JP6083460B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。

従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブに対する揺動カムの位相を変更してリフト量を変化させる所謂ロストモーション機構を使用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような可変動弁装置では、吸気バルブの大リフト量の状態から小リフト量の状態に移行するに従いカム山の先端付近がバルブ駆動する領域となっていく。このカム山の先端領域は作用角に対するリフト量が小さいので、バルブリフト量と作用角の比の値（バルブリフト量／作用角）が小さくなってしまう。このため、吸入工程でのピストン位置の変化に対するバルブリフト量が小さく、スロットルを全開にしても吸気バルブの開弁領域（面積）が十分に確保できず、ポンプ損失の低減効果が減少する。

一方、カムなどで圧縮流体チャンバを駆動し油圧によりバルブをリフトする可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている（例えば、特許文献２参照）。この可変動弁機構では、上述のロストモーション機構の場合より、バルブリフト量と作用角の比の値（バルブリフト量／作用角）を大きくとることが可能である。

特開２００１−２６３０１５号公報 特開２００５−２０１２５９号公報

しかしながら、特許文献２に開示された可変動機構では、粘性流体であるエンジンオイル等を油圧通路によって油圧ピストンに供給し、油圧ピストンのストロークによりバルブを作動させるため、バルブのリフト（開弁方向）時に油圧通路の抵抗による圧力損失が発生し、フリクション損失が増えるという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、内燃機関のポンプ損失を低減するとともにバルブ駆動時のフリクション損失を低減する内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、支持軸に揺動自在に軸支され、揺動動作に伴って吸気バルブを開閉動作させるロッカアームと、ロッカアームに中間部が回転軸で揺動自在に軸支され、回転軸を挟む位置に第１接触部と第２接触部とを有する揺動アームと、第１接触部の近傍に配置されたカム軸に固定され、第１接触部に接触して吸気バルブのリフトを可能とするカムと、被検出部との距離に基づきバルブリフト位置を算出するセンサ部と、第２接触部に接触する出没部を有し、作動油により容積変化して該容積変化に応じて出没部を出没駆動させる油圧室とを備え、カムのカム山によって吸気バルブがリフトしている間に、油圧室の容積を縮小して出没部を後退させて吸気バルブを任意のタイミングで閉じ動作させ、吸気バルブを閉じきる直前までは、オイルリリーフ通路を開くことにより、吸気バルブの最大リフトが選択された場合よりも吸気バルブを速やかに閉じ動作させる油圧アクチュエータと、センサ部からの出力信号に基づいて吸気バルブが閉じきる直前でオイルリリーフ通路を閉じることにより、油圧室とオイルリリーフ通路内の作動油を封止するソレノイドバルブと、を備えることを特徴とする。
上記態様としては、前記被検出部は前記ロッカアームに設けられることが好ましい。

また、本発明の一態様は、支持軸に揺動自在に軸支され、揺動動作に伴って吸気バルブを開閉動作させるロッカアームと、ロッカアームに中間部が回転軸で揺動自在に軸支され、回転軸を挟む位置に第１接触部と第２接触部とを有する揺動アームと、第１接触部の近傍に配置されたカム軸に固定され、第１接触部に接触して吸気バルブのリフトを可能とするカムと、第２接触部に接触する出没部を有し、作動油により容積変化して該容積変化に応じて出没部を出没駆動させる油圧室を備えた油圧アクチュエータと、油圧室と連通し作動油の流通が可能なオイルリリーフ通路と、オイルリリーフ通路の開閉を行うソレノイドバルブと、ロッカアームに設けられた被検出部との距離を検出するギャップセンサと、カムのカム山によって吸気バルブがリフトしている間に、ギャップセンサの出力信号に基づいてソレノイドバルブを駆動させ、オイルリリーフ通路を開放して油圧室の容積を縮小して出没部を後退させることにより、吸気バルブを閉じきる直前までの任意のタイミングで、吸気バルブの最大リフトが選択された場合よりも吸気バルブを速やかに閉じ動作させ、吸気バルブが閉じきる直前で、ギャップセンサの出力信号に基づいてソレノイドバルブを駆動させ、オイルリリーフ通路を閉じることにより、油圧室とオイルリリーフ通路内の作動油を封止させる制御部と、を備えることを特徴とする。

上記態様としては、油圧アクチュエータが、オイル供給通路を介して油圧室へ作動油を供給するオイルポンプと、作動油が油圧室からオイルポンプ側へ逆流することを防止するチェックバルブと、を備えている構成とすることが好ましい。

上記態様としては、油圧アクチュエータが、出没部を第２接触部に押圧する方向に付勢するリターンスプリングを備えることが好ましい。

上記態様としては、オイルリリーフ通路におけるソレノイドバルブで開閉される位置に対して油圧室の反対側の通路に、加圧された作動油を貯えるアキュムレータが接続され、アキュムレータにオイルリリーフ孔が形成されている構成とすることが好ましい。

本発明に係る内燃機関の可変動弁装置によれば、内燃機関のポンプ損失を低減するとともにバルブ駆動時のフリクション損失を低減することができる。また、油圧をリリーフすることで吸気バルブを任意のタイミングで閉じ動作させることができるので、バルブリフト位置を検出してバルブリフト位置でロッカアームの揺動速度を緩めることにより、吸気バルブがバルブシートへ急激に衝突することを防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置の斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置の要部分解斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置における油圧アクチュエータの断面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるオイルリザーブタンクの断面図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、カムのベース円部が第１入力ローラ（第１接触部）に接触している場合の非リフト時の状態を示す正面図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、最大リフト量が選択された場合であり、リフト量が最大となった状態を示す正面図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、最小リフト量が選択された場合であり、リフト量が最小となった状態を示す正面図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、最小リフト量が選択された場合であり、吸気バルブが早閉じした状態を示す正面図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、最小リフト量となる場合であり、カムのノーズ部が第１入力ローラ（第１接触部）を通過するとき状態を示す正面図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、油圧アクチュエータのタペット（出没部）が突出状態を保持していることを示す断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、油圧アクチュエータのタペット（出没部）が没する状態を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、油圧アクチュエータのタペット（出没部）が没する途中でオイルリリーフ通路を閉じた状態を示す断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置において、吸気バルブが閉じた後に再度タペット（出没部）を突出させた状態を示す断面図である。 図１４は、（１）最小リフト量が選択された場合のバルブリフト特性、（２）最大リフト量が選択された場合の早閉じ制御を示すバルブリフト特性、（３）最大リフト量が選択された場合でありバルブリフト特性（フルリフトカーブ）、（４）従来のロストモーション機構を用いて最小リフト量が選択された場合のバルブリフト特性、を示すバルブリフト特性図と、（１）〜（３）のオイルリリーフ通路の開閉状態とソレノイドバルブのオン・オフ状態のタイミングと、を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の可変動弁装置の詳細を図面に基づいて説明する。

〈可変動弁装置の構成〉
図１〜５を用いて本発明の実施の形態に係る可変動弁装置１００の構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る可変動弁装置１００は、カム軸１と、このカム軸１に固定されたカム２と、カム軸１の側方にカム軸１と平行に配置された支持軸３と、揺動動作に伴って他端部側で吸気バルブ４を開閉させるロッカアーム５と、揺動アーム６と、油圧アクチュエータ２０と、アキュムレータとしてのオイルリザーブタンク３０と、ソレノイドバルブ４０と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０と、を備える。

（吸気バルブ）
吸気バルブ４は、図示しないシリンダヘッド側のバルブガイドで軸方向に進退可能に設けられ、上端がバルブリテーナ１７で支持されたバルブスプリング１１により引き上げる方向（吸気ポートと燃焼室とを閉じる方向）に付勢されている。図５に示すように、吸気バルブ４は、閉弁時にシリンダヘッド側に設けられたバルブシート（弁座）１８に接触している。

（カム）
カム軸１は、図示しないシリンダヘッド側の軸受け部に回転自在に支持され、図示しないチェーンやベルト等により図示しないクランクシャフトと連動して回転するようになっている。カム軸１の回転数は、例えばクランクシャフトの回転数の１／２となるように設定されている。また、本実施の形態において、このカム軸１は、図示しないエンジンの前後方向（図１および図２に矢印で示す方向）に沿って延びるように配置されている。

カム２は、基礎となるベース円部２Ａと、ベース円部２Ａより外側へ膨出するように形成されたノーズ部２Ｂと、を有する。カム２は、ベース円部２Ａの中心にカム軸１が圧入、嵌合されて一体に設けられている。したがって、カム２のカム軸１に対する配置状態により、図示しないクランクシャフトの動作に伴って動作する吸気バルブ４のリフト開始のタイミングが規定されている。

（ロッカアーム）
ロッカアーム５は、一端部が支持軸３に揺動自在に軸支されている。ロッカアーム５の中央には、揺動アーム６が揺動可能に軸支されている。ロッカアーム５の他端側のアーム先端部５Ａには、吸気バルブ４の上端に当接するアジャストスクリュー９が下方に突出するようにロックナット１０で締結されている。このアジャストスクリュー９がアーム先端部５Ａより下方に突出する長さを調整することにより、吸気バルブ４のバルブクリアランスを適宜調整することができる。なお、ロッカアーム５の一端側には、図示しないシリンダヘッド側に設けられたセンサ部としてのギャップセンサ７と対向する位置に被検出部５Ｂが設けられている。

（揺動アーム）
揺動アーム６は、中間部が、ロッカアーム５に対して回転軸としての支点アームピン８で軸支されている。なお、支点アームピン８は、抜け止めクリップ８Ａで抜けないように固定されている。この揺動アーム６は、一対の中間部で屈曲したアームプレート１２を備える。これら一対のアームプレート１２の一方の端部同士は、第１接触部としての円筒状の第１入力ローラ１５が介在され、この第１入力ローラ１５は第１ローラピン１６で回転自在に軸支されている。また、一対のアームプレート１２の他方の端部同士は、第２接触部としての円筒状の第２入力ローラ１３が介在されている。この第２入力ローラ１３は、第２ローラピン１４で回転自在に軸支されている。第１入力ローラ１５は、カム２のカム面が常時接触するように設定されている。第２入力ローラ１３は、後述する油圧アクチュエータ２０の出没部としてのタペット２３に常時接触するように設定されている。

（油圧アクチュエータ）
図３に示すように、本実施の形態で用いる油圧アクチュエータ２０は、内部に第１油圧室構成管２１Ａを同軸的に備えるガイド筒２１と、第１油圧室構成管２１Ａにスライド自在に嵌合する第２油圧室構成管２２Ａを備えたピストン２２と、ピストン２２を収納した状態でガイド筒２１にスライド自在に嵌合する円筒容器状のタペット２３と、ガイド筒２１とピストン２２との間に介在されピストン２２およびタペット２３をガイド筒２１から突出する方向に付勢するリターンスプリング２４と、ガイド筒２１の上部に設けられ第１油圧室構成管２１Ａに連通するオイル通路ケース２５と、オイル通路ケース２５に設けられたチェックバルブ２６と、チェックバルブ２６を介してオイル通路ケース２５に連通するオイル供給通路２７と、オイル供給通路２７に接続されたオイルポンプ２８と、を備えて構成されている。

第１油圧室構成管２１Ａと第２油圧室構成管２２Ａとで形成される内部空間は、油圧室２９を構成している。オイル通路ケース２５の上部には、オイル供給通路２７に連通する入口部２５Ａが形成されている。また、オイル通路ケース２５の側部には、出口部２５Ｂが形成されている。この出口部２５Ｂには、作動油の流通が可能なオイルリリーフ通路３１が連通している。

チェックバルブ２６は、チェックボール２６Ａと、チェックボール２６Ａを保持する中央に流通孔が形成されたすり鉢状の保持板２６Ｂと、チェックボール２６Ａの下流側に配置されたチェックボールリテーナ２６Ｃと、チェックボールリテーナ２６Ｃとガイド筒２１との間に介在されてチェックボールリテーナ２６Ｃを押し上げるように付勢されているチェックボール用リターンスプリング２６Ｄと、備えている。

（オイルリザーブタンクおよびソレノイドバルブ）
図４に示すように、オイルリザーブタンク３０は、下部にオイルリリーフ通路３１が連通するシリンダ３２と、このシリンダ３２内に収納されたピストン３３と、シリンダ３２の上部内壁とピストン３３との間に介在されピストン２２をシリンダ３２の下部内壁へ向けて付勢するスプリング３４と、備えて構成されている。シリンダ３２の上部には、エア抜き孔３２Ａが形成されている。また、シリンダ３２の側壁３２Ｂの所定の高さ位置には、オイルリリーフ孔３２Ｃが形成されている。

オイルリリーフ通路３１には、ソレノイドバルブ４０のプランジャ４１が出没することにより、オイルリリーフ通路３１の開閉を行うようになっている。なお、ソレノイドバルブ４０は、制御部としてのＥＣＵ５０に格納された制御プログラムおよびロッカアーム５に設けられた被検出部５Ｂとの距離を検出したギャップセンサ７の出力信号に基づいてＥＣＵ５０により制御されるようになっている。
（可変動弁装置の動作）
次に、本実施の形態に係る可変動弁装置１００の動作について説明する。

（最大リフト量が選択された場合）
図５は、エンジンの回転数が所定の回転数以上のときに吸気バルブ４の最大リフト量Ｌ_ＭＡＸの設定が選択された場合の吸気バルブ４の非作動時（バルブリフトが発生していないとき）の状態を示す正面図である。図６は、吸気バルブ４の最大リフト量の設定が選択された場合において、吸気バルブ４が作動してリフト量が最大となった状態を示している。

最大リフト量の設定が選択された場合は、油圧室２９内の容積は最大状態となっている。また、図５に示すように、ソレノイドバルブ４０は、オイルリリーフ通路３１を閉じた状態であり、かつ作動油はチェックバルブ２６で逆流が阻止された状態となっている。したがって、図３に示すように、この状態では、油圧アクチュエータ２０のピストン２２と共に動作するタペット２３が突出した状態で保持されている。

図５に示すように、吸気バルブ４の非作動時の状態では、カム２のベース円部２Ａと接触する第１入力ローラ１５は、カム２が矢印ａ方向（図中、時計回り方向）に回転しても第１入力ローラ１５は転動するだけでカム２側から押圧力を受けない状態にある。

次に、図６に示すように、カム２の矢印ａ方向への回転が進むと、第１入力ローラ１５にカム２のノーズ部２Ｂが当接して第１入力ローラ１５が押圧されて押し下げられる。第１入力ローラ１５が押し下げられると、揺動アーム６は第２入力ローラ１３を支点として図中時計回り方向に回動する。揺動アーム６の中間部が支点アームピン８でロッカアーム５に支持されているため、ロッカアーム５は支持軸３を支点として図中時計回り方向に回動する。すると、ロッカアーム５のアーム先端部５Ａに設けられたアジャストスクリュー９が吸気バルブ４の上端を押圧して、吸気バルブ４はバルブスプリング１１の反発力に抗して最大リフト量Ｌ_ＭＡＸとなるまで押し下げられる。

さらに、図６に示す状態から、カム２が矢印ａ方向にさらに回転してノーズ部２Ｂが第１入力ローラ１５を通過して再度ベース円部２Ａが第１入力ローラ１５に接触すると、揺動アーム６は図５に示した状態（位置）に戻る。この動作に伴い、ロッカアーム５のアーム先端部５Ａは上昇して吸気バルブ４がバルブスプリング１１の付勢力により上昇して閉じた状態になる。図１４に示す（３）は、最大リフトが選択された場合のリフト量とクランク角との関係（バルブリフト特性）を示している。

（最小リフト量が選択された場合）
次に、エンジンの負荷および回転数が所定の運転領域のときに吸気バルブ４の最小リフト量（Ｌ_ＭＩＮ）の設定が選択された場合、吸気バルブ４の非作動時（バルブリフトが発生していないとき）の状態は、図５に示した状態と同様である。図７は、吸気バルブ４の最小リフト量の設定が選択された場合において、吸気バルブ４が作動して最小リフト量となったときのバルブリフト状態を示している。図８は、吸気バルブ４の最小リフト量の設定が選択された場合において、油圧アクチュエータ２０、オイルリザーブタンク３０、およびソレノイドバルブ４０の作動に基づいて吸気バルブ４を閉じた状態を示している。

図５に示すように、吸気バルブ４の非作動時の状態（カム２のベース円部２Ａが第１入力ローラ１５に接触している状態）では、カム２が矢印ａ方向に回転しても第１入力ローラ１５は転動するだけでカム２側から押圧力を受けない状態にある。このとき、図１０に示すように、油圧室２９内の容積は最大状態となっており、ソレノイドバルブ４０のプランジャ４１がオイルリリーフ通路３１を閉じた状態であり、かつ作動油はチェックバルブ２６で逆流が阻止された状態となっている。したがって、油圧アクチュエータ２０のピストン２２と共に動作するタペット２３が突出した状態で保持されている。

次に、図７に示すように、タペット２３が突出した状態で、カム２の矢印ａ方向への回転が進むと第１入力ローラ１５にカム２のノーズ部２Ｂの基部が当接して第１入力ローラ１５を徐々に押圧し始める。したがって、揺動アーム６は第２入力ローラ１３を支点として図中時計回り方向に回動する。揺動アーム６の中間部が支点アームピン８でロッカアーム５に支持されているため、このように第２入力ローラ１３がタペット２３で支持されている状態では、ロッカアーム５は支持軸３を支点として図中時計回り方向に回動する。すると、アーム先端部５Ａに設けられたアジャストスクリュー９が吸気バルブ４の上端を押圧し、吸気バルブ４をバルブスプリング１１の反発力に抗して押し下げる。

そして、カム２のノーズ部２Ｂの頂部に至る途中の所定位置が第１入力ローラ１５に当接するときに、吸気バルブ４は予め設定された最小リフト量Ｌ_ＭＩＮとなる（図７参照）。最小リフト量が選択されている状態で、ＥＣＵ５０に格納された制御プログラムおよびギャップセンサ７による出力値に基づいて、ＥＣＵ５０は、オイルリリーフ通路３１を解放させる制御信号をソレノイドバルブ４０に出力してソレノイドバルブ４０をオンにするように設定されている。すると、図８に示すように、ソレノイドバルブ４０のプランジャ４１は没してオイルリリーフ通路３１を開通させる。

図１１は、吸気バルブ４が最小リフト量となったときにソレノイドバルブ４０がオン状態となり、オイルリリーフ通路３１が開通した状態を示している。このようにオイルリリーフ通路３１が開くと、油圧室２９内の作動油がオイルリリーフ通路３１を介してオイルリザーブタンク３０へ移動可能となる。

このとき、バルブスプリング１１の付勢力により、ロッカアーム５が支持軸３を支点として図中反時計回り方向に押圧される。これに伴い揺動アーム６は、カム２のカム面に接触する第１入力ローラ１５を支点として図中時計回り方向に押圧される。したがって、揺動アーム６の第２入力ローラ１３はタペット２３を押し上げるように押圧する。タペット２３の上昇に伴い、タペット２３内のピストン２２の第２油圧室構成管２２Ａが、ガイド筒２１側の第１油圧室構成管２１Ａに嵌合した状態で上昇して油圧室２９の容積を縮める。

ここで、オイル通路ケース２５の入口部２５Ａでは、チェックバルブ２６で逆流が阻止されているため、作動油がオイル通路ケース２５の出口部２５Ｂからオイルリリーフ通路３１へ送り出される。そして、オイルリリーフ通路３１に作動油が送り出されることにより、オイルリザーブタンク３０ではスプリング３４の付勢力に抗してピストン３３を押し上げてピストン３３の下のシリンダ３２との間の空間に作動油を貯める。なお、オイルリザーブタンク３０において、ピストン３３の上昇に伴い、シリンダ３２内の空気はエア抜き孔３２Ａから排出され、ピストン３３が下降するときにはエア抜き孔３２Ａから空間がシリンダ３２内へ流入するようになっている。

なお、オイルリザーブタンク３０においては、ピストン３３がオイルリリーフ孔３２Ｃよりも上昇すると作動油がオイルリリーフ孔３２Ｃから排出、回収されるようになっている。このようにオイルリリーフ通路３１を開くことにより、油圧アクチュエータ２０のタペット２３を急に上昇させることができる。したがって、図１４の（１）の線で示すように、吸気バルブ４を速やかに閉じることが可能となり、ポンプ損失の低減効果を高めることができる。

なお、このように吸気バルブ４が速やかに上昇してバルブシート１８に速い速度で衝突することを防止するため、図１４の（１）のタイミングチャートにおいて一点鎖線の楕円で示すような制御を行っている。すなわち、図９に矢印ｂで示すように、タペット２３の上昇に伴い揺動アーム６の第２入力ローラ１３が上昇すると、ロッカアーム５が支持軸３を支点として図中反時計回り方向に回動する。そして、ロッカアーム５の被検出部５Ｂがギャップセンサ７に対して所定距離まで近づくと、ギャップセンサ７はＥＣＵ５０へ検出信号を出力する。なお、図１４にはギャップセンサ７の出力値として、ギャップセンサ７と被検出部５Ｂとの距離に基づきバルブリフト位置を算出して示している。

このとき、ＥＣＵ５０では、ギャップセンサ７からの出力信号に基づいてソレノイドバルブ４０をオフにする制御信号を出力する。この結果、図１２に示すように、ソレノイドバルブ４０のプランジャ４１が突出してオイルリリーフ通路３１を閉じる。このようにオイルリリーフ通路３１を閉じると、油圧室２９とこれに連通するオイルリリーフ通路３１内に封止された作動油がピストン２２の上昇を抑えるように作用する。すなわち、第２入力ローラ１３の速やかな上昇が緩和される。これに伴い、ロッカアーム５の図９において反時計回り方向への揺動の速度が緩和され、延いては吸気バルブ４の速やかな上昇が緩和される。したがって、吸気バルブ４がバルブシート１８へ急激に衝突することを防止できる。なお、本実施の形態では、作動油の温度、油圧、エンジン回転数等の条件に応じてソレノイドバルブ４０をオフにするタイミングの設定値を補正することが可能である。

図１４の（１）の一点鎖線の楕円で示すように、吸気バルブ４のバルブシート１８への着座時には、ＥＣＵ５０から制御信号が出力され、ソレノイドバルブ４０をオン状態に切り換えプランジャ４１が没した状態となり、オイルリリーフ通路３１が開いた状態となる。図８の状態から図９に示すように、カム２が矢印ａ方向の回転が進んで第１入力ローラ１５をノーズ部２Ｂが通過する際に第１入力ローラ１５が押し下げられる。これに伴い、揺動アーム６は支点アームピン８を支点にして図中時計回り方向に押圧される。

このとき、ロッカアーム５は、揺動アーム６から押圧されて、支点アームピン８を支点として図中時計回り方向に回動するように押圧される。しかし、バルブスプリング１１の荷重が、リターンスプリング２４とスプリング３４とを合わせた荷重よりも大きく設定されているため、図９に示すように、ロッカアーム５は図中時計回り方向に回動することはなく、揺動アーム６が支点アームピン８を支点として図中時計回り方向に回動し、第２入力ローラ１３がタペット２３を押し上げる動作を行う。したがって、第１入力ローラ１５をカム２のノーズ部２Ｂが通過しても、吸気バルブ４がリフトされることはない。

そして、図１４に示すように、（１）の最小リフト量のリフト動作終了後であって、カム２が最大リフト量の場合（３）のリフト動作が終了する角度まで回転した後は、図１３に示すように、油圧アクチュエータ２０のリターンスプリング２４がタペット２３を押し下げる。この際、油圧室２９が拡張し、オイルリザーブタンク３０内の作動油がオイルリリーフ通路３１を通して油圧室に流入する。その後、オイルリリーフ通路３１を閉じて、オイルポンプ２８からチェックバルブ２６を介して油圧室２９内に作動油を供給してタペット２３が最大に突出した状態にして保持しておく。次のバルブリフト工程の前にタペット２３を突出させておくことにより、再度吸気バルブ４の最小リフト量または最大リフト量での吸気バルブ４の動作が可能になる。

図１４における（２）は、本実施の形態に係る可変動弁装置１００を用いたバルブリフトの変形例を示すものであり、最大リフト量のリフト後バルブを早閉じさせた場合のバルブリフト特性を示している。また、図１４における（４）は比較例であり、ロストモーション機構を用いた可変動弁装置のバルブリフト特性を示している。

上述の本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、吸気バルブ４のバルブリフト量とバルブ作用角を小さくする際に、バルブリフト量とバルブ作用角を最大とした場合と同じ時期に吸気バルブ４を開くとともに、吸気バルブ４が閉じる時期だけを早めることができる。このため、吸気バルブ４のバルブリフト量とバルブ作用角を小さくする際に、従来のロストモーション機構を用いた可変動弁装置よりも同一吸入空気量において吸気バルブ４を早く閉じることができ、内燃機関のポンプ損失を低減できる。

本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、吸気バルブ４のバルブリフト量とバルブ作用角を小さくする際に、従来のロストモーション機構を用いた可変動弁装置よりも同一吸入空気量においてバルブ作用角を小さくしつつバルブリフト量を大きくできるため、内燃機関のポンプ損失を低減できる。

本実施の形態の係る可変動弁装置１００では、吸気バルブ４をリフトさせるときに、油圧通路による油圧駆動系を用いないため、油圧駆動に伴う圧力損失が発生せず、可変動弁装置１００全体の駆動損失を低減できる。

本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、吸気バルブ４をリフトさせる前に、オイルポンプ２８から供給される作動油で油圧室２９を拡張させるともに、吸気バルブ４をリフトさせる際に油圧室２９の圧力上昇でチェックバルブ２６を閉じ、吸気バルブ４を最大リフトさせたときを同じバルブリフト特性でリフトさせることができる。

本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、ソレノイドバルブ４０によりオイルリリーフ通路３１を任意のタイミングで解放（開通）させることで、吸気バルブ４を即座に閉じることが可能となる。

本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、カム２の回転によりノーズ部２Ｂが第１入力ローラ１５を最大に押し下げる位置を通過した後、リターンスプリング２４によって油圧室２９を拡張させ、ピストン２２で第２入力ローラ１３を押して揺動アーム６を揺動させ、第１入力ローラ１５をカム２のカム面に常時押し付けることができる。したがって、本実施の形態の係る可変動弁装置１００によれば、揺動アーム６のがたつきや不安定な動作が発生することを防止できる。また、リターンスプリング２４によって油圧室２９の容積が拡大する場合に、オイルリザーブタンク３０に貯えた作動油を油圧室２９に供給することができ、作動油を効率よく使うことができ、オイルポンプの負担を低減することもできる。

本実施の形態に係る可変動弁装置１００では、油圧室２９内に所定量の作動油を溜める構成であるため、作動油が緩衝材として機能して吸気バルブ４がバルブシート１８に着座する際の衝撃を緩和することができる。

［その他の実施の形態］
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施の形態では、最小リフト量が選択されているときに、ギャップセンサ７と被検出部５Ｂとの距離に基づいてオイルリリーフ通路３１を開くタイミングを予め決定しておく構成としたが、カム２の配置状態（カム作用角の角度状態）に基づいてソレノイドバルブ４０を制御してオイルリリーフ通路３１を開くようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、第２入力ローラ１３に接触する出没部が、油圧アクチュエータ２０のタペット２３であったが、ピストン２２を直接接触させる構成としてもよい。

さらに、上記実施の形態では、最小リフト量が選択された場合に、吸気バルブ４の閉じ動作完了後に再度オイルリリーフ通路３１を解放するように制御したが、閉じ動作完了直前に再度オイルリリーフ通路３１を解放するようにしてもよい。

１００ 可変動弁装置
１ カム軸
２ カム
２Ａ ベース円部
２Ｂ ノーズ部
３ 支持軸
４ 吸気バルブ
５ ロッカアーム
５Ａ アーム先端部
５Ｂ 被検出部
６ 揺動アーム
７ ギャップセンサ（センサ部）
８ 支点アームピン（回転軸）
１３ 第２入力ローラ（第２接触部）
１５ 第１入力ローラ（第１接触部）
１８ バルブシート
２０ 油圧アクチュエータ
２１ ガイド筒
２１Ａ 第１油圧室構成管
２２ ピストン
２２Ａ 第２油圧室構成管
２３ タペット（出没部）
２４ リターンスプリング
２５ オイル通路ケース
２６ チェックバルブ
２７ オイル供給通路
２８ オイルポンプ
２９ 油圧室
３０ オイルリザーブタンク（アキュムレータ）
３１ オイルリリーフ通路
３２ シリンダ
３２Ｃ オイルリリーフ孔
３３ ピストン
３４ スプリング
４０ ソレノイドバルブ
４１ プランジャ
５０ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 支持軸に揺動自在に軸支され、揺動動作に伴って吸気バルブを開閉動作させるロッカアームと、
   前記ロッカアームに中間部が回転軸で揺動自在に軸支され、前記回転軸を挟む位置に第１接触部と第２接触部とを有する揺動アームと、
   前記第１接触部の近傍に配置されたカム軸に固定され、前記第１接触部に接触して前記吸気バルブのリフトを可能とするカムと、
   被検出部との距離に基づきバルブリフト位置を算出するセンサ部と、
   前記第２接触部に接触する出没部を有し、作動油により容積変化して該容積変化に応じて前記出没部を出没駆動させる油圧室とを備え、前記カムのカム山によって前記吸気バルブがリフトしている間に、前記油圧室の容積を縮小して前記出没部を後退させて前記吸気バルブを任意のタイミングで閉じ動作させ、前記吸気バルブを閉じきる直前までは、前記オイルリリーフ通路を開くことにより、前記吸気バルブの最大リフトが選択された場合よりも前記吸気バルブを速やかに閉じ動作させる油圧アクチュエータと、
   前記センサ部からの出力信号に基づいて前記吸気バルブが閉じきる直前で前記オイルリリーフ通路を閉じることにより、前記油圧室と前記オイルリリーフ通路内の作動油を封止するソレノイドバルブと、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記被検出部は前記ロッカアームに設けられ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. 支持軸に揺動自在に軸支され、揺動動作に伴って吸気バルブを開閉動作させるロッカアームと、
   前記ロッカアームに中間部が回転軸で揺動自在に軸支され、前記回転軸を挟む位置に第１接触部と第２接触部とを有する揺動アームと、
   前記第１接触部の近傍に配置されたカム軸に固定され、前記第１接触部に接触して前記吸気バルブのリフトを可能とするカムと、
   前記第２接触部に接触する出没部を有し、
   作動油により容積変化して該容積変化に応じて前記出没部を出没駆動させる油圧室を備えた油圧アクチュエータと、
   前記油圧室と連通し前記作動油の流通が可能なオイルリリーフ通路と、
   前記オイルリリーフ通路の開閉を行うソレノイドバルブと、
   前記ロッカアームに設けられた被検出部との距離を検出するギャップセンサと、
   前記カムのカム山によって前記吸気バルブがリフトしている間に、前記ギャップセンサの出力信号に基づいて前記ソレノイドバルブを駆動させ、前記オイルリリーフ通路を開放して前記油圧室の容積を縮小して前記出没部を後退させることにより、前記吸気バルブを閉じきる直前までの任意のタイミングで、前記吸気バルブの最大リフトが選択された場合よりも前記吸気バルブを速やかに閉じ動作させ、
   前記吸気バルブが閉じきる直前で、前記ギャップセンサの出力信号に基づいて前記ソレノイドバルブを駆動させ、前記オイルリリーフ通路を閉じることにより、前記油圧室と前記オイルリリーフ通路内の作動油を封止させる制御部と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記油圧アクチュエータは、オイル供給通路を介して前記油圧室へ作動油を供給するオイルポンプと、作動油が前記油圧室から前記オイルポンプ側へ逆流することを防止するチェックバルブと、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記油圧アクチュエータは、前記出没部を前記第２接触部に押圧する方向に付勢するリターンスプリングを備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記オイルリリーフ通路における前記ソレノイドバルブで開閉される位置に対して前記油圧室の反対側の通路に、加圧された作動油を貯えるアキュームレータが接続され、前記アキュームレータにオイルリリーフ孔が形成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
   

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