(57)【要約】【課題】機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、該リフト可変機構を駆動する動力を発揮する電動モータを含むアクチュエータとを備えるリフト可変動弁装置において、電動モータが何らかの原因で非通電状態となったときには機関弁のリフト量を所定量に確保するためのデフォルト機構の異常が生じたときに対処可能とする。【解決手段】電動モータ６２の非通電時に機関弁のリフト量を所定リフト量とする位置までリフト可変機構を回動付勢するデフォルト機構の異常が異常検出手段１１８で検出され、電動モータの作動量が大となるにつれて機関弁のリフト量を大きくするようにしてリフト可変機構に連結されるアクチュエータ６０の作動が、異常検出手段１１８による異常検出時に作動制限手段１１９により制限される。【選択図】      図９
2007270794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関弁（３８）のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構（４３）と、該リフト可変機構（４３）を駆動する動力を発揮する電動モータ（６２）を含むアクチュエータ（６０）とを備えるリフト可変動弁装置において、前記電動モータ（６２）の非通電時に前記機関弁（３８）のリフト量を所定リフト量とする位置まで前記リフト可変機構（４３）を回動付勢するデフォルト機構（６４）と、該デフォルト機構（６４）の異常を検出する異常検出手段（１１８）と、前記電動モータ（６２）の作動量が大となるにつれて前記機関弁（３８）のリフト量を大きくするようにして前記リフト可変機構（４３）に連結される前記アクチュエータ（６０）の作動を前記異常検出手段（１１８）による異常検出時に制限する作動制限手段（１１９）とを含むことを特徴とする内燃機関のリフト可変動弁装置。
【請求項２】
機関弁（３８）のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構（４３）と、該リフト可変機構（４３）を駆動する動力を発揮する電動モータ（６２）を含むアクチュエータ（６０）とを備えるリフト可変動弁装置において、前記電動モータ（６２）の非通電時に前記機関弁（３８）のリフト量を所定リフト量とする位置まで前記リフト可変機構（４３）を回動付勢するデフォルト機構（６４）と、該デフォルト機構（６４）の異常を検出する異常検出手段（１１８）と、該異常検出手段（１１８）による異常検出時に内燃機関の始動を禁止する作動制限手段（１１９）とを含むことを特徴とする内燃機関のリフト可変動弁装置。
【請求項３】
前記異常検出手段（１１８）は、内燃機関の停止時にデフォルト機構（６４）の異常の有無を検出することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関のリフト可変動弁装置。
【請求項４】
前記異常検出手段（１１８）は、内燃機関の停止から所定時間が経過するまでに前記機関弁（３８）のリフト量が前記所定位置となるまでに前記リフト可変機構（４３）が作動しないことをもって前記デフォルト機構（６４）が異常であると判断することを特徴とする請求項３記載の内燃機関のリフト可変動弁装置。
【請求項５】
内燃機関停止時の前記リフト可変機構（４３）の作動位置が前記機関弁（３８）のリフト量を大きくする側に大きな位置であることに応じて前記所定時間が長くなるようにして内燃機関停止時の前記リフト可変機構（４３）の作動位置に基づいて前記所定時間が変更されることを特徴とする請求項４記載の内燃機関のリフト可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、該リフト可変機構を駆動する動力を発揮する電動モータを含むアクチュエータとを備えるリフト可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフト可変機構をアクチュエータで駆動することにより、機関弁のリフト量を変化させるようにした内燃機関のリフト可変動弁装置が、たとえば特許文献１で既に知られている。
【特許文献１】特開２００５−４２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなリフト可変動弁装置では、アクチュエータが備える電動モータが何らかの原因で非通電状態となったときには、機関弁のリフト量を所定量に確保する必要があり、そのためのデフォルト機構が必要となる。
【０００４】
そこで本出願人は、たとえば特願２００５−１３００９２号および特願２００５−２００７９号等で、電動モータの非通電時に機関弁のリフト量を所定リフト量とする位置までリフト可変機構を回動付勢するデフォルト機構を付設したリフト可変動弁装置を提案しているが、デフォルト機構に異常が生じるとリフト可変動弁装置が正常に作動できなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータが備える電動モータが何らかの原因で非通電状態となったときには機関弁のリフト量を所定量に確保するためのデフォルト機構の異常が生じたときに対処し得るようにした内燃機関のリフト可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、該リフト可変機構を駆動する動力を発揮する電動モータを含むアクチュエータとを備えるリフト可変動弁装置において、前記電動モータの非通電時に前記機関弁のリフト量を所定リフト量とする位置まで前記リフト可変機構を回動付勢するデフォルト機構と、該デフォルト機構の異常を検出する異常検出手段と、前記電動モータの作動量が大となるにつれて前記機関弁のリフト量を大きくするようにして前記リフト可変機構に連結される前記アクチュエータの作動を前記異常検出手段による異常検出時に制限する作動制限手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、機関弁のリフト量を変化させることを可能としたリフト可変機構と、該リフト可変機構を駆動する動力を発揮する電動モータを含むアクチュエータとを備えるリフト可変動弁装置において、前記電動モータの非通電時に前記機関弁のリフト量を所定リフト量とする位置まで前記リフト可変機構を回動付勢するデフォルト機構と、該デフォルト機構の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段による異常検出時に内燃機関の始動を禁止する作動制限手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記異常検出手段は、内燃機関の停止時にデフォルト機構の異常の有無を検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成に加えて、前記異常検出手段は、内燃機関の停止から所定時間が経過するまでに前記機関弁のリフト量が前記所定位置となるまでに前記リフト可変機構が作動しないことをもって前記デフォルト機構が異常であると判断することを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成に加えて、内燃機関停止時の前記リフト可変機構の作動位置が前記機関弁のリフト量を大きくする側に大きな位置であることに応じて前記所定時間が長くなるようにして内燃機関停止時の前記リフト可変機構の作動位置に基づいて前記所定時間が変更されることを特徴とする。
【００１１】
なお実施例の吸気弁３８が本発明の機関弁に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、デフォルト機構で異常が生じたときには、電動モータの作動量が大となるにつれて前記機関弁のリフト量を大きくするようにしたアクチュエータの作動が制限されるので、アクチュエータ側で異常が生じても内燃機関の出力が不所望に増大してしまうことはない。
【００１３】
また請求項２記載の発明によれば、デフォルト機構に異常が生じたときには内燃機関の始動が禁止されるので、アクチュエータ側で異常が生じた状態では内燃機関の運転を制限することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、内燃機関の運転中にデフォルト機構の異常を検出するための制御が不要であり、異常検出を含む可変動弁制御システムがシンプルとなる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、内燃機関の停止から所定時間内に機関弁のリフト量を所定位置とする作動位置にリフト可変機構が作動しないことをもってデフォルト機構が異常であると判断するので、デフォルト機構の異常を確実に判断することができる。
【００１６】
さらに請求項５記載の発明によれば、内燃機関の停止時のリフト可変機構の作動位置に応じてデフォルト機構の異常判定のための所定時間を変更することで、異常検出時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図１３は本発明の一実施例を示すものであり、図１は車両搭載状態での内燃機関の側面図、図２は図１の２矢視図、図３は吸気側動弁装置の縦断側面図、図４は吸気側動弁装置の分解斜視図、図５はアクチュエータの側面図、図６はアクチュエータの上部を切欠いて示す縦断側面図、図７は図６の７−７線断面図、図８はデフォルト機構の構成を説明するための模式図、図９はデフォルト機構の異常検出および異常検出に応じた制御に関連する部分の制御ブロック図、図１０はデフォルト機構の異常検出および異常検出に応じた制御手順を示すフローチャート、図１１はリフト可変機構がデフォルト位置よりも高い位置で作動停止したときの異常判定を説明するためのタイミングチャート、図１２はリフト可変機構がデフォルト位置よりも低い位置で作動停止したときの異常判定を説明するためのタイミングチャート、図１３は所定時間の変化を示す図である。
【００１９】
先ず図１および図２において、車両の前部には、クランクシャフト２１の軸線Ｃを車両の幅方向に沿わせた複数気筒たとえば４気筒の内燃機関の機関本体２２が搭載されており、各気筒は前記軸線Ｃと平行な気筒配列方向２３に並んで機関本体２２に設けられる。
【００２０】
前記機関本体２２は、前記クランクシャフト２１を回転自在に支承するクランクケース２４と、該クランクケース２４に結合されるシリンダブロック２５と、シリンダブロック２５に結合されるシリンダヘッド２６と、シリンダヘッド２６に結合されるヘッドカバー２７とを備えるものであり、車両の進行方向前方を向いた状態でクランクケース２４の左端には変速機を収納するミッションケース３２が、前記機関本体２２の左側方かつ該ミッションケース３２の上方に空きスペースを形成するようにして結合される。
【００２１】
前記シリンダヘッド２６の前方側に臨む一側壁２６ａ（図１参照）には、各気筒毎の吸気ポート３３…が設けられており、それらの吸気ポート３３…に吸気系３４が接続される。また前記シリンダヘッド２６の後方側に臨む他側壁２６ｂ（図１参照）には各気筒毎の排気ポート３５…が設けられており、それらの排気ポート３５…には、遮熱カバー３６で上方から覆われる排気マニホールド３７が接続される。
【００２２】
吸気系３４は、エアクリーナ１０８と、各気筒に共通にしてシリンダヘッド２６の前方に配置される吸気チャンバ１０９と、エアクリーナ１０８および吸気チャンバ１０９間を連結するホース等の管路部材１１０と、吸気チャンバ１０９から各気筒毎に分かれてシリンダヘッド２６に接続される複数の吸気管１１１，１１１…とを備える。吸気チャンバ１０９には一対の支持脚１１２，１１２が下方に延びるようにして設けられており、それらの支持脚１１２…は、クランクケース２８に取付けられるブラケット１１３に弾性部材１１４…を介して支持される。
【００２３】
図３および図４において、シリンダヘッド２６には、各吸気ポート３３…毎に一対の機関弁である吸気弁３８…が開閉作動作動可能に配設されており、各吸気弁３８…を開閉駆動する吸気側動弁装置３９は、吸気側動弁カム４０を各気筒毎に有する吸気側カムシャフト４１と、吸気側動弁カム４０に従動して揺動するとともに各気筒毎に一対の吸気弁３８…に共通に連動、連結される吸気側ロッカアーム４２と、吸気弁３８…の作動特性のうち開弁リフト量を連続的に変化させるリフト可変機構４３とを備える。
【００２４】
シリンダヘッド２６には、各気筒の両側に配置されるようにして上部ホルダ４４…が締結されており、各上部ホルダ４４…と協働して吸気側カムシャフト４１を回転自在に支承するキャップ４５…が上部ホルダ４４…の上面に締結される。
【００２５】
吸気側ロッカアーム４２の一端部には、一対の吸気弁３８…におけるステム３８ａ…の上端に上方から当接するタペットねじ４６…が進退位置を調節可能として螺合される弁連結部４２ａが設けられる。また吸気側ロッカアーム４２の他端部には、第１支持部４２ｂと、第１支持部４２ｂの下方に配置される第２支持部４２ｃとが相互に連なって設けられ、第１および第２支持部４２ｂ，４２ｃは、吸気弁３８…とは反対側に開いた略Ｕ字状に形成される。
【００２６】
吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂには、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０に転がり接触するローラ４７が第１連結軸４８およびニードルベアリング４９を介して軸支されるものであり、ローラ４７は略Ｕ字状である第１支持部４２ｂに挟まれるように配置される。
【００２７】
リフト可変機構４３は、前記吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が固定支軸５０で回動可能に支承される第１リンクアーム５１と、前記吸気側ロッカアーム４２の第２支持部４２ｃに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が可動支軸５３で回動可能に支承される第２リンクアーム５２と、前記可動支軸５３をその軸線と平行な軸線まわりに角変位させることを可能として可動支軸５３に連結されるコントロールシャフト５４とを備える。
【００２８】
第１リンクアーム５１の一端部は、吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂを両側から挟むように略Ｕ字状に形成されており、ローラ４７を吸気側ロッカアーム４２に軸支する第１連結軸４８を介して第１支持部４２ｂに回動可能に連結される。また第１リンクアーム５１の他端部を回動可能に支承する固定支軸５０は、前記上部ホルダ４４で支持される。
【００２９】
第１リンクアーム５１の下方に配置される第２リンクアーム５２の一端部は、吸気側ロッカアーム４２の第２支持部４２ｃに挟まれるように配置され、第２連結軸５５を介して第２支持部４２ｃに回動可能に連結される。
【００３０】
ところで、両吸気弁３８…は図示しない弁ばねによって閉弁方向にばね付勢されるものであり、閉弁方向にばね付勢されている両吸気弁３８…を吸気側ロッカアーム４２で開弁方向に駆動しているときに吸気側ロッカアーム４２のローラ４７は、弁ばねのばね付勢力によって吸気側動弁カム４０に接触しているのであるが、吸気弁３８…の閉弁状態では、前記弁ばねのばね付勢力は吸気側ロッカアーム４２に作用することはなく、ローラ４７が吸気側動弁カム４０から離れてしまい、吸気弁３８…の微小開弁時における弁リフト量の制御精度が低下してしまう可能性がある。そこで、弁ばねとは別のロッカアーム付勢ばね５６により、前記ローラ４７を吸気側動弁カム４０に当接させる方向に吸気側ロッカアーム４２が付勢される。
【００３１】
コントロールシャフト５４は、一列に並ぶ複数気筒に共通な単一のものであり、吸気側ロッカアーム４２の両側に配置されるウエブ５４ａ…と、両ウエブ５４ａ…の基端部外面に直角に連なる軸部５４ｂ…と、両ウエブ５４ａ…間を結ぶ連結部５４ｃ…とを各気筒毎に有して一体のクランク形状に構成され、前記固定支軸５０および前記軸部５４ｂ…と平行な軸線を有する可動支軸５３は、両ウエブ５４ａ…間を結ぶようにしてコントロールシャフト５４に連結される。しかも前記軸部５４ｂ…は、前記上部ホルダ４４…と、各上部ホルダ４４…の下面に締結される下部ホルダ５７…により回動可能に支承される。
【００３２】
ところで吸気弁３８…が閉弁状態にあるときに第２リンクアーム５２を吸気側ロッカアーム４２に連結する第２連結軸５５は、コントロールシャフト５４の軸部５４ｂ…と同軸上にあり、コントロールシャフト５４が軸部５４ｂ…の軸線まわりに揺動すると、可動支軸５３は軸部５４ｂ…の軸線を中心とする円弧上を移動することになる。
【００３３】
可動支軸５３が下降する方向にコントロールシャフト５４が回動し、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０でローラ４７が押圧されると、固定支軸５０、第１連結軸４８、第２連結軸５５および可動支軸５３を結ぶ四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム４２が下方に揺動し、タペットねじ４６…が吸気弁３８…のステム３８ａ…を押圧し、吸気弁３８…を低リフトで開弁する。
【００３４】
また可動支軸５３が上昇する方向にコントロールシャフト５４が回動し、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０でローラ４７が押圧されると、前記四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム４２が下方に揺動し、タペットねじ４６…が吸気弁３８…のステム３８ａ…を押圧し、吸気弁３８…が高リフトで開弁する。
【００３５】
気筒配列方向２３に沿うコントロールシャフト５４の一端部、すなわちコントロールシャフト５４が備える複数の軸部５４ｂ…のうち前記気筒配列方向２３に沿う一端側の軸部は連結軸部５４ｄとして比較的長く形成されており、該連結軸部５４ｄはシリンダヘッド２６の左側方に突出するものであり、前記連結軸部５４ｄが、シリンダヘッド２６の左側端壁外面に取付けられるアクチュエータ６０のケーシング６７内に突入される。
【００３６】
図５〜図７において、アクチュエータ６０は、駆動源である電動モータ６２と、電動モータ６２およびコントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄ間に設けられる動力伝達手段６３とを備え、電動モータ６２の非通電時に前記連結軸部５４ｄすなわちコントロールシャフト５４を所定の回動位置に維持するようにして前記アクチュエータに付設されるデフォルト機構６４および前記アクチュエータ６０が、無給油のオイルレス構造に構成されてケーシング６１に収容される。
【００３７】
動力伝達手段６３は、デフォルト機構６４によるデフォルト位置を零点位置とした正逆回転可能な電動モータ６２の作動量が大きくなるにつれて前記吸気弁３８…のリフト量を大きくすべく前記電動モータ６２の作動に応じて吸気弁３８…のリフト量を変化させるようにしてコントロールシャフト５４を回動駆動するように構成されてコントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄに連結されるものであり、前記連結軸部５４ｄに固定されるウォームホイル６５と、該ウォームホイル６５に噛合するウォームギヤ６６と、ウォームギヤ６６および電動モータ６２間に設けられる減速機構６７とを備える。
【００３８】
ケーシング６１の下部には、機関本体２２の車両搭載時には前後方向に延びるようにして横断面円形のモータ収容孔６８が設けられており、該モータ収容孔６８に電動モータ６２が嵌合、固定される。また機関本体２２の車両搭載時には後方側側壁となるケーシング６１の一側壁には複数のボルト８６…で第１カバー６９が締結されており、ケーシング６１および第１カバー６９間に形成される減速機構収容室７０に、電動モータ６２の出力軸７１に設けられる駆動ギヤ７２と、該駆動ギヤ７２に噛合する被動ギヤ７３とから成る前記減速機構６７が収容される。
【００３９】
前記ウォームギヤ６６は、前記モータ収容孔６８の上方で該モータ収容孔６８と平行に設けられるウォームギヤ収容孔７４に収容されるものであり、一端部がボールベアリング７５を介してケーシング６１に回転自在に支承されるとともに他端部がニードルベアリング７６を介してケーシング６１に回転自在に支承されるウォームギヤ軸７７の外周に設けられる。而してウォームギヤ軸７７の一端は減速機構収容室７０に突入されており、前記被動ギヤ７３がウォームギヤ軸７７の一端に設けられる。
【００４０】
ケーシング６１の上部には、ウォームギヤ収容孔７４の中間部に通じるウォームホイル収容室７８が形成されており、このウォームホイル収容室７８内に、ウォームホイル６５が収容される。而してウォームホイル収容室７８には、コントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄが突入されており、ウォームホイル６５は、前記連結軸部５４ｄの端部に同軸に設けられるねじ孔７９（図４および図７参照）に螺合されるボルト８０で連結軸部５４ｄに締めつけ固定される。
【００４１】
またシリンダヘッド２６とは反対側でケーシング６１の上部には開口部８０が設けられており、この開口部８０を塞ぐ蓋部材８２が複数のねじ部材８３…でケーシング６１に締結される。しかも蓋部材８２には、ウォームホイル６５に対向するポジションセンサ８４が複数のねじ部材８５…で取付けられており、ウォームホイル６５には前記ポジションセンサ８４を係合させる一対の検出孔８６，８６が設けられる。
【００４２】
ウォームホイル収容室７８に関して減速機構収容室７０とは反対側でケーシング６１の他側壁には第２カバー８８が複数のボルト８７…で締結されており、ケーシング６１および第２カバー８８間には、デフォルト機構６４の主要部を収容するデフォルト機構収容室８９が形成される。
【００４３】
デフォルト機構６４は、電動モータ６２に連動、連結される大径ギヤ９２と、大径ギヤ９２とともに同一軸線まわりに回動し得るスプリングホルダ９３と、大径ギヤ９２をスプリングホルダ９３に当接、係合させる方向に付勢する第１デフォルトスプリング９４（図４参照）と、大径ギヤ９２およびスプリングホルダ９３の当接、係合状態で第１デフォルトスプリング９４とは逆方向にスプリングホルダ９３を付勢する第２デフォルトスプリング９５とを備える。
【００４４】
大径ギヤ９２は、ウォームギヤ軸７７と平行な軸線を有して両端がケーシング６１および第２カバー８８で支持されるデフォルト軸９６によって回転自在に支承されており、ウォームギヤ軸７７の他端部に設けられる小径ギヤ９７に噛合される。すなわち大径ギヤ９２は、小径ギヤ９７、ウォームギヤ軸７７および減速機構６７を介して電動モータ６２に連動、連結されており、最大リフト量から最小リフト量たとえば全閉まで前記吸気弁３８…のリフト量を変化させる作動範囲内で電動モータ６２が回転するのに応じて大径ギヤ９２は１回転未満の回動範囲で回動する。すなわち大径ギヤ９２は、吸気弁３８…のリフト量変化範囲内での電動モータ６２の回転に応じて１回転未満の回動範囲で回動するようにして電動モータ６２に連動、連結される。
【００４５】
スプリングホルダ９５は、大径ギヤ９２との相対回転を可能として前記デフォルト軸９６に支承される。大径ギヤ９２およびスプリングホルダ９５の対向面には、前記吸気弁３８…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させる間の大径ギヤ９２の回動に応じて相互に当接、係合する係合突部９８，９９がそれぞれ突設されており、大径ギヤ９２が前記吸気弁３８…のリフト量を所定リフト量および最小リフト量間で変化させるように回動したときに、スプリングホルダ９５は大径ギヤ９２とともに同一軸線まわりに回動することになる。しかもスプリングホルダ９５に突設された規制突部１００は、前記吸気弁３８…のリフト量を最小リフト量から所定リフト量まで変化させる際のスプリングホルダ９５の回動に応じて第２カバー８８に設けられたストッパ１０１（図８参照）に当接してスプリングホルダ９５の回動を規制するものであり、スプリングホルダ９５の回動範囲は前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制されることになる。
【００４６】
第２デフォルトスプリング９５は、スプリングホルダ９３に巻装されるねじりコイルばねであり、その一端はスプリングホルダ９３に係合され、他端はケーシング６１に係合される。而して第２デフォルトスプリング９５は、スプリングホルダ９３を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢するばね力を発揮するものであり、そのばね荷重は第１デフォルトスプリング９４よりも大きく設定される。なお第２デフォルトスプリング９５を、ねじりコイルばねに代えてゼンマイばねとすることも可能である。
【００４７】
図４に注目して、シリンダヘッド２６内でコントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄには、該連結軸部５４ｄを囲繞する筒状のスプリングホルダ１０１が固着されており、ねじりコイルばねである第１デフォルトスプリング９４がスプリングホルダ１０２に巻装される。しかも第１デフォルトスプリング９４の一端はシリンダヘッド２６に係合され、第１デフォルトスプリング９４の他端は前記スプリングホルダ１０２に係合される。
【００４８】
すなわち第１デフォルトスプリング９４は、大径ギヤ９２をスプリングホルダ９３に当接、係合させる方向に付勢する機能だけでなく、ウォームホイル６５およびウォームギヤ６６間のバックラッシを吸収する機能を兼ねて、コントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄおよびシリンダヘッド２６間に介設されることになる。
【００４９】
このようにして、デフォルト機構６４を構成する大径ギヤ９２、スプリングホルダ９３、第１デフォルトスプリング９４および第２デフォルトスプリング９５のうち、第１デフォルトスプリング９４を除く主要部すなわち大径ギヤ９２、スプリングホルダ９３および第２デフォルトスプリング９５はアクチュエータ６０のデフォルト機構収容室８９に収容され、第１デフォルトスプリング９４だけがシリンダヘッド２６内に配設されることになる。
【００５０】
このようなデフォルト機構６４の構成を模式化して示す図８を参照して、デフォルト機構６４の作用について説明すると、大径ギヤ９２は第１デフォルトスプリング９４で最大リフト位置から最小リフト位置側に向けてばね付勢され、最小リフト位置から吸気弁３８…の所定リフト量であるデフォルト位置までの範囲に回動範囲が規制されたスプリングホルダ９３は第１デフォルトスプリング９４よりもばね荷重の大きな第２デフォルトスプリング９５で最小リフト位置からデフォルト位置側に向けてばね付勢されている。したがって電動モータ６２の非通電状態では、大径ギヤ９２は係合突部９８をスプリングホルダ９３の係合突部９３に当接、係合させる位置まで第１デフォルトスプリング９４で回動付勢され、スプリングホルダ９３は、第２デフォルトスプリング９５によってデフォルト位置まで回動されることになり、コントロールシャフト５４に小径ギヤ９４、ウォームギヤ軸７７、ウォームギヤ６６およびウォームホイル６５を介して連動、連結されている大径ギヤ９８もデフォルト位置となり、吸気弁３８…のリフト量が所定量に維持されることになる。
【００５１】
ところでアクチュエータ６０の一部を構成するとともに対をなして相互に噛合するギヤ、すなわちウォームホイル６５およびウォームギヤ６６、駆動ギヤ７２および被動ギヤ７３、ならびにデフォルト機構６４の大径ギヤ９２および小径ギヤ９７の少なくとも一方は、合成樹脂から成るものであり、この実施例では、ウォームホイル６５、被動ギヤ７３および大径ギヤ９２が、たとえばナイロンやＰＥＥＫ（商標名；ビクトレックス社）等の合成樹脂から成るものである。
【００５２】
図７で明示するように、ケーシング６１には、前記ウォームホイル収容室７８に通じる円筒状の筒部６１ａが設けられており、シリンダヘッド２６の左端壁には、コントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄを同軸に囲繞する円筒状の筒部２６ｃが前記筒部６１ａに嵌合可能として設けられ、筒部２６ｃの外周には筒部６１ａの内周に弾発的に接触するＯリング１０３が装着される。すなわちケーシング６１およびシリンダヘッド２６は、コントロールシャフト５４が備える連結軸部５４ｄの軸線に沿う方向で相互に嵌合される。
【００５３】
アクチュエータ６０のケーシング６１は、複数のボルト１０４…（図１参照）でシリンダヘッド２６に取付けられるものであり、それらのボルト１０４…を挿通せしめる４つの挿通孔１０５…が、モータ収容孔６８に嵌合、固定される電動モータ６２の周囲の４箇所でケーシング６１に設けられるとともに、デフォルト機構収容室８９の上方でケーシング６１に設けられる。
【００５４】
すなわち前記電動モータ６２の周囲の４箇所でケーシング６１がシリンダヘッド２６に締結されるとともに、ケーシング６１の上部の１箇所がシリンダヘッド２６に締結されることになる。
【００５５】
図９において、内燃機関の運転を制御する制御ユニットＣは、前記デフォルト機構６４の異常を検出する異常検出手段１１８と、該異常検出手段１１８による異常検出時に前記アクチュエータ６０および内燃機関の始動を制限する作動制限手段１１９とを、動弁装置の作動制御に関連して備えている。
【００５６】
異常検出手段１１８には、ポジションセンサ８４によるコントロールシャフト５４の回動位置すなわちリフト可変機構４３の作動位置が入力されるとともにメインスイッチ１２０からの信号が入力され、異常検出手段１１８は、アクチュエータ６０における電動モータ６２を駆動するモータ駆動回路１２１の作動を前記ポジションセンサ８４およびメインスイッチ１２０からの信号に基づいて制御する。また作動制御手段１１９は、前記異常検出手段１１８による異常検出時には、アクチュエータ６０の作動を制限するための信号を前記モータ駆動回路１２１に入力するとともに内燃機関の始動を制限するための信号を点火装置１２２に入力する。
【００５７】
このような制御ユニットＣによる制御手順について図１０を参照しながら説明すると、ステップＳ１では、メインスイッチ１２０から内燃機関を停止する信号が入力されたかどうかを判断し、内燃機関の非停止状態ではステップＳ２に進んでアクチュエータ６０による可変動弁制御を続行し、内燃機関が停止されたと判断したときに前記異常検出手段１１８は機関停止から所定時間が経過したか否かをステップＳ３で判断する。
【００５８】
而して異常検出手段１１８は、内燃機関の停止時に、図１１で示すように吸気弁３８…のリフト量を所定位置であるデフォルト位置よりも高い位置とする回動位置にリフト可変機構４３のコントロールシャフト５４があったことをポジションセンサ８４の検出値で確認したときには、機関停止に伴う電動モータ６２への通電停止時刻ｔ１から前記コントロールシャフト５４の回動位置がデフォルト位置まで戻るまでの時間Ｔ１′が所定時間Ｔ１以下であるか否かをステップＳ４で判断し、所定時間Ｔ１内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていないことを確認したときにはデフォルト機構６４が異常であると判断し、デフォルト機構６４が異常であることを示す信号を作動制限手段１１９に入力する。而してステップＳ５において、作動制限手段１１９は異常信号の入力に応じて、アクチュエータ６０における電動モータ６２の作動を制限するための信号をモータ駆動回路１２１に入力するとともに内燃機関の始動を制限するための信号を点火装置１２２に入力する。
【００５９】
またステップＳ４で所定時間Ｔ１内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていることを確認したときには、ステップＳ４からステップＳ６に進み、異常検出手段１１８は、前記所定時間Ｔ１の経過後に、電動モータ６２に時間Ｔ２だけ通電し、コントロールシャフト５４をデフォルト位置よりも低いリフト量となるように回動駆動する。その後のステップＳ６で所定時間Ｔ３が経過したか否かを判断し、その所定時間Ｔ３の経過後に、前記コントロールシャフト５４の回動位置がデフォルト位置まで戻るまでの時間Ｔ３′が所定時間Ｔ３以下であるか否かをステップＳ８で判断し、所定時間Ｔ３内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていないことを確認したときにはデフォルト機構６４が異常であると判断し、デフォルト機構６４が異常であることを示す信号を作動制限手段１１９に入力し、それに応じて作動制限手段１１９は、ステップＳ５において、アクチュエータ６０における電動モータ６２の作動を制限するための信号をモータ駆動回路１２１に入力するとともに内燃機関の始動を制限するための信号を点火装置１２２に入力する。また所定時間Ｔ３内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていることをステップＳ８で確認したときにはデフォルト機構６４が正常であるとしてステップＳ９に進み、内燃機関の始動を可能とする。
【００６０】
異常検出手段１１８は、機関停止時に、図１２で示すように、吸気弁３８…のリフト量を所定位置であるデフォルト位置よりも低い位置とする回動位置にリフト可変機構４３のコントロールシャフト５４があったことをポジションセンサ８４の検出値で確認したときには、機関停止に伴う電動モータ６２への通電停止時刻ｔ２から前記コントロールシャフト５４の回動位置がデフォルト位置まで戻るまでの時間Ｔ４′が所定時間Ｔ４以下であるか否かをステップＳ４で判断し、所定時間Ｔ４内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていないことを確認したときにはデフォルト機構６４が異常であることを示す信号を作動制限手段１１９に入力し、作動制限手段１１９は、ステップＳ５において、アクチュエータ６０における電動モータ６２の作動を制限するための信号をモータ駆動回路１２１に入力するとともに内燃機関の始動を制限するための信号を点火装置１２２に入力する。
【００６１】
またステップＳ４で所定時間Ｔ４内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていることを確認したときには、ステップＳ４からステップＳ６に進み、異常検出手段１１８は、前記所定時間Ｔ４の経過後に、電動モータ６２に時間Ｔ５だけ通電し、コントロールシャフト５４をデフォルト位置よりも高いリフト量となるように回動駆動する。その後のステップＳ６で所定時間Ｔ６が経過したか否かを判断し、その所定時間Ｔ６の経過後に、前記コントロールシャフト５４の回動位置がデフォルト位置まで戻るまでの時間Ｔ６′が所定時間Ｔ６以下であるか否かをステップＳ８で判断し、所定時間Ｔ６内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていないことを確認したときにはデフォルト機構６４が異常であることを示す信号を作動制限手段１１９に入力し、作動制限手段１１９は、ステップＳ５において、アクチュエータ６０における電動モータ６２の作動を制限するための信号をモータ駆動回路１２１に入力するとともに内燃機関の始動を制限するための信号を点火装置１２２に入力する。また所定時間Ｔ６内にコントロールシャフト５４がデフォルト位置に戻っていることをステップＳ８で確認したときにはデフォルト機構６４が正常であるとしてステップＳ９に進み、内燃機関の始動を可能とする。
【００６２】
すなわち異常検出手段１１８は、内燃機関の停止から所定時間Ｔ１，Ｔ４が経過するまでに機関弁３８…のリフト量が所定位置となるまでに前記リフト可変機構４３が作動しないことをもって前記デフォルト機構６４が異常であると判断するようにして、内燃機関の停止時にデフォルト機構６４の異常の有無を検出し、さらに内燃機関の停止時に、デフォルト位置に対してコントロールシャフト５４がいずれの回動位置にあるかに応じて、内燃機関の停止時のコントロールシャフト５４の回動位置とは反対側にコントロールシャフト５４を回動駆動し、その回動駆動から所定時間Ｔ３，Ｔ６の経過までに機関弁３８…のリフト量が所定位置となるまでに前記リフト可変機構４３が作動しないことをもって前記デフォルト機構６４が異常であると判断することになる。
【００６３】
しかもデフォルト機構６４の異常を判定するための前記所定時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ６は、図１３で示すように、内燃機関停止時の前記リフト可変機構４３の作動位置が前記吸気弁３８…のリフト量を大きくする側に大きな位置であることに応じて前記所定時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ６が長くなるようにして前記リフト可変機構４３の作動位置に基づいて変更されるものである。
【００６４】
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気弁３８…のリフト量を可変とするためのリフト可変機構４３のコントロールシャフト５４は、電動モータ６２を有してシリンダヘッド２６の外面に取付けられるアクチュエータ６０で回動駆動され、電動モータ６２の非通電時には、第１および第２デフォルトスプリング９４，９５を含むデフォルト機構６４により吸気弁３８…のリフト量を所定リフト量とする位置までコントロールシャフト５４が回動付勢されるのであるが、前記デフォルト機構６４のうち両デフォルトスプリング９４，９５の少なくとも一方を含む主要部、この実施例では第２デフォルトスプリング９５を含む主要部がアクチュエータ６０のケーシング６１内に配設されるので、シリンダヘッド２６内にデフォルト機構６４を配設することでシリンダヘッド２６が大型化することを回避することができる。
【００６５】
しかもデフォルト機構６４が、前記吸気弁３８…のリフト量変化範囲内での前記電動モータ６２の回転に応じて１回転未満の回動範囲で回動するようにして前記電動モータ６２に連動、連結される大径ギヤ９２と、前記吸気弁３８…のリフト量を前記所定リフト量および最小リフト量間で変化させる際に大径ギヤ９２に当接、係合して同一軸線まわりに回動するとともに回動範囲が前記所定リフト量および前記最小リフト量間に規制されるスプリングホルダ９３と、大径ギヤ９２をスプリングホルダ９３に当接、係合させる方向に付勢する第１デフォルトスプリング９４と、スプリングホルダ９３を前記最小リフト量側から所定リフト量側に付勢して第１デフォルトスプリング９４よりもばね荷重が大きく設定される第２デフォルトスプリング９５とを備え、少なくとも大径ギヤ９２、スプリングホルダ９３および第２デフォルトスプリング９５がアクチュエータ６０のケーシング６１内に配設されるので、スロットルバルブ等で採用される既存のデフォルト機構を採用して電動モータ６２の非通電時に吸気弁３８…のリフト量を所定リフト量に確実に維持することができ、しかも第２デフォルトスプリング９５をケーシング６２内に配設するようにしたことで、アクチュエータ６０内での減速比および減速効率等を考慮することによる第２デフォルトスプリング９５のばね荷重増大分を小さく抑え、第２デフォルトスプリング９５の大型化を回避し、ケーシング６１の大型化も回避することができる。
【００６６】
またコントロールシャフト５４の連結軸部５４ｄに固定されるウォームホイル６５に、大径ギヤ９２が連動、連結されるとともに減速機構６７を介して電動モータ６２に連結されるウォームギヤ６６が噛合されているので、電動モータ６２の作動によってコントロールシャフト５４を回動駆動する際のウォームギヤ６６からウォームホイル６５への動力伝達経路と同一方向の伝達経路でコントロールシャフト５４に第２デフォルトスプリング９５からの荷重を伝達するようにして、デフォルト時にコントロールシャフト５４の確実な回動を保証することができる。
【００６７】
さらに第１デフォルトスプリング９４が、ウォームホイル６５およびウォームギヤ６６間のバックラッシを吸収する機能を兼ねてコントロールシャフト５４およびシリンダヘッド２６間に介設されるものであるので、ウォームギヤ６６およびウォームホイル６５間のバックラッシを吸収するための専用のスプリングを不要として、部品点数を低減することができる。
【００６８】
しかもアクチュエータ６０およびデフォルト機構６４が、無給油のオイルレス構造に構成されるものであるので、環境温度が変化してもフリクションの変化が生じることがないようにして、コントロールシャフト５４を常時安定的に回動駆動することができる。またオイルシールが不要となることで、電動モータ６２の駆動効率が向上し、フェールセーフ時のデフォルト動作も円滑となる。
【００６９】
またアクチュエータ６０の一部を構成するとともに相互に対をなして噛合されるギヤの少なくとも一方、この実施例では、対をなして相互に噛合するウォームホイル６５およびウォームギヤ６６、駆動ギヤ７２および被動ギヤ７３、ならびにデフォルト機構６４の大径ギヤ９２および小径ギヤ９７のうち一方のウォームホイル６５、被動ギヤ７３および大径ギヤ９２が合成樹脂から成るものであるので、オイルレス化を可能としつつ、耐久性および静粛性を確保することができる。
【００７０】
さらにアクチュエータ６０のケーシング６１およびシリンダヘッド２６が相互に嵌合され、電動モータ６２の周囲の４箇所でケーシング６１がシリンダヘッド２６に締結されるので、シリンダヘッド２６に対するケーシング６１の位置決め精度を高めるとともに、アクチュエータ６０での振動発生源である電動モータ６２の周囲をシリンダヘッド２６に固定するようにして、シリンダヘッド２６側からアクチュエータ６０側に及ぶ振動を抑えるとともに電動モータ６２の作動に起因した振動を抑えることが可能であり、耐久性および静粛性をより一層高めることができる。
【００７１】
ところで、デフォルト機構６４の異常は異常検出手段１１８で検出され、異常検出手段１１８による異常検出時に、作動制限手段１１９は、電動モータ６２の作動量が大となるにつれて吸気弁３８…のリフト量を大きくするようにしてリフト可変機構４３に連結されるアクチュエータ６０の作動を制限するとともに、内燃機関の始動を禁止する。したがってデフォルト機構６４の異常時にアクチュエータ６０側で異常が生じても内燃機関の出力が不所望に増大してしまうことはなく、また内燃機関の運転を制限することができる。
【００７２】
しかも異常検出手段１１８は、内燃機関の停止時にデフォルト機構６４の異常の有無を検出するものであり、内燃機関の運転中にデフォルト機構６４の異常を検出するための制御が不要であり、異常検出を含む可変動弁制御システムがシンプルとなる。
【００７３】
また異常検出手段１１８は、内燃機関の停止から所定時間Ｔ１，Ｔ４が経過するまでに前記吸気弁３８…のリフト量が所定位置となるまでに前記リフト可変機構４３が作動しないことをもって前記デフォルト機構６４が異常であると判断するので、デフォルト機構６４の異常を確実に判断することができ、さらに内燃機関停止時の前記リフト可変機構４３の作動位置が前記吸気弁３８…のリフト量を大きくする側に大きな位置であることに応じて前記所定時間Ｔ１，Ｔ３が長くなるようにして内燃機関停止時の前記リフト可変機構４３の作動位置に基づいて前記所定時間Ｔ１，Ｔ３が変更されるので、異常検出時間を短縮することができる。
【００７４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】車両搭載状態での内燃機関の側面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】吸気側動弁装置の縦断側面図である。
【図４】吸気側動弁装置の分解斜視図である。
【図５】アクチュエータの側面図である。
【図６】アクチュエータの上部を切欠いて示す縦断側面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】デフォルト機構の構成を説明するための模式図である。
【図９】デフォルト機構の異常検出および異常検出に応じた制御に関連する部分の制御ブロック図である。
【図１０】デフォルト機構の異常検出および異常検出に応じた制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】リフト可変機構がデフォルト位置よりも高い位置で作動停止したときの異常判定を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】リフト可変機構がデフォルト位置よりも低い位置で作動停止したときの異常判定を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】所定時間の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
３８・・・機関弁である吸気弁
４３・・・リフト可変機構
６０・・・アクチュエータ
６２・・・電動モータ
６４・・・デフォルト機構
１１８・・・異常検出手段
１１９・・・作動制限手段
【図１】
2007270794.tif 000003
【図２】
2007270794.tif 000004
【図３】
2007270794.tif 000005
【図４】
2007270794.tif 000006
【図５】
2007270794.tif 000007
【図６】
2007270794.tif 000008
【図７】
2007270794.tif 000009
【図８】
2007270794.tif 000010
【図９】
2007270794.tif 000011
【図１０】
2007270794.tif 000012
【図１１】
2007270794.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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