JP2021161951A - Variable valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関におけるバルブの作動特性を切替える可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve gear that switches the operating characteristics of a valve in an internal combustion engine.
バルブを駆動するロッカアームに作用するカムロブを切り替えるのに、切替駆動シャフトを移動することにより行い、同切替駆動シャフトの移動状態を検出することでバルブ作動特性を判断する可変動弁装置の例(例えば、特許文献1等参照)がある。
An example of a variable valve gear that switches the cam lob acting on the rocker arm that drives the valve by moving the switching drive shaft and determines the valve operating characteristics by detecting the moving state of the switching drive shaft (for example). ,
特許文献1に開示された可変動弁装置は、バルブ作動特性を決めるカムプロファイルが異なる複数のカムロブが外周面に形成されたカムシャフトに対して、平行にロッカシャフトが配置され、同ロッカシャフトに揺動自在に軸支された第1ロッカアームと第2ロッカアームが、切換ピンの一方向の移動で互いに一体に揺動し、切換ピンの他方向の移動で互いに独立に揺動することで、ロッカアームに作用するカムロブを切り替えることで、バルブ作動特性を切り替えるものである。
In the variable valve gear disclosed in
この切換ピンをリンクアームを介して移動させるリンクシャフト(切替駆動シャフト)の移動位置を検出する移動感知センサがリンクシャフトの端部に対向した同軸位置に設けられている。 A movement sensing sensor that detects the moving position of the link shaft (switching drive shaft) that moves the switching pin via the link arm is provided at a coaxial position facing the end of the link shaft.
移動感知センサは、磁気センサであり、リンクシャフトとの間のクリアランスを検出して、検出したクリアランスが判別基準となる所定値より小さいか、大きいかでリンクシャフトの移動位置を判別する。 The movement detection sensor is a magnetic sensor, detects a clearance between the link shaft and the link shaft, and determines the movement position of the link shaft based on whether the detected clearance is smaller or larger than a predetermined value as a discrimination reference.
移動感知センサは、磁気センサなどの高価なものを用い、検出信号を判別基準により判別する手段を要して検知システムがコスト高となる。 As the movement detection sensor, an expensive one such as a magnetic sensor is used, and a means for discriminating the detection signal based on the discriminating standard is required, which increases the cost of the detection system.
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、低コストで、バルブ作動特性を精度良く判断することができる可変動弁装置を供する点にある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a variable valve gear capable of accurately determining valve operating characteristics at low cost.
上記目的を達成するために、本発明に係る可変動弁装置は、
内燃機関のシリンダヘッド(3)に回転自在に設けられたカムシャフトと、
前記カムシャフトの外周に、相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブが軸方向に隣接して形成されるとともに、外周面に周回するようにリード溝が形成されたカムキャリアと、
前記リード溝に係合・離脱可能に進退する切替ピンと、
前記切替ピンを駆動させる切替駆動シャフトと、を備え、
前記切替駆動シャフトの軸方向の移動が前記切替ピンを進退させ、前記切替ピンが進行して係合した前記リード溝により前記カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されてシフトし、バルブに作動するカムロブを切替えることでバルブ作動特性を変更するカム切替機構を構成する可変動弁装置において、
前記切替駆動シャフトに、軸方向に互いに離れて複数設けられた被検出部と、
複数の前記被検出部の状態をそれぞれ所定位置で検出するセンサと、
複数の前記センサの検出結果に基づき前記切替駆動シャフトの移動状態から作動中のバルブ作動特性を判断するバルブ作動特性判断手段と、
を備え、
前記バルブ作動特性判断手段は、
前記切替駆動シャフトの移動前と移動後で、複数の前記センサのそれぞれの検出結果に変化があるか否かを判別して、前記切替駆動シャフトの移動状態から作動中のバルブ作動特性を判断することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the variable valve gear according to the present invention is
A camshaft rotatably provided on the cylinder head (3) of an internal combustion engine,
A cylindrical member that is slidably fitted in the axial direction with relative rotation prohibited on the outer periphery of the camshaft, and a plurality of camlobs having different cam profiles are formed on the outer peripheral surface adjacent to each other in the axial direction. , A cam carrier with a lead groove formed around the outer peripheral surface,
A switching pin that moves forward and backward so that it can be engaged and disengaged from the lead groove,
A switching drive shaft for driving the switching pin is provided.
The axial movement of the switching drive shaft advances and retreats the switching pin, and the lead groove in which the switching pin advances and engages causes the cam carrier to rotate and shift in the axial direction to act on the valve. In a variable valve gear that constitutes a cam switching mechanism that changes the valve operating characteristics by switching the cam lob.
A plurality of detected portions provided on the switching drive shaft apart from each other in the axial direction,
A sensor that detects the state of a plurality of the detected parts at predetermined positions, and
A valve operating characteristic determining means for determining the operating valve operating characteristic from the moving state of the switching drive shaft based on the detection results of the plurality of sensors, and a valve operating characteristic determining means.
With
The valve operating characteristic determination means is
Whether or not there is a change in the detection results of each of the plurality of sensors before and after the movement of the switching drive shaft is determined, and the valve operating characteristic during operation is determined from the moving state of the switching drive shaft. It is characterized by that.
この構成によれば、バルブ作動特性判断手段は、切替駆動シャフトの移動前と移動後で、複数のセンサのそれぞれの検出結果に変化があるか否かを判別して、切替駆動シャフトの移動状態から作動中のバルブ作動特性を判断するので、複数のセンサにより切替駆動シャフトの移動途中の状態も考慮して移動後の複数のセンサの検出結果の変化を判別することで、カムキャリアのシフトが完了しているか否かが判断できる程度に、切替駆動シャフトの移動状態を判別でき、この切替駆動シャフトの移動状態から作動中のバルブ作動特性を精度良く判断することができる。
センサは、切替駆動シャフトの移動前と移動後で検出結果に変化があるか否かを検出するので、簡易なオンオフスイッチなどの安価なセンサで対応可能であり、コストを抑えることができる。
According to this configuration, the valve operating characteristic determining means determines whether or not there is a change in the detection results of each of the plurality of sensors before and after the movement of the switching drive shaft, and the moving state of the switching drive shaft. Since the valve operating characteristics during operation are determined from the above, the shift of the cam carrier can be performed by determining the change in the detection results of the multiple sensors after the movement, taking into consideration the state during the movement of the switching drive shaft by the plurality of sensors. The moving state of the switching drive shaft can be determined to the extent that it can be determined whether or not it has been completed, and the valve operating characteristic during operation can be accurately determined from the moving state of the switching drive shaft.
Since the sensor detects whether or not there is a change in the detection result before and after the movement of the switching drive shaft, it can be handled by an inexpensive sensor such as a simple on / off switch, and the cost can be suppressed.
本発明の好適な実施形態では、
前記被検出部は、前記切替駆動シャフトの側面に設けられた凹部と前記凹部の開口の両側の外側部分とで形成され,
前記センサは、前記切替駆動シャフトの前記凹部と前記外側部分の異なる状態を識別して検出する。
In a preferred embodiment of the invention
The detected portion is formed of a recess provided on the side surface of the switching drive shaft and outer portions on both sides of the opening of the recess.
The sensor identifies and detects different states of the recess and the outer portion of the switching drive shaft.
この構成によれば、切替駆動シャフトの側面に設けられた凹部と前記凹部の開口の両側の外側部分とで被検出部が形成され、センサは切替駆動シャフトの凹部と外側部分の異なる2つの状態を識別して検出するので、センサは、被検出部の2つの状態を検出するオンオフスイッチ等の簡易なセンサでも切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断することができる。 According to this configuration, the detected portion is formed by the recess provided on the side surface of the switching drive shaft and the outer portions on both sides of the opening of the recess, and the sensor has two different states, the recess and the outer portion of the switching drive shaft. The sensor can accurately determine the valve operating characteristics from the moving state of the switching drive shaft even with a simple sensor such as an on / off switch that detects two states of the detected portion.
本発明の好適な実施形態では、
前記切替駆動シャフトに前記被検出部が2つ設けられ、
2つの前記センサが2つの前記被検出部のそれぞれの状態を検出し、
前記切替駆動シャフトの移動前に、一方の前記センサが一方の前記被検出部の外側部分を検出し、他方の前記センサが他方の前記被検出部の凹部を検出し、
前記切替駆動シャフトの移動後に、一方の前記センサが一方の前記被検出部の凹部を検出し、他方の前記センサが他方の前記被検出部の外側部分を検出する。
In a preferred embodiment of the invention
The switching drive shaft is provided with two detected portions.
The two sensors detect the state of each of the two detected parts,
Prior to the movement of the switching drive shaft, one of the sensors detects an outer portion of one of the detected portions, and the other sensor detects a recess of the other detected portion.
After the switching drive shaft is moved, one of the sensors detects a recess of one of the detected portions, and the other sensor detects an outer portion of the other detected portion.
この構成によれば、2つのセンサが2つの被検出部のそれぞれの状態を検出し、切替駆動シャフトの移動前に、一方のセンサが一方の被検出部の外側部分を検出し、他方のセンサが他方の被検出部の凹部を検出し、切替駆動シャフトの移動後に、一方のセンサが一方の被検出部の凹部を検出し、他方のセンサが他方の被検出部の外側部分を検出する。 According to this configuration, two sensors detect the respective states of the two detected parts, one sensor detects the outer part of one detected part and the other sensor detects the outer part of one detected part before the switching drive shaft moves. Detects the recess of the other detected portion, and after the switching drive shaft moves, one sensor detects the recess of one detected portion, and the other sensor detects the outer portion of the other detected portion.
すなわち、2つのセンサは、切替駆動シャフトの移動前と移動後では互いに異なる検出結果となるために、同じ検出結果または片方のみが変化しない時は移動中であると判断できる。
したがって、必要最小限の2つのセンサを用いて、切替駆動シャフトの移動途中の状態も判断して移動後の複数のセンサの検出結果の変化を精度良く判別することができ、切替駆動シャフトの移動が完了状態にあるか否かが判別できる程度に、切替駆動シャフトの移動状態を判断でき、この切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断することができる。
切替駆動シャフトの移動後に2つのセンサが同じ検出結果となっているときは、可変動弁装置の動作異常またはセンサの異常であると判断することができる。
That is, since the two sensors have different detection results before and after the switching drive shaft is moved, it can be determined that the two sensors are moving when the same detection result or only one of them does not change.
Therefore, using the minimum required two sensors, it is possible to determine the state of the switching drive shaft in the middle of movement and accurately determine the change in the detection results of the plurality of sensors after the movement, and the movement of the switching drive shaft. The moving state of the switching drive shaft can be determined to the extent that it can be determined whether or not is in the completed state, and the valve operating characteristics can be accurately determined from the moving state of the switching drive shaft.
If the two sensors have the same detection result after the switching drive shaft is moved, it can be determined that the variable valve gear is operating abnormally or the sensor is abnormal.
本発明の好適な実施形態では、
前記バルブ作動特性判断手段は、
前記切替駆動シャフトが正常に移動したときに、移動を開始してから移動を完了するまでの時間以上の所定時間を予め設定しておき、
前記切替駆動シャフトのカム切替指示時点から前記所定時間の経過後に前記切替駆動シャフトが移動後であるとして、前記センサの検出結果を読み込み、前記切替駆動シャフトの移動前と移動後の前記センサの検出結果の変化の有無を判別して、前記切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を判断する。
In a preferred embodiment of the invention
The valve operating characteristic determination means is
When the switching drive shaft moves normally, a predetermined time equal to or longer than the time from the start of the movement to the completion of the movement is set in advance.
Assuming that the switching drive shaft has moved after the predetermined time has elapsed from the time of the cam switching instruction of the switching drive shaft, the detection result of the sensor is read, and the detection of the sensor before and after the movement of the switching drive shaft is performed. Whether or not there is a change in the result is determined, and the valve operating characteristic is determined from the moving state of the switching drive shaft.
この構成によれば、切替駆動シャフトが正常に移動したときに、移動を開始してから移動を完了するまでの時間以上の所定時間を予め設定しておき、切替駆動シャフトのカム切替指示時点から所定時間の経過後に切替駆動シャフトが移動後であるとし、所定時間の経過後にセンサの検出結果を読み込んで、切替駆動シャフトの移動後のセンサの検出結果を容易に得ることができる。 According to this configuration, when the switching drive shaft moves normally, a predetermined time equal to or longer than the time from the start of the movement to the completion of the movement is set in advance, and from the time when the cam switching instruction of the switching drive shaft is instructed. Assuming that the switching drive shaft has been moved after the elapse of a predetermined time, the detection result of the sensor can be read after the elapse of the predetermined time, and the detection result of the sensor after the movement of the switching drive shaft can be easily obtained.
本発明の好適な実施形態では、
前記所定時間は、前記カム切替指示時点からバルブ作動特性が切り替わるまでの所要時間の2倍程度の時間として設定する。
In a preferred embodiment of the invention
The predetermined time is set as about twice the time required from the time when the cam switching instruction is given until the valve operating characteristic is switched.
この構成によれば、切替駆動シャフト(71,81)が移動を開始してからバルブ作動特性が切り替わるまでの時間の2倍程度の時間として設定することで、バルブ作動特性の切替えが未完了(可変動弁機構の不具合等)であっても早いタイミングで出力調整を行うことができる。 According to this configuration, the switching of the valve operating characteristics is not completed by setting the time as about twice the time from the start of movement of the switching drive shaft (71,81) to the switching of the valve operating characteristics ( The output can be adjusted at an early timing even if there is a problem with the variable valve mechanism.
本発明の好適な実施形態では、
前記可変動弁装置は、車両に搭載される内燃機関に設けられる。
In a preferred embodiment of the invention
The variable valve gear is provided in an internal combustion engine mounted on a vehicle.
この構成によれば、可変動弁装置は、車両に搭載される内燃機関に設けられるので、バルブ作動特性判断手段が切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断して、バルブ作動特性の切替が完了していないと判断したときは、内燃機関の出力を抑制するなどして車速を抑えて走行させるなどの対応をとり、内燃機関への不要な負荷を低減することができる。 According to this configuration, since the variable valve gear is provided in the internal combustion engine mounted on the vehicle, the valve operating characteristic determining means accurately determines the valve operating characteristic from the moving state of the switching drive shaft, and the valve operating characteristic is determined. When it is determined that the switching is not completed, it is possible to reduce the unnecessary load on the internal combustion engine by taking measures such as suppressing the output of the internal combustion engine to reduce the vehicle speed and running the vehicle.
本発明は、バルブ作動特性判断手段は、切替駆動シャフトの移動前と移動後で、複数のセンサのそれぞれの検出結果に変化があるか否かを判別して、切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を判断するので、複数のセンサにより切替駆動シャフトの移動途中の状態も考慮して移動後の複数のセンサの検出結果の変化を判別することで、カムキャリアのシフトが完了しているか否かが判断できる程度に、切替駆動シャフトの移動状態を判別でき、この切替駆動シャフトの移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断することができる。
センサは、切替駆動シャフトの移動前と移動後で検出結果に変化があるか否かを検出するので、簡易なオンオフスイッチなどの安価なセンサで対応可能であり、コストを抑えることができる。
In the present invention, the valve operating characteristic determining means determines whether or not there is a change in the detection result of each of the plurality of sensors before and after the movement of the switching drive shaft, and the valve is based on the moving state of the switching drive shaft. Since the operating characteristics are determined, whether or not the shift of the cam carrier is completed by determining the change in the detection results of the plurality of sensors after the movement in consideration of the state during the movement of the switching drive shaft by the plurality of sensors. The moving state of the switching drive shaft can be determined to the extent that it can be determined, and the valve operating characteristics can be accurately determined from the moving state of the switching drive shaft.
Since the sensor detects whether or not there is a change in the detection result before and after the movement of the switching drive shaft, it can be handled by an inexpensive sensor such as a simple on / off switch, and the cost can be suppressed.
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図14に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係る可変動弁装置を備える内燃機関が搭載される鞍乗型車両である自動二輪車500の側面図である。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車500の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、FRは前方を,RRは後方を、LHは左方を,RHは右方を示すものとする。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14.
FIG. 1 is a side view of a
In the present specification and claims, the front-rear, left-right directions shall be in accordance with the usual standard that the straight-ahead direction of the
自動二輪車500の車体フレームは、前輪506を軸支するフロントフォーク505を操向可能に支承するヘッドパイプ502から後方斜め下向きに左右一対のメインフレーム503が左右に分岐して延出している。
メインフレーム503の前部は下方にエンジンハンガー部503aが垂下しており、メインフレーム503の後部は屈曲してピボットフレーム部503bが下方に延出している。
メインフレーム503の中央の後寄りにシートレール504が連結されて後方に延びている。
The body frame of the
The
The
ピボットフレーム部503bにピボット軸507により前端を軸支されたスイングアーム508が後方に延び、スイングアーム508の後端に後輪509が軸支されている。
スイングアーム508とピボットフレーム部503bとの間にはリンク機構510が設けられ、リンク機構510の一部とシートレール504との間にリヤクッション511が介装されている。
A
A
車体フレームには、メインフレーム503のエンジンハンガー部503aとピボットフレーム部503bとの間でパワーユニットPuが懸架されており、パワーユニットPuの変速機Mのカウンタシャフトである出力軸に嵌着された走行駆動スプロケット512と後輪509の後車軸に嵌着された走行被動スプロケット513との間に走行駆動チェーン514が架渡されている。
A power unit Pu is suspended between the
メインフレーム503には前半にエアクリーナ522、後半に燃料タンク516が架設されており、燃料タンク516の後方には、メインシート517とピリオンシート518がシートレール504に支持されて設けられている。
An
パワーユニットPuの前半を占める内燃機関Eは、クランク横置きの直列4気筒の水冷式4ストローク内燃機関であり、シリンダを適度に前傾した姿勢で車体フレームに搭載されている。
内燃機関Eのクランクシャフト10は、車体幅方向(左右方向)に指向してクランクケース1に軸支され、クランクケース1はクランクシャフト10の後方に変速機Mを一体に備えている。
The internal combustion engine E, which occupies the first half of the power unit Pu, is an in-line 4-cylinder water-cooled 4-stroke internal combustion engine in which the crank is placed horizontally, and is mounted on the vehicle body frame in a posture in which the cylinders are appropriately tilted forward.
The
図2を参照して、内燃機関Eは、上記クランクケース1の上に、4本のシリンダを直列に配列したシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部にガスケットを介して結合されるシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に被せられるシリンダヘッドカバー4とから構成される機関本体を備える。
With reference to FIG. 2, the internal combustion engine E has a
シリンダブロック2のシリンダボアの中心軸線であるシリンダ軸線Lcは、前方に傾いており、クランクケース1の上に重ねられるシリンダブロック2,シリンダヘッド3,シリンダヘッドカバー4は、クランクケース1から若干前傾した姿勢で上方に延出している。
また、クランクケース1の下方には、オイルパン5が下方に膨出して設けられている。
The cylinder axis Lc, which is the central axis of the cylinder bore of the
Further, an
クランクケース1は、上下割りで構成され、上側クランクケース1Uと下側クランクケース1Lの割り面に挟まれてクランクシャフト10が軸支されている。
該クランクケース1は、クランクシャフト10の後方に変速機Mを内蔵しており、変速機Mを構成するメインシャフト11とカウンタシャフト12がクランクシャフト10と平行に車体幅方向に指向してクランクケース1に軸支されている(図2参照)。
The
The
クランクケース1のミッション室には、変速機Mのメインシャフト11とカウンタシャフト12とが、クランクシャフト10と平行に左右水平方向に指向して配設されており(図3参照)、カウンタシャフト12はクランクケース1を左方に貫通して外部に突出して出力シャフトとなっている。
In the transmission chamber of the
シリンダヘッド3の後側面には、各気筒毎に延出する吸気管がスロットルボディ521を介して前記エアクリーナ522に接続されている(図1参照)。
また、シリンダヘッド3の前側面には、各気筒毎に排気管525が延出し、各排気管525は下方に延びて後方に屈曲してオイルパン5の右側を後方に延びている。
On the rear side surface of the
Further, on the front side surface of the
本内燃機関Eは、4バルブ方式でDOHC構造の可変動弁装置40をシリンダヘッド3に備えている。
本内燃機関Eのシリンダヘッド3は、シリンダ軸線方向(シリンダ軸線Lcの軸線方向)に上下2分割されており、シリンダブロック2の上に重ねられる下側シリンダヘッド3Lと、同下側シリンダヘッド3Lの上に重ねられる上側シリンダヘッド3Uとからなる(図2,図4参照)。
The internal combustion engine E is equipped with a
The
図4を参照して、下側シリンダヘッド3Lは、気筒毎に、燃焼室30から吸気ポート31iが2本後方に湾曲し斜め上方に延出するとともに、排気ポート31eが2本前方に湾曲して延出している。
下側シリンダヘッド3Lには、吸気ポート31iの燃焼室30への吸気開口および排気ポート31eの燃焼室30への排気開口をそれぞれ開閉する吸気バルブ41と排気バルブ51が、クランクシャフト10の回転に同期して往復摺動可能に支持されている。
With reference to FIG. 4, in the
In the
この下側シリンダヘッド3Lは、シリンダブロック2とともに上側クランクケース1Uにスタッドボルト7により一体に締結される(図4,図5参照)。
下側シリンダヘッド3Lの上に重ねられる上側シリンダヘッド3Uは、上面視である図5を参照して、左右に長尺の前側壁3Fr,後側壁3Rrと前後に短尺の左側壁3Lh,右側壁3Rhにより矩形枠壁をなす。
The
The
上側シリンダヘッド3Uの矩形枠内は、右側壁3Rhに沿って平行に形成された軸受壁3vrにより右側の狭いカムチェーン室3cと左側の動弁室3dに仕切られ、動弁室3dは、さらに左右側壁3Lh,3Rhに平行な4つの軸受壁3vにより5つの室に仕切られている。
各軸受壁3vは、各気筒の燃焼室30の中央の上方に位置し、前後方向中央に点火プラグを嵌挿するプラグ嵌挿筒部3vpが形成されている。
The inside of the rectangular frame of the
Each bearing
可変動弁装置40は、シリンダヘッド3とシリンダヘッドカバー4により形成される動弁室3d内に設けられる。
図4および図5を参照して、直列4気筒の各気筒に設けられる左右1対の吸気バルブ41,41は、左右方向に直列に4対配列され、この4対の吸気バルブ41,41の上を1本の吸気側カムシャフト42が左右方向に指向して配設されて、上側シリンダヘッド3Uの軸受壁3v,3vrの半円弧面をなす軸受3vvに嵌合しカムシャフトホルダ33に挟まれるようにして回転自在に軸支される。
The
With reference to FIGS. 4 and 5, the pair of left and
同様に、各気筒の左右方向に直列に設けられる左右1対の排気バルブ51,51は、左右方向に直列に4対配列され、この4対の排気バルブ51,51の上を1本の排気側カムシャフト52が左右方向に指向して配設されて、上側シリンダヘッド3Uの軸受壁3v,3vrの軸受にカムシャフトホルダ33に挟まれるようにして回転自在に軸支される。
排気側カムシャフト52は、吸気側カムシャフト42の前方に平行に配設される。
Similarly, a pair of left and
The
図5を参照して、吸気側カムシャフト42は、右端近傍に軸受壁3vrに軸支される被軸受部42aを有し、被軸受部42aの両側のフランジにより軸受壁3vrを挟んで軸方向の位置決めがなされ、同被軸受部42aより左側は外周面にスプライン外歯が形成されたスプライン軸部42bが動弁室3dの4つの軸受壁3vを貫通して長尺に延出している。
吸気側カムシャフト42のカムチェーン室3c内に突出した右端のフランジには、吸気側被動ギア47が嵌着されている。
With reference to FIG. 5, the
The intake side driven
同様に、排気側カムシャフト52は、右端近傍に軸受壁3vrに軸支される被軸受部52aを有し、被軸受部52aの両側のフランジにより軸受壁3vrを挟んで軸方向の位置決めがなされ、同被軸受部52aより左側は外周面にスプライン軸部52bが動弁室3dの4つの軸受壁3vを貫通して長尺に延出している。
排気側カムシャフト52のカムチェーン室3c内に突出した右端のフランジには、排気側被動ギア57が嵌着されている。
Similarly, the
The exhaust side driven
吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42bには、円筒状部材である吸気側カムキャリア43が4個スプライン嵌合して配列される。
4個の吸気側カムキャリア43は、それぞれ吸気側カムシャフト42に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。
同様に、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52bには、円筒状部材である排気側カムキャリア53が4個スプライン嵌合して配列され、4個の排気側カムキャリア53は、それぞれ排気側カムシャフト52に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。
Four intake
The four intake
Similarly, four exhaust
図6は、吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の一部省略して主要な要部のみを示す斜視図であり、図7は、吸気側カムキャリア43の斜視図である。
図7を参照して、各吸気側カムキャリア43は、外周面にカムプロファイルの異なる一対のリフト量の大きい高速側カムロブ43Aとリフト量の小さい低速側カムロブ43Bが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅の被軸受円筒部43Cを間に挟んで左右に1組ずつそれぞれ形成されている。
隣接する高速側カムロブ43Aと低速側カムロブ43Bは、各カムプロファイルの基礎円の外径が互いに等しく、基礎円は同じ周方向位置にある。
FIG. 6 is a perspective view showing only the main main parts by omitting a part of the intake side cam switching mechanism and the exhaust side cam switching mechanism, and FIG. 7 is a perspective view of the intake
With reference to FIG. 7, each intake
The adjacent high-
各吸気側カムキャリア43は、高速側カムロブ43Aと低速側カムロブ43Bの右側の組のうち右側の低速側カムロブ43Bより右側に、リード溝44が周回するように形成されたリード溝円筒部43Dを有する。
リード溝円筒部43Dの外径は、高速側カムロブ43Aと低速側カムロブ43Bの同径の基礎円の外径より僅かに小さい。
Each intake
The outer diameter of the lead groove
リード溝円筒部43Dのリード溝44は、軸方向定位置で周方向に一周する定常リード溝44cが形成されるとともに、定常リード溝44cから左右に枝分かれして軸方向左右に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rが形成されている。
The
他方、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52bにスプライン嵌合する排気側カムキャリア53も、吸気側カムキャリア43と同じ形状をしており、高速側カムロブ53Aと低速側カムロブ53Bと被軸受円筒部53Cおよびリード溝円筒部53Dが形成され、リード溝円筒部53Dには、定常リード溝54cと右シフトリード溝54rと左シフトリード溝54lが形成される(図5,図6参照)。
On the other hand, the exhaust
この排気側カムキャリア53が4個順次スプライン軸部52bにスプライン嵌合した排気側カムシャフト52が、図5に示されるように、上側シリンダヘッド3Uの軸受壁3vrおよび4つの軸受壁3vの前側の各軸受3vvに軸支される。
排気側カムシャフト52の被軸受部52aが軸受壁3vrに支持され、各排気側カムキャリア53の被軸受円筒部53Cが各軸受壁3vに支持される。
As shown in FIG. 5, the
The bearing
以上のようにして、上側シリンダヘッド3Uの軸受壁3vrおよび4つの軸受壁3vに、吸気側カムシャフト42(および吸気側カムキャリア43)と排気側カムシャフト52(および排気側カムキャリア53)が支持されると、軸受壁3vrおよび4つの軸受壁3vの上にそれぞれ重ねられるカムシャフトホルダ33(図4参照)により、吸気側カムシャフト42(および吸気側カムキャリア43)と排気側カムシャフト52(および排気側カムキャリア53)が挟まれて回転自在に軸受される。
As described above, the intake side camshaft 42 (and the intake side cam carrier 43) and the exhaust side cam shaft 52 (and the exhaust side cam carrier 53) are attached to the bearing wall 3vr and the four
すなわち、4個の吸気側カムキャリア43は吸気側カムシャフト42とともに回転しながら軸方向に摺動可能に軸支され、4個の排気側カムキャリア53も排気側カムシャフト52とともに回転しながら軸方向に摺動可能に軸支される。
That is, the four intake
吸気側カムシャフト42の右端に取り付けられた吸気側被動ギア47と排気側カムシャフト52の右端に取り付けられた排気側被動ギア57は、同径であり、カムチェーン室3cに後と前に並んで配設されており、図4に示されるように、吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57の双方に噛合する大径のアイドルギア61が、両者の間の下方に回転自在に軸支されている。
このアイドルギア61に下方のクランクシャフト10の動力がカムチェーン66等を介して伝達される。
The intake side driven
The power of the
図6を参照して、吸気側カムシャフト42の前斜め下方に吸気側カム切替機構70の吸気側切替駆動シャフト71が吸気側カムシャフト42と平行に配設されるとともに、排気側カムシャフト52の前斜め下方に排気側カム切替機構80の排気側切替駆動シャフト81が排気側カムシャフト52と平行に配設される。
With reference to FIG. 6, the intake side switching
吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81は、上側シリンダヘッド3Uに支持される。
図5および図6を参照して、上側シリンダヘッド3Uには、動弁室3dに左右方向に指向した筒状部3Aが、中央より若干後寄りの位置に軸受壁3vrから4つの軸受壁3vを貫いて一直線に形成されている。
The intake side switching
With reference to FIGS. 5 and 6, in the
同様に、上側シリンダヘッド3Uには、動弁室3dに左右方向に指向した筒状部3Bが、前側壁3Frの内面に軸受壁3vrから4つの軸受壁3vを貫いて一直線に形成されている(図5参照)。
筒状部3Aの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に摺動自在に嵌挿され、筒状部3Bの軸孔に排気側切替駆動シャフト81が軸方向に摺動自在に嵌挿される。
Similarly, in the
The intake side switching
筒状部3Aにおける軸受壁3vを挟んだ両側位置で、左右の吸気バルブ41,41にそれぞれ対応する2カ所が欠損して吸気側切替駆動シャフト71が露出しており、この吸気側切替駆動シャフト71の露出した部分に吸気ロッカアーム72,72が揺動自在に軸支される(図5参照)。
すなわち、吸気側切替駆動シャフト71はロッカアームシャフトを兼ねる。
Two locations corresponding to the left and
That is, the intake side switching
図4および図6を参照して、吸気ロッカアーム72の先端部は、吸気バルブ41の上端部に当接し、吸気ロッカアーム72の湾曲した上端面には吸気側カムキャリア43の軸方向の移動により高速側カムロブ43Aまたは低速側カムロブ43Bのいずれかが摺接する。
したがって、吸気側カムキャリア43が回転すると、高速側カムロブ43Aまたは低速側カムロブ43Bのいずれかが、そのプロファイルに従って吸気ロッカアーム72を揺動し、吸気バルブ41を押圧して燃焼室30の吸気弁口を開く。
With reference to FIGS. 4 and 6, the tip of the
Therefore, when the intake
同様に、筒状部3Bにおける軸受壁3vを挟んだ両側位置で、左右の排気バルブ51,51にそれぞれ対応する2カ所が欠損して排気側切替駆動シャフト81が露出しており、この排気側切替駆動シャフト81の露出した部分に,排気ロッカアーム82が揺動自在に軸支される(図5,図6参照)。
すなわち、排気側切替駆動シャフト81はロッカアームシャフトを兼ねる。
Similarly, at the positions on both sides of the
That is, the exhaust side switching
図4および図6を参照して、排気ロッカアーム82の先端部は、排気バルブ51の上端部に当接し、排気ロッカアーム82の湾曲した上端面には排気側カムキャリア53の移動により高速側カムロブ53Aまたは低速側カムロブ53Bのいずれかが摺接する。
したがって、排気側カムキャリア53が回転すると、高速側カムロブ53Aまたは低速側カムロブ53Bのいずれかが、そのプロファイルに従って排気ロッカアーム82を揺動し、排気バルブ51を押圧して燃焼室30の排気弁口を開く。
With reference to FIGS. 4 and 6, the tip of the
Therefore, when the exhaust
図5を参照して、筒状部3Aにおける吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dに対応する箇所に、左右に隣接して2つの円筒ボス部3As,3Asがリード溝円筒部43Dに向けて突出して形成されている。
円筒ボス部3Asの内側の穴は、底を有している。
この左右の円筒ボス部3As,3Asの各内側の孔には、それぞれコイルばね75,75が挿入された上に、第1切替ピン73と第2切替ピン74が摺動自在に嵌挿される。
With reference to FIG. 5, two cylindrical boss portions 3As and 3As adjacent to the left and right are directed toward the lead groove
The hole inside the cylindrical boss portion 3As has a bottom.
Coil springs 75 and 75 are inserted into the inner holes of the left and right cylindrical boss portions 3As and 3As, respectively, and the
図8を参照して、第1切替ピン73は、同径の先端側円柱部73aと基端円柱部73bが、小径の連結円柱部73cにより連結されており、先端側円柱部73aより先端に係合端部73dが突出している。
第1切替ピン73が進行したとき、その先端の係合端部73dがリード溝44に係合する。
With reference to FIG. 8, in the
When the
第1切替ピン73の基端円柱部73bの連結円柱部73c側の端面は、球面をなす球状端面73bfとなっている。
第2切替ピン74も第1切替ピン73と同じ形状をしており、先端円柱部74aと基端円柱部74bとを中間連結棒部74cが一直線に連結している。
The end surface of the base end
The
一方で、吸気側切替駆動シャフト71は、図8に示されるように、軸中心を貫通する軸方向に長尺の長孔71hが形成され、長孔71hの幅は、第1切替ピン73の連結円柱部73cの径より若干大きいが、基端円柱部73bの径より小さい。
吸気側切替駆動シャフト71の長孔71hの一方の開口端面には、左右2つ平坦面71Cp,71Cpの間に所定の形状に凹んで形成された凹曲面71Cvが連続して形成されるカム面71Cが構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the intake side switching
On one open end surface of the
なお、図8に示されるように、長孔71hの右端に軸中心を貫通する円孔71dが形成されている。
円孔71dの内径は、第1切替ピン73の基端円柱部73bの外径より若干大きい。
第1切替ピン73を吸気側切替駆動シャフト71に組み付ける際に、第1切替ピン73の基端円柱部73bを円孔71hに貫通し、連結円柱部73cが長孔71hに挿入するように吸気側切替駆動シャフト71をスライドさせることで、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cに対応する位置に第1切替ピン73を組み付けることができる。
第2切替ピン74も同様に組み付けることができる。
As shown in FIG. 8, a
The inner diameter of the
When assembling the
The
第1切替ピン73は、連結円柱部73cが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71hを貫通し、コイルばね75により付勢されて基端円柱部73bの球状端面73bfが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71hの開口端面であるカム面71Cに押圧された状態に組付けられる。
したがって、吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に移動すると、軸方向定位置にあって軸方向と直交する方向に摺動する第1切替ピン73の基端円柱部73bの球状端面73bfがカム面71Cに当接し、カム面71Cの形状に案内されて第1切替ピン73が軸方向と直角方向に進退する直動カム機構Caが構成されている。
In the
Therefore, when the intake side switching
図8に示されるように、第1切替ピン73と第2切替ピン74は、吸気側切替駆動シャフト71の共通の長孔71hを貫通して互いに平行に並んで配設される。
図8は、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cのうち凹曲面71Cvの中央が、第1切替ピン73の位置にある状態を示しており、第1切替ピン73が凹曲面71Cvに球状端面73bfを当接して進行した位置にあり、第2切替ピン74はカム面71Cのうち平坦面71Cpに当接して退行した位置にある。
As shown in FIG. 8, the
FIG. 8 shows a state in which the center of the concave curved surface 71Cv of the
この状態から吸気側切替駆動シャフト71が左方に移動すると、第1切替ピン73は球状端面73bfが凹曲面71Cvの中央から凹曲面71Cvの右側傾斜面を上りながら退行して右側平坦面71Cpに当接し、第2切替ピン74は球状端面74bfが平坦面71Cpから凹曲面71Cvの左側傾斜面を下りながら進行して凹曲面71Cvの中央に当接する。
このように、吸気側切替駆動シャフト71の軸方向の移動により第1切替ピン73と第2切替ピン74を交互に進退させることができる。
When the intake side switching
In this way, the
なお、排気側切替駆動シャフト81が軸方向に摺動自在に嵌挿される筒状部3Bには、筒状部3Aと同様に、第1切替ピン83と第2切替ピン84が摺動自在に嵌挿される2つの円筒ボス部3Bs,3Bsが左右に隣接して形成されており、第1切替ピン83と第2切替ピン84は、排気側切替駆動シャフト81の共通の長孔81hを貫通して互いに平行に並んで配設される(図5,図6参照)。
The
排気側切替駆動シャフト81の軸方向の移動で、長孔81hのカム面81C(カム面71Cと同じ形状のカム面、図7参照)により第1切替ピン83と第2切替ピン84が軸方向と直角方向に交互に進退する直動カム機構Cbが構成されている。
As the exhaust side switching
図5および図6を参照して、上側シリンダヘッド3Uの左側壁3ULには、吸気側切替駆動シャフト71を軸方向に移動させる吸気側油圧アクチュエータ77が動弁室3d内に突出して設けられるとともに、排気側切替駆動シャフト81を軸方向に移動させる排気側油圧アクチュエータ87が動弁室3d内に吸気側油圧アクチュエータ77の前方に並んで突出して設けられる。
すなわち、吸気側油圧アクチュエータ77と排気側油圧アクチュエータ87は、上側シリンダヘッド3Uに一体に形成されている。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
That is, the intake side
吸気側油圧アクチュエータ77は、吸気側アクチュエータハウジング78の円孔状のハウジング内室に、有底円筒状をなす吸気側アクチュエータ駆動体79が吸気側切替駆動シャフト71の軸方向(左右方向)に往復摺動可能に嵌合されており、吸気側切替駆動シャフト71の左端部が吸気側アクチュエータ駆動体79に嵌着されて一体に移動する。
In the intake side
同様に、排気側油圧アクチュエータ87は、排気側アクチュエータハウジング88の円孔状のハウジング内室に、有底円筒状をなす排気側アクチュエータ駆動体89が左右方向に往復摺動可能に嵌合されており、排気側切替駆動シャフト81の左端部が排気側アクチュエータ駆動体89に嵌着されて一体に移動する。
Similarly, in the exhaust side
上側シリンダヘッド3Uの前側壁3Frの前面の左端合せ面には、リニアソレノイドバルブ91が取り付けられる。
リニアソレノイドバルブ91は、電磁コイル内をプランジャが移動する電磁ソレノイド92の延長にスリーブ93が設けられている。
A
The
このリニアソレノイドバルブ91によりスリーブ93から吸気側油圧アクチュエータ77と排気側油圧アクチュエータ87に圧油が供給されて、吸気側切替駆動シャフト71と排気側切替駆動シャフト81が軸方向に移動される。
The
本可変動弁装置40の吸気側切替駆動シャフト71には、軸方向に互いに離れて2つの被検出部71a,71bが設けられている(図9,図10参照)。
図10に示されるように、左側(図10では右側となる)の被検出部71aは、吸気側切替駆動シャフト71の側面を抉るように形成された軸方向に長い凹部71a0と、前記凹部71a0の両側の傾斜部を経てその外側の外側部分71a1,71a1とで形成されている。
同様に、右側の被検出部71bも、吸気側切替駆動シャフト71の側面を抉るように形成された凹部71b0と、前記凹部71b0の両側の傾斜部を経てその外側の外側部分71b1,71b1とで形成されている。
The intake side switching
As shown in FIG. 10, the detected
Similarly, the detected
この左右2つの被検出部71a,71bの状態を左右それぞれ所定位置で検出する吸気側リミットスイッチSia,Sibが上側シリンダヘッド3Uに取り付けられる。
吸気側リミットスイッチSia,Sibは、先端から検出ピンSiap,Sibpがばねにより付勢されて突出しており、検出ピンSiap,Sibpは外力が加わらず突出しているときは、オフ状態であり、検出ピンSiap,Sibpがばねに抗して所定距離押されると、オン状態となる。
The intake side limit switches Sia and Sib that detect the states of the two left and right detected
The intake side limit switches Sia and Sib are in the off state when the detection pins Sia and Sib are urged by a spring and protrude from the tip, and the detection pins Sia and Sib are in the off state and are protruding when no external force is applied. When the Siap and Sibp are pushed by a predetermined distance against the spring, the switch is turned on.
本可変動弁装置40の排気側切替駆動シャフト81も吸気側切替駆動シャフト71と同様に、軸方向に互いに離れて2つの被検出部81a,81bが設けられ、この左右2つの被検出部81a,81bの状態を左右それぞれ所定位置で検出する排気側リミットスイッチSea,Sebが上側シリンダヘッド3Uに取り付けられる(図9参照)。
Similar to the intake side switching
吸気側切替駆動シャフト71は、右側所定位置と左側所定位置との間を左右軸方向に移動し、図10に示す吸気側切替駆動シャフト71の状態は、右側所定位置にあって、左側の吸気側リミットスイッチSiaは、左側の被検出部71aの凹部71a0に検出ピンSiapが凹部71a0の底面に接することなく突出してオフ状態にあり、右側の吸気側リミットスイッチSibは、右側の被検出部71bの凹部71b0より左側の外側部分71b1に検出ピンSibpが所定距離押されてオン状態にある。
The intake side switching
このとき、第1切替ピン73は、その基端円柱部73bが吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cの凹曲面71Cvに当接して進行し、第2切替ピン74は、その基端円柱部74bが吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cの平坦面71Cpに当接して退行している。
進行した第1切替ピン73は、吸気側カムキャリア43のリード溝44の定常リード溝44cに係合し、吸気側カムキャリア43を右側にシフトした状態(高速側位置)に維持するので、吸気ロッカアーム72は高速側カムロブ43Aに摺接して、高速側カムロブ43Aのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。
At this time, the base end
The advanced
なお、左側の吸気側リミットスイッチSiaは、左側の被検出部71aの軸方向に長い凹部71a0のうちで左側の外側部分71a1に近い左側端部に向けて検出ピンSiapが突出している。
また、右側の吸気側リミットスイッチSibは、右側の被検出部71bの凹部71b0に近い左側の外側部分71b1に接して検出ピンSibpが押圧されている。
The left intake side limit switch Sia has a detection pin Sia projecting toward the left end portion of the
Further, the intake side limit switch Sib on the right side is in contact with the outer portion 71b1 on the left side near the recess 71b0 of the detected
本可変動弁装置40は、バルブ作動特性判断手段100を備えており(図10,図11,図12参照)、同バルブ作動特性判断手段100に、上記2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibの検出信号(オンオフ信号)が入力され、前記バルブ作動特性判断手段100により吸気側切替駆動シャフト71の移動状態からバルブ作動特性が判断される。
The variable
図10に示す吸気側切替駆動シャフト71が右側所定位置にあるときは、左側の吸気側リミットスイッチSiaからオフ信号が出力され、右側の吸気側リミットスイッチSibからオン信号が出力され、バルブ作動特性判断手段100は、この2つの検出信号を入力して、左側の吸気側リミットスイッチSiaがオフで、右側の吸気側リミットスイッチSibがオンであることから、吸気側切替駆動シャフト71は右側所定位置にあり、高速側カムロブ43Aのバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する状態にあると判断する。
When the intake side switching
この図10に示す状態から吸気側油圧アクチュエータ77の駆動により吸気側切替駆動シャフト71が左方に移動する途中の状態を、図11に示す。
左側の吸気側リミットスイッチSiaは、その検出ピンSiapが未だ吸気側切替駆動シャフト71の左側の被検出部71aの軸方向に長い凹部71a0に突出してオフ状態のままであり、これに対して右側の吸気側リミットスイッチSibは、その検出ピンSibpが右側の被検出部71bの凹部71b0に向けて突出してオフ状態となる。
すなわち、吸気側切替駆動シャフト71の移動途中では、左右2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibは、ともにオフ状態となる。
FIG. 11 shows a state in which the intake side switching
The left intake side limit switch Sia has its detection pin Sia projecting into the axially long recess 71a0 of the detected
That is, during the movement of the intake side switching
なお、このときは、第1切替ピン73は、基端円柱部73bがカム面71Cの凹曲面71Cvの傾斜部に当接して僅かに退行して、吸気側カムキャリア43の定常リード溝44cから抜けようとし、第2切替ピン74は、その基端円柱部74bがカム面71Cの凹曲面71Cvの傾斜部に当接して僅かに進行しているが、吸気側カムキャリア43の左シフトリード溝44lにはまだ係合していないので、吸気側カムキャリア43は軸方向に移動していない。
At this time, in the
この図11に示す状態から吸気側切替駆動シャフト71がさらに左方に移動して、左側所定位置に至ったときの状態を、図12に示す。
図12に示す吸気側切替駆動シャフト71が左側所定位置にあるときは、左側の吸気側リミットスイッチSiaは、左側の被検出部71aの凹部71a0より右側の外側部分71a1に検出ピンSiapが所定距離押されてオン状態にあり、右側の吸気側リミットスイッチSibは、左側の被検出部71bの凹部71b0に検出ピンSibpが凹部71b0に突出してオフ状態にある。
FIG. 12 shows a state when the intake side switching
When the intake side switching
このとき、第1切替ピン73は、その基端円柱部73bが吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cの平坦面71Cpに当接して退行し、第2切替ピン74は、その基端円柱部74bがカム面71Cの凹曲面71Cvに当接して進行している。
At this time, the base end
進行した第2切替ピン74は、吸気側カムキャリア43のリード溝44の左シフトリード溝44lに係合して、吸気側カムキャリア43を左方に移動し、定常リード溝44cに移って係合し、吸気側カムキャリア43を左側にシフトした状態(低速側位置)に維持する。
したがって、吸気側カムキャリア43が左方にシフトすることで、吸気ロッカアーム72は高速側カムロブ43Aから低速側カムロブ43Bに移って摺接して、低速側カムロブ43Bのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。
The advanced
Therefore, when the intake
図12に示す吸気側切替駆動シャフト71が左側所定位置にあるときは、左側の吸気側リミットスイッチSiaからオン信号が出力され、右側の吸気側リミットスイッチSibからオフ信号が出力され、バルブ作動特性判断手段100は、この2つの検出信号を入力して、左側の吸気側リミットスイッチSiaがオンで、右側の吸気側リミットスイッチSibがオフであることから、吸気側切替駆動シャフト71は左側所定位置にあり、低速側カムロブ43Bのバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する状態にあると判断する。
When the intake side switching
この吸気側切替駆動シャフト71の移動に伴う左側の吸気側リミットスイッチSiaと右側の吸気側リミットスイッチSibのオンオフ状態を示すタイミングチャートのイメージ図を図13に示す。
図13には、吸気側切替駆動シャフト71の移動状態と吸気側カムキャリア43の移動状態を合わせて示している。
FIG. 13 shows an image of a timing chart showing an on / off state of the left intake side limit switch Sia and the right intake side limit switch Sib accompanying the movement of the intake side switching
FIG. 13 shows the moving state of the intake side switching
なお、図13のタイミングチャートは、可変動弁装置40の吸気側切替駆動シャフト71と排気側切替駆動シャフト81および吸気側カムキャリア43と排気側カムキャリア53が正常に作動するとともに、吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebが正常に動作したときのものである。
吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebのオン・オフの切替え時には、被検出部71a,71bの傾斜部におけるチャタリングによりオン・オフの定まらない不定区間α,βがある。
In the timing chart of FIG. 13, the intake side switching
When the intake side limit switches Sia and Sib and the exhaust side limit switches Sia and Seb are switched on and off, there are indefinite sections α and β whose on / off is not determined by chattering at the inclined portions of the detected
カム切替の指示が出たカム切替指示時点Toから僅かに遅れた移動開始時点Tsで吸気側切替駆動シャフト71が移動を開始する。
カム切替指示時点Toの吸気側切替駆動シャフト71の移動開始前では、図10に示す状態で、左側の吸気側リミットスイッチSiaはオフ状態にあり、右側の吸気側リミットスイッチSibはオン状態にある。
なお、カム切替指示時点Toで、吸気側切替駆動シャフト71は右側所定位置にあり、吸気側カムキャリア43は右側の高速側位置にあって、高速側カムロブ43Aによるバルブ作動特性で吸気バルブ41が動作する。
The intake side switching
Before the start of movement of the intake side switching
At the time of the cam switching instruction To, the intake side switching
吸気側切替駆動シャフト71が移動開始すると、まず右側の吸気側リミットスイッチSibがオンから被検出部71bの傾斜部を経てオフ状態になる。
その後、吸気側切替駆動シャフト71の移動で、カム面71Cに当接する第1切替ピン73が退行し、第2切替ピン74が進行して吸気側カムキャリア43の左シフトリード溝44lに係合して、吸気側カムキャリア43が左方にシフトする。
吸気側カムキャリア43のシフト開始の際には、電磁ソレノイド92の起動ディレイおよびリニアソレノイドバルブ91の動作遅れの程度などにより開始時点が多少前後して定まらない不定区間γがある。
When the intake side switching
After that, due to the movement of the intake side switching
At the start of the shift of the intake
その後、吸気側切替駆動シャフト71の移動中で、左右の吸気側リミットスイッチSia,Sibがともにオフ状態にある間に、吸気側カムキャリア43のシフトが完了し、吸気側カムキャリア43は、左側の低速側位置に切替り、低速側カムロブ43Bのバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。
その後、吸気側切替駆動シャフト71の移動が終了する手前で、左側の吸気側リミットスイッチSiaがオフから被検出部71aの傾斜部を経てオン状態になる。
その後の移動停止時点Teで、吸気側切替駆動シャフト71が左側所定位置で停止する。
After that, while the intake side switching
After that, before the movement of the intake side switching
At the subsequent movement stop time Te, the intake side switching
以上は、吸気側切替駆動シャフト71の移動に伴う2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibのオンオフ状態の変化を説明したが、排気側切替駆動シャフト81の移動に伴う2つの排気側リミットスイッチSea,Sebのオンオフ状態の変化も同様である。
この2つの排気側リミットスイッチSea,Sebの検出信号(オンオフ信号)もバルブ作動特性判断手段100に入力され、同バルブ作動特性判断手段100により排気側切替駆動シャフト81の移動状態からバルブ作動特性が判断される。
The change in the on / off state of the two intake side limit switches Sia and Sib due to the movement of the intake side switching
The detection signals (on / off signals) of these two exhaust side limit switches Sea and Seb are also input to the valve operating characteristic determining means 100, and the valve operating characteristic is changed from the moving state of the exhaust side switching
バルブ作動特性判断手段100は、吸気側切替駆動シャフト71の移動前と移動後で、2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibの各検出結果に変化があるか否かを判別して吸気側切替駆動シャフト71の移動状態からバルブ作動特性を判断し、同様に排気側切替駆動シャフト81の移動前と移動後で、2つの排気側リミットスイッチSea,Sebの各検出結果に変化があるか否かを判別して排気側切替駆動シャフト81の移動状態からバルブ作動特性を判断する。
The valve operating characteristic determining means 100 determines whether or not there is a change in the detection results of the two intake side limit switches Sia and Sib before and after the movement of the intake side switching
バルブ作動特性判断手段100は、吸気側切替駆動シャフト71の移動前の2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側切替駆動シャフト81の移動前の2つの排気側リミットスイッチSea,Sebの各オンオフ状態を記憶しているが、カム切替指示時点Toで、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動前の吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebの検出結果を読み込んでもよい。
The valve operating characteristic determining means 100 turns on and off the two intake side limit switches Sia and Sib before the movement of the intake side switching
吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81が正常に動作したときに、移動を開始してから移動を完了するまでの時間以上の所定時間Dtを、バルブ作動特性判断手段100に予め設定しておく。
When the intake side switching
図13を参照して、カム切替指示時点Toからバルブ作動特性が切り替わる時点までの所要時間dtを予め計測しておき、この所要時間dtの2倍の時間を所定時間Dtとして設定することができる。
カム切替指示時点Toから所定時間Dtの経過後であれば、バルブ作動特性の切替えが未完了(可変動弁機構の不具合等)であっても早いタイミングで出力調整を行うことができる。
With reference to FIG. 13, the required time dt from the cam switching instruction time To to the time when the valve operating characteristic is switched can be measured in advance, and twice the required time dt can be set as the predetermined time Dt. ..
If a predetermined time Dt has elapsed from the cam switching instruction time To, the output can be adjusted at an early timing even if the switching of the valve operating characteristics is incomplete (such as a malfunction of the variable valve mechanism).
図13を参照して、バルブ作動特性判断手段100は、カム切替指示時点Toから所定時間Dtの経過後に、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動後であるとして、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動後の吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebの検出結果を読み込むことで、切替駆動シャフトの移動後のリミットスイッチの検出結果を容易に得ることができる。
With reference to FIG. 13, the valve operating characteristic determining means 100 assumes that the intake side switching
以上の吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動前、移動中、移動後における吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebの検出結果を表にしたものが、図14である。
図14には、吸気側切替駆動シャフト71と排気側切替駆動シャフト81のそれぞれの位置および吸気側カムキャリア43と排気側カムキャリア53のそれぞれの位置も表に載せている。
なお、図14の表は、可変動弁装置40が正常に動作したときのものである。
The table below shows the detection results of the intake side limit switches Sia and Sib and the exhaust side limit switches Sia and Seb before, during, and after the movement of the intake side switching
In FIG. 14, the positions of the intake side switching
The table of FIG. 14 shows the case where the
図14の表からも明らかなように、可変動弁装置40が正常に動作したときは、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動前と移動後では、吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebのそれぞれの検出結果がすべて変化している。
As is clear from the table of FIG. 14, when the
したがって、吸気側リミットスイッチSia,Sibおよび排気側リミットスイッチSea,Sebのそれぞれの検出結果がすべて変化していれば、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81は移動が完了状態にあると判断しても略間違いはない。
Therefore, if the detection results of the intake side limit switches Sia and Sib and the exhaust side limit switches Sia and Seb are all changed, the intake side switching
吸気側切替駆動シャフト71の移動前と移動後で、吸気側リミットスイッチSia,Sibの少なくとも一方が、検出結果に変化がないときは、吸気側切替駆動シャフト71が移動完了しておらず移動途中で止まっている可能性があると判断することができる。
同様に、排気側切替駆動シャフト81の移動前と移動後で、排気側リミットスイッチSea,Sebの少なくとも一方が、検出結果に変化がないときは、排気側切替駆動シャフト81が移動完了しておらず移動途中で止まっている可能性があると判断することができる。
If at least one of the intake side limit switches Sia and Sib does not change in the detection result before and after the movement of the intake side switching
Similarly, if at least one of the exhaust side limit switches Sea and Seb does not change in the detection result before and after the movement of the exhaust side switching
このように、切替駆動シャフトが何らかの原因で移動途中で停止した状態である異常のほかに、リミットスイッチ自体の異常も考えられるので、何らかの対応をとって異常による障害を極力避けることができる。 In this way, in addition to the abnormality in which the switching drive shaft is stopped in the middle of movement for some reason, an abnormality in the limit switch itself is also conceivable. Therefore, it is possible to take some measures to avoid obstacles due to the abnormality as much as possible.
また、図13のタイミングチャートに示す例を参考に考察してみると、2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibのすべての検出結果が変化した時点(左側の吸気側リミットスイッチSiaがオフからオンに変化した時点)では、吸気側カムキャリア43は左方へのシフトが既に完了して低速側位置にある。
Further, when considering the example shown in the timing chart of FIG. 13 as a reference, when all the detection results of the two intake side limit switches Sia and Sib change (the left intake side limit switch Sia changes from off to on). At the time of change), the intake
したがって、吸気側切替駆動シャフト71の移動前と移動後で、吸気側リミットスイッチSia,Sibのすべて検出結果が変化したときは、吸気側カムキャリア43はシフトが完了し、バルブ作動特性が切り替わっていると高い精度で判断することができる。
Therefore, when all the detection results of the intake side limit switches Sia and Sib change before and after the movement of the intake side switching
本可変動弁装置40は、切替駆動シャフト71(81)の移動前と移動後の検出結果の変化をでリミットスイッチSia,Sib(Sea,Seb)という安価なセンサを必要最小限の2つ用いて、検出信号を基準値をもって判別する必要もなく、バルブ作動特性が切り替わっていると高い精度で判断することができ、低コストである。
This
以上のように、バルブ作動特性判断手段100は、吸気側切替駆動シャフト71の移動前と移動後で、2つの吸気側リミットスイッチSia,Sibのそれぞれの検出結果の変化を判別することで、吸気側切替駆動シャフト71の移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断することができる。
排気側切替駆動シャフト81についても同様である。
As described above, the valve operating characteristic determining means 100 determines the change in the detection results of the two intake side limit switches Sia and Sib before and after the movement of the intake side switching
The same applies to the exhaust side switching
本可変動弁装置40は、自動二輪車500に搭載される内燃機関Eに設けられるので、バルブ作動特性判断手段100が吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81の移動状態からバルブ作動特性を精度良く判断し、移動が正常に完了していないと判断したときは、内燃機関Eの出力を抑制するなどして車速を抑えて走行させるなどの対応をとり、内燃機関への不要な負荷を低減することができる。
Since the
以上、本発明に係る一実施の形態に係る可変動弁装置40について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
Although the
Pu…パワーユニット、E…内燃機関、M…変速機、
1…クランクケース、1L…下側クランクケース、1LF…前壁、1U…上側クランクケース、1UF…前壁、1UL…左側壁、2…シリンダブロック、2F…前壁、2L…左側壁、3…シリンダヘッド、3L…下側シリンダヘッド、3U…上側シリンダヘッド、3v…軸受壁、3c…カムチェーン室、4…シリンダヘッドカバー、5…オイルパン、7…スタッドボルト、
10…クランクシャフト、11…メインシャフト、12…カウンタシャフト、
20…オイルポンプ、21…オイルフィルタ、
30…燃焼室、33…カムシャフトホルダ、38…円筒部材、
40…可変動弁装置、
41…吸気バルブ、42…吸気側カムシャフト、43…吸気側カムキャリア、43A…高速側カムロブ、43B…低速側カムロブ、43D…リード溝円筒部、44…リード溝、44c…定常リード溝、44l…左シフトリード溝、44r…右シフトリード溝、47…吸気側被動ギア、
51…排気バルブ、52…排気側カムシャフト、53…排気側カムキャリア、53A…高速側カムロブ、53B…低速側カムロブ、53D…リード溝円筒部、54…リード溝、54c…定常リード溝、54l…左シフトリード溝、54r…右シフトリード溝、57…排気側被動ギア、61…アイドルギア、62…アイドルチェーンスプロケット、66…カムチェーン、
70…吸気側カム切替機構、71…吸気側切替駆動シャフト、71C…カム面、71Cv…凹曲面、71Cp…平坦面、71a,71b…被検出部、71a0,71b0…凹部、71a1,71b1…外側部分、72…吸気ロッカアーム、Ca…カム機構、73…第1切替ピン、74…第2切替ピン、75…コイルばね、76…蓋部材、77…吸気側油圧アクチュエータ、78…吸気側アクチュエータハウジング、79…吸気側アクチュエータ駆動体、79h…長孔、
80…排気側カム切替機構、81…排気側切替駆動シャフト、81v…凹部、82…排気ロッカアーム、Cb…カム機構、83…第1切替ピン、84…第2切替ピン、86…蓋部材、87…排気側油圧アクチュエータ、88…排気側アクチュエータハウジング、89…排気側アクチュエータ駆動体、89h…長孔、
91…リニアソレノイドバルブ、92…電磁ソレノイド、
100…バルブ作動特性判断手段、
Sia,Sib…吸気側リミットスイッチ、Sea,Seb…排気側リミットスイッチ。
Pu ... power unit, E ... internal combustion engine, M ... transmission,
1 ... Crankcase, 1L ... lower crankcase, 1L F ... front wall, 1U ... upper crankcase, 1U F ... front wall, 1U L ... left wall, 2: cylinder block, 2 F ... front wall, 2 L ... Left side wall, 3 ... Cylinder head, 3L ... Lower cylinder head, 3U ... Upper cylinder head, 3v ... Bearing wall, 3c ... Cam chain chamber, 4 ... Cylinder head cover, 5 ... Oil pan, 7 ... Stud bolt,
10 ... crankshaft, 11 ... main shaft, 12 ... counter shaft,
20 ... oil pump, 21 ... oil filter,
30 ... Combustion chamber, 33 ... Camshaft holder, 38 ... Cylindrical member,
40 ... Variable valve gear,
41 ... Intake valve, 42 ... Intake side camshaft, 43 ... Intake side cam carrier, 43A ... High speed side cam lob, 43B ... Low speed side cam lob, 43D ... Lead groove cylindrical part, 44 ... Lead groove, 44c ... Steady lead groove, 44l … Left shift lead groove, 44r… Right shift lead groove, 47… Intake side driven gear,
51 ... Exhaust valve, 52 ... Exhaust side camshaft, 53 ... Exhaust side cam carrier, 53A ... High speed side cam lob, 53B ... Low speed side cam lob, 53D ... Lead groove cylindrical part, 54 ... Lead groove, 54c ... Steady lead groove, 54l … Left shift lead groove, 54r… Right shift lead groove, 57… Exhaust side driven gear, 61… Idle gear, 62… Idle chain sprocket, 66… Cam chain,
70 ... Intake side cam switching mechanism, 71 ... Intake side switching drive shaft, 71C ... Cam surface, 71Cv ... Concave curved surface, 71Cp ... Flat surface, 71a, 71b ... Detected part, 71a0, 71b0 ... Recess, 71a1, 71b1 ... Outside Part, 72 ... Intake rocker arm, Ca ... Cam mechanism, 73 ... 1st switching pin, 74 ... 2nd switching pin, 75 ... Coil spring, 76 ... Lid member, 77 ... Intake side hydraulic actuator, 78 ... Intake side actuator housing, 79 ... Intake side actuator drive body, 79h ... Long hole,
80 ... Exhaust side cam switching mechanism, 81 ... Exhaust side switching drive shaft, 81v ... Recessed, 82 ... Exhaust rocker arm, Cb ... Cam mechanism, 83 ... 1st switching pin, 84 ... 2nd switching pin, 86 ... Lid member, 87 ... Exhaust side hydraulic actuator, 88 ... Exhaust side actuator housing, 89 ... Exhaust side actuator drive body, 89h ... Long hole,
91 ... Linear solenoid valve, 92 ... Solenoid solenoid,
100 ... Valve operating characteristic judgment means,
Sia, Sib ... Intake side limit switch, Sea, Sub ... Exhaust side limit switch.
Claims (6)
前記カムシャフト(42)の外周に、相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブ(43A,43B)が軸方向に隣接して形成されるとともに、外周面に周回するようにリード溝(44,54)が形成されたカムキャリア(43)と、
前記リード溝(44)に係合・離脱可能に進退する切替ピン(73,74)と、
前記切替ピン(73,74)を駆動させる切替駆動シャフト(71)と、を備え、
前記切替駆動シャフト(71)の軸方向の移動が前記切替ピン(73,74)を進退させ、前記切替ピン(73,74)が進行して係合した前記リード溝(44)により前記カムキャリア(43)が回転しながら軸方向に案内されてシフトし、バルブ(41)に作動するカムロブ(43A,43B)を切替えることでバルブ作動特性を変更するカム切替機構(70)を構成する可変動弁装置(40)において、
前記切替駆動シャフト(71)に、軸方向に互いに離れて複数設けられた被検出部(71a,71b)と、
複数の前記被検出部(71a,71b)の状態をそれぞれ所定位置で検出するセンサ(Sia,Sib)と、
複数の前記センサ(Sia,Sib)の検出結果に基づき前記切替駆動シャフトの移動状態から作動中のバルブ作動特性を判断するバルブ作動特性判断手段(100)と、
を備え、
前記バルブ作動特性判断手段(100)は、
前記切替駆動シャフト(71)の移動前と移動後で、複数の前記センサ(Sia,Sib)のそれぞれの検出結果に変化があるか否かを判別して、前記切替駆動シャフト(71)の移動状態から作動中のバルブ作動特性を判断することを特徴とする可変動弁装置。 A camshaft (42) rotatably provided on the cylinder head (3) of the internal combustion engine (E), and
A cylindrical member that is slidably fitted in the axial direction with relative rotation prohibited on the outer circumference of the camshaft (42), and a plurality of camlobs (43A, 43B) having different cam profiles are axially mounted on the outer peripheral surface. A cam carrier (43) formed adjacent to the cam carrier (43) and a lead groove (44,54) formed so as to go around the outer peripheral surface.
Switching pins (73,74) that move forward and backward so that they can engage and disengage from the lead groove (44),
A switching drive shaft (71) for driving the switching pin (73,74) is provided.
The axial movement of the switching drive shaft (71) advances and retreats the switching pin (73,74), and the lead groove (44) in which the switching pin (73,74) advances and engages causes the cam carrier. Variable movement that constitutes the cam switching mechanism (70) that changes the valve operating characteristics by switching the cam lobs (43A, 43B) that operate on the valve (41) as the (43) is guided and shifted in the axial direction while rotating. In the valve device (40)
A plurality of detected portions (71a, 71b) provided on the switching drive shaft (71) apart from each other in the axial direction,
Sensors (Sia, Sib) that detect the states of the plurality of detected parts (71a, 71b) at predetermined positions, respectively.
A valve operating characteristic determining means (100) for determining the operating valve operating characteristic from the moving state of the switching drive shaft based on the detection results of the plurality of sensors (Sia, Sib), and
With
The valve operating characteristic determination means (100) is
Before and after the movement of the switching drive shaft (71), it is determined whether or not there is a change in the detection results of each of the plurality of sensors (Sia, Sib), and the switching drive shaft (71) is moved. A variable valve gear that determines the valve operating characteristics during operation from the state.
前記センサ(Sia,Sib)は、前記切替駆動シャフト(71)の前記凹部(71a0,71b0)と前記外側部分(71a1,71b1)の異なる状態を識別して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 detected portion (71a, 71b) is an outer portion (71a1, 71b1) on both sides of a recess (71a0, 71b0) provided on the side surface of the switching drive shaft (71) and an opening of the recess (71a0, 71b0). Formed by,
1. The sensor (Sia, Sib) identifies and detects different states of the recess (71a0, 71b0) and the outer portion (71a1, 71b1) of the switching drive shaft (71). The variable valve gear described in.
2つの前記センサ(Sia,Sib)が、2つの前記被検出部(71a,71b)のそれぞれの状態を検出し、
前記切替駆動シャフト(71)の移動前に、一方の前記センサ(Sia)が一方の前記被検出部(71a)の外側部分(71a1)を検出し、他方の前記センサ(Sib)が他方の前記被検出部(71b)の凹部(71b0)を検出し、
前記切替駆動シャフト(71)の移動後に、一方の前記センサ(Sia)が一方の前記被検出部(71a)の凹部(71a0)を検出し、他方の前記センサ(Sib)が他方の前記被検出部(71b)の外側部分(71b1)を検出することを特徴とする請求項2に記載の可変動弁装置。 The switching drive shaft (71) is provided with two detected portions (71a, 71b).
The two sensors (Sia, Sib) detect the respective states of the two detected portions (71a, 71b).
Prior to the movement of the switching drive shaft (71), one of the sensors (Sia) detects the outer portion (71a1) of one of the detected portions (71a), and the other sensor (Sib) detects the other. Detects the recess (71b0) of the detected part (71b) and
After the switching drive shaft (71) moves, one of the sensors (Sia) detects the recess (71a0) of one of the detected portions (71a), and the other sensor (Sib) detects the other. The variable valve gear according to claim 2, wherein the outer portion (71b1) of the portion (71b) is detected.
前記切替駆動シャフト(71,81)が正常に移動したときに、移動を開始してから移動を完了するまでの時間以上の所定時間(Dt)を予め設定しておき、
前記切替駆動シャフト(71)のカム切替指示時点(To)から前記所定時間(Dt)の経過後に、前記切替駆動シャフト(71)が移動後であるとして、前記センサ(Sia,Sib)の検出結果を読み込み、前記切替駆動シャフト(71)の移動前と移動後の前記センサ(Sia,Sib)の検出結果の変化の有無を判別して、前記切替駆動シャフト(71)の移動状態からバルブ作動特性を判断することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の可変動弁装置。 The valve operating characteristic determination means (100) is
When the switching drive shaft (71,81) moves normally, a predetermined time (Dt) equal to or longer than the time from the start of the movement to the completion of the movement is set in advance.
The detection result of the sensor (Sia, Sib), assuming that the switching drive shaft (71) has been moved after the predetermined time (Dt) has elapsed from the cam switching instruction time point (To) of the switching drive shaft (71). Is read, and whether or not there is a change in the detection result of the sensor (Sia, Sib) before and after the movement of the switching drive shaft (71) is determined, and the valve operating characteristic is determined from the moving state of the switching drive shaft (71). The variable valve gear according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable valve gear is determined.
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