JPH08177434A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置Info
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- JPH08177434A JPH08177434A JP6317407A JP31740794A JPH08177434A JP H08177434 A JPH08177434 A JP H08177434A JP 6317407 A JP6317407 A JP 6317407A JP 31740794 A JP31740794 A JP 31740794A JP H08177434 A JPH08177434 A JP H08177434A
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- adjusting mechanism
- cam
- valve lift
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブリフト調整機構４０あるいはバルブタ
イミング調整機構７０が故障したときに、吸気弁がピス
トンや排気弁と干渉しないようにする。 【構成】 バルブリフト調整機構４０は、メインロッカ
アーム１とサブロッカアーム２との連結もしくは離脱に
より吸気弁を駆動するカムを、運転条件に応じて低速型
カムと高速型カムとに切り換える。バルブタイミング調
整機構７０は、クランクシャフトに同期するカムプーリ
７１とカムシャフト７２とを相対回転させ、吸気弁の開
閉時期を遅進させる。これらの切換は、油圧切換弁４
５，７９を介して油圧によりなされる。各調整機構４
０，７０の故障を検出するために、油圧センサ１０１と
カム位相検出センサ１０２が設けられており、故障検出
時には、機関運転条件に拘わらずバルブリフト調整機構
４０を低速型カム側に、バルブタイミング調整機構７０
を遅れ側に制御するようになっている。
イミング調整機構７０が故障したときに、吸気弁がピス
トンや排気弁と干渉しないようにする。 【構成】 バルブリフト調整機構４０は、メインロッカ
アーム１とサブロッカアーム２との連結もしくは離脱に
より吸気弁を駆動するカムを、運転条件に応じて低速型
カムと高速型カムとに切り換える。バルブタイミング調
整機構７０は、クランクシャフトに同期するカムプーリ
７１とカムシャフト７２とを相対回転させ、吸気弁の開
閉時期を遅進させる。これらの切換は、油圧切換弁４
５，７９を介して油圧によりなされる。各調整機構４
０，７０の故障を検出するために、油圧センサ１０１と
カム位相検出センサ１０２が設けられており、故障検出
時には、機関運転条件に拘わらずバルブリフト調整機構
４０を低速型カム側に、バルブタイミング調整機構７０
を遅れ側に制御するようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気弁あ
るいは排気弁（両者を総称して吸排気弁と記す）のバル
ブリフト特性を機関運転条件に応じて可変制御する可変
動弁装置に関する。
るいは排気弁（両者を総称して吸排気弁と記す）のバル
ブリフト特性を機関運転条件に応じて可変制御する可変
動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の動弁装置は、一般にカムリフ
トをロッカアームやスイングアームを介して吸排気弁に
伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付勢されている
吸排気弁を押し開く構成となっているが、例えば機関の
低速域と高速域とではそれぞれ好ましいバルブリフト特
性が異なるので、運転条件によりバルブリフト特性を切
り換え得るようにした可変動弁装置が種々提案されてい
る。その一例として、例えば特開昭６３−１６７０１６
号公報等において、カムシャフトにプロフィルの異なる
低速型カムと高速型カムとを並設しておき、それぞれに
従動する主ロッカアームおよび副ロッカアームを必要に
応じて連結状態もしくは離脱状態に切り換えるようにし
た構成のものが知られている。なお、一般に、高速型カ
ムは低速型カムに比して、カムリフト量および開弁期間
の双方が大きく設定されている。
トをロッカアームやスイングアームを介して吸排気弁に
伝達し、バルブスプリングにて閉方向に付勢されている
吸排気弁を押し開く構成となっているが、例えば機関の
低速域と高速域とではそれぞれ好ましいバルブリフト特
性が異なるので、運転条件によりバルブリフト特性を切
り換え得るようにした可変動弁装置が種々提案されてい
る。その一例として、例えば特開昭６３−１６７０１６
号公報等において、カムシャフトにプロフィルの異なる
低速型カムと高速型カムとを並設しておき、それぞれに
従動する主ロッカアームおよび副ロッカアームを必要に
応じて連結状態もしくは離脱状態に切り換えるようにし
た構成のものが知られている。なお、一般に、高速型カ
ムは低速型カムに比して、カムリフト量および開弁期間
の双方が大きく設定されている。
【０００３】また、クランクシャフトに対するカムシャ
フトの位相を変化させることで、吸排気弁が開閉するバ
ルブタイミングを遅進させるようにしたバルブタイミン
グ調整機構を用いた可変動弁装置も従来から一部で実用
化されている。つまり、このものでは、バルブリフト特
性の形状は変化せずに、その作動中心角（開時期〜閉時
期の中心となるクランク角）が変化することになる。
フトの位相を変化させることで、吸排気弁が開閉するバ
ルブタイミングを遅進させるようにしたバルブタイミン
グ調整機構を用いた可変動弁装置も従来から一部で実用
化されている。つまり、このものでは、バルブリフト特
性の形状は変化せずに、その作動中心角（開時期〜閉時
期の中心となるクランク角）が変化することになる。
【０００４】そして、さらに、前者のカム切換によるバ
ルブリフト調整機構と後者のバルブタイミング調整機構
とを組み合わせた可変動弁装置も提案されている。両者
を組み合わせることにより、バルブリフトを大小変化さ
せることができると同時に、開時期および閉時期を可変
制御でき、各運転条件下での要求に一層適合させること
ができる。
ルブリフト調整機構と後者のバルブタイミング調整機構
とを組み合わせた可変動弁装置も提案されている。両者
を組み合わせることにより、バルブリフトを大小変化さ
せることができると同時に、開時期および閉時期を可変
制御でき、各運転条件下での要求に一層適合させること
ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は、上記のバルブ
リフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを組み合
わせた可変動弁装置におけるバルブリフト特性の一例を
示している。なお、この例では、効果の大きな吸気弁側
のみにカム切換によるバルブリフト調整機構とバルブタ
イミング調整機構とを設けてある。すなわち、機関の低
速域では低速型カムによってバルブリフト量およびバル
ブ作動角が小さくなるのに対し、機関の高速域では、高
速型カムによってバルブリフト量およびバルブ作動角が
大きくなる。そして、低速域であって、かつ低負荷の場
合には、吸気弁の閉時期を早めてポンピングロスを低減
するために、バルブタイミング調整機構が進み側へ作動
し、破線で示すように、バルブリフト全体を早めるので
ある。
リフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを組み合
わせた可変動弁装置におけるバルブリフト特性の一例を
示している。なお、この例では、効果の大きな吸気弁側
のみにカム切換によるバルブリフト調整機構とバルブタ
イミング調整機構とを設けてある。すなわち、機関の低
速域では低速型カムによってバルブリフト量およびバル
ブ作動角が小さくなるのに対し、機関の高速域では、高
速型カムによってバルブリフト量およびバルブ作動角が
大きくなる。そして、低速域であって、かつ低負荷の場
合には、吸気弁の閉時期を早めてポンピングロスを低減
するために、バルブタイミング調整機構が進み側へ作動
し、破線で示すように、バルブリフト全体を早めるので
ある。
【０００６】ところで、上記のように、例えば吸気弁側
にバルブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構の
双方を設けた場合でも、高速型カムを選択しつつバルブ
タイミングを早めるように制御されることはない。しか
しながら、何らかの故障、例えばカムの切換機構が高速
型カムのまま固着してしまったような場合には、低速低
負荷域において、想像線で示すような特性、つまり高速
型カムでかつバルブタイミングが早い特性になってしま
う可能性がある。
にバルブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構の
双方を設けた場合でも、高速型カムを選択しつつバルブ
タイミングを早めるように制御されることはない。しか
しながら、何らかの故障、例えばカムの切換機構が高速
型カムのまま固着してしまったような場合には、低速低
負荷域において、想像線で示すような特性、つまり高速
型カムでかつバルブタイミングが早い特性になってしま
う可能性がある。
【０００７】このような場合に、図から明らかなよう
に、本来Ｂ点もしくはＣ点までしかない上死点時のバル
ブリフト量がＡ点まで増加してしまうことになり、ピス
トンが上死点に達すると、該ピストンと吸気弁とが衝突
したり、あるいは隣接する排気弁と吸気弁とが干渉した
りする虞れがある。なお、排気弁側にバルブリフト調整
機構とバルブタイミング調整機構の双方を設けた場合で
も、同様の不具合が生じうる。
に、本来Ｂ点もしくはＣ点までしかない上死点時のバル
ブリフト量がＡ点まで増加してしまうことになり、ピス
トンが上死点に達すると、該ピストンと吸気弁とが衝突
したり、あるいは隣接する排気弁と吸気弁とが干渉した
りする虞れがある。なお、排気弁側にバルブリフト調整
機構とバルブタイミング調整機構の双方を設けた場合で
も、同様の不具合が生じうる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、互いにプロ
フィルの異なる低速型カムと高速型カムとを有するカム
シャフトと、上記低速型カムもしくは高速型カムのいず
れか一方のリフトを選択的に吸排気弁に伝達するバルブ
リフト調整機構と、上記カムシャフトのクランクシャフ
トに対する位相を変化させるバルブタイミング調整機構
と、機関の運転条件を検出する検出手段と、検出した機
関運転条件に応じて上記バルブリフト調整機構とバルブ
タイミング調整機構とを制御する制御手段と、を備えて
なる内燃機関の可変動弁装置において、上記高速型カム
が使用されていて、かつバルブリフトの作動中心角が上
死点に近づくように上記バルブタイミング調整機構が切
り換えられているときにも、吸排気弁が相互に、あるい
はピストンと干渉しないように構成したことを特徴とし
ている。具体的には、ピストン頂面のバルブリセスの形
状やバルブ挟み角等が、万一の干渉を避けるように設定
されている。
フィルの異なる低速型カムと高速型カムとを有するカム
シャフトと、上記低速型カムもしくは高速型カムのいず
れか一方のリフトを選択的に吸排気弁に伝達するバルブ
リフト調整機構と、上記カムシャフトのクランクシャフ
トに対する位相を変化させるバルブタイミング調整機構
と、機関の運転条件を検出する検出手段と、検出した機
関運転条件に応じて上記バルブリフト調整機構とバルブ
タイミング調整機構とを制御する制御手段と、を備えて
なる内燃機関の可変動弁装置において、上記高速型カム
が使用されていて、かつバルブリフトの作動中心角が上
死点に近づくように上記バルブタイミング調整機構が切
り換えられているときにも、吸排気弁が相互に、あるい
はピストンと干渉しないように構成したことを特徴とし
ている。具体的には、ピストン頂面のバルブリセスの形
状やバルブ挟み角等が、万一の干渉を避けるように設定
されている。
【０００９】また請求項２の発明は、互いにプロフィル
の異なる低速型カムと高速型カムとを有するカムシャフ
トと、上記低速型カムもしくは高速型カムのいずれか一
方のリフトを選択的に吸排気弁に伝達するバルブリフト
調整機構と、上記カムシャフトのクランクシャフトに対
する位相を変化させるバルブタイミング調整機構と、機
関の運転条件を検出する検出手段と、検出した機関運転
条件に応じて上記バルブリフト調整機構とバルブタイミ
ング調整機構とを制御する制御手段と、を備えてなる内
燃機関の可変動弁装置において、上記バルブリフト調整
機構と上記バルブタイミング調整機構のそれぞれに、そ
の故障を検出する故障検出手段を設けるとともに、少な
くとも一方の故障を検出したときに、上記バルブリフト
調整機構を低速型カムに、上記バルブタイミング調整機
構をバルブリフト作動中心角が上死点から離れる方向
に、つまり吸気弁であれば遅れ側に、排気弁であれば進
み側に、それぞれ制御する干渉回避手段を設けたことを
特徴としている。
の異なる低速型カムと高速型カムとを有するカムシャフ
トと、上記低速型カムもしくは高速型カムのいずれか一
方のリフトを選択的に吸排気弁に伝達するバルブリフト
調整機構と、上記カムシャフトのクランクシャフトに対
する位相を変化させるバルブタイミング調整機構と、機
関の運転条件を検出する検出手段と、検出した機関運転
条件に応じて上記バルブリフト調整機構とバルブタイミ
ング調整機構とを制御する制御手段と、を備えてなる内
燃機関の可変動弁装置において、上記バルブリフト調整
機構と上記バルブタイミング調整機構のそれぞれに、そ
の故障を検出する故障検出手段を設けるとともに、少な
くとも一方の故障を検出したときに、上記バルブリフト
調整機構を低速型カムに、上記バルブタイミング調整機
構をバルブリフト作動中心角が上死点から離れる方向
に、つまり吸気弁であれば遅れ側に、排気弁であれば進
み側に、それぞれ制御する干渉回避手段を設けたことを
特徴としている。
【００１０】そして請求項３の発明では、上記故障検出
手段自体の異常の有無を検出する手段を設け、少なくと
も一方の故障検出手段が異常であると判定した場合に
も、上記干渉回避手段を作動させ、上記バルブリフト調
整機構を低速型カムに、上記バルブタイミング調整機構
をバルブリフト作動中心角が上死点から離れる方向に、
それぞれ制御するようにした。
手段自体の異常の有無を検出する手段を設け、少なくと
も一方の故障検出手段が異常であると判定した場合に
も、上記干渉回避手段を作動させ、上記バルブリフト調
整機構を低速型カムに、上記バルブタイミング調整機構
をバルブリフト作動中心角が上死点から離れる方向に、
それぞれ制御するようにした。
【００１１】
【作用】請求項１の構成では、何らかの故障により、高
速型カムが使用されていて、かつバルブリフトの作動中
心角が上死点に近づくように上記バルブタイミング調整
機構が切り換えられているときにも、吸排気弁が相互に
干渉したり、あるいはピストンと干渉したりすることが
ない。
速型カムが使用されていて、かつバルブリフトの作動中
心角が上死点に近づくように上記バルブタイミング調整
機構が切り換えられているときにも、吸排気弁が相互に
干渉したり、あるいはピストンと干渉したりすることが
ない。
【００１２】また請求項２の構成では、いずれか一方の
故障時に、上記バルブリフト調整機構を低速型カムに制
御し、上記バルブタイミング調整機構をバルブリフト作
動中心角が上死点から離れる方向に制御する。これによ
り、故障していない一方の調整機構が作動すれば、上死
点時のバルブリフト量が所期の範囲内に抑制され、ピス
トン等との干渉が回避される。
故障時に、上記バルブリフト調整機構を低速型カムに制
御し、上記バルブタイミング調整機構をバルブリフト作
動中心角が上死点から離れる方向に制御する。これによ
り、故障していない一方の調整機構が作動すれば、上死
点時のバルブリフト量が所期の範囲内に抑制され、ピス
トン等との干渉が回避される。
【００１３】さらに請求項３の構成では、故障検出手段
自体が異常と判定された場合にも、吸排気弁の干渉によ
る破損を未然に防止するために、同様の制御がなされ
る。
自体が異常と判定された場合にも、吸排気弁の干渉によ
る破損を未然に防止するために、同様の制御がなされ
る。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】図１は、吸気弁９側のみにバルブリフト調
整機構４０とバルブタイミング調整機構７０とを設けた
可変動弁装置の一実施例を示している。
整機構４０とバルブタイミング調整機構７０とを設けた
可変動弁装置の一実施例を示している。
【００１６】まず、バルブリフト調整機構４０について
説明する。図２，図３にも示すように、各気筒には一対
の吸気弁９に対応して一つのメインロッカアーム１が設
けられている。メインロッカアーム１の基端は各気筒に
共通なメインロッカシャフト３を介してシリンダヘッド
６９に揺動自在に支持されている。メインロッカアーム
１の先端には各吸気弁９のステム頂部に当接するアジャ
ストスクリュ１０がナット１１を介して締結されてい
る。
説明する。図２，図３にも示すように、各気筒には一対
の吸気弁９に対応して一つのメインロッカアーム１が設
けられている。メインロッカアーム１の基端は各気筒に
共通なメインロッカシャフト３を介してシリンダヘッド
６９に揺動自在に支持されている。メインロッカアーム
１の先端には各吸気弁９のステム頂部に当接するアジャ
ストスクリュ１０がナット１１を介して締結されてい
る。
【００１７】メインロッカアーム１には、シャフト１３
にニードルベアリングを介してローラ１４が回転自在に
支持されており、このローラ１４に低速型カム２１が当
接するようになっている。
にニードルベアリングを介してローラ１４が回転自在に
支持されており、このローラ１４に低速型カム２１が当
接するようになっている。
【００１８】メインロッカアーム１は平面図上ほぼ矩形
に形成されており、ローラ１４と並んで形成された開口
部にサブロッカアーム２が設けられている。このサブロ
ッカアーム２の基端はサブロッカシャフト１６を介して
メインロッカアーム１に相対回転可能に連結されてい
る。サブロッカシャフト１６はサブロッカアーム２に形
成された穴１７に摺動可能に嵌合する一方、メインロッ
カアーム１に形成された穴１８に圧入されている。
に形成されており、ローラ１４と並んで形成された開口
部にサブロッカアーム２が設けられている。このサブロ
ッカアーム２の基端はサブロッカシャフト１６を介して
メインロッカアーム１に相対回転可能に連結されてい
る。サブロッカシャフト１６はサブロッカアーム２に形
成された穴１７に摺動可能に嵌合する一方、メインロッ
カアーム１に形成された穴１８に圧入されている。
【００１９】サブロッカアーム２は吸気弁９に当接する
部位を持たず、図３に示すように、その先端には高速型
カム２２に摺接するカムフォロア部２３が円弧状に突出
して形成され、その下側にはこのカムフォロア部２３を
高速型カム２２に押し付けるロストモーションスプリン
グ２５が介装されている。
部位を持たず、図３に示すように、その先端には高速型
カム２２に摺接するカムフォロア部２３が円弧状に突出
して形成され、その下側にはこのカムフォロア部２３を
高速型カム２２に押し付けるロストモーションスプリン
グ２５が介装されている。
【００２０】メインロッカアーム１にはサブロッカアー
ム２の直下に位置してロストモーションスプリング２５
を支持する円柱状の凹部２６が一体形成される。コイル
状のロストモーションスプリング２５の下端は凹部２６
の底面２６ａに着座し、その上端は凹部２６に摺動自在
に嵌合するリテーナ２７を介してサブロッカアーム２に
一体形成された凸部２８に当接する。
ム２の直下に位置してロストモーションスプリング２５
を支持する円柱状の凹部２６が一体形成される。コイル
状のロストモーションスプリング２５の下端は凹部２６
の底面２６ａに着座し、その上端は凹部２６に摺動自在
に嵌合するリテーナ２７を介してサブロッカアーム２に
一体形成された凸部２８に当接する。
【００２１】低速型カム２１と高速型カム２２はそれぞ
れ共通のカムシャフト７２に一体形成され、エンジンの
低回転時と高回転時において要求されるバルブリフト特
性を満足するように異なる形状（大きさが異なる相似形
も含む）に形成されている。この実施例では、図５に示
すように、高速型カム２２は低速型カム２１と比べ、バ
ルブリフト量と作動角（開弁期間）を共に大きくしたプ
ロフィールを有している。
れ共通のカムシャフト７２に一体形成され、エンジンの
低回転時と高回転時において要求されるバルブリフト特
性を満足するように異なる形状（大きさが異なる相似形
も含む）に形成されている。この実施例では、図５に示
すように、高速型カム２２は低速型カム２１と比べ、バ
ルブリフト量と作動角（開弁期間）を共に大きくしたプ
ロフィールを有している。
【００２２】両ロッカアーム１，２を適宜に連結させる
ために、メインロッカアーム１とサブロッカアーム２に
渡ってプランジャ３３，３１，３４が摺動自在に嵌合さ
れている。プランジャ３３の背後には油圧通路４３が接
続されており、プランジャ３４の背後にはリターンスプ
リング３８が配設されている。
ために、メインロッカアーム１とサブロッカアーム２に
渡ってプランジャ３３，３１，３４が摺動自在に嵌合さ
れている。プランジャ３３の背後には油圧通路４３が接
続されており、プランジャ３４の背後にはリターンスプ
リング３８が配設されている。
【００２３】油圧通路４３から導かれる作動油圧が低い
と、リターンスプリング３８の付勢力によりプランジャ
３３，３１がサブロッカアーム２とメインロッカアーム
１にそれぞれ収まって両者の揺動を拘束しない。つま
り、両者が離脱状態となる。一方、油圧通路４３から導
かれる作動油圧が上昇すると、プランジャ３３，３１が
リターンスプリング３８を圧縮しながら摺動して、メイ
ンロッカアーム１とサブロッカアーム２に渡って嵌合す
ることにより両者が一体となって揺動する。
と、リターンスプリング３８の付勢力によりプランジャ
３３，３１がサブロッカアーム２とメインロッカアーム
１にそれぞれ収まって両者の揺動を拘束しない。つま
り、両者が離脱状態となる。一方、油圧通路４３から導
かれる作動油圧が上昇すると、プランジャ３３，３１が
リターンスプリング３８を圧縮しながら摺動して、メイ
ンロッカアーム１とサブロッカアーム２に渡って嵌合す
ることにより両者が一体となって揺動する。
【００２４】油圧通路４３はメインロッカアーム１およ
びメインロッカシャフト３の内部を通して設けられてお
り、電磁切換弁４５を介してオイルポンプ５７の吐出油
圧が所定の高回転時にのみ導かれるようになっている。
びメインロッカシャフト３の内部を通して設けられてお
り、電磁切換弁４５を介してオイルポンプ５７の吐出油
圧が所定の高回転時にのみ導かれるようになっている。
【００２５】次に、バルブタイミング調整機構７０につ
いて説明する。バルブタイミング調整機構７０は、カム
シャフト７２とカムプーリ７１の間に設けられ、運転条
件に応じて両者の位相を変化させ、吸気弁９の開閉時期
を変えるようになっている。カムプーリ７１はタイミン
グベルト６６を介してクランクシャフト（図示せず）か
らの回転力が伝達される。
いて説明する。バルブタイミング調整機構７０は、カム
シャフト７２とカムプーリ７１の間に設けられ、運転条
件に応じて両者の位相を変化させ、吸気弁９の開閉時期
を変えるようになっている。カムプーリ７１はタイミン
グベルト６６を介してクランクシャフト（図示せず）か
らの回転力が伝達される。
【００２６】図４にも示すように、カムシャフト７２の
端部には筒形のインナハウジング６５がボルト６４を介
して固定されている。インナハウジング６５の外周に回
転可能に嵌合する筒形のアウタハウジング６３が設けら
れており、該アウタハウジング６３にカムプーリ７１が
一体形成されている。
端部には筒形のインナハウジング６５がボルト６４を介
して固定されている。インナハウジング６５の外周に回
転可能に嵌合する筒形のアウタハウジング６３が設けら
れており、該アウタハウジング６３にカムプーリ７１が
一体形成されている。
【００２７】インナハウジング６５とアウタハウジング
６３の間にはリング状のヘリカルギア７３が介装されて
いる。ヘリカルギア７３は、内外周にヘリカルスプライ
ンがそれぞれ形成されており、各ヘリカルスプラインが
インナハウジング６５の外周とアウタハウジング６３の
内周と噛合い、ヘリカルギア７３が軸方向に移動する
と、アウタハウジング６３に対してインナハウジング６
５が相対回転し、カムプーリ７１に対するカムシャフト
７２の位相が変化するようになっている。
６３の間にはリング状のヘリカルギア７３が介装されて
いる。ヘリカルギア７３は、内外周にヘリカルスプライ
ンがそれぞれ形成されており、各ヘリカルスプラインが
インナハウジング６５の外周とアウタハウジング６３の
内周と噛合い、ヘリカルギア７３が軸方向に移動する
と、アウタハウジング６３に対してインナハウジング６
５が相対回転し、カムプーリ７１に対するカムシャフト
７２の位相が変化するようになっている。
【００２８】インナハウジング６５とアウタハウジング
６３とヘリカルギア７３の間には油圧室７５が画成され
ている。油圧室７５に導かれる油圧力が所定値を越えて
上昇すると、ヘリカルギア７３が所期位置からリターン
スプリング７４に抗して軸方向に移動することにより、
カムシャフト７２は吸気弁９の開閉時期を進角させる方
向に回転するようになっている。
６３とヘリカルギア７３の間には油圧室７５が画成され
ている。油圧室７５に導かれる油圧力が所定値を越えて
上昇すると、ヘリカルギア７３が所期位置からリターン
スプリング７４に抗して軸方向に移動することにより、
カムシャフト７２は吸気弁９の開閉時期を進角させる方
向に回転するようになっている。
【００２９】すなわち、ヘリカルギア７３が所期位置に
あるときは、図５に実線で示すように、吸気弁９の開閉
時期が相対的に遅く、またヘリカルギア７３が最大に変
位したときは、図５に破線で示すように、吸気弁９の開
閉時期が相対的に早まる。
あるときは、図５に実線で示すように、吸気弁９の開閉
時期が相対的に遅く、またヘリカルギア７３が最大に変
位したときは、図５に破線で示すように、吸気弁９の開
閉時期が相対的に早まる。
【００３０】油圧室７５には、カムシャフト７２の内部
に形成された軸孔７８と、シリンダヘッド６９に形成さ
れたオイルギャラリ５９と、オリフィス７７と、シリン
ダブロック６８に形成されたメインギャラリ５８を介し
て、オイルポンプ５７からの吐出油圧が導入される。
に形成された軸孔７８と、シリンダヘッド６９に形成さ
れたオイルギャラリ５９と、オリフィス７７と、シリン
ダブロック６８に形成されたメインギャラリ５８を介し
て、オイルポンプ５７からの吐出油圧が導入される。
【００３１】そして、この油圧を適宜に開放するため
に、カムシャフト７２の他端に、エンジン運転条件に応
じて開閉制御される電磁切換弁７９が設けられている。
電磁切換弁７９は非通電時に図のように軸孔７８を開い
て油圧室７５に導かれる油圧を低下させ、通電時には軸
孔７８を閉塞して油圧室７５に導かれる油圧を高めるよ
うになっている。
に、カムシャフト７２の他端に、エンジン運転条件に応
じて開閉制御される電磁切換弁７９が設けられている。
電磁切換弁７９は非通電時に図のように軸孔７８を開い
て油圧室７５に導かれる油圧を低下させ、通電時には軸
孔７８を閉塞して油圧室７５に導かれる油圧を高めるよ
うになっている。
【００３２】バルブリフト調整機構４０とバルブタイミ
ング調整機構７０の制御手段として、電磁切換弁４５と
電磁切換弁７９の通電を制御するコントロールユニット
５１が設けられている。
ング調整機構７０の制御手段として、電磁切換弁４５と
電磁切換弁７９の通電を制御するコントロールユニット
５１が設けられている。
【００３３】コントロールユニット５１は、エンジン回
転信号、エンジン負荷信号をはじめ、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等が
入力され、これらの検出値に基づいてエンジントルクの
急激な変動を抑えつつ、バルブリフト特性の切り換えを
円滑に行うようになっている。
転信号、エンジン負荷信号をはじめ、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等が
入力され、これらの検出値に基づいてエンジントルクの
急激な変動を抑えつつ、バルブリフト特性の切り換えを
円滑に行うようになっている。
【００３４】また上記バルブリフト調整機構４０には、
その故障検出手段として、電磁切換弁４５により制御さ
れる油圧通路４３内の油圧を検出する油圧センサ１０１
が設けられている。なお、この故障検出手段としては、
吸気弁９のバルブリフト量を直接検出したり、電磁切換
弁４５の弁体の切換状態を検出したりする手段を採用す
ることもできる。さらに上記バルブタイミング調整機構
７０には、その故障検出手段として、カムシャフト７２
の位相を検出する電磁ピックアップからなるカム位相検
出センサ１０２が設けられている。なお、吸入空気流量
に基づいてバルブリフト調整機構４０やバルブタイミン
グ調整機構７０の故障を検出することも可能である。
その故障検出手段として、電磁切換弁４５により制御さ
れる油圧通路４３内の油圧を検出する油圧センサ１０１
が設けられている。なお、この故障検出手段としては、
吸気弁９のバルブリフト量を直接検出したり、電磁切換
弁４５の弁体の切換状態を検出したりする手段を採用す
ることもできる。さらに上記バルブタイミング調整機構
７０には、その故障検出手段として、カムシャフト７２
の位相を検出する電磁ピックアップからなるカム位相検
出センサ１０２が設けられている。なお、吸入空気流量
に基づいてバルブリフト調整機構４０やバルブタイミン
グ調整機構７０の故障を検出することも可能である。
【００３５】次に、上記実施例の作用について説明す
る。
る。
【００３６】図６は、機関運転条件に対するバルブリフ
ト調整機構４０とバルブタイミング調整機構７０の制御
状態を示す説明図であり、図示するように、機関高速域
では、バルブリフト調整機構４０が高速型カム２２を選
択し、バルブタイミング調整機構７０が開閉時期を遅れ
側に制御する。これによりバルブオーバラップが大とな
る。なお、バルブリフト調整機構４０の電磁切換弁４５
のＯＮが高速型カム２２に、ＯＦＦが低速型カム２１に
それぞれ対応する。またバルブタイミング調整機構７０
の電磁切換弁７９のＯＮが開閉時期の進み側に、ＯＦＦ
が遅れ側に、それぞれ対応する。つまり、機関高速域で
は、電磁切換弁４５がＯＮ、電磁切換弁７９がＯＦＦと
なる。
ト調整機構４０とバルブタイミング調整機構７０の制御
状態を示す説明図であり、図示するように、機関高速域
では、バルブリフト調整機構４０が高速型カム２２を選
択し、バルブタイミング調整機構７０が開閉時期を遅れ
側に制御する。これによりバルブオーバラップが大とな
る。なお、バルブリフト調整機構４０の電磁切換弁４５
のＯＮが高速型カム２２に、ＯＦＦが低速型カム２１に
それぞれ対応する。またバルブタイミング調整機構７０
の電磁切換弁７９のＯＮが開閉時期の進み側に、ＯＦＦ
が遅れ側に、それぞれ対応する。つまり、機関高速域で
は、電磁切換弁４５がＯＮ、電磁切換弁７９がＯＦＦと
なる。
【００３７】また機関低速域で、かつ高負荷側の領域で
は、両電磁切換弁４５，７９がＯＦＦとなり、低速型カ
ム２１で、かつ開閉時期が遅れ側となる。これによりバ
ルブオーバラップは小さくなる。
は、両電磁切換弁４５，７９がＯＦＦとなり、低速型カ
ム２１で、かつ開閉時期が遅れ側となる。これによりバ
ルブオーバラップは小さくなる。
【００３８】さらに機関低速域で、かつ低負荷側の領域
では、電磁切換弁４５がＯＦＦ、電磁切換弁７９がＯＮ
となり、低速型カム２１で、かつ開閉時期が進み側とな
る。これにより、吸気弁９の閉時期が早まり、ポンピン
グロスが低減して、燃費が向上する。
では、電磁切換弁４５がＯＦＦ、電磁切換弁７９がＯＮ
となり、低速型カム２１で、かつ開閉時期が進み側とな
る。これにより、吸気弁９の閉時期が早まり、ポンピン
グロスが低減して、燃費が向上する。
【００３９】このように、通常は、両電磁切換弁４５，
７９が同時にＯＮとなることはなく、図５に想像線で示
したようなバルブリフト特性は発生しない。しかし、例
えばバルブリフト調整機構４０のプランジャ３３等が高
速型カム２２の状態のまま固着したような場合には、低
速低負荷域でバルブ開閉時期が早まると、想像線のよう
なバルブリフト特性となり、ピストン等と干渉する恐れ
がある。
７９が同時にＯＮとなることはなく、図５に想像線で示
したようなバルブリフト特性は発生しない。しかし、例
えばバルブリフト調整機構４０のプランジャ３３等が高
速型カム２２の状態のまま固着したような場合には、低
速低負荷域でバルブ開閉時期が早まると、想像線のよう
なバルブリフト特性となり、ピストン等と干渉する恐れ
がある。
【００４０】そこで、コントロールユニット５１におい
ては、図７に示すフローチャートに従って異常の検出お
よび異常時の干渉回避を行っている。このルーチンは、
繰り返し実行されるもので、まず、ステップ１で機関運
転条件信号および油圧センサ１０１、カム位相検出セン
サ１０２の検出信号が読み込まれる。そして、ステップ
２およびステップ３で、油圧センサ１０１およびカム位
相検出センサ１０２が異常であるか否か順次判定され
る。例えば、センサの出力信号が全くなく、断線してい
ると考えられる場合や、出力信号が異常なレベルである
場合などは、センサ１０１，１０２が異常であると判定
する。センサ１０１，１０２が一つでも異常であれば、
ステップ６へ進む。また、センサ１０１，１０２が正常
である場合には、ステップ４およびステップ５へ進み、
バルブリフト調整機構４０およびバルブタイミング調整
機構７０が故障していないか否かを判定する。これは、
機関運転条件に基づく本来の制御状態と、実際に検出さ
れた状態とを対比することにより行う。ここで、一方で
も故障であると判定した場合には、ステップ６へ進む。
そして、ステップ６では、運転条件に拘わらず、電磁切
換弁４５，７９の双方をＯＦＦとする。
ては、図７に示すフローチャートに従って異常の検出お
よび異常時の干渉回避を行っている。このルーチンは、
繰り返し実行されるもので、まず、ステップ１で機関運
転条件信号および油圧センサ１０１、カム位相検出セン
サ１０２の検出信号が読み込まれる。そして、ステップ
２およびステップ３で、油圧センサ１０１およびカム位
相検出センサ１０２が異常であるか否か順次判定され
る。例えば、センサの出力信号が全くなく、断線してい
ると考えられる場合や、出力信号が異常なレベルである
場合などは、センサ１０１，１０２が異常であると判定
する。センサ１０１，１０２が一つでも異常であれば、
ステップ６へ進む。また、センサ１０１，１０２が正常
である場合には、ステップ４およびステップ５へ進み、
バルブリフト調整機構４０およびバルブタイミング調整
機構７０が故障していないか否かを判定する。これは、
機関運転条件に基づく本来の制御状態と、実際に検出さ
れた状態とを対比することにより行う。ここで、一方で
も故障であると判定した場合には、ステップ６へ進む。
そして、ステップ６では、運転条件に拘わらず、電磁切
換弁４５，７９の双方をＯＦＦとする。
【００４１】このように両電磁切換弁４５，７９をＯＦ
Ｆとすれば、バルブリフト調整機構４０は低速型カム２
１側に制御される。同時に、バルブタイミング調整機構
７０は遅れ側に制御される。つまり、バルブリフトの作
動中心角θM （図５参照）が上死点から離れる方向へ制
御される。従って、仮に一方の機構が故障していたとし
ても、上死点時の吸気弁９のバルブリフトは小さくな
り、ピストンや排気弁との干渉が防止される。また、セ
ンサ１０１，１０２が故障していて、各機構の故障を検
出できないような場合にも、同様に制御され、吸気弁９
の衝突が未然に防止される。
Ｆとすれば、バルブリフト調整機構４０は低速型カム２
１側に制御される。同時に、バルブタイミング調整機構
７０は遅れ側に制御される。つまり、バルブリフトの作
動中心角θM （図５参照）が上死点から離れる方向へ制
御される。従って、仮に一方の機構が故障していたとし
ても、上死点時の吸気弁９のバルブリフトは小さくな
り、ピストンや排気弁との干渉が防止される。また、セ
ンサ１０１，１０２が故障していて、各機構の故障を検
出できないような場合にも、同様に制御され、吸気弁９
の衝突が未然に防止される。
【００４２】以上、バルブリフト調整機構４０あるいは
バルブタイミング調整機構７０の故障時における吸気弁
９のピストン等との干渉を故障検出に基づいて回避する
ようにした実施例を説明したが、予め図５の想像線で示
したような異常時のバルブリフトを考慮してピストンの
バルブリセスや吸排気弁の挟み角等を設定することで、
その干渉を回避するようにしてもよい。
バルブタイミング調整機構７０の故障時における吸気弁
９のピストン等との干渉を故障検出に基づいて回避する
ようにした実施例を説明したが、予め図５の想像線で示
したような異常時のバルブリフトを考慮してピストンの
バルブリセスや吸排気弁の挟み角等を設定することで、
その干渉を回避するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、高速型カムが使用されていて、かつバルブリ
フトの作動中心角が上死点に近づくように上記バルブタ
イミング調整機構が切り換えられているときにも、吸排
気弁が相互に、あるいはピストンと干渉しないように構
成したので、バルブリフト調整機構あるいはバルブタイ
ミング調整機構が故障した場合でも、吸排気弁の干渉に
よる損傷を確実に回避できる。
によれば、高速型カムが使用されていて、かつバルブリ
フトの作動中心角が上死点に近づくように上記バルブタ
イミング調整機構が切り換えられているときにも、吸排
気弁が相互に、あるいはピストンと干渉しないように構
成したので、バルブリフト調整機構あるいはバルブタイ
ミング調整機構が故障した場合でも、吸排気弁の干渉に
よる損傷を確実に回避できる。
【００４４】また請求項２の構成によれば、バルブリフ
ト調整機構およびバルブタイミング調整機構の故障検出
に基づいて上死点時のバルブリフトが小さくなるように
制御されるので、吸排気弁の干渉が防止される。従っ
て、バルブリセスを大きく設ける必要がなくなり、燃焼
室の設計の上で有利となる。
ト調整機構およびバルブタイミング調整機構の故障検出
に基づいて上死点時のバルブリフトが小さくなるように
制御されるので、吸排気弁の干渉が防止される。従っ
て、バルブリセスを大きく設ける必要がなくなり、燃焼
室の設計の上で有利となる。
【００４５】さらに請求項３の構成によれば、故障検出
手段となるセンサが故障したような場合にも、吸排気弁
の干渉が未然に防止される。
手段となるセンサが故障したような場合にも、吸排気弁
の干渉が未然に防止される。
【図１】この発明に係る可変動弁装置の一実施例を示す
構成説明図。
構成説明図。
【図２】そのロッカアーム部分の拡大平面図。
【図３】同じくロッカアーム部分の断面図。
【図４】バルブタイミング調整機構の断面図。
【図５】この実施例のバルブリフト特性図。
【図６】機関運転条件に対する制御の状態を示す説明
図。
図。
【図７】異常時の処理の流れを示すフローチャート。
４０…バルブリフト調整機構 ４５…電磁切換弁 ５１…コントロールユニット ７０…バルブタイミング調整機構 ７９…電磁切換弁 １０１…油圧センサ １０２…カム位相検出センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 互いにプロフィルの異なる低速型カムと
高速型カムとを有するカムシャフトと、上記低速型カム
もしくは高速型カムのいずれか一方のリフトを選択的に
吸排気弁に伝達するバルブリフト調整機構と、上記カム
シャフトのクランクシャフトに対する位相を変化させる
バルブタイミング調整機構と、機関の運転条件を検出す
る検出手段と、検出した機関運転条件に応じて上記バル
ブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを制御
する制御手段と、を備えてなる内燃機関の可変動弁装置
において、上記高速型カムが使用されていて、かつバル
ブリフトの作動中心角が上死点に近づくように上記バル
ブタイミング調整機構が切り換えられているときにも、
吸排気弁が相互に、あるいはピストンと干渉しないよう
に構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項２】 互いにプロフィルの異なる低速型カムと
高速型カムとを有するカムシャフトと、上記低速型カム
もしくは高速型カムのいずれか一方のリフトを選択的に
吸排気弁に伝達するバルブリフト調整機構と、上記カム
シャフトのクランクシャフトに対する位相を変化させる
バルブタイミング調整機構と、機関の運転条件を検出す
る検出手段と、検出した機関運転条件に応じて上記バル
ブリフト調整機構とバルブタイミング調整機構とを制御
する制御手段と、を備えてなる内燃機関の可変動弁装置
において、上記バルブリフト調整機構と上記バルブタイ
ミング調整機構のそれぞれに、その故障を検出する故障
検出手段を設けるとともに、少なくとも一方の故障を検
出したときに、上記バルブリフト調整機構を低速型カム
に、上記バルブタイミング調整機構をバルブリフト作動
中心角が上死点から離れる方向に、それぞれ制御する干
渉回避手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。 - 【請求項３】 上記故障検出手段自体の異常の有無を検
出する手段を設け、少なくとも一方の故障検出手段が異
常であると判定した場合にも、上記干渉回避手段を作動
させ、上記バルブリフト調整機構を低速型カムに、上記
バルブタイミング調整機構をバルブリフト作動中心角が
上死点から離れる方向に、それぞれ制御することを特徴
とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31740794A JP3228038B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31740794A JP3228038B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08177434A true JPH08177434A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3228038B2 JP3228038B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=18087901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31740794A Expired - Fee Related JP3228038B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228038B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000047883A1 (fr) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Unisia Jecs Corporation | Ensemble de soupape reglable pour moteur a combustion interne |
| EP1143117A2 (en) | 2000-03-09 | 2001-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | valve characteristic control apparatus of internal combustion engine and methods of controlling valve characteristics |
| US6318313B1 (en) | 1998-10-06 | 2001-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable performance valve train having three-dimensional cam |
| US6397800B2 (en) | 2000-03-23 | 2002-06-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve control device of internal combustion engine |
| EP1258601A3 (en) * | 2001-05-09 | 2003-05-28 | Unisia Jecs Corporation | Variable-valve-actuation apparatus for internal combustion engine |
| US6622689B2 (en) | 2001-06-25 | 2003-09-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method and system for controlling auto-ignition in an internal combustion engine |
| US7066145B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake air amount control apparatus and intake air amount control method for internal combustion engines |
| EP1703091A3 (en) * | 2005-03-15 | 2009-06-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal combustion engine |
| JP2009281343A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| US8301357B2 (en) | 2008-05-26 | 2012-10-30 | Hitachi, Ltd. | Variable operation angle mechanism and apparatus for and method of controlling engine |
| US9260987B2 (en) | 2014-06-18 | 2016-02-16 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift system in engine and control method thereof |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP31740794A patent/JP3228038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6318313B1 (en) | 1998-10-06 | 2001-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable performance valve train having three-dimensional cam |
| US6435149B2 (en) | 1998-10-06 | 2002-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable performance valve train having three-dimensional cam |
| DE10080467B4 (de) * | 1999-02-15 | 2007-11-29 | Hitachi, Ltd. | Einstellbares Ventiltriebsystem eines Verbrennungsmotors |
| US6513469B2 (en) | 1999-02-15 | 2003-02-04 | Unisia Jecs Corporation | Variable valve operating system of internal combustion engine |
| US6401675B1 (en) | 1999-02-15 | 2002-06-11 | Unisia Jecs Corporation | Variable valve gear device of internal combustion engine |
| WO2000047883A1 (fr) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Unisia Jecs Corporation | Ensemble de soupape reglable pour moteur a combustion interne |
| EP1143117A2 (en) | 2000-03-09 | 2001-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | valve characteristic control apparatus of internal combustion engine and methods of controlling valve characteristics |
| US6405697B2 (en) | 2000-03-09 | 2002-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve characteristic control apparatus of internal combustion engine and methods of controlling valve characteristics |
| US6397800B2 (en) | 2000-03-23 | 2002-06-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve control device of internal combustion engine |
| EP1258601A3 (en) * | 2001-05-09 | 2003-05-28 | Unisia Jecs Corporation | Variable-valve-actuation apparatus for internal combustion engine |
| US6575128B2 (en) | 2001-05-09 | 2003-06-10 | Unisia Jecs Corporation | Variable-valve-actuation apparatus for internal combustion engine |
| US6622689B2 (en) | 2001-06-25 | 2003-09-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method and system for controlling auto-ignition in an internal combustion engine |
| US7066145B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake air amount control apparatus and intake air amount control method for internal combustion engines |
| EP1703091A3 (en) * | 2005-03-15 | 2009-06-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal combustion engine |
| JP2009281343A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| US8265857B2 (en) | 2008-05-26 | 2012-09-11 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for and method of controlling engine |
| US8301357B2 (en) | 2008-05-26 | 2012-10-30 | Hitachi, Ltd. | Variable operation angle mechanism and apparatus for and method of controlling engine |
| US9260987B2 (en) | 2014-06-18 | 2016-02-16 | Hyundai Motor Company | Variable valve lift system in engine and control method thereof |
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| JP3228038B2 (ja) | 2001-11-12 |
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