WO2005068789A1 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

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WO2005068789A1
WO2005068789A1 PCT/JP2005/001033 JP2005001033W WO2005068789A1 WO 2005068789 A1 WO2005068789 A1 WO 2005068789A1 JP 2005001033 W JP2005001033 W JP 2005001033W WO 2005068789 A1 WO2005068789 A1 WO 2005068789A1
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exhaust
intake
valve
cam
control
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PCT/JP2005/001033
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Kazuya Tanabe
Yutaka Inomoto
Takashi Tsutsumizaki
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Honda Motor Co., Ltd.
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This effort relates to a valve operating device for an internal combustion engine that has a variable valve characteristic mechanism that controls the valve operating characteristics of the intake valve and the exhaust valve. Specifically, the variable valve characteristic mechanism controls the intake valve and the exhaust valve.
  • the present invention relates to a valve gear for an internal combustion engine in which the internal EGR rate is controlled by controlling the overlap period and the non-overlap period by changing the opening / closing timing.
  • a device for controlling valve operating characteristics of an intake valve and an exhaust valve for performing internal EGR there is, for example, a variable valve device for an internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-003721.
  • This variable valve device includes variable valve mechanisms on the intake valve side and the exhaust valve side.
  • Each variable valve mechanism includes an eccentric cam fixed to a drive shaft that rotates in conjunction with a crankshaft, a ring-shaped link rotatably fitted around the outer periphery of the eccentric cam, and is disposed substantially parallel to the drive shaft.
  • a rocker arm rotatably fitted to the outer periphery of a drive cam eccentrically fixed to the control shaft and being pivotally connected at one end to a ring-shaped link; and a rocker arm rotatably fitted to the drive shaft and rotatably fitted to the drive shaft.
  • a swing cam connected to the other end via a link.
  • the swing cam that opens and closes the intake valve and the exhaust valve rotates the control shaft in accordance with the engine operating state, and changes the distance between the swing center of the mouth arm and the rotation center of the drive shaft. And swing to change the maximum lift and operating angle of the exhaust valve. And, as the maximum lift amount of the intake valve and the exhaust valve becomes smaller, the control shaft moves the maximum lift timing to the retard side in the intake valve, and the maximum lift timing in the exhaust valve. Is controlled to move to the advance side. As a result, the opening timing of the intake valve is retarded by a width greater than the advance of the closing timing, and the closing timing of the exhaust valve is greater than the retardation of the opening timing. It is possible to improve fuel efficiency and purify exhaust gas by using the combustion gas remaining in the combustion chamber, which is advanced by the width.
  • the drive shaft and the control shaft are provided in the respective variable valve mechanisms on the intake valve side and the exhaust valve side, so that the valve operating characteristics of the intake valve and the exhaust valve are controlled.
  • Variable mechanism becomes larger. Furthermore, when the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is advanced or retarded, if the opening timing of the exhaust valve is too late, the exhaust loss of the combustion gas increases, the thermal efficiency decreases, and the intake valve If the opening timing is too early, sufficient fresh air will not be sucked in, and the output will decrease or combustion will be unstable. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to prevent or suppress the blowback of intake air by causing the intake valve to open in a state where the pressure of the combustion chamber is low. And Furthermore, the purpose is to reduce the size of the variable valve characteristic mechanism and simplify its structure. Another object is to simplify the structure of the variable valve characteristic mechanism.
  • variable valve characteristic mechanism for controlling valve operation characteristics of an intake valve and an exhaust valve, respectively, wherein the variable valve characteristic mechanism changes the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve.
  • the pulp characteristic variable mechanism interlocks with a crankshaft of the internal combustion engine. rotation A camshaft, an intake interlocking mechanism connected to an intake cam that opens and closes the intake valve according to rotation of the camshaft, and an exhaust cam that opens and closes the exhaust valve according to rotation of the force shaft.
  • An exhaust interlocking mechanism to be connected, a control mechanism that swings each of the interlocking mechanisms around the force axis, and a drive mechanism that drives the control mechanism.
  • the amount of retard of the opening timing of the intake valve by the intake interlock mechanism is A valve operating device for an internal combustion engine, wherein the driving mechanism and each of the interlocking mechanisms are connected to each other so as to be greater than the advance amount of the closing timing of the exhaust valve.
  • variable valve mechanism when the variable valve mechanism reduces the overlap period or increases the non-overlap period in the direction in which the internal EGR rate increases, the amount of retardation of the opening timing of the intake valve is reduced by the exhaust valve.
  • the retarded amount when the intake valve is opened increases when the exhaust valve closes.
  • the intake valve opens when the pressure in the combustion chamber is lower than when the valve advance angle is less than the advance amount.
  • the control mechanism is driven by the drive mechanism and is parallel to a reference plane including a rotation centerline of the camshaft.
  • a control member movable in any direction; an intake control link pivotally connected to the control member at a first intake connection portion and pivotally connected to the intake interlocking mechanism at a second intake connection portion;
  • An exhaust control link pivotally connected to a control member and pivotally connected to the exhaust interlocking mechanism at a second exhaust connection portion, wherein a pivot centerline of the first intake connection portion and a pivot of the first exhaust connection portion are provided.
  • the dynamic center line is disposed on one side of the reference plane in parallel with the rotation center line, the pivot center line of the second intake connection portion is disposed on the one side, and the second exhaust The pivot centerline of the connecting portion is disposed on the other side with respect to the reference plane, so that When the control member moves, the intake interlocking mechanism swings around the cam shaft by a larger swing amount than the exhaust interlocking mechanism.
  • the intake interlocking mechanism and the exhaust interlocking mechanism are required.
  • the pivot centerline of the first intake connection and the pivot centerline of the first exhaust connection are arranged on one side with respect to the reference plane, and the pivot of the second intake connection is arranged.
  • a dynamic center line is disposed on the one side, and a pivot center line of the second exhaust connection portion is disposed on the other side with respect to the reference plane, so that the intake control link and the exhaust control link each include a reference plane.
  • the intake interlocking mechanism and the exhaust interlocking mechanism that are pivotally connected at the pivot center line of the second intake connection and the pivot center line of the second exhaust connection, Swing about the cam shaft so that the moving amount is larger than the swing amount of the exhaust interlocking mechanism.
  • the control mechanism is driven by the drive mechanism and is parallel to a reference plane including a rotation centerline of the camshaft.
  • a control member movable in any direction; an intake control link pivotally connected to the control member at a first intake connection portion and pivotally connected to the intake interlocking mechanism at a second intake connection portion;
  • An exhaust control link pivotally connected to a control member and pivotally connected to the exhaust interlocking mechanism at a second exhaust connection portion, wherein a pivot centerline of the first intake connection portion and a pivot of the first exhaust connection portion are provided.
  • the dynamic center line is disposed parallel to the rotation center line, the pivot center line of the second intake connection portion is disposed on one side with respect to the reference plane, and the pivot center of the second exhaust connection portion A line is arranged on the other side with respect to the reference plane, and the link length of the intake control link
  • the intake interlocking mechanism swings about the force axis with a larger V and a swing amount than the exhaust interlocking mechanism. It is.
  • a control member common to the intake interlocking mechanism and the exhaust interlocking mechanism is moved in order to obtain valve operating characteristics in which the amount of retardation of the opening timing of the intake valve is greater than the amount of advancement of the timing of closing the exhaust valve.
  • the intake control link and the exhaust control link whose link lengths are longer than the exhaust control link are respectively connected to the pivotal center line of the second intake connection section, which is distributed on both sides of the reference plane.
  • the intake interlocking mechanism and the exhaust interlocking mechanism, which are pivotally connected at the pivot center line of the exhaust connection are centered on the cam shaft so that the amount of movement of the intake interlocking mechanism is larger than that of the exhaust interlocking mechanism.
  • the intake interlocking mechanism may be configured such that the intake interlocking mechanism is swung by the control mechanism.
  • An intake pivoting unit having a pivoting center line that pivots about a rotation centerline of the force axis, wherein the exhaust interlocking mechanism is configured such that when the exhaust interlocking mechanism is swung by the control mechanism,
  • An exhaust pivot unit having a pivot center line swinging about the rotation center line, wherein a distance between the pivot center line of the intake pivot unit and the rotation center line is equal to or smaller than that of the exhaust pivot unit.
  • the intake interlocking mechanism When the control mechanism is driven by the driving mechanism, the intake interlocking mechanism is moved around the camshaft by the exhaust interlocking mechanism when the control mechanism is driven by the driving mechanism by being shorter than the distance between the pivot center line and the rotation center line. With a larger displacement than the oscillating exhaust cam, the intake cam is It swings around the cam shaft.
  • the intake interlocking mechanism pivots to a position closer to the rotation center line of the cam shaft as compared to the pivoting center line of the exhaust interlocking mechanism. Because of the center line, the control mechanism moves the intake cam and the exhaust cam through the intake interlocking mechanism and the exhaust interlocking mechanism so that the swing amount of the intake cam becomes larger than the swing amount of the exhaust cam. Swing as center.
  • FIG. 1 is a schematic right side view of a motorcycle equipped with the internal combustion engine of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the internal combustion engine shown in FIG. 1 taken along the line II-II of FIG. 6, and partially passing through the central axis of the valve stem of the intake valve and the exhaust valve and the central axis of the control shaft.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the internal combustion engine shown in FIG. 1 taken along the line II-II of FIG. 6, and partially passing through the central axis of the valve stem of the intake valve and the exhaust valve and the central axis of the control shaft.
  • FIG. 3 is a schematic view of a throttle body of the internal combustion engine of FIG.
  • FIGS. 4 (A) to 4 (D) illustrate a control form in the control of the internal combustion engine of FIG. 1, and FIG. 4 (A) shows a warm-up map of the throttle opening degree map.
  • Fig. 4 (B) shows the post-warm-up map of the throttle opening map, and
  • Fig. 4 (C) shows the control mode for the overlap period and the non-overlap period during warm-up.
  • FIG. 4D is a diagram showing a control mode during the overlap period and the non-overlap period after the warm-up.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line Va-Va of FIG. 10 in the internal combustion engine of FIG. 1, and is a partial cross-sectional view taken along the line Vb-Vb.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 2 of the valve train with the head cover removed in the internal combustion engine of FIG. 1, and partially shows the components of the valve train as appropriate. It is the figure shown by the section.
  • FIG. 7 is a view of the power shaft holder attached to the cylinder head in the internal combustion engine of FIG. 1 as viewed from the head cover side along the cylinder axis.
  • FIG. 8 (A) is a view of the exhaust drive cam of the variable valve characteristic mechanism in the valve train of the internal combustion engine of FIG. 1 viewed from the camshaft direction
  • FIG. 8 (B) is a view of the internal combustion engine of FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the exhaust link mechanism and the exhaust cam of the variable valve characteristic mechanism are appropriately pivoted in the valve gear of FIG.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view taken along the line IXA of FIG. 8B
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IXB of FIG. 8B
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line IXC of FIG. 8B
  • FIG. 9D is a sectional view taken along the line IXD of FIG.
  • FIG. 10 is a view of the internal combustion engine of FIG. 1 when the head cover is viewed from the front along the cylinder axis, and is partially cut away to show a drive mechanism of the valve characteristic variable mechanism.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating valve operating characteristics of an intake valve and an exhaust valve by the valve train of the internal combustion engine of FIG.
  • FIG. 12 (A) is an explanatory view of the main part of the valve characteristic variable mechanism when the maximum valve operating characteristic is obtained for the intake valve in the valve train of the internal combustion engine of FIG. 1
  • FIG. 12 (B) is FIG. 3 is an explanatory view of a main part of a valve characteristic variable mechanism when a maximum valve operating characteristic is obtained for an exhaust valve in the valve train of the internal combustion engine of FIG. 1 and is a view corresponding to an enlarged view of the main part of FIG.
  • Fig. 13 (A) is a diagram corresponding to Fig. 12 (A) when the minimum valve operation characteristic is obtained for the intake valve
  • Fig. 13 (B) is a diagram when the minimum valve operation characteristic is obtained for the exhaust valve.
  • FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG.
  • Fig. 14 (A) is a diagram corresponding to Fig. 12 (A) when the decompression operation characteristic is obtained for the intake valve
  • Fig. 14 (B) is a diagram when the decompression operation characteristic is obtained for the exhaust valve. It is a figure corresponding to 12 (B).
  • symbol in a figure shows the following.
  • Valve operating chamber, 26 Air cleaner, 27 ... Slot reporter, 28 ... Exhaust Pipe, 29... Cam shaft holder, 30 ... Throttle valve,... Throttle opening detection means, 33... Electric motor, 34, 35... Gear, 40... Valve drive, 41, 42... Main rocker arm, 43... Rocker shaft, 44 ... Bearing, 50 ... Cam shaft, 51, 52 ... Driving cam, 53 ... Intake cam, 54 ...
  • Driving mechanism M3 ... Control mechanism, M4 ... Transmission mechanism, H0 ... Reference plane, Hl, H2 ⁇ orthogonal plane, R1 ... Rotation direction, R2 ... Counter rotation direction, Kimax, Kemax ... Maximum valve operation characteristics, Kimin, Kemin... Minimum valve operating characteristics,... Opening, 0 iomax, ⁇ icrain,
  • FIG. 1 an internal combustion engine E to which the present invention is applied is mounted on a motorcycle V as a vehicle.
  • the motorcycle V has a body frame 1 having a front frame 1a and a rear frame 1b, and an upper end of a front fork 3 rotatably supported by a head pipe 2 connected to a front end of the front frame 1a.
  • Handle 4 fixed to the front part, a front wheel 7 rotatably supported at the lower end of the front fork 3, a power unit U supported by the body frame 1, and a swingably supported by the body frame 1.
  • a rear wheel 8 rotatably supported by the rear end of the swing arm 5, a rear cushion 6 for connecting the rear frame 1b to the rear of the swing arm 5, and a body force bar 9 covering the body frame 1 are provided. .
  • the power unit U includes a horizontally disposed internal combustion engine E having a crankshaft 15 extending in the left-right direction of the motorcycle V, and a transmission having a transmission for transmitting the power of the internal combustion engine E to the rear wheels 8.
  • the internal combustion engine E includes a crankcase 10 that forms a crank chamber for accommodating a crankshaft 15 and also serves as a transmission case, a cylinder 11 that is connected to the crankcase 10 and extends forward, and a cylinder 11 that is connected to a front end of the cylinder 11. Cylinder head 12 to be mated, and a head coupled to the front end of cylinder head 12 A cover 13 is provided.
  • the cylinder spring L1 of the cylinder 11 extends obliquely upward and slightly upward with respect to the horizontal direction toward the front (see FIG. 1). Then, the rotation of the crankshaft 15, which is rotationally driven by the piston 14 (see FIG. 2), is shifted by the transmission and transmitted to the rear wheel 8, and the rear wheel 8 is driven.
  • the internal combustion engine ⁇ is an SOHC type air-cooled, single-cylinder, four-stroke internal combustion engine, and a cylinder 11 is formed with a cylinder hole 11 a in which a piston 14 is fitted so as to reciprocate.
  • a combustion chamber 16 is formed on a surface facing the cylinder hole 11a in the cylinder axial direction A1, and an intake port 17 and an exhaust port each having an intake port 17a opened to the combustion chamber 16 are provided.
  • An exhaust port 18 having 18a is formed.
  • the ignition plug 19 facing the combustion chamber 16 is inserted into a mounting hole 12 c formed in the cylinder head 12 and mounted on the cylinder head 12.
  • the combustion chamber 16 forms a combustion space together with the cylinder hole 11a between the piston 14 and the cylinder head 12.
  • the cylinder head 12 is supported by the valve guides 20 i and 20 e so as to be able to reciprocate, and is one engine valve 22 which is an engine valve constantly urged by the valve panel 21 in the valve closing direction.
  • One exhaust valve 23 is provided.
  • the intake valve 22 and the exhaust valve 23 are opened and closed by a valve train 40 provided in the internal combustion engine E to open and close the intake port 17a and the exhaust port 18a formed by the valve sheet 24, respectively.
  • the valve train 40 is disposed in a valve train chamber 25 formed by the cylinder head 12 and the head cover 13.
  • An air cleaner 26 (see FIG. 1) is provided on the upper surface 12a, which is one side of the cylinder head 12 where the inlet 17b of the intake port 17 is open, to guide air taken in from the outside to the intake port 17.
  • An intake device equipped with a throttle pod 27 (see FIG. 1) is attached, and the lower surface 12b, which is the other side of the cylinder head 12 where the outlet 18b of the exhaust port 18 opens, is connected to the exhaust port 18 from the combustion chamber 16.
  • the exhaust system is equipped with an exhaust pipe 28 (see Fig. 1) that guides the exhaust gases flowing out through the internal combustion engine E. It is attached.
  • the intake device is provided with a fuel injection valve which is a fuel supply device for supplying liquid fuel to the intake air.
  • the air sucked through the air cleaner 26 and the throttle body 27 is drawn into the combustion chamber 16 from the suction port 17 through the intake valve 22 opened in the intake stroke in which the piston 14 descends, and the biston 14 rises
  • the fuel is compressed while being mixed with fuel.
  • the air-fuel mixture is ignited by the ignition plug 19 at the end of the compression stroke and burns, and the piston 14 driven by the pressure of the combustion gas rotates the crankshaft 15 in the expansion stroke in which the piston 14 descends.
  • the burned gas is exhausted from the combustion chamber 16 to the exhaust port 18 as exhaust gas through the exhaust valve 23 that is opened during the exhaust stroke in which the piston 14 rises.
  • a mouth position sensor 32) is provided.
  • the throttle control mechanism T includes an electric motor 33 which is an actuator controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 92 (see FIG. 5) as a control device, and a throttling force of the electric motor 33.
  • ECU electronice control unit
  • a reduction gear train comprising a series of gears 34 and 35 constituting a transmission mechanism for transmitting to the valve 30.
  • the EC U 92 includes a required output amount detection means 95 for detecting an operation amount D of a throttle drip as an output operation member operated by a driver, and detecting a warm-up state of the internal combustion engine E.
  • Each of the operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine E includes an engine temperature detecting means 96 (for example, a lubricating oil temperature detecting means) as a warming-up state detecting means and a throttle opening detecting means 32.
  • the detection signal is input.
  • the operation amount D is a required amount of the engine output by the driver
  • the throttle grip is an output setting means for setting the required amount.
  • the storage device of the EC U92 stores a throttle opening map in which the opening amount of the throttle valve 30] 3 is set using the operation amount D as a parameter.
  • this throttle opening map includes a warming-up map used when the internal combustion engine E is warmed up, and the completion of the warming-up of the internal combustion engine E. It consists of a post-warm-up map used later.
  • the electric motor 33, the operation amount and D to be detected by the output demand detection unit 95 in response to the actual opening of the throttle valve 30 detected by the throttle opening detecting means 3 2, the throttle valve 30
  • the ECU 92 controls the opening and closing of the slot notch valve 30 so that the opening becomes the opening 3 set by the throttle opening map.
  • the EC U92 selects a warm-up map when the engine temperature is detected by the engine temperature detecting means 96 to be a state in which the engine temperature is lower than the predetermined temperature, and the engine temperature detecting means 96 selects the engine temperature. If it is detected that the temperature is after the warm-up, which is equal to or higher than the predetermined temperature, a post-warm-up map is selected. According to the warm-up map, the opening characteristic of the throttle valve 30 is directly proportional to the operation amount D so that the opening of the throttle valve 30 increases as the operation amount D increases over the entire load range of the internal combustion engine E. Is set.
  • the electric motor 33 has an operation amount D detected by the output demand detection means 95 which is also a load detection means for detecting an engine load, that is, an opening degree which increases as the engine load increases, over the entire load range.
  • the opening of the throttle valve 30 is controlled so that
  • the throttle valve 30 changes from the idle opening degree as the manipulated variable D (engine load) increases according to the post-warm-up map.
  • the opening characteristic is set so that the throttle valve 30 is fully opened regardless of the manipulated variable D in the second load area Fb that exceeds the predetermined load Da and is fully opened at the predetermined load Da. Therefore, the electric motor 33 controls the opening of the throttle valve 30 so that the throttle valve 30 is fully opened from the idling opening to the predetermined load Da as the operation amount D increases in the first load region Fa, and the second load region At Fb, the throttle valve 30 is controlled to be kept fully open.
  • the valve train 40 abuts a valve stem 22 a for opening and closing the intake valve 22.
  • a variable valve characteristic mechanism for controlling valve operation characteristics including the maximum lift amount.
  • the intake main mouth sucker arm 41 and the exhaust main mouth sucker arm 2 are swingably supported by a pair of mouth sucker shafts 43 fixed to the cam shaft holder 29 at fulcrum portions 41a and 42a at the center, respectively.
  • the adjustment screws 4 lb and 42 b forming the working portion at one end abut against the valve stems 22 a and 23 a, and the rollers 41 c and 42 c forming the contact portions at the other end form the intake cam 53 and the exhaust cam. Touch cam 54.
  • the variable valve characteristic mechanism M includes an internal mechanism housed in the valve operating chamber 25, and an electric motor 80 which is an external mechanism disposed outside the valve operating chamber 25 and is an electric actuator driving the internal mechanism.
  • the internal mechanism includes one camshaft 50 rotatably supported by the cylinder head 12 and driven to rotate in conjunction with the crankshaft 15, and provided on the camshaft 50 to rotate integrally with the camshaft 50.
  • Drive cams 51 and 52 which are driven cams, link mechanisms Mli and Mle, which are pivotally supported by the camshaft 50 and can swing about the camshaft 50, and link mechanisms Mli and M
  • the intake cam 53 and the exhaust cam 54 which are valve cams pivotally supported by a camshaft 50 connected to the le and operating the intake main rocker arm 41 and the exhaust main rocker arm 42, respectively, and the link mechanisms Mli and Mle are cams.
  • a drive mechanism M2 (see FIG. 5) having an electric motor 80 as a drive source for swinging about the axis 50, and an electric motor 80 interposed between the drive mechanism M2 and the link mechanisms Mli and Mle.
  • the camshaft 50 is connected to the cylinder head 12 and the cylinder head 12 via a pair of bearings 56 disposed at both ends thereof. It is rotatably supported by the holder 29 and rotates at the rotation speed of 1Z2 in conjunction with the crankshaft 15 by the power of the crankshaft 15 (see Fig. 1) transmitted via the valve train transmission mechanism. Driven.
  • the valve train transmission mechanism includes a force sprocket 57 integrally connected to a tip end of a left end which is one end of the camshaft 50, a drive sprocket integrally connected to the crankshaft 15, and a force sprocket 57. And a timing tune 58 wound around the driving sprocket.
  • the transmission mechanism for a valve train is formed by a cylinder 11 and a cylinder head 12, and is provided on the left side of the cylinder 11 and the cylinder head 12 which is one side with respect to the first orthogonal plane H1. It is housed in the located transmission room.
  • the transmission chamber 59 formed in the cylinder head 12 of the transmission chamber is arranged to rotate in the radial direction (hereinafter, referred to as “radial direction”) around the cylinder axis L 1 and to rotate the camshaft 50.
  • the direction A 2 of the center line L 2 (hereinafter referred to as “cam shaft direction A 2”) ′ is adjacent to the valve train chamber 25.
  • the first orthogonal plane H1 is a plane that includes the cylinder axis L1 and is orthogonal to a reference plane HO described later.
  • the members related to the intake valve 22 and the members related to the exhaust valve 23 include members corresponding to each other, and therefore, the intake drive cam 51, the exhaust drive cam 52, the link mechanisms Mli, Mle, and the intake mechanism. Since the cam 53 and the exhaust cam 54 have the same basic structure, in the following description, the members related to the exhaust valve 23 will be mainly described, and the members related to the intake valve 22 and related descriptions will be described in parentheses as necessary. It is written in
  • the exhaust drive cam 52 (intake drive cam 51), which is press-fitted and fixed in the housing, has a cam surface formed over the entire outer peripheral surface.
  • the cam surface has a base circular portion 52a (51a) that does not swing the exhaust cam 54 (intake cam 53) via the link machine Mle (Mli) and an exhaust via the link mechanism Mle (Mli).
  • Composed of a cam crest 52b (51b) for driving the cam 54 (intake cam 53) Is done.
  • the base circle portion 52a (51a) has a cross-sectional shape formed by an arc having a constant radius from the rotation center line L2, and the cam ridge portion 52b (51b) has a half-section from the rotation center line L2. It has a cross-sectional shape whose diameter decreases after increasing in the rotation direction R1 of the camshaft 50. Then, the base circle portion 52a (51a) is exhausted so that the exhaust main port opening arm 42 (intake main rocking arm 41) comes into contact with the base portion 54a (53a) of the exhaust cam 54 (intake cam 53). The swing position of the cam 54 (intake cam 53) is set, and the cam crest 52b (51b) is fitted with the exhaust main rocker arm 42 (intake main rocker arm 41).
  • the link mechanisms Mli and Mle include an intake link mechanism Mli connected to the intake cam 53 and an exhaust link mechanism Mle connected to the exhaust cam 54.
  • the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) includes a holder 60 e (60 i) pivotally supported by the cam shaft 50 and swinging about the cam shaft 50, An exhaust saprocker arm 66 e (intake sub rocker arm 66 i) pivotally supported by the holder 60 e (60 i) and driven by the exhaust drive cam 52 (intake drive cam 51) to swing, and an exhaust at one end.
  • a connecting link 67 e pivotally connected to the sub-mouther arm 66 e (intake sub-mouth arm 66 i) and at the other end to the exhaust cam 54 (intake cam 53); e (the intake sub-rocker arm 66 i) is pressed against the exhaust drive cam 52 (the intake drive cam 51).
  • 60 e (60 i) is a pair of first and second plates 61 e (61 i) and 62 e (62 i) separated in the cam axis direction A 2, and a first plate 61 e (61 i)
  • a second plate 62e (62i) is connected at a predetermined interval in the cam axis direction A2, and a connecting member is provided for pivotally supporting the exhaust sub-port arm 66e (the intake sub-rocker arm 66i).
  • the connecting member defines a predetermined distance between the two plates 61 e (61 i) and 62 e (62 i) and supports the exhaust sub-opener arm 66 e (the intake sub-rocker arm 66 i).
  • the exhaust control link 71 e (intake control link 71 i) of the control mechanism M 3 is pivotally connected to the first plate 61 e (61 i), and the exhaust control link 71 e (intake control The link 71 i) and the first plate 6 le (61 i) are connected so as to be relatively movable at the connecting portions 71e2 (71 ⁇ 2) and 61el (61i l).
  • a first plate 61 e (61 i) as a holder-side connecting portion is provided in a hole of a connecting portion 71 e 2 (71 i 2) of an exhaust control link 71 e (an intake control link 71 i) as a control mechanism side connecting portion.
  • the connecting pin 61ela (61i la) press-fitted into the hole of the connecting portion 61el (61i l) is inserted so as to be relatively rotatable.
  • the second plate 62e (62i) includes a small opening of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 in the compression stroke at the start of the internal combustion engine E to reduce the compression pressure and facilitate the start.
  • the decompression cam 62el (62il) (see FIGS. 8A, 8B, 12A, and 12B) is formed.
  • the second plate 62e is provided with a detected part 62e2 which is detected by the detecting part 94a of the swing position detecting means 94 (see FIGS. 14 (A) and 14 (B)).
  • the detected portion 62e2 is configured by a tooth portion that engages in the swing direction of the second plate 62e by mating with the tooth portion forming the detection portion 94a.
  • the second plate 61i is also provided with a portion 62i2 corresponding to the detected portion 62e2.
  • the collar 63e (63i) has a first panel holding portion 76 for holding one end of a control spring 68 made of a compression coil panel, and a movable panel holding portion 78 for holding one end of a pressing panel 55 made of a compression coil panel.
  • the spring holding portions 76 and 78 are arranged adjacent to the fulcrum portion 66ea (66ia) of the exhaust sub-rocker arm 66e (the intake sub-rocker arm 66i) in the cam axis direction A2, and the collar 63e (63i). ) Are arranged at intervals in the circumferential direction (see Fig. 6).
  • the rocker arm 66 i) is formed at a position distant from the swing center line L 3e (L 3i).
  • the convex portion 63el (63i l) and the hole 62e4 (62i4) are located around the swing center line L 3 e (L 3i) between the second plate 62 e (62 i) and the collar 63 e (63 i). It constitutes an engaging portion for preventing relative rotation of.
  • FIG. 5 FIG. 6, FIG. 8 (A), FIG. 8 (B), FIG. 9 (A) to FIG. 9 (D), FIG. 12 (A), and FIG.
  • the camshaft direction A2 between the first and second plates 61e (61i) and 62e (62i) together with the exhaust cam ⁇ 4 (intake cam 53) and the exhaust drive cam 52 (intake drive cam 51).
  • the exhaust sub-rocker arm 66 e (the intake sub-rocker arm 66 i), which is disposed in the exhaust drive cam 52 (the intake drive cam 51), and is pivotally supported by a collar 63e (63i) at a fulcrum 66ea (66ia) at one end, and a connecting link 67e (67i) at a connecting portion 66ec (66ic) at the other end. Is pivotally supported by a connecting pin 72 fixed to one end of the connector. Therefore, the exhaust sub-rocker arm 66 e (the intake sub-rocker arm 66 i) pivots around the collar 63 e (63 i) by rotating the exhaust drive cam 52 (the intake drive cam 51) with the cam shaft 50. Rocks.
  • the exhaust cam 54 (the intake cam 53) pivotally supported by the connection pin 73 fixed to the other end of the connection link 67e (67i) is supported by the camshaft 50 via the bearing 44 so that the camshaft is supported. It is composed of a swing cam that can swing about 50, and a cam surface is formed on a part of its outer peripheral surface. The cam surface keeps the exhaust valve 23 (intake valve 22) closed.
  • Base circle portion 5 4 a (53 a) has a cross-sectional shape radius from the rotational center line L 2 is formed of a predetermined arc, the cam crest portion 54 b (53 b), from the center of rotation f Izumi L 2 Has a cross-sectional shape that increases the radius of the camshaft 50 in the anti-rotation direction R 2 (rotation direction R 1). Therefore, in the cam crest 54b (53b) of the exhaust cam 54 (intake cam 53), the lift amount of the exhaust valve 23 (intake valve 22) gradually increases in the counter-rotation direction R2 (rotation direction R1). It has a shape.
  • the exhaust cam 54 (intake cam 53) is driven by the drive mechanism M2 transmitted through the control mechanism M3 to move the camshaft 50 around the cam shaft 50 with the same amount of movement together with the exhaust link mechanism Mle (intake link mechanism Mli). While being swung by the exhaust drive cam 52 (intake drive cam 51), the swing is centered on the cam shaft 50 by the exhaust sub rocker arm 66e (intake sub port arm 66i). Then, the exhaust cam 54 (the intake cam 53) swinging with respect to the camshaft 50 swings the exhaust main rocker arm 42 (the intake main rocker arm 41) to open and close the exhaust valve 23 (the intake valve 22). .
  • the exhaust cam 54 (the intake cam 53) is sequentially transmitted through the holder 60e (60i), the exhaust sub-rock arm 66e (the intake sub-rocker arm 66i), and the connecting link 67e (67i).
  • the exhaust drive cam 52 (intake drive) which is oscillated by the drive force of the drive mechanism M2 and sequentially transmitted through the exhaust sub-rocker arm 66e (intake sub-rocker arm 66i) and the connecting link 67e (67i). It is swung by the driving force of the cam 51).
  • the control spring 68 that generates a panel force that presses the rollers 66eb (66ib) of the air sub-rocker arm 66e (the intake sub-rocker arm 66i) against the exhaust drive cam 52 (the intake drive cam 51) has a collar 63e (63i) and an exhaust. is disposed between the cam 54, which is stretchable in the circumferential direction of the cam shaft 50 corresponding to a swing of the exhaust supplicant rocker arm 66 e (intake sub rocker arm 6 6 i).
  • control panel 68 The other end of the control panel 68, one end of which is held by the first panel holding portion 76, is connected to a second spring holding portion 77 provided on a shelf-shaped protrusion integrally formed with the exhaust cam 54 (intake cam 53). Is held.
  • a pressing spring 55 that constantly acts on the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) to apply a torque directed in one direction in the swing direction of the pressing spring 55 has one end of the holder 60 e (60 i). The other end is held by the movable-side panel holder 78, and the other end is held by the fixed-side panel holder 79 provided on the camshaft holder 29, which is a fixed member fixed to the cylinder head 12.
  • the spring of the pressing spring 55 that presses the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) against the cylinder 11 acts directly on the holder 60 e (60 i) to move the holder 60 e (60 i) toward the cylinder 11.
  • the torque applied to the holder 60e (60i) by the spring force is directed to the one direction.
  • the exhaust cam 54 the intake cam 53
  • the one direction acts on the exhaust cam 54 (the intake cam 53) from the exhaust valve 23 (the intake valve 22).
  • the reaction force is set to the same direction as the torque acting on the exhaust force 54 (the intake cam 53).
  • connection portion 71e2 (71i2) and 61el (61i l) where there is a slight gap due to pivotal connection one connection portion 61el (61i l) is connected to the other connection portion 71e2 (71i2).
  • first plate 61 e (61 i) is swung by the exhaust control link 71 e (intake control link 71 i), the connecting portion 71e2 (7U2) and the connecting portion 61el (61 il), the effect of the clearance (play) is eliminated, and the movement of the exhaust control link 71e (the intake control link 71i) is transmitted to the holder 60e (60i) with high accuracy.
  • the control mechanism M3 includes a cylindrical control shaft 70 as a control member driven by the drive mechanism M2, and a control mechanism M3.
  • Control links 71 i and 71 e for transmitting the movement of the control shaft 70 to the link mechanisms Mli and Mle to swing the link mechanisms Mli and Mle about the camshaft 50 are provided.
  • the control shaft 70 is movable in a direction parallel to the cylinder axis / line L1 and thus includes a rotation centerline L2 of the camshaft 50 and a reference plane HO parallel to the cylinder axis L1. It can move in parallel directions.
  • the control links 71 i and 71 e include an intake control link 71 i and an exhaust control link 71 e.
  • the intake control link 71i is pivotally connected to the control shaft 70 at a connection 71il as a first intake connection, and is connected to a first plate 61i of the intake link mechanism Mli at a connection 71i2 as a second intake connection. It is pivotally connected to the connecting part 61il.
  • the exhaust control link 71e is pivotally connected to the control shaft 70 at a connecting portion 71el as a first exhaust connecting portion, and is connected to the first plate 61e of the exhaust link mechanism Mle at a connecting portion 71e2 as a second exhaust connecting portion. Connected to 61 e 1.
  • the connecting portion 71 i 1 of the intake control link 71 i and the connecting portion 70 a of the control shaft 70 are respectively connected to one connecting pin 71 e 3 which is press-fitted and fixed in a hole of the connecting portion 71 el of the exhaust control link 71 e. It has a hole rotatably inserted and is pivotally supported by the connecting pin 71e3.
  • the bifurcated connecting portions 71i2 and 71e2 are relatively rotatable with the connecting pins 61ila and 61ela of the connecting portions 71i2 and 71e2, respectively. And is pivotally supported by connecting pins 61ila and 61ela.
  • the panel force of the pressing panel is such that the connecting portion 71el (71il) is constantly pressed against the connecting portion 70a at each of the connecting portions 71el (71il) and 70a where there is a slight gap due to pivotal connection.
  • the effect of the gap (play) between the (71il) and the connecting portion 70a is eliminated, and the motion of the control shaft 70 is transmitted to the exhaust control link 71e (the intake control link 71i) with high accuracy.
  • FIG. 7 the control axis The central axis 70, ⁇ L6, is parallel to the cylinder axis L 1, and is deviated toward the exhaust side by an amount e from the reference plane H 0.
  • the intake side is a side where the intake valve 22 is arranged with respect to the reference plane HO
  • the exhaust side is a side where the exhaust valve 23 is arranged with respect to the reference plane HO.
  • the link length of the intake control link 71i which is the distance between the two pivot centerlines L4i and L5i
  • the link length of the exhaust control link 71e which is the distance between the two pivot centerlines L4e and L5e. It is set longer than
  • the two pivoting center lines L5i and L5e are arranged around the camshaft 50 on the same cylindrical surface from the rotation centerline L2, at the same distance from the rotation centerline L2, and at the same time as the rotation center and line.
  • the control axis 70 and the pivotal center lines L4i, L4e are located on the second orthogonal plane H2 that includes L2 and is orthogonal to the reference plane H0. Further, the pivot center line L5i is located closer to the second orthogonal plane H2 than the pivot center line L5e.
  • the pivot center lines L4i and L4e which are the common pivot center lines, are deviated toward the exhaust side by a predetermined deviation amount e with respect to the reference plane HO, or the link length of the intake control link 71i. Is set to be longer than the link length of the exhaust control link 71 e, so that, relative to the displacement of the control shaft 70 driven by the drive mechanism M 2, the pivot center line L 5i around the cam shaft 50.
  • the swing amount of the intake link mechanism Mli and the intake cam 53 are larger than the swing amount of the exhaust link mechanism Mle and the exhaust cam 54.
  • the driving mechanism M 2 for driving the control shaft 70 transmits the reverse rotation of the electric motor 80 attached to the head cover 13 and the rotation of the electric motor 80 to the control shaft 70. And a transmission mechanism M4. Then, the control mechanism M 3 and the drive mechanism M 2 are arranged on the opposite side to the cylinder 11 and the combustion chamber 16 with respect to the second orthogonal plane H 2.
  • the electric motor 80 has a cylindrical main body 80a that houses a heat generating portion such as a coil portion and has a central axis parallel to the cylinder axis L1, and an output shaft 80b extending parallel to the cylinder axis L1. Is provided.
  • the electric motor 80 is disposed radially outward of the valve chamber 25 with respect to the cylinder head 12 and the head cover 13.
  • a transmission chamber 59 is disposed on the left side of the first orthogonal plane HI, and is disposed on the first orthogonal plane HI.
  • the main body 80a and the spark plug 19 are arranged on the other side, on the right side.
  • a through-hole 80a2 is formed in a mounting portion 80al that is radially protruded from the head cover 13 and coupled to the mounting portion 13a formed in an eaves shape, and the output shaft 80b is connected to the through-shade. Then, it penetrates through 80a2, protrudes outside the main body 80a, and extends into the valve operating chamber 25.
  • the main body 80a is disposed at a position where the whole of the main body 80a is covered by the mounting portion when viewed in the cylinder axis direction A1 from the head cover 13 side or when viewed from the front of the head cover 13 (see FIG. 10).
  • the transmission mechanism M 4 disposed between the camshaft holder 29 and the head cover 13 in the cylinder axis, the direction A 1 is Reduction gear 81 that engages with a drive gear 80bl formed on an output shaft 80b that extends through the head cover 13 into the valve operating chamber 25, and a camshaft holder 29 that engages with the reduction gear 81 and attaches to the cylinder head 12
  • an output gear 82 rotatably supported via The reduction gear 81 is rotatably supported by a support shaft 84 that is supported by the head cover 13 and a cover 83 that covers the opening 13 c formed in the head cover 13, and is a large gear 81 a that is combined with the drive gear 80bl.
  • the output gear 82 has a cylindrical boss portion 82 a rotatably supported via a bearing 89 on a holding cylinder 88 connected to the camshaft holder 29 by bolts.
  • the output gear 82 and the control shaft 70 are drivingly connected via a feed screw mechanism as a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the output gear 82 into a linear reciprocating motion of the control shaft 70 parallel to the cylinder axis L1. Is done.
  • the feed screw mechanism includes a female screw portion 82b formed of a trapezoidal screw formed on the inner peripheral surface of the boss portion 82a, and a trapezoidal screw formed on the outer peripheral surface of the control shaft 70 and screwed with the female screw portion 82b.
  • Male thread portion 70 b comprising
  • the control shaft 70 is slidably fitted on the outer periphery of a guide shaft 90 fixed to the boss portion 82a, and is formed on the cam shaft holder 29 while being guided in the moving direction by the inner shaft 90. Through the formed through hole 91 (see also FIG. 7), it can advance and retract with respect to the camshaft 50 in the cylinder axis direction A1.
  • the electric motor 80 is controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 92. Therefore, the EC U92 requires the output demand detection In addition to the means 95 and the engine temperature detecting means 96, detection signals from start detecting means for detecting the start of the internal combustion engine E constituting the operating state detecting means, engine rotational speed detecting means for detecting the engine rotational speed, and the like, Further, a swing position detecting means 94 for detecting a swing position, which is a swing angle of the exhaust link mechanism Mle 60 e and thus the exhaust cam 54 with respect to the force shaft 50, which is swung by the electric motor 80. (For example, composed of a potentiometer).
  • the storage device of the ECU 92 stores a valve control map in which the swing position is set using the operation amount D as a parameter.
  • the EC U 92 calculates the operation amount D detected by the required output amount detection means 95 and the actual swing position of the holder 60 e of the exhaust link mechanism Mli detected by the swing position detection means 94, that is, the exhaust cam.
  • the electric motor 80 is controlled in accordance with the actual swing position of 54 so that the swing position is set by the valve control map. Therefore, when the position of the control shaft 70 driven by the electric motor 80 is changed, the relative rotation of the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) and the air cam 54 (the intake cam 53) with respect to the cam shaft 50 is changed.
  • the swing position which is the position, is changed according to the manipulated variable D, and the valve operating characteristics of the exhaust valve 23 (intake valve 22) are controlled according to the operating state of the internal combustion engine E.
  • the intake valve and the exhaust valve have valve operating characteristics Ki and Ke that are controlled by a pulp characteristic variable mechanism M that changes the opening / closing timing and the maximum lift, respectively.
  • Maximum valve operation characteristics Open / close operation with any intermediate valve operation characteristics between maximum valve operation characteristics Kimax, Kemax and minimum valve operation characteristics Kimin, Kemin, with Kitnax, Kemax and minimum pulp operation characteristics Kimin, Kemin as boundary values Is done. Therefore, as for the intake valve 22, as the opening timing is continuously retarded, the closing timing is continuously advanced, the valve opening period is continuously shortened, and the maximum lift is obtained.
  • the rotation angle of the camshaft 50 (or the crank angle which is the rotation position of the crankshaft 15) is continuously retarded, and the maximum lift is continuously reduced.
  • the closing timing is continuously advanced and the valve opening period is continuously extended. Short Further, the rotation angle of the cam shaft 50 at which the maximum lift is obtained is continuously advanced, and the maximum lift is continuously reduced.
  • FIGS. 12 (A) and 12 (B) the control shaft 70 and the intake control link 71i driven by the drive mechanism M2 are shown in FIGS. 12 (A) and (B).
  • the opening timing of the intake valve 22 becomes the most advanced position S iotnax
  • the closing timing becomes the most retarded position ⁇ icmax
  • both the valve opening period and the maximum lift amount The maximum valve operation dynamic characteristic Kimax that maximizes is obtained, and at the same time, the opening timing of the exhaust valve 23 becomes the most advanced position 6 e 0raax , the closing timing becomes the most retarded position S ecmax, and the opening thereof.
  • the maximum valve operation characteristic Keraax that maximizes both the period and the maximum lift is obtained.
  • FIGS. 12 (A), 12 (B), 13 (A), and 13 (B) when the exhaust valve 23 (the intake valve 22) is closed,
  • the states of the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) and the exhaust main rocker arm 42 (the intake main port cam 41) are shown by solid and broken lines, and the exhaust valve 23 (the intake valve 22) is opened with the maximum lift.
  • the outline of the state of the exhaust link mechanism Mle (the intake link mechanism Mli) and the exhaust main rocking arm 42 (the intake main rocker arm 41) at the time of the opening is shown by a two-dot chain line.
  • the electric motor is used to shift from the state where the maximum valve operating characteristics Kimax and Kemax are obtained by the valve characteristic variable mechanism M to the state where the minimum valve operating characteristics Kimin and emin are obtained.
  • 80 drives the output gear 72 to rotate, and the control shaft 70 advances toward the camshaft 50 by the feed screw mechanism.
  • the control shaft 70 swings the intake link mechanism Mli and the intake cam 53 via the intake control link 71i in the rotation direction R1 about the camshaft 50.
  • the exhaust link mechanism Mle and the exhaust cam 54 are rotated about the camshaft 50 in the anti-rotation direction R2 via the exhaust control link 71e.
  • the electric motor 80 drives the output gear 82 to rotate in the opposite direction, and the control shaft 70 is moved from the cam shaft 50 by the feed screw mechanism.
  • the control shaft 70 swings the intake link mechanism Mli and the intake cam 53 through the intake control link 71 i in the anti-rotation direction R2 about the cam shaft 50, and at the same time, controls the exhaust control link 71 e.
  • the exhaust link mechanism Mle and the exhaust cam 54 are oscillated in the rotation direction R1 about the cam shaft 50 via.
  • the maximum valve operation characteristic Kemax (Kimax) and the minimum valve operation characteristic Kemin (Kimin) of the exhaust valve 23 (intake valve 22) are determined.
  • the opening timing, closing timing, valve opening period and the maximum lift amount in the range of the opening timing, closing timing, valve opening period and maximum lift amount are set. .
  • the intake valve and the exhaust valve are each opened and closed with auxiliary operation characteristics by a valve characteristic variable mechanism M in addition to the basic operation characteristics. Specifically, the fact that the decompression operation characteristic is obtained as the auxiliary operation characteristic will be described with reference to FIGS. 14 (A) and (B).
  • the electric motor 80 drives the output gear 82 to rotate in the reverse direction, and the control shaft 70 moves backward beyond the first position and away from the camshaft 50 at the position where the control shaft 70 moves backward. Occupies a decompression location.
  • the overlap period Pa and the non-overlap period P of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 near the intake top dead center are shown.
  • b changes.
  • the maximum valve operation characteristics K imax and Kemax provide the maximum overlap period P ax
  • the minimum valve operation characteristics K imin and Kemin provide the maximum non-overlap period Pbx
  • the intermediate valve operation between the two valve operation characteristics As for the characteristics, as the maximum valve operation characteristic Kimax, Kemax shifts to the minimum valve operation characteristic Kimmin, Kemin, the overlap period Pa decreases and becomes 0 (zero), and the non-overlap period Pb becomes 0 (zero).
  • the maximum valve operation characteristic Kimax Kemax shifts to the minimum valve operation characteristic Kimmin, Kemin
  • the overlap period Pa decreases and becomes 0 (zero)
  • the non-overlap period Pb becomes 0 (zero).
  • the overlap period Pa is the crank angle between the closing timing of the exhaust valve 23 and the opening timing of the intake valve 22 when both the exhaust valve 23 and the intake valve 22 are open near the intake top dead center.
  • the non-overlap period Pb the exhaust valve 23 and the intake valve 22 are both closed near the intake top dead center, and the exhaust valve 23 is closed. It is a range of the crank angle (or the rotation angle of the cam angle) between the timing and the opening timing of the intake valve 22.
  • the EC U 92 detects the temperature regardless of the manipulated variable D in the entire load range of the internal combustion engine E, as shown in FIG. 4 (C).
  • the electric control is performed based on the valve control map. Controls motor 80.
  • the valve characteristic variable mechanism M is configured so that the intake valve 22 and the exhaust valve 23 are opened and closed with the maximum valve operation characteristics Kimax and Kemax, so that the non-overlap period Pb The valve operating characteristics are controlled so that no is formed.
  • the valve characteristic variable mechanism M operates the throttle valve over the entire load region.
  • the overlap period Pa or the non-overlap period Pb should be controlled according to the manipulated variable D to control the engine output. Control operating characteristics. Referring to FIGS. 4 (A) to 4 (D) and FIG. 11, in the first load region F a, the overlap period P a decreases as the required amount increases in the first load region F a.
  • the non-overlap period Pb increases, and the valve operation characteristic is controlled so that the maximum non-overlap period Pbx is obtained before the predetermined load Da is reached.
  • the non-overlapping period P b decreases from the maximum non-overlapping period P bx to 0 (zero), and then the overlap period Pa increases and the maximum load ( (Maximum manipulated variable)
  • the valve operating characteristics are controlled so that the maximum overlap period Pax is obtained with Db.
  • the variable valve characteristic mechanism M controls the overlap period Pa and the non-overlap period Pb by changing the opening / closing time of the intake valve 22 and the opening / closing time of the exhaust valve 23. This controls the internal EGR rate N.
  • the internal EGR rate N indicates the amount of fresh air in the combustion chamber 16 and the amount and ratio of burned gas remaining in the combustion chamber 16 and is defined by the following equation.
  • N Vce / (Vc-Vca)
  • V c Cylinder volume at bottom dead center of intake
  • Vca Cylinder volume when the intake valve is at the effective lift
  • Vce Cylinder volume when the exhaust valve is at the effective lift
  • Effective lift amount of intake valve Lift amount of intake valve when fresh air substantially starts flowing from the intake port to the combustion chamber via the intake valve that is open.
  • Effective lift amount of the exhaust valve Lift amount of the exhaust valve when the burned gas substantially stops flowing from the combustion chamber to the exhaust port via the exhaust valve in the open state.
  • the internal EGR rate N is determined by the minimum internal EGR rate N n obtained by the maximum overlap period P ax at the maximum valve operation characteristics Kimax and Kemax and the maximum non-overlap period by the minimum valve operation characteristics Kimin and Kemin.
  • the minimum internal EGR ratio N It increases continuously from n to the maximum internal EGR rate N x.
  • valve characteristic variable mechanism M controls the overlap period Pa or the non-overlap period Pb according to the manipulated variable D, and according to the internal EGR rate N or The engine output is controlled by the internal EGR amount specified by the internal EGR rate N. More specifically, after the warm-up, the valve characteristic variable mechanism M changes the internal EGR rate N in the first load region Fa from the minimum internal EGR rate Nn at no load to the manipulated variable D as the manipulated variable D increases.
  • the valve operating characteristics of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 are controlled so that the maximum internal EGR rate Nx is obtained before the load E reaches the predetermined load Da, and in the second load region Fb, the internal EGR rate N However, the valve operation of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 is reduced so that the minimum internal EGR rate Nn is obtained at the maximum load D from the maximum internal EGR rate Nx at the predetermined load D a and decreases as the manipulated variable D increases. Control characteristics.
  • the effective opening timing, when the intake valve 22 opens with the effective lift amount, and the effective lift amount, when the exhaust valve 23 opens, with the effective lift amount By using the effective closing time, which is the time when the valve is opened, the overlap period Pa and the non-overlap period Pb can be represented by the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe.
  • the effective lift amounts of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 have the same value.
  • valve characteristic variable mechanism M operates the pulp of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 so that the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe are fixed to 0 (zero) over the entire load range during warm-up.
  • the effective non-overlap period Pbe force increases as the manipulated variable D increases from 0 (zero) at no load to the maximum value at the given load Da
  • the valve operation characteristic is controlled so that the effective non-overlap period pbe increases from the maximum value to 0 (at the maximum load at which the operation amount D becomes the maximum value as the operation amount D increases in the second load area Fb).
  • the rotation angle (the crank angle) of the camshaft 50 at which both the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe become 0 (zero) is the intake top dead center.
  • the throttle control mechanism T controls the opening of the throttle valve 30 so that the opening increases with an increase in the manipulated variable D over the entire load range of the internal combustion engine E, and changes the valve characteristics.
  • the mechanism M controls the bar / rev operation characteristics of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 so that the non-overlap period Pb is not formed in the entire load region, and controls the internal EGR rate N within the control range of the internal EGR rate N.
  • the internal EGR rate ⁇ is calculated when the non-overlapping period Pb is formed because the non-overlapping period Pb is not formed by the valve characteristic variable mechanism M.
  • the internal EGR rate N Since control is performed so that it is minimized in the control range, the flammability is improved and the combustion temperature is also increased. In addition, the warming-up of the internal combustion engine is promoted, and the increase in the combustion temperature promotes the warming-up of the catalyst device, which is the exhaust gas purification device provided in the exhaust device. And the exhaust gas purification performance is improved.
  • the throttle control mechanism T is throttled in the first load range Fa so that the throttle opening is fully opened from the idling opening to the predetermined load Da as the manipulated variable D increases.
  • the throttle valve 30 is controlled to fully open in the second load area Fb while controlling the opening degree of the torval valve 30, and the valve characteristic variable mechanism M controls the overlap period P according to the manipulated variable D in the entire load area. a or the non-overlap period Pb so that the engine output is controlled by the partial EGR ratio N and the maximum internal EGR ratio NX by the maximum non-overlap period Pbx is obtained at a given load Da.
  • the bombing loss is further reduced in the entire load range, particularly in the low load range F1, and the fuel efficiency is improved.
  • the engine output is controlled at the internal EGR rate N by controlling the overlap period Pa and the non-overlap period Pb so that the engine output according to the manipulated variable D is obtained, so that the pumping loss is reduced.
  • the internal EGR rate N becomes the maximum at the specified load Da, so the pumping loss and NOX occur in the low load region F1 near the specified load Da. The volume will be greatly reduced, and the cost performance and exhaust purification performance will be improved.
  • the valve characteristic variable mechanism M in the first load region Fa, the internal EGR rate N increases from the minimum internal EGR rate Nn at no load as the operation amount D increases. Then, the valve operating characteristics of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 are controlled so that the maximum internal EGR rate Nx is obtained at the predetermined load Da, and in the second load region Fb, the internal EGR rate N becomes the predetermined load. From the maximum internal EGR ratio N x at D a, the valve operation of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 decreases so that the minimum internal EGR ratio N n is obtained at the maximum load D b, decreasing with an increase in the manipulated variable D. Control characteristics.
  • the internal EGR ratio N is increased so as to suppress the flow of fresh air into the combustion chamber 16 due to the large opening of the throttle valve 30, so that the pumping loss is reduced.
  • the manipulated variable D increases, the non-overlap period Pb decreases and the internal EGR rate N decreases in the second load area Fb, and the NOx is supplied to the combustion chamber 16.
  • the internal EGR rate N increases as the load approaches the predetermined load D a, which reduces the amount of bombing loss and the amount of NOX generated, thereby improving fuel efficiency and exhaust purification performance.
  • the high load area F3 a large engine output is obtained, and the required engine output according to the required amount is secured.
  • variable valve characteristic mechanism M obtains the maximum internal EGR ratio Nx or the maximum non-overlap period Pbx and the maximum effective non-overlap period Pbex in the first load region Fa in a load region smaller than the predetermined load Da.
  • the non-repeat characteristic variable mechanism M is configured such that the overlap period Pa decreases, the non-overlap period Pb increases, and the effective overlap period Pae and the effective non-overlap Pbe are all 0 (zero).
  • the valve operation characteristics are controlled so that the maximum amount of lift of the intake valve 22 decreases.
  • the non-overlap period Pb is small, when the effective non-overlap period Pbe is small, or when the internal EGR ratio N is small, the maximum lift of the intake valve 22 is large, so that the bombing loss decreases.
  • variable valve characteristic mechanism M starts from a state where the overlap period Pa decreases, the non-overlap period Pb increases, the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe are all 0 (zero).
  • the overlap period Pa is large by controlling the valve operation characteristics so that the maximum lift of the exhaust valve 23 decreases as the effective non-overlap period Pbe of the valve increases or the internal EGR ratio N increases
  • the non-overlap period Pb is small, when the effective non-overlap period Pbe is small, or when the internal EGR ratio N is small, the maximum lift of the exhaust valve 23 is large, so that the bombing loss is reduced.
  • the valve characteristic variable mechanism M must control the valve operation characteristics so that the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe become 0 at the maximum overlap period Pax or the minimum internal EGR rate Nn.
  • the control range of the internal EGR rate N the outflow of burned gas from the combustion chamber 16 substantially stops, and the flow of fresh air into the combustion chamber 16 substantially starts. Since the control of the EGR rate N is started, the control accuracy of the internal EGR rate N is increased, and the control range can be increased.Therefore, the control of the internal EGR rate N or the control of the effective non-overlap period P be Control accuracy of the engine output can be improved.
  • the control mechanism M3 operates in the direction in which the internal EGR rate N increases due to the decrease in the overlap period Pa and the addition of the non-overlap period Pb or the effective non-overlap period Pbe.
  • the drive mechanism M 2 is controlled so that the amount of retard of the opening timing of the intake valve 22 by the intake link mechanism Mli is greater than the amount of advance of the close timing of the exhaust valve 23 by the exhaust link mechanism Mle.
  • variable valve characteristic mechanism M reduces the overlap period Pa in the direction of increasing the internal EGR rate N and increases the non-overlap period Pb Or when the effective non-overlap period Pbe is increased, the amount of retardation of the opening timing of the intake valve 22 becomes larger than the amount of advancement of the closing timing of the exhaust valve 23, so that the closing timing of the exhaust valve 23 is advanced.
  • the intake valve 22 is in a state where the pressure in the combustion chamber 16 is lower than when the retard amount when the intake valve 22 is opened is equal to or less than the advance amount when the exhaust valve 23 is closed. Since the opening of the valve is started at the same time, the return of the intake air is prevented or suppressed.
  • the pivot center line L4i and the pivot center line L4e deviate toward the exhaust side with respect to the reference plane HO and are disposed parallel to the rotation center line L2, and the pivot center line L5i is disposed on the exhaust side. Since the pivot center line L5e is arranged on the intake side, when the control shaft 70 moves, the intake link 4 and several Mli swing around the camshaft 50 with a larger swing amount than the exhaust link mechanism Mle. And the amount of retardation of the opening timing of the intake valve 22 is greater than the amount of advancement of the closing timing of the exhaust valve 23.
  • control shaft 70 of the control mechanism M3 is shared by the intake link mechanism Mli and the exhaust link mechanism Mle, and the pivot center line L4i, the pivot center
  • the variable valve characteristic mechanism M is downsized and its structure is simplified.
  • the pivot center line L4i and the pivot center line L4e are arranged parallel to the rotation center line L2, the pivot center line L5i is arranged on the exhaust side, and the pivot center line L5e is arranged on the intake side
  • the link length of the intake control link 71 i is longer than the link length of the exhaust control link 71 e, so that when the control shaft 70 moves, the cam has a larger swing amount than the intake link mechanism Mli force exhaust link mechanism Mle.
  • the pivot center line L5i and the pivot center line L5e are distributed and arranged on both sides of the reference plane HO, and the intake control link 71 Since the link length of i is longer than the link length of exhaust control link 71 e, The variable characteristic mechanism is downsized and its structure is simplified.
  • variable valve characteristic mechanism M is further reduced in size, and its structure is further simplified.
  • the exhaust link mechanism Mle (intake link mechanism Mli) is driven by the drive mechanism M2 in which the exhaust link mechanism Mle (intake link mechanism Mli) is driven.
  • the control shaft 70 exhaust control link 7 1 e for transmitting the motion of (intake air control link 71 i) that, pivoted around which swings around a rotation center line L 2 of the cam shaft 50 Since the exhaust pivot portion (intake pivot portion) having a line is provided, the distance between the pivot center line of the intake pivot portion and the rotation center line L2 is determined by the pivot center of the exhaust pivot portion.
  • the control axis 70 and And the exhaust control link 71 e (the intake control link 71 i) is driven by the drive mechanism M 2, the intake link mechanism Mli is moved by the exhaust link mechanism Mle from the exhaust cam 54 oscillated about the cam shaft 50.
  • the intake cam 53 may swing about the cam shaft 50 with a large swing amount.
  • the intake pivoting part is constituted by a connecting part 61il of the first plate 61i, a fulcrum part 66ia of the intake sub-mouth arm 66i and a supporting part 63i2 (see FIG. 6) of the collar 63i. Be composed.
  • the pivot center lines of the intake pivot portions are a pivot center line L5i and a swing center line L3i.
  • the exhaust pivoting portion is composed of a connecting portion 61el of the first plate 61e, a fulcrum portion 66ea of the intake sub-rocker arm 66e, and a supporting portion 63e2 of the collar 63e (see FIG. 6). Is done.
  • the pivot center lines of the exhaust pivot portions are a pivot center line L5e and a swing center line L3e. Then, the distance between the pivot center line L5i and the rotation center line L2 is set shorter than the distance between the pivot center line L5e and the rotation center line L2, or the swing center line. The distance between L3i and the rotation center line L2 is set shorter than the distance between the swing center line L3e and the rotation center line L2. .
  • the intake pivoting section of the intake link mechanism Mli is pivoted by the exhaust pivoting section of the exhaust link mechanism Mle.
  • the control center M 3 has the intake cam 53 and the exhaust cam 53 because the pivot center lines L 5i and L 3i are located closer to the rotation center line L 2 of the cam shaft 50 than the moving center lines L 5e and L 3e.
  • the piston 54 is swung about the cam shaft 50 via the intake link mechanism Mli and the exhaust link mechanism Mle so that the swing amount of the intake cam 53 becomes larger than the swing amount of the exhaust cam 54.
  • the predetermined load Da may be a load in the medium load region F2.
  • the fuel supply device may be a fuel injection valve that injects fuel directly into the combustion chamber.
  • the internal combustion engine may be a multi-cylinder internal combustion engine. In addition, one cylinder has multiple intake valves
  • the engine may be an internal combustion engine provided with one or more exhaust valves, or an internal combustion engine provided with a plurality of exhaust valves and one or more intake valves in one cylinder.
  • the opening of the throttle valve 30 may be almost fully opened, and in the maximum overlap period Pax or the minimum internal EGR ratio Nn, the effective overlap period P ae and the effective non-overlap period Pbe may be substantially zero, and the internal EGR ratio N may be substantially minimum over the entire load region during warm-up.
  • “almost” means that when the throttle valve 30 is fully opened, the effective overlap period Pae and the effective non-overlap period Pbe are 0, and the internal EGR ratio N is It means the range where there is no significant difference in the effect compared to when it is the minimum.
  • variable valve characteristic mechanism is an internal E G
  • the intake valve When controlling the overlap period and the non-overlap period in the direction in which the R ratio increases, the intake valve starts opening with the combustion chamber pressure being low. For this reason, backflow of intake air is prevented or suppressed.
  • control members of the control mechanism are shared between the intake interlock mechanism and the exhaust interlock mechanism, and the pivot center line of the first intake connection, the pivot center line of the first exhaust connection, and the second intake connection Due to the arrangement of the pivot center line of the second exhaust connection portion and the pivot center line of the second exhaust connection portion with respect to the reference plane, the retard amount of the opening timing of the intake valve is larger than the advance amount of the closing timing of the exhaust valve.
  • the variable valve characteristic mechanism for obtaining the desired valve operating characteristics is downsized and its structure is simplified.
  • the pivot center line of the second intake connection part and the pivot center line force of the second exhaust connection part Since the intake control link is longer than the exhaust control link, the amount of delay in the opening timing of the intake valve is greater than the amount of advance in the timing of closing the exhaust valve.
  • the variable valve characteristic mechanism for obtaining the desired valve operating characteristics is downsized, and its structure is simplified.
  • the distance between the pivot centerline of the intake pivoting part of the intake interlocking mechanism and the rotation centerline of the camshaft is the distance between the pivoting centerline of the exhaust pivoting part of the exhaust interlocking mechanism and the rotation centerline of the force axis. Since the distance is shorter than the distance, the structure of the variable valve characteristic mechanism for obtaining the valve operating characteristic in which the retard amount of the opening timing of the intake valve is larger than the advance amount of the closing timing of the exhaust valve is simplified. .

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Abstract

動弁装置40のバルブ特性可変機構Ｍは、オーバラップ期間および非オーバラップ期間を制御することにより内部ＥＧＲ率を制御する。バルブ特性可変機構Ｍは、吸気カムに連結される吸気リンク機構および排気カム54に連結される排気リンク機構をカム軸50を中心に揺動させる制御機構Ｍ３と、制御機構Ｍ３を駆動する駆動機構とを備える。制御機構Ｍ３は、内部ＥＧＲ率の増加方向での駆動機構の同一の駆動量に対して、吸気リンク機構による吸気弁22の開時期の遅角量が、排気リンク機構による排気弁23の閉時期の進角量よりも大きくなるように、駆動機構と各リンク機構とを連結している。

Description

明 細 書 内燃機関の動弁装置 技術分野
本努明は、 吸気弁およぴ排気弁のバルブ作動特性を制御するバルブ特性 可変機構を備える内燃機関の動弁装置に関し、 詳細には、 バルブ特性可変機構が 吸気弁おょぴ排気弁の開閉時期を変更してオーバラップ期間および非オーバラッ プ期間を制御することにより内部 E G R率が制御される内燃機関の動弁装置に関 する。 背景技術
既燃ガスの一部を燃焼室に残留させる内部 E G R (exhaust gas recirculation)により、 内燃機関のボンビングロスが減少して燃費性能が向上し、 かつ排気ガス中の N O xが減少して排気浄化性能が向上することは知られている。 そして、 内部 E G Rを行うために、 吸気弁おょぴ排気弁のバルブ作動特性を制御 する装置として、 例えば特開 2001-003721に開示された内燃機関の可変動弁装置 がある。 この可変動弁装置は、 吸気弁側および排気弁側の可変動弁機構を備える。 各可変動弁機構は、 クランク軸に連動して回転する駆動軸に固定された偏心カム と、 該偏心カムの外周に回転可能に嵌合されたリング状リンクと、 駆動軸とほぼ 平行に配置された制御軸に偏心して固定された駆動カムの外周に回転可能に嵌合 されると共にリング状リンクに一端部で枢着されるロッカアームと、 駆動軸に回 転可能に嵌合すると共にロッカアームの他端部にリンクを介して連結された揺動 カムとを備える。 吸気弁および排気弁を開閉する揺動カムは、 制御軸が機関運転 状態に応じて回転されて、 口ッカアームの揺動中心と駆動軸の回転中心との距離 が変更されることにより、 吸気弁および排気弁の最大リフト量と作動角とを変更 するように揺動する。 そして、 制御軸は、 吸気弁および排気弁の最大リフト量が 小さくなるにつれて、 最大リフト時期が、 吸気弁では遅角側に移動し、 排気弁で は進角側に移動するように回転制御される。 この結果、 吸気弁の開弁時期が、 そ の閉弁時期の進角の幅よりも大きな幅で遅角され、 排気弁の閉弁時期が、 その開 弁時期の遅角の幅よりも大きな幅で進角されて、 燃焼室に残留する燃焼ガスを利 用した燃費の改善および排気の清浄化が可能になる。
ところで、 内部 E G Rが行われる場合、 燃焼室に残留する既燃ガスによ り吸気弁が開弁するときに燃焼室の圧力が高いと、 吸気の吹返しが発生して、 所 要の空気量の空気が燃焼室に流入することが困難になる。 したがって、 オーバラ ップ期間の減少または非オーバラップ期間の増加により内部 E G R率を大きくす る場合、 吸気の吹返しを防止または極力抑制して、 所要量の空気が燃焼室に流入 するようにするためには、 吸気弁の開時期に燃焼室の圧力が低いほど好ましい。 また、 前記従来技術では、 駆動軸および制御軸が、 吸気弁側および排気弁側のそ れぞれの可変動弁機構に設けられることから、 吸気弁および排気弁のバルブ作動 特性を制御するための可変機構が大型化する。 さらに、 吸気弁または排気弁の開 閉時期を進角または遅角させたとき、 排気弁の開時期が遅すぎると燃焼ガスの排 気損失が増加して、 熱効率が低下し、 また吸気弁の開時期が早すぎると十分な新 気が吸入されず、 出力が低下したり、 燃焼が不安定になる。 発明の開示
本発明は、 このような事情に鑑みてなされたものであり、 燃焼室の圧力 が低い状態で吸気弁が開弁を開始するようにして、 吸気の吹返しを防止または抑 制することを目的とする。 さらに、 バルブ特性可変機構の小型化と、 その構造の 簡素化を図ることを目的する。 また、 バルブ特性可変機構の構造の簡素化を図る ことを目的とする。
本発明の第 1の観点によれば、 吸気弁および排気弁のバルブ作動特性を それぞれ制御するバルブ特性可変機構を備え、 前記バルブ特性可変機構が前記吸 気弁および前記排気弁の開閉時期を変更してオーバラップ期間および非オーバラ ップ期間を制御することにより内部 E G R率が制御される内燃機関の動弁装置に おいて、 前記パルプ特性可変機構は、 前記内燃機関のクランク軸に連動して回転 するカム軸と、 前記カム軸の回転に応じて前記吸気弁を開閉作動させる吸気カム に連結される吸気連動機構と、 前記力ム軸の回転に応じて前記排気弁を開閉作動 させる排気カムに連結される排気連動機構と、 前記各連動機構を前記力ム軸を中 心に揺動させる制御機構と、 前記制御機構を駆動する駆動機構と、 を備え、 前記 制御機構は、 前記オーバラップ期間の減少または前記非オーバラップ期間の増加 による前記内部 E G R率の増加方向で前記駆動機構により駆動されるとき、 前記 吸気連動機構による前記吸気弁の開時期の遅角量が、 前記排気連動機構による前 記排気弁の閉時期の進角量よりも大きくなるように、 前記駆動機構と前記各連動 機構とを連結している内燃機関の動弁装置、 が提供される。
これによれば、 ノ^レブ特性可変機構が、 内部 E G R率が増加する方向に オーバラップ期間を減少し、 または非オーバラップ期間を増加するとき、 吸気弁 の開時期の遅角量は排気弁の閉時期の進角量よりも大きくなるので、 排気弁の閉 時期が進角して燃焼室に残留する既燃ガスの圧力が高くなるとき、 吸気弁の開弁 時の遅角量が排気弁の閉時期の進角量以下の場合に比べて、 吸気弁は燃焼室の圧 力がより低い状態のときに開弁する。
本発明の第 2の観点によれば、 第 1の観点の内燃機関の動弁装置におい て、 前記制御機構は、 前記駆動機構により駆動されて前記カム軸の回転中心線を 含む基準平面に平行な方向に移動可能な制御部材と、 第 1吸気連結部で前記制御 部材に枢着され第 2吸気連結部で前記吸気連動機構に枢着される吸気制御リンク と、 第 1排気連結部で前記制御部材に枢着され第 2排気連結部で前記排気連動機 構に枢着される排気制御リンクとを備え、 前記第 1吸気連結部の枢動中心線と前 記第 1排気連結部の枢動中心線とは、 前記基準平面に対して一方側に前記回転中 心線に平行に配置され、 前記第 2吸気連結部の枢動中心線は前記一方側に配置さ れ、 前記第 2排気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面に対して他方側に配置さ れることにより、 前記制御部材が移動したとき、 前記吸気連動機構が前記排気連 動機構よりも大きい揺動量で前記カム軸を中心に揺動するものである。
これによれば、 吸気弁の開時期の遅角量が排気弁の閉時期の進角量より も大きくなるバルブ作動特性を得るために、 吸気連動機構および排気連動機構に 共通の制御部材が移動するとき、 第 1吸気連結部の枢動中心線および第 1排気連 結部の枢動中心線が基準平面に対して一方側に配置され、 第 2吸気連結部の枢動 中心線は前記一方側に配置され、 第 2排気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面 に対して他方側に配置されることにより、 吸気制御リンクおよび排気制御リンク 、 それぞれ、 基準平面の両側に振り分けられて配置された第 2吸気連結部の枢 動中心線および第 2排気連結部の枢動中心線で枢着された吸気連動機構および排 気連動機構を、 吸気連動機構の揺動量が排気連動機構の揺動量よりも大きくなる ように、 カム軸を中心として揺動させる。
本発明の第 3の観点によれば、 第 1の観点の内燃機関の動弁装置におい て、 前記制御機構は、 前記駆動機構により駆動されて前記カム軸の回転中心線を 含む基準平面に平行な方向に移動可能な制御部材と、 第 1吸気連結部で前記制御 部材に枢着され第 2吸気連結部で前記吸気連動機構に枢着される吸気制御リンク と、 第 1排気連結部で前記制御部材に枢着され第 2排気連結部で前記排気連動機 構に枢着される排気制御リンクとを備え、 前記第 1吸気連結部の枢動中心線と前 記第 1排気連結部の枢動中心線とは、 前記回転中心線に平行に配置され、 前記第 2吸気連結部の枢動中心線は前記基準平面に対して一方側に配置され、 前記第 2 排気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面に対して他方側に配置され、 前記吸気 制御リンクのリンク長は、 前記排気制御リンクのリンク長よりも長いことにより、 前記制御部材が移動したとき、 前記吸気連動機構が前記排気連動機構よりも大き V、揺動量で前記力ム軸を中心に揺動するものである。
これによれば、 吸気弁の開時期の遅角量が排気弁の閉時期の進角量より も大きくなるバルブ作動特性を得るために、 吸気連動機構および排気連動機構に 共通の制御部材が移動するとき、 リンク長が排気制御リンクよりも長い吸気制御 リンクおよび排気制御リンクが、 それぞれ、 基準平面の両側に振り分けられて配 置された第 2吸気連結部の枢動中心線おょぴ第 2排気連結部の枢動中心線で枢着 された吸気連動機構およぴ排気連動機構を、 吸気連動機構の摇動量が排気連動機 構の摇動量よりも大きくなるように、 カム軸を中心として搐動させる。 1033
本発明の第 4の観点によれば、 第 1から第 3の観点の内燃機関の動弁装 置において、 前記吸気連動機構は、 前記吸気連動機構が前記制御機構により揺動 させられたときに前記力ム軸の回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ吸 気枢動部を備え、 前記排気連動機構は、 前記排気連動機構が前記制御機構により 揺動させられたときに前記回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ排気枢 動部を備え、 前記吸気枢動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離は、 前記排 気枢動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離よりも短いことにより、 前記制 御機構が前記駆動機構により駆動されたとき、 前記吸気連動機構が、 前記排気連 動機構により前記カム軸を中心に揺動される前記排気カムよりも大きい摇動量で、 前記吸気カムを前記カム軸を中心に揺動させるものである。
これによれば、 吸気連動機構および排気連動機構が制御機構により揺動 させられるとき、 吸気連動機構は、 排気連動機構の枢動中心線に比べてカム軸の 回転中心線に近い位置に枢動中心線を有するので、 制御機構は、 吸気カムおよび 排気カムを、 吸気連動機構および排気連動機構を介して、 吸気カムの揺動量が排 気カムの揺動量よりも大きくなるように、 カム軸を中心として揺動させる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の内燃機関が搭載された自動二輪車の概略の右側面図で ある。
図 2は、 図 1の内燃機関において、 図 6概略 I I一 I I矢視での断面図 であり、 部分的に、 吸気弁と排気弁の弁ステムの中心軸線、 制御軸の中心軸線を 通る面での断面図である。
図 3は、 図 1の内燃機関のス口ットルボディの概略図である。
図 4 (A) から図 4 (D) は、 図 1の内燃機関の制御における制御形態 を説明するものであり、 図 4 (A) は、 スロットル開度マップの暖機時用マップ を示し、 図 4 ( B ) は、 スロットル開度マップの暖機後用マップを示し、 図 4 ( C) は、 暖機時のオーバラップ期間および非オーバラップ期間の制御形態を示 す図であり、 図 4 (D) は、 暖機後のオーバラップ期間および非オーバラップ期 間の制御形態を示す図である。
図 5は、 図 1の内燃機関において、 図 10の概略 V a— V a矢視 での断面図であり、 部分的に、 概略 Vb— Vb矢視での断面図である。
図 6は、 図 1の内燃機関において、 ヘッドカバーを外した状態で、 動弁 装置の図 2の概略 V I -V I矢視での断面図であり、 部分的に、 動弁装置の構成 部材を適宜断面で示した図である。
図 7は、 図 1の内燃機関において、 シリンダヘッドに取り付けられる力 ム軸ホルダをシリンダ軸線に沿ってへッドカバー側から見た図である。
図 8 (A) は、 図 1の内燃機関の動弁装置において、 バルブ特性可変機 構の排気駆動カムをカム軸方向から見た図であり、 図 8 (B) は、 図 1の内燃機 関の動弁装置において、 バルブ特性可変機構の排気リンク機構および排気カムを 適宜枢動させた状態で示す図である。
図 9 (A) は、 図 8 (B) の I XA矢視での断面図であり、 図 9 (B) は、 図 8 (B) の I XB矢視図であり、 図 9 (C) は、 図 8 (B) の I XC矢視 での断面図であり、 図 9 (D) は、 図 8の I XD矢視図である。
図 10は、 図 1の内燃機関において、 へッドカバーを前方からシリンダ 軸線に沿って見た図であり、 部分的に破断して、 バルブ特性可変機構の駆動機構 を示す図である。
図 1 1は、 図 1の内燃機関の動弁装置による吸気弁および排気弁のバル プ作動特性を説明する図である。
図 12 (A) は、 図 1の内燃機関の動弁装置において、 吸気弁について 最大バルブ作動特性が得られるときのバルブ特性可変機構の要部の説明図であり、 図 12 (B) は、 図 1の内燃機関の動弁装置において、 排気弁について最大バル プ作動特性が得られるときのバルブ特性可変機構の要部の説明図であり、 図 2の 要部拡大図に相当する図である。 図 1 3 (A) は、 吸気弁について最小バルブ作動特性が得られるときの 図 12 (A) に対応する図であり、 図 13 (B) は、 排気弁について最小バルブ 作動特性が得られるときの図 12 (B) に対応する図である。
図 14 (A) は、 吸気弁についてデコンブ作動特性が得られるときの図 1 2 (A) に対応する図であり、 図 14 (B) は、 排気弁についてデコンブ作動 特性が得られるときの図 12 (B) に対応する図である。 なお、 図中の符号は、 以下を示す。
1…車体フレーム、 2…ヘッドノヽ0ィプ、 3···フロントフォーク、 4···ノヽ ンドル、 5…スイングアーム、 6…リャクッション、 7…前輪、 8…後輪、 9— 車体カバー、 10···クランクケース、 11…シリンダ、 12···シリンダヘッド、 13…へ ッ ドカバ 、 14…ピストン、 15…クランク軸、 16…燃焼室、 17…吸気ポート、 18 …排気ポート、 19…点火栓、 20 i , 20e…弁ガイド、 21…弁バネ、 22…吸気弁、 23…排気弁、 24…バルブシート、 25…動弁室、 26…エアクリーナ、 27…スロット ルポディ、 28…排気管、 29…カム軸ホルダ、 30…スロッ トル弁、 …スロットル 開度検出手段、 33…電動モータ、 34, 35…ギヤ、 40…動弁装置、 41， 42…メイン ロッカアーム、 43···ロッカ軸、 44…軸受、 50…カム軸、 51， 52…駆動カム、 53··· 吸気カム、 54…排気カム、 55…押圧バネ、 56…軸受、 57…カムスプロケット、 59 …伝動室、 60 e , 60 i ···ホノレタ、、、 61 e , 61 i， 62 e , 62 i…プレート、 63 e， 63 i…カラー、 64···リベット、 、 66 i， 66 e…サブロッカアーム、 67 e , 67 i…連 結リンク、 68…制御バネ、 69…軸受、 70…制御軸、 71 i， 71e…制御リンク、 72 , 73…連結ピン、 76， 77, 78, 79…バネ保持部、 76 a， 77 a , 78 a , 79 a…バネ ガイド、 80…電動モータ、 80b…出力軸、 81…減速ギヤ、 82…出力ギヤ、 83…力 バー、 84…支持軸、 88…保持筒、 89…軸受、 90…案内軸、 91…貫通孔、 92---EC U、 94…摇動位置検出手段、 95…出力要求量検出手段、 96…機関温度検出手段、 E…内燃機関、 V…自動二輪車、 U…パワーユニット、 L 1…シリンダ軸線、 L 2…回転中心線、 L3i， L3e…摇動中心線、 L4i, L4e， L5i, L5e…枢動中心 線、 L 6…中心軸線、 A 1…シリンダ軸線方向、 A 2…カム軸方向、 T…スロッ トル制御機構、 D…操作量、 D a…所定負荷、 Db…最大負荷、 F a, F b…負 荷領域、 e…偏倚量、 M…バルブ特性可変機構、 Mli, Mle…リンク機構、 M2 …駆動機構、 M 3…制御機構、 M4…伝達機構、 H0…基準平面、 Hl， H2〜 直交平面、 R 1…回転方向、 R 2…反回転方向、 Kimax, Kemax…最大バルブ作 動特性、 Kimin, Kemin…最小バルブ作動特性、 …開度、 0 iomax, Θ icrain,
Θ eomax, Θ ecmin…敢； 1^角¼1^：、 Θ icmax, Θ iomin, Θ ecmax, Θ eomin…最遅角 位置、 P a…オーバラップ期間、 P b…非オーバラップ期間、 Pae…有効オーバ ラップ期間、 Pbe…有効非オーバラップ期間、 N…内部 EGR率、 Nn…最小内 部 EGR率、 Nx…最大内部 EGR率。
発明を実施するための最良の形態 '
以下、 本発明の実施形態を図 1ないし図 14 (B) を参照して説明する。 図 1を参照すると、 本発明が適用された内燃機関 Eは、 車両としての自動二輪車 Vに搭載される。 自動二輪車 Vは、 前フレーム 1 aおよぴ後フレーム 1 bを有す る車体フレーム 1と、 前フレーム 1 aの前端に結合されたへッドパイプ 2に回転 可能に支持されたフロントフォーク 3の上端部に固定されるハンドル 4と、 フロ ントフォーク 3の下端部に回転可能に支持される前輪 7と、 車体フレーム 1に支 持されるパワーュニット Uと、 車体フレーム 1に揺動可能に支持されたスイング アーム 5の後端部に回転可能に支持される後輪 8と、 後フレーム 1 bとスイング アーム 5の後部とを連結するリャクッション 6と、 車体フレーム 1を覆う車体力 バー 9とを備える。
パワーュニット Uは、 自動二輪車 Vの左右方向に延びるクランク軸 15を 有する横置き配置の内燃機関 Eと、 変速機を有して内燃機関 Eの動力を後輪 8に 伝達する伝動装置とを備える。 内燃機関 Eは、 クランク軸 15が収容されるクラ ンク室を形成すると共に変速機ケースを兼ねるクランクケース 10と、 クランク ケース 10に結合されて前方に延びるシリンダ 11と、 シリンダ 11の前端部に結 合されるシリンダへッド 12と、 シリンダへッド 12の前端部に結合されるへッド カバー 13とを備える。 シリンダ 11のシリンダ軸泉 L 1は、 前方に向かって水平 方向に対してやや上向きに傾斜して延びる （図 1参照） 力 \ または水平方向にほ ぼ平行に延びる。 そして、 ピストン 14 (図 2参照） により回転駆動されるクラ ンク軸 15の回転が前記変速機により変速されて後輪 8に伝達され、 後輪 8が駆 動される。
図 2を併せて参照すると、 内燃機関 Εは S O H C型の空冷式の単気筒 4 ストローク内燃機関であり、 シリンダ 11には、 ピストン 14が往復動可能に嵌合 するシリンダ孔 11 aが形成され、 シリンダへッド 12には、 シリンダ軸線方向 A 1でシリンダ孔 11 aに対向する面に燃焼室 16が形成され、 さらに燃焼室 16に それぞれ開口する吸気口 17 aを有する吸気ポート 17および排気口 18 aを有する 排気ポート 18が形成される。 また、 燃焼室 16に臨む点火栓 19は、 シリンダへ ッド 12 に形成された取付孔 12 cに挿入されてシリンダへッド 12 に装着される。 ここで、 燃焼室 16は、 ビストン 14とシリンダへッド 12との間の前記シリンダ 孔 11 aと共に燃焼空間を構成する。
さらに、 シリンダへッド 12には、 弁ガイド 20 i , 20 eに往復動可能に 支持されて、 弁パネ 21により閉弁方向に常時付勢される機関弁である 1つの吸 気弁 22および 1つの排気弁 23が設けられる。 吸気弁 22および排気弁 23は、 内 燃機関 Eに備えられる動弁装置 40により開閉作動させられて、 バルプシート 24 により形成される吸気口 17 aおよび排気口 18 aをそれぞれ開閉する。 動弁装置 40は、 電動モータ 80 (図 5参照） を除いて、 シリンダへッド 12とへッドカバー 13とで形成される動弁室 25内に配置される。
吸気ポート 17の入口 17 bが開口するシリンダへッド 12の一側面である 上面 12 aには、 外部から取り入れられた空気を吸気ポート 17に導くために、 ェ ァクリーナ 26 (図 1参照） とスロッ トルポディ 27 (図 1参照） とを備える吸気 装置が取り付けられ、 排気ポート 18の出口 18 bが開口するシリンダへッド 12 の他側面である下面 12 bには、 燃焼室 16から排気ポート 18を通って流出する 排気ガスを内燃機関 Eの外部に導く排気管 28 (図 1参照） を備える排気装置が 取り付けられる。 また、 前記吸気装置には、 吸入空気に液体燃料を供給する燃料 供給装置である燃料噴射弁が備えられる。
そして、 エアクリーナ 26およびスロットルボディ 27を通って吸入され た空気は、 ビストン 14が下降する吸気行程において開弁した吸気弁 22を経て吸 気ポート 17から燃焼室 16に吸入され、 ビス トン 14が上昇する圧縮行程におい て燃料と混合された状態で圧縮される。 混合気は圧縮行程の終期に点火栓 19に より点火されて燃焼し、 ピストン 14が下降する膨張行程において燃焼ガスの圧 力により駆動されるビストン 14がクランク軸 15を回転駆動する。 既燃ガスは、 ビストン 14が上昇する排気行程において開弁した排気弁 23を経て、 排気ガスと して、 燃焼室 16から排気ポート 18に排出される。
図 3を参照すると、 上流端 27 a側でエアクリーナ 26に連通し下流端 27 b側で吸気管を介して吸気ポート 17に違通するスロットルボディ 27には、 戻し パネにより閉弁方向に付勢されるスロットル弁 30と、 スロットル弁 30を開閉作 動させてその開度 （スロットルポジション） を制御するスロットル制御機構 Tと、 スロッ トル弁 30の開度を検出するスロットル開度検出手段 32 (ス口ットルポジ シヨンセンサー 32) とが設けられる。 スロッ トル制御機構 Tは、 制御装置として の電子制御ユニット （以下、 「E C U」 という。 ） 92 (図 5参照） により制御さ れるァクチユエータである電動モータ 33と、 電動モータ 33の駆動力をスロット ル弁 30に伝達する伝動機構を構成する一連のギヤ 34, 35からなる減速ギヤ列と を備える。
図 5を併せて参照すると、 E C U92には、 運転者が操作する出力操作部 材としてのスロッ トルダリップの操作量 Dを検出する出力要求量検出手段95、 内燃機関 Eの暖機状態を検出する暖機状態検出手段としての機関温度検出手段 96 (例えば潤滑油温度検出手段） 、 スロッ トル開度検出手段 32などから構成さ れて、 内燃機関 Eの運転状態を検出する運転状態検出手段の各検出信号が入力さ れる。 ここで、 操作量 Dは運転者による機関出力の要求量であり、 前記スロット ルグリップは該要求量を設定する出力設定手段である。 E C U92の記憶装置には、 操作量 Dをパラメータとしてスロッ トル弁 30 の開度 ]3 が設定されたスロットル開度マップが格納されている。 このスロッ ト ル開度マップは、 図 4 (A) 、 (B ) に示されるように、 内燃機関 Eの暖機時に 使用される暖機時用マップと、 内燃機関 Eの暖機が完了した後に使用される暖機 後用マップとから構成される。 そして、 電動モータ 33は、 出力要求量検出手段 95により検出される操作量 Dと、 スロットル開度検出手段 32により検出される スロットル弁 30の実際の開度とに応じて、 スロットル弁 30の開度が前記スロッ トル開度マップにより設定される開度 3 となるように、 E C U92により制御さ れて、 スロットノレ弁 30を開閉する。
E C U92は、 機関温度検出手段 96により機関温度が所定温度未満の状 態である暖機時であることが検出されると、 暖機時用マップを選択し、 機関温度 検出手段 96により機関温度が前記所定温度以上の状態である暖機後であること が検出されると、 暖機後用マップを選択する。 暖機時用マップにより、 内燃機関 Eの負荷領域全体で操作量 Dの増加につれてスロットル弁 30の開度が増加する ように、 スロッ トル弁 30 の開度が操作量 Dに正比例する開度特性が設定される。 それゆえ、 電動モータ 33は、 負荷領域全体で、 機関負荷を検出する負荷検出手 段でもある出力要求量検出手段 95により検出される操作量 D、 すなわち機関負 荷の増加につれて増加する開度となるようにスロットル弁 30 の開度を制御する。
一方、 暖機後用マップにより、 無負荷から低負荷領域における所定負荷 D aまでの第 1負荷領域 F aで、 操作量 D (機関負荷） の増加につれて、 スロッ トル弁 30がアイドル開度から所定負荷 D aで全開するように增加し、 所定負荷 D aを越える第 2負荷領域 F bで、 操作量 Dに無関係にス口ットル弁 30が全開 になる開度特性が設定される。 それゆえ、 電動モータ 33は、 第 1負荷領域 F a で、 操作量 Dの増加につれてアイドル開度から所定負荷 D aで全開するようにス ロットル弁 30の開度を制御し、 第 2負荷領域 F bで、 スロットル弁 30を全開に 維持するように制御する。 ここで、 内燃機関 Eの負荷領域全体は、 無負荷および 最大負荷 D bの間で、 低負荷領域 F l、 中負荷領域 F 2および高負荷領域 F 3に ほぼ 3等分されるものとする。 図 2 , 図 5〜図 7， 図 1 2 (A) , 図 1 2 (B ) を参照すると、 動弁装 置 40は、 吸気弁 22を開閉作動させるベくその弁ステム 22 aに当接する吸気力 ムフォロアとしての吸気メインロッカアーム 41と、 排気弁 23を開閉作動させる ベくその弁ステム 23 aに当接する排気カムフォロアとしての排気メイン口ッカ アーム 42と、 吸気弁 22および 気弁 23の開閉時期おょぴ最大リフト量を含む バルブ作動特性を制御するバルブ特性可変機構 Μとを備える。
吸気メイン口ッカアーム 41および排気メイン口ッカアーム 2は、 それ ぞれ、 中央部の支点部 41 a， 42 aにおいてカム軸ホルダ 29に固定される 1対の 口ッカ軸 43に揺動可能に支持され、 一端部の作用部を構成する調整ネジ 4l b , 42 bにおいて弁ステム 22 a , 23 aに当接し、 他端部の接触部を構成するローラ 41 c， 42 cにおいて吸気カム 53および排気カム 54に接触する。
バルブ特性可変機構 Mは、 動弁室 25に収容される内部機構と、 動弁室 25外に配置される外部機構であって前記内部機構を駆動する電動ァクチユエ一 タである電動モータ 80とを備える。 前記内部機構は、 シリンダへッド 12に回転 可能に支持されると共にクランク軸 15に連動して回転駆動される 1つのカム軸 50と、 カム軸 50に設けられてカム軸 50と一体に回転する駆動カムである吸気 駆動カム 51および排気駆動カム 52と、 カム軸 50に枢支されてカム軸 50を中心 に揺動可能な連動機構としてのリンク機構 Mli, Mleと、 リンク機構 Mli， M leに連結されて吸気メインロッカアーム 41および排気メインロッカアーム 42 をそれぞれ作動させるベくカム軸 50に枢支された動弁カムである吸気カム 53お よび排気カム 54と、 リンク機構 Mli, Mleをカム軸 50を中心にして揺動させ るべく電動モータ 80を駆動源として備える駆動機構 M 2 (図 5参照） と、 駆動 機構 M 2とリンク機構 Mli, Mleの間に介在して電動モータ 80の駆動力に応じ てリンク機構 Mli, Mleの力ム軸 50回りの揺動を制御する制御機構 M 3と、 リ ンク機構 Mli， Mleを制御機構 M 3に押し付けるためにカム軸 50回りのトルク をリンク機構 Mli, Mleに作用させる押圧用付勢手段としての押圧パネ 5δと、 を備える。 図 2 , 図 5， 図 6を参照すると、 カム軸 50は、 その両端部に配置された 1対の軸受 56を介して、 シリンダへッド 12とシリンダへッド 12に結合される カム軸ホルダ 29とに回転可能に支持されて、 動弁用伝動機構を介して伝達され るクランク軸 15 (図 1参照） の動力により、 クランク軸 15に連動してその 1 Z 2の回転速度で回転駆動される。 前記動弁用伝動機構は、 カム軸 50の一端部で ある左端部の先端寄りに一体に結合された力ムスプロケット 57と、 クランク軸 15に一体に結合された駆動スプロケットと、 力ムスプロケット 57および前記駆 動スプロケットに掛け渡されるタイミングチューン 58とを備える。 前記動弁用 伝動機構は、 シリンダ 11およぴシリンダへッド 12により形成されてシリンダ 11およぴシリンダへッド 12の、 第 1直交平面 H 1に対して一側側である左側に 位置する伝動室に収容される。 そして、 前記伝動室のうちシリンダへッド 12に 形成される伝動室 59は、 シリンダ軸線 L 1を中心とする径方向 （以下、 「径方 向」 という。 ） で、 かつカム軸 50の回転中心線 L 2の方向 A 2 (以下、 「カム 軸方向 A 2」 という。 ） 'で動弁室 25に隣接している。 ここで、 第 1直交平面 H 1は、 シリンダ軸線 L 1を含むと共に後述する基準平面 H Oに直交する平面であ る。
なお、 バルブ特性可変機構 Mにおいて、 吸気弁 22に関わる部材および排 気弁 23に関わる部材は互いに対応する部材を含むため、 また吸気駆動カム 51、 排気駆動カム 52、 リンク機構 Mli， Mle、 吸気カム 53および排気カム 54は、 同じ基本的構造を有するため、 以下の説明では、 排気弁 23に関わる部材を中心 に説明し、 吸気弁 22に関わる部材および関連説明等を必要に応じて括弧内に記 す。
図 2， 図 5， 図 8 (A) ， 図 8 (B ) , 図 9 (A) 〜図 9 (D ) , 図 1 2 (A) ， 図 1 2 ( B ) を参照すると、 カム軸 50に圧入されて固定される排気 駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) は、 外周面に全周に渡って形成されたカム面を 有する。 該カム面は、 リンク機ネ冓 Mle (Mli) を介して排気カム 54 (吸気カム 53) を揺動させないベース円部 52 a (51 a ) と、 リンク機構 Mle (Mli) を介 して排気カム 54 (吸気カム 53) を摇動させるカム山部 52 b (51 b ) とから構成 される。 ベース円部 52 a (51 a ) は、 回転中心線 L 2からの半径が一定の円弧 からなる断面形状を有し、 カム山部 52 b (51 b ) は、 回転中心線 L 2からの半 径がカム軸 50の回転方向 R 1に増加した後に減少する断面形状を有する。 そし て、 ベース円部 52 a (51 a ) は、 排気メイン口ッカアーム 42 (吸気メインロッ 力アーム 41) が排気カム 54 (吸気カム 53) のベース部 54 a (53 a ) に接触する ように排気カム 54 (吸気カム 53) の揺動位置を設定し、 カム山部 52 b (51 b ) は、 排気メインロッカアーム 42 (吸気メインロッカアーム 41) が排気カム 54
(吸気カム 53) のベース円部 54 a (53 a ) およびカム山部 54 b (53 b ) に接触 するように排気カム 54 (吸気カム 53) の摇動位置を設定する。
リンク機構 Mli , Mleは、 吸気カム 53に連結される吸気リンク機構 M liと、 排気カム 54に連結される排気リンク機構 Mleとから構成される。 併せて 図 5 , 図 6を参照すると、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) は、 カム 軸 50に枢支されてカム軸 50を中心に揺動可能なホルダ 60 e (60 i ) と、 ホル ダ 60 e (60 i ) に枢支されて排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) により駆動さ れて揺動する排気サプロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) と、 一 端部で排気サブ口ッカアーム 66 e (吸気サブ口ッカアーム 66 i ) に枢着される と共に他端部で排気カム 54 (吸気カム 53) に枢着される連結リンク 67 e (67 i ) と、 排気サプロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) を排気駆動 カム 52 (吸気駆動カム 51) に押し付ける制御バネ 68と、 を備える。
カム軸 50が揷通される軸受 69を介してカム軸 50に支持されるホルダ
60 e (60 i ) は、 カム軸方向 A 2に離隔した 1対の第 1， 第 2プレート 61 e (61 i ) , 62 e (62 i ) と、 第 1プレート 61 e (61 i ) および第 2プレート 62 e (62 i ) をカム軸方向 A 2での所定間隔をおいて連結すると共に排気サブ口ッ 力アーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) を枢支する連結部材とを備える。 そして、 該連結部材は、 両プレート 61 e (61 i ) ， 62 e (62 i ) 間の前記所定 間隔を規定すると共に排気サブ口ッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) を枢支する支持軸でもあるカラー63 e (63 i ) と、 カラー63 e (63 i ) に揷 通されて両プレート 61 e (61 i ) , 62 e (62 i ) を一体に結合するリベット 64 とを備える。 図 6 , 図 8に示されるように、 各プレート 61 e (61 i ) , 62 e
(62 i ) には、 各プレート 61 e (61 i ) , 62 e (62 i ) をカム軸 50に揺動可能 に支持する軸受 69が装着される装着孔 6le3 (61i3) ， 62e3 (62i3) が形成され ている。
図 5を併せて参照すると、 第 1プレート 61 e (61 i ) には制御機構 M 3 の排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) が枢着されて、 排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) と第 1プレート 6 l e (61 i ) とが両者の連結部 71e2 (71Ϊ2) ， 61el (61i l) において相対運動可能に連結される。 具体的には、 制御機構側連結部としての排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) の連結 部 71e2 (71i2) の孔に、 ホルダ側連結部としての第 1プレート 61 e (61 i ) の 連結部 61el (61i l) の孔に圧入されて固定された連結ピン 61ela (61i la) が相 対回転可能に挿入される。
また、 第 2プレート 62 e (62 i ) には、 内燃機関 Eの始動時に圧縮行程 で吸気弁 22および排気弁 23を僅かに開弁することにより圧縮圧力を低下させて 始動を容易にするためのデコンブカム 62el (62i l) (図 8 (A) , 図 8 ( Β ) 図 1 2 (Α) ， 図 1 2 ( Β ) 参照） が形成される。 さらに、 第 2プレート 62 e には、 揺動位置検出手段 94 (図 1 4 (A) ， 図 1 4 ( B ) 参照） の検知部 94 a に検知される被検知部 62e2が設けられる。 被検知部 62e2は、 検知部 94 aを構 成する歯部と嚙合することにより第 2プレート 62 e揺動方向で係合する歯部に より構成される。 なお、 この実施形態では使用されないが、 第 2プレート 61 i にも、 被検知部 62e2に相当する部分 62i2が設けられる。
カラー 63 e (63 i ) には、 圧縮コイルパネからなる制御バネ 68の一端部 を保持する第 1パネ保持部 76と、 圧縮コイルパネからなる押圧パネ 55の一端部 を保持する可動側パネ保持部 78とが一体成形されて設けられている。 両バネ保 持部 76, 78は、 排気サブロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) の支 点部 66ea (66ia) にカム軸方向 A 2で隣接して配置されると共にカラー 63 e (63 i ) の周方向に間隔をおいて配置される （図 6参照） 。 また、 カラー 63 e (63 i ) には、 第 2プレート 62 e (62 i ) に形成され た孔 62e4 (62i4) に嵌合する凸部 63el (63il) 力 排気サブロッカアーム 66 e (吸気サプロッカアーム 66 i ) の揺動中心線 L 3e ( L 3i) から離れた位置に形 成される。 凸部 63el (63i l) と孔 62e4 (62i4) とは、 第 2プレート 62 e (62 i ) とカラー63 e (63 i ) との間の、 揺動中心線 L 3e ( L 3i) 回りの相対回転を 阻止するための係合部を構成する。 この係合部により、 1対のバネ保持部 76， 78が設けられることにより、 制御バネ 68および押圧パネ 55のバネ力による同 一方向のトルクが作用するカラー 63 e (63 i ) 力 S、 第 1、 第 2プレート 61 e (61 i ) , 62 e (62 i ) に対して相対回転することが阻止されるので、 押圧バネ 55によるリンク機構 Mli， Mleへのカム軸 50回りのトルクの付与作用および制 御バネ 68による排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) への押付け作用が確実に行 わレ
図 2， 図 5， 図 6， 図 8 (A) , 図 8 ( B ) ， 図 9 (A) 〜図 9 ( D ) ， 図 1 2 (A) ， '図 1 2 ( B ) を参照すると、 カム軸方向 A 2で、 排気カム δ4 (吸気カム 53) および排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) と共に第 1 , 第 2プ レート 61 e (61 i ) ， 62 e (62 i ) の間に配置される排気サブロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) は、 排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) に接 触する接触部としてのローラ 66eb (66ib) において排気駆動カム 52 (吸気駆動 カム 51) と接触し、 一端部の支点部 66ea (66ia) においてカラー 63 e (63 i ) に揺動可能に支持され、 他端部の連結部 66ec (66ic) において連結リンク 67 e (67 i ) の一端部に固定された連結ピン 72に枢支される。 それゆえ、 排気サブ ロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) は、 排気駆動カム 52 (吸気駆 動カム 51) がカム軸 50と共に回転することによりカラー 63 e (63 i ) を揺動中 心として揺動する。
連結リンク 67 e (67 i ) の他端部に固定された連結ピン 73に枢支され る排気カム 54 (吸気カム 53) は、 カム軸 50に軸受 44を介して支持されること によりカム軸 50を中心に揺動可能な揺動カムから構成され、 その外周面の一部 にカム面が形成される。 該カム面は、 排気弁 23 (吸気弁 22) を閉弁状態に維持
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するベース円部 54 a (53 a ) と、 排気弁 23 (吸気弁 22) を押し下げて開弁させ るカム山部 54 b (53 b ) とから構成される。 ベース円部 54 a (53 a ) は、 回転 中心線 L 2からの半径が一定の円弧からなる断面形状を有し、 カム山部 54 b (53 b ) は、 回転中心 f泉 L 2からの半径がカム軸 50の反回転方向 R 2 (回転方 向 R 1 ) に增加する断面形状を有する。 それゆえ、 排気カム 54 (吸気カム 53) のカム山部 54 b (53 b ) は、 反回転方向 R 2 (回転方向 R 1 ) に次第に排気弁 23 (吸気弁 22) のリフト量が大きくなる形状を有する。
排気カム 54 (吸気カム 53) は、 制御機構 M 3を介して伝達される駆動機 構 M 2の駆動力により、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) と共に同じ 摇動量でカム軸 50を中心に揺動させられる一方で、 排気駆動カム 52 (吸気駆動 カム 51) により揺動させられる排気サブロッカアーム 66 e (吸気サブ口ッカァ ーム 66 i ) によりカム軸 50を中心に揺動させられる。 そして、 カム軸 50に対 して揺動する排気カム 54 (吸気カム 53) が排気メインロッカアーム 42 (吸気メ インロッカアーム 41) を揺動させて、 排気弁 23 (吸気弁 22) を開閉作動させる。 それゆえ、 排気カム 54 (吸気カム 53) は、 ホルダ 60 e (60 i ) 、 排気サブロッ 力アーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) および連結リンク 67 e (67 i ) を 順次介して伝達される駆動機構 M 2の駆動力により揺動させられ、 また排気サブ ロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) および連結リンク 67 e (67 i ) を順次介して伝達されるの排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) の駆動力に より揺動させら る。
気サブロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) のローラ 66eb (66ib) を排気駆動カム 52 (吸気駆動カム 51) に押し付けるパネ力を発生 する制御バネ 68は、 カラー 63 e (63 i ) と排気カム 54との間に配置されて、 排 気サプロッカアーム 66 e (吸気サブロッカアーム 66 i ) の揺動に応じてカム軸 50の周方向に伸縮可能である。 一端部が第 1パネ保持部 76に保持される制御バ ネ 68の他端部は、 排気カム 54 (吸気カム 53) に一体成形された棚状の突出部に 設けられる第 2バネ保持部 77に保持される。
7 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) に、 その揺動方向での一方 の方向を向いたトルクを作用させるバネカを常時作用させる押圧バネ 55は、 一 端部がホルダ 60 e (60 i ) の可動側パネ保持部 78に保持され、 他端部がシリン ダへッド 12に固定される固定部材であるカム軸ホルダ 29に設けられた固定側バ ネ保持部 79に保持される。
排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) をシリンダ 11側に押し付け る押圧バネ 55のバネカはホルダ 60 e (60 i ) に直接作用して該ホルダ 60 e (60 i ) をシリンダ 11に向かう方向に押し付け、 該バネ力によりホルダ 60 e (60 i ) に作用するトルクは前記一方の方向を向いている。 そして、 前記一方の方向 は、 排気カム 54 (吸気カム 53) が排気弁 23 (吸気弁 22) を開弁するときに排気 弁 23 (吸気弁 22) から排気カム 54 (吸気カム 53) に作用する反力により排気力 ム 54 (吸気カム 53) に作用するトルクと同じ向きに設定される。 それゆえ、 捭 圧バネ 55のバネ力が連結部 61el (61i l) を連結部 71e2 (71i2) に常時揺動方向 に押し付ける向きと、 排気カム 54 (吸気カム53) から連結リンク 67 e (67 i ) および排気サブロッカアーム 66 e (吸気サブ口ッカアーム 66 i ) を介してホル ダ 60 e (60 i ) に作用するトルクに基づいて、 前記反力が連結部 61el (61il) を連結部 71e2 (71i2) に揺動方向に押し付ける向きとは同じである。
そして、 押圧パネ 55により、 枢着による僅かな隙間が存在する各連結部 71e2 (71i2) , 61el (61i l) において、 一方の連結部 61el (61i l) が他方の連 結部 71e2 (71i2) に常時揺動方向に押し付けられるので、 排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) により第 1プレート 61 e (61 i ) が揺動させられると き、 連結部 71e2 (7U2) と連結部 61el (61 i l) と間の隙間 （遊び） の影響が解 消されて、 排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) の運動がホルダ 60 e (60 i ) に精度よく伝達される。
図 2 , 図 5， 図 1 2 (A) , 図 1 2 ( B ) を参照すると、 制御機構 M 3 は、 駆動機構 M 2により駆動される制御部材としての円筒状の制御軸 70と、 制 御軸 70の運動をリンク機構 Mli, Mleに伝達して、 カム軸 50を中心にリンク 機構 Ml i, Mleを揺動させる制御リンク 71 i， 71 eとを備える。
8 制御軸 70は、 シリンダ軸/線 L 1に平行な方向に移動可能であり、 したが つてカム軸 50の回転中心線 L 2を含むと共にシリンダ軸線 L 1に平行な基準平 面 HOに対して平行な方向に移動可能である。
制御リンク 71 i , 71 eは、 吸気制御リンク 71 iと排気制御リンク 71 e とから構成される。 吸気制御リンク 71 iは、 第 1吸気連結部としての連結部 71ilで制御軸 70に枢着され、 第 2吸気連結部としての連結部 71 i2で吸気リン ク機構 Mliの第 1プレート 61 iの連結部 61ilに枢着される。 排気制御リンク 71 eは、 第 1排気連結部としての連結部 71elで制御軸 70に枢着され、 第 2排気 連結部としての連結部 71e2で排気リンク機構 Mleの第 1プレート 61 eの連結部 61 e 1に枢着される。 吸気制御リンク 71 iの連結部 71 i 1および制御軸 70の違結 部 70 aは、 それぞれ、 排気制御リンク 71 eの連結部 71elの孔に圧入されて固定 された 1つの連結ピン 71e3が相対回転可能に揷入される孔を有して、 違結ピン 71e3に枢支され、 2又状の連結部 71i2， 71e2は、 それぞれ、 連結部 71i2， 71e2 の連結ピン 61ila, 61elaが相対回転可能に挿入される孔を有して、 連結ピン 61ila, 61elaに枢支される。 そして、 押圧パネのパネ力が、 枢着による僅かな 隙間が存在する各連結部 71el (71il) ， 70 aにおいて、 連結部 71el (71il) が 連結部 70 aに常時押し付けられるので、 連結部 71el (71il) と連結部 70aとの 間の隙間 （遊び） の影響が解消されて、 制御軸 70の運動が排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) に精度よく伝達される。
そして、 連結部 71ilの枢動中心線 L4i (図 2， 図 1 2 (A) ， 図 1 2
(B) 参照） と連結部 71elの枢動中心線 L4e (図 2 , 図 1 2 (A) ， 図 1 2 (B) 参照） とは、 制御軸 70の連結部 70 aにおいて共通の枢動中心線を構成す ると共に基準平面 H 0に対して一方側である排気側に所定距離の偏倚量 eで偏倚 した状態 （図 2， 図 7参照） で回転中心線 L 2に平行に配置され、 連結部 71i2 の枢動中心線 L5i (図 2, 図 1 2 (A) , 図 1 2 (B) 参照） は前記排気側で回 転中心線 L 2に平行に配置され、 連結部 71e2の枢動中心線 L5e (図 2 , 図 1 2
(A) ， 図 1 2 (B) 参照） は、 基準平面 HOに対して他方側である吸気側で回 転中心線 L 2に平行に配置される。 それゆえ、 図 7に示されるように、 制御軸 70の中心軸,锒 L 6は、 シリンダ軸線 L 1に平行であると共に、 基準平面 H 0に 対して排気側に偏倚量 eだけ偏倚している。 ここで、 吸気側とは、 基準平面 H O に対して吸気弁 22が配置される側であり、 排気側とは、 基準平面 H Oに対して 排気弁 23が配置される側である。
また、 両枢動中心線 L4i， L 5i間の距離である吸気制御リンク 71 iのリ ンク長は、 両枢動中心線 L4e, L 5e間の距離である排気制御リンク 71 eのリン ク長よりも長く設定される。 両枢動中心線 L 5i, L 5eは、 カム軸 50の周囲に、 回転中心線 L 2から同じ円柱面上で、 回転中心線 L 2から等距離に配置されると 共に、 回転中心,線 L 2を含むと共に基準平面 H 0に直交する第 2直交平面 H 2に 対して制御軸 70およぴ枢動中心線 L4i, L4eが配置される側にある。 また、 枢 動中心線 L 5iは、 枢動中心線 L 5eよりも第 2直交平面 H 2に近い位置にある。
それゆえ、 共通枢動中心線である枢動中心線 L4i， L4eは基準平面 H O に対して排気側に所定の偏倚量 eで偏倚していることにより、 または、 吸気制御 リンク 71 iのリンク長は排気制御リンク 71 eのリンク長よりも長く設定される ことにより、 ，駆動機構 M 2により駆動される制御軸 70の移動量に対して、 カム 軸 50を中心とした枢動中心線 L 5iの揺動量、 したがって吸気リンク機構 Mliお よび吸気カム 53の摇動量が、 排気リンク機構 Mleおよび排気カム 54の揺動量 よりも大きくなる。
図 6， 図 1 0を参照すると、 制御軸 70を駆動する駆動機構 M 2は、 へッ ドカバー 13に取り付けられる逆回転可能な電動モータ 80と、 電動モータ 80の 回転を制御軸 70に伝達する伝達機構 M 4とを備える。 そして、 制御機構 M 3お よび駆動機構 M 2は、 第 2直交平面 H 2に対 ·して、 シリンダ 11および燃焼室 16 とは反対側に配置される。
電動モータ 80は、 コイル部などの発熱部が収容されると共にシリンダ軸 線 L 1に平行な中心軸線を有する円筒状の本体 80 aと、 シリンダ軸線 L 1に平 行に延びる出力軸 80 bとを備える。 電動モータ 80は、 シリンダヘッド 12およ びヘッドカバー 13に関して、 動弁室 25の径方向で外方に配置される。 そして、 第 1直交平面 H Iに対して左側に、 伝動室 59が配置され、 第 1直交平面 H Iに 対して他方側である右側に、 本体 80 aおよび点火栓 19が配置される。 本体 80 a において、 へッドカバー 13に径方向に突出して庇状に形成された取付部 13 aに 結合される被取付部 80alには貫通孔 80a2が形成され、 出力軸 80 bは、 該貫通 孑し 80a2を貫通して本体 80 aの外部に突出して動弁室 25内に延びる。 本体 80 a は、 ヘッドカバー 13側からシリンダ軸線方向 A 1に見て、 またはヘッドカバー 13の前方から見て、 その全体が取付部により覆われる位置に配置される （図 1 0参照） 。
図 2 , 図 5， 図 1 0を参照すると、 動弁室 25内において、 シリンダ軸,锒 方向 A 1でカム軸ホルダ 29とへッドカバー 13との間に配置される伝達機構 M 4 は、 へッドカバー 13を貫通して動弁室 25内に延びる出力軸 80 bに形成された駆 動ギヤ 80blに嚙合する減速ギヤ 81と、 減速ギヤ 81と嚙合すると共にシリンダ へッド 12にカム軸ホルダ 29を介して回転可能に支持される出力ギヤ 82とから 構成される。 減速ギヤ 81は、 へッドカバー 13とへッドカバー 13に形成された開 口 13 cを覆うカバー 83とに支持される支持軸 84に回転可能に支持され、 駆動ギ ャ 80blと嚙合する大ギヤ 81 aと、 出力ギヤ 82と嚙合する小ギヤ 81 bとを有す る.。 出力ギヤ 82は、 カム軸ホルダ 29にボルトにより結合された保持筒 88に軸 受 89を介して回転可能に支持される円筒状のボス部 82 aを有する。
出力ギヤ 82と制御軸 70とは、 出力ギヤ 82の回転運動を、 制御軸 70の、 シリンダ軸線 L 1に平行な直線往復運動に変換する運動変換機構としての送りネ ジ機構を介して駆動連結される。 前記送りネジ機構は、 ボス部 82 aの内周面に 形成された台形ネジからなる雌ネジ部 82 bと、 制御軸 70の外周面に形成されて 雌ネジ部 82 bと螺合する台形ネジからなる雄ネジ部 70 bとを備える。 制御軸 70 は、 ボス部 82 aに固定された案内軸 90の外周に摺動可能に嵌合しており、 該案 内軸 90により移動方向に案内された状態で、 カム軸ホルダ 29に形成された貫通 孔 91 (図 7も参照） を通じて、 シリンダ軸線方向 A 1でカム軸 50に対して進出 および後退可能である。
図 5を参照すると、 電動モータ 80は、 電子制御ユニット （以下、 E C U という。 ） 92により制御される。 そのために、 E C U92には、 出力要求量検出 手段 95、 機関温度検出手段 96のほかに、 前記運転状態検出手段を構成する内燃 機関 Eの始動時を検出する始動検出手段や機関回転速度を検出する機関回転速度 検出手段などからの検出信号、 さらに、 電動モータ 80により揺動させられる排 気リンク機構 Mleのホ^/ダ 60 eひいては排気カム 54の、 力ム軸 50に対する揺 動角である揺動位置を検出する揺動位置検出手段 94 (例えばポテンショメータ カ ら構成される。 ） からの検出信号が入力される。
E C U92の記憶装置には、 操作量 Dをパラメータとして揺動位置が設定 されたバルブ制御マップが格納されている。 そして、 E C U92は、 出力要求量 検出手段 95により検出される操作量 Dと、 揺動位置検出手段 94により検出され る排気リンク機構 Ml iのホルダ 60 eの実際の揺動位置、 すなわち排気カム 54の 実際の揺動位置とに応じて、 前記バルブ制御マップにより設定される揺動位置と なるように、 電動モータ 80を制御する。 それゆえ、 電動モータ 80により駆動さ れる制御軸 70の位置が変更されると、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 M li) およびお気カム 54 (吸気カム 53) のカム軸 50に対する相対的な回転位置で ある揺動位置が、 操作量 Dに応じて変更され、 排気弁 23 (吸気弁 22) のバルブ 作動特性が内燃機関 Eの運転状態に応じて制御される。
具体的には、 以下のとおりである。 図 1 1に示されるように、 吸気弁お よび排気弁は、 それぞれ、 開閉時期および最大リフト量を変更するパルプ特性可 変機構 Mにより制御されるバルブ作動特性 Ki， Keの基本作動特性として、 最 大バルブ作動特性 Kitnax, Kemaxおよび最小パルプ作動特性 Kimin, Keminを 境界値として、 最大バルブ作動特性 Kimax, Kemaxと最小バルブ作動特性 K imin, Keminとの間の任意の中間バルブ作動特性で開閉作動される。 そのため に、 吸気弁 22については、 その開時期が連続的に遅角されるにつれて、 閉時期 が連続的に進角されて開弁期間が連続的に短くなり、 さらに最大リフト量が得ら れるカム軸 50の回転角 （またはクランク軸 15の回転位置であるクランク角） が 連続的に遅角されると共に最大リフト量が連続的に小さくなる。 そして、 吸気弁 22のバルブ作動特性の変更と同時に、 排気弁 23については、 その開時期が連続 的に遅角されるにつれて、 閉時期が連続的に進角されて開弁期間が連続的に短く なり、 さらに最大リフト量が得られるカム軸 50の回転角が連続的に進角され、 最大リフト量が連続的に小さくなる。
図 1 2 (A) , 図 1 2 (B ) を併せて参照すると、 駆動機構 M 2により 駆動される制御軸 70および吸気制御リンク 71 iが、 図 1 2 (A) , ( B ) に示 される第 1位置を占めるとき、 吸気弁 22の開時期が最進角位置 S iotnaxになり、 その閉時期が最遅角位置 Θ icmaxになり、 かつその開弁期間および最大リフト量 がいずれも最大になる最大バルブ作動動特性 Kimaxが得られ、 同時に、 排気弁 23の開時期が最進角位置 6 e0raaxになり、 その閉時期が最遅角位置 S ecmaxに なり、 かつその開弁期間および最大リフト量がいずれも最大になる最大バルブ作 動特性 Keraaxが得られる。
なお、 図 1 2 (A) , 図 1 2 (B ) , 図 1 3 (A) ， 図 1 3 ( B ) にお いては、 排気弁 23 (吸気弁 22) が閉弁しているときの排気リンク機構 Mle (吸 気リンク機構 Mli) および排気メインロッカアーム 42 (吸気メイン口ッカァ一 ム 41) の状態が実線および破線で示され、 排気弁 23 (吸気弁 22) が最大リフト 量で開弁したときの排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) および排気メイ ンロッ力アーム 42 (吸気メインロッカアーム 41) の状態の概略が二点鎖線で示 されている。
内燃機関 Eの運転状態に応じて、 バルブ特性可変機構 Mにより最大バル プ作動特性 Kimax, Kemaxが得られる状態から最小バルブ作動特性 Kimin, eminが得られる状態に向かって移行するときは、 電動モータ 80が出力ギヤ 72 を回転駆動して、 前記送りネジ機構により制御軸 70がカム軸 50に向かって進出 する。 このとき電動モータ 80の駆動量に基づいて、 制御軸 70は、 吸気制御リン ク 71 iを介して吸気リンク機構 Mliおよび吸気カム 53を、 カム軸 50を中心に 回転方向 R 1に揺動させ、 同時に、 排気制御リンク 71 eを介して排気リンク機 構 Mleおよび排気カム 54を、 カム軸 50 を中心に反回転方向 R 2に摇動させる。
そして、 制御軸 70および排気制御リンク 71 eが図 1 3 (A) ， ( B ) に示される第 2位置を占めるとき、 吸気弁 22の開時期が最遅角位置 θ ίοηΰηと なり、 その閉時期が最進角位置 Θ icminとなり、 かつその開弁期間および最大リ フト量がいずれも最小になる最小バルブ作動動特性 Kimaxが得られ、 同時に、 排気弁 23の開時期が最遅角位置 Θ eorainとなり、 その閉時期が最進角位置
Θ ecminとなり、 かつその開弁期間および最大リフト量がいずれも最小になる最 小バルブ作動特性 Keminが得られる。
そして、 制御軸 70が前記第 2位置から前記第 1位置に移行するときは、 電動モータ 80が出力ギヤ 82を逆方向に回転駆動して、 前記送りネジ機構により 制御軸 70がカム軸 50から離れるように後退する。 このとき、 制御軸 70は、 吸 気制御リンク 71 iを介して吸気リンク機構 Mliおよび吸気カム 53を、 カム軸 50を中心に反回転方向 R 2に揺動させ、 同時に、 排気制御リンク 71 eを介して 排気リンク機構 Mleおよび排気カム 54を、 カム軸 50を中心に回転方向 R 1に 揺動させる。
また、 制御軸 70が前記第 1位置と前記第 2位置の間の位置を占めるとき、 排気弁 23 (吸気弁 22) について、 最大バルブ作動特性 Kemax (Kimax) および 最小バルブ作動特性 Kemin (Kimin) における開時期、 閉時期、 開弁期間おょぴ 最大リフト量の間の値となる開時期、 閉時期、 開弁期間および最大リフト量が設 定される無数の前記中間バルブ作動特性が得られる。
そして、 吸気弁および排気弁は、 前記基本作動特性のほかに、 それぞれ、 バルブ特性可変機構 Mにより補助作動特性で開閉作動される。 具体的には、 前記 補助作動特性としてのデコンブ作動特性が得られることを図 1 4 (A) ， ( B ) を参照して説明する。 内燃機関 Eの始動開始時の圧縮行程時に、 電動モータ 80 が出力ギヤ 82を逆方向に回転駆動して、 制御軸 70が前記第 1位置を越えてカム 軸 50から離れるように後退した位置であるデコンプ位置を占める。 このとき、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) および排気カム 54 (吸気カム 53) 力 回転方向 R 1 (反回転方向 R 2 ) に揺動して、 第 2プレート 62 e (62 i ) のデコンブカム 62el (62i l) が、 排気メイン口ッカアーム 42 (吸気メイン口ッ 力アーム 41) のローラ 42 c (41 c ) の近傍に設けられたデコンブ部 42 d (41 d ) に接触して、 ローラ 42 c (41 c ) が排気カム 54 (吸気カム 53) から離れ、 排気弁 23 (吸気弁22) が小開度のデコンブ開度で開弁する。 図 1 1を参照すると、 吸気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性に対 応して、 吸気上死点付近での吸気弁 22および排気弁 23のオーバラップ期間 P a および非オーバラップ期間 P bが変化する。 すなわち、 最大バルブ作動特性 K imax, Kemaxでは最大オーバラップ期間 P axが得られ、 最小バルブ作動特性 K imin, Keminでは最大非オーバラップ期間 Pbxが得られ、 両バルブ作動特性の 間の中間バルブ作動特性では、 最大バルブ作動特性 Kimax, Kemaxから最小バ ルブ作動特性 K imin, Keminに移行するにつれて、 オーバラップ期間 P aが減 少して 0 (ゼロ） となり、 非オーバラップ期間 P bが 0 (ゼロ） から増加する。 ここで、 オーバラップ期間 P aは、 吸気上死点付近において、 排気弁 23および 吸気弁 22が共に開弁状態にあり、 排気弁 23の閉時期と吸気弁 22の開時期との 間のクランク角 （またはカム角の回転角） の範囲であり、 非オーバラップ期間 P bは、 吸気上死点付近において、 排気弁 23および吸気弁 22が共に閉弁状態にあ り、 排気弁 23の閉時期と吸気弁 22の開時期との間のクランク角 （またはカム角 の回転角） の範囲である。
そして、 E C U92は、 機関温度検出手段 96により暖機時であることが 検出されると、 図 4 (C ) に示されるように、 内燃機関 Eの負荷領域全体で操作 量 Dに無関係に所定量に固定されたオーバラップ期間 P a、 ここでは最大オーバ ラップ期間 P axが得られるように、 吸気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特 性を制御すべく、 前記バルブ制御マップに基づいて電動モータ 80を制御する。 ここでは、 暖機時には、 バルブ特性可変機構 Mは、 最大バルブ作動特性 K imax, Kemaxで吸気弁 22および排気弁 23が開閉作動されるようにして、 負荷領域全 体で非オーバラップ期間 P bが形成されないようにバルブ作動特性を制御する。
また、 E C U92は、 機関温度検出手段 96により暖機後であることが検 出されると、 図 4 (D) に示されるように、 バルブ特性可変機構 Mは、 前記負荷 領域全体で、 スロットル弁 30との協働により要求量に応じた機関出力を得るた めに、 操作量 Dに応じてオーバラップ期間 P aまたは非オーバラップ期間 P bを 制御して機関出力を制御すベく、 バルブ作動特性を制御する。 図 4 (A) 〜図 4 (D) , 図 1 1を参照すると、 バルブ特性可変機構 Μ は、 第 1負荷領域 F aで、 要求量の増加につれて、 オーバラップ期間 P aが減少 して 0 (ゼロ） になった後、 非オーバラップ期間 P bが増加して、 所定負荷 D a に達する前に最大非オーバラップ期間 Pbxが得られるようにバルブ作動特性を 制御し、 第 2負荷領域 F bで、 要求量の増加につれて、 最大非オーバラップ期間 P bxから非オーバラップ期間 P bが減少して 0 (ゼロ） になった後、 オーバラ ップ期間 P aが増加して、 最大負荷 （最大操作量） D bで最大オーバラップ期間 P axが得られるようにバルブ作動特性を制御する。 そして、 この動弁装置 40に おいて、 バルブ特性可変機構 Mは吸気弁 22の開閉時期および排気弁 23の開閉時 期を変更してオーバラップ期間 P aおよび非オーバラップ期間 P bを制御するこ とにより内部 E G R率 Nを制御する。
内部 E G R率 Nは、 燃焼室 16の新気の量と燃焼室 16に残留する既燃ガ スの量と割合を示すもので、 次式で定義される。
N = Vce/ (V c - Vca)
ここで、
V c ：吸気下死点でのシリンダ容積
Vca：吸気弁が有効リフト量にあるときのシリンダ容積
Vce：排気弁が有効リフト量にあるときのシリンダ容積
吸気弁の有効リフト量：吸気ポートから開弁状態の吸気弁を介して燃焼 室に新気が実質的に流入を開始するときの吸気弁のリフト量
排気弁の有効リフト量：燃焼室から開弁状態の排気弁を介して排気ポー トに既燃ガスが実質的に流出を終了するときの排気弁のリフト量
それゆえ、 内部 E G R率 Nは、 最大バルブ作動特性 Kimax, Kemaxでの 最大オーバラップ期間 P axで得られる最小内部 E G R率 N nと、 最小バルブ作 動特性 Kimin, Keminでの最大非オーバラップ期間 P bxで得られる最大内部 E G R率 N xとで規定される制御範囲において、 パルプ作動特性が最大バルブ作動 特性 Kimax, Kemaxから最小バルブ作動特性 Kimin, Keminに移行するにつれ て、 最小内部 E G R率 N nから最大内部 E G R率 N xまで連続的に増加する。 そして、 暖機時に、 バルブ特性可変機構 Mは、 負荷領域全体で、 操作量 Dに無関係に、 内部 EGR率 Nが最小内部 EGR率 N 11に維持されるように吸気 弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性を制御する。 また、 暖機後に、 負荷領域 全体で、 バルブ特性可変機構 Mは、 操作量 Dに応じてオーバラップ期間 P aまた は非オーバラップ期間 P bを制御して、 内部 EG R率 Nにより、 または内部 EG R率 Nで規定される内部 EGR量により機関出力を制御する。 より具体的には、 暖機後に、 バルブ特性可変機構 Mは、 第 1負荷領域 F aで、 内部 EG R率 Nが、 無負荷での最小内部 EG R率 Nnから、 操作量 Dの増加につれて増加して、 所定 負荷 D aに達する前に最大内部 EGR率 Nxが得られるように吸気弁 22および 排気弁 23 のバルブ作動特性を制御し、 第 2負荷領域 F bで、 内部 EG R率 Nが、 所定負荷 D aでの最大内部 EG R率 Nxから、 操作量 Dの増加につれて減少して、 最大負荷 D で最小内部 EGR率 Nnが得られるように吸気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性を制御する。
また、 吸気弁 22力バルブシート 24から離れて実際に開弁する開時期に 対して、 吸気弁 22が有効リフト量で開弁する時期である有効開時期、 および排 気弁 23が有効リフト量で開弁する時期である有効閉時期を使用すると、 オーバ ラップ期間 P aおよび非オーバラップ期間 P bを、 有効オーバラップ期間 Pae およぴ有効非オーバラップ期間 P beで表すことができる。 なお、 この実施形態 では、 吸気弁 22および排気弁 23の前記有効リフト量は同じ値になっている。
以下、 有効開時期および有効閉時期により規定される有効非オーバラッ プ期間 P beを使用して、 バルブ特性可変機構 Mによるバルブ作動特性の制御に ついて説明する。 バルブ特性可変機構は、 暖機時に、 負荷領域全体で、 有効ォー バラップ期間 Paeおよび有効非オーバラップ期間 Pbeがいずれも 0 (ゼロ） に 固定されるように吸気弁 22および排気弁 23のパルプ作動特性を制御し、 暖機後 に、 第 1負荷領域 F aで、 操作量 Dの増加につれて有効非オーバラップ期間 Pbe 力 無負荷での 0 (ゼロ） から、 所定負荷 D aでの最大値まで増加するようにバ ルブ作動特性を制御し、 第 2負荷領域 Fbで、 操作量 Dの増加につれて有効非ォ ーバラップ期間 p beが最大値から操作量 Dが最大値となる最大負荷で 0 (ゼ 口） となるまで減少するように吸気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性を制 御する。 なお、 この実施形態において、 有効オーバラップ期間 P aeおよび有効 非オーバラップ期間 P beがいずれも 0 (ゼロ） になるカム軸 50の回転角 （クラ ンク角） は、 吸気上死点である。
そして、 最大バルブ作動特性 Kimax, Kemaxで開閉作動する吸気弁 22 および排気弁 23により得られる有効オーバラップ期間 P aeおよび有効非オーバ ラップ期間 P beが最小値である 0 (ゼロ） となるとき、 内部 E G R率 Nは最小 内部 E G R率 N nとなり、 最小バルブ作動特性 Kimin, Keminで開閉作動する 吸気弁 22および排気弁 23により得られる有効非オーバラップ期間 P beが最大 値 Pbexとなるとき、 内部 E G R率 Nは最大内部 E G R率 N xになる。
次に、 前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明 する。 内燃機関 Eの暖機時に、 スロットル制御機構 Tは、 内燃機関 Eの負荷領域 全体で、 操作量 Dの増加につれて増加する開度となるようにスロットル弁 30の 開度を制御し、 バルブ特性可変機構 Mは、 負荷領域全体で非オーバラップ期間 P bが形成されないように吸気弁 22および排気弁 23のバ^/レブ作動特性を制御して、 内部 E G R率 Nの制御範囲で内部 E G R率 Nが最小となるようする暖機時制御形 態で内燃機関 Eの制御が行われることにより、 β爱機時に、 負荷領域全体で、 新気 は、 スロットル弁 30により操作量 Dに応じて流量制御されて燃焼室 16に供給さ れ、 一方、 内部 E G R率 Νは、 バルブ特性可変機構 Mにより非オーバラップ期間 P bが形成されないために、 非オ^"バラップ期間 P bが形成される場合に比べて 小さくなって、 内部 E G R率 Nの制御範囲において最小となるように制御される ので、 燃焼性が向上し、 燃焼温度も高くなることから、 負荷領域全体で、 燃焼性 が向上して燃焼の安定性が向上し、 燃焼温度が高くなつて内燃機関の暖機が促進 される。 さらに、 燃焼温度が高くなることで、 前記排気装置に設けられる排気浄 化装置である触媒装置の暖機も促進されるので、 触媒装置の活性化が早められて、 排気浄化性能が向上する。
内燃機関 Eの暖機後に、 スロットル制御機構 Tは、 第 1負荷領域 F aで、 操作量 Dの増加につれてアイドル開度から所定負荷 D aで全開するようにスロッ トル弁 30の開度を制御すると共に、 第 2負荷領域 F bで、 スロットル弁 30を全 開に制御し、 バルブ特性可変機構 Mは、 負荷領域全体で操作量 Dに応じてオーバ ラップ期間 P aまたは非オーバラップ期間 P bを制御して、 內部 E G R率 Nによ り機関出力を制御すると共に、 所定負荷 D aにおいて最大非オーバラップ期間 P bxによる最大内部 E G R率 N Xが得られるようにバルブ作動特性を制御する暖 機後制御形態により内燃機関 Eが制御されることにより、 負荷領域全体で、 特に 低負荷領域 F 1で、 ボンビングロスが一層減少して、 燃費性能が向上し、 一方、 負荷領域全体で、 操作量 Dに応じた機関出力が得られるようにオーバラップ期間 P aおよび非オーバラップ期間 P bの制御による内部 E G R率 Nで機関出力が制 御されるので、 ポンビングロスが減少すると共に N〇xの発生量が減少し、 さら に所定負荷 D aでは内部 E G R率 Nが最大となるので、 所定負荷 D a付近の低負 荷領域 F 1でのポンビングロスおょぴ N O Xの発生量が大幅に減少して、 櫞費性 能および排気浄化性能が向上する。
さらに、 前記暖機後制御形態では、 バルブ特性可変機構 Mは、 第 1負荷 領域 F aで、 内部 E G R率 Nが、 無負荷での最小内部 E G R率 N nから、 操作量 Dの増加につれて増加して、 所定負荷 D aで最大内部 E G R率 N xが得られるよ うに吸気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性を制御し、 第 2負荷領域 F bで、 内部 E G R率 Nが、 所定負荷 D aでの最大内部 E G R率 N xから、 操作量 Dの増 加につれて減少して、 最大負荷 D bで最小内部 E G R率 N nが得られるように吸 気弁 22および排気弁 23のバルブ作動特性を制御する。 このことにより、 第 1負 荷領域 F aでは、 スロットル弁 30の開度が大きいことによる新気の燃焼室 16へ の流入を抑制するように内部 E G R率 Nが増加するので、 ポンビングロスが減少 すると共に N O xの発生量が減少し、 また第 2負荷領域 F bでは、 操作量 Dの增 加につれて、 非オーバラップ期間 P bが減少して内部 E G R率 Nが減少し、 燃焼 室 16に供給される新気の量が増加するので、 所定負荷 D aに近づくにつれて、 内部 E G R率 Nが大きくなることにより、 ボンビングロスが減少すると共に N O Xの発生量が減少して、 燃費性能および排気浄化性能が向上し、 高負荷領域 F 3 では大きい機関出力が得られて要求量に応じた所要の機関出力が確保される。 バルブ特性可変機構 Mは、 第 1負荷領域 F aにおいて、 所定負荷 D aよ りも小さい負荷領域において最大内部 EGR率 Nxが、 または最大非オーバラッ プ期間 Pbxおよび最大有効非オーバラップ期間 Pbexが得られるようにバルブ作 動特性を制御することにより、 第 1負荷領域 F aでのボンビングロスが一層減少 して燃費性能が向上し、 .さらに排気浄ィ匕性能が向上する。
ノ^レプ特性可変機構 Mは、 オーバラップ期間 P aの減少、 非オーバラッ プ期間 P bの増加、 有効オーバラップ期間 P aeおよび有効非オーバラップ P be がいずれも 0 (ゼロ） の状態からの有効非オーバラップ期間 Pbeの增加、 また は内部 EG R率 Nの増加につれて、 吸気弁 22の最大リブト量が減少するように バルブ作動特性を制御することにより、 オーバラップ期間 P aが大きいとき、 非 オーバラップ期間 P bが小さいとき、 有効非オーバラップ期間 P beが小さいと き、 または内部 EGR率 Nが小さいときは、 吸気弁 22の最大リフト量が大きい ので、 ボンビングロスが減少し、 また、 所定負荷 D a付近において、 オーバラッ プ期間 P aが小さいとき、 非オーバラップ期間 Pbが大きいとき、 有効非オーバ ラップ期間 Pbeが大きいとき、 または内部 EGR率 Nが大きいときは、 内部 E GR率 Nが大きいことにより、 ボンビングロスが減少するので、 第 1負荷領域 F aおよび所定負荷 D a付近でのボンビングロスが減少し、 燃費性能が向上する。
同時に、 バルブ特性可変機構 Mは、 オーバラップ期間 P aの減少、 非ォ 一バラップ期間 P bの増加、 有効オーバラップ期間 Paeおよび有効非オーバラ ップ期間 Pbeがいずれも 0 (ゼロ） の状態からの有効非オーバラップ期間 Pbe の増加、 または内部 EGR率 Nの増加につれて、 排気弁 23の最大リフト量が減 少するようにバルブ作動特性を制御することにより、 オーバラップ期間 P aが大 きいとき、 非オーバラップ期間 P bが小さいとき、 有効非オーバラップ期間 Pbe が小さいとき、 または内部 EGR率 Nが小さいときは、 排気弁 23の最大リフト 量が大きいので、 ボンビングロスが減少し、 また、 所定負荷 D a付近において、 オ^ "バラップ期間 P aが'小さいとき、 非オーバラップ期間 P bが大きいとき、 有 効非オーバラップ期間 Pbeが大きいとき、 または内部 E G R率 Nが大きいとき は、 内部 EGR率 Nが大きいことにより、 ポンビングロスが減少するので、 第 1 負荷領域 F aおよび所定負荷 D a付近でのボンビングロスが減少し、 この点でも 燃費性能が向上する。
バルブ特性可変機構 Mは、 最大オーバラップ期間 P axまたは最小内部 E G R率 N nにおいて、 有効オーバラップ期間 P aeおよび有効非オーバラップ期 間 P beが 0となるようにバルブ作動特性を制御することにより、 内部 E G R率 Nの制御範囲において、 燃焼室 16からの既燃ガスの流出が実質的に停止し、 燃 焼室 16への新気の流入が実質的に始まる時期を基準にして、 内部 E G R率 Nの 制御が開始されることから、 内部 E G R率 Nの制御精度が高まり、 またその制御 範囲を大きくすることができるので、 内部 E G R率 Nの制御または有効非オーバ ラップ期間 P beの制御による機関出力の制御精度を向上させることができる。
バルブ特性可変機構 Mにおいて、 制御機構 M 3は、 オーバラップ期間 P aの減少、 非オーバラップ期間 P bまたは有効非オーバラップ期間 P beの增加 による内部 E G R率 Nの増加方向で駆動機構 M 2により駆動されるとき、 吸気リ ンク機構 Mliによる吸気弁 22の開時期の遅角量が、 排気リンク機構 Mleによる 排気弁 23の閉時期の進角量よりも大きくなるように、 駆動機構 M 2と各リンク 機構 Mli, Mleとを連結していることにより、 バルブ特性可変機構 Mが、 内部 E G R率 Nが増加する方向にオーバラップ期間 P aを減少し、 非オーバラップ期 間 P bを増加し、 または有効非オーバラップ期間 Pbeを増加するとき、 吸気弁 22の開時期の遅角量は排気弁 23の閉時期の進角量よりも大きくなるので、 排気 弁 23の閉時期が進角して燃焼室 16に残留する既燃ガスの圧力が高くなるとき、 吸気弁 22の開弁時の遅角量が排気弁 23の閉時期の進角量以下の場合に比べて、 吸気弁 22は燃焼室 16の圧力がより低い状態のときに開弁を開始するので、 吸気 の吹返しが防止または抑制される。
枢動中心線 L4iと枢動中心線 L4eとは、 基準平面 H Oに対して排気側に 偏倚して回転中心線 L 2に平行に配置され、 枢動中心線 L 5iは排気側に配置さ れ、 枢動中心線 L 5eは吸気側に配置されることにより、 制御軸 70が移動したと き、 吸気リンク 4幾構 Mliが排気リンク機構 Mleよりも大きい揺動量でカム軸 50 を中心に揺動して、 吸気弁 22の開時期の遅角量が排気弁 23の閉時期の進角量よ
3 りも大きくなるバルブ作動特性が得られるので、 吸気リンク機構 Ml iおよぴ排 気リンク機構 Mleに制御機構 M 3の制御軸 70が共有されたうえで、 枢動中心線 L4i, 枢動中心線 L4e, 枢動中心線 L 5iおよび枢動中心線 L 5eの、 基準平面 H 0に対する配置により、 バルブ特性可変機構 Mが小型化され、 その構造が簡素化 される。
枢動中心線 L4iと枢動中心線 L4eとは、 回転中心線 L 2に平行に配置さ れ、 枢動中心線 L 5i は排気側に配置され、 枢動中心線 L 5e は吸気側に配置され、 吸気制御リンク 71 iのリンク長は、 排気制御リンク 71 eのリンク長よりも長い ことにより、 制御軸 70が移動したとき、 吸気リンク機構 Mli力排気リンク機構 Mleよりも大きい揺動量でカム軸 50を中心に揺動して、 吸気弁 22の開時期の 遅角量が排気弁 23の閉時期の進角量よりも大きくなるバルブ作動特性が得られ るので、 吸気リンク機構 Mliおよび排気リンク機構 Mleに制御機構 M 3の制御 軸 70が共有されたうえで、 枢動中心線 L 5iおよび枢動中心線 L 5eが、 基準平面 H Oの両側に振り分けられて配置され、 吸気制御リンク 71 iのリンク長が排気 制御リンク 71 eのリンク長よりも長いことで、 バルブ特性可変機構が小型化さ れ、 その構造が簡素化される。
さらに、 枢動中心線 L 4iおよび枢動中心線 L4eが共通枢動中心線を構成 することにより、 バルブ特性可変機構 Mがー層小型化され、 その構造が一層簡素 ィ匕さ る。
以下、 前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、 変 更した構成に関して説明する。
図 6 , 図 1 2 (A) ， 図 1 2 (B ) を参照すると、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) は、 排気リンク機構 Mle (吸気リンク機構 Mli) が駆動 機構 M 2により駆動される制御軸 70の運動を伝達する排気制御リンク 71 e (吸 気制御リンク 71 i ) により揺動させられたときに、 カム軸 50の回転中心線 L 2 を中心に揺動する枢動中心線を持つ排気枢動部 （吸気枢動部） を備えていること から、 前記吸気枢動部の枢動中心線と回転中心線 L 2との距離が、 前記排気枢動 部の枢動中心線と回転中心線 L 2との距離よりも短いことにより、 制御軸 70お よび排気制御リンク 71 e (吸気制御リンク 71 i ) が駆動機構 M 2により駆動さ れたとき、 吸気リンク機構 Mliが、 排気リンク機構 Mleによりカム軸 50を中心 として揺動される排気カム 54よりも大きい揺動量で、 吸気カム 53をカム軸 50 を中心に揺動させてもよい。
ここで、 前記吸気枢動部は、 第 1プレート 61 iの連結部 61ilと、 吸気 サブ口ッカアーム 66 iの支点部 66iaおよびカラー 63 iの支持部 63i2 (図 6参 照） との、 それぞれにより構成される。 また、 前記各吸気枢動部の枢動中心線は、 枢動中心線 L 5i、 揺動中心線 L 3iである。 同様に、 排気枢動部は、 第 1プレー ト 61 eの連結部 61elと、 吸気サブロッカアーム 66 eの支点部 66eaおよびカラ 一 63 eの支持部 63e2 (図 6参照） との、 それぞれにより構成される。 また、 前 記各排気枢動部の枢動中心線は、 枢動中心線 L 5e、 揺動中心線 L 3eである。 そ して、 枢動中心線 L 5iと回転中心線 L 2との距離が、 枢動中心線 L 5eと回転中 心線 L 2との距離よりも短く設定されるか、 または揺動中心線 L3iと回転中心 線 L 2との距離が、 揺動中心線 L 3eと回転中心線 L 2との距離よりも短く設定 される。 .
これにより、 吸気リンク機構 Mliおよび排気リンク機構 Mleが制御機構 M 3により揺動させられるとき、 吸気リンク機構 Ml iの前記吸気枢動部は、 排 気リンク機構 Mleの前記排気枢動部の枢動中心線 L 5e， L 3eに比べてカム軸 50 の回転中心線 L 2に近い位置に枢動中心線 L 5i, ' L 3iを有するので、 制御機構 M 3は、 吸気カム 53および排気カム 54を、 吸気リンク機構 Mliおよび排気リ ンク機構 Mleを介して、 吸気カム 53の揺動量が排気カム 54の摇動量よりも大 きくなるように、 カム軸 50を中心として揺動させる。 この結果、 吸気弁 22の開 時期の遅角量が排気弁 23の閉時期の進角量よりも大きくなるバルブ作動特性を 得るためのバルブ特性可変機構 Mの構造が簡素化される。
所定負荷 D aは、 中負荷領域 F 2における負荷であってもよい。 前記燃 料供給装置は、 燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁であってもよい。 内燃 機関は、 多気筒内燃機関であってもよい。 さらに、 1つの気筒に複数の吸気弁と 1つまたは複数の排気弁が設けられる内燃機関、 または 1つの気筒に複数の排気 弁と 1つまたは複数の吸気弁が設けられる内燃機関であってもよい。
所定負荷 D aおよび第 2負荷領域 F bにおいて、 スロットル弁 30の開度 はほぼ全開であってもよく、 また、 最大オーバラップ期間 P axまたは最小内部 E G R率 N nにおいて、 有効オーバラップ期間 P aeおよび有効非オーバラップ 期間 Pbeはほぼ 0であってもよく、 また、 暖機時に、 負荷領域全体で内部 E G R率 Nはほぼ最小であってもよい。 ここで、 「ほぼ」 とは、 それぞれ、 スロット ル弁 30の開度が全開であるとき、 有効オーバラップ期間 P aeおよび有効非ォー バラップ期間 P be が 0であるとき、 内部 E G R率 Nが最小であるときに比べて 作用効果に関して有意の差異がない範囲を意味する。 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本発明の精 神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業 者にとって明らかである。
本出願は、 2004年 1月 20日出願の日本特許出願 （特願 2004— 012498) に 基づくものであり、 その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
本発明の内燃機関の動弁装置において、 バルブ特性可変機構が内部 E G
R率が増加する方向にオーバラップ期間および非オーバラップ期間を制御すると き、 吸気弁は燃焼室の圧力が低い状態で開弁を開始する。 このため、 吸気の吹返 しが防止または抑制される。
また、 吸気連動機構および排気連動機構に制御機構の制御部材が共有さ れたうえで、 第 1吸気連結部の枢動中心線、 第 1排気連結部の枢動中心線、 第 2 吸気連結部の枢動中心線および第 2排気連結部の枢動中心線の、 基準平面に対す る配置により、 吸気弁の開時期の遅角量が排気弁の閉時期の進角量よりも大きく なるバルブ作動特性を得るためのバルブ特性可変機構が小型化され、 その構造が 簡素化される。
また、 吸気連動機構およぴ排気連動機構に制御機構の制御部材が共有さ れたうえで、 第 2吸気連結部の枢動中心線および第 2排気連結部の枢動中心線力 基準平面の両側に振り分けられて配置され、 吸気制御リンクのリンク長が排気制 御リンクのリンク長よりも長いことにより、 吸気弁の開時期の遅角量が排気弁の 閉時期の進角量よりも大きくなるバルブ作動特性を得るためのバルブ特性可変機 構が小型化され、 その構造が簡素化される。
また、 吸気連動機構の吸気枢動部の枢動中心線とカム軸の回転中心線と の距離は、 排気連動機構の排気枢動部の枢動中心線と力ム軸の回転中心線との距 離よりも短いことにより、 吸気弁の開時期の遅角量が排気弁の閉時期の進角量よ りも大きくなるバルブ作動特性を得るためのバルブ特性可変機構の構造が簡素化 される。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 吸気弁および排気弁のバルブ作動特性をそれぞれ制御し、 前記吸気弁お よび前記排気弁の開閉時期を変更してオーバラップ期間および非ォ一バラップ期 間を制御することにより内部 E G R率を制御するバルブ特性可変機構、 を備え、 前記バルブ特性可変機構は、
前記内燃機関のクランク軸に連動して回転する力ム軸と、 前記力ム軸の回転に応じて前記吸気弁を開閉作動させる吸気カム に連結される吸気連動機構と、
前記カム軸の回転に応じて前記排気弁を開閉作動させる排気カム に連結される排気連動機構と、
前記各連動機構を前記カム軸を中心に揺動させる制御機構と、 前記制御機構を駆動する駆動機構と、 を備え、
前記駆動機構が前記オーバラップ期間の減少または前記非オーバラップ 期間の増加によって前記内部 E G R率が増加するように前記制御機構を駆動する ときに、 前記制御機構は、 前記吸気連動機構による前記吸気弁の開時期の遅角量
1 前記排気連動機構による前記排気弁の閉時期の進角量よりも大きくなるよう に、 前記駆動機構を前記吸気連動機構と前記排気連動機構とに連結する、
内燃機関の動弁装置。
2. 前記制御機構は、
前記駆動機構により駆動され、 前記カム軸の回転中心線を含む基準平面 に平行な方向に移動可能な制御部材と、
第 1吸気連結部で前記制御部材に枢着され、 第 2吸気連結部で前記吸気 連動機構に枢着される吸気制御リンクと、
第 1排気連結部で前記制御部材に枢着され、 第 2排気連結部で前記排気 連動機構に枢着される排気制御リンクと、 を備え、
前記第 1吸気連結部の枢動中心線と前記第 1排気連結部の枢動中心線と は、 前記基準平面の一方側に前記回転中心線に平行であり、
前記第 2吸気連結部の枢動中心線は、 前記一方側に配置され、 前記第 2排気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面の他方側に配置され 前記制御部材が移動したとき、 前記吸気連動機構が前記排気連動機構よ りも大きい揺動量で前記カム軸を中心に揺動する、
請求項 1の動弁装置。
3. 前記制御機構は、
前記駆動機構により駆動され、 前記カム軸の回転中心線を含む基準平面 に平行な方向に移動可能な制御部材と、
第 1吸気連結部で前記制御部材に枢着され第 2吸気連結部で前記吸気連 動機構に枢着される吸気制御リンクと、
第 1排気連結部で前記制御部材に枢着され第 2排気連結部で前記排気連 動機構に枢着される排気制御リンクと、 を備え、
前記第 1吸気連結部の枢動中心線と前記第 1排気連結部の枢動中心線と は、 前記回転中心線に平行であり、
前記第 2吸気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面の一方側に配置され 前記第 2排気連結部の枢動中心線は、 前記基準平面の他方側に配置され 前記吸気制御リンクのリンク長は、 前記排気制御リンクのリンク長より も長く、
前記制御部材が移動したとき、 前記吸気連動機構が前記排気連動機構よ りも大きい揺動量で前記カム軸を中心に揺動する、
請求項 1の動弁装置。
4. 前記吸気連動機構は、 前記吸気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記力ム軸の回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ吸気枢 動部、 を備え、
前記排気連動機構は、 前記排気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記回転中心線を中心に摇動する枢動中心線を持つ排気枢動部、 を 備え、
前記吸気枢動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離は、 前記排気枢 動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離よりも短く、
前記制御機構が前記駆動機構により駆動されたとき、 前記吸気連動機構 力 前記排気連動機構により前記カム軸を中心に揺動される前記排気カムよりも 大きい揺動量で、 前記吸気カムを前記カム軸を中心に揺動させる、
請求項 1の動弁装置。
5. 前記吸気連動機構は、 前記吸気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記カム軸の回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ吸気枢 動部、 を備え、
前記排気連動機構は、 前記排気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ排気枢動部、 を 備え、
前記吸気枢動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離は、 前記排気枢 動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離よりも短く、
前記制御機構が前記駆動機構により駆動されたとき、 前記吸気連動機構 力 前記排気連動機構により前記カム軸を中心に揺動される前記排気カムよりも 大きい揺動量で、 前記吸気カムを前記カム軸を中心に揺動させる、
請求項 2の動弁装置。
6. 前記吸気連動機構は、 前記吸気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記力ム軸の回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ吸気枢 動部、 を備え、 前記排気連動機構は、 前記排気連動機構が前記制御機構により揺動させ られたときに前記回転中心線を中心に揺動する枢動中心線を持つ排気枢動部、 を 備 、
前記吸気枢動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離は、 前記排気枢 動部の枢動中心線と前記回転中心線との距離よりも短く、
前記制御機構が前記駆動機構により駆動されたとき、 前記吸気連動機構 が、 前記排気連動機構により前記カム軸を中心に揺動される前記排気カムよりも 大きい揺動量で、 前記吸気カムを前記カム軸を中心に摇動させる、
請求項 3の動弁装置。
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