(57)【要約】【課題】連結ピンが弾かれたり音が発生したりするのを防止して、ロッカーアームの連結をスムーズに行わせることが可能な可変動弁装置を提供する。【解決手段】シリンダヘッド１０に、カム軸２２上に設けられた吸気カム２２ｃにより揺動されて吸気バルブを開閉する隣接した第１吸気ロッカーアーム２５と、この第１吸気ロッカーアーム２５に連結ピン５４を介して連結又は連結解除される第２吸気ロッカーアーム２７とが設けられ、シリンダヘッドの外壁に連結ピン５４を第１吸気ロッカーアーム２５、第２吸気ロッカーアーム２７間で進退させるソレノイドアクチュエータ２１が設けられた可変動弁装置において、クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサー６５と、このクランク角センサー６５で検出されたクランク角度に基づいてソレノイドアクチュエータ２１の作動を制御する制御装置６６とを備える。【選択図】図４
2014047623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド（１０）に、カム軸（２２）上に設けられたカム（２２ｃ）により揺動されてバルブ（２６，２８）を開閉する隣接したロッカーアーム（２５，２７）が設けられ、これらのロッカーアーム（２５，２７）が、前記カム（２２ｃ）により常時稼働される常時稼働ロッカーアーム（２５）と、この常時稼働ロッカーアーム（２５）に連結ピン（５４）を介して連結又は連結解除される休止ロッカーアーム（２７）とから構成され、前記シリンダヘッド（１０）の外壁に連結ピン（５４）を前記常時稼働ロッカーアーム（２５）、前記休止ロッカーアーム（２７）間で進退させるアクチュエータ（２１）が設けられた可変動弁装置において、
クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサー（６５）と、このクランク角センサー（６５）で検出されたクランク角度に基づいて前記アクチュエータ（２１）の作動を制御する制御装置（６６）とを備えることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）に通電することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が非揺動位置から揺動し始めた直後に前記連結ピン（５４）の進行を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）とを連結することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記制御装置（６６）は、前記クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後６００°〜７２０°の範囲内で前記アクチュエータへの通電を開始することを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）に通電することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が前記非揺動位置に戻った直後に前記連結ピン（５４）の進行を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）とを連結することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）への通電を停止することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が前記非揺動位置に戻る直前に前記連結ピン（５４）の後退を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）との連結を解除することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の可変動弁装置。
【請求項６】
前記アクチュエータへの通電停止時期は、前記クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後０°〜１８０°の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドに、吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるロッカーアームが複数設けられ、これらのロッカーアームが、常時駆動される常時駆動ロッカーアームと、この常時ロッカーアームに連結ピンにより連結又は連結解除される休止ロッカーアームとで構成され、連結ピンがアクチュエータにより駆動される可変動弁装置、詳しくは、連結ピンの連結タイミング又は連結解除タイミングを制御可能な可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのロッカーアームをピンで連結して一方のロッカーアームを休止状態と作動状態とに切り換える可変動弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３６５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２つのロッカーアームをピンで連結する際に、その連結タイミングによっては、連結がスムーズに行われず、連結ピンが弾かれたり、弾かれたときに音が発生したりする場合がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、連結ピンが弾かれたり音が発生したりするのを防止して、ロッカーアームの連結をスムーズに行わせることが可能な可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダヘッド（１０）に、カム軸（２２）上に設けられたカム（２２ｃ）により揺動されてバルブ（２６，２８）を開閉する隣接したロッカーアーム（２５，２７）が設けられ、これらのロッカーアーム（２５，２７）が、前記カム（２２ｃ）により常時稼働される常時稼働ロッカーアーム（２５）と、この常時稼働ロッカーアーム（２５）に連結ピン（５４）を介して連結又は連結解除される休止ロッカーアーム（２７）とから構成され、前記シリンダヘッド（１０）の外壁に連結ピン（５４）を前記常時稼働ロッカーアーム（２５）、前記休止ロッカーアーム（２７）間で進退させるアクチュエータ（２１）が設けられた可変動弁装置において、クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサー（６５）と、このクランク角センサー（６５）で検出されたクランク角度に基づいて前記アクチュエータ（２１）の作動を制御する制御装置（６６）とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、クランク角度に基づいて制御装置によりアクチュエータの作動を制御することで、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結又は連結解除に適するタイミングでスムーズに連結又は連結解除させることが可能になる。
【０００６】
上記構成において、前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）に通電することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が非揺動位置から揺動し始めた直後に前記連結ピン（５４）の進行を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）とを連結するようにしても良い。この構成によれば、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた直後に連結ピンを常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てた状態にして、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻ったときに、連結ピンを一気に進行させるようにして連結動作をスムーズに行わせることができる。
また、上記構成において、前記制御装置（６６）は、前記クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後６００°〜７２０°の範囲内で前記アクチュエータへの通電を開始するようにしても良い。この構成によれば、内燃機関温度の影響を受けて、アクチュエータに供給される電流値や連結ピンを潤滑させる潤滑油の粘性が変化しても、連結ピンを、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた後に進行させて常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てることができる。
【０００７】
また、上記構成において、前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）に通電することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が前記非揺動位置に戻った直後に前記連結ピン（５４）の進行を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）とを連結するようにしても良い。この構成によれば、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かし、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に連結ピンの進行を開始させることで、常時稼働ロッカーアームの次回の揺動開始までに連結を完了させることができる。
【０００８】
また、上記構成において、前記制御装置（６６）は、前記クランク角センサー（６５）で検出されるクランク角度に基づき前記アクチュエータ（２１）への通電を停止することにより、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）が前記非揺動位置に戻る直前に前記連結ピン（５４）の後退を開始させて、前記常時稼働ロッカーアーム（２５）と前記休止ロッカーアーム（２７）との連結を解除するようにしても良い。この構成によれば、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かして、連結解除をスムーズに行うことができる。
また、上記構成において、前記アクチュエータ（２１）への通電停止時期は、前記クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後０°〜１８０°の範囲内であっても良い。この構成によれば、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かして、連結ピンの連結解除をスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサーと、このクランク角センサーで検出されたクランク角度に基づいてアクチュエータの作動を制御する制御装置とを備えるので、クランク角度に基づいて制御装置によりアクチュエータの作動を制御することで、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結又は連結解除に適するタイミングでスムーズに連結又は連結解除させることが可能になる。
【００１０】
また、制御装置は、クランク角センサーで検出されるクランク角度に基づきアクチュエータに通電することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置から揺動し始めた直後に連結ピンの進行を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結するので、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた直後に連結ピンを常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てた状態にして、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻ったときに、連結ピンを一気に進行させるようにして連結をスムーズに行わせることができる。
また、制御装置は、クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後６００°〜７２０°の範囲内でアクチュエータへの通電を開始するので、内燃機関温度の影響を受けて、アクチュエータに供給される電流値や連結ピンを潤滑させる潤滑油の粘性が変化しても、連結ピンを、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた後に進行させて常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てることができる。
【００１１】
また、制御装置は、クランク角センサーで検出されるクランク角度に基づきアクチュエータに通電することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に連結ピンの進行を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結するので、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かし、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に連結ピンの進行を開始させることで、常時稼働ロッカーアームの次回の揺動開始までに連結を完了させることができる。
【００１２】
また、制御装置は、クランク角センサーで検出されるクランク角度に基づきアクチュエータへの通電を停止することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻る直前に連結ピンの後退を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとの連結を解除するので、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かして、連結解除をスムーズに行うことができる。
また、アクチュエータへの通電停止時期は、クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後０°〜１８０°の範囲内であるので、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かして、連結ピンの連結解除をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドを示す側面図である。
【図２】シリンダヘッドを示す平面図である。
【図３】シリンダヘッドの燃焼室を示す底面図である。
【図４】揺動切換え装置を示す説明図である。
【図５】カム、第１・第２吸気ロッカーアーム及び吸気バルブを示す側面図である。
【図６】揺動切換え装置の作用を示す作用図である。
【図７】連結ピンによる連結タイミングの良否と実施例１の連結タイミングを説明するグラフである。
【図８】連結ピンが第２吸気ロッカーアームの側面に当たった状態を説明する作用図である。
【図９】連結ピンが第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り始めた状態を示す作用図である。
【図１０】連結ピンによる実施例２及び比較例１の連結タイミングを説明するグラフである。
【図１１】連結ピンによる連結解除タイミングの良否と実施例３の連結解除タイミングを説明するグラフである。
【図１２】連結ピンによる比較例２及び比較例３の連結解除タイミングを説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関１００のシリンダヘッド１０を示す側面図である。
内燃機関１００を構成するシリンダヘッド１０は、シリンダヘッド本体１１と、このシリンダヘッド本体１１に取付けられた可変動弁装置１２と、シリンダヘッド本体１１の手前側の外側壁１１ａに取付けられた点火プラグ１３とを備える。なお、符号２１は外側壁１１ａの上部に取付けられたソレノイドアクチュエータ、符号２２はカム軸であり、ソレノイドアクチュエータ２１及びカム軸２２は、可変動弁装置１２に含まれる部品である。
内燃機関１００は、クランクケース、クランクケースに回転可能に支持されたクランク軸、クランクケースに取付けられたシリンダブロック２０、シリンダブロック２０内に移動可能に挿入されたピストン、クランクシャフトとピストンとを連結するコネクティングロッド、シリンダブロックに取付けられたシリンダヘッド１０、シリンダヘッド１０の端部開口を覆うヘッドカバーを主要な構成とする、車両、産業機械等に搭載される動力源である。
【００１５】
シリンダヘッド本体１１は、シリンダブロック２０に取付けられる下端面１１ｃと、ヘッドカバー（不図示）が取付けられる上端面１１ｄと、吸気装置（不図示）が取付けられる吸気接続口１１ｅと、排気装置（不図示）が取付けられる排気接続口１１ｆとを備える。なお、シリンダヘッド１０の排気接続口１１ｆが設けられている側（図の右側）を便宜上、内燃機関１００の前部とし、内燃機関１００の前方を矢印ＦＲで表す（以下同じ）。なお、符号１１ｈは吸気接続口１１ｅに開口する吸気ポート、１１ｊは排気接続口１１ｆに開口する排気ポート、１１ｗはシリンダヘッド本体１１の外側壁１１ａに設けられた複数のフィン、１４はシリンダヘッド本体１１の外側壁１１ａにソレノイドアクチュエータ２１を固定するボルト、２２ａ（黒丸で示す）は紙面の表裏方向に延びるカム軸２２の軸線である。
【００１６】
図２は、シリンダヘッド１０を示す平面図である。
シリンダヘッド１０は、シリンダブロック２０（図１参照）に一端が埋め込まれた４本のスタッドボルト１６Ａ〜１６Ｄ及び４個のナット１７でシリンダブロック２０の上端面に締結されている。
【００１７】
シリンダヘッド本体１１の上端面１１ｄは、シリンダヘッド本体１１の輪郭の内側に形成された無端状の部分であり、この上端面１１ｄにスタッドボルト１６Ａ，１６Ｃが通されるボス部１１ｍ，１１ｎの上面が一体に設けられている。
シリンダヘッド本体１１の外側壁１１ａと対向する外側壁１１ｓの側には、カム軸２２の端部に取付けられたカムスプロケット２３が配置されるとともに、カムスプロケット２３に掛けられたタイミングチェーン２４を通すタイミングチェーン用開口１１ｔがシリンダヘッド本体１１に開けられている。
【００１８】
可変動弁装置１２は、カム軸２２と、このカム軸２２に形成された吸気カム２２ｃによって揺動される第１吸気ロッカーアーム２５と、この第１吸気ロッカーアーム２５によって開閉される第１吸気バルブ２６（図３も参照）と、カム軸２２に形成されたベース円２２ｄに一端が摺動する第２吸気ロッカーアーム２７と、この第２吸気ロッカーアーム２７の他端によって押圧可能に構成された第２吸気バルブ２８（図３も参照）と、これらの第１吸気ロッカーアーム２５及び第２吸気ロッカーアーム２７を揺動自在に支持するためにシリンダヘッド本体１１に取付けられた吸気側ロッカーシャフト３１と、カム軸２２に形成された排気カム２２ｅによって駆動される排気ロッカーアーム３２と、この排気ロッカーアーム３２によって開閉される排気バルブ３３（図３も参照）と、排気ロッカーアーム３２を揺動自在に支持するためにシリンダヘッド本体１１に取付けられた排気側ロッカーシャフト３４と、第２吸気ロッカーアーム２７の休止（揺動停止）と揺動とを切り換える揺動切換え装置３６とを備える。
【００１９】
第１吸気ロッカーアーム２５は、一端部にローラー３７Ａを備え、このローラー３７Ａがカム軸２２の吸気カム２２ｃと接触しながら回転することで第１吸気ロッカーアーム２５が揺動運動しながら他端部で第１吸気バルブ２６を開閉させる。第２吸気ロッカーアーム２７は、一端部に摺動爪部３７Ｂを備え、この摺動爪部３７Ｂが、回転するカム軸２２のベース円２２ｄと接触することで第２吸気ロッカーアーム２７は休止の状態を保ちつつ揺動方向のがたつきが抑えられる。
排気ロッカーアーム３２は、スタッドボルト１６Ａ，１６Ｂ間に配置されるとともにスタッドボルト１６Ａよりもスタッドボルト１６Ｂ寄りに配置され、排気ロッカーアーム３２の一端部にローラー３９を備え、このローラー３９がカム軸２２の排気カム２２ｅと接触しながら回転することで揺動運動しながら他端部で排気バルブ３３を開閉させる。
【００２０】
図３は、シリンダヘッド１０の燃焼室３５を示す底面図であり、シリンダヘッド本体１１の下端面１１ｃ側から見た図である。
シリンダブロック２０（図１参照）に形成されたシリンダ穴の内周面と、そのシリンダ穴内に移動可能に挿入されたピストンの頂面と、シリンダヘッド１０のシリンダヘッド本体１１の下端面１１ｃに形成された燃焼室壁１１ｖとで燃焼室３５が形成される。
燃焼室壁１１ｖには、吸気ポート１１ｈ（図１参照）の燃焼室側開口を開閉する第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８と、排気ポート１１ｊ（図１参照）の燃焼室側開口を開閉する排気バルブ３３とが配置されている。第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８のそれぞれの傘部２６ａ，２８ａは、カム軸２２（図２参照）の軸線２２ａに沿うように近接して並べられ、排気バルブ３３の傘部３３ａは、その外径が第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８の傘部２６ａ，２８ａの外径よりも大径で、カム軸２２の軸線２２ａに対して第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８の傘部２６ａ，２８ａとは反対側に配置されている。
【００２１】
点火プラグ１３は、シリンダヘッド本体１１にねじ結合されるハウジング４１と、このハウジング４１内に配置された碍子４２と、この碍子４２の先端部に設けられた中心電極４３と、この中心電極４３に対向するようにハウジング４１の先端部から屈曲するように延ばされた接地電極４１ａとを備え、中心電極４３及び接地電極４１ａが配置された点火プラグ１３の先端部が燃焼室３５の中央部に指向している。
【００２２】
図４は、揺動切換え装置３６を示す説明図である。
揺動切換え装置３６は、シリンダヘッド本体１１の外側壁１１ａに取付けられたソレノイドアクチュエータ２１と、外側壁１１ａに移動自在に支持されるとともにソレノイドアクチュエータ２１に備えるプランジャ５２の先端に当てられるプッシュロッド５３と、第１吸気ロッカーアーム２５内に移動自在に挿入されるとともにプッシュロッド５３の先端に当てられる連結ピン５４と、この連結ピン５４に隣接して第２吸気ロッカーアーム２７内に移動自在に挿入された断面コ字形状の押圧片５６と、この押圧片５６を連結ピン５４に押し付ける押圧力を発生させる圧縮コイルばね５７と、連結ピン５４を移動自在に収納するために第１吸気ロッカーアーム２５内に設けられたシリンダ体５８と、押圧片５６を移動自在に収納するために第２吸気ロッカーアーム２７内に設けられたシリンダ体６１と、内燃機関１００（図１参照）に設けられたクランク軸の回転角度、即ちクランク角度を検出するクランク角センサー６５と、このクランク角センサー６５から出力されるクランク角度信号に基づいてソレノイドアクチュエータ２１の作動を制御する制御装置６６とからなる。
【００２３】
ソレノイドアクチュエータ２１は、そのケース内に、コアと、コアに巻かれたコイルと、コイルの内側に配置された可動鉄心とを備え、コイルに通電されることでコイルの周囲に磁界が生じ、可動鉄心に一体に設けられたプランジャ５２が、その軸方向（第１吸気ロッカーアーム２５側）に移動する。
プランジャ５２は、カム軸２２の一端側に配置され、プランジャ５２の軸線５２ａは、カム軸２２の軸線２２ａと平行に配置されている。
プッシュロッド５３は、外側壁１１ａに開けられたロッド挿通穴（不図示）に移動自在に挿入された部材であり、真直に形成されたロッド部５３ａと、このロッド部５３ａより大径で連結ピン５４の端面に当たるようにロッド部５３ａの端部に一体に設けられた押圧部５３ｂとからなる。プッシュロッド５３の軸線を５３ｄとすると、軸線５３ｄは、プランジャ５２の軸線５２ａの延長上に配置されている。
【００２４】
第１吸気ロッカーアーム２５は、側面に開けられたアーム穴部２５ａに筒状のシリンダ体５８が圧入され、このシリンダ体５８に設けられたピン穴５８ａに連結ピン５４が移動自在に挿入されている。
連結ピン５４は、シリンダ体５８内に挿入された大径部５４ａと、この大径部５４ａの端部に一体に形成されるとともにシリンダ体５８の底壁５８ｂを貫通してプッシュロッド５３側に延びる小径部５４ｂとからなる。連結ピン５４の軸線５４ｃは、プッシュロッド５３の軸線５３ｄに対してカム軸２２側にオフセットして配置されている。
第２吸気ロッカーアーム２７は、側面に開けられたアーム穴部２７ａに筒状のシリンダ体６１が圧入され、このシリンダ体６１に設けられたピン穴６１ａ内に断面コ字形状の押圧片５６が移動自在に挿入され、この押圧片５６の底壁５６ａとシリンダ体６１の底壁６１ｂとの間に圧縮コイルばね５７が設けられている。圧縮コイルばね５７は、その弾性力で押圧片５６の端面５６ｂを連結ピン５４の先端面５４ｄに押し付けている。
【００２５】
図５は、カム軸２２、第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７及び第１吸気バルブ２６を示す側面図である。
第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７（第２吸気ロッカーアーム２７は第１吸気ロッカーアーム２５の奥に配置されている。）は、吸気側ロッカーシャフト３１に揺動自在に取付けられ、第１吸気ロッカーアーム２５の一端に設けられたローラー３７Ａは、カム軸２２の吸気カム２２ｃと接しながら回転し、第２吸気ロッカーアーム２７の一端に設けられた摺動爪部３７Ｂは、カム軸２２のベース円２２ｄと摺動する。
また、第１吸気ロッカーアーム２５の他端は、第１吸気バルブ２６の上端に当たり、第２吸気ロッカーアーム２７の他端は、第２吸気バルブ２８（第１吸気バルブ２６の奥に配置されている。）の上端に当たる。
図の状態では、第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７は、それぞれ揺動前の状態にあって非揺動位置に位置し、第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８はそれぞれ閉弁状態にある。
連結ピン５４には、その位置の理解を容易にするために断面にクロスハッチングを施している。
図５の状態では、図４に示したように、第１吸気ロッカーアーム２５のピン穴５８ａと第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａとが軸方向に一致しているため、連結ピン５４はピン穴６１ａ内に進行可能である。
【００２６】
図４において、内燃機関が低負荷領域にある場合には、制御装置６６は、ソレノイドアクチュエータ２１に通電しない。従って、ソレノイドアクチュエータ２１のプランジャ５２は第１吸気ロッカーアーム２５側に移動せず、連結ピン５４は、圧縮コイルばね５７の弾性力によって押圧片５６を介してプランジャ５２側に押されて、第１吸気ロッカーアーム２５内にとどまり、連結ピン５４の先端面５４ｄ及び押圧片５６の端面５６ｂが、第１吸気ロッカーアーム２５と第２吸気ロッカーアーム２７との合せ面６３（詳しくは、第１吸気ロッカーアーム２５の側面２５ｄと第２吸気ロッカーアーム２７の側面２７ｄとの合わせ面６３）と面一になり、第１吸気ロッカーアーム２５と第２吸気ロッカーアーム２７との連結が解除された状態になっている。従って、第１吸気ロッカーアーム２５は、第２吸気ロッカーアーム２７とは独立して揺動を継続し、第２吸気ロッカーアーム２７は、揺動せず、非揺動位置にとどまっている。即ち休止状態になっている。この結果、図３に示した第１吸気バルブ２６は開閉を繰り返し、第２吸気バルブ２８は閉じたまま、又は低リフトさせる。
【００２７】
図６は、揺動切換え装置３６の作用を示す作用図である。
例えば、内燃機関が高負荷領域にある場合には、制御装置６６は、クランク角センサー６５からのクランク角信号に基づいて、ソレノイドアクチュエータ２１に通電する。この結果、ソレノイドアクチュエータ２１のプランジャ５２が矢印で示すように移動してプッシュロッド５３を軸方向に押し付ける。そして、プッシュロッド５３が矢印で示すように第１吸気ロッカーアーム２５側へ移動し、連結ピン５４が矢印で示すように移動し、圧縮コイルばね５７の弾性力に抗して押圧片５６を押し出して、連結ピン５４の先端面５４ｄが、第１吸気ロッカーアーム２５のピン穴５８ａ内から第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａ内に進入する。これにより、連結ピン５４がピン穴５８ａ，６１ａの両方に挿入され、第１吸気ロッカーアーム２５に第２吸気ロッカーアーム２７が一体的に連結されるので、第１吸気ロッカーアーム２５と共に第２吸気ロッカーアーム２７が揺動を開始し、第１吸気バルブ２６（図５参照）に加えて、第２吸気バルブ２８（図５参照）も開閉するようになる。以上の図４及び図６に示したように、第１吸気ロッカーアーム２５は常時揺動し、第２吸気ロッカーアーム２７は、揺動切換え装置３６により休止（揺動停止）と揺動とが切り換えられる。
【００２８】
図７は、連結ピンによる連結タイミングの良否と実施例１の連結タイミングを説明するグラフである。図７（Ａ）は、エンジンの各条件に対する連結ピンによる２つの吸気ロッカーアームの連結の良否を各クランク角度範囲Ａ〜Ｃ，Ｄ〜Ｆ毎に説明するグラフであり、縦軸の下部は吸気バルブ及び排気バルブのバルブリフト量、横軸はクランク角度（単位は°）を表している。クランク角度０°及び７２０°は第１吸気バルブ２６（図３参照）及び排気バルブ３３（図３参照）が共に開くバルブオーバーラップとなる上死点である。
条件１は、ソレノイドアクチュエータに供給される電圧Ｖ（以下「アクチュエータ電圧Ｖ」と記す。）が低く、ソレノイドアクチュエータの温度Ｔ（以下「アクチュエータ温度Ｔ」と記す。）が高い場合である。
条件２は、アクチュエータ電圧Ｖが高く、アクチュエータ温度Ｔが低い場合である。
図７（Ｂ）は図７（Ａ）のクランク角度範囲Ｃ，Ｆで且つクランク角度０°（クランク角度７２０°）の直前にソレノイドアクチュエータに通電を開始したときの連結ピンの移動（実施例１）を説明するグラフである。グラフ中の実線は連結ピンの連結解除位置ＲＥから連結完了位置ＣＯまでの移動量、破線は吸気バルブの閉弁位置ＮＬから最大リフト量ＭＬまでのリフト量、一点鎖線はソレノイドアクチュエータの電圧を示している。
【００２９】
図７（Ａ）において、条件１では、例えば、内燃機関が高回転・高負荷で運転された直後に内燃機関温度が高くなり、アクチュエータ電圧Ｖが比較的低く、また、アクチュエータ温度Ｔが高くなるために、コイルの電気抵抗が大きくなり、コイルに流れる電流が小さくなるので、ソレノイドアクチュエータのプッシュロッドの突出力が小さくなる。この結果、連結ピンを押し出す力が弱くなるので、２つの第１・第２吸気ロッカーアームが連結しにくくなる。
また、条件２では、例えば、内燃機関の始動直後で暖機運転が不十分な場合に、アクチュエータ電圧Ｖは高いが、アクチュエータ温度Ｔが低いために、ソレノイドアクチュエータのプランジャ、プッシュロッド、連結ピン、押圧片を潤滑する潤滑油の粘性が増大し、連結ピンが移動しにくくなるため、２つの第１・第２吸気ロッカーアームが連結しにくくなる。
【００３０】
上記した条件１及び条件２においても、バルブオーバーラップ状態となる上死点（クランク角度０°（＝７２０°））以前で、且つクランク角度範囲Ｃ，Ｆの両方が含まれるクランク角度では、図７（Ｂ）に示す実施例１のように、クランク角度Ａ１にてアクチュエータ電圧Ｖをオンにしてソレノイドアクチュエータを作動させると、吸気バルブがクランク角度ＶＯにて閉弁位置ＮＬからリフトした直後に、即ち休止状態にある第２吸気ロッカーアームが非揺動位置から揺動した直後に、クランク角度７２０°にて連結ピンが、連結解除位置ＲＥから移動を始めて第２吸気ロッカーアームの側面に当たる（この状態については、図８（Ａ），（Ｂ）で詳細に説明する。）。換言すれば、第２吸気ロッカーアームが揺動し始めてから連結ピンが第２吸気ロッカーアームの側面に当たる。なお、クランク角度Ａ１からクランク角度７２０°までは、アクチュエータ電圧Ｖのオン（通電開始）から連結ピンが移動し始めるまでのタイムラグであり、電流が流れ始めてから連結ピンが移動する力が貯まるまでのタイムラグ又は揺動切換え装置３６（図４参照）の各部品間の隙間等により発生するものである。
【００３１】
連結ピンが第２吸気ロッカーアームの側面に当たった後、吸気バルブのリフト量が次第に大きくなってクランク角度Ａ２で最大リフト量ＭＬになり、次に、リフト量が次第に小さくなって閉弁するクランク角度ＶＣの直前のクランク角度Ａ３にて、連結ピンは、第２吸気ロッカーアーム側のピン穴に入り始め（この状態については、図９で詳細に説明する。）、吸気バルブが閉じたクランク角度ＶＣの後のクランク角度Ａ４で連結ピンは完全に第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り込み、第１吸気ロッカーアームと第２吸気ロッカーアームとが連結される。
上記したアクチュエータ電圧Ｖをオンにする、即ちソレノイドアクチュエータに通電を開始するクランク角度（連結タイミング）としては、図７（Ａ）に示したように、クランク角度６００°から７２０°（バルブオーバーラップする上死点）までの範囲が適している。
このように、吸気バルブが開弁した後（第２吸気ロッカーアームが揺動した後）に連結ピンを第２ロッカーアームの側面に当てておき、吸気バルブのリフト量が小さくなって閉弁する直前、即ち第１ロッカーアームの揺動量が小さくなって非揺動位置に達する直前で、連結ピンを第２ロッカーアームのピン穴に入れ始めるようにすることで、非揺動時間を最大限移動時間に当てることができ、連結ピンの移動をスムーズに行わせることができ、第１吸気ロッカーアームと第２ロッカーアームとの連結を迅速に行うことができる。
【００３２】
図８は、連結ピンが第２吸気ロッカーアームの側面に当たった状態を説明する作用図であり、図８（Ａ）は側面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
図８（Ａ）において、カム軸２２が矢印Ｊに示すように回転し、吸気カム２２ｃが第１吸気ロッカーアーム２５のローラー３７Ａに接すると、第１吸気ロッカーアーム２５は吸気側ロッカーシャフト３１を中心にして矢印Ｋに示すように揺動し、第１吸気バルブ２６を矢印Ｌで示すようにリフトさせる。
この結果、図８（Ｂ）に示すように、第２吸気ロッカーアーム２７は非揺動位置で休止状態にあるので、第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａに対して、第１吸気ロッカーアーム２５のピン穴５８ａが白抜き矢印Ｍの方向にずれ、この後に、連結ピン５４が矢印Ｎで示すように移動して、連結ピン５４の先端面５４ｄが第２吸気ロッカーアーム２７の側面２７ｄに当たる。
【００３３】
図９は、連結ピン５４が第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａに入り始めた状態を示す作用図である。
第１吸気ロッカーアーム２５が揺動して非揺動位置に達する直前、即ち吸気バルブが閉弁する直前で、白抜き矢印Ｐで示すように、連結ピン５４が第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａに入り始める。この後、第１吸気ロッカーアーム２５が非揺動位置に達した直後に、連結ピン５４は、完全に第２吸気ロッカーアーム２７のピン穴６１ａに入り込む。
【００３４】
図１０は、連結ピンによる実施例２及び比較例１の連結タイミングを説明するグラフであり、２つの吸気ロッカーアームを連結する際のアクチュエータ電圧、吸気バルブリフト量及び連結ピン移動量とクランク角度との関係を示している。図１０（Ａ）は、図７（Ａ）のクランク角度範囲Ｃ，Ｆで且つクランク角度０°（クランク角度７２０°）の直後にソレノイドアクチュエータに通電を開始したときの連結ピンの移動（実施例２）を説明するグラフである。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のクランク角度範囲Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅでソレノイドアクチュエータに通電を開始したときの連結ピンの移動（比較例１）を説明するグラフである。
図１０（Ａ）の実施例２において、吸気バルブがクランク角度ＶＣにて閉弁する直前、即ち第１吸気ロッカーアームの揺動量が最大になった後に揺動量が次第に小さくなって非揺動位置に達する直前のクランク角度Ａ５にてアクチュエータ電圧をオンにする。この結果、クランク角度ＶＣの直後、即ち、第１吸気ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に、連結ピンがクランク角度Ａ６にて移動を開始して第２ロッカーアームのピン穴に入り始め、クランク角度Ａ７にて連結ピンは連結完了位置ＣＯに至り、第１吸気ロッカーアームと第２吸気ロッカーアームとが連結される。このときのアクチュエータ電圧をオンにする。
このように、吸気バルブが閉弁する直前でソレノイドアクチュエータを作動させることにより、連結ピンを吸気バルブの閉弁直後にピン穴にスムーズに挿入することができ、迅速に第１吸気ロッカーアームと第２吸気ロッカーアームとを連結することができる。
【００３５】
図１０（Ｂ）の比較例１において、クランク角度Ａ８（例えば、クランク角度５４０°（図７（Ａ）参照））以前のクランク角度Ａ８にてアクチュエータ電圧Ｖをオンにしてソレノイドアクチュエータを作動させると、クランク角度Ａ９にて連結ピンが移動を始めた後にクランク角度ＶＯで吸気バルブがリフトし始めるため、連結ピンが、第１吸気ロッカーアームの揺動開始前に第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り始める可能性が高くなる。この時点で連結ピンが第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り始めると、その直後に吸気バルブのリフト量が大きくなるため、連結ピンは第１・第２吸気ロッカーアームにより軸直角方向に挟まれて連結ピンにせん断力が作用するので、連結ピンは、第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り始めた状態で移動が阻止される、あるいは、ピン穴に入り始めた連結ピンが弾かれて第２吸気ロッカーアームのピン穴から抜けることがある。連結ピンが弾かれた場合には、それに伴って音が発生することがある。
このように、連結ピンが移動し始めた後に第２ロッカーアームが揺動し始めるときには、連結ピンの先端部分のみが第２吸気ロッカーアームのピン穴の入口にわずかに挿入された状態となる可能性が高く、上記した連結ピンの移動の中断や音の発生を伴うため、連結には適していない。これは、図７（Ａ）に示したクランク角度Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ、特にクランク角度範囲Ｂ，Ｅに発生しやすい現象である。
これに対して、図７（Ｂ）に示した実施例１では、第２吸気ロッカーアームが揺動を開始した後に連結ピンが移動を開始するため、連結ピンは第２吸気ロッカーアームのピン穴に入り込むことがなく、第２吸気ロッカーアームの側面に当たり、待ち状態として第２吸気ロッカーアームが非揺動位置に戻ったときに連結ピンを一気に進行させ連結をスムーズに行うので、比較例１のような、連結ピンの移動が中断したり、一端ピン穴に入り始めた連結ピンが弾かれてピン穴から抜け出たりすることがない。
【００３６】
図１１は、連結ピンによる連結解除タイミングの良否と実施例３の連結解除タイミングを説明するグラフである。図１１（Ａ）は、連結ピンによる２つの吸気ロッカーアームの連結解除の良否を各クランク角度範囲Ｒ，Ｓ，Ｕ毎に説明する図であり、縦軸の下部は吸気バルブ及び排気バルブのバルブリフト量、横軸はクランク角度（単位は°）を表している。図７（Ａ）と同様に、クランク角度０°及び７２０°はバルブオーバーラップとなる上死点である。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のクランク角度範囲Ｕにおける連結ピンの移動（実施例３）を説明するグラフである。
【００３７】
図１１（Ａ）において、連結ピンによる連結解除はアクチュエータ電圧Ｖをオフするだけであり、アクチュエータ電圧をオフにしたときには連結ピンが圧縮コイルばね５７（図４参照）の大きな弾性力によって戻されるので、連結解除タイミングに関しては、図７（Ａ）の連結タイミングで説明したようなアクチュエータ電圧Ｖ、アクチュエータ温度Ｔの影響はほとんど受けない。
図１１（Ｂ）の実施例３に示すように、クランク角度範囲Ｕに含まれるクランク角度Ａ１５にてアクチュエータ電圧Ｖをオフ（通電停止）にすると、吸気バルブがリフトし終えるクランク角度ＶＣの直前に、第１吸気ロッカーアーム及び第２吸気ロッカーアームに挿入された連結ピンに作用していたせん断力が非常に小さくなるため、連結ピンがクランク角度Ａ１６にて連結完了位置ＣＯから移動を開始して第２吸気ロッカーアームのピン穴から次第に抜け、クランク角度Ａ１７にてピン穴から完全に抜けて連結解除位置ＲＥに至る。
上記したアクチュエータ電圧Ｖをオフにする、即ちソレノイドアクチュエータへの通電を停止するクランク角度（連結解除タイミング）としては、図１１（Ａ）に示したように、クランク角度０°から１８０°までの範囲が適している。
このように、連結ピンに作用するせん断力がほとんど無くなる前のタイミングで連結ピンによる連結を解除することで非揺動時間全てを移動に使うことができ、連結解除をスムーズに行うことができる。
【００３８】
図１２は、連結ピンによる比較例２及び比較例３の連結解除タイミングを説明するグラフであり、２つの吸気ロッカーアームの連結を解除する際のアクチュエータ電圧、吸気バルブリフト量及び連結ピン移動量とクランク角度との関係を示すグラフである。図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）のクランク角度範囲Ｒにおける連結ピンの移動（比較例２）を説明するグラフである。図１２（Ｂ）は、図１１（Ａ）のクランク角度範囲Ｓにおける連結ピンの移動（比較例３）を説明するグラフである。
図１２（Ａ）の比較例２に示すように、クランク角度範囲Ｒ（図１１（Ａ）参照）に含まれるクランク角度Ａ１８にてアクチュエータ電圧Ｖをオフにすると、連結ピンは、クランク角度Ａ１９にて連結完了位置ＣＯから移動を開始して第２吸気ロッカーアームのピン穴から次第に抜け、クランク角度Ａ２０にてピン穴から完全に抜けて連結解除位置ＲＥに至ることになる。但し、連結ピンがピン穴から抜ける途中に、吸気バルブがクランク角度ＶＯでリフトし始め、クランク角度ＶＣでリフトを終えるため、そのリフト中に連結ピンは第１・第２吸気ロッカーアームで挟まれてせん断力を受けるので、連結ピンは、途中で破線で示した移動経路をたどる可能性が高く、連結解除がスムーズに行われなくなる。
【００３９】
また、図１２（Ｂ）の比較例３に示すように、クランク角度範囲Ｓ（図１１（Ａ）参照）に含まれるクランク角度Ａ２１にてアクチュエータ電圧Ｖをオフにすると、連結ピンは、クランク角度Ａ２２にて連結完了位置ＣＯから移動を開始して第２吸気ロッカーアームのピン穴から次第に抜け、クランク角度Ａ２３にてピン穴から完全に抜けて連結解除位置ＲＥに至ることになる。但し、このときも、図１２（Ａ）と同様に、連結ピンがピン穴から抜ける途中に、吸気バルブがクランク角度ＶＯでリフトし始め、クランク角度ＶＣでリフトを終えるため、そのリフト中に連結ピンは第１・第２吸気ロッカーアームからせん断力を受け、連結解除がスムーズに行われなくなる。
【００４０】
上記の図２〜図４に示したように、シリンダヘッド１０に、カム軸２２上に設けられた吸気カム２２ｃにより揺動されて第１吸気バルブ２６、第２吸気バルブ２８を開閉する隣接したロッカーアームとしての第１吸気ロッカーアーム２５及び第２吸気ロッカーアーム２７が設けられ、第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７が、吸気カム２２ｃにより常時稼働される常時稼働ロッカーアーム（第１吸気ロッカーアーム２５）と、この常時稼働ロッカーアームに連結ピン５４を介して連結又は連結解除される休止ロッカーアーム（第２吸気ロッカーアーム２７）とから構成され、シリンダヘッド１０の外壁に連結ピン５４を常時稼働ロッカーアーム、休止ロッカーアーム間で進退させるアクチュエータとしてのソレノイドアクチュエータ２１が設けられた可変動弁装置１２において、クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサー６５と、このクランク角センサー６５で検出されたクランク角度に基づいてソレノイドアクチュエータ２１の作動を制御する制御装置６６とを備える。
この構成によれば、クランク角度に基づいて制御装置６６によりソレノイドアクチュエータ２１の作動を制御することで、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結又は連結解除に適するタイミングでスムーズに且つ迅速に連結又は連結解除させることが可能になり、連結ピンが弾かれたり音が発生したりするのを防止することができる。
【００４１】
また、図２〜図４及び図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、制御装置６６は、クランク角センサー６５で検出されるクランク角度に基づきソレノイドアクチュエータ２１に通電することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置から揺動し始めた直後に連結ピン５４の進行を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結するので、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた直後に連結ピン５４を常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てた状態にして、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻ったときに、ピン穴５８ａ，６１ａ同士の合致に伴って常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てられていた連結ピン５４を一気に進行させるようにして連結をスムーズに行わせることができる。
また、制御装置６６は、クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後６００°〜７２０°の範囲内でソレノイドアクチュエータ２１への通電を開始するので、内燃機関温度の影響を受けて、ソレノイドアクチュエータ２１に供給される電流値や連結ピン５４を潤滑させる潤滑油の粘性が変化しても、連結ピン５４を、常時稼働ロッカーアームが揺動し始めた後に進行させて常時稼働ロッカーアームの側面に押し当てることができる。従って、常時稼働ロッカーアームの揺動開始時に、連結ピンが休止ロッカーアームに連結し始めることがなく、常時稼働ロッカーアームの揺動途中で連結ピンが弾かれたり音が発生したりするのを防止することができる。
【００４２】
また、図２〜図４及び図１０（Ａ）に示したように、制御装置６６は、クランク角センサー６５で検出されるクランク角度に基づきソレノイドアクチュエータ２１に通電することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に連結ピン５４の進行を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとを連結するので、常時稼働ロッカーアームの次回の揺動開始となるクランク角度までの間隔を最大限に活かし、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った直後に連結ピン５４の進行を開始させることで、常時稼働ロッカーアームの次回の揺動開始までに連結を完了させることができる。
また、内燃機関温度の影響を受けて、ソレノイドアクチュエータ２１に供給される電流値や連結ピンを潤滑させる潤滑油の粘性が変化しても、連結ピン５４を、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻った後にスムーズに進行させることができ、連結を迅速に行うことができる。
【００４３】
また、図２〜図４及び図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、制御装置６６は、クランク角センサー６５で検出されるクランク角度に基づきソレノイドアクチュエータ２１への通電を停止することにより、常時稼働ロッカーアームが非揺動位置に戻る直前に連結ピン（５４）の後退を開始させて、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとの連結を解除する、あるいは、制御装置６６は、常時稼働ロッカーアームが最大揺動量となるクランク角度を越えた直後のクランク角度に、ソレノイドアクチュエータ２１への通電を停止し、常時稼働ロッカーアームと休止ロッカーアームとの連結を解除するので、常時稼働ロッカーアームが次回に揺動開始するまでの間隔を最大限に活かして、連結解除をスムーズに行うことができる。
また、ソレノイドアクチュエータ２１への通電停止時期は、クランク角度がバルブオーバーラップ状態になる上死点後０°〜１８０°の範囲内であるので、常時稼働ロッカーアームの次回の揺動開始となるクランク角度までの間隔を最大限に活かして、連結ピン５４の連結解除をスムーズに行うことができる。
【００４４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図２に示した排気ロッカーアーム３２を常時稼働ロッカーアームとし、この排気ロッカーアーム３２に隣接して休止ロッカーアームを設けた場合の連結又は連結解除も、以上に示した第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７（図２参照）における連結又は連結解除と同様に、所定のクランク角度範囲での制御が可能である。
また、図４には第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７にそれぞれシリンダ体５８，６１を設け、これらのシリンダ体５８，６１にピン穴５８ａ，６１ａをそれぞれ設けたが、これに限らず、第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７にシリンダ体５８，６１を設けず、第１・第２吸気ロッカーアーム２５，２７に直接にピン穴を設けても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１０  シリンダヘッド
１２  可変動弁装置
２１  ソレノイドアクチュエータ（アクチュエータ）
２２  カム軸
２２ｃ  吸気カム
２５  第１吸気ロッカーアーム（常時稼働ロッカーアーム）
２６  吸気バルブ（バルブ）
２７  第２吸気ロッカーアーム（休止ロッカーアーム）
２８  吸気バルブ（バルブ）
５４  連結ピン
６５  クランク角センサー
６６  制御装置
１００  内燃機関
【図１】
2014047623.tif 000003
【図２】
2014047623.tif 000004
【図３】
2014047623.tif 000005
【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】
2014047623.tif 000010
【図９】
2014047623.tif 000011
【図１０】
2014047623.tif 000012
【図１１】
2014047623.tif 000013
【図１２】
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