WO2014073259A1 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

内燃機関の可変動弁装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014073259A1
WO2014073259A1 PCT/JP2013/073614 JP2013073614W WO2014073259A1 WO 2014073259 A1 WO2014073259 A1 WO 2014073259A1 JP 2013073614 W JP2013073614 W JP 2013073614W WO 2014073259 A1 WO2014073259 A1 WO 2014073259A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
lift amount
internal combustion
variable
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/073614
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村 信
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to CN201380048745.9A priority Critical patent/CN104685169A/zh
Priority to JP2014545598A priority patent/JP6072063B2/ja
Priority to DE112013005305.5T priority patent/DE112013005305T5/de
Priority to US14/427,114 priority patent/US9382819B2/en
Publication of WO2014073259A1 publication Critical patent/WO2014073259A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/10Valve drive by means of crank-or eccentric-driven rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245Hydraulic tappets
    • F01L1/255Hydraulic tappets between cam and rocker arm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F01L1/462Valve return spring arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0021Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
    • F01L13/0026Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • F02D13/0211Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing the change of valve timing is caused by the change in valve lift, i.e. both valve lift and timing are functionally related
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242Variable control of the exhaust valves only
    • F02D13/0246Variable control of the exhaust valves only changing valve lift or valve lift and timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L2001/2433Self contained, e.g. sealed hydraulic lash adjusters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

ロストモーション機構の過度なロストモーション量を抑制しつつ吸気弁の最大バルブリフト量を大きく取れるようにして機関性能を高めることができる内燃機関の可変動弁装置を提供する。#1、#2気筒の吸気弁(3a-3b)と排気弁(61a-61b)を開閉作動させる各吸、各排気側スイングアーム(6,64)と、該各スイングアームの揺動支点となる吸、排気側油圧ラッシアジャスタ(10a,10b,65a,65b)と、各吸気弁のバルブリフト量を連続可変する可変機構と、#1気筒側の吸、排気側油圧ラッシアジャスタをロストモーションにより吸排気弁の開閉作動を停止させるロストモーション機構(11)と、を備え、各吸気弁の最大バルブリフト量を排気弁のバルブリフト量よりも大きく制御すると共に、吸気弁の最小バルブリフト量を排気弁のバルブリフト量よりも小さく制御した。

Description

内燃機関の可変動弁装置
 本発明は、機関運転状態に応じて吸気弁と排気弁の開閉作動を停止可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。
 従来の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
 この可変動弁装置は、一部の気筒の吸気弁と排気弁の開閉作動を停止(休止)させる弁停止(休止)機構を備え、機関の出力が要求される高回転運転などでは、ロッカアームの揺動支点となるラッシアジャスタのボディが切換部材によってシリンダヘッドに固定されている。したがって、通常のラッシアジャスタとして機能することから、カムによりロッカアームを押し下げると、該ロッカアームの一端部を揺動支点として揺動して他端部により吸気弁と排気弁がそれぞれ所定のバルブリフト量で作動するようになっている。
 一方、低燃費が要求される常用運転域では、一部の気筒において前記切換部材がラッシアジャスタのボディ内に移動して、ラッシアジャスタをロストモーションさせて吸気弁及び排気弁の作動を停止させて、残り気筒のみで燃焼運転するいわゆる減筒運転とすることによって、燃費を改善するようになっている。
特開2007-100585号公報(図3)
 しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、カムによるバルブリフト量が大きくなると、必然的に弁作動を停止した場合における前記ロストモーション量が大きくなってラッシアジャスタの長手方向とスイングアームの開き角度が拡大する。したがって、ロッカアームの一端部がラッシアジャスタ当接箇所から外れないまでも、僅かながらも浮き上がり(非接触状態)が発生して、円滑なロストモーション作動が得られるなくなるおそれがある。よって、前記吸気弁及び排気弁の開弁リフト量を十分に大きくすることができない。
 一方、内燃機関は、そのタイプによって吸気弁の開弁リフト量と排気弁の開弁リフト量の大小関係の要求が異なっており、通常のガソリン仕様の自然吸気の内燃機関であれば、吸気弁の開弁リフト量を排気弁の開弁リフト量より大きくすることが求められる。なぜなら、高回転での機関出力を高めるためには、吸入空気量(充填効率)の確保が重要であるため吸気弁の開弁リフト量を高める必要がある。逆に、排気弁の開弁リフト量はさほど大きくなくとも、ガソリン仕様の自然吸気内燃機関であれば、排気系の圧損も低いので出力への影響は小さいのである。
 この場合に、要求開弁リフト量の大きな吸気弁側は、要求開弁リフト量の相対的に低い排気弁側に対して、ロストモーション量が増加してしまい、もって上述のロストモーションの円滑さが失われる可能性がある。このため、吸気弁側の開弁リフト量を抑制せざるを得ず、その結果、機関出力などが低下してしまうのである。
 本発明は、従来の可変動弁装置の前記技術的課題に鑑みて案出されたもので、ロストモーション機構の過度なロストモーション量を抑制しつつ、例えば吸気弁の最大バルブリフト量を大きく取ることができるようにして機関性能を高めることができる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
 本発明は、例えば、バルブスプリングのばね力によってそれぞれ閉方向に付勢された吸気弁及び排気弁と、揺動運動することによって前記吸気弁と排気弁を開閉作動させる一対のスイングアームと、該各スイングアームの揺動支点となる支点部材と、前記スイングアームを介して前記吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変にする可変機構と、前記スイングアームを介して前記排気弁を一定のバルブリフト量で開閉作動させる動弁機構と、前記一対の支点部材をロストモーション作動させることによって前記吸気弁と排気弁の開閉作動を停止させるロストモーション機構とを備え、前記吸気弁の最大バルブリフト量を前記排気弁のバルブリフト量よりも大きく制御すると共に、前記吸気弁の最小バルブリフト量を前記排気弁のバルブリフト量よりも小さく制御したことを特徴としている。
 この発明によれば、ロストモーション機構の過度なロストモーション量を抑制しつつ、例えば吸気弁の最大バルブリフト量を大きくすることが可能となって機関出力などの諸性能を高めることができる。
 また、最小バルブリフト量を小さくすることで、燃費などの諸性能を高めることができる。
本発明に係る可変動弁装置を2気筒内燃機関に適用した第1実施形態を示す斜視図である。 図1のA-A線断面図である。 Aは本実施形態に供される第1、第2油圧ラッシアジャスタを示す縦断面図、Bは同第1、第2油圧ラッシアジャスタの作用を示す縦断面図である。 本実施形態の第3、第4油圧ラッシアジャスタの縦断面図である。 本実施形態の制御油圧回路を示す概略図である。 Aは本実施形態における吸気弁のリフト量がL1に制御された場合の開弁時の吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタの作用説明図、Bは閉弁時の同第1、第2油圧ラッシアジャスタの作用説明図である。 本実施形態における吸気弁のリフト量がL3に制御された状態から弁停止に移行した場合の吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタのロストモーション機構による作用説明図である。 #1気筒側の排気弁の作動状態を示し、Aは排気側だい1,第2油圧ラッシアジャスタがロストモーションせず開弁した排気弁のバルブリフト量がLEとなったピークリフト状態を示し、Bは排気側第1、第2油圧ラッシアジャスタがロストモーションした状態を示し、Cはロストモーションせずに閉弁した排気弁の状態を示す作用説明図である。 Aは本実施形態における#1気筒側の吸気弁の最大リフト量(L4)に制御された場合の開弁時の吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタの作用説明図、Bは吸気弁の閉弁時の同第1、第2油圧ラッシアジャスタの作用説明図である。 Aは本実施形態における#2気筒側の吸気弁の最大リフト量(L4)に制御された場合の開弁時の吸気側第3,第4油圧ラッシアジャスタの作用説明図、Bは閉弁時の同第3、第4油圧ラッシアジャスタの作用説明図である。 本実施形態における各吸気弁と排気弁のバルブリフト量特性図である。 本実施形態における機関回転数と機関トルクとのマップ上における減筒運転領域と全筒運転領域を示す図である。 機関の各運転領域での#1気筒と#2気筒の各吸気弁と各排気弁バルブリフト特性図である。 図12に示す(2)~(3)への切り換え移行時の#1気筒と#2気筒の吸排気弁のバルブリフト特性とスロットルバルブの開度特性を示す図である。 図12に示す(2)~(3)への切り換え時におけるコントロールユニットの制御フローチャート図である。 図12に示す(4)~(5)への切り換え移行時の#1気筒と#2気筒の吸排気弁のバルブリフト特性とスロットルバルブの開度特性を示す図である。 図12に示す(5)~(4)への切り換え移行時の#1気筒と#2気筒の吸排気弁のバルブリフト特性とスロットルバルブの開度特性を示す図である。 図12に示す(5)~(4)への切り換え時におけるコントロールユニットの制御フローチャート図である。
 以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、ガソリン仕様の直列2気筒の内燃機関に適用され、フロント側の#1気筒が気筒休止可能な気筒、すなわち、吸気弁と排気弁の作動停止が可能な気筒になっていると共に、リア側の#2気筒は気筒休止せず、常時吸気弁と排気弁が作動する常時稼働気筒になっている。
 図1は#1気筒と#2気筒の吸気側の動弁装置を示し、図2は#1気筒(気筒休止可能気筒)における吸気側の可変機構を備えた動弁装置と排気側の動弁装置を示している。
 まず、#1、#2気筒の吸気側の動弁機構について説明すると、図1及び図2に示すように、シリンダヘッド1内に形成された一対の吸気ポート2、2を開閉する一気筒当たり2つの吸気弁が設けられている。すなわち、#1気筒では第1、第2吸気弁3a,3a、#2気筒では第1、第2吸気弁3b、3bが設けられている。ここで、第1吸気弁はフロント側、第2吸気弁はリア側に配置されている。
 前記吸気弁の可変機構は、各気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に3つの駆動カム5aを有する駆動軸5と、該駆動軸5の外周面に回転自在に支持されて、介装部材である各スイングアーム6を介して前記各吸気弁3を開閉作動させるそれぞれカム面7b、7bを有する一対の揺動カム7と、前記各駆動カム5aの回転力を揺動力に変換して前記各揺動カム7に伝達する伝達機構8と、該伝達機構8を介して前記各吸気弁3a,3a、3b,3bの作動角とリフト量を制御する制御機構9と、から構成されている。
 また、シリンダヘッド1に保持されて、前記各スイングアーム6と各吸気弁3a,3a、3b、3bとの間の隙間及び各揺動カム7の各カム面7bのベースサークルとの間の隙間を零ラッシに調整する支点部材(ピボット)である油圧ラッシアジャスタが配設されている。
 吸気弁側には、4つの第1~第4油圧ラッシアジャスタ10a、10a、10b、10bがあり、#1気筒には、第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aが配設され、#2気筒には第3、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10bが配設されている。
 ここで、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、#1気筒のフロント側に配設され、第2油圧ラッシアジャスタ10aは、同リア側に配設されている。第23油圧ラッシアジャスタ10bは、#2気筒のフロント側に配設され、第4油圧ラッシアジャスタ10bは同リア側に配設されている。
さらに、機関運転状態に応じて前記#1気筒側の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aを介して前記#1気筒の第1、第2吸気弁3a、3aの開閉作動を停止させる2つのロストモーション機構11を備えている。
 なお、前述の前記駆動軸5と揺動カム7、伝達機構8及び制御機構9によって構成される吸気側可変機構を、吸気VELと称する。
 また、前記吸気側には、前記駆動軸5のフロント側の端部に、駆動軸5を捻ることにより前記各吸気弁3a~3bの開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変にする図外の例えばベーンタイプの位相変更型バルブタイミング制御装置(VTC)が設けられている。
 以下、#1、#2気筒における各構成部材について説明すると、前記各吸気弁3a~3bは、各バルブガイド4を介してシリンダヘッド1に摺動自在に保持されていると共に、各ステムエンド3cの近傍に設けられた各スプリングリテーナ3dとシリンダヘッド1の内部上面との間に弾接された各バルブスプリング12によって閉方向に付勢されている。
 前記駆動軸5は、シリンダヘッド1の上端部に設けられた複数の軸受部13に前記揺動カム7のカムシャフト7aを介して回転自在に支持され、一端部に設けられた前述のVTCの図外のハウジングに設けられたタイミングプーリを介してクランクシャフトの回転力がタイミングベルトによって伝達されるようになっている。また、駆動軸5の外周に一気筒当たり1つ設けられた前記駆動カム5aは、その軸心Yが駆動軸5の軸心Xから径方向へ偏心していると共に、外周のカムプロフィールが通常のほぼ円形状に形成されている。
 前記各スイングアーム6は、一端部6aの平坦状あるいはやや凸状の下面が前記各吸気弁3a~3bの各ステムエンド3cに当接している一方、他端部6bの下面凹部6cが前記各油圧ラッシアジャスタ10a~10bの頭部に当接していると共に、中央に形成された収容孔内に、それぞれローラ軸14aを介してローラ14が回転自在に収容配置されている。
 前記各揺動カム7は、図1及び図2に示すように、円筒状のカムシャフト7aの両端部に、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなる前記カム面7bが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム7の揺動位置に応じて前記スイングアーム6のローラ14の上面を転接するようになっている。
 前記カムシャフト7aは、外周面の軸方向ほぼ中央位置に形成されたジャーナル部が前記複数の軸受部13に微小クリアランスをもって回転自在に支持されていると共に、内周面によって前記駆動軸5の外周面を回転自在に支持するようになっている。
 前記伝達機構8は、駆動軸5の上方に配置されたロッカアーム15と、該ロッカアーム15の一端部15aと駆動カム5aとを連係するリンクアーム16と、ロッカアーム15の他端部15bと一つの揺動カム7とを連係するリンクロッド17と、を備えている。
 前記ロッカアーム15は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部15aがピン18によってリンクアーム16に回転自在に連結されている一方、他端部15bがリンクロッド17の上端部にピン19を介して回転自在に連結されている。
 前記リンクアーム16は、円環状の基部の中央位置に有する嵌合孔16aに前記駆動カム5aのカム本体が回転自在に嵌合している一方、突出端が前記ピン18によってロッカアーム一端部15aに連結されている。
 前記リンクロッド17は、下端部がピン20を介して揺動カム7の一方のカム面7bが形成されたカムノーズ部に回転自在に連結されている。
 なお、前記各ロッカアーム15の他端部15bとリンクロッド17の上端部との間には、各構成部品の組付時に各吸気弁3a~3bのリフト量を微調整するアジャスト機構23がそれぞれ設けられている。
 前記制御機構9は、駆動軸5の上方位置に同じ軸受部に回転自在に支持された制御軸21と、該制御軸21の外周に前記ロッカアーム15の支持孔に摺動自在に嵌入されて、各ロッカアーム15の揺動支点となる2つの制御カム22が固定されている。
 前記制御軸21は、駆動軸5と並行に機関前後方向に配設されていると共に、図5に示すアクチュエータ50によって回転制御されている。一方、前記制御カム22は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸21の軸心から所定分だけ偏倚している。
 前記アクチュエータ50は、図5に示すように、図外のハウジングの一端部に固定された電動モータ51と、ハウジングの内部に設けられて、該電動モータ51の回転駆動力を前記制御軸21に伝達する減速機構として、ボール螺子要素及び変換リンクなどからなるボール螺子機構52と、から構成されている。
 前記電動モ-タ51は、比例型のDCモータによって構成され、機関運転状態を検出するコントロールユニット53からの制御信号によって正逆回転制御されるようになっている。
 前記4つの油圧ラッシアジャスタ10a~10bは、図1~図4に示すように、シリンダヘッド1の円柱状の各保持穴1a内にそれぞれ保持された有底円筒状のボディ24と、該ボディ24内に上下摺動自在に収容されて、下部に一体に有する隔壁25を介して内部にリザーバ室26を構成するプランジャ27と、前記ボディ24の下部内に形成されて、前記隔壁25に貫通形成された連通孔25aを介して前記リザーバ室26と連通する高圧室28と、該高圧室28の内部に設けられて、前記リザーバ室26内の作動油を高圧室28方向へのみ流入を許容するチェック弁29と、を備えている。また、前記シリンダヘッド1の内部には、前記保持穴1a内の溜まった作動油を外部に排出する排出孔1bが形成されている。
 前記ボディ24は、外周面に円筒状の第1凹溝24aが形成されていると共に、該第1凹溝24aの周壁に、前記シリンダヘッド1の内部に形成されて下流端が前記第1凹溝24aに開口した油通路30とボディ24内部とを連通する第1通路孔31が径方向に貫通形成されている。
 また、#1気筒側の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aのボディ24は、図3A,Bに示すように、底部24b側が#2気筒側の第3,第4油圧ラッシアジャスタ10b、10b側のボディ24よりも下方向へ延設されてほぼ円柱状に形成されている。
 前記油通路30は、シリンダヘッド1内に形成された潤滑油供給用の図外のメインオイルギャラリと連通しており、このメインオイルギャラリには、図5に示すオイルポンプ54から潤滑油が圧送されるようになっている。
 前記プランジャ27は、図3、図4に示すように、軸方向のほぼ中央の外周面に円筒状の第2凹溝27aが形成されていると共に、該第2凹溝27aの周壁に前記第1通路孔31とリザーバ室26とを連通する第2通路孔32が径方向に沿って貫通形成されている。また、各プランジャ27の先端頭部27bの先端面が各スイングアーム6の他端部6bの球面状の下面凹部6cとの良好な摺動性を確保するために球面状に形成されている。
 なお、この各プランジャ27は、ボディ24の上端部に嵌着固定された円環状のストッパ部材33によってその最大突出量が規制されるようになっている。
 前記第2凹溝27aは、その軸方向の幅が比較的大きく形成され、これによってボディ24に対するプランジャ27のいずれの上下摺動位置においても前記第1通路孔31と第2通路孔32とを常時連通するようになっている。
 前記各チェック弁29は、前記連通孔25aの下部開口縁(シート)を開閉するチェックボール29aと、該チェックボール29aを閉方向へ付勢する第1コイルばね29bと、該第1コイルばね29bを保持するカップ状のリテーナ29cと、ボディ24の底壁24cの内底面とリテーナ29cの円環状上端部との間に弾装されて、リテーナ29cを隔壁25方向へ付勢しつつプランジャ27全体を上方に付勢する第2コイルばね29dとから構成されている。
 そして、揺動カム7のカム面7bのベースサークル区間では、前記第2コイルばね29dによる付勢力による前記プランジャ27の進出移動(上方移動)に伴って高圧室28内が低圧になると、前記油通路30から保持穴1a内に供給された作動油が第1凹溝24aから第1通路孔31と第2凹溝27a及び第2通路孔32を通ってリザーバ室26に流入して、さらにチェックボール29aを第1コイルばね29bのばね力に抗して押し開き、作動油を高圧室28内に流入させる。
 これによって、プランジャ27は、スイングアーム6の他端部6bを押し上げてローラ14と揺動カム7との接触を介して揺動カム7とスイングアーム6の一端部6a及び各吸気弁3のステムエンド3aとの間の隙間を零ラッシに調整するようになっている。
 そして、前記揺動カム7のリフト区間では、プランジャ27に下方荷重が作用するので、高圧室28内の油圧が上昇し、高圧室28内のオイルがプランジャ27とボディ24の隙間から漏れ出てプランジャ27は僅かに降下する(リークダウン)。
 再び、揺動カム7のカム面7bのベースサークル区間になると、前述のように、前記第2コイルばね29dによる付勢力で前記プランジャ27の進出移動(上方移動)により、各部の隙間を零ラッシに調整するのである。
 このようなラッシ調整機能を、前記第1~第4油圧ラッシアジャスタ10a~10bの全てがもっている。
 前記ロストモーション機構(弁停止機構)11は、吸気弁側では前記#1気筒の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10a側にのみ設けられ、図3A,Bに示すように、前記各保持穴1aの底部側に連続して形成された円柱状の一対の摺動用穴34と、該各摺動用穴34の底面とボディ24の下面との間に弾装されて、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aを上方向へ付勢するロストモーションスプリング35、35と、第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aのロストモーションを規制する一対の規制機構36と、から構成されている。なお、#2気筒の吸気側第3、第4ラッシアジャスタ10b、10b側には、ロストモーション機構11が設けられておらず、したがって、通常のピボット機能と零ラッシ調整機能のみを有している。
 前記各摺動用穴34は、内径が前記保持穴1aの内径と同一に設定されて前記各ボディ24が前記保持穴1aから連続的に上下方向へ摺動可能に保持するようになっている。
 前記各ロストモーションスプリング35は、コイルスプリングによって形成されて、前記ボディ24の底面を上方向へ付勢して前記プランジャ27の先端頭部27bを前記スイングアーム6の他端部6b下面の凹部6cに弾接させるようになっている。
 また、前記各ボディ24は、前記シリンダヘッド1の内部に挿通配置されたストッパピン37によって最大上方移動位置が規制されるようになっている。すなわち、前記各ストッパピン37は、シリンダヘッド1内を前記ボディ24に向かって軸直角方向に配置され、先端部37aが前記第1凹溝24a内に摺動可能に臨設配置されて、ボディ24の上方移動に伴い前記先端部37aが第1凹溝24aの下端縁に当接することによってボディ24の最大上方の摺動位置が規制されるようになっている。
 したがって、前記各油圧ラッシアジャスタ10aは、スイングアーム6の揺動に伴い前記ロストモーションスプリング35のばね力を介して前記保持穴1aと摺動用穴34との間を上下にストロークしてロストモーションを行うことによって、前記スイングアーム6の揺動支点としての機能が失われて、揺動カム7のリフト作動が吸収され、各吸気弁3aの開閉作動を停止させるようになっている。
 前記各規制機構36は、前記ボディ24の底部24bの内部径方向に貫通形成された移動用孔38と、前記シリンダヘッド1内に保持穴1aと軸直角方向に形成された規制用孔39と、前記移動用孔38の内部一端側に固定されたリテーナ40と、前記移動用孔38の内部に摺動自在に設けられて、該移動用孔38から前記規制用孔39に跨って移動可能な規制ピン41と、該規制ピン41の後端と前記リテーナ40との間に弾装されて、前記規制ピン41を規制用孔39方向へ付勢するリターンスプリング42と、から主として構成されている。
 前記規制用孔39は、前記ボディ24が前記ストッパピン37によって最大上方位置に規制された際に、前記移動用孔38と軸方向から合致するようになっており、内径が前記移動用孔38とほぼ同一に形成されていると共に、一端側にシリンダヘッド1内に形成された油通路孔43から信号油圧が導入されるようになっている。
 ここで、前記ボディ24の回転方向の規制は、前記ストッパピン37の飛び出し量を僅かに増やすと共に、前記ボディ24の前記第1凹溝24a内に軸長手方向のスリットを設け、前記ストッパピン37先端と係合させることによって容易に実現できる。あるいは、別個の回転規制部材をシリンダヘッド1と前記ボディ24の間に装着してもよい。
 前記リテーナ40は、有蓋円筒状に形成されて、底部に規制ピン41の円滑な移動を確保するための呼吸孔40aが貫通形成されていると共に、軸方向の長さが図4Bに示すように、前記規制ピン41が移動用孔38に完全に収容された時点で、先端縁に規制ピン41の後端が当接してそれ以上の後退移動を規制する長さに設定されている。
 前記規制ピン41は、中実円柱状に形成されて、外径が前記移動用孔38と規制用孔39の内径よりも僅かに小さく形成されて円滑な摺動性が確保されている。また、この規制ピン41は、前記油通路孔43から規制用孔39に供給された油圧を先端部41aの受圧面によって受けることにより、前記リターンスプリング42のばね力に抗して後退移動して先端部が規制用孔39から抜け出して移動用孔38内に収容されて、規制が解除されるようになっている。
 前記油通路孔43(規制用孔39)には、図5に示すように、前記オイルポンプ54から圧送された油圧が電磁切換弁55を介して信号油圧として供給されるようになっている。
 前記電磁切換弁55は、図外のバルブボディの内部に摺動自在に設けられたスプール弁を、ソレノイドの電磁力とコイルスプリングのばね力とによって、オン、オフ的に2段階に切り換えるようになっており、前記ソレノイドに、前記電動モータ51の駆動を制御する同じコントロールユニット53から制御電流が通電、非通電されてポンプ吐出通路と油通路孔43とを連通するか、またはポンプ吐出通路を閉止して前記油通路孔43とドレン通路44を連通するように切り換え制御されるようになっており、これによって、信号油圧を大小2段階に制御するようになっている。
 前記コントロールユニット53は、クランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ角度センサなどの各種センサ類から機関回転数や負荷、スロットルバルブ開度量などの情報信号に基づいて機関運転状態を検出すると共に、この機関運転状態と前記制御軸21の現在の回転位置を検出する図外の回転位置センサからの情報信号(VEL制御軸実位置信号)によって前記電動モータ51を駆動制御して前記制御軸21の回転位置を制御する。これによって、各吸気弁3a~3bのリフト量と作動角を変化させるようになっている。
 すなわち、図11に示すように、吸気弁のリフト量はロストモーション機構11による弁停止が行われない場合は、最小のL1から最大のL4までの範囲で変化させるのである。
 吸気弁が最大リフト量L4に制御された場合のVELの作動は、図9、図10に示す通りである。図9は気筒休止可能気筒である#1気筒を示し、ロストモーション機構11が設けられており、一方、図10は常時稼働気筒である#2気筒を示し、ロストモーション機構11が設けられていないという違いはあるが、基本動作は両者同じである。
 図6は気筒休止可能気筒である#1気筒に関し、吸気弁が最小リフト量L1に制御された場合のVELの作動を示している。常時稼働気筒である#2気筒に関しては、図示しないが、ロストモーション機構11が設けられていないだけで、前述のような基本動作は#1気筒と同様である。
 また、コントロールユニット53は、機関運転状態に応じて前記吸気VTCの図外の電磁切換弁に制御信号を出力することにより前記オイルポンプ54から吐出された油圧を介してクランクシャフトに対して図外のベーンロータを進角側あるいは遅角側へ相対回転させて駆動軸5の回転位相を可変にする。これによって、各吸気弁3a、3a、3b、3bの開閉タイミングを制御するようになっている。
 前記排気側の動弁装置は、#1気筒と#2気筒とも、基本構成は前記吸気側と同様の構成であるが、異なるところは、図2示すように、前述した吸気側のような可変機構(VEL)を有しておらず、また、前述のVTCも備えていない。
 すなわち、シリンダヘッド1内に形成された一気筒当たり一対の排気ポート60、60をそれぞれ開閉する一気筒当たり2つの排気弁が設けられている。
 すなわち、#1気筒では第1、第2排気弁61a、61a、#2気筒では第1、第2排気弁61b、61bが設けられている。ここで、各第1排気弁はフロント側、各第2排気弁はリア側に配置されている。
 排気側動弁装置として、各気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に前記各排気弁61a~61bをバルブスプリング62のばね力に抗して開作動させる卵形の回転カム63aを有する排気カムシャフト63が設けられており、前記各排気弁61a~61bと回転カム63aとの間に介装された各スイングアーム64を介して前記各排気弁61a~61bを一定バルブリフト量LEで開閉作動するようになっている。
 また、シリンダヘッド1に保持されて、前記各スイングアーム64と各排気弁61a~61bとの隙間及び各回転カム63aのベースサークルとの間の隙間を零ラッシュ調整する支持部材(ピボット)である油圧ラッシアジャスタは配設されている。排気側には、4つの油圧ラッシアジャスタがあり、#1気筒に第1、第2油圧ラッシアジャスタ65a、65aが配設され、#2気筒に第3、第4油圧ラッシアジャスタ65b、65bが配設されている。
 ここで、第1油圧ラッシアジャスタ65aは、#1気筒のフロント側に配設され、第2油圧ラッシアジャスタ65aは、同リア側に配設されている。第3油圧ラッシアジャスタ65bは、#2気筒のフロント側に配設され、第4油圧ラッシアジャスタ65bは、同リア側に配設されている。
 そして、図2に示す#1気筒側の前記排気側各第1、第2油圧ラッシアジャスタ65a、65aは、前記#1気筒の吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aと同じくそれぞれロストモーション機構11を備えているが、#2気筒側の前記第1排気側第3、第4油圧ラッシアジャスタ65b、65bは、前記#2気筒の吸気側第3、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10bと同様にロストモーション機構11を備えていない。
 前記ロストモーション機構11は、図2及び図3に示す吸気側と同じ構造であるから、同一の符番を付して具体的な説明を省略する。すなわち、シリンダヘッド1の各保持穴1aの底部側に連続して形成された円柱状の摺動用穴34と、該摺動用穴34の底面とボディ24の下面との間に弾装されて、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ65a(10a)、65a(10a)を上方向へ付勢するロストモーションスプリング35、35と、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ65a(10a)、65a(10a)のロストモーションを規制する規制機構36、36と、から構成されている。
 そして、このロストモーション機構11を備えた#1気筒側の第1、第2排気弁61a、61aは、そのバルブリフト量が図11の破線で示すように、弁停止された場合は零リフトとなり、弁停止されていない場合は、ピークリフト量がLE一定となっており、これは同図実線で示す#1,2気筒の各吸気弁3a~3bのやや大きな中リフトL3とほぼ同じであり、最大リフト量L4よりも小さくなるように設定されている。
 また、図8Bに示すように、#1気筒の各排気弁61a、61a側の各ロストモーション機構11のロストモーション量はM3と比較的大きく、スイングアーム64とロストモーション方向のなす角度α3も比較的大きな値になっている。ここで、この角度α3は、より具体的には、スイングアームの揺動支点とローラの回転中心を結ぶ線と、油圧ラッシアジャスタのロストモーション方向としての軸線とのなす角度である。
 しかしながら、このα3程度であれば、各油圧ラッシアジャスタ65aの頭部と各スウィングアーム64の凹部との当接が浮くことはなく、円滑なロストモーション作動が得られる。逆に言うと、M3(α3)の値は、円滑なロストモーション作動が得られる範囲内の値となっている。ここで、仮にM3(α3)がさらに大きくなったと想定すると、前記当接部が不均一ないし局部的な接触となり、両者間のズレが生じ、さらには当接部に浮きが発生するようになり、円滑なロストモーション作動が得られない場合がでてくる。それを考慮し、M3(α3)の値に制限されるのである。
 図8は前記#1気筒の排気側の作動状態を示し、Aは第1、第2排気弁61a、61aがやや大きな一定リフト量LE(≒L3)で作動している状態、Bはロストモーション機構11によって第1、第2ラッシアジャスタ65a、65aのロストモーション作動状態(弁停止状態)を示し、Cは第1、第2排気弁61a、61aの閉弁状態を示している。
 一方、前記ロストモーション機構11を有さない#2気筒の排気側の第3、第4ラッシアジャスタ65b、65bは、図4に示す#2気筒の吸気側の第3、第4ラッシアジャスタ10b、10bと同じ構造である。
 そして、この#2気筒の各排気弁61b、61bの固定的なバルブリフト量も#1気筒の各排気弁61a、61aと同じくリフト量がLEとなるように回転カム63aのカムプロフィールが同一に設定されている。
 なお、図8Aに示すように、ピークリフト状態でのスイングアームとロストモーション方向とのなす角度β3は理想の90°に近く、高回転域でバルブのジャンピングなどが発生しても、スイングアームと油圧ラッシアジャスタ頭部との横ずれは発生しにくく、スイングアームの外れなどは発生しにくくなっている。また、吸気側についても、ピークリフト状態でのスイングアームとロストモーション方向とのなす角度βは、図6Aに示すリフト量L1制御でのβ1や、図9A及び図10に示すリフト量L4制御でのβ4で示すように、理想の90°に近い角度になっており、同様にしてスイングアームの外れなどは発生しにくくなっている。
〔可変動弁装置の作動〕
 以下、本実施形態における可変動弁装置の作動について説明する。
 本実施形態では、図12及び図13に示すように、機関のアイドル運転や低回転、低負荷領域(A領域 (1)(2))では、#1、2気筒とも気筒休止を行わず、全筒運転が行われ、それより回転あるいは負荷がやや高い低中回転、低中負荷領域(B領域(3)(4))では、#1気筒が気筒休止した減筒運転となり、さらに加速や高回転あるいは高負荷領域(C領域(5)~(7))では、全筒運転が行われるように制御される。
 より具体的に説明すると、例えば、機関のアイドリング運転領域(図12のA領域(1))では、コントロールユニット53から出力された制御電流によって電動モータ51が回転駆動し、この回転トルクがボール螺子機構52を介して前記制御軸21に伝達される。この制御軸21が一方向へ回転駆動されると、図6A、Bに示すように、制御カム22も一方向に回動して軸心が制御軸21の軸心の回りを同一半径で回転し、肉厚部が駆動軸5から図示のように右下方に離間移動する。これにより、ロッカアーム15の他端部15bとリンクロッド17の枢支点(連結ピン19)は、駆動軸5に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム7は、リンクロッド17を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられる。
 よって、駆動カム5aが回転してリンクアーム16を介してロッカアーム15の一端部15aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド17を介して各揺動カム7及び各スイングアーム6に伝達され、各吸気弁3はバルブスプリング12のばね反力に抗して開弁して、そのリフト量は、図6や図11に示すL1のように十分小さくなる。
 例えば、機関が高回転、高負荷領域(図12のC領域の(7))に移行した場合は、コントロールユニット53からの制御電流によって電動モータ51が逆回転してボール螺子機構52を同方向へ回転させると、図9A、B(#1気筒)及び図10A、B(#2気筒)に示すように、この回転に伴って制御軸21が制御カム22を他方向へ回転させて、軸心が左下方向へ移動する。
 このため、ロッカアーム15は、今度は全体が反時計方向に回転して他端部15bによって揺動カム7のカムノーズ部を、リンクロッド17を介して下方へ押圧して該各揺動カム7全体を所定量だけ図6A、Bに示す位置から反時計方向へ回動させる。したがって、各揺動カム7の各カム面7bの各スイングアーム6のローラ14外周面に対する当接位置が、カムノーズ部側(リフト部側)に移動する。
 このため、吸気弁3の開作動時に駆動カム5aが回転してロッカアーム15の一端部15aを、リンクアーム16を介して押し上げると、各スイングアーム6を介して各吸気弁3a、3bが各バルブスプリング12のばね力に抗して開弁して、そのバルブリフト量が図9~図11に示す最大のL4になるまで連続的に変化しつつ回転の上昇にしたがってL4まで大きくなる。これによって、高回転域の吸気充填効率が向上して出力の向上が図れる。
〔ロストモーション機構の作動〕
 前述したA領域であるアイドリング運転や低回転低負荷域を超えたB領域、すなわち、回転あるいは負荷がA領域よりもやや高い運転領域(例えば高速道路での定常運転など)に運転状態が変化すると、前記コントロールユニット53から電磁切換弁55に制御電流が出力されて、オイルポンプ54から大きな吐出油圧が信号油圧として油通路孔43を通って規制用孔39内に導入される。
 このため、この大きな信号油圧を受けた規制ピン41は、リターンスプリング42のばね力に抗して後退移動して、先端部41aが規制用孔39から抜け出て、シリンダヘッド1に対する吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10a及び排気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ65a、65aのロックが解除される。
 したがって、第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a(65a)、10a(65a)は、全体がロストモーションできるようになり、前記ロストモーションスプリング35のばね力を介して保持穴1aと摺動用孔34内を上下方向へ移動を繰り返してロストモーション状態になる。このため、第1、第2吸気弁3a、3a及び第1、第2排気弁61a、61aは閉弁状態(弁停止状態)となり、#1気筒は気筒休止となる。
 ここで、吸気弁が弁停止状態になるまでの弁作動状態について、例えば、吸気弁が最小リフト量L1に制御された状態から弁停止に移行する場合について考えてみると、まず、弁作動状態では、図6Bに示す前記揺動カム7が零リフト(閉弁)となる位置から、Aに示す最大開弁リフト(L1)位置の間で変化し、次に、弁停止制御が行われると、前記揺動カム7が最大限揺動しても、第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aは、図6Aに付記するM1のストローク量だけロストモーションし、実際にはバルブリフトを行わない弁停止状態に移行する。
 次に、制御軸を回転させて弁停止移行前の制御リフト量が大きかった場合を考えてみると、弁停止に移行したときのロストモーション量は増加する。例えば、リフト量L3で制御していた状態から弁停止に移行すると、図7に示すように、ロストモーション量はM3まで増加する。その瞬間の第1、第2スイングアーム6、6と第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10aとの間で形成される開き角度がα(図7参照)は、揺動カム7がピークリフトとなった位置においては、α3まで増加する。これは、前述の排気弁が弁停止状態(ロストモーション量M3)におけるα3と同程度であり、過度な開き角度にはなっていない。
 したがって、前記揺動カム7がピークリフト(最大開弁動作)となってもスムーズな弁停止作動、ロストモ-ション作動が得られるのである。
 さらに、弁停止移行前の制御リフト量をL4まで増加した場合を仮に想定してみると、その状態から弁停止移行すると、ロストモ-ション量はさらにM4まで増加し、それに伴い開き角もさらにα4まで増加し、その結果、各油圧ラッシアジャスタ10aの頭部と各スイングアーム6の凹部との当接部が不均一ないし局部的な接触となり、両者間のズレが生じ、さらには当接部に浮きが発生するようになる。これによって、円滑なロストモーション作動が得られなくなるばかりか、最悪の場合はスイングア-ムが脱落してしまう可能性がでてくる。
 しかしながら、本実施形態では、このような問題を回避できる。なぜなら、弁停止に移行する前に、VELによりリフトL3以下のリフト量に減少制御すれば良く、その状態から弁停止移行すれば、最大開き角αをα3以下(ロストモ-ション量MをM3以下)とできるのである。
 この結果、吸気弁の最大制御リフト量をL4と充分高めて、すなわち排気弁のリフト量L3を越えた大きなリフト量とでき、且つ開き角αを排気弁側のα3と同等以下にでき、円滑な弁停止作動、ロストモ-ション作動が得られるのである。
 また、#1気筒の気筒休止に移行する際には、上述の吸気弁側の弁停止移行に同期し、#1気筒の排気側の油圧ラッシアジャスタ65a、65aも、図8A~Cに示すように、M3のストローク量だけロストモーションし実際にはバルブリフトを行わない弁停止状態に移行するのは前述の通りである。
 一方、常時稼動気筒である#2気筒の吸気側や排気側では各油圧ラッシアジャスタ10b、10b、65b、65bが、各スイングアーム6、64に対する通常の揺動支点として機能していることから、各吸気弁3b、3b、61b、61bは依然としてリフト作動を行っているのである。
 以上説明してきたように、コントロールユニット53は、機関運転条件に応じて吸気VELのアクチュエータ50や、吸気VTCの油圧切換弁(電磁切換弁)、さらにはロストモーション機構11の電磁切換弁55を制御して、#1気筒及び#2気筒の各吸気弁3a、3a、3b、3bのリフト量や相対回転位相を変更させると共に、#1気筒の各吸気弁3a、3a及び各排気弁61a、61aを停止作動/開閉作動させて#1気筒の気筒休止/稼動を制御するのである。
  図12には本実施形態における稼動気筒数マップを示し、横軸は機関回転数、縦軸は機関負荷(トルク)を表している。
 前記アイドリング運転を含む低回転・低トルク側(A領域)では、前述したように、全筒運転される。なぜなら、減筒運転では、爆発期間が拡大するが、低回転域では爆発期間の絶対時間が伸びるため機関の回転変動が大きくなり、それに伴い機関振動が増大する傾向にある。しかるに、  A領域のアイドリング運転などでは、機関安定性や静粛性・低振動性が特に求められ、そのため燃費の良い減筒運転を使うことができず全筒運転を行っている。
 前記A領域より回転ないし負荷がやや大きなB領域では、機関安定性や静粛性・低振動性の要求が低くなるので、燃費の良い減筒運転を使う。
 前記B領域よりさらに回転ないし負荷が大きくなるC領域では、機関パーフォーマンスが求められ、全筒運転としトルクを高めるのである。
  図12に示す実線矢印((1)⇒(2)(3)⇒(4)(5)⇒(6)⇒(7))は加速運転を示し、破線矢印((6)⇒(5)(4)⇒(3)(2)⇒(1))は減速運転を示している。
 図13は、それに対応した稼動気筒数と吸排気弁の作動の状況を示している。
ここで、(1)はアイドリング運転であり、本実施例では、吸気VELにより各吸気弁3a~3bのバルブリフト量をL1の小さなリフト量に低減できるので、吸気流速を高めて燃焼を改善し、低燃費化することができる。
 また、燃料霧化を促進するためにスロットルバルブSVを大きく絞って筒内負圧を発達させるのが常だったが、本実施形態では、吸気流速大による霧化も向上でき、またスロットルバルブSVの絞りを低減できるので、筒内負圧が減少してポンピングロスの増大が抑制されるからこの面からも燃費向上ができる。
  (2)はアイドリング運転よりやや回転または負荷の高い領域で、やはり全筒運転となっている。この領域は、(1)よりややバルブリフト量は高いものの、低いリフト量(L2)であり、吸気流速による霧化向上、燃焼改善効果があり、さらに負荷が増えたことによる燃焼改善により、スロットルバルブSVをほぼ全開にできている。いわゆるバルブスロットリングとでポンピングロスも低減し燃費を向上できている。
すなわち、最大リフト量をL4と十分大きくし、機関出力を充分高められることを説明したが、ただリフト量が大きいだけだと、アイドリング運転など低回転・低負荷領域であるA領域で燃費が悪化してしまう。それに対して、VELにより、排気弁のリフト量L3より小さいリフト域(L1~L2)までA領域での吸気弁リフト量を減少できるので、上述のように減筒運転できないA領域で特に低燃費化できる。この領域は機関トルクも小さくフリクションの燃費への影響が大きい領域なので、上述の燃焼面からだけでなく、小リフト制御による動弁フリクション低減面からの燃費低減効果も大きいのである。
  なお、ここで吸気VTCによって吸気弁3a~3bの相対回転位相をやや遅角側に制御すればアイドリング運転(1)から僅かに負荷や回転数の高い運転領域(2)に変化した場合の吸気弁開時期の変化すなわちバルブオーバーラップの変化が抑制されて、筒内残留ガス量の変化を抑制でき、(1)から(2)に移行した場合の過渡性能が安定化する。
 (1)~(7)のリフトカーブについても、リフト量の増大に合わせて吸気VTCによって遅角に制御するものとし、同様にバルブオーバーラップの変化を抑制して筒内残留ガス量の過渡変化を抑制できる。(以下の説明では、吸気VTCの制御に関しては、説明を省略する。)
  (3)は(2)より僅かに回転または負荷の高い領域で、A-B境界ラインを超えて減筒運転に移行する。この減筒運転になると、燃焼気筒数当たりの負荷が増大し燃焼状態が向上することに加え、燃焼ガスが触れる筒内表面積の総和が半減することになり(冷却損失低減)、燃費が向上する。本実施形態では、この減筒運転において、さらなる格別の効果が得られる。
 すなわち、減筒運転では、燃焼気筒数当たりの負荷増加に対応すべく仮にバルブリフト量をやや増加させるとすると吸気弁3b、3bの閉時期が下死点に近づき、ポンピングロスが増加してしまう。また、バルブリフト  量不足もポンピングロス増加につながる。
 そこで、図13の(3)#2気筒に示すように、バルブリフト量をL4まで大きく増加させ、吸気弁3b、3bの閉時期を下死点を超えて大きく遅角させるのである。
 これにより、バルブリフト量が大きいことと吸気弁3b、3bの閉時期が充分遅いことでポンピングロスを抑制することで、減筒運転での燃費を充分に向上できる。
 ここで、吸気弁3b、3bの閉時期を遅角に制御することにより、有効圧縮比が下がるので耐ノック性が良くなり、本実施形態のような火花点火機関では点火時期を早めることができ、それによっても燃費を向上できる。
 また、この吸気弁3b、3bの閉時期が下死点に対して充分遅角しているので発生トルク自体も低減できるので、燃費の良い減筒運転領域をより低トルク側まで拡大できる。つまり、A、Bの境界ラインが、より低トルク側まで拡大できるのである。これらにより、車両としての燃費を一層向上できる。
 さらに、減筒運転時は、少数気筒が燃焼することに伴い、機関の回転変動や振動が問題になるが、吸気弁3b、3bの閉時期が下死点を超えて大きく遅角しているので、有効圧縮比が下がっており、機関回転変動や振動も有効に低減できる。
 すなわち、最大リフト量をL4まで増加できることで、機関出力を高められることは既に述べたが、上述のように、リフトを大きくすることで、減筒運転領域であるB領域の燃費を一層向上できたり、燃費の良い減筒運転領域広げたり、機関回転変動や振動を低減する、といった効果も有するのである。
 また、このB領域は、A領域と比較し燃焼トルクが大きく、もってフリクションが燃費に与える影響は小さく、そのため大リフトによる動弁フリクション増による燃費影響は小さいのである。
 本実施形態では、この(2)⇒(3)の過渡においても、有効な作用をする。
 図14にそのシーケンスを示す。機関トルクないし回転数が低い側の全筒運転領域(A領域)から、負荷ないし回転数がやや高い側の減筒運転領域(B領域)に移行する際、図14(a)に示すように、先行して中リフト量(L3)に増大制御すると共にスロットルSVの開度を絞るのである。こうすることによって、機関トルクの増加を抑制しつつ、減筒運転移行に向け予めリフト量を増加できるのである。
 次に、図14(b)に示すように、気筒休止可能気筒である減筒気筒(#1気筒)の吸排気弁3a、3a、61a、61aの作動を停止すると共に(減筒気筒については燃料噴射も停止)、スロットルバルブSVの開度を拡大して機関トルクの変化を抑えるのである。
 また、各吸気弁と各排気弁が開閉作動する状態と開閉作動を停止する状態(弁停止)とが択一的に切り換わるため、中間段階の小リフトカーブが存在せず、該小リフトカーブに起因する過渡性能の悪化は生じない。この過渡性能の悪化とは、切り換わる途中で吸気弁の開時期が大幅に遅れるタイミングを通過することによる唐突なエンブレショック(ポンプ損失ピーク)、あるいは特に極小リフト域を通過した時の吸入空気ばらつき大などの性能不安定のことであり、これらは前記択一変換により抑制できるのである。
 従って、例えば、仮にVELそのもので零リフトまで変換することで弁停止を実現する方策も考えられるが、この場合は連続的にリフトが変化し上記中間段階での小リフトカーブを通ることになるので、上記過渡性能悪化を伴ってしまい、それに対し本発明はこの過渡性能悪化を抑制できるのである。
 その後、図14の(3)に示すように、稼動気筒(#2気筒)について吸気弁3b、3bの閉時期が下死点を超えて大バルブリフト量に増加制御すると共に、さらにスロットルバルブSVの開度をほぼ全開まで増加させトルク変化を抑制するのである。
 これによって、その後はリフト量大(作動角大)による吸気弁3b、3bの遅閉じによりポンプ損失を充分低減し燃費向上できる。また、機関トルク自体も減らせるので、燃費の良い減筒領域を機関の低負荷、低回転側に拡大できるのである。
   さらに、前記吸気弁遅閉じにより有効圧縮比も下げられ、減筒運転で問題となる振動や回転変動も抑制でき、その面からも減筒運転領域拡大に貢献するのである。
 なお、図14(3)において、吸気弁3b、3bの閉時期が下死点を超えて大バルブリフト量に増加制御することで所定機関トルクに制御する代わりに、仮に、吸気弁3b、3bの閉時期が下死点前(所謂早閉じ)を維持しつつリフト量をやや増大させることで所定機関トルクに制御する場合を想定してみると、以下の不都合が生じる。
 すなわち、減筒運転移行での燃焼気筒あたりの負荷増加に対応するために、バルブリフト量は比較的低いままなので吸入抵抗から吸気弁3b、3bの閉時期を下死点付近まで遅角することで機関トルクを増大せざるを得ず、その結果、ポンプ損失が増大したり(燃費悪化)、有効圧縮比が増加して振動や回転変動で不利となるので減筒領域も拡大できないのである。
  図15には、(2)から(3)に至る間の制御フローを示し、まずステップ1では、クランク角センサなどの各種センサ類によって機関回転数や機関負荷及びスロットルバルブSVの開度量などを検出して、現在の機関運転状態(運転条件)を演算する。
 ステップ2では、現在の機関運転状態が前記図12に示すA領域内か否かを判断し、A領域内ではないと判断した場合はリターンし、A領域であると判断した場合は、ステップ3に移行する。
 このステップ3では、機関運転状態が図12のAB境界ラインに移行したか否かを判断し、移行していない場合はリターンし、移行している場合は、ステップ4に移行する。
 ステップ4では、吸気VELによって吸気弁3a~3bのバルブリフト量を増大制御して、L2からL3に変化すると共に、吸気VTCによって吸気弁を遅角側に制御する信号を出力する(開時期変化抑制)。また、スロットルバルブSVの開度を減少させる制御信号を出力する(ほぼ全開から中開度)。
 次に、ステップ5では、電磁切換弁55にオン信号を出力して、#1気筒の吸気弁3a、3aと排気弁61a、61aを弁停止制御させると共に、スロットルバルブSVの開度量をやや増加させる制御を行う(中開度からやや大開度)。
 ステップ6では、吸気VELによって吸気弁のバルブリフト量をL3からL4に増加させる制御を行うと共に、吸気VTCによって吸気弁の閉時期を遅角制御する(開時期変化抑制)。また、スロットルバルブSVの開度を拡大制御する(やや大開度からほぼ全開)。これによって一連の制御処理を終了する。
  図12、図13の(4)は、減筒運転領域の(3)に対して、機関トルクないし回転数が高い運転条件である。吸気弁3b、3bの閉時期を下死点側に連続的にやや近づけていき、充填効率を要求トルクに応じ、スロットルバルブSVのほぼ全開を維持しつつ高めている。したがって、ポンプ損失を抑制しつつ良好な燃費が得られる。
 さらに、要求機関トルクが高くなると、機関トルクの絶対値不足、有効圧縮比増加によるノッキングの発生によって減筒運転では実現できなくなり、(5)で全筒運転に切り換えるのである。
 図13の(5)に示すように、バルブリフト量大(作動角大)で各吸気弁3a~3bの閉時期を大きく遅角できるので、全筒運転における要求充填効率に抑えつつ、スロットルバルブSVの開度も拡大できるので、ポンプ損失を充分低減し、全筒運転ながら良好な燃費を実現できる。また、この(4)から(5)への過渡運転時においても有効な作用をする。
切り換えのシ-ケンスを見ていくと、図16に示すように、(4)の減筒運転から(c)の全筒運転切り替わる際、中間段階の小リフトが存在しないので、前述のような唐突なエンブレショック(ポンプ損失ピーク)や前述のような性能不安定は生じない。この効果は、前述の(a)の全筒運転から(b)の減筒運転に切り替わる際に、中間段階の小リフトが存在しないことによる効果と同様である。そして、全筒運転化でのトルク増加を抑制するためにスロットルバルブSVの開度をやや絞るのである。
 その後、(5)では、バルブリフト量大(作動角大)とできるので、吸気弁閉時期が下死点より充分遅れ、吸気充填効率が抑えられ、スロットルバルブSVの開度をその分拡大できるので、トルクの変化を抑制できる。つまり、過渡運転においてトルクが変化するトルクショックを抑制できるのである。
  次に、減速運転について考察する(図12の破線矢印)。図17には(5)から(4)に減速するシーケンスを示す。
 (5)は全筒運転で大リフトであるが、ここから直接減筒運転の(4)に変化するのではなく、全筒運転で中リフトである(c)を経由することで、格別の効果が得られる。
 すなわち、吸気弁3a~3bの大リフト量L4から直接弁停止移行すると、図7に示す許容ロストモーション量M3を超えてしまい、円滑なロストモーション作動が得られなくなり、#1気筒の各スイングアーム  6、6と各油圧ラッシアジャスタ10a、10aの頭部との当接に浮きが生じ、両者間に横ズレが生じ、最悪の場合は、各スイングアーム6が外れて機関故障に繋がるおそれがある。
 これに対して、一度吸気VELにより中間リフト量L3に変化してから弁停止移行するので、ロストモーション量は許容のM3レベルに抑制でき、もって円滑なロストモーション作動を確保できるのである。
 図18に制御フローチャートを示し、まずステップ11では、クランク角センサなどの各種センサ類によって機関回転数や機関負荷及びスロットルバルSVの開度量などを検出して、現在の機関運転状態(運転条件)を演算する。
 ステップ12では、現在の機関運転状態が前記図12に示すC領域内か否かを判断し、C領域内ではないと判断した場合はリターンし、C領域であると判断した場合は、ステップ13に移行する。
 このステップ13では、機関運転状態が図12のBC境界ラインに移行したか否かを判断し、移行していない場合はリターンし、移行している場合は、ステップ14に移行する。
 ステップ14では、吸気VELによって吸気弁のバルブリフト量を減少させる信号を出力して、L4からL3に変換制御すると共に、吸気VTCによって吸気弁を進角側に制御する信号を出力する(開時期変化抑制)。また、スロットルバルブSVの開度を減少させる制御信号を出力し(ほぼ全開からやや大開度)、トルク変化を抑制する。
 次に、ステップ15では、前記制御軸22の実回転位置を読み込み、ステップ16では、前記吸気弁の実リフト量はL3に達したか否かを判断し、達していないと判断した場合はリターンするが、達していると判断した場合は、ステップ17に移行する。
 このステップ17では、前記電磁切換弁55にオン信号を出力して、#1気筒の各吸気弁3a、3aと各排気弁61a、61aを弁停止させると共に、スロットルバルブSVの開度量をやや増大制御させる信号を出力し(やや大開度~ほぼ全開)、トルク変化を抑制する。これによって一連の制御処理を終了する。
 ここで重要なのは、ステップ15,16の実リフト確認部で、実リフトがL3になったのを確認後、弁停止に移行するようになっている。これにより、L3より大きなリフト量の状態(前述のαがα3より大きい状態)から弁停止移行するのを確実に回避し、確実に上記の円滑なロストモーション作動を確保できるのである。
  図12の(6)から(7)に向けた実線矢印は、(6)で示す最大機関トルク付近の領域から、さらにアクセルを踏み続け、回転が上昇していきレブリミット付近の最高出力点(7)に至る加速を示している。図13の(6)(7)はリフト特性の変化を示している。(6)は吸気弁閉時期が下死点より遅いが下死点に近い位置である。つまり、中回転で最大トルクがでるようなバルブタイミングに設定されている。
 次に回転が上昇するにつれ、各吸気弁3a~3bの閉時期は次第に遅角し、最大トルクになるタイミングをトレースしていく。また、本発明は効果として最大リフト量をL4と大きくとれるので、(7)に示すように高回転での最大トルクを高め、機関最大出力を高めることができる。
 したがって、本実施形態では、排気量当たりの比出力を高めることができ、排気量を小さく設定して燃費をさらに向上させることも可能である。
 本実施形態では、吸気弁側に吸気VELを設け、弁停止での円滑なロストモーション作動を確保しつつ、吸気弁の最大リフト量を排気弁より高く設定し、機関最大出力を高めると共に、減筒運転領域(B領域)の燃費を向上させたり、燃費の良い減筒運転領域(B領域)自体を拡大したり、同領域での機関回転変動や振動を低減でき、さらに最小リフト量を排気弁より低く設定することで、低回転低負荷側の全筒運転(A領域)の燃費を向上した例を示したが、排気弁側にVELを設けることも可能である。
 これによれば、前記ロストモーション機構11のロストモーション量を抑制し、同機構の円滑なロストモーション作動を維持しつつ、前記排気弁の最大リフト量を大きく、最小リフト量を小さく取ることができ、もって種々のエンジンの諸性能を高めることができる。この結果、例えば、比較的排圧の高いターボエンジンや、排気系にパーティキュレートフィルタを備えたエンジンなどの排気抵抗の大きなエンジンにおいて、排気弁の大きなリフト量により、高回転における排気効率を高め、最高出力を増加できる。
 また、例えば、部分負荷領域で、吸気2弁のうち1つの吸気弁の作動を停止し、排気2弁のうち1つの排気弁の作動を停止しつつ作動側の排気弁のリフト量を小さく制御  すれば、吸気片弁作動による吸気スワールによる燃焼改善に加え、排気片弁作動且つ小リフト制御による高流速スワールにより、燃費低減できるとともに排気エミッション性能なども向上することができる。
  また、本実施形態では、2気筒内燃機関に用いた例を示したが、直列4気筒などにも容易に用いることが可能である。例えば、仮にVELそのもので制御軸21(制御カム22)の位相位置を大きく変更することで弁停止させる場合(最小リフトを零リフトにする場合)を想定してみると、一部の気筒のみ弁停止や気筒休止をすることは制御軸が別個に2つ必要なことを意味し、構造の複雑化をよんでしまう。本発明では特定の気筒や部位にロストモーション機構を設けるだけで容易に一部の気筒のみ弁停止や気筒休止を実現できる。
 また、VELそのもので最小リフトを零リフトにしようとする場合、必然的に最大リフトが低下し、機関出力が低下してしまう。さらに、零リフトまで変化する間、リフト量が連続的に零リフトまで低下することになるので、前述の中間段階の小リフトカーブによる過渡性能悪化が生じてしまう。それに対し、本発明では、前述のように最大リフト量を充分大きくでき機関出力を増加できるだけでなく、リフト量が連続的に零リフトまで低下することに起因する過渡性能悪化も抑制できる。
  さらに、本実施形態では、図14、図16、図17に示すように、過渡トルクの安定化のために、スロットルバルブSVの開度の過渡制御によるトルク補正を行っているが、点火時期制御による卜ルク補正を行っても良い。これによれば、高応答のトルク補正が可能となり、補正応答性が高まる。
  本実施形態では、ロストモーション機構11としては、スイングアームの支点となる油圧ラッシアジャスタに設け、該油圧ラッシアジャスタのボディとシリンダヘッド1とを直接摺動させたたものを示したが、両者間に、シリンダヘッド1に固定された鉄製のケ-ス部材を介在させても良い。これによれば、シリンダヘッド1をアルミ製とした場合であっても、摺動磨耗の問題を回避できる。
 また、ロストモーション機構11をスイングアームの方に設けてもよい。この場合、例えば、特表2009-503345号公報などに示すような、メインスイングアームに変位(ロストモーション)できるローラエレメントを設け、このローラエレメントとメインスイングアームを締結ないし非締結を切り替えればよい。この場合でも、過度なロストモーションにより、ローラエレメントと揺動カムとの当接がはずれたり、干渉したり、ロストモーション時に底付きしたりするが、本発明のようにVELを用い、大リフトを実現しつつ、弁停止移行の際には予めVELで小リフト移行した後弁停止移行するようにして、最大ロストモーション量を抑えることで、姿勢の無理を防止し、もって円滑なロストモ-ション作動を実現するようにすれば良い。
 すなわち、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の構成に適用でき、例えば、特開2010-270633号公報に示すような、油圧ラッシアジャスタを持たないリフタ型の動弁機構にも適用できる。この場合、特開昭63-16112号公報に示すような、リフタに内蔵するロストモ-ション機構を用いればよいのである。この場合でも、同様にVELを用い、大リフトを実現しつつ、弁停止移行の際には予めVELで小リフト移行した後弁停止移行するようにして、最大ロストモーション量を抑えることで、姿勢の無理を防止し、もって円滑なロストモ-ション作動を実現できるのである。
 また、燃料噴射として、筒内直噴を用いても良い。この場合、吸気弁上流ではなく下流から燃料噴射されるので、吸気弁停止状態で吸気弁の傘上部に燃料が溜まったり、筒内に上流からの燃料を含む混合気を吸い込んだ状態で気筒休止や弁停止を迎えることなどを回避できる。その結果、燃料による吸気弁傘部や筒内のコンタミを防止でき、また全筒運転に切り替わった際に、過渡空燃比ばらつきを低減できる。  
 1…シリンダヘッド
 1a…保持穴
 3a、3a…#1気筒側の第1、第2吸気弁
 3b、3b…#2気筒側の第1、第2吸気弁
 5…駆動軸
 5a…駆動カム
 6…吸気側スイングアーム
 6a…一端部
 6b…他端部
 7…揺動カム
 8…伝達機構
 9…制御機構
 10a、10a…#1気筒側の第1、第2油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
 10b、10b…#2気筒側の第3、第4油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
 11…ロストモーション機構(弁停止機構)
 12…吸気側バルブスプリング
 13…軸受部
 14…ローラ
 24…ボディ
 27…プランジャ
 27b…先端頭部
 34…摺動用孔
 35…ロストモーションスプリング(付勢部材)
 36…規制機構
 38…移動用孔
 39…規制用孔
 40…リテーナ
 41…規制ピン
 42…リターンスプリング
 43…油通路孔
 44…ドレン孔
 54…オイルポンプ
 55…電磁切換弁
 61a、61a…#1気筒側の第1、第2排気弁
 61b、61b…#2気筒側の第1、第2排気弁
 62…排気側バルブスプリング
 63…排気側カムシャフト
 63a…回転カム
 64…排気側スイングアーム
 65a、65a…#1気筒の排気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
 65b、65b…#2気筒の排気側第3、第4油圧ラッシアジャスタ(支点部材)

Claims (20)

  1.  バルブスプリングのばね力によってそれぞれ閉方向に付勢された吸気弁及び排気弁と、
     揺動運動することによって前記吸気弁と排気弁を開閉作動させる一対のスイングアームと、
     該各スイングアームの揺動支点となる支点部材と、
     前記スイングアームを介して前記吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変にする可変機構と、
     前記スイングアームを介して前記排気弁を一定のバルブリフト量で開閉作動させる動弁機構と、
     前記一対の支点部材をロストモーション作動させることによって前記吸気弁と排気弁の開閉作動を停止させるロストモーション機構と、
     を備え
     前記吸気弁の最大バルブリフト量を前記排気弁のバルブリフト量よりも大きく制御すると共に、前記吸気弁の最小バルブリフト量を前記排気弁のバルブリフト量よりも小さく制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  2.  吸気弁と排気弁のうち一方の機関弁のバルブリフト量を連続的に可変にできる可変機構と、
     前記吸気弁と排気弁のうち他方の機関弁を一定の固定的なバルブリフト量で作動させる動弁機構と、
     を備え、
     前記機関弁が開閉作動する状態と弁停止する状態とを選択的に切り換え可能にするロストモーション機構を前記吸気弁側と排気弁側の両方に設け、
     前記可変機構によって制御され前記一方の機関弁の最大バルブリフト量を、前記動弁機構によって作動する他方の機関弁のバルブリフト量よりも大きく設定すると共に、最小バルブリフト量を前記他方の機関弁のバルブリフト量よりも小さく設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  3.  吸気弁と排気弁のうちの一方の機関弁のバルブリフト量を連続的に可変にする可変機構と、
     前記吸気弁と排気弁のうち他方の機関弁を一定の固定的なバルブリフト量で作動させる動弁機構と、
     を備え、
     前記吸気弁と排気弁が開閉作動する状態と開作動を停止させる状態とを選択的に切り換え可能とするロストモーション機構を前記吸気弁側と排気弁側の両方に設けた内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記可変機構によって制御される前記一方の機関弁の最大バルブリフト量を、前記動弁機構によって作動される前記他方の機関弁の一定の固定的なバルブリフト量よりも大きく制御すると共に、前記可変機構によって制御される前記一方の機関弁の最小バルブリフト量を、前記動弁機構によって作動させる前記他方の機関弁の一定のバルブリフト量よりも小さく制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  4.  請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記ロストモーション機構は、前記支点部材を移動可能に保持する保持孔と、前記支点部材を前記スイングアーム方向へ付勢する付勢手段と、を有し、
     前記支点部材を前記保持孔に対して固定する固定状態と移動可能とする状態とを切り換える切換手段を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  5.  請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記可変機構は、クランクシャフトの回転力が伝達される駆動カムと、
     該駆動カムの回転運動を揺動力に変換して伝達する伝達機構と、
     該伝達機構の揺動力が伝達されて揺動運動を行い、前記スイングアームを揺動させる揺動カムと、
     前記伝達機構の姿勢を変化させることによって前記吸気弁のバルブリフト量を変化させる制御機構と、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  6.  請求項5に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記排気弁側の動弁機構は、クランクシャフトと同期回転し、前記排気弁側のスイングアームをリフト作動させる回転カムであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  7.  請求項6に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記可変機構は、前記クランクシャフトの回転位相と前記駆動カムとの相対回転位相を変更可能とする位相変更機構を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  8.  請求項6に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記ロストモーション機構は、直列に配置された複数の気筒のうち、少なくとも一つの気筒に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  9.  請求項4に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記支点部材はラッシアジャスタによって構成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  10.  請求項4に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記各スイングアームの揺動支点は、前記各スイングアームの端部に設けられた半球面状の凹部と、前記支点部材に形成されて前記凹部と係合する凸部とによって構成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  11.  請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     複数気筒を有する内燃機関に用いられ、
     前記複数気筒の全ての気筒の前記吸気弁と排気弁の開閉作動を行う全筒運転状態と、前記複数気筒のうち、一部の気筒の前記吸気弁と排気弁の開閉作動を停止する減筒運転状態とを変換することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  12.  請求項11に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     機関のアイドリング状態などの機関トルクないし回転数が低い運転領域で、全筒運転を行う第1全筒運転領域と、
     機関の高回転状態などの機関トルクないし回転数が高い運転領域で全筒運転を行う第2全筒運転領域と、
     機関トルクないし回転数が前記第1全筒運転領域よりも高く、前記第2全筒運転領域よりも低い状態では減筒運転を行う減筒運転領域と、を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  13.  請求項12に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記第1全筒運転領域では、前記吸気弁のバルブリフト量を小リフト量に制御し、該吸気弁の閉時期をピストン下死点より進角側に制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  14.  請求項13に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記第1全筒運転領域では、機関トルクないし回転数の増加に伴い、前記吸気弁の閉時期がピストン下死点に近づくようにバルブリフト量を増加させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  15.  請求項13に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記第1全筒運転領域から前記減筒運転領域への移行する前後で、気筒休止可能気筒については吸気弁及び排気弁の作動を停止し、常時稼働気筒についてはバルブリフト量を小リフト量から大リフト量に増加させると共に、吸気弁の閉時期をピストン下死点前から下死点後を超えて変化させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  16.  請求項13に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記第1全筒運転領域から前記減筒運転領域に移行する際に、全気筒において小リフト量から中リフト量に増大制御すると共に、スロットルバルブの開度を絞り、
     次に、気筒休止可能気筒の吸気弁と排気弁の作動を停止すると共に、スロットルバルブの開度を拡大し、
     その後、常時稼働気筒について吸気弁の閉時期が下死点を超えて大リフト量に増加する制御を行うと共に、さらにスロットルバルブの開度を増加させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  17.  請求項16に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記減筒運転領域では、機関トルクないし回転数の増加に伴い前記吸気弁の閉時期が遅角側から下死点に近づくようにバルブリフト量を減少させることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  18.  請求項13に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記減筒運転領域から前記第2全筒運転領域に移行する際に、スロットルバルブの開度を減少させると共に、停止状態にあった前記気筒休止可能気筒の吸気弁と排気弁を作動させた後、
     スロットルバルブの開度を増加させると共に、吸気弁の閉時期を下死点から遠ざかるようにバルブリフト量を増加させたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  19.  請求項13に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記第2全筒運転領域から減筒運転領域に移行する際に、前記吸気弁を大リフト量から該大リフト量よりも小さなリフト量に減少制御し、その後、気筒休止可能気筒について前記吸気弁と排気弁の作動を停止して減筒領域に移行することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  20.  請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
     前記排気弁のバルブリフト量を連続的に変化し得る可変機構と、
     前記吸気弁を一定の固定的なバルブリフト量で作動させる動弁機構と、
     前記可変機構による排気弁の最大バルブリフト量を前記動弁機構による吸気弁の一定のバルブリフト量より大きく、前記可変機構による排気弁の最小バルブリフト量を前記動弁機構による吸気弁の一定のバルブリフト量よりも小さく設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
PCT/JP2013/073614 2012-11-07 2013-09-03 内燃機関の可変動弁装置 WO2014073259A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380048745.9A CN104685169A (zh) 2012-11-07 2013-09-03 内燃机的可变气门装置
JP2014545598A JP6072063B2 (ja) 2012-11-07 2013-09-03 内燃機関の可変動弁装置
DE112013005305.5T DE112013005305T5 (de) 2012-11-07 2013-09-03 Verstellbare Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
US14/427,114 US9382819B2 (en) 2012-11-07 2013-09-03 Variable valve device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-244999 2012-11-07
JP2012244999 2012-11-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014073259A1 true WO2014073259A1 (ja) 2014-05-15

Family

ID=50684376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/073614 WO2014073259A1 (ja) 2012-11-07 2013-09-03 内燃機関の可変動弁装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9382819B2 (ja)
JP (1) JP6072063B2 (ja)
CN (1) CN104685169A (ja)
DE (1) DE112013005305T5 (ja)
WO (1) WO2014073259A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102044A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 株式会社オティックス ロッカアームの支持機構
US20160160701A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Hyundai Motor Company Cylinder deactivation engine
JPWO2014073259A1 (ja) * 2012-11-07 2016-09-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2016183663A (ja) * 2015-03-27 2016-10-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置のコントローラ
CN106194308A (zh) * 2014-11-28 2016-12-07 现代自动车株式会社 连续可变气门持续时间装置以及使用该装置的控制方法
JP2016211384A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 株式会社オティックス 内燃機関の可変動弁機構

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9719439B2 (en) * 2012-08-24 2017-08-01 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling spark timing when cylinders of an engine are deactivated to reduce noise and vibration
US9458780B2 (en) 2012-09-10 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling cylinder deactivation periods and patterns
US9376973B2 (en) 2012-09-10 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Volumetric efficiency determination systems and methods
US9650978B2 (en) 2013-01-07 2017-05-16 GM Global Technology Operations LLC System and method for randomly adjusting a firing frequency of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US10227939B2 (en) 2012-08-24 2019-03-12 GM Global Technology Operations LLC Cylinder deactivation pattern matching
US9638121B2 (en) 2012-08-24 2017-05-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for deactivating a cylinder of an engine and reactivating the cylinder based on an estimated trapped air mass
US9458779B2 (en) 2013-01-07 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Intake runner temperature determination systems and methods
US9534550B2 (en) 2012-09-10 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9458778B2 (en) 2012-08-24 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9382853B2 (en) 2013-01-22 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Cylinder control systems and methods for discouraging resonant frequency operation
US9416743B2 (en) 2012-10-03 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation/deactivation sequence control systems and methods
US9726139B2 (en) 2012-09-10 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a firing sequence of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
JP6146648B2 (ja) * 2013-01-10 2017-06-14 スズキ株式会社 エンジンのシリンダヘッド
US9494092B2 (en) 2013-03-13 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting parameters associated with airflow through an engine
US9441550B2 (en) 2014-06-10 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Cylinder firing fraction determination and control systems and methods
US9341128B2 (en) 2014-06-12 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Fuel consumption based cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9556811B2 (en) 2014-06-20 2017-01-31 GM Global Technology Operations LLC Firing pattern management for improved transient vibration in variable cylinder deactivation mode
US9599047B2 (en) 2014-11-20 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Combination cylinder state and transmission gear control systems and methods
US10337441B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US10006317B2 (en) * 2015-09-29 2018-06-26 Caterpillar Inc. Valve actuation system
JP6460140B2 (ja) * 2017-03-15 2019-01-30 マツダ株式会社 エンジンの制御装置及び制御方法
DE102017223500A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
WO2019195511A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Pacbrake Company Lost motion exhaust rocker engine brake system with actuation solenoid valve and method of operation
CN109854326A (zh) * 2019-03-27 2019-06-07 大连理工大学 一种高效移动式制动支点
KR20220156969A (ko) * 2020-05-04 2022-11-28 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드. 주요 운동 로드 경로에서 손실된 운동 및 높은 리프트 전달 구성요소를 포함하는 밸브 작동 시스템
CN115434816A (zh) * 2022-09-28 2022-12-06 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 排气制动阀、排气制动总成
CN115992760B (zh) * 2023-02-21 2023-07-14 吉林大学 基于液压可变气门机构的可变排量控制方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004316571A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁機構駆動装置
JP2006052737A (ja) * 2005-11-02 2006-02-23 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP2009209879A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Hitachi Ltd 内燃機関の動弁装置及びこの動弁装置の用いられた油圧ラッシアジャスタ
JP2010127074A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6316112A (ja) 1986-07-07 1988-01-23 Odai Tekko Kk 内燃機関における休止機構付き動弁機構
DE102005037053A1 (de) 2005-08-05 2007-02-08 Schaeffler Kg Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
JP4178158B2 (ja) 2005-10-04 2008-11-12 株式会社オティックス 内燃機関の休止機構付きラッシュアジャスタ
US8001936B2 (en) * 2007-07-04 2011-08-23 Hitachi, Ltd. Control apparatus for internal combustion engine and control method therefor
JP5189030B2 (ja) 2009-05-20 2013-04-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 アクチュエータ
DE112013005305T5 (de) * 2012-11-07 2015-08-06 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Verstellbare Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004316571A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁機構駆動装置
JP2006052737A (ja) * 2005-11-02 2006-02-23 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP2009209879A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Hitachi Ltd 内燃機関の動弁装置及びこの動弁装置の用いられた油圧ラッシアジャスタ
JP2010127074A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両制御装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014073259A1 (ja) * 2012-11-07 2016-09-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2015102044A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 株式会社オティックス ロッカアームの支持機構
CN106194308A (zh) * 2014-11-28 2016-12-07 现代自动车株式会社 连续可变气门持续时间装置以及使用该装置的控制方法
CN106194308B (zh) * 2014-11-28 2019-03-26 现代自动车株式会社 连续可变气门持续时间装置的控制方法
US20160160701A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Hyundai Motor Company Cylinder deactivation engine
CN106194449A (zh) * 2014-12-09 2016-12-07 现代自动车株式会社 停缸发动机
CN106194449B (zh) * 2014-12-09 2020-05-22 现代自动车株式会社 停缸发动机
JP2016183663A (ja) * 2015-03-27 2016-10-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置のコントローラ
JP2016211384A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 株式会社オティックス 内燃機関の可変動弁機構

Also Published As

Publication number Publication date
US20150240671A1 (en) 2015-08-27
JP6072063B2 (ja) 2017-02-01
JPWO2014073259A1 (ja) 2016-09-08
US9382819B2 (en) 2016-07-05
DE112013005305T5 (de) 2015-08-06
CN104685169A (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6072063B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP5951513B2 (ja) 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置の制御装置
JP4931740B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US8113157B2 (en) Variable valve control apparatus
JP6187416B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
JP2015040513A (ja) 多気筒エンジンの制御装置
US20130340694A1 (en) Variably operated valve system for internal combustion engine
WO2014156012A1 (ja) 多気筒エンジンの制御装置
JP2015194131A (ja) エンジンの制御装置
JP6123726B2 (ja) エンジンの制御装置
JP5312301B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP6258766B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP2010059945A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JPWO2018078815A1 (ja) 可変バルブタイミング機構付きエンジンの制御装置
JP6156182B2 (ja) 多気筒エンジンの制御装置
US9151192B2 (en) Variable valve system, control apparatus and variable valve apparatus for internal combustion engine
JP5947751B2 (ja) 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置の制御装置
JP2016104970A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
KR101648620B1 (ko) 내연 기관의 가변 밸브 작동 장치
JP4325525B2 (ja) 可変動弁機構
JP2008267332A (ja) 内燃機関
JP4570291B2 (ja) 内燃機関の吸気弁駆動装置
JP6001388B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP5961054B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置及び制御装置
JP6184834B2 (ja) 多気筒内燃機関の制御装置及びコントローラ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13852432

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014545598

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14427114

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120130053055

Country of ref document: DE

Ref document number: 112013005305

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13852432

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1