JP2010059945A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高油温時におけるアイドル運転状態での気筒間の空燃比ばらつき低減に好適な内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】複数の気筒の吸気弁６のバルブリフト量と作動角の少なくとも一方に対応するリフト特性を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構１と、前記リフト・作動角可変機構１の作動を各気筒の吸気弁６へ伝達する伝達系統に介装された油圧ラッシュアジャスタ４と、を備え、リフト特性を所定の小設定値に制御する運転状態の下で、前記油圧ラッシュアジャスタ４に供給される潤滑油の温度が予め設定された設定温度を超える場合に、設定回転数を上昇補正してエンジン回転数を上昇させる制御手段としてのエンジンコントローラ５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関における吸気弁のバルブリフト量と作動角の少なくとも一方を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構を備えた内燃機関の可変動弁装置に関するものである。

従来から吸気弁のバルブリフト量と作動角の双方を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置が提案されている(特許文献１参照)。

これは、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。
特開２００１−１７３４６９号公報

上記従来例のようなリフト・作動角可変機構を用いて吸入空気量の制御を行う場合、アイドル時のように非常に少量の吸入空気量を実現するためには、吸気弁のリフト量（最大リフト量）が例えば１ｍｍ程度の極小リフトとなる。このような極小リフトの状態では、各気筒のリフト・作動角可変機構と各吸気弁との間のクリアランスによるリフト量の僅かなばらつきによってシリンダ内に流入する空気量が比較的大きくばらついてしまい、しかも吸入空気量そのものが少ないことから、気筒間の空燃比ばらつきが発生しやすい。

前記各気筒のリフト・作動角可変機構と各吸気弁との間のクリアランスによるリフト量の僅かなばらつきを低減するために、油圧ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）を装備して、リフト・作動角可変機構における各気筒の部品のクリアランス、及びリフト・作動角可変機構の作動をバルブロッカアームを介して吸気弁に伝達する作動伝達経路のクリアランスを最少とすることが有効である。しかしながら、高油温時においては、油圧ラッシュアジャスタよりの作動油のリークダウン量の気筒間におけるバラツキも大となり、リフト量バラツキが大となる。このため、高油温時においては、気筒間における空気量バラツキを解消できず、エンジン振動の増加、燃焼安定性の低下や排気エミッションの悪化を招く可能性があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高油温時におけるアイドル運転状態での気筒間の空燃比ばらつき低減に好適な内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の気筒の吸気弁のバルブリフト量と作動角の少なくとも一方に対応するリフト特性を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構と、シリンダ体と、シリンダ体に摺動自在に内蔵され、弾性手段によりシリンダ体から伸長付勢され、潤滑油を封じ込める高圧室を形成するプランジャと、プランジャにより高圧室が膨張する場合に作動油を導入し且つ高圧室が圧縮される場合に高圧室より作動油が流出するのを阻止する弁とを備え、前記リフト・作動角可変機構の作動を各気筒の吸気弁へ伝達する伝達系統に介装された油圧ラッシュアジャスタと、を備え、リフト特性を所定の小設定値に制御する運転状態の下で、前記油圧ラッシュアジャスタに供給される潤滑油の温度が予め設定された設定温度を超える場合に、設定回転数を上昇補正してエンジン回転数を上昇させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

したがって、本発明では、リフト・作動角可変機構と油圧ラッシュアジャスタとを備える可変動弁装置において、リフト特性を所定の小設定値に制御する運転状態の下で、前記油圧ラッシュアジャスタに供給される潤滑油の温度が予め設定された設定温度を超える場合に、設定回転数を上昇補正してエンジン回転数を上昇させることにより、頻度の低い高油温領域に油圧ラッシュアジャスタよりのリークダウン量を減らすことができ、気筒間のリフト特性のばらつきを抑えて機関振動を低減するとともに燃費性・排気エミッションを向上することができる。

以下、本発明の内燃機関の可変動弁装置を各実施形態に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明を適用した第１実施形態の内燃機関の可変動弁装置の第１実施例を示し、図１は可変動弁装置の斜視図を含むシステム構成図、図２は同じく可変動弁装置の断面図、図３は可変動弁装置に使用する油圧ラッシュアジャスタ及び潤滑油の供給経路を示す断面図、図４は本実施形態に係る制御の流れを示すフローチャートである。この実施形態の可変動弁装置は、１気筒辺り２個の吸気弁を備え、各吸気弁のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関に適用したものについて説明する。

図１〜図３において、内燃機関の可変動弁装置は、吸気弁６のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１と、そのリフトの中心角の位相（図示しないクランク軸に対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構２と、油圧ラッシュアジャスタ４を備えてリフト・作動角可変機構１の作動を吸気弁６に伝達するロッカアーム機構３と、リフト・作動角可変機構１及び位相可変機構２を制御するエンジンコントローラ５と、を備える。

前記リフト・作動角可変機構１は、図示しないシリンダヘッド上部のカムブラケットに回転自在に支持された駆動軸１０と、この駆動軸１０に、ピン等により固定された駆動カム１１と、上記駆動軸１０の上方位置において駆動軸１０と平行に配置されて同じくカムブラケットによって回転自在に支持される主軸１２Ａと、主軸１２Ａの両側にウェブ１２Ｃを介してオフセットした偏心軸１２Ｂを備える制御軸１２と、この制御軸１２の偏心軸１２Ｂに揺動自在に支持された揺動アーム１３と、前記駆動軸１０に揺動自在に支持されて各吸気弁６のローラ２８付きロッカアーム２７に当接する揺動カム１４と、を備える。

前記駆動カム１１と揺動アーム１３とはリンクアーム１５によって連係され、揺動アーム１３と揺動カム１４とはリンクロッド１６によって連係されている。前記駆動軸１０は、図示しない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によって駆動される。前記駆動カム１１は、駆動軸１０の軸心から所定量だけオフセットした点を中心とした円形外周面を有し、この外周面には、リンクアーム１５の環状部が回転可能に嵌合している。

前記揺動アーム１３は、その基部が偏心軸１２Ｂを挟んで軸受ブラケット１３Ａと前記リンクアーム１５およびリンクロッド１６への連結部分を備えたアーム部１３Ｂとに２分割して構成され、両者を締結ボルト１７により一体化させることにより、両者間に制御軸１２の偏心軸１２Ｂに揺動自在に嵌合する軸受穴１８を形成し、制御軸１２の偏心軸１２Ｂによって揺動可能に支持される。前記アーム部１３Ｂの一方の側へ延びる先端は、連結ピン１９を介して上記リンクロッド１６の上端部が連係しているとともに、前記先端部と同一の側において前記先端部より若干基部寄りの中間部分において基部の軸方向端部より軸方向に突出させた連結ピン２０を介して前記リンクアーム１５のアーム部１１３Ｂが連係している。即ち、前記リンクアーム１５とリンクロッド１６とは、同一の側に位置されるも、軸方向に位置を異ならせて配置されている。

前記制御軸１２は、前記カムブラケットに回転自在に支持される主軸１２Ａと、ウェブ１２Ｃを介して主軸１２Ａに対して偏心させた偏心軸１２Ｂとから構成され、制御軸１２の角度位置を変化させることにより偏心軸１２Ｂの位置が変更され、それに応じて揺動アーム１３の揺動中心位置も変化する。前記制御軸１２の偏心軸１２Ｂの軸方向長さは、前記揺動アーム１３の基部と基部から軸方向に突出する連結ピン２０とを収容する長さに設定されて、偏心軸１２Ｂの両端に配置したウェブ１２Ｃとこれらリンクアーム１５およびリンクロッド１６とが干渉しないように配列される。

前記揺動カム１４は、駆動軸１０の外周に嵌合して回転自在に支持された筒状のカム軸２５に各吸気弁６のロッカアーム２７に対応した２個が一体形成され、一方の揺動カム１４から側方へ延びた端部に、連結ピン２１を介して前記リンクロッド１６の下端部が連係している。前記カム軸２５は、駆動軸１０外周に回転自在に支持されるも、外周部においても、その端部がカムブラケットに揺動自在に支持され、中間部がシリンダヘッドに設けた中間ブラケットに揺動自在に支持される。各揺動カム１４の下面には、駆動軸１０と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成され、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム１４の揺動位置に応じて各吸気弁６のロッカアーム２７のローラ２８の上面に当接するようになっている。

即ち、前記基円面はベースサークル区間として、リフト量が「０」となる区間であり、揺動カム１４が揺動してカム面がロッカアーム２７のローラ２８に接触すると、徐々に吸気弁６が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ップ区間が設けられている。

前記制御軸１２は、一端部に設けられた制御用アクチュエータ２３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。この制御用アクチュエータ２３は、例えば電動アクチュエータ等からなり、エンジンコントローラ５からの制御信号により制御される。制御軸１２の回転角度は、図示しない制御軸センサによって検出される。

以上のように構成されたリフト・作動角可変機構１は、駆動軸１０が回転すると、駆動カム１１のカム作用によってリンクアーム１５を上下動させ、これに伴って揺動アーム１３が揺動する。この揺動アーム１３の揺動は、リンクロッド１６を介して揺動カム１４へ伝達され、該揺動カム１４を揺動させる。この揺動カム１４のカム作用によって、ロッカアーム２７が押圧され、吸気弁６をリフトさせるよう作用する。

前記制御用アクチュエータ２３を介して制御軸１２の角度位置を変化させると、揺動アーム１３の初期位置が変化し、揺動カム１４の初期揺動位置が変化する。例えば、内燃機関の低速低負荷運転状態においては、偏心軸１２Ｂが（駆動軸１０に近づく）図の下方へ位置（図２中の時計回りの位置）するよう制御されて、揺動アーム１３の基部は下方に位置し、揺動カム１４の連結ピン２１側の端部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１４の初期位置は、そのカム面がロッカアーム２７のローラ２８から離れる方向に傾く。従って、駆動軸１０の回転に伴って揺動カム１４が揺動した際に、基円面が長くロッカアーム２７のローラ２８に接触し続け、カム面がロッカアーム２７のローラ２８に接触する期間は短い。従って、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つまり作動角も縮小する。

逆に、内燃機関の高回転高負荷運転状態においては、偏心軸１２Ｂが駆動軸１０から遠ざかる図の上方へ位置（図２中の反時計回りの位置）するよう制御されて揺動アーム１３の基部は上方に位置し、揺動カム１４の連結ピン２１側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。なお、図２は最大入力荷重が作用する中間作動角の状態を示している。つまり、揺動カム１４の初期位置は、そのカム面がロッカアーム２７のローラ２８に近付く方向に傾く。従って、駆動軸１０の回転に伴って揺動カム１４が揺動した際に、ロッカアーム２７のローラ２８と接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。従って、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。

前記偏心軸１２Ｂの初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、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、連続的に拡大，縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁６の開時期と閉時期とが略対称に変化する。

前記位相可変機構２は、前記駆動軸１０の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２と上記駆動軸１０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２３と、から構成されている。前記スプロケット２２は、図示しない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、クランク軸に連動している。前記位相制御用アクチュエータ２３は、エンジンコントローラ５からの制御信号により制御される。この位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプロケット２２と駆動軸１０とが相対的に回転し、バルブリフトにおける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。この位相可変機構２の制御状態は、駆動軸１０の回転位置に応答する図示しない駆動軸センサによって検出される。

また、本実施例の吸気弁６は、図２に示すように、ローラ２８付きのロッカアーム２７により開閉されるよう構成しており、ロッカアーム２７の基部には、潤滑油の供給を受けて作動する油圧ラッシュアジャスタ４（ＨＬＡ）を備える。

前記油圧ラッシュアジャスタ４は、図３に示すように、シリンダヘッドに保持された有底円筒状のシリンダ体３０と、該シリンダ体３０内に形成されたプランジャ穴に上下摺動自在に保持されたほぼ有蓋円筒状のプランジャ３１と、を備えている。

前記プランジャ３１は、上端部が前記ロッカアーム２７の一端部の下面とほぼ同曲率の半球面状に形成されており、先端部のほぼ中央位置に、後述するリザーバ室３２内の作動油に混入した空気を排出するブリーダ孔３２Ａが設けられている。

また、前記プランジャ３１は、下端側に該プランジャ３１の内部とシリンダ体３０のプランジャ穴との間に形成されたリザーバ室３２と高圧室３３とを隔成する隔壁３４が設けられており、この隔壁３４のほぼ中央位置にはリザーバ室３２と高圧室３３とを連通する油孔３５が穿設されている。前記高圧室３３は、前記シリンダ体３０のプランジャ穴とプランジャ３１の隔壁３４によって囲まれており、前記油孔３５を開閉する逆止弁３６が配置されている。

この逆止弁３６は、前記リザーバ室３２から油孔３５を介して高圧室３３にのみ作動油を流入させるチェックボール３６Ａと、ほぼ碗状に形成されたリテーナ３６Ｂと、該リテーナ３６Ｂの内部に保持されて、前記チェックボール３６Ａを閉方向に付勢する小ばね力の第１スプリング３６Ｃと、前記リテーナ３６Ｂを前記隔壁３４方向へ押し付けつつ、プランジャ３１とシリンダ体３０とを互いに離間する方向へ付勢する比較的大きなばね力を有する第２スプリング３６Ｄと、から構成されている。

そして、内燃機関のメインギャラリ４０からの潤滑油がシリンダ体３０の外周に設けた溝、シリンダ体３０を半径方向に貫通する貫通穴を介してリザーバ室３２に供給されるよう構成している。なお、４１は潤滑ポンプ、４２はオイルフィルタ、４３はオイルパン、４４はリリーフバルブである。

前記油圧ラッシュアジャスタ４は、前記プランジャ３１が前記第２スプリング３６Ｄによって常時上方に付勢されており、前記ロッカアーム２７の一端部に弾接している。前記リフト・作動角可変機構１の作動により、前記ロッカアーム２７が油圧ラッシュアジャスタ４を支点として揺動することによって吸気弁６を開閉作動させるようになっている。

そして、前記吸気弁６が閉弁して、ベースサークル領域における揺動カム１４の外周面とローラ２８の外周面との間に隙間が生じた際に、前記第２スプリング３６Ｄの付勢力によって前記プランジャ３１が僅かに上昇し、該プランジャ３１の上昇に伴って前記高圧室３３の容積が拡大すると、オイルポンプ４１によって常時リザーバ室３２に充填されている作動油が、リザーバ室３２から逆止弁３６を押し開いて高圧室３３に流入する。これにより、前記ロッカアーム２７の他端部と前記バルブステムの上端部との隙間が零となるように維持されるため、打音などの発生を防止することが可能となる。

前記エンジンコントローラ５には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４５よりの検出信号、クランク角センサ４６に基づく機関回転速度信号およびクランク角位置信号、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ４７よりの検出信号、図示しない冷却水温センサよりの検出信号、潤滑油温を検出する油温センサ４８の検出信号、等が入力され、これらの検出信号に基づいて、前記した可変動弁装置によるバルブリフト特性の他に、燃料噴射弁５０の噴射量や噴射時期、点火プラグ５１による点火時期、スロットル弁５２の開度、などを制御する。前記スロットル弁５２は、電気モータからなるアクチュエータを備え、エンジンコントローラ５から与えられる制御信号によって、その開度が制御され、スロットル弁５２の実際の開度を検出するセンサによる検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。

以上に説明したリフト・作動角可変機構１ならびに位相可変機構２からなる可変動弁装置は、吸気弁６の開弁時期と閉弁時期を任意に制御することができ、特に、吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）を制御することで、シリンダ内への吸気量、即ち、シリンダ空気量を調整することができる。

前記可変動弁装置は、コントローラ５に入力されているクランク角センサ４７に基づくエンジン回転数信号、アクセル開度センサ４６に基づくアクセル開度信号、暖機状態を表す冷却水温度信号等に基づいてエンジン負荷が判定され、判定したエンジン負荷に応じて、吸気弁６のリフト量および閉弁時期が設定される。

即ち、エンジンの低負荷時においては、吸気弁６はリフト・作動角可変機構１により低リフト・小作動角で開閉させると共に位相可変機構２により下死点ＢＤＣから進角側に大きく進んだ早期に閉弁する（早閉じＩＶＣ）よう設定される。吸気弁６の開弁時のガス流動状態は、吸気ポートのポート形状に影響されることなく、主に吸気弁６のバルブ開口形状や出口近傍形状により燃焼室内におけるガス流動が決定されるようになっている。

エンジン負荷が上昇するに連れて、リフト・作動角可変機構１によるリフト量と作動角を増加させると共に位相可変機構２による閉弁時期（ＩＶＣ）を下死点ＢＤＣ側に近づけていく（進角量が小さくなる）よう設定する。なお、この場合には、吸気弁６の開弁時期（ＩＶＯ）を少なくともピストン上死点ＴＤＣより開き始めるよう設定するようにしている。

このようにリフト・作動角可変機構１と位相可変機構２とを組み合わせた可変動弁装置２によれば、吸気弁開時期（ＩＶＯ）および吸気弁閉時期（ＩＶＣ）の双方をそれぞれ独立して任意に制御することが可能であり、かつ、低負荷域ではリフト量（最大リフト量）を小さくすることで、負荷に応じた吸入空気量に制限することができる。なお、リフト量がある程度大きな領域では、シリンダ内に流入する空気量が主に吸気弁６の開閉時期によって定まるのに対し、リフト量が十分に小さい状態では、主にリフト量によって空気量が定まる。

上記のような構成においては、アクセルペダル開度により定まる要求トルクが得られるように吸入空気量が制御されるのであるが、電子制御スロットル弁５２の開度は、基本的には、排気還流などの上で必要な最小限の負圧がコレクタ内に生成されるように制御される。そして、この大気圧に近い吸入負圧の下で、シリンダ内に流入する空気量が最適なものとなるように、上記可変動弁装置が制御される。

アイドル時のような低負荷領域では、リフト・作動角可変機構１によって吸気弁６のリフト量が１ｍｍ程度の所定の小設定値、典型的には最小設定値に制御され、そのリフト量に応じた空気量に制限されることになる。従って、リフト・作動角可変機構１における各気筒の部品の寸法誤差あるいは組付誤差等に起因した各気筒のリフト量のばらつきを抑制して、各気筒の空気量のばらつきを許容範囲に治まるようにする。また、油圧ラッシュアジャスタ４により、リフト・作動角可変機構１における各気筒の部品のクリアランス、及びリフト・作動角可変機構１の作動をバルブロッカアーム２７を介して吸気弁６に伝達する作動伝達経路のクリアランスを最少とするよう構成している。

ところで、上記したリフト・作動角可変機構１により作動される吸気弁６の開弁時間は、同一作動角である場合には、エンジン回転数の低下に応じて長くなり、アイドル時のような低負荷領域では、最も長い開弁時間となる。このため、リフト・作動角可変機構１によりロッカアーム２７を押圧作動する作動期間も長くなることに起因して、油圧ラッシュアジャスタ４に加えられる押し下げ力の作用時間も長くなる。

そして、前記油圧ラッシュアジャスタ４に供給される潤滑油の温度が規定された温度範囲（例えば、８０℃前後）に維持されている場合においては、潤滑油の粘度も正常に維持されており、油圧ラッシュアジャスタ４は精度よく作動して、各リフト・作動角可変機構１のクリアランスを最少とするよう作動される。したがって、各気筒のリフト量のばらつきが抑制され、各気筒の空気量のばらつきが許容範囲に治まり、各気筒の空気量が比較的大きくばらつくことを抑制できる。このため、各気筒の燃料噴射量が、排気系における空燃比センサ４５の検出信号に基づいて、全気筒で目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように制御され、各気筒の実際の空燃比が、目標空燃比からリッチ側もしくはリーン側へずれることを抑制して、気筒間の燃焼変動による振動の増加や排気エミッションの低下を招くことを防止できる。

しかしながら、前記油圧ラッシュアジャスタ４に供給される潤滑油の温度が規定された温度範囲を超えて高温（例えば、１２０℃以上）となる場合においては、潤滑油の粘度が低下していることに起因して、油圧ラッシュアジャスタ４の高圧室３３からの潤滑油のリークダウン量が増加し、各リフト・作動角可変機構１のクリアランスを抑制する機能が低下される。このため、各気筒のリフト量に僅かなばらつきが生じ、各気筒の空気量にばらつきが生ずることとなる。このため、各気筒の燃料噴射量が、排気系における空燃比センサ４５の検出信号に基づいて、全気筒で目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように制御されるものの、各気筒の実際の空燃比が、目標空燃比からリッチ側もしくはリーン側へずれることとなり、気筒間の燃焼変動による振動の増加や排気エミッションの低下を招くこととなる。

そこで、本実施形態では、このような油圧ラッシュアジャスタ４によるリフト量の気筒間のばらつきの影響を低減・解消するために、アイドル時のような低負荷領域において、油温センサ４８により検出した潤滑油温度が予め設定した温度を超えている場合には、アイドル回転数を上昇させて、油圧ラッシュアジャスタ４に生ずる油圧リークダウン量を減少させるようにしている。

図４は、本実施形態に係る制御の流れを示すフローチャートである。先ずステップＳ１では、クランク角センサ４７・アクセル開度センサ４６、空燃比センサ４５等によるエンジンの運転条件、油温センサ４８よりの油温信号の読込みが実行されて、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、アイドル回転数を変更すべき所定の運転条件として、アイドル運転条件であるか否かを判定する。即ち、アイドル運転条件では、上述したようにリフト・作動角可変機構１のバルブリフト量及び作動角を極小としているため、クリアランスによる気筒間でのリフト・作動角のばらつきが顕著に表われ易く、かつ、吸入空気量そのものも少ないので、気筒間の空燃比が変動し易く、また、車両が停車しているので機関振動による不快感を搭乗者に与え易いためである。アイドル運転条件でない場合には処理が終了される。

アイドル運転条件の場合、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、油温センサ４８よりの油温信号が予め設定した設定油温(例えば、１２０℃)を超えているか否かを判定する。油温が設定油温に達していない場合には、油圧ラッシュアジャスタ４におけるリークダウン量が許容範囲内であり、クリアランスによる気筒間のリフト特性のばらつきが小さいと判断して、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、予め設定された通常時のアイドル回転数とする。

一方、油温が設定油温を超えている場合には、油圧ラッシュアジャスタ４におけるリークダウン量が許容範囲を超えており、クリアランスによる気筒間のリフト特性のばらつきが大きいと判断して、ステップＳ３からステップＳ５へ進み、予め設定された通常時アイドル回転数より高い補正アイドル回転数とする。なお、内燃機関を高負荷状態で長時間運転する場合、具体的には、車両を長い上り坂で低速走行を長時間行った場合(トーイングともいう)場合には、内燃機関の潤滑油温度が１００℃以上(例えば、１２０〜１４０℃)に上昇する場合があり、上り坂の頂上でアイドリング運転を継続する場合がある。

前記補正アイドル回転数は、高油温により油圧ラッシュアジャスタ４に生ずるリークダウンの増加量を補うに十分な油圧及び油量が油圧ラッシュアジャスタ４に供給されればよいため、例えば、通常時アイドル回転数より１０〜２０％程度高い回転数に設定される。

前記アイドル回転数の上昇は、電子制御スロットル弁５２の開度を増加させることにより、吸気弁６を通過する空気量を増加させたり、リフト・作動角可変機構１により吸気弁６の作動角を大きくして、吸気弁６を通過する空気量を増加させて実行する。また、点火プラグ５１による点火時期を進角させることによりアイドル回転数を上昇させてもよい。アイドル回転数はＰＩ制御によって目標とする補正アイドル回転数に近づけるように制御する。

従って、クリアランスによる気筒間のリフト特性のばらつきが大きい場合に、アイドル回転数を上昇させることにより油圧ラッシュアジャスタ４のリークダウン量を減少させて、気筒間のリフト特性のばらつきを抑えて機関振動を低減するとともに燃費性・排気エミッションを向上することができる。また、アイドル回転数の上昇は、相対的にリフト・作動角可変機構１によるバルブロッカアーム２７への押圧作動期間を短くすることとなるため、この点でも、油圧ラッシュアジャスタ４のリークダウン量が減少されることとなる。

なお、上記実施形態において、可変動弁装置として、ロッカアーム２７を備えてその支点を構成する部位に油圧ラッシュアジャスタ４を配置するものについて説明したが、図示はしないが、ロッカアーム２７を備えることなく、リフト・作動角可変機構１により直接吸気弁６を押動させて開閉させる直動型であり、吸気弁６とリフト・作動角可変機構１との間に油圧ラッシュアジャスタを配置して備えるものであってもよい。

また、可変動弁装置として、位相可変機構２を備えるものについて説明したが、位相可変機構２を備えないものであってもよい。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）複数の気筒の吸気弁６のバルブリフト量と作動角の少なくとも一方に対応するリフト特性を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構１と、シリンダ体３０と、シリンダ体３０に摺動自在に内蔵され、弾性手段３６Ｄによりシリンダ体３０から伸長付勢され、潤滑油を封じ込める高圧室３３を形成するプランジャ３１と、プランジャ３１により高圧室３３が膨張する場合に作動油を導入し且つ高圧室３３が圧縮される場合に高圧室３３より作動油が流出するのを阻止する弁３６とを備え、前記リフト・作動角可変機構１の作動を各気筒の吸気弁６へ伝達する伝達系統に介装された油圧ラッシュアジャスタ４と、を備え、リフト特性を所定の小設定値に制御する運転状態の下で、前記油圧ラッシュアジャスタ４に供給される潤滑油の温度が予め設定された設定温度を超える場合に、設定回転数を上昇補正してエンジン回転数を上昇させる制御手段としてのエンジンコントローラ５と、を備えるため、頻度の低い高油温領域に油圧ラッシュアジャスタ４よりのリークダウン量を減らすことができ、気筒間のリフト特性のばらつきを抑えて機関振動を低減するとともに燃費性・排気エミッションを向上することができる。

(イ)リフト・作動角可変機構１の作動を各気筒の吸気弁６へ伝達する伝達系統は、前記リフト・作動角可変機構１により揺動するロッカアーム２７を介して各気筒の吸気弁６を開閉作動させるよう構成され、前記油圧ラッシュアジャスタ４は、前記ロッカアーム２７の支点を支持するよう配置されているため、ロッカアーム２７の梃子の作用により動弁機構のクリアランスを最少とする機能を増加させることができる。

(ウ)制御手段としてのエンジンコントローラ５によるエンジン回転数の上昇は、スロットル弁５２の開度を増加させるか、リフト・作動角可変機構１の作動角を増加させるか、或いは点火時期を進角させることにより実行される。エンジン回転数はＰＩ制御によって補正された目標回転数に近づけるようになされる。

(エ)リフト・作動角可変機構１は、カムブラケットに回転自在に支持されて機関の回転に同期して回転し、外周に駆動カム１１を備える駆動軸１０と、前記駆動カム１１とは軸方向位置を相違させて揺動自在に配置され、揺動により機関の動弁を押圧して開閉作動させる揺動カム１４と、前記駆動軸１０に形成された駆動カム１１を挿通するリンクアーム１５と、前記揺動カム１４に一端に連結するリンクロッド１６と、前記カムブラケットに回転自在に支持され、アクチュエータ２３によって回動制御される主軸１２Ａと、前記主軸１２Ａから偏心した偏心軸１２Ｂと、前記主軸１２Ａと前記偏心軸１２Ｂを連結するウェブ１２Ｃと、からなるクランク状の制御軸１２と、前記偏心軸１２Ｂに揺動自在に設けられ、一方の揺動端に前記リンクアーム１５の端部が回動自在に連携するとともに前記一方の端部とは軸方向位置を異ならせた他方の揺動端に前記リンクロッド１６の端部が回動自在に連携し、揺動作用により前記駆動カム１１の駆動力を前記揺動カム１４に伝達する揺動アーム１３と、を備える。このようなリフト・作動角可変機構１は、中間作動角・リフトを増加でき、中速トルクを向上でき、また、開弁時期（ＩＶＯ）の変化量を低減でき、ピストンリセスを縮小可能である。

本発明の一実施形態を示す内燃機関の可変動弁装置の概略構成図。 同じく可変動弁装置の断面図。 可変動弁装置に使用する油圧ラッシュアジャスタ及び潤滑油の供給経路を示す断面図。 本実施形態に係る制御の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１ リフト・作動角可変機構
２ 位相可変機構
３ ロッカアーム機構
４ 油圧ラッシュアジャスタ
５ エンジンコントローラ
６ 吸気弁
１０ 駆動軸
１１ 駆動カム
１２ 制御軸
１３ 揺動アーム
１４ 揺動カム
１５ リンクアーム
１６ リンクロッド
２７ ロッカアーム

Claims (6)

1. 複数の気筒の吸気弁のバルブリフト量と作動角の少なくとも一方に対応するリフト特性を連続的に変更可能なリフト・作動角可変機構と、
   シリンダ体と、シリンダ体に摺動自在に内蔵され、弾性手段によりシリンダ体から伸長付勢され、潤滑油を封じ込める高圧室を形成するプランジャと、プランジャにより高圧室が膨張する場合に作動油を導入し且つ高圧室が圧縮される場合に高圧室より作動油が流出するのを阻止する弁とを備え、前記リフト・作動角可変機構の作動を各気筒の吸気弁へ伝達する伝達系統に介装された油圧ラッシュアジャスタと、
   前記油圧ラッシュアジャスタに供給される潤滑油の温度を検出する温度センサと、
   前記リフト特性を所定の小設定値に制御する運転状態の下で、前記温度センサにより検出される油温が予め設定された設定温度を超える場合に、設定回転数を上昇補正してエンジン回転数を上昇させる制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記リフト・作動角可変機構の作動を各気筒の吸気弁へ伝達する伝達系統は、前記リフト・作動角可変機構により揺動するロッカアームを介して各気筒の吸気弁を開閉作動させるよう構成され、
   前記油圧ラッシュアジャスタは、前記ロッカアームの支点を支持するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 吸気通路を開閉するスロットル弁を備え、
   前記制御手段は、前記スロットル弁の開度を増加させることによりエンジン回転数を上昇させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記制御手段は、前記リフト・作動角可変機構の作動角を増加させてエンジン回転数を上昇させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記制御手段は、点火時期を制御可能であり、前記点火時期を進角させることによりエンジン回転数を上昇させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記リフト・作動角可変機構は、カムブラケットに回転自在に支持されて機関の回転に同期して回転し、外周に駆動カムを備える駆動軸と、前記駆動カムとは軸方向位置を相違させて揺動自在に配置され、揺動により機関の動弁を押圧して開閉作動させる揺動カムと、前記駆動軸に形成された駆動カムを挿通するリンクアームと、前記揺動カムに一端に連結するリンクロッドと、前記カムブラケットに回転自在に支持され、アクチュエータによって回動制御される主軸と、前記主軸から偏心した偏心軸と、前記主軸と前記偏心軸を連結するウェブと、からなるクランク状の制御軸と、前記偏心軸に揺動自在に設けられ、一方の揺動端に前記リンクアームの端部が回動自在に連携するとともに前記一方の端部とは軸方向位置を異ならせた他方の揺動端に前記リンクロッドの端部が回動自在に連携し、揺動作用により前記駆動カムの駆動力を前記揺動カムに伝達する揺動アームと、を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。

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