JP5951513B2 - 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置の制御装置 - Google Patents

多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置の制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、機関運転状態に応じて吸気弁と排気弁の開閉作動を停止可能な多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置の制御装置に関する。
従来の多気筒内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
この可変動弁装置は、一部の気筒の吸気弁と排気弁の開閉作動を停止(休止)させる弁停止(休止)機構を備え、機関の出力が要求される高回転運転などでは、ロッカアームの揺動支点となるラッシアジャスタのボディが切換部材によってシリンダヘッドに固定されている。したがって、通常のラッシアジャスタとして機能することから、カムによりロッカアームを押し下げると、該ロッカアームの一端部を揺動支点として揺動して他端部により吸気弁と排気弁がそれぞれ所定のバルブリフト量で作動するようになっている。
一方、低燃費が要求される常用運転域では、一部の気筒において前記切換部材がラッシアジャスタのボディ内に移動して、ラッシアジャスタをロストモーションさせて吸気弁及び排気弁の作動を停止させて、残り気筒のみで燃焼運転するいわゆる減筒運転とすることによって、燃費を改善するようになっている。
特開2007−100585号公報(図2、図3)
しかしながら、前記従来の可変動弁装置は、機関の始動時には、機関トルクを確保するために、気筒休止を行うことなく全筒運転となって全ての吸気弁と排気弁が開閉駆動(弁作動)されるようになっているが、これらによって特に始動性が向上するというわけではない。
また、機関が所定の実用運転領域になると、一部の気筒が休止状態に移行するが、この場合は、休止気筒の吸気弁と排気弁の全てが一緒に停止状態になる。つまり、一部気筒の全ての吸気弁と排気弁に対応する前記切換部材を供給油圧(信号油圧)によって同時に移動させる必要があった。したがって、供給油圧の立ち上がり性が低下して、気筒休止への切り換え応答性が悪い、といった技術的課題がある。例えば、加速過程においては、加速の滑らかさやレスポンスに影響が出る場合があった。
本発明は、従来の可変動弁装置の前記技術的課題に鑑みて案出されたもので、機関始動時におけるフリクションの低減と強い吸気スワールの生成による燃焼改善により良好な始動性を得ると共に、気筒休止態様(状態)に切り換わる際の切り換え応答性を向上させることができる多気筒内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
本発明は、前記従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、複数気筒を有する内燃機関において、気筒毎にそれぞれ設けられた一対の吸気弁及び一対または単一の排気弁と、前記一部の気筒の前記一対の吸気弁のうち、一方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と開閉作動を停止させる弁停止状態を切り換える第1弁停止機構と、前記一部の気筒における前記一対の吸気弁のうち、他方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と開閉作動を停止させる弁停止状態を切り換える第2弁停止機構と、を有し、前記第1弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁作動状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止されると弁停止状態となるように構成され、前記第2弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁停止状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止されると弁作動状態となるように構成されたことを特徴としている。
この発明によれば、機関始動性の向上と、一部の気筒が気筒休止状態に移行するときの切り換え応答性の向上が図れる。
本発明に係る可変動弁装置を2気筒内燃機関に適用した第1実施形態を示す吸気弁側の斜視図である。 同実施形態の排気弁側を示す斜視図である。 図1と図2のA−A線断面図である。 Aは本実施形態の吸気側に供される第1弁停止機構を示す縦断面図、Bは同第1弁停止機構の作用を示す縦断面図、CはAのB−B線断面図である。 Aは本実施形態の吸気弁(排気弁)側に供される第2(第3)弁停止機構を示す縦断面図、Bは同第2(第3)弁停止機構の作用を示す縦断面図、CはBのC−C線断面図である。 本実施形態における弁停止機構が備えられていない油圧ラッシアジャスタを示す縦断面図である。 本実施形態の制御油圧回路を示す概略図である。 本実施形態における各吸気弁と排気弁のバルブリフト量特性図である。 Aは本実施形態における弁停止機構が備えられている吸気弁が最大リフト量(L4)に制御された場合の開弁時の作用説明図、Bは同吸気弁の閉弁時の作用説明図である。 Aは本実施形態における弁停止機構が備えられていない吸気弁の最大リフト量(L4)に制御された場合の開弁時の作用説明図、Bは同吸気弁の閉弁時の作用説明図である。 Aは本実施形態における弁停止機構が備えられている吸気弁が最小リフト量(L1)に制御された場合の開弁時の作用説明図、Bは各吸気弁の閉弁時の作用説明図、Cは弁停止機構によるロストモーション作用説明図である。 #1気筒側の排気弁の作動状態を示し、Aは開弁した排気弁のバルブリフト量がLEとなったピークリフト状態を示し、Bは閉弁した排気弁の状態を示す作用説明図、Cは弁停止機構によるロストモーション作用説明図である。 本実施形態における機関回転数と機関トルクとのマップ上における弁停止運転領域と全筒運転領域を示す図である。 図13に示す運転領域(1)〜(8)への切り換え移行時の#1気筒と#2気筒の吸排気弁のバルブリフト特性とスロットルバルブの開度特性を示す図である。 本発明の第2実施形態における吸気弁側を示す斜視図である。 本実施形態の制御油圧回路を示す概略図である。 本実施形態における機関回転数と機関トルクとのマップ上における弁停止運転領域と全筒運転領域を示す図である。 図17に示す運転領域(1)〜(10)への切り換え移行時の#1気筒と#2気筒の吸排気弁のバルブリフト特性とスロットルバルブの開度特性を示す図である。
以下、本発明に係る多気筒内燃機関の可変動弁装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。
この各実施形態では、ガソリン仕様の直列2気筒の内燃機関に適用されたものである。
〔第1実施形態〕
図1は#1気筒と#2気筒の吸気側の動弁装置を示し、図2は#1気筒と#2気筒の排気側の動弁装置を示している。この図1及び図2に示すフロント(F)側の#1気筒が気筒休止可能な気筒、すなわち、全ての吸気弁と排気弁の弁作動停止が可能な気筒になっていると共に、リア(R)側の#2気筒は気筒休止せず、常時少なくとも1つの吸気弁と排気弁が作動する常時稼働気筒になっている。但し、本実施形態では、この常時稼働気筒の#2気筒のリア(R)側の吸気弁のみは弁停止(吸気片弁停止)可能になっている。
また、図3は#1気筒(気筒休止可能気筒)における吸気側及び排気側の動弁装置を示している。
〔吸気側の動弁装置〕
まず、#1、#2気筒の吸気側の動弁機構について具体的に説明すると、図1及び図3に示すように、シリンダヘッド1内に形成された一対の吸気ポート2、2を開閉する一気筒当たり一対の吸気弁が設けられている。すなわち、#1気筒では第1、第2吸気弁3a,3a、#2気筒では第1、第2吸気弁3b、3bが設けられている。ここで、各気筒とも第1吸気弁3a、3bはF側に、第2吸気弁3a、3bはR側にそれぞれ配置されている。
前記各吸気弁3a〜3bに設けられた可変リフト機構は、図1及び図3に示すように、各気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に2つの駆動カム5aを有する駆動軸5と、該駆動軸5の外周面に回転自在に支持されて、各スイングアーム6を介して前記各吸気弁3a〜3bを開閉作動させるそれぞれカム面7b、7bを有する一対の揺動カム7、7と、前記各駆動カム5aの回転力を揺動力に変換して前記各揺動カム7に伝達する伝達機構8と、該伝達機構8を介して前記各吸気弁3a〜3bの作動角(開弁期間)とリフト量を制御する制御機構9と、から構成されている。
また、シリンダヘッド1に保持されて、前記各スイングアーム6と各吸気弁3a〜3bとの間の隙間及び各揺動カム7の各カム面7bのベースサークルとの間の隙間を零ラッシに調整する支点部材(ピボット)である4つの第1〜第4油圧ラッシアジャスタ10a、10b、10c、10dが配設されている。
つまり、#1気筒の吸気弁側には、第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10bが配設され、#2気筒の吸気弁側には第3、第4油圧ラッシアジャスタ10c、10dが配設されている。
ここで、第1油圧ラッシアジャスタ10aは、#1気筒のF側に配設され、第2油圧ラッシアジャスタ10bは、同R側に配設され、第3油圧ラッシアジャスタ10cは、#2気筒のF側に配設され、第4油圧ラッシアジャスタ10dはR側に配設されている。
さらに、前記#1気筒の第1、第2吸気弁3a、3a側には、機関運転状態に応じて前記#1気筒側の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10bを介して前記#1気筒の第1、第2吸気弁3a、3aの開閉作動をそれぞれ停止させる第1、第2弁停止機構(ロストモーション機構)11a、11bが設けられている。
また、#2気筒のR側の第2吸気弁3b側には、前記#2気筒側のR側の第4ラッシアジャスタ10dを介して前記第2吸気弁3bの開閉作動を停止させるもう1つの第1弁停止機構(ロストモーション機構)である11cが設けられている。
なお、前述の前記駆動軸5と揺動カム7、伝達機構8及び制御機構9によって構成される吸気側可変リフト機構を、以下、吸気VELと称する。
また、前記吸気側には、図7に示すように、前記駆動軸5のF側の端部に、前記各吸気弁3a〜3bの開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変にする位相変更型バルブタイミング制御装置(吸気VTC)が設けられている。この吸気VTCは、例えば図外のベーンロータを油圧で位相変換する通常タイプとすれば良い。
以下、#1、#2気筒における各構成部材について説明すると、前記4つの吸気弁3a〜3bは、各バルブガイド4を介してシリンダヘッド1に摺動自在に保持されていると共に、各ステムエンド3cの近傍に設けられた各スプリングリテーナ3dとシリンダヘッド1の内部上面との間に弾接された各バルブスプリング12によって閉方向に付勢されている。
前記駆動軸5は、シリンダヘッド1の上端部に設けられた複数の軸受部13に前記揺動カム7のカムシャフト7aを介して回転自在に支持され、一端部に設けられた前述の吸気VTCの図外のハウジングに設けられたタイミングプーリを介してクランクシャフトの回転力がタイミングベルトによって伝達されるようになっている。また、駆動軸5の外周に一気筒当たり1つ設けられた前記駆動カム5aは、その軸心Yが駆動軸5の軸心Xから径方向へ偏心していると共に、外周のカムプロフィールが円形状に形成されている。
前記各スイングアーム6は、一端部6aの平坦状あるいはやや凸状の下面が前記各吸気弁3a〜3bの各ステムエンド3cに当接している一方、他端部6bの下面凹部6cが前記各油圧ラッシアジャスタ10a〜10dの頭部に当接していると共に、中央に形成された収容孔内に、それぞれローラ軸14aを介してローラ14が回転自在に収容配置されている。
前記各揺動カム7は、図1及び図3に示すように、円筒状のカムシャフト7aの両端部に、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなる前記カム面7bが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム7の揺動位置に応じて前記スイングアーム6のローラ14の上面を転接するようになっている。
前記カムシャフト7aは、外周面の軸方向ほぼ中央位置に形成されたジャーナル部が前記複数の軸受部13に微小クリアランスをもって回転自在に支持されていると共に、内周面によって前記駆動軸5の外周面を回転自在に支持するようになっている。
前記各伝達機構8は、駆動軸5の上方に配置されたロッカアーム15と、該ロッカアーム15の一端部15aと駆動カム5aとを連係するリンクアーム16と、ロッカアーム15の他端部15bと一つの揺動カム7とを連係するリンクロッド17と、を備えている。
前記ロッカアーム15は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部15aがピン18によってリンクアーム16に回転自在に連結されている一方、他端部15bがリンクロッド17の上端部にピン19を介して回転自在に連結されている。
前記リンクアーム16は、円環状の基部の中央位置に有する嵌合孔16aに前記駆動カム5aのカム本体が回転自在に嵌合している一方、突出端が前記ピン18によってロッカアーム一端部15aに連結されている。
前記リンクロッド17は、下端部がピン20を介して揺動カム7の一方のカム面7bが形成されたカムノーズ部に回転自在に連結されている。
なお、前記各ロッカアーム15の他端部15bとリンクロッド17の上端部との間には、各構成部品の組み付け時に各吸気弁3a〜3bのリフト量を微調整するアジャスト機構23がそれぞれ設けられている。
前記制御機構9は、駆動軸5の上方位置に同じ軸受部に回転自在に支持された制御軸21と、該制御軸21の外周に前記ロッカアーム15の支持孔に摺動自在に嵌入されて、各ロッカアーム15の揺動支点となる2つの制御カム22が固定されている。
前記制御軸21は、駆動軸5と並行に機関前後方向に配設されていると共に、図7に示すアクチュエータ50によって回転制御されている。一方、前記制御カム22は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸21の軸心から所定分だけ偏倚している。
前記アクチュエータ50は、図7に示すように、図外のハウジングの一端部に固定された電動モータ51と、ハウジングの内部に設けられて、該電動モータ51の回転駆動力を前記制御軸21に伝達する減速機構として、ボール螺子要素及び変換リンクなどからなるボール螺子機構52と、から構成されている。
前記電動モ−タ51は、比例型のDCモータによって構成され、機関運転状態を検出するコントロ−ラ(コントロールユニット)53からの制御信号によって正逆回転制御されるようになっている。
前記4つの油圧ラッシアジャスタ10a〜10dは、図4〜図6に示すように、シリンダヘッド1の円柱状の各保持穴1a内にそれぞれ保持された有底円筒状のボディ24と、該ボディ24内に上下摺動自在に収容されて、下部に一体に有する隔壁25を介して内部にリザーバ室26を構成するプランジャ27と、前記ボディ24の下部内に形成されて、前記隔壁25に貫通形成された連通孔25aを介して前記リザーバ室26と連通する高圧室28と、該高圧室28の内部に設けられて、前記リザーバ室26内の作動油を高圧室28方向へのみ流入を許容するチェック弁29と、を備えている。また、前記シリンダヘッド1の内部には、前記保持穴1a内の溜まった作動油を外部に排出する排出孔1bが形成されている。
前記ボディ24は、外周面に円筒状の第1凹溝24aが形成されていると共に、該第1凹溝24aの周壁に、前記シリンダヘッド1の内部に形成されて下流端が前記第1凹溝24aに開口した油通路30とボディ24内部とを連通する第1通路孔31が径方向に貫通形成されている。
また、#1気筒の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10b(F、R側)と、#2気筒の第4油圧ラッシアジャスタ10d(R側)の各ボディ24は、図4A,B、図5A、Bにそれぞれ示すように、底部24b側が、図6に示す弁停止機構が設けられていない#2気筒側の第3油圧ラッシアジャスタ10c(F側)のボディ24の底部24cよりも下方向へ延設されてほぼ円柱状に形成されている。
前記油通路30は、図3に示すように、シリンダヘッド1内に形成された潤滑油供給用のメインオイルギャラリ30aと連通しており、このメインオイルギャラリ30aには、図7に示すオイルポンプ54または64から潤滑油が圧送されるようになっている。
前記プランジャ27は、図4〜図6に示すように、軸方向のほぼ中央の外周面に円筒状の第2凹溝27aが形成されていると共に、該第2凹溝27aの周壁に前記第1通路孔31とリザーバ室26とを連通する第2通路孔32が径方向に沿って貫通形成されている。また、各プランジャ27の先端頭部27bの先端面が各スイングアーム6の他端部6bの球面状の下面凹部6cとの良好な摺動性を確保するために球面状に形成されている。
なお、この各プランジャ27は、ボディ24の上端部に嵌着固定された円環状のストッパ部材33によってその最大突出量が規制されるようになっている。
前記第2凹溝27aは、その軸方向の幅が比較的大きく形成され、これによってボディ24に対するプランジャ27のいずれの上下摺動位置においても前記第1通路孔31と第2通路孔32とを常時連通するようになっている。
前記各チェック弁29は、前記連通孔25aの下部開口縁(シート)を開閉するチェックボール29aと、該チェックボール29aを閉方向へ付勢する第1コイルばね29bと、該第1コイルばね29bを保持するカップ状のリテーナ29cと、ボディ24の底壁24cの内底面とリテーナ29cの円環状上端部との間に弾装されて、リテーナ29cを隔壁25方向へ付勢しつつプランジャ27全体を上方に付勢する第2コイルばね29dとから構成されている。
そして、揺動カム7のカム面7bのベースサークル区間では、前記第2コイルばね29dによる付勢力による前記プランジャ27の進出移動(上方移動)に伴って高圧室28内が低圧になると、前記油通路30から保持穴1a内に供給された作動油が第1凹溝24aから第1通路孔31と第2凹溝27a及び第2通路孔32を通ってリザーバ室26に流入して、さらにチェックボール29aを第1コイルばね29bのばね力に抗して押し開き、作動油を高圧室28内に流入させる。
これによって、プランジャ27は、スイングアーム6の他端部6bを押し上げてローラ14と揺動カム7との接触を介して揺動カム7とスイングアーム6の一端部6a及び各吸気弁3のステムエンド3aとの間の隙間を零ラッシに調整するようになっている。
そして、前記揺動カム7のリフト区間では、プランジャ27に下方荷重が作用するので、高圧室28内の油圧が上昇し、高圧室28内のオイルがプランジャ27とボディ24の隙間から漏れ出てプランジャ27は僅かに降下する(リークダウン)。
再び、揺動カム7のカム面7bのベースサークル区間になると、前述のように、前記第2コイルばね29dによる付勢力で前記プランジャ27の進出移動(上方移動)により、各部の隙間を零ラッシに調整するのである。
このようなラッシ調整機能を、前記第1〜第4油圧ラッシアジャスタ10a〜10dの全てが有している。
前記ロストモーション機構(第2、第1弁停止機構)である11a、11b、11cは、前記#1気筒のF側とR側の第1、第2油圧ラッシアジャスタ10a、10b側と#2気筒のR側の第4油圧ラッシアジャスタ10dのみに設けられ、図6に示すように、#2気筒のF側の第3油圧ラッシアジャスタ10cには設けられていない。
すなわち、#1、#2気筒の各R側の第2、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10d側の第1弁停止機構11b、11cと、#1気筒のF側の第1油圧ラッシアジャスタ10a側の第2弁停止機構11aが設けられており、後述するように機関運転状態に応じて弁停止と弁作動が切り換えられるようになっている。これに対して、#2気筒のF側には弁停止機構が設けられておらず、したがって、通常のピボット機能と零ラッシ調整機能のみを有している。
また、前記第1弁停止機構11b、11cと第2弁停止機構11aとは、図4及び図5に示すように構造の一部(規制機構)が相違している。
第1弁停止機構11b、11cは、図4A、Bに示すように、前記各保持穴1aの底部側に連続して形成された円柱状の一対の摺動用穴34と、該各摺動用穴34の底面とボディ24の下面との間に弾装されて、前記第2、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10dを上方向へそれぞれ付勢する一対のロストモーションスプリング35と、第2、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10dのロストモーションを規制する一対の規制機構36と、から構成されている。
前記各摺動用穴34は、内径が前記保持穴1aの内径と同一に設定されて前記各ボディ24が前記保持穴1aから連続的に上下方向へ摺動可能に保持するようになっている。
前記各ロストモーションスプリング35は、コイルスプリングによって形成されて、前記ボディ24の底面を上方向へ付勢して前記プランジャ27の先端頭部27bを前記スイングアーム6の他端部6b下面の凹部6cに弾接させるようになっている。
また、前記各ボディ24は、前記シリンダヘッド1の内部に挿通配置されたストッパピン37によって最大上方移動位置が規制されるようになっている。すなわち、前記各ストッパピン37は、シリンダヘッド1内を前記ボディ24に向かって軸直角方向に配置され、先端部37aが前記第1凹溝24a内に摺動可能に臨設配置されて、ボディ24の上方移動に伴い前記先端部37aが第1凹溝24aの下端縁に当接することによってボディ24の最大上方の摺動位置が規制されるようになっている。
したがって、前記各油圧ラッシアジャスタ10b、10dは、スイングアーム6の揺動に伴い前記ロストモーションスプリング35のばね力を介して前記保持穴1aと摺動用穴34との間を上下にストロークしてロストモーションを行うことによって、前記スイングアーム6の揺動支点としての機能が失われて、揺動カム7のリフト作動が吸収され、各吸気弁3aの開閉作動を停止させるようになっている。
前記第1弁停止機構11b、11cの各第1規制機構36は、図4A〜Cに示すように、前記ボディ24の底部24bの内部径方向に貫通形成された移動用孔38と、前記シリンダヘッド1内に保持穴1aと軸直角方向に形成された規制用孔39と、前記移動用孔38の内部一端側に固定されたばね支持用のリテーナ40と、前記移動用孔38の内部に摺動自在に設けられて、該移動用孔38内に摺動自在に設けられた摺動ピン41と、前記移動用孔38と前記規制用孔39に跨って移動可能な円柱状の規制ピン(第1規制ピン)42と、前記摺動ピン41の後端と前記リテーナ40との間に弾装されて、前記摺動ピン41を介して前記規制ピン42を規制用孔39方向へ付勢するリターンスプリング43と、から主として構成されている。
前記規制用孔39は、前記ボディ24が前記ストッパピン37によって最大上方位置に規制された際に、前記移動用孔38と軸方向から合致するようになっており、内径が前記移動用孔38とほぼ同一に形成されていると共に、一端側にシリンダヘッド1内に形成された油通路孔44から信号油圧が導入されるようになっている。
ここで、前記ボディ24の回転方向の規制は、前記ストッパピン37の飛び出し量を僅かに増やすと共に、前記ボディ24の前記第1凹溝24a内に軸長手方向のスリットを設け、前記ストッパピン37先端と係合させることによって容易に実現できる。あるいは、別個の回転規制部材をシリンダヘッド1と前記ボディ24の間に装着してもよい。
前記リテーナ40は、有蓋円筒状に形成されて、底壁に摺動ピン41の円滑な移動を確保するための呼吸孔40aが貫通形成されていると共に、後端面の呼吸孔40aが臨む中央部40bが平坦に形成されているが、外端部40c、40cは、滑らかな摺動性を確保するために前記摺動用穴34の内周面とほぼ同一の曲率の円弧面状に形成されている。また、このリテーナ40の軸方向の長さは、図4Bに示すように、前記規制ピン42が移動用孔38に完全に収容される前に、先端縁に規制ピン42の後端縁が当接してそれ以上の後退移動を規制する長さに設定されている。なお、前記移動用孔38にリークした僅かな作動油は、前記呼吸孔40aを介してリテーナ40の底壁外面と摺動用穴34の内周面を通って摺動用穴34内に導かれるようになっている。
前記摺動ピン41は、図4A、Cに示すように、有蓋円筒状に形成されて、外径が前記移動用孔38の内径よりも僅かに小さく形成されて円滑な摺動性が確保されていると共に、先端部の先端面41aが滑らかな摺動性を確保するために前記摺動用穴34の内周面と同じ曲率の円弧面状に形成されている。
前記規制ピン42は、中実円柱状に形成されて、軸方向の長さが前記規制用孔39の軸方向長さとほぼ同一に形成されて、図4Aに示すように前記リターンスプリング43のばね力で前記摺動ピン41を介して規制用孔39内に移動すると、全体が規制用孔39内に収容されるようになっている。これによって、#1、#2気筒のR側の油圧ラッシアジャスタ10b、10dの上下方向の移動、つまり、ロストモーションが行われるようになっている。
また、この規制ピン42は、外径が前記移動用孔38と規制用孔39の内径よりも僅かに小さく形成されてこれらに対して円滑な摺動性が確保されていると共に、前記油通路孔44から規制用孔39に供給された油圧を平坦な受圧面としての先端面42aが受けることにより、図4Bに示すように、前記リターンスプリング43のばね力に抗して図中左方向へ移動して前記摺動ピン41がリテーナ40に軸方向から当接した場合に、先端部が規制用孔39から移動用孔38内に跨って収容されて#1、#2気筒の第2、第4油圧ラッシアジャスタ10b、10dの上下方向の移動を規制、つまりロストモーションを規制してシリンダヘッド1にロックするようになっている。
前記油通路孔44(規制用孔39)には、図7に示すように、前記第1オイルポンプ54から圧送された油圧が第1電磁切換弁55を介して信号油圧として供給されるようになっている。すなわち、この第1電磁切換弁55は、切り換えエネルギ−である油圧を供給する状態と供給停止する状態とを変換する、切り換えエネルギ−供給/供給停止変換手段(第1油圧供給/供給停止変換手段)となっている。
前記第1電磁切換弁55は、図外のバルブボディの内部に摺動自在に設けられたスプール弁を、ソレノイドの電磁力とコイルスプリングのばね力とによって、オン、オフ的に2段階に切り換えるようになっている。前記ソレノイドには、前記電動モータ51の駆動を制御する同じコントロールユニット53から制御電流が通電、非通電(オン、オフ)されてポンプ吐出通路と第1油通路孔44とを連通して前記第1規制ピン42に第1信号油圧を供給するか、またはポンプ吐出通路を閉止して前記油通路孔44とドレン通路45を連通するように切り換え制御されるようになっている。
したがって、機関停止時には、コントロールユニット53からソレノイドに通電されず第1電磁切換弁55が、ポンプ吐出通路を閉止して油通路44とドレン通路45を連通することから第1弁停止機構11b、11cによるロストモーションが作動可能状態になっている。すなわち、第1弁停止機構11b、11cは、切り換えエネルギーである油圧の供給が停止された場合に、弁停止状態に機械的に安定する、弁停止安定型となっている。
一方、前記第2弁停止機構11aは、図5A〜Cに示すように、第2規制機構46が第1弁停止機構11b、11cの第1規制機構36と構造が異なり、摺動ピン41と規制ピン42と一体に形成されている。
すなわち、第1規制機構36と共通の構成部材は同一の符号を付して簡単に説明すると、前記第2規制機構46は、前記ボディ24の底部24bの内部径方向に貫通形成された移動用孔38と、前記シリンダヘッド1内に保持穴1aと軸直角方向に形成された規制用孔39と、前記移動用孔38の内部一端側に固定されたリテーナ40と、前記移動用孔38の内部に摺動自在に設けられて、該移動用孔38から前記規制用孔39に跨って移動可能な第2規制ピン47と、該第2規制ピン47の後端と前記リテーナ40との間に弾装されて、前記第2規制ピン47を規制用孔39方向へ付勢するリターンスプリング42と、から主として構成されている。
前記リテーナ40は、軸方向の長さが図5Bに示すように、前記第2規制ピン47が移動用孔38に完全に収容された時点で、先端縁に第2規制ピン47の後端が当接してそれ以上の後退移動を規制する長さに設定されている。
前記第2規制ピン47は、円筒状に形成されて、中実な先端部47aが軸方向へ延設されていると共に、外径が前記移動用孔38と規制用孔39の内径よりも僅かに小さく形成されて円滑な摺動性が確保されている。また、この第2規制ピン47は、第2油通路孔48から規制用孔39に供給された油圧を受圧面として先端面47aが受けることにより、図5Bに示すように、前記リターンスプリング42のばね力に抗して後退移動して先端部が規制用孔39から抜け出して全体が移動用孔38内に収容されて、規制が解除されるようになっている。また、前記第2規制ピン47は、図5Cに示すように、先端面47aが良好な摺動性を確保するために前記摺動用穴34の内周面とほぼ同じ曲率の円弧面状に形成されている。また、前記リテーナ40は、後端面の呼吸孔40aが臨む中央部40bが平坦に形成されているが、外端部40c、40cが、滑らかな摺動性を確保するために前記摺動用穴34の内周面とほぼ同一の曲率の円弧面状に形成されている。
前記第2油通路孔48には、図7に示すように、第2オイルポンプ64から圧送された油圧が第2電磁切換弁65を介して第2信号油圧として供給されるようになっている。
前記第2電磁切換弁65(第2油圧供給/供給停止変換手段)は、図外のバルブボディの内部に摺動自在に設けられたスプール弁を、ソレノイドの電磁力とコイルスプリングのばね力とによって、オン、オフ的に2段階に切り換えるようになっており、前記ソレノイドに、前記コントロールユニット53から制御電流が通電、非通電されてポンプ吐出通路と第2油通路孔48とを連通して前記第2規制ピン47に第2信号油圧を供給するか、またはポンプ吐出通路を閉止して前記第2油通路孔47と第2ドレン通路66を連通するように切り換え制御されるようになっている。
したがって、機関停止には、コントロールユニット53からソレノイドに通電されず第2電磁切換弁64が、ポンプ吐出通路を閉止して第2油通路48と第2ドレン通路45を連通することから第2弁停止機構11aによるロストモーションが作動せず、第1油圧ラッシアジャスタ10aはシリンダヘッド1にロックされた状態である弁作動態様になっている。すなわち、第2弁停止機構11aは、切り換えエネルギーである油圧の供給が停止された場合に、弁作動状態に機械的に安定する、弁作動安定型となっている。
前記コントロールユニット53は、クランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ角度センサなどの各種センサ類から機関回転数や負荷、スロットルバルブ開度量などの情報信号に基づいて機関運転状態を検出すると共に、この機関運転状態と前記制御軸21の現在の回転位置を検出する図外の回転位置センサからの情報信号(VEL制御軸実位置信号)によって前記電動モータ51を駆動制御して前記制御軸21の回転位置を制御する。これによって、#1,#2気筒の4つの吸気弁3a〜3bのリフト量と作動角を変化させるようになっている。
すなわち、図8に示すように、各吸気弁3a〜3bのリフト量は、対応する各油圧ラッシアジャスタ10a、10b、10dが前記第2、第1弁停止機構11a〜11cによってロストモーションせずにシリンダヘッド1にロックされて弁停止が行われない場合は、最小のL1から最大のL4までの範囲で変化させるのである。
各吸気弁3a〜3bが最大リフト量L4に制御された場合のVELの作動は、図9、図10に示す通りである。図9は弁停止機構を備えた、例えば#1気筒のR側を示し、#2気筒のR側と#1気筒のF側も同様であって、これらには前述の第1、第2弁停止機構11b、11c、11aが設けられている。この図9に示す状態は、例えば第1弁停止機構11bによって第2油圧ラッシアジャスタ10bがロストモーションせずにシリンダヘッドにロックされた弁作動状態を示している。制御軸21の回転角度は、最大リフト量L4に対応するθ4になっており、駆動カム5aが時計方向に回転し、図9Aのピークリフトに示す位置で最大リフトL4となり、図9Bに示す位置で閉弁となる。第1弁停止機構11cを有する#2気筒のR側も同様で、#1気筒のF側も第2弁停止機構11aに置き換わるだけで同様の作用となる。なお、これらは同様のリフト特性で弁作動(弁開閉作動)する。
一方、図10は弁停止機構を備えていない常時稼働#2気筒F側の吸気弁3bと第3油圧ラッシアジャスタ10cを示し、ここには弁停止機構が設けられておらず、したがって、図9に示す弁作動態様の場合の前記#2気筒のR側と同じリフト特性で弁作動する。
図11A、Bは吸気弁が最小リフトに制御された場合の作用説明図であり、例えば前記吸気側の#1気筒のR側において、吸気弁3aが最小リフト量L1に制御された場合のVELの作動を示している。第1弁停止機構11bが弁停止作動せず第2油圧ラッシアジャスタ10bがロストモーションせずシリンダヘッドにロックしている場合は、リフト量がL1に制御される。一方、第1弁停止機構11bが弁停止作動(ロストモ−ション作動)している場合には、図11Cに示すように、第2油圧ラッシアジャスタ10bがM1だけロストモーションして、リフト量が零の状態を継続する弁停止態様(状態)となる。
第1弁停止機構を備えた他の#2気筒のR側の作動は、図11A、B、Cに示す#1気筒のR側と同様である。また。第2弁停止機構を備えた#1気筒のF側も、弁停止安定型が弁作動安定型になるだけであって、図11に示す作動は同様である。さらに、弁停止機構を備えていない#2気筒のF側に関しては、図示しないが、図11A、Bに示す弁作動態様の場合の#1気筒のR側と同一リフト特性となる。
また、コントロールユニット53は、機関運転状態に応じて前記吸気VTCの図外の吸気VTC電磁切換弁に制御信号を出力することにより、前記オイルポンプ54またはオイルポンプ64から吐出された油圧を介してクランクシャフトに対して図外のベーンロータを進角側あるいは遅角側へ相対回転させて駆動軸5の回転位相を可変にする。これによって、各吸気弁3a、3a、3b、3bの開閉タイミングやピークリフトの位相を制御するようになっている。
〔排気側の動弁装置〕
前記排気側の動弁装置は、図2、図3及び図7に示されており、吸気側のようなリフト可変機構(VEL)を有していないが、前述の吸気VTCと同様の位相可変機構(排気VTC)を有し、#1気筒のみに弁作動安定型の弁停止機構を備えている。
すなわち、図2に示すように、シリンダヘッド1内に形成された一気筒当たり一対の排気ポート70、70をそれぞれ開閉する一気筒当たり2つの排気弁71a、71a、71b、71bが設けられている。つまり、#1気筒ではF側とR側の第1、第2排気弁71a、71a、#2気筒ではF側とR側の第1、第2排気弁71b、71bが設けられている。
排気側動弁装置として、各気筒の上方側に機関前後方向に沿って配置され、外周に前記各排気弁71a〜71bを各バルブスプリング72のばね力に抗して開作動させる卵形の回転カム73aを有する排気カムシャフト73が設けられており、前記各排気弁71a〜71bと各回転カム73aとの間に介装されたローラ77及び各スイングアーム74を介して前記各排気弁71a〜71bを図8、図12Aに示す一定バルブリフト量LEをピークリフトとして開閉作動するようになっている。
また、シリンダヘッド1に保持されて、前記各スイングアーム74と各排気弁71a〜71bとの隙間及び各回転カム73aのベースサークルとの間の隙間を零ラッシュ調整する支持部材(ピボット)である油圧ラッシアジャスタ75a〜75dがそれぞれ配設されている。つまり、排気側にも4つの油圧ラッシアジャスタ75a〜75dがあり、#1気筒に第1、第2油圧ラッシアジャスタ75a、75bが配設され、#2気筒に第3、第4油圧ラッシアジャスタ75c、75dが配設されている。
ここで、第1油圧ラッシアジャスタ75aは、#1気筒のF側に配設され、第2油圧ラッシアジャスタ75bは、同R側に配設され、第3油圧ラッシアジャスタ75cは、#2気筒のF側に配設され、第4油圧ラッシアジャスタ75dは、同R側に配設されている。
そして、図2に示す#1気筒のF側とR側の前記排気弁71a、71a側の各第1、第2油圧ラッシアジャスタ75a、75bは、それぞれロストモーション機構(第3弁停止機構11d、11e)を備えている。これらの第3弁停止機構11d、11eは、図5に示す吸気弁側#1気筒のF側の第2弁停止機構11aと同様の構成となっている。すなわち、切り換えエネルギーである油圧の供給が停止された場合に、弁作動状態に機械的に安定する、弁作動安定型となっている。第2弁停止機構が吸気弁側なのに対し、これらは排気弁側に用いられるので、説明の混乱を避けるために第3弁停止機構と称する。
一方、#2気筒のF,R側の前記排気弁71b、71bの第3、第4油圧ラッシアジャスタ75c、75dは弁停止機構を備えていない。
前記第3弁停止機構11d、11eは、前述した図5に示す第2弁停止機構11aと同様の構造であるから、図5において、同一の符番を付して具体的な説明は省略する。すなわち、シリンダヘッド1の各保持穴1aの底部側に連続して形成された円柱状の摺動用穴34と、該摺動用穴34の底面とボディ24の下面との間に弾装されて、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ75a、75bを上方向へ付勢するロストモーションスプリング35、35と、前記第1、第2油圧ラッシアジャスタ75a、75bのロストモーションを規制する第3規制機構76と、から構成されている。
そして、この第3弁停止機構11d、11eを備えた#1気筒側の第1、第2排気弁71a、71aは、そのバルブリフト量が図8の破線で示すように、ロストモーションにより弁停止された場合は零リフトとなり、弁停止されていない場合は、ピークリフト量がLE一定となっており、これは同図実線で示す#1,2気筒の各吸気弁3a〜3bのやや大きな中リフトL3とほぼ同じであり、最大リフト量L4よりも小さくなるように設定されている。
図12は前記#1気筒排気弁側の作動状態を示し、Aは第1、第2排気弁71a、71aがやや大きな一定ピークリフト量LE(≒L3)で作動している状態を示し、Bは第1、第2排気弁71a、71aの閉弁状態、Cは第3弁停止機構11d、11eによって第1、第2ラッシアジャスタ75a、75bのロストモーション作動状態(弁停止状態)を示している。
また、図12Cに示すように、#1気筒の各排気弁71a、71a側の各第3弁停止機構11d、11eによる各油圧ラッシアジャスタ75a、75bのロストモーション量はM3と比較的大きく、スイングアーム74とロストモーション方向のなす角度α3も比較的大きな値になっている。ここで、この角度α3は、より具体的には、スイングアーム74の揺動支点とローラの回転中心を結ぶ線と、油圧ラッシアジャスタのロストモーション方向としての軸線とのなす角度である。
しかしながら、このα3程度であれば、高回転になった場合でも各油圧ラッシアジャスタ75a、75bの頭部と各スイングアーム74の凹部との当接が浮くことはなく、円滑なロストモーション作動が得られる。逆にいえば、M3(α3)の値は、円滑なロストモーション作動が得られる範囲内の値となっている。ここで、仮にM4(α4)までさらに大きくなったと想定すると、高回転になった場合には前記当接部が不均一ないし局部的な接触となり、両者間のズレが生じ、さらには当接部に浮き(セパレ−ション)が発生するようになり、円滑なロストモーション作動が得られず不整挙動が発生する場合がでてくる。それを考慮し、VEL制御によりロストモ−ション量Mが変化する吸気弁側に関しては、高回転領域では、後述するようにロストモ−ション量はM3.5(α3.5)の値に制限されるのである。
一方、前記弁停止機構を有さない#2気筒の排気側の第3、第4ラッシアジャスタ75c、75dは、図6に示す前記#2気筒の吸気側の第3ラッシアジャスタ10cと同じ構造である。
そして、この#2気筒の各排気弁71b、71bの固定的なバルブリフト量も#1気筒の各排気弁71a、71aと同じくピークリフト量がLEとなるように回転カム73aのカムプロフィールが同一に設定されている。
なお、図12Aに示すように、ピークリフト状態でのスイングアーム74とロストモーション方向とのなす角度β3は理想の90°に近く、高回転域でバルブのジャンピングなどが発生しても、スイングアーム74と油圧ラッシアジャスタ頭部27との横ずれは発生しにくく、スイングアーム74の外れなどは発生しにくくなっている。また、吸気側についても、ピークリフト状態でのスイングアーム6のロストモーション方向とのなす角度は、図9A及び図10に示すリフト量L4制御でのβ4で示すように、理想の90°に近い角度になっており、同様にして弁作動時におけるスイングアームの外れなどの不整挙動は発生しにくくなっている。すなわち、弁作動時におけるβ3〜β4と90°との差は、ロストモ−ション時におけるα3と90°との差より小さく、弁作動時におけるスイングアームの外れなどの不整挙動はロストモ−ション時より発生しにくくなっている。
なお、前述の排気VTCは、前述の吸気VTCと同様の構造であり、コントロールユニット53は、機関運転状態に応じて前記排気VTCの図外の排気VTC電磁切換弁に制御信号を出力することにより前記オイルポンプ54またはオイルポンプ64から吐出された油圧を介してクランクシャフトに対して図外のベーンロータを進角側あるいは遅角側へ相対回転させて駆動軸5の回転位相を可変にする。これによって、各排気弁の開閉タイミング(リフト位相)を制御するようになっている。ここで、排気VTC電磁切換弁に油圧を供給するオイルポンプは、吸気VTC電磁切換弁に油圧を供給するオイルポンプと共用でも良いし、別個に設けても良い。前者の場合はエンジンシステム構造が簡素化され、後者の場合は各VTCの変換応答性が向上する。
〔可変動弁装置の作動〕
以下、本実施形態における可変動弁装置の作動について説明する。
機関停止時には、各オイルポンプ54,64の油圧が作動していないので、第1、第2電磁切換弁55,65のオン・オフ位置によらず、信号油圧は非作動ないし低圧となっており、第1弁停止機構11b、11cは弁停止安定型のため弁停止態様、すなわちロストモ−ション作動できる状態になっており、一方、第2弁停止機構11a、第3弁停止機構11d、11eは弁作動安定型のため弁作動態様になっている。
したがって、図14の(1)に示すように、#1、#2両気筒の片側(R側)の2つの吸気弁3a、3bは弁停止状態、他のF側2つの吸気弁3a、3b及び全排気弁は駆動(弁作動)状態になっている。
機関始動のためのクランキングが開始されて、始動燃焼が開始されても、オイルポンプ54、64の油圧が急には立ち上がらず、前述した状態(態様)は維持される。
また、第1電磁切換弁55(第1弁停止機構を変換)の信号及び第2電磁切換弁65(第2、第3弁停止機構を変換)の信号ともオフ制御、すなわち各信号油圧はポンプ油圧でなくドレン通路45,66と連通し、各信号油圧は低圧しか作用し得ない状態となっており、オイルポンプ54、64の油圧がたとえ早めに立ち上がった場合でも、前述の状態を維持できるようになっている。
ここで、機関始動時には、低い機関温度に起因して機関各部のフリクションが増大しており、要求吸入空気量が大きく、図14(1)のスロットル開度に示すように大きなスロットル開度が求められ、また全気筒(全筒)運転とし爆発間隔を短くすることも求められる。また、始動時は機関温度が低く燃焼不良になりがちである。
それに対し本実施形態では、片側(R側)の吸気弁3a、3b停止(吸気片弁停止)による吸気スワ−ルによる攪拌により燃焼が改善させることができる。また、前述の機関各部のフリクションの増大も片側吸気弁停止により動弁フリクションをほぼ半減することで低減できる。この結果、始動フリクションが低減されると共に、燃焼が改善されることから、始動性を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、電動式の吸気VELにより、#1・#2気筒のF側の駆動吸気弁3a・3b側も小リフト量(例えば最小リフトL1)で吸気弁下死点前早閉じとできるので、さらに一層機関フリクションが低減でき、またコンプレッションやポンプ損失を低減でき、機関駆動(始動)負荷を低減することによって大幅に始動性が向上する。ここで、吸気弁閉時期が下死点前の早閉じとすると有効圧縮比が低下し一般的には燃焼が悪化しがちだが、前述の吸気スワ−ルによる燃焼改善効果によってリカバー、あるいは一層早閉じとし一層コンプレッションやポンプ損失を低減することもできるので始動性能を一層高めることができる。
次に暖機完了後のアイドリング運転では、機関各部のフリクションが低下しており、また燃費を向上するために、機関回転数は始動燃焼時(例えば1000rpm)よりも抑えている(例えば600rpm)。したがって、図14の(1)のスロットル開度の上側に示すように、スロットル開度は中開度まで絞られている。
この暖機アイドル状態でも、アイドリングの品質要求から、アイドリング回転変動を抑制するため全筒運転としており、さらに良好な燃焼と低フリクションが求められる。
よって、第1電磁切換弁55と第2電磁切換弁65へのそれぞれの信号はオフ状態が継続され、つまり、始動時と同様の吸排気弁状態が継続されることから、片側吸気弁停止による吸気スワ−ルにより燃焼改善と片側吸気弁停止による低機関フリクションによって燃費が向上するだけでなく、アイドリング回転の変動低減にも貢献できる。
さらに、本実施形態では、電動式の吸気VELによって、駆動吸気弁側も小リフト(例えばL1)制御によって吸気弁下死点前早閉じとできるので、さらに機関各部のフリクションが低減されると共に、コンプレッションやポンプ損失を低減でき、さらに燃費が向上できることから回転変動も低減させることができる。
ここで、吸気弁の閉時期を下死点前の早閉じにすると、有効圧縮比が低下して一般的には燃焼が悪化するおそれがあるが、前述した吸気スワ−ル効果によってリカバーないし一層早閉じとし一層コンプレッションやポンプ損失を低減することができるのでアイドリング運転の燃費が一層向上すると共に、回転変動も一層低減できる。
次に、図13及び図14に基づいて暖機アイドル状態の運転条件(1)から、最大トルク付近の運転条件(8)まで、加速する過程((1)⇒(2)⇒(3)⇒(4)⇒(5)⇒(6)⇒(7)⇒(8))を一例にして、本実施形態の種々の効果について説明する。
ここで、図13は、稼動気筒数・作動弁数マップ(横軸機関回転数、縦軸機関トルク)を示す。最も低回転、低トルク側の領域Aでは、全気筒(#1、#2)とも稼動し、全気筒の吸気弁3a〜3bは、片弁作動(F側吸気弁は駆動され、R側吸気弁は弁停止)となっている。領域Aよりやや回転が高いかあるいはやや機関トルクが高い領域Bでは、減筒・片弁(減筒運転・吸気片弁作動)の領域、つまり#1気筒については、吸排気弁3a、3a、71a、71aは全て弁停止した気筒休止態様となり、#2気筒については、R側吸気弁3bは継続して弁停止で、F側の吸気弁3b及び両排気弁71b、71bは継続して弁駆動(弁作動)された、吸気弁片弁作動の気筒稼動態様となっている。ここで、減筒とは、一部の気筒が気筒休止態様で、残りの気筒が気筒稼動態様という意味である。
図13に示す領域Bよりやや回転数が高いか、あるいはやや機関トルクが高い領域Cは、全筒・片弁の領域、つまり#1気筒、#2気筒とも気筒休止せずに稼動して、両気筒ともR側吸気弁のみ弁停止しF側吸気弁は弁作動する片弁作動態様となっており、排気弁は全て駆動されている。領域Cより回転数が高いかあるいは機関トルクが高い領域Dでは、全筒・両弁(全気筒運転・吸気両弁作動)の領域、つまり#1気筒、#2気筒とも稼動し、両気筒とも全ての吸排気弁が駆動される。
ここで、AからCまでの領域は、吸気弁の片弁作動(吸気弁片弁停止)の領域であり、吸気スワ−ルによる燃焼改善効果は、全筒(全気筒稼動)領域(領域A及びC)と減筒領域(領域B)の両方において得られ、よって車両ト−タルでの燃費を向上できるのである。
具体的に考察すると、領域Aにおける暖機アイドリング運転(1)からアクセルペダルを踏み込んで、機関トルクあるいは機関回転数が増加していくと、(2)でスロットルバルブの開度をほぼ全開とし、吸気弁のリフト量を例えばL2に増加する。これによる吸気弁の作動角拡大と吸気VTCによってやや遅角に制御することによって、吸気弁閉時期を遅角側変換して下死点に近づけていき、吸入空気量を増大させて機関トルクの増加に対応する。すなわち、スロットルバルブをほぼ全開状態とすることによりポンプ損失を十分抑制しつつトルクを増加できると共に、燃費を向上できる。
なお、ここで前記吸気VTCによって吸気弁の開時期をやや遅角側に制御することによって、排気弁とのバルブオーバーラップの変化を抑制する。これにより、筒内のEGRガス量の過渡変化を抑制して過渡燃焼の不安定を抑制することによって機関の回転変動を抑制することができる。
ここで、暖機アイドリング運転(1)から、低回転低負荷(2)までの間は、回転変動が車体振動や違和感として運転者が感じやすい運転領域であり、回転変動を抑える要求が強い。したがって、回転変動の基本的に小さい全筒運転が求められており、その前提で前述のように、燃費を向上させ、さらに吸気弁の片弁停止による吸気スワ−ルによる燃焼改善により回転変動を抑制するのである。
前記低回転低負荷(2)から機関トルクあるいは機関回転数が増加し、A領域とB領域の境界ライン(AB境界ライン)を超えると、吸気弁の片弁停止を維持しつつ減筒状態に変換される。すなわち、第2電磁切換弁65へコントロールユニット53からオンの制御信号が送られ、#1気筒が気筒休止状態(4つの吸排気弁3a、3a、71a、71aが全て停止状態)に移行する。
前記4つの吸排気弁3a〜71aのうち、R側の一つの吸気弁3aは元々停止状態になっているので、弁停止状態に新に移行するのは、3弁(3箇所)だけである。具体的には、#1気筒のF側の1つの吸気弁3a(第2弁停止機構11a)と#1気筒の2つの排気弁71a、71a(第3弁停止機構11d、11e)の3つだけである。
これらの各第2・第3弁停止機構11a、11d、11eは、図5に示す弁作動安定型弁停止機構に分類され、第2電磁切換弁65からの第2信号油圧が高圧となると、下流に位置する3つの規制ピン47が高油圧により押し出され、前記各々の油圧ラッシアジャスタ10a、75a、75bがロストモ−ション状態に移行することによって、第2・第3弁停止機構11a、11d、11eの3箇所全てが弁停止状態に移行するのである。
3つの規制ピン47が移動する際にオイルが押し出される容積は、3×A(ピン面積)×S(移動ストロ−ク)であり、油圧をPとしたとき、P×3×A×Sがオイルの行う仕事となる。この3PASなる仕事を完了するまでかかる時間は、応答遅れとなる。
ここで、前述の従来例における、通常の気筒休止移行について考えてみると、4弁(4箇所)とも一度に弁停止移行することになるので、必要仕事は4PASに増加し、もって気筒休止への変換応答性が悪化してしまう。また、高圧を作用させる規制ピンへの油通路は、本実施形態では3つであるのに対して、4つであり、その分、油通路からのオイル洩れが多く、もって作用油圧P自体も低下してしまう。この点からも変換応答性が一層悪化してしまうのである。
しかるに、本実施形態では、第2電磁切換弁65からの第2信号油圧(高油圧)で作動させる規制ピン47の数が従来例より少ない。すなわち、吸気側が従来は規制ピン数が2箇所だったのが1個所に減少し、吸気側・排気側全体で見れば従来は規制ピン数4箇所だったのが3個所に減少するのである。その結果、変換に要するオイル仕事(油圧仕事)を低減でき、また前述の洩れによる油圧低下も少ないため、気筒休止への移行応答性を高めることができる。また、その結果、第2電磁切換弁65に油圧を供給するオイルポンプ64の容量を増やさなくても済む。あるいは、このオイルポンプ64を外し、第1電磁切換弁55に油圧を供給するオイルポンプ54に兼ねさせることも可能である。
ここで、1つの第2電磁切換弁65のみで、下流の油圧経路を3経路に分岐させることだけで、吸気側第2弁停止機構11aの規制機構46、排気側第3弁停止機構11d、11eの各規制機構76、76の合計3つ全てを作動できることから、搭載面、コスト面でも有利となる。また、1つの第2電磁切換弁(第2油圧供給/供給停止変換手段)65のみで、#1気筒のF側吸気弁3aと両排気弁71a、71aの3弁全部の弁停止機構を一度に一緒に同時に弁停止態様に変換できるので、吸排気弁間の変換タイミングのズレも抑制でき、過渡性能が安定する。
このようにして、減筒運転状態に移行しても、図14(3)に示すように、稼動気筒である#2気筒は吸気弁の片弁作動状態に維持されており、吸気スワ−ル効果は維持され、機関各部のフリクションは#1気筒の3弁の追加弁停止移行も加わって(さらなる動弁フリクション低減)、一層低減される。また、減筒運転により稼動#2気筒での燃焼の高負荷シフトによって、サイクル効率が向上して燃費もさらに向上する。つまり、燃焼ガスが接する筒内表面積が減筒運転によりほぼ半減するので冷却損失なども低減するからである。
以上のように、燃費は一層向上するのであるが、とりわけ、本実施形態では、(3)で併せて吸気VELによって大リフト・大作動角(例えばリフト量L4)に制御し、吸気VTCによってやや遅角側に制御することによって燃費をさらに向上させることができる。
すなわち、減筒運転に移行すると、稼動#2気筒の負荷(トルク)をほぼ2倍に高める必要があるが、これに対し吸気弁閉時期を早閉じ側から下死点に近づける方策もあるが、この場合、リフト量は十分に高められないと共に、負荷を高めようとすると吸気弁閉時期が下死点に近づき、ポンプ損失低減効果が殆ど無くなってしまうのである。
そこで、前述のように、吸気VELによって大リフト・大作動角に制御し、吸気VTCによってやや遅角側に制御するのである。そうすると、大リフトによって吸入空気量を増やしつつ、大作動角及び吸気VTCによる開閉時期遅角制御によって、吸気弁閉時期を下死点から十分に遅角させることでポンプ損失を抑制し、もって、通常の気筒休止の効果を十分に上回る燃費向上効果を得ることができる。
ここで、吸気弁閉時期を下死点から十分に遅角させるができているので、コンプレッションを減らせており、これにより回転変動を低減できると共に、吸気片弁停止効果である吸気スワ−ルによる燃焼安定化による回転変動低減効果も加わり、減筒運転による回転変動の増加およびそれに起因する車両振動の増加を抑制できる。この結果、減筒運転領域を低トルク側ないし低回転側にさらに広げることができるのである。
また、吸気弁閉時期を下死点から十分に遅角側へ制御させているので、発生する機関トルク自体を低くできることから、この意味からも燃費の良い減筒領域を低負荷・低回転側に広げることができる。つまり、図13のAB境界ラインを、回転変動や車両振動を抑制しつつ、低負荷・低回転側に広げ、車両ト−タルでの燃費を一層向上することもできる。
さらに、アクセルペダルを踏み込んで加速していくと、(4)で稼動気筒の負荷(機関トルク)を高めるため、スロットルバルブはほぼ全開を維持しつつ吸気弁閉時期を下死点付まで近づけて行く(例えばリフト量L3)。これにより、体積効率が高められて、燃費の良い気筒休止領域が高回転・高トルク側まで確保され、つまりBC境界ラインを高回転・高トルク側に確保し、車両としての燃費を向上する。
そして、さらに機関回転数と機関トルクが高まると減筒運転では要求される機関トルクを出せなくなるので、(5)において全筒運転に変換される。すなわち、第2電磁切換弁65への制御信号が再びオフとなり、図5Aに示すように、第2・第3弁停止機構11a、11d、11e(計3箇所)の規制ピン47(計3つ)が各々リターンスプリング42のばね力により図中右方に移動し、油圧ラッシアジャスタ10a、75a、75bがロストモ−ション作動できる状態からシリンダヘッド1にロック固定された状態に3箇所同時に切り換わるのである。ここで、規制ピンの移動は油圧に頼らず各々リターンスプリング42の機械的なばね力にて行われるので、3箇所同時変換であっても応答性の悪化は特に生じないし、変換作動も安定する。
これにより、図14の(5)の気筒作動に示すように、#1気筒も稼動を開始するのである。一方、両気筒とも吸気片弁状態は維持できており、(1)〜(5)までは吸気スワ−ルによる燃焼改善効果(燃費向上効果)を、この間、全筒運転、減筒運転によらずに得ているのである。
(5)において全筒運転に切り換わるので、リフト量L3で吸気弁閉時期下死点付近のままだと、機関トルクが急増してしまう。そこで、吸気VELにより例えばL4といった大リフト(大作動角)に変化させ、さらに吸気VTCによって遅角制御することにより吸気弁閉時期を十分遅角側へ制御する。これにより、吸気充填効率を抑制し、ポンプ損失も抑制すると共に、全筒運転化でのトルク急増も抑制しつつ全筒運転における燃費を向上させることができるのである。
さらにアクセルペダルを踏み込んで加速していくと、要求機関トルクの増大に伴い、リフト(作動角)をL3まで低減し、吸気VTCを進角し、吸気弁閉時期を下死点付近まで進角していくが、(6)では全筒運転での機関トルクが十分には上がらなく、頭打ちとなる。なぜなら、片弁停止は、(1)〜(6)まで吸気スワ−ル効果により燃焼改善(燃費向上)に寄与してきたものの、全負荷に近い高負荷領域ではこの吸気スワ−ルにより吸気充填効率(体積効率)が抑えられてしまうからである。
そこで、CD境界ラインを超えた(7)において吸気弁の片弁停止をやめて両吸気弁の作動に切り換えるのである。つまり、第1弁停止機構11b、11c(2箇所)の第1電磁切換弁(第1油圧供給/供給停止変換手段)55へオン信号を出力すると、図4Bに示すように、規制ピン42が左方向へ移動して油圧ラッシュアジャスタ10b、10dがロストモ−ション作動していたのがシリンダヘッド1にロック固定されるため弁作動状態になるのである。ここでの変換応答性は2箇所のみの変換であるので良好である。つまり、前述の図14の(2)から(3)に変化する際の規制ピン47の3箇所変換よりさらに高応答とできるのである。したがって、その分、第1電磁切換弁55へ油圧供給するオイルポンプ54を小型化できたり、あるいはオイルポンプ54自体を廃止し、第2電磁切換弁65へ油圧供給するオイルポンプ64を兼用することも可能である。
ここで、リフト量L3のまま両弁駆動にしてしまうと、機関トルクは急増してしまい、スロットルバルブの開度を絞らざるを得ず、この結果、ポンプ損失が増加し燃費が悪化してしまう。そこでリフト量を例えばL3とL4の間のL3.5とし、吸気VTCによってやや遅角側に制御する。これにより、適度に吸気弁閉時期を遅角できることで、機関トルクの急増を抑えると共に、スロットルバルブをほぼ全開に維持しつつポンプ損失を抑制して全筒運転・吸気両弁作動での燃費悪化を防止できる。また、全負荷に近い高負荷で吸入空気量も多いことから、吸気流動による冷却損失も増大する傾向にあるが、吸気両弁作動となったことから、吸気スワ−ル流動が減少するので、この冷却損失を低減でき、その面からも燃費向上できる。
さらに、アクセルペダルを踏み込むと、ほぼ最大トルク特性曲線に近い(8)となる。これは、吸気VELによってリフト量を例えばL3に制御し、吸気VTCによってやや進角側に制御することによって、吸気弁閉時期を下死点付近まで適宜進角させるのである。ここで、機関回転数応じた最大充填効率となる進角量に設定すれば良く、例えば機関回転数増加に伴い、この吸気弁閉時期の進角量をやや減少させていけば良いのである。
なお、BC境界ラインを少し越えた(5)では、作動側吸気弁(F側)が最大リフト量L4の状態であり、弁停止側吸気弁(R側)でロストモ−ション量は最大のM4となってしまう。ここで、高回転になった場合を想定すると、前述のように円滑なロストモ−ション作動が得られなくなり不整挙動が発生する可能性がある。
しかしながら、このロストモ−ション量が最大のM4の状態では高回転域までは使用されないのである。すなわち、BC境界ラインから僅かに高回転側で使用されるだけで、レブリミットすなわち図13においてトルクカ−ブが描かれた上限機関回転数に対して充分余裕がある。弁停止が行われ高回転まで回される可能性のあるC領域において、レブリミット迄達する最大リフト量は前述のL3.5であり、そのロストモ−ション量M3.5は、レブリミット機関回転数でも円滑なロストモ−ション作動が維持されているのである。
以上のように、(1)〜(8)まで加速する例について、本実施形態の効果を示した。この例では、吸気VTCによりバルブオーバーラップ(吸気弁開時期と排気弁閉時期との間の区間)の変化を抑制して筒内残留ガス量(内部EGR)の過渡変化を抑制し、過渡燃焼が不安定になるのを防止する例を示した。
一方、排気VTCによりオ−バラップ変化を積極的に用いて、さらに燃費を向上させることも可能である。例えば、図14の(1)に破線で示すように、暖機アイドリング運転時において、排気VTCによって排気弁の閉時期を進角制御させて負の大きなバルブオーバーラップを設け、残留ガスを最小にしてさらに燃費を向上させることもできる。通常のリフトカ−ブの開始部や終了部にはランプといわれる僅かな微小リフト区間が存在するが、バルブオーバーラップ区間(吸気弁開時期と排気弁閉時期との重なり区間)を充分抑制して、ランプ区間(微小リフト区間)のみでオーバーラップさせるようにし、筒内残留ガスを低減するのである。さらに吸気片弁停止によって、燃焼ガスが吸気系に逆流し筒内に再吸入する現象も抑制することもでき、それらの相乗効果で、筒内残留ガスを十分低減することができ、燃焼安定性と燃費が一層向上するのである。
なお、減速時は(8)〜(1)まで逆に変化するが、その過程で前述の加速時と同様の性能効果を得ることができる。
ここで、減速時における弁停止機構の切り換え応答性について考察すると、(7)から(6)では、第1弁停止機構(2箇所)が弁停止態様に移行するが、油圧ではなく各リタ−ンスプリングにより規制ピンが作動するため、安定的に作動し、さらに複数個所同時作動でも応答性悪化は特に生じない。
(5)から(4)では、第2・第3弁停止機構(3箇所)が第2信号油圧により弁停止態様に変換されるが、その際油圧により押し出される規制ピンは3つであり、従来の4つより少なく、もって前述のように切り換え応答性が向上する。
(3)から(2)では、第2・第3弁停止機構(3箇所)が弁作動態様に移行するが、油圧ではなく各リタ−ンスプリングにより規制ピンが作動するため、安定的に作動し、さらに複数個所同時作動でも応答性悪化は特に生じない。
以上のように、減速時においても弁停止機構の良好な切り換え応答性が得られる。
また、本実施形態では、片弁停止させる吸気弁3a、3bは、駆動カム5aから近い側としているのは、遠い側の稼働吸気弁3a、3b側に各バルブスプリング12のばね荷重を作用させて揺動カム7全体に大きなモ−メントを安定的に発生させ、それにより、作動側吸気弁のリフト特性の安定化を狙ったためである。
〔第2実施形態〕
図15〜図18は第2実施形態を示し、図15に示すように、吸気弁3a〜3b側の動弁系には、第1実施形態とは異なり吸気VELを設けていない。すなわち、#1、#2気筒の4つの吸気弁3a〜3bは、吸気側カムシャフト80の外周に一体に形成された卵形の4つの回転カム80aによって各スイングアーム6とローラ14を介して開閉作動するようになっている。
また、#2気筒の吸気弁3bの弁停止機構(R側)は第1実施形態と同様に弁停止安定型であるが、同じく弁停止安定型の#1気筒の吸気弁の第1弁停止機構11b(R側)を制御する第1電磁切換弁55とは別の第3電磁切換弁90により制御されるようになっている。したがって、本実施形態における前記#2気筒の吸気弁3bの弁停止機構(R側)は、第1実施形態における第1弁停止機構11c(R側)と構造的には同一であるものの(図4)、制御する電磁弁が異なるため、区別する意味で、第4弁停止機構11fと称する。
4つの排気弁71a〜71bの動弁機構については、第1実施形態の図2と同様である。
図16図は制御システム図を示し、#1気筒のR側吸気弁3aの第1弁停止機構11bは、第1実施形態と同様に第1電磁切換弁55により制御されるが、#2気筒のR側吸気弁3bの第4弁停止機構11fは、前述のように別個の第3電磁切換弁90により制御される。すなわち、#2気筒のR側吸気弁3bの第4弁停止機構11fは第1実施形態の第1弁停止機構11cと同様に弁停止安定型であるが、同じく弁停止安定型の#1気筒の第1弁停止機構11b(R側)を制御する第1電磁切換弁55とは別の第3電磁切換弁90により独立して制御されるようになっている。そして、第3電磁切換弁90には別の第3オイルポンプ91からの油圧を供給するようになっている。
本実施形態の始動性効果は第1実施形態と同様であるが、以下に補足説明すると、機関停止時には、各オイルポンプ54,64,91の油圧が作動していないので、第1弁停止機構11b及び第4弁停止機構11fは弁停止態様となっており、一方、第2弁停止機構11aは駆動(弁作動)態様になっている。
したがって、図18の(1)の気筒作動に示すように、#1、#2両気筒の片側(R側)の両吸気弁3a、3bは停止状態になり、他の吸排気弁3a、3bは弁作動態様、すなわち両気筒とも吸気片弁態様になっている。
機関始動のためのクランキングが開始されて、始動燃焼が開始されても、オイルポンプ54、64,91の油圧が立ち上がらないので前記の状態は維持される。
また、第1電磁切換弁55信号及び第2電磁切換弁65信号及び第3電磁切換弁90信号ともオフ制御され、すなわち各信号油圧はポンプ油圧でなくドレン通路45,66、92と連通し、各信号油圧は低圧しか作用し得ない状態となっており、オイルポンプ54,64,91の油圧が早めに立ち上がった場合でも、前記状態を維持できるようになっている。
ここで、機関始動時は機関温度が低く燃焼不良になるおそれがあるが、片側吸気弁停止による吸気スワ−ルにより燃焼が改善される。また、低い機関温度に起因して機関フリクションが増大しており、要求吸入空気量が大きく、図18の(1)のスロットル開度に示すように、ほぼ全開のスロットル開度が求められている。ここで、前述の片側吸気弁停止により機関フリクションが低減できる。その結果、始動フリクションが低減されて始動性が向上されるのである。
さらに、本実施形態では、油圧ベーン式の吸気VTCが図外のバイアススプリングにより最遅角安定するように構成され、油圧ベーン式の排気VTCが図外のバイアススプリングにより最進角安定するように構成されている。したがって、油圧の作用しない始動時にも、これらの位置に安定する。
したがって、本実施形態は、図18の(1)の吸排気作動に示すような、バルブタイミングになる。すなわち、本実施形態では、吸気弁閉時期が下死点より十分遅閉じとなるので、コンプレッションやポンプ損失が低減でき、大幅に始動性が向上する。ここで、吸気弁閉時期が下死点より十分遅閉じにすると、有効圧縮比が低下して一般的には燃焼が悪化するおそれがあるが、前述の吸気スワ−ル効果によってリカバーあるいは一層遅閉じとし、一層コンプレッションやポンプ損失を低減することもできるので始動性能を一層高められる。
次に、暖機完了後のアイドリング運転時では、機関各部のフリクションが低下しており、また機関回転数は、燃費を向上するために始動燃焼時(例えば1000rpm)よりおさえている(例えば600rpm)。よって、図18の(1)のスロットル開度の上側に示すように、スロットル開度は中開度まで絞られている。
この暖機アイドリング運転状態でも、アイドリングの品質要求から、アイドリング回転変動を抑制するための良好な燃焼が求められる。
したがって、第1電磁切換弁55信号及び第2電磁切換弁65信号第3電磁切換弁90信号ともオフが継続され、つまり、始動時と同様の吸排気弁状態が継続され、片側吸気弁停止による吸気スワ−ルにより燃焼改善と、吸気弁遅閉じによるコンプレッションやポンプ損失が低減によって燃費が向上するだけでなく、アイドリング回転変動の低減にも貢献できる。
このとき、吸気VTCによって十分遅角側に制御されているので、吸気弁開時期も遅れてバルブオーバーラップは生成されなく負になっている。通常のリフトカ−ブの開始部や終了部にはランプといわれる僅かな微小リフト区間が存在するが、バルブオーバーラップ区間(吸気弁開時期と排気弁閉時期との間の区間)を充分抑制して、ランプ区間(微小リフト区間)のみでオーバーラップさせるようにして筒内残留ガスを低減するのである。さらに吸気片弁停止によって、燃焼ガスが吸気系に逆流し筒内に再吸入する現象も抑制することもでき、それらの相乗効果で、筒内残留ガスを十分低減することができ、燃焼安定性と燃費が一層向上するのである。
ここで、吸気弁の閉時期を遅閉じに制御すると、有効圧縮比が低下して一般的には燃焼が悪化しがちだが、前述の吸気スワ−ル効果及び残留ガス低減効果によってリカバーないし一層遅閉じとし一層コンプレッションやポンプ損失を低減することができるのでアイドリング運転時の燃費がさらに向上し、回転変動もさらに低減させることができる。
次に、図17及び図18に示す暖機アイドリングの運転条件(1)から最大トルク付近の運転条件(10)まで、加速する過程((1)⇒(2)⇒(3)⇒(4)⇒(5)⇒(6)⇒(7)⇒(8)⇒(9)⇒(10))を一例にして、本実施形態の種々の効果について説明する。
ここで、図17は稼動気筒数・作動弁数マップ(横軸機関回転数、縦軸機関トルク)を示し、最も低い回転数、低いトルク側の領域Aでは、全気筒(#1、#2)とも稼動し、全気筒の吸気弁3a〜3bは片弁作動(F側吸気弁3a、3bは駆動され、R側吸気弁3a、3bは弁停止)となっている。領域Aよりやや回転が高いか、あるいはやや機関トルクが高い領域Bは、減筒・片弁の領域、つまり#1気筒は吸気弁3a、3aと排気弁71a、71aが全て弁停止した気筒休止態様で、#2気筒はR側吸気弁3bは継続して弁停止で、F側吸気弁3b及び両排気弁71b、71bは駆動された吸気片弁態様となっている。
図17に示す領域Bよりやや回転が高いか、やや機関トルクが高い領域Eでは、減筒・両弁の領域、つまり#1気筒は気筒休止状態が継続し、稼動#2気筒の吸気弁は両弁作動に変化する。(第1実施形態には領域Eが存在しない)
前記E領域より回転が高いか、機関トルクが高い領域Cは、全筒・片弁の領域、つまり#1気筒、#2気筒ともに稼動し、両気筒とも全ての吸気片弁停止となっている。
前記C領域より回転が高いか、機関トルクが高い領域Dは、全筒・両弁の領域、つまり#1気筒、#2気筒とも稼動し、両気筒とも全ての吸排気弁が駆動される。
ここで、本実施形態の場合は、減筒状態において、低機関トルク側ないし低回転側のB領域では、第1実施形態と同様に片弁停止態様によるフリクション低減効果と吸気スワ−ルによる燃焼改善効果によりさらに燃費や燃焼安定性を向上させることができ、燃費の良い減筒状態をより低回転・低負荷側に拡大できる。
一方、高機関トルク側あるいは高回転側のE領域では、常時稼動#2気筒の両吸気弁作動態様によりトルクの向上を得ることができ、燃費の良好な気筒休止領域を実施形態1よりさらに高機関トルクまで拡大できるのである。この気筒休止領域の高トルク側への拡大は、車両トータルでの燃費向上に有利である。トランスミッションがハイギヤ−ドな車両にあっては、高機関トルクの使用頻度が高まるため特に有利である。
(1)〜(10)まで、加速する過程について具体的に検討すると、図17及び図18に示すように、暖機アイドリング運転(1)からアクセルペダルを踏み込んで、機関トルク、機関回転数が増加していくと、(2)でスロットル開度をほぼ全開まで増大していく。
また、排気VTCによって排気弁71a〜71bの開閉時期を遅角側に制御するが、これにより排気弁開時期が下死点付近まで遅角されるので、燃焼圧を有効にピストン仕事に変換でき、つまり有効膨張比が高まり、サイクル効率を向上させ燃費を向上できるのである。
一方、負のバルブオーバーラップから僅かな正のバルブオーバーラップに変化するが、スロットル大開度に起因して吸気マニフォールド内の負圧が減少しており、筒内残留ガスがさほど増加したりはせず、残留ガスに起因する燃焼不安定は抑制される。この結果、有効膨張比増加の影響の方が支配的となり、燃費が向上するのである。また、吸気弁の遅閉じによるポンプ損失低減は継続しており、その分さらに燃費が向上するのである。
ここで、暖機アイドリング運転(1)から低回転低負荷の(2)まで間は、機関回転変動が車体振動や違和感として運転者に感じやすい運転領域であり、回転変動を抑える要求が強い。したがって、回転変動の基本的に小さい全筒運転が求められており、その前提で前述のように、燃費を向上させ、さらに吸気片弁での吸気スワ−ルによる燃焼改善(燃焼安定化)によって回転変動を抑制するのである。
運転領域(2)からAB境界ラインを超えると、(3)で吸気片弁を維持しつつ減筒態様になる。つまり、第2・3弁停止機構11a・11d・11e(3箇所)を変換する第2電磁切換弁65にオン信号が送られ、#1気筒が気筒休止状態(4つの吸排気弁3a、3a、71a、71aが全て停止状態)に移行する。
前記4つの吸排気弁3a、3a、71a、71aのうち、R側吸気弁は元々停止状態にあるので、弁停止状態に新たに移行するのは、3弁(3箇所)だけである。具体的には、#1気筒のF側吸気弁3aの第2弁停止機構11aと、#2気筒のF側排気弁71aの第3弁停止機構11d、#1気筒のR側排気弁71aの第3弁停止機構11eの3つだけである。
これらの弁停止機構は、図10に示す弁作動安定型弁停止機構に分類され、信号油圧が高圧となると、3つのピンが高油圧により押し出され、各々ロストモ−ション状態に移行することで弁停止移行するのである。
したがって、本実施形態でも、第1実施形態と同様の作用により、高油圧で作動させるピンの数が従来例(4つ)より少ないため、変換に要するオイル仕事を低減でき、また作用油圧の低下も少ないため、気筒休止への移行応答性を高めることができるのである。また、吸気弁と排気弁が一度に弁停止移行するので、吸気弁・排気弁の変換タイミングのズレも抑制できるのである。
また、(3)の減筒運転状態では、図18に示すように、稼動気筒は吸気弁片弁態様に維持されており、吸気スワ−ル効果は維持され、機関フリクションは#1気筒の3弁の追加停止状態移行も加わることから一層低減される。また、減筒運転により、稼動気筒#2での燃焼の高負荷シフトにより、サイクル効率が向上し、燃費もさらに向上する。すなわち、燃焼ガスが接する筒内表面積が減筒運転によりほぼ半減するので、冷却損失なども低減するからである。
また、吸気スワ−ルによる燃焼安定化による回転変動低減効果も加わり、減筒運転による回転変動の増加およびそれに起因する車両振動を抑制できる。この結果、減筒運転領域を低トルク側ないし低回転側に広げることができるのである。
すなわち図17のAB境界ラインを、回転変動や車両振動の増大を抑制しつつ、低負荷・低回転側に広げて車両ト−タルでの燃費を一層向上することもできる。
本実施形態について補足説明すると、(3)で併せて吸気VTCによって中程度まで進角制御するのである。すなわち、減筒運転に移行すると、稼動している#気筒の負荷(トルク)をほぼ2倍に高める必要があるが、そのために吸気弁閉時期を中程度まで進角制御するのである。
一方、負荷増大により、筒内残留ガスに対する燃焼耐力がでてきるので、正バルブオーバーラップを増加させ、筒内残留ガスを増加させ(比熱比向上)、燃費を一層改善することもできる。
さらに、アクセルペダルを踏み込んで加速していくと、(4)で稼動気筒の負荷(機関トルク)を高めるため、スロットルバルブはほぼ全開を維持しつつ吸気VTCによって進角制御して吸気弁閉時期を下死点付近に近づけて行って体積効率を高め、減筒領域を高回転・高トルク側まで確保するのである。一方、さらなる負荷増大により、筒内残留ガスに対する燃焼耐力がさらにでてきるので、正バルブオーバーラップをさらに増加させ、筒内残留ガスをさらに増加させ、燃費を一層改善することができる。
しかし、さらに回転・トルクが高まると減筒且つ吸気片弁運転では要求される機関トルクを出せなくなる。そこで、(5)で常時稼動#2気筒は吸気両弁作動に切り換わるのである。つまり、第3電磁切換弁90への制御信号がオンに変化し(第1電磁切換弁55はオフ継続、第2電磁切換弁65はオン継続)、#2気筒のR側吸気弁3bの第4弁停止機構11fの油圧ラッシュアジャスタ10dがロック固定され、弁作動態様に変化し、#2気筒では両吸気弁3b、3bの作動に切り換わる。
その際、稼動気筒(#2気筒)の一方の吸気弁だけの切換えなので応答性が良好となり、スム−ズな加速性が得られる。
(5)では、#2気筒の両方の吸気弁3b、3bの弁作動となるため、(4)と同じバルブタイミングではトルク急増感がでてしまうことから、図18(5)に示すように、吸気VTCによって吸気弁をやや遅角制御させたやや進角した位相まで変換するので、(4)→(5)でのトルク急増を抑制できる。
さらに、機関トルクと回転数が上昇し(6)に至ると、吸気VTCによって再び充分進角した位相まで進角制御し充填効率を最大限に高める。一方、この充填効率アップに伴い、排気ガスの絶対量も増えるので、排気VTCによって排気弁を中位相まで進角制御し、排気弁開時期をやや早めて排気ガス量増大に伴う排気押し出し損失を低減し、機関トルクを高めるのである。これにより、燃費の良い減筒領域を機関トルクないし回転が高い側に拡大し、もって車両ト−タルでの燃費を向上するのである。
前述のように、トランスミッションがハイギヤ−ドな車両にあっては、高機関トルクの使用頻度が高まるため、この稼動気筒の両吸気弁作動による気筒休止(減筒)領域のさらなる高トルク側への拡大は、車両トータルでの燃費向上に一層有利である。
さらに、機関トルクや回転数が上昇すると、減筒態様では、要求機関トルクを出せなくなり、(7)で全気筒稼動状態としかつ各気筒の吸気弁を片弁停止に移行させる。すなわち、(1)と同様に、第1・第2・第3電磁切換弁の全てにオフ信号を出力するのである(第1電磁切換弁55にオフ信号継続出力、第2電磁切換弁65にオン信号からオフ信号出力、第3電磁切換弁90にオン信号からオフ信号出力)。すなわち、第2電磁切換弁65にオフ信号を出力し、第2・第3弁停止機構11a・11d・11e(3箇所)を弁作動態様に変換し、第3電磁切換弁90にオフ信号を出力して第4弁停止機構11fを弁停止態様に変換する。
これらの4つの弁停止機構の変換は、油圧による変換作動ではなく、リターンスプリング43のばね力による作動であるため、第2・第3電磁切換弁65、90が同時に作動して、これらの4つの弁停止機構が同時に変換されても、複数同時変換による応答性の悪化は特になく、変換作動も安定する。したがって、切換応答性は良好になって円滑な加速性能が得られる。
ここで、減筒運転から全筒運転に切り換わるので、バルブタイミングを変えないとトルクが急増してしまうので、吸気VTCによって中程度まで遅角制御してトルク急増を抑える。これにより、中高トルク域でも吸気スワ−ルにより、燃焼・燃費を高めることができる。
さらに、機関トルクや回転数が上昇し(8)に至ると、充填効率を高めるために、吸気弁VTCによって吸気弁やや進角側に制御して機関トルクを高める。
しかし、さらに回転・トルクが高まると全筒運転とはいえ、吸気弁の片弁運転では要求される機関トルクを出せなくなる。そこで、(9)で両気筒とも両吸気弁作動に切り換わるのである。すなわち、R側の第1弁停止機構11bと第4弁停止機構11fを弁作動状態に変換する。ここで、信号油圧による規制ピン42の押し出し仕事が行われるのは、#1気筒のR側の吸気弁(第1弁停止機構11b)と#2気筒のR側の吸気弁(第4弁停止機構11f)の2個所のみであり、したがって、切換応答性は良く、円滑な加速性能が得られる。ここで、図16に示すように、第3電磁切換弁90(第4弁停止機構11f)に油圧を供給するオイルポンプ91が別個に設けられているが、第1電磁切換弁55(第1弁停止機構11b)に油圧を供給するオイルポンプ54に兼ねさせても良い。前者の場合は、各弁停止機構の切り換え応答性が向上し、後者の場合はエンジンシステムが簡素化される。
また、ここで、両吸気弁作動になると、トルクが急増してしまうので、吸気VTCを中程度まで遅角してトルク急増を抑える。
そして、さらに、アクセルを踏むと、ほぼ最大トルク特性曲線に近い(10)となる。これは、吸気VTCにより吸気弁閉時期を下死点付近まで適宜進角制御し、回転数応じた最大充填効率となる進角量に設定すれば良い。
なお、減速時は(10)から(1)まで逆に変化するが、その過程で前述の加速時と同様の性能効果を得ることができる。
次に、減速時における弁停止機構の切り換え応答性について考察すると、基本的に第1実施形態と同様であるから、本実施形態に特有の部分を補足説明する。
(7)から(6)では、#1気筒の第2・第3弁停止機構(移動ピン3つ)が第2電磁切換弁65からの信号油圧により同時に弁停止移行するが、従来例相当(移動ピン4つ)よりは応答性では有利である。一方、#1気筒の第4弁停止機構(移動ピン1つ)も第3電磁切換弁90(第4弁停止機構11f)からの信号油圧により弁作動移行するが、第3電磁切換弁90へ油圧を供給するオイルポンプ91は第3電磁切換弁90専用であるため、第2・第3弁停止機構(移動ピン3つ)の切り換え応答性への影響はない。
(5)から(4)では、第4弁停止機構(移動ピン1つ)が第3電磁切換弁の信号油圧オフにより、リタ−ンスプリングにより弁作動に移行し、良好な応答性が得られる。
以上、第1、第2実施形態について説明してきたように、始動性能や燃費性能などの諸性能を高められ、また特に重要な加速過程の弁停止機構の変換応答性を高められ、さらには減速過程の変換応答性も高めることができる。
前記各実施形態では、切り換えエネルギーを油圧とした例を示したが、これによれば、各電磁切換弁の下流側に油圧経路を複数設けることで、複数弁停止機構を一度に同時に変換できるという利点を有している。
また、実施形態では、各油圧を供給するオイルポンプを複数設けた例を示したが、単一のオイルポンプで兼用しても構わない。
一方、油圧に代えて電磁力によるエネルギ−とし、各弁停止機構の各規制ピン(移動ピン)の移動を、例えば電磁ソレノイドバルブのオン−オフ作動そのものとリタ−ンスプリングによって直接的に制御することも考えられる。
この場合、弁停止安定型や弁作動安定型の相違については、油圧の場合と同様に、リターンスプリングが規制ピンを押し付けた場合にラッシアジャスタがロストモ−ション状態であるか、シリンダヘッド固定状態になるだけの問題で、この電磁力式などでも容易に具体化できる。このような、例えば電磁力を切り換えエネルギ−に使う場合では、油圧ポンプからの油圧エネルギ−が得られにくい、内燃機関の極低回転(含む、機関停止)や、極冷機時などでもスム−ズな変換作動が得られる。
また、これらの弁停止機構は、スイングア−ムの支点となる油圧ラッシアジャスタに設け、該油圧ラッシアジャスタを直接シリンダヘッド1の保持孔に摺動させる例を示したが、該保持孔に鉄系材料を用いたカラ−を介在させて、該カラー内にラッシアジャスタを摺動させても良い。そうすると、シリンダヘッド1がアルミやマグネシウムのような材料であった場合でも耐磨耗性を向上できる。
また、前記スイングア−ムの支点となる油圧ラッシアジャスタ以外の他の部位を弁停止機構とすることも可能である。
例えば、前記ロストモ−ション機構を、スイングア−ムの内部に設けても構わない。この場合、例えば、特表2009−503345などに示すような、メインスイングアームに変位(ロストモーション)できるローラエレメントを設け、このローラエレメントとメインスイングアームを締結ないし非締結を切り替えることで弁停止機構とすればよい。
すなわち、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の構成に適用でき、例えば、特開2010−270633号公報に示すような、油圧ラッシアジャスタを持たないリフタ型の動弁機構にも適用できる。この場合、特開昭63−16112号公報に示すような、リフタに内蔵する弁停止機構を用いればよいのである。
また、前記実施形態では直列2気筒の例を示したが、その構成要素を2倍の数とし、直列4気筒に展開するのも可能であり、3倍の数とし、直列6気筒に適用してもよい。さらには、直列6気筒での構成要素を2つのバンクに分け、V型6気筒に展開することも可能であり、特に直列2気筒に限定される訳ではなく、広く適用が可能である。
例えば、V型6気筒に用い、一方のバンクを気筒休止可能気筒とし、他方のバンクを常時稼動気筒としても良い。この場合、気筒休止可能気筒において、吸気弁側は本実施形態1ないし2と同様に弁停止機構により弁停止移行し、排気弁側は零リフト変換する弁停止機構は用いずに、特開2011-117399に示すように排気VTCのピ−クリフト位相を下死点付近まで進角することで、実質的な気筒休止を実現するようにしても良い。
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項a〕請求項1に記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
気筒毎に設けられた一対の排気弁と、
前記一部の気筒における前記一対の排気弁を開閉作動させる弁作動状態と開閉作動を停止させる弁停止状態を切り換える第3弁停止機構と、を有し、
前記第3弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁停止状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止されると弁作動状態となるように構成されると共に、
前記第2弁停止機構が、前記一部の気筒における他方の吸気弁を弁停止状態とする際、前記第3弁停止機構が、前記一部気筒における一対の排気弁も弁停止状態とするように構成したことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、気筒休止移行時に、他方側の一つの吸気弁に加え、一対の排気弁を同時に閉じることから、一部の気筒を気筒休止移行する際に、吸気弁の作動停止と排気弁の作動停止のタイミングのずれを抑制できる。
〔請求項b〕 請求項aに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構は、全気筒に渡って、前記一対の吸気弁のうち一方の吸気弁の弁作動状態と弁停止状態とを切り換えることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、機関の始動時から全気筒の吸気弁を片弁停止状態とできるので、大きなフリクション低減効果が得られると共に、吸気スワールによる燃焼改善効果が全気筒に亘って得られる。この結果、さらに良好な始動性を実現できる。
〔請求項c〕 請求項bに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構と第2弁停止機構と第3弁停止機構への切り換えエネルギーの供給を停止する全筒運転吸気片弁作動領域と、
前記第1弁停止機構への切り換えエネルギーの供給を停止すると共に前記第2弁停止機構及び第3弁停止機構に切り換えエネルギーを供給する減筒運転吸気片弁作動領域と、
切り換えエネルギーを前記第1弁停止機構へ供給すると共に、前記第2弁停止機構及び第3弁停止機構への切り換えエネルギー供給を停止する全筒運転吸気両弁作動領域と、
を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、全気筒(全筒)運転時と減筒運転時の両方において、吸気スワールにより燃焼を向上できる。また、この効果により、特に、減筒運転における低機関トルク側ないし低回転側領域での機関回転変動(減筒運転制約のネック)を抑制することで、減筒運転領域を低機関トルク側ないし低回転側に拡大し、車両トータルでの燃費を向上できる。
〔請求項d〕請求項aに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記複数気筒の前記一部気筒を除く残気筒の一対の吸気弁うち、一方の弁作動状態と弁停止状態を切り換える第4弁停止機構を設けると共に、該第4弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁作動状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止すると弁停止状態となるように構成されたことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、始動時から全気筒を吸気片弁停止態様とできるので、フリクション低減効果、吸気スワ−ルによる燃焼改善効果を全気筒に渡って得られ、良好な始動性を実現できるだけでなく、減筒運転領域において、稼動気筒は両吸気弁作動態様と吸気片弁停止態様のどちらも選択できる。その結果、減筒運転領域における低機関トルク側ないし低回転側では、吸気片弁停止態様によりフリクション低減効果、吸気スワ−ルにより一層燃費を向上できると共に、片弁停止による燃焼安定・回転変動抑制効果により、燃費の良い減筒領域を一層低機関トルク側ないし低回転側に拡大できる。さらに、減筒運転領域における高機関トルク側ないし高回転側では、両吸気弁作動態様によりトルクの向上を得ることができ燃費の良い減筒領域をより高機関トルク側ないし高回転側まで拡大できる。以上により、車両ト−タルでの燃費を一層向上できる。
〔請求項e〕 請求項dに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構と第2弁停止機構と第3弁停止機構と第4弁停止機構への切り換えエネルギーの供給を停止する全筒運転吸気片弁作動領域と、
前記第1弁停止機構と第4弁停止機構へ切り換えエネルギーの供給を停止すると共に、前記第2弁停止機構及び第3弁停止機構に切り換えエネルギーを供給する減筒運転吸気片弁作動領域と、
前記第1弁停止機構への切り換えエネルギーの供給を停止すると共に、前記第2弁停止機構と第3弁停止機構と第4弁停止機構に切り換えエネルギーを供給する減筒運転吸気両弁作動領域と、
前記第1弁停止機構と第4弁停止機構に切り換えエネルギーを供給すると共に、前記第2弁停止機構と前記第3弁停止機構への切り換えエネルギー供給を停止する全筒運転吸気両弁作動領域と、
を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、請求項dと同様の作用効果が得られる。
〔請求項f〕 請求項aに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記切り換えエネルギーを、油圧エネルギーとしたことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、切り換えエネルギ−供給/供給停止変換手段である油圧供給/供給停止変換手段の下流に油圧経路を複数分岐させて設けることによって、複数弁の停止機構を一度に変換できるので、構造が複雑化せず、また弁停止機構間でのタイミングのズレが発生しにくい。
〔請求項g〕 請求項cまたはeに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
吸気弁と排気弁のリフト特性における位相またはリフト量を変化させることのできる可変動弁装置を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明では、バルブタイミング制御装置VTCとリフト可変機構VELを利用したもので、弁停止ないし弁作動の組合せによる諸性能向上の効果を一層高めることができる。
〔請求項h〕 請求項fに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記吸気弁と排気弁は、ラッシアジャスタを揺動支点として揺動するスイングアームにより開閉作動され、
前記第1弁停止機構と第2弁停止機構と第3弁停止機構は、前記スイングアームの揺動量を吸収するように前記ラッシアジャスタを移動可能とすることにより弁停止状態とするロストモーション機構であることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項i〕
請求項hに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構と第2弁停止機構及び第3弁停止機構は、前記ラッシアジャスタを軸方向へ移動可能に保持する保持孔と、前記ラッシアジャスタを前記スイングアームに当接させるように付勢するスプリングと、前記ラッシアジャスタを前記保持孔の所定の位置でそれぞれ係止する第1係止機構と第2係止機構と、を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項j〕
請求項iに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構が有する第1係止機構は、前記ラッシアジャスタ内の軸直角方向に保持され得る第1ピンと、該第1ピンを前記保持孔の周壁(シリンダヘッド)側へ付勢する第1ピンばねと、前記保持孔の周壁内に前記第1ピンが嵌合する第1嵌合孔と、該第1嵌合孔内周に油圧を供給する油通路を設け、前記第1嵌合孔に油圧が供給されていない場合には、前記第1ピンが前記第1嵌合孔内に全体が収容され、前記ラッシアジャスタが前記保持孔内を移動可能に設定されたことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項k〕
請求項iに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第2弁停止機構及び第3弁停止機構が有する第2係止機構は、前記ラッシアジャスタ内の軸直角方向の摺動孔に摺動可能に保持された第2ピンと、該第2ピンを前記保持孔の周壁(シリンダヘッド)側へ付勢する第2ピンばねと、前記保持孔の周壁内に前記第2ピンが嵌合する第2嵌合孔と、該第2嵌合孔内周に油圧を供給する油通路を設け、前記第2嵌合孔に油圧が供給されていない場合には、前記第2ピンが前記第2嵌合孔と前記ラッシアジャスタ内の摺動孔との間に跨って配置され、前記ラッシアジャスタが前記保持孔内を移動不可能に設定されていることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項l〕
請求項cに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
機関の始動時またはアイドル運転時には、全筒運転吸気片弁作動領域を適用することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、有効圧縮比が低い場合であっても、吸気片弁停止(片弁作動)による吸気スワールが生じるため良好な燃焼が行われ、さらに全筒運転による爆発間隔短縮、吸気片弁停止によるフリクション低減などから良好な始動性が得られ、またアイドル運転時には燃費が良好になり、機関回転変動も低減できる。
〔請求項m〕
請求項gに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
機関の始動時またはアイドル運転時には、排気弁の閉タイミングを進角側へ変化させることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、機関始動時に排気弁の閉タイミングを進角させることによって、吸気弁の開時期と排気弁の閉時期との間のバルブオーバーラップ区間を抑制して、ランプ区間(微小リフト区間)のみでオーバーラップさせるようにし、さらに吸気片弁停止により燃焼ガスが吸気系の逆流し筒内に再吸入する現象も抑制することとの相乗効果で、筒内残留ガスを十分低減することができ、燃焼安定性が一層向上する。
〔請求項n〕
請求項lに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
機関の始動時またはアイドル運転時の全筒運転吸気片弁作動領域から機関トルク・回転数の増加に応じて順に減筒運転吸気片弁作動領域、全筒運転吸気片弁作動領域、全筒運転吸気両弁作動領域を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項o〕
請求項eに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
機関の始動時またはアイドル運転時から機関トルク・回転数の増加に応じて順に全筒運転吸気片弁作動領域、減筒運転吸気片弁作動領域、減筒運転吸気両弁作動領域、全筒運転吸気片弁作動領域、全筒運転吸気両弁作動領域を有することを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項p〕 請求項hに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1弁停止機構は、前記一部の気筒の一対の吸気弁のうちの一方の吸気弁と前記一部の気筒以外の他の気筒の一対の吸気弁のうち一方の吸気弁に対応するスイングアームに設けられていると共に、前記第2弁停止機構は、前記一部の気筒の一対の吸気弁のうち他方の吸気弁に対応するスイングアームに設けられ、
前記第3弁停止機構は、前記一部の気筒の一対の排気弁に対応するスイングアームに設けられていることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項q〕 請求項pに記載の多気筒内燃機関の可変動弁装置において、油圧供給/供給停止変換手段の下流に複数の油圧通路が分岐形成され、各油圧通路が、吸気側の前記第2弁停止機構または排気側の第3弁停止機構に連結されていることを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
この発明によれば、一度に吸気弁と排気弁の弁停止をできる。
1…シリンダヘッド
1a…保持穴
3a、3a…#1気筒側の第1、第2吸気弁
3b、3b…#2気筒側の第1、第2吸気弁
5…駆動軸
5a…駆動カム
6…スイングアーム
6a…一端部
6b…他端部
7…揺動カム
8…伝達機構
9…制御機構
10a、10b…#1気筒の吸気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
10c、10d…#2気筒の吸気側第3、第4油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
11a…第2弁停止機構
11b、11c…第1弁停止機構
11d、11e…第3弁停止機構
11f…第4弁停止機構
12…吸気側バルブスプリング
13…軸受部
14…ローラ
24…ボディ
27…プランジャ
27b…先端頭部
34…摺動用孔
35…ロストモーションスプリング(付勢部材)
36…規制機構
38…移動用孔
39…規制用孔
40…リテーナ
41…摺動ピン
42…規制ピン
43…リターンスプリング
44…油通路孔
45、66、92…ドレン通路
54、64、91…オイルポンプ
55…第1電磁切換弁
65…第2電磁切換弁
90…第3電磁切換弁
71a、71a…#1気筒側の第1、第2排気弁
71b、71b…#2気筒側の第1、第2排気弁
72…排気側バルブスプリング
73…排気側カムシャフト
73a…回転カム
74…排気側スイングアーム
75a、75b…#1気筒の排気側第1、第2油圧ラッシアジャスタ(支点部材)
75c、75d…#2気筒の排気側第3、第4油圧ラッシアジャスタ(支点部材)

Claims (3)

  1. 複数気筒を有する内燃機関において、
    気筒毎にそれぞれ設けられた一対の吸気弁及び一対または単一の排気弁と、
    前記一部の気筒の前記一対の吸気弁のうち、一方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と開閉作動を停止させる弁停止状態を切り換える第1弁停止機構と、
    前記一部の気筒における前記一対の吸気弁のうち、他方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と開閉作動を停止させる弁停止状態を切り換える第2弁停止機構と、を有し、
    前記第1弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁作動状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止されると弁停止状態となるように構成され、
    前記第2弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると弁停止状態となり、切り換えエネルギーの供給が停止されると弁作動状態となるように構成されたことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
  2. 複数気筒を有する内燃機関において、
    気筒毎にそれぞれ設けられた一対の吸気弁及び一対または単一の排気弁と、
    ラッシアジャスタを揺動支点として揺動し、前記吸気弁及び排気弁を開閉作動するスイングアームと、
    油圧により作動し、前記複数気筒のうち一部の気筒における前記一対の吸気弁のうち、一方の吸気弁に対応する前記スイングアームの揺動量をロストモーションさせることにより弁停止状態とする第1弁停止機構と、
    油圧により作動し、前記一部の気筒における前記一対の吸気弁のうち、他方の吸気弁に対応する前記スイングアームの揺動量をロストモーションさせることにより弁停止状態とする第2弁停止機構と、
    を備え、
    前記第1弁停止機構は、油圧が供給されると弁作動状態とし、油圧の供給が制限されると弁停止状態とするように構成され、
    前記第2弁停止機構は、油圧が供給されると弁停止状態とし、油圧の供給が制限されると弁作動状態とするように構成されたことを特徴とする多気筒内燃機関の可変動弁装置。
  3. 気筒毎にそれぞれ設けられた一対の吸気弁及び一対または単一の排気弁と、
    前記一部の気筒における前記一対の吸気弁のうち、一方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と、開閉作動を停止させる弁停止状態とを切り換える第1弁停止機構と、
    前記一部気筒における前記一対の吸気弁のうち、他方の吸気弁を開閉作動させる弁作動状態と、開閉作動停止させる弁停止状態とを切り換える第2弁停止機構と、を備えた多気筒内燃機関の可変動弁装置の制御装置であって、
    前記第1弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると吸気弁を作動させ、切り換えエネルギーの供給が停止すると吸気弁の作動を停止させるように構成され、
    前記第2弁停止機構は、切り換えエネルギーが供給されると吸気弁の作動を停止させ、切り換えエネルギーの供給が停止されると吸気弁を作動させるように構成され、
    前記第1弁停止機構と第2弁停止機構への切り換えエネルギーの供給を別個に制御することを特徴とする可変動弁装置の制御装置。
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