JPH041406A - 多気筒エンジンの弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は多気筒エンジンの弁作動装置、特にエンジン
の運転条件に応じて複数のカムを切換えるものに関する
。

（従来の技術） 従来からエンジンの出力性能を向上させろ目的で、運（
状態に応じて吸気弁または排気弁のり７Ｆ特性を異なら
せ、これによって吸排気のタイミングあるいは吸排気量
を制御することが知られている。

例えば特開昭６２−２９４７０９号公報では、多気筒エ
ンジンにおいて弁す７Ｆ特性の異なる２つのカムと、弁
の開閉作動に携わるカムを切換えるカム切換駆動手段と
が各気筒毎に備え、各気筒のカム切換駆動手段に連通す
る油通路を備え、この油通路を通して供給される加圧作
動油に応動して各気筒毎にカムの切換えが行われるもの
が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような従来装置では、カムの切換え時に
エンジンの発生トルクが大きく変化することを防止する
ために、各カムによる発生トルクが一致する運転点で切
換えを行う必要があった。

したがって、各カムによりトルク特性の設定に制約を受
け、例えば一方のカムを低負荷運転時に対応して小さい
弁作動角に設定して燃費の向上をはかるとともに、他方
のカムを高負荷運転時に対応して発生トルクを高めるよ
うな比較的に大きな弁作動角に設定した場合、各カムの
切換え時に大きなトルク変化が生じるという問題、αが
起こった。

例えば＄８図に示すように、弁作動角が互いに異なる３
つのカム１，２．３を備え、各カム１，２゜３による発
生トルクが互いに大幅に異なる場合、ある回転数０１で
小作動角カム１から中作動角カム２に切換えられた場合
、大きなトルク変化が生じる。第９図は回転数０１にお
いて発生トルクの増大に伴って各カム１．２．３が順に
切換えられた場合に要求されるスロットル開度の変化特
性を示しており、弁作動角の大きいカムから小さいカム
に切換えられた場合に、同一の発生トルクを維持しよう
とすると、開弁期間の短縮に対応してより少ない時間で
空気を吸入する必要があり、スロ・／トル開度を大きく
しなげれｊ！ならな（１゜また、前記従来製置のように
トルク変化の少ない運転、廊でカムの切換えが行われる
ように設定された場合でも、弁作動装置の経時劣化等に
よりカム切換え時のトルク変化が増大する可能性があつ
た。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、カムの切換作動に伴うエンジンのトルク変動を緩
和する弁作動装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、共通の弁に討して互いに異なる弁リフト特
性を有する複数のカムと、弁の開閉作動に携わるカムを
油圧力により切換えるカム切換駆動手段とを各気筒毎に
備える多気筒エンジンの弁作動装置において、１つまた
は複数の気筒のカム切換駆動手段に連通ずる複数の油通
路と、各油通路の作動油圧を調整する作動油圧調整手段
と、カムの切換え時に各作動油圧ｌ！！整手段を所定の
時間差をもって作動させる制御手段を惟えた。

（作用） 制御手段により各作動油圧調整手段は所定の時間差をも
って作動するので、エンジンの発生トルクは各気筒また
は気筒群の間で所定の微少時間差をもって段階的に変化
し、たとえ互いに発生トルクの大きく異なる運転、αで
カムの切換えが行われる場合でも、カム切換え時に発生
するトルク変動を緩和でき、スロットル開度を急激に変
化させる必要もなくなる。

また、気前毎にカムの切換わり時間を相異させることに
より、各カム切換駆動手段の作動を気筒群または気筒毎
に時間差を設けることにより、全気筒が同期してカムを
切換える従来装置に比べて、カムの切換え作動時に必要
な作動油流量の総和が小さくなり、その結果オイルポン
プの吐出流量を削減することが可能となり、あるいはカ
ムの切換え応答性を高めることができる。

（実施例） 第１図は４つの気筒を有するエンジンに本発明を適用し
た場合の実施例を示している。

これについて説明すると、各気筒毎に吸気弁の開閉作動
に携わるカムを切換えるカム切換駆動手段２１，２２，
２３．２４を備えるとともに、排気弁の開閉作動に携わ
るカムを切換えるカム切換駆動手段３１．３２，３３．
３４を備える。

これらの各カム切換駆動子ＩＭ２１．２２，２３゜２４
および３１，３２，３３．３４はそれぞれ第２図、第３
図に示すような構造をもっている。

これについて説明すると、それぞれの揺動先端が開弁９
に当接する２つのメイン口・ツカアーム１゜２と、各メ
インロッカアーム１．２の間に設けられて開弁９との当
接部位を持たない１つのサブロッカアーム３とが共通の
ロッカシャフト８に揺動自在に支持され、各メインロッ
カアーム１．２には低速用カム６が摺接し、サブロッカ
アーム３は低速用カム６よりプロフィールの比較的に大
きい高速用カム７に図示しないロストモーションスプリ
ングの付勢力を介して摺接する。

口・／カシャフト８から所定の距離離れた揺動部位にお
いてロッカシャフト８と平行な方向には、作動油圧力に
応動する円柱状のプランジャ】１１１２が各ロッカアー
ム１，３．２開に渡って摺動可能に設けられる９油室１
３に導かれる作動油圧により各ブランツヤ１１．１２が
ロッカアーム１１３゜２に渡って嵌合する拘束位置では
、各ロッカアーム１．３．２は一体となって揺動し、高
速用カム７のプロフィールに従って開弁９を開閉駆動す
る。

このとき、各フィンロッカアーム１，２は比較的に小さ
いプロフィールを有する低連用カム６から浮き上がって
いる。これに対して、油室１３の作動油圧の低下に伴っ
て各プランツヤ１１．１２がスプリング１０の付勢力に
より各ロッカアーム１゜３内に収まった非拘束位置では
、サブロン力７一ム３が各フィンロッカアーム１，２の
動きを妨げることなく、各低速用カム６のプロフィール
に従って開弁９を開閉駆動するようになっている。

このようにして構成される各カム切換駆動手段２１．２
２．２３．２４および３１．３２．３３，３４に灯して
カム切換え時に加圧作動油を供給する油通路として、＃
１気筒と＃２気筒の各カム切換駆動手段２１，２２，３
１．３２に連通する第一油通路４１が配設されるととも
に、＃３気筒と＃４気筒の各カム切換駆動手段２３．２
４，３３．３４に連通する第二油通路４２が配設される
。

第一、第二各油通路４１．４２の作動油圧をカム切換え
時に調整する作動油圧ｌ！！整手段として、第一、第二
各油通路４１　＋　４２はそれぞれ第−第二各電磁切換
弁４３．４４を介してオイルポンプ４６の吐出側通路４
５に連通される。

なお、図中４７はオイルフィルター、４８はオイルクー
ラ、４９はピストンおよびフンロラドの潤滑系、５０．
５１は吸気カムシャフトおよび排気カムシャ７Ｆの潤滑
系を示しており、図中矢印で示すようにオイルパン５９
に溜められたオイルがエンジン各潤滑部およびカム切換
駆動手段２１゜２２．２３，２４，３１，３２，３３．
３４に供給されるようになっている。

第一、第二各電磁切換弁４３．４４は励磁電流の断続で
その開口面積を２段階に切換えられる構成とし、それぞ
れの通電時に開口面積を大きくして吐出側通路４５から
第一、第二各油通路４１゜４２に供給゛される作動油圧
をステノブ状に高めて、各カム切換駆動手段２１．２２
，２３．２４および３１．３２，３３．３４の切換え作
動が行われるようになっている。

本発明のカムの切換え時に各作動油圧調整手段を所定の
時間差をもって作動させる制御手段として、第一、第一
電磁切換弁４３．４４の切換作動を電子制御する図示し
ないコントロールユニットは、エンジン回（信号、冷却
水温信号、潤滑油の温度信号、過給機による吸気の過給
圧力信号、スロットルバルブの開度信号等を入力して、
これらの検出値に基づいて、所定の高速、高負荷運転条
件で第一電磁切換弁４３を通電した後に、所定の微少時
間差をもって第二電磁切換弁４４を通電する構成とする
。

次に作用について説明する。

第一、第二各電磁切換弁４３．４４の通電が互いに所定
の微少時間差をもって行われることにより、第一電磁切
換弁４３が通電されて＄　１　、＄　２各気筒の各カム
切換駆動手段２１．２２．３１．３２が互いに同期して
カムを切換えた後に、所定の微少ＦＲＩＷｌｆＪｒｆｉ
過してから、第二電磁切換弁４４が通電されることによ
り、＄３．＄４各気筒の各カム切換駆動手段２３，２４
，３３．３４が互いに同ＸＩＩしてカムを切換える。

これにより、＃１．＃２各気筒と＃　３　、＃　４各気
筒との２段階に分けて低速用カム６から高速用カム７に
切換えられるので、この切換え時に発生するエンジンの
発生トルクは２段階に分けて高められ、急激なトルク変
動を緩和できる。

したがって、前記第８図に示すように、トルク特性の大
幅に異なるカムが切換えられた場合でも、エンジンのト
ルク変動を十分に緩和することができ、第９図に示すよ
うにスロットル開度を急激に変化させる必要もなくなる
。

また、各カム切換駆動手段２１，２２，３１．３２が作
動した後に、各カム切換駆動手段２３，２４．３３．３
４が所定の時間差をもって作動することにより、全気筒
のカムが互いに同期して切換わる従来装置に比べてカム
の切換えに必要な作動油流量が牛滅し、その結果オイル
ポンプ４６の吐出Ｉｔ量を削減することが可能となり、
あるいはオイルボンブ４６が従米装厘と同一吐出流量を
有する場合はカムの切換応答性を高められる９工ンジン
回転数や負荷の低下に伴って低速用カム６から商運用カ
ム７に切換えられる場合は、第、第二各電磁切換弁４３
．４４の通電が停止されることにより、第一、第二各地
通路４１．４２の作動油圧を低下させて、各プランジャ
１１，１２がスプリング１０の付勢力により移動して、
各サブロッカアーム３の結合を解除するようになってい
る。Ｍ−１第二各電磁切換弁４３．４４の通電を停止す
る際も、所定の微少時間差をもって停止することにより
、エンジンのトルク変動を抑制するようにしても良い。

次に、ｖＪ４図、第５図、第６図にそれぞれ示す他の実
施例は、エンジン運転条件に応して３つのカムが切換え
られるものである。

これについで説明すると、揺動先端が２つの弁９に当接
する１つのメインロッカアーム７１と、このメインロッ
カアーム７１に設けられて答弁９との当接部位を持たな
い２つのサブロッカアーム７２．７３とが共通のロンカ
シャ７）７４に揺動自在に支持され、各メインロッカア
ーム７】にはローラ７オロワ７９を介して部分負荷用カ
ム７５が転接し、サブロッカアーム７２．７３はプロフ
ィールが段階的に大きくなる低速高負荷用カム７６と高
速高負荷用カム７７にそれぞれ摺接し、各ロストモーシ
ミン久ブリング７８の付勢力により追従するようになっ
ている。

メインロッカアーム７１にはロッカシャフト７４から所
定の距離離れた摺動部位において口ンカシャ７ト７４と
平行な方向には、作動油圧力に応動する円柱状のプラン
ツヤ８１．８２がサブロッカアーム７２に渡って、同じ
くプランジャ８３゜８４がサブロッカアーム７３に渡っ
てそれぞれ摺動可能に設けられる。各油室８Ｓ、８Ｇに
導かれる作動油圧が所定値以下の状態ではスプリング８
７．８８の付勢力により各サブロッカアーム７２゜７３
の拘束が解かれて、部分負荷用カム７５のプロフィール
に従って答弁９を開閉駆動する一方、作動油圧が高めら
れる二とによりメインロッカアーム７１に対して各サブ
ロッカアーム７２．７３がそれぞれ拘束されて各高負荷
用カム７６．７７に切換えられる。

メインロッカアーム７１を揺動自在に支持するロッカシ
ャフト６５内を通して、各油室８５，８６に連通する各
油通路６６．６７、および油圧ラッシュアジャスタ６８
に連通する油通路６９が形成される。

第６図に示すように、４気筒エンジンには＃１Ｌ＃２．
＃３．＃４各気筒毎に、このようにしで構成される各カ
ム切換駆動手段５１．，５２．５３．５４が吸員弁側に
設けられるとともに、各カム切換駆動手段６１，６２，
６３．６４が排気弁側に設けられる。

各カム切換駆動手段５１．５２，５３．５４および６１
．６２，６３．６４の各油室８５に対して所定のエンジ
ン運転条件で加圧作動油を供給する油通路として、＃１
気筒と＃２気筒の各カム切換駆動手段！Ｍ、５２，６１
．６２の各油室８５に連通する第一油通路９１が設けら
れるとともに、＃３気前と＃４気筒の各カム切換駆動手
段５３，５４゜６３．６４の各油室８５に連通する第二
油通路９２が設けられる。

さらに、この実施例では各カム切換駆動手段５１．５２
，５３．５４および６１，６２．６３．６４の各油室８
６に対して所定のエンジン運転条件で加圧作動油を供給
する油通路として、＃１気筒と＃２×筒の各カム切換駆
動手段５１，５２，６１．６２の各油室８６に連通する
第三油通路９３を設けるとともに、＃３気筒と＃４気筒
の各カム切換駆動子１１５３，５４，６３．６４の各油
室８６に連通する第四油通路９４が設けられる。

各油通路９１．９２，９３．９４の作動油圧をカム切換
え時に調整する油圧調整手段として、各油通路９１，９
２，９３．９４はそれぞれ電磁切換弁９５．９Ｇ、９７
．９８を介してオイルポンプ８９とオイルパン８８側（
ドレーン側）とに選択的に連通ずる。

本発明のカムの切換え時に各作動油圧調整手段を所定の
時間差をもって作動させる制御手段として、各電磁式切
換弁９５，９６，９７．９８の切換作動を電子制御する
図示しないフントロールユニットは、エンジン回転信号
、冷却水温信号、潤滑油の温度信号、過給機による吸気
の過給圧力信号、スロントルバルブの開度信号等を入力
して、これらの検出値に基づいて、所定の部分負荷運転
時に各電磁切換弁９５．９６，９７．９８は非通電状態
に保たれる。所定の低速高負荷運転時に第一電磁切換弁
９５を通電した後に、所定の微少時間差をもって第二電
磁切換弁９６に通電する。所定の高速高負荷運転時に第
三電磁切換弁９７を通電した後に、所定の微少時間差を
もって第四電磁切換弁９８に通電し、３つのカム７５，
７６．７７を切換える構成とする。

第７図は入口／トル開度を一定とした場合の各カム７５
，７６．７７によるエンジン発生トルクが回転数に応じ
て変化する様子を表しており、部分負荷用カム７５と高
負荷用各カム７６．７７による発生トルクが互いに大幅
に異なる場合、ある回（数Ｎ、で部分負荷用カム７５か
ら低速高負荷用カム７６に切換えられた場合でも、＃１
，２＠気筒と＃３，４各気筒が所定の微少時間差をもっ
て切換えられることにより、エンジンのトルク変動を十
分に緩和することができ、スロットル開度を急激に変化
させる必要もなくなる。

また、ある回転数Ｎ、において低速高負荷用カム７６か
ら高速高負荷用カム７７へとトルク変化の少ない運転点
でカムの切換えが行われるように設定された場合でも、
蓑厘の経時劣化等によりカム切換え時にトルク変化が生
じる可能性があり、この場合も＃１，２各気筒と＃３，
４各気箭が所定の微少時間差をもって切換えられること
により、エンジンのトルク変動を緩和することができる
、なお、前記実施例はいずれも４気筒エンジンにおいて
、２つの気筒群に分けてカムの切換えを行うように構成
されているが、本発明は多気筒エンジンにおいて３つ以
上の気筒群に分けたり、各気筒別にカムの切換えを行っ
ても良い。

（発明の効果） この発明は、共通の弁に灯して互いに異なる弁リフト特
性を有する複数のカムと、弁の開閉作動に携わるカムを
油圧力により切換えるカム切換駆動手段とを各気筒毎に
備える多気筒エンジンの弁作動装置においで、１つまた
は複数の気筒のカム切換駆動手段に連通する複数の油通
路と、各油通路の作動油圧をｌＩＩｇＭする作動油圧Ｉ
ｎ手段と、カムの切換えＥ！ｌこ各作動油圧調整手段を
所定の時間差をもっで作動させる制御手段を備えたため
、互いに発生トルクの大きく異なる運転、慨でカムの切
換えが行われる場合でもエンジンの発生トルクは各気筒
群または各気筒毎に段階的に変化し、カムの切換え時に
生じるエンジンのドルクシミックを低減して、自動車等
の運転性を改善することができ、その結果としてカムの
設定自由度を高められ、エンジンの燃費性能と出力性能
を両立しで向上させることができる。

また、気筒毎にカムの切換わり時間を相異させることに
より、オイルポンプの吐出流量を削減することが可能と
なり、あるいはカムの切換え応答性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す油圧回路図、第２図は
カム切＃駆動手段の断面図、第３図は同じく斜視図であ
る。第４図は他の実施例を示すカム切換弁駆動手段の平
面図、第５図は同図×−Ｘ線に沿う断面図、第６図は油
圧回路図、第７図はトルク特性図である。第８図は本発
明の詳細な説明するためのトルク特性図、第９図は同じ
くスロットル開度特性図である。 ２１．２２，２３，２４，３１，３２，３３．３４・・
・カム切換駆動手段、４１．４２・・・油通路、４３．
４４・・・電磁切換弁、４６・・・オイルポンプ。 第 図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 共通の弁に対して互いに異なる弁リフト特性を有する複
   数のカムと、弁の開閉作動に携わるカムを油圧力により
   切換えるカム切換駆動手段とを各気筒毎に備える多気筒
   エンジンの弁作動装置において、１つまたは複数の気筒
   のカム切換駆動手段に連通する複数の油通路と、各油通
   路の作動油圧を調整する作動油圧調整手段と、カムの切
   換え時に各作動油圧調整手段を所定の時間差をもって作
   動させる制御手段を備えたことを特徴とする多気筒エン
   ジンの弁作動装置。