(57)【要約】【課題】制御軸の変位により内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、制御軸の略全周面が覆われた構造であってもその位置を直接的に検出することのできる制御軸の位置検出装置を提供する。【解決手段】可変動弁機構は、アクチュエータ６０によるコントロールシャフト５４の軸線方向の変位を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する。コントロールシャフト５４は、コントロールシャフト５４の軸線方向の変位が規制されるアウターシャフト５３により略全周面が覆われている。コントロールシャフト５４の位置検出装置は、アウターシャフト５３に形成されてコントロールシャフト５４の外周面の一部を露出させる開口部５３ｂと、コントロールシャフト５４の外周面において開口部５３ｂに対応する部位に形成される被検出部６３と、アウターシャフト５３の開口部５３ｂに対応して配置されて被検出部６３の変位を検出する位置センサ６４とを備えている。【選択図】図５
2008291742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規制部材によって規制される可動範囲内で変位可能な制御軸と、該制御軸の一端に接続して同制御軸をその軸線方向に変位させるアクチュエータと、前記制御軸の略全周面を覆うとともに前記制御軸の軸線方向の変位が規制される支持部材とを備え、前記アクチュエータによる前記制御軸の変位を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、前記制御軸の位置を検出する可変動弁機構の制御軸の位置検出装置であって、
前記支持部材に形成されて前記制御軸の外周面の一部を露出させる開口部と、
前記制御軸の外周面において前記支持部材の開口部に対応する部位に形成される被検出部と、
前記支持部材の開口部に対応して配置されて前記被検出部の変位を検出する検出手段とを備えている
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出手段は、前記支持部材に取り付けられ、
前記支持部材と前記制御軸とは、同じ材料で構成されている
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【請求項３】
第１の制御軸本体と第２の制御軸本体とを有して規制部材によって規制される可動範囲内で変位可能な制御軸と、前記第１の制御軸本体と前記第２の制御軸本体との少なくとも一方に外嵌してそれら制御軸本体を連結する連結部材と、前記第１の制御軸本体に接続して前記制御軸をその軸線方向に変位させるアクチュエータと、前記第２の制御軸本体の略全周面を覆うとともに前記制御軸の軸線方向の移動が規制される支持部材とを備え、前記アクチュエータによる前記制御軸の変位を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、前記制御軸の位置を検出する可変動弁機構の制御軸の位置検出装置であって、
前記連結部材における前記制御軸に外嵌する部位の外周面に形成される被検出部と、
前記被検出部に対応して配置されて同被検出部の変位を検出する検出手段とを備えている
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記連結部材と前記被検出部とは一体成形された焼結体からなる
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、
前記被検出部は、前記制御軸の軸心からの距離が同制御軸の軸線方向において連続的に変化する傾斜面を備え、
前記検出手段は、前記被検出部に対応して配置されて同被検出部の傾斜面までの距離に基づいて前記被検出部の変位を検出する
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項において、
前記被検出部は、導電性材料で構成された抵抗体と、該抵抗体の一部に形成された第１の電気的接点とを備え、
前記検出手段は、前記抵抗体と摺接する第２の電気的接点を備えている
ことを特徴とする可変動弁機構の制御軸の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構の制御軸の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関には、同機関の運転状態に応じて機関バルブの開弁期間（作用角）や最大リフト量を可変とする可変動弁機構を備えたものがある。
この種の可変動弁機構は、例えば図１１に示すように、バルブリフト機構１０１と、各バルブリフト機構１０１を支持するとともにその駆動状態を変更するスライドシャフト機構１０２とを備えている。
【０００３】
スライドシャフト機構１０２は、回転運動及び直線運動が不能な状態でシリンダヘッドに固定されるアウターシャフト１０３と、直線運動が可能なコントロールシャフト１１５とを備えている。コントロールシャフト１１５は、アウターシャフト１０３内に配置されるインナーシャフト１０４と該インナーシャフト１０４とコネクタ１０９を介して連結されるサンシャフト１１３とからなり、このサンシャフト１１３は、コントロールシャフト１１５をその軸線方向に駆動するアクチュエータ１１０に接続されている。アクチュエータ１１０は、回転力を発生する電動モータ１１２と該電動モータ１１２によって発生した回転力を直線運動に変換する変換機構１１１とを備えており、この電動モータ１１２が回転することにより、コントロールシャフト１１５がその軸線方向に変位する。
【０００４】
また、バルブリフト機構１０１は、入力ギア１０５と出力ギア１０６とを備えている。このバルブリフト機構１０１は、入力ギア１０５における径方向に延出した部位にローラ１０７が設けられており、図示しないインテークカムシャフトから同ローラ１０７に対して力が加えられることによって出力ギア１０６の出力アーム１０８が図示しない機関バルブをバルブスプリングに抗して開弁させるように構成されている。そして、入力ギア１０５及び出力ギア１０６は、アウターシャフト１０３に形成される図示しない長孔を通じて上記コントロールシャフト１１５と連結されており、コントロールシャフト１１５の軸線方向への変位に伴って相対回転するように構成されている。このような構成により、コントロールシャフト１１５の軸線方向の変位を通じて機関バルブのバルブ特性が変更される。
【０００５】
この種の可変動弁機構では、上述したように機関バルブのバルブ特性がコントールシャフトの軸線方向の変位によって変更される。そこで、例えば特許文献１に記載の可変動弁機構においては、機関バルブの作用角を検出すべく、電動モータの相対的な移動量（回転角）を検出する一対の相対位置センサを設け、このセンサの検出結果に基づいてコントロールシャフトの絶対位置を導出するようにしている。具体的に、各相対位置センサはエンコーダによって構成されており、電動モータが一定角度回転する毎にパルス状の回転角信号「Ｌ」又は「Ｈ」を所定角度だけ回転位相をずらして出力する。そして、内燃機関に搭載されるコンピュータが、一対の相対位置センサのうち一方のセンサが出力する回転角信号「Ｌ」又は「Ｈ」であるときに、他方のセンサの出力が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がる状態又は「Ｈ」から「Ｌ」に立下がる状態であるといったことに基づいて電動モータの相対的な回転角度を導出する。このようにして、コントロールシャフト１１５の相対的な変位量が導出されるため、同コントロールシャフトの始動時の位置や可動範囲の端に対応する位置を基準位置として、コントロールシャフトの絶対位置を導出することができる。
【特許文献１】特開２００７−２３８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示す可変動弁機構では、コントロールシャフトの絶対位置を直接的に検出することなく、電動モータの回転角を一対の相対位置センサによって検出することによりコントロールシャフトの絶対位置を導出するようにしている。そのため、コントロールシャフトの絶対位置を導出するにあたり、上述したようにコンピュータの演算処理が必要となり、絶対位置を検出する精度は同コンピュータの演算処理に依存することとなる。
【０００７】
ここで、軸線方向に移動するシャフトの位置については、例えば、同シャフトの軸線方向の延長線上に同シャフトの軸線方向における端部と対向するようにセンサを配設し、シャフトの軸線方向の変位によって変化する同シャフトとセンサとの距離を検出するといった態様で直接的に検出することができる。しかしながら、可変動弁機構のコントロールシャフトは、一端側にアクチュエータが接続されるとともに、他端側に可変バルブタイミング機構等の別の機構が設けられることが多く、さらにその他の部分が上述したようにアウターシャフトとバルブリフト機構に覆われるといった態様でその略全周面が覆われている。そのため、このコントロールシャフトの位置を直接的に検出することが困難である。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御軸の変位により内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、制御軸の略全周面が覆われた構造であってもその位置を直接的に検出することのできる制御軸の位置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】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、規制部材によって規制される可動範囲内で変位可能な制御軸と、該制御軸の一端に接続して同制御軸をその軸線方向に変位させるアクチュエータと、前記制御軸の略全周面を覆うとともに前記制御軸の軸線方向の変位が規制される支持部材とを備え、前記アクチュエータによる前記制御軸の変位を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、前記制御軸の位置を検出する可変動弁機構の制御軸の位置検出装置であって、前記支持部材に形成されて前記制御軸の外周面の一部を露出させる開口部と、前記制御軸の外周面において前記支持部材の開口部に対応する部位に形成される被検出部と、前記支持部材の開口部に対応して配置されて前記被検出部の変位を検出する検出手段とを備えていることを要旨とする。
【００１０】
上記の構成によれば、支持部材に開口部が形成されているため、制御軸の略全周面が覆われた構造であっても、その一部を露出させることができる。そのため、この露出した部位に被検出部を設けるとともに、支持部材の開口部に対応する部位に上記検出手段を配置することによって、検出手段が被検出部の変位を検出することができることから、被検出部が形成される制御軸の軸線方向の位置を直接的に検出することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記検出手段は、前記支持部材に取り付けられ、前記支持部材と前記制御軸とは、同じ材料で構成されていることを要旨とする。
【００１２】
上記の構成によれば、検出手段が支持部材に取り付けられているため、制御軸を覆う支持部材が同制御軸と共に変位した場合に、検出手段と被検出部との相対的な位置関係が変化することを抑制することができる。さらに、支持部材と制御軸とが同じ材料で構成されているため、その熱膨張係数が等しくなり、内燃機関の温度変化に伴って支持部材と制御軸とは同じ比率で熱膨張する。したがって、支持部材に取り付けられる検出手段と制御軸の外周面に形成される被検出部との相対的な位置関係が内燃機関の温度変化に伴って変化することを抑制することができる。このようにして、検出手段と被検出部との相対的な位置関係を適切に維持することができるため、検出手段によって被検出部の変位を検出するにあたり、その信頼性を確保することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、第１の制御軸本体と第２の制御軸本体とを有して規制部材によって規制される可動範囲内で変位可能な制御軸と、前記第１の制御軸本体と前記第２の制御軸本体との少なくとも一方に外嵌してそれら制御軸本体を連結する連結部材と、前記第１の制御軸本体に接続して同制御軸をその軸線方向に変位させるアクチュエータと、前記第２の制御軸本体の略全周面を覆うとともに前記制御軸の軸線方向の移動が規制される支持部材とを備え、前記アクチュエータによる前記制御軸の変位を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構において、前記制御軸の位置を検出する可変動弁機構の制御軸の位置検出装置であって、前記連結部材における前記制御軸に外嵌する部位の外周面に形成される被検出部と、前記被検出部に対応して配置されて同被検出部の変位を検出する検出手段とを備えていることを要旨とする。
【００１４】
上記の構成によれば、連結部材は、第１の制御軸本体と第２の制御軸本体との少なくとも一方に外嵌してそれら制御軸本体を連結しているため、外周面が露出した状態で制御軸とともに変位する。したがって、検出手段が、連結部材の外周面に形成された被検出部の変位を検出することにより、この被検出部が形成される連結部材の位置を検出することができることから、制御軸の位置を直接的に検出することができる。
【００１５】
また、上記の構成によれば、被検出部が、制御軸ではなく連結部材に形成されているために、被検出部を検出手段に対する所定の設定位置に配設するにあたり、その位置決めが容易になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記連結部材と前記被検出部とは一体成形された焼結体からなることを要旨とする。
上記の構成によれば、連結部材の成形時に被検出部を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の何れかの発明において、前記被検出部は、前記制御軸の軸心からの距離が同制御軸の軸線方向において連続的に変化する傾斜面を備え、前記検出手段は、前記被検出部に対応して配置されて同被検出部の傾斜面までの距離に基づいて前記被検出部の変位を検出することを要旨とする。
【００１８】
上記の構成では、制御軸の変位に伴って検出手段と被検出部の傾斜面との距離が変化するため、検出手段がこの距離に基づいて被検出部の変位を検出し、これにより、制御軸の位置を直接的に検出することができる。なお、この検出手段として、例えば光学式のギャップセンサを用いるようにしてもよいし、検出手段と被検出部とをともに磁性体で構成して、検出手段が被検出部との間で発生する渦電流の変化に基づいて被検出部の変位を検出するようにしてもよい。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４に記載の何れかの発明において、前記被検出部は、導電性材料で構成された抵抗体と、該抵抗体の一部に形成された第１の電気的接点とを備え、前記検出手段は、前記抵抗体と摺接する第２の電気的接点を備えていることを要旨とする。
【００２０】
上記の構成では、第１の電気的接点と第２の電気的接点との間には抵抗体を介して電流が流れる。そして、制御軸の変位に伴って第１の電気的接点と第２の電気的接点との間の抵抗値が変化することから、検出手段は被検出部の変位を検出することができ、これにより、制御軸の位置を直接的に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を車載内燃機関における可変動弁機構の制御軸の位置検出装置に適用した第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。ここで、図１は、車載内燃機関の可変動弁機構の一部断面構造を示し、図２は、同可変動弁機構の配設態様を示し、図３は、同可変動弁機構の全体構造を示している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、内燃機関は４つの気筒４（図１では１つのみを表示）を有しており、そのシリンダヘッド２にはこれら気筒４に対応した一対の排気バルブ１０と吸気バルブ２０とが往復動可能にそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド２には、それら排気バルブ１０と吸気バルブ２０とに対応して排気弁開閉装置９０と吸気弁開閉装置９１とがそれぞれ設けられている。
【００２３】
図１に示すように、排気弁開閉装置９０には、各排気バルブ１０に対応してラッシュアジャスタ１２が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１２と排気バルブ１０との間にはロッカーアーム１３が架設されている。ロッカーアーム１３は、その基端がラッシュアジャスタ１２に支持されるとともに先端が排気バルブ１０の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２には、排気カムシャフト１４が回転可能に支持されており、この排気カムシャフト１４は、機関出力軸の回転に連動して回転される。排気カムシャフト１４には複数のカム１５が形成されるとともに、それらカム１５の外周面にはロッカーアーム１３の中間部分に設けられたローラ１３ａが当接されている。排気バルブ１０にはリテーナ１６が設けられるとともに、このリテーナ１６とシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１１が設けられている。なお、このバルブスプリング１１の付勢力によって排気バルブ１０は閉弁方向に付勢されている。そして、これにより、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはカム１５の外周面に押圧されている。機関運転時にカム１５が回転すると、ロッカーアーム１３はラッシュアジャスタ１２により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ１０はロッカーアーム１３によって開閉駆動されるようになる。なお、排気バルブ１０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング１１が圧縮され、バルブスプリング１１による排気弁開閉装置９０の作動に対する反力が増大する。
【００２４】
一方、吸気弁開閉装置９１には、排気側と同様にバルブスプリング２１、吸気バルブ２０に設けられたリテーナ２６、ロッカーアーム２３及びラッシュアジャスタ２２が設けられている。シリンダヘッド２には、複数のカム２５が形成された吸気カムシャフト２４が回転可能に支持されており、この吸気カムシャフト２４も、機関出力軸の回転に連動して回転される。ここで、排気弁開閉装置９０とは異なり、吸気弁開閉装置９１には、カム２５とロッカーアーム２３との間にバルブリフト機構５０が設けられている。
【００２５】
このバルブリフト機構５０は、図１〜図３に示すように入力ギア５１と一対の出力ギア５２とを有しており、これら入力ギア５１及び出力ギア５２はシリンダヘッド２に固定された支持部材であるアウターシャフト５３に対して相対回転可能に支持されている。なお、４つの気筒４に対応する各バルブリフト機構５０は、図２及び図３に示すように、より詳細には、アウターシャフト５３の軸線方向において互いに所定間隔隔てて同アウターシャフト５３に外嵌している。そして、アウターシャフト５３において、このバルブリフト機構５０の間の部位及び両端部は露出した状態となっている。出力ギア５２は、断面円状のギア本体５２ａと、このギア本体５２ａの径方向に延出した出力アーム５２ｂとが一体形成されてなる。ロッカーアーム２３は、ラッシュアジャスタ２２及びバルブスプリング２１の付勢力によって出力ギア５２側に付勢され、同ロッカーアーム２３の中間部分に設けられたローラ２３ａが出力ギア５２の外周面に当接されている。これにより、入力ギア５１が出力ギア５２とともに左回り方向Ｗ１に回転付勢され、入力ギア５１においてその径方向に延出した部分の先端に設けられたローラ５１ａがカム２５の外周面に押圧される。
【００２６】
こうした吸気弁開閉装置９１では、機関運転時にカム２５が回転すると、同カム２５はローラ５１ａに摺接しつつ入力ギア５１を押圧し、これにより出力ギア５２がアウターシャフト５３の周方向に揺動するようになる。そして出力ギア５２が揺動すると、ロッカーアーム２３はラッシュアジャスタ２２により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ２０はロッカーアーム２３によって開閉駆動されるようになる。なお、吸気バルブ２０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング２１が圧縮され、同バルブスプリング２１による吸気弁開閉装置９１の作動に対する反力が増大する。
【００２７】
図１〜図３に示すように、アウターシャフト５３には、制御軸であるコントロールシャフト５４がその軸線方向に沿って変位可能に挿入されており、このアウターシャフト５３とコントロールシャフト５４とは、ともに同一の鉄鋼材料により構成されている。図３に示すように、このコントロールシャフト５４は、より詳細にはサンシャフト５４ｂとインナーシャフト５４ａとを備え、これらインナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂとは、互いに対向しあう端部に連結部材であるコネクタ５９が外嵌することにより連結されている。なお、インナーシャフト５４ａ及びサンシャフト５４ｂにおいて、コネクタ５９によって外嵌される端部は他の部位よりやや大径に形成されており、コネクタ５９は、この大径の部位とその近傍の部位との外周面をコントロールシャフト５４の周方向において約３／４周分を覆う「Ｃ」字状に形成されている。そして、コントロールシャフト５４において、インナーシャフト５４ａはアウターシャフト５３に挿入されてその略全周面が覆われるとともに、サンシャフト５４ｂはその基端部（インナーシャフト５４ａと連結される側と反対側の端部）がコントロールシャフト５４をその軸線方向に変位させるアクチュエータ６０に接続されている。すなわち、サンシャフト５４ｂが第１の制御軸本体に構成され、インナーシャフト５４ａが第２の制御軸本体に構成されている。なお、このアクチュエータ６０の構成については、後により詳細に説明する。
【００２８】
コントロールシャフト５４のインナーシャフト５４ａは、アウターシャフト５３に形成された長孔（図示せず）を通じて入力ギア５１及び出力ギア５２に駆動連結されており、アクチュエータ６０によってコントロールシャフト５４がその軸線方向に沿って変位することにより、これら入力ギア５１及び出力ギア５２が相対的に回転する。以下、このコントロールシャフト５４のインナーシャフト５４ａとバルブリフト機構５０との連結構造について、図４を参照してより詳述する。尚、図４はバルブリフト機構５０の内部構造を示す一部破断斜視図である。
【００２９】
図４に示すように、入力ギア５１は一対の出力ギア５２の間に設けられており、これら入力ギア５１と出力ギア５２のギア本体５２ａとの内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力ギア５１の内周面にはヘリカルスプライン５１ｈが形成されるとともに、出力ギア５２の内周面には入力ギア５１のヘリカルスプライン５１ｈとその歯すじが逆向きに傾斜するヘリカルスプライン５２ｈが形成されている。
【００３０】
入力ギア５１と出力ギア５２との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア５５が設けられている。このスライダギア５５の外周面の中央部分には、入力ギア５１のヘリカルスプライン５１ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力ギア５２のヘリカルスプライン５２ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ｂが形成されている。
【００３１】
また、この略円筒状のスライダギア５５の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝５５ｃが形成されており、この溝５５ｃにはブッシュ５６が嵌合されている。なお、このブッシュ５６は、溝５５ｃの伸びる方向に沿って同溝５５ｃの内周面を摺動することができるが、スライダギア５５に対するその軸線方向の相対変位は溝５５ｃによって規制されている。
【００３２】
そして、アウターシャフト５３はスライダギア５５の内部に形成された貫通空間に挿入されるとともに、インナーシャフト５４ａは上述したようにアウターシャフト５３に挿入されている。また、アウターシャフト５３の管壁にはその軸線方向に延伸する長孔５３ａが形成されている。スライダギア５５とインナーシャフト５４ａとの間には、長孔５３ａを通じてこれらスライダギア５５とインナーシャフト５４ａとを連結する係止ピン５７が設けられている。この係止ピン５７の一端がインナーシャフト５４ａに形成された凹部（図示略）に挿入されるとともに、他端がブッシュ５６に形成された貫通孔５６ａに挿入されている。
【００３３】
こうしたバルブリフト機構５０では、コントロールシャフト５４がその軸線方向に沿って変位すると、これに連動してインナーシャフト５４ａに連結されたスライダギア５５が軸線方向に変位する。スライダギア５５の外周面に形成されたヘリカルスプライン５５ａ，５５ｂは、入力ギア５１及び出力ギア５２の内周面に形成されたヘリカルスプライン５１ｈ、５２ｈとそれぞれ噛合されているため、スライダギア５５がその軸線方向に変位すると、入力ギア５１と出力ギア５２とは逆の方向に回転する。その結果、入力ギア５１と出力ギア５２との相対位相差が変更され、吸気バルブ２０の最大リフト量が変更される。
【００３４】
次にコントロールシャフト５４を駆動するアクチュエータ６０の構成について、図５に基づいてより詳細に説明する。図５は、コントロールシャフト５４、アクチュエータ６０及び本実施形態の位置検出装置をその周辺機構とともに示している。
【００３５】
上述したように、サンシャフト５４ｂの基端部には、コントロールシャフト５４をその軸線方向に変位させるアクチュエータ６０が設けられている。アクチュエータ６０は、ブラシレスモータ６１と変換機構６２とがケーシング６０ａに収容されてなる。コントロールシャフト５４において、サンシャフト５４ｂの基端部は、アクチュエータ６０のケーシング６０ａに形成された挿入孔６０ｂを貫挿して変換機構６２に接続しており、この変換機構はブラシレスモータ６１の出力軸に連結されている。この変換機構６２は、出力軸の回転運動をコントロールシャフト５４の軸方向への直線運動に変換するためのものである。そして、ブラシレスモータ６１は、マイクロコンピュータ７０に接続されており、マイクロコンピュータ７０は、ブラシレスモータ６１を駆動制御する。このような構成により、マイクロコンピュータ７０によってブラシレスモータ６１の出力軸を正・逆回転させると、その回転が変換機構６２によってコントロールシャフト５４の往復動に変換される。
【００３６】
また、コントロールシャフト５４において、インナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂとを連結するコネクタ５９は、アクチュエータ６０のケーシング６０ａの挿入孔６０ｂよりも大径に形成されるとともに、サンシャフト５４ｂのアクチュエータ６０のケーシング６０ａに収容されている部位の外周面にはストッパ５８が設けられている。以上の構成により、コントロールシャフト５４は、ストッパ５８とコネクタ５９とがそれぞれアクチュエータ６０のケーシング６０ａに当接する状態となる２つの駆動限界位置の間（可動範囲）において変位可能となる。すなわち、本実施形態では、アクチュエータ６０のケーシング６０ａ、ストッパ５８及びコネクタ５９が規制部材を構成している。また、コントロールシャフト５４のストッパ５８がアクチュエータ６０のケーシング６０ａに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的下限位置に変位したときに、最大リフト量がその設計最小値になる。一方、コントロールシャフト５４のコネクタ５９がアクチュエータ６０のケーシング６０ａに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的上限位置に変位したときに、最大リフト量がその設計最大値になる。
【００３７】
このようにして、マイクロコンピュータ７０がブラシレスモータ６１を駆動制御すると、コントロールシャフト５４がその軸線方向に上記可動範囲内で変位し、吸気バルブ２０の最大リフト量が変更される。また、マイクロコンピュータ７０には、車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ７３や、内燃機関のクランクシャフトの回転位相を検出するクランク角センサ７４等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。マイクロコンピュータ７０は、機関運転状態に基づいて吸気バルブ２０の最大リフト量の制御目標値を設定するとともに、実際の吸気バルブ２０の最大リフト量を導出し、この最大リフト量を上記制御目標値とするフィードバック制御を行う。
【００３８】
ここで、上述したように、吸気バルブ２０の最大リフト量は、コントロールシャフト５４の軸線方向の変位を通じて変更される。そこで、本実施形態では、この最大リフト量のフィードバック制御において、実際の吸気バルブ２０の最大リフト量を導出するにあたり、コントロールシャフト５４の軸線方向の絶対位置を検出するようにしている。
【００３９】
具体的に、図５に示すように、アウターシャフト５３において、アクチュエータ６０寄りの端部側にはインナーシャフト５４ａの外周面の一部を露出させる矩形状の開口部５３ｂが形成されている。そして、インナーシャフト５４ａの外周面において、このアウターシャフト５３の開口部５３ｂによって露出した部位には被検出部６３が形成されている。この被検出部６３は、インナーシャフト５４ａの軸心からの距離が同インナーシャフト５４ａの軸線方向において連続的に変化する傾斜面６３ａを有するテーパー状に形成されている。また、アウターシャフト５３には保持部６４ａを介して位置センサ６４が固定されており、これにより、この位置センサ６４もアウターシャフト５３と同様に軸線方向の移動が規制されている。この位置センサ６４は、アウターシャフト５３における開口部５３ｂに対応するとともに、被検出部６３の傾斜面６３ａと対向し且つ同傾斜面６３ａと非接触となるように設けられている。このような構成により、コントロールシャフト５４がその軸線方向に変位すると、このコントロールシャフト５４の変位に伴って被検出部６３が変位するため、同コントロールシャフト５４の軸線方向と直交する方向における位置センサ６４と被検出部６３の傾斜面６３ａとの距離ｄが変化する。そこで、この位置センサ６４は、この距離ｄの変化に基づいて被検出部６３の変位を検出するようにしている。なお、この距離ｄを検出するにあたり、例えば位置センサ６４として光学式のギャップセンサを用いるようにしてもよいし、位置センサ６４と被検出部６３とをともに磁性体で構成し、位置センサ６４と被検出部６３との間で発生する渦電流の変化に基づいて被検出部６３を検出するといった周知の方法を適宜用いることができる。このようにして、本実施形態の位置検出装置は、これら開口部５３ｂ、被検出部６３及び位置センサ６４を備えてなり、位置センサ６４によって被検出部６３の変位を検出することができることから、この被検出部６３が形成されるコントロールシャフト５４の絶対位置を直接的に検出することができる。
【００４０】
以上のようにして、本実施形態の位置検出装置では、コントロールシャフト５４の絶対位置を直接的に検出し、マイクロコンピュータ７０は、このコントロールシャフト５４の絶対位置から吸気バルブ２０の実際の最大リフト量を導出するとともに、この最大リフト量が制御目標値となるように制御する。
【００４１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、アウターシャフト５３にインナーシャフト５４ａ（コントロールシャフト５４）の外周面の一部を露出させる開口部５３ｂが形成され、インナーシャフト５４ａの外周面においてこの開口部５３ｂに対応する部位に被検出部６３が形成されている。また、このアウターシャフト５３の開口部５３ｂに対応して被検出部６３の変位を検出する位置センサ６４が配置されている。これにより、コントロールシャフト５４の略全周面が覆われた構造であっても、その一部を露出させることができることから、この露出した部位に形成された被検出部６３の変位を位置センサ６４によって検出することができるため、コントロールシャフト５４の軸線方向の位置を直接的に検出することができる。
【００４２】
（２）本実施形態では、位置センサ６４がアウターシャフト５３に取り付けられている。これにより、アウターシャフト５３とコントロールシャフト５４とが共に変位した場合に、位置センサ６４と被検出部６３との相対的な位置関係が変化することを抑制することができる。
【００４３】
さらに、アウターシャフト５３とコントロールシャフト５４とは同じ鉄鋼材料で構成されている。これにより、アウターシャフト５３とコントロールシャフト５４とは、熱膨張係数が等しくなるため、内燃機関の温度変化に伴ってアウターシャフト５３とインナーシャフト５４ａとは同じ比率で熱膨張する。したがって、位置センサ６４と被検出部６３との相対的な位置関係が内燃機関の温度変化に伴って変化することを抑制することができる。
【００４４】
以上のようにして、位置センサ６４と被検出部６３との相対的な位置関係を好適に維持することができるため、位置センサ６４によって検出される被検出部６３の変位を検出するにあたり、その信頼性を確保することができる。
【００４５】
（３）本実施形態では、被検出部６３がインナーシャフト５４ａ（コントロールシャフト５４）の軸心からの距離が同インナーシャフト５４ａの軸線方向において連続的に変化する傾斜面６３ａを備えるテーパー状に形成されている。そして、位置センサ６４は、被検出部６３に対応して配置されて被検出部６３の傾斜面６３ａまでの距離ｄに基づいて、被検出部６３の変位を検出するようにしている。これにより、コントロールシャフト５４の変位に伴って、位置センサ６４と被検出部６３の傾斜面６３ａとの距離ｄが変化するため、位置センサ６４は、この距離ｄに基づいて被検出部６３の変位を検出することができ、コントロールシャフト５４の位置を直接的に検出することができる。
【００４６】
（第１の実施形態の変形例）
（Ａ）本変形例は、図６に示すように、アウターシャフト５３の開口部を形成する部位が上記第１の実施形態と異なっている。具体的に、本変形例では、アウターシャフト５３において、隣接するバルブリフト機構５０の間の露出した部位にインナーシャフト５４ａを露出させるための開口部５３ｃが形成され、インナーシャフト５４ａにおいて、同開口部５３ｃによって露出される部位に上記第１の実施形態の被検出部６３と同じ形状の被検出部６５が形成されている。また、上記第１の実施形態と同じ態様の位置センサ６７が、アウターシャフト５３における開口部５３ｃに対応するように保持部６７ａを介して同アウターシャフト５３に固定されている。
【００４７】
このような構成によっても、上記第１の実施形態に記載した（１）〜（３）と同等の効果を奏することができる。なお、その他の構成、作用及び効果は上記第１の実施形態と同じである。
【００４８】
（Ｂ）本変形例は、図７に示すように、被検出部及び検出手段の態様が上記第１の実施形態と異なっている。具体的に、本変形例では、アウターシャフト５３において上記第１の実施形態と同じ態様で開口部５３ｂが形成されており、インナーシャフト５４ａの外周面においてこの開口部５３ｂによって露出される部位には、同インナーシャフト５４ａの軸線方向と直交する方向に延びる棒状の被検出部６８が形成されている。また、アウターシャフト５３には、開口部５３ｂに対応して位置センサ６９が保持部６９ａを介して固定されている。すなわち、開口部５３ｂから露出するインナーシャフト５４ａの被検出部６８の変位を検出可能なように、開口部５３ｂの近傍に位置センサ６９が固定されている。このような構成により、コントロールシャフト５４がその軸線方向に変位すると、この軸線方向における位置センサ６９と被検出部６８との距離ｗが変化する。そして、本変形例では、位置センサ６９がこの距離ｗの変化に基づいて被検出部６８の変位を検出することにより、被検出部６８が形成されるコントロールシャフト５４の絶対位置を直接的に検出する。
【００４９】
このような構成によっても、上記第１の実施形態に記載した（１）〜（３）と同等の効果を奏することができる。なお、その他の構成、作用及び効果は上記第１の実施形態と同じである。
【００５０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、図８に示すように、インナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂとを連結するコネクタ５９の外周面に被検出部８０を形成するようにしたものである。すなわち、本実施形態は、第１の実施形態のように、アウターシャフト５３に開口部５３ｂを形成するものではない。
【００５１】
具体的に、本実施形態において、コネクタ５９に形成される被検出部８０は、上記第１の実施形態の被検出部６３と同様の態様で、コントロールシャフト５４の軸心からの距離がその軸線方向において連続的に変化する傾斜面８０ａを備えるテーパー状に形成されている。また、本実施形態において、このコネクタ５９と被検出部８０とは、一体成形された焼結体で構成されている。位置センサ８１は、シリンダヘッドカバー３におけるこの被検出部８０と対応する位置に固定されており、これにより、位置センサ８１は、コントロールシャフト５４の軸線方向の変位が規制されている。そして、コントロールシャフト５４がその軸線方向に変位すると、この変位に伴ってコネクタ５９もその軸線方向に変位するため、この軸線方向と直交する方向における位置センサ８１と被検出部８０の傾斜面８０ａとの距離ｄが変化する。したがって、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の態様で位置センサ８１が被検出部８０の変位を検出することができるため、これにより、コントロールシャフト５４の位置を直接的に検出することができる。
【００５２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の（４）及び（５）の効果、及び第１の実施形態の（３）に準じた効果を奏することができる。なお、その他の構成及び作用は上記第１の実施形態と同じである。
【００５３】
（４）本実施形態では、コントロールシャフト５４のインナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂとを外嵌するコネクタ５９の外周面には被検出部８０が形成され、この被検出部８０に対応して同被検出部８０の変位を検出する位置センサ８１が配置されている。そして、コネクタ５９はコントロールシャフト５４とともに変位するため、位置センサ８１によってコネクタ５９に形成された被検出部８０の変位を検出することによってこの被検出部８０が形成されるコネクタ５９の位置を検出することができ、これにより、コントロールシャフト５４の位置を直接的に検出することができる。
【００５４】
また、被検出部８０が、コントロールシャフト５４のインナーシャフト５４ａやサンシャフト５４ｂではなく、コネクタ５９に形成されているために、被検出部８０を位置センサ８１に対して所定の設定位置に配設するにあたり、その位置決めが容易になる。
【００５５】
（５）本実施形態では、コネクタ５９と被検出部８０とが一体成形された焼結体で構成している。これにより、コネクタ５９の成形時に被検出部８０を容易に形成することができる。すなわち、コネクタ５９に別体の被検出部を取り付けるといった工程が不要であるとともに、この被検出部８０を切削により形成することも不要となる。
【００５６】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態及びその変形例では、コントロールシャフト５４がインナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂと備え、これらをコネクタ５９により連結するようにしたが、コントロールシャフト５４は１つの部材から構成するようにしてもよい。
【００５７】
・上記第１の実施形態及びその変形例では、アウターシャフト５３に形成される開口部を矩形状に形成したが、例えばインナーシャフト５４ａの外周面の一部を全周面において露出させる環状に形成してもよく、この場合、アウターシャフト５３は、例えば筒状の２つの部材をこの開口部の分だけ隔てて配置して構成することができる。
【００５８】
・上記各実施形態における位置検出装置は、位置センサが被検出部との軸線方向における距離ｗ又は軸線方向と直交する方向における距離ｄに基づいて被検出部の変位を検出し、これによりコントロールシャフト５４の位置を直接的に検出するようにしている。しかしながら、位置センサが被検出部の変位を検出する態様は上記態様に限られず、例えば図９及び図１０に示す態様を適宜採用するようにしてもよい。
【００５９】
すなわち、図９に示す例では、コネクタ５９に形成される被検出部８２が、上記第２の実施形態の被検出部８０と同じ形状に形成されており傾斜面８２ａを備えている。なお、この被検出部８２も、上記第２の実施形態と同様にコネクタ５９に一体成形された焼結体からなる。位置センサ８３は、シリンダヘッドカバー３に固定されるとともに、センサ本体８３ａと同センサ本体８３ａを入出自在な可動部８３ｂとを備えている。この位置センサ８３においては、可動部８３ｂがセンサ本体８３ａ内に収容される図示しないスプリングにより被検出部８２側に付勢されることによって、可動部８３ｂの端部が被検出部８２の傾斜面８２ａに当接している。そして、コントロールシャフト５４の軸線方向の変位に伴ってコネクタ５９に形成される被検出部８２が同軸線方向に変位すると、傾斜面８２ａにおいてこの可動部８３ｂの当接する部位が変化し、可動部８３ｂは被検出部８２の傾斜面８２ａによってスプリングの付勢力に抗して押圧されることにより図９における上下方向にその位置が変化する。本実施形態では、可動部８３ｂのこの変位に基づいて、被検出部８２の変位を検出することができることから、これによって、コントロールシャフト５４の位置を直接的に検出することができる。
【００６０】
図１０に示す例では、コネクタ５９に形成される被検出部８４が、導電性材料で構成された抵抗体８６と、該抵抗体８６の一部に形成された第１の電気的接点８５とを備えている。また、位置センサ８７は、シリンダヘッドカバー３に固定されており、被検出部８４の抵抗体８６と摺接する第２の電気的接点８８を備えている。そして、第１の電気的接点８５と第２の電気的接点８８との間には抵抗体８６を介して電流が流れ、コントロールシャフト５４がその軸線方向に変位すると、第１の電気的接点８５と第２の電気的接点８８との間の抵抗値が変化する。これにより、位置センサ８７はこの抵抗値の変化に基づいて被検出部の変位を検出できるため、コントロールシャフト５４の位置を直接的に検出することができる。
【００６１】
なお、図９及び図１０に示す例では、被検出部がコネクタ５９に形成されている。しかしながら、第１の実施形態のように、アウターシャフト５３にインナーシャフト５４ａの一部を露出させる開口部を形成し、インナーシャフト５４ａにおいてこの開口部により露出した部位に被検出部を設ける場合に、図９及び図１０に示す態様の被検出部及び位置センサを適用してもよい。
【００６２】
・上記第１の実施形態及びその変形例では、位置センサ６４，６７，６９をアウターシャフト５３に固定して、上記第２の実施形態及び図９及び図１０に示す変形例では位置センサ８１、８３，８７をシリンダヘッドカバー３に固定している。しかしながら、これら各実施形態において、上記各態様の被検出部を検出するための位置センサは、アウターシャフト５３及びシリンダヘッドカバー３の何れに固定してもよい。さらに、位置センサは、コントロールシャフト５４と一体となって同コントロールシャフト５４の軸線方向に変位する部材を除けば、何れの部材に固定してもよい。なお、位置センサをアウターシャフト５３に固定した場合には、上記第１の実施形態の（２）に記載した効果を奏することができる。
【００６３】
・上記各実施形態においては、アウターシャフト５３とインナーシャフト５４ａとを同一の鉄鋼材料により構成している。しかしながら、アウターシャフト５３とインナーシャフト５４ａとは異なる材料で構成するようにしてもよい。
【００６４】
なお、異なる材料で構成する場合においても、位置センサをアウターシャフト５３に設けることにより、コントロールシャフト５４とアウターシャフト５３とが共に変位した場合に、位置センサと被検出部との相対的な位置関係が変化することを抑制することができる。さらに、この場合、コントロールシャフト５４とアウターシャフト５３とを熱膨張係数が略同一の材料により構成すれば、これらが内燃機関の温度変化に伴って略同じ比率で膨張するため、位置センサと被検出部との相対的な位置関係が内燃機関の温度変化に伴って変化することを抑制することができる。
【００６５】
・上記第２の実施形態及び図９に示した変形例では、コネクタ５９と被検出部８２とを一体成形された焼結体で構成するようにしている。しかしながら、コネクタ５９に被検出部を設けるにあたり、コネクタ５９と別体に構成された被検出部を同コネクタ５９に取り付けるようにしてもよいし、コネクタ５９と被検出部とを一体成形する場合においても、同被検出部を切削により形成するようにしてもよい。また、コネクタ５９はインナーシャフト５４ａとサンシャフト５４ｂの両方を外嵌するようにしていたが、一方のみを外嵌し他方を内嵌するようにしてもよく、その場合は、外嵌している部位に被検出部を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる内燃機関の可変動弁機構についてその一部断面構造を示す断面図。
【図２】同第１の実施形態にかかる内燃機関の可変動弁機構についてその配設態様を示す平面図。
【図３】同第１の実施形態の可変動弁機構についてその全体構造を示す斜視図。
【図４】同第１の実施形態のバルブリフト機構についてその内部構造を示す破断斜視図。
【図５】同第１の実施形態にかかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図６】第１の実施形態の変形例にかかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図７】第１の実施形態の他の変形例にかかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図９】本発明の他の実施形態かかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図１０】本発明の他の実施形態かかるコントロールシャフトの位置検出装置をその周辺機構とともに示す模式図。
【図１１】従来の可変動弁機構について、その全体構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
２…シリンダヘッド、３…シリンダヘッドカバー、４…気筒、１０…排気バルブ、１１…バルブスプリング、１２…ラッシュアジャスタ、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１４…排気カムシャフト、１５…カム、１６…リテーナ、２０…吸気バルブ、２１…バルブスプリング、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ロッカーアーム、２３ａ…ローラ、２４…吸気カムシャフト、２５…カム、２６…リテーナ、５０…バルブリフト機構、５１…入力ギア、５１ａ…ローラ、５１ｈ…ヘリカルスプライン、５２…出力ギア、５２ａ…ギア本体、５２ｂ…出力アーム、５２ｈ…ヘリカルスプライン、５３…アウターシャフト、５３ａ…長孔、５３ｂ…開口部、５３ｃ…開口部、５４…コントロールシャフト、５４ａ…インナーシャフト、５４ｂ…サンシャフト、５５…スライダギア、５５ａ…ヘリカルスプライン、５５ｂ…ヘリカルスプライン、５５ｃ…溝、５６…ブッシュ、５６ａ…貫通孔、５７…係止ピン、５８…ストッパ、５９…コネクタ、６０…アクチュエータ、６０ａ…ケーシング、６０ｂ…挿入孔、６１…ブラシレスモータ、６２…変換機構、６３…被検出部、６３ａ…傾斜面、６４…位置センサ、６４ａ…保持部、６５…被検出部、６７…位置センサ、６７ａ…保持部、６８…被検出部、６９…位置センサ、６９ａ…保持部、７０…マイクロコンピュータ、７３…アクセルセンサ、７４…クランク角センサ、８０…被検出部、８０ａ…傾斜面、８１…位置センサ、８２…被検出部、８２ａ…傾斜面、８３…位置センサ、８３ａ…センサ本体、８３ｂ…可動部、８４…被検出部、８５…第１の電気的接点、８６…抵抗体、８７…位置センサ、８８…第２の電気的接点、９０…排気弁開閉装置、９１…吸気弁開閉装置、１０１…バルブリフト機構、１０２…スライドシャフト機構、１０３…アウターシャフト、１０４…インナーシャフト、１０５…入力ギア、１０６…出力ギア、１０７…ローラ、１０８…出力アーム、１０９…コネクタ、１１０…アクチュエータ、１１１…変換機構、１１２…電動モータ、１１３…サンシャフト、１１５…コントロールシャフト。
【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】
2008291742.tif 000009
【図８】
2008291742.tif 000010
【図９】
2008291742.tif 000011
【図１０】
2008291742.tif 000012
【図１１】
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