JP2010151061A - Variable valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、この可変機構の出力回転体が入力回転体に対して規制位相を超えて進角側に回転することを規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a valve timing variable mechanism that changes the valve timing of an engine valve, and a restriction mechanism that restricts the output rotating body of the variable mechanism from rotating beyond the restriction phase relative to the input rotating body to the advance side. The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
従来から、自動車エンジン等の内燃機関において最適な条件で燃料を燃焼させるために、吸気バルブの最大バルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、吸気バルブのバルブタイミング特性を可変とするバルブタイミング可変機構とを有した可変動弁装置が提案されている。 Conventionally, in order to burn fuel under optimal conditions in an internal combustion engine such as an automobile engine, a valve lift amount variable mechanism that makes the maximum valve lift amount of the intake valve variable, and a valve that makes the valve timing characteristic of the intake valve variable A variable valve apparatus having a timing variable mechanism has been proposed.
このような可変動弁装置は、バルブリフト量可変機構により吸気バルブの最大バルブリフト量を大きくした場合に、吸気バルブの吸気カムの位相を進角したときに、吸気バルブとピストンが衝突してしまうことがあった。 In such a variable valve system, when the maximum valve lift amount of the intake valve is increased by the variable valve lift amount mechanism, the intake valve and the piston collide when the phase of the intake cam of the intake valve is advanced. There was a case.
そこで、特許文献1において、このような吸気バルブとピストンとの衝突(以下、「バルブスタンプ」という。)を回避する技術が提案されている。当該技術では、バルブリフト量が小さい低速カムからバルブリフト量が大きい高速カムに切替えたときに、ベーンロータの規制ピン(規制体)をハウジングに設けられた規制溝に挿入することにより、ベーンロータが進角規制位相を超えて進角することを規制している。これにより、吸気バルブの最大バルブリフト量を大に設定したときに、バルブスタンプを回避することができる。
ところで、上記特許文献1の可変動弁装置によれば、ベーンロータをハウジングに対して進角側に回転しつつカムを高速カムから低速カムに切り替えるときに次のような問題が生じるようになる。
By the way, according to the variable valve device of
すなわち、規制ピンをベーンロータに引き上げる速度と、ハウジングに対するベーンロータの回転速度との兼ね合いにより、規制ピンがベーンロータに十分に引き上げられる前に規制ピンが規制溝の端部に達し、ベーンロータの回転にともない規制ピンが同端部をなす壁面に押し付けられた状態に維持されることもある。この場合には、規制ピンをベーンロータに引き上げる力が同規制ピンに対して付与されているものの、規制ピンをベーンロータに引き上げる動作が規制ピンの規制溝の端部への押し付けにより妨げられるため、ベーンロータを進角側に回転させたいにもかかわらずベーンロータが規制された状態が生じるようになる。 In other words, due to the balance between the speed at which the restriction pin is pulled up to the vane rotor and the rotation speed of the vane rotor relative to the housing, the restriction pin reaches the end of the restriction groove before the restriction pin is sufficiently lifted up to the vane rotor, and the restriction occurs as the vane rotor rotates. The pin may be kept pressed against the wall surface forming the same end. In this case, although the force for pulling up the restriction pin to the vane rotor is applied to the restriction pin, the operation of pulling up the restriction pin to the vane rotor is hindered by pressing the restriction pin against the end of the restriction groove. Although the vane rotor is desired to be rotated toward the advance side, the state where the vane rotor is regulated is generated.
なおこうした問題は、上記構成の可変動弁装置に限られるものではなく、ハウジング等の入力回転体またはベーンロータ等の出力回転体の一方から突出する規制ピンと、これに対応する規制溝との係合により、入力回転体に対する出力回転体の進角側または遅角側への回転を規制する規制機構を備える可変動弁装置であれば、同様に生じ得るものといえる。 Note that such a problem is not limited to the variable valve device having the above-described configuration, and the engagement between the restriction pin protruding from one of the input rotator such as the housing or the output rotator such as the vane rotor and the corresponding restriction groove. Thus, it can be said that a variable valve operating apparatus having a regulating mechanism that regulates the rotation of the output rotator to the advance side or the retard side with respect to the input rotator can similarly occur.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、規制体を入力回転体または出力回転体に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective suppresses that the operation | movement which accommodates a control body in an input rotary body or an output rotary body is prevented by relative rotation of these rotary bodies. An object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
以下、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記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合することにより前記出力回転体が前記入力回転体に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することを規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記入力回転体に対する前記出力回転体の進角側への回転を規制するものであり、前記規制溝には、前記規制体に接触して前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制する第1壁面と、この第1壁面よりも前記出力回転体の回転方向の進角側且つ同壁面に連続して形成され、同回転方向の進角側に向かうにつれて前記規制体を前記突出側回転体に向けて押し上げる態様で傾斜する第2壁面とが設けられることを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) According to the first aspect of the present invention, the relative rotational phase between the input rotating body interlocking with the crankshaft and the output rotating body interlocking with the camshaft of the intake valve or exhaust valve as the engine valve is manipulated. When the variable valve timing mechanism for changing the valve timing of the valve and the input rotator and the output rotator are engaged with each other, the output rotator exceeds the advance angle regulation phase with respect to the input rotator. In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine provided with a restriction mechanism that restricts rotation to the advance side, the restriction mechanism is a restriction that protrudes from a protrusion-side rotator that is one of the input rotator and the output rotator. A body and a wall surface of a restriction groove provided in an engagement-side rotator which is the other of the input rotator and the output rotator, and the output rotator advances relative to the input rotator. A first wall surface that contacts the regulating body and regulates the rotation of the output rotating body relative to the input rotating body, and the first wall surface is more than the first wall surface. A second wall surface that is formed continuously on the advance side in the rotation direction of the output rotator and on the same wall surface, and inclines in such a manner that the restricting body is pushed up toward the projecting side rotator as it goes toward the advance side in the rotation direction. It is the gist that it is provided.
この発明によれば、出力回転体が入力回転体に対して進角側に回転中且つ規制体が突出側回転体に向けて引き上げられる過程にある状況において、規制体が突出側回転体に十分に引き上げられる前に規制体が規制溝の進角側端部付近に到達して第2壁面と接触したとき、規制体は、この第2壁面との接触により突出側回転体に向けて押し上げられるようになる。そしてこの状態のもとで出力回転体が入力回転体に対して引き続き進角側に回転することにより、規制体は第2壁面との接触を通じて次第に突出側回転体に収容されるようになる。このように本発明によれば、規制体を入力回転体または出力回転体に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。 According to the present invention, in a situation where the output rotator is rotating forward with respect to the input rotator and the restricting body is being pulled up toward the protruding rotator, the restricting body is sufficient for the protruding rotator. When the restricting body reaches the vicinity of the advance side end portion of the restricting groove and comes into contact with the second wall surface before being pulled up, the restricting body is pushed up toward the projecting side rotating body by the contact with the second wall surface. It becomes like this. In this state, the output rotating body continues to rotate forward with respect to the input rotating body, so that the regulating body is gradually accommodated in the protruding-side rotating body through contact with the second wall surface. As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the operation of housing the restricting body in the input rotating body or the output rotating body from being hindered by the relative rotation of these rotating bodies.
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記突出側回転体から前記規制体が突出した状態にあるとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相を前記進角規制位相から最遅角位相までの範囲に規制することを要旨としている。
(2) The invention according to claim 2 is the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
この発明によれば、突出側回転体から規制体が突出しているとき、出力回転体は、入力回転体に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することが規制される一方、出力回転体が遅角側に回転するときは最遅角位相に至るまでその回転が許容される。 According to this invention, when the restricting body protrudes from the protruding side rotating body, the output rotating body is restricted from rotating to the advance side beyond the advance angle restricting phase with respect to the input rotating body, When the output rotating body rotates to the retard angle side, the rotation is allowed until the most retarded angle phase is reached.
(3)請求項3に記載の発明は、クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合することにより前記出力回転体が前記入力回転体に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することを規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記入力回転体に対する前記出力回転体の遅角側への回転を規制するものであり、前記規制溝には、前記規制体に接触して前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制する第1壁面と、この第1壁面よりも前記出力回転体の回転方向の遅角側且つ同壁面に連続して形成され、同回転方向の遅角側に向かうにつれて前記規制体を前記突出側回転体に向けて押し上げる態様で傾斜する第2壁面とが設けられることを要旨としている。 (3) In the invention according to claim 3, the relative rotation phase between the input rotating body interlocking with the crankshaft and the output rotating body interlocking with the camshaft of the intake valve or exhaust valve as the engine valve is manipulated. When the valve timing variable mechanism for changing the valve timing of the valve and the input rotator and the output rotator are engaged with each other, the output rotator exceeds the retardation regulation phase with respect to the input rotator. In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, the regulation mechanism includes a regulation mechanism that projects from a projection-side rotator that is one of the input rotator and the output rotator. A body and a wall surface of a restriction groove provided in an engagement-side rotator that is the other of the input rotator and the output rotator, so that the output rotator is delayed with respect to the input rotator. A first wall surface that contacts the regulating body and regulates the rotation of the output rotating body relative to the input rotating body, and the first wall surface is more than the first wall surface. A second wall surface which is formed continuously on the retard side and the same wall surface in the rotation direction of the output rotator, and inclines in such a manner as to push up the restricting body toward the projecting side rotator toward the retard side in the rotation direction. It is the gist that it is provided.
この発明によれば、出力回転体が入力回転体に対して遅角側に回転中且つ規制体が突出側回転体に向けて引き上げられる過程にある状況において、規制体が突出側回転体に十分に引き上げられる前に規制体が規制溝の遅角側端部付近に到達して第2壁面と接触したとき、規制体はこの第2壁面との接触により突出側回転体に向けて押し上げられるようになる。そして、この状態のもとで出力回転体が入力回転体に対して引き続き遅角側に回転することにより、規制体は第2壁面との接触を通じて次第に突出側回転体に収容されるようになる。このように本発明によれば、規制体を入力回転体または出力回転体に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。 According to the present invention, in a situation where the output rotator is rotating toward the retard side with respect to the input rotator and the restricting body is being pulled up toward the protruding rotator, the restricting body is sufficient for the protruding rotator. When the restricting body reaches the vicinity of the retarded side end of the restricting groove and comes into contact with the second wall surface before being pulled up, the restricting body is pushed up toward the projecting-side rotating body by the contact with the second wall surface. become. In this state, the output rotating body continues to rotate toward the retard side with respect to the input rotating body, so that the restricting body is gradually accommodated in the protruding-side rotating body through contact with the second wall surface. . As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the operation of housing the restricting body in the input rotating body or the output rotating body from being hindered by the relative rotation of these rotating bodies.
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記突出側回転体から前記規制体が突出した状態にあるとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相を前記遅角規制位相から進角規制位相までの範囲に規制することを要旨としている。
(4) The invention according to
この発明によれば、突出側回転体から規制体が突出しているとき、出力回転体は、入力回転体に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することが規制され、また進角側への回転については、進角規制位相を超えて進角側に回転することが規制される。 According to the present invention, when the restricting body protrudes from the projecting-side rotator, the output rotator is restricted from rotating to the retard side beyond the retard angle regulation phase with respect to the input rotator, and is advanced. As for the rotation to the angle side, the rotation to the advance side beyond the advance angle regulation phase is regulated.
(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制体は、前記出力回転体の回転軸に沿う方向に突出するものであり、前記第1壁面は、前記規制体の側面に対して平行となる態様で形成されるものであることを要旨としている。
(5) The invention according to claim 5 is the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of
この発明によれば、入力回転体及び出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体の突出方向と、規制溝の第1壁面とが同方向となるため、規制体は規制溝の第1壁面と接触し規制体が押圧されても突出側回転体に向けて押し戻されることが抑制される。したがって、このような規制機構によれば、規制体が第1壁面に接触し突出側回転体に向けて押し戻されることにより生じる、規制位相を超える出力回転体の回転を抑制することができる。 According to this invention, since the protruding direction of the restricting body protruding from the protruding-side rotating body that is one of the input rotating body and the output rotating body and the first wall surface of the restricting groove are in the same direction, the restricting body is the restricting groove. Even if it contacts with the 1st wall surface of this and a control body is pressed, it is suppressed that it pushes back toward a protrusion side rotary body. Therefore, according to such a restriction mechanism, it is possible to suppress the rotation of the output rotator exceeding the restriction phase, which occurs when the restriction body comes into contact with the first wall surface and is pushed back toward the protruding side rotation body.
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記規制体を前記突出側回転体から突出する方向に押す力を同規制体に付与する圧力室と、前記規制体を前記突出側回転体に収容する方向に押す力を同規制体に付与するばねとを含めて構成されるものであり、前記圧力室に作動油が供給されるときに前記規制体が前記突出側回転体から突出し、前記圧力室から作動油が排出されるときに前記規制体が前記突出側回転体に収容されることを要旨としている。
(6) The invention according to claim 6 is the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of
作動油の供給と排出の相対的速度関係によれば、上記構成の規制機構は、作動油の供給で規制体が突出側回転体に収容される構成とした規制機構よりも、その規制体の突出側回転体への収容は速くなる。したがって、本発明によれば、規制体の突出側回転体への収容について、作動油の供給で規制体が突出側回転体に収容される構成とした規制機構よりも、速くすることができる。 According to the relative speed relationship between the supply and discharge of the hydraulic oil, the restriction mechanism configured as described above is more effective than the restriction mechanism in which the restriction body is accommodated in the protruding rotating body by supplying hydraulic oil. Accommodation in the protruding side rotating body is quick. Therefore, according to the present invention, the regulation body can be accommodated in the projecting side rotating body faster than the regulation mechanism configured to accommodate the regulating body in the projecting side rotating body by supplying hydraulic oil.
(7)請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制体は、前記出力回転体に設けられてこの回転体から前記入力回転体に向けて突出するものであり、前記規制溝は、前記入力回転体において前記出力回転体の回転にともなう前記規制体の軌跡に対応して設けられるものであることを要旨としている。
(7) The invention according to claim 7 is the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of
(8)請求項8に記載の発明は、当該可変動弁装置は、前記機関バルブの最大バルブリフト量を変更するバルブリフト量可変機構をさらに備えるものであり、前記規制機構は、前記機関バルブの最大バルブリフト量が基準リフト量よりも大きい値に設定されることに基づいて、前記規制体と前記規制溝との係合を通じて前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制するものであることを要旨としている。 (8) According to an eighth aspect of the present invention, the variable valve operating system further includes a variable valve lift amount mechanism that changes a maximum valve lift amount of the engine valve, and the regulating mechanism includes the engine valve. The maximum valve lift amount is set to a value larger than the reference lift amount, and the rotation of the output rotating body with respect to the input rotating body is regulated through the engagement of the regulating body and the regulating groove. There is a summary.
本発明によれば、出力回転体が入力回転体に対して規制位相を超えて進角または遅角することを規制する規制機構について、規制体を入力回転体または出力回転体に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。 According to the present invention, with respect to the restriction mechanism that restricts the output rotator from being advanced or retarded beyond the restriction phase with respect to the input rotator, the operation of accommodating the restrictor in the input rotator or the output rotator is performed. It becomes possible to suppress the hindered by the relative rotation of these rotating bodies.
(第1実施形態)
図1〜6を参照して、本発明にかかる内燃機関の可変動弁装置を吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁装置として具体化した第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1 to 6, a first embodiment in which the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied as a variable valve operating apparatus for changing the valve characteristics of an intake valve will be described.
内燃機関1のエンジン本体10には、複数の気筒を有するシリンダブロック12が設けられている。各気筒内には、ピストン13が設けられている。ピストン13は、コネクティングロッド19を介してエンジン本体10の下部に設けられたクランクシャフト18に連結されている。
An
シリンダブロック12の上部には、シリンダヘッド11が設けられている。シリンダヘッド11の底面とピストン13の上端面とによって囲まれた空間により燃焼室14が形成されている。シリンダヘッド11には、それぞれ燃焼室14に連通する吸気通路16及び排気通路17が設けられている。エンジン本体10の外部の空気は、吸気通路16を介して燃焼室14に吸入される。この吸気通路16を流れる吸気の量は「スロットルバルブ」の開度に応じて調整される。燃焼室14で生じた排気は排気通路17を介してエンジン本体10の外部へ排出される。
A
シリンダヘッド11には、燃料噴射弁20が設けられている。燃料噴射弁20は、電子制御装置90の指令により開弁して燃料を噴射供給する。燃料噴射弁20から噴射された燃料は、吸気と混合して混合気を形成する。また、シリンダヘッド11には、燃焼室14内の混合気に対して点火を行う点火プラグ15が設けられている。さらに、シリンダヘッド11には、吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉するための吸気バルブ40及び排気バルブ46が開閉可能に設けられている。またシリンダヘッド11の上部には、吸気バルブ40及び排気バルブ46のそれぞれを開閉駆動させるための吸気カムシャフト41及び排気カムシャフト47が設けられている。吸気カムシャフト41及び排気カムシャフト47は、タイミングベルトによってクランクシャフト18に連結されている。すなわち、吸気カムシャフト41及び排気カムシャフト47の回転により、吸気バルブ40及び排気バルブ46が開閉駆動され、吸気ポート及び排気ポートと燃焼室14とが連通又は遮断される。
The
シリンダヘッド11には、吸気バルブ40のバルブ特性を変更する可変動弁装置2が設けられている。可変動弁装置2には、吸気バルブ40のバルブタイミング(以下、「バルブタイミングINVT」)を変更するバルブタイミング可変機構50と、吸気バルブ40の最大バルブリフト量(以下、「最大バルブリフト量INVL」)を変更するバルブリフト量可変機構30とが設けられている。
The
バルブリフト量可変機構30は、最大バルブリフト量INVLを上限の最大バルブリフト量(以下、「上限バルブリフト量INVLmax」)と下限の最大バルブリフト量(以下、「下限バルブリフト量INVLmin」)との間で連続的に変更する。また、最大バルブリフト量INVLの変更に対応し、吸気バルブ40の作用角も変更される。すなわち最大バルブリフト量INVLは、作用角の上限バルブリフト量に対応する上限バルブリフト量INVLmaxと、作用角の下限バルブリフト量に対応する下限バルブリフト量INVLminとの間で連続的に変更される。
The variable valve
具体的には、バルブリフト量可変機構30は、吸気バルブ40の上端に当接する吸気ロッカアーム44と吸気カムシャフト41との間に設けられている。またバルブリフト量可変機構30は、シリンダヘッド11に対して揺動可能に支持されたアームアッシ31により構成されている。吸気ロッカアーム44の一端部はラッシュアジャスタ43によって支持され、吸気ロッカアーム44の他端部は吸気バルブ40に接触している。
Specifically, the variable valve
アームアッシ31は、吸気カムシャフト41の回転が入力される入力アーム33と、吸気ロッカアーム44を揺動させる出力アーム32と、アームアッシ31に対して軸方向に移動するコントロールシャフト34とを備えている。アームアッシ31は、コントロールシャフト34が軸方向に駆動することにより、入力アーム33と出力アーム32との揺動方向における相対位置を変更する。コントロールシャフト34は、電子制御装置90による指令により動作するアクチュエータ35により駆動される。
The
エンジン本体10にはその機関運転状態を検出するため、クランクポジションセンサ91、作用角センサ92、カムポジションセンサ93等の各種センサが設けられている。クランクポジションセンサ91は、クランクシャフト18の付近に設けられ、このクランクシャフト18の回転角度に応じた信号を出力する。作用角センサ92は、バルブリフト量可変機構30に設けられ、吸気バルブ40の作用角に対応する信号を出力する。カムポジションセンサ93は、吸気カムシャフト41の付近に設けられ、この吸気カムシャフト41の回転角度に応じた信号を出力する。
The
内燃機関1の各種制御は電子制御装置90によって行われる。電子制御装置90は各センサの検出信号がそれぞれ取り込まれる。そして、それらの検出信号に基づいて演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を行う。例えば、上記各センサ等により検出される機関運転状態に基づいて点火プラグ15や燃料噴射弁20の駆動が制御される。また、電子制御装置90は、クランクポジションセンサ91及びカムポジションセンサ93の出力に基づいて実際の吸気バルブ40のバルブタイミングINVTを算出する。さらに、機関運転状態に応じて所望の特性となるようにクランクポジションセンサ91、作用角センサ92、カムポジションセンサ93等の信号に基づいて、バルブタイミング可変機構50及びバルブリフト量可変機構30が制御され、吸気バルブ40のバルブタイミングINVTや最大バルブリフト量INVLが設定される。
Various controls of the
図2を参照して、バルブタイミング可変機構50の構成について説明する。なお、図2(a)はバルブタイミング可変機構50の平面構造を示している。また、同図(b)は同図(a)のI−I線に沿う断面構造を示している。また、同図(c)は同図(a)のII−II線に沿う断面構造を示している。
The configuration of the variable
バルブタイミング可変機構50は、クランクシャフト18の回転位相に対する吸気カムシャフト41の相対的な回転位相を調節して、吸気バルブ40のバルブタイミングINVTを変更する。バルブタイミング可変機構50は、バルブタイミングINVTを最も進角側のタイミング(以下、「最進角INVTmax」)と最も遅角側のタイミング(以下、「最遅角INVTmin」)との間で連続的に変更する。
The variable
また、バルブタイミング可変機構50には、吸気バルブ40とピストン13との衝突の発生を防止するための規制機構59が設けられている。さらに、バルブタイミング可変機構50には、バルブタイミングINVTを所定位相に固定するロック機構が設けられている。以下、具体的な構造について説明する。
Further, the variable
図2(a)に示されるように、バルブタイミング可変機構50は、クランクシャフト18と同期して回転するスプロケット60と、吸気カムシャフト41の同軸に設けられスプロケット60に対して相対的に回転するベーンロータ61と、ベーンロータ61を収容するハウジング51とを備えている。
As shown in FIG. 2A, the variable
スプロケット60は、タイミングベルトを介してクランクシャフト18と駆動連結され、クランクシャフト18と同期して回転する。
ベーンロータ61は、ロータ本体63と、ロータ本体63から径方向に突出して形成された3つのベーン62とから構成されている。また、ロータ本体63と吸気カムシャフト41の回転軸が同軸となるように、ベーンロータ61は吸気カムシャフト41の先端にセンタボルトによって固定され、吸気カムシャフト41と一体に回転するように構成とされている。さらに、吸気カムシャフト41及びベーンロータ61は、スプロケット60の軸と同軸とされ、このスプロケット60に対して相対的に回転するとともに、スプロケット60に対して所定の角度で保持されスプロケット60とともに回転するように構成されている。
The
The
また、ベーンロータ61のベーン62の一つには、ベーンロータ61をロック位置に固定するためのロックピン69が突き出し可能に設けられ、他のベーン62には、ベーンロータ61の回転を規制する規制ピン66が突き出し可能に設けられている。
Further, one of the
ハウジング51は、ハウジング本体52及びカバー53により構成され、ハウジング本体52は複数の取り付けボルトでスプロケット60に締結され、スプロケット60と一体に回転する構成とされている。
The
ハウジング本体52には、ベーンロータ61のベーン62のそれぞれが収容される3つの収容室54が設けられている。これら各収容室54は隔壁55によって隔てられている。また、各収容室54はベーン62により遅角油圧室64と進角油圧室65に分割されている。具体的には、ベーン62の端面62aは収容室54の内周面54cと摺接する一方、隔壁55の端面55aは、ロータ本体63の外周面63aと摺接している。また、ベーンロータ61が最遅角に相当する位置にまで回転するとベーン62の最遅角側の側面62rが収容室54の最遅角側の側面54rに当接し、ベーンロータ61が最進角に相当する位置にまで回転するとベーン62の最進角側の側面62fが収容室54の最進角側の側面54fに当接するように構成とされている。なお、遅角油圧室64は、ベーンロータ61を遅角側に回転する際に拡張し、進角油圧室65は、ベーンロータ61を進角側に回転する際に拡張する。そして、電子制御装置90の指令に基づき遅角油圧室64及び進角油圧室65の油圧を制御し、ベーンロータ61をスプロケット60に対して回転させることによって、吸気カムシャフト41の回転位相を相対的に進角又は遅角させている。
The
規制機構59は、吸気バルブ40又は排気バルブ46とピストン13との衝突の発生を防止するために、ベーンロータ61とスプロケット60との相対的な回転位相を機械的に規制するものである。この規制機構59は、規制ピン66と規制溝68とから構成されている。
The
規制ピン66は、バルブリフト量可変機構30において、最大バルブリフト量INVLが、吸気バルブ40又は排気バルブ46とピストン13との衝突の発生する可能性が生じる「規制リフト値(基準リフト量)INVLx」以上の値に設定されるときに、電子制御装置90の指令により、突出されるように構成されている。
In the variable valve
具体的には、円柱状の規制ピン66が、ベーン62に、ベーンロータ61の回転軸に沿う方向に突出可能に設けられている。また規制ピン66は、付勢ばね67によって常にベーン62の規制ピン収容室66c内に収容される方向に付勢されている。規制ピン66の後端部には、作動油の油圧を作用させる規制ピン作動室66bが形成されている。そして、規制ピン作動室66bの油圧が所定の圧力以上になるとその油圧によって規制ピン66が付勢ばね67の付勢力に抗して押し出される。規制ピン作動室66bの油圧が低下する時には付勢ばね67による付勢力の作用によって規制ピン66がベーン62の規制ピン収容室66cに収容される。
Specifically, a
一方、スプロケット60には、ベーンロータ61が最遅角から進角規制位相に対応する位置まで進角する場合において規制ピン66が通過する軌跡に対応する部分に、規制ピン66が突出した状態で挿入されうるように、規制溝68が形成されている。具体的には、図4に示すように、規制溝68の進角側の端部68aには、当接面68cが設けられている。当接面68cは、規制ピン66の側面に平行に形成され、ベーンロータ61が進角規制位相に対応する位置に回転したときに規制ピン66の側面に当接するように構成されている。これにより、バルブタイミングINVTについて進角規制位相を超えることを抑制している。また、上記に示したように、規制ピン66がベーンロータ61の回転軸に沿って突出されるとともに規制ピン66の側面と当接面68cとが平行にされているので、規制ピン66と当接面68cとが当接する際、規制ピン66が押し戻されるが抑制される。
On the other hand, when the
進角規制位相は、バルブリフト量可変機構30において、最大バルブリフト量INVLとして、吸気バルブ40とピストン13との衝突が発生する可能性が生じる規制リフト値INVLx以上の値に設定されるときに、バルブスタンプを回避する目的で、バルブタイミングの進角を規制するために設定される位相である。
When the advance angle regulation phase is set to a value equal to or greater than the regulation lift value INVLx in which the possibility that the
また、規制溝68の端部68aには、当接面68cから連続的に進角側に傾斜した傾斜面68dが形成されている。傾斜面68dは、ベーンロータ61が進角規制位相を超える位相に進角するにつれて、規制ピン66をベーンロータ61に向けて押し上げる方向に傾斜している。
In addition, an
ロック機構は、ロックピン69とロック孔69aとから構成されている。ロックピン69は、機関停止時等においてベーンロータ61が最遅角に対応する回転位相に回転したときに駆動し、ベーンロータ61をその回転位相で固定するためのピンである。このロックピン69は、所定のベーン62に、ベーンロータ61の回転軸に沿う方向に突出可能に設けられ、図示しない付勢ばねによって常にベーン62から突出する方向に付勢されている。また、ロックピン69の先端部には、作動油の油圧を作用させるロックピン作動室(図示省略)が形成されている。一方、スプロケット60には、ベーンロータ61が最遅角に対応する回転位相に回転した場合におけるロックピン69の位置に対向する部分に、ロックピン69が挿入されるロック孔69aが形成されている。このような構成によりロックピン69は次のように動作する。すなわち、機関運転停止状態等においてオイルポンプ78が停止し進角油圧室65の油圧が低下するとき、付勢ばねの付勢力によってロックピン69がベーン62から突出する。そして、ベーンロータ61が最遅角に対応する回転位相まで回転すると、ロックピン69がロック孔69aに挿入し、ベーンロータ61が固定される。一方、機関運転が開始され、進角油圧室65の油圧が所定の圧力以上になると、ロックピン作動室の油圧によってロックピン69が付勢ばねの付勢力に抗して押し戻され、ロックピン69とロック孔69aとの係合が解除される。
The lock mechanism includes a
図3を参照して、バルブタイミング可変機構50の油圧制御系について説明する。
油圧制御系は、ベーンロータ61及びロックピン69の駆動を制御する第1油圧制御系70と、規制ピン66の駆動を制御する第2油圧制御系80とから構成されている。
A hydraulic control system of the variable
The hydraulic control system includes a first
第1油圧制御系70は、作動油を遅角油圧室64に供給又は排出する遅角油路72と、進角油圧室65及びロックピン作動室に作動油を供給又は排出する進角油路73と、作動油を油路に供給する第1供給油路74と、油路からの作動油を排出する第1排出油路75と、作動油の供給、排出及び保持を制御する第1油圧制御弁71とを備えている。また、第1供給油路74には、オイルパン77からの作動油を所定圧で送り出すオイルポンプ78が設けられている。そして、ベーンロータ61を遅角側に回転させるときには、第1油圧制御弁71の制御により、遅角油路72が第1供給油路74に接続されるとともに、進角油路73は第1排出油路75と接続される。また、ベーンロータ61を進角側に回転させるときには、遅角油路72は第1排出油路75に接続されるとともに、進角油路73は、第1供給油路74に接続される。
The first
第2油圧制御系80は規制ピン作動室66b(図2参照)に作動油を供給するピン作動油路82と、規制ピン作動室66bから作動油を排出するピン収容油路83を備えている。さらに、第2油圧制御系80は、オイルパン77から規制ピン作動室66bへ作動油を供給する第2供給油路84と、規制ピン作動室66bから作動油を排出する第2排出油路85と、作動油の供給、排出及び保持を制御する第2油圧制御弁81とを備えている。そして、規制ピン66を突出させるときには、第2油圧制御弁81の駆動により、ピン作動油路82を第2供給油路84に接続して規制ピン作動室66bに作動油を供給する一方、規制ピン66を収容するときには、第2油圧制御弁81の駆動により、ピン収容油路83を第2排出油路85に接続して規制ピン作動室66bから作動油を排出する。
The second
図4及び図5を参照して、規制ピン66の動作について説明する。機関運転状態にあり、バルブリフト量可変機構30における最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx未満の値に設定されるときは、図4(a)に示すように、規制ピン66はベーン62の規制ピン収容室66cに収容されている。このとき、規制機構59によりベーンロータ61の回転は規制されないため、ベーンロータ61は最遅角から最進角に至る範囲に対応する回転位相で回転可能となっている。したがって、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx未満の値に設定されるときは、吸気バルブ40のバルブタイミングINVTは、最進角から最遅角までの範囲で設定されうる。
The operation of the
機関運転状態にあり、バルブリフト量可変機構30における最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx以上の値に設定されるときは、位相規制が行われる。すなわち、同図(b)に示すように、規制ピン66がベーン62から突き出され、規制溝68に挿入される。また、この動作と同時に、ベーンロータ61が最遅角位相から進角規制位相までの位相範囲に対応する回転位相にあるように、電子制御装置90の指令により第1油圧制御弁71を通じてベーンロータ61が制御される。ところが、機関運転中は油圧変動により、電子制御装置90の指令通りにベーンロータ61が制御されず、ベーンロータ61が、進角規制位相を超えた位相に対応する回転位相にまで回転しようとすることがある。このとき、同図(c)に示すように、規制ピン66が規制溝68の当接面68cに当接しベーンロータ61の回転が規制される。したがって、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx以上の値に設定されるときは、ベーンロータ61の回転位相については、最遅角から進角規制位相に対応する範囲で規制される。したがって、このような位相規制があるときはバルブタイミングINVTは最遅角から進角規制位相に規制される。
When the engine is in an engine operating state and the maximum valve lift amount INVL in the variable valve
バルブリフト量可変機構30における最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx以上の値から規制リフト値INVLx未満の値に変更されるときは、位相規制が解除される。このとき、電子制御装置90によるベーンロータ61の位相規制の解除とともに、規制ピン66は規制ピン収容室66cに収容される。
When the maximum valve lift amount INVL in the variable valve
このような位相規制の解除が行われるとき、進角規制位相を超える位置にまでベーンロータ61を回転させる指令がなされるときがある。このとき、ベーンロータ61が進角規制位相に対応する回転位相に対して遅角側近辺にある場合、ベーンロータ61がその位置から進角規制位相に対応する回転位相を通過するまでに、規制ピン66が規制ピン収容室66cに収容されないときがある。このとき、規制ピン66の規制ピン収容室66cへの収容が間に合わないため、ベーンロータ61は規制ピン66を突出した状態で進角規制位相に対応する回転位相を超えて回転しようとすることとなる。このような場合は、図5(a)〜(c)に示すように、規制ピン66の先端は規制溝68に設けられた傾斜面68dに接触し、規制ピン66が規制ピン収容室66cに押し上げられるため、規制ピン66は円滑に規制ピン収容室66cに収容されることとなる。
When such phase restriction is released, there is a case where a command to rotate the
図6を参照して、可変動弁装置2による吸気バルブ40のバルブタイミング及び最大バルブリフト量INVLの制御態様について、その一例を説明する。
領域Fは、吸気バルブ40の制御におけるバルブタイミングINVT及び最大バルブリフト量INVLの設定範囲を示している。すなわち、これらバルブタイミングINVT及び最大バルブリフト量INVLの値は、機関運転状況又は機関停止によって、領域Fの範囲内で設定される。この設定例では、バルブタイミングINVTは、その値を最遅角INVTminにするほど最大バルブリフト量INVLが大きくなるように設定されている。
With reference to FIG. 6, an example of the control mode of the valve timing of the
A region F indicates a setting range of the valve timing INVT and the maximum valve lift amount INVL in the control of the
さらに、機関運転状況及び機関停止状況において、バルブタイミングINVTの位相は、次のように規制されている。
すなわち、最大バルブリフト量INVLの設定値が規制リフト値INVLx以上である場合には、規制ピン66を突出させ、ベーンロータ61を最遅角位相から進角規制位相までの位相範囲に対応する回転位相にあるように機械的に規制している。これにより、油圧変動によりベーンロータ61が揺動することにより、同図の矢印のようにバルブタイミングINVTの値が設定値とは異なる値になるような事態が生じたとしても、バルブタイミングINVTは少なくとも最遅角から進角規制位相までの範囲内に保持される。このような構成により、バルブタイミングINVTについて、バルブスタンプが生じる可能性のある領域(領域Aと領域Bとを併合した領域)に設定される状況において、領域Bへの進角が機械的に規制されるので、バルブスタンプが生じる領域Eへの進角が抑制される。したがって、バルブタイミングINVT及び最大バルブリフト量INVLについて領域Fに設定されているとき、バルブタイミング可変機構50の作動油の変動により、ベーンロータ61が揺動しベーンロータ61が進角する状況が生じても、上記のように機械的にベーンロータ61の回転位相が規制されるので、バルブタイミングINVTが進角規制位相を超えることがない。
Further, in the engine operation state and the engine stop state, the phase of the valve timing INVT is regulated as follows.
That is, when the set value of the maximum valve lift amount INVL is equal to or greater than the regulation lift value INVLx, the
一方、最大バルブリフト量INVLにおいて規制リフト値INVLx未満の場合には、位相規制を解除し、規制ピン66を規制ピン収容室66cに収容する設定としている。バルブタイミングINVTは、領域Cと領域Dを併合した領域において設定されうる。これは、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx未満であるときは、油圧変動によりベーンロータ61が揺動しバルブタイミングINVTが設定値とは異なる値に変更されてもバルブスタンプは生じないためである。
On the other hand, when the maximum valve lift amount INVL is less than the regulation lift value INVLx, the phase regulation is canceled and the
なお、同図中、領域Aは、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLxを超える値とされ、バルブタイミングINVTが「進角規制位相」より遅角側の値に設定される領域を示している。領域Bは、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLxを超える値とされ、バルブタイミングINVTが「進角規制位相」より進角側の値に設定される領域を示している。領域Cは、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx以下の値とされ、バルブタイミングINVTが「進角規制位相」より遅角側の値に設定される領域を示している。領域Dは、最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLx以下の値とされ、バルブタイミングINVTが「進角規制位相」より進角側の値に設定される領域を示している。領域Eは、その領域において最大バルブリフト量INVL及びバルブタイミングINVTを設定すればバブルスタンプが生じる領域を示している。 In the figure, region A indicates a region where the maximum valve lift amount INVL exceeds the restriction lift value INVLx, and the valve timing INVT is set to a value on the retard side from the “advance angle restriction phase”. Yes. Region B indicates a region where the maximum valve lift amount INVL exceeds the restriction lift value INVLx, and the valve timing INVT is set to a value on the advance side from the “advance angle restriction phase”. Region C indicates a region where the maximum valve lift amount INVL is set to a value equal to or smaller than the regulated lift value INVLx, and the valve timing INVT is set to a value on the retard side from the “advanced angle regulating phase”. Region D indicates a region where the maximum valve lift amount INVL is set to a value equal to or smaller than the restriction lift value INVLx, and the valve timing INVT is set to a value on the advance side from the “advance angle restriction phase”. A region E indicates a region where a bubble stamp is generated when the maximum valve lift amount INVL and the valve timing INVT are set in the region.
本実施形態の可変動弁装置2によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、可変動弁装置2はバルブタイミング可変機構50及び規制機構59を備えている。規制機構59は、入力回転体としてのスプロケット60と、出力回転体としてのベーンロータ61とを互いに係合することによりベーンロータ61がスプロケット60に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することを規制する。具体的には、規制機構59は、ベーンロータ61から突出する規制ピン66と、スプロケット60に設けられる規制溝68の壁面とを互いに係合してスプロケット60に対するベーンロータ61の進角側への回転を規制するものとして構成されている。
According to the variable valve apparatus 2 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the variable valve gear 2 includes the variable
さらに、規制溝68には、規制ピン66に接触してスプロケット60に対するベーンロータ61の回転を規制する当接面68cが設けられている。また、この当接面68cに連続して傾斜面68dが形成されている。傾斜面68dは、当接面68cよりもベーンロータ61の回転方向の進角側に、ベーンロータ61の回転方向の進角側に向かうにつれて規制ピン66をベーンロータ61に向けて押し上げるように形成されている。
Further, the
この発明によれば、ベーンロータ61がスプロケット60に対して進角側に回転中且つ規制ピン66がベーンロータ61に向けて引き上げられる過程にある状況において、次のような動作をする。すなわち、このような状況において、規制ピン66がベーンロータ61に十分に引き上げられる前に規制ピン66が規制溝68の進角側端部付近に到達して傾斜面68dと接触したとき、規制ピン66は傾斜面68dとの接触によりベーンロータ61に向けて押し上げられるようになる。そしてこの状態のもとでベーンロータ61がスプロケット60に対して引き続き進角側に回転することにより、規制ピン66は傾斜面68dとの接触を通じて次第にベーンロータ61に収容されるようになる。このように本発明によれば、規制ピン66をベーンロータ61に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。すなわち、ベーンロータ61がスプロケット60に対して進角側に回転する際、規制ピン66の収容が遅れることにより規制ピン66が突出した状態のまま規制溝68の端部68aに至ったときでも、上記のように規制ピン66が押し上げられる。そのため、規制ピン66をベーンロータ61に引き上げる動作が規制ピン66と規制溝68の端部68aと押合いによるベーンロータ61の回転の妨げを抑制することができ、円滑にベーンロータ61を進角側に回転させることができる。
According to the present invention, the following operation is performed in a situation where the
(2)本実施形態では、規制機構59は、ベーンロータ61から規制ピン66が突出した状態にあるとき、スプロケット60に対するベーンロータ61の回転位相を進角規制位相から最遅角位相までの範囲に規制する。
(2) In the present embodiment, the
この発明によれば、ベーンロータ61から規制ピン66が突出しているとき、ベーンロータ61は、スプロケット60に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することが規制される。一方、ベーンロータ61は、スプロケット60に対して最遅角位相を超えて遅角側に回転することが規制される。したがって、本構成では、ベーンロータ61は、最遅角位相に対応する回転位相に至るまでその回転が許容される。
According to the present invention, when the
(3)本実施形態では、規制ピン66は、ベーンロータ61の回転軸に沿う方向に突出するものであり、当接面68cは、規制ピン66の側面に対して平行となる態様で形成されている。
(3) In the present embodiment, the
この発明によれば、スプロケット60及びベーンロータ61の一方である突出側回転体から突出する規制ピン66の突出方向と、規制溝68の当接面68cとが接触する接触面とが同方向となるため、規制ピン66と当接面68cとが当接し規制ピン66が押圧されても、ベーンロータ61に向けて押し戻されることが抑制される。すなわち、仮に、規制ピン66の突出方向に対して規制溝68の当接面68cに対し斜めから規制ピン66が当接するとすれば、規制ピン66が押し戻され、その分、ベーンロータ61は規制位相を超えた回転位相にまで回転することとなる。この点、本発明によればこのようなことは生じないので、ベーンロータ61が規制位相を超えて回転することを抑制することができる。
According to the present invention, the protruding direction of the
(4)本実施形態では、規制機構59は、規制ピン66をベーンロータ61から突出する方向に押す力を規制ピン66に付与する規制ピン作動室66bと、規制ピン66をベーンロータ61に収容する方向に押す力を規制ピン66に付与する付勢ばねとを含めて構成されている。そして、規制ピン作動室66bに作動油が供給されるときに規制ピン66がベーンロータ61から突出され、規制ピン作動室66bから作動油が排出されるときに規制ピン66がベーンロータ61に収容される。
(4) In the present embodiment, the
規制ピン作動室66bに作動油の供給し所定の圧力に達するまでの時間は、作動油を排出することにより規制ピン66を収容させる時間に比べて遅い。したがって、上記構成の規制機構59は、作動油の供給により規制ピン66がベーンロータ61に収容される構成とされた規制機構よりも、その規制ピン66のベーンロータ61への収容を速くすることができる。
The time until the hydraulic oil is supplied to the restriction
(5)本実施形態では、吸気バルブ40の最大バルブリフト量INVLを変更するバルブリフト量可変機構30を備えている。そして、規制機構59は、バルブリフト量可変機構30により吸気バルブ40の最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLxよりも大きい値に設定されることに基づいて、規制ピン66と規制溝68との係合を通じてスプロケット60に対するベーンロータ61の回転を規制する。
(5) In the present embodiment, the variable valve
本実施形態に示す構成の規制機構59を有する可変動弁装置2であれば上記の発明を適用することができる。本実施形態では、一例として、上記のような条件においてベーンロータ61がスプロケット60に対して規制位相を超えて進角または遅角することを規制する規制機構59について、本発明を適用している。そして、このような規制機構59において、規制ピン66をベーンロータ61に引き上げる動作が規制ピン66と規制溝68との押合いによるベーンロータ61の回転が妨げられることを、抑制している。
The above-described invention can be applied to the variable valve operating apparatus 2 having the regulating
(第2実施形態)
図7を参照して、本発明にかかる内燃機関の可変動弁装置を吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁装置として具体化した第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 7, a second embodiment in which the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied as a variable valve operating apparatus for changing the valve characteristics of an intake valve will be described.
本実施形態の可変動弁装置2は、上記の第1実施形態の規制機構59の構造が異なるものとして構成されている。なお、本実施形態の可変動弁装置2について、以下で説明する点以外は実質的に上記の第1実施形態の可変動弁装置2と同様の構成とされている。
The variable valve operating apparatus 2 of the present embodiment is configured such that the structure of the
本実施形態の規制機構59は、第1実施形態と同様、規制ピン66と規制溝68とから構成されている。異なる構成は、規制溝68であるため、この点について説明する。
規制溝68は、スプロケット60に形成され、ベーンロータ61が遅角規制位相から進角規制位相に対応する回転位相まで進角する場合において規制ピン66が通過する軌跡に対応する部分に、規制ピン66が挿入されうるように構成されている。
As in the first embodiment, the
The
規制溝68の進角側の端部68aには、第1実施形態と同様の当接面68c及び傾斜面68dが設けられている。一方、規制溝68の遅角側の端部68eには、当接面68fが設けられている。当接面68fは、ベーンロータ61が遅角規制位相に対応する回転位相に回転したときに規制ピン66に当接するように構成され、これにより、ベーンロータ61の遅角規制位相を超える遅角を妨げている。さらに、当接面68fから延長して遅角側に傾斜した傾斜面68gが形成されている。具体的には、傾斜面68gは、ベーンロータ61が遅角規制位相を超える位相に遅角するにつれて規制ピン66を押し上げる方向に傾斜している。
An
本実施形態の内燃機関1の可変動弁装置2によれば、先の第1実施形態による前記(3)〜(5)の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
(6)本実施形態では、可変動弁装置2は、第1実施形態に示したものと同様のバルブタイミング可変機構50及び規制機構59を備えている。また、規制溝68の進角側の端部68aには、上記に示した当接面68f及び傾斜面68gが設けられている。
According to the variable valve operating apparatus 2 of the
(6) In the present embodiment, the variable valve gear 2 includes the valve timing
この発明によれば、ベーンロータ61がスプロケット60に対して遅角側に回転中且つ規制ピン66がベーンロータ61に向けて引き上げられる過程にある状況において、次のように動作する。すなわち、このような状況において、規制ピン66がベーンロータ61に十分に引き上げられる前に規制ピン66が規制溝68の遅角側端部付近に到達して傾斜面68gと接触したとき、規制ピン66は傾斜面68gとの接触によりベーンロータ61に向けて押し上げられるようになる。そしてこの状態のもとでベーンロータ61がスプロケット60に対して引き続き遅角側に回転することにより、規制ピン66は傾斜面68gとの接触を通じて次第にベーンロータ61に収容されるようになる。このように本発明によれば、規制ピン66をベーンロータ61に収容する動作がこれら回転体の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。
According to the present invention, the
(7)本実施形態では、規制機構59は、ベーンロータ61から規制ピン66が突出した状態にあるとき、スプロケット60に対するベーンロータ61の回転位相を遅角規制位相から進角規制位相までの範囲に規制する。
(7) In the present embodiment, when the
したがって、ベーンロータ61から規制ピン66が突出しているとき、ベーンロータ61は、スプロケット60に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することが規制され、また進角側への回転については、進角規制位相を超えて進角側に回転することが規制される。
Therefore, when the
(第3実施形態)
図8を参照して、本発明にかかる内燃機関の可変動弁装置を吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁装置として具体化した第3実施形態について説明する。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 8, a third embodiment in which the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied as a variable valve operating apparatus for changing the valve characteristics of an intake valve will be described.
本実施形態の可変動弁装置2は、上記の第1または第2実施形態の規制ピン66の構造が異なるものとして構成されている。なお、本実施形態の可変動弁装置2について、以下で説明する点以外は実質的に上記の第1または2実施形態の可変動弁装置2と同様の構成とされている。
The variable valve operating apparatus 2 of the present embodiment is configured such that the structure of the
規制ピン66は、円柱状であり、所定のベーン62に、ベーンロータ61の回転軸に沿う方向に突出可能に設けられ、付勢ばね67によって常にベーン62から突き出されるように付勢されている。また、規制ピン66の前端部には、作動油の油圧を作用させる規制ピン作動室66bが形成されている。そして、次のように構成されている。すなわち、規制ピン作動室66bの油圧が所定の圧力以上になるとその油圧によって規制ピン66が付勢ばね67の付勢力に抗して押し戻される。一方、規制ピン作動室66bの油圧が低下する時には付勢ばね67による付勢力の作用によって規制ピン66がベーン62から突き出される。
The restricting
本実施形態の内燃機関1の可変動弁装置2によれば、先の第1又は第2実施形態による前記(1)〜(3)、(5)〜(7)の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
According to the variable valve operating apparatus 2 of the
(8)本実施形態では、可変動弁装置2において、規制ピン66は、油圧が加わっていないときに突き出され、油圧が加わるときに押し上げられるように付勢されている。このような構成によれば位相規制をしたいときは、作動油を排出することにより規制ピン66を突出させることができるので、規制ピン66の突出について、規制ピン66の突出させる指令からのタイムラグを小さくすることができる。
(8) In the present embodiment, in the variable valve apparatus 2, the
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
(Other embodiments)
In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment exemplified in each of the above-described embodiments, and can be implemented by changing it as shown below, for example.
・上記第1実施形態においては、図4にて示したように規制ピン66を押し上げる傾斜面68dとして、平面状のものを挙げているが、ベーンロータ61が進角する際に規制ピン66を押し上げうる構造のものであれば、どのような形状のものでもよい。例えば、傾斜面68dを曲面にしてもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the
・上記各実施形態では、ベーンロータ61の進角を妨げる構造として、ベーンロータ61から突出する規制ピン66と当接面68cとの例を挙げているが、スプロケット60に対するベーンロータ61の進角が妨げる構造であればよく、この例に限定されない。例えば、規制ピン66をスプロケット60に設け、規制溝68をベーンロータ61に設けることにより、ベーンロータ61の進角を妨げるように構成してもよい。
In each of the above embodiments, examples of the
・また、ベーンロータ61の進角を規制する構造として、ベーンロータ61から突出する規制ピン66と、スプロケット60に設けられた突起部との係合によってベーンロータ61の進角を規制するものとしてもよい。
In addition, as a structure for restricting the advance angle of the
・上記各実施形態にかかる規制機構59では、ベーンロータ61に規制ピン66を設け、スプロケット60に規制溝68を設けているが、この構成とは逆に、ベーンロータ61に規制溝68を設け、スプロケット60に規制ピン66を設ける構成としてもよい。すなわち、入力回転体としてのスプロケット60及び出力回転体としてのベーンロータ61のいずれか一方を、規制ピン66が突出する突出側回転体とし、他方を、規制ピン66と係合する規制溝68が設けられる係合側回転体とする構成のバルブタイミング可変機構50であれば本発明を適用することができる。
In the
・上記各実施形態では吸気バルブ40のバルブタイミングINVTを変更する可変動弁装置について本発明を適用したが、排気バルブのバルブタイミングINVTを変更する可変動弁装置についても同様に本発明を適用することはできる。この場合、排気バルブの最大バルブリフト量INVLが規制リフト値INVLxを超えるときに規制ピンがベーンロータから突出した状態に維持される。これにより、バルブタイミング可変機構50においてベーンロータが遅角規制位相に対応する回転位相を超えて回転することが規制されるため、排気バルブとピストンとの衝突が生じることは回避されるようになる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a variable valve operating apparatus that changes the valve timing INVT of the
・上記各実施形態では、バルブタイミング可変機構50及びバルブリフト量可変機構30を併せて備える可変動弁装置に対して本発明を適用したが、本発明は規制機構があれば適用することができ、同装置からバルブリフト量可変機構を省略したものについて本発明を適用することもできる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a variable valve apparatus that includes both the variable
この場合には、バルブリフト量可変機構30が省略されることにより、最大バルブリフト量INVLに基づく規制ピン66の制御がなされなくなるとはいえ、その他の要求に基づいて規制ピンによるバルブタイミングINVTの規制を行うことはできる。例えば、バルブオーバラップの大きさを所定量も小さいものに制限すべく制御上にてバルブタイミングINVTの進角量の上限値が設定される場合において、このバルブオーバラップの制限を補助すべく規制ピンを突出した状態に維持することが考えられる。
In this case, although the valve lift amount
この構成によれば、通常であればバルブタイミングINVTは進角量の上限値を超えて進角されることは制御上にて規制されるものの、何らかの理由によりバルブタイミングINVTが上限値を超えて進角側に変更されることもある。このとき、進角量の上限値に対応する位相において、規制ピンの突出によりバルブタイミングINVTの進角を妨げる規制機構が設けられている場合には、油圧変動等により上述のようにバルブタイミングINVTが進角量の上限値を超える事態が生じても、進角量の上限値を超えて進角することは規制ピンにより制限されるようになる。 According to this configuration, although the valve timing INVT is normally controlled to be advanced beyond the upper limit value of the advance amount in terms of control, the valve timing INVT exceeds the upper limit value for some reason. It may be changed to the advance side. At this time, in the phase corresponding to the upper limit value of the advance angle amount, when a restriction mechanism that prevents the advance angle of the valve timing INVT by the protrusion of the restriction pin is provided, the valve timing INVT is changed as described above due to hydraulic pressure fluctuation or the like. Even if a situation occurs in which the upper limit value of the advance amount exceeds the upper limit value, the advancement beyond the upper limit value of the advance amount is restricted by the restriction pin.
このように、規制ピンを突出状態に維持する構成を採用した場合には、バルブタイミングINVTが進角量の上限値を超えたときに進角量の上限値を超える頻度は、規制ピンによる規制が行われない場合よりも小さくなる。すなわち、バルブリフト量可変機構30を省略した構成においても、規制ピンによるバルブタイミングINVTの規制を行うことの意義はある。
As described above, when the configuration in which the restriction pin is maintained in the protruding state is adopted, the frequency at which the upper limit value of the advance angle is exceeded when the valve timing INVT exceeds the upper limit value of the advance angle is restricted by the restriction pin. It is smaller than the case where is not performed. That is, even in a configuration in which the valve lift amount
そして、上記にて例示した構成例をはじめとして最大バルブリフト量INVLからの要求とは別の要求に基づいて突出状態に維持した規制ピンについて、これをベーンロータ61に収容する際にはベーンロータ61の進角側への回転速度との兼ね合いにより同ピンが規制溝の壁面に引っ掛かりをまねくことが懸念される。この点、本発明を適用した当該変形例によれば、上記各実施形態と同様に、規制ピンをベーンロータ61に収容する動作がスプロケット60及びベーンロータ61の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。
When the regulation pin maintained in the protruding state based on a request different from the request from the maximum valve lift amount INVL including the configuration example illustrated above, when the
・結局のところ、スプロケット60とベーンロータ61とを互いに係合することによりベーンロータ61がスプロケット60に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することを規制し、または遅角規制位相を超えて遅角側に回転することを規制する規制機構59が設けられるバルブタイミング可変機構50について、これを備える内燃機関であればいずれの内燃機関に対しても本発明を適用することはできる。
After all, by engaging the
1…内燃機関、2…可変動弁装置、10…エンジン本体、11…シリンダヘッド、12…シリンダブロック、13…ピストン、14…燃焼室、15…点火プラグ、16…吸気通路、17…排気通路、18…クランクシャフト、19…コネクティングロッド、20…燃料噴射弁、30…バルブリフト量可変機構、31…アームアッシ、32…出力アーム、33…入力アーム、34…コントロールシャフト、35…アクチュエータ、40…吸気バルブ、41…吸気カムシャフト、43…ラッシュアジャスタ、44…吸気ロッカアーム、46…排気バルブ、47…排気カムシャフト、50…バルブタイミング可変機構、51…ハウジング、52…ハウジング本体、53…カバー、54…収容室、54r…最遅角側の側面、54f…最進角側の側面、54c…内周面、55…隔壁、55a…端面、59…規制機構、60…スプロケット(入力回転体)、61…ベーンロータ(出力回転体)、62…ベーン、62r…最遅角側の側面、62f…最進角側の側面、62a…端面、63…ロータ本体、63a…外周面、64…遅角油圧室、65…進角油圧室、66…規制ピン(規制体)、66b…規制ピン作動室(圧力室)、66c…規制ピン収容室、67…付勢ばね、68…規制溝、68a…規制溝の進角側の端部、68c…当接面(第1壁面)、68d…傾斜面(第2壁面)、68e…規制溝の遅角側の端部、68f…当接面(第1壁面)、68g…傾斜面(第2壁面)、69…ロックピン、69a…ロック孔、70…第1油圧制御系、71…第1油圧制御弁、72…遅角油路、73…進角油路、74…第1供給油路、75…第1排出油路、77…オイルパン、78…オイルポンプ、80…第2油圧制御系、81…第2油圧制御弁、82…ピン作動油路、83…ピン収容油路、84…第2供給油路、85…第2排出油路、90…電子制御装置、91…クランクポジションセンサ、92…作用角センサ、93…カムポジションセンサ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記入力回転体に対する前記出力回転体の進角側への回転を規制するものであり、
前記規制溝には、前記規制体に接触して前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制する第1壁面と、この第1壁面よりも前記出力回転体の回転方向の進角側且つ同壁面に連続して形成され、同回転方向の進角側に向かうにつれて前記規制体を前記突出側回転体に向けて押し上げる態様で傾斜する第2壁面とが設けられる
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve timing mechanism that changes the valve timing of the valve by manipulating the relative rotation phase between the input rotating body linked to the crankshaft and the output rotating body linked to the camshaft of the intake valve or exhaust valve as the engine valve. And the input rotator and the output rotator are engaged with each other to restrict the output rotator from rotating to the advance side beyond the advance angle regulation phase with respect to the input rotator. In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising:
The restriction mechanism is provided on a restriction body protruding from a protrusion-side rotator that is one of the input rotator and the output rotator, and a restriction provided on an engagement-side rotator that is the other of the input rotator and the output rotator. The wall surfaces of the grooves are engaged with each other to restrict the rotation of the output rotator to the advance side with respect to the input rotator,
The regulation groove includes a first wall surface that contacts the regulation body and regulates the rotation of the output rotator relative to the input rotator, an advance side in the rotation direction of the output rotator relative to the first wall surface, and An internal combustion engine characterized by being provided with a second wall surface that is formed continuously on the same wall surface and is inclined in such a manner that the restricting body is pushed up toward the projecting side rotating body toward the advance side in the rotation direction. Variable valve gear.
前記規制機構は、前記突出側回転体から前記規制体が突出した状態にあるとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相を前記進角規制位相から最遅角位相までの範囲に規制する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The restricting mechanism restricts the rotation phase of the output rotator relative to the input rotator within a range from the advance angle restricting phase to the most retarded angle phase when the restricting member protrudes from the protrusion-side rotator. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記入力回転体に対する前記出力回転体の遅角側への回転を規制するものであり、
前記規制溝には、前記規制体に接触して前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制する第1壁面と、この第1壁面よりも前記出力回転体の回転方向の遅角側且つ同壁面に連続して形成され、同回転方向の遅角側に向かうにつれて前記規制体を前記突出側回転体に向けて押し上げる態様で傾斜する第2壁面とが設けられる
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve timing mechanism that changes the valve timing of the valve by manipulating the relative rotation phase between the input rotating body linked to the crankshaft and the output rotating body linked to the camshaft of the intake valve or exhaust valve as the engine valve. And a mechanism for restricting the output rotator from rotating beyond the retard angle regulation phase to the retard side by engaging the input rotator and the output rotator with each other. In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising:
The restriction mechanism is provided on a restriction body protruding from a protrusion-side rotator that is one of the input rotator and the output rotator, and a restriction provided on an engagement-side rotator that is the other of the input rotator and the output rotator. The wall surfaces of the grooves are engaged with each other to restrict the rotation of the output rotator to the retard side with respect to the input rotator,
The regulation groove includes a first wall surface that contacts the regulation body and regulates the rotation of the output rotator relative to the input rotator, and a retard side of the rotation direction of the output rotator relative to the first wall surface; An internal combustion engine characterized by being provided with a second wall surface that is formed continuously on the same wall surface and is inclined in such a manner as to push up the restricting body toward the projecting side rotating body toward the retard side in the same rotation direction. Variable valve gear.
前記規制機構は、前記突出側回転体から前記規制体が突出した状態にあるとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相を前記遅角規制位相から進角規制位相までの範囲に規制する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The restriction mechanism restricts the rotation phase of the output rotator relative to the input rotator to a range from the retard angle restriction phase to the advance angle restriction phase when the restriction body protrudes from the protrusion-side rotator. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
前記規制体は、前記出力回転体の回転軸に沿う方向に突出するものであり、
前記第2壁面は、前記規制体の側面に対して平行となる態様で形成されるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The restricting body protrudes in a direction along the rotation axis of the output rotating body,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the second wall surface is formed in a mode parallel to a side surface of the regulating body.
前記規制機構は、前記規制体を前記突出側回転体から突出する方向に押す力を同規制体に付与する圧力室と、前記規制体を前記突出側回転体に収容する方向に押す力を同規制体に付与するばねとを含めて構成されるものであり、前記圧力室に作動油が供給されるときに前記規制体が前記突出側回転体から突出し、前記圧力室から作動油が排出されるときに前記規制体が前記突出側回転体に収容される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The restricting mechanism has the same pressure chamber that applies a force to the restricting body to push the restricting body in a direction to protrude from the projecting side rotating body, and a force to push the restricting body in the direction to accommodate the projecting side rotating body. And a spring that is applied to the restricting body. When the working oil is supplied to the pressure chamber, the restricting body protrudes from the protruding-side rotating body, and the working oil is discharged from the pressure chamber. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the restricting body is accommodated in the projecting side rotating body when the engine is operated.
前記規制体は、前記出力回転体に設けられてこの回転体から前記入力回転体に向けて突出するものであり、
前記規制溝は、前記入力回転体において前記出力回転体の回転にともなう前記規制体の軌跡に対応して設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
The regulating body is provided on the output rotating body and protrudes from the rotating body toward the input rotating body,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the restricting groove is provided corresponding to a locus of the restricting body accompanying the rotation of the output rotating body in the input rotating body.
当該可変動弁装置は、前記機関バルブの最大バルブリフト量を変更するバルブリフト量可変機構をさらに備えるものであり、
前記規制機構は、前記機関バルブの最大バルブリフト量が基準リフト量よりも大きい値に設定されることに基づいて、前記規制体と前記規制溝との係合を通じて前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転を規制するものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The variable valve operating apparatus further includes a variable valve lift amount mechanism for changing the maximum valve lift amount of the engine valve,
The restricting mechanism is configured to output the output rotation with respect to the input rotating body through engagement between the restricting body and the restricting groove based on the maximum valve lift amount of the engine valve being set to a value larger than a reference lift amount. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized by restricting rotation of the body.
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JP2008331559A JP2010151061A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Variable valve gear for internal combustion engine |
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