JP2011196266A - Variable valve gear of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
例えば、特許文献1には、気圧アクチュエータにて全気筒の吸気バルブ又は排気バルブのリフトの切り替えを行なう可変動弁機構が開示されている。この可変動弁機構は、気筒毎に低速用の小カムと高速用の大カムとの2種類のカムと、小カムに当接する低速用ロッカーアームと大カムに当接する高速用ロッカーアームとの2種類のロッカーアームとを有する。低速用ロッカーアームと高速用ロッカーアームとには、コントロールプレートによって押動可能なロックピンが取り付けられている。
For example,
この可変動弁機構においてロックピンが押動されていないときには、高速用ロッカーアームと低速用ロッカーアームとが分離した状態となり、吸気バルブ(又は排気バルブ)は低速用ロッカーアームを介して小カムによってリフトされる。一方、ロックピンが押動されると、ロックピンは高速用ロッカーアームに係合され、低速用ロッカーアームと高速用ロッカーアームとが互いに連結した状態となる。このとき、吸気バルブ(又は排気バルブ)は、連結したロッカーアームを介して大カムによってリフトされる。 When the lock pin is not pushed in this variable valve mechanism, the high speed rocker arm and the low speed rocker arm are separated, and the intake valve (or exhaust valve) is moved by the small cam through the low speed rocker arm. Lifted. On the other hand, when the lock pin is pushed, the lock pin is engaged with the high speed rocker arm, and the low speed rocker arm and the high speed rocker arm are connected to each other. At this time, the intake valve (or exhaust valve) is lifted by the large cam via the connected rocker arm.
この特許文献1の可変動弁機構において、高速用・低速用ロッカーアームの連結/分離は、ロックピンを押動することにより行なわれ、ロックピンの押動はコントロールロッドに取り付けられたコントロールプレートにより行なわれる。コントロールロッドは、気体圧力式アクチュエータが作動されると負圧により所定の軸方向に移動し、これに伴いコントロールプレートが移動することでロックピンが押動され、高速用・低速用ロッカーアームが連結する。一方、気体圧力式アクチュエータの負圧が解除されると、コントロールロッド及びコントロールプレートが所定の位置に押し戻されるため、これに伴いロックピンの係合が外され、高速用・低速用ロッカーアームが分離された状態となる。この切り替えの機構により、吸気バルブ(又は排気バルブ)のリフト量が切り替えられる。
In the variable valve mechanism of
上記特許文献1のように吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を切り替えたり、あるいは弁停止・弁復帰を切り替える制御を行なう場合、例えば気筒ごとに筒内圧センサを取り付けて筒内圧変化をセンシングしたり、あるいは各バルブに歪みゲージなどを取り付けて応力の変化を検出するなどして、気筒毎の弁停止・復帰状態を判別している。
When switching the lift amount of the intake valve or the exhaust valve as in
しかしながら、気筒毎又はバルブ毎にセンサ等を取り付けるとすると、各センサ等の取り付け位置は近接する。また気筒内周辺は燃焼室からの影響を受ける。従って、設置位置の確保、設置工程数、コストの観点から、気筒毎、バルブ毎の設置は難易度が高くなる場合が多い。 However, if sensors or the like are attached to each cylinder or valve, the attachment positions of the sensors and the like are close to each other. Also, the inside of the cylinder is affected by the combustion chamber. Therefore, in terms of securing the installation position, the number of installation processes, and cost, the installation for each cylinder and each valve is often difficult.
また、上記特許文献1の技術のように、1のシャフト(コントロールロッド)により複数の弁停止・弁復帰を行なう場合、弁停止・弁復帰の故障が検出された場合であっても、その故障の原因がシャフトの異常であるか、バルブやロッカーアーム等の気筒毎の機構における異常であるのかの判別が困難である。
Moreover, even when a plurality of valve stops / returns are performed by one shaft (control rod) as in the technique of
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、弁停止・復帰の状態をより簡便なシステムで的確に検出することができるよう改良した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 provides an improved variable valve operating system for an internal combustion engine that can accurately detect the valve stop / return state with a simpler system. The purpose is to do.
第1の発明は、内燃機関の可変動弁装置であって、
少なくとも2つの気筒それぞれにおいてカムとバルブとの間に配置され、前記カムの作用力を前記バルブに伝達する伝達部材と、
前記伝達部材の動作状態を変化させることで、前記少なくとも2つの気筒に設けられた前記バルブの開弁特性を切り換える機構であって、かつ、
前記少なくとも2つの気筒で共用され、当該少なくとも2つの気筒における前記伝達部材の動作状態を切り換える際に駆動されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動に伴って変位し、前記少なくとも2つの気筒に設けられた前記伝達部材の動作状態を切り換える剛体部材と、を備える切替機構と、
前記剛体部材の変位を検出するセンサと、
検出された前記剛体部材の変位に応じて、前記バルブの開弁特性を判別する検出手段と、
を、備えることを特徴とする。
A first invention is a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine,
A transmission member disposed between the cam and the valve in each of at least two cylinders, and transmitting the acting force of the cam to the valve;
A mechanism for switching valve opening characteristics of the valves provided in the at least two cylinders by changing an operation state of the transmission member; and
An actuator that is shared by the at least two cylinders and is driven when switching the operation state of the transmission member in the at least two cylinders;
A switching mechanism including a rigid member that is displaced in accordance with the operation of the actuator and switches an operation state of the transmission member provided in the at least two cylinders;
A sensor for detecting the displacement of the rigid member;
Detecting means for determining a valve opening characteristic of the valve in accordance with the detected displacement of the rigid member;
Is provided.
第2の発明は、第1の発明において、
前記伝達部材は、前記カムと同期して揺動する第1ロッカーアームと、前記バルブを押動可能な第2ロッカーアームと、を備え、
前記剛体部材は、
前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に、軸方向に変位可能に配置された部材連結軸と、
前記気筒それぞれに配置され、それぞれが前記部材連結軸と連結され、前記アクチュエータの作動に伴って前記部材連結軸とともに変位することにより、前記気筒それぞれにおいて前記第2ロッカーアームの動作状態を変化させる変位部材と、を備え、
前記切替機構は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのそれぞれに形成されたピン孔に移動可能に配置され、前記変位部材の変位に連動して変位することで、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とを切り換えるための切換ピンを備え、
前記センサは、前記ロッカーシャフトの内部に配置され、前記部材連結軸の変位を検出することで前記剛体部材の変位を検出する、
ことを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The transmission member includes a first rocker arm that swings in synchronization with the cam, and a second rocker arm that can push the valve.
The rigid member is
A member connecting shaft disposed inside the rocker shaft supporting the first rocker arm and the second rocker arm so as to be displaceable in an axial direction;
Displacement that is disposed in each of the cylinders, is connected to the member connecting shaft, and is displaced together with the member connecting shaft in accordance with the operation of the actuator, thereby changing the operation state of the second rocker arm in each of the cylinders. A member, and
The switching mechanism is movably disposed in a pin hole formed in each of the first rocker arm and the second rocker arm, and is displaced in conjunction with displacement of the displacement member, whereby the first rocker arm And a switching pin for switching between a connected state in which the second rocker arm is connected and an unconnected state in which the connection is released,
The sensor is disposed inside the rocker shaft and detects the displacement of the rigid member by detecting the displacement of the member connecting shaft.
It is characterized by that.
第3の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関は、配置場所が隣接する複数の気筒からなる第1気筒群と、配置場所が隣接する複数の気筒からなる第2気筒群とを有し、前記第1気筒群に所属する前記複数の気筒に関して前記カムの共通ベース円区間が存在し、かつ前記第2気筒群に所属する前記複数の気筒に関して前記カムの共通ベース円区間が存在するように爆発順序が設定されたものであって、
前記剛体部材は、
前記第1の気筒群に所属する気筒の、前記伝達部材の動作状態を切り替える第1剛体部材と、
前記第2の気筒群に所属する気筒の、前記伝達部材の動作状態を切り替える第2剛体部材と、を備え、
前記切替機構は、前記アクチュエータの作動時に第2剛体部材の変位を遅延させるディレー機構を、備え、
前記センサは、前記第1剛体部材の変位と、前記第2剛体部材の変位とを、それぞれ検出し、
前記検出手段は、前記第1剛体部材の変位に応じて前記第1気筒群に属する気筒のバルブの開弁特性を判別すると共に、前記第2剛体部材の変位に応じて前記第2気筒群に属する気筒のバルブの開弁特性を判別する
ことを特徴とする。
According to a third invention, in the first invention,
The internal combustion engine has a first cylinder group composed of a plurality of cylinders arranged adjacent to each other and a second cylinder group composed of a plurality of cylinders arranged adjacent to each other, and the plurality of cylinders belonging to the first cylinder group The explosion order is set so that there is a common base circle section of the cam for the cylinders and a common base circle section of the cam for the plurality of cylinders belonging to the second cylinder group. ,
The rigid member is
A first rigid member that switches an operating state of the transmission member of a cylinder belonging to the first cylinder group;
A second rigid member that switches an operating state of the transmission member of a cylinder belonging to the second cylinder group,
The switching mechanism includes a delay mechanism that delays the displacement of the second rigid member when the actuator is operated,
The sensor detects the displacement of the first rigid member and the displacement of the second rigid member, respectively.
The detecting means discriminates the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the first cylinder group according to the displacement of the first rigid body member, and applies the second cylinder group according to the displacement of the second rigid body member. It is characterized by determining the valve opening characteristics of the valve of the cylinder to which it belongs.
第4の発明は、第3の発明において、
前記伝達部材は、前記カムと同期して揺動する第1ロッカーアームと、前記バルブを押動可能な第2ロッカーアームと、を備え、
前記第1剛体部材と、前記第2剛体部材とは、それぞれ、
前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に、軸方向に変位可能に配置された部材連結軸と、
前記気筒それぞれに配置され、それぞれが前記部材連結軸と連結され、前記アクチュエータの作動に伴って前記部材連結軸とともに変位することにより、前記気筒それぞれにおいて前記第2ロッカーアームの動作状態を変化させる変位部材と、を備え、
前記切替機構は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのそれぞれに形成されたピン孔に移動可能に配置され、前記変位部材の変位に連動して変位することで、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とを切り換えるための切換ピンを備え、
前記センサは、前記ロッカーシャフトの内部に配置され、前記部材連結軸の変位を検出することで前記剛体部材の変位を検出し、
前記ディレー機構は、前記ロッカーシャフト内において前記部材連結軸の途中に介在している
ことを特徴とする。
According to a fourth invention, in the third invention,
The transmission member includes a first rocker arm that swings in synchronization with the cam, and a second rocker arm that can push the valve.
The first rigid member and the second rigid member are respectively
A member connecting shaft disposed inside the rocker shaft supporting the first rocker arm and the second rocker arm so as to be displaceable in an axial direction;
Displacement that is disposed in each of the cylinders, is connected to the member connecting shaft, and is displaced together with the member connecting shaft in accordance with the operation of the actuator, thereby changing the operation state of the second rocker arm in each of the cylinders. A member, and
The switching mechanism is movably disposed in a pin hole formed in each of the first rocker arm and the second rocker arm, and is displaced in conjunction with displacement of the displacement member, whereby the first rocker arm And a switching pin for switching between a connected state in which the second rocker arm is connected and an unconnected state in which the connection is released,
The sensor is disposed inside the rocker shaft, detects the displacement of the rigid member by detecting the displacement of the member connecting shaft,
The delay mechanism is interposed in the rocker shaft in the middle of the member connecting shaft.
第1の発明において、剛体部材は、アクチュエータの駆動に伴って変位することで、各気筒に設けられた伝達部材の動作状態を切り換え、これによりバルブの開弁特性を切り替えられる。ここで、第1の発明は、剛体部材の変位を検出するセンサを有している。これにより、各気筒毎又はバルブごとにセンサを設置しなくても、剛体部材の変位を検出することで、各気筒のバルブの開弁特性を判別することができる。 In the first invention, the rigid member is displaced in accordance with the driving of the actuator, thereby switching the operating state of the transmission member provided in each cylinder, thereby switching the valve opening characteristics. Here, 1st invention has a sensor which detects the displacement of a rigid body member. Thereby, even if it does not install a sensor for every cylinder or every valve, the valve opening characteristic of the valve of each cylinder can be discriminated by detecting the displacement of a rigid member.
第3の発明において、剛体部材は、第1気筒群に対応する第1剛体部材と、第2気筒群に対応する第2剛体部材を含む。また。アクチュエータの作動時には、ディレー機構により第2剛体部材の変位が遅延させる。従って、第1気筒群に属する気筒のバルブ開弁特性と、第2気筒群に属する気筒のバルブ開弁特性が異なるものとなる場合がある。この点、第3の発明において、センサは、第1剛体部材の変位と、第2剛体部材の変位とを、それぞれ検出することができる。これにより、第1剛体部材の変位に応じた第1気筒群に属する気筒のバルブ開弁特性と、第2剛体部材の変位に応じた第2気筒群に属する気筒のバルブ開弁特性とを、それぞれに判別することができる。 In the third invention, the rigid member includes a first rigid member corresponding to the first cylinder group and a second rigid member corresponding to the second cylinder group. Also. When the actuator is operated, the displacement of the second rigid member is delayed by the delay mechanism. Therefore, the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the first cylinder group may differ from the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the second cylinder group. In this regard, in the third invention, the sensor can detect the displacement of the first rigid member and the displacement of the second rigid member, respectively. Thereby, the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the first cylinder group according to the displacement of the first rigid member, and the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the second cylinder group according to the displacement of the second rigid member, Each can be distinguished.
第2及び第4の発明において、センサは、ロッカーシャフトの内部に配置され、部材連結軸の変位を検出することで剛体部材の変位を検出する。ここで、ロッカーシャフト内部における変位部材以外の移動部品は少なく、またロッカーシャフト内部への異物混入は少ないものと考えられる。従って、第2又は第4の発明によれば、より正確に部材連結軸の変位(即ち、剛体部材)の変位を検出することができる。 In the second and fourth inventions, the sensor is disposed inside the rocker shaft, and detects the displacement of the rigid member by detecting the displacement of the member connecting shaft. Here, it is considered that there are few moving parts other than the displacement member inside the rocker shaft, and there is little foreign matter mixed into the rocker shaft. Therefore, according to the second or fourth invention, it is possible to detect the displacement of the member connecting shaft (that is, the rigid member) more accurately.
実施の形態.
以下、図1を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
[可変動弁装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関の可変動弁装置10の全体構成を概略的に示す図である。図1は、後述するロッカーシャフト22の軸線と切換ピン36、38、44の軸線とを含む平面で、可変動弁装置10の一部(ロッカーアーム18、20およびロッカーシャフト22)を切断して表した部分断面図である。本実施形態の内燃機関は、4つの気筒(#1〜#4)を有し、#1→#3→#4→#2の順で爆発行程が行われる直列4気筒型エンジンとする。また、内燃機関の個々の気筒には、2つの吸気バルブと2つの排気バルブとが備えられ、可変動弁装置10は、各気筒に配設された2つの吸気バルブ、あるいは2つの排気バルブを駆動する機構として機能する。
Embodiment.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[Configuration of variable valve gear]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a variable
可変動弁装置10はカムシャフト12を備えている。カムシャフト12は、クランクシャフト(図示せず)に対してタイミングチェーンまたはタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの1/2の速度で回転するように構成されている。カムシャフト12には、1気筒当たり1つの主カム14と1つの副カム16とが設置されている。主カム14は、カムシャフト12と同軸の円弧状のベース円部と、当該ベース円の一部を半径方向外側に向かって膨らませるように形成されたノーズ部とを備えている。本実施形態では、副カム16はベース円部のみを有するカム(ゼロリフトカム)として構成されている。
The variable
内燃機関の各気筒には、主カム14の作用力をその気筒のバルブに伝達する伝達部材としてのロッカーアーム18、20が、カム14、16とバルブとの間に介在するように設けられている。より具体的に、各気筒毎に、第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とが1つずつ隣接して備えられ、1本のロッカーシャフト22によって回転(揺動)自在に支持されている。
Each cylinder of the internal combustion engine is provided with
第1ロッカーアーム18にはカムローラ26が回転自在に取り付けられている。第1ロッカーアーム18は、ロッカーシャフト22に取り付けられたコイルスプリング(図示省略)によって付勢され、これによりカムローラ26は主カム14と常に当接している。一方、第2ロッカーアーム20は、2つのバルブを駆動するアームであって、第1ロッカーアーム18を取り囲むように構成されている。
A
カムローラ26の支軸30の内部には、カムローラ26と同心の第1ピン孔32aが形成されており、第2ロッカーアーム20の内部には、第1ピン孔32aに対応する位置に、2つの第2ピン孔32L、32Rが形成されている。これらのピン孔32a、32L、32Rの中心は、ロッカーアーム18、20の回転中心であるロッカーシャフト22を中心とする同じ円弧状に配置されている。更に、カムローラ26が主カム14のベース円部と当接し、かつ、第2ロッカーアームが副カム16のベース円部と当接している時に、第1ピン孔32aの位置と第2ピン孔32L、32Rの位置とが一致するようになっている。
A
第1ピン孔32aには、円柱状の切換ピン36が移動自在に挿入されている。第2ピン孔32L(図1左側)には、切換ピン36に当接する円柱状の切換ピン38が移動自在に挿入されている。切換ピン38が挿入された第2ピン孔32Lは、第1ロッカーアーム18と反対側の端部がキャップ40によって閉塞され、第2ピン孔32Lの内部には、切換ピン38を第1ロッカーアーム18の方向(以下、「進出方向」と称する)に向けて付勢するリターンスプリング42が配置されている。第2ピン孔32R(図1右側)には、切換ピン36に当接する円柱状の切換ピン44が移動自在に挿入されている。
A cylindrical switching pin 36 is movably inserted into the
#4気筒においては、第2ロッカーアーム20の側方(図1右側)に、切換ピン44に当接する第1リンクアーム46(変位部材)が配置されている。第1リンクアーム46の先端には突起部46aが設けられている。一方、#1〜♯3気筒においては、第2ロッカーアーム20の側方(図1右側)に、切換ピン44と当接する第2リンクアーム48(変位部材)が配置されている。第1リンクアーム46及び第2リンクアーム48は、1本のロッカーシャフト22によって支持されている。
In the # 4 cylinder, a first link arm 46 (displacement member) that contacts the switching
ロッカーシャフト22は中空状に形成されている。ロッカーシャフト22の内部には、リンクシャフト50(部材連結軸)が、軸方向に変位可能な状態で挿入されている。リンクシャフト50には、第1リンクアーム46と第2リンクアーム48とが固定されている。リンクシャフト50と第1リンクアーム46と第2リンクアーム48とは、ロッカーシャフト22にその動きを妨げられることなく、軸方向に連動して変位可能な構成とされている。
The rocker shaft 22 is formed in a hollow shape. Inside the rocker shaft 22, a link shaft 50 (member connecting shaft) is inserted in a state displaceable in the axial direction. A
ここでリンクシャフト50は、♯3、♯4気筒側の第1リンクシャフト50aと、♯1、♯2気筒側の第2リンクシャフト50bとに分割されている。第1リンクシャフト50aと第2リンクシャフト50bとは、ディレー機構52を介して連結されている。
Here, the
ディレー機構52は、第2リンクシャフト50bに当接する当接部54aを一端に有するディレー機構内リンクシャフト54を備えている。当接部54aは、他の部位に比して大きな径で形成されている。また、ディレー機構内リンクシャフト54の他端側は、中空状に形成された第1リンクシャフト50aの内部に挿入されている。
The
また、ディレー機構52は、ディレー機構内リンクシャフト54の当接部54aと、第1リンクシャフト50aにおけるディレー機構52側の端部との間でバネ長さが規定されるディレー機構スプリング56を備えている。第1リンクシャフト50aにおいてディレー機構内リンクシャフト54の挿入を受ける部位には、長穴(図示せず)が形成されている。この長穴には、ディレー機構内リンクシャフト54に圧入されたストローク制限ピン(図示せず)が係合しており、ディレー機構内リンクシャフト54は、ストローク制限ピンが長穴によって規制される範囲内で軸方向に移動可能になっている。
The
ロッカーシャフト22内には、第1リンクシャフト50aの♯4気筒側の端部に対向するようにして、移動感知センサ60aが設置されている。一方、第2リンクシャフト50bの♯1気筒側の端部に対向するようにして、移動感知センサ60bが設置されている。本実施の形態において、両移動感知センサ60a、60bは、共に磁気センサである。
A
カムシャフト12において、第1リンクアーム46に設けられた突起部46aと対向する部位には、円柱状に形成された円柱部12aが形成されている。円柱部12aの外周面には、周方向に延びる螺旋状のガイドレール62が形成されている。ここでは、ガイドレール62は、螺旋状の溝として形成されている。
In the
この可変動弁装置10は、突起部46aをガイドレール62に係合(挿入)させるための駆動力を発するアクチュエータとして、電磁ソレノイド64を備えている。電磁ソレノイド64は、その駆動軸が第1リンクアーム46の押圧面をガイドレール62に向けて押圧可能な位置に配置され、カムキャリア(あるいはシリンダヘッド)に固定されている。
This variable
ECU66は、ECU(Electronic Control Unit)66は、内燃機関の運転状態を制御するための電子制御ユニットである。ECU66は、例えば、電磁ソレノイド64に電気的に接続され、制御信号を発することで電磁ソレノイド64をデューティ制御する。また、ECU66は、例えば移動感知センサ60a、60bに電気的に接続され、これらのセンサ出力を入力として受け、第1リンクシャフト50a、第2リンクシャフト50bの位置を検出することができる。
The
[可変動弁機構の動作]
(弁稼動状態時)
弁稼働状態時には、電磁ソレノイド64の駆動がOFFとされる。この状態においては、第1リンクアーム46はカムシャフト12から離れており、リターンスプリング42の付勢力を受けて、変位端Pmax1に位置する。リンクシャフト50及びこれに連結する第2リンクアーム48は、第1リンクアーム46に連動して変位する。従って、第1リンクアーム46及び第2リンクアーム48は進出方向側(図1右側)に位置する。
[Operation of variable valve mechanism]
(When the valve is operating)
When the valve is operating, the
このとき、各リターンスプリング42の付勢力に抗する力は働いていないため、切換ピン36はピン孔32a、32Rの双方に挿入され、かつ切換ピン38がピン孔32a、32Lの双方に挿入された状態となっている。その結果、第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアームは切換ピン36、38により連結された連結状態となる。
At this time, since the force against the urging force of each
第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とが連結されている状態においては、第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とは、第1ロッカーアーム18が受ける主カム14の作用力によって揺動する。従って、主カム14の作用力が、第1ロッカーアーム18、第2ロッカーアーム20を介して双方のバルブに伝達されるようになる。即ち、主カム14のプロフィールに従って、通常のバルブのリフト動作が行われる。
In a state where the
(弁停止制御時)
弁停止動作は、例えば、内燃機関のフューエルカット要求等の所定の弁停止動作の実行要求がECU66によって検知された際に行われる。ここで、本実施の形態のように気筒の爆発順序が#1→#3→#4→#2の順となる内燃機関では、#3および#4気筒に関して主カム14のベース円区間(バルブがリフトしていない区間)が共通して存在する。弁停止動作の要求が出された場合には、♯3、♯4の上記共通ベース円区間が到来するタイミングで、電磁ソレノイド64への通電がONとされる。
(Valve stop control)
The valve stop operation is performed, for example, when a request for executing a predetermined valve stop operation such as a fuel cut request of the internal combustion engine is detected by the
その結果、第1リンクアーム46がロッカーシャフト22を中心として回転し、突起部46aがガイドレール62と係合する。その結果、突起部46aがガイドレール62によって案内され、カムシャフト12の回転力を利用して、第1リンクアーム46が変位端Pmax2に向けて移動する。また、第1リンクアーム46の移動に連動し、第1リンクシャフト50a及び第1リンクシャフト50aに連結された#3気筒の第2リンクアーム48が移動する。
As a result, the
第1リンクアーム46が変位端Pmax2に達すると、#3および#4気筒に関しては、第1リンクアーム46及び♯3気筒の第2リンクアーム48の変位により、リターンスプリング42に抗する力が働くため、切換ピン36、38がそれぞれピン孔32a、32L内に戻される。これにより第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とが直ちに非連結状態となる。その結果、主カム14の作用力は、第1ロッカーアーム18のみに伝達され、第2ロッカーアーム20には伝達されなくなる。このとき、第2ロッカーアーム20には副カム16が当接した状態となるが、副カム16はゼロリフトカムであるため、第2ロッカーアーム20は静止状態となり、バルブのリフト動作は閉弁位置で停止した状態となる。
When the
一方、この♯3、♯4気筒の共通ベース円区間では、#1または#2気筒の少なくとも一方の第1ロッカーアーム18が主カム14によって揺動動作させられている。このため、#1および#2気筒のうちの第1ロッカーアーム18が揺動動作中である気筒では、主カム14により駆動される第1ロッカーアーム18とバルブスプリングからの付勢力を受ける第2ロッカーアーム20との両者によるせん断力が、切換ピン36、38に作用する。その結果、切換ピン36、38とピン孔32a、32L、32Rとの間に生ずる摩擦力(摺動抵抗)が第1ロッカーアーム18の非揺動動作時に比して大きくなる。
On the other hand, in the common base circle section of the # 3 and # 4 cylinders, at least one
ここで、ディレー機構スプリング56のバネ荷重は、ロッカーアーム18、20の揺動時(バルブのリフト時)に切換ピン36、38とピン孔32a、32L、32Rとの間に生ずる摩擦力(摺動抵抗)よりも小さくなるように設定されている。従って、第1リンクアーム46の変位に伴って第1リンクシャフト50aが変位する際でも、第2リンクシャフト50bは、未だ第1リンクシャフト50aの変位に連動して変位せずにディレー機構スプリング56が縮んだ状態となる。
Here, the spring load of the
ディレー機構スプリング56が縮んだ状態において、#1気筒の第1ロッカーアーム18の揺動動作(バルブのリフト動作)が終了すると、#1および#2気筒に関する主カム14の共通ベース円区間が到来する。この共通ベース円区間が到来した状態では、#1または#2気筒において切換ピン36、38とピン孔32a、32L、32Rとの間に生ずる摩擦力が小さくなる。また、ディレー機構スプリング56のバネ荷重は、#1および#2気筒に配置されるリターンスプリング42のバネ荷重の合計値よりも大きくなるように設定されている。従って、♯1気筒および♯2気筒を担う第2リンクシャフト50bの変位が行なわれる。この変位に伴い♯1、♯2気筒の第2リンクアーム48が変位し、これにより切換ピン36、38がそれぞれピン孔32a、32L内に戻される。その結果、第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とが直ちに非連結状態となり、#1および#2気筒に関しても、バルブのリフト動作が閉弁位置で停止状態となる。
In the state where the
(弁復帰動作時)
弁停止状態から弁稼動状態に戻すための弁復帰動作は、例えば、フューエルカットからの復帰要求等の所定の弁復帰動作の実行要求がECU66によって検知された際に行われる。このような弁復帰動作は、所定のタイミングで電磁ソレノイド64への通電をOFFとすることで開始される。電磁ソレノイド64への通電がOFFとされると、第1リンクアーム46の突起部46aがガイドレール62から外される。その結果、リターンスプリング42の付勢力に抗して切換ピン36、38をピン孔32a、32L内に留めておく力が消滅することになる。これにより、リターンスプリング42の付勢力によって切換ピン36、38がその進出方向に移動し、第1ロッカーアーム18と第2ロッカーアーム20とが切換ピン36、38を介して連結された状態、すなわち、主カム14の作用力によってバルブのリフト動作が可能な状態に復帰することになる。また、リターンスプリング42の付勢力によって切換ピン36、38がその進出方向に移動するのに伴って、切換ピン44を介して、第1リンクアーム46並びに連結するリンクシャフト50および第2リンクアーム48が変位端Pmax2から変位端Pmax1に戻されるようになる。
(Valve return operation)
The valve return operation for returning from the valve stop state to the valve operation state is performed, for example, when an execution request for a predetermined valve return operation such as a return request from a fuel cut is detected by the
[弁復帰・弁停止状態の検出]
本実施の形態では、ロッカーシャフト22内の両端部に設置された移動感知センサ60a、60bにより、第1リンクシャフト50aの移動と、第2リンクシャフト50bの移動とをそれぞれに検知することができる。
[Valve return / valve stop detection]
In the present embodiment, movement of the
上述したように、第1、第2リンクシャフト50a、50bは、それぞれの気筒の弁停止・弁復帰状態を切り替えるものであり、第1リンクシャフト50a、第2リンクシャフト50bの位置と、それに対応する気筒のバルブの停止状態・復帰状態は連動している。下記表1は、第1リンクシャフト50a、第2リンクシャフト50bと、それぞれに対応する移動感知センサ60a、60bとのクリアランスと、バルブの状態との関係を説明するものである。
As described above, the first and
表1に示されるように、第1リンクシャフト50aが移動感知センサ60a側に近づきクリアランスが所定値より小さくなっている場合、移動感知センサ60aと第1リンクシャフト50aとの距離が近い位置に変位している。即ち、第1リンクシャフト50aに連結する第1リンクアーム46が、変位端Pmax1に対応する位置にある。このとき、上述したように、第1リンクシャフト50aが担う♯3、♯4気筒は、連結状態であり、弁稼動状態となっていると判別される。
As shown in Table 1, when the
一方、第1リンクシャフト50aが移動感知センサ60aから離れ、両者のクリアランスが所定値より大きくなっている場合、第1リンクシャフト50aは、第1リンクアーム46が変位端Pmax2に対応する位置にある。このとき、上述したように、第1リンクシャフト50aが担う♯3、♯4気筒は、非連結状態であり、弁停止状態となっていると判別される。
On the other hand, when the
同様に、第2リンクシャフト50bが移動感知センサ60b側に近づきクリアランスが所定値より小さくなっている場合、第2リンクシャフト50bに連結する第2リンクアーム48は、リターンスプリング42を押し返す力を発揮する位置にあると判断される。即ち、第2リンクシャフト50bが担う♯1、♯2気筒は、弁停止状態(非連結状態)となっていると判別される。一方、第2リンクシャフト50bと移動感知センサ60bとのクリアランスが所定値より大きくなっている場合、第2リンクシャフト50bは連結する第2リンクアーム48がリターンスプリングに抗する力を発しない位置にあると判断される。即ち、♯1、♯2気筒は、弁復帰状態(連結状態)となっていると判別される。
Similarly, when the second link shaft 50b approaches the
ECU66は、このような表1に示される関係を予め記憶している。内燃機関の制御中、ECU66は、移動感知センサ60a、60bの出力から、移動感知センサ60aと第1リンクシャフト50a、又は移動感知センサ60bと第2リンクシャフト50bとのクリアランスを検出し、この値がそれぞれの判別基準となる所定値より小さいか、あるいは大きいかを判別することで、♯1、♯2気筒の気筒群のバルブ状態と、♯3、♯4のバルブ状態とをそれぞれ検知する。また、このとき検出されるクリアランスが、判別基準の所定値より大きくならず、または小さくならない場合等には、リンクシャフト50a、50bの異常として検出することもできる。
The
以上説明したように、この実施の形態においては、リンクシャフト50前後に設けられた、移動感知センサ60a、60bにより、2つのリンクシャフト50a、50bそれぞれの移動を検知することができる。従って、各リンクシャフト50a、50bの変位により切り替えられる弁停止・弁復帰の状態を、正確に判別することができる。これにより、気筒ごと、あるいはバルブごとにセンサを設置することなく、各気筒のバルブ状態を検知することができる。
As described above, in this embodiment, the movement of the two
また、この移動感知センサ60a、60bは、リンクシャフト50を収納するロッカーシャフト22の内部に配置される。ロッカーシャフト22内には、リンクシャフト50以外の稼動部品が少なく、異物の混入も少ない。従って、より正確に各リンクシャフト50a、50bの変位を検知することができ、正確に弁復帰・弁停止状態を検知することができる。
The
なお、この実施の形態においては、リンクシャフト50を第1リンクシャフト50a、第2リンクシャフト50bの2つに分割し、その間にディレー機構52を介在させている場合について説明した。しかしながら、この発明はこれに限るものではなく、1のリンクシャフトにより全気筒の連結/非連結が一度に切り替えられるものであってもよい。この場合には、リンクシャフトの一端にその位置を検出する移動感知センサを設置することで、全体の気筒の連結/非連結状態を検知することができる。
In this embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、移動感知センサ60a、60bは、磁気センサである場合について説明した。しかし、この発明においてセンサはこれに限るものではなく、ストロークセンサ、音センサ、応力センサ等、リンクシャフト50の移動を検知できるものであれば、他のセンサを用いるものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、開弁特性として、弁復帰・弁停止状態を検出する場合について説明した。しかし、この発明は、これに限るものではなく、移動感知センサ60a、60bにより、第1、第2ロッカーアーム18、20の連結状態、非連結状態を検出することができる。即ち、この装置により、バルブが主カム14の作用力により開閉されている状態(連結状態)か、第2ロッカーアーム20が副カム16の作用力により揺動し、これによりバルブが開閉されている状態(連結状態)にあるかを検出することができる。従って、例えば、副カムとして、ゼロリフトカムに替えて、主カム14よりもリフト量の小さな小カムを用いた場合にも、同様にして、主カムによる開弁特性となっているか、副カムによる開弁特性となっているかを検出することができる。
In the present embodiment, the case where the valve return / valve stop state is detected as the valve opening characteristic has been described. However, the present invention is not limited to this, and the connection state and the non-connection state of the first and
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., the reference is made unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to the numbers. Further, the structure and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
10 可変動弁装置
12 カムシャフト
12a 円柱部
14 主カム
16 副カム
18 第1ロッカーアーム
20 第2ロッカーアーム
22 ロッカーシャフト
26 カムローラ
30 支軸
32a、32L,32R ピン孔
36、38、44 切換ピン
40 キャップ
42 リターンスプリング
46 第1リンクアーム
48 第2リンクアーム
50 リンクシャフト
50a 第1リンクシャフト
50b 第2リンクシャフト
52 ディレー機構
54 ディレー機構内リンクシャフト
56 ディレー機構スプリング
60a、60b 移動感知センサ
62 ガイドレール
64 電磁ソレノイド
66 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記伝達部材の動作状態を変化させることで、前記少なくとも2つの気筒に設けられた前記バルブの開弁特性を切り換える機構であって、かつ、
前記少なくとも2つの気筒で共用され、当該少なくとも2つの気筒における前記伝達部材の動作状態を切り換える際に駆動されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動に伴って変位し、前記少なくとも2つの気筒に設けられた前記伝達部材の動作状態を切り換える剛体部材と、を備える切替機構と、
前記剛体部材の変位を検出するセンサと、
検出された前記剛体部材の変位に応じて、前記バルブの開弁特性を判別する検出手段と、
を、備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A transmission member disposed between the cam and the valve in each of at least two cylinders, and transmitting the acting force of the cam to the valve;
A mechanism for switching valve opening characteristics of the valves provided in the at least two cylinders by changing an operation state of the transmission member; and
An actuator that is shared by the at least two cylinders and is driven when switching the operation state of the transmission member in the at least two cylinders;
A switching mechanism including a rigid member that is displaced in accordance with the operation of the actuator and switches an operation state of the transmission member provided in the at least two cylinders;
A sensor for detecting the displacement of the rigid member;
Detecting means for determining a valve opening characteristic of the valve in accordance with the detected displacement of the rigid member;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記剛体部材は、
前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に、軸方向に変位可能に配置された部材連結軸と、
前記気筒それぞれに配置され、それぞれが前記部材連結軸と連結され、前記アクチュエータの作動に伴って前記部材連結軸とともに変位することにより、前記気筒それぞれにおいて前記第2ロッカーアームの動作状態を変化させる変位部材と、を備え、
前記切替機構は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのそれぞれに形成されたピン孔に移動可能に配置され、前記変位部材の変位に連動して変位することで、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とを切り換えるための切換ピンを備え、
前記センサは、前記ロッカーシャフトの内部に配置され、前記部材連結軸の変位を検出することで前記剛体部材の変位を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の可変動弁装置。 The transmission member includes a first rocker arm that swings in synchronization with the cam, and a second rocker arm that can push the valve.
The rigid member is
A member connecting shaft disposed inside the rocker shaft supporting the first rocker arm and the second rocker arm so as to be displaceable in an axial direction;
Displacement that is disposed in each of the cylinders, is connected to the member connecting shaft, and is displaced together with the member connecting shaft in accordance with the operation of the actuator, thereby changing the operation state of the second rocker arm in each of the cylinders. A member, and
The switching mechanism is movably disposed in a pin hole formed in each of the first rocker arm and the second rocker arm, and is displaced in conjunction with displacement of the displacement member, whereby the first rocker arm And a switching pin for switching between a connected state in which the second rocker arm is connected and an unconnected state in which the connection is released,
The sensor is disposed inside the rocker shaft and detects the displacement of the rigid member by detecting the displacement of the member connecting shaft.
The variable valve operating apparatus according to claim 1.
前記剛体部材は、
前記第1の気筒群に所属する気筒の、前記伝達部材の動作状態を切り替える第1剛体部材と、
前記第2の気筒群に所属する気筒の、前記伝達部材の動作状態を切り替える第2剛体部材と、を備え、
前記切替機構は、前記アクチュエータの作動時に第2剛体部材の変位を遅延させるディレー機構を、備え、
前記センサは、前記第1剛体部材の変位と、前記第2剛体部材の変位とを、それぞれ検出し、
前記検出手段は、前記第1剛体部材の変位に応じて前記第1気筒群に属する気筒のバルブの開弁特性を判別すると共に、前記第2剛体部材の変位に応じて前記第2気筒群に属する気筒のバルブの開弁特性を判別する
ことを特徴とする請求項1に記載の可変動弁装置。 The internal combustion engine has a first cylinder group composed of a plurality of cylinders arranged adjacent to each other and a second cylinder group composed of a plurality of cylinders arranged adjacent to each other, and the plurality of cylinders belonging to the first cylinder group The explosion order is set so that there is a common base circle section of the cam for the cylinders and a common base circle section of the cam for the plurality of cylinders belonging to the second cylinder group. ,
The rigid member is
A first rigid member that switches an operating state of the transmission member of a cylinder belonging to the first cylinder group;
A second rigid member that switches an operating state of the transmission member of a cylinder belonging to the second cylinder group,
The switching mechanism includes a delay mechanism that delays the displacement of the second rigid member when the actuator is operated,
The sensor detects the displacement of the first rigid member and the displacement of the second rigid member, respectively.
The detecting means discriminates the valve opening characteristics of the cylinders belonging to the first cylinder group according to the displacement of the first rigid body member, and applies the second cylinder group according to the displacement of the second rigid body member. The valve opening characteristic of the valve of the cylinder to which it belongs is discriminate | determined.
前記第1剛体部材と、前記第2剛体部材とは、それぞれ、
前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームを支持するロッカーシャフトの内部に、軸方向に変位可能に配置された部材連結軸と、
前記気筒それぞれに配置され、それぞれが前記部材連結軸と連結され、前記アクチュエータの作動に伴って前記部材連結軸とともに変位することにより、前記気筒それぞれにおいて前記第2ロッカーアームの動作状態を変化させる変位部材と、を備え、
前記切替機構は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのそれぞれに形成されたピン孔に移動可能に配置され、前記変位部材の変位に連動して変位することで、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとが連結した連結状態と、その連結が解除された非連結状態とを切り換えるための切換ピンを備え、
前記センサは、前記ロッカーシャフトの内部に配置され、前記部材連結軸の変位を検出することで前記剛体部材の変位を検出し、
前記ディレー機構は、前記ロッカーシャフト内において前記部材連結軸の途中に介在している
ことを特徴とする請求項3に記載の可変動弁装置。 The transmission member includes a first rocker arm that swings in synchronization with the cam, and a second rocker arm that can push the valve.
The first rigid member and the second rigid member are respectively
A member connecting shaft disposed inside the rocker shaft supporting the first rocker arm and the second rocker arm so as to be displaceable in an axial direction;
Displacement that is disposed in each of the cylinders, is connected to the member connecting shaft, and is displaced together with the member connecting shaft in accordance with the operation of the actuator, thereby changing the operation state of the second rocker arm in each of the cylinders. A member, and
The switching mechanism is movably disposed in a pin hole formed in each of the first rocker arm and the second rocker arm, and is displaced in conjunction with displacement of the displacement member, whereby the first rocker arm And a switching pin for switching between a connected state in which the second rocker arm is connected and an unconnected state in which the connection is released,
The sensor is disposed inside the rocker shaft, detects the displacement of the rigid member by detecting the displacement of the member connecting shaft,
The variable valve operating apparatus according to claim 3, wherein the delay mechanism is interposed in the rocker shaft in the middle of the member connecting shaft.
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