(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の動弁装置に関し、使用頻度の高い接触位置における部材の磨耗を抑制しうる内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。【解決手段】カムとバルブとの間に介在し、カムの駆動に伴って摺動し、制御部材の位置に応じて摺動範囲が変化する摺動部材を有し、制御部材の位置に応じてバルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構を備える。また、制御部材の位置毎における使用時間を算出し、制御部材の現位置における使用時間が設定時間よりも長いか否かを判定する。さらに、制御部材の位置の履歴から直前の変位方向を判断する手段を備え、使用時間が設定時間よりも長い場合には直前の変位方向に制御部材を変位させる。【選択図】図６
2010106717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータにより駆動される制御部材と、
カムとバルブとの間に介在し、該カムの駆動に伴って摺動し、前記制御部材の位置に応じて摺動範囲が変化する摺動部材を有し、前記制御部材の位置に応じて該バルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構と、
前記制御部材の位置毎における使用時間を算出する手段と、
前記制御部材の現位置における使用時間が設定時間よりも長いか否かを判定する判定手段と、
前記制御部材の位置の履歴から直前の変位方向を判断する手段と、
前記使用時間が前記設定時間よりも長い場合に、前記直前の変位方向に、前記制御部材を変位させる変位手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記摺動部材は、中心軸の外周に設けられた軸受部と、該軸受部に回転自在に設けられた外周管とを有するローラを含み、
前記外周管は、周方向の一部分の重量が他部分の重量と異なるように形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。
【請求項３】
カムとバルブとの間に介在する、中心軸の外周に設けられた軸受部と、該軸受部に回転自在に設けられた外周管とを有するローラを備え、
前記外周管は、周方向の一部分の重量が他部分の重量と異なるように形成されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の動弁装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の制御を実行するのに好適な内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されるように、バルブのリフト量および作用角を機械的に変更可能な内燃機関の可変動弁機構が知られている。また、本公報には、可変動弁操作を行うために制御軸を変位させて揺動アームの体勢を変更することが開示されている。揺動アームの体勢を変更することで、揺動アームとカムからバルブまで力を伝達させるための各部品との接触位置が変化しバルブのリフト量・作用角を変更させることができる。このような構成によれば、運転モードに応じて上記接触位置を変化させて、当該運転モードに好適なバルブのリフト量・作用角による運転を実現することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０７４８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８８４９号公報
【特許文献３】特開２００４−３３２６７１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、可変動弁機構に供給される潤滑油は経年変化等によりその潤滑性能が低下する。また、各運転モードが使用される頻度はそれぞれ異なるため、上述した揺動アームと各部材との接触位置にも使用頻度の高低が存在する。そのため、潤滑性能が低下すれば使用頻度の高い接触位置において磨耗が生じ易くなる。
【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、使用頻度の高い接触位置における部材の磨耗を抑制しうる内燃機関の動弁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、上記の目的を達成するため、内燃機関の可変動弁装置であって、
アクチュエータにより駆動される制御部材と、
カムとバルブとの間に介在し、該カムの駆動に伴って摺動し、前記制御部材の位置に応じて摺動範囲が変化する摺動部材を有し、前記制御部材の位置に応じて該バルブの開弁特性を変化させる可変動弁機構と、
前記制御部材の位置毎における使用時間を算出する手段と、
前記制御部材の現位置における使用時間が設定時間よりも長いか否かを判定する判定手段と、
前記制御部材の位置の履歴から直前の変位方向を判断する手段と、
前記使用時間が前記設定時間よりも長い場合に、前記直前の変位方向に、前記制御部材を変位させる変位手段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、
前記摺動部材は、中心軸の外周に設けられた軸受部と、該軸受部に回転自在に設けられた外周管とを有するローラを含み、
前記外周管は、周方向の一部分の重量が他部分の重量と異なるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の動弁装置であって、
カムとバルブとの間に介在する、中心軸の外周に設けられた軸受部と、該軸受部に回転自在に設けられた外周管とを有するローラを備え、
前記外周管は、周方向の一部分の重量が他部分の重量と異なるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、制御部材の現位置での使用時間が設定時間よりも長い場合に、制御部材を現位置とした直前の変位方向と同方向に、制御部材を変位させることができる。制御部材の位置により摺動部材と隣接部材との摺動範囲を変化させることができる。また、制御部材を現位置とした直前の変位方向と同方向に変位させることで、直前の位置及び現位置における摺動範囲と共通する摺動部分を少なくすることができる。そして、各部品間の接点が同じ位置で長時間使用されることを防止することができる。その結果、各部材において使用される摺動範囲を平均化することができる。そのため、第１の発明によれば、摺動による部材の磨耗の発生を平均化し、磨耗の一部集中を抑制することができる。
【００１０】
第２の発明又は図３の発明によれば、摺動部材の１つとして、中心軸の外周に設けられた軸受部と、軸受部に回転自在に設けられ周方向の一部分の重量が他部分の重量と異なる外周管とを有するローラが用いられる。外周管は周方向の重量が均一でないため、外周管の回転中心軸と重心軸とにずれが生じる。そのため、中間部材としての外周管の回転にばらつきが生じ、外周管とその軸受との接触が増え、軸受の回転が促進される。その結果、中央軸の磨耗を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
［動弁装置の全体構成］
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１の内燃機関の動弁装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１の構成を示す側面図である。より具体的には、図１は、カム軸１２における第１駆動カム１４が設けられた位置で可変動弁装置１を切断した断面図である。また、図２は、図１に示す可変動弁装置１の斜視図である。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および図２に示す構成は、各気筒に配設された２つの吸気弁、或いは２つの排気弁をそれぞれ駆動する装置として機能するものとする。
【００１２】
（可変動弁機構の構成）
本実施形態の内燃機関の動弁装置は、バルブ１８の開弁特性（リフト量、作用角など）を機械的に変更可能な可変動弁装置１として構成されている。具体的には、可変動弁装置１はロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１２の回転運動がカム軸１２に設けられた第１駆動カム１４によってロッカーアーム１６の揺動運動に変換され、ロッカーアーム１６に支持されるバルブ１８の上下方向へのリフト運動に変換される。可変動弁装置１では、第１駆動カム１４によって直接、ロッカーアーム１６を駆動するのではなく、第１駆動カム１４とロッカーアーム１６との間に可変動弁機構２０を介在させている。可変動弁機構２０は、第１駆動カム１４の回転運動に対するロッカーアーム１６の揺動運動を連続的に変化させることができる機構である。可変動弁装置１は、この可変動弁機構２０を可変制御することによりロッカーアーム１６の揺動量や揺動タイミングを変化させて、バルブ１８のリフト量や作用角を連続的に変更できるようになっている。
【００１３】
上述の可変動弁機構２０は、制御軸２２、制御アーム２４、リンクアーム２６、揺動アーム２８、カムローラ３０、およびスライダーローラ３２を主たる構成部材として構成されている。可変動弁機構２０が備える上記の構成の詳細については、例えば、特開２００６−７０７３８号公報に開示されている内容と略同様であるため、以下の説明ではその詳細を簡略する。
【００１４】
揺動アーム２８には、ロストモーションスプリング３４が配置されている。ロストモーションスプリング３４からの付勢力は、揺動アーム２８上に形成された揺動アームスライダー面３６がスライダーローラ３２を付勢し、更に、カムローラ３０を第１駆動カム１４に押し当てる力として作用する。これにより、カムローラ３０およびスライダーローラ３２は、揺動アームスライダー面３６と第１駆動カム１４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。
【００１５】
揺動アームスライダー面３６の逆側には、揺動カム面３７が形成されている。揺動カム面３７はプロフィールの異なる非作用面３７ａと作用面３７ｂから構成されている。非作用面３７ａはカム基礎円の周面であり、制御軸２２の中心からの距離を一定に形成されている。一方、作用面３７ｂは揺動アーム２８の先端側に設けられ、非作用面３７ａに滑らかに連続するように接続されるとともに、揺動アーム２８の先端に向けて制御軸２２の中心からの距離が次第に大きくなるよう形成されている。本明細書では、非作用面３７ａと作用面３７ｂの双方を区別しないときには、単に揺動カム面３７と表記する。
【００１６】
図１に示すように、揺動アーム２８の下方には、ロッカーアーム１６が配置されている。ロッカーアーム１６には、揺動カム面３７に対向するように、ロッカーアームローラ３９が配置されている。ロッカーアームローラ３９は、ロッカーアーム１６の中間部に取り付けられたロッカーアームローラーピン４１によって回転自在に支持されている。このロッカーアームローラ３９の内部には、ロッカーアームローラ３９を支持するためのロッカーアームローラーピン４１と軸受としてのニードルベアリングとが設けられている。なお、上述したスライダーローラ３２も同様に、スライダーローラーピン４３とニードルベアリングとが設けられている。
【００１７】
また、ロッカーアーム１６の一端にはバルブ１８が設けられている。バルブ１８にはバルブスプリング３８が設けられ、バルブスプリング３８からの付勢力は、ロッカーアームローラ３９が揺動アーム２８上に形成された揺動カム面３７を付勢する力として作用する。
【００１８】
可変動弁機構２０の構成によれば、制御軸２２の回転位置を変更することにより、揺動アームスライダー面３６におけるスライダーローラ３２の位置を変更することができる。制御軸２２の回転位置に応じて、揺動アームスライダー面３６とスライダーローラ３２との接触位置が変化する。その結果、揺動アーム２８の体勢が変化し揺動範囲も変化する。そのため、揺動アーム２８に揺動されるロッカーアーム１６の一端に配置されたバルブ１８のリフト量および作用角を可変に制御することができる。また、制御軸２２の回転位置を変更することにより、揺動アームスライダー面３６とスライダーローラ３２との摺動範囲が変化する。同様に、揺動カム面３７とロッカーアームローラ３９との摺動範囲も変化する。
【００１９】
（固定動弁機構の構成）
可変動弁装置１は、並列に配置された２つのバルブ１８のうちの一方のバルブ（図２においては左側のバルブ１８Ｌ）の開弁特性を、一定の開弁特性が得られるようにするための固定動弁機構４０を備えている。そして、可変動弁装置１は、バルブ１８Ｌのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｌと固定動弁機構４０との間で選択的に切り換えるための片弁切り換え機構を備えている。
【００２０】
図１に示すように、カム軸１２には、各気筒につき、上記第１駆動カム１４に加え、第１駆動カム１４に隣接して配置された第２駆動カム４２を備えている。図２に示す固定動弁機構４０は、第２駆動カム４２と揺動アーム２８Ｌとの間に介在している。固定動弁機構４０は、揺動アーム２８Ｌの揺動運動を第２駆動カム４２の回転運動に連動させるものであり、第２駆動カム４２によって駆動される大作用角固定アーム４４を備えている。
【００２１】
大作用角固定アーム４４は、制御軸２２上に揺動アーム２８Ｌと並んで配置され、揺動アーム２８Ｌとは独立して揺動可能となっている。大作用角固定アーム４４には、第２駆動カム４２の周面に接触する入力ローラ４６が回転可能に支持されている。大作用角固定アーム４４には、揺動アーム２８と同様に、ロストモーションスプリング４８が掛けられており、そのバネ力は、入力ローラ４６を第２駆動カム４２の周面に押し当てる付勢力として作用している。
【００２２】
また、本実施形態の片弁切り換え機構は、大作用角固定アーム４４と揺動アーム２８Ｌとの結合およびその結合の解除を行う機構として構成されているものとする。そのような片弁切り換え機構の具体的な構成自体は、本発明における主要部でないため、ここでは、その詳細な説明を省略することとするが、例えば、以下のような構成によって実現することができる。すなわち、大作用角固定アーム４４および揺動アーム２８Ｌの一方に、その他方に向けて油圧などによって押し出されるピンを有し、当該他方にピンの挿入を受けるピン穴を設けることとし、揺動アーム２８Ｌと大作用角固定アーム４４との相対位置が所定の位置となったときに、ピン位置とピン穴位置とが一致するように構成する。このような構成によれば、ピンを介して、揺動アーム２８Ｌと大作用角固定アーム４４とが結合状態とすることによって、第２駆動カム４２の押圧力を、大作用角固定アーム４４、揺動アーム２８Ｌ、ロッカーアーム１６を介して、バルブ１８Ｌに伝達させることができる。その結果、制御軸２２の回転位置に関係なしに、バルブ１８Ｌの開弁特性のみを一定に制御することができる。
【００２３】
図３は、制御軸２２および制御軸駆動機構の平面図、図４は、制御軸駆動機構の側面図である。図３に示すように、本実施形態の内燃機関は＃１〜＃４の気筒を有する直列４気筒型である。図３に示すように、制御軸２２は、＃１〜＃４の各気筒の可変動弁機構２０に共用され、図示しないシリンダヘッドやカムキャリア等にニードルベアリングを介して回転自在に支持されている。制御軸２２には、制御軸の回転位置を検出する位置センサ８９が設けられている。図３および図４に示すように、制御軸２２の一端には、減速ギヤ８５が固定されている。この減速ギヤ８５は、減速ギヤ８６と噛み合っている。減速ギヤ８６と同軸上には、ウォームホイール８７が設けられている。このウォームホイール８７は、ウォームギヤ８８と噛み合っている。ウォームギヤ８８は、アクチュエータ３３（例えばモータ等）の出力軸に固定されている。アクチュエータ３３を作動させることにより、上記のギヤ列を介して、制御軸２２を回転させることができる。アクチュエータ（例えばモータ等）３３および位置センサ８９は、ＥＣＵ６０に電気的に接続されている。制御軸２２の回転角度は、アクチュエータ３３によって任意の角度に制御することができる。図４に示す制御軸は、時計回りに変位させることで、可変動弁機構を高バルブリフト・大作用角側に設定することができる。また、制御軸を反時計回りに変位させることで、可変動弁機構を低バルブリフト・小作用角側に設定することができる。
【００２４】
（可変動弁機構の作動例）
図５は、ＥＣＵ６０に記憶されている吸気バルブ制御マップを示す図である。図５の吸気バルブ制御マップ中、二つ並んだ丸印内の記載は、上述したバルブ１８Ｌに対応する第１吸気バルブ１８Ｌ、および上述したバルブ１８Ｒに対応する第２吸気バルブ１８Ｒの開弁量を表している。すなわち、右側の丸印内の記載は第１吸気バルブ１８Ｒの開弁量を表しており、左側の丸印内の記載は第２吸気バルブ１８Ｌの開弁量を表している。
【００２５】
ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷等）に応じて、図５に示すマップに従って、両弁可変モードと片弁可変モードとを切り換えるとともに、吸気バルブ１８の開弁量を変化させる。
【００２６】
図５の吸気バルブ制御マップ中の「片弁固定片弁可変領域」とは、可変動弁機構２０が片弁可変モードとされる運転領域であり、「両弁可変領域」とは、可変動弁機構２０が両弁可変モードとされる運転領域である。本実施形態では、低中回転・中負荷域が片弁可変領域とされている。片弁固定片弁可変領域においては、第１吸気バルブ１８Ｒの開弁量が第２吸気バルブ１８Ｌの開弁量より小さくなるように、制御軸２２が小作用角側に制御される。これにより、筒内に強いスワールを形成することができ、このスワールによって燃焼を改善することができる。
【００２７】
一方、図５の吸気バルブ制御マップによれば、低中回転・中負荷域以外の領域は両弁可変領域とされている。この両弁可変領域では、第１吸気バルブ１８Ｒおよび第２吸気バルブ１８Ｌの双方の開弁量を連続的に変化させることによって吸入空気量を制御することができる。例えば、高負荷域では両吸気バルブ１８の開弁量を大きくすることによって多量の空気を筒内に吸入することができる。一方、低負荷域やアイドル域では両吸気バルブ１８の開弁量を小さくすることによって筒内に吸入する空気を少なくすることができる。このように、両弁可変モードにおいては、スロットルバルブによらずに吸入空気量を調節することができるのでポンピングロスが小さい。このため、燃費を低減することができる。
【００２８】
［実施の形態１における特徴的制御］
上述した可変動弁装置１の構成によれば、運転状態に応じて制御軸の回転角度を変えることで揺動アームの体勢を変更することができる。その結果、吸気バルブ１８のリフト量・作用角を変更することができる。
ところで、車両運転における運転領域の使用頻度はそれぞれ異なる。例えば、上述した図５に示す吸気バルブ制御マップを用いた車両運転を行う場合には、低中回転軽中負荷領域の使用頻度が高い。この領域での運転を実現するために、ＥＣＵ６０は、図５に示すマップに基づき、吸気バルブ１８Ｌを大リフト大作用角固定とし、吸気バルブ１８Ｒを小リフト小作用角とするように制御軸２２の回転角度を制御する。上述した通り、制御軸２２の回転角度に応じて可変動弁装置の各部材の摺動範囲は変わる。そのため、運転領域の使用頻度に対応して、各部材の摺動範囲の使用頻度も異なることとなる。
【００２９】
また、可変動弁機構２０に供給される潤滑油は経年変化等により劣化し、その潤滑性能は低下する。特にディーゼルエンジンでは、カーボンスーツの増加により潤滑油が劣化し易い。潤滑性能が低下すれば、可変動弁装置１の各部品間の潤滑状態が悪化する。そのため、上述した可変動弁装置１では、潤滑性能が低下すると、各部品の使用頻度の高い摺動範囲に磨耗が生じ易いという課題がある。磨耗が生じ易い具体的箇所は、例えば、ニードルベアリングに接する制御軸２２、スライダーローラ３２に接する揺動アームスライダー面３６、ロッカーアームローラ３９に接する揺動アーム揺動カム面３７、ロッカーアームローラ３９のニードルベアリングに接するロッカーアームローラーピン４１である。
【００３０】
このような課題に対して、使用頻度の高い摺動範囲の磨耗を抑制できることが望まれる。そこで、本発明では、制御軸２２の現回転位置での使用時間が長い場合には、直前に制御軸を回転させた方向と同方向に、制御軸を変位させる制御をすることとした。また、この制御による燃焼状態の変動に対応すべく燃焼補正を実施することとした。
【００３１】
図６は、上述の動作を実現するために、ＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、まず、ＥＣＵ６０は、片弁大リフト領域であるか否かを判断する（ステップ１００）。具体的には、ＥＣＵ６０は、運転状態（回転数、負荷等）に対応するバルブ特性を定めた、図５に示すような吸気バルブ制御マップを記憶している。そして、ＥＣＵ６０は、図５の説明で述べた「片弁固定片弁可変領域」であるか否かを判断する。片弁固定片弁可変領域でない場合には、本ルーチンを終了し一定時間毎に本ルーチンを実行する。
【００３２】
片弁大リフト領域であると判断された場合には、次にＥＣＵ６０は、「制御軸非回転時間」と「制御軸位置使用累積時間」とを算出する（ステップ１１０）。その後、ＥＣＵ６０は、制御軸の回転が必要か否かを判断する（ステップ１２０）。
ここで、「制御軸非回転時間」とは、制御軸の回転位置を変更した直近の時刻から現在までの経過時間である。そして、一定時間（例えば数秒から数十秒）制御軸の回転位置が変更されなかった場合には、制御軸の回転位置を変更する制御が必要と判断される。
また、「制御軸位置使用累積時間」とは、過去に使用された制御軸の回転位置の累積時間である。例えば、制御軸の回転位置を幅２ｄｅｇ毎に区分けし、運転履歴から回転位置毎の使用時間をカウント、積算、保存することで算出できる。一定時間以上の使用履歴がある場合には、制御軸の回転位置を変更する制御が必要と判断される。なお、ステップ１２０において、制御軸の回転位置を変更する必要がないと判断される場合には、ＥＣＵ６０は、本ルーチンを終了し一定時間毎に本ルーチンを実行する。
【００３３】
上記ステップ１２０において、制御軸の回転が必要と判断される場合には、ＥＣＵ６０は、現在の制御軸の位置が吸気バルブ１８Ｒを最小作用角とする位置か否かを判断する（ステップ１３０）。具体的には、ＥＣＵ６０は、図５に示すマップに基づく運転を実現するように、運転状態に応じて定めた制御軸の基準回転位置を記憶している。制御軸の現基準回転位置は位置センサ８９により取得される。そして、現基準回転位置が吸気バルブ１８Ｒを最小作用角とする位置か否かが判定される。最小作用角の場合には、ＥＣＵ６０は、アクチュエータ３３に指令を出して制御軸を大作用角方向へ回転させる（ステップ１４０）。
【００３４】
一方、最小作用角でない場合には、制御軸を直前の回転方向と同方向へ回転させる（ステップ１５０）。ＥＣＵ６０は、位置センサ８９が前回検出した基準回転位置と今回検出した基準回転位置とから直前の回転方向を算出する。そして、アクチュエータ３３に指令を出して制御軸を直前の回転方向と同方向へ回転させる。具体的には、制御軸の回転位置を上述した基準回転位置から１ｄｅｇ程度回転させる。上述した可変動弁装置１の構成においては吸気バルブ１８Ｒの作用角が２℃Ａ程度変化する。制御軸の回転量は車両、機関の特性よるため予め実験等により設定される。
【００３５】
バルブの開弁特性の変化により燃焼状態が変動するため、燃焼補正を実施する（ステップ１６０）。具体的には、ＥＧＲ率、燃料噴射量、燃料噴射時期、ＶＮＴ開度等を変更することで燃焼状態を補正する。これらの変更量は予め実験等により設定される。例えば、片弁のリフト量が大きくなり、スワール流の低下、燃費の悪化、パティキュレートの増加、ＮＯｘの減少等が生じる場合には、ＥＧＲ率の低下や、燃料噴射時期の進角を図ることとする。また、片弁のリフト量が小さくなり、スワール流の増大、ＮＯｘの増大等が生じる場合には、ＥＧＲ率の増加や、燃料噴射時期の遅角を図ることとする。
【００３６】
その後、燃焼補正を継続可能か否か判断する（ステップ１７０）。具体的には、ＥＣＵ６０は、機関回転変動や冷却水温度等が限界値以上となった場合には、燃焼状態の変化が大きく燃焼補正を継続不可と判断する。継続不可と判断した場合には、現在の燃焼補正を中止する。そして、新たに、図５に示すマップに基づいて運転状態に応じた制御軸の基準回転位置を選択し、通常の制御に復帰する（ステップ１９０）。
【００３７】
一方、継続可能であると判断された場合には、次に運転状態に変更があるか否かを判断する（ステップ１８０）。運転状態に変更が無い場合には、現在の燃焼補正制御による運転を継続する（ステップ１６０）。
【００３８】
一方、運転状態に変更があった場合には、現在の燃焼補正を中止し、新たに、図５に示すマップに基づいて運転状態に応じた制御軸の基準回転位置を選択し、通常の制御に復帰する（ステップ１９０）。
【００３９】
以上説明したように、図６に示すルーチンによれば、制御軸の現回転位置での使用時間が設定した時間よりも長い場合に、制御軸を現回転位置とした変位方向と同方向に、制御軸を変位させることができる。このように制御軸を変位させることで、直前の位置及び現位置における摺動範囲と共通する摺動部分を少なくすることができる。その結果、使用される摺動範囲の平均化を図ることができ、使用頻度の高い一部分に磨耗が集中することを抑制することができる。具体的には、ニードルベアリングに接する制御軸２２、スライダーローラ３２に接する揺動アームスライダー面３６、ロッカーアームローラ３９に接する揺動アーム揺動カム面３７、ロッカーアームローラ３９のニードルベアリングに接するロッカーアームローラーピン４１、において生じやすい磨耗を好適に抑制することができる。なお、本制御は、カーボンスーツの増大により潤滑油が劣化しやすいディーゼル機関において特に好適である。
【００４０】
また、図６に示すルーチンによれば、制御軸を変位させることで生じるバルブの開弁特性の変化により燃焼状態が変動するため、燃焼補正を実施する。燃焼補正を実施することで、燃費率、排気エミッションを好適に保つことができる。このように、本実施の形態のシステムによれば、各部品間の接点が同じ位置で長時間使用されることを防止することで、磨耗の一部集中を抑制するとともに、燃焼補正により好適な運転状態を維持することができる。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、制御軸２２が前記第１の発明における「制御部材」に、制御軸２２、揺動カム面３７、揺動アームスライダー面３６、ロッカーアームローラーピン４１等が前記第１の発明における「摺動部材」に、可変動弁機構２０が前記第１の発明における「可変動弁機構」に、それぞれ相当している。また、ここでは、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１００〜１２０の処理を実行することにより前記第１の発明における「判定手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第１の発明における「変位手段」が、それぞれ実現されている。
【００４２】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、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。本実施形態のシステムは図１〜図５に示す構成において、ＥＣＵ６０に後述する図７のルーチンを実施させることで実現することができる。
【００４３】
［実施の形態２における特徴的制御］
上述した実施の形態１では、各部材の摺動範囲を平均化して、使用頻度の高い一部分の磨耗を抑制することができる。ところで、バルブリフト時にはバルブスプリング３８と、ロストモーションスプリング３４による負荷が生じる。これらの負荷は各部材の磨耗の原因となりうるため、これらの負荷は小さいことが好ましい。
【００４４】
上述した可変動弁装置１においては、バルブ閉塞時にスプリングによる負荷が最小となる。そこで、本実施形態では、バルブ閉塞時に、制御軸２２を微少回転させて、バルブリフト毎に各稼働部品間の摺動範囲を変更することとした。
【００４５】
図７は、上述の動作を実現するために、ＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図７に示す制御ルーチンはステップ２００を除いて、実施の形態１の図６の制御ルーチンと同様であるため、共通する処理については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
【００４６】
図７に示すルーチンでは、まずＥＣＵ６０は、上述した実施の形態１におけるステップ１００〜１２０の処理を実行する。ステップ１２０において制御軸の回転が必要であると判断された場合には、次に、ＥＣＵ６０は、バルブが閉じている期間に制御軸のステップ回転を実施する（ステップ２００）。ＥＣＵ６０は、図５に示すマップに基づく運転を実現するように、運転状態に応じて定めた制御軸の基準回転位置を記憶している。ここで、ステップ回転とは、例えば、制御軸２２の一度の回転変化量を０．５ｄｅｇとし、現在の運転状態における基準回転位置からの隔たりを１ｄｅｇと定めておき、バルブリフト毎に制御軸２２を０．５ｄｅｇずつ回転させた結果、隔たりが１ｄｅｇになったら回転方向を逆方向に変えるものとする。即ち、制御軸２２の回転位置を、基準回転位置を挟んで２ｄｅｇの幅で往復回転させるものとする。
【００４７】
その後、運転状態に変更があるか否かを判断する（ステップ１８０）。運転状態に変更が無い場合には、ステップ２００によるステップ回転の制御を継続する。一方、運転状態に変更があった場合には、現在の燃焼補正を中止し、新たに、図５に示すマップに基づいて運転状態に応じた制御軸の基準回転位置を選択し、通常の制御に復帰する（ステップ１９０）。
【００４８】
以上説明したように、図７に示すルーチンによれば、バルブが閉じている期間に制御軸の回転位置を変更することができる。バルブが閉じている期間は、バルブスプリング３８やロストモーションスプリング３４が各部材に加える負荷が最小となるため、各部材の磨耗を促進することなく、素早く揺動範囲を変更することができる。また、吸気行程で制御軸２２を回転させないので、燃焼に与える影響を少なくすることができる。また、各部品が同じ接触位置で長時間使用されることを防止することができる。
【００４９】
実施の形態３．
［実施の形態３のシステム構成］
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。本実施形態のシステムは図１〜図５に示す構成において、スライダーローラ３２とロッカーアームローラ３９の構造を図８に変えた点を除き、実施の形態１と同様であるためその共通する説明については簡略又は省略する。
【００５０】
図８は、実施の形態３における、スライダーローラ３２又はロッカーアームローラ３９の構造を示す図である。ロッカーアームローラ３９は、中心軸としてロッカーアームローラーピン４１を有する（図１）。ロッカーアームローラーピン４１の外周にはニードルベアリング５０が設けられている。ニードルベアリング５０の外周には外周管５２が回転自在に設けられている。外周管５２は、周方向の一部５２ａの重量が他部分５２ｂの重量と異なるように形成されている。この重量配置は、動弁系の特性（ローラ位置、使用回転数等）により実験等により定める。なお、スライダーローラ３２の構成は、ロッカーアームローラーピン４１に代えてスライダーローラーピン４３を用いている点を除き、ロッカーアームローラ３９と同様の構成であるため説明を省略する。
【００５１】
以上のような構成によれば、外周管５２は、周方向の重量が均一でないため回転中心軸に対して重心軸がずれる。そのため、揺動アーム２８の揺動により回転する外周管５２の回転にはばらつきが生じる。そのため、外周管５２とニードルベアリング５０との接触によりニードルベアリング５０の回転が促進される。その結果、ロッカーアームローラーピン４１及びスライダーローラーピン４３とニードルベアリング５０との摺動範囲を変化させて磨耗を抑制することができる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態３においては、ロッカーアームローラーピン４１又はスライダーローラーピン４３が前記第２の発明又は第３の発明における「中心軸」に、ニードルベアリング５０が前記第２の発明又は第３の発明における「軸受部」に、外周管５２が前記第２の発明又は第３の発明における「外周管」に、それぞれ相当している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１における可変動弁装置１の構成を示す側面図である。
【図２】実施の形態１における可変動弁装置１の斜視図である。
【図３】実施の形態１における制御軸２２及び制御軸駆動機構の平面図である。
【図４】実施の形態１における制御軸駆動機構の側面図である。
【図５】実施の形態１においてＥＣＵ６０に記憶されている吸気バルブ制御マップを示す図である。
【図６】実施の形態１においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】実施の形態２においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】実施の形態３におけるスライダーローラ３２又はロッカーアームローラ３９の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    可変動弁装置
１４、４２  第１駆動カム、第２駆動カム
１６  ロッカーアーム
１８  バルブ、吸気バルブ
２０  可変動弁機構
２２  制御軸
２８、３６、３７  揺動アーム、揺動アームスライダー面、揺動カム面
３２、３９  スライダーローラ、ロッカーアームローラ
４１、４３  ロッカーアームローラーピン、スライダーローラーピン
５０  ニードルベアリング
５２  外周管
６０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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