JP2002332876A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉防止のためにバルブタイミング調整機構
による遅角制御を低速用カムの制御中にも一律に行って
いることから、ポンピングロスの低減効果が薄れて燃費
の向上効果が得られにくい。 【解決手段】 ステップ１でこの実リフト量Ｌａを読み
込み、ステップ２ではこの実リフト量Ｌａと基本目標値
Ｌｔとの差値△Ｌが所定値△Ｌｏよりも大きいか否かを
判断し、ここで、小さいと判断した場合は、干渉警戒線
を越える（オーバーシュート）のおそれがないので、そ
のままリターンするが、大きいと判断した場合は、ステ
ップ３に進む。このステップ３では、リフト位相可変機
構２によってリフト位相目標値を所定量△θｓだけ遅角
側のリフト位相修正目標値（ｇ２点）に移動させる。こ
れによって、干渉を回避することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の可変動
弁装置、とりわけ、吸気弁や排気弁である機関弁のリフ
ト量を変化させるリフト量可変機構と、リフト位相を進
遅変化させるリフト位相可変機構とを備えた可変動弁装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、機関運転状態に応じて、
例えば吸気弁のバルブリフト量を可変にするバルブリフ
ト調整機構（リフト量可変機構）とリフト位相（ピーク
リフトタイミング）を可変にするバルブタイミング調整
機構（リフト位相可変機構）とを併用してバルブリフト
特性の自由度を向上させ、機関運転性能を大幅に高める
可変動弁装置が従来から種々提供されている（特開平８
−１７７４３４号公報等参照）。

【０００３】すなわち、この可変動弁装置は、カムシャ
フトに設けられた低速用カムと高速用カムを、機関運転
状態に応じて選択的に切り換えて、機関弁である吸気弁
あるいは排気弁のカムリフトを可変制御するバルブリフ
ト調整機構と、カムシャフトとクランクシャフトの相対
回動位相を機関運転状態に応じて変換して機関弁のリフ
ト位相を可変制御するバルブタイミング調整機構とを備
えている。

【０００４】また、この装置は、例えば前記バルブタイ
ミング調整機構が故障した場合に、バルブリフト調整機
構によって低速用カム側に強制的に切り換えるか、ある
いはバルブリフト調整機構が故障した場合には、バルブ
タイミング調整機構によって機関弁の開閉時期を制御し
てバルブリフト作動中心が上死点から離れるような方向
にそれぞれ制御することにより、ピストンと吸気弁ある
いは排気弁の干渉や、隣接する吸気弁と排気弁との干渉
を回避させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の可変動弁装置にあっては、前述のように、バルブリ
フト調整機構が故障した際には、吸気弁と排気弁との干
渉などを回避するためにバルブタイミング調整機構によ
ってバルブリフト作動中心が上死点から離れるように方
向に制御を行なうようになっているが、この制御は低速
用カム側のリフト制御中にも一律に行なわれるようにな
っている。このため、かかる低速用カムの制御中におい
てバルブリフト中心を上死点に近づけることができない
ことから、例えば、吸気側にこの可変動弁装置を適用し
た場合は、吸気弁の閉時期を十分に早めることができな
い。この結果、ポンピングロスの低減効果が薄れて燃費
の向上効果が得られにくい。

【０００６】また、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラ
ップの十分な拡大も期待できず、気筒内での残留ガスの
増大などによる燃費の向上効果も得られにくい、といっ
た技術的課題を招来している。

【０００７】また、前記各調整機構の故障時においてピ
ストンや機関弁などの干渉を防止する方法としては、ピ
ストン冠面のバルブリセスを大きくすることも考えられ
るが、この場合は、大きなバルブリセス内に燃焼不十分
なガスが残留してＨＣなどの排気エミッション性能が低
下するおそれがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の可
変動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１
記載の発明は、機関弁のバルブリフト量を機関運転状態
に応じて可変制御するリフト量可変機構と、機関弁のリ
フト位相を機関運転状態に応じて進遅制御するリフト位
相可変機構と、前記リフト量可変機構の現在の作動位置
を検出するリフト量検出手段と、前記リフト位相可変機
構の現在の実作動位置を検出するリフト位相検出手段
と、前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を
介して基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関
弁のリフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本
リフト位相目標値に制御するコントローラとを備え、前
記コントローラは、前記リフト量検出手段によって検出
された現在の実リフト量が前記基本リフト量目標値より
も所定値よりも大きい場合に、前記リフト位相を、前記
リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目標値に対
してピストン上死点から離れるように制御するリフト位
相修正手段を備えたことを特徴としている。

【０００９】したがって、この発明によれば、機関弁の
リフト量が、リフト量可変機構によるオーバーシュート
などによって基本リフト量目標値より大きく変化しまっ
た場合は、リフト位相可変機構によってリフト位相（ピ
ークリフトタイミング）を上死点よりも離れる方向に変
化させるため、ピストンと機関弁などの干渉を防止でき
る。その結果、例えば低リフト領域ではリフト位相をピ
ストン上死点付近へ十分に近付けるようなリフト位相制
御が可能になり、従来のような燃費性能の低下を防止で
きる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、機関弁のバルブ
リフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト量
可変機構と、機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じ
て進遅制御するリフト位相可変機構と、前記リフト量可
変機構の現在の実作動位置を検出するリフト量検出手段
と、前記リフト位相可変機構の現在の実作動位置を検出
するリフト位相検出手段と、前記機関弁のリフト量を、
前記リフト量可変機構を介して基本リフト量目標値に制
御すると共に、前記機関弁のリフト位相を前記リフト位
相可変機構を介して基本リフト位相目標値に制御するコ
ントローラとを備え、前記コントローラは、前記リフト
位相検出手段によって検出された実リフト位相が前記基
本リフト位相目標値に対してピストン上死点に近づく側
に所定値以上変化した場合に、前記リフト量を、前記リ
フト量可変機構によって基本リフト量目標値よりも小リ
フト側に制御するリフト量修正手段を備えたことを特徴
としている。

【００１１】請求項３に記載の発明にあっては、コント
ローラは、前記リフト量検出手段によって検出された実
リフト量値が、基本リフト量目標値よりも所定値以上で
ある場合でも、現在の実リフト位相が前記リフト位相修
正手段によって修正されたリフト位相値に対してピスト
ン上死点から離れる側にある場合は、前記リフト位相可
変機構を介してリフト位相を基本リフト位相目標値にな
るように制御することを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明にあっては、コント
ローラは、前記リフト位相検出手段によって検出された
実リフト位相値が、基本リフト位相目標値よりもピスト
ン上死点に近づく側へ所定値以上変化した場合であって
も、現在の実リフト量が前記リフト量修正手段によって
修正されたリフト量値に対して小さい場合は、前記リフ
ト量可変機構を介してリフト量を基本リフト量目標値に
なるように制御することを特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の発明は、前記リフト量検
出手段の故障を検出する第１故障検出手段を設ける一
方、前記コントローラは、第１故障検出手段により故障
検出信号が入力された場合に、機関弁のリフト位相を、
機関弁の実リフト量が最大であっても、リフト位相可変
機構を介して前記機関弁とピストンとの干渉及び隣接す
る各機関弁間の干渉を回避し得るような範囲に制御する
ことを特徴としている。

【００１４】請求項６に記載の発明は、前記リフト位相
検出手段の故障を検出する第２故障検出手段を設ける一
方、前記コントローラは、第２故障検出手段により故障
検出信号が入力された場合に、機関弁のリフト量を、機
関弁の実リフト位相が最もピストン上死点に近い位相に
あっても、リフト量可変機構を介して前記機関弁とピス
トンとの干渉及び隣接する各機関弁間の干渉を回避し得
るような範囲に制御することを特徴としている。

【００１５】請求項７に記載の発明は、前記リフト量検
出手段の他に、補助リフト量検出手段を設けると共に、
該両検出手段から出力された検出信号に基づいて該両検
出手段の故障を検出するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１６】請求項８に記載の発明は、前記リフト位相
検出手段の他に、補助リフト位相検出手段を設けると共
に、該両検出手段から出力された検出信号に基づいて該
両検出手段の故障を検出するようにしたことを特徴とし
ている。

【００１７】請求項９に記載の発明は、機関弁のバルブ
リフト量を可変制御するリフト量可変機構と、機関弁の
リフト位相を進遅制御するリフト位相可変機構と、前記
リフト量可変機構の現在の実作動位置を検出するリフト
量検出手段と、前記リフト位相可変機構の現在の実作動
位置を検出するリフト位相検出手段と、前記機関弁のリ
フト量を、前記リフト量検出手段からの検出信号に基づ
いて前記リフト量可変機構を介して基本リフト量目標値
にフィードバック制御すると共に、前記機関弁のリフト
位相を、前記リフト位相検出手段からの検出信号に基づ
いて前記リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目
標値にフィードバック制御するコントローラとを備え、
前記リフト量検出手段とリフト位相検出手段の他に、少
なくともリフト量あるいはリフト位相のいずれか一方を
検出する補助検出手段を設けると共に、該補助検出手段
と前記リフト量検出手段あるいはリフト位相検出手段と
から出力された検出信号に基づいて、これらいずれかの
検出手段の故障を検出したことを特徴としている。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、前記リフト量
検出手段と前記補助検出手段とからの検出信号によって
これらの検出手段の故障を検出した際に、前記機関弁が
リフト量可変機構によって最大リフト量の状態にあって
も、機関弁とピストンあるいは隣接する各機関弁同士が
干渉しない範囲となるようにコントローラが前記リフト
位相可変機構を介してリフト位相を制御することを特徴
としている。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、前記リフト位
相検出手段と前記補助検出手段とからの検出信号によっ
てこれらの検出手段の故障を検出した際に、前記機関弁
がリフト位相可変機構によってピストンの上死点に最も
近いリフト位相位置にあっても、機関弁とピストンある
いは隣接する各機関弁同士が干渉しない範囲となるよう
にコントローラが前記リフト量可変機構を介してリフト
量を制御することを特徴としている。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、前記リフト量
可変機構は、揺動カムによって前記機関弁を開閉作動さ
せる構成とし、前記揺動カムの揺動位置を検出するタイ
ミングセンサーと、該タイミングセンサーによって検出
されたバルブリフト上昇時に所定揺動位置を通過する上
り側タイミング値とリフト下降時に所定揺動位置を通過
する下り側タイミング値とに基づいて演算によりリフト
量を検出するリフト量検出手段と、同じく前記上り側タ
イミングと下り側タイミングとに基づいてリフト位相を
演算により検出するリフト位相検出手段と、前記揺動カ
ムが所定揺動位置を通過するタイミングを検出する補助
タイミングセンサーと、該補助タイミングセンサーによ
って検出されたバルブリフト上昇時に所定揺動位置を通
過する上り側補助タイミング値とリフト下降時に所定揺
動位置を通過する下り側補助タイミング値とに基づいて
演算によりリフト量を検出する補助リフト量検出手段
と、同じく前記上り側補助タイミングと下り側補助タイ
ミングとに基づいて演算によりリフト位相を検出する補
助リフト位相検出手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、機関弁のバル
ブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト
量可変機構と、機関弁のリフト位相を機関運転状態に応
じて進遅制御するリフト位相可変機構と、前記機関弁の
リフト量を、前記リフト量可変機構を介して基本リフト
量目標値に制御すると共に、前記機関弁のリフト位相を
前記リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目標値
に制御するコントローラとを備え、前記リフト量可変機
構よる現在の実リフト量に応じてオン、オフ信号を出力
するメカニカルスイッチ機構を設けると共に、該メカニ
カルスイッチ機構を前記リフト位相可変機構のアクチュ
エータ駆動回路に論理的に接続し、機関弁の実リフト量
が所定値より大きい場合に、前記メカニカルスイッチ機
構からのオフ信号に基づいて前記リフト位相可変機構に
より機関弁のリフト位相をピストン上死点から離れる側
へ駆動制御するように構成したことを特徴としている。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、機関弁のバル
ブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト
量可変機構と、機関弁のリフト位相を機関運転状態に応
じて進遅制御するリフト位相可変機構と、前記機関弁の
リフト量を、前記リフト量可変機構を介して基本リフト
量目標値に制御すると共に、前記機関弁のリフト位相を
前記リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目標値
に制御するコントローラとを備え、前記リフト位相可変
機構よる現在の実リフト位相に応じてオン、オフ信号を
出力するメカニカルスイッチ機構を設けると共に、該メ
カニカルスイッチ機構を前記リフト量可変機構のアクチ
ュエータ駆動回路に論理的に接続し、機関弁のリフト位
相がピストン上死点に対して所定角度値より近づいてい
る場合に、前記メカニカルスイッチ機構からのオフ信号
に基づいて前記リフト量可変機構により機関弁のリフト
量を低リフト側へ駆動制御するように構成したことを特
徴としている。

【００２３】請求項１５に記載の発明は、機関弁のバル
ブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト
量可変機構と、機関弁のリフト位相を機関運転状態に応
じて進遅制御するリフト位相可変機構と、前記機関弁の
リフト量を、前記リフト量可変機構を介して基本リフト
量目標値に制御すると共に、前記機関弁のリフト位相を
前記リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目標値
に制御するコントローラとを備え、前記リフト量可変機
構よる現在の実リフト量に応じてオン、オフ信号を出力
する第１メカニカルスイッチ機構を設けると共に、該第
１メカニカルスイッチ機構を前記リフト位相可変機構の
アクチュエータ駆動回路に論理的に接続し、機関弁の実
リフト量が所定値より大きい場合に、前記第１メカニカ
ルスイッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リフト位
相可変機構により機関弁のリフト位相をピストン上死点
から離れる側へ駆動制御するように構成すると共に、前
記リフト位相可変機構よる現在の実リフト位相に応じて
オン、オフ信号を出力する第２メカニカルスイッチ機構
を設けると共に、該第２メカニカルスイッチ機構を前記
リフト位相可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的
に接続し、機関弁の実リフト位相がピストン上死点に対
して所定角度値より近づいている場合に、前記第２メカ
ニカルスイッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リフ
ト位相可変機構により機関弁のリフト位相をピストン上
死点から離れる側へ駆動制御するように構成したことを
特徴としている。

【００２４】請求項１６に記載の発明は、機関弁のバル
ブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するリフト
量可変機構と、機関弁のリフト位相を機関運転状態に応
じて進遅制御するリフト位相可変機構と、前記機関弁の
リフト量を、前記リフト量可変機構を介して基本リフト
量目標値に制御すると共に、前記機関弁のリフト位相を
前記リフト位相可変機構を介して基本リフト位相目標値
に制御するコントローラとを備え、前記リフト量可変機
構よる現在の実リフト量に応じてオン、オフ信号を出力
する第１メカニカルスイッチ機構を設けると共に、該第
１メカニカルスイッチ機構を前記リフト量可変機構のア
クチュエータ駆動回路に論理的に接続し、機関弁の実リ
フト量が所定値より大きい場合に、前記第１メカニカル
スイッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リフト量可
変機構により機関弁のリフト量を低リフト側へ駆動制御
するように構成すると共に、前記リフト位相可変機構よ
る現在の実リフト位相に応じてオン、オフ信号を出力す
る第２メカニカルスイッチ機構を設けると共に、該第２
メカニカルスイッチ機構を前記リフト量可変機構のアク
チュエータ駆動回路に論理的に接続し、機関弁のリフト
位相がピストン上死点に対して所定角度値より近づいて
いる場合に、前記第２メカニカルスイッチ機構からのオ
フ信号に基づいて前記リフト量可変機構により機関弁の
リフト量を低リフト側へ駆動制御するように構成したこ
とを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る可変動弁装置
を吸気側に適用した第１の実施形態を示し、シリンダヘ
ッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設け
られた１気筒あたり２つの吸気弁１２，１２を備え、か
つ該各吸気弁１２，１２のバルブリフトを機関運転状態
に応じて可変にするリフト量可変機構１と、各吸気弁１
２，１２のリフト位相を機関運転状態に応じて可変にす
るリフト位相可変機構２とを備えている。

【００２６】前記リフト量可変機構１は、図１〜図３に
示すように、シリンダヘッド１１上部の軸受１４に回転
自在に支持された中空状の駆動軸１３と、該駆動軸１３
に圧入などによって固設された偏心回転カムである２つ
の駆動カム１５，１５と、駆動軸１３に揺動自在に支持
されて、各吸気弁１２，１２の上端部に配設されたバル
ブリフター１６，１６の平坦な上面１６ａ，１６ａに摺
接して各吸気弁１２，１２を開作動させる左右一対の揺
動カム１７，１７と、駆動カム１５と揺動カム１７，１
７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動カ
ム１７，１７の揺動力として伝達する伝達機構１８と、
該伝達機構１８の作動位置を可変制御にする制御機構１
９とを備えている。

【００２７】前記駆動軸１３は、機関前後方向に沿って
配置されていると共に、一端部に設けられた後述する可
変機構２のタイミングスプロケット４０に巻装された図
外のタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸か
ら回転力が伝達されている。

【００２８】前記軸受１４は、図１に示すようにシリン
ダヘッド１１の上端部に設けられて、駆動軸１３の上部
を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケ
ット１４ａの上端部に設けられて、後述する制御軸３２
を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、
両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１
４ｃによって上方から共締め固定されている。

【００２９】前記両駆動カム１５は、図１〜図３に示す
ようにほぼリング状を呈し、カム本体１５ａと、該カム
本体１５ａの外端面に一体に設けられた筒状部１５ｂと
からなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔１５ｃが貫通形成
されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘが駆動軸１
３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしてい
る。また、この各駆動カム１５は、駆動軸１３に対し前
記両バルブリフター１６，１６に干渉しない両外側に駆
動軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、
両方のカム本体１５ａ，１５ａの外周面１５ｄ，１５ｄ
が同一のカムプロフィールに形成されている。

【００３０】前記各揺動カム１７は、図２に示すように
ほぼ横Ｕ字形状を呈し、一端部側の円環状の基端部２０
には駆動軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持
孔２０ａが貫通形成されていると共に、各他端部のカム
ノーズ部２１にピン孔２１ａが貫通形成されている。ま
た、各揺動カム１７の下面には、カム面２２が形成さ
れ、基端部２０側の基円面２２ａと該基円面２２ａから
カムノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面２２ｂと
該ランプ面２２ｂの先端側に有するリフト面２２ｃとが
形成されており、該基円面２２ａとランプ面２２ｂ及び
リフト面２２ｃとが、揺動カム１７の揺動位置に応じて
各バルブリフター１６の上面１６ａ所定位置に当接する
ようになっている。

【００３１】前記伝達機構１８は、図２に示すように駆
動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、該ロ
ッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係
するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２
３ｂと揺動カム１７とを連係する連係部材であるリンク
ロッド２５とを備えている。

【００３２】前記各ロッカアーム２３は、図３に示すよ
うに、平面からみてほぼクランク状に折曲形成され、中
央に有する筒状基部２３ｃが後述する制御カム３３に回
転自在に支持されている。また、各基部２３ｃの各外端
部に突設された前記一端部２３ａには、図２及び図３に
も示すように、リンクアーム２４と相対回転自在に連結
するピン２６が挿通されるピン孔２３ｄが貫通形成され
ている一方、各基部２３ｃの各内端部に夫々突設された
前記他端部２３ｂには、各リンクロッド２５の一端部２
５ａと相対回転自在に連結するピン２７が挿通されるピ
ン孔２３ｅが形成されている。

【００３３】また、前記リンクアーム２４は、比較的大
径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定
位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの
中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外
周面に回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されてい
る一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に
挿通するピン孔２４ｄが貫通形成されている。

【００３４】さらに、前記リンクロッド２５は、図２に
も示すように所定長さのほぼく字形状に折曲形成され、
両端部２５ａ，２５ｂには、図３にも示すようにピン挿
通孔２５ｃ，２５ｄが形成されており、この各ピン挿通
孔２５ｃ，２５ｄに、前記ロッカアーム２３の他端部２
３ｂに有するピン孔２３ｅと揺動カム１７のカムノーズ
部２１に有するピン孔２１ａにそれぞれ挿通した各ピン
２７，２８の端部が回転自在に挿通している。

【００３５】そして、このリンクロッド２５は、前記揺
動カム１７の最大揺動範囲を前記ロッカアーム２３の揺
動範囲内に規制するようになっている。

【００３６】尚、各ピン２６，２７，２８の一端部に
は、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移
動を規制するスナップリング２９，３０，３１が設けら
れている。

【００３７】前記制御機構１９は、機関前後方向に配設
された前記制御軸３２と、該制御軸３２の外周に固定さ
れてロッカアーム２３の揺動支点となる制御カム３３
と、制御軸３２の回転位置を制御する電動アクチュエー
タである電動モータ３４とから構成されている。

【００３８】前記制御軸３２は、駆動軸１３と並行に設
けられて、前述のように軸受１４のメインブラケット１
４ａ上端部の軸受溝とサブブラケット１４ｂとの間に回
転自在に支持されている。一方、前記各制御カム３３
は、夫々円筒状を呈し、図２に示すように軸心Ｐ１位置
が制御軸３２の軸心Ｐ２からα分だけ偏倚している。

【００３９】前記電動モータ３４は、駆動シャフト３４
ａの先端部に設けられた第１平歯車３５と制御軸３２の
後端部に設けられた第２平歯車３６との噛合いを介し
て、制御軸３２に回転力を伝達するようになっていると
共に、機関の運転状態を検出するコントローラ３７から
の制御信号によって駆動するようになっている。

【００４０】一方、前記リフト位相可変機構２は、図１
に示すように前記駆動軸１３の先端部側に設けられ、図
外のタイミングチェーンによって機関のクランク軸から
回転力が伝達されるタイミングスプロケット４０と、駆
動軸１３の先端部にボルト４１によって軸方向から固定
されたスリーブ４２と、タイミングスプロケット４０と
スリーブ４２との間に介装された筒状歯車４３と、該筒
状歯車４３を駆動軸１３の前後軸方向へ駆動させる駆動
機構である油圧回路４４とから構成されている。

【００４１】前記タイミングスプロケット４０は、筒状
本体４０ａの後端部にチェーンが巻装されるスプロケッ
ト部４０ｂがボルト４５により固定されていると共に、
筒状本体４０ａの前端開口がフロントカバー４０ｃによ
って閉塞されている。また、筒状本体４０ａの内周面に
は、はす歯形のインナ歯４６が形成されている。

【００４２】前記スリーブ４２は、後端側に駆動軸１３
の先端部が嵌合する嵌合溝が形成されていると共に、前
端部の保持溝内にはフロントカバー４０ｃを介してタイ
ミングスプロケット４０を前方に付勢するコイルスプリ
ング４７が装着されている。また、スリーブ４２の外周
面には、はす歯形のアウタ歯４８が形成されている。

【００４３】前記筒状歯車４３は、軸直角方向から２分
割されて前後の歯車構成部がピンとスプリングによって
互いに接近する方向に付勢されていると共に、内外周面
には前記各インナ歯４６とアウタ歯４８に噛合いするは
す歯形の内外歯が形成されており、前後に形成された第
１，第２油圧室４９，５０へ相対的に供給される油圧に
よって各歯間を摺接しながら前後軸方向へ移動するよう
になっている。また、この筒状歯車４３は、フロントカ
バー４０ｃに突当った最大前方移動位置で吸気弁１２を
最遅角位置に制御する一方、最大後方移動位置で最進角
位置に制御するようになっている。さらに、第２油圧室
５０内に弾装されたリターンスプリング５１によって第
１油圧室４９の油圧が供給されない場合に最大前方移動
位置に付勢されるようになっている。

【００４４】前記油圧回路４４は、図外のオイルパンと
連通するオイルポンプ５２の下流側に接続されたメイン
ギャラリ５３と、該メインギャラリ５３の下流側で分岐
して前記第１，第２油圧室４９，５０に接続された第
１，第２油圧通路５４，５５と、前記分岐位置に設けら
れたソレノイド型の流路切換弁５６と、該流路切換弁５
６に接続されたドレン通路５７とから構成されている。

【００４５】前記流路切換弁５６は、前記リフト量可変
機構１の電動モータ３４を駆動制御する同じコントロー
ラ３７からの制御信号によって切換駆動されるようにな
っている。

【００４６】また、前記リフト量可変機構１には、図１
に示すように、制御軸３２の現在の回転位置を検出する
リフト量検出手段であるリフト量検出センサ５８が設け
られていると共に、このリフト量検出センサ５８の他
に、同じくリフト量を検出する補助リフト量検出センサ
６０が設けられている。

【００４７】一方、前記リフト位相可変機構２にも、駆
動軸１３とタイミングスプロケット４０との相対回動位
置を検出するリフト位相検出手段であるリフト位相検出
センサ５９が設けられていると共に、このリフト位相検
出センサ５９の他に、同じくリフト位相を検出する補助
リフト位相検出センサ６１が設けられている。

【００４８】前記コントローラ３７は、クランク角セン
サからの機関回転数信号、エアフローメータからの吸気
流量信号（負荷）及び機関油温センサなどの各種のセン
サからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算
等により検出すると共に、前記リフト量検出センサ５８
やリフト位相検出センサ５９からの検出信号に基づい
て、前記電動モータ３４及び流路切換弁５６に制御信号
を出力している。

【００４９】すなわち、コントローラ３７が、機関回転
数、負荷、油温、機関始動後の経過時間などの情報信号
から吸気弁１２の目標リフト特性、つまり制御軸３２の
目標回転位置を決定して、この指令信号に基づき電動モ
ータ３４を回転させることにより制御軸３２を介して制
御カム３３を所定回転角度位置まで回転制御する。ま
た、リフト量検出センサ５８により、制御軸３２の実際
の回転位置をモニターし、フィードバック制御により制
御軸３２を目標位相に回転させるようになっている。

【００５０】具体的には、機関始動初期のクランキング
時及びアイドリング時には、コントローラ３７からの制
御信号によって電動モータ３４を介して制御軸３２が一
方向へ回転制御されて、図４に示すように制御カム３３
の軸心Ｐ１が制御軸３２の軸心Ｐ２から図示のように左
上方の回動位置に保持され、厚肉部３３ａが駆動軸１３
から上方向へ離間回動する。これにより、ロッカアーム
２３は、全体が駆動軸１３に対して上方向へ移動し、こ
のため各揺動カム１７はリンクロッド２５を介して強制
的に引き上げられて反時計方向へ回動する。したがっ
て、駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介して
ロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、その
リフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及び
バルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量Ｌ
は、図４及び図７に示すように小さくなる。このため、
ガス流動が強化されて燃焼が改善されて、燃費の向上と
機関回転の安定化が図れる。

【００５１】特に、クランキング時には、バルブリフト
量を図７に示すように零または零に近い極小リフト（Ｌ
ｍｉｎ）になるように設定されているため、後述するよ
うに機関回転の立ち上がりが良好になる。

【００５２】一方、高回転高負荷域では、コントローラ
３７からの制御信号によって電動モータ３４により制御
軸３２が今度は他方向に回転して制御カム３３を図２，
図６に示す位置に回転させて厚肉部３３ａを下方向へ回
動させる。このため、ロッカアーム２３は、全体が駆動
軸１３方向（下方向）へ移動して他端部２３ｂが揺動カ
ム１７をリンクアーム２５を介して下方向へ押圧して揺
動カム１７全体を所定量だけ図示の位置（時計方向）に
回動させる。したがって、駆動カム１５が回転してリン
クアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａ
を押し上げると、そのリフト量がリンクロッド２５を介
して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達される
が、そのリフト量Ｌは図６に示すように最も大きくなる
（Ｌｍａｘ）。そして、その最小リフト（Ｌｍｉｎ）か
ら最大（Ｌｍａｘ）までのリフト量変化は、制御カム３
３の回動位置により図７に示すような特性（Ｌｍｉｎ〜
Ｌｍａｘ）となる。なお、図７におけるＬｍｉｎは零に
近い極小リフトとなっているが、制御軸を前記一方にさ
らに回転させれば零とすることも可能である。

【００５３】また、コントローラ３７は、前述と同じく
各センサからの情報信号から吸気弁１２の目標進角量を
決定して、この指令信号に基づき流路切換弁５６によ
り、第１油圧通路５４とメインギャラリ５３とを所定時
間連通させると共に、第２油圧通路５５とドレン通路５
７とを所定時間連通させる。これによって、筒状歯車４
３を介してタイミングスプロケット４０と駆動軸１３と
の相対回動位置を変換して進角側に制御する。また、こ
の場合もリフト位相検出センサ５９により予め駆動軸１
３の実際の相対回動位置をモニターして、フィードバッ
ク制御により駆動軸を目標相対回動位置すなわち目標進
角量に回転させるようになっている。

【００５４】具体的には、機関始動時から所定時間つま
り油温が所定温度Ｔｏに達するまでは、流路切換弁５６
により第２油圧室５０のみに油圧が供給されて第１油圧
室４９には油圧が供給されない。したがって、図１に示
すように筒状歯車４３は、リターンスプリング５１のば
ね力で、最大前方位置に保持されて、駆動軸１３が最大
遅角の回転位置に保持されている。その後、油温が所定
温度Ｔｏを越えると、運転条件に応じて、コントローラ
３７からの制御信号により流路切換弁５６を駆動させて
第１油圧通路５４とメインギャラリ５３を連通させて、
第２油圧通路５５とドレン通路５７を連通させる時間が
連続的に変化する。これにより、筒状歯車４３は、最前
方位置から最後方位置までを移動し、したがって、吸気
弁１２の開閉タイミングは、図７に示すように実線の最
遅角状態から、破線の最進角まで連続的に可変制御され
る。ここで、図７の縦実線Ａは、最遅角位置のリフト位
相つまりピークリフトの位相を示し、縦破線Ａ′は最進
角位置のリフト位相を示している。したがって、リフト
量可変機構１とリフト位相可変機構２によってリフト量
とリフト位相を任意に変化させたと想定すると、取り得
るリフト量と位相の範囲はＡとＡ′線とＬｍｉｎの水平
線とＬｍａｘの水平線で囲まれた部分となる。

【００５５】尚、前記吸気弁１２と、該吸気弁１２に対
向する排気弁とピストンとの配置関係は、ピストン上死
点付近での吸気弁１２のリフト量が大きくなると吸気弁
１２とピストンの冠面間の隙間あるいは吸気弁１２と排
気弁間の隙間が小さくなり、干渉の問題が生じる配置構
成となっており、またリフト量可変機構１により最大リ
フトに制御されかつリフト位相可変機構２により最大遅
角位置に制御された状態において、シリンダ内のピスト
ンや対向する排気弁と干渉しないような配置構成されて
いる。

【００５６】以下、コントローラ３７によるリフト量可
変機構１とリフト位相可変機構２との具体的な駆動制御
を説明する。

【００５７】図８の斜線で示す部分は、図７に示す制御
し得るリフト量及びリフト位相範囲のうち、前記各構成
部材が干渉する領域を示している。この境界は干渉限界
線（破線）になっており、この干渉限界線により遅角・
低リフト側に干渉警戒線（実線）が存在する。この警戒
線を越えても直ぐに干渉が発生するわけではないが、オ
ーバーシュートを考慮すると、干渉発生領域に入る可能
性が出てくる。また、図中のａ点は機関始動時における
ほぼ最小リフト量Ｌｍｉｎに制御された位置を示し、こ
の状態では、動弁フリクションが小さいのでクランキン
グ回転数が速やかに立上る。

【００５８】さらに、回転数の上昇と共に必要な吸入吸
気量も増加するが、回転数上昇に合わせてリフト量はＬ
ｍｉｎからＬ３まで増加するので、良好な始動性が得ら
れる。

【００５９】一方、この間のリフト位相可変機構２は、
ほぼ最遅角になっている。これは、吸気弁１２の開時期
を下死点（ＢＤＣ）付近に近付け、いわゆる有効圧縮比
を高めて、冷機時に問題となる燃焼不良を回避するため
である。このような、ａ〜ｄ（図中上下方向）の間を変
化している範囲では干渉限界線に対して十分離れてお
り、干渉のおそれはない。

【００６０】次に、冷機始動から暖機が進み、油温が所
定温度Ｔ１を越すと、図９のフローチャートに示すよう
なリフト量可変機構１の制御が行われる。まず、イグニ
ッションスイッチをＯＮすると、図９のフローチャート
が開始され、ステップ１１でエンジンが停止していると
判断された場合は、ステップ１２においてリフト量可変
機構１を最小リフトＬｍｉｎ（零に近い極小リフト）に
制御する。ステップ１１でエンジン回転中と判断された
場合は、ステップ１３に進み、クランキング中と判断さ
れた場合は、ステップ１４にてリフト量可変機構１によ
り、機関回転数（クランキング回転数）の上昇に伴い、
リフトを図７に示す実線Ｌ３まで増加する制御を行う。

【００６１】ステップ１３でクランキング中ではないと
判断された場合は、ステップ１５に進み、油温センサに
より現在の油温が所定温度（Ｔ１）よりも高いか否かを
判別し、高い場合はステップ１６において、機関運転状
態に応じたリフト量可変機構１によるリフト可変制御を
行う。しかし、油温がＴ１以下の場合は、ステップ１７
において、リフト量可変機構１によるリフト制御を前記
Ｌ３に固定状態とする。これで１回のフローを終了す
る。

【００６２】このように、クランキングを開始した始動
初期の時点では、ステップ１２で最小リフトに制御され
ているため、動弁系のフリクションが小さくなっている
ので、機関回転を速やかに立ち上げることができる。

【００６３】また、ステップ１４でのリフト増加制御に
より、混合気のガス交換効率が向上して、機関トルクが
速やかに立ち上がって、前記機関回転の速やかな立ち上
がりと相俟って始動性を大幅に改善できる。

【００６４】さらに、油温がＴ１以下である場合は、ス
テップ１７においてリフトをＬ３の比較的低いリフトに
固定するため、吸気弁１２からの混合気流の速度を増加
させて気筒内の強いガス流動を発生させることにより、
冷機始動時の燃焼の改善が図れ、燃費性能と排気エミッ
ション性能を向上できる。

【００６５】また、図８のｇ点は、部分負荷の制御位置
を示し、この運転領域では燃費を可及的に向上させるた
めにリフト位相を干渉警戒線近くまで進角させてあり、
いわゆるバルブオーバーラップを限界まで大きくし、残
留ガスを高めてポンピングロスを低減している。また、
比較的小リフトＬ２と相俟って、吸気弁１２の閉時期が
十分に早くなり、その面からも十分ポンピングロスを低
減できている。この結果、燃費の向上をさらに促進でき
る。

【００６６】ここで、例えばｂ点（リフト量Ｌ１，リフ
ト位相遅角位置）の位置からｇ点の位置（リフト量Ｌ
２，リフト位相進角位置）に急激に変化した過渡状態を
考えると、ｂ点からｇ点に真っすぐに移行すれば問題な
いが、実際の制御ではいわゆるオーバーシュートが発生
し易くなり、例えば、リフトＬ２から△Ｌだけリフトの
高いｇ′点まで瞬間的に増加して、前記干渉警戒線を越
え、さらには干渉限界線を越えてしまうおそれがある。
そこで、この実施形態では、このような場合にリフト位
相を所定量△θｓだけ遅角側に戻して、ｇ２点のリフト
位相修正目標位置まで移行させることによって干渉限界
線までの移行を阻止してオーバーシュートによる干渉を
回避するようになっている。

【００６７】図１０はかかる制御フローチャートを示し
ている。すなわち、リフト量検出センサ５８からの出力
信号と実リフト量は、一対一の対応関係にあることか
ら、この出力信号によって実リフト量（Ｌａ）を検出す
る。したがって、まずステップ１でこの実リフト量Ｌａ
を読み込み、ステップ２ではこの実リフト量Ｌａと基本
目標値Ｌｔとの差値△Ｌが所定値△Ｌｏよりも大きい
（等しい）か否かを判断し、ここで、ＮＯ，つまり小さ
いと判断した場合は、干渉警戒線を越えて干渉限界線に
達するおそれがないと判断し、そのままリターンする
が、ＹＥＳ，つまりと大きいと判断した場合は、ステッ
プ３に進む。このステップ３では、リフト位相可変機構
２によってリフト位相目標値を所定量△θｓだけ遅角側
のリフト位相修正目標値（ｇ２点）に移動させる。これ
によって、干渉限界線に達するのを防止し、干渉を回避
することが可能になる。

【００６８】ここで、ｇ２点を通る２点鎖線が修正目標
線になっており、この修正目標線はマップ上などに与え
ておくこともできる。

【００６９】以上、リフト量がオーバーシュートした場
合の干渉防止制御について説明したが、リフト位相がオ
ーバーシュートする場合も考えられ、これを以下に説明
する。

【００７０】すなわち、図８に示すように、所定運転域
においてリフト量とリフト位相が例えばｂ点（リフトＬ
１、遅角側位相）の位置からｇ点（リフトＬ２，進角側
位相）の位置に急変する過渡運転状態において、△θだ
け進角側にオーバーシュートした場合に（ｇ３点）、リ
フトを目標のＬ２より所定量△Ｌｓだけ小リフト側のリ
フト量修正目標位置、つまりｇ４の点に移行させること
によって干渉を防止できる。ｇ４を通る２点鎖線が修正
目標線になっている。

【００７１】以下、この制御を図１１のフローチャート
に基づいて説明する。まず、ステップ１１では、駆動軸
１３のひねり角と一対一の関係にあるリフト位相検出セ
ンサ５９からの検出信号（実リフト位相θａ）を読み込
み、ステップ１２では実リフト位相θａとリフト位相目
標値θｔとの差値△θが、所定値△θｏより大きい（等
しい）か否かを判断し、小さいと判断した場合は、干渉
のおそれがないのでそのままリターンするが、大きいと
判断した場合、すなわち、干渉警戒線を越える場合は、
ステップ１３に進む。ここでは、リフト量可変機構１に
よって目標リフト量値Ｌｔを修正目標リフト量△Ｌｓだ
け低リフト側へ変化させる制御を行ない、ｇ４の点まで
移動させる。このようにリフト位相のオーバーシュート
をリフト量の制御によってピストンと吸気弁１２などの
干渉を防止できる。

【００７２】次に、リフト量とリフト位相の両方がオー
バーシュートすることを想定した場合の制御を、図１２
のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップ
２１ではリフト量検出センサ５８からの出力信号（実リ
フト量Ｌａ）を読み込み、ステップ２２において前記実
リフト量Ｌａと基本目標値Ｌｔの差値△Ｌが所定値△Ｌ
ｏよりも大きいか否かを判断する。ここで、小さいと判
断した場合はステップ２４に進むが、大きいと判断した
場合は、干渉のおそれがあるから、ステップ２３におい
てリフト位相可変機構２の目標リフト位相θｔを△θｓ
だけ遅角側（リフト位相可変機構１２の修正目標位置）
へ変化させる。

【００７３】続いて、ステップ２４に進み、ここでは、
リフト位相検出センサ５９からの検出信号（実リフト位
相θａ）を読み込み、ステップ２５において、前記実リ
フト位相θａとリフト位相目標値θｔとの差値△θが、
所定値△θｏより大きい（等しい）か否かを判断し、小
さいと判断した場合は、干渉のおそれがないのでそのま
まリターンするが、大きいと判断した場合、すなわち、
干渉警戒線を越える場合は、ステップ２６に進む。ここ
では、リフト量可変機構１によって目標リフト量値Ｌｔ
を修正目標リフト量△Ｌｓだけ低リフト側へ変化させる
制御を行ない、ｇ４の点まで移動させる。これで１回の
フローを終了する。

【００７４】次の図のフローチャート処理では、各ステ
ップで新しいＬｔよりＬａが△ｏ以上大きい場合は、リ
フト位相修正目標のリフト位相目標値θｔをさらに△θ
ｓだけ遅角する。次に、実リフト位相θａを読み込み、
新しいθｔより△θｏ以上にに進角している場合はＬｔ
を△Ｌｓだけ低リフトに制御する。このようなフローを
繰り返すことで干渉を回避する。

【００７５】ところで、前記図８において部分負荷領域
のような干渉警戒線に近いリフト特性を持つ運転領域で
は、干渉回避に対してはこの実施形態の制御は有効に機
能するが、もともと干渉警戒線から離れたリフト特性を
持つ運転領域では、このような制御を行なう必要がな
く、逆に、かかる制御により機関性能が悪化してしてし
まう。したがって、かかる干渉警戒線から離れたリフト
特性を持つ運転領域では、干渉回避のための制御を行な
わないほうが、制御が簡素化され、かつ機関性能に有利
になる。

【００７６】図８においてｆ点とｅ点とを結ぶ一点鎖線
は全負荷での変化線を示し、全負荷での出力トルクの観
点からすると、回転数の増加に対応してリフト量そのも
のは増加する方が良いが、リフト位相はあまり変化させ
ない方がよいため、このような一点鎖線で示す変化とな
っている。例えば、ｅ点は、干渉警戒線及び修正目標線
に対して十分離れており、もともと干渉は起こりにくく
なっている。リフト量のオーバーシュートが発生して
ｅ′点までになったとき、同一リフト量での修正目標線
上のｅ２点に対してリフト位相遅角側にある。したがっ
て、ｅ′点の制御の方がｅ２に対して干渉には安全サイ
ドであり、また出力トルクの効果も大きいので、ｅ′点
の制御のままにする、つまり、θｔを修正目標位置に変
更せずにそのままにしておくような制御にする。これに
よって、制御の簡素化も得られる。

【００７７】これらの制御を図１３のフローチャートに
基づいて説明すれば、まず、干渉を回避できる修正目標
線をマップ上などに予め決めておく。そして、ステップ
３１では、リフト量検出センサ５８からの実リフト量Ｌ
ａを読み込み、ステップ３２においてＬａと基本目標値
Ｌｔとの差値△Ｌが所定リフト量△Ｌｏよりも大きい否
かを判断し、ここで小さいと判断した場合はリターンす
るが、大きいと判断した場合は、ステップ３３に進む。
ここでは、現在のリフト位相目標値θｔがリフト位相の
修正目標値（ｅ２点）よりも進角側か否かを判断する。
ここで進角側ではないと判断した場合はそのままリター
ンするが、進角側であると判断した場合は、ステップ３
４に進み、ここでは、干渉回避制御、つまりθｔを修正
目標位置に置き換える処理を行なう。

【００７８】換言すれば、リフト位相制御中にオーバー
シュート量が△Ｌｏを越えていても修正線よりも安全サ
イドであれば目標値θｔを変更しない、つまり修正目標
位置ではなく現在の目標位置を維持する制御を行なう。
これによって、干渉回避制御をしなくても干渉が回避さ
れる。

【００７９】次に、リフト位相側にオーバーシュートが
発生してｅ３点になった際に、同一位相での修正目標線
上のｅ４点に対してリフト量が小さい。したがって、ｅ
３点のほうが干渉に対して安全サイドになる。この場合
も同様に干渉回避制御を行なわずに干渉が回避され、そ
の方が機関性能上からも有利である。

【００８０】これらの制御を図１４のフローチャートに
基づいて説明する。すなわち、干渉を回避できる修正目
標線を予め決ておく。そして、ステップ４１では、リフ
ト位相検出センサ５９から現在のリフト位相（実リフト
位相θａ）の検出信号を読み込み、ステップ４２におい
て実リフト位相θａ基本目標値θｔとの差値△θが所定
リフト位相△θｏよりも大きい（等しい）か否かを判断
する。ここで、小さいと判断した場合はそのままリター
ンするが、大きいと判断した場合には、ステップ４３に
進み、ここでは現在の目標リフト量値Ｌｔがリフト量可
変機構１の修正目標リフトより大きいか否かを判断す
る。ここで、小さい場合はリターンするが大きいと判断
した場合にはじめて、ステップ４４に進む。ここでは、
目標リフト量値Ｌｔをリフト量可変機構１の修正目標リ
フトに置き換える処理を行ない、干渉回避制御を行な
う。

【００８１】すなわち、リフト位相のオーバーシュート
量が△θｏを越えても前記修正線よりも安全サイドであ
ればリフト量可変機構の目標リフト量は変更しないよう
になっている。

【００８２】以上の干渉回避制御あるいは干渉回避を行
なわない制御は、リフト量検出センサ５８やリフト位相
検出センサ５９が故障していない場合を前提として説明
したが、実際に故障が発生した場合は、実リフト量Ｌａ
や実リフト位相θａをコントロール３７が正しく認識す
ることができないことになるので、干渉の問題が起こり
易くなる。

【００８３】したがって、この実施形態では、前述した
ように、前記各検出センサ５８、５９の他に、それぞれ
補助リフト量検出センサ６０、補助リフト位相検出セン
サ６１が設けて、それぞれの対応する検出信号を対比さ
せて各検出センサ５８、５９の故障を素早く検出できる
ように配慮されている。

【００８４】以下、かかるリフト量検出センサ５８が故
障した場合の制御を図１５に基づいて説明する。まず、
ステップ５１では、リフト量検出センサ５８からの検出
信号（実リフト量Ｌａ）を読み込み、さらにステップ５
２では、補助リフト量検出センサ６０からの検出信号
（実リフト量Ｌａ′）を読み込む。次に、ステップ５３
では、前記各実リフト量Ｌａ，Ｌａ′の差値が所定値δ
Ｌより小さいか（等しい）か否かを判断する。ここで小
さいと判断した場合は、リフト量検出センサ５８に故障
はないとしてステップ５４に移行する。このステップ５
４では、前述と同様にＬａとＬｔの差値△Ｌが所定値△
Ｌｏよりも大きい（等しい）か否かを判断し、ここで小
さければステップ５５に進み、ここで大きければリフト
位相可変機構２の目標リフト位相θｔを△θｓだけ遅角
側へ変化させて、干渉回避制御を行なう。

【００８５】一方、前記ステップ５３において差値が所
定値δＬよりも大きいと判断した場合、つまりこの場合
はリフト量検出センサ５８が故障している可能性がある
から、ステップ５６に進む。ここではリフト位相可変機
構２によってリフト位相目標値θｔを、リフト量が例え
ば最大リフトＬｍａｘの状態であったと想定した場合の
図８のＡの範囲内でリフト位相を制御する。したがっ
て、仮にリフト量が最も干渉し易い最大リフトＬｍａｘ
状態にあったとしても、干渉の発生が確実に回避され
る。

【００８６】また、リフト位相を、前記Ａの範囲内で連
続的に制御すれば、運転性能の悪化を抑制できる。ま
た、Ａの範囲内の最遅角に固定すれば、より確実に干渉
を防止できるとともに、制御の簡素化が図れる。

【００８７】さらに、Ａの範囲内の中間付近に固定すれ
ば運転性の悪化をある程度抑制しつつ干渉も確実に防止
できると共に、制御の簡素化も図れる。

【００８８】なお、ここで、リフト量検出センサ５８に
故障が発生してからその故障をコントローラ３７が判断
するのに要する時間について検討すると、リフト量検出
センサ５８による実位置検出及び補助リフト量検出セン
サ６０による実位置検出は数マイクロセカンド程度の極
めて短時間間隔サンプリングされているので、実質的に
故障が発生すると即座にコントローラ３７はこれを認識
できることになり、故障認識の時間遅れによる干渉の発
生を防止できる。また、干渉防止だけではなく点火時期
のアンマッチによるノッキング発生、燃料噴射量のアン
マッチによるエミッション増加なども即座に防止でき
る。

【００８９】次に、リフト位相検出センサ５９が故障し
た場合の制御を図１６に基づいて説明する。まず、ステ
ップ６１で、リフト位相検出センサ５９からの検出信号
（実リフト位相θａ）を読み込み、さらにステップ６２
では、補助リフト位相検出センサ６１からの検出信号
（実リフト量θａ′）を読み込む。次に、ステップ６３
では、前記各実リフト量θａ，θａ′の差値が所定値δ
θより小さいか（等しい）か否かを判断する。ここで小
さいと判断した場合は、リフト位相検出センサ５９に故
障はないとしてステップ６４に移行する。このステップ
６４では、前述と同様にθａとθｔの差値△θが所定値
△θｏよりも大きいか否かを判断し、ここで小さければ
ステップ６５に進み、ここで大きければリフト量可変機
構１の目標リフト位相Ｌｔを△Ｌｓだけ低リフト側へ変
化させて、干渉回避制御を行なう。

【００９０】一方、前記ステップ６３において差値が所
定値δθよりも大きいと判断した場合、つまりこの場合
はリフト位相検出センサ５９が故障している可能性があ
るから、ステップ６６に進む。ここではリフト量可変機
構１によってリフト量目標値Ｌｔを、リフト位相が仮に
最進角状態であると想定した場合でも図８のＢの範囲内
でリフト量を制御する。したがって、仮にリフト位相が
最進角状態にあったとしても干渉の発生が確実に回避さ
れる。

【００９１】また、リフト量を、前記Ｂの範囲内で連続
的に制御すれば、出力トルクの低化など運転性能の悪化
を抑制できる。また、Ｂの範囲内の最小リフトＬｍｉｎ
に固定すれば、より確実に干渉を防止できるとともに、
制御の簡素化が図れる。

【００９２】さらに、Ｂの範囲内の中間リフト付近に固
定すれば運転性の悪化をある程度抑制しつつ干渉も確実
に防止できると共に、制御の簡素化も図れる。

【００９３】なお、ここで、リフト位相検出センサ５９
に故障が発生してからその故障をコントローラ３７が判
断するのに要する時間について検討すると、リフト位相
検出センサ５９による実位置検出及び補助リフト位相検
出センサ６１による実位置検出は数マイクロセカンド程
度の極めて短時間間隔サンプリングされているので、実
質的に故障が発生すると即座にコントローラ３７はこれ
を認識できることになり、故障認識の時間遅れによる干
渉の発生を防止できる。また、干渉防止だけでなく、点
火時期のアンマッチによるノッキング発生、燃料噴射量
のアンマッチによるエミッション増大なども即座に防止
できる。

【００９４】図１７及び図１８は本発明の第２の実施形
態を示し、前記リフト量可変機構１の各揺動カム１７、
１７が所定の揺動位置になったとき、すなわち所定のリ
フト位置になったときのタイミングを、各突起部６４、
６５を介して検出する揺動タイミングセンサ６２及び補
助揺動タイミングセンサ６３が設けられている。なお、
この両揺動タイミングセンサ６２、６３は、それぞれホ
ール素子などを用いた非接触タイプのものが使用されて
いる。

【００９５】具体的に説明すれば、前記各揺動カム１
７、１７のカムノーズ部２１の上面に、図１７に示すよ
うに、ほぼ同一の形状に突出した突起部６４、６５がそ
れぞれ設けられていると共に、この各突起部６４、６５
が揺動途中で通過する位置に、図１７、図１８に示すよ
うに、これに対向する形で前記揺動タイミングセンサ６
２と補助揺動タイミングセンサ６３が取付られている。
この実施形態では、両揺動カム１７、１７が丁度吸気弁
１２、１２のリフト開始または終了する揺動位置になっ
た瞬間に各揺動タイミングセンサ６２、６３と各突起部
６４、６５の位置が一致するようになっている。すなわ
ち、吸気弁１２、１２のリフト開始点と終了点が検出タ
イミングになっている。このそれぞれ検出された揺動タ
イミングは、リフト上り側で一回（上り揺動タイミン
グ）と、リフト下り側で１回（下り揺動タイミング）で
あり、基準クランク角位相からの位相のずれは図１９に
示すようにそれぞれφ１、φ２、φ１′、φ２′になっ
ている。そして、このφ１、φ２、φ１′、φ２′から
リフト量及びリフト位相を検出することができる。すな
わち、揺動タイミングセンサ６３側で説明すると、φ２
−φ１は開弁期間を示すが、この開弁期間と実リフト量
Ｌａは一対一の対応関係にあるため、実リフト量Ｌａ
（図１９のＬ１）を検出することができる。また、φ１
とφ２が分っていれば、実リフト位相θａはφ１とφ２
のほぼ中間位置なので、同じく一つの揺動タイミングセ
ンサ６３で検出することができる。

【００９６】前記補助揺動タイミングセンサ６４は、揺
動タイミングセンサ６３と同じく各揺動カム１７、１７
が同一の特性で揺動し、かつ吸気弁１２、１２も同一特
性でリフトするため、補助揺動タイミングセンサ６４か
ら検出される実リフト量Ｌａ′と実リフト位相θａ′は
揺動タイミングセンサ６３の検出する前記実リフト量Ｌ
ａと実リフト位相θａと通常は一致する。しかし、これ
らに相違があれば、揺動タイミングセンサ６３が故障し
ている可能性がある。

【００９７】この故障検出制御を図２０のフローチャー
トに基づいて説明する。まず、ステップ７１で、揺動タ
イミングセンサ６３によってφ１とφ２を検出し、ステ
ップ７２においてφ１とφ２により実リフト量Ｌａと実
リフト位相θａを演算により算出する。次に、ステップ
７３では、補助揺動タイミングセンサ６４によってφ
１′とφ２′を検出し、ステップ７４においてφ１′と
φ２′により実リフト量Ｌａ′と実リフト位相θａ′を
演算により算出する。続いて、ステップ７５では、各実
リフト量Ｌａ，Ｌａ′の差値が所定値δＬよりも小さい
（等しい）か否かを判断し、小さいと判断した場合は、
故障の可能性がないので、ステップ７６に移行する。こ
こでは、実リフト位相θａと実リフト位相θａ′との差
値が所定値δθよりも小さい（等しい）か否かを判断
し、小さいと判断した場合は、ここでも故障の可能性が
ないので、ステップ７７に移行し、ここで、通常のリフ
ト制御を行なう。

【００９８】また、前記ステップ７５と７６でそれぞれ
各差値が所定値δＬ，δθよりも大きいと判断された場
合は、故障の可能性が大きいため、ステップ７８に移行
する。このステップ７８では、リフト量可変機構１によ
って最小リフト方向へオープン制御すると共に、リフト
位相可変機構２によって最遅角方向へオープン制御す
る。これによって、ピストンと吸気弁１２などの干渉を
確実に回避することができる。ここで、両可変機構１、
２によって安全サイドにオープン制御するのは、揺動タ
イミングセンサ６３の故障の場合は、Ｌａの認識だけで
はなくθａの認識も狂っていると考えられるからであ
る。

【００９９】このように、この実施形態によれば、故障
検出も含めて２つのセンサ６３、６４で済むため、シス
テム構成が簡素化されて、製造作業や組立作業能率が向
上すると共に、コストの低廉化も図れる。

【０１００】また、この実施形態では、揺動タイミング
センサ６３と補助揺動タイミングセンサ６４を同一気筒
に設けた場合を示したが、それぞれ別の気筒に設けるこ
とも可能である。

【０１０１】また、補助揺動タイミングセンサ６４から
の検出された実リフト量Ｌａ′と実リフト位相θａ′を
故障検出のみに使用するのではなく、通常のフィードバ
ック制御に用いれば、サンプリング間隔が短くなったの
と同じで、制御精度が向上する。さらに、このように補
助揺動タイミングセンサ６４を制御に用いた状況下でも
揺動タイミングセンサ６３の検出した実リフト量Ｌａと
実リフト位相θａとの対比から揺動タイミングセンサ６
３の故障も図２０と同様に検出できる。

【０１０２】この制御を図２１のフローチャートに基づ
いて説明すると、まず、ステップ８１と８２で、一番
（＃１）気筒に設けられた揺動タイミングセンサ６３に
より、＃１気筒の実リフトＬａとθａを検出する。ま
た、ステップ８３、８４では、＃４気筒に設けられた補
助揺動タイミングセンサ６４によって＃４気筒の実リフ
トＬａ′、θａ′を検出する。点火順序＃１−＃−３−
＃４−＃２であるので、等間隔で検出することになる。
次に、ステップ８５、８６では、ＬａとＬａ′との差値
あるいはθａとθａ′との差値を確認して、これが所定
値よりも小さければ、故障なしとして、ステップ８７に
おいて実リフト量Ｌａ、Ｌａ′によってリフト量可変機
構１をフィードバック制御すると共に、実リフト位相θ
ａ，θａ′によってリフト位相可変機構２を通常のフィ
ードバック制御を行なう。

【０１０３】また、前記ステップ８５、８６で、前記差
値が前記所定値より大きいと判断した場合は、図２０と
同様に揺動タイミングセンサ６３の故障の可能性があり
として、ステップ８８でリフト量可変機構１とリフト位
相可変機構２をそれぞれ最小リフト、最遅角方向にオー
プン制御する。

【０１０４】また、前述のように、故障なしと判断され
た場合に、実リフト量の検出サンプリングとしては、＃
１気筒のＬａに加えて、＃４気筒のＬａ′が加わるた
め、実質サンプリング間隔が半分になったのと等価とな
り、リフト量可変機構１をフィードバック制御する際の
制御精度が向上する。実リフト位相の検出サンプリング
としても、＃１気筒のθａに加えて＃４気筒のθａ′が
加わるため、実質サンプリング間隔が半分になったのと
等価になり、リフト位相可変機構２をフィードバック制
御する際の制御精度が向上する。

【０１０５】前記各実施形態では吸気弁１２側にリフト
量可変機構１とリフト位相可変機構２の両方を設けた場
合についての干渉回避制御について説明したが、排気弁
側に両方を設けた場合も同じである。この場合、ピスト
ン上死点（ＴＤＣ）に近付いて干渉に不利な方向は、遅
角側ということになる。

【０１０６】図２２以下は請求項１３〜１６に対応する
実施形態を示し、前述の実施形態の構成に加え、さらに
リフト量可変機構１やリフト位相可変機構２にそれぞれ
メカニカルスイッチ機構を設けたものである。

【０１０７】すなわち、まず、図２２に示す第３の実施
形態は，リフト量可変機構１に第１メカニカルスイッチ
機構７０を設けたもので、この第１メカニカルスイッチ
機構７０は、図２３Ａ〜図２３Ｄにも示すように、前記
制御軸３２の端部が挿通して回転自在に支持されるブラ
ケット７１と、該ブラケット７１前端面の挿通孔７１ａ
の孔縁に一体に設けられた筒部７２の外周面に回転自在
に嵌合したメカニカルスイッチ用リング７３と、前記制
御軸３２の端部外周に径方向に突設されて、前記メカニ
カルスイッチ用リング７３の外周縁から軸方向に突出し
たレバー７３ａに係合して回転させるリング回転用ピン
７４と、前記筒部７２の外周に巻回されて、一端部７６
ａがブラケット７１前面の係止部７５に係止され、他端
部７６ｂが前記レバー７３ａに係止された捩じりコイル
ばね７６と、制御軸３２の端部外周に設けられたフラン
ジ３２ａと捩じりコイルばね７６との間に介装された円
環状のコイルばね移動規制用プレート７７とを備えてい
る。

【０１０８】また、前記ブラケット７１の前端面には、
前記レバー７３ａが適宜当接するプッシュスイッチ７８
が設けられていると共に、前記筒部７２の前端部には、
前記プレート７７を止める３つのストッパピン７９が突
設されている。

【０１０９】さらに、ブラケット７１の後面側には、メ
カニカルスイッチ用回路８０が設けられ、このメカニカ
ルスイッチ用回路８０は、図２４、図２５に示すように
前記プッシュスイッチ７８からのオン、オフ信号を入力
して、これをリフト位相可変機構２側の駆動回路８２に
出力するようになっている。前記メカニカルスイッチ用
回路８０は、常閉接点型のリレースイッチ８０ａと抵抗
器８０ｂなどを備え、プッシュスイッチ７８がオフされ
ている場合はリレースイッチ８０ａの接点がオンし、ス
イッチ状態検出部には電源電圧が出力されてオンと認識
され、逆にプッシュスイッチ７８がオンされた場合はリ
レースイッチ８０ａの接点がオフし、スイッチ状態検出
部にはＧＮＤが出力されてオフと認識されるようになっ
ている。

【０１１０】以下、メカニカルスイッチ機構７０の作用
を簡単に説明すると、まず制御軸３２が図２２の矢印Ａ
方向に回転した場合はバルブリフト量は小さくなり、Ｂ
方向に回転した場合は大きくなる。ここで、Ｂ方向に回
転した場合、リング回転用ピン７４が、メカニカルスイ
ッチ用リング７３のレバー７３ａから離間する。このと
き、メカニカルスイッチ用リング７３は、捩じりコイル
ばね７６のばね力によってＢ方向に回転するため、プッ
シュスイッチ７８に当接して常に該プッシュスイッチ７
８をオン状態にする。

【０１１１】一方、制御軸３２がＡ方向に回転した場合
は、所定量だけ制御軸３２が回転したところでリング回
転用ピン７４がメカニカルスイッチ用リング７３のレバ
ー７３ａに当接し、そのまま該メカニカルスイッチ用リ
ング７３をＡ方向に回転させるので、レバー７３ａがプ
ッシュスイッチ７８から離れてオフさせる。 なお、こ
こで、リング回転用ピン７４は、メカニカルスイッチ用
回路８０をオン、オフさせたいバルブリフト量のところ
でプッシュスイッチ７８をオン、オフするようにその取
り付け位置が決定されている。

【０１１２】図２４はリフト量可変機構１とリフト位相
可変機構２５に対するコントローラ３７による制御回路
ブロック概略図であって、前述のように、各センサ類か
らの情報信号から機関運転状態を検出するコントローラ
３７は、リフト量可変機構駆動回路８１とリフト位相可
変機構駆動回路８２に制御信号を出力して各可変機構
１、２のアクチュエータに駆動信号を出力していると共
に、リフト量検出センサ５８とリフト位相検出センサ５
９からのフィードバック信号によって前記制御信号を出
力している。さらに、前記メカニカルスイッチ機構７０
からの信号は前記リフト位相可変機構駆動回路８２に出
力されるようになっている。

【０１１３】具体的には、メカニカルスイッチ機構７０
のメカニカルスイッチ用回路８０からの信号は、図２５
に示すように、リフト位相可変機構２の駆動指示信号と
ともに論理回路８３を構成するＡＮＤ回路８３ａに入力
され、ここからさらに駆動回路部８４を経てリフト位相
可変機構２のアクチュエータ駆動信号として出力される
ようになっている。

【０１１４】したがって、この実施形態によれば、機関
運転状態に応じて、制御軸３２が例えば図２２のＡ方向
へ回動した場合（小リフト制御）は、プッシュスイッチ
７８がオフ状態になり、メカニカルスイッチ用回路８０
からはオン信号が前記論理回路８３に出力される。一
方、リフト位相可変機構の駆動指示信号からは論理回路
回路８３にオン信号が出力されていることから、リフト
位相可変機構２の制御が規制されることなく、進角側へ
十分に制御することができる。

【０１１５】また、制御軸３２が、今度は図２２のＢ方
向へ回動して回動量が所定値（図２６のＡ点）以上にな
り、これによってプッシュスイッチ７８がオンされる
と、メカニカルスイッチ用回路８０からはオフ信号が前
記論理回路８３に出力される。一方、リフト位相可変機
構の駆動指示信号から論理回路８３のＡＮＤ回路８３ａ
にオン信号が出力されているため、前記メカニカルスイ
ッチ用回路８０からのオフ信号が出力された段階で、リ
フト位相可変機構２による進角側への制御が規制され
る。このため、両可変機構１、２の駆動（可動）領域
は、図２７に示すように、ほぼＡ点（ＳＷ１オフ）を境
に確実に規制されることになる。このため、ピストンと
吸気弁１２や吸気弁１２と排気弁との干渉を回避するこ
とが可能になる。

【０１１６】図２８は第４の実施形態を示し、この実施
形態はリフト量可変機構１側にはメカニカルスイッチ機
構７０を設けずに、リフト位相可変機構２側にのみメカ
ニカルスイッチ機構９０を設けたものである。

【０１１７】すなわち、このメカニカルスイッチ機構９
０は、前記タイミングスプロケット４０のフロントカバ
ー４０ｃの前面に固定されたほぼ円筒状のハウジング９
１と、該ハウジング９１内に軸方向へ摺動自在に設けら
れた位置に設けられた円盤状の可動接点９２と、ハウジ
ング９１内の図中左側内周面に固定されて、前記可動接
点９２が適宜当接する２つの固定接点９３ａ，９３ｂ
と、前記可動接点９２の前面に接離自在に設けられて、
先端部が前記フロントカバー４０ｃを貫通して筒状歯車
４３の前端面に当接したスイッチ用ピン９４と、タイミ
ングスプロケット４０の前端側に筒状本体４０ａと一体
に設けられたブラケット９５に固定されて、前記可動接
点９２と固定接点９３にそれぞれ接続された２つのブラ
シ９６ａ，９６ｂと、前記各ブラシ９６ａ，９６ｂから
各スリップリングを介して出力された信号によってオ
ン、オフするメカニカルスイッチ回路９７とを備えてい
る。なお、前記筒状歯車４３は、前述のように、フロン
トカバー４０ｃ側の前方位置で最遅角位置になっている
と共に、逆にフロントカバー４０ｃから離れる後方位置
で最進角位置になっている。

【０１１８】前記可動接点９２は、コイルばね９８によ
って前方、つまりスイッチ用ピン９４が筒状歯車４３に
当接する方向へ付勢されている一方、前記スイッチ用ピ
ン９４は、可動接点９２側にフランジ状のストッパ９４
ａを有している。

【０１１９】前記メカニカルスイッチ用回路９７は、リ
フト量可変機構１側のメカニカルスイッチ用回路８０と
同じ構成で、常閉接点型のリレースイッチ９７ａや抵抗
器９７ｂなどから構成されていると共に、スイッチ状態
検出部が今度はリフト量可変機構１の駆動回路に接続さ
れている。可動接点９２が、コイルばね９８のばね力に
抗して後退動し、固定接点９３ａ，９３ｂから離れてオ
フされている場合はリレースイッチ９７ａの接点がオン
し、スイッチ状態検出部には電源電圧が出力されてオン
と認識され、逆に可動接点９２がコイルばね９８のばね
力で前方移動して固定接点９３ａ，９３ｂに当接してオ
ンされた場合は、リレースイッチ９７ａの接点がオフ
し、スイッチ状態検出部にはＧＮＤが出力されてオフと
認識されるようになっている。

【０１２０】図３０はリフト量可変機構１とリフト位相
可変機構２５に対するコントローラ３７による制御回路
ブロック概略図であって、基本的には図２４に示した構
成と同様であるが、異なるところは、メカニカルスイッ
チ機構９０からの信号が前記リフト量可変機構駆動回路
８１に出力されるようになっている。

【０１２１】具体的には、メカニカルスイッチ機構９０
のメカニカルスイッチ用回路９７からの信号は、図３１
に示すように、リフト量可変機構１の駆動指示信号とと
もに論理回路８３を構成するＡＮＤ回路８３ａに入力さ
れ、ここからさらに駆動回路部８４を経てリフト量可変
機構１のアクチュエータ駆動信号として出力されるよう
になっている。

【０１２２】したがって、この実施形態によれば、機関
運転状態に応じて、筒状歯車４３が，例えば図２９Ａに
示すように最遅角側方向へ移動して、その移動量が所定
量以上になると、可動接点９２が固定接点９３ａ，９３
ｂから離間してオフされる。このため、メカニカルスイ
ッチ用回路９７がオンされて、図３１に示すようにリフ
ト量可変機構駆動指示信号もオンされていることから、
リフト量可変機構１によって吸気弁１２のリフト量を可
及的に増加させることができる。

【０１２３】一方、筒状歯車４３が，図２９Ｂに示すよ
うに最進角側方向へ移動してその移動量が所定値（図３
２のＢ点）以上になると、可動接点９２がコイルばね９
８のばね力によって固定接点９３ａ，９３ｂに当接して
オンされる。このため、メカニカルスイッチ用回路９７
からはオフ信号が前記論理回路８３に出力される。一
方、リフト量可変機構の駆動指示信号から論理回路８３
にオン信号が出力されているため、前記メカニカルスイ
ッチ用回路９７からのオフ信号が出力された段階で、リ
フト量可変機構１による所定以上のリフト側への制御が
規制される。このため、両可変機構１、２の駆動（可
動）領域は、図３３に示すように、ほぼＢ点（ＳＷ２オ
フ）を境に確実に規制されることになる。このため、ピ
ストンと吸気弁１２や吸気弁１２と排気弁との干渉を回
避することが可能になる。

【０１２４】図３４は第５の実施形態を示し、両可変機
構１、２のそれぞれに、前記第１、第２のメカニカルス
イッチ機構７０、９０をそれぞれ設け、この両方のメカ
ニカルスイッチ機構７０、９０のメカニカルスイッチ信
号を、前記リフト量可変機構１の駆動回路８１に出力す
るように構成した。

【０１２５】すなわち、前記リフト量可変機構の駆動指
示信号は、図３５に示すように論理回路８３のＡＮＤ回
路８３ａに入力され、両メカニカルスイッチ信号は、論
理回路８３のＯＲ回路８３ｂにそれぞれ入力されるよう
になっており、ＯＲ回路８３ｂに、前述のような制御軸
３２あるいは筒状歯車４３の少なくともいずれか一方の
大きなリフト量でかつ所定値より早いリフト位相になっ
た場合には、駆動回路８４を介してリフト量可変機構１
のリフト制御を規制するようになっている。

【０１２６】したがって、この実施形態によれば、両可
変機構１、２を相対的に高精度に制御できることから、
ピストンと吸気弁１２などの干渉回避効果が得られるこ
とは勿論のこと、その駆動（可動）領域を図３６に示す
ように比較的大きく取ることができる。

【０１２７】図３７は第６の実施形態を示し、第５の実
施形態と同じく、両可変機構１、２のそれぞれに、前記
第１、第２メカニカルスイッチ機構７０、９０をそれぞ
れ設けるが、この両方のメカニカルスイッチ機構７０、
９０のメカニカルスイッチ信号を、前記リフト位相可変
機構２の駆動回路８２に出力するように構成した。

【０１２８】すなわち、前記リフト位相可変機構の駆動
指示信号は、図３８に示すように論理回路８３のＡＮＤ
回路８３ａに入力され、両メカニカルスイッチ信号は、
論理回路８３のＯＲ回路８３ｂにそれぞれ入力されるよ
うになっており、ＯＲ回路８３ｂに、前述のような制御
軸３２あるいは筒状歯車４３のいずれか一方のオン信号
が入ったときに、リフト位相可変機構のアクチュエータ
駆動信号が発せられる。両方ともオフ信号、すなわち所
定値以上の大きなリフト量でかつ所定値より早いリフト
位相になった場合には、駆動回路８４を介してリフト位
相可変機構２のリフト制御を規制するようになってい
る。

【０１２９】したがって、この実施形態も同じく、両可
変機構１、２を相対的に高精度に制御できることから、
ピストンと吸気弁１２などの干渉回避効果が得られるこ
とは勿論のこと、その駆動（可動）領域を図３９に示す
ように比較的大きく取ることができる。

【０１３０】本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、例えば排気側に適用することも可能である。

【０１３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、オーバー
シュートなどによりリフト量が目標リフト量よりも大き
くなった場合であっても、リフト位相可変機構によって
リフト位相がピストン上死点から離れる方向に変化する
ので、ピストンと機関弁あるいは隣接する機関弁同士の
干渉を確実に回避できると共に、低リフト領域ではリフ
ト位相をピストン上死点付近まで可及的に近づけること
ができるため、ポンピングロス低減による燃費の向上が
得られる。

【０１３２】しかも、前述の干渉回避を、ピストン冠面
のバルブリセスを大きくすることなく行なうことができ
るので、ＨＣなどの排気エミッション性能の低下を防止
できる。

【０１３３】請求項２に記載の発明によれば、オーバー
シュートなどによりリフト位相が目標リフト位相よりも
ピストン上死点に近づいた場合であっても、リフト量可
変機構によってリフト量を減少させることができるた
め、前述の干渉を確実に回避することができると共に、
低リフト領域ではリフト位相をピストン上死点付近まで
可及的に近づけることができるため、ポンピングロス低
減による燃費の向上が得られる。

【０１３４】しかも、前記各構成部材の干渉回避作用を
ピストン冠面のバルブリセスを大きくすることなく行な
うことができるので、ＨＣなどの排気エミッション性能
の低下を防止できる。

【０１３５】請求項３に記載の発明によれば、前述の干
渉回避制御が不要な領域では、請求項１に記載した制御
を行なう必要がないため、制御の簡素化とコストの低廉
化が図れる。

【０１３６】請求項４に記載の発明によれば、前述の干
渉回避制御が不要な領域では、請求項２に記載した制御
を行なう必要がないため、制御の簡素化とコストの低廉
化が図れる。

【０１３７】請求項５に記載の発明によれば、リフト量
検出手段が故障した場合でも、前記干渉回避効果を得る
ことができる。

【０１３８】請求項６に記載の発明によれば、リフト位
相検出手段が故障した場合でも、前述の干渉を防止する
ことができる。

【０１３９】請求項７に記載の発明によれば、リフト量
可変機構側の両検出手段の検出信号によってかかる検出
手段の故障を即座に検知することができることから、前
述の干渉回避作用を速やかに行なうことができる。

【０１４０】請求項８に記載の発明によれば、同じくリ
フト位相可変機構側の両検出手段の検出信号によってか
かる検出手段の故障を即座に検知することができること
から、前述の干渉回避作用を速やかに行なうことができ
る。

【０１４１】請求項９に記載の発明によれば、リフト量
検出手段またはリフト位相検出手段の故障を即座に検知
することができるため、前述の干渉回避作用などを速や
かに行なうことができる。

【０１４２】請求項１０に記載の発明によれば、リフト
量検出手段が故障した場合であっても、前述の干渉回避
作用を速やかに行なうことができる。

【０１４３】請求項１１に記載の発明によれば、リフト
位相検出手段が故障した場合であっても、前述の干渉回
避作用を速やかに行なうことができる。

【０１４４】請求項１２に記載の発明によれば、少ない
数のタイミングセンサによってリフト量検出手段やリフ
ト位相検出手段、補助リフト量検出手段及び補助リフト
位相検出手段を構成することができるため、製造作業や
組立作業能率が向上すると共に、コストの低廉化が図れ
る。

【０１４５】請求項１３及び１４に記載の発明によれ
ば、メカニカルスイッチ機構を設けることによって、前
述の干渉回避効果が確実に得られると共に、リフト量可
変機構とリフト位相可変機構による排気、燃費性能の向
上が図れる。

【０１４６】請求項１５及び１６に記載の発明によれ
ば、リフト量可変機構とリフト位相可変機構の両方にメ
カニカルスイッチを設けてそれぞれの可動範囲を制御す
るようにしたため、両者の可動範囲をさらに拡大するこ
とができ、また、リフト量、リフト位相の高精度な可変
制御により排気、燃費性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す断面図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】リフト量可変機構の平面図

【図４】リフト量可変機構の最小リフト制御の作用説明
図

【図５】リフト量可変機構の最大から最小リフトへ制御
する過程を示す作用説明図

【図６】リフト量可変機構の最大リフト制御の作用説明
図

【図７】本実施形態のバルブリフト及びバルブタイミン
グの特性図

【図８】本実施形態によるリフト量制御とリフト位相制
御の特性図

【図９】本実施形態のコントローラーによる制御フロー
チャート図

【図１０】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１１】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１２】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１３】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１４】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１５】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１６】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図１７】第２の実施形態を示すリフト量可変機構の側
面図

【図１８】本実施形態の正面図

【図１９】本実施形態によるクランク角に対するリフト
量の特性図

【図２０】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図２１】本実施形態のコントローラーによる制御フロ
ーチャート図

【図２２】第３の実施形態のリフト量可変機構側のメカ
ニカルスイッチ機構を示す要部側面図

【図２３】Ａは前記メカニカルスイッチ機構に供される
ブラケットの部分正面図、Ｂはメカニカルスイッチ用リ
ングの正面図、Ｃは捩じりコイルばねの正面図、Ｄはプ
レートの正面図

【図２４】本実施形態のコントローラーによる制御ブロ
ック図

【図２５】本実施形態のリフト量可変機構駆動回路図

【図２６】本実施形態のメカニカルスイッチ機構のオ
ン、オフ切り換え特性図

【図２７】本実施形態のリフト量可変機構とリフト位相
可変機構の可動領域を示す特性図

【図２８】第４の本実施形態に供されるリフト位相可変
機構側のメカニカルスイッチ機構を示す要部側面図

【図２９】Ａは最遅角制御時におけるメカニカルスイッ
チ機構の作用説明図、Ｂは最進角制御時におけるメカニ
カルスイッチ機構の作用説明図

【図３０】本実施形態におけるのコントローラーによる
制御ブロック図

【図３１】本実施形態のリフト量可変機構駆動回路図

【図３２】本実施形態のメカニカルスイッチ機構のオ
ン、オフ切り換え特性図

【図３３】本実施形態のリフト量可変機構とリフト位相
可変機構の可動領域を示す特性図

【図３４】第５の実施形態におけるコントローラーによ
る制御ブロック図

【図３５】本実施形態のリフト量可変機構駆動回路図

【図３６】本実施形態のリフト量可変機構とリフト位相
可変機構の可動領域を示す特性図

【図３７】第６の実施形態におけるコントローラーによ
る制御ブロック図

【図３８】本実施形態のリフト量可変機構駆動回路図

【図３９】本実施形態のリフト量可変機構とリフト位相
可変機構の可動領域を示す特性図

【符号の説明】

１…リフト量可変機構 ２…リフト位相可変機構 １２…吸気弁 １３…駆動軸 １７…揺動カム １９…制御機構 ２３…ロッカアーム ２４…リンクアーム ２５…リンクロッド（連係部材） ３４…電動モータ ３７…コントローラ ５８…リフト量検出センサ ５９…リフト位相検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｚ (72)発明者 岡本 直樹 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 原 誠之助 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 鈴木 明典 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 野原 常靖 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 竹村 信一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 杉山 孝伸 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 青山 俊一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G018 AB05 AB07 AB16 BA19 BA32 BA33 CA02 CA06 CA07 CA13 CA19 DA03 DA05 DA10 DA19 DA70 DA75 EA02 EA16 EA17 EA20 EA22 FA01 FA06 FA07 GA22 GA27 GA39 GA40 3G084 BA23 DA26 DA27 DA28 EA07 EB12 EB22 EC02 FA07 FA20 FA33 FA39 3G092 AA11 DA01 DA03 DA05 DA08 DA09 DA10 DA14 DG01 DG03 DG08 EA03 EA04 EA09 EA10 EA22 EA25 EC04 EC09 FA11 FA24 FB03 FB04 FB05 FB06 HA01Z HA13X HA13Z HE01Z HE04Z HE08Z 3G301 HA19 JA08 JB01 JB03 JB07 JB09 LA07 LC03 LC08 NA07 NB06 ND04 NE12 NE18 PA01Z PE01Z PE04Z PE08Z PE10A

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状態
   に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
   るリフト位相可変機構と、 前記リフト量可変機構の現在の実作動位置を検出するリ
   フト量検出手段と、 前記リフト位相可変機構の現在の実作動位置を検出する
   リフト位相検出手段と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
   て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
   リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
   ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記コントローラは、前記リフト量検出手段によって検
   出された実リフト量が前記基本リフト量目標値よりも所
   定値以上大きい場合に、前記リフト位相を、前記リフト
   位相可変機構を介して基本リフト位相目標値に対してピ
   ストン上死点から離れるように制御するリフト位相修正
   手段を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装
   置。
2. 【請求項２】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状態
   に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
   るリフト位相可変機構と、 前記リフト量可変機構の現在の実作動位置を検出するリ
   フト量検出手段と、 前記リフト位相可変機構の現在の実作動位置を検出する
   リフト位相検出手段と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
   て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
   リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
   ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記コントローラは、前記リフト位相検出手段によって
   検出された実リフト位相が前記基本リフト位相目標値に
   対してピストン上死点に近づく側に所定値以上変化した
   場合に、前記リフト量を、前記リフト量可変機構によっ
   て基本リフト量目標値よりも小リフト側に制御するリフ
   ト量修正手段を備えたことを特徴とする内燃機関の可変
   動弁装置。
3. 【請求項３】 前記コントローラは、前記リフト量検出
   手段によって検出された実リフト量値が、基本リフト量
   目標値よりも所定値以上である場合でも、現在の実リフ
   ト位相が前記リフト位相修正手段によって修正されたリ
   フト位相値に対してピストン上死点から離れる側にある
   場合は、前記リフト位相可変機構を介してリフト位相を
   基本リフト位相目標値になるように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装置。
4. 【請求項４】 前記コントローラは、前記リフト位相検
   出手段によって検出された実リフト位相値が、基本リフ
   ト位相目標値よりもピストン上死点に近づく側へ所定値
   以上変化した場合であっても、現在の実リフト量が前記
   リフト量修正手段によって修正されたリフト量値に対し
   て小さいさい場合は、前記リフト量可変機構を介してリ
   フト量を基本リフト量目標値になるように制御すること
   を特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装
   置。
5. 【請求項５】 前記リフト量検出手段の故障を検出する
   第１故障検出手段を設ける一方、前記コントローラは、
   第１故障検出手段により故障検出信号が入力された場合
   に、機関弁のリフト位相を、機関弁の実リフト量が最大
   であっても、リフト位相可変機構を介して前記機関弁と
   ピストンとの干渉及び隣接する各機関弁間の干渉を回避
   し得るような範囲に制御することを特徴とする請求項１
   または３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 【請求項６】 前記リフト位相検出手段の故障を検出す
   る第２故障検出手段を設ける一方、前記コントローラ
   は、第２故障検出手段により故障検出信号が入力された
   場合に、機関弁のリフト量を、機関弁の実リフト位相が
   最もピストン上死点に近い位相にあっても、リフト量可
   変機構を介して前記機関弁とピストンとの干渉及び隣接
   する各機関弁間の干渉を回避し得るような範囲に制御す
   ることを特徴とする請求項２または４に記載の内燃機関
   の可変動弁装置。
7. 【請求項７】 前記リフト量検出手段の他に、補助リフ
   ト量検出手段を設けると共に、該両検出手段から出力さ
   れた検出信号に基づいて該両検出手段の故障を検出する
   ようにしたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関
   の可変動弁装置。
8. 【請求項８】 前記リフト位相検出手段の他に、補助リ
   フト位相検出手段を設けると共に、該両検出手段から出
   力された検出信号に基づいて該両検出手段の故障を検出
   するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の内燃
   機関の可変動弁装置。
9. 【請求項９】 機関弁のバルブリフト量を可変制御する
   リフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を進遅制御するリフト位相可変機構
   と、 前記リフト量可変機構の現在の実作動位置を検出するリ
   フト量検出手段と、 前記リフト位相可変機構の現在の実作動位置を検出する
   リフト位相検出手段と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量検出手段からの
   検出信号に基づいて前記リフト量可変機構を介して基本
   リフト量目標値にフィードバック制御すると共に、前記
   機関弁のリフト位相を、前記リフト位相検出手段からの
   検出信号に基づいて前記リフト位相可変機構を介して基
   本リフト位相目標値にフィードバック制御するコントロ
   ーラとを備え、 前記リフト量検出手段とリフト位相検出手段の他に、少
   なくともリフト量あるいはリフト位相のいずれか一方を
   検出する補助検出手段を設けると共に、該補助検出手段
   と前記リフト量検出手段あるいはリフト位相検出手段と
   から出力された検出信号に基づいて、これらいずれかの
   検出手段の故障を検出したことを特徴とする内燃機関の
   可変動弁装置。
10. 【請求項１０】 前記リフト量検出手段と前記補助検出
    手段とからの検出信号によってこれらの検出手段の故障
    を検出した際に、前記機関弁がリフト量可変機構によっ
    て最大リフト量の状態にあっても、機関弁とピストンあ
    るいは隣接する各機関弁同士が干渉しない範囲となるよ
    うにコントローラが前記リフト位相可変機構を介してリ
    フト位相を制御することを特徴とする請求項９に記載の
    内燃機関の可変動弁装置。
11. 【請求項１１】 前記リフト位相検出手段と前記補助検
    出手段とからの検出信号によってこれらの検出手段の故
    障を検出した際に、前記機関弁がリフト位相可変機構に
    よってピストンの上死点に最も近いリフト位相位置にあ
    っても、機関弁とピストンあるいは隣接する各機関弁同
    士が干渉しない範囲となるようにコントローラが前記リ
    フト量可変機構を介してリフト量を制御することを特徴
    とする請求項９に記載の内燃機関の可変動弁装置。
12. 【請求項１２】 前記リフト量可変機構は、揺動カムに
    よって前記機関弁を開閉作動させる構成とし、 前記揺動カムの揺動位置を検出するタイミングセンサー
    と、 該タイミングセンサーによって検出されたバルブリフト
    上昇時に所定揺動位置を通過する上り側タイミング値と
    リフト下降時に所定揺動位置を通過する下り側タイミン
    グ値とに基づいて演算によりリフト量を検出するリフト
    量検出手段と、同じく前記上り側タイミングと下り側タ
    イミングとに基づいてリフト位相を演算により検出する
    リフト位相検出手段と、 前記揺動カムが所定揺動位置を通過するタイミングを検
    出する補助タイミングセンサーと、 該補助タイミングセンサーによって検出されたバルブリ
    フト上昇時に所定揺動位置を通過する上り側補助タイミ
    ング値とリフト下降時に所定揺動位置を通過する下り側
    補助タイミング値とに基づいて演算によりリフト量を検
    出する補助リフト量検出手段と、 同じく前記上り側補助タイミングと下り側補助タイミン
    グとに基づいて演算によりリフト位相を検出する補助リ
    フト位相検出手段とを備えたことを特徴とする請求項９
    に記載の内燃機関の可変動弁装置。
13. 【請求項１３】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状
    態に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
    るリフト位相可変機構と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
    て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
    リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
    ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記リフト量可変機構よる現在の実リフト量に応じてオ
    ン、オフ信号を出力するメカニカルスイッチ機構を設け
    ると共に、該メカニカルスイッチ機構を前記リフト位相
    可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的に接続し、
    機関弁の実リフト量が所定値より大きい場合に、前記メ
    カニカルスイッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リ
    フト位相可変機構により機関弁のリフト位相をピストン
    上死点から離れる側へ駆動制御するように構成したこと
    を特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
14. 【請求項１４】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状
    態に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
    るリフト位相可変機構と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
    て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
    リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
    ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記リフト位相可変機構よる現在の実リフト位相に応じ
    てオン、オフ信号を出力するメカニカルスイッチ機構を
    設けると共に、該メカニカルスイッチ機構を前記リフト
    量可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的に接続
    し、機関弁のリフト位相がピストン上死点に対して所定
    角度値より近づいている場合に、前記メカニカルスイッ
    チ機構からのオフ信号に基づいて前記リフト量可変機構
    により機関弁のリフト量を低リフト側へ駆動制御するよ
    うに構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装
    置。
15. 【請求項１５】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状
    態に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
    るリフト位相可変機構と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
    て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
    リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
    ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記リフト量可変機構よる現在の実リフト量に応じてオ
    ン、オフ信号を出力する第１メカニカルスイッチ機構を
    設けると共に、該第１メカニカルスイッチ機構を前記リ
    フト位相可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的に
    接続し、機関弁の実リフト量がピストン上死点に対して
    所定値より近づいている場合に、前記第１メカニカルス
    イッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リフト位相可
    変機構により機関弁のリフト位相をピストン上死点から
    離れる側へ駆動制御するように構成すると共に、 前記リフト位相可変機構よる現在の実リフト位相に応じ
    てオン、オフ信号を出力する第２メカニカルスイッチ機
    構を設けると共に、該第２メカニカルスイッチ機構を前
    記リフト位相可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理
    的に接続し、機関弁の実リフト位相が所定角度値より大
    きい場合に、前記第２メカニカルスイッチ機構からのオ
    フ信号に基づいて前記リフト位相可変機構により機関弁
    のリフト位相をピストン上死点から離れる側へ駆動制御
    するように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動
    弁装置。
16. 【請求項１６】 機関弁のバルブリフト量を機関運転状
    態に応じて可変制御するリフト量可変機構と、 機関弁のリフト位相を機関運転状態に応じて進遅制御す
    るリフト位相可変機構と、 前記機関弁のリフト量を、前記リフト量可変機構を介し
    て基本リフト量目標値に制御すると共に、前記機関弁の
    リフト位相を前記リフト位相可変機構を介して基本リフ
    ト位相目標値に制御するコントローラとを備え、 前記リフト量可変機構よる現在の実リフト量に応じてオ
    ン、オフ信号を出力する第１メカニカルスイッチ機構を
    設けると共に、該第１メカニカルスイッチ機構を前記リ
    フト量可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的に接
    続し、機関弁の実リフト量が所定値より大きい場合に、
    前記第１メカニカルスイッチ機構からのオフ信号に基づ
    いて前記リフト量可変機構により機関弁のリフト量を低
    リフト側へ駆動制御するように構成すると共に、 前記リフト位相可変機構よる現在の実リフト位相に応じ
    てオン、オフ信号を出力する第２メカニカルスイッチ機
    構を設けると共に、該第２メカニカルスイッチ機構を前
    記リフト量可変機構のアクチュエータ駆動回路に論理的
    に接続し、機関弁のリフト位相がピストン上死点に対し
    所定角度値より近づいている場合に、前記第２メカニカ
    ルスイッチ機構からのオフ信号に基づいて前記リフト量
    可変機構により機関弁のリフト量を低リフト側へ駆動制
    御するように構成したことを特徴とする内燃機関の可変
    動弁装置。