WO2016171208A1 - カム切替装置 - Google Patents

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WO2016171208A1
WO2016171208A1 PCT/JP2016/062624 JP2016062624W WO2016171208A1 WO 2016171208 A1 WO2016171208 A1 WO 2016171208A1 JP 2016062624 W JP2016062624 W JP 2016062624W WO 2016171208 A1 WO2016171208 A1 WO 2016171208A1
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WO
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cam
intake
cylinder
exhaust
switching
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PCT/JP2016/062624
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏 角田
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications 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
    • F01L13/0036—Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications 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
    • F01L13/0036—Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L2013/10—Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/101—Electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to a cam switching device, and in particular, a cam switching device that makes a valve characteristic of an intake / exhaust valve variable by selectively switching a pair of cams having different cam profiles provided corresponding to an intake / exhaust valve of an engine.
  • a cam switching device that makes a valve characteristic of an intake / exhaust valve variable by selectively switching a pair of cams having different cam profiles provided corresponding to an intake / exhaust valve of an engine.
  • camshaft is made variable by changing the valve characteristics of the intake and exhaust valves by selectively moving the camshaft by sliding the camshaft in the axial direction with a hydraulic actuator.
  • Devices are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the intake / exhaust valve is normally urged in the valve closing direction by a valve spring, and is opened when a rocker arm swinging by a cam presses the intake / exhaust valve against the restoring force of the valve spring. That is, when the cylinder in which the intake / exhaust valve is opened / closed is operating, a pressure contact force is always applied between the cam and the rocker arm. For this reason, cam switching is performed on the base circle of each cam where the intake and exhaust valves are not lifted.
  • CAM switching devices for switching cams must be provided on the intake and exhaust sides. For this reason, when a cam switching device is provided for each cylinder, a device twice as many as the number of cylinders is required, and the configuration becomes complicated.
  • the valve opening / closing timing is determined for each cylinder, the angle range of the base circle may be insufficient for switching the cam depending on the number of cylinders and the cam profile.
  • the intake / exhaust valve opening / closing timing corresponds to an angle range of 120 ° on the cam, the phase is 120 ° in a three-cylinder engine. In this case, since the intake / exhaust valves corresponding to any of the cylinders are lifted, it is difficult to switch the cams for the three cylinders together.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and one of the purposes is cam switching that can perform cam switching even when the angle range of the base circle is insufficient for cam switching. To provide an apparatus.
  • a cam switching device corresponding to an intake / exhaust valve of an engine, and variable valve characteristics of the intake / exhaust valve by selectively switching between a first cam and a second cam having different cam profiles.
  • the cam switching device includes an inner camshaft that rotates in conjunction with the crankshaft of the engine, and a spline fit on the outer periphery of the inner camshaft, and the first cam and the second cam can rotate together.
  • An outer camshaft provided on the camshaft, a camshaft moving means for selectively switching between the first cam and the second cam by sliding the outer camshaft in the axial direction, and opening and closing operations of the intake and exhaust valves Cylinder stopping means for stopping and stopping the cylinder, wherein the first cam and the second cam have a valve lift amount of the first cam larger than a valve lift amount of the second cam.
  • the respective cam profiles are defined such that a cam angle range and a second cam angle range in which the valve lift amount of the second cam is larger than the valve lift amount of the first cam are defined.
  • the cylinder pausing means stops the opening / closing operation of the intake / exhaust valve, and the cam shaft moving means starts the sliding movement of the outer cam shaft within the first cam angle range.
  • the cylinder pause means stops the opening / closing operation of the intake / exhaust valve, and the cam shaft moving means slides the outer cam shaft to the second cam. Start with cam angle range.
  • cam switching device is provided on an inner camshaft that rotates in conjunction with a crankshaft of an engine and an outer periphery of the inner camshaft, and is slidable in an axial direction with respect to the inner camshaft.
  • An outer camshaft a first cam having a first cam profile and a second cam having a second cam profile provided at a position corresponding to the intake / exhaust valve of the engine on the outer camshaft,
  • the actuator used for opening / closing the intake / exhaust valve can be selected from the first cam and the second cam
  • the first cam profile of the cam and the second cam profile of the second cam include a first cam angle range in which a valve lift amount of the first cam is larger than a valve lift amount of the second cam,
  • the second cam angle range is set so that the valve lift amount of the second cam is larger than the valve lift amount of the first cam.
  • the cam can be switched even if the angle range of the base circle is insufficient for the cam switching.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the upper part of the engine block with the head cover removed.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining the external appearance of the double camshaft.
  • FIG. 3A is a diagram schematically illustrating the periphery of the electromagnetic solenoid in the selected state of the standard intake cam.
  • FIG. 3B is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the standard intake cam and the rocker roller.
  • FIG. 4A is a diagram schematically illustrating the periphery of the electromagnetic solenoid in the selected state of the low-speed cam.
  • FIG. 4B is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the low speed cam and the rocker roller.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the intake / exhaust valve and its periphery.
  • FIG. 6A schematically illustrates the relationship between the cam angle of the intake cam and the cam lift amount.
  • FIG. 6B is a diagram schematically illustrating the relationship between the cam angle of the exhaust cam and the cam lift amount.
  • FIG. 7A is a timing chart illustrating switching from a normal cam to a low-speed cam included in the intake cam.
  • FIG. 7B is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the rocker roller and the cam during movement of the outer cam shaft.
  • FIG. 8A is a timing chart illustrating switching from a low-speed cam included in the intake cam to a normal cam.
  • FIG. 8B is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the rocker roller and the cam during movement of the outer cam shaft.
  • An engine 100 shown in FIG. 1 is, for example, an in-line three cylinder, and includes a cam switching mechanism 1 that selectively switches a pair of cams (described later) according to the operating state of the engine 100.
  • Each cylinder of the engine 100 is provided with a cylinder deactivation mechanism 2 for deactivating the cylinder by stopping the opening / closing operation of the intake and exhaust valves.
  • the set of the cam switching mechanism 1, the cylinder deactivation mechanism 2, and the ECU 3 (electronic control unit) that controls these operations is an example of the cam switching device according to the present invention.
  • the cam switching mechanism 1 includes an intake side cam switching mechanism 10 and an exhaust side cam switching mechanism 20.
  • the intake-side cam switching mechanism 10 includes an intake-side double cam shaft 12 provided with an intake cam 11, an intake-side slide groove 13 (see FIG. 3) for slidingly moving the intake-side double cam shaft 12, and an intake-side electromagnetic solenoid.
  • the exhaust side cam switching mechanism 20 includes an exhaust side double cam shaft 22 provided with an exhaust cam 21, an exhaust side slide groove 23 that slides the exhaust side double cam shaft 22, and an exhaust side electromagnetic solenoid 24. Yes.
  • the set of the intake side slide groove 13 and the intake side electromagnetic solenoid 14 and the set of the exhaust side slide groove 23 and the exhaust side electromagnetic solenoid 24 are an example of the cam shaft moving means according to the present disclosure together with the ECU 3.
  • the intake cam 11 provided on the intake-side double camshaft 12 includes two types of cams (standard intake cam 15 and low-speed cam 16) having different cam profiles, and is provided on the exhaust-side double camshaft 22.
  • the exhaust cam 21 includes two types of cams (an early opening cam 25 and a standard exhaust cam 26) having different cam profiles.
  • the standard intake cam 15 and the quick opening cam 25 are examples of the first cam according to the present disclosure
  • the low speed cam 16 and the standard exhaust cam 26 are examples of the second cam according to the present disclosure.
  • the exhaust cam 21 to be switched with respect to each part included in the exhaust side cam switching mechanism 20, the exhaust side double cam shaft 22, the exhaust side slide groove 23, and the exhaust side electromagnetic solenoid 24 is referred to as the quick opening cam 25. Except for the provision of the standard exhaust cam 26, the configuration is the same as each part of the intake cam switching mechanism 10. Therefore, in the following, the intake side cam switching mechanism 10 will be described, and the description of the exhaust side cam switching mechanism 20 will be omitted.
  • the intake-side double camshaft 12 is spline-fitted to the inner camshaft 31 that rotates in conjunction with a crankshaft (not shown) of the engine 100 and the outer periphery of the inner camshaft 31.
  • An outer cam shaft 32 that is slidable in the axial direction with respect to 31 is provided.
  • a plurality of intake cams 11 are press-fitted into the outer cam shaft 32 and attached so as to be rotatable integrally with the outer cam shaft 32.
  • a total of six intake valves and six intake cams 11 are provided in the engine 100 of the present embodiment.
  • each intake cam 11 includes a standard intake cam 15 and a low-speed cam 16.
  • One of the low speed cams 16 is selected.
  • the two intake cams 11 corresponding to the same cylinder are attached so that the cam profiles have the same phase. Since there are three cylinders, the three sets of intake cams 11 are attached in a state where the phases are shifted by 120 ° for each cylinder.
  • Two intake-side slide grooves 13 are provided at the end of the outer cam shaft 32.
  • the switching pins 41A and 41B included in the intake side electromagnetic solenoid 14 are fitted in these slide grooves 13A and 13B (FIG. 3A, (See FIG. 4A).
  • the vertical movement of the first switching pin 41A and the second switching pin 41B is controlled by the intake-side electromagnetic solenoid 14. Specifically, it is controlled by energizing the first electromagnetic solenoid 42A positioned above the first switching pin 41A and the second electromagnetic solenoid 42B positioned above the second switching pin 41B.
  • the first iron core 43A is disposed at the center of the first electromagnetic solenoid 42A, and the lower end of the first iron core 43A becomes the N pole when the first electromagnetic solenoid 42A is energized.
  • a first permanent magnet 44A having an N pole on the top surface is provided at the upper end of the first switching pin 41A.
  • the second iron core 43B is disposed at the center of the second electromagnetic solenoid 42B, and the lower end of the second iron core 43B becomes the S pole when the second electromagnetic solenoid 42B is energized.
  • a second permanent magnet 44B whose upper surface is an S pole is provided at the upper end of the second switching pin 41B.
  • the upper ends of the first iron core 43A and the second iron core 43B are connected by a yoke 45 made of a plate-like magnetic permeable material.
  • the first electromagnetic solenoid 42A when the first electromagnetic solenoid 42A is energized and the second electromagnetic solenoid 42B is de-energized, the lower end of the first iron core 43A becomes the N pole and repels the first permanent magnet 44A. Therefore, the first switching pin 41A moves downward.
  • the second electromagnetic solenoid 42B is in a non-energized state, the lower end of the second iron core 43B is magnetized to the N pole by the magnetic field from the first iron core 43A and attracts the second permanent magnet 44B. Therefore, the second switching pin 41B is attracted to the lower end of the second iron core 43B.
  • the second electromagnetic solenoid 42B when the second electromagnetic solenoid 42B is energized and the first electromagnetic solenoid 42A is de-energized, the lower end of the second iron core 43B becomes the S pole and repels the second permanent magnet 44B.
  • the second switching pin 41B moves downward.
  • the first electromagnetic solenoid 42A is in a non-energized state, but the lower end of the first iron core 43A is magnetized to the south pole by the magnetic field from the second iron core 43B and attracts the first permanent magnet 44A.
  • the pin 41A is attracted to the lower end of the first iron core 43A.
  • the first switching pin 41A and the second switching pin 41B are selectively moved to the first slide groove 13A and the second
  • the standard intake cam 15 and the low speed cam 16 can be selectively brought into contact with the rocker roller 51A.
  • the cylinder deactivation mechanism 2 is a mechanism for deactivating the cylinder by closing the intake / exhaust valves, and constitutes an example of the cylinder deactivation means according to the present invention together with the ECU 3.
  • the cylinder deactivation mechanism 2 includes a rocker arm 51, a bracket 52, a hydraulic tappet 53, a needle 54, and a deactivation electromagnetic solenoid 55.
  • the rocker arm 51 is swung by the intake cam 11 (standard intake cam 15, low speed cam 16) and exhaust cam 21 (standard exhaust cam 26, quick opening cam 25) to open the intake valve V1 and the exhaust valve V2 in the valve opening direction. It is a member to be operated.
  • One end of the rocker arm 51 is attached to the bracket 52 so as to be rotatable about the rocker shaft 51B.
  • the other end of the rocker arm 51 is in contact with the upper ends of the intake valve V1 and the exhaust valve V2 from above.
  • a rocker roller 51 ⁇ / b> A that contacts the intake cam 11 or the exhaust cam 21 is formed in the middle of the rocker arm 51 in the longitudinal direction.
  • the bracket 52 is a member pin-connected to the rocker arm 51 by a rocker shaft shaft 51B, and is moved up and down according to the rocking of the rocker arm 51 in a cylinder deactivation state.
  • a needle storage space 52 ⁇ / b> A that stores the needle 54 and is filled with engine oil is formed inside the bracket 52.
  • a lower portion of the bracket 52 is a bottomed cylindrical piston portion 52 ⁇ / b> B that is advanced and retracted with respect to the hydraulic tappet 53.
  • An oil hole 52C which serves as an engine oil passage and into which the tip of the needle 54 is inserted, is formed in the center of the bottom surface of the piston portion 52B in a state of penetrating in the plate thickness direction.
  • a communication hole 52D is formed on the side surface of the piston portion 52B to communicate the oil passage OL filled with engine oil and the needle housing empty portion 52A.
  • the hydraulic tappet 53 is a member that supports the bracket 52 (piston portion 52B) from below while the piston portion 52B of the bracket 52 is inserted so as to be able to advance and retreat, and a cylindrical body 53A and a check ball spring (not shown).
  • the check ball 53B urged upward by the bottom, a bottomed cylindrical storage portion 53C for contacting the lower end surface of the piston portion 52B and storing the check ball 53B and the check ball spring, and a storage portion 53C Piston spring 53D etc. supported from the lower side are provided.
  • the needle 54 is a rod-like member for moving the check ball 53B downward.
  • the needle 54 is stored in the needle storage space 52A of the bracket 52 in a state of being movable in the axial direction, and the lower end is brought into contact with the check ball 53B. ing.
  • the upper end portion of the needle 54 is housed inside the inactive electromagnetic solenoid 55 and is moved in the vertical direction by a plunger 55C provided in the inactive electromagnetic solenoid 55.
  • the suspension electromagnetic solenoid 55 includes a guide shaft 55A, a suspension coil 55B, and a plunger 55C.
  • the guide shaft 55A is a cylindrical member whose upper end is closed, and a plunger storage space 55D for storing the plunger 55C in a state in which the plunger 55C can move in the axial direction of the needle 54 is formed inside the upper end portion.
  • a needle housing empty portion 55E is formed below the needle housing 52 so that the needle 54 can be moved in the axial direction.
  • a guide empty portion 55F is formed at the lower end portion of the guide shaft 55A so that the upper end portion of the bracket 52 can be slidably moved in the axial direction of the needle 54.
  • the pause coil 55B is disposed at the upper end of the guide shaft 55A, and generates a magnetic field by energization to bias the plunger 55C downward.
  • the plunger 55C is in contact with the upper end of the needle 54 from above, and pushes the needle 54 downward by a magnetic field generated from the resting coil 55B.
  • the energization of the resting coil 55B is stopped, the generation of the magnetic field is stopped, so that the check ball 53B is moved upward by the restoring force of the check ball spring, and the needle 54 and the plunger 55C are also moved accordingly. Moved upwards.
  • the deactivation electromagnetic solenoid 55 (deactivation coil 55B) is de-energized in the cylinder operating state, and the deactivation electromagnetic solenoid 55 is de-energized in the cylinder deactivation state. Is done.
  • the cam profile # 1 instd of the standard intake cam 15 is the cam profile of the low-speed cam 16 in the angle range from the cam angle ⁇ 1 to the cam angle ⁇ 2.
  • # 1 The cam lift is larger than inLow .
  • the cam profile # 1 inLow of the low-speed cam 16 has a larger cam lift amount than the cam profile # 1 instd of the standard intake cam 15.
  • the angle range of the cam angle ⁇ 3 to the cam angle .theta.5, cam lift than cam profile # 2 InLow cam profiles # who 2 INSTd slow cams 16 of the standard intake cam 15 Is getting bigger.
  • the cam profile # 2 inLow of the low-speed cam 16 has a larger cam lift amount than the cam profile # 2 instd of the standard intake cam 15.
  • the intake valve V1 of any cylinder is lifted regardless of which cam angle is selected, and the angle range of the base circle provided in the intake cam 11 is within the standard intake cam 15 It can be seen that the switching of the low-speed cam 16 is insufficient.
  • the angle range from the cam angle ⁇ 1 to the cam angle ⁇ 2, the angle range from the cam angle ⁇ 3 to the cam angle ⁇ 5, and the angle range from the cam angle ⁇ 6 to the cam angle ⁇ 8 are the first in the present invention.
  • the angle range from the cam angle ⁇ 2 to the cam angle ⁇ 4, the angle range from the cam angle ⁇ 5 to the cam angle ⁇ 7, and the angle range from the cam angle ⁇ 8 to the cam angle ⁇ 9 correspond to the second angle range of the present invention. .
  • the cam profile # 1 exfst of the quick-open cam 25 is the cam of the standard exhaust cam 26 in the angle range from the cam angle ⁇ 11 to the cam angle ⁇ 12.
  • Cam lift amount is larger than profile # 1 exstd .
  • the cam profile # 1 exstd of the standard exhaust cam 26 has a larger cam lift amount than the cam profile # 1 exfst of the quick-open cam 25.
  • the cam profile # 2 exfst of the quick-open cam 25 is more cam lifted than the cam profile # 2 exstd of the standard exhaust cam 26. The amount is getting bigger.
  • the cam profile # 2 exstd of the standard exhaust cam 26 has a larger cam lift amount than the cam profile # 2 exfst of the quick-open cam 25.
  • the cam profile # 3 exfst of the fast-open cam 25 is more cam lifted than the cam profile # 3 exstd of the standard exhaust cam 26. The amount is getting bigger.
  • the cam profile # 3 exstd of the standard exhaust cam 26 has a larger cam lift amount than the cam profile # 3 exfst of the quick-open cam 25.
  • the angle range from the cam angle ⁇ 11 to the cam angle ⁇ 12, the angle range from the cam angle ⁇ 13 to the cam angle ⁇ 15, and the angle range from the cam angle ⁇ 16 to the cam angle ⁇ 18 are the first in the present invention.
  • the angle range from the cam angle ⁇ 12 to the cam angle ⁇ 14, the angle range from the cam angle ⁇ 15 to the cam angle ⁇ 17, and the angle range from the cam angle ⁇ 18 to the cam angle ⁇ 19 correspond to the second angle range of the present invention. .
  • the switching Req is a timing signal indicating a switching request from the standard intake cam 15 to the low speed cam 16.
  • CAM1x is a timing signal indicating the start of each cycle when the control for the three cylinders is one cycle.
  • CAM3x is a timing signal indicating the start of control for each cylinder in one cycle period.
  • # 1 deactivation is a control signal that becomes H level over the cylinder deactivation period of the first cylinder # 1, and # 1 lift amount is the lift amount of the pair of intake valves V1 provided in the first cylinder # 1.
  • # 2 deactivation is a control signal that becomes H level over the cylinder deactivation period of the second cylinder # 2
  • # 2 lift amount is the lift amount of the pair of intake valves V1 provided in the second cylinder # 2.
  • # 3 stop is a control signal that becomes H level during the cylinder stop period of the third cylinder # 3
  • # 3 lift amount is the lift amount of the pair of intake valves V1 provided in the third cylinder # 3. This is a signal schematically shown.
  • 1st SOL is a signal which shows the magnitude
  • the second SOL is a signal indicating the magnitude of the energization current to the second electromagnetic solenoid 42B.
  • the second electromagnetic solenoid 42B is energized in order to switch from the standard intake cam 15 to the low speed cam 16.
  • the ECU 3 monitors the switching request signal and recognizes that a cam switching request has occurred based on a change in the voltage level of the switching request signal. In the example of FIG. 7A, the ECU 3 recognizes that there is a switching request at the falling timing from the H level to the L level (time t1).
  • the ECU 3 When recognizing the cam switching request, the ECU 3 causes the cylinders # 1 to # 3 to be in a resting state in order. Therefore, the ECU 3 recognizes that the control start timing of the next cycle is based on the timing signal CAM1x (time t2), and based on the timing signal CAM3x immediately after that, the deactivation electromagnetic solenoid 55 corresponding to the first cylinder # 1. (Pause coil 55B) is energized (time t3). Thus, for the first cylinder # 1, the exhaust valve V2 is maintained in the closed state even if the rocker arm 51 swings.
  • the ECU 3 energizes the inactive solenoid solenoid 55 corresponding to the second cylinder # 2 based on the timing signal CAM3x (time t4). As a result, even for the second cylinder # 2, the exhaust valve V2 is maintained in the closed state even if the rocker arm 51 swings. Similarly, the ECU 3 energizes the inactive solenoid solenoid 55 corresponding to the third cylinder # 3 based on the timing signal CAM3x (time t5). As a result, even for the third cylinder # 3, the exhaust valve V2 is maintained in the closed state even if the rocker arm 51 swings. At this time t5, the cylinders # 1 to # 3 are brought into a resting state.
  • the ECU 3 starts energizing the second electromagnetic solenoid 42B at time t5.
  • the second electromagnetic solenoid 42B is energized, the second switching pin 41B moves downward and the lower end is fitted in the second slide groove 13B.
  • the slide movement of the outer cam shaft 32 is started along the second slide groove 13B, that is, the slide movement is started in the angle range from the cam angle ⁇ 1 to ⁇ 2, and the relative position between the intake cam 11 and the rocker roller 51A is changed.
  • the cam lift amount of the standard intake cam 15 is larger than the cam lift amount of the low speed cam 16 in the angle range from the cam angle ⁇ 1 to ⁇ 2. That is, as shown in FIG. 7B, the low speed cam 16 is at a position lower than the standard intake cam 15 (position close to the rotation center). Therefore, the step between the cam surface of the standard intake cam 15 and the cam surface of the low speed cam 16 does not become an obstacle, and the intake cam 11 can be smoothly slid.
  • the intake cams 11 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 have a cam lift amount of 0 in the angular range from the cam angle ⁇ 1 to ⁇ 2. That is, the base circle of the intake cam 11 is in contact with the rocker roller 51A. For this reason, the intake cams 11 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 can be smoothly switched from the standard intake cam 15 to the low-speed cam 16.
  • the inactive solenoid solenoid 55 corresponding to the first cylinder # 1 is deenergized and the intake valve V1 is switched to the operating state.
  • the rocker roller 51A At least a portion of which is located on the low speed cam 16.
  • the deactivation electromagnetic solenoid 55 corresponding to the second cylinder # 2 is de-energized
  • the deactivation electromagnetic solenoid 55 corresponding to the third cylinder # 3 is de-energized.
  • the intake valve V1 included in # 2 and # 3 is switched to the operating state. Also for these cylinders # 2 and # 3, at least a part of the rocker roller 51A is positioned on the low speed cam 16, so that the intake valve V1 starts to open and close smoothly according to the cam profile of the low speed cam 16. .
  • FIGS. 8A and 8B switching control from the low speed cam 16 to the standard intake cam 15 will be described with reference to FIGS. 8A and 8B.
  • the items on the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG.
  • the ECU 3 monitors the switching request signal and recognizes that a cam switching request has occurred based on a change in the voltage level of the switching request signal. The ECU 3 recognizes that there has been a switching request at time t11.
  • the ECU 3 When recognizing the cam switching request, the ECU 3 puts the cylinders in a resting state in order. Therefore, the ECU 3 recognizes that it is the control start timing of the next cycle based on the timing signal CAM1x (time t12), and based on the subsequent timing signal CAM3x, the inactive electromagnetic corresponding to each cylinder # 1 to # 3 The solenoid 55 is energized (time t13 to t15).
  • the ECU 3 starts energizing the first electromagnetic solenoid 42A at time t15.
  • the first electromagnetic solenoid 42A When the first electromagnetic solenoid 42A is energized, the first switching pin 41A moves downward and the lower end is fitted into the first slide groove 13A.
  • the slide movement of the outer cam shaft 32 is started along the first slide groove 13A, that is, the slide movement is started in the angle range from the cam angle ⁇ 2 to ⁇ 4, and the relative position of the intake cam 11 and the rocker roller 51A is Change.
  • the intake cam 11 is moved so that a part of the rocker roller 51A is positioned on the standard intake cam 15 from the contact state of the rocker roller 51A and the low-speed cam 16 until then.
  • the cam lift amount of the low speed cam 16 is larger than the cam lift amount of the standard intake cam 15 in the angle range from the cam angle ⁇ 2 to ⁇ 4. That is, as shown in FIG. 8B, the standard intake cam 15 is at a position lower than the low speed cam 16 (position close to the rotation center). Therefore, the step between the cam surface of the low speed cam 16 and the cam surface of the standard intake cam 15 does not become an obstacle, and the intake cam 11 can be smoothly slid.
  • the intake cams 11 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 have a cam lift amount of 0 in the angle range from the cam angle ⁇ 2 to ⁇ 3. That is, the base circle of the intake cam 11 is in contact with the rocker roller 51A. Therefore, for the intake cams 11 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3, if at least a part of the rocker roller 51A is positioned on the standard intake cam 15 by the cam angle ⁇ 3, the standard intake cam 15 can be switched smoothly.
  • the inactive solenoid solenoid 55 corresponding to the first cylinder # 1 is deenergized and the intake valve V1 is switched to the operating state.
  • the rocker roller 51A At least a part of which is located on the standard intake cam 15.
  • the opening / closing operation of the intake valve V1 of the first cylinder # 1 starts smoothly according to the cam profile of the standard intake cam 15.
  • the deactivation electromagnetic solenoid 55 corresponding to the second cylinder # 2 is de-energized
  • the deactivation electromagnetic solenoid 55 corresponding to the third cylinder # 3 is de-energized.
  • the intake valve V1 included in # 2 and # 3 is switched to the operating state. Also for these cylinders # 2 and # 3, since at least a part of the rocker roller 51A is located on the standard intake cam 15, the intake valve V1 starts to open and close smoothly according to the cam profile of the standard intake cam 15 Is done.
  • the engine 100 includes the cam switching mechanism 1 that selectively switches the pair of cams included in the intake cam 11 and the exhaust cam 21 according to the operating state of the engine 100.
  • Each cylinder of the engine 100 is provided with a cylinder deactivation mechanism 2 that deactivates the cylinder by stopping the opening / closing operation of the intake / exhaust valve V2.
  • the respective cam profiles are determined such that a second cam angle range is formed that is larger than the valve lift amount of the standard intake cam 15 and the quick-open cam 25.
  • the opening / closing operation of the intake / exhaust valve V2 is stopped by the combination of the cylinder deactivation mechanism 2 and the ECU 3 (cylinder deactivation means).
  • the sliding movement of the outer cam shaft 32 by the combination of the switching mechanism 1 and the ECU 3 (cam switching means) is started within the first cam angle range, and the low-speed cam 16 and the standard exhaust cam 26 are switched to the standard intake cam 15 and the fast-open cam 25.
  • the intake cam 11 and the exhaust cam 21 can be slid without being affected by the step between the standard intake cam 15 and the low speed cam 16 and the step between the quick opening cam 25 and the standard exhaust cam 26.
  • the cam can be switched even if the angle range of the base circle is insufficient for the cam switching.
  • the engine 100 is not limited to three cylinders as long as it has a plurality of cylinders.
  • the present invention can be applied to any configuration in which the angle range of the base circle is insufficient for cam switching due to the cam profile.
  • the cylinder deactivation mechanism 2 is not limited to the example of the embodiment, and the present invention can be applied as long as each cylinder can be deactivated.
  • the cam switching device of the present invention has an effect that the cam can be switched even if the angle range of the base circle is insufficient with respect to the cam switching, and the valve characteristic of the intake / exhaust valve is improved by a simple structure. This is useful in that it is variable.
  • first switching pin, 41B ... second switching pin 43A ... first iron core, 43B ... second iron core, 44A ... first permanent magnet, 44B ... second permanent magnet, 45 ... yoke, 51 ... rocker arm, 51A ... rocker roller, 51B ... rocker shaft shaft, 52 ... bracket , 52A ... Needle storage empty space, 52B ... Piston portion, 52C ... Oil hole, 52D ... Communication hole, 53 ... Hydraulic tappet, 53A ... Body, 53B ... Check ball, 53C ... Storage portion, 53D ... Piston spring, 54 ... Needle 55 ... Electromagnetic solenoid for pause, 55A ... Guide shaft, 55B ... Coil for pause, 55C ... Plunger, 55D ... Plunger storage space, 55E ... Needle storage space, 55F ... Guide space, 100 ... Engine, OL ... Oil path , V1 ... intake valve, V2 ... exhaust valve, SP ... valve spring spring

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Abstract

標準吸気カム１５及び低速カム１６は、標準吸気カム１５のバルブリフト量が低速カム１６のバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲（θ１－θ２）と、低速カム１６のバルブリフト量が標準吸気カム１５のバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲（θ２－θ４）が形成されるように、それぞれのカムプロフィールが定められている。標準吸気カム１５から低速カム１６へ切り替える際は、気筒休止機構２及びＥＣＵ３によって吸気バルブＶ１の開閉動作を停止させると共に、カム軸移動機構１及びＥＣＵ３による外側カム軸３２のスライド移動を第１カム角度範囲で開始させ、低速カム１６から標準吸気カム１５へ切り替える際は、吸気バルブＶ１の開閉動作を停止させると共に、外側カム軸３２のスライド移動を第２カム角度範囲で開始させる。

Description

カム切替装置
　本発明は、カム切替装置に関し、特に、エンジンの吸排気バルブに対応して設けられたカムプロフィールが異なる一対のカムを選択的に切り替えることで吸排気バルブのバルブ特性を可変とするカム切替装置に関する。
　従来、カムシャフトにカムプロフィールが異なる２種類のカムを設け、カムシャフトを油圧アクチェータで軸方向にスライド移動させてカムを選択的に切り替えることで、吸排気バルブのバルブ特性を可変とするカム切替装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
　吸排気バルブは、バルブスプリングによって常時閉弁方向に付勢されており、カムによって揺動するロッカーアームがバルブスプリングの復元力に抗して吸排気バルブを押圧することで開弁される。すなわち、吸排気バルブが開閉動作する気筒稼働時は、カムとロッカーアームとの間に常時圧接力が作用することになる。このため、カムの切り替えは、吸排気バルブがリフトしていない各カムのベース円上で行われている。
日本国特開２００２－００４８２３号公報 日本国特開２００１－１２３８１１号公報
　カムを切り替えるカム切替装置は、吸気側と排気側にそれぞれに設ける必要がある。このため、カム切替装置を気筒毎に設けると気筒数の２倍の装置が必要になり、構成が複雑化してしまう。
　そこで、切替装置を吸気側と排気側にそれぞれに設け、複数気筒の吸気側と、複数気筒の排気側とをまとめて動作させることが考えられる。しかしながら、バルブの開閉タイミングは気筒毎に定められているので、気筒数やカムプロフィールによってはベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足する虞がある。例えば、吸排気バルブの開閉時期がカム上で１２０°の角度範囲に対応する場合、３気筒エンジンでは位相が１２０°となる。この場合、いずれかの気筒に対応する吸排気バルブがリフトするので、３気筒分のカムをまとめて切り替えることは困難である。
　本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的のひとつは、ベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足していても、カムの切り替えを行うことができるカム切替装置を提供することにある。
　本開示に係るカム切替装置は、エンジンの吸排気バルブに対応して設けられ、カムプロフィールの異なる第１カムと第２カムとを選択的に切り替えることで、前記吸排気バルブのバルブ特性を可変とするカム切替装置であって、前記エンジンのクランク軸と連動して回転する内側カム軸と、前記内側カム軸の外周にスプライン嵌合すると共に前記第１カム及び前記第２カムが一体回転可能に設けられた外側カム軸と、前記外側カム軸を軸方向にスライド移動させて前記第１カムと前記第２カムとを選択的に切り替えるカム軸移動手段と、前記吸排気バルブの開閉動作を停止させて気筒を休止させる気筒休止手段と、を備え、前記第１カム及び前記第２カムは、前記第１カムのバルブリフト量が前記第２カムのバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲と、前記第２カムのバルブリフト量が前記第１カムのバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲が形成されるように、それぞれのカムプロフィールが定められており、前記第１カムから前記第２カムへ切り替える際は、前記気筒休止手段によって前記吸排気バルブの開閉動作を停止させると共に、前記カム軸移動手段による前記外側カム軸のスライド移動を前記第１カム角度範囲で開始させ、前記第２カムから前記第１カムへ切り替える際は、前記気筒休止手段によって前記吸排気バルブの開閉動作を停止させると共に、前記カム軸移動手段による前記外側カム軸のスライド移動を前記第２カム角度範囲で開始させる。
　また、本開示に係るカム切替装置は、エンジンのクランク軸と連動して回転する内側カム軸と、前記内側カム軸の外周に設けられ、前記内側カム軸に対して軸方向にスライド自在とされた外側カム軸と、前記外側カム軸上において前記エンジンの吸排気バルブに対応した位置に設けられ、第１のカムプロフィールを有する第１カム及び第２のカムプロフィールを有する第２カムと、前記外側カム軸を前記内側カム軸に対してスライドさせることで、前記吸排気バルブの開閉操作に用いるカムを前記第１カム及び前記第２カムのうちから選択自在とするアクチュエータと、前記アクチュエータにより前記外側カム軸をスライドする際に前記吸排気バルブを閉弁状態とすることで前記エンジンの気筒を休止させる気筒休止機構とを備え、前記第１カムの前記第１カムプロフィールと、前記第２カムの前記第２カムプロフィールとは、前記第１カムのバルブリフト量が前記第２カムのバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲と、前記第２カムのバルブリフト量が前記第１カムのバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲とを備えるよう設定されている。
　本開示のカム切替装置によれば、ベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足していてもカムの切り替えを行うことができる。
図１は、ヘッドカバーを取り外した状態のエンジンブロック上部の構成を説明する模式的な斜視図である。 図２は、二重カム軸の外観を説明する模式的な斜視図である。 図３Ａは、標準吸気カムの選択状態における電磁ソレノイドの周辺を模式的に説明する図である。 図３Ｂは、標準吸気カムとロッカーローラの位置関係を模式的に説明する図である。 図４Ａは、低速カムの選択状態における電磁ソレノイドの周辺を模式的に説明する図である。 図４Ｂは、低速カムとロッカーローラの位置関係を模式的に説明する図である。 図５は、吸排気バルブ及びその周辺の構成を説明する模式的な断面図である。 図６Ａは、吸気カムのカム角とカムリフト量の関係を模式的に説明する図である。 図６Ｂは、排気カムのカム角とカムリフト量の関係を模式的に説明する図である。 図７Ａは、吸気カムが備える通常カムから低速カムへの切り替えを説明するタイミングチャートである。 図７Ｂは、外側カム軸の移動中におけるロッカーローラとカムの位置関係を模式的に説明する図である。 図８Ａは、吸気カムが備える低速カムから通常カムへの切り替えを説明するタイミングチャートである。 図８Ｂは、外側カム軸の移動中におけるロッカーローラとカムの位置関係を模式的に説明する図である。
　以下、添付図面に基づいて本開示の実施形態を説明する。図１に示すエンジン１００は、例えば直列３気筒であって、エンジン１００の運転状態に応じて一対のカム（後述）を選択的に切り替えるカム切替機構１を備えている。また、エンジン１００の各気筒には、吸排気バルブの開閉動作を停止させることで、気筒を休止させる気筒休止機構２がそれぞれ設けられている。そして、カム切替機構１、気筒休止機構２、並びにこれらの動作を制御するＥＣＵ３（電子制御ユニット）の組は、本発明に係るカム切替装置の一例である。
　カム切替機構１は、吸気側カム切替機構１０と、排気側カム切替機構２０とを備えている。吸気側カム切替機構１０は、吸気カム１１が設けられた吸気側二重カム軸１２と、吸気側二重カム軸１２をスライド移動させる吸気側スライド溝１３（図３参照）及び吸気側電磁ソレノイド１４とを備えている。排気側カム切替機構２０は、排気カム２１が設けられた排気側二重カム軸２２と、排気側二重カム軸２２をスライド移動させる排気側スライド溝２３及び排気側電磁ソレノイド２４とを備えている。
　これらの中で、吸気側スライド溝１３及び吸気側電磁ソレノイド１４の組、及び、排気側スライド溝２３及び排気側電磁ソレノイド２４の組は、ＥＣＵ３と共に、本開示に係るカム軸移動手段の一例を構成する。また、吸気側二重カム軸１２に設けられた吸気カム１１は、カムプロフィールの異なる二種類のカム（標準吸気カム１５，低速カム１６）を備え、排気側二重カム軸２２に設けられた排気カム２１は、カムプロフィールの異なる二種類のカム（早開カム２５，標準排気カム２６）を備えている。そして、標準吸気カム１５及び早開カム２５は本開示に係る第１カムの一例であり、低速カム１６及び標準排気カム２６は本開示に係る第２カムの一例である。
　なお、排気側カム切替機構２０が備える各部、排気側二重カム軸２２、排気側スライド溝２３，及び、排気側電磁ソレノイド２４については、切り替え対象である排気カム２１が、早開カム２５と標準排気カム２６を備えている以外は、吸気側カム切替機構１０の各部と同様に構成されている。このため、以下では、吸気側カム切替機構１０について説明し、排気側カム切替機構２０については説明を省略する。
　図２に示すように、吸気側二重カム軸１２は、エンジン１００の図示しないクランク軸と連動して回転する内側カム軸３１と、内側カム軸３１の外周とスプライン嵌合し、内側カム軸３１に対して軸方向にスライド移動可能な外側カム軸３２とを備えている。
　外側カム軸３２には複数の吸気カム１１が圧入されており、外側カム軸３２と一体的に回転可能な状態で取り付けられている。図１に示すように、本実施形態のエンジン１００では、１つの気筒が２つの吸気バルブを備えているため、合計６個の吸気バルブ及び６個の吸気カム１１が設けられている。図２に示すように、各吸気カム１１は、標準吸気カム１５と低速カム１６を備えており、外側カム軸３２を内側カム軸３１の軸方向にスライド移動させることで、標準吸気カム１５と低速カム１６の何れかが選択される。同じ気筒に対応する２つの吸気カム１１は、カムプロフィールが同じ位相となるように取り付けられている。そして、３気筒であることから３組の吸気カム１１は、気筒毎に位相が１２０°ずれた状態で取り付けられている。
　外側カム軸３２の端部には２条の吸気側スライド溝１３（第１スライド溝１３Ａ，第２スライド溝１３Ｂ）が設けられている。これらのスライド溝１３Ａ，１３Ｂには、外側カム軸３２を内側カム軸３１の軸方向にスライド移動させる際に、吸気側電磁ソレノイド１４が備える切替ピン４１Ａ，４１Ｂが嵌合される（図３Ａ，図４Ａ参照）。
　図３Ａに示すように、標準吸気カム１５の選択時には、同図において左側に位置する第１切替ピン４１Ａが下方に移動し、第１切替ピン４１Ａの下端部が第１スライド溝１３Ａに嵌合する。これにより、図３Ｂに示すように、外側カム軸３２は図における右方向へスライド移動し、吸気カム１１が備える標準吸気カム１５がロッカーローラ５１Ａに当接する。図４Ａに示すように、低速カム１６の選択時には、同図において右側に位置する第２切替ピン４１Ｂが下方に移動し、第２切替ピン４１Ｂの下端部が第２スライド溝１３Ｂに嵌合する。これにより、図４Ｂに示すように、外側カム軸３２は図における左方向へスライド移動し、吸気カム１１が備える低速カム１６がロッカーローラ５１Ａに当接する。
　図３Ａ、図４Ａに示すように、第１切替ピン４１Ａ及び第２切替ピン４１Ｂの上下方向の移動は、吸気側電磁ソレノイド１４によって制御される。具体的には、第１切替ピン４１Ａの上方に位置する第１電磁ソレノイド４２Ａと第２切替ピン４１Ｂの上方に位置する第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電によって制御される。
　第１電磁ソレノイド４２Ａの中心には第１鉄心４３Ａが配置されており、第１電磁ソレノイド４２Ａへの通電時に第１鉄心４３Ａの下端がＮ極となる。そして、第１切替ピン４１Ａの上端部には、上面がＮ極となる第１永久磁石４４Ａが設けられている。同様に、第２電磁ソレノイド４２Ｂの中心には第２鉄心４３Ｂが配置されており、第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電時に第２鉄心４３Ｂの下端がＳ極となる。そして、第２切替ピン４１Ｂの上端部には、上面がＳ極となる第２永久磁石４４Ｂが設けられている。加えて、第１鉄心４３Ａと第２鉄心４３Ｂの上端部同士は、板状の透磁性体で作製されたヨーク４５によって連結されている。
　図３Ａに示すように、第１電磁ソレノイド４２Ａを通電状態にし、第２電磁ソレノイド４２Ｂを非通電状態にすると、第１鉄芯４３Ａの下端がＮ極になって第１永久磁石４４Ａと反発するため、第１切替ピン４１Ａが下方へ移動する。一方、第２電磁ソレノイド４２Ｂは非通電状態とされるが、第１鉄芯４３Ａからの磁界によって第２鉄心４３Ｂの下端がＮ極に磁化されて第２永久磁石４４Ｂと引き合う。このため、第２切替ピン４１Ｂが第２鉄心４３Ｂの下端に吸着された状態になる。
　図４Ａに示すように、第２電磁ソレノイド４２Ｂを通電状態にし、第１電磁ソレノイド４２Ａを非通電状態にすると、第２鉄心４３Ｂの下端がＳ極になって第２永久磁石４４Ｂと反発するため、第２切替ピン４１Ｂが下方へ移動する。一方、第１電磁ソレノイド４２Ａは非通電状態とされるが、第２鉄心４３Ｂからの磁界によって第１鉄芯４３Ａの下端がＳ極に磁化されて第１永久磁石４４Ａと引き合うため、第１切替ピン４１Ａが第１鉄芯４３Ａの下端に吸着された状態になる。
　従って、第１電磁ソレノイド４２Ａへの通電と第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電を選択的に行うことにより、第１切替ピン４１Ａと第２切替ピン４１Ｂを選択的に第１スライド溝１３Ａと第２スライド溝１３Ｂに嵌合させることができ、標準吸気カム１５と低速カム１６を選択的にロッカーローラ５１Ａに当接させることができる。
　次に、気筒休止機構２について説明する。この気筒休止機構２は、吸排気バルブを閉弁状態にすることで気筒を休止させる機構であり、ＥＣＵ３と共に本発明に係る気筒休止手段の一例を構成する。図５に示すように、気筒休止機構２は、ロッカーアーム５１と、ブラケット５２と、油圧タペット５３と、ニードル５４と、休止用電磁ソレノイド５５とを備えている。
　ロッカーアーム５１は、吸気カム１１（標準吸気カム１５，低速カム１６）や排気カム２１（標準排気カム２６，早開カム２５）によって揺動されて吸気バルブＶ１や排気バルブＶ２を開弁方向に動作させる部材である。ロッカーアーム５１の一端部は、ロッカーシャフト軸５１Ｂを中心にして、ブラケット５２に回動可能な状態で取り付けられている。ロッカーアーム５１の他端部は、吸気バルブＶ１や排気バルブＶ２の上端に上方から当接されている。ロッカーアーム５１における長手方向の途中には、吸気カム１１或いは排気カム２１と当接するロッカーローラ５１Ａが形成されている。
　ブラケット５２は、ロッカーアーム５１にロッカーシャフト軸５１Ｂでピン連結された部材であり、気筒の休止状態においてロッカーアーム５１の揺動に応じて上下動される。ブラケット５２の内部には、ニードル５４が収納されると共にエンジンオイルで満たされるニードル収納空部５２Ａが形成されている。ブラケット５２の下側部分は、油圧タペット５３に対して進退される有底円筒状のピストン部５２Ｂになっている。ピストン部５２Ｂの底面中心部には、エンジンオイルの通路になると共にニードル５４の先端部が挿入される油孔５２Ｃが、板厚方向を貫通した状態で形成されている。また、ピストン部５２Ｂの側面には、エンジンオイルで満たされた油路ＯＬとニードル収納空部５２Ａとを連通する連通孔５２Ｄが形成されている。
　油圧タペット５３は、ブラケット５２のピストン部５２Ｂが進退可能に挿入されると共に、ブラケット５２（ピストン部５２Ｂ）を下側から支える部材であり、円筒形のボディ５３Ａと、チェックボールスプリング（不図示）によって上方に付勢されるチェックボール５３Ｂと、ピストン部５２Ｂの下端面に下側から当接すると共に、チェックボール５３Ｂ及びチェックボールスプリングを収納する有底筒状の収納部５３Ｃと、収納部５３Ｃを下側から支えるピストンスプリング５３Ｄ等を備えている。
　気筒の動作状態において油圧タペット５３は、チェックボール５３Ｂが上方に付勢され、チェックボール５３Ｂによってピストン部５２Ｂの油孔５２Ｃが塞がれている。油孔５２Ｃが塞がれた状態において、ピストン部５２Ｂよりも下側を満たすエンジンオイルは流れることができない。このため、ブラケット５２（ピストン部５２Ｂ）は下方へ移動できず、高さ方向の位置が固定される。
　一方、気筒の休止状態において油圧タペット５３は、ニードル５４によってチェックボール５３Ｂが下方に移動されおり、ピストン部５２Ｂの油孔５２Ｃが開放されている。油孔５２Ｃが開放された状態において、ピストン部５２Ｂよりも下側を満たすエンジンオイルは油孔５２Ｃを通じてニードル収納空部５２Ａ内に流れ込むことができる。そして、ニードル収納空部５２Ａ内のエンジンオイルは、ピストン部５２Ｂの側面に形成された連通孔５２Ｄから油路ＯＬへ流れ込むことができる。このため、油孔５２Ｃが開放されると、ブラケット５２（ピストン部５２Ｂ）は下方への移動が可能になる。すなわち、カム１１，２１による押圧力がピストンスプリング５３Ｄの復元力よりも高ければ、ピストンスプリング５３Ｄが収縮してブラケット５２が下方に移動する。そして、カム１１，２１による押圧力がピストンスプリング５３Ｄの復元力よりも低くなれば、ピストンスプリング５３Ｄの復元力によってブラケット５２は上方へ移動する。
　ニードル５４は、チェックボール５３Ｂを下方に移動させるための棒状部材であり、ブラケット５２のニードル収納空部５２Ａに軸方向へ移動可能な状態で収納されると共に、下端がチェックボール５３Ｂに当接されている。ニードル５４の上端部は、休止用電磁ソレノイド５５の内部に収納されており、休止用電磁ソレノイド５５が備えるプランジャ５５Ｃによって上下方向に移動される。
　休止用電磁ソレノイド５５は、ガイド軸５５Ａと、休止用コイル５５Ｂと、プランジャ５５Ｃとを備えている。
　ガイド軸５５Ａは、上端が塞がれた筒状部材であり、上端部の内側にはプランジャ５５Ｃをニードル５４の軸方向に移動可能な状態で収納するプランジャ収納空間５５Ｄが形成され、収納空間５５Ｄの下方にはニードル５４が軸方向に移動可能な状態で収納されるニードル収納空部５５Ｅが形成されている。さらに、ガイド軸５５Ａの下端部には、ブラケット５２の上端部がニードル５４の軸方向へスライド移動可能な状態で嵌合されるガイド空部５５Ｆが形成されている。
　休止用コイル５５Ｂは、ガイド軸５５Ａの上端部に配置されており、通電によって磁界を発生させてプランジャ５５Ｃを下方に付勢する。プランジャ５５Ｃは、ニードル５４の上端に上方から当接されており、休止用コイル５５Ｂから発生された磁界によってニードル５４を下方に押し下げる。そして、休止用コイル５５Ｂへの通電が停止されると、磁界の発生が停止されるので、チェックボールスプリングの復元力によってチェックボール５３Ｂが上方に移動され、これに伴ってニードル５４とプランジャ５５Ｃも上方に移動される。
　以上のように構成された気筒休止機構２では、気筒の動作状態において休止用電磁ソレノイド５５（休止用コイル５５Ｂ）は非通電状態とされ、気筒の休止状態において休止用電磁ソレノイド５５は通電状態とされる。
　休止用電磁ソレノイド５５の非通電状態では、チェックボール５３Ｂが上方に移動されてピストン部５２Ｂの油孔５２Ｃが塞がれる。これにより、ブラケット５２の高さ位置が固定される。そして、吸気カム１１や排気カム２１のカムプロフィールに沿ってロッカーローラ５１Ａが押圧されると、ロッカーアーム５１の一端部はロッカーシャフト軸５１Ｂを支点に回動し、他端部がバルブスプリングＳＰの復元力に抗して揺動し、吸気バルブＶ１や排気バルブＶ２を開閉動作させる。
　休止用電磁ソレノイド５５の通電状態では、チェックボール５３Ｂが下方に移動されてピストン部５２Ｂの油孔５２Ｃが開放される。これにより、ブラケット５２が上下方向（ニードル５４の軸方向）へ移動可能な状態になる。そして、吸気カム１１や排気カム２１のカムプロフィールに沿ってロッカーローラ５１Ａが押圧されると、バルブスプリングＳＰの復元力が強力であることから、ロッカーアーム５１の他端部は吸気バルブＶ１の上端や排気バルブＶ２の上端を支点に回動し、一端部はロッカーシャフト軸５１Ｂを介してブラケット５２と共に上下方向へ揺動する。このため、ロッカーアーム５１が揺動しても排気バルブＶ２は閉弁状態で維持される。
　次に、図６Ａ及び図６Ｂに基づいて、吸気カム１１と排気カム２１のカムプロフィールについて説明する。
　図６Ａに示すように、第１気筒＃１の吸気カム１１において、カム角θ１からカム角θ２までの角度範囲では、標準吸気カム１５のカムプロフィール＃１ｉｎｓｔｄの方が低速カム１６のカムプロフィール＃１ｉｎＬｏｗよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ２からカム角θ４までの角度範囲では、低速カム１６のカムプロフィール＃１ｉｎＬｏｗの方が標準吸気カム１５のカムプロフィール＃１ｉｎｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。
　第２気筒＃２の吸気カム１１において、カム角θ３からカム角θ５までの角度範囲では、標準吸気カム１５のカムプロフィール＃２ｉｎｓｔｄの方が低速カム１６のカムプロフィール＃２ｉｎＬｏｗよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ５からカム角θ７までの角度範囲では、低速カム１６のカムプロフィール＃２ｉｎＬｏｗの方が標準吸気カム１５のカムプロフィール＃２ｉｎｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。
　第３気筒＃３の吸気カム１１において、カム角θ６からカム角θ８までの角度範囲では、標準吸気カム１５のカムプロフィール＃３ｉｎｓｔｄの方が低速カム１６のカムプロフィール＃３ｉｎＬｏｗよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ８からカム角θ９までの角度範囲では、低速カム１６のカムプロフィール＃３ｉｎＬｏｗの方が標準吸気カム１５のカムプロフィール＃３ｉｎｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。
　図６Ａから、本実施形態の吸気カム１１では、どのカム角を選択したとしても何れかの気筒の吸気バルブＶ１がリフトしており、吸気カム１１が備えるベース円の角度範囲が標準吸気カム１５と低速カム１６の切り替えに対して不足していることが判る。
　図６Ａの例では、カム角θ１からカム角θ２までの角度範囲、カム角θ３からカム角θ５までの角度範囲、及び、カム角θ６からカム角θ８までの角度範囲が、本発明における第１角度範囲に相当する。また、カム角θ２からカム角θ４までの角度範囲、カム角θ５からカム角θ７までの角度範囲、及び、カム角θ８からカム角θ９までの角度範囲が本発明の第２角度範囲に相当する。
　図６Ｂに示すように、第１気筒＃１の排気カム２１において、カム角θ１１からカム角θ１２までの角度範囲では、早開カム２５のカムプロフィール＃１ｅｘｆｓｔの方が標準排気カム２６のカムプロフィール＃１ｅｘｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ１２からカム角θ１４までの角度範囲では、標準排気カム２６のカムプロフィール＃１ｅｘｓｔｄの方が早開カム２５のカムプロフィール＃１ｅｘｆｓｔよりもカムリフト量が大きくなっている。
　第２気筒＃２の排気カム２１において、カム角θ１３からカム角θ１５までの角度範囲では、早開カム２５のカムプロフィール＃２ｅｘｆｓｔの方が標準排気カム２６のカムプロフィール＃２ｅｘｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ１５からカム角θ１７までの角度範囲では、標準排気カム２６のカムプロフィール＃２ｅｘｓｔｄの方が早開カム２５のカムプロフィール＃２ｅｘｆｓｔよりもカムリフト量が大きくなっている。
　第３気筒＃３の排気カム２１において、カム角θ１６からカム角θ１８までの角度範囲では、早開カム２５のカムプロフィール＃３ｅｘｆｓｔの方が標準排気カム２６のカムプロフィール＃３ｅｘｓｔｄよりもカムリフト量が大きくなっている。反対に、カム角θ１８からカム角θ１９までの角度範囲では、標準排気カム２６のカムプロフィール＃３ｅｘｓｔｄの方が早開カム２５のカムプロフィール＃３ｅｘｆｓｔよりもカムリフト量が大きくなっている。
　図６Ｂから、本実施形態の排気カム２１でも、どのカム角を選択したとしても何れかの気筒の排気バルブＶ２がリフトしており、排気カム２１が備えるベース円の角度範囲が早開カム２５と標準排気カム２６の切り替えに対して不足していることが判る。
　図６Ｂの例では、カム角θ１１からカム角θ１２までの角度範囲、カム角θ１３からカム角θ１５までの角度範囲、及び、カム角θ１６からカム角θ１８までの角度範囲が、本発明における第１角度範囲に相当する。また、カム角θ１２からカム角θ１４までの角度範囲、カム角θ１５からカム角θ１７までの角度範囲、及び、カム角θ１８からカム角θ１９までの角度範囲が本発明の第２角度範囲に相当する。
　次に、ＥＣＵ３によるカムの切替制御について説明する。ここで、吸気カム１１が備える標準吸気カム１５と低速カム１６の間の切替制御と、排気カム２１が備える標準排気カム２６と早開カム２５の間の切替制御は同等の内容である。このため、吸気カム１１での切替制御について説明することとし、排気カム２１での切替制御については説明を省略する。
　まず、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、標準吸気カム１５から低速カム１６への切替制御について説明する。図７Ａのタイミングチャートにおいて横軸は時間である。そして、同図の上段側から順に説明すると、切替Ｒｅｑは、標準吸気カム１５から低速カム１６への切替要求を示すタイミング信号である。ＣＡＭ１ｘは、３つの気筒に対する制御を１サイクルとした際における、各サイクルの開始を示すタイミング信号である。ＣＡＭ３ｘは、１サイクル期間における各気筒への制御開始を示すタイミング信号である。
　＃１休止は、第１気筒＃１の気筒休止期間に亘ってＨレベルになる制御信号であり、＃１リフト量は、第１気筒＃１に設けられた一対の吸気バルブＶ１のリフト量を模式的に示す信号である。＃２休止は、第２気筒＃２の気筒休止期間に亘ってＨレベルになる制御信号であり、＃２リフト量は、第２気筒＃２に設けられた一対の吸気バルブＶ１のリフト量を模式的に示す信号である。＃３休止は、第３気筒＃３の気筒休止期間に亘ってＨレベルになる制御信号であり、＃３リフト量は、第３気筒＃３に設けられた一対の吸気バルブＶ１のリフト量を模式的に示す信号である。
　第１ＳＯＬは、第１電磁ソレノイド４２Ａへの通電電流の大きさを示す信号である。第２ＳＯＬは、第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電電流の大きさを示す信号である。図７Ａの例では、標準吸気カム１５から低速カム１６への切り替えを行うため、第２電磁ソレノイド４２Ｂに対して通電が行われている。
　ＥＣＵ３は切替要求信号を監視しており、切替要求信号の電圧レベルの変化に基づいてカムの切替要求が生じたことを認識する。図７Ａの例においてＥＣＵ３は、ＨレベルからＬレベルへの立ち下がりタイミング(時刻ｔ１）で切替要求があったことを認識する。
　カムの切替要求を認識すると、ＥＣＵ３は、各気筒＃１～＃３を順に休止状態にさせる。このため、ＥＣＵ３は、タイミング信号ＣＡＭ１ｘに基づいて次周期の制御開始タイミングであることを認識し（時刻ｔ２）、直後のタイミング信号ＣＡＭ３ｘに基づいて第１気筒＃１に対応する休止用電磁ソレノイド５５（休止用コイル５５Ｂ）を通電状態にする（時刻ｔ３）。これにより、第１気筒＃１については、ロッカーアーム５１が揺動しても排気バルブＶ２は閉弁状態で維持される。
　次に、ＥＣＵ３は、タイミング信号ＣＡＭ３ｘに基づいて第２気筒＃２に対応する休止用電磁ソレノイド５５を通電状態にする（時刻ｔ４）。これにより、第２気筒＃２についても、ロッカーアーム５１が揺動しても排気バルブＶ２は閉弁状態で維持される。同様に、ＥＣＵ３は、タイミング信号ＣＡＭ３ｘに基づいて第３気筒＃３に対応する休止用電磁ソレノイド５５を通電状態にする（時刻ｔ５）。これにより、第３気筒＃３についても、ロッカーアーム５１が揺動しても排気バルブＶ２は閉弁状態で維持される。この時刻ｔ５では、各気筒＃１～＃３が休止状態とされる。
　ＥＣＵ３は、時刻ｔ５において、第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電を開始する。第２電磁ソレノイド４２Ｂへの通電により、第２切替ピン４１Ｂが下方へ移動して下端部が第２スライド溝１３Ｂに嵌合する。これにより、第２スライド溝１３Ｂに沿って外側カム軸３２のスライド移動が開始され、すなわちカム角θ１からθ２までの角度範囲でスライド移動が開始され、吸気カム１１とロッカーローラ５１Ａの相対位置が変化する。具体的には、それまでのロッカーローラ５１Ａと標準吸気カム１５の当接状態から、ロッカーローラ５１Ａの一部が低速カム１６上へ位置するように吸気カム１１が移動される。
　ここで、図６Ａで説明したように、カム角θ１からθ２までの角度範囲では、標準吸気カム１５のカムリフト量の方が低速カム１６のカムリフト量よりも大きい。すなわち、図７Ｂに示すように、低速カム１６は標準吸気カム１５よりも低い位置（回転中心に近い位置）にある。このため、標準吸気カム１５のカム面と低速カム１６のカム面との段差は障害にならず、吸気カム１１を円滑にスライド移動させることができる。そして、各気筒が備える吸排気バルブＶ２の開閉動作が停止されているため、ロッカーローラ５１Ａが標準吸気カム１５と低速カム１６の段差を落下しても、ロッカーアーム５１がブラケット５２と共に上下方向へ移動してロッカーアーム５１の揺動が吸収される。その結果、異音の発生を抑制しつつカムを切り替えることができる。
　なお、図６Ａから判るように、第２気筒＃２及び第３気筒＃３の吸気カム１１は、カム角θ１からθ２までの角度範囲においてカムリフト量が０である。すなわち、吸気カム１１のベース円がロッカーローラ５１Ａに当接している。このため、第２気筒＃２及び第３気筒＃３の吸気カム１１については、標準吸気カム１５から低速カム１６へ円滑に切り替えることができる。
　図７Ａに示すように、その後は、時刻ｔ６で第１気筒＃１に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされて吸気バルブＶ１が動作状態に切り替えられるが、この時点においてロッカーローラ５１Ａの少なくとも一部が低速カム１６の上に位置している。これにより、第１気筒＃１の吸気バルブＶ１は、低速カム１６のカムプロフィールに従って円滑に開閉動作が開始される。
　その後、時刻ｔ７で第２気筒＃２に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされ、時刻ｔ８で第３気筒＃３に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされ、各気筒＃２，＃３が備える吸気バルブＶ１が動作状態に切り替えられる。これらの気筒＃２，＃３についてもロッカーローラ５１Ａの少なくとも一部が低速カム１６の上に位置しているため、吸気バルブＶ１は、低速カム１６のカムプロフィールに従って円滑に開閉動作が開始される。
　次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照し、低速カム１６から標準吸気カム１５への切替制御について説明する。図８Ａのタイミングチャートにおいて横軸と縦軸の各項目は、図７Ａと同じであるため説明を省略する。
　ＥＣＵ３は切替要求信号を監視しており、切替要求信号の電圧レベルの変化に基づいてカムの切替要求が生じたことを認識する。ＥＣＵ３は、時刻ｔ１１で切替要求があったことを認識する。
　カムの切替要求を認識すると、ＥＣＵ３は、各気筒を順に休止状態にさせる。このため、ＥＣＵ３は、タイミング信号ＣＡＭ１ｘに基づいて次周期の制御開始タイミングであることを認識し（時刻ｔ１２）、その後のタイミング信号ＣＡＭ３ｘに基づいて各気筒＃１～＃３に対応する休止用電磁ソレノイド５５を通電状態にする（時刻ｔ１３～ｔ１５）。
　ＥＣＵ３は、時刻ｔ１５において、第１電磁ソレノイド４２Ａへの通電を開始する。第１電磁ソレノイド４２Ａへの通電により、第１切替ピン４１Ａが下方へ移動して下端部が第１スライド溝１３Ａに嵌合する。これにより、第１スライド溝１３Ａに沿って外側カム軸３２のスライド移動が開始され、すなわちカム角θ２からθ４までの角度範囲でスライド移動が開始され、吸気カム１１とロッカーローラ５１Ａの相対位置が変化する。それまでのロッカーローラ５１Ａと低速カム１６の当接状態から、ロッカーローラ５１Ａの一部が標準吸気カム１５上へ位置するように吸気カム１１が移動される。
　ここで、図６Ａで説明したように、カム角θ２からθ４までの角度範囲では、低速カム１６のカムリフト量の方が、標準吸気カム１５のカムリフト量の方がよりも大きい。すなわち、図８Ｂに示すように、標準吸気カム１５は低速カム１６よりも低い位置（回転中心に近い位置）にある。このため、低速カム１６のカム面と標準吸気カム１５のカム面との段差は障害にならず、吸気カム１１を円滑にスライド移動させることができる。そして、各気筒が備える吸排気バルブＶ２の開閉動作が停止されているため、ロッカーローラ５１Ａが低速カム１６と標準吸気カム１５の段差を落下しても、ロッカーアーム５１がブラケット５２と共に上下方向へ移動してロッカーアーム５１の揺動が吸収される。その結果、異音の発生を抑制しつつカムを切り替えることができる。
　なお、図６Ａから判るように、第２気筒＃２及び第３気筒＃３の吸気カム１１は、カム角θ２からθ３までの角度範囲においてカムリフト量が０である。すなわち、吸気カム１１のベース円がロッカーローラ５１Ａに当接している。このため、第２気筒＃２及び第３気筒＃３の吸気カム１１については、カム角θ３までにロッカーローラ５１Ａの少なくも一部が標準吸気カム１５上へ位置していれば、標準吸気カム１５へ円滑に切り替えることができる。
　図８Ａに示すように、その後は、時刻ｔ１６で第１気筒＃１に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされて吸気バルブＶ１が動作状態に切り替えられるが、この時点においてロッカーローラ５１Ａの少なくとも一部が標準吸気カム１５の上に位置している。これにより、第１気筒＃１の吸気バルブＶ１は、標準吸気カム１５のカムプロフィールに従って円滑に開閉動作が開始される。
　その後、時刻ｔ１７で第２気筒＃２に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされ、時刻ｔ１８で第３気筒＃３に対応する休止用電磁ソレノイド５５が非通電状態とされ、各気筒＃２，＃３が備える吸気バルブＶ１が動作状態に切り替えられる。これらの気筒＃２，＃３についてもロッカーローラ５１Ａの少なくとも一部が標準吸気カム１５の上に位置しているため、吸気バルブＶ１は、標準吸気カム１５のカムプロフィールに従って円滑に開閉動作が開始される。
　以上説明したように、本実施形態のエンジン１００では、エンジン１００の運転状態に応じて吸気カム１１や排気カム２１が備える一対のカムを選択的に切り替えるカム切替機構１を備えている。また、エンジン１００の各気筒には、吸排気バルブＶ２の開閉動作を停止させることで、気筒を休止させる気筒休止機構２が設けられている。
　吸気カム１１が備える標準吸気カム１５や排気カム２１が備える早開カム２５（第１カム）、及び、吸気カム１１が備える低速カム１６や排気カム２１が備える標準排気カム２６（第２カム）は、標準吸気カム１５及び早開カム２５のバルブリフト量が低速カム１６及び標準排気カム２６のバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲と、低速カム１６及び標準排気カム２６のバルブリフト量が標準吸気カム１５及び早開カム２５のバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲が形成されるように、それぞれのカムプロフィールが定められている。
　標準吸気カム１５や早開カム２５から低速カム１６や標準排気カム２６へ切り替える際は、気筒休止機構２とＥＣＵ３の組（気筒休止手段）によって吸排気バルブＶ２の開閉動作を停止させると共に、カム切替機構１とＥＣＵ３の組（カム切替手段）による外側カム軸３２のスライド移動を第１カム角度範囲で開始させ、低速カム１６や標準排気カム２６から標準吸気カム１５や早開カム２５へ切り替える際は、気筒休止機構２とＥＣＵ３の組によって吸排気バルブＶ２の開閉動作を停止させると共に、カム切替機構１とＥＣＵ３の組による外側カム軸３２のスライド移動を第２カム角度範囲で開始させている。
　これにより、標準吸気カム１５と低速カム１６の段差や早開カム２５と標準排気カム２６の段差に影響を受けることなく吸気カム１１や排気カム２１をスライド移動させることができる。その結果、吸気カム１１や排気カム２１において、ベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足していてもカムの切り替えを行うことができる。
　以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。
　例えば、エンジン１００は複数気筒を有していれば３気筒に限定されない。カムプロフィールの関係でベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足している構成であれば、本発明を適用できる。また、気筒休止機構２は、実施形態の例に限定されるものではなく、各気筒を休止できるものであれば、本発明を適用できる。
　本出願は、2015年04月24日付で出願された日本国特許出願（特願2015-089127）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明のカム切替装置は、ベース円の角度範囲がカムの切り替えに対して不足していてもカムの切替を行うことができるという効果を有し、簡易な構造により吸排気バルブのバルブ特性を可変とするという点において有用である。
１…カム切替機構，２…気筒休止機構，３…ＥＣＵ，１０…吸気側カム切替機構，１１…吸気カム，１２…吸気側二重カム軸，１３…吸気側スライド溝，１３Ａ…第１スライド溝，１３Ｂ…第２スライド溝，１４…吸気側電磁ソレノイド，１５…標準吸気カム，１６…低速カム，２０…排気側カム切替機構，２１…排気カム，２２…排気側二重カム軸，２３…排気側スライド溝，２４…排気側電磁ソレノイド，２５…早開カム，２６…標準排気カム，３１…内側カム軸，３２…外側カム軸，４１Ａ…第１切替ピン，４１Ｂ…第２切替ピン，４３Ａ…第１鉄心，４３Ｂ…第２鉄心，４４Ａ…第１永久磁石，４４Ｂ…第２永久磁石，４５…ヨーク，５１…ロッカーアーム，５１Ａ…ロッカーローラ，５１Ｂ…ロッカーシャフト軸，５２…ブラケット，５２Ａ…ニードル収納空部，５２Ｂ…ピストン部，５２Ｃ…油孔，５２Ｄ…連通孔，５３…油圧タペット，５３Ａ…ボディ，５３Ｂ…チェックボール，５３Ｃ…収納部，５３Ｄ…ピストンスプリング，５４…ニードル，５５…休止用電磁ソレノイド，５５Ａ…ガイド軸，５５Ｂ…休止用コイル，５５Ｃ…プランジャ，５５Ｄ…プランジャ収納空間，５５Ｅ…ニードル収納空部，５５Ｆ…ガイド空部，１００…エンジン，ＯＬ…油路，Ｖ１…吸気バルブ，Ｖ２…排気バルブ，ＳＰ…バルブスプリング

Claims (5)

  1. 　エンジンの吸排気バルブに対応して設けられ、カムプロフィールの異なる第１カムと第２カムとを選択的に切り替えることで、前記吸排気バルブのバルブ特性を可変とするカム切替装置であって、
    　前記エンジンのクランク軸と連動して回転する内側カム軸と、
    　前記内側カム軸の外周にスプライン嵌合すると共に前記第１カム及び前記第２カムが一体回転可能に設けられた外側カム軸と、
    　前記外側カム軸を軸方向にスライド移動させて前記第１カムと前記第２カムとを選択的に切り替えるカム軸移動手段と、
    　前記吸排気バルブの開閉動作を停止させて気筒を休止させる気筒休止手段と、を備え、
    　前記第１カム及び前記第２カムは、前記第１カムのバルブリフト量が前記第２カムのバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲と、前記第２カムのバルブリフト量が前記第１カムのバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲が形成されるように、それぞれのカムプロフィールが定められており、
    　前記第１カムから前記第２カムへ切り替える際は、前記気筒休止手段によって前記吸排気バルブの開閉動作を停止させると共に、前記カム軸移動手段による前記外側カム軸のスライド移動を前記第１カム角度範囲で開始させ、
    　前記第２カムから前記第１カムへ切り替える際は、前記気筒休止手段によって前記吸排気バルブの開閉動作を停止させると共に、前記カム軸移動手段による前記外側カム軸のスライド移動を前記第２カム角度範囲で開始させる
    　カム切替装置。
  2. 　前記第１カム及び前記第２カムのカムプロフィールに応じて揺動し、バルブスプリングの復元力に抗して前記吸排気バルブを押圧するロッカーアームをさらに備え、
    　前記気筒休止手段は、前記ロッカーアームが前記吸排気バルブと当接する点を支点にして前記ロッカーアームを揺動させる
    　請求項１に記載のカム切替装置。
  3. 　前記エンジンが複数気筒を直列に配置した直列気筒エンジンであり、
    　前記第１カム及び前記第２カムが前記複数気筒の各吸排気バルブにそれぞれ対応して設けられ、
    　前記第１カム又は前記第２カムを選択的に切り替える際は、前記気筒休止手段によって前記複数気筒に設けられた前記吸排気バルブを停止させると共に、前記カム軸移動手段によって前記外側カム軸を軸方向にスライド移動させる
    　請求項１又は２に記載のカム切替装置。
  4. 　エンジンのクランク軸と連動して回転する内側カム軸と、
    　前記内側カム軸の外周に設けられ、前記内側カム軸に対して軸方向にスライド自在とされた外側カム軸と、
    　前記外側カム軸上において前記エンジンの吸排気バルブに対応した位置に設けられ、第１のカムプロフィールを有する第１カム及び第２のカムプロフィールを有する第２カムと、
    　前記外側カム軸を前記内側カム軸に対してスライドさせることで、前記吸排気バルブの開閉操作に用いるカムを前記第１カム及び前記第２カムのうちから選択自在とするアクチュエータと、
    　前記アクチュエータにより前記外側カム軸をスライドする際に前記吸排気バルブを閉弁状態とすることで前記エンジンの気筒を休止させる気筒休止機構とを備え、
    　前記第１カムの前記第１カムプロフィールと、前記第２カムの前記第２カムプロフィールとは、前記第１カムのバルブリフト量が前記第２カムのバルブリフト量よりも大きい第１カム角度範囲と、前記第２カムのバルブリフト量が前記第１カムのバルブリフト量よりも大きい第２カム角度範囲とを備えるよう設定されている
    　カム切替装置。
  5. 　前記アクチュエータ及び前記気筒休止機構を制御する制御部をさらに備え、
    　前記制御部は、以下の動作を行う：
    　前記第１カムから前記第２カムに切り替える際に、前記気筒休止機構を制御して前記エンジンの気筒を休止させた状態で、前記アクチュエータを制御して前記第１カム角度範囲で前記外側カム軸のスライドを開始させ；
    　前記第２カムから前記第１カムに切り替える際に、前記気筒休止機構を制御して前記エンジンの気筒を休止させた状態で、前記アクチュエータを制御して前記第２カム角度範囲で前記外側カム軸のスライドを開始させる、
    　請求項４に記載のカム切替装置。
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