JP2012102699A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カムシャフトと同期して回転する別体のカムピースと、カムピースの外周面に形成され、リフト部又はベース円部として機能する第1カムロブ、及びベース円部又はリフト部として機能する第2カムロブと、カムピースの両側面を貫通しカムシャフトの周長よりも長い周長を有する貫通孔とを備える。さらに、貫通孔にカムシャフトが挿入された状態で、カムピースの重心とカムシャフトの軸線との距離を変更することにより、第1カムロブをリフト部として機能させると共に第2カムロブをベース円部として機能させる第1モードと、第1カムロブをベース円部として機能させると共に第2カムロブをリフト部として機能させる第2モードとを変更する制御を実施する。
【選択図】図2
Description
カムシャフトと、
前記カムシャフトと同期して回転する別体のカムピースと、
前記カムピースの外周面に形成され、リフト部又はベース円部として機能する第1カムロブ、及び、ベース円部又はリフト部として機能する第2カムロブと、
前記カムピースの両側面を貫通し、前記カムシャフトの周長よりも長い周長を有する貫通孔と、
前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記カムピースの重心と前記カムシャフトの軸線との距離を変更することにより、前記第1カムロブをリフト部として機能させると共に前記第2カムロブをベース円部として機能させる第1モードと、前記第1カムロブをベース円部として機能させると共に前記第2カムロブをリフト部として機能させる第2モードと、を変更するモード変更手段と、を備えることを特徴とする。
前記カムピースとバルブとの間に介在し、前記カムピースの回転運動を該バルブの開閉運動に変換して伝達する中間部材と、
前記カムピースに向けて前記中間部材を常時付勢する付勢手段と、を更に備え、
前記モード変更手段は、前記付勢手段に常時付勢される前記中間部材が回転する前記カムピースを付勢することにより、前記カムピースの重心と前記カムシャフトの軸線との距離を変更すること、を特徴とする。
前記カムシャフトの内部に設けられ、前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記貫通孔の前記第1カムロブ側に接続される第1油路、及び、前記貫通孔の前記第2カムロブ側に接続される第2油路を更に備え、
前記モード変更手段は、前記第1油路に油圧を供給することにより前記第1モードに変更し、前記第2油路に油圧を供給することにより前記第2モードに変更すること、を特徴とする。
前記カムシャフトの外周面を貫通し、前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記貫通孔の前記第1カムロブ側と前記第2カムロブ側とを連通する連通孔と、
前記貫通孔及び前記連通孔内に充填された流体と、
前記連通孔を開閉する連通孔開閉手段と、
前記第1モード又は前記第2モードに変更された状態で、前記連通孔開閉手段により前記連通孔を閉じる保持手段と、を更に備えることを特徴とする。
前記第1カムロブをリフト部として機能させた場合に前記第1カムロブに加わる負荷を算出する負荷算出手段と、
前記負荷算出手段により算出された負荷の蓄積値が設計値を超えるか否かを判定する蓄積負荷判定手段と、を更に備え、
前記蓄積値が前記設計値を超えた場合に、前記モード変更手段により前記第2モードに変更する負荷分散手段、を備えることを特徴とする。
[システムの概略構成]
図1〜図7を参照して本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1の可変動弁装置の一部を概略的に示す図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、車両等に搭載され、その動力源とされる4サイクルエンジンである。内燃機関10の可変動弁装置12には、カムシャフト14が設けられている。カムシャフト14には、これと同期して回転するメインカム16とスイッチカム18とが取り付けられている。
次に、図3を用いてスイッチカム18のスイッチ機構について説明する。図3(A)は、カムシャフト14及びスイッチカム18を、カムシャフト14の軸線に垂直な平面で切断した断面図である。図3(B)は、カムロブAからカムロブBにかけてカムシャフト14の軸線を含む平面で切断した断面図である。
まず、1つ目の弁制御である弁開放制御について、図5を参照して説明する。弁開放制御を実現する構成として、可変動弁装置12は、メインカム16及びスイッチカム18の回転力のいずれもが共通の吸気バルブに伝達される動弁機構を有する。例えば、メインカム16及びスイッチカム18の回転運動を吸気バルブの開閉運動に変換する共通の中間部材(例えばロッカーアーム)を備えた動弁機構を有する。上述したスイッチカム18以外の動弁機構の構成自体は、公知の技術であるため、その説明は省略する。
続いて、2つ目の弁制御である片弁リフト制御について、図6を参照して説明する。片弁リフト制御を実現する構成として、可変動弁装置12は、メインカム16の回転力が伝達される吸気バルブと、スイッチカム18の回転力が伝達される吸気バルブとが独立した動弁機構を有する。例えば、メインカム16の回転運動を1つの吸気バルブの開閉運動に変換する中間部材(例えばロッカーアーム)と、スイッチカム18の回転運動を1つの吸気バルブの開閉運動に変換する中間部材とをそれぞれ備えた動弁機構を有する。上述したスイッチカム18以外の動弁機構の構成自体は、公知の技術であるため、その説明は省略する。
最後に、3つ目の弁制御である弁停止制御について、図7を参照して説明する。弁停止制御を実現する構成として、可変動弁装置12は、2つのスイッチカム18の回転力が共通の又は個別の吸気バルブに伝達される動弁機構を有する。例えば、2つ目の弁制御で述べた動弁機構において、図1に示すメインカム16に変えてスイッチカム18を備えた動弁機構を有する。
[可変動弁装置12の概略構成]
次に、図8〜図11を用いて本発明の実施の形態2について説明する。図8は、本実施形態の可変動弁装置12をカムシャフト14の軸方向から示した概略図である。図8において、カムシャフト14、カムピース24の形状については図2で説明した内容と同じであるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
図8を用いて、本実施形態におけるスイッチカム18のモード切り替え動作について説明する。図8(A)は、スイッチ開始点(カム角0deg)を示す図である。ロッカーアーム62は、バルブスプリング68の反力によってカムピース24を常時矢印γ方向に付勢している。
次に、スイッチカム18のモードを保持する保持機構について図9〜図10を参照して説明する。例えば、通常モードにスイッチした状態を保持する場合には、図8(C)に示すようにスイッチした後、図9に示す保持ON区間(保持制御区間)が終了するまでにカムピース24を固定する保持制御を実施する必要がある。
[可変動弁装置12の概略構成]
次に、図12〜図14を参照して本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態の可変動弁装置12は、実施の形態1のスイッチ機構、又は、実施の形態2の保持機構を有するスイッチカム18を備えている。さらに、スイッチカム18のモード切り替えにより、吸気バルブ及び排気バルブ両方の開閉特性を変更することのできる構成を有している。例えば、スイッチカム18が設けられた1つのカムシャフトの回転力を吸気バルブと排気バルブとに作用させるSOHC(Single OverHead Camshaft)形式の動弁機構を備えた構成を有している。このような構成において、ECU50に後述する図13のルーチンを実施させることで実現することができる。
具体的なスイッチカム18の制御概要について説明する。図12は、スイッチ前とスイッチ後の燃焼サイクルを説明するための図である。上述した図4に示す通り、モードを切り替えることによりカム位相は180deg変更される。その結果、スイッチ後の燃焼サイクルでは、吸気行程が膨張行程に変更される。同様に、圧縮行程が排気行程に、膨張行程が吸気行程に、排気行程が圧縮行程に変更される。そのため、スイッチ後の燃焼サイクルにおいても、スイッチ前の燃焼サイクルと同じ順番でバルブが開閉されることとなる。ここで、点火時期、燃料噴射時期を360degCAずらすことにより、スイッチ後の燃焼サイクルが実現される。なお、複数気筒を有する場合には、全気筒でスイッチカム18のモードを切り替える。
12 可変動弁装置
14 カムシャフト
16 メインカム
18 スイッチカム
20a、20b 外円弧部
22a、22b 平面部
24 カムピース
26 貫通孔
28a、28b 内円弧部
30a、30b スライド面部
32 スライド用シール
34 シール用ハウジング
36a、36b 油路
38 OCV(Oil Control Valve)
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 カム角センサ
54 クランク角センサ
60 ロッカーシャフト
62 ロッカーアーム
64 バルブ
66 HLA(Hydraulic Lash Adjuster)
68 バルブスプリング
70 連通孔
72 スライドベーン
74 穴部
76 アクチュエータ
80 コイル
A、B カムロブ
Claims (5)
- カムシャフトと、
前記カムシャフトと同期して回転する別体のカムピースと、
前記カムピースの外周面に形成され、リフト部又はベース円部として機能する第1カムロブ、及び、ベース円部又はリフト部として機能する第2カムロブと、
前記カムピースの両側面を貫通し、前記カムシャフトの周長よりも長い周長を有する貫通孔と、
前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記カムピースの重心と前記カムシャフトの軸線との距離を変更することにより、前記第1カムロブをリフト部として機能させると共に前記第2カムロブをベース円部として機能させる第1モードと、前記第1カムロブをベース円部として機能させると共に前記第2カムロブをリフト部として機能させる第2モードと、を変更するモード変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記カムピースとバルブとの間に介在し、前記カムピースの回転運動を該バルブの開閉運動に変換して伝達する中間部材と、
前記カムピースに向けて前記中間部材を常時付勢する付勢手段と、を更に備え、
前記モード変更手段は、前記付勢手段に常時付勢される前記中間部材が回転する前記カムピースを付勢することにより、前記カムピースの重心と前記カムシャフトの軸線との距離を変更すること、
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記カムシャフトの内部に設けられ、前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記貫通孔の前記第1カムロブ側に接続される第1油路、及び、前記貫通孔の前記第2カムロブ側に接続される第2油路を更に備え、
前記モード変更手段は、前記第1油路に油圧を供給することにより前記第1モードに変更し、前記第2油路に油圧を供給することにより前記第2モードに変更すること、
を特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記カムシャフトの外周面を貫通し、前記貫通孔に前記カムシャフトが挿入された状態で、前記貫通孔の前記第1カムロブ側と前記第2カムロブ側とを連通する連通孔と、
前記貫通孔及び前記連通孔内に充填された流体と、
前記連通孔を開閉する連通孔開閉手段と、
前記第1モード又は前記第2モードに変更された状態で、前記連通孔開閉手段により前記連通孔を閉じる保持手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記第1カムロブをリフト部として機能させた場合に前記第1カムロブに加わる負荷を算出する負荷算出手段と、
前記負荷算出手段により算出された負荷の蓄積値が設計値を超えるか否かを判定する蓄積負荷判定手段と、を更に備え、
前記蓄積値が前記設計値を超えた場合に、前記モード変更手段により前記第2モードに変更する負荷分散手段、
を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
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JP2018155134A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | マツダ株式会社 | エンジンの動弁装置 |
FR3070719A1 (fr) * | 2017-09-07 | 2019-03-08 | Renault S.A.S | Arbre a cames pour moteur a combustion |
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JP2001329819A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-11-30 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関のカム駆動制御装置 |
JP2008095568A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Otics Corp | 可変カム機構 |
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