(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側あるいは排気側に一気筒当り複数の機関弁を備え、
該複数の機関弁のうち一部の機関弁の少なくともバルブリフト特性におけるリフト量を可変制御する第１可変機構と、
前記複数の機関弁のうち残りの少なくともバルブリフト特性におけるリフト量を可変制御する第２可変機構と、を設けると共に、
前記第１可変機構と第２可変機構とを、それぞれ相互に独立して可変し得る構成とし、前記第１可変機構による可変リフト量と第２可変機構による可変リフト量とを別個に設定することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記第１可変機構は、機関弁のリフト量を連続的に可変制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第２可変機構は、機関弁のリフト量を機関運転状態に応じて段階的可変制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記第１可変機構は、外周に駆動カムを有する駆動軸と、支軸に揺動自在に支持されて、揺動することによって機関弁を開閉作動する揺動カムと、一端部が前記駆動カムに回動自在に連係すると共に、他端部が前記揺動カムに回転自在に連係する伝達機構と、該伝達機構と連係する制御軸とを備え、前記制御軸の回転位置によって前記伝達機構の姿勢を変化させて前記揺動カムの機関弁に対する当接位置を変化させることにより、バルブリフト特性を連続的に可変させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記第２可変機構は、機関の回転駆動力が伝達される駆動軸に並設された複数のカムと、これらのカムのうちバルブリフト作動を行なうカムを選択するカム選択手段とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記第２可変機構は、機関の回転駆動力が伝達される駆動軸と、該駆動軸の外周にカムリフト部が機関弁方向へ進退動するように設けられて、機関弁を開作動させる比較的高リフトの可動カムと、駆動軸に固定された比較的低リフトの固定カムと、前記可動カムを駆動軸とともに回転させる支持機構と、機関運転状態に応じて前記駆動軸に可動カムを係合固定あるいは係合固定を解除する係合解除手段とを備え、該係合解除手段により駆動軸に対する可動カムの係合、解除を得て機関弁のバルブリフト作動を行なうカムを選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
前記第１可変機構によるバルブリフト制御の最小リフト量と、前記第２可変機構によるバルブリフト制御の最小リフト量とを異ならせたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項８】
前記第１可変機構によるバルブリフト制御の最大リフト量と、前記第２可変機構によるバルブリフト制御の最大リフト量がほぼ同一となるように設定したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項９】
機関高負荷時は、第２可変機構によるバルブリフト制御のリフト量が機関回転数の増加に伴い段階的に増加し、第１可変機構のリフト量もほぼ同等になるように制御する一方、低負荷時は、前記両可変機構によるバルブリフト制御のリフト量を互いに異なるように制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１０】
前記第２可変機構は、機関弁のバルブリフト量を連続的に可変制御することを特徴とする請求項１、２、４、７、８のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１１】
前記第２可変機構を第１可変機構と同一の機構に形成し、前記第１可変機構に設けられた第１の制御軸と前記第２可変機構の第２の制御軸を互いに独立に作動させ、機関弁の各バルブリフト量を互いに独立かつ連続的に制御することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１２】
機関高負荷時は、第１可変機構と第２可変機構によるバルブリフト制御のリフト量がほぼ同一で機関回転数の増加に伴い連続的に増加するように制御する一方、低負荷時は、前記両可変機構によるバルブリフト制御のリフト量を互いに異なるように制御したことを特徴とする請求項１０または１１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１３】
前記第１可変機構と第２可変機構は、機関弁の各バルブリフト量を段階的に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１４】
前記複数の機関弁のバルブリフト特性におけるそれぞれの位相を変化させる第３可変機構を設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１５】
前記第１可変機構は、機関運転状態に応じて回転制御される制御軸を介して作動される一方、前記第２可変機構は、機関運転状態に応じて油圧を制御する油圧回路を介して作動されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１６】
前記第１可変機構と第２可変機構は、機関運転状態に応じて回転制御されるそれぞれ別個の制御軸を介して独立して作動されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１７】
前記第１可変機構と第２可変機構は、機関運転状態に応じて油圧を制御するそれぞれ別個の油圧回路を介して独立して作動されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【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装置、とりわけ、吸気弁や排気弁である機関弁のバルブリフト特性などを制御する複数の可変機構を備えた可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の可変動弁装置としては、例えば本出願人が先に出願した特願平１０−２８１４７９号（特開２０００−３８９１０号）に記載されているものが知られている。すなわち、この可変動弁装置は、一気筒あたり２つの吸気弁を備えた動弁機構に適用され、両吸気弁のバルブリフト特性をそれぞれ可変制御する第１可変機構と第２可変機構とを有し、２つの吸気弁のバルブリフト特性をそれぞれ異なったリフト量に制御して、機関運転状態に応じて機関性能を引き出すようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、前記２つの可変機構によるそれぞれリフト制御を１本の制御軸の回動制御によって行なっているため、当該２つの可変機構が連動してしまう。つまり、いずれか一方の機関弁のリフト特性に対して他方の機関弁のリフト特性が一義的に決まってしまうため、機関運転状態に応じた機関性能を十分に発揮させることが困難になる。
【０００４】
本件公報の図７に示す一例について具体的に説明すると、まず、制御軸をリフト量が増大となるように一方向に回転させると、２つの吸気弁のリフト量が共に同一の大リフト量になり、逆方向に回転させると２つの吸気弁のリフト量が共に次第に小さくなると共に、２つの吸気弁間にリフト量の差が生じてそれが徐々に拡大していくパターンを示す。ここで、機関低回転低負荷時の性能をみると、燃費という面では２つの吸気弁のリフト差が拡大されることで、吸気ガス流動を高めて燃焼が改善され実用域の燃費性能が向上するといえる。
【０００５】
一方、低回転高負荷時には、出力トルクという面ではガス流動があるとその分吸気損失が生じてしまうので、リフト差を小さくするためにリフト量を大きくしなければならない。ところが、リフト量が大きくなると、ピストンが下死点を越えた後に、一度気筒内に吸い込んだ混合気をリフト後半で吐き出してしまい、吸気充填効率が低下してトルクが低くなる傾向になる。あるいは、高リフト領域では、リフト差を小さくすることができないので、例えば、高リフトが要求される高回転域などでの吸気ガス流動効果を高めることが困難であるといった問題もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、吸気側あるいは排気側に一気筒当り複数の機関弁を備え、該複数の機関弁のうち一部の機関弁の少なくともバルブリフト特性におけるリフト量を可変制御する第１可変機構と、前記複数の機関弁のうち残りの少なくともバルブリフト特性におけるリフト量を可変制御する第２可変機構とを設けると共に、該第１可変機構と第２可変機構とを、それぞれ相互に独立して可変し得る構成とし、前記第１可変機構による可変リフト量と第２可変機構による可変リフト量とを別個に設定することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明において、前記第１可変機構は、機関弁のリフト量を連続的に可変制御することを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明において、前記第２可変機構は、機関弁のリフト量を機関運転状態に応じて段階的可変制御することを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明においては、前記第１可変機構は、外周に駆動カムを有する駆動軸と、支軸に揺動自在に支持されて、揺動することによって機関弁を開閉作動する揺動カムと、一端部が前記駆動カムに回動自在に連係すると共に、他端部が前記揺動カムに回転自在に連係する伝達機構と、該伝達機構と連係する制御軸とを備え、前記制御軸の回転位置によって前記伝達機構の姿勢を変化させて前記揺動カムの機関弁に対する当接位置を変化させることにより、バルブリフト特性を連続的に可変させることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の発明においては、前記第２可変機構は、機関の回転駆動力が伝達される駆動軸に並設された複数のカムと、これらのカムのうちバルブリフト作動を行なうカムを選択するカム選択手段とを有することを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の発明においては、前記第２可変機構は、機関の回転駆動力が伝達される駆動軸と、該駆動軸の外周にカムリフト部が機関弁方向へ進退動するように設けられて、機関弁を開作動させる比較的高リフトの可動カムと、駆動軸に固定された比較的低リフトの固定カムと、前記可動カムを駆動軸とともに回転させる支持機構と、機関運転状態に応じて前記駆動軸に可動カムを係合固定あるいは係合固定を解除する係合解除手段とを備え、該係合解除手段により駆動軸に対する可動カムの係合、解除を得て機関弁のバルブリフト作動を行なうカムを選択することを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の発明においては、前記第１可変機構によるバルブリフト制御の最小リフト量と、前記第２可変機構によるバルブリフト制御の最小リフト量とを異ならせたことを特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載の発明においては、前記第１可変機構によるバルブリフト制御の最大リフト量と、前記第２可変機構によるバルブリフト制御の最大リフト量がほぼ同一となるように設定したことを特徴としている。
【００１４】
請求項９に記載の発明においては、機関高負荷時は、第２可変機構によるバルブリフト制御のリフト量が機関回転数の増加に伴い段階的に増加し、第１可変機構のリフト量もほぼ同等になるように制御する一方、低負荷時は、前記両可変機構によるバルブリフト制御のリフト量を互いに異なるように制御することを特徴としている。
【００１５】
請求項１０に記載の発明においては、前記第２可変機構は、機関弁のバルブリフト量を連続的に可変制御することを特徴としている。
【００１６】
請求項１１に記載の発明においては、前記第２可変機構を第１可変機構と同一の機構に形成し、前記第１可変機構に設けられた第１の制御軸と前記第２可変機構の第２の制御軸を互いに独立に作動させ、機関弁の各バルブリフト量を互いに独立かつ連続的に制御することを特徴としている。
【００１７】
請求項１２に記載の発明においては、機関高負荷時は、第１可変機構と第２可変機構によるバルブリフト制御のリフト量がほぼ同一で機関回転数の増加に伴い連続的に増加するように制御する一方、低負荷時は、前記両可変機構によるバルブリフト制御のリフト量を互いに異なるように制御したことを特徴としている。
【００１８】
請求項１３に記載の発明においては、前記第１可変機構と第２可変機構は、機関弁の各バルブリフト量を段階的に制御することを特徴としている。
【００１９】
請求項１４に記載の発明においては、前記複数の機関弁のバルブリフト特性におけるそれぞれの位相を変化させる第３可変機構を設けたことを特徴としている。
請求項１５に記載の発明にあっては、前記第１可変機構は、機関運転状態に応じて回転制御される制御軸を介して作動される一方、前記第２可変機構は、機関運転状態に応じて油圧を制御する油圧回路を介して作動されることを特徴としている。
請求項１６に記載の発明にあっては、前記第１可変機構と第２可変機構は、機関運転状態に応じて回転制御されるそれぞれ別個の制御軸を介して独立して作動されることを特徴としている。
請求項１７に記載の発明にあっては、前記第１可変機構と第２可変機構は、機関運転状態に応じて油圧を制御するそれぞれ別個の油圧回路を介して独立して作動されることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る可変動弁装置を、シリンダヘッド１１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた１気筒当り２つの吸気弁１２Ａ，１２Ｂを備えた動弁機構に適用した実施形態を示し、機関運転状態に応じて第１吸気弁１２Ａのバルブリフトを連続的に可変制御する第１可変機構１と、第２の吸気弁１２Ｂのバルブリフトを段階的に可変制御する第２可変機構２とを備え、両可変機構１、２は相互に独立に作動するようになっている。
【００２１】
前記第１可変機構１は、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１１上部の軸受１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、該駆動軸１３に圧入などによって固設された偏心回転カムである駆動カム１５と、駆動軸１３に揺動自在に支持されて、第１吸気弁１２Ａの上端部に配設されたバルブリフター１６の平坦な上面に摺接して第１吸気弁１２Ａを開作動させる揺動カム１７と、駆動カム１５と揺動カム１７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動カム１７の揺動力として伝達する伝達機構１８と、該伝達機構１８の作動位置を可変制御にする制御機構１９とを備えている。
【００２２】
前記駆動軸１３は、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されている。
【００２３】
前記軸受１４は、図１に示すようにシリンダヘッド１１の上端部に設けられて、駆動軸１３の上部を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部に設けられて、後述する制御軸３２を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方から共締め固定されている。
【００２４】
前記駆動カム１５は、図２に示すようにほぼリング状を呈し、図１に示すように、カム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられた筒状部１５ｂとからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘが駆動軸１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この駆動カム１５は、駆動軸１３に対しバルブリフター１６に干渉しない外側に駆動軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。
【００２５】
前記揺動カム１７は、図２に示すようにほぼ横Ｕ字形状を呈し、一端部側の円環状の基端部２０には駆動軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２０ａが貫通形成されていると共に、他端部のカムノーズ部２１にピン孔２１ａが貫通形成されている。また、揺動カム１７の下面には、カム面２２が形成され、基端部２０側の基円面２２ａと該基円面２２ａからカムノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面２２ｂと該ランプ面２２ｂの先端側に有するリフト面２２ｃとが形成されており、該基円面２２ａとランプ面２２ｂ及びリフト面２２ｃとが、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフター１６の上面１６ａ所定位置に当接するようになっている。
【００２６】
前記伝達機構１８は、図２に示すように駆動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、該ロッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７とを連係する連係部材であるリンクロッド２５とを備えている。
【００２７】
前記各ロッカアーム２３は、図３に示すように、平面からみてほぼクランク状に折曲形成され、中央に有する筒状基部２３ｃが後述する制御カム３３に回転自在に支持されている。また、基部２３ｃの各外端部に突設された前記一端部２３ａには、図２及び図３にも示すように、リンクアーム２４と相対回転自在に連結するピン２６が挿通されるピン孔２３ｄが貫通形成されている一方、各基部２３ｃの各内端部に夫々突設された前記他端部２３ｂには、各リンクロッド２５の一端部２５ａと相対回転自在に連結するピン２７が挿通されるピン孔２３ｅが形成されている。
【００２８】
また、前記リンクアーム２４は、比較的大径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されている一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に挿通するピン孔２４ｄが貫通形成されている。
【００２９】
さらに、前記リンクロッド２５は、図２にも示すように所定長さのほぼく字形状に折曲形成され、両端部２５ａ，２５ｂには、図３にも示すようにピン挿通孔２５ｃ，２５ｄが形成されており、この各ピン挿通孔２５ｃ，２５ｄに、前記ロッカアーム２３の他端部２３ｂに有するピン孔２３ｅと揺動カム１７のカムノーズ部２１に有するピン孔２１ａにそれぞれ挿通した各ピン２７，２８の端部が回転自在に挿通している。
【００３０】
そして、このリンクロッド２５は、前記揺動カム１７の最大揺動範囲を前記ロッカアーム２３の揺動範囲内に規制するようになっている。
【００３１】
尚、各ピン２６，２７，２８の一端部には、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移動を規制するスナップリング２９，３０，３１が設けられている。
【００３２】
前記制御機構１９は、図１にも示すように、機関前後方向に配設された前記制御軸３２と、該制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３の揺動支点となる制御カム３３と、制御軸３２の回転位置を制御する電動アクチュエータである電動モータ３４と、該電動モータ３４を制御するコントローラ３７とから構成されている。
【００３３】
前記制御軸３２は、駆動軸１３と並行に設けられて、前述のように軸受１４のメインブラケット１４ａ上端部の軸受溝とサブブラケット１４ｂとの間に回転自在に支持されている。一方、前記各制御カム３３は、夫々円筒状を呈し、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸３２の軸心Ｐ２からα分だけ偏倚している。
【００３４】
前記電動モータ３４は、図１に示すように、駆動シャフト３４ａの先端部に設けられた第１平歯車３５と制御軸３２の後端部に設けられた第２平歯車３６との噛合いを介して、制御軸３２に回転力を伝達するようになっている。
【００３５】
前記コントローラ３７は、図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサによって検出した機関運転状態に応じて制御信号を電動モータ３４に出力して駆動させるようになっている。
【００３６】
以下、この第１可変機構１によるの基本的作用を説明すれば、まず、低リフト作動時についてみると、コントローラ３７からの制御信号によって電動モータ３４を介して制御軸３２が一方向へ回転制御されて、図４に示すように制御カム３３の軸心Ｐ１が制御軸３２の軸心Ｐ２から図示のように左上方の回動位置に保持され、厚肉部３３ａが駆動軸１３から上方向へ離間回動する。これにより、ロッカアーム２３は、全体が駆動軸１３に対して上方向へ移動し、このため各揺動カム１７はリンクロッド２５を介して強制的に引き上げられて反時計方向へ回動する。したがって、このような伝達機構の姿勢の変化により駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量Ｌは、図４に示すようにＬｍｉｎと小さくなる。
【００３７】
一方、高リフト作動時についてみると、コントローラ３７からの制御信号によって電動モータ３４により制御軸３２が今度は他方向に回転して制御カム３３を図２に示す位置に回転させて厚肉部３３ａを下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム２３は、全体が駆動軸１３方向（下方向）へ移動して他端部２３ｂが揺動カム１７をリンクアーム２５を介して下方向へ押圧して揺動カム１７全体を所定量だけ図示の位置（時計方向）に回動させる。したがって、このような伝達機構の姿勢変化により駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量Ｌは、図２Ｂに示すように最も大きくなる（Ｌｍａｘ）。なお、制御軸３２の位置を連続的に変化させれば、リフト量はＬｍｉｎとＬｍａｘとの間を連続的に変化し得るようになっている。
【００３８】
前記第２可変機構２は、図５及び図６に示すように、第１可変機構１と駆動軸１３上に直列に配置されているが、その構造及び第２吸気弁１２Ｂに対するリフト制御作用は第１可変機構１とは全く別個独立になっており、リフト量を２段階に制御するようになっている。ここで、第１可変機構１と第２可変機構２とは、相互に独立して可変し得る構成になっている。
【００３９】
すなわち、前記駆動軸１３の外周にほぼ駆動軸径方向へ移動可能に設けられて、有蓋円筒状の直動型バルブリフター１６を介して前記第２吸気弁１２ＢをバルブスプリングＳのばね力に抗して開作動させる可動カム４０と、前記駆動軸１３の外周に設けられて、可動カム４０の端部を枢支する支持機構４１と、機関運転状態に応じて駆動軸１３に対して可動カム４０を係合固定あるいは係合固定を解除する係合解除手段４２とを備えている。
【００４０】
前記駆動軸１３は、内部軸心方向に後述する油圧回路から油圧が供給される油通路４３が形成されている。また、駆動軸１３の可動カム４０が位置する内部径方向には、油通路４３と連通する小孔４４が穿設されている。
【００４１】
前記可動カム４０は、プロフィールが雨滴状に形成されて、ほぼ円形状のベースサークル部４５と、該ベースサークル部４５の端部に山形状に突設されたカムリフト部４６と、該ベースサークル部４５とカムリフト部４６との間に形成されたランプ部４７とから構成されて、これらがバルブリフター１６の上面ほぼ中央位置を回転摺接するようになっている。
【００４２】
さらに、可動カム４０の中央部には、前記駆動軸１３に嵌装する摺動用長孔４８が貫通形成されている。この摺動用長孔４８は、図５に示すように、駆動軸１３のほぼ径方向に沿って繭状に形成され、ほぼ円形状の一端部４８ａがベースサークル部４５の中央に配置形成されていると共に、円形状の他端部４８ｂが前記カムリフト部４６の先端部４６ａ側に配置形成されている。また、前記両端部４８ａ，４８ｂの間の一端面４８ｃは、滑らかな円弧状の連続面に形成されているのに対し、該一端面４８ｃと対向する他端面４８ｄは、ほぼなだらかな突起状に形成されている。
【００４３】
また、この可動カム４０は、前記摺動用長孔４８を介して付勢手段４９によりカムリフト部４６側が突出方向に移動可能に設けられている。すなわち、前記付勢手段４９は、図５に示すように、駆動軸１３のほぼ半径方向に沿って形成されたプランジャ穴５０と、該プランジャ穴５０内を摺動自在に設けられたプランジャ５１と、該プランジャ５１を前記摺動用長孔４８の内周面方向へ付勢するリターンスプリング５２とから構成されている。
【００４４】
前記プランジャ穴５０は、その底部が前記油通路４３を横切るように形成されている一方、プランジャ５１は、有蓋円筒状に形成されてプランジャ穴５０を進退動自在に摺動して、先端部５１ａの球面状先端面が摺動用長孔４８の内周面を指向している。また、リターンスプリング５２は、一端部が前記プランジャ穴５０の底部に弾持されていると共に、他端部がプランジャ５１の内部空洞底面に弾持されている。さらに、このリターンスプリング５２は、前記可動カム４０のカムリフト部４６が最大に突出した際にばね力がほぼ零になるようにそのコイル長が設定されている。
【００４５】
前記支持機構４１は、図５および図６に示すように、可動カム４０の両側面４０ａ，４０ａ側に配置されて、それぞれの内部直径方向及び駆動軸１３の直径方向に貫通した各固定用ピン５３によって駆動軸１３に固定された一対のフランジ部５４、５５と、該両フランジ部５４、５５と可動カム４０とをそれぞれ貫通して、該可動カム４０を枢支する支持ピン５６とから構成されている。
【００４６】
前記両フランジ部５４、５５は、小リフトＬ１′のカム部を有しており、中央に前記駆動軸１３に嵌装する嵌合孔５４ｃ，５５ｃが形成されていると共に、ベースサークル部が可動カム４０のベースサークル部４５の外径とほぼ同一に設定されている。また、対向する各内側面５４ａ，５５ａが可動カム４０の両側面４０ａ，４０ａに摺接している。さらに、両フランジ部５４、５５の外周面は、可動カム４０のカムリフト部４６が後退動した際に、可動カム４０を挟んでバルブリフター１６の上面両側に接し、小リフトＬ１′でバルブリフター１６及びバルブをリフトさせる。
【００４７】
また、支持ピン５６は、両フランジ部５４、５５の外周側にそれぞれ貫通形成されたピン孔５４ｂ，５５ｂと、可動カム４０の前記摺動用長孔４８の突起状他端面４８ｄ側に貫通形成された挿通孔４０ｂに貫挿されて、各ピン孔５４ｂ，５５ｂに圧入固定されていると共に、挿通孔４０ｂには可動カム４０の自由な揺動を確保するために摺動自在に挿通している。
【００４８】
前記係合解除手段４２は、図５及び図６に示すように前記一方のフランジ部５４の外端部に内端面５４ａから内部軸方向に穿設された有底状の収容穴５７と、該収容穴５７内から外方向に摺動自在に設けられた係合ピストン５８と、可動カム４０の前記挿通孔４０ｂと周方向の所定角度位置に内部軸方向に貫通形成されて、可動カム４０のベースサークル時の所定域で前記収容穴５７と対向合致する係合穴５９と、該係合穴５９内に摺動自在に設けられて一端面が前記係合ピストン５８の一端面と適宜対接する押圧ピストン６０と、他方のフランジ部５５の外端部に前記収容穴５７と対象位置に形成された有底状の保持穴６１の内部からスプリング部材６２のばね力で前記押圧ピストン６０を介して係合ピストン５８を後退動させる付勢ピストン６３と、前記収容穴５７の底部に形成された油圧室６４に対して油圧を選択的に給排する油圧回路６５とから構成されており、前記押圧ピストン６０と付勢ピストン６３及びスプリング部材６２によって付勢機構が構成されている。
【００４９】
なお、前記保持穴６１の底壁には付勢ピストン６３の自由な摺動を確保するための小径な空気抜き孔Ｏが穿設されている。
【００５０】
また、前記係合ピストン５８や押圧ピストン６０の軸方向の長さは、対応する収容穴５７や係合穴５９の軸方向長さと同一に設定されているが、前記付勢ピストン６３の軸方向の長さは、保持穴６１の軸方向の長さよりも短く設定されている。さらに、前記係合穴５９の形成位置を、前記カムリフト部４６が最大に後退動した場合であっても、前記押圧ピストン６０の前後端部が前記両フランジ部５４、５５の対向内側面５４ａ，５５ａに対向する位置となるように構成した。
【００５１】
前記油圧回路６５は、図６に示すように、駆動軸１３の内部径方向に穿設されて、前記油圧室６４と油通路４３とを連通する油孔６６と、一端部が前記油通路４３に連通し他端部がオイルポンプ６７と連通する油圧給排通路６８と、前記オイルポンプ６７と油通路４３との間に設けられた２方向型の電磁切換弁６９と、該電磁切換弁６９をバイパスしたバイパス通路７０に設けられたオリフィス７１とから構成されている。
【００５２】
また、前記電磁切換弁６９は、油通路４３と適宜連通するドレン通路７２が接続されていると共に、前記第１可変機構１と同じコントローラ３７からの制御信号によって前記油通路４３とドレン通路７２とを切換え作動するようになっている。
【００５３】
前記コントローラ３７は、前述したように図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサによって検出した機関運転状態に応じて前記電磁切換弁６９に制御信号を出力するようになっている。
【００５４】
以下、この第２可変機構２の基本的な制御作用について説明すれば、まず、低リフト作動時には、コントローラ３７からの制御信号によって電磁切換弁６９が油圧給排通路６８の上流側を遮断すると共に、該油圧給排通路６８とドレン通路５１とを連通し、したがって、前記油圧室６４に油圧が供給されない。このため、係合ピストン５８や押圧ピストン６０及び付勢ピストン６３は、図５に示すように、それぞれの収容穴５７や係合穴５９及び保持穴６１内に収容保持されて、駆動軸１３と可動カム４０との係合固定が解除された状態になっている。
【００５５】
したがって、可動カム４０は、図５に示すように駆動軸１３の回転に伴い両フランジ部５４、５５も同期回転することにより支持ピン５６を介して駆動軸１３と同期回転する。そして、可動カム４０は、外周面が図５に示すようにバルブリフター１６の上面を摺接して、ベースサークル部４５からランプ部４７を経てカムリフト部４６がバルブリフター１６上面に達すると、カムリフト部４６にバルブスプリングＳのばね力が作用し、これによって、プランジャ５１がリターンスプリング５２のばね力に抗して押し戻されることにより、可動カム４０全体が支持ピン５６を支点として摺動用長孔４８を介して図中反時計方向へ揺動、つまりカムリフト部４６が後退動して駆動軸１３に他端部４８ｂが近接する。その結果、両フランジ部５４，５５の小リフトカム山によりバルブリフトする。
【００５６】
その後、可動カム４０がさらに回転して反対側のランプ部４７に回転移動すると、駆動軸１３への嵌合位置が摺動用長孔４８の他端部４８ｂ側から一端部４８ａ側に移行して、カムリフト部４６がリターンスプリング５２のばね力によりプランジャ５１を介して進出動し、さらに回転してベースサークル部４５の領域に移動することによりカムリフト部４６が最大に進出動する。
【００５７】
すなわち、この機関運転領域では、可動カム４０は、駆動軸１３と同期回転しているが、常時両フランジ部５４、５５の小リフトカム山によるリフトを超えないようにバルブリフター１６の上面に摺接して、他方の吸気弁１２Ｂに対するリフト作用を行なわない。したがって、第２吸気弁１２Ｂは、両フランジ部５４、５５の小リフトカム山より、リフトＬ１′の小リフトでカム作動し、第２吸気弁１２ＢはＬ１′でリフトする。
【００５８】
また、前述のように電磁切換弁６９により油圧室６４への油圧の供給が遮断された状態においても、オイルポンプ４６から吐出された油圧の一部がバイパス通路７０のオリフィス７１を通って油通路４３から油孔４５を通って油圧室６４内などに僅かに供給されて各部材の潤滑に供される。しかも、小孔２２から駆動軸１３の外周面と摺動用長孔４８の一端部４８ａの内周面との間の三日月状隙間４８ｅ内にも供給されて、この僅かな油圧が、可動カム４０がランプ部４７を通過してカムリフト部４６が最大に進出しようとする際における急激な進出動を抑制する、つまりダンパーとしての機能を発揮する。このため、カムリフト部４６からランプ部４７への移動の際におけるいわゆるクリック現象が防止されて、バルブリフター１６上面と可動カム４０外周面との間、あるいは駆動軸１３の外周面と摺動用長孔４８の一端部内周面と間の軽衝突による打音の発生や摩耗の発生を防止することが可能になる。
【００５９】
一方、大リフト時について説明すると、今度はコントローラ３７から出力された制御信号に基づいて電磁切換弁６９が切換え作動して、ドレン通路５１を遮断すると共に、油圧給排通路６８の上下流を連通する。このため、オイルポンプ６７から吐出された油圧は、該油圧給排通路６８を通って油通路４３及び油孔６６から油圧室６４に供給される。このため、係合ピストン５８は、可動カム４０が回転してベースサークル部４５がバルブリフター１６上面に対向した時点、つまりベースサークル域において収容穴５７と係合穴５９及び保持穴６１の三者が合致した時点で、先端部が油圧室６４内の高油圧によりスプリング部材４０のばね力に抗して進出して押圧ピストン６０と付勢ピストン６３とを押し戻しながら係合穴５９内に係入すると共に、押圧ピストン６０の他端部も保持穴６１内に係入する。このため、可動カム４０は、カムリフト部４６ｄが最大に進出した状態で両フランジ部５４、５５に係合固定されて、駆動軸１３と一体的に連結されることになる。
【００６０】
この結果、第２吸気弁１２Ｂの大リフトでのカム作動が実現する。
【００６１】
そして、前記コントローラ３７は、第１可変機構１と第２可変機構２との相互に独立した前記基本的な構造を踏まえて、さらに両者１、２間の相対的な制御作用を行なっており、機関運転状態に応じて各可変機構１、２を切り換えて、図７に示すような各吸気弁１２Ａ，１２Ｂのバルブリフト特性を変化させるようになっている。
【００６２】
すなわち、図７中の横軸は機関回転数Ｎであって、アイドル回転数Ｎ０から最高回転数Ｎ２まで取ってある。また、縦軸は両吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフト量になっている。
【００６３】
図中破線は、第２吸気弁１２Ｂのリフト量を示し、低回転域では前述した最小リフト量Ｌ１′になっており、機関回転数Ｎが増加していき回転数Ｎ１を境に、第２可変機構２に油圧が作用して最大リフト量Ｌ２′に切り替わる。
【００６４】
また、図中実線に囲まれた斜線部が第１可変機構１による第１吸気弁１２Ａのリフト量変化範囲を示し、高負荷時は、同図の上側の実線に示すような制御が行なわれ、低回転域では第２吸気弁１２Ｂのリフト量Ｌ１′とほぼ等しいＬ１になっており、また、高回転域では、第２吸気弁１２Ｂのリフト量Ｌ２′とほぼ等しいリフト量Ｌ２になっている。したがって、低回転域から最高回転Ｎ２まで２つの吸気弁１２Ａ，１２Ｂがほぼ同一リフト量になっている。ここでＬ１は前述のＬｍｉｎより大きく、Ｌ２は前述のＬｍａｘより小さく設定されている。
【００６５】
ところで、第１、第２吸気弁１２Ａ，１２Ｂ間にリフト差があると、前記従来例のように、吸気ガス流動が生じて、その分、エネルギー損失により吸気充填効率が低下して出力トルクが低下するが、本実施形態のように２つの吸気弁１２Ａ，１２Ｂがほぼ同一のリフト量に設定できることにより、前述のような吸気損失を低減できる。この結果、機関の出力トルクを向上させることが可能になる。特に、両可変機構１、２の最大リフト量Ｌ２、Ｌ２′がほぼ同一であるため、最高出力、最高トルクを引き出すことができる。
【００６６】
また、高負荷時は、第２可変機構２のリフト量が機関回転数の増加に伴ってそのリフト量が段階的に増加し、第１可変機構１のリフト量もほぼ同等になるように制御されるので、吸気ガス流動による吸気損失の発生を抑制しつつ、機関回転数に応じてリフト量を適切化することによって、吸気充填効率を向上させることが可能になり、これによって、機関の出力トルクを高めることができる。
【００６７】
なお、ここで、第１可変機構１は、機関回転数Ｎ２付近で急激に変化するのではなく、Ｎ１′〜Ｎ１″の僅かな範囲で連続的に変化するので、切り換えショックが運転者に伝達されにくいといったメリットがある。
【００６８】
一方、低負荷時には、第１吸気弁１２Ａは、前述のように第１可変機構１により最小リフトＬ１に制御されるが、ここで、この最小リフトＬ１は、第２可変機構２の最小リフトＬ１′より十分小さく制御されることから、大きなリフト差に起因して強力な吸気ガス流動を得ることができ、その結果燃焼を改善し、燃費も向上できる。
【００６９】
また、負荷の増加に伴い、燃焼自体は良好になるため、第１可変機構１のリフト量を徐々に増加させていき、前述のように高負荷域で両吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフトをほぼ一致させて出力トルクを向上させる。
【００７０】
なお、両吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフト差は、最小リフトＬ１をＬ１′より大きくしてＬ１′との逆のリフト差をつけることで、吸気ガス流動を生成することも可能である。
【００７１】
また、本実施形態では、以下のような構造上の作用効果を有している。すなわち、第２可変機構２は、リフトを連続ではなく段階的に可変制御する構造となっているため、連続的に制御する構造よりも構造が簡素化されるとともに、制御も簡素化される。この結果、可変動弁装置全体の大型化や複雑化を防止できると共に、シリンダヘッド１１への搭載性も良好になる。すなわち、第２可変機構２が作動カムを切り換える、つまり作動カムとして高リフトの可動カムと小リフトのフランジ部小リフトカムとを選択することによりリフト量を切り換える機構であるため、主として駆動軸１３の各カム周辺にスペースがとられるだけで、制御軸３２のある上方への張り出しは小さいので第１可変機構１のシリンダヘッド１１への搭載性への影響を与えにくい。さらに、第１可変機構１は、制御軸３２の位相を変化させることによりリフト量を連続的に可変制御するものであるから、制御軸３２周辺にスペースがとられるものの、駆動軸周辺にスペースがとられるのは軸方向でみて第１吸気弁１２Ａ付近だけであり、主として第２吸気弁１２Ｂ付近で可動カム４０やフランジ部５４、５５周辺にスペースが必要な第２可変機構２とスペース面で干渉することが少なくなるので、シリンダヘッド１１への搭載性に影響が生じないといった、効果もある。
【００７２】
なお、第２可変機構として本実施形態の構成に限定されるものではなく、特願２０００−１９７５５６号のようなものでもよく、あるいは作動カム切換手段を前述のような機構でなくても特開平３−１３０５０９号に示すようにカムと接するフォロア側に設けても同ような効果が得られる。
【００７３】
図８は第２の実施形態を示し、前記第１可変機構１と第２可変機構２とを排気側、つまり一気筒当り２つ有する第１、第２排気弁７３Ａ，７３Ｂに適用すると共に、駆動軸１３の先端部に、機関運転状態に応じて前記各排気弁７３Ａ，７３Ｂの開閉タイミングを制御する第３可変機構３を設けたものである。
【００７４】
前記第３可変機構３は、図８に示すように前記駆動軸１３の先端部側に設けられ、図外のタイミングチェーンによって機関のクランク軸から回転力が伝達されるタイミングスプロケット８０と、駆動軸１３の先端部にボルト８１によって軸方向から固定されたスリーブ８２と、タイミングスプロケット８０とスリーブ８２との間に介装された筒状歯車８３と、該筒状歯車８３を駆動軸１３の前後軸方向へ駆動させる駆動機構である油圧回路８４とから構成されている。
【００７５】
前記タイミングスプロケット８０は、筒状本体８０ａの後端部にチェーンが巻装されるスプロケット部８０ｂがボルト８５により固定されていると共に、筒状本体８０ａの前端開口がフロントカバー８０ｃによって閉塞されている。また、筒状本体８０ａの内周面には、はす歯形のインナ歯８６が形成されている。
【００７６】
前記スリーブ８２は、後端側に駆動軸１３の先端部が嵌合する嵌合溝が形成されていると共に、前端部の保持溝内にはフロントカバー８０ｃを介してタイミングスプロケット８０を前方に付勢するコイルスプリング８７が装着されている。また、スリーブ８２の外周面には、はす歯形のアウタ歯８８が形成されている。
【００７７】
前記筒状歯車８３は、軸直角方向から２分割されて前後の歯車構成部がピンとスプリングによって互いに接近する方向に付勢されていると共に、内外周面には前記各インナ歯８６とアウタ歯８８に噛合いするはす歯形の内外歯が形成されており、前後に形成された第１，第２油圧室８９，９０へ相対的に供給される油圧によって各歯間を摺接しながら前後軸方向へ移動するようになっている。また、この筒状歯車８３は、フロントカバー８０ｃに突当った最大前方移動位置で各排気弁７３Ａ，７３Ｂを最進角位置に制御する一方、最大後方移動位置で最遅角位置に制御するようになっている。さらに、第２油圧室９０内に弾装されたリターンスプリング９１によって第１油圧室８９の油圧が供給されない場合に最大前方移動位置に付勢されるようになっている。
【００７８】
前記油圧回路８４は、図外のオイルパンと連通するオイルポンプ９２の下流側に接続されたメインギャラリ９３と、該メインギャラリ９３の下流側で分岐して前記第１，第２油圧室８９，９０に接続された第１，第２油圧通路９４，９５と、前記分岐位置に設けられたソレノイド型の流路切換弁９６と、該流路切換弁９６に接続されたドレン通路９７とから構成されている。
【００７９】
前記流路切換弁９６は、前記第１可変機構１の電動モータ９６を駆動制御する同じコントローラ３７からの制御信号によって切換駆動されるようになっている。
【００８０】
前記コントローラ３７は、前述のように各種のセンサ類から機関運転状態を検出すると共に、制御軸３２の現在の回転位置を検出する第１位置検出センサ９８や駆動軸１３とタイミングスプロケット８０との相対回動位置を検出する第２位置検出センサ９９からの検出信号に基づいて、流路切換弁９６に制御信号を出力している。
【００８１】
流路切換弁９６は、各センサからの情報信号からコントローラ３７が各排気弁７３Ａ，７３Ｂの目標進角量を決定して、この指令信号に基づき流路切換弁９６により、第１油圧通路９４とメインギャラリ９３とを所定時間連通させると共に、第２油圧通路９５とドレン通路９７とを所定時間連通させる。これによって、筒状歯車８３を介してタイミングスプロケット８０と駆動軸１３との相対回動位置を変換して進角側あるいは遅角側に制御する。また、この場合も第２位置検出センサ９９により予め駆動軸１３の実際の相対回動位置をモニターして、フィードバック制御により駆動軸１３を目標相対回動位置すなわち目標進角量に回転させるようになっている。
【００８２】
具体的には、機関始動時から所定時間つまり油温が所定温度Ｔｏに達するまでは、流路切換弁９６により第２油圧室９０のみに油圧が供給されて第１油圧室８９には油圧が供給されない。したがって、筒状歯車８３は、リターンスプリング９１のばね力で、最大前方位置に保持されて、駆動軸１３が最大進角の回転位置に保持されている。その後、油温が所定温度Ｔｏを越えると、運転条件に応じて、コントローラ３７からの制御信号により流路切換弁９６を駆動させて第１油圧通路９４とメインギャラリ９３を連通させて、第２油圧通路９５とドレン通路９７を連通させる時間が連続的に変化する。これにより、筒状歯車８３は、最前方位置から最後方位置までを移動し、したがって、各排気弁７３Ａ，７３Ｂの開閉タイミングは、最進角状態から、最遅角まで連続的に可変制御される。
【００８３】
そして、この実施形態によれば、第１可変機構１と第２可変機構２とを排気側に適用したことによって前記吸気側に適用した場合と同様な大きな作用効果が得られ、特に、機関低負荷域で、２つの排気弁７３Ａ，７３Ｂにリフト差があると冷気始動時などにおいて排気ガス流動効果によって排気管の温度上昇が速くなって、触媒の活性化を早め、もって排気エミッションを低減できるのである。
【００８４】
また、高負荷時には、第２可変機構２のリフト量が機関回転数の増加に伴ってそのリフト量が段階的に増加し、第１可変機構１のリフト量もほぼ同一になるように制御されるために、排気ガス流動を発生させるための吸排気損失が低減し、排気の排出性能が向上するため、機関回転数に応じた十分な出力トルクを確保できる。
【００８５】
以上は第１可変機構と第２可変機構の相乗効果について述べたが、さらに、第３可変機構３を設けたことによる相乗効果について説明する。例えば機関低回転低負荷域では、各排気弁７３Ａ，７３Ｂの開閉タイミングを遅角側に制御することによって各吸気弁１２Ａ，１２Ｂとのバルブオーバーラップを大きくし、第１可変機構１と第２可変機構２による排気弁７３Ａ，７３Ｂ間のリフト差によって排気ガスの気筒内への逆流ガス流動（排気スワール）を生じさせる。これによって、気筒内の排気ガスが増加しポンプロスが低減するわけであるが、そのポンプロスが低減した状態において燃焼悪化の改善が図れ、ポンプロス低減効果に見合った燃焼向上が得られる。図９に基づいて具体的に説明すれば、まず、第１排気弁７３Ａと第２排気弁７３Ｂとは前記第１、第２可変機構１、２によってリフト差が発生しており、これらと、吸気弁１２Ａ，１２Ｂとのバルブオーバーラップについてみると、大リフトの第２排気弁７３Ｂのリフト特性は基準（進角）位置にあり、バルブオーバーラップ量ｔは小さい。次に、第３可変機構３によってリフト特性の位相をｓだけ遅角制御すると、バルブオーバーラップ量はｔ＋ｓに増加する。このとき第１排気弁７３Ａは小リフトカーブでもともとオーバーラップが無いので、第３可変機構が遅角してもオーバーラップは小さいので、排気ガスの逆流はあまり発生しないのである。
【００８６】
したがって、第２排気弁７３Ｂ側から多量の排気ガスが吸気側の負圧によって気筒内に逆流し、その際、２つの排気弁７３Ａ，７３Ｂにリフト差が生じていることと、オーバーラップ量に差があることから、排気ガスの逆流が第２排気弁７３Ｂ側に片寄って発生し、大きな筒内スワールガス流動になって、それが燃焼を改善する。
【００８７】
図１０は第３の実施形態を示し、吸気側に適用したもので、第２可変機構２として前記第１可変機構１と同じ機構のものとし、第２吸気弁１２Ｂのバルブリフトも連続的に可変制御するようになっている。また、制御軸３２を２つの制御軸３２Ａ，３２Ｂに分割して各制御軸３２Ａ，３２Ｂによって各可変機構１、２をそれぞれ別個に制御したものである。
【００８８】
具体的に説明すれば、前記第２可変機構２は、第１可変機構１と駆動軸１３上に直列状態に配置され、駆動カム１５や揺動カム１７、伝達機構１８などの構成は第１可変機構１と同一であって互いに対象に配置されている。
【００８９】
また、各可変機構１、２は、第１、第２吸気弁１２Ａ，１２Ｂをそれぞれの電動アクチュエータ３４Ａ，３４Ｂを介して互いに独立にリフト制御していると共に、前述のように互いに各制御軸３２Ａ，３２Ｂの位相を独立に制御することによってリフト制御を最小リフトから最大リフトまで連続的に制御するようになっている。
【００９０】
そして、各可変機構１、２による各吸気弁１２Ａ，１２Ｂのバルブリフト制御は、図１１に示すように制御され、実線で示す特性が高負荷時における第１可変機構１によるリフト特性であり、破線で示す特性が高負荷時における第２可変機構２によるリフト特性であって、斜線部で示す範囲が第１可変機構１によるリフト量可変範囲である。第１吸気弁１２Ａは、アイドル回転Ｎ０から最高回転Ｎ２まで変化する間にＬ３からＬ２まで連続的に増加し、第２吸気弁１２ＢもＬ３とほぼ等しいＬ３′からＬ２にほぼ等しいＬ２′まで変化する。
【００９１】
このように、高負荷域では、両吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフト差が生じないので、吸気ガス流動が起らず、吸気損失が増加せず、また機関回転の上昇と共に、リフト量が増加していくので、各回転毎に吸気充填効率が最大となり、もって各回転における出力トルクを最大に引き出すことが可能になる。
【００９２】
一方、低負荷域になると、第１吸気弁１２Ａは小リフト量Ｌ１になり、第２吸気弁１２Ｂとのリフト差によって吸気ガス流動が大きくなって、燃費を向上させることができる。
【００９３】
また、機関の負荷が増加するに連れて燃焼は改善方向に向かうのと対応し、第１吸気弁１２Ａは徐々にリフト量が増加して両吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフト差が縮まっていき最大負荷で両者１２Ａ，１２Ｂのリフト量がほぼ一致する。
【００９４】
図１２は第４の実施形態を示し、吸気側に適用した第１可変機構１と第２可変機構２とを、前記第１実施形態で示した第２可変機構２の構造を採用したもので、同一の符番を付して具体的な説明を省略する。また、両可変機構１、２は、駆動軸１３上に直列状態に配置されて、それぞれ別個独立の構造、作用からなり、互いにバルブリフト特性をリフト量を含めて２段階に可変制御するものである。したがって、両可変機構ともに簡素化した構造であるため、装置全体の大型化と制御の複雑化を防止できる。
【００９５】
すなわち、図１３に示すように、アイドリング運転時のような軽負荷時（１）には、第１吸気弁１２Ａが第１可変機構１２Ａによって最小リフト量Ｌ１に制御される一方、第２吸気弁１２Ｂが第２可変機構１２Ｂによって最大リフト量Ｌ２′に制御される。したがって、燃焼状態が特に悪いこの領域で大きなリフト差による大きな燃焼改善が得られる。また、それより少し負荷がかかった低負荷時（２）には、第１吸気弁１２Ａが最小リフト量Ｌ１に、第２吸気弁１２Ｂは第１吸気弁１２Ａのリフト量よりも大きなリフトである最小リフトＬ１′にそれぞれ制御される。これにより、燃焼状態が軽負荷よりやや良好なこの領域で若干リフト差を小さくすることで、燃焼の安定とトルクをバランスできる。また、中負荷時（３）には、第１吸気弁１２Ａが最大リフト量Ｌ２に制御される一方、第２吸気弁１２Ｂが最小リフト量Ｌ１′に制御される。これによれば、燃焼状態がかなり改善するこの領域で、さらに燃焼を十分向上させた上で、リフト差小により、トルク効果も十分大きくなる。さらに、高負荷時（４）には、第１吸気弁１２Ａが最大リフト量Ｌ２に制御され、第２吸気弁１２Ｂもリフト差のない最大リフト量Ｌ２′に制御される。これにより、出力トルク効果が最大限に引き出せる。
【００９６】
したがって、これらの種々のリフト制御態様をとることが可能になるため、機関運転状態に応じて機関性能を十分に発揮させることができる。
【００９７】
例えば、機関負荷が増加するにしたがって（１）〜（４）に制御すれば、２つの吸気弁１２Ａ，１２Ｂのリフト差が負荷に応じて２×２の４段階にも変化するため、吸気ガス流動を適切に制御できる。
【００９８】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、各可変機構の駆動源が油圧、電動に拘わらずいかなる駆動源であってもよく、また、両方の可変機構を同じ電動あるいは油圧によって駆動するものに適用することが可能である。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、一気筒当り複数の機関弁のうち一部の機関弁のバルブリフト特性における少なくともリフト量を変化させる第１可変機構と他の機関弁のバルブリフト特性における少なくともリフト量を変化させる第２可変機構とによって対応する各機関弁のリフト特性を互いに別個独立に制御するようにしたため、機関運転状態に応じて該機関性能を大幅に向上させることができる。
【０１００】
請求項２に記載の発明によれば、第１可変機構によって一部の機関弁のバルブリフト特性を連続的に可変制御できるため、ガス流動をきめ細かに制御することが可能になり、この結果、燃費と出力トルクをバランス良く制御することができる。
【０１０１】
請求項３に記載の発明によれば、第２可変機構を、バルブリフト特性を連続的ではなく、段階的に制御するような構造としたため、該構造や制御の簡素化が図れ、可変動弁装置全体の大型化や制御の複雑化を回避できる。
【０１０２】
請求項４に記載の発明によれば、第１可変機構の特異な構造では制御軸を回転制御する例えば制御軸周辺のスペースが必要になるだけであるから、第２可変機構のシリンダヘッド上への搭載性に悪影響を与えにくい。
【０１０３】
請求項５、６に記載の発明によれば、第２可変機構の特異な構造では駆動軸に設けられたカム周辺のスペースが必要になるだけであるから、第１可変機構のシリンダヘッドへの搭載性に悪影響を与えにくい。
【０１０４】
請求項７に記載の発明によれば、例えば吸気弁側への適用であれば、低回転低負荷域においてリフト差による吸気ガス流動の効果によって燃焼の改善が図れ、燃費を向上させることができる。
【０１０５】
一方、排気弁側への適用であれば、冷機始動時などで排気ガス流動効果によって排気管の温度上昇が早くなり、触媒の活性化を促進でき、この結果、排気エミッションを低減できる。
【０１０６】
請求項８に記載の発明によれば、例えば高回転高負荷時などにおいて、吸気側、排気側の適用に拘わらずガス流動を発生させるためのエネルギー、つまりガス流動による吸排気損失がなくなり、その分良好な吸気充填効率あるいは排気の排出性能が向上するため、機関の最高出力トルクを高めることができる。
【０１０７】
請求項９に記載の発明によれば、機関高負荷時にはガス流動による吸排気損失を防止しつつ、機関回転数に応じて吸気充填効率を高めることができ、これによって高出力化が図れる一方、低負荷時には燃費と排気エミッション性能を向上させることができる。
【０１０８】
請求項１０に記載の発明によれば、第２可変機構もバルブリフト特性を連続的に制御するようにしたため、機関運転状態に応じたよりきめの細かな制御が可能になり、機関性能の向上が図れる。
【０１０９】
請求項１１に記載の発明によれば、２つの制御軸の回転位相を独立に制御するだけで、各機関弁を互いに独立かつ連続的に制御することができるため、構造の簡素化と制御の自由度を高められる。
【０１１０】
請求項１２に記載の発明によれば、高負荷域での出力トルクを各回転毎に最大限に引き出した上で、負荷に応じてガス流動を最適に制御できる。
【０１１１】
請求項１３に記載の発明によれば、第１可変機構１と第２可変機構２の構造及び制御が簡素化されて、装置全体の大型化と制御の複雑化を回避できる。
【０１１２】
請求項１４に記載の発明によれば、機関弁の開閉タイミングとリフト量を一部の機関弁と残りの機関弁間で相互に独立に変化させることができることに加え第３可変機構により例えば排気弁の開閉タイミングを遅らせることにより吸気弁とのバルブオーバーラップを大きくして気筒内に排気スワールを生成して燃焼改善を図り、燃費を向上させることなどの更なる機関性能の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部側面図
【図２】Ａは本実施形態に供される第１可変機構の最大リフト量制御時の閉弁作用を示す図１のＡ−Ａ線断面図、Ｂは同開弁作用を示す図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】第１可変機構の平面図
【図４】第１可変機構の最小リフト量制御時の作用説明図
【図５】本実施形態の第２可変機構を示す図１のＢ−Ｂ線断面図
【図６】第２可変機構の要部断面図
【図７】本実施形態の第１可変機構と第２可変機構のバルブリフト特性図
【図８】本発明の第２の実施形態を示す側面図
【図９】本実施形態のバルブリフトと開閉タイミングを示す特性図
【図１０】本発明の第３実施形態を示す側面図
【図１１】本実施形態の第１可変機構と第２可変機構のバルブリフト特性図
【図１２】本発明の第４実施形態を示す側面図
【図１３】本実施形態による第１可変機構と第２可変機構の各バルブリフトの特性図
【符号の説明】
１…第１可変機構
２…第２可変機構
３…第３可変機構
１２Ａ，１２Ｂ…第１、第２吸気弁
１３…駆動軸
１５…駆動カム
１７…揺動カム
１９…制御機構
２３…ロッカアーム
２４…リンクアーム
２５…リンクロッド
３４…電動モータ
３７…コントローラ
４０…可動カム
４１…支持機構
４２…係合解除手段
７３Ａ，７３Ｂ…第１、第２排気弁
８０…タイミングスプロケット
８３…筒状歯車
８４…油圧回路
【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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