり、低速カム22eに当接するローラからなるカム当接部32aと、メインロッカアーム62eに当接するフォロア当接部32bとを有する。
第3サブロッカアーム33i(33e)は、第3サブロッカアーム53(図4参照)と同様であり、第3カム23i(23e)に当接するローラからなるカム当接部33aと、第2連結切換機構37が設けられる連結部33dと、ロストモーション機構65の付勢力が作用する作用部33hとを有する。
第4サブロッカアーム34は、第5サブロッカアーム55(図4参照)と同様であり、デコンプカム24に当接するローラからなるカム当接部34aと、第1連結切換機構36が設けられる連結部34cと、ロストモーション機構65の付勢力が作用する作用部34hとを有する。
In the
The second
On the other hand, the second
The third
The fourth
そして、両カム軸Si,Seがクランク軸6の回転速度の1/2の回転速度で回転駆動されることから、カム群20i(20e)は、ロッカアーム群30i(30e)を介して、同様にカム群40i(40e)は、ロッカアーム群50i(50e)を介して、第1,第2吸気弁10a,10b(排気弁11a,11b)の開閉をクランク軸6の回転に同期して制御する。
The
図3,図8を参照すると、デコンプカム24は、第2吸気弁10bを吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁し、すなわち、吸気弁10bの開時期を吸気行程の後半から圧縮行程に渡る範囲内の時期に設定する。そして、この実施形態では、デコンプカム24により開閉される吸気弁10bは、吸気行程における吸気下死点付近で開弁し、圧縮行程の後半(すなわち、圧縮行程の中央位置から圧縮上死点までの時期)で閉弁し、吸気行程の中央位置(すなわち、吸気行程を1/2の行程位置)において、かつ燃料噴射弁12による燃料噴射期間中の全体において、閉弁状態にある。
ここで、吸気行程における吸気下死点付近とは、吸気行程の3/4の行程位置から吸気下死点までの時期を意味する。なお、別の例として、デコンプカム24により開閉される吸気弁10bが、圧縮行程で開弁してもよい。
Referring to FIGS. 3 and 8, the
Here, the vicinity of the intake bottom dead center in the intake stroke means the time from the
また、デコンプカム24は、吸気弁10bの最大リフト量Ldが、低速カム44iによる第1吸気弁10aの最大リフト量Laよりも小さくなるカム形状を有する。そして、デコンプカム24による吸気弁10bのリフト量が最大リフト量Ldとなる時期は、吸気下死点後の圧縮行程であり、より具体的には、吸気下死点および圧縮上死点の両死点よりも圧縮行程での中央位置(すなわち、圧縮行程の1/2の行程位置)に近い時期である。
The
一方、低速カム44iにより開閉制御される吸気弁10aは、吸気行程の前半(すなわち、吸気行程の中央位置から排気上死点までの時期)において、より具体的には、吸気行程における排気上死点付近で開弁状態にあり、この実施形態では両排気弁11a,11bとの間でバルブオーバラップ期間を形成する開閉時期で開閉される。
ここで、吸気行程における排気上死点付近とは、排気上死点から、吸気行程の1/4の行程位置までの時期を意味する。
On the other hand, the
Here, the vicinity of the exhaust top dead center in the intake stroke means a period from the exhaust top dead center to a stroke position that is 1/4 of the intake stroke.
また、低速カム44iにより開閉される第1吸気弁10aは、機関運転状態が特定運転状態R4(図9参照)を含む低速運転状態R1にあるとき、吸気弁10aのリフト量が増加状態にある吸気行程の中央位置において、デコンプカム24による吸気弁10bの最大リフト量Ldよりも大きく、しかも吸気弁10aの最大リフト量Laの1/2以上のリフト量で開弁している。
The
図3,図5を参照すると、常用動弁装置Vaにおいて、吸気サブロッカアーム群30iに設けられる第1連結切換機構36は、機関運転状態に応じて、互いに軸方向で隣接する1対のサブロッカアーム32i,34同士を連結および連結解除する連結部材36a,36cと、該連結部材36a,36cの位置を変更することにより1対のサブロッカアーム32i,34の連結および連結解除を可能とする位置制御部36d,36f,36gとを備える。
連結部材36a,36cは、両サブロッカアーム32i,34に渡って配置される連結位置と第4サブロッカアーム34のみに配置される連結解除位置とを択一的に占める連結ピン36aと、第2サブロッカアーム32iのみに配置される連結解除ピン36cとを備える。
位置制御部36d,36f,36gは、第2サブロッカアーム32iに設けられて連結ピン36aを連結解除位置に移動させるための油圧室36dと、油圧室36d内に配置されて連結ピン36aを連結解除ピン36cを介して連結解除位置に向けて付勢するバネ36gと、第4サブロッカアーム34に設けられて連結ピン36aを連結位置に移動させるための油圧室36fとを備える。
3 and 5, in the normal valve operating device Va, the first
The connecting
The
サブロッカアーム群30i(30e)に設けられる第2連結切換機構37は、機関運転状態に応じて、互いに軸方向で隣接する3つのサブロッカアーム31i〜33i同士を連結および連結解除する連結部材37a,37b,37cと、該連結部材37a,37b,37cの位置を変更することによりこれらサブロッカアーム31i〜33iの連結および連結解除を可能とする位置制御部37f,37gとを備える。
連結部材37a,37b,37cは、軸方向で隣接する1対のサブロッカアーム31i,33i同士に渡って配置される連結位置とサブロッカアーム31iのみに配置される連結解除位置とを択一的に占める第1連結ピン37aと、隣接する1対のサブロッカアーム32i,33i同士に渡って配置される連結位置と、サブロッカアーム33iのみに配置される連結解除位置とを択一的に占める第2連結ピン37bと、サブロッカアーム32iのみに配置される連結解除ピン37cとから構成される。
位置制御部37f,37gは、サブロッカアーム31iに設けられて第1,第2連結ピン37a,37bを連結位置に移動させるための油圧室37fと、サブロッカアーム32iに設けられて両連結ピン37a,37bを連結解除ピン37cを介して連結解除位置に向けて付勢するバネ37gとを備える。
The second
The
The
図3,図4,図6を参照すると、休止用動弁装置Vbにおいて、サブロッカアーム群50i(50e)に設けられる第1連結切換機構56は、機関運転状態に応じて、互いに軸方向で隣接する1対のサブロッカアーム51,54同士および1対のサブロッカアーム52,55同士を連結および連結解除する連結部材56a,56cと、該連結部材56a,56cの位置を変更することにより1対のサブロッカアーム51,54同士および1対のサブロッカアーム52,55同士の連結および連結解除を可能とする位置制御部56d,56f,56gとを備える。
連結部材56a,56cは、両サブロッカアーム51,54同士および両サブロッカアーム52,55同士に渡って配置される連結位置とサブロッカアーム54,55のみに配置される連結解除位置とを択一的に占める連結ピン56aと、サブロッカアーム51,52のみに配置される連結解除ピン56cとを備える。
位置制御部56d,56f,56gは、サブロッカアーム51,52に設けられて連結ピン56cを連結解除位置に移動させるための油圧室56dと、サブロッカアーム54,55に設けられて連結ピン56aを連結位置に移動させるための油圧室56fと、油圧室56f内に配置されて連結ピン56aを連結位置に向けて付勢するバネ56gとを備える。
Referring to FIGS. 3, 4, and 6, in the stop valve operating device Vb, the first
The
The
第2連結切換機構57は、機関運転状態に応じて、互いに軸方向で隣接する3つのサブロッカアーム51〜53同士を連結および連結解除する連結部材57a,57b,57cと、該連結部材57a,57b,57cの位置を変更することによりこれらサブロッカアーム51〜53の連結および連結解除を可能とする位置制御部57f,57gとを備える。
連結部材57a,57b,57cは、軸方向で隣接する1対のサブロッカアーム51,52同士に渡って配置される連結位置とサブロッカアーム51のみに配置される連結解除位置とを択一的に占める第1連結ピン57aと、隣接する1対のサブロッカアーム52,53同士に渡って配置される連結位置と、サブロッカアーム53のみに配置される連結解除位置とを択一的に占める第2連結ピン57bと、サブロッカアーム52のみに配置される連結解除ピン57cとから構成される。
位置制御部57f,57gは、サブロッカアーム51に設けられて第1,第2連結ピン57a,57bを連結位置に移動させるための油圧室57fと、第2サブロッカアーム52に設けられて両連結ピン57a,57bを連結解除ピン57cを介して連結解除位置に向けて付勢するバネ57gとを備える。
The second
The connecting
The
図1,図4,図5を参照すると、内燃機関Eは、常用バルブ特性可変機構Aaおよび休止用バルブ特性可変機構Abを制御するための制御系統としての油圧制御系統を備える。内燃機関Eが備える潤滑系統のオイルポンプ19から吐出されたオイルの一部を作動油として連結切換機構36,37,56,57に供給する前記油圧制御系統は、オイルポンプ19から吐出された作動油が導かれる給油路70と、ロッカ軸63i(63e)の内部に形成される1以上の、ここでは複数としての5つの第1〜第5制御油路71a〜75a(複数としての3つの第1〜第3制御油路71a〜73a)と、サブロッカアーム群50i,30iに設けられて油圧室56f,56d,57f,36d,36f,37fに開口する1以上の、ここでは複数としての5つの第1〜第5端部油路71b〜75bおよびサブロッカアーム群50e,30eに設けられて油圧室56f,56d,57f,37fに開口する1以上の、ここでは複数としての3つの端部油路71b〜73bと、シリンダヘッド2に取り付けられて各制御油路71a〜75aに対する給油路70の作動油の供給制御を行う第1〜第5油圧制御弁71v〜75vから構成される油圧制御弁群76と備える。
1, 4, and 5, the internal combustion engine E includes a hydraulic control system as a control system for controlling the regular valve characteristic variable mechanism Aa and the stop valve characteristic variable mechanism Ab. The hydraulic control system for supplying a part of the oil discharged from the
制御装置80により機関運転状態に応じて制御される各油圧制御弁71v〜75vは、給油路70の作動油を制御油路71a〜75aおよび端部油路71b〜75bを通じて油圧室56f,56d,57f,36d,36f,37fに供給し、また各油圧室56f,56d,57f,36d,36f,37fの作動油を端部油路71b〜75bおよび制御油路71a〜75aを通じてドレン空間としての動弁室14に排出して、各油圧室56f,56d,57f,36d,36f,37fの油圧を高油圧および低油圧に制御する。
The
図1,図5,図6を参照すると、内燃機関Eは、機関運転状態に応じて燃料噴射弁12および油圧制御弁71v〜75vを制御する制御装置80を備える。この制御装置80は、油圧制御弁71v〜75vを介して連結切換機構36,37,56,57から構成されるバルブ特性可変機構Aa,Abを制御する。
制御装置80は、内燃機関Eの状態を検出する機関状態検出手段82と、機関状態検出手段82により検出された機関状態に応じて燃料噴射弁12および油圧制御弁71v〜75vの動作を制御する電子制御ユニット(以下、「ECU」という。)81とを備える。
ECU81は、入出力インターフェース、中央演算処理装置、各種の制御プログラムおよび各種のマップなどが記憶された記憶装置を備えるコンピュータから構成される。前記マップには、バルブ特性可変機構Aa,Abにより第1,第2吸気弁10a,10b(第1,第2排気弁11a,11b)のバルブ作動特性を設定するバルブ作動特性マップ(図9参照)が含まれる。
Referring to FIGS. 1, 5, and 6, the internal combustion engine E includes a
The
The
機関状態検出手段82は、内燃機関Eの機関回転速度N(図9参照)を検出する回転速度検出手段と、運転者によるアクセル操作量に基づいて機関負荷D(すなわち、運転者による要求トルク量である。)を検出する負荷検出手段と、クランク軸6(図1参照)の回転位置であるクランク角を検出するクランク角検出手段、前記アクセル操作量に基づいて制御装置80により開度が制御されるスロットル弁15aで流量制御される吸入空気量を検出する吸気量検出手段などから構成される。
The engine state detection means 82 is a rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed N (see FIG. 9) of the internal combustion engine E, and an engine load D (that is, a required torque amount by the driver based on the accelerator operation amount by the driver). ), A crank angle detecting means for detecting the crank angle that is the rotational position of the crankshaft 6 (see FIG. 1), and the opening degree is controlled by the
ECU81は、機関状態としての機関回転速度Nおよび吸入空気量に応じて燃料噴射弁12から噴射される燃料量およびその噴射時期を設定し、該燃料量および噴射時期に基づいて燃料噴射弁12を制御し、機関運転状態に応じて油圧制御弁71v〜75vを制御する。
The
図1,図3,図5,図6,図9を参照すると、連結切換機構36,37,56,57を備えるバルブ特性可変機構Aa,Abは、各連結切換機構36,37,56,57によるサブロッカアーム群30i,50i(30e,50e)での連結および連結解除に依存して、各シリンダCにおいて第1,第2吸気弁10a,10bの少なくとも第2吸気弁10bのバルブ作動特性を制御し、この実施形態では第1,第2吸気弁10a,10b(第1,第2排気弁11a,11b)のバルブ作動特性を変更可能に制御する。
具体的には、各連結切換機構36,37,56,57が油圧制御弁71v〜75vを介してECU81により制御されることで、バルブ特性可変機構Aa,Abは、機関運転状態に応じて異なるバルブ作動特性で吸気弁10a,10b(排気弁11a,11b)を開閉制御すべく、バルブ作動特性を、機関運転状態に応じて以下の低速モードM1、高速モードM2、休筒モードM3およびデコンプモードM4に設定する。
Referring to FIGS. 1, 3, 5, 6, and 9, the valve characteristic variable mechanisms Aa and Ab including the
More specifically, the
(1)第1作動モードとしての低速モードM1
常用動弁装置Vaでは、油圧室36dの作動油が高油圧になり、油圧室36f,37fの作動油が低油圧になるので、第2,第4サブロッカアーム32i,34が連結解除され、第1〜第3サブロッカアーム31〜33が互いに連結解除される。また、休止用動弁装置Vbでは、油圧室56fの作動油が高油圧になり、油圧室56d,57fの作動油が低油圧になるので、第1,第4サブロッカアーム51,54が連結され、第2,第5サブロッカアーム52i,55が連結され、第1〜第3サブロッカアーム51〜53が互いに連結解除される。
このため、内燃機関Eの全シリンダCにおいて、第1吸気弁10a(両排気弁10)が低速カム21i,44i(21e,22e,44e,45e)により、また第2吸気弁10bが実質休止カム22i,45iにより、それぞれ開閉制御されて、吸気通路Piから吸入される空気により、各燃焼室5内には空気の渦流であるスワールが生成される。
(1) Low speed mode M1 as the first operation mode
In the regular valve operating device Va, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 36d becomes high hydraulic pressure, and the hydraulic oil in the
For this reason, in all cylinders C of the internal combustion engine E, the
(2)第2作動モードとしての高速モードM2
常用動弁装置Vaでは、油圧室36d,37fの作動油が高油圧になり、油圧室37fの作動油が低油圧になるので、第2,第4サブロッカアーム32i,34が連結解除され、第1〜第3サブロッカアーム31〜33が連結される。休止用動弁装置Vbでは、油圧室56f,57fの作動油が高油圧になり、油圧室56dの作動油が低油圧になるので、第1,第4サブロッカアーム51,54が連結され、第2,第5サブロッカアーム52,55が連結され、第1〜第3サブロッカアーム51〜53が連結される。
このため、すべてのシリンダCで、両吸気弁10a,10b(両排気弁11a,11b)が高速カム23i,43i(23e,43e)により開閉制御される。
(2) High speed mode M2 as the second operation mode
In the service valve device Va, the hydraulic oil in the
For this reason, in all the cylinders C, both
(3)第3作動モードとしての休筒モードM3
常用動弁装置Vaでは、油圧室36fの作動油が高油圧になり、油圧室36d,37fの作動油が低油圧になるので、第2,第4サブロッカアーム32i,34iが連結解除され、第1〜第3サブロッカアーム31〜33が連結解除される。休止用動弁装置Vbでは、油圧室56dの作動油が高油圧になり、油圧室56f,57fの作動油が低油圧になるので、第1,第4サブロッカアーム51,54が連結解除され、第2,第5サブロッカアーム52,55が連結解除され、第1〜第3サブロッカアーム51〜53が連結解除される。
このため、第1,第4シリンダC1,C4では、吸気弁10a(両排気弁11a,11b)が低速カム21i(21e,22e)により、吸気弁10bが、実質休止カム22iにより、それぞれ開閉制御される。また、第2,第3シリンダC2,C3では、両吸気弁10a,10b(両排気弁11a,11b)が閉弁状態になり、両シリンダC2,C3は休止状態となる。
(3) Rest cylinder mode M3 as the third operation mode
In the service valve device Va, the hydraulic oil in the
Therefore, in the first and fourth cylinders C1 and C4, the
(4)第4作動モードとしてのデコンプモードM4
常用動弁装置Vaでは、油圧室36fの作動油が高油圧になり、油圧室36dの作動油が低油圧になるので、第2,第4サブロッカアーム32i,34が連結され、第1〜第3サブロッカアーム31〜33が連結解除される。休止用動弁装置Vbでは、各サブロッカアーム51〜55の連結状態は休筒モードM3と同じである。
このため、第1,第4シリンダC1,C4では、吸気弁10a(両排気弁11a,11b)が低速カム21i(21e,22e)により、吸気弁10bがデコンプカム24により、それぞれ開閉制御される。また、第2,第3シリンダC2,C3は休止状態である。
(4) Decompression mode M4 as the fourth operation mode
In the regular valve operating device Va, the hydraulic oil in the
Therefore, in the first and fourth cylinders C1 and C4, the
このように、連結切換機構36,37,56,57から構成されるバルブ特性可変機構Aa,Abは、制御装置80により制御されて、第1,第2吸気弁10a,10bの少なくとも第2吸気弁10bのバルブ作動特性を、この実施形態では第1,第2吸気弁10a,10bおよび第1,第2排気弁11a,11bのバルブ作動特性を、機関運転状態に応じて変更すべく、各サブロッカアーム群30i,50i(30e,50e)において前記第1〜第3所定数のカム21i〜23i,24,41i〜45i(21e〜23e,41e〜45e)の中から(または、各カム群20i,40i(20e,40e)において)、機関運転状態に応じて1つまたは2つの特定カムを選択する。
As described above, the variable valve characteristic mechanisms Aa and Ab including the
この実施形態において、前記特定カムは、低速モードM1では、低速カム21i,44i(21e,22e,44e,45e)および実質休止カム22i,45iであり、高速モードM2では、高速カム23i,43i(23e,43e)であり、休筒モードM3では、低速カム21i(21e,22e)、実質休止カム22iおよび休止カム41i,42i(41e,42e)であり、デコンプモードM4では、第1特定カムとしての低速カム21i、第2特定カムとしてのデコンプカム24、第3特定カムとしての低速カム21e,22e、第4特定カムとしての実質休止カム22iおよび休止カム41i,42i(41e,42e)である。
そして、動弁装置Vにおいて、連結切換機構56,57は、第2,第3シリンダC2,C3を機関運転状態に応じて稼動状態および休止状態に切り換える休筒機構を構成する。
In this embodiment, the specific cams are the low-
In the valve train V, the
図9を参照すると、内燃機関Eの機関運転状態が、機関回転速度Nに関して境界回転速度Nbを境に低速運転状態R1と高速運転状態R2とに二分されるとき、ECU81は、機関回転速度Nおよび機関負荷Dに基づいて定められる機関運転状態に応じて油圧制御弁71v〜75vを制御することで、バルブ特性可変機構Aa,Abが図9に示されるバルブ作動特性マップに基づいて吸気弁10a,10b(排気弁11a,11b)のバルブ作動特性を設定するように、各連結切換機構36,37,56,57を制御する。
なお、境界回転速度Nbは、機関負荷Dに応じて変化し、機関負荷Dが大きくなるほど小さい機関回転速度Nとなり、最大負荷Df付近で一定となる。
Referring to FIG. 9, when the engine operating state of the internal combustion engine E is divided into a low speed operating state R1 and a high speed operating state R2 with respect to the engine rotational speed N, the engine rotational speed N Further, by controlling the
The boundary rotational speed Nb changes according to the engine load D. The larger the engine load D, the smaller the engine rotational speed N becomes constant near the maximum load Df.
したがって、バルブ特性可変機構Aa,Abは、ECU81により制御されて、機関運転状態が、境界回転速度Nbを含む低速運転状態R1であるとき、機関回転速度Nおよび機関負荷Dに応じてバルブ作動特性を低速モードM1、休筒モードM3およびデコンプモードM4のいずれかに設定し、高速運転状態R2であるとき、バルブ作動特性を高速モードM2に設定する。
Therefore, the valve characteristic variable mechanisms Aa and Ab are controlled by the
具体的には、図3,図9を参照すると、内燃機関Eが、始動装置により駆動されている始動運転状態、およびアイドリング運転状態を含めて、後述する特定運転状態R4を包含する所定運転状態R3以外の低速運転状態R1であるとき、内燃機関Eは、バルブ特性可変機構Aa,Abが低速モードM1となる状態で運転される。このため、第2吸気弁10bは閉弁状態にあり(図7参照)、全てのシリンダCである第1〜第4シリンダC1〜C4において、第1吸気弁10aを経て吸気通路Pi(図1参照)から燃焼室5に流入した空気が燃焼室5内でスワールを生成し、このスワールにより燃料噴射弁12から噴射された燃料と空気との混合が促進されて、混合気の均質性が向上する。この結果、燃焼性が向上して、機関トルクが増加する。
Specifically, referring to FIG. 3 and FIG. 9, a predetermined operation state including a specific operation state R4, which will be described later, including the start operation state in which the internal combustion engine E is driven by the start device and the idling operation state. When in the low speed operation state R1 other than R3, the internal combustion engine E is operated in a state where the valve characteristic variable mechanisms Aa and Ab are in the low speed mode M1. For this reason, the
また、機関運転状態が低速運転状態R1であり、しかも機関回転速度Nがいずれも予め設定された第1回転速度N1と該第1回転速度N1よりも大きい第2回転速度N2との範囲にあるときであって、機関負荷Dが予め設定された第1負荷D1以下の所定運転状態R3(すなわち、低速回転低負荷運転状態または休筒運転状態)にあるとき、バルブ特性可変機構Aa,Abは、休筒モードM3となる。このため、内燃機関Eは、第2,第3シリンダC2,C3が休止状態になり、第1,第4シリンダC1,C4が稼動状態になる休筒運転で運転される。
このとき、第1,第4シリンダC1,C4においては、全てのシリンダC1〜C4が稼動状態にある全筒運転時に比べて1シリンダ当たりの吸入空気量および発生トルクが大きくなり、しかも第2吸気弁10bは実質的に閉弁状態にあるために、第1吸気弁10aから燃焼室5に吸入された空気により、低速モードM1での運転に比べて強いスワールが生成されるので、燃焼室5内での燃料と空気との混合が促進されて、高い燃焼性が維持される。そして、この休筒運転により、内燃機関Eの燃費性能が向上する。
Further, the engine operation state is the low speed operation state R1, and the engine rotation speed N is in the range between the first rotation speed N1 set in advance and the second rotation speed N2 larger than the first rotation speed N1. When the engine load D is in the predetermined operation state R3 (that is, the low speed rotation / low load operation state or the cylinder deactivation operation state) equal to or lower than the first load D1 set in advance, the valve characteristic variable mechanisms Aa, Ab are The cylinder rest mode M3 is set. For this reason, the internal combustion engine E is operated in a cylinder-free operation in which the second and third cylinders C2 and C3 are in a stopped state and the first and fourth cylinders C1 and C4 are in an operating state.
At this time, in the first and fourth cylinders C1 and C4, the intake air amount and generated torque per cylinder are larger than those in the all-cylinder operation in which all the cylinders C1 to C4 are operating, and the second intake air is generated. Since the
さらに、機関運転状態が、所定運転状態R3内の一部として、機関回転速度Nが、第1回転速度N1よりも大きい第1特定回転速度N3と、第1特定回転速度N3よりも大きく、かつ第2回転速度N2よりも小さい第2特定回転速度N4との範囲にあるときであって、機関負荷Dが第1負荷D1よりも小さい第2負荷D2以下の特定運転状態R4(または、デコンプ運転状態)にあるとき、バルブ特性可変機構Aa,AbはデコンプモードM4となる。
ここで、第1特定回転速度N3は、アイドリング回転速度以上の機関回転速度Nである第1回転速度N1以上の機関回転速度Nであり、この実施形態では、第1回転速度N1よりも大きい。
なお、予め設定された設定負荷である第1,第2負荷D1,D2は、機関回転速度Nに応じて変化し、機関回転速度Nが大きくなるほど大きな機関負荷Dとなる。また、第1,第2負荷D1,D2にはヒステリシス特性が付与されてもよい。
Further, the engine operating state is a part of the predetermined operating state R3, the engine rotational speed N is greater than the first specific rotational speed N3, which is greater than the first rotational speed N1, and the first specific rotational speed N3. The specific operation state R4 (or decompression operation) when the engine load D is equal to or smaller than the second load D2 smaller than the first load D1 when the engine load D is in the range of the second specific rotation speed N4 smaller than the second rotation speed N2. In the state), the variable valve characteristic mechanisms Aa and Ab are in the decompression mode M4.
Here, the first specific rotation speed N3 is an engine rotation speed N equal to or higher than the first rotation speed N1, which is an engine rotation speed N equal to or higher than the idling rotation speed, and is higher than the first rotation speed N1 in this embodiment.
The first and second loads D1 and D2, which are preset loads, change according to the engine speed N, and become larger as the engine speed N increases. Further, hysteresis characteristics may be imparted to the first and second loads D1, D2.
機関運転状態が特定運転状態R4であるとき、ECU81は、燃焼室5内での混合気の均質化を向上させるために、図8に示されるように、吸気行程において燃料噴射が開始され、かつデコンプカム24による第2吸気弁10bの開時期よりも前に終了するように、好ましくは吸気行程の前半において燃料噴射が終了するように、燃料噴射弁12の燃料噴射時期を設定する。
そして、この特定運転状態R4においても、第1,第4シリンダC1,C4では、第1吸気弁10aから燃焼室5に吸入された空気(前回のサイクルの圧縮行程において燃焼室5内の混合気が吸気ポート7を含む吸気通路Piに吹き返された場合は、その吹返し混合気も含まれる。)が燃焼室5内でスワールを生成し、このスワールにより燃料噴射弁12から噴射された燃料と空気との混合が促進されて、燃焼室5内での混合気の均質化が行われる。そして、吸気行程の後半から圧縮行程の前半に渡って開弁状態にある第2吸気弁10bにより開かれている第2吸気口7bを通じて、吸気ポート7を通じて、燃焼室5内で均質化された混合気が吹き返される。また、圧縮行程において、第2吸気弁10bが開弁状態にあることにより燃焼室5内の圧縮圧力が減圧されるので、ピストン4によるポンピング損失が低減する。
When the engine operating state is the specific operating state R4, the
Even in this specific operation state R4, in the first and fourth cylinders C1 and C4, the air sucked into the
さらに、内燃機関Eが高速運転状態R2にあるとき、機関負荷Dに関わらずバルブ特性可変機構Aa,Abが高速モードM2になって、第1〜第4シリンダC1〜C4において、図7に示されるように、前記最大値となるリフト量で両吸気弁10a,10bが大きく開弁し、機関トルクが増加する。
ここで、機関運転状態として、低速運転状態R1における特定運転状態R4以外の運転状態、および、高速運転状態R2は、いずれも特定運転状態R4とは別の運転状態である。そして、該別の運転状態では、第2吸気弁10bが、デコンプカム24以外の低速カム21i,実質休止カム22iまたは高速カム23iにより、デコンプカム24によるバルブ作動特性とは異なるバルブ作動特性で開閉制御される。
Further, when the internal combustion engine E is in the high speed operation state R2, regardless of the engine load D, the valve characteristic variable mechanisms Aa and Ab are in the high speed mode M2, and the first to fourth cylinders C1 to C4 are shown in FIG. Thus, the
Here, as the engine operation state, the operation state other than the specific operation state R4 in the low speed operation state R1 and the high speed operation state R2 are all operation states different from the specific operation state R4. In the other operating state, the
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
筒内噴射式内燃機関Eにおいて、制御装置80により制御されて第1,第2吸気弁10a,10b(第1,第2排気弁11a,11b)のバルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更可能な可変動弁装置Vのバルブ特性可変機構Aa,Abは、前記バルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更すべく、カム群20i,40i(20e,40e)を構成するカム21i〜23i,24,41i〜45i(21e〜23e,41e〜45e)の中から1つまたは2つの特定カムを選択し、機関運転状態が特定運転状態R4であるとき、常用バルブ特性可変機構Aaは、カム群20iを構成する複数のカム21i〜23i,24から特定カムとして、低速カム21iおよびデコンプカム24を選択し、低速カム21iは、第1吸気弁10aを排気上死点付近で開弁状態となるように制御し、デコンプカム24は、第2吸気弁10bを、第1吸気弁10aの最大リフト量Laよりも小さい最大リフト量Ldで開弁すると共に、吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁するように制御し、機関運転状態が特定運転状態R4とは別の運転状態であるとき、バルブ特性可変機構Aaが選択する特定カムは、デコンプカム24以外の低速カム21i,実質休止カム22iまたは高速カム23iであって、デコンプカム24によるバルブ作動特性とは異なるバルブ作動特性で第1,第2吸気弁10a,10bの開閉を制御する。
この構造により、機関回転速度Nがアイドリング回転速度を超える特定運転状態R4において、排気上死点付近で開弁状態にあることで吸気行程において早期に開弁している第1吸気弁10aを経て燃焼室5に流入する吸入空気により燃焼室5内にスワールが生成されるので、吸気行程で燃料噴射弁12から噴射された燃料の均質化が促進される。そして、第2吸気弁10bは、デコンプカム24により吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁することから、燃焼室5内で均質化が進行した混合気が、第2吸気口7bから吸気通路Piに吹き返される。
この結果、燃焼室5内でスワールにより均質化された混合気が吸気通路Piに吹き返されるので、吹返し混合気が次回のサイクルの吸気行程で燃焼室5に再度吸入されたときの燃焼室5での空燃比のバラツキが抑制され、またシリンダC1,C4間での吹返し混合気の空燃比のバラツキが抑制されるので、内燃機関Eのトルク変動を低減でき、したがって回転変動を低減できる。
また、圧縮行程で開弁状態にある第2吸気弁10bにより吹返し制御が可能となり、ポンピング損失が低減して、燃費性能が向上する。
このようにして、内燃機関Eにおいて、吸気通路Piへの混合気の吹返しを行うための吸気弁10bの開閉制御により、吸気通路Piへの吹返し混合気の空燃比のバラツキを抑制してトルク変動を低減でき、しかもポンピング損失を低減して燃費性能を向上できる。
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
In the direct injection internal combustion engine E, the valve operating characteristics of the first and
With this structure, in the specific operation state R4 in which the engine rotation speed N exceeds the idling rotation speed, the valve is opened near the exhaust top dead center, so that the
As a result, the air-fuel mixture homogenized by the swirl in the
Further, the
In this way, in the internal combustion engine E, by controlling the opening and closing of the
特定運転状態R4での吸気行程の中央位置において、第1吸気弁10aは、その最大リフト量Laの1/2以上のリフト量で開弁し、第2吸気弁10bは、燃料噴射弁12による燃料噴射期間中の全体において閉弁状態にあることにより、第2吸気弁10bがデコンプカム24により開閉される特定運転状態R4のとき、吸気行程の中央位置において、第1吸気弁10aはその最大リフト量Laの1/2以上のリフト量で開弁している一方、第2吸気弁10bは燃料噴射弁12による燃料噴射期間中の全体において閉弁状態に保たれることから、吸気行程の早期に比較的大きく開弁している第1吸気弁10aを経て燃焼室5に吸入された空気により生成されるスワールを強くすることができるので、第2吸気弁10bが開弁するまでに燃焼室5内での混合気の均質化を促進でき、したがって吹返し混合気を均質化できる。
In the center position of the intake stroke in the specific operation state R4, the
デコンプカム24は、第2吸気弁10bを、圧縮行程において最大リフト量Ldとなるように開弁するため、第2吸気弁10bのリフト量は圧縮行程において最大になることから、第2吸気弁10bが最大リフト量Ldで開弁するまでに、スワールにより燃焼室5内での混合気の均質化が進行するので、吹返し混合気の均質化が向上する。
Since the
制御装置80は、特定運転状態R4において、デコンプカム24が第2吸気弁10bを開弁する前に燃料噴射弁12による燃料噴射を終了させることにより、吸気弁10bが開弁したときには、スワールにより燃焼室5内での混合気の均質化が進行しているので、吹返し混合気の均質化が向上する。
In the specific operation state R4, the
常用シリンダであるシリンダC1,C4と、休止可能シリンダであるシリンダC2,C3とから構成される複数のシリンダCを備え、機関運転状態が所定運転状態R3であるときにシリンダC2,C3が休止状態になる内燃機関Eにおいて、常用バルブ特性可変機構Aaを備える可変動弁装置Vは、シリンダC1,C4に対して設けられ、特定運転状態R4は、所定運転状態R3の一部の運転状態である。この構造により、全てのシリンダCが稼動状態にある全筒運転時に比べて1シリンダ当たりの吸入空気量および発生トルクが大きい休筒運転時において、吹返し混合気の空燃比のバラツキに起因するトルク変動が低減する。 Provided with a plurality of cylinders C composed of cylinders C1 and C4 that are service cylinders and cylinders C2 and C3 that are cylinders that can be stopped, and when the engine operation state is a predetermined operation state R3, the cylinders C2 and C3 are in a stop state In the internal combustion engine E, the variable valve gear V including the regular valve characteristic variable mechanism Aa is provided for the cylinders C1 and C4, and the specific operation state R4 is a part of the predetermined operation state R3. . With this structure, torque resulting from variations in the air-fuel ratio of the blow-back mixture during idle cylinder operation when the intake air amount and generated torque per cylinder are large compared to during all cylinder operation when all cylinders C are in operation. Variation is reduced.
可変動弁装置Vは、複数としての前記第1所定数のカム21i〜23i,24によりそれぞれの駆動が制御される複数の第1〜第4サブロッカアーム31i〜33i,34から構成されるサブロッカアーム群30iを備え、これらカム21i〜23i,24は、ロッカアーム群30iおよびメインロッカアーム(61i,62i)を介して第1,第2吸気弁10a,10bの開閉を制御し、バルブ特性可変機構Aaは、第2,第4サブロッカアーム32i,34同士および第1〜第3サブロッカアーム31i〜33i同士の連結および連結解除を制御する連結切換機構36,37である。
この構造により、サブロッカアーム群30iを構成するサブロッカアーム32i,34同士および第1〜第3サブロッカアーム31i〜33i同士の連結および連結解除を制御する連結切換機構36,37の利用により、特定運転状態R4でのデコンプカム24による圧縮圧力の減圧用のバルブ作動特性と、特定運転状態R4とは別の運転状態でのカム22i,23iによる別のバルブ作動特性とに、第2吸気弁10bのバルブ作動特性を容易に切り換えることができる。
The variable valve operating device V includes a plurality of first to fourth
With this structure, the use of the
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
内燃機関は、筒内噴射式内燃機関以外に、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるものであってもよい。
動弁装置は、直交方向で吸気用サブカムフォロア(例えば吸気用サブロッカアーム群)と排気用サブカムフォロア(例えば排気用サブロッカアーム群)の間に配置される1つのカム軸を備え、該カム軸が吸気用カムおよび排気用カムを有するSOHC型のものであってもよい。
内燃機関は休止可能シリンダを備えていなくてもよく、その場合、デコンプカムによる第2吸気弁の開閉制御は、内燃機関のすべてのシリンダまたは一部のシリンダで行われる。
吸気カム群を構成するカムの前記第1所定数が2であって、そのうちの1つがデコンプカムであり、吸気ロッカアーム群が3つのロッカアームから構成されてもよい。この場合、バルブ特性可変機構Aa,Abは、バルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更すべく、特定運転状態R4のときに、2つのカム(すなわち、デコンプカム、および、1つの残りのカム)を選択し、特定運転状態R4とは別の機関運転状態のときに、1つのカム(すなわち、前記残りのカム)を選択することになり、第2吸気弁のみのバルブ作動特性が機関運転状態に応じて変更されることになる。
吸気カムフォロアおよび排気カムフォロアは、主ロッカアームを備えることなく、吸気サブロッカアーム群)(排気サブロッカアーム群)が吸気ロッカアーム群(排気ロッカアーム群)として、その第1,第2ロッカアームが第1,第2吸気弁(第1,第2排気弁)を押圧する押圧部を有するものであってもよい。また、前記吸気カムフォロア(排気カムフォロア)は、シリンダヘッドに摺動可能に支持される円筒状のバルブリフタを含んで構成されてもよい。
バルブ特性可変機構は、連結切換機構以外に、バルブ作動特性を変更するためにカム自体を移動させる機構であってもよく、その場合、バルブ特性可変機構により選択された1つのカムの一部分が、デコンプカム24と同じバルブ作動特性で第2吸気弁を開閉制御するデコンプカムを構成する。
第1回転速度はアイドリング回転速度であってもよく、さらにこの場合、第1特定回転速度がアイドリング回転速度であってもよい。
第1,第2吸気口は、互いに独立した第1,第2吸気通路の、燃焼室での開口であってもよい。
内燃機関が搭載される対象は、車両以外に、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置、または発電装置などであってもよい。
内燃機関は、圧縮点火式機関であってもよく、さらに、V型機関、または1つのシリンダを備える単気筒機関であってもよい。
Hereinafter, an embodiment in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
In addition to the direct injection internal combustion engine, the internal combustion engine may include a fuel injection valve that injects fuel into the intake port.
The valve operating apparatus includes one cam shaft disposed between an intake sub cam follower (for example, an intake sub rocker arm group) and an exhaust sub cam follower (for example, an exhaust sub rocker arm group) in an orthogonal direction. An SOHC type having an intake cam and an exhaust cam may be used.
The internal combustion engine does not have to be provided with a cylinder that can be stopped. In this case, the opening / closing control of the second intake valve by the decompression cam is performed by all or some cylinders of the internal combustion engine.
The first predetermined number of cams constituting the intake cam group may be two, one of which is a decompression cam, and the intake rocker arm group may be constituted by three rocker arms. In this case, the variable valve characteristic mechanisms Aa and Ab have two cams (that is, a decompression cam and one remaining cam) in the specific operation state R4 in order to change the valve operation characteristic according to the engine operation state. When the engine operation state different from the specific operation state R4 is selected, one cam (that is, the remaining cam) is selected, and the valve operation characteristic of only the second intake valve is the engine operation state. It will be changed according to.
The intake cam follower and the exhaust cam follower have no main rocker arm, the intake sub-rocker arm group (exhaust sub-rocker arm group) serves as the intake rocker arm group (exhaust rocker arm group), and the first and second rocker arms serve as the first and second intake air. You may have a press part which presses a valve (1st, 2nd exhaust valve). The intake cam follower (exhaust cam follower) may include a cylindrical valve lifter that is slidably supported by the cylinder head.
In addition to the connection switching mechanism, the variable valve characteristic mechanism may be a mechanism that moves the cam itself in order to change the valve operating characteristic. In this case, a part of one cam selected by the variable valve characteristic mechanism is A decompression cam that controls the opening and closing of the second intake valve with the same valve operating characteristics as the
The first rotation speed may be an idling rotation speed, and in this case, the first specific rotation speed may be an idling rotation speed.
The first and second intake ports may be openings in the combustion chamber of the first and second intake passages independent of each other.
The target on which the internal combustion engine is mounted may be a ship propulsion device such as an outboard motor having a crankshaft oriented in the vertical direction, or a power generation device, in addition to the vehicle.
The internal combustion engine may be a compression ignition engine, and may be a V-type engine or a single cylinder engine having one cylinder.
5 燃焼室
10a,10b 吸気弁
12 燃料噴射弁
20i,40i 吸気カム群
24 デコンプカム
30i,30e サブロッカアーム群
36,37 連結切換機構
80 制御装置
E 内燃機関
V 動弁装置
Aa,Ab バルブ特性可変機構。
5
Claims (6)
前記第1,第2吸気弁の開閉をクランク軸の回転に同期してそれぞれ制御する複数である所定数のカムと、前記第1,第2吸気弁の少なくとも前記第2吸気弁のバルブ作動特性を機関運転状態に応じて変更可能なバルブ特性可変機構とを備える可変動弁装置と、
燃料を吸入空気に噴射する燃料噴射弁と、
前記バルブ特性可変機構を前記機関運転状態に応じて制御する制御装置と
を備える内燃機関において、
前記制御装置により制御された前記バルブ特性可変機構は、前記バルブ作動特性を前記機関運転状態に応じて変更すべく、前記所定数のカムの中から1つまたは2つの特定カムを選択し、
前記機関運転状態が、アイドリング回転速度以上の機関回転速度での特定運転状態であるとき、前記特定カムは第1特定カムおよび第2特定カムであり、前記第1特定カムは、前記第1吸気弁を排気上死点付近で開弁状態となるように制御し、前記第2特定カムは、デコンプカムとして、前記第2吸気弁を、前記第1吸気弁の最大リフト量よりも小さい最大リフト量で開弁すると共に、吸気行程の後半から圧縮行程にかけて開弁するように制御し、
前記機関運転状態が前記特定運転状態とは別の運転状態であるとき、前記特定カムは、前記デコンプカムとは異なるバルブ作動特性で前記第1,第2吸気弁の開閉を制御することを特徴とする内燃機関。 First and second intake valves that respectively open and close the first and second intake ports of the intake passage that opens to the combustion chamber;
A predetermined number of cams that respectively control the opening and closing of the first and second intake valves in synchronization with the rotation of the crankshaft, and valve operating characteristics of at least the second intake valve of the first and second intake valves A variable valve operating apparatus comprising a variable valve characteristic mechanism that can be changed according to the engine operating state;
A fuel injection valve for injecting fuel into the intake air;
An internal combustion engine comprising: a control device that controls the valve characteristic variable mechanism according to the engine operating state;
The valve characteristic variable mechanism controlled by the control device selects one or two specific cams from the predetermined number of cams in order to change the valve operating characteristic according to the engine operating state,
When the engine operation state is a specific operation state at an engine rotation speed equal to or higher than an idling rotation speed, the specific cams are a first specific cam and a second specific cam, and the first specific cam is the first intake air The valve is controlled to be in an open state near the exhaust top dead center, and the second specific cam is a decompression cam, and the second intake valve is a maximum lift amount smaller than the maximum lift amount of the first intake valve. And the valve is controlled to open from the second half of the intake stroke to the compression stroke,
When the engine operating state is an operating state different from the specific operating state, the specific cam controls the opening and closing of the first and second intake valves with a valve operating characteristic different from that of the decompression cam. An internal combustion engine.
前記特定運転状態での吸気行程の中央位置において、前記第1吸気弁は、その前記最大リフト量の1/2以上のリフト量で開弁し、
前記第2吸気弁は、前記燃料噴射弁による燃料噴射期間中の全体において閉弁状態にあることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine of claim 1,
In the center position of the intake stroke in the specific operation state, the first intake valve opens with a lift amount that is 1/2 or more of the maximum lift amount;
The internal combustion engine, wherein the second intake valve is in a closed state throughout a fuel injection period of the fuel injection valve.
前記第2特定カムは、前記第2吸気弁を、圧縮行程において前記最大リフト量となるように開弁することを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine, wherein the second specific cam opens the second intake valve so as to be the maximum lift amount in a compression stroke.
前記制御装置は、前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を前記機関運転状態に応じて制御し、
前記特定運転状態において、前記制御装置は、前記第2特定カムが前記第2吸気弁を開弁する前に燃料噴射を終了させることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The control device controls the fuel injection timing by the fuel injection valve according to the engine operating state,
In the specific operation state, the control device ends fuel injection before the second specific cam opens the second intake valve.
前記バルブ特性可変機構を備える前記可変動弁装置は、前記常用シリンダに対して設けられ、
前記特定運転状態は、前記所定運転状態の一部の運転状態であることを特徴とする内燃機関。 A plurality of cylinders composed of a service cylinder that is normally operated and a cylinder that can be stopped according to the engine operation state; the cylinder can be stopped when the engine operation state is a predetermined operation state; The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the possible cylinder is in a resting state.
The variable valve operating device having the valve characteristic variable mechanism is provided for the service cylinder,
The internal combustion engine, wherein the specific operation state is a partial operation state of the predetermined operation state.
前記可変動弁装置は、前記所定数のカムによりそれぞれの駆動が制御される複数のロッカアームから構成されるロッカアーム群を備え、
前記所定数のカムは、前記ロッカアーム群を介して前記第1,第2吸気弁の開閉を制御し、
前記バルブ特性可変機構は、前記ロッカアーム同士の連結および連結解除を制御する連結切換機構であることを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The variable valve operating apparatus includes a rocker arm group composed of a plurality of rocker arms, each of which is controlled by the predetermined number of cams.
The predetermined number of cams controls opening and closing of the first and second intake valves via the rocker arm group,
The internal combustion engine, wherein the variable valve characteristic mechanism is a connection switching mechanism for controlling connection and release of connection between the rocker arms.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3181839A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Compression release for a reciprocating piston internal combustion engine |
CN111749748A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-09 | 本田技研工业株式会社 | Internal combustion engine |
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2009
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