JPH0465216B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、各気筒毎にそれぞれ配設される複数
の異なるカムの油圧切換に応じた選択により各気
筒の吸気弁あるいは排気弁の開閉作動特性を切換
可能な油圧式弁作動特性変更手段と、弁作動以外
の機関の燃焼状態に関連する制御因子を司るべく
各気筒に共通に配設される機関制御用作動手段
と、弁作動特性変更手段および機関制御用作動手
段を制御する制御手段とを有する多気筒内燃機関
に関する。

(2) 従来の技術 従来、吸気弁あるいは排気弁の開閉作動特性を
機関の運転状態に応じて切換えるようにした内燃
機関は、たとえば特開昭61−19911号公報により
公知である。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来の技術では、吸気弁あるい
は排気弁の開閉作動のみを弁作動特性変更手段に
より機関の運転状態に応じて変化させるようにし
ている。しかるに、機関の燃焼状態は吸気弁ある
いは排気弁の開閉作動特性のみで定まるものでは
なく、点火時期、燃料噴射量、排ガス循環量等の
制御因子を変化させることによつても機関の燃焼
状態が変化するものであり、機関の運転性能およ
び排ガス性能を向上させる観点からは、これらの
制御因子も吸気弁あるいは排気弁の作動特性に対
応させることが望ましい。

ところが油圧式弁作動特性変更手段では、作動
油の油温等により作動速度が異なる。このため多
気筒内燃機関では、弁作動特性変更手段の作動開
始に同期して他の制御因子も切換制御すると、弁
作動特性変更手段に作動遅れが生じた場合には、
或る気筒では吸気弁あるいは排気弁の作動特性が
機関の低速運転に対応したものとなつているのに
対し、点火時期、燃料噴射量および排ガス循環量
等の他の制御因子が機関の高速運転に対応したも
のとなつてしまうことがあり、吸気弁あるいは排
気弁の作動特性と他の制御因子とが対応しない事
態が生じ得る。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、吸気弁あるいは排気弁の作動特性が機関の
運転状態に応じて切換わるのにマツチングさせて
他の制御因子も吸気弁あるいは排気弁の作動特性
に対応するものに切換わるようにして運転性能お
よび排ガス性能等を向上させた多気筒内燃機関を
提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 本発明によれば、機関の運転状態に応じて各気
筒毎に吸気弁あるいは排気弁の作動特性を変化さ
せるべく弁作動特性変更手段に接続された制御手
段は、該弁作動特性変更手段を変更作動させる信
号の出力から弁作動特性変更手段の作動速度に関
連する因子に応じて定められる遅延時間経過後に
最初に開弁作動を開始する気筒から、機関制御用
作動手段の出力制御値を弁作動特性変更手段によ
る作動特性変更後に対応した値に順次変更せしめ
るべく構成される。

(2) 作用 上記構成によれば、油圧式弁作動特性変更手段
の作動速度に関連する因子に応じて定められる遅
延時間後に最初に開弁作動する気筒から機関制御
用作動手段が順次切換作動するので、各気筒の吸
気弁あるいは排気弁の作動特性が変更されるのに
同期して、機関制御用作動手段の出力制御値が各
気筒毎にその吸気弁あるいは排気弁の作動特性に
対応したものとなり、吸気弁あるいは排気弁の作
動特性と他の制御因子とがマツチングして機関の
運転状態に最適に適合したものとなつて、運転性
能および排ガス性能等の向上が可能となる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明を４気筒内燃機関に適
用したときの一実施例について説明すると、先ず
第１図および第２図において、４気筒内燃機関に
おける或る気筒で、機関本体Ｅに設けられた一対
の吸気弁１，１は、機関のクランク軸から1/2の
減速比で回転駆動されるカムシヤフト２に一体に
設けられた低速用カム４、高速用カム５および低
速用カム４と、カムシヤフト２と平行なロツカシ
ヤフトに枢支される第１、第２および第３ロツカ
アーム７，８，９と、各ロツカアーム７〜９間に
設けられる弁作動特性変更手段１０との働きによ
り開閉駆動される。

カムシヤフト２は、各気筒に共通にして機関本
体Ｅの上方で回転自在に配設されており、低速用
カム４，４は両吸気弁１，１に対応する位置でカ
ムシヤフト２に一体化され、高速用カム５は両低
速用カム４，４間でカムシヤフト２に一体化され
る。両低速用カム４，４はカムシヤフト２の半径
方向に沿う突出量が比較的小さい高位部４ａと、
ベース円部４ｂとをそれぞれ有する。また高速用
カム５は、カムシヤフト２の半径方向に沿う突出
量を前記高位部４ａよりも大きくするとともにそ
の高位部４ａよりも広い中心角範囲にわたる高位
部５ａと、ベース円部５ｂとを有する。

ロツカシヤフト６は、各気筒に共通にしてカム
シヤフト２よりも下方で固定配置される。このロ
ツカシヤフト６には、一方の吸気弁１に連動、連
結される第１ロツカアーム７と、他方の吸気弁１
に連動、連結される第３ロツカアーム９と、第１
および第３ロツカアーム７，９間に配置される第
２ロツカアーム８とが相互に隣接してそれぞれ枢
支される。また第１ロツカアーム７の上部には低
速用カム４に摺接するカムスリツパ１１が設けら
れ、第２ロツカアーム８の上部には高速用カム５
に摺接するカムスリツパ１２が設けられ、第３ロ
ツカアーム８の上部には低速用カム４に摺接する
カムスリツパ１３が設けられる。

一方、両吸気弁１，１の上部には鍔部１４がそ
れぞれ設けられており、これらの鍔部１４と機関
本体Ｅとの間には弁ばね１５がそれぞれ介装さ
れ、各吸気弁１，１は閉弁方向すなわち上方に向
けて付勢される。また第１および第３ロツカアー
ム７，９の先端には、吸気弁１の上端に当接し得
るタペツトねじ１６が進退可能にそれぞれ螺着さ
れる。

第３図を併せて参照して、第２ロツカアーム８
は、ロツカシヤフト６から両吸気弁１，１側にわ
ずかに延出されており、この第２ロツカアーム８
は、機関本体Ｅとの間に設けた弾発付勢手段１９
により高速用カム５に摺接する方向に弾発付勢さ
れる。

弾発付勢手段１９は、閉塞端を第２ロツカアー
ム８に当接させた有底円筒状のリフタ２０と、リ
フタ２０および機関本体Ｅ間に介装されるリフタ
ばね２１とを備え、リフタ２０は機関本体Ｅに穿
設した有底穴２２に摺動可能に嵌合される。

第４図において、各気筒の各ロツカアーム７〜
９間には、それらの連結および連結解除を切換可
能にして吸気弁１，１の作動態様を変更するため
の弁作動特性変更手段１０が設けられる。

弁作動特性変更手段１０は、第３および第２ロ
ツカアーム９，８間を連結し得る第１切換ピン２
３と、第２および第１ロツカアーム８，７間を連
結し得る第２切換ピン２４と、第１および第２切
換ピン２３，２４の移動を規制する第３切換ピン
２５と、各切換ピン２３〜２５を連結解除側に付
勢する戻しばね２６とを備える。

第３ロツカアーム９には、ロツカシヤフト６と
平行な有底のガイド穴２７がその開放端を第２ロ
ツカアーム８側にして穿設されており、このガイ
ド穴２７には第１切換ピン２３が摺動可能に嵌合
され、第１切換ピン２３とガイド穴２７の閉塞端
との間に油圧室２９が画成される。また第３ロツ
カアーム９には、油圧室２９に連通する連通路３
０が穿設され、ロツカシヤフト６内には油圧供給
路３１が穿設される。しかも連通路３０および油
圧供給路３１は、ロツカシヤフト６の側壁に穿設
した連通孔３２を介して、第３ロツカアーム９の
揺動状態に拘らず常時連通する。

第２ロツカアーム８には、前記ガイド穴２７に
対応する同一径のガイド孔３３がその両側面間に
わたつてロツカシヤフト６と平行に穿設され、こ
のガイド孔３３には第２切換ピン２４が摺動可能
に嵌合される。

第１ロツカアーム７には、前記ガイド孔３３に
対応する同一径の有底ガイド穴３４がロツカシヤ
フト６と平行にかつ開放端を第２ロツカアーム８
側にして穿設され、このガイド穴３４に第３切換
ピン２５が摺動可能に嵌合される。しかも第３切
換ピン２５に同軸に連設した軸部３６がガイド穴
３４の閉塞端に穿設した案内孔３７に移動自在に
挿通される。また戻しばね２６は、軸部３６を囲
繞してガイド穴３４の閉塞端および第３切換ピン
２５間に介装され、この戻しばね２６により相互
に当接した各切換ピン２３〜２５が連結解除側す
なわち油圧室２９側に付勢される。

油圧室２９に供給される油圧を解放したときに
は、各切換ピン２３〜２５は戻しばね２６のばね
力により連結解除側に移動しており、この状態で
は第１および第２切換ピン２３，２４の当接面は
第３および第２ロツカアーム９，８間にあり、第
２および第３切換ピン２４，２５の当接面は第２
および第１ロツカアーム８，７間にあり、各ロツ
カアーム７〜９は連結されていない。また油圧室
２９に高油圧を供給したときには、各切換ピン２
３〜２５は戻しばね２６のばね力に抗して油圧室
２９から離反する方向に移動し、第１切換ピン２
３がガイド孔３３に嵌合し、第２切換ピン２４が
ガイド穴３４に嵌合して各ロツカアーム７〜９が
連結される。

ロツカシヤフト６内の油圧供給路３１は、ソレ
ノイド４０の励磁および消磁により開弁状態およ
び閉弁状態を切換える制御弁４１を介して油圧供
給源４２に接続される。この制御弁４１が開弁す
ると弁作動特性変更手段１０の油圧室２９に高油
圧が供給され、閉弁すると油圧室２９の油圧が解
放される。このようにして各気筒の弁作動特性変
更手段１０の油圧室２９には、油圧供給路３１か
ら同時に油圧が供給されたり、油圧が解放された
りし、各弁作動特性変更手段１０は同時に切換作
動する。

前記ソレノイド４０はコンピユータ等の制御手
段４３により励磁および消磁を切換えられるもの
であり、この制御手段４３は、機関の回転数を検
出する回転数検出器４４から入力される回転数が
設定値を超えると前記制御弁４１を開弁する。ま
た制御手段４３には、吸気負圧を検出する検出器
４７および機関温度を検出する検出器４８、油温
を検出する検出器４９等が接続される。

またこの内燃機関には、吸気弁１，１の作動以
外の機関の燃焼状態に関連する制御因子を司る機
関制御用作動手段として点火時期を定めるための
電子式進角手段５０、燃料噴射量を定めるための
電子式燃料噴射手段５１および排ガス循環量を定
めるための電子式排ガス循環手段５２が備えられ
ており、各手段５０，５１，５２も制御手段４３
により制御される。しかも制御手段４３には、点
火時期、燃料噴射量および排ガス循環量を機関回
転数および吸気負圧に応じて定めたマツプが、機
関の低速運転時と機関の高速運転時との２種類そ
れぞれ準備されており、該弁作動特性変更手段１
０を変更作動させる信号の出力から弁作動特性変
更手段１０の作動速度に関連する因子たとえば作
動油の油温に応じて定められる遅延時間Ｔ経過後
に最初に開弁作動を開始する気筒から、電子式進
角手段５０、電子式燃料噴射手段５１および電子
式排ガス循環手段５２の出力制御値が制御手段４
３により弁作動特性変更手段１０による弁特性変
更後の値に順次切換制御される。すなわちソレノ
イド４０を消磁あるいは励磁するための信号を出
力してから遅延時間Ｔが経過した後に吸気弁１，
１が、最初に開弁作動を開始する気筒からその点
火時期、燃料噴射量および排ガス循環量が制御手
段４３により、弁作動特性変更手段１０による特
性変更後の吸気弁１，１の作動特性に対応した制
御値に順次制御されることになる。

次にこの実施例の使用について説明すると、機
関の回転数が設定値以下のときには、制御手段４
３はソレノイド４０を消磁するための信号を出力
する。ソレノイド４０が消磁されているときには
制御弁４１が閉弁して油圧室２９の油圧が解放さ
れているので、弁作動特性変更手段１０は連結解
除状態にあり、吸気弁１，１は低速用カム４，４
の形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉
作動する。

機関の回転数が設定値を超えると、制御手段４
３はソレノイド４０を励磁する信号を出力し、こ
れにより制御弁４１が開弁する。したがつて油圧
室２９に高油圧が供給され、弁作動特性変更手段
１０は連結状態に切換わり、角ロツカアーム７〜
９が連結される。したがつて吸気弁１，１は高速
用カム５の形状に応じたタイミングおよびリフト
量で開閉作動する。

このような吸気弁１，１の開閉作動特性の変化
に対して、点火時期および燃料噴射量は第５図で
示すように変化する。この第５図において吸気弁
１，１の低速運転に対応した作動特性での開弁時
期はVl、高速運転に対応した作動特性での開弁
時期はVhで示され、点火時期は低速運転に対応
した点火パルスがIl、高速運転に対応した点火パ
ルスがIhで示され、図示しない燃料噴射弁の低速
運転に対応した開弁時期はFl、高速運転に対応し
た開弁時期はFhで示されるものである。ここで、
各気筒の吸気弁１，１が低速運転に対応した状態
における第１気筒の吸気弁１，１の開弁開始時に
対応した時期Ｐに各弁作動特性変更手段１０を連
結状態に作動せしめるべくソレノイド４０を励磁
するための信号を制御手段４３から出力した場合
を想定する。

ソレノイド４０を励磁させるための信号を制御
手段４３が出力するのに応じて油圧供給路３１に
は高油圧が供給され、油圧室２９にも高油圧が供
給されて各弁作動特性変更手段１０は連結作動を
開始するが、その作動速度は作動油の粘度に応じ
て左右される。而して、各弁作動特性変更手段１
０による吸気弁１，１の作動特性の切換が終了す
る前に、第３気筒では低速運転に対応した作動特
性で吸気弁１，１が開閉作動することがある。そ
こで、制御手段４３では、弁作動特性変更手段１
０による切換作動が終了する時間に対応して油温
に応じて定められる遅延時間Ｔが経過した後に吸
気弁１，１の開閉作動が最初に開始される気筒す
なわち第４気筒から、点火時期および燃料噴射量
を高速運転に対応した値に切換制御する。このよ
うにして或る気筒（第５図では第４気筒）の吸気
弁１，１の作動が機関の運転状態に応じて変更さ
せられるのに応じて、その気筒から順次、点火時
期、燃料噴射量が機関の運転状態に対応したもの
に制御され、機関の運転性能および排ガス性能を
向上することができる。尚、第５図で図示はしな
いが、排ガス循環量も前記点火時期および燃料噴
射量と同様に制御されるものである。

以上の実施例では、吸気弁の動弁装置について
説明したが、排気弁の動弁装置についても本発明
を適用することができる。また本発明によれば、
弁作動以外の制御因子としての点火時期、燃料噴
射量および排ガス循環量の少なくとも１つを制御
手段４３で制御するようにすればよい。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、機関の運転状態
に応じて各気筒毎に吸気弁あるいは排気弁の作動
特性を変化させるべく弁作動特性変更手段に接続
された制御手段は、該弁作動特性変更手段を変更
作動させる信号の出力から弁作動特性変更手段の
作動速度に関連する因子に応じて定められる遅延
時間経過後に最初に開弁作動を開始する気筒か
ら、機関制御用作動手段の出力制御値を弁作動特
性変更手段による作動特性変更後に対応した値に
順次変更せしめるべく構成されるので、各気筒の
弁の作動特性と、弁作動以外の制御因子とをマツ
チングさせながら機関の運転状態に適合したもの
とすることができ、運転性能および排ガス性能等
を確実に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は動弁装置の平面図、第２図は第１図の−
線断面図、第３図は第１図の−線断面図、
第４図は第２図の−線断面図、第５図は切換
タイミングを示す図である。 １……吸気弁、１０……弁作動特性変更手段、
４３……制御手段、５０……機関制御用作動手段
としての電子式進角手段、５１……機関制御用作
動手段としての電子式燃料噴射手段、５２……機
関制御作動手段としての電子式排ガス循環手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各気筒毎にそれぞれ配設される複数の異なる
   カム４，５の油圧切換に応じた選択により各気筒
   の吸気弁１あるいは排気弁の開閉作動特性を切換
   可能な油圧式弁作動特性変更手段１０と、弁作動
   以外の機関の燃焼状態に関連する制御因子を司る
   べく各気筒に共通に配設される機関制御用作動手
   段５０，５１，５２と、弁作動特性変更手段１０
   および機関制御用作動手段５０〜５２を制御する
   制御手段４３とを有する多気筒内燃機関におい
   て、機関の運転状態に応じて各気筒毎に吸気弁１
   あるいは排気弁の作動特性を変化させるべく弁作
   動特性変更手段１０に接続された制御手段４３
   は、該弁作動特性変更手段１０を変更作動させる
   信号の出力から弁作動特性変更手段１０の作動速
   度に関連する因子に応じて定められる遅延時間Ｔ
   経過後に最初に開弁作動を開始する気筒から、機
   関制御用作動手段５０〜５２の出力制御値を弁作
   動特性変更手段１０による作動特性変更後に対応
   した値に順次変更せしめるべく構成されることを
   特徴とする多気筒内燃機関。