WO2004109078A1 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

バルブリフト可変機構を備えたエンジンの動弁装置は、手動変速機のシフトダウンミス等によりエンジン回転数が許容回転数を超えて増加する可能性があるときに、バルブ（１９）の開角を変化させずにリフト量を減少させる。これにより、バルブ（１９）のリフト曲線の頂部の曲率を小さくしてバルブ（１９）に作用する慣性力を低下させることで、バルブ（１９）の不正運動を防止することができる。しかもバルブ（１９）のリフト量の減少により吸入空気量の増加を防止し、またエンジンブレーキが効き難くなるのを防止することで、エンジン回転数を減少させてバルブ（１９）の不正運動が促進されるのを防止することができる。

Description

明 細 書 エンジンの動弁装置

発明の分野

本発明は、 バルブのリフト量を変化させるバルブリフト可変機構を備えたェン ジンの動弁装置に関する。

背景技術

エンジンの動弁機構は、 エンジン回転数の二乗に比例して増加するバルブの慣 性力に打ち勝つために、 バルブスプリングが発生する荷重でバルブを閉弁方向に 付勢することが必要である。 手動変速機のシフトダウンミス等によりエンジン回 転数が許容回転数を越えた場合に、 バルブが不正運動して動弁機構が損傷するの を防止するには、 前記許容回転数を実現するのに必要なバルブスプリングの荷重 を上回る荷重が必要となる。 そこで、 動弁機構の損傷を防止するために、 バルブ スプリングの荷重を増加させたり動弁機構の強度を増加させたりすると、 重量や コス卜が増加する問題がある。

日本特開平 8— 2 3 2 6 9 3号公報に記載されたエンジンの動弁装置は、 バル ブのリフト量を変えずに開角を増加させることで、 バルブの慣性力を減少させて 不正運動の発生防止を図っている。

しかしながら上記従来のものは、 エンジン回転数が増加してバルブの不正運動 が発生しそうになると、 バルブの慣性力を減少させるためにバルブのリフト量を 変化させずに開角を増加させるので、 本来エンジン回転数を低下させたいにも拘 わらずに、 吸入空気量が増加することでエンジン回転数が増加してしまい、 バル ブの不正運動が促進されてしまう可能性があった。 またバルブの開角を増加させ るとエンジンブレーキの効きが低下するため、 有効な制動効果が得られずにバル ブの不正運動を抑制できない可能性があった。

発明の開示

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 エンジン回転数が許容回転数を 超えて増加する可能性があるときに、 バルブの不正運動を効果的に抑制すること を目的とする。 上記目的を達成するために、 本発明は、 バルブのリフト量を変化させるバルブ リフト可変機構を備えたエンジンの動弁装置であって、 バルブリフト可変機構 は、 エンジン回転数が増加することによりバルブの不正運動が発生する領域で は、 バルブのリフ卜曲線の頂部の曲率が前記不正蓮動が発生しない曲率になるよ うに、 バルブのリフト量を小さくすることを第 1の特徴とする。

このような第 1の特徴によれば、 エンジン回転数が増加してバルブの不正蓮動 が発生する可能性があるときにバルブのリフト量を小さくするので、 バルブのリ フト曲線の頂部の曲率を小さくしてバルブに作用する慣性力を低下させること で、 バルブの不正運動を防止することができる。 しかもバルブのリフト量の減少 により吸入空気量の増加を防止し、 またエンジンブレーキが効き難くなるのを防 止することで、 エンジン回転数を減少させてバルブの不正運動が促進されるのを 防止することができる。

また本発明は、 上記第 1の特徴の構成に加えて、 前記バルブリフト可変機構 は、 バルブの開角を変化させずにリフト量を変化させることを第 2の特徴とし、 かかる構成によれば、 バルブのリフト量を変化させる際にバルブの開角が変化し ないので、 吸入空気量が増加したりエンジンブレーキが効き難くなつたりするの を抑制し、 バルブの不正運動を一層確実に防止することができる。 しかもバルブ のリフト曲線の頂部の曲率を変化させるパラメ一夕としてリフト量のみを制御す るので制御性が向上する。

さらに本発明は、 上記第 1または第 2の特徴の構成に加えて、 前記バルブリフ ト可変機構は、 前記不正運動が発生するときに、 エンジン回転数に応じて、 前記 不正運動の発生を抑制し得る値まで前記リフト量を減少させることを第 3の特徴 とし、 かかる構成によれば、 エンジン回転数に応じてバルブのリフト量を減少さ せて不正運動の発生を抑制するので、 バルブのリフト量を過不足なく減少させて エンジンの出力の急変を防止しながら、 バルブの不正蓮動を確実に抑制すること ができる。

尚、 実施例の吸気バルブ 1 9は本発明のバルブに対応する。

図面の簡単な説明

図 1〜図 1 2は本発明の第 1実施例を示すもので、 図 1はエンジンの部分縦断 面図 （図 2の 1— 1線断面図） 、 図 2は図 1の 2— 2線断面図、 図 3は図 2の 3 一 3線矢視図、 図 4はバルブリフト可変機構の側面図、 図 5はバルブリフト可変 機構の斜視図、 図 6は図 3の 6方向矢視図、 図 7は図 3の 7— 7線断面図、 図 8 A、 図 8 Bはバルブリフト可変機構の作用説明図、 図 9はバルブのリフト曲線を 示す図、 図 1 0はバルブリフトに対するバルブ慣性力およびバルブスプリング荷 重の関係を示すグラフ、 図 1 1は図 3の要部拡大図、 図 1 2はコントロールアー ムの回転角ならびにセンサアームの回転角の関係を示すグラフ、 図 1 3および図 1 4は本発明の第 2実施例を示すもので、 図 1 3は第 2実施例の図 1 1に対応す る図、 図 1 4はコントロールアームの回転角ならびにセンサアームの回転角の関 係を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を、 添付の図面に示した本発明の一実施例に基づい て説明すると、 先ず図 1に示すように、 直列多気筒エンジン Eは、 内部にシリン ダポア 1 1…が設けられたシリンダブロック 1 2と、 シリンダポア 1 1…に摺動 自在に嵌合するピストン 1 3…と、 シリンダブロック 1 2の頂面に結合されたシ リンダへッド 1 4と、 シリンダへッド 1 4およびピストン 1 3…間に形成された 燃焼室 1 5…と、 シリンダへッド 1 4の頂面に結合されたへッドカバー 1 6とを 備える。 シリンダへッド 1 4に各々の燃焼室 1 5に連通する吸気ポート 1 7およ び排気ポート 1 8が形成されており、 吸気ポート 1 7が 2個の吸気バルブ 1 9， 1 9で開閉され、 排気ポート 1 8が 2個の排気バルブ 2 0， 2 0で開閉される。 各々の吸気バルブ 1 9のステム 1 9 aはシリンダへッド 1 4に設けたバルブガイ ド 2 1に摺動自在に嵌合し、 上下のスプリングシート 2 2 , 2 3間に配置したバ ルブスプリング 2 4によって閉弁方向に付勢される。 また各々の排気バルブ 2 0 のステム 2 0 aはシリンダへッド 1 4に設けたバルブガイド 2 5に摺動自在に嵌 合し、 上下のスプリングシート 2 6， 2 7間に配置したバルブスプリング 2 8に よって閉弁方向に付勢される。

図 1および図 2から明らかなように、 シリンダへッド 1 4に設けたカムシャフ トホルダ 2 9およびカムシャフトキャップ 3 0間に、 吸気カムシャフト 3 1およ び排気カムシャフト 3 2が回転自在に支持される。 吸気バルブ 1 9， 1 9は吸気 カムシャフト 3 1によってバルブリフト可変機構 3 3を介して駆動され、 排気バ ルブ 2 0， 2 0は排気カムシャフト 3 2によってバルブリフト ·バルブタイミン グ可変機構 3 4を介して駆動される。

排気バルブ 2 0， 2 0を駆動するバルブリフト ·バルブタイミング可変機構 3 4は周知のものであり、 ここではその概略を説明する。 カムシャフトホルダ 2 9 に支持した排気ロッカーァ一ムシャフト 3 5に 2個の低速用ロッカーアーム 3 6， 3 6の一端と、 1個の高速用ロッカーアーム 3 7の一端とが枢支されてお り、 低速用ロッカ一アーム 3 6 , 3 6の中間部に設けたローラ 3 8， 3 8に排気 カムシャフト 3 2に設けた 2個の低速用カム 3 9， 3 9が当接し、 高速用ロッカ 一アーム 3 7の中間部に設けた口一ラ 4 0に排気カムシャフト 3 2に設けた高速 用カム 4 1が当接する。 低速用ロッカーアーム 3 6 , 3 6の他端に設けたアジャ ストポルト 4 2 , 4 2が排気バルブ 2 0， 2 0のステムエンドに当接する。 ェ ンジン Eの低速運転時に、 油圧で低速用ロッカーアーム 3 6， 3 6および高速用 ロッカーアーム 3 7の結合を切り離すと、 低速用ロッカーアーム 3 6 , 3 6は対 応する低速用カム 3 9 , 3 9により駆動され、 排気バルブ 2 0 , 2 0は低バルブ リフト ·低開角で開閉される。 またエンジン Eの高速運転時に、 油圧で低速用口 ッカ一アーム 3 6， 3 6および高速用ロッカーアーム 3 7を一体に結合すると、 高速用ロッカーアーム 3 7は対応する高速用カム 4 1により駆動され、 高速用口 ッカーアーム 3 7に結合された低速用ロッカーアーム 3 6 , 3 6により、 排気バ ルブ 2 0 , 2 0は高バルブリフト '高開角で開閉される。 このように、 バルブリ フト ·バルブ夕イミング可変機構 3 4により、 排気バルブ 2 0， 2 0のバルブリ フトおよびバルブ夕ィミングが 2段階に制御される。

次に、 図 3〜図 6に基づいてバルブリフト可変機構 3 3の構造を説明すると、 バルブリフト可変機構 3 3は、 二股のアッパーリンク 6 1と、 アッパーリンク 6 1よりも短いロアリンク 6 2と、 ロッ力一アーム 6 3とを備えており、 ロッカー アーム 6 3の上部にはアツパ一ピン 6 4を介してアッパーリンク 6 1の一端と口 ーラ 6 5とが軸支され、 ロッカーアーム 6 3の下部にはロアピン 6 6を介して口 ァリンク 6 2の一端が軸支される。 アツパーリンク 6 1の他端はカムシャフトホ ルダ 2 9に固定したロッカーアームシャフト 6 7に枢支され、 ロアリンク 6 2の 他端は可動支軸 6 0に枢支される。 吸気カムシャフト 3 1に設けたカム 6 9がァ ッパーピン 6 4に軸支したローラ 6 5に当接し、 ロッカーアーム 6 3に設けた 2 個のアジャストポルト 7 0， 7 0が吸気バルブ 1 9， 1 9のステムエンドに当接 する。

前記可動支軸 6 0は、 該可動支軸 6 0をその軸線と平行な軸線まわりに角変位 させることを可能としたクランク部材 6 8に連結されるものであり、 該クランク 部材 6 8は、 前記ロッカアーム 6 3の両側でシリンダへッド 1 4のカムシャフト ホルダ 2 9に回動可能に支承される。

クランク部材 6 8は、 一列に並ぶ複数気筒に共通にして各カムシャフトホルダ 2 9…に支承される単一のものであり、 ロッカアーム 6 3の両側に配置されるゥ エブ 6 8 a , 6 8 aと、 両ウェブ 6 8 a， 6 8 aの基端部外面に直角に連なって 前記カムシャフトホルダ 2 9…に回動可能に支承されるジャーナル部 6 8 b , 6 8 と、 両ウェブ 6 8 a , 6 8 a間を結ぶ連結部 6 8 cとを各気筒毎に有してク ランク形状に構成され、 可動支軸 6 0は、 両ウェブ 6 8 a , 6 8 a間を結ぶよう にしてクランク部材 6 8に連結される。

このように可動支軸 6 0をその軸線と平行な軸線まわりに角変位させることを 可能として可動支軸 6 0に連結されるクランク部材 6 8が、 ロッカアーム 6 3の 両側でカムシャフトホルダ 2 9…に支承されるようにした両持ち支持構造によ り、 クランク部材 6 8の支持剛性を高め、 吸気弁 2 0…のリフト量可変制御を精 密に行うことが可能となる。

また単一のクランク部材 6 8が、 一列に並ぶ複数気筒に共通にして各カムシャ フトホルダ 2 9…に支承されるので、 部品点数の増大を回避してエンジン Eのコ ンパクト化を図ることができる。

しかもクランク部材 6 8は、 ロッカアーム 6 3の両側に配置されるウェブ 6 8 a , 6 8 aと、 両ウェブ 6 8 a , 6 8 aの基端部外面に直角に連なってカムシャ フトホルダ 2 9…に回動可能に支承されるジャーナル部 6 8 b , 6 8 bと、 両ゥ エブ 6 8 a、 6 8 a間を結ぶ連結部 6 8 cとを有してクランク形状に構成され、 可動支軸 6 0が、 両ウェブ 6 8 a , 6 8 a間を結ぶようにしてクランク部材 6 8 に連結されるので、 角変位駆動されるクランク部材 6 8の剛性増大を図り、 可動 支軸 6 0に捩じりトルクが殆ど作用しないようにすることができ、 ロアリンク 6 2の可動支軸揷通孔 6 2 aおよび前記ウェブ 6 8 a , 6 8 aの連結孔 5 9 , 5 9 を整合させた状態で連結孔 5 9 , 5 9に可動支軸 6 0を圧入することによりロア リンク 6 2に可動支軸 6 0を介してクランク部材 6 8を容易に組付けることがで さる。

ロッカーアーム 6 3が図 4に示す上昇位置にあるとき、 つまり吸気バルブ 1 9 , 1 9が閉弁状態にあるとき、 ロッカーアーム 6 3の下部を枢支するロアピン 6 6の軸線 L上にクランク部材 6 8のジャーナル部 6 8 b…が同軸に配置され る。 したがってクランク部材 6 8が、 そのジャーナル部 6 8 b…の軸線まわりに 揺動すると、 可動支軸 6 0はジャーナル部 6 8 bを中心とする円弧 A (図 4参 照） 上を移動することになる。

図 7を併せて参照して、 クランク部材 6 8の軸方向一端でジャーナル部 6 8 b には、 へッドカバー 1 6に形成した支持孔 1 6 aから突出する連結軸部 6 8 が 同軸にかつ一体に連設される。 前記連結軸部 6 8 dの先端にコントロールアーム 7 1が固定されており、 このコントロールアーム 7 1がシリンダヘッド 1 4の外 壁に設けたァクチユエ一夕モータ 7 2によって駆動される。 すなわちァクチユエ —夕モータァ 2により回転するねじ軸 7 3にナツト部材 7 4が嚙み合っており、 ナツト部材 7 4にピン 7 5で一端を枢支された連結リンク 7 6の他端が、 ピン 7 7 , 7 7でコントロールアーム 7 1に枢支される。 従って、 ァクチユエ一夕モー 夕 7 2を駆動すると、 回転するねじ軸 7 3に沿ってナット部材 7 4が移動し、 ナ ット部材 7 4に連結リンク 7 6を介して接続されたコントロールアーム 7 1によ つてジャーナル部 6 8 bまわりにクランク部材 6 8が揺動することで、 可動支軸 6 0が図 8 Aの位置と図 8 Bの位置との間を移動する。

ねじ軸 7 3、 ナット部材 7 4、 ピン 7 5、 連結リンク 7 6、 ピン 7 7， 7 7お よびコント口一ルアーム 7 1は、 シリンダヘッド 1 4およびヘッドカバー 1 6の 外側面にポルト 7 9…で固定される函状のケーシング 5 2の内側に収納される。 前記ケーシング 5 2の開口部はポルト 5 3…で着脱可能に固定される蓋部材 7 8 で覆われており、 蓋部材 7 8を取り外すだけで、 ねじ軸 7 3、 ナット部材 7 4、 ピン 7 5、 連結リンク 7 6、 ピン 7 7， 7 7およびコントロールアーム 7 1のメ ンテナンスを容易に行うことができる。 しかもケーシング 5 2はシリンダへッド 1 4およびヘッドカバ一 1 6に跨がつ'て結合されるものであり、 それによりケ一 シング 5 2、 シリンダへッド 1 4およびへッドカバ一 1 6の剛性を相互に高め合 うことができる。 そしてケ一シング 5 ' 2にァクチユエ一夕モータ 7 2を固定する ことで、 ァクチユエ一夕モータ 7 2の支持剛性も高めることができる。

図 3から明らかなように、 シリンダ軸線 L sに対して、 コントロールァ一ム 7 1およびねじ軸 7 3は、 吸気バルブ 1 9側 （図中左側） に配置され、 ァクチユエ 一夕モータ 7 2は排気バルブ 2 0側 （図中右側） に配置される。 このようにコン トロールアーム 7 1およびねじ軸 7 3と、 ァクチユエ一夕モータ 7 2とをシリン ダ軸線 L sを挟んで両側に振り分けて配置することにより、 ァクチユエ一夕モー 夕 7 2がシリンダへッド 1 4あるいはへッドカバー 1 6から外部に張り出す量を 最小限に抑えてコンパクト化を図ることができる。

特に、 コントロールアーム 7 1の一端が連結される連結軸部 6 8 dに対して、 直列に接続されたねじ軸 7 3およびァクチユエ一タモータ 7 2が、 シリンダ軸線 L sと直交する軸線を有してシリンダへッド 1 4側に配置されるので、 ァクチュ エータモ—夕ァ 2をシリンダへッド 1 4の範囲内に配置して一層のコンパクト化 を図るとともに、 強固なシリンダへッド 1 4によりァクチユエ一夕モータ 7 2の 支持剛性を一層高めることができる。

ところでケーシング 5 2は、 4本のポルト 7 9…でシリンダへッド 1 4および ヘッドカバー 1 6に固定されており、 それらのポルト 7 9…のうち 2本のポルト 7 9 , 7 9は， 連結軸部 6 8 dの両側でシリンダ軸線 L sと直交する方向に並ん で配置され、 シリンダへッド 1 4側の 2本のポルト 7 9， 7 9の一方は、 前記シ リンダ軸線 L sに沿って連結軸部 6 8 dの下方に配置され、 他方のポルト 7 9 は、 ァクチユエ一夕モータ 7 2に隣接して配置される。

このようなポルト 7 9…の配置によれば、 移動量の少ないコントロールアーム 7 1の揺動中心である連結軸部 6 8 dの両側でケーシング 5 2が 2本のポルト 7 9， 7 9でヘッドカバー 1 6に固定され、 コントロールアーム 7 1の揺動範囲の 大きいねじ軸 7 3側では該ねじ軸 7 3の下方でケーシング 5 1がポルト 7 9でシ リンダへッド 1 4に固定されるので、 ケーシング 5 2の支持剛性を高めつつポル ト 7 9…をコンパクトに配置することができる。

またケ一シング 5 2をシリンダへッド 1 4およびへッドカバー 1 6に跨がって 取り付けると、 ねじ軸 7 3またはァクチユエ一夕モ一夕 Ί 2からポルト 7 9…が 離反してしまう可能性があるが、 ねじ軸 7 3およびァクチユエ一夕モー夕 7 2を シリンダ軸線 L sに直交するようにしてシリンダへッド 1 4側に支持すること で、 ポルト 7 9…やねじ軸 7 3をァクチユエ一夕モータ 7 2に極力近づけて配置 することができる。

図 7に注目して、 クランク部材 6 8の軸方向一端に配置されるジャーナル部 6 8 bを支承するカムシャフトホルダ 2 9には、 ジャーナル部 6 8 bに同軸に連な る連結軸部 6 8 dを臨ませる油溜め 8 0が設けられており、 連結軸部 6 8 dに は、 油溜め 8 0内に通じるようにして連結軸部 6 8 dの外面に外端を開口した径 方向孔 8 1と、 ケーシング 5 2内に通じるようにして連結軸部 6 8 dの外面に外 端を開口した径方向孔 8 2と、 両径方向孔 8 1， 8 2の内端間を結ぶ軸方向孔 8 3とが設けられる。 またケーシング 5 2およびシリンダへッド 1 4には、 ケーシ ング 5 2内の下部に溜まったオイルをシリンダへッド 1 4内に戻す戻し孔 8 4が 設けられる。

したがってへッドカバー 1 6内に飛散したオイルあるいは吸気カムシャフト 3 1の軸受部から漏出したオイルは油溜め 8 0に溜まり、 油溜め 8 0の内の油面下 に連結軸部 6 8 dが没入することにより、 油溜め 8 0内のオイルが、 径方向孔 8 1、 軸方向孔 8 3および径方向孔 8 2を経てケーシング 5 2内に滴下されること になる。 これにより、 ねじ軸 7 3およびナット部材 7 4の嚙合部が潤滑され、 ケ —シング 5 2内の底部に落下したオイルは戻し孔 8 4からシリンダへッド 1 4側 に戻される。

図 3に特に注目して、 ケ一シング 5 2には、 たとえば口一タリ一エンコーダの ような回転角センサ 8 5が取付けられており、 この回転角センサ 8 5が備えるセ ンサ軸 8 5 aの先端にセンサアーム 8 6の一端が固定される。 コントロールアー ム 7 1には、 その長手方向に沿ってガイド溝 8 7が設けられており、 そのガイド 溝 8 7にセンサアーム 8 6の他端に設けたピン 8 7が摺動自在に嵌合する。

次にこの実施例の作用について説明すると、 ァクチユエ一夕モータ 7 2でコン トロールアーム 7 1が図 3の右側に揺動すると、 コントロールアーム 7 1に接続 されたクランク部材 6 8 (図 5参照） が反時計方向に回転し、 図 8 Aに示すよう に可動支軸 6 0が上昇することで、 ロッカーアームシャフト 6 7、 アッパーピン 6 4、 ロアピン 6 6および可動支軸 6 0を結ぶ四節リンクの形状が略三角形にな る。 この状態で吸気カムシャフト 3 1に設けたカム 6 9でローラ 6 5を押圧する と、 四節リンクが変形してロッカーアーム 6 3が鎖線位置から実線位置へと下方 に揺動し、 アジャストポルト 7 0， 7 0が吸気バルブ 1 9 , 1 9のステムエンド を押圧して高バルブリフ卜で開弁させる。

ァクチユエ一夕モータ 7 2でコントロールアーム 7 1が図 3の左側に揺動する と、 コントロールアーム 7 1に接続されたクランク部材 6 8が時計方向に回動 し、 図 8 Bに示すように可動支軸 6 0が下降することで、 ロッカーアームシャフ ト 6 7、 アッパーピン 6 4、 ロアピン 6 6および可動支軸 6 0を結ぶ四節リンク の形状が略台形になる。 この状態で吸気カムシャフト 3 1に設けたカム 6 9で口 —ラ 6 5を押圧すると、 四節リンクが変形してロッカーアーム 6 3が鎖線位置か ら実線位置へと下方に揺動し、 アジャストポルト 7 0 , 7 0が吸気バルブ 1 9， 1 9のステムエンドを押圧して低バルブリフトで開弁させる。

図 9は吸気バルブ 1 9 , 1 9のバルブリフト曲線を示しており、 図 8 Aに対応 する高バルプリフト時の開角と、 図 8 Bに対応する低バルブリフト時の開角とは 同一であり、 バルブリフト量だけが変化している。

ところで、 エンジン回転数が許容回転数を超えて増加すると吸気バルブ 1 9 , 1 9の開閉速度が増加し、 バルブスプリング 2 4 , 2 4の荷重が不足して吸気バ ルブ 1 9， 1 9が確実に着座しなくなる状態が発生する。

図 1 0のグラフは、 エンジンの最大許容回転数における、 バルブのリフト量に 対するバルブの慣性力およびパルブスプリングの荷重の関係を示すものであり、 バルブの慣性カはリフト量の増加に比例して増加する一方、 バルブスプリングの 荷重は所定のセット荷重からバルブのリフト量の増加に応じて増加する。 バルブ の不正運動を防止するには、 バルブのリフト量を、 バルブスプリングの荷重がバ ルブの慣性力を上回る範囲に制限する必要がある。 バルブのリフト量が小さいほ ど、 パルブスプリングの荷重からバルブの慣性力を差し引いた余裕分が大きくな るため、 エンジン回転数が増加してもバルブの不正運動、 つまりバルブの着座不 良が発生し難くなる。

またエンジン回転数が Ne l→Ne 2→Ne 3のように増加すると、 それに応 じてバルブの慣性力も増加するので、 不正運動領域はバルブリフトが低い側に次 第に広がってくる。 従って、 エンジン回転数の増加に応じてバルブリフトを減少 させることで、 全てのェンジン回転数領域でバルブの不正運動を防止する必要が ある。

そこで本実施例では、 手動変速機のシフトダウンミス等によりエンジン回転数 が許容回転数を越え、 吸気バルブ 19, 19の不正運動が発生しそうになると、 そのエンジン回転数に応じてバルブリフト可変機構 33を作動させることで、 図 9に示すように、 吸気バルブ 19, 19の開角を変化させずにバルブリフト量を 減少させる。 その結果、 バルブリフト曲線の頂部の曲率が減少して吸気バルブ 1 9， 19に作用する慣性力が減少し、 バルブスプリング 24， 24のセット荷重 を特別に高めることなく吸気バルブ 19， 19の不正運動を抑制することができ る。

このとき、 吸気バルブ 19, 19のバルブリフト量が減少しても、 開角が増加 しないので吸入空気量が増加することがなく、 エンジン回転数が増加しないよう にして吸気バルブ 19， 19の不正運動を確実に抑制し、 動弁機構の損傷を防止 することができる。 また吸気バルブ 19， 19の開角が増加しないのでエンジン ブレーキの効きが低下することもなく、 エンジンブレーキを有効に作用させてェ ンジン回転数を低下させることで、 吸気バルブ 19， 19の不正運動を防止する ことができる。

このように、 吸気バルブ 19, 19のバルブリフト量を減少させることで、 バ ルブスプリング 24， 24の荷重を特別に増加させることなく不正運動を防止で きるので、 バルブスプリング 24, 24の大型化や、 それに伴う動弁機構の強度 増加を不要にし、 重量やコストの増加を回避することができる。 しかもエンジン 回転数に応じて吸気バルブ 19， 19のバルブリフト量を必要充分な量だけ減少 させるので、 エンジン Eの出力の急変を防止しながら吸気バルブ 19， 19の不 正運動を確実に抑制することができる。 しかも吸気バルブ 19， 19のリフト曲 線の頂部の曲率を変化させるパラメータとして開角を用いずにリフト量のみを用 いるので制御性が向上する。

ところで、 ァクチユエ一夕モータ 7 2でクランク部材 6 8を揺動させて吸気バ ルブ 1 9， 1 9のバルブリフトを変更する際に、 バルブリフトの大きさ、 つまり クランク部材 6 8の連結軸部 6 8 dの回転角を検出してァクチユエ一夕モータ 7 2の制御にフィードバックする必要がある。 そのために、 クランク部材 6 8の連 結軸部 6 8 dの回転角を回転角センサ 8 5で検出するようになっている。 クラン ク部材 6 8の連結軸部 6 8 dの回転角を単に検出するだけなら、 前記連結軸部 6 8 dに回転角センサ 8 5を直結すればよいが、 低バルブリフト領域ではリフト量 がわずかに変化しただけで吸気効率が大きく変化するため、 クランク部材 6 8の 連結軸部 6 8 dの回転角を精度良く検出してァクチユエ一夕モータ 7 2の制御に フィードバックする必要がある。 それに対して、 高バルブリフトの領域ではリフ ト量が多少変化しても吸気効率が大きく変化しないため、 前記回転角の検出には それほど高い精度は要求されない。

図 1 1に実線で示すコントロールアーム 7 1の位置は低バルブリフトの領域に 対応し、 そこから反時計方向に揺動した領域で示すコントロールアーム 7 1の位 置は高バルブリフトの位置に対応している。 低バルブリフトの領域では、 回転角 センサ 8 5のセンサ軸 8 5 aに固定したセンサアーム 8 6のピン 8 8がコント口 一ルァ一ム 7 1のガイド溝 8 7の先端側 （軸線 Lから遠い側） に係合しているた め、 コントロールアーム 7 1がわずかに揺動しただけでセンサアーム 8 6は大き く揺動する。 すなわちクランク部材 6 8の回転角に対するセンサ軸 8 5 aの回転 角の比率が大きくなり、 回転角センサ 8 5の分解能が高まってクランク部材 6 8 の回転角を高精度で検出することができる。

一方、 コントロールアーム 7 1が鎖線で示す位置に揺動した高バルブリフトの 領域では、 回転角センサ 8 5のセンサ軸 8 5 aに固定したセンサアーム 8 6のピ ンがコントロールアーム 7 1のガイド溝 8 7の基端側 （軸線 Lに近い側） に係合 しているため、 コントロールアーム 7 1が大きく揺動してもセンサアーム 8 6は 僅かしか揺動しない。 すなわちクランク部材 6 8の回転角に対するセンサ軸 8 5 aの回転角の比率が小さくなり、 クランク部材 6 8の回転角の検出精度は低バル ブリフト時に比べて低くなる。

図 1 2から明らかなように、 コントロールアーム 7 1の回転角が低バルブリフ ト状'態から高バルブリフト状態に向かって増加してゆくと、 最初はセンサアーム 8 6の角度の増加率が高いために検出精度は高くなるが、 次第に前記増加率が低 くなって検出精度が低くなることが判る。

このように、 高価で検出精度の高い回転角センサ 8 5を用いずとも、 回転角セ ンサ 8 5のセンサアーム 8 6をコントロールアーム 7 1のガイド溝 8 7に係合さ せることで、 高い検出精度を必要とする低バルブリフト状態における検出精度を 確保し、 コストダウンに寄与することができる。

このときコントロールアーム 7 1の一端側 （連結軸部 6 8 dに近い側） と、 セ ンサアーム 8 6の一端側 （回転角センサ 8 5に近い側） とを接近させて配置し、 コントロールアーム 7 1の一端側にガイド溝 8 7を形成したので、 センサアーム 8 6の長さを短くしてコンパクト化することができる。 またコントロールアーム 7 1の一端側にガイド溝 8 7を形成すると、 軸線 Lからの距離が小さくなつてガ イド溝 8 7の円周方向の移動量も小さくなるが、 センサアーム 8 6の長さも短く なるため、 センサアーム 8 6の回転角を充分に確保して回転角センサ 8 5の検出 精度を確保することができる。

次に図 1 3および図 1 4に基づいて本発明の第 2実施例を説明すると、 第 1実 施例のガイド溝 8 7はコントロールアーム 7 1の長手方向に沿って直線状に形成 されていたが、 第 2実施例ではコントロールアーム 7 1の他端側の低バルブリフ ト用のガイド溝 8 7 Aと、 コントロールアーム 7 1の一端側のガイド溝 8 7 Bと が、 それぞれ異なる円弧状に形成されている。 その結果、 図 1 4に示すように、 コントロールアーム 7 1の回転角が低バルプリフト状態から高パルブリフト状態 に向かって増加してゆくと、 センサアーム 8 6の回転角が折れ線状に変化する特 性を得ることができる。 このように、 コントロールアーム 7 1のガイド溝 8 7， 8 7 A, 8 7 Bの形状を変化させることで、 センサアーム 8 6の回転角の変化特 性を任意に設定することができる。

以上、 本発明の実施例を説明したが、 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 を行うことが可能である。

例えば、 上記実施例ではバルブリフ卜可変機構 3 3を吸気バルブ 1 9 , 1 9だ けに適用しているが、 排気バルブ 2 0， 2 0だけに適用しても良いし、 吸気バル ブ 1 9， 1 9および排気バルブ 2 0， 2 0の両方に適用しても良い。

Claims

請求の範囲

1. バルブ （1 9) のリフト量を変化させるバルブリフト可変機構 （33) を備 えたエンジンの動弁装置であって、 バルブリフト可変機構 （33) は、 エンジン 回転数が増加することによりバルブ （19) の不正運動が発生する領域では、 バ ルブ （19) のリフト曲線の頂部の曲率が前記不正運動が発生しない曲率になる ように、 バルブ （19) のリフト量を小さくすることを特徴とするエンジンの動 弁装置。

2. 前記バルブリフト可変機構 （33) は、 バルブ （19) の開角を変化させず にリフト量を変化させることを特徴とする請求項 1記載のエンジンの動弁装置。

3. 前記バルブリフト可変機構 （33) は、 前記不正運動が発生するときに、 ェ ンジン回転数に応じて、 前記不正運動の発生を抑制し得る値まで前記リフト量を 減少させることを特徴とする請求項 1または請求項 2記載のエンジンの動弁装 置。