JP4337620B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁機構に関する。

特許文献１には、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小制御可能なリフト・作動角可変機構を備え、吸気弁のリフトおよび作動角を同時に変化させることでポンピングロスを十分に低減させつつ、スロットル弁に依存しない吸気量の制御を実現する内燃機関の吸気制御装置が開示されている。

この特許文献１における内燃機関の吸気制御装置は、部品の寸法公差、部品組み付けなど種々の理由により、各気筒間の吸気弁のリフト量にばらつきが生じると、各気筒間に供給される吸気量がばらつき、結果として内燃機関の発生トルクにばらつきを生ずることとなる。このような状態になると、内燃機関に不快な振動と騒音が発生し、とくに安定性と静粛性を求められるアイドル品質に甚大な悪影響を及ぼすことになる。尚、吸気弁のリフト量のばらつきは、数μｍ〜数百μｍ程度であって、従来の固定カムとスロットル弁によって吸気量の制御を行う内燃機関においては、ほとんど問題にならなかった。

そのため、特許文献１に開示されるような吸気制御装置においては、各気筒間におけるリフト量のばらつきを、あらかじめ規定した範囲内に収めるようになっている。
特開２００２−２５６９０５号公報

しかしながら、この特許文献１においては、スロットル弁に依存しない吸気量の制御を実現させることから、アイドル等の極低負荷域では、バルブリフト量も非常に小さな値をとることになり、始動直後から十分に暖気されるまでのアイドル品質に問題が生じる虞がある。

これは、直列型気筒配置の内燃機関を例に、前記リフト・作動角可変機構において、リフト・作動角可変機構の制御軸の長手方向の温度分布を、本願の発明者らが実測したところ、当該制御軸に温度不均一が発生していることが明らかになったためである。

すなわち、自身が回転することによって吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大、縮小させる上記制御軸が、その長手方向に不均一な温度分布が生ずることにより、同方向に不均一な熱膨張が生じ、結果として各気筒間の吸気弁のリフト量のばらつきの原因となって、内燃機関の発生トルクにばらつきが発生してしまう虞がある。

そこで、本発明の主たる課題は、吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大、縮小制御可能なリフト・作動角可変機構を備えた内燃機関の可変動弁機構において、自身が回転することによって吸気弁のリフト・作動角を変更する制御軸の長手方向に生ずる温度不均一を軽減させることにある。

そこで、本発明は、吸気弁のバルブリフト特性を連続的に変更可能な内燃機関の可変動弁機構であって、気筒列方向に沿って延びる制御軸を回転させることによって吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大、縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、を備え、制御軸には潤滑油が供給されていると共に、機関運転状態に応じて吸気弁のリフト・作動角を変更することにより内燃機関への吸気量を制御可能な内燃機関の可変動弁機構において、制御軸を回転自在に支持するカムブラケットを有し、制御軸乃至カムブラケットへの潤滑油の供給量を制御することで制御軸の長手方向に生じる温度差が大きくなったときに当該温度差を小さくするように作動する温度制御機構を有することを特徴としている。これによって、制御軸の制御軸長手方向の温度不均一を軽減することができる。

本発明によれば、制御軸の制御軸長手方向の温度不均一を軽減することができるので、制御軸の長手方向に不均一な温度分布が生ずることにより、同方向に不均一な熱膨張が生じてしまうことを軽減することができる。よって、各気筒間の吸気弁のリフト量のばらつきが低減されることになり、内燃機関の発生トルクにばらつきが発生してしまうことを抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明のシステムの全体構成図を示し、図２は可変動弁機構の概略構成を示す説明図である。図１は、直列４気筒の内燃機関に適用した場合を示してあるが、Ｖ型のような他の気筒配置をもつ内燃機関や、４気筒以外の多気筒内燃機関においても、本発明は適用可能である。

吸気弁のバルブリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構は、吸気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構２１と、が組み合わされて構成されている。尚、図１中の２８は、排気弁の開閉を行う排気側カムであり、本実施形態においては、ごく一般的な直動式カム（リフト・作動角及びリフト中心角が固定）を用いているが、吸気側と同様に、可変動弁機構を採用してもよい。

まず、図１及び図２を用いてリフト・作動角可変機構１を説明する。尚、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０７７２５号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。

リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘッド２５に摺動自在に設けられた吸気弁１１と、シリンダヘッド２５とシリンダヘッド２５上部のカムブラケット２６（詳細は後述）とによって回転自在に支持された駆動軸２と、この駆動軸２に、圧入等により固定された偏心カム３と、駆動軸２の上方位置に同じカムブラケット２６とカムブラケットキャップ２７（詳細は後述）とからなる複数の軸受け手段２９（詳細は後述）によって回転自在に支持されるとともに駆動軸２と平行に配置された中空状の制御軸１２と、この制御軸１２の偏心カム部１８に揺動自在に支持されたロッカアーム６と、各吸気弁１１の上端部に配置されたタペット１０に当接する揺動カム９と、を備えている。偏心カム３とロッカアーム６とはリンクアーム４によって連係されており、ロッカアーム６と揺動カム９とは、リンク部材８によって連係されている。

本実施形態においては、軸受け手段２９が５つあり、後述するリフト・作動角制御用アクチュエータ１３から最も離れたものものを軸受け手段２９ａとし、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３に近づく順に、軸受け手段２９ｂ、２９ｃ、…２９ｅとする。

駆動軸２は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。

偏心カム３は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸２の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム４の環状部が回転可能に嵌合している。

ロッカアーム６は、略中央部が上記偏心カム部１８によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン５を介してリンクアーム４のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン７を介してリンク部材８の上端部が連係している。偏心カム部１８は、制御軸１２の軸心から偏心しており、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカアーム６の揺動中心は変化する。

揺動カム９は、駆動軸２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン１７を介してリンク部材８の下端部が連係している。この揺動カム９の下面には、駆動軸２と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム９の揺動位置に応じてタペット１０の上面に当接するようになっている。

すなわち、上記基円面はベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム９が揺動してカム面がタペット１０に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。

制御軸１２は、図１及び図２に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ１３によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動するサーボモータ等からなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。なお、制御軸１２の回転角度は、制御軸センサ１４によって検出される。

このリフト・作動角可変機構１の作用を説明すると、駆動軸２が回転すると、偏心カム３のカム作用によってリンクアーム４が上下動し、これに伴ってロッカアーム６が揺動する。このロッカアーム６の揺動は、リンク部材８を介して揺動カム９へ伝達され、該揺動カム９が揺動する。この揺動カム９のカム作用によって、タペット１０が押圧され、吸気弁１１がリフトする。

ここで、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３を介して制御軸１２の角度が変化すると、ロッカアーム６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム９の初期揺動位置が変化する。

例えば偏心カム部１８が図２における上方側に位置しているとすると、ロッカアーム６は全体として上方へ位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム９の初期位置は、そのカム面がタペット１０から離れる方向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が揺動した際に、基円面が長くタペット１０に接触し続け、カム面がタペット１０に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。

逆に、偏心カム部１８が図２における下方側へ位置しているとすると、ロッカアーム６は全体として下方へ位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム９の初期位置は、そのカム面がタペット１０に近付く方向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が揺動した際に、タペット１０と接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。

偏心カム部１８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁１１の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。

次に、位相可変機構２１は、図２に示すように、駆動軸２の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２と駆動軸２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ２３と、から構成されている。スプロケット２２は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。位相制御用アクチュエータ２３は、例えば油圧式、電磁式などの回転型アクチュエータからなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。この位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプロケット２２と駆動軸２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この位相可変機構２１の制御状態は、駆動軸２の回転位置に応答する駆動軸センサ１６によって検出される。

尚、リフト・作動角可変機構１ならびに位相可変機構２１の制御としては、各センサ１４，１６の検出に基づくクローズドループ制御に限らず、運転条件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良い。

このような可変動弁機構を吸気弁側に備えた本発明の内燃機関は、スロットル弁に依存せず、吸気弁１１の可変制御によって吸気量が制御される。なお、実用機関では、ブローバイガスの還流等のために吸気系に若干の負圧が存在していることが好ましいので、図示していないが、吸気通路の上流側に、スロットル弁に代えて、負圧生成用の適宜な絞り機構を設けることが望ましい。

図３は、制御軸１２の長手方向に沿った断面を模式的に表したものである。前述したように、制御軸１２は中空状に形成され、制御軸１２の長手方向に沿って延びる制御軸１２内部の中空部３１には、エンジンオイルである潤滑油が供給されるようになっている。この潤滑油は、制御軸１２と軸受け手段２９との摺動部分を潤滑するものであって、軸受け手段２９ｂから貫通孔３３ｂ介して中空部３１内に供給されていると共に、制御軸１２長手方向でリフト・作動角制御用アクチュエータ１３に最も近接する軸受け手段２９ｅから貫通穴３３ｅを介して中空部３１内に供給されている。

ここで、貫通穴３３は、軸受け手段２９が配設された位置に対応する制御軸１２外周面に開口するよう形成されたものであり、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３から最も離れたものを貫通穴３３ａとし、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３に近づく順に、貫通穴３３ｂ、３３ｃ、…３３ｅとしている。また、カムブラケット２６も、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３から最も離れたものをカムブラケット２６ａとし、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３に近づく順に、カムブラケット２６ｂ、２６ｃ、…２６ｅとしている。

軸受け手段２９ｂを構成するカムブラケット２６ｂには、図４に示すように、油穴３２が形成されている。この油穴３２は、オイルポンプ（図示せず）の下流側に位置し内燃機関内部に設けられたメインギャラリ（図示せず）に連通しており、この油穴３２から噴出する潤滑油は、軸受け手段２９ｂと制御軸１２との摺動部分を潤滑しつつ、制御軸１２に形成された貫通穴３３ｂを介して中空部３１内に供給される。

そして、軸受け手段２９ｅを構成するカムブラケット２６ｅには、図５及び図６に示すように、油穴３５が形成されている。この油穴３５は、一端３５ａがカムブラケット２６ｅの制御軸１２との摺動面に開口し、他端３５ｂがカムブラケット２６ｅの側面に開口するよう設けられたものであって、他端３５には、メインギャラリから内燃機関の外部に引き出された潤滑油供給経路としての温度制御用配管３６が接続されている。つまり、温度制御用配管３６を介してメインギャラリから供給されて油穴３５から噴出する潤滑油は、軸受け手段２９ｅと制御軸１２との摺動部分を潤滑しつつ、制御軸１２に形成された貫通穴３３ｅを介して中空部３１内に供給される。

尚、軸受け手段２９ａ、２９ｃ、２９ｄと制御軸１２との摺動部分には、中空部３１内の潤滑油が貫通穴３３ａ、３３ｃ、３３ｄを介して供給されている。つまり、これら貫通穴３３ａ〜３３ｅを介して中空部３１内への潤滑油の供給もしくは中空部３１内から軸受けへの潤滑油の供給が行われている。

また、中空部３１内から潤滑油が供給される軸受け手段２９ａ、２９ｃ、２９ｄにあっては、各カムブラケット３３ａ、３３ｃ、３３ｄに、上述した図４及び図５における油穴３２、３５に相当する構造が形成されていない。

温度制御用配管３６には、図１に示すように、エンジンコントロールユニット１９によって制御される比例流量調節弁３７が介装されている。比例流量調節弁３７は、制御軸１２の長手方向に生じる温度差に応じてエンジンコントロールユニット１９により、その弁開度が制御されている。

制御軸１２の長手方向に生じる温度差は、軸受け手段２９ｂのカムブラケットキャップ２７ｂと、軸受け手段２９ｅのカムブラケットキャップ２７ｅとに配設され、カムブラケットキャップ２７ｂ、２７ｅの表面温度を検出する温度検出手段としての温度センサ４１、４１により検出されている。尚、この温度センサ４１，４１はカムブラケット２６ｂ，２６ｅの表面温度を検出するように配置してもよい。

温度センサ４１、４１の検出値は、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。そして、制御軸１２の長手方向に生じる温度差が大きい場合には、比例流量調節弁３７の弁開度が大きくなるよう制御され、制御軸１２の長手方向に生じる温度差が小さい場合には、比例流量調節弁３７の弁開度は小さくなるよう制御される。つまり、温度制御用配管３６、軸受け手段２９ｅを経て制御軸１２に供給される潤滑油の油量（供給量）は、制御軸１２の長手方向に生じる温度差に応じて比例制御されている。

図７に示す比較例を用いて、本発明の第１実施形態の作用効果について詳述する。この比較例は、軸受け手段２９ｂのみから中空部３１に潤滑油を供給し、中空部３１内の潤滑油を用いて、軸受け手段２９ａ、２９ｃ〜２９ｅと制御軸１２との摺動部分を潤滑している点以外は、上述した第１実施形態と同一構成であるので、第１実施形態と同一の符号を付し重複する説明は省略する。

この比較例において、発明者らが、内燃機関の始動直後から暖気終了まで、制御軸１２の長手方向に生じる温度分布を素線の熱電対を用いて測定した。実際には、内燃機関運転中、制御軸１２は回転するため、各カムブラケット２６ａ〜２６ｅ（既出の図１を参照）の表面温度を測定した。

比較例における各カムブラケット２６ａ〜２６ｅの表面温度の測定結果を図８に示す。ここで、図８中の特性線Ａはカムブラケット２６ａの表面温度、特性線Ｂはカムブラケット２６ｂの表面温度、特性線Ｃはカムブラケット２６ｃの表面温度、特性線Ｄはカムブラケット２６ｄの表面温度、特性線Ｅはカムブラケット２６ｅの表面温度、特性線Ｆはメインギャラリの油温を、それぞれ示している。尚、メインギャラリの油温とは、メインギャラリ内の潤滑油の温度であり、さらに言い換えればメインギャラリ内のエンジンオイルの油温のことである。

この図８から明らかなように、暖気中には中空部３１に対して潤滑油を供給する軸受け手段２９ｂのカムブラケット２６ｂの温度が最も高く、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３に最も近接する軸受け手段２９ｅのカムブラケット２６ｅの温度が最も低い。換言すれば、過渡的には、カムブラケット２６ｂの温度が最も高く、潤滑油は制御軸１２長手方向に沿って流れるにつれてその温度が低下するため、カムブラケット２６ｂから最も離れたカムブラケット２６ｅの温度が最も低くなっている。一方、十分時間が経過すると、十分な熱量が潤滑油によって持ち込まれるため、制御軸１２長手方向の両者の温度差は小さくなる。

ただし、この図８において注目すべき点は、カムブラケット２６ａ、２６ｃ、２６ｄに比べて、カムブラケット２６ｅの温度の低下が著しい点である。これは、単にカムブラケット２６ｅがカムブラケット２６ｂから最も離れているだけでなく、熱容量が相対的に大きいリフト・作動角制御用アクチュエータ１３の影響を強く受けているためである。

そこで、本発明の第１実施形態では、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３の熱容量の影響を小さく抑え、制御軸１２長手方向に生ずる温度差（温度不均一）を軽減するために、制御軸１２長手方向でリフト・作動角制御用アクチュエータ１３に最も近接する軸受け手段２９ｅのカムブラケット２６ｅからも制御軸１２に対して潤滑油を供給し、さらにこのカムブラケット２６ｅから制御軸１２に供給される潤滑油の供給量を、カムブラケット２６ｂとカムブラケット２６ｅとの温度差に応じて制御することで、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３が取り付けられて熱容量が相対的に大きくなっている制御軸１２の一端側の温度上昇を促しているのである。

すなわち、この第１実施形態においては、相対的に制御軸１２の他端側に位置して制御軸１２内に潤滑油を供給するカムブラケット２６ｂと、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３に最も近接する一端側のカムブラケット２６ｅとの温度差を検出し、制御軸１２長手方向の温度差が大きい場合には、カムブラケット２６ｅから制御軸１２に供給する潤滑油の油量を増加させ、制御軸１２の長手方向の温度差が小さい場合には、カムブラケット２６ｅから制御軸１２に供給する潤滑油の油量を減少させているのである。

従って、本発明の第１実施形態においては、図９に示すように、制御軸１２長手方向に過渡的に生ずる温度不均一を効果的に抑制することができる。つまり、本発明の第１実施形態における制御軸１２は、その長手方向の温度分布が不均一となることが抑制され、同方向に不均一な熱膨張が生じてしまうことを軽減することができるので、各気筒間の吸気弁のリフト量のばらつきが低減されることになり、内燃機関の発生トルクにばらつきが発生してしまうことを抑制することができる。

また、制御軸１２長手方向の温度差が十分小さくなった場合には、温度制御用配管３６からカムブラケット２６ｅに供給される潤滑油の油量を減らすことができるので、潤滑油を圧送するオイルポンプ（図示せず）に過大な負荷をかけることはなく、結果として内燃機関の燃費悪化等の悪影響を招来する虞もない。

ここで、図９は、制御軸１２長手方向に生じる温度差の経時変化を、内燃機関の始動直後を起点として示したものであって、図９中の実線は上述した本発明の第１実施形態におけるカムブラケットキャップ２７ｂとカムブラケットキャップ２７ｅとの温度差を示し、図９中の破線は上述した比較例におけるカムブラケットキャップ２７ｂとカムブラケットキャップ２７ｅとの温度差を示している。この図９からも明らかなように、本発明の第１実施形態は、比較例に対して制御軸１２長手方向に生じる温度差が小さくなっている。

尚、上述した第１実施形態においては、温度制御用配管３６に比例流量調節弁３７が介装されているが、比例流量調節弁３７の替わりに、ＯＮ／ＯＦＦ切り換え式の電磁弁を介装しても、同様の作用効果を得ることができる。温度制御用配管３６にＯＮ／ＯＦＦ切り換え式の電磁弁を介装する場合には、カムブラケットキャップ２７ｂとカムブラケットキャップ２７ｅとの温度差が、予め定めた閾値を超えた場合に、この電磁弁をＯＮとしてカムブラケット２６ｅへの潤滑油の供給を行い、上記閾値を超えない場合には、電磁弁をＯＦＦとして、カムブラケット２６ｅへの潤滑油の供給を遮断することになる。また、上記閾値は、本発明を適用する機関ごとに適宜設定を行うものとする。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。尚、上述した第１実施形態と同一の構成の部分については、同一の符号を付し重複する説明は省略する。

図１０は、本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態においては、上述した第１実施形態と同様に、軸受け手段２９ｂのカムブラケット２６ｂから制御軸１２の中空部１２内に潤滑油が供給されているが、カムブラケット２６のうちリフト・作動角制御用アクチュエータ１３に最も近接するカムブラケット２６ｅには油穴３５が形成されておらず、温度制御用配管３６から潤滑油をカムブラケットキャップ２７ｅに滴下するよう構成されている。

このように、カムブラケット２６ｅに油穴３５を設ける換わりに、制御軸１２の過渡的に温度が低くなる部分に温度制御用配管３６から潤滑油を噴霧または滴下するようにしても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に本発明の第３実施形態について説明する。既出の図８に示すように、メインギャラリの油温上昇の様子は、各カムブラケット２６ａ〜２６ｅの表面温度の応答と類似している。一方、上述した比較例（図７を参照）において、最も表面温度が高いカムブラケット２６ｂと最も表面温度が低いカムブラケット２６ｅとの温度差は、既出の図９に示すように推移する。従って、メインギャラリの油温を測定するだけでも、カムブラケット２６ｂとカムブラケット２６ｅとの温度差をある程度把握することが可能である。

そこで、この第３実施形態においては、図１１に示すように、メインギャラリの油温のみを用いて、比例流量調節弁３７を制御する。すなわち、この第３実施形態においては、上述した第１実施形態における温度センサ４１，４１を具備せずに、メインギャラリの油温を検出する油温センサ（図示せず）を備え、この油温センサからの検出信号がコントロールユニット１９に入力されている点以外は、上述した第１実施形態と同一構成となっている。

このような第３実施形態においては、上述した第１及び第２実施形態よりもより簡便な構成で、制御軸１２の長手方向に生じる温度差を軽減することが可能となる。

また、この第３実施形態においては、メインギャラリの油温を用いて、比例流量調節弁３７を制御しているが、メインギャラリの油温に換えて、水温（内燃機関の冷却水温）を用いることも可能である。水温を用いる場合には、水温上昇の様子と、制御軸１２長手方向に生ずる温度不均一との関係（各カムブラケット２６ａ〜２６ｅの表面温度）とを、別途求めておく必要があるが、新たに温度センサを追加せずとも既存の水温センサで兼用できる利点がある。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１２は、エンジン回転数が一定の場合における、エンジン油圧と油温との相関関係を調べたものである。ここでエンジン油圧とは、オイルポンプ下流側におけるエンジンオイルの油圧である。またエンジン油温とは、エンジンオイルのエンジン油温であり、例えば、メインギャラリ内やオイルタンク内におけるエンジンオイルの油温のことである。

この図１２から明らかなように、エンジン油温が上昇すれば，エンジン油圧は次第に低下する。この性質と既出の図９の関係から、制御軸１２の長手方向の温度不均一をある程度推測することが可能である。つまり、油圧が高い状態では、制御軸１２の長手方向の温度不均一が大きくなっているものとみなし、この間だけ制御軸１２の温度の低い箇所に潤滑油を供給してやればよい。

すなわち、この第４実施形態は、図１３に示すように、上述した第３実施形態における比例流量調節弁３７を逆止弁５１に付け替えたものである。

このような第４実施形態においては、上述した第１実施形態と同様の作用を得ることができると共に、上述した第１〜第３実施形態のようにエンジンコントロールユニット１９を用いた制御が不要となり、一層簡素な構成をとることができる。

また、逆止弁５１内部のスプリング（図示せず）の強度を適宜調節することで、制御軸１２の過渡的に温度が低くなる部分、換言すればカムブラケット２６ｅへの潤滑油の油量を制御することができる。

尚、上述した第３実施形態においては、上述した第１実施形態と同様に、比例流量調節弁３７の替わりに、ＯＮ／ＯＦＦ切り換え式の電磁弁を介装することも可能である。また、第３及び第４実施形態においても、上述した第２実施形態のように、カムブラケット２６ｅに油穴３５を設ける換わりに、制御軸１２の過渡的に温度が低くなる部分に温度制御用配管３６から潤滑油を噴霧または滴下するように構成してもよい。

そして、第４実施形態においては、逆止弁５１に代えてリリーフ弁を温度制御用配管３６に介装するようにしてもよい。逆止弁５１に代えてリリーフ弁を用いる場合には、制御軸１２の過渡的に温度が低くなる部分（例えばカムブラケット２６ｅ）に温度制御用配管３６から供給される潤滑油の油量をより細かく設定することができる。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） 吸気弁のバルブリフト特性を連続的に変更可能な内燃機関の可変動弁機構であって、気筒列方向に沿って延びる制御軸を回転させることによって吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大、縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、を備え、制御軸には潤滑油が供給されていると共に、機関運転状態に応じて吸気弁のリフト・作動角を変更することにより内燃機関への吸気量を制御可能な内燃機関の可変動弁機構において、制御軸の長手方向に生じる温度差が大きくなったときに当該温度差を小さくするように作動する温度制御機構を有する。これによって、制御軸の制御軸長手方向の温度不均一を軽減することができるので、制御軸の長手方向に不均一な温度分布が生ずることにより、同方向に不均一な熱膨張が生じてしまうことを軽減することができる。よって、各気筒間の吸気弁のリフト量のばらつきが低減されることになり、内燃機関の発生トルクにばらつきが発生してしまうことを抑制することができる。

（２） 上記（１）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、温度制御機構は、具体的には、制御軸長手方向に沿って制御軸の温度を検出する温度検出手段を有し、制御軸長手方向に生じる温度差に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御する。

（３） 上記（２）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、温度制御機構は、より具体的には、制御軸長手方向に生じる温度差に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を比例制御する。

（４） 上記（２）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、温度制御機構は、より具体的には、制御軸長手方向に生じる温度差が所定値以上となった場合に、制御軸への潤滑油の供給を行う。

（５） 上記（１）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、制御軸に供給される潤滑油はエンジンオイルであり、温度制御機構は、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段を有し、温度検出手段で検出されたエンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度から制御軸の長手方向に生じる温度差を推定するものであって、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御する。

（６） 上記（５）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、温度制御機構は、具体的には、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を比例制御する。

（７） 上記（５）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、温度制御機構は、具体的には、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度が所定値以上となった場合に、制御軸への潤滑油の供給を行う。

（８） 上記（１）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、制御軸に供給される潤滑油はエンジンオイルであり、温度制御機構は、エンジン油圧を検出する油圧検出手段を有し、油圧検出手段で検出されたエンジン油圧から制御軸の長手方向に生じる温度差を推定するものであって、エンジン油圧に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御する。

（９） 上記（８）に記載の内燃機関の可変動弁機構において、油圧検出手段は、具体的には、制御軸に潤滑油を供給する潤滑油供給経路に配設された逆止弁もしくはリリーフ弁であり、温度制御機構は、潤滑油供給経路内の潤滑油圧力が所定値以上となって逆止弁もしくはリリーフ弁を開弁させることで、制御軸への潤滑油の供給量を制御する。

（１０） 上記（１）〜（９）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁機構は、より具体的には、制御軸の長手方向の一端に取り付けられてこの制御軸を回転させるアクチュエータ、を備え、制御軸は中空状に形成され、制御軸の長手方向に沿って延びる制御軸内部の中空部に、軸受け手段を介して潤滑油が供給されたものであって、温度制御機構は、制御軸の一端側から制御軸に潤滑油を供給している。

本発明の第１実施形態におけるシステムの全体構成を示す説明図。 可変動弁機構の概略構成を示す説明図。 本発明の第１実施形態におけるリフト・作動角可変機構の制御軸の長手方向に沿った断面を模式的に示す説明図。 本発明の第１実施形態において、制御軸内の中空部に潤滑油を供給する制御軸他端側の軸受け手段のカムブラケットの平面図。 本発明の第１実施形態において、制御軸内の中空部に潤滑油を供給する制御軸一端側の軸受け手段のカムブラケットの平面図。 図５に示すカムブラケットの正面図。 比較例におけるリフト・作動角可変機構の制御軸の長手方向に沿った断面を模式的に示す説明図。 比較例に内燃機関の始動直後から暖気終了までの各カムブラケットの温度測定結果を示す特性線図。 制御軸長手方向に生じる温度差の経時変化を示す説明図。 本発明の第２実施形態におけるシステムの全体構成を示す説明図。 本発明の第３実施形態におけるシステムの全体構成を示す説明図。 エンジン油圧とエンジン油温と相関を示す説明図。 本発明の第４実施形態におけるシステムの全体構成を示す説明図。

符号の説明

１２…制御軸
１３…リフト・作動角制御用アクチュエータ
２６…カムブラケット
２７…カムブラケットキャップ
２９…軸受け手段
３１…中空部
３２…油穴
３３…貫通穴
３５…油穴
３７…比例流量調節弁
４１…温度センサ

Claims (10)

1. 吸気弁のバルブリフト特性を連続的に変更可能な内燃機関の可変動弁機構であって、気筒列方向に沿って延びる制御軸を回転させることによって吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大、縮小制御可能なリフト・作動角可変機構を備え、制御軸には潤滑油が供給されていると共に、機関運転状態に応じて吸気弁のリフト・作動角を変更することにより内燃機関への吸気量を制御可能な内燃機関の可変動弁機構において、
   制御軸を回転自在に支持するカムブラケットを有し、
   制御軸乃至カムブラケットへの潤滑油の供給量を制御することで制御軸の長手方向に生じる温度差が大きくなったときに当該温度差を小さくするように作動する温度制御機構を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 温度制御機構は、制御軸長手方向に沿って制御軸の温度を検出する温度検出手段を有し、制御軸長手方向に生じる温度差に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
3. 温度制御機構は、制御軸長手方向に生じる温度差に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を比例制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構。
4. 温度制御機構は、制御軸長手方向に生じる温度差が所定値以上となった場合に、制御軸への潤滑油の供給を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構。
5. 制御軸に供給される潤滑油はエンジンオイルであり、
   温度制御機構は、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段を有し、温度検出手段で検出されたエンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度から制御軸の長手方向に生じる温度差を推定するものであって、
   エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
6. 温度制御機構は、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を比例制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構。
7. 温度制御機構は、エンジンオイルもしくはエンジン冷却水の温度が所定値以上となった場合に、制御軸への潤滑油の供給を行うことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構。
8. 制御軸に供給される潤滑油はエンジンオイルであり、
   温度制御機構は、エンジン油圧を検出する油圧検出手段を有し、油圧検出手段で検出されたエンジン油圧から制御軸の長手方向に生じる温度差を推定するものであって、
   エンジン油圧に応じて、制御軸への潤滑油の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
9. 油圧検出手段は、制御軸に潤滑油を供給する潤滑油供給経路に配設された逆止弁もしくはリリーフ弁であり、温度制御機構は、潤滑油供給経路内の潤滑油圧力が所定値以上となって逆止弁もしくはリリーフ弁を開弁させることで、制御軸への潤滑油の供給量を制御することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構。
10. 可変動弁機構は、制御軸の長手方向の一端に取り付けられてこの制御軸を回転させるアクチュエータ、を備え、制御軸は中空状に形成され、制御軸の長手方向に沿って延びる制御軸内部の中空部に、軸受け手段を介して潤滑油が供給されたものであって、
    温度制御機構は、制御軸の一端側から制御軸に潤滑油を供給していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁機構。

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