(57)【要約】【課題】動弁機構をコンパクトに抑えつつ、吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期の両方を独立して適切に制御可能にする。【解決手段】吸気カムシャフト２１、２２の一端部に設けられ、エンジンのクランクシャフトに対する吸気バルブの駆動用カムの位相を可変するカム位相可変機構２０を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、カム位相可変機構２０を同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが異なる２個のベーン式油圧アクチュエータ５０、５１を吸気カムシャフト２１、２２に軸方向に配置して構成する。【選択図】図６
2010196486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気カムシャフトの一端部に設けられ、エンジンのクランクシャフトに対する吸気バルブの駆動用カムの位相を可変するカム位相可変機構を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、
前記カム位相可変機構は、同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが異なる２個のベーン式油圧アクチュエータを前記吸気カムシャフトの軸方向に配置したことを特徴とする可変動弁装置付エンジン。
【請求項２】
前記２個のベーン式油圧アクチュエータは、前記クランクシャフトの回転が入力される第１のベーン式油圧アクチュエータと、該第１のベーン式油圧アクチュエータからの回転が入力される第２のベーン式油圧アクチュエータであり、
同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが、前記第２のベーン式油圧アクチュエータより前記第１のベーン式油圧アクチュエータの方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置付エンジン。
【請求項３】
前記第２のベーン式油圧アクチュエータは、前記第１のベーン式油圧アクチュエータよりも位相可変が可能な角度範囲を大きく設定したことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置付エンジン。
【請求項４】
前記エンジンは、１つの気筒に第１の吸気バルブ及び第２の吸気バルブを備えるとともに、
前記カムシャフトは、第１の吸気バルブの駆動用カムが固定された中空状の第１の吸気カムシャフトと、第２の吸気バルブの駆動用カムが固定されるとともに前記第１の吸気カムシャフトに回転可能に挿入された第２の吸気カムシャフトとにより構成され、
前記第１のベーン式油圧アクチュエータは前記第１の吸気カムシャフトの端部に設けられ、前記第２のベーン式油圧アクチュエータは前記第２の吸気カムシャフトの端部に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の可変動弁装置付エンジン。
【請求項５】
前記第２のベーン式油圧アクチュエータは、前記前記第１のベーン式油圧アクチュエータよりベーン数が少ないことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の可変動弁装置付エンジン。
【請求項６】
前記第１のベーン式油圧アクチュエータ及び第２のベーン式油圧アクチュエータは、前記吸気カムシャフトを支持するカムジャーナル及び前記カムシャフトに形成された油路を介して作動油が供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の可変動弁装置付エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気カムの位相を変更可能なカム位相可変機構を備えたエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気バルブの開閉時期（カムの位相）を変化させる可変動弁装置として、カム位相可変機構を備えたエンジンが知られている。更に、１つの気筒に吸気バルブが複数備えられたエンジンに上記カム位相可変機構を採用し、エンジンの負荷及び回転速度に応じて複数の吸気バルブの一部のみ開閉時期を変化させる技術が開発されている。
このように複数の吸気バルブのうち一部の開閉時期を可変するエンジンでは、例えば低負荷時に一部の吸気バルブの開閉時期を遅角させることで、吸気バルブ全体としての開弁期間を遅角側に増大させポンピングロスを低下させている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２０２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているエンジンでは、吸気バルブを駆動するカムシャフトをエンジンの左右方向に２個並べて設けており、動弁機構が大きくなってしまうといった問題点がある。
また、吸気バルブの開弁時期についても、燃焼性を向上させるために、閉弁時期とは独立して可変させることが望ましい。特に、吸気バルブの閉弁時期は大きく可変可能にすることが望ましい一方、開弁時期は若干可変させればよい。これに対し、特許文献１のように１つのカム位相可変機構では、必要な可変範囲の異なる吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期の両方を適切に制御することは困難である。
【０００５】
本発明の目的は、動弁機構をコンパクトに抑えつつ、吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期の両方を独立して適切に可変制御可能な可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、吸気カムシャフトの一端部に設けられ、エンジンのクランクシャフトに対する吸気バルブの駆動用カムの位相を可変するカム位相可変機構を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、カム位相可変機構は、同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが異なる２個のベーン式油圧アクチュエータを吸気カムシャフトの軸方向に配置したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１において、２個のベーン式油圧アクチュエータのうち、一方の第１のベーン式油圧アクチュエータは、クランクシャフトの回転が入力され、他方の第２のベーン式油圧アクチュエータは該第１のベーン式油圧アクチュエータからの回転が入力され、同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが、第２のベーン式油圧アクチュエータより第１のベーン式油圧アクチュエータの方が大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２において、第２のベーン式油圧アクチュエータは、第１のベーン式油圧アクチュエータよりも位相可変が可能な角度範囲を大きく設定したことを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項２または３において、１つの気筒に第１の吸気バルブ及び第２の吸気バルブを備えるとともに、カムシャフトは、第１の吸気バルブの駆動用カムが固定された中空状の第１の吸気カムシャフトと、第２の吸気バルブの駆動用カムが固定されるとともに第１の吸気カムシャフトに回転可能に挿入された第２の吸気カムシャフトとにより構成され、第１のベーン式油圧アクチュエータは第１の吸気カムシャフトの端部に設けられ、第２のベーン式油圧アクチュエータは第２の吸気カムシャフトの端部に設けられることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５の発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、第２のベーン式油圧アクチュエータは、第１のベーン式油圧アクチュエータよりベーン数が少ないことを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、第１のベーン式油圧アクチュエータ及び第２のベーン式油圧アクチュエータは、カムシャフトを支持するカムジャーナル及びカムシャフトに形成された油路を介して作動油が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１の可変動弁装置付エンジンによれば、カム位相可変機構は２個のベーン式アクチュエータを用いて構成されるので、一方のベーン式アクチュエータにより吸気バルブの開弁時期を、他方のベーン式アクチュエータにより吸気バルブの閉弁時期を独立して可変制御することが可能となる。更に、これらのベーン式アクチュエータは同一供給油圧で発生する位相可変するトルクが異なるので、開弁時期及び閉弁時期の夫々を適切に必要な可変応答性で制御することができる。
【００１１】
本発明の請求項２の可変動弁装置付エンジンによれば、同一供給油圧で発生する位相可変するトルクを第２のベーン式油圧アクチュエータよりも第１のベーン式油圧アクチュエータの方を大きく設定したので、第１のベーン式油圧アクチュエータによるカム位相可変が確実に行うことができる。また、エンジン付きのオイルポンプの容量を大きくする必要がなく、フリクションの増大を伴わない。さらには、最適なベーン油量配分によって、応答性が高い位相可変が実現でき、確実にポンプ損失を低減することができる。
【００１２】
本発明の請求項３の可変動弁装置付エンジンによれば、同一供給油圧で発生する位相可変するトルクを第２のベーン式油圧アクチュエータよりも第１のベーン式油圧アクチュエータの方を大きく設定したので、第２のベーン式油圧アクチュエータの方が同一供給油圧位相可変できる角度範囲を大きく設定でき、吸気バルブの開いている期間の変化をより大きく設定することができ、ポンプ損失をさらに低減することができる。
【００１３】
本発明の請求項４の可変動弁装置付エンジンによれば、第１のベーン式油圧アクチュエータを作動させることで第１の吸気カムシャフトを回転させて第１の吸気バルブの開閉時期を可変する一方、第２のベーン式油圧アクチュエータを作動させることで第２の吸気カムシャフトを回転させて第２の吸気バルブの開閉時期を可変することができる。これにより、コンパクトな構成で第１の吸気バルブ及び第２の吸気バルブの開閉時期を個別に可変制御することができる。
【００１４】
本発明の請求項５の可変動弁装置付エンジンによれば、第２のベーン式アクチュエータは第１のベーン式油圧アクチュエータよりベーン数が少ないので、第１のベーン式アクチュエータより可変位相範囲を大きくさせることができる。
本発明の請求項６の可変動弁装置付エンジンによれば、カムジャーナル及びカムシャフトに形成された油路を介して、カムシャフトと共に回転する第１のベーン式アクチュエータ及び第２のベーン式アクチュエータに夫々作動油を供給して作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の可変動弁装置付エンジンの概略構成図である。
【図２】本実施形態のエンジンの動弁機構の該略構造図である。
【図３】吸気カムシャフトの構造を示す縦断面図である。
【図４】第２の吸気カムの取付部の構造を示す上面図である。
【図５】第２の吸気カムの取付部の構造を示す断面図である。
【図６】カム位相可変機構及びその支持部の構造を示す縦断面図である。
【図７】第１のベーン式油圧アクチュエータの断面図である。
【図８】第２のベーン式油圧アクチュエータの断面図である。
【図９】第１のベーン式油圧アクチュエータ及び第２のベーン式油圧アクチュエータの作動油圧回路図である。
【図１０】第１のベーン式油圧アクチュエータ及び第２のベーン式油圧アクチュエータの作動状態を示す説明図であり、（Ａ）は低負荷又は中負荷時、（Ｂ）は高速高負荷時、（Ｃ）は低速高負荷時の状態を示す。
【図１１】カム位相可変機構の作動設定に用いられるマップの一例である。
【図１２】他の実施形態の動弁機構の該略構造図である。
【図１３】他の実施形態の吸気カムシャフトの構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態の可変動弁装置付エンジン１の概略構成図である。
図１に示すように、エンジン１は、ＤＯＨＣ式の動弁機構を有しており、エンジン１の吸気カムシャフト２及び排気カムシャフト３の前端には、夫々カムスプロケット４、５が接続され、これらのカムスプロケット４、５はチェーン６を介してクランクシャフト７に連結されている。クランクシャフト６の回転に伴ってカムスプロケット４、５と共に吸気カムシャフト２及び排気カムシャフト３が回転駆動され、この吸気カムシャフト２に備えられた吸気カム１０により吸気バルブ１２、１３が、排気カムシャフト３に備えられた排気カム１４により排気バルブ１６、１７が開閉駆動される。
【００１７】
図２は、エンジン１の動弁機構の概略構造図である。
図２に示すように、吸気カムシャフト２には、可変動弁装置として、前端部にカム位相可変機構２０が設けられている。
エンジン１の１つの気筒には、２つの吸気バルブ（第１の吸気バルブ１２、第２の吸気バルブ１３）と２つの排気バルブ１６、１７とが設けられている。第１の吸気バルブ１２及び第２の吸気バルブ１３は燃焼室１８の中央部より右側に前後に並んで配置される一方、２つの排気バルブ１６、１７は燃焼室１８の中央部より左側に前後に並んで配置される。第１の吸気バルブ１２は第１の吸気カム１０に、第２の吸気バルブ１３は第２の吸気カム１１に駆動される。第１の吸気カム１０及び第２の吸気カム１１は、第１の吸気バルブ１２及び第２の吸気バルブ１３の配置に伴って、吸気カムシャフト２に交互に配置される。
【００１８】
図３〜図５は、吸気バルブの動弁機構の構造図であり、図３は吸気カムシャフト２の構造を示す縦断面図、図４は第２の吸気カム１１の取付部の構造を示す上面図、図５は同断面図である。
図３〜５に示すように、吸気カムシャフト２は、中空状の第１の吸気カムシャフト２１と第１の吸気カムシャフト２１に挿入された第２の吸気カムシャフト２２とを備えた２重構造となっている。第１の吸気カムシャフト２１及び第２の吸気カムシャフト２２は、隙間を有しつつ同心上に配置され、エンジン１のシリンダヘッドに形成されたカムジャーナル２３に回動可能に支持されている。第１の吸気カムシャフト２１には、第１の吸気カム１０が固定されている。また、第１の吸気カムシャフト２１には回動可能に第２の吸気カム１１が支持されている。第２の吸気カム１１は、第１の吸気カムシャフト２１が挿入される略円筒状の支持部１１ａと支持部１１ａの外周から突出し第２の吸気バルブ１３を駆動するカム部１１ｂとから構成されている。第２の吸気カム１１と第２の吸気カムシャフト２２とは固定ピン２４により固定されている。固定ピン２４は、第２の吸気カム１１の支持部１１ａ、第１の吸気カムシャフト２１及び第２の吸気カムシャフト２２を貫通しており、第２の吸気カムシャフト２２に設けられた孔に略隙間なく挿入されるとともに、両端部がかしめられて支持部１１ａに固定されている。第１の吸気カムシャフト２１には固定ピン２４が通過する長孔２５が周方向に延びて形成されている。
【００１９】
図６〜図８は、カム位相可変機構２０及びその支持部の構造を示し、図６は縦断面図、図７は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の断面図、図８は、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の断面図である。
図６に示すように、カム位相可変機構２０は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０と第２のベーン式油圧アクチュエータ５１とを軸方向に並べて構成されている。
【００２０】
図６〜図８に示すように、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は、夫々ハウジング（カバー）５０ａ、５１ａ内にベーンロータ５０ｂ、５１ｂが回動可能に設けられて構成されている。第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のハウジング５０ａは、後端部に第１の吸気カムシャフト２１がボルト５２により締結されている。第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のハウジング５１ａと第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のハウジング５０ａとは、互いに回動可能に隣接して配置されている。第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のハウジング５１ａの外周にはスプロケット４が固定されている。第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のハウジング５１ａと第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のベーンロータ５０ｂとは、ボルト５３により締結されている。第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のベーンロータ５１ｂは第２の吸気カムシャフト２２の前端部にボルト５４により締結されている。
【００２１】
即ち、本実施形態のカム位相可変機構２０は、スプロケット４に対して、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０を介して第１の吸気カムシャフト２１が接続される一方、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を介して第２の吸気カムシャフト２２が接続される構造となっている。
カムジャーナル２３は軸方向に幅広に形成され、軸方向に並んで４つの油路５５ａ〜５５ｄが形成されている。これらの４つの油路５５ａ〜５５ｄは第１の吸気カムシャフトに形成された４つの油路５６ａ〜５６ｄと連通している。４つの油路５６ａ〜５６ｄは、２個１組となって、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１に接続される。詳しくは、油路５６ａ、５６ｂは第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の遅角側油室５７ａ、進角側油室５７ｂに連通し、油路５６ｃ、５６ｄは第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の遅角側油室５８ａ、進角側油室５８ｂに連通している。
【００２２】
特に、本実施形態では、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０に対し、ベーン径は大きいものの、ベーン厚さを小さくして、同一供給油圧で発生する位相可変するトルク容量を小さくした構造、すなわちトルク容量は、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１よりも第１のベーン式油圧アクチュエータ５０が大きくなるように設定している。これは、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０は第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を含めて第１の吸気カムシャフト２１の位相を可変させるためある程度大きなトルク容量のベーン式油圧アクチュエータが必要となるが、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は第２の吸気カムシャフト２２の位相を可変させるものであるため小さいトルク容量のベーン式油圧アクチュエータとすることができる。すなわち、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１でベーン数を減らたり、ベーンのサイズを小さくし、ベーンの油圧を受ける面積を小さくすることで、可変角度に対する必要油量が少ない設定にしている。これによって、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０は第１の吸気カムシャフト２１と第２の吸気カムシャフト２２を一緒に確実に位相可変することができる。また、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は小さいトルク容量とすることで、可変角度に対する必要油量が少なく設定されるので、可変応答性が高まり、効果的にポンプロスを低減することができる。また、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０と第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を軸方向に並べて配置した場合、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を軸方向に対し薄くすることでトルク容量を小さくすれば、搭載性を有利にすることができる。さらには、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０よりベーン数を少なくすることで可変位相範囲、即ちハウジングに対するベーンロータの回転可能な角度が大きい構造となっている。これは、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０を遅角制御して第１の吸気バルブ１２の開弁時期を上死点付近とし、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１も遅角制御して第２の吸気バルブ１３の閉弁時期を圧縮行程後半まで大きく遅角することができるので、ポンピングロスが大幅に低減させ、燃費を向上させることができる。さらには、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０により第１の吸気バルブ１２の開弁時期を進角側に制御して排気弁とのオーバラップ期間を拡大し、内部ＥＧＲを増大させ、燃費や排ガスを低減させる場合でも、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のベーンロータの回転可能な角度が大きいため第２の吸気バルブの閉弁時期を十分に遅角することができるので、ポンピングロスを低減させるとともに第１の吸気バルブ１２と第２の吸気バルブ１３との開弁時期に差を生じさせることにより、燃焼室１８内にスワールが生成され、燃焼安定性を向上させることもできる。
【００２３】
図１に示すＥＣＵ４０は、図示しない入出力装置、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備ており、エンジン１の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ４０の入力側には、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ４１、図示しないスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ４２等の各種センサが接続されている。又、ＥＣＵ４０の出力側には、燃料噴射弁４３、点火プラグ４４等が接続されている。ＥＣＵ４０は、各センサからの検出情報に基づいて点火時期及び燃料噴射量等を決定し、点火プラグ４４や燃料噴射弁４３を駆動制御する。また、ＥＣＵ４０の出力側には第１のベーン式油圧アクチュエータ５０を駆動制御する第１のオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）４５、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を駆動制御する第２のＯＣＶ４６が接続されている。ＥＣＵ４０は、各センサからの検出情報に基づいて、第１のＯＣＶ４５及び第２のＯＣＶ４６を制御する。
【００２４】
図９は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の作動油圧回路図である。なお、図９は、エンジン停止または始動時での状態を示している。図１０は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の作動状態を示す説明図であり、同図（Ａ）は低負荷又は中負荷時、同図（Ｂ）は高速高負荷時、同図（Ｃ）は低速高負荷時の状態を示している。
【００２５】
図９に示すように、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０は、エンジン１のオイルポンプ３５から第１のＯＣＶ４５の切換に応じて遅角側油室５７ａまたは進角側油室５７ｂに選択的に作動油が供給される。一方、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は、オイルポンプ３５から第２のＯＣＶ４６の切換に応じて遅角側油室５８ａまたは遅角側油室５８ｂに選択的に作動油が供給される。
【００２６】
第１のベーン式油圧アクチュエータ５０には、最遅角位置にてベーンロータ５０ｂの移動を規制するロック装置６０を備えている。ロック装置６０は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０に作動油が供給された場合にロックが解除される。第２のベーン式油圧アクチュエータ５１には、進角側に付勢するスプリング６１を備えるとともに、最進角位置にてベーンロータ５１ｂの移動を規制するロック装置６２を備えている。ロック装置６２は、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１に作動油が供給された場合にロックが解除される。
【００２７】
エンジン停止時、あるいは始動時のようにオイルポンプ３５からの作動油の供給が十分でない場合には、図９に示すように、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のベーンロータ５０ｂは遅角側に、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のベーンロータ５１ｂは進角側に位置するとともに、夫々ロック装置６０、６２により位置をロックされた状態となる。
【００２８】
低負荷または中負荷時には、図１０（Ａ）に示すように、オイルポンプ３５からの作動油は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の遅角側油室５７ａと、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の遅角側油室５８ａに導入される。
高速高負荷時には、図１０（Ｂ）に示すように、オイルポンプ３５からの作動油は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の遅角側油室５７ａと、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の進角側油室５８ｂに導入される。
【００２９】
低速高負荷時には、図１０（Ｃ）に示すように、オイルポンプ３５からの作動油は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の進角側油室５７ｂと、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の遅角側油室５８ｂに導入される。
上記、第１のＯＣＶ４５及び第２のＯＣＶ４６の切り換えは、エンジン回転速度Ｎ及び負荷Ｌに応じてマップを用いて、連続的に切り換えられる。
【００３０】
図１１は、カム位相可変機構２０の作動設定に用いられるマップの一例である。
図１１に示すように、低負荷時では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０は最遅角に制御され、負荷Ｌ及びエンジン回転速度Ｎに応じて第２のベーン式油圧アクチュエータ５１が作動制御される（図中Ｄ）。一方、高負荷時では、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は最進角に制御され、負荷Ｌ及びエンジン回転速度Ｎに応じて第１のベーン式油圧アクチュエータ５０が作動制御される（図中Ｅ）。
【００３１】
したがって、本実施形態のエンジン１では、低負荷時では、第１の吸気バルブ１２の開閉時期は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０により最遅角となるとともに、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１により遅角する。上記のように第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の回転可能角度、即ち可変位相範囲は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０の可変位相範囲より大きいので、第２の吸気バルブの閉弁時期を大きく遅角させることができる。したがって、第１の吸気バルブ１３の開弁時期と第２の吸気バルブの閉弁時期との間の期間となる吸気バルブの開弁期間を遅角側に大きく増加させることができるので、ポンピングロスを低減し、燃費を向上させることができる。
【００３２】
また、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のトルク容量が小さいので可変応答性が高く設定でき、変化する運転状態に合わせてポンピングロスを効果的に低減し、さらに燃費を向上させることができる。
一方、高負荷時では、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１が進角制御されて開弁期間が小さくなる。そして、例えば圧縮行程の前半、即ちピストンによる吸気の吸気ポートへの押し戻しが生じる付近で第２の吸気バルブ１３を閉弁とすることで、吸気の充填効率が高められ、出力を確保することができる。特に、高負荷低回転時では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０により第１の吸気バルブ１２の開弁時期が進角するので、例えば第１の吸気バルブ１２の開弁時期を上死点（ＴＤＣ）または上死点より若干進角させることで、吸気行程初期のポンピングロスを低減させることができるとともに、慣性過給効果や脈動過給効果を強く得ることができる。したがって、高負荷低回転時には更に燃焼性を向上させて、燃焼安定性を確保することができる。
【００３３】
このように、エンジン１の運転状態に応じて、容量の異なる第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を作動制御することで、吸気バルブ１２、１３の開閉時期を適切に制御することができる。
そして、カム位相可変機構２０を、２つのベーン式油圧アクチュエータを前後に並べて一体化した構成としているので、カム位相可変機構２０をコンパクトな構造にすることができる。
【００３４】
また、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１は、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０より容量が少なく設定されているとともにベーン径を大きくしている。したがって、ベーン厚さを大幅に減少させることができるので、カム位相可変機構２０を特に軸方向にコンパクト化することができる。
一方、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０は、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１よりベーン厚さを大きくしている。したがって、ベーン径が小さくとも容量を大きく確保することができる。
【００３５】
また、ＥＣＵ４０は、低負荷時では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０を最遅角制御した後に第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を制御して開弁期間を大にする。このように第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を同時に作動させるのではなく、１つずつ段階的に作動制御するので、油圧が不足することなく正確な作動制御を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０と第２のベーン式油圧アクチュエータ５１とでベーン数が同一であるが、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のベーン数を少なくするとよい。このようにベーン数を少なくすれば、ベーンロータ５１ｂの回動可能角を大きくすることができる。したがって、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１の可変位相範囲をより大きくさせることができる。
【００３７】
なお、以上の実施形態では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０及び第２のベーン式油圧アクチュエータ５１を吸気カムシャフト２の前端部に隣接して配置しているが、本発明はこれに限定するものではない。
例えば図１２、１３に示すように、吸気カムシャフト２の前端部に第１のカム位相可変機構２０を、後端部に第２のカム位相可変機構５０を設けてもよい。
【００３８】
図１２、１３に示す本発明の他の実施形態では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のハウジングにカムスプロケット４が設けられるとともに、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０のベーンロータに第１の吸気カムシャフト２１が固定されている。一方、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１のハウジングに第１の吸気カムシャフト２１が固定されるとともに、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１に第２の吸気カムシャフト２２が接続されている。
【００３９】
したがって、本実施形態では、第１のベーン式油圧アクチュエータ５０によりクランクシャフト７に対する第１の吸気カム１０及び第２の吸気カム１１の位相を可変するとともに、第２のベーン式油圧アクチュエータ５１により第１の吸気カム１０に対する第２の吸気カム１１の位相を可変する。
このように配置することで、本実施形態においても、カム位相可変機構を備えたことによるエンジンの横幅寸法の増加を抑え、コンパクトな構成とすることができる。本実施形態では、エンジン１の後側にスペースがあり、前側のスペースが少ない場合に適している。
【符号の説明】
【００４０】
１  エンジン
２  吸気カムシャフト
２０  カム位相可変機構
２１  第１の吸気カムシャフト
２２  第２の吸気カムシャフト
２３  カムジャーナル
４０  ＥＣＵ
５０  第１のベーン式油圧アクチュエータ
５１  第２のベーン式油圧アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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