JP2897081B2

JP2897081B2 - ４サイクルエンジンの動弁装置

Info

Publication number: JP2897081B2
Application number: JP3064954A
Authority: JP
Inventors: 行博高崎
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH04301146A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、運転状況に応じて吸
・排気バルブのリフト量や開弁時期等を変化させること
ができる４サイクルエンジンの動弁装置に係り、特にト
ランスミッションにおけるギアポジションがニュートラ
ル位置または１速位置にあるときにエンジン回転数を滑
かに上昇させるようにした４サイクルエンジンの動弁装
置に関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、自動車および自動二輪車等の車
両に搭載される４サイクルエンジンでは、燃焼室上方に
吸・排気バルブが配設されており、これらのバルブは動
弁装置によって駆動される。すなわち、上記動弁装置
は、エンジンのクランクシャフトに連動するカムシャフ
トを備え、このカムシャフトに形成されたカムによって
上記吸・排気バルブを所定のタイミングで上下動させて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記４サイ
クルエンジンは、低回転数域から中・高回転数域にかけ
ての広い回転数域内で高い出力が得られること、つまり
パワーバンドが広帯域であることが望ましい。

【０００５】しかし、従来の動弁装置では、バルブの開
閉タイミングおよびリフト量が固定されているため、特
定のエンジン回転数域においてピーク値を有する出力特
性しか得られず、したがって低回転数域の出力特性に重
点を置くか、もしくは中・高回転数域の出力特性に重点
を置くかの選択を余儀なくされる。

【０００６】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、広い回転数域内で出力を向上させること
ができると共に、トランスミッションにおけるギアポジ
ションがニュートラル位置または１速位置にあるとき
に、エンジン回転数を急激に上昇させてもエンジンの点
火カットが実施されず、エンジン回転数を滑かに上昇さ
せることができる４サイクルエンジンの動弁装置を提供
することを目的とする。〔発明の構成〕

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、エンジンに
吸・排気バルブが設置され、この１つのバルブを作動す
るカムが低速用カムおよび中高速用カムと２つ設置さ
れ、制御装置は、エンジン回転数に応じて上記カムの作
動を切り換えるとともに、上記中高速用カムの全てが作
動しているときのみ上記エンジンの点火カット回転数を
上記中高速用カムの限界回転数に設定するフェイルセイ
フ機能を果す４サイクルエンジンの動弁装置において、
上記制御装置には、上記エンジンに連結されたトランス
ミッションのギアポジションを検出するギアポジション
センサが接続され、上記制御装置は、このギアポジショ
ンセンサにて検出された上記トランスミッションのギア
ポジションに応じて前記カムの切換回転数を変動させ、
ニュートラル位置および１速位置の少なくとも一方のキ
アポジションにおける上記カムの切換回転数を他のポジ
ションにおけるカムの切換回転数よりも低く設定したこ
とを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】したがって、この発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置では、制御装置は、トランスミッションの
ギアポジションがニュートラル位置および１速位置の少
なくとも一方の場合に、他のギアポジションの場合より
もカムの切換回転数を低く設定しているので、このニュ
ートラル位置あるいは１速位置のギアポジションにおい
てエンジン回転数が急激に上昇すると、低速用カムの作
動から中高速用カムの作動へと早い時期に切り換わる。
このため、エンジン回転数が、カムの切換回転数を超え
てからカムが完全に切り換わるまでのカムの切換時間内
に急激に上昇しても、カムの切換終了時におけるエンジ
ン回転数は、そのときまでの点火カット回転数である低
速カムの限界回転数以下になる。そして、カムが中高速
用カムに切り換わった時点では、制御装置のフェイルセ
イフ機能により、点火カット回転数が中高速用カムの限
界回転数に設定変更される。したがって、ギアポジショ
ンがニュートラル位置あるいは１速位置にあるときにエ
ンジン回転数を急激に上昇させても、エンジンの点火カ
ットがなされず、エンジン回転数を滑かに上昇させるこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１０】図２は、この発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置の一実施例を示す斜視図、図１０は図２の
動弁装置が適用されたシリンダヘッドの部分平面図であ
る。

【００１１】この動弁装置は、エンジンの１つのシリン
ダにおける吸気側と排気側にそれぞれ配設される。した
がって、図２〜図５に示すバルブ１，２は吸気または排
気を行なうために配置されている。

【００１２】この一実施例は、低速用カム３、並びにこ
の低速用カム３の一側方および他側方にそれぞれ配置さ
れた中高速用カム４および５を有したカムシャフト６
（図４、図５、図９）と、カム３，４および５のそれぞ
れの下方に位置された低速用ロッカアーム７、中高速用
ロッカアーム８および９と、これらのロッカアーム７，
８および９の支持部７ａ，８ａおよび９ａが嵌挿され、
かつ後述のロッカシャフト軸受部２８（図９）によって
回動自在に支承されたロッカシャフト１１と、を備えて
構成される。

【００１３】低速用ロッカアーム７の先端は２方に分岐
し、これらの両分岐先端部７ｂは、図示しないエンジン
の燃焼室を開閉する上記バルブ１および２のステム頭部
にそれぞれ当接している。また、低速用ロッカアーム７
の支持部７ａは、ロッカシャフト１１に直接嵌挿され
て、回動可能に設けられる。中高速用ロッカアーム８
の支持部８ａは、ロッカシャフト１１よりも大径の偏心
ブッシュ１２を介して、ロッカシャフト１１に対し回動
可能に嵌挿される。この偏心ブッシュ１２は、図４に示
す如く、軸心がロッカシャフト１１の中心から偏心して
おり、抜止めピン１０によってロッカシャフト１１に着
脱自在に固定される。したがって、この偏心ブッシュ１
２は、ロッカシャフト１１におけるエキセントリック大
径部として機能する。

【００１４】図３に示す如く、中高速用ロッカシャフト
９の支持部９ａも、上記偏心ブッシュ１２と同一の形状
を有しかつ同一方向に偏心する偏心ブッシュ１３を介し
て、ロッカシャフト１１に対し回動可能に嵌挿される。
この偏心ブッシュ１３も抜止めピン１０によりロッカシ
ャフト１１に着脱自在に固定され、エキセントリック大
径部として機能する。

【００１５】また、中高速用ロッカアーム８および９の
各先端部８ｂおよび９ｂの下面は、低速用ロッカアーム
７の一方および他方の分岐先端部７ｂに、シム１４ａを
介してそれぞれ当接される。これらの低速用ロッカアー
ム７の分岐部７ｂと中高速用ロッカアーム８および９の
先端部８ｂおよび９ｂとの接触点は、バルブ１および２
の略軸線上に設定される。

【００１６】したがって、図４に示すように、低速用カ
ム３が低速用ロッカアーム７のカムフロア面７ｃを押下
して、その各分岐先端部７ｂを下降させた場合（低速用
カム３の作動時）、ロッカアーム８および９の各先端部
８ｂおよび９ｂは、重力によりこの分岐先端部７ｂに追
従して下降する。一方、図５に示すように中高速用カム
４および５が中高速用ロッカアーム８および９のカムフ
ロア面８ｃおよび９ｃをそれぞれ押下した場合（中高速
用カムの作動時）には、これらのロッカアーム８および
９の先端部８ｂおよび９ｂが低速用ロッカアーム７の各
分岐先端部７ｂを押下することから、この分岐先端部７
ｂが強制的に下降される。

【００１７】なお、このシム１４ａは、縦断面Ｔ字形状
のシムであり、低速用ロッカアーム７の両分岐先端部７
ｂに上方から嵌装される。また、バルブ１および２のバ
ルブステム頭部には有蓋円筒形状のシム１４ｂが被冠さ
れ、このシム１４ｂに、低速用ロッカアーム７の分岐先
端部７ｂ下面が当接する。これらのシム１４ａおよび１
４ｂは、バルブ１および２のタペットクリアランス調整
用に用いられる。

【００１８】また、前記カム３，４および５のうち、中
高速用カム４および５は同一のカムプロフィールを有
し、また低速用カム３はこれらの中高速用カム４および
５のカムプロフィールとは異なるカムプロフィールを有
する。つまり、低速用カム３は、エンジンが低回転数域
で運転されているときに適したバルブリフト量および開
閉弁時期が得られるようにそのカムプロフィールが設定
される。また、中高速用カム４および５は、エンジンが
中・高回転数域で運転されているときに適したバルブリ
フト量および開閉弁時期が得られるようにそのカムプロ
フィールが設定される。

【００１９】上記バルブリフト量は、バルブ１および２
のストローク長であり、カムリフト量に対応する。図６
には、低速用カム３のカムプロフィールを実線Ａ（カム
リフト量ｌａ）で示し、また中高速用カム４および５の
カムプロフィールを破線Ｂ（カムリフト量ｌｂ）で示し
ている。この図６から明らかなように、中高速用カム４
および５は、低速用カム３よりも大きなバルブリフト量
が得られるようにそのカムプロフィールが設定されてい
る。

【００２０】なお、図６の二点鎖線Ｃは、ロッカシャフ
ト１１を回動して偏心ブッシュ１２および１３の厚肉頂
部１２ａおよび１３ａを斜め前方へ位置させた低速用カ
ム３の作動時（図４）における中高速用カム４および５
のカムプロフィールを示す。

【００２１】ところで、図２、図９および図１０に示す
ように、ロッカシャフト１１の回動は、エンジンからの
油圧によって作動する油圧シリンダ１５によってなされ
る。この油圧シリンダ１５のピストン（図示せず）にラ
ック１６が連結され、このラック１６が、ロッカシャフ
ト１１の一端部に形成されたピニオン１７に噛み合され
る。また、油圧シリンダ１５には、低速用油圧ポート１
８および高速用油圧ポート１９がそれぞれ設けられ、そ
れぞれのポート１８，１９に、油圧切換ソレノイドバル
ブ２０（図１）のＯＮ・ＯＦＦ操作によって選択的にエ
ンジンからの油圧が導かれる。この油圧切換ソレノイド
バルブ２０のＯＮ・ＯＦＦ操作は、後述のイグナイタ５
１により制御される。

【００２２】エンジン回転数が低回転数域（約８０００
〜９０００ｒｐｍ以下）にあるときには、油圧切換ソレ
ノイドバルブ２０がＯＦＦ操作されて低速用油圧ポート
１８へ油圧が供給され、ピストンが押し戻されてラック
１６が引き戻され、ピニオン１７は図２の矢印Ｏ方向に
回転される。すると、偏心ブッシュ１２および１３は図
４に示すように、その厚肉頂部１２ａおよび１３ａが斜
め前方へ位置するよう回動し、前述のように、低速用カ
ム３が低速用ロッカアーム７のカムフロア面７ｃを押圧
して、この低速用カム３が作動する。また、エンジン回
転数が中・高回転域（約８０００〜９０００ｒｐｍ以
上）にあるときには、油圧切換ソレノイドバルブ２０が
ＯＮ操作されて中高速用油圧ポート１９へ油圧が供給さ
れ、ピストンが押し出されてラック１６も押し出され、
ピニオン１７は図２の矢印Ｐ方向へ回動される。する
と、偏心ブッシュ１２および１３は図５に示すように、
その厚肉頂部１２ａおよび１３ａが斜め後方へ位置する
よう回動して、前述のように、中高速用カム４および５
が中高速用ロッカアーム８および９のそれぞれのカムフ
ロア面８ｃおよび９ｃをそれぞれ押圧して、この中高速
用カム４および５が作動する。

【００２３】このように、ロッカシャフト１１は、油圧
シリンダ等１５，１６，１７の作動により、偏心ブッシ
ュ１２，１３の厚肉頂部１２ａおよび１３ａが常時ロッ
カシャフト１１の上半側で斜め前方から斜め後方の範囲
を回動するように構成される。

【００２４】上述のようなロッカシャフト１１および油
圧シリンダ１５等は、図９および図１０に示すシリンダ
ヘッド２１に配置される。ロッカシャフト１１は、シリ
ンダヘッド２１の車両前後および左右に１本ずつ計４本
配置され、車両左右方向に延びて配設される。各ロッカ
シャフト１１は、シリンダヘッド２１に形成されたロッ
カシャフト軸受部２８により回動可能に支持される。こ
れらのロッカシャフト１１の上方に、カムシャフト６を
支持する下半軸受孔２２が形成される。また、この下半
軸受孔２２付近にはバルブガイド２３（図１０）が配置
され、スタッドボルト挿通孔２４が形成される。さら
に、シリンダヘッド２１の上部には、ヘッドカバー２７
との合せ面２５が形成され、またシリンダヘッド２１の
車両左右方向中央位置にカムチェーン室２６が形成され
る。

【００２５】このカムチェーン室２６内に油圧シリンダ
１５およびラック１６が配置される。このラック１６
は、図９に示すように、ロッカシャフト１１のピニオン
１７に上方から噛み合うよう構成される。また、低速用
ロッカアーム７、中高速用ロッカアーム８および９は、
１本のロッカシャフト１１に２組設置される。各組の低
速用ロッカアーム７並びに中高速用ロッカアーム８およ
び９は、ロッカシャフト１１に介在された位置決めスプ
リング２９によって、ロッカシャフト１１とともにその
位置が規制される。

【００２６】図９中、符号３０は軸受ハウジングであ
り、この軸受ハウジング３０に形成された上半軸受孔３
１と前記下半軸受孔２２とによりカムシャフト６が回転
自在に軸支される。

【００２７】この軸受ハウジング３０には、カムシャフ
ト６と平行して潤滑油路３２が形成される。この潤滑油
路３２には潤滑油供給路３３を経て、カムシャフト６を
潤滑した潤滑油が潤滑油路３２内へ導かれる。潤滑油路
３２内の潤滑油が潤滑油注油口３４から下方へ注油され
て、低速用カム３および低速用ロッカアーム７；並びに
中高速用カム４，５および中高速用ロッカアーム８，９
が潤滑される。なお、この潤滑油路３２内の潤滑油は、
潤滑油リターン路３５を経てカムシャフト６の潤滑用と
して再び用いられる。

【００２８】図９に示すように、シリンダヘッド２１に
フェイルセイフ機構が設置される。つまり、ロッカシャ
フト１１の一方の端部にはピニオン１７が形成される
が、他方の端部に係合突部３６が、ロッカシャフト１１
と一体成形される。一方、シリンダヘッド２１には、上
記係合突部３６に対応する位置にロッカシャフト回動セ
ンサ３７が配設される。

【００２９】このロッカシャフト回動センサ３７は、図
１１（Ａ）に示すように、センサ固定エレメント３８お
よびセンサ可動エレメント３９を備えて構成される。

【００３０】センサ固定エレメント３８は、図１１
（Ｃ）に示すように、固定ケース４０の中央部にピボッ
ト部４１を備え、このピボット部４１を挟む位置に固定
接点４２が対向して設置される。これらの固定接点４２
にリード線４３が接続される。また、固定ケース４０に
は取付穴４４が形成され、この取付穴４４に図示しない
取付ボルトを貫通して、固定ケース４０をシリンダヘッ
ド２１に取り付ける。

【００３１】上記センサ可動エレメント３９の可動ケー
ス４５は、その中央部がセンサ固定エレメント３８のピ
ボット部４１に貫通されて、このピボット部４１周りに
回転可能に設けられる。さらに、可動ケース４５はワッ
シャ４６を介してビス４７により、ピボット部４１から
の抜け止めが果される。また、可動ケース４５には、図
１１（Ｂ）に示すように、ロッカシャフト１１に対向す
る側に係合凹部４８が形成され、この係合凹部４８にロ
ッカシャフト１１の係合突部３６が嵌合する。この嵌合
によって可動ケース４５がロッカシャフト１１と同期回
動する。

【００３２】図１１（Ａ）および（Ｄ）に示すように、
可動ケース４５のセンサ固定エレメント３８側に可動接
点４９が配設される。この可動接点４９は、可動ケース
４５に内蔵されたスプリング５０によって、センサ固定
エレメント３８の方向に常時付勢され、センサ固定エレ
メント３８の固定接点４２に接触可能に設けられる。こ
れらの固定接点４２および可動接点４９は、中高速用カ
ム４および５が中高速用ロッカアーム８および９を作動
させるべくロッカシャフト１１が回動して停止した位置
（中高回転数域位置）において接触（ＯＮ）される。

【００３３】上述の係合突部３６は、エキゾースト左側
および右側並びにインテーク左側および右側の４本のロ
ッカシャフト１１の端部に全て形成される（図１０参
照）。また、ロッカシャフト回動センサ３７も、シリン
ダヘッド２１のエキゾースト左側および右側並びにイン
テーク左側および右側に各１個ずつ計４個配置される。
これら４個のロッカシャフト回動センサ３７は、図１に
示すように制御装置としてのイグナイタ５１に直列に接
続される。

【００３４】このイグナイタ５１は３つの機能を有し、
第１の機能は、シグナルジェネレータ５２からのエンジ
ン回転数信号に基づいて、バッテリ５３からイグニッシ
ョンコイル５４および５５へ流す一次電流をコントロー
ルし、点火タイミングを制御する機能である。ここで、
イグニッションコイル５４は第１および第４気筒用のも
のであり、イグニッションコイル５５は第２および第３
気筒用のものである。

【００３５】イグナイタ５１の第２の機能は、第１の機
能とも関連するが、エンジンの点火カットを実施して、
低速用カム３並びに中高速用カム４および５の破損を防
止するフェイルセイフ機能である。一般に、低速用カム
３並びに中高速用カム４および５はカムの性格上加速度
に大きな差があり、これによりカムの限界回転数が異な
るのが通例である。例えば、低速用カム３の限界回転数
は約１１０００ｒｐｍであり、中高速用カム４および５
の限界回転数は約１５０００ｒｐｍである。したがっ
て、イグナイタ５１は、低速用カム３の作動時にエンジ
ンの点火カット回転数を１１０００ｒｐｍに設定し、中
高速用カム４および５の作動時にエンジンの点火カット
回転数を１５０００ｒｐｍに設定して点火カットを実施
し、エンジンの回転数の上昇を抑制して、低速用カム３
並びに中高速用カム４および５の破損を防止している。

【００３６】特に、イグナイタ５１は、低速用カム３が
その限界回転数以上に回転しないようにするために、４
つのロッカシャフト回動センサ３７からの信号を入力し
て制御している。つまり、イグナイタ５１は、４個のロ
ッカシャフト回動センサ３７が全てＯＮ操作されたとき
のみ、全ての中高速用カム４および５が全ての中高速用
ロッカアーム８および９を作動していると判断し、この
時点で点火カット回転数を低速用カム３の限界回転数か
ら中高速用カム４および５の限界回転数に設定変更す
る。したがって、イグナイタ５１は、ロッカシャフト回
動センサ３７が１つでもＯＦＦ状態のときには、低速用
カム３のいずれかが作動中であると判断し、点火カット
回転数を低速用カムの限界回転数のまま維持する。この
ようにして、イグナイタ５１は、低速用カム３および中
高速用カム４および５がそれぞれの限界回転数以上で回
転するのを防止するフェイルセイフ機能を果す。

【００３７】イグナイタ５１の第３の機能は、シグナル
ジェネレータ５２からのエンジン回転数信号およびギア
ポジションセンサ５６からのギアポジション信号に基づ
いて油圧切換ソレノイドバルブ２０をＯＮ・ＯＦＦ操作
させ、低速用カム３と中高速用カム４および５との切換
を制御するカム切換機能である。

【００３８】ここで、ギアポジションセンサ５６は、エ
ンジンに連結されたトランスミッションのギアポジショ
ンを検出するものであり、ニュートラル位置を検出する
端子に抵抗ｒ_Nが、１速位置を検出する端子に抵抗ｒ₁
が、２速〜６速位置を検出する端子に抵抗ｒ₂〜ｒ₆が
それぞれ直列接続される。これら３個の抵抗ｒ_N，
ｒ₁，ｒ_2〜6は、異なった抵抗値を示し、イグナイタ
５１に並列に接続される。イグナイタ５１は、抵抗
ｒ_N，ｒ₁，ｒ_2〜6による電圧降下の相違に基づくギ
アポジション信号を入力して、トランスミッションのそ
の時点でのギアポジションを判断する。

【００３９】イグナイタ５１は、ギアポジションセンサ
５６からの信号によりギアポジションが２速〜６速にあ
ると判断したときには、低速用カム３と中高速用カム４
および５とを切り換えるカムの切換回転数Ｎ_2〜6を図
１２に示すようなエンジン回転数（約８０００〜９００
０ｒｐｍ）に設定し、油圧切換ソレノイドバルブ２０を
操作して油圧シリンダ１５を前述のように作動させる。
つまり、イグナイタ５１は、エンジン回転数がカム切換
回転数Ｎ_2〜6以下の低回転数域にあるときには、油圧
切換ソレノイドバルブ２０をＯＦＦ操作させてロッカシ
ャフト１１を図２のＯ方向に回動させ、図４に示すよう
に低速用カム３によりロッカアーム７を作動させる。ま
た、イグナイタ51は、エンジン回転数がカム切換回転数
Ｎ_2〜6以上の中高回転数域にあるときには、油圧切換
ソレノイドバルブ２０をＯＮ操作させてロッカシャフト
１１を図２のＰ方向に回動させ、図５に示すように中高
速用カム４および５により中高速用ロッカアーム８およ
び９を作動させる。

【００４０】また、イグナイタ５１は、ギアポジション
センサ５６からのギアポジション信号により、トランス
ミッションのギアポジションがニュートラル位置あるい
は１速位置にあると判断したときには、カムの切換回転
数を図１２に示すニュートラル位置カム切換回転数Ｎ_N
（約５０００ｒｐｍ）、１速位置カム切換回転数Ｎ
₁（Ｎ_N＜Ｎ₁＜Ｎ_2〜6）にそれぞれ設定する。図１
２では直線γはギアポジションが２速位置にあるときの
エンジン回転数を示し、直線αおよびβは、ギアポジシ
ョンがニュートラル位置および１速位置のそれぞれにあ
るときのエンジン回転数を示す。直線α，βの傾きをそ
れぞれａ，ｂとし、低速用カム３の限界回転数をＮ_Lと
すると、上記ニュートラル位置カム切換回転数Ｎ_N、１
速位置カム切換回転数Ｎ₁は、Ｎ_N≦Ｎ_L−ａ・ｔ_N ……（１）Ｎ₁≦Ｎ_L−ｂ・ｔ₁ ……（２）に設定される。

【００４１】ここで、ｔ_N，ｔ₁および図１２中のｔ₂
は、イグナイタ５１が油圧切換ソレノイドバルブ２０へ
ＯＮ・ＯＦＦ操作のための信号を出力してから、油圧シ
リンダ１５が作動しロッカシャフト１１が回動して、低
速用ロッカアーム３または中高速用ロッカアーム４，５
が完全に切り換わるまでのカム切換時間である。ｔ_Nが
ギアポジションのニュートラル位置でのカム切換時間で
あり、ｔ₁が１速位置でのカム切換時間であり、ｔ₂が
２速位置でのカム切換時間である。これらのカム切換時
間ｔ_N，ｔ₁，ｔ₂は略同一の値（約０．１〜０．３
秒）であるが、カム切換開始時にエンジン回転数の相違
に基づいて油圧シリンダ１５へ供給される駆動油圧が異
なるため、全く同一とは言えない。

【００４２】トランスミッションのギアポジジョンがニ
ューラル位置あるいは１速位置にあるときに、ニュート
ラル位置カム切換回転数Ｎ_Nまたは１速位置カム切換回
転数Ｎ₁を上述のように２速〜６速位置カム切換回転数
Ｎ_2〜6以下に設定すれば、エンジン回転数が低速用カ
ム３の限界回転数Ｎ_Lに至る以前にカムの切換を実施で
き、エンジンの点火カットを阻止できる。

【００４３】トランスミッションのギアポジションがニ
ュートラル位置や１速位置にあるときには、エンジン回
転数の上昇が急激に行なわれ易いので、仮に、ニュート
ラル位置カム切換回転数Ｎ_Nおよび１速位置カム切換回
転数Ｎ₁を２速〜６速位置カム切換回転数Ｎ_2〜6と同
一回転数に設定すると、低速用カム３から中高速用カム
４および５への切換が完全に実施される前に、エンジン
回転数が低速用カム３の限界回転数Ｎ_Lに達してしま
う。すると、イグナイタ５１のフェイルセイフ機能によ
って、このイグナイタ５１は、低速用カム３の限界回転
数Ｎ_Lを点火カット回転数としてエンジンの点火カット
を実施するので、エンジンを滑かに上昇させることがで
きない。

【００４４】ところが、ニュートラル位置カム切換回転
数Ｎ_N、１速位置カム切換回転数Ｎ₁を上記式（１），
（２）のように設定すると、ギアポジションのニュート
ラル位置、１速位置においてエンジンを急激に上昇させ
ても、低速用カム３の作動から中高速用カム４および５
の作動へと早い時期に切り換わる。このため、エンジン
回転数が、ニュートラル位置カム切換回転数Ｎ_N、１速
位置カム切換回転数Ｎ₁をそれぞれ超えてからカム切換
時間ｔ_N，ｔ₁のそれぞれの時間内に急激に上昇して
も、切換終了時のエンジン回転数は、このときまでの点
火カット回転数である低速用カム３の限界回転数Ｎ_L以
下となる。そして、カムが中高速用カム４および５に切
り換わった時点では、イグナイタ５１のフェイルセイフ
機能により、点火カット回転数が中高速用カム４および
５の限界回転数に設定変更される。したがって、ニュー
トラル位置あるいは１速位置にあるときにエンジン回転
数を急激に上昇させても、エンジンの点火カットはなさ
れず、エンジン回転数を滑かに上昇させることができ
る。

【００４５】なお、ニュートラル位置カム切換回転数Ｎ
_N、１速位置カム切換回転数Ｎ₁、２速〜６速位置カム
切換回転数Ｎ_2〜6の切換回転数の設定値は、ハンチン
グを抑制するため、エンジン上昇時に油圧切換ソレノイ
ドバルブ２０をOFF 操作からON操作するときの値
Ｎ_N ^ON，Ｎ₁ ^ON，Ｎ_2〜6 ^ONと、エンジン下降時に油圧
切換ソレノイトバルブ２０をON操作からOFF 操作すると
きの値Ｎ_N ^OFF，Ｎ₁ ^OFF，Ｎ_2〜6 ^OFFとの間に若干
の差を設定して、ヒステリシスをなすよう設けている。
ここで、Ｎ_N ^ON＞Ｎ_N ^OFF，Ｎ₁ ^ON＞Ｎ₁ ^OFF，Ｎ
_2〜6 ^ON＞Ｎ_2〜6 ^OFFである。また、図１３では、Ｎ
^ONがＮ_N ^ON，Ｎ₁ ^ON，Ｎ_2〜6 ^ONを代表しており、Ｎ
^OFFがＮ_N ^OFF，Ｎ₁ ^OFF，Ｎ_2〜6 ^OFFをそれぞれ代
表している。

【００４６】イグナイタ51は、この図１３に示すよう
に、エンジン上昇時にはギアポジションセンサ56からの
信号に基づきカム切換回転数Ｎ_N ^ON，Ｎ₁ ^ONまたはＮ
_2〜6 ^ONのいずれか、Ｎ_N ^OFF，Ｎ₁ ^OFFまたはＮ
_2〜6 ^OFFのいずれかをそれぞれ選択する。そして、イ
グナイタ51は、エンジン回転数がＮ^OFF（Ｎ_N ^OFF，Ｎ
₁ ^OFFまたはＮ_2〜6 ^OFFのいずれか）以上であり、か
つＮ_N ^ON（Ｎ_N ^ON，Ｎ₁ ^ONまたはＮ_2〜6 ^ONのいずれ
か）以上となったときに油圧切換ソレノイドバルブ２０
をON操作させる。またイグナイタ51は、エンジン下降時
にも同様にＮ_N ^ON，Ｎ₁ ^ONまたはＮ_2〜6 ^ONのいずれ
か、Ｎ_N ^OFF，Ｎ₁ ^OFFまたはＮ_2〜6 ^OFFのいずれか
をそれぞれ選択した後、エンジン回転数がＮ
^ON（Ｎ_N ^ON，Ｎ₁ ^ONまたはＮ_2〜6 ^ONのいずれか）以下
であり、かつＮ^OFF（Ｎ_N ^OFF，Ｎ₁ ^OFFまたはＮ
_2〜6 ^OFF）以下となったときに、油圧切換ソレノイド
バルブ２０をＯＦＦ操作させる。イグナイタ５１は、上
述のように制御して、エンジンのハンチングを防止して
いる。

【００４７】上記実施例によれば、図２〜図６に示すよ
うに、低速用カム３にエンジンの低回転数域に適したカ
ムプロフィールが形成され、中高速用カム４および５に
エンジンの中・高回転数域に適したカムプロフィールが
形成され、さらにロッカシャフト１１の偏心ブッシュ１
２および１３に中高速用ロッカアーム８および９をそれ
ぞれ回動自在に嵌挿し、ロッカシャフト１１に直接低速
用ロッカアーム７を嵌挿して、ロッカシャフト１１の回
動により、低速用カム３と低速用ロッカアーム７との当
接、中高速用カム４および５と中高速用ロッカアーム８
および９とのそれぞれの当接を選択できるので、バルブ
１および２を低速用カム３あるいは中高速用カム４，５
にて選択的に作動させることができる。したがって、エ
ンジンの低回転数域から中・高回転数域にかけての広い
回転数域で、４サイクルエンジンの出力を向上させるこ
とができる。

【００４８】また、低速用カム３、中高速用カム４およ
び５の選択を偏心ブッシュ１２および１３の回動によっ
て行なっているので、カム３，４，５の選択時に各部に
大きなストレスが生ずることがない。このため、カム
３，４，５をスムーズに選択することができる。

【００４９】さらに、ニュートラル位置カム切換回転数
Ｎ_Nおよび１速位置カム切換回転数Ｎ₁が２速〜６速位
置カム切換回転数Ｎ_2〜6よりも低く、式（１），
（２）のようにそれぞれ設定されたことから、ギアポジ
ションがニュートラル位置あるいは１速位置にある時に
エンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数が、ニュー
トラル位置カム切換回転数Ｎ_Nまたは１速位置カム切換
回転数Ｎ₁を超えてからカムの切換時間ｔ_Nまたはｔ₁
の時間内に急激に上昇しても、カム切換終了時のエンジ
ン回転数は、低速用カムの限界回転数Ｎ_L以下にある。
しかも、低速用カム３から中高速用カム４および５への
切換終了時には、点火カット回転数は中高速用カム４お
よび５の限界回転数に設定変更される。したがって、ト
ランスミッションのギアポジションがニュートラル位置
あるいは１速位置にある場合に、エンジン回転数の上昇
が急激にさなれても、点火カットが実施されず、この結
果、エンジンを滑かに上昇させることができ、乗車フィ
ーリングを向上させることができる。

【００５０】図１４はこの発明に係る４サイクルエンジ
ンの動弁装置の他の実施例における制御系を示す結線図
である。この他の実施例では、ギアポジションセンサ５
７がスピードリミッタ装置のために設置されたでギアポ
ジションスイッチある。このスピードリミッタ装置は、
エンジン回転数がトランスミッションのギアポジション
毎に定まる制限回転数を超えないように点火タイミング
を制御するものである。したがって、このギアポジショ
ンセンサ５７は、ギアポジションがニュートラル位置、
１速位置、２速位置、３速位置、４速位置、５速位置、
６速位置の各位置にあることを検出し、その各位置をイ
グナイタ５１へ出力する。このギアポジションセンサ５
７を用いた場合には、ギアポジションセンサは既存のも
のを使用でき、コストを低減できる。

【００５１】また、図１５は図１の一実施例におけるギ
アポジションの変形例（第１変形例を）示す結線図であ
る。また図１６は図１４の他の実施例におけるギアポジ
ションセンサの変形例（第２変形例）を示す結線図であ
る。上記第１変形例のギアポジションセンサ５８では、
抵抗ｒ_N，ｒ₁，ｒ_2〜6のうち１つの抵抗、例えば抵
抗ｒ_2〜6を∞としたものである。また、上記第２変形
例のギアポジションセンサ59では、抵抗値ｒ_N∞として
いる。これらの場合には、例えば抵抗ｒ_2〜6あるいは
抵抗ｒ_Nを省略でき、そのための配線も省略でき、コス
トを低減できる。

【００５２】なお、上記両実施例および両変形例では、
中高速用カム４および５のカムプロフィールが図６の破
線Ｂに示すものである場合につき述べたが、この中高速
用カム４および５のカムプロフィールを図７の破線Ｂ′
あるいは図８の破線Ｂ″に示すものとして、エンジンの
中・高回転時におけるバルブ１および２のリフトを変更
してもよい。

【００５３】また、上記両実施例および両変形例では、
ロッカシャフト回動センサ３７が電気スイッチの場合を
述べたが、特願平２−１７０１７９号公報記載の発明に
おけるプレッシャスイッチであってもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る４サイク
ルエンジンの動弁装置によれば、エンジンに吸・排気バ
ルブが設置され、この１つのバルブを作動するカムが低
速用カムおよび中高速用カムと２つ設置され、制御装置
は、エンジン回転数に応じて上記カムの作動を切り換え
るとともに、上記中高速用カムの全てが作動していると
きのみ上記エンジンの点火カット回転数を上記中高速用
カムの限界回転数に設定するフェイルセイフ機能を果す
４サイクルエンジンの動弁装置において、上記制御装置
には、上記エンジンに連結されたトランスミッションの
ギアポジションを検出するギアポジションセンサが接続
され、上記制御装置は、このギアポジションセンサにて
検出された上記トランスミッションのギアポジションに
応じて前記カムの切換回転数を変動させ、ニュートラル
位置および１速位置の少なくとも一方のギアポジション
における上記カムの切換回転数を他のポジションにおけ
るカムの切換回転数よりも低く設定したことから、トラ
ンスミッションのギアポジションがニュートラル位置あ
るいは１速位置にあるときにエンジン回転数を急激に上
昇させてもエンジンの点火カットが実施されず、エンジ
ン回転数をスムーズに上昇させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に示す動弁装置の制御系を示す結線図。

【図２】この発明に係る４サイクルエンジンの動弁装置
の一実施例を示す斜視図。

【図３】図２の動弁装置の平面図。

【図４】図２の動弁装置のエンジン低回転数域における
作用を示す動作状態図。

【図５】図２の動弁装置のエンジン中高回転数域におけ
る作用を示す動作状態図。

【図６】図２のカムのカムプロフィールを示す図。

【図７】図６に示すカムプロフィールの変形例を示す
図。

【図８】図２に示すカムプロフィールの他の変形例を示
す図。

【図９】図１０のIX−IX線に沿う断面図。

【図１０】図２の動弁装置が適用されたシリンダヘッド
の部分平面図。

【図１１】（Ａ）は図９の要部を拡大して示す断面図、
（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は（Ａ）におけるそれぞれ
XIＢ矢視図、XIＣ−XIＣ線に沿う断面図およびXIＤ−XI
Ｄ線に沿う断面図。

【図１２】図１のイグナイタが設定するカム切換回転数
をエンジン回転数直線と共に示すグラフ。

【図１３】図１のイグナイタが実施する油圧切換ソレノ
イドバルブの制御を示すフローチャート。

【図１４】この発明に係る４サイクルエンジンの動弁装
置の他の実施例における制御系を示す結線図。

【図１５】図１４のギアポジションセンサの変形例（第
１変形例）を示す結線図。

【図１６】図１４のギアポジションセンサの変形例（第
２変形例）を示す結線図。

【符号の説明】

１，２バルブ３低速用カム４，５中高速用カム７低速用ロッカアーム８，９中高速用ロッカアーム１１ロッカシャフト１２，１３偏心ブッシュ１５油圧シリンダ２０油圧切換ソレノイドバルブ３７ロッカシャフト回動センサ５１イグナイタ５２シグナルジェネレータ５６ギアポジションセンサＮ_L 低速用カムの限界回転数Ｎ_N ニュートラル位置におけるカム切換回転数Ｎ₁ １速位置におけるカム切換回転数Ｎ_2〜6 ２速〜６速位置におけるカム切換回転数 α ギアポジションのニュートラル位置におけるエンジ
ン回転数直線 β ギアポジションの１速位置におけるエンジン回転数
直線 γ ギアポジションの２速位置におけるエンジン回転数
直線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 11/02 ３０１Ｆ０２Ｐ 11/02 ３０１Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 13/00 301 F02D 29/00 F02D 45/00 314 F02P 9/00 305 F02P 11/02 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに吸・排気バルブが設置され、
この１つのバルブを作動するカムが低速用カムおよび中
高速用カムと２つ設置され、制御装置は、エンジン回転
数に応じて上記カムの作動を切り換えるとともに、上記
中高速用カムの全てが作動しているときのみ上記エンジ
ンの点火カット回転数を上記中高速用カムの限界回転数
に設定するフェイルセイフ機能を果す４サイクルエンジ
ンの動弁装置において、上記制御装置には、上記エンジ
ンに連結されたトランスミッションのギアポジションを
検出するギアポジションセンサが接続され、上記制御装
置は、このギアポジションセンサにて検出された上記ト
ランスミッションのギアポジションに応じて前記カムの
切換回転数を変動させ、ニュートラル位置および１速位
置の少なくとも一方のキアポジションにおける上記カム
の切換回転数を他のポジションにおけるカムの切換回転
数よりも低く設定したことを特徴とする４サイクルエン
ジンの動弁装置。