JP4935344B2 - 内燃機関の可変動弁装置、並びに可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の可変動弁装置、並びに可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、内燃機関のバルブの開弁特性を変更可能とする可変動弁装置が開示されている。この従来の可変動弁装置は、低速用カムに当接する主揺動アームと、高速用カムに当接する副揺動アームとを備えている。そして、従来の可変動弁装置は、主揺動アームと副揺動アームの連結および非連結を、油圧を利用して択一的に切り替える切替機構を備えている。

実開平４−３０２０９号公報 国際公開第２００６／０２５５６５号パンフレット 特開２０００−１５４７０７号公報 特許第３５１８００５号公報

上記従来の可変動弁装置が備える切替機構のように、油圧を利用して２つの部材の連結および非連結を切り替える構成を有する切替機構においては、油圧の変動や動弁機構のばらつき等により、連結および非連結を切り替えるタイミングにずれが生ずることがある。このような切替機構の応答性のばらつきは、内燃機関の燃焼状態に悪影響を及ぼすことがある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、２つの揺動部材間の連結および非連結をピンを介して切り替え可能な可変動弁装置が搭載された内燃機関において、ピンの作動応答性のばらつきに起因する燃焼状態の悪化を好適に回避し得る内燃機関の可変動弁装置、並びに可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、駆動カムとバルブとの間に２つの揺動部材を介在させ、前記２つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な内燃機関の可変動弁装置であって、
前記２つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
前記油圧源の近傍に配置され、前記油圧源が発生させる前記油圧が規定値以上になると開くように構成されたリリーフ弁と、
前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
前記油圧切り替え弁より下流側の前記油圧通路上に配置され、前記ピンに作用する前記油圧切り替え弁より下流の油圧が、前記規定値よりも低い値においてエンジン回転数に依らずに一定となるように調圧する調圧弁と、
を備え、
前記ピンは、前記油圧通路と通じる前記油圧室内の油圧が高められた場合に作動するものであって、
前記油圧通路における前記油圧切り替え弁と各気筒の前記油圧室との間の部位を、当該部位の長さがより長い気筒ほど、当該部位の径が細くなるように形成することにより、当該部位を等容積とすることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記調圧弁は、前記油圧通路と当該油圧通路内の作動油を排出する油排出路とに連通する調圧用油圧室と、前記油排出路の開放および閉塞を担う開閉部材と、前記油排出路が閉塞されるように前記開閉部材に付勢力を与える調圧用付勢手段とを備え、前記調圧用油圧室に作用する油圧が所定の開弁圧を超えた場合に、前記付勢力に打ち勝って前記油排出路が開放されるように構成されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、ピンに作用する油圧切り替え弁より下流の油圧を、エンジン回転数に依らずに一定に保つことができるようになる。このため、エンジン回転数の変化に伴う油圧源の変動に関わらず、ピンに作用する油圧が過剰油圧となるのを防止することができる。このため、ピンの切り替え動作の応答性を良好に確保することができる。これにより、ピンの作動応答性のばらつきに起因して、内燃機関の燃焼状態が悪化するのを好適に回避することができる。更に、本発明によれば、各気筒の油圧通路における油圧の昇圧時間を等しくすることが可能となる。このため、各気筒の油圧通路における油圧の昇圧に伴ってピンが作動する際に、気筒間でピンの作動応答性がばらつくのを回避することができる。これにより、そのようなピンの作動応答性のばらつきに伴う、気筒間での燃焼ばらつき等の燃焼状態の悪化を回避することができる。

第２の発明によれば、ピンに作用する油圧を一定に調圧することが可能となる。

実施の形態１．
［可変動弁装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図１に示す構成は、単一の気筒に配設された２つの吸気弁、或いは２つの排気弁を駆動する装置として機能するものとする。

図１に示すように、本可変動弁装置１のカム軸１０には、１気筒当たり２つの駆動カム１２、１４が設けられている。そして、一方の駆動カム１２を中心として左右対称に２つのバルブ１６Ｌ、１６Ｒが配置されている。第１駆動カム１２と各バルブ１６Ｌ、１６Ｒとの間には、第１駆動カム１２の回転運動に各バルブ１６Ｌ、１６Ｒのリフト運動を連動させる可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ設けられている。

もう一方の駆動カム１４は、第１駆動カム１２との間で第２バルブ１６Ｒを挟むようにして配置されている。第２駆動カム１４と第２バルブ１６Ｒとの間には、第２駆動カム１４の回転運動に第２バルブ１６Ｒのリフト運動を連動させる固定動弁機構３０が設けられている。本可変動弁装置１は、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒと固定動弁機構３０との間で選択的に切り替えることができるようになっている。

（１）可変動弁機構の詳細構成
次に、先ず、図２を参照して、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの詳細な構成について説明する。図２は、図１に示す可変動弁機構２０をカム軸１０の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒは、基本的には、第１駆動カム１２に関して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別しないときには、単に可変動弁機構２０と表記する。同様に、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの各構成部品やバルブ１６Ｌ、１６Ｒ等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するＬ、Ｒの記号は付けないものとする。

図２に示すように、本可変動弁装置１では、ロッカーアーム３２はバルブ１６によって支持されている。可変動弁機構２０は、第１駆動カム１２とロッカーアーム３２との間に介在し、第１駆動カム１２の回転運動とロッカーアーム３２の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるようになっている。

可変動弁機構２０は、以下に説明するように、制御軸３４、制御アーム３６、リンクアーム３８、揺動カムアーム４０、第１ローラ４２、および第２ローラ４４を主たる構成部材として構成されている。制御軸３４はカム軸１０に平行に配置されている。制御軸３４の回転角度は、図示しないアクチュエータ（例えばモータ等）によって任意の角度に制御することができる。

制御アーム３６は、ボルト４６（図１参照）によって制御軸３４に一体的に固定されている。制御アーム３６は、制御軸３４の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム３８が取り付けられている。リンクアーム３８の後端部は、ピン４８によって制御アーム３６に回転自在に連結されている。ピン４８の位置は制御軸３４の中心から偏心しており、このピン４８がリンクアーム３８の揺動支点となる。

揺動カムアーム４０は、制御軸３４に揺動可能に支持され、その先端を第１駆動カム１２の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム４０における駆動カム１２に対向する側には、第２ローラ４４に接触するスライド面５０が形成されている。スライド面５０は、第２ローラ４４が揺動カムアーム４０の先端側から制御軸３４の軸中心側に向かって移動するほど、第１駆動カム１２との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、スライド面５０の反対側には、揺動カム面５２が形成されている。揺動カム面５２は、揺動カムアーム４０の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面５２aと、非作用面５２aから離れた位置ほど制御軸３４の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面５２bとで構成されている。

揺動カムアーム４０のスライド面５０と第１駆動カム１２の周面との間には、第１ローラ４２と第２ローラ４４が配置されている。より具体的には、第１ローラ４２は、第１駆動カム１２の周面と接触し、第２ローラ４４は、揺動カムアーム４０のスライド面５０に接触するように配置されている。第１ローラ４２と第２ローラ４４は、共に前述のリンクアーム３８の先端部に固定された連結軸５４によって回転自在に支持されている。リンクアーム３８は、ピン４８を支点として揺動できるので、これらのローラ４２、４４もピン４８から一定距離を保ちながらスライド面５０および第１駆動カム１２の周面に沿って揺動することができる。

また、揺動カムアーム４０には、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、ロストモーションスプリングからの付勢力は、スライド面５０が第２ローラ４４を付勢し、更に、第１ローラ４２を第１駆動カム１２に押し当てる力として作用する。これにより、第１ローラ４２および第２ローラ４４は、スライド面５０と第１駆動カム１２の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。尚、ロストモーションスプリングは、上記の圧縮バネに限らず、例えば、ねじりバネであってもよい。

揺動カムアーム４０の下方には、前述のロッカーアーム３２が配置されている。ロッカーアーム３２には、揺動カム面５２に対向するようにロッカーローラ５６が配置されている。ロッカーローラ５６は、ロッカーアーム３２の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム３２の一端は、バルブ１６のバルブシャフト５８によって支持されており、ロッカーアーム３２の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ６０によって回転自在に支持されている。リフト作動の際において、バルブシャフト５８は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３２を押し上げる方向に付勢されており、更に、ロッカーローラ５６は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ６０によって揺動カムアーム４０の揺動カム面５２に押し当てられている。

上述した可変動弁機構２０の構成によれば、第１駆動カム１２の回転に伴って、第１駆動カム１２の押圧力が第１ローラ４２および第２ローラ４４を介してスライド面５０に伝達される。その結果、揺動カム面５２とロッカーローラ５６との接点が非作用面５２aから作用面５２bにまで及ぶと、ロッカーアーム３２が押し下げられ、バルブ１６が開弁する。

また、可変動弁機構２０の構成によれば、制御軸３４の回転角度を変化させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム４０の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が揺動カムアーム４０の先端側に移動する。そうすると、第１駆動カム１２の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム４０が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム３２が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム４０の回転角度は、制御軸３４が図２における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、可変動弁機構２０によれば、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を小さくすることができ、また、制御軸３４をその逆の方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を大きくすることができる。

（２）固定動弁機構の詳細構成
次に、上記の図１に加え、図３をも参照して、固定動弁機構３０の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、固定動弁機構３０は、第２駆動カム１４と第２揺動カムアーム４０Ｒとの間に介在している。固定動弁機構３０は、第２揺動カムアーム４０Ｒの揺動運動を第２駆動カム１４の回転運動に連動させるものであり、第２駆動カム１４によって駆動される大リフトアーム７０と、大リフトアーム７０を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合するアーム結合機構７２（図３参照）とを備えている。

大リフトアーム７０は、制御軸３４上に第２揺動カムアーム４０Ｒと並んで配置され、第２揺動カムアーム４０Ｒとは独立して回転可能となっている。大リフトアーム７０には、第２駆動カム１４の周面に接触する入力ローラ７４が回転可能に支持されている。大リフトアーム７０には図示しないロストモーションスプリングが掛けられており、そのバネ力は、入力ローラ７４を第２駆動カム１４の周面に押し当てる付勢力として作用している。

図３は、図１に示す可変動弁機構２０および固定動弁機構３０の分解斜視図である。図３に示すように、大リフトアーム７０には、第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて出し入れ可能なピン７６が備えられている。大リフトアーム７０には、第２揺動カムアーム４０Ｒ側に開口部を有する油圧室７８が形成されており、ピン７６はこの油圧室７８内に嵌め込まれている。油圧室７８には、図４を参照して後述する油圧回路１００を介して作動油が供給される。このような構成によって油圧室７８内の油圧が高められた場合に、ピン７６は、その油圧によって油圧室７８から第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて押し出されるようになっている。

一方、第２揺動カムアーム４０Ｒには、大リフトアーム７０側に開口部を有するピン穴８０が形成されている。ピン７６とピン穴８０は、制御軸３４を中心とする同じ円弧上に配置されている。これにより、第２揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７０に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴８０の位置とピン７６の位置とが一致するようになっている。ピン穴８０内には、その奥側からリターンスプリング８２とピストン８４とが配置される。

上記の構成によれば、ピン穴８０の位置とピン７６の位置とが一致したとき、ピン７６はピストン８４に当接する。このとき、リターンスプリング８２がピストン８４を押す力よりも、油圧室７８内の油圧がピン７６を押す力の方が大きければ、ピン７６は、ピストン８４をピン穴８０の奥に押し込むようにしてピン穴８０内に進入する。ピン７６がピン穴８０内に挿入されることで、揺動カムアーム４０Ｒと大リフトアーム７０は、ピン７６を介して結合されることになる。つまり、上記のピン７６、作動油が供給される油圧室７８、ピン穴８０、リターンスプリング８２、およびピストン８４によって、アーム結合機構７２が構成されている。

本可変動弁装置１では、ピン７６とピン穴８０とは、揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７０に対して所定の回転角度に位置したとき、互いの位置が一致するようになっている。ピン７６とピン穴８０の各位置が重なると、ピン７６がピン穴８０に挿入され、大リフトアーム７０は、第２揺動カムアーム４０Ｒに結合される。本可変動弁装置１では、アーム結合機構７２によって大リフトアーム７０を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒから固定動弁機構３０へ切り替えることができる。逆に、アーム結合機構７２による大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒの結合を解除することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を固定動弁機構３０から可変動弁機構２０Ｒへ切り替えることができる。

大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合、カム軸１０の回転運動は、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４を介して、第１揺動カムアーム４０Ｌおよび第２揺動カムアーム４０Ｒのそれぞれのスライド面５０に伝達される。従って、この場合は、制御軸３４の回転に連動させて、第１バルブ１６Ｌおよび第２バルブ１６Ｒの作用角およびリフト量が同一特性となるように制御することができる（両弁可変制御）。

一方、大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている場合、第２揺動カムアーム４０Ｒには、カム軸１０の回転運動が第２駆動カム１４から大リフトアーム７０を介して伝達される。大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとは、制御軸３４を回転させ、スライド面５０Ｒ上における第２ローラ４４Ｒの位置を、ピン７６とピン穴８０とが一致する位置まで移動させた状態で結合される。このため、この場合の第２バルブ１６Ｒの開弁特性は、第２駆動カム１４、大リフトアーム７０および第２揺動カムアーム４０Ｒの形状及び位置関係によって機械的に決まり、制御軸３４の回転角度に関係なく常に一定の開弁特性に固定される。これに対し、第１揺動カムアーム４０Ｌには、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４Ｌを介してカム軸１０の回転運動が伝達される。従って、この場合の第１バルブ１６Ｌの開弁特性は、大リフトアーム７０と揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合と同様、制御軸３４の回転角度に連動して変化することになる。
以上説明したように、本可変動弁装置１によれば、大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている状態で、第１バルブ１６Ｌのみの開弁特性を可変制御することが可能になる（片弁固定制御）。

［実施の形態１の特徴部分］
図４は、図３に示す油圧室７８に作動油を供給する機能を有する内燃機関の油圧回路１００の構成を説明するための図である。尚、本実施形態の内燃機関は、＃１〜＃４の４つの気筒を備えているものとする。図４においては、＃１気筒のアーム結合機構７２のみを代表して図示し、他の＃１〜＃３気筒のアーム結合機構７２についてはその図示を省略している。

図４に示す油圧回路１００は、オイルパン１０２内のオイルを内燃機関の各部に供給するための油圧通路１０４を備えている。油圧通路１０４の途中には、オイルを圧送するためのオイルポンプ１０６が配置されている。オイルポンプ１０６は、内燃機関の軸トルクを駆動力として作動するものである。従って、オイルポンプ１０６により圧送される油量は、エンジン回転数の増大に比例して多くなるため、内燃機関の各部に供給される油圧（エンジン油圧）も、基本的には、エンジン回転数の増大に比例して高くなる。

また、油圧通路１０４には、オイルポンプ１０６を跨ぐようにして、オイルリリーフ通路１０８が連通している。オイルリリーフ通路１０８の途中には、オイルの圧力が規定値以上になると開くように構成されたリリーフ弁１１０が配置されている。このような構成によれば、内燃機関の各部に供給される油圧が、高エンジン回転時に必要以上に高くなるのを防止することができる。

オイルポンプ１０６により汲み上げられたオイルは、潤滑などの目的で内燃機関の各部に供給されるとともに、図４に示すように、可変動弁装置１に対しても供給される。油圧通路１０４には、各気筒の油圧室７８へのオイル（作動油）の供給を制御するための油圧切り替え弁１１２（以下、「OCV１１２」と略する）が配置されている。OCV１１２は、電磁式のバルブである。OCV１１２は、オイルポンプ１０６から作動油の供給を受ける供給ポート１１２aと、デリバリパイプ１１４と連通するデリバリポート１１２bとを備えている。デリバリパイプ１１４は、分岐油路１１６を介して各気筒の油圧室７８に向けて分岐されている。OCV１１２は、更に、デリバリパイプ１１４および各気筒の油圧室７８に供給された作動油を外部（シリンダヘッド内）に排出するためのドレーンポート１１２cを備えている。

OCV１１２には、内燃機関の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit)１１８が接続されている。OCV１１２は、ECU１１８からの指令を受けて、作動油がオイルポンプ１０６からデリバリパイプ１１４に供給される状態と、デリバリパイプ１１４および各油圧室７８内の作動油がドレーンポート１１２cを介して外部に排出される状態とを切り替えることができる。

本実施形態の油圧回路１００は、OCV１１２の下流側に、言い換えると、OCV１１２と各気筒の油圧室７８との間に、各気筒の油圧室７８に供給される油圧を調整するための調圧弁１２０を更に備えたという点に特徴を有している。より具体的には、調圧弁１２０は、デリバリパイプ１１４上に配置されており、各気筒の油圧室７８は、OCV１１２と調圧弁１２０との間で、デリバリパイプ１１４から分岐した分岐油路１１６と連通している。

調圧弁１２０の内部には、デリバリパイプ１１４と連通する調圧用油圧室１２０aが形成されている。また、調圧弁１２０の内部には、ピストン１２２が配置されており、ピストン１２２は、リターンスプリング１２４によって、調圧用油圧室１２０aの容積を縮小させる方向に付勢されている。また、調圧用油圧室１２０aには、調圧用油圧室１２０a内のオイルを外部（シリンダヘッド内）に排出するための油排出路１２６が連通している。

ピストン１２２の頂面には、調圧用油圧室１２０a内の油圧が作用する。このような調圧弁１２０の構成によれば、調圧用油圧室１２０a内の油圧が所定の規定値（開弁圧）に到達すると、リターンスプリング１２４がピストン１２２を押す力よりも、調圧用油圧室１２０a内の油圧がピストン１２２を押す力の方が大きくなる。その結果、ピストン１２２は、調圧用油圧室１２０aの容積が拡大される方向に移動する。上述した油排出路１２６は、調圧用油圧室１２０a内の油圧がそのような規定値に達しない場合には、ピストン１２２によって閉塞され、一方、調圧用油圧室１２０a内の油圧が規定値に達した場合には、開放されるように構成されている。このような動作が実現されるように、ピストン１２２の径やリターンスプリング１２４のバネ力が調整されている。

図５は、上記図４に示す油圧回路１００によって実現されるアーム結合機構７２の作動特性を説明するための図である。図５中に太い実線で示す直線は、アーム結合機構７２のピン７６の切り替え動作が実行される油圧値tを示している。このように、ピン７６の切り替え動作は、油圧が一定の規定値（ピン作動油圧t）に達した場合に実行されるのに対し、オイルポンプ１０６が発生させるエンジン油圧は、リリーフ弁１１０による調圧が開始されるまでの間は、エンジン回転数に依存して大きくなる。

従って、本実施形態のような調圧弁１２０を備えていない場合には、エンジン回転数が高い領域では、ピン７６の作動油圧tに対してエンジン油圧が過剰となるため、ピン７６の結合を解除する際の応答性が悪化することとなる。ピン７６の作動応答性が悪化すると、燃料噴射時期やEGR等の他のエンジン制御の実施タイミングと、ピン７６の切り替え動作の実施タイミングとを一致させることが困難となり、過渡時のエンジン制御が円滑にできなくなることが考えられる。

これに対し、本実施形態では、アーム結合機構７２の油圧室７８に作用する油圧がピン７６の作動油圧よりも少しだけ高くなった際に、OCV１１２の下流側に備えた調圧弁１２０が開弁する（油排出路１２６が開放される）ように、調圧弁１２０の開弁圧が設定されている。

以上説明した本実施形態の構成によれば、エンジン油圧が調圧弁１２０の設定開弁圧よりも高くなると、油圧が油排出路１２６を介してシリンダヘッドに排出されるため、アーム結合機構７２の油圧室７８に作用する油圧を一定に保つことができるようになる。このため、エンジン回転数の変化に伴う油圧源の変動に関わらず、アーム結合機構７２の油圧室７８に作用する油圧が過剰油圧となるのを防止することができる。このため、アーム結合機構７２によるピン７６の切り替え動作の応答性を、より具体的には、ピン７６の結合を解除する際の作動応答性を、良好に確保することができる。これにより、ピン７６の作動応答性のばらつきに起因して、内燃機関の燃焼状態が悪化するのを好適に回避することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、OCV１１２の下流側のデリバリパイプ１１４上に調圧弁１２０を備えているが、このような調圧弁１２０は、上記図４に示す配置に限らず、例えば、OCV１１２から各気筒の油圧室７８までの油路長さによっては複数個備えるようにしてもよく、また、分岐油路１１６上に気筒毎に備えてもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、ピストン１２２が前記第２の発明における「開閉部材」に、リターンスプリング１２４が前記第２の発明における「調圧用付勢手段」に、それぞれ相当している。

実施の形態２．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図６は、本発明の実施の形態２における油圧回路１３０の構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路１３０の構成が上記油圧回路１００の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態１と同様に構成されているものとする。このため、図６において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図６においては、OCV１１２の上流側の構成（オイルポンプ１０６等）の図示を省略している。

上述した実施の形態１の油圧回路１００の構成によれば、調圧弁１２０の設定油圧は、エンジン回転数に依らずに一定となる。従って、アーム結合機構７２のピン７６が結合される際の応答時間は、エンジン回転数に依らずに一定となる。ところで、エンジン回転数が高くなるにつれ、クランク軸の一回転に要する時間は短くなる。従って、エンジン回転数が高くなるにつれ、ピン７６の結合時の応答性が高められていることが望ましい。そこで、本実施形態では、上述した実施の形態１の調圧弁１２０と同様の機能を調圧弁１３２に持たせることにより、エンジン回転数の変化に伴う油圧源の変動に関係なしにピン７６の結合の解除時の応答性を良好に確保したうえで、エンジン回転数の変化に関係なく、ピン７６の結合時の応答性を好適に確保すべく、以下に説明する構成を更に備えることとした。

図６に示すように、油圧回路１３０は、調圧弁１３２の構成が上記調圧弁１２０の構成と異なる点と、油圧通路１３４が新たに備えられた点とを除き、上記油圧回路１００と同様に構成されている。調圧弁１３２の内部には、大径部１３６aと、当該大径部１３６aに比して径の小さい小径部１３６bとを有するピストン１３６が配置されている。より具体的には、ピストン１３６は、大径部１３６a側において、調圧用油圧室１３２aと対向しており、油排出路１２６は、この大径部１３６aとの間で閉塞および開放が調整される。また、ピストン１３６は、小径部１３６b側において、対向するリターンスプリング１２４によって付勢されている。

また、調圧弁１３２には、ピストン１３６の大径部１３６aと小径部１３６bとの段差部に、作動油が供給される背圧室１３２bが形成されている。上記の油圧通路１３４は、その一端において背圧室１３２bと連通し、その他端においてOCV１１２より上流の油圧通路１０４と連通している。

図７は、上記図６に示す油圧回路１３０によって実現されるアーム結合機構７２の作動特性を説明するための図である。以上説明した図６に示す構成によれば、デリバリパイプ１１４側にオイルを供給するようにOCV１１２が制御されている状態では、エンジン油圧は、デリバリパイプ１１４を介して調圧弁１３２の調圧用油圧室１３２aに作用するとともに、油圧通路１３４を介して背圧室１３２bにも作用する。ピストン１３６における受圧面積は背圧室１３２b側に比して調圧用油圧室１３２a側の方が広いため、ピストン１３６は、リターンスプリング１２４の付勢力に抗しながら調圧弁１３２を開弁させる方向に移動しようとする。そして、背圧室１３２bに作用する油圧がエンジン回転数が高くなるに従って高くなるため、エンジン回転数が高くなるに従ってピストン１３６を調圧用油圧室１３２a側に押す力が強くなる。

従って、以上の構成によれば、図７に示すように、調圧弁１３２の開弁圧を、エンジン回転数が高くなるに従って高くなるように設定することができる。このため、本実施形態の構成によれば、エンジン回転数の変化に伴う油圧源の変動に関係なしにピン７６の結合の解除時の応答性を良好に確保したうえで、エンジン回転数の変化に関係なく、ピン７６の結合時の応答性を好適に確保することができる。

実施の形態３．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図８は、本発明の実施の形態３における油圧回路１４０の構成を説明するための図である。尚、図８において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図８においては、OCV１１２の上流側の構成（オイルポンプ１０６等）の図示を省略している。

図８に示す油圧回路１４０は、OCV１１２の上流側に配置された油圧通路１０４上に、オイルの流量を制限する絞り部１４２が設けられている点を除き、上記図４に示す油圧回路１００と同様の構成を有している。絞り部１４２は、デリバリパイプ１１４側にオイルを供給するようにOCV１１２が制御された際のピン７６の作動応答性を悪化させない程度の絞りとされている。

上記図４に示す油圧回路１００では、デリバリパイプ１１４側にオイルを供給するようにOCV１１２が制御されている状態では、デリバリパイプ１１４には常時エンジン油圧がかかることとなる。従って、調圧弁１２０が作動するようになるエンジン回転数領域では、オイルを油排出路１２６から常時排出するようになる。このため、オイルポンプ１０６の容量を増加させる必要が生ずる。また、デリバリパイプ１１４側にオイルを供給するようにOCV１１２が急激に制御された際には、調圧弁１２０の調圧用油圧室１２０aに高い油圧がかかることになる。この油排出路１２６から排出されるオイル量は、オイルポンプ１０６の容量に比例して大きくなる。

上記の問題に対して、本実施形態の構成では絞り部１４２を備えることにより、高エンジン回転数時に油排出路１２６からのオイルの排出量を減らすことができる。そして、デリバリパイプ１１４側にオイルを供給するようにOCV１１２が制御される初期時の油圧の急激な立ち上がりのピーク値を抑えることができる。アーム結合機構７２のピン７６の切り替え動作を実行するためには、本来的には、その動作を円滑に行えるようにするための油圧が必要なのであって、オイルの流量を多く必要としているわけではない。従って、本実施形態の構成によれば、オイルポンプ１０６の容量増加を防止しつつ、ピン７６の作動応答性を良好に確保することができる。
また、絞り部１４２を備えることにより、調圧弁１２０による調圧の影響をOCV１１２の上流側に伝えにくくすることもできる。

実施の形態４．
次に、図９乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図９は、本発明の実施の形態４における油圧回路１５０の構成を説明するための図である。尚、図９において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図９においては、OCV１１２の上流側の構成（オイルポンプ１０６等）の図示を省略している。

図９に示す油圧回路１５０では、OCV１１２よりも下流側における油圧を検出するための圧力センサ１５２が、デリバリパイプ１１４上に取り付けられている。この圧力センサ１５２は、ECU１１８に接続されている。ECU１１８は、圧力センサ１５２の信号をフィードバックして、所望のデューティ比でOCV１１２をデューティ制御することで、OCV１１２の下流側の油路（デリバリパイプ１１４）の油圧を、以下の図１０に示すような所定値に制御することを特徴としている。つまり、本実施形態では、このようなOCV１１２のデューティ制御によって、ピン７６の切り替え動作を制御することとしている。

図１０は、本実施形態におけるピン７６の切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。図１０に示すように、本実施形態では、ピン７６の結合動作の開始時（ピン作動油圧tよりも低圧側から高圧側へ油圧を制御する際）には、OCV１１２の下流側の油圧を、ピン７６の作動が行われるピン作動油圧tからの偏差の大きい設定油圧aとする。より具体的には、設定油圧aは、ピン７６結合時の作動応答性を十分に確保できるような油圧値とされる。

そして、ピン７６の結合動作の開始後に所定時間が経過した場合には、上記設定油圧aよりもピン作動油圧tに近い設定油圧bとする。より具体的には、設定油圧bは、ピン７６を結合状態に維持できる程度の油圧値である。また、ここでいう所定時間とは、すべての気筒のピン７６の結合動作が確実に行われるために要する時間（４ストロークエンジンではクランク軸２回転分の時間）を意味する。
また、本実施形態では、ピン７６結合の解除動作を行う際（ピン作動油圧tよりも高圧側から低圧側へ油圧を制御する際）には、OCV１１２の下流側の油圧を、ピン作動油圧tよりも低い値であって、ピン７６結合の解除時の作動応答性を十分に確保できるような油圧値である設定油圧cとする。

図１１は、図１０におけるＡ回転時でのピン切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図１１（Ａ）は、ECU１１８が油圧を保持するためにOCV１１２に出力する制御信号の波形を、図１１（Ｂ）は、ECU１１８が片弁固定（すなわち、ピン７６の結合）のためにOCV１１２に出力する制御信号の波形を、図１１（Ｃ）は、OCV１１２のデューティ制御により制御される油圧を表す波形を、それぞれ示している。

内燃機関の運転条件に基づいて片弁固定制御の実施要求が出された際には、図１１（Ｂ）に示すように、片弁固定制御信号がONとされ、油圧が設定油圧aにまで速やかに高められるようにすべく、比較的高いデューティ比でOCV１１２の開弁時間が制御される。そして、油圧が設定油圧aに達した後に上記所定時間が経過すると、油圧保持制御信号がONとされ、油圧を設定油圧bで保持すべく、上記よりも下げられたデューティ比でOCV１１２の開弁時間が制御される。その後、片弁固定制御を停止する要求が出された場合には、片弁固定制御信号および油圧保持制御信号がともにOFFとされ、油圧室７８内の作動油を速やかに排出させるべく、デューティ比がゼロとされる。

以上説明したピン７６の切り替え動作時の設定油圧a、bの設定によれば、ピン７６の結合動作の開始時には、ピン作動油圧tを基準としてオーバーシュート気味に油圧を設定することにより、ピン７６の作動応答性を向上させることができる。また、その後は、すべての気筒のピン７６の結合が完了したと判断できる時点で、設定油圧aよりも低く、かつピン作動油圧tに近い設定油圧bとなるように油圧を保持する待機油圧制御を実施することで、過剰油圧によるピン７６の結合の解除時の作動応答性の遅れを防止することができる。以上の制御により、ピン７６の作動応答性のばらつきに起因して、内燃機関の燃焼状態の悪化やエンジン騒音の悪化を好適に回避することができる。

図１２は、片弁固定制御の実施要求が出される際に、本実施の形態４においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。図１２に示すルーチンでは、先ず、片弁固定制御の実施要求があるか否かが、内燃機関の運転条件に基づいて判別される（ステップ１００）。その結果、片弁固定制御の実施要求があると判定された場合には、OCV１１２の下流側の油圧pが、ピン作動油圧tより低いか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、油圧p＜ピン作動油圧tが成立する場合には、次いで、油圧p＜設定油圧aが成立するか否かが判別される（ステップ１０４）。

上記ステップ１０４において、油圧p＜設定油圧aが成立すると判定された場合には、設定油圧aと現在の油圧pとの油圧差分(a−p)を解消させるために必要なOCV１１２のデューティ非が算出される（ステップ１０６）。そして、算出されたデューティ比に従ってOCV１１２が駆動される（ステップ１０８）。

次に、現在の油圧pが設定油圧aと等しくなったか否かが判別される（ステップ１１０）。油圧p＝設定油圧aに達するまでの間は、油圧差分(a−p)の解消に必要なデューティ比でOCV１１２が駆動され、油圧p＝設定油圧aに達したと判定された場合には、次いで、待機油圧信号（図１１における油圧保持制御信号）がONであるか否かが判別される（ステップ１１２）。待機油圧信号は、油圧p＝設定油圧aに達した後に内燃機関の１サイクルが経過してからONとされる信号である。

上記ステップ１１２において、待機油圧信号がONであると判定された場合、つまり、すべての気筒のピン７６が確実に結合状態にあると判断できる場合には、現在の油圧pと設定油圧bとの油圧差分(p−b)を解消させるために必要なデューティ比が算出される（ステップ１１４）。そして、算出されたデューティ比に従ってOCV１１２が駆動される（ステップ１１６）。次に、現在の油圧pが設定油圧bと等しくなったか否かが判別される（ステップ１１８）。その結果、油圧p＝設定油圧bに達するまでの間は、油圧差分(p−b)の解消に必要なデューティ比でOCV１１２が駆動され、油圧p＝設定油圧bに達したと判定された場合には、本ルーチンの処理が速やかに終了される。

図１３は、片弁固定制御の停止要求が出される際に、本実施の形態４においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。図１３に示すルーチンでは、先ず、片弁固定制御を停止する要求があるか否かが判別される（ステップ２００）。その結果、片弁固定制御の停止要求があると判定された場合には、油圧p＞ピン作動油圧tが成立するか否かが判別される（ステップ２０２）。

上記ステップ２０２において、油圧p＞ピン作動油圧tが成立すると判定された場合には、現在の油圧と設定油圧cとの油圧差分(p−c)の解消に必要なデューティ比が算出される（ステップ２０４）。そして、算出されたデューティ比に従ってOCV１１２が駆動される（ステップ２０６）。次に、現在の油圧pが設定油圧cと等しくなったか否かが判別される（ステップ２０８）。その結果、油圧p＝設定油圧cに達するまでの間は、油圧差分(p−c)の解消に必要なデューティ比でOCV１１２が駆動され、油圧p＝設定油圧cに達したと判定された場合には、本ルーチンの処理が速やかに終了される。

実施の形態５．
次に、図１４乃至図１６を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜３、９に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に図１３に示すルーチンに代えて後述する図１６に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

図１４は、本実施形態におけるピン７６の切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。図１４に示すように、本実施形態の油圧の設定は、ピン７６の結合が解除状態にあるときに、片弁固定制御の実施要求に先立って、設定油圧cよりもピン作動油圧tに近い設定油圧dとされる点に特徴を有している。より具体的には、ピン７６結合の解除動作の開始後に所定時間が経過した後に、設定油圧cから設定油圧dに変更される。設定油圧dは、ピン７６を解除状態に維持できる程度の油圧値である。また、ここでいう所定時間とは、すべての気筒のピン７６の解除動作が確実に行われるために要する時間（４ストロークエンジンではクランク軸２回転分の時間）を意味する。尚、その他の設定油圧は、上述した実施の形態４と同様である。

図１５は、図１４におけるＡ回転時でのピン切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。ここでは、上述した実施の形態４と異なる動作、すなわち、片弁固定制御を停止する要求が出された際の動作について説明を行う。片弁固定制御を停止する要求が出された際には、図１５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、片弁固定制御信号および油圧保持制御信号がともにOFFとされ、油圧pが設定油圧cに制御される。その後に、上記所定時間が経過すると、油圧保持制御信号がONとされ、油圧pを設定油圧dで保持すべく、所定のデューティ比にまで高められる。このように、本実施形態では、片弁固定制御信号および油圧保持制御信号のそれぞれのON、OFF状態に応じて、設定油圧がa〜dの間で決定される。

以上説明したピン７６の切り替え動作時の設定油圧c、dの設定によれば、ピン７６結合の解除動作の開始時には、ピン作動油圧tを基準としてオーバーシュート気味に油圧を設定することにより、ピン７６の作動応答性を向上させることができる。また、その後は、すべての気筒のピン７６結合の解除が完了したと判断できる時点で、設定油圧cよりも高く、かつピン作動油圧tに近い設定油圧dとなるように油圧を保持する待機油圧制御を実施することで、次回のピン７６結合時の作動応答性を更に向上することが可能となる。

図１６は、片弁固定制御の停止要求が出される際に、本実施の形態５においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１６において、実施の形態４における図１３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本実施形態において、片弁固定制御の実施要求が出される際にECU１１８が実行するルーチンは、上記図１２と同様である。

図１６に示すルーチンでは、上記ステップ２０８において、油圧p＝設定油圧cに達したと判定された場合には、次いで、待機油圧信号（図１５における油圧保持制御信号）がONであるか否かが判別される（ステップ３００）。待機油圧信号は、油圧p＝設定油圧cに達した後に内燃機関の１サイクルが経過してからONとされる信号である。

上記ステップ３００において、待機油圧信号がONであると判定された場合、つまり、すべての気筒のピン７６の結合が確実に解除状態にあると判断できる場合には、設定油圧dと現在の油圧pとの油圧差分(d−a)を解消させるために必要なデューティ比が算出される（ステップ３０２）。そして、算出されたデューティ比に従ってOCV１１２が駆動される（ステップ３０４）。次に、現在の油圧pが設定油圧dと等しくなったか否かが判別される（ステップ３０６）。その結果、油圧p＝設定油圧dに達するまでの間は、油圧差分(d−a)の解消に必要なデューティ比でOCV１１２が駆動され、油圧p＝設定油圧dに達したと判定された場合には、本ルーチンの処理が速やかに終了される。

実施の形態６．
次に、図１７および図１８を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜３、９に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に図１６に示すルーチンに代えて後述する図１８に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

図１７は、本実施形態におけるピン７６の切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。図１７に示すように、本実施形態の油圧の設定は、ピン７６の結合が解除状態にあるときに、エンジン回転数が低い領域では設定油圧dを用いないようにしたという点に特徴を有している。尚、その他の設定油圧は、上述した実施の形態５と同様である。

上記の油圧の設定によれば、待機油圧制御を実施する領域を、ピン７６の作動の高応答性が強く要求される高エンジン回転数領域に限定したことにより、ピン７６の作動応答性の要求を十分に満足させつつ、OCV１１２の作動による消費電力を抑えることで、燃費悪化を防止することができる。また、低エンジン回転数領域におけるオイル循環量の低減を図ることもできる。

図１８は、片弁固定制御の停止要求が出される際に、本実施の形態６においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１８において、実施の形態５における図１６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本実施形態において、片弁固定制御の実施要求が出される際にECU１１８が実行するルーチンは、上記図１２と同様である。

図１８に示すルーチンでは、上記ステップ２０８において、油圧p＝設定油圧cに達したと判定された場合には、次いで、現在のエンジン回転数nが所定値n1より高いか否かが判別される（ステップ４００）。所定値n1は、現在のエンジン回転数nの領域がピン７６の作動の高応答性が要求される領域であるか否かを判別するための値である。図１８に示すルーチンでは、本ステップ４００の判定が成立する場合にのみ、以後のステップ３００〜３０６の処理が実行される。

実施の形態７．
次に、図１９および図２０を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜３、９に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に図１６に示すルーチンに代えて後述する図２０に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

図１９は、本実施形態におけるピン７６の切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。図１９に示すように、本実施形態の油圧の設定は、ピン７６の結合が解除状態にあるときに設定油圧dが用いられるエンジン回転数領域を、片弁固定制御が必要となるエンジン回転数領域(n1〜n2)と当該領域よりも少し高いエンジン回転数領域(n2〜n3)とに限定したという点に特徴を有している。尚、その他の設定油圧は、上述した実施の形態５と同様である。

片弁固定制御が必要となるエンジン回転数領域(n1〜n2)とは、スワールを強くさせたい領域であり、より具体的には、燃費や排気エミッションの向上を優先とする低中速領域がその対象となる。これに対し、高速域では、吸入空気量を多く必要とするため、片弁固定制御は必要とされない。そこで、本実施形態では、片弁固定制御を必要としない高速域では、ピン７６の結合が解除状態にあるときには、基本的には設定油圧dを用いないようにした。そのうえで、片弁固定制御が必要となるエンジン回転数領域(n1〜n2)よりも少し高いエンジン回転数領域(n2〜n3)においては、内燃機関の運転条件が高速側から低速側に移り変わる際に片弁固定制御の実施要求が出されるケースを想定して、設定油圧dを用いるようにした。

上記の油圧の設定によれば、待機油圧制御を実施する領域を、片弁固定制御が必要とされるエンジン回転数領域に限定したことにより、ピン７６の作動応答性の要求を十分に満足させつつ、OCV１１２の作動による消費電力を抑えることで、燃費悪化を防止することができる。また、エンジン回転数が低い領域におけるオイル循環量の低減を図ることもできる。
また、高速域から片弁固定制御が必要な中速域に復帰する際に、ピン７６の作動応答性を確保することができ、安定したエンジン制御を行うことができるようになる。

図２０は、片弁固定制御の停止要求が出される際に、本実施の形態７においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２０において、実施の形態５における図１６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本実施形態において、片弁固定制御の実施要求が出される際にECU１１８が実行するルーチンは、上記図１２と同様である。

図２０に示すルーチンでは、上記ステップ２００において、片弁固定制御の停止要求があると判定された場合には、次いで、現在のエンジン回転数nが所定値n2より高いか否かが判別される（ステップ５００）。所定値n2は、片弁固定制御を必要とするエンジン回転数領域の上限値である。その結果、エンジン回転数n＞n2が不成立である場合には、以後のステップ２０２〜２０８の処理が実行される。

一方、上記ステップ５００において、エンジン回転数n＞n2が成立すると判定された場合には、次いで、現在のエンジン回転数nが所定値n1〜n3の範囲内にあるか否かが判別される（ステップ５０２）。その結果、本ステップ５０２の判定が成立する場合にのみ、以後のステップ３００〜３０６の処理が実行される。

実施の形態８．
次に、図２１および図２２を参照して、本発明の実施の形態８について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜４に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に後述する図２１に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

既述したように、本可変動弁装置１を備える内燃機関においては、運転状態に応じて、両弁可変制御と片弁固定制御とを切り替えるようにしている。エンジン油圧が適正な状態にある場合には、デリバリパイプ１１４内に作動油が供給されるようにOCV１１２を制御させた際、OCV１１２を作動させてから内燃機関が１サイクルを経過した時点ですべての気筒におけるピン７６の結合動作が完了することになる。

しかしながら、エンジン回転数が低い状況下や作動油の温度が高い状況下では、油圧が低くなる。このため、ピン７６の結合動作を行う際に、OCV１１２が作動してから実際にピン７６の結合が完了するまでに内燃機関のサイクル数を多く要してしまう。また、エンジン回転数が高い状況下では、１サイクル間の時間が短くなるため応答速度が遅いと、同様の結果を招いてしまう。更に、極低温状態ではオイルの流動性が悪化するため、同様の結果を招いてしまう。その結果、ピン７６の結合動作が実際に完了するタイミングと、両弁可変制御から片弁固定制御への変化に伴って実施される燃料噴射条件の変更タイミングとにずれが生じてしまい、燃焼状態が悪化してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、OCV１１２の作動後に実際にピン７６の結合動作が完了する（すなわち、動弁機構が実際に切り替わる）実切り替わりタイミングを推定し、その推定された実切り替わりタイミングに応じて、内燃機関の燃焼制御（ディーゼル機関を想定する本実施形態では、燃料噴射量や燃料噴射時期などの燃料噴射条件）の切り替えタイミングを制御するようにした。尚、ガソリン機関であれば、点火などの切り替えタイミングを併せて制御するようにしてもよい。

図２１は、上記の機能を実現するために、本実施の形態８においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２１に示すルーチンにおいて、実施の形態４における図１２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図２１に示すルーチンでは、上記ステップ１００において、片弁固定制御の実施要求があると判定された場合には、次いで、エンジン回転数および冷却水温度に基づいて、OCV１１２を作動してから実際にピン７６の結合動作が完了するまでの遅れサイクル数が取得される（ステップ６００）。ECU１１８は、図２２に示すように、そのような遅れサイクル数を、エンジン回転数と冷却水温度との関係で定めたマップを記憶している。

上述した理由により、エンジン回転数が低い状況下や作動油の温度が高い状況下、エンジン回転数が高い状況下、および極低温状況下では、ピン７６の結合動作の完了までに多くのサイクル数を要する。図２２に示すマップでは、所定の基準回転数に対し、エンジン回転数が低くなるにつれ、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。また、その基準回転数に対し、エンジン回転数が高い領域でも、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。また、冷却水温度が高くなるにつれ、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。尚、ここでは、作動油の温度情報を冷却水温度で代替して取得するようにしているが、油温センサを備えているのであれば、冷却水温度に代え、エンジン回転数と油温との関係で遅れサイクル数を定めたマップを用いるようにしてもよい。

次に、上記のように取得された遅れサイクル数を考慮して、燃料噴射条件の切り替えタイミングが決定される（ステップ６０２）。より具体的には、遅れサイクル数が０である場合には、OCV１１２が作動してから１サイクルが経過した気筒から燃料噴射条件が切り替わるように切り替えタイミングが決定される。また、遅れサイクル数が１以上である場合には、OCV１１２が作動してからのサイクル数として、１サイクルに遅れサイクル数を加えたサイクル数が経過した気筒から燃料噴射条件が切り替わるように切り替えタイミングが補正される。

以上説明した図２１に示すルーチンによれば、エンジン回転数および冷却水温度（油温）に基づいて予め設定された遅れサイクル数マップに従って、燃料噴射条件の切り替えタイミングが、実際の動弁機構の切り替えに合わせて変化させられる。このため、エンジン回転数や油温の状態に関係なしに、ピン７６の結合動作が実際に完了するタイミングと、燃料噴射条件の変更タイミングとを良好に一致させることができ、これにより、燃焼状態の悪化を回避することができる。

実施の形態９．
次に、図２３および図２４を参照して、本発明の実施の形態９について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜４に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に後述する図２３に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

油圧源であるオイルポンプ１０６（OCV１１２）より遠い気筒ほど、油圧の伝わりに遅れが生じ、OCV１１２が作動してからピン７６の切り替え動作（動弁機構の切り替えり）が実際に完了するまでに、より多くの時間を必要とする。

そこで、本実施形態では、油圧源（OCV１１２）からの距離に基づいて、OCV１１２の作動後に実際にピン７６の切り替動作が完了する（すなわち、動弁機構が実際に切り替わる）実切り替わりタイミングを推定するようにした。そして、その推定された実切り替わりタイミングに応じて、燃焼制御の切り替えタイミングを制御するようにした。

図２３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態９においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２３に示すルーチンにおいて、実施の形態４における図１２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図２３に示すルーチンでは、上記ステップ１００において、片弁固定制御の実施要求があると判定された場合には、OCV１１２から油圧室７８までの油路長さと油圧に基づいて、OCV１１２を作動してから実際にピン７６の結合動作が完了するまでの遅れサイクル数が取得される（ステップ７００）。ECU１１８は、図２４に示すように、そのような遅れサイクル数を、OCV１１２から油圧室７８までの気筒毎の油路長さと油圧との関係で定めたマップを記憶している。

上記図４に示す油圧回路１００では、シリンダ番号（＃１〜＃４）が小さくなるほど、OCV１１２から油圧室７８までの油路長さが長くなる。従って、図２４に示すマップでは、シリンダ番号が小さくなるにつれ、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。また、図２４に示すマップでは、油圧が低くなるにつれ、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。尚、図２４においてハッチングを付した部分は、ピン７６の結合動作が実行されない低油圧領域を示している。

次に、上記のように取得された遅れサイクル数を考慮して、燃料噴射条件の切り替えタイミングが決定される（ステップ７０２）。

以上説明した図２３に示すルーチンによれば、OCV１１２から油圧室７８までの気筒毎の油路長さに基づいて予め設定された遅れサイクル数マップに従って、燃料噴射条件の切り替えタイミングが、気筒毎に、実際の動弁機構の切り替えに合わせて変化させられる。このため、油圧源（OCV１１２）から油圧室７８までの気筒毎の油路長さに関係なしに、ピン７６の結合動作が実際に完了するタイミングと、燃料噴射条件の変更タイミングとを良好に一致させることができ、これにより、燃焼状態の悪化を回避することができる。

実施の形態１０．
次に、図２５および図２６を参照して、本発明の実施の形態１０について説明する。
本実施形態のシステムは、図１〜４に示すハードウェア構成を用いて、ECU１１８に後述する図２５に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。ただし、本実施形態では、油圧回路１００に調圧弁１２０を備えていないものとする。

ピン７６結合の解除動作には、リターンスプリング８２のバネ力から油圧室７８内に作用する油圧がピストン７６を押す力を引いた力が、実際のピン７６の作動力となる。従って、ピン７６の結合が解除されるようにOCV１１２が制御された際には、エンジン油圧が高いときほど、ピン７６の結合が解除されるようになるまでデリバリパイプ１１４内から作動油が抜けるのに要する時間が長くなる。

そこで、本実施形態では、油圧に基づいて、OCV１１２の作動後に実際にピン７６結合の解除動作が完了する（すなわち、動弁機構が実際に切り替わる）実切り替わりタイミングを推定するようにした。そして、その推定された実切り替わりタイミングに応じて、燃焼制御の切り替えタイミングを制御するようにした。

図２５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１０においてECU１１８が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２５に示すルーチンにおいて、実施の形態４における図１３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図２５に示すルーチンでは、上記ステップ２００において、片弁固定制御の停止要求があると判定された場合には、エンジン油圧と、OCV１１２から油圧室７８までの油路長さとに基づいて、OCV１１２を作動してから実際にピン７６結合の解除動作が完了するまでの遅れサイクル数が取得される（ステップ８００）。

ECU１１８は、図２６に示すように、そのような遅れサイクル数を、OCV１１２から油圧室７８までの気筒毎の油路長さとエンジン油圧との関係で定めたマップを記憶している。図２６に示すマップでは、エンジン油圧が高いときほど、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。また、図２６に示すマップでは、シリンダ番号が小さくなるにつれ、遅れサイクル数が大きくなるように設定されている。

次に、上記のように取得された遅れサイクル数を考慮して、燃料噴射条件の切り替えタイミングが決定される（ステップ８０２）。

以上説明した図２５に示すルーチンによれば、エンジン油圧に基づいて予め設定された遅れサイクル数マップに従って、燃料噴射条件の切り替えタイミングが、実際の動弁機構の切り替えに合わせて変化させられる。また、上記ルーチンによれば、OCV１１２から油圧室７８までの気筒毎の油路長さに基づいて予め設定された遅れサイクル数マップに従って、燃料噴射条件の切り替えタイミングが、気筒毎に、実際の動弁機構の切り替えに合わせて変化させられる。このため、エンジン油圧の状態や油圧源（OCV１１２）から油圧室７８までの気筒毎の油路長さに関係なしに、ピン７６結合の解除動作が実際に完了するタイミングと、燃料噴射条件の変更タイミングとを良好に一致させることができ、これにより、燃焼状態の悪化を回避することができる。

実施の形態１１．
次に、図２７を参照して、本発明の実施の形態１１について説明する。
図２７は、本発明の実施の形態１１における油圧回路１６０の特徴的な構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路１６０の構成が上記油圧回路１００の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態１と同様に構成されているものとする。このため、図２７において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図２７においては、OCV１１２の上流側の構成（オイルポンプ１０６等）の図示を省略している。

図２７に示す油圧回路１６０では、OCV１１２は、内燃機関が備える４つの気筒の中央付近に配置されている。また、油圧回路１６０は、OCV１１２と各気筒の油圧室７８とを結ぶ油圧通路１６２を備えている。油圧通路１６２は、OCV１１２から隣接する２つの気筒群（＃１と＃２）に向かう第１分岐油路１６４aと、OCV１１２から隣接する２つの気筒群（＃３と＃４）に向かう第２分岐油路１６４bとを備えている。

第１分岐油路１６４aと第２分岐油路１６４bとは、同一径であって、等長となるように形成されている。第１分岐油路１６４aは、非OCV１１２側の端部において、分岐油路１６６a、１６６bによって、＃１気筒と第２気筒とに分岐されている。これらの分岐油路１６６a、１６６bは、同一径であって、等長となるように形成されている。同様に、第２分岐油路１６４bは、非OCV１１２側の端部において、分岐油路１６６c、１６６dによって、＃３気筒と第４気筒とに分岐されており、これらの分岐油路１６６c、１６６dは、同一径であって、等長となるように形成されている。

以上説明した図２７に示す構成によれば、OCV１１２からすべての油圧室７８に向かう油路を等長（等容積）とすることができる。このため、ピン７６の切り替え動作を行うためにOCV１１２によって油圧通路１６２内の油圧を制御した際に、気筒間でピン７６の切り替え動作（すなわち、動弁機構の切り替わり）の応答性がばらつくのを回避することができる。これにより、気筒間での燃焼ばらつき等の燃焼状態の悪化を回避することができる。

実施の形態１２．
次に、図２８を参照して、本発明の実施の形態１２について説明する。
図２８は、本発明の実施の形態１１における油圧回路１７０の特徴的な構成を説明するための図である。尚、本実施形態の可変動弁装置は、油圧回路１７０の構成が上記油圧回路１００の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態１と同様に構成されているものとする。このため、図２８において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図２８においては、OCV１１２の上流側の構成（オイルポンプ１０６等）の図示を省略している。

図２８に示す油圧回路１７０では、OCV１１２は、内燃機関が備える４つの気筒のうちの＃１気筒に最も近接して配置されており、また、シリンダ番号が大きい気筒ほど、OCV１１２に対する油路長さが長くなるように配置されている。また、油圧回路１７０は、OCV１１２と各気筒の油圧室７８とを結ぶ４つの油圧通路１７２a〜１７２dを備えている。

図２８に示すように、油圧通路１７２a〜１７２dは、OCV１１２に対する油路長さがより長くなるほど、径が細くなるように形成されている。更に付け加えると、油圧通路１７２a〜１７２dは、そのような径への配慮がなされることにより、それらの油路長さに相違があるにも関わらず、互いに油路容積が等しくなるように形成されている。

以上説明した図２８に示す構成によれば、ピン７６の切り替え動作を行うためにOCV１１２によって油圧通路１７２内の油圧を制御した際に、すべての油圧通路１７２a〜１７２dにおける油圧の昇圧時間を等しくすることが可能となる。このため、気筒間でピン７６の切り替え動作（すなわち、動弁機構の切り替わり）の応答性がばらつくのを回避することができる。これにより、気筒間での燃焼ばらつき等の燃焼状態の悪化を回避することができる。

その他．
ところで、上述した実施の形態１乃至１２においては、ピン７６に油圧を作用させることでピン７６が２つのアーム４０Ｒ、７０間で連結状態となり、一方、ピン７６に与える油圧を低下させつつリターンスプリング８２のバネ力によってピン７６が非連結状態となるように構成されたアーム結合機構７２（図３参照）を用いている。しかしながら、本発明において２つの揺動部材間をピンにより連結状態或いは非連結状態とする構成は、上記のものに限定されるものではない。すなわち、ピンに油圧を作用させることで２つの揺動部材間が非連結状態となり、一方、ピンに与える油圧を低下させつつリターンスプリングなどの付勢手段の付勢力によってピンが連結状態となるように構成されたアーム結合機構を用いるものであってもよい。

本発明の実施の形態１の可変動弁装置において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。 図１に示す可変動弁機構をカム軸の軸方向から見た図である。 図１に示す可変動弁機構および固定動弁機構の分解斜視図である。 図３に示す油圧室に作動油を供給する機能を有する内燃機関の油圧回路の構成を説明するための図である。 図４に示す油圧回路によって実現されるアーム結合機構の作動特性を説明するための図である。 本発明の実施の形態２における油圧回路の構成を説明するための図である。 図６に示す油圧回路によって実現されるアーム結合機構の作動特性を説明するための図である。 本発明の実施の形態３における油圧回路の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態４における油圧回路の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態４におけるピンの切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。 図１０におけるＡ回転時でのピン切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態４において、片弁固定制御の実施要求が出される際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態４において、片弁固定制御の停止要求が出される際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態５におけるピンの切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。 図１４におけるＡ回転時でのピン切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態５において、片弁固定制御の停止要求が出される際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態６におけるピンの切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。 本発明の実施の形態６において、片弁固定制御の停止要求が出される際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態７におけるピンの切り替え動作時の油圧の設定を説明するための図である。 本発明の実施の形態７において、片弁固定制御の停止要求が出される際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態８において実行されるルーチンのフローチャートである。 図２１に示すルーチン中で参照される遅れサイクル数マップの設定の一例を示す図である。 本発明の実施の形態９において実行されるルーチンのフローチャートである。 図２３に示すルーチン中で参照される遅れサイクル数マップの設定の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１０において実行されるルーチンのフローチャートである。 図２６に示すルーチン中で参照される遅れサイクル数マップの設定の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１１における油圧回路の特徴的な構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１１における油圧回路の特徴的な構成を説明するための図である。

符号の説明

１ 可変動弁装置
１０ カム軸
１２、１４ 駆動カム
１６ バルブ
２０ 可変動弁機構
３０ 固定動弁機構
３４ 制御軸
４０ 揺動カムアーム
７０ 大リフトアーム
７２ アーム結合機構
７６ ピン
７８ 油圧室
８０ ピン穴
８２ リターンスプリング
８４ ピストン
１００、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０ 油圧回路
１０２ オイルパン
１０４、１３４、１６２、１７２a〜d 油圧通路
１０６ オイルポンプ
１１０ リリーフ弁
１１２ 油圧切り替え弁（OCV）
１１２a 供給ポート
１１２b デリバリポート
１１２c ドレーンポート
１１４ デリバリパイプ
１１６、１６４a〜b、１６６ 分岐油路
１１８ ECU(Electronic Control Unit)
１２０、１３２ 調圧弁
１２０a、１３２a 調圧用油圧室
１２２、１３６ ピストン
１２４ リターンスプリング
１２６ 油排出路
１３２b 背圧室
１３６a 大径部
１３６b 小径部
１４２ 絞り部
１５２ 圧力センサ

Claims (2)

1. 駆動カムとバルブとの間に２つの揺動部材を介在させ、前記２つの揺動部材をピンにて一体に固定することで連結状態とし、前記ピンを抜くことで非連結状態とし、前記連結状態と前記非連結状態とを切り替えることでバルブの開弁特性を変更することが可能な内燃機関の可変動弁装置であって、
   前記２つの揺動部材の何れか一方に設けられ、前記ピンがその内部に配置され、内燃機関の軸トルクを駆動力とする油圧源が発生させる油圧の供給を受ける油圧室と、
   前記油圧源の近傍に配置され、前記油圧源が発生させる前記油圧が規定値以上になると開くように構成されたリリーフ弁と、
   前記油圧源と前記油圧室との間を結ぶ油圧通路と、
   前記油圧通路上に配置され、前記油圧室への油圧の供給を制御する油圧切り替え弁と、
   前記油圧切り替え弁より下流側の前記油圧通路上に配置され、前記ピンに作用する前記油圧切り替え弁より下流の油圧が、前記規定値よりも低い値においてエンジン回転数に依らずに一定となるように調圧する調圧弁と、
   を備え、
   前記ピンは、前記油圧通路と通じる前記油圧室内の油圧が高められた場合に作動するものであって、
   前記油圧通路における前記油圧切り替え弁と各気筒の前記油圧室との間の部位を、当該部位の長さがより長い気筒ほど、当該部位の径が細くなるように形成することにより、当該部位を等容積とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記調圧弁は、前記油圧通路と当該油圧通路内の作動油を排出する油排出路とに連通する調圧用油圧室と、前記油排出路の開放および閉塞を担う開閉部材と、前記油排出路が閉塞されるように前記開閉部材に付勢力を与える調圧用付勢手段とを備え、前記調圧用油圧室に作用する油圧が所定の開弁圧を超えた場合に、前記付勢力に打ち勝って前記油排出路が開放されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。

Images