JPS6095109A - 内燃機関の弁作動切換装置 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃機関の弁作動を切換える装置に関する。

く背景技術〉 内燃機関の弁作動切換装置は、機関運転条件に応じて弁
の開閉時期及び揚程等を切換えるものであり、例えば弁
駆動用のロッカ゛１−ムをロッカシャフトの軸方向に移
動させて、カムシャツＩ・の軸方向に並設したプロフィ
ルの異なる一対のカム（２段カム）のいずれか一方と選
択的に係合させることにより、このロッカアームを介し
て駆動される弁の弁作動を切換えるようになっている。

第１図〜第３図はその例を示すもの゛Ｃ１４気筒内燃機
関にＪりいて吸気弁の弁作動をＬＪＪ換えるようにした
ものである（特願昭５８−６８３５６号参照）。

これについて説明すると、シリンダへ、ト１とロッカカ
バー２との間のロッカルーム内にカムシャフト３が回転
自在に支持されており、この力Ｊ・シャフト３は機関回
転の２の速度で駆動される。

カムシャフト３には＃１〜＃４の各気筒毎に吸気弁駆動
用カム４ａ、４ｂと排気弁駆動用カム５とが形成されて
いる。吸気弁駆動用カムはプロフィルの異なる一対のカ
ム４ａ、４ｂを並設してなる２段カムであり、また各カ
ム４ａ、４ｂは後述するロッカアーム７の移動量を少な
くするため２つに分割されている。

カムシャフト３の」二方にはロッカシャフト６が固定支
持されている。日ツカシャフト６には各気筒毎に吸気弁
駆動用じＩツカアーム７が回動並びに軸方向にスライＩ
自在に軸支されており、また排気弁駆動用ロッカアーム
８が回動自在に軸支されている。ここで、吸気弁駆動用
ロッカアーム７はその軸方向スライｌ：により一対のカ
ム４ａ、４ｂのいずれか一方と係合し、排気弁駆動用ロ
ソカアーＪ・８は′帛にカム５と係合するようになっ′
ζいる。

そして、点火順序（又は噴射順序、＃１−＃３−＃４−
＃２）が連続しかつ隣接する＃１．　＃２気？Ｊｉに対
応する２つの吸気弁駆動用ロッカアーム７．７を一体的
に保持するボルダ１）と、＃３．＃４気筒に対応する２
つの吸気弁駆動用１１ノカアーノ・７，７を一体的に保
持するボルダ１０とが設りられ、ごれらのボルダ９，１
０を夫々油圧アクチュエータｉ＋、ｔ２により軸方向に
切換シフトし、Ｌ’１７カアーム７夫々を一対のカム４
ａ、４ｂのいずれが一力に選択的に接触させるようにな
っている。１３ａ。

１３ｂ、１４ａ、１４ｂは油１丁アク千１−コーータ１
１．１２のシリンダの両端の油圧室の作動油出入１−１
である。

しかしながら、このような弁作動切Ｉ９！装置にあって
は、油圧アクチュエ−タ１１．１２のう］だりロンカカ
ハ−２の高さがｉｌ’ｌｉ　＜なり、機関配置」二大き
なデメリソ１−となるという問題点があった。

〈発明の目的） 本発明は叙」二の問題点に鑑の、弁作動りＪ換装置の構
成の簡略化を図ることを目的とする。

（発明の構成〉 このため、本発明は、弁作動をりＪ換える弁の１．１ツ
カアームを支持するロソカシャフ１−を他の弁のロッカ
アームを支持するロッカシャフトとば別個に設げる一力
、弁作動を切換える弁のロッカアームを支持′４るロッ
カシャフトを長手方向に複数にう〕割し、各分割体の端
面の近傍に該端面に油圧を作用させる油圧室を形成して
、各分割体をそれぞれ独立に軸方向に移動可能とし、ロ
ッカシャフトの分割体と共に日ツカアームを移動させる
構成とした。

〈実施例〉 以下に第４図〜第８図に示す実施例を説明する。

この実施例は、過給機イ」の４気ｆｔ？ｉ内燃機関にお
いて、高速運転時にノンキング防止のため吸気弁の閉時
期を遅らｌるよう吸気弁の弁作動を切換えるものである
。

その構成を第４図及び第５図によって説明する。

面、第４図において第１図と同一部分には同一符号を伺
しである。

第４図を参照し、カムシャフト３の上方に吸気弁用のｒ
′、１ツカシャフト＋５．　ＩＧと排気弁用のロノカシ
ャフト（図示せず）とが別個に設けられる。面、排気弁
用のロッカシャフトは固定支持され、これに回動自在に
枢着されたロッカアームがカムシャフト３のＪＪＩ気弁
駆動用カム５により駆動されてυ１気弁を開閉させる周
知の構成であるので図示を省略している。

吸気弁用のロッカアームは＃１．　＃２気筒に対応する
ロッカシャフト１５と＃３．＃４気筒に対応゛Ｊるロッ
カシャフト１６とに分割され、口・ノカシャフ目５は支
持部材２５と２７により、またｌ：ｌ　７カシヤフト１
６は支持部月２６と２７とにより、それぞれ軸方向スラ
イド自在に支持されている。そし７て、ＣＩ・ノカンヤ
フト１５には＃１．　＃２気ヤｉに対応する２つの吸気
弁駆動用じロッカアーム７．７が回動自在に軸支され、
ロッカシャフト１６には＃３．＃４気筒に対応する２つ
の吸気弁駆動用ロッカアーム７゜７が回動自在に軸支さ
れている。ここで、１〜１ツカ“Ｊ′−ム７の夫々はし
１ソカソセフ１川５又はｌ［ｉに対し軸方向スライドは
不能である。

１１ノカシャフｔ１５．　Ｉｆｉは中空構造で−・５シ
８１）を；ト、ｌ。

ノブ１７．　１８により閉１１−されており、キャップ
１７゜１８の醋１面は支持部月２７に形成した／１１１
圧室円、ＺＯに臨ませである。２１．２２はロッカシャ
フト１５．１６内に配置して支持部材５．２６とキャン
プ１７．　１８との間に介装したスプリングである。

油圧室１９．２０の作動油出入口であるＡ、ＢボーＩ・
は、第５図に示す油圧回路と接続されζいる。

第５図を参照し、Ａポートは電磁方向切換弁２３を介し
て、またＩ３ボートは電磁方向切換弁２４を介してアキ
ュムレータ２８又はオイルタンク２９と切換自由に接続
されている。アキュムレータ２８には機関により又は別
置モータにより駆動されるオイルポンプ３０によって、
オイルタンク２９から汲み上げたエンジンオイルが導入
される。３１はオイルボン−ブ３０の吐出圧を制御する
りリーフ弁である。

電磁方向切換弁膜、２４はマイクロコンピュータ等から
構成されるコントロールユニット３２を介して手動切換
スイッチ３３のＯＮ−（ＩＮＦによる切換指令信号と各
種のセンサによる機関運転状態検出信号とによって切換
制御される。ここでは、機関運転状態検出信号として、
クランク角センサ３４からの基４６角信号（ＲＥ　Ｆ）
及び単位角信号（Ｐ　ＯＳ　）、水温センサ３５からの
水温信号、車速センサ３Ｇからの車速信号を用いζいる
。３７はハソテリ、３８はイグニッションスイッチであ
る。

こうしζ、電磁方向切換−Ｊｆ２３．２４の人々の切換
作動により、油圧室１９．２０への油圧の（Ｊ（給を制
御するのであり、油圧室１９．２＋＋に浦が供給されな
い状態ではスプリング２１．２２によりＩＩフッカ／ヤ
゛フト１５が図で右方へ、ロッカシャフトＩ（ｉが図で
左方へ移動して、ロッカアーム７の夫々がカム４ａと係
合し、油圧室１９．２０に浦が供給されると、し１ツカ
シヤフトＩ５が図で左方へ、１．Ｉノカ二］十ノドＩ（
ｉが図で右方へ移動して、ロッカアーム７の人々がカム
４１）と保合する。

ここで、カム４ａは通席迩転用（低速Ｊ旧、力Ｊ、４ｂ
は１１速運転川（’４＋速川）であり、低速用カム４ａ
は第６図（＾＋、　＋＋ｉ＋に示ずように吸気弁の閉時
期を例えば下死点後０°〜３０°とするカム形状とし、
高速用カム４ｂは第６図ｔｔａ、＋用に示すように吸気
弁の閉時期を大きく遅らせて例えば−ト死点後５０“〜
８０°とするカム形状とする。；にた、ＩＪＩ気弁との
オーバーランプ量を決定する吸気弁の開時期は、例えば
上死点前Ｏ°〜ＩＯ°程度に略等しくして排気弁とのオ
ーバーラツプ量を小さいものとしζいる。尚、このとき
排気弁の開時期は下死点前４０゛〜５０°、閉時期は上
死点後１０°〜２０゛の一定値となっている。

次に作用を説明する。

吸気弁の低速用カム４ａと高速用カム４ｂとの機関運転
中の切換制御は第７図の如きタイミングをとって行う。

ロッカアーム７とカム４ａ又は４ｂとが接触中は、ロッ
カアーム７の切換が不可能であるから、第７図の中段に
示すように各気筒のロッカアーム７の切換可能な領域が
限定される。＃ｌと＃２．＃３と＃４のロッカアーム７
は夫々−一組となっているから、＃１と＃２のロッカア
ーム７の共通の移動可能域及び＃３と＃４の同じく共通
の移動可能域におい−ζ、タイミングをとって切換制御
しなければならない。よっζ、第７図の−１・段に示ず
ように＃ｌと＃２のロソカシャフ１−１５の移動タイミ
ングと＃３と＃４のロッカシャフトＩ６の移動タイミン
グとではずれがη：しる。

また、機関の比較的高速回転中はロッカアームの移動速
度、タイミングとも要求が；ｎｌいものであるから難し
い。そこで、例えば１０ｉ　ｉｌ　ｍ　ｌ／８に入る直
前あるいは登板道路に入る直前の停止時のアイ］・リン
グ状態等を狙って低速用カッ・４；」から高速用カム４
ｂへの切換えを行うようにする。このようにすれば、カ
ム４ａ、４ｂの・＼−スザークルと１」ツカアーム７の
端部とが対面している間に異なるカムへのロッカアーム
の切換えをＧ（Ｃ実に行うごとができる。

このようなカム切換作動及びこれに伴う効果を以下に説
明する。

通當運転時は、手動切換スイッチ：（：）を叶ｌ・にし
。

ておく。これによりコン１−℃１−ル゛１−ニー７１−
３２が電磁方向切換弁膜、２４の右ポジシー１ン、を選
択−４−る、１．。

う切換（ｎ号を出力する。このため、浦ＩＦ、’ｉ４円
、２０はオイルタンク２９と接続され、し１ツカ、ノー
１ソ１１５はスプリング２１により右行し、＋：Ｉ　’
７カノ十）１１ｆｉはスプリング２２により左行する。

、Ｊ、っ（目ノカアーム７は低速用カム４ａと係合する
。このため、吸気弁の開時期はほぼ変らないが閉時期を
下死点方向に進ま−ｕ、機関ピストンの有効ストローク
を増大して実圧縮比を大きくすることができる。

従って、当該運転領域では、過給圧力がさほど上がらな
いが、実圧縮比が増大するから過給機付機関の欠点であ
る低速低負荷運転領域の出力の低下、燃費の悪化を防止
できる。

高速道路に入る直前、例えば料金新入Ｌ１手前あるいは
登板道路に入る直前に車両を停止さ一ロた際には、手動
切換スイッチ３３をＯＮにする。

このとき、コントロールユニット３２は、第８図のフロ
ーチャー１・に示ず如く、クランク角セン９′３４の信
号から回転数Ｎを検出し、回転数Ｎが七ノ１−回転数Ｎ
ｓ（例えば４００ｒｐｍ）以上であること、すなわち機
関が始動されていることを知る。

次に水６１！センサ３５からの信号から水温′ｖＷを検
出し、水温ＴＶ／が６０℃より低い場合には、機関が冷
却状態で燃焼温度が比較的上昇しにくく、ノッキングが
発生しにくいことを劣慮して、高速用カムへの切換えは
行わないので、水４口゛ＷがＧｏ　’ｔ：以上であるこ
とを知る。

次に車速セン９°３６によ−７て検出された中速が０、
かその近傍であるか否かを１′１１定し′Ｃ１０である
Ｃつ（東時あるいはその近傍の極低速時Ｇ、二次の）、
テノゾに進み、機関回転数Ｎが七ノド回転数Ｎｌ（例え
ば１１０００ｒｐ　）以下にあるアイ１リング回転数領
域において、ロッカアーム７のり月灸えが容易Ｃあるこ
とを知る。

この段階でクランク角ムンナ３４からの信°・シにより
カム４ａ、４ｂの力Ｊ・角度位置を知り、カム４ａ。

４ｂが共にリフト領域にないことを知る。

そして、し＋７カシヤフ１〜１５を移動さ−Ｕるタイミ
ング信号が人力された時点、及び、１コノカシャフト１
６を移動さ−Ｕるタイミング信ν」が人力された時点に
おいて、コン１−シ１−ルユニット３２からそれぞれ切
換信号を出力し′ζ電磁方向りＪ換ブｉ　２３　、２４
をそれぞれ左ポジションに移動さ−１る。このノこめ、
／１１１圧室１９：　２０はアキュムレータ２Ｂと接続
され　１：１ツカシャツ１−１５は左行し、ロノカシ中
ソ１１には右ｊ１する。よって、ロッカアーム７は高速
用カム４ｂと係合する。ごのため、吸気弁の閉時期は下
死点から！１１＃れて遅れ、機関ピストンの有効ストロ
ークが減じて実圧縮比が低下するので、高速道路走行中
等におけるノンキング領域に入るための過給圧が高くな
り、この分過給圧を増大して出方向上を図ることができ
るようになる。

尚、以上はあくまでも実施例であって、本発明は気筒数
制御機関における弁作動切換装置等にも適用できること
は勿論である。

〈発明の効果〉 １り十説明したように本発明によれば、移動させるロッ
カアームをまとめ′ζインラインで配列し、そのロノカ
ンヤフトを複数に分割して、ロッカアームと共に軸方向
に移動させるようにし、ロッカシャフトの端部に油圧室
を形成する構成としたため、スペース的に極めて有利と
なり、ロソカカハーの高さを低くすることができるので
、機関配置上において大きなメリットとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は先行技術を示し、第１図はロッカルー
ム内の平面図、第２図はｔｌツカルーム内の正面断面図
、第３図はカムとｒ、＋　７カーｊ′−ムとの関係を示
す要部拡大平面図である。第４図〜第８図は本発明の一
実施例を示し、第４図Ｇ：１、ｌ：ｌ　、、カッ１／−
ム内の正面断面図、第５図は浦ＪＪ−及び電気回路図、
第６図（＾１は通電運転時の開閉１１．’９　ｉｔ旧Ｈ
？１．線し１、第６図（１３）は通電運転時のリフト線
図、第６図ｆｃｌ　ｃ；＋１［１１連運転時の開閉時期
特性線図、第６図（ｃｌ　Ｌ、ｉｉｌ’ｌｉ速運転時の
リフト線図、第７図はｔ＋　７　ＪＪ−ｊ’−Ｊ、移１
すＪｉｉＪ能タイ主タイミング線図、第８図はソＩ：＋
−（−レー１−である。 ３・・・カムシャフト　４Ｂ、４ｈ・・・吸気弁駆１す
Ｊ用カム　５・・・排気弁駆動用カム　７・・吸気３１
゛駆動川１ニドツカアーム　１５．１６・・・１１ツカ
−／１・−］１１！ｌ、　２０・・・油圧室　２１．２
２・・スジリンク　２：）。 ２４・・・電磁方向切換弁　３０・・・オ・イルボンゾ
３２・・・コント１コールコ、二、　ｌ−３３・・Ｉ’
・ｌｉｌ＋　ＩＪ月９５　ｙ、　４ノチ 特許出願人　「１産自動中株式会ン１ 代理人　弁理士　１０．島　；−；’；　−Ｊ、、＋１
手続ネｒｌｔ正書、働式） 昭和５９年２月２８日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■、事件の表示 昭和５８年特許願第２０２８９１３号 ２、発明の名称 内燃機関の弁作動切換装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地名　称　（
３９９，）日産自動車株式会社代表者　石　原　俊 ４、代理人 住　所　東京都港区西新橋１丁目４番ＩＯ−号第三森ビ
ル 昭和５９年１月３１日（発送日） ６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 図面の第６図（Ａ）及び（Ｃ）を別紙補正図面の如く補
正する。 ８、添イ１書頬の目録 補正図面　１通 以　」ニ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧制御により吸気弁駆動用ロッカアーム及び排気弁駆
   動用口・ツカアームの少なくとも一方をロッカシャフト
   の軸方向に移動させて、カムシャフトの軸方向に並設し
   たプロフィルの異なる一対のカムのいずれか一方と選択
   的に係合させることにより当該ロッカアームを介して駆
   動される弁の弁作動を切換えるようにした内燃機関の弁
   作動切換装置において、弁作動を切換える弁のロッカア
   ームを支持するロッカシャフトを他の弁のロッカアーム
   を支持するロッカシャフトとは別個に設ける一方、弁作
   動を切換える弁の１コツカアームを支持する１、１ツカ
   シヤフトを長手方向に複数に分割し、各分割体の端面の
   近傍に該端面に油圧を作用させる油圧室を形成して、各
   分割体をそれぞれ独立に軸方向に移動可能としたことを
   特徴とする内燃機関の弁作動切換装置。