JP2004060497A - 内燃機関の可変動弁機構及び内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータを用いることなく内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制する機構を採用することで、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させる。
【解決手段】ワイヤ４８によりアクセルペダル４６とコントロールシャフト１３２とが連結されている。このためエンジン２の低回転時や低温時でも、運転者の操作力が原動力としてコントロールシャフト１３２に与えられるので、エンジンの運転状態や環境による影響を抑制してバルブ特性の変更をアクセルペダル４６の操作に対応させることができる。このことにより吸入空気量の調量が容易となり始動性等のエンジン運転性を良好なものとなる。そして運転者によるアクセルペダル４６を踏む力が原動力の全てとなっているので仲介駆動機構１００を駆動するための燃費は不要となる。このため燃費の悪化を招くおそれが全くない。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の可変動弁機構及び内燃機関制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のバルブ駆動機構に設けられたコントロールシャフトを軸方向に移動することにより内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構が知られている（特開平１０−３１７９２７、特開２００１−２６３０１５）。
【０００３】
これらの可変動弁機構は油圧により駆動されることで、例えばバルブオーバラップ量やリフト量・作用角を変更し、このことにより内燃機関の負荷や燃焼状態を調節している。このため可変動弁機構の駆動制御に際しては、まず運転者が操作する機構、例えばスロットルバルブの踏み込み量（スロットル開度）を電気的に検出することで運転者の加減速要求を検出する。そして、この要求に対応したバルブオーバラップ量やリフト量・作用角となるように可変動弁機構が油圧駆動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような可変動弁機構の駆動のために前記開示技術のごとくの油圧機構を採用していると、内燃機関の低回転時や低温時では油圧低下や作動油粘度の上昇により駆動が困難な場合が生じる。このような状態は、特に低温始動時や低温始動直後に生じることが多く、吸気バルブが適切なバルブ特性に変更できなかったり、バルブ特性の変更動作が鈍化するためにアクセルペダルの踏み込み通りに内燃機関運転状態が迅速に変化しない場合がある。
【０００５】
このような駆動上の問題を避けるために、油圧機構の代わりにサーボモータなどの電動モータを用いることも考えられるが、高コスト化を招くとともに、内燃機関の出力を電気エネルギーに変換して用いることになるため、エネルギー効率が悪く、燃費の悪化を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は電動モータを用いることなく内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制する機構を採用することで、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる内燃機関の可変動弁機構及び、この可変動弁機構を用いる内燃機関制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【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及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関のバルブ駆動機構に設けられたコントロールシャフトを軸方向に移動することにより内燃機関のバルブ特性を変更する内燃機関の可変動弁機構であって、前記コントロールシャフトとアクセル操作部とを操作力の伝達物を介して連結することにより、該アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる操作力伝達系を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この可変動弁機構は、コントロールシャフトとアクセル操作部とを操作力の伝達物を介して連結する操作力伝達系を備えている。このことによりアクセル操作部の操作力はコントロールシャフトに伝達されている。このため内燃機関の低回転時や低温時では油圧低下や作動油粘度の上昇が生じていたとしても、運転者による操作力が原動力として可変動弁機構に与えられるので、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。
【０００９】
この場合、運転者の操作力が原動力になっているので、この原動力分については燃費は不要である。このため燃費の悪化を招くことはない。
尚、操作力の伝達物とは、操作力が伝達される物質であれば、固体でも液体でも気体でも良い。
【００１０】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１において、前記バルブ特性は、吸気バルブのリフト量と作用角との一方又は両方であることを特徴とする。
【００１１】
吸気バルブのリフト量と作用角との一方又は両方を変更することにより、可変動弁機構によって、スロットルバルブの代わりに内燃機関への吸入空気量を調節することができる。このことによりスロットルバルブを用いた場合よりも内燃機関のポンピング損失を小さくでき、燃費を向上させることができる。
【００１２】
このように可変動弁機構により吸入空気量を調節する構成とした場合、従来のごとくの駆動機構では、低回転時や冷間時などで吸気バルブのバルブ特性の調節が困難となれば、内燃機関への吸入空気量の調量が困難となってしまう。
【００１３】
しかし、本発明では、前記操作力伝達系により運転者の操作力が原動力になっているので、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させて吸気バルブのリフト量や作用角の調節を行うことができる。したがって内燃機関への吸入空気量の調量が容易となり始動性等の内燃機関運転性を良好なものとできる。
【００１４】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１又は２において、前記操作力伝達系は、前記コントロールシャフトと前記アクセル操作部とを、操作力の伝達物としてのワイヤにて連結し、該ワイヤにて前記アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる機構であることを特徴とする。
【００１５】
このようにワイヤにてアクセル操作部の操作力をコントロールシャフトに伝達させる機構を採用することで、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。そして運転者の操作力が原動力になっているので燃費の悪化を招くおそれがない。
【００１６】
更に操作力伝達系の構造が簡易なものとなるので耐久性が高く製造コストが抑制できる。
請求項４に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１又は２において、前記操作力伝達系は、前記コントロールシャフトと前記アクセル操作部とを油圧的に連結し、操作力の伝達物としての作動油を介して前記アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる機構であることを特徴とする。
【００１７】
コントロールシャフトとアクセル操作部とを油圧的に連結する機構を採用することができる。この場合、作動油を媒介させることになるが、アクセル操作部は内燃機関の運転状態に関係ない運転者の操作力を原動力としているので、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。そして運転者の操作力が原動力となっているので燃費の悪化を招くおそれがない。
【００１８】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記操作力伝達系は、前記アクセル操作部の操作力を増幅する倍力機構を備えたことを特徴とする。
【００１９】
尚、運転者の操作力を原動力にすること自体は変わらないが、アクセル操作部による可変動弁機構の駆動を容易にするためにアクセル操作部の操作力を増幅する倍力機構を備えても良い。この場合、運転者の操作力は原動力の一部となるが、コントロールシャフトとアクセル操作部とは連結しているので、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項５において、前記倍力機構は、バキュームポンプにより生じている負圧を利用したものであることを特徴とする。
【００２１】
このように倍力機構としては、ブレーキブースタなどと同様なバキュームポンプによる負圧を利用するものを挙げることができ、アクセル操作部による可変動弁機構の駆動を容易にすることができる。
【００２２】
請求項７に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項５において、前記倍力機構は、前記アクセル操作部の操作力に応じたアシスト力を発生させる油圧アシスト機構を利用したものであることを特徴とする。
【００２３】
このように倍力機構としては、アクセル操作部の操作力に応じたアシスト力を発生させる油圧アシスト機構を利用するものが挙げることができ、アクセル操作部による可変動弁機構の駆動を容易にすることができる。
【００２４】
更に油圧アシスト機構が設けられることにより、この油圧アシスト機構を、オートクルーズやトラクションコントロールなどでの内燃機関出力制御に併用することも可能である。したがって複数の機能を１つの油圧アシスト機構で達成でき、少ない構成で高性能な内燃機関制御システムを構築できる。
【００２５】
請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは、カムシャフトによる内燃機関の吸気バルブの駆動を仲介する仲介駆動機構にて、前記カムシャフトの回転に伴う吸気バルブのリフト量を調節するコントロールシャフトであることを特徴とする。
【００２６】
上記仲介駆動機構を設けた場合には、コントロールシャフトとしては仲介駆動機構においてカムシャフトの回転に伴う吸気バルブのリフト量を調節するコントロールシャフトに相当する。
【００２７】
このような仲介駆動機構を用いた場合にも、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。
【００２８】
請求項９に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは吸気バルブを駆動するカムシャフトに該当し、該カムシャフトに設けられているカムは軸方向にカム面のプロフィールが異なる３次元カムとして形成されていることを特徴とする。
【００２９】
コントロールシャフトとしては、このような３次元カムが取り付けられているカムシャフトを用いることができる。このような３次元カムを用いた場合にも、内燃機関の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル等の操作に対応させることができる。
【００３０】
請求項１０に記載の内燃機関制御装置は、請求項１〜９のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構と、該可変動弁機構におけるコントロールシャフトの移動量を検出するストロークセンサと、前記ストロークセンサの検出値に基づいて内燃機関を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
前述した可変動弁機構により内燃機関を運転する場合には、制御手段は、上記ストロークセンサからの検出値に基づいて内燃機関を制御する。このことにより、エアフローメータなどの吸入空気量検出手段を別途設けずに、簡易な構成で内燃機関を制御することもできる。
【００３２】
請求項１１に記載の内燃機関制御装置では、請求項１０において、前記コントロールシャフト自体あるいは前記コントロールシャフト近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記ストロークセンサの検出値を前記温度検出手段にて検出された温度に基づいて補正すると共に、該補正後の前記ストロークセンサの検出値を用いて内燃機関の制御に用いる物理量を算出することを特徴とする。
【００３３】
可変動弁機構は、コントロールシャフトの軸方向移動量により内燃機関のバルブ特性を変更しているため、内燃機関が発生する熱によりコントロールシャフトが熱膨張してストロークセンサの検出値に影響が現れる。そしてこのことによりストロークセンサの検出値に基づく内燃機関の制御精度に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３４】
このため制御手段は、温度検出手段にて検出された温度に基づいてストロークセンサの検出値を補正して、内燃機関の制御に用いる物理量を算出している。したがって、一層、精度の高い内燃機関制御が可能となる。
【００３５】
【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図である。図２はエンジン２の縦断面図（図１のＡ−Ａ断面）を示している。
【００３６】
エンジン２は、車両走行用として自動車車両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には複数、ここでは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。
【００３７】
そして各燃焼室１０には、それぞれ２つの吸気バルブ１２ａ，１２ｂと２つの排気バルブ１６ａ，１６ｂとが配置されて、吸気バルブ１２ａ，１２ｂはそれぞれ吸気ポート１４ａ，１４ｂを開閉し、排気バルブ１６ａ，１６ｂはそれぞれ排気ポート１８ａ，１８ｂを開閉するように配置されている。
【００３８】
各気筒２ａの吸気ポート１４ａ，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にはそれぞれ燃料噴射弁３４が配置されて、各吸気ポート１４ａ，１４ｂに対して制御上要求される量の燃料、例えば後述する負荷率に応じた燃料量を噴射している。こうして形成された混合気は点火プラグ３６により点火される。
【００３９】
又、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。尚、本実施の形態では吸気ダクト４０内にはスロットルバルブは配置されていない。吸入空気量の調節は、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量の調節によりなされる。
【００４０】
この吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量には、図３に示すごとくアクセルペダル４６がワイヤ４８を介して後述する仲介駆動機構１００に連結されていることにより、運転者の操作が直接、反映されるようにされている。
【００４１】
ここでアクセルペダル４６は、踏み込み部４６ａと支点４６ｂと作用部４６ｃとを備えている。アクセルペダル４６の全体は支点４６ｂにて揺動可能に車体側に支持されている。そしてアクセルペダル４６全体は踏み込み部４６ａ側にて圧縮スプリング４６ｄにより図３にて反時計方向に付勢されている。このことにより踏み込み部４６ａを運転者が踏み込んでいない時には、作用部４６ｃに接続されているワイヤ４８は最小の引き出し量となっている。この引き出し量はストロークセンサ４８ａによりストローク量ＳＬとして検出されている。
【００４２】
運転者が踏み込み部４６ａを踏み込めば、ワイヤ４８は引き出されて、これに連動して、仲介駆動機構１００が吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量を大きくする。エンジン２が回転していれば、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が大きくなることにより、１回の吸気行程にて各燃焼室１０に吸入される空気量も多くなる。そして運転者が踏み込み部４６ａを最大限踏み込めば、吸入空気量も最大となる。
【００４３】
そして運転者が踏み込み部４６ａを戻していけば、次第に吸入空気量は減少し、完全に元に戻せば、すなわち踏み込み部４６ａの踏み込み量が「０」となれば、吸入空気量も最小となる。この最小量は、例えば暖機後のアイドル回転時において必要とする吸入空気量分は確保される状態に設定されている。
【００４４】
尚、各気筒２ａの排気ポート１８ａ，１８ｂを開閉している排気バルブ１６ａ，１６ｂは、排気カムシャフト５４に設けられた排気カム５６の回転により、ローラロッカーアーム５８（図２）を介して一定のリフト量及び作用角で開閉されている。そして各気筒２ａの排気ポート１８ａ，１８ｂは排気マニホルド６０に連結されていることにより、排気は触媒コンバータ６２及び図示していないマフラーを介して外部に排出される。
【００４５】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６４は、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、入力ポートおよび出力ポートを備えて、デジタルコンピュータとして構成されている。
【００４６】
このＥＣＵ６４には、ストロークセンサ４８ａからのストローク量ＳＬを表す信号、エンジン回転数センサ６６からのエンジン回転数ＮＥに対応した信号、気筒判別センサ６８からの基準クランク角Ｇ２を表す基準信号がそれぞれ入力されている。また、シリンダブロック４に設けられた冷却水温センサ７０からの冷却水温ＴＨＷを表す信号、仲介駆動機構１００に取り付けられてコントロールシャフト１３２近傍の温度を検出する仲介駆動機構温度センサ１００ａからの仲介駆動機構温度ＴＨＸを表す信号もＥＣＵ６４に入力されている。更にＥＣＵ６４には、排気マニホルド６０に設けられた空燃比センサ７１からの空燃比ＡＦを表す信号、及びその他のセンサ類からの各種信号も入力されている。
【００４７】
ＥＣＵ６４は、上述した各種信号内容、メモリーに記憶しているデータ及びこれらを用いた演算結果に基づいて、燃料噴射弁３４から制御上要求されるタイミングで制御上要求される量の燃料を噴射し、イグナイタを駆動して点火プラグ３６による点火を実行している。例えば、ＥＣＵ６４は、ストロークセンサ４８ａにて検出したストローク量ＳＬ等の値を用いて負荷率ｅｋｌｑを算出して、燃料噴射量、噴射時期、点火時期等を算出している。
【００４８】
ここで仲介駆動機構１００を含めた可変動弁機構について説明する。
可変動弁機構は、図２，３に示したごとく、ワイヤ４８、仲介駆動機構１００及びローラロッカーアーム７４にて構成されている。尚、排気バルブ１６ａ，１６ｂ側については、前述したごとく排気カム５６が直接ローラロッカーアーム５８を駆動しているので可変動弁機構としては構成されていない。
【００４９】
仲介駆動機構１００は、気筒２ａ毎に１つ、ここでは４気筒であるので合計４つ備えられている。これらの４つの仲介駆動機構１００は、同一の構成であり、図３に示したごとく１本の支持パイプ１３０と支持パイプ１３０内部に配置された１本のコントロールシャフト１３２にて連結されている。
【００５０】
ここで、１つの仲介駆動機構１００を図４の斜視図及び図５の部分破断斜視図に示す。仲介駆動機構１００は、中央に設けられた入力部１２２、図示左に設けられた第１揺動カム１２４及び図示右に設けられた第２揺動カム１２６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。
【００５１】
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を形成している。また外周面は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、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の軸方向と平行にされておりローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。
【００５２】
第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａ及び第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは、それぞれ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，１２６ｂを形成している。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，１２６ｃにて端部が覆われている。また外周面は略三角形状のノーズ１２４ｄ，１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄ，１２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅ，１２６ｅを形成している。
【００５３】
これら第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４に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【００５４】
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、スライダギア１２８が配置されている。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。又、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。
【００５５】
スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔が形成されている。そして一方の小径部１２８ｄには貫通孔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。
【００５６】
スライダギア１２８の中心にある貫通孔内には支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。この支持パイプ１３０は、図３に示したごとく、すべての仲介駆動機構１００に共通の１本が設けられている。なお支持パイプ１３０にはスライダギア１２８の各長孔１２８ｇに対向する位置に、軸方向に長く形成された長孔１３０ａが設けられている。
【００５７】
更に、支持パイプ１３０内には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。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１００に共通の１本が設けられている。尚、コントロールシャフト１３２には各仲介駆動機構１００に対応する位置に係止ピン１３２ａが形成されている。この係止ピン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。
【００５８】
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、支持パイプ１３０に形成された軸方向の長孔１３０ａにより軸方向に移動できる。このためコントロールシャフト１３２の軸方向移動時には、係止ピン１３２ａが周方向の長孔１２８ｇに係合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。
【００５９】
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。
【００６０】
このように構成された各仲介駆動機構１００は、図３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、かつ固定している。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。
【００６１】
又、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、一端側にてワイヤ４８に連結されている。したがってアクセルペダル４６の踏み込みに、コントロールシャフト１３２の軸方向の変位を連動させることができる。
【００６２】
すなわち運転者がアクセルペダル４６を踏み込めば、ワイヤ４８がアクセルペダル４６側へ引き出されることで、コントロールシャフト１３２が図３において右側に移動することになる。すなわち図４，５では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へ移動することになる。そして運転者がアクセルペダル４６を戻せば、ワイヤ４８が仲介駆動機構１００側へ引き戻されることで、コントロールシャフト１３２が図３において左側に移動することになる。すなわち図４，５ではコントロールシャフト１３２は矢印Ｓに示す方向の内、方向Ｒへ戻ることになる。尚、コントロールシャフト１３２を方向Ｒへ戻す軸力は、ローラロッカーアーム７４からの圧力により前述したスライダギア１２８のヘリカルスプライン１２８ａ，１２８ｃ，１２８ｅと入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２２ｂ，１２４ｂ，１２６ｂとの噛み合いにより発生している。
【００６３】
各仲介駆動機構１００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７２ａに接触している。このため各仲介駆動機構１００の入力部１２２は吸気カム７２ａのカム面のプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りで揺動する。尚、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７２ａ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７２ａのカム面に接触している。
【００６４】
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つのローラロッカーアーム７４の各中央に設けられた各ローラ７４ａに接触している。このローラロッカーアーム７４はシリンダヘッド８の中央側の基端部７４ｃでアジャスタ７４ｂ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７４ｄ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。
【００６５】
上述した構成により、運転者がアクセルペダル４６の踏み込み量を調節することで、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。すなわち、運転者はアクセルペダル４６の踏み込み状態により、図６，７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。尚、図６，７では第２揺動カム１２６が第１吸気バルブ１２ａを駆動する状態を示しているが、第１揺動カム１２４が第２吸気バルブ１２ｂを駆動する状態についても同じである。
【００６６】
ここで図６はアクセルペダル４６を踏み込んでいない状態、すなわち踏み込み量「０」の場合を示している。図６（Ａ）は吸気行程以外の行程状態にあり、吸気カム７２ａのベース円部分（ノーズ７２ｂを除いた部分）が、仲介駆動機構１００における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。この時、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはローラロッカーアーム７４のローラ７４ａには接触しておらず、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。
【００６７】
吸気行程となり吸気カムシャフト７２の回転により吸気カム７２ａのノーズ７２ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げる。すると、仲介駆動機構１００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。
【００６８】
上述したごとく図６（Ａ）の状態では、ローラロッカーアーム７４のローラ７４ａ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、しばらくはローラロッカーアーム７４のローラ７４ａ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７４ａに接触して、図６（Ｂ）に示すごとくローラロッカーアーム７４のローラ７４ａを押し下げる。このことにより、ローラロッカーアーム７４は基端部７４ｃを中心に揺動する。しかし、ローラロッカーアーム７４のローラ７４ａが当初、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れている分、カム面１２４ｅ，１２６ｅの使用範囲は少ない。このためローラロッカーアーム７４の揺動角度は小さく、ローラロッカーアーム７４の先端部７４ｄ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い。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最低限のリフト量にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態にする。
【００６９】
図７はアクセルペダル４６を最大に踏み込んでいる状態、すなわち踏み込み量が最大値の場合を示している。図７（Ａ）は吸気行程以外の行程状態にあり、吸気カム７２ａのベース円部分（ノーズ７２ｂを除いた部分）が、仲介駆動機構１００における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。この時、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはローラロッカーアーム７４のローラ７４ａ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。
【００７０】
吸気行程となって吸気カムシャフト７２の回転により吸気カム７２ａのノーズ７２ｂが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１００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に揺動が伝達される。このことにより揺動カム１２４，１２６はノーズ１２４ｄ，１２６ｄを押し下げるように揺動する。この揺動開始時にノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅが直ちにローラロッカーアーム７４のローラ７４ａに接触する。したがって図７（Ｂ）に示すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅのほぼ全範囲を使用してローラロッカーアーム７４のローラ７４ａを押し下げる。このことによりローラロッカーアーム７４は基端部７４ｃ側を中心に大きく揺動し、ローラロッカーアーム７４の先端部７４ｄ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を開放状態にする。
【００７１】
このように運転者がアクセルペダル４６の踏み込み量を調節することで、図８のグラフに示す最小と最大とのリフト量パターン間で、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が無段階に連続的に変更可能となる。
【００７２】
そしてこのリフト量に対応したストローク量ＳＬ等に基づいて、ＥＣＵ６４により各種エンジン制御に用いられる負荷率ｅｋｌｑが算出される。
ＥＣＵ６４により実行される負荷率算出処理を図９のフローチャートに示す。本処理は短時間周期で繰り返し実行される処理である。
【００７３】
本処理が開始されると、まずエンジン回転数センサ６６にて検出されているエンジン回転数ＮＥがＥＣＵ６４のＲＡＭ中に設けられた作業領域に読み込まれる（Ｓ１００）。次にストロークセンサ４８ａにて検出されているストローク量ＳＬが同じく作業領域に読み込まれる（Ｓ１０２）。次に仲介駆動機構温度センサ１００ａにて検出されている仲介駆動機構温度ＴＨＸが同じく作業領域に読み込まれる（Ｓ１０４）。
【００７４】
次に仲介駆動機構温度ＴＨＸに基づいてシャフト温度補正値ｄＴＨＳが算出される（Ｓ１０６）。このシャフト温度補正値ｄＴＨＳは、仲介駆動機構１００のコントロールシャフト１３２が熱膨張することによりストロークセンサ４８ａにて検出されるストローク量ＳＬと、実際の吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量との対応に誤差が生じるが、この誤差を補正するものである。例えば図１０に示すごとくのマップにより算出される。
【００７５】
次に次式１のごとく補正後ストローク量ＳＬＸを算出する（Ｓ１０８）。
【００７６】
【数１】
ＳＬＸ　←　ＳＬ　＋　ｄＴＨＳ　　　…　［式１］
次に、補正後ストローク量ＳＬＸとエンジン回転数ＮＥとのマップから、ステップＳ１０８にて算出された補正後ストローク量ＳＬＸと現在のエンジン回転数ＮＥとに基づいて負荷率ｅｋｌｑを算出する（Ｓ１１０）。この負荷率ｅｋｌｑは最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものである。
【００７７】
こうして負荷率ｅｋｌｑが繰り返し算出されることにより、エンジン制御、例えば燃料噴射制御では、負荷率ｅｋｌｑに基づいて基本燃料噴射量を算出する。そして、この基本燃料噴射量を空燃比センサ７１により検出された空燃比ＡＦに基づいて補正し、その他各種の補正をして実燃料噴射量を算出し、エンジン回転数ＮＥ、負荷率ｅｋｌｑ及び実燃料噴射量に基づいて求めた燃料噴射タイミングにて燃料噴射弁３４から噴射する。更に点火時期制御ではエンジン回転数ＮＥ及び負荷率ｅｋｌｑに基づいて基本点火時期を求め、各種の補正を行って実点火時期を求めて点火を実行する。
【００７８】
上述した構成において、吸気カムシャフト７２、仲介駆動機構１００及びローラロッカーアーム７４からなる機構がバルブ駆動機構に、アクセルペダル４６がアクセル操作部に、ワイヤ４８が操作力伝達系に、ＥＣＵ６４が制御手段に相当する。
【００７９】
又、仲介駆動機構温度センサ１００ａが温度検出手段に相当し、負荷率ｅｋｌｑが内燃機関の制御に用いる物理量に相当する。
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。
【００８０】
（イ）．ワイヤ４８によりアクセルペダル４６とコントロールシャフト１３２とが連結されているので、アクセルペダル４６の操作力は直接、コントロールシャフト１３２に伝達されている。
【００８１】
このためエンジン２の低回転時や低温時でも、運転者の操作力が原動力としてコントロールシャフト１３２に与えられるので、エンジンの運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル４６の操作に対応させることができる。このことにより吸入空気量の調量が容易となり始動性等のエンジン運転性を良好なものとなる。
【００８２】
そして、運転者によるアクセルペダル４６を踏む力が原動力の全てとなっているので仲介駆動機構１００を駆動するための燃費は不要となる。このため燃費の悪化を招くおそれが全くない。
【００８３】
（ロ）．アクセルペダル４６とコントロールシャフト１３２とをワイヤ４８にて連結する構成であるので、操作力伝達系の構造が簡易となり、耐久性が高く製造コストが抑制できる。
【００８４】
（ハ）．ＥＣＵ６４が行うエンジン制御は、補正後ストローク量ＳＬＸとエンジン回転数ＮＥとから、負荷率ｅｋｌｑを算出している。このようにエアフローメータを用いないので、エンジン２が簡易な構成となり、耐久性が高く製造コストが抑制できる。
【００８５】
（ニ）．仲介駆動機構温度ＴＨＸに基づいてストローク量ＳＬを補正して補正後ストローク量ＳＬＸを求めている。したがって、この補正後ストローク量ＳＬＸにはコントロールシャフト１３２の熱膨張の影響が排除されている。このため、この補正後ストローク量ＳＬＸに基づいて得られる負荷率ｅｋｌｑが高精度なものとなり精度の高いエンジン制御が可能となる。
【００８６】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図１１に示すごとく、ワイヤ４８を引くためのアクセルペダル１４６及びこれをアシストする構成が備えられている点が異なる。これ以外は前記実施の形態１と同じ構成である。
【００８７】
アクセルペダル１４６は、作用部１４６ｃが支点１４６ｂと踏み込み部１４６ａとの間に存在する。したがって運転者がアクセルペダル１４６を踏み込んだ場合には、作用部１４６ｃは踏み込み方向と同じ方向に押し込まれることになる。
【００８８】
作用部１４６ｃには入力側ロッド１４６ｄが揺動可能に取り付けられ、この入力側ロッド１４６ｄはブースタ機構１５０に接続されている。
ブースタ機構１５０はアクセルペダル１４６の踏み込み力を増加させるものであり、ダイヤフラム１５０ａにより区画されて形成された２つの圧力室１５０ｂ，１５０ｃを有している。この内、第１圧力室１５０ｂへは、チェック弁１５２を介してエンジン２の駆動あるいはバッテリからの電気エネルギーにより駆動するバキュームポンプから負圧が供給されている。このチェック弁１５２は第１圧力室１５０ｂからバキュームポンプへの空気の流れを許し、逆の流れは禁止するものである。
【００８９】
上記ブースタ機構１５０は次のように機能する。すなわちアクセルペダル１４６が踏み込まれていない時には、ブースタ機構１５０内に設けられた負圧制御バルブ１５０ｅは第１圧力室１５０ｂ内の負圧を第２圧力室１５０ｃ内へ導入している。このため第１圧力室１５０ｂと第２圧力室１５０ｃとは同じ負圧状態となるので、スプリング１５０ｆによりダイヤフラム１５０ａはアクセルペダル１４６側に押し戻されている。このためダイヤフラム１５０ａと連動するプッシュロッド１５０ｇは、揺動レバー１５４を押すことはない。
【００９０】
一方、アクセルペダル１４６が踏み込まれると、アクセルペダル１４６に設けられた入力側ロッド１４６ｄに連動して負圧制御バルブ１５０ｅが第１圧力室１５０ｂと第２圧力室１５０ｃとの間を遮断するとともに、大気を第２圧力室１５０ｃに導入する。このことにより負圧状態の第１圧力室１５０ｂと、大気圧の導入により第１圧力室１５０ｂより高圧となった第２圧力室１５０ｃとの間に圧力差が生じる。このためアクセルペダル１４６に対する踏み込み力が増幅されてダイヤフラム１５０ａはスプリング１５０ｆの付勢力に抗してプッシュロッド１５０ｇを押し出す。このことにより揺動レバー１５４の押圧端部１５４ａが押される。
【００９１】
揺動レバー１５４はその中央部分の支点１５４ｂにて揺動可能に支持されているため、押圧端部１５４ａの反対側にある作用端部１５４ｃが押圧端部１５４ａとは反対方向に移動する。このことにより作用端部１５４ｃに接続されているワイヤ４８が引き出される。このため仲介駆動機構１００のコントロールシャフト１３２が図示右側に移動することにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が増加する。
【００９２】
そしてアクセルペダル１４６が踏み戻されると、入力側ロッド１４６ｄに連動して負圧制御バルブ１５０ｅが第２圧力室１５０ｃと外気側との連通を遮断し、第１圧力室１５０ｂと第２圧力室１５０ｃとの間を連通状態にする。このことにより第２圧力室１５０ｃ内に第１圧力室１５０ｂから負圧が導入される。このため第１圧力室１５０ｂと第２圧力室１５０ｃとの圧力は近づく。したがってダイヤフラム１５０ａはスプリング１５０ｆの付勢力によりアクセルペダル１４６側に移動する。このことによりプッシュロッド１５０ｇは戻り、揺動レバー１５４の押圧端部１５４ａを戻す。
【００９３】
このことにより作用端部１５４ｃに接続されているワイヤ４８が戻され、仲介駆動機構１００のコントロールシャフト１３２が図示左側に戻ることにより、吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が減少する。
【００９４】
上述した構成において、アクセルペダル１４６がアクセル操作部に、ワイヤ４８、揺動レバー１５４、ブースタ機構１５０及び入力側ロッド１４６ｄが操作力伝達系に、ブースタ機構１５０が倍力機構に相当する。
【００９５】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）、（ハ）、（ニ）の効果を生じる。
（ロ）．ブースタ機構１５０を用いているため、アクセルペダル１４６によるコントロールシャフト１３２の移動を容易にすることができる。
【００９６】
（ハ）．ブースタ機構１５０を用いているため、運転者の操作力は、仲介駆動機構１００を駆動する原動力の一部ではある。しかし、アクセルペダル１４６とコントロールシャフト１３２とは連結されているので、エンジン２の運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル１４６の操作に対応させることができる。
【００９７】
［実施の形態３］
本実施の形態では、図１２に示すごとく、ワイヤ４８を引くためのアクセルペダル２４６及びこれをアシストする構成が備えられている点が異なる。そしてアシスト制御がＥＣＵにより実行されている点が異なる。これ以外は前記実施の形態１と同じ構成である。
【００９８】
アクセルペダル２４６は、作用部２４６ｃは支点２４６ｂを挟んで踏み込み部２４６ａとは反対側に存在する。したがって運転者がアクセルペダル２４６を踏み込んだ場合には、作用部２４６ｃは踏み込み方向とは反対方向に引かれることになる。
【００９９】
油圧シリンダ２５０はアクセルペダル２４６の踏み込み操作をアシストするものであり、ピストン２５０ａにより区画されて形成された２つの圧力室２５０ｂ，２５０ｃを有している。これら圧力室２５０ｂ，２５０ｃには、油圧経路２５０ｄ，２５０ｅにより、ＥＣＵにより駆動される３位置電磁弁２５２を介して、油圧ポンプ２５４から作動油圧が供給される作動油圧供給経路２５４ａとリザーバ２５６側に作動油圧を解放するリターン経路２５６ａが接続されている。
【０１００】
尚、油圧ポンプ２５４はバッテリを電源とする電動モータ２５５により駆動される。
３位置電磁弁２５２に通電がなされていない場合には、図１２に示したごとくリターン経路２５６ａは第１油圧経路２５０ｄに接続し、作動油圧供給経路２５４ａは第２油圧経路２５０ｅに接続するので、ピストン２５０ａを図示左側に移動させることができる。
【０１０１】
又、３位置電磁弁２５２に中程度の通電がなされている場合には、作動油圧供給経路２５４ａとリターン経路２５６ａとが連通し、第１油圧経路２５０ｄと第２油圧経路２５０ｅとはそれぞれ遮断される。このためピストン２５０ａの位置を維持することができる。
【０１０２】
３位置電磁弁２５２に最大の通電がなされている場合には、リターン経路２５６ａは第２油圧経路２５０ｅに接続し、作動油圧供給経路２５４ａは第１油圧経路２５０ｄに接続するので、ピストン２５０ａを図示右側に移動させることができる。
【０１０３】
油圧シリンダ２５０内のピストン２５０ａには入力側ロッド２５０ｆが設けられて、アクセルペダル２４６の作用部２４６ｃに連結されている。又、ピストン２５０ａには入力側ロッド２５０ｆの反対側に出力側ロッド２５０ｇが設けられて、ワイヤ４８に接続されている。
【０１０４】
したがって運転者によるアクセルペダル２４６の踏み込み操作に応じて、３位置電磁弁２５２を駆動制御することにより、アクセルペダル２４６の踏み込み操作をアシストして、吸気バルブのリフト量調節を容易にすることができる。
【０１０５】
尚、運転者によるアクセルペダル２４６の踏み込み操作は、運転者によるアクセルペダル２４６の踏み込み力に対応して入力側ロッド２５０ｆに生じる歪み量を、入力側ロッド２５０ｆに設けた歪みセンサ２５８により検出することで判断している。そして、この歪み量が常に一定、ここでは歪みが「０」を含む或る範囲に収束するように３位置電磁弁２５２を制御してピストン２５０ａを移動させることでアシストを実行している。
【０１０６】
尚、アシストを実行している時においても運転者はアクセルペダル２４６を押し戻そうとする圧縮スプリング２４６ｄから、踏み込み量に応じた抵抗力を受けるので、アクセルペダル２４６の踏み込み操作に違和感を感じることはない。
【０１０７】
運転者によりアクセルペダル２４６が踏み込まれていない時には、圧縮スプリング２４６ｄから入力側ロッド２５０ｆは圧縮される方向の歪みを受けるので、ＥＣＵは３位置電磁弁２５２による油圧制御によりピストン２５０ａを図示左側に移動させて、ワイヤ４８の引き出し量を最小にする。
【０１０８】
運転者によりアクセルペダル２４６が踏み込まれた時には、入力側ロッド２５０ｆは、アクセルペダル２４６の作用部２４６ｃから伸張される方向の歪みを受ける。このためＥＣＵは３位置電磁弁２５２による油圧制御によりピストン２５０ａを図示右側に移動させて、入力側ロッド２５０ｆの伸張歪みが小さくなるようにする。この油圧シリンダ２５０のアシスト力と運転者の踏み込み力とによりワイヤ４８は引き出される。
【０１０９】
運転者がアクセルペダル２４６を戻そうとすれば、圧縮スプリング２４６ｄから入力側ロッド２５０ｆは圧縮される方向の歪みを受けるので、ＥＣＵは３位置電磁弁２５２による油圧制御によりピストン２５０ａを図示左側に移動させて、入力側ロッド２５０ｆの圧縮歪みが小さくなるようにする。このことによりワイヤ４８は戻される。
【０１１０】
このようにして、アクセルペダル２４６の踏み込み操作に応じて油圧シリンダ２５０によりアシストされることで、運転者は容易にコントロールシャフト１３２を移動させて吸気バルブのリフト量が調節できる。
【０１１１】
上述した構成において、アクセルペダル２４６がアクセル操作部に、ワイヤ４８、油圧シリンダ２５０、３位置電磁弁２５２及び油圧ポンプ２５４が操作力伝達系に、油圧シリンダ２５０、３位置電磁弁２５２及び油圧ポンプ２５４が油圧アシスト機構に相当する。
【０１１２】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）、（ハ）、（ニ）及び前記実施の形態２の（ロ）、（ハ）の効果を生じる。
【０１１３】
（ロ）．本実施の形態の構成では、３位置電磁弁２５２による油圧シリンダ２５０の作動油圧制御により、運転者によるアクセルペダル２４６の操作とは独立してコントロールシャフト１３２のストローク量制御を実行できる。
【０１１４】
このため、この油圧アシスト機構を、オートクルーズやトラクションコントロールなどでのエンジン出力制御に併用することも可能である。したがって複数の機能を１つの油圧アシスト機構で達成でき、少ない構成で高性能なエンジン制御システムを構築できる。
【０１１５】
［実施の形態４］
本実施の形態では、ワイヤを用いずに図１３に示すごとくアクセルペダル１４６は油圧的にコントロールシャフト１３２と連結している。そして前記実施の形態２と同様にブースタ機構１５０にてアクセルペダル１４６の踏み込み操作をアシストしている。これ以外は前記実施の形態１と同じ構成である。
【０１１６】
アクセルペダル１４６及びブースタ機構１５０については前記実施の形態２にて説明したごとくであるので詳細な説明は省略する。ただしストロークセンサ４８ａは入力側ロッド１４６ｄのストロークを検出している。尚、ストロークセンサ４８ａはプッシュロッド１５０ｇのストロークを検出するようにしても良い。
【０１１７】
ブースタ機構１５０のプッシュロッド１５０ｇ側には、マスターシリンダ３００が設けられて、マスターピストン３００ａにブースタ機構１５０のプッシュロッド１５０ｇが接続されている。このため運転者がアクセルペダル１４６を踏み込むとブースタ機構１５０にて増幅された踏み込み力にてプッシュロッド１５０ｇはマスターピストン３００ａを押して、マスター油圧室３００ｂを圧縮することができる。
【０１１８】
マスター油圧室３００ｂは、油圧経路３０２にてレリーズシリンダ３０４のレリーズ油圧室３０４ｂに接続されている。レリーズシリンダ３０４内はレリーズピストン３０４ａにて区画されて、一方がレリーズ油圧室３０４ｂとされ、他方には圧縮スプリング３０４ｃが配置されている。このレリーズピストン３０４ａには、レリーズ油圧室３０４ｂを貫通するようにして、仲介駆動機構１００からコントロールシャフト１３２が接続されている。
【０１１９】
このため運転者がアクセルペダル１４６を踏み込むと、マスター油圧室３００ｂを圧縮するのでマスター油圧室３００ｂ内の圧力が上昇する。すると、油圧経路３０２により油圧が伝達されて、レリーズシリンダ３０４のレリーズ油圧室３０４ｂ内の圧力が上昇する。このことでレリーズピストン３０４ａが圧縮スプリング３０４ｃの付勢力に抗して図示右側に移動する。
【０１２０】
このことによりコントロールシャフト１３２は仲介駆動機構１００側から引き出されるので、吸気バルブのリフト量が大きくなり吸入空気量を増加させることができる。
【０１２１】
逆に、運転者がアクセルペダル１４６を戻そうとすると、マスター油圧室３００ｂの圧力が低下する。すると、油圧経路３０２により油圧が伝達されて、レリーズシリンダ３０４のレリーズ油圧室３０４ｂ内の油圧が低下する。このことでレリーズピストン３０４ａが圧縮スプリング３０４ｃの付勢力により図示左側に戻る。
【０１２２】
このことによりコントロールシャフト１３２は仲介駆動機構１００側に戻されるので、吸気バルブのリフト量が小さくなり吸入空気量を減少させることができる。
【０１２３】
尚、本実施の形態ではブースタ機構１５０とマスターシリンダ３００とを組み合わせたが、マスターシリンダ３００の種類によってはブースタ機構１５０を設けなくても良く、アクセルペダル１４６にて直接、マスターピストン３００ａを操作しても良い。
【０１２４】
上述した構成においてアクセルペダル１４６がアクセル操作部に、入力側ロッド１４６ｄ、ブースタ機構１５０、マスターシリンダ３００、油圧経路３０２、レリーズシリンダ３０４が操作力伝達系に相当する。
【０１２５】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ブースタ機構１５０、マスターシリンダ３００、油圧経路３０２及びレリーズシリンダ３０４を介しているが、アクセルペダル１４６の操作力はコントロールシャフト１３２に伝達されている。
【０１２６】
このためエンジンの低回転時や低温時でも、運転者の操作力が原動力としてコントロールシャフト１３２に与えられるので、エンジンの運転状態や環境による影響を抑制して、バルブ特性の変更をアクセルペダル１４６の操作に対応させることができる。このことにより吸入空気量の調量が容易となり始動性等のエンジン運転性を良好なものとなる。
【０１２７】
そして、運転者によるアクセルペダル１４６を踏む力が原動力に加わっているので仲介駆動機構１００を駆動するための燃費は少なくて済む。このため燃費の悪化を招くおそれがない。
【０１２８】
（ロ）．前記実施の形態１の（ハ）、（ニ）及び前記実施の形態２の（ロ）、（ハ）の効果を生じる。
［実施の形態５］
本実施の形態では、前記実施の形態１にて用いた仲介駆動機構１００を用いずに、３次元カムを用いることにより吸気バルブのリフト量の調節を行う構成を採用している。他の構成については、前記実施の形態１と同じである。
【０１２９】
図１４に吸気バルブのリフト量調節機構を示す。アクセルペダル４６側の構成は前記実施の形態１と同じ構成であるので詳細な説明は省略する。
アクセルペダル４６により引き出し量が調節されるワイヤ４８の先端は、アジャスタ４７４ａを介して補助シャフト４７４に接続されている。この補助シャフト４７４はシリンダヘッド上の軸受けにて回転しないが軸方向には移動可能に支持されている。そして補助シャフト４７４は、吸気カムシャフト４７２に対して転がり軸受部４７３を介して接続されている。
【０１３０】
吸気カムシャフト４７２はシリンダヘッド上の軸受けにて回転可能に、かつ軸方向に移動可能に支持されている。そして吸気カムシャフト４７２は、一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）４７６を介してエンジンのクランクシャフトの回転と連動している。前述したごとく転がり軸受部４７３が存在するので、補助シャフト４７４は吸気カムシャフト４７２が回転しても連動して回転することはなく、軸方向移動についてのみ連動する。
【０１３１】
吸気カムシャフト４７２と接続しているタイミングスプロケット４７６は、エンジンのシリンダブロックに対して回転可能にかつ軸方向へは移動しないように支持されている。しかし吸気カムシャフト４７２とは中心部にてストレートスプライン機構４７２ｃにより接続されているので、タイミングスプロケット４７６は吸気カムシャフト４７２を連動して回転させるが、軸方向には吸気カムシャフト４７２の移動を許している。
【０１３２】
尚、仲介駆動機構温度センサ１００ａの代わりに、吸気カムシャフト４７２の近傍にはカムシャフト温度センサ４７２ｄが設けられて吸気カムシャフト４７２近傍の温度を検出している。
【０１３３】
ここで吸気カムシャフト４７２に、各気筒毎に設けられた各２つの吸気カム４７２ａ，４７２ｂは、軸方向にカム面のプロフィールが異なる３次元カムとして構成されている。この各２つの吸気カム４７２ａ，４７２ｂは、図１４に示すごとく、直接、吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動する。そして軸方向のカム面のプロフィールの違いにより前記図８に示したと同様に最大リフトと最小リフトとの間でリフト量を無段階に連続的に可変することができる。
【０１３４】
したがって運転者によるアクセルペダル４６の踏み込み操作に応じて、吸気カムシャフト４７２の軸方向位置が変化されると、吸気カム４７２ａ，４７２ｂのカム面に対して接触する吸気バルブ１２ａ，１２ｂの位置が変わる。このことによりカム面のプロフィールが変化して吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が変化し、吸入空気量が変化する。
【０１３５】
運転者によりアクセルペダル４６が踏み込まれていない時には、吸気カム４７２ａ，４７２ｂのカム面のプロフィールにより吸気カムシャフト４７２は図示左側に移動する軸力を生じているので、ワイヤ４８は限界まで引き戻されて、ワイヤ４８の引き出し量は最小になっている。したがって吸気カム４７２ａ，４７２ｂのカム面のプロフィールの内で最もリフト量の小さい部分で吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動することになる。
【０１３６】
運転者によりアクセルペダル４６が踏み込まれた時には、ワイヤ４８、補助シャフト４７４及び転がり軸受部４７３を介して、吸気カムシャフト４７２は図示右側に移動する。このことによりリフト量が大きいプロフィール側が吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動するようになるため、リフト量は次第に大きくなる。そして最大限にアクセルペダル４６が踏み込まれた時には、カム面のプロフィールの内で最もリフト量の大きい部分で吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動することになる。
【０１３７】
運転者がアクセルペダル４６を戻そうとすれば、吸気カム４７２ａ，４７２ｂのカム面のプロフィールにより生じている図示左方向の軸力によりアクセルペダル４６の戻し量に対応して吸気カムシャフト４７２は図示左側に移動し、リフト量は次第に小さくなり、アクセルペダル４６を離した状態で最小となる。
【０１３８】
このようにして、アクセルペダル４６の踏み込み操作に応じて吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト量が調節でき、これに伴って吸入空気量も調節できる。
上述した構成において、３次元カムとして形成されている吸気カム４７２ａ，４７２ｂを備えた吸気カムシャフト４７２がバルブ駆動機構に、アクセルペダル４６がアクセル操作部に、転がり軸受部４７３、補助シャフト４７４、アジャスタ４７４ａ及びワイヤ４８が操作力伝達系に相当する。
【０１３９】
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ニ）の効果を生じる。
［実施の形態６］
本実施の形態では、図１５に示すごとく、ワイヤ４８を引くためのアクセルペダル５４６及びこれを梃子の原理によりアシストする構成が備えられている点が異なる。これ以外は前記実施の形態１と同じ構成である。
【０１４０】
アクセルペダル５４６は、作用部５４６ｃが支点５４６ｂと踏み込み部５４６ａとの間に存在する。したがって運転者がアクセルペダル５４６を踏み込んだ場合には、作用部５４６ｃは踏み込み方向と同じ方向に押し込まれることになる。
【０１４１】
作用部５４６ｃにある長孔には入力側ロッド５４６ｄの一端が連結されている。この入力側ロッド５４６ｄは軸方向に移動可能に図示していない軸受けにて支持されている。ストロークセンサ４８ａはこの入力側ロッド５４６ｄの軸方向移動位置を検出している。
【０１４２】
更に入力側ロッド５４６ｄの他端は揺動レバー５５４の押圧端部５５４ａにある長孔に連結されている。揺動レバー５５４は、その中央部分の支点５５４ｂにて支持部５５５にて揺動可能に支持されているため、押圧端部５５４ａの反対側にある作用端部５５４ｃが押圧端部５５４ａとは反対方向に移動する。尚、支持部５５５と押圧端部５５４ａとの間には圧縮スプリング５５４ｄが配置されているため、揺動レバー５５４には図１５において時計回りに付勢力が作用している。
【０１４３】
そして揺動レバー５５４の作用端部５５４ｃにはワイヤ４８が接続されている。したがって運転者がアクセルペダル５４６を踏み込むと、揺動レバー５５４は圧縮スプリング５５４ｄの付勢力に抗して反時計回りに回転して、ワイヤ４８を引き出す。このことにより仲介駆動機構１００のコントロールシャフト１３２が図示右側に移動することにより、吸気バルブのリフト量が増加する。
【０１４４】
この時、揺動レバー５５４において、中央部分の支点５５４ｂから押圧端部５５４ａの長孔までの距離と、中央部分の支点５５４ｂから作用端部５５４ｃのワイヤ４８の取り付け位置までの距離とは、前者の方が長く設定されている。したがって梃子の原理により、運転者は、直接にワイヤ４８を引き出す場合よりも、弱い操作力でワイヤ４８を引き出すことができる。
【０１４５】
そしてアクセルペダル５４６が戻されると、入力側ロッド５４６ｄから押圧端部５５４ａへの押圧力が低下するので、圧縮スプリング５５４ｄの付勢力により、揺動レバー５５４が時計回転する。このことにより作用端部５５４ｃに接続されているワイヤ４８が戻され、仲介駆動機構１００のコントロールシャフト１３２が図示左側に戻ることにより、吸気バルブのリフト量が減少する。
【０１４６】
上述した構成において、アクセルペダル５４６がアクセル操作部に、ワイヤ４８、揺動レバー５５４及び入力側ロッド５４６ｄが操作力伝達系に相当する。
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
【０１４７】
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ニ）の効果を生じる。
（ロ）．アクセルペダル５４６の操作力は梃子の原理で増幅されている。このため簡易な構成で、アクセルペダル５４６による仲介駆動機構１００の駆動をより容易にすることができる。
【０１４８】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態５において、前記実施の形態１の構成と同じアクセルペダル４６の代わりに、図１１に示した実施の形態２のアクセルペダル１４６、ブースタ機構１５０及び揺動レバー１５４の構成を用いても良い。又、揺動レバー１５４を用いることなく、プッシュロッド１５０ｇにて押すことにより吸気カムシャフト４７２を移動させるようにしても良い。すなわち図１４の左側から吸気カムシャフト４７２をプッシュロッド１５０ｇにて押すようにしても良い。
【０１４９】
同様に、前記実施の形態５においてアクセルペダル４６の代わりに、前記実施の形態３のアクセルペダル２４６及び油圧シリンダ２５０の構成を用いても良い。又、前記実施の形態５においてアクセルペダル４６及びワイヤ４８の代わりに、実施の形態４の実施の形態２のアクセルペダル１４６、ブースタ機構１５０、マスターシリンダ３００、油圧経路３０２及びレリーズシリンダ３０４の構成を用いても良い。又、前記実施の形態５においてアクセルペダル４６の代わりに、前記実施の形態６のアクセルペダル５４６及び揺動レバー５５４の構成を用いても良い。
【０１５０】
（ｂ）．前記実施の形態２，４において、入力側ロッド１４６ｄの圧力、プッシュロッド１５０ｇの圧力、あるいはレリーズピストン３０４ａの圧力を、コントロールシャフト１３２の反対端から与えることにより、吸気バルブのリフト量調節を実行しても良い。
【０１５１】
（ｃ）．図３〜５に示したごとく仲介駆動機構１００は支持パイプ１３０にて全体が支持されるようにしていたが、コントロールシャフト１３２に支持機能を持たせることで、支持パイプ１３０を省略しても良い。
【０１５２】
（ｄ）．前記各実施の形態では、ストロークセンサを備えることでストローク量ＳＬを求めて、エンジン回転数ＮＥとともにマップから負荷率を求めていた。これ以外に、ストロークセンサを備えずに、エアフローメータを吸気ダクトに設けることにより吸入空気量を算出し、エンジン回転数ＮＥとともにマップあるいは関数計算により負荷率を求めるようにしても良い。
【０１５３】
尚、ストローク量ＳＬとエンジン回転数ＮＥとから負荷率を求める場合も関数計算にて行っても良い。
（ｅ）．前記実施の形態５では、吸気カム４７２ａ，４７２ｂのカム面は、図８に示したごとくに軸方向にリフト量と作用角とが異なるプロフィールとなっていた。これ以外にカム面のプロフィールを図１６（Ａ）に示すごとく作用角は同一でリフト量のみ変更（Ｌ１〜Ｌ４）するものであっても良く、又、図１６（Ｂ）に示すごとくリフト量（Ｌ０）は同一で作用角のみ変更（作用角１〜作用角３）するものであっても良い。図１６（Ａ）の場合はリフト量を大きくすれば吸入空気量を増加させ、小さくすれば減少させることができる。図１６（Ｂ）の場合は作用角を大きくすれば吸入空気量を増加させ、小さくすれば減少させることができる。
【０１５４】
（ｆ）．コントロールシャフト１３２や３次元カムの吸気カムシャフト４７２の温度は仲介駆動機構温度センサ１００ａやカムシャフト温度センサ４７２ｄにて検出されていた。これらの温度センサを用いずに、冷却水温センサ７０にて検出される冷却水温ＴＨＷから、コントロールシャフト１３２や３次元カムの吸気カムシャフト４７２の温度を推定して用いても良い。
【０１５５】
（ｇ）．図２，６，７に示したごとく前記仲介駆動機構１００はローラロッカーアーム７４を介して吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動していたが、ローラロッカーアーム７４を介さず直接吸気バルブ１２ａ，１２ｂを駆動しても良い。
【０１５６】
例えば、図１７，１８に示すごとく仲介駆動機構６００の揺動カム６２６が、バルブリフタ６１３の頂部に設けられたローラ６１３ａを介してバルブリフタ６１３に接触して吸気バルブ６１２を駆動する構成でも良い。図１７，１８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は前記仲介駆動機構１００の場合とは異なる形状に湾曲し、その湾曲面６２６ｅにてバルブリフタ６１３のローラ６１３ａに当接する。仲介駆動機構６００内部のスライダギアおよびスプライン機構は前記仲介駆動機構１００と同じである。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１７の状態を最小のリフト量および作用角として、図１８へと入力部６２２と揺動カム６２６との相対的位相差を大きくすると、リフト量および作用角を大きくすることができる。このような構成により、前記実施の形態１で述べた（イ）〜（ニ）と同様な効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてエンジンおよびその制御系統の概略構成図。
【図２】上記エンジンの縦断面図。
【図３】実施の形態１の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図４】実施の形態１で用いられる仲介駆動機構の斜視図。
【図５】上記仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図６】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図７】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図８】上記仲介駆動機構によるリフト量変化を示すグラフ。
【図９】実施の形態１のＥＣＵが実行する負荷率算出処理のフローチャート。
【図１０】上記負荷率算出処理にて用いられるシャフト温度補正値ｄＴＨＳを求めるためのマップ構成説明図。
【図１１】実施の形態２の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図１２】実施の形態３の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図１３】実施の形態４の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図１４】実施の形態５の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図１５】実施の形態６の操作力伝達系とアクセル操作部の構成説明図。
【図１６】バルブ特性の調節における他の例を示すグラフ。
【図１７】他の例のバルブ駆動機構の動作説明図。
【図１８】他の例のバルブ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、１４ａ，１４ｂ…吸気ポート、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…燃料噴射弁、３６…点火プラグ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４６…アクセルペダル、４６ａ…踏み込み部、４６ｂ…支点、４６ｃ…作用部、４６ｄ…圧縮スプリング、４８…ワイヤ、４８ａ…ストロークセンサ、５４…排気カムシャフト、５６…排気カム、５８…ローラロッカーアーム、６０…排気マニホルド、６２…触媒コンバータ、６４…ＥＣＵ、６６…エンジン回転数センサ、６８…気筒判別センサ、７０…冷却水温センサ、７１…空燃比センサ、７２…吸気カムシャフト、７２ａ…吸気カム、７２ｂ…ノーズ、７４…ローラロッカーアーム、７４ａ…ローラ、７４ｂ…アジャスタ、７４ｃ…基端部、７４ｄ…先端部、１００…仲介駆動機構、１００ａ…仲介駆動機構温度センサ、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…圧縮状スプリング、１２４，１２６…揺動カム、１２４ａ，１２６ａ…ハウジング、１２４ｂ，１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ，１２６ｃ…軸受部、１２４ｄ，１２６ｄ…ノーズ、１２４ｅ，１２６ｅ…カム面、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…第１出力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ…係止ピン、１３６，１３８…立壁部、１４６…アクセルペダル、１４６ａ…踏み込み部、１４６ｂ…支点、１４６ｃ…作用部、１４６ｄ…入力側ロッド、１５０…ブースタ機構、１５０ａ…ダイヤフラム、１５０ｂ…第１圧力室、１５０ｃ…第２圧力室、１５０ｅ…負圧制御バルブ、１５０ｆ…スプリング、１５０ｇ…プッシュロッド、１５２…チェック弁、１５４…揺動レバー、１５４ａ…押圧端部、１５４ｂ…支点、１５４ｃ…作用端部、２４６…アクセルペダル、２４６ａ…踏み込み部、２４６ｂ…支点、２４６ｃ…作用部、２４６ｄ…圧縮スプリング、２５０…油圧シリンダ、２５０ａ…ピストン、２５０ｂ，２５０ｃ…圧力室、２５０ｄ…第１油圧経路、２５０ｅ…第２油圧経路、２５０ｆ…入力側ロッド、２５０ｇ…出力側ロッド、２５２…３位置電磁弁、２５４…油圧ポンプ、２５４ａ…作動油圧供給経路、２５５…電動モータ、２５６…リザーバ、２５６ａ…リターン経路、２５８…歪みセンサ、３００…マスターシリンダ、３００ａ…マスターピストン、３００ｂ…マスター油圧室、３０２…油圧経路、３０４…レリーズシリンダ、３０４ａ…レリーズピストン、３０４ｂ…レリーズ油圧室、３０４ｃ…圧縮スプリング、４７２…吸気カムシャフト、４７２ａ，４７２ｂ…吸気カム、４７２ｃ…ストレートスプライン機構、４７３…転がり軸受部、４７４…補助シャフト、４７４ａ…アジャスタ、４７６…タイミングスプロケット、５４６…アクセルペダル、５４６ａ…踏み込み部、５４６ｂ…支点、５４６ｃ…作用部、５４６ｄ…入力側ロッド、５５４…揺動レバー、５５４ａ…押圧端部、５５４ｂ…中央部分の支点、５５４ｃ…作用端部、５５４ｄ…圧縮スプリング、５５５…支持部、６００…仲介駆動機構、６１２…吸気バルブ、６１３…バルブリフタ、６１３ａ…ローラ、６２２…入力部、６２６…揺動カム、６２６ｄ…ノーズ、６２６ｅ…湾曲面。

Claims (11)

1. 内燃機関のバルブ駆動機構に設けられたコントロールシャフトを軸方向に移動することにより内燃機関のバルブ特性を変更する内燃機関の可変動弁機構であって、
   前記コントロールシャフトとアクセル操作部とを操作力の伝達物を介して連結することにより、該アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる操作力伝達系を備えていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 請求項１において、前記バルブ特性は、吸気バルブのリフト量と作用角との一方又は両方であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
3. 請求項１又は２において、前記操作力伝達系は、前記コントロールシャフトと前記アクセル操作部とを、操作力の伝達物としてのワイヤにて連結し、該ワイヤにて前記アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる機構であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
4. 請求項１又は２において、前記操作力伝達系は、前記コントロールシャフトと前記アクセル操作部とを油圧的に連結し、操作力の伝達物としての作動油を介して前記アクセル操作部の操作力を前記コントロールシャフトに伝達させる機構であることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記操作力伝達系は、前記アクセル操作部の操作力を増幅する倍力機構を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
6. 請求項５において、前記倍力機構は、バキュームポンプにより生じている負圧を利用したものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
7. 請求項５において、前記倍力機構は、前記アクセル操作部の操作力に応じたアシスト力を発生させる油圧アシスト機構を利用したものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは、カムシャフトによる内燃機関の吸気バルブの駆動を仲介する仲介駆動機構にて、前記カムシャフトの回転に伴う吸気バルブのリフト量を調節するコントロールシャフトであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
9. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記コントロールシャフトは吸気バルブを駆動するカムシャフトに該当し、該カムシャフトに設けられているカムは軸方向にカム面のプロフィールが異なる３次元カムとして形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
10. 請求項１〜９のいずれか記載の内燃機関の可変動弁機構と、
    該可変動弁機構におけるコントロールシャフトの移動量を検出するストロークセンサと、
    前記ストロークセンサの検出値に基づいて内燃機関を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。
11. 請求項１０において、前記コントロールシャフト自体あるいは前記コントロールシャフト近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記ストロークセンサの検出値を前記温度検出手段にて検出された温度に基づいて補正すると共に、該補正後の前記ストロークセンサの検出値を用いて内燃機関の制御に用いる物理量を算出することを特徴とする内燃機関制御装置。

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