JPH1172031A - 内燃機関のバルブ特性制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カムシャフト軸線方向へのカムの移動位置を正
確に検出して、より的確なカム位置制御を行うことので
きる内燃機関のバルブ特性制御装置を提供する。 【解決手段】エンジンの吸気カムシャフト２２には軸線
方向へ直線状に延びる基準用被検出部７４と、同軸線方
向へ螺旋状に延びる移動量用被検出部７５とが設けられ
る。又、吸気カムシャフト２２の近傍には、各被検出部
７４，７５の通過に対応してパルスを発生する電磁ピッ
クアップ７６が固定される。そして、回転するカムシャ
フト２２が軸線方向へ移動すると、基準用被検出部７４
に対応して電磁ピックアップ７６から発生されるパルス
の発生タイミングは変化しないが、移動量用被検出部７
５に対応して電磁ピックアップ７６から発生されるパル
スの発生タイミングは変化する。これら各パルスの発生
タイミングに基づき、吸気カムの吸気カムシャフト２２
軸線方向への移動位置が正確に検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カムプロフィール
が変化するカムをカムシャフトの軸線方向へ移動させる
ことにより、吸気バルブ又は排気バルブの開閉特性を変
更する内燃機関のバルブ特性制御装置に係り、詳しくは
上記カムの移動位置を検出するセンサを備え、その位置
検出に基づくフィードバック制御によって同カムの位置
変更を確実に行う装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車載用エンジン等の内燃機関にあ
っては、出力の向上やエミッションの低減等を意図し
て、吸気バルブや排気バルブの開閉特性を適宜に変更す
ることが行われる。このようにバルブ特性を変更する装
置としては、例えば特開平４−１８７８０７号公報に記
載されたバルブ特性制御装置が知られている。図１７に
同公報に記載のバルブ特性制御装置について、その概要
を示す。

【０００３】図１７に示すように、このバルブ特性制御
装置１０１が設けられたエンジンのシリンダヘッド１０
２には、燃焼室（図示せず）に繋がる吸気通路１０３が
設けられ、吸気通路１０３には吸気バルブ１０４が設け
られている。吸気通路１０３と燃焼室とは、この吸気バ
ルブ１０４の開閉駆動に基づいて連通・遮断される。
又、吸気バルブ１０４はバルブ特性制御装置１０１によ
って、その開閉特性が変更される。

【０００４】バルブ特性制御装置１０１は、シリンダヘ
ッド１０２の上部に設けられたカムシャフト１０５と、
カムシャフト１０５に取り付けられたカム１０６と、カ
ム１０６をカムシャフト１０５の軸線方向へ移動させる
ための移動機構１０７とを備えている。

【０００５】上記カムシャフト１０５には、エンジンの
出力軸であるクランクシャフト（図示せず）の回転が伝
達されるようになっている。カムシャフト１０５に取り
付けられたカム１０６は、上記吸気バルブ１０４の上端
に接触している。又、カム１０６はカムシャフト１０５
の軸線方向へ移動可能、且つカムシャフト１０５と一体
回転可能となっている。このカム１０６のカムプロフィ
ールは、図１８に示すようにカムシャフト１０５の軸線
方向に連続的に変化している。

【０００６】そして、カムシャフト１０５及びカム１０
６が回転すると、同カム１０６により吸気バルブ１０４
が開閉駆動される。そのカム１０６がカムシャフト１０
５の軸線に沿って矢印Ｑ方向へ移動すると、吸気バルブ
１０４の開弁タイミングが徐々に早くなるとともに、吸
気バルブ１０４の開弁時間が徐々に長くり、且つ吸気バ
ルブ１０４のバルブリフト量が徐々に大きくなる。又、
カム１０６がカムシャフト１０５の軸線に沿って矢印Ｐ
方向へ移動すると、吸気バルブ１０４の開弁タイミング
が徐々に遅くなるとともに、吸気バルブ１０４の開弁時
間が徐々に短くなり、且つ吸気バルブ１０４のバルブリ
フト量が徐々に小さくなる。

【０００７】尚、こうした吸気バルブ１０４のバルブ特
性変更は通常、 ・エンジンの低回転時における回転の安定性やトルクの
向上を図るために、吸気バルブ１０４の開弁時間を短く
し、且つ吸気バルブ１０４のバルブリフト量を小さくし
て混合ガスを燃焼室へ勢いよく吸入させる。

【０００８】・エンジンの高回転時における出力向上を
図るために、吸気バルブ１０４の開弁時間を長くし、且
つ吸気バルブ１０４のバルブリフト量を大きくして多量
の混合ガスを燃焼室へ吸入させる。等々のかたちで実施
される。

【０００９】一方、カム１０６を移動させるための移動
機構１０７は、カム１０６をカムシャフト１０５の軸線
方向両側から挟む押動アーム１０８と、カムシャフト１
０５と同方向に延びて押動アーム１０８が螺着されるネ
ジ軸１０９と、ネジ軸１０９を回転させるための制御モ
ータ１１０とを備えている。このように構成された移動
機構１０７では、制御モータ１１０によりネジ軸１０９
が回転されると、押動アーム１０８がネジ軸１０９に沿
って移動し、その押動アーム１０８に押されたカム１０
６がカムシャフト１０５の軸線方向へ移動するようにな
っている。

【００１０】上記制御モータ１１０は制御装置１１１に
より駆動制御される。即ち、制御装置１１１はエンジン
回転数を検出するための回転数センサ１１５をはじめ、
エンジンの運転状態を検出する各種センサ１１２からの
検出信号を入力し、それら各検出信号に基づき制御モー
タ１１０の駆動制御を行う。又、制御装置１１１はカム
１０６の移動位置を検出するカム位置センサ１１６から
の検出信号を入力し、その検出信号に基づき制御モータ
１１０に対しフィードバック制御を行って、エンジンの
運転状態に応じたカム１０６の最適なカムプロフィール
が選択されるようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記カム位
置センサ１１６に使用するセンサとしては、例えばカム
の位置に対応した誘導起電力を発生するコイルを備え、
その誘導起電力を検出信号として出力する、いわゆるギ
ャップセンサが考えられる。しかし、ギャップセンサに
おいては正確な移動位置を検出できる距離範囲が狭いた
め、上記カムの移動範囲全体に亘って同カムの移動位置
を正確に検出することは難しい。

【００１２】又、ギャップセンサに代えて光センサ等を
用いる場合でも、エンジンのような振動が大きく且つ汚
れの激しい環境にあっては、その振動や汚れにより検出
精度が低下し、その検出されるカム位置も自ずと信頼性
も低いものとなる。

【００１３】そして、何れにしろ、それらセンサによっ
てカムの移動位置を正確に検出することができない場合
には、上述した最適なカムプロフィールの設定もおぼつ
かないものとなる。

【００１４】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、カムの移動位置を正確に検出
して、より的確なカム位置制御を行うことのできる内燃
機関のバルブ特性制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項１記載の発明では、特に、移動手段によって
移動されるカムの移動軌跡と異なる軌跡を有してカムシ
ャフトの軸線方向へ延びる被検出部と、同カムシャフト
の回転に伴う該被検出部の通過に応答してパルスを発生
するパルス発生手段とを備え、前記パルス発生手段から
発生されるパルスのパルス発生タイミングに基づいて前
記カムの前記カムシャフト軸線方向への移動位置を検出
するようにした。

【００１６】同構成によれば、被検出部が移動手段によ
るカムの移動軌跡と異なる軌跡を有して延びるため、移
動手段によりカムがカムシャフトの軸線方向へ移動する
と、パルス発生手段からのパルス発生のタイミングが変
化する。このため、そのパルス発生タイミングの変化を
監視することで、カムシャフトの軸線方向へのカムの移
動位置を正確に検出することができるようになる。そし
て、カム位置をフィードバック制御して機関運転状態に
応じた最適のカムプロフィールを設定する場合であれ、
より精度の高いカム位置情報をフィードバック系に取り
込むことができるようになる。

【００１７】請求項２記載の発明では、特に、カムシャ
フトの軸線方向へ互いに異なる態様で延びる第１及び第
２の被検出部と、カムシャフトの回転に伴うそれら第１
及び第２の被検出部の通過に応答してパルスを発生する
パルス発生手段とを備え、前記パルス発生手段から発生
される各パルスのパルス発生タイミングに基づいて前記
カムのカムシャフト軸線方向への移動位置を検出するよ
うにした。

【００１８】同構成によれば、移動手段によりカムがカ
ムシャフトの軸線方向へ移動すると、第１及び第２の被
検出部に応答してそれぞれパルス発生手段から発生され
るパルスの発生タイミングが変化する。第１及び第２の
被検出部は互いに異なる態様で延びるため、第１の被検
出部に対応するパルスの発生タイミングの変化量と、第
２の被検出部に対応するパルスの発生タイミングの変化
量とは異なる値になる。従って、第１の被検出部に対応
するパルスの発生から第２の被検出部に対応するパルス
の発生までの時間の変化から、それらパルスの発生タイ
ミングの変化を監視することができるようになる。その
ため、それらパルスの発生タイミングの変化量を監視す
ることによって検出されるカムシャフト軸線方向へのカ
ムの移動位置は、より的確なものとなる。

【００１９】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記第１及び第２の被検出部の一方は、
前記移動手段によって移動される前記カムの移動軌跡と
同一の軌跡を有して前記カムシャフトの軸線方向へ延び
るものとした。

【００２０】同構成によれば、第１及び第２被検出部の
内、一方の被検出部は移動手段によるカムの移動軌跡と
異なる軌跡を有して延びるため、移動手段によりカムが
移動すると、その一方の被検出部に応答してパルス発生
手段から発生されるパルスの発生タイミングが変化す
る。また、第１及び第２の被検出部の内、他方の被検出
部は移動手段によるカムの移動軌跡と同一の軌跡を有し
て延びるため、移動手段によりカムが移動しても、その
他方の被検出部に応答してパルス発生手段から発生され
るパルスの発生タイミングは変化しない。従って、他方
の被検出部に応答してパルス発生手段から発生されるパ
ルスを基準として、一方の被検出部に応答して発生され
たパルスの発生タイミングの変化量を監視することがで
きるようになる。そのため、内燃機関の出力側等に基準
用パルスを発生させるための被検出部及びパルス発生手
段等を設けなくても、カムシャフトの軸線方向へのカム
の移動位置を正確に検出することができるようになる。
そして、カム位置をフィードバック制御して機関運転状
態に応じた最適のカムプロフィールを設定する場合であ
れ、より制度の高いカム位置情報をフィードバック系に
取り込むことができるようになる。

【００２１】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の発明において、前記第１及び第２の被検出部は、
前記カムシャフトの軸線について線対称となる態様で設
けられるものとした。

【００２２】同構成によれば、パルス発生手段からみた
第１及び第２の被検出部の検出幅は常に等しくなるた
め、それら被検出部に対応して同パルス発生手段から発
生されるパルスのパルス幅も常に等しいものとなり、そ
の発生タイミングについてもより正確な検出を行うこと
ができるようになる。

【００２３】請求項５記載の発明では、特に、移動手段
によって移動されるカムの移動軌跡と異なる軌跡を有し
てカムシャフトの軸線方向へ延びる第１の被検出部と、
同移動手段によって移動される前記カムの移動軌跡と同
一の軌跡を有して前記カムシャフトの軸線方向へ延びる
第２の被検出部と、前記カムシャフトの回転に伴うそれ
ら第１及び第２の被検出部の通過に応答してパルスを発
生するパルス発生手段とを備え、前記パルス発生手段か
ら発生される各パルスのパルス発生タイミングに基づい
て前記カムの前記カムシャフト軸線方向への移動位置、
並びに前記カムシャフトの前記機関出力軸に対する相対
回転位相変化量を検出するようにした。

【００２４】同構成によれば、第１の被検出部は移動手
段によるカムの移動軌跡と異なる軌跡を有して延びるた
め、移動手段によりカムがカムシャフトの軸線方向へ移
動すると、第１の被検出部に応答してパルス発生手段か
ら発生されるパスルの発生タイミングが変化する。この
ため、そのパルス発生タイミングの変化を監視すること
で、カムシャフトの軸線方向へのカムの移動位置を正確
に検出することができるようになる。そして、カム位置
をフィードバック制御して機関運転状態に応じた最適の
カムプロフィールを設定する場合であれ、より精度の高
いカム位置情報をフィードバック系に取り込むことがで
きるようになる。又、第２の被検出部は同移動手段によ
るカムの移動軌跡と同一の軌跡を有して延びるため、第
２の被検出部に応答してパルス発生手段から発生される
パルスは、移動手段でのカムの移動によっては発生タイ
ミングが変化せず、位相変更手段でのカムシャフトの回
転位相変更によってのみ発生タイミングが変化する。こ
のため、そのパルス発生タイミングの変化を監視するこ
とで、機関出力軸に対するカムシャフトの相対回転位相
変化量を正確に検出することができるようになる。そし
て、カムシャフトの回転位相をフィードバック制御して
機関運転状態に応じた最適のカムシャフト回転位相を設
定する場合であれ、より精度の高いカムシャフト回転位
相情報をフィードバック系に取り込むことができるよう
になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明にかかるバルブ特性制御
装置を、直列４気筒の車載用エンジンに適用した第１実
施形態を図１〜図７に従って説明する。

【００２６】図１に示すように、エンジン１１は、往復
移動するピストン１２が設けられたシリンダブロック１
３と、シリンダブロック１３の下側に設けられたオイル
パン１３ａと、シリンダブロック１３の上側に設けられ
たシリンダヘッド１４とから構成されている。

【００２７】このエンジン１１の下部には出力軸である
クランクシャフト１５が回転可能に支持され、同クラン
クシャフト１５にはコンロッド１６を介してピストン１
２が連結されている。そして、ピストン１２の往復移動
は、そのコンロッド１６によって、クランクシャフト１
５の回転へと変換されるようになっている。又、ピスト
ン１２の上側には燃焼室１７が設けられ、この燃焼室１
７には吸気通路１８及び排気通路１９が接続されてい
る。そして、吸気通路１８と燃焼室１７とは吸気バルブ
２０により連通・遮断され、排気通路１９と燃焼室１７
とは排気バルブ２１により連通・遮断されるようになっ
ている。

【００２８】一方、シリンダヘッド１４には、吸気カム
シャフト２２及び排気カムシャフト２３が平行に設けら
れている。吸気カムシャフト２２は回転可能且つ軸線方
向へ移動可能となっており、排気カムシャフト２３は回
転可能となっている。その吸気カムシャフト２２の一端
部には、プーリ２４ａを備えたバルブタイミング調整機
構２４が設けられ、他端部には吸気カムシャフト２２を
軸線方向へ移動させるための移動機構２２ａが設けられ
ている。又、排気カムシャフト２３の一端部にはプーリ
２５が取り付けられている。このプーリ２５及び上記バ
ルブタイミング調整機構２４のプーリ２４ａは、タイミ
ングベルト２６を介して、上記クランクシャフト１５に
取り付けられたプーリ１５ａに連結されている。そし
て、クランクシャフト１５の回転がタイミングベルト２
６を介して吸気及び排気カムシャフト２２，２３に伝達
されることによって、それら吸気及び排気カムシャフト
２２，２３が回転するようになっている。

【００２９】吸気カムシャフト２２及び排気カムシャフ
ト２３には、吸気バルブ２０の上端に当接する吸気カム
２７、及び、排気バルブ２１の上端に当接する排気カム
２８がそれぞれ設けられている。そして、吸気カムシャ
フト２２及び排気カムシャフト２３が回転すると、吸気
カム２７及び排気カム２８により吸気バルブ２０及び排
気バルブ２１が開閉駆動されるようになっている。

【００３０】ここで、その排気カム２８のカムプロフィ
ールは排気カムシャフト２３の軸線方向に対して一定と
なっているが、吸気カム２７のカムプロフィールは吸気
カムシャフト２２の軸線方向に連続的に変化している。
そして、吸気カムシャフト２２が矢印Ａ方向へ移動する
と、吸気カム２７の開弁時間が徐々に長くなるとともに
バルブリフト量が徐々に大きくなる。又、上記と逆方向
に吸気カムシャフト２２が移動すると、吸気カム２７の
開弁時間が徐々に短くなるとともにバルブリフト量が徐
々に小さくなる。従って、吸気カムシャフト２２をその
軸線方向へ移動させることにより、吸気バルブ２７の開
弁時間及びバルブリフト量の調整を行うことができるよ
うになっている。

【００３１】尚、上記吸気カムシャフト２２は、エンジ
ン１１の低回転時には矢印Ａと逆方向へ移動され、エン
ジンの高回転時には矢印Ａ方向へ移動される。これはエ
ンジン１１の低回転時に吸気バルブ２７の開弁時間を短
くするとともにバルブリフト量を小さくして燃焼室１７
へ勢いよく混合ガスを吸入させ、エンジンの高回転時に
吸気バルブ２７の開弁時間を長くするとともにバルブリ
フト量を大きくして燃焼室１７への混合ガスの吸入効率
を向上させるためである。

【００３２】次に、吸気カムシャフト２２をその軸線方
向へ移動させるための移動機構２２ａ、及び、その移動
機構２２ａを油圧により駆動するための給油構造につい
て図２に基づき詳しく説明する。

【００３３】同図に示すように、移動機構２２ａは、筒
状をなすシリンダチューブ３１と、シリンダチューブ３
１内に設けられたピストン３２と、シリンダチューブ３
１の両端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカ
バー３３とから構成されている。ピストン３２には一方
のエンドカバー３３を貫通した吸気カムシャフト２２が
連結されている。又、シリンダチューブ３１内は、ピス
トン３２により第１圧力室３１ａ及び第２圧力室３１ｂ
に区画されている。それら第１圧力室３１ａ及び第２圧
力室３１ｂには、一対のエンドカバー３３にそれぞれ形
成された第１給排通路３４及び第２給排通路３５が接続
されている。

【００３４】そして、第１給排通路３４又は第２給排通
路３５を介して、第１圧力室３１ａと第２圧力室３１ｂ
とに対し選択的にオイルを供給すると、ピストン３２は
吸気カムシャフト２２の軸線方向へ移動する。このピス
トン３２の移動に伴い、吸気カムシャフト２２もその軸
線方向へ移動するようになっている。

【００３５】又、上記第１給排通路３４及び第２給排通
路３５は、第１のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
３６に繋がっている。この第１のＯＣＶ３６には供給通
路３７及び排出通路３８が接続されている。そして、供
給通路３７はクランクシャフト１５の回転に伴って駆動
されるオイルポンプＰを介して前記オイルパン１３ａに
繋がっており、排出通路３８は直接オイルパン１３ａに
繋がっている。

【００３６】第１のＯＣＶ３６はケーシング３９を備
え、ケーシング３９には第１及び第２の給排ポート４
０，４１と、第１及び第２の排出ポート４２，４３と、
供給ポート４４とが設けられている。これら第１及び第
２の給排ポート４０，４１には、上記第１及び第２給排
通路３４，３５がそれぞれ接続されている。更に、供給
ポート４４には上記供給通路３７が接続され、第１及び
第２の排出ポート４２，４３には上記排出通路３８が接
続されている。又、ケーシング３９内には、四つの弁部
４５を有してコイルスプリング４６及び電磁ソレノイド
４７によりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール４８
が設けられている。

【００３７】そして、電磁ソレノイド４７の消磁状態に
おいては、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性
力によりケーシング３９の一端側（図２中右側）に配置
されて、第１の給排ポート４０と第１の排出ポート４２
とが連通し、第２の給排ポート４２が供給ポート４４と
連通する。この状態では、オイルパン１３ａ内のオイル
が供給通路３７、第１のＯＣＶ３６及び第２の給排通路
３５を介して、第２圧力室３１ｂへ供給される。又、第
１圧力室３１ａ内にあったオイルが第１給排通路３４、
第１のＯＣＶ３６及び排出通路３８を介してオイルパン
１３ａ内へ戻される。その結果、ピストン３２及び吸気
カムシャフト２２が矢印Ａと逆方向へ移動するようにな
っている。

【００３８】一方、電磁ソレノイド４７が励磁されたと
きには、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性力
に抗してケーシング３９の他端側（図２中左側）に配置
されて、第２の給排ポート４１が第２の排出ポート４３
と連通し、第１の給排ポート４０が供給ポート４４と連
通する。この状態では、オイルパン１３ａ内のオイルが
供給通路３７、第１のＯＣＶ３６及び第１の給排通路３
４を介して第１圧力室３１ａへ供給される。又、第２圧
力室３１ｂ内にあったオイルが第２給排通路３５、第１
のＯＣＶ３６及び排出通路３８を介してオイルパン１３
ａ内に戻される。その結果、ピストン３２及び吸気カム
シャフト２２が矢印Ａ方向へ移動するようになってい
る。

【００３９】更に、電磁ソレノイド４７への給電を制御
し、スプール４８をケーシング３９の中間に位置させる
と、第１及び第２の給排ポート４０，４１が閉塞され、
それら給排ポート４０，４１を通じてのオイルの移動が
禁止される。この状態では、第１及び第２圧力室３１
ａ，３１ｂに対してオイルの給排が行われず、それら第
１及び第２圧力室３１ａ，３１ｂ内にオイルが充填保持
されて、ピストン３２及び吸気カムシャフト２２が固定
されるようになっている。

【００４０】次に、吸気バルブ２０の開閉タイミングを
調整するための上記バルブタイミング調整機構２４につ
いて図３に基づき詳しく説明する。同図に示すように、
バルブタイミング制御機構２４はプーリ２４ａを備え、
同プーリ２４ａは吸気カムシャフト２２が貫通する筒部
５１と、筒部５１の外周面から突出する円板部５２と、
円板部５２の外周面に設けられた複数の外歯５３とから
構成されている。上記プーリ２４ａの筒部５１は、シリ
ンダヘッド１４の軸受部１４ａに回転可能に支持されて
いる。そして、吸気カムシャフト２２は、その軸線方向
へ移動できるように筒部５１を貫通している。

【００４１】又、プーリ２４ａには吸気カムシャフト２
２の端部を覆うように設けられたカバー５４が、ボルト
５５及びピン５６により固定されている。カバー５４の
内周面において吸気カムシャフト２２の端部に対応する
位置には、内歯５７が周方向に沿って複数設けられてい
る。一方、吸気カムシャフト２２の先端には、中空ボル
ト５８及びピン５９によりインナキャップ６０が固定さ
れている。インナキャップ６０の外周面には外歯６１が
周方向に沿って複数設けられ、各外歯６１は上記カバー
５４の各内歯５７と対向している。各外歯６１と各内歯
５７との間には、筒状に形成されたリングギヤ６２が、
吸気カムシャフト２２の軸線方向へ移動できるように設
けられている。リングギヤ６２の外周面には前記内歯５
７と噛み合う斜歯６３が設けられ、リングギヤ６２の内
周面には前記外歯６１と噛み合う平歯６４が設けられて
いる。この平歯６４は吸気カムシャフト２２の軸線方向
へ直線状に延びている。

【００４２】従って、こうしたバルブタイミング調整機
構２４において、エンジンの駆動によりクランクシャフ
ト１５が回転し、その回転がタイミングベルト２６を介
してプーリ２４ａに伝達されると、プーリ２４ａ及び吸
気カムシャフト２２が一体に回転する。この吸気カムシ
ャフト２２の回転に伴なって吸気バルブ２０（図１）が
開閉駆動されることは、前述したとおりである。

【００４３】そして、リングギヤ６２がプーリ２４ａ側
（図面右方）へ移動すると、リングギヤ６２における上
記斜歯６３の作用により、プーリ２４ａと吸気カムシャ
フト２２との相対回転位相が変化し、吸気カムシャフト
２２はクランクシャフト１５に対し遅角する側に制御さ
れるようになる。即ち、このとき、吸気バルブ２０の開
閉タイミングは遅くなる。又、リングギヤ６２がカバー
５４側（図面左方）へ移動すると、同じくリングギヤ６
２における斜歯６３の作用により、プーリ２４ａと吸気
カムシャフト２２との相対回転位相が前記と逆方向に変
化し、吸気カムシャフト２２はクランクシャフト１５に
対し進角する側に制御されるようになる。即ち、このと
き、吸気バルブ２０の開閉タイミングは早くなる。

【００４４】尚、吸気バルブ２０は通常、エンジン１１
の低回転時に開閉タイミングが遅らされ、エンジンの高
回転時には開閉タイミングが早められる。これはエンジ
ン１１の低回転時にエンジン回転の安定を図るととも
に、エンジン１１の高回転時に燃焼室１７への混合ガス
の吸入効率を向上させるためである。

【００４５】次に、同バルブタイミング調整機構２４に
あって、こうしたリングギヤ６２の移動を油圧制御する
ための構造について説明する。上記カバー５４の内側
は、リングギヤ６２により遅角側油圧室６５と進角側油
圧室６６とに区画されている。そして、吸気カムシャフ
ト２２の内部には、これら遅角制御油圧室６５及び進角
制御油圧室６６にそれぞれ接続される遅角制御油路６７
及び進角制御油路６８が通っている。その遅角制御油路
６７は、中空ボルト５８の内部を通って遅角側油圧室６
５に連通するとともに、シリンダヘッド１４の内部を通
って第２のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６９に
繋がっている。又、進角制御油路６８は、プーリ２４ａ
の筒部５１を通って進角側油圧室６６に連通するととも
に、シリンダヘッド１４の内部を通って第２のＯＣＶ６
９に繋がっている。一方、第２のＯＣＶ６９には、供給
通路７０及び排出通路７１が接続されている。そして、
供給通路７０は前記オイルポンプＰを介してオイルパン
１３ａに繋がっており、排出通路７１は直接オイルパン
１３ａに繋がっている。従って、上記オイルポンプＰ
は、オイルパン１３ａから二つの供給通路３７，７０へ
オイルを送り出すようになっている。

【００４６】第２のＯＣＶ６９は上記第１のＯＣＶ３６
と同様に構成され、ケーシング３９、第１及び第２の給
排ポート４０，４１、第１及び第２の排出ポート４２，
４３、供給ポート４４、コイルスプリング４６、電磁ソ
レノイド４７並びにスプール４８を備えている。そし
て、第１及び第２の給排ポート４０，４１には、遅角制
御油路６７及び進角制御油路６８がそれぞれ接続されて
いる。又、供給ポート４４には供給通路７０が接続さ
れ、第１及び第２の排出ポート４２，４３には排出通路
７１が接続されている。

【００４７】従って、電磁ソレノイド４７の消磁状態に
おいては、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性
力によりケーシング３９の一端側（図３中右側）に配置
されて、第１の給排ポート４０と第１の排出ポート４２
とが連通し、第２の給排ポート４１が供給ポート４４と
連通する。この状態では、オイルパン１３ａ内のオイル
が、供給通路７０、第２のＯＣＶ６９及び進角制御油路
６８を介して、バルブタイミング調整機構２４の進角側
油圧室６６へ供給される。又、バルブタイミング調整機
構２４の遅角側油圧室６５内にあったオイルは、遅角制
御油路６７、第２のＯＣＶ６９及び排出通路７１介して
オイルパン１３ａ内へ戻される。その結果、リングギヤ
６２が遅角側油圧室６５へ向かって移動され、前述した
ように吸気バルブ２０の開閉タイミングが早められるよ
うになっている。

【００４８】一方、電磁ソレノイド４７が励磁されたと
きには、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性力
に抗してケーシング３９の他端側（図３中左側）に配置
されて、第２の給排ポート４１が第２の排出ポート４３
と連通し、第１の給排ポート４０が供給ポート４４と連
通する。この状態では、オイルパン１３ａ内のオイル
が、供給通路７０、第２のＯＣＶ６９及び遅角制御油路
６７を介してバルブタイミング調整機構２４の遅角側油
圧室６５へ供給される。又、バルブタイミング調整機構
２４の進角側油圧室６６内にあったオイルは、進角制御
油路６８、第２のＯＣＶ６９及び排出通路７１を介して
オイルパン１３ａ内へ戻される。その結果、リングギヤ
６２が進角側油圧室６６へ向かって移動され、前述した
ように吸気バルブ２０の開閉タイミングが遅らされるよ
うになっている。

【００４９】更に、電磁ソレノイド４７への給電を制御
し、スプール４８をケーシング３９の中間に位置させる
と、第１及び第２の給排ポート４０，４１が閉塞され、
それら給排ポート４０，４１を通じてのオイルの移動が
禁止される。この状態では、遅角側及び進角側油圧室６
５，６６に対してオイルの給排が行われず、それら油圧
室６５，６６内にオイルが充填保持されて、リングギヤ
６２は固定される。その結果、吸気バルブ２０の開閉タ
イミングは、リングギヤ６２が固定されたときの状態に
保持されるようになっている。

【００５０】次に、吸気カムシャフト２２の軸線方向へ
の吸気カム２７の移動位置、及び、クランクシャフト１
５に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の変化
量を検出するための構造について説明する。

【００５１】図１に示すように、クランクシャフト１５
において、プーリ１５ａと反対側の端部の外周面には、
磁性体からなる一対のクランク側被検出部７２が突設さ
れ、そのクランクシャフト１５の端部の近傍にはクラン
ク側電磁ピックアップ７３が設けられている。又、吸気
カムシャフト２２において、バルブタイミング調整機構
２４と反対側の端部の外周面には、これも磁性体からな
る一対の基準用被検出部７４及び一つの移動量用被検出
部７５が突設され、その吸気カムシャフト２２の端部の
近傍にはカム側電磁ピックアップ７６が設けられてい
る。

【００５２】上記一対のクランク側被検出部７２は図４
（ａ），（ｂ）に示すようにクランクシャフト１５の軸
線方向へ直線状に延び、それらクランク側被検出部７２
におけるクランクシャフト１５の軸線を中心とした角度
間隔は１８０°となっている。そして、クランクシャフ
ト１５が回転すると、一対のクランク側被検出部７２
は、クランク側電磁ピックアップ７３に対しクランクシ
ャフト１５の回転方向へすれ違う。クランク側被検出部
７２とクランク側電磁ピックアップ７３とがすれ違う
と、クランク側電磁ピックアップ７３には電流が誘起さ
れ、それがパルス信号として同ピックアップ７３から出
力されるようになる。

【００５３】又、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上
記一対の基準用被検出部７４は吸気カムシャフト２２の
軸線方向へ直線状に延び、それら基準用被検出部７４に
おける吸気カムシャフト２２の軸線を中心とした角度間
隔は１８０°となっている。吸気カムシャフト２２の外
周面において、一対の基準用被検出部７４の間に対応す
る位置には移動量用被検出部７５が設けられ、同移動量
用被検出部７５は吸気カムシャフト２２の軸線方向へ螺
旋状に延びている。そして、吸気カムシャフト２２が回
転すると、一対の基準用被検出部７４及び一つの移動量
用被検出部７５は、カム側電磁ピックアップ７６に対し
吸気カムシャフト２２の回転方向へすれ違う。カム側電
磁ピックアップ７６と基準用及び移動量用被検出部７
４，７５とがすれ違うと、カム側電磁ピックアップ７６
には電流が誘起され、それがパルス信号として同ピック
アップ７６から出力されるようになる。

【００５４】次に、本実施形態におけるバルブ特性制御
装置の電気的構成を図１を参照して説明する。このバル
ブ特性制御装置にあっては、上記第１及び第２のＯＣＶ
３６，６９が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」とい
う）８１を通じて駆動制御され、その制御により吸気バ
ルブ２０の開閉特性が変更される。このＥＣＵ８１は、
ＲＯＭ８２、ＣＰＵ８３、ＲＡＭ８４及びバックアップ
ＲＡＭ８５等を備える理論演算回路として構成されてい
る。

【００５５】ここで、ＲＯＭ８２は各種制御プログラム
や、その各種制御プログラムを実行する際に参照される
マップ等が記憶されるメモリである。ＣＰＵ８３はＲＯ
Ｍ８２に記憶された各種制御プログラムに基づいて所望
される演算処理を実行する。又、ＲＡＭ８４はＣＰＵ８
３での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一
時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ８５
はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する
不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ８２、ＣＰＵ
８３、ＲＡＭ８４及びバックアップＲＡＭ８５は、バス
８６を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路
８７及び外部出力回路８８と接続されている。

【００５６】外部入力回路８７には、図示しない回転数
センサ、吸気圧センサ及びスロットルセンサ等、エンジ
ン１１の運転状態を検出するための各種センサと、上記
クランク側電磁ピックアップ７３及びカム側電磁ピック
アップ７６が接続されている。又、外部出力回路８８に
は、前記第１のＯＣＶ３６及び第２のＯＣＶ６９が接続
されている。

【００５７】本実施形態では、こうした構成のＥＣＵ８
１を通じて、吸気バルブ２０のバルブ特性制御が行われ
る。即ち、ＥＣＵ８１は、エンジン１１の運転状態を検
出するための図示しない各種センサからの検出信号に基
づき第２のＯＣＶ６９を駆動制御し、吸気バルブ２０が
エンジン１１の運転状態に適した開閉タイミングとなる
ようバルブタイミング調整機構２４を作動させる。又、
ＥＣＵ８１は上記各種センサからの検出信号に基づき第
１のＯＣＶ３６を駆動制御し、吸気バルブ２０の開弁時
間及びバルブリフト量がエンジンの１１の運転状態に適
した値となるように移動機構２２ａを作動させる。

【００５８】一方、ＥＣＵ８１は、クランク側電磁ピッ
クアップ７３及びカム側電磁ピックアップ７６からのパ
ルス信号を入力する。即ち、クランクシャフト１５が回
転している状態においては、クランク側電磁ピックアッ
プ７３は図６に波形Ｘ１で示すように、一対の基準用被
検出部７２に対応した等間隔のパルスＰ１を発生する。
又、吸気カムシャフト２２が回転している状態において
は、カム側電磁ピックアップ７６は波形Ｘ２で示すよう
に、一対の基準用被検出部７４に対応したパルスＰ２
と、一つの移動量用被検出部７５に対応したパルスＰ３
を発生する。

【００５９】今、カム側電磁ピックアップ７６が波形Ｘ
２で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させていると
き、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト２
２の相対回位相が変更されない条件のもとで、上述した
移動機構２２ａの作動により吸気カムシャフト２２が軸
線に沿って例えば図５の矢印Ｂ方向へ移動すると、カム
側電磁ピックアップ７６は波形Ｘ３で示す態様でルスＰ
２，Ｐ３を発生させるようになる。こうした波形Ｘ２か
ら波形Ｘ３への変化では、パルスＰ２の発生タイミング
は変更されず、パルスＰ３の発生タイミングのみが変更
される。

【００６０】ＥＣＵ８１は、パルスＰ３の発生タイミン
グの変化量、即ち基準となるパルスＰ２からパルスＰ３
までの時間ｔ１の変化量に基づき、吸気カムシャフト２
２の軸線方向への移動位置（移動量）を検出する。こう
して検出した吸気カムシャフト２２の軸線方向への移動
位置は、従来のようにギャップセンサ等により吸気カム
シャフトの軸線方向への移動位置を直接検出する場合よ
りも、正確な値となる。そして、ＥＣＵ８１は、検出し
た吸気カムシャフト２２の軸線方向への移動位置に基づ
き、第１のＯＣＶ３６に対してフィードバック制御を行
ない、吸気カムシャフト２２の所望されるカムプロフィ
ールに対応した位置への正確な位置変更を実行する。

【００６１】又、カム側電磁ピックアップ７６が波形Ｘ
２で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させていると
き、吸気カムシャフト２２の軸線方向移動が行われない
条件のもとで、上述したバルブタイミング調整機構２４
の作動によりクランクシャフト１５に対する吸気カムシ
ャフト２２の相対回転位相が例えば進角側（図５の矢印
Ｃ方向）へ変更されると、カム側電磁ピックアップ７６
は図７に波形Ｘ４で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生
させるようになる。こうした波形Ｘ２から波形Ｘ４への
変化では、パルスＰ２，Ｐ３の全ての発生タイミングが
位相シフトされるかたちで一様に変更される。

【００６２】ＥＣＵ８１は、パルスＰ２の発生タイミン
グの変化量、即ち基準となるパルスＰ１からパルスＰ２
までの時間ｔ２の変化量に基づき、クランクシャフト１
５に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の変化
量を検出する。こうして検出したクランクシャフト１５
に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の変化量
に基づき、ＥＣＵ８１は第２のＯＣＶ６９に対してフィ
ードバック制御を行ない、正確な吸気カムシャフト２２
の相対回転位相の変更を行う。

【００６３】尚、移動機構２２ａによる吸気カムシャフ
ト２２の軸線方向への移動と、バルブタイミング調整機
構２４による吸気カムシャフト２２の回転位相の変更と
を同時に行った場合においても、上記と同様に正確な吸
気カムシャフト２２の軸線方向への移動、及び、正確な
吸気カムシャフト２２の回転位相変更を行うことができ
ることは言うまでもない。

【００６４】以上詳述したように、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。 ・吸気カム２７及び吸気カムシャフト２２が同シャフト
２２の軸線方向へ移動すると、カム側電磁ピックアップ
７６が移動量用被検出部７５を検出したときに発生する
パルスＰ３の発生タイミングが変化する。そして、パル
スＰ３の発生タイミングの変化量、即ちカム側電磁ピッ
クアップ７６が基準用被検出部７４を検出したときに発
生する基準のパルスＰ２から上記パルスＰ３までの時間
ｔ１の変化量に基づき、吸気カム２７及び吸気カムシャ
フト２２の移動位置が検出される。従って、従来のよう
に吸気カムシャフトの軸線方向への移動位置をギャップ
センサ等で直接検出する場合よりも、吸気カム２７及び
吸気カムシャフト２２の移動位置を正確に検出すること
ができるようになる。そしてこのため、カム位置をフィ
ードバック制御してエンジンの運転状態に応じた最適の
カムプロフィールを設定する場合に、より精度の高いカ
ム位置情報を同フィードバック系に取り込むことができ
るようになる。

【００６５】・クランクシャフト１５に対する吸気カム
シャフト２２の相対回転位相が変更されると、カム側電
磁ピックアップ７６が基準用被検出部７４を検出したと
きに発生するパルスＰ２の発生タイミングが変化する。
従って、パルスＰ２の発生タイミングの変化量、即ちク
ランク側電磁ピックアップ７３がクランク側被検出部７
２を検出したときに発生する基準のパルスＰ１から上記
パルスＰ２までの時間ｔ２の変化量に基づき、クランク
シャフト１５に対する吸気カムシャフト２２の相対回転
位相の変化量をも正確に検出することができる。そして
このため、吸気カムシャフト２２の回転位相をフィード
バック制御してエンジンの運転状態に応じた最適のバル
ブ開閉時期に設定する場合に、より精度の高い吸気カム
シャフト２２の回転位相情報をフィードバック系に取り
込むことができるようになる。

【００６６】・ギャップセンサ等によって吸気カムシャ
フトの軸線方向移動位置を直接検出していた従来の装置
と異なり、本実施形態では吸気カムシャフト２２に伴っ
て回転する基準用及び移動量用被検出部７４，７５をカ
ム側電磁ピックアップ７６で検出するだけの構成とな
る。そのため、ギャップセンサ等をエンジン１１に設け
る場合と比べて、その搭載空間を小さくし、ひいてはそ
の搭載性を向上させることができる。

【００６７】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図８〜図１１に従って説明する。本実施形態で
は、上記第１実施形態のバルブタイミング調整機構２４
に代えて、吸気カムシャフト２２の軸線方向移動と回転
位相変更との両方を行うタイプのバルブタイミング調整
機構９１が採用されている。即ち、バルブタイミング調
整機構９１は、本実施形態においては吸気カムシャフト
２２を軸線方向に移動させるという役割も担っている。
尚、本実施形態において第１実施形態と同一部分につい
ては、第１実施形態と同一符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００６８】図８に示すように、バルブタイミング調整
機構９１では、吸気シャフト２２に中空ボルト５８及び
ピン５９によりリングギヤ６２が直接固定されている。
従って、バルブタイミング調整機構９１の作動時に、遅
角側油圧室６５又は進角側油圧室６６へオイルが供給さ
れると、そのオイルの油圧によりリングギヤ６２及び吸
気カムシャフト２２が、同シャフト２２の軸線方向へ一
体的に移動する。又、このとき吸気カムシャフト２２
は、リングギヤ６２に形成された斜歯６３とカバー５４
の内歯５７との噛み合いによりクランクシャフト１５
（図１）に対する相対回転位相が変更される。その結
果、吸気カムシャフト２２はその軸線方向へ移動しなが
ら同軸線を中心に回転することになり、吸気カム２７は
吸気カムシャフト２２の軸線方向に螺旋状の軌跡を描い
て移動するようになっている。

【００６９】そして、第２のＯＣＶ６９における電磁ソ
レノイド４７の消磁状態においては、進角側圧力室６６
にオイルが供給されるとともに遅角側圧力室６５からオ
イルが排出され、吸気カムシャフト２２及び吸気カム２
７が矢印Ａ１方向へ移動される。この状態にあっては、
吸気バルブ２０の開閉タイミングが早められるととも
に、吸気バルブ２０の開弁時間が短く且つバルブリフト
量が小さくされる。又、第２のＯＣＶ６９における電磁
ソレノイド４７が励磁されると、図９に示すように遅角
側圧力室６５にオイルが供給されるととともに進角側圧
力室６６からオイルが排出され、吸気カムシャフト２２
及び吸気カム２７が矢印Ａ２方向へ移動される。この状
態にあっては、吸気バルブ２０の開閉タイミングが遅ら
されるとともに、吸気カム２７の開弁時間が長く且つバ
ルブリフト量が大きくされる。

【００７０】一方、本実施形態においては、図１０に示
すように、吸気カムシャフト２２には、磁性体からなる
一つの基準用被検出部９２及び移動量用被検出部９３が
突設され、第１実施形態のようなクランク側被検出部７
２及びクランク側電磁ピックアップ７３の配設は省略さ
れている。上記基準用被検出部９２はバルブタイミング
調整機構９１の作動による吸気カム２７の移動軌跡に沿
って螺旋状に延びており、移動量用被検出部９３は吸気
カムシャフト２２の軸線方向へ直線状に延びている。

【００７１】こうした基準用被検出部９２及び移動量用
被検出部９３を吸気カムシャフト２２に設けた場合、同
吸気カムシャフト２２の回転時においてカム側電磁ピッ
クアップ７６は、図１１に波形Ｘ５で示すように基準用
及び移動量用被検出部９２，９３にそれぞれ対応したパ
ルスＰ２，Ｐ３を出力する。

【００７２】今、カム側電磁ピックアップ７６が波形Ｘ
５で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させていると
き、上述したバルブタイミング調整機構９１の作動によ
り吸気カムシャフト２２が軸線に沿って例えば図１０の
矢印Ｂ方向へ移動すると、カム側電磁ピックアップ７６
は波形Ｘ６で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させる
ようになる。こうした波形Ｘ５から波形Ｘ６への変化で
は、パルスＰ２の発生タイミングは変更されず、パルス
Ｐ３の発生タイミングのみが変更される。これは基準用
被検出部９２が、バルブタイミング調整機構９１による
吸気カムシャフト２２の軸線方向移動時における吸気カ
ム２７の移動軌跡に沿って延びるように設けられている
ためである。

【００７３】一方、ＥＣＵ８１は、パルスＰ３の発生タ
イミングの変化量、即ち基準となるパルスＰ２からパル
スＰ３までの時間ｔ３の変化量に基づき、吸気カムシャ
フト２２の軸線方向への移動位置を検出する。又、この
吸気カムシャフト２２の軸線方向移動に伴って、吸気カ
ムシャフト２２はクランクシャフト１５に対する相対回
転位相が変更されるため、ＥＣＵ８１は吸気カムシャフ
ト２２の軸線方向移動位置に基づき同シャフト２２の相
対回転位相の変化量を検出する。こうして検出した吸気
カムシャフト２２における軸線方向の移動位置及び相対
回転位相の変化量は、第１実施形態と同様に正確な値と
なる。

【００７４】そして、ＥＣＵ８１は、検出した吸気カム
シャフト２２における軸線方向の移動位置及び相対回転
位相の変化量に基づき、第２のＯＣＶ６９に対してフィ
ードバック制御を行ない、吸気カムシャフト２２の所望
されるカムプロフィールに対応した位置への正確な位置
変更、及び、所望されるバルブ開閉時期に対応した回転
角度への正確な相対回転位相変更を行う。

【００７５】以上詳述したように、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。 ・バルブタイミング調整機構９１の作動により吸気カム
シャフト２２が軸線方向へ移動すると、カム側電磁ピッ
クアップ７６が移動量用被検出部９３を検出したときに
発生するパルスＰ３の発生タイミングが変化する。そし
て、パルスＰ３の発生タイミングの変化量、即ちカム側
電磁ピックアップ７６が基準用被検出部９２を検出した
ときに発生するパルスＰ２から上記パルスＰ３までの時
間ｔ３の変化量に基づき、吸気カム２７及び吸気カムシ
ャフト２２の移動位置が検出される。従って、本実施形
態においても、吸気カム２７及び吸気カムシャフト２２
の移動位置を正確に検出することができる。そしてこの
ため、カム位置をフィードバック制御してエンジンの運
転状態に応じた最適のカムプロフィールを設定する場合
に、より精度の高いカム位置情報を同フィードバック系
に取り込むことができるようになる。

【００７６】・上記のように正確に検出された吸気カム
２７及び吸気カムシャフト２２の軸線方向移動位置に基
づき、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト
２２の相対回転位相の変化量も併せ検出される。そのた
め、吸気カム２７及び吸気カムシャフト２２における回
転位相の変化量も正確に検出することができる。そして
このため、吸気カムシャフト２２の回転位相をフィード
バック制御してエンジンの運転状態に応じた最適のバル
ブ開閉時期に設定する場合に、より精度の高い吸気カム
シャフト２２の回転位相情報をフィードバック系に取り
込むことができるようになる。

【００７７】・本実施形態においても、吸気カムシャフ
ト２２に伴って回転する基準用及び移動量用被検出部９
２，９３を、カム側電磁ピックアップ７６で検出するだ
けの構成となるため、その搭載空間を小さくし、ひいて
はその搭載性を向上させることができる。

【００７８】・基準用被検出部９２は、バルブタイミン
グ調整機構９１で吸気カムシャフト２２を軸線方向へ移
動させたときの吸気カム２７の移動軌跡に沿って螺旋状
に延びる。そのため、吸気カムシャフト２２の軸線方向
移動によっては、カム側電磁ピックアップ７６が基準用
被検出部９２を検出したときのパルスＰ２の発生タイミ
ングは変わらない。従って、そのパルスＰ２を基準にし
てパルスＰ３の発生タイミングの変化量、即ちパルスＰ
２からパルスＰ３までの時間ｔ３を求めることができ
る。その結果、基準となるパルスを発生させるための第
１実施形態のようなクランク側被検出部７２及びクラン
ク側電磁ピックアップ７３の配設を省略することができ
る。

【００７９】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態を図１２〜図１４に従って説明する。本実施形態
は、吸気カムシャフト２２の軸線方向への吸気カム２７
の移動位置を検出する構造のみが第２実施形態と異なっ
ている。従って、本実施形態において、その他の第２実
施形態と同一部分についてはその詳細な説明を省略す
る。

【００８０】図１２に示すように、本実施形態では、吸
気カムシャフト２２に第２実施形態のような一つの移動
量用被検出部９３が設けられる代わりに、磁性体からな
る一対の移動量用被検出部９３ａが設けられている。そ
れら移動量用被検出部９３ａにおける吸気カムシャフト
２２の軸線を中心とした角度間隔は１８０°となってい
る。また、これら一対の移動量用被検出部９３ａ間に位
置する吸気カムシャフト２２の外周面において、その周
方向の中間位置には磁性体からなる基準用被検出部９２
が設けられている。この基準用被検出部９２は、第２実
施形態のものと同様、吸気カム２７の移動軌跡に沿って
螺旋状に延びている。

【００８１】本実施形態において、上記移動量用被検出
部９３ａは、吸気カムシャフト２２の軸線方向へ上記基
準用被検出部９２とは逆向きで且つ等しい捩じれ態様の
螺旋状となるように延びている。即ち、移動量用被検出
部９３ａと基準用被検出部９２とは、吸気カムシャフト
２２の軸線Ｌについて線対称となる態様で、しかも互い
に等しい捩じれ態様で且つ逆向きに捩じれている。

【００８２】そして、吸気カムシャフト２２が回転する
と、カム側電磁ピックアップ７６と各被検出部９２，９
３ａとがすれ違う。このとき、カム側電磁ピックアップ
７６とすれ違うのは、図１４に示すように各被検出部９
２，９３ａにおいてカム側電磁ピックアップ７６と対向
する部分（図中斜線で示す部分、以下対向部９４とい
う）のみとなる。

【００８３】これら対向部９４における吸気カムシャフ
ト２２の軸線方向（図１４矢印Ｄと直交する方向）に対
する長さは、図中一点鎖線間の長さで示されるカム側電
磁ピックアップ７６の幅と同じ値になる。また、各対向
部９４における吸気カムシャフト２２の周方向（図中矢
印Ｄ方向）に対する長さＺは、各々が互いに等しい値と
なっている。これは基準用被検出部９２と移動量用被検
出部９３ａとの捩じれ方向が互いに逆向きではあって
も、その両者の捩じれ態様は互いに等しいためである。

【００８４】そして、カム側電磁ピックアップ７６と各
対向部９４とがすれ違うと、同ピックアップ７６から図
１３に波形Ｘ７で示すように、基準用被検出部９２の対
向部９４に対応したパルスＰ２と、一対の移動量用被検
出部９３ａの対向部９４に対応したパルスＰ３とが出力
される。これらパルスＰ２，Ｐ３は、各対向部９４にお
ける上記長さＺが互いに等しい値になることから、その
パルス幅も互いに等しいものとなる。

【００８５】今、カム側電磁ピックアップ７６が波形Ｘ
７で示す態様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させていると
き、バルブタイミング調整機構９１の作動によって吸気
カムシャフト２２が例えば図１２の矢印Ｂ方向へ移動す
ると、カム側電磁ピックアップ７６は波形Ｘ８で示す態
様でパルスＰ２，Ｐ３を発生させるようになる。即ち、
上記吸気カムシャフト２２の移動により、カム側電磁ピ
ックアップ７６に対して各被検出部９２，９３ａが図１
４（ａ）から図１４（ｂ）のように移動するとともに、
それら被検出部９２，９３ａの対向部９４も図１４
（ａ）及び（ｂ）に示されるごとく移動し、上記波形Ｘ
７から波形Ｘ８への変化が生じる。こうした波形Ｘ７か
ら波形Ｘ８への変化では、パルスＰ２の発生タイミング
は変更されず、パルスＰ３の発生タイミングのみが変更
される。

【００８６】ＥＣＵ８１は、パルスＰ３の発生タイミン
グの変化量、即ち基準となるパルスＰ２からパルスＰ３
までの時間ｔ３の変化量に基づき、吸気カムシャフト２
２の軸線方向への移動位置とクランクシャフト１５に対
する相対回転位相の変化量とを検出する。こうして検出
した吸気カムシャフト２２の軸線方向への移動位置及び
周方向への相対回転位相の変化量は、各パルスＰ２，Ｐ
３における各々のパルス幅が互いに等しいため、第２実
施形態と比べて一層正確な値となる。

【００８７】仮に、移動量用被検出部９３ａの捩じれ状
態が基準用被検出部９２と異なる場合、移動量用被検出
部９３ａにおける対向部９４の長さＺは、基準用被検出
部９２における対向部９４の長さＺと異なる値になる。
このように各対向部９４における長さＺが異なる場合、
カム側電磁ピックアップ７６から発生されるパルスＰ
２，Ｐ３のパルス幅が異なるようになる。そして、パル
スＰ２のパルス幅とパルスＰ３のパルス幅との差の分だ
け、パルスＰ２からパルスＰ３までの時間ｔ３に基づき
検出される吸気カムシャフト２２の軸線方向への移動位
置、及び周方向への相対回転位相の変化量に誤差が生じ
易くなる。

【００８８】しかし、本実施形態では、基準用被検出部
９２と移動量用被検出部９３ａとは、その捩じれ方向が
互いに逆向きであるものの、その捩じれ態様は互いに等
しいため、それら被検出部９２，９３ａの対向部９４に
おける上記長さＺは各々互いに等しくなる。その結果、
基準用被検出部９２の対向部９４に対応するパルスＰ２
のパルス幅と、移動量用被検出部９３ａの対向部９４に
対応するパルスＰ３のパルス幅とが互いに等しくなる。
従って、上記時間ｔ３に基づき検出される吸気カムシャ
フト２２の軸線方向への移動位置と周方向への相対回転
位相の変化量とが一層正確な値になる。

【００８９】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、第２実施形態の効果に加えて以下に示す効果が得ら
れるようになる。 ・基準用被検出部９２と移動量用被検出部９３ａとの捩
じれ態様を互いに等しくしたため、各対向部９４の長さ
Ｚが各々互いに等しくなってパルスＰ２，Ｐ３のパルス
幅も互いに等しくなる。その結果、パルスＰ２のパルス
幅とパルスＰ３のパルス幅との差異により、上記検出さ
れる吸気カムシャフト２２の軸線方向への移動位置の変
化量、及び周方向への相対回転位相の変化量に誤差が発
生するのを好適に防止することができるようになる。従
って、検出された吸気カムシャフト２２における上記移
動位置及び相対回転位相の変化量を、第２実施形態の場
合に比べて一層正確なものとすることができる。

【００９０】なお、上記各実施形態は、例えば以下のよ
うに変更することもできる。 ・第１実施形態において、一対の基準用被検出部７４の
個数を変更してもよい。即ち、基準用被検出部７４を一
個にしたり、三個以上にしたりしてもよい。

【００９１】・第１実施形態において、一対の基準用被
検出部７４を省略してもよい。この場合、パルスＰ３の
発生タイミングの変化量を、パルスＰ１からパルスＰ３
までの時間に基づいて求めることになる。この構成にお
いて、移動量用被検出部７５の個数を、図１５に示すよ
うに二個にしたり、或いは三個以上にしたりすることも
できる。

【００９２】・第１実施形態において、クランク側被検
出部７２及びクランク側電磁ピックアップ７３を省略し
てもよい。この場合でも、パルスＰ３の発生タイミング
の変化量を、パルスＰ２からパルスＰ３までの時間ｔ１
に基づいて求めることができ、該時間ｔ１から吸気カム
シャフト２２の軸線方向における吸気カム２７の移動位
置を検出することができる。

【００９３】・第１実施形態において、吸気カムシャフ
ト２２を軸線方向に移動させるだけで、吸気バルブ２０
の開閉タイミングが変更されるように、吸気カム２７の
カムプロフィールを変更してもよい。この場合、クラン
クシャフト１５に対する吸気カムシャフト２２の相対回
転位相を変更するためのバルブタイミング調整機構２４
を省略することができる。

【００９４】・第２実施形態において、基準用被検出部
９２の個数を二個以上にしたり、移動量用被検出部９３
の個数を二個以上にしたりしてもよい。 ・第２実施形態において、基準用被検出部９２を省略し
てもよい。この場合、パルスＰ２に代わって基準となる
パルスを発生させるため、クランクシャフト１５側に第
１実施形態のようなクランク側被検出部７２及びクラン
ク側電磁ピックアップ７３を設けることになる。

【００９５】・第２実施形態において、移動量用被検出
部９３は必ずしも直線状に延びていなくてもよい。例え
ば、上記吸気カム２７の移動軌跡と異なる螺旋状に延び
るように移動量用被検出部９３を形成してもよい。

【００９６】・第３実施形態において、基準用被検出部
９２を省略してもよい。この場合、パルスＰ２に代わっ
て基準となるパルスを発生させるため、クランクシャフ
ト１５側に、その基準用被検出部９２と同形状のクラン
ク側被検出部及び第１実施形態のようなクランク側電磁
ピックアップ７３を設けることになる。このように構成
しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００９７】・第３実施形態において、移動量用被検出
部９３ａの個数を一個にしたり、三個以上にしたりして
もよい。また、基準用被検出部９２の個数を二個以上に
したりしてもよい。

【００９８】・上記各実施形態において、基準用被検出
部７４，９２は、吸気カムシャフト２２の軸線方向への
吸気カム２７の移動軌跡に沿って延びていなくてもよ
い。即ち、例えば第１実施形態においては、図１６に示
すように移動量用被検出部７５とは異なる態様で螺旋状
に延びるように上記基準用被検出部７４を形成してもよ
い。これらの場合、吸気カムシャフト２２がその軸線方
向へ移動すると、基準用被検出部７４，９２に対応した
パルスＰ２が発生してから、移動量用被検出部７５，９
３，９３ａに対応したパルスＰ３が発生するまでの時間
ｔ１，ｔ３が、吸気カムシャフト２２の軸線方向への移
動位置に対応して変化する。そのため、この場合でも上
記時間ｔ１，ｔ３に基づき、吸気カムシャフト２２にお
ける移動位置を検出することができる。またこの場合、
上記時間ｔ１，ｔ２の関係を予め学習しておくようにし
てもよい。

【００９９】・上記各実施形態では、各被検出部７２，
７４，７５，９２，９３，９３ａを軸（クランクシャフ
ト１５，吸気カムシャフト２２）に設け、各電磁ピック
アップ７３，７６を上記軸の外部に設けたが、本発明は
これに限定されない。即ち、上記軸に各電磁ピックアッ
プ７３，７６を設けるとともに、その軸の外部に各被検
出部７２，７４，７５，９２，９３，９３ａを設けるな
ど、それら各電磁ピックアップ７３，７６と各被検出部
７２，７４，７５，９２，９３，９３ａとの位置関係を
逆にしてもよい。

【０１００】・上記各実施形態では、各被検出部７２，
７４，７５，９２，９３，９３ａは上記軸から突出する
ものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、
上記軸の外周面に溝を凹設して被検出部としたり、その
外周面に磁石を埋めこんで被検出部としたりしてもよ
い。

【０１０１】・上記各実施形態では吸気バルブ２０のバ
ルブ特性を変更するようにしたが、これに代えて排気バ
ルブ２１のバルブ特性を変更するようにしてもよい。こ
の場合、排気カム２８のカムプロフィールを、上記各実
施形態における吸気カム２７のカムプロフィールと同じ
ようにする。更に、排気カムシャフト２３を軸線方向へ
移動できるようにするとともに、排気カムシャフト２３
の回転位相を変更できるようにする。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、移動手段
でのカムの移動により、パルス発生手段からのパルス発
生のタイミングが変化するため、そのパルス発生タイミ
ングの変化を監視することで、同カムの移動位置を正確
に検出することができる。従って、カム位置をフィード
バック制御して機関運転状態に応じた最適のカムプロフ
ィールを設定する場合であれ、より精度の高いカム位置
情報をフィードバック系に取り込むことができる。

【０１０３】請求項２記載の発明によれば、移動手段に
よりカムが移動すると、第１及び第２の被検出部に応答
してそれぞれパルス発生手段から発生されるパルスの発
生タイミングが変化する。第１及び第２の被検出部は互
いに異なる態様で延びるため、第１の被検出部に対応す
るパルスの発生タイミングの変化量と、第２の被検出部
に対応するパルスの発生タイミングの変化量とは異なる
値になる。従って、第１の被検出部に対応するパルスの
発生から第２の被検出部に対応するパルスの発生までの
時間の変化から、それらパルスの発生タイミングの変化
を監視することができる。そのため、それらパルスの発
生タイミングの変化量を監視することによって検出され
るカムシャフト軸線方向へのカムの移動位置は、より的
確なものとなる。

【０１０４】請求項３記載の発明によれば、移動手段に
よってカムが移動すると、第１及び第２被検出部の内の
一方の被検出部に応答してパルス発生手段から発生され
るパルスの発生タイミングは変化するが、他方の被検出
部に応答してパルス発生手段から発生されるパルスの発
生タイミングは変化しない。従って、他方の被検出部に
応答してパルス発生手段から発生されるパルスを基準と
して、一方の被検出部に応答して発生されたパルスの発
生タイミングの変化量を監視することができる。そのた
め、内燃機関の出力軸側等に基準用パルスを発生させる
ための被検出部及びパルス発生手段等を設けなくても、
カムシャフトの軸線方向へのカムの移動位置を正確に検
出することができる。そして、カム位置をフィードバッ
ク制御して機関運転状態に応じた最適のカムプロフィー
ルを設定する場合であれ、より制度の高いカム位置情報
をフィードバック系に取り込むことができる。

【０１０５】請求項４記載の発明によれば、パルス発生
手段からみた第１及び第２の被検出部の検出幅は常に等
しくなるため、それら被検出部に対応して同パルス発生
手段から発生されるパルスのパルス幅も常に等しいもの
となり、その発生タイミングについてもより正確な検出
を行うことができるようになる。

【０１０６】請求項５記載の発明によれば、移動手段で
のカムの移動により、第１の被検出部に応答して発生さ
れるパルスの発生タイミングが変化するため、そのパル
ス発生タイミングの変化を監視することで、カムシャフ
トの軸線方向へのカムの移動位置を正確に検出すること
ができる。従って、カム位置をフィードバック制御して
機関運転状態に応じた最適のカムプロフィールを設定す
る場合であれ、より精度の高いカム位置情報をフィード
バック系に取り込むことができる。又、第２の被検出部
に応答して発生されるパルスは、移動手段でのカムの移
動によっては発生タイミングが変化せず、位相変更手段
でのカムシャフトの回転位相変更によってのみ発生タイ
ミングが変化する。このため、そのパルス発生タイミン
グの変化を監視することで、機関出力軸に対するカムシ
ャフトの相対回転位相変化量を正確に検出することがで
きる。そして、カムシャフトの回転位相をフィードバッ
ク制御して機関運転状態に応じた最適のカムシャフト回
転位相を設定する場合であれ、より精度の高いカムシャ
フト回転位相情報をフィードバック系に取り込むことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のバルブ特性制御装置を示す斜視
図。

【図２】同実施形態での移動機構を示す断面図。

【図３】同実施形態でのバルブタイミング調整機構を示
す断面図。

【図４】第１実施形態のクランク側被検出部及びクラン
ク側電磁ピックアップを示す断面図及び側面図。

【図５】第１実施形態の基準用及び移動量用被検出部並
びにカム側電磁ピックアップを示す断面図及び側面図。

【図６】上記各電磁ピックアップから出力されるパルス
信号の波形図。

【図７】上記各電磁ピックアップから出力されるパルス
信号の波形図。

【図８】第２実施形態のバルブ特性制御装置を示す断面
図。

【図９】第２実施形態のバルブ特性制御装置を示す断面
図。

【図１０】第２実施形態の基準用及び移動量用被検出部
並びにカム側電磁ピックアップを示す断面図及び側面
図。

【図１１】上記カム側電磁ピックアップから出力される
パルス信号の波形図。

【図１２】第３実施形態の基準用及び移動量用被検出部
並びにカム側電磁ピックアップを示す断面図及び側面
図。

【図１３】上記カム側電磁ピックアップから出力される
パルス信号の波形図。

【図１４】各被検出部とカム側電磁ピックアップとがす
れ違うときの状態を模式的に示す平面図。

【図１５】第１実施形態の移動量用被検出部及びカム側
電磁ピックアップの他の構成例を示す断面図及び側面
図。

【図１６】第１実施形態の基準用被検出部及びカム側電
磁ピックアップの他の構成例を示す断面図及び側面図。

【図１７】従来のバルブ特性制御装置を示す概略図。

【図１８】従来のバルブ特性制御装置における吸気カム
のカムプロフィールを示す斜視図。

【符号の説明】

１１…エンジン、２０…吸気バルブ、２１…排気バル
ブ、２２吸気カムシャフト、２２ａ…移動機構、２３…
排気カムシャフト、２４…バルブタイミング調整機構、
２７…吸気カム、２８…排気カム、７４…基準用被検出
部、７５…移動量用被検出部、７６…カム側電磁ピック
アップ、９１…バルブタイミング調整機構、９２…基準
用被検出部、９３，９３ａ…移動量用被検出部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 7/067 ３０１ Ｆ０２Ｐ 7/067 ３０１Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開
   閉駆動するためにカムシャフトに設けられ、同カムシャ
   フトの軸線方向にカムプロフィールが変化するカムと、
   前記カムを前記カムシャフトの軸線方向へ移動させる移
   動手段とを備え、前記カムの位置をモニタしつつ、前記
   移動手段で同カムを前記カムシャフトの軸線方向へ移動
   させることにより、前記吸気バルブ又は前記排気バルブ
   の開閉特性を変更する内燃機関のバルブ特性制御装置に
   おいて、 前記移動手段によって移動される前記カムの移動軌跡と
   異なる軌跡を有して前記カムシャフトの軸線方向へ延び
   る被検出部と、同カムシャフトの回転に伴う該被検出部
   の通過に応答してパルスを発生するパルス発生手段とを
   備え、前記パルス発生手段から発生されるパルスのパル
   ス発生タイミングに基づいて前記カムの前記カムシャフ
   ト軸線方向への移動位置を検出することを特徴とする内
   燃機関のバルブ特性制御装置。
2. 【請求項２】内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開
   閉駆動するためにカムシャフトに設けられ、同カムシャ
   フトの軸線方向にカムプロフィールが変化するカムと、
   前記カムを前記カムシャフトの軸線方向へ移動させる移
   動手段とを備え、前記カムの位置をモニタしつつ、前記
   移動手段で同カムを前記カムシャフトの軸線方向へ移動
   させることにより、前記吸気バルブ又は前記排気バルブ
   の開閉特性を変更する内燃機関のバルブ特性制御装置に
   おいて、 前記カムシャフトの軸線方向へ互いに異なる態様で延び
   る第１及び第２の被検出部と、前記カムシャフトの回転
   に伴うそれら第１及び第２の被検出部の通過に応答して
   パルスを発生するパルス発生手段とを備え、前記パルス
   発生手段から発生される各パルスのパルス発生タイミン
   グに基づいて前記カムのカムシャフト軸線方向への移動
   位置を検出することを特徴とする内燃機関のバルブ特性
   制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の内燃機関のバルブ特性制御
   装置において、 前記第１及び第２の被検出部の一方は、前記移動手段に
   よって移動される前記カムの移動軌跡と同一の軌跡を有
   して前記カムシャフトの軸線方向へ延びるものであるこ
   とを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
4. 【請求項４】請求項２又は３記載の内燃機関のバルブ特
   性制御装置において、 前記第１及び第２の被検出部は、前記カムシャフトの軸
   線について線対称となる態様で設けられることを特徴と
   する内燃機関のバルブ特性制御装置。
5. 【請求項５】内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを開
   閉駆動するためにカムシャフトに設けられ、同カムシャ
   フトの軸線方向にカムプロフィールが変化するカムと、
   前記カムを前記カムシャフトの軸線方向へ移動させる移
   動手段と、同機関の出力軸に対する前記カムシャフトの
   相対回転位相を変更する位相変更手段とを備え、前記カ
   ムの位置及び前記カムシャフトの相対回転位相変化量を
   モニタしつつ、前記移動手段で同カムを前記カムシャフ
   トの軸線方向へ移動させ、且つ前記位相変更手段で前記
   機関出力軸に対する前記カムシャフトの相対回転位相を
   変更することにより、前記吸気バルブ又は前記排気バル
   ブの開閉特性を変更する内燃機関のバルブ特性制御装置
   において、 前記移動手段によって移動される前記カムの移動軌跡と
   異なる軌跡を有して前記カムシャフトの軸線方向へ延び
   る第１の被検出部と、同移動手段によって移動される前
   記カムの移動軌跡と同一の軌跡を有して前記カムシャフ
   トの軸線方向へ延びる第２の被検出部と、前記カムシャ
   フトの回転に伴うそれら第１及び第２の被検出部の通過
   に応答してパルスを発生するパルス発生手段とを備え、
   前記パルス発生手段から発生される各パルスのパルス発
   生タイミングに基づいて前記カムの前記カムシャフト軸
   線方向への移動位置、並びに前記カムシャフトの前記機
   関出力軸に対する相対回転位相変化量を検出することを
   特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。