(57)【要約】【課題】吸気弁の本数を増加させたときの低負荷領域での燃費悪化等を抑制し、低負荷時の燃費向上と高回転・高負荷時の出力の両立を図りつつ、気筒間の空気量やガス流動のバラツキを低減する。【解決手段】気筒当り２本以上備えられ気筒列方向に並ぶ吸気弁１３Ａ〜１３Ｃと、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃを駆動する揺動カム６Ａ〜６Ｃと、機関運転状態に応じて揺動カム６Ａ〜６Ｃの位相を変化させることで吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量・作動角を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、揺動カム６に機関から駆動力を伝達するリンク部材５を備え、少なくとも１本の吸気弁１３Ｂ、１３Ｃは揺動カム６Ｂ、６Ｃが回転したにもかかわらず閉弁したままとなる弁停止運転領域を有する内燃機関であって、揺動カム６Ａ〜６Ｃは一体として揺動し、リンク部材５は弁停止運転領域でも作動する吸気弁１３Ａを駆動する揺動カム６Ａの近傍に連結される。【選択図】図１
2010071093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒当り２本以上備えられ気筒列方向に並ぶ吸気弁と、
前記吸気弁を駆動する２つ以上の揺動カムと、
前記揺動カムに機関から駆動力を伝達するリンク部材と、
機関運転状態に応じて前記揺動カムの位相を変化させることにより前記吸気弁のリフト量・作動角を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、
を備え、
前記２本以上の吸気弁のうち少なくとも１本は、前記揺動カムが揺動したにもかかわらず閉弁したままとなる弁停止運転領域を有する内燃機関であって、
前記２つ以上の揺動カムは互いに連結部材により連結されて一体として揺動し、
前記リンク部材は、弁停止運転領域でも作動する吸気弁を駆動する揺動カムの近傍に連結されることを特徴とする可変動弁機構付内燃機関。
【請求項２】
前記可変動弁機構は、
機関のクランク軸と同期回転し外周に駆動偏心カムが固定された駆動軸と、
前記駆動軸に揺動自在に設けられた前記揺動カムと、
一端部がリンクアームを介して前記駆動偏心カムに回転自在に連係しかつ他端部が前記リンク部材を介して前記揺動カムの端部に連係した可変動弁用ロッカーアームと、
を有し、
前記吸気弁を気筒当り３本備え、
前記弁停止運転領域では前記３本の吸気弁のうち気筒列方向前端又は後端の吸気弁のみが作動する内燃機関であって、
前記駆動偏心カムを、前記駆動軸の前記弁停止運転領域でも作動する吸気弁と同じ側の端部に配置し、
弁停止運転領域でも作動する吸気弁を駆動する揺動カムに前記リンク部材を連結することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項３】
前記駆動偏心カムと前記リンク部材とを、機関上方から見た時に気筒列方向に近接した位置に配置することを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項４】
前記吸気弁を気筒当り３本備え、
前記弁停止運転領域では３本の吸気弁のうち中央の吸気弁が閉弁したままとなり、
前記リンク部材は、機関上方から見た時に、前記弁停止運転領域でも作動する２本の吸気弁のいずれからも略等しい距離に配置することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項５】
前記リンク部材は前記弁停止運転領域でも作動する吸気弁を駆動する揺動カムに連結することを特徴とする請求項４に記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項６】
前記弁停止運転領域に閉弁したままとなる吸気弁に開閉される吸気ポートと、他の吸気弁に開閉される吸気ポートとが隔壁によって仕切られていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項７】
前記弁停止運転領域でも開弁する吸気弁に開閉される吸気ポートに燃料を噴射するよう燃料噴射弁を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項８】
筒内に直接燃料を噴射するように燃料噴射弁を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の可変動弁機構付内燃機関。
【請求項９】
前記弁停止運転領域でも作動する吸気弁に開閉される吸気ポートの開口部近傍の燃焼室壁面に、前記開口部と前記吸気弁との間の吸気の経路の一部又は全部を遮断することで筒内ガス流動を強化する突出部を設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の可変動弁機構付内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒当り複数の吸気弁を備える内燃機関の可変動弁装置に関し、特に、運転状態によっては少なくとも一つの吸気弁を停止する機能を備える可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁の開閉時期やリフト特性等を連続的に可変制御可能な可変動弁機構が知られており、近年では、この可変動弁機構により吸気弁閉時期を変化させることで吸入空気量を制御する、いわゆるノンスロットル運転が注目されている。また、ノンスロットル運転をベースとし、電子制御スロットルバルブを併用することで過渡のトルク特性を高める検討も進められている。
【０００３】
可変動弁機構としては、例えば複数のリンクと揺動カムからなる機構が特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、出力を向上させる方法として、吸気弁の本数を増加させることで吸入空気量を増大させる方法が特許文献２等に開示されている。
【０００５】
ところで、特許文献２のように吸気弁を３本にすると、吸気弁が２本の場合と比べて吸気弁の周長が増加するので、同一吸気量の場合のリフト量は小さくなる。このため、特にリフト量の小さい低負荷領域では、吸入される新気は吸気弁シートに沿って流れるようになり、その結果、燃焼室壁面に沿った流れとなる。さらに、リフト量が小さくなることによって流速は高まるものの、吸気弁シートの全周から流入するため流れに方向性を付け難くなり、点火時まで筒内のガス流動（乱れ強さ）を維持することが困難となる。
【０００６】
このため、低負荷（低リフト）領域では燃焼速度が低下したり、燃焼の安定性が悪化する等して、ノンスロットル運転によるポンプロス低減による燃費の改善が目減りすることがあった。
【０００７】
そこで、低リフト領域での上記問題を解消するために、低負荷時には開弁する吸気弁の本数を減少させる可変動弁装置が特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０７７２５号公報
【特許文献２】特開平８−１２１１１８号公報
【特許文献３】特開２０００−３８９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３の可変動弁装置では、開弁する吸気弁の本数によって揺動カムに作用するモーメントが変化するため、揺動カムの傾きが生じやすく、これに各部のクリアランス、温度、油膜厚さ等の影響が加わって、気筒間で空気量やガス流動にバラツキが生じて燃費悪化等を生じるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明では吸気弁の本数を増加させることによる低負荷領域での燃費悪化等を抑制し、低負荷時の燃費向上と高回転・高負荷時の出力の両立を図りつつ、気筒間の空気量やガス流動のバラツキを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の可変動弁機構付内燃機関は、気筒当り２本以上備えられ気筒列方向に並ぶ吸気弁と、前記吸気弁を駆動する２つ以上の揺動カムと、前記揺動カムに機関から駆動力を伝達するリンク部材と、機関運転状態に応じて前記揺動カムの位相を変化させることにより前記吸気弁のリフト量・作動角を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備え、前記２本以上の吸気弁のうち少なくとも１本は、前記揺動カムが揺動したにもかかわらず閉弁したままとなる弁停止運転領域を有する内燃機関であって、前記２つ以上の揺動カムは互いに連結部材により連結されて一体として揺動し、前記リンク部材は、弁停止運転領域でも作動する吸気弁を駆動する揺動カムの近傍に連結される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機関上面から見た時に、吸気弁からの反力とリンク部材から伝達される駆動力とが近い位置に作用するので、弁停止運転領域とその他の運転領域で揺動カムに作用するモーメントの差が小さくなり、弁停止運転領域での揺動カムの傾きを抑制することができる。このため、弁停止運転領域を設けることで吸気弁の本数を増加させることによる燃費悪化等を抑制し、低負荷時の燃費向上と高回転・高負荷時の出力の両立を図りつつ、気筒間の空気量やガス流動のバラツキを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
本実施形態の可変動弁機構は、バルブのリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構と、が組み合わされて構成されている。なお、この当該機構は基本的に特開平２０００−３８９１０号公報に開示されているものと同様なので、その概要のみを図１を参照して簡単に説明する。
【００１４】
図１はリフト・作動角可変機構をエンジンフロント側から見た図である。
【００１５】
リフト・作動角可変機構は、シリンダヘッド上部の図示せぬカムブラケットに回転自在に支持された中空状の駆動軸１と、この駆動軸１に圧入等により固定された駆動偏心カム２と、上記駆動軸１の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸１と平行に配置された制御軸７と、この制御軸７の偏心カム部８に揺動自在に支持された可変動弁用ロッカーアーム４と、各吸気弁１３の上端部に当接するバルブフォロワ１２を備え、ピボット１４を支点として揺動可能に備えられたバルブ駆動用ロッカーアーム（以下、単にロッカーアームという）１５と、ロッカーアーム１５を介して吸気バルブ１３を開閉駆動する揺動カム６と、を備えている。可変動弁用ロッカーアーム４は一方の端部付近が連結ピン１０を介してリンクアーム３の上方側端部と連結されており、他方の端部付近が連結ピン９を介してリンク部材５の上方側端部と連結されている。リンク部材５の下方側端部は連結ピン１１を介して揺動カム６と連結されている。
【００１６】
駆動軸１は、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランク軸と同期して回転するものである。
【００１７】
駆動偏心カム２は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸１の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム３の環状部３ａが回転可能に嵌合している。
【００１８】
可変動弁用ロッカーアーム４は、略中央部を上記偏心カム部８が回転可能に貫通している。上記偏心カム部８は、制御軸７の軸心から偏心しており、従って、制御軸７の角度位置に応じて可変動弁用ロッカーアーム４の揺動中心は変化する。
【００１９】
揺動カム６は、駆動軸１の外周に嵌合して回転自在に支持されており、駆動軸１の軸方向に対して直角方向へ延びた端部付近に、前述したようにリンク部材５の下端部が連結ピン１１を介して連結している。すなわち、駆動軸１の回転が、駆動偏心カム２、リンクアーム３、可変動弁用ロッカーアーム４、そしてリンク部材５と伝達され、これにより揺動カム６が揺動する。
【００２０】
この揺動カム６の下面には、駆動軸１と同心状の円弧をなす基円面６ｃと、該基円面６ｃから上記端部へと所定の曲線を描いて延びるカム面６ｂと、が連続して形成されており、これらの基円面６ｃならびにカム面６ｂが、揺動カム６の揺動位置に応じてカムフォロワ１６に当接するようになっている。
【００２１】
すなわち、上記基円面６ｃはベースサークル区間として、リフト量がゼロとなる区間であり、揺動カム６が揺動してカム面６ｂがカムフォロワ１６に接触すると、ロッカーアーム１５はピボット１４を支点として傾き、吸気バルブ１３は徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２２】
制御軸７は、一方の端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ（図示せず）によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ（図示せず）への油圧供給は、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの制御信号に基づいて制御されている。
【００２３】
上記のような構成のリフト・作動角可変機構の作用を説明する。駆動軸１が回転すると、駆動偏心カム２のカム作用によってリンクアーム３が上下動し、これに伴って可変動弁用ロッカーアーム４が制御軸７を揺動軸として揺動する。この可変動弁用ロッカーアーム４の揺動は、リンク部材５を介して揺動カム６へ伝達され、該揺動カム６が揺動する。この揺動カム６のカム作用によって、カムフォロワ１６が押圧され、ロッカーアーム１５が傾いて吸気弁１３がリフトする。
【００２４】
ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータを介して制御軸７の角度が変化すると、可変動弁用ロッカーアーム４の揺動中心位置が変化し、これにより揺動カム６の初期揺動位置が変化する。
【００２５】
例えば、偏心カム部８が上方に位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム４は全体として上方へ位置し、連結ピン１１が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６の初期揺動位置は、そのカム面６ｂがカムフォロワ１６から離れる方向に傾く。従って、駆動軸１の回転に伴って揺動カム６が揺動した際に、基円面６ｃが長い間カムフォロワ１６に接触し続け、カム面６ｂがカムフォロワ１６に接触する期間は短い。このためリフト量が全体として小さくなり、かつ、その開時期から閉時期までの角度範囲、すなわちカムの作動角も縮小する。
【００２６】
逆に、偏心カム部８が下方へ位置しているとすると、可変動弁用ロッカーアーム４は全体として下方へ位置し、揺動カム６の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６の初期揺動位置は、そのカム面６ｂがカムフォロワ１６に近付く方向に傾く。従って、駆動軸１の回転に伴って揺動カム６が揺動した際に、カムフォロワ１６と接触する部位が基円面６ｃからカム面６ｂへと直ちに移行する。このためリフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００２７】
上記の偏心カム部８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性も連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時にかつ連続的に拡大，縮小させることができる。なお、本実施形態では、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁１３の開時期と閉時期がほぼ対称に変化する。
【００２８】
位相可変機構は、一般に知られている位相可変機構と同様の構成であり、駆動軸１の前端部に設けられたスプロケット（図示せず）と、このスプロケットと駆動軸１とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ（図示せず）とからなる。スプロケットは、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトと同期して回転している。前記位相制御用アクチュエータは、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの制御信号に基づいて制御される。この位相制御用アクチュエータの制御によって、スプロケットと駆動軸１とが相対的に回転し、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も連続的に得ることができる。位相可変機構としては、油圧式、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
【００２９】
なお、前記シリンダヘッドには、後述する燃焼室２４内の混合気に火花点火するための点火栓２６が備えられており、点火栓２６の点火時期は運転状態に基づいて制御される。
【００３０】
次に、揺動カム６及びロッカーアーム１５について説明する。
【００３１】
ロッカーアーム１５は揺動カム６の揺動軸６ａに対してカム面６ｂとは反対側をピボット１４とし、下面には吸気バルブ１３の上端部と接する略半球状のバルブフォロワ１２を備える。揺動軸６ａはピボット１４と吸気バルブ１３との間に位置する。これは、いわゆるロッカー比を設けることによって、リフト量増大の効果を得るためである。
【００３２】
なお、図１中にはすべりタイプのカムフォロワ１６を有するものが示されているが、これに限られるわけではなく、例えばローラータイプであってもよい。
【００３３】
上記のような構成の可変動弁機構を、吸気３弁式のエンジンに適用する。図２は多気筒エンジンの一の気筒についてシリンダヘッド上面側から見た図であり、各気筒とも同様の構成になっている。なお、図２では、後述する吸気ポート２２や、制御軸７、連結ピン９〜１１、ロッカーアーム１５等を省略している。また、図２中では、フロント側の吸気弁１３を吸気弁１３Ａ、中央の吸気弁を吸気弁１３Ｂ、リア側の吸気弁１３を吸気弁１３Ｃとする。
【００３４】
図２に示すように、駆動軸１が気筒列方向と平行に配置され、駆動偏心カム２及びリンクアーム３はエンジンフロント側に配置されている。
【００３５】
リンク部材５は各気筒あたり１本備えられ、フロント側の吸気弁１３Ａを駆動する揺動カム６（以下、揺動カム６Ａという）に連結する。リンク部材５が連結されない中央及びリア側の揺動カム６（以下、それぞれ揺動カム６Ｂ、揺動カム６Ｃという）は、揺動カム６Ａと中空シャフト６Ｄで連結されており、中空シャフト６Ｄは駆動軸１の外周側に同心上かつ回転可能に配置されている。これにより、揺動カム６Ａが揺動すれば、これと同期して揺動カム６Ｂ、６Ｃも揺動するので、一本の駆動軸１で３つの吸気弁１３Ａ〜１３Ｃを駆動することができる。
【００３６】
なお、吸気弁１３Ｂは、吸気弁１３Ａ及び吸気弁１３Ｃに対して、はさみ角（シリンダボア中心線に対してバルブ軸中心線がなす角度）が小さくなっている。
【００３７】
そして、本実施形態では、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃは例えば低回転・低負荷のように作動角が小さい領域ではリフトせず、いわゆる弁停止の状態となる。
【００３８】
弁停止を実行するために、揺動カム６Ｂ、６Ｃの位相を揺動カム６Ａの位相に対して遅くなるように設定する。このように位相を設定すると吸気弁１３Ａ〜１３Ｃの最大リフト量と作動角の関係は図５のようになる。図５は揺動カム６Ａと揺動カム６Ｂ、６Ｃとに位相さを設けた場合の一例を示す図であり、縦軸に最大リフト量、横軸に作動角をとった図である。
【００３９】
図５に示すように、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃはいずれも作動角が大きくなるのにつれて最大リフト量も大きくなっており、全作動角に渡って吸気弁１３Ａの最大リフト量は吸気弁１３Ｂ、１３Ｃの最大リフト量より大きくなっている。そして、吸気弁１３Ａは全作動角に渡ってリフトするのに対して、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃは小作動角域ではリフトしない。
【００４０】
このため、例えば、作動角Ｘのときには、吸気弁１３Ａのみがリフトし、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃは弁停止状態となる。このように弁停止状態となる運転領域を弁停止運転領域という。
【００４１】
リンク部材５は弁停止しない吸気弁１３Ａを駆動する揺動カム６Ａに連結されているので、低負荷時のように吸気弁１３Ｂ、１３Ｃが弁停止した状態において、吸気弁１３Ａのリフト中に揺動カム６Ａに作用する反力と、可変動弁用ロッカーアーム４から揺動カム６Ａへの入力とが、駆動軸１の軸方向に対して直交する同一面上で作用する。これにより、弁停止したときに揺動カム６Ａ〜６Ｃを連結する中空シャフト６Ｄに作用する駆動軸１周りのモーメントを小さくすることができる。
【００４２】
なお、リンク部材５を揺動カム６Ａに連結せず、前述した揺動カム６Ａ〜６Ｃを連結している中空シャフト６Ｄの揺動カム６Ａの近傍に連結しても、上記の効果に近い効果を得ることができる。この場合、吸気弁１３Ａからの反力と、可変動弁用ロッカーアーム４から入力される力とが駆動軸１の軸方向で近接した位置に作用することになるので、中空シャフト６Ｄに作用する駆動軸１周りのモーメントを小さくすることができる。
【００４３】
また、駆動偏心カム２とリンク部材５とが隣接する配置にしたことで、可変動弁用ロッカーアーム４のリンク部材５を介して作用する吸気弁１３Ａ〜１３Ｃからの反力が作用する位置と、リンクアーム３を介して作用する駆動偏心カム２からの入力が作用する位置との、可変動弁用ロッカーアーム４の揺動軸方向の距離が短くなるので、可変動弁用ロッカーアーム４に作用する制御軸周りのモーメントを低減することができる。
【００４４】
これにより、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量のバラツキを低減することができる。さらに、各気筒でのリフト量のバラツキが低減されることにより、気筒間でのリフト量のバラツキも低減することができる。
【００４５】
次に吸気ポート２２及び燃料噴射弁２０の取付位置、そして燃焼室２４内の形状について図３、図４を参照して説明する。
【００４６】
図３は吸気ポート２２及び排気ポート２３を燃焼室２４上面側から見た図である。なお、吸気弁１３Ａが配置される吸気ポート２２を吸気ポート２２Ａ、吸気弁１３Ｂが配置される吸気ポート２２を吸気ポート２２Ｂ、吸気弁１３Ｃが配置される吸気ポート２２を吸気ポート２２Ｃとする。図４は燃焼室２４をエンジン下面側から見た図である。
【００４７】
吸気ポート２２は、シリンダヘッド側面側、すなわち吸気流れ上流側では１本の通路であるが、途中から隔壁２１によって仕切られた独立の通路、吸気ポート２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとなっている。なお、シリンダヘッド側面の開口部から燃焼室２４側開口部まで隔壁２１で仕切られた独立の通路としてもよい。
【００４８】
燃料噴射弁２０は先端のノズルが吸気ポート２２Ａ内に臨むように配置される。これにより、噴射された燃料は吸気ポート２２Ａから燃焼室２４内に流入し、他の吸気ポート２２Ｂ、２２Ｃからは流入しないので、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃが弁停止状態のときに、吸気ポート２２Ｂ、Ｃの壁面や吸気弁１３Ｂ、１３Ｃへの燃料の付着を防止することができる。
【００４９】
一方、燃焼室２４の吸気ポート２２Ａの開口部近傍には、燃焼室２４の中心に向けて突出する突出部としてのマスク２５を設ける。マスク２５は、例えば図４に示すように、吸気ポート２２Ａの開口部と、これに近接する燃焼室２４の周縁部との間の一定範囲の燃焼室壁面を燃焼室２４の中心に向けて突出させる。なお、マスク２５の形態はこれに限定されるものではなく、吸気弁１３Ａがリフトしたときに吸気弁１３Ａと吸気ポート２２Ａの開口部との間に形成される吸気経路の、燃焼室周縁側の一部を遮断するものであればよい。
【００５０】
これにより、吸気弁１３Ａが開弁したときに吸気弁１３Ａと吸気ポート２２Ａとの間の流路の一部又は全部がマスク２５によって塞がれ、マスク２５を設けていない部分からより多くの吸入空気が流入するようになる。
【００５１】
したがって、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃが弁停止状態となり吸気ポート２２Ａのみから吸入空気が流入する場合には、単に吸気弁１３Ｂ、１３Ｃを停止した場合よりも、さらに筒内に流入する吸入空気の指向性が強まって筒内ガス流動が強まる。
【００５２】
筒内ガス流動の方向性や強さ等は、マスク２５を設ける範囲や燃焼室２４の天井面からの突出量によってコントロールすることができる。例えば、マスク２５を設ける範囲を広くすれば、流路面積が狭くなり吸入空気の指向性が強まるので筒内ガス流動は強くなり、範囲を狭くすれば筒内ガス流動は弱くなる。また、例えば、マスク２５の燃焼室２４天井面からの突出量を大きくすれば、より大きな作動角までマスク２５による筒内ガス流動強化の効果が得られる。なお、本実施形態では、マスク２５によって図４中の吸気ポート２２Ａの軸方向に対して左側の吸気経路が遮断されて、スワール流が形成される。
【００５３】
以上により本実施形態では、次のような効果を得ることができる。
【００５４】
気筒列方向に並ぶ吸気弁１３Ａ〜１３Ｃと、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃを駆動する揺動カム６Ａ〜６Ｃと、機関運転状態に応じて吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量・作動角を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、揺動カム６Ａ〜６Ｃに機関の駆動力を伝達するリンク部材５と、を備え、揺動カム６Ｂ、６Ｃが揺動したにもかかわらず吸気弁１３Ｂ、１３Ｃが閉弁したままとなる弁停止運転領域を有する内燃機関であって、揺動カム６Ａ〜６Ｃは中空シャフト６Ｄによって連結されて一体として揺動し、リンク部材５は揺動カム６Ａの近傍に連結されるので、弁停止運転領域とその他の運転領域の揺動カムに作用するモーメントの差が小さくなり、弁停止運転領域での揺動カムの傾きを抑制することができる。
【００５５】
可変動弁機構は、機関のクランク軸と同期回転し外周に駆動偏心カム２が固定された駆動軸１と、駆動軸１に揺動自在に設けられた揺動カム６Ａと、一端部がリンクアーム３を介して駆動偏心カム２に回転自在に連係しかつ他端部がリンク部材５を介して揺動カム６Ａの端部に連係した可変動弁用ロッカーアーム４と、を有し、弁停止運転領域では吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのうち気筒列方向前端の吸気弁１３Ａのみが作動する内燃機関であって、駆動偏心カム２を各気筒ごとの駆動軸１の前端に配置し、リンク部材５を弁停止運転領域でも作動する吸気弁１３Ａを駆動する揺動カム６Ａに連結するので、吸気３弁化により出力向上を図りつつ、弁停止運転領域では筒内のスワール流が強化されることにより燃焼状態を良好にし、かつ揺動カム６に作用するモーメントの低減による吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量のバラツキを抑制することができる。
【００５６】
駆動偏心カム２とリンク部材５とを、気筒列方向に近接した位置に配置するので、可変動弁用ロッカーアーム４に作用するモーメントが低減され、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量のバラツキを抑制することができる。
【００５７】
弁停止運転領域に閉弁したままとなる吸気弁１３Ｂ、１３Ｃに開閉される吸気ポート２２Ｂ、２２Ｃは、吸気ポート２２Ａと隔壁２１によって仕切られているので、弁停止運転領域等で吸気の流動を制御し易くなる。
【００５８】
弁停止運転領域でも開弁する吸気弁１３Ａに開閉される吸気ポート２２Ａに燃料を噴射するよう燃料噴射弁２０を配置したので、弁停止運転領域において吸気ポート２２Ｂ、２２Ｃに燃料が溜まることを防止することができる。
【００５９】
弁停止運転領域でも作動する吸気弁１３Ａに開閉される吸気ポート２２Ａの開口部近傍の燃焼室壁面に、開口部と吸気弁１３Ａとの間の吸気の経路の一部又は全部を遮断することで筒内ガス流動を生成するマスク２５を設けたので、弁停止運転領域での筒内ガス流動をより強化することができ、かつ流動の方向性をより強めることができる。
【００６０】
なお、吸気ポート２２Ａ内に燃料噴射をするのではなく、燃料噴射弁２０の先端ノズルが気筒内に臨むように配置してもよい。このように筒内に直接燃料を噴射するようにすると、噴射した燃料の全量が筒内に供給されることとなるので、吸気弁１３Ｂ、１３Ｃが弁停止しているか否かにかかわらずサイクル毎の燃料供給量のバラツキを抑制することができる。
【００６１】
また、上記実施形態は吸気２弁式にも適用可能である。この場合、例えばフロント側の吸気弁１３を弁停止運転領域においても作動することとし、リンク部材５を当該吸気弁１３を駆動する揺動カム６に連結する。
【００６２】
第２実施形態について図６〜図９を参照して説明する。
【００６３】
図６〜図９は、それぞれ第１実施形態の図２〜図５に対応する図である。図２に示すように、可変動弁機構については基本的に第１実施形態と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。
【００６４】
リンク部材５は、吸気弁１３Ｂを駆動する揺動カム６Ｂに連結する。また、吸気ポート２２は、図７に示すように第１実施形態と同様に途中から隔壁２１により仕切られた独立の通路（吸気ポート２２Ａ〜２２Ｃ）となっている。燃料噴射弁２０は先端のノズルが中央の吸気ポート２２Ｂ内に臨むように配置する。一方、図８に示すように、マスク２５は吸気ポート２２Ｂの開口部近傍に設ける。そして、吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量と作動角は、図９に示すように、小作動角においては、吸気弁１３Ａ、１３Ｃが弁停止して、吸気弁１３Ｂのみがリフトする。
【００６５】
これにより、小作動角時にはマスク２５によって筒内ガス流動が強化される。なお、本実施形態では、マスク２５によって図８中の吸気ポート２２Ｂの軸方向後ろ側の吸気経路が遮断されて、タンブル流が形成される。
【００６６】
上記のように、リンク部材５を連結する部分、燃料噴射弁２０の配置、小作動角時の筒内流動は異なるが、弁停止しない弁を駆動する揺動カムにリンク部材５を連結し、弁停止しない弁を備える吸気ポートに燃料を噴射するという点では第１実施形態と同様である。
【００６７】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
第３実施形態について図１０〜図１２を参照して説明する。
【００６９】
図１０〜図１２は、それぞれ第１実施形態の図３〜図５に対応する図である。なお、本実施形態の可変動弁機構は図６に示した第２実施形態の可変動弁機構と同じなので図面及び説明を省略する。
【００７０】
図１０に示すように、吸気ポート２２は、第１実施形態と同様に途中から隔壁２１によって仕切られた独立の通路（吸気ポート２２Ａ〜２２Ｃ）となっている。そして、燃料噴射弁２０は、隔壁２１によって吸気ポート２２Ａ〜２２Ｃに仕切られる位置よりも上流側に、先端ノズルが略中央部を望むように配置する。ただし、噴射する噴霧の方向は吸気ポート２２Ａ及び吸気ポート２２Ｃの２方向であって、吸気ポート２２Ｂには燃料は噴射されない。
【００７１】
図１１に示すように、吸気ポート２２Ａの開口部近傍には第１実施形態と同様のマスク２５を設け、さらに吸気ポート２２Ｃの開口部近傍にも、吸気ポート２２Ａ近傍に設けたマスク２５と吸気ポート２２Ｂの開口部に対して略対称の形態のマスク２５を設ける。
【００７２】
吸気弁１３Ａ〜１３Ｃのリフト量と作動角は、図１２に示すように、小作動角においては吸気弁１３Ａ、１３Ｃが作動して、吸気弁１３Ｂが弁停止する。
【００７３】
これにより、小作動角時には２つのマスク２５によって筒内ガス流動が強化される。なお、本実施形態では、吸気ポート２２Ａから流入して吸気ポート２２Ｃ側へ流れる吸気と、吸気ポート２２Ｃから流入して吸気ポート２２Ａ側へ流れる吸気とが衝突するので、互いに衝突しない吸気流れによって筒内ガス流動が強められてタンブル流が生成される。
【００７４】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果の他に、次の効果を得ることができる。
【００７５】
弁停止運転領域では中央の吸気弁１３Ｂが閉弁したままとなり、リンク部材５は、機関上方から見た時に弁停止運転領域でも作動する吸気弁１３Ａ、１３Ｃのいずれからも略等しい距離、すなわち揺動弁１３Ｂに連結するので、吸気弁１３Ａからの反力と吸気弁１３Ｃからの反力とが釣り合い、揺動カム６に作用するモーメントが低減される。
【００７６】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施形態の可変動弁機構について表した図である。
【図２】第１実施形態の可変動弁機構を機関上面から見た図である。
【図３】第１実施形態の吸気ポートについて表した図である。
【図４】第１実施形態の燃焼室について表した図である。
【図５】第１実施形態の吸気弁の作動角と最大リフト量について表した図である。
【図６】第２実施形態の可変動弁機構について表した図である。
【図７】第２実施形態の吸気ポートについて表した図である。
【図８】第２実施形態の燃焼室について表した図である。
【図９】第２実施形態の吸気弁の作動角と最大リフト量について表した図である。
【図１０】第３実施形態の吸気ポートについて表した図である。
【図１１】第３実施形態の燃焼室について表した図である。
【図１２】第３実施形態の吸気弁の作動角と最大リフト量について表した図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    駆動軸
２    駆動偏心カム
３    リンクアーム
４    可変動弁用ロッカーアーム
５    リンク部材
６    揺動カム
７    制御軸
８    偏心カム部
９    連結ピン
１０  連結ピン
１１  連結ピン
１２  バルブフォロワ
１３  吸気弁
１４  ピボット
１５  バルブ駆動用ロッカーアーム（ロッカーアーム）
２０  燃料噴射弁
２１  隔壁
２２  吸気ポート
２３  排気ポート
２４  燃焼室
２５  マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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