JP2006329164A - 複数気筒エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 必要な配置スペースが拡大したり、構造の複雑化，コスト高を招くことなく、一部気筒の休止運転を実現できる複数気筒エンジンを提供する。
【解決手段】 気筒は複数の気筒群に分けられ、可変機構１０は、複数の気筒群に共通のコントロール部材１３を備え、かつ該コントール部材１３の制御量に対するカム軸８の回転の伝達状態が気筒群毎に異なるよう構成されており、所定の運転域では一部の気筒群のバルブリフト量をゼロとすることにより該一部の気筒群の運転を休止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数気筒を有し、各気筒の吸気バルブ又は排気バルブの開期間，リフト量を連続的に制御可能とした複数気筒エンジンに関する。

吸気，排気バルブの開期間，リフト量を連続的に制御可能としたエンジンの動弁装置が実用化されている。この種の動弁装置として、従来例えば、カム軸により、揺動可能に支持された揺動カムが駆動され、該揺動カムにより吸気バルブ又は排気バルブが開閉駆動されるように構成されている。そして上記揺動カムは、その揺動中心が可変となっており、該揺動中心を変化させることによりバルブの開期間及びリフト量が連続的に変化可能となっている。

一方、燃費の向上を図るために、低負荷運転域では一部気筒群の運転を休止する、いわゆる気筒休止運転を行なうようにしたエンジンが提案されている。このような気筒休止運転を、上記バルブ開期間，リフト量の連続可変式動弁装置を備えたエンジンで実現するものとして、特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１に記載のものでは、気筒を複数の気筒群に分けるとともに、各気筒群毎にコントロールシャフトを設けて気筒群毎にバルブリフト量を制御可能とし、もって所定の運転域では、一部の気筒群のバルブリフト量をゼロとすることにより気筒休止運転を実現するようになっている。

特開２００４−３１６５７１号公報

ところで上記従来の気筒休止運転を可能としたエンジンでは、コントロールシャフトを複数本備え、各コントールシャフトを異なる回動角度状態に制御する方式を採用している。しかし連続可変式動弁装置を備えたエンジンにおいて、複数のコントロールシャフトの配置スペースを確保するのは非常に困難であり、また構造が複雑化してコスト高の原因となるといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、必要な配置スペースが拡大したり、構造の複雑化，コスト高を招くことなく、一部気筒の休止運転を実現できる複数気筒エンジンを提供することを課題としている。

請求項１の発明は、複数の気筒と、該各気筒の吸気，排気ポートを開閉する吸気，排気バルブと、駆動源となる駆動軸と、該駆動軸の回転が伝達されて各気筒のバルブを開閉するバルブ開閉部材と、上記駆動軸の回転の上記バルブ開閉部材への伝達状態をコントロール部材の制御量によって変化させることにより上記バルブの開期間及びリフト量を連続的に変化可能とする可変機構とを備えた複数気筒エンジンであって、上記気筒は複数の気筒群に分けられ、上記可変機構は、上記複数の気筒群に共通のコントロール部材を備え、かつ該コントール部材の制御量に対する上記伝達状態が気筒群毎に異なるよう構成されており、所定の運転域では一部の気筒群のバルブ開期間及びリフト量をゼロとすることにより該一部の気筒群の運転を休止することを特徴としている。

ここで、本発明における複数の気筒群に分けるとは、２つの気筒を２つの群に分ける場合を含み、また例えばＶ型エンジンにおいて各バンクの気筒を複数の気筒群に分ける場合を含む。

また本発明におけるコントロール部材の制御量とは、回動可能に配置されたコントロール部材の場合はその回動角度を意味し、またスライド可能に配置されたコントロール部材の場合はそのスライド量を意味している。

請求項２の発明は、請求項１において、上記駆動軸はクランク軸により回転駆動されるカム軸であり、上記バルブ開閉部材は、揺動自在に支持されたロッカアームであり、上記可変機構は、揺動可能に支持され、上記カム軸により揺動駆動される揺動カムと、該揺動カムと上記カム軸との間又は上記ロッカアームとの間に配置され、上記コントロール部材により揺動可能に支持されたコントロールアームとを備え、上記コントロール部材の制御量を変化させることにより上記コントロールアームと上記カム軸又は揺動カムとの相対的位置関係が変化し、もって上記吸気バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっており、上記揺動カムのカム面は、上記気筒群毎に異なる形状に設定されており、上記一部の気筒群用の揺動カムのカム面は、上記コントロール部材の制御量が所定範囲内にあるときバルブリフト量がゼロとなる形状に設定されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２において、上記可変機構のコントロールアームは、上記揺動カムのカム面と上記ロッカアームとの間に配置されており、上記コントロール部材の回動角度を変化させると上記コントロールアームと上記カム面との相対的位置関係が変化し、もって上記吸気バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２又は３において、上記揺動カムのカム面は、該揺動カムの揺動中心を中心とする円弧からなり、揺動カムの揺動角度に関わらずバルブリフト量をゼロとするベース円部と、揺動角度の増加に伴ってバルブリフト量を増加させるリフト部とを有し、上記一部の気筒群用揺動カムのベース円部は他の気筒群用揺動カムのベース円部より広い角度範囲を有することを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４において、上記一部の気筒群用揺動カムのリフト部は、上記ベース円部との境界点からリフト部側に離れるに伴って上記他の気筒群用揺動カムのリフト部に近似した形状に設定されていることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１において、上記駆動軸はクランク軸により回転駆動されるカム軸であり、上記バルブ開閉部材は、揺動自在に支持されたロッカアームであり、上記可変機構は、揺動可能に支持され、上記カム軸により揺動駆動される揺動カムと、該揺動カムと上記カム軸との間又は上記ロッカアームとの間に配置され、上記コントロール部材により揺動可能に支持されたコントロールアームとを備え、上記コントロール部材の制御量を変化させると上記コントロールアームと上記カム軸又は上記揺動カムとの相対的位置関係が変化し、もって上記バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっており、上記コントロールアームとカム軸又は揺動カムとの相対的位置関係は、気筒群毎に異なるように設定されており、一部の気筒群の上記相対的位置関係は、上記コントロール部材の制御量が所定範囲にあるときバルブリフト量がゼロとなるよう設定されていることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項６において、上記コントロールシャフトは上記コントロール部材に該コントロール部材の回動中心から偏心させて連結されており、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記回動中心からの偏心量は他の気筒群用コントロールシャフトの偏心量より大きく設定されており、上記コントロール部材が所定の角度範囲にあるとき、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部が他の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部より該カム面のベース円部側に後退していることを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項７において、上記一部の気筒群用コントロールシャフトは、他の気筒群用コントロールシャフトより短く設定されており、上記コントロールシャフトが上記所定の角度範囲から離れるほど、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部と他の気筒用コントロールシャフトの当接部とが近接することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、複数の気筒群に共通のコントロール部材を設け、かつ該コントール部材の制御量に対する駆動軸の回転の開閉部材への伝達状態が気筒群毎に異なるよう構成したので、所定の運転域では一部の気筒群のバルブ開期間及びリフト量をゼロとすることができ、複数のコントロール部材を設けることなく、一部の気筒群の運転を休止することができる。従って、複数のコントロール部材を設ける場合に比べて配置スペースの確保が容易であり、構造の複雑化，部品点数やコストの増大を招くこともない。

そして本発明では、連続可変式動弁装置により一部の気筒群のバルブリフト量を連続的変化させていって該気筒群の運転休止及び復帰を行なうのであるから、全気筒運転から一部気筒休止運転への切り替え及び一部気筒休止運転から全気筒運転への復帰を滑らかに行なうことができ、切り替え，復帰時のショックを軽減することができる。

請求項２，３の発明では、コントロールアームをコントロール部材により揺動可能に支持し、コントロール部材の制御量を変化させることにより上記コントロールアームと上記カム軸又は揺動カムとの相対的位置関係を変化させるように構成するとともに、揺動カムのカム面をコントロール部材の制御量が所定範囲内にあるときバルブリフト量がゼロとなる形状に設定したので、共通のコントロール部材を用いながら一部の気筒群の気筒休止運転を実現できる。

請求項４の発明では、一部の気筒群用揺動カムのベース円部を他の気筒群用揺動カムのベース円部より広い角度範囲を有するよう設定することにより、上記コントロール部材の回動角度が所定範囲にあるときバルブリフト量をゼロとすることができ、該一部の気筒群の運転を休止できる。このようにカム面の形状を適宜設定するというだけの簡単な構造により一部の気筒群の運転休止を実現できる。

また請求項５の発明では、上記一部の気筒群用揺動カムのリフト部を、上記ベース円部との境界点から離れるに伴って上記他の気筒群用揺動カムのリフト部に近似した形状に設定したので、全気筒運転域、特に高回転高負荷運転域においては、上記一部の気筒群のバルブリフト量を他の気筒群のバルブリフト量と同等に確保することができ、上述の切り替え時のショックを回避し、かつ運転休止を採用したことによりエンジンの最大出力が低下するといった問題を回避できる。

請求項６の発明では、コントロールアームとカム面との相対的位置関係を気筒群毎に異なるよう設定したので、例えば請求項７の発明のように、上記一部の気筒群用コントロールシャフトのコントロール部材中心からの偏心量を他の気筒群用コントロールシャフトの偏心量より大きく設定することにより、コントロール部材が上記所定の角度範囲にあるとき、一部の気筒群用コントロールアームを他の気筒群用コントロールアームより後退させ、もってバルブリフト量をゼロとすることができ、一部の気筒群の運転を休止できる。このようにコントロールアームのコントロール部材中心からの偏心量を適宜設定するだけの簡単な構造により一部の気筒群の運転休止を実現できる。

請求項８の発明では、上記一部の気筒群用コントロールアームを他の気筒群用コントロールアームより短く設定したので、上記コントロール部材が上記所定の角度範囲から離れるほど、上記一部の気筒群用コントロールアームのカム面当接部と他の気筒群用コントロールアームのカム面当接部を近接させることができる。そのため全気筒運転域、特に高回転高負荷運転域においては、上記一部の気筒群のバルブリフト量を他の気筒群のバルブリフト量と同等に確保することができ、運転休止を採用したことによりエンジンの最大出力が低下するといった問題を回避できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明の第１実施形態に係る複数気筒エンジンを説明するための図である。図１〜図３は動弁装置部分の断面側面図、図４は揺動カムの拡大図、図５は気筒群を説明するための模式図、図６はコントロールシャフト回動角度θ〜最大リフトＨ特性図である。

本実施形態エンジンは、左バンク４気筒（図５の♯１，３，５，７）、右バンク４気筒（図５の♯２，４，６，８）を有するＶ型８気筒エンジンである。なお、図５において、矢印はエンジン前方を示し、Ｒは右バンクを、Ｌは左バンクを意味している。

上記左，右のバンクは、それぞれシリンダブロック上にシリンダヘッド１を結合し、該シリンダブヘッド１にヘッドカバー２を着脱可能に装着した概略構造を有する。なお、図１は図５のI-I 線断面図( 左バンクの気筒♯５部分) を示している。

上記シリンダヘッド１のシリンダブロック側合面１ａに凹設された燃焼室１ｂには吸気弁開口１ｃ，排気弁開口１ｄが開口している。この吸気弁開口１ｃ，排気弁開口１ｄは吸気ポート１ｅ，排気ポート１ｆでバンク内側壁面１ｊ，外側壁面１ｋに導出され、開口している。

また上記吸気弁開口１ｃ，排気弁開口１ｄには、吸気バルブ２，排気バルブ３のバルブヘッド２ａ，３ａが該各開口１ｃ，１ｄを開閉可能に配置されている。上記吸気バルブ２，排気バルブ３のバルブステム２ｂ，３ｂの上端部に装着されたリテーナ４ａ，４ｂとシリンダヘッド１のばね座１ｇ，１ｇとの間には弁ばね５ａ，５ｂが介在され、上記各バルブ２，３は上記各開口を閉じる方向に付勢されている。

上記吸気バルブ２，排気バルブ３の開期間及びリフト量は、それぞれ左バンク用，右バンク用に独立して設けられた吸気側連続可変式動弁装置６により、同様に左バンク用，右バンク用に独立して設けられた排気側連続可変式動弁装置７により、ゼロから最大まで連続的に変化可能となっている。

さらに本実施形態では、上記各バンクの各気筒は、低負荷運転域では休止される休止気筒群と、全運転域で運転される連続運転気筒群とに分けられている。具体的には、上記左バンクの気筒♯１，７は連続運転気筒群とされ、気筒♯３，５は休止気筒群とされている。また同様に右バンクの気筒♯２，８は休止気筒群とされ、気筒♯４，６は連続運転気筒群とされている。

上記吸気側連続可変式動弁装置６，排気側連続可変式動弁装置７は一部を除いて同様の構造を備えているので、以下主として吸気側連続可変式動弁装置６について説明し、排気側連続可変式動弁装置７については吸気側の構成部品と同じ符号を付すとともに、吸気側との相違部分のみを説明する。

上記吸気側連続可変式動弁装置６は、吸気カム軸（駆動軸）８と、該吸気カム軸８の回転が伝達されて吸気バルブ２を開閉駆動する吸気ロッカアーム（バルブ開閉部材）９と、該吸気ロッカアーム９と上記吸気カム軸８との間に配置され、上記吸気カム軸８の回転の吸気ロッカアーム９への伝達状態を変化させる可変機構１０とを備えている。

上記可変機構１０は、上記吸気カム軸８の吸気カムノーズ８ａにより駆動される吸気揺動カム１１と、該吸気揺動カム１１により駆動される吸気中間ロッカ( コントロールアーム) １２と、該吸気中間ロッカ１２及び上記吸気ロッカアーム９を揺動自在に支持するとともに、該吸気中間ロッカ１２を進退させるコントロールシャフト( コントロール部材) １３とを備えている。上記吸気揺動カム１１の揺動に伴って、吸気中間ロッカ１２を介して吸気ロッカアーム９が揺動し、該吸気ロッカアーム９の揺動により上記吸気バルブ２が軸方向に進退し、もって上記吸気バルブ開口１ｃが開閉されるようになっている。

なお、上記吸気カムノーズ８ａ，吸気揺動カム１１，吸気中間ロッカ１２，及び吸気ロッカアーム９は吸気バルブ１本につき１組ずつ設けられている。またコントロールシャフト１３は左バンク用、右バンク用に１本ずつ配設されている。

上記吸気カム軸８はクランク軸（図示せず）と平行に配置され、シリンダヘッド１に装着されたカムジャーナル受部１ｈ及びこれの上合面に装着されたカムキャップ１ｉにより回転自在に、かつ軸直角方向及び軸方向に移動不能に支持されている。上記吸気カム軸８のカムノーズ８ａは一定の外径を有するベース円部８ｂと、所定のカムプロフィールを有し、吸気行程において上記吸気バルブ２を開閉するためのノーズ部８ｃとを備えている。

上記吸気ロッカアーム９は、リング状の左，右の基部９ａ,9ａから前方に延びる左，右のアーム部９ｂ,9ｂ同士を底壁９ｃで一体的に連結した構造のものである。上記左，右の基部９ａ，９ａは、上記吸気カム軸８と平行で、かつ気筒軸線側に配置された上記コントロールシャフト１３に形成された軸支部１３ａ，１３ａにより上下揺動自在に、かつ軸方向及び軸直角方向に移動しないように支持されている。

上記底壁９ｃの先端部下面にはバルブ押圧面９ｄが上記吸気バルブ２の上端に装着されたシム２ｃを押圧するように形成されている。また上記各アーム部9 ｂ,9ｂの内側面には上記中間ロッカ１２の押圧面１２ａで押圧される被押圧面９ｅ,9ｅが棚状に形成されている。そしてこの被押圧面９ｅはバルブ全閉状態でカム軸方向に見ると、上記吸気揺動カム１１の揺動中心ａを中心とする半径ｒの円弧をなすように形成されている。

上記コントロールシャフト１３の上記軸支部１３ａ，１３ａの間には偏心ピン部１３ｂが他の部分より小径にかつ該コントロールシャフト１３の軸心ｂから半径方向外方に偏心するように一体形成されている。

上記偏心ピン部１３ｂに上記吸気中間ロッカ１２の半円状をなす係止基部１２ｂが回動自在に係止されている。この係止基部１２ｂと偏心ピン部１３ｂとは板ばね１４により相対的に回動可能にかつ分離しないよう連結されている。

上記吸気中間ロッカ１２の係止基部１２ｂには左，右のアーム部１２ｃ，１２ｃが前方に延びるように一体形成されている。この左，右のアーム部１２ｃ，１２ｃの前端部間にはロッカローラ１２ｄが上記揺動カム１１のカム面１６ｃに転接するよう配置されている。上記ロッカローラ１２ｄは上記左，右アーム部１２ｃ，１２ｃをコントロールシャフト１３の軸方向に貫通するローラピン１２ｅにより軸支されている。なお、上記左，右アーム部１２ｃ，１２ｃの前端部下面には上記押圧面１２ａ，１２ａが形成されており、該各押圧面１２ａは上記吸気ロッカアーム９の左，右の被押圧面９ｅを押圧するようになっている。

上記コントロールシャフト１３は、図示しないサーボモータ等の駆動機構により回動角度θが任意の角度となるように制御される。この駆動機構によりコントロールシャフト１３の回動角度θを変化させると、上記吸気中間ロッカ１２のロッカローラ１２ｄ及び押圧面１２ａが上記被押圧面９ｅに沿って移動し、もってロッカアーム９の実質的なアーム長及び上記揺動カム１１に対する相対位置が変化するようになっている。なお、上記駆動機構は、例えばアクセルペダルの開度に応じて、該開度が大きくなるほど吸気バルブの開角度及びリフト量が大きくなるように上記コントロールシャフト１３の回動角度を制御する。

上記偏心ピン部１３ｂは、コントロールシャフト１3 を回動させると、上記軸心ｂを中心とする円ｃに沿って回動することとなる。コントロールシャフト１３の回動角度θが最小のθｏ( 例えば軸心ｂを通る基準直線Ａに対して１５〜２０°）であるとき、偏心ピン部１３ｂは、図２（ａ）の１３ｂ１に位置する。そのため中間ロッカ１２は、後退端（図２に実線で示す位置）に位置する。より具体的には、中間ロッカ１２は、ロッカローラ12ｄのカム面16ｃとの転接点がベース円部１６ｅのコントロールシャフト１３の軸心ｂに最も近くなる位置に後退している。そのためバルブ開期間，リフト量とも最小となる。また上記偏心ピン部１３ｂは、上記回動角度θが最大のθmax （例えば上記基準直線に対して１６０〜１６５°）のとき、同図（ａ）の１３ｂ１′に位置する。そのため中間ロッカ１２は前進端（上記転接点が上記軸心ｂから最も遠くなる位置）に位置し、バルブ開期間，リフト量とも最大となる。

なお、上記コントロールシャフト１３の回動角度θの最小角度θo 及び最大角度θmax を上記基準直線Ａ上から外れた位置に設定しているのは、コントロールシャフト１３の回動角度の変化に対する中間ロッカ１２の前後方向位置の変化の割合、つまり応答性を確保するためである。

上記吸気揺動カム１１は、上記吸気カム軸８と平行に配置された揺動軸１５により揺動自在に、かつ軸直角方向及び軸方向には移動しないように支持された揺動アーム本体１６と、該揺動アーム本体１６に軸支された揺動ローラ１７とを備えている。なお、揺動アーム本体１６は、図示しない付勢ばねにより、上記揺動ローラ１７が上記カムノーズ８ａに常時転接するように図２時計回りに付勢されている。

上記揺動アーム本体１６は、上記揺動軸１５により軸支された筒状の基端部１６ａにアーム部１６ｂが前方に延びるよう一体形成され、該アーム部１６ｂの先端部に揺動カム面１６ｃが一体形成された概略構造のものである。また上記アーム部１６ｂにはローラ配置空間１６ｄが上下に貫通するスリット状に形成されており、該ローラ配置空間１６ｄに上記揺動ローラ１７が配置されている。この揺動ローラ１７はローラピン１７ａにより軸支されており、該ローラピン１７ａは上記アーム部１６ｂを揺動軸１５と平行に貫通している。

ここで上記揺動カム面１６ｃは、ベース円部１６ｅと、これの先端側（上記コントロールシャフト１３の軸心ｂから遠くなる側）に連なるように形成されたリフト部１６ｆとを備えている。上記ベース円部１６ｅは上記揺動軸１５の軸心ａを揺動中心とする半径Ｒの円弧状をなしている。そのため上記ベース円部１６ｅがロッカローラ１２ｄに転接している期間においては、揺動カム１１の揺動角度が変化しても中間ロッカ１２ひいてはロッカアーム９の揺動角度はゼロのまま変化せず、従って吸気バルブ２は全閉位置に保持され、リフト量はゼロである。

一方、上記リフト部１６ｆは、吸気カム軸８のノーズ部８ｃの頂部に近い部分が揺動ローラ１７を押圧するほど、つまり揺動カム１１の揺動角度が大きくなるほど中間ロッカ１２ひいてはロッカアーム９を大きく揺動させ、吸気バルブ２を大きくリフトさせる。

そして上記揺動カム面１６ｃは、上記連続運転気筒群用と休止気筒群用とで異なる形状に設定されている。具体的には、図４に示すように、休止気筒群用の揺動カム面１６ｃ′（同図（ｂ）参照）のベース円部１６ｅ′とリフト部１６ｆ′との境界点Ｃ′は、連続運転気筒群用の揺動カム面１６ｃ（同図（ａ）参照）の境界点Ｃよりリフト部１６ｆ側に偏位されている。即ち、休止気筒群用のベース円部１６ｅ′は、連続運転気筒群用のベース円部１６ｅより、図４（ｂ）に示された境界点Ｃ〜Ｃ′だけ広い角度範囲に渡って形成されている。

一方、上記休止気筒群用揺動カム１１のリフト部１６ｆ′は、上記境界点Ｃ′から離れるほど上記連続運転気筒群用揺動カム１１のリフト部１６ｆの形状に近似しており、本実施形態ではその大部分が同じ形状となっている。

上述のようにカム面形状が異なるため、上記吸気バルブ２の開期間及びリフト量は、上記連続運転気筒群と休止運転気筒群とで異なる制御特性に基づいて制御される。この制御特性を、図６に示されたコントロールシャフト回動角度（θ）−最大リフト（Ｈ）特性カーブに基づいて具体的に説明する。

図６において、横軸はコントロールシャフトの回動角度θを、縦軸はコントロールシャフトが所定の回動角度θに位置している場合の最大リフトＨを示している。

上記連続運転気筒群（♯１，４，６，７）については、同図に二点鎖線で示すように、上記コントロールシャフト１３の回動角度θが最小のθo から最大のθmax まで増加するにつれて最大リフトＨも０からmax まで滑らかに増加する。

一方、休止気筒群（♯２，３，５，８）については、同図に実線で示すように、上記コントロールシャフト１３の回動角度θがθo からθ1 に増加するまでは、最大リフトＨはゼロに保持される。そしてコントロールシャフト１３の回動角度θがθ1 からさらに増加すると、休止気筒群についても最大リフトＨが増加開始し、回動角度θがθ２を越えると上記両気筒群とも同じ最大リフトとなる。

例えば、高速高負荷運転域では、コントロールシャフト１３は、回動角度θが例えばθmax となるように駆動され、中間ロッカ１２は前進端に位置し、上記連続運転気筒群，休止気筒群の両方ともバルブの最大リフトＨはmax となる。

一方、中低速中低負荷運転域になるほど、コントロールシャフト１３は回動角度θが小さくなるよう駆動される。例えば回動角度がθ2 より小さくなると、図６に示すように、休止気筒群の最大リフトが連続運転気筒群の最大リフトより小さくなり、回動角度がθ1 より小さくなると、休止気筒群の最大リフトはゼロとなり、従って該休止気筒群については運転が休止される。なお、連続運転気筒群については、コントロールシャフト１３の回動角度θが小さくなるにつれてその最大リフトは徐々に小さくなる。

このように本実施形態では、連続可変式動弁装置の動作を利用して、連続運転気筒群の運転を継続しつつ休止気筒群の運転を休止できる。そしてこの場合、例えば左バンクに着目すると、左バンクの全ての気筒♯１，３，５，７を１本の共通のコントロールシャフト１３により制御しながら、気筒♯１，７は連続運転し、残りの気筒♯３，５は運転を休止することができる。従って従来装置のように、２本のコントロールシャフトを備える必要がなく、配置スペースの確保が容易であり、構造の複雑化，部品点数及びコストの増大を招くこともない。

また上記一部気筒の運転休止を、休止気筒群と連続運転気筒群とで揺動カム１１のカム面１６ｃを異なる形状に設定するといった簡単を構造により実現できる。

さらにまた本実施形態では、全気筒運転から一部気筒休止運転に切り替える場合、休止気筒群の最大リフトを徐々に減少させ、しかる後に休止させるようにしている。同様に、一部気筒休止運転から全気筒運転に復帰する場合、復帰気筒の最大リフトをゼロから徐々に増加するようにしているので、気筒休止運転への切り替え及び全気筒運転への復帰を円滑に行なうことができ、切り替え、復帰時のショックを無くすることができる。

また、コントロールシャフト１３の回動角度がθ２を越えると、上記休止気筒群の最大リフト量は連続運転気筒群の最大リフト量と一致するので、特に高速回転高負荷運転域でのエンジンの最大出力が気筒休止を実現するために低下してしまうといった問題を回避できる。

なお、上記動作及び作用効果は、右バンクの気筒についても同様であり、さらに左，右バンクの気筒における排気側連続可変式動弁装置においても同様の動作及び作用効果が得られる。

ここで上記実施形態では、休止気筒群と連続運転気筒群とで揺動カムのカム面を異なる形状に設定することにより、１本のコントロールシャフトで両気筒群のバルブ開期間，リフト量を連続的に変化させながら、一部気筒の休止運転を実現したが、このような一部気筒群休止運転の実現方法は上記第１実施形態に限定されるものではない。

図７〜図９は本発明の第２実施形態を説明するための図であり、図中、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本第２実施形態は、偏心ピン部１３ｂのコントロールシャフト１３軸心ｂからの偏心量ｃ及び中間ロッカ１２のアーム長さを、連続運転気筒群と休止気筒群とで異なる値に設定することにより上記第１実施形態と同様の作用効果を確保した例である。

具体的には、図９に示すように、コントロールシャフト１３の回動に伴って、休止気筒群用の偏心ピン部１３ｂ１は軸心ｂからの偏心量がｃ１の偏心円ｃ1 上を回動し、連続運転気筒群用の偏心ピン部１３ｂ２は偏心量ｃ２の偏心円ｃ2 上を回動するようになっており、かつｃ１がｃ２より大きい値に設定されている。また連続運転気筒群用の中間ロッカアーム１２ｃ２の長さは、休止気筒群用の中間ロッカアーム１２ｃ1 より概ね、（ｃ１−ｃ２）／２だけに長く設定されている。

そのため、コントロールシャフト１３の回動角度が最小のθｏのときには、休止気筒群用のロッカローラ１２ｄ１が連続運転気筒群用のロッカローラ１２ｄ２より後退する。より詳細には、休止気筒群用ロッカローラ１２ｄ１のカム面１６ｃとの転接点が連続運転気筒群用ロッカローラ１２ｄ２の上記転接点よりコントロールシャフト１３の軸心ｂに近い位置に位置している。一方、コントロールシャフト１３の回動角度が最大のθmax のときには、休止気筒群用のロッカローラ１２ｄ１′と連続運転気筒群用のロッカローラ１２ｄ２′とが同じ前後方向位置に位置することとなる。

そのため上記吸気バルブ２の開期間及びリフト量は、上記連続運転気筒群と休止運転気筒群とで異なる制御特性に基づいて、具体的には図６に破線で示すように制御される。

図６において、上記連続運転気筒群（♯１，４，６，７）については、上記第１実施形態の場合と同様に、コントロールシャフト１３の回動角度θが最小のθo から最大のθmax まで増加するにつれて最大リフトＨも０からmax まで滑らかに増加する。

一方、休止気筒群（♯２，３，５，８）については、上記コントロールシャフト１３の回動角度θが最小のθo からθ1 に増加するまでは、最大リフトＨはゼロに保持される。そしてコントロールシャフト１３の回動角度θがθ1 からさらに増加すると、休止気筒群についても最大リフトＨが増加開始し、回動角度θがさらに増加するにつれて、休止気筒群の最大リフトが連続運転気筒群の最大リフトに徐々に近づいていき、回動角度が最大のθmax 付近になると上記両気筒群とも同じ最大リフトとなる。

本第２実施形態において上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。特に休止気筒群の最大リフトは、コントロールシャフト１３の回動角度がθmax より小さくなると、連続運転気筒群の最大リフトより徐々に小さくなり、従って上述の全気筒運転−一部休止運転の切り替え，復帰をより一層円滑に行なうことができ、切り替え，復帰のショックを略完全に無くすことができる。

また上記一部気筒の運転休止を、偏心ピン部１３ｂの、コントロールアーム１３の軸心ｂからの偏心量及び中間ロッカ１２の長さを異なる値に設定するだけの簡単な構造により実現できる。

ここで上記第１，第２実施形態では、バルブ開閉の駆動源となる駆動軸がカム軸であり、揺動カムを開側にのみ強制的に揺動させ、閉側には付勢ばねで揺動させるようにした場合を説明したが、本発明は、図１０に第３実施形態を示すように、揺動カムを開側及び閉側の両方とも強制的に揺動させるようにした場合にも適用できる。図１０において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本第３実施形態では、カム軸に代えてクランク軸９０が配設されている。このクランク軸９０は、軸本体９０ａと、該軸本体９０ａにこれより大径の円板状に一体形成された一対のクランクアーム部９０ｂ，９０ｂと、該両クランクアーム部９０ｂ，９０ｂ間に位置し、かつ軸本体９０ａの軸芯から径方向外方に偏心させて形成されたクランクピン９０ｃとを有する。

このクランク軸９０と揺動カム１１のアーム本体１６とはコンロッド９１により連結されている。このコンロッド９１の一端９１ａは上記クランクピン９０ｃに連結され、他端９１ｂは連結ピン９１ｃにより上記アーム本体１２に連結されている。なお、本第３実施形態では、第１，第２実施形態における付勢ばね１４は不要である。

本第３実施形態では、揺動カム１１は、クランク軸９０の回転に伴ってバルブ開方向と閉方向の両方向に揺動するよう強制的に駆動される。そして例えば、高速高負荷運転域では、連続運転気筒群と休止気筒群の両方が運転され、低速低負荷運転域では、休止気筒群の最大リフトがゼロに保持され、該気筒群の運転が休止される。

このように本実施形態では、クランク軸９０により揺動カム１１を閉方向及び開方向の両方向に強制的に揺動させるようにしたので、揺動カム１１のカム面１６ｃによるロッカアーム９の押し下げ、ひいては吸気バルブ２の開閉を確実に行なうことができる。

上記第１〜第３実施形態では、コントロールアーム（中間ロッカ）１２を揺動カム１１とロッカアーム９との間に配置した例を説明したが、本発明では、上記コントロールアームの配置位置は上記実施形態に限定されるものではない。

図１１は、本発明の第４実施形態を説明するための図であり、本実施形態は、コントロールアームを揺動カムとカム軸との間に配置した例であり、図２と同一符号は同一又は相当部分示す。

図において、揺動カム１１は揺動軸心ａを有するコントロールシャフト１３により揺動可能に支持されている。そしてこのコントロールシャフト１３の軸心ａから所定値だけ偏心する軸心ｂを有するの偏心軸部１３ｂによりコントロールアーム２０が揺動可能に支持されている。このコントロールアーム２０の先端部にはローラ２０ａがローラピン２０ｂにより回転自在に支持されている。このローラピン２０ｂは揺動カム１１に形成された長孔１１ａに摺動可能に挿入されて連結されている。上記コントロールシャフト１３を回動させると上記コントロールアーム２０のローラ２０ａが上記長孔１１ａに沿って移動し、コントロールアーム２０の実質的アーム長Ｌｃが変化する。

上記ロッカアーム９はロッカ軸１９により揺動可能に支持されている。またロッカアーム９にはロッカローラ１８が回転自在に装着されており、該ロッカローラ１８は上記揺動カム１１のカム面１６ｃに転接している。

上記カム面１６ｃの形状は、上記第１〜第３実施形態と同様に気筒群毎に異なる形状に設定されている。具体的には、休止気筒群のベース円部（図１１に破線で示されている）１６ｅ′が連続運転気筒群のベース円部（同図に実線で示されている）１６ｅより広い角度範囲に渡るように形成されている。

本実施形態では、コントロールシャフト１３の回動角度を制御することよりコントロールアーム２０の実質的アーム長が変化し、揺動カム１１の揺動角度が変化し、これによりバルブ開期間，リフト量が変化する。そして揺動カム１１のカム面の形状を気筒群毎に異なる形状としたので、コントロールシャフト１３の回動角度が所定範囲にある場合には、休止気筒群についてはリフト量がゼロとなり、コントロールシャフト１３を各バンク毎に共通としながら、各バンクにおける休止気筒群の気筒休止運転を実現できる。

なお、カム面の形状を気筒群毎に異なる形状とする代わりに、コントロールシャフト２０の偏心軸部１３ｂの偏心量を異なる値としても良い。

上記第１〜第４実施形態では、カム軸又はクランク軸と、該カム軸又はクランク軸で駆動される揺動カムと、該揺動カムにより駆動される中間ロッカと、該中間ロッカと共に揺動するロッカアームとを備えた動弁装置に本発明を適用した場合を説明したが、本発明を適用可能の動弁装置は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、例えば図１２〜図１５に示す動弁装置にも適用可能である。

図１２に示す第５実施形態の動弁装置３０では、吸気カム軸３１と、ロッカーム３４との間に可変機構３０′が配置配置されている。この可変機構３０′は、上記カム軸３１により中央部のローラ３２ａが駆動される揺動レバー３２と、該揺動レバー３２の一端のローラ３２ｂをガイドするガイドカム３３とを備え、上記揺動レバー３２の他端３２ｃはロッカアーム３４に連結されている。なお、該ロッカアーム３４の一端はラッシュアジャスタ３５で支持され、他端は吸気バルブ３６の上端を押圧するようになっている。

上記動弁装置３０では、ガイドカム３３がコントロール部材として機能し、該ガイドカム３３を図示矢印方向に揺動させることにより、上記揺動レバー３２のローラ３２ｂとの当接位置が変化し、もって吸気バルブ３６の開期間とリフト量が変化する。

そして本第５実施形態装置では、上記ガイドカム３３のカム面３３ａの形状が、上記第１実施形態と同様に、連続運転気筒群用と休止気筒群とで異なる形状に設定されている。具体的には、休止気筒群用カム面（図１２に破線で示されている）のベース円部が、連続運転気筒群用カム面（同図に実線で示されている）のベース円部より広い範囲に渡るように形成されている。

本第５実施形態装置においても、連続可変式動弁装置の動作を利用して、かつ配置スペースの拡大や部品点数，コストの増大を招くことなく一部気筒の休止を実現できる。

図１３に示す第６実施形態では、動弁装置４０の可変機構４０′は、吸気カム軸４１により一端のローラ４２ａが駆動される揺動レバー４２と、該揺動レバー４２の中央のローラ４２ｂをガイドするガイドカム４３とを備えている。上記揺動レバー４２の他端のカム面４２ｃによりロッカアーム４４が押圧される。なお、該ロッカアーム４４の一端はラッシュアジャスタ４５で支持され、他端は吸気バルブ４６の上端を押圧するようになっている。なお、４７は上記揺動レバー４２をガイドカム４３に押圧付勢する付勢ばねである。

上記動弁装置４０では、ガイドカム４３がコントロール部材として機能し、該ガイドカム４３を図示矢印方向に回動動させることにより、上記揺動レバー４２のローラ４２ｂとの当接位置が変化し、もって吸気バルブ４６の開期間とリフト量が変化する。

そして本第５実施形態装置では、上記ガイドカム４３のカム面４３ａの形状が、上記第１実施形態と同様に、連続運転気筒群用と休止気筒群とで異なる形状に設定されている。具体的には、休止気筒群用カム面（図１３に破線で示されている）のベース円部が、連続運転気筒群用カム面（同図に実線で示されている）のベース円部より広い範囲に渡るように形成されている。

本第５実施形態装置においても、連続可変式動弁装置の動作を利用して、かつ配置スペースの拡大や部品点数，コストの増大を招くことなく一部気筒の休止を実現できる。

図１４に示す第７実施形態の動弁装置５０では、駆動源である駆動軸５１と、バルブ開閉部材であるリフタ５７との間に可変機構５０′が配置されている。上記駆動軸５１には、偏心部５１ａが一体形成され、この偏心部５１ａによりリンクアーム５１ｂの基部が相対回転可能に支持されている。上記駆動軸５１がエンジン回転により回転駆動されると、偏心部５１ａの回転に伴ってリンクアーム５１ｂの先端部５１ｃが図示上下方向に進退するようになっている。

上記可変機構５０′は、上記リンクアーム５１ｂの先端部５１ｃに一端が連結されたロッカリンク５２と、該ロッカリンク５２の他端にリンクプレート５３を介して連結された揺動カム５４とを備えている。上記偏心部５１ａの回転に伴ってロッカリンク５２が揺動し、該揺動がリンクプレート５３を介して揺動カム５４に伝達され、該揺動カム５４の揺動により上記リフタ５７、ひいては吸気バルブ５６が開閉駆動される。

上記ロッカリンク５２はコントロールシャフト５２ａに形成された偏心部５２ｂにより相対回転可能に支持されており、該コントロールシャフト５２ａを回動させることにより、該ロッカリンク５２の揺動中心位置が変化する。これにより上記クランク軸５１の回転の上記リフタ５２への伝達状態が変化し、もって吸気バルブ５６の開期間及びリフト量が変化する。

そして本第７実施形態装置では、揺動カム５４のカム面５４ａの形状が、上記第１実施形態と同様に、連続運転気筒群用と休止気筒群とで異なる形状に設定されている。具体的には、休止気筒群用カム面のベース円部が連続運転気筒群用カム面のベース円部より広い角度範囲に渡るように形成されている。

本第７実施形態装置においても、連続可変式動弁装置の動作を利用して、かつ配置スペースの拡大や部品点数，コストの増大を招くことなく一部気筒の休止を実現できる。

また本第７実施形態装置においては、クランク軸５１の回転に伴って揺動カム５４が開方向及び開方向の両方向に強制的に揺動駆動され、吸気バルブの開閉が確実に行なわれる。

図１５に示す第８実施形態の動弁装置６０では、駆動源であるカム軸６１と、バルブ開閉部材であるロッカアーム６２との間に可変機構６０′が配置されている。この可変機構６０′は、揺動カム６３と、該揺動カム６３の上端に装着された支点ローラ６３ａの位置を制御するカム支持機構６４とを備えている。

上記カム支持機構６４は上記支点ローラ６３ａをロッカアーム６２のローラ６２ａを中心とするガイド円に沿ってガイドするガイド部材６４ａと、支点ローラ６３ａを移動させるカム軸６４ｂとを有する。

また上記揺動カム６３の中程にはカム軸６１で駆動されるローラ６３ｂが装着され、下端部には上記ロッカアーム６２のローラ６２ａを押圧駆動するカム面６３ｃが形成されている。

上記揺動カム６３の支点ローラ６３ａの位置を移動させることにより上記カム軸６１の回転のロッカアーム６２への伝達状態が変化し、もって吸気バルブ２の開期間及びリフト量が変化する。

そして本第８実施形態装置では、揺動カム６３のカム面６３ｃの形状が、上記第１実施形態と同様に、連続運転気筒群用と休止気筒群とで異なる形状に設定されている。具体的には、休止気筒群用カム面のベース円部（図１５に破線で示されている）６３ｅ′が連続運転気筒群用カム面のベース円部（同図に実線で示されている）６３ｅより広い角度範囲に渡るように形成されている。

本第８実施形態装置においても、連続可変式動弁装置の動作を利用して、かつ配置スペースの拡大や部品点数，コストの増大を招くことなく一部気筒の休止を実現できる。

本発明の第１実施形態による複数気筒エンジンの動弁装置の断面側面図である。 上記第１実施形態装置の断面側面図である。 上記第１実施形態装置の断面側面図である。 上記第１実施形態装置の揺動カム面の拡大図である。 上記第１実施形態エンジンの気筒配置図である。 上記第１実施形態装置の制御特性図である。 本発明の第２実施形態装置の断面側面図である。 上記第２実施形態装置の断面側面図である。 上記第２実施形態装置の要部拡大模式図である。 本発明の第３実施形態装置の断面側面図である。 本発明の第４実施形態装置の模式図である。 本発明の第５実施形態装置の模式図である。 本発明の第６実施形態装置の模式図である。 本発明の第７実施形態装置の模式図である。 本発明の第８実施形態装置の模式図である。

符号の説明

１ｅ，１ｆ 吸気，排気ポート
２，３ 吸気，排気バルブ
８ 吸気カム軸（駆動軸）
９ 吸気ロッカアーム（バルブ開閉部材）
１０ 可変機構
１１ 吸気揺動カム
１３ コントロールシャフト
１２ 吸気中間ロッカ
１６ｃ カム面
１６ｅ ベース円部
１６ｆ リフト部
Ｃ，Ｃ′ ベース円部とリフト部との境界点
ａ 揺動カム揺動中心
ｂ コントロールシャフトの軸心
ｃ１，ｃ２ 軸心ｂからの偏心量
θ コントロールシャフトの回動角度
θo 〜θ１ 所定範囲の回動角度
♯１，７ 左バンクの連続運転気筒群（他の気筒群）
♯３，５ 左バンクの休止気筒群（一部の気筒群）

Claims (8)

1. 複数の気筒と、該各気筒の吸気，排気ポートを開閉する吸気，排気バルブと、駆動源となる駆動軸と、該駆動軸の回転が伝達されて各気筒のバルブを開閉するバルブ開閉部材と、上記駆動軸の回転の上記バルブ開閉部材への伝達状態をコントロール部材の制御量によって変化させることにより上記バルブの開期間及びリフト量を連続的に変化可能とする可変機構とを備えた複数気筒エンジンであって、
   上記気筒は複数の気筒群に分けられ、
   上記可変機構は、上記複数の気筒群に共通のコントロール部材を備え、かつ該コントール部材の制御量に対する上記伝達状態が気筒群毎に異なるよう構成されており、所定の運転域では一部の気筒群のバルブ開期間及びリフト量をゼロとすることにより該一部の気筒群の運転を休止することを特徴とする複数気筒エンジン。
2. 請求項１において、
   上記駆動軸はクランク軸により回転駆動されるカム軸であり、
   上記バルブ開閉部材は、揺動自在に支持されたロッカアームであり、
   上記可変機構は、揺動可能に支持され、上記カム軸により揺動駆動される揺動カムと、該揺動カムと上記カム軸との間又は上記ロッカアームとの間に配置され、上記コントロール部材により揺動可能に支持されたコントロールアームとを備え、上記コントロール部材の制御量を変化させることにより上記コントロールアームと上記カム軸又は揺動カムとの相対的位置関係が変化し、もって上記吸気バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっており、
   上記揺動カムのカム面は、上記気筒群毎に異なる形状に設定されており、上記一部の気筒群用の揺動カムのカム面は、上記コントロール部材の制御量が所定範囲内にあるときバルブリフト量がゼロとなる形状に設定されていることを特徴とする複数気筒エンジン。
3. 請求項２において、
   上記可変機構のコントロールアームは、上記揺動カムのカム面と上記ロッカアームとの間に配置されており、上記コントロール部材の回動角度を変化させると上記コントロールアームと上記カム面との相対的位置関係が変化し、もって上記吸気バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっていることを特徴とする複数気筒エンジン。
4. 請求項２又は３において、
   上記揺動カムのカム面は、該揺動カムの揺動中心を中心とする円弧からなり、揺動カムの揺動角度に関わらずバルブリフト量をゼロとするベース円部と、揺動角度の増加に伴ってバルブリフト量を増加させるリフト部とを有し、上記一部の気筒群用揺動カムのベース円部は他の気筒群用揺動カムのベース円部より広い角度範囲を有することを特徴とする複数気筒エンジン。
5. 請求項４において、
   上記一部の気筒群用揺動カムのリフト部は、上記ベース円部との境界点からリフト部側に離れるに伴って上記他の気筒群用揺動カムのリフト部に近似した形状に設定されていることを特徴とする複数気筒エンジン。
6. 請求項１において、
   上記駆動軸はクランク軸により回転駆動されるカム軸であり、
   上記バルブ開閉部材は、揺動自在に支持されたロッカアームであり、
   上記可変機構は、揺動可能に支持され、上記カム軸により揺動駆動される揺動カムと、該揺動カムと上記カム軸との間又は上記ロッカアームとの間に配置され、上記コントロール部材により揺動可能に支持されたコントロールアームとを備え、上記コントロール部材の制御量を変化させると上記コントロールアームと上記カム軸又は上記揺動カムとの相対的位置関係が変化し、もって上記バルブの開期間及びリフト量が連続的に制御可能となっており、
   上記コントロールアームとカム軸又は揺動カムとの相対的位置関係は、気筒群毎に異なるように設定されており、一部の気筒群の上記相対的位置関係は、上記コントロール部材の制御量が所定範囲にあるときバルブリフト量がゼロとなるよう設定されていることを特徴とする複数気筒エンジン。
7. 請求項６において、
   上記コントロールシャフトは上記コントロール部材に該コントロール部材の回動中心から偏心させて連結されており、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記回動中心からの偏心量は他の気筒群用コントロールシャフトの偏心量より大きく設定されており、上記コントロール部材が所定の角度範囲にあるとき、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部が他の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部より該カム面のベース円部側に後退していることを特徴とする複数気筒エンジン。
8. 請求項７において、
   上記一部の気筒群用コントロールシャフトは、他の気筒群用コントロールシャフトより短く設定されており、上記コントロールシャフトが上記所定の角度範囲から離れるほど、上記一部の気筒群用コントロールシャフトの上記カム面との当接部と他の気筒用コントロールシャフトの当接部とが近接することを特徴とする複数気筒エンジン。
   

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