JP2003113704A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置Info
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- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブスプリング反力等により制御軸に作用
する荷重によって制御軸センサ１４の出力に誤差が生
じ、制御精度が低下することを防止する。 【解決手段】 吸気弁のリフト・作動角を連続的に増減
変化させることができるリフト・作動角可変機構が用い
られる。リフト・作動角可変機構は、中間部材としての
ロッカアームを含む複数のリンクからなり、ロッカアー
ムが嵌合する制御偏心カムを備えた制御軸の回転角度に
よって、その特性が変化する。制御軸の回転角度はポテ
ンショメータからなる制御軸センサ１４によって検出さ
れる。制御軸に設けたピン８４と制御軸センサ１４側の
ベースプレート８３のスリット８２との係合によって回
転が伝達されるが、スリット８２の方向は、アイドル運
転時に制御軸に作用する荷重方向に沿っており、荷重Ｆ
による誤差が最小となる。
する荷重によって制御軸センサ１４の出力に誤差が生
じ、制御精度が低下することを防止する。 【解決手段】 吸気弁のリフト・作動角を連続的に増減
変化させることができるリフト・作動角可変機構が用い
られる。リフト・作動角可変機構は、中間部材としての
ロッカアームを含む複数のリンクからなり、ロッカアー
ムが嵌合する制御偏心カムを備えた制御軸の回転角度に
よって、その特性が変化する。制御軸の回転角度はポテ
ンショメータからなる制御軸センサ１４によって検出さ
れる。制御軸に設けたピン８４と制御軸センサ１４側の
ベースプレート８３のスリット８２との係合によって回
転が伝達されるが、スリット８２の方向は、アイドル運
転時に制御軸に作用する荷重方向に沿っており、荷重Ｆ
による誤差が最小となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の吸気
弁に用いられる可変動弁装置、特に、吸気弁のリフト特
性を連続的に可変制御可能な可変動弁装置に関する。
弁に用いられる可変動弁装置、特に、吸気弁のリフト特
性を連続的に可変制御可能な可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平８−２６０９２３号公報
には、吸気弁の作動角を連続的に可変制御可能な可変動
弁装置が開示されている。この装置は、内燃機関本体に
回転自在に支持され、かつ内燃機関の回転に同期して回
転する駆動軸と、同じく内燃機関本体に回転自在に支持
され、かつ油圧アクチュエータによって回転角度が制御
される制御軸と、上記駆動軸の回転運動がピンを介して
伝達されて回転運動するとともに、その回転運動の内燃
機関本体に対する中心位置が、上記制御軸の回転角度に
応じて変化する中間部材としての環状ディスクと、この
環状ディスクの回転運動に伴って回転し、吸気弁を押圧
するカムと、を備えており、環状ディスクの回転中心位
置が変化することにより該環状ディスクさらにはカムが
不等速回転し、弁開閉時期ならびに作動角が変化するよ
うに構成されている。
には、吸気弁の作動角を連続的に可変制御可能な可変動
弁装置が開示されている。この装置は、内燃機関本体に
回転自在に支持され、かつ内燃機関の回転に同期して回
転する駆動軸と、同じく内燃機関本体に回転自在に支持
され、かつ油圧アクチュエータによって回転角度が制御
される制御軸と、上記駆動軸の回転運動がピンを介して
伝達されて回転運動するとともに、その回転運動の内燃
機関本体に対する中心位置が、上記制御軸の回転角度に
応じて変化する中間部材としての環状ディスクと、この
環状ディスクの回転運動に伴って回転し、吸気弁を押圧
するカムと、を備えており、環状ディスクの回転中心位
置が変化することにより該環状ディスクさらにはカムが
不等速回転し、弁開閉時期ならびに作動角が変化するよ
うに構成されている。
【０００３】そして、上記制御軸の実際の回転位置を検
出するために、制御軸の回転角度に応じたセンサ出力を
発生する回転角度センサつまりポテンショメータが設け
られており、運転条件に応じた目標回転位置となるよう
に上記油圧アクチュエータがクローズドループ制御され
ている。上記ポテンショメータは、内燃機関本体、例え
ばシリンダヘッドに固定されており、上記制御軸の端部
に直結されている。
出するために、制御軸の回転角度に応じたセンサ出力を
発生する回転角度センサつまりポテンショメータが設け
られており、運転条件に応じた目標回転位置となるよう
に上記油圧アクチュエータがクローズドループ制御され
ている。上記ポテンショメータは、内燃機関本体、例え
ばシリンダヘッドに固定されており、上記制御軸の端部
に直結されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように制御軸に回転角度センサを直結した構成では、制
御軸の振動や荷重による変位が回転角度センサの軸に直
接伝達されてしまい、回転角度センサの耐久性が低くな
る、という問題がある。
ように制御軸に回転角度センサを直結した構成では、制
御軸の振動や荷重による変位が回転角度センサの軸に直
接伝達されてしまい、回転角度センサの耐久性が低くな
る、という問題がある。
【０００５】つまり、内燃機関本体に固定される回転角
度センサを制御軸に対し同軸上に配置したとしても、内
燃機関本体に回転自在に支持される制御軸は、その軸受
部のクリアランスの範囲内で径方向に動きうるので、バ
ルブスプリング反力や各部の慣性力によって制御軸が荷
重を受けると、制御軸中心とセンサ軸中心との間で相対
位置変化が発生し、回転角度センサの耐久性に悪影響を
与える虞がある。
度センサを制御軸に対し同軸上に配置したとしても、内
燃機関本体に回転自在に支持される制御軸は、その軸受
部のクリアランスの範囲内で径方向に動きうるので、バ
ルブスプリング反力や各部の慣性力によって制御軸が荷
重を受けると、制御軸中心とセンサ軸中心との間で相対
位置変化が発生し、回転角度センサの耐久性に悪影響を
与える虞がある。
【０００６】一方、このような制御軸と回転角度センサ
との相対位置変化を許容するような何らかの継手構造を
介して両者を接続したり、あるいは、電磁式等の非接触
回転角度センサを用いたような場合には、上記の相対位
置変化に起因して、センサ出力誤差が大きく発生するこ
とがある。
との相対位置変化を許容するような何らかの継手構造を
介して両者を接続したり、あるいは、電磁式等の非接触
回転角度センサを用いたような場合には、上記の相対位
置変化に起因して、センサ出力誤差が大きく発生するこ
とがある。
【０００７】そこで、この発明は、上記のような荷重に
よる制御軸と回転角度センサとの相対位置変化を許容し
つつ、この相対位置変化に伴う検出精度の低下を抑制す
ることを目的としている。
よる制御軸と回転角度センサとの相対位置変化を許容し
つつ、この相対位置変化に伴う検出精度の低下を抑制す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
内燃機関本体に回転自在に支持され、かつ内燃機関の回
転に同期して回転する駆動軸と、内燃機関本体に回転自
在に支持され、かつアクチュエータによって回転角度が
制御される制御軸と、上記駆動軸の回転運動が伝達され
て回転運動もしくは揺動運動するとともに、その回転運
動もしくは揺動運動の内燃機関本体に対する中心位置
が、上記制御軸の回転角度に応じて変化する中間部材
と、を含み、上記中間部材の運動に伴って吸気弁がリフ
トするとともに、上記中心位置の変化によりリフト特性
が変化するように構成された内燃機関の可変動弁装置に
おいて、内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の回
転角度に応じたセンサ出力を発生する回転角度センサを
有し、この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該回
転角度センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤差
が、特定の相対位置変化方向で最小となり、アイドル運
転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、上記制御軸
の中心に作用する荷重方向と略一致していることを特徴
としている。
内燃機関本体に回転自在に支持され、かつ内燃機関の回
転に同期して回転する駆動軸と、内燃機関本体に回転自
在に支持され、かつアクチュエータによって回転角度が
制御される制御軸と、上記駆動軸の回転運動が伝達され
て回転運動もしくは揺動運動するとともに、その回転運
動もしくは揺動運動の内燃機関本体に対する中心位置
が、上記制御軸の回転角度に応じて変化する中間部材
と、を含み、上記中間部材の運動に伴って吸気弁がリフ
トするとともに、上記中心位置の変化によりリフト特性
が変化するように構成された内燃機関の可変動弁装置に
おいて、内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の回
転角度に応じたセンサ出力を発生する回転角度センサを
有し、この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該回
転角度センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤差
が、特定の相対位置変化方向で最小となり、アイドル運
転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、上記制御軸
の中心に作用する荷重方向と略一致していることを特徴
としている。
【０００９】すなわち、この可変動弁装置は、基本的
に、上記制御軸の回転角度に応じてリフト特性が変化す
る構成となっており、制御軸の回転角度をアクチュエー
タを介して動かすことで、リフト特性が可変制御され
る。そして、制御軸の実際の回転角度が、回転角度セン
サによって検出される。
に、上記制御軸の回転角度に応じてリフト特性が変化す
る構成となっており、制御軸の回転角度をアクチュエー
タを介して動かすことで、リフト特性が可変制御され
る。そして、制御軸の実際の回転角度が、回転角度セン
サによって検出される。
【００１０】ここで、回転角度センサとして、組付誤差
の吸収や振動伝達の回避のために制御軸と直結しない構
成とすると、制御軸の中心と回転角度センサとの相対位
置変化に伴ってセンサ出力誤差が発生するが、実際の具
体的なレイアウトによって、このセンサ出力誤差が、あ
る方向の相対位置変化では比較的大きくなり、また逆に
特定の相対位置変化方向で最小となる場合がある。
の吸収や振動伝達の回避のために制御軸と直結しない構
成とすると、制御軸の中心と回転角度センサとの相対位
置変化に伴ってセンサ出力誤差が発生するが、実際の具
体的なレイアウトによって、このセンサ出力誤差が、あ
る方向の相対位置変化では比較的大きくなり、また逆に
特定の相対位置変化方向で最小となる場合がある。
【００１１】本発明では、このようにセンサ出力誤差が
最小となる方向が、アイドル運転時において、制御軸の
中心に作用する荷重方向と略一致している。アイドル運
転時は、空気量が少なく、かつ燃焼も不安定化しやすい
ので、センサ出力誤差ひいては制御誤差によってリフト
特性がばらつくと、運転性に与える影響が大きく、好ま
しくない。本発明では、アイドル運転時におけるセンサ
出力誤差が小さくなり、それだけアイドル運転時の制御
精度が向上する。
最小となる方向が、アイドル運転時において、制御軸の
中心に作用する荷重方向と略一致している。アイドル運
転時は、空気量が少なく、かつ燃焼も不安定化しやすい
ので、センサ出力誤差ひいては制御誤差によってリフト
特性がばらつくと、運転性に与える影響が大きく、好ま
しくない。本発明では、アイドル運転時におけるセンサ
出力誤差が小さくなり、それだけアイドル運転時の制御
精度が向上する。
【００１２】例えば請求項４の発明では、上記回転角度
センサと上記制御軸とは、制御軸端部に偏心して設けら
れたピンと、このピンと係合するように回転角度センサ
側に設けられた半径方向に延びたスリットと、を介して
互いに連結されている。従って、上記スリットの方向に
沿った相対位置変化では、センサ出力誤差が最小とな
り、これと直交する方向の相対位置変化では、センサ出
力誤差が大となる。また、スリットはピンとともに回転
するので、このスリットにより規定される出力誤差最小
となる特定の相対位置変化方向は、制御軸の回転角度に
よってさらに変化するものとなる。
センサと上記制御軸とは、制御軸端部に偏心して設けら
れたピンと、このピンと係合するように回転角度センサ
側に設けられた半径方向に延びたスリットと、を介して
互いに連結されている。従って、上記スリットの方向に
沿った相対位置変化では、センサ出力誤差が最小とな
り、これと直交する方向の相対位置変化では、センサ出
力誤差が大となる。また、スリットはピンとともに回転
するので、このスリットにより規定される出力誤差最小
となる特定の相対位置変化方向は、制御軸の回転角度に
よってさらに変化するものとなる。
【００１３】そのため、このものでは、アイドル運転時
に、該アイドル条件に対応して制御される制御軸の姿勢
つまり回転角度を考慮した上で、上記のスリットおよび
ピンの方向が決定される。
に、該アイドル条件に対応して制御される制御軸の姿勢
つまり回転角度を考慮した上で、上記のスリットおよび
ピンの方向が決定される。
【００１４】また例えば請求項５の発明では、上記回転
角度センサは、内燃機関本体側に固定されたピックアッ
プと、上記制御軸に固定された被検出部と、を備えてな
る非接触センサであり、制御軸の中心と上記ピックアッ
プとを結ぶ方向が上記の特定の相対位置変化方向とな
る。このものでは、制御軸が回転しても、誤差最小とな
る特定相対位置変化方向は、変化しない。従って、アイ
ドル時における制御軸の姿勢に関係なく、荷重方向のみ
からピックアップの位置を決定しうる。
角度センサは、内燃機関本体側に固定されたピックアッ
プと、上記制御軸に固定された被検出部と、を備えてな
る非接触センサであり、制御軸の中心と上記ピックアッ
プとを結ぶ方向が上記の特定の相対位置変化方向とな
る。このものでは、制御軸が回転しても、誤差最小とな
る特定相対位置変化方向は、変化しない。従って、アイ
ドル時における制御軸の姿勢に関係なく、荷重方向のみ
からピックアップの位置を決定しうる。
【００１５】請求項１の発明をより具体化した請求項２
の発明では、アイドル運転中のリフト特性の下で、吸気
弁開時期に制御軸中心に作用する荷重方向と吸気弁閉時
期に制御軸中心に作用する荷重方向との間に、上記の特
定の相対位置変化方向が含まれている。つまり、制御軸
に作用する荷重は、バルブスプリングの反力や種々の運
動部材の慣性力に起因して生じる（但し、アイドル時に
は、慣性力による荷重は小さく、バルブスプリング反力
による荷重が支配的となる）のであるが、その作用方向
は、吸気弁リフトの進行に伴って多少変化する。そこ
で、この請求項２の発明では、吸気弁開時期における荷
重方向と吸気弁閉時期における荷重方向との範囲内に、
上記の特定の相対位置変化方向を設け、相対位置変化に
よるセンサ出力誤差を、リフト期間の間、実質的に最小
に保つようにした。
の発明では、アイドル運転中のリフト特性の下で、吸気
弁開時期に制御軸中心に作用する荷重方向と吸気弁閉時
期に制御軸中心に作用する荷重方向との間に、上記の特
定の相対位置変化方向が含まれている。つまり、制御軸
に作用する荷重は、バルブスプリングの反力や種々の運
動部材の慣性力に起因して生じる（但し、アイドル時に
は、慣性力による荷重は小さく、バルブスプリング反力
による荷重が支配的となる）のであるが、その作用方向
は、吸気弁リフトの進行に伴って多少変化する。そこ
で、この請求項２の発明では、吸気弁開時期における荷
重方向と吸気弁閉時期における荷重方向との範囲内に、
上記の特定の相対位置変化方向を設け、相対位置変化に
よるセンサ出力誤差を、リフト期間の間、実質的に最小
に保つようにした。
【００１６】これに対し、請求項３の発明は、アイドル
運転中のリフト特性の下で、最大リフト時に制御軸中心
に作用する荷重方向に、上記の特定の相対位置変化方向
が略一致していることを特徴としている。上記のよう
に、アイドル時にはバルブスプリング反力による荷重が
支配的となるので、一般に最大リフトのときに制御軸に
最も大きな荷重が作用し、その変位も大となる。従っ
て、この変位がセンサ出力に及ぼす影響を抑制できる。
運転中のリフト特性の下で、最大リフト時に制御軸中心
に作用する荷重方向に、上記の特定の相対位置変化方向
が略一致していることを特徴としている。上記のよう
に、アイドル時にはバルブスプリング反力による荷重が
支配的となるので、一般に最大リフトのときに制御軸に
最も大きな荷重が作用し、その変位も大となる。従っ
て、この変位がセンサ出力に及ぼす影響を抑制できる。
【００１７】制御軸の回転角度に応じてリフト特性が変
化する可変動弁装置の機構は、いくつかの形式が知られ
ている。請求項６の発明においては、上記中間部材は、
上記制御軸に設けた偏心カムを中心に揺動運動するロッ
カアームであり、このロッカアームの運動が揺動カムを
介して吸気弁に伝達されるようになっている。
化する可変動弁装置の機構は、いくつかの形式が知られ
ている。請求項６の発明においては、上記中間部材は、
上記制御軸に設けた偏心カムを中心に揺動運動するロッ
カアームであり、このロッカアームの運動が揺動カムを
介して吸気弁に伝達されるようになっている。
【００１８】また請求項７に係る発明は、内燃機関本体
に回転自在に支持され、かつ内燃機関の回転に同期して
回転するとともに、駆動偏心カムを備えた駆動軸と、上
記偏心カムの外周に回転可能に嵌合したリンクアーム
と、内燃機関本体に回転自在に支持され、かつアクチュ
エータによって回転角度が制御されるとともに、制御偏
心カムを備えた制御軸と、上記制御偏心カムに回転可能
に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロ
ッカアームと、上記駆動軸に回転自在に支持されるとと
もに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該
ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧
する揺動カムと、を備え、上記制御軸の制御偏心カムの
回転位置によって吸気弁のリフトがその作動角とともに
増減変化するように構成された内燃機関の可変動弁装置
において、内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の
回転角度に応じたセンサ出力を発生する回転角度センサ
を有し、この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該
回転角度センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤
差が、特定の相対位置変化方向で最小となり、アイドル
運転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、上記駆動
軸の中心と上記制御軸の中心とを結ぶ直線の方向と略一
致していることを特徴としている。
に回転自在に支持され、かつ内燃機関の回転に同期して
回転するとともに、駆動偏心カムを備えた駆動軸と、上
記偏心カムの外周に回転可能に嵌合したリンクアーム
と、内燃機関本体に回転自在に支持され、かつアクチュ
エータによって回転角度が制御されるとともに、制御偏
心カムを備えた制御軸と、上記制御偏心カムに回転可能
に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロ
ッカアームと、上記駆動軸に回転自在に支持されるとと
もに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該
ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧
する揺動カムと、を備え、上記制御軸の制御偏心カムの
回転位置によって吸気弁のリフトがその作動角とともに
増減変化するように構成された内燃機関の可変動弁装置
において、内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の
回転角度に応じたセンサ出力を発生する回転角度センサ
を有し、この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該
回転角度センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤
差が、特定の相対位置変化方向で最小となり、アイドル
運転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、上記駆動
軸の中心と上記制御軸の中心とを結ぶ直線の方向と略一
致していることを特徴としている。
【００１９】すなわち、上記のような基本的構成の可変
動弁装置では、アイドル運転時に制御軸に作用する荷重
の方向は、駆動軸の中心と制御軸の中心とを結ぶ直線の
方向にほぼ一致する。従って、この方向の相対位置変化
に対しセンサ出力誤差が最小となるようにすれば、前述
したように、荷重による変位の影響を最小限とすること
が可能である。なお、この形式の可変動弁装置では、制
御軸の回転角度に応じて、吸気弁のリフトと作動角とが
同時にかつ連続的に変化するので、スロットル弁に依存
せずにシリンダ内への吸入吸気量を制御することも可能
である。
動弁装置では、アイドル運転時に制御軸に作用する荷重
の方向は、駆動軸の中心と制御軸の中心とを結ぶ直線の
方向にほぼ一致する。従って、この方向の相対位置変化
に対しセンサ出力誤差が最小となるようにすれば、前述
したように、荷重による変位の影響を最小限とすること
が可能である。なお、この形式の可変動弁装置では、制
御軸の回転角度に応じて、吸気弁のリフトと作動角とが
同時にかつ連続的に変化するので、スロットル弁に依存
せずにシリンダ内への吸入吸気量を制御することも可能
である。
【００２０】
【発明の効果】この発明によれば、荷重による制御軸と
回転角度センサとの相対位置変化が許容されるとともに
直接的な振動伝達を防止することができ、かつ同時に、
この相対位置変化に伴うセンサ出力誤差ひいては制御誤
差による運転性への悪影響を最小限に抑制することがで
きる。特に、アイドル時の制御精度を一層高めることが
でき、例えばスロットル弁に依存しない吸気量制御で最
も問題となるアイドル時の安定性が向上する。
回転角度センサとの相対位置変化が許容されるとともに
直接的な振動伝達を防止することができ、かつ同時に、
この相対位置変化に伴うセンサ出力誤差ひいては制御誤
差による運転性への悪影響を最小限に抑制することがで
きる。特に、アイドル時の制御精度を一層高めることが
でき、例えばスロットル弁に依存しない吸気量制御で最
も問題となるアイドル時の安定性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明を、自動車用火花
点火式ガソリン機関の吸気弁に適用した実施の形態につ
いて説明する。
点火式ガソリン機関の吸気弁に適用した実施の形態につ
いて説明する。
【００２２】図１は、内燃機関の吸気弁側可変動弁装置
全体の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁装置
は、吸気弁のリフト・作動角を変化させる本発明に係る
リフト・作動角可変機構１と、そのリフトの中心角の位
相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角も
しくは遅角させる位相可変機構２１と、が組み合わされ
て構成されている。
全体の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁装置
は、吸気弁のリフト・作動角を変化させる本発明に係る
リフト・作動角可変機構１と、そのリフトの中心角の位
相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角も
しくは遅角させる位相可変機構２１と、が組み合わされ
て構成されている。
【００２３】まず、リフト・作動角可変機構１を説明す
る。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人
が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０
７７２５号公報等によって公知となっているので、その
概要のみを説明する。
る。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人
が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０
７７２５号公報等によって公知となっているので、その
概要のみを説明する。
【００２４】リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘ
ッド（図示せず）に摺動自在に設けられた吸気弁１１
と、シリンダヘッド上部のカムブラケット（図示せず）
に回転自在に支持された駆動軸２と、この駆動軸２に、
圧入等により固定された駆動偏心カム３と、上記駆動軸
２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に
支持されるとともに駆動軸２と平行に配置された制御軸
１２と、この制御軸１２の制御偏心カム１８に揺動自在
に支持された中間部材としてのロッカアーム６と、各吸
気弁１１の上端部に配置されたタペット１０に当接する
揺動カム９と、を備えている。上記駆動偏心カム３とロ
ッカアーム６とはリンクアーム４によって連係されてお
り、ロッカアーム６と揺動カム９とは、リンク部材８に
よって連係されている。
ッド（図示せず）に摺動自在に設けられた吸気弁１１
と、シリンダヘッド上部のカムブラケット（図示せず）
に回転自在に支持された駆動軸２と、この駆動軸２に、
圧入等により固定された駆動偏心カム３と、上記駆動軸
２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に
支持されるとともに駆動軸２と平行に配置された制御軸
１２と、この制御軸１２の制御偏心カム１８に揺動自在
に支持された中間部材としてのロッカアーム６と、各吸
気弁１１の上端部に配置されたタペット１０に当接する
揺動カム９と、を備えている。上記駆動偏心カム３とロ
ッカアーム６とはリンクアーム４によって連係されてお
り、ロッカアーム６と揺動カム９とは、リンク部材８に
よって連係されている。
【００２５】上記駆動軸２は、後述するように、タイミ
ングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関の
クランクシャフトによって駆動されるものである。
ングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関の
クランクシャフトによって駆動されるものである。
【００２６】上記駆動偏心カム３は、円形外周面を有
し、該外周面の中心が駆動軸２の軸心から所定量だけオ
フセットしているとともに、この外周面に、リンクアー
ム４の環状部が回転可能に嵌合している。
し、該外周面の中心が駆動軸２の軸心から所定量だけオ
フセットしているとともに、この外周面に、リンクアー
ム４の環状部が回転可能に嵌合している。
【００２７】上記ロッカアーム６は、略中央部が上記制
御偏心カム１８によって揺動可能に支持されており、そ
の一端部に、連結ピン５を介して上記リンクアーム４の
アーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン
７を介して上記リンク部材８の上端部が連係している。
上記制御偏心カム１８は、制御軸１２の軸心から偏心し
ており、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカ
アーム６の揺動中心は変化する。
御偏心カム１８によって揺動可能に支持されており、そ
の一端部に、連結ピン５を介して上記リンクアーム４の
アーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン
７を介して上記リンク部材８の上端部が連係している。
上記制御偏心カム１８は、制御軸１２の軸心から偏心し
ており、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカ
アーム６の揺動中心は変化する。
【００２８】上記揺動カム９は、駆動軸２の外周に嵌合
して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、
連結ピン１７を介して上記リンク部材８の下端部が連係
している。この揺動カム９の下面には、駆動軸２と同心
状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描
いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これ
らの基円面ならびにカム面が、揺動カム９の揺動位置に
応じてタペット１０の上面に当接するようになってい
る。
して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、
連結ピン１７を介して上記リンク部材８の下端部が連係
している。この揺動カム９の下面には、駆動軸２と同心
状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描
いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これ
らの基円面ならびにカム面が、揺動カム９の揺動位置に
応じてタペット１０の上面に当接するようになってい
る。
【００２９】すなわち、上記基円面はベースサークル区
間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム９
が揺動してカム面がタペット１０に接触すると、徐々に
リフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間
とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられて
いる。
間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム９
が揺動してカム面がタペット１０に接触すると、徐々に
リフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間
とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられて
いる。
【００３０】上記制御軸１２は、図１に示すように、一
端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ
１３によって所定角度範囲内で回転するように構成され
ている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３
は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動
するサーボモータ等からなり、図示せぬエンジンコント
ロールユニットからの制御信号によって制御されてい
る。ここで、制御軸１２の回転角度は、回転角度センサ
つまり制御軸センサ１４によって検出され、この検出し
た実際の制御状態に基づいて上記アクチュエータ１３が
クローズドループ制御される。
端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ
１３によって所定角度範囲内で回転するように構成され
ている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３
は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動
するサーボモータ等からなり、図示せぬエンジンコント
ロールユニットからの制御信号によって制御されてい
る。ここで、制御軸１２の回転角度は、回転角度センサ
つまり制御軸センサ１４によって検出され、この検出し
た実際の制御状態に基づいて上記アクチュエータ１３が
クローズドループ制御される。
【００３１】このリフト・作動角可変機構１の作用を説
明すると、駆動軸２が回転すると、駆動偏心カム３のカ
ム作用によってリンクアーム４が上下動し、これに伴っ
てロッカアーム６が揺動する。このロッカアーム６の揺
動は、リンク部材８を介して揺動カム９へ伝達され、該
揺動カム９が揺動する。この揺動カム９のカム作用によ
って、タペット１０が押圧され、吸気弁１１がリフトす
る。
明すると、駆動軸２が回転すると、駆動偏心カム３のカ
ム作用によってリンクアーム４が上下動し、これに伴っ
てロッカアーム６が揺動する。このロッカアーム６の揺
動は、リンク部材８を介して揺動カム９へ伝達され、該
揺動カム９が揺動する。この揺動カム９のカム作用によ
って、タペット１０が押圧され、吸気弁１１がリフトす
る。
【００３２】ここで、リフト・作動角制御用アクチュエ
ータ１３を介して制御軸１２の角度が変化すると、ロッ
カアーム６の揺動運動の中心位置が動いて該ロッカアー
ム６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム９の初期揺
動位置が変化する。
ータ１３を介して制御軸１２の角度が変化すると、ロッ
カアーム６の揺動運動の中心位置が動いて該ロッカアー
ム６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム９の初期揺
動位置が変化する。
【００３３】例えば制御偏心カム１８が図の上方へ位置
しているとすると、ロッカアーム６は全体として上方へ
位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に
上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム９
の初期位置は、そのカム面がタペット１０から離れる方
向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９
が揺動した際に、基円面が長くタペット１０に接触し続
け、カム面がタペット１０に接触する期間は短い。従っ
て、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期
から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
しているとすると、ロッカアーム６は全体として上方へ
位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に
上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム９
の初期位置は、そのカム面がタペット１０から離れる方
向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９
が揺動した際に、基円面が長くタペット１０に接触し続
け、カム面がタペット１０に接触する期間は短い。従っ
て、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期
から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
【００３４】逆に、制御偏心カム１８が図の下方へ位置
しているとすると、ロッカアーム６は全体として下方へ
位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に
下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム９
の初期位置は、そのカム面がタペット１０に近付く方向
に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が
揺動した際に、タペット１０と接触する部位が基円面か
らカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体
として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
しているとすると、ロッカアーム６は全体として下方へ
位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に
下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム９
の初期位置は、そのカム面がタペット１０に近付く方向
に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が
揺動した際に、タペット１０と接触する部位が基円面か
らカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体
として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００３５】上記の制御偏心カム１８の初期位置は連続
的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特
性は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動
角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることがで
きる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作
動角の大小変化に伴い、吸気弁１１の開時期と閉時期と
がほぼ対称に変化する。
的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特
性は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動
角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることがで
きる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作
動角の大小変化に伴い、吸気弁１１の開時期と閉時期と
がほぼ対称に変化する。
【００３６】次に、位相可変機構２１は、上記駆動軸２
の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロ
ケット２２と上記駆動軸２とを、所定の角度範囲内にお
いて相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ２３
と、から構成されている。上記スプロケット２２は、図
示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを
介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制
御用アクチュエータ２３は、例えば油圧式、電磁式など
の回転型アクチュエータからなり、エンジンコントロー
ルユニットからの制御信号によって制御されている。こ
の位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプ
ロケット２２と駆動軸２とが相対的に回転し、バルブリ
フトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト
特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角
する。また、この変化も、連続的に得ることができる。
この位相可変機構２１もやはり図示せぬセンサの検出信
号に基づいてクローズドループ制御される。
の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロ
ケット２２と上記駆動軸２とを、所定の角度範囲内にお
いて相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ２３
と、から構成されている。上記スプロケット２２は、図
示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを
介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制
御用アクチュエータ２３は、例えば油圧式、電磁式など
の回転型アクチュエータからなり、エンジンコントロー
ルユニットからの制御信号によって制御されている。こ
の位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプ
ロケット２２と駆動軸２とが相対的に回転し、バルブリ
フトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト
特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角
する。また、この変化も、連続的に得ることができる。
この位相可変機構２１もやはり図示せぬセンサの検出信
号に基づいてクローズドループ制御される。
【００３７】このような可変動弁装置を吸気弁側に備え
た本実施例の内燃機関では、吸気弁１１の微小リフトを
実現できることから、スロットル弁に依存せずに、吸気
弁１１の可変制御によって吸気量を制御することが可能
である。
た本実施例の内燃機関では、吸気弁１１の微小リフトを
実現できることから、スロットル弁に依存せずに、吸気
弁１１の可変制御によって吸気量を制御することが可能
である。
【００３８】図２および図３は、本発明の要部である制
御軸センサ１４の詳細を示している。この実施例では、
制御軸センサ１４は、センサ軸８１の回転角度に応じた
センサ出力を発生する回転型ポテンショメータからな
り、センサ軸８１が上記制御軸１２に対し同軸上となる
ように、シリンダヘッドの一部（符号１０１で示す）に
固定されている。センサ軸８１と制御軸１２とは、それ
ぞれの中心位置の誤差ないしは変位を許容し得るよう
に、互いに直結されておらず、制御軸１２の端面の外周
部にピン８４が設けられているとともに、半径方向のス
リット８２を備えたベースプレート８３が上記センサ軸
８１に取り付けられており、上記スリット８２に上記ピ
ン８４が係合して、制御軸１２の回転がセンサ軸８１に
伝達されている。
御軸センサ１４の詳細を示している。この実施例では、
制御軸センサ１４は、センサ軸８１の回転角度に応じた
センサ出力を発生する回転型ポテンショメータからな
り、センサ軸８１が上記制御軸１２に対し同軸上となる
ように、シリンダヘッドの一部（符号１０１で示す）に
固定されている。センサ軸８１と制御軸１２とは、それ
ぞれの中心位置の誤差ないしは変位を許容し得るよう
に、互いに直結されておらず、制御軸１２の端面の外周
部にピン８４が設けられているとともに、半径方向のス
リット８２を備えたベースプレート８３が上記センサ軸
８１に取り付けられており、上記スリット８２に上記ピ
ン８４が係合して、制御軸１２の回転がセンサ軸８１に
伝達されている。
【００３９】上記のような制御軸センサ１４の構成にお
いては、制御軸１２の軸受部のクリアランスによる半径
方向の変位によって、センサ出力が誤差を含むものとな
る。図４および図５は、この出力誤差を説明するもの
で、荷重Ｆによって制御軸１２が半径方向へ変位したと
きに、図４に示すように、ピン８４およびスリット８２
の位置が、荷重Ｆの方向に対し略直交する方向にあると
すると、角度θとして示すようにベースプレート８３が
回転し、大きなセンサ出力誤差が発生する。これに対
し、図５に示すように、ピン８４およびスリット８２の
位置が、荷重Ｆの方向に沿ったものであると、ベースプ
レート８３は回転せず、センサ出力誤差が最小となる。
このように、ピン８４とスリット８２とを用いた継ぎ手
構造においては、制御軸１２の中心とセンサ軸８１の中
心との相対位置変化が、スリット８２の方向に沿ったも
のである場合に、センサ出力誤差が最小となる。
いては、制御軸１２の軸受部のクリアランスによる半径
方向の変位によって、センサ出力が誤差を含むものとな
る。図４および図５は、この出力誤差を説明するもの
で、荷重Ｆによって制御軸１２が半径方向へ変位したと
きに、図４に示すように、ピン８４およびスリット８２
の位置が、荷重Ｆの方向に対し略直交する方向にあると
すると、角度θとして示すようにベースプレート８３が
回転し、大きなセンサ出力誤差が発生する。これに対
し、図５に示すように、ピン８４およびスリット８２の
位置が、荷重Ｆの方向に沿ったものであると、ベースプ
レート８３は回転せず、センサ出力誤差が最小となる。
このように、ピン８４とスリット８２とを用いた継ぎ手
構造においては、制御軸１２の中心とセンサ軸８１の中
心との相対位置変化が、スリット８２の方向に沿ったも
のである場合に、センサ出力誤差が最小となる。
【００４０】一方、制御軸１２に作用する荷重は、図示
せぬバルブスプリングの付勢力に抗して吸気弁１１をリ
フトさせるために生じる荷重と、運動するロッカアーム
６やその他のリンク部材の慣性力のために生じる荷重
と、を合わせたものであり、吸気弁１１のリフト量や機
関回転速度によってその方向は様々に変化する。しか
も、スリット８２の方向は、制御軸１２の回転角度によ
って変化し、つまり運転条件によって種々異なるものと
なる。従って、制御軸１２に作用する荷重の方向とスリ
ット８２の方向とを常に一致させることは不可能であ
る。そのため、本実施例では、最も高い制御精度が要求
されるアイドル運転時に、荷重の方向とスリット８２の
方向とが一致するように構成してある。
せぬバルブスプリングの付勢力に抗して吸気弁１１をリ
フトさせるために生じる荷重と、運動するロッカアーム
６やその他のリンク部材の慣性力のために生じる荷重
と、を合わせたものであり、吸気弁１１のリフト量や機
関回転速度によってその方向は様々に変化する。しか
も、スリット８２の方向は、制御軸１２の回転角度によ
って変化し、つまり運転条件によって種々異なるものと
なる。従って、制御軸１２に作用する荷重の方向とスリ
ット８２の方向とを常に一致させることは不可能であ
る。そのため、本実施例では、最も高い制御精度が要求
されるアイドル運転時に、荷重の方向とスリット８２の
方向とが一致するように構成してある。
【００４１】図６は、上記のリフト・作動角可変機構１
において、アイドル運転時に使用されるリフト特性（例
えばリフト・作動角が極小となる特性）の下で、吸気弁
１１が最大にリフトしたときに制御軸１２に作用するバ
ルブスプリング反力による荷重Ｆの方向を示している。
この方向は、単純に幾何学的に求められる。アイドル運
転のような低速回転時には、慣性力による荷重は非常に
小さく、バルブスプリング反力による荷重Ｆが支配的と
なる。従って、アイドル運転時の制御状態で、この荷重
Ｆの方向とスリット８２の方向とが一致するように、ベ
ースプレート８３の取付角度を設定すれば、アイドル運
転時に発生する相対位置変化によるセンサ出力誤差を最
小にすることができる。
において、アイドル運転時に使用されるリフト特性（例
えばリフト・作動角が極小となる特性）の下で、吸気弁
１１が最大にリフトしたときに制御軸１２に作用するバ
ルブスプリング反力による荷重Ｆの方向を示している。
この方向は、単純に幾何学的に求められる。アイドル運
転のような低速回転時には、慣性力による荷重は非常に
小さく、バルブスプリング反力による荷重Ｆが支配的と
なる。従って、アイドル運転時の制御状態で、この荷重
Ｆの方向とスリット８２の方向とが一致するように、ベ
ースプレート８３の取付角度を設定すれば、アイドル運
転時に発生する相対位置変化によるセンサ出力誤差を最
小にすることができる。
【００４２】図７は、荷重の方向についてさらに詳細に
説明するもので、上記リフト・作動角可変機構１のリン
ク構成をスケルトン図として示してある。そして、アイ
ドル運転時のリフト特性において、吸気弁開時期（ＩＶ
Ｏ）のリンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時のリン
ク状態を破線で、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）のリンク状態
を一点鎖線で、それぞれ示してある。図中のＦｏは、吸
気弁開時期直後の荷重を、Ｆｃは、吸気弁閉時期直前の
荷重を、それぞれ示している。また、Ｆｍは、最大リフ
ト時の荷重を示し、従って、前述した図６の荷重Ｆと同
じものである。このように、制御軸１２に作用する荷重
の方向は、実際には、吸気弁開時期から吸気弁閉時期の
間で、リフトの進行に伴って多少変化する。制御軸１２
と制御軸センサ１４との相対位置変化が最大となるの
は、荷重の大きさが最大となる吸気弁最大リフト時であ
るから、このときの荷重Ｆｍの方向とスリット８２の方
向とを一致させることが最も望ましいが、リフト期間中
の荷重の方向、つまり荷重Ｆｏの方向から荷重Ｆｃの方
向までの範囲内に、スリット８２の方向があれば、セン
サ出力誤差を十分に小さくすることが可能である。
説明するもので、上記リフト・作動角可変機構１のリン
ク構成をスケルトン図として示してある。そして、アイ
ドル運転時のリフト特性において、吸気弁開時期（ＩＶ
Ｏ）のリンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時のリン
ク状態を破線で、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）のリンク状態
を一点鎖線で、それぞれ示してある。図中のＦｏは、吸
気弁開時期直後の荷重を、Ｆｃは、吸気弁閉時期直前の
荷重を、それぞれ示している。また、Ｆｍは、最大リフ
ト時の荷重を示し、従って、前述した図６の荷重Ｆと同
じものである。このように、制御軸１２に作用する荷重
の方向は、実際には、吸気弁開時期から吸気弁閉時期の
間で、リフトの進行に伴って多少変化する。制御軸１２
と制御軸センサ１４との相対位置変化が最大となるの
は、荷重の大きさが最大となる吸気弁最大リフト時であ
るから、このときの荷重Ｆｍの方向とスリット８２の方
向とを一致させることが最も望ましいが、リフト期間中
の荷重の方向、つまり荷重Ｆｏの方向から荷重Ｆｃの方
向までの範囲内に、スリット８２の方向があれば、セン
サ出力誤差を十分に小さくすることが可能である。
【００４３】また、上記実施例のようなリンク構成を有
するリフト・作動角可変機構１においては、アイドル運
転時に制御軸１２に作用する荷重の方向（上記の荷重Ｆ
ｏの方向〜荷重Ｆｃの方向）は、駆動軸２の中心と制御
軸１２の中心とを結ぶ直線Ｌの方向にほぼ一致する。従
って、簡易的に、この直線Ｌの方向とスリット８２の方
向とが一致するように、ベースプレート８３の取付角度
を決定してもよい。
するリフト・作動角可変機構１においては、アイドル運
転時に制御軸１２に作用する荷重の方向（上記の荷重Ｆ
ｏの方向〜荷重Ｆｃの方向）は、駆動軸２の中心と制御
軸１２の中心とを結ぶ直線Ｌの方向にほぼ一致する。従
って、簡易的に、この直線Ｌの方向とスリット８２の方
向とが一致するように、ベースプレート８３の取付角度
を決定してもよい。
【００４４】図８は、アイドル運転時に得られる制御軸
センサ１４の出力を示している。図示するように、基本
的に制御軸１２の回転角度に対応したレベルの信号が出
力されるが、各気筒の吸気弁１１のリフト期間において
は、制御軸１２に荷重が作用し、誤差が発生する。破線
は、従来の特性を示しており、本発明においては、この
誤差出力を、実線で示すように小さくすることができ
る。この結果、制御における不感帯を小さくすることが
可能となり、より高精度な制御を実現できる。
センサ１４の出力を示している。図示するように、基本
的に制御軸１２の回転角度に対応したレベルの信号が出
力されるが、各気筒の吸気弁１１のリフト期間において
は、制御軸１２に荷重が作用し、誤差が発生する。破線
は、従来の特性を示しており、本発明においては、この
誤差出力を、実線で示すように小さくすることができ
る。この結果、制御における不感帯を小さくすることが
可能となり、より高精度な制御を実現できる。
【００４５】次に、アイドル時に、リフト・作動角の可
変制御によってアイドル回転数制御を行う場合の荷重方
向について説明する。つまり、前述した図７では、アイ
ドル運転時に、概ね一定のリフト・作動角に制御される
ものとして説明したが、吸気弁１１のリフト・作動角の
可変制御でアイドル回転数制御を行う場合には、負荷変
動を相殺するように、リフト・作動角が若干広い範囲で
変化するものとなる。図９の（ａ）は、アイドル時に使
用される最小のリフト・作動角の制御時における荷重方
向を示したもので、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の
リンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時のリンク状態
を破線で、それぞれ示してあり、図中のＦｏが、吸気弁
開時期直後の荷重を、Ｆｃが、吸気弁閉時期直前の荷重
を、それぞれ示している。図９の（ｂ）は、アイドル時
に使用される最大のリフト・作動角の制御時における荷
重方向を示したもので、同様に、吸気弁開時期および吸
気弁閉時期のリンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時
のリンク状態を破線で、それぞれ示してあり、図中のＦ
ｏが、吸気弁開時期直後の荷重を、Ｆｃが、吸気弁閉時
期直前の荷重を、それぞれ示している。ここで、図９の
（ａ）と（ｂ）とでは、リフト・作動角が大小異なるこ
とから、特に、制御軸１２の回転角度が異なっている。
なお、図中のＰ点は、制御偏心カム１８の中心（ロッカ
アーム６の揺動中心）を示しており、制御軸１２の回転
角度が変化すると、このＰ点の位置が変化する。
変制御によってアイドル回転数制御を行う場合の荷重方
向について説明する。つまり、前述した図７では、アイ
ドル運転時に、概ね一定のリフト・作動角に制御される
ものとして説明したが、吸気弁１１のリフト・作動角の
可変制御でアイドル回転数制御を行う場合には、負荷変
動を相殺するように、リフト・作動角が若干広い範囲で
変化するものとなる。図９の（ａ）は、アイドル時に使
用される最小のリフト・作動角の制御時における荷重方
向を示したもので、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の
リンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時のリンク状態
を破線で、それぞれ示してあり、図中のＦｏが、吸気弁
開時期直後の荷重を、Ｆｃが、吸気弁閉時期直前の荷重
を、それぞれ示している。図９の（ｂ）は、アイドル時
に使用される最大のリフト・作動角の制御時における荷
重方向を示したもので、同様に、吸気弁開時期および吸
気弁閉時期のリンク状態を実線で、吸気弁最大リフト時
のリンク状態を破線で、それぞれ示してあり、図中のＦ
ｏが、吸気弁開時期直後の荷重を、Ｆｃが、吸気弁閉時
期直前の荷重を、それぞれ示している。ここで、図９の
（ａ）と（ｂ）とでは、リフト・作動角が大小異なるこ
とから、特に、制御軸１２の回転角度が異なっている。
なお、図中のＰ点は、制御偏心カム１８の中心（ロッカ
アーム６の揺動中心）を示しており、制御軸１２の回転
角度が変化すると、このＰ点の位置が変化する。
【００４６】上記のように制御軸１２の回転角度が変化
する場合には、これに伴ってスリット８２の方向が変わ
ってしまうので、ベースプレート８３の取付角度を決定
するに際しては、これを考慮する必要がある。図１０
は、図９の制御軸１２部分のみに着目したものであっ
て、（ａ）および（ｂ）は、図９の（ａ）および（ｂ）
の荷重方向をそのまま示したものである。この荷重方向
は、機関本体、例えばシリンダヘッドの上下左右の座標
を基準としたものである。これに対し、図の（ｃ）は、
いずれか一方、例えば図（ａ）の制御軸１２の回転角度
を、図（ｂ）の制御軸１２の回転角度と一致させて、そ
れぞれの荷重方向を重ね合わせたものである。つまり、
制御軸１２自体を基準として、これに作用する荷重方向
を示している。従って、この場合には、図（ｃ）に示す
４つの荷重方向を包含する角度αの範囲内に、ベースプ
レート８３の取付角度を設定することが望ましい。
する場合には、これに伴ってスリット８２の方向が変わ
ってしまうので、ベースプレート８３の取付角度を決定
するに際しては、これを考慮する必要がある。図１０
は、図９の制御軸１２部分のみに着目したものであっ
て、（ａ）および（ｂ）は、図９の（ａ）および（ｂ）
の荷重方向をそのまま示したものである。この荷重方向
は、機関本体、例えばシリンダヘッドの上下左右の座標
を基準としたものである。これに対し、図の（ｃ）は、
いずれか一方、例えば図（ａ）の制御軸１２の回転角度
を、図（ｂ）の制御軸１２の回転角度と一致させて、そ
れぞれの荷重方向を重ね合わせたものである。つまり、
制御軸１２自体を基準として、これに作用する荷重方向
を示している。従って、この場合には、図（ｃ）に示す
４つの荷重方向を包含する角度αの範囲内に、ベースプ
レート８３の取付角度を設定することが望ましい。
【００４７】同様に、図１１は、アイドル時に、リフト
・作動角の可変制御によってアイドル回転数制御を行う
場合に、最小のリフト・作動角に制御したときの最大リ
フト時の荷重方向Ｆ１と、最大のリフト・作動角に制御
したときの最大リフト時の荷重方向Ｆ２と、に着目した
ものである。図（Ａ）の太い実線は、最小のリフト・作
動角の制御状態を、細い実線は、最大のリフト・作動角
の制御状態を示す。前述したように、荷重Ｆ１のときの
制御軸１２の回転角度と荷重Ｆ２のときの制御軸１２の
回転角度とは異なるので、それぞれのＰ点が一致するよ
うに両者を重ね合わせれば、（Ｂ）に示すように、制御
軸１２自体を基準とした荷重方向の範囲が求められるの
で、その範囲に対応する角度βの範囲内に、ベースプレ
ート８３の取付角度を設定すればよい。
・作動角の可変制御によってアイドル回転数制御を行う
場合に、最小のリフト・作動角に制御したときの最大リ
フト時の荷重方向Ｆ１と、最大のリフト・作動角に制御
したときの最大リフト時の荷重方向Ｆ２と、に着目した
ものである。図（Ａ）の太い実線は、最小のリフト・作
動角の制御状態を、細い実線は、最大のリフト・作動角
の制御状態を示す。前述したように、荷重Ｆ１のときの
制御軸１２の回転角度と荷重Ｆ２のときの制御軸１２の
回転角度とは異なるので、それぞれのＰ点が一致するよ
うに両者を重ね合わせれば、（Ｂ）に示すように、制御
軸１２自体を基準とした荷重方向の範囲が求められるの
で、その範囲に対応する角度βの範囲内に、ベースプレ
ート８３の取付角度を設定すればよい。
【００４８】次に、図１２および図１３は、制御軸セン
サ１４の異なる実施例を示している。この制御軸センサ
１４は、電磁式の非接触センサとして構成したものであ
って、制御軸１２の端部に、放射状に多数のスリット９
２を形成した被検出部となる円盤９１が固定されている
とともに、この円盤９１の外周に半径方向に対向するよ
うに電磁ピックアップ９３が設けられている。この電磁
ピックアップ９３は、符号１０１で示すシリンダヘッド
の一部に固定されている。この構成においては、電磁ピ
ックアップ９３と制御軸１２の中心とを結ぶ半径線の方
向で、その相対位置変化に対するセンサ出力誤差が最小
となる。従って、アイドル運転時における前述したよう
な荷重方向を考慮して、電磁ピックアップ９３の取付位
置が決定される。なお、この構成では、制御軸１２が回
転しても、電磁ピックアップ９３と円盤９１との関係は
変化しないので、アイドル運転時における制御軸１２の
制御状態を考慮する必要はない。
サ１４の異なる実施例を示している。この制御軸センサ
１４は、電磁式の非接触センサとして構成したものであ
って、制御軸１２の端部に、放射状に多数のスリット９
２を形成した被検出部となる円盤９１が固定されている
とともに、この円盤９１の外周に半径方向に対向するよ
うに電磁ピックアップ９３が設けられている。この電磁
ピックアップ９３は、符号１０１で示すシリンダヘッド
の一部に固定されている。この構成においては、電磁ピ
ックアップ９３と制御軸１２の中心とを結ぶ半径線の方
向で、その相対位置変化に対するセンサ出力誤差が最小
となる。従って、アイドル運転時における前述したよう
な荷重方向を考慮して、電磁ピックアップ９３の取付位
置が決定される。なお、この構成では、制御軸１２が回
転しても、電磁ピックアップ９３と円盤９１との関係は
変化しないので、アイドル運転時における制御軸１２の
制御状態を考慮する必要はない。
【００４９】以上、この発明の一実施例について説明し
たが、この発明は、特開平８−２６０９２３号公報に記
載されているような形式の可変動弁装置においても同様
に適用することが可能である。但し、この形式の可変動
弁装置では、制御軸の回転角度に応じて作動角が変化す
るものの、最大リフト量は常に一定となる。
たが、この発明は、特開平８−２６０９２３号公報に記
載されているような形式の可変動弁装置においても同様
に適用することが可能である。但し、この形式の可変動
弁装置では、制御軸の回転角度に応じて作動角が変化す
るものの、最大リフト量は常に一定となる。
【図１】この発明に係る可変動弁装置全体の構成を示す
斜視図。
斜視図。
【図２】制御軸センサの一実施例を示す側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】荷重方向と出力誤差との関係を示す説明図。
【図５】出力誤差が最小となる荷重方向を示す説明図。
【図６】アイドル運転時に制御軸に作用する荷重の方向
を示す説明図。
を示す説明図。
【図７】スケルトン図において荷重方向をより詳しく示
す説明図。
す説明図。
【図８】制御軸センサの出力の一例を示す特性図。
【図９】アイドル運転時にリフト・作動角を可変制御す
る場合で、最小のリフト・作動角のときの吸気弁開閉時
期の荷重方向（ａ）と最大のリフト・作動角のときの吸
気弁開閉時期の荷重方向（ｂ）とを対比して示す説明
図。
る場合で、最小のリフト・作動角のときの吸気弁開閉時
期の荷重方向（ａ）と最大のリフト・作動角のときの吸
気弁開閉時期の荷重方向（ｂ）とを対比して示す説明
図。
【図１０】最小リフト・作動角のときの荷重方向（ａ）
と最大リフト・作動角のときの荷重方向（ｂ）とこれら
を重ね合わせた荷重方向範囲（ｃ）とを示す説明図。
と最大リフト・作動角のときの荷重方向（ｂ）とこれら
を重ね合わせた荷重方向範囲（ｃ）とを示す説明図。
【図１１】最小リフト・作動角のときと最大リフト・作
動角のときの最大リフト時の荷重方向（Ａ）とこれらを
重ね合わせた荷重方向範囲（Ｂ）を示す説明図。
動角のときの最大リフト時の荷重方向（Ａ）とこれらを
重ね合わせた荷重方向範囲（Ｂ）を示す説明図。
【図１２】制御軸センサの異なる実施例を示す側面図。
【図１３】その要部を制御軸の軸方向から見た正面図。
１…リフト・作動角可変機構
２…駆動軸
６…ロッカアーム
１１…吸気弁
１２…制御軸
１８…制御偏心カム
１４…制御軸センサ
８２…スリット
８３…ベースプレート
８４…ピン
フロントページの続き
(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
Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 CA21 CA31 CA44
CA46 CA47 CA48 DA01 DA25
DA27 GA00
3G018 AB07 CA02 CA07 CA13 DA71
DA83 DA85 EA22 FA01 FA06
FA07 GA02
3G092 AA11 DA01 DA02 DA05 DG08
FA06 GA04 HE00Z
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関本体に回転自在に支持され、か
つ内燃機関の回転に同期して回転する駆動軸と、 内燃機関本体に回転自在に支持され、かつアクチュエー
タによって回転角度が制御される制御軸と、 上記駆動軸の回転運動が伝達されて回転運動もしくは揺
動運動するとともに、その回転運動もしくは揺動運動の
内燃機関本体に対する中心位置が、上記制御軸の回転角
度に応じて変化する中間部材と、 を含み、上記中間部材の運動に伴って吸気弁がリフトす
るとともに、上記中心位置の変化によりリフト特性が変
化するように構成された内燃機関の可変動弁装置におい
て、 内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の回転角度に
応じたセンサ出力を発生する回転角度センサを有し、 この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該回転角度
センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤差が、特
定の相対位置変化方向で最小となり、 アイドル運転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、
上記制御軸の中心に作用する荷重方向と略一致している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項２】 アイドル運転中のリフト特性の下で、吸
気弁開時期に制御軸中心に作用する荷重方向と吸気弁閉
時期に制御軸中心に作用する荷重方向との間に、上記の
特定の相対位置変化方向が含まれていることを特徴とす
る請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項３】 アイドル運転中のリフト特性の下で、最
大リフト時に制御軸中心に作用する荷重方向に、上記の
特定の相対位置変化方向が略一致していることを特徴と
する請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装
置。 - 【請求項４】 上記回転角度センサと上記制御軸とは、
制御軸端部に偏心して設けられたピンと、このピンと係
合するように回転角度センサ側に設けられた半径方向に
延びたスリットと、を介して互いに連結されており、上
記スリットの方向により規定される上記の特定の相対位
置変化方向が、制御軸の回転角度によってさらに変化す
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内
燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項５】 上記回転角度センサは、内燃機関本体側
に固定されたピックアップと、上記制御軸に固定された
被検出部と、を備えてなる非接触センサであり、制御軸
の中心と上記ピックアップとを結ぶ方向が上記の特定の
相対位置変化方向となることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項６】 上記中間部材は、上記制御軸に設けた偏
心カムを中心に揺動運動するロッカアームであり、この
ロッカアームの運動が揺動カムを介して吸気弁に伝達さ
れることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
内燃機関の可変動弁装置。 - 【請求項７】 内燃機関本体に回転自在に支持され、か
つ内燃機関の回転に同期して回転するとともに、駆動偏
心カムを備えた駆動軸と、 上記偏心カムの外周に回転可能に嵌合したリンクアーム
と、 内燃機関本体に回転自在に支持され、かつアクチュエー
タによって回転角度が制御されるとともに、制御偏心カ
ムを備えた制御軸と、 上記制御偏心カムに回転可能に装着され、かつ上記リン
クアームにより揺動されるロッカアームと、 上記駆動軸に回転自在に支持されるとともに、上記ロッ
カアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに
伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カム
と、 を備え、上記制御軸の制御偏心カムの回転位置によって
吸気弁のリフトがその作動角とともに増減変化するよう
に構成された内燃機関の可変動弁装置において、 内燃機関本体に固定され、かつ上記制御軸の回転角度に
応じたセンサ出力を発生する回転角度センサを有し、 この回転角度センサは、上記制御軸の中心と該回転角度
センサとの相対位置変化に対するセンサ出力誤差が、特
定の相対位置変化方向で最小となり、 アイドル運転時に、上記の特定の相対位置変化方向が、
上記駆動軸の中心と上記制御軸の中心とを結ぶ直線の方
向と略一致していることを特徴とする内燃機関の可変動
弁装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307031A JP3807281B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 内燃機関の可変動弁装置 |
| US10/228,988 US6578534B2 (en) | 2001-10-03 | 2002-08-28 | Variable valve operating system of internal combustion engine enabling variation of valve-lift characteristic |
| EP02022106A EP1300551B1 (en) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Variable valve operating system of internal combustion engine enabling variation of valve-lift characteristic |
| DE60239512T DE60239512D1 (de) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zum variieren der Ventilhubcharakteristik |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307031A JP3807281B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 内燃機関の可変動弁装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=19126564
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| EP (1) | EP1300551B1 (ja) |
| JP (1) | JP3807281B2 (ja) |
| DE (1) | DE60239512D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009174411A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Hitachi Ltd | 内燃機関のバルブタイミング制御装置およびその装置に用いられる回転角度検出手段の製造方法 |
| CN114233435A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-25 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 具有调节单元的配气机构控制设备 |
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|---|---|---|---|---|
| US20020121266A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-09-05 | Hitachi, Ltd. | Internal combustion engine, and control apparatus and method thereof |
| US6886532B2 (en) * | 2001-03-13 | 2005-05-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Intake system of internal combustion engine |
| US7213552B1 (en) | 2003-06-18 | 2007-05-08 | Griffiths Gary L | Variable geometry camshaft |
| JP3991998B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2007-10-17 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁機構の学習装置 |
| JP4382531B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2009-12-16 | トヨタ自動車株式会社 | 可変動弁システム |
| JP4455956B2 (ja) * | 2004-08-26 | 2010-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 |
| JP4096939B2 (ja) * | 2004-12-06 | 2008-06-04 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁機構の制御装置及び制御方法 |
| JP4749981B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の可変動弁装置 |
| DE102006030526A1 (de) * | 2006-07-01 | 2008-01-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zur Überwachung einer Kraftschlussrichtung eines Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand |
| JP4889474B2 (ja) * | 2006-12-21 | 2012-03-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の可変動弁制御装置 |
| KR101807008B1 (ko) * | 2012-07-20 | 2017-12-08 | 현대자동차 주식회사 | 연속 가변 밸브 리프트 엔진의 제어 방법 |
| CN105673123B (zh) * | 2016-04-02 | 2018-04-20 | 杭州新坐标科技股份有限公司 | 一种可连续改变气门升程的机构 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357915A (en) * | 1991-09-10 | 1994-10-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Valve system for internal combustion engine |
| JPH08260923A (ja) | 1995-03-27 | 1996-10-08 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の可変動弁装置のバルブリフト特性検出装置 |
| JP3834921B2 (ja) * | 1997-04-02 | 2006-10-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変動弁機構 |
| JP3983410B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2007-09-26 | 株式会社日立製作所 | 制御軸駆動用電磁アクチュエータの揺動防止装置 |
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-
2001
- 2001-10-03 JP JP2001307031A patent/JP3807281B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-08-28 US US10/228,988 patent/US6578534B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-02 DE DE60239512T patent/DE60239512D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-02 EP EP02022106A patent/EP1300551B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2009174411A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Hitachi Ltd | 内燃機関のバルブタイミング制御装置およびその装置に用いられる回転角度検出手段の製造方法 |
| CN114233435A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-25 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 具有调节单元的配气机构控制设备 |
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| EP1300551A2 (en) | 2003-04-09 |
| EP1300551B1 (en) | 2011-03-23 |
| US20030062009A1 (en) | 2003-04-03 |
| DE60239512D1 (de) | 2011-05-05 |
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