JPS58190507A - 内燃機関の可変駆動装置 - 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】 この発明は、機関の軽負荷運転域で、吸、排気−１− 弁のバルブタイミングを切換え一部気筒の作動を休止さ
せ部分負荷運転を行なう気筒数制御機関においてバルブ
タイミングを切換える内燃機関の可変駆動装置の改良に
関する。

一般に予混合式のガソリン機関などでは、機関高負荷域
など燃費が良好になる傾向があり、そこで機関軽負荷域
で一部気筒の吸、排気弁を全閉保持して燃料と空気の供
給を遮断し作動を休止させ、その分残りの気筒の負荷を
相対的に増大させることにより、軽負荷域での燃費改善
を図った気筒数ＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩ関が提案されてい
る（特願昭５０−２８７７０など）。

第１、第２図は軽負荷域で吸、排気弁の作動を規制する
可変駆動装置の一例である。

第１図において、１はシリンダヘッド、２は吸気弁、３
はロッカアーム、４はロッカシャフト、５Ａ、５Ｂはロ
ッカシャフト４をシリンダヘッド１に支持するためのブ
ラケット、６はカムシャフトである。

カムシャフト６には、バルブスプリング２Ａ−２− （第２図）と協働して、稼動時の吸入行程でロッカアー
ム３を介して吸気弁２を第３図（ａ＞のように開弁させ
るためのプロフィルが付与された第１のカム６Ａと、休
止時にピストンの下死点近傍でのみロッカアーム３を介
して吸気弁２を第３図（ｂ）のように開弁させるための
プロフィルが付与された第２のカム６Ｂとが隣接して形
成されている（第２図参照）。

一方、ロツカアー、ム３は、ロッカシャフト４に対して
揺動可能であるだけでなく、２つのブラケット５Ａ、５
Ｂの間で軸方向く図で上下方向）にも移動し得るように
弾持されている。

すなわちロッカシャフト４にはロッカアーム３と一方の
ブラケット−５八との間で軸方向に摺動可能なように切
換リング７が設けられ、ロッカアーム３はこの切換リン
グ７との間に介装された第１のバネ８Ａと、他方のブラ
ケット５Ｂとの間に介装された第２のバネ８Ｂとの間の
張カッ〜ランスに応じて軸方向への位置決めがなされる
ようになっている。

−３− ノイドあるいは油圧シリンダ等で構成されるアクチュエ
ータ１０により駆動され、機関の稼動時にあっては第１
のカム６Ａに従って吸気弁２が第３図（ａ）のように開
弁するようロッカアーム３を位置決めしている（図示状
態）。この状態からアクチユエータ１０の駆動力に基づ
いて切換リング７がブラケット５Ｂ側へと移動するとバ
ネ８Ａ。

８Ｂが圧縮されるのに伴ってロッカアーム３が押され、
そのフォロア部３Ａがカム６Ａのベースサークル域に在
る間に第２のカム６Ｂへと乗り移る。

この状態では、第２のカム６Ｂに従って吸気弁２は第３
図（ｂ）のようにピストンの下死点近傍でわずかな期間
開弁する。

排気弁側についても上記と同様の弁機構が第４図のよう
に設けられ、排気弁１１は稼動時には第３図（ａ）のよ
うに排気行程で開弁じ、休止時には同図（ｂ　）のよう
に閉弁保持して休止状態となる。

このように７クチ１エータ１０をエンジンの軽−４− 排気作用を規制すると、休止側気筒には混合気ｌ吸入さ
れなくなり、したがって燃焼が行なわれ１同時にその分
の混合気は他の稼動側気筒へと吸しされ、稼動側気筒の
負荷を相対的に大きくして奉好な燃費特性を得るのであ
る。

なお、休止側気筒でピストンの下死点近傍でオずかに吸
気弁２を開くのは、ブローパイ現象に。

り休止側気筒の圧力が低下し、休止側気筒と稼頂側気筒
との間の発生トルク差が増大するのを、ｇ内にガスを補
充して圧縮仕事を高めることによ−防ぐためである。

ところで、吸、排気弁２，１１のバルブタイミングを切
換える作動を行なうアクチュエータ１（にはソレノイド
が用いられており、これだと駆１カを太き（するために
は大容量のものを使用しｊ大電流を流さなければならな
くなる。

そこで、この欠点をカバーするために吸入角りを利用し
て、駆動力の大きなダイヤフラムを使１−　５　− することが考えられるが、ダイヤフラムに必ず付メ　　
きまとう問題として、応答性の悪さがある。換言ｒ・　
　すると、駆動力を大きくするためには大径のダイ（ヤ
フラムが必要となるが、これに付随してダイヤ八　　フ
ラム室も大容量のものとなり、この室内圧力を瞬時に変
化させて応答性をよくするのは困難であつｔ、。

）　　　本発明はこうした問題点に着目してなされたも
Ｌ　　ので、規制手段のアクチュエータとして、作動口
力　　ラドにシャフトを介して連結したダイヤフラムと
、）　　このダイヤフラムを作動させる大気と吸入負圧
を〕　　　選択的にダイヤフラム室に導入する三方電磁
弁と、前記ダイヤフラムの位置により開閉して三方電磁
弁を切換えるスイッチと、前記シャフトの移動を）ＭＡ
制するストッパと、機関の運転状態に応じてこ力　　の
ストッパを作動させるソレノイドより構成して、吸、排
気弁のパルプタイミングの切換に大きな駆動力を発揮さ
せるとともに、切換時の時間遅れをＦ　　　大幅に減少
して応答性を高めるものである。

］］　　　　以下本発明を図示実施例に基づいて説明す
る。

−６− 第５図は本発明の可変駆動装置の概略構成図で、図にお
いてコントロールリング７を軸方向く図の上下方向）に
移動させ吸、排気弁２．１１のバルブタイミングを切換
える作動ロッド９に連結されるシャフト１２にはダイヤ
フラム１３が取り付けられ、このダイヤフラム１３によ
り隔成されたダイヤフラム室１４にはダイヤフラム１３
を上方に付勢するスプリング１５を配設するとともに三
方電磁弁１６に接続する通路１７を開口する。

前記三方電磁弁１６は、ダイヤフラム１３より突出した
シャフト１２の軸端１８の下方への移動によりオフとな
るスイッチ１９の開閉により作動してオンの時は吸気マ
ニホールド等からの吸入負圧を、オフの時は大気を通路
１７を介してダイヤフラム室１４に導入する。

一方、シリンダヘッド１に支持されるハウジング２０に
は摺動自由なストッパ２１が挿通され、このストッパ２
１はシリンダヘッド１に支持されたソレノイド２２のオ
ン、オフにより左右方向に移動し、オンの時はシャフト
１に設けた溝２４ａ−７− あるいは２４ｂから左方に引き抜かれシャフト１２の上
下方向の移動を自由にし、オフの時は右方にスプリング
２３により付勢され、溝２４ａあるいは２４ｂと嵌合し
てシャフト１２の上下方向の移動を阻止する。

前記ソレノイド２２の励磁を制御する制御回路２７は、
アクセルペダル２５と連動する負荷センサ２６からの信
号に基づいて機関の負荷が予め設定された一定の軽負荷
域を境に、これをよぎって増加するときと減少するとき
にそれぞれわずかの時間だけソレノイド２２を励磁する
。ソレノイド２２の励磁によりストッパ２１を満２４ａ
あるいは２４ｂから引き抜き、シャフト１２の上下方向
の移動を自由にする。

前記溝２４ａ　、２４ｂは作動ロッド９を介して切−′
リング７の位置決めを行ない、溝２４８がストッパ２１
と嵌合している時は休止側気筒の吸、排気弁２．１１は
稼動時のバルブタイミング第３図（ａ　）に従い、また
溝２４ｂがストッパ２１と嵌合している時は休止時のバ
ルブタイミング同図−８− （ｂ）に従い開閉作動する。なお２８はバッテリである
。

かかる構成によるとアクセルペダル２５と連動する負荷
センサ２６からの信号に基づいて制御回路２７で機関の
負荷状態が検出され、予め設定された軽負荷域にある場
合（図示状態）は、三方電磁弁１６がスイッチ１９のオ
ンにより作動して通路１７を介してダイヤフラム室１４
に吸気マニホールド等からの吸入負圧を導入している。

ダイヤフラム１３には、この吸入負圧によりスプリング
１５力に抗して下方に付勢する力が働いているが、溝２
４ｂでシャフト１２と嵌合しているストッパ２１により
下方への移動を閉止されている。この位置では吸、排気
弁２．１１は休止時のバルブタイミング第３図（ｂ）に
従って開閉作動し、機関は部分気筒運転を行なっている
。

一方、軽負荷運転域より全負荷運転域に入ると、機関の
負荷状態を検出した制御回路２７によりソレノイド２２
が作動してオンとなり、スプリング２３力に抗してスト
ッパ２１を左方へ引き抜く。

−９− ストッパ２１により下方への移動を阻止されていたダイ
ヤフラム１３は吸入負圧によりスプリング１５力に抗し
て下方にすみやかに移動する。

前記ソレノイド２２は、ストッパ２１を満２４ｂより引
き抜いたわずかの時間後オフとなるため、スプリング２
３により右方に付勢され、シャフト１２の下方への移動
に伴い今度は溝２４ａと嵌合し、シャフト１２の上下方
向の移動を阻止する。

この位置では吸、排気弁２，１１は稼動時のバルブタイ
ミング第３図（ａ　）に従い開閉作動する。

一方、ダイヤフラム１３より突出した軸端１８はダイヤ
フラム１３の下方への移動に伴いスイッチ１９をオフし
、これにより三方電磁弁１６がオフになって切換ねり、
通路１７を介してダイヤフラム室１４へ今度は大気が導
入される。

ダイヤフラム室１４が大気に開放されると、スプリング
１５力によりダイヤフラム１３は上方へ付勢されるが、
ストッパ２１が溝２４ａと嵌合しているため、移動は阻
止される。

ダイヤフラム室１４内が吸入負圧より大気に入−１０− れ換わるには若干の時間がかかるが、ストッパ２１は既
に稼動時のバルブタイミング位置を指定する溝２４ａと
嵌合しているので、これは休止時より稼動時への応答性
を妨害するものではない。

再び、軽負荷域が検出されると、制御回路２７によりソ
レノイド２２がオンとなりストッパ２１を左方へ引き抜
くため、ダイヤフラム１３はスプリング１５により上方
へすみやかに移動する。

ソレノイド２２はストッパ２１を引き抜くとわずかの時
間後オフとなるため、ストッパ２１はダイヤフラム１３
の上方への移動に伴い溝２４ｂに嵌合し、バルブタイミ
ングを切換え部分気筒運転に入る一方、軸端１Ｂの上方
への移動に伴いスイッチ１９がオンになり三方電磁弁１
６を切換え、ダイヤフラム室１４には吸入負圧を導く図
示状態に戻り、次の全負荷運転域への待機をする。

なお、休止側気筒の稼動時、休止時のバルブタイミング
は稼動時、休止時に応じて切換わるものであればどんな
ものでもよい。

以上のように、本発明によれば、軽負荷運転域−１１− で吸気弁並びに排気弁の開作動を規制する休止側気筒と
、常時作動する稼動側気筒とを備えた多気筒内燃機関に
おいて、稼動時、休止時に応じて休止側気筒の吸、排気
弁のバルブタイミングを切換える規制手段のアクチュエ
ータを、作動ロッドにシャフトを介して連結したダイヤ
フラムと、このダイヤフラムを作動させる大気と吸入負
圧を選択的にダイヤフラム室に導入する三方電磁弁と、
前記ダイヤフラムの位置により開閉して三方電磁弁を切
換えるスイッチと、前記シャフトの移動を規制するスト
ッパと、運転状態に応じてこのストッパを作動させるソ
レノイドより構成して、吸、排気弁のバルブタイミング
の切換を、大気と吸入負圧により作動するダイヤフラム
により行なわせているので、大きな駆動力を発揮すると
ともに、ダイヤフラムは次の運転状態への切換を待機し
た状態でストッパにより保持されているので、切換がす
みやかに行なわれ、運転状態の変化に対応して十分な応
答性を持つという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

−１２− 第１図は従来の吸気弁の開作動を規制する可変ミンクを
示す説明図、第４図は前記可変駆動装置を備えた気筒数
制御機関の要部平面図、第５図は本発明の可変駆動装置
の概略構成図である。 １・・・シリンダヘッド、２・・・吸気弁、７・・・切
換リング、９・・・作動Ｏラド、１１・・・排気弁、１
２・・・シャフト、１３・・・ダイヤフラム、１４・・
・ダイヤフラム室、１５・・・スプリング、１６・・・
三方電磁弁、１Ｂ・・・軸端、１９・・・スイッチ、２
０・・・ハウジング、２１・・・ストッパ、２２・・・
ソレノイド、２３・・・スプリング、２４ａ、２４ｂ・
・・溝。 特許出願人　　　日産自動車株式会社 ３２ 第３図 ウランクｌ１Ｉ５（−） ３３− 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軽負荷運転域で吸気弁並びに排気弁の開作動を規制する
   手段を有する休止側気筒と、常時作動する稼動側気筒と
   を備えた多気筒内燃機関において、稼動時、休止時に応
   じて休止側気筒の吸、排気弁のバルブタイミングを切換
   える規制手段のアクチュエータを、作動ロンドにシャフ
   トを介して連結したダイヤフラムと、このダイヤフラム
   を作動させる大気と吸入負圧を選択的にダイヤフラム室
   に導入する三方電磁弁と、前記ダイヤフラムの位置によ
   り開閉して三方電磁弁を切換えるスイッチと、前記シャ
   フトの移動を規制するストッパと、機関の運転状態に応
   じてこのストッパを作動させるソレノイドより構成した
   ことを特徴とする内燃機関の可変駆動装置。