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
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Description
〔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。
〔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。
〔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。
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。
〔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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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。
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)
- 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。 - 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。 - 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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