JP7020235B2 - 内燃機関のデコンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関のデコンプ装置に関し、詳しくは、少なくとも圧縮行程において吸気バルブ又は排気バルブを若干開くことによって、燃焼室内の圧縮圧力を解放するデコンプ装置に関する。

内燃機関の燃焼室内の圧縮圧力を解放するデコンプ装置（減圧装置とも呼ばれる）が知られている。デコンプ装置は、例えば、内燃機関の始動時の圧縮トルクを低減することによって始動性を向上させるために用いられる。特開２０１６－０１７５０５号公報には、バルブを作動させるロッカーアームをラッシュアジャスタで支持する動弁機構を利用したデコンプ装置が開示されている。このデコンプ装置は、カムによってラッシュアジャスタの底を持ち上げることで、ロッカーアームの支点を上方、すなわち、バルブが開く側に移動させ、それによりバルブを開状態に維持するように構成されている。

特開２０１６－０１７５０５号公報

ラッシュアジャスタのプランジャには、ロッカーアームを介してバルブスプリングの反力が作用する。この反力は、プランジャとロッカーアームとの接触部分、すなわち、ロッカーアームの支点が上方に移動するほど大きくなる。プランジャに作用するバルブスプリングの反力が大きい場合、その反力によりプランジャが押されることで、プランジャとハウジングとの隙間からオイルが漏れて徐々にプランジャが押し下げられていく。この現象はプランジャのリークダウンと呼ばれている。

上記公報に記載のデコンプ装置では、カムによってラッシュアジャスタの底を持ち上げている間にプランジャのリークダウンが起きるおそれがある。プランジャのリークダウンが起きた場合、ロッカーアームの支点が下方に移動することによって、圧縮行程でのバルブの最小リフト量が減少したり、バルブが完全に閉じたりする。つまり、上記公報に記載のデコンプ装置では、バルブを長期間開状態に維持することは難しく、デコンプ期間が長くなるにつれて所望のデコンプ効果が得られなくなるおそれがある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、バルブを長期間開状態に維持することができる内燃機関のデコンプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関のデコンプ装置は、カムから駆動力を受けてバルブを開方向に作動させるロッカーアームと、バルブに対して閉方向に反力を作用させるバルブスプリングと、ロッカーアームの支点をなすラッシュアジャスタとを含む動弁機構を有する内燃機関に設けられるデコンプ装置である。本発明に係る内燃機関のデコンプ装置は、位置決め部材と、位置決め部材を動かすアクチュエータとを備える。位置決め部材は、ロッカーアームがバルブを開く方向に傾いたときに、ロッカーアームのラッシュアジャスタにより支持されている側の端部（以下、単にロッカーアームの端部という）の揺動範囲に差し込まれる部材である。位置決め部材は、ロッカーアームがバルブを閉じる方向に傾いたときに、ロッカーアームの端部に当接することによって、ロッカーアームがバルブを完全に閉じる位置に戻るのを規制する。アクチュエータは、位置決め部材をロッカーアームの上記端部の揺動範囲に差し込む操作と、位置決め部材をロッカーアームの上記端部の揺動範囲から抜き出す操作とを実行する。

上記のごとく構成されたデコンプ装置によれば、バルブが開いているときに、ロッカーアームの端部の揺動範囲に位置決め部材が差し込まれ、これがロッカーアームの端部に当接することによって、位置決め部材とロッカーアームとの接触部分がロッカーアームの支点となる。つまり、ロッカーアームの支点は、ラッシュアジャスタとロッカーアームとの接触部分から、位置決め部材とロッカーアームとの接触部分へと移る。ロッカーアームの支点がラッシュアジャスタによって規定される場合、バルブスプリングからの反力によってプランジャのリークダウンが生じることで、ロッカーアームの支点は次第に下方へ変位していく。しかし、ロッカーアームの支点が位置決め部材によって規定される場合、ロッカーアームの支点は固定されるため、時間の経過によるバルブのデコンプリフト量（最小リフト量）の減少は防止される。つまり、上記のごとく構成されたデコンプ装置によれば、バルブを長期間開状態に維持することができる。

位置決め部材は、ロッカーアームの端部に当接する部位に平面部を備えてもよい。ロッカーアームと接触する部位が平面であることで、ロッカーアームと位置決め部材との間の接触圧を低減することができる。

位置決め部材は、ラッシュアジャスタのプランジャに係合するプランジャ係合部を備えてもよい。プランジャ係合部は、位置決め部材がロッカーアームの端部に当接したときにプランジャに係合してプランジャの軸方向の動きを拘束するように構成される。プランジャの軸方向の動きを拘束することにより、ロッカーアームが位置決め部材とロッカーアームとの接触部分を支点として揺動している間、プランジャがロッカーアームに向けて伸び上がることを抑えることができる。これにより、位置決め部材を抜き出すことによって、即座にデコンプ状態を解除することができる。

位置決め部材は、アクチュエータによりプランジャに向けて直線方向に駆動され、直線方向の先端にプランジャ係合部を備えてもよい。これによれば、位置決め部材をロッカーアームの端部の揺動範囲に差し込むことと、プランジャ係合部をプランジャに係合させることとを単純な１つの動作で実現することができる。

本発明に係る内燃機関のデコンプ装置は、位置決め部材を支持する支持部材を備えてもよい。支持部材は、位置決め部材のプランジャに向けた直線方向への移動をガイドするとともに、ロッカーアームを介して位置決め部材に作用するバルブスプリングの反力に抗して位置決め部材を支持する。このような支持部材を備えることで、位置決め部材を所望の位置に確実に差し込み、プランジャ係合部を確実にプランジャに係合させることができるとともに、バルブスプリングの反力に対する位置決め部材の剛性を高めることができる。

アクチュエータは、デコンプを開始する場合はソレノイドの力によって位置決め部材をプランジャに向けて駆動し、デコンプを継続する間はソレノイドへの通電を継続し、デコンプを終了する場合はソレノイドへの通電を停止してスプリングの反力によって位置決め部材を元の位置に戻すように構成されてもよい。さらに、アクチュエータは、ロッカーアームの姿勢が位置決め部材を揺動範囲に差し込むことが可能な姿勢になるよりも前にソレノイドへの通電を開始してもよい。また。アクチュエータは、デコンプを終了するサイクルにおいてバルブがリフトし始めるよりも前にソレノイドへの通電を停止してもよい。上記構成のアクチュエータによれば、厳密なタイミングの管理をせずとも、位置決め部材を所望の位置に差し込むことができ、また、位置決め部材を抜き出すことができる。

位置決め部材とアクチュエータとでアクチュエータユニットを構成してもよい。この場合、アクチュエータユニットは、気筒の上面視において、ロッカーアームの長手方向に対して位置決め部材の駆動方向が傾くように内燃機関に搭載されてもよい。内燃機関のバルブの付近には燃料噴射弁等の様々な部品が存在するが、上記構成によれば、これら他の部品との干渉を生じないようにアクチュエータユニットを搭載することができる。

以上述べたように、本発明に係る内燃機関のデコンプ装置によれば、ロッカーアームの端部の揺動範囲に位置決め部材を差し込み、ラッシュアジャスタとロッカーアームとの接触部分から、位置決め部材とロッカーアームとの接触部分へとロッカーアームの支点を移すことにより、ロッカーアームがバルブを完全に閉じる位置に戻るのを規制し、これによりバルブを長期間開状態に維持することができる。

本発明の実施の形態のデコンプ装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態のデコンプ装置のアクチュエータユニットの模式的な断面図である。 本発明の実施の形態のデコンプ装置のデコンプピンの斜視図である。 通常時とデコンプ時の各部材の係合状態を示す図である。 閉弁状態での動弁機構の状態とデコンプ装置の状態とを示す図である。 最大リフト状態での動弁機構の状態とデコンプピンの差し込み前のデコンプ装置の状態とを示す図である。 最大リフト状態での動弁機構の状態とデコンプピンの差し込み後のデコンプ装置の状態とを示す図である。 デコンプ状態での動弁機構の状態とデコンプ装置の状態とを示す図である。 本発明の実施の形態のデコンプ装置の作動に伴う動弁機構の動作を時系列に示す図である。 比較例のデコンプ装置の作動に伴う動弁機構の動作を時系列に示す図である。 デコンプ開始からデコンプ終了までの間のデコンプ装置に対する制御のタイムチャートである。 デコンプ開始時のデコンプ装置に対する制御について説明するための図である。 デコンプ終了時のデコンプ装置に対する制御について説明するための図である。 従来のエンジン車両におけるデコンプ開始時の制御のフローチャートである。 ハイブリッド車両におけるデコンプ開始時の制御のフローチャートである。 デコンプ終了時の制御のフローチャートである。 バルブの基線に対するアクチュエータユニットの搭載角度の例を示す平面図である。 シリンダヘッドへのアクチュエータユニットの搭載例を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．デコンプ装置の構成
本実施の形態のデコンプ装置が適用される内燃機関（以下、エンジンと表記する）には、例えば、火花点火式エンジンやディーゼルエンジンが含まれる。また、本実施の形態のデコンプ装置は、従来のエンジンのみならず、エンジンとモータとを組み合わせたハイブリッドシステム用のエンジンにも適用することができる。

図１は、本実施の形態のデコンプ装置を示す斜視図である。本実施の形態のデコンプ装置１０は、バルブ２を作動させる動弁機構１２に組み合わせられる。バルブ２は吸気バルブでもよいし排気バルブでもよい。動弁機構１２はロッカーアーム４を含む。ロッカーアーム４の両方の端部４ａ，４ｃのほぼ中央には、図示しないカムから駆動力を受けるロッカーローラ４ｂが設けられている。ロッカーローラ４ｂは、梃子としてのロッカーアーム４の力点をなす。

ロッカーアーム４の一方の端部４ｃには、バルブ２の軸の端部が当接している。バルブ２の軸の端部には、バルブスプリング６の反力をバルブ２に伝えるためのリテーナが固定されている。バルブスプリング６の反力は、バルブ２に対して閉方向、すなわち、ロッカーアーム４の端部４ｃを押し上げる方向に作用する。ロッカーアーム４の端部４ｃ、より詳しくは、端部４ｃとバルブ２との接触部分は、梃子としてのロッカーアーム４の作用点をなす。

ロッカーアーム４の他方の端部４ａは、ラッシュアジャスタ（Hydraulic Lash Adjuster, HLA）２０で支持されている。ロッカーアーム４の端部４ａ、より詳しくは、端部４ａとラッシュアジャスタ２０との接触部分は、梃子としてのロッカーアーム４の支点をなす。ラッシュアジャスタ２０の基本的な構造は従来のそれと同じである。ただし、詳細については後述するが、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ（図では端部４ａの影に隠れている）には、全周にわたって環状の溝２６が形成されている。

本実施の形態のデコンプ装置１０は、上記構成の動弁機構１２に対して作用するアクチュエータユニット３０を備える。アクチュエータユニット３０は、少なくともデコンプピン４０とソレノイド５０とピンガイド３２とが一体化された装置である。デコンプピン４０は、デコンプ時にロッカーアーム４の位置決めを行う位置決め部材である。ソレノイド５０は、デコンプピン４０をその軸方向に動作させるアクチュエータである。ピンガイド３２は、デコンプピン４０の軸方向への動きをガイドするとともに、デコンプピン４０に加わる横荷重に抗してデコンプピン４０を支持する支持部材である。

図２は、アクチュエータユニット３０の模式的な断面図である。図３は、アクチュエータユニット３０を構成するデコンプピン４０の斜視図である。ピンガイド３２は筒状であって、その内部にデコンプピン４０が収容されている。デコンプピン４０には、その軸方向に延びる溝４６が形成されている。この溝４６には、ピンガイド３２に固定された回り止めピン３４が挿入されている。溝４６に回り止めピン３４が係合することによって、デコンプピン４０は周方向の回転を拘束されている。

ピンガイド３２の端部にはソレノイド５０が取り付けられている。ソレノイド５０は、アーマチャー５４とアーマチャー５４を駆動する電磁コイル５２とを備える。電磁コイル５２に電圧を印加すると、アーマチャー５４の先端がピンガイド３２の内部に突き出し、デコンプピン４０をその先端の方向へ押し出す。電磁コイル５２に対する電圧の印加は図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）から行われる。

ピンガイド３２の内部には、デコンプピン４０とともにスプリング３６が収容されている。スプリング３６は、デコンプピン４０の末端に形成されたスプリング受け４８と、ピンガイド３２の内部に形成された段部３８との間で保持される。ソレノイド５０への通電によって先端方向へ押し出されたデコンプピン４０は、ソレノイド５０への通電が停止したとき、スプリング３６の反力によって元の位置へ押し戻される。なお、図３に描かれているスプリング受け４８の切り欠きは、エンジンより自然に入ってきたオイルを排出するための通路である。

デコンプピン４０は、その先端部から突き出したプランジャ係合部４２を備える。プランジャ係合部４２は円柱状であって、デコンプピン４０の本体部分よりも細い。プランジャ係合部４２は、ソレノイド５０によってピンガイド３２からデコンプピン４０が押し出されることで、前述のプランジャの溝２６（図１参照）に係合することができる。また、デコンプピン４０は、その先端部の上側に平面状のアーム支持部４４を備える。デコンプ時には、この平面状のアーム支持部４４においてロッカーアーム４の端部４ａが支持される。

２．デコンプ装置によるデコンプの仕組み
次に、本実施の形態のデコンプ装置１０によるデコンプの仕組みについて図４－図８を用いて詳しく説明する。まず、図４は、通常時とデコンプ時の各部材の係合状態を示す図である。図４に描かれている状態（Ａ）は、通常時の係合状態であり、状態（Ｂ）は、デコンプ時の係合状態である。

通常時は、状態（Ａ）に示すように、デコンプピン４０はピンガイド３２の中に収納されている。この状態では、デコンプピン４０は、ロッカーアーム４の端部４ａが揺動する揺動範囲の外側に位置し、ロッカーアーム４とは干渉しない。ゆえに、ロッカーアーム４は、その端部４ａをラッシュアジャスタ２０のプランジャ２２によって支持される。プランジャ２２は、ロッカーアーム４の端部４ａの動きに応じてケーシング２４に対して伸び縮みする。

一方、デコンプ時は、状態（Ｂ）に示すように、デコンプピン４０はピンガイド３２からラッシュアジャスタ２０のプランジャ２２に向けて突き出される。突き出されたデコンプピン４０は、ロッカーアーム４の端部４ａが揺動する揺動範囲に位置し、デコンプピン４０のアーム支持部４４にロッカーアーム４の端部４ａが当接する。この状態では、ロッカーアーム４は、その端部４ａをアーム支持部４４によって支持されることになる。アーム支持部４４によって支持されるときのロッカーアーム４の端部４ａの位置は、プランジャ２２によって支持されるときのロッカーアーム４の端部４ａの位置よりも上方である。このため、ロッカーアーム４は、バルブを完全に閉じる位置に戻ることを規制されることとなって、バルブを常時開いた状態、すなわち、デコンプ状態が実現されることになる。

また、デコンプ時は、状態（Ｂ）に示すように、デコンプピン４０のプランジャ係合部４２がプランジャ２２の溝２６に係合させられる。この溝２６は、プランジャ２２がどのように回転してもプランジャ係合部４２が係合できるように、全周にわたって環状に形成されている。プランジャ係合部４２が溝２６に係合することにより、プランジャ２２は軸方向への動きを拘束されることになる。ロッカーアーム４が揺動するとき、通常であればロッカーアーム４の動きに応じてプランジャ２２は伸縮する。しかし、プランジャ係合部４２によって軸方向への動きを拘束されていることにより、ロッカーアーム４の動きに関係なく、プランジャ２２の位置は固定されたままとなる。プランジャ２２の位置が固定されることの技術的な意義については後述する。

図５－８は、バルブが閉弁状態から最大リフト状態を経てデコンプ状態に至るまでの動弁機構１２及びデコンプ装置１０の各状態の推移について示す図である。図５には、閉弁状態での動弁機構１２の状態とデコンプ装置１０の状態とが描かれている。図６には、最大リフト状態での動弁機構１２の状態とデコンプピン４０の差し込み前のデコンプ装置１０の状態とが描かれている。図７には、最大リフト状態での動弁機構１２の状態とデコンプピン４０の差し込み後のデコンプ装置１０の状態とが描かれている。そして、図８には、デコンプ状態での動弁機構１２の状態とデコンプ装置１０の状態とが描かれている。各図とも、一点鎖線で囲む枠内には、デコンプ装置１０の状態が拡大して描かれている。

図５に示すように、バルブ２のリフト量がゼロとなる閉弁状態では、バルブ２を支持する側のロッカーアーム４の端部４ｃが最大に上がり、それに伴ってラッシュアジャスタ２０に支持される側の端部４ａは下がる。このとき、ロッカーアーム４の端部４ａはデコンプピン４０に接近するが、拡大図に示すように、デコンプピン４０の先端部とロッカーアーム４の端部４ａとの間にはクリアランスが設けられている。これにより、ロッカーアーム４はデコンプピン４０に干渉されることなく、バルブ２が完全に閉じられる位置まで傾くことができる。

図６に示すように、バルブ２のリフト量が最大となる最大リフト状態では、バルブ２を支持する側のロッカーアーム４の端部４ｃが最大に下がり、それに伴ってラッシュアジャスタ２０に支持される側の端部４ａが持ち上がる。このとき、拡大図に示すように、ロッカーアーム４の端部４ａの下方には、デコンプピン４０を差し込むことができるクリアランスが生じる。デコンプの開始時には、図７に示すように、このクリアランスにデコンプピン４０が差し込まれる。差し込まれたデコンプピン４０の先端、すなわち、プランジャ係合部４２は、プランジャ２２の溝２６に係合してプランジャ２２の軸方向の動きを拘束する。

図８に示すように、デコンプ状態では、最大リフト状態において差し込まれたデコンプピン４０のアーム支持部４４にロッカーアーム４の端部４ａが当接し、梃子としてのロッカーアーム４の支点の位置はデコンプピン４０によって規定される。このため、ロッカーアーム４はバルブ２が完全に閉じられる位置まで傾くことができず、ロッカーアーム４が最大限に傾いたときでもバルブ２は若干開いた状態となる。このときのバルブ２のリフト量（すなわち、デコンプリフト量）は、デコンプピン４０のアーム支持部４４によって規定される支点の位置によって決まる。デコンプピン４０のアーム支持部４４の位置及び大きさは、デコンプリフト量が所望の量になるように設計されている。

また、デコンプ状態では、プランジャ係合部４２によってプランジャ２２の軸方向の動きが拘束されることにより、プランジャ２２はロッカーアーム４の動きに追従することができない。このため、拡大図に示すように、ロッカーアーム４が傾いたときには、ロッカーアーム４の端部４ａとプランジャ２２との間には隙間が生じたままとなる。

次に、プランジャ係合部４２によってプランジャ２２を拘束することの技術的な意義について図９及び図１０を用いて説明する。図９は本実施の形態のデコンプ装置１０の作動に伴う動弁機構１２の動作を時系列に示す図である。図９に示すように、時刻（Ａ）では、カム８のベースサークル部８ｂがロッカーローラ４ｂに当接している。デコンプピン４０が差し込まれていない場合、このときのバルブ２のリフト量はゼロとなる。

時刻（Ｂ）では、カム８のリフト部８ａがロッカーローラ４ｂに当接し、ロッカーアーム４を押し下げている。ロッカーアーム４の傾きが大きくなるほどバルブ２のリフト量は大きくなる。バルブ２のリフト量が最大になるあたりで、デコンプピン４０が差し込まれる。

時刻（C）では、カム８が回転して再びカム８のベースサークル部８ｂがロッカーローラ４ｂに当接している。しかし、デコンプピン４０が差し込まれていることで、ロッカーアーム４の傾きは制限される。これにより、バルブ２は完全には閉じることができず、デコンプリフト量が残ることになる。また、デコンプピン４０が差し込まれることで、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２２の軸方向の動きが拘束される。このため、プランジャ２２は、ロッカーアーム４の傾きの変化に応じて伸び上がることはできない。

時刻（D）では、再度バルブ２のリフト量が最大になるあたりで、デコンプピン４０が抜き出せる状態となる。この状態では、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２２は、ロッカーアーム４と当接し、位置を保持される。このため、デコンプピン４０を抜き出してもロッカーアーム４の位置は変化せず、通常と変わらない最大リフト時のバルブリフト状態となる。

時刻（Ｅ）では、デコンプピン４０が抜き出されている。デコンプピン４０が抜き出されることで、ロッカーアーム４はプランジャ２２に当接しながら回動する。プランジャ２２は、時刻（D）から通常時の位置にあることから、カム８のベースサークル部８ｂがロッカーローラ４ｂに当接したとき、バルブ２のリフト量はゼロとなる。つまり、デコンプ状態が解除される。

このように、本実施の形態のデコンプ装置１０によれば、デコンプピン４０によってプランジャ２２の軸方向の動きを拘束することにより、ロッカーアーム４がデコンプ状態を維持しながら揺動している間、プランジャ２２がロッカーアーム４に向けて伸び上がることを抑えることができる。これにより、デコンプピン４０を抜き出すことによって、即座にデコンプ状態を解除することができる。

図１０は、比較例のデコンプ装置６０の作動に伴う動弁機構１２の動作を時系列に示す図である。比較例は、本実施の形態とは異なる本発明の別の実施の形態である。本実施の形態と比較例の違いは、デコンプピンの構成にある。比較例のデコンプ装置６０のデコンプピン７０はプランジャ２２に係合してその軸方向の動きを拘束するプランジャ係合部を備えない。つまり、比較例のデコンプピン７０は、ロッカーアーム４がバルブ２を完全に閉じる位置に戻るのを規制する位置決め部材としての機能のみを有する。

図９における時刻と図１０における時刻とは対応している。比較例においても、バルブ２のリフト量が最大になるあたりの時刻（Ｂ）で、デコンプピン７０が差し込まれる。

時刻（C）では、カム８が回転してカム８のベースサークル部８ｂがロッカーローラ４ｂに当接している。比較例においても、デコンプピン７０が差し込まれてロッカーアーム４の傾きが制限されることにより、バルブ２は完全には閉じることができず、デコンプリフト量が残ることになる。しかし、その一方で、プランジャ２２はデコンプピン７０によって軸方向の動きを拘束されていないため、ロッカーアーム４の傾きの変化に応じて伸び上がり、ロッカーアーム４との隙間を詰める。

時刻（D）では、再度バルブ２のリフト量が最大になるあたりで、デコンプピン７０が抜き出せる状態となる。この状態では、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２２は、デコンプピン７０による拘束がないことで伸び上がれた分、通常の最大リフト時よりも高い位置でロッカーアーム４に当接し、位置を保持される。このため、デコンプピン７０を抜き出してもロッカーアーム４はもとの最大リフト時の位置に戻ることができず、通常の最大リフト時よりもリフト量が増大する。

時刻（E）では、デコンプピン７０が抜き出されている。デコンプピン７０が抜き出されることで、ロッカーアーム４は、デコンプピン７０による拘束を解かれる。しかし、ロッカーアーム４には、デコンプ時に伸び上がったプランジャ２２が当接しているため、デコンプピン７０の抜き出しに伴うロッカーアーム４の大きな姿勢の変化は起きない。プランジャ２２は、時刻（D）から通常時の位置よりも上方にあることから、カム８のベースサークル部８ｂがロッカーローラ４ｂに当接したとき、バルブ２のリフト量はゼロにはならない。つまり、デコンプピン７０の抜き出し後も、デコンプ状態が続くことになる。

以上述べたように、本実施の形態のデコンプ装置１０では、デコンプピン４０を抜き出すことによって即座にデコンプ状態を解除することができるのに対し、比較例のデコンプ装置６０では、デコンプピン７０を抜き出した後もデコンプ状態が続くことになる。つまり、デコンプピン４０によってプランジャ２２を拘束することの技術的な意義は、デコンプピン４０を抜き出したときに即座にデコンプ状態を解除することができることにある。比較例では、リークダウンによってプランジャ２２が縮むまでデコンプ状態が継続されることになる。

３．デコンプ装置に対する制御
次に、本実施の形態のデコンプ装置１０に対する制御について図１１－図１６を用いて説明する。まず、図１１は、デコンプ開始からデコンプ終了までの間のデコンプ装置１０に対する制御のタイムチャートである。タイムチャートには、上から順にエンジン停止信号、デコンプ気筒燃料噴射停止フラグ、デコンプ許可フラグ、ソレノイド印加電圧、ＴＤＣ信号、バルブリフト量の各波形が描かれている。

まず、エンジン停止信号がオンになると、デコンプ許可フラグが立てられる。デコンプ許可フラグが立てられると、ＴＤＣ信号に基づいて最初にデコンプを開始できる気筒が判別される。次に、デコンプを実施する気筒に対して燃料噴射が停止されるとともに、当該気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対して電圧が印加される。

ソレノイド５０への電圧の印加からソレノイド５０の推力によってデコンプピン４０が作動するまでには、一定の作動時間（例えば、４０ｍｓｅｃほど）を要する。ソレノイド５０への電圧の印加のタイミングは、この作動時間を考慮にいれて、デコンプピン４０を差し込むことが可能な時間内でデコンプピン４０を作動させることができるように設定されている。ロッカーアーム４の揺動範囲にデコンプピン４０を差し込むことができるのは、バルブ２のリフト量が最大になるあたりである。

デコンプの開始に伴う電力消費を抑える観点からは、ソレノイド５０への電圧の印加のタイミングは出来る限り遅いほうがよい。しかし、確実性を求めるのであれば、ソレノイド５０への電圧の印加のタイミングは早い方が良い。本実施の形態のデコンプ装置１０によれば、ロッカーアーム４の姿勢がデコンプピン４０をロッカーアーム４の揺動範囲に差し込むことが可能な姿勢になるよりも前に、ソレノイド５０への通電を開始することができる。

図１２は、デコンプ開始時のデコンプ装置１０に対する制御について説明するための図である。例えば、閉弁状態においてソレノイド５０への通電を開始し、デコンプピン４０を作動させたとする。この場合、図中に点線で示すように、デコンプピン４０の先端の段差部がロッカーアーム４の端部４ａに当たるため、それ以上はデコンプピン４０を差し込むことはできない。

しかし、その後もソレノイド５０に電圧を印加し続けると、ロッカーアーム４の揺動によりロッカーアーム４の下にクリアランスができた瞬間、デコンプピン４０はソレノイド５０の推力によってそのクリアランスに差し込まれる。このような制御を行えば、デコンプピン４０の作動時間にバラツキがあったとしても、ロッカーアーム４の揺動範囲に確実にデコンプピン４０を差し込んでデコンプを開始することができる。つまり、厳密なタイミングの管理をせずとも、確実にデコンプを開始することができる。

再び図１１に戻ってタイムチャートの説明を続ける。デコンプ状態では、バルブ２の最小リフト量はデコンプリフト量で規制される。また、図示はしていないが、デコンプピン４０によってロッカーアーム４の端部４ａが持ち上げられた分、バルブ２の最大リフト量は若干低下する。デコンプを継続している間は、継続してソレノイド５０への電圧の印加が行われる。ただし、デコンプの継続中の電圧は、スプリング３６の反力に抗してデコンプピン４０を保持できる程度の推力が得られる電圧でよい。

エンジンの再始動のためにエンジン停止信号がオフになると、デコンプ許可フラグが解除される。デコンプ許可フラグが解除されると、ＴＤＣ信号に基づいて最初にデコンプを解除できる気筒が判別される。次に、デコンプを解除する気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する電圧の印加が停止される。

ソレノイド５０への電圧の印加の停止からスプリング３６の反力によってデコンプピン４０が作動するまでにも、一定の作動時間（例えば、４０ｍｓｅｃほど）を要する。ソレノイド５０への電圧の印加の停止のタイミングは、この作動時間を考慮にいれて、デコンプピン４０を抜き出すことが可能な時間内でデコンプピン４０を作動させることができるように設定されている。ロッカーアーム４の下からデコンプピン４０を抜き出すことができるのは、バルブ２のリフト量が最大になるあたりである。

電力消費を抑える観点からは、ソレノイド５０への電圧の印加の停止のタイミングは出来る限り早い方がよい。また、デコンプの終了の確実性の観点からも、ソレノイド５０への電圧の印加の停止のタイミングは早い方が良い。本実施の形態のデコンプ装置１０によれば、デコンプを終了するサイクルにおいてバルブ２がリフトし始めるよりも前に、ソレノイド５０への通電を停止することができる。

図１３は、デコンプ終了時のデコンプ装置１０に対する制御について説明するための図である。例えば、デコンプ状態においてソレノイド５０への通電を停止したとする。このとき、デコンプピン４０のアーム支持部４４には、図中に矢印で示すように、ロッカーアーム４の端部４ａを介してバルブスプリング６の反力が作用している。ソレノイド５０への通電が停止されると、デコンプピン４０にはデコンプピン４０をピンガイド３２内に押し戻そうとするスプリング３６の反力が作用する。

しかし、デコンプピン４０は、バルブスプリング６の反力によって、ロッカーアーム４とピンガイド３２とによって挟み込まれている。このため、ソレノイド５０への通電を停止したとしても、直ぐにはデコンプピン４０を抜き出すことはできない。その後、ロッカーアーム４の揺動により、ロッカーアーム４の端部４ａから加わる力が減少し、デコンプピン４０とロッカーアーム４等との間の摩擦力をスプリング３６の反力が上回ったとき、デコンプピン４０はスプリング３６の反力によってピンガイド３２内に押し戻され、ロッカーアーム４の下から抜き出される。このような制御を行えば、デコンプピン４０の作動時間にバラツキがあったとしても、ロッカーアーム４の揺動範囲から確実にデコンプピン４０を抜き出してデコンプを終了することができる。つまり、厳密なタイミングの管理をせずとも、確実にデコンプを終了することができる。

以上、デコンプ開始からデコンプ終了までの間のデコンプ装置１０に対する制御について説明したが、車両全体としての制御の内容については、デコンプ装置１０が搭載される車両の種類によって違いが有る。具体的には、デコンプ装置１０が搭載される車両が従来のエンジン車両の場合とハイブリッド車両の場合とで、制御の内容には以下のような違いが有る。

図１４は、従来のエンジン車両におけるデコンプ開始時の制御のフローチャートである。従来のエンジン車両では、一時的なエンジンの停止時、例えば、アイドリングストップ時にデコンプが行われる。従来のエンジン車両では、エンジンは燃焼していないと回転しないため、デコンプの開始時には順次、気筒別に燃焼を停止していく必要がある。なお、以下の処理はＥＣＵにより行われる。

ステップＳ１０１では、上位のＥＣＵからのエンジン停止の指示の有無が判定される。エンジン停止の指示があるまでステップＳ１０１の判定が一定の周期で繰り返される。

エンジン停止が指示された場合、ステップＳ１０２において、ＴＤＣ信号に基づいて最短でデコンプを開始できる気筒（最短デコンプ気筒）が判別される。次に、ステップＳ１０３では、最短デコンプ気筒に対する燃料噴射が停止される。ソレノイド５０に対する通電の前に燃料噴射を停止するのは、デコンプにより開いたバルブ２からの燃料の吹き抜けを防止するためである。そして、ステップＳ１０４では、デコンプピン４０の作動タイミングが算出され、作動タイミングに従って、最短デコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電が行われる。デコンプピン４０の作動タイミングには、例えば、デコンプピン４０の作動時間（設計作動時間）をエンジン回転数によりクランクタイミングに変換したものが用いられる。

ステップＳ１０５では、カウンタｉの値がインクリメントされる。次に、ステップＳ１０６では、次のデコンプ気筒に対する燃料噴射が停止される。そして、ステップＳ１０７において、次のデコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電が行われる。ステップＳ１０８では、カウンタｉの値が気筒数Ｎに達したかどうか判定される。つまり、エンジンが備える気筒の数だけ燃料噴射を停止する処理とソレノイド５０に対して通電する処理とが繰り返される。

図１５は、ハイブリッド車両におけるデコンプ開始時の制御のフローチャートである。ハイブリッド車両では、例えば、モータによる走行時にデコンプが行われる。ハイブリッド車両では、モータによりエンジンを回転させることができるため、デコンプの開始時には、全気筒同時に着火を停止することができる。なお、以下の処理はＥＣＵにより行われる。

ステップＳ２０１では、上位のＥＣＵからのエンジン停止の指示の有無が判定される。エンジン停止の指示があるまでステップＳ２０１の判定が一定の周期で繰り返される。

エンジン停止が指示された場合、ステップＳ２０２において、ＴＤＣ信号に基づいて最短でデコンプを開始できる気筒（最短デコンプ気筒）が判別される。次に、ステップＳ２０３では、モータによりエンジンの回転を維持しながら、全気筒に対する燃料噴射が停止される。そして、ステップＳ２０４では、デコンプピン４０の作動タイミングが算出され、作動タイミングに従って、最短デコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電が行われる。

ステップＳ２０５では、カウンタｉの値がインクリメントされる。そして、ステップＳ２０６において、次のデコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電が行われる。ステップＳ２０７では、カウンタｉの値が気筒数Ｎに達したかどうか判定される。つまり、エンジンが備える気筒の数だけソレノイド５０に対して通電する処理が繰り返される。

全気筒についてデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電が完了した場合、ステップＳ２０８においてモータによるエンジンの回転が停止される。ただし、必要に応じてモータによるエンジンの回転を維持することもできる。

図１６は、従来のエンジン車両とハイブリッド車両とに共通するデコンプ終了時の制御のフローチャートである。以下の処理はＥＣＵにより行われる。ただし、従来のエンジン車両では、本制御はイグニッションのオン又はスタータの回転の開始をトリガとして開始されるのに対し、ハイブリッド車両では、本制御は上位のＥＣＵからのエンジン始動指令をトリガとして開始される。

ステップＳ３０１では、ＴＤＣ信号に基づいて最短でデコンプを終了できる気筒（最短デコンプ気筒）が判別される。次に、ステップＳ３０２では、デコンプピン４０の作動タイミングが算出され、作動タイミングに従って、最短デコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電の停止が行われる。デコンプピン４０の作動タイミングには、例えば、デコンプピン４０の作動時間（作動時間の設計値）をエンジン回転数によりクランクタイミングに変換したものが用いられる。

ステップＳ３０３では、カウンタｉの値がインクリメントされる。そして、ステップＳ３０４において、次のデコンプ気筒のデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電の停止が行われる。ステップＳ３０５では、カウンタｉの値が気筒数Ｎに達したかどうか判定される。つまり、エンジンが備える気筒の数だけソレノイド５０に対する通電を停止する処理が繰り返される。

全気筒についてデコンプ装置１０のソレノイド５０に対する通電の停止が完了した場合、ステップＳ３０６において燃料噴射等のエンジンの始動制御が開始される。

４．デコンプ装置のエンジンへの搭載例
最後に、本実施の形態のデコンプ装置１０のエンジンへの搭載例ついて図１７及び図１８を用いて説明する。デコンプ装置１０をエンジンに搭載する際の制約条件として、アクチュエータユニット３０はデコンプピン４０の駆動方向がロッカーアーム４の端部４ａを向くように設置される必要がある。しかし、デコンプピン４０のロッカーアーム４の端部４ａに接触するアーム支持部４４は平面であり、ロッカーアーム４の端部４ａとの接触は線接触であることから、当該平面内での搭載角度の傾きは許容される。

図１７は、バルブ２の基線に対するアクチュエータユニット３０の搭載角度の例を示す平面図である。図１７に示す例では、アクチュエータユニット３０は、気筒の上面視において、バルブ２の基線に対してアクチュエータユニット３０の中心線が傾斜するように搭載されている。気筒の上面視において、バルブ２の基線はロッカーアーム４の長手方向に一致し、アクチュエータユニット３０の中心線はデコンプピン４０の駆動方向に一致する。なお、アクチュエータユニット３０のエンジンへの搭載は、ソレノイド５０をホルダ８０で保持し、ホルダ８０をボルト８２でシリンダヘッド（図示略）に固定することによって行われる。

図１８は、シリンダヘッド１００へのアクチュエータユニット３０の搭載例を示す平面図である。図１８には示すシリンダヘッド１００は直列４気筒エンジンのシリンダヘッドである。シリンダヘッド１００の吸気側には、気筒毎にバルブスプリング１１０とラッシュアジャスタ１１２とが二組設けられ、排気側にも、気筒毎にバルブスプリング１２０とラッシュアジャスタ１２２とが二組設けられている。そして、各気筒吸気側と排気側に一つずつ合計８個のアクチュエータユニット３０Ａ～３０Ｈが搭載されている。なお、アクチュエータユニット３０Ａ～３０Ｈの構成は、上述のアクチュエータユニット３０のそれと同じである。

シリンダヘッド１００の吸気側には、燃料噴射弁を取り付けるための挿入孔１０２が気筒毎に形成されている。吸気側のアクチュエータユニット３０Ａ～３０Ｈは、挿入孔１０２に取り付けられる燃料噴射弁と干渉しないように、バルブの基線（上面視においてバルブスプリング１１０とラッシュアジャスタ１１２とを結ぶ線）に対して傾斜して搭載されている。シリンダヘッド１００の排気側では、アクチュエータユニット３０Ｅ～３０Ｇは、バルブの基線（上面視においてバルブスプリング１２０とラッシュアジャスタ１２２とを結ぶ線）に対して真っ直ぐに取り付けられている。ただし、シリンダヘッド１００には車両に対するエンジンの脱着の際に使用されるエンジンハンガー１０４が設けられているので、これと干渉するアクチュエータユニット３０Ｈのみバルブの基線に対して傾斜して搭載されている。

２ バルブ
４ ロッカーアーム
６ バルブスプリング
８ カム
１０ デコンプ装置
１２ 動弁機構
２０ ラッシュアジャスタ
２２ プランジャ
２４ ケーシング
２６ 溝
３０，３０Ａ-３０Ｈ アクチュエータユニット
３２ ピンガイド
３６ スプリング
４０ デコンプピン
４２ プランジャ係合部
４４ アーム支持部
５０ ソレノイド
１００ シリンダヘッド

Claims (8)

1. カムから駆動力を受けてバルブを開方向に作動させるロッカーアームと、前記バルブに対して閉方向に反力を作用させるバルブスプリングと、前記ロッカーアームの支点をなすラッシュアジャスタとを含む動弁機構を有す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が前記バルブを開く方向に傾いたときに前記ロッカーアームの前記ラッシュアジャスタにより支持されている側の端部の揺動範囲に差し込まれ、前記ロッカーアームが前記バルブを閉じる方向に傾いたときに前記ロッカーアームの前記端部に当接することによって、前記ロッカーアームが前記バルブを完全に閉じる位置に戻るのを規制する位置決め部材と、
   前記位置決め部材を前記揺動範囲に差し込む操作と、前記位置決め部材を前記揺動範囲から抜き出す操作とを実行するためのアクチュエータと、
   を備え、
   前記位置決め部材は、前記位置決め部材が前記ロッカーアームの前記端部に当接したときに前記ラッシュアジャスタのプランジャに係合し、前記プランジャの軸方向の動きを拘束するプランジャ係合部を備える
   ことを特徴とする内燃機関のデコンプ装置。
2. 前記位置決め部材は、前記ロッカーアームの前記端部に当接する部位に平面部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のデコンプ装置。
3. 前記位置決め部材は、前記アクチュエータにより前記プランジャに向けて直線方向に駆動され、前記直線方向の先端に前記プランジャ係合部を備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のデコンプ装置。
4. 前記位置決め部材の前記直線方向への移動をガイドするとともに、前記ロッカーアームを介して前記位置決め部材に作用する前記バルブスプリングの反力に抗して前記位置決め部材を支持する支持部材を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のデコンプ装置。
5. 前記アクチュエータは、デコンプを開始する場合はソレノイドの力によって前記位置決め部材を前記プランジャに向けて駆動し、前記デコンプを継続する間は前記ソレノイドへの通電を継続し、前記デコンプを終了する場合は前記ソレノイドへの通電を停止してスプリングの反力によって前記位置決め部材を元の位置に戻す
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のデコンプ装置。
6. 前記アクチュエータは、前記ロッカーアームの姿勢が前記位置決め部材を前記揺動範囲に差し込むことが可能な姿勢になるよりも前に前記ソレノイドへの通電を開始する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のデコンプ装置。
7. 前記アクチュエータは、前記デコンプを終了するサイクルにおいて前記バルブがリフトし始めるよりも前に前記ソレノイドへの通電を停止する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関のデコンプ装置。
8. 前記位置決め部材と前記アクチュエータとはアクチュエータユニットを構成し、前記アクチュエータユニットは、気筒の上面視において、前記ロッカーアームの長手方向に対して前記位置決め部材の駆動方向が傾くように前記内燃機関に搭載されている
   ことを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の内燃機関のデコンプ装置。

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