JPS5917244B2 - 内燃機関のバルブリフト制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のバルブリフト制御装置に関する。

バルブリフト制御装置とは、機関運転状態に応じて吸排
気弁のリフト量を変化させて、様々に変化する運転条件
に対応して効率良く機関運転がなされるように工夫され
た装置であり、例えば第１図に示したようなバルブリフ
ト制御装置が本出願人により提案されている（特願昭５
４−７４９９４）。

これは、油圧通路２７を介して供給される油圧に応じて
タペット（可変リフタ装置）１３の有効長を変化させ、
カム１１がそのベースサークルでタペット１３と接して
いるときの揺動カム１５の待機位置（位相）を変えて吸
排気バルブ１８のリフト及びタイミングを変化させるも
のである。

すなわち第１図ａに示したように、吸排気バルブ１８は
、機関と同期して回転するカム１１、可変リフタ装置１
３、ブツシュロッド１４、揺動カム１５、ロッカアーム
１７を介して開閉駆動されるのであるが、これらのうち
揺動カム１５は、ブツシュロッド１４に押し上げられる
側に形成したそのカム面１５ａが、ベースサークル４２
ｂＫ続く立上り部４３ａに始まる緩曲線で形成されてお
り、図の位置から時計方向に回動するとカム面１５ａを
介してロッカアーム１７の被動端を徐々に押し上げ、逆
に反時計方向に回動するとベースサークル４２ｂにてロ
ッカアーム１７と接し続け、ロッカアーム１７に揺動運
動を与えないようになっている。

つまり、揺動カム１５は、その立上り部４２ａがロッカ
アーム１γに接するまでの時計方向の回動角が大きいほ
ど、バルブ１８を開き始めるまでのタイミングを遅らす
ようになっている。

これに対して、可変リフタ装置１３け、カム１１に追従
するタペット２１と、タペット２１に摺動自由に収めら
れ、ブツシュロッド１４と当接するピストン２３を備え
、機関回転速度などに比例する油圧を油圧通路２Ｔから
それぞれに設けた連通孔２８．２９を介してピストン２
３の油圧室２２へ、さらにピストン２３に設けたチェッ
ク弁２５を介してピストン２３とタペット２１との間に
画成した第２の油圧室２６へ導入し得るようになってい
る。

タペット２１に形成した連通孔２８ば、タペット２１が
カム１１のベースサークル若しくはベースサークルの近
傍で当接している間だけ油圧通路２７と連通し得るよう
になっており、このため、タペット２１がカム１１０ベ
ースサークル上に当接している間に充分に高い油圧が油
圧通路２７を介して第１の油圧室２２に作用すると、作
動油はチェック弁２５を押し開いて第２の油圧室２６へ
侵入し、タペット２１に対してピストン２３を押し上げ
、その結果ブツシュロッド１４を介して揺動カム１５を
時計方向に回動させる。

また、油圧通路２７の供給油圧が低くなると、揺動カム
１５を反時計方向に回動付勢しているリタンスプリング
１０の押下刃に基づいてピストン２３が押し下げられ、
第２の油圧室２６の作動油がピストン２３とタペット２
１の周辺の隙間等から漏れて、可変リフタ装置１３の有
効長が相対的に短かくなる。

これらの結果、可変リフタ装置１３の有効長が短かいほ
ど揺動カム１５の立上り部（リフト部）４２ａがロッカ
アーム１７との当接部よりも反時計方向に遠去かり、バ
ルブ１８の開時期を遅らせるとともにリフトを小さクシ
、逆に可変リフタ装置１３の有効長が長いほど揺動カム
１５の立上り部４２ａがロッカアーム１７に接近して、
バルブ１８の開時期を早くシ、リフトを大きくするので
ある。

このようにして、上記バルブリフト制御装置は油圧力に
基づいてバルブのリフト及びタイミングを変化させ、機
関運転状態に応已た最適の吸排気を行なわせることによ
り、機関を最も効率のよい条件で運転させるのである。

しかしながら、このような従来のバルブリフト制御装置
にあっては、可変リフタ装置１３がその油圧室２６に作
用する油圧と揺動カム１５のリターンスプリング１９０
反発力とのつり合いに基づいて伸縮することによって、
揺動カム１５の待機位置（位相）を変位させる構成とな
っていたので、リターンスプリング１９、ブツシュロッ
ド１４などの製作上の誤差の影響によって気筒間のバル
ブタイミング、リフトのバラツキが出やすいほか、油圧
供給源として機関油圧をそのまま利用した場合にけ、負
荷的条件の如何んにかかわらず機関回転速度に対応した
一律のバルブタイミング、リフトが決められてしまうと
いう問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、機関負荷に応じて揺動カムの初期位相を規制す
るストッパ装置を可変リフタ装置と独立して設け、揺動
カムの初期位相を任意にかつ確実に規制することにより
、上記問題点を解決するようにしたバルブリフト制御装
置を提供するものである。

以下、図示実施例に基づいて本発明を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示し、図の揺動カム３０の
位相が制御カム３３の回動角に応じて規制される点にお
いて第１図の装置と異なる。

第２図ａで、揺動カム３０けロッカアーム１７を滑らか
に押し上げるべく緩曲線状に形成したカム面３０ａを延
長して突出部３０ｂが設けられ、この突出部３０ｂＫは
カム面３０ａの裏側に、ブツシュロッド１４の一端を受
ける球面支持部３２の他に、第２のカム面３０ｃが形成
される。

第２のカム面３０ｃけ、揺動カム３０を反時計方向に回
動付勢するリタンスプリング１９の弾力に基づいて制御
カム３３に当接する。

制御カム３３は、その回動角に応じて揺動カム３０のカ
ム面３０ｃを上下させ、揺動カム３０の初期位相を調整
するものであり、言い換えれば、揺動カム３０の反時計
方向への回動を規制するストッパ装置である。

制御カム３３の位置は機関負荷条件に応じて決められ、
低負荷時には図示ａの位置にあって揺動カム３０を相対
的に時計方向へ回動させ、高負荷になるにしたがって、
例えば破線で示したｂの位置へ回動して、揺動カム３０
を反時計方向に回動させる。

このように、負荷状態に応じて制御カム３３を回動させ
る制御手段の−ｆＩｌを第４図に示す。

第４図において、４５は吸気通路、４６は絞り弁である
。

絞り弁４６は弁軸４６ａに固設した弁駆動体４７と共に
回動し、弁駆動体４７は、図示しないアクセルペダルと
連係するアクセルワイヤ４８を介して制御カム３３の駆
動体４９と連動する。

すなわち、アクセルペダルの踏込みに応じてワイア４８
を１引かれると、絞り弁４Ｔが開くとともに制御カム３
３を介して揺動カム３０が相対的に時計方向へ回動する
。

−なお、第２図において、他の部分は第１図と同様であ
るので、同一の個所に同一の符号を付して示す。

上記構成に基づき、油圧通路２７から可変リフタ装置１
３の油圧室２６に供給される油圧が相対的に低いときは
、揺動カム３００反時計方向への回動は制御カム３３の
位置に応じて規制される。

すなわち、揺動カム３０の初期位相は、リターンスプリ
ング１９がブツシュロッド１４を介してピストン２３を
押し下げようとする力と、油圧室２６に作用してピスト
ン２３を押し上げようとする油圧力とのつり合いに応じ
て決まるのであるから、油圧が相対的に低い場合には、
リターンスプリング１９の反発力が打ち勝って、揺動カ
ム３０を制御カム３３の回動角に応じて決まる位置に角
度保持する（カム１１がタペット２１にリフトを与えて
いない場合）。

揺動カム３０とバルブリフト、タイミングの関係は第１
図を以って説明した装置と同様であり、従って制御カム
３３が図示ａの位置にあって揺動カム３０を相対的に時
計方向に回動している間はバルブ１８の開弁時期は早く
、リフトは大きくなり、同じく図示すの位置にあれば開
弁時期は遅く、リフトハ小さくなる（第３図参照）。

従って、例えば第４図の制御手段を介して制御カム３３
を回動制御すれば、機関負荷状態に応じたバルブタイミ
ング、リフト特性が得られる。

この様な負荷変動に対応したバルブタイミング及びリフ
トの特性は、制御カム３３のカムプロフィールに応じて
任意に定めることができるから、例えば絞り弁開度の小
さい低負荷運転領域で特定気筒の吸排気バルブが閉弁保
持するように当該気筒の制御カム３３のカムプロフィー
ルを形成スれば、残りの気筒を相対的に高負荷運転させ
ることにより、燃料消費量を大幅に低減することができ
る。

また例えば、全開出力時には制御カム３３の連動を解除
して、可変リフタ装置１３の有効長が油圧に応じて自然
に変化するのに任せれば、油圧の低い低速時にはバルブ
オーバラップを少なくして充填効率を改善するとともに
、高速時にはオーバラップを拡大して高出力を発揮させ
るなど、あらゆる速度域において機関を最大効率で働か
せることができる。

なお、揺動カム３０の位相を規制するストッパ装置とし
ては、上記の制御カム３３の替りに他の装置（例えば、
揺動カム３０のカム面３０ｃに当接するように配置した
油圧シリンダ装置など）を用いてもよく、従ってその制
御手段も第４図に示した装置に限られるものではない。

また、上記実施例は、いわゆるＯＨＶ型の機関に適合す
る例を示したものであるが、可変リフタ装置１３や揺動
カム３０などを略水平に配設するなどすればＯＨＣ型の
機関に対しても適用可能である。

以上の通り、本発明によれば、可変リフタ装置を介して
揺動カムの位相を変え、吸排気バルブのタイミングない
しリフトを変化し得るようにしたバルブリフト制御装置
において、揺動カムの初期位相を油圧と無関係に規制す
る制御カムなどからなるストッパ装置と、このストッパ
装置を機関負荷に代表される運転状態に応じて制御する
制御手段とを備えて、機関油圧のみに応じて有効長を変
える可変リフタ装置とは独立して、負荷状態に応じた揺
動カムの初期位相を設定し得るようにしたので、機関の
運転条件に最も適したバルブタイミング、リフトが応答
よく得られ、機関を最も効率。

良く運転させることができる。

加えて本発明によれば、ブツシュロッド等の寸法誤差に
よる揺動カムの位相のバラツキをなくすことができるの
で、多気筒機関にあっても、全気筒が良くバランスした
円滑な運転を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来のバルブリフト制御装置の要部断面図、
同図すは同じく平面図である。 第２図ａは本発明の一実施例の要部断面図、同図すは同
じく平面図である。 第３図は本発明によるバルブタイミング、リフトの特性
図、第４図はストッパ装置の制御手段の→りを示した概
略構成図である。 １１・・・・・・カム、１３・・・・・・可変リフタ装
置、１４・・・・・・ブツシュロッド、１５，３０・・
・・・・揺動カム、１７・・・・・・ロッカアーム、１
８・・・・・・吸排気バルブ、１９・・・・・・リタン
スプリング、３３・・・・・・制御カム、４６・・・・
・・絞り弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関回転に同期して回転するカムにより駆動され、
   機関運転状態に応じて有効長が変化する可変リフタ装置
   と、この可変リフタ装置と連動して揺動し、吸排気バル
   ブを開閉する揺動カムとを備え、可変リフタ装置の有効
   長に対応して揺動カムの位相を変えることにより吸排気
   バルブのリフトないしタイミングを制御するようにした
   バルブリフト制御装置において、揺動カムの初期位相を
   規制するストッパ装置と、機関運転状態に応じてストッ
   パ装置を駆動する制御手段とを備えて、揺動カムの初期
   位相を可変リフタ装置に対して独立して制御し得るよう
   にしたことを特徴とする内燃機関のバルブリフト制御装
   置。 ２ ストッパ装置は、機関の絞り弁と連動する制御手段
   を介して規制されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の内燃機関のバルブリフト制御装置。