JP2015218647A - 内燃機関のデコンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デコンプ状態にするためのデコンプカムシャフトの回転駆動をより小さな力で行う。【課題手段】本発明の一態様のデコンプ装置５０は、ロッカーアーム５２を動かすべく、ロッカーアームの支点部材５３に作用するように構成されたカム部材５９と、カム部材５９を備えたデコンプカムシャフト６０を回転させるためのアクチュエータ５７と、支点部材５３に対するカム部材５９の作用力が所定値を超えないようにカム部材５９に対して設けられた弾性部５９ｂとを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のデコンプ装置に関する。

少なくとも圧縮行程中に筒内圧を解放するために筒内燃焼室を排気通路に連通させるデコンプ装置（減圧装置）を備えた内燃機関が公知である。かかるデコンプ装置は、内燃機関の停止時や始動時に内燃機関の振動騒音および回転変動を抑制する目的で使用され、また内燃機関の始動時に圧縮負荷ひいては始動用モータの負荷を低減し、バッテリ消費電力等を抑制する目的で使用される。

特許文献１には、内燃機関のデコンプ装置の一例が開示されている。この装置は、排気弁を駆動するロッカーアームに当接する支点部材（ＨＬＡ）と、この支点部材をその軸方向に動かすようにデコンプカムシャフトに設けられたデコンプカムと、デコンプカムシャフトを回転させるためのアクチュエータとを備えている。機関始動時、デコンプカムシャフトを回転させることでデコンプカムが回転し、それにより、支点部材がその軸方向に動かされ、ロッカーアームの揺動中心を押し上げる。その結果、特許文献１の記載によれば、排気弁が開弁することになり、機関始動時に筒内圧縮圧を逃がすデコンプ状態となり、機関始動を容易にすることができる。

特開２００７−０２４０３０号公報

ところで、特許文献１では、デコンプ装置の作動によりデコンプカムシャフトを回転させることで、複数の気筒の全てで、排気弁を駆動するロッカーアームを一律に動かすようにデコンプ装置は構成されている。

一方、開状態の排気弁のロッカーアームには排気バルブスプリングからの反力が作用している。したがって、閉状態の排気弁のロッカーアームを動かすことに比べて、開状態の排気弁のロッカーアームを動かすためには大きな力が必要とされる。よって、特許文献１のデコンプ装置は、デコンプカムシャフトを駆動するためのアクチュエータの小型化の点で問題がある。

そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、デコンプ状態にするためのデコンプカムシャフトの回転駆動をより小さな力で行うことを可能にする内燃機関のデコンプ装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
クランクシャフトに連動して回転する駆動カムによって揺動されるロッカーアームが機関バルブを開弁させる内燃機関のデコンプ装置であって、
ロッカーアームを動かすべく、ロッカーアームの支点部材に作用するように構成されたカム部材と、
カム部材を備えたデコンプカムシャフトを回転させるためのアクチュエータと、
支点部材に対するカム部材の作用力が所定値を超えないように該カム部材に対して設けられた弾性部と
を備えた、内燃機関のデコンプ装置
が提供される。

本発明の上記一態様によれば、支点部材に対するカム部材の作用力が所定値を超えないようにカム部材に対して設けられた弾性部を備えるので、デコンプカムシャフトのカム部材の支点部材に対する作用力は所定値を越えないように制限できる。よって、本発明の上記一態様によれば、開状態の排気弁がある場合でも、デコンプ状態にするためのデコンプカムシャフトの回転駆動をより小さな力で行うことができるという、優れた効果が発揮される。

本発明の第１実施形態に係るデコンプ装置が適用された内燃機関の構成を示す概略図である。 図１の内燃機関の一部の拡大正面断面図である。 図１の内燃機関の一部の拡大側面断面図である。 第１実施形態のデコンプ装置の制御フローチャートである。 第１実施形態のデコンプ装置のデコンプカムを表した図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその正面図である。 第１実施形態のデコンプ装置のデコンプカムシャフトの組み立てを説明するための模式図である。 閉状態の排気弁に関する模式図であり、（ａ）はデコンプ装置停止時の図であり、（ｂ）はデコンプ装置作動時の図である。 全開状態の排気弁に関する模式図であり、（ａ）はデコンプ装置停止時の図であり、（ｂ）はデコンプ装置作動時の図である。 排気弁リフトの量と排気バルブスプリングの作用による荷重との関係を表したグラフである。 排気バルブスプリングの作用による荷重と、デコンプ装置の作動によるリフト量との関係を表したグラフである。 本発明の第２実施形態に係るデコンプ装置のデコンプカムシャフトの１つのデコンプカムに関する図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。まず、第１実施形態について説明する。

図１に、本第１実施形態のデコンプ装置が適用された内燃機関の構成を概略的に示す。本実施形態に係る内燃機関（エンジン）１は車両に搭載され、多気筒（例えば直列４気筒）の火花点火式内燃機関として構成されている。ただし、エンジンの種類、気筒数、シリンダ配置形式（直列、Ｖ型、水平対向等）、着火方式等は特に限定されず、例えばエンジンは圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）であってもよい。車両の種類、用途等も特に限定されず、例えば車両はエンジン１を唯一の動力源とする通常の車両であってもよいし、エンジン１と電気モータとの２つの動力源を備える所謂ハイブリッド車両であってもよい。車両には、車両およびエンジン１を制御するように構成された制御ユニットとしての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）２０が設けられている。

エンジン１のシリンダブロック２に形成されたシリンダ（筒）２ａ内にはピストン３が往復動可能に収容され、ピストン３にはクランクシャフト４が連結されている。エンジン１のシリンダヘッド５には吸気ポート６を開閉する吸気弁７と、排気ポート８を開閉する排気弁９とが気筒ごとに２つずつ配設されている。各吸気弁７および各排気弁９は、それぞれ機関バルブであり、カムシャフト１０、１１を含む動弁機構によって開閉駆動される。カムシャフト１０、１１は動力伝達機構を介してクランクシャフト４に連結されていて、クランクシャフト４に連動して回転する。シリンダヘッド５の頂部には、筒内燃焼室１２内の混合気に点火するための点火プラグ１３が気筒ごとに取り付けられている。なお、吸気弁７および排気弁９の少なくとも一方の開弁特性を変更するための可変バルブ機構（例えば可変バルブタイミング機構）が設けられてもよい。

各気筒の吸気ポート６は、気筒毎の吸気マニフォールドもしくは枝管１４を介して、吸気集合室であるサージタンク１５に接続されている。サージタンク１５の上流側には吸気管１６が接続されており、吸気管１６の上流端にはエアクリーナ（図示せず）が設けられている。そして吸気管１６には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１７と、電子制御式のスロットルバルブ１８とが組み込まれている。吸気ポート６、枝管１４、サージタンク１５および吸気管１６は、それぞれ吸気通路の一部を形成する。吸気通路、特に吸気ポート内６に燃料を噴射するためのインジェクタ１９が気筒ごとに配設されている。

各気筒の排気ポート８には図示しない排気マニフォールドおよび排気管が接続され、排気管には三元触媒からなる触媒が設置されている。触媒の上流側および下流側には排気ガスの空燃比を検出するための上流側および下流側空燃比センサが設置されている。ＥＣＵ２０はこれら空燃比センサの出力に基づき、各空燃比をストイキ（理論空燃比）に制御するための空燃比フィードバック制御を実行する。

センサ類に関し、上述のエアフローメータ１７、上流側および下流側空燃比センサに加え、エンジン１のクランク角を検出するためのクランク角センサ３５、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ３６、エンジン１の冷却水温度を検出するための水温センサ３７がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。クランク角センサ３５の出力に基づいて、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数を検出する。また、エンジン１を始動または停止させるためのスタートスイッチ３９がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。さらに、車両の車速を検出するための車速センサ４０がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、これらセンサの出力に基づく検出値に基づいて、点火プラグ１３、スロットルバルブ１８、インジェクタ１９などを制御する。そして点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度などを制御する。

このエンジン１は、アイドルストップ（アイドル・リダクション）制御を実行可能に構成されている。アイドルストップ実行条件が成立したとき、エンジン１は停止される。そして、再始動条件が成立したとき、エンジン１は再始動される。ここでは、エンジン１の運転中、車速がゼロであり、アクセルペダルが踏まれていない時間が所定時間を越えているとき、アイドルストップ実行条件が成立したとＥＣＵ２０は判定する。アイドルストップ実行条件には、ブレーキペダルが踏まれていることなどがさらに含まれてもよい。そして、例えば、ブレーキペダルが戻されたとき（ブレーキが解除されたとき）、および／あるいはアクセルペダルが踏まれたとき、再始動条件が成立したとして、エンジン１は再始動される。具体的には、ＥＣＵ２０はスタータ（不図示）を作動させ、エンジン１を再始動させる。

加えて、本実施形態のエンジン１においては、少なくともエンジンの圧縮行程中に筒内圧を解放するため、筒内燃焼室１２を排気通路（排気ポート８）に連通させるデコンプ装置（減圧装置）５０が設けられている。

以下、図２および図３を参照してデコンプ装置５０を説明する。本実施形態のデコンプ装置５０は、エンジン１の排気弁９を一定量リフト（開弁）させることにより、少なくとも圧縮行程中の筒内圧すなわち圧縮圧を解放するよう構成されている。よって本実施形態のデコンプ装置５０は排気弁９を構成要素の一部として流用する。

図示されるように、シリンダヘッド５には、排気弁９用の動弁機構の構成要素として排気カムシャフト１１（カムシャフト）、排気バルブスプリング５１（バルブスプリング）、ロッカーアーム５２および油圧ラッシュアジャスター（以下、ＨＬＡという）５３が設けられる。排気バルブスプリング５１、ロッカーアーム５２およびＨＬＡ５３は排気弁９毎に設けられる。なお吸気弁７用の動弁機構も同様に構成され、対応する部品を便宜上同一の符号を用いて図２に表す。

排気バルブスプリング５１は、排気弁９を閉方向に付勢する。ロッカーアーム５２は、クランクシャフト４と連動して回転する排気カムシャフト１１のカム（駆動カム）から駆動力を受けて揺動し、排気弁９を選択的に開方向に作動させる。本実施形態では排気カムシャフト１１がロッカーアーム５２に直接接触され、排気カムシャフト１１がロッカーアーム５２を直接駆動する。しかしながら、排気カムシャフト１１とロッカーアーム５２との間にローラーアーム等の中間部材を介設し、排気カムシャフト１１が中間部材を介してロッカーアーム５２を駆動するようにしてもよい。

ＨＬＡ５３は周知のように、ロッカーアーム５２の揺動中心をなす。ＨＬＡ５３は、排気カムシャフト１１（または中間部材）とロッカーアーム５２とのクリアランスを常時なくすように作動する。したがってＨＬＡ５３はロッカーアーム５２に当接する。ＨＬＡ５３は、支点部材に相当する。

これら排気カムシャフト１１、排気バルブスプリング５１、ロッカーアーム５２およびＨＬＡ５３は、デコンプ装置５０の構成要素をもなす。これらに加え、デコンプ装置５０は、ＨＬＡ５３を排気弁９の開側に選択的にリフト可能なカム部材としてのデコンプカム５９を備えたデコンプカムシャフト６０と、デコンプカムシャフト６０を回転駆動するデコンプアクチュエータ５７とを備える。

デコンプカムシャフト６０は、全気筒に共通の単一の部材であり、カムシャフト挿通孔６１内に回転自在に挿通支持されている。カムシャフト挿通孔６１は、各ＨＬＡ５３の底部に臨むようシリンダヘッド５に形成されている。デコンプカムシャフト６０は、各ＨＬＡ５３の底面部に接触するよう配設されたデコンプカム５９を有し、デコンプカムシャフト６０の回転によりデコンプカム５９が回転されたときにＨＬＡ５３は動かされ得る。なお、シリンダヘッド５に形成されたＨＬＡ支持孔６２内にＨＬＡ５３は昇降可能に支持される。デコンプカムシャフト６０は、電動式のデコンプアクチュエータ５７により回転駆動される。アクチュエータ５７は電動式以外であってもよい。

デコンプアクチュエータ５７はＥＣＵ２０に電気的に接続され、ＥＣＵ２０により制御される。ＥＣＵ２０からデコンプアクチュエータ５７に、オン／オフ信号およびデコンプアクチュエータ５７の目標変位量を示す信号が送られ、デコンプアクチュエータ５７からＥＣＵ２０に、デコンプアクチュエータ５７の実際の変位量を示す信号が送られる。

デコンプ装置５０の作動時、デコンプアクチュエータ５７がオンされ、デコンプアクチュエータ５７は目標変位量に等しい量だけ回転変位して、デコンプカムシャフト６０を、例えば図２、３に示す停止位置から１８０°異なる作動位置（図３に仮想線で示す）に回転させる。すると、デコンプカム５９がＨＬＡ５３に作用し、ＨＬＡ５３を直接押し上げ、上方にリフトさせる。これによりロッカーアーム５２が動かされ、具体的には所定量回転し、排気弁９を開方向（下方）にリフトさせる。このような作動は各排気弁９に対して一斉に行われる。これにより排気カムシャフト１１のベース円拡大と同様の効果を得られ、各排気弁９は全閉にならず、少なくとも、全開時のリフト量より遙かに少ない微小量だけリフトされる。

本実施形態のデコンプ装置５０は、概して、エンジン始動前に作動状態にさせられる。特に、ここでは、エンジンが停止する時にデコンプ装置５０は作動され、エンジン始動時まで作動状態に維持される。ここで、図４のフローチャートに基づいて、デコンプ装置５０の作動制御について説明する。図４のフローチャートは所定時間間隔で繰り返される。デコンプ装置５０の制御部として、ＥＣＵ２０の一部が機能する。

まず、ステップＳ４０１では、作動フラグがＯＦＦであるか否かが判定される。作動フラグは、デコンプ装置５０が作動されたとき（デコンプカムシャフト６０が作動位置にあるとき）ＯＮにされるフラグであり、デコンプ装置５０が停止されたとき（デコンプカムシャフト６０が停止位置（ノーマル位置）にあるとき）ＯＦＦにされるフラグである。初期状態では作動フラグはＯＦＦになっている。

ステップＳ４０１で作動フラグがＯＦＦであるので肯定判定されると、ステップＳ４０３でデコンプ装置５０の作動条件が成立しているか否かが判定される。例えば、車両が停止していて、ブレーキペダルが踏まれていて、アクセルペダルが踏まれていない時間が所定時間（例えば数秒）経過したとき、ステップＳ４０３で肯定判定される。上記アイドルストップ実行条件が成立したときデコンプ装置５０の作動条件が成立したと判定されてもよい。あるいは、エンジン１を始動させるべくスタートスイッチ３９がＯＮにされたとき、デコンプ装置５０の作動条件が成立したと判定されてもよい。デコンプ装置５０の作動条件は種々設定可能である。

そして、デコンプ装置５０の作動条件が成立しているので、ステップＳ４０３で肯定判定されると、ステップＳ４０５でデコンプ装置５０が作動される。これにより、上記のごとく、デコンプアクチュエータ５７が作動され、デコンプカムシャフト６０は、停止位置から１８０°異なる作動位置に回転させられる。ステップＳ４０５を経ることで、作動フラグはＯＮにされ、今回のルーチンは終了する。ステップＳ４０３で否定判定されると、今回のルーチンは終了する。

一方、作動フラグがＯＮであるので、ステップＳ４０１で作動フラグがＯＦＦでないとして否定判定されると、ステップＳ４０７で、デコンプ装置５０の停止条件（ノーマル状態復帰条件）が成立しているか否かが判定される。例えば、アクセルペダルが踏まれて、エンジン回転数が所定回転数（例えば４００ｒｐｍ）を超えたとき、ステップＳ４０７で肯定判定される。上記再始動条件が成立してエンジン回転数が所定回転数を超えたとき、ステップＳ４０７で肯定判定されてもよい。あるいは、エンジン１を停止させるべくスタートスイッチ３９がＯＦＦにされたとき、または、スタートスイッチ３９がＯＦＦにされてさらにエンジン回転数が所定回転数以下になったとき、ステップＳ４０７で肯定判定されてもよい。デコンプ装置５０の停止条件は種々設定可能である。

そして、デコンプ装置５０の停止条件が成立したので、ステップＳ４０７で肯定判定されると、ステップＳ４０９でデコンプ装置５０が停止される、つまりデコンプ装置５０が排気弁９を強制的に開状態にしないノーマル状態に復帰される。これにより、上記のごとく、デコンプアクチュエータ５７が作動され、デコンプカムシャフト６０は、作動位置から−１８０°異なる停止位置に回転させられる（ステップＳ４０５での停止位置から作動位置への回転と逆向きに１８０°回転させられる）。ステップＳ４０９を経ることで、作動フラグはＯＦＦにされ、今回のルーチンは終了する。ステップＳ４０７で否定判定されると、今回のルーチンは終了する。

このように、ＥＣＵ２０は、エンジン（再）始動の際に排気弁９を常時開弁させるよう、デコンプアクチュエータ５７を作動させてＨＬＡ５３をリフトさせる。これにより、エンジン始動時の振動騒音および回転変動を抑制すると共に、圧縮負荷ひいては始動用モータの負荷を低減し、バッテリ消費電力、燃費等を抑制することができる。

ところで、デコンプ装置が作動するとき、排気弁が閉じている気筒や、排気弁が開いている気筒が存在し得る。開状態の排気弁のロッカーアームには排気バルブスプリングからの反力が作用している。したがって、この状態で、デコンプ装置を作動させると、閉状態の排気弁のロッカーアームを動かすことに比べて、開状態の排気弁のロッカーアームを動かすために、大きな力（作用力）が必要とされる。そこで、デコンプカムシャフト６０のデコンプカム５９には、このような相対的に大きな力をＨＬＡ５３に及ぼさなくてもよいように、つまり、ＨＬＡ５３に対するデコンプカム５９の作用力が所定値を超えないように、弾性部が設けられている。

図５に、デコンプカム５９を示す。デコンプカム５９はベース円状部５９ａと、弾性山部５９ｂとを備えている。弾性山部５９ｂは、ベース円状部５９ａに対して弾性変形するように構成されている。図５から理解できるように、弾性山部５９ｂが完全にベース円状部５９ａに向けて撓んだとき、デコンプカム５９はほぼ断面円形または円筒形になるように構成されている。弾性山部５９ｂは、所定値を超える荷重に対して完全に撓み、その自由端部がベース円状部５９ａに近接するように、例えば当接するように設計されている。

このデコンプカム５９の穴５９ｃにシャフト本体６０Ａが挿入されて、これらが互いに対して固定されることで、デコンプカム５９はデコンプカムシャフト６０の一部を構成する。デコンプカムシャフト６０の組み立てについて図６に基づいて説明する。なお、図６は、図３の矢印Ａの方向において、シャフト本体６０Ａにデコンプカム５９や円筒形状の外形を有するジャーナル部材６０Ｂが互いに対して組み立てられるところを模式的に示す。

シャフト本体６０Ａは断面六角形状を有している棒状部材である。このシャフト本体６０Ａが挿入されるように、デコンプカム５９は断面六角形状の穴５９ｃを有する。したがって、組み立てられたデコンプカムシャフト６０において、デコンプカム５９はシャフト本体６０Ａに対して回転不能である。加えて、これらのデコンプカム５９およびジャーナル部材６０Ｂは溶接によりシャフト本体６０Ａにしっかりと固定される。しかし、例えば、圧入により、デコンプカム５９およびジャーナル部材６０Ｂのそれぞれのシャフト本体６０Ａへの固定が成されてもよい。シャフト本体６０Ａに対して、複数のデコンプカム５９は全て同じ向きに固定される（図３、図６参照）。よって、単一のデコンプカムシャフト６０を回転させることで、そのデコンプカムシャフト６０における全てのデコンプカム５９を一律に作動位置または停止位置に位置付けることが可能になる。

このようなデコンプカム５９の作用および効果について図７、図８に基づいて説明する。なお、図７、８は、それぞれ、各部材の動作を分かり易くするために形状、寸法、縮尺、配置等をデフォルメした図であり、図２および図３に示した実際の形状等と違うことに留意されたい。

図７（ａ）、（ｂ）は、ここでは分かり易い例として、エンジン停止状態（クランクシャフトの回転停止状態でもある）において排気弁９が完全に閉弁しているときの例（気筒）を示す。また、図８（ａ）、（ｂ）は、ここでは分かり易い例として、エンジン停止状態において排気弁９が全開になっている（最大リフトしている）ときの例（気筒）を示す。

図７（ａ）に示すように、エンジン停止状態かつデコンプ装置停止状態において、排気カムシャフト１１はそのベース円位置ｐ１でロッカーアーム５２に接し、ロッカーアーム５２および排気弁９を実質的に押し下げていない。したがってロッカーアーム５２には排気バルブスプリング５１からの反力は作用しておらず、ロッカーアーム５２はＨＬＡ５３を実質的に押し下げていない。

図７（ａ）の状態から、図７（ｂ）に示すように、エンジン停止状態でデコンプ装置が作動されたとする。この場合、図７（ｂ）に示す矢印ａ１方向に、デコンプカム５９が１８０°回転され、ＨＬＡ５３がリフト量Ｌｈ１だけリフトされる。すると、ロッカーアーム５２が、排気カムシャフト１１との接点をほぼ中心として回転され（動かされ）、排気弁９を押し下げ、排気弁９を最小デコンプリフト量Ｌｄｍｉｎだけリフトさせる。

これに対して、図８（ａ）に示すように、エンジン停止状態かつデコンプ装置停止状態において、排気弁９を全開（リフト量＝Ｌｍａｘ）とするような回転位相位置に排気カムシャフト１１が停止されるときがある。この場合、排気カムシャフト１１は、その最大リフト位置ｐ２でロッカーアーム５２に接し、ロッカーアーム５２および排気弁９を、排気バルブスプリング５１からの反力に逆らって最大リフトＬｍａｘまで押し下げている。したがって、ロッカーアーム５２には排気バルブスプリング５１からの反力が作用し、ロッカーアーム５２はＨＬＡ５３を押し下げるような力を加える。

図８（ａ）の状態から、図８（ｂ）に示すように、エンジン停止状態でデコンプ装置が作動されたとする。この場合、デコンプカム５９の弾性山部５９ｂには、所定値を超える荷重がかかる。弾性山部５９ｂは、所定値を超える荷重に対して撓むように設計されているので、つまり、所定値（前述の所定値と異なる）を超える作用力をＨＬＡ５３に及ぼさないように設計されているので、デコンプカムシャフト６０の作動位置への回転により弾性変形する（撓む）ことになる。図８（ｂ）では、デコンプカムシャフト６０が作動位置に回転されたにもかかわらず、この弾性山部５９ｂが弾性変形することにより、デコンプカム５９がＨＬＡ５３を実質的に押し上げていないところが表されている（排気弁のリフト量Ｌ´≒Ｌｍａｘ）。したがって、デコンプカム５９のＨＬＡ５３に対する作用力が所定値を超えることはなく、デコンプカムシャフト６０は、アクチュエータ５７によるより小さな駆動力で回転できる。よって、アクチュエータ５７を小型化することが可能になる。

ここで、図９、図１０に基づいてさらに説明する。図９は、排気弁リフトの量と排気バルブスプリング５１の作用による荷重との関係を表したグラフである。図９から明らかなように、排気弁リフト量がゼロのとき（閉じているとき）の荷重が最小であり、排気弁リフト量が大きくなるほど（排気弁の開き量が大きくなるほど）荷重は大きくなる傾向にある。なお、図９の荷重Ｌ０は排気バルブスプリング５１の取付荷重である。

図１０は、排気バルブスプリング５１の作用による荷重と、デコンプ装置５０の作動による排気弁９のリフト量との関係を表したグラフである。図１０から理解できるように、荷重が第１荷重Ｌ１を超えて大きくなるにつれて、デコンプカム５９の弾性山部５９ｂの弾性変形量（撓み量）が大きくなるので、排気弁９のリフト量が小さくなる。第１荷重Ｌ１は弾性山部５９ｂが弾性変形し始める荷重である。荷重が第１荷重Ｌ１より大きな第２荷重Ｌ２に達すると、デコンプ装置５０による排気弁９のリフト量が最小値（例えばゼロ）になる。このように、デコンプ装置５０の作動による排気弁９のリフト量は、デコンプカム５９の弾性山部５９ｂの弾性変形量に対応する。この図９および図１０の関係を有して、デコンプカム５９は設計されている。なお、弾性山部５９ｂが弾性変形し始める荷重、および／または弾性山部５９ｂが最も変形した状態になる最少荷重は、アクチュエータ５７の性能などに応じて設定されるとよい。

以上述べたように、第１実施形態によれば、デコンプ装置５０の作動時、排気バルブスプリング５１の作用による荷重に応じて、デコンプカム５９の弾性山部５９ｂが撓むので、ＨＬＡ５３に対するデコンプカム５９の作用力が所定値を超えないようにすることができる。したがって、その分、デコンプカムシャフト６０の回転駆動力を小さくすることができる。よって、アクチュエータ５７として、例えば特許文献１のアクチュエータに比べて、非力なアクチュエータ（例えばモータ）を使用することができる。これは、デコンプ装置５０の応答速度（制御速度）の向上に貢献し得、ドライバビリティの向上を可能にする。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のデコンプ装置では、デコンプカムシャフト１６０のデコンプカム１５９は断面略卵形状の輪郭を有し、これは通常の排気カムシャフトのカム部材の外形形状と同様の外形形状を有する。そして、ＨＬＡ５３に対するデコンプカム１５９の作用力を調整するように、デコンプ装置は、シャフトアダプタ１６５およびスプリング１６６を備える。これらについて以下では図１１に基づいて説明する。他の構成に関しては、第２実施形態は上記第１実施形態と概ね同じであるので、既に説明した構成要素に対応する構成要素に同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、第２実施形態のデコンプ装置では、スプリング１６６が弾性部を構成する。

シャフト本体６０Ａに対してシャフトアダプタ１６５が固定される。シャフト本体６０Ａは断面六角形状であるので、シャフトアダプタ１６５は断面六角形状の取付穴１６５ａを有する。この取付穴１６５ａにシャフト本体６０Ａが挿入される。ここでは溶接によりシャフト本体６０Ａにシャフトアダプタ１６５がしっかりと固定されるが、他の方法（例えば圧入）が採用されてもよい。

シャフトアダプタ１６５上にカム部材であるデコンプカム１５９は取り付けられる。デコンプカム１５９は、（デコンプカムシャフト１６０の軸線に一致する）シャフトアダプタ１６５の長手方向軸線の周りにおいて、シャフトアダプタ１６５上を所定範囲内で摺動可能に構成されている。この所定範囲は、デコンプカム１５９の凹部１５９ａの周方向長さ範囲に相当する。

さらに、スプリング１６６の第１端１６６ａは、シャフトアダプタ１６５の取付穴１６５ｂに挿入されて係合している。スプリング１６６の第２端１６６ｂは、デコンプカム１５９の凹部１５９ａの周方向の一端部に固定されている。このとき、スプリング１６６には初期テンション（初期荷重）がかけられている。この初期テンションがかけられたノーマル状態での、デコンプカム１５９、シャフトアダプタ１６５、スプリング１６６が、図１１では、実線で表されている。

図１１では、デコンプ装置が停止状態から作動状態に作動されるときの（ステップＳ４０５）、デコンプカムシャフト１６０の回転方向が矢印ａ２で表されている。排気弁が閉状態などにある排気バルブスプリング５１による荷重が小さい気筒では、デコンプカムシャフト１６０の回転に伴うシャフトアダプタ１６５の回転と共に、矢印ａ３で示すようにデコンプカム１５９も回転する。これにより、上述のごとく、排気弁９が動かされる。

一方、排気弁が開状態にある気筒では、特にある程度以上開いた状態にある気筒では、例えば全開状態にある気筒では、デコンプカム１５９が排気バルブスプリング５１の作用による荷重を受け、その荷重にスプリング１６６の初期荷重が負けるので、スプリング１６６は弾性変形し（撓み）、デコンプカム１５９は、シャフトアダプタ１６５に対して、矢印ａ４で示すように相対的に逆回転する。したがって、デコンプカム１５９は矢印ａ４方向に逃がされる。実線のデコンプカム１５９に対してデコンプカム１５９が逃されたときの一例が、図１１で、破線で示されている。

このように、第２実施形態のデコンプ装置では、その作動時、排気弁の状態に応じて、デコンプカム１５９の作用力が所定値を超えないようにデコンプカム１５９に対して設けられたスプリング１６６が弾性変形し、デコンプカム１５９が必要量逃がされる。よって、デコンプカムシャフト１６０の回転駆動力をその分小さくすることが可能になる。

なお、第２実施形態のデコンプ装置では、デコンプカム１５９は第１実施形態のデコンプカム５９よりも簡単な形状を有するので、その加工や焼入れ処理の点で、第２実施形態のデコンプ装置は第１実施形態のデコンプ装置よりも優れる。また、弾性部を構成するスプリング１６６は、特別な構成を備えないので、その管理面で優れる。したがって、第２実施形態のデコンプ装置は、コスト面で優れる。

以上、本発明を第１および第２実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されない。例えば、上記２つの実施形態のデコンプ装置は、複数気筒を有する内燃機関のみならず、単気筒エンジンに適用されてもよい。また、上記２つの実施形態のデコンプ装置は排気弁に適用されたが、吸気弁に適用されてもよい。さらに、本発明のデコンプ装置はエンジン始動前や停止前の任意のときに作動されてよく、本発明のデコンプ装置の作動条件や停止条件は、上記実施形態に限定されず、エンジン始動前や停止前の種々の状況、条件に沿って変更されることができる。

上記の各実施形態および各構成は、矛盾が生じない限り任意に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 内燃機関（エンジン）
８ 排気ポート
９ 排気弁
１１ 排気カムシャフト
１２ 筒内燃焼室
２０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５０ デコンプ装置
５１ バルブスプリング
５２ ロッカーアーム
５３ 油圧ラッシュアジャスター（ＨＬＡ）
５７ デコンプアクチュエータ
５９、１５９ デコンプカム
５９ａ ベース円状部
５９ｂ 弾性山部
６０、１６０ デコンプカムシャフト
１６５ シャフトアダプタ
１６６ スプリング

Claims (1)

1. クランクシャフトに連動して回転する駆動カムによって揺動されるロッカーアームが機関バルブを開弁させる内燃機関のデコンプ装置であって、
   前記ロッカーアームを動かすべく、該ロッカーアームの支点部材に作用するように構成されたカム部材と、
   該カム部材を備えたデコンプカムシャフトを回転させるためのアクチュエータと、
   前記支点部材に対する前記カム部材の作用力が所定値を超えないように該カム部材に対して設けられた弾性部と
   を備えた、内燃機関のデコンプ装置。
   
   

Images