(57)【要約】【課題】  内燃機関の吸気可変システムに使用されるバルブの全閉位置と全開位置との判別を的確に行うことを課題とする。【解決手段】  ロータプレート４は、その回転軸線を中心とした同一円周上において、全閉位置に対応した部位にマグネット５を設置し、且つ全開位置に対応した部位にマグネット６を設置している。また、マグネット５、６は、樹脂磁石よりも安価なフェライト磁石であり、幅方向の寸法（サイズ）が異なる相似形状に形成されている。これにより、安価なＯＮ−ＯＦＦタイプの磁気センサ７を用いた場合でも、バルブ全閉時の磁気センサＯＮ電圧出力時間とバルブ全開時の磁気センサＯＮ電圧出力時間とを異ならせることができるので、全閉位置と全開位置との判別を的確に行うことができる。また、開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別を容易に行うことができる。【選択図】  図１
2010256061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）バルブの回転に連動して回転するロータと、
（ｂ）このロータの回転方向に所定の位相差を持って設置され、前記ロータの回転軸と平行な軸方向に磁力線が向くように着磁された２つの第１、第２磁石と、
（ｃ）前記ロータの回転に伴う磁束密度の変化に対応した信号を出力する磁気センサとを備えた回転角度検出装置において、
前記ロータは、前記バルブの全閉位置または全開位置に対応した位置に前記第１磁石を設置し、且つ前記バルブの全開位置または全閉位置に対応した位置に前記第２磁石を設置しており、
前記第１磁石または前記第２磁石は、前記第２磁石の形状または前記第１磁石の形状と異なる形状を有していることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角度検出装置において、
前記バルブは、内燃機関の吸気通路を開閉することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転角度検出装置において、
前記内燃機関の吸気通路は、前記内燃機関の燃焼室とサージタンクとを連通し、互いに吸気通路長が異なる２つの第１、第２吸気通路を有し、
前記バルブは、前記２つの第１、第２吸気通路のうち吸気通路長が短い方の吸気通路を開閉することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記バルブと前記ロータとを連結する複数のリンクプレートと、前記ロータおよび前記複数のリンクプレートを介して、前記バルブを回転駆動するアクチュエータとを備えたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記第２磁石の形状または前記第１磁石の形状と異なる形状とは、
前記第２磁石の幅または前記第１磁石の幅と異なる形状のことであることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記第２磁石の形状または前記第１磁石の形状と異なる形状とは、
前記第２磁石の高さまたは前記第１磁石の高さと異なる形状のことであることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記磁気センサは、ＯＮ−ＯＦＦタイプの磁気検出素子を含んで構成されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記磁気センサは、リニアタイプの磁気検出素子を含んで構成されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の回転角度検出装置において、
前記２つの第１、第２磁石は、フェライト磁石であることを特徴とする回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の可変吸気システムに使用される可変吸気制御弁の弁体であるバルブの回転角度に対応したセンサ出力信号を出力する回転角度検出装置（バルブ開度検出装置、バルブ開度センサ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、回転軸を中心にして回転するロータに固定された磁石を検出対象と連動して回転させ、磁石の回転により生じる磁界の変化を磁気検出素子で検出し、この磁気検出素子のセンサ出力信号に基づいて検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１では、磁石が、回転軸近傍に略平行で、磁束密度が略均一な磁界を形成する２つのマグネットにより構成されている。これらのマグネットは、互いに１８０°反対側に配置されている。
【０００３】
また、磁気検出素子は、２つのマグネットに対して相対的に回転する２つのホール素子により構成されている。これらのホール素子は、回転方向に互いに９０°の角度をなすように回転軸近傍に設置されている。この結果、２つのホール素子の近傍には、検出対象の回転角度に関わらず、平行で磁束密度が均一な磁界が形成される。これにより、２つのホール素子は、検出対象の回転角度に応じた適正なセンサ出力信号を３６０°の角度範囲で出力することができる。
ところが、特許文献１の回転角度検出装置においては、マグネットおよびホール素子が共に２個ずつ必要となるので、部品点数が多くコストを上昇させるという不具合があった。
【０００４】
ここで、内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室にそれぞれ連通する複数の吸気通路を開閉する複数のバルブの開度（回転角度）を検出する回転角度検出装置が知られている。この回転角度検出装置は、複数のバルブを支持固定するピンロッドと連動して回転するロータと、このロータの端面に固定されて、ロータの回転軸と平行な軸方向に磁力線が向くように着磁された１個の磁石と、この磁石に対して相対的に回転する１個の磁気センサとを備えている。
磁石は、プラスチックマグネットが使用されている。また、磁気センサは、リニアタイプのホール素子が使用されている。
ところが、従来の回転角度検出装置においては、プラスチックマグネットを使用しているので、コストが高いという問題がある。
また、単純に磁気センサとして１個のＯＮ−ＯＦＦタイプのホール素子を使用し、１個のフェライト磁石を使用した場合、バルブの中間固着故障、バルブの開オーバーターン（全開位置を通り越す故障）、リンクの位相ズレ等の故障検出ができないという問題がある。
【０００５】
ここで、図７および図８は、例えば内燃機関の可変吸気システムに搭載される吸気通路長切替バルブ（以下バルブと略す）の開度を検出する回転角度検出装置（従来例１及び２）の概略構造を示した図である。
回転角度検出装置（従来例１）は、図７に示したように、バルブと連動して回転するロータ１００と、このロータ１００における全閉位置に対応した部位（ロータ端面）に固定された１個のマグネット１０１と、ロータ１００と連動して回転するマグネット１０１の磁束を検出する１個の磁気センサ１０３とを備えている。
ロータ１００の回転中心軸線（Ｏ）を中心とする所定の回転軌跡上で、且つバルブの全閉位置に対応した位置（バルブ全閉時に磁気センサ１０３の感磁面と対向する部位）には、マグネット１０１が固定されている。マグネット１０１は、ロータ１００の回転軸と平行な回転軸方向に着磁した直方体形状のプラスチックマグネットである。また、磁気センサ１０３は、ＯＮ−ＯＦＦタイプのホールＩＣが使用されている。
【０００６】
回転角度検出装置（従来例１）は、ロータ１００が回転中心軸線（Ｏ）を中心にして回転してバルブが全閉位置まで閉じると、マグネット１０１の磁極面と磁気センサ１０３の感磁面とが所定のギャップを隔てて対向して配置される。このとき、マグネット１０１から発生し、磁気センサ１０３を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度となる。あるいは磁気センサ１０３の感磁面に対するマグネット１０１の磁力線の交差角度（入射角度）が略直角となり、磁気センサ１０３のセンサ出力信号（センサ出力電圧）がＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
【０００７】
回転角度検出装置（従来例２）は、図８に示したように、バルブと連動して回転するロータ１００と、このロータ１００の回転中心軸線（Ｏ）を中心にした同一円周上においてロータ１００の回転方向に別々に離れて固定された２個のマグネット１０１、１０２と、ロータ１００と連動して回転する２個のマグネット１０１、１０２の磁束を検出する１個の磁気センサ１０３とを備えている。
ロータ１００の回転軸を中心とする所定の回転軌跡上で、且つバルブの全閉位置に対応した部位（バルブ全閉時に磁気センサ１０３の感磁面と対向する部位）には、マグネット１０１が固定されている。また、ロータ１００の回転軸を中心とする所定の回転軌跡上で、且つバルブの全開位置に対応した部位（バルブ全開時に磁気センサ１０３の感磁面と対向する部位）には、マグネット１０２が固定されている。
マグネット１０１、１０２は、ロータ１００の回転軸と平行な回転軸方向に着磁した直方体形状のプラスチックマグネットである。また、磁気センサ１０３は、ＯＮ−ＯＦＦタイプのホールＩＣが使用されている。
【０００８】
回転角度検出装置（従来例２）は、ロータ１００が回転してバルブが全閉位置まで閉じると、マグネット１０１の磁極面と磁気センサ１０３の感磁面とが所定のギャップを隔てて対向して配置される。このとき、マグネット１０１から発生し、磁気センサ１０３を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度となる。あるいは磁気センサ１０３の感磁面に対するマグネット１０１の磁力線の交差角度（入射角度）が略直角となり、磁気センサ１０３のセンサ出力信号（センサ出力電圧）がＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
また、ロータ１００が回転してバルブが全開位置まで開くと、マグネット１０２の磁極面と磁気センサ１０３の感磁面とが所定のギャップを隔てて対向して配置される。このとき、マグネット１０２から発生し、磁気センサ１０３を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度となる。あるいは磁気センサ１０３の感磁面に対するマグネット１０２の磁力線の交差角度（入射角度）が略直角となり、磁気センサ１０３のセンサ出力電圧がＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
【０００９】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の回転角度検出装置（従来例１）においては、マグネット１０１がバルブの全閉位置に対応した位置のみに設置されている。これにより、バルブの全閉位置を検出した以降は、磁気センサ１０３の感磁面に対するマグネット１０１の磁力線の交差角度（入射角度）が鋭角となり、磁気センサ１０３を通過する磁束密度が低磁束密度となるので、磁気センサ１０３より出力されるセンサ出力電圧が一定値（ＯＦＦ電圧Ｖ２、Ｖ３）となる。このため、バルブの全開位置（Ｖ３）、バルブの開オーバーターン（全開位置を通り越す故障：Ｖ３）とバルブの中間固着故障（Ｖ２）との識別（検出）ができないという問題があった。
【００１０】
また、従来の回転角度検出装置（従来例２）においては、マグネット１０１がバルブの全閉位置に対応した位置に設置され、マグネット１０２がバルブの全開位置に対応した位置に設置されているが、２個のマグネット１０１、１０２が同一寸法（サイズ）の直方体形状に形成されている。これにより、磁気センサ１０３は、バルブ全閉時およびバルブ全開時におけるセンサ出力電圧が同一レベル（Ｖ１）で、センサ出力時間も同じなので、バルブの全閉位置（Ｖ１）と全開位置（Ｖ１）との識別ができず、バルブの開オーバーターン（全開位置を通り越す故障：Ｖ３）なのか、あるいはバルブの中間固着故障（Ｖ２）なのかの識別（検出）ができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２１８５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、バルブの全閉位置と全開位置との判別（検出）を的確に行うことのできる回転角度検出装置を提供することにある。また、バルブの開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことのできる回転角度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、２つの第１、第２磁石は、バルブの回転に連動して回転するロータの回転軸と平行な軸方向に磁力線が向くように着磁されている。また、ロータは、バルブの全閉位置または全開位置に対応した位置に第１磁石を設置し、且つバルブの全開位置または全閉位置に対応した位置に第２磁石を設置している。また、２つの第１、第２磁石は、ロータの回転方向に所定の位相差を持って（所定の距離だけ別々に離れた位置に）設置されている。
そして、２つの第１、第２磁石を設置したロータの回転に伴って、磁気センサを通過する磁束密度が変化する。
【００１４】
このとき、第１磁石または第２磁石は、第２磁石の形状または第１磁石の形状と異なる形状を有している。つまり２つの第１、第２磁石は、互いに異なる形状に形成されている。このため、第１磁石と磁気センサとが対向した時に磁気センサより出力される信号（センサ出力信号）と、第２磁石と磁気センサとが対向した時に磁気センサより出力される信号（センサ出力信号）とが異なるものとなるので、バルブの全閉位置と全開位置との判別（検出）を的確に行うことができる。また、バルブの開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路を開閉して、内燃機関の吸気通路を流れる吸入空気を制御するバルブ（吸気制御弁の弁体）を備えている。これにより、内燃機関の吸気装置に使用されるバルブの全閉位置と全開位置との判別（検出）を的確に行うことができる。また、内燃機関の吸気装置に使用されるバルブの開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の燃焼室とサージタンクとを連通し、互いに吸気通路長が異なる２つの第１、第２吸気通路のうち吸気通路長が短い方の吸気通路を開閉するバルブ（可変吸気制御弁の弁体）を備えている。これにより、内燃機関の可変吸気装置に使用されるバルブの全閉位置と全開位置との判別（検出）を的確に行うことができる。また、内燃機関の可変吸気装置に使用されるバルブの開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことができる。したがって、内燃機関の可変吸気装置の故障検出を容易に行うことができる。
請求項４に記載の発明によれば、バルブとロータとを連結する複数のリンクプレートと、ロータおよび複数のリンクプレートを介して、バルブを回転駆動するアクチュエータとを備えている。これにより、リンク式の吸気装置の故障検出を容易に行うことができる。  
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、第２磁石の形状または第１磁石の形状と異なる形状とは、第２磁石の幅または第１磁石の幅と異なる形状のことである。つまり２つの第１、第２磁石として、サイズのみが異なる相似形状の磁石、すなわち、幅寸法の異なる直方体形状の磁石が使用されている。
請求項６に記載の発明によれば、第２磁石の形状または第１磁石の形状と異なる形状とは、第２磁石の高さまたは第１磁石の高さと異なる形状のことである。つまり２つの第１、第２磁石として、サイズのみが異なる相似形状の磁石、すなわち、高さ寸法の異なる直方体形状の磁石が使用されている。
なお、２つの第１、第２磁石として、バルブ全閉時に第１磁石と磁気センサとの距離（ギャップ長）とバルブ全開時に第２磁石と磁気センサとの距離（ギャップ長）とが異なるように、オフセット配置された磁石を使用しても良い。
また、２つの第１、第２磁石として、サイズ、形状が同じでも磁気特性の異なる、例えば磁気の強さまたは磁力線の本数が異なる磁石を使用しても良い。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、磁気センサは、ＯＮ−ＯＦＦタイプの磁気検出素子を含んで構成されている。
請求項８に記載の発明によれば、磁気センサは、リニアタイプの磁気検出素子を含んで構成されている。
請求項９に記載の発明によれば、２つの第１、第２磁石としてフェライト磁石が採用されている。つまりプラスチックマグネットよりも安価なフェライトマグネットを使用することにより、コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は回転角度検出装置（バルブ開度センサ）を示した概略図で、（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した特性図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は内燃機関の可変吸気システムを示した断面図で、（ｂ）はエンジン制御システムを示した構成図である（実施例１）。
【図３】インテークマニホールドを示した断面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）はリンク機構とアクチュエータを示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ方向矢視図である（実施例１）。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は回転角度検出装置（バルブ開度センサ）を示した概略図で、（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した特性図である（実施例２）。
【図７】（ａ）は回転角度検出装置を示した概略図で、（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した特性図である（従来例１）。
【図８】（ａ）は回転角度検出装置を示した概略図で、（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した特性図である（従来例２）。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、バルブの全閉位置と全開位置との判別（検出）を的確に行うという目的、また、バルブの開オーバーターンなのか、あるいはバルブの中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うという目的を、２つの第１、第２磁石を互いに異なる形状となるように設け、バルブの全閉位置に対応した部位に第１磁石を設置し、且つバルブの全開位置に対応した部位に第２磁石を設置することで実現した。
【実施例１】
【００２０】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１（ａ）は回転角度検出装置（バルブ開度センサ）を示した図で、図１（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した図で、図２（ａ）は内燃機関の可変吸気システムを示した図で、図２（ｂ）はエンジン制御システムを示した図で、図３はインテークマニホールドを示した図で、図４（ａ）はリンク機構とアクチュエータを示した図で、図４（ｂ）はリンク機構を示した図で、図５はアダプタを示した図である。
【００２１】
本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、複数の気筒を有する内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室に供給される吸入空気を制御する内燃機関の吸気制御装置として使用されるものである。
内燃機関の吸気制御装置は、エアクリーナ（内燃機関のエアクリーナ）、電子スロットル装置（内燃機関のスロットル装置）、リンク式の可変吸気装置（内燃機関の可変吸気装置）等を備えている。
【００２２】
ここで、本実施例の可変吸気装置は、検出対象であるバルブ１のシャフト２と連動して回転するシャフト３を中心にして回転するロータプレート４と、このロータプレート４に固定された２つのマグネット５、６と、ロータプレート４の回転、特に２つのマグネット５、６の回転に伴う磁束密度の変化（磁気変化）を検出する磁気センサ７とを備え、２つのマグネット５、６をバルブ１と連動して回転させ、２つのマグネット５、６の回転により生じる磁束密度の変化を磁気センサ７で検出し、この磁気センサ７から出力される電気信号に基づいてバルブ１の回転角度を検出する非接触式の回転角度検出装置を備えている。
なお、バルブ１の回転軸であるシャフト２と、ロータプレート４の回転軸であるシャフト３とを連結するリンク機構は、３つのリンクプレート１１〜１３およびストッパレバー１４等を有している。
【００２３】
エンジンは、エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気とインジェクタより噴射された燃料との混合気を、各気筒毎の燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーによりエンジン出力トルクを得る４気筒ガソリンエンジンである。このエンジンには、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸入空気を導入するための吸気ダクト（インテークダクト、吸気管）と、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気ダクト（エキゾーストダクト、排気管）とが接続されている。
【００２４】
吸気ダクトは、エアクリーナケース、スロットルボディ、エアコネクタ２１、サージタンク２２およびインテークマニホールド２３等によって構成されて、エンジン本体２４に接続されている。吸気ダクトの内部には、エアクリーナで濾過された清浄な空気を、電子スロットル装置のスロットルボディ、インテークマニホールド２３を経由して、エンジンの各気筒毎の燃焼室に導入するための吸気通路（内燃機関の吸気通路）が形成されている。
排気ダクトは、エンジン本体２４に接続するエキゾーストマニホールド等によって構成されている。排気ダクトの内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスを、エキゾーストマニホールド、排気浄化装置を経由して、外部に排出するための排気通路（内燃機関の排気通路）が形成されている。
【００２５】
エアコネクタ２１は、電子スロットル装置のスロットルボディの下流端とサージタンク２２の上流端とを連結する。このエアコネクタ２１の内部には、共通吸気通路が形成されている。また、エアコネクタ２１の入口部は、共通吸気通路の壁面（空気流方向の上流側壁面）で開口しており、スロットルボディ内に形成されるスロットルボアに連通している。また、エアコネクタ２１の出口部は、共通吸気通路の壁面（空気流方向の下流側壁面）で開口しており、サージタンク２２内に形成されるサージタンク室２５に連通している。また、エアコネクタ２１には、ＥＧＲガスまたはブローバイガスまたは燃料蒸気ガス等のガス導入パイプが接続されている。
【００２６】
サージタンク２２は、吸入空気の圧力脈動を低減すると共に、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに接続するインテークマニホールド２３の各吸気分岐管に吸入空気を分配するサージタンク部を有している。このサージタンク部の内部には、サージタンク室２５が形成されている。また、サージタンク部の入口部は、サージタンク室２５の壁面（空気流方向の上流側壁面）で開口しており、エアコネクタ２１内に形成される共通吸気通路に連通している。また、サージタンク部の出口部は、サージタンク室２５の壁面（空気流方向の下流側壁面）で開口しており、インテークマニホールド２３の各吸気分岐管毎に形成される独立吸気通路に連通している。
【００２７】
インテークマニホールド２３は、複数のパーツよりなり、サージタンク２２の複数の出口部にそれぞれ接続する複数の吸気分岐管を備えている。なお、複数のパーツは、全て合成樹脂によって形成されている。
複数の吸気分岐管は、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに独立して接続されて、サージタンク室２５より分岐している。これらの吸気分岐管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートとサージタンク２２のサージタンク室２５とを連通する独立吸気通路がそれぞれ形成されている。
各独立吸気通路は、互いに吸気通路長が異なる２つの分岐吸気通路（第１、第２吸気通路）３１、３２、およびこれらの分岐吸気通路３１、３２の合流部３３とエンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートとを連通する共通吸気通路３４を含んで構成されている。  
【００２８】
各分岐吸気通路３１は、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面（空気流方向の下流側壁面）で開口した入口ポート２６から合流部３３までの吸気通路長が、各分岐吸気通路３２の吸気通路長よりも長くなっている。
各分岐吸気通路３２は、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面（空気流方向の下流側壁面）で開口した入口ポート２７から合流部３３までの吸気通路長が、各分岐吸気通路３１の吸気通路長よりも短くなっている。
なお、インテークマニホールド２３には、２つの分岐吸気通路３１、３２を区画する隔壁部２８、２９が形成されている。また、共通吸気通路３４を設けずに、２つの分岐吸気通路３１、３２の合流部３３が、エンジンの各吸気ポート内に設けられていても構わない。
【００２９】
エンジンのエンジン本体２４は、複数の気筒（第１〜第４気筒）を有し、第１〜第４気筒が気筒配列方向に直列に配置されたシリンダブロックと、複数の吸気ポートおよび複数の排気ポートを有するシリンダヘッドとを備えている。
エンジンの各気筒毎に独立して接続される複数の吸気ポート（インテークポート）は、ポペット型の吸気バルブ（インテークバルブ）によって開閉される。また、エンジンの各気筒毎に独立して接続される複数の吸気ポートは、ポペット型の排気バルブ（エキゾーストバルブ）によって開閉される。
【００３０】
エンジン本体２４のシリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するようにスパークプラグが取り付けられている。また、シリンダヘッドには、吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）が取り付けられている。また、エンジン本体２４のシリンダブロックの内部には、気筒配列方向に複数の燃焼室（第１〜第４燃焼室）が形成されている。また、シリンダブロックの内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストンが、シリンダボアの中心軸線方向に摺動自在に支持されている。
【００３１】
本実施例の可変吸気装置は、エンジンの運転状況（運転状態）に対応して、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面で開口した入口ポート２６、２７から合流部３３までの吸気通路長を変更し、エンジンの吸気通路内に発生する吸気脈動効果および慣性過給効果を有効利用して、エンジン出力トルクの向上を図るようにした可変吸気システム（内燃機関の可変吸気システム：ＶＩＣＳ）である。
ここで、慣性過給効果とは、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸い込まれる吸入空気の脈動によって発生する慣性力を利用して、より多くの吸入空気をエンジンの各気筒毎の燃焼室に吸入する過給効果のことである。
【００３２】
可変吸気装置は、内部に２つの分岐吸気通路３１、３２が形成されたインテークマニホールド（ダクト）２３と、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面で開口した入口ポート２６、２７から合流部３３までの吸気通路長（または吸気通路断面積でも良い）を変更する可変吸気制御弁（吸気通路長可変弁、吸気通路断面積可変弁）と、この可変吸気制御弁の弁体であるバルブ１を閉弁作動方向（または開弁作動方向）に付勢するリターンスプリングと、可変吸気制御弁のバルブ１を開弁作動方向（または閉弁作動方向）に回転駆動するアクチュエータと、バルブ１の実際の開度（バルブ角度、実バルブ開度）が、エンジン回転速度（エンジン回転数：ＮＥ）に対応した目標バルブ開度（目標バルブ角度）となるように、アクチュエータを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）８とを備えている。
インテークマニホールド２３の各吸気分岐管の内部には、上述したように、２つの分岐吸気通路３１、３２および１つの共通吸気通路３４がそれぞれ形成されている。このインテークマニホールド２３の内部には、シャフト２の回転軸方向に貫通する貫通孔３５が形成されている。
【００３３】
可変吸気制御弁は、各分岐吸気通路３２を開閉する複数のバルブ１、およびこのバルブ１を支持固定する１つのシャフト２等を有している。
バルブ１は、分岐吸気通路３２を開閉することで、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面で開口した入口ポート２６、２７から合流部３３までの吸気通路長を変更するバタフライ型バルブである。これらのバルブ１は、各吸気分岐管の内部（各分岐吸気通路３２）において、合流部３３よりも吸気流方向の上流側に設置されている。
【００３４】
バルブ１は、１本のシャフト２に串刺し状態となるように結合された回転型のバルブである。これらのバルブ１は、分岐吸気通路３２を閉鎖する全閉位置（バルブ全閉位置）から、分岐吸気通路３２を開放する全開位置（バルブ全開位置）に至るまでの作動可能範囲（バルブ１の作動可能範囲）に渡ってバルブ開度（回転角度）が変更されることで、インテークマニホールド２３の各吸気分岐管に対して相対回転する。
バルブ１は、シャフト２の周囲を取り囲むようにバルブ軸３６を有している。このバルブ軸３６の内部には、シャフト２の回転軸方向に貫通する貫通孔（多角孔、四角孔）３７が形成されている。
【００３５】
シャフト２は、その回転軸方向に垂直な断面が多角形状（例えば四角形状）に形成された多角断面シャフト（角形鋼製シャフト）である。このシャフト２は、バルブ１を串刺し状態で結合する回転軸であって、インテークマニホールド２３に形成された回転軸方向の貫通孔３５を貫通してインテークマニホールド２３に組み込まれ、軸受け部材３８、３９を介して、インテークマニホールド２３に回転自在に軸支されている。
シャフト２は、シャフト３の回転軸と平行な回転軸方向に真っ直ぐに延びている。
また、シャフト２には、リンクプレート１１とストッパレバー１４を取り付ける軸部（リンク取付部、径小部）４０が設けられている。
【００３６】
アクチュエータは、電力の供給を受けて駆動力を発生するモータ９と、このモータ９のモータシャフト（出力軸）の駆動力を、バルブ１を串刺し状態となるように連結するシャフト２に伝達するための動力伝達機構とを備えている。
動力伝達機構は、モータ９のモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速すると共に、モータ９のモータシャフトの駆動力（モータ出力軸トルク、モータトルク）を増大させる歯車減速機構、およびこの歯車減速機構の出力軸であるシャフト３の回転運動を、シャフト２に伝達するリンク機構等によって構成されている。
【００３７】
歯車減速機構は、モータ９のモータシャフトに固定されたモータギヤ、このモータギヤに噛み合う中間減速ギヤ、およびこの中間減速ギヤに噛み合う最終減速ギヤ４１を有している。これらの各ギヤは、アクチュエータケースの内部に回転自在に収容されている。
ここで、シャフト３または最終減速ギヤ４１に、全てのバルブ１を閉弁作動方向または開弁作動方向に付勢するスプリングを組み付けても良い。
最終減速ギヤ４１は、合成樹脂によって円弧状に形成されている。この最終減速ギヤ４１の内部には、シャフト３の外周に支持固定されるストッパレバー（ギヤストッパ）４２がインサート成形されている。
【００３８】
最終減速ギヤ４１およびストッパレバー４２は、座付きボルト４３を用いてシャフト３の回転軸方向の他端部に結合（締結固定）されている。
ストッパレバー４２の折り曲げ部４４の回転方向の一方側（閉弁作動方向）には、全閉ストッパ４５に当接可能な全閉ストッパ部が設けられている。また、ストッパレバー４２の折り曲げ部４４の回転方向の他方側（開弁作動方向）には、全開ストッパ４６に当接可能な全開ストッパ部が設けられている。
ここで、図５において、全閉ストッパ４５に近い位置に示されているストッパレバー４２の全閉ストッパ部は、リンク機構の位相ズレ等が発生していない場合、バルブ全閉位置に対応した位置で停止している。また、図５において、全開ストッパ４６に近い位置に示されているストッパレバー４２の全開ストッパ部は、リンク機構の位相ズレ等が発生していない場合、バルブ全開位置に対応した位置で停止している。なお、バルブ全閉位置とバルブ全開位置との位相差は、例えば８０°である。また、全閉ストッパ４５と全開ストッパ４６との位相差は、例えば９０°である。
【００３９】
モータ９および歯車減速機構の各ギヤを収容するアクチュエータケースは、インテークマニホールド２３側に設置されるアダプタ１５、およびこのアダプタ１５に取り付けられるハウジング１６等によって構成されている。
アダプタ１５の内周部には、円弧状の内周凹部４７、４８が一体的に形成されている。  アダプタ１５の内周凹部４７、４８間には、閉オーバーターン故障のない場合、可変吸気制御弁のバルブ全閉時にストッパレバー４２の全閉ストッパ部との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される凸状の全閉ストッパ４５が設けられている。また、アダプタ１５の内周凹部４７、４８間には、開オーバーターン故障のない場合、可変吸気制御弁のバルブ全開時にストッパレバー４２の全開ストッパ部との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される凸状の全開ストッパ４６が設けられている。
【００４０】
アダプタ１５は、締結ボルト４９を用いてハウジング１６を結合（締結固定）する結合フランジ５１を有している。また、ハウジング１６は、アダプタ１５の結合フランジ５１に結合（締結固定）される結合フランジ５２を有している。
アダプタ１５の内部には、シャフト３の回転軸方向に貫通する貫通孔５３が形成されている。
シャフト３は、バルブ１のシャフト２の回転軸と平行な回転軸方向に真っ直ぐに延びている。また、シャフト３は、オイルシール５４、ベアリング５５およびボールベアリング５６を介して、アダプタ１５の内周部（貫通孔５３の孔壁面）に回転自在に支持されている。シャフト３の回転軸方向の一端部には、リンク機構のリンクプレート１３がナット等を用いて結合（締結固定）される軸部（リンク取付部、径小部）５７が設けられている。また、シャフト３の回転軸方向の他端部には、座付きボルト４３のボルト軸部と螺合するネジ孔が形成されている。
【００４１】
リンク機構は、３つのリンクプレート１１〜１３およびストッパレバー１４等を有している。３つのリンクプレート１１〜１３は、バルブ１のシャフト２とシャフト３とを連結することで、バルブ１のシャフト２とシャフト３とを同一方向に回転させることができる。
リンクプレート１１は、バルブ１のシャフト２とリンクプレート１２とを機械的に連結する第１リンク部材である。このリンクプレート１１は、リンクプレート１２を回転自在に軸支するピン６１が固定されている。また、リンクプレート１２は、リンクプレート１１とリンクプレート１３とを機械的に連結する第２リンク部材である。このリンクプレート１２は、リンクプレート１１のピン６１とリンクプレート１３のピン６２とを連結している。また、リンクプレート１３は、リンクプレート１２とシャフト３とを機械的に連結する第３リンク部材である。このリンクプレート１３は、リンクプレート１２を回転自在に軸支するピン６２が固定されている。
【００４２】
また、バルブ１のシャフト２とリンクプレート１１との間には、ストッパレバー１４が挟み込まれて固定されている。このストッパレバー１４は、リンクプレート１１と共に、ナット等を用いて結合（締結固定）されている。
ストッパレバー１４は、インテークマニホールド２３等の固定部材に一体的に形成された全閉ストッパ６３または全開ストッパ６４に選択的に係止されるように構成されている。このストッパレバー１４の回転方向の一端側には、全閉ストッパ６３に係止される全閉ストッパ部が設けられている。また、ストッパレバー１４の回転方向の他端側には、全開ストッパ６４に係止される全開ストッパ部が設けられている。
【００４３】
ここで、バルブ１を回転駆動するモータ９は、ＥＣＵ８によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
ＥＣＵ８には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
また、ＥＣＵ８は、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、磁気センサ７を含むバルブ開度センサ（回転角度検出装置）、冷却水温センサおよびエアフローメータ等の各種センサからのセンサ出力信号が、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、これらのクランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、バルブ開度センサ、冷却水温センサおよびエアフローメータ等によって、エンジンの運転状況（運転状態）を検出する運転状態検出手段が構成される。
【００４４】
そして、各種センサからのセンサ出力信号は、マイクロコンピュータのメモリに格納された制御プログラムまたは制御ロジックの制御周期毎に繰り返し読み込まれる。
ここで、クランク角度センサは、エンジンのクランクシャフトの回転角度を電気信号に変換するピックアップコイルよりなり、例えば３０°ＣＡ（クランク角度）毎にＮＥパルス信号が出力される。また、マイクロコンピュータは、クランク角度センサより出力されたＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転数（ＮＥ）を検出（算出）するための回転速度検出手段として機能する。
【００４５】
また、マイクロコンピュータは、磁気センサ７より出力されるセンサ出力信号（センサ出力電圧：Ｖｏｕｔ）を検出するセンサ出力信号検出回路（センサ出力電圧検出回路）、およびこのセンサ出力信号検出回路で検出されたセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）に基づいて、実バルブ開度（バルブ回転角度）を特定するセンサ出力信号処理回路等を含んでいる。  そして、マイクロコンピュータは、検出したエンジン回転数（ＮＥ）に基づいて目標バルブ開度を算出し、実バルブ開度が目標バルブ開度と一致するようにモータ９に電力を供給する。これにより、バルブ１の開度が制御される。
【００４６】
バルブ開度センサは、バルブ１を支持固定するシャフト２と連動して回転するシャフト３に固定されたロータプレート４と、このロータプレート４の回転中心軸線方向と平行な回転軸方向に磁力線が向くように着磁された２個のマグネット（磁石）５、６と、ロータプレート４と連動して回転する２個のマグネット５、６の磁束を検出する１個の磁気センサ７とを備えている。
そして、磁気センサ７より出力されるセンサ出力信号（センサ出力電圧：Ｖｏｕｔ）は、所定のサンプリング周期毎に繰り返しＡ／Ｄ変換回路を介してマイクロコンピュータに取り込まれる。
【００４７】
ロータプレート４は、非磁性材料によって形成されて、シャフト３の回転軸方向の他端部に結合（締結固定）されている。具体的に、ロータプレート４は、座付きボルト４３のボルト軸部の外周に環状のスペーサ６５と共に嵌合され、ストッパレバー４２と座付きボルト４３との間にスペーサ６５と共に挟み込まれている。
このロータプレート４は、磁気センサ７と対向する側の端面（対向面）に２つのマグネット５、６を別々に離した状態で固定している。具体的に、ロータプレート４は、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）にマグネット５を合成樹脂（非磁性体）６６のモールド成形により設置（固定）している。また、ロータプレート４は、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）にマグネット６を合成樹脂６６のモールド成形により設置（固定）している。
【００４８】
２つのマグネット５、６は、ロータプレート４の回転中心である回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向に磁力線が向くように着磁された直方体形状のフェライト磁石である。これらのマグネット５、６は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）を中心とした同一円周上において、別々に離れた位置に設置（固定）されている。また、２つのマグネット５、６は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）を中心とした同一円周上において、所定の位相差（例えば８０°の回転角度差）を持って設置（固定）されている。具体的には、ロータプレート４の回転方向に所定の距離（例えばバルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまでの距離）だけ離れた別々の位置（つまり全閉位置に対応した位置、全開位置に対応した位置）に２つのマグネット５、６が固定されている。
【００４９】
ここで、バルブ全閉時、つまりマグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップを隔てて対向して配置される時に、マグネット６の磁力線、あるいはマグネット６の磁極面から発生した磁束の影響を磁気センサ７が受けない程度、２つのマグネット５、６間の距離を開けることが望ましい。逆に、バルブ全開時、つまりマグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップを隔てて対向して配置される時に、マグネット５の磁力線、あるいはマグネット５の磁極面から発生した磁束の影響を磁気センサ７が受けない程度、２つのマグネット５、６間の距離を開けることが望ましい。
【００５０】
マグネット５は、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されて、バルブ全閉位置に対応した磁力を発生する第１磁力発生手段（第１磁石）である。このマグネット５は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の一方側（図１（ａ）において図示上方側、図４（ａ）において図示右方側）に向いた磁極面の極性がＮ極とされ、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の他方側（図１（ａ）において図示下方側、図４（ａ）において図示左方側）に向いた磁極面の極性がＳ極とされている。
【００５１】
マグネット６は、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されて、バルブ全開位置に対応した磁力を発生する第２磁力発生手段（第２磁石）である。このマグネット６は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の一方側（図１（ａ）において図示上方側、図４（ａ）において図示右方側）に向いた磁極面の極性がＮ極とされ、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の他方側（図１（ａ）において図示下方側、図４（ａ）において図示左方側）に向いた磁極面の極性がＳ極とされている。
【００５２】
そして、２つのマグネット５、６は、互いに異なる形状に形成されている。ここで、ロータプレート４の回転方向に沿った幅方向の寸法（サイズ）が異なる相似形状の２つのマグネット５、６も、互いに異なる形状に形成されたマグネットに該当するものとする。つまりマグネット５の磁極面の幅方向の寸法（サイズ）とマグネット６の磁極面の幅方向の寸法（サイズ）とが異なっている。すなわち、２つのマグネット５、６は、幅違いである。
具体的に、マグネット５の幅は、マグネット６の幅よりも小さい。これにより、図１（ｂ）に示したように、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力信号（センサ出力電圧、ＯＮ電圧：Ｖ１）は、バルブ全閉時とバルブ全開時との間でセンサ出力時間が異なることになる。
【００５３】
例えばロータプレート４の回転に伴って、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置された際（バルブ全閉時）に、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧は、バルブ全開時と比べてセンサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
また、ロータプレート４の回転に伴って、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置された際（バルブ全開時）に、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧は、バルブ全閉時と比べてセンサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
【００５４】
磁気センサ７は、１つのホール素子を有する１つのホールＩＣを使用している。この磁気センサ７のセンサリード出力端子は、ＥＣＵ８に電気的に接続されている。
磁気センサ７は、２つのマグネット５、６のうちの少なくとも一方のマグネットの磁極面から発生し、磁気センサ７自身を通過する磁束密度の変化を検出する非接触式のホール素子（磁気検出素子）と、このホール素子の出力電圧（ホール電圧）を増幅する増幅回路とを一体化したホールＩＣである。なお、ホールＩＣの板厚方向の両側には、感磁面が形成されている。また、ホールＩＣの板厚方向の両側に磁性体（磁性プレート）を設置しても良い。
【００５５】
磁気センサ７は、ロータプレート４の対向面（２つのマグネット５、６の設置面）に対して所定の回転軸方向距離を隔てて対向するようにハウジング１６のセンサ搭載部に設置されている。
磁気センサ７は、バルブ全閉時（本例では全閉位置近傍も含む）に、マグネット５の磁極面との間に所定のギャップを隔てて対向して配置される。なお、磁気センサ７の感磁面の幅方向の中心位置（全閉位置）において、マグネット５の磁力線が磁気センサ７の感磁面に対して略９０°の交差角度で入射するように、マグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面とを対向させることが望ましい。
【００５６】
磁気センサ７は、バルブ全開時（本例では全開位置近傍も含む）に、マグネット６の磁極面との間に所定のギャップを隔てて対向して配置される。なお、磁気センサ７の感磁面の幅方向の中心位置（全開位置）において、マグネット６の磁力線が磁気センサ７の感磁面に対して略９０°の交差角度で入射するように、マグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面とを対向させることが望ましい。
磁気センサ７は、ＯＮ−ＯＦＦタイプのホール素子（非接触式の磁気検出素子）を含んで構成されている。この磁気センサ７は、自身を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度の時、つまり２つのマグネット５、６のうちの少なくとも一方のマグネットの磁力線と自身の感磁面との交差角度が所定角度（略直角：９０°）以上の時に、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が最大値（ＯＮ電圧：Ｖ１）となるように構成されている。
【００５７】
また、磁気センサ７は、自身を通過する磁束密度が所定値よりも低い低磁束密度の時、つまり２つのマグネット５、６のうちの少なくとも一方のマグネットの磁力線と自身の感磁面との交差角度が所定角度（略直角：９０°）よりも小さい時に、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が最小値（ＯＦＦ電圧：Ｖ２、Ｖ３）となるように構成されている。
なお、２つのマグネット５、６のうちの少なくとも一方のマグネットの磁気変化、あるいは２つのマグネット５、６のうちの少なくとも一方のマグネットの磁力線が磁気センサ７の感磁面と交差する角度を検出するホール素子を使用しても良い。
【００５８】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の可変吸気装置（内燃機関の可変吸気システム）の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００５９】
エンジンの低回転領域においては、バルブ１のシャフト２とリンクプレート１１との間に挟み込まれたストッパレバー１４が全閉ストッパ６３に突き当たるまで、バルブ１がモータ９の駆動力によって閉弁作動方向に回転駆動される。これにより、バルブ１の開度（可変吸気制御弁のバルブ開度）が全閉開度の状態（全閉位置）となるように規制される。このとき、シャフト３に固定されたストッパレバー４２の全閉ストッパ部は、アダプタ１５の内周面に設けられる全閉ストッパ４５との間に所定の隙間を隔てて対向して配置され、両者は接触しない。
【００６０】
一方、ロータプレート４の回転に伴って、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置される。このようなバルブ全閉時には、磁気センサ７より出力されるセンサ出力電圧が、センサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
ＥＣＵ８は、センサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）を検出すると、バルブ１の開度が全閉位置に到達したと判断して、モータ９への電力の供給を停止する。つまりモータ９をＯＦＦする。
【００６１】
このような可変吸気制御弁のバルブ全閉時には、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面で開口した入口ポート２６から分岐吸気通路３１のみに吸入空気が流入する。そして、分岐吸気通路３１に流入した吸入空気は、吸気バルブが開弁している吸気ポートに連通する共通吸気通路３４から燃焼室内に導入される。
このとき、サージタンク２２のサージタンク室２５から２つの分岐吸気通路３１、３２の合流部３３までの吸気通路長は、比較的に長い通路長となる。
これにより、エンジンの慣性過給効果を利用した低回転領域における吸入空気量の充填効率を良好なものとすることができるので、エンジン出力を向上することができる。
【００６２】
エンジンの高回転領域においては、ストッパレバー１４が全開ストッパ６４に突き当たるまで、バルブ１がモータ９の駆動力によって開弁作動方向に回転駆動される。これにより、バルブ１の開度が全開開度の状態（全開位置）となるように規制される。このとき、シャフト３に固定されたストッパレバー４２の全開ストッパ部は、アダプタ１５の内周面に設けられる全開ストッパ４６との間に所定の隙間を隔てて対向配置され、両者は接触しない。
ここで、本実施例の可変吸気装置では、分岐吸気通路３１よりも分岐吸気通路３２の方が吸気通路長が短く、分岐吸気通路３２を通過する吸入空気の圧力損失（通風抵抗）の方が分岐吸気通路３１を通過する吸入空気の圧力損失（通風抵抗）よりも小さいため、サージタンク室２５内に導入される吸入空気は、分岐吸気通路３１よりも分岐吸気通路３２の方に流れ込み易い。
【００６３】
一方、ロータプレート４の回転に伴って、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置される。このようなバルブ全開時には、磁気センサ７より出力されるセンサ出力電圧が、センサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
ＥＣＵ８は、センサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）を検出すると、バルブ１の開度が全開位置に到達したと判断して、モータ９への電力の供給を停止する。つまりモータ９をＯＦＦする。
【００６４】
このような可変吸気制御弁のバルブ全開時には、サージタンク２２のサージタンク室２５の壁面で開口した入口ポート２７から分岐吸気通路３２に吸入空気が流入する。そして、分岐吸気通路３２に流入した吸入空気は、吸気バルブが開弁している吸気ポートに連通する共通吸気通路３４から燃焼室内に導入される。
このとき、サージタンク２２のサージタンク室２５から２つの分岐吸気通路３１、３２の合流部３３までの吸気通路長は、比較的に短い通路長となる。また、サージタンク２２のサージタンク室２５から２つの分岐吸気通路３１、３２の合流部３３までの吸気通路断面積は、分岐吸気通路３１のみが開放されている場合と比べて広い断面積となる。
これにより、エンジンの慣性過給効果を利用した高回転領域における吸入空気量の充填効率を良好なものとすることができるので、エンジン出力を向上することができる。
【００６５】
［実施例１の検出方法］
次に、本実施例の内燃機関の可変吸気システムのバルブ開度（バルブ回転角度）を検出する回転角度検出装置による全閉位置、全開位置、中間固着故障および開オーバーターン故障の検出方法を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００６６】
先ず、バルブ全閉時には、全閉位置に対応した部位に設置されたマグネット５の磁極面（極性がＳ極）と磁気センサ７の感磁面とが所定のギャップを隔てて対向（相対）して配置される。この場合、マグネット５の磁力線と磁気センサ７の感磁面との交差角度が所定角度（略９０°）以上となるので、磁気センサ７自身を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度となる。これにより、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力信号（センサ出力電圧：Ｖｏｕｔ）がセンサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
このとき、ＥＣＵ８は、磁気センサ７から入力したセンサ出力電圧に基づいてバルブ１の開度を判断する。ＥＣＵ８は、磁気センサ７のセンサ出力電圧が、センサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）であるため、内燃機関の可変吸気システムのバルブ開度が全閉位置に到達したと判断し、メモリに記憶する。
【００６７】
ここで、バルブ１が全閉位置から開弁作動方向に回転駆動されると、ロータプレート４の回転に伴ってマグネット５の磁力線と磁気センサ７の感磁面との交差角度が所定角度から外れるため、磁気センサ７自身を通過する磁束密度が所定値よりも低い低磁束密度となる。これにより、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が、ＯＮ電圧（Ｖ１）よりも低いＯＦＦ電圧（Ｖ２）となる。
このとき、ＥＣＵ８は、モータ９に電力を供給（バルブ１を開弁作動方向に駆動する側へ通電）しており、磁気センサ７の出力が、上記のＯＮ電圧（Ｖ１）から切り替わったＯＦＦ電圧（Ｖ２）であるため、内燃機関の可変吸気システムのバルブ開度（バルブ回転角度）が、全閉位置と全開位置との中間の位置（中間位置）にあると判断し、メモリに記憶する。
【００６８】
次に、バルブ全開時には、全開位置に対応した部位に設置されたマグネット６の磁極面（極性がＳ極）と磁気センサ７の感磁面とが所定のギャップを隔てて対向（相対）して配置される。この場合、マグネット６の磁力線と磁気センサ７の感磁面との交差角度が所定角度（略９０°）以上となるので、磁気センサ７自身を通過する磁束密度が所定値以上の高磁束密度となる。これにより、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）がセンサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
このとき、ＥＣＵ８は、磁気センサ７から入力したセンサ出力電圧に基づいてバルブ１の開度を判断する。ＥＣＵ８は、磁気センサ７のセンサ出力電圧が、センサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）であるため、内燃機関の可変吸気システムのバルブ開度が全開位置に到達したと判断し、メモリに記憶する。
【００６９】
ここで、磁気センサ７より出力されるセンサ出力電圧（実バルブ開度）と、エンジン回転速度等より演算される目標バルブ開度（全閉位置または全開位置）とを比較して、所定時間が経過しても、実バルブ開度が目標バルブ開度（全閉位置または全開位置）に到達しない場合、バルブ１が中間位置で固着する中間固着故障が考えられる。この場合、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）は、ＯＮ電圧（Ｖ１）よりも低いＯＦＦ電圧（Ｖ２）のまま所定時間以上継続される。
このとき、ＥＣＵ８は、磁気センサ７から入力したセンサ出力電圧がＯＦＦ電圧（Ｖ２）であり、しかもそのＯＦＦ電圧（Ｖ２）が所定時間以上継続しているため、内燃機関の可変吸気システムの故障、つまり中間固着故障であると判断し、メモリに記憶する。
【００７０】
また、本実施例の内燃機関の可変吸気システムにおいては、バルブ全開時にバルブ１のシャフト２とリンクプレート１１との間に挟み込まれたストッパレバー１４が全開ストッパ６４に係止されるように構成されている。このとき、バルブ１のシャフト２とロータプレート４のシャフト３とを連結するリンク機構（３つのリンクプレート１１〜１３等）に位相ズレが生じていると、ストッパレバー１４が全開ストッパ６４に突き当たる前に、シャフト３に固定されたストッパレバー４２の全開ストッパ部が全開ストッパ４６に衝突する。つまりバルブ全開時にストッパレバー４２の全開ストッパ部が全開ストッパ４６に突き当たるまで、バルブ１が過回転してしまう開オーバーターン故障となる。
この場合、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）は、ＯＮ電圧（Ｖ１）よりも低いＯＦＦ電圧（Ｖ３）となる。
このとき、ＥＣＵ８は、センサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）を通り越して、ＯＦＦ電圧（Ｖ３）を入力することになるため、内燃機関の可変吸気システムの故障、つまり開オーバーターン故障であると判断し、メモリに記憶する。
【００７１】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の可変吸気装置（内燃機関の可変吸気システム）においては、マグネット５の磁極面の幅方向の寸法（サイズ）とマグネット６の磁極面の幅方向の寸法（サイズ）とが異なっている。すなわち、２つのマグネット５、６は、ロータプレート４の回転方向に沿った幅方向の寸法（サイズ）が異なる相似形状（直方体形状）のフェライト磁石である。
【００７２】
また、ロータプレート４は、その回転中心軸線（Ｏ）を中心とした同一円周上において所定の位相差（例えば８０°の回転角度差）を持って２つのマグネット５、６を設置（固定）している。ロータプレート４は、ロータプレート４の回転方向に所定の距離を隔てて２つのマグネット５、６を設置（固定）している。
具体的には、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）にマグネット５を設置し、且つバルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）にマグネット６を設置している。これにより、マグネット５、６は、バルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまでの距離（例えば８０°）だけ離れた位置に固定されている。
【００７３】
これによって、バルブ全閉時における磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるＯＮ電圧（Ｖ１）のセンサ出力時間（磁気センサＯＮ電圧出力時間）と、バルブ全開時における磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるＯＮ電圧（Ｖ１）のセンサ出力時間とを異ならせることができる。
したがって、単純に磁気センサ７として１個のＯＮ−ＯＦＦタイプのホールＩＣを使用し、２個のフェライト磁石（マグネット５、６）を使用した場合であっても、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるＯＮ電圧（Ｖ１）のセンサ出力時間の違いに基づいてバルブ位置（実バルブ開度）を容易に特定することができるので、バルブ全閉位置とバルブ全開位置との判別（検出）を的確に行うことができる。
【００７４】
また、単純に磁気センサ７として１個のＯＮ−ＯＦＦタイプのホールＩＣを使用し、２個のフェライト磁石（マグネット５、６）を使用した場合であっても、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるＯＮ電圧（Ｖ１）のセンサ出力時間の違いに基づいてバルブ位置（実バルブ開度）を容易に検出することができる。
例えばセンサ出力時間の比較的に短いＯＮ電圧（Ｖ１）を検出した後に、バルブ１を開弁作動方向に回転駆動するようにモータ９を通電制御することで、磁気センサ７のセンサ出力電圧がＯＮ電圧（Ｖ１）よりも低いＯＦＦ電圧（Ｖ２）となったら、バルブ位置（実バルブ開度）が全閉位置と全開位置との中間位置（中間開度）であると判断できる。
【００７５】
また、センサ出力時間の比較的に長いＯＮ電圧（Ｖ１）を検出した後に、モータ９への電力の供給を継続して、磁気センサ７のセンサ出力電圧がＯＮ電圧（Ｖ１）よりも低いＯＦＦ電圧（Ｖ３）となったら、リンク機構の位相ズレ、あるいは全開ストッパ６４の脱落等に伴う、バルブ１が全開位置を通り越して過回転する開オーバーターン故障であると判断できる。
したがって、単純に磁気センサ７として１個のＯＮ−ＯＦＦタイプのホールＩＣを使用し、２個のフェライト磁石（マグネット５、６）を使用した場合であっても、バルブ１の開オーバーターン故障なのか、あるいはバルブ１の中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことができる。また、バルブ１の開オーバーターン故障を検出できるので、バルブ１のシャフト２とロータプレート４のシャフト３とを連結するリンク機構（３つのリンクプレート１１〜１３等）の位相ズレの検出が可能となる。
【００７６】
また、アクチュエータの可動範囲内で可変吸気システムの故障検出を実施することができるので、バルブ１が所定時間以上経過しても、いつまでたっても目標バルブ開度に到達しない故障（エミッション、ドライバビリティに影響が出る）、例えばリンク機構（３つのリンクプレート１１〜１３等）の変形等の故障を検出することができる。
また、２つのマグネット５、６として、プラスチックマグネット（樹脂磁石）よりも安価なフェライト磁石を使用しているので、回転角度検出装置（バルブ開度センサ）の製品コストを低減することができる。また、磁気センサ７として、リニアタイプよりも安価なＯＮ−ＯＦＦタイプのホール素子を含んで構成される１個のホールＩＣを使用しているので、回転角度検出装置（バルブ開度センサ）の製品コストを更に低減することができる。
【実施例２】
【００７７】
図６は本発明の実施例２を示したもので、図６（ａ）は回転角度検出装置（バルブ開度センサ）を示した図で、図６（ｂ）はバルブ開度に対するセンサ出力電圧の変化を示した図である。
【００７８】
本実施例のロータプレート４は、その回転中心軸線（Ｏ）を中心とした同一円周上に所定の位相差（例えば８０°の回転角度差）を持って２つのマグネット５、６を設置（固定）している。これらのマグネット５、６は、実施例１と同様に、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向に磁力線が向くように着磁された直方体形状のフェライト磁石である。そして、２つのマグネット５、６は、ロータプレート４の回転方向に所定の距離（例えば８０°）だけ離れた位置に固定されている。
【００７９】
本実施例のマグネット５は、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されて、バルブ全開位置に対応した磁力を発生する第１磁力発生手段（第１磁石）である。このマグネット５は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の一方側（図６（ａ）において図示上方側）に向いた磁極面の極性がＮ極とされ、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の他方側（図６（ａ）において図示下方側）に向いた磁極面の極性がＳ極とされている。
【００８０】
本実施例のマグネット６は、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されて、バルブ全閉位置に対応した磁力を発生する第２磁力発生手段（第２磁石）である。このマグネット６は、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の一方側（図６（ａ）において図示上方側）に向いた磁極面の極性がＮ極とされ、ロータプレート４の回転中心軸線（Ｏ）と平行な回転軸方向の他方側（図６（ａ）において図示下方側）に向いた磁極面の極性がＳ極とされている。
【００８１】
本実施例の磁気センサ７は、自身を通過する磁束密度の変化に対応して連続的に変化するセンサ出力信号（センサ出力電圧：Ｖｏｕｔ）をＥＣＵ８に出力するリニアタイプのホール素子を含むホールＩＣにより構成されている。なお、ホールＩＣの板厚方向の両側には、感磁面が形成されている。また、ホールＩＣの板厚方向の両側に磁性体（磁性プレート）を設置しても良い。
磁気センサ７は、自身を通過する磁束密度が高磁束密度である程、あるいは磁力または磁気の強さに対応して、あるいは磁力線の本数が多い程、ＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が高くなるように構成されている。
【００８２】
本実施例の内燃機関の可変吸気システムのバルブ開度（バルブ回転角度）を検出する回転角度検出装置（バルブ開度センサ）では、図６（ａ）に示したように、２つのマグネット５、６の形状が互いに異なる形状に形成されている。ここで、ロータプレート４の回転中心軸線方向と平行な回転軸方向の寸法（サイズ）が異なる相似形状（直方体形状）のマグネットも、互いに異なる形状のマグネットに該当するものとする。つまりマグネット５の回転軸方向の寸法（サイズ）とマグネット６の回転軸方向の寸法（サイズ）とが異なっている。すなわち、２つのマグネット５、６は、高さ違いである。
【００８３】
具体的には、２つのマグネット５、６の磁極面（磁性がＮ極）を同一平面上に配置した場合、マグネット５の磁極面（磁性がＮ極）から磁極面（磁性がＳ極）までの回転軸方向の寸法（高さ方向の寸法）は、マグネット６の磁極面（磁性がＮ極）から磁極面（磁性がＳ極）までの回転軸方向の寸法（高さ方向の寸法）よりも低い。これにより、マグネット５の磁極面（極性がＳ極）よりもマグネット６の磁極面（極性がＳ極）の方が磁気センサ７に近くなり、マグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面との間のギャップ長よりもマグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面との間のギャップ長の方が短くなる。
したがって、図６（ｂ）に示したように、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧（ＯＮ電圧Ｖ１、Ｖ３）は、バルブ全開時とバルブ全閉時との間でセンサ出力電圧のレベルが異なることになる。
【００８４】
例えばロータプレート４の回転に伴って、バルブ全閉位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット６の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置された際（バルブ全閉時）には、バルブ全開時におけるマグネット５と磁気センサ７との距離（ギャップ長）に比べて、マグネット６と磁気センサ７との距離（ギャップ長）が小さくなるので、２つのマグネット５、６の磁力や磁気特性が同程度であるならば、磁気センサ７に付与される磁力が強くなる。これにより、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧は、バルブ全開時と比べてセンサ出力電圧（レベル）が高いＯＮ電圧（Ｖ１）となる。
【００８５】
また、ロータプレート４の回転に伴って、バルブ全開位置に対応した部位（ロータプレート端面）に設置されたマグネット５の磁極面と磁気センサ７の感磁面とがギャップ（回転軸方向の隙間）を隔てて対向して配置された際（バルブ全開時）には、バルブ全閉時におけるマグネット６と磁気センサ７との距離（ギャップ長）に比べて、マグネット５と磁気センサ７との距離（ギャップ長）が大きくなるので、２つのマグネット５、６の磁力や磁気特性が同程度であるならば、磁気センサ７に付与される磁力が弱くなる。これにより、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧は、バルブ全閉時と比べてセンサ出力電圧（レベル）が低いＯＮ電圧（Ｖ３）となる。
また、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧は、バルブ１が全閉位置と全開位置との中間の中間開度にある場合、バルブ全閉時およびバルブ全開時と比べてセンサ出力電圧（レベル）が低いＯＮ電圧（Ｖ２）となる。また、開オーバーターン故障時には、磁気センサ７よりＥＣＵ８に出力されるセンサ出力電圧が、ＯＮ電圧（Ｖ２）と同程度のＯＮ電圧（Ｖ４）となる。
【００８６】
以上のように、本実施例の可変吸気装置（内燃機関の可変吸気システム）においては、実施例１と同様に、単純に磁気センサとして１個のリニアタイプのホールＩＣを使用し、２個のフェライト磁石（マグネット５、６）を使用した場合であっても、バルブ全閉位置とバルブ全開位置との判別（検出）を的確に行うことができる。
また、単純に磁気センサとして１個のリニアタイプのホールＩＣを使用し、２個のフェライト磁石（マグネット５、６）を使用した場合であっても、バルブ１の開オーバーターン故障なのか、あるいはバルブ１の中間固着故障なのかの識別（検出）を容易に行うことができる。
また、バルブ１の開オーバーターン故障を検出できるので、バルブ１のシャフト２とロータプレート４のシャフト３とを連結するリンク機構（３つのリンクプレート１１〜１３等）の位相ズレの検出が可能となる。
【００８７】
［変形例］
本実施例では、可変吸気制御弁の弁体であるバルブ１を回転駆動するアクチュエータを、モータ９と動力伝達機構（例えば歯車減速機構およびリンク機構等）とを含んで構成される電動アクチュエータによって構成したが、可変吸気制御弁の弁体であるバルブ１を駆動するアクチュエータを、負圧制御弁および電動バキュームポンプを備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
【００８８】
本実施例では、アクチュエータを、エンジン回転速度に対応してインテークマニホールド（ケーシング）２３の吸気通路の通路長を２段階に切り替えるバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）を一括変更することが可能なバルブ駆動装置（アクチュエータ）に適用しているが、アクチュエータを、エンジン回転速度に対応してケーシングの吸気通路の通路断面積を２段階以上に連続的または段階的に切り替える複数の吸気制御バルブ（移動体）のバルブ開度（バルブ位置）を一括変更することが可能なバルブ駆動装置（アクチュエータ）に適用しても良い。
また、可変吸気制御弁の弁体であるバルブ１は、多連一体型のバルブに限定されず、内燃機関の吸気通路等の流体流路に設置されるバルブであれば、１個のバルブでも良い。
【００８９】
ここで、バルブ等の移動体として、本実施例のバルブ１の他に、吸入空気量制御装置のスロットルバルブや回転速度制御バルブ、吸気渦流発生装置の吸気流制御バルブ（タンブル流制御バルブやスワール流制御バルブ）、排気ガス再循環装置の排気ガス還流量制御バルブ等を使用しても良い。
また、バルブ等の移動体として、バタフライバルブ方式の回転型バルブの他に、片開き式の回転型バルブ、ロータリー型のバルブ、ポペット型のバルブ、シャッター式のバルブ、一辺のみ支持されたドア型のバルブに適用しても良い。
また、本実施例のアクチュエータの歯車減速機構は、２段減速であるが、１段減速あるいは３段減速以上の歯車減速機構でも良い。
【００９０】
本実施例では、互いに異なる形状に形成された第１、第２磁石（マグネット）として、サイズのみ異なる相似形状のマグネット５、６を使用しているが、互いに異なる形状に形成された第１、第２磁石（マグネット）として、円柱体形状と直方体形状とのように互いに異なる形状に形成された第１、第２磁石（マグネット）を使用しても良い。また、リング状のマグネット、三角柱体形状のマグネット、四角柱体形状のマグネット等を使用しても良い。
実施例１では、ＯＮ−ＯＦＦタイプのホール素子（磁気検出素子）を含んで構成されるホールＩＣからなる磁気センサ７を使用しているが、リニアタイプのホール素子（磁気検出素子）を含んで構成されるホールＩＣからなる磁気センサ７を使用しても良い。
実施例２では、リニアタイプのホール素子（磁気検出素子）を含んで構成されるホールＩＣからなる磁気センサ７を使用しているが、ＯＮ−ＯＦＦタイプのホール素子（磁気検出素子）を含んで構成されるホールＩＣからなる磁気センサ７を使用しても良い。
また、磁気検出素子として、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の他の磁気検出素子を使用しても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１  バルブ（可変吸気制御弁の弁体）
２  シャフト（バルブの回転軸）
３  シャフト（ロータの回転軸）
４  ロータプレート
５  マグネット（第１磁石）
６  マグネット（第２磁石）
７  磁気センサ
８  ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、回転速度検出手段）
９  モータ
１１  リンクプレート（リンク機構、第１リンク部材）
１２  リンクプレート（リンク機構、第２リンク部材）
１３  リンクプレート（リンク機構、第３リンク部材）
２２  サージタンク
２３  インテークマニホールド
２４  エンジン本体
３１  分岐吸気通路（第１吸気通路）
３２  分岐吸気通路（第２吸気通路）
【図１】
2010256061.tif 000003
【図２】
2010256061.tif 000004
【図３】
2010256061.tif 000005
【図４】
2010256061.tif 000006
【図５】
2010256061.tif 000007
【図６】
2010256061.tif 000008
【図７】
2010256061.tif 000009
【図８】
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