JP3799944B2 - 内燃機関の可変動弁機構および吸気量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構、およびこの可変動弁機構を利用した内燃機関の吸気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブにおけるリフト量や作用角を可変とする可変動弁機構が知られている。この内でも、クランクシャフトに連動する回転カムと同軸に揺動カムを設け、複雑なリンク機構により回転カムと揺動カムとを連結したものが知られている（特開平１１−３２４６２５号公報）。この複雑なリンクの途中にはコントロールシャフトが設けられている。このコントロールシャフトによりリンクの一部を構成するアームの揺動中心を変位させることにより揺動カムの位相を変更可能としている。このような揺動カムの位相の変更によりリフト量や作用角を可変とするものである。そして、このことにより低速低負荷時などにおいては燃費の向上および安定した運転性を実現し、また高速高負荷時などにおいては吸気の充填効率を向上させて十分な出力を確保することができるとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように同軸に存在する回転カムと揺動カムとをリンクしようとするため、リンク機構が長く複雑なものとならざるを得ない。このため可変動弁機構における作動の確実性や信頼性に欠けるおそれがある。
【０００４】
本発明は、従来技術のごとくの長く複雑なリンク機構を設けることなく、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構、およびこの可変動弁機構を利用した吸気量制御装置の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、角度の異なる２種のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、前記入力部に設けられ、前記スライダギアの一方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、前記出力部に設けられ、前記スライダギアの他方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記出力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
入力部と出力部とを有することで回転カムにより入力部が駆動されると出力部にてバルブを駆動する仲介駆動機構は、回転カムが設けられているカムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持されている。このため、回転カムと仲介駆動機構とは長く複雑なリンク機構にて接続しなくても、回転カムが入力部を駆動すれば、そのまま出力部を介してバルブに回転カムの駆動状態に応じてリフト量や作用角を連動させることができる。
【０００７】
そして仲介位相差可変手段が、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、回転カムの駆動状態に応じて生じるリフト開始を早めたり遅くしたりできる。このため回転カムの駆動に連動するリフト量や作用角の大きさを調整することができる。
【０００８】
このように長く複雑なリンク機構を用いず、入力部に対する出力部の相対位相差が変更されるという比較的簡素な構成でリフト量や作用角を可変とすることができる。したがって確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
さらに、仲介位相差可変手段は、変位調整手段によりスライダギアを軸方向に移動させることにより、スライダギアに対して入力部と出力部とを相対揺動させている。そして、この相対揺動の結果、スライダギアのそれぞれ角度の異なるスプラインにて噛み合っている入力部と出力部との間においても相対的な揺動を生じさせ、入力部と出力部との相対位相差を可変としている。
このようにスプライン機構により入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
加えて、仲介位相差可変手段は、スライダギアを軸方向に移動させるとともにスライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトを備え、変位調整手段は、コントロールシャフトを軸方向に移動させることによりスライダギアの軸方向での変位を調整する。
請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部に設けられた入力部スプラインと、前記出力部に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記出力部とを相対揺動させるスライダギアと、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このように仲介位相差可変手段は、変位調整手段によりスライダギアを軸方向に移動させることにより、入力部と出力部とを相対揺動させている。そして、この相対揺動の結果、入力部と出力部との相対位相差を可変としている。
このようなスプライン機構によって入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
請求項３記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部と前記出力部との数に対応した種類のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、前記入力部に設けられ、前記スライダギアの１つのスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、前記各出力部毎に設けられ、前記スライダギアの残りのスプラインの内で対応するスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記各出力部を個々に前 記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このような構成により、気筒毎に複数の吸気バルブまたは排気バルブが設けられていても、１つ回転カムにより複数の吸気バルブまたは排気バルブの開閉に対応することができる。このため、カムシャフトの構成が簡単化する。
さらに、複数のバルブに対応して個々に設けられている出力部が、個々に対応するスプラインの噛み合わせにより独自の相対揺動を行う。このため、各出力ギア部毎に対応するスプラインの角度を異ならせることができ、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
請求項４記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部に設けられた入力部スプラインと、前記各出力部毎に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記各出力部とを相対揺動させるスライダギアと、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このように複数のバルブに対応する各出力部の出力部スプラインとスライダギアとの噛み合わせ、および入力部の入力部スプラインとスライダギアとの噛み合わせにより、スライダギアの移動に応じて入力部と各出力部とが相対揺動する。このため、各出力部スプライン毎に角度を異ならせることができ、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
【０００９】
請求項５記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出する係止ピンが前記長孔に挿入されていることを特徴とする。
請求項６記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜５のいずれか記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本が設けられていることを特徴とする。
請求項７記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギア内には支持パイプが周方向に摺動可能に配置され、前記支持パイプ内には軸方向に摺動可能に前記コントロールシャフトが貫通し、前記支持パイプには軸方向に長い長孔が形成され、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出する係止ピンが前記支持パイプに形成された長孔を貫通するとともに前記スライダギアに形成された長孔に挿入されていることを特徴とする。
請求項８記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項７記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記支持パイプ及び前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
請求項９記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記仲介位相差可変手段は、入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とすることを特徴とする。
より具体的には、このように入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とすることにより、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。例えば、必要に応じて燃焼室内への吸気の導入程度に吸気バルブ毎に差を設けることにより片弁停止や開弁時期のずれを生じさせ、燃焼室内に旋回流を生じさせることができる。このことにより燃焼室内の混合気を十分に攪拌させることができ、燃焼性を改良することが可能となる。このように内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
請求項１０記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項９記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、一部のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を一定に維持することを特徴とする。
このように入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とする構成としては、一部のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を一定に維持し、他のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を変更することとしてもよい。このようにしても請求項９の作用効果を生じさせることができる。
請求項１１記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、前記出力部は揺動カムとして構成され、前記仲介位相差可変手段は揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることを特徴とする。
【００１０】
より具体的には、出力部は揺動カムとして構成されている。そして仲介位相差可変手段は揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムの駆動状態に応じて生じるリフト開始を早めたり遅くしたりする。このような簡素な構成でリフト量や作用角を可変とできるので、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１１】
請求項１２記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブのリフト量の大きさを調整可能とすることを特徴とする。
【００１２】
ここでは、仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによるバルブのリフト量の大きさを調整可能としている。このような簡素な構成であるので、リフト量の可変において確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１３】
請求項１３記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブへの作用角を調整可能とすることを特徴とする。
【００１４】
ここでは、仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによるバルブへの作用角を調整可能としている。このような簡素な構成であるので、作用角の可変において確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１５】
請求項１４記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１〜１３のいずれか記載の構成において、前記揺動カムはローラを介して前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１〜１３のいずれかの作用効果に加えて、更に揺動カムはローラを介してバルブを駆動しているため回転カムが仲介駆動機構を介してバルブを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【００１７】
請求項１５記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１４記載の構成において、前記ローラはロッカーアームに備えられ、該ロッカーアームを介して前記揺動カムは前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００１８】
このようにロッカーアームに備えられたローラを揺動カムが駆動するようにしても良く、揺動カムの動作はロッカーアームに伝達され、更にロッカーアームからバルブに伝達される。
【００１９】
請求項１６記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１５のいずれか記載の構成において、前記入力部は先端にて前記回転カムに接触するアームを備え、該アームが前記回転カムにより駆動されることで前記出力部が前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００２０】
入力部は先端にアームを備えた構成とすることができる。このアームにて入力部は回転カムに接触する。このような簡素な構成で回転カムに連動するリフト量や作用角を可変とできるので、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００２１】
請求項１７記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１６記載の構成において、前記アームの先端にはローラが備えられ、該ローラにて前記回転カムに接触することを特徴とする。
【００２２】
請求項１６の作用効果に加えて、入力部のアーム先端にはローラが設けられて、このローラにて回転カムに接触するので、回転カムが仲介駆動機構を介してバルブを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【００３９】
請求項１８記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１６のいずれか記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を連続可変とすることを特徴とする。
【００４０】
請求項１〜１６に記載の作用効果と共に、このように入力部と出力部との相対位相差を連続可変とすることにより、内燃機関の運転状態に対応したリフト量あるいは作用角を無段階に調整することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の精度をより高めることができる。
【００４１】
請求項１９記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１８のいずれか記載の構成に加えて、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相差を可変とする回転位相差可変手段が設けられていることにより、バルブのリフト量または作用角とバルブタイミングとを可変とすることを特徴とする。
【００４２】
このように請求項１〜１８のいずれか記載の構成に加えて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相差を可変とする回転位相差可変手段が設けられることにより、リフト量または作用角の可変に加えて、このバルブタイミングを進角したり遅角したりすることが可能となる。
【００４３】
このような回転位相差可変手段が加わることにより、更に内燃機関駆動制御の精度を高めることができる。
請求項２０記載の内燃機関の吸気量制御装置は、請求項１〜１９のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構を備え、内燃機関に対して要求される吸気量に応じて、前記仲介位相差可変手段を駆動して前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を変更することを特徴とする。
【００４４】
このように仲介位相差可変手段を駆動して仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を変更することにより、内燃機関に要求される吸気量を調整するようにしても良い。このことにより、スロットルバルブを省略しても吸気量を調整することができる内燃機関を実現することができ、内燃機関の構成を簡素化・軽量化することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。図２はエンジン２の縦断面図（図３におけるＸ−Ｘ断面）、図３は図２におけるＹ−Ｙ断面図を示している。
【００４６】
エンジン２は、自動車走行用として自動車に搭載されているものである。このエンジン２は、シリンダブロック４、シリンダブロック４内で往復動するピストン６およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。シリンダブロック４には４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａには、シリンダブロック４、ピストン６およびシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。
【００４７】
そして各燃焼室１０には、それぞれ第１吸気バルブ１２ａ、第２吸気バルブ１２ｂ、第１排気バルブ１６ａおよび第２排気バルブ１６ｂが配置されている。この内、第１吸気バルブ１２ａは第１吸気ポート１４ａを開閉し、第２吸気バルブ１２ｂは第２吸気ポート１４ｂを開閉し、第１排気バルブ１６ａは第１排気ポート１８ａを開閉し、第２排気バルブ１６ｂは第２排気ポート１８ｂを開閉するように配置されている。
【００４８】
各気筒２ａの第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂは吸気マニホールド３０内に形成された吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続されている。各吸気通路３０ａにはそれぞれフューエルインジェクタ３４が配置されて、第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂに対して必要な量の燃料を噴射可能としている。
【００４９】
また、サージタンク３２は吸気ダクト４０を介してエアクリーナ４２に連結されている。なお、吸気ダクト４０内にはスロットルバルブは配置されていない。アクセルペダル７４の操作やアイドルスピードコントロール時のエンジン回転数ＮＥに応じた吸入空気量制御は、第１吸気バルブ１２ａおよび第２吸気バルブ１２ｂのリフト量を調整することによりなされる。この吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量の調整は、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａ（「回転カム」に相当する）とロッカーアーム１３との間に存在する後述する仲介駆動機構１２０をリフト量可変アクチュエータ１００（「変位調整手段」に相当する）が駆動することにより行われる。また、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブタイミングについては後述する回転位相差可変アクチュエータ１０４（「回転位相差可変手段」に相当する）によりエンジン２の運転状態に応じて調整される。
【００５０】
なお、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａを開閉している第１排気バルブ１６ａおよび第２排気ポート１８ｂを開閉している第２排気バルブ１６ｂは、エンジン２の回転に伴う排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａの回転により、ロッカーアーム１４を介して一定のリフト量で開閉されている。そして、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａおよび第２排気ポート１８ｂは排気マニホルド４８に連結されている。このことにより排気を触媒コンバータ５０を介して外部に排出している。
【００５１】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス６２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６４、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６６、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６８、入力ポート７０および出力ポート７２を備えている。
【００５２】
アクセルペダル７４にはアクセル開度センサ７６が取り付けられ、アクセルペダル７４の踏み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」と称する）に比例した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。上死点センサ８０は例えば気筒２ａの内の１番気筒が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。クランク角センサ８２は、クランクシャフトが３０°回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。ＣＰＵ６８では上死点センサ８０の出力パルスとクランク角センサ８２の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パルスの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算される。
【００５３】
吸気ダクト４０には、吸入空気量センサ８４が設けられ、吸気ダクト４０を流れる吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。また、エンジン２のシリンダブロック４には水温センサ８６が設けられ、エンジン２の冷却水温度ＴＨＷを検出し冷却水温度ＴＨＷに応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。更に排気マニホルド４８には空燃比センサ８８が設けられ、空燃比に応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。
【００５４】
更に、後述するリフト量可変アクチュエータ１００により移動するコントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャフト位置センサ９０が軸方向変位に応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。また、吸気バルブ１２ａ，１２ｂを仲介駆動機構１２０を介して駆動する吸気カム４５ａのカム角を検出するカム角センサ９２からの出力パルスが吸気カムシャフトの回転に応じて入力ポート７０に入力される。
【００５５】
なお、これ以外に入力ポート７０には、各種の信号が入力されているが、本実施の形態１では説明上重要でないので図示省略している。
出力ポート７２は、対応する駆動回路９４を介して各フューエルインジェクタ３４に接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて各フューエルインジェクタ３４の開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行している。
【００５６】
また、出力ポート７２は駆動回路９６を介して第１オイルコントロールバルブ９８に接続され、ＥＣＵ６０は要求される吸気量等のエンジン２の運転状態に応じて、リフト量可変アクチュエータ１００を制御している。更に出力ポート７２は駆動回路９６を介して第２オイルコントロールバルブ１０２にに接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて、回転位相差可変アクチュエータ１０４を制御している。このことにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量とバルブタイミングとがＥＣＵ６０により制御されて吸入空気量制御およびその他の制御（例えば、体積効率向上や内部ＥＧＲ量の制御等）が実行されている。
【００５７】
ここで吸気バルブ１２ａ，１２ｂの可変動弁機構について説明する。図４は可変動弁機構が取り付けられている吸気カムシャフト４５およびその可変動弁機構を中心としたシリンダヘッド８の要部詳細図である。
【００５８】
可変動弁機構は、各気筒２ａ毎に設けられた合計４つの仲介駆動機構１２０、シリンダヘッド８の一端に取り付けられたリフト量可変アクチュエータ１００および回転位相差可変アクチュエータ１０４を備えて構成されている。
【００５９】
ここで、仲介駆動機構１２０の１つを図５および図６に示す。図５は斜視図、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は右側面図を示している。仲介駆動機構１２０は、中央に設けられた入力部１２２、左に設けられた第１揺動カム１２４（「出力部」に相当する）および右に設けられた第２揺動カム１２６（「出力部」に相当する）を備えている。これら入力部１２２のハウジング１２２ａおよび揺動カム１２４，１２６の各ハウジング１２４ａ，１２６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【００６０】
入力部１２２の構成を図７および図８に示す。図７は斜視図、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は右側面図を示している。ここで、入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂ（「入力部スプライン」に相当する）を形成している。また外周面からは２つのアーム１２２ｃ，１２２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端には、アーム１２２ｃ，１２２ｄ間にシャフト１２２ｅが掛け渡されている。このシャフト１２２ｅはハウジング１２２ａの軸方向と平行であり、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。
【００６１】
第１揺動カム１２４の構成を図９および図１０に示す。図９は斜視図、図１０（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は正面図、図１０（Ｃ）は底面図、図１０（Ｄ）は右側面図、図１０（Ｅ）は左側面図を示している。ここで第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂ（「出力部スプライン」に相当する）を形成している。なお、この内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２４ｃにて左端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅを形成している。
【００６２】
第２揺動カム１２６の構成を図１１および図１２に示す。図１１は斜視図、図１２（Ａ）は平面図、図１２（Ｂ）は正面図、図１２（Ｃ）は底面図、図１２（Ｄ）は右側面図、図１２（Ｅ）は左側面図を示している。ここで第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２６ｂ（「出力部スプライン」に相当する）を形成している。なお、この内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて右端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２６ｅを形成している。
【００６３】
第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、軸受部１２４ｃ，１２６ｃを外側にして入力部１２２の両端から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図５に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【００６４】
入力部１２２および２つ揺動カム１２４，１２６から構成される内部空間には、図１３および図１４に示すスライダギア１２８が配置されている。図１３は斜視図、図１４（Ａ）は平面図、図１４（Ｂ）は正面図、図１４（Ｃ）は右側面図を示している。ここでスライダギア１２８は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの左側端部には小径部１２８ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されている。また、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの右側端部には小径部１２８ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されている。なお、これら出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅは、入力用ヘリカルスプライン１２８ａに対して外径が小さく形成されている。これは入力部１２２を入力用ヘリカルスプライン１２８ａに取り付ける際に、入力部１２２の内部空間を出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅが通過できるようにするためである。
【００６５】
スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして一方の小径部１２８ｄには貫通孔１２８ｆを外周面に開放するための長孔１２８ｇが形成されている。この長孔１２８ｇは周方向に長く形成されている。
【００６６】
このスライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には図１５に一部を示す支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。図１５（Ａ）は斜視図、図１５（Ｂ）は平面図、図１５（Ｃ）は正面図、図１５（Ｄ）は右側面図を示している。この支持パイプ１３０は、図４に示したごとく、すべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。なお支持パイプ１３０には各仲介駆動機構１２０毎に軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。
【００６７】
更に、支持パイプ１３０内には、図１６に一部を示すごとく軸方向に摺動可能にコントロールシャフト１３２が貫通している。図１６（Ａ）は斜視図、図１６（Ｂ）は平面図、図１６（Ｃ）は正面図、図１６（Ｄ）は右側面図を示している。このコントロールシャフト１３２も支持パイプ１３０と同様にすべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。なお、コントロールシャフト１３２には各仲介駆動機構１２０毎に係止ピン１３２ａが突出している。この係止ピン１３２ａは支持パイプ１３０に形成されている軸方向の長孔１３０ａを貫通して形成されている。支持パイプ１３０とコントロールシャフト１３２とが組み合わされている状態を図１７および図１８に示す。ここで図１７は斜視図、図１８（Ａ）は平面図、図１８（Ｂ）は正面図、図１８（Ｃ）は右側面図である。
【００６８】
この支持パイプ１３０およびコントロールシャフト１３２に対してスライダギア１２８が組み合わされた状態を、図１９および図２０に示す。ここで図１９は斜視図、図２０（Ａ）は平面図、図２０（Ｂ）は正面図、図２０（Ｃ）は右側面図である。
【００６９】
ここで、コントロールシャフト１３２の係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０の軸方向の長孔１３０ａを貫通すると共に、スライダギア１２８に形成された周方向の長孔１２８ｇ内にも先端が挿入されている。したがって、コントロールシャフト１３２への係止ピン１３２ａの形成は、例えば図１９，図２０に示したごとくコントロールシャフト１３２、支持パイプ１３０およびスライダギア１２８を組み合わせた状態にて、長孔１２８ｇ，１３０ａを通して行うことにより、図１９，２０の構成を完成することができる。
【００７０】
そして、支持パイプ１３０に形成された軸方向の長孔１３０ａにより、コントロールシャフト１３２の係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に対して固定されていても、軸方向に移動することでスライダギア１２８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギア１２８自体は、周方向の長孔１２８ｇにて係止ピン１３２ａに係止していることにより、係止ピン１３２ａにて軸方向の位置は決定されるが軸周りについては揺動可能となっている。
【００７１】
そして、図１９および図２０に示した構成が、図５および図６に示した入力部１２２および揺動カム１２４，１２６を組み合わせた構成の内部に配置されている。このように各仲介駆動機構１２０が構成されている。この仲介駆動機構１２０の内部構成を図２１の斜視図に示す。この図２１は、入力部１２２および揺動カム１２４，１２６を軸位置にて水平に切断して上部半分を取り除き、内部を示したものである。
【００７２】
図示するごとく、スライダギア１２８の内で、入力用ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。また第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃは第１揺動カム１２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅは第２揺動カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。
【００７３】
このように構成された各仲介駆動機構１２０は、図４に示したごとく、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２６ｃ側にて、シリンダヘッド８に形成された立壁部１３６，１３８に挟まれて、軸周りには揺動可能であるが軸方向に移動するのが阻止されている。この立壁部１３６，１３８には、軸受部１２４ｃ，１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成され、支持パイプ１３０を貫通させ固定している。したがって支持パイプ１３０はシリンダヘッド８に対しては固定されて軸方向に移動したり回転したりすることはない。
【００７４】
また、支持パイプ１３０内のコントロールシャフト１３２は支持パイプ１３０内を軸方向に摺動可能に貫通し、一端側にてリフト量可変アクチュエータ１００に連結されている。このリフト量可変アクチュエータ１００によりコントロールシャフト１３２の軸方向の変位が調整可能とされている。
【００７５】
リフト量可変アクチュエータ１００の構成を図２２に示す。図２２はリフト量可変アクチュエータ１００の縦断面構成と、第１オイルコントロールバルブ９８とを示したものである。
【００７６】
このリフト量可変アクチュエータ１００は、筒状をなすシリンダチューブ１００ａと、シリンダチューブ１００ａ内に設けられたピストン１００ｂと、シリンダチューブ１００ａの両端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー１００ｃ，１００ｄと、シリンダヘッド８より外側のエンドカバー１００ｃとピストン１００ｂとの間に配置された圧縮状態のコイルスプリング１００ｅとから構成されている。このシリンダチューブ１００ａは内側のエンドカバー１００ｄにてシリンダヘッド８の立壁部１４０に固定されている。
【００７７】
ピストン１００ｂには内側のエンドカバー１００ｄおよびシリンダヘッド８の立壁部１４０を貫通したコントロールシャフト１３２の一端が連結されている。したがってピストン１００ｂの移動にコントロールシャフト１３２は連動することになる。
【００７８】
シリンダチューブ１００ａ内は、ピストン１００ｂにより第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇに区画されている。 第１圧力室１００ｆには、一方のエンドカバー１００ｄに形成された第１給排通路１００ｈが接続され、第２圧力室１００ｇには、他方のエンドカバー１００ｃに形成された第２給排通路１００ｉが接続されている。
【００７９】
第１給排通路１００ｈまたは第２給排通路１００ｉを介して、第１圧力室１００ｆと第２圧力室１００ｇとに対し選択的に作動油を供給すると、ピストン１００ｂはコントロールシャフト１３２の軸方向（矢印Ｓ方向）に移動する。このピストン１００ｂの移動に伴い、コントロールシャフト１３２も軸方向へ移動することになる。
【００８０】
第１給排通路１００ｈおよび第２給排通路１００ｉは、第１オイルコントロールバルブ９８に接続されている。この第１オイルコントロールバルブ９８には供給通路９８ａおよび排出通路９８ｂが接続されている。そして、供給通路９８ａはクランクシャフト１４２（図４）の回転に伴って駆動されるオイルポンプＰを介してオイルパン１４４に接続されており、排出通路９８ｂはオイルパン１４４に直接接続されている。
【００８１】
第１オイルコントロールバルブ９８はケーシング９８ｃを備え、ケーシング９８ｃには、第１給排ポート９８ｄ、第２給排ポート９８ｅ、第１排出ポート９８ｆ、第２排出ポート９８ｇおよび供給ポート９８ｈが設けられている。第１給排ポート９８ｄには第１給排通路１００ｈが接続され、第２給排ポート９８ｅには第２給排通路１００ｉが接続されている。更に、供給ポート９８ｈには供給通路９８ａが接続され、第１排出ポート９８ｆおよび第２排出ポート９８ｇには排出通路９８ｂが接続されている。また、ケーシング９８ｃ内には、４つの弁部９８ｉを有してコイルスプリング９８ｊおよび電磁ソレノイド９８ｋによりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール９８ｍが設けられている。
【００８２】
このような構成の第１オイルコントロールバルブ９８において、電磁ソレノイド９８ｋの消磁状態では、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの弾性力によりケーシング９８ｃの電磁ソレノイド９８ｋ側に配置されて、第１給排ポート９８ｄと第１排出ポート９８ｆとが連通し、第２給排ポート９８ｅと供給ポート９８ｈとが連通する。この状態では、オイルパン１４４内の作動油が供給通路９８ａ、第１オイルコントロールバルブ９８および第２給排通路１００ｉを介して、第２圧力室１００ｇへ供給される。また、第１圧力室１００ｆ内にあった作動油が第１給排通路１００ｈ、第１オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１４４内へ戻される。その結果、ピストン１００ｂがシリンダヘッド８側へ移動し、ピストン１００ｂに連動してコントロールシャフト１３２は矢印Ｓに示す方向の内、方向Ｆへ移動する。
【００８３】
例えば、ピストン１００ｂが最もシリンダヘッド８側へ移動した場合における各仲介駆動機構１２０の状態が図２１に示した状態である。この状態では、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差は最も大きくなる。なお、この状態はエンジン２が駆動していないためにオイルポンプＰにより油圧が発生していない場合にも、コイルスプリング１００ｅの付勢力によって達成される。
【００８４】
一方、電磁ソレノイド９８ｋが励磁されたときには、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの付勢力に抗してケーシング９８ｃのコイルスプリング９８ｊ側に配置されて、第２給排ポート９８ｅが第２排出ポート９８ｇと連通し、第１給排ポート９８ｄが供給ポート９８ｈと連通する。この状態では、オイルパン１４４内の作動油が供給通路９８ａ、第１オイルコントロールバルブ９８および第１給排通路１００ｈを介して第１圧力室１００ｆへ供給される。また、第２圧力室１００ｇ内にあった作動油が第２給排通路１００ｉ、第１オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１４４内に戻される。その結果、ピストン１００ｂがシリンダヘッド８の外側へ移動し、ピストン１００ｂに連動してコントロールシャフト１３２が矢印Ｓに示す方向の内、方向Ｒへ移動する。
【００８５】
例えば、ピストン１００ｂが最もシリンダヘッド８の外側へ移動した場合における各仲介駆動機構１２０の状態が図２３に示した状態である。この状態では、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差は最も小さくなる。
【００８６】
更に、電磁ソレノイド９８ｋへの給電を制御し、スプール９８ｍをケーシング９８ｃの中間に位置させると、第１給排ポート９８ｄおよび第２給排ポート９８ｅが閉塞され、それら給排ポート９８ｄ，９８ｅを通じての作動油の移動が禁止される。この状態では、第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇに対して作動油の給排が行われず、第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇ内に作動油が充填保持される。このことにより、ピストン１００ｂおよびコントロールシャフト１３２の軸方向での位置が固定される。図２２に示す状態はこの位置固定の状態を表している。例えば、図２１と図２３とに示した状態の中間の状態に固定することにより、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差を中間状態に固定することができる。
【００８７】
また、電磁ソレノイド９８ｋへの給電をデューティ制御することで、第１給排ポート９８ｄにおける開度あるいは第２給排ポート９８ｅにおける開度を調整して、供給ポート９８ｈから第１圧力室１００ｆまたは第２圧力室１００ｇへの作動油の供給速度を制御することができる。
【００８８】
各仲介駆動機構１２０の入力部１２２に設けられているローラ１２２ｆは、図２に示したごとく吸気カム４５ａに接触している。このため各仲介駆動機構１２０の入力部１２２は吸気カム４５ａのカム面のプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、ローラ１２２ｆを支持しているアーム１２２ｃ，１２２ｄにはローラ１２２ｆを吸気カム４５ａ方向へ付勢する圧縮状スプリング１２２ｇがシリンダヘッド８との間に設けられている。このため、ローラ１２２ｆは常に吸気カム４５ａのカム面に接触している。
【００８９】
一方、揺動カム１２４，１２６はそれぞれベース円部分（ノーズ１２４ｄ，１２６ｄを除いた部分）で２つのロッカーアーム１３の中央に設けられた各ローラ１３ａに接触している。このロッカーアーム１３はシリンダヘッド８の中央側の基端部１３ｃでアジャスタ１３ｂにて揺動可能に支持され、シリンダヘッド８の外側の先端部１３ｄにて各吸気バルブ１２ａ，１２ｂのステムエンド１２ｃにそれぞれ接触している。
【００９０】
前述したごとく、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置を調整することで、コントロールシャフト１３２とスライダギア１２８とを介して、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が調整できる。このため、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置を調整することで、図２４〜図２７に示すごとく吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量を連続的に可変とすることができる。
【００９１】
ここで、図２４は図２１に対応する要部縦断面図であり、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを最もＦ方向へ移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。なお、図２４〜図２７では第２揺動カム１２６が第１吸気バルブ１２ａを駆動する機構を示しているが、第１揺動カム１２４が第２吸気バルブ１２ｂを駆動する機構についても同じであるので、第１揺動カム１２４および第２吸気バルブ１２ｂの符号も併記して説明する。
【００９２】
図２４（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分（ノーズ４５ｂを除いた部分）が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄに隣接したベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。
【００９３】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。このことによりノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅが直ちにロッカーアーム１３のローラ１３ａに接触して、図２４（Ｂ）に示すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅの全範囲を使用してロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃ側を中心に揺動し、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄは大きくステムエンド１２ｃを押し下げる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大のリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【００９４】
図２５はリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを図２４の状態から少しＲ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図２５（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、図２４の場合に比較して少しノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が少しＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が小さくなったためである。
【００９５】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【００９６】
上述したごとく、図２５（Ａ）の状態ではロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、揺動カム１２４，１２６が揺動しても、しばらくはロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅがローラ１３ａに接触して、図２５（Ｂ）に示すごとくロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動する。しかし、ロッカーアーム１３のローラ１３ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れている分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は少なくなってロッカーアーム１３の揺動角度は小さくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量は少なくなる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大量よりも小さいリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【００９７】
図２６はリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを図２５の状態から更にＲ方向へ移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図２６（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、図２５の場合よりも更にノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が更にＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が更に小さくなったためである。
【００９８】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【００９９】
上述したごとく、図２６（Ａ）の状態では、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄからかなり離れたベース円部分が接触している。このため、揺動カム１２４，１２６が揺動を開始しても、しばらくはロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅがローラ１３ａに接触して、図２６（Ｂ）に示すごとくロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動する。しかし、ロッカーアーム１３のローラ１３ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄからかなり離れている分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は更に少なくなってロッカーアーム１３の揺動角度は更に小さくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量はかなり少なくなる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大量よりもかなり小さいリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【０１００】
図２７は図２３に対応する要部縦断面図であり、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを最もＲ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。
【０１０１】
図２７（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が最大にＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が最小になったためである。
【０１０２】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【０１０３】
上述したごとく、図２７（Ａ）の状態ではロッカーアーム１３のローラ１３ａにはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分が接触している。このため、揺動の全期間、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。すなわち、図２７（Ｂ）に示すごとく、吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを最大に押し下げても、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅはロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げるために使用されることはない。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動することがなくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量は０となる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは吸気ポート１４ａ，１４ｂの閉鎖状態を維持する。
【０１０４】
このようにリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置調整により、図２８のグラフに示すリフト量パターンの間で、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が連続的に調整可能となる。すなわち、リフト量可変アクチュエータ１００、コントロールシャフト１３２、スライダギア１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂにより、仲介位相差可変手段が構成されている。
【０１０５】
次に、図２９および図３０に基づいて回転位相差可変アクチュエータ１０４について説明する。回転位相差可変アクチュエータ１０４はクランクシャフト１４２の回転力を吸気カムシャフト４５に伝達する位置に配置されて、クランクシャフト１４２に対する吸気カムシャフト４５の回転位相差を変更することができるものである。
【０１０６】
図２９は縦断面図、図３０は図２９のＡ−Ａ線に沿った断面を示す。なお、図２９に示す内部ロータ２３４およびその関連部分の図は、図３０のＢ−Ｂ線に沿った断面図として描かれている。
【０１０７】
図４に示したシリンダヘッド８の立壁部１３６，１３８，１３９は、吸気カムシャフト４５に対してはジャーナル軸受部をなしている。したがって、図２９に示すごとく、シリンダヘッド８の立壁部１３９およびベアリングキャップ２３０は、吸気カムシャフト４５のジャーナル４５ｃを回転可能に支持する。吸気カムシャフト４５の先端面にボルト２３２により固定された内部ロータ２３４は、ノックピン（図示略）により吸気カムシャフト４５に対して回り止めされ、吸気カムシャフト４５と一体的に回転する。内部ロータ２３４はその外周面に複数のベーン２３６を有する。
【０１０８】
一方、吸気カムシャフト４５の先端部に、吸気カムシャフト４５に対して相対回動可能に設けられたタイミングスプロケット２２４ａは、その外周に複数の外歯２２４ｂを有する。そして、タイミングスプロケット２２４ａの先端側の面に、順に取り付けられた側板２３８、ハウジング本体２４０およびカバー２４２はいずれもハウジングの一部としてボルト２４４によりタイミングスプロケット２２４ａに固定され、タイミングスプロケット２２４ａと一体に回転する。
【０１０９】
また、カバー２４２はハウジング本体２４０および内部ロータ２３４の先端側の面を覆っている。ハウジング本体２４０は内部ロータ２３４を内包するように設けられ、その内周面に複数の突条２４６を有する。
【０１１０】
内部ロータ２３４のベーン２３６の１つは、吸気カムシャフト４５の軸方向に沿って延びる貫通孔２４８を有する。貫通孔２４８内において移動可能に収容されたロックピン２５０は、その内部に収容孔２５０ａを有する。この収容孔２５０ａ内に設けられたスプリング２５４は、ロックピン２５０を側板２３８へ向かって付勢する。ロックピン２５０が側板２３８に設けられた係止穴２５２に対向していた場合には、ロックピン２５０がスプリング２５４の付勢力により係止穴２５２に進入して係止し、側板２３８に対する内部ロータ２３４の相対回動位置が固定される。これにより、ハウジング本体２４０に対する内部ロータ２３４の相対回動が規制され、相対回動位置関係を維持して吸気カムシャフト４５とタイミングスプロケット２２４ａとが一体に回転する。
【０１１１】
また、内部ロータ２３４はその先端側の面に形成された油溝２５６を有する。この油溝２５６はカバー２４２に形成された長孔２５８と、貫通孔２４８とを連通する。油溝２５６および長孔２５８は、貫通孔２４８の内部においてロックピン２５０よりも先端側にある空気あるいは油を外部に排出する機能を有する。
【０１１２】
図３０に示したごとく、内部ロータ２３４は、その中央部に位置する円筒状のボス２６０と、このボス２６０を中心に例えば９０°毎の等間隔をもって形成された４つのベーン２３６とを備える。
【０１１３】
一方、ハウジング本体２４０は、その内周面において、上記ベーン２３６同様、互いにほぼ等間隔をもって配置された４つの突条２４６を有する。各突条２４６の間に４つ形成された凹部２６２には各ベーン２３６が挿入されている。各ベーン２３６の外周面は各凹部２６２の内周面に接し、各突条２４６の先端面はボス２６０の外周面に接している。このように各凹部２６２がベーン２３６により区画されることによって、回転方向における各ベーン２３６の両側にはそれぞれ第１油圧室２６４および第２油圧室２６６が形成されている。これらベーン２３６は隣接する２つの突条２４６の間を移動可能とされており、このため、内部ロータ２３４はベーン２３６が両側の突条２４６に当接する位置を相対回動の限界位置として、その２つの限界位置とその間の中間領域とが内部ロータ２３４の相対回動の許容領域となっている。
【０１１４】
タイミングスプロケット２２４ａの回転方向（図３０において矢印で示す。）と逆方向（以下、この方向を「遅角方向」と定義する。）の側に位置する第１油圧室２６４には、バルブタイミングを進める（進角させる）際に作動油が供給される。回転方向と同方向（以下、この方向を「進角方向」 と定義する）の側に位置する第２油圧室２６６には、バルブタイミングを遅らせる（遅角させる）際に作動油が供給される。
【０１１５】
また、各ベーン２３６および各突条２４６はその先端にそれぞれ溝２６８，２７０を有する。各ベーン２３６の溝２６８内には、シールプレート２７２と、このシールプレート２７２を付勢する板バネ２７４とが配設されている。同様に、各突条２４６の溝２７０内には、シールプレート２７６と、このシールプレート２７６を付勢する板バネ２７８とが配設されている。
【０１１６】
ロックピン２５０は、エンジン始動時などの場合、あるいＥＣＵ６０による油圧制御が開始されていない場合などに機能するものである。すなわち、第１油圧室２６４の油圧がゼロあるいは十分に上昇していないときに、始動時のクランキング動作により、ロックピン２５０が係止穴２５２に挿入できる相対回動位置に到達し、図２９に示したごとくロックピン２５０が係止穴２５２に進入し係止する。このようにロックピン２５０が係止穴２５２に係止した場合には、内部ロータ２３４とハウジング本体２４０との相対回動が禁止され、内部ロータ２３４とハウジング本体２４０とは一体となって回転することができる。
【０１１７】
なお、係止穴２５２に係止されたロックピン２５０の解除は、供給される油圧が十分に上昇すれば、油路２８０を介して第２油圧室２６６から環状油空間２８２に油圧が供給されることにより行われる。すなわち、環状油空間２８２に供給される油圧が上昇することにより、スプリング２５４の付勢力に抗してロックピン２５０が係止穴２５２から外れ、ロックピン２５０の係止が解除される。また、別の油路２８４を介して第１油圧室２６４から係止穴２５２に油圧が供給されて、ロックピン２５０の解除状態が確実に保持される。このように、ロックピン２５０の係止が解除された状態で、ハウジング本体２４０および内部ロータ２３４間の相対回動が許容され、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６に供給される油圧に対応して、ハウジング本体２４０に対する内部ロータ２３４の相対回転位相が調整可能となる。
【０１１８】
次に、図２９に基づき各第１油圧室２６４および各第２油圧室２６６に対して作動油の給排を行うための油給排構造について説明する。
ジャーナル軸受けとして形成されているシリンダヘッド８の立壁部１３９は、内部に形成された第１油路２８６、第２油路２８８を有する。第１油路２８６は、吸気カムシャフト４５の全周に形成された油溝２９０および油孔２９２を介して、吸気カムシャフト４５の内部に形成された油通路２９４に通じている。この油通路２９４の先端側は、環状空間２９６に開口する。ボス２６０の内部において、放射状に形成された４つの油孔２９８は、環状空間２９６と各第１油圧室２６４とを連通し、環状空間２９６内に供給された作動油を各第１油圧室２６４に供給する。
【０１１９】
第２油路２８８は、吸気カムシャフト４５の全周に形成された油溝３００に通じている。そして吸気カムシャフト４５内に形成された油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６および油溝３０８は、上記油溝３００と、タイミングスプロケット２２４ａに形成された環状の油溝３１０とを連通する。側板２３８は、図２９および図３０に示すように各突条２４６の側面近傍にて開口する４つの油孔３１２を有する。各油孔３１２は、油溝３１０と各第２油圧室２６６とを連通し、各第２油圧室２６６内に油溝３１０内の作動油を供給する。
【０１２０】
第１油路２８６、油溝２９０、油孔２９２、油通路２９４、環状空間２９６および各油孔２９８は、各第１油圧室２６４に油を供給するための油路を形成している。第２油路２８８、油溝３００、油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６、油溝３０８、油溝３１０および各油孔３１２は、各第２油圧室２６６に作動油を供給するための油路を形成している。ＥＣＵ６０は、第２オイルコントロールバルブ１０２を駆動して、これらの油路を通じて第１油圧室２６４および第２油圧室２６６へ供給される油圧を制御する。
【０１２１】
一方、貫通孔２４８を有するベーン２３６には、図３０に示すように油路２８４が設けられている。この油路２８４は、前述したごとくロックピン２５０を解除状態に維持できるように、第１油圧室２６４および係止穴２５２に連通しており、第１油圧室２６４に供給された油圧が係止穴２５２にも供給可能となっている。
【０１２２】
また、貫通孔２４８において、ロックピン２５０とベーン２３６との間には環状油空間２８２が形成されている。この環状油空間２８２は、前述したごとくロックピン２５０を解除できるように、図３０に示す油路２８０を介して第２油圧室２６６と連通しており、第２油圧室２６６に供給された油圧は環状油空間２８２にも供給可能となっている。
【０１２３】
第２オイルコントロールバルブ１０２は、図２９に示すごとくであり、構成は前述した第１オイルコントロールバルブ９８と基本的な構成は同じである。
なお第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋの消磁状態においては、オイルパン１４４内の作動油が、第２油路２８８、油溝３００、油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６、油溝３０８、油溝３１０および各油孔３１２を介して第２油圧室２６６へ供給される。また第１油圧室２６４内にあった作動油は各油孔２９８、環状空間２９６、油通路２９４、油孔２９２、油溝２９０および第１油路２８６を介してオイルパン１４４内へ戻される。その結果、内部ロータ２３４と吸気カムシャフト４５とがタイミングスプロケット２２４ａに対して回転方向とは反対方向に相対回転する。すなわち吸気カムシャフト４５は遅角される。
【０１２４】
一方、電磁ソレノイド１０２ｋが励磁されたときには、オイルパン１４４内の作動油が第１油路２８６、油溝２９０、油孔２９２、油通路２９４、環状空間２９６および各油孔２９８を介して第１油圧室２６４へ供給される。また、第２油圧室２６６内にあった作動油は各油孔３１２、油溝３１０、油溝３０８、油孔３０６、油通路３０４、油孔３０２、油溝３００および第２油路２８８を介してオイルパン１４４内に戻される。その結果、内部ロータ２３４と吸気カムシャフト４５とがタイミングスプロケット２２４ａに対して回転方向と同方向に相対回転する。すなわち吸気カムシャフト４５は進角される。図３０の状態から進角した場合は、例えば図３１に示すごとくとなる。
【０１２５】
更に、電磁ソレノイド１０２ｋへの給電を制御して作動油の移動を禁止すると、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６に対して作動油の給排が行われず、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６内に作動油が充填保持される。このことにより、内部ロータ２３４および吸気カムシャフト４５がタイミングスプロケット２２４ａに対して固定される。例えば、図３０や図３１の状態が固定され、この状態で吸気カムシャフト４５がクランクシャフト１５から回転力を受けて回転することになる。
【０１２６】
なお、エンジンの種類により異なるが、例えば、吸気カムシャフト４５は、エンジン２の低回転時および高負荷高回転時に遅角されることにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開閉タイミングが遅らされ、エンジン２の高負荷低中回転あるいは中負荷時には吸気カムシャフト４５は進角されることにより吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開閉タイミングが早められる。これはエンジン２の低回転時にはオーバーラップを小さくしてエンジン回転の安定を図るとともに、エンジン２の高負荷高回転時に吸気バルブ１２ａ，１２ｂを遅く閉じることにより燃焼室１０への混合ガスの吸入効率を向上させるためである。また、高負荷低中回転あるいは中負荷時には、吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開時期を早め、オーバーラップを大とすることでポンピングロスを減らし、燃費を向上させるためである。
【０１２７】
次に、ＥＣＵ６０にて実行される吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ駆動制御ついて説明する。図３２にバルブ駆動制御処理のフローチャートを示す。本処理は周期的に繰り返し実行される。なおフローチャート中の個々の処理ステップを「Ｓ〜」で表す。
【０１２８】
バルブ駆動制御処理が開始されると実行されると、まず、アクセル開度センサ７６の信号に基づいて得られているアクセル開度ＡＣＣＰ、吸入空気量センサ８４の信号に基づいて得られている吸気量ＧＡおよびクランク角センサ８２の信号に基づいて得られているエンジン回転数ＮＥがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ１１０）。そして、この内のアクセル開度ＡＣＣＰの値に基づいて、コントロールシャフト１３２の軸方向の目標変位Ｌｔが設定される（Ｓ１２０）。本実施の形態１では、予め実験により適切な値を求めてＲＯＭ６６に記憶されている図３３に示す１次元マップが用いられる。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが大きくなるほどコントロールシャフト１３２の目標変位Ｌｔは小さく設定される。前述したごとくコントロールシャフト１３２の変位が大きくなるに応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量は小さくなる。このことから、図３３に示したマップは、アクセル開度ＡＣＣＰが大きくなるほどリフト量が大きく設定され、吸気量ＧＡが大きく調整されることを表している。
【０１２９】
次に、図３４に示すごとくコントロールシャフト１３２の目標変位Ｌｔの値に応じてＲＯＭ６６内に複数設定されている目標進角値θｔマップから適切なマップが選択される（Ｓ１３０）。この目標進角値θｔマップは、予め実験により目標変位Ｌｔの領域毎に吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとに対応した適切な目標進角値θｔを求めてＲＯＭ６６に記憶されているものである。
【０１３０】
これらのマップは、エンジンの種類により異なるが、バルブオーバーラップに関して言えば、例えば図３５に示すごとくの領域に分類される。すなわち、（１）アイドル領域では、バルブオーバーラップを無くして、排気の吹き返しを防止し燃焼を安定させエンジン回転を安定させる。（２）軽負荷領域では、バルブオーバーラップを最小として、排気の吹き返しを抑制して燃焼を安定させエンジン回転を安定させる。（３）中負荷領域では、ややバルブオーバーラップを大きくして、内部ＥＧＲ率を高めて、ポンピングロスを少なくする。（４）高負荷低中速回転領域では、バルブオーバーラップを最大として、体積効率を向上させてトルクを大きくする。（５）高負荷高速回転領域では、バルブオーバーラップ中〜大として、体積効率を向上させる。
【０１３１】
このように目標変位Ｌｔの値に応じた適切な目標進角値θｔマップが選択されると、次に吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとの値に基づいて、選択された２次元マップに基づいて回転位相差可変アクチュエータ１０４の目標進角値θｔを設定する（Ｓ１４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理を繰り返す。このようにして適切な目標変位Ｌｔおよび目標進角値θｔが繰り返し更新設定される。
【０１３２】
そして、この目標変位Ｌｔを用いて図３６のフローチャートに示すごとくリフト量可変制御処理が行われる。本処理は周期的に繰り返し実行される。
図３６の処理では、まずシャフト位置センサ９０の信号から得られているコントロールシャフト１３２の実変位ＬｓがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ２１０）。
【０１３３】
次に目標変位Ｌｔと実変位Ｌｓとの偏差ΔＬが次式１に示すごとく算出される（Ｓ２２０）。
【０１３４】
【数１】
ΔＬ ← Ｌｔ − Ｌｓ … ［式１］
次にこのように算出された偏差ΔＬに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実変位Ｌｓが目標変位Ｌｔに近づくように、第１オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに対する信号のデューティＬｄｕｔｙを算出する（Ｓ２３０）。そして、デューティＬｄｕｔｙを駆動回路９６に出力し、デューティＬｄｕｔｙにて第１オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに信号が出力されるようにする（Ｓ２４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を繰り返す。こうして目標変位Ｌｔが実現されるように第１オイルコントロールバルブ９８によりリフト量可変アクチュエータ１００への作動油の供給がなされる。
【０１３５】
更に、目標進角値θｔを用いて図３７のフローチャートに示すごとく回転位相差可変制御処理が行われる。本処理は周期的に繰り返し実行される。
図３７の処理では、まずカム角センサ９２とクランク角センサ８２との信号の関係から得られている吸気カムシャフト４５の実進角値θｓがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ３１０）。
【０１３６】
次に目標進角値θｔと実進角値θｓとの偏差Δθが次式２に示すごとく算出される（Ｓ３２０）。
【０１３７】
【数２】
Δθ ← θｔ − θｓ … ［式２］
次にこのように算出された偏差Δθに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実進角値θｓが目標進角値θｔに近づくように、第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋに対する信号のデューティθｄｕｔｙを算出する（Ｓ３３０）。そして、デューティθｄｕｔｙを駆動回路９６に出力し、デューティθｄｕｔｙにて第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋに信号が出力されるようにする（Ｓ３４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ３１０〜Ｓ３４０の処理を繰り返す。こうして目標進角値θｔが実現されるように第２オイルコントロールバルブ１０２により回転位相差可変アクチュエータ１０４への作動油の供給がなされる。
【０１３８】
上述した構成において、ステップＳ１２０および図３６の処理が吸気量制御装置としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【０１３９】
（イ）．仲介駆動機構１２０は、入力部１２２と出力部としての揺動カム１２４，１２６とを有している。このことにより吸気カム４５ａにより入力部１２２が駆動されると揺動カム１２４，１２６がロッカーアーム１３を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動する。
【０１４０】
この仲介駆動機構１２０は、吸気カム４５ａが設けられている吸気カムシャフト４５とは異なる軸である支持パイプ１３０にて揺動可能に支持されている。このため、吸気カム４５ａと仲介駆動機構１２０とは長く複雑なリンク機構にて接続しなくても、吸気カム４５ａが入力部１２２に接触して駆動すれば、そのまま揺動カム１２４，１２６とロッカーアーム１３とを介して、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量や作用角を、吸気カム４５ａの駆動状態に連動させることができる。
【０１４１】
そしてリフト量可変アクチュエータ１００、コントロールシャフト１３２、スライダギア１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂにより、仲介駆動機構１２０の入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を可変としている。具体的には、揺動カム１２４，１２６に形成されたノーズ１２４ｄ，１２６ｄと入力部１２２のローラ１２２ｆとの相対位相差を可変とする。このため、吸気カム４５ａの駆動状態に応じて生じる吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト開始を早めたり遅くしたりできる。したがって吸気カム４５ａの駆動に連動するリフト量や作用角の大きさを調整することができる。
【０１４２】
このように長く複雑なリンク機構を用いず、入力部１２２に対する揺動カム１２４，１２６の相対位相差が変更されるという比較的簡素な構成でリフト量や作用角を可変とすることができる。したがって確実な作動と信頼性とを実現する可変動弁機構を提供することができる。
【０１４３】
（ロ）．揺動カム１２４，１２６は、ロッカーアーム１３のローラ１３ａを介してバルブを駆動しているため吸気カム４５ａが仲介駆動機構１２０を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【０１４４】
（ハ）．更に、入力部１２２のアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端にはローラ１２２ｆが設けられて、このローラ１２２ｆにて吸気カム４５ａに接触するので、吸気カム４５ａが仲介駆動機構１２０を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動するための摩擦抵抗が一層小さくなり、更に燃費を向上させることができる。
【０１４５】
（ニ）．仲介駆動機構１２０においていは、スライダギア１２８を備え、リフト量可変アクチュエータ１００はスライダギア１２８を軸方向に移動させている。このことによりスライダギア１２８の入力用ヘリカルスプライン１２８ａと入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂとのスプライン機構により入力部１２２を揺動させる。更に、スライダギア１２８の出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅと揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂとのスプライン機構により揺動カム１２４，１２６を揺動させる。このことにより入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との間での相対揺動を実現させている。
【０１４６】
このようにスプライン機構により入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
【０１４７】
（ホ）．仲介駆動機構１２０は、１つの入力部１２２と複数、ここでは２つの揺動カム１２４，１２６とを有し、これら複数の揺動カム１２４，１２６は同一気筒２ａにおいて設けられている同数の吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動している。このことにより、気筒２ａ毎に複数の吸気バルブ１２ａ，１２ｂが設けられていても、１つ吸気カム４５ａで対応することができる。このため、吸気カムシャフト４５の構成が簡単となる。
【０１４８】
（ヘ）．リフト量可変アクチュエータ１００は仲介駆動機構１２０の入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を連続可変としている。このように無段階に相対位相差を変化できるので、吸気バルブ１２ａ，１２ｂをエンジン２の運転状態に対して一層精密に対応したリフト量や作用角にすることが可能となる。したがって、吸気量調整制御の精度をより高めることができる。
【０１４９】
（ト）．吸気カムシャフト４５には、クランクシャフト１５に対する相対回転位相差を連続的に可変とする回転位相差可変アクチュエータ１０４が設けられている。このことにより、リフト量または作用角の可変に加えて、エンジン２の運転状態に応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブタイミングを精密に進角したり遅角したりすることが可能となる。したがって、更にエンジン駆動制御の精度を高めることができる。
【０１５０】
（チ）．図３２のバルブ駆動制御処理のステップＳ１２０および図３６のリフト量可変制御処理により、運転者のアクセルペダル７４の操作に応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量を変化させて吸気量を調整している。このためスロットルバルブを用いずに吸気量を調整することができ、エンジン２の構成を簡素化・軽量化することができる。
【０１５１】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、図２に示したごとく、排気バルブ１６ａ，１６ｂについては排気カム４６ａによりロッカーアーム１４のみを介して駆動されるのでリフト量や作用角が調整されることはない。この排気バルブ１６ａ，１６ｂのリフト量や作用角を調整して、排気行程時の排気の流れ制御や内部ＥＧＲの排気の戻り制御等を実行しても良い。すなわち、図３８に示すごとく、排気カム４６ａとロッカーアーム１４との間に仲介駆動機構５２０を設け、新たに設けたリフト量可変アクチュエータ（図示略）にて排気バルブ１６ａ，１６ｂのリフト量や作用角をエンジン２の運転状態に応じて調整してもよい。また、排気カムシャフト４６に回転位相差可変アクチュエータを設けて、バルブタイミングも調整するようにしても良い。
【０１５２】
・前記実施の形態１においては、コントロールシャフト１３２は支持パイプ１３０内に収納され、仲介駆動機構１２０全体は支持パイプ１３０にて支持されていた。これ以外に、図３９（Ａ）に示すごとく支持パイプを設けずに、コントロールシャフト５３２のみとして、コントロールシャフト５３２に支持パイプを兼ねさせてもよい。このことによりコントロールシャフト５３２は、図３９（Ｂ）に示すごとくスライダギア５２８の軸方向の変位と仲介駆動機構５２０全体の支持との両方の役割を果たすことになる。この場合は、コントロールシャフト５３２はシリンダヘッドにおいてジャーナル軸受により軸方向に摺動可能に支持される。
【０１５３】
・前記実施の形態１においては、仲介駆動機構１２０は、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６とを端面で接触させていたが、これ以外に、仲介駆動機構内部への異物の侵入をより確実に防止するために、図４０に示すごとくの構成としても良い。すなわち、入力部５２２の両端に嵌合雌部５２２ｍを形成し、揺動カム５２４，５２６の開放端側にそれぞれ嵌合雄部５２４ｍ，５２６ｍを設け、各嵌合雌部５２２ｍにそれぞれ嵌合雄部５２４ｍ，５２６ｍを嵌合する。この嵌合部は摺動可能であることから、入力部５２２と揺動カム５２４，５２６とは相対的に揺動することが可能である。また雄雌を逆にしても良い。
【０１５４】
・前記実施の形態１では、第１揺動カム１２４と第２揺動カム１２６とは同じ角度のヘリカルスプラインにより、スライダギア１２８と連結されているため、各気筒２ａの２つの吸気バルブ１２ａ，１２ｂは、共に同じリフト量変化および作用角変化を示している。これ以外に、第１揺動カム１２４と第２揺動カム１２６とは異なる角度のヘリカルスプラインとし、これに対応させてスライダギア１２８の第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃおよび第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅも形成することにより、同一の気筒内においても、２つの吸気バルブが異なるリフト量および作用角となるようにしてもよい。このことにより、２つの吸気バルブから異なる流量、あるいは異なるタイミングで燃焼室内に吸気を吹き込むことができるようになり、燃焼室内にスワール等の旋回流を生じさせることができる。このことにより、燃焼性を改良してエンジンの性能を向上させることができる。
【０１５５】
・上述した内容は、ヘリカルスプラインの角度を異ならすことにより、バルブリフト量や作用角の差を設けたが、揺動カム１２４，１２６におけるノーズ１２４ｄ，１２６ｄの位相位置に差を設けたり、あるいはノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅの形状に差を設けることで、バルブリフト量や作用角に差を設けても良い。
【０１５６】
・前記実施の形態１では、スロットルバルブが存在しないエンジンにおいて吸気量を調整するために、吸気バルブのリフト量を制御したが、スロットルバルブが備えられている場合にも適用できる。例えば、仲介駆動機構の調整により作用角が変化することから、作用角の変化によるバルブタイミングの調整等に用いても良い。
【０１５７】
・前記実施の形態１では、仲介駆動機構１２０と吸気バルブ１２ａ，１２ｂとの間にロッカーアーム１３が介在していたが、例えば、図４１〜図４４に示すごとくバルブリフタ６１３に仲介駆動機構６２０の揺動カム６２６が接触して駆動する構成でも良い。図４１〜図４４の各図において、（Ａ）は吸気バルブ６１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ６１２の開弁時を表している。揺動カム６２６のノーズ６２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり凸状に湾曲し、その湾曲面６２６ｅにてバルブリフタ６１３の頂面６１３ａに摺動するように当接する。仲介駆動機構６２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部６２２と揺動カム６２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４１の状態を最大のリフト量および作用角として、図４２，図４３，図４４へと入力部６２２と揺動カム６２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなる。図４４ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト６４５に設けられた吸気カム６４５ａが回転しても吸気バルブ６１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）、（ハ）〜（チ）と同様な効果を生じる。
【０１５８】
・また、例えば、図４５〜図４８に示すごとくバルブリフタ７１３に仲介駆動機構７２０の揺動カム７２６がローラ７２６ｅを介して接触して駆動する構成でも良い。図４５〜図４８の各図において、（Ａ）は吸気バルブ７１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ７１２の開弁時を表している。揺動カム７２６のノーズ７２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり先端にローラ７２６ｅを備えている。このローラ７２６ｅにてバルブリフタ７１３の頂面７１３ａに当接する。仲介駆動機構７２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部７２２と揺動カム７２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４５の状態を最大のリフト量および作用角として、図４６，図４７，図４８へと入力部７２２と揺動カム７２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなる。図４８ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト７４５に設けられた吸気カム７４５ａが回転しても吸気バルブ７１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）、（ハ）〜（チ）と同様な効果を生じる。更に、揺動カム７２６はノーズ７２６ｄの先端に設けられたローラ７２６ｅを介して吸気バルブ７１２を駆動しているため吸気カム７４５ａが仲介駆動機構７２０を介して吸気バルブ７１２を駆動するための摩擦抵抗が更に小さくなり、燃費を向上させることができる。
【０１５９】
・また、例えば、図４９〜図５２に示すごとく仲介駆動機構８２０の揺動カム８２６が、バルブリフタ８１３側に設けられたローラ８１３ａを介してバルブリフタ８１３に接触して吸気バルブ８１２を駆動する構成でも良い。図４９〜図５２の各図において、（Ａ）は吸気バルブ８１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ８１２の開弁時を表している。バルブリフタ８１３は頂部にローラ８１３ａを備えている。揺動カム８２６のノーズ８２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり凹凸状に湾曲し、その湾曲面８２６ｅにてバルブリフタ８１３のローラ８１３ａに当接する。仲介駆動機構８２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部８２２と揺動カム８２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４９の状態を最大のリフト量および作用角として、図５０，図５１，図５２へと入力部８２２と揺動カム８２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなり、図５２ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト８４５に設けられた吸気カム８４５ａが回転しても吸気バルブ８１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）〜（チ）と同様な効果を生じる。
【０１６０】
・前記実施の形態１ではコントロールシャフトを軸方向に移動させるために油圧駆動のリフト量可変アクチュエータを用いたが、これ以外にステッピングモータなどの電動アクチュエータを用いても良い。
【０１６１】
・前記実施の形態１ではコントロールシャフトを軸方向に移動させることで、入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させていたが、これ以外に、仲介駆動機構内に油圧アクチュエータを設け、調整された油圧を仲介駆動機構に供給することにより入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させても良い。また、電動アクチュエータを仲介駆動機構内に設けることにより電気信号にて入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させても良い。
【０１６２】
・前記実施の形態１では、各仲介駆動機構には入力部が１つと揺動カムが２つ設けられていたが、揺動カムは１つでも良く、３つ以上でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるエンジンおよびその制御系統の概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のエンジンの縦断面図。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図４】実施の形態１のシリンダヘッドにおけるカムシャフトおよび可変動弁機構を中心とした要部詳細図。
【図５】実施の形態１の仲介駆動機構の斜視図。
【図６】実施の形態１の仲介駆動機構の構成説明図。
【図７】実施の形態１の入力部の斜視図。
【図８】実施の形態１の入力部の構成説明図。
【図９】実施の形態１の第１揺動カムの斜視図。
【図１０】実施の形態１の第１揺動カムの構成説明図。
【図１１】実施の形態１の第２揺動カムの斜視図。
【図１２】実施の形態１の第２揺動カムの構成説明図。
【図１３】実施の形態１のスライダギアの斜視図。
【図１４】実施の形態１のスライダギアの構成説明図。
【図１５】実施の形態１の支持パイプの構成説明図。
【図１６】実施の形態１のコントロールシャフトの構成説明図。
【図１７】実施の形態１の支持パイプとコントロールシャフトとを組み合わせた状態の斜視図。
【図１８】実施の形態１の支持パイプとコントロールシャフトとを組み合わせた状態の構成説明図。
【図１９】実施の形態１の支持パイプ、コントロールシャフトおよびスライダギアを組み合わせた状態の斜視図。
【図２０】実施の形態１の支持パイプ、コントロールシャフトおよびスライダギアを組み合わせた状態の構成説明図。
【図２１】実施の形態１の仲介駆動機構の内部構成を示す一部破断斜視図。
【図２２】実施の形態１のリフト量可変アクチュエータの構成を示す縦断面図。
【図２３】実施の形態１の仲介駆動機構の駆動状態説明図。
【図２４】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２５】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２６】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２７】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２８】実施の形態１の可変動弁機構により調節される吸気バルブのリフト量変化を示すグラフ。
【図２９】実施の形態１の回転位相差可変アクチュエータの構成を示す縦断面図。
【図３０】図２９におけるＡ−Ａ断面図。
【図３１】実施の形態１の回転位相差可変アクチュエータの動作説明図。
【図３２】実施の形態１のＥＣＵが実行するバルブ駆動制御処理のフローチャート。
【図３３】実施の形態１においてアクセル開度ＡＣＣＰの値に基づいてコントロールシャフトの軸方向の目標変位Ｌｔを求めるための１次元マップ構成説明図。
【図３４】実施の形態１においてエンジン回転数ＮＥと吸気量ＧＡとに基づいて吸気カムシャフトの目標進角値θｔを求めるための２次元マップ構成説明図。
【図３５】図３４の２次元マップ内の領域構成説明図。
【図３６】実施の形態１のＥＣＵが実行するリフト量可変制御処理のフローチャート。
【図３７】実施の形態１のＥＣＵが実行する回転位相差可変制御処理のフローチャート。
【図３８】実施の形態１の変形例１としての可変動弁機構の構成説明図。
【図３９】実施の形態１の変形例２としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４０】実施の形態１の変形例３としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４１】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４２】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４３】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４４】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４５】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４６】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４７】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４８】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４９】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図５０】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図５１】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図５２】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、６…ピストン、８… シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ，１２ｂ…吸気バルブ、１２ｃ…ステムエンド、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１３ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１４…ロッカーアーム、１４ａ，１４ｂ…吸気ポート、１５…クランクシャフト、１６ａ，１６ｂ…排気バルブ、１８ａ，１８ｂ…排気ポート、３０…吸気マニホールド、３０ａ…吸気通路、３２…サージタンク、３４…フューエルインジェクタ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４５ｂ…ノーズ、４５ｃ…ジャーナル、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４８…排気マニホルド、５０…触媒コンバータ、６０…ＥＣＵ、６２…双方向性バス、６４…ＲＡＭ、６６…ＲＯＭ、６８…ＣＰＵ、７０…入力ポート、７２…出力ポート、７３…ＡＤ変換器、７４…アクセルペダル、７６… アクセル開度センサ、８０…上死点センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸入空気量センサ、８６…水温センサ、８８… 空燃比センサ、９２…カム角センサ、９４…駆動回路、９８…第１オイルコントロールバルブ、９８ａ…供給通路、９８ｂ… 排出通路、９８ｃ…ケーシング、９８ｄ，９８ｅ…給排ポート、９８ｆ…第１排出ポート、９８ｇ…第２排出ポート、９８ｈ…供給ポート、９８ｉ…弁部、９８ｊ…コイルスプリング、９８ｋ…電磁ソレノイド、９８ｍ…スプール、１００…リフト量可変アクチュエータ、１００ａ…シリンダチューブ、１００ｂ…ピストン、１００ｃ，１００ｄ…エンドカバー、１００ｅ…コイルスプリング、１００ｆ…第１圧力室、１００ｇ…第２圧力室、１００ｈ…第１給排通路、１００ｉ…第２給排通路、１０２…第２オイルコントロールバルブ、１０２ｋ…電磁ソレノイド、１０４…回転位相差可変アクチュエータ、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ，１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…スプリング、１２４…第１揺動カム、１２４ａ…ハウジング、１２４ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ，１２６ｃ…軸受部、１２４ｄ，１２６ｄ…ノーズ、１２４ｅ，１２６ｅ…カム面、１２６…第２揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２８…スライダギア、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ，１２８ｅ…出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３６，１３８，１３９，１４０…立壁部、１４２…クランクシャフト、１４４…オイルパン、２２４ａ…タイミングスプロケット、２２４ｂ…外歯、２３２…ボルト、２３４…内部ロータ、２３６…ベーン、２４０…ハウジング本体、２４２…カバー、２４４…ボルト、２４６…突条、２４８…貫通孔、２５０…ロックピン、２５０ａ…収容孔、２５２…係止穴、２５４…スプリング、２５６…油溝、２５８…長孔、２６０…円筒状のボス、２６２…凹部、２６４…第１油圧室、２６６…第２油圧室、２６８，２７０…溝、２７４…板バネ、２７６…シールプレート、２７８…板バネ、２８２…環状油空間、２８４…油路、２８８…第２油路、２９０…油溝、２９２…油孔、２９４…油通路、２９６…環状空間、２９８…油孔、３００…油溝、３０２…油孔、３０４…油通路、３０６…油孔、３０８，３１０…油溝、３１２…油孔、５２０…仲介駆動機構、５２２…入力部、５２２ｍ…嵌合雌部、５２４，５２６…揺動カム、５２４ｍ，５２６ｍ…嵌合雄部、５２８…スライダギア、５３２…コントロールシャフト、６１２…吸気バルブ、６１３…バルブリフタ、６１３ａ…頂面、６２０… 仲介駆動機構、６２２…入力部、６２６…揺動カム、６２６ｄ…ノーズ、６２６ｅ…湾曲面、６４５…吸気カムシャフト、６４５ａ… 吸気カム、７１２…吸気バルブ、７１３…バルブリフタ、７１３ａ…頂面、７２０…仲介駆動機構、７２２…入力部、７２６…揺動カム、７２６ｄ…ノーズ、７２６ｅ…ローラ、７４５…吸気カムシャフト、７４５ａ…吸気カム、８１２…吸気バルブ、８１３…バルブリフタ、８１３ａ…ローラ、８２０…仲介駆動機構、８２２…入力部、８２６ｄ…ノーズ、８４５…吸気カムシャフト、８４５ａ…吸気カム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構、およびこの可変動弁機構を利用した内燃機関の吸気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブにおけるリフト量や作用角を可変とする可変動弁機構が知られている。この内でも、クランクシャフトに連動する回転カムと同軸に揺動カムを設け、複雑なリンク機構により回転カムと揺動カムとを連結したものが知られている（特開平１１−３２４６２５号公報）。この複雑なリンクの途中にはコントロールシャフトが設けられている。このコントロールシャフトによりリンクの一部を構成するアームの揺動中心を変位させることにより揺動カムの位相を変更可能としている。このような揺動カムの位相の変更によりリフト量や作用角を可変とするものである。そして、このことにより低速低負荷時などにおいては燃費の向上および安定した運転性を実現し、また高速高負荷時などにおいては吸気の充填効率を向上させて十分な出力を確保することができるとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように同軸に存在する回転カムと揺動カムとをリンクしようとするため、リンク機構が長く複雑なものとならざるを得ない。このため可変動弁機構における作動の確実性や信頼性に欠けるおそれがある。
【０００４】
本発明は、従来技術のごとくの長く複雑なリンク機構を設けることなく、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構、およびこの可変動弁機構を利用した吸気量制御装置の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、角度の異なる２種のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、前記入力部に設けられ、前記スライダギアの一方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、前記出力部に設けられ、前記スライダギアの他方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記出力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
入力部と出力部とを有することで回転カムにより入力部が駆動されると出力部にてバルブを駆動する仲介駆動機構は、回転カムが設けられているカムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持されている。このため、回転カムと仲介駆動機構とは長く複雑なリンク機構にて接続しなくても、回転カムが入力部を駆動すれば、そのまま出力部を介してバルブに回転カムの駆動状態に応じてリフト量や作用角を連動させることができる。
【０００７】
そして仲介位相差可変手段が、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、回転カムの駆動状態に応じて生じるリフト開始を早めたり遅くしたりできる。このため回転カムの駆動に連動するリフト量や作用角の大きさを調整することができる。
【０００８】
このように長く複雑なリンク機構を用いず、入力部に対する出力部の相対位相差が変更されるという比較的簡素な構成でリフト量や作用角を可変とすることができる。したがって確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
さらに、仲介位相差可変手段は、変位調整手段によりスライダギアを軸方向に移動させることにより、スライダギアに対して入力部と出力部とを相対揺動させている。そして、この相対揺動の結果、スライダギアのそれぞれ角度の異なるスプラインにて噛み合っている入力部と出力部との間においても相対的な揺動を生じさせ、入力部と出力部との相対位相差を可変としている。
このようにスプライン機構により入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
加えて、仲介位相差可変手段は、スライダギアを軸方向に移動させるとともにスライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトを備え、変位調整手段は、コントロールシャフトを軸方向に移動させることによりスライダギアの軸方向での変位を調整する。
請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部に設けられた入力部スプラインと、前記出力部に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記出力部とを相対揺動させるスライダギアと、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このように仲介位相差可変手段は、変位調整手段によりスライダギアを軸方向に移動させることにより、入力部と出力部とを相対揺動させている。そして、この相対揺動の結果、入力部と出力部との相対位相差を可変としている。
このようなスプライン機構によって入力部と出力部との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
請求項３記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部と前記出力部との数に対応した種類のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、前記入力部に設けられ、前記スライダギアの１つのスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、前記各出力部毎に設けられ、前記スライダギアの残りのスプラインの内で対応するスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記各出力部を個々に前 記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このような構成により、気筒毎に複数の吸気バルブまたは排気バルブが設けられていても、１つ回転カムにより複数の吸気バルブまたは排気バルブの開閉に対応することができる。このため、カムシャフトの構成が簡単化する。
さらに、複数のバルブに対応して個々に設けられている出力部が、個々に対応するスプラインの噛み合わせにより独自の相対揺動を行う。このため、各出力ギア部毎に対応するスプラインの角度を異ならせることができ、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
請求項４記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記入力部に設けられた入力部スプラインと、前記各出力部毎に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記各出力部とを相対揺動させるスライダギアと、前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段とを備えたことを特徴とする。
このように複数のバルブに対応する各出力部の出力部スプラインとスライダギアとの噛み合わせ、および入力部の入力部スプラインとスライダギアとの噛み合わせにより、スライダギアの移動に応じて入力部と各出力部とが相対揺動する。このため、各出力部スプライン毎に角度を異ならせることができ、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
【０００９】
請求項５記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出する係止ピンが前記長孔に挿入されていることを特徴とする。
請求項６記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜５のいずれか記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本が設けられていることを特徴とする。
請求項７記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギア内には支持パイプが周方向に摺動可能に配置され、前記支持パイプ内には軸方向に摺動可能に前記コントロールシャフトが貫通し、前記支持パイプには軸方向に長い長孔が形成され、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出する係止ピンが前記支持パイプに形成された長孔を貫通するとともに前記スライダギアに形成された長孔に挿入されていることを特徴とする。
請求項８記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項７記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記支持パイプ及び前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
請求項９記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられた回転カムと、前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、前記仲介位相差可変手段は、入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とすることを特徴とする。
より具体的には、このように入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とすることにより、各気筒における複数の吸気バルブまたは排気バルブのそれぞれを異なるリフト量あるいは作用角にて駆動することが可能となる。例えば、必要に応じて燃焼室内への吸気の導入程度に吸気バルブ毎に差を設けることにより片弁停止や開弁時期のずれを生じさせ、燃焼室内に旋回流を生じさせることができる。このことにより燃焼室内の混合気を十分に攪拌させることができ、燃焼性を改良することが可能となる。このように内燃機関駆動制御の自由度を高めることができる。
請求項１０記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項９記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、一部のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を一定に維持することを特徴とする。
このように入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とする構成としては、一部のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を一定に維持し、他のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を変更することとしてもよい。このようにしても請求項９の作用効果を生じさせることができる。
請求項１１記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、前記出力部は揺動カムとして構成され、前記仲介位相差可変手段は揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることを特徴とする。
【００１０】
より具体的には、出力部は揺動カムとして構成されている。そして仲介位相差可変手段は揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムの駆動状態に応じて生じるリフト開始を早めたり遅くしたりする。このような簡素な構成でリフト量や作用角を可変とできるので、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１１】
請求項１２記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブのリフト量の大きさを調整可能とすることを特徴とする。
【００１２】
ここでは、仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによるバルブのリフト量の大きさを調整可能としている。このような簡素な構成であるので、リフト量の可変において確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１３】
請求項１３記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブへの作用角を調整可能とすることを特徴とする。
【００１４】
ここでは、仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによるバルブへの作用角を調整可能としている。このような簡素な構成であるので、作用角の可変において確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００１５】
請求項１４記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１１〜１３のいずれか記載の構成において、前記揺動カムはローラを介して前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１〜１３のいずれかの作用効果に加えて、更に揺動カムはローラを介してバルブを駆動しているため回転カムが仲介駆動機構を介してバルブを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【００１７】
請求項１５記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１４記載の構成において、前記ローラはロッカーアームに備えられ、該ロッカーアームを介して前記揺動カムは前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００１８】
このようにロッカーアームに備えられたローラを揺動カムが駆動するようにしても良く、揺動カムの動作はロッカーアームに伝達され、更にロッカーアームからバルブに伝達される。
【００１９】
請求項１６記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１５のいずれか記載の構成において、前記入力部は先端にて前記回転カムに接触するアームを備え、該アームが前記回転カムにより駆動されることで前記出力部が前記バルブを駆動することを特徴とする。
【００２０】
入力部は先端にアームを備えた構成とすることができる。このアームにて入力部は回転カムに接触する。このような簡素な構成で回転カムに連動するリフト量や作用角を可変とできるので、確実な作動と信頼性とを実現する内燃機関の可変動弁機構を提供することができる。
【００２１】
請求項１７記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１６記載の構成において、前記アームの先端にはローラが備えられ、該ローラにて前記回転カムに接触することを特徴とする。
【００２２】
請求項１６の作用効果に加えて、入力部のアーム先端にはローラが設けられて、このローラにて回転カムに接触するので、回転カムが仲介駆動機構を介してバルブを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【００３９】
請求項１８記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１６のいずれか記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を連続可変とすることを特徴とする。
【００４０】
請求項１〜１６に記載の作用効果と共に、このように入力部と出力部との相対位相差を連続可変とすることにより、内燃機関の運転状態に対応したリフト量あるいは作用角を無段階に調整することが可能となる。したがって、内燃機関駆動制御の精度をより高めることができる。
【００４１】
請求項１９記載の内燃機関の可変動弁機構は、請求項１〜１８のいずれか記載の構成に加えて、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相差を可変とする回転位相差可変手段が設けられていることにより、バルブのリフト量または作用角とバルブタイミングとを可変とすることを特徴とする。
【００４２】
このように請求項１〜１８のいずれか記載の構成に加えて、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相差を可変とする回転位相差可変手段が設けられることにより、リフト量または作用角の可変に加えて、このバルブタイミングを進角したり遅角したりすることが可能となる。
【００４３】
このような回転位相差可変手段が加わることにより、更に内燃機関駆動制御の精度を高めることができる。
請求項２０記載の内燃機関の吸気量制御装置は、請求項１〜１９のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構を備え、内燃機関に対して要求される吸気量に応じて、前記仲介位相差可変手段を駆動して前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を変更することを特徴とする。
【００４４】
このように仲介位相差可変手段を駆動して仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を変更することにより、内燃機関に要求される吸気量を調整するようにしても良い。このことにより、スロットルバルブを省略しても吸気量を調整することができる内燃機関を実現することができ、内燃機関の構成を簡素化・軽量化することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。図２はエンジン２の縦断面図（図３におけるＸ−Ｘ断面）、図３は図２におけるＹ−Ｙ断面図を示している。
【００４６】
エンジン２は、自動車走行用として自動車に搭載されているものである。このエンジン２は、シリンダブロック４、シリンダブロック４内で往復動するピストン６およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。シリンダブロック４には４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａには、シリンダブロック４、ピストン６およびシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。
【００４７】
そして各燃焼室１０には、それぞれ第１吸気バルブ１２ａ、第２吸気バルブ１２ｂ、第１排気バルブ１６ａおよび第２排気バルブ１６ｂが配置されている。この内、第１吸気バルブ１２ａは第１吸気ポート１４ａを開閉し、第２吸気バルブ１２ｂは第２吸気ポート１４ｂを開閉し、第１排気バルブ１６ａは第１排気ポート１８ａを開閉し、第２排気バルブ１６ｂは第２排気ポート１８ｂを開閉するように配置されている。
【００４８】
各気筒２ａの第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂは吸気マニホールド３０内に形成された吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続されている。各吸気通路３０ａにはそれぞれフューエルインジェクタ３４が配置されて、第１吸気ポート１４ａおよび第２吸気ポート１４ｂに対して必要な量の燃料を噴射可能としている。
【００４９】
また、サージタンク３２は吸気ダクト４０を介してエアクリーナ４２に連結されている。なお、吸気ダクト４０内にはスロットルバルブは配置されていない。アクセルペダル７４の操作やアイドルスピードコントロール時のエンジン回転数ＮＥに応じた吸入空気量制御は、第１吸気バルブ１２ａおよび第２吸気バルブ１２ｂのリフト量を調整することによりなされる。この吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量の調整は、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａ（「回転カム」に相当する）とロッカーアーム１３との間に存在する後述する仲介駆動機構１２０をリフト量可変アクチュエータ１００（「変位調整手段」に相当する）が駆動することにより行われる。また、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブタイミングについては後述する回転位相差可変アクチュエータ１０４（「回転位相差可変手段」に相当する）によりエンジン２の運転状態に応じて調整される。
【００５０】
なお、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａを開閉している第１排気バルブ１６ａおよび第２排気ポート１８ｂを開閉している第２排気バルブ１６ｂは、エンジン２の回転に伴う排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａの回転により、ロッカーアーム１４を介して一定のリフト量で開閉されている。そして、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａおよび第２排気ポート１８ｂは排気マニホルド４８に連結されている。このことにより排気を触媒コンバータ５０を介して外部に排出している。
【００５１】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス６２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６４、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６６、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６８、入力ポート７０および出力ポート７２を備えている。
【００５２】
アクセルペダル７４にはアクセル開度センサ７６が取り付けられ、アクセルペダル７４の踏み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」と称する）に比例した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。上死点センサ８０は例えば気筒２ａの内の１番気筒が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。クランク角センサ８２は、クランクシャフトが３０°回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート７０に入力される。ＣＰＵ６８では上死点センサ８０の出力パルスとクランク角センサ８２の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パルスの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算される。
【００５３】
吸気ダクト４０には、吸入空気量センサ８４が設けられ、吸気ダクト４０を流れる吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。また、エンジン２のシリンダブロック４には水温センサ８６が設けられ、エンジン２の冷却水温度ＴＨＷを検出し冷却水温度ＴＨＷに応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。更に排気マニホルド４８には空燃比センサ８８が設けられ、空燃比に応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。
【００５４】
更に、後述するリフト量可変アクチュエータ１００により移動するコントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャフト位置センサ９０が軸方向変位に応じた出力電圧をＡＤ変換器７３を介して入力ポート７０に入力している。また、吸気バルブ１２ａ，１２ｂを仲介駆動機構１２０を介して駆動する吸気カム４５ａのカム角を検出するカム角センサ９２からの出力パルスが吸気カムシャフトの回転に応じて入力ポート７０に入力される。
【００５５】
なお、これ以外に入力ポート７０には、各種の信号が入力されているが、本実施の形態１では説明上重要でないので図示省略している。
出力ポート７２は、対応する駆動回路９４を介して各フューエルインジェクタ３４に接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて各フューエルインジェクタ３４の開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行している。
【００５６】
また、出力ポート７２は駆動回路９６を介して第１オイルコントロールバルブ９８に接続され、ＥＣＵ６０は要求される吸気量等のエンジン２の運転状態に応じて、リフト量可変アクチュエータ１００を制御している。更に出力ポート７２は駆動回路９６を介して第２オイルコントロールバルブ１０２にに接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて、回転位相差可変アクチュエータ１０４を制御している。このことにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量とバルブタイミングとがＥＣＵ６０により制御されて吸入空気量制御およびその他の制御（例えば、体積効率向上や内部ＥＧＲ量の制御等）が実行されている。
【００５７】
ここで吸気バルブ１２ａ，１２ｂの可変動弁機構について説明する。図４は可変動弁機構が取り付けられている吸気カムシャフト４５およびその可変動弁機構を中心としたシリンダヘッド８の要部詳細図である。
【００５８】
可変動弁機構は、各気筒２ａ毎に設けられた合計４つの仲介駆動機構１２０、シリンダヘッド８の一端に取り付けられたリフト量可変アクチュエータ１００および回転位相差可変アクチュエータ１０４を備えて構成されている。
【００５９】
ここで、仲介駆動機構１２０の１つを図５および図６に示す。図５は斜視図、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は右側面図を示している。仲介駆動機構１２０は、中央に設けられた入力部１２２、左に設けられた第１揺動カム１２４（「出力部」に相当する）および右に設けられた第２揺動カム１２６（「出力部」に相当する）を備えている。これら入力部１２２のハウジング１２２ａおよび揺動カム１２４，１２６の各ハウジング１２４ａ，１２６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【００６０】
入力部１２２の構成を図７および図８に示す。図７は斜視図、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は右側面図を示している。ここで、入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂ（「入力部スプライン」に相当する）を形成している。また外周面からは２つのアーム１２２ｃ，１２２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端には、アーム１２２ｃ，１２２ｄ間にシャフト１２２ｅが掛け渡されている。このシャフト１２２ｅはハウジング１２２ａの軸方向と平行であり、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。
【００６１】
第１揺動カム１２４の構成を図９および図１０に示す。図９は斜視図、図１０（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は正面図、図１０（Ｃ）は底面図、図１０（Ｄ）は右側面図、図１０（Ｅ）は左側面図を示している。ここで第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂ（「出力部スプライン」に相当する）を形成している。なお、この内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２４ｃにて左端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅを形成している。
【００６２】
第２揺動カム１２６の構成を図１１および図１２に示す。図１１は斜視図、図１２（Ａ）は平面図、図１２（Ｂ）は正面図、図１２（Ｃ）は底面図、図１２（Ｄ）は右側面図、図１２（Ｅ）は左側面図を示している。ここで第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２６ｂ（「出力部スプライン」に相当する）を形成している。なお、この内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて右端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２６ｅを形成している。
【００６３】
第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、軸受部１２４ｃ，１２６ｃを外側にして入力部１２２の両端から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図５に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【００６４】
入力部１２２および２つ揺動カム１２４，１２６から構成される内部空間には、図１３および図１４に示すスライダギア１２８が配置されている。図１３は斜視図、図１４（Ａ）は平面図、図１４（Ｂ）は正面図、図１４（Ｃ）は右側面図を示している。ここでスライダギア１２８は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの左側端部には小径部１２８ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されている。また、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの右側端部には小径部１２８ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されている。なお、これら出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅは、入力用ヘリカルスプライン１２８ａに対して外径が小さく形成されている。これは入力部１２２を入力用ヘリカルスプライン１２８ａに取り付ける際に、入力部１２２の内部空間を出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅが通過できるようにするためである。
【００６５】
スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして一方の小径部１２８ｄには貫通孔１２８ｆを外周面に開放するための長孔１２８ｇが形成されている。この長孔１２８ｇは周方向に長く形成されている。
【００６６】
このスライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には図１５に一部を示す支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。図１５（Ａ）は斜視図、図１５（Ｂ）は平面図、図１５（Ｃ）は正面図、図１５（Ｄ）は右側面図を示している。この支持パイプ１３０は、図４に示したごとく、すべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。なお支持パイプ１３０には各仲介駆動機構１２０毎に軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。
【００６７】
更に、支持パイプ１３０内には、図１６に一部を示すごとく軸方向に摺動可能にコントロールシャフト１３２が貫通している。図１６（Ａ）は斜視図、図１６（Ｂ）は平面図、図１６（Ｃ）は正面図、図１６（Ｄ）は右側面図を示している。このコントロールシャフト１３２も支持パイプ１３０と同様にすべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。なお、コントロールシャフト１３２には各仲介駆動機構１２０毎に係止ピン１３２ａが突出している。この係止ピン１３２ａは支持パイプ１３０に形成されている軸方向の長孔１３０ａを貫通して形成されている。支持パイプ１３０とコントロールシャフト１３２とが組み合わされている状態を図１７および図１８に示す。ここで図１７は斜視図、図１８（Ａ）は平面図、図１８（Ｂ）は正面図、図１８（Ｃ）は右側面図である。
【００６８】
この支持パイプ１３０およびコントロールシャフト１３２に対してスライダギア１２８が組み合わされた状態を、図１９および図２０に示す。ここで図１９は斜視図、図２０（Ａ）は平面図、図２０（Ｂ）は正面図、図２０（Ｃ）は右側面図である。
【００６９】
ここで、コントロールシャフト１３２の係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０の軸方向の長孔１３０ａを貫通すると共に、スライダギア１２８に形成された周方向の長孔１２８ｇ内にも先端が挿入されている。したがって、コントロールシャフト１３２への係止ピン１３２ａの形成は、例えば図１９，図２０に示したごとくコントロールシャフト１３２、支持パイプ１３０およびスライダギア１２８を組み合わせた状態にて、長孔１２８ｇ，１３０ａを通して行うことにより、図１９，２０の構成を完成することができる。
【００７０】
そして、支持パイプ１３０に形成された軸方向の長孔１３０ａにより、コントロールシャフト１３２の係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に対して固定されていても、軸方向に移動することでスライダギア１２８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギア１２８自体は、周方向の長孔１２８ｇにて係止ピン１３２ａに係止していることにより、係止ピン１３２ａにて軸方向の位置は決定されるが軸周りについては揺動可能となっている。
【００７１】
そして、図１９および図２０に示した構成が、図５および図６に示した入力部１２２および揺動カム１２４，１２６を組み合わせた構成の内部に配置されている。このように各仲介駆動機構１２０が構成されている。この仲介駆動機構１２０の内部構成を図２１の斜視図に示す。この図２１は、入力部１２２および揺動カム１２４，１２６を軸位置にて水平に切断して上部半分を取り除き、内部を示したものである。
【００７２】
図示するごとく、スライダギア１２８の内で、入力用ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。また第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃは第１揺動カム１２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅは第２揺動カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。
【００７３】
このように構成された各仲介駆動機構１２０は、図４に示したごとく、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２６ｃ側にて、シリンダヘッド８に形成された立壁部１３６，１３８に挟まれて、軸周りには揺動可能であるが軸方向に移動するのが阻止されている。この立壁部１３６，１３８には、軸受部１２４ｃ，１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成され、支持パイプ１３０を貫通させ固定している。したがって支持パイプ１３０はシリンダヘッド８に対しては固定されて軸方向に移動したり回転したりすることはない。
【００７４】
また、支持パイプ１３０内のコントロールシャフト１３２は支持パイプ１３０内を軸方向に摺動可能に貫通し、一端側にてリフト量可変アクチュエータ１００に連結されている。このリフト量可変アクチュエータ１００によりコントロールシャフト１３２の軸方向の変位が調整可能とされている。
【００７５】
リフト量可変アクチュエータ１００の構成を図２２に示す。図２２はリフト量可変アクチュエータ１００の縦断面構成と、第１オイルコントロールバルブ９８とを示したものである。
【００７６】
このリフト量可変アクチュエータ１００は、筒状をなすシリンダチューブ１００ａと、シリンダチューブ１００ａ内に設けられたピストン１００ｂと、シリンダチューブ１００ａの両端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー１００ｃ，１００ｄと、シリンダヘッド８より外側のエンドカバー１００ｃとピストン１００ｂとの間に配置された圧縮状態のコイルスプリング１００ｅとから構成されている。このシリンダチューブ１００ａは内側のエンドカバー１００ｄにてシリンダヘッド８の立壁部１４０に固定されている。
【００７７】
ピストン１００ｂには内側のエンドカバー１００ｄおよびシリンダヘッド８の立壁部１４０を貫通したコントロールシャフト１３２の一端が連結されている。したがってピストン１００ｂの移動にコントロールシャフト１３２は連動することになる。
【００７８】
シリンダチューブ１００ａ内は、ピストン１００ｂにより第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇに区画されている。 第１圧力室１００ｆには、一方のエンドカバー１００ｄに形成された第１給排通路１００ｈが接続され、第２圧力室１００ｇには、他方のエンドカバー１００ｃに形成された第２給排通路１００ｉが接続されている。
【００７９】
第１給排通路１００ｈまたは第２給排通路１００ｉを介して、第１圧力室１００ｆと第２圧力室１００ｇとに対し選択的に作動油を供給すると、ピストン１００ｂはコントロールシャフト１３２の軸方向（矢印Ｓ方向）に移動する。このピストン１００ｂの移動に伴い、コントロールシャフト１３２も軸方向へ移動することになる。
【００８０】
第１給排通路１００ｈおよび第２給排通路１００ｉは、第１オイルコントロールバルブ９８に接続されている。この第１オイルコントロールバルブ９８には供給通路９８ａおよび排出通路９８ｂが接続されている。そして、供給通路９８ａはクランクシャフト１４２（図４）の回転に伴って駆動されるオイルポンプＰを介してオイルパン１４４に接続されており、排出通路９８ｂはオイルパン１４４に直接接続されている。
【００８１】
第１オイルコントロールバルブ９８はケーシング９８ｃを備え、ケーシング９８ｃには、第１給排ポート９８ｄ、第２給排ポート９８ｅ、第１排出ポート９８ｆ、第２排出ポート９８ｇおよび供給ポート９８ｈが設けられている。第１給排ポート９８ｄには第１給排通路１００ｈが接続され、第２給排ポート９８ｅには第２給排通路１００ｉが接続されている。更に、供給ポート９８ｈには供給通路９８ａが接続され、第１排出ポート９８ｆおよび第２排出ポート９８ｇには排出通路９８ｂが接続されている。また、ケーシング９８ｃ内には、４つの弁部９８ｉを有してコイルスプリング９８ｊおよび電磁ソレノイド９８ｋによりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール９８ｍが設けられている。
【００８２】
このような構成の第１オイルコントロールバルブ９８において、電磁ソレノイド９８ｋの消磁状態では、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの弾性力によりケーシング９８ｃの電磁ソレノイド９８ｋ側に配置されて、第１給排ポート９８ｄと第１排出ポート９８ｆとが連通し、第２給排ポート９８ｅと供給ポート９８ｈとが連通する。この状態では、オイルパン１４４内の作動油が供給通路９８ａ、第１オイルコントロールバルブ９８および第２給排通路１００ｉを介して、第２圧力室１００ｇへ供給される。また、第１圧力室１００ｆ内にあった作動油が第１給排通路１００ｈ、第１オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１４４内へ戻される。その結果、ピストン１００ｂがシリンダヘッド８側へ移動し、ピストン１００ｂに連動してコントロールシャフト１３２は矢印Ｓに示す方向の内、方向Ｆへ移動する。
【００８３】
例えば、ピストン１００ｂが最もシリンダヘッド８側へ移動した場合における各仲介駆動機構１２０の状態が図２１に示した状態である。この状態では、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差は最も大きくなる。なお、この状態はエンジン２が駆動していないためにオイルポンプＰにより油圧が発生していない場合にも、コイルスプリング１００ｅの付勢力によって達成される。
【００８４】
一方、電磁ソレノイド９８ｋが励磁されたときには、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの付勢力に抗してケーシング９８ｃのコイルスプリング９８ｊ側に配置されて、第２給排ポート９８ｅが第２排出ポート９８ｇと連通し、第１給排ポート９８ｄが供給ポート９８ｈと連通する。この状態では、オイルパン１４４内の作動油が供給通路９８ａ、第１オイルコントロールバルブ９８および第１給排通路１００ｈを介して第１圧力室１００ｆへ供給される。また、第２圧力室１００ｇ内にあった作動油が第２給排通路１００ｉ、第１オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１４４内に戻される。その結果、ピストン１００ｂがシリンダヘッド８の外側へ移動し、ピストン１００ｂに連動してコントロールシャフト１３２が矢印Ｓに示す方向の内、方向Ｒへ移動する。
【００８５】
例えば、ピストン１００ｂが最もシリンダヘッド８の外側へ移動した場合における各仲介駆動機構１２０の状態が図２３に示した状態である。この状態では、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差は最も小さくなる。
【００８６】
更に、電磁ソレノイド９８ｋへの給電を制御し、スプール９８ｍをケーシング９８ｃの中間に位置させると、第１給排ポート９８ｄおよび第２給排ポート９８ｅが閉塞され、それら給排ポート９８ｄ，９８ｅを通じての作動油の移動が禁止される。この状態では、第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇに対して作動油の給排が行われず、第１圧力室１００ｆおよび第２圧力室１００ｇ内に作動油が充填保持される。このことにより、ピストン１００ｂおよびコントロールシャフト１３２の軸方向での位置が固定される。図２２に示す状態はこの位置固定の状態を表している。例えば、図２１と図２３とに示した状態の中間の状態に固定することにより、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差を中間状態に固定することができる。
【００８７】
また、電磁ソレノイド９８ｋへの給電をデューティ制御することで、第１給排ポート９８ｄにおける開度あるいは第２給排ポート９８ｅにおける開度を調整して、供給ポート９８ｈから第１圧力室１００ｆまたは第２圧力室１００ｇへの作動油の供給速度を制御することができる。
【００８８】
各仲介駆動機構１２０の入力部１２２に設けられているローラ１２２ｆは、図２に示したごとく吸気カム４５ａに接触している。このため各仲介駆動機構１２０の入力部１２２は吸気カム４５ａのカム面のプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、ローラ１２２ｆを支持しているアーム１２２ｃ，１２２ｄにはローラ１２２ｆを吸気カム４５ａ方向へ付勢する圧縮状スプリング１２２ｇがシリンダヘッド８との間に設けられている。このため、ローラ１２２ｆは常に吸気カム４５ａのカム面に接触している。
【００８９】
一方、揺動カム１２４，１２６はそれぞれベース円部分（ノーズ１２４ｄ，１２６ｄを除いた部分）で２つのロッカーアーム１３の中央に設けられた各ローラ１３ａに接触している。このロッカーアーム１３はシリンダヘッド８の中央側の基端部１３ｃでアジャスタ１３ｂにて揺動可能に支持され、シリンダヘッド８の外側の先端部１３ｄにて各吸気バルブ１２ａ，１２ｂのステムエンド１２ｃにそれぞれ接触している。
【００９０】
前述したごとく、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置を調整することで、コントロールシャフト１３２とスライダギア１２８とを介して、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が調整できる。このため、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置を調整することで、図２４〜図２７に示すごとく吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量を連続的に可変とすることができる。
【００９１】
ここで、図２４は図２１に対応する要部縦断面図であり、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを最もＦ方向へ移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。なお、図２４〜図２７では第２揺動カム１２６が第１吸気バルブ１２ａを駆動する機構を示しているが、第１揺動カム１２４が第２吸気バルブ１２ｂを駆動する機構についても同じであるので、第１揺動カム１２４および第２吸気バルブ１２ｂの符号も併記して説明する。
【００９２】
図２４（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分（ノーズ４５ｂを除いた部分）が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄに隣接したベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。
【００９３】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。このことによりノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅが直ちにロッカーアーム１３のローラ１３ａに接触して、図２４（Ｂ）に示すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅの全範囲を使用してロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃ側を中心に揺動し、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄは大きくステムエンド１２ｃを押し下げる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大のリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【００９４】
図２５はリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを図２４の状態から少しＲ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図２５（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、図２４の場合に比較して少しノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が少しＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が小さくなったためである。
【００９５】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【００９６】
上述したごとく、図２５（Ａ）の状態ではロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、揺動カム１２４，１２６が揺動しても、しばらくはロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅがローラ１３ａに接触して、図２５（Ｂ）に示すごとくロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動する。しかし、ロッカーアーム１３のローラ１３ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れている分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は少なくなってロッカーアーム１３の揺動角度は小さくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量は少なくなる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大量よりも小さいリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【００９７】
図２６はリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを図２５の状態から更にＲ方向へ移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図２６（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、図２５の場合よりも更にノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が更にＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が更に小さくなったためである。
【００９８】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【００９９】
上述したごとく、図２６（Ａ）の状態では、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄからかなり離れたベース円部分が接触している。このため、揺動カム１２４，１２６が揺動を開始しても、しばらくはロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅがローラ１３ａに接触して、図２６（Ｂ）に示すごとくロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げる。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動する。しかし、ロッカーアーム１３のローラ１３ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄからかなり離れている分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は更に少なくなってロッカーアーム１３の揺動角度は更に小さくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量はかなり少なくなる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大量よりもかなり小さいリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【０１００】
図２７は図２３に対応する要部縦断面図であり、リフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂを最もＲ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。
【０１０１】
図２７（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはロッカーアーム１３のローラ１３ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分が接触している。このため、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８が最大にＲ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相差が最小になったためである。
【０１０２】
吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されて、揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。
【０１０３】
上述したごとく、図２７（Ａ）の状態ではロッカーアーム１３のローラ１３ａにはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分が接触している。このため、揺動の全期間、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。すなわち、図２７（Ｂ）に示すごとく、吸気カム４５ａのノーズ４５ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを最大に押し下げても、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅはロッカーアーム１３のローラ１３ａを押し下げるために使用されることはない。このことにより、ロッカーアーム１３は基端部１３ｃを中心に揺動することがなくなり、ロッカーアーム１３の先端部１３ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げ量、すなわちリフト量は０となる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは吸気ポート１４ａ，１４ｂの閉鎖状態を維持する。
【０１０４】
このようにリフト量可変アクチュエータ１００のピストン１００ｂの位置調整により、図２８のグラフに示すリフト量パターンの間で、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が連続的に調整可能となる。すなわち、リフト量可変アクチュエータ１００、コントロールシャフト１３２、スライダギア１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂにより、仲介位相差可変手段が構成されている。
【０１０５】
次に、図２９および図３０に基づいて回転位相差可変アクチュエータ１０４について説明する。回転位相差可変アクチュエータ１０４はクランクシャフト１４２の回転力を吸気カムシャフト４５に伝達する位置に配置されて、クランクシャフト１４２に対する吸気カムシャフト４５の回転位相差を変更することができるものである。
【０１０６】
図２９は縦断面図、図３０は図２９のＡ−Ａ線に沿った断面を示す。なお、図２９に示す内部ロータ２３４およびその関連部分の図は、図３０のＢ−Ｂ線に沿った断面図として描かれている。
【０１０７】
図４に示したシリンダヘッド８の立壁部１３６，１３８，１３９は、吸気カムシャフト４５に対してはジャーナル軸受部をなしている。したがって、図２９に示すごとく、シリンダヘッド８の立壁部１３９およびベアリングキャップ２３０は、吸気カムシャフト４５のジャーナル４５ｃを回転可能に支持する。吸気カムシャフト４５の先端面にボルト２３２により固定された内部ロータ２３４は、ノックピン（図示略）により吸気カムシャフト４５に対して回り止めされ、吸気カムシャフト４５と一体的に回転する。内部ロータ２３４はその外周面に複数のベーン２３６を有する。
【０１０８】
一方、吸気カムシャフト４５の先端部に、吸気カムシャフト４５に対して相対回動可能に設けられたタイミングスプロケット２２４ａは、その外周に複数の外歯２２４ｂを有する。そして、タイミングスプロケット２２４ａの先端側の面に、順に取り付けられた側板２３８、ハウジング本体２４０およびカバー２４２はいずれもハウジングの一部としてボルト２４４によりタイミングスプロケット２２４ａに固定され、タイミングスプロケット２２４ａと一体に回転する。
【０１０９】
また、カバー２４２はハウジング本体２４０および内部ロータ２３４の先端側の面を覆っている。ハウジング本体２４０は内部ロータ２３４を内包するように設けられ、その内周面に複数の突条２４６を有する。
【０１１０】
内部ロータ２３４のベーン２３６の１つは、吸気カムシャフト４５の軸方向に沿って延びる貫通孔２４８を有する。貫通孔２４８内において移動可能に収容されたロックピン２５０は、その内部に収容孔２５０ａを有する。この収容孔２５０ａ内に設けられたスプリング２５４は、ロックピン２５０を側板２３８へ向かって付勢する。ロックピン２５０が側板２３８に設けられた係止穴２５２に対向していた場合には、ロックピン２５０がスプリング２５４の付勢力により係止穴２５２に進入して係止し、側板２３８に対する内部ロータ２３４の相対回動位置が固定される。これにより、ハウジング本体２４０に対する内部ロータ２３４の相対回動が規制され、相対回動位置関係を維持して吸気カムシャフト４５とタイミングスプロケット２２４ａとが一体に回転する。
【０１１１】
また、内部ロータ２３４はその先端側の面に形成された油溝２５６を有する。この油溝２５６はカバー２４２に形成された長孔２５８と、貫通孔２４８とを連通する。油溝２５６および長孔２５８は、貫通孔２４８の内部においてロックピン２５０よりも先端側にある空気あるいは油を外部に排出する機能を有する。
【０１１２】
図３０に示したごとく、内部ロータ２３４は、その中央部に位置する円筒状のボス２６０と、このボス２６０を中心に例えば９０°毎の等間隔をもって形成された４つのベーン２３６とを備える。
【０１１３】
一方、ハウジング本体２４０は、その内周面において、上記ベーン２３６同様、互いにほぼ等間隔をもって配置された４つの突条２４６を有する。各突条２４６の間に４つ形成された凹部２６２には各ベーン２３６が挿入されている。各ベーン２３６の外周面は各凹部２６２の内周面に接し、各突条２４６の先端面はボス２６０の外周面に接している。このように各凹部２６２がベーン２３６により区画されることによって、回転方向における各ベーン２３６の両側にはそれぞれ第１油圧室２６４および第２油圧室２６６が形成されている。これらベーン２３６は隣接する２つの突条２４６の間を移動可能とされており、このため、内部ロータ２３４はベーン２３６が両側の突条２４６に当接する位置を相対回動の限界位置として、その２つの限界位置とその間の中間領域とが内部ロータ２３４の相対回動の許容領域となっている。
【０１１４】
タイミングスプロケット２２４ａの回転方向（図３０において矢印で示す。）と逆方向（以下、この方向を「遅角方向」と定義する。）の側に位置する第１油圧室２６４には、バルブタイミングを進める（進角させる）際に作動油が供給される。回転方向と同方向（以下、この方向を「進角方向」 と定義する）の側に位置する第２油圧室２６６には、バルブタイミングを遅らせる（遅角させる）際に作動油が供給される。
【０１１５】
また、各ベーン２３６および各突条２４６はその先端にそれぞれ溝２６８，２７０を有する。各ベーン２３６の溝２６８内には、シールプレート２７２と、このシールプレート２７２を付勢する板バネ２７４とが配設されている。同様に、各突条２４６の溝２７０内には、シールプレート２７６と、このシールプレート２７６を付勢する板バネ２７８とが配設されている。
【０１１６】
ロックピン２５０は、エンジン始動時などの場合、あるいＥＣＵ６０による油圧制御が開始されていない場合などに機能するものである。すなわち、第１油圧室２６４の油圧がゼロあるいは十分に上昇していないときに、始動時のクランキング動作により、ロックピン２５０が係止穴２５２に挿入できる相対回動位置に到達し、図２９に示したごとくロックピン２５０が係止穴２５２に進入し係止する。このようにロックピン２５０が係止穴２５２に係止した場合には、内部ロータ２３４とハウジング本体２４０との相対回動が禁止され、内部ロータ２３４とハウジング本体２４０とは一体となって回転することができる。
【０１１７】
なお、係止穴２５２に係止されたロックピン２５０の解除は、供給される油圧が十分に上昇すれば、油路２８０を介して第２油圧室２６６から環状油空間２８２に油圧が供給されることにより行われる。すなわち、環状油空間２８２に供給される油圧が上昇することにより、スプリング２５４の付勢力に抗してロックピン２５０が係止穴２５２から外れ、ロックピン２５０の係止が解除される。また、別の油路２８４を介して第１油圧室２６４から係止穴２５２に油圧が供給されて、ロックピン２５０の解除状態が確実に保持される。このように、ロックピン２５０の係止が解除された状態で、ハウジング本体２４０および内部ロータ２３４間の相対回動が許容され、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６に供給される油圧に対応して、ハウジング本体２４０に対する内部ロータ２３４の相対回転位相が調整可能となる。
【０１１８】
次に、図２９に基づき各第１油圧室２６４および各第２油圧室２６６に対して作動油の給排を行うための油給排構造について説明する。
ジャーナル軸受けとして形成されているシリンダヘッド８の立壁部１３９は、内部に形成された第１油路２８６、第２油路２８８を有する。第１油路２８６は、吸気カムシャフト４５の全周に形成された油溝２９０および油孔２９２を介して、吸気カムシャフト４５の内部に形成された油通路２９４に通じている。この油通路２９４の先端側は、環状空間２９６に開口する。ボス２６０の内部において、放射状に形成された４つの油孔２９８は、環状空間２９６と各第１油圧室２６４とを連通し、環状空間２９６内に供給された作動油を各第１油圧室２６４に供給する。
【０１１９】
第２油路２８８は、吸気カムシャフト４５の全周に形成された油溝３００に通じている。そして吸気カムシャフト４５内に形成された油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６および油溝３０８は、上記油溝３００と、タイミングスプロケット２２４ａに形成された環状の油溝３１０とを連通する。側板２３８は、図２９および図３０に示すように各突条２４６の側面近傍にて開口する４つの油孔３１２を有する。各油孔３１２は、油溝３１０と各第２油圧室２６６とを連通し、各第２油圧室２６６内に油溝３１０内の作動油を供給する。
【０１２０】
第１油路２８６、油溝２９０、油孔２９２、油通路２９４、環状空間２９６および各油孔２９８は、各第１油圧室２６４に油を供給するための油路を形成している。第２油路２８８、油溝３００、油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６、油溝３０８、油溝３１０および各油孔３１２は、各第２油圧室２６６に作動油を供給するための油路を形成している。ＥＣＵ６０は、第２オイルコントロールバルブ１０２を駆動して、これらの油路を通じて第１油圧室２６４および第２油圧室２６６へ供給される油圧を制御する。
【０１２１】
一方、貫通孔２４８を有するベーン２３６には、図３０に示すように油路２８４が設けられている。この油路２８４は、前述したごとくロックピン２５０を解除状態に維持できるように、第１油圧室２６４および係止穴２５２に連通しており、第１油圧室２６４に供給された油圧が係止穴２５２にも供給可能となっている。
【０１２２】
また、貫通孔２４８において、ロックピン２５０とベーン２３６との間には環状油空間２８２が形成されている。この環状油空間２８２は、前述したごとくロックピン２５０を解除できるように、図３０に示す油路２８０を介して第２油圧室２６６と連通しており、第２油圧室２６６に供給された油圧は環状油空間２８２にも供給可能となっている。
【０１２３】
第２オイルコントロールバルブ１０２は、図２９に示すごとくであり、構成は前述した第１オイルコントロールバルブ９８と基本的な構成は同じである。
なお第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋの消磁状態においては、オイルパン１４４内の作動油が、第２油路２８８、油溝３００、油孔３０２、油通路３０４、油孔３０６、油溝３０８、油溝３１０および各油孔３１２を介して第２油圧室２６６へ供給される。また第１油圧室２６４内にあった作動油は各油孔２９８、環状空間２９６、油通路２９４、油孔２９２、油溝２９０および第１油路２８６を介してオイルパン１４４内へ戻される。その結果、内部ロータ２３４と吸気カムシャフト４５とがタイミングスプロケット２２４ａに対して回転方向とは反対方向に相対回転する。すなわち吸気カムシャフト４５は遅角される。
【０１２４】
一方、電磁ソレノイド１０２ｋが励磁されたときには、オイルパン１４４内の作動油が第１油路２８６、油溝２９０、油孔２９２、油通路２９４、環状空間２９６および各油孔２９８を介して第１油圧室２６４へ供給される。また、第２油圧室２６６内にあった作動油は各油孔３１２、油溝３１０、油溝３０８、油孔３０６、油通路３０４、油孔３０２、油溝３００および第２油路２８８を介してオイルパン１４４内に戻される。その結果、内部ロータ２３４と吸気カムシャフト４５とがタイミングスプロケット２２４ａに対して回転方向と同方向に相対回転する。すなわち吸気カムシャフト４５は進角される。図３０の状態から進角した場合は、例えば図３１に示すごとくとなる。
【０１２５】
更に、電磁ソレノイド１０２ｋへの給電を制御して作動油の移動を禁止すると、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６に対して作動油の給排が行われず、第１油圧室２６４および第２油圧室２６６内に作動油が充填保持される。このことにより、内部ロータ２３４および吸気カムシャフト４５がタイミングスプロケット２２４ａに対して固定される。例えば、図３０や図３１の状態が固定され、この状態で吸気カムシャフト４５がクランクシャフト１５から回転力を受けて回転することになる。
【０１２６】
なお、エンジンの種類により異なるが、例えば、吸気カムシャフト４５は、エンジン２の低回転時および高負荷高回転時に遅角されることにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開閉タイミングが遅らされ、エンジン２の高負荷低中回転あるいは中負荷時には吸気カムシャフト４５は進角されることにより吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開閉タイミングが早められる。これはエンジン２の低回転時にはオーバーラップを小さくしてエンジン回転の安定を図るとともに、エンジン２の高負荷高回転時に吸気バルブ１２ａ，１２ｂを遅く閉じることにより燃焼室１０への混合ガスの吸入効率を向上させるためである。また、高負荷低中回転あるいは中負荷時には、吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開時期を早め、オーバーラップを大とすることでポンピングロスを減らし、燃費を向上させるためである。
【０１２７】
次に、ＥＣＵ６０にて実行される吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ駆動制御ついて説明する。図３２にバルブ駆動制御処理のフローチャートを示す。本処理は周期的に繰り返し実行される。なおフローチャート中の個々の処理ステップを「Ｓ〜」で表す。
【０１２８】
バルブ駆動制御処理が開始されると実行されると、まず、アクセル開度センサ７６の信号に基づいて得られているアクセル開度ＡＣＣＰ、吸入空気量センサ８４の信号に基づいて得られている吸気量ＧＡおよびクランク角センサ８２の信号に基づいて得られているエンジン回転数ＮＥがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ１１０）。そして、この内のアクセル開度ＡＣＣＰの値に基づいて、コントロールシャフト１３２の軸方向の目標変位Ｌｔが設定される（Ｓ１２０）。本実施の形態１では、予め実験により適切な値を求めてＲＯＭ６６に記憶されている図３３に示す１次元マップが用いられる。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが大きくなるほどコントロールシャフト１３２の目標変位Ｌｔは小さく設定される。前述したごとくコントロールシャフト１３２の変位が大きくなるに応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量は小さくなる。このことから、図３３に示したマップは、アクセル開度ＡＣＣＰが大きくなるほどリフト量が大きく設定され、吸気量ＧＡが大きく調整されることを表している。
【０１２９】
次に、図３４に示すごとくコントロールシャフト１３２の目標変位Ｌｔの値に応じてＲＯＭ６６内に複数設定されている目標進角値θｔマップから適切なマップが選択される（Ｓ１３０）。この目標進角値θｔマップは、予め実験により目標変位Ｌｔの領域毎に吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとに対応した適切な目標進角値θｔを求めてＲＯＭ６６に記憶されているものである。
【０１３０】
これらのマップは、エンジンの種類により異なるが、バルブオーバーラップに関して言えば、例えば図３５に示すごとくの領域に分類される。すなわち、（１）アイドル領域では、バルブオーバーラップを無くして、排気の吹き返しを防止し燃焼を安定させエンジン回転を安定させる。（２）軽負荷領域では、バルブオーバーラップを最小として、排気の吹き返しを抑制して燃焼を安定させエンジン回転を安定させる。（３）中負荷領域では、ややバルブオーバーラップを大きくして、内部ＥＧＲ率を高めて、ポンピングロスを少なくする。（４）高負荷低中速回転領域では、バルブオーバーラップを最大として、体積効率を向上させてトルクを大きくする。（５）高負荷高速回転領域では、バルブオーバーラップ中〜大として、体積効率を向上させる。
【０１３１】
このように目標変位Ｌｔの値に応じた適切な目標進角値θｔマップが選択されると、次に吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとの値に基づいて、選択された２次元マップに基づいて回転位相差可変アクチュエータ１０４の目標進角値θｔを設定する（Ｓ１４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理を繰り返す。このようにして適切な目標変位Ｌｔおよび目標進角値θｔが繰り返し更新設定される。
【０１３２】
そして、この目標変位Ｌｔを用いて図３６のフローチャートに示すごとくリフト量可変制御処理が行われる。本処理は周期的に繰り返し実行される。
図３６の処理では、まずシャフト位置センサ９０の信号から得られているコントロールシャフト１３２の実変位ＬｓがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ２１０）。
【０１３３】
次に目標変位Ｌｔと実変位Ｌｓとの偏差ΔＬが次式１に示すごとく算出される（Ｓ２２０）。
【０１３４】
【数１】
ΔＬ ← Ｌｔ − Ｌｓ … ［式１］
次にこのように算出された偏差ΔＬに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実変位Ｌｓが目標変位Ｌｔに近づくように、第１オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに対する信号のデューティＬｄｕｔｙを算出する（Ｓ２３０）。そして、デューティＬｄｕｔｙを駆動回路９６に出力し、デューティＬｄｕｔｙにて第１オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに信号が出力されるようにする（Ｓ２４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を繰り返す。こうして目標変位Ｌｔが実現されるように第１オイルコントロールバルブ９８によりリフト量可変アクチュエータ１００への作動油の供給がなされる。
【０１３５】
更に、目標進角値θｔを用いて図３７のフローチャートに示すごとく回転位相差可変制御処理が行われる。本処理は周期的に繰り返し実行される。
図３７の処理では、まずカム角センサ９２とクランク角センサ８２との信号の関係から得られている吸気カムシャフト４５の実進角値θｓがＲＡＭ６４の作業領域に読み込まれる（Ｓ３１０）。
【０１３６】
次に目標進角値θｔと実進角値θｓとの偏差Δθが次式２に示すごとく算出される（Ｓ３２０）。
【０１３７】
【数２】
Δθ ← θｔ − θｓ … ［式２］
次にこのように算出された偏差Δθに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実進角値θｓが目標進角値θｔに近づくように、第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋに対する信号のデューティθｄｕｔｙを算出する（Ｓ３３０）。そして、デューティθｄｕｔｙを駆動回路９６に出力し、デューティθｄｕｔｙにて第２オイルコントロールバルブ１０２の電磁ソレノイド１０２ｋに信号が出力されるようにする（Ｓ３４０）。こうして一旦、処理を終了し、次の制御周期において再度ステップＳ３１０〜Ｓ３４０の処理を繰り返す。こうして目標進角値θｔが実現されるように第２オイルコントロールバルブ１０２により回転位相差可変アクチュエータ１０４への作動油の供給がなされる。
【０１３８】
上述した構成において、ステップＳ１２０および図３６の処理が吸気量制御装置としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【０１３９】
（イ）．仲介駆動機構１２０は、入力部１２２と出力部としての揺動カム１２４，１２６とを有している。このことにより吸気カム４５ａにより入力部１２２が駆動されると揺動カム１２４，１２６がロッカーアーム１３を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動する。
【０１４０】
この仲介駆動機構１２０は、吸気カム４５ａが設けられている吸気カムシャフト４５とは異なる軸である支持パイプ１３０にて揺動可能に支持されている。このため、吸気カム４５ａと仲介駆動機構１２０とは長く複雑なリンク機構にて接続しなくても、吸気カム４５ａが入力部１２２に接触して駆動すれば、そのまま揺動カム１２４，１２６とロッカーアーム１３とを介して、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量や作用角を、吸気カム４５ａの駆動状態に連動させることができる。
【０１４１】
そしてリフト量可変アクチュエータ１００、コントロールシャフト１３２、スライダギア１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂにより、仲介駆動機構１２０の入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を可変としている。具体的には、揺動カム１２４，１２６に形成されたノーズ１２４ｄ，１２６ｄと入力部１２２のローラ１２２ｆとの相対位相差を可変とする。このため、吸気カム４５ａの駆動状態に応じて生じる吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト開始を早めたり遅くしたりできる。したがって吸気カム４５ａの駆動に連動するリフト量や作用角の大きさを調整することができる。
【０１４２】
このように長く複雑なリンク機構を用いず、入力部１２２に対する揺動カム１２４，１２６の相対位相差が変更されるという比較的簡素な構成でリフト量や作用角を可変とすることができる。したがって確実な作動と信頼性とを実現する可変動弁機構を提供することができる。
【０１４３】
（ロ）．揺動カム１２４，１２６は、ロッカーアーム１３のローラ１３ａを介してバルブを駆動しているため吸気カム４５ａが仲介駆動機構１２０を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動するための摩擦抵抗が小さくなり、燃費を向上させることができる。
【０１４４】
（ハ）．更に、入力部１２２のアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端にはローラ１２２ｆが設けられて、このローラ１２２ｆにて吸気カム４５ａに接触するので、吸気カム４５ａが仲介駆動機構１２０を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動するための摩擦抵抗が一層小さくなり、更に燃費を向上させることができる。
【０１４５】
（ニ）．仲介駆動機構１２０においていは、スライダギア１２８を備え、リフト量可変アクチュエータ１００はスライダギア１２８を軸方向に移動させている。このことによりスライダギア１２８の入力用ヘリカルスプライン１２８ａと入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂとのスプライン機構により入力部１２２を揺動させる。更に、スライダギア１２８の出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅと揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂとのスプライン機構により揺動カム１２４，１２６を揺動させる。このことにより入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との間での相対揺動を実現させている。
【０１４６】
このようにスプライン機構により入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を可変としているので、徒に構成が複雑化せずにリフト量や作用角を可変とできる。したがって、可変動弁機構における確実な作動と信頼性とを維持することができる。
【０１４７】
（ホ）．仲介駆動機構１２０は、１つの入力部１２２と複数、ここでは２つの揺動カム１２４，１２６とを有し、これら複数の揺動カム１２４，１２６は同一気筒２ａにおいて設けられている同数の吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動している。このことにより、気筒２ａ毎に複数の吸気バルブ１２ａ，１２ｂが設けられていても、１つ吸気カム４５ａで対応することができる。このため、吸気カムシャフト４５の構成が簡単となる。
【０１４８】
（ヘ）．リフト量可変アクチュエータ１００は仲介駆動機構１２０の入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を連続可変としている。このように無段階に相対位相差を変化できるので、吸気バルブ１２ａ，１２ｂをエンジン２の運転状態に対して一層精密に対応したリフト量や作用角にすることが可能となる。したがって、吸気量調整制御の精度をより高めることができる。
【０１４９】
（ト）．吸気カムシャフト４５には、クランクシャフト１５に対する相対回転位相差を連続的に可変とする回転位相差可変アクチュエータ１０４が設けられている。このことにより、リフト量または作用角の可変に加えて、エンジン２の運転状態に応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブタイミングを精密に進角したり遅角したりすることが可能となる。したがって、更にエンジン駆動制御の精度を高めることができる。
【０１５０】
（チ）．図３２のバルブ駆動制御処理のステップＳ１２０および図３６のリフト量可変制御処理により、運転者のアクセルペダル７４の操作に応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量を変化させて吸気量を調整している。このためスロットルバルブを用いずに吸気量を調整することができ、エンジン２の構成を簡素化・軽量化することができる。
【０１５１】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、図２に示したごとく、排気バルブ１６ａ，１６ｂについては排気カム４６ａによりロッカーアーム１４のみを介して駆動されるのでリフト量や作用角が調整されることはない。この排気バルブ１６ａ，１６ｂのリフト量や作用角を調整して、排気行程時の排気の流れ制御や内部ＥＧＲの排気の戻り制御等を実行しても良い。すなわち、図３８に示すごとく、排気カム４６ａとロッカーアーム１４との間に仲介駆動機構５２０を設け、新たに設けたリフト量可変アクチュエータ（図示略）にて排気バルブ１６ａ，１６ｂのリフト量や作用角をエンジン２の運転状態に応じて調整してもよい。また、排気カムシャフト４６に回転位相差可変アクチュエータを設けて、バルブタイミングも調整するようにしても良い。
【０１５２】
・前記実施の形態１においては、コントロールシャフト１３２は支持パイプ１３０内に収納され、仲介駆動機構１２０全体は支持パイプ１３０にて支持されていた。これ以外に、図３９（Ａ）に示すごとく支持パイプを設けずに、コントロールシャフト５３２のみとして、コントロールシャフト５３２に支持パイプを兼ねさせてもよい。このことによりコントロールシャフト５３２は、図３９（Ｂ）に示すごとくスライダギア５２８の軸方向の変位と仲介駆動機構５２０全体の支持との両方の役割を果たすことになる。この場合は、コントロールシャフト５３２はシリンダヘッドにおいてジャーナル軸受により軸方向に摺動可能に支持される。
【０１５３】
・前記実施の形態１においては、仲介駆動機構１２０は、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６とを端面で接触させていたが、これ以外に、仲介駆動機構内部への異物の侵入をより確実に防止するために、図４０に示すごとくの構成としても良い。すなわち、入力部５２２の両端に嵌合雌部５２２ｍを形成し、揺動カム５２４，５２６の開放端側にそれぞれ嵌合雄部５２４ｍ，５２６ｍを設け、各嵌合雌部５２２ｍにそれぞれ嵌合雄部５２４ｍ，５２６ｍを嵌合する。この嵌合部は摺動可能であることから、入力部５２２と揺動カム５２４，５２６とは相対的に揺動することが可能である。また雄雌を逆にしても良い。
【０１５４】
・前記実施の形態１では、第１揺動カム１２４と第２揺動カム１２６とは同じ角度のヘリカルスプラインにより、スライダギア１２８と連結されているため、各気筒２ａの２つの吸気バルブ１２ａ，１２ｂは、共に同じリフト量変化および作用角変化を示している。これ以外に、第１揺動カム１２４と第２揺動カム１２６とは異なる角度のヘリカルスプラインとし、これに対応させてスライダギア１２８の第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃおよび第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅも形成することにより、同一の気筒内においても、２つの吸気バルブが異なるリフト量および作用角となるようにしてもよい。このことにより、２つの吸気バルブから異なる流量、あるいは異なるタイミングで燃焼室内に吸気を吹き込むことができるようになり、燃焼室内にスワール等の旋回流を生じさせることができる。このことにより、燃焼性を改良してエンジンの性能を向上させることができる。
【０１５５】
・上述した内容は、ヘリカルスプラインの角度を異ならすことにより、バルブリフト量や作用角の差を設けたが、揺動カム１２４，１２６におけるノーズ１２４ｄ，１２６ｄの位相位置に差を設けたり、あるいはノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅの形状に差を設けることで、バルブリフト量や作用角に差を設けても良い。
【０１５６】
・前記実施の形態１では、スロットルバルブが存在しないエンジンにおいて吸気量を調整するために、吸気バルブのリフト量を制御したが、スロットルバルブが備えられている場合にも適用できる。例えば、仲介駆動機構の調整により作用角が変化することから、作用角の変化によるバルブタイミングの調整等に用いても良い。
【０１５７】
・前記実施の形態１では、仲介駆動機構１２０と吸気バルブ１２ａ，１２ｂとの間にロッカーアーム１３が介在していたが、例えば、図４１〜図４４に示すごとくバルブリフタ６１３に仲介駆動機構６２０の揺動カム６２６が接触して駆動する構成でも良い。図４１〜図４４の各図において、（Ａ）は吸気バルブ６１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ６１２の開弁時を表している。揺動カム６２６のノーズ６２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり凸状に湾曲し、その湾曲面６２６ｅにてバルブリフタ６１３の頂面６１３ａに摺動するように当接する。仲介駆動機構６２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部６２２と揺動カム６２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４１の状態を最大のリフト量および作用角として、図４２，図４３，図４４へと入力部６２２と揺動カム６２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなる。図４４ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト６４５に設けられた吸気カム６４５ａが回転しても吸気バルブ６１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）、（ハ）〜（チ）と同様な効果を生じる。
【０１５８】
・また、例えば、図４５〜図４８に示すごとくバルブリフタ７１３に仲介駆動機構７２０の揺動カム７２６がローラ７２６ｅを介して接触して駆動する構成でも良い。図４５〜図４８の各図において、（Ａ）は吸気バルブ７１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ７１２の開弁時を表している。揺動カム７２６のノーズ７２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり先端にローラ７２６ｅを備えている。このローラ７２６ｅにてバルブリフタ７１３の頂面７１３ａに当接する。仲介駆動機構７２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部７２２と揺動カム７２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４５の状態を最大のリフト量および作用角として、図４６，図４７，図４８へと入力部７２２と揺動カム７２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなる。図４８ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト７４５に設けられた吸気カム７４５ａが回転しても吸気バルブ７１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）、（ハ）〜（チ）と同様な効果を生じる。更に、揺動カム７２６はノーズ７２６ｄの先端に設けられたローラ７２６ｅを介して吸気バルブ７１２を駆動しているため吸気カム７４５ａが仲介駆動機構７２０を介して吸気バルブ７１２を駆動するための摩擦抵抗が更に小さくなり、燃費を向上させることができる。
【０１５９】
・また、例えば、図４９〜図５２に示すごとく仲介駆動機構８２０の揺動カム８２６が、バルブリフタ８１３側に設けられたローラ８１３ａを介してバルブリフタ８１３に接触して吸気バルブ８１２を駆動する構成でも良い。図４９〜図５２の各図において、（Ａ）は吸気バルブ８１２の閉弁時、（Ｂ）は吸気バルブ８１２の開弁時を表している。バルブリフタ８１３は頂部にローラ８１３ａを備えている。揺動カム８２６のノーズ８２６ｄは前記実施の形態１の場合とは異なり凹凸状に湾曲し、その湾曲面８２６ｅにてバルブリフタ８１３のローラ８１３ａに当接する。仲介駆動機構８２０内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記実施の形態１同じである。したがって、入力部８２２と揺動カム８２６との相対的位相差をスライダギアの軸方向への移動により変更し、図４９の状態を最大のリフト量および作用角として、図５０，図５１，図５２へと入力部８２２と揺動カム８２６との相対的位相差を小さくすると、リフト量および作用角が小さくなり、図５２ではリフト量および作用角は０となり、吸気カムシャフト８４５に設けられた吸気カム８４５ａが回転しても吸気バルブ８１２は閉じた状態を継続する。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）〜（チ）と同様な効果を生じる。
【０１６０】
・前記実施の形態１ではコントロールシャフトを軸方向に移動させるために油圧駆動のリフト量可変アクチュエータを用いたが、これ以外にステッピングモータなどの電動アクチュエータを用いても良い。
【０１６１】
・前記実施の形態１ではコントロールシャフトを軸方向に移動させることで、入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させていたが、これ以外に、仲介駆動機構内に油圧アクチュエータを設け、調整された油圧を仲介駆動機構に供給することにより入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させても良い。また、電動アクチュエータを仲介駆動機構内に設けることにより電気信号にて入力部と揺動カムとの相対位相差を変化させても良い。
【０１６２】
・前記実施の形態１では、各仲介駆動機構には入力部が１つと揺動カムが２つ設けられていたが、揺動カムは１つでも良く、３つ以上でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるエンジンおよびその制御系統の概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のエンジンの縦断面図。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図４】実施の形態１のシリンダヘッドにおけるカムシャフトおよび可変動弁機構を中心とした要部詳細図。
【図５】実施の形態１の仲介駆動機構の斜視図。
【図６】実施の形態１の仲介駆動機構の構成説明図。
【図７】実施の形態１の入力部の斜視図。
【図８】実施の形態１の入力部の構成説明図。
【図９】実施の形態１の第１揺動カムの斜視図。
【図１０】実施の形態１の第１揺動カムの構成説明図。
【図１１】実施の形態１の第２揺動カムの斜視図。
【図１２】実施の形態１の第２揺動カムの構成説明図。
【図１３】実施の形態１のスライダギアの斜視図。
【図１４】実施の形態１のスライダギアの構成説明図。
【図１５】実施の形態１の支持パイプの構成説明図。
【図１６】実施の形態１のコントロールシャフトの構成説明図。
【図１７】実施の形態１の支持パイプとコントロールシャフトとを組み合わせた状態の斜視図。
【図１８】実施の形態１の支持パイプとコントロールシャフトとを組み合わせた状態の構成説明図。
【図１９】実施の形態１の支持パイプ、コントロールシャフトおよびスライダギアを組み合わせた状態の斜視図。
【図２０】実施の形態１の支持パイプ、コントロールシャフトおよびスライダギアを組み合わせた状態の構成説明図。
【図２１】実施の形態１の仲介駆動機構の内部構成を示す一部破断斜視図。
【図２２】実施の形態１のリフト量可変アクチュエータの構成を示す縦断面図。
【図２３】実施の形態１の仲介駆動機構の駆動状態説明図。
【図２４】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２５】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２６】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２７】実施の形態１の可変動弁機構の要部縦断面で示す動作説明図。
【図２８】実施の形態１の可変動弁機構により調節される吸気バルブのリフト量変化を示すグラフ。
【図２９】実施の形態１の回転位相差可変アクチュエータの構成を示す縦断面図。
【図３０】図２９におけるＡ−Ａ断面図。
【図３１】実施の形態１の回転位相差可変アクチュエータの動作説明図。
【図３２】実施の形態１のＥＣＵが実行するバルブ駆動制御処理のフローチャート。
【図３３】実施の形態１においてアクセル開度ＡＣＣＰの値に基づいてコントロールシャフトの軸方向の目標変位Ｌｔを求めるための１次元マップ構成説明図。
【図３４】実施の形態１においてエンジン回転数ＮＥと吸気量ＧＡとに基づいて吸気カムシャフトの目標進角値θｔを求めるための２次元マップ構成説明図。
【図３５】図３４の２次元マップ内の領域構成説明図。
【図３６】実施の形態１のＥＣＵが実行するリフト量可変制御処理のフローチャート。
【図３７】実施の形態１のＥＣＵが実行する回転位相差可変制御処理のフローチャート。
【図３８】実施の形態１の変形例１としての可変動弁機構の構成説明図。
【図３９】実施の形態１の変形例２としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４０】実施の形態１の変形例３としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４１】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４２】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４３】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４４】実施の形態１の変形例４としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４５】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図４６】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４７】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４８】実施の形態１の変形例５としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図４９】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の構成説明図。
【図５０】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図５１】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【図５２】実施の形態１の変形例６としての仲介駆動機構の動作説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、６…ピストン、８… シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ，１２ｂ…吸気バルブ、１２ｃ…ステムエンド、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１３ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１４…ロッカーアーム、１４ａ，１４ｂ…吸気ポート、１５…クランクシャフト、１６ａ，１６ｂ…排気バルブ、１８ａ，１８ｂ…排気ポート、３０…吸気マニホールド、３０ａ…吸気通路、３２…サージタンク、３４…フューエルインジェクタ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４５ｂ…ノーズ、４５ｃ…ジャーナル、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４８…排気マニホルド、５０…触媒コンバータ、６０…ＥＣＵ、６２…双方向性バス、６４…ＲＡＭ、６６…ＲＯＭ、６８…ＣＰＵ、７０…入力ポート、７２…出力ポート、７３…ＡＤ変換器、７４…アクセルペダル、７６… アクセル開度センサ、８０…上死点センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸入空気量センサ、８６…水温センサ、８８… 空燃比センサ、９２…カム角センサ、９４…駆動回路、９８…第１オイルコントロールバルブ、９８ａ…供給通路、９８ｂ… 排出通路、９８ｃ…ケーシング、９８ｄ，９８ｅ…給排ポート、９８ｆ…第１排出ポート、９８ｇ…第２排出ポート、９８ｈ…供給ポート、９８ｉ…弁部、９８ｊ…コイルスプリング、９８ｋ…電磁ソレノイド、９８ｍ…スプール、１００…リフト量可変アクチュエータ、１００ａ…シリンダチューブ、１００ｂ…ピストン、１００ｃ，１００ｄ…エンドカバー、１００ｅ…コイルスプリング、１００ｆ…第１圧力室、１００ｇ…第２圧力室、１００ｈ…第１給排通路、１００ｉ…第２給排通路、１０２…第２オイルコントロールバルブ、１０２ｋ…電磁ソレノイド、１０４…回転位相差可変アクチュエータ、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ，１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…スプリング、１２４…第１揺動カム、１２４ａ…ハウジング、１２４ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ，１２６ｃ…軸受部、１２４ｄ，１２６ｄ…ノーズ、１２４ｅ，１２６ｅ…カム面、１２６…第２揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２８…スライダギア、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ，１２８ｅ…出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３６，１３８，１３９，１４０…立壁部、１４２…クランクシャフト、１４４…オイルパン、２２４ａ…タイミングスプロケット、２２４ｂ…外歯、２３２…ボルト、２３４…内部ロータ、２３６…ベーン、２４０…ハウジング本体、２４２…カバー、２４４…ボルト、２４６…突条、２４８…貫通孔、２５０…ロックピン、２５０ａ…収容孔、２５２…係止穴、２５４…スプリング、２５６…油溝、２５８…長孔、２６０…円筒状のボス、２６２…凹部、２６４…第１油圧室、２６６…第２油圧室、２６８，２７０…溝、２７４…板バネ、２７６…シールプレート、２７８…板バネ、２８２…環状油空間、２８４…油路、２８８…第２油路、２９０…油溝、２９２…油孔、２９４…油通路、２９６…環状空間、２９８…油孔、３００…油溝、３０２…油孔、３０４…油通路、３０６…油孔、３０８，３１０…油溝、３１２…油孔、５２０…仲介駆動機構、５２２…入力部、５２２ｍ…嵌合雌部、５２４，５２６…揺動カム、５２４ｍ，５２６ｍ…嵌合雄部、５２８…スライダギア、５３２…コントロールシャフト、６１２…吸気バルブ、６１３…バルブリフタ、６１３ａ…頂面、６２０… 仲介駆動機構、６２２…入力部、６２６…揺動カム、６２６ｄ…ノーズ、６２６ｅ…湾曲面、６４５…吸気カムシャフト、６４５ａ… 吸気カム、７１２…吸気バルブ、７１３…バルブリフタ、７１３ａ…頂面、７２０…仲介駆動機構、７２２…入力部、７２６…揺動カム、７２６ｄ…ノーズ、７２６ｅ…ローラ、７４５…吸気カムシャフト、７４５ａ…吸気カム、８１２…吸気バルブ、８１３…バルブリフタ、８１３ａ…ローラ、８２０…仲介駆動機構、８２２…入力部、８２６ｄ…ノーズ、８４５…吸気カムシャフト、８４５ａ…吸気カム。
Claims (20)
- 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに設けられた回転カムと、
前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、
前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、
角度の異なる２種のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、
前記入力部に設けられ、前記スライダギアの一方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、
前記出力部に設けられ、前記スライダギアの他方の種類のスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記出力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、
前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに設けられた回転カムと、
前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、
前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、前記仲介位相差可変手段は、
前記入力部に設けられた入力部スプラインと、
前記出力部に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、
前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記出力部とを相対揺動させるスライダギアと、
前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに設けられた回転カムと、
前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、
前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段と を備え、
前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、
前記入力部と前記出力部との数に対応した種類のスプラインを有し前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能なスライダギアと、
前記入力部に設けられ、前記スライダギアの１つのスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記入力部を前記スライダギアに対して相対揺動させる入力ギア部と、
前記各出力部毎に設けられ、前記スライダギアの残りのスプラインの内で対応するスプラインに噛み合うことにより、前記スライダギアの軸方向への移動に応じて前記各出力部を個々に前記スライダギアに対して相対揺動させる出力ギア部と、
前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに設けられた回転カムと、
前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、
前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、
前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、
前記入力部に設けられた入力部スプラインと、
前記各出力部毎に設けられ、前記入力部スプラインとは角度の異なる出力部スプラインと、
前記仲介駆動機構の軸方向に移動可能であり、前記入力部スプラインと前記出力部スプラインとにそれぞれ噛み合うことにより、軸方向への移動に応じて前記入力部と前記各出力部とを相対揺動させるスライダギアと、
前記スライダギアを軸方向に移動させるとともに前記スライダギアの軸周りの揺動を許容するコントロールシャフトと、
前記コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより前記スライダギアの軸方向での変位を調整する変位調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出する係止ピンが前記長孔に挿入されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜５のいずれか記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本が設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記スライダギア内には支持パイプが周方向に摺動可能に配置され、前記支持パイプ内には軸方向に摺動可能に前記コントロールシャフトが貫通し、前記支持パイプには軸方向に長い長孔が形成され、前記スライダギアには周方向に長い長孔が形成され、前記コントロールシャフトから突出す る係止ピンが前記支持パイプに形成された長孔を貫通するとともに前記スライダギアに形成された長孔に挿入されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項７記載の構成において、前記仲介駆動機構は内燃機関の気筒毎に設けられ、前記支持パイプ及び前記コントロールシャフトは全ての仲介駆動機構に共通の１本がそれぞれ設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構であって、
内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフトと、
前記カムシャフトに設けられた回転カムと、
前記カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記回転カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記バルブを駆動する仲介駆動機構と、
前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備え、
前記仲介駆動機構は、１つの入力部と複数の出力部とを有し、該複数の出力部は同一気筒において設けられている同数の吸気バルブまたは排気バルブを駆動し、前記仲介位相差可変手段は、
前記仲介位相差可変手段は、入力部と出力部との相対位相差をバルブ毎に異なる可変状態とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項９記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、一部のバルブについては入力部と出力部との相対位相差を一定に維持することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、前記出力部は揺動カムとして構成され、前記仲介位相差可変手段は揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブのリフト量の大きさを調整可能とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１１記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、揺動カムに形成されたノーズと入力部との相対位相差を可変とすることにより、前記回転カムによる入力部の駆動に連動して生じるノーズによる前記バルブへの作用角を調整可能とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１１〜１３のいずれか記載の構成において、前記揺動カムはローラを介して前記バルブを駆動することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１４記載の構成において、前記ローラはロッカーアームに備えられ、該ロッカーアームを介して前記揺動カムは前記バルブを駆動することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜１５のいずれか記載の構成において、前記入力部は先端にて前記回転カムに接触するアームを備え、該アームが前記回転カムにより駆動されることで前記出力部が前記バルブを駆動することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１６記載の構成において、前記アームの先端にはローラが備えられ、該ローラにて前記回転カムに接触することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜１７のいずれか記載の構成において、前記仲介位相差可変手段は、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を連続可変とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜１８のいずれか記載の構成に加えて、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相差を可変とする回転位相差可変手段が設けられていることにより、バルブのリフト量または作用角とバルブタイミングとを可変とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
- 請求項１〜１９のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構を備え、内燃機関に対して要求される吸気量に応じて、前記仲介位相差可変手段を駆動して前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を変更することを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
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