(57)【要約】【課題】この発明は、別途電動式のオイルポンプを備えることなく、始動時に油圧制御式可変動弁機構を早期に可動させられるようにしたピストン式バランサ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。【解決手段】内燃機関１０の気筒１２内に配置される気筒内ピストン１４と対向して運動するバランサピストン４６を備える。バランサピストン４６の挿入を受け、底部４８ａが閉塞されたバランサライナ４８を備える。バランサライナ内部空間４８ｂと、オイル貯留部３２ａとの開閉を担う電磁弁５２を備える。バランサライナ内部空間４８ｂと、油圧制御式可変動弁機構２８とを接続するＶＶＴ直通管５４を備える。ＶＶＴ直通管５４の開閉を担う電磁弁５６を備える。始動時に、バランサピストン４６が上昇する際には電磁弁５２を開き、かつ、バランサピストン４６が下降する際には電磁弁５６を開くように制御する。【選択図】図１
2010059935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、
前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間と、前記内燃機関の内部を潤滑するオイルが溜められたオイル貯留部との開閉を担う第１制御弁と、
前記バランサライナ内部空間と、前記オイルを用いた油圧制御式可変動弁機構とを接続するオイル供給通路と、
前記オイル供給通路の途中に配置され、当該オイル供給通路の開閉を担う第２制御弁と、
前記内燃機関の始動時に、前記バランサライナ内部空間を拡大する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第１制御弁を開き、かつ、前記バランサライナ内部空間を縮小する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第２制御弁を開くように制御する始動時弁制御手段と、
を備えることを特徴とするピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記バランサライナ内部空間と、前記内燃機関のクランク室内空間とに連通するブリーザ通路と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、当該ブリーザ通路の開閉を担う第３制御弁と、
前記内燃機関の運転中に、前記第１制御弁および前記第２制御弁が開駆動されていないときに、前記ブリーザ通路が開放されるように前記第３制御弁を制御するブリーザ開閉制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の停止要求が検知された場合に、前記第１制御弁を開くように制御し、前記内燃機関の停止が完了した後に、前記第１制御弁および前記第２制御弁をともに閉じるように制御する停止時弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項４】
エンジン回転数が所定値よりも低い場合に、前記バランサライナ内部空間を拡大する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第１制御弁を開き、かつ、前記バランサライナ内部空間を縮小する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第２制御弁を開くように制御する低回転時弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ピストン式バランサを備える内燃機関が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９３３号公報
【特許文献３】特開昭６２−５２２３６号公報
【特許文献４】特開２００４−２９３３６３号公報
【特許文献５】特開２００４−３０１３１６号公報
【特許文献６】特開２００４−３０１２７２号公報
【特許文献７】特開２００６−２５７９１３号公報
【特許文献８】特開２００３−２４７４３４号公報
【特許文献９】特開２００３−２７８５６６号公報
【特許文献１０】特開２００４−６０６１２号公報
【特許文献１１】特開２００６−１８３６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジントルクを動力とする方式のオイルポンプを備え、当該オイルポンプにより供給される油圧によって制御される油圧制御式の可変動弁機構を備える内燃機関が知られている。このような方式のオイルポンプを用いる内燃機関では、始動時に当該可変動弁機構に供給される油圧が所定の制御圧力に達するまでにそれなりの時間を要し、その結果、当該制御圧力に達するまでの間は、可変動弁機構の制御を開始することができないという問題がある。しかしながら、このような問題を解消すべく電動式のオイルポンプを別途備えるようにすると、コスト増を招くことになる。
【０００５】
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、別途電動式のオイルポンプを備えることなく、始動時に油圧制御式可変動弁機構を早期に可動させられるようにしたピストン式バランサ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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、
前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間と、前記内燃機関の内部を潤滑するオイルが溜められたオイル貯留部との開閉を担う第１制御弁と、
前記バランサライナ内部空間と、前記オイルを用いた油圧制御式可変動弁機構とを接続するオイル供給通路と、
前記オイル供給通路の途中に配置され、当該オイル供給通路の開閉を担う第２制御弁と、
前記内燃機関の始動時に、前記バランサライナ内部空間を拡大する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第１制御弁を開き、かつ、前記バランサライナ内部空間を縮小する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第２制御弁を開くように制御する始動時弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記バランサライナ内部空間と、前記内燃機関のクランク室内空間とに連通するブリーザ通路と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、当該ブリーザ通路の開閉を担う第３制御弁と、
前記内燃機関の運転中に、前記第１制御弁および前記第２制御弁が開駆動されていないときに、前記ブリーザ通路が開放されるように前記第３制御弁を制御するブリーザ開閉制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内燃機関の停止要求が検知された場合に、前記第１制御弁を開くように制御し、前記内燃機関の停止が完了した後に、前記第１制御弁および前記第２制御弁をともに閉じるように制御する停止時弁制御手段を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
エンジン回転数が所定値よりも低い場合に、前記バランサライナ内部空間を拡大する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第１制御弁を開き、かつ、前記バランサライナ内部空間を縮小する方向に前記バランサピストンが動作する際には前記第２制御弁を開くように制御する低回転時弁制御手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、内燃機関の始動時に、バランサピストンの往復運動をオイルポンプとして機能させられるようになり、可変動弁機構に供給される油圧を早期に高めることが可能となる。これにより、別途電動式ポンプを備える必要なしに、始動時に可変動弁機構の制御をより早く開始させられるようになる。
【００１１】
第２の発明によれば、内燃機関の運転中に、バランサピストンの往復運動を利用したポンプ駆動が行われない場合には、ブリーザ通路が開放されるように第３制御弁が駆動されるようになる。このため、バランサピストンの往復運動に伴う無駄な圧縮仕事および膨張仕事（ポンプロス）を低減することが可能となる。
【００１２】
第３の発明によれば、内燃機関の停止要求が検知された際に第１制御弁が開かれた状態とされることで、内燃機関の停止完了時に、バランサライナ内部空間内にオイルが満たされるようにすることができる。そして、当該停止完了後に、第１制御弁および第２制御弁が閉じられた状態とされることで、次回の始動時まで、バランサライナ内部空間内にオイルが満たされた状態を創出することができるようになる。このため、始動時においてクランク軸の回転開始とともに直ちにオイルの昇圧を開始させられるようになり、上記第１または第２の発明に比して、始動時の可変動弁機構の更なる早期作動を実現することが可能となる。
【００１３】
第４の発明によれば、エンジントルクを動力とする方式のメインのオイルポンプの性能を下げることができるようになり、高回転数領域でのフリクションの低減を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のピストン式バランサを備える内燃機関１０の構成を説明するための断面図である。
本発明では、内燃機関の気筒数を特に問わないが、ここでは、図１に示す内燃機関１０は、直列２気筒型エンジンであるものとする。内燃機関１０の各気筒１２の内部には、気筒内ピストン１４が摺動可能に配置されている。気筒内ピストン１４は、コンロッド１６を介して、クランク軸１８に設けられたクランクピン２０と連結されている。尚、ここでは、内燃機関１０の２つの気筒がそれぞれ備えるクランクピン２０は、同位相となるように設定されているものとする。つまり、内燃機関１０は、爆発行程が等間隔となるように構成されている。
【００１５】
図１における内燃機関１０の向きは、当該内燃機関１０が実際に車両に搭載された際の搭載方向に対応している。すなわち、ここでは、内燃機関１０は、気筒内ピストン１４の軸線方向（更には、後述するバランサピストン４６の軸線方向）が地面に対して垂直方向となるようにして車両に搭載されているものとする。尚、以下の明細書中においては、このような向きでの車両に対する内燃機関１０の搭載手法を、単に「垂直搭載」と称することがある。
【００１６】
内燃機関１０の各気筒１２を構成する部材であるシリンダブロック２２の上方には、シリンダヘッド２４が取り付けられている。また、シリンダブロック２２内の気筒１２、気筒内ピストン１４、およびシリンダヘッド２４とで囲まれた空間として、内燃機関１０の燃焼室２６が形成されている。
【００１７】
また、シリンダヘッド２４には、内燃機関１０が備える吸気弁や排気弁（ともに図示せず）の開閉時期を変更可能とするための油圧制御式の可変動弁機構２８が搭載されている。可変動弁機構２８に供給される油圧は、オイルコントロールバルブ（図示せず）によって制御されるようになっている。このような可変動弁機構２８の具体的な構成は、特に限定されるものではないが、ここでは、油圧によってクランク軸１８の位相に対するカムシャフト（図示省略）の位相を変化させることによって開閉時期を連続的に可変とするＶＶＴ機構が用いられているものとする。
【００１８】
また、シリンダブロック２２の下方には、クランクケース３０が取り付けられている。更に、クランクケース３０の下方には、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油を溜めておくためのオイルパン３２が取り付けられている。また、気筒内ピストン１４を間に介する燃焼室２６の反対側には、シリンダブロック２２、クランクケース３０、およびオイルパン３２とで囲まれた空間として、クランク室３４が形成されている。
【００１９】
クランクケース３０には、内燃機関１０のトルクを動力として作動するオイルポンプ３６が設置されている。ここでは、オイルポンプ３６は、一例として、内燃機関１０のトルクを動力として回転するロータとともに回転するベーンによりオイルを加圧するベーン式のポンプが用いられているものとする。オイルパン３２内のオイルが溜められたオイル貯留部３２ａには、オイルストレーナ３８が設置されている。オイルストレーナ３８を介してオイルポンプ３６によって汲み上げられたオイルは、シリンダブロック２２に形成されたメインギャラリ４０から、上記可変動弁機構２８を含む内燃機関１０の各部に供給されるようになっている。
【００２０】
また、クランク軸１８には、クランク軸１８の軸中心を中心としてクランクピン２０と対称となる位置に、バランサ用クランクピン４２が設けられている。バランサ用クランクピン４２は、バランサ用コンロッド４４を介して、バランサピストン４６に連結されている。バランサピストン４６の周囲には、当該バランサピストン４６の挿入を受けるバランサライナ４８が配置されている。
【００２１】
より具体的には、バランサピストン４６は、バランサライナ４８によって摺動可能に案内された状態で、クランク軸１８の回転に伴って、気筒内ピストン１４と対向して運動するように構成されている。また、バランサピストン４６は、気筒内ピストン１４の慣性力に釣り合う力であって、かつ逆向きの慣性力が発生するようにその質量が調整されている。以上のようなバランサ用クランクピン４２、バランサ用コンロッド４４、バランサピストン４６、およびバランサライナ４８によって、本実施形態の内燃機関１０のピストン式バランサ機構が実現されている。
【００２２】
また、図１に示すように、バランサライナ４８は、バランサピストン４６の頂面と対向する底部４８ａを備えており、当該底部４８ａは閉塞されている。当該底部４８ａは、クランク室３４内に（オイルパン３２に）溜められたオイルの油面高さよりも低い位置に配置されている。このように、バランサライナ４８は、その一部が、オイルパン３２内に油没されるようにしてクランク室３４内に配置されている。
【００２３】
また、バランサライナ４８の底部４８ａには、バランサピストン４６の頂面とバランサライナ４８の内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間４８ｂと、オイルパン３２内のオイル貯留部３２ａとに連通するオイル通路５０が設けられている。オイル通路５０における上記底部４８ａに近接した位置には、オイル貯留部３２ａからバランサライナ内部空間４８ｂへのオイルの回収を制御するための電磁弁５２が設けられている。
【００２４】
更に、バランサライナ４８の底部４８ａには、バランサライナ内部空間４８ｂと連通するＶＶＴ直通管５４の一端が接続されている。ＶＶＴ直通管５４の他端は、上述した油圧制御式の可変動弁機構２８に接続されている。より具体的には、ＶＶＴ直通管５４の他端は、メインギャラリ４０から供給されるオイルの圧力を制御する上記オイルコントロールバルブと同様の構成を有するオイルコントロールバルブ（図示省略）を介して、可変動弁機構２８に接続されるように構成されている。尚、これらのオイルコントロールバルブは、必ずしも別々に備えられている必要はなく、共有化されていてもよい。
【００２５】
また、ＶＶＴ直通管５４における上記底部４８ａに近接した位置には、バランサライナ内部空間４８ｂからＶＶＴ直通管５４へのオイルの排出を制御するための電磁弁５６が設けられている。以上のように、本実施形態では、メインギャラリ４０を介して可変動弁機構２８にオイルを供給する経路と、上記ＶＶＴ直通管５４を通って可変動弁機構２８にオイルを供給する経路とが備えられている。
【００２６】
本実施形態のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）５８を備えている。ＥＣＵ５８の入力側には、内燃機関１０の運転状態（例えば、エンジン回転数、吸入空気量、冷却水温度など）等を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５８の出力側には、可変動弁機構２８への供給油圧を制御するための上記オイルコントロールバルブ、電磁弁５２、５６に加え、内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５８は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するようになっている。
【００２７】
上述した油圧ベーン式のオイルポンプ３６は、冷間始動時にはオイルの粘度が高いこともあって早期にポンプとしての機能を発揮しにくいという特性を有している。このため、そのようなオイルポンプ３６を用いた場合には、始動時に可変動弁機構２８に供給される油圧が所定の制御圧力に達するまでにそれなりの時間を要し、その結果、当該制御圧力に達するまでの間は、可変動弁機構２８の制御を開始することができないという問題がある。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、ピストン式バランサを備える内燃機関１０において、バランサライナ内部空間４８ｂとオイル貯留部３２ａとを電磁弁５２の開閉によって連通可能に構成するとともに、バランサライナ内部空間４８ｂと可変動弁機構２８とを電磁弁５６の開閉によって連通可能とするＶＶＴ直通管５４を備えるようにしている。
【００２９】
このような構成によれば、クランク軸１８の回転に伴ってバランサライナ内部空間４８ｂが拡大する方向（図１の上方向）にバランサピストン４６が動作する際に、（電磁弁５６を閉じつつ）電磁弁５２を開くようにすることで、オイル貯留部３２ａ内のオイルをバランサライナ内部空間４８ｂに回収（吸引）することができる。そして、クランク軸１８の回転に伴ってバランサライナ内部空間４８ｂが縮小する方向（図１の下方向）にバランサピストン４６が動作する際に、（電磁弁５２を閉じつつ）電磁弁５６を開くようにすることで、バランサライナ内部空間４８ｂ内のオイルを可変動弁機構２８に向けて排出（供給）することができる。
【００３０】
上記のように、本実施形態の構成によれば、バランサピストン４６の往復運動を、オイル貯留部３２ａ内のオイルを加圧して可変動弁機構２８に供給するためのオイルポンプとして機能させることが可能となる。そこで、本実施形態では、内燃機関１０の始動時（始動要求の検知時）に、バランサピストン４６の往復運動を可変動弁機構２８にオイルを供給するためのオイルポンプとして機能させるべく、電磁弁５２、５６を制御するようにした。
【００３１】
図２は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ５８が実行するルーチンのフローチャートである。
図２に示すルーチンでは、先ず、車両のイグニッションスイッチ（以下、「ＩＧスイッチ」）（図示せず）の検出信号に基づいて、ＩＧスイッチがＯＮとされたか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、ＩＧスイッチがＯＮとされたと判定された場合には、エンジン回転数Ｎｅがゼロであるか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、エンジン回転数Ｎｅがゼロであると判定された場合には、スターターモータがＯＮとされたか否かが判別される（ステップ１０４）。
【００３２】
その結果、スターターモータがＯＮとされたと判定された場合には、上述した手法で、バランサピストン４６の上下運動と同期させて、電磁弁５２、５６の開閉が制御される（ステップ１０６）。これにより、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させる動作が開始される。
【００３３】
次いで、エンジン回転数Ｎｅが所定値α以上になったか否かが判別される（ステップ１０８）。当該所定値αは、可変動弁機構２８を可動させられる程度にまでオイルポンプ３６の供給油圧が高まった状態にあるか否かを判断できる閾値として、予め設定された値である。上記ステップ１０６によるポンプ駆動は、エンジン回転数Ｎｅがゼロになるまで継続され、一方、本ステップ１０８においてエンジン回転数Ｎｅ≧αが成立したと判定された場合には、電磁弁５２、５６がともに閉弁状態に制御される（ステップ１１０）。これにより、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させる動作が停止される
【００３４】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、内燃機関１０の始動時に、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させることにより、可変動弁機構２８に供給される油圧を早期に高めることが可能となる。これにより、別途電動式ポンプを備える必要なしに、始動時に可変動弁機構２８の制御をより早く開始させられるようになる。
【００３５】
また、本実施形態の内燃機関１０のように等間隔で爆発が行われる直列２気筒エンジンでは、気筒内ピストンが上下動する際の慣性力によって、エンジンが当該ピストンの上下方向に振動する。これに対し、本実施形態の内燃機関１０は、気筒内ピストン１４と対向して運動するように構成されたバランサピストン４６を備えているので、気筒内ピストン１４の慣性力をバランサピストン４６の慣性力で打ち消すことができ、内燃機関１０（クランク軸１８）の回転バランスを良好に確保することができる。更に、本実施形態の内燃機関１０は、上記のように、内燃機関１０が車両に垂直搭載されている。このため、内燃機関１０によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関における回転バランスをより良好に確保することができるようになる。
【００３６】
更に、本実施形態では、バランサライナ４８の底部４８ａを閉塞したうえで、当該底部４８ａをオイルの油面高さよりも低い位置に配置させている。このような構成によれば、バランサピストン４６とオイルの油面とが干渉しないようにしつつ、バランサライナ４８を油没させられるようになる。これにより、バランサライナ４８とオイルパン３２の底面との隙間を小さくすることができ、ピストン式バランサを備える内燃機関１０において、垂直搭載を行う際に内燃機関１０の全高を良好に下げることができるようになる。
【００３７】
ところで、上述した実施の形態１においては、バランサライナ４８をオイル貯留部３２ａ内に油没させるようにして配置している。これにより、上記のように、ピストン式バランサを備える内燃機関１０において、垂直搭載を行う際に内燃機関１０の全高を良好に下げられるようになる。しかしながら、本発明において、バランサピストンの往復運動を利用して可変動弁機構に供給される油圧を早期に高める機能を得るうえでは、バランサライナは、必ずしもオイル貯留部内に油没されていなくてもよい。
【００３８】
尚、上述した実施の形態１においては、電磁弁５２が前記第１の発明における「第１制御弁」に、ＶＶＴ直通管５４が前記第１の発明における「オイル供給通路」に、電磁弁５６が前記第１の発明における「第２制御弁」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５８が上記ステップ１００〜１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「始動時弁制御手段」が実現されている。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５８に後述する図３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。
【００４０】
上述した実施の形態１によれば、バランサピストン４６の往復運動を利用して、始動時に、可変動弁機構２８に供給する油圧を迅速に高めることができ、可変動弁機構２８の制御を早期に開始させられるようになる。本実施形態では、更に、クランク軸１８の回転開始とともにオイルの昇圧を直ちに開始させられるようにすべく、内燃機関１０の停止時に次のような制御を行うことを特徴としている。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、内燃機関１０の停止要求が検知された場合に、バランサピストン４６の往復運動がオイルポンプとして機能するように電磁弁５２、５６を制御し、内燃機関１０の停止が完了した後に、電磁弁５２、５６をともに閉じるように制御するようにしている。
【００４２】
図３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ５８が実行するルーチンのフローチャートである。
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転中であるか否かがエンジン回転数Ｎｅの情報などに基づいて判別される（ステップ２００）。その結果、内燃機関１０の運転中であると判定された場合には、次いで、ＩＧスイッチをＯＦＦにする要求（すなわち、内燃機関１０の停止要求）があるか否かが判別される（ステップ２０２）。
【００４３】
その結果、ＩＧスイッチをＯＦＦにする要求があると判定された場合には、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させるべく、上記ステップ１０６と同様の電磁弁５２、５６の開閉駆動が実行される（ステップ２０４）。次いで、エンジン回転数Ｎｅがゼロになったか否かが判別される（ステップ２０６）。
【００４４】
上記ステップ２０４によるポンプ駆動は、エンジン回転数Ｎｅがゼロになるまで継続され、一方、上記ステップ２０６においてエンジン回転数Ｎｅがゼロになったと判定された場合（すなわち、内燃機関１０の停止が完了したと判断できる場合）には、電磁弁５２、５６がともに閉弁状態に制御される（ステップ２０８）。これにより、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させる動作が停止される。尚、この場合には、ＶＶＴ直通管５４に接続された上記オイルコントロールバルブも、ＶＶＴ直通管５４と可変動弁機構２８との連通を遮断するように制御された状態とされる。
【００４５】
以上説明した図３に示すルーチンによれば、内燃機関１０の停止要求が検知された際に、上記ポンプ駆動を行うことで、ＶＶＴ直通管５４内にオイルが満たされるようにすることができる。内燃機関１０が停止する際には、停止寸前に圧縮行程にある何れかの気筒において、圧縮動作を完了しきれずに気筒内ピストン１４の動作が停止するようになる。より具体的には、この停止の際、気筒内ピストン１４は、圧縮反力を受けて、上死点と下死点とのほぼ中間位置に停止することになる。このため、気筒内ピストン１４と対向して運動するバランサピストン４６についても、その往復期間内のほぼ中間位置において、バランサライナ内部空間４８ｂを確保した状態で停止するようになる。
【００４６】
従って、上記図３に示すルーチンの処理に従い、内燃機関１０の停止要求が検知された際に上記ポンプ駆動を行うようにして電磁弁５２が開かれた状態とされることで、内燃機関１０の停止完了時に、バランサライナ内部空間４８ｂ内にオイルが満たされるようにすることができる。そして、当該停止完了後に、電磁弁５２、５６（更には、ＶＶＴ直通管５４に接続された上記オイルコントロールバルブ）が閉じられた状態とされることで、次回の始動時まで、バランサライナ内部空間４８ｂおよびＶＶＴ直通管５４内にオイルが満たされた状態を創出することができるようになる。このため、始動時においてクランク軸１８の回転開始とともに直ちにオイルの昇圧を開始させられるようになり、上述した実施の形態１のシステムに比して、始動時の可変動弁機構２８の更なる早期作動を実現することが可能となる。
【００４７】
ところで、上述した実施の形態２においては、内燃機関１０の停止要求が出された際に、電磁弁５２、５６の双方を駆動して、上記ポンプ駆動を実現するようにしている。しかしながら、本発明において内燃機関の停止中にバランサライナ内部空間内にオイルを満たしておくようにするためには、上記のような制御に限らず、例えば、ＶＶＴ直通管５４内にオイルが既に満たされているような場合であれば、停止要求が出された際に、オイル排出用の電磁弁５６を閉弁状態に制御するとともにオイル回収用の電磁弁５２を開弁状態に制御するようにしてもよい。
【００４８】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５８が上記ステップ２０２〜２０８の処理を実行することにより前記第３の発明における「停止時弁制御手段」が実現されている。
【００４９】
実施の形態３．
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５８に後述する図５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。
【００５０】
図４は、エンジントルクを動力とするオイルポンプ３６の油圧とエンジン回転数Ｎｅとの関係を表した図である。
図４において、油圧Ａは、所定の低エンジン回転数β時において内燃機関１０に必要とされる油圧の値を示している。エンジントルクを動力とするオイルポンプ３６の吐出量は、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほど多くなる。このため、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほど、基本的に油圧が高くなる。
【００５１】
このようなオイルポンプ３６の特性によれば、所定の低エンジン回転数β時における必要油圧Ａを充足するようにオイルポンプ３６の性能を設定すると、図４に示すように、内燃機関１０の最高回転数γ付近の回転数領域での油圧が、当該回転数γにおける必要油圧Ｂよりも高くなり過ぎてしまう。その結果、図４中の網掛け部のように、高回転領域において、無駄なポンプ駆動仕事（フリクション）が増大してしまう。
【００５２】
本実施形態の内燃機関１０によれば、既述したように、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして利用することができる。そこで、本実施形態では、エンジン回転数が上記低エンジン回転数βより低い低回転領域において、バランサピストン４６の往復運動を（補助）オイルポンプとして利用するようにした。より具体的には、当該低回転領域において、バランサピストン４６の往復運動の利用によるポンプ駆動によって、オイルポンプ３６による駆動を補うようにすることで、必要油圧Ａを確保するようにした。
【００５３】
このような構成によれば、図４に示すように、最高回転数γ時に必要油圧Ｂを充足する程度にメインのオイルポンプ３６の性能を設定することで、高回転領域における無駄なポンプ駆動仕事の発生を回避しつつ、低回転数領域では、バランサピストン４６の往復運動を利用したポンプ駆動によって、必要油圧Ａを確保できるようになる。このように、本実施形態の制御によれば、メインのオイルポンプ３６の性能を下げることができるようになり、高回転数領域でのフリクションの低減を図ることができるようになる。
【００５４】
図５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ５８が実行するルーチンのフローチャートである。
【００５５】
図５に示すルーチンでは、ステップ３００において内燃機関１０の運転中であると判定された場合には、次いで、エンジン回転数Ｎｅが上記の所定値βよりも低いか否かが判別される（ステップ３０２）。その結果、エンジン回転数Ｎｅ＜βが成立すると判定された場合には、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させるべく、上記ステップ２０４の同様の電磁弁５２、５６の開閉駆動が実行される（ステップ３０４）。
【００５６】
次に、ＩＧスイッチをＯＦＦにする要求があるか否かが判別される（ステップ３０６）。その結果、当該ＩＧスイッチＯＦＦ要求がないと判定される間は、上記ステップ３０２以降の処理が繰り返し実行され、一方、当該ＩＧスイッチＯＦＦ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Ｎｅがゼロになったか否かが判別される（ステップ３０８）。
【００５７】
その結果、内燃機関１０の所定の停止処理が完了したことでエンジン回転数Ｎｅがゼロになったと判定された場合には、電磁弁５２、５６がともに閉弁状態に制御される（ステップ３１０）。また、上記ステップ３００においてエンジン運転中でないと判定された場合、更には、上記ステップ３０２においてエンジン回転数Ｎｅ＜βが不成立であると判定された場合にも、本ステップ３１０の処理が実行されることになる。これにより、バランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして機能させる動作が停止される。
【００５８】
尚、上述した実施の形態３においては、所定値βが前記第４の発明における「所定値」に相当している。また、ＥＣＵ５８が上記ステップ３０２および３０４の処理を実行することにより前記第４の発明における「低回転時弁制御手段」が実現されている。
【００５９】
実施の形態４．
次に、図６乃至図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図６は、本発明の実施の形態４の内燃機関６０における特徴的な部位を表した断面図である。尚、図６において、上記図１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。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態の内燃機関６０は、図１に示す内燃機関１０が有する構成に加え、バランサライナ内部空間４８ｂに連通するようにバランサライナ４８の側壁部４８ｃに接続されたブリーザ通路６２を備えている。ブリーザ通路６２の他端は、クランク室３４内空間と連通するように設けられている。また、ブリーザ通路６２における側壁部４８ｃに近接した位置には、ブリーザ通路６２の開閉を担う電磁弁６４が設置されている。この電磁弁６４は、他の電磁弁５２、５６とともにＥＣＵ６６に接続されている。
【００６１】
上述した実施の形態１、３のシステムによれば、始動時や低エンジン回転数時においてバランサピストン４６の往復運動をオイルポンプとして利用することで、必要とされる油圧を早期に（実施の形態１）または十分に（実施の形態３）を確保できるようになる。しかしながら、このようなオイルポンプとしての機能を得るべく、バランサライナ４８の底部４８ａを閉塞しているので、当該ポンプ機能を利用せずに電磁弁５２、５６をともに閉じている際には、バランサピストン４６の往復運動に伴う無駄な圧縮仕事および膨張仕事（ポンプロス）が生じてしまうことが懸念される。
【００６２】
そこで、本実施形態では、内燃機関６０の運転中に、上記ポンプ機能を利用していない場合には、ブリーザ通路６２が開放されるように電磁弁６４を制御するようにした。
図７は、上記の機能を実現するために、本実施の形態４においてＥＣＵ６６が実行するルーチンのフローチャートである。
【００６３】
図７に示すルーチンでは、先ず、内燃機関６０の運転中であるか否かが判別される（ステップ４００）。その結果、内燃機関６０の運転中でないと判定された場合には、ブリーザ通路６２が閉塞されるように電磁弁６４が駆動される（ステップ４０２）。
【００６４】
一方、上記ステップ４００において内燃機関６０の運転中であると判定された場合には、バランサピストン４６の往復運動を利用したポンプ駆動の実行中であるか否かが判別される（ステップ４０４）。このような判定は、電磁弁５２、５６の制御状態を判別することで実現することができる。その結果、当該ポンプ駆動の実行中であると判定された場合には、ブリーザ通路６２が閉塞されるように電磁弁６４が駆動される（ステップ４０２）。
【００６５】
図８は、ブリーザ通路６２を備える内燃機関６０の運転中において、バランサピストン４６の往復運動を利用したポンプ駆動時の動作を説明するための図である。
図８（Ａ）に示すように、当該ポンプ駆動開始時には、すべての電磁弁５２、５６、６４が閉弁状態とされる。そして、図８（Ｂ）に示すように、バランサピストン４６が上昇する際には、電磁弁５２のみが開かれることで、オイル貯留部３２ａ内のオイルがバランサライナ内部空間４８ｂ内に回収される。また、図８（Ｃ）に示すように、バランサピストン４６が下降する際には、電磁弁５６のみが開かれることで、バランサライナ内部空間４８ｂ内のオイルがＶＶＴ直通管５４を介して可変動弁機構２８に供給される。
【００６６】
また、図７に示すルーチンでは、上記ステップ４０４において上記ポンプ駆動の実行中でないと判定された場合には、ブリーザ通路６２が開放されるように電磁弁６４が駆動される（ステップ４０８）。
【００６７】
図９は、ブリーザ通路６２を備える内燃機関６０の運転中において、バランサピストン４６の往復運動を利用したポンプ駆動を行わない時の動作を説明するための図である。
この場合には、図９（Ａ）に示すようにすべての電磁弁５２、５６、６４が閉弁状態とされた状態から、バランサピストン４６が上昇する際には、図９（Ｂ）に示すように、電磁弁６４のみが開かれることで、クランク室３４内のガスがバランサライナ内部空間４８ｂ内に吸引される。また、図９（Ｃ）に示すように、バランサピストン４６が下降する際にも、電磁弁６４のみが開かれることで、バランサライナ内部空間４８ｂ内に吸引されたガスがクランク室３４内空間に再び排出される。
【００６８】
以上説明した図７に示すルーチンによれば、バランサピストン４６の往復運動を利用したポンプ駆動時には、ブリーザ通路６２が閉塞されるように電磁弁６４を駆動するようにすることで、当該ポンプの駆動を支障なく行えるようになる。また、内燃機関６０の運転中に当該ポンプ駆動を行わない場合には、ブリーザ通路６２が開放されるように電磁弁６４を駆動するようにすることで、バランサピストン４６の往復運動に伴う無駄な圧縮仕事および膨張仕事（ポンプロス）を低減することが可能となる。
【００６９】
尚、上述した実施の形態４においては、電磁弁６４が前記第２の発明における「第３制御弁」に相当している。また、ＥＣＵ６６が上記ステップ４００、４０４、および４０６の処理を実行することにより前記第２の発明における「ブリーザ開閉制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１のピストン式バランサを備える内燃機関の構成を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１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３】本発明の実施の形態２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４】エンジントルクを動力とするオイルポンプの油圧とエンジン回転数Ｎｅとの関係を表した図である。
【図５】本発明の実施の形態３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６】本発明の実施の形態４の内燃機関における特徴的な部位を表した断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４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８】ブリーザ通路を備える内燃機関の運転中において、バランサピストンの往復運動を利用したポンプ駆動時の動作を説明するための図である。
【図９】ブリーザ通路を備える内燃機関の運転中において、バランサピストンの往復運動を利用したポンプ駆動を行わない時の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０、６０  内燃機関
１２  気筒
１４  気筒内ピストン
１６  コンロッド
１８  クランク軸
２０  クランクピン
２２  シリンダブロック
２４  シリンダヘッド
２６  燃焼室
２８  可変動弁機構
３０  クランクケース
３２  オイルパン
３２ａ  オイル貯留部
３４  クランク室
３６  オイルポンプ
３８  オイルストレーナ
４０  メインギャラリ
４２  バランサ用クランクピン
４４  バランサ用コンロッド
４６  バランサピストン
４８  バランサライナ
４８ａ  バランサライナの底部
４８ｂ  バランサライナ内部空間
４８ｃ  バランサライナの側壁部
５０  オイル通路
５２、５６、６４  電磁弁
５４  ＶＶＴ直通管
５８、６６  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
６２  ブリーザ通路
【図１】
2010059935.tif 000003
【図２】
2010059935.tif 000004
【図３】
2010059935.tif 000005
【図４】
2010059935.tif 000006
【図５】
2010059935.tif 000007
【図６】
2010059935.tif 000008
【図７】
2010059935.tif 000009
【図８】
2010059935.tif 000010
【図９】
2010059935.tif 000011