JP4196193B2 - Valve train with internal cylinder mechanism for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関(以下、エンジンという)の休筒機構付き動弁装置に係り、詳しくは動弁装置の切換機構に作動油圧を給排するためのオイル通路に関するものである。 The present invention relates to a valve operating apparatus with a cylinder deactivation mechanism of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), and more particularly to an oil passage for supplying and discharging operating hydraulic pressure to a switching mechanism of the valve operating apparatus.
運転領域に応じた最適なエンジン出力特性を実現するために、吸排気弁の開弁期間やリフト量の切換、或いは特定気筒の休筒等を行うようにした種々のエンジンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載されたエンジンは単一のカムシャフトにより吸排気弁を開閉駆動するSOHC型として構成され、その動弁装置には吸気弁の開弁期間及びリフト量を切換える切換機構が備えられている。吸気側のロッカシャフトには低速カムに対応する第1のロッカアーム、高速カムに対応する第2のロッカアーム、休止カムに対応する第3のロッカアームが揺動自在に支承され、各ロッカアームにはロッカシャフトの軸方向に摺動可能な切換ピンが内蔵されている。切換ピンはロッカシャフトに形成されたオイル通路を介して油圧切換手段としてのオイルコントロールバルブ(OCV)から作動油圧を受けて摺動し、その摺動位置に応じて各ロッカアームを連結・解除する。
In order to realize the optimum engine output characteristics according to the operating region, various engines have been proposed that perform switching of the intake / exhaust valve opening period and lift amount, or deactivation of a specific cylinder ( For example, see Patent Document 1).
The engine described in Patent Document 1 is configured as an SOHC type in which an intake / exhaust valve is driven to open and close by a single camshaft, and the valve operating device is provided with a switching mechanism for switching the valve opening period and the lift amount of the intake valve. ing. The first rocker arm corresponding to the low speed cam, the second rocker arm corresponding to the high speed cam, and the third rocker arm corresponding to the pause cam are swingably supported on the intake side rocker shaft, and each rocker arm has a rocker shaft. The switch pin is slidable in the axial direction. The switching pin is slid by receiving the hydraulic pressure from an oil control valve (OCV) as a hydraulic pressure switching means through an oil passage formed in the rocker shaft, and connects and releases the rocker arms according to the sliding position.
機関の低回転域では切換ピンにより各ロッカアームの連結が解除されて、一方の吸気弁は第1ロッカアームを介して低速カムに倣って開閉駆動され、他方の吸気弁は第3ロッカアームを介して休止カムにより実質的に閉弁保持される。又、機関の高回転域では切換ピンにより各ロッカアームが連結され、全てのロッカアームは高速カムにより一体で揺動して両吸気弁を高速カムに倣って開閉駆動する。
上記のように特許文献1に記載されたエンジンでは、吸気弁の開弁期間及びリフト量を切換えるべく吸気側のみに切換機構を設けているが、例えば吸排気弁を閉弁保持して特定気筒を休筒させるエンジンに適用する場合には、吸排気の動弁装置に共に切換機構を設けることになる。
そして、この場合には吸気側のロッカシャフトに加えて排気側のロッカシャフトにもオイル通路を形成し、当該排気側のオイル通路に作動油圧を給排するためにOCVを追加する必要が生じる。又、OCVとロッカシャフトのオイル通路とはシリンダヘッドに形成したヘッド側オイル通路を介して接続されているが、追加したOCVに対応してシリンダヘッドに新たにヘッド側オイル通路を形成する必要も生じる。よって、OCVの増加及びヘッド側オイル通路に関するシリンダヘッドの加工の煩雑化に起因して製造コストが高騰するという問題があった。
As described above, in the engine described in Patent Document 1, a switching mechanism is provided only on the intake side in order to switch the valve opening period and lift amount of the intake valve. When the engine is applied to a cylinder that is closed, a switching mechanism is provided for both the intake and exhaust valve operating devices.
In this case, it is necessary to form an oil passage on the exhaust-side rocker shaft in addition to the intake-side rocker shaft, and to add an OCV to supply / discharge hydraulic pressure to / from the exhaust-side oil passage. Further, the OCV and the oil passage of the rocker shaft are connected via a head side oil passage formed in the cylinder head, but it is also necessary to newly form a head side oil passage in the cylinder head corresponding to the added OCV. Arise. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost increases due to the increase in the OCV and the complicated processing of the cylinder head related to the head side oil passage.
本発明の目的は、ロッカシャフトのオイル通路に作動油圧を給排する油圧切換手段の数を減少させると共に、油圧切換手段とオイル通路とを接続するヘッド側オイル通路の数を減少させ、もって製造コストを低減することができる内燃機関の休筒機構付き動弁装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to reduce the number of hydraulic pressure switching means for supplying and discharging hydraulic pressure to and from the oil passage of the rocker shaft and reduce the number of head side oil passages connecting the hydraulic pressure switching means and the oil passage. An object of the present invention is to provide a valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism for an internal combustion engine that can reduce the cost.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第1ロッカシャフトに揺動自在に支承される第1のロッカアームと、第1のロッカアームの一側に隣接して第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムにより駆動される第2のロッカアームと、第1のロッカアームの他側に隣接して第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムとカム形状の異なる第2のカムにより駆動される第3のロッカアームと、先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、第1ロッカシャフトと平行に配置された第2ロッカシャフトに揺動自在に支承される第4のロッカアームと、第4のロッカアームに隣接して第2ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第3の力ムにより駆動される第5のロッカアームと、第1のロッカアームと第2のロッカアームとの連係有無を切り換える第1切換機構と、第1のロッカアームと第3のロッカアームとの連係有無を切り換える第2切換機構と、第4のロッカアームと第5のロッカアームとの連係有無を切り換える第3切換機構と、第1及び第2ロッカシャフト内にその軸方向に沿って形成され、第1及び第3切換機構に作動油圧を供給可能な第1及び第2オイル通路と、第1ロッカシャフト内にその軸方向に沿って第1オイル通路と並列に形成され、第2切換機構に作動油圧を供給可能な第3オイル通路と、第1及び第2ロッカシャフトの一端側において第1又は第2オイル通路の一方に接続され、第1又は第2オイル通路の一方に作動油圧を給排し得る第1油圧切換手段と、第3オイル通路に作動油圧を給排し得る第2油圧切換手段と、略コ字状の金属製のパイプからなり、第1及び第2ロッカシャフトの他端側において第1及び第2オイル通路に両端を圧入されて両オイル通路を相互に接続する連結部材とを備えたものである。 To achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a first rocker arm whose front end is linked to one of an intake valve and an exhaust valve and is swingably supported on the first rocker shaft; A second rocker arm that is swingably supported on the first rocker shaft adjacent to one side and driven by the first cam, and swings on the first rocker shaft adjacent to the other side of the first rocker arm. A third rocker arm that is freely supported and driven by a second cam having a cam shape different from that of the first cam, and a tip is linked to the other of the intake valve or the exhaust valve, and is arranged in parallel with the first rocker shaft. A fourth rocker arm swingably supported by the second rocker shaft, and a fifth rocker pivotally supported by the second rocker shaft adjacent to the fourth rocker arm and driven by a third force. Rocker arm , A first switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the second rocker arm, a second switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the third rocker arm, a fourth rocker arm, and a fifth A third switching mechanism for switching presence / absence of linkage with the rocker arm, and first and second formed in the first and second rocker shafts along the axial direction and capable of supplying hydraulic pressure to the first and third switching mechanisms. Two oil passages, a third oil passage formed in parallel with the first oil passage along the axial direction in the first rocker shaft, and capable of supplying hydraulic pressure to the second switching mechanism, and the first and second rockers A first hydraulic pressure switching means connected to one of the first and second oil passages on one end side of the shaft and capable of supplying and discharging hydraulic pressure to one of the first and second oil passages, and the hydraulic pressure to the third oil passage. A second hydraulic switching means capable of discharging, consists substantially U-shaped metal pipe, the other end side of the first and second rocker shaft is pressed at both ends to the first and second oil passages both oil passage And a connecting member for connecting the two to each other.
従って、第1のロッカアームは第2のロッカアームに対する連係有無を第1切換機構により切換えられ、第3のロッカアームに対する連係有無を第2切換機構により切換えられ、これらの第2及び第3のロッカアームに対する連係状態に応じて第1のカム又は第2のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動すると共に、第2及び第3のロッカアームとの非連係時には吸気弁又は排気弁の一方を閉弁保持する。又、第4のロッカアームは第5のロッカアームに対する連係有無を第3切換機構により切換えられ、第5のロッカアームとの連係時には第3のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の他方を開閉駆動すると共に、非連係時には吸気弁又は排気弁の他方を閉弁保持する。 Therefore, the first rocker arm can be linked to the second rocker arm by the first switching mechanism, the second rocker arm can be linked by the second switching mechanism, and the second rocker arm can be linked to the second and third rocker arms. Depending on the state, one of the intake valve and the exhaust valve is driven to open and close following the shape of the first cam or the second cam, and one of the intake valve and the exhaust valve is not linked to the second and third rocker arms. Hold the valve closed. The fourth rocker arm can be linked to the fifth rocker arm by a third switching mechanism, and when linked to the fifth rocker arm, the other of the intake and exhaust valves is driven to open and close following the shape of the third cam. At the same time, when not linked, the other of the intake valve and the exhaust valve is kept closed.
よって、内燃機関は吸排気弁を開閉駆動しているカム形状に応じた出力特性で運転されると共に、吸排気弁の閉弁保持時には休筒運転を行う。
そして、第1及び第3切換機構には第1及び第2オイル通路を経て第1油圧切換手段から作動油圧が供給され、第2切換機構には第3オイル通路を経て第2油圧切換手段から作動油圧が供給される。第1油圧切換手段からの作動油圧は、第1及び第2ロッカシャフトの一端側から第1又は第2オイル通路の一方に供給されて当該オイル通路内を他端側へと流通した後に、略コ字状の金属製のパイプからなる連結部材内を通過して第1又は第2オイル通路の他方に供給されて当該オイル通路内を一端側へと流通し、この流通中に第1及び第3切換機構への供給がなされる。
Therefore, the internal combustion engine is operated with output characteristics corresponding to the cam shape that drives the intake and exhaust valves to open and close, and the cylinder is closed when the intake and exhaust valves are closed.
The first and third switching mechanisms are supplied with operating hydraulic pressure from the first hydraulic pressure switching means via the first and second oil passages, and the second switching mechanism is supplied from the second hydraulic pressure switching means via the third oil passage. Working hydraulic pressure is supplied. Hydraulic pressure from the first hydraulic switching means, after the first and is supplied to one and within the oil passage of the first or the second oil passage from one end of the second rocker shaft and flows to the other end, substantially It passes through a connecting member made of a U-shaped metal pipe , is supplied to the other of the first or second oil passage, and circulates in the oil passage to one end side. Supply to the 3 switching mechanism is made.
つまり、単一の第1油圧切換手段により第1及び第2オイル通路に作動油圧を供給することから、各オイル通路に対応して個別に第1油圧切換手段を設ける必要がない上に、動弁装置が設けられるシリンダヘッドには、第1油圧切換手段と第1又は第2オイル通路の一方とを接続する1本のヘッド側オイル通路を形成するだけでよく、第1及び第2オイル通路に対応して個別に複数本のヘッド側オイル通路を形成した場合に比較して、シリンダヘッド側の加工が簡略化される。 In other words, since the operating oil pressure is supplied to the first and second oil passages by a single first oil pressure switching means, it is not necessary to provide the first oil pressure switching means individually for each oil passage, In the cylinder head provided with the valve device, it is only necessary to form one head-side oil passage that connects the first hydraulic pressure switching means and one of the first or second oil passages. As compared with the case where a plurality of head side oil passages are individually formed corresponding to the above, machining on the cylinder head side is simplified.
請求項2発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第1ロッカシャフトに揺動自在に支承される第1のロッカアームと、
第1のロッカアームの一側に隣接して第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムにより駆動される第2のロッカアームと、第1のロッカアームの他側に隣接して第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムとカム形状の異なる第2のカムにより駆動される第3のロッカアームと、先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、第1ロッカシャフトと平行に配置された第2ロッカシャフトに揺動自在に支承される第4のロッカアームと、第4のロッカアームに隣接して第2ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第3の力ムにより駆動される第5のロッカアームと、第1のロッカアームと第2のロッカアームとの連係有無を切り換える第1切換機構と、第1のロッカアームと第3のロッカアームとの連係有無を切り換える第2切換機構と、第4のロッカアームと第5のロッカアームとの連係有無を切り換える第3切換機構と、第1及び第2ロッカシャフト内にその軸方向に沿って形成され、第1及び第3切換機構に作動油圧を供給可能な第1及び第2オイル通路と、第1ロッカシャフト内にその軸方向に沿って第1オイル通路と並列に形成され、第2切換機構に作動油圧を供給可能な第3オイル通路と、第1及び第2ロッカシャフトの一端側において第1又は第2オイル通路の一方に接続され、第1又は第2オイル通路の一方に作動油圧を給排し得る第1油圧切換手段と、第3オイル通路に作動油圧を給排し得る第2油圧切換手段と、第1及び第2ロッカシャフトの他端側において第1及び第2オイル通路にそれぞれ一端側を圧入される略L字状の金属製のパイプと、両パイプの他端側を相互に連結する樹脂又はゴム製のホースとからなり、第1及び第2オイル通路を相互に接続する連結部材とを備えたものである。
(2) A first rocker arm whose tip is linked to one of an intake valve or an exhaust valve and is swingably supported on the first rocker shaft;
A second rocker arm swingably supported on the first rocker shaft adjacent to one side of the first rocker arm and driven by the first cam, and a first adjacent to the other side of the first rocker arm. A first rocker shaft is pivotally supported on the rocker shaft and driven by a second cam having a different cam shape from the first cam, and a tip is linked to the other of the intake valve or the exhaust valve. A fourth rocker arm swingably supported on a second rocker shaft disposed in parallel with the second rocker shaft and a second rocker shaft adjacent to the fourth rocker arm so as to swing freely. The fifth rocker arm to be driven, the first switching mechanism for switching the link between the first rocker arm and the second rocker arm, and the link between the first rocker arm and the third rocker arm are switched. A second switching mechanism, a third switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the fourth rocker arm and the fifth rocker arm, and first and third switching mechanisms formed along the axial direction in the first and second rocker shafts. First and second oil passages capable of supplying hydraulic pressure to the mechanism, and formed in parallel with the first oil passage along the axial direction in the first rocker shaft, and capable of supplying hydraulic pressure to the second switching mechanism The first oil pressure that is connected to one of the first and second oil passages on one end side of the third oil passage and the first and second rocker shafts, and that can supply and discharge the working oil pressure to one of the first and second oil passages. The switching means, the second hydraulic pressure switching means capable of supplying and discharging operating hydraulic pressure to and from the third oil passage, and the first and second rocker shafts at one end are press-fitted at the other ends of the first and second rocker shafts , respectively. L-shaped metal pie If, Ri Do a resin or rubber hose connecting the other end of the pipes to each other, in which the first and second oil passage and a connecting member for connecting each other.
従って、請求項1の発明と同様の作用効果を奏すると共に、第1油圧切換手段からの作動油圧は第1又は第2オイル通路の一方を流通した後に、パイプ及びホース内を通過して第1又は第2オイル通路の他方に供給される。そして、樹脂又はゴムからなるホースは可撓性を有するため、第1及び第2オイル通路間の相対位置に多少の誤差が生じていても何ら支障なく双方のオイル通路を接続可能であり、パイプの圧入箇所でのオイル漏れが未然に防止される。 Therefore, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained, and the operating oil pressure from the first oil pressure switching means passes through one of the first and second oil passages and then passes through the pipe and the hose to be the first. Or it is supplied to the other of the second oil passages. And since the hose made of resin or rubber has flexibility, even if there is some error in the relative position between the first and second oil passages, both oil passages can be connected without any trouble, Oil leakage at the press-fitting point is prevented.
請求項3発明は、請求項1又は2において、第1ロッカシャフトに支承される第1のロッカアームが吸気弁に連係され、且つ第2ロッカシャフトに支承される第4のロッカアームが排気弁に連係され、第1のロッカアームと第2及び第3のロッカアームとの非連係、並びに、第4のロッカアームと第5のロッカアームとの非連係を解除する際に、第1油圧切換手段による作動油圧の給排を制御することによって、第4のロッカアームと第5のロッカアームとを連係した後に、第1のロッカアームと第2のロッカアームとを連係すると共に、第2油圧切換手段は、第1のロッカアームと前記第3のロッカアームとの非連係を維持するよう作動油圧の給排を制御するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the first rocker arm supported on the first rocker shaft is linked to the intake valve, and the fourth rocker arm supported on the second rocker shaft is linked to the exhaust valve. When the disengagement between the first rocker arm and the second and third rocker arms and the disengagement between the fourth rocker arm and the fifth rocker arm are released, the hydraulic pressure is supplied by the first oil pressure switching means. By controlling the exhaust, after the fourth rocker arm and the fifth rocker arm are linked, the first rocker arm and the second rocker arm are linked, and the second hydraulic pressure switching means includes the first rocker arm and the first rocker arm. The hydraulic pressure is controlled to be supplied and discharged so as to maintain non-linkage with the third rocker arm.
従って、第1のロッカアームが第2及び第3のロッカアームに対して非連係とされ、第4のロッカアームが第5のロッカアームに対して非連係とされているときには、吸気弁及び排気弁が共に閉弁保持されて休筒運転が行われている。
この状態から双方の非連係を解除する際には、まず、第1油圧切換手段による作動油圧の給排に伴って、第3切換機構により第4のロッカアームが第5のロッカアームに対して連係して第3のカムの形状に倣って排気弁を開閉駆動し、その後に第2油圧切換手段による作動油圧の給排に伴って第1のロッカアームと第3のロッカアームとの非連係を維持した状態で、第1切換機構により第1のロッカアームが第2のロッカアームに対して連係して第1のカムの形状に倣って吸気弁を開閉駆動する。
Therefore, when the first rocker arm is not linked to the second and third rocker arms and the fourth rocker arm is not linked to the fifth rocker arm, both the intake valve and the exhaust valve are closed. The valve is held and cylinder resting operation is performed.
When releasing the disengagement of both from this state, first, the fourth rocker arm is linked to the fifth rocker arm by the third switching mechanism as the hydraulic pressure is supplied and discharged by the first hydraulic pressure switching means. The exhaust valve is driven to open and close following the shape of the third cam, and then the disengagement between the first rocker arm and the third rocker arm is maintained as the hydraulic pressure is supplied and discharged by the second hydraulic pressure switching means. Thus, the first switching mechanism links the first rocker arm to the second rocker arm to drive the intake valve to follow the shape of the first cam.
つまり、吸気弁の作動に対してより先行するタイミングで排気弁が作動を開始するため、排気弁の開弁により筒内に残留している燃焼ガス(休筒直前の燃焼ガス)が排出された後に、吸気弁の開弁により新たな混合気が筒内に流入されて、休筒運転からの復帰当初から正常な燃焼が実現される。
本発明は好適には、請求項1の構成において、第1ロッカシャフトに支承される第1のロッカアームを吸気弁に連係させ、且つ第2ロッカシャフトに支承される第4のロッカアームを排気弁に連係させ、第2ロッカシャフトの一端側において第2オイル通路に第1油圧切換手段を接続すると共に、第1及び第2ロッカシャフトの他端側において第1及び第2オイル通路を連結部材で相互に接続した内燃機関の休筒機構付き動弁装置として具体化できる。
That is, since the exhaust valve starts operating at a timing earlier than the operation of the intake valve, the combustion gas remaining in the cylinder (combustion gas immediately before the cylinder is closed) is discharged by opening the exhaust valve. Later, when the intake valve is opened, a new air-fuel mixture flows into the cylinder, and normal combustion is realized from the beginning of the return from the cylinder resting operation.
Preferably, according to the present invention, the first rocker arm supported on the first rocker shaft is linked to the intake valve and the fourth rocker arm supported on the second rocker shaft is used as the exhaust valve. The first hydraulic pressure switching means is connected to the second oil passage on one end side of the second rocker shaft, and the first and second oil passages are connected to each other by the connecting member on the other end side of the first and second rocker shafts. It can be embodied as a valve operating device with a cylinder resting mechanism of an internal combustion engine connected to the engine.
このように構成した場合には、第1のロッカアームと第2及び第3のロッカアームとの非連係、並びに、第4のロッカアームと第5のロッカアームとの非連係を解除すべく、第1油圧切換手段により作動油圧を給排したときに、まず、第2オイル通路を経て第3切換機構が作動し、第4のロッカアームが第5のロッカアームに対して連係して第3のカムの形状に倣って排気弁を開閉駆動し、その後に連結部材及び第1オイル通路を経て第1切換機構が作動し、第1のロッカアームが第2のロッカアームに対して連係して第1のカムの形状に倣って吸気弁を開閉駆動するため、吸気弁の作動に対してより先行するタイミングで排気弁が作動を開始することになり、上記請求項4の発明と同様の作用効果が奏される。
In this case, the first hydraulic pressure switching is performed to release the disengagement between the first rocker arm and the second and third rocker arms and the disengagement between the fourth rocker arm and the fifth rocker arm. When the hydraulic pressure is supplied or discharged by the means, first, the third switching mechanism is operated through the second oil passage, and the fourth rocker arm is linked to the fifth rocker arm to follow the shape of the third cam. Then, the exhaust valve is driven to open and close, and then the first switching mechanism is operated via the connecting member and the first oil passage, and the first rocker arm is linked to the second rocker arm to follow the shape of the first cam. Since the intake valve is driven to open and close, the exhaust valve starts to operate at a timing that precedes the operation of the intake valve, and the same effect as the invention of
以上説明したように請求項1の発明の内燃機関の休筒機構付き動弁装置によれば、ロッカシャフトのオイル通路に作動油圧を給排する油圧切換手段の数を減少させると共に、油圧切換手段とオイル通路とを接続するヘッド側オイル通路の数を減少させ、もって製造コストを低減することができる。
請求項2の発明の内燃機関の休筒機構付き動弁装置によれば、請求項1に加えて、第1及び第2オイル通路間の相対位置に多少の誤差が生じていても、パイプの圧入箇所でのオイル漏れを未然に防止して信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the number of hydraulic pressure switching means for supplying and discharging the hydraulic pressure to and from the oil passage of the rocker shaft is reduced, and the hydraulic pressure switching means. The number of head-side oil passages connecting the oil passages and the oil passages can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost.
According to the valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism of the internal combustion engine of the second aspect of the invention, in addition to the first aspect, even if some error occurs in the relative position between the first and second oil passages, It is possible to improve the reliability by preventing oil leakage at the press-fitting location.
請求項3の発明の内燃機関の休筒機構付き動弁装置によれば、請求項1又は2に加えて、休筒運転からの復帰時に吸気弁に先行して排気弁を作動させて筒内の残留燃焼ガスを排出し、これにより速やかに機関出力を増加して運転者の加速要求に確実に応じることができ、もって良好なドライバビリティを実現することができる。 According to the valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect , the exhaust valve is actuated prior to the intake valve when returning from the cylinder resting operation. Thus, the remaining combustion gas can be discharged, thereby quickly increasing the engine output and meeting the driver's acceleration request with certainty, thereby realizing good drivability.
以下、本発明を具体化したエンジンの休筒機構付き動弁装置の一実施形態を説明する。
本実施形態のエンジンは気筒当たり4弁を有するV型6気筒ガソリン機関として構成され、特に高いエンジン出力を実現する高速モード、通常のエンジン出力に対応する低速モード、片側バンクの気筒を休筒させる休筒モードの間で切換可能に構成されている。このため、両バンクの動弁装置はそれぞれ低速モードと高速モードとの切換機構を備え、加えて片側のバンクは休筒機構を備えている。そこで、まず、休筒機構を備えるバンク(以下、休筒バンクといい、反対側を非休筒バンクという)の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of a valve gear with a cylinder resting mechanism of an engine embodying the present invention will be described.
The engine of the present embodiment is configured as a V-type 6-cylinder gasoline engine having four valves per cylinder, and in particular, a high-speed mode that realizes a high engine output, a low-speed mode that corresponds to a normal engine output, and cylinders in one bank are rested. It is configured to be switchable between idle cylinder modes. For this reason, the valve gears of both banks are each provided with a switching mechanism between the low speed mode and the high speed mode, and in addition, the bank on one side is provided with a cylinder resting mechanism. Therefore, first, the configuration of a bank provided with a cylinder resting mechanism (hereinafter referred to as a cylinder resting bank and the opposite side as a non-cylinderless bank) will be described.
《休筒バンク》
図1〜8は休筒バンクのシリンダヘッドを示しており、図1はシリンダヘッドを示す平面図、図2は1気筒分の動弁装置の詳細を示す部分拡大平面図、図3は図2のA−A線に相当する低速カム及び排気カムの作動時を示す断面図、図4は図2のA−A線に相当する低速カム及び排気カムの休止時を示す断面図、図5は図2のB−B線に相当する高速カムの休止時を示す断面図、図6は図2のB−B線に相当する高速カムの作動時を示す断面図、図7はカムに対する駆動ロッカアーム及び被動ロッカアームの位置関係を示す部分拡大平面図、図8は図7のC−C線断面図である。ここで、図1の上下がエンジンの前後方向であり、シリンダヘッドの右側が吸気側、左側が排気側に相当し、当該シリンダヘッドの右方に非休筒バンクのシリンダヘッドが配置されるものとする。
《Cylinder Bank》
1 to 8 show the cylinder heads of the idle cylinder bank, FIG. 1 is a plan view showing the cylinder head, FIG. 2 is a partially enlarged plan view showing details of a valve operating system for one cylinder, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing when the low-speed cam and the exhaust cam corresponding to the AA line of FIG. 2 is a cross-sectional view showing the high-speed cam corresponding to the BB line in FIG. 2 when the high-speed cam is at rest, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the high-speed cam corresponding to the BB line in FIG. FIG. 8 is a partial enlarged plan view showing a positional relationship between the driven rocker arm and FIG. Here, the top and bottom of FIG. 1 is the front-rear direction of the engine, the right side of the cylinder head corresponds to the intake side, the left side corresponds to the exhaust side, and the cylinder head of the non-cylinder bank is arranged to the right of the cylinder head And
図2,3,7に示すように、シリンダヘッド1上の左右略中央には動弁装置の1本のカムシャフト2が前後方向に延びるように配置されており、カムシャフト2は図示しないシリンダヘッドジャーナル部により各ジャーナル部2aを支承されてクランク軸により同期して回転駆動される。カムシャフト2の上方右側には吸気ロッカシャフト3(第1ロッカシャフト)が配設され、カムシャフト2の上方左側には排気ロッカシャフト4(第2ロッカシャフト)が配設され、これらのロッカシャフト3,4はカムシャフト2と平行な姿勢でボルト5により適宜シリンダヘッド1上に固定されている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 7, one
各気筒はカムシャフト2に沿って前後方向に列設されており、以下、その内の1気筒の動弁装置について述べるが、他の気筒も全く同一構成である。図7に示すように、カムシャフト2の隣合う一対のジャーナル部2aの間には、前側より低速側吸気カム6(第1のカムであり、以下、低速カムと略す)、排気カム7(第3のカム)、休止カム8、高速側吸気カム9(第2のカムであり、以下、高速カムと略す)の順に1気筒分のカムが形成されている。以下、これらのカム6〜9により駆動される吸気側及び排気側動弁装置の構成、及び動弁装置を切換えるためのオイル通路の構成を順次説明する。
Each cylinder is arranged in the front-rear direction along the
〈吸気側動弁装置〉
図2,3に示すように、吸気ロッカシャフト3には吸気被動ロッカアーム11(第1のロッカアーム)のボス部12に形成された軸受孔12aが嵌め込まれ、吸気ロッカシャフト3を中心として吸気被動ロッカアーム11全体が揺動し得る。ボス部12からは二股状をなす2本のバルブ側アーム部13が右方に向けて延設され、各バルブ側アーム部13の先端にはバルブクリアランス調整用のアジャストボルト14が設けられて、それぞれシリンダヘッド1上の図示しない吸気弁と対応している。
<Intake side valve operating device>
As shown in FIGS. 2 and 3, a bearing
図7,8に示すように、ボス部12からは左方に向けて1本のカム側アーム部15が延設され、カム側アーム部15の先端に形成された摺接部15aは上記休止カム8上に当接している。この休止カム8上にカム側アーム部15の摺接部15aを当接させた状態から吸気被動ロッカアーム11が時計回りに揺動すると、バルブ側アーム部13のアジャストボルト14を介して吸気弁がバルブスプリングに抗して開弁される。以下、この吸気被動ロッカアーム11や後述する低速駆動ロッカアーム32及び高速駆動ロッカアーム38等の吸気側の動弁装置を構成する部材の揺動方向を、時計回りを開弁方向、反時計回りを閉弁方向と定義する。
As shown in FIGS. 7 and 8, one cam
図2,3,5に示すように、吸気被動ロッカアーム11のボス部12上には円筒状の低速シリンダ部16及び高速シリンダ部17が一体的に併設されている。低速シリンダ部16には断面円形状をなす小径の下部シリンダ16a及び大径の上部シリンダ16bが上下方向に連続して形成され、下部シリンダ16aの下端は上記ボス部12の軸受孔12aの内周面に開口し、上部シリンダ16bの上端は上方に開口している。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, a cylindrical low-
下部シリンダ16a内には下部ピストン18aが配設され、下部ピストン18aは図示しない規制ピンにより下部シリンダ16aの軸線を中心とした回転を規制された状態で、下部シリンダ16a内を上下方向に摺動し得る。又、上部シリンダ16b内には上部ピストン18bが配設され、上部シリンダ16b内を上下方向に摺動し得る。上部ピストン18bは下部ピストン18aに比較して剛性の高い素材で製作されている。
A
上部シリンダ16bの開口部には蓋体19が圧入されてスナップリング20により抜け止めされ、上部シリンダ16b内において蓋体19と上部ピストン18bとの間には圧縮ばね21が介装されている。図3に示すように、下部ピストン18a及び上部ピストン18bは圧縮ばね21により常に下方に付勢されており、下部ピストン18aの下面を上記吸気ロッカシャフト3の外周面に当接させた下方位置に保持されている。又、図4に示すように、この下方位置から圧縮ばね21に抗してシリンダ16a,16b内で下部ピストン18a及び上部ピストン18bが上方に摺動すると、上部ピストン18bの上部が蓋体19の下部に当接して上方位置に切換えられる。
A
上記低速シリンダ部16の左側面、つまりカムシャフト2に面した側には操作窓22が形成される一方、上記下部ピストン18aの左側面には逃げ部23が凹設されている。そして、図4に示すピストン18a,18bの上方位置では、操作窓22を介して下部ピストン18aの逃げ部23が左方に向けて露出し、図3に示す下方位置では、操作窓22を介して上部ピストン18bの外周面が左方に向けて露出する。
An
一方、図5に示すように、上記高速シリンダ部17には断面円形状をなすシリンダ17aが上下方向に形成され、シリンダ17aの下端は上記ボス部12の軸受孔12aの内周面に開口し、シリンダ17aの上端は上方に開口している。シリンダ17a内にはピストン25が配設され、ピストン25は図示しない規制ピンによりシリンダ17aの軸線を中心とした回転を規制された状態で、シリンダ17a内を上下方向に摺動し得る。ピストン25には低速シリンダ部17の上部ピストン18bと同一の素材が適用されて、同等の剛性が確保されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, a
そして、低速シリンダ部16と同様に、シリンダ17aの開口部にはスナップリング26により蓋体27が固定されて、蓋体27とピストン25との間には圧縮ばね28が介装されている。図5に示すように、ピストン25は圧縮ばね28により常に下方に付勢されており、下面を吸気ロッカシャフト3の外周面に当接させた下方位置に保持されている。又、図6に示すように、この下方位置から圧縮ばね28に抗してシリンダ17a内でピストン25が上方に摺動すると、ピストン25の上部が蓋体27の下部に当接して上方位置に切換えられる。
Similar to the low-
高速シリンダ部17の左側面には操作窓29が形成される一方、ピストン25の左側面には逃げ部30が凹設されており、図5に示すピストン25の下方位置では、操作窓29を介してピストン25の逃げ部30が左方に向けて露出し、図6に示す上方位置では、操作窓29を介してピストン25の外周面が露出する。高速シリンダ部17の圧縮ばね28は、上記低速側シリンダ16の圧縮ばね21に比較して小径である代わりに全長が長く設定されて所定のピストン25への付勢力を確保しており、高速シリンダ部17の軸心に対してオフセットして配置されると共に、圧縮に伴う屈曲を防止するためにピストン25上に形成されたばね孔25a内に保持されている。
An
一方、図2,3に示すように、吸気ロッカシャフト3上の吸気被動ロッカアーム11の前側には低速駆動ロッカアーム32(第2のロッカアーム)のボス部33が揺動可能に支承されている。ボス部33の右側には下方に向けて付勢部33aが突設され、この付勢部33aに連結された図示しない付勢ばねにより低速駆動ロッカアーム32全体が閉弁方向に付勢されて、図7に示すように左側に設けられたローラ35を上記低速カム6上に当接させている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, a
低速駆動ロッカアーム32のローラ35の上側位置からは操作アーム部36がカムシャフト2の軸線に沿って後方に延設され、操作アーム部36の先端は右方側に位置する上記吸気被動ロッカアーム11に向けてL字状に曲折されて、低速シリンダ部16の操作窓22と対応している。低速駆動ロッカアーム32は回転中の低速カム6上でローラ35を転動させながら低速カム6の形状に倣って揺動し、低速カム6のベース円区間(リフト量0の区間)では、図4に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部36の先端を操作窓22から左方に離脱させ、低速カム6のリフト区間では、図4に2点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部36の先端を操作窓22内に挿入する。
From the upper position of the
又、吸気ロッカシャフト3上の吸気被動ロッカアーム11の後側には高速駆動ロッカアーム38(第3のロッカアーム)のボス部39が揺動可能に支承され、上記低速駆動ロッカアーム32と同様に、高速駆動ロッカアーム38は付勢部39aを介して図示しない付勢ばねにより閉弁方向に付勢されて、図7に示すように左側に設けられたローラ40を上記高速カム9上に当接させている。
A
高速駆動ロッカアーム38のローラ40の上側位置からは操作アーム部41がカムシャフト2の軸線に沿って前方に延設され、操作アーム部41の先端は右方側に位置する上記吸気被動ロッカアーム11に向けてL字状に曲折されて、高速シリンダ部17の操作窓29と対応している。上記低速駆動ロッカアーム32と同じく高速駆動ロッカアーム38は高速カム9上でローラ40を転動させながら高速カム9の形状に倣って揺動し、高速カム9のベース円区間では、図5に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部41の先端を操作窓29から左方に離脱させ、高速カム9のリフト区間では、図5に2点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部41の先端を操作窓29内に挿入する。
From the upper position of the
ここで、本実施形態では上記低速シリンダ部16の下部及び下部シリンダ16a,16b、下部及び下部ピストン18a,18b、低速駆動ロッカアーム32の操作アーム部36により第1切換機構M1が構成され、高速シリンダ部17のシリンダ17a、ピストン25、高速駆動ロッカアーム38の操作アーム部41により第2切換機構M2が構成されている。
Here, in the present embodiment, the first switching mechanism M1 is configured by the lower and
〈排気側動弁装置〉
一方、排気側の動弁装置は吸気側の動弁装置に対して、吸気被動ロッカアーム11の高速シリンダ部17及びこれと対応する高速駆動ロッカアーム38を省略しており、以下に構成を説明する。
<Exhaust valve operating device>
On the other hand, the exhaust-side valve operating device omits the high-
図2,3に示すように、上記排気ロッカシャフト4には排気被動ロッカアーム43(第4のロッカアーム)のボス部44の軸受孔44aが嵌め込まれ、排気ロッカシャフト4を中心として排気被動ロッカアーム43全体が揺動し得る。ボス部44からは二股状をなす2本のバルブ側アーム部45が左方に向けて延設され、各バルブ側アーム部45の先端に設けられたアジャストボルト46は、それぞれシリンダヘッド1上の図示しない排気弁と対応している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図7に示すように、吸気被動ロッカアーム11のボス部12と排気被動ロッカアーム43のボス部44とはカムシャフト2を挟んで左右両側に配置されると共に、カムシャフト2の軸方向において両ボス部12,44の一部は互いに重合している。図7,8に示すように、ボス部44からは右方に向けて1本のカム側アーム部47が延設され、カム側アーム部47の先端に形成された摺接部47aは、吸気被動ロッカアーム11側の摺接部15aとの干渉を避けた状態で上記休止カム8上に当接している。
As shown in FIG. 7, the
そして、この状態から排気被動ロッカアーム43が反時計回りに揺動すると、バルブ側アーム部45のアジャストボルト46を介して排気弁がバルブスプリングに抗して開弁される。以下、この排気被動ロッカアーム43や後述する排気駆動ロッカアーム49等の排気側の動弁装置を構成する部材の揺動方向を、反時計回りを開弁方向、時計回りを閉弁方向と定義する。
When the exhaust driven
図2,3に示すように、排気被動ロッカアーム43のボス部44上には円筒状のシリンダ部48が一体的に設けられ、図3に示すように、当該シリンダ部48は吸気被動ロッカアーム11側の低速シリンダ部16に対して左右対称の同一構成となっている。
よって、低速シリンダ部16と同一の部材番号を付してシリンダ部48の概略を述べると、シリンダ部48の下部シリンダ16a内には下部ピストン18aが、上部シリンダ16b内には上部ピストン18bがそれぞれ上下方向に摺動自在に配設されている。これらのピストン18a,18bは圧縮ばね21により下方に付勢され、図3に示す下方位置では、下部ピストン18aの下面が排気ロッカシャフト4の外周面に当接すると共に、シリンダ部48の操作窓22から上部ピストン18bの外周面が右方に向けて露出し、図4に示す上方位置では、操作窓22から上部ピストン18aの逃げ部23が右方に向けて露出する。
2 and 3, a
Therefore, the same member number as that of the low-
そして、これらの排気側のシリンダ部48に内装される下部ピストン18a、上部ピストン18b、蓋体19、圧縮ばね21等の各部材は、吸気側の低速シリンダ部16に内装される各部材と共用化されている。
一方、図2,3に示すように、排気ロッカシャフト4上の排気被動ロッカアーム43の前側には排気駆動ロッカアーム49(第5のロッカアーム)が揺動可能に支承され、当該排気駆動ロッカアーム49は吸気側の低速駆動ロッカアーム32に対して左右対称の同一構成となっている。
The members such as the
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, an exhaust drive rocker arm 49 (fifth rocker arm) is swingably supported on the front side of the exhaust driven
よって、低速駆動ロッカアーム32と同一の部材番号を付して排気駆動ロッカアーム49の概略を述べると、排気駆動ロッカアーム49は付勢部33aを介して図示しない付勢ばねにより閉弁方向に付勢されて、右側に設けられたローラ35を上記排気カム7上に当接させている。排気駆動ロッカアーム49からは後方に操作アーム部36が延設され、操作アーム部36の先端は左方側に向けてL字状に曲折されて排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48の操作窓22と対応している。排気駆動ロッカアーム49はローラ35を転動させながら排気カム7の形状に倣って揺動し、排気カム7のベース円区間では、図4に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部36の先端を操作窓22から右方に離脱させ、排気カム7のリフト区間では、図4に2点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部36の先端を操作窓22内に挿入する。
Therefore, when the same member number as the low-speed
ここで、本実施形態では上記シリンダ部48の下部及び下部シリンダ16a,16b、下部及び下部ピストン18a,18b、排気駆動ロッカアーム49の操作アーム部36により第3切換機構M3が構成されている。
以上で休筒バンクの1気筒の動弁装置についての説明を終えるが、上記のように他の気筒も全く同一構成となっている。
Here, in the present embodiment, the lower and
The description of the valve operating device for one cylinder of the cylinder deactivation bank is completed as described above, but the other cylinders have the same configuration as described above.
〈オイル通路〉
図1,2に示すように、吸気ロッカシャフト3には軸方向に沿って休筒モード用オイル通路51(第1オイル通路)及び高速モード用オイル通路52(第3オイル通路)が形成され、両オイル通路51,52の前後両端は吸気ロッカシャフト3の前端面及び後端面に開口している。休筒モード用オイル通路51の前端はプラグ53により閉塞され、後端にはL字状の金属パイプ54(連結部材)の一端が圧入固定されている。又、高速モード用オイル通路52の前端はシリンダヘッド1に形成された図示しないヘッド側オイル通路を介して高速モード用オイルコントロールバルブ55(第2油圧切換手段であり、以下、高速モード用OCVという)に接続されており、後端はプラグ56により閉塞されている。
<Oil passage>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
又、排気ロッカシャフト4には軸方向に沿って休筒モード用オイル通路57(第2オイル通路)が形成され、このオイル通路57の前後両端は排気ロッカシャフト4の前端面及び後端面に開口している。休筒モード用オイル通路57の前端はシリンダヘッド1に形成された図示しないヘッド側オイル通路を介して休筒モード用オイルコントロールバルブ58(第1油圧切換手段であり、以下、休筒モード用OCVという)に接続され、後端にはL字状の金属パイプ59(連結部材)の一端が圧入固定されている。吸気側及び排気側の金属パイプ54、59の他端は所定間隔をおいて相対向し、エラストマ製又はゴム製のホース60(連結部材)の両端が嵌め込まれて相互に接続されている。
The
高速モード用及び休筒モード用OCV55,58は、エンジンに備えられた図示しない潤滑用オイルポンプからオイル供給を受ける一方、車両に搭載されたECU61(エンジン制御ユニット)により切換制御されて、高速モード用オイル通路52や休筒モード用オイル通路57に適宜オイルを供給する。
図2,3に示すように、吸気ロッカシャフト3には各気筒の吸気被動ロッカアーム11の低速シリンダ部16と対応するように3箇所(図では1箇所を示す)に連通路63が形成され、各連通路63の下端は休筒モード用オイル通路51と連通し、各連通路63の上端は吸気ロッカシャフト3の外周面に開口して各低速シリンダ部16の下部シリンダ16a内と連通している。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2,5に示すように、吸気ロッカシャフト3には各気筒の吸気被動ロッカアーム11と高速シリンダ部17と対応するように3箇所(図では1箇所を示す)に連通路64が形成され、各連通路64の下端は高速モード用オイル通路52と連通し、各連通路64の上端は吸気ロッカシャフト3の外周面に開口して各高速シリンダ部17のシリンダ17a内と連通している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
又、図2,3に示すように、排気ロッカシャフト4には各気筒の排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48と対応するように3箇所(図では1箇所を示す)に連通路65が形成され、各連通路65の下端は休筒モード用オイル通路57と連通し、各連通路65の上端は排気ロッカシャフト4の外周面に開口して各シリンダ部48の下部シリンダ16a内と連通している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
《非休筒バンク》
一方、非休筒バンクの動弁装置は休筒機構を備えずに、低速モードと高速モードとの切換機構のみを備えている。具体的な構成を述べると、吸気側では、吸気被動ロッカアーム11の低速シリンダ部16及び低速駆動ロッカアーム32が省略され(高速シリンダ部17及び高速駆動ロッカアーム38は残されている)、吸気被動ロッカアーム11は低速駆動ロッカアーム32を介することなく直接的に低速カム6により揺動して常時吸気弁を開閉駆動している。
《Non-cylinder bank》
On the other hand, the valve operating device of the non-cylinder bank does not include a cylinder resting mechanism but includes only a switching mechanism between the low speed mode and the high speed mode. Specifically, on the intake side, the low-
又、排気側では、排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48及び排気駆動ロッカアーム49が省略され、排気被動ロッカアーム43は排気駆動ロッカアーム49を介することなく直接的に排気カム7により揺動して常時排気弁を開閉駆動している。尚、このように吸排気の被動ロッカアーム11,43が常時揺動することから、カムシャフト2の休止カム8も省かれている。又、休筒機構の省略に伴って吸気ロッカシャフト3及び排気ロッカシャフト4の休筒モード用オイル通路51,57も省かれている。
On the exhaust side, the
次に、以上のように構成されたエンジンの休筒機構付き動弁装置の作動状況を説明する。
ECU61によるOCV55,58の切換制御はエンジン回転速度Neに基づいて行われ、例えばエンジン回転速度Neが第1の閾値Ne1未満でエンジンへの出力要求が十分に低い回転域では休筒モードを実行し、第1の閾値Ne1から第2の閾値Ne2(>Ne1)の間で通常のエンジン出力が要求される回転域では低速モードを実行し、第2の閾値Ne2以上で特に高いエンジン出力が要求される回転域では高速モードを実行する。そこで、各モード毎に動弁装置の作動状況を順次説明する。
Next, the operation state of the valve operating apparatus with the cylinder resting mechanism of the engine configured as described above will be described.
The switching control of the
〈低速モード〉
休筒バンクにおいて、ECU61は高速モード用OCV55及び休筒モード用OCV58を切換制御して、休筒モード用オイル通路51及び高速モード用オイル通路52へのオイル供給をそれぞれ中止する。
<Low speed mode>
In the idle cylinder, the
その結果、図3に示すように吸気被動ロッカアーム11の低速シリンダ部16及び排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48では、それぞれ圧縮ばね21の付勢力により下部ピストン18a及び上部ピストン18bが下方位置に保持されて、上部ピストン18bの外周面が操作窓22を介して露出する。又、図5に示すように、吸気被動ロッカアーム11の高速シリンダ部17では、圧縮ばね28の付勢力によりピストン25が下方位置に保持されて、その逃げ部30が操作窓29を介して露出する。
As a result, as shown in FIG. 3, the
一方、エンジンの運転中は常に低速駆動ロッカアーム32、高速駆動ロッカアーム38、排気駆動ロッカアーム49が対応するカム6,7,9の形状に倣って揺動し、揺動に伴って各操作アーム部36,41の先端を被動ロッカアーム11,43の操作窓22,29内に対して挿脱させている。
そして、高速駆動ロッカアーム38は、高速シリンダ部17の操作窓29から露出した逃げ部30に先端を挿脱させながら単独で空振りし、以下に述べる低速駆動ロッカアーム32や排気駆動ロッカアーム49のように被動ロッカアーム11,43を揺動操作することはない。
On the other hand, during operation of the engine, the low-speed
The high-speed
又、低速駆動ロッカアーム32及び排気駆動ロッカアーム49は、開弁方向への揺動時に低速シリンダ部16及びシリンダ部48の操作窓22から露出した上部ピストン18bの外周面を押圧することで、対応する被動ロッカアーム11,43を開弁方向に揺動させて吸気弁及び排気弁を開弁させる。又、低速駆動ロッカアーム32及び排気駆動ロッカアーム49の閉弁方向への揺動時には、吸排気弁の閉弁に伴うバルブスプリングの付勢力を受けて対応する被動ロッカアーム11,43が閉弁方向に揺動する。
Further, the low-speed
結果として吸気被動ロッカアーム11は低速駆動ロッカアーム32と共に揺動して、低速カムの形状に倣って吸気弁を開閉駆動し、排気被動ロッカアーム43は排気駆動ロッカアーム49と共に揺動して、排気カムの形状に倣って排気弁を開閉駆動する。
一方、非休筒バンクにおいて、ECU61は高速モード用OCV55により高速モード用オイル通路52へのオイル供給を中止するため、休筒バンクと同じく高速駆動ロッカアーム38が空振りし、低速カム6の形状に倣って吸気弁が開閉駆動され、排気カム7の形状に倣って排気弁が開閉駆動される。よって、この低速モードでは、低速カム6及び排気カム7を用いて通常の回転域で要求されるエンジン出力が実現される。
As a result, the intake driven
On the other hand, in the non-cylinder bank, the
〈休筒モード〉
休筒バンク及び非休筒バンクにおいて、ECU61は上記高速モード用オイル通路52へのオイル供給を中止したまま、休筒バンクにおいて、休筒モード用OCV58によりオイルを供給する。
<Cylinder mode>
In the idle cylinder bank and the non-vacuum bank, the
休筒モード用OCV58からのオイルは排気ロッカシャフト4の休筒モード用オイル通路57内を前側から後側へと流通して、各連通路65を経て排気被動ロッカアーム43の下部シリンダ16a内に供給され、更に金属パイプ54,59及びホース60を通過した後に吸気ロッカシャフト3の休筒モード用オイル通路51内を後側から前側へと流通して、各連通路63を経て吸気被動ロッカアーム11の下部シリンダ16a内に供給される。
Oil from the idle
吸気被動ロッカアーム11及び排気被動ロッカアーム43の下部シリンダ16a及び上部シリンダ16b内では、供給されたオイルの油圧を受けて下部ピストン18a及び上部ピストン18bが圧縮ばね21に抗しながら上方に摺動して上方位置に切換えられ、下部ピストン18aの逃げ部23が操作窓22を介して露出する。従って、低速駆動ロッカアーム32及び排気駆動ロッカアーム49は、対応する被動ロッカアーム11,43の操作窓22から露出した逃げ部23に先端を挿脱させながら単独で空振りし、各被動ロッカアーム11,43に対する揺動操作を中止する。
In the
上記のように高速駆動ロッカアーム38も空振りしているため、結果として休筒バンクの各気筒では、バルブスプリングの付勢力により吸排気弁が閉弁保持され、吸気被動ロッカアーム11及び排気被動ロッカアーム43はカム側アーム15,47の摺接部15a,47aを休止カム8上に当接させた状態で閉弁側の位置に保持される。
一方、非休筒バンクでは、上記低速モードと同様に各気筒の作動が継続されており、当該バンクで発生するトルクにより車両の運転が継続されると共に、休筒バンクでの各気筒の休筒により燃費節減が実現される。
Since the high-speed
On the other hand, in the non-cylinder bank, the operation of each cylinder is continued in the same manner as in the low speed mode, and the operation of the vehicle is continued by the torque generated in the bank and This saves fuel consumption.
〈高速モード〉
休筒バンクにおいて、ECU61は休筒モード用OCV58により休筒モード用オイル通路51へのオイル供給を中止すると共に、高速モード用OCV55により高速モード用オイル通路52にオイルを供給する。
<High-speed mode>
In the idle cylinder bank, the
その結果、上記低速モードと同じく、吸気被動ロッカアーム11の低速シリンダ部16及び排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48において上部ピストン18bの外周面が操作窓22を介して露出する。
一方、高速モード用オイル通路52のオイルは連通路64を経て各気筒の吸気被動ロッカアーム11における高速シリンダ部17のシリンダ17a内に供給される。シリンダ17a内では供給されたオイルの油圧を受けてピストン25が圧縮ばね28に抗しながら上方に摺動して上方位置に切換えられ、ピストン25の外周面が操作窓29を介して露出する。
As a result, as in the low speed mode, the outer peripheral surface of the
On the other hand, oil in the high-speed
その結果、排気側では低速モードと同じく、排気カム7の形状に倣って排気駆動ロッカアーム49と共に排気被動ロッカアーム43が揺動し、排気弁が排気カム7の形状に倣って開閉駆動される。
又、吸気側では、低速シリンダ部16及び高速シリンダ部17のピストン18b,25が共に露出して対応する駆動ロッカアーム32,38により押圧操作可能な状態にあるが、低速カム6に比較して高速カム9の方がリフト区間(つまり、作動角)が広く、且つリフト量が大きいため、実際に押圧操作するのは高速駆動ロッカアーム38側となり、低速駆動ロッカアーム32は空振りする。つまり、この高速モードでは、吸気弁は高速カム9の形状に倣って開閉駆動される。
As a result, on the exhaust side, as in the low speed mode, the exhaust driven
On the intake side, the
一方、休筒バンクと同じく、非休筒バンクでも高速モード用オイル通路52にオイルが供給されて、吸気弁が高速カム9の形状に倣って開閉駆動される。よって、この高速モードでは、低速モードに比較して吸気弁の開弁期間やリフト量を増加させることで、高回転域で要求される高いエンジン出力が実現される。
本実施形態のエンジンの休筒機構付き動弁装置は以上のように作動する。そして、本実施形態では、上記のように吸排気の休筒モード用オイル通路51,57を金属パイプ54,59及びホース60を介して接続すると共に、単一の低速モード用OCV58から排気側の休筒モード用オイル通路57にオイルを供給しており、以下、当該構成によって得られる作用効果を述べる。
On the other hand, as with the non-cylinder bank, oil is supplied to the high-speed
The valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism of the engine according to this embodiment operates as described above. In this embodiment, the intake and exhaust cylinder resting
まず、単一の低速モード用OCV58により吸排気の休筒モード用オイル通路51,57にオイルを供給することから、各オイル通路51,57に対応して個別に低速モード用OCV58を設けた場合に比較して、製造コストを低減することができる。又、シリンダヘッド1には低速モード用OCV58と排気側の休筒用オイル通路57とを接続する1本のヘッド側オイル通路を形成するだけでよく、各休筒用オイル通路51,57に対応して個別に複数本のヘッド側オイル通路を形成した場合に比較して、シリンダヘッド1側の加工が簡略化できるため、この点も製造コストの低減に貢献する。
First, since oil is supplied to the cylinder passage
しかも、可撓性を有するホース60を介して吸排気の休筒モード用オイル通路51,57を接続しているため、両休筒モード用オイル通路51,57間の相対位置に多少の誤差が生じていても何ら支障なく双方の休筒モード用オイル通路51,57を接続可能であり、金属パイプ54,59の圧入箇所でのオイル漏れを未然に防止して信頼性を向上させることができる。
Moreover, since the intake / exhaust cylinder
一方、低速モード用OCV58からのオイルを排気側の休筒モード用オイル通路57を経た後に吸気側の休筒モード用オイル通路51に供給しているため、休筒モードから低速モードに復帰する際には、まず、排気被動ロッカアーム43のシリンダ部48へのオイル供給が中止され、その後に吸気被動ロッカアーム11の低速シリンダ部16へのオイル供給が中止される。その結果、吸気弁の作動に対してより先行するタイミングで排気弁が作動を開始するため、排気弁の開弁により筒内に残留している燃焼ガス(休筒直前の燃焼ガス)が排出された後に、吸気弁の開弁により新たな混合気が筒内に流入されて、低速モードへの復帰当初から正常な燃焼を実現できる。
On the other hand, since the oil from the
例えば、逆に排気弁より吸気弁を先行させると、筒内の燃焼ガスにより筒内への流入を妨げられた混合気が吸気側に逆流してバックファイアを生じる可能性があるため、燃料噴射の開始を1行程分遅延させる等の対策が必要となる。本実施形態ではこのような対策が必要ないため、低速モードへの復帰時に速やかにエンジン出力を増加して運転者の加速要求に確実に応じることができ、もって良好なドライバビリティを実現することができる。 For example, conversely, if the intake valve precedes the exhaust valve, the air-fuel mixture that has been prevented from flowing into the cylinder by the combustion gas in the cylinder may flow backward to the intake side, causing backfire. It is necessary to take measures such as delaying the start of the process by one stroke. In the present embodiment, since such a countermeasure is not necessary, the engine output can be increased promptly when returning to the low speed mode to reliably respond to the driver's acceleration request, thereby realizing good drivability. it can.
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、気筒当たり4弁を有するV型6気筒ガソリンエンジンに適用したが、休筒機構付き動弁装置を備えたエンジンであればその種別や形式はこれに限らず、例えばディーゼルエンジンに適用したり、気筒当たり2弁の直列4気筒エンジンに適用したりしてもよい。 This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a V-type 6-cylinder gasoline engine having four valves per cylinder. However, the type and form of the engine are not limited to this as long as the engine includes a valve operating device with a cylinder deactivation mechanism. Or may be applied to an in-line four-cylinder engine having two valves per cylinder.
又、上記実施形態では、吸排気の休筒モード用オイル通路51,57を金属パイプ54,59及びホース60を介して接続したが、これに代えて図9に示すようにコ字状をなす金属パイプ101(連結部材)を用いて双方の休筒モード用オイル通路51,57を接続してもよく、この場合でも上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。又、剛体である金属パイプは休筒モード用オイル通路51,57間の相対位置の誤差を吸収し難いが、図10に示すように金属パイプ101の中間に蛇腹部101aを形成すれば、この蛇腹部101aの変形により金属パイプ101に可撓性が付与されて相対位置の誤差を吸収することができる。
In the above embodiment, the intake / exhaust cylinder resting
更に、上記実施形態では、低速モード用OCV58を排気側の休筒モード用オイル通路57に接続することで、休筒モードからの復帰時に吸気弁に先行して排気弁を作動させたが、必ずしもこの作用を奏する必要はない。よって、低速モード用OCV58を吸気側の休筒モード用オイル通路51に接続してもよい。
Further, in the above embodiment, the exhaust valve is operated prior to the intake valve when returning from the idle cylinder mode by connecting the low
3 吸気ロッカシャフト(第1ロッカシャフト)
4 排気ロッカシャフト(第2ロッカシャフト)
6 低速カム(第1のカム)
7 排気カム(第3のカム)
9 高速カム(第2のカム)
11 吸気被動ロッカアーム(第1のロッカアーム)
32 低速駆動ロッカアーム(第2のロッカアーム)
38 高速駆動ロッカアーム(第3のロッカアーム)
43 排気被動ロッカアーム(第4のロッカアーム)
49 排気駆動ロッカアーム(第5のロッカアーム)
51 休筒モード用オイル通路(第1オイル通路)
52 高速モード用オイル通路(第3オイル通路)
54 金属パイプ(連結部材)
55 高速モード用OCV(第2油圧切換手段)
57 休筒モード用オイル通路(第2オイル通路)
58 休筒モード用OCV(第1油圧切換手段)
59 金属パイプ(連結部材)
60 ホース(連結部材)
101 金属パイプ(連結部材)
M1 第1切換機構
M2 第2切換機構
M3 第3切換機構
3 Intake rocker shaft (first rocker shaft)
4 Exhaust rocker shaft (second rocker shaft)
6 Low speed cam (first cam)
7 Exhaust cam (third cam)
9 High-speed cam (second cam)
11 Intake driven rocker arm (first rocker arm)
32 Low-speed drive rocker arm (second rocker arm)
38 High-speed drive rocker arm (third rocker arm)
43 Exhaust driven rocker arm (fourth rocker arm)
49 Exhaust drive rocker arm (fifth rocker arm)
51 Oil passage for closed cylinder mode (first oil passage)
52 Oil passage for high speed mode (3rd oil passage)
54 Metal pipe (connecting member)
55 OCV for high speed mode (second hydraulic pressure switching means)
57 Oil passage for closed cylinder mode (second oil passage)
58 OCV for first cylinder mode (first hydraulic pressure switching means)
59 Metal pipe (connecting member)
60 hose (connecting member)
101 Metal pipe (connecting member)
M1 first switching mechanism M2 second switching mechanism M3 third switching mechanism
Claims (3)
前記第1のロッカアームの一側に隣接して前記第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムにより駆動される第2のロッカアームと、
前記第1のロッカアームの他側に隣接して前記第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、前記第1のカムとカム形状の異なる第2のカムにより駆動される第3のロッカアームと、
先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、前記第1ロッカシャフトと平行に配置された第2ロッカシャフトに揺動自在に支承される第4のロッカアームと、
前記第4のロッカアームに隣接して前記第2ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第3の力ムにより駆動される第5のロッカアームと、
前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームとの連係有無を切り換える第1切換機構と、
前記第1のロッカアームと前記第3のロッカアームとの連係有無を切り換える第2切換機構と、
前記第4のロッカアームと前記第5のロッカアームとの連係有無を切り換える第3切換機構と、
前記第1及び第2ロッカシャフト内にその軸方向に沿って形成され、前記第1及び第3切換機構に作動油圧を供給可能な第1及び第2オイル通路と、
前記第1ロッカシャフト内にその軸方向に沿って前記第1オイル通路と並列に形成され、前記第2切換機構に作動油圧を供給可能な第3オイル通路と、
前記第1及び第2ロッカシャフトの一端側において前記第1又は第2オイル通路の一方に接続され、該第1又は第2オイル通路の一方に作動油圧を給排し得る第1油圧切換手段と、
前記第3オイル通路に作動油圧を給排し得る第2油圧切換手段と、
略コ字状の金属製のパイプからなり、前記第1及び第2ロッカシャフトの他端側において前記第1及び第2オイル通路に両端を圧入されて両オイル通路を相互に接続する連結部材と
を備えたことを特徴とする内燃機関の休筒機構付き動弁装置。 A first rocker arm whose tip is linked to one of an intake valve or an exhaust valve and is pivotally supported on the first rocker shaft;
A second rocker arm that is swingably supported on the first rocker shaft adjacent to one side of the first rocker arm and driven by a first cam;
A third rocker arm that is swingably supported on the first rocker shaft adjacent to the other side of the first rocker arm and driven by a second cam having a different cam shape from the first cam;
A fourth rocker arm whose tip is linked to the other of the intake valve or the exhaust valve and is swingably supported by a second rocker shaft disposed in parallel with the first rocker shaft;
A fifth rocker arm that is swingably supported by the second rocker shaft adjacent to the fourth rocker arm and is driven by a third force;
A first switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the second rocker arm;
A second switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the third rocker arm;
A third switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the fourth rocker arm and the fifth rocker arm;
First and second oil passages formed along the axial direction in the first and second rocker shafts, and capable of supplying hydraulic pressure to the first and third switching mechanisms;
A third oil passage formed in parallel with the first oil passage along the axial direction in the first rocker shaft, and capable of supplying operating oil pressure to the second switching mechanism;
First hydraulic pressure switching means connected to one of the first or second oil passages on one end side of the first and second rocker shafts and capable of supplying and discharging operating hydraulic pressure to one of the first or second oil passages; ,
Second hydraulic pressure switching means capable of supplying and discharging operating hydraulic pressure to and from the third oil passage;
A connecting member that is made of a substantially U-shaped metal pipe and is press-fitted at both ends into the first and second oil passages on the other end side of the first and second rocker shafts to connect the oil passages to each other; A valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism for an internal combustion engine, comprising:
前記第1のロッカアームの一側に隣接して前記第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第1のカムにより駆動される第2のロッカアームと、
前記第1のロッカアームの他側に隣接して前記第1ロッカシャフトに揺動自在に支承され、前記第1のカムとカム形状の異なる第2のカムにより駆動される第3のロッカアームと、
先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、前記第1ロッカシャフトと平行に配置された第2ロッカシャフトに揺動自在に支承される第4のロッカアームと、
前記第4のロッカアームに隣接して前記第2ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第3の力ムにより駆動される第5のロッカアームと、
前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームとの連係有無を切り換える第1切換機構と、
前記第1のロッカアームと前記第3のロッカアームとの連係有無を切り換える第2切換機構と、
前記第4のロッカアームと前記第5のロッカアームとの連係有無を切り換える第3切換機構と、
前記第1及び第2ロッカシャフト内にその軸方向に沿って形成され、前記第1及び第3切換機構に作動油圧を供給可能な第1及び第2オイル通路と、
前記第1ロッカシャフト内にその軸方向に沿って前記第1オイル通路と並列に形成され、前記第2切換機構に作動油圧を供給可能な第3オイル通路と、
前記第1及び第2ロッカシャフトの一端側において前記第1又は第2オイル通路の一方に接続され、該第1又は第2オイル通路の一方に作動油圧を給排し得る第1油圧切換手段と、
前記第3オイル通路に作動油圧を給排し得る第2油圧切換手段と、
前記第1及び第2ロッカシャフトの他端側において前記第1及び第2オイル通路にそれぞれ一端側を圧入される略L字状の金属製のパイプと、両パイプの他端側を相互に連結する樹脂又はゴム製のホースとからなり、前記第1及び第2オイル通路を相互に接続する連結部材と
を備えたことを特徴とする内燃機関の休筒機構付き動弁装置。 A first rocker arm whose tip is linked to one of an intake valve or an exhaust valve and is pivotally supported on the first rocker shaft;
A second rocker arm that is swingably supported on the first rocker shaft adjacent to one side of the first rocker arm and driven by a first cam;
A third rocker arm that is swingably supported by the first rocker shaft adjacent to the other side of the first rocker arm and is driven by a second cam having a different cam shape from the first cam;
A fourth rocker arm whose tip is linked to the other of the intake valve or the exhaust valve and is swingably supported by a second rocker shaft disposed in parallel with the first rocker shaft;
A fifth rocker arm that is swingably supported by the second rocker shaft adjacent to the fourth rocker arm and is driven by a third force;
A first switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the second rocker arm;
A second switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the first rocker arm and the third rocker arm;
A third switching mechanism for switching presence / absence of linkage between the fourth rocker arm and the fifth rocker arm;
First and second oil passages formed along the axial direction in the first and second rocker shafts, and capable of supplying hydraulic pressure to the first and third switching mechanisms;
A third oil passage formed in parallel with the first oil passage along the axial direction in the first rocker shaft, and capable of supplying operating oil pressure to the second switching mechanism;
First hydraulic pressure switching means connected to one of the first or second oil passages on one end side of the first and second rocker shafts and capable of supplying and discharging operating hydraulic pressure to one of the first or second oil passages; ,
Second hydraulic pressure switching means capable of supplying and discharging operating hydraulic pressure to and from the third oil passage;
A substantially L-shaped metal pipe whose one end is press-fitted into the first and second oil passages on the other end side of the first and second rocker shafts, and the other end sides of both pipes are connected to each other. Ri Do a resin or rubber hose to a connecting member connecting said first and second oil passage to each other
A valve operating apparatus with a cylinder resting mechanism for an internal combustion engine, comprising:
前記第1のロッカアームと前記第2及び第3のロッカアームとの非連係、並びに、前記第4のロッカアームと前記第5のロッカアームとの非連係を解除する際に、前記第1油圧切換手段による作動油圧の給排を制御することによって、前記第4のロッカアームと前記第5のロッカアームとを連係した後に、前記第1のロッカアームと前記第2のロッカアームとを連係すると共に、前記第2油圧切換手段は、前記第1のロッカアームと前記第3のロッカアームとの非連係を維持するよう作動油圧の給排を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の休筒機構付き動弁装置。 The first rocker arm supported on the first rocker shaft is linked to an intake valve, and the fourth rocker arm supported on the second rocker shaft is linked to an exhaust valve;
When the first rocker arm and the second and third rocker arms are unlinked, and when the fourth rocker arm and the fifth rocker arm are unlinked, the operation by the first hydraulic pressure switching means is performed. By controlling the supply and discharge of hydraulic pressure, after the fourth rocker arm and the fifth rocker arm are linked, the first rocker arm and the second rocker arm are linked, and the second hydraulic pressure switching means , said first rocker arm and said third cylinder deactivation mechanism with valve train according to claim 1 or 2, wherein the internal combustion engine and controls the hydraulic pressure supply and discharge to maintain the non-association with the rocker arm apparatus.
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