JPH04252816A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の可変バルブタイ
ミング機構を設置したエンジンのバルブタイミング制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの動弁機構でカムシ
ャフトの駆動を行うについて、このカムシャフトの駆動
機構に可変バルブタイミング機構を装着し、クランクシ
ャフトとカムシャフトとの回転位相を変更して排気バル
ブもしくは吸気バルブのバルブタイミングを運転状態に
対応して変化させるようにした技術が、例えば、特開昭
５８−１８５９１４号公報に見られるように公知である
。

【０００３】上記先行例においては、可変バルブタイミ
ング機構としては、例えば、動弁機構のカムシャフトの
駆動を行うについて、カムシャフトの端部に形成したス
リット内を移動するスライダをモータによって作動して
、該カムシャフトとクランクシャフトとの回転位相を変
更する構造のものが開示されている。

【０００４】さらに、Ｖ型エンジンの場合等には複数の
気筒列を有することから、また、吸気弁と排気弁の両方
のバルブタイミングを変更する場合等には、上記のよう
な可変バルブタイミング機構を、１つのエンジンに複数
設置する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
な可変バルブタイミング機構を複数設置したエンジンに
おいては、エンジン回転数の変動などに応じてバルブタ
イミングを変更する状態になった場合に、同時に複数の
可変バルブタイミング機構を作動してバルブタイミング
を変更すると、この可変バルブタイミング機構を駆動す
ることによる負荷の増大によってトルク変動が生じてト
ルクショックが発生する問題を有する。

【０００６】すなわち、可変バルブタイミング機構が、
カムの回転位相を非作動状態から作動状態に変更する操
作を、駆動部材をその駆動によって位相変更部材に押圧
して生じる摩擦抵抗を利用して行い、作動中は継続して
摩擦抵抗が作用する方式のものでは、エンジンの出力軸
による動弁機構の駆動抵抗が増大し、逆に非作動状態に
切換えると摩擦抵抗が減少して駆動抵抗が低下するもの
で、複数の可変バルブタイミング機構が同時に摩擦抵抗
が増減して全体としての動弁駆動抵抗の増減が大きくな
りこれによりトルクショックが発生する。

【０００７】また、可変バルブタイミング機構の作動に
よってカムシャフトの位相を変更する場合には、吸排気
バルブを開閉作動している運転状態で行うものであり、
その弁開閉には相当の駆動力を要し、この状態において
カムシャフトの位相を変えるように作動するのにも相当
の駆動力が必要である。そして、前記可変バルブタイミ
ング機構によるバルブタイミングの変更制御のために大
きな電気負荷などが作用して、これによってもトルク変
動を招くものである。

【０００８】そこで、本発明は上記事情に鑑み、複数の
可変バルブタイミング機構の作動に伴うトルクショック
を低減するようにしたエンジンのバルブタイミング制御
装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のエンジンのバルブタイミング制御装置は、駆動
部材の作動による駆動力でクランクシャフトからカムシ
ャフトへの回転伝達系の途中に介装された位相変更部材
を押圧操作し、その摩擦抵抗でカムの回転位相を変更し
、バルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機
構を複数設けて運転状態に応じてバルブタイミングを変
更するについて、バルブタイミングを同時に変更する各
可変バルブタイミング機構間でバルブタイミングを駆動
部材の作動で変更するものと、駆動部材の非作動で変更
するものとに位相変更部材の作動方向およびカムの位相
を設定し、バルブタイミングの変更時に駆動部材の駆動
力を発生させる可変バルブタイミング機構の数と駆動部
材の駆動力の発生を停止する可変バルブタイミング機構
の数とを均等化して設置したものである。

【００１０】また、前記可変バルブタイミング機構は、
例えば、カムと連係して回転する位相変更部材に対して
、駆動部材としての電磁コイルへの通電により上記位相
変更部材に駆動部材を押圧してカムの回転位相を変更す
る構成を有している。

【００１１】

【作用および効果】上記のようなエンジンのバルブタイ
ミング制御装置では、運転状態の変化に応じてバルブタ
イミングを変更する際に、同時に作動する可変バルブタ
イミング機構をバルブタイミングの変更時に駆動部材の
駆動力を発生させるものと駆動部材の駆動力の発生を停
止するものとを均等化して、そのバルブタイミング切換
操作に対応して摩擦抵抗の増減程度をエンジン全体で同
等として、この摩擦抵抗が急増減することに起因するエ
ンジン負荷状態の変動を抑制して、バルブタイミング変
更時のトルクショックの発生を低減して安定した運転状
態を得ることができるものである。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は一実施例のエンジンのバルブタイミング制御
装置に使用する可変バルブタイミング機構の断面図であ
る。この可変バルブタイミング機構は、Ｖ型エンジンの
一方のバンクの吸気カムシャフトに対応して設置し、吸
気弁のバルブタイミングを変更するものである。

【００１３】可変バルブタイミング機構１０は吸気側カ
ムシャフト１１の先端部に装着され、外周部にはクラン
クシャフト（図示せず）からの動力が伝達されるカムプ
ーリ１２が配設され、この可変バルブタイミング機構１
０はカムシャフト１１とカムプーリ１２間の相対的な回
転位相を変更して吸気弁（図示せず）のバルブタイミン
グを変更可能なように設けられている。

【００１４】上記カムプーリ１２は全体として筒状で、
その外周部がタイミングベルト（図示せず）が掛けられ
るギヤ部１２ａ　に形成され、ボス部１２ｂ　の内周中
心部にカムシャフト１１の端部が挿通される。また、カ
ムプーリ１２の前端にはフランジ状のエンドプレート１
３が固着され、このエンドプレート１３の中心部は軸方
向に伸びる中心筒部１３ａ　に形成されている。

【００１５】一方、前記吸気側カムシャフト１１の端部
外周には前記可変バルブタイミング機構１０が配設され
るが、この吸気側カムシャフト１１の前方には可変バル
ブタイミング機構１０のハブ２１（後述する）を挾持す
るインナーレース１７が設けられ、このインナーレース
１７は端部からその中心を貫通してカムシャフト１１に
締結されるカムシャフトボルト１８によって取り付けら
れている。そして、このインナーレース１７の外周には
前記エンドプレート１３の中心筒部１３ａ　がニードル
ベアリング１４を介して回転可能に支持されている。な
お、先端にはベアリングキャップ１５が装着されている
。

【００１６】前述の可変バルブタイミング機構１０は電
磁作動式であり、その構造を説明すれば、前記吸気側カ
ムシャフト１１の先端に挾持されたハブ２１（図２参照
）は円板部２１ａ　から円周の複数箇所に軸方向後方に
斜めに形成された係合片２１ｂ　を有する。また、カム
プーリ１２のボス部１２ｂ　内周面には縦溝１２ｃ　が
形成され、この縦溝１２ｃに沿って軸方向に移動可能に
リング状のアドバンシングプレート２２が係合され、こ
のアドバンシングプレート２２の内周はドラム２３（位
相変更部材）の外周のネジ部２３ａ　に螺合しており、
該ドラム２３の相対回転によって軸方向に移動される。 さらに、アドバンシングプレート２２（図２参照）の外
周部は縦溝１２ｃ　との係合突部２２ａ　の間に形成さ
れた凹部２２ｂ　がハブの係合片２１ｂ　と係合し、そ
の軸方向の移動に応じた係合片２１ｂ　との係合位置の
変更によってハブ２１すなわち吸気側カムシャフト１１
を相対的に回動させて回転位相（バルブタイミング）を
変更するものである。

【００１７】その駆動機構は、上記ドラム２３の内側（
カムシャフト１１の外側）に電磁コイル２４（駆動部材
）が配設されている。また、上記電磁コイル２４にはブ
ラケット２５が固着され、該ブラケット２５が図示しな
い係合構造によってシリンダヘッド側に固定されて、回
り止めが行われている。また、前記電磁コイル２４に接
続された電気コード２８は外部に導出され、その駆動を
制御する図示しない制御ユニットの作動に応じて電源に
接続される。

【００１８】そして、上記電磁コイル２４への通電によ
って、この駆動部材としての電磁コイル２４を、位相変
更部材としてのドラム２３に押圧し、該ドラム２３の回
転に摩擦抵抗を与えてこのドラム２３を進角方向に相対
回転させるものであり、このドラム２３の回転角度はス
トッププレート２６で制限され、可変位相角が調整され
る。なお、上記駆動信号のオフ時には、上記ドラム２３
は渦巻状のスプリング２７によって遅角方向に復帰回転
される。

【００１９】上記構造の可変バルブタイミング機構１０
はＶ型エンジンの右バンク用であって、この可変バルブ
タイミング機構１０による吸気弁のバルブタイミングの
変更特性は、図６に示すように、エンジン回転数の低回
転領域では実線Ａの開閉タイミングすなわち上死点前Ｂ
ＴＤＣ０°で開弁し、下死点後ＡＢＤＣ６０°で閉弁す
るように遅れた開閉タイミングに設定され、高回転領域
では破線Ｂの開閉タイミングすなわち上死点前ＢＴＤＣ
２０°で開弁し、下死点後ＡＢＤＣ４０°で閉弁するよ
うに進角した開閉タイミングに変更するように設定され
ている。

【００２０】上記特性に対応して右バンクの吸気側カム
シャフト１１のカムの位相の設定は、図４に示すように
、可変バルブタイミング機構１０の電磁コイル２４へ通
電されていないオフ時（実線）には、前記Ａの開閉タイ
ミングが得られるようにクランクシャフトに対する回転
位相の基準を設定し、電磁コイル２４への通電を行った
オン作動時（鎖線）には、前記Ｂの開閉タイミングが得
られるようにクランクシャフトに対する回転位相を前記
基準位置から２０°進角側に回動するものである。

【００２１】上記構造により、この右バンクにおいては
、クランクシャフトの回転に伴ってタイミングベルトを
介してカムプーリ１２が駆動されると、吸気側カムシャ
フト１１には可変バルブタイミング機構１０を介して所
定の位相で回転が伝達される。そして、エンジン回転数
が所定値以下の低回転領域では、制御ユニットからのオ
フ信号により電磁コイル２４への通電は行われず、可変
バルブタイミング機構１０はカムシャフト１１を遅角位
相で回転させ、エンジン回転数が所定値を越えた高回転
領域では、制御ユニットからのオン信号により電磁コイ
ル２４に通電され、前述のように摩擦抵抗でアドバンシ
ングプレート２２を移動させてハブ２１の傾斜係合片２
１ｂ　との係合位置の変更でカムシャフト１１の回転位
相を進角方向に変更し、吸気弁の開閉時期を進角操作し
、排気弁については同一開閉タイミングで、両バルブの
オーバーラップ期間を変更するものである。

【００２２】次に、Ｖ型エンジンの左バンクの吸気側カ
ムシャフト１１に設置する可変バルブタイミング機構１
０の構造を説明すれば、この左バンクにおける吸気弁も
前記図６の開閉特性に基づき、低回転領域ではＡの遅れ
た開閉タイミングで、高回転領域ではＢの進角した開閉
タイミングとなるように変更するものである。そして、
この左バンクにおいては、低回転領域のＡの特性を電磁
コイル２４のオン作動によって得る一方、高回転領域の
Ｂの特性をそのオフ作動によって得るように右バンクと
逆の作動特性に設定するものである。

【００２３】これに伴い、左バンク用の可変バルブタイ
ミング機構１０の基本構造は、前記図１の構成と同一で
あるが、そのハブ２１’　の形状が図３に示すように異
なり、係合片２１ｂ’の傾斜方向が前記図２の右バンク
用のハブ２１の係合片２１ｂ　と逆方向となっている。 これにより、電磁コイル２４に通電が行われた駆動時に
は、その駆動力による摩擦抵抗でアドバンシングプレー
ト２２が前記右バンク用と同様に軸方向に移動した際に
、逆方向の遅角側にカムシャフト１１を回動するように
駆動するように構成されている。

【００２４】上記特性に対応して左バンクの吸気側カム
シャフト１１’　のカムの位相の設定は、図５に示すよ
うに、可変バルブタイミング機構１０の電磁コイル２４
へ通電されていないオフ時（実線）には、前記Ｂの高回
転領域用の開閉タイミングが得られるようにクランクシ
ャフトに対する回転位相に設定し、電磁コイル２４への
通電を行ったオン作動時（鎖線）には、前記Ａの低回転
領域用の開閉タイミングが得られるようにクランクシャ
フトに対する回転位相を前記基準位置から２０°遅角側
に回動するものである。

【００２５】上記のようにＶ型エンジンの両側のバンク
の吸気側カムシャフト１１，１１’にそれぞれ可変バル
ブタイミング機構１０を設けてエンジン回転数に応じて
、吸気弁のバルブタイミングを変更するについて、低回
転状態では右バンクの可変バルブタイミング機構１０の
電磁コイル２４にはオフ信号を出力する一方、左バンク
の可変バルブタイミング機構１０の電磁コイル２４には
オン信号を出力して、両バンクの吸気弁の開閉タイミン
グは図６のＡの遅角側の特性とする。この状態において
は左バンクでのみ電磁コイル２４の駆動によって摩擦抵
抗による駆動負荷の増大が発生している。一方、エンジ
ン回転数が設定値となって高回転領域の開閉タイミング
に変更する際には、右バンクの電磁コイル２４にオン信
号を出力する一方、左バンクの電磁コイル２４にはオフ
信号を出力するものであり、これにより両バンクの吸気
弁の開閉タイミングは図６のＢの進角側の特性となる。 この状態においては右バンクでのみ電磁コイル２４の駆
動によって摩擦抵抗による駆動負荷の増大が発生し、そ
の増加量は低回転領域と同一であり、バルブタイミング
の変更時における駆動負荷の増減によるトルクショック
の発生を防止することができる。

【００２６】上記実施例においては、Ｖ型エンジンの両
バンクにおけるそれぞれの吸気側カムシャフトに可変バ
ルブタイミング機構を設けた場合について説明したが、
Ｖ型エンジンに限らず吸気側カムシャフトおよび排気側
カムシャフトの両方に可変バルブタイミング機構を設け
て同時にバルブタイミングを変更するように構成した場
合にも本発明は適用可能である。また、カムシャフトの
回転位相の設定と可変バルブタイミング機構の駆動によ
る位相変更方向の構造は前記例のほか適宜設計変更可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるエンジンのバルブタ
イミング制御装置に使用する可変バルブタイミング機構
の構造例を示す断面図

【図２】右バンク用の可変バルブタイミング機構におけ
るハブを示す斜視図

【図３】同左バンク用の可変バルブタイミング機構にお
けるハブを示す斜視図

【図４】右バンク用の可変バルブタイミング機構の作動
に伴う吸気側カムシャフトのバルブタイミングの変更方
向を示す説明図

【図５】同左バンク用の可変バルブタイミング機構の作
動に伴う吸気側カムシャフトのバルブタイミングの変更
方向を示す説明図

【図６】吸気弁の開閉タイミングの変更例を示す説明図

【符号の説明】

１０　　　　可変バルブタイミング機構１１　　　　カ
ムシャフト １２　　　　カムプーリ ２１　　　　ハブ ２１ｂ　　　係合片 ２２　　　　アドバンシングプレート ２３　　　　ドラム（位相変更部材） ２４　　　　電磁コイル（駆動部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　駆動部材の作動による駆動力でクラン
   クシャフトからカムシャフトへの回転伝達系の途中に介
   装された位相変更部材を押圧操作し、その摩擦抵抗でカ
   ムの回転位相を変更し、バルブタイミングを変更する可
   変バルブタイミング機構を複数設けたエンジンのバルブ
   タイミング制御装置において、バルブタイミングを同時
   に変更する各可変バルブタイミング機構間で、バルブタ
   イミングを駆動部材の作動で変更するものと、駆動部材
   の非作動で変更するものとに位相変更部材の作動方向お
   よびカムの位相を設定し、バルブタイミングの変更時に
   駆動部材の駆動力を発生させる可変バルブタイミング機
   構の数と駆動部材の駆動力の発生を停止する可変バルブ
   タイミング機構の数とを均等化したことを特徴とするエ
   ンジンのバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】　　前記可変バルブタイミング機構は、カ
   ムと連係して回転する位相変更部材に対して、駆動部材
   としての電磁コイルへの通電により上記位相変更部材に
   駆動部材を押圧してカムの回転位相を変更する構成であ
   ることを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブタ
   イミング制御装置。