(57)【要約】【課題】簡易な構成によってラッシュアジャスタ内の空気を排出する。【解決手段】ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタにオイルを供給する可変容量オイルポンプを制御する制御装置であって、車両の加速度を計測する加速度センサと、加速度センサにより計測された加速度に基づいて、可変容量オイルポンプを駆動制御するポンプ制御部と、を備えることで、簡易な構成で、ラッシュアジャスタから空気を排出することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタにオイルを供給する可変容量オイルポンプを制御する制御装置であって、
車両の加速度を計測する加速度センサと、
前記加速度センサにより計測された前記加速度に基づいて、前記可変容量オイルポンプを駆動制御するポンプ制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記加速度センサにより計測された前記加速度を、所定の計測期間に亘って積算することで積算加速度を導出し、該積算加速度が、前記ラッシュアジャスタに空気がオイルとともに流入したとされる所定の閾値以上であるか否かを判定する空気流入判定部をさらに備え、
前記ポンプ制御部は、
前記空気流入判定部により前記積算加速度が前記閾値以上であると判定された場合に、前記可変容量オイルポンプを、所定の油圧以上となるように駆動させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記可変容量オイルポンプによって前記ラッシュアジャスタに流入した空気を排出させる駆動を行うための実行条件が成立しているか否かを判定する実行条件判定部をさらに備え、
前記ポンプ制御部は、
前記空気流入判定部により前記積算加速度が前記閾値以上であると判定され、かつ、前記実行条件判定部により前記実行条件が成立していると判定された場合に、前記可変容量オイルポンプを前記油圧以上となるように駆動させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記オイルの温度を計測する温度センサと、
エンジンの回転数を計測する回転数センサとをさらに備え、
前記実行条件は、
前記温度センサにより計測された前記温度が所定の第１温度以上で、かつ、該第１温度よりも高い第２温度未満であって、前記回転数センサにより計測された前記回転数が、所定回転数未満であることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記加速度センサは、
前記車両の水平方向の加速度を計測することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタにオイルを供給する可変容量オイルポンプを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンには、ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタが設けられている。ラッシュアジャスタは、本体部とプランジャを有し、オイルポンプにより供給されるオイルの油圧によって本体部からのプランジャの突出量を変化させることで、ロッカーアームのバルブクリアランスを調整することができる。
【０００３】
ラッシュアジャスタでは、オイルポンプにより供給されるオイルに空気が混入されると、プランジャの突出量を適切に変化させることができなかったり、異音を発生させたりするなどといった不具合が発生する。
【０００４】
そこで、コリオリ計によりラッシュアジャスタ内の気泡率を測定し、気泡率が予め設定した危険値を超えた場合に補助オイルポンプを駆動するようになされた制御機構が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８２５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の制御機構においては、エンジンの各部へオイルを供給するオイルポンプに加えて、ラッシュアジャスタ内の空気を排出するための補助ポンプを設ける必要があり、構成が複雑になってしまうといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構成によってラッシュアジャスタ内の空気を排出することができる制御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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の制御装置は、ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタにオイルを供給する可変容量オイルポンプを制御する制御装置であって、車両の加速度を計測する加速度センサと、前記加速度センサにより計測された前記加速度に基づいて、前記可変容量オイルポンプを駆動制御するポンプ制御部とを備える。
【０００９】
前記加速度センサにより計測された前記加速度を、所定の計測期間に亘って積算することで積算加速度を導出し、該積算加速度が、前記ラッシュアジャスタに空気がオイルとともに流入したとされる所定の閾値以上であるか否かを判定する空気流入判定部をさらに備え、前記ポンプ制御は、前記空気流入判定部により前記積算加速度が前記閾値以上であると判定された場合に、前記可変容量オイルポンプを、所定の油圧以上となるように駆動させるとよい。
【００１０】
また、前記可変容量オイルポンプによって前記ラッシュアジャスタに流入した空気を排出させる駆動を行うための実行条件が成立しているか否かを判定する実行条件判定部をさらに備え、前記ポンプ制御部は、前記空気流入判定部により前記積算加速度が前記閾値以上であると判定され、かつ、前記実行条件判定部により前記実行条件が成立していると判定された場合に、前記可変容量オイルポンプを前記油圧以上となるように駆動させるとよい。
【００１１】
また、前記オイルの温度を計測する温度センサと、エンジンの回転数を計測する回転数センサとをさらに備え、前記実行条件は、前記温度センサにより計測された前記温度が所定の第１温度以上で、かつ、該第１温度よりも高い第２温度未満であって、前記回転数センサにより計測された前記回転数が、所定回転数未満であるとよい。
【００１２】
また、前記加速度センサは、前記車両の水平方向の加速度を計測するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成によってラッシュアジャスタ内の空気を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンシステムの構成を示す概略図である。
【図２】動弁機構の構成を説明する図である。
【図３】ラッシュアジャスタの構成を説明する図である。
【図４】制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、エンジンシステム１の構成を示す概略図である。図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン２および制御装置３を含んで構成されている。
【００１７】
エンジン２は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０と一体形成されたクランクケース１２と、シリンダブロック１０に接合されたシリンダヘッド１４と、クランクケース１２に接合されたオイルパン１６とが設けられている。なお、図１においては、シリンダブロック１０、クランクケース１２、シリンダヘッド１４およびオイルパン１６を断面図で示している。
【００１８】
シリンダブロック１０には、複数のシリンダボア１８が形成されており、複数のシリンダボア１８には、それぞれピストン２０が摺動自在にコンロッド２２に支持されている。そして、エンジン２では、シリンダボア１８と、シリンダヘッド１４と、ピストン２０の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室２４として形成されている。
【００１９】
また、エンジン２では、クランクケース１２の内部空間と、オイルパン１６の内部空間とが連通してクランク室２６を形成している。クランクシャフト２８は、クランクケース１２によってクランク室２６で回転自在に支持されるとともに、コンロッド２２を回転自在に支持している。
【００２０】
シリンダヘッド１４には、吸気ポート３０および排気ポート３２が燃焼室２４に連通するように設けられている。吸気ポート３０と燃焼室２４との間には、吸気弁３４の先端が位置し、排気ポート３２と燃焼室２４との間には、排気弁３６の先端が位置している。
【００２１】
また、エンジン２では、以下で説明する動弁機構５０（図２参照）によって、吸気弁３４および排気弁３６を、吸気ポート３０および排気ポート３２のバルブシートに当接および離隔させるように移動させる。これにより、吸気弁３４は、吸気ポート３０と燃焼室２４との間を開閉し、排気弁３６は、排気ポート３２と燃焼室２４との間を開閉する。
【００２２】
図２は、動弁機構５０の概略断面図である。なお、本実施形態のエンジン２においては、１つのシリンダボア１８に対して、吸気弁３４および排気弁３６がそれぞれ２つ設けられている。また、動弁機構５０も吸気弁３４および排気弁３６ごとに設けられているが、動弁機構５０の基本的な構成はいずれも同じであるため、ここでは、１つの排気弁３６と、それを開閉する１つの動弁機構５０について図を用いて説明し、吸気弁３４の動弁機構５０については説明を省略する。
【００２３】
図２に示すように、動弁機構５０は、クランクシャフト２８（図１参照）の回転に連動するカム５２と、カム５２の回転に伴って揺動するロッカーアーム５４と、ロッカーアーム５４を支持するラッシュアジャスタ５６（ＨＬＡ（Hydraulic Lash Adjuster））と、を含んで構成される。
【００２４】
カム５２は、カムシャフト５８に固定されており、カムシャフト５８と一体回転する。エンジン２は、クランクシャフト２８の回転動力をカムシャフト５８に伝達する不図示のタイミングベルトを備えている。タイミングベルトは、クランクシャフト２８とカムシャフト５８とに巻き回されており、カムシャフト５８はクランクシャフト２８と一体回転する。
【００２５】
カム５２は、非リフト面５２ａと、この非リフト面５２ａに連続するリフト面５２ｂとで構成される外周面を有している。非リフト面５２ａは、回転中心からの距離が等しく、同一半径内に位置する面であり、リフト面５２ｂは、回転中心から最も離隔した頂点５２ｃに向かって、回転中心からの距離が漸増する面である。
【００２６】
ロッカーアーム５４は、カム５２の非リフト面５２ａ、リフト面５２ｂに接触するローラ面５４ａを備えている。ローラ面５４ａは、曲率が一定の円弧面で構成されており、その幅は、カム５２の非リフト面５２ａおよびリフト面５２ｂの幅（回転軸方向の厚さ）とほぼ等しい。
【００２７】
また、ロッカーアーム５４には、ローラ面５４ａよりも一端側（図中左側）にピボット受け５４ｂが形成されている。このピボット受け５４ｂは、カム５２に対向する側の面と反対側の面に形成された半球面状の凹みであり、上記のラッシュアジャスタ５６の先端が接触する。一方、ロッカーアーム５４のうち、ローラ面５４ａよりも他端側（図中右側）には、押圧部５４ｃが形成されている。この押圧部５４ｃは、ロッカーアーム５４のうちピボット受け５４ｂと同一面側に設けられた曲面で構成されている。
【００２８】
排気弁３６は、先端にバルブヘッド３６ａが形成され、基端にバルブステムエンド３６ｂを有するバルブステム３６ｃを備えており、シリンダヘッド１４に摺動自在に保持されている。具体的には、シリンダヘッド１４には貫通孔１４ｂが形成されており、この貫通孔１４ｂに嵌め込まれたバルブステムガイド６０に、バルブステム３６ｃが摺動自在に挿通されている。
【００２９】
そして、バルブステム３６ｃのうち、貫通孔１４ｂよりもバルブステムエンド３６ｂ側には、アッパスプリングシート６２ａおよびロアスプリングシート６２ｂが設けられており、これらアッパスプリングシート６２ａおよびロアスプリングシート６２ｂ間に、バルブスプリング６４が設けられている。このバルブスプリング６４は圧縮コイルバネで構成されており、アッパスプリングシート６２ａおよびロアスプリングシート６２ｂが、バルブステム３６ｃの軸方向に互いに離間する弾性力を作用させている。このバルブスプリング６４の弾性力により、排気弁３６はバルブステムエンド３６ｂ側に常時付勢され、バルブヘッド３６ａがバルブシート３２ａに着座して吸気ポート３０を閉弁することとなる。
【００３０】
ラッシュアジャスタ５６は、シリンダヘッド１４に形成された収容穴１４ｃ内に設けられ、ロッカーアーム５４を揺動自在に支持する。
【００３１】
図３は、ラッシュアジャスタ５６の構成を示す概略図である。図３に示すように、ラッシュアジャスタ５６は、本体部７０と、プランジャ７２と、プランジャスプリング７４と、チェックボール７６と、チェックボールケージ７８と、チェックボールスプリング８０とを含んで構成される。なお、以下において、図中上方向を単に上方向とし、図中下方向を単に下方向として説明する。
【００３２】
本体部７０は、有底円筒状に形成されている。プランジャ７２は、略円筒状であって先端部が半球状に形成されており、本体部７０内に軸方向に移動可能に収容されている。プランジャスプリング７４は、本体部７０の内側の底部とプランジャ７２との間に介在されている。チェックボール７６は、チェックボールケージ７８内でチェックボールスプリング８０に付勢されるとともに、チェックボールケージ７８を介してプランジャスプリング７４に付勢されてプランジャ７２の底部の中央に形成した開口７２ａの開閉を行う。
【００３３】
本体部７０には、側面に油孔７０ａが形成されている。また、プランジャ７２には、側面に油孔７２ｂが形成されている。また、本体部７０の内側壁とプランジャ７２の外側壁との間には油孔７０ａ、７２ｂを連絡する油路７２ｃが形成されている。油孔７０ａは、後述する油路１４ｄ（図１２参照）に連通するように接続されている。
【００３４】
ラッシュアジャスタ５６では、本体部７０の底部とプランジャ７２との間であって、プランジャスプリング７４が配置された空間が高圧室８２として形成され、プランジャ７２内の空間が低圧室８４として形成される。
【００３５】
高圧室８２は、ロッカーアーム５４が揺動してピボット受け５４ｂからプランジャ７２の先端に押圧力がかかった場合に、プランジャ７２の開口７２ａをチェックボール７６で塞ぐことにより、プランジャ７２の先端がロッカーアーム５４から押圧力を受けても圧縮され難い高圧となる。
【００３６】
また、排気弁３６が上方向に移動することで、ロッカーアーム５４が上方向に揺動した場合は、プランジャスプリング７４の付勢力により、ロッカーアーム５４のピボット受け５４ｂに追従し、プランジャ７２が上方向に移動する。このとき、高圧室８２は、圧力が低下し、チェックボール７６が開口７２ａを開放してオイルが流れ込む。
【００３７】
また、プランジャ７２の上端の径方向中央部には、頂上孔７２ｄが上下に貫通して設けられており、プランジャ７２の外周面、および、ピボット受け５４ｂには、低圧室８４および頂上孔７２ｄを通してオイルが供給されて潤滑される。
【００３８】
このようにして、ラッシュアジャスタ５６は、本体部７０からのプランジャ７２の突出量を変化させて、ロッカーアーム５４のバルブクリアランスを調整することが可能となる。
【００３９】
図１に戻り、シリンダヘッド１４には、先端が燃焼室２４内に位置するように点火プラグ３８が設けられる。そして、吸気ポート３０を介して燃焼室２４に流入した空気と燃料との混合気が、所定のタイミングで点火プラグ３８に点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン２０が往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド２２を通じてクランクシャフト２８の回転運動に変換される。
【００４０】
クランクシャフト２８の一端には、可変容量オイルポンプ４０が連結されている。可変容量オイルポンプ４０は、クランクシャフト２８の回転運動により作動し、オイルパン１６に貯留されたオイルを、ストレーナ４２を介して汲み上げ、エンジン２の各部に圧送（供給）する。なお、ラッシュアジャスタ５６には、油路１４ｄを介してオイルが供給される。
【００４１】
可変容量オイルポンプ４０は、詳しくは後述するように、制御装置３（ポンプ制御部９４）の制御に基づいて、吐出するオイル量、すなわち、油圧を調整可能である。
【００４２】
制御装置３は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）４、加速度センサ５、回転数センサ６および温度センサ７を含んで構成される。加速度センサ５は、車両の水平方向（前後方向および左右方向）の加速度を計測する。回転数センサ６は、エンジン２（クランクシャフト２８）の回転数を計測する。温度センサ７は、オイルの温度（油温）を計測する。
【００４３】
このように構成されるエンジンシステム１では、車両に水平方向の加速度が生じると、その加速度によってオイルパン１６に貯留されたオイルがオイルパン１６内で移動し、可変容量オイルポンプ４０がオイルとともに空気を汲み上げてしまうことが起こる。
【００４４】
そして、空気を含んだオイルがラッシュアジャスタ５６に供給されると、プランジャ７２が本体部７０に対して設計通りに移動しなくなるといった機能低下や、異音を発生させるなどの不具合が生じることになる。
【００４５】
そこで、ＥＣＵ４は、加速度センサ５により計測された加速度に基づいて、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入しているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ４は、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入されていると判定した場合には、可変容量オイルポンプ４０により吐出されるオイル量（油圧）を増加させて、ラッシュアジャスタ５６から空気を排出させる。
【００４６】
具体的には、ＥＣＵ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶部などを含むマイクロコンピュータでなり、空気流入判定部９０、実行条件判定部９２、および、ポンプ制御部９４として機能する。
【００４７】
図４は、車両制御処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、空気流入判定部９０は、エンジン２が始動されると、積算加速度をリセットした後（Ｓ１００）、加速度センサ５により計測された車両の加速度を所定間隔毎に取得し、取得する度に加速度を積算した積算加速度を導出する（Ｓ１０２）。
【００４８】
そして、空気流入判定部９０は、予め決められた計測期間（例えば、６０秒）に亘って加速度を積算して積算加速度を導出すると、積算加速度と、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入しているとされる閾値とを比較する（Ｓ１０４）。つまり、ここでは、車両に水平方向の加速度が生じたことにより、可変容量オイルポンプ４０がオイルとともに空気を汲み上げて、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入してしまったか否かを判定していることになる。
【００４９】
その結果、積算加速度が閾値未満であれば（Ｓ１０４におけるＮＯ）、空気流入判定部９０は、Ｓ１００の処理に戻り、積算加速度をリセットして、再び積算加速度の導出を開始する。
【００５０】
一方、空気流入判定部９０によってラッシュアジャスタ５６に空気が流入していると判定された場合（Ｓ１０４におけるＹＥＳ）、実行条件判定部９２は、可変容量オイルポンプ４０によってラッシュアジャスタ５６に流入した空気を強制的に排出させるための作動を行うための実行条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１０６）。
【００５１】
実行条件としては、温度センサ７によって計測された油温が所定の第１温度（例えば、６０℃）以上であって、第１温度よりも高い第２温度（例えば、１２０℃）未満であること、および、回転数センサ６によって計測されたエンジン２の回転数が所定回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）未満であることが設定されている。なお、油温が第１温度（６０℃）未満の場合にはオイルの動粘度が高いためラッシュアジャスタ５６にオイルが流れにくく、油温が第２温度（１２０℃）以上の場合にはオイルの動粘度が低いため目的とする油圧でオイルをラッシュアジャスタ５６に供給できないので、実行条件から除外されている。また、エンジン２の回転数が所定回転数（２０００ｒｐｍ）以上である場合には、可変容量オイルポンプ４０により吐出されるオイルの油圧が、ラッシュアジャスタ５６から空気を排出させるために十分な油圧を確保できているため、実行条件から除外されている。
【００５２】
ポンプ制御部９４は、実行条件判定部９２により実行条件が成立していると判定された場合（Ｓ１０６におけるＹＥＳ）、可変容量オイルポンプ４０を、所定の継続期間（例えば、１０分）に亘って、オイルの油圧が３００ｋＰａ以上となるように駆動させる空気排出制御を行う（Ｓ１０８）。これにより、ラッシュアジャスタ５６から空気を排出させることが可能となる。
【００５３】
また、実行条件判定部９２により実行条件が成立していないと判定された場合（Ｓ１０６におけるＮＯ）、および、ポンプ制御部９４によって可変容量オイルポンプ４０を継続期間に亘って油圧が３００ｋＰａ以上となるように駆動させた後（Ｓ１１０）、空気流入判定部９０は、Ｓ１００の処理に戻り、積算加速度をリセットした後、再び積算加速度の導出を開始する。
【００５４】
以上のように、制御装置３は、加速度センサ５により計測された加速度に基づいて、可変容量オイルポンプ４０を駆動制御する。具体的には、制御装置３は、加速度センサ５により計測された加速度を積算して積算加速度を導出することにより、水平方向の加速度によって可変容量オイルポンプ４０がオイルパン１６からオイルとともに空気を汲み上げ、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入（混入）してしまっているか否かを判定する。
【００５５】
そして、制御装置３は、積算加速度が閾値以上である場合には、ラッシュアジャスタ５６に空気が流入していると判定し、可変容量オイルポンプ４０を継続期間に亘って、少なくともエンジン２がアイドリング時、または、低負荷で駆動している場合よりも油圧が高くなるように（本実施形態では３００ｋＰａ以上）駆動させる。
【００５６】
これにより、制御装置３は、アイドリング時、または、低負荷で駆動している場合であっても、簡易な構成で、ラッシュアジャスタ５６から空気を排出することができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００５８】
上記実施形態では、実行条件判定部９２により実行条件が成立した場合に、ポンプ制御部９４が、可変容量オイルポンプ４０を継続期間に亘って油圧が３００ｋＰａ以上となるように駆動させるようにした。しかしながら、実行条件判定部９２による実行条件の成立の可否を判定しないようにしてもよい。つまり、ポンプ制御部９４は、空気流入判定部９０がラッシュアジャスタ５６に空気が流入していると判定した場合に、常に、可変容量オイルポンプ４０を継続期間に亘って油圧が３００ｋＰａ以上となるように駆動させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ロッカーアームを揺動自在に支持するラッシュアジャスタにオイルを供給する可変容量オイルポンプを制御する制御装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
２  エンジン
３  制御装置
４  ＥＣＵ
５  加速度センサ
６  回転数センサ
７  温度センサ
１６  オイルパン
４０  可変容量オイルポンプ
５６  ラッシュアジャスタ
９０  空気流入判定部
９２  実行条件判定部
９４  ポンプ制御部
【図１】
2017150364.tif 000003
【図２】
2017150364.tif 000004
【図３】
2017150364.tif 000005
【図４】
2017150364.tif 000006