(57)【要約】【課題】内燃機関運転制御に問題を生じることなく、内燃機関に容易に組み込むことが可能な内燃機関の可変動弁機構及び吸入空気量制御装置。【解決手段】仲介駆動機構における揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂに低作用角ヘリカルスプライン１２５ａ，１２７ａと高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂ，１２７ｂを設けている。このためバルブ作用角が小さい側のみを高精度に、すなわちコントロールシャフトの駆動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくしているので、揺動カム１２４，１２６の軸方向の長さが長くなるのを抑制でき、仲介駆動機構の大型化を抑制できる。したがって可変動弁機構をエンジンに組み込むことが容易となる。しかもエンジンの運転制御に問題を生じることがない。【選択図】      図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ作用角とバルブリフト量との内の一方又は両方のバルブ物理量が変更可能な内燃機関の可変動弁機構において、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節するバルブリフト調節機構を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項２】
請求項１において、前記バルブ物理量は、内燃機関運転が可能な範囲内におけるものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記バルブリフト調節機構は、調節量と前記バルブ物理量との関係を非線形の関係にすることにより、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブリフト調節機構は、
コントロール部材と、
前記コントロール部材の駆動により前記バルブ物理量を調節するコントロール部材駆動手段と、
前記コントロール部材の駆動を前記バルブ物理量の変化に変換するとともに、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して前記コントロール部材の駆動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくするバルブリフト変換手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項５】
請求項４において、前記バルブリフト変換手段は、内燃機関回転に連動して回転するカムシャフトに設けられたカムと、該カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持されて入力部と出力部とを有することで前記カムにより入力部が駆動されると出力部にてバルブを駆動する仲介駆動機構とを有するものであり、
前記コントロール部材は、軸方向への移動量が前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差に連動するコントロールシャフトであり、
前記コントロール部材駆動手段は、前記コントロールシャフトを軸方向に移動することにより前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を調節することで前記バルブ物理量を調節することを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項６】
請求項５において、前記仲介駆動機構は、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記入力部と前記出力部との相対位相差変化量への変換率を小さくすることにより、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項７】
請求項６において、前記仲介駆動機構は、前記入力部と前記出力部との相対位相差が、前記コントロールシャフトの軸方向移動に連動して機能するスプライン機構部により調節されるとともに、該スプライン機構部に形成されたスプラインの傾斜角が軸方向で変化していることにより、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記入力部と前記出力部との相対位相差変化量への変換率を小さくしていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項８】
請求項５において、前記カムのプロフィールは、カムノーズ先端部を除いて、該カムノーズ先端部から近い位置では遠い位置に比較して前記カムの回転による前記入力部に対する駆動量変化が大きくなるように形成されていることにより、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブリフト調節機構は、
軸方向にてカムプロフィールが変化している３次元カムを、軸方向に移動させることにより前記バルブ物理量を可変とする機構であり、
前記３次元カムの軸方向でのカムプロフィールの変化により、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節可能とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項１０】
請求項９において、前記３次元カムのカムプロフィールは、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記３次元カムの軸方向移動量に対する前記バルブ物理量の変化率を小さくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記バルブ物理量の変更対象は、吸気バルブであることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁機構を吸気バルブの可変動弁機構として備えると共に、
該可変動弁機構により吸気バルブの前記バルブ物理量を調節することにより、吸入空気量を調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変動弁機構及びこの可変動弁機構を利用した吸入空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブや排気バルブにおける作用角やバルブリフト量を可変とする可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
このような可変動弁機構の内で、コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより仲介駆動機構における入力部と出力部との位相差を変更して、カムによるバルブリフト開始位置を調節するものが存在する（例えば特許文献１）。
【０００４】
又、立体カム（３次元カムとも称する）をシャフト方向に移動させることによりカムプロフィールを変化させて、バルブリフト開始位置を調節しているものが存在する（例えば特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６３０１５号公報（第９−１０頁、第２１図）
【特許文献２】
特開平５−１８２２１号公報（第４頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような可変動弁機構や立体カムは、例えばスロットルバルブの代わりに内燃機関の各気筒内への吸入空気量の調節をするために用いられることが検討されている。このようにバルブ作用角やバルブリフト量にて空気の吸入タイミングや吸入量の調節を実行しようとした場合に、状況によってはスロットルバルブによる調量に比較して可変動弁機構による調量精度が低くなり、内燃機関の運転制御に問題を生じるおそれがあることが判明した。
【０００７】
調量精度を向上させるためには、可変動弁機構におけるコントロールシャフトの移動量に対するバルブ作用角やバルブリフト量の変化率や、立体カムの軸方向でのプロフィールによるバルブ作用角やバルブリフト量の変化率を小さくすれば良い。しかしこのように変化率を小さくすると、コントロールシャフトの移動範囲が大きくなり、又、立体カムでは軸方向で長大なカムとなり、内燃機関に組み込むことが困難となる。
【０００８】
高精度なアクチュエータによりコントロールシャフトや立体カムを軸方向に高精度に移動させる手法も考えられるが、この場合もアクチュエータ自体が大型化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、内燃機関運転制御に問題を生じることなく、内燃機関に容易に組み込むことが可能な内燃機関の可変動弁機構及びこの可変動弁機構を利用した吸入空気量制御装置の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成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に記載の内燃機関の可変動弁機構は、バルブ作用角とバルブリフト量との内の一方又は両方のバルブ物理量が変更可能な内燃機関の可変動弁機構において、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節するバルブリフト調節機構を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明者は、バルブ物理量（バルブの駆動状態を表す物理量）の内でバルブ作用角やバルブリフト量の調節による内燃機関運転制御においては、特にバルブ物理量が小さい側では高精度にバルブ物理量を調節する必要があり、バルブ物理量が大きい側では小さい側ほどの精度でなくても問題ないことを見いだした。
【００１２】
したがってバルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ物理量を調節するようにバルブリフト調節機構を構成することにより、例えば前記コントロールシャフトを用いている場合には、コントロールシャフトの移動範囲を小さく抑えることができる。又、前記３次元カムを用いている場合には、３次元カムが軸方向で長大なものとなるのを抑制できる。したがって内燃機関に組み込むことが容易となる。アクチュエータによる場合も同じであり、バルブ物理量が小さい側での部分的な高精度であれば、アクチュエータ自体も大型化を抑えることができ、内燃機関に組み込むことが容易となる。しかも、いずれにおいても内燃機関運転制御に問題を生じることはない。
【００１３】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１において、前記バルブ物理量は、内燃機関運転が可能な範囲内におけるものであることを特徴とする。
【００１４】
バルブ物理量としては、内燃機関運転が不能な極めて小さいバルブ物理量は内燃機関運転に関係ないので、これを除いてバルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ物理量を調節することによっても、前記請求項１に述べた作用効果を生じる。
【００１５】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１又は２において、前記バルブリフト調節機構は、調節量と前記バルブ物理量との関係を非線形の関係にすることにより、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節することを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、調節量とバルブ物理量との関係を非線形の関係にすることによって、調節精度を変更でき、前記請求項１に述べた作用効果を生じさせることができる。
【００１７】
請求項４に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブリフト調節機構は、コントロール部材と、前記コントロール部材の駆動により前記バルブ物理量を調節するコントロール部材駆動手段と、前記コントロール部材の駆動を前記バルブ物理量の変化に変換するとともに、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して前記コントロール部材の駆動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくするバルブリフト変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
このようにバルブリフト変換手段が、バルブ物理量の小さい側ではバルブ物理量の大きい側に比較してコントロール部材の駆動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくしている。このことにより、バルブリフト調節機構では、コントロール部材駆動手段がコントロール部材を常に同じ精度で駆動していても、バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ物理量を調節することができるようになる。
【００１９】
そしてこのようにバルブ物理量が小さい側でコントロール部材の駆動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくしているので、バルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、内燃機関に容易に組み込むことができる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
【００２０】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項４において、前記バルブリフト変換手段は、内燃機関回転に連動して回転するカムシャフトに設けられたカムと、該カムシャフトとは異なる軸にて揺動可能に支持されて入力部と出力部とを有することで前記カムにより入力部が駆動されると出力部にてバルブを駆動する仲介駆動機構とを有するものであり、前記コントロール部材は、軸方向への移動量が前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差に連動するコントロールシャフトであり、前記コントロール部材駆動手段は、前記コントロールシャフトを軸方向に移動することにより前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を調節することで前記バルブ物理量を調節することを特徴とする。
【００２１】
バルブリフト変換手段は上記カムと上記仲介駆動機構とを有する構成を挙げることができる。この仲介駆動機構が、コントロールシャフトの軸方向への移動量を入力部と出力部との相対位相差に変換する。このことによりコントロールシャフトの軸方向への移動量をバルブ物理量の変化に変換することができる。そしてこのコントロールシャフトの軸方向への移動の過程において、バルブ物理量の小さい側ではバルブ物理量の大きい側に比較して前記コントロール部材の移動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくしている。
【００２２】
こうして内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関に容易に組み込むことができる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
請求項６に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項５において、前記仲介駆動機構は、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記入力部と前記出力部との相対位相差変化量への変換率を小さくすることにより、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくすることを特徴とする。
【００２３】
より具体的には、仲介駆動機構が、コントロールシャフトの軸方向への移動量を入力部と出力部との相対位相差に変換するに際して、バルブ物理量の小さい側ではバルブ物理量の大きい側に比較してコントロールシャフトの軸方向への移動量から入力部と出力部との相対位相差への変換率を小さくしている。このことによりコントロールシャフトの軸方向への移動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくしている。
【００２４】
こうして内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関に容易に組み込むことができる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
請求項７に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項６において、前記仲介駆動機構は、前記入力部と前記出力部との相対位相差が、前記コントロールシャフトの軸方向移動に連動して機能するスプライン機構部により調節されるとともに、該スプライン機構部に形成されたスプラインの傾斜角が軸方向で変化していることにより、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記入力部と前記出力部との相対位相差変化量への変換率を小さくしていることを特徴とする。
【００２５】
このようにスプライン機構部を用いた仲介駆動機構の場合には、スプラインの傾斜角が軸方向で変化していることにより、バルブ物理量の小さい側ではバルブ物理量の大きい側に比較して、コントロールシャフトの軸方向移動量から入力部と出力部との相対位相差変化量への変換率を小さくすることができる。
【００２６】
請求項８に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項５において、前記カムのプロフィールは、カムノーズ先端部を除いて、該カムノーズ先端部から近い位置では遠い位置に比較して前記カムの回転による前記入力部に対する駆動量変化が大きくなるように形成されていることにより、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記コントロールシャフトの軸方向移動量から前記バルブ物理量の変化量への変換率を小さくすることを特徴とする。
【００２７】
このように入力部を駆動するカムのプロフィールを上述のごとく形成することにより、バルブ物理量の小さい側でコントロールシャフトの軸方向移動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくするようにしても良い。
【００２８】
出力部により駆動されるバルブ物理量が小さい時には、カムノーズ先端部に近い位置のカムプロフィールがバルブの開閉時にて入力部を駆動している。カムノーズ先端部から近い位置では、バルブの開閉時にカムの回転による入力部に対する駆動量変化が大きくなっているため、コントロールシャフトを軸方向へ駆動して入力部と出力部との相対位相差を変更しても、開閉タイミングの変化は小さいものとなる。したがってコントロールシャフトの軸方向への移動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくでき、バルブ物理量調節の精度が高くなる。
【００２９】
逆に出力部により駆動されるバルブ物理量が大きい時には、カムノーズ先端部から遠い位置のカムプロフィールがバルブの開閉時にて入力部を駆動している。カムノーズ先端部から遠い位置ではバルブの開閉時にカムの回転による入力部に対する駆動量変化が小さくなっているため、コントロールシャフトを軸方向へ駆動して入力部と出力部との相対位相差を変更すると、開閉タイミングの変化は大きいものとなる。したがってコントロールシャフトの軸方向への移動量からバルブ物理量の変化量への変換率を小さくしていないので、バルブ物理量が小さい時に比較してバルブ物理量調節の精度は高くはない。
【００３０】
こうして内燃機関の可変動弁機構は、可変動弁機構は大きくしなくても済むので、内燃機関に組み込むことがより容易となる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
【００３１】
請求項９に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブリフト調節機構は、軸方向にてカムプロフィールが変化している３次元カムを、軸方向に移動させることにより前記バルブ物理量を可変とする機構であり、前記３次元カムの軸方向でのカムプロフィールの変化により、前記バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度に前記バルブ物理量を調節可能とすることを特徴とする。
【００３２】
このような３次元カムを用いることにより、バルブ物理量の小さい側ではバルブ物理量の大きい側に比較して高精度にバルブ物理量を調節可能としている。このことによりバルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、内燃機関に容易に組み込むことができる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
【００３３】
請求項１０に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項９において、前記３次元カムのカムプロフィールは、前記バルブ物理量の小さい側では前記バルブ物理量の大きい側に比較して、前記３次元カムの軸方向移動量に対する前記バルブ物理量の変化率を小さくすることを特徴とする。
【００３４】
このような３次元カムを用いることにより、３次元カムが常に同じ精度で軸方向に駆動されていても、バルブ物理量が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ物理量を調節することができるようになる。そしてバルブ物理量が小さい側で３次元カムの軸方向移動量に対するバルブ物理量の変化率を小さくしているので、バルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、内燃機関に容易に組み込むことができる。しかも内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
【００３５】
請求項１１に記載の内燃機関の可変動弁機構では、請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記バルブ物理量の変更対象は、吸気バルブであることを特徴とする。
【００３６】
バルブ物理量の変更対象を吸気バルブとした場合には、吸入空気量を吸気バルブのバルブ物理量にて調節可能となる。そしてこのように吸入空気量を吸気バルブのバルブ物理量にて調節する場合に、低吸入空気量時には高精度にバルブ物理量を調節できる。このため内燃機関運転制御に問題を生じることがない。しかもバルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、内燃機関に容易に組み込むことができる。
【００３７】
請求項１２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁機構を吸気バルブの可変動弁機構として備えると共に、該可変動弁機構により吸気バルブの前記バルブ物理量を調節することにより、吸入空気量を調節することを特徴とする。
【００３８】
このように前述した可変動弁機構を吸気バルブの可変動弁機構として組み込むことにより、内燃機関に容易に組み込むことができるとともに、内燃機関運転制御に問題を生じることがない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された可変動弁機構を備えた内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２及びその制御系統の概略構成を表すブロック図である。図２は１つの気筒における縦断面図、図３はエンジン２上部を示す平面図である。
【００４０】
エンジン２は、自動車用として車両に搭載されているものである。このエンジン２は、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。シリンダブロック４には、複数の気筒、ここでは例えば４つの気筒２ａが形成され、各気筒２ａには、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。各燃焼室１０には、それぞれ第１吸気バルブ１２ａ、第２吸気バルブ１２ｂ、第１排気バルブ１６ａ及び第２排気バルブ１６ｂの４バルブが配置されている。第１吸気バルブ１２ａは第１吸気ポート１４ａを、第２吸気バルブ１２ｂは第２吸気ポート１４ｂを、第１排気バルブ１６ａは第１排気ポート１８ａを、第２排気バルブ１６ｂは第２排気ポート１８ｂを開閉する。
【００４１】
各気筒２ａの第１吸気ポート１４ａ及び第２吸気ポート１４ｂは吸気マニホールド３０内に形成された吸気通路３０ａを介してサージタンク３２に接続されている。各吸気通路３０ａにはそれぞれフューエルインジェクタ３４が配置されて、第１吸気ポート１４ａ及び第２吸気ポート１４ｂに対して燃料を噴射可能としている。
【００４２】
又、サージタンク３２は吸気ダクト４０を介してエアクリーナ４２に連結されている。尚、本実施の形態の構成では、吸気ダクト４０内にはスロットルバルブは配置されていないが、補助的なスロットルバルブを配置しても良い。このような補助的なスロットルバルブを配置した場合には、例えば、エンジン２の始動時にスロットルバルブを全開にし、エンジン２の停止時にスロットルバルブを全閉にする制御と、後述する仲介駆動機構が異常となった場合にはスロットルバルブの開度制御により吸入空気量を制御するようにしても良い。
【００４３】
アクセルペダル７４の操作に応じた吸入空気量制御やアイドル回転数制御時のエンジン回転数ＮＥに応じた吸入空気量制御は、第１吸気バルブ１２ａ及び第２吸気バルブ１２ｂのバルブ作用角を調節することによりなされる。尚、本実施の形態では同時にバルブリフト量も調節されているが、以下、バルブ作用角の調節として説明する。
【００４４】
これら両吸気バルブ１２ａ，１２ｂのリフト駆動は、図２，３に示したごとくシリンダヘッド８に配置された後述する仲介駆動機構１２０及びローラロッカーアーム５２を介して、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａのリフト駆動が伝達されることにより可能となっている。このリフト駆動伝達において、後述するスライドアクチュエータ１００（コントロール部材駆動手段に相当）の機能により仲介駆動機構１２０によるリフト駆動伝達状態が調節されることによりバルブ作用角が調節される。尚、吸気カムシャフト４５は、一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）とタイミングチェーン４７を介してエンジン２のクランクシャフト４９の回転と連動している。
【００４５】
図１で示した各気筒２ａの排気バルブ１６ａ，１６ｂは、エンジン２の回転に連動して回転する排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａにより、ローラロッカーアーム５４を介して一定のバルブ作用角及びバルブリフト量で開閉されている。そして、各気筒２ａの第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポート１８ｂは排気マニホルド４８に連結され、排気を触媒コンバータ５０を介して外部に排出している。
【００４６】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種ドライバー回路、入力ポート及び出力ポート等の構成を備えている。
【００４７】
ＥＣＵ６０の入力ポートへは、次のような信号が入力されている。すなわちアクセル開度センサ７６により出力されるアクセルペダル７４の踏み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」と称する）に比例した出力電圧が入力されている。更にクランク角センサ８２によりクランクシャフトが一定角度回転する毎に出力されるパルス、吸入空気量センサ８４により出力される吸気ダクト４０を流れる吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧が入力されている。更にエンジン２のシリンダブロック４に設けられた水温センサ８６により出力されるエンジン２の冷却水温度ＴＨＷに応じた出力電圧、排気マニホルド４８に設けられた空燃比センサ８８により出力される空燃比に応じた出力電圧が入力されている。更にスライドアクチュエータ１００により移動される後述するコントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャフト位置センサ９０により出力される軸方向変位に応じた出力電圧が入力されている。更に吸気バルブ１２ａ，１２ｂを仲介駆動機構１２０を介して駆動する吸気カム４５ａのカム角を検出するカム角センサ９２からの出力パルスが入力している。尚、ＥＣＵ６０ではクランク角センサ８２の出力パルスとカム角センサ９２のパルスとに基づいて現在のクランク角が計算され、クランク角センサ８２の出力パルスの頻度からエンジン回転数ＮＥが計算されている。尚、これ以外にもＥＣＵ６０の入力ポートには、各種の信号が入力されている。
【００４８】
ＥＣＵ６０の出力ポートは、対応する駆動回路を介して各フューエルインジェクタ３４に接続され、ＥＣＵ６０はエンジン２の運転状態に応じて各フューエルインジェクタ３４の開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行している。更にＥＣＵ６０の出力ポートは駆動回路を介してオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と略す）１０４に接続され、ＥＣＵ６０はアクセルペダル７４の操作やエンジン２の運転状態に応じてＯＣＶ１０４による油圧制御によりスライドアクチュエータ１００を駆動制御している。尚、スライドアクチュエータ１００はシリンダ１００ａ、ピストン１００ｂ及びスプリング１００ｃの組み合わせにより構成されている。このピストン１００ｂにコントロールシャフト１３２の一端が取り付けられていることにより、シリンダ１００ａ内にピストン１００ｂを挟んで構成された各油圧室への作動油圧の供給排出をＯＣＶ１０４が実行することによりコントロールシャフト１３２が軸方向に駆動される。又、スプリング１００ｃはピストン１００ｂを介してコントロールシャフト１３２を図３において右側へ付勢している。このことにより少なくともエンジン始動時においてコントロールシャフト１３２に発生しているバルブ作用角を小さくする方向（図示左方向）の軸力に対抗し、始動時にコントロールシャフト１３２が左方向に移動するのを阻止している。このことによりスライドアクチュエータ１００に対する作動油圧が不十分な始動時において各気筒２ａへの吸入空気量を確保する機能を果たしている。
【００４９】
ＯＣＶ１０４は電磁ソレノイド式４ポート３位置切替弁であり、電磁ソレノイドの消磁状態（以下、「低リフト駆動状態」と称する）では（図３に示した状態）、駆動量が減少する図示左方向にコントロールシャフト１３２を移動させるようにオイルポンプＰから高圧の作動油が供給される。このことにより仲介駆動機構１２０は吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角を小さくし、吸入空気量は小さくなるように調節される。
【００５０】
又、電磁ソレノイドが１００％励磁された状態（以下、「高リフト駆動状態」と称する）では、駆動量が増加する図示右方向にコントロールシャフト１３２を移動させるようにオイルポンプＰから高圧の作動油が供給される。このことにより仲介駆動機構１２０は吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角を大きくし、吸入空気量は大きくなるように調節される。
【００５１】
更に電磁ソレノイドへの給電を中程度の状態（以下、「中立状態」と称する）に制御すると、各油圧室の作動油の供給排出は停止し、各油圧室は密封される。このことによりコントロールシャフト１３２の軸方向移動は停止して吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角が維持される。
【００５２】
次に仲介駆動機構１２０について説明する。図４は仲介駆動機構１２０の斜視図を示している。仲介駆動機構１２０は、図示中央に設けられた入力部１２２、図示左側に設けられた第１揺動カム１２４（「出力部」に相当する）および図示右側に設けられた第２揺動カム１２６（「出力部」に相当する）を備えている。これら入力部１２２のハウジング１２２ａおよび揺動カム１２４，１２６の各ハウジング１２４ａ，１２６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【００５３】
各ハウジング１２２ａ，１２４ａ，１２６ａを水平に破断した斜視図を図５に示す。
ここで、入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂを形成している。又、ハウジング１２２ａの外周面からは２つのアーム１２２ｃ，１２２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ，１２２ｄの先端には、ハウジング１２２ａの軸方向と平行シャフト１２２ｅが掛け渡され、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図２に示したごとくローラ１２２ｆはスプリング１２２ｇにより吸気カム４５ａ側に常に接触するように付勢されている。
【００５４】
第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂを形成している。このヘリカルスプライン１２４ｂは図６の斜視図に示すごとく軸方向の中央部で傾斜角度が変化し、傾斜角度が小さい低作用角ヘリカルスプライン１２５ａと、傾斜角度が大きい高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂとに分かれている。又、このハウジング１２４ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２４ｃにて左端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２４ｅを形成している。
【００５５】
第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２６ｂを形成している。このヘリカルスプライン１２６ｂは図７の斜視図に示すごとく途中で傾斜角度が変化し、傾斜角度が小さい低作用角ヘリカルスプライン１２７ａと、傾斜角度が大きい高作用角ヘリカルスプライン１２７ｂとに分かれている。又、このハウジング１２６ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて右端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面１２６ｅを形成している。
【００５６】
これらの第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、軸受部１２４ｃ，１２６ｃを外側にして、入力部１２２に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図４に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【００５７】
入力部１２２及び２つの揺動カム１２４，１２６から構成される内部空間には、スライダギア１２８が配置されている。スライダギア１２８の構成を図８の斜視図及び図９（Ａ）の平面図、図９（Ｂ）の正面図、図９（Ｃ）の右側面図に示す。スライダギア１２８は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの左側端部には小径部１２８ｂを挟んで周方向に配列された第１ピン列１２８ｃが形成されている。又、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの右側端部には小径部１２８ｄを挟んで周方向に配列された第２ピン列１２８ｅが形成されている。尚、これらピン列１２８ｃ，１２８ｅの先端部における径は、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの溝底面の径よりも小さく形成されている。
【００５８】
スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして一方の小径部１２８ｄには貫通孔１２８ｆ内部を外周面に開放するための長孔１２８ｇが形成されている。この長孔１２８ｇは周方向に長く形成されている。
【００５９】
スライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には、図１０に示すごとくの支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置される。ここで図１０（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は正面図、図１０（Ｃ）は右側面図である。この支持パイプ１３０は、図３に示したごとく、すべての仲介駆動機構１２０（ここでは４つ）に共通の１本が設けられている。尚、支持パイプ１３０には各仲介駆動機構１２０毎に軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。
【００６０】
更に図示するごとく支持パイプ１３０内には、軸方向に摺動可能にコントロールシャフト１３２が貫通している。このコントロールシャフト１３２も支持パイプ１３０と同様にすべての仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。尚、コントロールシャフト１３２には各仲介駆動機構１２０毎に係止ピン１３２ａが突出している。この係止ピン１３２ａは支持パイプ１３０に形成されている軸方向の長孔１３０ａを貫通して形成されている。更にこの係止ピン１３２ａは、前述したスライダギア１２８に形成された周方向の長孔１２８ｇ内にも先端が挿入されている。
【００６１】
支持パイプ１３０に形成された軸方向の長孔１３０ａにより、コントロールシャフト１３２の係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に対して固定されていても、軸方向に移動することでスライダギア１２８を軸方向に移動させることができる。更にスライダギア１２８自体は、周方向の長孔１２８ｇにて係止ピン１３２ａに係止していることにより、係止ピン１３２ａにて軸方向の位置は決定されるが軸周りについては揺動可能となっている。
【００６２】
そしてスライダギア１２８は、図１１の断面図に示すごとくに組み合わされた入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６の内部空間に配置される。この時、スライダギア１２８の内で、入力用ヘリカルスプライン１２８ａは入力部１２２内部のヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされている。又、第１ピン列１２８ｃは第１揺動カム１２４内部のヘリカルスプライン１２４ｂに噛み合わされ、第２ピン列１２８ｅは第２揺動カム１２６内部のヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされる。尚、図１２に、入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６の内部空間に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂ，１２４ｂ，１２６ｂの一部の平面展開図を示す。
【００６３】
このように構成された各仲介駆動機構１２０は、揺動カム１２４，１２６の軸受部１２４ｃ，１２６ｃ側にて、図３に示したごとく、シリンダヘッド８に形成された立壁部１３６，１３８に挟まれて、軸周りには揺動可能であるが軸方向に移動するのが阻止されている。この立壁部１３６，１３８には、軸受部１２４ｃ，１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成され、支持パイプ１３０を貫通させ固定している。したがって支持パイプ１３０はシリンダヘッド８に対しては固定されて軸方向に移動したり回転したりすることはない。
【００６４】
又、支持パイプ１３０内のコントロールシャフト１３２は支持パイプ１３０内を軸方向に摺動可能に貫通し一端側にてスライドアクチュエータ１００のピストンに取り付けられている。したがってＯＣＶ１０４の作動油圧制御により、コントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節できる。このことによりコントロールシャフト１３２とスライダギア１２８とを介して、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの相対位相差が調節できる。すなわちスライドアクチュエータ１００の駆動により、図１３に示すごとく吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブリフト量を連続的に可変とすることによりクランク角幅で示すごとくバルブ作用角を連続的に調節することができる。
【００６５】
ここで図１４はスライドアクチュエータ１００によりコントロールシャフト１３２を最大限Ｌ方向へ戻した場合、すなわちスライド量＝０（ｍｍ）である場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この時、スライダギア１２８の第１ピン列１２８ｃは図１１，１２に示した第１揺動カム１２４の低作用角ヘリカルスプライン１２５ａに噛合している。又、スライダギア１２８の第２ピン列１２８ｅは図１１，１２に示した第２揺動カム１２６の低作用角ヘリカルスプライン１２７ａに噛合している。尚、この時のスライダギア１２８と揺動カム１２４，１２６との関係を図１５の斜視図に示す。
【００６６】
図１４（Ａ）の状態ではローラロッカーアーム５２のローラ５２ａにはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから大きく離れたベース円部分（ノーズ１２４ｄ，１２６ｄを除いた部分）が接触している。このため、揺動の全期間、ローラロッカーアーム５２のローラ５２ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。すなわち、図１４（Ｂ）に示すごとく、吸気カム４５ａのノーズ４５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆを最大に押し下げても、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅはローラロッカーアーム５２のローラ５２ａを押し下げるために使用されることはない。このことにより、ローラロッカーアーム５２は基端部５２ｃを中心に揺動することがなく、ローラロッカーアーム５２の先端部５２ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げはなされず、バルブ作用角は「０」となる。こうして吸気カムシャフト４５が回転しても吸気バルブ１２ａ，１２ｂは吸気ポート１４ａ，１４ｂの閉鎖状態を維持する。
【００６７】
図１６はスライドアクチュエータ１００によりコントロールシャフト１３２を図１５の状態からＨ方向へスライド量を中間位置まで増加した場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この時は、スライダギア１２８の第１ピン列１２８ｃは第１揺動カム１２４の低作用角ヘリカルスプライン１２５ａと高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂとの境界部分に位置している。又、スライダギア１２８の第２ピン列１２８ｅは第２揺動カム１２６の低作用角ヘリカルスプライン１２７ａと高作用角ヘリカルスプライン１２７ｂとの境界部分に位置している。すなわち、前記図１４の状態から低作用角ヘリカルスプライン１２５ａ，１２７ａにより揺動カム１２４，１２６が揺動されたことになる。
【００６８】
図１６（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。この時、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはローラロッカーアーム５２のローラ５２ａには接触していないが、図１４の場合に比較して少しノーズ１２４ｄ，１２６ｄに近いベース円部分がローラ５２ａに接触している。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギア１２８がＨ方向に移動したため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの相対位相差が大きくなったためである。
【００６９】
このような相対位相差において吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２からスライダギア１２８を介して揺動カム１２４，１２６に揺動が伝達されノーズ１２４ｄ，１２６ｄが揺動する。
【００７０】
上述したごとく、図１６（Ａ）の状態ではローラロッカーアーム５２のローラ５２ａにはノーズ１２４ｄ，１２６ｄから離れたベース円部分が接触している。このため、揺動カム１２４，１２６が揺動しても、しばらくはローラロッカーアーム５２のローラ５２ａはノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅに接触することなくベース円部分に接触した状態を継続する。その後、湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅがローラ５２ａに接触して、図１６（Ｂ）に示すごとくローラロッカーアーム５２のローラ５２ａを押し下げる。このことにより、ローラロッカーアーム５２は基端部５２ｃを中心に揺動する。こうしてローラロッカーアーム５２の先端部５２ｄによるステムエンド１２ｃの押し下げが生じ、バルブ作用角が発生する。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは中程度よりも少し小さいバルブ作用角にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とすることができる。
【００７１】
図１７は、スライドアクチュエータ１００によりコントロールシャフト１３２をＨ方向の限界まで移動させた状態の仲介駆動機構１２０を示している。この時、スライダギア１２８の第１ピン列１２８ｃは図１１，１２に示した第１揺動カム１２４の高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂに噛合している。又、スライダギア１２８の第２ピン列１２８ｅは図１１，１２に示した第２揺動カム１２６の高作用角ヘリカルスプライン１２７ｂに噛合している。すなわち、前記図１６の状態から高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂ，１２７ｂにより揺動カム１２４，１２６が揺動されたことになる。尚、この時のスライダギア１２８と揺動カム１２４，１２６との関係は図５の斜視図に示したごとくである。
【００７２】
図１７（Ａ）では吸気カム４５ａのベース円部分が、仲介駆動機構１２０における入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄはローラロッカーアーム５２のローラ５２ａには接触しておらず、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄに隣接したベース円部分が接触しているので、吸気バルブ１２ａ，１２ｂは閉弁状態にある。吸気カムシャフト４５が回転して吸気カム４５ａのノーズ４５ｃが入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げると、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄに設けられた湾曲状のカム面１２４ｅ，１２６ｅが直ちにローラロッカーアーム５２のローラ５２ａに接触する。このため図１７（Ｂ）に示すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅの全範囲を使用してローラロッカーアーム５２のローラ５２ａを押し下げる。このことによりローラロッカーアーム５２は基端部５２ｃ側を中心に揺動し、ローラロッカーアーム５２の先端部５２ｄは最大にステムエンド１２ｃを押し下げる。こうして吸気バルブ１２ａ，１２ｂは最大のバルブ作用角にて吸気ポート１４ａ，１４ｂを開放状態とする。
【００７３】
上述したごとく揺動カム１２４，１２６には低作用角ヘリカルスプライン１２５ａ，１２７ａと高作用角ヘリカルスプライン１２５ｂ，１２７ｂとが存在しているため、コントロールシャフト１３２の実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係は図１８に示すごとく非線形の関係となる。尚、図１８において実線で示す部分が実質的にエンジン運転に用いられる部分（エンジン運転が可能な部分）であるので、以下この実線部分について説明している。したがって、実シャフト変位量Ｌｓが小さい領域（ａ〜ｂ）、すなわち実バルブ作用角Ｄθｓが小さい領域（Ｄ１〜Ｄ２）では、実シャフト変位量Ｌｓの変化に対して実バルブ作用角Ｄθｓの変化は小さい。しかし実シャフト変位量Ｌｓが大きい領域（ｂ〜ｃ）、すなわち実バルブ作用角Ｄθｓが大きい領域（Ｄ２〜Ｄ３）では、実シャフト変位量Ｌｓの変化に対して実バルブ作用角Ｄθｓの変化は大きくされている。例えば、図１３に示したごとく、実バルブ作用角Ｄ１は１００°ＣＡ、実バルブ作用角Ｄ２は１６０°ＣＡ、実バルブ作用角Ｄ２は２６０°ＣＡに設定される。
【００７４】
次にＥＣＵ６０にて実行される吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角制御ついて説明する。図１９にバルブ作用角制御処理のフローチャートを示す。本処理は時間周期で繰り返し実行される。なおフローチャート中の個々の処理ステップを「Ｓ〜」で表す。
【００７５】
バルブ作用角制御処理が開始されると、まずアクセル開度センサ７６の信号に基づいて得られているアクセル開度ＡＣＣＰやクランク角センサ８２の信号に基づいて得られているエンジン回転数ＮＥ等のエンジン運転状態がＥＣＵ６０に設けられたＲＡＭの作業領域に読み込まれる（Ｓ１０２）。
【００７６】
次にアイドル時か否かが判定される（Ｓ１０４）。アイドル時であれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、アイドル回転数制御（ＩＳＣ）による目標バルブ作用角Ｄθｔの算出が行われる（Ｓ１０６）。すなわちフィードバック計算により目標アイドル回転数を実現するための目標バルブ作用角Ｄθｔが算出される。
【００７７】
一方、アイドル時でなければ（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、アクセル開度ＡＣＣＰの値に基づいて図２０のマップから目標バルブ作用角Ｄθｔが算出される（Ｓ１０８）。
【００７８】
ステップＳ１０６又はステップＳ１０８にて目標バルブ作用角Ｄθｔが算出されると、この目標バルブ作用角Ｄθｔに基づいて図２１のマップから目標シャフト変位量Ｌｔが算出される（Ｓ１１０）。この図２１のマップは前記図１８に基づいて設定したものである。そしてコントロールシャフト１３２の実シャフト変位量が目標シャフト変位量ＬｔとなるようにＯＣＶ１０４が駆動される（Ｓ１１２）。こうして一旦本処理を終了する。
【００７９】
上述した処理が繰り返されることにより、ＩＳＣや運転者により要求される吸入空気量が吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角の大きさにより調節されることになる。
【００８０】
図２１のマップにて示したごとく、低吸入空気量となる目標バルブ作用角Ｄθｔの制御幅Ａ〜Ｂに対する目標シャフト変位量Ｌｔの制御幅Ｌ１〜Ｌ２は、高吸入空気量となる目標バルブ作用角Ｄθｔの制御幅Ｂ〜Ｃに対する目標シャフト変位量Ｌｔの制御幅Ｌ２〜Ｌ３よりも大きい。すなわちＯＣＶ１０４によるバルブ作用角の制御は、低吸入空気量では高吸入空気量側よりも高精度に実行することができることを意味する。
【００８１】
尚、上述した構成において、ヘリカルスプライン１２２ｂ，１２４ｂ，１２６ｂ，１２８ａ及びピン列１２８ｃ，１２８ｅの組み合わせにより構成されて、入力部１２２と揺動カム１２４，１２６との相対位相差を調節する機構がスプライン機構部に相当する。又、吸気カム４５ａと仲介駆動機構１２０との組み合わせがバルブリフト変換手段に相当する。
【００８２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．仲介駆動機構１２０を有する上述したごとくのバルブリフト調節機構はバルブ作用角が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ作用角を調節することができる。
【００８３】
吸気バルブ１２ａ，１２ｂのバルブ作用角の調節による吸入空気量制御においては、特にバルブ作用角が小さい側（吸入空気量が少ない側）では高精度にバルブ作用角を調節する必要があり、バルブ作用角が大きい側（吸入空気量が多い側）では小さい側ほどの精度でなくてもエンジン制御上は問題ない。このためバルブ作用角が小さい側のみを高精度にしてもエンジン制御上は問題がない。
【００８４】
もし、バルブ作用角の全範囲を高精度にしようとした場合には、揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂをすべて低作用角ヘリカルスプライン１２５ａ，１２７ａのように傾斜角度を小さくしなくてはならない。これでは揺動カム１２４，１２６の軸方向の長さを可成り長くしなくてはノーズ１２４ｄ，１２６ｄを十分に揺動することはできなくなる。
【００８５】
本実施の形態ではバルブ作用角が小さい側のみを高精度に、すなわちコントロールシャフト１３２の駆動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくしているので、揺動カム１２４，１２６の軸方向の長さが長くなるのを抑制でき、仲介駆動機構１２０の大型化を抑制できる。
【００８６】
したがって可変動弁機構をエンジン２に組み込むことが容易となる。しかもエンジン２の運転制御に問題を生じることがない。
［実施の形態２］
本実施の形態では、図２２（実施の形態１の図１１に対応）に示すごとく仲介駆動機構の揺動カム３２４，３２６内部のヘリカルスプライン３２４ｂ，３２６ｂの傾斜角が１種類であることと、吸気カムのカムプロフィールが異なる点である。これ以外については前記実施の形態１と同じ構成である。
【００８７】
このように揺動カム３２４，３２６のヘリカルスプライン３２４ｂ，３２６ｂは一定の傾斜角であるので、コントロールシャフトの変位に対して、入力部３２２のローラ３２２ｆと揺動カム３２４，３２６のノーズ３２４ｄ，３２６ｄ（ノーズ３２４ｄは図示略）との相対位相差の変化は常に一定である。
【００８８】
吸気カムのカムプロフィールは図２３に実線にて示すごとくである。図２３の横軸はカム角（クランク角にも対応している）であるが、縦軸は仲介駆動機構の揺動角変化を表している。この仲介駆動機構の揺動角変化において、コントロールシャフトのシャフト変位量が小さければ、縦軸の上方に近い位置から揺動カム３２４，３２６のノーズ３２４ｄ，３２６ｄによるローラロッカーアームの押し下げが開始され、このことによりバルブ作用角が小さくなる。逆に、シャフト変位量が大きければ、縦軸の下方に近い位置からローラロッカーアームの押し下げが開始されることでバルブ作用角が大きくなる。
【００８９】
ここで吸気カムのカムプロフィールは、高精度にバルブ作用角を調節しなくてもエンジンの運転制御上問題がない高バルブ作用角領域（θａ１〜θａ２）に吸気バルブの開閉タイミングが位置する場合には、吸気カムの回転に応じた開閉タイミングの変化が大きくされている。すなわち吸気カムのカムノーズ先端部から遠い位置のカムプロフィール部分であるカム角θｂ１〜θｂ２，θｂ５〜θｂ６では、コントロールシャフトによる揺動角（図２３の縦軸）の変化に対して開閉タイミング（図２３の横軸）の変化、すなわちバルブ作用角の変化が大きい。
【００９０】
低バルブ作用角領域（θａ２〜θａ４）では高精度にバルブ作用角を調節しなくてはならないが、この低バルブ作用角領域（θａ２〜θａ４）の内でも実際にエンジン制御のためにバルブ作用角が調節される領域は、図２３に示した高精度制御領域（θａ２〜θａ３）である。この高精度制御領域（θａ２〜θａ３）に吸気バルブ１２ａ，１２ｂの開閉タイミングが位置する場合には、吸気カムの回転に応じた開閉タイミングの変化が小さくされている。すなわち吸気カムのノーズ先端部に近い位置のカムプロフィール部分であるカム角θｂ２〜θｂ３，θｂ４〜θｂ５では、コントロールシャフトによる揺動角（図２３の縦軸）の変化に対して開閉タイミング（図２３の横軸）の変化、すなわちバルブ作用角の変化が小さい。
【００９１】
尚、前記実施の形態１に用いられている吸気カム４５ａでは図２３中で一点鎖線で示すごとくである。
このことにより実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係は図２４に示すごとく非線形の関係となり、バルブ作用角制御処理（図１９）のステップＳ１１０にて用いられるマップは図２５に示すごとくとなる。
【００９２】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．本実施の形態では仲介駆動機構ではなく、吸気カムのカムのプロフィールを図２３に示したごとく形成することにより、バルブ作用角の小さい側でコントロールシャフトの軸方向移動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくするようにできる。
【００９３】
したがって揺動カム３２４，３２６により駆動される吸気バルブの作用角が小さい時には、コントロールシャフトの軸方向への移動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくでき、バルブ作用角調節の精度が高くなる。
【００９４】
逆に揺動カム３２４，３２６により駆動される吸気バルブの作用角が大きい時には、コントロールシャフトの軸方向への移動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくしていないので、吸気バルブの作用角が小さい時に比較してバルブ作用角調節の精度は高くなっていない。
【００９５】
こうして可変動弁機構は、可変動弁機構を大きくしなくても可能なので、エンジンに容易に組み込むことが可能となる。しかもエンジンの運転制御に問題を生じることがない。
【００９６】
［実施の形態３］
本実施の形態では、図２６に示すごとく吸気バルブ４１２ａ，４１２ｂのバルブリフト量調整は仲介駆動機構を用いない。この代わりに、スライドアクチュエータ５００により、吸気カムシャフト４４５に転がり軸受部４５０ａを介して接続されている補助シャフト４５０を軸方向に移動することにより、吸気バルブ４１２ａ，４１２ｂのバルブ作用角の調整を実行している。
【００９７】
吸気カムシャフト４４５は、一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）４５２を介してエンジンのクランクシャフトの回転と連動する。しかし、補助シャフト４５０は転がり軸受部４５０ａを介して吸気カムシャフト４４５と接続されているため、吸気カムシャフト４４５の回転に対して補助シャフト４５０が連動して回転することはなく、補助シャフト４５０は軸方向の移動のみ吸気カムシャフト４４５と一体で移動する。尚、吸気カムシャフト４４５と接続しているタイミングスプロケット４５２は、エンジンのシリンダブロックに対して回転可能にかつ軸方向へは移動しないように支持されている。しかしこのタイミングスプロケット４５２は、吸気カムシャフト４４５とは中心部にてストレートスプライン機構４５２ａにより接続されていることにより、軸方向での吸気カムシャフト４４５の移動を許している。
【００９８】
そしてスライドアクチュエータ５００には補助シャフト４５０の位置を検出するシャフト位置センサ４９０が設けられている。更にＯＣＶ５０４は、ＥＣＵからの指令により、オイルパン５０４ａの作動油を圧送するオイルポンプＰからスライドアクチュエータ５００への作動油圧供給を調節している。このことにより図２６に示したごとくバルブ作用角を最小としたり、図２７に示すごとく吸気カムシャフト４４５を軸方向に移動させてバルブ作用角を中程度としたり、図２８に示すごとくバルブ作用角を最大にすることができる。
【００９９】
ここで吸気カムシャフト４４５に設けられた吸気カム４４５ａは、軸方向にプロフィールが連続的に変化する３次元カムとして構成されている。具体的には、図２９に示すごとく、図示右側ではカムノーズが低く、図示左側に行くほど次第にカムノーズが高くなるように各吸気カム４４５ａが形成されている。ただしカムノーズの変化はカムノーズ４４５ｂが低い側（図示右側）では軸方向位置に対して緩慢に高くなる。しかし高い側（図示左側）に近づくほど急速に高さを増すようにされている。このことにより、吸気カム４４５ａの右端にバルブリフタ４１４上のカムフォロア４１６が接触している図２９（Ａ）の状態から図２９（Ｂ）の状態を通過して吸気カム４４５ａの左端にカムフォロア４１６が接触している図２９（Ｃ）までに、最初は比較的緩やかにバルブ作用角は増加する。しかし次第にバルブ作用角の増加率は上昇して吸気カム４４５ａの左端近くでは急激なバルブ作用角の増加となる。
【０１００】
このようなプロフィール変化により、補助シャフト４５０の実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係は図３０に示すごとく湾曲線状の非線形の関係となる。したがってバルブ作用角制御処理（図１９）のステップＳ１１０においては図３１に示すマップが用いられることになる。
【０１０１】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．図２８に示したごとく実シャフト変位量Ｌｓが小さい領域（ａ〜ｂ）、すなわち実バルブ作用角Ｄθｓが小さい領域（Ｄ１〜Ｄ２）では、実シャフト変位量Ｌｓの変化に対して、実バルブ作用角Ｄθｓの変化は小さい。しかし実シャフト変位量Ｌｓが大きい領域（ｂ〜ｃ）、すなわち実バルブ作用角Ｄθｓが大きい領域（Ｄ２〜Ｄ３）では、実シャフト変位量Ｌｓの変化に対して、実バルブ作用角Ｄθｓの変化は大きくされている。
【０１０２】
上述したごとくカムプロフィールが変化している吸気カム４４５ａを用いることにより、バルブ作用角の小さい側ではバルブ作用角の大きい側に比較して吸気カム４４５ａの軸方向移動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくしている。したがってスライドアクチュエータ５００が吸気カム４４５ａを常に同じ精度で軸方向に駆動していても、バルブ作用角が小さい側では大きい側よりも高精度にバルブ作用角を調節することができるようになる。
【０１０３】
そしてバルブ作用角が小さい側のみで、吸気カム４４５ａの移動量からバルブ作用角変化量への変換率を小さくしている。このため、吸気カム４４５ａ、吸気カムシャフト４４５、軸受部４５０ａ、補助シャフト４５０、スライドアクチュエータ５００及びシャフト位置センサ４９０からなるバルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、エンジンに容易に組み込むことが可能となる。しかもエンジンの運転制御に問題を生じることがない。
【０１０４】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１においては、揺動カム側に低作用角ヘリカルスプライン及び高作用角ヘリカルスプラインからなるヘリカルスプラインを形成し、スライダギア側にピン列を形成していた。これとは逆に、揺動カムの内部にピン列を形成し、スライダギアの両端側外周面に低作用角ヘリカルスプライン及び高作用角ヘリカルスプラインからなるヘリカルスプラインを形成しても良い。
【０１０５】
又、図３２の展開図に示すごとく、揺動カム６２４，６２６側は傾斜角が一定のヘリカルスプラインとし、入力部６２２側に低作用角ヘリカルスプライン６２２ａ及び高作用角ヘリカルスプライン６２２ｂからなるヘリカルスプラインを形成しても良い。この場合、スライダギアの入力用ヘリカルスプラインの代わりにピン列を形成する。又、スライダギアの両端側外周面はピン列でなくヘリカルスプラインを形成しても良い。
【０１０６】
又、スライダギア側は全てピン列として、図３３の展開図に示すごとく、揺動カム７２４，７２６及び入力部７２２の両方について低作用角ヘリカルスプライン７２２ａ，７２４ａ，７２６ａ及び高作用角ヘリカルスプライン７２２ｂ，７２４ｂ，７２６ｂからなるヘリカルスプラインを形成しても良い。
【０１０７】
又、スライダギア側をすべて低作用角ヘリカルスプライン及び高作用角ヘリカルスプラインからなるヘリカルスプラインとし、揺動カム及び入力部については全てピン列としても良い。
【０１０８】
（ｂ）．前記実施の形態１ではヘリカルスプラインにおいて、低作用角ヘリカルスプラインと高作用角ヘリカルスプラインとの間は不連続に傾斜角が変化していた。この代わりに、内燃機関運転の制御範囲において、例えば前記実施の形態２の図２４や前記実施の形態３の図３０に示したごとくの関係になるように連続的に傾斜角を変化させても良い。
【０１０９】
又、前記実施の形態２においても、内燃機関運転の制御範囲において、前記実施の形態１の図１８に示すごとく実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとが不連続に変化するように吸気カムのカムプロフィールを形成しても良い。又、内燃機関運転の制御範囲において、前記実施の形態３の図３０に示したごとくの関係になるように吸気カムのカムプロフィールを形成しても良い。
【０１１０】
又、実施の形態３においても、内燃機関運転の制御範囲において、前記実施の形態１の図１８に示すごとく実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとが不連続に変化するように３次元カムのカムノーズを形成しても良い。又、内燃機関運転の制御範囲において、前記実施の形態２の図２４に示したごとくの関係になるように３次元カムのカムノーズを形成しても良い。
【０１１１】
（ｃ）．前記実施の形態３における３次元カムのカムプロフィールによっては、図３４に示すごとく、３次元カムの軸方向移動によりバルブ作用角は変化しないがバルブリフト量を変化させて、吸入空気量を調節することも可能である。この場合にも低バルブリフト量側では、高バルブリフト量側に比較して３次元カムの軸方向移動量に対するバルブリフト量変化量の変換率を小さくするようにカムプロフィールを形成する。このことにより低バルブリフト量側のみで高精度にバルブリフト量を調節できる。したがってバルブリフト調節機構全体の構成の大型化を抑制でき、エンジンに容易に組み込むことが可能となる。しかもエンジンの運転制御に問題を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのエンジン及びその制御系統の概略構成を表すブロック図。
【図２】前記エンジンの縦断面図。
【図３】前記エンジンの平面図。
【図４】実施の形態１の仲介駆動機構の斜視図。
【図５】前記仲介駆動機構の破断斜視図。
【図６】実施の形態１の第１揺動カムの斜視図。
【図７】同じく第２揺動カムの斜視図。
【図８】同じくスライダギアの斜視図。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）同じくスライダギアの構成説明図。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）同じく支持パイプとコントロールシャフトとの構成説明図。
【図１１】同じく入力部と揺動カムとの破断斜視図。
【図１２】同じく入力部及び揺動カムのヘリカルスプライン展開図。
【図１３】同じくバルブ作用角変化説明図。
【図１４】（Ａ）（Ｂ）同じく仲介駆動機構の機能説明図。
【図１５】同じく仲介駆動機構の機能説明図。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）同じく仲介駆動機構の機能説明図。
【図１７】（Ａ）（Ｂ）同じく仲介駆動機構の機能説明図。
【図１８】同じく実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係説明図。
【図１９】同じくＥＣＵが実行するバルブ作用角制御処理のフローチャート。
【図２０】上記バルブ作用角制御処理に用いられる目標バルブ作用角Ｄθｔを求めるマップ説明図。
【図２１】上記バルブ作用角制御処理に用いられる目標シャフト変位量Ｌｔを求めるマップ説明図。
【図２２】実施の形態２の入力部と揺動カムとの破断斜視図。
【図２３】同じくカム角と仲介駆動機構の揺動角との関係を示すグラフ。
【図２４】同じく実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係説明図。
【図２５】同じく目標シャフト変位量Ｌｔを求めるマップ説明図。
【図２６】実施の形態３のバルブ作用角可変機構の構成説明図。
【図２７】同じくバルブ作用角可変機構の機能説明図。
【図２８】同じくバルブ作用角可変機構の機能説明図。
【図２９】（Ａ）〜（Ｃ）同じく吸気カムのプロフィール及び機能説明図。
【図３０】同じく実シャフト変位量Ｌｓと実バルブ作用角Ｄθｓとの関係説明図。
【図３１】同じく目標シャフト変位量Ｌｔを求めるマップ説明図。
【図３２】ヘリカルスプラインの他の例を示す展開図。
【図３３】ヘリカルスプラインの他の例を示す展開図。
【図３４】他の例のバルブ作用角変化説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…気筒、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２ａ，１２ｂ…吸気バルブ、１２ｃ…ステムエンド、１４ａ，１４ｂ…吸気ポート、１６ａ，１６ｂ…排気バルブ、１８ａ，１８ｂ…排気ポート、３０…吸気マニホールド、３０ａ…吸気通路、３２…サージタンク、３４…フューエルインジェクタ、４０…吸気ダクト、４２…エアクリーナ、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４５ｃ…ノーズ、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４７…タイミングチェーン、４８…排気マニホルド、４９…クランクシャフト、５０…触媒コンバータ、５２…ローラロッカーアーム、５２ａ…ローラ、５２ｃ…基端部、５２ｄ…先端部、５４…ローラロッカーアーム、６０…ＥＣＵ、７４…アクセルペダル、７６…アクセル開度センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸入空気量センサ、８６…水温センサ、８８…空燃比センサ、９０…シャフト位置センサ、９２…カム角センサ、１００…スライドアクチュエータ、１００ａ…シリンダ、１００ｂ…ピストン、１００ｃ…スプリング、１０４…ＯＣＶ、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ，１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…平行シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…スプリング、１２４…第１揺動カム、１２４ａ…ハウジング、１２４ｂ…ヘリカルスプライン、１２４ｃ…軸受部、１２４ｄ…ノーズ、１２４ｅ…カム面、１２５ａ…低作用角ヘリカルスプライン、１２５ｂ…高作用角ヘリカルスプライン、１２６…第２揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２６ｃ…リング状の軸受部、１２６ｄ…ノーズ、１２６ｅ…カム面、１２７ａ…低作用角ヘリカルスプライン、１２７ｂ…高作用角ヘリカルスプライン、１２８…スライダギア、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｂ…小径部、１２８ｃ…第１ピン列、１２８ｄ…小径部、１２８ｅ…第２ピン列、１２８ｆ…貫通孔、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ…係止ピン、１３６，１３８…立壁部、３２２…入力部、３２２ｆ…ローラ、３２４，３２６…揺動カム、３２４ｂ，３２６ｂ…ヘリカルスプライン、３２４ｄ，３２６ｄ…ノーズ、４１２ａ，４１２ｂ…吸気バルブ、４１４…バルブリフタ、４１６…カムフォロア、４４５…吸気カムシャフト、４４５ａ…吸気カム、４４５ｂ…カムノーズ、４５０…補助シャフト、４５０ａ…軸受部、４５２…タイミングスプロケット、４５２ａ…ストレートスプライン機構、４９０…シャフト位置センサ、５００…スライドアクチュエータ、５０４…ＯＣＶ、５０４ａ…オイルパン、６２２…入力部、６２２ａ…低作用角ヘリカルスプライン、６２２ｂ…高作用角ヘリカルスプライン、６２４，６２６…揺動カム、７２２…入力部、７２２ａ，７２４ａ，７２６ａ…低作用角ヘリカルスプライン、７２２ｂ，７２４ｂ，７２６ｂ…高作用角ヘリカルスプライン、７２４，７２６…揺動カム、Ｐ…オイルポンプ。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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