JP2001123811A - 内燃機関のバルブ特性可変装置 - Google Patents
内燃機関のバルブ特性可変装置Info
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関のバルブ特性可変装置において、制
御量のばらつきを抑えるとともに、同制御量の変更幅を
拡大することにある。 【解決手段】 内燃機関には、一気筒当たり2つの吸気
バルブ20a,20bが設けられている。これら吸気バ
ルブ20a,20bは、吸気カムシャフト11に設けら
れた吸気カム12,13により開閉される。各吸気カム
12,13のうち、一方のカム12のみが吸気カムシャ
フト11の軸方向においてそのバルブリフト量が変化す
る補助カム山部12bを有している。この補助カム山部
12bにより、一方の吸気バルブ20aのみが排気行程
中に開弁することにより、排気の再循環が行われる。こ
の排気の再循環量は吸気カムシャフト11が油圧アクチ
ュエータ14によりその軸方向に変位させられることに
より変更される。
御量のばらつきを抑えるとともに、同制御量の変更幅を
拡大することにある。 【解決手段】 内燃機関には、一気筒当たり2つの吸気
バルブ20a,20bが設けられている。これら吸気バ
ルブ20a,20bは、吸気カムシャフト11に設けら
れた吸気カム12,13により開閉される。各吸気カム
12,13のうち、一方のカム12のみが吸気カムシャ
フト11の軸方向においてそのバルブリフト量が変化す
る補助カム山部12bを有している。この補助カム山部
12bにより、一方の吸気バルブ20aのみが排気行程
中に開弁することにより、排気の再循環が行われる。こ
の排気の再循環量は吸気カムシャフト11が油圧アクチ
ュエータ14によりその軸方向に変位させられることに
より変更される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元カムが設け
られたカムシャフトをその軸方向に変位させることで、
同3次元カムにより開閉される吸気バルブ或いは排気バ
ルブのバルブ特性を可変とする内燃機関のバルブ特性可
変装置に関するものである。
られたカムシャフトをその軸方向に変位させることで、
同3次元カムにより開閉される吸気バルブ或いは排気バ
ルブのバルブ特性を可変とする内燃機関のバルブ特性可
変装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のバルブ特性可変装置として
は、例えば、特開平10―89033号公報に記載され
るものが知られている。図7は、上記公報におけるバル
ブ特性可変装置の構成を概略的に示している。
は、例えば、特開平10―89033号公報に記載され
るものが知られている。図7は、上記公報におけるバル
ブ特性可変装置の構成を概略的に示している。
【0003】図7に示されるように、このバルブ特性可
変装置100は、吸気カム101及び排気カム102が
設けられたカムシャフト103と、カムシャフト103
の一端に設けられ同カムシャフト103を軸方向に変位
させる油圧アクチュエータ104とを備えている。
変装置100は、吸気カム101及び排気カム102が
設けられたカムシャフト103と、カムシャフト103
の一端に設けられ同カムシャフト103を軸方向に変位
させる油圧アクチュエータ104とを備えている。
【0004】また、排気カム102には、図示しない主
カム山部と、同主カム山部の回転方向後方に補助カム山
部102aとが設けられている。従って、排気バルブ
(図示略)は、排気行程において主カム山部により開弁
させられるとともに、吸気行程においても、補助カム山
部102aにより一時的に開弁させられるようになる。
このように、排気バルブを吸気行程において一時的に開
弁させることにより、いわゆる内部EGR( EGR:Exha
ust Gas Recirculation )が行われるようになる。
カム山部と、同主カム山部の回転方向後方に補助カム山
部102aとが設けられている。従って、排気バルブ
(図示略)は、排気行程において主カム山部により開弁
させられるとともに、吸気行程においても、補助カム山
部102aにより一時的に開弁させられるようになる。
このように、排気バルブを吸気行程において一時的に開
弁させることにより、いわゆる内部EGR( EGR:Exha
ust Gas Recirculation )が行われるようになる。
【0005】また、主カム山部は、そのバルブリフト量
がカムシャフト103の軸方向において一定となるよう
に設定されているのに対し、補助カム山部102aはバ
ルブリフト量が同軸方向において異なるように設定され
ている。従って、油圧アクチュエータ104によりカム
シャフト103を軸方向に変位させることで、補助カム
山部102aにおいて排気バルブと当接される部位のカ
ムプロフィール、換言すれば、排気バルブのバルブ特性
を変化させることができる。そして、このように排気バ
ルブのバルブ特性を可変とすることにより、燃焼室内に
残留する排気の量、即ち、内部EGR量を変更すること
ができる。
がカムシャフト103の軸方向において一定となるよう
に設定されているのに対し、補助カム山部102aはバ
ルブリフト量が同軸方向において異なるように設定され
ている。従って、油圧アクチュエータ104によりカム
シャフト103を軸方向に変位させることで、補助カム
山部102aにおいて排気バルブと当接される部位のカ
ムプロフィール、換言すれば、排気バルブのバルブ特性
を変化させることができる。そして、このように排気バ
ルブのバルブ特性を可変とすることにより、燃焼室内に
残留する排気の量、即ち、内部EGR量を変更すること
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では吸
気効率や排気効率の向上を図るべく多バルブ方式、即
ち、一気筒当たり複数の吸気バルブ或いは複数の排気バ
ルブを有する内燃機関も増えつつある。
気効率や排気効率の向上を図るべく多バルブ方式、即
ち、一気筒当たり複数の吸気バルブ或いは複数の排気バ
ルブを有する内燃機関も増えつつある。
【0007】こうした内燃機関の排気カムにおいて、上
記のような3次元形状を有する補助カム山部を設けるよ
うにすると、一気筒当たり単一の排気バルブ及び吸気バ
ルブを有する内燃機関と比較して、個々の排気カムにお
ける補助カム山部の最大バルブリフト量を必然的に小さ
くする必要がある。多バルブ方式を採用する内燃機関で
あれ、単一バルブ方式を採用する内燃機関であれ、内部
EGR量の最大値は殆ど変わらないからである。
記のような3次元形状を有する補助カム山部を設けるよ
うにすると、一気筒当たり単一の排気バルブ及び吸気バ
ルブを有する内燃機関と比較して、個々の排気カムにお
ける補助カム山部の最大バルブリフト量を必然的に小さ
くする必要がある。多バルブ方式を採用する内燃機関で
あれ、単一バルブ方式を採用する内燃機関であれ、内部
EGR量の最大値は殆ど変わらないからである。
【0008】そして、このように補助カム山部の最大バ
ルブリフト量が相対的に小さく設定されると、同一のバ
ルブリフト量の変化ΔLに対する内部EGR量のばらつ
き幅が相対的に増大するようになる。
ルブリフト量が相対的に小さく設定されると、同一のバ
ルブリフト量の変化ΔLに対する内部EGR量のばらつ
き幅が相対的に増大するようになる。
【0009】また、バルブクリアランス、カムの製造公
差等によるバルブリフト量のばらつきを考慮すると、内
部EGR量を制御可能なバルブリフト量には下限が存在
しており、上記のように補助カム山部の最大バルブリフ
ト量が相対的に小さく設定されていると、内部EGR量
を変更する際の変更幅も相対的に小さく制限されてしま
うようになる。
差等によるバルブリフト量のばらつきを考慮すると、内
部EGR量を制御可能なバルブリフト量には下限が存在
しており、上記のように補助カム山部の最大バルブリフ
ト量が相対的に小さく設定されていると、内部EGR量
を変更する際の変更幅も相対的に小さく制限されてしま
うようになる。
【0010】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、内燃機関の制御量を変更すべ
くバルブ特性を可変とする内燃機関のバルブ特性可変装
置において、制御量のばらつきを抑えるとともに、同制
御量の変更幅を拡大することにある。
ものであり、その目的は、内燃機関の制御量を変更すべ
くバルブ特性を可変とする内燃機関のバルブ特性可変装
置において、制御量のばらつきを抑えるとともに、同制
御量の変更幅を拡大することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項1に記載の発明は、一気筒当たり複数設けられた吸気
バルブ及び同じく複数設けられた排気バルブのいずれか
を開閉する複数のカムと、これら複数のカムが設けられ
た軸方向に移動可能なカムシャフトと、同カムシャフト
を軸方向に変位させるアクチュエータとを備え、前記複
数のカムは主カム山部とバルブリフト量が前記軸方向で
異なる補助カム山部とを有する3次元カムを含むもので
あり、前記アクチュエータによるカムシャフトの変位に
応じた前記補助カム山部のバルブリフト量変化に基づい
て前記3次元カムにより開閉されるバルブのバルブ特性
を変更するようにした内燃機関のバルブ特性可変装置に
おいて、前記複数のカムは前記補助カム山部を有してい
ないカムを含むことを要旨とする。
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項1に記載の発明は、一気筒当たり複数設けられた吸気
バルブ及び同じく複数設けられた排気バルブのいずれか
を開閉する複数のカムと、これら複数のカムが設けられ
た軸方向に移動可能なカムシャフトと、同カムシャフト
を軸方向に変位させるアクチュエータとを備え、前記複
数のカムは主カム山部とバルブリフト量が前記軸方向で
異なる補助カム山部とを有する3次元カムを含むもので
あり、前記アクチュエータによるカムシャフトの変位に
応じた前記補助カム山部のバルブリフト量変化に基づい
て前記3次元カムにより開閉されるバルブのバルブ特性
を変更するようにした内燃機関のバルブ特性可変装置に
おいて、前記複数のカムは前記補助カム山部を有してい
ないカムを含むことを要旨とする。
【0012】上記構成によれば、前記複数のカムは補助
カム山部を有していないカムを含んで構成されるため、
そのカムの分だけ3次元カムにより開閉されるバルブの
バルブ特性の変化幅が大きく確保されるようになる。そ
して、このようにバルブ特性の変化幅が大きく確保され
ることで、その変化に対する制御量のばらつきを相対的
に小さく抑えることができるようになるとともに、バル
ブ特性の有効変化幅も大きくなるため、制御量の変更幅
を拡大することができるようになる。
カム山部を有していないカムを含んで構成されるため、
そのカムの分だけ3次元カムにより開閉されるバルブの
バルブ特性の変化幅が大きく確保されるようになる。そ
して、このようにバルブ特性の変化幅が大きく確保され
ることで、その変化に対する制御量のばらつきを相対的
に小さく抑えることができるようになるとともに、バル
ブ特性の有効変化幅も大きくなるため、制御量の変更幅
を拡大することができるようになる。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
内燃機関のバルブ特性可変装置において、前記複数のカ
ムは前記3次元カムを1つのみ含むことを要旨とする。
上記構成によれば、3次元カムにより開閉されるバルブ
のバルブ特性の変化幅が更に大きく確保されるようにな
るため、上記請求項1に記載した発明の作用効果を更に
確実に奏することができるようになる。
内燃機関のバルブ特性可変装置において、前記複数のカ
ムは前記3次元カムを1つのみ含むことを要旨とする。
上記構成によれば、3次元カムにより開閉されるバルブ
のバルブ特性の変化幅が更に大きく確保されるようにな
るため、上記請求項1に記載した発明の作用効果を更に
確実に奏することができるようになる。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
記載の内燃機関のバルブ特性可変装置において、前記複
数のカムは前記吸気バルブを開閉するものであり、前記
3次元カムの主カム山部は吸気行程中に前記吸気バルブ
を開閉し、前記補助カム山部は排気行程中に前記吸気バ
ルブを開閉するものであることをその要旨としている。
記載の内燃機関のバルブ特性可変装置において、前記複
数のカムは前記吸気バルブを開閉するものであり、前記
3次元カムの主カム山部は吸気行程中に前記吸気バルブ
を開閉し、前記補助カム山部は排気行程中に前記吸気バ
ルブを開閉するものであることをその要旨としている。
【0015】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
又は2記載の内燃機関のバルブ特性可変装置において、
前記複数のカムは前記排気バルブを開閉するものであ
り、前記3次元カムの主カム山部は排気行程中に前記排
気バルブを開閉し、前記補助カム山部は吸気行程中に前
記排気バルブを開閉するものであることをその要旨とし
ている。
又は2記載の内燃機関のバルブ特性可変装置において、
前記複数のカムは前記排気バルブを開閉するものであ
り、前記3次元カムの主カム山部は排気行程中に前記排
気バルブを開閉し、前記補助カム山部は吸気行程中に前
記排気バルブを開閉するものであることをその要旨とし
ている。
【0016】請求項3に記載した発明の上記構成によれ
ば、3次元カムの補助カム山部によって排気行程中に吸
気バルブが開弁されることにより、燃焼室内における一
部の既燃焼ガスが吸気通路にも導入されるようになる。
そして、この既燃焼ガスは、その後の吸気行程中に吸気
バルブが3次元カムの主カム山部によって開弁されるこ
とにより、吸入空気とともに再び燃焼室に戻されるよう
になる。また、このように燃焼室に戻される既燃焼ガス
の量、即ち内部EGR量は、3次元カムにより開閉され
る吸気バルブのバルブ特性を変更することによって制御
される。
ば、3次元カムの補助カム山部によって排気行程中に吸
気バルブが開弁されることにより、燃焼室内における一
部の既燃焼ガスが吸気通路にも導入されるようになる。
そして、この既燃焼ガスは、その後の吸気行程中に吸気
バルブが3次元カムの主カム山部によって開弁されるこ
とにより、吸入空気とともに再び燃焼室に戻されるよう
になる。また、このように燃焼室に戻される既燃焼ガス
の量、即ち内部EGR量は、3次元カムにより開閉され
る吸気バルブのバルブ特性を変更することによって制御
される。
【0017】また、請求項4に記載した発明の上記構成
によれば、3次元カムの主カム山部によって排気行程中
に排気バルブが開弁されることにより、燃焼室内の既燃
焼ガスが排気通路に排出される。そして、その後の吸気
行程中に排気バルブが3次元カムの補助カム山部によっ
て開弁されることにより、排気通路に排出された既燃焼
ガスの一部が再び燃焼室に戻されるようになる。また、
この内部EGR量は、3次元カムにより開閉される排気
バルブのバルブ特性を変更することによって制御され
る。
によれば、3次元カムの主カム山部によって排気行程中
に排気バルブが開弁されることにより、燃焼室内の既燃
焼ガスが排気通路に排出される。そして、その後の吸気
行程中に排気バルブが3次元カムの補助カム山部によっ
て開弁されることにより、排気通路に排出された既燃焼
ガスの一部が再び燃焼室に戻されるようになる。また、
この内部EGR量は、3次元カムにより開閉される排気
バルブのバルブ特性を変更することによって制御され
る。
【0018】従って、請求項3又は請求項4に記載した
発明の上記構成によれば、吸気バルブ或いは排気バルブ
のバルブ特性の変化幅が大きく確保されることで、その
変化に対する内部EGR量のばらつきを相対的に小さく
抑えることができるようになるとともに、同内部EGR
量の変更幅を拡大することができるようになる。
発明の上記構成によれば、吸気バルブ或いは排気バルブ
のバルブ特性の変化幅が大きく確保されることで、その
変化に対する内部EGR量のばらつきを相対的に小さく
抑えることができるようになるとともに、同内部EGR
量の変更幅を拡大することができるようになる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を一気筒当たり2つ
の吸気バルブを有する内燃機関に適用するようにした一
実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。な
お、図1は本実施形態にかかるバルブ特性可変装置の全
体構成を示し、また、図2は図1の2a―2a線、2b
―2b線に沿った断面構造を、図3は同装置によるバル
ブリフト量の変更態様をそれぞれ示している。
の吸気バルブを有する内燃機関に適用するようにした一
実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。な
お、図1は本実施形態にかかるバルブ特性可変装置の全
体構成を示し、また、図2は図1の2a―2a線、2b
―2b線に沿った断面構造を、図3は同装置によるバル
ブリフト量の変更態様をそれぞれ示している。
【0020】図1に示されるように、バルブ特性可変装
置10は、その軸方向(カム軸方向)に移動可能な吸気
カムシャフト11、各気筒の吸気バルブ20a,20b
と対応するように吸気カムシャフト11に設けられた吸
気カム12,13、吸気カムシャフト11の一端に設け
られ、同吸気カムシャフト11をカム軸方向に変位させ
る油圧アクチュエータ14等を備えて構成されている。
置10は、その軸方向(カム軸方向)に移動可能な吸気
カムシャフト11、各気筒の吸気バルブ20a,20b
と対応するように吸気カムシャフト11に設けられた吸
気カム12,13、吸気カムシャフト11の一端に設け
られ、同吸気カムシャフト11をカム軸方向に変位させ
る油圧アクチュエータ14等を備えて構成されている。
【0021】吸気カムシャフト11は、その他端に設け
られたタイミングプーリ等を介してクランクシャフト
(図示略)に駆動連結されている。この吸気カムシャフ
ト11が回転することにより、吸気カム12,13によ
り各吸気バルブ20a,20bの一端に設けられたバル
ブリフタ21が押圧される。これにより、バルブリフタ
21と連動する吸気バルブ20a,20bが開閉駆動さ
れる。
られたタイミングプーリ等を介してクランクシャフト
(図示略)に駆動連結されている。この吸気カムシャフ
ト11が回転することにより、吸気カム12,13によ
り各吸気バルブ20a,20bの一端に設けられたバル
ブリフタ21が押圧される。これにより、バルブリフタ
21と連動する吸気バルブ20a,20bが開閉駆動さ
れる。
【0022】また、図2(a)に示されるように、各吸
気カム12,13のうち一方の吸気カム12には、主に
吸気行程において吸気バルブ20aを開弁させる主カム
山部12aと、この主カム山部12aの回転方向前方に
設けられ、排気行程において吸気バルブ20aを一時的
に開弁させる補助カム山部12bとが設けられている。
主カム山部12aは、カム軸方向においてそのバルブリ
フト量とバルブ作用角とが一定であり、補助カム山部1
2bは、カム軸方向においてそのバルブリフト量とバル
ブ作用角とが徐々に大きくなるように設けられている。
気カム12,13のうち一方の吸気カム12には、主に
吸気行程において吸気バルブ20aを開弁させる主カム
山部12aと、この主カム山部12aの回転方向前方に
設けられ、排気行程において吸気バルブ20aを一時的
に開弁させる補助カム山部12bとが設けられている。
主カム山部12aは、カム軸方向においてそのバルブリ
フト量とバルブ作用角とが一定であり、補助カム山部1
2bは、カム軸方向においてそのバルブリフト量とバル
ブ作用角とが徐々に大きくなるように設けられている。
【0023】これに対して、図2(b)に示されるよう
に、各吸気カム12,13のうち他方の吸気カム13に
は、主に吸気行程において吸気バルブ20bを開弁させ
る主カム山部13aのみが設けられており、上記補助カ
ム山部12bに相当するものは設けられていない。この
主カム山部13aは、主カム山部12aと同様にカム軸
方向においてそのバルブリフト量とバルブ作用角とが一
定である。このように本実施の形態では、各吸気カム1
2,13のうち一方の吸気カム12のみが3次元カムと
して構成されている。
に、各吸気カム12,13のうち他方の吸気カム13に
は、主に吸気行程において吸気バルブ20bを開弁させ
る主カム山部13aのみが設けられており、上記補助カ
ム山部12bに相当するものは設けられていない。この
主カム山部13aは、主カム山部12aと同様にカム軸
方向においてそのバルブリフト量とバルブ作用角とが一
定である。このように本実施の形態では、各吸気カム1
2,13のうち一方の吸気カム12のみが3次元カムと
して構成されている。
【0024】従って、図3(a),(b)において実線
で示されるように、各吸気バルブ20a,20bのう
ち、一方の吸気カム12により開閉される吸気バルブ2
0aは、吸気行程のみならず、排気行程においても一時
的に開弁するようになる(同図(a)参照)。そして、
このように吸気バルブ20aが開弁することにより、燃
焼室(図示略)内における一部の既燃焼ガスが吸気通路
(図示略)にも導入されるようになる。そして、この既
燃焼ガスは、その後の吸気行程中に吸気バルブ20aが
一方の吸気カム12の主カム山部12aによって開弁さ
れることにより、吸入空気とともに再び燃焼室に戻され
るようになる。
で示されるように、各吸気バルブ20a,20bのう
ち、一方の吸気カム12により開閉される吸気バルブ2
0aは、吸気行程のみならず、排気行程においても一時
的に開弁するようになる(同図(a)参照)。そして、
このように吸気バルブ20aが開弁することにより、燃
焼室(図示略)内における一部の既燃焼ガスが吸気通路
(図示略)にも導入されるようになる。そして、この既
燃焼ガスは、その後の吸気行程中に吸気バルブ20aが
一方の吸気カム12の主カム山部12aによって開弁さ
れることにより、吸入空気とともに再び燃焼室に戻され
るようになる。
【0025】図1に示されるように、油圧アクチュエー
タ14は、シリンダ16と、同シリンダ16内にカム軸
方向に移動可能に配設されたピストン17とにより構成
されている。同ピストン17は、吸気カムシャフト11
と一体となってカム軸方向に移動可能なように同吸気カ
ムシャフト11に対しベアリング15を介して連結され
ている。また、シリンダ16の内部は、ピストン17に
より第1の油圧室18aと第2の油圧室18bとに区画
されており、各油圧室18a,18bには油通路19
a,19bがそれぞれ接続されている。これら油通路1
9a,19bを通じて各油圧室18a,18bの一方に
作動油が供給され、他方から作動油が排出されることに
より、吸気カムシャフト11はカム軸方向において変位
するようになる。
タ14は、シリンダ16と、同シリンダ16内にカム軸
方向に移動可能に配設されたピストン17とにより構成
されている。同ピストン17は、吸気カムシャフト11
と一体となってカム軸方向に移動可能なように同吸気カ
ムシャフト11に対しベアリング15を介して連結され
ている。また、シリンダ16の内部は、ピストン17に
より第1の油圧室18aと第2の油圧室18bとに区画
されており、各油圧室18a,18bには油通路19
a,19bがそれぞれ接続されている。これら油通路1
9a,19bを通じて各油圧室18a,18bの一方に
作動油が供給され、他方から作動油が排出されることに
より、吸気カムシャフト11はカム軸方向において変位
するようになる。
【0026】このように油圧アクチュエータ14によっ
て吸気カムシャフト11をカム軸方向に変位させること
により、3次元カムである吸気カム12の吸気バルブ2
0aと当接する部位におけるカムプロフィールが変化
し、同吸気バルブ20aの排気行程中におけるバルブリ
フト量及びバルブ作用角といったバルブ特性が変更され
るようになる。そして、こうしたバルブ特性の変更に伴
って、内部EGR量も適宜変更されるようになる。
て吸気カムシャフト11をカム軸方向に変位させること
により、3次元カムである吸気カム12の吸気バルブ2
0aと当接する部位におけるカムプロフィールが変化
し、同吸気バルブ20aの排気行程中におけるバルブリ
フト量及びバルブ作用角といったバルブ特性が変更され
るようになる。そして、こうしたバルブ特性の変更に伴
って、内部EGR量も適宜変更されるようになる。
【0027】本実施形態では、一対の吸気カム12,1
3のうち、一方の吸気カム12のみを、カム軸方向にお
いてそのバルブリフト量とバルブ作用角が徐々に大きく
なる3次元カムとし、他方の吸気カム13をカム軸方向
においてそのバルブリフト量とバルブ作用角が一定であ
るカムとしている。
3のうち、一方の吸気カム12のみを、カム軸方向にお
いてそのバルブリフト量とバルブ作用角が徐々に大きく
なる3次元カムとし、他方の吸気カム13をカム軸方向
においてそのバルブリフト量とバルブ作用角が一定であ
るカムとしている。
【0028】図4は、2つの吸気カム12,13の双方
に補助カム山部を設けるようにした比較例と、本実施形
態とにおけるバルブリフト量と内部EGR量との関係を
示すグラフである。同図4に示されるように、本実施形
態の構成においては、所定の内部EGR量αを得るため
に、補助カム山部12bの最大バルブリフト量Lmaxを
比較例よりも相対的に大きく設定する必要がある。
に補助カム山部を設けるようにした比較例と、本実施形
態とにおけるバルブリフト量と内部EGR量との関係を
示すグラフである。同図4に示されるように、本実施形
態の構成においては、所定の内部EGR量αを得るため
に、補助カム山部12bの最大バルブリフト量Lmaxを
比較例よりも相対的に大きく設定する必要がある。
【0029】そして、このように最大バルブリフト量L
max が相対的に大きく設定されることにより、本実施形
態においては、同図に実線で示されるように、バルブリ
フト量の変化に対して内部EGR量が比較例(一点鎖
線)よりも緩やかに変化するようになる。このため、製
造公差によりバルブリフト量がばらついたとしても、本
実施形態においては、そのバルブリフト量の変化ΔLに
よる内部EGR量のばらつき幅δ1を比較例のばらつき
幅δ2よりも小さく抑えることができるようになる。
max が相対的に大きく設定されることにより、本実施形
態においては、同図に実線で示されるように、バルブリ
フト量の変化に対して内部EGR量が比較例(一点鎖
線)よりも緩やかに変化するようになる。このため、製
造公差によりバルブリフト量がばらついたとしても、本
実施形態においては、そのバルブリフト量の変化ΔLに
よる内部EGR量のばらつき幅δ1を比較例のばらつき
幅δ2よりも小さく抑えることができるようになる。
【0030】また、バルブクリアランス、吸気カム12
の製造公差等によるバルブリフト量のばらつきを考慮す
ると、内部EGR量を制御可能なバルブリフト量には下
限値Lmin が存在することとなる。このため、補助カム
山部12bの最大バルブリフト量Lmax が相対的に大き
く設定される本実施形態では、バルブリフト量が下限値
Lmin をとるときの内部EGR量が比較例よりも減少す
るようになる。その結果、本実施形態においては、その
減少分だけバルブリフト量の有効変化幅が拡大され、そ
の拡大により対応する内部EGR量の変更幅R1を、比
較例における変更幅R2より大きくとることができるよ
うになる。
の製造公差等によるバルブリフト量のばらつきを考慮す
ると、内部EGR量を制御可能なバルブリフト量には下
限値Lmin が存在することとなる。このため、補助カム
山部12bの最大バルブリフト量Lmax が相対的に大き
く設定される本実施形態では、バルブリフト量が下限値
Lmin をとるときの内部EGR量が比較例よりも減少す
るようになる。その結果、本実施形態においては、その
減少分だけバルブリフト量の有効変化幅が拡大され、そ
の拡大により対応する内部EGR量の変更幅R1を、比
較例における変更幅R2より大きくとることができるよ
うになる。
【0031】更に、こうしたバルブリフト量変化の他、
図5(a)に示されるように、本実施形態によれば、バ
ルブ作用角の変更幅A1についても、これを比較例(同
図(b)参照)の変更幅A2より拡大することができる
ようになり、排気圧に応じた適切なタイミングで排気を
吸気通路に導入することができるようにもなる。
図5(a)に示されるように、本実施形態によれば、バ
ルブ作用角の変更幅A1についても、これを比較例(同
図(b)参照)の変更幅A2より拡大することができる
ようになり、排気圧に応じた適切なタイミングで排気を
吸気通路に導入することができるようにもなる。
【0032】以上詳述したように、この実施形態にかか
るバルブ特性可変装置10によれば、吸気カム12,1
3のうち、一方のカム12のみを3次元カムとし、他方
のカム13はバルブリフト量がカムシャフトの軸方向で
一定のカムとして構成するようにしているため、このカ
ムを有する分だけ、3次元カムのバルブリフト量の変化
幅が大きく確保されるようになる。その結果、バルブリ
フト量の変化に対する内部EGR量のばらつき幅を相対
的に小さく抑えることができるようになるとともに、バ
ルブリフト量の有効変化幅も大きくなるため、内部EG
R量の変更幅を拡大することができるようになる。
るバルブ特性可変装置10によれば、吸気カム12,1
3のうち、一方のカム12のみを3次元カムとし、他方
のカム13はバルブリフト量がカムシャフトの軸方向で
一定のカムとして構成するようにしているため、このカ
ムを有する分だけ、3次元カムのバルブリフト量の変化
幅が大きく確保されるようになる。その結果、バルブリ
フト量の変化に対する内部EGR量のばらつき幅を相対
的に小さく抑えることができるようになるとともに、バ
ルブリフト量の有効変化幅も大きくなるため、内部EG
R量の変更幅を拡大することができるようになる。
【0033】なお、上記実施形態は例えば、以下のよう
に構成を適宜変更することもできる。 ・上記実施形態では、本発明にかかるバルブ特性可変装
置を一気筒当たり2つの吸気バルブを有する内燃機関に
適用するようにしたが、同装置は吸気バルブを一気筒当
たり複数有する内燃機関であれば適用することができ
る。例えば、一気筒当たり3つの吸気バルブを有する内
燃機関に同装置を適用するようにしてもよい。この場合
には、3つの吸気カムのうち1つのみ或いは2つを3次
元カムとする。
に構成を適宜変更することもできる。 ・上記実施形態では、本発明にかかるバルブ特性可変装
置を一気筒当たり2つの吸気バルブを有する内燃機関に
適用するようにしたが、同装置は吸気バルブを一気筒当
たり複数有する内燃機関であれば適用することができ
る。例えば、一気筒当たり3つの吸気バルブを有する内
燃機関に同装置を適用するようにしてもよい。この場合
には、3つの吸気カムのうち1つのみ或いは2つを3次
元カムとする。
【0034】このような構成にしても、上記の効果を奏
することができる。特に、前者のように、3次元カムを
1つのみ設けることで、内部EGR量のばらつき幅をよ
り小さく、且つ、内部EGR量の変更幅の更なる拡大を
図ることができるようになる。
することができる。特に、前者のように、3次元カムを
1つのみ設けることで、内部EGR量のばらつき幅をよ
り小さく、且つ、内部EGR量の変更幅の更なる拡大を
図ることができるようになる。
【0035】・上記実施形態では、本発明にかかるバル
ブ特性可変装置を一気筒当たり複数の吸気バルブを有す
る内燃機関に適用するようにしたが、これを一気筒当た
り複数の排気バルブを有する内燃機関に適用するように
してもよい。この場合、補助カム山部を主カム山部の回
転方向後方に設け、同補助カム山部によって排気バルブ
を吸気行程中にも開弁させるようにする。
ブ特性可変装置を一気筒当たり複数の吸気バルブを有す
る内燃機関に適用するようにしたが、これを一気筒当た
り複数の排気バルブを有する内燃機関に適用するように
してもよい。この場合、補助カム山部を主カム山部の回
転方向後方に設け、同補助カム山部によって排気バルブ
を吸気行程中にも開弁させるようにする。
【0036】・上記実施形態では、吸気カムの一方を3
次元カムとするようにしたが、吸気カム及び排気カムの
それぞれ一方を3次元カムとするようにしてもよい。 ・上記実施形態では、吸気バルブを排気行程中に開弁さ
せる補助カム山部を主カム山部とは別に設けることで、
内部EGRを行うようにした。これを、主カム山部の全
体を3次元形状とし、バルブオーバーラップ期間を変化
させることで内部EGR量を変更するようにしてもよ
い。
次元カムとするようにしたが、吸気カム及び排気カムの
それぞれ一方を3次元カムとするようにしてもよい。 ・上記実施形態では、吸気バルブを排気行程中に開弁さ
せる補助カム山部を主カム山部とは別に設けることで、
内部EGRを行うようにした。これを、主カム山部の全
体を3次元形状とし、バルブオーバーラップ期間を変化
させることで内部EGR量を変更するようにしてもよ
い。
【0037】・上記実施形態では、補助カム山部のバル
ブリフト量にピークをもたせるようにしたが、これを例
えば、図6に示すような態様に設定するようにしてもよ
い。すなわち、補助カム山部のバルブリフト量にピーク
をもたせずに主カム山部のバルブリフト量に連続的につ
ながるように補助カム山部を設けてもよい。また、排気
カムの補助カム山部の場合においても、同様に構成する
ことができる。
ブリフト量にピークをもたせるようにしたが、これを例
えば、図6に示すような態様に設定するようにしてもよ
い。すなわち、補助カム山部のバルブリフト量にピーク
をもたせずに主カム山部のバルブリフト量に連続的につ
ながるように補助カム山部を設けてもよい。また、排気
カムの補助カム山部の場合においても、同様に構成する
ことができる。
【0038】・上記実施形態では、各吸気カム12,1
3のうち他方の吸気カム13は、カム軸方向においてカ
ムプロフィールが一定である主カム山部13aを有する
構成としたが、これには限定されない。例えば、この他
方の吸気カムは内部EGR量変化が小さい範囲でカムプ
ロフィールが変化する形状を有するように主カム山部を
構成してもよい。
3のうち他方の吸気カム13は、カム軸方向においてカ
ムプロフィールが一定である主カム山部13aを有する
構成としたが、これには限定されない。例えば、この他
方の吸気カムは内部EGR量変化が小さい範囲でカムプ
ロフィールが変化する形状を有するように主カム山部を
構成してもよい。
【図1】一実施形態にかかるバルブ特性可変装置の概略
構成図。
構成図。
【図2】図1の2a―2a線及び2b―2b線に沿った
断面図。
断面図。
【図3】吸気バルブ及び排気バルブの開弁態様を示すタ
イミングチャート。
イミングチャート。
【図4】バルブリフト量と内部EGR量との関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図5】吸気バルブの開弁態様を示すタイミングチャー
ト。
ト。
【図6】他の実施形態にかかる吸気バルブの開弁態様を
示すタイミングチャート。
示すタイミングチャート。
【図7】従来構成にかかるバルブ特性可変装置の概略構
成図。
成図。
10…バルブ特性可変装置、11…吸気カムシャフト、
12,13…吸気カム、12a,13a…主カム山部、
12b…補助カム山部、14…油圧アクチュエータ、2
0a,20b…吸気バルブ。
12,13…吸気カム、12a,13a…主カム山部、
12b…補助カム山部、14…油圧アクチュエータ、2
0a,20b…吸気バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 嘉人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 永長 秀男 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 中野 修司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Fターム(参考) 3G016 BA36 CA08 DA01 3G092 DA04 FA06 HA13X
Claims (4)
- 【請求項1】一気筒当たり複数設けられた吸気バルブ及
び同じく複数設けられた排気バルブのいずれかを開閉す
る複数のカムと、これら複数のカムが設けられた軸方向
に移動可能なカムシャフトと、同カムシャフトを軸方向
に変位させるアクチュエータとを備え、前記複数のカム
は主カム山部とバルブリフト量が前記軸方向で異なる補
助カム山部とを有する3次元カムを含むものであり、前
記アクチュエータによるカムシャフトの変位に応じた前
記補助カム山部のバルブリフト量変化に基づいて前記3
次元カムにより開閉されるバルブのバルブ特性を変更す
るようにした内燃機関のバルブ特性可変装置において、 前記複数のカムは前記補助カム山部を有していないカム
を含むことを特徴とする内燃機関のバルブ特性可変装
置。 - 【請求項2】請求項1記載の内燃機関のバルブ特性可変
装置において、 前記複数のカムは前記3次元カムを1つのみ含むことを
特徴とする内燃機関のバルブ特性可変装置。 - 【請求項3】請求項1又は2記載の内燃機関のバルブ特
性可変装置において、 前記複数のカムは前記吸気バルブを開閉するものであ
り、前記3次元カムの主カム山部は吸気行程中に前記吸
気バルブを開閉し、前記補助カム山部は排気行程中に前
記吸気バルブを開閉するものであることを特徴とする内
燃機関のバルブ特性可変装置。 - 【請求項4】請求項1又は2記載の内燃機関のバルブ特
性可変装置において、 前記複数のカムは前記排気バルブを開閉するものであ
り、前記3次元カムの主カム山部は排気行程中に前記排
気バルブを開閉し、前記補助カム山部は吸気行程中に前
記排気バルブを開閉するものであることを特徴とする内
燃機関のバルブ特性可変装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30227699A JP2001123811A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 内燃機関のバルブ特性可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30227699A JP2001123811A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 内燃機関のバルブ特性可変装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001123811A true JP2001123811A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17907067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30227699A Pending JP2001123811A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 内燃機関のバルブ特性可変装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001123811A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007127041A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内部egrシステム付き4サイクルエンジン |
US7849826B2 (en) | 2007-12-05 | 2010-12-14 | Hyundai Motor Company | Valve system |
CN102168615A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-08-31 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机的egr控制***及其控制方法 |
JP2012007611A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-12 | Crf Soc Consortile Per Azioni | 非作動となり得るシリンダを備え、吸気バルブの可変制御で排気再循環を行う、内燃エンジン、及び、内燃エンジンの制御方法 |
CN107956532A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-24 | 贵阳吉利发动机有限公司 | 一种发动机两级可调式气门升程装置 |
US10480363B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-11-19 | Isuzu Motors Limited | Cam-switching device and method of controlling cam-switching device |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30227699A patent/JP2001123811A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007127041A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内部egrシステム付き4サイクルエンジン |
JP4551311B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2010-09-29 | 三菱重工業株式会社 | 内部egrシステム付き4サイクルエンジン |
US7849826B2 (en) | 2007-12-05 | 2010-12-14 | Hyundai Motor Company | Valve system |
JP2012007611A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-12 | Crf Soc Consortile Per Azioni | 非作動となり得るシリンダを備え、吸気バルブの可変制御で排気再循環を行う、内燃エンジン、及び、内燃エンジンの制御方法 |
CN102168615A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-08-31 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机的egr控制***及其控制方法 |
US10480363B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-11-19 | Isuzu Motors Limited | Cam-switching device and method of controlling cam-switching device |
CN107956532A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-24 | 贵阳吉利发动机有限公司 | 一种发动机两级可调式气门升程装置 |
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