WO2006118063A1 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

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WO2006118063A1
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cam
camshaft
internal combustion
combustion engine
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Shuichi Ezaki
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • This invention relates to a valve train for an internal combustion engine. ::: ...
  • Patent Document 1 ⁇ .
  • the conventional technique is a multi-cylinder intake valve. Exhaust '; The air valve is driven by a single motor. It is necessary to install a cylinder cam. In this case, if the angular positions of the cams provided for driving different cylinders are close to each other, the cam shuff when switching the cam when driving the valve body in the swing drive mode. No : When the angle of rotation increases, problems occur. .,
  • Fig. 2 8 (A) Fig. 2 8 C) shows an example in which two cams 1 0 0 and 1 0 2' corresponding to different cylinders are provided in one force muff : i 0.4: It is a schematic diagram.
  • Cam 1 0 0 is an arc-shaped base circle that is coaxial with cam shaft 1 0 4.
  • a part of 1 0 0 b is semi-radially turned outwards: “Nose 1.0 Forms Oa '10 Similarly, Cam 1 0 2 does not bulge a part of arc base circle 1 0 2 b coaxial with Cam Shaft 1 0: 4 outward in the radial direction.
  • the nose 1 0, 2 a By forming the nose 1 0, 2 a: forming. Being being les., Force .: mu 1 0 0, .1 '
  • the base circle .1. .0 b 1 0 2 The cam surface other than the surface of b '(including nose ⁇ 0 0 a ;, 1 02. a) is': Cam : Lifting part. 'I'm afraid.
  • cam 1 0 0 and cam 1 0 2 are arranged at different angular positions as shown in ⁇ 2 8 (A) to Fig. 2'8 ('C).
  • cam' 1 0 0 and cam 1.0 2 are: their nose 1 0 0 a and nose 1 0 2 ⁇
  • the angle position is 1, '2' 0 °. ⁇ •• '25: The position placed on the ' ⁇ ' .: 1 0 ', 0 :: ', and cam 1 0 2 Angular position: ⁇ , ⁇ Force: Mujab.
  • Fig. 28 (A) shows that when the valve body is driven to swing by the cam 100, the valve body is moved by using the cam head portion on the side close to the nose 1 0 2 a from the position of the nose 1 0 0 a. The case where it opens and closes is shown. In this case, the angle range of the cam head portion of the cam 100 and the angle range of the cam head portion of the cam 100 overlap each other, so that the valve body of one cylinder is driven by the cam 100. At the same time, the valve body of the other cylinder is driven by the cam 102, and there arises a problem that the phase (lift timing) and operating angle of the valve body of each cylinder cannot be controlled independently. For this reason, as shown in FIG.
  • the camshaft 10 04 is rotated in the direction of the shortest distance between the noise 100 0 a and the nose 10 2 a.
  • Camshaft 1 0 4 in the opposite direction It is necessary to rotate it greatly. The amount of rotation increases as the angular positions of the cam 100 and cam 102 become closer.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has a configuration in which a cam for driving valve bodies of a plurality of cylinders is provided in a single cam shaft.
  • the purpose is to achieve optimal control by increasing the degree of freedom in controlling the valve body of each cylinder.
  • a first invention is a valve operating apparatus for an internal combustion engine in which a valve body provided in each cylinder is driven to open and close by a motor, and is driven to rotate by the motor.
  • a cam shaft having a cam for driving the valve body, and a cam angle varying means for varying a relative angular position between the plurality of cams driven by the same motor.
  • a normal rotation drive mode in which the valve body is driven by continuously rotating the cam shaft in one direction, and the valve body is driven by swinging the cam shaft.
  • a control means for driving the motor by switching a mode between the swing drive mode and the cam angle changing means, wherein the cam angle varying means switches the relative angular position of the cam when the mode is switched. Is variable.
  • the camshaft includes the cam for driving the valve body of two cylinders, and the cam corresponding to one cylinder is provided with the cam
  • the camshaft and the second camshaft provided with the cam corresponding to the other cylinder are combined, and the cam angle varying means is configured so that the first camshaft and the second camshaft are relative to each other.
  • the relative angular position of the cam provided on the first camshaft and the cam provided on the second camshaft can be varied by changing the target angular position.
  • the first camshaft and the second camshaft are provided at a coupling portion, and in each of the forward rotation driving mode and the swing driving mode, An angle fixing means for fixing a relative angular position of the first cam shaft and the second force shaft is further provided.
  • the angle fixing means is connected to a mouth pin provided on one of the first and second camshafts and to the other of the first and second camshafts. A first engagement hole and a second engagement hole with which the mouth pin is engaged, and in the forward rotation drive mode, the lock pin is engaged with the first engagement hole, thereby The relative angular position of the first cam shaft and the second force shaft is fixed.
  • the first hook pin is engaged with the second engagement hole so that the first shaft is engaged.
  • a relative angular position between the camshaft and the second camshaft is fixed.
  • the engagement between the first or second engagement hole and the mouthpiece pin is released by supplying oil to the first or second engagement hole.
  • Lock pin releasing means, and the lock pin releasing means includes a first pin and a second cam shaft, wherein the first pin and the second pin are arranged in accordance with a relative angular position between the first cam shaft and the second cam shaft.
  • An oil passage that communicates with only one of the oil passages, and in the forward rotation drive mode, the oil passage communicates only with the first engagement hole.
  • the first engagement hole and the mouth pin are disengaged by supplying the oil, and in the peristaltic drive mode, the oil passage communicates only with the second engagement hole, When switching to the forward drive mode, the oil passage To release the engagement between the second engagement hole and the mouthpiece pin.
  • the valve body is an intake valve, and when the mode is switched from the forward drive mode to the swing drive mode, The valve opening timing of the valve element is variable in the retard direction. .
  • the valve body is an exhaust.
  • the valve is characterized in that when the mode is switched from the forward drive mode to the swing drive mode, the valve opening timing of the valve body is varied in the advance angle direction.
  • a ninth invention is characterized in that, in any one of the second to eighth inventions, a hydraulic lash adjuster for adjusting a clearance between the valve body and the cam is provided.
  • a mouth arm that transmits an acting force of the cam to the valve body.
  • the motor is disposed at an end portion in a longitudinal direction of the cam shaft.
  • the 12th invention is characterized in that, in any of the 2nd to 10th inventions, the motor is arranged on an upper portion of the camshaft.
  • the internal combustion engine performs a fuel cut operation when the vehicle decelerates
  • the cam angle varying means includes all cylinders during the fuel cut operation. The relative angular position of the cam is varied to a position where the valve body is closed.
  • the camshaft includes an intake valve camshaft for driving the intake valve and an exhaust valve camshaft for driving the exhaust valve, and the cam angle
  • the variable means is configured such that, during the fuel cut operation, at least one of the intake valve camshaft and the exhaust valve camshaft, the relative angle of the cam to a position where the valve bodies of all the cylinders are closed. The position is variable.
  • the fifteenth aspect of the invention is the invention according to the first aspect of the invention, wherein the cam angle varying means is configured so that all of the intake valve camshaft and the exhaust valve force mushaft are used during the fuel cut operation.
  • the relative angular position of the force is changed to a position where the valve body of the cylinder is closed, and the camshaft for the intake valve and
  • the cam angle varying means is a position where the valve bodies of all the cylinders are closed in the exhaust valve camshaft during the fuel cut operation.
  • a seventeenth invention is characterized in that, in the fifteenth or 1.6th invention, the some cylinders are two cylinders in which the pistons move in opposite directions.
  • An eighteenth aspect of the invention is characterized in that, in the fifteenth or sixteenth aspect of the invention, the some cylinders are two cylinders whose crank angles are shifted by 180 degrees.
  • the cam angle varying means is configured so that the opening angle of the valve body is the same in the two cylinders. The position is variable.
  • the cam angle varying means is configured to adjust the valve body according to a required level of a vehicle speed of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted. It is characterized by changing the opening amount.
  • the relative angular position between the plurality of cams driven by the same motor can be varied, so that the degree of freedom of driving the valve body can be increased. Therefore, it is possible to perform control to close the valve bodies of all cylinders, control to open only the valve bodies of some cylinders, and the like. Therefore, the open / close state of the valve body can be optimally controlled.
  • the relative angular position of the cam corresponding to each cylinder is changed.
  • the relative angular positions of the cams of each cylinder can be separated in the dynamic drive mode.
  • the camshaft has a cam for driving the valve bodies of two cylinders, the first camshaft provided with a cam corresponding to one cylinder, and the other camshaft. Since the camshaft is configured by coupling with the second camshaft provided with a cam corresponding to the cylinder, the relative angular position of the first camshaft and the second camshaft can be changed to The relative angular position of the cam corresponding to can be varied.
  • the relative angular position of the first camshaft and the second camshaft can be fixed in each of the forward drive mode and the swing drive mode.
  • the motor can be driven in the forward drive mode or the swing drive mode with the relative angular position of the cam corresponding to one cylinder fixed.
  • the relative angular position of the first cam shaft and the second cam shaft is obtained by engaging the mouth pin and the first engagement hole or the second engagement hole. It can be fixed. Further, in the forward rotation drive mode, the hook pin is engaged with the first engagement hole, and in the peristaltic drive mode, the lock pin is engaged with the second engagement hole.
  • the camshaft can be driven with the relative angular position of the force shaft of 2 fixed.
  • the oil passage in the forward drive mode in which the lock pin is engaged with the first engagement hole, the oil passage is communicated only with the i-th engagement hole, and the lock pin is in the second engagement mode.
  • the oil passage In the swing drive mode that engages with the joint hole, the oil passage communicates only with the second engagement hole, so when releasing the lock pin, only the engagement hole with which the hook pin is engaged is used. Oil can be supplied. Therefore, oil can be prevented from flowing out from the engagement hole where the lock pin is not engaged. It is possible to reliably suppress a decrease in hydraulic pressure when the pin is removed.
  • the opening timing of the intake valve is varied in the retarded direction, so that the intake valve is opened.
  • the valve timing can be separated from the top dead center position of the piston. Therefore, it is possible to reliably suppress the collision between the intake valve and the piston.
  • the opening timing of the exhaust valve is varied in the advance direction.
  • the timing can be separated from the top dead center position of the biston. Therefore, it is possible to reliably suppress the collision between the exhaust valve and the piston.
  • the hydraulic lash adjuster for adjusting the clearance between the valve body and the cam since the hydraulic lash adjuster for adjusting the clearance between the valve body and the cam is provided, the clearance between the valve body and the cam can be minimized. This eliminates the need for a run-up section when the cam lifts the valve disc, and reduces the cam phase angle when lifting the disc disc. Therefore, the motor speed during the swing drive can be suppressed, and the motor power consumption can be minimized.
  • the mouth kucker arm for transmitting the acting force of the cam to the valve body is provided, when the hydraulic lash adjuster is provided, the inertia when the valve body is operated can be reduced. Therefore, the motor driving load can be reduced.
  • the motor is arranged at the end of the cam shaft in the longitudinal direction, the space in the height direction of the valve gear can be reduced, and the height of the internal combustion engine can be suppressed. Become. Therefore, especially in the case of a FF-driven vehicle, it is mounted on the vehicle with the internal combustion engine tilted. Therefore, it is possible to improve the mountability in the engine room by suppressing the height of the internal combustion engine. .
  • the motor is arranged at the upper part of the camshaft, the space in the camshaft longitudinal direction of the valve operating device can be reduced, and the overall length of the internal combustion engine can be suppressed.
  • the internal combustion engine is mounted vertically, so it is possible to improve the mountability in the engine room by reducing the overall length, and the internal combustion engine can be placed closer to the center of the vehicle. By disposing the vehicle, it is possible to improve the steering stability of the vehicle.
  • the relative angular position of the cam is changed to the position where the valve bodies of all the cylinders are closed, so that the air flow to the exhaust passage is blocked. can do. Therefore, oxygen outflow to the catalyst can be suppressed, and catalyst deterioration can be suppressed.
  • valve bodies of all the cylinders can be closed in at least one of the intake valve camshaft and the exhaust valve camshaft ⁇ , the flow of air to the exhaust passage is blocked. can do.
  • At least one of the intake valve camshaft and the exhaust valve force mushaft closes the valve bodies of all the cylinders, and the other camshaft only includes the valve bodies of some cylinders. Since the relative angular position of the cam is changed to the position where the cylinder opens, gas can be taken in and out of the cylinder in some of the cylinders. As a result, a bombing job can be generated and an engine brake can be generated.
  • the valve bodies of all the cylinders can be closed in the exhaust valve camshaft, and the flow of air to the exhaust passage can be blocked.
  • the relative angular position of the cam is changed to a position where only the valve body of some cylinders is open, so in some cylinders gas is supplied between the cylinder and the intake passage. It can be taken in and out. As a result, the pumping work can be generated and the engine brake can be generated.
  • the seventh aspect of the invention since only the valve body of the two cylinders in which the piston moves in the opposite direction is opened, the gas discharged from one cylinder can be sucked into the other cylinder, Gas can be exchanged between cylinders.
  • the gas discharged from one cylinder can be sucked into the other cylinder. Can exchange gas between two cylinders.
  • the opening amount of the valve body is the same in the two cylinders that open the valve body, when the gas is exchanged between the two cylinders, the flow from one cylinder to the other cylinder is excessive. Gas can be sent without a shortage, and it is possible to suppress the generation of excessive gas in the gas path and to prevent the occurrence of unnecessary negative pressure.
  • the engine brake force is controlled according to the required level of the vehicle speed in order to change the opening amount of the valve body according to the required level of the vehicle speed of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a system provided with a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration around an intake valve and a valve operating apparatus in the first embodiment.
  • FIGS. 3 (A) and 3 (B) are schematic views showing a state in which the intake valve is driven by the cam.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the engine speed and output torque of the internal combustion engine and the drive mode of the cam.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing in detail the configuration of the camshaft for driving the intake valves of # 4 and # 6 cylinders in the first embodiment.
  • FIGS. 6 (A) and 6 (B) are schematic views showing the end face of the flange portion provided on the camshaft.
  • FIGS. 7 (A) and 7 (B) are schematic diagrams showing the positional relationship between the # 4 cylinder cam and the # 6 cylinder cam provided on the camshaft.
  • -Fig. 8 is a schematic diagram showing a cross-section along the alternate long and short dash line I-I 'in Fig. 7 (A).
  • FIG. 9 is a schematic view showing a state in which oil is supplied to the hole in which the lock pin is inserted and the engagement between the lock pin and the hole is released.
  • FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B) are schematic views showing a cross section at a position along the alternate long and short dash line I I and I I ′ in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration around an intake valve and a valve operating apparatus in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing in detail the configuration of a camshaft for driving the # 5 and # 7 cylinder intake valves in the second embodiment.
  • FIGS. 1 (A) and 1 (B) are schematic views showing the end face of the flange portion provided on the camshaft.
  • FIGS. 14 (A) and 14 (B) are schematic diagrams showing the positional relationship between the cam for the # 5 cylinder and the cam for the # 7 cylinder provided on the camshaft.
  • Figures 15 (A) and 15 (B) show the cross section at the thrust position where the oil passage is provided, as shown in Figures 10 (A) and 10 (B). It is a schematic diagram.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing the relationship between the lift amount of the intake and exhaust valves and the crank angle.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an example in which a hydraulic lash adjuster is provided at the fulcrum of the mouth-cker arm. .
  • Fig. 18 is a diagram showing an example in which the motor of the valve gear is arranged on the camshaft.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which the angle is smaller than 0 °.
  • FIG. 20 (A) and FIG. 20 (B) are diagrams schematically showing the control of the intake valve and the exhaust valve performed in the third embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration around the valve gear that drives the exhaust valve in the third embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing in detail the configuration of the camshaft that drives the exhaust valve in the third embodiment.
  • FIGS. 2 3 (A) and 2 3 (B) are schematic views showing the end face of the flange portion provided in the cam shaft for driving the exhaust valve in the third embodiment.
  • FIGS. 24 (A) and 24 (B) are schematic views showing the positional relationship of cams provided in the cam shaft for driving the exhaust valve in the third embodiment.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing the configuration around the valve gear that drives the intake valve in the third embodiment.
  • FIG. 26 is a schematic diagram showing a state in which gas is exchanged between the # 1 cylinder and the # 2 cylinder in the third embodiment.
  • FIG. 27 is a timing chart showing the control method of the intake valve and the exhaust valve in the third embodiment.
  • FIG. 28 (A), Fig. 28 (B) and Fig. 28 (C) are used to explain the adverse effects of providing a cam for multiple cylinders on one force shaft.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a system including a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to each embodiment of the present invention.
  • An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with the internal combustion engine 10.
  • the intake passage 12 is provided with an air filter 16 at its upstream end.
  • the air filter 16 is assembled with an intake air temperature sensor 18 that detects the intake air temperature T HA (that is, the outside air temperature).
  • An air outlet meter 20 is disposed downstream of the air filter 16.
  • a stall valve 22 is provided downstream of the air flow meter 20.
  • a throttle sensor 2 4 that detects the throttle opening TA, and the idle switch that turns on when the throttle valve 2 2 is fully closed. 2 6 and are arranged.
  • a surge tank 28 is provided downstream of the throttle valve 22.
  • the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 30 that injects fuel into the combustion chamber (cylinder).
  • the fuel injection valve 30 may inject fuel toward the intake port.
  • the internal combustion engine 10 includes an intake valve 3 2 and an exhaust valve 3 4.
  • a valve operating device 3 6 for driving the intake valve 3 2 is connected to the intake valve 3 2.
  • a valve operating device 3 8 for driving the exhaust valve 3 4 is connected to the exhaust valve 3 4.
  • each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a piston 44.
  • the piston 44 is connected to a crankshaft 47 that is rotationally driven by the reciprocating motion.
  • Vehicle drive trains and catchers air conditioner compressors, onoretanators, tonnec converters, power steering
  • the vehicle drive system is connected to the crankshaft 47 through a transmission (torque converter, not shown in FIG. 1).
  • the crankshaft 47 serves as an input shaft to the tonrec converter, and the output shaft of the tonrec converter is connected to the drive wheels via a differential gear.
  • a crank angle sensor 48 for detecting the rotation angle of the crankshaft 47 is attached in the vicinity of the crankshaft 47.
  • the crank angle sensor 48 can detect the rotation speed of the crankshaft 47 (rotation speed of the input shaft of the torque converter), that is, the engine rotation speed.
  • a water temperature sensor 49 for detecting the cooling water temperature is attached to the cylinder block of the internal combustion engine 10.
  • An upstream side catalyst (start catalyst list) 4 2 and a downstream side catalyst (NO x storage catalyst) 4 4 are arranged in series in the exhaust passage 14.
  • the upstream side catalyst 4 2 is a relatively small-capacity catalyst and is located close to the internal combustion engine 10, so the temperature is raised to the activation temperature in a short time such as when the engine is cold started, Then, exhaust purification is performed immediately after starting.
  • the downstream catalyst 44 is a catalyst having a larger capacity than the upstream catalyst 42, and plays a central role in exhaust purification after being warmed up.
  • the upstream side catalyst 4 2 and the downstream side catalyst 4 4 selectively absorb (absorb) NO x in the exhaust gas when the inflowing exhaust air-fuel ratio is lean, and store (storing) NO x in the exhaust gas. when the air-fuel ratio becomes stoichiometric or Li Tutsi air, it is to reduce and purify using reducing components in the exhaust gas NO x that are occluded (HC, CO).
  • the upstream side catalyst 4 2 and the downstream side catalyst 4 4 are oxidized by holding (occluding) oxygen contained in the gas flowing through the exhaust passage 1 4, and a reducing component is contained in the exhaust gas. Is brought into a reduced state by releasing oxygen.
  • an air-fuel ratio sensor (A, ZF sensor) 4 5 is disposed upstream of the upstream side catalyst 4 2.
  • the air-fuel ratio sensor 45 is a sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and is an air-fuel mixture that is subjected to combustion in the internal combustion engine 10 based on the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 42. It detects the air-fuel ratio.
  • an O 2 sensor 46 is disposed downstream of the upstream catalyst 42.
  • ⁇ 2 Sensor 4 6 is a sensor for detecting whether the oxygen concentration in the exhaust gas is larger or smaller than the predetermined value.
  • the predetermined sensor is used. Generates an output higher than the voltage (eg, 0.45 V), and when the exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric fuel, produces an output below the specified voltage. Therefore, according to the 0 2 sensor 4 6, the fuel rich exhaust gas (exhaust gas containing HC and CO) or the fuel lean exhaust gas (exhaust gas containing NO x ) is disposed downstream of the upstream catalyst 42. ) Can be judged.
  • the control device of this embodiment includes an electronic control unit (ECU) 40.
  • ECU electronice control unit
  • the E CU40 has a KCS sensor that detects the occurrence of knocking, as well as the throttle opening, engine speed, exhaust temperature, Various sensors (not shown) for detecting temperature, lubricating oil temperature, catalyst bed temperature, etc. are connected.
  • each of the actuators and sensors provided in the above-described fuel injection valve 30 and valve gears 3 6 and 3 8 are connected to E C U 40.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration around the valve operating device 36 and the valve operating device 38, and mainly shows the configuration around the cylinder head.
  • the internal combustion engine 10 of the present embodiment is composed of V-type 6 cylinders, and 3 cylinders # 1, # 3, and # 5 are arranged in one bank 4 6 and 3 cylinders # 2, # 4, and # 6 Is located in the other bank 48.
  • the bank 4 6 and the bank 4 8 are each provided with a valve operating device 3 6 for driving the intake valve 3 2 and a valve operating device 3 8 for driving the exhaust valve 3 4.
  • the configuration of the valve operating apparatus 36 will be mainly described.
  • the valve operating apparatus 36 and the valve operating apparatus 38 basically have the same configuration.
  • each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with two intake valves 3 2 and two exhaust valves 3 4.
  • the valve gear 3 6 disposed in the bank 46 is composed of two devices (valve gear 3 6 A, valve gear 3 6 B). Further, the valve gear 36 arranged in the bank 48 is composed of two devices (the valve gear 3 6 C and the valve gear 3 6 D).
  • the valve gear 3 6 A drives the intake valve 3 2 provided in the # 1 cylinder
  • the valve device 3 6 8 drives the intake valve 3 2 provided in the # 3 cylinder and the # 5 cylinder.
  • the valve gear 3 6 C drives the intake valve 3 2 provided in the # 2 cylinder
  • the valve drive device 3 60 drives the intake valve 3 2 provided in the # 4 cylinder and the # 6 cylinder.
  • the valve operating device 36 A includes an electric motor (hereinafter referred to as a motor) 50 A as a drive source, a gear train 52 A as a transmission mechanism that transmits the rotational motion of the motor 50 A, And a camshaft 5 4 for converting the rotary motion transmitted from the gear train into a linear opening / closing motion of the intake valve 3 2.
  • a motor electric motor
  • gear train 52 A as a transmission mechanism that transmits the rotational motion of the motor 50 A
  • camshaft 5 4 for converting the rotary motion transmitted from the gear train into a linear opening / closing motion of the intake valve 3 2.
  • valve gear 36 B includes a motor 50 B, a gear train 52 B, and a cam shaft 56.
  • the valve gear 3 6 C includes a motor 50 C, a gear train 52 C, and a camshaft 58
  • valve gear 3 6 D includes a motor 50 D, a gear train 52 D, and a camshaft. G 60. Gear train 5 2 B, 5 2 C,
  • the configuration of 5 2 D is the same as that of the gear train 5 2 A.
  • a DC brushless motor capable of controlling the rotational speed is used.
  • the motors 50 A, 50 B, 50 C, 50 D have built-in position detection sensors such as a resolver and a rotary encoder for detecting their rotational positions.
  • Cams 6 4 that rotate integrally with 58, 60 are provided.
  • the gear train 52 A transmits the rotation of the motor gear 68 A attached to the output shaft of the motor 50 A to the cam drive gear 62 of the cam shaft 54.
  • the gear train 5 2 A may be configured such that the motor gear 6 8 A and the force drive gear 6 2 rotate at the same speed, and the cam drive gear with respect to the motor gear 6 8 A.
  • gear 6 2 may be configured to increase or decrease the speed.
  • gear trains 5 2 B, 5 2 C and 5 2 D indicate the rotation of the motor gear mounted on the output shafts of the motors 50 0 B, 50 C and 50 0 D. , 5 8 and 60 transmitted to cam drive gear 62.
  • camshaft 54 is located above # 1 cylinder intake valve 3 2, and two cams 6 4 provided on camshaft 5 4 drive # 1 cylinder intake valve 3 2 to open and close Is done.
  • Camshaft 5 6 is # 3,
  • cam shaft 5 8 is located at the top of # 2 cylinder intake valve 3 2, and the two cams 6 4 provided on cam shaft 5 8
  • # 2-cylinder intake valve 3 2 is opened and closed.
  • the camshaft 60 is arranged above the intake valves 3 and 2 of the # 4 and # 6 cylinders.
  • the four cams 6 4 provided on the camshaft 60 and the intake valves 3 of the # 4 and # 6 cylinders 2 is opened and closed.
  • the intake valve 32 may be directly driven by the cam 64, or may be driven via the mouth-cker arm.
  • Cam 6 4 is coaxial with cam shaft 5 4 ⁇ 60 It is formed as a kind of plate cam in which a part of an arc-shaped base circle 64b is expanded radially outward to form a nose 64b.
  • the profile of the cam 64 is set so that a negative curvature does not occur over the entire circumference, that is, a convex curved surface is drawn outward in the radial direction.
  • each intake valve 3 2 includes a valve shaft 3 2 a.
  • Each intake valve 3 2 is urged toward the cam 64 by the compression reaction force of the valve spring (not shown).
  • the base circle 6 4 b of the cam 64 and the contact member on the intake valve 32 side (the rocker arm roller) In the case of direct stroke type, when the intake valve 3 2 is facing the retainer provided at the end of the intake valve 3 2, the intake valve 3 2 is in close contact with the valve seat (not shown) of the intake port. The intake port is closed.
  • FIG. 3 (A) and 3 (B) show the two drive modes of the cam 64.
  • FIG. In the drive mode of cam 64 motor 5 OA to 50 D is continuously rotated in one direction, and cam 6 4 is in the maximum lift position as shown in Fig. 3 (A), that is, cam 6 4 Forward drive mode in which the nose 6 4 a continuously rotates in the forward direction (in the direction of the arrow in Fig. 3 (A)) beyond the position where the nose 6 4 a contacts the contact member on the intake valve 3 2 side, and forward drive There is a swing drive mode in which the cam 64 is reciprocated as shown in Fig. 3 (B) by switching the rotation direction of the motors 50 A to 50 D before reaching the maximum lift position in the mode.
  • the operating angle and lift timing of the intake valve 32 are controlled by varying the rotational speed of the cam 64 with respect to the rotation of the crankshaft.
  • the cam 6 4 By controlling the angle range in which the valve swings, the maximum lift amount, operating angle, and lift timing of the intake valve 32 can be controlled.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the engine speed and output torque of the internal combustion engine 10 and the drive mode of the cam 64.
  • the drive mode of the cam 64 is properly used in association with the engine speed and the output torque.
  • the oscillating drive mode is selected in the low rotation range
  • the forward rotation drive mode is selected in the high rotation range.
  • control is performed to reduce the lift amount and operating angle of the intake valve 3 2 in the low engine speed range, and increase the lift amount and operating angle of the intake valve 3 2 in the high engine speed range. It is possible to send the optimal amount of air according to the number and output torque into the engine cylinder.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the camshaft 60 in detail.
  • the camshaft 60 is composed of a camshaft 60A and a camshaft 60B.
  • Camshaft 6 O A is equipped with two cams 6 4 that drive each intake valve 3 2 of # 4 cylinder.
  • the camshaft 6 OB also includes two cams 6 4 that drive the intake valves 3 2 of the # 6 cylinder.
  • the camshaft 5 6 that drives the # 3 and # 5 cylinder intake valves 3 2 is also composed of two camshafts, similar to the camshaft 60.
  • the camshaft 60 A is provided with a flange 66 at the end thereof.
  • the camshaft 6 OB is provided with a flange portion 68 at its end.
  • Camshaft 6 OA flange 6 6 has a hole 6 7 force S in its center.
  • the flange portion 68 of the cam shaft 60 B is provided with a shaft 69 that protrudes from the center toward the cam shaft 60 A.
  • the camshaft 6 OA and camshaft 6 OB are integrated when the shaft 6 9 is rotatably fitted in the hole 6 7 and the end faces of the flange portion 6 6 and the flange portion 6 8 are in contact with each other. .
  • FIG. 6 (A) and 6 (B) are schematic views showing the end faces of the flange portions 6 6 and 6 8, FIG. 6 (A) shows the end face of the flange portion 6 6, and FIG. The end face of flange section 6 8 is shown.
  • the end face of the flange portion 6 6 is composed of a reference surface 6 6 A and a protruding surface 6 6 protruding toward the camshaft 60 B side with respect to the reference surface 6 6 A. B is provided. Steps 6 6 C and 6 6 D are provided at the boundary between the reference surface 6 6 A and the protruding surface 6 6 B.
  • the end surface of the flange portion 68 is a reference surface 6 8 A and a protruding surface that protrudes toward the camshaft 60 A relative to the reference surface 68 A.
  • Steps 6 8 C and 6 8 D are provided at the boundary between the reference surface 6 8 A and the protruding surface 6 8 B.
  • FIG. 6 (A) two holes 70 and 72 are provided in the reference surface 6 6 A of the flange portion 6 6.
  • a single hook pin 74 is provided on the protruding surface 68 B of the flange portion 68.
  • the lock pin 74 is provided so as to protrude from the protruding surface 68B to the camshaft 60A side.
  • the distance between the center of the shaft 69 and the center of the lock pin 74 is the same as the distance between the center of the hole 70 or the hole 72 and the center of the hole 67.
  • the inner and outer diameters of both are specified so that the lock pins 74 can be fitted into the holes 70 and 72. Therefore, when the shaft 6 9 is fitted in the hole 6 7, the hole 70 or the hole 7 2 and the hole 7 7 and the hole 7 7 are aligned on the condition that the angular position of the hole 70 or the hole 7 2 matches. On the other hand, the lock pin 74 can be fitted.
  • FIG. 7 ( ⁇ ) and Fig. 7 ( ⁇ ) show the cam 6 4 provided on cam shaft 60 A and cam shaft 60 0 B when cam shaft 60 0 and cam shaft 60 B are connected.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship with a force force 64 provided.
  • FIGS. 7A and 7B show a state in which the camshaft 60 is viewed from the direction of the arrow X shown in FIG. Fig. 7 (A) shows a state where the lock pin 7 4 is inserted into the hole 70
  • Fig. 7 (B) shows a state where the lock pin ⁇ 4 is inserted into the hole 72. Yes.
  • the state shown in FIG. 7A is set when the intake valve 32 is driven to open and close in the forward rotation drive mode.
  • Fig. 7 (A) when the lock pin 7 4 is inserted into the hole 70, the nose 6 4 a of the cam 4 4 for the # 4 cylinder provided in the cam shaft 6 OA and the cam shaft
  • the angular position of the No. 6 cylinder force 6 4 nose 6 0 a provided in the cylinder 60 B is set to a position separated by 120 °.
  • the crankshaft rotates 240 ° between the # 4 cylinder intake stroke and the # 6 cylinder intake stroke.
  • the motor 50 0 D of the valve gear 3 6 D is driven so that the ratio of the rotational speed of the camshaft 60 and the rotational speed of the crankshaft becomes 1: 2
  • the # 4 cylinder intake stroke # Camshaft 6 0 rotates 120 ° during the intake stroke of the 6th cylinder. Therefore, the camshaft 60 is rotated in the direction of the arrow shown in FIG.
  • the # 4 and # 6 cylinder intake valves 3 2 can be opened and closed in accordance with the intake strokes of the # 4 and # 6 cylinders.
  • the rotation speed of the camshaft 60 is changed with reference to the state where the ratio of the rotation speed of the camshaft 60 to the rotation speed of the crankshaft is 1: 2.
  • the operating angle and lifting timing when the intake valve 32 is lifted can be made variable.
  • the nose 6 4 a of the cam 6 4 for the # 4 cylinder provided on the camshaft 60 A and the # 6 cylinder provided on the camshaft 60 B Define the position of the cam 6 4 so that the angular position of the cam 6 4 and the nose 6 0 a is separated by 180 °.
  • the force when driving the intake valve 32 of the other cylinder The amount of rotation can be reduced compared to the case of Fig. 28 (A) to Fig. 28 (C). More specifically, the angular position between the nose 6 4 a of the cam 6 4 for the # 4 cylinder and the nose 6 0 a of the cam 6 4 for the 6 cylinder provided on the camshaft 60 B By setting the angle to 180 °, the amount of rotation of the camshaft 60 can be reduced by about 60 ° compared to the cases of Fig. 28 (A) to Fig. 28 (C). Therefore, when driving the intake valve 32 in the swing drive mode, the power consumption of the motor 50 D can be greatly reduced.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross-section along the alternate long and short dash line I — I ′ in FIG. 7 (A), showing the vicinity of the connecting portion between the cam shaft 60 A and the cam shaft 60 B. Yes.
  • the hole 6 7 provided in the flange portion 6 6 and the shaft 69 provided in the flange portion 68 are fitted in a rotatable manner.
  • the lock pin 74 is inserted into a storage hole 68 E provided in the flange portion 68.
  • a compression panel 7 6 is inserted between the lock pin 7 4 and the bottom of the storage hole 6 S E.
  • An oil passage 78 is connected to the holes 70 and 72 provided in the flange portion 6 6. As shown in Fig. 6 (A) and Fig. 6 (B) and in Fig. 7 (A) and Fig. 7 (B), the oil passages 7 8 are connected to the holes 6 7 to 7 0 and 7 2 respectively. It extends radially towards.
  • the camshaft 60 B is provided with a oil passage 79 along the central axis of rotation, and at the end of the oil passage 79, the outer periphery of the shaft 69 An oil passage 7 7 is provided toward the end.
  • oil passage 7 7 is provided toward the end.
  • Oil is supplied to the oil passage 79 at a predetermined pressure by an oil pump.
  • the oil supplied to the oil passage 7 9 is supplied to the hole 70 and the hole 7 2 through the oil passage 7 7 and the oil passage 7 8.
  • Fig. 8 shows a state where no oil pressure is applied.
  • the lock pin 74 is inserted into the hole 70 of the flange 66 by the pressing force of the compression spring 76.
  • the relative rotational positions of the camshaft 60 A and the camshaft 60 B are set to the state shown in FIG. 7 (A).
  • FIG. 9 shows a state where oil is supplied to the hole 70 via the oil passage 7 9, the oil passage 7 7, and the oil passage 7 8, and hydraulic pressure is applied.
  • the hole 70 is filled with oil, and the lock pin 74 is stored in the storage hole 68 E by hydraulic pressure.
  • the upper surface of the lock pin 74 is more concave than the protruding surface 6 8 B of the flange portion 68. Accordingly, the lock pin 74 is disengaged from the hole 70 or the hole 72, and the cam shaft 60A and the cam shaft 60B can be relatively rotated.
  • FIG. 10 (B) are schematic diagrams showing a cross-section at a position along the alternate long and short dash line II — II ′ in FIG.
  • FIG. 10 (A) corresponds to the state of FIG. 7 (A)
  • FIG. 10 (B) corresponds to the state of FIG. 7 (B). That is, in FIG. 10 (A), the lock pin 74 is inserted into the hole 70, and in FIG. 10 (B), the lock pin 74 is inserted into the hole 72.
  • the oil passage 77 is when the relative angular position of the camshafts 60 A and 60 B changes between the state shown in FIG. 10 (A) and the state shown in FIG. 10 (B).
  • a cam drive gear 62 for driving the cam shaft 60 is provided on the cam shaft 60 B.
  • the lock pin 74 and the hole 70 are engaged, and the step 6 6 C and the step 6 8 C come into contact with each other, whereby the rotation of the cam shaft 6 0 B rotates the cam shaft 60.
  • the cam shaft 60 0 A and the cam shaft 60 0 B rotate in the direction of the arrow shown in FIG. 7 (A) (counterclockwise direction).
  • the cam shaft 60 B can rotate relative to the cam shaft 60 A.
  • the rotation direction of the output shaft of the motor 50 D is reversed, and the rotation of the output shaft is transmitted to the camshaft 60 B via the force drive gear 62, so that the motor 50 By the reverse driving of D, the camshaft 6 OB rotates clockwise in FIG. 7A with respect to the camshaft 6 OA.
  • the cam spring 6 cam provided on the camshaft 6 OA is subjected to the valve spring reaction force of the # 4 cylinder intake valve 3 2, and there is no sliding resistance in the rotational direction of the camshaft 60A. The Therefore, when the lock pin 7 4 is disengaged from the hole 70 and the motor 50 D is reversed, the cam shaft 60 A rotates together with the cam shaft 60 B in the same direction. There is no.
  • camshaft 56 when the intake valve 32 is driven in the swing drive mode, the relative position of the cam 64 is changed with respect to the forward drive mode.
  • Camshaft 5 6 has # 3 cylinder cam 6 4 and # 5 cylinder cam 6 4 from # 3 cylinder intake stroke to # 5 cylinder intake stroke In the meantime, the crankshaft rotates 2400 °. Therefore, camshaft
  • cam 6 4 and # 5 cylinder cam 6 4 In camshaft 5 6 by changing the relative angular position of the two camshafts so that the camshafts 5 and 4 are separated by 1800 degrees. The amount of rotation of the force mushaft 56 can be minimized.
  • the relative position of the cam 64 is variable with respect to the forward drive mode. As a result, the power consumption of the motor 50 D that drives the camshaft 60 can be reduced, and the system efficiency can be increased.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration around the valve operating device 36 and the valve operating device 38 according to the second embodiment, and mainly shows the configuration around the cylinder head.
  • the internal combustion engine 10 of this embodiment is composed of V-type eight cylinders, and four cylinders # 2, # 4, # 6, and # 8 are arranged in one bank 80, and # 1, # 3, #. 5, 4 cylinders # 7 are located in the other bank 8 2.
  • the bank 80 and the bank 8 2 are each provided with a valve gear 3 6 that drives the intake valve 3 2 and a valve gear 3 8 that drives the exhaust valve 3 4.
  • valve operating device 36 will be mainly described, but the valve operating device 36 and the valve operating device 38 basically have the same configuration.
  • each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with two intake valves 3 2 and two exhaust valves 3 4.
  • the valve gear 36 located in the bank 80 is composed of two devices (valve gear 3 6 E, valve gear 3 6 F). Further, the valve operating device 36 arranged in the bank 82 is composed of two devices (the valve operating device 3 6 G and the valve operating device 3 6 H).
  • the valve operating device 3 6 E drives the intake valve 3 2 provided in the # 2 cylinder and the # 4 cylinder, and the valve operating device 3 6 F drives the intake valve 3 2 provided in the # 6 cylinder and the # 8 cylinder.
  • the # 1 and # 3 cylinders drive the intake valve 3 2, and the valve gear 3 6 ⁇ 1 drives the # 5 and # 7 cylinders.
  • each of the valve gears 3 6 E, 3 6 F, 3 6 G, and 3 6 H has motors 50 0 E, 5 0 F, 5 0 G, It has 5 0 H.
  • the rotational motion of the motor 50E is transmitted to the camshaft 84 via the gear train 52E.
  • the rotational motion of the motor 5 OF is transmitted to the camshaft S6 via the gear train 52F.
  • the rotational motion of the motor 50G is transmitted to the camshaft 88 via the gear train 52G.
  • the rotational movement of the motor 50 H is transmitted to the camshaft 90 via the gear train 52 H.
  • camshaft 84 is located at the top of # 2 and # 4 cylinder intake valves 32, and four cams 6 4 provided on camshaft 8 4 are used for # 2 and # 4 cylinders. Each intake valve 3 2 is driven to open and close.
  • Camshaft 8 6 is located at the top of intake valves 32 of # 6 and # 8 cylinders. The four cams 6 4 provided on the shaft 8 6 open and close the intake valves 3 2 of the # 6 and # 8 cylinders.
  • the camshaft 8 8 is arranged above the # 1 and # 3 cylinder intake valves 3 2, and the four forces 6 4 provided on the camshaft 8 8 cause # 1, #
  • Each of the three-cylinder intake valves 32 is driven to open and close.
  • the force shaft 9 0 is located at the top of the intake valves 3 2 of the # 5 and # 7 cylinders.
  • the four cams 6 4 provided on the camshaft 90 are used to intake each of the # 5 and # 7 cylinders.
  • Valve 36 is driven to open and close.
  • the intake valve 32 of each cylinder is driven in the normal rotation drive mode or the swing drive mode. Therefore, as in the first embodiment, the lift amount and operating angle of the intake valve 32 of each cylinder can be freely varied. .
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the camshaft 90 in detail.
  • the cam shaft 90 is composed of a cam shaft 90 A and a cam shaft 90 B.
  • the camshaft 9 0 A has two cams 6 4 that drive each intake valve 3 2 of # 5 cylinder.
  • the camshaft 90B is provided with two cams 6 4 that drive the intake valves 3 2 of the # 7 cylinder.
  • Each of the camshaft 84, camshaft 86, and camshaft 88 is composed of two camshafts in the same manner as the camshaft 90.
  • the cam shaft 9 OA is provided with a flange portion 66 at the end thereof.
  • the cam shaft 90 B is provided with a flange portion 68 at its end.
  • the flange portion 6 6 of the camshaft 90 A has a hole 6 7 at its center.
  • the flange portion 68 of the force shaft 90 B is provided with a shaft 69 that protrudes from the center toward the cam shaft 90 A.
  • Cam shaft 9 OA and force shaft 9 OB are fitted so that the shaft 6 9 can rotate in the hole 6 7
  • the end surfaces of the flange portion 6 6 and the flange portion 68 are brought into contact with each other to be integrated.
  • FIG. 13 (B) are schematic views showing the end faces of the flange portions 6 6 and 68 provided on the camshafts 90 A and 90 B.
  • Fig. 13 (A) shows the end face of the flange 66 provided on the cam shaft 90 A
  • Fig. 13 (B) shows the end face of the flange 68 provided on the cam shaft 90 B. It shows.
  • the configuration of the end faces of the flange portions 6 6 and 6 8 is the same as the configuration of the first embodiment described with reference to FIGS. 6 (A) and 6 (B). That is, the flange portion 6 6 includes a reference surface 6 6 A and a protruding surface 6 6 B, and steps 6 6 C and 6 6 D are provided at the boundary between the reference surface 6 6 A and the protruding surface 6 6 B. Is provided. Similarly, the flange portion 6 8 includes a reference surface 6 8 A and a protruding surface 6 8 B. Steps 6 8 C and 6 8 are provided at the boundary between the reference surface 6 8 A and the protruding surface 6 8 B. D is provided.
  • two holes 70 and 72 are provided in the reference surface 6 6 A of the flange portion 6 6.
  • one protrusion pin 74 is provided on the projecting surface 68B of the flange portion 68.
  • Lock pin 74 is provided so that it protrudes from the projecting surface 68B to the camshaft 90A side.As in the first embodiment, camshaft 9OA and camshaft 90B are connected. In this case, the cam shaft 9 OA and the cam shaft 90 B can rotate relative to each other when the mouth pin 74 is not inserted into the hole 70 or the hole 72.
  • the lock pin 74 is inserted into either one of the holes 70 and 72, the relative rotational positions of the cam shaft 90A and the cam shaft 90B are fixed.
  • Fig. 14 (A) and Fig. 14 (B) show the cam 6 4 provided on cam shaft 90 A and cam shaft 90 when cam shaft 90 A and cam shaft 90 B are connected.
  • 6 is a schematic diagram showing a positional relationship with a cam 6 4 provided in B.
  • Fig. 14 (A) and Fig. 14 (B) are the arrows shown in Fig. 12.
  • Mark Shows camshaft 90 viewed from X direction.
  • Fig. 14 (A) shows the state where the lock pin 7 4 is inserted into the hole 70
  • Fig. 14 (B) shows the state where the lock pin 7 4 is inserted into the hole 72. Is shown.
  • FIG. 14 (A) is set when the intake valve 32 is driven to open and close in the forward rotation drive mode.
  • Fig. 1 4 (A) when the lock pin 7 4 is inserted into the hole 70, the cam 6 4 nose of the # 5 cylinder provided in the cam shaft 90 A 6 4 a And the angular position of the nose 6 0 a of the cam 7 4 for the # 7 cylinder provided on the cam shaft 90 B is set to a position separated by 45 °.
  • the camshaft 90 is rotated in the direction of the arrow shown in Fig. 14 (A) (counterclockwise direction), and the relative angle between the cam 6 4 for the # 5 cylinder and the cam 6 4 for the # 7 cylinder
  • the intake valves 32 of the # 5 and # 7 cylinders can be opened and closed in accordance with the intake stroke of the # 5 and # 7 cylinders.
  • the angular position of cam # 6 of # 5 cylinder and # 7 cylinder is set to the state shown in Fig. 14 (A), it was explained in Fig. 28 (A) to Fig. 28 (C).
  • the internal combustion engine 10 is composed of eight cylinders. Therefore, the relative angular positions of the two cylinder cams 6 4 provided in the camshaft 90 are different from those in the first embodiment. Is also close. Therefore, in the state of Fig. 14 (A) where the angular position of the cam 6 4 of the two cylinders is close, the rotation angle of the cam shaft 90 when switching the intake # 3 2 is as shown in Fig. 28 (A) to Fig. 2. 8 It becomes larger than the case of (C), and the power consumption of the motor further increases.
  • the position is made variable.
  • the nose 6 4 a of the cam 6 4 for the # 5 cylinder provided on the camshaft 90 A and the # 7 cylinder for the camshaft 90 B The position of the cam 64 is varied so that the angular position of the cam 64 nose 6 0 a is separated by 180 °.
  • oil passages 78 are connected to the holes 70, 72 provided in the flange 66. ing. Further, like the camshaft 60 B of the first embodiment, the camshaft 90 B is provided with an oil passage 79 and an oil passage 77. mouth The mechanism for switching the engagement between the hook pin 7 4 and the holes 7 0, 7 2 is configured in the same manner as in the first embodiment.
  • Fig. 15 (A) and Fig. 15 (B) are similar to Fig. 10 (A) and Fig. 10 (B) of the first embodiment, and are thrusters provided with oil passages 7 7 and 7 8. It is a schematic diagram showing a cross section at a position.
  • Fig. 15 (A) corresponds to the state of Fig. 14 (A)
  • Fig. 15 (B) corresponds to the state of Fig. 14 (B). That is, in FIG. 15 (A), the lock pin 74 is inserted into the hole 70, and in FIG. 15 (B), the lock pin 74 is inserted into the hole 72.
  • the shape of the oil passage 77 is different from that of the first embodiment described in FIGS. 10 (A) and 10 (B).
  • the oil passage 7 7 has the same width as the oil passage 7 8. Then, as shown in Fig. 15 (A), when the hole 70 is engaged with the lock pin 74, only the oil passage 7 8 connected to the hole 70 is connected to the oil passage 7 7. . Further, as shown in FIG. 15 (B), when the hole 72 is engaged with the lock pin 74, only the oil passage 7 8 connected to the hole 72 is connected to the oil passage 7 7. Therefore, when oil is supplied to the oil passage 79 in the state shown in FIG.
  • the rotation angle of the cam shaft 90 B relative to the cam shaft 90 A is different from that in the first embodiment. Therefore, in the state shown in FIG.
  • the protruding surface 6 8 B can not be covered. Therefore, when oil is supplied to both the hole 70 and the hole 72 at the same time as in the first embodiment, the oil flows out from the hole 70 to the outside of the force mesh 90. However, when releasing the lock pin 74, the desired oil pressure may not be obtained. is assumed.
  • the oil passage 7 7 is configured so that oil is supplied only to the hole with which the lock pin 7 4 is engaged. Oil can be prevented from flowing out of the holes that are not. Accordingly, it is possible to reliably suppress a decrease in hydraulic pressure when the lock pin 74 is disengaged. In addition, by supplying oil only to the hole where the lock pin 7 4 is engaged, the amount of hydraulic oil can be reduced and the response when the lock pin 7 4 is disengaged can be improved. It is.
  • the timing for releasing the engagement between the holes 70 and 72 and the lock pin 74 is the same as in the first embodiment.
  • the force drive gear 62 for driving the cam shaft 90 is provided on the cam shaft 90 B.
  • Camshaft 8 4 has # 2 cylinder cam 6 4 and # 4 cylinder cam 6 4 and # 2 cylinder intake stroke to # 4 cylinder intake stroke 2 7 0. Rotate. Therefore, if the ratio between the rotational speed of the force shaft 8 4 and the rotational speed of the crankshaft is 1: 2, the camshaft 8 4 between the intake stroke of the # 2 cylinder and the intake stroke of the # 4 cylinder Rotates 1 35 °. Therefore, in the forward rotation drive mode, the relative angular position between the # 2 cylinder cam 6 4 and # 4 cylinder cam 6 4 is 1 3 5.
  • the intake valve 3 2 can be opened and closed in accordance with the intake strokes of the # 2 and # 4 cylinders.
  • the relative force of the two camshafts ⁇ constituting the force shaft 8 4 is such that the # 2 cylinder cam 6 4 and the # 4 cylinder cam 6 4 are separated by 180 °.
  • the rotation amount of the cam shaft 84 in the swing drive mode can be minimized.
  • the relative angular position of the cam 64 in the forward drive mode and the relative angular position of the force 6 6 in the swing drive mode are This is the same as G.84.
  • Fig. 16 is a schematic diagram showing the relationship between the lift amount of the intake valve 3 2 and the exhaust valve 3 4 and the crank angle. In the crank angle range from the exhaust stroke to the intake stroke, the intake valve The lift amount of 3 2 and exhaust valve 3 4 is shown. As shown in Fig. 16, as the crank angle advances, the exhaust valve 3 4 opens and closes first in the exhaust stroke. Then, the intake valve 32 starts to open at the timing before the crank angle reaches the top dead center (TDC) position of the piston 44, and the intake stroke is performed.
  • TDC top dead center
  • the position where the intake valve 3 2 is lifted is the top dead center side (the exhaust valve 3 4 lift position). If the intake valve 3 2 is lifted, it will collide with the piston 4 4. For this reason, when the relative rotational positions of the camshaft 90 A and the camshaft 90 B are varied, it is desirable that the lift position of the intake valve 32 be varied in the direction of retarding. As a result, the top dead center position of the piston 4 4 and the lift position of the intake valve 3 2 can be separated, and the collision between the piston 4 4 and the intake valve 3 2 can be reliably prevented.
  • the camshaft 90B when changing from the forward drive mode to the swing drive mode, the camshaft 90B is rotated clockwise in FIG. 14 (A) with respect to the camshaft 90A.
  • the rotation direction of the camshaft 90 B is opposite to the rotation direction in the normal rotation drive mode.
  • the lift position of the # 7 cylinder intake valve 3 2 changes in the retard direction. Therefore, even when the relative rotational positions of the camshaft 90A and the camshaft 90B are varied, it is possible to reliably prevent the intake valve 3 2 and the piston 44 from interfering with each other.
  • Embodiment 1 when changing from the forward drive mode to the oscillating drive mode, the cam shaft 60 0 B is set to the cam shaft 60 A in FIG. 7 (A).
  • the camshaft 60 B is rotated counterclockwise with the rotation direction in the forward drive mode. For this reason, the lift position of the intake valve 32 of the # 6 cylinder changes in the retard direction. Therefore, even when the relative rotational positions of the camshaft 6 OA and the camshaft 60 B are varied, it is possible to reliably prevent the intake valve 32 and the piston 44 from interfering with each other.
  • valve gear 3 6 that drives the intake valve 3 2 and the valve gear 3 8 that drives the exhaust valve 3 4 are configured in the same way, but in the valve gear 3 8 that drives the exhaust valve 3 4. Relative rotation of the two camshafts so that the lift position of the exhaust valve 3 4 does not retard the top dead center side, that is, the lift position of the exhaust valve 3 4 advances. It is preferable to change the position. Thereby, it is possible to reliably prevent the exhaust valve 3 4 and the piston 4 4 from interfering with each other.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an example in which a hydraulic lash adjuster is provided at the fulcrum of the mouth-cker arm when the intake valve 32 is driven by the rocker arm.
  • the end of the valve shaft 3 2 a of the intake valve 3 2 is in contact with a pivot provided at one end of the mouthpiece arm 96.
  • a biasing force of a valve spring (not shown) is acting on the valve shaft 3 2 a, and the mouth-cker arm 96 is biased upward by the valve shaft 3 2 a receiving the biasing force.
  • the other end of the rocker arm 96 is rotatably supported by a hydraulic lash adjuster (HLA) 98.
  • a roller 96 a is disposed at the center of the rocker arm 96.
  • Camshafts 8 4, 8 6, 8 8 and 90 are arranged on the upper part of the roller 9 6a. According to the hydraulic lash adjuster 9 8, the tape clearance can be automatically adjusted by automatically adjusting the height direction of the rocker arm 9 6 by hydraulic pressure, and the clearance is set to 0. Can do. Accordingly, in FIG. 17, the cam 6 4 and the roller 9 6a of the cam shafts 84 to 90 are always in contact with each other.
  • the tape clearance is 0, and the cam 64 and the roller 96 are always in contact with each other, so the running section is unnecessary. Therefore, by providing a hydraulic lash adjuster 9 8 The operating angle of the camshaft 8 4 to 90 can be reduced. As a result, the time required for lifting the intake valve 3 2 can be shortened, and when the intake valve 3 2 is driven in the swing drive mode, the rotation angle when the cam 6 4 is switched, It is possible to shorten the switching time.
  • Embodiments 1 and 2 it is desirable to adjust the tap clearance by the hydraulic lash adjuster 98 to reduce the working angle of the cam 64. As a result, the degree of freedom of variable valve timing is increased and the driving amount of the motor 50 can be reduced, so that power consumption can be minimized.
  • FIG. 18 shows the mode of the valve gear 3 6 F in the bank 80 of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which a 50 F is arranged on a camshaft 86.
  • the cam drive gear 62 of the cam shaft 8 6 is provided at the end on the cam shaft 84 side.
  • the internal combustion engine 10 is disposed vertically in the engine room so that it is preferable to suppress the overall length of the internal combustion engine 10 as much as possible. For this reason, when the internal combustion engine 10 is mounted on an FR-driven vehicle, it is desirable to place the motor 50 F on the camshaft 86 as shown in FIG.
  • the overall length of the internal combustion engine 10 can be reliably suppressed. More preferably, it is desirable to place all motors 50 E to 5 OH on each camshaft 84 to 90. As a result, the overall length of the internal combustion engine 10 can be minimized.
  • the motors 50 A to 50 D may be arranged on the cam shafts 54 to 60. Is preferred.
  • the vibration is changed.
  • the relative position of the cam 64 relative to the forward drive mode is made variable so that the cam shaft 90 in the swing drive mode It becomes possible to reduce the amount of rotation. This makes it possible to reduce the power consumption of the motor 50 H that drives the camshaft 90 and to increase the system efficiency.
  • the relative angular position of the force cylinders 64 for the two cylinders is set to 180 ° in the swing drive mode, but the cams of the two cams 6 4 are used in the swing drive.
  • the relative angle of the two cams 6 4 may be smaller than 180 ° within a range in which the heads do not overlap.
  • Fig. 19 (A) and Fig. 19 (B) show the relative angles of the cam for the # 7 cylinder and the cam for the # 5 cylinder in the case of Fig. 14 (B). Less than ° (eg 1600 °) An example is shown.
  • the swing will occur in the state shown in Fig. 19 (A).
  • the # 7 cylinder intake valve 3 2 can be driven.
  • the camshaft 90 is rotated in the direction of the arrow in FIG. 19 (A), and the camshaft is in the state shown in FIG. 19 (B).
  • the # 5 cylinder intake valve 3 2 can be driven.
  • the rotation angle of the cam shaft 90 during switching is reduced compared to the case where the relative angular position of the cam 6 4 for the # 7 cylinder and the cam for the # 5 cylinder is set to 180 °. It is possible. Therefore, it is preferable that the relative angle of the cams 64 of the two cylinders in the swing drive mode is preferably the smallest in a range where the cam head portions do not overlap.
  • the oxygen storage amount of the catalysts 4 2 and 4 4 is appropriately controlled by driving the intake valve 3 2 and the exhaust valve 3 4 during fuel cut operation.
  • the amount of oxygen stored in the catalysts 4 2 and 4 4 varies according to the operating state of the internal combustion engine 10. For example, when the control is performed to make the air-fuel ratio lean, the amount of oxygen in the exhaust gas increases, so the oxygen storage amount of the catalysts 4 2 and 4 4 increases. On the other hand, when the control is performed to switch the air-fuel ratio, the reduction component in the exhaust increases, and oxygen is released from the downstream side catalysts 42, 44, so the oxygen storage amount decreases. .
  • a vehicle equipped with the internal combustion engine 10 performs a deceleration operation.
  • control (fuel cut) to stop fuel supply from the fuel injection valve 30 is performed.
  • fuel consumption can be improved.
  • the oxygen adsorption amount of the catalysts 4 2, 4 4 is excessively increased, the catalyst 4 2, 4 4 deteriorates when the temperature of the catalyst 4 2, 4 4 becomes high.
  • the fuel cut is mainly performed at the time of deceleration
  • the predetermined intake valve 3 2 is opened.
  • the engine generates moderate bombing work and applies the engine brake while running on fuel.
  • FIG. 20 (A) and FIG. 20 (B) are diagrams schematically showing the control of the intake valve 3 2 and the exhaust valve 34 performed in the present embodiment.
  • the internal combustion engine 10 of this embodiment includes four cylinders (# 1 to # 4). The four cylinders are arranged in series, and the explosion process is performed in the order of # 1 ⁇ # 3 ⁇ ⁇ # 4 ⁇ # 2.
  • FIG. 20 (A) shows the control of the exhaust valve 34 performed during the fuel cut.
  • FIG. 20 (B) shows the control of the intake valve 32 performed during the fuel force.
  • the exhaust valve 3.4 is controlled so that the exhaust valves 34 of all the cylinders are closed during the fuel cut. This allows exhaust The flow of air to the passage 14 can be blocked, and the deterioration of the catalysts 4 2, 4 4 due to excessive oxygen supply can be reliably suppressed.
  • the intake valve 3 2 is controlled to open only the intake valves 3 2 of the # 1 and # 2 cylinders. As a result, as will be described later in detail, a bombing work in which air flows between the cylinders # 1 and # 2 can be generated. Therefore, it is possible to generate braking force due to engine braking during fuel cut during deceleration.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration around the exhaust valve 3 4 and the valve gear 3 8 that drives the exhaust valve 3 4.
  • the valve gear 3 8 drives the exhaust valve 3 8 provided in all cylinders (# 1, # 2, # 3 and # 4 cylinders).
  • the configuration around the intake valve 3 2 and the valve gear 3 6 will be described later.
  • each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with two intake valves 3 2 and two exhaust valves 3 4.
  • the valve operating device 3 8 includes a motor 1 1 6 as a drive source, a gear train 1 1 8 as a transmission mechanism that transmits the rotational motion of the motor 1 1 6, and exhausts the rotational motion transmitted from the gear train. And a camshaft 1 2 0 for converting into a linear opening / closing motion of the valve 3 4. The rotational motion of the motor 1 1 6 is transmitted to the force shaft 1 2 0 via the gear train 1 1 8.
  • the camshaft 1 2 0 is composed of a camshaft 1 2 0 A and a force shaft 1 2 0 B.
  • the force shift 1 2 OA is located at the top of the exhaust valves 3 and 4 of the # 1, # 2, and # 3 cylinders, and each of the # 1, # 2, and # 3 cylinders Six cams 6 4 that drive the exhaust valve 3 4 are provided.
  • Camshaft 1 2 0.B is located at the top of # 4 cylinder exhaust valve 3 4 and # 2 cam 6 4 that drives each exhaust valve 3 4 of 4 cylinder I have.
  • a cam drive gear 62 that rotates integrally with the cam shaft 120 A is provided on the outer periphery of the cam shaft 120 A.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing the configuration of the camshaft 120 in detail.
  • the cam shaft 120 A has a flange portion 66 at its end.
  • the cam shaft 1 20 B is provided with a flange portion 68 at its end.
  • the flange portion 6 6 of the camshaft 120 A has a hole 67 at its center.
  • the flange portion 68 of the force shaft 1 20 B is provided with a shaft 69 that protrudes from the center toward the cam shaft 1 20 A.
  • Cam shaft 1 2 0 A and cam shaft 1 2 0 B have shafts 6 9 fitted to holes 6 7 so that they can rotate, and the end surfaces of flange portions 6 6 and 6 8 are in contact with each other. Integrated.
  • FIGS. 23 (A) and 23 (B) are schematic views showing the end surfaces of the flange portions 6 6 and 6 8 provided on the camshafts 1 2 0 A and 1 2 0 B, respectively.
  • Fig. 23 (A) shows the end face of the flange portion 6 6 provided on the cam shaft 1 20 A
  • Fig. 23 (B) shows the flange portion 6 8 provided on the cam shaft 1 20 B. The end face is shown.
  • the configuration of the end faces of the flange portions 6 6 and 68 is the same as the configuration of the first embodiment described with reference to FIGS. 6 (A) and 6 (B). That is, the flange portion 6 6 includes a reference surface 6 6 A and a protruding surface 6 6 B, and steps 6 6 C and 6 6 D are provided at the boundary between the reference surface 6 6 A and the protruding surface 6 6 B. Is provided. Similarly, the flange portion 6 8 has a reference surface 6 8 A and a protruding surface 6 8 B, and the reference surface 6 8 A and Steps 6 8 C and 6 8 D are provided at the boundary with the protruding surface 6 8 B.
  • Embodiments 1 and 2 two holes 70 and 7 2 are provided in the reference surface 6 6 A of one flange portion 6 6, but in Embodiment 3, the reference surface 6 6 A of the flange portion 6 6 is provided. Has only one hole 70. Further, as shown in FIG. 23 (B), one lock pin 74 is provided on the protruding surface 68B of the flange portion 68. The lock pin 74 is provided so as to protrude from the protruding surface 68B to the camshaft 120A side.
  • camshaft 1 2 0 A and cam shaft 1 2 0 B are connected and mouthpiece pin 7 4 is not inserted into hole 70, force shaft 1 2 OA and cam shaft 1 2 0 B are Can be rotated.
  • the mouth capping pins 74 are inserted into the holes 70, the relative rotational positions of the camshaft 120A and the force shaft 1220B are fixed.
  • FIG. 24 (A) and Fig. 24 (B) show the cam 6 4 provided on cam shaft 1 2 0 A and cam shaft 1 when cam shaft 1 2 0 A and cam shaft 1 2 0 B are connected.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an angular position with respect to a cam 64 provided on 20 B.
  • Figs. 24 (A) and 24 (B) show that the lift of the # 4 cylinder exhaust valve 3 4 changes according to the angular position of the cam 6 4 provided on the cam shaft 1 2 0 B. It shows a state.
  • FIG. 24 (A) and FIG. 24 (B) show a state where the camshaft 1220 is viewed from the direction of the arrow X shown in FIG.
  • FIG. 24 (A) shows a state in which the lock pin 74 is inserted into the hole 70
  • FIG. 24 (B) shows a state in which the lock pin 74 and the hole 70 are disengaged. Show.
  • the state shown in Fig. 24 (A) is set when the intake valve 32 is driven to open and close during normal operation (forward rotation drive mode or swing drive mode).
  • the explosion stroke of each cylinder is performed at every crank angle of 180 °.
  • Camshaft 1 2 0 is rotated once while crankshaft rotates twice. Therefore, every time the camshaft rotates 90 °, an explosion stroke is performed in each cylinder.
  • FIG. 24 (A) in the normal operation state where the lock pin 7 4 is engaged with the hole 70, the cam 6 4 of each cylinder # 1 to # 4 is # 1 ⁇ # 9 ⁇ # 4 ⁇ # 2 in order. Are arranged at intervals.
  • Fig. 24 (B) shows the disengagement between the lock pin 74 and the hole 70 in the state of Fig. 24 (A), and the cam shaft 1 2 0 B rotates relative to the cam shaft 1 2 0 A. Shows the state.
  • the drive mechanism of the lock pin 74 is configured in the same manner as in the first and second embodiments, and the lock pin 74 is driven by the same method as in the first and second embodiments. That is, in the state shown in FIG. 24A, oil is supplied to the oil passage 77 from the oil passage 79 provided in the camshaft 120B. In the state shown in FIG. 24 (A), the angular positions of the oil passage 77 and the oil passage 78 provided in the flange portion 66 are the same.
  • the oil from the oil passage 7 7 to the hole 70 via the oil passage 7 8 As a result, the hole 70 is filled with oil, and the lock pin 74 is stored by hydraulic pressure. Thereby, the engagement between the lock pin 74 and the hole 70 can be released. Even during the fuel cut, the crankshaft 47 is rotating, so that oil can be supplied to the oil passage 79 by driving the oil pump.
  • FIG. 24 (B) shows a state in which the camshaft 120 B is further rotated after the exhaust valve 34 is closed, and the step 6 6 D and the step 6 8 D are in contact with each other.
  • the step 6 6 D and the step 6 8 D are provided so that the angular positions of the # 3 cylinder cam and # 4 cylinder cam coincide with each other in a state where they are in contact with each other.
  • the state of Fig. 24 (A) since the exhaust valves 34 of # 1 to # 3 are already closed, the lock pin 7 4 and the hole 70 are disengaged. In this state, the exhaust valves 3 4 of all the cylinders # 1 to # 4 can be closed.
  • Valve 3 4 can be closed. Accordingly, it is possible to prevent the oxygen supply amount to the catalysts 40 and 4 2 from being excessive, and it is possible to reliably suppress catalyst deterioration at high temperatures.
  • the valve gear 3 8 is provided with two motors, and two camshafts 1 2 0 Each of A and 120B may be controlled individually by each motor. Even in this case, the exhaust valves 34 of all the cylinders can be closed by setting the angular positions of the camshafts 1 2 0 A and 1 2 0 B to the state shown in FIG. 2 4 (B).
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing the configuration around the intake valve 3 2 and the valve gear 3 6 that drives the intake valve 3 2, mainly showing the configuration around the cylinder head. Yes.
  • valve gear 3 6 is composed of two devices (the valve gear 3 6 G and the valve gear 3 6 H).
  • each of the valve gears 3 6 G and 3 6 H includes motors 50 G and 50 H as drive sources.
  • the rotational movement of the motor 50 G is transmitted to the camshaft 110 A via the gear train 52 G.
  • the rotational motion of the motor 50 H is transmitted to the cam shaft 110 B through the gear train 52 H.
  • the camshaft 1 1 0 A is located at the top of the intake valves 3 2 of # 2 and # 3 cylinders, and the 4 cams 64 provided on the cam shaft 1 1 0 A
  • the intake valves 3 and 2 of cylinder # 2 and # 3 are driven to open and close.
  • the camshaft 1 1 0 B is divided into two parts and is located at the top of the intake valves 3 2 of the # 1, # 4 cylinders.
  • the four cams provided on the camshaft 1 1 0 B 64 As a result, the intake valves 3 2 of the # 1, # 4 cylinders are driven to open and close.
  • the camshaft 1 1 0 B divided into two is connected by a connecting member 1 1 0 ⁇ threaded through a through hole provided in the center of the force shaft 1 1 0 so that it rotates as a unit It is configured.
  • FIG. The figure shows the state where the 1 1 OA and the 2 camshafts 1 1 0 B are separated.
  • a lifter 3 2 a is provided at the upper end of each intake valve 3 2.
  • 26 is a schematic diagram showing how gas is exchanged between the # 1 cylinder and the # 2 cylinder, and shows a state in which the internal combustion engine 10 and the intake passage 12 are viewed from above.
  • the intake passage 12 is branched downstream of the surge tank 28 and connected to each cylinder (# 1 to # 4). Since the cylinders of each cylinder are connected via a surge tank 28, open only the # 1 cylinder and # 2 cylinder intake valve 3 2 with all the exhaust valves 3 4 closed. Gas can be exchanged between this cylinder and # 2 cylinder. That is, as described above, in a 4-cylinder internal combustion engine 10 # 1 ⁇ # 3 ⁇ # 4 ⁇
  • the amount of bombing work can be adjusted by varying the lift amount while keeping the lift amounts of the # 1 and # 2 cylinder intake valves 3 2 the same.
  • the lift amount of the intake valve 3 2 is reduced, the resistance when air passes through the intake valve 3 2 increases, so that the bombing work can be increased. Therefore, the braking force by the engine brake can be increased.
  • the lift amount of the intake valve 3 2 is increased, the resistance when air passes through the intake valve 3 2 is reduced, so that the bombing work can be reduced. Therefore, the braking force by the engine brake can be reduced. Therefore, by controlling the lift amount of the intake valve 3 2, it is possible to generate the optimum engine brake during the fuel cut.
  • the engine braking force can be controlled by varying the lift amount of the intake valve 32 according to the required level of vehicle speed (such as the amount of operation of the brake pedal).
  • the intake valves 3 2 of the # 1 and # 2 cylinders are fully closed and the intake valves 3 2 of all cylinders are closed, reducing the amount of bombing work and reducing the engine braking force. Is preferably reduced.
  • Fig. 27 shows the valve opening period (indicated by the solid line in Fig. 27) and the exhaust valve of each cylinder (# 1- # 4).
  • 3 4 shows the valve opening period (indicated by the broken line in Fig. 26).
  • the intake valve 3 2 and the exhaust valve 3 4 of each cylinder are opened in this order.
  • ⁇ 0 indicates the crank angle at which the fuel force starts.
  • the crank angle ⁇ 1 position corresponds to the camshaft 1 20 position shown in Fig. 24 (A), and the crankshaft immediately after the # 4 cylinder exhaust valve 3 4 reaches its maximum lift.
  • Angular position That is, when the camshaft 1 2 0 is stopped at the crank angle 0 1 position, the rotational position of the camshaft 1 2 0 is set to the position shown in Fig. 2 4 (A), and the # 4 cylinder exhaust valve 3 4 It will be opened by a predetermined amount smaller than the maximum lift amount. Further, the exhaust valves 34 of the other cylinders # 1 to # 3 are all closed.
  • camshaft 1 2 0 B can rotate relative to camshaft 1 2 0 A, and the valve spring reaction force of # 4 cylinder exhaust valve 3 4 A camshaft 1 2 0 B rotates in the arrow Y direction shown in A). Then, the relative angular position of the camshaft 1 20 A and the camshaft 1 2 0 B becomes the position shown in FIG. 24 (B), and the # 4 cylinder exhaust valve 34 is closed. Accordingly, the exhaust valves 34 of all cylinders are closed.
  • control is performed to open the intake valves 3 2 of the # 1 cylinder and # 2 cylinder by a predetermined amount. As shown in FIG. 27, the intake valve 32 of the three cylinders is open at the crank angle ⁇ 1 position. Therefore, control is performed to close the # 3 cylinder intake valve 3 2 at the position of the crank angle ⁇ 2 shown in FIG. 27 and stop the rotation of the camshaft 110 A.
  • # 4 cylinder intake valve 3 2 starts to lift, again at crank angle ⁇ 2 position, # 4 cylinder intake valve 3 2 is closed, and force shift 1 1 0 Control to stop the rotation of B.
  • the timing of closing the # 3 and # 4 cylinder intake valves 3 2 is preferably set so that the piston # 4 of # 3 and # 4 cylinders is halfway between the top dead center and the bottom dead center. It is. As a result, after the crank angle 2, the intake valves 32 of all cylinders are closed.
  • crank angle advances from ⁇ 2 by a predetermined amount and reaches ⁇ 3
  • control is performed to open the intake valves 3 2 of the # 1, # 2 cylinders by a predetermined amount.
  • the camshaft 1 1 0 ⁇ is set to a predetermined angular position to lift the # 2 cylinder intake valve 3 2 by a predetermined amount.
  • camshaft 1 1 0 A is provided with # 2 cylinder cam 6 4 and # 3 cylinder cam 6 4 but both cam phases are shifted by 90 degrees. Only the 2-cylinder intake valve 3 2 can be lifted.
  • crank angle ⁇ 3 by setting camshaft 1 1 0 B to the specified angular position, lift # 1 cylinder intake valve 3 2 to # 2 cylinder intake valve 3 2 and lift by the amount
  • the two camshafts 1 1 OB are connected via a connecting member 1 1 0 C and are equipped with # 1 cylinder cam 6 4 and # 4 cylinder cam 6 4 but both cams 6 4 Since the phase of is shifted by 90 °, it is possible to lift only the # 1 cylinder intake valve 3 2.
  • the motor 1 1 6 is used to drive the force shaft 1 2 0 A for the exhaust valve 3 4.
  • camshaft 1 2 0 A rotates relative to cam shaft 1 2 0 B and the positions of lock pin 7 4 and hole 70 match, lock pin 7 4 Is inserted into hole 70.
  • the camshaft 1 2 0 A and the cam shaft 1 2 0 B are integrated, and the cam shafts 1 2 0 A and 1 2 0 B that are integrated by the motor 1 1 6 are driven to rotate forward. Normal operation in drive mode or rocking drive mode can be performed.
  • the intake valve 3 2 can be normally operated in the forward drive mode or the swing drive mode by normally driving the motor 3 8 G and the motor 3 8 H.
  • the exhaust valves 34 of all the cylinders are closed during the fuel cut, the flow of air to the exhaust passage 14 can be stopped.
  • the supply of oxygen to the catalysts 4 2, 4 4 can be stopped, and an excessive supply of oxygen to the catalysts 4 2, 4 4 can be avoided. Therefore, it is possible to reliably suppress the deterioration of the catalysts 4 2 and 4 4.
  • crank angle phase is 180 when the exhaust valves 34 of all cylinders are closed during the fuel cut. Since only the intake valves 3 2 of the two cylinders that are displaced are opened in a certain amount, gas exchange can be performed between the two cylinders via the intake passages 12 and the surge tank 28. As a result, it is possible to generate an appropriate pumping work, and it is possible to reliably perform the braking by the engine brake during the fuel force operation.
  • all exhaust valves 3 4 are closed during the fuel cut. Although only some intake valves 3 2 are open, it is possible to close all intake valves 3 2 and open only some exhaust valves 3 4 during the fuel cut. . Even in this case, the air flow to the exhaust passage 1 4 can be shut off by closing all the intake valves 3 2, and the engine braking force can be generated by opening only some of the exhaust valves 3 4. It is possible.

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Abstract

各気筒が備える弁体３２をモータにより開閉駆動する内燃機関の動弁装置３６であって、モータ５０Ｄにより回転駆動され、複数の気筒の弁体３２を駆動するためのカム６４を有するカムシャフト６０と、カムシャフト６０を一方向に連続回転させることで弁体３２を駆動する正転駆動モードと、カムシャフト６０を揺動することで弁体３２を駆動する揺動駆動モードとの間でモードを切り換えてモータ５０Ｄを駆動する制御手段と、モードを切り換えた際に、カムシャフト６０に設けられた各気筒に対応したカム６４の相対的な角度位置を可変する可変手段と、を備える。

Description

,. · ： . . . 明細書
内燃機関の動弁装置
技術分野 ' . .'； ':.,· ,:. '■:■ ■· ·' ■' ' .. ■ .
• この発明は、 内燃機関の動弁裝顰に関す ·。:::· · ·· . .
背景技術
■ 従来、 例えば.日.本:特開 2 0 0 4 '- 1 8 3 6 '1 0号公報に記載されている ように、 個々の気筒に設けられた吸気弁、 排気 を電動モータにより駆動 する技術が知られている。
また、 日本特開.2 ρ.Ο 5 - Γ:7 1 ;9'3.7号公報にほ、 弁体のリ. フ ト中に カムシャフ トの回舉方向を切り換え.る摇動駆動モ一ドでモータを動作させ 、る方法が記載されている D;.V.: ·：
ώ願人は、 本発明:と閼連のあるものと じて、 以下に列記する文献を認識 ■ している。 '■:'· . ■
' [特許文献 1 ] ■ . ：
■■ . 日本特開 2 0 04— 1 8' 3 6' 1 0号公報
[特許文膝 2] ノ
日本特開 2.0 0 5— 1 7 1 9 3 '7'号公報
[特許文献 3] '
日本特願 2 0 04— 1 6 5 7 0 4号
：■ ： ' ' 〔特許文献 4] ' ■ · ' ·.
日本特開 2' 'ひ 0'4— 1·4· 3 9 9 0告公報 ' ：" ： しかしながら、 上記従来 ©技 ¥ίこおい 、.,.'.複数の気筒の吸気弁また.は排 '；気弁を' 1つのモータで駆動しよ.う と した.場合、 1つのカムシャフ小に複数 .の気筒のカムを設ける必要がある。 この場合、 異なる気筒を駆動するため . に設けられたカムの角度位置が相互に近接していると、 揺動駆動モードで 弁体を駆動する際に、 カムを切り.換える際,のカムシャフ 卜の :回転角が大き ' くなるとレ、う問題が発生する。 .，
5 以下:、 図 .2 8 (A) 〜図 2 8 '.(C):に.碁づぃてこの問題を詳細に説明す る。' 図 2 8 (A) 図 2 8 C) は、. 1つの力ム ャフ ト :i 0.4:に異なる 気筒に対応した 2つのカム 1 0 0及びカム 1 0 2'を設けた例を示す模式図 である。 カム 1 0 0は、 カムシャフ ト 1 0 4 と同軸の円弧状のベース円.1 0 0 bの一部を半.径方向外側に.向かって彭らませ:" ノーズ 1.0 O.aを形成' 10 することで形成されている。 同様に、. カム 1 0 2は、 ，カムシャフ ト 1 0:4 と同軸の円弧状のベース円 1 0 2 bの一部を半径方向外側に向かって膨ら ■ ませてノーズ 1 0, 2 aを形成することで:形成.されてレ.、る。 .力,:ム 1 0 0 , .1 '
0 2のそれぞれにおいて.、 ベース円 .1 ひ .0 b 1 0 2:bの面以外のカム面 ' (ノーズ ί 0 0 a；， 1 02. aを含む） は':カム :揚程部.'とざれている。
15 ベース円 1 0 ひ b, ,. 1 ,0 2 b と弁体側の当接部材 （口ッカーアームの口 ーラ、 直打式の場合'は弁体の端部に設けちれたリ:フタ一など） が対向し ' ている場合は、 バルブ ブリング^カ.によりポー.トのバルブシートに.弁体' 'が密着しそ弁が閉じられる。 一方、 カム'揚程部が弁体側の当'接部材と当接 している場合は、 カム揚.程部により.弁体が押し下げられ、 弁体がバルブス 20 プリングに抗して開かれる。
'気筒毎に'吸気行程のタイ ミングは異なるため、 囪 2 8 (A) 〜図 2'8 ( ' C) に示すように、 カム 1 0 0 とカム 1 0 2は異なる角度位置に配置され る 図 ·2'8. (Α) 〜図.2 8' (C) の例では、 カム' 1 0 0 とカム 1.0 2は、 そ:れらのノ ズ 1 0 0 a とノーズ 1 0 2 a との角度位置が 1,'2' 0 °. だ.け離 ■ ••'25: した 'ί立置に配置されている ム'.: 1 0',0::'と,.カム 1 0 2の角度位置：は■、■ 力: ムジャブ .ト T O 4が一方向に回転駆動される通常の正転駆動モードのバル', ブタイミングに基づいて設定されている。
図 2 8 (A) は、 カム 1 0 0により弁体を揺動駆動する場合に、 ノーズ 1 0 0 aの位置からノーズ 1 0 2 aに近接する側のカム揚程部を用いて弁 体を開閉した場合を示している。 この場合、 カム 1 0 0のカム揚程部の角 度範囲と、 カム 1 0 2のカム揚程部の角度範囲とがー部重なり合うため、 カム 1 0 0により一方の気筒の弁体が駆動されると ともに、 カム 1 0 2に より他方の気筒の弁体が駆動されてしまい、 各気筒の弁体の位相 （リ フ ト タイ ミング） 、 作用角を独立して制御できなくなるという問題が生じる。 このため、 図 2 8 (B ) に示すように、 カム 1 0 0により弁体を揺動駆 動する場合は、 ノーズ 1 0 0 aに対してノーズ 1 0 2 a側の反対に位置す るカム揚程部、 ベース円 1 0 0 bを用いて弁体を開閉する必要がある。 同 様に、 カム 1 0 2により弁体を揺動駆動する場合は、 図 2 8 ( C) に示す ように、 ノ ーズ 1 0 2 aに対してノーズ 1 0 0 a側の反対に位置するカム 揚程部、 ベース円 1 0 2 bを用いて弁体を開閉する必要がある。
しかしながら、 揺動駆動モードでは、 図 2 8 ( B ) に示す状態でカム 1 0 0により一方の気筒の弁体を駆動した後、 図 2 8 (B ) 中の矢印方向に カムシャフ ト 1 0 4を回転して、 図 2 8 ( C ) に示す状態にカム 1 0 2の 位置を設定する必要があり、 カムシャフ ト 1 0 4の回転量が大きくなると いう問題がある。 カムシャフ ト 1 0 4の回転量を抑えるために図 2 8 ( B ) 中の矢印と反対方向にカムシャフ ト 1 0 4 とを回転させた場合は、 カム 1 0 0とカム 1 0 2のカム揺程部が相互に重なっているため、 双方の気筒 の弁体が駆動されてしまい、 所望のバルブリ フ トを行うことができなくな るためである。
このように、 揺動駆動モードにおいて、 駆動する弁体を切り換える際に は、 ノ一ズ 1 0 0 a とノーズ 1 0 2 a との間の最短距離方向でカムシャフ ト 1 0 4を回転させることができず、 カムシャフ ト 1 0 4をその反対方向 に大きく回転させる必要が生じる。 そして、 この回転量は、 カム 1 0 0と カム 1 0 2の角度位置が近接しているほど増加する。
図 2 8 ( B ) に示す状態から図 2 8 ( C ) に示す状態への切り換えは、 吸気行程のタイミングに合わせて瞬時に行う必要がある。 従って、 切り換 えの際のカムシャフ トの回転角が大きくなると、 カムシャフ トの回転速度 をより高める必要が生じる。 これにより、 モータの消費電力が増大すると いう問題が発生し、 また、 モータの消費電力が増大すると、 モータからの 発熱により出力が低下するなどの問題が発生する。
また、 1つのカムシャフ トに複数の気筒のカムを設ける場合、 内燃機関 が多気筒になるほどカムの相対的な角度位置は近接する。 このため、 揺動 駆動する弁体を切り換える際のカムシャフ トの回転角はより大きくなり、 モータの消費電力が更に増大するという問題が発生する。
また、 近時においては、 車両減速時に燃費を向上する等のため、 燃料噴 射を停止する運転 （フューエルカッ ト） が行われている。 また、 運転状態 に応じて、 内燃機関が備える複数の気筒のうち、 一部の気筒のみで燃焼を 行う運転 （減筒運転） 等も行われている。 複数の気筒の弁体をモータで駆 動する構造において、 全気筒又は一部気筒の運転を休止する制御を行う場 合、 カムシャフ 卜には複数の気筒の弁体を駆動するカムが設けられている ため、 任意の気筒の弁体を任意の位置で停止することが困難となる。 この ため、 全気筒停止運転又は減筒運転の自由度、 更にはフューエルカッ ト中 の触媒劣化抑制防止のためのバルブ閉じ制御等の自由度が制限されるとい う問題が生じていた。 発明の開示
この発明は、 上述のような問題を解決するためになされたものであり、 複数の気筒の弁体を駆動するカムを単一のカムシャフ トに設けた構成にお いて、 各気筒の弁体の制御の自由度を高めることで、 最適な制御を行うこ とを目的とする。
第 1の発明は、 上記の目的を達成するため、 各気筒が備える弁体をモー タにより開閉駆動する内燃機関の動弁装置であって、 前記モータにより回 転駆動され、 複数の気筒の前記弁体を駆動するためのカムを有するカムシ ャフ トと、 同一のモータによって駆動される前記複数のカム相互間の相対 的な角度位置を可変するカム角度可変手段と、を備えたことを特徴とする。 第 2の発明は、 第 1の発明において、 前記カムシャフ トを一方向に連続 回転させることで前記弁体を駆動する正転駆動モードと、 前記カムシャフ トを揺動することで前記弁体を駆動する揺動駆動モードとの間でモ一ドを 切り換えて前記モータを駆動する制御手段を更に備え、 前記カム角度可変 手段は、 前記モー ドを切り換えた際に、 前記カムの相対的な角度位置を可 変することを特徴とする。
第 3の発明は、 第 2の発明において、 前記カムシャフ トは、 2つの気筒 の前記弁体を駆動するための前記カムを有し、 一方の気筒に対応する前記 カムが設けられた第 1のカムシャフ トと、 他方の気筒に対応する前記カム が設けられた第 2のカムシャフ トとの結合により構成され、 前記カム角度 可変手段は、 前記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トの相対的 な角度位置を可変することで、 前記第 1のカムシャフ トに設けられた前記 カムと前記第 2のカムシャフ トに設けられた前記カムの相対的な角度位置 を可変することを特徴とする。
第 4の発明は、 第 3の発明において、 前記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トとの結合部に設けられ、 前記正転駆動モードと前記揺動 駆動モードのそれぞれにおいて、 前記第 1のカムシャフ トと前記第. 2の力 ムシャフ トの相対的な角度位置を固定する角度固定手段を更に備えたこと を特徴とする。 第 5の発明は、 第 4の発明において、 前記角度固定手段は、 前記第 1及 び第 2のカムシャフ トの一方に設けられた口ックピンと、 前記第 1及び第 2のカムシャフ トの他方に設けられ、 前記口ックピンが係合する第 1及び 第 2の係合穴と、 を含み、 前記正転駆動モードでは、 前記第 1の係合穴に 前記ロックピンが係合することで前記第 1のカムシャフ トと前記第 2の力 ムシャフ トの相対的な角度位置を固定し、 前記揺動駆動モードでは、 前記 第 2の係合穴に前記口ックピンが係合することで前記第 1 のカムシャフ ト と前記第 2のカムシャフ トの相対的な角度位置を固定することを特徴とす る。
第 6の発明は、 第 5の発明において、 前記第 1又は第 2の係合穴にオイ ルを供給することで前記第 1又は第 2の係合穴と前記口ックピンとの係合 を解除するロックピン解除手段を備え、 前記ロックピン解除手段は、 前記 第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トとの相対的な角度位置に応 じて前記第 1及び第 2の係合穴の一方のみと連通するオイル通路を含み、 前記正転駆動モードでは、 前記第 1の係合穴のみに前記オイル通路が連通 しており、 前記揺動駆動モードに切り換える際には前記オイル通路にオイ ルを供給することで前記第 1の係合穴と前記口ックピンとの係合を解除し、 前記摇動駆動モードでは、 前記第 2の係合穴のみに前記オイル通路が連通 しており、 前記正転駆動モードに切り換える際には前記オイル通路にオイ ルを供給することで前記第 2の係合穴と前記口ックピンとの係合を解除す ることを特徴とする。
第 7の発明は、 第 2〜第 6の発明のいずれかにおいて、 前記弁体は吸気 弁であり、 前記正転駆動モードから前記揺動駆動モードへ前記モードを切 り換えた際に、 前記弁体の開弁タイ ミングが遅角方向に可変されることを 特徴とする。 .
第 8の発明は、 第 2〜第 6の発明のいずれかにおいて、 前記弁体は排気 弁であり、 前記正転駆動モードから前記揺動駆動モードへ前記モー ドを切 り換えた際に、 前記弁体の開弁タイミングが進角方向に可変されることを 特徴とする。
第 9の発明は、 第 2〜第 8の発明のいずれかにおいて、 前記弁体と前記 カムとの間のク リアランスを調整する油圧ラッシュアジヤスタを備えたこ とを特徴とする。
第 1 0の発明は、 第 9の発明において、 前記カムの作用力を前記弁体に 伝達する口ッカ一アームを備えたことを特徴とする。
第 1 1の発明は、 第 2〜第 1 0の発明のいずれかにおいて、 前記モータ が前記カムシャフ トの長手方向の端部に配置されたことを特徴とする。 第 1 2の発明は、 第 2〜第 1 0の発明のいずれかにおいて、 前記モータ が前記カムシャフ 卜の上部に配置されたことを特徴とする。
第 1 3の発明は、 第 1の発明において、 前記内燃機関は車両減速時に燃 料カッ ト運転を行うものであり、 前記カム角度可変手段は、 前記燃料カツ ト運転の際に、 全ての気筒の前記弁体が閉じる位置に前記カムの相対的な 角度位置を可変することを特徴とする。
第 1 4の発明は、 第 1 3の発明において、 前記カムシャフ トは、 吸気弁 を駆動するための吸気弁用カムシャフ トと排気弁を駆動するための排気弁 用カムシャフ トを含み、 前記カム角度可変手段は、 前記燃料カッ ト運転の 際に、 前記吸気弁用カムシャフ ト及び前記排気弁用カムシャフ トの少なく とも一方において、 全ての気筒の前記弁体が閉じる位置に前記カムの相対 的な角度位置を可変することを特徴とする。
第 1 5の発明は、 第 1 4の発明において、 前記カム角度可変手段は、 前 記燃料カツ ト運転の際に.、 前記吸気弁用カムシャフ ト及び前記排気弁用力 ムシャフ トの一方において、 全ての気筒.の前記弁体が閉じる位置に前記力 ムの相対的な角度位置を可変するとともに、 前記吸気弁用カムシャフ ト及 び前記排気弁用カムシャフ トの他方において、 一部の気筒の前記弁体のみ が開く位置に前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴とする。 第 1 6の発明は、 第 1 5の発明において、 前記カム角度可変手段は、 前 記燃料カッ ト運転の際に、 前記排気弁用カムシャフ トにおいて、 全ての気 筒の前記弁体が閉じる位置に前記カムの相対的な角度位置を可変するとと もに、 前記吸気弁用カムシャフ トにおいて、 一部の気筒の前記弁体のみが 開く位置に前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴とする。 第 1 7の発明は、第 1 5又は第 1 .6の発明において、前記一部の気筒は、 ビス トンが反対方向に動く 2つの気筒であることを特徴とする。
第 1 8の発明は、第 1 5又は第 1 6の発明において、前記一部の気筒は、 クランク角の位相が 1 8 0 ° ずれた 2つの気筒であることを特徴とする。 第 1 9の発明は、 第 1 7又は第 1 8の発明において、 前記カム角度可変 手段は、 前記 2つの気筒において、 前記弁体の開き量が同一となるように 前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴とする。
第 2 0の発明は、 第 1 5〜第 1 9の発明のいずれかにおいて、 前記カム 角度可変手段は、 前記内燃機関が搭載された車両の車速の要求レベルに応 じて、 前記弁体の開き量を変化させることを特徴とする。
第 1の発明によれば、 同一のモータによって駆動される複数のカム相互 間の相対的な角度位置を可変することが可能となるため、 弁体の駆動の自 由度を高めることができる。 従って、 全ての気筒の弁体を閉じる制御、 一 部の気筒の弁体のみを開く制御等が可能となる。 従って、 弁体の開閉状態 を最適に制御することができる。
第 2の発明によれば、 正転駆動モ一ドと摇動駆動モードとの間でモード を切り換えた際に、 各気筒に対応したカムの相対的な角度位置を可変する ようにしたため、 揺動駆動モード時に各.気筒のカムの相対的な角度位置を 離間させることができる。 これにより、 揺動駆動モード時において、 駆動 する弁体を切り換える際のカムシャフ 卜の回転角を最小限に抑えることが 可能となる。
第 3の発明によれば、 カムシャフ トは 2つの気筒の弁体を駆動するため のカムを有しており、 一方の気筒に対応するカムが設けられた第 1のカム シャフ トと、 他方の気筒に対応するカムが設けられた第 2のカムシャフ ト との結合によりカムシャフ トを構成したため、 第 1のカムシャフ トと第 2 のカムシャフ トの相対的な角度位置を可変することで、 2つの気筒に対応 したカムの相対的な角度位置を可変することができる。
第 4の発明によれば、 正転駆動モードと揺動駆動モードのそれぞれにお いて、 第 1のカムシャフ トと第 2のカムシャフ トの相対的な角度位置を固 定することができるため、 2つの気筒に対応したカムの相対的な角度位置 を固定した状態で正転駆動モード又は揺動駆動モードによりモータを駆動 することができる。
第 5の発明によれば、 口ックピンと第 1の係合穴又は第 2の係合穴とを 係合させることで、 第 1のカムシャフ トと第 2のカムシャフ トの相対的な 角度位置を固定することが可能となる。 また、 正転駆動モードでは第 1の 係合穴に口ックピンが係合し、 摇動駆動モードでは第 2の係合穴にロック ピンが係合することで、 それぞれのモードにおいて第 1及び第 2の力ムシ ャフ トの相対的な角度位置を固定した状態でカムシャフ トを駆動すること ができる。
第 6の発明によれば、 ロックピンが第 1の係合穴と係合している正転駆 動モードでは第 iの係合穴のみにオイル通路が連通し、 ロックピンが第 2 の係合穴と係合している揺動駆動モードでは第 2の係合穴のみにオイル通 路が連通するため、 ロックピンを解除する際には口ックピンが係合してい る係合穴のみにオイルを供給することができる。 従って、 ロックピンが係 合していない係合穴からオイルが流出してしまうことを回避でき、 ロック ピンを外す際の油圧低下を確実に抑止することができる。
第 7の発明によれば、 正転駆動モードから揺動駆動モードへモー ドを切 り換えた際に、 吸気弁の開弁タイ ミングが遅角方向に可変されるため、 吸 気弁の開弁タイ ミングをビス トンの上死点位置から離間させることができ る。 従って、 吸気弁とピス トンが衝突してしまうことを確実に抑えること が可能となる。
第 8の発明によれば、 正転駆動モードから揺動駆動モードへモー ドを切 り換えた際に、 排気弁の開弁タイミングが進角方向に可変されるため、 排 気弁の開弁タイ ミングをビス トンの上死点位置から離間させることができ る。 従って、 排気弁とピス トンが衝突してしまうことを確実に抑えること が可能となる。
第 9の発明によれば、 弁体とカムとの間のク リァランスを調整する油圧 ラッシュアジャスタを備えるため、 弁体とカムとの間のク リアランスを最 小限に抑えることが可能となる。 これにより、 カムが弁体をリフ トする際 の助走区間が不要となり、 弁体をリフ トする際のカムの位相角を低減する ことができる。 従って、 揺動駆動時のモータ速度を抑えることができ、 モ ータの消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
第 1 0の発明によれば、 カムの作用力を弁体に伝達する口ッカーアーム を備えるため、 油圧ラッシュアジヤスタを設けた場合に、 弁体を作動する 際の慣性を低減することができる。 従って、 モータの駆動負荷を低減する ことが可能となる。
第 1 1の発明によれば、 モータをカムシャフ トの長手方向の端部に配置 したため、 動弁装置の高さ方向のスペースを低減することができ、 内燃機 関の高さを抑えることが可能となる。 従って、 特に F F駆動の車両の場合 は内燃機関を傾けた状態で車両への搭載.が行われるため、 内燃機関の高さ を抑えることで、 エンジンルームへの搭載性を高めることが可能となる。 第 1 2の発明によれば、 モータをカムシャフ トの上部に配置したため、 動弁装置のカムシャフ ト長手方向のスペースを低減することができ、 内燃 機関の全長を抑えることが可能となる。 従って、 特に F R駆動の車両の場 合は内燃機関が縦置きに搭載されるため、 全長を抑えることで、 エンジン ルームへの搭載性を高めることが可能となり、 内燃機関をよ り車両中央側 に配置することで車両の操縦安定性を高めることが可能となる。
第 1 3の発明によれば、 燃料カツ ト運転の際に、 全ての気筒の弁体が閉 じる位置にカムの相対的な角度位 を可変するため、 排気通路への空気の 流れを遮断することができる。 従って、 触媒への酸素流出を抑えることが でき、 触媒劣化を抑止することが可能となる。
第 1 4の発明によれば、 吸気弁用カムシャフ ト及び排気弁用のカムシャ フ 卜の少なく とも一方において、 全ての気筒の弁体を閉じることができる ため、 排気通路への空気の流れを遮断することができる。
第 1 5の発明によれば、 吸気弁用カムシャフ ト及び排気弁用力ムシャフ トの少なく とも一方において、 全ての気筒の弁体を閉じるとともに、 他方 のカムシャフ トにおいて、 一部の気筒の弁体のみが開く位置にカムの相対 的な角度位置を可変するため、 当該一部の気筒においてシリ ンダ一の内外 へガスを出し入れすることが可能となる。 これにより、 ボンビング仕事を 生じさせることができ、エンジンブレーキを生じさせることが可能となる。 第 1 6の発明によれば、 排気弁用カムシャフ トにおいて全ての気筒の弁 体を閉じることができ、 排気通路への空気の流れを遮断することが可能と なる。 また、 吸気弁用カムシャフ トにおいて、 一部の気筒の弁体のみが開 く位置にカムの相対的な角度位置を可変するため、 一部の気筒において、 シリンダーと吸気通路との間でガスを出し入れすることが可能となる。 こ れにより、 ポンビング仕事を生じさせる.ことができ、 エンジンブレーキを 生じさせることが可能となる。 第 1 7の発明によれば、 ピス トンが反対方向に動く 2つの気筒の弁体の みを開くため、 一方の気筒から排出されたガスを他方の気筒に吸入するこ とができ、 2つの気筒間でガス交換をすることができる。
第 1 8の発明によれば、 クランク角の位相が 1 8 0 ° ずれた 2つの気筒 の弁体のみを開くため、 一方の気筒から排出されたガスを他方の気筒に吸 入することができ、 2つの気筒間でガス交換をすることができる。
第 1 9の発明によれば、 弁体を開く 2つの気筒において、 弁体の開き量 を同一とするため、 2つの気筒間でガス交換をする際に、 一方の気筒から 他方の気筒へ過不足なくガスを送ることができ、 ガスの経路に余剰なガス が生じることを抑えるとともに、 不要な負圧が生じてしまうことを抑止で きる。
第 2 0の発明によれば、 内燃機関が搭載された車両の車速の要求レベル に応じて、 弁体の開き量を変化させるため、 車速の要求レベルに応じてェ ンジンブレーキ力を制御することが可能となる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の各実施形態に係る内燃機関の動弁装置を備えたシス テムの構成を示す模式図である。
第 2図は、 実施の形態 1において、 吸気弁および動弁装置の周辺の構成 を示す模式図である。
第 3 ( A ) 図及び第 3 ( B ) 図は、 カムによって吸気弁が駆動される様 子を示す模式図である。
第 4図は、 内燃機関の機関回転数、 出力 トルク と、 カムの駆動モードと の関係を示す模式図である。
第 5図は、 実施の形態 1において、 #. 4気筒、 # 6気筒の吸気弁を駆動 するためのカムシャフ トの構成を詳細に示す模式図である。 第 6 (A) 図及び第 6 (B) 図は、 カムシャフ トに設けられたフランジ 部の端面を示す模式図である。
第 7 (A) 図及び第 7 (B) 図は、 カムシャフ トに設けられた # 4気筒 用のカムと # 6気筒用のカムとの位置関係を示す模式図である。 - 第 8図は、 第 7 (A) 図中の一点鎖線 I — I ' に沿った断面を示す模式 図である。
第 9図は、 ロックピンが挿入された穴にオイルを供給して、 ロックピン と穴との係合を外した状態を示す模式図である。
第 1 0 (A) 図及び第 1 0 (B) 図は、 第 8図中の一点鎖線 I I 一 I I ' に沿った位置の断面を示す模式図である。
第 1 1図は、 実施の形態 2において、 吸気弁および動弁装置の周辺の構 成を示す模式図である。
第 1 2図は、 実施の形態 2において、 # 5気筒、 # 7気筒の吸気弁を駆 動するためのカムシャフ トの構成を詳細に示す模式図である。
第 1 3 (A) 図及び第 1 3 (B ) 図は、 カムシャフ トに設けられたフラ ンジ部の端面を示す模式図である。
第 1 4 (A) 図及び第 1 4 (B) 図は、 カムシャフ トに設けられた # 5 気筒用のカムと # 7気筒用のカムとの位置関係を示す模式図である。
第 1 5 (A) 図及び第 1 5 (B) 図は、 第 1 0 (A) 図及び第 1 0 (B ) 図と伺様に、 オイル通路が設けられたスラス ト位置における断面を示す 模式図である。
第 1 6図は、 吸気弁および排気弁のリフ ト量とクランク角との関係を示 す模式図である。
第 1 7図は、 口ッカーアームの支点に油圧ラッシュアジャスタを設けた 例を示す模式図である。 .
第 1 8図は、 動弁装置のモータをカムシャフ ト上に配置した例を示す模 式図である。
第 1 9 (A) 図及び第 1 9 (B) 図は、 図 1 4 (B ) の場合において、 # 7気筒用のカム 6 4 と # 5気筒用のカムの相対的な角度を 1 8 0° より も小さく した例を示す模式図である。
第 2 0 (A) 図及び第 2 0 (B) 図は、 実施の形態 3で行われる吸気弁、 排気弁の制御を模式的に示す図である。
第 2 1図は、 実施の形態 3において、 排気弁を駆動する動弁装置の周辺 の構成を示す模式図である。
第 2 2図は、 実施の形態 3において、 排気弁を駆動するカムシャフ トの 構成を詳細に示す模式図である。
第 2 3 (A) 図及び第 2 3 (B) 図は、 実施の形態 3において、 排気弁 を駆動するカムシャフ トに設けられたフランジ部の端面を示す模式図であ る。
第 2 4 (A) 図及び第 2 4 (B) 図は、 実施の形態 3において、 排気弁 を駆動するカムシャフ トに設けられたカムの位置関係を示す模式図である。 第 2 5図は、 実施の形態 3において、 吸気弁を駆動する動弁装置の周辺 の構成を示す模式図である。
第 2 6図は、 実施の形態 3において、 # 1気筒と # 2気筒の間でガスが 交換される様子を示す模式図である。
第 2 7図は、 実施の形態 3において、 吸気弁及び排気弁の制御方法を示 すタイ ミングチヤ一トである。
' 第 2 8 (A) 図、 第 2 8 (B) 図及び第 2 8 (C) 図は、 1つの力ムシ ャフ トに複数の気筒用のカムを設けた場合の弊害を説明するための模式図 である。
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発明を実施するための最良の形態 以下、 図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明す る。 尚、 各図において共通する要素には、 同一の符号を付して重複する説 明を省略する。 なお、 以下の実施の形態によりこの発明が限定されるもの ではない。
図 1は、 本発明の各実施形態に係る内燃機関の動弁装置を備えたシステ ムの構成を示す模式図である。 内燃機関 1 0には吸気通路 1 2および排気 通路 1 4が連通している。 吸気通路 1 2は、 上流側の端部にエアフィルタ 1 6を備えている。 エアフィルタ 1 6には、 吸気温 T H A (すなわち外気 温） を検出する吸気温センサ 1 8が組みつけられている。
エアフィルタ 1 6の下流には、 エアフ口メータ 2 0が配置されている。 ェアフロメータ 2 0の下流には、ス口ッ トルバルブ 2 2が設けられている。 ス口 ッ トルバルブ 2 2の近傍には、 ス口 ッ トル開度 T Aを検出するス口 ッ トルセンサ 2 4 と、 スロッ トルバルブ 2 2が全閉となることでオンとなる ァィ ドル'スィ ッチ 2 6 とが配置されている。 スロ ッ トルバルブ 2 2 の下'流 には、 サージタンク 2 8が設けられている。
内燃機関 1 0には、 燃焼室内 （筒内） に向けて燃料を噴射する燃料噴射 弁 3 0が設けられている。 なお、 燃料噴射弁 3 0は吸気ポー トに向けて燃 料を噴射するものであっても良い。 また、 内燃機関 1 0は、 吸気弁 3 2お よび排気弁 3 4を備えている。 吸気弁 3 2には、 吸気弁 3 2を駆動するた めの動弁装置 3 6が接続されている。 また、 排気弁 3 4には、 排気弁 3 4 を駆動するための動弁装置 3 8が接続されている。
また、 燃焼室内に噴霧された燃料に点火するため、 内燃機関 1 0の筒内 には点火プラグが設けられている。 更に、 内燃機関 1 0の各気筒はピス ト ン 4 4を備えている。 ピス トン 4 4には、 その往復運動によって回転駆動 されるクランク軸 4 7が連結されている。 車両駆動系と捕機類 （エアコン のコンプレッサ、 オノレタネータ、 トノレク コンバータ、 パワーステアリ ング のポンプ等） は、 このクランク軸 4 7の回転トルクによって駆動される。 すなわち、 車両駆動系は トランス ミ ッショ ン （ トルクコンバータ、 図 1 に おいて不図示） を介してクランク軸 4 7 と接続されている。 クランク軸 4 7はトノレクコンバータへの入力軸となり、 トノレクコンバータの出力軸はデ ィファ レンシャルギヤを介して駆動輪へ接続される。
クランク軸 4 7の近傍には、 クランク軸 4 7の回転角を検出するための クランク角センサ 4 8が取り付けられている。 クランク角センサ 4 8によ れば、 クランク軸 4 7の回転数 （ トルクコンバータの入力軸の回転数） 、 すなわち、 機関回転数を検出することができる。 また、 内燃機関 1 0のシ リ ンダブロックには、 冷却水温を検出する水温センサ 4 9が取り付けられ ている。
排気通路 1 4には、 上流側触媒 （スタートキヤタ リス ト） 4 2 と下流側 触媒 （N O x吸蔵触媒） 4 4 とが直列に配置されている。 上流側触媒 4 2 は比較的小容量の触媒とされ、 内燃機関 1 0に近い位置に配置されている ことから、 機関冷間始動時等に短時間で活性化温度まで昇温し、 主と して 始動直後の排気浄化を行う。
下流側触媒 4 4は、 上流側触媒 4 2より も容量の大きな触媒であり、 暖 機された後に排気浄化の中心的な役割を果たす触媒である。 上流側触媒 4 2、 下流側触媒 4 4は、 流入する排気空燃比がリーンのときに排気中の N O xを吸着、 吸収またはその両方にて選択的に保持 （吸蔵） し、 流入する 排気の空燃比が理論空燃比またはリ ツチ空燃比となったときに、 吸蔵して いる N O xを排気中の還元成分 （H C , C O ) を用いて還元浄化するもの である。 換言すれば、 上流側触媒 4 2、 下流側触媒 4 4は、 排気通路 1 4 を流れる'ガス中に含まれる酸素を保持 （吸蔵） することにより酸化され、 排気中に還元成分が含まれる場合は、 酸素を放出することで還元状態とさ れるものである。 排気通路 1 4には、 上流側触媒 4 2の上流に空燃比センサ （A,ZFセン サ） 4 5が配置されている。 空燃比センサ 4 5は排気ガス中の酸素濃度を 検出するセンサであって、 上流側触媒 4 2に流入する排気ガス中の酸素濃 度に基づいて内燃機関 1 0で燃焼に付された混合気の空燃比を検出するも のである。
また、 上流側触媒 4 2の下流には、 O 2センサ 4 6が配置されている。 〇2センサ 4 6は、 排気ガス中の酸素濃度が所定値より大きいか小さいか を検出するためのセンサであって、 センサ位置の排気空燃比がス トイキょ り も燃料リ ッチになると所定電圧 （例えば 0. 4 5 V) 以上の出力を発生 し、 排気空燃比がス トィキよりも燃料リーンになると所定電圧以下の出力 を発生する。 従って、 02センサ 4 6によれば、 上流側触媒 4 2の下流に、 燃料リ ッチな排気ガス （HC, COを含む排気ガス） 、 或いは燃料リーン な排気ガス （NOxを含む排気ガス） が流出してきたかを判断することが できる。
図 1に示すように、本実施形態の制御装置は E C U (Electronic Control Unit) 4 0を備えている。 E CU4 0には、 上述した各種センサに加え、 内燃機関 1 0の運転状態を把握すべく、 ノ ッキングの発生を検知する KCS センサや、 スロッ トル開度、 機関回転数、 排気温度、 冷却水温度、 潤滑油 温度、 触媒床温度などを検出するための各種センサ （不図示） が接続され ている。 また、 E C U 4 0には、上述した燃料噴射弁 3 0、動弁装置 3 6 , 3 8などが備える各ァクチユエータ、 センサが接続されている。
図 2は、 動弁装置 3 6、 動弁装置 3 8の周辺の構成を示す模式図であつ て、 主と してシリ ンダヘッ ド周りの構成を示している。 本実施形態の内燃 機関 1 0は V型の 6気筒で構成され、 # 1、 # 3、 # 5の 3気筒が一方の バンク 4 6に配置され、 # 2、 # 4、 # 6の 3気筒が他方のバンク 4 8に 配置されている。 バンク 4 6、 バンク 4 8は、 吸気弁 3 2を駆動する動弁装置 3 6、 排気 弁 3 4を駆動する動弁装置 3 8をそれぞれ備えている。 ここでは、 動弁装 置 3 6の構成を中心に説明するが、 動弁装置 3 6と動弁装置 3 8は基本的 に同一の構成を有している。 ここでは、 内燃機関 1 0の個々の気筒に 2つ の吸気弁 3 2と 2つの排気弁 3 4 とが備わっているものとする。
バンク 4 6に配置された動弁装置 3 6は、 2つの装置（動弁装置 3 6 A、 動弁装置 3 6 B) から構成されている。 また、 バンク 4 8に配置された動 弁装置 3 6は、 2つの装置 （動弁装置 3 6 C、 動弁装置 3 6 D) から構成 されている。 動弁装置 3 6 Aは # 1気筒が備える吸気弁 3 2を駆動し、 動 弁装置 3 6 8は# 3気筒および # 5気筒が備える吸気弁 3 2を駆動する。 また、 動弁装置 3 6 Cは # 2気筒が備える吸気弁 3 2を駆動し、 動弁装置 3 6 0は# 4気筒および # 6気筒が備える吸気弁 3 2を駆動する。
動弁装置 3 6 Aは、 駆動源と しての電動機 （以下、 モータと称する） 5 0 Aと、 モータ 5 0 Aの回転運動を伝達する伝達機構と してのギヤ列 5 2 Aと、 ギヤ列から伝達された回転運動を吸気弁 3 2の直線的な開閉運動に 変換するカムシャフ ト 5 4とを備えている。
同様に、 動弁装置 3 6 Bは、 モータ 5 0 B、 ギヤ列 5 2 B、 カムシャフ ト 5 6を備えている。 また、 動弁装置 3 6 Cは、 モータ 5 0 C、 ギヤ列 5 2 C、カムシャフ ト 5 8を備えており、動弁装置 3 6 Dは、モータ 5 0 D、 ギヤ列 5 2 D、 カムシャフ ト 6 0を備えている。 ギヤ列 5 2 B , 5 2 C,
5 2 Dの構成はギヤ列 5 2 Aと同様である。
モータ 5 0 A, 5 0 B , 5 0 C , 5 0 Dには、 例えば回転速度の制御が 可能な D Cブラシレスモータ等が使用される。 モータ 5 0 A, 5 0 B , 5 0 C , 5 0 Dには、 その回転位置を検出するためのレゾルバ、 ロータリー エンコーダ等の位置検出センサが内蔵さ.れている。 カムシャフ ト 5 4 , 5
6 , 5 8 , 6 0の外周部には、 力ムシャフ ト 5 4 , 5 6 , 5 8 , 6 0に対 して一体回転するカム駆動ギヤ 6 2と、 やはりカムシャフ ト 54 , 5 6 ,
5 8， 6 0に対して一体回転するカム 6 4 とが設けられている。
ギヤ列 5 2 Aは、 モータ 5 0 Aの出力軸に取り付けられたモータギヤ 6 8 Aの回転をカムシャフ ト 5 4のカム駆動ギヤ 6 2に伝達する。 ギヤ列 5 2 Aはモータギヤ 6 8 Aと力ム駆動ギヤ 6 2 とが互いに等しい速度で回転 するように構成されても良いし、 モータギヤ 6 8 Aに対してカム駆動ギヤ
6 2を増速又は減速させるように構成されても良い。 同様にして、 ギヤ列 5 2 B, 5 2 C , 5 2 Dは、 モ一タ 5 0 B， 5 0 C, 5 0 Dの出力軸に取 り けられたモータギヤの回転をカムシャフ ト 5 6 , 5 8， 6 0のカム駆 動ギヤ 6 2に伝達する。
バンク 4 6において、 カムシャフ ト 54は # 1気筒の吸気弁 3 2の上部 に配置されており、 カムシャフ ト 5 4に設けられた 2つのカム 6 4により # 1気筒の吸気弁 3 2が開閉駆動される。また、カムシャフ ト 5 6は # 3，
# 5気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 5 6に設け られた 4つのカム 6 4により # 3 , # 5気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動さ れる。
バンク 4 8において、 カムシャフ ト 5 8は # 2気筒の吸気弁 3 2の上部 に配置されており、 カムシャフ ト 5 8に設けられた 2つのカム 6 4により
# 2気筒の吸気弁 3 2が開閉駆動される。また、カムシャフ ト 60は # 4， # 6気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 6 0に設け られた 4つのカム 6 4により # 4， # 6気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動さ れる。
なお、 吸気弁 3 2は、 カム 6 4により直接駆動されるものであっても良 いし、 口ッカーアームを介して駆動されるものであっても良い。
図 3 (A) 及び図 3 (B) は、 カム 6.4によって吸気弁 3 2が駆動され る様子を示す模式図である。 カム 6 4はカムシャフ ト 5 4〜6 0と同軸の 円弧状のベース円 6 4 bの一部を半径方向外側に向かって膨らませてノー ズ 6 4 aを形成した板カムの一種と して形成されている。 カム 6 4のプロ ファイルはその全周に亘つて負の曲率が生じないように、 つまり半径方向 外側に向かって凸曲面を描く ように設定されている。
図 2に示すように、 吸気弁 3 2はそれぞれ弁軸 3 2 aを備えている。 各 吸気弁 3 2はバルブスプリ ング （不図示） の圧縮反力によってカム 6 4側 に付勢され、 カム 6 4のベース円 6 4 b と吸気弁 3 2側の当接部材 （ロッ カーアームのローラ、 直打式の場合は吸気弁 3 2の端部に設けられたリテ ーナなど） とが対向している場合は、 吸気ポートのバルブシート （不図示 ) に吸気弁 3 2が密着して吸気ポー トが閉じられる。
モータ 5 0 A〜 5 0 Dの回転運動がギヤ列 5 2 A〜 5 2 Dを介してカム シャフ ト 5 4〜 6 0に伝達されると、 カムシャフ ト 5 4〜 6 0 と一体に力 ム 6 4が回転し、 ノーズ 6 4 aが吸気弁 3 2側の当接部材を乗り越える間 に吸気弁 3 2が押し下げられ、 吸気弁 3 2がバルブスプリ ングに抗して開 閉駆動される。
また、 図 3 ( A ) 及び図 3 ( B ) は、 カム 6 4の 2つの駆動モー ドを示 している。 カム 6 4の駆動モードには、 モータ 5 O A〜 5 0 Dを一方向に 連続回転させて図 3 ( A ) に示すようにカム 6 4を最大リ フ ト位置、 すな わちカム 6 4のノーズ 6 4 aが吸気弁 3 2側の当接部材と接する位置を越 えて正転方向 （図 3 ( A ) 中の矢印方向） に連続的に回転させる正転駆動 モードと、 正転駆動モードにおける最大リ フ ト位置に達する前にモータ 5 0 A〜 5 0 Dの回転方向を切り換えて図 3 ( B ) に示すよ うにカム 6 4を 往復運動させる揺動駆動モードとがある。
正転駆動モー ドでは、 クランクシャフ トの回転に対してカム 6 4の回転 速度を可変することで吸気弁 3 2の作用角、 リフ トタイ ミングが制御され る。 また、 揺動駆動モードでは、 カム 6 4の回転速度とともに、 カム 6 4 が揺動する角度範囲を制御することで、 吸気弁 3 2の最大リ フ ト量、 作用 角、 リ フ トタイミングを制御することができる。
これにより、 運転状態に応じた最適なリフ ト量、 作用角で吸気弁 3 2を 駆動することが可能となる。 図 4は内燃機関 1 0の機関回転数、 出力 トル クと、 カム 6 4の駆動モードとの関係を示す模式図である。 図 4に示すよ うに、 カム 6 4の駆動モードは、 機関回転数と出力 トルクとに関連付けて 使い分けられる。 基本的に低回転域では揺動駆動モードが選択され、 高回 転域では正転駆動モードが選択される。 これによ り、 低回転域では吸気弁 3 2のリ フ ト量、作用角を少なく し、高回転域では吸気弁 3 2のリフ ト量、 作用角を大きくする制御が行われ、 機関回転数と出力 トルクに応じた最適 な空気量を機関筒内に送ることが可能となる。
図 5は、 カムシャフ ト 6 0の構成を詳細に示す模式図である。 図 5に示 すように、 カムシャフ ト 6 0はカムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 B とから構成されている。 カムシャフ ト 6 O Aは # 4気筒の各吸気弁 3 2を 駆動する 2つのカム 6 4を備えている。 また、 カムシャフ ト 6 O Bは # 6 気筒の各吸気弁 3 2を駆動する 2つのカム 6 4を備えている。 なお、 # 3 気筒、 # 5気筒の吸気弁 3 2を駆動するカムシャフ ト 5 6もカムシャフ ト 6 0 と同様に 2つのカムシャフ トから構成されている。
カムシャフ ト 6 0 Aには、その端部にフランジ部 6 6が設けられてレヽる。 同様に、 カムシャフ ト 6 O Bには、 その端部にフランジ部 6 8が設けられ ている。 カムシャフ ト 6 O Aのフランジ部 6 6には、 その中心に穴 6 7力 S 設けられている。 また、 カムシャフ ト 6 0 Bのフランジ部 6 8には、 その 中心からカムシャフ ト 6 0 Aに向かって突出する軸 6 9が設けられている。 カムシャフ ト 6 O Aとカムシャフ ト 6 O Bは、 穴 6 7に対して軸 6 9が回 動可能に嵌合し、 フランジ部 6 6 とフランジ部 6 8の端面同士が当接する ことで一体化される。 図 6 (A) 及び図 6 (B) は、 フランジ部 6 6 , 6 8の端面を示す模式 図であって、 図 6 (A) はフランジ部 6 6の端面を、 図 6 (B) はフラン ジ部 6 8の端面を示している。 図 5及び図 6 (A) に示すよ うに、 フラン ジ部 6 6の端面は、 基準面 6 6 Aと、 基準面 6 6 Aに対してカムシャフ ト 6 0 B側に突出する突出面 6 6 Bを備えている。 基準面 6 6 Aと突出面 6 6 Bとの境界には、 段差 6 6 Cおよび 6 6 Dが設けられている。
同様に、 図 5及び図 6 (B) に示すように、 フランジ部 6 8の端面は、 基準面 6 8 Aと、 基準面 6 8 Aに対してカムシャフ ト 6 0 A側に突出する 突出面 6 8 Bを備えている。 基準面 6 8 Aと突出面 6 8 Bとの境界には、 段差 6 8 Cおよび 6 8 Dが設けられている。
カムシャフ ト 6 O Aとカムシャフ ト 6 0 Bが連結された状態では、 フラ ンジ部 6 6の基準面 6 6 Aとフランジ部 6 8の突出面 6 8 Bとが密着し、 フランジ部 6 8の基準面 6 8 Aとフランジ部 6 6の突出面 6 6 Bとが密着 する。
図 6 (A) に示すように、 フランジ部 6 6の基準面 6 6 Aには、 2つの 穴 7 0， 7 2が設けられている。 また、 図 6 (B) に示すように、 フラン ジ部 6 8の突出面 6 8 Bには、 1つの口ックピン 7 4が設けられている。 ロックピン 7 4は、 突出面 6 8 Bからカムシャフ ト 6 0 A側に突出するよ うに設けられている。
軸 6 9の中心とロックピン 7 4の中心との距離は、 穴 7 0又は穴 7 2の 中心と穴 6 7の中心との距離と同一である。 また、 穴 7 0， 7 2に対して ロックピン 7 4が嵌合するように、 両者の内径、 外径が規定されている。 従って、 穴 6 7に軸 6 9が嵌合している状態では、 穴 7 0又は穴 7 2 と口 ックピン 7 4 との角度位置が適合することを条件に、 穴 7 0又は穴 7 2に 対してロックピン 7 4が嵌合することができる。
カムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bを連結した状態において、 口 ックピン 7 4が穴 Ί 0又は穴 Ί 2のいずれにも揷入されていない状態では、 力ムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bは相対的に回転することができ る。 そして、 ロックピン 7 4が穴 7 0 , 7 2のいずれか一方に挿入される と、 カムシャフ ト 6 O Aとカムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転位置が固定 さ τる。
図 7 ( Α) 及び図 7 (Β) は、 カムシャフ ト 6 0 Αとカムシャフ ト 6 0 Bを連結した状態において、カムシャフ ト 6 0 Aに設けられたカム 6 4と、 カムシャフ ト 6 0 Bに設けられた力ム 6 4との位置関係を示す模式図であ る。 ここで、 図 7 (A) 及び図 7 (B) は、 図 5中に示す矢印 X方向から カムシャフ ト 6 0を見た状態を示している。 そして、 図 7 ( A) は、 ロッ クピン 7 4が穴 7 0に挿入された状態を示しており、 図 7 (B) は、 ロッ クピン Ί 4が穴 7 2に挿入された状態を示している。
図 7 (A) に示す状態は、 正転駆動モードで吸気弁 3 2を開閉駆動する 場合に設定される。 図 7 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に 揷入された状態では、 カムシャフ ト 6 O Aに設けられた # 4気筒用のカム 6 4のノーズ 6 4 a と、 カムシャフ ト 6 0 Bに設けられた # 6気筒用の力 ム 6 4のノーズ 6 0 a との角度位置が、 1 2 0° だけ離間した位置に設定 される。
図 7 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に挿入された状態で は、 フランジ部 6 6の段差 6 6 Cとフランジ部 6 8の段差 6 8 Cとが当接 している。 従って、 カムシャフ ト 6 O Aとカムシャフ ト 6 0 Bの回転位置 は、 ロック ピン 7 4と穴 7 0の係合により規定されるとともに、 段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとが当接する方向の相対的な回転に対しては、 段差 6 6 C と段差 6 8 Cとの当接により規定されている。 このように、 ロックピン 7 4と穴 7 0 との係合と、 段差 6 6 C及ぴ段差 6 8 Cの当接とを併用して力 ムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転位置を固定するこ とで、 回転位置の固定を確実に行うことができる。
V型 6気筒の内燃機関 1 0では、 クランクシャフ トが 2回転 （= 7 2 0 ° ) する間に # 1→# 2→# 3→# 4→# 5→# 6の順で爆発行程が行わ れるため、 # 4気筒の吸気行程から # 6気筒の吸気行程までの間にクラン クシャフ トは 24 0° 回転する。 このとき、 カムシャフ ト 6 0の回転数と クランクシャフ トの回転数との比が 1 ： 2 となるように動弁装置 3 6 Dの モータ 5 0 Dを駆動すると、 # 4気筒の吸気行程から # 6気筒の吸気行程 までの間にカムシャフ ト 6 0は 1 2 0 ° 回転する。 従って、 図 7 ( A ) に 示す矢印方向 （反時計回り方向） にカムシャフ ト 6 0を回転し、 # 4気筒 用のカム 6 4 と # 6気筒用のカム 6 4 との相対的な角度位置を 1 2 0 ° だ け離間させておく ことで、 # 4気筒と # 6気筒の吸気行程に合わせて、 # 4気筒と # 6気筒の吸気弁 3 2を開閉駆動することができる。 そして、 正 転駆動モードでは、 カムシャフ ト 6 0の回転数とクランクシャフ トの回転 数との比が 1 ： 2となる状態を基準と してカムシャフ ト 6 0の回転数を変 動させることで、 吸気弁 3 2がリフ トする際の作用角、 リフ トタイ ミ ング を可変することが可能となる。
一方、 図 7 (A) に示す状態で揺動駆動モードを行う場合は、 図 2 8 ( A) 〜図 2 8 (C) で説明したように、 一方の気筒の吸気弁 3 2を駆動し た後、 カムシャフ ト 6 0を大きく回転させる必要があり、 モータの消費電 力が増大してしまう。
このため、 本実施形態では、 揺動駆動モードで吸気弁 3 2を開閉駆動す る場合は、 図 7 (A) の状態からカムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bの相対的な角度位置を可変し、 図 7 (B) に示すように、 カムシャフ ト 6 0 Aに設けられた # 4気筒用のカム 6 4のノーズ 6 4 a と、 カムシャフ ト 6 0 Bに設けられた # 6気筒用のカム 6 4のノーズ 6 0 a との角度位置 が 1 8 0° だけ離間するように両者の位置を規定する。 これにより、 揺動駆動モードにおいて、 # 4気筒、 # 6気筒の一方の気 筒の吸気弁 3 2を駆動した後、 他方の気筒の吸気弁 3 2を駆動する際の力 ムシャフ ト 6 0の回転量を図 2 8 (A) 〜図 2 8 (C) の場合と比べて低 減することが可能となる。 より具体的には、 # 4気筒用のカム 6 4のノー ズ 6 4 a と、 カムシャフ ト 6 0 Bに設けられた # 6気筒用のカム 6 4のノ ーズ 6 0 a との角度位置を 1 8 0° に設定したことで、 図 2 8 ( A) 〜図 2 8 (C) の場合と比べるとカムシャフ ト 6 0の回転量を 6 0° 程度低減 することが可能である。 従って、 揺動駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する 際に、 モータ 5 0 Dの消費電力を大幅に低減することができる。
なお、 図 7 (B) に示す状態では、 口ックピン 7 4が穴 7 2に揷入され、 フランジ部 6 6の段差 6 6 Dとフランジ部 6 8の段差 6 8 Dとが当接して いる。 従って、 カムシャフ ト 6 O Aとカムシャフ ト 6 0 Bの回転位置は、 ロックピン 7 4 と穴 7 2の係合により規定されるとともに、 段差 6 6 Dと 段差 6 8 Dとが当接する方向の相対的な回転に対しては、 段差 6 6 Dと段 差 6 8 Dとの当接によ り規定されている。
次に、 ロックピン 7 4 と穴 7 0， 7 2 との係合を切り換える機構につい て説明する。 図 8は、 図 7 (A) 中の一点鎖線 I — I ' に沿った断面を示 す模式図であって、 カムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bとの連結部 の近傍を示している。 図 8に示すように、 フランジ部 6 6に設けられた穴 6 7とフランジ部 6 8に設けられた軸 6 9は回動可能に嵌合している。 図 8に示すように、 ロックピン 7 4はフランジ部 6 8に設けられた収納 穴 6 8 Eに挿入されている。 ロックピン 7 4と収納穴 6 S Eの底との間に は、 圧縮パネ 7 6が挿入されている。
フランジ部 6 6に設けられた穴 7 0， 7 2には、 オイル通路 7 8が接続 されている。 図 6 (A) 及び図 6 (B) .並びに図 7 (A) 及び図 7 (B) に示すように、 オイル通路 7 8は穴 6 7から穴 7 0、 穴 7 2のそれぞれに 向けて放射状に延在している。
図 8に示すように、 カムシャフ ト 6 0 Bには、 回転の中心軸に沿ってォ ィル通路 7 9が設けられており、 オイル通路 7 9の端部には、 軸 6 9の外 周に向けてオイル通路 7 7が設けられている。 カムシャフ ト 6 0 Aとカム シャフ ト 6 0 Bが連結された状態では、 オイル通路 7 7 とオイル通路 7 8 のスラス ト方向の位置は一致しており、 オイル通路 7 7は 2つのオイル通 路 7 8 と接続されている。
オイル通路 7 9には、 オイルポンプにより所定の圧力でオイルが供給さ れる。 オイル通路 7 9に供給されたオイルは、 オイル通路 7 7、 オイル通 路 7 8を通って穴 7 0、 穴 7 2に供給される。
図 8は、 オイルによる油圧がかけられていない状態を示している。 この 状態では、 圧縮バネ 7 6の押圧力により、 ロック ピン 7 4がフランジ部 6 6の穴 7 0に挿入される。 こ lにより、 カムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転位置が図 7 (A) に示す状態に設定される。
図 9は、 オイル通路 7 9、 オイル通路 7 7、 オイル通路 7 8を経由して 穴 7 0にオイルを供給し、 油圧をかけた状態を示している。 この場合、 穴 7 0内にオイルが充満し、 油圧によりロックピン 7 4が収納穴 6 8 Eに収 納される。 ロックピン 7 4が収納穴 6 8 E内に収納された状態では、 ロッ クピン 7 4の上面はフランジ部 6 8の突出面 6 8 Bより も凹面となる。 従 つて、 ロックピン 74と穴 7 0または穴 7 2との係合が外れ、 カムシャフ ト 6 0 Aとカムシャフ ト 6 0 Bを相対的に回転させることが可能となる。 図 1 0 (A) 及び図 1 0 (B) は、 図 8中の一点鎖線 I I — I I ' に沿 つた位置の断面を示す模式図である。 ここで、 図 1 0 (A) は図 7 (A) の状態に対応しており、 図 1 0 (B) は図 7 (B) の状態に対応している。 すなわち、 図 1 0 (A) ではロックピン 7 4が穴 7 0に挿入されており、 図 1 0 (B) ではロックピン 7 4が穴 7 2に揷入されている。 オイル通路 7 7は、 図 1 0 (A) に示す状態と図 1 0 (B) に示す状態 との間でカムシャフ ト 6 0 A , 6 0 Bの相対的な角度位置が変化した場合 であっても、 オイル通路 7 9 と 2つのオイル通路 7 8が常に接続されるよ うに、 所定の角度範囲で扇状に連続して設けられている。 より詳細には、 オイル通路 7 7は 2つのオイル通路 7 8がなす角度 （= 6 0° ) と力ムシ ャフ ト 6 O A, 6 0 Bの相対的な回転角度 （== 6 0° ) とを合計した角度 (= 1 2 0° ) より も広い範囲に設けられている。 従って、 オイル通路 7 9内のオイルに油圧をかけると、 穴 7 0および穴 7 2の双方にオイルが供 給される。 これにり、 穴 7 0又は穴 7 2に挿入されたロックピン 7 4を駆 動することが可能である。
図 7 (A) 及び図 7 (B) に示すように、 カムシャフ ト 6 0 Aと力ムシ ャフ ト 6 0 Bの回転位置が可変した場合であっても、 フランジ部 6 6に設 けられた 2つの穴 7 0 , 7 2上には常にフランジ部 6 8の突出面 6 8 Bが 位置している。 そして、 フランジ部 6 6の基準面 6 6 Aとフランジ部 6 8 の突出面 6 8 Bとは密着しているため、 穴 7 0， 7 2は突出面 6 8 Bによ り常に塞がれている状態となる。
従って、 ロックピン 7 4を外す際に油圧をかけると、 穴 7 0と穴 7 2の 双方にオイルが供給されるが、 ロックピン 7 4が係合していない穴から外 部にオイルが流出してしまうことはない。 これにより、 ロックピン 7 4の 係合を外す際に、 オイルの流出による油圧低下を確実に抑止できる。
次に、 穴 7 0， 7 2 とロックピン 7 4 との係合を外すタイ ミングについ て説明する。 先ず、 正転駆動モードから揺動駆動モードへ切り換える場合 について説明する。 図 2に示すように、 カムシャフ ト 6 0を駆動するため のカム駆動ギヤ 6 2は、.カムシャフ ト 6 0 Bに設けられている。 正転駆動 モードでは、 ロックピン 7 4と穴 7 0と.が係合し、 段差 6 6 Cと段差 6 8 Cが当接することにより、 カムシャフ ト 6 0 Bの回転がカムシャフ ト 6 0 Aに伝達され、 図 7 ( A ) に示す矢印方向 （反時計回り方向） にカムシャ フ ト 6 0 A及びカムシャフ ト 6 0 Bが回転する。
揺動駆動モードに切り換える際には、 モータ 5 0 Dの出力軸の回転方向 を反転させるとともに、 オイル通路 Ί 9内のオイルに油圧がかけられる。 これにより、 穴 7 0にオイルが送られ、 油圧により ロックピン 7 4が収納 穴 6 8 Eに収納される。
ロックピン 7 4が収納穴 6 8 Eに収納されると、 カムシャフ ト 6 0 Bは カムシャフ ト 6 0 Aに対して相対的に回転することができる。 ここで、 モ ータ 5 0 Dの出力軸の回転方向が反転されており、 出力軸の回転は力ム駆 動ギヤ 6 2を介してカムシャフ ト 6 0 Bに伝達されるため、 モータ 5 0 D の反転駆動により、 カムシャフ ト 6 O Bはカムシャフ ト 6 O Aに対して図 7 ( A ) 中において時計回り方向に回転する。 なお、 カムシャフ ト 6 O A に設けられたカム 6 4には # 4気筒の吸気弁 3 2のバルブスプリ ング反力 が作用しており、 カムシャフ ト 6 0 Aの回転方向には摺動抵抗が生じてい る。 従って、 ロックピン 7 4 と穴 7 0 との係合を外してモータ 5 0 Dを反 転させた際に、 カムシャフ ト 6 0 Aがカムシャフ ト 6 0 Bとともに同じ方 向に回転してしまうことはない。
カムシャフ ト 6 0 Bがカムシャフ ト 6 0 Aに対して相対的に回転し始め ると、 オイル通路 7 9へかけられていた油圧が解除される。 そして、 カム シャフ ト 6 0 Aに対する力ムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転に伴って、 段 差 6 6 Dと段差 6 8 Dとの距離が近接していき、 やがて段差 6 6 Dと段差 6 8 Dとが当接する。 これにより、 穴 7 2とロックピン 7 4の位置が適合 し、 既に油圧が解除されているため、 圧縮パネ 7 6の付勢力により ロック ピン 7 4が穴 7 2に挿入される。 これにより、 カムシャフ ト 6 O Aとカム シャフ ト 6 0 Bとの相対的な角度位置が図 7 ( B )に示す状態に設定され、 揺動駆動モードによりカムシャフ ト 6 0を駆動することができる。 次に、 摇動駆動モードから正転駆動モ一ドへ切り換える場合について説 明する。 正転駆動モードに切り換える際には、 図 7 ( B ) において力ムシ ャフ ト 6 0 Bが反時計回りに回転する方向にモータ 5 0 Dが駆動される。 そして、 この状態でオイル通路 7 9内のオイルに油圧がかけられる。 これ により、 穴 7 2にオイルが送られ、 油圧により ロ ックピン 7 4が収納穴 6 8 Eに収納される。
口ックピン 7 4が収納穴 6 8 Eに収納されると、 カムシャフ ト 6 0 Bと カムシャフ ト 6 0 Aの回転方向の係合が外れる。 そして、 モータ 5 0 Dの 駆動力を受けたカムシャフ ト 6 0 Bはカムシャフ ト 6 0 Aに対して図 Ί ( B ) 中において反時計回りに回転する。 この場合においても、 カムシャフ ト 6 0 Aの回転方向にはバルブスプリ ング反力による摺動抵抗が作用して いるため、 カムシャフ ト 6 0 Aがカムシャフ ト 6 0 Bともに同じ方向に回 転してしまうことはない。
カムシャフ ト 6 0 Bがカムシャフ ト 6 0 Aに対して相対的に回転し始め ると、 オイル通路 7 9へかけられていた油圧が解除される。 そして、 カム シャフ ト 6 0 Aに対するカムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転に伴って、 段 差 6 6 Cと段差 6 8 Cとの距離が近接していき、 やがて段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとが当接する。 これにより、 穴 7 0 とロックピン 7 4の位置が適合 し、 既に油圧が解除されているため、 圧縮パネ 7 6の付勢力により ロ ック ピン 7 4が穴 7 0に挿入される。 これにより、 カムシャフ ト 6 O Aとカム シャフ ト 6 0 Bとの相対的な角度位置が図 7 ( A )に示す状態に設定され、 正転駆動モードによりカムシャフ ト 6 0を駆動することができる。
なお、 カムシャフ ト 5 6においても同様に、 揺動駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する場合は、 正転駆動モードに対してカム 6 4の相対的な位置が 可変される。 カムシャフ ト 5 6には # 3 .気筒用のカム 6 4と # 5気筒用の カム 6 4が設けられており、 # 3気筒の吸気行程から # 5気筒の吸気行程 までの間にクランクシャフ トは 2 4 0 ° 回転する。 従って、 カムシャフ ト
5 6の回転数とクランクシャフ 卜の回転数との比を 1 ： 2 と した場合、 # 3気筒の吸気行程から # 5気筒の吸気行程までの間にカムシャフ ト 5 6は 1 2 0 ° 回転する。 従って、 正転駆動モー ド時は、 # 3気筒用のカム 6 4 と # 5気筒用のカム 6 4 との相対的な角度位置を 1 2 0 ° だけ離間させて おく ことで、 # 3気筒と # 5気筒の吸気行程に合わせて吸気弁 3 2を開閉 駆動することができる。 また、 揺動駆動モー ド時には、 # 3気筒用のカム
6 4 と # 5気筒用のカム 6 4が 1 8 0 ° だけ離間するようにカムシャフ ト 5 6を構成する 2つのカムシャフ トの相対的な角度位置を可変することで 揺動駆動モ一ド時の力ムシャフ ト 5 6の回転量を最小限に抑えることがで きる。
以上説明したように実施の形態 1によれば、 V型 6気筒で構成される内 燃機関 1 0において、 2つの気筒の吸気弁 3 2を 1つのカムシャフ ト 6 0 で駆動する際に、 摇動駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する場合は、 正転駆 動モードに対してカム 6 4の相対的な位置を可変するようにしたため、 揺 動駆動モード時のカムシャフ ト 6 0の回転量を低減することが可能となる これにより、 カムシャフ ト 6 0を駆動するモータ 5 0 Dの消費電力を低減 することができ、 システム効率を高めることが可能となる。
実施の形態 2 .
次に、 本発明の実施の形態 2について説明する。 実施の形態 2は、 8気 筒の内燃機関 1 0に本発明を適用したものである。 図 1 1は、 実施の形態 2の動弁装置 3 6、 動弁装置 3 8の周辺の構成を示す模式図であって、 主 と してシリンダへッ ド周りの構成を示している。 本実施形態の内燃機関 1 0は V型の 8気筒で構成され、 # 2、 # 4、 # 6、 # 8の 4気筒が一方の バンク 8 0に配置され、 # 1、 # 3、 #. 5、 # 7の 4気筒が他方のバンク 8 2に配置されている。 バンク 8 0、 バンク 8 2は、 吸気弁 3 2を駆動する動弁装置 3 6、 排気 弁 3 4を駆動する動弁装置 3 8をそれぞれ備えている。 ここでは、 動弁装 置 3 6の構成を中心に説明するが、 動弁装置 3 6 と動弁装置 3 8は基本的 に同一の構成を有している。 実施の形態 1 と同様に、 内燃機関 1 0の個々 の気筒に 2つの吸気弁 3 2 と 2つの排気弁 3 4とが備わっているものとす る。
バンク 8 0に配置された動弁装置 3 6は、 2つの装置（動弁装置 3 6 E、 動弁装置 3 6 F) から構成されている。 また、 バンク 8 2に配置された動 弁装置 3 6は、 2つの装置 （動弁装置 3 6 G、 動弁装置 3 6 H) から構成 されている。 動弁装置 3 6 Eは # 2気筒および # 4気筒が備える吸気弁 3 2を駆動し、 動弁装置 3 6 Fは # 6気筒および # 8気筒が備える吸気弁 3 2を駆動する。 また、 動弁装置 3 6。は# 1気筒および # 3気筒が備える 吸気弁 3 2を駆動し、 動弁装置 3 6 ^1は# 5気筒およぴ# 7気筒が備える 吸気弁 3 2を駆動する。
実施の形態 1 と同様に、 動弁装置 3 6 E， 3 6 F , 3 6 G, 3 6 Hのそ れぞれは、 駆動源としてのモータ 5 0 E, 5 0 F, 5 0 G, 5 0 Hを備え ている。 バンク 8 0において、 モータ 5 0 Eの回転運動はギヤ列 5 2 Eを 介してカムシャフ ト 84に伝達される。 同様に、 モータ 5 O Fの回転運動 はギヤ列 5 2 Fを介してカムシャフ ト S 6に伝達される。
バンク 8 2においても同様に、 モータ 5 0 Gの回転運動はギヤ列 5 2 G を介してカムシャフト 8 8に伝達される。 同様に、 モータ 5 0 Hの回転運 動はギヤ列 5 2 Hを介してカムシャフ ト 9 0に伝達される。
バンク 8 0において、 カムシャフ ト 84は # 2 , # 4気筒の吸気弁 3 2 の上部に配置されており.、 カムシャフ ト 8 4に設けられた 4つのカム 6 4 により # 2 , # 4気筒の各吸気弁 3 2が.開閉駆動される。 また、 カムシャ フ ト 8 6は # 6 , # 8気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 力ムシ ャフ ト 8 6に設けられた 4つのカム 6 4により # 6 , # 8気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動される。
また、 バンク 8 2において、 カムシャフ ト 8 8は # 1 , # 3気筒の吸気 弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 8 8に設けられた 4つの力 ム 6 4により # 1 , # 3気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動される。 また、 力 ムシャフ ト 9 0は # 5， # 7気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 9 0に設けられた 4つのカム 6 4により # 5， # 7気筒の各 吸気弁 3 6が開閉駆動される。
このように構成された本実施形態のシステムにおいても、 正転駆動モー ドまたは揺動駆動モ一ドにより各気筒の吸気弁 3 2が駆動される。従って、 実施の形態 1 と同様に、 各気筒の吸気弁 3 2のリ フ ト量、 作用角を自在に 可変することが可能である。 .
図 1 2は、 カムシャフ ト 9 0の構成を詳細に示す模式図である。 図 1 1 に示すように、 カムシャフ ト 9 0はカムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bとから構成されている。 カムシャフ ト 9 0 Aは # 5気筒の各吸気弁 3 2を駆動する 2つのカム 6 4を備えている。 また、 カムシャフ ト 9 0 Bは # 7気筒の各吸気弁 3 2を駆動する 2つのカム 6 4を備えている。 なお、 カムシャフ ト 8 4、 カムシャフ ト 8 6、 カムシャフ ト 8 8のそれぞれも、 カムシャフ ト 9 0と同様に 2つのカムシャフ トから構成されている。
実施の形態 1のカムシャフ ト 6 0 と同様に、 カムシャフ ト 9 O Aには、 その端部にフランジ部 6 6が設けられている。 同様に、 カムシャフ ト 9 0 Bには、 その端部にフランジ部 6 8が設けられている。 カムシャフ ト 9 0 Aのフランジ部 6 6には、 その中心に穴 6 7が設けられている。 また、 力 ムシャフ ト 9 0 Bのフランジ部 6 8には、 その中心からカムシャフ ト 9 0 Aに向かって突出する軸 6 9が設けられている。 カムシャフ ト 9 O Aと力 ムシャフ ト 9 O Bは、 穴 6 7に対して軸 6 9が回動可能に嵌合し、 フラン ジ部 6 6 とフランジ部 6 8の端面同士が当接することで一体化される。 図 1 3 ( A) 及び図 1 3 (B ) は、 カムシャフ ト 9 0 A, 9 0 Bに設け られたフランジ部 6 6 , 6 8の端面を示す模式図である。 ここで、 図 1 3 (A) はカムシャフ ト 9 0 Aに設けられたフランジ部 6 6の端面を、 図 1 3 (B ) はカムシャフ ト 9 0 Bに設けられたフランジ部 6 8の端面を示し ている。
フランジ部 6 6， 6 8の端面の構成は図 6 (A) 及び図 6 (B) で説明 した実施の形態 1の構成と同様である。 すなわち、 フランジ部 6 6は、 基 準面 6 6 Aと突出面 6 6 Bを備えており、 基準面 6 6 Aと突出面 6 6 Bと の境界には、 段差 6 6 Cおよび 6 6 Dが設けられている。 同様に、 フラン ジ部 6 8は、 基準面 6 8 Aと突出面 6 8 Bを備えており、 基準面 6 8 Aと 突出面 6 8 Bとの境界には、 段差 6 8 Cおよび 6 8 Dが設けられている。 そして、 フランジ部 6 6の基準面 6 6 Aには、 2つの穴 7 0 , 7 2が設け られている。 また、 図 1 3 (B ) に示すように、 フランジ部 6 8の突出面 6 8 Bには、 1つの口ックピン 7 4が設けられている。ロック ピン 7 4は、 突出面 6 8 Bからカムシャフ ト 9 0 A側に突出するように設けられている 実施の形態 1 と同様に、 カムシャフ ト 9 O Aとカムシャフ ト 9 0 Bを連 結した状態において、 口ックピン 7 4が穴 7 0又は穴 7 2のいずれにも挿 入されていない状態では、 カムシャフ ト 9 O Aとカムシャフ ト 9 0 Bは相 対的に回転することができる。 そして、 ロックピン 7 4が穴 7 0 , 7 2の いずれか一方に挿入されると、 カムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 B の相対的な回転位置が固定される。
図 1 4 ( A) 及び図 1 4 (B ) は、 カムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bを連結した状態において、 カムシャフ ト 9 0 Aに設けられたカム 6 4と、 カムシャフ ト 9 0 Bに設けられたカム 6 4 との位置関係を示す模式 図である。 ここで、 図 1 4 (A) 及び図 1 4 (B) は、 図 1 2中に示す矢 印 X方向からカムシャフ ト 9 0を見た状態を示している。 そして、 図 1 4 (A) は、 ロックピン 7 4が穴 7 0に揷入された状態を示しており、 図 1 4 (B ) は、 ロックピン 7 4が穴 7 2に挿入された状態を示している。 図 1 4 (A) に示す状態は、 正転駆動モードで吸気弁 3 2を開閉駆動す る場合に設定される。 図 1 4 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に挿入された状態では、 カムシャフ ト 9 0 Aに設けられた # 5気筒用の カム 6 4のノ一ズ 6 4 a と、 カムシャフ ト 9 0 Bに設けられた # 7気筒用 のカム 6 4のノーズ 6 0 a との角度位置が、 4 5° だけ離間した位置に設 定される。
図 1 4 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に揷入された状態 では、 フランジ部 6 6の段差 6 6 Cとフランジ部 6 8の段差 6 8 Cとが当 接している。 従って、 カムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bの回転位 置は、 口ックピン 7 4 と穴 7 0の係合により規定されるとともに、 段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとが当接する方向の相対的な回転に対しては、 段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとの当接により規定されている。
V型 8気筒の内燃機関 1 0では、 クランクシャフ トが 2回転 （= 7 2 0 ° ) する間に # 1— # 8→# 4→# 3→# 6→# 5→# 7→# 2の順で爆 発行程が行われるため、 # 5気筒の吸気行程から # 7気筒の吸気行程まで の間にクランクシャフ トは 9 0 ° 回転する。 このとき、 カムシャフ ト 9 0 の回転数とクランクシャフ トの回転数との比が 1 ： 2 となるように動弁装 置 3 6 Hのモータ 5 0 Hを駆動すると、 # 5気筒の吸気行程から # 7気筒 の吸気行程までの間にカムシャフ ト 9 0は 4 5° 回転する。 従って、 図 1 4 (A) に示す矢印方向 （反時計回り方向） にカムシャフ ト 9 0を回転し、 # 5気筒用のカム 6 4と # 7気筒用のカム 6 4との相対的な角度位置を 4 5 ° だけ離間させておく ことで、 # 5気筒と # 7気筒の吸気行程に合わせ て、 # 5気筒と # 7気筒の吸気弁 3 2を開閉駆動することができる。 一方、 # 5気筒と # 7気筒のカム 6 4の角度位置が図 1 4 (A) に示す 状態に設定されている場合は、 図 2 8 (A) 〜図 2 8 (C) で説明したよ うに、 一方の気筒の吸気弁 3 2を駆動した後、 カムシャフ ト 9 0を大きく 回転させる必要があり、 モータの消費電力が増大してしまう。 特に、 実施 の形態 2では内燃機関 1 0が 8気筒で構成されているため、 カムシャフ ト 9 0に設けられた 2つの気筒のカム 6 4の相対的な角度位置は、 実施の形 態 1 よりも近接している。 従って、 2気筒のカム 6 4の角度位置が近接し た図 1 4 (A) の状態では、 吸気 # 3 2を切り換える際のカムシャフ ト 9 0の回転角が図 2 8 (A) 〜図 2 8 (C) の場合よりも更に大きくなり、 モータの消費電力がより増大する。
このため、 本実施形態においても、 揺動駆動モードで吸気弁 3 2を開閉 駆動する場合は、 図 1 4 (A) の状態からカムシャフ ト 9 O Aとカムシャ フ ト 9 0 Bの相対的な角度位置を可変するようにしている。 すなわち、 図 1 4 (B) に示すように、 カムシャフ ト 9 0 Aに設けられた # 5気筒用の カム 6 4のノーズ 6 4 a と、 カムシャフ ト 9 0 Bに設けられた # 7気筒用 のカム 64のノーズ 6 0 a との角度位置が 1 8 0° だけ離間するように両 者の位置を可変する。
これにより、 揺動駆動モードにおいて、 # 5気筒、 # 7気筒の一方の気 筒の吸気弁 3 2を駆動した後、 他方の気筒の吸気弁 3 2を駆動する際の力 ムシャフ ト 9 0の回転量を低減することが可能となる。 これにより、 摇動 駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する際に、 モータ 5 0 Hの消費電力を最小 限に抑えることができる。
図 1 3 (A) 並びに図 1 4 (A) 及び図 1 4 (B) に示すように、 フラ ンジ部 6 6に設けられた穴 7 0 , 7 2には、 オイル通路 7 8が接続されて いる。 また、 実施の形態 1のカムシャスト 6 0 Bと同様に、 カムシャフ ト 9 0 Bには、 オイル通路 7 9およびオイル通路 7 7が設けられている。 口 ックピン 7 4 と穴 7 0 , 7 2 との係合を切り換える機構は、 実施の形態 1 と同様に構成されている。
図 1 5 (A) 及び図 1 5 (B) は、 実施の形態 1の図 1 0 (A) 及び図 1 0 (B) と同様に、 オイル通路 7 7， 7 8が設けられたスラス ト位置に おける断面を示す模式図である。 ここで、 図 1 5 (A) は図 1 4 (A) の 状態に対応しており、 図 1 5 (B) は図 1 4 (B) の状態に対応している。 すなわち、 図 1 5 (A) ではロックピン 7 4が穴 7 0に挿入されており、 図 1 5 (B) ではロックピン 7 4が穴 7 2に挿入されている。
図 1 5 (A) 及び図 1 5 (B) に示すように、 オイル通路 7 7の形状は 図 1 0 (A) 及び図 1 0 (B) で説明した実施の形態 1の形状と相違して おり、 オイル通路 7 7はオイル通路 7 8 と同じ幅で設けられている。 そし て、 図 1 5 (A) に示すように、 穴 7 0がロックピン 7 4に係合した状態 では、 穴 7 0に接続されたオイル通路 7 8のみがオイル通路 7 7 と接続さ れ,る。 また、 図 1 5 (B) に示すように、 穴 7 2がロックピン 7 4に係合 した状態では、 穴 7 2に接続されたオイル通路 7 8のみがオイル通路 7 7 と接続される。 従って、 図 1 5 (A) に示す状態でオイル通路 7 9にオイ ルを供給すると、 穴 7 0のみにオイルが供給され、 穴 7 0 とロックピン 7 4との係合を外すことができる。 また、 図 1 5 (B) に示す状態でオイル 通路 7 9にオイルを供給すると、 穴 7 2のみにオイルが供給され、 穴 7 2 とロックピン 7 4 との係合を外すことができる。
実施の形態 2ではカムシャフ ト 9 0 Aに対するカムシャフ ト 9 0 Bの回 転角が実施の形態 1 とは異なるため、 図 1 4 (B) に示す状態では、 穴 7 0がフランジ部 6 8の突出面 6 8 Bで覆われることがなレ、。 従って、 実施 の形態 1 と同様に穴 7 0及び穴 7 2の双方に同時にオイルが供給される構 成と した場合は、 穴 7 0から力ムシャフ.ト 9 0の外にオイルが流出してし まい、 ロックピン 74を解除する際に所望の油圧が得られなくなることが 想定される。
実施の形態 2では、 上述したように、 ロックピン 7 4が係合している穴 のみにオイルが供給されるようにオイル通路 7 7を構成しているため、 口 ックピン 7 4 と係合していない穴からオイルが流出してしまうことを抑止 できる。 従って、 ロックピン 7 4の係合を外す際の油圧低下を確実に抑え ることができる。 また、 ロックピン 7 4が係合している穴のみにオイルを 供給することで、 作動油量を低減することができ、 ロックピン 7 4の係合 を外す際の応答性を高めることが可能である。
穴 7 0 , 7 2とロックピン 7 4との係合を外すタィ ミングは実施の形態 1 と同様である。 図 1 1に示すように、 実施の形態 2では、 カムシャフ ト 9 0を駆動するための力ム駆動ギヤ 6 2は、 カムシャフ ト 9 0 Bに設けら れている。
正転駆動モードでは、 カムシャフ ト 9 0 Bの回転がカムシャフ ト 9 0 A に伝達され、 図 1 4 ( A ) に示す矢印方向 （反時計回り方向） にカムシャ フ ト 9 0 A及びカムシャフ ト 9 0 Bが回転する。 正転駆動モードから揺動 駆動モードに切り換える際には、 モータ 5 0 Hの出力軸の回転方向を反転 させるとともに、 オイル通路 7 9内のオイルに油圧がかけられる。 これに より、 穴 7 0とロックピン 7 4の係合が外れ、 カムシャフ ト 9 0 Bがカム シャフ ト 9 0 Aに対して図 1 4 ( A )中において時計回り方向に回転する。 そして、 段差 6 6 Dと段差 6 8 Dとが当接すると、 穴 7 2 とロックピン 7 4の位置が適合し、 圧縮バネ 7 6の付勢力により ロックピン 7 4が穴 7 2 に揷入される。 これにより、 カムシャフ ト 9 O Aとカムシャフ ト 9 0 Bと の相対的な角度位置が図 1 4 ( B ) に示す状態に設定される。
揺動駆動モードから正転駆動モードへ切り換える際には、 図 1 4 ( B ) においてカムシャフ ト 9 0 Bが反時計回.りに回転する方向にモータ 5 0 H が駆動され、オイル通路 7 9内のオイルに油圧がかけられる。これによ り、 穴 7 2とロックピン Ί 4の係合が外れ、 モータ 5 0 Hの駆動力を受けた力 ムシャフ ト 9 0 Bはカムシャフ ト 9 0 Aに対して図 1 4 ( A ) 中において 反時計回りに回転する。そして、段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとが当接すると、 穴 7 0とロック ピン 7 4の位置が適合し、 圧縮バネ 7 6の付勢力により口 ックピン 7 4が穴 7 0に挿入される。 これにより、 カムシャフ ト 9 0 Aと カムシャフ ト 9 0 Bとの相対的な角度位置が図 1 4 ( A ) に示す状態に設 定される。
なお、 カムシャフ ト 8 4 , 8 6 , 8 8においても同様に、 揺動駆動モー ドで吸気弁 3 2を駆動する場合は、 正転駆動モードに対してカム 6 4の相 対的な位置が可変される。 カムシャフ ト 8 4には # 2気筒用のカム 6 4 と # 4気筒用のカム 6 4が設けられており、 # 2筒の吸気行程から # 4気筒 の吸気行程までの間にクランクシャフ トは 2 7 0。 回転する。 従って、 力 ムシャフ ト 8 4の回転数とクランクシャフ トの回転数との比を 1 ： 2とし た場合、 # 2気筒の吸気行程から # 4気筒の吸気行程までの間にカムシャ フ ト 8 4は 1 3 5 ° 回転する。 従って、 正転駆動モード時は、 # 2気筒用 のカム 6 4 と # 4気筒用のカム 6 4 との相対的な角度位置を 1 3 5。 だけ 離間させておく ことで、 # 2気筒と # 4気筒の吸気行程に合わせて吸気弁 3 2を開閉駆動することができる。 また、 揺動駆動モード時には、 # 2気 筒用のカム 6 4 と # 4気筒用のカム 6 4が 1 8 0 ° だけ離間するように力 ムシャフ ト 8 4を構成する 2つのカムシャフ 卜の相対的な角度位置を可変 することで、 揺動駆動モード時のカムシャフ ト 8 4の回転量を最小限に抑 えることができる。 他のカムシャフ ト 8 6 , 8 8においても、 正転駆動モ 一ドにおけるカム 6 4の相対的な角度位置と、 揺動駆動モ一ドにおける力 ム 6 4の相対的な角度位置は、 カムシャフ ト 8 4 と同様である。 このよう に、 カムシャフ ト 8 4， 8 6 , 8 8では、 正転駆動モード時のカム 6 4の 相対的な角度位置がカムシャフ ト 9 0よりも大きな値となる。 次に、 カムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bの相対的な回転位置を 可変した際に、 吸気弁 3 2とピス トン 4 4の衝突を防ぐ方法について説明 する。 図 1 6は、 吸気弁 3 2および排気弁 3 4のリフ ト量とクランク角と の関係を示す模式図であって、 排気行程から吸気行程に至るまでのクラン ク角の範囲において、 吸気弁 3 2および排気弁 3 4のリ フ ト量を示してい る。 図 1 6に示すように、 クランク角が進行していく と、 先ず排気行程で 排気弁 3 4が開閉する。 そして、 クランク角がピス トン 4 4の上死点（TDC) 位置に到達する以前のタイミングで吸気弁 3 2が開き始め、 吸気行程が行 われ'る。
上述した方法でカムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bの相対的な回 転位置を可変した場合、 吸気弁 3 2がリフ トする位置が上死点側 （排気弁 3 4のリフ ト位置側） に進角してしまう と、 吸気弁 3 2がリ フ トした際に ピス トン 4 4と衝突してしまうことが想定される。 このため、 カムシャフ ト 9 0 Aとカムシャフ ト 9 0 Bの相対的な回転位置を可変する際には、 吸 気弁 3 2のリ フ ト位置が遅角する方向に可変することが望ましい。 これに より、 ピス トン 4 4の上死点位置と吸気弁 3 2のリ フ ト位置を離間させる ことができ、 ピス トン 4 4と吸気弁 3 2の衝突を確実に抑止できる。
上述した方法によれば、 正転駆動モードから揺動駆動モードに可変する 際に、 カムシャフ ト 9 0 Aに対してカムシャフ ト 9 0 Bを図 1 4 ( A ) 中 で時計回り方向に回転させており、 カムシャフ ト 9 0 Bの回転方向は正転 駆動モー ド時の回転方向と反対向きである。 このため、 # 7気筒の吸気弁 3 2のリ フ ト位置は遅角方向に変化する。 従って、 カムシャフ ト 9 0 Aと カムシャフ ト 9 0 Bの相対的な回転位置を可変した場合においても、 吸気 弁 3 2 とピス トン 4 4が干渉してしまうことを確実に抑止できる。
実施の形態 1においても、 正転駆動モ.ードから揺動駆動モードに可変す る際に、 カムシャフ ト 6 0 Aに対してカムシャフ ト 6 0 Bを図 7 ( A ) 中 で時計回り方向に回転させており、 カムシャフ ト 6 0 Bの回転方向は正転 駆動モー ド時の回転方向と反对向きである。 このため、 # 6気筒の吸気弁 3 2のリ フ ト位置は遅角方向に変化する。 従って、 カムシャフ ト 6 O Aと カムシャフ ト 6 0 Bの相対的な回転位置を可変した場合においても、 吸気 弁 3 2とピス トン 4 4が干渉してしまうことを確実に抑止できる。
なお、 吸気弁 3 2を駆動する動弁装置 3 6 と排気弁 3 4を駆動する動弁 装置 3 8は同様に構成されるが、 排気弁 3 4を駆動する動弁装置 3 8にお いては、 排気弁 3 4のリフ トする位置が上死点側に遅角しないように、 す なわち、 排気弁 3 4のリフ ト位置が進角するように 2つのカムシャフ トの 相対的な回転位置を可変することが好適である。 これにより、 排気弁 3 4 とビス トン 4 4が干渉してしまうことを確実に抑止できる。
次に、 吸気弁 3 2を駆動する際のカムシャフ トの回転角を最小限に抑え る方法について説明する。 吸気弁 3 2 とカム 6 4 との間に生じるタぺッ ト ク リァランスを調整する方法として、 シム等の揷入によりメカ式のアジャ ス トを行う方法と、 ロ ッカーアームの支点に油圧ラッシュアジヤスタ （H L A ) を設ける方法がある。
図 1 7は、 吸気弁 3 2をロッカーアームにより駆動する場合において、 口ッカーアームの支点に油圧ラッシュアジャスタを設けた例を示す模式図 である。 図 1 7に示すように、 吸気弁 3 2の弁軸 3 2 a の端部は、 口ッカ 一アーム 9 6の一端に設けられたピボッ トに接している。弁軸 3 2 a には、 図示しないバル'ブスプリングの付勢力が作用しており、 口ッカーアーム 9 6は、 その付勢力を受けた弁軸 3 2 aにより上方に付勢されている。 ロッ カーアーム 9 6の他端は、 油圧ラッシュアジヤスタ （H L A ) 9 8により 回動可能に支持されている。 ロッカーアーム 9 6の中央部には、 ローラ 9 6 aが配設されている。 そして、 ローラ 9 6 aの上部には、 カムシャフ ト 8 4 , 8 6 , 8 8， 9 0が配置される。 油圧ラッシュアジヤスタ 9 8によれば、 ロッカーアーム 9 6の高さ方向 の位置を油圧により 自動調整することにより、 タペッ トク リ アランスを自 動調整することができ、 ク リ アランスを 0とすることができる。 従って、 図 1 7において、 カムシャフ ト 8 4〜 9 0のカム 6 4 と ローラ 9 6 a は常 に当接した状態とされる。
一方、 シム等の挿入によりメカ式のアジャス トでロッカーアーム 9 6の 高さ方向の位置を調整する場合は、 カム 6 4とローラ 9 6 a との間のクリ ァランスを完全に 0にすることはできない。 このため、 メカ式のアジヤス トを行う場合は、 リフ ト開始時にク リァランスが 0になるまでカムシャフ ト 8 4〜 9 0を余分に回転させる必要があり、 リ フ ト開始前に助走区間を 設ける必要がある。
例えば、 図 1 6において、 吸気弁 3 2のタペッ トク リ アランスをメカ式 のアジヤス トで調整した場合は、 図 1 6中に示すように開き始めのクラン ク角位置で助走区間を設ける必要がある。 吸気弁 3 2は助走区間を過ぎて からリ フ トを開始するため、 メカ式のアジャス トでは、 助走区間の分だけ カムシャフ ト 8 4〜 9 0を余分に回転させる必要がある。
このよ うに、 メカ式のアジャス トを行った場合は、 油圧ラッシュアジャ スタ 9 8を設けた場合に比べてカム 6 4の実作用角が拡大してしまい、 揺 動駆動モード時のモータ速度が増加し、消費電力が増加してしまう。また、 揺動駆動モード時における 2つのカムのカム揚程部の重なりを防ぐため、 実作用角の拡大分だけ 2つのカムノーズ間の位相角を大きくする必要が生 じる。 これにより、 カム 6 4を切り換える際の回転量が大きくなり、 揺動 駆動モー ド時のモータ速度が増加し、 消費電力が増加してしまう。
油圧ラッシュアジャスタ 9 8を備えた機構では、 タぺッ トク リアランス が 0 となり、 カム 6 4とローラ 9 6 aは常に当接しているため、 助走区間 は不要である。従って、油圧ラッシュアジャスタ 9 8を設けることにより、 カムシャフ ト 8 4〜 9 0の作用角を低減することができる。 これにより、 吸気弁 3 2がリフ トする際の所要時間を短縮することができ、 また、 揺動 駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する場合は、 カム 6 4を切り換える際の回 転角、 切り換え時間を短縮することが可能となる。
従って、 実施の形態 1 , 2では、 油圧ラッシュアジヤスタ 9 8によりタ ぺッ トク リァランスを調整して、 カム 6 4の作用角を低減することが望ま しい。 これにより、 バルブタイ ミング可変の自由度が高まるとともに、 モ ータ 5 0の駆動量を低減することができるため、 消費電力を最小限に抑え ることが可能となる。
また、 ロッカーアームを用いない機構、 すなわちカム 6 4の作用力を直 接弁体 3 2に作用させる機構では、 油圧ラッシュァジヤスタによりタぺッ トク リァランスを調整すると、 カム 6 4が弁体 3 2を駆動する際の慣性が 大きくなる。 従って、 油圧ラッシュアジヤスタ 9 8によりタペッ トク リア ランスを調整する場合は、 図 1 7のように口ッカーアーム 9 6を設けた機 構で行うことが好適である。
次に、 図 1 8に基づいて内燃機関 1 0が搭載される車両の駆動方式に応 じて、動弁装置 3 6のモータ 5 0の配置を変更する方法について説明する。 内燃機関 1 0が搭載される車両が F F駆動の場合、 エンジンルームに内燃 機関 1 0を搭載する際にパンクを傾斜させる必要があるため、 内燃機関 1 0の高さをできるだけ抑えることが好適である。 このため、 F F駆動の車 両に内燃機関 1 0を搭載する際には、 図 2及び図 1 1に示すように各モー タ 5 0 A〜 5 0 Hをカムシャフ ト 5 4〜 6 0， 8 4〜 9 0の端部に配置す ることで、 内燃機関 1 0の高さを抑えることが望ましい。 これにより、 ェ ンジンフードをより低ぐすることも可能となり、 車両の空気抵抗を低減す ることが可能となる。 .
図 1 8は、 実施の形態 2のバンク 8 0において、 動弁装置 3 6 Fのモー タ 5 0 Fをカムシャフ ト 8 6上に配置した例を示す模式図である。 図 1 8 の例では、 カムシャフ ト 8 6のカム駆動ギヤ 6 2がカムシャフ ト 8 4側の 端部に設けられている。内燃機関 1 0が搭載される車両が F R駆動の場合、 エンジンルーム內に縦置きに内燃機関 1 0が配置されるため、 内燃機関 1 0の全長をできるだけ抑えることが好適である。 このため、 F R駆動の車 両に内燃機関 1 0を搭載する際には、 図 1 8に示すように、 モータ 5 0 F をカムシャフ ト 8 6上に配置することが望ましい。 これにより、 内燃機関 1 0の全長を確実に抑えることが可能である。 より好適には、 全てのモー タ 5 0 E〜 5 O Hを各カムシャフ ト 8 4〜 9 0上に配置することが望まし レ、。 これにより、 内燃機関 1 0の全長を最小限に抑えることができる。 実 施の形態 1においても同様に、 内燃機関 1 0が搭載される車両が F R駆動 の場合は、 モータ 5 0 A〜 5 0 Dを各カムシャフ ト 5 4〜 6 0上に配置す ることが好適である。
以上説明したよ うに実施の形態 2によれば、 V型 8気筒で構成される内 燃機関 1 0において、 2つの気筒の吸気弁 3 2を 1つのカムシャフ ト 9 0 で駆動する際に、 揺動駆動モードで吸気弁 3 2を駆動する場合は、 正転駆 動モードに対してカム 6 4の相 ¾ "的な位置を可変するようにしたため、 揺 動駆動モード時のカムシャフ ト 9 0の回転量を低減することが可能となる, これにより、 カムシャフ ト 9 0を駆動するモータ 5 0 Hの消費電力を低減 することができ、 システム効率を高めることが可能となる。
なお、 上述した各実施形態では、 揺動駆動モード時に 2つの気筒用の力 ム 6 4の相対的な角度位置を 1 8 0 ° に設定したが、 揺動駆動時に 2つの カム 6 4のカム揚程部の重なりが発生しない範囲で、 2つのカム 6 4の相 対的な角度を 1 8 0 ° より小さく しても良い。 図 1 9 ( A ) 及び図 1 9 ( B ) は、 図 1 4 ( B ) の場合において、 . # 7気筒用のカム 6 4 と # 5気筒 用のカムの相対的な角度を 1 8 0 ° より も小さく （例えば 1 6 0 ° ) した 例を示している。 この場合、 # 7気筒用のカム 6 4のカム揚程部の角度範 囲と # 5気筒用のカム揚程部の角度範囲に重なりが生じていなければ、 図 1 9 ( A ) に示す状態で揺動駆動することで、 # 7気筒の吸気弁 3 2を駆 動することができる。 そして、 # 7気筒の吸気弁 3 2の駆動が完了した後 は、 図 1 9 ( A ) 中の矢印方向にカムシャフ ト 9 0を回転させて、 図 1 9 ( B ) に示す状態にカムシャフ ト 9 0の角度位置を設定することで、 # 5 気筒の吸気弁 3 2を駆動することができる。 この場合、 # 7気筒用のカム 6 4 と # 5気筒用のカムの相対的な角度位置を 1 8 0 ° に設定した場合よ り も、 切換時のカムシャフ ト 9 0の回転角を低減することが可能である。 従って、 好適には、 揺動駆動モー ド時の 2つの気筒のカム 6 4の相対的は 角度は、 カム揚程部の重なりが生じない範匪で最も小さくすることが望ま しい。
実施の形態 3 .
次に、 本発明の実施の形態 3について説明する。 実施の形態 3は、 吸気 弁 3 2および排気弁 3 4の駆動により、 フューエルカッ ト運転時に触媒 4 2， 4 4の酸素吸蔵量を適正に制御するものである。
図 1に示すシステムにおいて、 触媒 4 2， 4 4における酸素吸蔵量は、 内燃機関 1 0の運転状態に応じて変動する。 例えば空燃比をリーンにする 制御が行われた場合は、 排気中の酸素量が増加するため、 触媒 4 2 , 4 4 の酸素吸蔵量は増加する。 一方、 空燃比をリ ッチにする制御が行われた場 合は、 排気中の還元成分が増加し、 下流側触媒 4 2， 4 4から酸素が放出 されるため、 酸素吸蔵量は減少する。
特に、 パワー増量などの燃料増量制御が行われた場合は、 排気空燃比が リ ツチになり、 触媒 4 2 , 4 4力 ら多くの酸素が放出されるため、 触媒 4 2 , 4 4が還元状態となり、 触媒臭が発.生する場合がある。
このため、 本実施形態では、 内燃機関 1 0を搭載した車両が減速運転を 行っている条件下では、 燃料噴射弁 3 0からの燃料供給を停止する制御 （ フューエルカツ ト） を行う。 フューエルカツ ト時には、 吸気通路 1 2力 ら 排気通路 1 4へ空気が流れるため、 空気中の酸素を触媒 4 2， 4 4に吸着 させることができ、 触媒臭の発生を抑えることができる。 また、 フューェ ルカッ ト中は燃焼が行われないため、 燃費を向上することが可能となる。 一方、 触媒 4 2 , 4 4の酸素吸着量が過度に多くなると、 触媒 4 2， 4 4の温度が高温となった場合に、 触媒 4 2， 4 4が劣化するという弊害が 生じる。 このため、 本実施形態でゆ、 触媒 4 2 , 4 4の酸素吸着量が多い 場合は、 フユ一エル力ッ ト中に全ての気筒の排気弁 3 4を閉じることで、 排気通路 1 4への空気の流れを遮断し、 触媒 4 2、 4 4への酸素供給を停 止するようにしている。 これにより、 触媒 4 2， 44の酸素供給量が過度 に多くなることを抑止でき、 触媒 4 2， 4 4の劣化を確実に抑えることが できる。
また、 フューエルカッ トは主と して減速時に行われるため、 本実施形態 では、 フューエルカッ ト中に全ての気筒の排気弁 3 4を閉じた場合におい て、 所定の吸気弁 3 2を開く ことで適度なボンビング仕事を生じさせ、 フ ユーエル力ッ ト走行中にエンジンブレーキをかけるようにしている。
図 2 0 (A) 及び図 2 0 (B) は、 本実施形態で行われる吸気弁 3 2、 排気弁 3 4の制御を模式的に示す図である。 図 2 0 (A) 及び図 2 0 (B ) に示すように、 本実施形態の内燃機関 1 0は 4つの気筒 （# 1〜# 4) を備えている。 4つの気筒は直列に配置されており、 # 1→# 3~→# 4→ # 2の順で爆発行程が行われる。 図 2 0 (A) は、 フユ一エルカッ ト中に 行われる排気弁 3 4の制御を示している。 また、 図 2 0 (B) は、 フュー エル力ッ ト中に行われる吸気弁 3 2の制御を示している。
図 2 0 (A) に示すように、 排気弁 3.4については、 フューエルカッ ト 中に全ての気筒の排気弁 3 4を閉じる制御が行われる。 これにより、 排気 通路 1 4への空気の流れを遮断することができ、 酸素供給過剰による触媒 4 2, 4 4の劣化を確実に抑えることができる。 また、 図 2 0 (B) に示 すように、 吸気弁 3 2については、 # 1気筒、 # 2気筒の吸気弁 3 2のみ を開く制御が行われる。 これにより、 後で詳細に説明するように、 # 1気 筒と # 2気筒との間で、 気筒間を空気が行き交うボンビング仕事を生じさ せることができる。 従って、 減速時のフューエルカッ ト中にエンジンブレ —キによる制動力を発生させることができる。
以下、 フューエルカツ ト中に行われるこれらの制御について詳細に説明 する。 最初に、 フューエルカッ ト時に排気弁 3 4を閉じる制御について説 明する。 図 2 1は、 排気弁 3 4、 および排気弁 3 4を駆動する動弁装置 3 8の周辺の構成を示す模式図である。動弁装置 3 8は、全ての気筒（# 1、 # 2、 # 3及び # 4気筒） が備える排気弁 3 8を駆動するものである。 な お、 吸気弁 3 2および動弁装置 3 6の周辺の構成については後述する。 実 施の形態 3においても、 内燃機関 1 0の個々の気筒に 2つの吸気弁 3 2と 2つの排気弁 3 4 とが備わっているものとする。
動弁装置 3 8は、 駆動源と してのモータ 1 1 6 と、 モータ 1 1 6の回転 運動を伝達する伝達機構としてのギヤ列 1 1 8と、 ギヤ列から伝達された 回転運動を排気弁 3 4の直線的な開閉運動に変換するカムシャフ ト 1 2 0 とを備えている。 モータ 1 1 6の回転運動はギヤ列 1 1 8を介して力ムシ ャフ ト 1 2 0に伝達される。
図 2 1に示すように、 カムシャフ ト 1 2 0はカムシャフ ト 1 2 0 Aと力 ムシャフ ト 1 2 0 Bとから構成されている。 図 2 1に示すように、 力ムシ ャフ ト 1 2 O Aは # 1， # 2, # 3気筒の排気弁 3 4の上部に配置されて おり、 # 1， # 2 , # 3気筒の各排気弁 3 4を駆動する 6つのカム 6 4を 備えている。 また、 カムシャフ ト 1 2 0.Bは # 4気筒の排気弁 3 4の上部 に配置されており、 # 4気筒の各排気弁 3 4を駆動する 2つのカム 6 4を 備えている。 図 2 2に示すように、 カムシャフ ト 1 2 0 Aの外周部には、 カムシャフ ト 1 2 0 Aに対して一体回転するカム駆動ギヤ 6 2が設けられ ている。
図 2 1に示すように、 各排気弁 3 4の上端には、 リ フター 3 4 aが設け られてレヽる。 カムシャフ ト 1 2 0に設けられた各カム 6 4はリ フタ一 3 4 a と接触し、リフター 3 4 aを押し下げることで各排気弁 3 4を駆動する。 図 2 2は、 カムシャフ ト 1 2 0の構成を詳細に示す模式図である。 実施 の形態 1のカムシャフ ト 6 0 と同様に、 カムシャフ ト 1 2 0 Aには、 その 端部にフランジ部 6 6が設けられている。 同様に、 カムシャフ ト 1 2 0 B には、 その端部にフランジ部 6 8が設けられている。 カムシャフ ト 1 2 0 Aのフランジ部 6 6には、 その中心に穴 6 7が設けられている。 また、 力 ムシャフ ト 1 2 0 Bのフランジ部 6 8には、 その中心からカムシャフ ト 1 2 0 Aに向かって突出する軸 6 9が設けられている。 カムシャフ ト 1 2 0 Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bは、穴 6 7に対して軸 6 9が回動可能に嵌合し、 フランジ部 6 6 とフランジ部 6 8の端面同士が当接することで一体化され る。
図 2 3 ( A) 及ぴ図 2 3 (B) は、 カムシャフ ト 1 2 0 A, 1 2 0 Bに 設けられたフランジ部 6 6， 6 8の端面を示す模式図である。 ここで、 図 2 3 (A)はカムシャフ ト 1 2 0 Aに設けられたフランジ部 6 6の端面を、 図 2 3 (B) はカムシャフ ト 1 2 0 Bに設けられたフランジ部 6 8の端面 を示している。
フランジ部 6 6 , 6 8の端面の構成は図 6 (A) 及び図 6 (B) で説明 した実施の形態 1の構成と同様である。 すなわち、 フランジ部 6 6は、 基 準面 6 6 Aと突出面 6 6 Bを備えており、 基準面 6 6 Aと突出面 6 6 Bと の境界には、 段差 6 6 Cおよび 6 6 Dが.設けられている。 同様に、 フラン ジ部 6 8は、 基準面 6 8 Aと突出面 6 8 Bを備えており、 基準面 6 8 Aと 突出面 6 8 Bとの境界には、 段差 6 8 Cおよび 6 8 Dが設けられている。 実施の形態 1， 2では一方のフランジ部 6 6の基準面 6 6 Aに 2つの穴 7 0， 7 2が設けられるが、 実施の形態 3では、 フランジ部 6 6の基準面 6 6 Aには 1つの穴 7 0のみが設けられている。 また、 図 2 3 ( B ) に示す ように、 フランジ部 6 8の突出面 6 8 Bには、 1つのロックピン 7 4が設 けられている。 ロ ックピン 7 4は、 突出面 6 8 Bからカムシャフ ト 1 2 0 A側に突出するよ うに設けられている。
カムシャフ ト 1 2 0 Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bを連結した状態において 口ックピン 7 4が穴 7 0に挿入されていない状態では、 力ムシャフ ト 1 2 O Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bは相対的に回転することができる。 そして、 口ックピン 7 4が穴 7 0に挿入されると、 カムシャフ ト 1 2 0 Aと力ムシ ャフ ト 1 2 0 Bの相対的な回転位置が固定される。
図 24 (A) 及び図 24 (B) は、 カムシャフ ト 1 2 0 Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bを連結した状態において、 カムシャフ ト 1 2 0 Aに設けられた カム 6 4と、 カムシャフ ト 1 2 0 Bに設けられたカム 6 4 との角度位置を 示す模式図である。 また、 図 24 (A) 及び図 2 4 (B) は、 カムシャフ ト 1 2 0 Bに設けられたカム 6 4の角度位置に応じて、 # 4気筒の排気弁 3 4のリフ トが変化する様子を示している。 ここで、 図 24 (A) 及び図 2 4 (B) は、 図 2 2中に示す矢印 X方向からカムシャフ ト 1 2 0を見た 状態を示している。 そして、 図 24 (A) は、 ロックピン 7 4が穴 7 0に 挿入された状態を示しており、 図 24 (B) は、 ロックピン 7 4 と穴 7 0 の係合が外れた状態を示している。
図 24 (A) に示す状態は、 通常運転時 （正転駆動モードまたは揺動駆 動モード） で吸気弁 3 2を開閉駆動する場合に設定される。 直列 4気筒の 内燃機関 1 0では、各気筒の爆発行程がクランク角 1 8 0° 毎に行われる。 そして、 カムシャフ ト 1 2 0はクランクシャフ トが 2回転する間に 1回転 するため、 カムシャフ トが 9 0° 回転する毎に各気筒で爆発行程が行われ る。 このため、 図 24 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に係 合している通常運転時の状態では、 各気筒 # 1〜# 4のカム 6 4は# 1→ # 3→# 4→# 2の順で 9 0。 の間隔で配置されている。
また、 図 2 4 (A) に示すように、 ロックピン 7 4が穴 7 0に挿入され た状態では、 フランジ部 6 6の段差 6 6 Cとフランジ部 6 8の段差 6 8 C とが当接している。 従って、 カムシャフ ト 1 2 0Aとカムシャフ ト 1 20 Bの回転位置は、 ロックピン 7 4 と穴 7 0の係合により規定されるととも に、段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとが当接する方向の相対的な回転に対しては、 段差 6 6 Cと段差 6 8 Cとの当接により規定されている。
図 2 4 (A) に示す状態では、 9 0° 間隔で配置された力ム 6 4のうち、 カムシャフ ト 1 2 0 Bに設けられた # 4気筒用のカム 6 4のノーズが下向 きに位置している。 これにより、 # 4気筒のカム 6 4によって排気弁 3 4 のリテーナ 3 4 aが押し下げられ、 # 4気筒の排気弁 3 4は、 最大リ フ ト 量よりも少ないリフ ト量だけリ フ トしている。 一方、 他の気筒のカム 6 4 のノーズは横向き、 若しくは上向きに位置しており、 他の気筒の排気弁 3 4は閉じられている。
図 2 4 (B ) は、 図 24 (A) の状態でロックピン 7 4 と穴 7 0の係合 を切り離し、 カムシャフ ト 1 2 0 Aに対してカムシャフ ト 1 2 0 Bが相対 的に回転した状態を示している。 ここで、 ロックピン 7 4の駆動機構は実 施の形態 1 , 2と同様に構成されており、 実施の形態 1 , 2と同様の方法 でロックピン 7 4が駆動される。 すなわち、 図 24 (A) に示す状態にお いて、 カムシャフ ト 1 2 0 Bに設けられたオイル通路 7 9からオイル通路 7 7にオイルが供給される。 図 2 4 (A) に示す状態では、 オイル通路 7 7とフランジ部 6 6に設けられたオイノレ通路 7 8の角度位置が一致してい る。 従って、 オイル通路 7 7からオイル通路 7 8経由して穴 7 0へオイル が供給され、 この結果、 穴 7 0内にオイルが充満し、 油圧によりロックピ ン 7 4が収納される。 これにより、 ロックピン 7 4 と穴 7 0の係合を外す ことができる。 なお、 フューエルカッ ト中においても、 クランクシャフ ト 4 7は回転しているため、 オイルポンプの駆動によりオイル通路 7 9にォ ィルを供給することができる。
上述したように、 図 2 4 ( A ) に示す状態では、 # 4気筒の排気弁 3 4 が最大リ フ ト未満の所定量だけリフ トしている。 このため、 # 4気筒の排 気弁 3 4には、 バルブスプリ ング反力が閉弁方向 （図 2 4 ( A ) の上方向 ) に作用している。 この状態でロックピン 7 4 と穴 7 0の係合を切り離す と、 カムシャフ ト 1 2 0 Bの回転方向の規制がなくなり、 # 4気筒のカム 6 4が排気弁 3 4のリテーナ 3 4 aから上向きの力を受けて、 図 2 4 ( A ) 中の矢印 Y方向に回転する。 これにより、 # 4気筒の排気弁 3 4が閉じ られる。
図 2 4 ( B ) は、 排気弁 3 4が閉じた後、 カムシャフ ト 1 2 0 Bが更に 回転し、 段差 6 6 Dと段差 6 8 Dが当接した状態を示している。 段差 6 6 D及び段差 6 8 Dは、 両者が当接した状態で # 3気筒用のカムと # 4気筒 用のカムの角度位置が一致するように設けられている。 図 2 4 ( A ) の状 態では、 既に # 1〜# 3気筒の排気弁 3 4が閉じられているため、 ロック ピン 7 4 と穴 7 0の係合を外した図 2 4 ( B ) の状態では、 全ての気筒 # 1〜# 4の排気弁 3 4を閉じることが可能となる。
従って、 フューエルカツ ト中にカムシャフ ト 1 2 0の角度位置を図 2 4 ( A ) に示す状態で停止させ、 ロックピン 7 4 と穴 7 0の係合を外すこと で、 全ての気筒の排気弁 3 4を閉じることができる。 従って、 触媒 4 0， 4 2への酸素供給量が過剰になることを抑えることができ、 高温下におけ る触媒劣化を確実に抑止することが可能.となる。
なお、 動弁装置 3 8に 2つのモータを設け、 2つのカムシャフ ト 1 2 0 A, 1 2 0 Bのそれぞれを各モータで個別に制御することと しても良い。 この場合においても、 カムシャフ ト 1 2 0 A, 1 2 0 Bの角度位置を図 2 4 (B) の状態に設定することで、 全ての気筒の排気弁 3 4を閉じること ができる。
次に、 図 2 0 ( B ) に示すように、 フューエルカッ ト時に所定の吸気弁 3 2のみを開く制御について説明する。 図 2 5は、 吸気弁 3 2、 および吸 気弁 3 2を駆動する動弁装置 3 6の周辺の構成を示す模式図であって、 主 としてシリ ンダへッ ドの周りの構成を示している。
図 2 5に示すように、 動弁装置 3 6は、 2つの装置 （動弁装置 3 6 G、 動弁装置 3 6 H) から構成されている。 動弁装置 3 6 Gは # 2気筒おょぴ
# 3気筒が備える吸気弁 3 2を駆動し、 動弁装置 3 6 # 1気筒および
# 4気筒が備える吸気弁 3 2を駆動する。
実施の形態 1 と同様に、 動弁装置 3 6 G, 3 6 Hのそれぞれは、 駆動源 としてのモータ 5 0 G, 5 0 Hを備えている。 モータ 5 0 Gの回転運動は ギヤ列 5 2 Gを介してカムシャフ ト 1 1 0 Aに伝達される。 同様に、 モー タ 5 0 Hの回転運動はギヤ列 5 2 Hを介してカムシャフ ト 1 1 0 Bへ伝達 される。
図 2 5に示すように、 カムシャフ ト 1 1 0 Aは # 2， # 3気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 1 1 0 Aに設けられた 4つの カム 64により # 2， # 3気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動される。 また、 カムシャフ ト 1 1 0 Bは 2つに分割された状態で # 1， # 4気筒の吸気弁 3 2の上部に配置されており、 カムシャフ ト 1 1 0 Bに設けられた 4つの カム 64により # 1， # 4気筒の各吸気弁 3 2が開閉駆動される。 2つに 分割されたカムシャフ ト 1 1 0 Bは力ムシャフ ト 1 1 0の中心に設けられ た貫通孔に揷通された連結部材 1 1 0 ςにより接続され、 一体となって回 転するように構成されている。 なお、 説明の便宜上、 図 2 5では、 力ムシ ャフ ト 1 1 O Aと 2つのカムシャフ ト 1 1 0 Bをそれぞれ分離した状態を 示している。
図 2 5に示すように、 各吸気弁 3 2の上端には、 リ フター 3 2 aが設け られている。カムシャフ ト 1 1 0 A , 1 1 0 Bに設けられた各力ム 6 4は、 リ フター 3 2 a と接触し、 リ フター 3 2 aを押し下げることで、 各吸気弁 3 2を駆動する。
このような吸気弁 3 2側の構成において、 本実施形態では、 上述した方 法で全ての気筒の排気弁 3 4を閉じた場合は、 カムシャフ ト 1 1 0 Aと力 ムシャフ ト 1 1 0 Bの相対的な角度位置を可変することで、 # 1気筒と # 2気筒の吸気弁 3 2のみを所定量だけ開く ようにしている。
これにより、 # 1気筒と # 2気筒の間でガス交換を行うことができ、 適 度なボンビング仕事を生じさせることができる。 この際、 # 3気筒及び # 4気筒の吸気弁 3 2は閉じられるが、 # 3， # 4気筒の吸気弁 3 2を閉じ るタイ ミングは、 # 3 , # 4気筒のピス トン 4 4が上死点と下死点の中間 の位置となるタイ ミングとすることが好適である。 # 3， # 4気筒では既 に排気弁 3 4が閉じられており、 ピス トン 4 4が下死点近傍に位置してい るときに吸気弁 3 2を閉じると、 ピス トン 4 4が上死点に向かう際の空気 の圧縮量が多くなり、 抵抗が大きくなるためである。 同様に、 ピス トン 4 4が上死点近傍に位置しているときに吸気弁 3 2を閉じると、 ピス トン 4 4が下死点に向かう際の負圧が大きくなり、 ピス トン 4 4が下死点に向か う際の抵抗が大きくなるためである。 従って、 ピス トン 4 4が上死点と下 死点の中間に位置するタイミングで吸気弁 3 2を閉じることで、 吸気弁 3 2を閉じた後に、 ピス トン 4 4の上下運動に伴う抵抗を最小限に抑えるこ とができる。なお、 # 3気筒と # 4気筒は位相が 1 8 0。 ずれているため、 双方の気筒のビス トン 4 4は同時に上 点と下死点の中間に位置すること になる。 図 2 6は、 # 1気筒と # 2気筒の間でガスが交換される様子を示す模式 図であって、 内燃機関 1 0及び吸気通路 1 2を上側から見た状態を示して いる。 図 2 6に示すよ うに、 吸気通路 1 2はサージタンク 2 8の下流で分 岐して各気筒 （# 1〜# 4 ) に接続されている。 各気筒のシリンダーは、 サージタンク 2 8を介して接続されているため、 排気弁 3 4を全て閉じた 状態で # 1気筒と # 2気筒の吸気弁 3 2のみを開く ことで、 # 1気筒のシ リ ンダ一と # 2気筒のシリンダ一との間でガス交換を行うことができる。 すなわち、 上述のよ うに 4気筒の内燃機関 1 0では # 1→# 3→ # 4→
# 2の順でクランク角 1 8 0 ° 毎に爆発工程が行われるため、 # 1気筒と # 2気筒ではクランク角の位相が 1 8 0 ° ずれている。 このため、 # 1気 筒のビス トン 4 4が下死点から上死点へ移動すると、 # 2気筒のビス トン 4 4は上死点から下死点へ移動する。 このとき、 全ての気筒の排気弁 3 4 及び # 1 , # 2気筒の吸気弁 3 2が閉じられているため、 # 1気筒のビス トン 4 4の上昇により # 1気筒のシリンダー内から排出された空気は、 吸 気通路 1 2を逆流してサージタンク 2 8に送られ、 # 2気筒のピス トン 4 4の下降により # 2気筒のシリンダー内に吸入される。
同様に、 # 2気筒のビス トン 4 4が下死点から上死点へ移動する際には、 ビス トン 4 4の上昇により # 2気筒のシリ ンダー内から排出された空気は、 吸気通路 1 2を逆流してサージタンク 2 8に送られ、 # 1気筒のビス トン 4 4の下降により # 1気筒のシリンダー内に吸入される。 従って、 位相が 1 8 0 ° ずれている # 1気筒と # 2気筒の吸気弁 3 2のみを開く ことで、 # 1気筒のシリンダーと # 2気筒のシリンダ一の間でガス交換を行うこと ができ、 ボンビング仕事を生じさせることができる。
このとき、 # 1気筒の吸気弁 3 2のリ フ ト量と # 2気筒の吸気弁 3 2の リ フ ト量を同一にすることで、 # 1気筒から排出された空気を過不足なく
# 2気筒に吸入することができ、 また、 # 2気筒から排出された空気を過 不足なく # 1気筒へ吸入することができる。 これにより、 一方の気筒から の排出量が他方の気筒への吸入量よりも多くなることを抑えることができ、 余剰分の空気がスロッ トバルブ 2 2側に逆流してしまうことを抑止できる。 また、 一方の気筒の吸入量が他方の気筒からの排出量より も多くなること を抑えることができ、 吸入量に不足が生じて吸気通路 1 2に不要な負圧が 生じてしまうことを抑止できる。
ボンビング仕事の発生量は、 # 1気筒と # 2気筒の吸気弁 3 2のリ フ ト 量を同一にした状態で、リフト量を可変することで調整することができる。 吸気弁 3 2のリ フ ト量を小さく した場合は、 空気が吸気弁 3 2を通過する 際の抵抗が大きくなるため、 ボンビング仕事を増大させることができる。 従って、 エンジンブレーキによる制動力を増加することができる。 また、 吸気弁 3 2のリ フ ト量を大きく した場合は、 空気が吸気弁 3 2を通過する 際の抵抗が小さくなるため、 ボンビング仕事を低下させることができる。 従って、 ェンジンブレーキによる制動力を小さくすることができる。 従つ て、 吸気弁 3 2のリフ ト量を制御することで、 フューエルカッ ト中に最適 なエンジンブレーキを生じさせることが可能となる。 これにより、 例えば 車速の要求レベル （ブレ '一キペダルの操作量など） に応じて吸気弁 3 2の リフ ト量を可変することで、 エンジンブレーキ力を制御することが可能と なる。 また、 減速が終了した場合は、 # 1 , # 2気筒の吸気弁 3 2を全閉 にして、 全ての気筒の吸気弁 3 2を閉じることで、 ボンビング仕事の量を 低下させ、 エンジンブレーキ力を低下させることが好適である。
次に、 図 2 7のタイ ミングチャートに基づいて、 上述した吸気弁 3 2及 び排気弁 3 4の制御方法について説明する。 図 2 7の横軸はクランク角を 示しており、 図 2 7は、 各気筒 （# 1〜# 4 ) の吸気弁 3 2の開弁期間 （ 図 2 7中に実線で示す） と排気弁 3 4の.開弁期間 （図 2 6中に破線で示す ) を示している。 4気筒の内燃機関 1 0では # 1→# 3→ # 4→# 2の順 番で爆発行程が行われるため、図 2 7に示すように、各気筒の吸気弁 3 2、 排気弁 3 4の開弁はこの順に行われる。
図 2 6において、 Θ 0はフューエル力ッ トが開始されるクランク角を示 している。 クランク角 Θ 0でフューエルカッ トが開始されると、 次に、 ク ランク角 θ 1の位置で排気弁 3 4を駆動するカムシャフ ト 1 2 0の駆動が 停止される。
クランク角 θ 1の位置は、 図 2 4 ( A ) に示すカムシャフ ト 1 2 0の位 置に対応しており、 # 4気筒の排気弁 3 4が最大リ フ トとなった直後のク ランク角位置である。 すなわち、 クランク角 0 1の位置でカムシャフ ト 1 2 0を停止させると、 カムシャフ ト 1 2 0の回転位置が図 2 4 ( A ) の位 置に設定され、 # 4気筒の排気弁 3 4が最大リ フ ト量より も小さい所定量 だけ開いた状態となる。 また、 他の気筒 # 1〜# 3の排気弁 3 4は全て閉 じた状態となる。
クランク角 0 1でカムシャフ ト 1 2 0の駆動を停止した後、 オイル通路 7 9にオイルが供給され、 穴 7 0にオイルが供給される。 これにより、 口 ックピン 7 4が駆動され、 ロックピン 7 4 と穴 7 0の係合が外れる。
これによ り、 カムシャフ ト 1 2 0 Bがカムシャフ ト 1 2 0 Aに対して相 対的に回転できるようになり、 # 4気筒の排気弁 3 4のバルブスプリ ング 反力により、 図 2 4 ( A ) に示す矢印 Y方向にカムシャフ ト 1 2 0 Bが回 転する。 そして、 カムシャフ ト 1 2 0 Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bの相対的 な角度位置が図 2 4 ( B ) に示す位置となり、 # 4気筒の排気弁 3 4が閉 じられる。 従って、 全ての気筒の排気弁 3 4が閉じられる。
なお、 実際の制御では、 クランク角が 0 1に到達した際に、 カムシャフ ト 1 2 0の駆動停止とロックピン 7 4の駆動がほぼ同時に行われるため、 カムシャフ ト 1 2 0 Bは瞬時に図 2 4 ( 3 )の状態まで回転する。従って、 図 2 6に示すように、 クランク角が θ 1に到達すると同時に、 # 4気筒の 排気弁 3 4を閉じることができる。
次に、 # 1気筒と # 2気筒の吸気弁 3 2を所定量開く制御を行う。 図 2 7に示すように、 クランク角 θ 1の位置ではせ 3気筒の吸気弁 3 2が開い ている。 このため、 図 2 7に示すクランク角 Θ 2の位置で # 3気筒の吸気 弁 3 2を閉じ、 カムシャフ ト 1 1 0 Aの回転を停止する制御を行う。
また、 クランク角 0 1以降、 # 4気筒の吸気弁 3 2がリフ トを開始する 、 やはりクランク角 Θ 2の位置で # 4気筒の吸気弁 3 2を閉じ、 力ムシ ャフ ト 1 1 0 Bの回転を停止する制御を行う。 上述したように、 # 3 , # 4気筒の吸気弁 3 2を閉じるタイミングは、 # 3 , # 4気筒のピス トン 4 4が上死点と下死点の中間となる位置とすることが好適である。 これによ り、 クランク角 2以降、 全ての気筒の吸気弁 3 2が閉じられる。
クランク角が Θ 2から所定量進み、 Θ 3に到達した際には、 # 1， # 2 気筒の吸気弁 3 2を所定量だけ開く制御を行う。 すなわち、 クランク角 Θ 3以降は、 カムシャフ ト 1 1 0 Αを所定の角度位置に設定することで、 # 2気筒の吸気弁 3 2を所定量だけリ フ トさせる。 この際、 カムシャフ ト 1 1 0 Aには # 2気筒用のカム 6 4と # 3気筒用のカム 6 4が設けられてい るが、 双方のカムの位相は 9 0 ° ずれているため、 # 2気筒の吸気弁 3 2 のみをリフ トすることが可能である。
また、 クランク角 Θ 3以降は、 カムシャフ ト 1 1 0 Bを所定の角度位置 に設定することで、 # 1気筒の吸気弁 3 2を # 2気筒の吸気弁 3 2と同じ , 量だけリフ トさせる。 2つのカムシャフ ト 1 1 O Bは連結部材 1 1 0 Cを 介して接続されており、 # 1気筒用のカム 6 4と # 4気筒用のカム 6 4を 備えているが、 双方のカム 6 4の位相は 9 0 ° ずれているため、 # 1気筒 の吸気弁 3 2のみをリ フ トすることが可能である。
これにより、 # 1気筒の吸気弁 3 2と. # 2気筒の吸気弁 3 2のみを同一 のリフ ト量で開く ことができ、 ボンビング仕事を生じさせてエンジンブレ ーキをかけることができる。
フューエルカッ トが終了した場合、 または、 フューエルカッ ト中に通常 運転に復帰する場合は、 排気弁 3 4についてはモータ 1 1 6により力ムシ ャフ ト 1 2 0 Aを駆動する。 これ,により、 カムシャフ ト 1 2 0 Bに対して カムシャフ ト 1 2 0 Aが回転し、 ロックピン 7 4 と穴 7 0の位置が適合す ると、 バネ 7 6の作用力により ロックピン 7 4が穴 7 0に挿入される。 こ れにより、 カムシャフ ト 1 2 0 Aとカムシャフ ト 1 2 0 Bが一体化され、 モータ 1 1 6で一体化されたカムシャフ ト 1 2 0 A , 1 2 0 Bを駆動する ことで、 正転駆動モードまたは揺動駆動モードによる通常運転を行うこと ができる。
また、 吸気弁 3 2については、 モータ 3 8 G、 モータ 3 8 Hを通常に駆 動することで、 正転駆動モー ドまたは揺動駆動モー ドによる通常運転を行 うことができる。
以上説明したように実施の形態 3によれば、 フューエルカツ ト中に全て の気筒の排気弁 3 4を閉じるようにしたため、 排気通路 1 4への空気の流 れを停止することができる。 これにより、 触媒 4 2 , 4 4への酸素供給を 停止することができ、 触媒 4 2 , 4 4への酸素供給が過剰となることを回 避できる。 従って、 触媒 4 2 , 4 4の劣化を確実に抑止することが可能と なる。
また、 フューエルカッ ト中に全ての気筒の排気弁 3 4を閉じた場合に、 クランク角の位相が 1 8 0。 ずれている 2つの気筒の吸気弁 3 2のみを所 定量だけ開く ようにしたため、 2つの気筒間で吸気通路 1 2、 サージタン ク 2 8を介してガス交換を行うことができる。 これにより、 適度なポンピ ング仕事を生じさせることができ、 フューエル力ッ ト運転中にエンジンブ レーキによる制動を確実に行うことが 能となる。
なお、 実施の形態 3では、 フューエルカッ ト中に全ての排気弁 3 4を閉 じ、 一部の吸気弁 3 2のみを開く ことと しているが、 フューエルカッ ト中 に全ての吸気弁 3 2を閉じ、 一部の排気弁 3 4のみを開く ようにしても良 レ、。 この場合においても、 全ての吸気弁 3 2を閉じることで排気通路 1 4 への空気の流れを遮断することができ、 また一部の排気弁 3 4のみを開く ことでエンジンブレーキ力を発生させることが可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 各気筒が備える弁体をモータにより開閉駆動する内燃機関の動弁装置 であって、
5 前記モータにより回転駆動され、 複数の気筒の前記弁体を駆動するため の複数のカムを有するカムシャフ トと、
同一のモータによって駆動される前記複数のカム相互間の相対的な角度 位置を可変するカム角度可変手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
10
2 . 前記カムシャフ トを一方向に連続回転させることで前記弁体を駆動す る正転駆動モードと、 前記カムシャフ トを揺動することで前記弁体を駆動 する揺動駆動モードとの間でモードを切り換えて前記モータを駆動する制 御手段を更に備え、
15 前記カム角度可変手段は、 前記モードを切り換えた際に、 前記カムの相 対的な角度位置を可変することを特徴とする請求項 1記載の内燃機関の動 弁装置。
3 . 前記カムシャフ トは、 2つの気筒の前記弁体を駆動するための前記力 20 ムを有し、 一方の気筒に対応する前記カムが設けられた第 1のカムシャフ 卜と、 他方の気筒に対応する前記カムが設けられた第 2のカムシャフ トと の結合により構成され、
前記カム角度可変手段は、 前記第 1のカムシャフ トと前記第 2の力ムシ ャフ トの相対的な角度位置を可変することで、 前記第 1のカムシャフ トに - 25 設けられた前記力ムと前記第 2のカムシャフ トに設けられた前記カムの相 対的な角度位置を可変することを特徴とする請求項 2記載の内燃機関の動 弁装置。
4 . 前記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トとの結合部に設け られ、 前記正転駆動モードと前記揺動駆動モー ドのそれぞれにおいて、 前 記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トの相対的な角度位置を固 定する角度固定手段を更に備えたことを特徴とする請求項 3記載の内燃機 関の動弁装置。
5 . 前記角度固定手段は、
前記第 1及び第 2のカムシャフ トの一方に設けられた口ックピンと、 前記第 1及び第 2のカムシャフ トの他方に設けられ、 前記口ックピンが 係合する第 1及び第 2の係合穴と、 を含み、
前記正転駆動モードでは、 前記第 1の係合穴に前記口ックピンが係合す ることで前記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トの相対的な角 度位置を固定し、
前記揺動駆動モードでは、 前記第 2の係合穴に前記口ックピンが係合す ることで前記第 1のカムシャフ トと前記第 2の力ムシャフ トの相対的な角 度位置を固定することを特徴とする請求項 4記載の内燃機関の動弁装置。 6 . 前記第 1又は第 2の係合穴にオイルを供給することで前記第 1又は第 2の係合穴と前記口ックピンとの係合を解除する口ックピン解除手段を備 え、
前記口ックピン解除手段は、
前記第 1のカムシャフ トと前記第 2のカムシャフ トとの相対的な角度位 置に応じて前記第 1及び第 2の係合穴の.一方のみと連通するオイル通路を 含み、 前記正転駆動モードでは、 前記第 1の係合穴のみに前記オイル通路が連 通しており、 前記揺動駆動モードに切り換える際には前記オイル通路にォ ィルを供給することで前記第 1の係合穴と前記口ックピンとの係合を解除 し、
前記揺動駆動モー ドでは、 前記第 2の係合穴のみに前記オイル通路が連 通しており、 前記正転駆動モードに切り換える際には前記オイル通路にォ ィルを供給することで前記第 2の係合穴と前記口ックピンとの係合を解除 することを特徴とする請求項 5記載の内燃機関の動弁装置。 7 . 前記弁体は吸気弁であり、 前記正転駆動モードから前記揺動駆動モー ドへ前記モー ドを切り換えた際に、 前記弁体の開弁タイミングが遅角方向 に可変されることを特徴とする請求項 2〜 6のいずれかに記載の内燃機関 の動弁装置。 8 . 前記弁体は排気弁であり、 前記正転駆動モードから前記摇動駆動モー ドへ前記モードを切り換えた際に、 前記弁体の開弁タイ ミングが進角方向 に可変されることを特徴とする請求項 2〜 6のいずれかに記載の内燃機関 の動弁装置。 9 . 前記弁体と前記カムとの間のク リ アランスを調整する油圧ラッシュァ ジャスタを備えたことを特徴とする請求項 2〜 8のいずれかに記載の内燃 機関の動弁装置。
1 0 . 前記カムの作用力を前記弁体に伝達する口ッカーアームを備えたこ とを特徴とする請求項 9記載の内燃機関の動弁装置。
1 1 . 前記モータが前記カムシャフ トの長手方向の端部に配置されたこと を特徴とする請求項 2〜 1 0のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
1 2 . 前記モータが前記カムシャフ トの上部に配置されたことを特徴とす る請求項 2〜 1 0のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
1 3 . 前記内燃機関は車両減速時に燃料カツ ト運転を行う ものであり、 前記カム角度可変手段は、 前記燃料カッ ト運転の際に、 全ての気筒の前 記弁体が閉じる位置に前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴 とする請求項 1記載の内燃機関の動弁装置。
1 4 . 前記カムシャフ トは、 吸気弁を駆動するための吸気弁用カムシャフ トと排気弁を駆動するための排気弁用カムシャフ トを含み、
前記カム角度可変手段は、 前記燃料カッ ト運転の際に、 前記吸気弁用力 ムシャフ ト及び前記排気弁用カムシャフ トの少なく とも一方において、 全 ての気筒の前記弁体が閉じる位置に前記力ムの相対的な角度位置を可変す ることを特徴とする請求項 1 3記載の内燃機関の動弁装置。
1 5 . 前記カム角度可変手段は、
前記燃料カッ ト運転の際に、 前記吸気弁用カムシャフ ト及び前記排気弁 用カムシャフ トの一方において、 全ての気筒の前記弁体が閉じる位置に前 記カムの相対的な角度位置を可変するとともに、 前記吸気弁用カムシャフ ト及び前記排気弁用カムシャフ トの他方において、 一部の気筒の前記弁体 のみが開く位置に前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴とす る請求項 1 4記載の内燃機関の動弁装置。
1 6 . 前記カム角度可変手段は、
前記燃料カッ ト運転の際に、 前記排気弁用カムシャフ トにおいて、 全て の気筒の前記弁体が閉じる位置に前記カムの相対的な角度位置を可変する とともに、 前記吸気弁用カムシャフ トにおいて、 一部の気筒の前記弁体の みが開く位置に前記カムの相対的な角度位置を可変することを特徴とする 請求項 1 5記載の内燃機関の動弁装置。
1 7 . 前記一部の気筒は、 ピス トンが反対方向に動く 2つの気筒であるこ とを特徴とする請求項 1 5又は 1 6記載の内燃機関の動弁装置。
1 8 . 前記一部の気筒は、 クランク角の位相が 1 8 0 ° ずれた 2つの気筒 であることを特徴とする請求項 1 5又は 1 6記載の内燃機関の動弁装置。
1 9 . 前記カム角度可変手段は、
前記 2つの気筒において、 前記弁体の開き量が同一となるよ うに前記力 ムの相対的な角度位置を可変することを特徴とする請求項 1 7又は 1 8記 載の内燃機関の動弁装置。
2 0 . 前記カム角度可変手段は、 前記内燃機関が搭載された車両の車速の 要求レベルに応じて、 前記弁体の開き量を変化させることを特徴とする請 求項 1 5〜 1 9のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
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