JP4094767B2

JP4094767B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4094767B2
Application number: JP12330999A
Authority: JP
Inventors: 徹朗後藤; 敬介武田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000314306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気弁や排気弁（吸・排気弁）の開閉時期やバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知にように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸・排気弁の開閉時期やバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置が従来から種々提供されている。
【０００３】
一例として、特開昭５５−１３７３０５号公報に記載されている可変動弁装置は、機関に連動して回転する駆動軸の外周に設けられたカムと、支軸の外周に設けられて吸・排気弁を駆動する揺動カムとを、主制御軸の外周に偏心カムを介して回転可能に外嵌するロッカアームで連携させている。そして、主制御軸の回転位置を変化させることで、ロッカアームの姿勢を変化させ、もって吸・排気弁のリフト特性を可変制御するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の燃費低減化の要請から、主に部分負荷時のポンピングロスやフリクションを低減する目的で、一部の気筒の吸・排気弁を弁停止状態に保持する気筒休止運転を、直列式の内燃機関、特に台数の多い直列多気筒式の内燃機関等ヘ採用することが望まれている。
【０００５】
しかしながら、上記公報のように、一つの主制御軸で気筒列内における全ての気筒の吸・排気弁の可変制御を行う構成では、全気筒の吸・排気弁を同じようにしか可変制御できず、例えば気筒列における一部の気筒を弁停止させることができない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構造で、気筒列の一部の気筒を他の気筒と異なる形で可変制御し得る新規な内燃機関の可変動弁装置を提供することを一つの目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、機関と同期して回転する駆動軸の外周に回転可能に外嵌し、吸・排気弁を開閉作動する揺動カムと、上記駆動軸の外周に偏心して固定された偏心カムと、この偏心カムの外周に回転可能に外嵌するリング状リンクと、一端でリング状リンクと連携するロッカアームと、このロッカアームの他端と上記揺動カムとを連携するロッド状リンクと、が各気筒毎に設けられた内燃機関の可変動弁装置であって、上記駆動軸と略平行に気筒列方向へ延びる主制御軸と、上記主制御軸の外周に回転可能に外嵌するとともに、上記気筒列の一部の気筒に対応して設けられ、上記主制御軸とは別個に駆動制御される副制御軸と、上記主制御軸の外周に偏心して固定された第１の制御カムと、上記副制御軸の外周に偏心して固定された第２の制御カムと、を有し、上記ロッカアームは、上記副制御軸が設けられていない気筒では上記第１の制御カムの外周に回転可能に外嵌する一方、上記副制御軸が設けられている気筒では上記第２の制御カムの外周に回転可能に外嵌していることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成により、機関の回転に連動して駆動軸が回転すると、偏心カム，リング状リンク，ロッカアーム，ロッド状リンク介して揺動カムが揺動し、吸・排気弁がそれぞれ開閉作動する。また、主制御軸や副制御軸が所定の制御範囲内で回転制御されることにより、ロッカアームの揺動中心となる第１，第２の制御カムの軸心と、駆動軸の軸心との距離が変化し、この結果、吸・排気弁の開閉時期（作動角）及びバルブリフト量が変化する。具体的には、両軸心間の距離を近づけるほど、その作動角やリフト量が大きくなる。
【０００９】
このように、吸・排気弁を駆動する揺動カムを駆動軸の外周に回転可能に外嵌する構成としたため、駆動軸に対する揺動カムの軸心ズレを生じるおそれがなく、かつ、各部材を駆動軸の周囲に集約して装置の小型化を図ることができる。また、各部材の連結部分が面接触となっているため、耐磨耗性に優れているとともに、潤滑も行いやすい。
【００１０】
そして本発明では、主制御軸の外周に主制御軸とは別個に駆動制御される副制御軸を回転可能に外嵌し、主制御軸の外周に偏心して固定された第１の制御カムと、副制御軸の外周に偏心して固定された第２の制御カムとに、それぞれロッカアームが回転可能に外嵌する構成としている。このため、副制御軸を主制御軸と別個に回転させることで、この副制御軸が設けられた気筒の吸・排気弁を、副制御軸が設けられていない気筒の吸・排気弁と異なる特性で可変制御することができる。
【００１１】
また、ロッカアーム，リング状リンク，ロッド状リンク，揺動カム等の部材を、副制御軸が設けられている気筒と設けられていない気筒とで共用化することができ、その構成及び制御を簡素化することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、上記主制御軸と副制御軸とを連結，非連結状態に切換える切換機構を有することを特徴としている。
【００１３】
この場合、主制御軸と副制御軸とを連結した状態では、副制御軸が設けられている気筒及び設けられていない気筒の双方を主制御軸で可変制御することができ、副制御軸を駆動制御する必要がないので、その制御及び構成の簡素化を図ることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、非連結時に上記副制御軸の一方の回転範囲を所定の第１の角度に規制する第１のストッパを、シリンダヘッド側に設けたことを特徴としている。
【００１５】
この場合、非連結状態で副制御軸を第１のストッパ側へ回転させることにより、副制御軸を所定の第１の角度に位置させることができ、副制御軸が第１の角度を越えて回転し過ぎることはない。つまり、副制御軸を駆動部等により所定の角度で保持する必要がなく、消費エネルギーの低減化及び制御や構成の簡素化を図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明は、上記副制御軸が上記第１の角度に位置する際に、この副制御軸が設けられた気筒の吸・排気弁が弁停止状態となるように設定されていることを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、気筒列の中で副制御軸の設けられている気筒の吸・排気弁のみを弁停止状態とすることができ、ポンピングロス，フリクションの低減化、及び燃費の低減化を図ることができる。また、このような弁停止状態では、バルブスプリングの反力が作用することがないので、駆動部等によって特別に副制御軸を駆動することなく、副制御軸を第１の角度付近に安定して維持させることができ、更なる消費エネルギーの低減化及び制御の簡素化を図ることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、上記副制御軸を連結状態から第１の角度又は第１の角度から連結状態へ移行させる際に、上記副制御軸を所定のリフト又は作動角方向へ回動させるとともに、上記主制御軸を副制御軸とは逆のリフト又は作動角方向へ回動させることを特徴としている。
【００１９】
この場合、副制御軸の回転に伴うリフト又は作動角の変動を、主制御軸の回転によるリフト又は作動角の変動分により相殺させることができ、移行に伴うトルク変動を効果的に抑制することができる。
【００２０】
請求項６の発明は、上記副制御軸の他方の回転範囲を上記主制御軸との連結位置に規制する第２のストッパを、上記主制御軸に設けたことを特徴としている。
【００２１】
この場合、非連結状態から連結状態へ移行する際に、副制御軸を単に第２のストッパの方向へ回動させることにより、副制御軸を主制御軸へ容易に連結させることができ、副制御軸が連結位置を越えて回転しすぎることはない。
【００２２】
請求項７の発明は、上記副制御軸の軸方向一部分に、駆動部に連携される大径のスプロケットが設けられ、このスプロケットの内部に、上記切換機構が設けられていることを特徴としている。
【００２３】
すなわち、駆動部に連携されるスプロケットの内部を有効に利用して、上記の切換機構を設けており、レイアウト的に有利である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、比較的簡素な構造で、副制御軸が設けられた気筒の吸・排気弁を、副制御軸が設けられていない気筒の吸・排気弁と異なる特性で可変制御することができ、より具体的には、気筒列内の一部の気筒の吸・排気弁のみを弁停止状態にすることができる。この結果、ポンピングロス，フリクションの低減、及び燃費の低減化を図ることができる。
【００２５】
特に、請求項５の発明によれば、副制御軸の回転に伴うリフト又は作動角の変動を、主制御軸の回転によるリフト又は作動角の変動分により相殺させることができ、移行に伴うトルク変動を効果的に抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態を図面を参照して詳述する。
【００２７】
図１〜７は、本発明に係る可変動弁装置を、各気筒に一対の吸気弁及び一対の排気弁が設けられた直列４気筒の内燃機関に適用した一実施例を示している。
【００２８】
シリンダヘッド１０の上部には、全気筒にわたって気筒列方向に延びる駆動軸１５が吸気弁側と排気弁側とにそれぞれ設けられている。各駆動軸１５は、内部に潤滑油路が形成された中空状をなし、その一端部に巻き掛けられた図外のタイミングチェーンを介して機関のクランクシャフトから回転力が伝達され、機関の回転と同期して回転するようになっている。
【００２９】
そして、各駆動軸１５の周囲に、吸・排気弁１１を開閉作動するとともに、吸・排気弁１１のリフト特性（作動角及びバルブリフト量）を可変制御する可変動弁機構がそれぞれ設けられている。なお、この実施例では吸気弁側と排気弁側との双方に可変動弁機構が適用されているが、吸・排気弁側のいずれか一方に設けるようにしてもよい。
【００３０】
各部の構成を詳述すると、駆動軸１５の外周には、各気筒毎に中空軸状の揺動カム１３が回転可能に外嵌している。揺動カム１３は、各気筒の一対の吸・排気弁１１の上端部に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１２にそれぞれ摺接する一対のカムロブ１３ａ，１３ａを有し、自身の揺動により吸・排気弁１１を開閉作動させるようになっている。両カムロブ１３ａ，１３ａの間には、円筒状のジャーナル部１３ｂが設けられており、このジャーナル部１３ｂの外周が、シリンダヘッド１０と下部ブラケット１４ａとにより回転可能に支持されている。
【００３１】
また、駆動軸１５の外周には、偏心円筒状の偏心カム１６が圧入等により固定されている。この偏心カム１６の軸心Ｘ１は、駆動軸１５の軸心Ｘ２に対して所定量だけ偏心している。この偏心カム１６の外周には、リング状リンク２１の基部が回転可能に外嵌されている。リング状リンク２１の先端は、ロッカアーム１９の一端と第１ピン２０を介して相対回転可能に連携されている。また、ロッカアーム１９の他端と揺動カム１３の先端とは、ロッド状リンク２４を介して連携されている。すなわち、揺動カム１３の先端とロッド状リンク２４の他端とは第２ピン２２を介して相対回転可能に連結されており、ロッド状リンク２４の一端とロッカアーム１９の他端とは第３ピン２３を介して相対回転可能に連結されている。
【００３２】
駆動軸１５の斜め上方には、駆動軸１５とほぼ平行に気筒列方向へ延びる主制御軸１７が設けられている。主制御軸１７は、内部にオイル供給路３４が形成された中空状に形成されており、その一端部にはアクチュエータ等の主駆動部４４が連結されている。この主駆動部４４は、主制御軸１７を所定の制御角度範囲内で回動，保持するものであり、内燃機関の運転状態を検知する図外の制御部によって作動制御される。この制御部は、クランク角センサ，エアフローメータ，水温センサ，及び後述する角度センサ３８，４２等の各種センサからの検知信号等に基づいて、機関の運転状態を算出し、その結果に基づいて主駆動部４４へ制御信号を出力するようになっている。
【００３３】
そして、この駆動軸１５の外周には、略円筒状をなす副制御軸２５が駆動軸１５に対して相対回転可能に外嵌している。副制御軸２５は、気筒列の一部の気筒に対応する所定の軸方向長さに設定され、この実施例では隣り合う＃２，＃３気筒に対して設けられている。ここで、図３にも示すように、副制御軸２５が設けられていない＃１，＃４気筒においては、主制御軸１７の外周に第１制御カム１８が圧入等により固定される一方、副制御軸２５が設けられている＃２，＃３気筒では、副制御軸２５の外周に第２制御カム２６が圧入等により固定されている。
【００３４】
これら第１，第２制御カム１８，２６の軸心Ｙ１は、ともに主制御軸１７の軸心Ｙ２に対して所定量偏心している。また、両制御カム１８，２６は、副制御軸２５と主制御軸１７とが同一角度の場合に、同一の外郭形状となるように設定されている。そして、これら第１，第２制御カム１８，２６の外周に、上記のロッカアーム１９の基部がそれぞれ回転可能に外嵌している。
【００３５】
なお、＃１，＃４気筒では主制御軸１７の外周がシリンダヘッド１０の上部にボルト１４ｃを介して固定される上部ブラケット１４ｂと下部ブラケット１４ａとにより回転可能に支持され、＃２，＃３気筒では副制御軸２５の外周が上記ブラケット１４ａ，１４ｂにより回転可能に支持されている。
【００３６】
副制御軸２５の軸方向一部分には、図３，４にも示すように、部分的に大径となったスプロケット２９が設けられている。このスプロケット２９の外周と、シリンダヘッド１０に付設されたモータ等の副駆動部２７の外周とがチェーン２８を介して連携されている。この副駆動部２７は、上記の主駆動部４４と同様、図外の制御部により機関運転状態に応じて副制御軸２５を駆動制御するようになっている。すなわち、副駆動部２７によって、副制御軸２５を主制御軸１７とは別個に独立して駆動制御することができる。
【００３７】
なお、副駆動部２７は気筒列内の一部（本実施例では２つ）の気筒のみを駆動制御する形となってるため、主駆動部４４よりも低出力に設定することができる。
【００３８】
また、図３に示すように、スプロケット２９の内部には、主制御軸１７と副制御軸２５との連結，非連結状態を切り換える切換機構が内蔵されている。つまり、副駆動部２７に連携されるスプロケット２９の内部空間を有効に利用して、切換機構を設けている。より具体的には、スプロケット２９の内部には、副制御軸２５の内周へ開口するシリンダ孔３２が形成されており、このシリンダ孔３２内に油圧プランジャ３０とリターンスプリング３１とが組み込まれている。なお、シリンダ孔３２にはスプロケット２９の外周に向けてエア抜き孔３６が穿孔されている。一方、主制御軸１７には、プランジャ３０が嵌合可能な嵌合溝３３と、この嵌合溝３３と上記のオイル供給路３４とを連通させる径方向油路３５とが形成されている。
【００３９】
そして、図３に示すソレノイドバルブ５０がＯＮとなると、所定圧の作動油が主制御軸１７内に供給され、図６（ａ）に示すようにプランジャ３０が嵌合溝３３から外れてシリンダ孔３２内へ押し出され、主制御軸１７と副制御軸２５とが非連結状態となる。一方、ソレノイドバルブ５０がＯＦＦとなって、主制御軸１７内の作動油がドレンされ、図６（ｂ）に示すようにプランジャ３０がリターンスプリング３１に押されて嵌合溝３３に嵌合すると、主制御軸１７と副制御軸２５とが連結状態となる。
【００４０】
また、副制御軸２５の軸方向一端部には、径方向外方へ張り出したフランジ３７が設けられている。このフランジ３７は、図５に示す軸方向視で副制御軸２５の軸心から適宜に偏心した半円弧をなしている。このフランジ３７に対向，隣設する＃２カムブラケット１４（１４ａ，１４ｂ）には、フランジ３７外周までの距離を測定する副制御軸角度センサ３８が取り付けられている。また、カムブラケット１４には、フランジ３７の一方の側縁部３７ａに当接する第２ストッパ４０が設けられる一方、主制御軸１７の外周には、フランジ３７の他方の側縁部３７ｂに当接する第２ストッパ４０が取り付けられている。
【００４１】
第１ストッパ３９は、副制御軸２５の低リフト，小作動角方向（図５の反時計方向）への回転範囲を規制するもので、図５に示すように、この第１ストッパ３９に副制御軸２５が当接する所定の弁停止角度θ0（第１の角度）付近で、この副制御軸２５が設けられた＃２，＃３気筒の吸・排気弁１１が、弁停止状態（バルブリフト量が常にゼロとなる状態）となるように設定されている。
【００４２】
一方、第２ストッパ４０は、副制御軸２５の高リフト，大作動角方向（図５の時計方向）への回転範囲を規制するもので、副制御軸２５と主制御軸１７との連結位置、つまりシリンダ孔３２が嵌合溝３３と連通する位置に対応して設定されている。
【００４３】
また、図３，７に示すように、主制御軸１７の軸方向一端部にも、同様なフランジ４１が設けられているとともに、このフランジ４１に対向，隣設する＃４気筒のカムブラケット１４には、フランジ４１外周までの距離を測定する主制御軸角度センサ４２が設けられている。
【００４４】
上記の構成により、機関の回転に連動して駆動軸１５が回転すると、偏心カム１６，リング状リンク２１，ロッカアーム１９，ロッド状リンク２４を介して揺動カム１３が揺動し、吸・排気弁１１がそれぞれ開閉作動する。また、主制御軸１７や副制御軸２５の制御角度に応じて、ロッカアーム１９の揺動中心となる制御カム１８，２６の軸心と、駆動軸１５の軸心との距離が変化し、この結果、吸・排気弁１１の開閉時期（作動角）及びリフト量が変化する。具体的には、両軸心間の距離を近づけるほど、その作動角やリフト量が大きくなる。
【００４５】
このように本実施例では、吸・排気弁１１を駆動する揺動カム１３を駆動軸１５の外周に回転可能に外嵌する構成としたため、駆動軸１５に対する揺動カム１３の軸心ズレを生じるおそれがなく、かつ、可変動弁機構を構成する各部材を駆動軸１５の周囲に集約して装置の小型化を図ることができる。また、各部材の連結部分が面接触となっているため、耐磨耗性に優れているとともに、潤滑も行いやすい。
【００４６】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、本実施例の作用を説明する。なお、このフローチャートは、上記の制御部により例えば所定時間毎に実行される。
【００４７】
ステップ（図では単にＳと記す）１０において気筒休止運転と判定されると、ステップ１２でフラグｎを１とした後、ステップ１４で副制御軸角度センサ３８により検出される副制御軸２５の角度が、副制御軸２５の設けられた＃２，＃３気筒の吸・排気弁１１が弁停止状態となる弁停止角度θ0以下と判定されるまで、ステップ１６，１８が繰り返し実行される。
【００４８】
ステップ１６では、ソレノイドバルブ５０をＯＮにして、主制御軸１７と副制御軸２５とを非連結状態とする。続くステップ１８では、副駆動部２７により副制御軸２５を低リフト，小作動角方向へ回動させるとともに、主駆動部４４により主制御軸１７を副制御軸２５とは逆方向、すなわち高リフト，大作動角方向へ一時的に回動させる。これにより、副制御軸２５の低リフト，小作動角方向への回動にともなう＃２，＃３気筒の吸入空気量の減少分を、副制御軸２５の設けられていない＃１，＃４気筒における吸・排気弁１１の吸入空気量の増加分で補うことができる。この結果、気筒休止へ移行する過渡期のトルク変動を効果的に低減することができる。
【００４９】
副制御軸２５が弁停止角度θ0以下となり、弁停止状態になったと判定されると、ステップ１４からステップ２０へ進み、ソレノイドバルブ５０が直ちに停止されるとともに、ステップ２２で副駆動部２７が停止される。このとき、運転状態によっては主駆動部４４により主制御軸１７が少し戻される。
【００５０】
ここで、副制御軸２５が弁停止角度θ0以下となると、フランジ３７の一方の側縁部３７ａが第１ストッパ３９に当接するため、副制御軸２５が低リフト方向へ回転し過ぎるおそれはない。また、このような弁停止状態ではバルブスプリングからの反力が作用しないので、上記のように副駆動部２７を停止しても、副制御軸２５が弁停止角度θ0近傍に安定して維持される。仮に副制御軸２５が高リフト側へ回転した場合にも、ステップ１４からステップ１６，１８へ進むため、副制御軸２５が速やかに弁停止角度θ0へ戻される。
【００５１】
このように本実施例では、副制御軸２５が連結状態から弁停止角度θ0へ移行する間のみ、ソレノイドバルブ５０及び副駆動部２７を駆動し、その後に副制御軸２５を弁停止角度θ0に保持するためにソレノイドバルブ５０や副駆動部２７を駆動する必要がないので、オイルポンプの負荷や消費エネルギーを効果的に低減できるとともに、その制御及び構成を簡素化することができる。
【００５２】
また、ソレノイドバルブ５０が直ちにＯＦＦされて主制御軸１７内の作動油がドレンされ、内部油圧が速やかに低下されるため、その後に気筒休止を解除する際の応答性が向上する。
【００５３】
一方、ステップ１０において全気筒運転が判定されると、ステップ２４からステップ２６へ進み、副駆動部２７により副制御軸２５を高リフト，大作動角方向へ回動させるとともに、主駆動部４４により主制御軸１７を副制御軸２５とは逆方向、すなわち低リフト，小作動角方向へ一時的に回動させる。これにより、副制御軸２５の回転にともなう＃２，＃３気筒の吸入空気量の増量分を、副制御軸２５の設けられていない＃１，＃４気筒の吸入空気量の減量分で相殺させることができる。この結果、気筒休止運転から全気筒運転へ移行する過渡期のトルク変動を効果的に低減することができる。
【００５４】
そして、副制御軸角度センサ３８により検出される副制御軸２５の角度が、主制御軸角度センサ４２により検出される主制御軸１７の角度以上、すなわち副制御軸２５が主制御軸１７と同じ回転位置となるまで、上記のステップ２６が繰り返し実行される。
【００５５】
副制御軸２５が主制御軸１７と同じ回転位置まで戻されると、シリンダ孔３２と嵌合溝３３とが連通し、プランジャ３０が嵌合溝３３に嵌合して、副制御軸２５と主制御軸１７とが連結される。この場合、ステップ２８からステップ３０へ進み、フラグｎを０とした後、副駆動部２７が速やかに停止される（ステップ２２）。
【００５６】
このように、副制御軸２５と主制御軸１７とが連結されている状態では、全気筒を主制御軸１７のみで可変制御することができ、副制御軸２５を駆動制御する必要がないので、その制御及び構成の簡素化を図ることができる。
【００５７】
また、非連結状態から連結状態へ移行する際に、副制御軸２５を単に高リフト，大作動角方向（第２ストッパ４０の方向）へ回動させることにより、副制御軸２５を主制御軸１７へ容易に連結させることができる。ここで、副制御軸２５が連結位置に達すると第２ストッパ４０に当接するため、副制御軸２５が連結位置を越えて回転しすぎるおそれもない。
【００５８】
しかも、連結後は副駆動部２７により副制御軸２５を駆動する必要がないので、消費エネルギーの低減化を図ることができる。なお、一旦副制御軸２５と主制御軸１７とが連結されると、フラグｎに０がセットされるため、次に本フローチャートを実行する際にはステップ２４でＮＯと判定され、副駆動部２７が再度駆動するおそれはない。
【００５９】
以上のように本実施例では、副制御軸２５を主制御軸１７とは別個に駆動制御することにより、副制御軸２５が設けられた＃２，＃３気筒の吸・排気弁１１を、副制御軸２５が設けられていない＃１，＃４気筒の吸・排気弁１１と異なる特性で可変制御することができる。
【００６０】
ここで、ロッカアーム１９，リング状リンク２１，ロッド状リンク２４，揺動カム１３等の部材を、副制御軸２５が設けられている気筒と設けられていない気筒とで共用化することができ、その構成及び制御を簡素化することができる。
【００６１】
特に本実施例では、副制御軸２５が弁停止角度θ0に位置する際に、副制御軸２５が設けられた＃２，＃３気筒の吸・排気弁１１が弁停止状態となるため、ポンピングロス，フリクションの低減、及び燃費の低減化を図ることができる。
【００６２】
なお、本実施例では、４気筒の点火順序が＃１−３−４−２の内燃機関に適用しているため、休止気筒が連続することのないように、隣設する＃２，＃３気筒に副制御軸２５を設けているが、例えば点火順序が＃１−５−３−６−２−４となった６気筒の機関に適用する場合、隣設する＃１，＃２，＃３気筒に対して副制御軸２５を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の可変動弁装置を示す要部拡大断面図。
【図２】上記可変動弁装置を示す断面図。
【図３】上記実施例の可変動弁装置を適用した気筒列を示す断面図。
【図４】上記実施例の副制御軸と副駆動部との連携を示す断面図。
【図５】上記実施例の副制御軸の軸方向一端部を示す断面図。
【図６】上記実施例の切換機構を示す断面図。
【図７】上記実施例を適用した内燃機関を示す上面図。
【図８】上記実施例の制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…シリンダヘッド
１１…吸・排気弁
１３…揺動カム
１５…駆動軸
１６…偏心カム
１７…主制御軸
１８…第１制御カム
１９…ロッカアーム
２１…リング状リンク
２４…ロッド状リンク
２５…副制御軸
２６…第２制御カム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a variable valve mechanism that variably controls the opening / closing timing and valve lift amount of an intake valve and an exhaust valve (suction / exhaust valve) according to an engine operating state.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the intake / exhaust valve opening / closing timing is used to improve fuel efficiency at low engine speed and low load, to ensure stable operation, and to ensure sufficient output by improving intake charge efficiency at high speed and high load. Various variable valve operating devices that variably control the valve lift according to the engine operating state have been provided.
[0003]
As an example, a variable valve operating device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-137305 is provided with a cam provided on the outer periphery of a drive shaft that rotates in conjunction with an engine, and a suction / A rocking cam that drives the exhaust valve is linked with a rocker arm that is rotatably fitted on the outer periphery of the main control shaft via an eccentric cam. By changing the rotational position of the main control shaft, the posture of the rocker arm is changed, so that the lift characteristics of the intake and exhaust valves are variably controlled.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to reduce pumping loss and friction at the time of partial load due to a recent demand for fuel efficiency reduction, a cylinder deactivation operation in which the intake / exhaust valves of some cylinders are held in a valve stopped state is used in series. Therefore, it is desired to employ the internal combustion engine of this type, particularly an in-line multi-cylinder internal combustion engine having a large number of units.
[0005]
However, in the configuration in which the intake / exhaust valves of all the cylinders in the cylinder row are variably controlled with one main control shaft as in the above publication, the intake / exhaust valves of all the cylinders can only be variably controlled. For example, some cylinders in the cylinder row cannot be stopped.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and has a relatively simple structure, and a novel variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can variably control some of the cylinders in a different manner from the other cylinders. One purpose is to provide
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that is rotatably fitted on an outer periphery of a drive shaft that rotates in synchronization with the engine and that opens and closes an intake / exhaust valve, and the drive An eccentric cam that is eccentrically fixed to the outer periphery of the shaft, a ring-shaped link that is rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric cam, a rocker arm that cooperates with the ring-shaped link at one end, and the other end of the rocker arm A rod-shaped link that cooperates with a cam is a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine provided for each cylinder, the main control shaft extending in a cylinder row direction substantially parallel to the drive shaft, and the main control shaft And a sub-control shaft that is provided corresponding to a part of the cylinders and is driven and controlled separately from the main control shaft, and an outer periphery of the main control shaft. A first control cam that is eccentrically fixed; The rocker arm is rotatably fitted on the outer periphery of the first control cam in a cylinder not provided with the sub-control shaft. The cylinder provided with the sub-control shaft is characterized in that it is rotatably fitted around the outer periphery of the second control cam.
[0008]
With the above configuration, when the drive shaft rotates in conjunction with the rotation of the engine, the swing cam swings through the eccentric cam, ring-shaped link, rocker arm, and rod-shaped link, and the intake and exhaust valves are opened and closed. In addition, when the main control shaft and the sub control shaft are rotationally controlled within a predetermined control range, the shaft centers of the first and second control cams serving as the rocking center of the rocker arm and the shaft center of the drive shaft are The distance changes. As a result, the intake / exhaust valve opening / closing timing (operating angle) and the valve lift amount change. Specifically, the closer the distance between the two axes is, the greater the operating angle and lift amount.
[0009]
Since the swing cam for driving the intake / exhaust valve is externally fitted on the outer periphery of the drive shaft in this way, there is no risk of the shaft misalignment of the swing cam with respect to the drive shaft, and each member It is possible to reduce the size of the apparatus by concentrating them around the drive shaft. Moreover, since the connection part of each member is a surface contact, it is excellent in abrasion resistance and is easy to lubricate.
[0010]
In the present invention, a first control cam that is rotatably fitted on the outer periphery of the main control shaft so that the sub-control shaft is driven and controlled separately from the main control shaft, and is eccentrically fixed to the outer periphery of the main control shaft; The rocker arm is rotatably fitted to the second control cam that is eccentrically fixed to the outer periphery of the sub-control shaft. Therefore, by rotating the sub control shaft separately from the main control shaft, the intake / exhaust valves of the cylinder provided with the sub control shaft are different from the intake / exhaust valves of the cylinder not provided with the sub control shaft. Can be variably controlled by characteristics.
[0011]
In addition, members such as rocker arms, ring-shaped links, rod-shaped links, and swing cams can be shared between cylinders with a sub-control shaft and cylinders with no sub-control shaft. Can be
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a switching mechanism for switching the main control shaft and the sub-control shaft between connected and unconnected states.
[0013]
In this case, in a state where the main control shaft and the sub control shaft are connected, both the cylinder provided with the sub control shaft and the cylinder not provided can be variably controlled by the main control shaft. Since it is not necessary to control the drive, the control and configuration can be simplified.
[0014]
The invention according to claim 3 is characterized in that a first stopper for restricting one rotation range of the auxiliary control shaft to a predetermined first angle when disconnected is provided on the cylinder head side.
[0015]
In this case, the sub-control shaft can be positioned at a predetermined first angle by rotating the sub-control shaft toward the first stopper in a non-connected state, and the sub-control shaft exceeds the first angle. It doesn't rotate too much. That is, it is not necessary to hold the sub-control shaft at a predetermined angle by a drive unit or the like, and energy consumption can be reduced and control and configuration can be simplified.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, when the sub control shaft is positioned at the first angle, the intake / exhaust valve of the cylinder provided with the sub control shaft is set in a valve stop state. It is characterized by.
[0017]
According to the present invention, only the intake / exhaust valves of the cylinders provided with the sub-control shaft in the cylinder row can be brought into the valve stop state, reducing pumping loss, friction, and fuel consumption. Can be planned. Further, in such a valve stop state, since the reaction force of the valve spring does not act, the sub control shaft is stabilized near the first angle without specially driving the sub control shaft by a drive unit or the like. The energy consumption can be further reduced and the control can be simplified.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, when the sub control shaft is shifted from the connected state to the first angle or from the first angle to the connected state, the sub control shaft is rotated in a predetermined lift or operating angle direction. The main control shaft is turned in the lift or operating angle direction opposite to the sub-control shaft.
[0019]
In this case, fluctuations in the lift or operating angle associated with the rotation of the sub-control shaft can be offset by fluctuations in the lift or operating angle due to the rotation of the main control shaft, effectively suppressing torque fluctuations associated with the transition. Can do.
[0020]
The invention according to claim 6 is characterized in that the main control shaft is provided with a second stopper for restricting the other rotation range of the sub control shaft to a connection position with the main control shaft.
[0021]
In this case, when shifting from the unconnected state to the connected state, the sub control shaft can be easily connected to the main control shaft by simply rotating the sub control shaft in the direction of the second stopper. The control shaft does not rotate too much beyond the coupling position.
[0022]
A seventh aspect of the invention is characterized in that a large-diameter sprocket linked to the drive unit is provided in a part of the auxiliary control shaft in the axial direction, and the switching mechanism is provided inside the sprocket. .
[0023]
That is, the above-described switching mechanism is provided by effectively using the inside of the sprocket linked to the drive unit, which is advantageous in terms of layout.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the intake / exhaust valve of the cylinder provided with the auxiliary control shaft is different from the intake / exhaust valve of the cylinder not provided with the auxiliary control shaft with a relatively simple structure. , More specifically, only the intake / exhaust valves of some of the cylinders in the cylinder row can be brought into a valve stop state. As a result, it is possible to reduce pumping loss, friction, and fuel consumption.
[0025]
In particular, according to the fifth aspect of the present invention, the fluctuation of the lift or the operating angle caused by the rotation of the sub control shaft can be offset by the fluctuation of the lift or the operating angle caused by the rotation of the main control shaft. The fluctuation can be effectively suppressed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
1 to 7 show an embodiment in which the variable valve system according to the present invention is applied to an in-line four-cylinder internal combustion engine in which each cylinder is provided with a pair of intake valves and a pair of exhaust valves.
[0028]
Drive shafts 15 extending in the cylinder row direction over all cylinders are provided on the intake valve side and the exhaust valve side at the upper part of the cylinder head 10. Each drive shaft 15 has a hollow shape in which a lubricating oil passage is formed, and a rotational force is transmitted from the crankshaft of the engine through a timing chain (not shown) wound around one end of the drive shaft 15 to rotate the engine. It is designed to rotate in sync with.
[0029]
A variable valve mechanism that opens and closes the intake / exhaust valve 11 and variably controls the lift characteristics (operating angle and valve lift amount) of the intake / exhaust valve 11 is provided around each drive shaft 15. Yes. In this embodiment, the variable valve mechanism is applied to both the intake valve side and the exhaust valve side, but it may be provided on either the intake / exhaust valve side.
[0030]
The configuration of each part will be described in detail. A hollow shaft-like rocking cam 13 is rotatably fitted on the outer periphery of the drive shaft 15 for each cylinder. The swing cam 13 has a pair of cam lobes 13a and 13a that are in sliding contact with a valve lifter 12 as a transmission member provided at the upper end of a pair of intake / exhaust valves 11 of each cylinder. The exhaust valve 11 is opened and closed. A cylindrical journal portion 13b is provided between the cam lobes 13a and 13a, and the outer periphery of the journal portion 13b is rotatably supported by the cylinder head 10 and the lower bracket 14a.
[0031]
Further, an eccentric cylindrical eccentric cam 16 is fixed to the outer periphery of the drive shaft 15 by press fitting or the like. The axis X1 of the eccentric cam 16 is eccentric by a predetermined amount with respect to the axis X2 of the drive shaft 15. A base portion of a ring-shaped link 21 is rotatably fitted on the outer periphery of the eccentric cam 16. The tip of the ring-shaped link 21 is linked to one end of the rocker arm 19 via the first pin 20 so as to be relatively rotatable. Further, the other end of the rocker arm 19 and the tip of the swing cam 13 are linked via a rod-shaped link 24. That is, the tip of the rocking cam 13 and the other end of the rod-shaped link 24 are connected via the second pin 22 so as to be relatively rotatable, and one end of the rod-shaped link 24 and the other end of the rocker arm 19 are third. The pins 23 are connected so as to be relatively rotatable.
[0032]
A main control shaft 17 extending in the cylinder row direction substantially parallel to the drive shaft 15 is provided obliquely above the drive shaft 15. The main control shaft 17 is formed in a hollow shape in which an oil supply path 34 is formed, and a main drive unit 44 such as an actuator is connected to one end thereof. The main drive unit 44 rotates and holds the main control shaft 17 within a predetermined control angle range, and the operation is controlled by a control unit (not shown) that detects the operating state of the internal combustion engine. This control unit calculates the operating state of the engine based on detection signals from various sensors such as a crank angle sensor, an air flow meter, a water temperature sensor, and angle sensors 38 and 42, which will be described later, and based on the results. A control signal is output to the drive unit 44.
[0033]
A sub-control shaft 25 having a substantially cylindrical shape is fitted on the outer periphery of the drive shaft 15 so as to be rotatable relative to the drive shaft 15. The sub-control shaft 25 is set to a predetermined axial length corresponding to a part of the cylinders in the cylinder row, and is provided for the adjacent # 2 and # 3 cylinders in this embodiment. Here, as shown in FIG. 3, in the # 1 and # 4 cylinders where the sub control shaft 25 is not provided, the first control cam 18 is fixed to the outer periphery of the main control shaft 17 by press-fitting or the like. In the # 2 and # 3 cylinders provided with the sub control shaft 25, the second control cam 26 is fixed to the outer periphery of the sub control shaft 25 by press fitting or the like.
[0034]
The axial centers Y1 of the first and second control cams 18 and 26 are both eccentric from the axial center Y2 of the main control shaft 17 by a predetermined amount. Both control cams 18 and 26 are set to have the same outer shape when the sub control shaft 25 and the main control shaft 17 have the same angle. And the base part of said rocker arm 19 is externally fitted so that it can rotate on the outer periphery of these 1st, 2nd control cams 18 and 26, respectively.
[0035]
In the # 1 and # 4 cylinders, the outer periphery of the main control shaft 17 is rotatably supported by an upper bracket 14b and a lower bracket 14a fixed to the upper part of the cylinder head 10 via bolts 14c. In the cylinder, the outer periphery of the sub-control shaft 25 is rotatably supported by the brackets 14a and 14b.
[0036]
As shown in FIGS. 3 and 4, a sprocket 29 having a partially enlarged diameter is provided at a part of the auxiliary control shaft 25 in the axial direction. The outer periphery of the sprocket 29 and the outer periphery of the auxiliary drive unit 27 such as a motor attached to the cylinder head 10 are linked via a chain 28. Similar to the main drive unit 44, the sub drive unit 27 controls the drive of the sub control shaft 25 according to the engine operating state by a control unit (not shown). That is, the sub drive unit 27 can drive and control the sub control shaft 25 independently of the main control shaft 17.
[0037]
The sub-drive unit 27 is configured to drive and control only a part (two in this embodiment) of cylinders in the cylinder row, so that the output can be set lower than that of the main drive unit 44.
[0038]
Further, as shown in FIG. 3, a switching mechanism for switching the connection / disconnection state between the main control shaft 17 and the sub-control shaft 25 is built in the sprocket 29. That is, the switching mechanism is provided by effectively using the internal space of the sprocket 29 that is linked to the auxiliary drive unit 27. More specifically, a cylinder hole 32 that opens to the inner periphery of the sub-control shaft 25 is formed inside the sprocket 29, and a hydraulic plunger 30 and a return spring 31 are incorporated in the cylinder hole 32. Yes. An air vent hole 36 is formed in the cylinder hole 32 toward the outer periphery of the sprocket 29. On the other hand, the main control shaft 17 is formed with a fitting groove 33 into which the plunger 30 can be fitted, and a radial oil path 35 that allows the fitting groove 33 and the oil supply path 34 to communicate with each other.
[0039]
When the solenoid valve 50 shown in FIG. 3 is turned on, hydraulic oil of a predetermined pressure is supplied into the main control shaft 17, and the plunger 30 is disengaged from the fitting groove 33 as shown in FIG. The main control shaft 17 and the sub control shaft 25 are disconnected from each other. On the other hand, when the solenoid valve 50 is turned off and the hydraulic oil in the main control shaft 17 is drained, the plunger 30 is pushed by the return spring 31 and fitted into the fitting groove 33 as shown in FIG. The main control shaft 17 and the sub control shaft 25 are connected.
[0040]
Further, a flange 37 projecting radially outward is provided at one axial end portion of the sub control shaft 25. The flange 37 forms a semicircular arc appropriately decentered from the axis of the sub-control shaft 25 as viewed in the axial direction shown in FIG. A sub-control shaft angle sensor 38 that measures the distance to the outer periphery of the flange 37 is attached to the # 2 cam bracket 14 (14a, 14b) that faces and is adjacent to the flange 37. The cam bracket 14 is provided with a second stopper 40 that contacts one side edge 37 a of the flange 37, while the outer periphery of the main control shaft 17 contacts the other side edge 37 b of the flange 37. A second stopper 40 is attached.
[0041]
The first stopper 39 restricts the rotation range of the auxiliary control shaft 25 in the low lift and small operating angle direction (counterclockwise direction in FIG. 5). As shown in FIG. In the vicinity of a predetermined valve stop angle θ0 (first angle) with which the control shaft 25 abuts, the intake and exhaust valves 11 of the # 2 and # 3 cylinders provided with the sub-control shaft 25 are in a valve stop state (valve lift) The amount is always set to zero).
[0042]
On the other hand, the second stopper 40 restricts the range of rotation of the sub control shaft 25 in the high lift and large operating angle direction (clockwise direction in FIG. 5), and the connecting position of the sub control shaft 25 and the main control shaft 17. That is, the cylinder hole 32 is set corresponding to the position where the cylinder hole 32 communicates with the fitting groove 33.
[0043]
As shown in FIGS. 3 and 7, a similar flange 41 is provided at one axial end portion of the main control shaft 17, and a # 4 cylinder cam bracket 14 is provided opposite to and adjacent to the flange 41. The main control shaft angle sensor 42 for measuring the distance to the outer periphery of the flange 41 is provided.
[0044]
With the above configuration, when the drive shaft 15 rotates in conjunction with the rotation of the engine, the swing cam 13 swings via the eccentric cam 16, the ring-shaped link 21, the rocker arm 19, and the rod-shaped link 24. Each of the valves 11 opens and closes. Further, according to the control angle of the main control shaft 17 and the sub control shaft 25, the distance between the axis of the control cams 18 and 26, which is the rocking center of the rocker arm 19, and the axis of the drive shaft 15 changes. As a result, the opening / closing timing (operating angle) and lift amount of the intake / exhaust valve 11 change. Specifically, the closer the distance between the two axes is, the greater the operating angle and lift amount.
[0045]
As described above, in this embodiment, the swing cam 13 that drives the intake / exhaust valve 11 is rotatably fitted on the outer periphery of the drive shaft 15, so that the axial misalignment of the swing cam 13 with respect to the drive shaft 15 is shifted. There is no possibility of occurrence, and the members constituting the variable valve mechanism can be concentrated around the drive shaft 15 to reduce the size of the apparatus. Moreover, since the connection part of each member is a surface contact, it is excellent in abrasion resistance and is easy to lubricate.
[0046]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that this flowchart is executed, for example, every predetermined time by the control unit.
[0047]
If it is determined in step (simply indicated as S) 10 that the cylinder is deactivated, the flag n is set to 1 in step 12 and then the angle of the sub control shaft 25 detected by the sub control shaft angle sensor 38 in step 14. However, steps 16 and 18 are repeatedly executed until it is determined that the intake and exhaust valves 11 of the # 2 and # 3 cylinders provided with the sub control shaft 25 are not more than the valve stop angle θ0 at which the valve is stopped.
[0048]
In step 16, the solenoid valve 50 is turned on, and the main control shaft 17 and the sub control shaft 25 are disconnected. In the subsequent step 18, the sub drive shaft 27 rotates the sub control shaft 25 in a low lift and small operating angle direction, and the main drive portion 44 rotates the main control shaft 17 in the direction opposite to the sub control shaft 25, that is, high lift. , Temporarily rotate in the direction of the large operating angle. As a result, the amount of decrease in the intake air amount of the # 2 and # 3 cylinders associated with the low lift of the sub control shaft 25 and the rotation in the small operating angle direction is reduced by # 1, # 4 where the sub control shaft 25 is not provided. This can be compensated by an increase in the intake air amount of the intake / exhaust valve 11 in the cylinder. As a result, it is possible to effectively reduce the torque fluctuation in the transition period during which the cylinder is stopped.
[0049]
If it is determined that the sub-control shaft 25 has reached the valve stop angle θ0 or less and is in the valve stop state, the process proceeds from step 14 to step 20, the solenoid valve 50 is immediately stopped, and the sub-drive 27 is stopped in step 22. Is done. At this time, the main control shaft 17 is slightly returned by the main drive unit 44 depending on the operating state.
[0050]
Here, when the sub control shaft 25 is less than or equal to the valve stop angle θ0, one side edge portion 37a of the flange 37 contacts the first stopper 39, so there is no possibility that the sub control shaft 25 rotates too much in the low lift direction. . Further, since the reaction force from the valve spring does not act in such a valve stop state, even if the sub drive unit 27 is stopped as described above, the sub control shaft 25 is stably maintained in the vicinity of the valve stop angle θ0. The Even if the sub-control shaft 25 rotates to the high lift side, the process proceeds from step 14 to steps 16 and 18, so that the sub-control shaft 25 is quickly returned to the valve stop angle θ0.
[0051]
As described above, in this embodiment, the solenoid valve 50 and the sub drive unit 27 are driven only while the sub control shaft 25 shifts from the connected state to the valve stop angle θ 0, and then the sub control shaft 25 is set to the valve stop angle θ 0. Since it is not necessary to drive the solenoid valve 50 and the auxiliary drive unit 27 for holding, the load and energy consumption of the oil pump can be effectively reduced, and the control and configuration thereof can be simplified.
[0052]
Further, the solenoid valve 50 is immediately turned off, the hydraulic oil in the main control shaft 17 is drained, and the internal oil pressure is quickly reduced, so that the responsiveness when releasing the cylinder deactivation thereafter is improved.
[0053]
On the other hand, when it is determined in step 10 that all cylinders are operated, the process proceeds from step 24 to step 26, where the sub drive shaft 27 rotates the sub control shaft 25 in the high lift and large operating angle direction, and the main drive portion 44 The main control shaft 17 is temporarily rotated in a direction opposite to the sub control shaft 25, that is, in a low lift and small operating angle direction. As a result, the increase in the intake air amount of the # 2 and # 3 cylinders due to the rotation of the sub control shaft 25 is offset by the decrease in the intake air amount of the # 1 and # 4 cylinders where the sub control shaft 25 is not provided. Can be made. As a result, it is possible to effectively reduce the torque fluctuation during the transition period from the cylinder deactivation operation to the all cylinder operation.
[0054]
The angle of the sub control shaft 25 detected by the sub control shaft angle sensor 38 is equal to or larger than the angle of the main control shaft 17 detected by the main control shaft angle sensor 42, that is, the sub control shaft 25 is the same as the main control shaft 17. Step 26 is repeatedly executed until the rotational position is reached.
[0055]
When the sub control shaft 25 is returned to the same rotational position as the main control shaft 17, the cylinder hole 32 and the fitting groove 33 communicate with each other, and the plunger 30 is fitted into the fitting groove 33, so that the sub control shaft 25 and the main control shaft 25 are connected to each other. The control shaft 17 is connected. In this case, the process proceeds from step 28 to step 30, and after the flag n is set to 0, the sub drive unit 27 is promptly stopped (step 22).
[0056]
Thus, in a state where the sub control shaft 25 and the main control shaft 17 are connected, all the cylinders can be variably controlled only by the main control shaft 17, and there is no need to drive and control the sub control shaft 25. The control and configuration can be simplified.
[0057]
Further, when shifting from the non-connected state to the connected state, the auxiliary control shaft 25 is simply rotated in the high lift and large operating angle direction (the direction of the second stopper 40) to move the auxiliary control shaft 25 to the main control shaft. 17 can be easily connected. Here, when the sub-control shaft 25 reaches the coupling position, the sub-control shaft 25 comes into contact with the second stopper 40, so there is no possibility that the sub-control shaft 25 rotates too much beyond the coupling position.
[0058]
In addition, since it is not necessary to drive the sub control shaft 25 by the sub drive unit 27 after the connection, it is possible to reduce energy consumption. Note that once the sub-control shaft 25 and the main control shaft 17 are connected, the flag n is set to 0. Therefore, the next time this flowchart is executed, it is determined NO in step 24, and the sub-drive unit There is no risk that 27 will be driven again.
[0059]
As described above, in the present embodiment, the auxiliary control shaft 25 is driven and controlled separately from the main control shaft 17, so that the # 2 and # 3 cylinder intake / exhaust valves 11 provided with the auxiliary control shaft 25 are Variable control can be performed with characteristics different from those of the # 1 and # 4 cylinder intake / exhaust valves 11 in which the sub-control shaft 25 is not provided.
[0060]
Here, the members such as the rocker arm 19, the ring-shaped link 21, the rod-shaped link 24, and the swing cam 13 can be shared by the cylinder provided with the sub-control shaft 25 and the cylinder not provided. Its configuration and control can be simplified.
[0061]
In particular, in this embodiment, when the sub control shaft 25 is positioned at the valve stop angle θ0, the intake and exhaust valves 11 of the # 2 and # 3 cylinders provided with the sub control shaft 25 are in the valve stop state. Loss and friction can be reduced, and fuel consumption can be reduced.
[0062]
In this embodiment, since the ignition sequence of the four cylinders is applied to the internal combustion engine of # 1-3-4-2, adjacent cylinders # 2 and # 3 are provided so that the idle cylinders do not continue. The sub-control shaft 25 is provided in the cylinder. For example, when applied to a 6-cylinder engine whose ignition order is # 1-5-3-6-2-4, # 1, # 2, # The sub control shaft 25 may be provided for the three cylinders.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the variable valve device.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cylinder row to which the variable valve device of the embodiment is applied.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing cooperation between a sub control shaft and a sub drive unit in the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one axial end portion of the sub control shaft of the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the switching mechanism of the embodiment.
FIG. 7 is a top view showing an internal combustion engine to which the embodiment is applied.
FIG. 8 is a flowchart showing a control flow of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder head 11 ... Suction / exhaust valve 13 ... Swing cam 15 ... Drive shaft 16 ... Eccentric cam 17 ... Main control shaft 18 ... First control cam 19 ... Rocker arm 21 ... Ring-shaped link 24 ... Rod-shaped link 25 ... Sub-link Control shaft 26 ... second control cam

Claims

機関と同期して回転する駆動軸の外周に回転可能に外嵌し、吸・排気弁を開閉作動する揺動カムと、上記駆動軸の外周に偏心して固定された偏心カムと、この偏心カムの外周に回転可能に外嵌するリング状リンクと、一端でリング状リンクと連携するロッカアームと、このロッカアームの他端と上記揺動カムとを連携するロッド状リンクと、が各気筒毎に設けられた内燃機関の可変動弁装置であって、
上記駆動軸と略平行に気筒列方向へ延びる主制御軸と、
上記主制御軸の外周に回転可能に外嵌するとともに、上記気筒列の一部の気筒に対応して設けられ、上記主制御軸とは別個に駆動制御される副制御軸と、
上記主制御軸の外周に偏心して固定された第１の制御カムと、
上記副制御軸の外周に偏心して固定された第２の制御カムと、を有し、
上記ロッカアームは、上記副制御軸が設けられていない気筒では上記第１の制御カムの外周に回転可能に外嵌する一方、上記副制御軸が設けられている気筒では上記第２の制御カムの外周に回転可能に外嵌していることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。An oscillating cam that is rotatably fitted on the outer periphery of a drive shaft that rotates in synchronization with the engine and opens and closes the intake and exhaust valves, an eccentric cam that is eccentrically fixed to the outer periphery of the drive shaft, and the eccentric cam A ring-shaped link that is rotatably fitted on the outer periphery of the rocker, a rocker arm that cooperates with the ring-shaped link at one end, and a rod-shaped link that cooperates with the other end of the rocker arm and the swing cam are provided for each cylinder. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine,
A main control shaft extending in the cylinder row direction substantially parallel to the drive shaft;
A sub-control shaft that is rotatably fitted around the outer periphery of the main control shaft, is provided corresponding to a part of the cylinders in the cylinder row, and is driven and controlled separately from the main control shaft;
A first control cam eccentrically fixed to the outer periphery of the main control shaft;
A second control cam eccentrically fixed to the outer periphery of the sub-control shaft,
The rocker arm is rotatably fitted around the outer periphery of the first control cam in a cylinder not provided with the sub-control shaft, while the second control cam is provided in a cylinder provided with the sub-control shaft. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, which is rotatably fitted on an outer periphery.

上記主制御軸と副制御軸とを連結，非連結状態に切換える切換機構を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。2. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a switching mechanism for switching the main control shaft and the sub control shaft between a connected state and a non-connected state.

非連結時に上記副制御軸の一方の回転範囲を所定の第１の角度に規制する第１のストッパを、シリンダヘッド側に設けたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。3. The variable motion of an internal combustion engine according to claim 2, wherein a first stopper for restricting one rotation range of the sub control shaft to a predetermined first angle when disconnected is provided on the cylinder head side. Valve device.

上記副制御軸が上記第１の角度に位置する際に、この副制御軸が設けられた気筒の吸・排気弁が弁停止状態となるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置。4. The intake / exhaust valve of a cylinder provided with the auxiliary control shaft is set to be in a valve stop state when the auxiliary control shaft is positioned at the first angle. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.

上記副制御軸を連結状態から第１の角度又は第１の角度から連結状態へ移行させる際に、上記副制御軸を所定のリフト又は作動角方向へ回動させるとともに、上記主制御軸を副制御軸とは逆のリフト又は作動角方向へ回動させることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の可変動弁装置。When the sub control shaft is shifted from the connected state to the first angle or from the first angle to the connected state, the sub control shaft is rotated in a predetermined lift or operating angle direction, and the main control shaft is The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein the variable valve operating apparatus is rotated in a lift or operating angle direction opposite to the control shaft.

上記副制御軸の他方の回転範囲を上記主制御軸との連結位置に規制する第２のストッパを、上記主制御軸に設けたことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。8. The second control shaft according to claim 2, wherein a second stopper for restricting the other rotation range of the sub control shaft to a connection position with the main control shaft is provided on the main control shaft. 9. A variable valve operating device for an internal combustion engine.

上記副制御軸の軸方向一部分に、駆動部に連携される大径のスプロケットが設けられ、このスプロケットの内部に、上記切換機構が設けられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。7. A sprocket having a large diameter that is linked to a drive unit is provided in a part of the auxiliary control shaft in the axial direction, and the switching mechanism is provided inside the sprocket. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.