JPH11294127A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH11294127A
JPH11294127A JP9202798A JP9202798A JPH11294127A JP H11294127 A JPH11294127 A JP H11294127A JP 9202798 A JP9202798 A JP 9202798A JP 9202798 A JP9202798 A JP 9202798A JP H11294127 A JPH11294127 A JP H11294127A
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JP
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valve
engine
cam
actuator
intake
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JP9202798A
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Katsuaki Shiiki
克昭 椎木
Tetsuya Ishiguro
哲矢 石黒
Hiroomi Nemoto
浩臣 根本
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アクチュエータで機関弁の作動特性を任意に変
化可能とするとともに機関弁の閉弁着座時にはアクチュ
エータの作動制御を複雑化することなく機関弁の作動が
緩やかになることを可能とした上で、機関の出力低下を
防止する。 【解決手段】機関弁VI の閉弁着座直前には緩衝曲線を
描くリフト特性が得られるカムプロフィルを有する動弁
カム29I がカム軸28に設けられ、動弁カム29I
よる動力を機関弁VI に伝達可能な動力伝達手段36
に、アクチュエータ51からの動力入力停止時には動弁
カム29I のカムプロフィルに従って機関弁VI を作動
せしめることを可能として前記アクチュエータ51が連
結され、カム軸28およびクランク軸間に、該クランク
軸およびカム軸28の相対回動量を調節可能な位相調節
手段が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置に関し、特に、閉弁方向にばね付勢された機関弁に開
弁方向の動力を作用させ得るアクチュエータを備える内
燃機関の動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば特開
平3−92520号公報等により既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような動弁装置で
は、アクチュエータの作動を制御することにより機関弁
の作動特性を任意に変化可能であるが、機関弁の着座時
にバウンスが生じることを防止するためには、閉弁着座
直前に機関弁を緩やかに作動せしめることが必要であ
り、そのように機関弁を作動せしめるには、アクチュエ
ータの作動を細かく制御することが必要となり、アクチ
ュエータの制御が複雑となる。
【0004】一方、動弁カムで機関弁を駆動するように
した動弁装置にあっては、機関弁の閉弁着座直前には緩
衝曲線を描くリフト特性が得られるように動弁カムのカ
ムプロフィルを定めておけばよく、アクチュエータの作
動制御が複雑となることを回避するために、機関弁の閉
弁着座直前には動弁カムにより機関弁の作動特性が定ま
るようにして、アクチュエータおよび動弁カムを組み合
わせて機関弁を開閉作動せしめることが考えられる。
【0005】ところが、アクチュエータは機関弁の作動
特性を任意に変化し得るものであり、機関弁の閉弁タイ
ミングを変化させたときに、上述のようにアクチュエー
タおよび動弁カムを単純に組み合わせた構成では、動弁
カムによる機関弁の閉弁着座時期は一定なので機関弁の
閉弁着座時期が一定に定まってしまう。このためアクチ
ュエータ側で定まる閉弁時には機関弁が完全には着座せ
ず、場合によっては機関弁の緩衝リフト時間が長くな
り、機関の出力低下を招くことになる。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、アクチュエータで機関弁の作動特性を任意に
変化可能とするとともに機関弁の閉弁着座時にはアクチ
ュエータの作動制御を複雑化することなく機関弁の作動
が緩やかになることを可能とした上で、機関の出力低下
を招くことがないようにした内燃機関の動弁装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、閉弁方向にばね付勢された
機関弁に開弁方向の動力を作用させ得るアクチュエータ
を備える内燃機関の動弁装置において、機関弁の閉弁着
座直前には緩衝曲線を描くリフト特性が得られるカムプ
ロフィルを有する動弁カムがカム軸に設けられ、前記動
弁カムによる動力を機関弁に伝達可能な動力伝達手段
に、前記アクチュエータからの動力入力停止時には前記
動弁カムのカムプロフィルに従って機関弁を作動せしめ
ることを可能として前記アクチュエータが連結され、前
記カム軸およびクランク軸間に、該クランク軸およびカ
ム軸の相対回動量を調節可能な位相調節手段が設けられ
ることを特徴とする。
【0008】かかる構成によれば、機関弁の作動特性を
任意に変更可能としつつアクチュエータで機関弁を駆動
することが可能であり、機関弁の閉弁作動時にはアクチ
ュエータの動力を動力伝達手段に入力することを停止す
ることにより、機関弁の閉弁着座直前には、動弁カムの
カムプロフィルに応じて機関弁を緩やかに着座せしめて
機関弁のバウンスが生じることを防止することができ、
機関弁の緩やかな作動を得るためにアクチュエータの作
動を細かく制御することを不要として、アクチュエータ
の作動制御を単純化することができる。しかもアクチュ
エータにより機関弁の閉弁タイミングを変化させるとき
には、位相調節手段でクランク軸およびカム軸の相対回
動量を調節することにより、動弁カムのカムプロフィル
に基づいて機関弁の作動を緩やかにするタイミングを機
関弁の閉弁着座直前に変化させることができ、機関弁の
緩衝リフト時間が長くなることを防止し、機関の出力低
下が生じるのを防止することができる。
【0009】また請求項2記載の発明は、上記請求項1
記載の発明の構成に加えて、機関の運転状態に応じて前
記アクチュエータの作動を制御するとともに、前記アク
チュエータの作動停止時に前記動弁カムのカムプロフィ
ルに基づいて機関弁が緩衝曲線を描くクランク角期間が
常時一定となるように機関の運転状態に応じて前記位相
調節手段の作動を制御する制御ユニットを含むことを特
徴とし、かかる構成によれば、機関の運転状態に応じて
機関弁の作動特性を変化させても、機関弁はその閉弁着
座直前には一定のクランク角期間にわたって動弁カムの
カムプロフィルに基づく緩衝曲線を描くように閉弁作動
するので、機関弁の閉弁着座直前のリフト特性を機関の
運転状態にかかわらず常時一定に保持し、機関の出力を
設定値通りに維持することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0011】図1ないし図13は本発明の一実施例を示
すものであり、図1は内燃機関の要部縦断面図、図2は
図1の2−2線拡大断面図、図3は図1の3−3線拡大
断面図、図4はアクチュエータの概略構成を示す断面
図、図5は吸気弁の開弁リフト特性図、図6は開弁開始
時のアクチュエータの作動状況を示す断面図、図7は開
弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を示す断面
図、図8は閉弁作動時のアクチュエータの作動状況を示
す断面図、図9は閉弁保持状態でのアクチュエータの作
動状況を示す断面図、図10は機関弁のリフト特性と吸
入空気量とを対応させて示す図、図11は位相調節手段
の縦断面図、図12は制御系の構成を示すブロック図、
図13は制御ユニットによる制御手順を示すフローチャ
ートである。
【0012】先ず図1において、図示しないシリンダブ
ロックに摺動可能に嵌合されるピストンの上面およびシ
リンダヘッド14間に燃焼室15が形成され、シリンダ
ヘッド14には、燃焼室15の天井面に閉口するように
して一対の吸気弁口16…ならびに一対の排気弁口17
…が設けられ、両吸気弁口16…は吸気ポート18に連
通され、両排気弁口17…は排気ポート19に連通され
る。
【0013】両吸気弁口16…を個別に開閉可能な一対
の機関弁としての吸気弁VI …のステム20…は、シリ
ンダヘッド14にそれぞれ設けられたガイド筒21…に
摺動可能に嵌合され、各ガイド筒21…から上方に突出
したステム20…の上端部に設けられるリテーナ22…
とシリンダヘッド14との間には各ステム20…を囲繞
するコイル状の弁ばね23…が設けられ、それらの弁ば
ね23…により吸気弁VI …は吸気弁口16…を閉じる
方向に付勢される。また両排気弁口17…を個別に開閉
可能な一対の排気弁VE …のステム24…は、シリンダ
ヘッド14にそれぞれ設けられたガイド筒25…に摺動
可能に嵌合され、各ガイド筒25…から上方に突出した
ステム24…の上端部に設けられるリテーナ26…とシ
リンダヘッド14との間には各ステム24…を囲繞する
コイル状の弁ばね27…が設けられ、それらの弁ばね2
7…により排気弁VE …は排気弁口17…を閉じる方向
に付勢される。
【0014】上記両吸気弁VI …および両排気弁VE
間には、図示しないクランク軸の軸線と平行なカム軸2
8が両吸気弁VI …の上端および両排気弁VE …の上端
よりも下方に位置するようにして回転自在に配置されて
おり、該カム軸28は1/2の減速比で図1の反時計方
向に回転するようにして前記クランク軸に連動、連結さ
れる。しかもシリンダヘッド14の上面にはオイルバス
30が形成されており、前記カム軸28は、該カム軸2
8が備える吸気側動弁カム29I および排気側動弁カム
29E を、オイルバス30内のオイル中に浸潰させ得る
位置に配置される。
【0015】両吸気弁VI …とカム軸28の吸気側動弁
カム29I との間には、カム軸28の回転運動を吸気弁
I …の開閉運動に変換可能な吸気側動弁装置31I
設けられ、両排気弁VE …と前記カム軸28の排気側動
弁カム29E との間には、カム軸28の回転運動を排気
弁VE …の開閉運動に変換可能な排気側動弁装置31 E
が設けられる。
【0016】排気側動弁装置31E は、カム軸28と平
行な軸線を有して固定配置されるロツカアーム軸32
と、該ロッカアーム軸32に回動可能に支持されて両排
気弁V E …および排気側動弁カム29E 間に設けられる
ロッカアーム33とを備える。ロッカアーム33の一端
には排気側動弁カム29E に接触するカムスリッパ34
が設けられ、ロッカアーム33の他端には、両排気弁V
E …の上端にそれぞれ接触する一対のタペットねじ35
…が、進退位置を調節可能としてそれぞれねじ込まれ
る。
【0017】吸気側動弁装置31I は動力伝達手段36
と、ヘッドカバー52に固定される電気式のアクチュエ
ータ51とを備える。
【0018】図2および図3を併せて参照して、動力伝
達手段36は、軸線まわりに回動可能な内輪であるサン
ギヤ37と、該サンギヤ37と同一軸線まわりに回動可
能としてサンギヤ37を囲繞する外輪であるリングギヤ
38と、複数の遊星回転体である遊星ギヤ40…を前記
サンギヤ37およびリングギヤ38の軸線と平行な軸線
まわりに回転自在に支持するとともにそれらの遊星ギヤ
40…のサンギヤ37まわりの公転に連動して回動する
キャリア39とで遊星ギヤ式に構成される。
【0019】この動力伝達手段36を構成する3つの構
成要素であるサンギヤ37、リングギヤ38およびキャ
リア39のうち、第1の構成要素としてのサンギヤ37
の両側には、支軸41の軸線方向に間隔をあけた位置で
両吸気弁VI …側に延びる一対の連結腕42,42の基
部42a, 42aが嵌合、固着されており、これらの連
結腕42, 42の先端部には、両吸気弁VI …における
ステム20…の上端にそれぞれ接触するタペットねじ4
3, 43が進退位置を調節可能としてそれぞれねじ込ま
れる。これにより、サンギヤ37は両吸気弁VI …に連
動、連結されることになり、サンギヤ37の回動に応じ
て両吸気弁VI …が開閉駆動される。
【0020】動力伝達手段36を構成する構成要素のう
ち第2の構成要素としてのキャリア39は、前記連結腕
42, 42の基部42a, 42aでそれぞれ回転自在に
支持される一対のリング板状の支持板39a, 39a
と、支軸41の軸線と平行な軸線を有して両支持板39
a, 39aに両端が支持される複数たとえば6本の軸3
9b, 39b…とを有するものであり、支軸41の周方
向に等間隔をあけた位置に配置される各軸39b, 39
b…で、サンギヤ37の外周およびリングギヤ38の内
周に噛合う遊星ギヤ40, 40…が回転自在に支持され
る。
【0021】キャリア39が備える両支持板39a, 3
9aには、吸気側動弁カム29I 側に延びるローラ保持
腕45, 45が一体に設けられており、両ローラ保持腕
45,45の内面と両支持板39a, 39aの内面との
間には段部46,46が形成される。これらのローラ保
持腕45, 45の先端部間に遊星ギヤ40, 40…の軸
方向全長よりも長いローラ44が軸支される。すなわち
支軸41の軸線と平行な軸線を有するローラ軸47の両
端が両ローラ保持腕45, 45の先端部間に固定され、
ローラ44と、前記ローラ軸47との間にニードルベア
リング48が介装される。
【0022】動力伝達手段36を構成する3つの構成要
素のうちの第3の構成要素であるリングギヤ38は、キ
ャリア39で回転自在に支持される。すなわち円筒状に
形成されているリングギヤ38の両端が、キャリア39
における両支持板39a, 39aの内面外周縁部でそれ
ぞれ回転自在に支持されることになり、両支持板39
a, 39aに連なるローラ保持腕45, 45に対応する
部分では、リングギヤ38の両端が、支持板39a, 3
9aおよびローラ保持腕45, 45間に形成されている
段部46, 46で回転自在に支持されることになる。
【0023】リングギヤ38には、支軸41の軸線と直
交する方向に延びる制御腕49が一体に設けられる。ま
たヘッドカバー52には、前記制御腕49にほぼ直交す
る方向で接触するロッド57を備えるアクチュエータ5
1が固定される。
【0024】図4において、アクチュエータ51は、円
筒状に形成されるハウジング53と、該ハウジング53
内の一端側に固定配置される第1電磁石54と、ハウジ
ング53内の他端側に固定配置される第2電磁石55
と、両電磁石54,55間でハウジング53内に収納さ
れるプランジャ56と、該プランジャ56に基端が連設
されて第1電磁石54の中心部およびハウジング53を
軸方向移動自在に貫通するロッド57と、ハウジング5
3の外方でロッド57の先端側に固定されるばね受け部
57aおよびハウジング53間に設けられる設けられる
戻しばね58とを備え、ロッド57の先端をリングギヤ
39の制御腕49に当接させることを可能とし、ヘッド
カバー52に固定される。しかも戻しばね58のばね荷
重は、弁ばね23のばね荷重に比べて極めて小さく設定
される。
【0025】このアクチュエータ51では、第1および
第2電磁石54,55の励磁・消磁を切換えることによ
り、プランジャ56すなわちロッド57が往復駆動する
ことができる。而して第1電磁石54でプランジャ56
を吸引したときには吸気弁V I …を開弁方向に駆動する
動力が動力伝達手段36のリングギヤ38に作用し、ま
た第2電磁石55でプランジャ56を吸引したときには
アクチュエータ51から動力伝達手段36のリングギヤ
38に動力が作用することはなく、吸気弁VI…は弁ば
ね23のばね力により吸気側動弁カム29I のカムプロ
フィルに応じた特性で作動することになる。
【0026】而して吸気弁VI の開弁時において、該吸
気弁VI は図5で示すリフト特性で開閉作動することに
なる。この図5において、吸気側動弁カム29I は、該
吸気側動弁カム29I だけで吸気弁VI …を開閉駆動し
たときには、鎖線で示すようなリフト特性が得られるカ
ムプロフィルを有するものであり、このカムプロフィル
によれば、開弁作動開始時に緩やかな緩衝曲線C1 を描
くとともに、閉弁着座直前に緩やかな緩衝曲線C2 を描
くリフト特性が得られる。
【0027】而して前記アクチュエータ51は、吸気弁
I の開弁開始時である時刻t1 において、吸気側動弁
カム29I で定まる開弁開始時期とは無関係に吸気弁V
I …の開弁作動を開始することができ、図6で示すよう
に、第1電磁石54を励磁してプランジャ56を吸引作
動せしめ、第2電磁石55を消磁する。そうすると、ロ
ッド57がリングギヤ38の制御腕49を押すことによ
りサンギヤ37が回動して、両吸気弁VI …を開弁方向
に作動せしめることになる。この際、ローラ44を介し
てローラ保持腕45…が吸気側動弁カム29I で押され
るようになると、サンギヤ37にはアクチュエータ51
からの動力ならびに吸気側動弁カム29 I からの動力が
相乗して作用し、アクチュエータ51の作動量に伴なう
リフト量と、吸気側動弁カム29I によるリフト量との
合計量だけ吸気弁VI …がリフトすることになる。すな
わち吸気弁VI の最大リフト量がたとえば8mmである
ときに、たとえば7mmをアクチュエータ51で負担
し、たとえば1mmを吸気側動弁カム29I で負担する
ようにすることができる。
【0028】吸気弁VI …のリフト量が最大となった時
刻t2 からは、図7で示すように第1電磁石54にプラ
ンジャ56を吸引せしめたままとし、時刻t3 で第1電
磁石54を消磁するとともに第2電磁石55を励磁する
と、吸気弁VI …は弁ばね23のばね力で閉弁作動を開
始することになり、アクチュエータ51では、図8で示
すように、ロッド57が制御腕49で押され、プランジ
ャ56が第2電磁石55側に吸引されることになる。こ
れにより吸気弁VI …の閉弁着座直前の時刻t 4 からは
吸気側動弁カム29I のカムプロフィルで定まるリフト
特性を示すようになり、吸気弁VI …は緩衝曲線C2
従って緩やかに閉弁着座する。
【0029】吸気弁VI …の閉弁着座後には、図9で示
すようにプランジャ56が第2電磁石55側に吸引され
たまであり、アクチュエータ51のロッド57の先端
と、制御腕49との間には間隙が生じており、戻しばね
58のばね力が動力伝達手段36に作用することはな
く、吸気弁VI …の作動を乱すことはない。
【0030】ところで、アクチュエータ51は、第1電
磁石54の励磁開始タイミングを制御することにより吸
気弁VI …の開弁開始時期を自在に変化させることがで
きるとともに、第2電磁石55の励磁開始タイミングを
制御することにより吸気弁V I …の開弁開始時期を自在
に変化させることができる。しかるに、図10(a)で
示すように、吸気側動弁カム29I に基づく弁リフト特
性の緩衝曲線C2 に対応する部分で吸気弁VI …を閉弁
着座させるときには問題が生じないが、図10(b)で
示すように、吸気弁VI …の閉弁時期を早めたときに
は、吸気側動弁カム29I による閉弁着座時期が鎖線で
示すようにクランク角に対して図10(a)と同一の固
定位置にある状態では、吸気弁VI …の緩衝リフト時間
が長くなり、図10(c)の斜線部で示すように吸入空
気量が減少して吸気効率が低下し、機関の出力低下を招
くことになる。
【0031】そこで、アクチュエータ51により吸気弁
I …の閉弁時期を早めたときには、吸気側動弁カム2
I による弁リフト特性の緩衝曲線C2 に対応する部分
で吸気弁VI …を閉弁着座させることができるように、
図10(b)の実線で示すように、吸気側動弁カム29
I によるリフト曲線も早める必要がある。
【0032】そこで、図11で示す位相調節手段61
が、カム軸28およびクランク軸の相対回動量を任意に
調節すべく、カム軸28およびクランク軸間に設けられ
る。
【0033】この位相調節手段61は、カム軸28に同
軸に連結される回転軸62と、クランク軸からの動力を
伝達するタイミングベルト63が巻回されたプーリ64
に一体に設けられて回転軸62を同軸に囲繞するハウジ
ング65と、回転軸62およびハウジング65間に摺合
されるピストン66と、ピストン66の移動量を規制す
るサーボ弁67とを備える。
【0034】回転軸62は、その閉塞端に軸部68を一
体に有して有底円筒状に形成されており、該閉塞端を貫
通するねじ部材69をカム軸28に螺合することにより
軸部68がカム軸28の端部に同軸に連結される。また
ハウジング65は、カム軸28側に開放した有底円筒状
に形成されており、このハウジング65の外周面に突設
した複数の腕部70の先端にプーリ64が一体に設けら
れる。このハウジング65の開放端には、回転軸62の
閉塞端側外面に摺接する端板部71と、軸部68の外面
に摺接する円筒部72とから成るキャップ73の外周縁
が嵌着され、ハウジング65の閉塞端側内面には回転軸
62の先端が摺接される。したがってハウジング65お
よびプーリ64は、回転軸62すなわちカム軸28に対
する軸方向相対移動を阻止されているが、軸線まわりの
相対回動を許容されている。
【0035】ピストン66は、その外面をハウジング6
5の内面に摺接させるとともに内面を回転軸62の外面
に摺接させるべくリング状に形成される。このピストン
66と軸方向に間隔をあけた位置にはリング状の噛合部
74が配置されており、ピストン66および噛合部74
の内縁間は回転軸を同軸に囲繞する連結筒部75で連結
される。これによりピストン66、噛合部74、連結筒
部75およびハウジング65間には、ピストン66をそ
の軸方向一方すなわち図11の右方に押圧する油圧力を
発揮するための油圧室76が画成される。
【0036】噛合部74の外面にはヘリカル外歯77が
刻設され、このヘリカル外歯77は、ハウジング65の
内面に刻設されたヘリカル内歯78に噛合される。また
噛合部74の内面にはヘリカル内歯79が刻設され、こ
のヘリカル内歯79は回転軸62の外面に刻設されたヘ
リカル外歯80に噛合される。したがってピストン66
の軸方向移動により、ハウジング65すなわちプーリ6
4と、回転軸62すなわちカム軸28とが軸線まわりに
相対回動する。
【0037】噛合部74の内縁には、連結筒部75とは
反対側に延びる第1円筒部81が一体に連設され、この
第1円筒部81の先端にはハウジング65の閉塞端に当
接可能にして半径方向内方に張出した鍔部82が連設さ
れ、さらに鍔部82の内縁には、ハウジング65の閉塞
端中央に穿設した透孔83に摺合される第2円筒部84
が一体に連設される。
【0038】したがってピストン66の軸方向他方側
(図11の左方側)の移動は鍔部82がハウジング65
に当接することにより規制される。また鍔部82には、
その周方向に沿って長く彎曲した複数の長孔85が穿設
されており、これらの長孔85には、ハウジング65の
閉塞端に当接すべく回転軸62の先端に一体に突設され
た複数の当接突部62aが挿通され、ピストン66は各
当接突部62aが長孔85の両端に当接する範囲で回転
軸62に対して相対回動可能である。さらにハウジ65
には、その透孔83を閉塞すべくハウジング65内に入
り込む帽状のキャップ86が固着される。
【0039】サーボ弁67は、回転軸62に摺合する円
筒状のスリーブ87と、そのスリーブ87内に摺動自在
に嵌合される円筒状のスプール88とを備え、スプール
88には、カム軸28および回転軸62に同軸に挿通さ
れた操作軸89が連結される。またスリーブ87の一端
と回転軸62の閉塞端との間には戻しばね90が介装さ
れており、この戻しばね90のばね力によりスリーブ8
7はその他端が鍔部82に当接する方向に付勢され、し
たがってピストン66は油圧室76の油圧力に抗して軸
方向他方側にばね付勢される。
【0040】シリンダヘッド14には、油圧ポンプ91
に連なる第1油圧供給路92が穿設され、カム軸28に
は第1油圧供給路92に連通する環状溝93が外面に穿
設されるとともに環状溝93に通じる第2油圧供給路9
4が穿設される。また回転軸62には第2油圧供給路9
4に常時連通する第3油圧供給路95が穿設され、回転
軸62の内面には第3油圧供給路95に連通する環状溝
96が設けられる。カム軸28の環状溝93を間に挟む
ようにしてカム軸28およびシリンダヘッド14間には
一対の環状シール部材97,98が介装され、カム軸2
8および回転軸62間には第2および第3油圧供給路9
4,95間の連通状態を維持するための環状シール部材
99が介装される。
【0041】スリーブ87には、回転軸62に対する軸
方向位置に拘らず環状溝96に常時連通する油孔100
が一直径線に沿って穿設されるとともに、その油孔10
0の内面側開口端に軸方向一方側(図11の右方側)で
隣接した位置の内面には環状溝101が穿設される。し
かもスリーブ87およびそのスリーブ87に当接する鍔
部82には、環状溝101を油圧室76に連通せしめる
通路102が穿設される。さらに回転軸62の閉塞端お
よびキャップ73の端板部71には、油圧解放路103
が穿設される。
【0042】スプール88の外面には、環状溝104が
穿設されており、スプール88の軸方向に沿う環状溝1
04の幅は、油孔100および環状溝101間を連通し
得る程度に設定される。このスプール88は、油孔10
0のみを環状溝104に連通させる遮断位置と、スリー
ブ87に対して遮断位置から軸方向一方に相対移動して
環状溝104を介して油孔100および環状溝101間
を連通させる供給位置と、スリーブ87に対して遮断位
置から軸方向他方側に相対移動して環状溝101を油圧
解放路103に連通せしめる解放位置との3つの軸方向
相対位置間を移動可能であり、キャップ86およびスプ
ール88間にはスプール88を軸方向他方側に付勢する
ばね105が介装される。またスリーブ87の軸方向一
方側の端部には半径方向内方に張出したストッパ106
が一体に設けられており、このストッパ106はスプー
ル88に当接して相互の軸方向相対移動を規制する。
【0043】このような位相調節手段61において、操
作軸89を軸方向に移動操作してスプール88を図11
の遮断位置から軸方向一方に移動させると、すなわちス
プール88を図11の位置から軸方向一方に移動させ、
スリーブ87に対して軸方向一方に相対移動させると、
油孔100および環状溝101が環状溝104を介して
連通された供給位置となり、油圧ポンプ91からの油圧
が油圧室76に供給されるので、戻しばね90のばね力
に抗してピストン66が軸方向一方に押圧駆動される。
而して、そのピストン66の軸方向一方への移動に応じ
てハウジング65およびプーリ64と、回転軸62およ
びカム軸28とは相対回動し、カム軸28がクランク角
に対して早くなる側に回動する。しかもピストン66の
軸方向移動に応じてスリーブ87も軸方向一方に移動す
るので、スプール88はスリーブ87に対して軸方向他
方側に相対移動することになり、スプール88およびス
リーブ87の軸方向相対位置は遮断位置となる。したが
ってスプール88の軸方向移動量に応じてピストン66
の移動量が定まり、それに応じてカム軸28の進み量が
定まるので、スプール88の操作量に応じてカム軸28
の進み量を無段階に制御可能となる。
【0044】また操作軸89を軸方向他方側に移動操作
し、スプール88を遮断位置から軸方向他方側に相対移
動させると、環状溝101が油圧解放路103に連通し
た解放位置となり、油圧室76の油圧が解放される。そ
れに応じてピストン66は戻しばね90のばね力により
軸方向他方側に移動し、プーリ64およびカムシャフト
5間で前述と逆方向の相対回動が生じ、カム軸28がク
ランク角に対して遅くなる側に回動する。しかもスリー
ブ87はピストン66とともに軸方向他方側に移動し、
スプール88はスリーブ87に対して軸方向一方側に相
対移動することになるので、スプール88およびスリー
プ69の軸方向相対位置が遮断位置となる。したがって
スプール88の軸方向移動量に応じてカム軸28の遅れ
量が定まり、スプール88の操作量に応じてカム軸28
の遅れ量を無段階に制御可能となる。
【0045】このようにして操作軸89によりスプール
88を軸方向に駆動操作することにより、そのスプール
88の移動に追随させてピストン66を駆動し、カム軸
28をクランク角に対して無段階に早めたり、無段階に
遅くしたりする調節が可能となる。
【0046】図12において、前記位相調節手段61の
操作軸89を駆動する駆動手段108の作動、ならびに
アクチュエータ51の作動は制御ユニットCにより制御
されるものであり、制御ユニットCは、機関の運転状態
を代表する指標としての機関回転数を検出する回転数検
出器109や、機関の運転状態を代表する指標としての
機関負荷を検出する負荷検出器110の検出値に基づい
て、前記駆動手段108およびアクチュエータ51の作
動を制御する。
【0047】図13において、制御ユニットCは、回転
数検出器109および負荷検出器110の検出値等に基
づいて機関の運転状態を検出した後に、位相調節手段6
1の操作軸89を駆動する駆動手段108の作動、なら
びにアクチュエータ51の作動を機関の運転状態に応じ
て制御するのであるが、この際、アクチュエータ51の
作動停止時に吸気側動弁カム29I のカムプロフィルに
基づいて吸気弁VI …が緩衝曲線C2 を描くクランク角
期間が常時一定となるように駆動手段108の作動を制
御する。
【0048】次にこの実施例の作用について説明する
と、吸気弁VI …は、基本的にはアクチュエータ51に
より開閉駆動され、該吸気弁VI …の作動特性すなわち
開弁時期および閉弁時期をアクチュエータ51の作動制
御により自在に変化させることができる。しかも吸気弁
I …の閉弁作動時にはアクチュエータ51の動力を動
力伝達手段36に入力することを停止することにより、
吸気弁VI …の閉弁作動が吸気側動弁カム29I のカム
プロフィルに応じたものとなる。しかも吸気側動弁カム
29I のカムプロフィルは、吸気弁VI …の閉弁着座直
前には緩衝曲線C 2 を描くリフト特性が得られるように
定められており、したがって吸気弁VI …の閉弁着座直
前には、吸気側動弁カム29I のカムプロフィルに応じ
て吸気弁V…を緩やかに着座せしめ、吸気弁VI …のバ
ウンスが生じることを防止することができる。これによ
り、吸気弁VI …の緩やかな作動を得るためにアクチュ
エータ51の作動を細かく制御することが不要であり、
アクチュエータ51の作動制御を単純化することができ
る。
【0049】またアクチュエータ51により吸気弁VI
…の閉弁タイミングを変化させるときには、位相調節手
段61でクランク軸およびカム軸28の相対回動量を調
節することにより、吸気側動弁カム29I のカムプロフ
ィルに基づいて吸気弁VI …の作動を緩やかにするタイ
ミングを、図10(b)の実線で示すように吸気弁V I
…の閉弁着座直前に変化させることができるので、吸気
弁VI …の緩衝リフト時間が長くなることを防止し、機
関の出力低下が生じるのを防止することができる。
【0050】しかもアクチュエータ51の作動停止時に
吸気側動弁カム29I のカムプロフィルに基づいて吸気
弁VI …が緩衝曲線C2 を描くクランク角期間が常時一
定となるように機関の運転状態に応じて位相調節手段6
1の作動が制御されるので、機関の運転状態に応じて吸
気弁VI …の作動特性を変化させても、吸気弁VI …は
その閉弁着座直前には一定のクランク角期間にわたって
緩衝曲線C2 を描くように閉弁作動するので、吸気弁V
…の閉弁着座直前のリフト特性を機関の運転状態にかか
わらず常時一定に保持し、機関の出力を設定値通りに維
持することができる。
【0051】また吸気側動弁カム29I および吸気弁V
I …間に動力伝達手段36が設けられ、その動力伝達手
段36の構成要素の1つたとえばリングギヤ38にアク
チュエータ51が連結されるのであるが、該動力伝達手
段36が遊星ギヤ式のものであるので、相互に独立した
吸気側動弁カム29I からの動力ならびにアクチュエー
タ51からの動力を同時に動力伝達手段36に作用せし
めたときに、衝突箇所が生じることを回避しつつ両動力
を相乗させて吸気弁VI …に伝達することができ、遊星
ギヤ式である動力伝達手段36はサンギヤ37、リング
ギヤ38およびキャリア39が同一軸線まわりに回動可
能に配置されて成るものであるので、コンパクト化すな
わち吸気側動弁装置31I の小型化を図ることができ
る。
【0052】またキャリア39に連なるローラ保持腕4
5, 45の先端部間にに支持されたローラ44が吸気側
動弁カム29I にころがり接触するので動弁負荷を低減
することができる。しかもシリンダヘッド14の上面に
形成されたオイルバス30内のオイル中に吸気側および
排気側動弁カム29I ,29E が浸潰されるので、吸気
側および排気側動弁カム29I ,29E でオイルをかき
上げるようにして、動力伝達手段36の潤滑を十分に行
なうことができる。この際、カム軸28が図1の反時計
方向に回転するものであることにより、吸気側および排
気側動弁カム29I ,29E でかき上げるオイルを動力
伝達手段36側に有効に飛散せしめ、動力伝達手段36
の潤滑をより効果的に行なうことができる。
【0053】本発明の他の実施例として、特開平5−3
3840号公報、特開平5−79450号公報、特開平
5−157149号公報、特開平6−34005号公報
および特開平6−66360号公報でそれぞれ開示され
るような遊星摩擦式の動力伝達手段(トラクションドラ
イブ)を動力伝達手段として用いることも可能である。
【0054】また動力伝達手段36を構成するサンギヤ
37、リングギヤ38およびキャリア39と、吸気側動
弁カム29I 、吸気弁VI …およひアクチュエータ51
との連結、組み合わせは自由に設定可能である。
【0055】さらに機関弁としての排気弁に本発明を適
用することも可能である。
【0056】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【0057】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、機関弁の作動特性を任意に変更可能としつつアクチ
ュエータで機関弁を駆動することが可能であるととも
に、アクチュエータの作動制御を単純化することを可能
としつつ機関弁の閉弁着座直前には緩やかに着座せしめ
て機関弁のバウンスが生じることを防止することができ
る。しかも位相調節手段でクランク軸およびカム軸の相
対回動量を調節することにより、動弁カムのカムプロフ
ィルに基づいて機関弁の作動を緩やかにするタイミング
を機関弁の閉弁着座直前に変化させることが可能であ
り、機関弁の緩衝リフト時間が長くなることを防止し、
機関の出力低下が生じるのを防止することができる。
【0058】また請求項2記載の発明によれば、機関の
運転状態に応じて機関弁の作動特性を変化させても機関
弁がその閉弁着座直前には一定のクランク角期間にわた
って動弁カムのカムプロフィルに基づく緩衝曲線を描く
ように閉弁作動するようにし、機関弁の閉弁着座直前の
リフト特性を機関の運転状態にかかわらず常時一定に保
持し、機関の出力を設定値通りに維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の要部縦断面図である。
【図2】図1の2−2線拡大断面図である。
【図3】図1の3−3線拡大断面図である。
【図4】アクチュエータの概略構成を示す断面図であ
る。
【図5】吸気弁の開弁リフト特性図である。
【図6】開弁開始時のアクチュエータの作動状況を示す
断面図である。
【図7】開弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を
示す断面図である。
【図8】閉弁作動時のアクチュエータの作動状況を示す
断面図である。
【図9】閉弁保持状態でのアクチュエータの作動状況を
示す断面図である。
【図10】機関弁のリフト特性と吸入空気量とを対応さ
せて示す図である。
【図11】位相調節手段の縦断面図である。
【図12】制御系の構成を示すブロック図である。
【図13】制御ユニットによる制御手順を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
28・・・カム軸 29I ・・・動弁カム 31I ・・・動弁装置 36・・・動力伝達手段 51・・・アクチュエータ 61・・・位相調節手段 C・・・制御ユニット C2 ・・・緩衝曲線 VI ・・・機関弁としての吸気弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉弁方向にばね付勢された機関弁
    (VI )に開弁方向の動力を作用させ得るアクチュエー
    タ(51)を備える内燃機関の動弁装置において、機関
    弁(VI )の閉弁着座直前には緩衝曲線(C2 )を描く
    リフト特性が得られるカムプロフィルを有する動弁カム
    (29I )がカム軸(28)に設けられ、前記動弁カム
    (29I )による動力を機関弁(VI )に伝達可能な動
    力伝達手段(36)に、前記アクチュエータ(51)か
    らの動力入力停止時には前記動弁カム(29I )のカム
    プロフィルに従って機関弁(VI )を作動せしめること
    を可能として前記アクチュエータ(51)が連結され、
    前記カム軸(28)およびクランク軸間に、該クランク
    軸およびカム軸(28)の相対回動量を調節可能な位相
    調節手段(61)が設けられることを特徴とする内燃機
    関の動弁装置。
  2. 【請求項2】 機関の運転状態に応じて前記アクチュエ
    ータ(51)の作動を制御するとともに、前記アクチュ
    エータ(51)の作動停止時に前記動弁カム(29I
    のカムプロフィルに基づいて機関弁(VI )が緩衝曲線
    (C2 )を描くクランク角期間が常時一定となるように
    機関の運転状態に応じて前記位相調節手段(61)の作
    動を制御する制御ユニット(C)を含むことを特徴とす
    る請求項1記載の内燃機関の動弁装置。
JP9202798A 1998-04-03 1998-04-03 内燃機関の動弁装置 Pending JPH11294127A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299877A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006299877A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置

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