JP6090230B2 - 内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変動弁装置に関する。
内燃機関の複数の可動部を潤滑するための潤滑油路がロッカシャフト内に形成され、この潤滑油路からラッシュアジャスタ内に油圧が供給される場合がある。
また、特許文献１には、複数のロッカアームの連結、非連結を切り替えるピンに油圧を作用させる油路を介してラッシュアジャスタ内に油圧を供給する。特許文献２、３にはこのような技術に関連した技術が開示されている。
特開２００８−２３２０７８号公報 特開２００９−２６４２００号公報 特開２０１０−２７５９６０号公報
例えば、ロッカシャフト内の潤滑油路を介してラッシュアジャスタ内に油圧を供給すると、潤滑油路内の油圧は比較的小さいため、例えば内燃機関の始動時にラッシュアジャスタ内の油圧が所望の油圧にまで上昇するのに期間を要する恐れがある。このため、内燃機関の始動時にはラッシュアジャスタが適切に機能せずに、バルブクリアランスが発生して騒音や振動が悪化する恐れがある。
また、例えば特許文献１の技術では、ピンに作用する油圧を低下させて複数のロッカアームの連結、非連結を切り替える際に、ラッシュアジャスタ内の油圧も低下する恐れがある。これにより、ラッシュアジャスタが適切に機能せずに、騒音や振動が悪化する恐れがある。
本発明は、ラッシュアジャスタ内への油圧の供給を確保した内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
上記目的は、隣接した第１及び第２ロッカアーム、前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカム、前記第１及び第２ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフト、前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピン、前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材、前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路、前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタ、前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向に油圧を供給可能であり前記ラッシュアジャスタ内にも油圧を供給可能な供給油路、を含む可変動弁装置と、前記潤滑油路、前記切替油路、及び前記供給油路に油圧を供給可能な油圧ポンプと、前記切替油路及び前記供給油路内の油圧を調整可能な油圧制御弁と、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を常時前記供給油路に供給するように前記油圧制御弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記内燃機関が所定期間を超えて停止した後に始動してから前記ラッシュアジャスタ内の油圧が上昇するのに必要な期間が経過するまで、前記切替油路内の油圧の上昇を禁止する、内燃機関の制御装置によって達成できる。また、上記目的は、隣接した第１及び第２ロッカアームと、前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカムと、前記第１及び第２ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフトと、前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピンと、前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材と、前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路と、前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタと、前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を前記ピンに対して前記付勢部材の付勢方向に常時供給しつつ前記ラッシュアジャスタ内にも常時油圧を供給する供給油路と、を備え、前記内燃機関が所定期間を超えて停止した後に始動してから前記ラッシュアジャスタ内の油圧が上昇するのに必要な期間が経過するまで、前記切替油路内の油圧の上昇が禁止される、内燃機関の可変動弁装置によっても達成できる。
内燃機関の駆動中では、潤滑油路内の油圧よりも高い油圧が常時供給される供給油路を介してラッシュアジャスタ内にも油圧が常時供給される。このため、ラッシュアジャスタ内への油圧の供給を確保できる。
上記目的は、隣接した第１及び第２ロッカアーム、前記第１及び第２ロッカアームに挟まれた第３ロッカアーム、前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカム、前記第１、第２、及び第３ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフト、前記第３ロッカアームを通過せずに前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピン、前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材、前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路、前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタ、前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向に油圧を供給可能であり前記ラッシュアジャスタ内にも油圧を供給可能な供給油路、含む可変動弁装置と、前記潤滑油路、前記切替油路、及び前記供給油路に油圧を供給可能な油圧ポンプと、前記切替油路及び前記供給油路内の油圧を調整可能な油圧制御弁と、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を常時前記供給油路に供給するように前記油圧制御弁を制御する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によっても達成できる。また、上記目的は、隣接した第１及び第２ロッカアームと、前記第１及び第２ロッカアームに挟まれた第３ロッカアームと、前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカムと、前記第１、第２、及び第３ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフトと、前記第３ロッカアームを通過せずに前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピンと、前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材と、前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路と、前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタと、前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を前記ピンに対して前記付勢部材の付勢方向に常時供給しつつ前記ラッシュアジャスタ内にも常時油圧を供給する供給油路と、を備えた内燃機関の可変動弁装置によっても達成できる。
内燃機関の駆動中では、潤滑油路内の油圧よりも高い油圧が常時供給される供給油路を介してラッシュアジャスタ内にも油圧が常時供給される。このため、ラッシュアジャスタ内への油圧の供給を確保できる。
前記内燃機関が所定期間を超えて停止した後に始動してから前記ラッシュアジャスタ内の油圧が上昇するのに必要な期間が経過するまで、前記切替油路内の油圧の上昇が禁止される、構成であってもよい。
本発明によれば、ラッシュアジャスタ内への油圧の供給を確保した内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変動弁装置を提供できる。
エンジンシステムの説明図である。 エンジンの説明図である。 可変動弁装置の説明図である。 連結機構と油路の説明図である。 ユニットの側面の部分断面図である。 カムの切替の説明図である。 カムの切替禁止制御の一例を示したフローチャートである。
図１は、実施例に係るエンジンシステム１の説明図である。エンジンシステム１は、内燃機関であるエンジン５０、エンジン５０に接続された吸気通路１３及び排気通路２１、を備えている。エンジン５０は、４つの気筒５１ａを備えた４気筒エンジンであり、４つの気筒５１ａのそれぞれに直接燃料を噴射する４つの燃料噴射弁５６、を備えている。しかしながらエンジンの気筒数はこれに限定されず、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、又はその他のエンジンであってもよい。
吸気通路１３は、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１１、ターボチャージャ３０のコンプレッサ、吸気を冷却するインタークーラ１２が設けられている。排気通路２１には、ターボチャージャ３０の排気タービン、排気ガスを浄化する触媒２２が設けられている。吸気通路１３と排気通路２１との間に、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路４１が接続されている。ＥＧＲ通路４１には、ＥＧＲクーラ４２、ＥＧＲバルブ４３が設けられている。
ＥＣＵ７０は、エンジンシステム１の全体制御を行う。ＥＣＵ７０は、図示せぬＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成されるコンピュータである。ＥＣＵ７０は、エアフロメータ１１、ＥＧＲバルブ４３、クランク角度θを検出するためのクランク角センサ９１、エンジン５０に対する加速要求を行うアクセル開度センサ９２、が電気的に接続されている。ＥＣＵ７０は、制御部の一例である。
図２は、エンジン５０の説明図である。エンジン５０は、シリンダブロック５１、シリンダヘッド５２、ピストン５３、吸気弁５４、排気弁５５、燃料噴射弁５６、可変動弁装置６０等を備えている。シリンダブロック５１には気筒５１ａが形成されている。気筒５１ａ毎に、ピストン５３、吸気弁５４、排気弁５５、燃料噴射弁５６が設けられている。ピストン５３は、気筒５１ａ内に収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室Ｅはシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２およびピストン５３に囲まれた空間として形成されている。
シリンダヘッド５２には、吸気弁５４によって開閉され燃焼室Ｅに吸気を導入する吸気ポート５２ａ、排気弁５５によって開閉され燃焼室Ｅから排気ガスを排気する排気ポート５２ｂが形成されている。尚、本実施例では、一つの気筒５１ａに対して、２つの吸気ポート５２ａ、２つの排気ポート５２ｂが設けられ、同様に２つの吸気弁５４、２つの排気弁５５が設けられている。燃料噴射弁５６はシリンダヘッド５２に設けられており、燃焼室Ｅに燃料を噴射する。
図３は、可変動弁装置６０の説明図である。可変動弁装置６０はシリンダヘッド５２に設けられている。可変動弁装置６０は、カムＣａ〜Ｃｃが固定された吸気カムシャフト６５、シリンダヘッド５２に固定されたロッカシャフト６４、ロッカシャフト６４に揺動可能に支持されたロッカアーム６３ａ〜６３ｃを備えている。ロッカアーム６３ａ〜６３ｃはユニットＵを構成し、ユニットＵは気筒５１ａ毎に設けられている。同様に、３つのカムＣａ〜Ｃｃも気筒５１ａ毎に設けられ、気筒５１ａ毎に設けられた吸気弁５４の駆動に用いられる。ロッカアーム６３ａ〜６３ｃには、それぞれカムＣａ〜Ｃｃが接触可能なローラ６１ａ〜６１ｃが形成されている。ローラ６１ａ〜６１ｃは、ロッカシャフト６４に回転可能に支持されている。ロッカアーム６３ａ〜６３ｃは、それぞれ個別に揺動可能である。カムシャフト６５、ロッカシャフト６４は互いに並行であり、軸方向にカムＣｂ、Ｃａ、Ｃｃの順に並び、同様に軸方向にロッカアーム６３ｂ、６３ａ、６３ｃの順に並んでいる。従って、ロッカアーム６３ａはロッカアーム６３ｂ、６３ｃ間に挟まれている。
ロッカアーム６３ｂ、６３ｃは、それぞれ吸気弁５４を駆動するが、ロッカアーム６３ａは吸気弁５４には接触しない。ロッカアーム６３ｂ、６３ｃの先端には、それぞれラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃが設けられている。ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃは、吸気弁５４とのクリアランスをゼロに維持するためのものであり、それぞれ、２つの吸気弁５４の軸の上端に接触している。ロッカアーム６３ｂ、６３ｃは、基端側で互いに接触している。ロッカアーム６３ｂ、６３ｃは、それぞれ第１及び第２ロッカアームの一例である。
ロッカアーム６３ｂ、６３ｃには、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃの連結、非連結を切り替えるための連結機構６３１が形成されている。連結機構６３１は、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃが互いに接触している部分に形成されている。連結状態では、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃは一体的に揺動する。また、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃには、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃの連結、非連結を切り替えるための連結機構６３２を備えている。連結状態では、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃが一体に揺動する。連結機構６３１、６３２はともに油圧式である。詳しくは後述する。
図４は、連結機構６３１、６３２と油路の説明図である。連結機構６３１は、穴Ｈ１１、Ｈ１２、ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２、スプリングＳｐ１を備えている。穴Ｈ１１、Ｈ１２はそれぞれロッカアーム６３ｂ、６３ｃに形成され、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃが揺動していない状態で軸方向に並び、それぞれ有底円筒状であり同一の内径を有している。
ピンＰｎ１１は、穴Ｈ１１、Ｈ１２内を摺動可能に保持され、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃ間を進退可能である。ピンＰｎ１２は穴Ｈ１２内に摺動可能に保持される。ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２は円柱状であり同一の外径を有している。
穴Ｈ１１の底部とピンＰｎ１１と間にはスプリング室Ｇ１１が形成されている。スプリングＳｐ１はスプリング室Ｇ１１に設けられ、ピンＰｎ１１をロッカアーム６３ｃ側に付勢する。穴Ｈ１２の底部とピンＰｎ１２との間には油圧室Ｇ１２が形成されている。
油路Ｒ１１は、ロッカシャフト６４、ロッカアーム６３ｂ内を通過しスプリング室Ｇ１１に連通している。油路Ｒ１２は、ロッカシャフト６４、ロッカアーム６３ｃ内を通過し油圧室Ｇ１２に連通している。油路Ｒ１１には、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃ内にそれぞれ形成された油路Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃに連通している。図５は、ユニットＵの側面の部分断面図である。油路Ｒ１１に連通した油路Ｒ３ｃに連通し、油路Ｒ３ｃはロッカアーム６３ｃに連通している。油路Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃについては後述する。
油路Ｒ１１、Ｒ１２は、エンジン５０側に形成されたメインギャラリに連通している。油路Ｒ１１、Ｒ１２にはＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）８１が設けられており、ＯＣＶ８１はＥＣＵ７０からの指示に応じて油路Ｒ１１、Ｒ１２内の油圧を制御する。ＥＣＵ７０はエンジン５０が駆動中ではＯＣＶ８１を制御して常時油路Ｒ１１内に油圧を供給してスプリング室Ｇ１１内に一定の油圧を供給する。スプリング室Ｇ１１内に供給された油圧はピンＰｎ１１に対してスプリングＳｐ１の付勢方向と同じ方向に作用する。またＥＣＵ７０は、所定の条件成立時にＯＣＶ８１を制御して油圧室Ｇ１２内に油圧を供給する。油圧室Ｇ１２内に供給された油圧はピンＰｎ１１に対してスプリングＳｐ１の付勢方向とは逆方向に作用する。ＯＣＶ８１は、油圧制御弁の一例である。スプリングＳｐ１は、付勢部材の一例である。
油圧室Ｇ１２内に油圧が供給されていない状態では、スプリングＳｐ１の付勢力及びスプリング室Ｇ１１内に供給された油圧により、ピンＰｎ１１はロッカアーム６３ｃ側に付勢されてピンＰｎ１２を押圧し、ピンＰｎ１２は穴Ｈ１２の底部に押付けられる。この状態で、ピンＰｎ１２は穴Ｈ１２内に保持されるが、ピンＰｎ１１は、穴Ｈ１１、Ｈ１２の双方に係合する。このため、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃが連結されて個別に揺動することが規制される。
ＯＣＶ８１が制御されて油路Ｒ１２から油圧室Ｇ１２内に油圧が供給されると、スプリング室Ｇ１１内の油圧及びスプリングＳｐ１の付勢力に抗して、ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２がロッカアーム６３ｂ側に移動する。これにより、ピンＰｎ１１は穴Ｈ１２から離脱する。これにより、ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２はそれぞれ穴Ｈ１１、Ｈ１２に保持され、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃの連結が解除され個別に揺動が可能となる。油路Ｒ１２は、切替油路の一例である。
ＯＣＶ８１が制御されて油圧室Ｇ１２内への油圧の供給が停止されると、油圧室Ｇ１２内の油圧は低下する。これにより、スプリング室Ｇ１１内の油圧及びスプリングＳｐ１の付勢力に従ってピンＰｎ１１、Ｐｎ１２はロッカアーム６３ｃ側に押付けられ、ピンＰｎ１１は穴Ｈ１１、Ｈ１２の双方に係合する。このようにして、再びロッカアーム６３ｂ、６３ｃが連結される。従って、非連結状態から連結状態への切替の際には、スプリングＳｐ１の付勢力のみならずスプリング室Ｇ１１内の油圧も、ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２の移動を補助する。このため、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃの非連結から連結への切替の応答性の低下が抑制されている。
連結機構６３２は、穴Ｈ２１〜Ｈ２３、ピンＰｎ２１〜Ｐｎ２３、スプリングＳｐ２を備えている。穴Ｈ２１〜Ｈ２３は、それぞれ、ロッカアーム６３ｂ、６３ａ、６３ｃに設けられ、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃが揺動していない状態で軸方向に並び、同一の内径を有している。穴Ｈ２１、Ｈ２３は有底円筒状であり、穴Ｈ２２はロッカアーム６３ａを貫通した円筒状である。
ピンＰｎ２１は、穴Ｈ２１、Ｈ２２内を摺動可能に保持される。ピンＰｎ２２は、穴Ｈ２２、Ｈ２３内を摺動可能に保持される。ピンＰｎ２３は、穴Ｈ２３内を摺動可能に保持される。ピンＰｎ２１、Ｐｎ２２、Ｐｎ２３は円柱状であり同一の外径を有している。
穴Ｈ２１の底部とピンＰｎ２１との間には油圧室Ｇ２１が形成されている。穴Ｈ２３の底部とピンＰｎ２３との間にはスプリング室Ｇ２２が形成されている。スプリングＳｐ２はスプリング室Ｇ２２に設けられ、ピンＰｎ２３をロッカアーム６３ａ側に付勢する。
油路Ｒ２は、ロッカシャフト６４、ロッカアーム６３ｂ内を通過して油圧室Ｇ２１に連通している。また、油路Ｒ２は、上述したメインギャラリに連通している。油路Ｒ２上には、ＯＣＶ８２が設けられており、ＯＣＶ８２はＥＣＵ７０からの指令に応じて油路Ｒ２内の油圧を制御する。具体的には、ＥＣＵ７０は所定の条件成立時にＯＣＶ８２を制御して油圧室Ｇ２１内に油圧を供給する。油圧室Ｇ２１内に供給された油圧はピンＰｎ２１に対してスプリングＳｐ２の付勢方向とは逆方向に作用する。
油圧室Ｇ２１内に油圧が供給されていない状態では、ピンＰｎ２１〜Ｐｎ２３はスプリングＳｐ２の付勢力に抗するような移動は規制されそれぞれ穴Ｈ２１〜Ｈ２３に保持される。このため、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃは互いに個別に揺動可能な非連結となる。
ＯＣＶ８２が制御されて油圧室Ｇ２１内に油圧が供給されると、スプリングＳｐ２の付勢力に抗してピンＰｎ２１〜Ｐｎ２３がロッカアーム６３ｃ側に移動する。これにより、ピンＰｎ２１は穴Ｈ２１、Ｈ２２に係合し、ピンＰｎ２２が穴Ｈ２２、Ｈ２３に係合する。これにより、ピンＰｎ２１はロッカアーム６３ｂ、６３ａを連結し、ピンＰｎ２２はロッカアーム６３ａ、６３ｃを連結する。従って、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃが連結されて個別に揺動することが規制される。
ＯＣＶ８２が制御されて油圧室Ｇ２１内の油圧の供給が停止して油圧が低下すると、スプリングＳｐ２の付勢力によりピンＰｎ２１〜Ｐｎ２３はロッカアーム６３ｂ側に移動する。これにより、ピンＰｎ２１〜Ｐｎ２３はそれぞれ穴Ｈ２１〜Ｈ２３に保持され、再びロッカアーム６３ａ〜６３ｃが非連結状態となる。
油路ＲＬは、ロッカシャフト６４内を通過してエンジン５０の各可動部の潤滑用に油を供給する。油路ＲＬは、シリンダヘッド５２内に形成された油路に連通している。油路ＲＬを流れる油は、例えばカムシャワーパイプなどに供給されてカムシャフトとシリンダヘッドの間の潤滑に用いられる。油路ＲＬを流れる油は、オリフィスＦによってその流量が絞られている。油路ＲＬを流れる油は、潤滑を目的としているため大きな流量は必要としないからである。従って、油路ＲＬ内の油圧は、油路Ｒ１１の油圧よりも低く、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃを非連結状態へ切り替える際の油路Ｒ１２内の油圧よりも低く、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃを連結状態へ切り替える際の油路Ｒ２内の油圧よりも低い。尚、油路Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２、ＲＬへの油は油圧ポンプＰにより搬送される。油圧ポンプＰは、エンジン５０の駆動を動力源とする機械式であるが電動式であってもよい。
図６（ａ）〜６（ｃ）はカムの切替の説明図である。図６（ａ）〜６（ｃ）は、それぞれカムＣｂを使用する場合、カムＣｂ、Ｃｃを使用する場合、カムＣａを使用する場合を示す。図６（ａ）〜６（ｃ）では、ユニットＵとカムシャフト６５とリフト曲線Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃとを示す。
カムＣａ〜Ｃｃは互いに異なるカムプロフィールを有している。リフト曲線Ｌａ〜Ｌｃが示すように、カムＣａによる吸気弁５４のリフト量が最も大きく、カムＣｃによる吸気弁５４のリフト量が最も小さい。また、カムＣａによる吸気弁５４の作用角が最も大きく、カムＣｃによる吸気弁５４の作用角が最も小さい。図６（ａ）〜６（ｃ）に示すように、リフト曲線Ｌａ内にリフト曲線Ｌｂが含まれ、リフト曲線Ｌｂ内にリフト曲線Ｌｃが含まれる。
図６（ａ）では、連結機構６３１でロッカアーム６３ｂ、６３ｃを連結し、連結機構６３２はロッカアーム６３ａ〜６３ｃを非連結にする。この場合、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃは一体に揺動するが、ロッカアーム６３ａは単独で揺動する。ここで、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃにはそれぞれカムＣｂ、Ｃｃが対応するが、上述したようにカムＣｂによる吸気弁５４の作用角及びリフト量は、カムＣｃによる吸気弁５４の作用角及びリフト量よりも大きい。このため、カムＣｂによりロッカアーム６３ｂ、６３ｃが揺動され、２つの吸気弁５４はリフト曲線Ｌｂのようにリフトする。
また、図６（ｂ）では、連結機構６３１ではロッカアーム６３ｂ、６３ｃを非連結にし、連結機構６３２はロッカアーム６３ａ〜６３ｃを非連結にする。この場合、ロッカアーム６３ａ〜６３ｃは全て個別に揺動する。このため、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃはそれぞれカムＣｂ、Ｃｃにより揺動される。このためロッカアーム６３ｂにより駆動される吸気弁５４はリフト曲線Ｌｂのようにリフトされ、ロッカアーム６３ｃにより駆動される吸気弁５４はリフト曲線Ｌｃのようにリフトされる。
図６（ｃ）では、連結機構６３１ではロッカアーム６３ｂ、６３ｃを非連結にし、連結機構６３２はロッカアーム６３ａ〜６３ｃを連結する。この場合、カムＣａによる吸気弁５４の作用角及びリフト量が最も大きいため、カムＣａによりロッカアーム６３ａ〜６３ｃは一体に揺動される。このため、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃによりそれぞれ駆動される２つの吸気弁５４は、リフト曲線Ｌａのようにリフトされる。
以上のように、ピンＰｎ１１、Ｐｎ１２、Ｐｎ２１〜Ｐｎ２３に作用する油圧を制御することにより、吸気弁５４をリフトさせるカムが切り替えられる。
図４、５に示すように、油路Ｒ１１に連通した油路Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃはそれぞれラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内に連通している。上述したようにスプリング室Ｇ１１に連通する油路Ｒ１１にはエンジン５０が駆動中には常時油圧が供給される。このため、油路Ｒ１１に連通した油路Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃを介してラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内にも常時油圧が供給される。これにより、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃに対するラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃの追従性を確保してバルブクリアランスをゼロに維持し、騒音や振動の増大が抑制される。油路Ｒ１１、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃは、供給油路の一例である。
例えば、油路ＲＬを介してラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内に油圧を供給することが考えられる。ここで、油路ＲＬを流れる油は潤滑用としてエンジン５０の各可動部に搬送されるので油路ＲＬ内の油圧は比較的小さい。これに対してラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃは、短期間で往復するロッカアーム６３ｂ、６３ｃの揺動に追従するために比較的大きな油圧を必要とする。このため、油路ＲＬを介してラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧を供給すると、例えばエンジン５０の始動時にラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が所望の油圧に至るまでに時間を要する恐れがある。これにより、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃの性能が低下してバルブクリアランスが生じ騒音や振動が増大する恐れがある。
この場合に、例えば油路ＲＬ内の油の流速を上昇させるために大型の油圧ポンプを採用することが考えられる。しかしながらこの場合には、エンジンシステム１全体が大型化する恐れがある。また、油圧ポンプが機械式の場合には、油圧ポンプはエンジン５０の動力に基づいて駆動するためエンジン５０の負荷が増大して燃費が悪化する恐れもある。また、油圧ポンプが電気式の場合においても、油圧ポンプの電力消費量が増大し、これに対応するようにエンジン５０の駆動による発電の要求量が増大して燃費が悪化する恐れもある。
本実施例では、エンジン５０が駆動中は油路ＲＬ内の油圧よりも高い油圧が油路Ｒ１１からラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃに常時供給される。このため、早期にラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧を上昇させて騒音や振動の増大を抑制でき、またエンジンシステム１全体の大型化を抑制でき、燃費の悪化を抑制できる。
また、上述したように油路Ｒ１１は、スプリングＳｐ１の付勢方向と同一方向にピンＰｎ１１に油圧を作用させることにより、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃの非連結状態から連結状態への切り替えの応答性の低下を抑制している。本実施例では、切り替えの応答性の低下の抑制のために設けられエンジン５０の駆動中は常時油圧が供給される油路Ｒ１１に、油路Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃを連通させてラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内に油圧を供給する。これにより、油路Ｒ１１とは個別にロッカシャフト６４、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃ内に油路を設けてラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内に油圧を供給する場合と比較して、ロッカシャフト６４内の油路の構成が簡易である。
また、例えば油圧を低下させてピンによる連結、非連結を切り替えるための油路を介して、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内に油圧を供給することが考えられる。この場合、油路内の油圧の低下により、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧も低下しバルブクリアランスが生じて騒音や振動が増大する恐れがある。本実施例ではエンジン５０が駆動中には常時油圧が供給される油路Ｒ１１からラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃに油圧が供給される。このため、上記のような問題の発生を抑制できる。
次に、ＥＣＵ７０が実行するカムの切替禁止制御について説明する。図７は、カムの切替禁止制御の一例を示したフローチャートである。図７に示すように、ＥＣＵ７０は、エンジン５０の停止期間が所定期間を超えたか否かを判定する（ステップＳ１）。例えばＥＣＵ７０は、イグニッションスイッチがオフにされてエンジン５０が停止してからカウントする値に基づいて上記判定を行う。所定期間とは、エンジン５０が停止してラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が大きく低下した期間を意味する。エンジン５０が停止すると油圧ポンプＰも停止するため、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内には新たに油は供給されず、時間の経過とともにラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油が外部に漏れるからである。例えば、所定期間は、エンジン５０が停止してからラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が略ゼロに至った期間である。ステップＳ１で否定判定の場合、ＥＣＵ７０は再度ステップＳ１の処理を実行する。
ステップＳ１で肯定判定の場合、ＥＣＵ７０はエンジン５０が始動したか否かを判定する（ステップＳ２）。例えばＥＣＵ７０は、イグニッションスイッチからの出力信号に基づいて上記判定をする。否定判定の場合にはＥＣＵ７０は再度ステップＳ１の処理を実行する。
ステップＳ２で肯定判定の場合、ＥＣＵ７０はカムの切替要求がある否かを判定する（ステップＳ３）。カムの切替要求は、エンジン５０の運転状態、即ち、エンジン回転数及び負荷に応じて要求される。尚、エンジン５０の始動時では、図６（ａ）に示したようにカムＣｂによって吸気弁５４が駆動される。否定判定の場合にはＥＣＵ７０は再度ステップＳ３の処理を実行する。
ステップＳ３で肯定判定の場合、ＥＣＵ７０はエンジン５０の始動から一定期間経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。例えばＥＣＵ７０は、エンジン５０の始動からカウントした値に基づいて上記判定を行う。否定判定の場合、ＥＣＵ７０はカム切替を禁止し（ステップＳ５）、再度ステップＳ４の処理を実行する。肯定判定の場合には、ＥＣＵ７０はカム切替を実行する（ステップＳ６）。即ち、ＥＣＵ７０は、エンジン５０の始動から一定期間経過するまで、カムの切替要求があった場合であってもカムの切替を禁止する。
一定期間とは、エンジン５０が所定期間を超えて停止した後に始動してから、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が上昇するのに必要な期間である。即ち、エンジン５０が始動してからラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が上昇するまでは、カムの切替は禁止される。この間にカムの切替を実行すると、上述したようにカムの切替には油を使用するため、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が上昇するまでの期間が延びる恐れがある。これにより、エンジン５０の始動時にラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃが適切に機能せずに騒音や振動が悪化する恐れがある。
本実施例では、エンジン５０を始動してから一定期間は、油圧室Ｇ１２、油圧室Ｇ２１へ油を供給せずにカムの切替を禁止して、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧を上昇させることを優先させる。これにより、早期にラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧を上昇ささて、エンジン５０の始動時での騒音や振動の悪化を抑制できる。
尚、ステップＳ１の制御の代わりに、例えばＥＣＵ７０は、メインギャラリの油圧が所定値以下か否かを判定してもよい。この場合、メインギャラリの油圧が所定値以下の場合には、エンジン５０の停止期間が所定期間を超えているものとして判定してもよい。メインギャラリの油圧はメインギャラリに設けられた油圧センサからの出力値によってＥＣＵ７０が判定する。
尚、ステップＳ４の制御の代わりに、例えばＥＣＵ７０は、エンジン回転数に基づいてエンジン５０のアイドル運転状態が安定したか否かを判定してもよい。この場合、アイドル運転状態が安定していない場合にカムの切替を禁止し、安定した場合にカムの切替を実行する。アイドル運転状態が安定した場合には、既にラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧は所望の油圧に至っていると考えられるからである。
また、例えば、予め実験によりエンジン５０の始動時からラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃ内の油圧が上昇するまでの期間を算出し、この期間をステップＳ４での一定期間として用いてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本実施例では、一つの気筒５１ａに対して３つのロッカアーム６３ａ〜６３ｃ、３つのカムＣａ〜Ｃｃが設けられているがこれに限定されない。例えば、ロッカアーム６３ａ、カムＣａ、連結機構６３２は設けられていなくてもよい。即ち、カムプロフィールが異なる２つのカムＣｂ、Ｃｃにより２つのロッカアーム６３ｂ、６３ｃをそれぞれ駆動する構成であってもよい。この場合、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃが連結状態では、２つの吸気弁５４は図６（ａ）に示したようにリフト曲線Ｌｂのようにリフトする。非連結状態では、図６（ｂ）に示したように、一方の吸気弁５４はリフト曲線Ｌｂのようにリフトし、他方の吸気弁５４はリフト曲線Ｌｃのようにリフトする。また、単一のカムにより、２つのロッカアーム６３ｂ、６３ｃの一方のみを駆動する構成であってもよい。この場合、ロッカアーム６３ｂ、６３ｃが連結状態では単一のカムによりロッカアーム６３ｂ、６３ｃを介して２つの吸気弁５４が駆動される。これに対して、非連結状態ではロッカアーム６３ｂ、６３ｃの一方がカムにより駆動され他方は停止状態が維持され、２つの吸気弁５４の一方のみが駆動される。
上記の可変動弁装置６０を排気弁５５側に設けてもよいし、吸気弁５４、排気弁５５の双方に設けてもよい。
油路Ｒ１１、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃを介して２つのラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃに油圧が供給されるがこれに限定されない。例えば、油路Ｒ１１とラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃの何れか一方とを連通する油路を形成して、ラッシュアジャスタ６２ｂ、６２ｃの一方に油路Ｒ１１から油圧を供給し、他方には油路ＲＬを介して供給してもよい。
ラッシュアジャスタは、シリンダヘッドに固定されており、バルブに接触するロッカアームの先端側とは逆側の基端側を支持するものであってもよい。
５０ エンジン（内燃機関）
６０ 可変動弁装置
６３ａ〜６３ｃ ロッカアーム
６４ ロッカシャフト
６３１、６３２ 連結機構
７０ ＥＣＵ（制御部）
Ｃａ〜Ｃｃ カム
Ｐｎ１１、Ｐｎ１２ ピン
Ｓｐ１ スプリング（付勢部材）
Ｒ１１、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ 油路（供給油路）
Ｒ１２ 油路（切替油路）
８１ ＯＣＶ（油圧制御弁）

Claims (4)

  1. 隣接した第１及び第２ロッカアーム、
    前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカム、
    前記第１及び第２ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフト、
    前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピン、
    前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材、
    前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路、
    前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタ、
    前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向に油圧を供給可能であり前記ラッシュアジャスタ内にも油圧を供給可能な供給油路、
    を含む可変動弁装置と、
    前記潤滑油路、前記切替油路、及び前記供給油路に油圧を供給可能な油圧ポンプと、
    前記切替油路及び前記供給油路内の油圧を調整可能な油圧制御弁と、
    内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を常時前記供給油路に供給するように前記油圧制御弁を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記内燃機関が所定期間を超えて停止した後に始動してから前記ラッシュアジャスタ内の油圧が上昇するのに必要な期間が経過するまで、前記切替油路内の油圧の上昇を禁止する、内燃機関の制御装置。
  2. 隣接した第１及び第２ロッカアームと、
    前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカムと、
    前記第１及び第２ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフトと、
    前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピンと、
    前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材と、
    前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路と、
    前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタと、
    前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を前記ピンに対して前記付勢部材の付勢方向に常時供給しつつ前記ラッシュアジャスタ内にも常時油圧を供給する供給油路と、を備え、
    前記内燃機関が所定期間を超えて停止した後に始動してから前記ラッシュアジャスタ内の油圧が上昇するのに必要な期間が経過するまで、前記切替油路内の油圧の上昇が禁止される、内燃機関の可変動弁装置。
  3. 隣接した第１及び第２ロッカアーム、
    前記第１及び第２ロッカアームに挟まれた第３ロッカアーム、
    前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカム、
    前記第１、第２、及び第３ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフト、
    前記第３ロッカアームを通過せずに前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピン、
    前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材、
    前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路、
    前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタ、
    前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向に油圧を供給可能であり前記ラッシュアジャスタ内にも油圧を供給可能な供給油路、
    を含む可変動弁装置と、
    前記潤滑油路、前記切替油路、及び前記供給油路に油圧を供給可能な油圧ポンプと、
    前記切替油路及び前記供給油路内の油圧を調整可能な油圧制御弁と、
    内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を常時前記供給油路に供給するように前記油圧制御弁を制御する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。
  4. 隣接した第１及び第２ロッカアームと、
    前記第１及び第２ロッカアームに挟まれた第３ロッカアームと、
    前記第１及び第２ロッカアームの一方を駆動するカムと、
    前記第１、第２、及び第３ロッカアームを支持し、潤滑油路が形成されたロッカシャフトと、
    前記第３ロッカアームを通過せずに前記第１及び第２ロッカアーム間を進退して連結、非連結を切り替えるピンと、
    前記第２ロッカアーム側に前記ピンを付勢する付勢部材と、
    前記第２ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ前記ピンに前記付勢部材の付勢方向とは逆方向に油圧を供給可能な切替油路と、
    前記第１及び第２ロッカアームの少なくとも一方に設けられたラッシュアジャスタと、
    前記第１ロッカアーム及び前記ロッカシャフトに設けられ、内燃機関の駆動中に前記潤滑油路内の油圧よりも高い油圧を前記ピンに対して前記付勢部材の付勢方向に常時供給しつつ前記ラッシュアジャスタ内にも常時油圧を供給する供給油路と、を備えた内燃機関の可変動弁装置。
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