JP6551439B2

JP6551439B2 - Engine valve gear

Info

Publication number: JP6551439B2
Application number: JP2017051026A
Authority: JP
Inventors: 西本　敏朗; 敏朗西本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: JP2018155134A

Description

ここに開示する技術は、エンジンの動弁装置に関する。 The technology disclosed herein relates to an engine valve operating device.

特許文献１には、エンジンの運転領域に応じて、全気筒運転と、第１及び第４気筒を休止する減気筒運転とを切り替える４気筒エンジンが記載されている。減気筒運転を行うことによりポンプ損失が低減するため、エンジンの燃費性能を向上させることができる。 Patent Document 1 describes a four-cylinder engine that switches between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation in which the first and fourth cylinders are deactivated in accordance with the engine operating region. Since the pump loss is reduced by performing the reduced cylinder operation, the fuel efficiency of the engine can be improved.

特開２０１5−１５１９９９号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-151999

特許文献１に記載されたエンジンの動弁装置は、ピボット部に支持されたスイングアームを、カム部が押すことによりポペット弁を開閉するスイングアーム式に構成されている。ピボット部は、バルブクリアランスを調整する油圧ラッシュアジャスタによって構成されている。そして、特許文献１に記載されたエンジンの動弁装置において、休止が可能な第１気筒及び第４気筒の動弁装置は、油圧ラッシュアジャスタが、弁停止機構を有している。具体的に弁停止機構は、減気筒運転中は、カム部がスイングアームを押したときにピボット部が沈み込むよう、ピボット部を可動にすると共に、全気筒運転中は、カム部がスイングアームを押したときにピボット部がスイングアームを支持するよう、ピボット部を固定するよう構成されている。 The valve gear for an engine described in Patent Document 1 is configured as a swing arm type that opens and closes a poppet valve when a cam portion pushes a swing arm supported by a pivot portion. The pivot portion is constituted by a hydraulic lash adjuster which adjusts the valve clearance. Further, in the valve gear of the engine described in Patent Document 1, in the valve gear of the first cylinder and the fourth cylinder which can be stopped, the hydraulic pressure lash adjuster has a valve stop mechanism. Specifically, the valve stop mechanism makes the pivot unit movable so that the pivot unit sinks when the cam unit pushes the swing arm during the reduced cylinder operation, and the cam unit is the swing arm during the all cylinder operation. The pivot portion is configured to be fixed so that the pivot portion supports the swing arm when the button is pressed.

ところで、エンジンが減気筒運転をしている最中に、休止している気筒の吸気弁及び排気弁が開いてガス交換が行われてしまうと、休止していない運転中の気筒の空燃比がずれてしまうと共に、ポンプ損失も増えてしまう問題がある。そのため、休止している気筒の吸気弁及び排気弁は、閉じた状態を維持することが望ましい。 By the way, if the intake and exhaust valves of the cylinders that are inactive are opened and the gas is exchanged while the engine is in the reduced cylinder operation, the air-fuel ratio of the cylinders that are not in operation is reduced. There is a problem that the pump loss is increased as well as shifting. Therefore, it is desirable to maintain the closed state of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder that is at rest.

ここで、休止中の気筒のポペット弁には、図５に白抜きの矢印で示すような荷重が作用する。つまり、ポペット弁を閉じる方向の荷重としては、気筒内の圧力荷重、及び、ポペット弁を閉じ方向に付勢するバルブスプリングのセット荷重がある。また、ポペット弁を開ける方向の荷重としては、ポートの圧力荷重、及び、弁停止機構を含む油圧ラッシュアジャスタの慣性荷重がある。 Here, a load as shown by a white arrow in FIG. 5 acts on the poppet valve of the cylinder at rest. That is, the load in the direction of closing the poppet valve includes a pressure load in the cylinder and a set load of the valve spring that biases the poppet valve in the closing direction. Further, the load in the direction of opening the poppet valve includes a port pressure load and an inertial load of a hydraulic lash adjuster including a valve stop mechanism.

休止中の気筒のポペット弁が開かないようにするには、ポペット弁を閉じる方向の荷重を、開ける方向の荷重よりも大きくしなければならない。本願発明者らの検討によると、油圧ラッシュアジャスタの慣性荷重が比較的大きいため、休止中の気筒のポペット弁が開かないようにするには、バルブスプリングのセット荷重を大きくしなければならないことが、新たにわかった。 In order to prevent the poppet valve of the cylinder that is at rest from opening, the load in the direction of closing the poppet valve must be larger than the load in the direction of opening. According to the study by the present inventors, the inertia load of the hydraulic lash adjuster is relatively large. Therefore, in order to prevent the poppet valve of the idle cylinder from being opened, it is necessary to increase the set load of the valve spring. , I understood anew.

しかしながら、バルブスプリングのセット荷重を大きくすると、全気筒運転時の機械抵抗が増えてしまうため、燃費性能が低下してしまうという不都合がある。 However, when the set load of the valve spring is increased, the mechanical resistance during the operation of all cylinders is increased, so that there is an inconvenience that the fuel efficiency is lowered.

ここに開示する技術はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの減気筒運転中に、ポペット弁の開弁動作を停止する弁停止機構を備えたエンジンの動弁装置において、燃費のさらなる向上を図ることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above-mentioned point, and its object is to operate an engine equipped with a valve stop mechanism for stopping the valve opening operation of the poppet valve during engine reduction operation. This is to further improve fuel efficiency in the valve device.

ここに開示するエンジンの動弁装置は、エンジンの気筒に連通するポートの開口を開閉するよう構成されたポペット弁と、前記ポペット弁を閉方向に付勢するよう構成されたバルブスプリングと、前記ポペット弁に一端部が連結されかつ、カム部によって押されることにより、前記バルブスプリングの付勢力に抗して前記ポペット弁を押して前記ポペット弁を開けるよう構成されたスイングアームと、前記カム部によって押された前記スイングアームが揺動するように、前記スイングアームの他端部を支持するよう構成されたピボット部と、前記エンジンの減気筒運転中に、前記カム部が前記スイングアームを押したときに前記ピボット部を変位させることによって、前記ポペット弁の開弁動作を停止するよう構成された弁停止機構と、を備える。 A valve operating system of an engine disclosed herein comprises a poppet valve configured to open and close an opening of a port communicating with a cylinder of the engine, a valve spring configured to bias the poppet valve in the closing direction, and A swing arm configured to open the poppet valve by pushing the poppet valve against the biasing force of the valve spring by being connected to the poppet valve and pushed by the cam portion, and the cam portion The pivot portion configured to support the other end of the swing arm so that the pushed swing arm swings, and the cam portion pushes the swing arm during the engine reduction operation. A valve stop mechanism configured to stop the opening operation of the poppet valve by displacing the pivot portion sometimes. That.

そして、前記バルブスプリングは、前記弁停止機構が前記ポペット弁の開弁動作を停止しているときにおいて、前記カム部が前記スイングアームを押したときに、前記ポペット弁が、前記バルブスプリングの付勢力に抗して所定の微少量だけ開くよう構成されている。 The valve spring may be attached to the valve spring when the cam portion pushes the swing arm while the valve stop mechanism stops the opening operation of the poppet valve. It is configured to open a predetermined minute amount against the force.

この構成によると、動弁装置は、スイングアーム式に構成されている。カム部は、ピボット部に支持されたスイングアームを押し、スイングアームはポペット弁を押す。それによって、ポートの開口が開く。 According to this configuration, the valve gear is configured as a swing arm type. The cam portion pushes the swing arm supported by the pivot portion, and the swing arm pushes the poppet valve. This opens the port opening.

動弁装置は、弁停止機構を備えている。弁停止機構は、カム部がスイングアームを押したときにピボット部を変位させる。スイングアームは、ポペット弁との連結部分を支点として揺動するようになるから、ポペット弁は開かない。弁停止機構は、エンジンの減気筒運転中に、ポペット弁が開閉することを停止する。 The valve gear includes a valve stop mechanism. The valve stop mechanism displaces the pivot when the cam pushes the swing arm. Since the swing arm swings with the connecting portion with the poppet valve as a fulcrum, the poppet valve does not open. The valve stop mechanism stops the poppet valve from opening and closing during engine reduced cylinder operation.

そして、ポペット弁を閉方向に付勢するバルブスプリングは、エンジンの減気筒運転中に、ポペット弁が、バルブスプリングの付勢力に抗して所定の微少量だけ開くよう構成されている。つまり、バルブスプリングのセット荷重は、比較的低く設定されている。この技術は、本願発明者らが、エンジンの減気筒運転中に、ポペット弁が微少量だけ開いても、エンジンの運転に影響を及ぼさないことを見出したことによる。 And, the valve spring which biases the poppet valve in the closing direction is configured such that the poppet valve opens by a predetermined small amount against the biasing force of the valve spring during the engine reduction operation. That is, the set load of the valve spring is set to be relatively low. This technique is based on the finding that the inventors of the present application do not affect the operation of the engine even if the poppet valve is opened by a minute amount during the reduced cylinder operation of the engine.

ここで、「所定の微少量」とは、ポペット弁とポートの開口との隙間が小さく、それによって隙間を流れるガス流動の抵抗が大きいため、ポートの開口を通じたガスの流出入が、ほとんど行われない程度の微少量である。「所定の微少量」は、具体的には、ポペット弁のリフト量として０．１ｍｍ以下としてもよい。 Here, “predetermined small amount” means that the gap between the poppet valve and the opening of the port is small, and the resistance of the gas flow flowing through the gap is large, so that the inflow and outflow of gas through the opening of the port is almost It is a very small amount not to be damaged. Specifically, the “predetermined minute amount” may be 0.1 mm or less as the lift amount of the poppet valve.

バルブスプリングのセット荷重を低く設定することにより、全ての気筒を運転する全気筒運転中及び減気筒運転中の機械抵抗が低下する。これにより、エンジンの燃費性能が向上する。また、このエンジンは、減気筒運転を行うことによりポンプ損失が低下するから、エンジンの燃費性能が向上する。減気筒運転中には、休止している気筒のポペットは微少量だけ開くものの、前述の通り、そのことによる、エンジンの運転への影響はない。 By setting the set load of the valve spring low, the mechanical resistance during all cylinder operation and reduced cylinder operation for operating all the cylinders is lowered. Thereby, the fuel consumption performance of the engine is improved. In addition, since the engine has a reduced cylinder loss due to the reduced cylinder operation, the fuel efficiency of the engine is improved. During the reduced-cylinder operation, the poppet of the cylinder that is inactive opens only a small amount, but as described above, this does not affect the operation of the engine.

前記ポペット弁は、前記気筒に連通する排気ポートの開口を開閉するよう構成された排気弁、及び、前記気筒に連通する吸気ポートの開口を開閉するよう構成された吸気弁である。
The poppet valve is an exhaust valve configured to open and close an opening of an exhaust port communicating with the cylinder , and an intake valve configured to open and close an opening of an intake port communicating with the cylinder.

休止している気筒の排気弁が開くと、他の気筒から排出された高温の既燃ガスが、休止している気筒内に流入する。休止している気筒は、気筒内の温度が次第に下がる傾向にあるが、高温の既燃ガスが気筒内に流入することによって、気筒内の温度の低下を抑制することができる。その結果、減気筒運転から全気筒運転へ切り替わったときに、休止していた気筒の燃焼安定性を高めることが可能になる。そこで、排気弁が開くことを許容することによって、エンジンの燃費性能の向上と共に、排気ガスの排出性能の向上も図られる。 When the exhaust valve of the deactivated cylinder is opened, the high-temperature burned gas discharged from the other cylinders flows into the deactivated cylinder. In the inactive cylinder, the temperature in the cylinder tends to gradually decrease, but a decrease in the temperature in the cylinder can be suppressed by the high temperature burned gas flowing into the cylinder. As a result, when the reduced-cylinder operation is switched to the all-cylinder operation, it is possible to improve the combustion stability of the cylinder that has been inactive. Therefore, by allowing the exhaust valve to open, not only the fuel efficiency of the engine but also the exhaust performance of the exhaust gas can be improved.

吸気弁及び排気弁のそれぞれについて、減気筒運転中に微少量だけ開くことを許容することにより、全気筒運転時及び減気筒運転時における機械抵抗を大きく下げることができ、エンジンの燃費性能の向上に有利になる。By allowing the intake valve and the exhaust valve to open by only a small amount during reduced-cylinder operation, mechanical resistance can be greatly reduced during all-cylinder operation and reduced-cylinder operation, thus improving engine fuel efficiency performance. Be advantageous to

前記弁停止機構が前記排気弁及び前記吸気弁の開弁動作を停止しているときにおいて、前記排気弁の微少開き量は、前記吸気弁の微少開き量よりも大きい。When the valve stop mechanism stops the opening operation of the exhaust valve and the intake valve, the minute opening amount of the exhaust valve is larger than the minute opening amount of the intake valve.

減気筒運転中に、休止している気筒の吸気弁が開くと、新気の一部が休止している気筒内に導入される可能性があるため、運転している気筒の空燃比のずれを招く恐れがある。従って、休止している気筒における吸気弁の微少開弁量は、小さい方が望ましい。
If the intake valve of a cylinder that is inactive is opened during reduced- cylinder operation, a part of the fresh air may be introduced into the cylinder that is inactive. There is a risk of inviting. Therefore, it is desirable that the minute valve opening amount of the intake valve in the deactivated cylinder is small.

これに対し、休止している気筒の排気弁が開いても、エンジンの空燃比制御に影響を及ぼすことはない。また、前述したように、排気弁が開いて高温の既燃ガスが休止している気筒内に導入されれば、当該気筒内の温度低下の抑制に有利になる。従って、休止している気筒における排気弁の微少開弁量は、吸気弁の微少開弁量よりも大きくすることが可能である。つまり、排気弁のバルブスプリングのセット荷重を小さくすることができるから、エンジンの燃費性能のさらなる向上を図ることができる。排気ポート圧力は、吸気ポート圧力よりも、一般的に高いため、減気筒運転中に、排気弁が開くことを確実に防止しようとすれば、排気弁のバルブスプリングのセット荷重は大きくしなければならないが、前述の通り、排気弁のバルブスプリングのセット荷重を小さくすることができるから、エンジンの燃費性能を、効果的に高めることができる。 On the other hand, even if the exhaust valve of the deactivated cylinder is opened, it does not affect the air-fuel ratio control of the engine. Moreover, as described above, if the exhaust valve is opened and the high-temperature burned gas is introduced into the cylinder that is at rest, it is advantageous for suppressing the temperature drop in the cylinder. Therefore, the micro valve opening amount of the exhaust valve in the cylinder at rest can be made larger than the micro valve opening amount of the intake valve. That is, since the set load of the valve spring of the exhaust valve can be reduced, the fuel consumption performance of the engine can be further improved. Since the exhaust port pressure is generally higher than the intake port pressure, if it is attempted to reliably prevent the exhaust valve from opening during reduced cylinder operation, the set load of the valve spring of the exhaust valve must be increased. However, as described above, since the set load of the valve spring of the exhaust valve can be reduced, the fuel consumption performance of the engine can be effectively improved.

前記ピボット部は、前記ポペット弁のバルブクリアランスを調整する油圧ラッシュアジャスタによって構成され、前記弁停止機構は、前記油圧ラッシュアジャスタの前記ピボット部を固定することによって、揺動する前記スイングアームによって前記ポペット弁を開閉するロック状態と、前記油圧ラッシュアジャスタの前記ピボット部を可動にすることによって、前記ポペット弁が開閉しないロック解除状態と、に切り替えるよう構成されている、としてもよい。 The pivot portion is configured by a hydraulic lash adjuster that adjusts a valve clearance of the poppet valve, and the valve stop mechanism is configured by the swing arm that swings by fixing the pivot portion of the hydraulic lash adjuster. It may be configured to switch between a locked state in which the valve is opened and closed, and a unlocked state in which the poppet valve is not opened and closed by making the pivot portion of the hydraulic lash adjuster movable.

弁停止機構を油圧ラッシュアジャスタによって構成する場合、ピボット部をロック解除状態にしたときに、ポペット弁に作用する油圧ラッシュアジャスタの慣性荷重が比較的大きくなる。ポペット弁を閉じた状態に維持しようとすれば、バルブスプリングのセット荷重を大きくしなければならないが、前述したように、ポペット弁が微少量だけ開くことを許容するため、バルブスプリングのセット荷重を小さくすることができる。その結果、全気筒運転時及び減気筒運転時における機械抵抗が低くなり、全気筒運転と減気筒運転とを切り替えることと相まって、エンジンの燃費性能が向上する。 When the valve stop mechanism is constituted by a hydraulic lash adjuster, the inertial load of the hydraulic lash adjuster acting on the poppet valve becomes relatively large when the pivot portion is brought into the unlocked state. In order to keep the poppet valve closed, the set load of the valve spring must be increased. However, as described above, in order to allow the poppet valve to open by a small amount, the set load of the valve spring must be increased. It can be made smaller. As a result, the mechanical resistance during all cylinder operation and reduced cylinder operation is reduced, and coupled with switching between all cylinder operation and reduced cylinder operation, the fuel efficiency performance of the engine is improved.

以上説明したように、前記のエンジンの動弁装置によると、バルブスプリングのセット荷重を小さくすることによって、全気筒運転中及び減気筒運転中の機械抵抗が下がるから、ポペット弁の開弁動作を停止する弁停止機構を備えたエンジンの動弁装置において、燃費のさらなる向上を図ることができる。 As described above, according to the valve gear of the engine described above, the mechanical resistance during all-cylinder operation and during reduced-cylinder operation is reduced by reducing the set load of the valve spring. Fuel consumption can be further improved in a valve gear of an engine provided with a valve stop mechanism that stops.

図１は、エンジンの構成を例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of an engine. 図２は、弁停止機構を有するＨＬＡの構成及び作動を説明する図であり、（Ａ）はピボット部のロック状態を、（Ｂ）はピボット部のロック解除状態を、（Ｃ）はピボット部が変位した状態を示す。2A and 2B are diagrams for explaining the configuration and operation of an HLA having a valve stop mechanism, in which FIG. 2A shows the locked state of the pivot portion, FIG. 2B shows the unlocked state of the pivot portion, and FIG. Indicates a displaced state. 図３は、エンジンの制御装置の構成を例示するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the engine control apparatus. 図４は、エンジンの運転制御マップを例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an engine operation control map. 図５は、休止気筒において吸気弁及び排気弁に作用する荷重を説明する拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view for explaining loads acting on the intake valve and the exhaust valve in the idle cylinder. 図６の上図及び下図はそれぞれ、休止気筒において排気弁に作用する荷重の大小関係を例示する図である。The upper and lower views of FIG. 6 illustrate the magnitude relationship of the load acting on the exhaust valve in the inactive cylinder.

以下、エンジンの動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明は、動弁装置の一例である。 Hereinafter, an embodiment of an engine valve operating device will be described in detail with reference to the drawings. The following description is an example of a valve gear.

（エンジン本体の構成）
図１は、エンジン１００の構成を示している。このエンジン１００は、自動車に搭載される直列４気筒エンジンである。エンジン１００は、クランク軸２６に沿って並んだ４つの気筒を有している。以下、４つの気筒を、気筒列方向の端から順に、「第１気筒」、「第２気筒」、「第３気筒」、及び「第４気筒」という場合がある。エンジン１００は、燃料消費の低減等のために、これら全部の気筒を稼働させる運転（つまり、全気筒運転）と、一部の気筒（具体的には、第１気筒及び第４気筒）を休止させる運転（つまり、減気筒運転）とに、エンジン１００の運転状態に応じて切り換わるよう構成されている。 (Engine structure)
FIG. 1 shows the configuration of the engine 100. This engine 100 is an in-line four-cylinder engine mounted on an automobile. The engine 100 has four cylinders arranged along the crankshaft 26. Hereinafter, the four cylinders may be referred to as “first cylinder”, “second cylinder”, “third cylinder”, and “fourth cylinder” in order from the end in the cylinder row direction. In order to reduce fuel consumption, the engine 100 operates all these cylinders (that is, all cylinder operation) and deactivates some cylinders (specifically, the first cylinder and the fourth cylinder). The operation to be performed (that is, the reduced cylinder operation) is switched according to the operation state of the engine 100.

エンジン１００は、シリンダヘッド１と、シリンダヘッド１の下側に取り付けられるシリンダブロック２と、シリンダブロック２の下側に取り付けられるオイルパン３とを備えている。シリンダブロック２は、アッパブロック２１と、ロアブロック２２とを有している。ロアブロック２２は、アッパブロック２１の下面に取り付けられており、オイルパン３は、ロアブロック２２の下面に取り付けられている。 The engine 100 includes a cylinder head 1, a cylinder block 2 attached to the lower side of the cylinder head 1, and an oil pan 3 attached to the lower side of the cylinder block 2. The cylinder block 2 has an upper block 21 and a lower block 22. The lower block 22 is attached to the lower surface of the upper block 21, and the oil pan 3 is attached to the lower surface of the lower block 22.

アッパブロック２１には、各気筒を構成する４つの円筒状のシリンダボア２３が上下方向に延びるように形成されている（図１には一つのシリンダボア２３だけを表示）。これらシリンダボア２３の上部の開口を塞ぐように、アッパブロック２１の上にシリンダヘッド１が組み付けられている。シリンダボア２３の内部には、ピストン２４が上下方向にスライド自在に設置されている。ピストン２４は、コネクティングロッド２５を介して下方に位置するクランク軸２６に連結されている。エンジン１００の内部には、シリンダボア２３の内周壁と、ピストン２４の上面と、シリンダボア２３に臨むシリンダヘッド１の下壁とにより、燃焼室２７が区画されている。 The upper block 21 is formed with four cylindrical cylinder bores 23 constituting each cylinder so as to extend in the vertical direction (only one cylinder bore 23 is shown in FIG. 1). The cylinder head 1 is assembled on the upper block 21 so as to close the opening in the upper portion of the cylinder bores 23. Inside the cylinder bore 23, a piston 24 is slidably installed in the vertical direction. The piston 24 is connected to a crankshaft 26 positioned below via a connecting rod 25. Inside the engine 100, a combustion chamber 27 is defined by an inner peripheral wall of the cylinder bore 23, an upper surface of the piston 24, and a lower wall of the cylinder head 1 facing the cylinder bore 23.

図１においては図示を省略するが、シリンダヘッド１には、各気筒の燃焼室２７内に向けて燃料（例えば、ガソリンを主成分とするもの）を噴射するインジェクタ４と、インジェクタ４から噴射された燃料と空気との混合気に対して、所定の点火タイミングで点火をするように構成された点火プラグ５とが設けられている（図３参照）。 Although not shown in FIG. 1, the cylinder head 1 is injected from an injector 4 for injecting fuel (for example, one containing gasoline as a main component) toward the inside of a combustion chamber 27 of each cylinder, and the injector 4 An ignition plug 5 configured to ignite the mixture of fuel and air at a predetermined ignition timing is provided (see FIG. 3).

シリンダヘッド１には、燃焼室２７の上部に開口を有する吸気ポート１１と排気ポート１２とが設けられている。吸気ポート１１は、各気筒の燃焼室２７を吸気通路（図示省略）に連通させており、排気ポート１２は、各気筒の燃焼室２７を排気通路（図示省略）に連通させている。吸気通路の途中部には、いわゆるエレキスロットルとして構成されたスロットル弁６が設けられている（図３参照）。スロットル弁６の開度を変更することにより、吸気通路を流れるガスの流量を調整することができる。 The cylinder head 1 is provided with an intake port 11 and an exhaust port 12 having an opening at the top of the combustion chamber 27. The intake port 11 communicates the combustion chamber 27 of each cylinder to an intake passage (not shown), and the exhaust port 12 communicates the combustion chamber 27 of each cylinder to an exhaust passage (not shown). A throttle valve 6 configured as a so-called electric throttle is provided in the middle of the intake passage (see FIG. 3). By changing the opening of the throttle valve 6, the flow rate of the gas flowing through the intake passage can be adjusted.

吸気ポート１１には、吸気ポート１１の開口を開閉する吸気弁１３（つまり、ポペット弁）が設けられ、排気ポート１２には、排気ポート１２の開口を開閉する排気弁１４（つまり、ポペット弁）が設けられている。吸気弁１３を動かす動弁装置は、吸気カム軸４１に設けられた吸気カム部４１ａを備えている。排気弁１４を動かす動弁装置は、排気カム軸４２に設けられた排気カム部４２ａを備えている。 The intake port 11 is provided with an intake valve 13 (that is, a poppet valve) for opening and closing the opening of the intake port 11, and the exhaust port 12 is an exhaust valve 14 (that is, a poppet valve) for opening and closing the opening of the exhaust port 12. Is provided. The valve gear for moving the intake valve 13 includes an intake cam portion 41 a provided on the intake camshaft 41. The valve gear that moves the exhaust valve 14 includes an exhaust cam portion 42 a provided on the exhaust cam shaft 42.

吸気弁１３は、バルブスプリング１５により、吸気ポート１１の開口を閉じる方向（図１では上方向）に付勢されている。吸気弁１３と吸気カム部４１ａの間には、カムフォロア４３ａを略中央部に有する吸気スイングアーム４３が介設されている。 The intake valve 13 is urged by a valve spring 15 in a direction to close the opening of the intake port 11 (upward in FIG. 1). An intake swing arm 43 having a cam follower 43a at a substantially central portion is interposed between the intake valve 13 and the intake cam portion 41a.

吸気スイングアーム４３の一端部は、油圧ラッシュアジャスタ（Hydraulic Lash Adjuster：ＨＬＡ）４５に支持されている。カムフォロア４３ａが、吸気カム部４１ａに押されることにより、吸気スイングアーム４３は、そのＨＬＡ４５に支持された一端部を支点として揺動する。そうして揺動する吸気スイングアーム４３の他端部が、吸気弁１３をバルブスプリング１５の付勢力に抗して押し下げ、吸気弁１３は、吸気ポート１１の開口を開く方向（図１では下方向）に移動する。ＨＬＡ４５は、油圧により、バルブクリアランスがゼロになるように自動的に調整している。 One end of the intake swing arm 43 is supported by a hydraulic lash adjuster (HLA) 45. When the cam follower 43a is pushed by the intake cam portion 41a, the intake swing arm 43 swings with one end portion supported by the HLA 45 as a fulcrum. The other end of the swinging intake swing arm 43 thus pushes down the intake valve 13 against the urging force of the valve spring 15, and the intake valve 13 opens the opening of the intake port 11 (lower in FIG. 1). Direction). The HLA 45 automatically adjusts the valve clearance to zero by hydraulic pressure.

同様に、排気弁１４は、バルブスプリング１６により、排気ポート１２の開口を閉じる方向（図１では上方向）に付勢されている。排気弁１４と排気カム部４２ａの各々の間には、カムフォロア４４ａを略中央部に有する、排気スイングアーム４４が介設されている。 Similarly, the exhaust valve 14 is urged by a valve spring 16 in a direction to close the opening of the exhaust port 12 (upward in FIG. 1). Between each of the exhaust valve 14 and the exhaust cam portion 42a, an exhaust swing arm 44 having a cam follower 44a at a substantially central portion is interposed.

排気スイングアーム４４の一端部は、油圧ラッシュアジャスタ（Hydraulic Lash Adjuster：ＨＬＡ）４６に支持されている。カムフォロア４４ａが、排気カム部４２ａに押されることにより、排気スイングアーム４４は、そのＨＬＡ４６に支持された一端部を支点として揺動する。そうして揺動する排気スイングアーム４４の他端部が、排気弁１４をバルブスプリング１６の付勢力に抗して押し下げ、排気弁１４は、排気ポート１２の開口を開く方向（図１では下方向）に移動する。ＨＬＡ４６は、油圧により、バルブクリアランスがゼロになるように自動的に調整している。 One end of the exhaust swing arm 44 is supported by a hydraulic lash adjuster (HLA) 46. When the cam follower 44a is pushed by the exhaust cam portion 42a, the exhaust swing arm 44 swings with one end portion supported by the HLA 46 as a fulcrum. The other end of the swinging exhaust swing arm 44 pushes the exhaust valve 14 against the biasing force of the valve spring 16 so that the exhaust valve 14 opens the opening of the exhaust port 12 (downward in FIG. 1). Direction). The HLA 46 automatically adjusts the valve clearance to zero by hydraulic pressure.

第１気筒と第４気筒に設けられたＨＬＡ４５，４６には、図２及び図５に示すように、それぞれ吸気弁１３及び排気弁１４の動作を停止させる弁停止機構４５ｄ，４６ｄが備えられている（詳細は後述）。一方、第２気筒と第３気筒に設けられたＨＬＡ４５，４６には、弁停止機構４５ｄ，４６ｄは備えられていない。以下、前者を高機能ＨＬＡ４５，４６と称し、後者を標準ＨＬＡ４５，４６と称する場合がある。 As shown in FIGS. 2 and 5, the HLA 45 and 46 provided in the first and fourth cylinders are provided with valve stop mechanisms 45d and 46d for stopping the operation of the intake valve 13 and the exhaust valve 14, respectively. (Details will be described later). On the other hand, the valve stop mechanisms 45d and 46d are not provided in the HLA 45 and 46 provided in the second cylinder and the third cylinder. Hereinafter, the former may be referred to as highly functional HLA 45, 46, and the latter may be referred to as standard HLA 45, 46.

全気筒運転と減気筒運転との切り替えは、高機能ＨＬＡ４５，４６の弁停止機構４５ｄ、４６ｄの作動によって行われる。すなわち、図５に示すように、所定の作動油圧まで加圧されたオイルが、シリンダヘッド１に形成された給油路５１ａ、５２ａを通じて弁停止機構４５ｄ、４６ｄに供給されることにより、弁停止機構４５ｄ、４６ｄが油圧制御され、全気筒運転から減気筒運転への切り替えが行われる。尚、符号５１ｂ、５２ｂは、高機能ＨＬＡ４５，４６にオイルを供給する給油路５１ｂ、５２ｂである。 Switching between full-cylinder operation and reduced-cylinder operation is performed by operating the valve stop mechanisms 45d and 46d of the high-function HLA 45 and 46. That is, as shown in FIG. 5, the oil pressurized to a predetermined hydraulic pressure is supplied to the valve stopping mechanism 45d, 46d through the oil supply passages 51a, 52a formed in the cylinder head 1, thereby the valve stopping mechanism The 45d and 46d are hydraulically controlled to switch from the all cylinder operation to the reduced cylinder operation. Reference numerals 51 b and 52 b denote oil supply paths 51 b and 52 b for supplying oil to the high function HLAs 45 and 46.

（弁停止機構の構成）
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に、高機能ＨＬＡ４５を示す。尚、標準ＨＬＡ４５，４６の構造は、弁停止機構４５ｄの有無を除けば、高機能ＨＬＡ４５、４６の構造と、実質的に同じである。 (Configuration of valve stop mechanism)
A high function HLA 45 is shown in FIGS. The structure of the standard HLA 45, 46 is substantially the same as the structure of the high function HLA 45, 46 except for the presence or absence of the valve stop mechanism 45d.

高機能ＨＬＡ４５は、ピボット部４５ｃと、弁停止機構４５ｄとを有している。ピボット部４５ｃは、周知のＨＬＡのピボット部であり、図示を省略する油圧制御システムによって供給される油圧により、バルブクリアランスを自動的にゼロに調整するように構成されている。弁停止機構４５ｄは、対応する吸気弁１３の作動及び作動停止を切り替える機構である。 The high function HLA 45 has a pivot 45c and a valve stopping mechanism 45d. The pivot part 45c is a known HLA pivot part, and is configured to automatically adjust the valve clearance to zero by hydraulic pressure supplied by a hydraulic control system (not shown). The valve stop mechanism 45 d is a mechanism that switches between operation and stop of the corresponding intake valve 13.

図２（Ａ）に示すように、弁停止機構４５ｄは、軸方向にスライドして突出可能な状態でピボット部４５ｃを収容する有底円筒状の外筒４５ｅと、外筒４５ｅの側周面に対向して形成された２つの貫通孔４５ｆに進退可能に挿通された一対のロックピン４５ｇと、各ロックピン４５ｇを外筒４５ｅの半径方向外側へ付勢するロックスプリング４５ｈと、外筒４５ｅの底部に収容されてピボット部４５ｃを突出する方向へ付勢するロストモーションスプリング４５ｉと、を有している。 As shown in FIG. 2A, the valve stopping mechanism 45d has a bottomed cylindrical outer cylinder 45e that accommodates the pivot portion 45c in a state capable of sliding in the axial direction and a side circumferential surface of the outer cylinder 45e. A pair of lock pins 45g inserted in two through holes 45f formed opposite to each other so as to be able to advance and retreat, a lock spring 45h for urging each lock pin 45g radially outward of the outer cylinder 45e, and an outer cylinder 45e And a lost motion spring 45i that is urged in a direction to project the pivot portion 45c.

ロックピン４５ｇは、ピボット部４５ｃの下端に配置されている。ロックピン４５ｇは、油圧によって作動し、ピボット部４５ｃが変位不能に固定されるロック状態と、ピボット部４５ｃが軸方向にスライドして変位可能になるロック解除状態とに弁停止機構４５ｄを切り替える。 The lock pin 45g is disposed at the lower end of the pivot portion 45c. The lock pin 45g is operated by oil pressure, and switches the valve stop mechanism 45d between a locked state in which the pivot portion 45c is non-displaceably fixed and a unlocked state in which the pivot portion 45c axially displaces and becomes displaceable.

図２（Ａ）は、そのロック状態を示している。ロック状態では、ピボット部４５ｃは、外筒４５ｅから比較的大きな突出量で突出しており、ロックピン４５ｇが貫通孔４５ｆに嵌合することにより、外筒４５ｅの軸方向への移動が規制されている。このロック状態において、ピボット部４５ｃの頂部は、吸気スイングアーム４３の一端部に接触しており、その揺動の支点として機能する。 FIG. 2A shows the locked state. In the locked state, the pivot portion 45c protrudes from the outer cylinder 45e with a relatively large amount of projection, and the axial movement of the outer cylinder 45e is restricted by fitting the lock pin 45g to the through hole 45f. There is. In this locked state, the top portion of the pivot portion 45c is in contact with one end portion of the intake swing arm 43 and functions as a fulcrum of the swing.

つまり、弁停止機構４５ｄがロック状態にあるときには、高機能ＨＬＡ４５は、標準ＨＬＡ４５、４６と実質同じであり、対応する吸気弁１３は、通常通りに開閉する。 That is, when the valve stop mechanism 45d is in the locked state, the high function HLA 45 is substantially the same as the standard HLA 45, 46, and the corresponding intake valve 13 opens and closes normally.

一方、高機能ＨＬＡ４５に、油圧制御システムから加圧されたオイルが供給されることにより、図２（Ｂ）に黒矢印で示すように、ロックピン４５ｇに所定の油圧が作用すると、ロックピン４５ｇは、ロックスプリング４５ｈの付勢力に抗して半径方向の内側へと移動し、貫通孔４５ｆとの嵌合が解除される。その結果、ロックピン４５ｇが貫通孔４５ｆと嵌合しない位置まで外筒４５ｅの内部に引っ込んだロック解除状態に切り替わる。 On the other hand, when oil pressurized by the hydraulic control system is supplied to the high-performance HLA 45, as shown by a black arrow in FIG. 2B, when a predetermined hydraulic pressure acts on the lock pin 45g, the lock pin 45g Moves inward in the radial direction against the urging force of the lock spring 45h, and the fitting with the through hole 45f is released. As a result, the lock pin 45g is switched to the unlocked state retracted into the outer cylinder 45e until the lock pin 45g does not fit into the through hole 45f.

ピボット部４５ｃは、ロストモーションスプリング４５ｉによって付勢されているため、外筒４５ｅから比較的大きな突出量で突出した状態となっているが、ロストモーションスプリング４５ｉの付勢力は、バルブスプリング１５による、吸気弁１３を閉じる方向へ付勢する付勢力よりも小さく設定されている。そのため、ロック解除状態では、カムフォロア４３ａが、吸気カム部４１ａに押されると、吸気スイングアーム４３は、吸気弁１３の頂部を支点にして揺動し、図２（Ｃ）の白抜き矢印に示すように、ピボット部４５ｃをロストモーションスプリング４５ｉの付勢力に抗して外筒４５ｅの外側へと変位させる。 Since the pivot portion 45c is urged by the lost motion spring 45i, the pivot portion 45c protrudes from the outer cylinder 45e with a relatively large protruding amount, but the urging force of the lost motion spring 45i is caused by the valve spring 15. It is set smaller than the biasing force for biasing the intake valve 13 in the closing direction. Therefore, in the unlocked state, when the cam follower 43a is pushed by the intake cam portion 41a, the intake swing arm 43 swings with the top portion of the intake valve 13 as a fulcrum, as indicated by the white arrow in FIG. As described above, the pivot portion 45c is displaced to the outside of the outer cylinder 45e against the urging force of the lost motion spring 45i.

つまり、弁停止機構４５ｄがロック解除状態にあるときには、高機能ＨＬＡ４５のピボット部４５ｃは、スイングアーム４４の揺動支点として機能せず、対応する吸気弁１３は、開かない。その結果、この吸気弁１３を備えた気筒は稼働できなくなって気筒休止状態となり、前述の減気筒運転となる。減気筒運転中は、弁停止機構４５ｄはロック解除状態に維持される。 That is, when the valve stop mechanism 45d is in the unlocked state, the pivot portion 45c of the high function HLA 45 does not function as a swing fulcrum of the swing arm 44, and the corresponding intake valve 13 does not open. As a result, the cylinder provided with the intake valve 13 can not operate and is in the cylinder deactivation state, and the above-described reduced cylinder operation is performed. During the reduced cylinder operation, the valve stop mechanism 45d is maintained in the unlocked state.

尚、排気弁１４の高機能ＨＬＡ４６の構造は、吸気弁１３の高機能ＨＬＡ４５の構造と同じである。高機能ＨＬＡ４６は、図５に示すように、ピボット部４６ｃと、弁停止機構４６ｄとを有している。 The structure of the high function HLA 46 of the exhaust valve 14 is the same as the structure of the high function HLA 45 of the intake valve 13. As shown in FIG. 5, the high function HLA 46 has a pivot 46c and a valve stopping mechanism 46d.

図３に示すように、吸気弁１３の動弁装置は、吸気弁１３の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ」と称する）を備えている。排気弁１４の動弁装置も、ＶＶＴを備えている。吸気側ＶＶＴ９５及び排気側ＶＶＴ９６は、油圧駆動式又は電動駆動式などである。 As shown in FIG. 3, the valve gear of the intake valve 13 includes a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as “VVT”) that changes the opening / closing timing of the intake valve 13. The valve operating device of the exhaust valve 14 is also provided with VVT. The intake side VVT 95 and the exhaust side VVT 96 are a hydraulic drive type or an electric drive type.

図１に戻り、シリンダヘッド１の上部にはカムキャップ４７が取り付けられている。これらシリンダヘッド１及びカムキャップ４７により、吸気カム軸４１及び排気カム軸４２の各々が、回転可能に支持されている。 Returning to FIG. 1, a cam cap 47 is attached to the upper portion of the cylinder head 1. Each of the intake camshaft 41 and the exhaust camshaft 42 is rotatably supported by the cylinder head 1 and the cam cap 47.

吸気カム軸４１の上方には、吸気側オイルシャワー４８が設けられている一方、排気カム軸４２の上方には、排気側オイルシャワー４９が設けられている。これら吸気側オイルシャワー４８及び排気側オイルシャワー４９は、吸気カム部４１ａ及び排気カム部４２ａが、吸気スイングアーム４３及び排気スイングアーム４４の各カムフォロア４３ａ，４４ａと接触する部位にオイルを滴下する。 An intake side oil shower 48 is provided above the intake cam shaft 41, while an exhaust side oil shower 49 is provided above the exhaust cam shaft 42. In the intake side oil shower 48 and the exhaust side oil shower 49, the oil is dripped at portions where the intake cam portion 41 a and the exhaust cam portion 42 a come into contact with the cam followers 43 a and 44 a of the intake swing arm 43 and the exhaust swing arm 44.

（エンジンの制御装置の構成）
図３に、エンジン１００の制御装置の構成を例示する。この制御装置は、エンジン１００を運転するためのコントローラ６０を備えている。コントローラ６０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするＰＣＭ（Powertrain Control Module）である。 (Configuration of engine control device)
FIG. 3 illustrates the configuration of the control device for engine 100. This control device includes a controller 60 for operating the engine 100. The controller 60 is a PCM (Powertrain Control Module) based on a well-known microcomputer.

コントローラ６０は、プロセッサやメモリ等のハードウェアと、制御プログラムや制御データ等のソフトウェアとを有し、エンジン全体を制御する。コントローラ６０には、各種のセンサ６１〜６８が接続されている。センサ６１〜６８は、各々の検出結果を示す信号をコントローラ６０に出力する。 The controller 60 includes hardware such as a processor and a memory, and software such as a control program and control data, and controls the entire engine. Various sensors 61 to 68 are connected to the controller 60. The sensors 61 to 68 output signals indicating the respective detection results to the controller 60.

例えば、クランク軸２６の回転角度を検出するクランク角センサ６１、エンジン１００が吸入する空気の流量を検出するエアフローセンサ６２、油圧経路を流れるオイルの温度を検出する油温センサ６３、吸気カム軸４１及び排気カム軸４２各々の回転位相を検出するカム角センサ６４、エンジン１００の冷却水の温度を検出する水温センサ６５、サージタンク内の圧力を検出する吸気圧センサ６６、不図示のアクセルペダルの踏込操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ６７、並びに、排気通路中の酸素濃度を検出するＯ_２センサ６８などから、コントローラ６０に信号が入力される。 For example, a crank angle sensor 61 that detects the rotation angle of the crankshaft 26, an airflow sensor 62 that detects the flow rate of air taken in by the engine 100, an oil temperature sensor 63 that detects the temperature of oil flowing through the hydraulic path, and an intake camshaft 41 And a cam angle sensor 64 that detects the rotational phase of each of the exhaust camshafts 42, a water temperature sensor 65 that detects the temperature of the cooling water of the engine 100, an intake pressure sensor 66 that detects the pressure in the surge tank, and an accelerator pedal (not shown). Signals are input to the controller 60 from an accelerator opening sensor 67 that detects a stepping operation amount (accelerator opening), an O ₂ sensor 68 that detects an oxygen concentration in the exhaust passage, and the like.

コントローラ６０は、クランク角センサ６１からの信号に基づいてエンジン回転速度を取得し、エアフローセンサ６２からの信号に基づいてエンジン負荷を取得し、カム角センサ６４からの信号に基づいて吸気側ＶＶＴ９５及び排気側ＶＶＴ９６の作動角を取得する。 The controller 60 acquires the engine rotational speed based on the signal from the crank angle sensor 61, acquires the engine load based on the signal from the airflow sensor 62, and based on the signal from the cam angle sensor 64, the intake VVT 95 and The operating angle of the exhaust side VVT 96 is acquired.

コントローラ６０は、これらに基づいてエンジン１００の運転状態を判定し、判定した運転状態に基づいて、各アクチュエータの制御量を計算する。そして、コントローラ６０は、計算された制御量に対応する制御信号を生成し、その制御信号を、インジェクタ４、点火プラグ５、スロットル弁６、吸気側ＶＶＴ９５、排気側ＶＶＴ９６、並びに、第１及び第４気筒の吸気弁停止機構４５ｄ及び排気弁停止機構４６ｄ（正確には、油圧制御システムにおいて、高機能ＨＬＡ４５，４６の吸気弁停止機構４５ｄ及び排気弁停止機構４６ｄに油圧を供給するための切換弁等のアクチュエータ）へ出力する。コントローラ６０は、それらアクチュエータを介してエンジン１００の運転を制御する。 The controller 60 determines the operating state of the engine 100 based on these, and calculates the control amount of each actuator based on the determined operating state. Then, the controller 60 generates a control signal corresponding to the calculated control amount, and outputs the control signal to the injector 4, the spark plug 5, the throttle valve 6, the intake side VVT 95, the exhaust side VVT 96, and the first and first 4-cylinder intake valve stop mechanism 45d and exhaust valve stop mechanism 46d (more precisely, a switching valve for supplying hydraulic pressure to the intake valve stop mechanism 45d and exhaust valve stop mechanism 46d of the high-performance HLA 45, 46 in the hydraulic control system) Etc.). The controller 60 controls the operation of the engine 100 via these actuators.

また、コントローラ６０は、Ｏ_２センサ６８からの信号に基づいて、気筒内の空燃比が目標空燃比となるように、気筒内に噴射する燃料量を調整する空燃比制御を行う。 Further, the controller 60 performs air-fuel ratio control for adjusting the amount of fuel injected into the cylinder based on the signal from the O ₂ sensor 68 so that the air-fuel ratio in the cylinder becomes the target air-fuel ratio.

（気筒数の制御）
このエンジン１００では、その運転状態に応じて、全部の気筒（第１〜第４の気筒）を稼働させて燃焼を実行する全気筒運転と、一部の気筒（第１気筒及び第４気筒）を休止させて残りの気筒（第２気筒及び第３気筒）で燃焼を実行する減気筒運転とに切り換わるように構成されている。 (Control of the number of cylinders)
In this engine 100, all cylinders (first to fourth cylinders) are operated by operating all cylinders (first to fourth cylinders) according to the operating state, and some cylinders (first and fourth cylinders). Is stopped to switch to reduced-cylinder operation in which combustion is performed in the remaining cylinders (second and third cylinders).

詳しくは、図４に示すように、エンジン１００の運転状態が、回転速度が比較的低い特定の運転領域Ａ１（減気筒運転領域）内にあるときには、前述の減気筒運転が実行される。また、エンジン１００の運転状態が、その減気筒運転領域Ａ１を除く残余の運転領域Ａ２にあるときには、全気筒運転が実行される。減気筒運転が実行されると、第１気筒及び第４気筒においてインジェクタ４及び点火プラグ５の作動が禁止され、その結果、第１気筒（休止）→第３気筒（稼働）→第４気筒（休止）→第２気筒（稼働）のように、１つ飛ばしの順で燃焼が発生するようになる。 Specifically, as shown in FIG. 4, when the operating state of the engine 100 is in a specific operating region A1 (reduced cylinder operating region) where the rotational speed is relatively low, the above-described reduced cylinder operation is executed. When the operating state of engine 100 is in the remaining operating range A2 excluding the reduced cylinder operating range A1, all-cylinder operation is performed. When the reduced cylinder operation is executed, the operation of the injector 4 and the spark plug 5 is prohibited in the first cylinder and the fourth cylinder. As a result, the first cylinder (pause) → the third cylinder (operation) → the fourth cylinder ( As in the second cylinder (operation), combustion will occur in the order of one skip, as in the case where there is no operation.

また、図示は省略するが、全気筒運転と減気筒運転とは水温に応じても切り替えられる。例えば、エンジン１００が暖機して水温が上昇する場合、その水温が所定温度よりも低いときには、運転状態に関わらず全気筒運転が実行され、水温が所定温度以上になれば、図４の運転制御マップに基づいて減気筒運転が実行される。 Although illustration is omitted, the full cylinder operation and the reduced cylinder operation can be switched depending on the water temperature. For example, when the engine 100 is warmed up and the water temperature rises, when the water temperature is lower than a predetermined temperature, the all-cylinder operation is executed regardless of the operation state, and if the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the operation of FIG. The reduced cylinder operation is executed based on the control map.

（休止気筒における吸気弁及び排気弁のバルブスプリング荷重）
エンジン１００が減気筒運転をしている最中に、休止している気筒の吸気弁１３及び排気弁１４が開いてガス交換が行われてしまうと、休止していない運転中の気筒の空燃比がずれてしまうと共に、ポンプ損失も増えてしまう問題がある。そのため、休止している気筒の吸気弁１３及び排気弁１４は、閉じた状態を維持することが望ましい。 (Valve spring load of intake valve and exhaust valve in idle cylinder)
If the intake valve 13 and the exhaust valve 14 of the deactivated cylinder are opened and the gas exchange is performed while the engine 100 is performing the reduced cylinder operation, the air-fuel ratio of the operated cylinder that is not deactivated is performed. There is a problem that the pumping loss increases as well. Therefore, it is desirable to maintain the closed state of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 of the deactivated cylinder.

図５は、休止中の気筒の吸気弁１３及び排気弁１４に作用する荷重を示している。吸気弁１３を閉じる方向の荷重としては、気筒内の圧力荷重、及び、吸気弁１３を閉じ方向に付勢するバルブスプリング１５の荷重がある。また、吸気弁１３を開ける方向の荷重としては、吸気ポート１１の圧力荷重、及び、高機能ＨＬＡ４５の慣性荷重がある。同様に、排気弁１４を閉じる方向の荷重としては、気筒内の圧力荷重、及び、排気弁１４を閉じ方向に付勢するバルブスプリング１６のセット荷重がある。また、排気弁１４を開ける方向の荷重としては、排気ポート１２の圧力荷重、及び、高機能ＨＬＡ４６の慣性荷重がある。 FIG. 5 shows the loads acting on the intake valve 13 and the exhaust valve 14 of the cylinders that are inactive. The load in the direction of closing the intake valve 13 includes the pressure load in the cylinder and the load of the valve spring 15 that urges the intake valve 13 in the closing direction. The load in the direction to open the intake valve 13 includes the pressure load of the intake port 11 and the inertial load of the high function HLA 45. Similarly, the load in the direction of closing the exhaust valve 14 includes a pressure load in the cylinder and a set load of the valve spring 16 that biases the exhaust valve 14 in the closing direction. The load in the direction to open the exhaust valve 14 includes the pressure load of the exhaust port 12 and the inertial load of the high function HLA 46.

休止中の気筒の吸気弁１３及び排気弁１４が開かないようにするには、吸気弁１３及び排気弁１４を閉じる方向の荷重を、開ける方向の荷重よりも大きくしなければならない。ここで、図６は、エンジン１００が、特定の運転状態で減気筒運転をしているときに、排気弁１４に作用する荷重の変化を示している。前述したように、排気弁１４を閉じる方向の荷重としては、気筒内の圧力荷重（つまり、筒内圧力荷重）、及び、排気弁１４のバルブスプリング１６のセット荷重（つまり、スプリングセット荷重）がある。気筒内の圧力は、ピストン２４が上下するに伴い変化する。バルブスプリング１６のセット荷重は、クランク角が変化することに関わらず、一定である。排気弁１４を開ける方向の荷重としては、排気ポート１２の圧力荷重（つまり、排気ポート圧力荷重）、及び、高機能ＨＬＡ４６の慣性荷重（ＨＬＡ慣性力）がある。排気ポート１２の圧力荷重は、休止していない気筒の排気圧力により、クランク角の変化に対して脈動する。高機能ＨＬＡ４６の慣性荷重は、クランク角の変化に対し、カムプロファイルの加速度曲線に似た形で変化する。 In order to prevent the intake valve 13 and the exhaust valve 14 of the inactive cylinder from opening, the load in the closing direction of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 must be larger than the load in the opening direction. Here, FIG. 6 shows a change in load acting on the exhaust valve 14 when the engine 100 is performing the cylinder reduction operation in a specific operation state. As described above, the load in the direction to close the exhaust valve 14 includes the pressure load in the cylinder (that is, the in-cylinder pressure load) and the set load of the valve spring 16 of the exhaust valve 14 (that is, the spring set load). . The pressure in the cylinder changes as the piston 24 moves up and down. The set load of the valve spring 16 is constant regardless of the change of the crank angle. The load in the direction to open the exhaust valve 14 includes the pressure load of the exhaust port 12 (that is, the exhaust port pressure load) and the inertial load (HLA inertial force) of the high function HLA 46. The pressure load of the exhaust port 12 pulsates with respect to the change of the crank angle by the exhaust pressure of the non-stopped cylinder. The inertial load of the high-performance HLA 46 changes in a form similar to the acceleration curve of the cam profile with respect to the change in the crank angle.

図６の下図は、排気弁１４に作用する荷重の内、バルブスプリング１６のセット荷重を除く、気筒内の圧力荷重、排気ポート１２の圧力荷重及び高機能ＨＬＡ４６の慣性荷重の合力を示している。休止中の気筒の排気弁１４が開かないようにするには、排気弁１４を閉じる方向の荷重を、開ける方向の荷重よりも大きくしなければならない。そうすると、図６の例では、バルブスプリング１６のセット荷重を一点鎖線で示す荷重まで高くしなければならない。しかしながら、バルブスプリング１６のセット荷重を高くすると、運転時に機械抵抗が増えてしまうため、燃費性能が低下してしまうという不都合がある。 The lower diagram of FIG. 6 shows the resultant force of the pressure load in the cylinder, the pressure load of the exhaust port 12 and the inertial load of the high function HLA 46 excluding the set load of the valve spring 16 among the loads acting on the exhaust valve 14. . In order to prevent the exhaust valve 14 of the idle cylinder from opening, the load in the direction of closing the exhaust valve 14 must be larger than the load in the direction of opening. Then, in the example of FIG. 6, the set load of the valve spring 16 must be increased to the load indicated by a dashed dotted line. However, when the set load of the valve spring 16 is increased, mechanical resistance is increased during operation, resulting in a disadvantage that the fuel consumption performance is reduced.

そこで、ここに例示するエンジン１００では、図６の矢印で示すように、バルブスプリング１６のセット荷重を低下させている。これにより、休止気筒の排気弁１４は、微少量だけ開くことになる。休止している気筒の排気弁１４が開くと、他の気筒から排出された高温の既燃ガスが、休止している気筒内に流入する。休止している気筒は、気筒内の温度が次第に下がる傾向にあるが、高温の既燃ガスが気筒内に流入することによって、気筒内の温度の低下を抑制することができる。その結果、減気筒運転から全気筒運転へ切り替わったときに、休止していた気筒の燃焼安定性を高めることが可能になる。この構成により、エンジン１００の燃費性能の向上と共に、排気ガスの排出性能の向上も図られる。 So, in the engine 100 illustrated here, as shown by the arrow of FIG. 6, the set load of the valve spring 16 is reduced. As a result, the exhaust valve 14 of the idle cylinder is opened by a minute amount. When the exhaust valve 14 of the deactivated cylinder is opened, the high-temperature burned gas discharged from the other cylinders flows into the deactivated cylinder. In the inactive cylinder, the temperature in the cylinder tends to gradually decrease, but a decrease in the temperature in the cylinder can be suppressed by the high temperature burned gas flowing into the cylinder. As a result, when the reduced-cylinder operation is switched to the all-cylinder operation, it is possible to improve the combustion stability of the cylinder that has been inactive. With this configuration, not only the fuel consumption performance of the engine 100 but also the exhaust performance of the exhaust gas can be improved.

また、休止気筒の排気弁１４が微少量だけ開いても、空燃比制御への影響はない。 Further, even if the exhaust valve 14 of the idle cylinder is opened by a minute amount, there is no influence on the air-fuel ratio control.

排気弁１４の微少開弁量は、排気弁１４と排気ポート１２の開口との隙間が小さくて、隙間を流れるガス流動の抵抗が大きくなるため、排気ポート１２の開口を通じたガスの流出入が、ほとんど行われない程度の微少量である。微少量は、具体的には、排気弁１４のリフト量として０．１ｍｍ以下としてもよい。 Since the gap between the exhaust valve 14 and the opening of the exhaust port 12 is small and the resistance of the gas flow flowing through the gap is large, the amount of gas flow through the opening of the exhaust port 12 is small. A small amount that is rarely done. Specifically, the minute amount may be 0.1 mm or less as the lift amount of the exhaust valve 14.

このエンジン１００においては、排気弁１４と同様に、休止気筒の吸気弁１３も、バルブスプリング１５の荷重を低下させることによって、微少量だけ開くことを許容している。 In the engine 100, like the exhaust valve 14, the intake valve 13 of the idle cylinder is allowed to open by a minute amount by reducing the load of the valve spring 15.

休止している気筒の吸気弁１３が開くと、新気の一部が休止している気筒内に導入される可能性があるため、運転中の気筒の空燃比のずれを招く恐れがある。従って、休止している気筒における吸気弁１３の微少開弁量は、小さい方が望ましい。 When the intake valve 13 of the deactivated cylinder is opened, a part of the fresh air may be introduced into the deactivated cylinder, which may cause a deviation of the air-fuel ratio of the operating cylinder. Therefore, it is desirable that the minute valve opening amount of the intake valve 13 in the cylinder that is at rest is smaller.

吸気弁１３の微少開弁量は、吸気弁１３と吸気ポート１１の開口との隙間が小さくて、隙間を流れるガス流動の抵抗が大きくなるため、吸気ポート１１の開口を通じたガスの流出入が、ほとんど行われない程度の微少量である。微少量は、具体的には、吸気弁１３のリフト量として０．１ｍｍ以下としてもよい。 The minute valve opening amount of the intake valve 13 is such that the gap between the intake valve 13 and the opening of the intake port 11 is small and the resistance of gas flow flowing through the gap increases, so that gas flows in and out through the opening of the intake port 11. A small amount that is rarely done. Specifically, the minute amount may be 0.1 mm or less as a lift amount of the intake valve 13.

前述の通り、排気弁１４は開弁することによって気筒内の温度低下を抑制する効果が得られる一方で、吸気弁１３は開弁することによって空燃比がずれる恐れがあるため、吸気弁１３は、開弁量をできるだけ小さくすることが望ましい。従って、休止しているときの排気弁１４の開弁量と吸気弁１３の開弁量とを比較したときに、排気弁１４の開弁量の方が大となるようにすることが望ましい。 As described above, while the exhaust valve 14 can be opened to obtain the effect of suppressing the temperature drop in the cylinder, the intake valve 13 may be opened to cause deviation of the air-fuel ratio. It is desirable to make the valve opening amount as small as possible. Therefore, it is desirable that the amount of opening of the exhaust valve 14 be larger when the amount of opening of the exhaust valve 14 when it is at rest and the amount of opening of the intake valve 13 are compared.

こうして吸気弁１３のバルブスプリング１５の荷重、及び、排気弁１４のバルブスプリング１６のセット荷重がそれぞれ小さいことによって、エンジン運転中の機械抵抗が下がるから、全気筒運転と減気筒運転とを切り替えるエンジン１００の動弁装置において、燃費のさらなる向上を図ることができる。 In this way, since the mechanical resistance during engine operation is reduced by the small load of the valve spring 15 of the intake valve 13 and the set load of the valve spring 16 of the exhaust valve 14, the engine switches between all cylinder operation and reduced cylinder operation. In 100 valve gears, the fuel consumption can be further improved.

尚、ここに開示する技術は、ＨＬＡに適用することに限らない。ここに開示する技術は、スイングアーム式の動弁装置であって、弁停止機構を有する動弁装置に広く適用することができる。 The technique disclosed here is not limited to being applied to HLA. The technology disclosed herein is a swing arm type valve operating device, and can be widely applied to a valve operating device having a valve stop mechanism.

また、吸気弁１３及び排気弁１４のうちのいずれか一方についてのみ、休止している気筒において、微少な開弁を許容してもよい。 In addition, only one of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 may allow slight valve opening in a cylinder at rest.

さらに、エンジン１００は、直列４気筒のガソリンエンジンに限らず、減気筒運転を行う多気筒エンジンであればどのようなエンジンであってもよい。また、ディーゼルエンジンであってもよい。 Furthermore, the engine 100 is not limited to the in-line four-cylinder gasoline engine, and may be any multi-cylinder engine performing reduced-cylinder operation. Moreover, a diesel engine may be sufficient.

１００エンジン
１１吸気ポート
１２排気ポート
１３吸気弁（ポペット弁）
１４排気弁（ポペット弁）
１５バルブスプリング
１６バルブスプリング
４１ａ吸気カム部
４２ａ排気カム部
４３吸気スイングアーム
４４排気スイングアーム
４５油圧ラッシュアジャスタ
４５ｃピボット部
４５ｄ弁停止機構
４６油圧ラッシュアジャスタ
４６ｃピボット部
４６ｄ弁停止機構 100 Engine 11 Intake port 12 Exhaust port 13 Intake valve (poppet valve)
14 Exhaust valve (poppet valve)
15 Valve spring 16 Valve spring 41a Intake cam portion 42a Exhaust cam portion 43 Intake swing arm 44 Exhaust swing arm 45 Hydraulic lash adjuster 45c Pivot portion 45d Valve stop mechanism 46 Hydraulic lash adjuster 46c Pivot portion 46d Valve stop mechanism

Claims

A poppet valve configured to open and close an opening of a port communicating with an engine cylinder;
A valve spring configured to bias the poppet valve in a closing direction;
A swing arm configured to open the poppet valve by pushing the poppet valve against an urging force of the valve spring by being connected to the poppet valve at one end and pushed by a cam portion;
A pivot unit configured to support the other end of the swing arm such that the swing arm pushed by the cam unit swings;
A valve stop mechanism configured to stop the opening operation of the poppet valve by displacing the pivot portion when the cam portion pushes the swing arm during the reduced-cylinder operation of the engine;
A valve operating device of an engine provided with
The valve spring is configured such that when the valve stop mechanism stops the opening operation of the poppet valve, when the cam portion presses the swing arm, the poppet valve acts on the urging force of the valve spring. Configured to open by only a small amount ,
The poppet valve is an exhaust valve configured to open and close an opening of an exhaust port that communicates with the cylinder, and an intake valve configured to open and close an opening of an intake port that communicates with the cylinder,
When the valve stopping mechanism stops the opening operation of the exhaust valve and the intake valve, a valve opening device of an engine in which the slight opening amount of the exhaust valve is larger than the slight opening amount of the intake valve .

The valve gear for an engine according to claim 1 ,
The pivot portion is constituted by a hydraulic lash adjuster that adjusts the valve clearance of the poppet valve,
The valve stop mechanism fixes the pivot portion of the hydraulic lash adjuster so that the poppet valve is opened and closed by the swinging swing arm, and the pivot portion of the hydraulic lash adjuster is movable. A valve operating apparatus for an engine configured to switch to an unlocked state in which the poppet valve does not open and close.