(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブを駆動する駆動カムと、
前記バルブを閉方向に付勢するバルブスプリングと、
一端が前記バルブの軸部の非弁体側端部に当接され、中間部において前記駆動カムからの駆動力を受け、他端が支点として機能するロッカーアームと、
前記ロッカーアームの支点を支持するプランジャを備え、タペットクリアランスをゼロとすべく前記プランジャが伸縮する機能を有し、磁力を付与することにより粘度が高くなる磁気粘性流体が内部に充填されたラッシュアジャスタと、
前記磁気粘性流体に磁力を付与可能な磁力付与手段と、
を備える可変動弁装置であって、
前記駆動カムのカムプロフィールは、カム軸の回転中心からの距離が最も短いゼロリフト点と、当該カム軸の回転中心からの距離が最も長い最大リフト点とを有し、前記ゼロリフト点から前記最大リフト点に近づくにつれ、前記カム軸の回転中心からの距離が基本的に長くなるように形成されており、
前記可変動弁装置は、前記磁気粘性流体に磁力が付与されていない状態においては、前記駆動カムと前記ロッカーアームとの接触点が前記ゼロリフト点である状態から前記駆動カムが回転する際に、前記バルブスプリングよりも先に前記ラッシュアジャスタの前記プランジャが縮み始め、かつ、前記接触点が前記ゼロリフト点から当該ゼロリフト点に対して所定距離だけ移動した先の磁力非付与時リフト開始点に移行するまで前記プランジャが縮んでいったうえで前記バルブが開き始めるように構成されており、
前記磁力付与手段は、前記ロッカーアームと前記駆動カムとの接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、当該磁気粘性流体に対して磁力を付与するものであって、
前記ゼロリフト点は、前記駆動カムのカムプロフィール上に１点として存在するものであることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記ラッシュアジャスタは、
前記プランジャを所定の範囲内で往復移動自在に支持するボディと、
前記プランジャと前記ボディとにより囲まれて形成され、前記磁気粘性流体が充填された第１流体室と、
前記ボディの内部に形成され、連通路を介して前記第１流体室と連通する第２流体室と、
前記ボディに往復移動自在に支持され、前記第２流体室の一方の壁として機能するピストンと、
前記プランジャを前記ロッカーアームに向けて付勢する第１付勢手段と、
前記第２流体室の容積を減少させる方向に前記ピストンを付勢する第２付勢手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記可変動弁装置は、当該可変動弁装置を搭載する内燃機関の全気筒のすべての吸気弁および排気弁に対して適用されており、
前記内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段を更に備え、
前記磁力付与手段は、前記全気筒のすべての前記吸気弁および前記排気弁の前記ラッシュアジャスタを対象として、前記フューエルカットの実行時に、前記接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、前記磁気粘性流体に磁力を付与することを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置を備える内燃機関。
【請求項４】
前記可変動弁装置は、当該可変動弁装置を搭載する内燃機関において燃料噴射の休止対象となる一部の気筒のすべての吸気弁および排気弁に対して少なくとも適用されており、
前記内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合に前記一部の気筒の燃料噴射休止を実行する燃料噴射休止実行手段を更に備え、
前記磁力付与手段は、前記一部の気筒のすべての前記吸気弁および前記排気弁の前記ラッシュアジャスタを対象として、前記燃料噴射休止の実行時に、前記接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、前記磁気粘性流体に磁力を付与することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の可変動弁装置を備える内燃機関。
【請求項５】
前記駆動カムのカムプロフィールにおける前記ゼロリフト点の周辺の区間は、当該区間を使って前記バルブがリフト動作を行う際の当該バルブの速度が一定となるランプ部として形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の可変動弁装置または可変動弁装置を備える内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変動弁装置およびそれを備える内燃機関に係り、特に、駆動カムとバルブとの間にロッカーアームを介在させる方式の可変動弁装置として好適な可変動弁装置およびそれを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、バルブリフト量を変更可能とする可変動弁装置が開示されている。この従来の可変動弁装置は、バルブスプリングのバネ力によってポートを閉塞するバルブと駆動カムとの間に、磁気粘性流体が充填されるシリンダ機構を介在させるようにしている。この従来の可変動弁装置では、駆動カムによって往復移動させられるピストンによってシリンダ機構のシリンダ内を２つのシリンダ室に区分するようにしている。磁気粘性流体は、ピストンに形成された多数のスリットを介して、駆動カムの回転に伴うピストンの変位に応じて、一方のシリンダ室から他方のシリンダ室に移動するように構成されている。このような構成によれば、磁気粘性流体に磁力が付与された際に、磁気粘性流体が硬化し、磁気粘性流体がシリンダ室間を移動できない状態になる。その結果、駆動カムの回転に伴うピストンの変位と連動してバルブが動作するようになる。このため、駆動カムの回転中に磁気粘性流体に磁力を付与するタイミングを調整することによってシリンダ室内の磁気粘性流体の硬化時の幅（高さ）を調整することで、バルブのリフト量を連続的に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４９１１６号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２４８０号公報
【特許文献３】特開平５−２８８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の可変動弁装置では、駆動カムとバルブスプリングとを直線上に配置させ、かつ、両者の間に上記シリンダ機構を介在させるようにしている。このため、バルブスプリング荷重が磁気粘性流体に直接的に作用するので、磁気粘性流体に作用する荷重が大きくなる。その結果、磁気粘性流体の粘度を高めるために必要な磁力が大きくなり、また、バルブリフト量を可変させる際のリフト量のばらつきが大きくなることが懸念される。
【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、磁気粘性流体に作用する荷重を低減しつつ、バルブが開閉動作する通常リフト動作状態と、ゼロリフト点を除いて駆動カムが１回転する間じゅうバルブが常にリフトしている弁開放状態との間で、バルブの動作状態を切り替え可能とする可変動弁装置およびそれを備える内燃機関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、可変動弁装置であって、
バルブを駆動する駆動カムと、
前記バルブを閉方向に付勢するバルブスプリングと、
一端が前記バルブの軸部の非弁体側端部に当接され、中間部において前記駆動カムからの駆動力を受け、他端が支点として機能するロッカーアームと、
前記ロッカーアームの支点を支持するプランジャを備え、タペットクリアランスをゼロとすべく前記プランジャが伸縮する機能を有し、磁力を付与することにより粘度が高くなる磁気粘性流体が内部に充填されたラッシュアジャスタと、
前記磁気粘性流体に磁力を付与可能な磁力付与手段と、
を備える可変動弁装置であって、
前記駆動カムのカムプロフィールは、カム軸の回転中心からの距離が最も短いゼロリフト点と、当該カム軸の回転中心からの距離が最も長い最大リフト点とを有し、前記ゼロリフト点から前記最大リフト点に近づくにつれ、前記カム軸の回転中心からの距離が基本的に長くなるように形成されており、
前記可変動弁装置は、前記磁気粘性流体に磁力が付与されていない状態においては、前記駆動カムと前記ロッカーアームとの接触点が前記ゼロリフト点である状態から前記駆動カムが回転する際に、前記バルブスプリングよりも先に前記ラッシュアジャスタの前記プランジャが縮み始め、かつ、前記接触点が前記ゼロリフト点から当該ゼロリフト点に対して所定距離だけ移動した先の磁力非付与時リフト開始点に移行するまで前記プランジャが縮んでいったうえで前記バルブが開き始めるように構成されており、
前記磁力付与手段は、前記ロッカーアームと前記駆動カムとの接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、当該磁気粘性流体に対して磁力を付与するものであって、
前記ゼロリフト点は、前記駆動カムのカムプロフィール上に１点として存在するものであ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、
前記ラッシュアジャスタは、
前記プランジャを所定の範囲内で往復移動自在に支持するボディと、
前記プランジャと前記ボディとにより囲まれて形成され、前記磁気粘性流体が充填された第１流体室と、
前記ボディの内部に形成され、連通路を介して前記第１流体室と連通する第２流体室と、
前記ボディに往復移動自在に支持され、前記第２流体室の一方の壁として機能するピストンと、
前記プランジャを前記ロッカーアームに向けて付勢する第１付勢手段と、
前記第２流体室の容積を減少させる方向に前記ピストンを付勢する第２付勢手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明における可変動弁装置を備える内燃機関であって、
前記可変動弁装置は、当該可変動弁装置を搭載する内燃機関の全気筒のすべての吸気弁および排気弁に対して適用されており、
前記内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段を更に備え、
前記磁力付与手段は、前記全気筒のすべての前記吸気弁および前記排気弁の前記ラッシュアジャスタを対象として、前記フューエルカットの実行時に、前記接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、前記磁気粘性流体に磁力を付与す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ける可変動弁装置を備える内燃機関であって、
前記可変動弁装置は、当該可変動弁装置を搭載する内燃機関において燃料噴射の休止対象となる一部の気筒のすべての吸気弁および排気弁に対して少なくとも適用されており、
前記内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合に前記一部の気筒の燃料噴射休止を実行する燃料噴射休止実行手段を更に備え、
前記磁力付与手段は、前記一部の気筒のすべての前記吸気弁および前記排気弁の前記ラッシュアジャスタを対象として、前記燃料噴射休止の実行時に、前記接触点が前記ゼロリフト点となる時に前記磁気粘性流体が硬化するように、前記磁気粘性流体に磁力を付与することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおける可変動弁装置または可変動弁装置を備える内燃機関であって、
前記駆動カムのカムプロフィールにおける前記ゼロリフト点の周辺の区間は、当該区間を使って前記バルブがリフト動作を行う際の当該バルブの速度が一定となるランプ部として形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、磁力付与手段により磁力が付与された場合には、上記接触点がゼロリフト点となる時に、磁気粘性流体が硬化してプランジャが縮まなくなる。これにより、磁力の付与時には、磁気粘性流体に磁力が付与されていない状態であればプランジャが縮むことによりバルブが開き始めない区間において（ゼロリフト点を通過後に）、バルブのリフト動作が行われることになる。その結果、当該区間だけ、バルブのリフト量が全体的に増加することになるので、ゼロリフト点を除いて駆動カムが１回転する間じゅうバルブが常にリフトしている弁開放状態を得ることができる。また、本発明によれば、ロッカーアーム式の機構を採用しているので（つまり、駆動カムとバルブスプリングとの間に、磁気粘性流体が充填されたラッシュアジャスタが直線的に介在しないように構成されているので）、磁気粘性流体に作用する荷重を低減することができる。以上のように、本発明によれば、磁気粘性流体に作用する荷重を低減しつつ、バルブが開閉動作する通常リフト動作状態と、上記弁開放状態との間で、バルブの動作状態を切り替え可能とする可変動弁装置を実現することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、上記のように通常リフト動作状態と弁開放状態との間でバルブの動作状態を切り替え可能とする可変動弁装置を好適に実現するためのラッシュアジャスタを得ることができる。
【００１３】
第３の発明によれば、フューエルカットの実行と同期して、全気筒のすべての吸気弁および排気弁の動作状態が弁開放状態に切り替えられるので。ピストンの動きに合わせて吸気ポートと排気ポートとの間で空気が行き来するようになる。このため、フューエルカットの実行中に排気通路に配置される触媒に空気が届かないようにすることができる。これにより、触媒貴金属のシンタリングを抑制して、触媒の劣化を防止することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、燃料噴射休止の実行と同期して、燃料噴射の休止対象となる内燃機関の一部の気筒のすべての吸気弁および排気弁の動作状態が弁開放状態に切り替えられる。その結果、燃料噴射休止の対象気筒において、ピストンの動きに合わせて吸気ポートと排気ポートとの間で空気が行き来するようになる。このため、上記燃料噴射休止の実行中に吸入空気が燃料噴射の休止対象気筒を通過して触媒に届かないようにすることができる。これにより、触媒貴金属のシンタリングを抑制して、触媒の劣化を防止することができる。
【００１５】
第５の発明によれば、弁開放状態を得るために磁気粘性流体に磁力が付与した際に、必ずゼロリフト点の周辺のランプ部においてバルブの動作状態の切り替えが行われるようにすることができる。これにより、上記切り替えが行われる際に、バルブの速度および加速度を所定の設計値の範囲を超えないように確実に低くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す吸気可変動弁装置の構成を説明するための図である。
【図３】図２に示すラッシュアジャスタの詳細な構成を説明するための断面図である。
【図４】図３に示す電磁石の詳細な構成の一例を示す図である。
【図５】ＭＲＦに磁力が付与されていない状態におけるラッシュアジャスタの動作を説明するための図である。
【図６】プランジャが最も突出した位置でＭＲＦへの磁力の付与がなされたケースを示す図である。
【図７】図２に示す駆動カムのカムプロフィールを説明するための図である。
【図８】吸気弁の通常リフト動作時（磁力ＯＦＦ時）における吸気可変動弁装置の動作を説明するための図である。
【図９】吸気弁を弁開放状態とするための弁開放動作を説明するための図である。
【図１０】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１１】本発明の実施の形態１の第１変形例における磁力付与手段の具体的な構成を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の第２変形例における磁力付与手段の具体的な構成を説明するための図である。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
［内燃機関のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。尚、内燃機関１０は、一例として、直列４気筒型エンジンであるものとする。内燃機関１０の筒内には、燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。
【００１８】
吸気通路１４の入口近傍には、吸気通路１４に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアフローメータ１８の下流には、電子制御式のスロットルバルブ２０が設けられている。また、スロットルバルブ２０の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２２が配置されている。また、内燃機関１０が備えるシリンダヘッドには、燃焼室１２の頂部から燃焼室１２に突出するように点火プラグ２４が取り付けられている。
【００１９】
吸気通路１４の吸気ポートおよび排気通路１６の排気ポートには、それぞれ、燃焼室１２と吸気通路１４、或いは燃焼室１２と排気通路１６を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２６および排気弁２８が設けられている。本実施形態では、気筒毎に、吸気弁２６および排気弁２８が２つずつ配置されているものとする。
【００２０】
吸気弁２６および排気弁２８は、それぞれ吸気可変動弁装置３０および排気可変動弁装置３２により駆動される。これらの可変動弁装置３０、３２の具体的な構成については、図２乃至図９を参照して後述するものとする。また、吸気カム軸５４（図２参照）および排気カム軸（図示省略）の近傍には、それぞれのカム軸の回転角度、すなわち、吸気カム角および排気カム角を検出するための吸気カム角センサ３４および排気カム角センサ３６がそれぞれ配置されている。
【００２１】
また、クランク軸３８の近傍には、クランク角度やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ４０が配置されている。更に、排気通路１６には、排気ガスを浄化可能な触媒４２が配置されている。
【００２２】
更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４４を備えている。ＥＣＵ４４の入力部には、上述したエアフローメータ１８、吸気カム角センサ３４、排気カム角センサ３６およびクランク角センサ４０に加え、内燃機関１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセル開度センサ４６等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４４の出力部には、上述したスロットルバルブ２０、燃料噴射弁２２、点火プラグ２４、および可変動弁装置３０、３２等の内燃機関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。ＥＣＵ４４は、それらのセンサ出力に基づき、所定のプログラムに従って各種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ものである。
【００２３】
次に、図２乃至図９を参照して、可変動弁装置３０、３２の構成およびその動作について説明する。尚、ここでは、吸気可変動弁装置３０を例に挙げて説明を行うこととするが、排気可変動弁装置３２についても、吸気可変動弁装置３０と同様に構成されているものとする。
【００２４】
［可変動弁装置の構成］
図２は、図１に示す吸気可変動弁装置３０の構成を説明するための図である。
図２に示すように、吸気弁２６の軸部２６ａの非弁体側端部には、ロッカーアーム４８の一端が当接している。吸気弁２６は、バルブスプリング５０によって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム４８を押し上げる方向に付勢されている。
【００２５】
ロッカーアーム４８の中間部には、ロッカーローラ５２が回転自在に取り付けられている。ロッカーローラ５２の上方には、吸気カム軸５４に固定された駆動カム５６が配置されている。ロッカーアーム４８の他端は、ラッシュアジャスタ５８によって回転自在に支持されている。
【００２６】
ラッシュアジャスタ５８は、タペットクリアランスをゼロとすべく伸縮する機能を有している。すなわち、吸気弁２６が閉弁状態にある時には、ロッカーアーム４８は、ラッシュアジャスタ５８の付勢力によってロッカーローラ５２を介して駆動カム５６に押し当てられている。一方、吸気弁２６が開弁状態（リフト状態）にある時には、ロッカーアーム４８は、バルブスプリング５０およびラッシュアジャスタ５８のそれぞれの付勢力によってロッカーローラ５２を介して駆動カム５６に押し当てられる。
【００２７】
図３は、図２に示すラッシュアジャスタ５８の詳細な構成を説明するための断面図である。
図３に示すように、ラッシュアジャスタ５８は、円筒状に形成されたボディ５８ａを備えている。ボディ５８ａは、頂部側および底部側がそれぞれ開口端となっており、その内部は、仕切り部５８ａ１によって上下２つの層に区分されている。仕切り部５８ａ１の上側（ロッカーアーム４８側）のボディ５８ａの内部には、プランジャ６０がボディ５８ａの内壁に案内された状態で往復移動自在に配置されている。
【００２８】
プランジャ６０の頂部は半球状に形成されており、この頂部によって、ロッカーアーム４８の上記他端が支持される。プランジャ６０の底部側は、底部が開口した円筒状に形成されている。このように円筒状に形成されたプランジャ６０と、仕切り部５８ａ１を含むボディ５８ａの内壁とによって、ボディ５８ａの内部には、第１流体室６２が形成されている。また、プランジャ６０は、仕切り部５８ａ１上に設置されたロストモーションスプリング６４によってロッカーアーム４８の上記他端に向けて付勢されている。
【００２９】
一方、仕切り部５８ａ１の下側（第１流体室６２の反対側）のボディ５８ａの内部には、ピストン６６がボディ５８ａの内壁に案内された状態で往復移動自在に配置されている。このピストン６６の頂部と、仕切り部５８ａ１を含むボディ５８ａの内壁とによって、第１流体室６２の反対側のボディ５８ａの内部には、第２流体室６８が形成されている。また、ピストン６６は、リターンスプリング７０によって第１流体室６２側に向けて付勢されている。リターンスプリング７０は、Ｅリング７２によって位置決めされたストッパ７４上に設置されている。
【００３０】
第１流体室６２と第２流体室６８とは、連通路７６を介して連通している。これらの第１流体室６２と第２流体室６８の内部には、磁力を付与することにより粘度が高くなる磁気粘性流体（以下、「ＭＲＦ（Magneto- Rheological Fluid）」と称する）が充填されている。また、図３に示すように、第１流体室６２に近いボディ５８ａの近傍には、電磁石７８が配置されている。
【００３１】
図４は、図３に示す電磁石７８の詳細な構成の一例を示す図である。より具体的には、図４は、内燃機関１０のある気筒における２つの吸気弁２６のための２つのラッシュアジャスタ５８を上方（ロッカーアーム４８側）から見下ろした図である。
電磁石７８は、図４に示すように、２つのラッシュアジャスタ５８間を橋渡すようにして配置された磁性材料からなる円柱状の磁心７８ａと、磁心７８ａに巻き掛けられたコイル７８ｂとを備えている。コイル７８ｂへの通電は、ＥＣＵ４４によって制御される。このような構成によれば、コイル７８ｂへの通電を制御することにより、気筒毎に（同一気筒内の２つの吸気弁２６に対して一度に）、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦへの磁力の付与の有無を切り替えることができる。
【００３２】
図５は、ＭＲＦに磁力が付与されていない状態におけるラッシュアジャスタ５８の動作を説明するための図である。
図５（Ａ）は、ロッカーローラ５２およびロッカーアーム４８を介して伝達される駆動カム５６からの荷重によって、プランジャ６０の底部が仕切り部５８ａ１に当接した状態、すなわち、プランジャ６０が最も縮んだ状態を示している。この図５（Ａ）に示す状態に対して、ロッカーローラ５２から離れる方向に駆動カム５６が回転すると、ロストモーションスプリング６４およびリターンスプリング７０のそれぞれの付勢力によって、プランジャ６０が上方向に伸びるようになる。また、プランジャ６０の伸び動作に伴って第２流体室６８から第１流体室６２に向けてＭＲＦが移動する際には、通常の油圧式ラッシュアジャスタと同様に、ＭＲＦの粘性によってプランジャ６０の移動に対する減衰力が発生する。
【００３３】
また、図５（Ｂ）に示すようにプランジャ６０が突出した状態において駆動カム５６からの荷重を再び受けると（より具体的には、プランジャ６０に作用する駆動カム５６からの荷重がロストモーションスプリング６４の付勢力に打ち勝ち、かつ、当該荷重を受けてＭＲＦがピストン６６を押し下げる力がリターンスプリング７０の付勢力に打ち勝つと）、図５（Ｃ）に示す状態に向けて、プランジャ６０の突出量が減少していく。また、このプランジャ６０の縮み動作に伴って第１流体室６２から第２流体室６８に向けてＭＲＦが移動する際にも、通常の油圧式ラッシュアジャスタと同様に、ＭＲＦの粘性によってプランジャ６０の移動に対する減衰力が発生する。
【００３４】
以上のように、本実施形態のラッシュアジャスタ５８は、ＭＲＦに磁力が付与されていない状態においては、通常の油圧式ラッシュアジャスタと同様に機能する。すなわち、プランジャ６０に作用する荷重の強弱に応じて、プランジャ６０が所定の往復範囲内（図５中に示すストローク内）で伸縮するようになる。このようなプランジャ６０の伸縮によって、ロッカーアーム４８とプランジャ６０との接触が常に維持され、その結果として、吸気弁２６とロッカーアーム４８とのタペットクリアランスが常にゼロになるように調整される。
【００３５】
一方、図６は、プランジャ６０が最も突出した位置でＭＲＦへの磁力の付与がなされたケースを示す図である。より具体的には、図６は、図６（Ｂ）に示す状態において、ＭＲＦに磁力が付与されたケースを示している。
ＭＲＦは、図５に示すように磁力が付与されていない状態では流体として機能する一方、図６に示すように磁力が付与されると、粘度が高くなって剛体のように機能する。その結果、駆動カム５６からの荷重に抗してプランジャ６０の位置が図６（Ｃ）に示すように固定されるようになる。尚、この図６（Ｃ）に示す状態において磁力がＯＦＦにされると、ＭＲＦが軟化し、図５に示す動作状態に戻ることになる。
【００３６】
図７は、図２に示す駆動カム５６のカムプロフィールを説明するための図である。
図７に示すように、駆動カム５６のカムプロフィールは、吸気カム軸５４の回転中心からの距離が最も短いゼロリフト点Ｃと、当該吸気カム軸５４の回転中心からの距離が最も長い最大リフト点Ａとを有し、ゼロリフト点Ｃから最大リフト点Ａに近づくにつれ、吸気カム軸５４の回転中心からの距離が次第に長くなるように形成されている。
【００３７】
更に、駆動カム５６のカムプロフィール上には、吸気弁２６が開閉動作を行う通常リフト動作時（ＭＲＦに磁力が付与されていない場合）に吸気弁２６のリフト動作が開始する（吸気弁２６が開き始める）リフト開始点Ｄと、吸気弁２６のリフト動作が終了する（吸気弁２６が閉じ終える）リフト終了点Ｂとが存在する。本実施形態の可変動弁装置３０では、ゼロリフト点Ｃからリフト開始点Ｄまでの区間、およびリフト終了点Ｂからゼロリフト点Ｃまでの区間は、通常リフト動作時には、ロッカーアーム４８が駆動カム５６からの荷重を受けてもラッシュアジャスタ５８が縮むことにより吸気弁２６がリフト動作を行わないロストモーション区間となるように構成されている。
【００３８】
また、本実施形態の吸気可変動弁装置３０では、ＭＲＦに磁力が付与されていない状態においては、駆動カム５６とロッカーローラ５２との接触点がゼロリフト点Ｃである状態から駆動カム５６が回転する際に、バルブスプリング５０よりも先にラッシュアジャスタ５８が縮み始めるように、バルブスプリング５０、ロストモーションスプリング６４およびリターンスプリング７０のそれぞれのバネ力、並びにロッカーアーム４８のアーム比等の各要素が構成されている。
【００３９】
更に、本実施形態の吸気可変動弁装置３０では、駆動カム５６のカムプロフィール上の上記ロストモーション区間（ＣＤ間およびＢＣ間）は、この区間を使って吸気弁２６がリフト動作を行う際にバルブリフト速度が一定となるランプ部となるように形成されている。
【００４０】
［可変動弁装置の動作］
図８は、吸気弁２６の通常リフト動作時（磁力ＯＦＦ時）における吸気可変動弁装置３０の動作を説明するための図である。尚、図８において、吸気弁２６の実際のリフトカーブは、実線で示すものであり、図８（および後述する図９）中に破線で示す曲線は、リフト終了点Ｂからゼロリフト点Ｃを経てリフト開始点Ｄまでの区間におけるプランジャ６０の動きを説明するために便宜的に追加したものである。
【００４１】
（通常リフト動作時）
吸気弁２６の通常リフト動作時は、既述したように、ＭＲＦに磁力が付与されていない状態である。このため、図８に示すように、吸気弁２６のリフト区間（リフト開始点Ｄからリフト終了点Ｂまでの区間）では、駆動カム５６からの荷重によってプランジャ６０が最も縮んだ状態となっている。
【００４２】
その後、駆動カム５６とロッカーローラ５２との接触点がリフト終了点Ｂに到達すると、吸気弁２６は、バルブシート（図示省略）と当接し、これ以上は閉方向に移動できない状態となる。その結果、リフト終了点Ｂからゼロリフト点Ｃの区間において駆動カム５６がロッカーローラ５２から離れる方向に回転する際には、ロストモーションスプリング６４およびリターンスプリング７０の付勢力によってプランジャ６０の突出量が増加する。このため、リフト終了点Ｂを過ぎた後においても、吸気弁２６と駆動カム５６とラッシュアジャスタ５８とがロッカーアーム４８およびロッカーローラ５２を介して常に接触した状態に維持される。
【００４３】
その後、駆動カム５６とロッカーローラ５２との接触点がゼロリフト点Ｃに到達すると、プランジャ６０の突出量が最も大きくなる。また、この状態では、図８に示すように、ＭＲＦは、上側の第１流体室６２に偏っている。次いで、ゼロリフト点Ｃからリフト開始点Ｄまでの区間において駆動カム５６が回転する際には、既述したようにラッシュアジャスタ５８がバルブスプリング５０よりも先に縮むように構成されているので、駆動カム５６からの荷重によってプランジャ６０の突出量が減少していくことになる。そして、駆動カム５６とロッカーローラ５２との接触点がリフト開始点Ｄに到達すると、プランジャ６０の底部がボディ５８ａの仕切り部５８ａ１に当接した状態となり、以後、吸気弁２６のリフト動作が開始されるようになる。
【００４４】
（弁開放動作時）
以上説明した構成を有する本実施形態の吸気可変動弁装置３０（排気可変動弁装置３２も同様）は、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して以下に示すタイミングで磁力を付与することにより、ゼロリフト点Ｃを除いて駆動カム５６が１回転する間じゅう吸気弁２６が常にリフトしている弁開放状態を実現可能な点に特徴を有している。
【００４５】
図９は、吸気弁２６を弁開放状態とするための弁開放動作を説明するための図である。
弁開放動作は、図９に示すように、駆動カム５６とロッカーローラ５２との接触点がゼロリフト点Ｃとなるタイミング（すなわち、プランジャ６０の突出量が最も大きくなるタイミング）においてＭＲＦに磁力が作用してＭＲＦが硬化する（より具体的には硬化し終える）ように、電磁石７８への通電を行うというものである。これにより、プランジャ６０の突出量が最も大きい状態において（すなわち、ゼロリフト点Ｃにて駆動カム５６とロッカーローラ５２とが接触し、かつ、ラッシュアジャスタ５８および吸気弁２６のそれぞれとロッカーアーム４８との接触が確保されている状態において）、プランジャ６０の位置が固定される。
【００４６】
上記弁開放動作によってゼロリフト点Ｃにおいてプランジャ６０が固定されることにより、図９に示すように、ゼロリフト点Ｃから通常リフト動作時のリフト開始点Ｄまでの上記ロストモーション区間において、吸気弁２６がロストモーションをすることなく、ゼロリフト点Ｃの通過後に直ちに吸気弁２６のリフト動作が開始される。その結果、上記図８中に破線で示すゼロリフト点Ｃからリフト開始点Ｄまでのロストモーション区間分だけ、図９に示すように、吸気弁２６のリフト量が全体的に増加することになる。その結果、ゼロリフト点を除いて駆動カム５６が１回転する間じゅう吸気弁２６が常にリフトしている弁開放状態を得ることができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の吸気可変動弁装置３０によれば、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦへの磁力の付与の有無に応じて、吸気弁２６の動作状態を、通常リフト動作状態と弁開放状態との間で切り替えることが可能となる。尚、上記弁開放動作によれば、ゼロリフト点Ｃにおいて一瞬のみ吸気弁２６が閉じることとなるが、弁開放状態を得るうえで、このことによる影響は少ないと推定される。
【００４８】
また、本実施形態の吸気可変動弁装置３０によれば、ロッカーアーム式の機構を採用し、ロッカーアーム４８の一端において吸気弁２６が当接し、ロッカーアーム４８の他端においてＭＲＦが充填されたラッシュアジャスタ５８が当接するようにしている。つまり、駆動カム５６とバルブスプリング５０との間に、ＭＲＦが充填されたラッシュアジャスタ５８が直線的に介在しないように構成されている。このため、ＭＲＦに作用する荷重は、バルブスプリング荷重にロッカーアーム４８のアーム比の逆数が乗じられた値に低減される。これにより、硬化のためにＭＲＦに付与する磁力が小さくて済むようになり、また、吸気弁２６の動作状態を上記のように切り替える際のリフト量のばらつきを抑制することができる。
【００４９】
また、駆動カムとバルブスプリングを直線上に配置させる従来の構成において、本実施形態のように駆動カムの回転運動がロストモーションする区間を設けようとすると、バルブのリフト量以上のスペースを駆動カムとバルブとの間に設ける必要が生ずる。これに対し、本実施形態の吸気可変動弁装置３０によれば、ロッカーアーム式としているので、ロストモーション区間を設けるために可変動弁装置の高さが増大するのを抑制することができる。このため、ラッシュアジャスタ５８内にＭＲＦを充填させた簡素かつコンパクトな構成を用いて、弁開放状態を得られるようにすることができる。
【００５０】
更に、本実施形態の吸気可変動弁装置３０では、通常のリフト動作時には吸気弁２６のリフト動作のために用いないロストモーション区間（ＢＣ間とＣＤ間）を駆動カム５６のカムプロフィール上に設け、かつ、このロストモーション区間がランプ部となるように形成している。このため、弁開放状態とするためにゼロリフト点ＣにおいてＭＲＦを硬化させるべく磁力を付与した際に、必ずゼロリフト点Ｃの周辺のランプ部において吸気弁２６の動作状態の切り替え（図８に示す状態から図９に示す状態への切り替え）が行われるようになる。このような構成とは異なり、ランプ部が欠如していると、吸気弁２６の動作状態の上記切り替え時に、バルブの速度および加速度が過大となり、バルブのジャンプやバウンスを引き起こすという問題が生じ得る。これに対し、吸気可変動弁装置３０によれば、上記のように吸気弁２６の動作状態の上記切り替えが確実にランプ部で行われるようになるので、当該切り替え時に吸気弁２６の速度および加速度を所定の設計値の範囲を超えないように確実に低くすることが可能となる。
【００５１】
［実施の形態１における制御］
ところで、排気通路１６に配置される触媒４２が高温状態にある場合に、酸素濃度の高い新気が触媒４２に供給されると、触媒貴金属のシンタリングが進行し易くなり、触媒４２の劣化が生ずることが懸念される。触媒４２の劣化を抑制するためには、触媒４２への酸素の流入を防ぐことが有効である。そこで、本実施形態では、減速時等においてフューエルカット（Ｆ／Ｃ）の所定の実行条件が成立した場合に、フューエルカットの実行と同期して、全気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８の動作状態を弁開放状態に切り替えるようにした。
【００５２】
図１０は、上述した制御を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図１０に示すルーチンでは、先ず、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）の所定の実行条件が成立したか否かが判定される（ステップ１００）。内燃機関１０の運転中にフューエルカットが実行されるケースとしては、エンジン回転数が所定回転数よりも高い状況下での減速時、エンジン回転数が上限回転数に達した高回転時、および車速が所定の制限速度を超えた高速時などがある。
【００５３】
上記ステップ１００においてフューエルカットの実行条件が成立したと判定された場合には、全気筒に対してフューエルカットが実行される（ステップ１０２）。次いで、ゼロリフト点Ｃにおいてすべてのプランジャ６０の位置が固定されるように、全気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８のラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して磁力が付与される（ステップ１０４）。具体的には、本ステップ１０４では、吸気カム角センサ３４により検出される吸気カム軸５４の回転角度に基づいて、電磁石７８への通電を行うタイミングを、電磁石７８への通電を開始した後にＭＲＦに磁力が作用してＭＲＦが硬化し終えるのに要する応答時間の特性を考慮して、フィードフォワード的に制御するようにしている。これにより、より狙ったタイミングにおいてプランジャ６０を固定することが可能となる。
【００５４】
以上説明した図１０に示すルーチンによれば、フューエルカットの実行と同期して、全気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８の動作状態が弁開放状態に切り替えられる。このように、吸気弁２６と排気弁２８をともに弁開放状態とすることにより、ピストンの動きに合わせて吸気ポートと排気ポートとの間で空気が行き来するようになる。このため、フューエルカットの実行中に触媒４２に空気が届かないようにすることができる。これにより、触媒貴金属のシンタリングを抑制して、触媒４２の劣化を防止することができる。
【００５５】
ところで、上述した実施の形態１においては、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して磁力を付与可能な構成として、磁心７８ａとコイル７８ｂとを備える電磁石７８を用いるようにしている。しかしながら、本発明において磁気粘性流体に対して磁力を付与するための磁力付与手段は、上記構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、以下の図１１または図１２に示す構成であってもよい。
【００５６】
図１１は、本発明の実施の形態１の第１変形例における磁力付与手段の具体的な構成を説明するための図である。
図１１に示す構成は、２つのラッシュアジャスタ５８間を橋渡すようにして配置された円柱８０と、円柱８０を回転駆動するモータ８２とを備えている。図１１に示すように、円柱８０は、主として非磁性材料で構成されており、かつ、各ラッシュアジャスタ５８と対向する側面の一部に、永久磁石８０ａがそれぞれ組み込まれている。すなわち、円柱８０は、永久磁石８０ａの裏側において永久磁石８０ａからの磁束を遮断するために、永久磁石８０ａ以外の部位が非磁性材料で構成されている。そして、図１１に示す構成では、図１１（Ａ）に示すように、永久磁石８０ａがラッシュアジャスタ５８と対向する状態となるように円柱８０を回転させることによって各ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して磁力を付与できる状態と、図１１（Ｂ）に示すように、永久磁石８０ａをラッシュアジャスタ５８の逆側に回転させることによって各ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して磁力が付与されない状態とが切り替え可能となっている。このような構成によれば、モータ８２によって円柱８０の回転位置を制御することにより、気筒毎に（すなわち、同一気筒内の２つの吸気弁２６に対して一度に）、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦへの磁力の付与の有無を切り替えることができる。
【００５７】
図１２は、本発明の実施の形態１の第２変形例における磁力付与手段の具体的な構成を説明するための図である。
図１２に示す構成は、２つのラッシュアジャスタ５８間を橋渡すようにして配置された円柱８４と、円柱８４をその軸方向に駆動するアクチュエータ（油圧駆動式、電動式など）８６とを備えている。図１２に示すように、円柱８４は、永久磁石８４ａと非磁性体８４ｂとが軸方向において交互に存在するように構成されている。図１２に示す構成では、アクチュエータ８６によって円柱８４がその軸方向に往復移動させられることによって、永久磁石８４ａの磁力が各ラッシュアジャスタ５８に及ぶ状態（図１２（Ａ））と、永久磁石８４ａの磁力が各ラッシュアジャスタ５８に及ばない状態（図１２（Ｂ））とが切り替え可能となっている。このような構成によっても、アクチュエータ８６によって円柱８４の軸方向位置を制御することにより、気筒毎に（すなわち、同一気筒内の２つの吸気弁２６に対して一度に）、ラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦへの磁力の付与の有無を切り替えることができる。
【００５８】
上述した図１１または図１２に示す構成によれば、弁開放状態の継続中にコイル７８ｂへの通電を継続する必要のある電磁石７８を用いる場合と比べ、消費電力の低減を図ることができる。
【００５９】
尚、上述した実施の形態１においては、電磁石７８が前記第１の発明における「磁力付与手段」に、リフト開始点Ｄが前記第１の発明における「磁力非付与時リフト開始点」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ロストモーションスプリング６４が前記第２の発明における「第１付勢手段」に、リターンスプリング７０が前記第２の発明における「第２付勢手段」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４４が上記ステップ１００の判定が成立した場合に上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第３の発明における「フューエルカット実行手段」が実現されている。
【００６０】
実施の形態２．
次に、図１３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乃至図９に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４４に図１０に示すルーチンに代えて後述の図１３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。
【００６１】
［実施の形態２における制御］
上述した実施の形態１では、減速時等においてフューエルカット（Ｆ／Ｃ）の所定の実行条件が成立した場合に、フューエルカットの実行と同期して、全気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８の動作状態を弁開放状態に切り替えるようにしている。これに対し、本実施形態のシステムは、内燃機関１０の一部の気筒の燃料噴射を休止する一部気筒燃料噴射休止運転時に、燃料噴射休止の対象となる気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８の動作状態を弁開放状態に切り替える点に特徴を有している。
【００６２】
図１３は、上述した制御を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図１３に示すルーチンでは、先ず、燃料噴射休止の所定の実行条件が成立したか否かが判定される（ステップ２００）。具体的には、ステップ２００では、内燃機関１０の負荷率が所定値よりも低い低負荷領域であるか否か等の所定の実行条件の成立の有無が判断される。
【００６３】
上記ステップ２００において燃料噴射休止の実行条件が成立したと判定された場合には、所定の休止気筒を対象としてフューエルカットが実行される（ステップ２０２）。次いで、ゼロリフト点Ｃにおいてすべてのプランジャ６０の位置が固定されるように、燃料噴射休止の対象気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８のラッシュアジャスタ５８内のＭＲＦに対して磁力が付与される（ステップ２０４）。
【００６４】
以上説明した図１３に示すルーチンによれば、燃料噴射休止の実行と同期して、燃料噴射休止の対象気筒のすべての吸気弁２６および排気弁２８の動作状態が弁開放状態に切り替えられる。その結果、燃料噴射休止の対象気筒において、ピストンの動きに合わせて吸気ポートと排気ポートとの間で空気が行き来するようになる。このため、一部気筒燃料噴射休止運転の実行中に吸入空気が燃料噴射休止の対象気筒を通過して触媒４２に届かないようにすることができる。これにより、触媒貴金属のシンタリングを抑制して、触媒４２の劣化を防止することができる。
【００６５】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４４が上記ステップ２００の判定が成立した場合に上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第３の発明における「燃料噴射休止実行手段」が実現されている。
【００６６】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、ゼロリフト点Ｃから最大リフト点Ａに近づくにつれ、吸気カム軸５４の回転中心からの距離が次第に長くなるように形成されたカムプロフィールを有する駆動カム５６を備えるようにしている。しかしながら、本発明における駆動カムのカムプロフィールは、ゼロリフト点から最大リフト点に近づくにつれ、カム軸の回転中心からの距離が長くなる関係を基本的に満足して形成されたものであれば、必ずしもゼロリフト点と最大リフト点との間の全区間において上記関係を満足するものでなくてもよい。すなわち、ゼロリフト点と最大リフト点との間の区間の一部においては、上記関係を満足しないカムプロフィール（具体的には、例えば、カムプロフィール上の一部に凹形状の部位を有するもの）であってもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態１および２においては、ロッカーアーム４８の中間部に設けられたロッカーローラ５２を介して、駆動カム５６とロッカーアーム４８とが接触する構成について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、例えば、駆動カムがロッカーアームに直接的に接触する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０  内燃機関
１２  燃焼室
１４  吸気通路
１６  排気通路
１８  エアフローメータ
２０  スロットルバルブ
２２  燃料噴射弁
２４  点火プラグ
２６  吸気弁
２６ａ  吸気弁の軸部
２８  排気弁
３０  吸気可変動弁装置
３２  排気可変動弁装置
３４  吸気カム角センサ
３６  排気カム角センサ
３８  クランク軸
４０  クランク角センサ
４２  触媒
４４  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４６  アクセル開度センサ
４８  ロッカーアーム
５０  バルブスプリング
５２  ロッカーローラ
５４  吸気カム軸
５６  駆動カム
５８  ラッシュアジャスタ
５８ａ  ボディ
５８ａ１  仕切り部
６０  プランジャ
６２  第１流体室
６４  ロストモーションスプリング
６６  ピストン
６８  第２流体室
７０  リターンスプリング
７２  Ｅリング
７４  ストッパ
７６  連通路
７８  電磁石
７８ａ  磁心
７８ｂ  コイル
８０  円柱
８０ａ  永久磁石
８２  モータ
８４  円柱
８４ａ  永久磁石
８４ｂ  非磁性体
８６  アクチュエータ
Ａ  最大リフト点
Ｂ  リフト終了点
Ｃ  ゼロリフト点
Ｄ  リフト開始点
【図１】
0005614305.tif 000002
【図２】
0005614305.tif 000003
【図３】
0005614305.tif 000004
【図４】
0005614305.tif 000005
【図５】
0005614305.tif 000006
【図６】
0005614305.tif 000007
【図７】
0005614305.tif 000008
【図８】
0005614305.tif 000009
【図９】
0005614305.tif 000010
【図１０】
0005614305.tif 000011
【図１１】
0005614305.tif 000012
【図１２】
0005614305.tif 000013
【図１３】
0005614305.tif 000014