JP4066967B2 - 内燃機関のバルブ特性変更装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関のバルブ特性変更装置に関するものである。
周知のように、出力性能や燃費性能、排気性能といった機関性能の向上を目的として、機関バルブの開弁時期や閉弁時期といった、いわゆるバルブタイミングを機関運転状況に応じて可変とする可変バルブタイミング機構が、車載用等の内燃機関に広く採用されている。そうした可変バルブタイミング機構の多くは、機関出力軸であるクランクシャフトに駆動連結されてその回転に応じて作動される油圧ポンプの発生する油圧によって、駆動されるようになっている。
また近年、そうした可変バルブタイミング機構を、例えば吸気バルブ及び排気バルブに各別に設けた装置や（例えば特許文献１参照）、Ｖ型内燃機関の各バンクの吸気バルブや排気バルブそれぞれに設けた装置など、複数の可変バルブタイミング機構を設けるようにしたバルブタイミング変更装置が提案されている。
特開２０００−１１０５２７号公報
ところで通常、上記バルブタイミング変更装置では、油圧ポンプの発生する油圧が複数の可変バルブタイミング機構に分配供給されており、その供給油圧をもとに各可変バルブタイミング機構が作動される。また、上記バルブタイミング変更装置にあっては、バルブタイミングが機関運転状況に応じて変更されるために、各バルブタイミング機構の作動が同時期になされることが多い。
このため、上記装置にあっては、機関運転状況の変化時において各可変バルブタイミング機構に十分な油圧を供給することが困難になり、ひいてはそれに起因する作動応答性の低下を招き易い。一方、その作動応答性を向上させるべく、高い吐出性能を有する油圧ポンプを採用した場合には、その大型化を招くこととなり、好ましくない。
なお、以上詳述した油圧駆動式の可変バルブタイミング機構を複数備える装置に限らず、例えば電動式の可変バルブタイミング機構を複数備える装置等、同一の駆動系を通じて作動される複数の可変バルブタイミングを備えるバルブタイミング変更装置にあっては、そうした実情も概ね共通したものとなっている。また、バルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構について上述したが、例えばリフト量などといった、いわゆるバルブ特性を変更する可変機構においてもこうした不都合は概ね共通したものとなっている。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の可変機構それぞれの作動応答性の低下を好適に抑制することのできる内燃機関のバルブ特性変更装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備え、前記複数の可変機構のうちの一の可変機構により変更される一の機関バルブのバブル特性と前記複数の可変機構のうちの他の可変機構により変更される他の機関バルブのバルブ特性とが同じものである内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構について複数の機構群を設定し、それら機構群がそれぞれ独立した各別の動力源を有するように複数の動力源が設けられることをその要旨とする。
（２）請求項２に記載の発明は、複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備え、前記複数の可変機構のうちの一の可変機構により変更される一の機関バルブのバブル特性と前記複数の可変機構のうちの他の可変機構により変更される他の機関バルブのバルブ特性とが同じものである内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構はそれら可変機構毎にそれぞれ独立した各別の動力源を有することをその要旨とする。
請求項１又は２記載の発明によれば、複数の可変機構を共通の動力源により駆動する構成と比べて、各別に設けられた独立の動力源を通じて各可変機構における必要な動力を容易に確保することができ、複数の可変機構それぞれの作動応答性の低下を好適に抑制することができるようになる。なお、請求項１記載の構成における機構群としては、１つの可変機構からなる機構群でもよく、複数の可変機構からなる機構群でもよい。また上記バルブ特性としては、吸気バルブ、排気バルブについてそれらの開弁時期、閉弁時期、リフト量、並びにそれらの組み合わせたものを挙げることができる。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構は、機関バルブのバルブ特性としてバルブタイミングを変更するものであることをその要旨とする。
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構は、機関バルブのバルブ特性としてリフト量を変更するものであることをその要旨とする。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記各別の動力源としてそれぞれ異種の動力源を用いることをその要旨とする。
上記発明によれば、各可変機構の動力源として、油圧ポンプや、空気圧ポンプ、蓄電池等々、異種の動力源を用いるようにしているため、各機関バルブのバルブ特性を変更する際に要求される応答性それぞれに応じて適切な動力源を選択することができるようになる。
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、機関低回転領域におけるバルブ特性の変更に際して良好な応答性が要求される可変機構の動力源及び機関高回転領域におけるバルブ特性の変更に際して良好な応答性が要求される可変機構の動力源として、それぞれ異種の動力源を用いることをその要旨とする。
（７）請求項７に記載の発明は、複数の機関バルブのうちの対応する機関バルブのバルブタイミングを各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構に対して設定される複数の機構群がそれぞれ独立した各別の動力源を通じて駆動され、この複数の動力源に互いに種類の異なるものが含まれることをその要旨とする。
（８）請求項８に記載の発明は、複数の機関バルブのうちの対応する機関バルブのバルブタイミングを各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構のそれぞれが可変機構毎に独立した各別の動力源を通じて駆動され、この複数の動力源に互いに種類の異なるものが含まれることをその要旨とする。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記複数の可変機構は吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側可変機構と排気バルブのバルブ特性を変更する排気側可変機構とを有し、これら吸気側可変機構及び排気側可変機構がそれぞれ独立した各別の動力源を有することをその要旨とする。
上記発明によれば、吸気側可変機構と排気側可変機構とで動力源をそれぞれ独立に持たせたため、個々の可変機構において要求される駆動力を各動力源によって適切に発生させることができるようになる。このため、それら可変機構を通じて変更される各バルブ特性の変化についての応答遅れの発生をそれぞれ極力抑制することができるようになり、実際のバルブ特性をその目標とする特性に迅速に収束させることができるようになる。特に、請求項２記載の構成に上記構成を適用することにより、吸気バルブ及び排気バルブに要求される応答性に見合う適切な動力源を選択することができ、吸排気特性の向上を図ることができるようになる。
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記吸気側可変機構は最大発生動力が機関回転速度に依存しない動力源を有することをその要旨とする。
機関始動時等、機関低回転領域にあっては、機関高回転領域と比較して内燃機関の燃焼状態が不安定になる傾向がある。このため、こうした不安定な燃焼状態を安定化させる上では、吸気バルブのバルブ特性によって変化する吸入空気の量及び供給時期、並びにその吸入空気の供給態様が重要な因子となる。したがって、こうした吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側可変機構が機関回転速度に依存してその最大発生動力の変化する動力源を有する構成にあっては、その動力源の最大発生動力が機関低回転領域において不足することがある。その結果、動力源によって所望の駆動力を発生させるために必要な動力を賄うことができず、バルブ特性を変化させる際の応答速度についても制限されることにより、機関燃焼状態の不安定化が生じるおそれがある。
この点、上記発明では、こうした吸気側可変機構として、その最大発生動力が機関回転速度に依存しない動力源を有するものを採用するようにしている。このため、機関低回転領域においてもバルブ特性の変更に際して要求される応答速度を確保することができ、ひいては機関燃焼状態の安定化を図ることが可能になる。
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記機関回転速度に依存しない動力源は蓄電池であることをその要旨とする。
上記発明によるように、吸気側可変機構としてその最大発生動力が機関回転速度に依存しない動力源を有するものを採用する際には、その動力源として蓄電池を有するものを採用するのが望ましい。この場合には、蓄電池によってエネルギを予め蓄えておくことができるため、機関回転速度に依存しない最大発生動力を確保することができるようになる。
（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記排気側可変機構は動力源として機関出力軸により駆動される油圧ポンプを有することをその要旨とする。
排気バルブのバルブ特性は内燃機関の排気効率に大きな影響を及ぼす因子の一つである。そして、特に機関高回転領域においては、排気総量が多くなるため、こうした排気効率を向上させるのが望ましい。
この点、上記発明では、機関出力軸により駆動される油圧ポンプを動力源に排気側可変機構を駆動するようにしており、機関高回転領域、すなわち機関出力軸の回転速度が高いときには油圧ポンプの吐出量が十分に確保されるようになる。したがって、こうした排気効率の向上が望まれる機関高回転領域において、排気バルブのバルブ特性を変更するに際して良好な応答性を確保することができる。
（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、前記油圧ポンプは機関潤滑油系に潤滑油を圧送する潤滑油用ポンプであることをその要旨とする。
上記発明によるように、機関出力軸により駆動される油圧ポンプとしては、機関潤滑油系に潤滑油を圧送する潤滑油用ポンプを用いるのが機関構成の共通化、ひいてはその小型化を図る上で望ましい。
以下、本発明にかかる内燃機関のバルブ特性変更装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態の適用される機関システムの概略構成を示す。
同図１に示すように、内燃機関１０の出力軸としてのクランクシャフト１１の一端には、クランクプーリ１２が一体回転可能に固定されている。クランクプーリ１２は、吸気側カムシャフト１３の一端に配設された吸気側カムプーリ１４、及び排気側カムシャフト１５の一端に配設された排気側カムプーリ１６に、タイミングベルト１７を介して駆動連結されている。
吸気側カムプーリ１４は吸気側可変バルブタイミング機構３０を介して吸気側カムシャフト１３に接続されている。また、排気側カムプーリ１６は排気側可変バルブタイミング機構４０を介して排気側カムシャフト１５に接続されている。本実施の形態では、吸気側可変バルブタイミング機構３０が吸気側可変機構として、また排気側可変バルブタイミング機構４０が排気側可変機構としてそれぞれ機能する。そして、吸気側可変バルブタイミング機構３０によって吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期の双方が、また排気側可変バルブタイミング機構４０によって排気バルブの開弁時期及び閉弁時期の双方が同時に変更される。なお、これら吸気側可変バルブタイミング機構３０、及び排気側可変バルブタイミング機構４０の具体的な構成については後述する。
一方、クランクシャフト１１は、タイミングベルト１７を介して、油圧ポンプ２０やオルタネータ２１にも駆動連結されている。油圧ポンプ２０により発生された油圧は機関潤滑油系に供給され、内燃機関１０の各潤滑部に供給される。また、オルタネータ２１により発電された電力は蓄電池２２に蓄えられるとともに内燃機関１０の各種電装品に供給される。
上記機関システムは、機関制御に必要な情報を検出するための各種センサを備えている。こうしたセンサとしては、例えばクランクシャフト１１の回転位相を検出するためのクランクセンサや、吸気バルブのバルブタイミングＶｉを検出するための位置センサ、排気バルブのバルブタイミングＶｏを検出するための位置センサ等が設けられている。
また、上記機関システムは、例えばマイクロコンピュータなどからなる電子制御装置２３を備えている。この電子制御装置２３は、上記各種センサの検出信号を取り込むとともに各種演算を行い、その演算結果に基づき機関制御にかかる各種制御を実行する。なお、電子制御装置２３は、そうした機関制御の一環として、上記吸気側可変バルブタイミング機構３０の作動制御や、排気側可変バルブタイミング機構４０の作動制御をそれぞれ実行する。
さて、本実施の形態では、吸気側可変バルブタイミング機構３０と排気側可変バルブタイミング機構４０とで、それぞれ独立した各別の動力源を有するものを用いるようにしている。以下、その理由について説明する。
機関始動時等、機関低回転領域にあっては、機関高回転領域と比較して内燃機関１０の燃焼状態が不安定になる傾向がある。このため、こうした不安定な燃焼状態を安定化させる上では、吸気バルブのバルブタイミングＶｉによって変化する吸入空気の量及び供給時期、並びにその吸入空気の供給態様が重要な因子となる。したがって、吸気側可変バルブタイミング機構３０として、機関回転速度に依存してその最大発生動力が変化する動力源によって駆動されるタイプのものを採用すると、その動力源の最大発生動力が機関低回転領域において不足することがある。その結果、所望の駆動力を発生させることができず、バルブタイミングＶｉを変化させる際の応答速度についても制限されることにより、内燃機関１０の燃焼状態の不安定化が生じるおそれがある。
そうした実情をふまえ、本実施の形態では、吸気側可変バルブタイミング機構３０を駆動するための駆動系として、その最大発生動力が機関回転速度に依存しない動力源により駆動される駆動系、具体的には蓄電池２２を動力源とする電動モータ３５によって駆動される電動駆動系を採用している。これにより、機関低回転領域においてもバルブタイミングＶｉの変更に際して要求される応答速度を確保することができ、ひいては機関燃焼状態の安定化を図ることが可能になる。
一方、排気バルブのバルブタイミングＶｏは内燃機関１０の排気効率に大きな影響を及ぼす因子の一つである。そして、特に機関高回転領域においては、排気総量が多くなるため、こうした排気効率を向上させるのが望ましい。
本実施の形態では、そうした点に着目し、排気側可変バルブタイミング機構４０を駆動するための駆動系として、前記油圧ポンプ２０を動力源とする油圧駆動系を採用している。これにより、機関高回転領域、すなわちクランクシャフト１１の回転速度が高いときには油圧ポンプ２０の吐出量が十分に確保されるために、排気効率の向上が望まれる機関高回転領域において排気バルブのバルブタイミングＶｏを変更するに際して良好な応答性を確保することができるようになる。
以下、吸気側可変バルブタイミング機構３０、及び排気側可変バルブタイミング機構４０の具体構造について説明する。
ここでは先ず、吸気側可変バルブタイミング機構３０の具体構成について説明する。
図２に、吸気側可変バルブタイミング機構３０の斜視構造を示す。
同図２に示すように、吸気側可変バルブタイミング機構３０は、吸気側カムプーリ１４（詳しくは前記クランクシャフト１１（図１））の回転位相に対する吸気側カムシャフト１３の相対回転位相を変更する。これにより、同吸気側カムシャフト１３に固定されたカム１３ａの回転位相、ひいては同カム１３ａによって駆動される吸気バルブのバルブタイミングＶｉを変更する。
図３に、吸気側可変バルブタイミング機構３０の断面構造を示す。
同図３に示すように、上記吸気側カムプーリ１４はベアリング３１を介して吸気側カムシャフト１３に相対回転可能に設けられている。
吸気側可変バルブタイミング機構３０は、吸気側カムシャフト１３に固定された固定ギヤ３２と、上記吸気側カムプーリ１４に一体形成された固定ギヤ３３と、それら固定ギヤ３２，３３間に介設されるピストンギヤ３４とを有している。
固定ギヤ３２，３３は共に円筒形状に形成され、固定ギヤ３３が所定間隙をおいて固定ギヤ３２の外方を覆うようにそれぞれ配設される。固定ギヤ３２の外周面及び固定ギヤ３３の内周面にはそれぞれ斜歯が形成されており、それら斜歯としては互いのねじれ角が逆方向となる斜歯が形成されている。
ピストンギヤ３４は、それら固定ギヤ３２，３３間にあって、上記吸気側カムシャフト１３の軸方向において移動可能に介設されている。このピストンギヤ３４の内周面及び外周面にも斜歯がそれぞれ形成されており、それら斜歯が上記固定ギヤ３２の外周面の斜歯及び上記固定ギヤ３３の内周面の斜歯にそれぞれ歯合されている。
したがって、ピストンギヤ３４を移動させることによって、斜歯の歯筋に沿うように各固定ギヤ３２，３３を互いに逆方向に相対回転させて、吸気側カムプーリ１４に対する吸気側カムシャフト１３の相対回転位相を変更することが可能である。
なお、吸気側可変バルブタイミング機構３０には、上記ピストンギヤ３４を移動させるための電動モータ３５が設けられている。この電動モータ３５は、ギヤやベアリング等を介して上記ピストンギヤ３４に接続されている。そして、この電動モータ３５の作動制御を通じて、上記ピストンギヤ３４の位置制御がなされ、これにより上記吸気側カムシャフト１３の相対回転位相、ひいては吸気バルブのバルブタイミングＶｉが変更される。
ちなみに、こうしたバルブタイミング制御は、具体的には次のように行われる。
電子制御装置２３は、前記各種センサの検出信号をもとに、そのときどきの機関運転状態に適した吸気バルブのバルブタイミング（目標バルブタイミング）を算出する。そして、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングＶｉとが異なる場合、電子制御装置２３は、その差を小さくする方向に上記ピストンギヤ３４を移動させるように電動モータ３５の作動制御を実行する。これにより、固定ギヤ３２が固定ギヤ３３に対して相対回転し、バルブタイミングＶｉが調整される。
こうした調整の結果、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングＶｉとが一致すると、電子制御装置２３は、ピストンギヤ３４の移動を停止するよう電動モータ３５の作動制御を実行する。これにより、上記固定ギヤ３２の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングＶｉが維持される。
次に、上記排気側可変バルブタイミング機構４０（図１）の構造について詳細に説明する。
排気側可変バルブタイミング機構４０は、排気側カムシャフト１５の回転位相と排気側カムプーリ１６（詳しくは、クランクシャフト１１）の回転位相との関係を変更し、これにより排気側カムシャフト１５に設けられたカム（図示略）の回転位相、ひいては同カムによって駆動される排気バルブのバルブタイミングＶｏを変更するものである。
図４に、排気側可変バルブタイミング機構４０の構造及びその油圧回路構造を模式的に示す。
同図４に示すように、排気側可変バルブタイミング機構４０は、略円環形状のハウジング４１と、その内部に収容されたベーン体４２とを有している。ベーン体４２は排気側カムシャフト１５に、またハウジング４１は排気側カムプーリ１６に、それぞれ一体回転可能に連結されている。
上記ベーン体４２の外周には、その径方向に延びる複数のベーン４３が形成されている。また、ハウジング４１の内周には、その周方向に延びる複数の溝部４４が形成されており、ベーン４３はこの溝部４４内にそれぞれ配設されている。そして各溝部４４内には、ベーン４３によって区画されることで、進角側圧力室４５と遅角側圧力室４６とがそれぞれ形成されている。
これら進角側圧力室４５、遅角側圧力室４６はそれぞれ適宜の油通路を介して油圧制御弁２４に接続されており、同油圧制御弁２４には、上記油圧ポンプ２０の発生油圧が供給されている。そして、この油圧制御弁２４は、電子制御装置２３からの入力信号に基づき動作し、油圧を進角側圧力室４５や遅角側圧力室４６内に供給、あるいは進角側圧力室４５や遅角側圧力室４６内から作動油を排出させる。これにより、ベーン４３は、その両側面に形成された進角側圧力室４５内と遅角側圧力室４６内との油圧の差により、上記溝部４４内における相対回転位相が所望の位相に設定される。その結果、ベーン体４２はハウジング４１に対して相対回転されて、排気側カムプーリ１６に対する排気側カムシャフト１５の相対回転位相、ひいては排気バルブのバルブタイミングＶｏが変更される。
こうしたバルブタイミング制御は、具体的には次のように行われる。
電子制御装置２３は、各種センサの検出信号をもとに、そのときどきの機関運転状態に適した排気バルブのバルブタイミング（目標バルブタイミング）を算出する。
そして、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングＶｏとが異なる場合、電子制御装置２３は、進角側圧力室４５及び遅角側圧力室４６のいずれか一方から作動油を排出するとともに、他方に対しては油圧ポンプ２０の発生油圧を供給するように油圧制御弁２４の作動制御を実行する。その結果生じる進角側圧力室４５と遅角側圧力室４６との圧力偏差に応じてベーン体４２はハウジング４１に対して相対回転し、バルブタイミングＶｏが調整される。
こうした調整の結果、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングＶｏとが一致すると、電子制御装置２３は、進角側圧力室４５及び遅角側圧力室４６に対する作動油の供給及び排出を停止するよう油圧制御弁２４を作動制御する。その結果、進角側圧力室４５及び遅角側圧力室４６の圧力は均等に保持され、ベーン体４２の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングＶｏが維持される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）吸気側可変バルブタイミング機構３０と排気側可変バルブタイミング機構４０とで、それぞれ独立した各別の動力源を有するものを用いるようにしたために、各機構３０，４０を共通の動力源により駆動する構成と比べて、個々の機構３０，４０において要求される駆動力を各動力源によって適切に発生させることができるようになる。このため、各機構３０，４０の作動応答性の低下、ひいては各機構３０，４０を通じて変更される各バルブタイミングＶｉ，Ｖｏの変化についての応答遅れの発生をそれぞれ極力抑制することができるようになり、実際のバルブタイミングをその目標とするタイミングに迅速に収束させることができるようになる。
（２）また、上記各別の動力源としてそれぞれ異種の動力源を用いるようにしたために、吸気バルブ及び排気バルブに要求される応答性に見合う適切な動力源を選択することができ、吸排気特性の向上を図ることができるようになる。
（３）吸気側可変バルブタイミング機構３０として蓄電池２２を動力源とするものを採用した。このため、オルタネータ２１の発生するエネルギを予め蓄えておくことによって機関回転速度に依存しない最大発生動力を確保することができ、機関低回転領域においてもバルブタイミングＶｉの変更に際して要求される応答速度を確保することができるようになる。これにより、ひいては機関燃焼状態の安定化を図ることが可能になる。
（４）排気側可変バルブタイミング機構４０として油圧ポンプ２０を動力源とするものを採用したために、排気効率の向上が望まれる機関高回転領域において排気バルブのバルブタイミングＶｏを変更するに際して良好な応答性を確保することができるようになる。
（５）油圧ポンプ２０として、内燃機関１０の潤滑油系に潤滑油を圧送する潤滑油用ポンプを用いるようにしたために、機関構成の共通化、ひいてはその小型化を図ることができる。
以上詳述した実施の形態は、以下のようにその構成を変更して実施することも可能である。
・上記実施の形態の吸気側可変バルブタイミング機構３０では、電動モータ３５の作動制御を通じてピストンギヤ３４を固定ギヤ３２，３３に対して相対移動させることにより、吸気側カムプーリ１４に対する吸気側カムシャフト１３の相対回転位相を変更するようにした。この相対回転位相を変更可能であれば、例えば電動モータによって吸気側カムシャフト１３を直接相対回転させるなど、吸気側可変バルブタイミング機構の構成は適宜変更可能である。
・また、吸気側可変バルブタイミング機構３０としては、蓄電池２２を動力源とするものであれば、電動モータによって作動されるものに限らず、例えば電動の油圧ポンプや、電磁クラッチ、或いは電磁ブレーキ等、他の電動のアクチュエータによって作動するものを採用することもできる。
・上記実施の形態では、排気側可変バルブタイミング機構４０として、内燃機関１０の潤滑油系に潤滑油を圧送する油圧ポンプ２０を動力源とするものを採用するようにした。機関駆動式の油圧ポンプであれば、油圧ポンプ２０に代えて、他の油圧機器の作動のための油圧を発生する油圧ポンプや、別途設けられた専用の油圧ポンプ等を用いることもできる。また、変速機を有する車両に搭載される装置にあっては、同変速機の作動や潤滑のための油圧を発生する油圧ポンプを用いることも可能である。更に、油圧ポンプに限らず、空気や水等、油以外の流体を吐出する流体圧ポンプを用いることもできる。
・各機構３０，４０の作動応答性を確保可能であれば、吸気側可変バルブタイミング機構３０として機関駆動式の流体圧ポンプを動力源とするものを採用することや、排気側可変バルブタイミング機構４０として、蓄電池２２を動力源とするものを採用することも可能である。ちなみに、各機構３０，４０の動力源として、油圧ポンプや、空気圧ポンプ、蓄電池２２等々、異種の動力源を用いることにより、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを変更する際に要求される応答性それぞれに応じて適切な動力源を選択することが可能になり、吸排気特性の向上を図ることができるようになる。
・各機構３０，４０として共に、蓄電池２２を動力源とするもの、或いは流体圧ポンプを動力源とするものを採用するようにしてもよい。同構成にあっては、例えば２つの動力源を設けるとともに、それらの一方を吸気側可変バルブタイミング機構３０に対応して、他方を排気側可変バルブタイミング機構４０に対応してそれぞれ設けるようにすればよい。同構成によっても、上記（１）に記載の効果を得ることはできる。
・本発明は、吸気側可変バルブタイミング機構や排気側可変バルブタイミング機構を複数有する装置にも適用可能である。こうした構成にあっては、例えば図５に示すように、複数の吸気側可変バルブタイミング機構と複数の排気側可変バルブタイミング機構とに対応して、それぞれ独立した各別の動力源を設けるようにすればよい。また、図６に示すように、各可変バルブタイミング機構に対応して、それぞれ独立した各別の動力源を設けるようにしてもよい。
・また、本発明は、吸気側可変バルブタイミング機構及び排気側可変バルブタイミング機構の双方を有する構成に限らず、複数の可変バルブタイミング機構を備える構成であれば適用可能である。同構成にあっては、例えば図７や図８に示すように、複数の可変バルブタイミング機構を複数の機構群に分け、それら機構群毎にそれぞれ独立した各別の動力源を設けるようにすればよい。なおこの場合、例えば図９に示すように、複数の可変バルブタイミング機構からなる機構群と、１つの可変バルブタイミング機構とに分けることも可能である。こうした構成によっても、複数の可変バルブタイミング機構を共通の動力源により駆動する構成と比べて、各別に設けられた独立の動力源を通じて各可変バルブタイミング機構における必要な動力を容易に確保することができ、複数の可変バルブタイミング機構それぞれの作動応答性の低下を好適に抑制することができるようになる。
・本発明は、１つのバンクのみを有する直列型内燃機関の他、例えばＶ型内燃機関や水平対向型内燃機関など、複数のバンクを有する内燃機関に適用することもできる。複数のバンクを有する内燃機関にあっては、各バンクにそれぞれ可変バルブタイミング機構を設ける必要があることから、より多くの可変バルブタイミング機構が設けられることとなり、前述した作動応答性の低下等の不都合が生じ易い。この点、上記構成によれば、そうした構成にあって、各バルブタイミングを目標とするタイミングに迅速に収束させることができる。なお、上記構成の一例としては、可変バルブタイミング機構の動力源として、各バンク毎にそれぞれ独立した各別の動力源を設ける構成が考えられる。
・本発明は、例えば図１０に示すように、一組のカムシャフト及びカムプーリに対して複数の可変バルブタイミング機構が設けられる装置にも適用可能である。こうした構成にあっては、作動応答性の低下を招くおそれのあるときに、複数の可変バルブタイミング機構がそれら機構毎にそれぞれ独立した各別の動力源により駆動されるように、その制御態様を設定すればよい。
・複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関であれば、本発明は適用可能である。なお、この「バルブ特性」としては、具体的には、例えば吸気バルブ、排気バルブについてそれらの開弁時期、閉弁時期、リフト量、並びにそれらの組み合わせたもの等を挙げることができる。
本発明にかかる内燃機関のバルブ特性変更装置の一実施の形態についてその概略構成を示すブロック図。 同実施の形態の吸気側可変バルブタイミング機構の斜視構造を示す斜視図。 同吸気側可変バルブタイミング機構の断面構造を示す断面図。 同実施の形態の排気側可変バルブタイミング機構及びその油圧回路の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。 他の実施の形態にかかるバルブ特性変更装置の概略構成を示すブロック図。
符号の説明
１０…内燃機関、１１…クランクシャフト、１２…クランクプーリ、１３…吸気側カムシャフト、１３ａ…カム、１４…吸気側カムプーリ、１５…排気側カムシャフト、１６…排気側カムプーリ、１７…タイミングベルト、２０…油圧ポンプ、２１…オルタネータ、２２…蓄電池、２３…電子制御装置、２４…油圧制御弁、３０…吸気側可変バルブタイミング機構、３１…ベアリング、３２，３３…固定ギヤ、３４…ピストンギヤ、３５…電動モータ、４０…排気側可変バルブタイミング機構、４１…ハウジング、４２…ベーン体４３…ベーン、４４…溝部、４５…進角側圧力室、４６…遅角側圧力室。

Claims (13)

  1. 複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備え、前記複数の可変機構のうちの一の可変機構により変更される一の機関バルブのバブル特性と前記複数の可変機構のうちの他の可変機構により変更される他の機関バルブのバルブ特性とが同じものである内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構について複数の機構群を設定し、それら機構群がそれぞれ独立した各別の動力源を有するように複数の動力源が設けられる
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  2. 複数の機関バルブのバルブ特性を各別に変更する複数の可変機構を備え、前記複数の可変機構のうちの一の可変機構により変更される一の機関バルブのバブル特性と前記複数の可変機構のうちの他の可変機構により変更される他の機関バルブのバルブ特性とが同じものである内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構はそれら可変機構毎にそれぞれ独立した各別の動力源を有する
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  3. 請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構は、機関バルブのバルブ特性としてバルブタイミングを変更するものである
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  4. 請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構は、機関バルブのバルブ特性としてリフト量を変更するものである
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記各別の動力源としてそれぞれ異種の動力源を用いる
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  6. 請求項５に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    機関低回転領域におけるバルブ特性の変更に際して良好な応答性が要求される可変機構の動力源及び機関高回転領域におけるバルブ特性の変更に際して良好な応答性が要求される可変機構の動力源として、それぞれ異種の動力源を用いる
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  7. 複数の機関バルブのうちの対応する機関バルブのバルブタイミングを各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構に対して設定される複数の機構群がそれぞれ独立した各別の動力源を通じて駆動され、この複数の動力源に互いに種類の異なるものが含まれる
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  8. 複数の機関バルブのうちの対応する機関バルブのバルブタイミングを各別に変更する複数の可変機構を備える内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構のそれぞれが可変機構毎に独立した各別の動力源を通じて駆動され、この複数の動力源に互いに種類の異なるものが含まれる
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記複数の可変機構は吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側可変機構と排気バルブのバルブ特性を変更する排気側可変機構とを有し、これら吸気側可変機構及び排気側可変機構がそれぞれ独立した各別の動力源を有する
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  10. 請求項９に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記吸気側可変機構は最大発生動力が機関回転速度に依存しない動力源を有する
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  11. 請求項１０に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記機関回転速度に依存しない動力源は蓄電池である
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  12. 請求項９〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記排気側可変機構は動力源として機関出力軸により駆動される油圧ポンプを有する
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
  13. 請求項１２に記載の内燃機関のバルブ特性変更装置において、
    前記油圧ポンプは機関潤滑油系に潤滑油を圧送する潤滑油用ポンプである
    ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性変更装置。
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