发动机的阀控制机构的制作方法
发动机的阀控制机构的制作方法
【专利摘要】一种阀控制机构，其抑制动作时的噪音的同时使进气阀上升所需的量而能够最佳地控制发动机。在该阀控制机构中，包括通过致动器的驱动力以控制轴心为中心进行转动的控制部件，并对摇臂的基端部以摆动轴心为中心摆动自如地支承在该控制部件的偏心支承部。通过凸轮轴的凸轮部与摇臂的中间辊抵接，使摇臂摆动，通过摆动端的推压力进行打开进气阀的动作，通过致动器的动作使摇臂向长度方向移位，来进行改变进气的提升量的控制。
【专利说明】发动机的阀控制机构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机的阀控制机构，具体地涉及调节进气阀和排气阀中的至少一者 的提升量的技术。
【背景技术】
[0002] 作为如上所述构成的发动机的阀控制机构，专利文件1中示出了中高速用摇臂相 对于摇臂轴嵌装于偏心大径部并具有对摇臂轴进行旋转驱动的液压缸的结构。在该结构 中，作为偏心大径部，中高速用摇臂经由偏心衬套被支承在摇臂轴上，通过摇臂轴的旋转驱 动使中高速用摇臂整体移位来改变凸轮提升量，结果是，实现了阀提升量和阀正时之间的 设定变更。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开平5 - 179912号公报
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的问题
[0007] 如专利文献1所记载的那样，在使摇臂端部与阀突出端抵接、通过推压力的作用 使阀打开的动作方式中，当摇臂端部与阀突出端抵接时，产生抵接音。在这样产生抵接音的 结构中，发动机声增大，存在改善的余地。
[0008] 另外，在专利文献1中为以下结构：由于摇臂整体移位，因此在摇臂轴上具备偏心 衬套，将摇臂的基端部外嵌到偏心衬套，但在该结构中，为了使摇臂大幅移位，偏心衬套大 径化，外嵌到该偏心衬套的环状的支承部也大径化，在这一点上存在改善的余地。
[0009] 本发明的目的在于合理地构成一种阀控制机构，其抑制动作时的噪音的同时使阀 上升所需的量从而能够最佳地控制发动机。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 本发明的特征在于，发动机的阀控制机构包括：凸轮轴，所述凸轮轴进行旋转驱 动；摇臂，所述摇臂根据所述凸轮轴的旋转，以基端部的摆动轴心为中心进行摆动；移位单 元，所述移位单元使所述摇臂向长度方向移位；以及间隙调节器，所述间隙调节器与该摇 臂的另一端部抵接，并将来自所述摇臂的推压力传递到阀，其中，所述移位单元包括控制部 件，所述控制部件以围绕与所述摆动轴心平行的控制轴心转动自如的方式被支承，并且对 所述摇臂的基端部以相对于从所述控制轴心偏心的偏心支承部摆动自如的方式进行支承， 所述移位单元包括使该控制部件围绕所述控制轴心转动的致动器。
[0012] 根据该结构，伴随着凸轮轴的旋转，摇臂以基端部的摆动轴心为中心进行摆动，来 自该摇臂的摆动端的推压力从间隙调节器传递到阀，通过该推压力进行阀的打开操作。间 隙调节器由于抑制了来自摇臂的冲击，因而噪音降低。另外，以利用致动器的驱动力使移位 单元的控制部件转动从而使摇臂基端部的摆动轴心的位置变位的方式，使摇臂向长度方向 移位。由此，在摇臂中，能够改变凸轮轴的凸轮部抵接的位置与摆动轴心的位置之间的距 离，能够改变摇臂的摆动量，从而能够改变阀提升量。特别地，根据该结构，通过改变推压力 从凸轮轴作用于阀的时刻，还能够改变阀的开闭时刻。
[0013] 在该结构中，由于被构成为控制部件对摇臂的基端部围绕摆动轴心进行支承，因 此，例如，与将该控制部件构成在偏心部件上，且在摇臂上形成外嵌于该偏心部件的环状的 支承构造的结构相比，实现了移位单元的小型化。
[0014] 因此，抑制动作时的噪音的同时能够使阀提升所需的量来最佳地控制发动机的阀 控制机构被小型化。特别地，根据该结构，与阀提升量的变更连动地，还能够改变阀的开闭 时刻，由此能够最佳地设定进气时刻和排气时刻。
[0015] 在本发明中，也可以包括控制部，所述控制部在所述阀被构成为发动机的进气阀、 且加速操作部件被向加速方向操作的情况下，伴随着操作量的增大，使所述致动器向增大 由所述进气阀产生的进气量的方向动作，从而进行所述摇臂的移位。
[0016] 由此，在加速操作部件被向加速方向操作时，控制部控制致动器，由此使摇臂向增 大由进气阀产生的进气量的方向移位。由此，能够在不使发动机加速的情况下减小进气 量，在使发动机加速的情况下增大进气量，因此，即使不利用进气系统中设置的节流阀来调 节进气量，通过进气阀的提升量的调节，也能调节进气量，从而实现发动机的旋转速度的调 节。另外，节流阀中的进气阻力减小，其结果是，能够减小泵送损耗，实现燃油效率的提高。
[0017] 在本发明中，也可以在所述摇臂的中间部分，在所述凸轮轴的凸轮部能够抵接的 位置上，以围绕与所述摆动轴心平行的轴心旋转自如的方式设置中间辊。
[0018] 由此，凸轮轴的凸轮部与摇臂的中间部分的中间辊抵接，因此在该抵接时通过中 间辊的旋转实现了顺畅的抵接，并且能够抑制磨损。
[0019] 在本发明中，也可以构成为，所述间隙调节器包括：接受来自所述摇臂的推压力进 行动作的受压动作体；以及将来自受压动作体的动作力传递到所述阀的中继动作体，所述 受压动作体和所述中继动作体相对移动自如，所述间隙调节器包括对所述受压动作体和所 述中继动作体向分离的方向施力的中间弹簧，并且所述间隙调节器包括节流部，在所述受 压动作体向接近所述中继动作体的方向发生了变位时，所述节流部抑制流体从受压侧缓冲 空间流出，所述受压侧缓冲空间形成在所述受压动作体和所述中继动作体相互嵌入的插嵌 部分。
[0020] 根据该结构，通过中间弹簧的施加力，受压动作体和中继动作体向分离的方向相 对移动，因此能够使受压动作体突出，维持使摇臂或凸轮等驱动机构与受压动作体接触的 状态。另外，在推压力从摇臂或凸轮等驱动机构作用于受压动作体的情况下，作用于受压动 作体的推压力经由受压侧缓冲空间的流体作用于中继动作体，并从该中继动作体向阀打开 的方向起作用。在推压力从该中继动作体作用于阀时，受压侧缓冲空间内部的流体从节流 部流出，由此释放从受压动作体接作用于中继动作体的推压力的一部分从而吸收冲击。
[0021] 在本发明中，也可以所述中间辊始终与所述凸轮部接触。
[0022] 由此，中间辊始终与凸轮部接触，因此，即使凸轮部旋转，从中间辊和凸轮的接触 部分也不会发出冲击声，能够提供肃静性高的阀控制机构。另外，由于中间辊为旋转体，因 此能够将与凸轮部接触的部分的磨损抑制到最小。
[0023] 在本发明中，也可以所述摇臂的抵接体始终与设置在所述受压动作体上的受压辊 接触。
[0024] 由此，摇臂的低接体始终与受压辊接触，因此，即使抵接体滑动，从抵接体和受压 辊的接触部分也不会发出冲击声，由此能够提供肃静性高的阀控制机构。另外，由于受压辊 为旋转体，因此能够将与抵接体接触的部分的磨损抑制到最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是表示发动机的阀控制机构的结构的图。
[0026] 图2是表示在偏心支承部位于min位置的状态下关闭状态的阀和间隙调节器的剖 视图。
[0027] 图3是表示在偏心支承部位于min位置的状态下开始打开动作时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0028] 图4是表示在偏心支承部位于min位置的状态下达到打开状态时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0029] 图5是表示在偏心支承部位于min位置的状态下从打开状态复原到关闭状态时的 阀和间隙调节器的剖视图。
[0030] 图6是表示在偏心支承部位于max位置的状态下关闭状态的阀和间隙调节器的剖 视图。
[0031] 图7是表示在偏心支承部位于max位置的状态下达到打开状态时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0032] 图8是表示推压力刚作用于受压动作体之后的间隙调节器的剖视图。
[0033] 图9是表示第二缓冲空间实现缓冲功能的状态的间隙调节器的剖视图。
[0034] 图10是推压力从受压动作体直接传递到中继动作体的状态的间隙调节器的剖视 图。
[0035] 图11是中继动作体通过阀弹簧的施加力刚开始突出动作之后的间隙调节器的剖 视图。
[0036] 图12是中继动作体进行突出动作时的间隙调节器的剖视图。
[0037] 图13是表示偏心支承部从min位置变化到max位置时的阀提升量的变化的图。
【具体实施方式】
[0038] 下面，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0039] (基本结构）
[0040] 图1中示出了发动机E的阀控制机构，其包括：4冲程发动机E的进气阀10、凸轮轴 20、移位单元30、摇臂40、间隙调节器50、以及控制进气阀10的提升量的作为控制部（ECU) 的发动机控制单元60。
[0041] 阀控制机构被构成为：通过凸轮轴20的凸轮部22与摇臂40的长度方向的中间位 置的中间辊43抵接，摇臂40以摆动轴心T为中心进行摆动。在阀控制机构中，摇臂40的 摆动端的抵接体44配置在间隙调节器50的附近，当伴随着摇臂40的摆动而来自抵接体44 的推压力产生作用时，吸收冲击的同时推压力从间隙调节器50向进气阀10传递，由此进行 使进气阀10打开的动作。
[0042] 在这种阀控制机构中，移位单元30的控制部件32以控制轴心Q为中心转动自如 地被支承，摇臂40的基端部以摆动轴心T为中心摆动自如地被支承在与该控制轴心Q偏心 的偏心支承部33。在阀控制机构中，控制部件32通过致动器A的驱动而转动，由此使摇臂 40向长度方向移位，连续地调节进气阀10的提升量，与这种调节连动，进气时刻也发生改 变。
[0043] 具体的动作方式在后面叙述。凸轮轴20旋转一周时，通过从该凸轮轴20作用于 进气阀10的动作冲程的变更，改变提升量，通过推压力从凸轮轴20作用于进气阀10的区 域（作用角）的变更，改变进气阀10的打开时刻和打开持续时间。另外，作用角是进气阀 10处于打开状态时的凸轮轴20的旋转角的区域，由于该作用角的变更，必然地，提升量成 为最大的时刻（凸轮轴20的旋转角）也发生改变。此外，凸轮轴20的凸轮轴心P、控制轴 心Q、以及摆动轴心T以相互平行的姿态设定。
[0044] 发动机控制单元60利用踏板传感器62检测车辆的加速踏板61 (加速操作部件的 一例）的踏入操作量，基于该检测值控制致动器A，由此使摇臂40向长度方向移位，从而调 节凸轮轴20的凸轮部22与中间辊43抵接时的摇臂40的摆动量。通过这种调节，将进气 阀10的提升量设为目标值的同时，设定进气时刻，由此控制发动机E的燃烧室3的进气量 和进气时刻，其结果，实现了发动机E的旋转速度的控制。
[0045] 除了对上述进气阀10设置阀控制机构之外，还可以对排气阀设置阀控制机构，也 可以对进气阀和排气阀分别设置阀控制机构。以下说明该阀控制机构的详细情况。
[0046] 〔进气阀〕
[0047] 进气阀10具有将在下端侧以伞状展开的阀头11和与阀头11相连的轴状的阀杆 12-体形成的形状。进气阀10以阀杆12相对于汽缸盖1上设置的阀导承（valve guide) 13 滑动自如地插通的方式被支承在阀导承13。
[0048] 在阀杆12上端的止动器（stopper)与汽缸盖1之间具有压缩线圈式的阀弹簧15， 通过该阀弹簧15的施加力，阀头11与在进气路径2和燃烧室3的边界位置的阀座16抵接， 由此进气阀10被维持在关闭状态。
[0049] (凸轮轴和移位单元）
[0050] 凸轮轴20包括凸轮轴部21和从其外周突出的凸轮部22。凸轮轴部21通过从曲 轴（未图示）通过正时链（未图示）传递的驱动力，以凸轮轴心P为中心进行旋转的方式 被支承在汽缸盖1。
[0051] 另外，在该阀控制机构中，还可以包括相对于正时链和凸轮轴20的传动系统，改 变凸轮部22的相对旋转相位的可变阀正时系统。对该可变阀正时系统的一例进行列举，其 被构成为具备：与卷绕正时链的链轮一体旋转的驱动侧旋转部件；与凸轮轴20 -体旋转的 从动侧旋转部件；以及改变驱动侧旋转部件与从动侧旋转部件的相对旋转角的致动器。
[0052] 该可变阀正时系统能够根据发动机E的旋转速度、作用于发动机E的负载等，最佳 地设定进气时刻，例如，能够提高低速时的转矩，提高发动机E的起动性。此外，可变阀正时 系统也可以设置在排气用的凸轮轴上，作为致动器，可以使用液压式致动器，也可以使用电 动式致动器。
[0053] 移位单元30包括偏心支承部33,偏心支承部33对圆盘状的控制部件32以围绕支 承在汽缸盖1上的轴体31的轴心（控制轴心Q)转动自如的方式进行支承，并且在该控制 部件32的外周部成为与控制轴心Q平行姿态的轴状。该移位单元30具有使控制部件32 相对于轴体31转动的电动马达式的致动器A，具有检测控制部件32相对于轴体31的转动 量的角度传感器34。
[0054] 此外，作为移位单元30的致动器A，可以使用液压式致动器，在使用该液压式致动 器的情况下，能够利用与在液压式可变阀正时系统中使用的致动器相同的结构。
[0055] (摇臂）
[0056] 摇臂40在基端部具备与偏心支承部33间隙配合的环状的间隙配合部41，在长度 方向的中间位置，对中间辊43以围绕与凸轮轴心P呈平行姿态的主轴42旋转自如的方式 进行支承，并且在与基端部相反侧的摆动端侧具有抵接体44。
[0057] 通过将该摇臂40的间隙配合部41可转动地支承在移位单元30的偏心支承部33， 该摇臂40以摆动轴心T为中心而被支承。而且，凸轮轴20的凸轮部22与中间辊43抵接， 由此抵接体44以向下方变位的方式进行摆动。伴随着该摆动，来自抵接体44的推压力被 传递到间隙调节器50,进而被传递到进气阀10,该进气阀10打开。
[0058] 抵接体44具有向下方平缓突出的圆弧状的抵接面，抵接体44被构成为在该摇臂 40在长度方向发生了移位的情况下与间隙调节器50抵接的位置也不会上下变动。
[0059] (间隙调节器）
[0060] 如图8所示，间隙调节器50具有受压动作体52和中继动作体53在滑动的状态下 相对移动自如地内插到套筒部件51内部的结构，其中，该套筒部件51嵌入并固定在作为固 定系统的汽缸盖1。套筒部件51、受压动作体52以及中继动作体53与进气阀10的阀杆12 的阀轴心R同轴心地配置，受压动作体52和中继动作体53以沿阀轴心R往复自如的方式 被支承。形成有流体空间S1、受压侧缓冲空间S2、以及复原侧缓冲空间S3。另外，间隙调节 器50具备对上述空间进行作为工作流体的油的给排的油路系统。该间隙调节器50是不局 限于姿态而发挥作用的装置，基于图8所示的姿态说明位置关系和结构等。
[0061] 套筒部件51整体为环状，通过对套筒部件51的外周部分的一部分小径化，在套筒 部件51的外周部分形成用于储存油的储存空间51A。在汽缸盖1上形成从油压泵（未图 示）向该储存空间51A供给油的油路1A。在套筒部件51内侧的上部侧（与进气阀10相 反的一侧）形成小径部51B，在套筒部件51内侧的下部侧形成大径部51C。在套筒部件51 上，作为向受压动作体52和中继动作体53供给油的供给油路，形成从储存空间51A与小径 部51B连通的第一给排路径51D和从储存空间51A与大径部51C连通的第二给排路径51E。 此外，假设油泵由发动机E驱动，但油泵也可以由电动马达驱动。
[0062] 受压动作体52具有筒状的外周面，并在上端位置对承受摇臂40的抵接体44的压 力的受压辊52R以旋转自如的方式进行支承。形成直径比上部外表面52A小的下部外表面 52B，从下部外表面52B向外侧突出地形成将该下部外表面52B分成上下两部分的控制体 52C。在受压动作体52内部形成弹簧收容空间52D，压缩线圈型的中间弹簧54被收容在该 弹簧收容空间52D。该中间弹簧54安装在受压动作体52与中继动作体53之间，施加使受 压动作体52向上方突出的施加力。在该受压动作体52的下端形成抵接部52E。
[0063] 通过将受压动作体52的上部外表面52A的外径设定成比套筒部件51的小径部 51B的内径稍微小的值，该受压动作体52在沿着阀轴心R的方向上移动自如地被支承。
[0064] 中继动作体53具有筒状部53A和下部的底璧部53B而形成为有底筒状，在筒状部 53A上端（与进气阀10相反的一侧）的内周形成受压动作体52的控制体52C能够嵌入的 台阶状部53C。在中继动作体53的底璧部53B的上表面和受压动作体52的上壁之间配置 中间弹簧54,该中继动作体53配置在进气阀10的阀杆12的上端与底璧部53B的底面抵接 的位置。
[0065] 作为中间弹簧54,使用与阀弹簧15相比施加力较小的弹簧（弹簧常数小的弹 簧）。
[0066] 将中继动作体53的筒状部53A的外径设定成比套筒部件51的大径部51C的内径 稍微小的值，将筒状部53A的内径设定成比受压动作体52的下部外表面52B的外径稍微大 的值。由此，中继动作体53相对于套筒部件51和受压动作体52在沿着阀轴心R的方向上 相对移动自如。
[0067] 将受压动作体52的下部外表面52B中的比控制体52C靠上侧的区域称为流体空 间S1，将受压动作体52的下部外表面52B中的比控制体52C靠下侧的区域称为受压侧缓 冲空间S2。此外，受压侧缓冲空间S2形成在受压动作体52与中继动作体53的插嵌部分。 另外，在套筒部件51的小径部51B和大径部51C的边界的台阶状面51S、与中继动作体53 的上端外周的上端面53S所夹住的区域中，形成复原侧缓冲空间S3。
[0068] 在该间隙调节器50中，在没有压力从摇臂40的抵接体44作用于受压辊52R上的 状态下，在中间弹簧54的施加力的作用下，受压动作体52向上方突出而维持受压辊52R与 摇臂40的抵接体44抵接的状态。在受压动作体52如此突出时处于第一给排路径51D与 流体空间S1连通的位置关系的情况下，在来自油的压力也起作用的状态下，受压动作体52 向上方突出。接着，在压力从摇臂40的抵接体44作用于受压辊52R而使受压动作体52接 近中继动作体53的情况下，受压动作体52的外周面将第一给排路径51D封闭从而切断油 相对于流体空间S1的进出。之后，在受压动作体52进一步接近中继动作体53的情况下， 切换成复原侧缓冲空间S3与第二给排路径51E连通的状态。如此，通过控制第一给排路径 51D的油的流动的受压动作体52、以及控制第二给排路径51E的油的流动的中继动作体53， 构成流体控制部。
[0069] 另外，在该间隙调节器50中，在控制体52C向关闭受压侧缓冲空间S2的方向发生 了变位的情况下，在控制体52C和受压侧缓冲空间S2的内壁之间形成间隙状的节流部55。 在受压动作体52进一步向下方变位的情况下，达到下端的抵接部52E与中继动作体53抵 接的状态，成为来自抵接体44的推压力直接传递到进气阀10的阀杆12的状态。
[0070] 〔间隙调节器的动作方式〕
[0071] 在间隙调节器50中，在没有推压力从摇臂40的抵接体44作用于受压动作体52 的非推压状态下，通过阀弹簧15的施加力，阀杆12达到上限。在该状态下，受压动作体52 通过中间弹簧54的施加力而突出，第二给排路径51E处于切断油流动的切断状态。此外， 在处于第一给排路径51D与流体空间S1连通的位置关系的情况下，在来自油的压力也起作 用的状态下，受压动作体52向上方突出。因此，在该非推压状态下，通过中间弹簧54的施 加力，受压动作体52从套筒部件51向上方突出，从而成为受压辊52R与摇臂40的抵接体 44抵接的位置关系。另外，成为受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离的 位置关系。
[0072] 图8表示由于摇臂40的摆动使得推压力从抵接体44作用于受压动作体52而使 受压动作体52刚开始下降之后的间隙调节器50的截面。在受压动作体52如此开始下降 的状态下，第一给排路径51D和第二给排路径51E成为切断状态，流体空间S1、受压侧缓冲 空间S2、以及复原侧缓冲空间S3成为连通状态。在来自抵接体44的推压力如此持续作用 的状态下，在没有伴随着流体空间S1、受压侧缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3的容积变 化的状态下，受压动作体52对抗中间弹簧54的施加力进行接近中继动作体53的动作。
[0073] 通过进行该动作，如图9所示，受压动作体52的控制体52C接近受压侧缓冲空间 S2,油被封入受压侧缓冲空间S2,并且在控制体52C和受压侧缓冲空间S2的内壁之间形成 节流部55。由此，受压侧缓冲空间S2的体积缩小，达到封入该受压侧缓冲空间S2的油从节 流部55漏出到流体空间S1和复原侧缓冲空间S3的内部的状态，由此抑制受压动作体52 的动作。通过达到该状态，经由伴随着受压动作体52的下降被封入流体空间S1、受压侧缓 冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3的油，推压力传递到受压动作体52,由此受压动作体52 下降。
[0074] 另外，由于受压侧缓冲空间S2内部的压力上升，从受压动作体52对中继动作体53 向下降方向作用推压力，由此进行受压动作体52的抵接部52E向中继动作体53的底璧部 53B接近的动作。通过该动作，从中继动作体53对进气阀10向打开方向作用推压力，进气 阀10开始向打开方向动作。
[0075] 接着，由于中继动作体53的下降，达到第二给排路径51E与复原侧缓冲空间S3连 通的位置，由此，如图10所示，在只有被封入受压侧缓冲空间S2中的油的压力作用于受压 动作体52的状态下，达到受压动作体52的抵接部52E与中继动作体53的底璧部53B抵接 的状态。由此，受压侧缓冲空间S2发挥作用而抑制受压动作体52抵接时的下降速度，从而 实现对抵接时的冲击进行吸收的缓冲动作。通过达到抵接状态，摇臂40的摆动力从受压动 作体52传递至中继动作体53,由此使进气阀10向打开方向动作。
[0076] 在受压动作体52如此与中继动作体53的底璧部53B抵接而对进气阀10进行打 开操作之后，摇臂40的抵接体44的抵接力被解除，进气阀10开始向关闭方向动作，在这种 情况下，如图11所示，达到油被封入流体空间S1、受压侧缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间 S3的状态，但是，由于受压动作体52向上升方向变化时没有伴随着这些空间的容积变化， 因此受压动作体52在中间弹簧54的施加力的作用下进行突出动作。
[0077] 受压动作体52通过中间弹簧54的施加力向上升方向动作，由此维持受压辊52R 与抵接体44抵接的状态。另外，通过该受压动作体52的动作，如图12所示，达到受压侧缓 冲空间S2和复原侧缓冲空间S3关闭的状态。在该状态下，阀弹簧15的施加力向使中继动 作体53上升的方向起作用，但成为油被封入套筒部件51的台阶状面51S和中继动作体53 的上端外周的上端面53S所夹住的复原侧缓冲空间S3中的状态，因此中继动作体53的上 升速度被抑制。由此，即使是阀弹簧15的施加力起作用的状况，也抑制油从复原侧缓冲空 间S3流出，因而中继动作体53的上升速度被抑制，由此进气阀10的阀头11与阀座16抵 接时的冲击被吸收。
[0078] (控制结构和控制方式）
[0079] 如图1所示，发动机控制单元60具备获取检测信号的输入系统，并且具备向致动 器A进行控制输出的输出系统，所述检测信号来自踏板传感器62的检测信号和角度传感器 34的检测信号。该发动机控制单元60具备与通过踏板传感器62取得的检测值相对应地将 控制部件32的摆动量设定为目标值的表格数据等，还具备基于该表格数据等使致动器A动 作的程序。
[0080] 根据这样的结构，在基于加速踏板61的操作进行进气量的控制时、根据踏板传感 器62的检测结果判定为加速踏板61处于非操作状态的情况下，发动机控制单元60基于踏 板传感器62的检测值来设定与怠速旋转相对应的目标值，并利用角度传感器34检测符合 该目标值的检测值，以这种方式执行致动器A的控制。
[0081] 在设定成怠速状态时，如图1?图5所示，以将偏心支承部33设定在min位置的 方式设定目标值，通过该控制，摇臂40发生变位，使从抵接体44与受压辊52R的抵接位置 到摆动轴心T为止的距离最短。通过该控制，如图4所示，凸轮轴20的凸轮部22与中间辊 43抵接而使摇臂40摆动时的进气阀10的提升量成为最小（最小提升量Lmin)。
[0082] 接着，在根据踏板传感器62的检测结果判定为加速踏板61被进行了踏入操作时， 发动机控制单元60设定与踏板传感器62的检测值对应的目标值，并利用角度传感器34检 测符合该目标值的检测值，以这种方式执行致动器A的控制。
[0083] 在该控制中，例如，在进行踏入操作直到最高速位置时，如图6、图7所示，以将偏 心支承部33设定在max位置的方式设定目标值，通过这种控制，摇臂40发生变位，使从抵 接体44与受压辊52R的抵接位置到摆动轴心T的距离最长。通过该控制，如图7所示，凸轮 轴20的凸轮部22与中间辊43抵接而使摇臂40摆动时的进气阀10的提升量为最大（最 大提升量Lmax)。
[0084](基于偏心支承部的设定的动作方式）
[0085] 在该发动机E的阀控制机构中，在将偏心支承部33设定在max位置时，摇臂40的 中间辊43与凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的状态下，如图6所示，受压 动作体52下端的抵接部52E与中继动作体53抵接。相对于此，在将偏心支承部33设定在 min位置时，摇臂40的中间辊43与凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的状态 下，如图2所示，受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离。
[0086] 图13示出将凸轮轴20的旋转角设为横轴、将偏心支承部33的设定位置改变了时 的阀提升量（进气阀10的打开量）设为纵轴的曲线图。如图13所示，在偏心支承部33设 定在max位置时，进气阀10按照反映凸轮轴20的凸轮部22轮廓的基准轨迹进行动作，进 气阀10打开最大提升量Lmax。另外，在偏心支承部33从max位置逐渐地变化到min位置 时，进气阀10按照使基准轨迹向下方移位的方式的轨迹（仅上部的轨迹）进行动作。并且， 在偏心支承部33设定在min位置时，进气阀10按照使基准轨迹向下方大幅移位的方式的 限制进行动作，进气阀10打开最小提升量Lmin。
[0087] S卩，在偏心支承部33从max位置变化到min位置时，由于进行反映凸轮部22的凸 面（凸轮尖）附近的形状的动作，因此，越将支承部33设定在min位置的附近，越显现进气 阀10按照使基准轨迹向下移位的轨迹（轨迹的上部区域）进行动作的方式。
[0088] 因此，在偏心支承部33设定在min位置的状态下，伴随着凸轮轴20的旋转，在中 间辊43接触凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）的时刻，如图2所示，受压动作体 52下端的抵接部52E从中继动作体53分离，进气阀10维持关闭状态（图13 (II))。另外， 在该时刻，间隙调节器50实现了如下位置关系：通过向流体空间S1供给的油的压力和中间 弹簧54的施加力，受压动作体52向上方突出而与摇臂40的抵接体44抵接。
[0089] 接着，在中间辊43与凸轮部22的凸部抵接而使推压力作用于受压动作体52的时 亥IJ，如图3所示，进气阀10开始打开动作（图13 (III))。在推压力如此起作用时，间隙调节 器50如前所述进行如图8?图10所示的一系列的动作，由此降低受压动作体52的抵接部 52E与中继动作体53的底璧部53B抵接时的冲击。即，以如前所述在流体空间S1、受压侧 缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3封入油的方式，进行从中继动作体53向进气阀10传 递推压力的动作，并进行随着受压侧缓冲空间S2体积的缩小使封入该受压侧缓冲空间S2 的油从节流部55漏出的缓冲动作，由此降低冲击。
[0090] 由于如此降低冲击，因此进气阀10开始打开时的打开开始曲线C与基准曲线不 同，其示出了慢速状态下的打开动作。
[0091] 之后，在抵接部52E与底璧部53B抵接的状态下，来自受压动作体52的推压力从 中继动作体53被传递到进气阀10,由此，如图4所示，进气阀10打开最小提升量Lmin(图 13(IV))。并且，在从凸轮部22的凸部作用于中间辊43的推压力被解除的时刻，如图5所 示，受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离，进气阀10复原到关闭状态（图 13(V))。另外，在推压力如此被解除的情况下，如图11所示，通过封入复原侧缓冲空间S3 的油进行进气阀10的关闭动作时，阀头11与阀座16抵接时的冲击减小。
[0092] 由于如此减小冲击，因而进气阀10关闭动作时的打开结束曲线D与基准曲线不 同，其示出了慢速状态下的关闭动作。
[0093] 与此同样，在偏心支承部33设定在max位置的状态下，在中间辊43与凸轮轴20 的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的时刻，如图6所示，在受压动作体52下端的抵接部 52E与中继动作体53抵接的状态下，进气阀10维持关闭状态（图13 (VI))。另外，在该时 亥IJ，间隙调节器50实现如下位置关系：通过向流体空间S1供给的油的压力和中间弹簧54 的施加力，受压动作体52向上方突出从而与摇臂40的抵接体44抵接。
[0094] 接着，伴随着凸轮轴20的旋转，中间辊43从圆周部分到达凸轮部22的凸面（凸 轮尖）的边界部分的时刻以后，推压力作用于中间辊43,进气阀10顺畅地开始打开动作。 接下来，如图7所示，以反映了凸面的凸轮形状的特性进行打开动作（图13 (VII))。
[0095] 如此，在偏心支承部33设定在max位置的状态下，在打开动作时，维持受压动作体 52下端的抵接部52E与中继动作体53抵接状态的状态的同时进行顺畅的打开动作，因此不 需要在间隙调节器50的缓冲动作，不进行该缓冲动作。
[0096]〔第一实施方式的作用和效果〕
[0097] 如此，在本实施方式的阀控制机构中，基于加速踏板61的踏入操作来控制致动器 A，由此设定摇臂40长度方向的移位量，连续地改变进气阀10的提升量，与这种改变连动， 基于进气阀10的进气时刻也能够发生改变。特别地，即使不利用节流阀调节进气量，通过 进气阀10的提升量的改变，也能调节进气量，因此，减小了节流阀中的进气阻力，结果是， 减小了泵送损耗（pumping loss),实现了燃油效率的提高。
[0098] 在本发明的结构中，通过具有在形成于控制部件32上的偏心支承部33上支承摇 臂40基端部的结构、使控制部件32转动的致动器A、以及检测旋转角度的角度传感器34， 就能实现进气阀10的提升量的改变，由此能够减少阀控制机构的部件个数。
[0099] 另外，由于在摇臂40长度方向的中间位置具备中间辊43,因此，当凸轮轴20的凸 轮部22与中间辊43抵接时，中间辊43旋转，由此实现了顺畅的抵接，也抑制了磨损。
[0100] 根据该结构，成为摇臂40的抵接体44以高速与受压动作体52的受压辊52R抵接 的动作方式，在该抵接时，受压辊52R旋转，由间隙调节器50抑制了摇臂40的抵接体44抵 接时的冲击，还降低了冲击声。与此同样，间隙调节器50还能抑制抵接体44向离开受压辊 52R的方向动作、进气阀10向关闭方向动作时的冲击，也降低了冲击声。由此，将降低发动 机声音并提高肃静性。
[0101] 〔其他实施方式〕
[0102] 本发明除上述实施方式以外还可以如下构成。
[0103] (a)作为移位单元30上设置的致动器A，可以使用通过油压进行动作的致动器。通 过这样的结构，能够利用来自于由发动机E驱动的油压泵的工作油来实现控制。
[0104] (b)如实施方式所述，通过本发明的阀控制机构来控制排气阀。在如此控制排气阀 的情况下，也能够任意地设定提升速度、提升量、以及提升时刻，因此降低了泵送损耗，实现 了在最佳时刻的排气。
[0105] 工业可利用性
[0106] 本发明能够用于具备与凸轮轴的凸轮部抵接的摇臂的发动机的阀控制装置。
[0107] 附图标记的说明
[0108] 10:阀和进气阀
[0109] 20:凸轮轴
[0110] 30 :移位单元
[0111] 32:控制部件
[0112] 33:偏心支承部
[0113] 40 :摇臂
[0114] 43:中间辊
[0115] 50:间隙调节器
[0116] 52:受压动作体
[0117] 53:中继动作体
[0118] 54:中间弹簧
[0119] 55 :节流部
[0120] 61 :加速操作部件（加速踏板）
[0121] 60 :控制部（发动机控制单元）
[0122] A :致动器
[0123] E:发动机
[0124] Q:控制轴心
[0125] S2:受压侧缓冲空间
[0126] T :摆动轴心
【权利要求】
1. 一种发动机的阀控制机构，包括： 凸轮轴，所述凸轮轴进行旋转驱动； 摇臂，所述摇臂根据所述凸轮轴的旋转，以基端部的摆动轴心为中心进行摆动； 移位单元，所述移位单元使所述摇臂向长度方向移位；以及 间隙调节器，所述间隙调节器与该摇臂的另一端部抵接，并将来自所述摇臂的推压力 传递到阀， 所述移位单元包括控制部件，所述控制部件以围绕与所述摆动轴心平行的控制轴心转 动自如的方式被支承，并且对所述摇臂的基端部以相对于从所述控制轴心偏心的偏心支承 部摆动自如的方式进行支承，所述移位单元包括使该控制部件围绕所述控制轴心转动的致 动器。
2. 根据权利要求1所述的发动机的阀控制机构，其特征在于，包括： 控制部，所述控制部在所述阀被构成为发动机的进气阀、加速操作部件被向加速方向 操作的情况下，伴随着操作量的增大，使所述致动器向增大由所述进气阀产生的进气量的 方向动作，从而进行所述摇臂的移位。
3. 根据权利要求1或2所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 在所述摇臂的中间部分，在所述凸轮轴的凸轮部能够抵接的位置上，以围绕与所述摆 动轴心平行的轴心旋转自如的方式设置中间辊。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述间隙调节器包括：接受来自所述摇臂的推压力进行动作的受压动作体；以及将来 自受压动作体的动作力传递到所述阀的中继动作体，所述受压动作体和所述中继动作体相 对移动自如，所述间隙调节器包括对所述受压动作体和所述中继动作体向分离的方向施力 的中间弹簧，并且， 所述间隙调节器包括节流部，在所述受压动作体向接近所述中继动作体的方向发生了 变位时，所述节流部抑制流体从受压侧缓冲空间流出，所述受压侧缓冲空间形成在所述受 压动作体和所述中继动作体相互嵌入的插嵌部分。
5. 根据权利要求3所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述中间辊始终与所述凸轮部接触。
6. 根据权利要求4所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述摇臂的抵接体始终与设置在所述受压动作体上的受压辊接触。
【文档编号】F01L1/24GK104105850SQ201380008837
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年2月10日
【发明者】沼波晃志, 小野寿, 西田裕基 申请人:爱信精机株式会社
【专利摘要】一种阀控制机构，其抑制动作时的噪音的同时使进气阀上升所需的量而能够最佳地控制发动机。在该阀控制机构中，包括通过致动器的驱动力以控制轴心为中心进行转动的控制部件，并对摇臂的基端部以摆动轴心为中心摆动自如地支承在该控制部件的偏心支承部。通过凸轮轴的凸轮部与摇臂的中间辊抵接，使摇臂摆动，通过摆动端的推压力进行打开进气阀的动作，通过致动器的动作使摇臂向长度方向移位，来进行改变进气的提升量的控制。
【专利说明】发动机的阀控制机构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机的阀控制机构，具体地涉及调节进气阀和排气阀中的至少一者 的提升量的技术。
【背景技术】
[0002] 作为如上所述构成的发动机的阀控制机构，专利文件1中示出了中高速用摇臂相 对于摇臂轴嵌装于偏心大径部并具有对摇臂轴进行旋转驱动的液压缸的结构。在该结构 中，作为偏心大径部，中高速用摇臂经由偏心衬套被支承在摇臂轴上，通过摇臂轴的旋转驱 动使中高速用摇臂整体移位来改变凸轮提升量，结果是，实现了阀提升量和阀正时之间的 设定变更。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开平5 - 179912号公报
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的问题
[0007] 如专利文献1所记载的那样，在使摇臂端部与阀突出端抵接、通过推压力的作用 使阀打开的动作方式中，当摇臂端部与阀突出端抵接时，产生抵接音。在这样产生抵接音的 结构中，发动机声增大，存在改善的余地。
[0008] 另外，在专利文献1中为以下结构：由于摇臂整体移位，因此在摇臂轴上具备偏心 衬套，将摇臂的基端部外嵌到偏心衬套，但在该结构中，为了使摇臂大幅移位，偏心衬套大 径化，外嵌到该偏心衬套的环状的支承部也大径化，在这一点上存在改善的余地。
[0009] 本发明的目的在于合理地构成一种阀控制机构，其抑制动作时的噪音的同时使阀 上升所需的量从而能够最佳地控制发动机。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 本发明的特征在于，发动机的阀控制机构包括：凸轮轴，所述凸轮轴进行旋转驱 动；摇臂，所述摇臂根据所述凸轮轴的旋转，以基端部的摆动轴心为中心进行摆动；移位单 元，所述移位单元使所述摇臂向长度方向移位；以及间隙调节器，所述间隙调节器与该摇 臂的另一端部抵接，并将来自所述摇臂的推压力传递到阀，其中，所述移位单元包括控制部 件，所述控制部件以围绕与所述摆动轴心平行的控制轴心转动自如的方式被支承，并且对 所述摇臂的基端部以相对于从所述控制轴心偏心的偏心支承部摆动自如的方式进行支承， 所述移位单元包括使该控制部件围绕所述控制轴心转动的致动器。
[0012] 根据该结构，伴随着凸轮轴的旋转，摇臂以基端部的摆动轴心为中心进行摆动，来 自该摇臂的摆动端的推压力从间隙调节器传递到阀，通过该推压力进行阀的打开操作。间 隙调节器由于抑制了来自摇臂的冲击，因而噪音降低。另外，以利用致动器的驱动力使移位 单元的控制部件转动从而使摇臂基端部的摆动轴心的位置变位的方式，使摇臂向长度方向 移位。由此，在摇臂中，能够改变凸轮轴的凸轮部抵接的位置与摆动轴心的位置之间的距 离，能够改变摇臂的摆动量，从而能够改变阀提升量。特别地，根据该结构，通过改变推压力 从凸轮轴作用于阀的时刻，还能够改变阀的开闭时刻。
[0013] 在该结构中，由于被构成为控制部件对摇臂的基端部围绕摆动轴心进行支承，因 此，例如，与将该控制部件构成在偏心部件上，且在摇臂上形成外嵌于该偏心部件的环状的 支承构造的结构相比，实现了移位单元的小型化。
[0014] 因此，抑制动作时的噪音的同时能够使阀提升所需的量来最佳地控制发动机的阀 控制机构被小型化。特别地，根据该结构，与阀提升量的变更连动地，还能够改变阀的开闭 时刻，由此能够最佳地设定进气时刻和排气时刻。
[0015] 在本发明中，也可以包括控制部，所述控制部在所述阀被构成为发动机的进气阀、 且加速操作部件被向加速方向操作的情况下，伴随着操作量的增大，使所述致动器向增大 由所述进气阀产生的进气量的方向动作，从而进行所述摇臂的移位。
[0016] 由此，在加速操作部件被向加速方向操作时，控制部控制致动器，由此使摇臂向增 大由进气阀产生的进气量的方向移位。由此，能够在不使发动机加速的情况下减小进气 量，在使发动机加速的情况下增大进气量，因此，即使不利用进气系统中设置的节流阀来调 节进气量，通过进气阀的提升量的调节，也能调节进气量，从而实现发动机的旋转速度的调 节。另外，节流阀中的进气阻力减小，其结果是，能够减小泵送损耗，实现燃油效率的提高。
[0017] 在本发明中，也可以在所述摇臂的中间部分，在所述凸轮轴的凸轮部能够抵接的 位置上，以围绕与所述摆动轴心平行的轴心旋转自如的方式设置中间辊。
[0018] 由此，凸轮轴的凸轮部与摇臂的中间部分的中间辊抵接，因此在该抵接时通过中 间辊的旋转实现了顺畅的抵接，并且能够抑制磨损。
[0019] 在本发明中，也可以构成为，所述间隙调节器包括：接受来自所述摇臂的推压力进 行动作的受压动作体；以及将来自受压动作体的动作力传递到所述阀的中继动作体，所述 受压动作体和所述中继动作体相对移动自如，所述间隙调节器包括对所述受压动作体和所 述中继动作体向分离的方向施力的中间弹簧，并且所述间隙调节器包括节流部，在所述受 压动作体向接近所述中继动作体的方向发生了变位时，所述节流部抑制流体从受压侧缓冲 空间流出，所述受压侧缓冲空间形成在所述受压动作体和所述中继动作体相互嵌入的插嵌 部分。
[0020] 根据该结构，通过中间弹簧的施加力，受压动作体和中继动作体向分离的方向相 对移动，因此能够使受压动作体突出，维持使摇臂或凸轮等驱动机构与受压动作体接触的 状态。另外，在推压力从摇臂或凸轮等驱动机构作用于受压动作体的情况下，作用于受压动 作体的推压力经由受压侧缓冲空间的流体作用于中继动作体，并从该中继动作体向阀打开 的方向起作用。在推压力从该中继动作体作用于阀时，受压侧缓冲空间内部的流体从节流 部流出，由此释放从受压动作体接作用于中继动作体的推压力的一部分从而吸收冲击。
[0021] 在本发明中，也可以所述中间辊始终与所述凸轮部接触。
[0022] 由此，中间辊始终与凸轮部接触，因此，即使凸轮部旋转，从中间辊和凸轮的接触 部分也不会发出冲击声，能够提供肃静性高的阀控制机构。另外，由于中间辊为旋转体，因 此能够将与凸轮部接触的部分的磨损抑制到最小。
[0023] 在本发明中，也可以所述摇臂的抵接体始终与设置在所述受压动作体上的受压辊 接触。
[0024] 由此，摇臂的低接体始终与受压辊接触，因此，即使抵接体滑动，从抵接体和受压 辊的接触部分也不会发出冲击声，由此能够提供肃静性高的阀控制机构。另外，由于受压辊 为旋转体，因此能够将与抵接体接触的部分的磨损抑制到最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是表示发动机的阀控制机构的结构的图。
[0026] 图2是表示在偏心支承部位于min位置的状态下关闭状态的阀和间隙调节器的剖 视图。
[0027] 图3是表示在偏心支承部位于min位置的状态下开始打开动作时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0028] 图4是表示在偏心支承部位于min位置的状态下达到打开状态时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0029] 图5是表示在偏心支承部位于min位置的状态下从打开状态复原到关闭状态时的 阀和间隙调节器的剖视图。
[0030] 图6是表示在偏心支承部位于max位置的状态下关闭状态的阀和间隙调节器的剖 视图。
[0031] 图7是表示在偏心支承部位于max位置的状态下达到打开状态时的阀和间隙调节 器的剖视图。
[0032] 图8是表示推压力刚作用于受压动作体之后的间隙调节器的剖视图。
[0033] 图9是表示第二缓冲空间实现缓冲功能的状态的间隙调节器的剖视图。
[0034] 图10是推压力从受压动作体直接传递到中继动作体的状态的间隙调节器的剖视 图。
[0035] 图11是中继动作体通过阀弹簧的施加力刚开始突出动作之后的间隙调节器的剖 视图。
[0036] 图12是中继动作体进行突出动作时的间隙调节器的剖视图。
[0037] 图13是表示偏心支承部从min位置变化到max位置时的阀提升量的变化的图。
【具体实施方式】
[0038] 下面，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0039] (基本结构）
[0040] 图1中示出了发动机E的阀控制机构，其包括：4冲程发动机E的进气阀10、凸轮轴 20、移位单元30、摇臂40、间隙调节器50、以及控制进气阀10的提升量的作为控制部（ECU) 的发动机控制单元60。
[0041] 阀控制机构被构成为：通过凸轮轴20的凸轮部22与摇臂40的长度方向的中间位 置的中间辊43抵接，摇臂40以摆动轴心T为中心进行摆动。在阀控制机构中，摇臂40的 摆动端的抵接体44配置在间隙调节器50的附近，当伴随着摇臂40的摆动而来自抵接体44 的推压力产生作用时，吸收冲击的同时推压力从间隙调节器50向进气阀10传递，由此进行 使进气阀10打开的动作。
[0042] 在这种阀控制机构中，移位单元30的控制部件32以控制轴心Q为中心转动自如 地被支承，摇臂40的基端部以摆动轴心T为中心摆动自如地被支承在与该控制轴心Q偏心 的偏心支承部33。在阀控制机构中，控制部件32通过致动器A的驱动而转动，由此使摇臂 40向长度方向移位，连续地调节进气阀10的提升量，与这种调节连动，进气时刻也发生改 变。
[0043] 具体的动作方式在后面叙述。凸轮轴20旋转一周时，通过从该凸轮轴20作用于 进气阀10的动作冲程的变更，改变提升量，通过推压力从凸轮轴20作用于进气阀10的区 域（作用角）的变更，改变进气阀10的打开时刻和打开持续时间。另外，作用角是进气阀 10处于打开状态时的凸轮轴20的旋转角的区域，由于该作用角的变更，必然地，提升量成 为最大的时刻（凸轮轴20的旋转角）也发生改变。此外，凸轮轴20的凸轮轴心P、控制轴 心Q、以及摆动轴心T以相互平行的姿态设定。
[0044] 发动机控制单元60利用踏板传感器62检测车辆的加速踏板61 (加速操作部件的 一例）的踏入操作量，基于该检测值控制致动器A，由此使摇臂40向长度方向移位，从而调 节凸轮轴20的凸轮部22与中间辊43抵接时的摇臂40的摆动量。通过这种调节，将进气 阀10的提升量设为目标值的同时，设定进气时刻，由此控制发动机E的燃烧室3的进气量 和进气时刻，其结果，实现了发动机E的旋转速度的控制。
[0045] 除了对上述进气阀10设置阀控制机构之外，还可以对排气阀设置阀控制机构，也 可以对进气阀和排气阀分别设置阀控制机构。以下说明该阀控制机构的详细情况。
[0046] 〔进气阀〕
[0047] 进气阀10具有将在下端侧以伞状展开的阀头11和与阀头11相连的轴状的阀杆 12-体形成的形状。进气阀10以阀杆12相对于汽缸盖1上设置的阀导承（valve guide) 13 滑动自如地插通的方式被支承在阀导承13。
[0048] 在阀杆12上端的止动器（stopper)与汽缸盖1之间具有压缩线圈式的阀弹簧15， 通过该阀弹簧15的施加力，阀头11与在进气路径2和燃烧室3的边界位置的阀座16抵接， 由此进气阀10被维持在关闭状态。
[0049] (凸轮轴和移位单元）
[0050] 凸轮轴20包括凸轮轴部21和从其外周突出的凸轮部22。凸轮轴部21通过从曲 轴（未图示）通过正时链（未图示）传递的驱动力，以凸轮轴心P为中心进行旋转的方式 被支承在汽缸盖1。
[0051] 另外，在该阀控制机构中，还可以包括相对于正时链和凸轮轴20的传动系统，改 变凸轮部22的相对旋转相位的可变阀正时系统。对该可变阀正时系统的一例进行列举，其 被构成为具备：与卷绕正时链的链轮一体旋转的驱动侧旋转部件；与凸轮轴20 -体旋转的 从动侧旋转部件；以及改变驱动侧旋转部件与从动侧旋转部件的相对旋转角的致动器。
[0052] 该可变阀正时系统能够根据发动机E的旋转速度、作用于发动机E的负载等，最佳 地设定进气时刻，例如，能够提高低速时的转矩，提高发动机E的起动性。此外，可变阀正时 系统也可以设置在排气用的凸轮轴上，作为致动器，可以使用液压式致动器，也可以使用电 动式致动器。
[0053] 移位单元30包括偏心支承部33,偏心支承部33对圆盘状的控制部件32以围绕支 承在汽缸盖1上的轴体31的轴心（控制轴心Q)转动自如的方式进行支承，并且在该控制 部件32的外周部成为与控制轴心Q平行姿态的轴状。该移位单元30具有使控制部件32 相对于轴体31转动的电动马达式的致动器A，具有检测控制部件32相对于轴体31的转动 量的角度传感器34。
[0054] 此外，作为移位单元30的致动器A，可以使用液压式致动器，在使用该液压式致动 器的情况下，能够利用与在液压式可变阀正时系统中使用的致动器相同的结构。
[0055] (摇臂）
[0056] 摇臂40在基端部具备与偏心支承部33间隙配合的环状的间隙配合部41，在长度 方向的中间位置，对中间辊43以围绕与凸轮轴心P呈平行姿态的主轴42旋转自如的方式 进行支承，并且在与基端部相反侧的摆动端侧具有抵接体44。
[0057] 通过将该摇臂40的间隙配合部41可转动地支承在移位单元30的偏心支承部33， 该摇臂40以摆动轴心T为中心而被支承。而且，凸轮轴20的凸轮部22与中间辊43抵接， 由此抵接体44以向下方变位的方式进行摆动。伴随着该摆动，来自抵接体44的推压力被 传递到间隙调节器50,进而被传递到进气阀10,该进气阀10打开。
[0058] 抵接体44具有向下方平缓突出的圆弧状的抵接面，抵接体44被构成为在该摇臂 40在长度方向发生了移位的情况下与间隙调节器50抵接的位置也不会上下变动。
[0059] (间隙调节器）
[0060] 如图8所示，间隙调节器50具有受压动作体52和中继动作体53在滑动的状态下 相对移动自如地内插到套筒部件51内部的结构，其中，该套筒部件51嵌入并固定在作为固 定系统的汽缸盖1。套筒部件51、受压动作体52以及中继动作体53与进气阀10的阀杆12 的阀轴心R同轴心地配置，受压动作体52和中继动作体53以沿阀轴心R往复自如的方式 被支承。形成有流体空间S1、受压侧缓冲空间S2、以及复原侧缓冲空间S3。另外，间隙调节 器50具备对上述空间进行作为工作流体的油的给排的油路系统。该间隙调节器50是不局 限于姿态而发挥作用的装置，基于图8所示的姿态说明位置关系和结构等。
[0061] 套筒部件51整体为环状，通过对套筒部件51的外周部分的一部分小径化，在套筒 部件51的外周部分形成用于储存油的储存空间51A。在汽缸盖1上形成从油压泵（未图 示）向该储存空间51A供给油的油路1A。在套筒部件51内侧的上部侧（与进气阀10相 反的一侧）形成小径部51B，在套筒部件51内侧的下部侧形成大径部51C。在套筒部件51 上，作为向受压动作体52和中继动作体53供给油的供给油路，形成从储存空间51A与小径 部51B连通的第一给排路径51D和从储存空间51A与大径部51C连通的第二给排路径51E。 此外，假设油泵由发动机E驱动，但油泵也可以由电动马达驱动。
[0062] 受压动作体52具有筒状的外周面，并在上端位置对承受摇臂40的抵接体44的压 力的受压辊52R以旋转自如的方式进行支承。形成直径比上部外表面52A小的下部外表面 52B，从下部外表面52B向外侧突出地形成将该下部外表面52B分成上下两部分的控制体 52C。在受压动作体52内部形成弹簧收容空间52D，压缩线圈型的中间弹簧54被收容在该 弹簧收容空间52D。该中间弹簧54安装在受压动作体52与中继动作体53之间，施加使受 压动作体52向上方突出的施加力。在该受压动作体52的下端形成抵接部52E。
[0063] 通过将受压动作体52的上部外表面52A的外径设定成比套筒部件51的小径部 51B的内径稍微小的值，该受压动作体52在沿着阀轴心R的方向上移动自如地被支承。
[0064] 中继动作体53具有筒状部53A和下部的底璧部53B而形成为有底筒状，在筒状部 53A上端（与进气阀10相反的一侧）的内周形成受压动作体52的控制体52C能够嵌入的 台阶状部53C。在中继动作体53的底璧部53B的上表面和受压动作体52的上壁之间配置 中间弹簧54,该中继动作体53配置在进气阀10的阀杆12的上端与底璧部53B的底面抵接 的位置。
[0065] 作为中间弹簧54,使用与阀弹簧15相比施加力较小的弹簧（弹簧常数小的弹 簧）。
[0066] 将中继动作体53的筒状部53A的外径设定成比套筒部件51的大径部51C的内径 稍微小的值，将筒状部53A的内径设定成比受压动作体52的下部外表面52B的外径稍微大 的值。由此，中继动作体53相对于套筒部件51和受压动作体52在沿着阀轴心R的方向上 相对移动自如。
[0067] 将受压动作体52的下部外表面52B中的比控制体52C靠上侧的区域称为流体空 间S1，将受压动作体52的下部外表面52B中的比控制体52C靠下侧的区域称为受压侧缓 冲空间S2。此外，受压侧缓冲空间S2形成在受压动作体52与中继动作体53的插嵌部分。 另外，在套筒部件51的小径部51B和大径部51C的边界的台阶状面51S、与中继动作体53 的上端外周的上端面53S所夹住的区域中，形成复原侧缓冲空间S3。
[0068] 在该间隙调节器50中，在没有压力从摇臂40的抵接体44作用于受压辊52R上的 状态下，在中间弹簧54的施加力的作用下，受压动作体52向上方突出而维持受压辊52R与 摇臂40的抵接体44抵接的状态。在受压动作体52如此突出时处于第一给排路径51D与 流体空间S1连通的位置关系的情况下，在来自油的压力也起作用的状态下，受压动作体52 向上方突出。接着，在压力从摇臂40的抵接体44作用于受压辊52R而使受压动作体52接 近中继动作体53的情况下，受压动作体52的外周面将第一给排路径51D封闭从而切断油 相对于流体空间S1的进出。之后，在受压动作体52进一步接近中继动作体53的情况下， 切换成复原侧缓冲空间S3与第二给排路径51E连通的状态。如此，通过控制第一给排路径 51D的油的流动的受压动作体52、以及控制第二给排路径51E的油的流动的中继动作体53， 构成流体控制部。
[0069] 另外，在该间隙调节器50中，在控制体52C向关闭受压侧缓冲空间S2的方向发生 了变位的情况下，在控制体52C和受压侧缓冲空间S2的内壁之间形成间隙状的节流部55。 在受压动作体52进一步向下方变位的情况下，达到下端的抵接部52E与中继动作体53抵 接的状态，成为来自抵接体44的推压力直接传递到进气阀10的阀杆12的状态。
[0070] 〔间隙调节器的动作方式〕
[0071] 在间隙调节器50中，在没有推压力从摇臂40的抵接体44作用于受压动作体52 的非推压状态下，通过阀弹簧15的施加力，阀杆12达到上限。在该状态下，受压动作体52 通过中间弹簧54的施加力而突出，第二给排路径51E处于切断油流动的切断状态。此外， 在处于第一给排路径51D与流体空间S1连通的位置关系的情况下，在来自油的压力也起作 用的状态下，受压动作体52向上方突出。因此，在该非推压状态下，通过中间弹簧54的施 加力，受压动作体52从套筒部件51向上方突出，从而成为受压辊52R与摇臂40的抵接体 44抵接的位置关系。另外，成为受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离的 位置关系。
[0072] 图8表示由于摇臂40的摆动使得推压力从抵接体44作用于受压动作体52而使 受压动作体52刚开始下降之后的间隙调节器50的截面。在受压动作体52如此开始下降 的状态下，第一给排路径51D和第二给排路径51E成为切断状态，流体空间S1、受压侧缓冲 空间S2、以及复原侧缓冲空间S3成为连通状态。在来自抵接体44的推压力如此持续作用 的状态下，在没有伴随着流体空间S1、受压侧缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3的容积变 化的状态下，受压动作体52对抗中间弹簧54的施加力进行接近中继动作体53的动作。
[0073] 通过进行该动作，如图9所示，受压动作体52的控制体52C接近受压侧缓冲空间 S2,油被封入受压侧缓冲空间S2,并且在控制体52C和受压侧缓冲空间S2的内壁之间形成 节流部55。由此，受压侧缓冲空间S2的体积缩小，达到封入该受压侧缓冲空间S2的油从节 流部55漏出到流体空间S1和复原侧缓冲空间S3的内部的状态，由此抑制受压动作体52 的动作。通过达到该状态，经由伴随着受压动作体52的下降被封入流体空间S1、受压侧缓 冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3的油，推压力传递到受压动作体52,由此受压动作体52 下降。
[0074] 另外，由于受压侧缓冲空间S2内部的压力上升，从受压动作体52对中继动作体53 向下降方向作用推压力，由此进行受压动作体52的抵接部52E向中继动作体53的底璧部 53B接近的动作。通过该动作，从中继动作体53对进气阀10向打开方向作用推压力，进气 阀10开始向打开方向动作。
[0075] 接着，由于中继动作体53的下降，达到第二给排路径51E与复原侧缓冲空间S3连 通的位置，由此，如图10所示，在只有被封入受压侧缓冲空间S2中的油的压力作用于受压 动作体52的状态下，达到受压动作体52的抵接部52E与中继动作体53的底璧部53B抵接 的状态。由此，受压侧缓冲空间S2发挥作用而抑制受压动作体52抵接时的下降速度，从而 实现对抵接时的冲击进行吸收的缓冲动作。通过达到抵接状态，摇臂40的摆动力从受压动 作体52传递至中继动作体53,由此使进气阀10向打开方向动作。
[0076] 在受压动作体52如此与中继动作体53的底璧部53B抵接而对进气阀10进行打 开操作之后，摇臂40的抵接体44的抵接力被解除，进气阀10开始向关闭方向动作，在这种 情况下，如图11所示，达到油被封入流体空间S1、受压侧缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间 S3的状态，但是，由于受压动作体52向上升方向变化时没有伴随着这些空间的容积变化， 因此受压动作体52在中间弹簧54的施加力的作用下进行突出动作。
[0077] 受压动作体52通过中间弹簧54的施加力向上升方向动作，由此维持受压辊52R 与抵接体44抵接的状态。另外，通过该受压动作体52的动作，如图12所示，达到受压侧缓 冲空间S2和复原侧缓冲空间S3关闭的状态。在该状态下，阀弹簧15的施加力向使中继动 作体53上升的方向起作用，但成为油被封入套筒部件51的台阶状面51S和中继动作体53 的上端外周的上端面53S所夹住的复原侧缓冲空间S3中的状态，因此中继动作体53的上 升速度被抑制。由此，即使是阀弹簧15的施加力起作用的状况，也抑制油从复原侧缓冲空 间S3流出，因而中继动作体53的上升速度被抑制，由此进气阀10的阀头11与阀座16抵 接时的冲击被吸收。
[0078] (控制结构和控制方式）
[0079] 如图1所示，发动机控制单元60具备获取检测信号的输入系统，并且具备向致动 器A进行控制输出的输出系统，所述检测信号来自踏板传感器62的检测信号和角度传感器 34的检测信号。该发动机控制单元60具备与通过踏板传感器62取得的检测值相对应地将 控制部件32的摆动量设定为目标值的表格数据等，还具备基于该表格数据等使致动器A动 作的程序。
[0080] 根据这样的结构，在基于加速踏板61的操作进行进气量的控制时、根据踏板传感 器62的检测结果判定为加速踏板61处于非操作状态的情况下，发动机控制单元60基于踏 板传感器62的检测值来设定与怠速旋转相对应的目标值，并利用角度传感器34检测符合 该目标值的检测值，以这种方式执行致动器A的控制。
[0081] 在设定成怠速状态时，如图1?图5所示，以将偏心支承部33设定在min位置的 方式设定目标值，通过该控制，摇臂40发生变位，使从抵接体44与受压辊52R的抵接位置 到摆动轴心T为止的距离最短。通过该控制，如图4所示，凸轮轴20的凸轮部22与中间辊 43抵接而使摇臂40摆动时的进气阀10的提升量成为最小（最小提升量Lmin)。
[0082] 接着，在根据踏板传感器62的检测结果判定为加速踏板61被进行了踏入操作时， 发动机控制单元60设定与踏板传感器62的检测值对应的目标值，并利用角度传感器34检 测符合该目标值的检测值，以这种方式执行致动器A的控制。
[0083] 在该控制中，例如，在进行踏入操作直到最高速位置时，如图6、图7所示，以将偏 心支承部33设定在max位置的方式设定目标值，通过这种控制，摇臂40发生变位，使从抵 接体44与受压辊52R的抵接位置到摆动轴心T的距离最长。通过该控制，如图7所示，凸轮 轴20的凸轮部22与中间辊43抵接而使摇臂40摆动时的进气阀10的提升量为最大（最 大提升量Lmax)。
[0084](基于偏心支承部的设定的动作方式）
[0085] 在该发动机E的阀控制机构中，在将偏心支承部33设定在max位置时，摇臂40的 中间辊43与凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的状态下，如图6所示，受压 动作体52下端的抵接部52E与中继动作体53抵接。相对于此，在将偏心支承部33设定在 min位置时，摇臂40的中间辊43与凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的状态 下，如图2所示，受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离。
[0086] 图13示出将凸轮轴20的旋转角设为横轴、将偏心支承部33的设定位置改变了时 的阀提升量（进气阀10的打开量）设为纵轴的曲线图。如图13所示，在偏心支承部33设 定在max位置时，进气阀10按照反映凸轮轴20的凸轮部22轮廓的基准轨迹进行动作，进 气阀10打开最大提升量Lmax。另外，在偏心支承部33从max位置逐渐地变化到min位置 时，进气阀10按照使基准轨迹向下方移位的方式的轨迹（仅上部的轨迹）进行动作。并且， 在偏心支承部33设定在min位置时，进气阀10按照使基准轨迹向下方大幅移位的方式的 限制进行动作，进气阀10打开最小提升量Lmin。
[0087] S卩，在偏心支承部33从max位置变化到min位置时，由于进行反映凸轮部22的凸 面（凸轮尖）附近的形状的动作，因此，越将支承部33设定在min位置的附近，越显现进气 阀10按照使基准轨迹向下移位的轨迹（轨迹的上部区域）进行动作的方式。
[0088] 因此，在偏心支承部33设定在min位置的状态下，伴随着凸轮轴20的旋转，在中 间辊43接触凸轮轴20的凸轮部22的圆周部分（基圆）的时刻，如图2所示，受压动作体 52下端的抵接部52E从中继动作体53分离，进气阀10维持关闭状态（图13 (II))。另外， 在该时刻，间隙调节器50实现了如下位置关系：通过向流体空间S1供给的油的压力和中间 弹簧54的施加力，受压动作体52向上方突出而与摇臂40的抵接体44抵接。
[0089] 接着，在中间辊43与凸轮部22的凸部抵接而使推压力作用于受压动作体52的时 亥IJ，如图3所示，进气阀10开始打开动作（图13 (III))。在推压力如此起作用时，间隙调节 器50如前所述进行如图8?图10所示的一系列的动作，由此降低受压动作体52的抵接部 52E与中继动作体53的底璧部53B抵接时的冲击。即，以如前所述在流体空间S1、受压侧 缓冲空间S2以及复原侧缓冲空间S3封入油的方式，进行从中继动作体53向进气阀10传 递推压力的动作，并进行随着受压侧缓冲空间S2体积的缩小使封入该受压侧缓冲空间S2 的油从节流部55漏出的缓冲动作，由此降低冲击。
[0090] 由于如此降低冲击，因此进气阀10开始打开时的打开开始曲线C与基准曲线不 同，其示出了慢速状态下的打开动作。
[0091] 之后，在抵接部52E与底璧部53B抵接的状态下，来自受压动作体52的推压力从 中继动作体53被传递到进气阀10,由此，如图4所示，进气阀10打开最小提升量Lmin(图 13(IV))。并且，在从凸轮部22的凸部作用于中间辊43的推压力被解除的时刻，如图5所 示，受压动作体52下端的抵接部52E从中继动作体53分离，进气阀10复原到关闭状态（图 13(V))。另外，在推压力如此被解除的情况下，如图11所示，通过封入复原侧缓冲空间S3 的油进行进气阀10的关闭动作时，阀头11与阀座16抵接时的冲击减小。
[0092] 由于如此减小冲击，因而进气阀10关闭动作时的打开结束曲线D与基准曲线不 同，其示出了慢速状态下的关闭动作。
[0093] 与此同样，在偏心支承部33设定在max位置的状态下，在中间辊43与凸轮轴20 的凸轮部22的圆周部分（基圆）接触的时刻，如图6所示，在受压动作体52下端的抵接部 52E与中继动作体53抵接的状态下，进气阀10维持关闭状态（图13 (VI))。另外，在该时 亥IJ，间隙调节器50实现如下位置关系：通过向流体空间S1供给的油的压力和中间弹簧54 的施加力，受压动作体52向上方突出从而与摇臂40的抵接体44抵接。
[0094] 接着，伴随着凸轮轴20的旋转，中间辊43从圆周部分到达凸轮部22的凸面（凸 轮尖）的边界部分的时刻以后，推压力作用于中间辊43,进气阀10顺畅地开始打开动作。 接下来，如图7所示，以反映了凸面的凸轮形状的特性进行打开动作（图13 (VII))。
[0095] 如此，在偏心支承部33设定在max位置的状态下，在打开动作时，维持受压动作体 52下端的抵接部52E与中继动作体53抵接状态的状态的同时进行顺畅的打开动作，因此不 需要在间隙调节器50的缓冲动作，不进行该缓冲动作。
[0096]〔第一实施方式的作用和效果〕
[0097] 如此，在本实施方式的阀控制机构中，基于加速踏板61的踏入操作来控制致动器 A，由此设定摇臂40长度方向的移位量，连续地改变进气阀10的提升量，与这种改变连动， 基于进气阀10的进气时刻也能够发生改变。特别地，即使不利用节流阀调节进气量，通过 进气阀10的提升量的改变，也能调节进气量，因此，减小了节流阀中的进气阻力，结果是， 减小了泵送损耗（pumping loss),实现了燃油效率的提高。
[0098] 在本发明的结构中，通过具有在形成于控制部件32上的偏心支承部33上支承摇 臂40基端部的结构、使控制部件32转动的致动器A、以及检测旋转角度的角度传感器34， 就能实现进气阀10的提升量的改变，由此能够减少阀控制机构的部件个数。
[0099] 另外，由于在摇臂40长度方向的中间位置具备中间辊43,因此，当凸轮轴20的凸 轮部22与中间辊43抵接时，中间辊43旋转，由此实现了顺畅的抵接，也抑制了磨损。
[0100] 根据该结构，成为摇臂40的抵接体44以高速与受压动作体52的受压辊52R抵接 的动作方式，在该抵接时，受压辊52R旋转，由间隙调节器50抑制了摇臂40的抵接体44抵 接时的冲击，还降低了冲击声。与此同样，间隙调节器50还能抑制抵接体44向离开受压辊 52R的方向动作、进气阀10向关闭方向动作时的冲击，也降低了冲击声。由此，将降低发动 机声音并提高肃静性。
[0101] 〔其他实施方式〕
[0102] 本发明除上述实施方式以外还可以如下构成。
[0103] (a)作为移位单元30上设置的致动器A，可以使用通过油压进行动作的致动器。通 过这样的结构，能够利用来自于由发动机E驱动的油压泵的工作油来实现控制。
[0104] (b)如实施方式所述，通过本发明的阀控制机构来控制排气阀。在如此控制排气阀 的情况下，也能够任意地设定提升速度、提升量、以及提升时刻，因此降低了泵送损耗，实现 了在最佳时刻的排气。
[0105] 工业可利用性
[0106] 本发明能够用于具备与凸轮轴的凸轮部抵接的摇臂的发动机的阀控制装置。
[0107] 附图标记的说明
[0108] 10:阀和进气阀
[0109] 20:凸轮轴
[0110] 30 :移位单元
[0111] 32:控制部件
[0112] 33:偏心支承部
[0113] 40 :摇臂
[0114] 43:中间辊
[0115] 50:间隙调节器
[0116] 52:受压动作体
[0117] 53:中继动作体
[0118] 54:中间弹簧
[0119] 55 :节流部
[0120] 61 :加速操作部件（加速踏板）
[0121] 60 :控制部（发动机控制单元）
[0122] A :致动器
[0123] E:发动机
[0124] Q:控制轴心
[0125] S2:受压侧缓冲空间
[0126] T :摆动轴心
【权利要求】
1. 一种发动机的阀控制机构，包括： 凸轮轴，所述凸轮轴进行旋转驱动； 摇臂，所述摇臂根据所述凸轮轴的旋转，以基端部的摆动轴心为中心进行摆动； 移位单元，所述移位单元使所述摇臂向长度方向移位；以及 间隙调节器，所述间隙调节器与该摇臂的另一端部抵接，并将来自所述摇臂的推压力 传递到阀， 所述移位单元包括控制部件，所述控制部件以围绕与所述摆动轴心平行的控制轴心转 动自如的方式被支承，并且对所述摇臂的基端部以相对于从所述控制轴心偏心的偏心支承 部摆动自如的方式进行支承，所述移位单元包括使该控制部件围绕所述控制轴心转动的致 动器。
2. 根据权利要求1所述的发动机的阀控制机构，其特征在于，包括： 控制部，所述控制部在所述阀被构成为发动机的进气阀、加速操作部件被向加速方向 操作的情况下，伴随着操作量的增大，使所述致动器向增大由所述进气阀产生的进气量的 方向动作，从而进行所述摇臂的移位。
3. 根据权利要求1或2所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 在所述摇臂的中间部分，在所述凸轮轴的凸轮部能够抵接的位置上，以围绕与所述摆 动轴心平行的轴心旋转自如的方式设置中间辊。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述间隙调节器包括：接受来自所述摇臂的推压力进行动作的受压动作体；以及将来 自受压动作体的动作力传递到所述阀的中继动作体，所述受压动作体和所述中继动作体相 对移动自如，所述间隙调节器包括对所述受压动作体和所述中继动作体向分离的方向施力 的中间弹簧，并且， 所述间隙调节器包括节流部，在所述受压动作体向接近所述中继动作体的方向发生了 变位时，所述节流部抑制流体从受压侧缓冲空间流出，所述受压侧缓冲空间形成在所述受 压动作体和所述中继动作体相互嵌入的插嵌部分。
5. 根据权利要求3所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述中间辊始终与所述凸轮部接触。
6. 根据权利要求4所述的发动机的阀控制机构，其特征在于， 所述摇臂的抵接体始终与设置在所述受压动作体上的受压辊接触。
【文档编号】F01L1/24GK104105850SQ201380008837
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年2月10日
【发明者】沼波晃志, 小野寿, 西田裕基 申请人:爱信精机株式会社
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