JP5609796B2 - Variable valve gear - Google Patents

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Description

この発明は、エンジンの吸気バルブ等を開閉駆動するための可変動弁装置に関する。   The present invention relates to a variable valve operating apparatus for opening and closing an intake valve or the like of an engine.

吸気バルブあるいは排気バルブの開閉時期をエンジンの運転状況等に応じて変化させることが可能な可変動弁装置が知られている。例えば特許文献1,2に開示されているように、クランクシャフトと同期して回転するスプロケットに対して、カムシャフトの回転の位相を変化させることができるように構成された可変動弁装置が公知である。この種の可変動弁装置では、アクチュエータによってカムシャフトの位相を変化させることにより、吸気バルブの開閉時期を進角側あるいは遅角側に変化させることができるようになっている。アクチュエータとしては、油圧式あるいは電動式のものが知られている。   2. Description of the Related Art A variable valve gear that can change the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in accordance with the operating state of an engine is known. For example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a variable valve gear configured to be able to change the rotation phase of a camshaft with respect to a sprocket that rotates in synchronization with a crankshaft is known. It is. In this type of variable valve operating apparatus, the opening / closing timing of the intake valve can be changed to the advance side or the retard side by changing the phase of the camshaft by an actuator. As actuators, hydraulic or electric actuators are known.

また、各気筒(シリンダ)ごとに複数の吸気バルブを有するエンジンにおいて、各気筒ごとに吸気バルブどうしの位相を互いに変化させることが可能な可変動弁装置も提案されている。この種の可変動弁装置では、カムシャフトに対して複数の吸気バルブ用のカムの位相を互いに独立して変化させることができるように構成されている。このため一方のカムの位相を変化させるための第1のアクチュエータと、他方のカムの位相を変化させるための第2のアクチュエータが使われるのが通例である。   In addition, in an engine having a plurality of intake valves for each cylinder (cylinder), there has also been proposed a variable valve apparatus capable of changing the phases of the intake valves for each cylinder. This type of variable valve operating apparatus is configured such that the phases of the plurality of intake valve cams can be changed independently of each other with respect to the camshaft. For this reason, a first actuator for changing the phase of one cam and a second actuator for changing the phase of the other cam are usually used.

特開2000−179311号公報JP 2000-179111 A 特開2001−50063号公報JP 2001-50063 A

前記したように1つの気筒あたりに複数の吸気バルブを備えた可変動弁装置において、一方の吸気バルブ用のカムと他方の吸気バルブ用のカムがそれぞれ別々のアクチュエータによって独立して駆動される構造であると、各バルブの位相を同時に変化させるときに大きな駆動エネルギーを必要とすることがある。例えば油圧式のアクチュエータにおいて位相変化量が大きい場合などに、各吸気バルブの位相を変化させるのに必要な油圧が不足して応答性に影響が生じる可能性がある。電動式のアクチュエータの場合でも、一方の吸気バルブ用のカムと他方の吸気バルブ用のカムの位相を同時に変化させると、電源によっては電圧降下が生じて応答性に影響が生じ、所望の位相制御を行なう上で支障が生じる可能性がある。   As described above, in the variable valve operating apparatus having a plurality of intake valves per cylinder, a structure in which one intake valve cam and the other intake valve cam are independently driven by separate actuators. If this is the case, a large drive energy may be required when simultaneously changing the phases of the valves. For example, when the amount of phase change is large in a hydraulic actuator, there is a possibility that the hydraulic pressure necessary to change the phase of each intake valve is insufficient and the response is affected. Even in the case of an electric actuator, if the phase of the cam for one intake valve and the cam for the other intake valve is changed simultaneously, a voltage drop may occur depending on the power source, affecting the responsiveness, and the desired phase control There is a possibility that trouble may occur in performing.

従ってこの発明は、1気筒あたりに少なくとも2つの吸気バルブを有するエンジンにおいて、各バルブの開閉時期をエンジンの運転状況に応じて好ましい状態にすることができる可変動弁装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a variable valve operating apparatus capable of setting the opening / closing timing of each valve in a preferable state in accordance with the operating state of the engine in an engine having at least two intake valves per cylinder.

本発明の可変動弁装置は、エンジンのクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体と、第1の吸気バルブを駆動するための第1のカムを含む第1の被動側回転体と、第2の吸気バルブを駆動するための第2のカムを含む第2の被動側回転体と、前記駆動側回転体に対して前記第1および第2の被動側回転体を進角側または遅角側に所定の位相可変範囲内で変化させることが可能なアクチュエータ部と、前記位相可変範囲の一部の領域では前記第1のカムと第2のカムの位相を前記駆動側回転体に対し一体となって同時に変化させるよう前記第1および第2の被動側回転体を前記アクチュエータ部によって駆動し、前記位相可変範囲の他の一部の領域では前記第2のカムの位相のみを前記駆動側回転体に対し変化させるよう前記第2の被動側回転体を前記アクチュエータ部によって駆動する制御手段を有している。 A variable valve operating apparatus according to the present invention includes a driving side rotating body that rotates in synchronization with a crankshaft of an engine, a first driven side rotating body that includes a first cam for driving a first intake valve, A second driven-side rotator including a second cam for driving the second intake valve, and the first and second driven-side rotators are advanced or retarded relative to the drive-side rotator. An actuator unit capable of changing the angle side within a predetermined phase variable range, and in a partial region of the phase variable range, the phase of the first cam and the second cam with respect to the drive side rotating body It is driven by the actuator portion of the first and second driven-side rotating member so as to vary simultaneously together, the driving only the phase of the second cam in the other partial region of the phase variable range the second to-be to vary with respect to the side rotator And a control means for driving the side rotational member by the actuator unit.

前記第1および第2のカムの一例は、1つの気筒に設けられた前記第1および第2の吸気バルブを駆動するためのものであり、前記第1のカムと第2のカムの位相を同時に変化させる領域を進角側に設定し、前記第2のカムの位相のみを変化させる領域を遅角側に設定する。また、前記第1のカムと第2のカムの位相を同時に変化させる領域と前記第2のカムの位相のみを変化させる領域とが隣接して設定され、前記制御手段は、エンジン始動時に前記両領域の境となる初期位置に前記第1および第2の被動側回転体を制御してもよい。 The examples of the first and second cam is for driving the first and second intake valves provided in one cylinder, the first cam and the second cam phase The region to be changed simultaneously is set to the advance side, and the region to change only the phase of the second cam is set to the retard side. In addition, a region where the phase of the first cam and the second cam are simultaneously changed and a region where only the phase of the second cam is changed are set adjacent to each other, and the control means can You may control the said 1st and 2nd driven side rotary body to the initial position used as the boundary of an area | region.

また前記第1および第2のカムは、前記初期位置において前記第1および第2の吸気バルブの閉弁時期を互いにずらすカムプロフィルを有していてもよい。あるいは前記第1および第2のカムは、前記初期位置において前記第2の吸気バルブの閉弁位置を遅角側にずらすカムプロフィルを有し、前記制御手段は、前記初期位置から遅角側に制御するとき前記第2の吸気バルブのみの位相を変化させるように構成されていてもよい。   The first and second cams may have a cam profile for shifting the closing timings of the first and second intake valves from each other at the initial position. Alternatively, the first and second cams have a cam profile that shifts the closed position of the second intake valve toward the retarded side at the initial position, and the control means moves from the initial position toward the retarded side. When controlling, the phase of only the second intake valve may be changed.

本発明によれば、各気筒ごとに少なくとも2つの吸気バルブを有する可変動弁装置において、エンジンの運転状況等に応じて各バルブを少ない駆動エネルギーで進角側あるいは遅角側に位相変化させることができる。   According to the present invention, in a variable valve operating apparatus having at least two intake valves for each cylinder, the phase of each valve is changed to the advance side or the retard side with a small amount of drive energy in accordance with the operating condition of the engine. Can do.

本発明の第1の実施形態に係る可変動弁装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a variable valve operating apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部をシャフト部材の軸線と直角な方向に切断した断面図。Sectional drawing which cut | disconnected the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 in the direction orthogonal to the axis line of a shaft member. 図1に示された可変動弁装置が進角側に作動する際のアクチュエータ部を示す断面図。Sectional drawing which shows the actuator part at the time of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 act | operating to an advance side. 図1に示された可変動弁装置が遅角側に作動する際のアクチュエータ部を示す断面図。Sectional drawing which shows the actuator part at the time of the variable valve apparatus shown by FIG. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部の作動を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the action | operation of the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部が第1の位相可変モードに切換わった状態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the state which the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 switched to the 1st phase variable mode. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部が進角側に移動した状態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the state which the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 moved to the advance side. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部が第2の位相可変モードに切換わった状態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the state which the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 switched to the 2nd phase variable mode. 図1に示された可変動弁装置のアクチュエータ部が遅角側に移動した状態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the state which the actuator part of the variable valve apparatus shown by FIG. 1 moved to the retard side. 図1に示された可変動弁装置の吸気バルブのリフト量とクランク角との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the lift amount and crank angle of the intake valve of the variable valve apparatus shown by FIG. 本発明の第2の実施形態に係る可変動弁装置の吸気バルブのリフト量とクランク角との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the lift amount and crank angle of the intake valve of the variable valve apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下に本発明の第1の実施形態に係る可変動弁装置について、図1から図10を参照して説明する。
図1は、エンジンのシリンダヘッド10に設けられた可変動弁装置11を模式的に示している。この可変動弁装置11は、後に説明する組立カムシャフト12と、油圧式のアクチュエータ部13とを有している。このエンジンは、各気筒(シリンダ)ごとに少なくとも2つの吸気バルブ15,16と排気バルブ(図示せず)とを有している。例えば吸気バルブ15,16は、図1に示す可変動弁装置11によって開閉駆動される。
Hereinafter, a variable valve operating apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows a variable valve gear 11 provided in a cylinder head 10 of an engine. This variable valve operating apparatus 11 has an assembly cam shaft 12 and a hydraulic actuator 13 which will be described later. This engine has at least two intake valves 15 and 16 and an exhaust valve (not shown) for each cylinder. For example, the intake valves 15 and 16 are opened and closed by the variable valve device 11 shown in FIG.

組立カムシャフト12は、アウタシャフト21およびインナシャフト22からなる二重構造のシャフト部材20と、シャフト部材20に組付けられた第1および第2のカム25,26とを含んでいる。アウタシャフト21はパイプ状をなし、このアウタシャフト21内にインナシャフト22が回転可能に設けられている。   The assembly cam shaft 12 includes a double-structured shaft member 20 including an outer shaft 21 and an inner shaft 22, and first and second cams 25 and 26 assembled to the shaft member 20. The outer shaft 21 has a pipe shape, and an inner shaft 22 is rotatably provided in the outer shaft 21.

シャフト部材20は長手方向に延びる軸線X1を有している。インナシャフト22は、アウタシャフト21に対して軸線X1まわりに回動(相対回転)可能である。アウタシャフト21は、シリンダヘッド10に設けられた軸受部30,31,32等によって、回転自在に支持されている。アウタシャフト21の一方の端部(アクチュエータ部13側)にフランジ部21aが設けられている。   The shaft member 20 has an axis X1 extending in the longitudinal direction. The inner shaft 22 can rotate (relatively rotate) about the axis X <b> 1 with respect to the outer shaft 21. The outer shaft 21 is rotatably supported by bearings 30, 31, 32 provided on the cylinder head 10. A flange portion 21 a is provided at one end portion (the actuator portion 13 side) of the outer shaft 21.

第1のカム25はアウタシャフト21に固定され、第1のカム25とアウタシャフト21とが一体に回転するようになっている。第1のカム25の外周には、第1の吸気バルブ15を開閉駆動するためのカムプロフィルを有するカム面25aが形成されている。   The first cam 25 is fixed to the outer shaft 21, and the first cam 25 and the outer shaft 21 rotate integrally. A cam surface 25 a having a cam profile for opening and closing the first intake valve 15 is formed on the outer periphery of the first cam 25.

第2のカム26は、アウタシャフト21に対して軸線X1まわりに回動可能である。第2のカム26は連結部材35によってインナシャフト22に固定され、第2のカム26とインナシャフト22とが一体に回転するようになっている。連結部材35はインナシャフト22に固定され、アウタシャフト21に形成された開口部36からアウタシャフト21の径方向に突出している。第2のカム26の外周には、第2の吸気バルブ16を開閉駆動するためのカムプロフィルを有するカム面26aが形成されている。第2のカム26は軸線X1方向に延びる筒部26bを有し、筒部26bの端部にカムローブ26cが形成されている。   The second cam 26 can rotate around the axis X <b> 1 with respect to the outer shaft 21. The second cam 26 is fixed to the inner shaft 22 by a connecting member 35 so that the second cam 26 and the inner shaft 22 rotate integrally. The connecting member 35 is fixed to the inner shaft 22 and protrudes from the opening 36 formed in the outer shaft 21 in the radial direction of the outer shaft 21. A cam surface 26 a having a cam profile for opening and closing the second intake valve 16 is formed on the outer periphery of the second cam 26. The second cam 26 has a cylindrical portion 26b extending in the direction of the axis X1, and a cam lobe 26c is formed at the end of the cylindrical portion 26b.

図2は、アクチュエータ部13をシャフト部材20の軸線X1と直角な方向に切断して模式的に示した断面図である。このアクチュエータ部13は、エンジンのクランクシャフト39(図1に示す)によって回転駆動されるスプロケット40と、スプロケット40に設けられたハウジング41と、ハウジング41の内部に収容されたロータ42などを備えている。スプロケット40は、チェーンあるいはタイミングベルト等の動力伝達部材45(図1に示す)によって、クランクシャフト39と同期して回転する。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the actuator unit 13 cut in a direction perpendicular to the axis X1 of the shaft member 20. As shown in FIG. The actuator unit 13 includes a sprocket 40 that is rotationally driven by an engine crankshaft 39 (shown in FIG. 1), a housing 41 provided on the sprocket 40, a rotor 42 housed in the housing 41, and the like. Yes. The sprocket 40 rotates in synchronization with the crankshaft 39 by a power transmission member 45 (shown in FIG. 1) such as a chain or a timing belt.

ハウジング41の内部には、ロータ42によって、複数の進角ベーン室50と、複数の遅角ベーン室51とが形成されている。進角ベーン室50と遅角ベーン室51とは、それぞれ、遅角油路52と進角油路53を介して、油圧ユニット60に接続されている。油圧ユニット60はECU(electronic control unit)等の制御部61によって制御され、エンジンの運転状況等に応じて遅角油路52と進角油路53に油圧を供給することができるようになっている。   Inside the housing 41, a plurality of advance vane chambers 50 and a plurality of retard vane chambers 51 are formed by the rotor 42. The advance vane chamber 50 and the retard vane chamber 51 are connected to the hydraulic unit 60 via a retard oil passage 52 and an advance oil passage 53, respectively. The hydraulic unit 60 is controlled by a control unit 61 such as an electronic control unit (ECU), and can supply hydraulic pressure to the retard oil passage 52 and the advance oil passage 53 in accordance with the operating condition of the engine. Yes.

例えば、油圧ユニット60によって発生させた油圧が遅角油路52から遅角ベーン室51に供給されると、ロータ42がハウジング41に対して遅角側に回動する。また、油圧が進角油路53から進角ベーン室50に供給されると、ロータ42がハウジング41に対して進角側に回動する。   For example, when the hydraulic pressure generated by the hydraulic unit 60 is supplied from the retarded oil passage 52 to the retarded vane chamber 51, the rotor 42 rotates relative to the housing 41 toward the retarded side. Further, when the hydraulic pressure is supplied from the advance oil passage 53 to the advance vane chamber 50, the rotor 42 rotates to the advance side with respect to the housing 41.

ハウジング41はスプロケット40に固定されている。このためハウジング41はスプロケット40と一体に回転する。ロータ42は、インナシャフト22にボルト55によって固定されている。このためロータ42はインナシャフト22と一体に回転する。ロータ42がハウジング41に対して遅角側あるいは進角側に回動すると、アウタシャフト21とインナシャフト22の位相(軸線X1まわりの相対位置)が変化し、その結果、カム25,26の位相が変化することになる。   The housing 41 is fixed to the sprocket 40. For this reason, the housing 41 rotates integrally with the sprocket 40. The rotor 42 is fixed to the inner shaft 22 with bolts 55. For this reason, the rotor 42 rotates integrally with the inner shaft 22. When the rotor 42 is rotated toward the retard side or the advance side with respect to the housing 41, the phase of the outer shaft 21 and the inner shaft 22 (relative position about the axis X1) changes, and as a result, the phases of the cams 25 and 26 are changed. Will change.

ロータ42に組込まれたロックピン56は、例えばエンジンの始動時あるいは低回転時等のようにロータ42が初期位置にあるときに、スプロケット40側のピン嵌合孔57に嵌合することにより、ロックピン56を介してスプロケット40とロータ42とが互いに固定されるようになっている。   The lock pin 56 incorporated in the rotor 42 is fitted into the pin fitting hole 57 on the sprocket 40 side when the rotor 42 is in the initial position, for example, when the engine is started or at a low rotation speed. The sprocket 40 and the rotor 42 are fixed to each other via the lock pin 56.

前記スプロケット40とハウジング41などによって、クランクシャフト39によって駆動される駆動側回転体70が構成されている。駆動側回転体70の構成要素であるスプロケット40は、動力伝達部材45を介してクランクシャフト39と同期して回転する。よって、駆動側回転体70の位相はクランクシャフト39の位相と対応している。   The sprocket 40, the housing 41, and the like constitute a drive side rotating body 70 that is driven by a crankshaft 39. The sprocket 40, which is a component of the drive-side rotator 70, rotates in synchronization with the crankshaft 39 via the power transmission member 45. Therefore, the phase of the drive side rotator 70 corresponds to the phase of the crankshaft 39.

一方、アウタシャフト21と、第1のカム25などによって、第1の被動側回転体71が構成されている。第1のカム25はアウタシャフト21に固定されているため、第1のカム25とアウタシャフト21は軸線X1まわりに一体に回転する。アウタシャフト21の端部に設けられたフランジ部21aは、スプロケット40に対して軸線X1まわりに相対回転可能である。   On the other hand, the outer driven shaft 21, the first cam 25, and the like constitute a first driven-side rotating body 71. Since the first cam 25 is fixed to the outer shaft 21, the first cam 25 and the outer shaft 21 rotate integrally around the axis X1. The flange portion 21 a provided at the end portion of the outer shaft 21 can be rotated relative to the sprocket 40 around the axis X <b> 1.

インナシャフト22と、第2のカム26と、連結部材35と、ロータ42などによって、第2の被動側回転体72が構成されている。すなわち、第2の被動側回転体72の構成要素であるインナシャフト22と第2のカム26とロータ42とは、互いに軸線X1まわりに一体に回転する。   The inner shaft 22, the second cam 26, the connecting member 35, the rotor 42, and the like constitute a second driven-side rotating body 72. That is, the inner shaft 22, the second cam 26, and the rotor 42, which are components of the second driven-side rotator 72, rotate together around the axis X1.

これら第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とは、油圧ユニット60から供給される油圧によって、駆動側回転体70に対して軸線X1まわりの位相(進角あるいは遅角)を変化させることが可能である。すなわち油圧ユニット60と制御部61とは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72の位相を変化させるための制御手段の一例を構成している。   The first driven-side rotator 71 and the second driven-side rotator 72 are driven by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic unit 60 so that the phase around the axis line X1 (advance or retard) with respect to the drive-side rotator 70 is increased. ) Can be changed. That is, the hydraulic unit 60 and the control unit 61 constitute an example of a control unit for changing the phases of the first driven side rotating body 71 and the second driven side rotating body 72 with respect to the driving side rotating body 70. ing.

この可変動弁装置11は、第1の位相可変モードと第2の位相可変モードとを切換えるための切換機構80を備えている。ここで第1の位相可変モードとは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが同時に位相が変化するモードである。第2の位相可変モードとは、駆動側回転体70に対して第2の被動側回転体72のみの位相が変化するモードである。   The variable valve apparatus 11 includes a switching mechanism 80 for switching between the first phase variable mode and the second phase variable mode. Here, the first phase variable mode is a mode in which the phase of the first driven-side rotating body 71 and the second driven-side rotating body 72 changes simultaneously with respect to the driving-side rotating body 70. The second variable phase mode is a mode in which the phase of only the second driven rotating body 72 changes with respect to the driving side rotating body 70.

切換機構80は切換部材81を有している。切換部材81の一例は、シャフト部材20の軸線X1方向に移動可能な円柱形のピンである。この切換部材81は、スプロケット40に形成された第1の孔82と、アウタシャフト21のフランジ部21aに形成された第2の孔83と、第2のカム26のカムローブ26cに形成された第3の孔84とにわたって軸線X1と平行な方向に移動可能に挿入され、油圧ユニット60から遅角油路52または進角油路53に供給される油圧に応じて、軸線X1方向に移動するようになっている。   The switching mechanism 80 has a switching member 81. An example of the switching member 81 is a cylindrical pin that is movable in the direction of the axis X1 of the shaft member 20. The switching member 81 includes a first hole 82 formed in the sprocket 40, a second hole 83 formed in the flange portion 21 a of the outer shaft 21, and a first hole formed in the cam lobe 26 c of the second cam 26. 3 so as to be movable in the direction parallel to the axis X1 so as to move in the direction of the axis X1 according to the hydraulic pressure supplied from the hydraulic unit 60 to the retard oil passage 52 or the advance oil passage 53. It has become.

図3は、切換部材81が第1の位置に移動した状態(第1の位相可変モード)を示している。切換部材81が第1の位置(第1の位相可変モード)にあるとき、切換部材81がアウタシャフト21の孔83と第2のカム26の孔84に嵌合するとともに、スプロケット40の孔82から抜け出る。これにより、アウタシャフト21と第2のカム26とが互いに結合されるとともに、アウタシャフト21と第2のカム26がスプロケット40から切離された状態となる。このため、アウタシャフト21に固定されている第1のカム25と、第2のカム26とが、互いに一体となって軸線X1まわりに回動可能となる。   FIG. 3 shows a state where the switching member 81 has moved to the first position (first phase variable mode). When the switching member 81 is in the first position (first phase variable mode), the switching member 81 is fitted into the hole 83 of the outer shaft 21 and the hole 84 of the second cam 26 and the hole 82 of the sprocket 40. Get out of. As a result, the outer shaft 21 and the second cam 26 are coupled to each other, and the outer shaft 21 and the second cam 26 are separated from the sprocket 40. For this reason, the first cam 25 and the second cam 26 fixed to the outer shaft 21 can be rotated around the axis X1 integrally with each other.

図4は、切換部材81が第2の位置に移動した状態(第2の位相可変モード)を示している。切換部材81が第2の位置(第2の位相可変モード)にあるとき、切換部材81がスプロケット40の孔82とアウタシャフト21の孔83に嵌合するとともに、第2のカム26の孔84から抜け出る。これにより、スプロケット40とアウタシャフト21とが互いに結合されるとともに、アウタシャフト21に対して第2のカム26が切離されるため、第2のカム26が軸線X1まわりに回動可能となる。   FIG. 4 shows a state where the switching member 81 has moved to the second position (second phase variable mode). When the switching member 81 is in the second position (second phase variable mode), the switching member 81 is fitted into the hole 82 of the sprocket 40 and the hole 83 of the outer shaft 21 and the hole 84 of the second cam 26. Get out of. As a result, the sprocket 40 and the outer shaft 21 are coupled to each other, and the second cam 26 is separated from the outer shaft 21, so that the second cam 26 can be rotated about the axis X1.

図5から図9は、第1および第2の被動側回転体71,72の動作を説明するための模式図である。これらの図はアクチュエータ部13の動作をわかりやすく説明するために便宜的に表した模式図であるから、図1から図4に示したアクチュエータ部13とは形状やレイアウトが異なっている。   FIGS. 5 to 9 are schematic views for explaining the operation of the first and second driven-side rotating bodies 71 and 72. FIG. Since these drawings are schematic diagrams for the sake of convenience in explaining the operation of the actuator unit 13, the shape and layout are different from those of the actuator unit 13 shown in FIGS.

図5は、図1に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の初期モード(初期位置)を示している。初期モードでは、切換部材81がスプロケット40の孔82とアウタシャフト21の孔83に嵌合している。初期モードの一例はエンジンの始動時あるいは低回転時(アイドリング時)であり、油圧が上昇していないため、ロックピン56がスプロケット40のピン嵌合孔57に嵌合している。このため初期モードでは、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72がロックされた状態となり、第1のカム25と第2のカム26の位相変化は生じることなく初期位置(イニシャル)のままである。   FIG. 5 is a schematic diagram corresponding to FIG. 1 and shows an initial mode (initial position) of the actuator unit 13. In the initial mode, the switching member 81 is fitted in the hole 82 of the sprocket 40 and the hole 83 of the outer shaft 21. An example of the initial mode is when the engine is started or when the engine is rotating slowly (during idling), and since the hydraulic pressure has not increased, the lock pin 56 is fitted in the pin fitting hole 57 of the sprocket 40. Therefore, in the initial mode, the first driven side rotating body 71 and the second driven side rotating body 72 are locked with respect to the driving side rotating body 70, and the first cam 25 and the second cam 26 are There is no phase change and the initial position (initial) remains.

図6と図7は、それぞれ図3に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の第1の位相可変モードを示している。第1の位相可変モードでは、図6に示すように進角油路53から供給される油圧によって切換部材81がスプロケット40の孔82から抜け出るとともに、切換部材81がアウタシャフト21の孔83と第2のカム26の孔84に嵌合する。これにより、第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが互いに結合されるとともに、駆動側回転体70に対して第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72が切離された状態となる。このため第1のカム25と第2のカム26とが一体となって回動できるようになる。   FIGS. 6 and 7 are schematic views corresponding to FIG. 3, respectively, and show the first phase variable mode of the actuator unit 13. In the first phase variable mode, as shown in FIG. 6, the switching member 81 comes out of the hole 82 of the sprocket 40 by the hydraulic pressure supplied from the advance oil passage 53, and the switching member 81 is connected to the hole 83 of the outer shaft 21. 2 is fitted into the hole 84 of the cam 26. Thereby, the first driven side rotating body 71 and the second driven side rotating body 72 are coupled to each other, and the first driven side rotating body 71 and the second driven side with respect to the driving side rotating body 70 are combined. The rotating body 72 is separated. Therefore, the first cam 25 and the second cam 26 can be rotated together.

この第1の位相可変モードでは、図7に示すように進角油路53に油圧が供給されると、第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72とが、同時に、駆動側回転体70に対して位相可変領域T1内で進角側に回動することにより、第1のカム25と第2のカム26とが進角側に移動する。   In this first phase variable mode, when hydraulic pressure is supplied to the advance oil passage 53 as shown in FIG. 7, the first driven-side rotator 71 and the second driven-side rotator 72 simultaneously The first cam 25 and the second cam 26 move to the advance side by rotating to the advance side in the phase variable region T1 with respect to the drive side rotating body 70.

図8と図9は、それぞれ図4に対応する模式図であって、アクチュエータ部13の第2の位相可変モードを示している。第2の位相可変モードでは、図8に示すように遅角油路52から供給される油圧によって切換部材81がロータ42の孔84から抜け出るとともに、切換部材81がスプロケット40の孔82に嵌合する。これにより、駆動側回転体70と第1の被動側回転体71とが互いに結合されるとともに、第2の被動側回転体72が、第1の被動側回転体71から切離された状態となる。このため第2の被動側回転体72のみが、駆動側回転体70に対して回動可能となる。   FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams corresponding to FIG. 4, respectively, and show the second phase variable mode of the actuator unit 13. In the second phase variable mode, as shown in FIG. 8, the switching member 81 comes out of the hole 84 of the rotor 42 by the hydraulic pressure supplied from the retarded oil passage 52, and the switching member 81 is fitted into the hole 82 of the sprocket 40. To do. As a result, the driving-side rotator 70 and the first driven-side rotator 71 are coupled to each other, and the second driven-side rotator 72 is separated from the first driven-side rotator 71. Become. Therefore, only the second driven-side rotator 72 can be rotated with respect to the drive-side rotator 70.

この第2の位相可変モードでは、図9に示すように遅角油路52に油圧が供給されると、第1の被動側回転体71が初期位置に止まったまま、第2の被動側回転体72のみが、駆動側回転体70に対して位相可変領域T2内で遅角側に回動することにより、第2のカム26のみが遅角側に移動する。   In the second phase variable mode, when hydraulic pressure is supplied to the retarded oil passage 52 as shown in FIG. 9, the second driven side rotation is performed while the first driven side rotating body 71 remains at the initial position. Only the body 72 rotates with respect to the driving side rotating body 70 to the retard side within the phase variable region T2, so that only the second cam 26 moves to the retard side.

図10は、前記実施形態の可変動弁装置11の第1および第2のバルブ15,16のリフト量(開閉時期)とクランク角との関係を示している。前記したようにスプロケット40とハウジングに41とを含む駆動側回転体70に対して、第1のカム25と第2のカム26が進角側の位相可変領域T1で移動する。また遅角側には、第2のカム26のみが遅角側の位相可変領域T2で移動する。よって、トータルとしての位相可変範囲S1は、進角側の位相可変領域T1と遅角側の位相可変領域T2とを合わせた量となる。進角側の位相可変領域T1と前記遅角側の位相可変領域T2とは、初期位置を境に互いに隣接して設定されている。   FIG. 10 shows the relationship between the lift amount (opening / closing timing) of the first and second valves 15 and 16 of the variable valve operating apparatus 11 of the embodiment and the crank angle. As described above, the first cam 25 and the second cam 26 are moved in the phase variable region T1 on the advance side with respect to the drive side rotating body 70 including the sprocket 40 and the housing 41. On the retard side, only the second cam 26 moves in the retarded phase variable region T2. Therefore, the total phase variable range S1 is a total amount of the phase advance region T1 on the advance side and the phase variable region T2 on the retard side. The advance-angle-side phase variable region T1 and the retard-angle-side phase variable region T2 are set adjacent to each other with an initial position as a boundary.

遅角側の位相可変領域T2は進角側の位相可変領域T1よりも大きい。こうすることにより、限られた位相可変範囲S1内で、遅角側の位相可変領域T2をなるべく大きくとることが可能となり、第2のカム26によって駆動される第2の吸気バルブ16の閉弁時期の遅延を大きくとることができる。この場合、例えばポンプロスを小さくすることができるとともに燃費向上を図ることが可能である。この例では遅角側の位相可変領域T2が進角側の位相可変領域T1よりも大きくなるため、遅角駆動時には進角駆動時よりも多くの油圧が必要となるが、遅角駆動時にアクチュエータ部13は第2の被動側回転体72(第2のカム26)のみを移動させればよいため、油圧の低下を抑制でき応答性を確保することができる。   The retarded phase variable region T2 is larger than the advanced phase variable region T1. By doing so, it is possible to make the retarded phase variable region T2 as large as possible within the limited phase variable range S1, and the second intake valve 16 driven by the second cam 26 is closed. The time delay can be greatly increased. In this case, for example, it is possible to reduce pump loss and improve fuel efficiency. In this example, the retarded phase variable region T2 is larger than the advanced phase variable region T1, so that more hydraulic pressure is required during retarded driving than during advanced drive. Since the part 13 only needs to move the second driven-side rotating body 72 (second cam 26), it is possible to suppress a decrease in hydraulic pressure and ensure responsiveness.

また、例えばエンジンの性能を重視する時などには、第1の位相可変モードによって、第1のカム25と第2のカム26とを同時に進角側に移動させることにより、エンジン出力に対応することができる。一方、燃費を重視する時には、第2の位相可変モードによって、第2のカム26のみを遅角側に位相変化させるといった制御を制御部61によって行なうことができる。   For example, when emphasizing engine performance, the first cam 25 and the second cam 26 are simultaneously moved to the advance angle side in the first phase variable mode to cope with engine output. be able to. On the other hand, when emphasizing fuel efficiency, the control unit 61 can perform control such that only the second cam 26 is phase-shifted to the retard side in the second phase variable mode.

なお、図10に2点鎖線Zで示すように、第1のカム25と第2のカム26の閉弁時期をずらすように各カム25,26のカムプロフィルを互いに異ならせてもよい。こうすることにより、内部EGR(internal exhaust gas recirculation)の取込み時に吸気管へのEGR逆流が均一化するとともに、閉弁時には気筒内で均一化されたガスが片方の吸気バルブから押出されるため、気筒内に排気によるスワールを生成することができ、混合が良くなって燃焼を良化することが可能である。   As indicated by a two-dot chain line Z in FIG. 10, the cam profiles of the cams 25 and 26 may be different from each other so that the valve closing timings of the first cam 25 and the second cam 26 are shifted. By doing this, the EGR backflow into the intake pipe is made uniform when taking in internal exhaust gas recirculation (EGR), and the gas made uniform in the cylinder is pushed out from one intake valve when the valve is closed. A swirl can be generated by exhaust in the cylinder, and mixing can be improved and combustion can be improved.

図11は、本発明の第2の実施形態に係る可変動弁装置の吸気バルブのリフト量とクランク角との関係を示している。この実施形態の場合、第1および第2のカム25,26のカムプロフィルの位相を初期位置からT3だけずらしている。ずらす方向は進角側あるいは遅角側のいずれかである。それ以外は第1の実施形態の可変動弁装置11と同様に構成されている。この実施形態も第1の実施形態と同様に、進角側の位相可変領域T1内で第1のカム25と第2のカム26が同時に同一位相量だけ移動する。遅角側の位相可変領域T2内では、第2のカム26のみが移動する。遅角側の位相可変領域T2は進角側の位相可変領域T1よりも大きい。   FIG. 11 shows the relationship between the lift amount of the intake valve and the crank angle of the variable valve operating apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, the phases of the cam profiles of the first and second cams 25 and 26 are shifted by T3 from the initial position. The direction of shifting is either the advance side or the retard side. Other than that, it is comprised similarly to the variable valve apparatus 11 of 1st Embodiment. In this embodiment, similarly to the first embodiment, the first cam 25 and the second cam 26 are simultaneously moved by the same phase amount in the advance side variable phase region T1. Only the second cam 26 moves within the retarded phase variable region T2. The retarded phase variable region T2 is larger than the advanced phase variable region T1.

この第2の実施形態によれば、第1および第2の吸気バルブの開閉のための各カムの位相を最初からT3だけずらしておくため、例えば排気の再吸入による内部EGR取込み時に、一方の吸気バルブによって気筒内に吸気によるスワールを生じさせることができ、燃焼を良化することが可能であるとともに、内部EGRによってポンプロスを減らすことも可能である。また、遅角側の位相可変領域T2内で移動する第2のカム26の閉弁時期を遅角側にずらした場合、位相可変領域T1,T2や初期位置の全ての位相可変領域でスワールを生じさせることができる。   According to the second embodiment, since the phases of the cams for opening and closing the first and second intake valves are shifted from the beginning by T3, for example, when the internal EGR is taken in by re-inhaling exhaust gas, The intake valve can generate a swirl due to intake air in the cylinder, improve combustion, and reduce pump loss by internal EGR. In addition, when the valve closing timing of the second cam 26 that moves in the retarded phase variable region T2 is shifted to the retarded side, swirl is applied in the phase variable regions T1 and T2 and all the phase variable regions at the initial position. Can be generated.

なお前記各実施形態では、1つのアクチュエータ部13によって第1の被動側回転体71と第2の被動側回転体72の位相を変化させているが、本発明は2つのアクチュエータ部を有する可変動弁装置に適用することもできる。その場合、第1のアクチュエータ部によって第1の被動側回転体71の位相を変化させ、第2のアクチュエータ部によって第2の被動側回転体72の位相を変化させるように構成される。   In each of the above-described embodiments, the phase of the first driven-side rotating body 71 and the second driven-side rotating body 72 is changed by one actuator unit 13, but the present invention is a variable moving unit having two actuator units. It can also be applied to a valve device. In that case, the first actuator unit is configured to change the phase of the first driven-side rotator 71, and the second actuator unit is configured to change the phase of the second driven-side rotator 72.

なお本発明を実施するに当たり、アクチュエータ部やカム等の具体的な形状、構成をはじめとして、駆動側回転体や第1の被動側回転体、第2の被動側回転体など可変動弁装置を構成する要素の形状や配置等の具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。   In carrying out the present invention, a variable valve operating device such as a driving-side rotating body, a first driven-side rotating body, a second driven-side rotating body, as well as a specific shape and configuration of an actuator unit, a cam, etc. Needless to say, the embodiment can be implemented with various changes in specific forms such as the shape and arrangement of the constituent elements.

11…可変動弁装置、13…アクチュエータ部、20…シャフト部材、21…アウタシャフト、22…インナシャフト、25…第1のカム、26…第2のカム、40…スプロケット、42…ロータ、56…ロックピン、61…制御部、70…駆動側回転体、71…第1の被動側回転体、72…第2の被動側回転体、80…切換機構、81…切換部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Variable valve apparatus, 13 ... Actuator part, 20 ... Shaft member, 21 ... Outer shaft, 22 ... Inner shaft, 25 ... 1st cam, 26 ... 2nd cam, 40 ... Sprocket, 42 ... Rotor, 56 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Lock pin, 61 ... Control part, 70 ... Drive side rotary body, 71 ... 1st driven side rotary body, 72 ... 2nd driven side rotary body, 80 ... Switching mechanism, 81 ... Switching member.

Claims (5)

エンジンのクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体と、
第1の吸気バルブを駆動するための第1のカムを含む第1の被動側回転体と、
第2の吸気バルブを駆動するための第2のカムを含む第2の被動側回転体と、
前記駆動側回転体に対して前記第1および第2の被動側回転体を進角側または遅角側に所定の位相可変範囲内で変化させるアクチュエータ部と、
前記位相可変範囲の一部の領域では前記第1のカムと第2のカムの位相を前記駆動側回転体に対し一体となって同時に変化させるよう前記第1および第2の被動側回転体を前記アクチュエータ部によって駆動し、前記位相可変範囲の他の一部の領域では前記第2のカムの位相のみを前記駆動側回転体に対し変化させるよう前記第2の被動側回転体を前記アクチュエータ部によって駆動する制御手段を有したことを特徴とする可変動弁装置。
A driving side rotating body that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine;
A first driven rotary body including a first cam for driving the first intake valve;
A second driven rotary body including a second cam for driving the second intake valve;
An actuator unit that changes the first and second driven rotating bodies to the advance side or the retard side within a predetermined phase variable range with respect to the driving side rotating body;
In a partial region of the phase variable range, the first and second driven rotating bodies are changed so that the phases of the first cam and the second cam are integrally changed with the driving rotating body at the same time. It is driven by the actuator unit, the phase variable range of the other part of the region and the second cam phase only to vary with respect to the driving side rotational member and the second driven-side rotating member said actuator unit A variable valve operating apparatus comprising control means driven by
前記第1および第2のカムは、1つの気筒に設けられた前記第1および第2の吸気バルブを駆動するためのものであり、前記第1のカムと第2のカムの位相を同時に変化させる領域を進角側に設定し、前記第2のカムの位相のみを変化させる領域を遅角側に設定したことを特徴とする請求項1に記載の可変動弁装置。 It said first and second cam is for driving the first and second intake valves provided in one cylinder, at the same time changes the first cam and the second cam phase 2. The variable valve operating apparatus according to claim 1, wherein a region to be moved is set to an advance side, and a region in which only the phase of the second cam is changed is set to a retard side. 前記第1のカムと第2のカムの位相を同時に変化させる領域と前記第2のカムの位相のみを変化させる領域とが隣接して設定され、
前記制御手段は、エンジン始動時に前記両領域の境となる初期位置に前記第1および第2の被動側回転体を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の可変動弁装置。
An area for changing the phase of the first cam and the second cam simultaneously and an area for changing only the phase of the second cam are set adjacent to each other,
3. The variable valve operating apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the first and second driven-side rotators to an initial position that is a boundary between the two regions when the engine is started. 4.
前記第1および第2のカムは、前記初期位置において前記第1および第2の吸気バルブの閉弁時期を互いにずらすカムプロフィルを有していることを特徴とする請求項3に記載の可変動弁装置。   4. The variable motion according to claim 3, wherein the first and second cams have cam profiles that shift the closing timings of the first and second intake valves relative to each other at the initial position. Valve device. 前記第1および第2のカムは、前記初期位置において前記第2の吸気バルブの閉弁位置を遅角側にずらすカムプロフィルを有し、
前記制御手段は、前記初期位置から遅角側に制御するとき前記第2の吸気バルブのみの位相を変化させることを特徴とする請求項4に記載の可変動弁装置。
The first and second cams have a cam profile for shifting the valve closing position of the second intake valve to the retard side in the initial position,
5. The variable valve operating apparatus according to claim 4, wherein the control means changes the phase of only the second intake valve when controlling from the initial position to the retard side.
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