JP4040779B2 - エンジンのバルブタイミング制御装置およびバルブタイミング制御方法 - Google Patents
エンジンのバルブタイミング制御装置およびバルブタイミング制御方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気カム軸および排気カム軸の回転位相をそれぞれ変えるエンジンのバルブタイミング制御装置およびバルブタイミング制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のバルブタイミング制御装置としては、例えば特許第2738745号公報に開示されたものがある。
この公報に示されたバルブタイミング制御装置は、吸気カム軸の一端部を第1の位相変更機構を介してクランク軸に接続し、吸気カム軸の他端部と排気カム軸とを第2の位相変更機構を介して接続している。
【0003】
これらの位相変更機構は、駆動力が伝達される入力部材と、この入力部材とカム軸との間にヘリカルスプラインによって軸線方向に移動自在かつ回動自在に介装した出力部材とを備えており、この出力部材を油圧によって駆動することによって、出力部材の往復運動が回動運動に変換されてカム軸に伝達され、カム軸の回転位相が変化する構造を採っている。
【0004】
この従来のバルブタイミング制御装置は、クランク軸から第1の位相変更機構を介して吸気カム軸に駆動力が伝達され、この吸気カム軸から第2の位相変更機構を介して排気カム軸に駆動力が伝達される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成した従来のバルブタイミング制御装置は、吸気カム軸の回転位相を変えると排気カム軸の回転位相も変化するため、吸気カム軸のみの回転位相を変えるときには排気カム軸の回転位相を吸気カム軸とは反対方向に変えなければならず、油圧の制御が複雑になるという問題があった。
【0006】
例えば、低回転高負荷運転時にバルブオーバーラップを増大させるために吸気カム軸の回転位相を進角させた状態から回転が上昇して高回転高負荷運転状態に移行するような場合には、高回転時の吸気吸入量を増大させるために、排気カム軸の回転位相を変えることなく吸気カム軸のみの回転位相を遅角させる。このときに従来のバルブタイミング制御装置では、排気カム軸用の位相変更装置に吸気カム軸と同じ変化角度だけ排気カム軸が進角するように油圧を加えなければならない。
【0007】
このような不具合は、吸気カム軸と排気カム軸の両方に位相変更機構を設け、これらの位相変更機構を介して両カム軸をクランク軸にそれぞれ接続することによって解消することはできる。これは、一方のカム軸の回転位相が他方のカム軸に影響を及ぼすことがなくなるからである。
【0008】
しかしながら、各カム軸の回転位相をそれぞれ制御する構成を採ると、例えば、排気カム軸の回転位相を一定角度だけ進角させる間に吸気カム軸の回転位相を排気カム軸の2倍の角度をもって進角させるような制御を実施することはできない。これは、位相変更機構を駆動する油圧は略一定であり、排気カム軸用位相変更機構の動作速度と吸気カム軸用位相変更機構の動作速度は略等しくなるからである。
【0009】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、吸気カム軸のみの回転位相を簡単に変えることができるとともに、吸気カム軸の回転位相が変化する速度を排気カム軸より増大させることができるエンジンのバルブタイミング制御装置およびバルブタイミング制御方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1に記載した発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、排気カム軸用位相変更機構の入力部材を第1の動力伝達手段でクランク軸に接続するとともに入力部材に対して回動する出力部材を排気カム軸に接続し、排気カム軸に吸気カム軸用位相変更機構の入力部材を第2の動力伝達手段で互いに同一回転数で回転するように接続するとともに出力部材を吸気カム軸に接続してなり、エンジンの運転域が低負荷低回転域(A)または高負荷高回転域(D)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を排気カム軸の回転位相が進む方の回動端からなるオフ位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を吸気カム軸の回転位相が遅れる方の回動端からなるオフ位置に位置付け、エンジンの運転域が中負荷中回転域(B)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を排気カム軸の回転位相が遅れる方の回動端からなるオン位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を前記オフ位置に位置付け、エンジンの運転域が高負荷低回転域(C)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を前記オフ位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を吸気カム軸の回転位相が進む方の回動端からなるオン位置に位置付けるものである。
【0011】
本発明によれば、吸気カム軸用位相変更機構を作動させることによって吸気カム軸のみの回転位相を変化させることができる。また、排気カム軸の回転位相を変えるときに吸気カム軸用位相変更機構で吸気カム軸の回転位相を排気カム軸と同じ方向に変化させることによって、吸気カム軸の回転位相が変化する速度を排気カム軸より増大させることができる。
【0012】
請求項2に記載した発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、吸気カム軸用位相変更機構と排気カム軸用位相変更機構とをエンジンの同じ一側に配設するとともに、第1の動力伝達手段と第2の動力伝達手段とをカム軸の軸線方向に並べて配設し、第1の動力伝達手段とエンジン側壁との間に第2の動力伝達手段を位置付けたものである。
【0013】
この発明によれば、カム軸の並設方向に伸びて幅広になる第2の動力伝達手段がエンジン側壁の近傍に位置し、相対的に幅が狭くなる第1の動力伝達手段がエンジン外側に位置するから、動力伝達手段を覆うカバーの外端部を幅狭に形成することができる。
【0014】
請求項3に記載した発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、位相変更機構を吸気カム軸と排気カム軸とにそれぞれ軸装したものである。
【0015】
この発明によれば、排気カム軸用位相変更機構と吸気カム軸用位相変更機構をシリンダヘッドの一端部に並べて配設することができるから、これらの位相変更機構の油圧を制御する部材をシリンダヘッドの一側部に集めて配設することができる。
【0016】
請求項4に記載した発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、排気カム軸用位相変更機構をクランク軸と排気カム軸との間のエンジン壁に支持させ、この位相変更機構の出力部材を第2の動力伝達手段によって排気カム軸と、吸気カム軸に軸装された吸気カム軸用位相変更機構の入力部材とに接続したものである。
【0017】
この発明によれば、第1の動力伝達手段の排気カム軸側の回転部材を排気カム軸から離間する位置に配設することができる。
【0018】
請求項5に記載した発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つのエンジンのバルブタイミング制御装置において、出力部材が前記オフ位置に位置している状態でカム軸の回転位相が中立位置に位置付けられ、出力部材を前記オン位置まで作動させた状態でカム軸の回転位相が最も大きく変わる位置に位置付けられる構造としたものである。
【0019】
この発明によれば、出力部材をオフ位置からオン位置へ移動させることによって、カム軸の回転位相が中立位置から回転位相が最も大きく変わるように変化する。
【0020】
請求項6に記載したエンジンのバルブタイミング制御方法は、請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置によるバルブタイミング制御方法であって、エンジン運転域が低負荷低回転域(A)にあるときに両方の位相変更機構を両カム軸の回転位相がそれぞれ中立位置に位置付けられるように駆動し、エンジン運転域が中負荷中回転域(B)にあるときに、排気カム軸用位相変更機構を排気カム軸の回転位相が前記中立位置より遅角するように駆動するとともに、吸気カム軸用位相変更機構を非作動状態としてその入力部材を第2の動力伝達手段によって排気カム軸の遅角に伴って遅角するように連動させ、エンジン運転域が前記中負荷中回転域(B)から高負荷低回転域(C)に移行するときは、排気カム軸用位相変更機構を排気カム軸の回転位相が前記中立位置に達するまで進角するように駆動するとともに、吸気カム軸用位相変更機構を吸気カム軸の回転位相が前記中立位置より進角するように駆動することにより実施する。
【0021】
この発明によれば、エンジン運転域が中負荷中回転域(B)で排気カム軸と吸気カム軸の回転位相を同じ角度だけ遅らせた後、エンジン運転域が高負荷低回転域(C)に移行するときに、排気カム軸の進角動作が終了するまでの間に吸気カム軸の回転位相が排気カム軸より多く進角側に変化する。
【0022】
【発明の実施の形態】
第1の実施の形態
以下、本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置およびバルブタイミング制御方法の一実施の形態を図1ないし図7によって詳細に説明する。
図1は本発明に係るバルブタイミング制御装置を装備したエンジンの正面図、図2はシリンダヘッドの平面図で、同図はカム軸を途中で破断するとともに、吸気バルブや排気バルブなどの部材を省略して描いてある。
【0023】
図3は位相変更機構の構成を示す断面図、図4はエンジン回転数とトルクの関係を示すグラフである。図5はバルブタイミングの変化を示すグラフ、図6は排気カム軸と吸気カム軸の動作を説明するための図で、同図(a)は本発明に係るバルブタイミング制御装置を示し、同図(b)は両カム軸にそれぞれ位相変更装置を設けた従来のバルブタイミング制御装置を示す。図7はカム軸の回転位相の変化を示すグラフで、同図(b)は両カム軸にそれぞれ位相変更装置を設けた従来のバルブタイミング制御装置を示す。
【0024】
これらの図において、符号1で示すものは、この実施の形態によるV型8気筒エンジンである。このエンジン1は、図2に示すように、各気筒列に排気カム軸2と吸気カム軸3をそれぞれ設けたDOHC型のもので、図1に示すようにVバンクの内側にサージタンク4を取付けている。
【0025】
このエンジン1の動弁装置は気筒列毎に設けてあり、気筒列毎にクランク軸5に接続している。気筒列毎の動弁装置は同じ構造を採っているので、ここでは図1において左側に位置する気筒列の動弁装置について説明する。
【0026】
前記動弁装置は、シリンダヘッド1aにVバンクの外側に位置するように設けた排気カム軸2に第1のタイミングチェーン6によってクランク軸5の回転が伝達され、さらにこの排気カム軸2の回転が第2のタイミングチェーン7によって吸気カム軸3に伝達される構造を採っており、動力伝達系の途中に本発明に係るバルブタイミング制御装置8を介装している。第1のタイミングチェーン6が本発明に係る第1の動力伝達手段を構成し、第2のタイミングチェーン7が本発明に係る第2の動力伝達手段を構成している。第1のタイミングチェーン6と第2のタイミングチェーン7は、図3に示すように、カム軸2,3の軸線方向に並べて配設し、第1のタイミングチェーン6とシリンダヘッド側壁との間に第2のタイミングチェーン7を位置付けている。
【0027】
バルブタイミング制御装置8は、図2および図3に示すように、排気カム軸2の軸端部に軸装した排気カム軸用位相変更機構9と、吸気カム軸3の軸端部に軸装した吸気カム軸用位相変更機構10と、これらの位相変更機構9,10に作動油を供給する油圧切替機構11,12などから構成している。
【0028】
排気カム軸用位相変更機構9は、従来周知のベーンタイプのもので、前記第1のタイミングチェーン6を巻掛けたスプロケット13とともに一体的に回転する入力部材14と、この入力部材14と排気カム軸2の間に介装した出力部材15とを備えている。出力部材15は、排気カム軸3に固着したボス15aと、入力部材14の内部に複数形成した油室にそれぞれ嵌挿させたベーン15bとから構成している。
【0029】
このベーン15bに作用する油圧は、排気カム軸2に形成した第1の油通路16と第2の油通路17とを介して油圧切替機構11から印加される。第1の油通路16から前記油室に油圧を供給したときと、第2の油通路17から前記油室に油圧を供給したときとでは出力部材15の回動方向が反対になる構造を採っている。出力部材15が油圧により入力部材14に対して回動することによって、排気カム軸2の回転位相が変化する。
【0030】
この実施の形態では、第1の油通路16から油圧を供給して出力部材15が回動端まで回ったときの出力部材15の位置をオン位置といい、第2の油通路17から油圧を供給して出力部材15が回動端まで回ったときの出力部材15の位置をオフ位置という。
【0031】
排気カム軸用位相変更機構9は、前記出力部材15がオフ位置に位置付けられた状態で、排気カム軸2の回転位相が位相変更可能範囲の一端(回転位相0°)に位置して排気バルブのバルブタイミング(開閉時期)が中立位置に位置付けられ、出力部材15がオン位置に位置付けられた状態で排気カム軸2の回転位相が最大遅角位置(回転位相−α°)まで遅角して排気バルブのバルブタイミングが角度αだけ遅角するように構成している。
【0032】
前記油圧切替機構11は、図2において符号19で示すチェーンカバーに一体に形成したバルブボディ20と、このバルブボディ20に装着したソレノイド21とから構成している。ソレノイド21は、バルブボディ20の取付穴20aに嵌合させて取付けてあり、図示していない油入口に前記第1の油通路16と第2の油通路17のうち何れか一方を選択的に連通させるととともに、他方を油出口(図示せず)に連通させる構造を採っている。
【0033】
ソレノイド21によって油圧を第1の油通路16に供給することによって、前記出力部材15がオン位置に移動して排気カム軸2が入力部材14に対して角度αだけ遅角側に相対的に回り、同角度だけ排気バルブ(図示せず)のバルブタイミングが遅角する。一方、油圧を第2の油通路17に供給することによって、出力部材15がオフ位置に移動して排気カム軸2が初期位置に戻り、排気バルブのバルブタイミングが回転位相0°の位置(中立位置)に戻るように進角する。
【0034】
前記吸気カム軸用位相変更機構10は、排気カム軸用位相変更機構9と同等の構造を採り、入力部材22、出力部材23、および油圧切替機構12などから構成している。吸気カム軸用位相変更機構10の入力部材22は、第2のタイミングチェーン7を介して排気カム軸2に接続している。この入力部材22と排気カム軸2は互いに同一回転数で回転するように形成している。
【0035】
出力部材23は、ボス23aを吸気カム軸3に固着するとともに、ベーン23bを入力部材22内の複数の油室に嵌挿させている。
この実施の形態では、吸気カム軸3の第1の油通路27から油圧を供給して出力部材23が回動端まで回ったときの出力部材23の位置をオフ位置といい、第2の油通路28から油圧を供給して出力部材15が回動端まで回ったときの出力部材23の位置をオン位置という。
【0036】
吸気カム軸用位相変更機構10は、前記出力部材23がオフ位置に位置付けられた状態で吸気カム軸3の回転位相が位相変更可能範囲の一端(回転位相0°)に位置して吸気バルブのバルブタイミングが中立位置に位置付けられ、出力部材23がオン位置に位置付けられた状態で吸気カム軸3の回転位相が最大進角位置(回転位相+α°)まで進角して吸気バルブのバルブタイミングが同角度だけ進角するように構成している。
【0037】
吸気カム軸3側の油圧切替機構12も排気カム軸2側の油圧切替機構11と同等の構造を採っている。バルブボディを符号25で示し、バルブボディ25のソレノイド用取付穴を符号25aで示し、ソレノイドを符号26で示す。このソレノイド26によって油圧を吸気カム軸3の第2の油通路28に供給することによって、出力部材23がオン位置に移動して吸気カム軸3が入力部材22に対して角度αだけ進角側に回り、吸気バルブのバルブタイミングが同角度だけ進角する。一方、油圧を第1の油通路27に供給することによって、前記出力部材23がオフ位置に移動して吸気カム軸3が初期の位置に戻され、吸気バルブのバルブタイミングが回転位相0°の位置(中立位置)に戻るように遅角する。
【0038】
前記排気カム軸用位相変更機構9のソレノイド21と吸気カム軸用位相変更機構10のソレノイド26は、図示していないコントローラによって動作が制御され、エンジン回転数およびスロットル弁開度に対応するように油通路を切替える。
【0039】
次に、上述したように構成したバルブタイミング制御装置8によるバルブタイミング制御方法を図4ないし図7によって説明する。
【0040】
前記両位相変更機構9,10は、エンジン1の負荷と回転数に対応するように動作させる。この実施の形態では、エンジン1の運転域を図4中に符号A〜Dで示すように四つの領域に分けてソレノイド21,26を制御している。領域Aは、アイドリング運転域を含む低負荷低回転域を示し、領域Bは中負荷中回転域を示し、領域Cは高負荷低回転域を示し、領域Dは高負荷高回転域を示している。なお、図4中に実線で示す曲線はエンジン1のトルクの変化を示し、破線で示す曲線はエンジン1の負荷の変化を示している。
【0041】
エンジン運転域が領域Aまたは領域Dにあるときには、図5、図6(a)および図7(a)中に符号A,Dを付して示すように、排気カム軸2と吸気カム軸3の両方の回転位相を位相変更可能範囲の一端(位相角度0°)に位置付ける。この結果、排気バルブと吸気バルブのバルブタイミングは、図5に示すように中立位置に位置付けられる。
なお、図6(b)および図7(b)は、排気カム軸31と吸気カム軸32とに設けた位相変更機構33,34をタイミングチェーン35によってそれぞれクランク軸に接続する従来のバルブタイミング制御装置の動作を示している。
【0042】
エンジン運転域が領域Bにあるときには、排気カム軸用変更機構9を作動させて排気カム軸2の回転位相を角度αだけ遅角させる。この制御を実施することにより、図7(a)中に符号Bを付して示すように吸気カム軸用位相変更機構10を作動させなくても吸気カム軸3の実質的な回転位相は図5および図6(a)中に符号Bを付して示すように角度αだけ遅角する。これは、排気カム軸2の位相変更に伴なって第2のタイミングチェーン7により吸気カム軸用位相変更機構10の入力部材22の回転位相も遅角するからである。
【0043】
エンジン運転域が領域Cにあるときには、吸気カム軸用位相変更機構10のみを吸気カム軸3の回転位相が角度αだけ進角するように作動させる{図6(a)の符号Cで示す部分の実線部分、図7(a)および図5参照}。一方、後述する段落0050に記載しているように、領域Bから領域Cに移行させる場合には、排気カム軸用位相変更機構9と吸気カム軸用位相変更機構10の両方を、カム軸2,3の回転位相がそれぞれ角度αだけ進角するように作動させる。このときには、排気カム軸2の位相変更に伴って第2のタイミングチェーン7により吸気カム軸用位相変更機構10の入力部材22の回転位相も進角するから、吸気カム軸3は入力部材22の回転位相の変更分と、出力部材23が作動することによる回転位相の変更分とが加算されて回転位相が変化する。
【0044】
すなわち、図6(a)中に符号Cを付して示すように、吸気カム軸用位相変更機構10を吸気カム軸3の回転位相が破線の状態から角度αだけ進角するように作動させただけでも、排気カム軸2の位相変更に伴って図5および図6(a)中に符号Cを付して示すように、吸気カム軸3は実質的に角度2α°だけ進角する。従来のバルブタイミング制御装置では、図6(b)および図7(b)中に符号Cを付して示すように、このときに吸気カム軸用位相変更機構34で吸気カム軸32を角度2αだけ進角させなければならず、この実施の形態によるバルブタイミング制御装置8に較べて吸気カム軸32の動作終了までの時間が長く必要になる。
【0045】
エンジン運転域が領域C(高負荷低回転域)から領域D(高負荷高回転域)に移行するときには、吸気バルブのバルブタイミングのみを図5に示すように領域Cに対して中立位置まで遅角させる。これはピストンの速度が速く、下死点付近で吸気バルブを閉じたのでは吸気の充填効率が低下するからである。このときには、図6(a)および図7(a)中に符号A,Dを付して示すように、排気カム軸用位相変更機構9は非作動で中立位置を保ったまま吸気カム軸用位相変更機構10のみを作動させ、吸気カム軸3の回転位相を角度αだけ遅角させ中立位置に戻す。
【0046】
したがって、上述したように構成したバルブタイミング制御装置8によれば、吸気カム軸用位相変更機構10を作動させることによって吸気カム軸3のみの回転位相を変化させることができ、排気カム軸2の回転位相を変えるときに吸気カム軸用位相変更機構10で吸気カム軸3の回転位相を排気カム軸2と同じ方向に変化させることによって、吸気カム軸3の回転位相が変化する速度を排気カム軸2より増大させることができる。
【0047】
また、このバルブタイミング制御装置8は、排気カム軸用位相変更機構9と吸気カム軸用位相変更機構10とをシリンダヘッド1aの同じ一側に配設するとともに、第1のタイミングチェーン6と第2のタイミングチェーン7とをカム軸2,3の軸線方向に並べて配設し、第1のタイミングチェーン6とシリンダヘッド側壁との間に第2のタイミングチェーンを位置付けているから、カム軸2,3の並設方向に伸びて幅広になる第2のタイミングチェーン7がシリンダヘッド側壁の近傍に位置し、相対的に幅が狭くなる第1のタイミングチェーン6がエンジン外側に位置するから、これら両チェーン6,7を覆うチェーンカバー19の外端部を幅狭に形成することができる。
【0048】
さらに、このバルブタイミング制御装置8は、排気カム軸用位相変更機構9と吸気カム軸用位相変更機構10をシリンダヘッド1aの一端部に並べて配設しているから、これらの位相変更機構9,10の油圧を制御する油圧切替機構11,12をシリンダヘッド1aの一側部に集めて配設することができる。
【0049】
さらにまた、出力部材15,23をオフ位置からオン位置へ移動させることによって、排気カム軸2と吸気カム軸3の回転位相が中立位置から回転位相が最も大きく変わるように変化するから、低負荷低回転時には出力部材15,23が回動可能範囲の一方の回動端であるオフ位置に位置付けられる。この結果、エンジン停止時に排気カム軸用位相変更機構9と吸気カム軸用位相変更機構10とがそれぞれ中立位置に正確に位置付けられる。
【0050】
加えて、上述したバルブタイミング制御方法を採ることにより、エンジン運転域が中負荷運転域(前記領域B)で排気カム軸2と吸気カム軸3の回転位相をそれぞれ角度αだけ遅らせた後{図6(a)参照}、エンジン運転域が高負荷運転域(前記領域C)に移行するときに、排気カム軸2の進角動作が終了するまでの間に吸気カム軸3の回転位相を排気カム軸2より多く進角側に変化させることができる。このため、バルブタイミングを変える制御の応答性をエンジン運転域の全域にわたって向上させることができる。
【0051】
第2の実施の形態
排気カム軸用位相変更機構は図8に示すように構成することができる。
図8は他の実施の形態を示す図で、同図において図1ないし図7で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【0052】
図8に示す排気カム軸用位相変更機構9は、クランク軸5と排気カム軸2との間のエンジン壁41に支持させている。この実施の形態では、シリンダヘッド1aとシリンダブロック1bとの境界部分に排気カム軸用位相変更機構9を回転自在に支持させている。この排気カム軸用位相変更機構9の入力部材14を第1のタイミングチェーン6によってクランク軸5に接続する構成は第1の実施の形態を採るときと同じであるが、出力部材15は、入力部材14のスプロケット13と前記エンジン壁41との間に位置する出力スプロケット42を駆動する構造を採っている。この出力スプロケット42に排気カム軸2と、吸気カム軸用位相変更機構10の入力部材22とを、第2のタイミングチェーン7によってこれら三者が同一回転数で回転するように接続している。
【0053】
このように排気カム軸用位相変更機構9を構成しても第1の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。特に、この形態を採ることにより、第1のタイミングチェーン6を巻掛けるスプロケット13を排気カム軸2から離間する位置に配設することができるから、第1の実施の形態を採る場合に較べて、排気カム軸2と吸気カム軸3との間隔を狭くすることができる。
【0054】
なお、上述した各実施の形態では、本発明をV型エンジン1に適用した例を示したが、本発明はこのような限定にとらわれることはなく、DOHC型エンジンであればどのようなエンジンにも適用することができる。
また、クランク軸5と排気カム軸用位相変更機構9とを接続する第1の動力伝達手段と、排気カム軸2と吸気カム軸用位相変更機構10を接続する第2の動力伝達手段は、チェーンの代わりにベルトや歯車によって形成することができる。さらに、排気カム軸用位相変更機構9と吸気カム軸用位相変更機構10の構造は、この実施の形態で示したベーンタイプのものに限定されることはなく、適宜変更することができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、油圧の制御が簡単で、排気カム軸の回転位相を一定角度だけ進角させる間に吸気カム軸の回転位相を排気カム軸の2倍の角度をもって進角させるような制御も簡単に実施することができる。
【0056】
請求項2記載の発明によれば、動力伝達手段を覆うカバーの外端部を幅狭に形成することができるから、エンジンの小型化を図ることができる。
請求項3記載の発明によれば、油圧系をコンパクトに形成することができる。
請求項4記載の発明によれば、シリンダヘッドの小型化を図ることができる。
【0057】
請求項5記載の発明によれば、低負荷低回転時には出力部材が回動可能範囲の一方の回動端であるオフ位置に位置付けられるから、エンジン停止時に排気カム軸用位相変更機構と吸気カム軸用位相変更機構とがそれぞれ中立位置に正確に位置付けられる。
請求項6記載の発明によれば、バルブタイミングを変える制御の応答性をエンジン運転域の全域にわたって向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るバルブタイミング制御装置を装備したエンジンの正面図である。
【図2】 シリンダヘッドの平面図である。
【図3】 位相変更機構の構成を示す断面図である。
【図4】 エンジン回転数とトルクの関係を示すグラフである。
【図5】 バルブタイミングの変化を示すグラフである。
【図6】 排気カム軸と吸気カム軸の動作を説明するための図である。
【図7】 カム軸の回転位相の変化を示すグラフである。
【図8】 他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1…エンジン、2…排気カム軸、3…吸気カム軸、6…第1のタイミングチェーン、7…第2のタイミングチェーン、8…バルブタイミング制御装置、9…排気カム軸用位相変更機構、10…吸気カム軸用位相変更機構、14,22…入力部材、15,23…出力部材。
Claims (6)
- 吸気カム軸および排気カム軸の回転位相を、カム軸を駆動する動力が伝達される入力部材と、この入力部材に対し回動してカム軸の位相を変える出力部材とをそれぞれ備えた吸気カム軸用位相変更機構および排気カム軸用位相変更機構とによって変化させるエンジンのタイミング制御装置において、前記排気カム軸用位相変更機構の入力部材を第1の動力伝達手段によってクランク軸に接続するとともに出力部材を排気カム軸に接続し、この排気カム軸に吸気カム軸用位相変更機構の入力部材を第2の動力伝達手段によって互いに同一回転数で回転するように接続するとともにこの吸気カム軸用位相変更機構の出力部材を吸気カム軸に接続してなり、
エンジンの運転域が低負荷低回転域(A)または高負荷高回転域(D)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を排気カム軸の回転位相が進む方の回動端からなるオフ位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を吸気カム軸の回転位相が遅れる方の回動端からなるオフ位置に位置付け、
エンジンの運転域が中負荷中回転域(B)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を排気カム軸の回転位相が遅れる方の回動端からなるオン位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を前記オフ位置に位置付け、
エンジンの運転域が高負荷低回転域(C)にある場合、排気カム軸用位相変更機構は、出力部材を前記オフ位置に位置付け、吸気カム軸用位相変更機構は、出力部材を吸気カム軸の回転位相が進む方の回動端からなるオン位置に位置付けることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 - 請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、吸気カム軸用位相変更機構と排気カム軸用位相変更機構とをエンジンの同じ一側に配設するとともに、第1の動力伝達手段と第2の動力伝達手段とをカム軸の軸線方向に並べて配設し、第1の動力伝達手段とエンジン側壁との間に第2の動力伝達手段を位置付けたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
- 請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、位相変更機構を吸気カム軸と排気カム軸とにそれぞれ軸装したことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
- 請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置において、排気カム軸用位相変更機構をクランク軸と排気カム軸との間のエンジン壁に支持させ、この位相変更機構の出力部材を第2の動力伝達手段によって排気カム軸と、吸気カム軸に軸装された吸気カム軸用位相変更機構の入力部材とに接続したことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
- 請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つのエンジンのバルブタイミング制御装置において、出力部材が前記オフ位置に位置している状態でカム軸の回転位相が中立位置に位置付けられ、出力部材を前記オン位置まで作動させた状態でカム軸の回転位相が最も大きく変わる位置に位置付けられる構造としたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
- 請求項1記載のエンジンのバルブタイミング制御装置によるバルブタイミング制御方法であって、エンジン運転域が低負荷低回転域(A)にあるときに両方の位相変更機構を両カム軸の回転位相がそれぞれ中立位置に位置付けられるように駆動し、
エンジン運転域が中負荷中回転域(B)にあるときに、排気カム軸用位相変更機構を排気カム軸の回転位相が前記中立位置より遅角するように駆動するとともに、吸気カム軸用位相変更機構を非作動状態としてその入力部材を第2の動力伝達手段によって排気カム軸の遅角に伴って遅角するように連動させ、
エンジン運転域が前記中負荷中回転域(B)から高負荷低回転域(C)に移行するときは、排気カム軸用位相変更機構を排気カム軸の回転位相が前記中立位置に達するまで進角するように駆動するとともに、吸気カム軸用位相変更機構を吸気カム軸の回転位相が前記中立位置より進角するように駆動することを特徴とするバルブタイミング制御方法。
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