JPH07238821A - 内燃機関の動弁制御装置 - Google Patents

内燃機関の動弁制御装置

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JPH07238821A
JPH07238821A JP6029203A JP2920394A JPH07238821A JP H07238821 A JPH07238821 A JP H07238821A JP 6029203 A JP6029203 A JP 6029203A JP 2920394 A JP2920394 A JP 2920394A JP H07238821 A JPH07238821 A JP H07238821A
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intake
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幸夫 中山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機関の極低速時に有害ＨＣの排出を抑制し、機
関の通常運転時に吸、排気弁の作動特性を運転状態に適
合させて燃費の低減および高出力化を達成する。 【構成】クランク軸の回転動力を１／４の減速比でカム
軸１１I に伝達され、機関の極低速時に適合した単一の
高位部を有する第１カム４１と、機関の低速運転状態に
適合した一対の高位部を周方向に１８０度離隔した位置
に有する第２カム４２と、機関の高速運転状態に適合し
た一対の高位部を周方向に１８０度離隔した位置に有す
る第３カム４３とがカム軸１１I に設けられ、各カム４
１〜４３にそれぞれ個別に従動する第１、第２および第
３ロッカアーム４５，４６，４７には、第１ロッカアー
ム４５の第２および第３ロッカアーム４６，４７への選
択的な連結および連結解除を切換可能な連結切換手段４
８が設けられ、第１ロッカアーム４５が吸気弁および排
気弁にそれぞれ連動、連結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁および排気弁の
作動特性を機関の運転状態に応じて変更可能とした内燃
機関の動弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼効率の向上を目的として、機
関の低負荷時に特定気筒を４サイクルで作動せしめると
ともに他の気筒を休止せしめ、機関の高負荷時には全気
筒を６サイクルで作動せしめる技術を、電磁駆動吸・排
気弁開閉タイミングにより達成するようにしたものが、
特開平２−２６４１２３号公報により知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気系に介
設されている触媒コンバータに流入する排ガスの温度が
低温であるときには、触媒コンバータ内の触媒温度が活
性化温度に達しないことに起因して有害ＨＣの排出量が
多くなるものであり、機関の低温始動時等の極低速時に
は排ガス温度を速やかに上昇させることが望まれるが、
上記従来のものでは、速やかな排ガス温度上昇は期待で
きない。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、機関の極低速時に排ガス温度を速やかに上昇
させて有害ＨＣの排出を抑制するとともに、機関の通常
運転時には、吸気弁および排気弁の作動特性を機関運転
状態に適合させることにより、燃費の低減および高出力
化を達成し得るようにした内燃機関の動弁制御装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明装置は、クランク軸の回転動力を１／４の減
速比でカム軸に伝達する調時伝動装置と；機関の極低速
時に適合した開弁プロフィルで外側方に張出した単一の
高位部を有してカム軸に設けられる第１カムと、機関の
低速運転状態に適合した開弁プロフィルで外側方に張出
した一対の高位部を周方向に１８０度離隔した位置に有
してカム軸に設けられる第２カムと、機関の高速運転状
態に適合した開弁プロフィルで外側方に張出した一対の
高位部を周方向に１８０度離隔した位置に有してカム軸
に設けられる第３カムと、前記各カムにそれぞれ個別に
従動する第１、第２および第３ロッカアームと、第１ロ
ッカアームの第２および第３ロッカアームへの選択的な
連結および連結解除を機関の運転状態に応じて切換可能
として第１ないし第３ロッカアームに設けられる連結切
換手段とをそれぞれ有し、第１ロッカアームが吸気弁お
よび排気弁にそれぞれ連動、連結される吸気側および排
気側動弁装置と；を備えることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、図面により本発明をＤＯＨＣ型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。
【０００７】図１ないし図１０は本発明の一実施例を示
すものであり、図１は内燃機関の側面図、図２は内燃機
関の要部縦断面図、図３は図２の３−３線矢視拡大図、
図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図３の５−５
線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図３の
７−７線断面図、図８は連結切換手段の作動制御用油圧
回路を示す図、図９は吸気側動弁装置の作動状態を順次
示す横断面図、図１０は吸気弁および排気弁の作動特性
を示す図である。
【０００８】先ず図１において、このＤＯＨＣ型４気筒
内燃機関において、クランク軸１０と、吸気側のカム軸
１１I および排気側のカム軸１１E との間に設けられる
調時伝動装置１２は、クランク軸１０の回転動力を１／
４の減速比で両カム軸１１I，１１E に伝達するもので
あり、たとえばクランク軸１０に固定される駆動ギヤ１
３と、該駆動ギヤ１３に噛合してシリンダブロック１４
に回転自在に支承される被動ギヤ１５と、被動ギヤ１５
に同軸に連結される駆動プーリ１６と、前記両カム軸１
１I ，１１E の端部にそれぞれ固定された被動プーリ１
７I ，１７E と、駆動プーリ１６および両被動プーリ１
７I ，１７E に巻掛けられる無端状のタイミングベルト
１８と、シリンダブロック１４に回転自在に支承されて
タイミングベルト１８の途中に係合されるアイドルプー
リ１９と、アイドルプーリ１９および駆動プーリ１６間
でタイミングベルト１８にその外周側から係合されるア
ジャスタ２０とを備える。而して駆動ギヤ１３および被
動ギヤ１５の外径比が１：２に、また駆動プーリ１６お
よび両被動プーリ１７I ，１７E の外径比が１：２に設
定されることにより、減速比が１／４となる。
【０００９】図２において、シリンダブロック１４内に
は４つのシリンダ２１が直列に並んで設けられ、シリン
ダブロック１４の上端に結合されるシリンダヘッド２２
と、各シリンダ２１に摺動可能に嵌合されるピストン２
３との間には燃焼室２４がそれぞれ画成される。またシ
リンダヘッド２２には、各燃焼室２４の天井面を形成す
る部分に、一対の吸気弁口２５…および一対の排気弁口
２６…が設けられる。一方、シリンダヘッド２２には、
該シリンダヘッド２２における一方の側面に開口される
吸気ポート２８が穿設されており、該吸気ポート２８は
両吸気弁口２５…に連通される。またシリンダヘッド２
２には、該シリンダヘッド２２における他方の側面に開
口される排気ポート２９が穿設されており、該排気ポー
ト２９は両排気弁口２６…に連通される。さらに各気筒
の排気ポート２９…に共通に連なる排気系３０の途中に
は、三元触媒を内蔵した触媒コンバータ３１が介設され
る。
【００１０】シリンダヘッド２２の各シリンダ２１に対
応する部分には、両吸気弁口２５…をそれぞれ開閉可能
な一対の吸気弁ＶI …をそれぞれ案内する一対のガイド
筒３３…が嵌合、固定されるとともに、両排気弁口２６
…をそれぞれ開閉可能な一対の排気弁ＶE …を案内する
一対のガイド筒３５…が嵌合、固定されており、それら
のガイド筒３３…，３５…から上方に突出した各吸気弁
ＶI …および各排気弁ＶE …の上端にそれぞれ設けられ
る鍔部３６…，３７…と、シリンダヘッド２２との間に
は弁ばね３８…，３９…がそれぞれ縮設され、これらの
弁ばね３８…，３９…のばね力により各吸気弁ＶI …お
よび各排気弁ＶE …は、上方すなわち閉弁方向に付勢さ
れる。
【００１１】両吸気弁ＶI …には吸気側動弁装置４０I
が連結され、両排気弁ＶE …には排気側動弁装置４０E
が連結される。
【００１２】図３および図４を併せて参照して、吸気側
動弁装置４０I は、カム軸１１I と、カム軸１１I に設
けられる一対の第１カム４１，４１、単一の第２カム４
２および一対の第３カム４３，４３と、カム軸１１I と
平行にして固定配置されるロッカアーム軸４４と、ロッ
カアーム軸４４に揺動可能に支承される一対の第１ロッ
カアーム４５，４５、単一の第２ロッカアーム４６、一
対の第３ロッカアーム４７，４７と、各ロッカアーム４
５〜４７に設けられる連結切換手段４８とを備える。
【００１３】カム軸１１I は、シリンダヘッド２２に一
体に設けられる下部ホルダ４９と、該下部ホルダ４９に
締着される上部ホルダ５０との間で軸線まわりの回転を
自在にして支承されており、一対の第３カム４３，４３
は、単一の第２カム４２の両側に配置され、一対の第１
カム４１，４１は、第２カム４２および両第３カム４
３，４３間にそれぞれ挟まれるように配置される。
【００１４】図５、図６および図７を併せて参照して、
第１カム４１は、カム軸１１I と同心円状であるベース
円部４１ａと、機関の極低速時たとえば低温始動時に適
合した開弁プロフィルでベース円部４１ａの周方向１個
所から半径方向外方に張出す高位部４１ｂとを外周に有
する。第２カム４２は、前記ベース円部４１ａと同径に
してカム軸１１I と同心状に形成されるベース円部４２
ａと、機関の低速運転状態に適合した開弁プロフィルで
ベース円部４２ａから半径方向外方に張出す一対の高位
部４２ｂ，４２ｂとを外周に有する。しかも両高位部４
２ｂ，４２ｂは周方向に１８０度離隔した位置に配置さ
れ、両高位部４２ｂ，４２ｂの一方はカム軸１１I の周
方向に沿って第１カム４１の高位部４１ｂと同一位置に
配置される。第３カム４３は、前記各ベース円部４１
ａ，４２ａと同径にしてカム軸１１ I と同心状に形成さ
れるベース円部４３ａと、機関の高速運転状態に適合し
た開弁プロフィルでベース円部４３ａから半径方向外方
に張出す一対の高位部４３ｂ，４３ｂとを外周に有し、
両高位部４３ｂ，４３ｂは第２カム２２の両高位部２２
ｂ，２２ｂと同一位相で周方向に１８０度離隔した位置
に配置される。
【００１５】一方、ロッカアーム軸４４は、カム軸１１
I よりも下方位置で、該カム軸１１ I と平行な軸線を有
してシリンダヘッド２２の下部ホルダ４９に固定的に保
持される。このロッカアーム軸４４には、一対の吸気弁
ＶI ，ＶI にそれぞれ個別に連動、連結される一対の第
１ロッカアーム４５，４５と、それらの第１ロッカアー
ム４５，４５間に挟まれる単一の第２ロッカアーム４６
と、第２ロッカアーム４６との間に両第１ロッカアーム
４５，４５をそれぞれ挟む一対の第３ロッカアーム４
７，４７とが相互に隣接してそれぞれ揺動可能に支承さ
れる。
【００１６】一対の第１ロッカアーム４５，４５は、ロ
ッカアーム軸４４に揺動可能に支承されて吸気弁ＶI ，
ＶI 側に延設されており、これらの第１ロッカアーム４
５，４５の先端部には、吸気弁ＶI ，ＶI の上端に当接
するタペットねじ５１，５１が進退位置を調整可能とし
て螺合される。したがって両吸気弁ＶI ，ＶI は両第１
ロッカアーム４５，４５の揺動作動に応じて開閉作動す
ることになる。しかも図２で明示するように、第１ロッ
カアーム４５，４５へのタペットねじ５１，５１の螺合
位置、すなわち第１ロッカアーム４５，４５への吸気弁
ＶI ，ＶI の連動、連結位置は、ロッカアーム軸４４の
軸線に沿う第１ロッカアーム４５，４５の中心位置から
オフセット量ｄ1 だけ第３ロッカアーム４７，４７側に
それぞれオフセットされており、ロッカアーム軸４４の
軸線に沿う第２ロッカアーム４６の中心位置からほぼ等
しい距離ｄ2 ，ｄ2 だけ離れた位置で、両第１ロッカア
ーム４５，４５に吸気弁ＶI ，ＶI が連動、連結される
ことになる。
【００１７】また両第１ロッカアーム４５，４５におい
て、吸気弁ＶI ，ＶI への連動、連結位置と、ロッカア
ーム軸４４との間の中間部上面にはカムスリッパ５２，
５２がそれぞれ固設され、それらのカムスリッパ５２，
５２は第１カム４１，４１に摺接される。
【００１８】第２ロッカアーム４６は、カム軸１１I の
下方側にわずかに延びてロッカアーム軸４４に揺動可能
に支承されており、この第２ロッカアーム４６の先端側
上部には第２カム４２に摺接するカムスリッパ５３が固
設される。
【００１９】また第２ロッカアーム４６は、カム軸１１
I のほぼ下方でシリンダヘッド２２に配設されたロスト
モーション機構５４によりカムスリッパ５３を第２カム
４２に摺接させる方向に弾発付勢される。このロストモ
ーション機構５４は、開口端を第２ロッカアーム４６側
に向けてシリンダヘッド２２に嵌合、固定される有底円
筒体５５と、該有底円筒体５５に摺動自在に嵌合される
リフタ５６と、有底円筒体５５およびリフタ５６間に縮
設されるばね５７と、有底円筒体５５からのリフタ５６
の抜け出しを阻止すべく有底円筒体５５の開口端内面に
嵌着される止め輪５８とから成るものであり、リフタ５
６には、該リフタ５６および有底円筒体５５間の空間を
外部に開放する開放孔５９が穿設される。而して有底円
筒体５５の開口端から突出したリフタ５６は、第２ロッ
カアーム４６の先端側下部に設けられた受圧部４６ａに
弾発的に摺接され、第２ロッカアーム４６は、ロストモ
ーション機構５４の弾発力により第２カム４２に常時摺
接されることになる。
【００２０】一対の第３ロッカアーム４７，４７は、カ
ム軸１１I の下方側にわずかに延びてロッカアーム軸４
４に揺動可能に支承されており、これらの第３ロッカア
ーム４７，４７の先端側上部には、第３カム４３，４３
に摺接するカムスリッパ６３，６３が固設される。
【００２１】これらの第３ロッカアーム４７，４７は、
ロッカアーム軸４４の軸線に近接した位置で上部ホルダ
５０に配設されたロストモーション機構６４，６４によ
りカムスリッパ６３，６３を第３カム４３，４３に摺接
させる方向に弾発付勢される。該ロストモーション機構
６４は、上部ホルダ５０に一体に設けられた円筒状の支
持筒５０ａに開口端を第３ロッカアーム４７側に向けて
嵌合、固定される有底円筒体６５と、該有底円筒体６５
に摺動自在に嵌合されるリフタ６６と、有底円筒体６５
およびリフタ６６間に縮設されるばね６７と、有底円筒
体６５からのリフタ６６の抜け出しを阻止すべく有底円
筒体６５の開口端内面に嵌着される止め輪６８とから成
るものであり、リフタ６６には、該リフタ６６および有
底円筒体６５間の空間を外部に開放する開放孔６９が穿
設される。而して有底円筒体６５の開口端から突出した
リフタ６６は、第３ロッカアーム４７の基部に上方に向
けて突設された受圧部４７ａに弾発的に摺接され、第３
ロッカアーム４７は、ロストモーション機構６４の弾発
力により第３カム４３に常時摺接されることになる。
【００２２】図４に特に注目して、連結切換手段４８
は、第２ロッカアーム４６および両第１ロッカアーム４
５，４５間に設けられる第１切換機構７０と、相互に隣
接した第１および第２ロッカアーム４５，４６；４５，
４６間にそれぞれ設けられる一対の第２切換機構７１，
７１とを備える。
【００２３】第１切換機構７０は、第２ロッカアーム４
６、ならびに第２ロッカアーム４６の両側の第１ロッカ
アーム４５，４５において、カム軸１１I の下方位置に
配設され、一方の第１ロッカアーム４５および第２ロッ
カアーム４６間を連結可能な第１切換ピン７２と、第２
ロッカアーム４６および他方の第１ロッカアーム４５間
を連結可能にして第１切換ピン７２に一端を当接させる
第２切換ピン７３と、第２切換ピン７３の他端に当接す
る規制部材７４と、両切換ピン７２，７３および規制部
材７４を連結解除側に付勢する戻しばね７５とを備え
る。
【００２４】一方の第１ロッカアーム４５には、第２ロ
ッカアーム４６側に開放した有底の第１ガイド穴７６が
ロッカアーム軸４４と平行に穿設されており、円柱状に
形成された第１切換ピン７２が第１ガイド穴７６に摺動
可能に嵌合され、第１切換ピン７２の一端と第１ガイド
穴７６の閉塞端との間に油圧室７７が画成される。
【００２５】第２ロッカアーム４６には、第１ガイド穴
７４に対応するガイド孔７８がロッカアーム軸４４と平
行にして両側面間にわたって穿設されており、第１切換
ピン７２の他端に一端が当接される第２切換ピン７３が
ガイド孔７８に摺動可能に嵌合される。
【００２６】他方の第１ロッカアーム４５には、前記ガ
イド孔７８に対応する有底の第２ガイド穴７９が第２ロ
ッカアーム４６側に開放してロッカアーム軸４４と平行
に穿設されており、第２切換ピン７３の他端に当接する
有底円筒状の規制部材７４が第２ガイド穴７９に摺動可
能に嵌合され、戻しばね７５は規制部材７４と第２ガイ
ド穴７９の閉塞端との間に縮設される。また第２ガイド
穴７９の内面には、規制部材７４に係合して該規制部材
７４の第２ガイド穴７９からの抜け出しを阻止する止め
輪８０が嵌着され、第２ガイド穴７９の閉塞端には開放
孔８１が穿設される。
【００２７】このような第１切換機構７０では、油圧室
７７に油圧を作用せしめることにより、第１切換ピン７
２がガイド孔７８に嵌合するとともに第２切換ピン７３
が第２ガイド穴７９に嵌合して、第２ロッカアーム４６
および両第１ロッカアーム４５，４５が連結される。ま
た油圧室７７の油圧を解放すると戻しばね７５のばね力
により第１切換ピン７２が第２切換ピン７３との当接面
を一方の第１ロッカアーム４５および第２ロッカアーム
４６間に対応させる位置まで戻り、第２切換ピン７３が
規制部材７４との当接面を第２ロッカアーム４６および
他方の第１ロッカアーム４５間に対応させる位置まで戻
るので第２ロッカアーム４６および両第１ロッカアーム
４５，４５の連結状態が解除される。しかも第２ロッカ
アーム４６および両第１ロッカアーム４５，４５の連結
および連結解除は、第２ロッカアーム４６が第２カム４
２のベース円部４２ａに摺接するとともに両第１ロッカ
アーム４５，４５が第１カム４１，４１のベース円部４
１ａ…にそれぞれ摺接している状態、すなわち第１ガイ
ド穴７６、ガイド孔７８および第２ガイド穴７９が同軸
上に在るときに行なわれる。
【００２８】第２切換機構７１は、第１ロッカアーム４
５および第３ロッカアーム４７において、カム軸１１I
の下方位置に配設され、第３ロッカアーム４７および第
１ロッカアーム４５間を連結可能な切換ピン８２と、該
切換ピン８２に当接する規制部材８３と、切換ピン８２
および規制部材８３を連結解除側に付勢する戻しばね８
４とを備える。
【００２９】第３ロッカアーム４７には、第１ロッカア
ーム４５側に開放した有底の第ガイド穴８５がロッカア
ーム軸４４と平行に穿設されており、円柱状に形成され
た切換ピン８２がガイド穴８５に摺動可能に嵌合され、
切換ピン８２の一端とガイド穴８５の閉塞端との間に油
圧室８６が画成される。
【００３０】第１ロッカアーム４５には、前記ガイド穴
８５に対応する有底のガイド穴８７が第３ロッカアーム
４７側に開放してロッカアーム軸４４と平行に穿設され
ており、切換ピン８２の他端に当接する有底円筒状の規
制部材８３が該ガイド穴８７に摺動可能に嵌合され、戻
しばね８４は規制部材８３とガイド穴８７の閉塞端との
間に縮設される。またガイド穴８７の内面には、規制部
材８３に係合して該規制部材８３のガイド穴８７からの
抜け出しを阻止する止め輪８８が嵌着され、ガイド穴８
７の閉塞端には開放孔８９が穿設される。
【００３１】このような第２切換機構７１では、油圧室
８６に油圧を作用せしめることにより、切換ピン８２が
ガイド穴８７にその閉塞端に当接するまで嵌合して、第
３ロッカアーム４７および第１ロッカアーム４５が連結
される。この連結状態で、油圧室８６の油圧は、切換ピ
ン８２および規制部材８３を介して第１ロッカアーム４
５に第２ロッカアーム４６側に向けての付勢力を与える
ことになる。また油圧室８６の油圧を解放すると戻しば
ね８４のばね力により切換ピン８２が規制部材８３との
当接面を第３ロッカアーム４７および第１ロッカアーム
４５間に対応させる位置まで戻るので第３ロッカアーム
４７および第１ロッカアーム４５の連結状態が解除され
る。しかも第３ロッカアーム４７および第１ロッカアー
ム４５の連結および連結解除は、第３ロッカアーム４７
が第３カム４３のベース円部４３ａに摺接するとともに
第１ロッカアーム４５が第１カム４１のベース円部４１
ａに摺接している状態、すなわち両ガイド穴８５，８７
が同軸上に在るときに行なわれる。
【００３２】ロッカアーム軸４４内には、軸線と平行な
第１油路９１および第２油路９２が相互間に隔壁９３を
介在させて設けられており、一方の第１ロッカアーム４
５には、その揺動状態にかかわらず第１切換機構７０の
油圧室７７に第１油路９１を常時連通させる連通路９４
が設けられ、一対の第３ロッカアーム４７，４７には、
その揺動状態にかかわらず第２切換機構７１，７１の油
圧室８６，８６に第２油路９２を常時連通させる連通路
９５，９５が設けられる。
【００３３】図８において、油溜９６から作動油を汲上
げる油圧ポンプ９７の吐出口にはフィルタ９８が接続さ
れ、油圧ポンプ９７の吐出口および油溜９６間にはリリ
ーフ弁９９が設けられる。ロッカアーム軸４４内の第１
油路９１および前記フィルタ９８間には電磁弁１００が
付設された第１油圧制御弁１０１が介設され、ロッカア
ーム軸４４内の第２油路９２および前記フィルタ９８間
には電磁弁１０２が付設された第２油圧制御弁１０３が
介設される。而して第１油圧制御弁１０１は、油圧ポン
プ９７の吐出油圧を第１油路９１に作用せしめる状態と
第１油路９１内の油圧を解放する状態とを切換可能であ
り、また第２油圧制御弁１０３は油圧ポンプ９７の吐出
油圧を第２油路９２に作用せしめる状態と第２油路９２
内の油圧を解放する状態とを切換可能である。
【００３４】しかも第１および第２油圧制御弁１０１，
１０３は、機関の低温始動時には第１および第２油路９
１，９２の油圧を解放し、始動後に機関が低速運転状態
となったときには第１油路９１に油圧を作用せしめるが
第２油路９２の油圧を解放し、機関が高速運転状態とな
ったときには第１および第２油路９１，９２に油圧を作
用せしめるように制御されるものである。このような第
１および第２油路９１，９２の油圧作用および油圧解放
に応じた第１切換機構７０および一対の第２切換機構７
１，７１の作動による各ロッカアーム４５，４５，４
６，４７，４７の連結および連結解除について図９を参
照しながら次に説明する。
【００３５】先ず機関が低温始動時等の極低速状態に在
るときには、第１および第２油路９１，９２の油圧がと
もに解放されていることにより図９（ａ）で示すように
第１切換機構７０および両第２切換機構７１，７１は連
結解除状態にあり、各ロッカアーム４５，４６，４６，
４７，４７は個別に揺動可能な状態にある。したがって
一対の吸気弁ＶI ，ＶI は第１カム４１，４１に摺接さ
れている第１ロッカアーム４５，４５の揺動作動により
開閉駆動され、両吸気弁ＶI ，ＶI の開閉作動特性が第
１カム４１，４１のプロフィルに対応したものとなる。
【００３６】また機関が低速運転状態に在るときには、
第２油路９２の油圧が解放されているのに対し、第１油
路９１に油圧が作用することにより、図９（ｂ）で示す
ように、第１切換機構７０が連結作動し、第２ロッカア
ーム４６とその両側の第１ロッカアーム４５，４５とが
連結状態となり、吸気弁ＶI ，ＶI にそれぞれ連動、連
結された第１ロッカアーム４５，４５が第２カム４２で
揺動駆動される第２ロッカアーム４６とともに揺動作動
し、両吸気弁ＶI ，ＶI が第２カム４２のプロフィルに
対応した作動特性で開閉駆動されることになる。
【００３７】さらに機関が高速運転状態となったときに
は、第１および第２油路９１，９２にともに油圧が作用
することにより、図９（ｃ）で示すように、第１切換機
構７０が連結作動状態を保持するとともに一対の第２切
換機構７１，７１が連結作動し、第１ロッカアーム４
５，４５がその両側に隣接した第３ロッカアーム４７，
４７に連結される。すなわち全てのロッカアーム４５，
４５，４６，４７，４７が一体的に連結された状態とな
り、第１ロッカアーム４５，４５が第３カム４３，４３
で揺動駆動される第３ロッカアーム４７，４７とともに
揺動作動し、両吸気弁ＶI ，ＶI の開閉作動特性が第３
カム４３，４３のプロフィルに対応したものとなる。
【００３８】排気側動弁装置４０E は、基本的には上記
吸気側動弁装置４０I と同一の構成を有するものであ
り、詳細な説明を省略するが、排気側動弁装置４０E に
おける一対の第１カム４１，４１、単一の第２カム４２
および一対の第３カム４３，４３は、吸気側動弁装置４
０I とはクランク軸１０の回転位相で１８０度ずれた位
置でカム軸１１E に設けられている。
【００３９】次にこの実施例の作用について説明する
と、機関の極低速時たとえば低温始動時に両吸気弁
ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE は、第１カム４
１，４１で揺動作動せしめられる第１ロッカアーム４
５，４５により開閉駆動される。すなわち両吸気弁
ＶI ，ＶI の作動特性が図１０（ａ）の曲線ＡI で示す
ものであるときに、両排気弁ＶE ，ＶE の作動特性が図
１０（ａ）の曲線ＡE で示すものとなる。
【００４０】しかもクランク軸１０の回転動力が調時伝
動装置１２により１／４に減速されてカム軸１１I ，１
１E に伝達され、第１カム４１，４１の高位部４１ｂは
周方向１個所でベース円部４１ａから張出すものである
ので、第１カム４１，４１がクランク軸１０の４回転で
１回回転して第１ロッカアーム４５，４５を１回揺動作
動せしめることになり、両吸気弁ＶI ，ＶI および両排
気弁ＶE ，ＶE もクランク軸１０の４回転で１回開閉作
動することになる。すなわち内燃機関が８サイクルの運
転状態となり、各気筒では、クランク軸１０の回転角１
８０度毎に吸入行程、圧縮行程（無点火）、膨張行程、
圧縮行程（無点火）、膨張行程、圧縮行程（点火）、燃
焼・爆発行程および排出行程を順に繰返すことになる。
【００４１】ここで、４気筒の内燃機関における８サイ
クルの運転状態での各気筒の行程を示すと、表１のよう
になる。
【００４２】
【表１】
【００４３】このような８サイクルの運転を行なうと、
各気筒において、吸入行程と、圧縮行程（点火）との間
に、圧縮行程（無点火）および膨張行程が２回繰返され
ることになり、機関の極低速時における燃焼室２４内で
の燃料の気化促進、燃焼室２４内での燃焼安定、ならび
に極低速時の排ガス温度の立上がり特性の向上が図られ
ることになり、触媒コンバータ３１内の触媒が活性化温
度に達する時間を短縮して、有害ＨＣの排出抑制を効果
的に達成することが可能となる。
【００４４】機関の始動後の低速運転状態では、両吸気
弁ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE は、第２カム４
２で揺動作動せしめられる第２ロッカアーム４６により
開閉駆動される。すなわち両吸気弁ＶI ，ＶI の作動特
性が図１０（ｂ）の曲線ＢIで示すものであるときに、
両排気弁ＶE ，ＶE の作動特性が図１０（ｂ）の曲線Ｂ
E で示すものとなる。しかもカム軸１１I ，１１E がク
ランク軸１０に対して１／４の減速比で回転駆動される
のに対して、第２カム４２が備える一対の高位部４２
ｂ，４２ｂはカム軸１１I ，１１E の周方向に１８０度
ずれた位置でベース円部４２ａから張出すものであるの
で、第２カム４２がクランク軸１０の４回転で１回回転
して第２ロッカアーム４６を２回揺動作動せしめること
になり、両吸気弁ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE
はクランク軸１０の２回転で１回開閉作動することにな
る。すなわち内燃機関が通常の４サイクルの運転状態と
なり、各気筒では、クランク軸１０の回転角１８０度毎
に吸入行程、圧縮行程（点火）、燃焼・爆発行程および
排出行程を順に繰返すことになる。
【００４５】さらに、機関の高速運転状態では、両吸気
弁ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE は、第３カム４
３，４３で揺動作動せしめられる第３ロッカアーム４
７，４７により開閉駆動され、両吸気弁ＶI ，ＶI の作
動特性が図１０（ｃ）の曲線Ｃ I で示すものであるとき
に、両排気弁ＶE ，ＶE の作動特性が図１０（ｃ）の曲
線ＣE で示すものとなる。しかも第３カム４３が備える
一対の高位部４３ｂ，４３ｂはカム軸１１I ，１１E の
周方向に１８０度ずれた位置でベース円部４３ａから張
出すものであるので、上記低速運転状態と同様に、両吸
気弁ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE はクランク軸
１０の４回転で２回開閉作動し、内燃機関は４サイクル
の運転状態となる。
【００４６】ここで、４気筒の内燃機関における４サイ
クルの運転状態での各気筒の行程を示すと、表２のよう
になる。
【００４７】
【表２】
【００４８】このようにして、機関の始動後の通常運転
時には４サイクル運転状態となり、低速運転状態では両
吸気弁ＶI ，ＶI および両排気弁ＶE ，ＶE が低速運転
に適合したカムプロフィルの第２カム４２により開閉駆
動され、また高速運転状態では両吸気弁ＶI ，ＶI およ
び両排気弁ＶE ，ＶE が高速運転に適合したカムプロフ
ィルの第３カム４３，４３により開閉駆動されるので、
運転状態に応じて燃費の低減を図るとともに出力向上を
図ることが可能となる。
【００４９】ところで、機関の低速運転状態にあって、
ロッカアーム軸４４の軸線に沿う第２ロッカアーム４６
の中心位置からほぼ等しい距離ｄ2 ，ｄ2 だけ離れた位
置で両第１ロッカアーム４５，４５に吸気弁ＶI ，ＶI
および排気弁ＶE ，ＶE が連動、連結されていることか
ら、カム軸１１I ，１１E の軸線に沿う第２カム４２の
中心を通り該カム軸１１I ，１１E の軸線に直交する平
面に関して、両第１ロッカアーム４５，４５ならびにそ
れらの第１ロッカアーム４５，４５に個別に連動、連結
される吸気弁ＶI ，ＶI および排気弁ＶE ，ＶE が対称
に配置されることになり、第２カム４２からの駆動力が
両吸気弁ＶI ，ＶI および排気弁ＶE ，ＶE に均等に作
用することになる。
【００５０】また機関の高速運転状態では、第３カム４
７，４７で揺動駆動される第３ロッカアーム４７，４７
を第１ロッカアーム４５，４５にそれぞれ連結するが、
第１ロッカアーム４５，４５への吸気弁ＶI ，ＶI およ
び排気弁ＶE ，ＶE の連動、連結位置は第３ロッカアー
ム４７，４７側にオフセットされているので、高速運転
状態でも第３カム４３，４３による駆動力が両吸気弁Ｖ
I ，ＶI および排気弁ＶE ，ＶE に対して偏向すること
を極力抑えることができ、それにより第３ロッカアーム
４７，４７に設けられているカムスリッパ６３，６３
と、第３カム４３，４３との摺接面の偏摩耗を防止する
ことができる。
【００５１】しかも高速運転域では、第１切換機構７０
を連結状態にするとともに一対の第２切換機構７１，７
１を連結状態として全ロッカアーム３６，３７，３７，
３８，３８を一体的に連結しているので、中速運転状態
から高速運転状態に運転状態が変化するときには第２切
換機構７１，７１の油圧室８６に油圧を作用させればよ
く、また高速運転状態から中速運転状態に運転状態が変
化するときにはその油圧室８６の油圧を解放すればよい
ので、中速運転状態および高速運転状態間の変化に伴う
切換動作を速やかに行なうことができる。
【００５２】さらに第３ロッカアーム４７，４７を第３
カム４３，４３に摺接させる方向に弾発付勢するロスト
モーション機構６４，６４は、ロッカアーム軸４４の軸
線近傍で第３ロッカアーム４７，４７に突設されている
受圧部４７ａ，４７ａに弾発的に摺接するものであり、
それにより第３ロッカアーム４７，４７の慣性重量の増
大を抑えることができる。
【００５３】しかも第１切換機構７０は、第２ロッカア
ーム４６、ならびに第２ロッカアーム４６の両側の第１
ロッカアーム４５，４５においてカム軸１１I ，１１E
の下方位置に配設され、第２切換機構７１，７１も、第
１ロッカアーム４５…および第３ロッカアーム４７…に
おいてカム軸１１I ，１１E の下方位置に配設されるも
のであるので、それらの切換機構７０，７１，７１がそ
れぞれ連結状態にあるときには、各カム４１，４１，４
２，４３，４３からの駆動力を、それらの切換機構７
０，７１，７１の構成要素である各切換ピン７２，７
３，８２…で受けることが可能であり、それにより連結
ロッカアームの剛性を高めることができる。
【００５４】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００５５】たとえば、機関の高速運転状態で連結切換
手段４８における一対の第２切換機構７１，７１のみを
連結作動させるようにしてもよく、また一対の第１カム
４１，４１のプロフィルを異ならせて機関の低温始動時
に燃焼室２４内で効果的にスワールを生じさせるように
してもよい。さらに第１、第２および第３ロッカアーム
がそれぞれ単一であってもよく、吸気弁ＶI および排気
弁ＶE がそれぞれ単一であってもよく、ＳＯＨＣ型内燃
機関に本発明を適用することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】以上のように本発明装置は、クランク軸
の回転動力を１／４の減速比でカム軸に伝達する調時伝
動装置と；機関の極低速時に適合した開弁プロフィルで
外側方に張出した単一の高位部を有してカム軸に設けら
れる第１カムと、機関の低速運転状態に適合した開弁プ
ロフィルで外側方に張出した一対の高位部を周方向に１
８０度離隔した位置に有してカム軸に設けられる第２カ
ムと、機関の高速運転状態に適合した開弁プロフィルで
外側方に張出した一対の高位部を周方向に１８０度離隔
した位置に有してカム軸に設けられる第３カムと、前記
各カムにそれぞれ個別に従動する第１、第２および第３
ロッカアームと、第１ロッカアームの第２および第３ロ
ッカアームへの選択的な連結および連結解除を機関の運
転状態に応じて切換可能として第１ないし第３ロッカア
ームに設けられる連結切換手段とをそれぞれ有し、第１
ロッカアームが吸気弁および排気弁にそれぞれ連動、連
結される吸気側および排気側動弁装置と；を備えるの
で、機関の極低速時には８サイクル運転として排ガス温
度の速やかな昇温を促すことにより有害ＨＣの排出を効
果的に抑制することができ、また機械の低速運転状態お
よひ高速運転状態では通常の４サイクル運転として各運
転状態に適合した作動特性で吸気弁および排気弁を開閉
作動せしめることにより燃費の低減および出力向上に寄
与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の側面図である。
【図２】内燃機関の要部縦断面図である。
【図３】図２の３−３線矢視拡大図である。
【図４】図２の４−４線拡大断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】図３の６−６線断面図である。
【図７】図３の７−７線断面図である。
【図８】連結切換手段の作動制御用油圧回路を示す図で
ある。
【図９】吸気側動弁装置の作動状態を順次示す横断面図
である。
【図１０】吸気弁および排気弁の作動特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０・・・クランク軸 １１E ，１１I ・・・カム軸 １２・・・調時伝動装置 ４０E ・・・排気側動弁装置 ４０I ・・・吸気側動弁装置 ４１・・・第１カム ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ・・・高位部 ４２・・・第２カム ４３・・・第３カム ４５・・・第１ロッカアーム ４６・・・第２ロッカアーム ４７・・・第３ロッカアーム ４８・・・連結切換手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｄ 3/24 ＺＡＢ Ｒ Ｆ０２Ｂ 75/02 Ｚ Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｈ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク軸（１０）の回転動力を１／４
    の減速比でカム軸（１１I ，１１E ）に伝達する調時伝
    動装置（１２）と；機関の極低速時に適合した開弁プロ
    フィルで外側方に張出した単一の高位部（４１ｂ）を有
    してカム軸（１１I ，１１E ）に設けられる第１カム
    （４１）と、機関の低速運転状態に適合した開弁プロフ
    ィルで外側方に張出した一対の高位部（４２ｂ）を周方
    向に１８０度離隔した位置に有してカム軸（１１I ，１
    １E ）に設けられる第２カム（４２）と、機関の高速運
    転状態に適合した開弁プロフィルで外側方に張出した一
    対の高位部（４３ｂ）を周方向に１８０度離隔した位置
    に有してカム軸（１１I ，１１E ）に設けられる第３カ
    ム（４３）と、前記各カム（４１，４２，４３）にそれ
    ぞれ個別に従動する第１、第２および第３ロッカアーム
    （４５，４６，４７）と、第１ロッカアーム（４５）の
    第２および第３ロッカアーム（４６，４７）への選択的
    な連結および連結解除を機関の運転状態に応じて切換可
    能として第１ないし第３ロッカアーム（４５〜４７）に
    設けられる連結切換手段（４８）とをそれぞれ有し、第
    １ロッカアーム（４５）が吸気弁（ＶI ）および排気弁
    （ＶE ）にそれぞれ連動、連結される吸気側および排気
    側動弁装置（４０I ，４０E ）と；を備えることを特徴
    とする内燃機関の動弁制御装置。
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