(57)【要約】【課題】機械的な構造でカム部材の状態を切り替えるによりバルブタイミングの切替を行いつつ、カム部材の状態の切り替わりを正確に判定することができる可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物を提供することである。【解決手段】バルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット２２１の一面側に対向する位置にカムセンサ２５０が設けられる。バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合、ウェイト２１３が回転に伴う遠心力により回動する。それにより、ウェイト２１３の突起部２１３ａがカムセンサ２５０により検出可能な状態となる。この場合、バルブタイミング制御装置２００が１回転する毎に、ウェイト２１３の突起部２１３ａがカムセンサ２５０の検出可能位置を通過し、カムセンサ２５０からＥＣＵに送られるカム信号にパルスが発生する。【選択図】図１１
2007162563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転数に応じてバルブの開閉を制御する可変動弁装置であって、
前記エンジンの回転に連動して回転可能に設けられた回転部材と、
前記バルブに当接するように設けられ、前記回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能なカム部材と、
第１の被検出部を有し、前記回転部材の回転に伴う遠心力で移動することにより前記カム部材を前記第１の状態から前記第２の状態に移行させる可動部材と、
前記可動部材が前記第１の状態に対応する第１の位置または前記第２の状態に対応する第２の位置にあるときに前記回転部材の回転に伴って回転する前記第１の被検出部を検出可能に配置された検出器とを備えたことを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記回転部材とともに回転する第２の被検出部をさらに備え、
前記第２の被検出部は、前記回転部材の回転に伴って回転することにより前記検出器により検出される位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記検出器は、前記第１の被検出部および前記第２の被検出部を前記回転部材の回転軸に平行な方向から検出可能な位置に配置されることを特徴とする請求項２記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記第１の被検出部および前記第２の被検出部を前記回転部材の回転軸に垂直な方向から検出可能な位置に配置されることを特徴とする請求項２記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記第１の被検出部の回転方向の長さと前記第２の被検出部の回転方向の長さとが異なる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。
【請求項６】
バルブを有するエンジンと、
前記エンジンの回転数に応じて前記バルブの開閉を制御する可変動弁装置と、
前記エンジンを制御する制御部とを備え、
前記可変動弁装置は、
前記エンジンの回転に連動して回転可能に設けられた回転部材と、
前記バルブに当接するように設けられ、前記回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能なカム部材と、
第１の被検出部を有し、前記回転部材の回転に伴う遠心力で移動することにより前記カム部材を前記第１の状態から前記第２の状態に移行させる可動部材と、
前記可動部材が前記第１の状態に対応する第１の位置または前記第２の状態に対応する第２の位置にあるときに前記回転部材の回転に伴って回転する前記第１の被検出部を検出可能に配置された検出器とを含み、
前記制御部は、前記検出器の出力信号に基づいて前記カム部材が前記第１の状態および前記第２の状態のいずれにあるかを判定し、判定結果に基づいて前記エンジンの動作を制御することを特徴とするエンジンシステム。
【請求項７】
前記可変動弁装置は、前記回転部材とともに回転する第２の被検出部をさらに備え、
前記第２の被検出部は、前記回転部材の回転に伴って回転することにより前記検出器により検出される位置に設けられることを特徴とする請求項６記載のエンジンシステム。
【請求項８】
前記第１の被検出部の回転方向の長さと前記第２の被検出部の回転方向の長さとが異なることを特徴とする請求項７記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記制御部は、前記検出器による前記第１または第２の被検出部の検出期間に基づいて前記第１の被検出部を検出したか否かを判定することを特徴とする請求項８記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記回転部材の１回転期間における前記検出器による検出回数に基づいて前記第１の被検出部を検出したか否かを判定することを特徴とする請求項７または８記載のエンジンシステム。
【請求項１１】
前記制御部は、前記検出器の出力信号に基づいて前記カム部材が前記第１の状態および前記第２の状態のいずれにあるかを判定し、判定結果に基づいて前記エンジンにおける燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期の少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載のエンジンシステム。
【請求項１２】
請求項６〜１１のいずれかに記載のエンジンシステムと、
前記エンジンシステムにより発生される動力により駆動される駆動部材とを備えることを特徴とする乗り物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費の向上、排気ガス中の有害物質の低減および特定の回転域での高出力化を目的として吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを制御する種々の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ；Variable Valve Timing）が開発されている。
【０００３】
可変バルブタイミング機構には、例えば油圧シリンダまたは電気モータ等のアクチュエータを用いたものがある。しかしながら、これらのアクチュエータは高価である。また、このようなアクチュエータを用いると、可変バルブタイミング機構が大型化する。
【０００４】
一般に、自動二輪車におけるエンジンの占有スペースは四輪の自動車等に比べて小さい。また、自動二輪車の低コスト化も求められている。これにより、自動二輪車では、より安価でかつ小型化された可変バルブタイミング機構が要求されている。したがって、上記のようなアクチュエータを用いた可変バルブタイミング機構を自動二輪車に用いることは困難であった。
【０００５】
そこで、小型化が可能な可変バルブタイミング機構として、回転位相発生装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この回転位相発生装置においては、エンジンの回転に伴って２つの中間部材を備える入力部材が回転される。２つの中間部材のウエイト部に働く遠心力が２つの中間部材を連結するコイルスプリングの付勢力よりも大きくなると、入力部材とカムシャフトに連結された出力部材との回転位相が変化してバルブタイミングが変化する。
【０００７】
このような回転位相発生装置は、機械的な構造によりバルブタイミングが制御されるので、低コスト化が実現されるとともに、小型化が可能となる。
【特許文献１】特開平９−３２４６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の可変バルブタイミング機構では、ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）がバルブタイミングの切替を行うのではなく、エンジンの回転に伴う遠心力により所定の回転数で機械的にバルブタイミングが切り替わる。ＥＣＵは、エンジンの回転数に基づいてバルブタイミングを判定し、燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期を制御する。しかしながら、実際には、バルブタイミングが切り替わるエンジンの回転数にはばらつきが生じる。
【０００９】
この場合、ＥＣＵは運転時における実際のバルブタイミングを正確に判定することができない。それにより、ＥＣＵによる燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期の制御が実際のバルブタイミングに対して不適正となる場合がある。その結果、排ガス中の有害物質が増加する等の課題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、機械的な構造でカム部材の状態を切り替えることによりバルブタイミングの切替を行いつつ、カム部材の状態の切り替わりを正確に判定することができる可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）第１の発明に係る可変動弁装置は、エンジンの回転数に応じてバルブの開閉を制御する可変動弁装置であって、エンジンの回転に連動して回転可能に設けられた回転部材と、バルブに当接するように設けられ、回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能なカム部材と、第１の被検出部を有し、回転部材の回転に伴う遠心力で移動することによりカム部材を第１の状態から第２の状態に移行させる可動部材と、可動部材が第１の状態に対応する第１の位置または第２の状態に対応する第２の位置にあるときに回転部材の回転に伴って回転する第１の被検出部を検出可能に配置された検出器とを備えたものである。
【００１２】
第１の発明に係る可変動弁装置においては、エンジンの回転に連動して回転部材が回転し、回転部材の回転とともにカム部材が回転する。それにより、カム部材に当接するバルブが開閉する。
【００１３】
カム部材は、回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能である。それにより、カム部材により駆動されるバルブの開閉タイミングが切り替えられる。
【００１４】
エンジンの回転数が高くなると、回転部材の回転に伴う遠心力により可動部材が第１の位置から第２の位置に移動する。それにより、カム部材が第１の状態から第２の状態に移行する。
【００１５】
また、可動部材が第１の位置または第２の位置で回転部材の回転に伴って回転することにより、可動部材の第１の被検出部が検出器により検出可能となる。
【００１６】
この場合、可動部材が第１の位置および第２の位置のいずれか一方にある場合に第１の被検出部が検出器により検出される。それにより、検出器により第１の被検出部が検出されたか否かにより、可動部材が第１の位置および第２の位置のいずれにあるかを判定することができ、カム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定することができる。したがって、カム部材によるバルブの開閉タイミングを正確に判定することができる。
【００１７】
（２）可変動弁装置は、回転部材とともに回転する第２の被検出部をさらに備え、第２の被検出部は、回転部材の回転に伴って回転することにより検出器により検出される位置に設けられてもよい。
【００１８】
この場合、第２の被検出部は、カム部材が第１の状態および第２の状態のいずれの状態にある場合においても、回転部材の回転に伴って回転することにより検出器により検出可能となる。検出器による第２の被検出部の検出の周期は、回転部材の回転の周期に対応するため、回転部材の回転の周期に基づくエンジンの動作の制御が可能となる。
【００１９】
また、第１の被検出部の検出および第２の被検出部の検出を共通の検出器により行うことができる。それにより、複数の検出器を別個に設ける必要がないので、可変動弁装置の小型化が実現されるとともに、生産コストの増大を抑制することができる。
【００２０】
（３）検出器は、第１の被検出部および第２の被検出部を回転部材の回転軸に平行な方向から検出可能な位置に配置されてもよい。
【００２１】
この場合、回転部材の回転軸に平行な方向から共通の検出器により第１の被検出部および第２の被検出部が検出される。それにより、可変動弁装置の小型化が実現されるとともに、回転部材の回転軸に垂直な方向の設計自由度が向上される。
【００２２】
（４）検出器は、第１の被検出部および第２の被検出部を回転部材の回転軸に垂直な方向から検出可能な位置に配置されてもよい。
【００２３】
この場合、回転部材の回転軸に垂直な方向から共通の検出器により第１の被検出部および第２の被検出部が検出される。それにより、可変動弁装置の小型化が実現されるとともに、回転部材の回転軸に平行な方向の設計自由度が向上される。
【００２４】
（５）第１の被検出部の回転方向の長さと第２の被検出部の回転方向の長さとが異なってもよい。
【００２５】
この場合、検出器による第１の被検出部の検出期間と検出器による第２の被検出部の検出期間とが異なる。したがって、検出器が対象物を検出している期間の相違に基づいて、第１の被検出部と第２の被検出部とを容易に識別することができる。
【００２６】
（６）第２の発明に係るエンジンシステムは、バルブを有するエンジンと、エンジンの回転数に応じてバルブの開閉を制御する可変動弁装置と、エンジンを制御する制御部とを備え、可変動弁装置は、エンジンの回転に連動して回転可能に設けられた回転部材と、バルブに当接するように設けられ、回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能なカム部材と、第１の被検出部を有し、回転部材の回転に伴う遠心力で移動することによりカム部材を第１の状態から第２の状態に移行させる可動部材と、可動部材が第１の状態に対応する第１の位置または第２の状態に対応する第２の位置にあるときに回転部材の回転に伴って回転する第１の被検出部を検出可能に配置された検出器とを含み、制御部は、検出器の出力信号に基づいてカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定し、判定結果に基づいてエンジンの動作を制御するものである。
【００２７】
第２の発明に係るエンジンシステムにおいては、可変動弁装置によりエンジンのバルブが駆動される。
【００２８】
可変動弁装置においては、エンジンの回転に連動して回転部材が回転し、回転部材の回転とともにカム部材が回転する。それにより、カム部材に当接するバルブが開閉する。
【００２９】
カム部材は、回転部材に対して第１の位置関係を有する第１の状態と第２の位置関係を有する第２の状態とに移行可能である。それにより、カム部材により駆動されるバルブの開閉タイミングが切り替えられる。
【００３０】
エンジンの回転数が高くなると、回転部材の回転に伴う遠心力により可動部材が第１の位置から第２の位置に移動する。それにより、カム部材が第１の状態から第２の状態に移行する。
【００３１】
また、可動部材が第１位置または第２の位置で回転部材の回転に伴って回転することにより、可動部材の第１の被検出部が検出器により検出可能となる。
【００３２】
検出器は第１の被検出部の検出結果を出力信号として制御部に与える。制御部は、検出器の出力信号に基づいてカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定する。その判定結果に基づいて、制御部はエンジンの動作を制御する。
【００３３】
この場合、制御部は、検出器の出力信号に基づいてカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定することにより、カム部材によるバルブの開閉タイミングを正確に判定することができる。したがって、制御部は、エンジンの動作をバルブの開閉タイミングに応じて最適となるように制御することができる。
【００３４】
（７）可変動弁装置は、回転部材とともに回転する第２の被検出部をさらに備え、第２の被検出部は、回転部材の回転に伴って回転することにより検出器により検出される位置に設けられてもよい。
【００３５】
この場合、第２の被検出部は、カム部材が第１の状態および第２の状態のいずれの状態にある場合においても、回転部材の回転に伴って回転することにより検出器により検出可能となる。検出器による第２の被検出部の検出の周期は、回転部材の回転の周期に対応するため、制御部は、回転部材の回転の周期に基づくエンジンの制御が可能となる。
【００３６】
また、第１の被検出部の検出および第２の被検出部の検出を共通の検出器により行うことができる。それにより、複数の検出器を別個に設ける必要がないので、可変動弁装置の小型化が実現されるとともに、生産コストの増大を抑制することができる。その結果、エンジンの小型化および低コスト化が可能となる。
【００３７】
（８）第１の被検出部の回転方向の長さと第２の被検出部の回転方向の長さとが異なってもよい。
【００３８】
この場合、検出器による第１の被検出部の検出期間と検出器による第２の被検出部の検出期間とが異なる。したがって、検出器が対象物を検出している期間の相違に基づいて、第１の被検出部と第２の被検出部とを容易に識別することができる。
【００３９】
（９）制御部は、検出器による第１または第２の被検出部の検出期間に基づいて第１の被検出部を検出したか否かを判定してもよい。
【００４０】
この場合、第１の被検出部の回転方向の長さと第２の被検出部の回転方向の長さとが異なることにより、検出器による第１の被検出部の検出期間と第２の被検出部の検出期間とが異なる。それにより、制御部は、検出器による第１の被検出部の検出と第２の被検出部の検出とを容易に識別することができる。
【００４１】
（１０）制御部は、回転部材の１回転期間における検出器による検出回数に基づいて第１の被検出部を検出したか否かを判定してもよい。
【００４２】
この場合、第２の被検出部は回転部材の１回転ごとに検出される。一方、第１の被検出部は可動部材が第１の位置および第２の位置のいずれか一方にある場合に検出される。
【００４３】
したがって、制御部は回転部材の１回転期間における検出器による検出回数に基づいて第１の被検出部を検出したか否かを判定することができる。それにより、制御部はカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定することができる。
【００４４】
（１１）制御部は、検出器の出力信号に基づいてカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定し、判定結果に基づいてエンジンにおける燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期の少なくとも１つを制御してもよい。
【００４５】
この場合、制御部は、カム部材によるバルブの開閉タイミングを正確に判定することができる。それにより、制御部は、燃料噴射量、燃料噴射時期または火花点火時期をバルブの開閉タイミングに応じて最適となるように制御することができる。その結果、排ガス中の有害物質を低減することができる。
【００４６】
（１２）第３の発明に係る乗り物は、第２の発明に係るエンジンシステムと、エンジンシステムにより発生される動力により駆動される駆動部材とを備えるものである。
【００４７】
第３の発明に係る乗り物においては、第２の発明に係るエンジンシステムにより発生される動力により駆動部材が駆動される。
【００４８】
この場合、エンジンシステムにおいては、制御部が検出器の出力信号に基づいてカム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定する。それにより、カム部材によるバルブの開閉タイミングを正確に判定することができる。
【００４９】
したがって、制御部は、エンジンの動作をバルブの開閉タイミングに応じて最適となるように制御することができる
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、可動部材が第１の位置および第２の位置のいずれか一方にある場合に第１の被検出部が検出器により検出される。それにより、可動部材が第１の位置および第２の位置のいずれにあるかを判定することができ、カム部材が第１の状態および第２の状態のいずれにあるかを判定することができる。したがって、カム部材によるバルブの開閉タイミングを正確に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の一実施の形態に係る可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物について説明する。なお、本実施の形態においては、乗り物として小型の自動二輪車について説明する。
【００５２】
（１）車両の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の模式図である。
【００５３】
この自動二輪車１００においては、本体フレーム６の前端にヘッドパイプ３が設けられている。ヘッドパイプ３にフロントフォーク２が左右方向に揺動可能に設けられている。フロントフォーク２の下端に前輪１が回転可能に支持されている。ヘッドパイプ３の上端にはハンドル４が取り付けられている。
【００５４】
本体フレーム６の中央部にはエンジン７が保持されている。エンジン７の上部には燃料タンク８が設けられ、燃料タンク８の後方にはシート９が設けられている。
【００５５】
エンジン７の後方に延びるように、本体フレーム６にリアアーム１０が接続されている。リアアーム１０は、後輪１１および後輪ドリブンスプロケット１２を回転可能に保持する。エンジン７に接続された排気管１３の後端にマフラー１４が取り付けられている。
【００５６】
エンジン７のドライブシャフト２６に後輪ドライブスプロケット１５が取り付けられている。後輪ドライブスプロケット１５は、チェーン１６を介して後輪１１の後輪ドリブンスプロケット１２に連結されている。
【００５７】
エンジン７は可変動弁装置を備える。以下、本実施の形態に係る可変動弁装置について説明する。
【００５８】
（２）バルブタイミング制御システムの概要
図２は、本発明の一実施の形態に係る可変動弁装置の概要を説明するための模式図である。
【００５９】
図２に示すように、可変動弁装置５０は、バルブタイミング制御装置２００、およびカムセンサ２５０を備える。バルブタイミング制御装置２００はシリンダヘッド７Ｓに設けられ、カム用ドリブンスプロケット部２２１、吸気カム２３１および排気カム２４１を備える。
【００６０】
ピストン２１がシリンダ２０内で往復動作することによりクランクシャフト２３が回転し、クランクシャフト２３に設けられたカム用ドライブスプロケット２４が回転する。
【００６１】
カム用ドライブスプロケット２４の回転力は、チェーン２５を介してバルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット２２１に伝達される。これにより、バルブタイミング制御装置２００が回転する。
【００６２】
バルブタイミング制御装置２００においては、エンジン７の回転数および回転数の変化（回転数の上昇および下降）に応じて吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係が変化する。それにより、バルブタイミングが変化する。
【００６３】
クランクシャフト２３の近傍には、クランクセンサ２６０が設けられている。クランクセンサ２６０は、クランクシャフト２３の回転に関する情報をクランク信号ＣＲとしてＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）５００に与える。クランクセンサ２６０およびクランク信号ＣＲの詳細については後述する。
【００６４】
シリンダヘッド７Ｓ内において、バルブタイミング制御装置２００の近傍にはカムセンサ２５０が設けられる。カムセンサ２５０は、バルブタイミング制御装置２００の動作に関する情報をカム信号ＣＡとしてＥＣＵ５００に与える。カムセンサ２５０およびカム信号ＣＡの詳細については後述する。
【００６５】
また、スロットルバルブセンサ２７０により、エンジン７内に設けられたスロットルバルブ（図示せず）の開度（以下、スロットル開度ＴＲと呼ぶ）が検出される。スロットルバルブセンサ２７０により検出されたスロットル開度ＴＲはＥＣＵ５００に与えられる。
【００６６】
また、ＥＣＵ５００からシリンダヘッド７Ｓの上部に設けられた点火プラグ２８０に火花点火信号ＳＩが与えられ、エンジン７内に設けられたインジェクタ２９０に燃料噴射信号ＦＩが与えられる。それにより、点火プラグ２８０による火花点火時期ならびにインジェクタ２９０からの燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。
【００６７】
（３）バルブタイミング制御装置の構成
次に、図２に示したバルブタイミング制御装置２００の構成の詳細について説明する。図３は、バルブタイミング制御装置２００の構造を説明するための組立て斜視図である。図３においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。
【００６８】
バルブタイミング制御装置２００は、大きく分けてカム用ドリブンスプロケット部２２０、吸気カムシャフト２３０および排気カムシャフト２４０から構成されている。
【００６９】
カム用ドリブンスプロケット部２２０は、ＸＺ平面に平行なカム用ドリブンスプロケット２２１を有する。カム用ドリブンスプロケット２２１の中心には貫通孔２２０ａが形成されている。カム用ドリブンスプロケット２２１の一面には、板状の支持部材２１１，２１２が所定の間隔をおいてそれぞれ２つのねじ２１９により取り付けられている。なお、支持部材２１１に取り付けられた一方のねじ２１９の頭部には、Ｙ方向に延びる突起部２１９ａが設けられている。突起部２１９ａの詳細については後述する。
【００７０】
支持部材２１１はＹ方向に延びる突起片２１１Ｂ，２１１Ｄを上下に有し、支持部材２１２はＹ方向に延びる突起片２１２Ｂ，２１２Ｄを上下に有する。突起片２１１Ｂおよび突起片２１１Ｄの間には、Ｙ方向に延びるばね保持片２１１Ｃが形成され、突起片２１２Ｂおよび突起片２１２Ｄの間には、Ｙ方向に延びるばね保持片２１２Ｃが形成されている。突起片２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１２Ｂ，２１２Ｄおよびばね保持片２１１Ｃ，２１２Ｃにはそれぞれ貫通孔が形成されている。
【００７１】
突起片２１１Ｂおよび突起片２１２Ｂの間には略直方体状のウェイト２１３が配置される。ウェイト２１３は、突起片２１１Ｂおよび突起片２１２Ｂの貫通孔に挿入された回転軸２１５により回動可能に保持されている。ウェイト２１３の上面の端部から斜め下方に延びるように２つのフック部２１３ｆが形成されている。フック部２１３ｆの先端は半円筒形状に形成されている。また、ウェイト２１３の上面には、略直方体状の突起部２１３ａがＹ方向に傾斜してＸ方向に沿って形成されている。なお、突起部２１３ａの詳細は後述する。
【００７２】
突起片２１１Ｄおよび突起片２１２Ｄの間には略直方体状ウェイト２１６が配置される。ウェイト２１６は、突起片２１１Ｂおよび突起片２１２Ｄの貫通孔に挿入された回転軸２１８により回動可能に保持されている。ウェイト２１６はウェイト２１３とほぼ同様の形状を有し、フック部２１３ｆに相当するフック部２１６ｆを有する。ただし、ウェイト２１６には、突起部２１３ａに相当する部位は形成されていない。ウェイト２１３およびウェイト２１６は、Ｘ方向に平行な軸を基準として互いに対称となるように配置されている。
【００７３】
ウェイト２１３の下方には、カム用ドリブンスプロケット２２１を貫通するように高速ロックピン２１４が配置されている。ロックピン２１４は、ウェイト２１３に形成されたフック部２１３ｆにより保持されている。ウェイト２１６の上方には、同様に低速ロックピン２１７が配置されている。低速ロックピン２１７はウェイト２１６に形成されたフック部２１６ｆにより保持されている。
【００７４】
なお、高速ロックピン２１４および低速ロックピン２１７は、カム用ドリブンスプロケット２２１に対してＹ方向に摺動可能である。図３に示す状態では、カム用ドリブンスプロケット部２２０の他面側において低速ロックピン２１７の先端が高速ロックピン２１４の先端よりもＹ方向に突出している。
【００７５】
ばねＳ１の一端はウエイト２１３の突出部（図示せず）の貫通孔に係止され、他端はばね保持片２１１Ｃの貫通孔に係止されている。また、ばねＳ２の一端はウエイト２１６の突出部（図示せず）の貫通孔に係止され、他端はばね保持片２１２Ｃの貫通孔に係止されている。
【００７６】
カム用ドリブンスプロケット２２１の一面において、カム用ドリブンスプロケット２２１とウェイト２１６との間の部分には突起部２２０Ｔ（後述の図５参照）が形成されている。
。
【００７７】
カム用ドリブンスプロケット２２１の他面側からＹ方向に延びるように、２つの固定ピン２３０Ａ，２３０Ｂが設けられている。固定ピン２３０Ａ，２３０Ｂは、それぞれ貫通孔２２０ａの両側においてカム用ドリブンスプロケット２２１に接続されている。
【００７８】
カム用ドリブンスプロケット２２１の他面側には、吸気カムシャフト２３０および排気カムシャフト２４０が、ともにその軸心ＪがＹ方向と平行になるように配置されている。
【００７９】
吸気カムシャフト２３０は吸気カム２３１、段差部２３２および回動シャフト２３３から形成されている。
【００８０】
吸気カムシャフト２３０は、Ｙ方向において、一端側に円筒状の回動シャフト２３３を有し、中央部に回動シャフト２３３の径よりもやや大きい径を有する段差部２３２を有し、他端側に吸気カム２３１を有する。
【００８１】
回動シャフト２３３の端面中央から吸気カム２３１の端面中央までＹ方向に延びる回動貫通孔２３０Ｈが形成されている。すなわち、Ｙ方向における吸気カムシャフト２３０の一端から他端にかけて回動貫通孔２３０Ｈが形成されている。
【００８２】
回動シャフト２３３の端面には、軸心Ｊを中心とする円上に高速ピン導入孔２３３ｃ、低速ピン導入孔２３３ｄおよび２つのピン遊動溝２３３ａ，２３３ｂが形成されている。
【００８３】
高速ピン導入孔２３３ｃおよび低速ピン導入孔２３３ｄは、互いに回動貫通孔２３０Ｈを介してほぼ対向するように形成されている。すなわち、高速ロックピン２１４と低速ロックピン２１７とは、軸心Ｊを中心として互いに１８０°の角度をなす位置に配置されている。それに対して、高速ピン導入孔２３３ｃおよび低速ピン導入孔２３３ｄは、軸心Ｊを中心として互いに１８０°の角度をなす位置から周方向に所定の角度ずれている。
【００８４】
ピン遊動溝２３３ａ，２３３ｂは、軸心Ｊを中心とした円周方向に沿って延び、かつ互いに回動貫通孔２３０Ｈを介して対向するように形成されている。
【００８５】
排気カムシャフト２４０は、Ｙ方向において、一端側にＹ方向に延びるカム固定軸２４３を有し、中央部に段差部２４２および排気カム２４１を有し、他端側にＹ方向に延びる突出軸２４４を有する。カム固定軸２４３の端部にはスプロケット用ねじ孔２４０Ｈが形成されている。
【００８６】
カム用ドリブンスプロケット部２２０と、吸気カムシャフト２３０と、排気カムシャフト２４０との組立て時においては、カム用ドリブンスプロケット２２１の他面側に吸気カムシャフト２３０および排気カムシャフト２４０が取り付けられる。
【００８７】
すなわち、排気カムシャフト２４０のカム固定軸２４３が吸気カムシャフト２３０の回動貫通孔２３０Ｈに挿入される。これにより、排気カムシャフト２４０は吸気カムシャフト２３０を回転可能に保持する。さらに、排気カムシャフト２４０のカム固定軸２４３の一端がカム用ドリブンスプロケット２２１の他面側から貫通孔２２０ａに挿入される。
【００８８】
この状態で、カム用ドリブンスプロケット２２１の一面側からカム固定軸２４３のスプロケット用ねじ孔２４０Ｈにスプロケット用ねじ２５０が挿入される。これにより、カム用ドリブンスプロケット２２１に排気カムシャフト２４０が固定される。
【００８９】
なお、排気カムシャフト２４０の排気カム２４１、段差部２４２、カム固定軸２４３および突出軸２４４は一体的に形成されてもよく、あるいはそれぞれ個別に形成されていてもよい。また、吸気カムシャフト２３０の吸気カム２３１、段差部２３２および回動シャフト２３３は一体的に形成されてもよく、あるいはそれぞれ個別に形成されていてもよい。
【００９０】
（４）バルブタイミング制御装置の動作
図４および図５は、バルブタイミング制御装置２００の動作を説明するための切り欠き斜視図である。図４および図５においては、バルブタイミング制御装置２００のうち、カム用ドリブンスプロケット部２２０および吸気カムシャフト２３０の一部が切り欠かれた状態で示されている。
【００９１】
また、図４および図５においては、矢印Ｚで示す方向をＺ方向と定義する。なお、Ｚ方向において矢印が向かう方向を＋方向、その反対の方向を−方向とする。さらに、図中の一点鎖線はバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊを示す。
【００９２】
図４には、バルブタイミング制御装置２００の組立て完了時の状態が示されている。図５には、エンジン７の高回転時におけるバルブタイミング制御装置２００の状態が示されている。
【００９３】
図４においては、カム用ドリブンスプロケット部２２０が中央からＺ方向に沿って切り欠かれている。固定ピン２３０Ｂは、図３に示したように、実際には、カム用ドリブンスプロケット２２１に接続されている。
【００９４】
図４に示すように、バルブタイミング制御装置２００の組立て完了時においては、ウエイト２１３がばねＳ１により−Ｚ方向に付勢されている。ここで、ウエイト２１３はカム用ドリブンスプロケット２２１の貫通孔２２０ｂに挿入された高速ロックピン２１４を保持する。それにより、回動軸２１５を中心とするウエイト２１３の回転動作が制限される。
【００９５】
一方、ウエイト２１６は図示しないばねＳ２（図３参照）により＋Ｚ方向に付勢されている。ここで、ウエイト２１６はカム用ドリブンスプロケット２２１の貫通孔２２０ｃに挿入された低速ロックピン２１７を保持する。それにより、回動軸２１８を中心とするウエイト２１６の回転動作が制限される。
【００９６】
また、図４においては、カム用ドリブンスプロケット２２１に挿入された高速ロックピン２１４の一端が吸気カムシャフト２３０の軸心Ｊに垂直な接触面２３０Ｍにほぼ当接している。
【００９７】
一方、低速ロックピン２１７は吸気カムシャフト２３０の低速ピン導入孔２３３ｄに挿入されている。低速ピン導入孔２３３ｄに挿入された低速ロックピン２１７の一端が低速ピン導入孔２３３ｄの底面にほぼ当接している。
【００９８】
上述のように、ピン遊動溝２３３ｂは軸心Ｊを中心とする円周方向に沿って延びている。ここで、ピン遊動溝２３３ｂの円周方向における一端を低速溝端部ＬＰと呼び、ピン遊動溝２３３ｂの円周方向における他端を高速溝端部ＨＰと呼ぶ。
【００９９】
図４においては、ピン遊動溝２３３ｂに挿入された固定ピン２３０Ｂが低速溝端部ＬＰに位置する。固定ピン２３０Ｂはカム用ドリブンスプロケット２２１に固定されているので、吸気カムシャフト２３０はカム用ドリブンスプロケット２２１および排気カムシャフト２４０に対する矢印Ｍ１の方向への回転が制限されている。
【０１００】
ただし、図４の状態では、低速ロックピン２１７が低速ピン導入孔２３３ｄに挿入されているので、吸気カムシャフト２３０はカム用ドリブンスプロケット２２１および排気カムシャフト２４０に対して矢印Ｍ１および矢印Ｍ２の方向のいずれにも回転することができない。
【０１０１】
図４を参照して、低回転時におけるバルブタイミング制御装置２００の状態を説明する。バルブタイミング制御装置２００の低回転時においては、ウエイト２１３，２１６に弱い遠心力が働く。それにより、太矢印Ｍ３で示すようにウェイト２１３を回動軸２１５を中心として回転させようとする力が発生する。また、太矢印Ｍ４で示すようにウェイト２１６を回動軸２１８を中心として回転させようとする力が発生する。
【０１０２】
ここで、ウェイト２１６が太矢印Ｍ４の方向へ回転すると、ウエイト２１６が保持する低速ロックピン２１７を吸気カムシャフト２３０の低速ピン導入孔２３３ｄから引き抜こうとする力が発生する（矢印Ｍ６参照）。
【０１０３】
ここで、低回転時においては、図示しないばねＳ２（図３参照）がウェイト２１６を＋Ｚ方向に付勢するので、ばねＳ２の弾性力と太矢印Ｍ４の方向に働く力とが釣り合う。その結果、低速ロックピン２１７が低速ピン導入孔２３３ｄから完全に抜け出すことはない。
【０１０４】
一方、ウェイト２１３に太矢印Ｍ３の方向への力が発生すると、ウエイト２１３が保持する高速ロックピン２１４を吸気カムシャフト２３０に近づける方向の力が発生する（矢印Ｍ５参照）。しかしながら、高速ロックピン２１４の一端は接触面２３０Ｍに当接しているので、高速ロックピン２１４は軸心Ｊの方向に動作しない。それにより、ウェイト２１３も回転しない。
【０１０５】
エンジン７の回転数が低い値から高い値へと上昇すると、ウエイト２１３，２１６により大きな遠心力が働く。
【０１０６】
そのため、ウェイト２１６に発生する太矢印Ｍ４の方向の力が、図４のばねＳ２の弾性力よりも大きくなり、低速ロックピン２１７を低速ピン導入孔２３３ｄから引き抜こうとする矢印Ｍ６の方向の力も大きくなる。
【０１０７】
それにより、エンジン７の回転数が後述する第１の回転数になるとともに、図５に示すように、低速ロックピン２１７が低速ピン導入孔２３３ｄから引き抜かれる。
【０１０８】
したがって、吸気カムシャフト２３０が矢印Ｍ２の方向に回転可能となる。ここで、吸気カムシャフト２３０には、後述する吸気ロッカーアームからの反力が加わっている。それにより、吸気カムシャフト２３０を矢印Ｍ２方向に回転させる力が発生する。詳細は後述する。
【０１０９】
そのため、吸気カムシャフト２３０がカム用ドリブンスプロケット部２２０に対しての矢印Ｍ２の方向に回転する。それにより、高速ピン導入孔２３３ｃの位置と高速ロックピン２１４の一端部の位置とが一致する。高速ロックピン２１４には矢印Ｍ５の方向にウエイト２１３の遠心力による力が発生しているため、高速ロックピン２１４の一端が高速ピン導入孔２３３ｃに挿入される。このとき、ピン遊動溝２３３ｂに挿入された固定ピン２３０Ｂが高速溝端部ＨＰに位置する。
【０１１０】
これにより、吸気カムシャフト２３０は矢印Ｍ１および矢印Ｍ２の方向のいずれにも回転することができない。したがって、エンジン７の高回転時には、吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係がエンジン７の低回転時と異なる状態で固定される。
【０１１１】
一方、エンジン７の回転数が高い値から低い値へと下降する場合には上記と逆の動作が行われる。
【０１１２】
すなわち、図５において、エンジン７の回転数が高い値から下降して、後述する第２の回転数になると、ウェイト２１３がばねＳ１の弾性力により太矢印Ｍ３と逆の方向に回転する。その結果、高速ロックピン２１４が吸気カムシャフト２３０の高速ピン導入孔２３３ｃから引き抜かれる。
【０１１３】
また、図５において、ウエイト２１６が図示しないばねＳ２（図４参照）の弾性力により太矢印Ｍ４と逆の方向に回転しようとする。その結果、低速ロックピン２１７に矢印Ｍ６と逆の方向の力が加わる。
【０１１４】
このとき、後述する吸気ロッカーアームからの反力により、吸気カムシャフト２３０に矢印Ｍ１方向に回転させる力が発生する。詳細は後述する。
【０１１５】
それにより、吸気カムシャフト２３０が矢印Ｍ１の方向に回転し、吸気カムシャフト２３０の低速ピン導入孔２３３ｄに低速ロックピン２１７が挿入される。それにより、吸気カムシャフト２３０が図４に示した状態で固定される。
【０１１６】
なお、図４および図５において図示しないピン遊動溝２３３ａ（図４参照）の働きについて説明していないが、ピン遊動溝２３３ａの働きはピン遊動溝２３３ｂと同様である。
【０１１７】
また、図５には、突起部２２０Ｔが破線により示されている。この突起部２２０Ｔは回動軸２１８を中心とするウエイト２１６の回転動作を制限するために設けられている。例えば、ウエイト２１６が所定量回転すると、ウエイト２１６の一面が突起部２２０Ｔに当接する。それにより、ウエイト２１６が矢印Ｍ４の方向へ大きく回転して低速ロックピン２１７が貫通孔２２０ｃから抜け出ることが防止される。
【０１１８】
このように、バルブタイミング制御装置２００においては、エンジン７の低回転時と高回転時とで、吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係が切り替わる。以下、エンジン７の低回転時のバルブタイミング制御装置２００の状態（図４）を低回転状態と呼び、エンジン７の高回転時のバルブタイミング制御装置２００の状態（図５）を高回転状態と呼ぶ。
【０１１９】
ところで、本実施の形態では、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態から高回転状態に切り替わるエンジン７の回転数と、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態から低回転状態に切り替わる回転数とが異なる。
【０１２０】
図６は、バルブタイミング制御装置２００の高回転状態と低回転状態との切り替わりを説明するための図である。
【０１２１】
図６に示すように、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態から高回転状態に切り替わるときには、第１の回転数Ｒ１がしきい値となる。一方、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態から低回転状態に切り替わるときには、第１の回転数Ｒ１よりも低い第２の回転数Ｒ２がしきい値となる。
【０１２２】
第１の回転数Ｒ１および第２の回転数Ｒ２は、バルブタイミング制御装置２００の構成部材の設定により実現される。例えば、ばねＳ１およびばねＳ２の弾性力を互いに異なるように設定する。この場合、ウエイト２１３が保持する高速ロックピン２１４に働く力と、ウエイト２１６が保持する低速ロックピン２１７に働く力とが異なる。
【０１２３】
それにより、高速ロックピン２１４が高速ピン導入孔２３３ｃから抜き出される回転数（第２の回転数Ｒ２）と、低速ロックピン２１７が低速ピン導入孔２３３ｄから抜き出される回転数（第１の回転数Ｒ１）とが相違する。
【０１２４】
このように、第１の回転数Ｒ１と第２の回転数Ｒ２とが異なるように設計されることにより、ウェイト２１３，２１６に加わる遠心力とばねＳ１，Ｓ２の付勢力とが釣り合う回転数（例えば、図６に示す回転数Ｒ３から回転数Ｒ４までの間の回転数）で、バルブの挙動が不安定となるハンチングが十分に防止される。その結果、ハンチングによるカムプロフィールの変化が防止され、エンジンの性能および耐久性の低下が防止される。
【０１２５】
（５）バルブタイミング制御装置によるバルブの駆動
次に、図３〜図５に示したバルブタイミング制御装置２００によるエンジン７のバルブの駆動について説明する。
【０１２６】
図７（ａ）は、図２に示したシリンダヘッド７Ｓの詳細な断面図である。図７（ａ）においては、図２の矢印Ｐの方向から見たシリンダヘッド７Ｓを示す。図７（ｂ）は、吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係を説明するための図である。理解を容易にするため、図７（ｂ）では排気カム２４１を太い実線で示している。また、吸気カム２３１を細い実線および二点鎖線で示している。なお、図７において、バルブタイミング制御装置２００は矢印Ｑ２の方向に回転する。また、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。
【０１２７】
図７（ａ）に示すように、バルブタイミング制御装置２００の上部の一方側からＸ方向に延びる吸気ロッカーアーム３３０、およびバルブタイミング制御装置２００の上部の他方側からＸ方向に延びる排気ロッカーアーム３４０が、シリンダヘッド７Ｓ内に設けられている。
【０１２８】
吸気ロッカーアーム３３０は、その中央部でシャフト３３１により回動可能に保持されている。また、吸気ロッカーアーム３３０の一端部に設けられたローラ３３０Ｔが吸気カム２３１に当接する。吸気ロッカーアーム３３０の他端部には、アジャスタ３３２が設けられている。アジャスタ３３２の下方には、吸気バルブ３３４の上端部が位置している。吸気バルブ３３４にはバルブスプリング３３５が設けられており、バルブスプリング３３５は吸気バルブ３３４を上方向に付勢している。
【０１２９】
排気ロッカーアーム３４０は、その中央部でシャフト３４１により回動可能に保持されている。また、排気ロッカーアーム３４０の一端部に設けられたローラ３４０Ｔが排気カム２４１に当接する。排気ロッカーアーム３４０の他端部にはアジャスタ３４２が設けられている。アジャスタ３４２の下方には、排気バルブ３４４の上端部が位置している。排気バルブ３４４にはバルブスプリング３４５が設けられており、バルブスプリング３４５は吸気バルブ３４４を上方向に付勢している。
【０１３０】
バルブタイミング制御装置２００の回転動作に伴って、ローラ３３０Ｔ，３４０Ｔが上下動作する。これにより、吸気ロッカーアーム３３０がシャフト３３１を中心として回動し、排気ロッカーアーム３４０がシャフト３４１を中心として回動する。それにより、吸気ロッカーアーム３３０のアジャスタ３３２が吸気バルブ３３４を上下に駆動し、排気ロッカーアーム３４０のアジャスタ３４２が排気バルブ３４４を上下に駆動する。
【０１３１】
以下、吸気ロッカーアーム３３０および排気ロッカーアーム３４０による吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４の上下の移動をリフトと呼び、その移動距離をリフト量と呼ぶ。
【０１３２】
ここで、吸気カム２３１の矢印Ｑ２の方向への回転時において、カムノーズがローラ３３０Ｔから遠ざかるときには、ローラ３３０Ｔから吸気カム２３１に下方に押し下げる力が加わる。その力は、吸気カム２３１を矢印Ｑ２の方向に回転させるように働く。また、カムノーズがローラ３３０Ｔに近づくときには、ローラ３３０Ｔから吸気カム２３１に下方に押し下げる力が加わる。その力は、吸気カム２３１を矢印Ｑ２と逆の方向に回転させるように働く。
【０１３３】
次に、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態から高回転状態または高回転状態から低回転状態に切り替わる際にローラ３３０Ｔから吸気カム２３１に加わる力の作用について説明する。
【０１３４】
図７（ｂ）に示すように、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合、吸気カム２３１のカムノーズの先端部は、図７（ｂ）に実線で示す位置Ｔ１にある。エンジン７の回転数が上昇して第１の回転数Ｒ１（図６）になると、図４および図５に示したように、低速ロックピン２１７（図４および図５）が吸気カムシャフト（図４および図５）から引き抜かれ、吸気カムシャフト２３０がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に対して矢印Ｑ２の方向に回転可能となる。なお、図４および図５の矢印Ｍ２の方向が図７の矢印Ｑ２の方向に相当する。
【０１３５】
この場合、吸気カム２３１のカムノーズがローラ３３０Ｔから遠ざかるときに、矢印Ｑ２の方向に回転させる力が吸気カム２３１に加わるため、吸気カムシャフト２３０（図４および図５）がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に対して矢印Ｑ２の方向に回転する。したがって、吸気カム２３１のカムノーズの先端部は、図７（ｂ）の二点鎖線で示す位置Ｔ２へ移動する。その状態で、高速ロックピン２１４（図４および図５）により吸気カムシャフト２３０がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に固定される。すなわち、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態になる。
【０１３６】
一方、吸気カム２３１のカムノーズの先端部が位置Ｔ２にある状態から、エンジン７の回転数が下降して第２の回転数Ｒ２（図６）になると、高速ロックピン２１４（図４および図５）が吸気カムシャフト２３０（図４および図５）から引き抜かれ、吸気カムシャフト２３０がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に対して矢印Ｑ２と逆の方向に回転可能となる。なお、図４および図５の矢印Ｍ１の方向が図７の矢印Ｑ２と逆の方向に相当する。
【０１３７】
この場合、吸気カム２３１のカムノーズがローラ３３０Ｔに近づくときに、矢印Ｑ２と逆の方向に回転させる力が吸気カム２３１に加わるため、吸気カムシャフト２３０（図４および図５）がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に対して矢印Ｑ２と逆の方向に回転する。したがって、吸気カム２３１のカムノーズの先端部は、図７（ｂ）の実線で示す位置Ｔ１へ移動する。その状態で、低速ロックピン２１７（図４および図５）により吸気カムシャフト２３０がカム用ドリブンスプロケット部２２０（図４および図５）に固定される。すなわち、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態になる。
【０１３８】
（６）バルブリフト量の変化
バルブタイミング制御装置２００においては、低回転状態と高回転状態とで、排気カム２４１に対する吸気カム２３１の位相が切り替わる。それにより、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のリフトのタイミングが変化する。以下にその詳細について説明する。
【０１３９】
図８には、バルブタイミング制御装置２００による吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のリフト量の変化が示される。
【０１４０】
図８において、横軸がクランク角（クランクシャフト２３の回転角度）を示し、縦軸が吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のリフト量を示す。
【０１４１】
図８では、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４は、リフト量が０よりも大きいときに開いており、リフト量が０であるときに閉じている。。
【０１４２】
クランク角は−３６０°から＋３６０°に渡って示されている。クランク角が０°、３６０°および−３６０°の場合にピストン２１がシリンダ２０内の上死点ＴＤＣに位置し、クランク角が１８０°および−１８０°の場合にピストン２１がシリンダ２０内の下死点ＢＤＣに位置する。
【０１４３】
図８の太線２４１Ｌは、バルブタイミング制御装置２００が回転することにより排気カム２４１が駆動する排気バルブ３４４のリフト量の変化を示す。太線２４１Ｌによれば、排気バルブ３４４のリフト量はクランク角が約−２４０°から約−１２０°にかけて増加し、クランク角が約−１２０°から約３０°にかけて減少している。
【０１４４】
図８の実線ＴＬ１は、低回転状態のバルブタイミング制御装置２００の吸気カム２３１が駆動する吸気バルブ３３４のリフト量の変化を示す。実線ＴＬ１によれば、吸気バルブ３３４のリフト量はクランク角が約４０°から約１７０°にかけて増加し、クランク角が約１７０°から約３００°にかけて減少している。
【０１４５】
このように、エンジン７の低回転時には、吸気バルブ３３４が開いている期間と、排気バルブ３４４が開いている期間とのオーバーラップの量が小さくなる。図８の例では、オーバーラップの量は０となっている。
【０１４６】
一方、図８の二点鎖線ＴＬ２は、高回転状態のバルブタイミング制御装置２００の吸気カム２３１が駆動する吸気バルブ３３４のリフト量の変化を示す。二点鎖線ＴＬ２によれば、吸気バルブ３３４のリフト量はクランク角が約−３０°から約１００°にかけて増加し、クランク角が約１００°から約２３０°にかけて減少している。
【０１４７】
このように、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合、吸気バルブ３３４が開いている期間と、排気バルブ３４４が開いている期間とのオーバーラップの量が大きくなる。
【０１４８】
上記のように、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合と高回転状態である場合とで、吸気カム２３１の位相が排気カム２４１に対して変化する。それにより、排気バルブ３４４が開いている期間と吸気バルブ３３４が開いている期間とのオーバーラップの量が変化する。
【０１４９】
バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合には、吸気バルブ３３４が開いている期間と、排気バルブ３４４が開いている期間とのオーバーラップが小さくなるので、排気ガス中の有害物質が低減され、燃費が向上する。また、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合には、吸気バルブ３３４が開いている期間と、排気バルブ３４４が開いている期間とのオーバーラップが大きくなるので高い出力を効率よく得ることができる。
【０１５０】
（７）バルブタイミング制御装置の状態の検出
バルブタイミング制御装置２００の動作に関する情報は、カム信号ＣＡとしてカムセンサ２５０（図２）からＥＣＵ５００に与えられる。以下、その詳細について説明する。
【０１５１】
図９〜図１１は、図２のシリンダヘッド７Ｓ内を詳細に示す断面図である。図１０には、低回転状態のバルブタイミング制御装置２００およびカムセンサ２５０が示される。図１１には、高回転状態のバルブタイミング制御装置２００およびカムセンサ２５０が示される。図９〜図１１においては、矢印Ｙ，Ｚで示す方向をＹ方向およびＺ方向と定義する。なお、矢印が向かう方向を＋方向、その反対の方向を−方向とする。図中の太一点鎖線はバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊを示す。また、図９に示されるバルブタイミング制御装置２００は、突起部２１９ａが軸心Ｊの＋Ｚ方向に位置する状態である。
【０１５２】
図９に示すように、シリンダヘッド７Ｓへのバルブタイミング制御装置２００の取り付け時においては、バルブタイミング制御装置２００の回動シャフト２３３および突出軸２４４にそれぞれベアリングＢ１，Ｂ２が取り付けられる。
【０１５３】
シリンダヘッド７Ｓ内部においては、ベアリングＢ１の一端面がシリンダヘッド７Ｓの内部当接面ＢＨ１に当接している。また、ベアリングＢ２の一端面がシリンダヘッド７Ｓの内部当接面ＢＨ２に当接している。
【０１５４】
バルブタイミング制御装置２００がシリンダヘッド７Ｓの内部に収容された状態で、ベアリングＢ１の他端面の一部がシリンダヘッド７Ｓに接続された固定板ＢＨ３に当接している。
【０１５５】
なお、実際には、シリンダヘッド７Ｓ内に図７に示した吸気ロッカーアーム３３０、排気ロッカーアーム３４０、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４がバルブタイミング制御装置２００の上方に配置されているが、図９においては省略する。
【０１５６】
バルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット部２２０側を覆うように、シリンダヘッド７ＳにサイドカバーＳＣが取り付けられている。サイドカバーＳＣには、カムセンサ２５０が固定されている。カムセンサ２５０としては、例えば、磁気ピックアップセンサが用いられる。
【０１５７】
カムセンサ２５０の先端面の中心には検出部２５０ａが設けられている。カムセンサ２５０は、検出部２５０ａとバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊとの距離Ｄ１が、バルブタイミング制御装置２００の突起部２１９ａと軸心Ｊとの距離Ｄ２に等しくなるとともに、検出部２５０ａとバルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット２２１との距離Ｅ１が、バルブタイミング制御装置２００の突起部２１９ａの先端部とカム用ドリブンスプロケット２２１との距離Ｅ２よりも僅かに（例えば３ｍｍ程度）大きくなるように配置されている。
【０１５８】
それにより、バルブタイミング制御装置２００が１回転する毎に、突起部２１９ａがカムセンサ２５０の検出部２５０ａから僅かな距離だけ離れた検出可能位置を通過する。
【０１５９】
突起部２１９ａが検出部２５０ａの検出可能位置を通過すると、検出部２５０ａに磁束の変化が生じ、カムセンサ２５０において誘導起電力が発生する。その結果、カムセンサ２５０からＥＣＵ５００に与えられるカム信号ＣＡにパルスが発生する。この場合、バルブタイミング制御装置２００が１回転する毎に、カム信号ＣＡに１つのパルスが発生する。
【０１６０】
次に、図１０および図１１を参照して、ウェイト２１３に設けられた突起部２１３ａとカムセンサ２５０との関係を説明する。
【０１６１】
図１０および図１１には、ウェイト２１３がカムセンサ２５０に対向する位置に存在する状態が示される。
【０１６２】
図１０に示すように、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合には、ウェイト２１３が矢印Ｍ３の方向に回動しない。この場合、ウェイト２１３の突起部２１３ａが検出可能位置を通過しないため、図９の突起部２１９ａが検出可能位置を通過したときのみにカム信号ＣＡにパルスが発生する。
【０１６３】
それに対して、図１１に示すように、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合には、回転に伴う遠心力により、ウェイト２１３が矢印Ｍ３の方向に回動する。このとき、ウェイト２１３に設けられた突起部２１３ａはバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊと平行になる。
【０１６４】
ここで、ウェイト２１３の回動により突起部２１３ａは軸心Ｊと平行になった状態において、突起部２１３ａとバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊとの距離は、図９の突起部２１９ａとバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊとの距離Ｄ２に等しい。また、この状態で突起部２１３ａの先端面とバルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット２２１との距離は、図９の突起部２１９ａの先端部とカム用ドリブンスプロケット２２１との距離Ｅ２に等しい。
【０１６５】
それにより、ウェイト２１３の突起部２１３ａは、突起部２１９ａと同様に、バルブタイミング制御装置２００が１回転する毎に、カムセンサ２５０の検出可能位置を通過する。
【０１６６】
したがって、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合には、突起部２１９ａがカムセンサ２５０の検出可能位置を通過するときと、突起部２１３ａが検出可能位置を通過するときとの両方において、カム信号ＣＡにパルスが発生する。
【０１６７】
さらに、軸心Ｊを中心とする円周方向において、突起部２１３ａの長さは、突起部２１９ａの長さよりも約３倍程度大きく形成されている。それにより、突起部２１３ａにより発生するパルスのパルス幅と突起部２１９ａにより発生するパルスのパルス幅とが異なる。そのため、突起部２１３ａにより発生するパルスと突起部２１９ａにより発生するパルスとの識別が可能となる。
【０１６８】
なお、本実施の形態では、突起部２１３ａの長さが突起部２１９ａの長さよりも大きく形成されるが、これに限らず、突起部２１９ａの長さが、突起部２１３ａの長さよりも大きく形成されてもよい。
【０１６９】
一方、クランクシャフト２３の回転に関する情報はクランク信号ＣＲとしてクランクセンサ２６０（図２）からＥＣＵ５００に与えられる。
【０１７０】
具体的には、クランクシャフト２３に複数の突起部が設けられており、クランクシャフト２３の回転に伴いその突起部がクランクセンサ２６０の検出可能位置を通過する。それにより、クランクシャフト２３からＥＣＵ５００に与えられるクランク信号ＣＲに複数のパルスが発生する。本実施の形態では、クランクシャフト２３の外周面に３０°毎で等間隔に突起部が設けられる。それにより、クランクシャフト２３が１回転する間にクランク信号ＣＲに１２個のパルスが発生する。
【０１７１】
（８）カム信号およびクランク信号の処理
図１２および図１３は、カム信号ＣＡおよびクランク信号ＣＲに基づいて行われるＥＣＵ５００の処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。図１２には、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合のＥＣＵ５００の処理が示され、図１３には、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合のＥＣＵ５００の処理が示される。なお、図１２および図１３においては、横軸がクランク角を示す。クランク角は、任意の角度から７２０°進角した角度までの範囲（エンジン７の１サイクル間）で示される。
【０１７２】
図１２に示すように、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合、突起部２１９ａ（図９）がカムセンサ２５０の検出可能位置を通過することにより、カム信号ＣＡにパルス幅ＴＣ１を有するパルスＰ１が発生する。
【０１７３】
また、クランクシャフト２３（図２）に形成された複数の突起部がクランクセンサ２６０の検出可能位置を通過することにより、クランク信号ＣＲに複数のパルスＰ２が等間隔で発生する。上述したように、クランクシャフト２３が１回転する間にクランク信号ＣＲに１２個のパルスＰ２が発生するため、エンジン７の１サイクル間にはクランク信号ＣＲに２４個のパルスＰ２が発生する。
【０１７４】
カム信号ＣＡおよびクランク信号ＣＲのパルスＰ１，Ｐ２に応答して、ＥＣＵ５００には複数の割り込みが発生する。
【０１７５】
カム信号ＣＡのパルスＰ１の立ち上がりエッジに応答してカム信号割り込みＤ１１が発生し、パルスＰ１の立ち下りエッジに応答してカム信号割り込みＤ１２が発生する。カム信号割り込みＤ１１とカム信号割り込みＤ１２との間の割り込み間隔ＴＤ１がパルス幅ＴＣ１に等しい。
【０１７６】
また、クランク信号ＣＲのパルスＰ２の立ち上がりエッジに応答してクランク信号割り込みＤ２１が発生する。各クランク信号割り込みＤ２１間の割り込み間隔は、パルスＰ２のパルス間隔（クランク信号ＣＲの周期）に等しい。
【０１７７】
なお、実際には、上記のパルスＰ１，Ｐ２の以外に、ノイズ等の他の要因によるパルスがカム信号ＣＡおよびクランク信号ＣＲに発生する場合がある。それにより、カム信号割り込みＤ１１，Ｄ１２およびクランク信号割り込みＤ２１に加えて、その他の割り込みが発生する。
【０１７８】
ここで、ＥＣＵ５００は、２４個のクランク信号割り込みＤ２１に応答して゛０゛〜゛２３゛のクランク角番号を設定する。ＥＣＵ５００は、゛０゛〜゛２３゛のクランク角番号に基づいてエンジン７の１サイクル内におけるクランク角を２４段階で認識する。例えば、圧縮上死点後に最初に発生するクランク信号割り込みＤ２１に応答してクランク角番号゛０゛が設定される。この場合、燃料噴射または火花点火の制御が、クランク角番号゛０゛の取得タイミングを基準として行われる。
【０１７９】
また、ＥＣＵ５００はカム信号割り込みＤ１２に基づいてクランク角番号の補正を行う。具体的には、カム信号割り込みＤ１２の発生時にＥＣＵ５００がクランク角番号を所定の値に設定する（図１２および図１３に示す例では、カム信号割り込みＤ１２の発生時にクランク角番号が゛１５゛に設定される）。この場合、上記のノイズによりクランク角番号が誤って設定されても、１サイクル毎にクランク角番号が正確な値に補正される。それにより、ＥＣＵ５００がクランク角番号に基づいて認識するクランク角と実際のクランク角との間に大きなずれが生じることが防止される。
【０１８０】
また、ＥＣＵ５００はＶＶＴ信号番号を設定する。バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合、ＶＶＴ信号番号は゛０゛の状態で維持される。
【０１８１】
図１３に示すように、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合、突起部２１３ａ（図１１）がカムセンサ２５０の検出可能位置を通過することにより、カム信号ＣＡにパルス幅ＴＣ２を有するパルスＰ３が発生する。それにより、パルスＰ３の立ち上がりエッジに応答してカム信号割り込みＤ１３が発生し、パルスＰ３の立ち下がりエッジに応答してカム信号割り込みＤ１４が発生する。
【０１８２】
なお、カム信号ＣＡのパルスＰ１、クランク信号ＣＲ、カム信号割り込みＤ１１，Ｄ１２、クランク信号番号Ｄ２１およびクランク角番号については、図１２に示したバルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合と同様である。
【０１８３】
なお、実際には、上記のパルスＰ１〜Ｐ３以外に、ノイズ等の他の要因によるパルスがカム信号ＣＡおよびクランク信号ＣＲに発生する場合がある。それにより、カム信号割り込みＤ１１〜Ｄ１４およびクランク信号割り込みＤ２１に加えて、その他の割り込みが発生する。
【０１８４】
以下、パルスの立ち上がり時に発生する割り込みを立ち上がり割り込みと総称し、パルスの立ち下がり時に発生する割り込みを立ち下がり割り込みと総称する。立ち上がり割り込みは、カム信号割り込みＤ１１，Ｄ１３、クランク信号割り込みＤ２１およびノイズ等の他の要因によるパルスの立ち上がり時に発生する割り込みを含む。立ち下がり割り込みは、カム信号割り込みＤ１２，Ｄ１４およびノイズ等の他の要因によるパルスの立下り時に発生する割り込みを含む。
【０１８５】
また、ＥＣＵ５００はカム信号割り込みＤ１４の発生時にＶＶＴ信号番号を１ずつ増加させる。この場合、エンジン７の１サイクル毎に、ＶＶＴ信号番号が加算されたか否かを判定することにより、カム信号割り込みＤ１４が発生したか否かを判定することができる。
【０１８６】
具体的には、カム信号割り込みＤ１２が発生する毎にＶＶＴ信号番号が前回より増加しているか否かがＥＣＵ５００により判定される。
【０１８７】
ＶＶＴ信号番号が増加している場合、そのカム信号割り込みＤ１２の発生前の１サイクル以内にカム信号割り込みＤ１４が発生していたことが認識される。それにより、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態であることが認識される。
【０１８８】
ＶＶＴ信号番号が増加していない場合、そのカム信号割り込みＤ１２が発生する１サイクル前以内にカム信号割り込みＤ１４が発生していないことが認識される。それにより、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態であることが認識される。
【０１８９】
本実施の形態では、これらの情報に基づいて、点火プラグ２８０による火花点火の時期ならびにインジェクタ２９０からの燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。以下、図１４〜図１７を参照して、ＥＣＵ５００による点火プラグ２８０およびインジェクタ２９０の制御動作を説明する。
【０１９０】
（９）ＥＣＵによる制御
図１４は、ＥＣＵ５００によるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。
【０１９１】
図１４に示すように、ＥＣＵ５００は、ＶＶＴ信号番号（図１３）を゛０゛に初期設定する（ステップＳ１）。
【０１９２】
次に、ＥＣＵ５００は、カム信号ＣＡ、クランク信号ＣＲおよびスロットル開度ＴＲを含むエンジン７の運転状態を取得する（ステップＳ２）。
【０１９３】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ２で取得した運転状態に基づいてバルブタイミング判定処理を行う（ステップＳ３）。ここでは、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態であるかまたは高回転状態であるかが判定される。また、ステップＳ３においては、クランク信号ＣＲに基づいてエンジン７の回転数（以下、エンジン回転数と呼ぶ）が算出される。ステップＳ３のバルブタイミング判定処理の詳細については後述する。
【０１９４】
ステップＳ３のバルブタイミング判定処理の結果、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態であれば、ＥＣＵ５００は、ステップＳ２で取得されたスロットル開度ＴＲおよびステップＳ３におけるエンジン回転数の算出結果に基づいて、インジェクタ２９０（図２）からの燃料噴射量および燃料噴射時期、ならびに点火プラグ２８０（図２）による火花点火時期を算出する（ステップＳ４，Ｓ５）。ここでは、例えば高回転状態に対応して予め設定されたマップを用いたマップ演算により、燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期が算出される。
【０１９５】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ３におけるエンジン回転数の算出結果が予め設定された回転数ＲＬよりも低いか否かを判定する（ステップＳ６）。回転数ＲＬは、上述した第２の回転数Ｒ２（図６）よりも低い値に設定される。ここでは、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能しているか否かが判定される。
【０１９６】
ステップＳ６において、エンジン回転数が回転数ＲＬよりも低いと判定された場合には、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能していないので、使用者に対しての警告処理が行われる（ステップＳ７）。警告処理としては、警告ブザーまたは警告ランプ等が挙げられる。
【０１９７】
ステップＳ３のバルブタイミング判定処理の結果、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態であれば、ＥＣＵ５００は、ステップＳ２で取得されたスロットル開度ＴＲおよびステップＳ３におけるエンジン回転数の算出結果に基づいて、インジェクタ２９０（図２）からの燃料噴射量および燃料噴射時期、ならびに点火プラグ２８０（図２）による火花点火時期を算出する（ステップＳ４，Ｓ８）。ここでは、例えば低回転状態に対応して予め設定されたマップを用いたマップ演算により、燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期が算出される。
【０１９８】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ３におけるエンジン回転数の算出結果が、予め設定された所定の回転数ＲＨよりも高いか否かを判定する（ステップＳ９）。回転数ＲＨは、上述した第１の回転数Ｒ１（図６）よりも高い値に設定される。ここでは、ステップＳ６と同様に、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能しているか否かが判定される。
【０１９９】
ステップＳ９において、エンジン回転数が回転数ＲＨよりも高いと判定された場合には、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能していないので、使用者に対しての警告処理が行われる（ステップＳ７）。
【０２００】
なお、ステップＳ６またはステップＳ９の判定の結果、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能していない場合、エンジン７への負担が軽減するように予め設定された燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期に切り替えてもよい。
【０２０１】
ステップＳ６において、エンジン回転数が回転数ＲＬ以上であると判定された場合、または、ステップＳ９において、エンジン回転数が回転数ＲＨ以下であると判定された場合には、バルブタイミング制御装置２００が正常に機能していると判定される。その場合、ＥＣＵ５００は、ステップＳ５またはステップＳ８における燃料噴射量、燃料噴射時期の算出結果に基づいて、燃料噴射信号ＦＩによりインジェクタ２９０に燃料噴射を指令し、ステップＳ５またはステップＳ８における火花点火時期の算出結果に基づいて、火花点火信号ＳＩにより点火プラグ２８０に点火を指令する（ステップＳ１０）。それにより、インジェクタ２９０、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４（図８）のバルブタイミングに基づいて、燃料噴射を適正な量およびタイミングで行うことができる。また、点火プラグ２８０は、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のバルブタイミングに基づいて、火花点火を適正なタイミングで行うことができる。その後、ＥＣＵ５００は、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理を繰り返し行う。
【０２０２】
図１５は、図１４のバルブタイミング判定処理（ステップＳ３）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０２０３】
図１５に示すように、ＥＣＵ５００は、カム信号ＣＡに基づく割り込みが発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０２０４】
カム信号ＣＡｂに基づく割り込みが発生した場合、ＥＣＵ５００は後述のカム信号処理を行う（ステップＳ１２）。
【０２０５】
カム信号ＣＡに基づく割り込みが発生していない場合、ＥＣＵ５００は、クランク信号ＣＲに基づく割り込みが発生したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０２０６】
ステップＳ１３において、クランク信号ＣＲに基づく割り込みが発生した場合、ＥＣＵ５００は後述のクランク信号処理を行う（ステップＳ１４）。その後、、ＥＣＵ５００は図１４のステップＳ２の処理へ戻る。
【０２０７】
図１６は、図１５のカム信号処理（ステップＳ１２）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０２０８】
ＥＣＵ５００は、図１５のステップＳ１１で発生した割り込みが立ち下がり割り込みであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０２０９】
図１５のステップＳ１１で発生した割り込みが立ち下がり割り込みでない場合、すなわち立ち上がり割り込みである場合、ＥＣＵ５００は、立ち上がり割り込みの発生時刻を計測する（ステップＳ３２）。その後、ＥＣＵ５００は図１４のステップＳ２の処理に戻る。
【０２１０】
ステップＳ３１において、図１５のステップＳ１１で発生した割り込みが立ち下がり割り込みである場合、ＥＣＵ５００は立ち上がり割り込みの発生時刻を計測する（ステップＳ３３）。
【０２１１】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ３２で計測した立ち上がり割り込みとステップＳ３３で計測した立ち下がり割り込みとの間の割り込み間隔を算出する（ステップＳ３４）。
【０２１２】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ３４において計測された割り込み間隔が予め設定された所定値Ａ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３５）。所定値Ａ１は、カム信号割り込みＤ１１，Ｄ１２の割り込み間隔ＴＤ１以上で、カム信号割り込みＤ１３，Ｄ１４の割り込み間隔ＴＤ２よりも小さい値に設定される。
【０２１３】
割り込み間隔が所定値Ａ１以下であると判定された場合、ＥＣＵ５００は、割り込み間隔が予め設定された所定値Ａ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３６）。所定値Ａ２はカム信号割り込みＤ１１，Ｄ１２の割り込み間隔ＴＤ１よりも小さい値に設定される。
【０２１４】
割り込み間隔が所定値Ａ２よりも小さいと判定された場合、ＥＣＵ５００は、ステップＳ１１で発生した立ち上がり割り込みをノイズとして処理する（ステップＳ３７）。すなわち、ＥＣＵ５００は、何も処理することなくステップＳ２の処理に戻る。
【０２１５】
ステップＳ３６において、割り込み間隔が所定値Ａ２以上であると判定された場合、ステップＳ１１で発生した割り込みがカム信号割り込みＤ１２であると決定される。それにより、ＥＣＵ５００はクランク角番号を所定の値に設定することにより（ステップＳ３８）、クランク角番号の補正を行う。
【０２１６】
次に、ＥＣＵ５００はＶＶＴ信号番号が前回と同じであるか否かを判定する（ステップＳ３９）。ＶＶＴ信号番号が前回と同じである場合、ＥＣＵ５００は、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態であると判定し（ステップＳ４０）、ＶＶＴ信号番号を初期値の０にクリアする（ステップＳ４１）。その後、ＥＣＵ５００は、図１４のステップＳ５の処理へ移行する。
【０２１７】
ステップＳ３５において、割り込み間隔が所定値Ａ２よりも大きい場合、ＥＣＵ５００は、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態であると判定し（ステップＳ４２）、ＶＶＴ信号番号を１増加させる（ステップＳ４３）。その後、ＥＣＵ５００は、図１４のステップＳ６の処理へ移行する。
【０２１８】
図１７は、図１５のクランク信号処理（ステップＳ１４）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０２１９】
図１７に示すように、ＥＣＵ５００は、現在のクランク角番号を１増加させる（ステップＳ５１）。
【０２２０】
次に、ＥＣＵ５００は、クランク角番号が２３を超えたか否かを判定する（ステップＳ５２）。クランク角番号が２３を超えた場合、ＥＣＵ５００は、クランク角番号を０にクリアする（ステップＳ５３）。
【０２２１】
次に、ＥＣＵ５００は、ステップＳ１３で発生した割り込みと前回発生した割り込みとの間の割り込み間隔を算出する（ステップＳ５４）。ＥＣＵ５００は、算出した割り込み間隔に基づいてエンジン回転数を算出する（ステップＳ５５）。その後、ＥＣＵ５００は図１４のステップＳ２の処理へ戻る。
【０２２２】
（１０）本実施の形態の効果
本実施の形態では、エンジン７の回転に伴う遠心力の変化によりバルブタイミング制御装置２００の吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係が低回転時と高回転時とで切り替わる。それにより、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のバルブタイミングがエンジン７の回転数に応じて最適に切り替えられる。
【０２２３】
また、カムセンサ２５０によりウェイト２１３の突起部２１３ａが検出されるか否かに基づいて、バルブタイミング制御装置２００の吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係が高回転時の位相関係にあるか低回転時の位相関係にあるかがＥＣＵ５００により正確に判定される。それにより、ＥＣＵ５００は、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のバルブタイミングを正確に判定することができる。
【０２２４】
したがって、ＥＣＵ５００は、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のバルブタイミングに基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期を最適に制御することができる。
【０２２５】
また、カムセンサ２５０により突起部２１９ａが検出されることによりクランク角番号が常に正確な値に補正される。それにより、ＥＣＵ５００は、クランク角番号に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期の制御を正確に行うことができる。
【０２２６】
このように、シリンダヘッド７Ｓ内の共通のカムセンサ２５０を用いることにより、バルブタイミング制御装置２００の吸気カム２３１および排気カム２４１の位相関係の切り替わりを正確に判定することができるとともに、クランク角番号を常に正確な値に補正することができる。それにより、エンジン７の小型化が実現されるとともに、生産コストの増大を抑制することができる。
【０２２７】
（１１）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２２８】
上記実施の形態においては、バルブタイミング制御装置２００およびカムセンサ２５０が可変動弁装置に相当し、カム用ドリブンスプロケット２２１が回転部材に相当し、吸気カムシャフト２３０がカム部材に相当し、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合の吸気カムシャフト２３０の状態が第１の状態に相当し、バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合のカム吸気カムシャフト２３０の状態が第２の状態に相当し、突起部２１３ａが第１の被検出部に相当し、ウェイト２１３，２１６が可動部材に相当し、カムセンサ２５０が検出器に相当し、突起部２１９ａが第２の被検出部に相当する。
【０２２９】
また、エンジン７、ＥＣＵ５００およびバルブタイミング制御装置２００がエンジンシステムに相当し、吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４がバルブに相当し、ＥＣＵ５００が制御部に相当し、カム信号ＣＡが検出器の出力信号に相当し、パルス幅ＴＣ１，ＴＣ２が検出期間に相当する。
【０２３０】
また、自動二輪車１００が乗り物に相当し、後輪１１が駆動部材に相当する。
【０２３１】
（１２）他の実施の形態
（１２−１）
上記実施の形態では、カム用ドリブンスプロケット２２１の一面に対向するようにカムセンサ２５０がバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊに対して平行な方向に配置されるが（図９〜図１１）、カムセンサ２５０は他の位置に配置されてもよい。
【０２３２】
図１８は、カムセンサ２５０の他の配置例を示す図である。図１８（ａ）はバルブタイミング制御装置２００およびカムセンサ２５０の配置を示す断面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のカムセンサ２５０およびバルブタイミング制御装置２００を矢印Ｑの方向から見た側面図である。なお、図１８には、高回転状態のバルブタイミング制御装置２００が示される。
【０２３３】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、バルブタイミング制御装置２００のカム用ドリブンスプロケット２２１の一面側でバルブタイミング制御装置２００の軸心Ｊに対して垂直な方向にカムセンサ２５０が配置されている。
【０２３４】
バルブタイミング制御装置２００のウェイト２１３には、突起部２１３ｅが設けられている。バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合、突起部２１３ｅはカム用ドリブンスプロケット２２１の一面と平行になる。
【０２３５】
また、図１８（ｂ）に示すように、支持部材２１１の突起片２１１Ｄには、突起部２１１ａが形成されている。突起部２１１ａは、カム用ドリブンスプロケット２２１の一面と平行である。
【０２３６】
なお、軸心Ｊを中心とする周方向において、突起部２１３ｅは突起部２１１ａの約３倍の長さを有する。
【０２３７】
バルブタイミング制御装置２００が高回転状態である場合、ウェイト２１３に形成された突起部２１３ｅおよび突起片２１１Ｄに形成された突起部２１１ａがカムセンサ２５０の検出可能位置を通過する。その場合、突起部２１３ｅおよび突起部２１１ａによるパルスがカム信号ＣＡに発生する。
【０２３８】
バルブタイミング制御装置２００が低回転状態である場合、ばねＳ１（図１８（ｂ））の付勢力によりウェイト２１３が図１８（ａ）に示す状態から回動し、ウェイト２１３の突起部２１３ｅがカムセンサ２５０の検出可能位置を通過しなくなる。その場合、突起部２１１ａによるパルスのみがカム信号ＣＡに発生する。
【０２３９】
カム信号ＣＡに発生したこれらのパルスに基づいて、図１４〜図１７に示した制御動作がＥＣＵ５００により行われる。
【０２４０】
このように、カムセンサ２５０に検出される突起部の位置を適宜設定することにより、カムセンサ２５０を任意の位置に配置することができる。それにより、エンジン７のシリンダヘッド７Ｓの設計の自由度が高くなる。
【０２４１】
なお、突起部２１３ａ，２１９ａ，２１３ｅ，２１１ａを設けずにウェイト２１３，２１６またはねじ２１９等の任意の部分をカムセンサ２５０により直接検出してもよい。その場合、ウェイト２１３，２１６またはねじ２１９等の配置または形状をカムセンサ２５０による検出が可能なように適宜設定する。
【０２４２】
（１２−２）
上記実施の形態では、可変動弁装置としてエンジン７の回転に伴う遠心力の変化に応じて吸気バルブ３３４および排気バルブ３４４のバルブタイミングを切り替えるバルブタイミング制御装置２００について説明しているが、本発明は、これに限らず、エンジン７の回転に伴う遠心力の変化により、吸気バルブ３３４または排気バルブ３４４のリフト量を切り替える可変動弁装置にも適用可能である。
【０２４３】
（１２−３）
上記実施の形態では、可変動弁装置としてエンジン７の回転に伴う遠心力の変化によりウェイト２１３，２１６が回動するバルブタイミング制御装置２００について説明しているが、本発明は、これに限らず、エンジン７の回転に伴う遠心力の変化によりウェイトが直線方向に移動する可変動弁装置にも適用可能である。
【０２４４】
（１２−４）
上記実施の形態では、ウェイト２１３の突起部２１３ａの幅とねじ２１９の突起部２１９ａの幅とが異なるように設定されるが、ウェイト２１３の突起部２１３ａの幅とねじ２１９の突起部２１９ａの幅とが等しく設定されてもよい。
【０２４５】
その場合、ＥＣＵ５００は、カム信号ＣＡに発生するパルスの数がエンジン７の１サイクル内において１つであるか２つであるかを判定する。エンジン７の１サイクル内にカム信号ＣＡに発生するパルスの数が１つである場合、バルブタイミング制御装置２００は低回転状態であると判定され、エンジン７の１サイクル内に発生するパルスの数が２つである場合、バルブタイミング制御装置２００は高回転状態であると判定される。
【０２４６】
（１２−５）
上記実施の形態では、バルブタイミング制御装置２００が低回転状態であるか高回転状態であるかの判定が行われた後、ＥＣＵ５００は、スロットルバルブセンサ２７０により検出されたスロットル開度ＴＲおよびエンジン回転数に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期を算出するが（図１４）、燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期は他の条件に基づいて算出されてもよい。例えば、ＥＣＵ５００は、スロットル開度ＴＲ、エンジン回転数、油温、水温、エンジン温度または燃料の種類等のうちのいずれか１つまたは複数の条件に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期および火花点火時期を算出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２４７】
本発明は、自動二輪車、四輪の自動車等のエンジンを備える種々の車両および船舶等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る可変動弁装置の概要を説明するための模式図である。
【図３】バルブタイミング制御装置の構造を説明するための組立て斜視図である。
【図４】バルブタイミング制御装置の動作を説明するための切り欠き斜視図である。
【図５】バルブタイミング制御装置の動作を説明するための切り欠き斜視図である。
【図６】バルブタイミング制御装置の高回転状態と低回転状態との切り替わりを説明するための図である。
【図７】シリンダヘッドの詳細な断面図である。
【図８】バルブタイミング制御装置による吸気バルブおよび排気バルブのリフト量を示す図である。
【図９】シリンダヘッド内を詳細に示す断面図である。
【図１０】低回転状態のバルブタイミング制御装置およびカムセンサを示す断面図である。
【図１１】高回転状態のバルブタイミング制御装置およびカムセンサを示す断面図である。
【図１２】カム信号およびクランク信号に基づいて行われるＥＣＵの処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】カム信号およびクランク信号に基づいて行われるＥＣＵの処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】ＥＣＵによるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】ＥＣＵによるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。
【図１６】ＥＣＵによるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】ＥＣＵによるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。
【図１８】カムセンサの他の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【０２４９】
７  エンジン
１１  後輪
２３  クランクシャフト
１００  自動二輪車
２００  バルブタイミング制御装置
２２１  カム用ドリブンスプロケット
２３０  吸気カムシャフト
２３１  吸気カム
２１１ａ，２１３ａ，２１３ｅ，２１９ａ  突起部
２１３，２１６  ウェイト
２１４  高速ロックピン
２１７  低速ロックピン
２４１  排気カム
２５０  カムセンサ
３３４  吸気バルブ
３４４  排気バルブ
５００  ＥＣＵ
ＣＡ  カム信号
ＣＲ  クランク信号
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  パルス
ＴＣ１，ＴＣ２  パルス幅
【図１】
2007162563.tif 000003
【図２】
2007162563.tif 000004
【図３】
2007162563.tif 000005
【図４】
2007162563.tif 000006
【図５】
2007162563.tif 000007
【図６】
2007162563.tif 000008
【図７】
2007162563.tif 000009
【図８】
2007162563.tif 000010
【図９】
2007162563.tif 000011
【図１０】
2007162563.tif 000012
【図１１】
2007162563.tif 000013
【図１２】
2007162563.tif 000014
【図１３】
2007162563.tif 000015
【図１４】
2007162563.tif 000016
【図１５】
2007162563.tif 000017
【図１６】
2007162563.tif 000018
【図１７】
2007162563.tif 000019
【図１８】
2007162563.tif 000020