JP5573466B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関の可変動弁装置としては、例えば特許文献１に示されるように、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブの最大リフト量を通常リフト量とそれよりも小さい低リフト量との間で切り換えるリフト切換機構を備えたものが知られている。また、上記可変動弁装置は、機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく油圧動作するバルブタイミング可変機構も備えている。

上記バルブタイミング可変機構は、内燃機関のクランクシャフトに対しチェーンやベルト等の環状体によって一体回転可能に繋がれた入力回転体、及び同機関のカムシャフトと一体回転する出力回転体を備えている。また、上記入力回転体と上記出力回転体との間には進角側油圧室及び遅角側油圧室が形成されており、それら進角側油圧室及び遅角側油圧室に対するオイルの給排を通じて、進角側油圧室及び遅角側油圧室に作用する油圧を調整することで、前記出力回転体を前記入力回転体に対し相対回転させることが可能となっている。そして、バルブタイミング可変機構においては、進角側油圧室及び遅角側油圧室に作用する油圧を調整して出力回転体を入力回転体に対し相対回転させることで、機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変化させるようになっている。

ところで、機関バルブを開弁させる際には、その機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングの付勢力に抗して同バルブの開弁を行うことになる。このため、機関バルブを開弁させる際、カムシャフトにはバルブスプリングの付勢力に基づき同カムシャフトの回転方向と逆方向のトルクが作用する。なお、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する上記回転方向と逆方向のトルクに関しては、機関バルブの最大リフト量が大きくなるほど同バルブの開弁時におけるバルブスプリングの付勢力も大きくなることに関係して、上記最大リフト量が大きくなるほど増大してゆく。このことから、リフト切換機構により機関バルブの最大リフト量を通常リフト量としたときには、同機構により機関バルブ最大リフト量を低リフト量としたときに比べて、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する上記回転方向と逆方向のトルクが大きくなる。

特開２００９−２０３９００公報（段落［００２８］〜［００３０］、［００３３］）

上記リフト切換機構を備えた内燃機関において、同機構により機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされた状態から通常リフト量に切り換えられると、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する同シャフトの回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなり、それによって同カムシャフトに大きなトルク変動が生じることとなる。このとき、機関バルブのバルブタイミングがその変化範囲の端になっていると、バルブタイミング可変機構における出力回転体が入力回転体に対する相対回転範囲の端に位置して同入力回転体に接触した状態となる。こうした状態のもとで、上述したようにカムシャフトに大きなトルク変動が生じると、そのトルク変動が出力回転体から入力回転体に直接的に伝達され、更には入力回転体とクランクシャフトとを繋ぐ環状体に伝達される。このように大きなトルク変動が環状体に伝達されることで、その環状体に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大するようになる。

そして、機関バルブの最大リフト量を低リフト量と通常リフト量との間で切り換えるリフト切換機構を備えた内燃機関にあっては、機関バルブの最大リフト量の低リフト量から通常リフト量への切り換えが行われる毎に、上述したように環状体に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大する。このため、こうした使用環境に十分に耐え得るよう環状体の耐久性を確保することが重要になる。ただし、上記使用環境にて十分な耐久性が得られるように環状体を形成すると、その環状体の製造コストが高くなるとともに同環状体が大型化するという問題が生じることは避けられない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関バルブの最大リフト量を低リフト量から通常リフト量に切り換えるとき、クランクシャフトと入力回転体とを繋ぐ環状体に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明によれば、内燃機関における機関バルブの最大リフト量がリフト切換機構により通常リフト量とそれよりも小さい低リフト量との間で切り換えられるとともに、機関バルブのバルブタイミングがバルブタイミング可変機構の油圧駆動を通じて可変とされる。このバルブタイミング可変機構は、内燃機関のクランクシャフトと環状体によって一体回転可能に繋がれた入力回転体、及び同機関のカムシャフトと一体回転する出力回転体を備えている。そして、バルブタイミング可変機構においては、入力回転体と出力回転体との間に形成された進角側油圧室及び遅角側油圧室に対しオイルの給排が行われる。こうした進角側油圧室及び遅角側油圧室に対するオイルの給排を通じて、それら進角側油圧室及び遅角側油圧室に作用する油圧が調整され、その油圧の調整により出力回転体が入力回転体に対し相対回転される。これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が変化され、その変化によって機関バルブのバルブタイミングも変化するようになる。

ここで、機関バルブのバルブタイミングがその変化範囲の端となっているとき、すなわちバルブタイミング可変機構の出力回転体が入力回転体に対する相対回転範囲の端に位置しているとき、機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされた状態から通常リフト量に切り換えられると、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされた状態から通常リフト量に切り換えられたとき、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する同シャフトの回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなり、それによってカムシャフトに大きなトルク変動が生じる。そして、この大きなトルク変動が出力回転体から入力回転体に直接的に伝達され、更には入力回転体とクランクシャフトとを繋ぐ環状体に伝達される。なお、上記大きなトルク変動が出力回転体から入力回転体に直接的に伝達されるのは、出力回転体が入力回転体に対する相対回転範囲の端に位置しているときには、その出力回転体が入力回転体に接触した状態となるためである。そして、上述したように大きなトルク変動が環状体に伝達されると、その環状体に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大するようになる。

上述した問題に対処するため、請求項１記載の発明では、リフト切換機構により機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされているとき、バルブタイミング可変機構の進角側油圧室及び遅角側油圧室に対するオイルの給排を通じて、出力回転体の入力回転体に対する相対回転位置がその相対回転範囲の端から離れた位置に調整される。この場合、機関バルブの最大リフト量が低リフト量から通常リフト量に切り換えられるとき、出力回転体と入力回転体との間、言い換えれば進角側油圧室や遅角側油圧室にオイルが溜まった状態となる。このため、機関バルブの最大リフト量の上記切り換えに伴い、カムシャフトに大きなトルク変動が生じるとき、そのトルク変動によって入力回転体に対し相対回転しようとする出力回転体と上記入力回転体との間に、進角側油圧室や遅角側油圧室のオイルが介在した状態となる。

従って、上記トルク変動によって入力回転体に対し相対回転しようとする出力回転体が上記入力回転体と接触しようとする方向に変位する際には、その変位が同変位に伴う進角側油圧室または遅角側油圧室からのオイルの排出に合わせて徐々に行われるようになる。言い換えれば、上記カムシャフトに上記大きなトルク変動が生じるときには、出力回転体から入力回転体へのトルク伝達が進角側油圧室や遅角側油圧室のオイルを介して徐々に行われるようになる。その結果、入力回転体とクランクシャフトとを繋ぐ環状体にも上記トルクが徐々に伝達されるようになる。このように上記トルクが急に環状体に伝達されることはないため、環状体に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大することもなくなる。そして、上記のようにクランクシャフトと入力回転体とを繋ぐ環状体に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できるため、環状体の耐久性を向上させることに起因した同環状体の製造コスト上昇や同環状体の大型化を抑制することができる。
ところで、機関バルブの最大リフト量が低リフト量から通常リフト量に切り換えられるとき、それに伴う大きなトルク変動がカムシャフトに生じることによって入力回転体に対し出力回転体が相対回転しようとする。このとき、バルブタイミング可変機構における進角側油圧室や遅角側油圧室などの密閉度合いが高すぎると、進角側油圧室や遅角側油圧室に溜まったオイルが排出されにくくなる。その結果、上記大きなトルク変動に伴う出力回転体から入力回転体へのトルク伝達が進角側油圧室や遅角側油圧室のオイルを介してほぼ直接的に行われ、それによって入力回転体とクランクシャフトとを繋ぐ環状体に瞬間的に大きな荷重がかかるおそれがある。
そこで、請求項１記載の発明では、リフト切換機構により機関バルブの最大リフト量を低リフト量から通常リフト量へと切り換えることに伴い出力回転体が入力回転体と接触する方向に変位する際には、進角側油圧室と遅角側油圧室とのうち出力回転体が入力回転体と接触する方向にある油圧室からオイルコントロールバルブの駆動を通じてオイルを排出する。このため、機関バルブの最大リフト量の低リフト量から通常リフト量への切り換えに伴い、カムシャフトに大きなトルク変動が生じて入力回転体に対し出力回転体が相対回転しようとするとき、それら入力回転体と出力回転体との間に介在する上記油圧室のオイルが上記オイルコントロールバルブの駆動を通じて排出される。これにより、上記大きなトルク変動に起因して入力回転体に対し相対回転しようとする出力回転体が上記入力回転体と接触する方向に変位する際、その変位が上記オイルの排出に合わせて徐々に行われるようになる。言い換えれば、カムシャフトに上記大きなトルク変動が生じるとき、出力回転体から入力回転体へのトルク伝達が徐々に行われるようになる。その結果、環状体にも上記トルクが徐々に伝達されるようになって同トルクが急に環状体に伝達されることはない。従って、その環状体に対し、上述したように瞬間的に大きな荷重がかかることは抑制される。

ここで、請求項２記載の発明では、フューエルカット時、リフト切換機構により機関バルブの最大リフト量を低リフト量とするときには、その最大リフト量が「０」とされるため、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する同シャフトの回転方向と逆方向のトルクが非常に小さくなる。従って、フューエルカットの終了に伴い機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされた状態から通常リフト量に切り換えられるときであって、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する同シャフトの回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなる際、そのトルクの増加量が大きなものとなる。その結果、こうしたトルクの増大に伴ってカムシャフトに生じるトルク変動も一層大きなものとなる。

また、請求項３記載の発明では、リフト切換機構により機関バルブの最大リフト量を低リフト量である「０」とするときや同低リフト量から通常リフト量に切り換えるときには、それらが内燃機関における全ての気筒の機関バルブについて行われる。従って、機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされた状態から通常リフト量に切り換えられるときであって、機関バルブを開弁させる際にカムシャフトに作用する同シャフトの回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなる際、そのトルクの増加量が更に大きなものとなる。その結果、こうしたトルクの増大に伴ってカムシャフトに生じるトルク変動も更に大きなものとなる。

仮に、上述した大きなトルク変動がカムシャフトに生じることに起因して、環状体に直接的に大きなトルクが伝達されると、その環状体に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大することから、環状体の耐久性低下を招きやすくなる。その結果、環状体の耐久性を向上させることに起因した同環状体の製造コスト上昇や同環状体の大型化が大きな問題となる。しかし、請求項２、３記載の発明においても、環状体に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できるため、上述した環状体の製造コスト上昇や同環状体の大型化といった問題の発生を抑制することができる。

本発明の可変動弁装置が適用されるエンジン全体を示す略図。 吸気側バルブタイミング可変機構及び排気側バルブタイミング可変機構の構造、並びにそれらバルブタイミング可変機構を油圧動作させる油圧回路を示す略図。 吸気側バルブタイミング可変機構の動作に基づく吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。 排気側バルブタイミング可変機構の動作に基づく排気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気側リフト切換機構及び排気側リフト切換機構の一例及びその動作態様を示す略図。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気側リフト切換機構及び排気側リフト切換機構の一例及びその動作態様を示す略図。 吸気リフト切換機構及び排気リフト切換可変機構の動作手順を示すフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気側バルブタイミング可変機構及び排気側バルブタイミング可変機構の内部を拡大して示す略図。 （ａ）及び（ｂ）は、吸気側バルブタイミング可変機構及び排気側バルブタイミング可変機構の内部を拡大して示す略図。 吸気バルブのバルブタイミング制御の実行手順を示すフローチャート。 排気バルブのバルブタイミング制御の実行手順を示すフローチャート。

以下、本発明を自動車用エンジンの可変動弁装置に適用した一実施形態を図１〜図１１に従って説明する。
図１に示されるエンジン１においては、各気筒の燃焼室２に吸気通路３を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われて同混合気が燃焼すると、ピストン６が往復移動してエンジン１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。こうしたクランクシャフト７の回転は、同クランクシャフト７に対し環状のチェーン１４により一体回転可能に繋がれた吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に伝達される。一方、燃焼室２内にて燃焼した後の混合気は、排気として各燃焼室２から排気通路８に送り出される。

エンジン１においては、吸気通路３が二つに分岐した状態（図示せず）で一つの気筒の燃焼室２に接続されており、その燃焼室２と吸気通路３における二つに分岐した部分との間にはそれぞれ吸気バルブ９が設けられている（図１には一つのみ図示）。また、排気通路８も二つに分岐した状態（図示せず）で一つの気筒の燃焼室２に接続されており、その燃焼室２と排気通路８における二つに分岐した部分との間にはそれぞれ排気バルブ１０が設けられている（図１には一つのみ図示）。従って、エンジン１における各気筒には吸気バルブ９と排気バルブ１０とがそれぞれ二つずつ設けられる。

そして、吸気バルブ９の開閉動作により吸気通路３と燃焼室２との間が連通・遮断されるとともに、排気バルブ１０の開閉動作により排気通路８と燃焼室２との間が連通・遮断される。これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０は、それぞれバルブスプリング９ａ，１０ａによって閉弁方向に付勢されるとともに、上記吸気カムシャフト１１及び上記排気カムシャフト１２の回転に伴い上記バルブスプリング９ａ，１０ａの付勢力に抗して押圧される。そして、吸気バルブ９及び排気バルブ１０の開閉動作は、バルブスプリング９ａ，１０ａの上記付勢力と、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２の回転に伴う上記押圧とに基づいて実現される。

エンジン１においては、吸気バルブ９のバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構１３が設けられるとともに、排気バルブ１０のバルブタイミング可変とする排気側バルブタイミング可変機構１５が設けられている。また、エンジン１においては、吸気バルブ９の最大リフト量を通常リフト量とそれよりも小さい低リフト量との間で切り換える吸気側リフト切換機構３８が設けられるとともに、排気バルブ１０の最大リフト量を通常リフト量とそれよりも小さい低リフト量との間で切り換える排気側リフト切換機構３９も設けられている。

次に、吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５の詳細について図２〜図４を参照して説明する。
図２に示されるように、吸気側バルブタイミング可変機構１３は、吸気カムシャフト１１に固定された可動部材４１と、吸気カムシャフト１１と同一軸線上に上記可動部材４１を囲むように設けられたハウジング４２とを備えている。このハウジング４２は、上記チェーン１４（図１）を介してクランクシャフト７からの回転伝達を受けて同クランクシャフト７と一体回転する。図２に示されるハウジング４２の内周面には、吸気カムシャフト１１の軸線に向かって突出する突部４３が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、可動部材４１の外周面には、吸気カムシャフト１１の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン４４がそれぞれ上記各突部４３の間に位置するように形成されている。これにより、ハウジング４２内における各突部４３の間に位置する部分が、ベーン４４により進角側油圧室４５と遅角側油圧室４６とに区画されている。

吸気側バルブタイミング可変機構１３は、その油圧動作を通じてクランクシャフト７（図１）に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を変更することで、図３に示されるように吸気バルブ９の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ９の開弁時期及び閉弁時期を共に進角又は遅角させる。具体的には、図２に示される進角側油圧室４５にオイルを供給するとともに遅角側油圧室４６からオイルを排出すると、可動部材４１がハウジング４２に対し図中の右回転方向に相対回転して吸気カムシャフト１１のクランクシャフト７に対する相対回転位相が進角側に変化する。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミング（開閉時期）が進角側に変化するようになる。また、遅角側油圧室４６にオイルを供給するとともに進角側油圧室４５からオイルを排出すると、可動部材４１がハウジング４２に対し図中左回転方向に相対回転して吸気カムシャフト１１のクランクシャフト７に対する相対回転位相が遅角側に変化する。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミングが遅角側に変化する。

また、吸気側バルブタイミング可変機構１３は、可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転を禁止する禁止動作を行うとともに、その相対回転を許可状態とする許可動作を行うロック機構４７を備えている。このロック機構４７に関しては、上記禁止動作を通じて可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転位置をその相対回転範囲の最も遅角側の位置にて固定するとともに、その固定が行われた状態での上記許可動作を通じて可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転を許可した状態となる。

一方、排気側バルブタイミング可変機構１５は、排気カムシャフト１２に固定された可動部材５１と、排気カムシャフト１２と同一軸線上に上記可動部材５１を囲むように設けられたハウジング５２とを備えている。このハウジング５２は、上記チェーン１４（図１）を介してクランクシャフト７からの回転伝達を受けて同クランクシャフト７と一体回転する。図２に示されるハウジング５２の内周面には、排気カムシャフト１２の軸線に向かって突出する突部５３が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、可動部材５１の外周面には、排気カムシャフト１２の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン５４がそれぞれ上記各突部５３の間に位置するように形成されている。これにより、ハウジング５２内における各突部５３の間に位置する部分が、ベーン５４により進角側油圧室５５と遅角側油圧室５６とに区画されている。

排気側バルブタイミング可変機構１５は、その油圧動作を通じてクランクシャフト７（図１）に対する排気カムシャフト１２の相対回転位相を変更することで、図４に示されるように排気バルブ１０の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ１０の開弁時期及び閉弁時期を共に進角又は遅角させる。具体的には、図２に示される進角側油圧室５５にオイルを供給するとともに遅角側油圧室５６からオイルを排出すると、可動部材５１がハウジング５２に対し図中の右回転方向に相対回転して排気カムシャフト１２のクランクシャフト７に対する相対回転位相が進角側に変化する。その結果、排気バルブ１０のバルブタイミング（開閉時期）が進角側に変化するようになる。また、遅角側油圧室５６にオイルを供給するとともに進角側油圧室５５からオイルを排出すると、可動部材５１がハウジング５２に対し図中左回転方向に相対回転して排気カムシャフト１２のクランクシャフト７に対する相対回転位相が遅角側に変化する。その結果、排気バルブ１０のバルブタイミングが遅角側に変化する。

また、排気側バルブタイミング可変機構１５は、可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転を禁止する禁止動作を行うとともに、その相対回転を許可状態とする許可動作を行うロック機構５７を備えている。このロック機構５７に関しては、上記禁止動作を通じて可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転位置をその相対回転範囲の最も進角側の位置にて固定するとともに、その固定が行われた状態での上記許可動作を通じて可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転を許可した状態となる。

ここで、吸気側バルブタイミング可変機構１３、及び排気側バルブタイミング可変機構１５に作用する油圧を制御する油圧回路１６について詳しく説明する。
この油圧回路１６は、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５に接続された進角側油路１７、及び同機構１３の遅角側油圧室４６に接続された遅角側油路１８を備えている。これら油路１７，１８は、第１オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１９、並びに、供給通路２０及び排出通路２１を介して、エンジン１のオイルパン２２に繋がっている。上記第１ＯＣＶ１９は、互いに逆方向に働くコイルスプリング及び電磁ソレノイドの付勢力によって動作し、供給通路２０及び排出通路２１と進角側油路１７及び遅角側油路１８との接続状態を変更するものである。また、上記供給通路２０には、第１ＯＣＶ１９に向けてオイルを吐出するオイルポンプ２５が設けられている。このオイルポンプ２５としては、エンジン１のクランクシャフト７（図１）によって駆動される機械式のものを用いたり、エンジン１とは別の駆動源であるモータ等によって駆動される電動式のものを用いたりすることが考えられる。

そして、上記第１ＯＣＶ１９の動作を通じて、遅角側油路１８と供給通路２０とが連通するとともに、進角側油路１７と排出通路２１とが連通すると、オイルパン２２内のオイルがオイルポンプ２５により遅角側油路１８へ送り出されるとともに、進角側油路１７内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３には遅角側油路１８を通じて遅角側油圧室４６にオイルが供給されるとともに、進角側油路１７を通じて同機構１３の進角側油圧室４５からオイルが排出される。これにより、吸気側バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を遅角させるよう油圧により作動され、それによって吸気バルブ９のバルブタイミングが遅角側に変化する。

また、第１ＯＣＶ１９の動作を通じて、遅角側油路１８と排出通路２１とが連通するとともに、進角側油路１７と供給通路２０とが連通すると、オイルパン２２内のオイルがオイルポンプ２５により進角側油路１７に送り出されるとともに、遅角側油路１８内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５に進角側油路１７を通じてオイルが供給されるとともに、遅角側油路１８を通じて同機構１３の遅角側油圧室４６からオイルが排出される。これにより、吸気側バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を進角させるよう油圧により作動され、それによって吸気バルブ９のバルブタイミングが進角側に変化する。

以上のように、吸気バルブ９のバルブタイミング、すなわち吸気側バルブタイミング可変機構１３における可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転位置は、第１ＯＣＶ１９の動作を通じて制御されることとなる。なお、第１ＯＣＶ１９の動作は、デューティ比指令値に応じて電磁ソレノイドの印可電圧を変更することによって行われる。このデューティ比指令値は、例えば「０〜１００％」という範囲で変更される。そして、デューティ比指令値が「０％」に向けて小さくなるほど、吸気側バルブタイミング可変機構１３の遅角側油圧室４６に作用する油圧が大となるよう第１ＯＣＶ１９が動作させられ、それによって吸気バルブ９のバルブタイミングを遅角させる力が強くなる。また、上記デューティ比指令値が「１００％」に向けて大きくなるほど、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５に作用する油圧が大となるよう第１ＯＣＶ１９が動作させられ、それによって吸気バルブ９のバルブタイミングを進角させる力が強くなる。

また、上記油圧回路１６は、排気側バルブタイミング可変機構１５の進角側油圧室５５に接続された進角側油路２３、及び同機構１５の遅角側油圧室５６に接続された遅角側油路２４も備えている。これら油路２３，２４は第２オイルコンロールバルブ（ＯＣＶ）３７に接続されている。また、第２ＯＣＶ３７には、上記供給通路２０におけるオイルポンプ２５の下流側に繋がる供給通路２０ａ、及び上記オイルパン２２に繋がる排出通路４０が接続されている。この第２ＯＣＶ３７は、互いに逆方向に働くコイルスプリング及び電磁ソレノイドの付勢力によって動作し、供給通路２０ａ及び排出通路４０と進角側油路２３及び遅角側油路２４との接続状態を変更するものである。

そして、第２ＯＣＶ３７の動作を通じて、遅角側油路２４と供給通路２０ａとが連通するとともに、進角側油路２３と排出通路４０とが連通すると、オイルパン２２内のオイルがオイルポンプ２５により遅角側油路２４へ送り出されるとともに、進角側油路２３内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、排気側バルブタイミング可変機構１５には遅角側油路２４を通じて遅角側油圧室５６にオイルが供給されるとともに、進角側油路２３を通じて同機構１５の進角側油圧室５５からオイルが排出される。これにより、排気側バルブタイミング可変機構１５は、クランクシャフト７に対する排気カムシャフト１２の相対回転位相を遅角させるよう油圧により作動され、それによって排気バルブ１０のバルブタイミングが遅角側に変化する。

また、第２ＯＣＶ３７の動作を通じて、遅角側油路２４と排出通路４０とが連通するとともに、進角側油路２３と供給通路２０ａとが連通すると、オイルパン２２内のオイルがオイルポンプ２５により進角側油路２３に送り出されるとともに、遅角側油路２４内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、排気側バルブタイミング可変機構１５の進角側油圧室５５に進角側油路２３を通じてオイルが供給されるとともに、遅角側油路２４を通じて同機構１３の遅角側油圧室５６からオイルが排出される。これにより、排気側バルブタイミング可変機構１５は、クランクシャフト７に対する排気カムシャフト１２の相対回転位相を進角させるよう油圧により作動され、それによって排気バルブ１０のバルブタイミングが進角側に変化する。

以上のように、排気バルブ１０のバルブタイミング、すなわち排気側バルブタイミング可変機構１５における可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転位置は、第２ＯＣＶ３７の動作を通じて制御されることとなる。なお、第２ＯＣＶ３７の動作は、デューティ比指令値に応じて電磁ソレノイドの印可電圧を変更することによって行われる。このデューティ比指令値は、例えば「０〜１００％」という範囲で変更される。そして、デューティ比指令値が「０％」に向けて小さくなるほど、排気側バルブタイミング可変機構１５の進角側油圧室５５に作用する油圧が大となるよう第２ＯＣＶ３７が動作させられ、それによって排気バルブ１０のバルブタイミングを進角させる力が強くなる。また、上記デューティ比指令値が「１００％」に向けて大きくなるほど、排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６に作用する油圧が大となるよう第２ＯＣＶ３７が動作させられ、それによって排気バルブ１０のバルブタイミングを遅角させる力が強くなる。

次に、図１の吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９の詳細について説明する。
本実施形態では、吸気側リフト切換機構３８として吸気バルブ９の最大リフト量を低リフト量に切り換えたときに同最大リフト量が「０」となるものが採用されるとともに、排気側リフト切換機構３９として排気バルブ１０の最大リフト量が低リフト量に切り換えられたときに同最大リフト量が「０」となるものが採用される。

なお、以下においては、吸気側リフト切換機構３８によって吸気バルブ９の最大リフト量が通常リフト量に切り換えられた状態のこと、及び、排気側リフト切換機構３９によって排気バルブ１０の最大リフト量が通常リフト量に切り換えられた状態のことを、「通常リフト」と呼称する。また、吸気側リフト切換機構３８によって吸気バルブ９の最大リフト量が低リフト量に切り換えられた状態のこと、及び、排気側リフト切換機構３９によって排気バルブ１０の最大リフト量が低リフト量に切り換えられた状態のことを、「ゼロリフト」と呼称する。

吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９の具体例としては、例えば図５に示されるものがあげられる。
同図の吸気側リフト切換機構３８は、リフトカム１１ａ及びベース円カム１１ｂを有する吸気カムシャフト１１と、その吸気カムシャフト１１を軸方向に変位させるアクチュエータ６１と、一つの気筒に対応する二つの吸気バルブ９を同時に開弁方向に押圧するためのロッカアーム６２とを備えている。上記リフトカム１１ａは、吸気バルブ９の通常リフトを実現するためのものであって、吸気カムシャフト１１の回転時に吸気バルブ９を開弁方向に押圧するためのカム山が形成されている。一方、上記ベース円カム１１ｂは、吸気バルブ９のゼロリフトを実現するためのものであって、吸気バルブ９を開弁方向に押圧するためのカム山の存在しない円柱状に形成されている。また、吸気カムシャフト１１においては、アクチュエータ６１によって軸方向への変位が行われるとき、その変位がリフトカム１１ａ及びベース円カム１１ｂの形成された部分で生じつつ吸気側バルブタイミング可変機構１３に繋がる部分では生じない構造を有している。

こうした吸気側リフト切換機構３８では、アクチュエータ６１による吸気カムシャフト１１の変位を通じてリフトカム１１ａが図５（ａ）に示されるようにロッカアーム６２に対応して位置するようにされると、吸気カムシャフト１１の回転に伴いリフトカム１１ａのカム山がロッカアーム６２を介して吸気バルブ９を開弁方向に押圧するようになる。これにより吸気バルブ９が「通常リフト」となる。その結果、吸気バルブ９の最大リフト量が通常リフト量となった状態で同吸気バルブ９が開閉される。また、アクチュエータ６１による吸気カムシャフト１１の変位を通じてベース円カム１１ｂが図５（ｂ）に示されるようにロッカアーム６２に対応して位置するようにされた場合には、吸気カムシャフト１１の回転時に吸気バルブ９がベース円カム１１ｂ及びロッカアーム６２によって開弁方向に押圧されることはない。その結果、吸気バルブ９の最大リフト量が低リフト量となって同吸気バルブ９が「ゼロリフト」とされるようになる。

一方、排気側リフト切換機構３９は、リフトカム１２ａ及びベース円カム１２ｂを有する排気カムシャフト１２と、その排気カムシャフト１２を軸方向に変位させるアクチュエータ６３と、一つの気筒に対応する二つの排気バルブ１０を同時に開弁方向に押圧するためのロッカアーム６４とを備えている。上記リフトカム１２ａは、排気バルブ１０の通常リフトを実現するためのものであって、排気カムシャフト１２の回転時に排気バルブ１０を開弁方向に押圧するためのカム山が形成されている。一方、上記ベース円カム１２ｂは、排気バルブ１０のゼロリフトを実現するためのものであって、排気バルブ１０を開弁方向に押圧するためのカム山の存在しない円柱状に形成されている。また、排気カムシャフト１２においては、アクチュエータ６３によって軸方向への変位が行われるとき、その変位がリフトカム１２ａ及びベース円カム１２ｂの形成された部分で生じつつ排気側バルブタイミング可変機構１５に繋がる部分では生じない構造を有している。

こうした排気側リフト切換機構３９では、アクチュエータ６３による排気カムシャフト１２の変位を通じてリフトカム１２ａが図５（ａ）に示されるようにロッカアーム６４に対応して位置するようにされると、排気カムシャフト１２の回転に伴いリフトカム１２ａのカム山がロッカアーム６４を介して排気バルブ１０を開弁方向に押圧するようになる。これにより排気バルブ１０が「通常リフト」となる。その結果、排気バルブ１０の最大リフト量が通常リフト量となった状態で同排気バルブ１０が開閉される。また、アクチュエータ６３による排気カムシャフト１２の変位を通じてベース円カム１２ｂが図５（ｂ）に示されるようにロッカアーム６４に対応して位置するようにされた場合には、排気カムシャフト１２の回転時に排気バルブ１０がベース円カム１２ｂ及びロッカアーム６４によって開弁方向に押圧されることはない。その結果、排気バルブ１０の最大リフト量が低リフト量となって同排気バルブ１０が「ゼロリフト」とされるようになる。

また、吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９の別の例として、図６に示されるものをあげることもできる。
同図の吸気側リフト切換機構３８は、リフトカム１１ａを有する吸気カムシャフト１１と、そのリフトカム１１ａによる押圧を吸気バルブ９側に伝達したり同伝達を禁止したりすべく動作可能なロッカアーム７１と、そのロッカアーム７１における上記押圧の伝達や同伝達の禁止を制御するアクチュエータ７２とを備えている。上記リフトカム１１ａは、図５のリフトカム１１ａと同じく、吸気カムシャフト１１の回転時に吸気バルブ９を開弁方向に押圧するためのカム山が形成されている。また、上記ロッカアーム７１は、吸気カムシャフト１１の回転時にリフトカム１１ａのカム山による押圧を受ける入力部７１ａと、その入力部７１ａに対し吸気バルブ９の開閉方向について相対移動可能な出力部７１ｂとを備えている。そして、それら入力部７１ａと出力部７１ｂとの上記相対移動は、ロッカアーム７１に設けられたピン７１ｃのアクチュエータ７２による軸方向への変位を通じて、禁止されたり許可されたりするようになる。

こうした吸気側リフト切換機構３８では、ピン７１ｃをアクチュエータ７２によって図６（ａ）に示される位置に変位させると、入力部７１ａと出力部７１ｂとの吸気バルブ９の開閉方向についての相対移動が禁止される。このときには、吸気カムシャフト１１の回転に伴いリフトカム１１ａのカム山が入力部７１ａを押圧するとき、その押圧がロッカアーム６２を介して吸気バルブ９側に伝達されるため、吸気バルブ９が「通常リフト」となる。その結果、吸気バルブ９の最大リフト量が通常リフト量となった状態で同吸気バルブ９が開閉される。また、ピン７１ｃをアクチュエータ７２によって図６（ｂ）に示される位置に変位させると、入力部７１ａと出力部７１ｂとの吸気バルブ９の開閉方向についての相対移動が許可される。このときには、吸気カムシャフト１１の回転に伴いリフトカム１１ａのカム山が入力部７１ａを押圧するとき、その押圧がロッカアーム６２を介して吸気バルブ９側に伝達されることはないため、吸気バルブ９の最大リフト量が低リフト量となって同吸気バルブ９が「ゼロリフト」とされるようになる。

一方、排気側リフト切換機構３９は、リフトカム１２ａを有する排気カムシャフト１２と、そのリフトカム１２ａによる押圧を排気バルブ１０側に伝達したり同伝達を禁止したりすべく動作可能なロッカアーム７３と、そのロッカアーム７３における上記押圧の伝達や同伝達の禁止を制御するアクチュエータ７４とを備えている。上記リフトカム１２ａは、図５のリフトカム１２ａと同じく、排気カムシャフト１２の回転時に排気バルブ１０を開弁方向に押圧するためのカム山が形成されている。また、上記ロッカアーム７３は、排気カムシャフト１２の回転時にリフトカム１２ａのカム山による押圧を受ける入力部７３ａと、その入力部７３ａに対し排気バルブ１０の開閉方向について相対移動可能な出力部７３ｂとを備えている。そして、それら入力部７３ａと出力部７３ｂとの上記相対移動は、ロッカアーム７３に設けられたピン７３ｃのアクチュエータ７４による軸方向への変位を通じて、禁止されたり許可されたりするようになる。

こうした排気側リフト切換機構３９では、ピン７３ｃをアクチュエータ７４によって図６（ａ）に示される位置に変位させると、入力部７３ａと出力部７３ｂとの排気バルブ１０の開閉方向についての相対移動が禁止される。このときには、排気カムシャフト１２の回転に伴いリフトカム１２ａのカム山が入力部７３ａを押圧するとき、その押圧がロッカアーム６４を介して排気バルブ１０側に伝達されるため、排気バルブ１０が「通常リフト」となる。その結果、排気バルブ１０の最大リフト量が通常リフト量となった状態で同排気バルブ１０が開閉される。また、ピン７３ｃをアクチュエータ７４によって図６（ｂ）に示される位置に変位させると、入力部７３ａと出力部７３ｂとの排気バルブ１０の開閉方向についての相対移動が許可される。このときには、排気カムシャフト１２の回転に伴いリフトカム１２ａのカム山が入力部７３ａを押圧するとき、その押圧がロッカアーム６４を介して排気バルブ１０側に伝達されることはないため、排気バルブ１０の最大リフト量が低リフト量となって同排気バルブ１０が「ゼロリフト」とされるようになる。

次に、本実施形態におけるエンジン１の可変動弁装置の電気的構成について、図１を参照して説明する。
この可変動弁装置には、エンジン１の運転制御など各種制御を行う電子制御装置２６が設けられている。電子制御装置２６は、上記各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置２６の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２７の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ２８。

・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ２９の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ３０。
・吸気通路３を通じて燃焼室２に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ３２。

・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ３４。
・吸気カムシャフト１１の回転位置に対応した信号を出力する吸気側カムポジションセンサ３５。

・排気カムシャフト１２の回転位置に対応した信号を出力する排気側カムポジションセンサ３６。
電子制御装置２６の出力ポートには、燃料噴射弁４の駆動回路、吸気側バルブタイミング可変機構１３（正確には図２の第１ＯＣＶ１９）の駆動回路、及び、排気側バルブタイミング可変機構１５（正確には図２の第２ＯＣＶ３７）の駆動回路が接続されている。更に、吸気側リフト切換機構３８（図２のアクチュエータ６１，７１等）、及び、排気側リフト切換機構３９（図５のアクチュエータ６３や図６のアクチュエータ７４等）の駆動回路等も接続されている。

そして、電子制御装置２６は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、エンジン回転速度及びエンジン負荷（エンジン１の１サイクル当たりに燃焼室２に吸入される空気の量）といったエンジン運転状態を把握する。なお、上記エンジン回転速度は、クランクポジションセンサ３４からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、アクセルポジションセンサ２８、スロットルポジションセンサ３０、及び、エアフローメータ３２等の検出信号に基づき求められるエンジン１の吸入空気量とエンジン回転速度とから算出される。電子制御装置２６は、エンジン負荷やエンジン回転速度といったエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてエンジン１の燃料噴射制御、吸気バルブ９及び排気バルブ１０のバルブタイミングの制御、並びに、吸気バルブ９及び排気バルブ１０の最大リフト量の切換制御等が電子制御装置２６を通じて実施される。

電子制御装置２６は、エンジン１の燃費改善を意図して、同エンジン１に対する出力要求のないときに燃料噴射弁４からの燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行する。こうしたフューエルカット制御においては、例えばアクセル操作量が「０」であってエンジン回転速度が目標アイドル回転速度よりも大きい所定値以上であることを条件に、燃料噴射弁４からの燃料噴射の停止（フューエルカット）が行われる。一方、フューエルカット制御によるフューエルカット中において、アクセル操作量が「０」よりも大きくなったりエンジン回転速度が上記所定値未満に低下したりすると、フューエルカットが終了されて燃料噴射弁４からの燃料噴射が再開される。

こうしたフューエルカット制御によるエンジン１のフューエルカットの実行に際して、吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５は、例えば次のように動作される。すなわち、フューエルカットの実行中においては、エンジン１が自立運転されておらず自動車の車輪側からの回転伝達に基づく従動状態にあることから、図２の第１ＯＣＶ１９及び第２ＯＣＶ３７による吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５の積極的な動作が行われなくなる。言い換えれば、第１ＯＣＶ１９の電磁ソレノイドに対する電圧の印可が停止されるとともに、第２ＯＣＶ３７の電磁ソレノイドに対する電圧の印可も停止される。この場合、第１ＯＣＶ１９の動作状態がデューティ比指令値を「０％」としたときに相当する状態となり、それによって吸気側バルブタイミング可変機構１３では可動部材４１がハウジング４２に対し最遅角状態となるまで遅角側に相対回転する。一方、第２ＯＣＶ３７の動作状態もデューティ比指令値を「０％」としたときに相当する動作状態となり、それによって排気側バルブタイミング可変機構１５の可動部材５１のハウジング５２に対し最進角状態となるまで進角側に相対回転する。

また、フューエルカット制御によるエンジン１のフューエルカットの実行に際して、図１の吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９は、エンジン１の自立運転の停止に関係して次のように動作される。すなわち、フューエルカットが実行されると、エンジン１の全気筒における吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトとなるよう吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９が動作される。このように吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトとするのは、それら吸気バルブ９及び排気バルブ１０を開閉させることに伴うエンジン１の回転抵抗の増大を抑制してフューエルカット中におけるエンジン回転速度の低下を可能な限り抑えるためである。なお、上記フューエルカットの終了時には、その終了に伴ってエンジン１の自立運転を再開すべく、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が通常リフトとなるように吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９が動作される。

図７は、吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９を動作させるためのリフト切換ルーチンを示すフローチャートである。このリフト切換ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。同ルーチンにおいては、まず上記フューエルカット制御によるエンジン１でのフューエルカットの実行中であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで肯定判定であれば、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトとなるよう吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９が動作される（Ｓ１０２）。一方、上記フューエルカットの実行中でなければ、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が通常リフトとなるよう吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９が動作される（Ｓ１０３）。

ところで、フューエルカットの実行中に上述したように吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５が動作すると、フューエルカットの終了時には、それら機構１３，１４の可動部材４１，５１及びハウジング４２，５２がそれぞれ図８に示される状態となる可能性が高い。すなわち、吸気側バルブタイミング可変機構１３においては、フューエルカットの終了時、図８（ａ）に示されるように可動部材４１がハウジング４２に対する相対回転範囲の遅角側の端（図中左の端）に位置している可能性が高い。また、排気側バルブタイミング可変機構１５においては、フューエルカットの終了時、図８（ｂ）に示されるようにの可動部材５１がハウジング５２に対する相対回転範囲の進角側の端（図中右の端）に位置している可能性が高い。

こうした状況のもと、フューエルカットの終了に伴い、吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９（図１）の動作を通じて、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられると、次のような問題が生じる。

すなわち、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられたとき、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を開弁させる際に吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に作用する同シャフト１１，１２の回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなる。このように吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に作用する上記回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなることで、それら吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に大きなトルク変動が生じる。そして、この大きなトルク変動が図８の可動部材４１，５１からハウジング４２，５２に直接的に伝達され、更にはハウジング４２，５２とクランクシャフト７（図１）とを繋ぐチェーン１４に伝達される。なお、上記大きなトルク変動が図８の可動部材４１，５１からハウジング４２，５２に直接的に伝達されるのは、可動部材４１，５１がハウジング４２，５２に対する相対回転範囲の端に位置しているときには、その可動部材４１，５１がハウジング４２，５２（正確には突部４３，５３）に接触した状態となるためである。そして、上述したように大きなトルク変動がチェーン１４（図１）に伝達されると、そのチェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかって同環状体の張力が急に増大するようになる。

上述した問題に対処するため、本実施形態では、図１の吸気側リフト切換機構３８及び排気側リフト切換機構３９により吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトとされているとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５を図９に示されるように動作させる。すなわち、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５及び遅角側油圧室４６に対するオイルの給排を通じて、図９（ａ）に示されるように可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の遅角側の端（図中左の端）から離れた位置に調整される。また、排気側バルブタイミング可変機構１５の進角側油圧室５５及び遅角側油圧室５６に対するオイルの給排を通じて、図９（ｂ）に示されるように可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の進角側の端（図中右の端）から離れた位置に調整される。

この場合、吸気バルブ９がゼロリフトから通常リフトに切り換えられるとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３においては、可動部材４１とハウジング４２（突部４３）との間の進角側油圧室４５にオイルが溜まった状態となる。このため、吸気バルブ９のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い、吸気カムシャフト１１に大きなトルク変動が生じるとき、そのトルク変動によってハウジング４２に対し相対回転しようとする可動部材４１と上記ハウジング４２（突部４３）との間に進角側油圧室４５のオイルが介在した状態となる。従って、上記トルク変動によってハウジング４２に対し相対回転しようとする可動部材４１が上記ハウジング４２（突部４３）と接触しようとする方向に変位する際には、その変位が同変位に伴う進角側油圧室４５からのオイルの排出に合わせて徐々に行われるようになる。言い換えれば、上記吸気カムシャフト１１に上記大きなトルク変動が生じるときには、可動部材４１からハウジング４２へのトルク伝達が進角側油圧室４５のオイルを介して徐々に行われるようになる。その結果、ハウジング４２とクランクシャフト７（図１）とを繋ぐチェーン１４にも上記トルクが徐々に伝達されるようになる。

また、排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられるとき、図９の排気側バルブタイミング可変機構１５において、可動部材５１とハウジング５２（突部５３）との間の遅角側油圧室５６にオイルが溜まった状態となる。このため、排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い、排気カムシャフト１２に大きなトルク変動が生じるとき、そのトルク変動によってハウジング５２に対し相対回転しようとする可動部材５１と上記ハウジング５２との間に遅角側油圧室５６のオイルが介在した状態となる。従って、上記トルク変動によってハウジング５２に対し相対回転しようとする可動部材５１が上記ハウジング５２（突部５３）と接触しようとする方向に変位する際には、その変位が同変位に伴う遅角側油圧室５６からのオイルの排出に合わせて徐々に行われるようになる。言い換えれば、上記排気カムシャフト１２に上記大きなトルク変動が生じるときには、可動部材５１からハウジング５２へのトルク伝達が遅角側油圧室５６のオイルを介して徐々に行われるようになる。その結果、ハウジング５２とクランクシャフト７（図１）とを繋ぐチェーン１４にも上記トルクが徐々に伝達されるようになる。

以上のように、吸気バルブ９及び排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに基づき吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に大きなトルク変動が生じたとき、それに伴ってチェーン１４に対し急にトルクが伝達されることはない。このように上記トルクが急にチェーン１４に伝達されることはないため、チェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかって同チェーン１４の張力が急に増大することもなくなる。そして、チェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できるようにすることで、チェーン１４の耐久性を向上させることに起因した同チェーン１４の製造コスト上昇や同チェーン１４の大型化を抑制することができる。

次に、吸気バルブ９のバルブタイミング制御の詳細について、同制御を行うための吸気側バルブタイミング制御ルーチンを示す図１０のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まずフューエルカット制御でのエンジン１のフューエルカット中であるか否かが判断される（Ｓ２０１）。
ここで肯定判定であれば、吸気バルブ９のバルブタイミングが最遅角から所定クランク角度分ａだけ進角した状態となるよう、吸気側バルブタイミング可変機構１３が動作される（Ｓ２０２）。より詳しくは、図２の第１ＯＣＶ１９による吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５及び遅角側油圧室４６に対するオイルの給排を通じて、可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の遅角側の端から上記所定クランク角度分ａだけ進角側に離れた位置に調整される。

なお、この所定クランク角度分ａに関しては、吸気バルブ９のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い吸気カムシャフト１１にトルク変動が生じるときの可動部材４１からハウジング４２（突部４３）へのトルク伝達を、進角側油圧室４５に溜まったオイルを通じて徐々に行うことの可能な値に設定される。

一方、図１０のＳ２０１でフューエルカット中でない旨判断されると、吸気側リフト切換機構３８による吸気バルブ９のゼロリフトから通常リフトへの切り換えの過程であるか否かが判断される（Ｓ２０３）。そして、上記切り換えの過程であれば、Ｓ２０２の処理が実行される。一方、上記切り換えの過程でなければ、吸気バルブ９のバルブタイミングがエンジン運転状態等に基づいて通常通り制御される（Ｓ２０４）。

次に、排気バルブ１０のバルブタイミング制御の詳細について、同制御を行うための排気側バルブタイミング制御ルーチンを示す図１１のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まずフューエルカット制御でのエンジン１のフューエルカット中であるか否かが判断される（Ｓ３０１）。
ここで肯定判定であれば、排気バルブ１０のバルブタイミングが最進角から所定クランク角度分ｂだけ遅角した状態となるよう、排気側バルブタイミング可変機構１５が動作される（Ｓ３０２）。より詳しくは、図２の第２ＯＣＶ３７による排気側バルブタイミング可変機構１５の進角側油圧室５５及び遅角側油圧室５６に対するオイルの給排を通じて、可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の進角側の端から上記所定クランク角度分ｂだけ遅角側に離れた位置に調整される。

なお、この所定クランク角度分ｂに関しては、排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い排気カムシャフト１２にトルク変動が生じるとき、可動部材５１からハウジング５２（突部５３）へのトルク伝達を、遅角側油圧室５６に溜まったオイルを通じて徐々に行うことの可能な値に設定される。

一方、Ｓ３０１でフューエルカット中でない旨判断されると、排気側リフト切換機構３９による排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えの過程であるか否かが判断される（Ｓ３０３）。そして、上記切り換えの過程であれば、Ｓ３０２の処理が実行される。一方、上記切り換えの過程でなければ、排気バルブ１０のバルブタイミングがエンジン運転状態等に基づいて通常通り制御される（Ｓ３０４）。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトとされているとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３及び排気側バルブタイミング可変機構１５はそれぞれ次のように動作される。すなわち、吸気側バルブタイミング可変機構１３においては、同機構１３の進角側油圧室４５及び遅角側油圧室４６に対するオイルの給排を通じて、可動部材４１のハウジング４２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の遅角側の端から所定クランク角度分ａだけ進角側に離れた位置に調整される。また、排気側バルブタイミング可変機構１５においては、同機構１５の進角側油圧室５５及び遅角側油圧室５６に対するオイルの給排を通じて、可動部材５１のハウジング５２に対する相対回転位置がその相対回転範囲の進角側の端から所定クランク角度分ｂだけ遅角側に離れた位置に調整される。

この場合、吸気バルブ９のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い吸気カムシャフト１１にトルク変動が生じるとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３の可動部材４１からハウジング４２（突部４３）へのトルク伝達が、進角側油圧室４５に溜まったオイルを通じて徐々に行われるようになる。また、排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに伴い排気カムシャフト１２にトルク変動が生じるとき、排気側バルブタイミング可変機構１５の可動部材５１からハウジング５２（突部５３）へのトルク伝達が、遅角側油圧室５６に溜まったオイルを通じて徐々に行われるようにもなる。

従って、吸気バルブ９及び排気バルブ１０のゼロリフトから通常リフトへの切り換えに基づき吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に大きなトルク変動が生じたとき、それに伴ってチェーン１４に対し急にトルクが伝達されることはない。このように上記トルクが急にチェーン１４に伝達されることはないため、チェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかって同チェーン１４の張力が急に増大することもなくなる。そして、チェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できるようにすることで、チェーン１４の耐久性を向上させることに起因した同チェーン１４の製造コスト上昇や同チェーン１４の大型化を抑制することができる。

（２）吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトとした状態では、吸気バルブ９の最大リフト量が「０」になるとともに、排気バルブ１０の最大リフト量が「０」になる。このため、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を開弁させる際に吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に作用する同シャフト１１，１２の回転方向と逆方向のトルクが非常に小さくなる。また、吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトとするときや通常リフトとするときには、それらがエンジン１における全ての気筒の吸気バルブ９及び排気バルブ１０について行われる。従って、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられるときであって、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を開弁させる際に吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に作用する上記回転方向と逆方向のトルクが急に大きくなる際、そのトルクの増加量が大きなものとなる。その結果、こうしたトルクの増大に伴って吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に生じるトルク変動も大きなものとなる。

仮に、上記大きなトルク変動が吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に生じることに起因して、チェーン１４に直接的に大きなトルクが伝達されると、そのチェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかって同チェーン１４の張力が急に増大することから、チェーン１４の耐久性低下を招きやすくなる。その結果、チェーン１４の耐久性を向上させることに起因した同チェーン１４の製造コスト上昇や同チェーン１４の大型化が大きな問題となる。しかし、上記（１）で述べたようにチェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかることを抑制できるため、上記問題の発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・エンジン１のフューエルカット終了時に吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトから通常リフトに切り換える過程において、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５からオイルを排出させるように、且つ排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６からオイルを排出させるようにしてもよい。具体的には、第１ＯＣＶ１９を駆動するためのデューティ比指令値をその変化範囲（０〜１００％）の中央値よりも０％寄りの値にするとともに、第２ＯＣＶ３７を駆動するためのデューティ比指令値をその変化範囲（０〜１００％）の中央値よりも１００％寄りの値にする。なお、ここでの吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５は、同機構１３の油圧室４５，４６のうちハウジング４２（突部４３）と可動部材４１（ベーン４４）との相対回転方向についての両者の距離が短い方の油圧室ということになる。また、排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６は、同機構１５の油圧室５５，５６のうちハウジング５２（突部５３）と可動部材５１（ベーン５４）との相対回転方向についての両者の距離が短い方の油圧室ということになる。

この場合、次のような効果が得られる。すなわち、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられるとき、それに伴う大きなトルク変動が吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に生じることによってハウジング４２，５２に対し可動部材４１，５１が相対回転しようとする。このとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５や排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６などの密閉度合いが高すぎると、それら油圧室４５，５６に溜まったオイルが排出されにくくなる。その結果、上記大きなトルク変動に伴う可動部材４１，５１からハウジング４２，５２へのトルク伝達が上記油圧室４５，５６のオイルを介してほぼ直接的に行われ、それによってチェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかるおそれがある。

この点、吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトから通常リフトに切り換える過程において、上述したように第１ＯＣＶ１９及び第２ＯＣＶ３７を駆動させれば、上記トルク変動に伴いハウジング４２，５２に対し可動部材４１，５１が相対回転しようとするとき、それらの間に介在するオイルが排出されるようになる。すなわち、上記大きなトルク変動に起因してハウジング４２，５２に対し相対回転しようとする可動部材４１，５１が上記ハウジング４２，５２（突部４３，５３）と接触する方向に変位する際、その変位が上記オイルの排出に合わせて徐々に行われるようになる。言い換えれば、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に上記大きなトルク変動が生じるとき、可動部材４１，５１からハウジング４２，５２へのトルク伝達が徐々に行われるようになる。その結果、チェーン１４にも上記トルクが徐々に伝達されるようになって同トルクが急にチェーン１４に伝達されることはない。従って、そのチェーン１４に対し、上述したように瞬間的に大きな荷重がかかることは抑制される。

・エンジン１のフューエルカット終了時に吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトから通常リフトに切り換える過程において、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５に向けてオイルが供給されるように、且つ排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６に向けてオイルが供給されるようにしてもよい。具体的には、第１ＯＣＶ１９を駆動するためのデューティ比指令値をその変化範囲（０〜１００％）の中央値よりも１００％寄りの値にするとともに、第２ＯＣＶ３７を駆動するためのデューティ比指令値をその変化範囲（０〜１００％）の中央値よりも０％寄りの値にする。なお、ここでの吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５は、同機構１３の油圧室４５，４６のうちハウジング４２（突部４３）と可動部材４１（ベーン４４）との相対回転方向についての両者の距離が短い方の油圧室ということになる。また、排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６は、同機構１５の油圧室５５，５６のうちハウジング５２（突部５３）と可動部材５１（ベーン５４）との相対回転方向についての両者の距離が短い方の油圧室ということになる。

この場合、以下のような効果が得られる。すなわち、吸気バルブ９及び排気バルブ１０がゼロリフトから通常リフトに切り換えられるとき、それに伴う大きなトルク変動が吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に生じることによってハウジング４２，５２に対し可動部材４１，５１が相対回転しようとする。このとき、吸気側バルブタイミング可変機構１３の進角側油圧室４５や排気側バルブタイミング可変機構１５の遅角側油圧室５６の密閉度合いが低すぎると、それら油圧室４５，５６内に溜まったオイルが排出されやすくなる。その結果、上述したようにハウジング４２，５２に対し可動部材４１，５１が相対回転しようとする際、その相対回転が直ちに行われて可動部材４１，５１がハウジング４２，５２（突部４３，５３）に接触してしまい、可動部材４１，５１からハウジング４２，５２へのトルク伝達が直接的に行われるおそれがある。この場合、そうした可動部材４１，５１からハウジング４２，５２への直接的なトルク伝達により、チェーン１４に瞬間的に大きな荷重がかかるようになる。

この点、吸気バルブ９及び排気バルブ１０をゼロリフトから通常リフトに切り換える過程において、上述したように第１ＯＣＶ１９及び第２ＯＣＶ３７を駆動させれば、上記トルク変動に伴いハウジング４２，５２に対し可動部材４１，５１が相対回転しようとするとき、それらの間にオイルが供給されるようになる。これにより、上記大きなトルク変動に起因してハウジング４２，５２に対し相対回転する可動部材４１，５１が上記ハウジング４２，５２（突部４３，５３）と接触する方向に直ちに変位しようとする際、その変位が上記オイルの供給を通じて可動部材４１，５１とハウジング４２，５２との間に介在するオイルの作用によって徐々に行われる。言い換えれば、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に上記大きなトルク変動が生じるとき、可動部材４１，５１からハウジング４２，５２へのトルク伝達が徐々に行われるようになる。その結果、チェーン１４にも上記トルクが徐々に伝達されるようになって同トルクが急にチェーン１４に伝達されることはない。従って、そのチェーン１４に対し、上述したように瞬間的に大きな荷重がかかることは抑制される。

・吸気側バルブタイミング可変機構１３と排気側バルブタイミング可変機構１５との一方のみが設けられたエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、バルブタイミング可変機構が設けられていない方の機関バルブ、言い代えればバルブタイミングの可変が行われない方の機関バルブに対応するリフト切換機構を省略してもよい。

・リフト切換機構は、必ずしもエンジン１の全ての気筒の機関バルブを同時にゼロリフトと通常リフトとの間で切り換えるものである必要はなく、各気筒のうちのいくつかのみを同時にゼロリフトと通常リフトとの間で切り換えるものであってもよい。例えば、一部の気筒の稼働を休止させた状態で他の気筒を稼働させる気筒休止運転が行われるエンジンの場合、稼働の休止が同時に行われる各気筒にて機関バルブを一斉にゼロリフトと通常リフトとの間で切り換えるリフト切換機構を設け、稼働が休止された気筒で同機構により機関バルブをゼロリフトとすることが考えられる。

・吸気側リフト切換機構３８は、一つの気筒に複数（上記実施形態では二つ）設けられた吸気バルブ９のうちの一部のみをゼロリフトと通常リフトとの間で切り換えるものであってもよい。同様に、排気側リフト切換機構３９についても、一つの気筒に複数（上記実施形態では二つ）設けられた排気バルブ１０のうちの一部のみをゼロリフトと通常リフトとの間で切り換えるものであってもよい。

・吸気バルブ９や排気バルブ１０といった機関バルブの最大リフト量を低リフト量と通常リフト量とで切り換えるに当たり、その低リフト量を「０」よりも大きい値としてもよい。この場合、フューエルカット制御におけるエンジン１のフューエルカット時に限らず、それ以外のときに機関バルブの最大リフト量を低リフト量に切り換えるようにしてもよい。

・吸気側リフト切換機構３８や排気側リフト切換機構３９として、吸気バルブ９や排気バルブ１０の最大リフトを低リフト量と通常リフト量との二段階に切り換えるものを例示したが、上記最大リフト量を低リフト量と通常リフト量との間で連続的に切り換えるものを採用してもよい。

・環状体としてチェーン１４の代わりにベルトを採用してもよい。

１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、９…吸気バルブ、９ａ…バルブスプリング、１０…排気バルブ、１０ａ…バルブスプリング、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…リフトカム、１１ｂ…ベース円カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…リフトカム、１２ｂ…ベース円カム、１３…吸気側バルブタイミング可変機構、１４…チェーン、１５…排気側バルブタイミング可変機構、１６…油圧回路、１７…進角側油路、１８…遅角側油路、１９…第１ＯＣＶ、２０…供給通路、２０ａ…供給通路、２１…排出通路、２２…オイルパン、２３…進角側油路、２４…遅角側油路、２５…オイルポンプ、２６…電子制御装置、２７…アクセルペダル、２８…アクセルポジションセンサ、２９…スロットルバルブ、３０…スロットルポジションセンサ、３２…エアフローメータ、３４…クランクポジションセンサ、３５…吸気側カムポジションセンサ、３６…排気側カムポジションセンサ、３７…第２ＯＣＶ、３８…吸気側リフト切換機構、３９…排気側リフト切換機構、４０…排出通路、４１…可動部材、４２…ハウジング、４３…突部、４４…ベーン、４５…進角側油圧室、４６…遅角側油圧室、４７…ロック機構、５１…可動部材、５２…ハウジング、５３…突部、５４…ベーン、５５…進角側油圧室、５６…遅角側油圧室、５７…ロック機構、６１…アクチュエータ、６２…ロッカアーム、６３…アクチュエータ、６４…ロッカアーム、７１…ロッカアーム、７１ａ…入力部、７１ｂ…出力部、７１ｃ…ピン、７２…アクチュエータ、７３…ロッカアーム、７３ａ…入力部、７３ｂ…出力部、７３ｃ…ピン、７４…アクチュエータ。

Claims (3)

1. 機関バルブの最大リフト量を通常リフト量とそれよりも小さい低リフト量との間で切り換えるリフト切換機構と、前記機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく油圧動作するバルブタイミング可変機構とを備える内燃機関に適用され、前記バルブタイミング可変機構は、内燃機関のクランクシャフトと環状体によって一体回転可能に繋がれた入力回転体、及び同機関のカムシャフトと一体回転する出力回転体を備えるものであり、前記バルブタイミング可変機構の前記入力回転体と前記出力回転体との間に形成された進角側油圧室及び遅角側油圧室に対するオイルの給排を通じて、それら進角側油圧室及び遅角側油圧室に作用する油圧を調整し、その油圧の調整により前記出力回転体を前記入力回転体に対し相対回転させることで、前記機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を変化させる内燃機関の可変動弁装置において、
   前記リフト切換機構により前記機関バルブの最大リフト量が低リフト量とされているとき、前記バルブタイミング可変機構の進角側油圧室及び遅角側油圧室に対するオイルの給排を通じて、前記出力回転体の前記入力回転体に対する相対回転位置をその相対回転範囲の端から離れた位置に調整するとともに、
   前記リフト切換機構により前記機関バルブの最大リフト量を低リフト量から通常リフト量へと切り換えることに伴い前記出力回転体が前記入力回転体と接触する方向に変位する際、前記進角側油圧室と前記遅角側油圧室とのうち前記接触する方向にある油圧室からオイルコントロールバルブの駆動を通じてオイルを排出する
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記リフト切換機構は、前記低リフト量として前記機関バルブの最大リフト量を「０」とするものであって、内燃機関のフューエルカット制御によるフューエルカット時に前記機関バルブの最大リフト量を低リフト量に切り換え、前記フューエルカットの終了に伴い前記機関バルブの最大リフト量を通常リフト量に切り換える
   請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記リフト切換機構は、内燃機関の複数の気筒にそれぞれ設けられた機関バルブの最大リフト量を低リフト量と通常リフト量との間で切り換えるものであり、内燃機関のフューエルカット制御によるフューエルカット時には前記機関バルブすべての最大リフト量を低リフト量に切り換え、前記フューエルカットの終了に伴い前記機関バルブすべての最大リフト量を通常リフト量に切り換える
   請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。

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