(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態に応じて吸気弁または排気弁の作動特性を高速モードと低速モードとの間で変化させるべく、リフト量が互いに異なる複数のカムと弁との関連を油圧で切換えるようにしてなる第１の装置と、クランクシャフトの回転角に対する吸気カムシャフトの位相を油圧アクチュエータで可変しえるようにしてなる第２の装置とからなる弁作動特性可変装置であって、
前記油圧アクチュエータは、
進角室と遅角室とにベーン部材によって仕切られる環状室と、
前記第１の装置が油圧によって高速モード側に作動した際に、当該油圧によって駆動されることで前記ベーン部材の前記進角室側への作動量を機械的に制限するストッパ手段と
を有することを特徴とする弁作動特性可変装置。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータは、カムスプロケットと一体のアウタロータと、カムシャフトに一体的に結合されるインナロータとを有し、
前記ストッパ手段は、
前記第１の装置を作動させる油圧によって前記インナロータから突出するストッパピンと、
前記アウタロータに形成され、前記インナロータから突出したストッパピンが嵌入するとともに、当該ストッパピンが嵌入した状態での当該アウタロータと当該インナロータとの相対回転を所定の角度範囲で許容する円弧状の溝と
を有することを特徴とする、請求項１に記載の弁作動特性可変装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの運転状態に応じて吸気弁の作動特性を変化させる弁作動特性可変装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ピストンが上死点に達する時期と弁が開き始める時期との関係（バルブタイミング）を、回転速度に応じて変化させることにより、より広い運転範囲に渡ってエンジンの出力特性を向上させようとする技術が種々提案されている。
【０００３】
このような技術として、開角度およびリフト量が互いに異なる複数のカムを共通のカム軸上に設けると共に、各カムのプロフィールを弁に伝達するべく、各カムに対応した複数のロッカアームを共通のロッカシャフト上に相対回動可能に支持し、これら複数のロッカアーム間の連結・非連結を選択して弁を駆動するカムを切り換えることにより、バルブタイミング及びリフト量を段階的に変化させるようにした技術（特開昭６３−１０６３１０号公報参照）や、クランク軸とカム軸との間の位相を連続的に変化させるようにした技術（特開平５−１０１６１号公報参照）が既に公知である。また、これら両者を組み合わせたものが、特公平５−４３８４７号公報により公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、リフト量が互いに異なる複数のカムが設けられたカム軸を進角可能にした場合、小リフトのカムで弁を駆動する領域では、カム位相を進角させて弁が開き始める時期を早めても上死点のピストンに弁が干渉することはないが（図１２参照）、大リフトのカムを小リフトのカムと同一角度進角させると、上死点のピストンに弁が干渉する領域が出てくる（図１３参照）。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、大リフトのカムを進角させたときにも上死点のピストンに弁が干渉することのないように改良された弁作動特性可変装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、エンジンの運転状態に応じて吸気弁または排気弁の作動特性を高速モードと低速モードとの間で変化させるべく、リフト量が互いに異なる複数のカムと弁との関連を油圧で切換えるようにしてなる第１の装置と、クランクシャフトの回転角に対する吸気カムシャフトの位相を油圧アクチュエータで可変しえるようにしてなる第２の装置とからなる弁作動特性可変装置であって、前記油圧アクチュエータは、進角室と遅角室とにベーン部材によって仕切られる環状室と、前記第１の装置が油圧によって高速モード側に作動した際に、当該油圧によって駆動されることで前記ベーン部材の前記進角室側への作動量を機械的に制限するストッパ手段とを有するものとした。
【０００７】
これによれば、大リフトカムで弁を駆動する高速モード時は、上死点のピストンに弁が干渉しない範囲にカム軸の進角角度を制限することができる。
【０００８】
特に、前記油圧アクチュエータは、カムスプロケットと一体のアウタロータと、カムシャフトに一体的に結合されるインナロータとを有し、前記ストッパ手段は、前記第１の装置を作動させる油圧によって前記インナロータから突出するストッパピンと、前記アウタロータに形成され、前記インナロータから突出したストッパピンが嵌入するとともに、当該ストッパピンが嵌入した状態での当該アウタロータと当該インナロータとの相対回転を所定の角度範囲で許容する円弧状の溝とを有するものにすれば、第１の装置が高速モード状態になるとカム位相進角が必ず制限されるように構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用された直列４気筒ＤＯＨＣ型エンジンを示している。  このエンジンＥのシリンダヘッドには、吸気カムシャフト１により駆動される２つの吸気弁２と、排気カムシャフト３により駆動される２つの排気弁４とが、４つの気筒のそれぞれについて設けられている。吸気カムシャフト１と吸気弁２との間、並びに排気カムシャフト３と排気弁４との間には、各弁２・４のバルブリフトおよび開角を回転速度に応じて２段階に変化させるための第１弁作動特性可変装置５がそれぞれ設けられている。また吸気カムシャフト１の軸端には、吸気弁２の開閉時期を無段階に進角または遅角するための第２弁作動特性可変装置６が設けられている。
【００１２】
これらの吸気カムシャフト１並びに排気カムシャフト３は、コネクティングロッド７を介して４つのピストン８が接続されたクランクシャフト９に対し、チェーン／スプロケット機構１０を介して連動連結されており、クランクシャフト９の１／２の回転速度で回転駆動される。
【００１３】
次に第１弁作動特性可変装置５について図２並びに図３を参照して説明する。なお、吸気弁側のものと排気弁側のものとは実質的に同一構造なので、吸気弁側のものについてのみ以下に説明する。
【００１４】
図２に示したように、吸気カムシャフト１には、作動角及びリフト量が相対的に小さい２つの低速カム１１ａ・１１ｂと、これらの低速カム１１ａ・１１ｂに挟まれた作動角及びリフト量が相対的に大きい１つの高速カム１２とが、一体形成されている。そして吸気カムシャフト１の下方には、カムシャフトと平行なロッカシャフト１３上に、３つのロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂが互いに隣接して揺動自在にかつ相対角変位可能に枢支されている。これらのロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂは、それぞれ対応するカム１１ａ・１２・１１ｂによって揺動駆動される。
【００１５】
低速カム１１ａ・１１ｂで駆動される低速ロッカアーム１４ａ・１４ｂは、基本的に同一形状をなし、その各遊端に、閉弁方向へ常時ばね付勢された２つの吸気弁２のステム端が当接している。また、高速カム１２で駆動される高速ロッカアーム１５は、図示されていないばね手段によって高速カム１２との摺接状態が常時維持されている。
【００１６】
互いに隣接する３つのロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂの内部には、それらを相対角変位し得る状態、即ち低速モードと、一体的に揺動し得る状態、即ち高速モードとに切換えるために、以下に詳述する連結切換機構が設けられている。
【００１７】
図２に於ける左側の低速ロッカアーム１４ａには、中央の高速ロッカアーム側に開口する有底の第１ガイド孔１６が、ロッカシャフト１３の軸線と平行に形成され、かつその中に第１切換ピン１７が摺合している。高速ロッカアーム１５には、高速カム１２のベース円部分がカムスリッパに摺接する静止位置において第１ガイド孔１６と同心をなす第２ガイド孔１８が貫通して形成され、かつその中に、第１切換ピン１７にその一端を当接させた状態の第２切換ピン１９が摺合している。図２に於ける右側の低速ロッカアーム１４ｂには、左側の低速ロッカアーム１４ａと同様の実質的に有底の第３ガイド孔２０が形成され、かつその中に、第２切換ピン１９の他端にその一端を当接させた状態のストッパピン２１が摺合している。ストッパピン２１は、圧縮コイルばね２２によって高速ロッカアーム１５側に常時弾発付勢されている。
【００１８】
ロッカシャフト１３内には、オイルパンから汲み上げた潤滑油を供給するための２本の給油通路２３ａ・２３ｂが形成されている。これらの内の一方２３ａは、第１ガイド孔１６の底部に連通し、他方２３ｂは、ロッカシャフト１３と各ロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂとの間、各カム１１ａ・１２・１１ｂとカムスリッパとの摺接面、及びカムジャーナルへ潤滑油を供給する通路（図示せず）に連通している。
【００１９】
上記の連結切換機構は、後述する電子制御ユニットの信号で作動する電磁式の切換弁を、運転状態に応じて開閉制御して一方の給油通路２３ａから第１ガイド孔１６内の第１切換ピン１７に作用させる油圧を断続させることによって作動する。
【００２０】
低速モードでは、第１切換ピン１７に油圧を作用させずにおけば、各ピン１７・１９・２１が圧縮コイルばね２２の弾発力によって各ガイド孔１６・１８・２０にそれぞれ整合した位置となる（図２参照）。この状態では、各ロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂは互いに相対角変位可能である。従って、高速カム１２で駆動される高速ロッカアーム１５は、他のロッカアーム１４ａ・１４ｂに何ら影響を及ぼさず、低速カム１１ａ・１１ｂのプロフィールによって揺動駆動される低速ロッカアーム１４ａ・１４ｂを介して２つの吸気弁２が同時に開弁駆動される。
【００２１】
高速モード時は、第１切換ピン１７に油圧を作用させると、第２切換ピン１９及びストッパピン２１が圧縮コイルばね２２の弾発力に抗して押し戻される。これにより、各ピン１７・１９・２１が互いに隣り合うロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂ同士間にまたがった状態となる（図３参照）。従って、３つのロッカアーム１４ａ・１５・１４ｂが連結されて一体的に揺動可能となり、中央の高速カム１２のプロフィールによって２個の吸気弁２が同時に開弁駆動される。
【００２２】
次に、吸気カムシャフト１の軸端に設けられた第２弁作動特性可変装置６について図４および図５を参照して説明する。
【００２３】
第２弁作動特性可変装置６は、タイミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケットと一体をなすアウタロータ２５と、ピン２６およびボルト２７で吸気カムシャフト１と一体的に結合されたインナロータ２８とからなっている。
【００２４】
アウタロータ２５は、概略カップ形に形成され、かつその外周面にスプロケット歯２４が形成されたカムスプロケット部２９と、その開口側の軸方向端面に重ね合わされたアウタプレート３０と、カムスプロケット部２９の内側に受容されたハウジング３１とからなり、これらを貫通する複数のボルト３２で互いに一体的に結合されている。そしてカムスプロケット部２９の底壁の中心に形成された支持孔３３に吸気カムシャフト１の軸端が同軸的に嵌合し、かつハウジング３１内の空間に、吸気カムシャフト１と一体をなすインナロータ２８が、相対回転可能に受容されている。
【００２５】
概ね環状をなすハウジング３１の内側には、吸気カムシャフト１と同心の扇形の凹部３４が、４つ形成されている。そしてインナロータ２８の外周から放射状に突出する４枚のべーン３５が、角度Ａ（例えば３０度）の範囲内を回動し得るように、各凹部３４内に受容されている。これにより、各べーン３５の一方の面と各凹部３４との間に進角室３６が、各べーン３５の他方の面と凹部３４との間に遅角室３７が、それぞれ区画される。
【００２６】
各べーン３５の先端には、対応する凹部３４の内周面に摺接するシール部材３８がそれぞれ設けられている。また、ハウジング３１の内周面には、インナロータ２８の外周面に摺接する４つのシール部材３９が設けられている。
【００２７】
吸気カムシャフト１の内部には、進角油路４０および遅角油路４１が形成されている。進角油路４０は、インナロータ２８を半径方向に貫通する４本の油路４２を介して４つの進角室３６にそれぞれ連通し、遅角油路４１は、インナロータ２８を半径方向に貫通する４本の油路４３を介して４つの遅角室３７にそれぞれ連通している。
【００２８】
４つのベーン３５のうちの１つ３５ａには、軸方向に貫通するピン孔４４が設けられており、このピン孔４４には、拡径頭部を有するストッパピン４５が摺合している。ストッパピン４５は、カムスプロケット部２９の底壁内面に形成された円弧状の溝４５に、その先端を突入可能になっていると共に、ピン孔４４のカムスプロケット部２９の底壁側に形成された段部と自身の頭部との間に装着されたスプリング４７により、その先端を円弧溝４６から抜け出す向きに、つまりベーン３５ａ内に全体を没入させる向きに、常時、弾発付勢されている。
【００２９】
円弧溝４６の角度範囲（図５のＢ）は、大リフトの高速カム１２で吸気弁２が開弁されるときに吸気カムシャフト１を最大に進角させても、上死点のピストン８に開いた吸気弁２が干渉しないように定められている（例えば２０度）。
【００３０】
インナロータ２８には、ストッパピン４５を押し出す油圧を作用させるための油路４８が、ボルト２７の頭部受容孔４９の内周面からピン孔４４内に連通するように設けられている。そしてこの油路４８に連通するように、吸気カムシャフト１の中心部からボルト２７の軸部及び頭部にかけて油路５０が設けられている。
【００３１】
進角油路４０および遅角油路４１には、吸気カムシャフト１を支持するカムホルダ５１及びベアリングキャップ５２に内設された油路５３・５４を介してベーン３５の駆動油圧が供給される。また、上記とは別のカムホルダ５５及びベアリングキャップ５６に内設された油路５７と、吸気カムシャフト１の中心部に設けられた油路５８とを介してストッパピン４５の駆動油圧が供給される。
【００３２】
次に、第１・第２弁作動特性可変装置５・６の油圧回路について図６を参照して説明する。
【００３３】
オイルパンからオイルポンプが汲み上げたオイルは、動弁装置の潤滑油として、また第１・第２弁作動特性可変装置５・６の作動油として、シリンダヘッド６１に内設された油路の上流部６２に吐出される。この油路の上流部６２からは、第１弁作動特性可変装置５に油圧を供給する油路６３と、第２弁作動特性可変装置６に油圧を供給する油路６４とが分岐している。なお、これらの油圧供給油路は、カムシャフトやロッカシャフトへの潤滑油供給油路と同様に、シリンダヘッド６１の肉厚内に、鋳抜き又はドリル加工で形成されている。
【００３４】
第１弁作動特性可変装置５への油圧供給油路６３の中間部には、ロッカシャフト１３内の給油通路２３ｂへの作動油圧の供給をエンジンの運転状態に応じて断続するための第１油圧制御弁６５が設けられている。また、第２弁作動特性可変装置６への油圧供給油路６４の中間部には、方向と流量とを連続的に制御するための第２油圧制御弁６６が設けられている。
【００３５】
第２油圧制御弁６６は、図７に示すように、シリンダヘッド６１に設けられた円筒孔６７に埋設される円筒状のスリーブ６８と、スリーブ６８内に摺合するスプール６９と、スプール６９を駆動するべくスリーブ６８に固定されたデューティソレノイド７０と、デューティソレノイド７０に向けてスプール６９を常時弾発付勢するスプリング７１とを備えている。
【００３６】
スリーブ６８には、中央の入力ポート７２と、その両側に位置する進角ポート７３並びに遅角ポート７４と、これらのさらに両側に位置する一対のドレンポート７５・７６とが形成されている。他方、スリーブ６８に摺合するスプール６９には、中央のグルーブ７７と、その両側に位置する一対のランド７８・７９と、さらにこれらの両側に位置する一対のグルーブ８０・８１とが形成されている。
【００３７】
入力ポート７２は、油路の上流部６２にオイルフィルタ８２を介して接続され、進角ポート７３は、第２弁作動特性可変装置６の進角室３６に接続され、遅角ポート７４は、第２弁作動特性可変装置６の遅角室３７に接続されている。
【００３８】
これら第１・第２油圧制御弁６５・６６の作動は、カム位相センサ８３からの吸気カムシャフト１の位相信号、ＴＤＣセンサ８４からの排気カムシャフト３の位相に基づくピストン８の上死点信号、クランク位相センサ８５からのクランクシャフト９の位相信号、吸気負圧センサ８６からの吸気負圧信号、冷却水温センサ８７からの袷却水温信号、スロットル開度センサ８８からのスロットル開度信号、エンジン回転速度センサ８９からのエンジン回転速度信号がそれぞれ入力される電子制御ユニットＵにより、それぞれ個別に制御される。
【００３９】
次に、第２弁作動特性可変装置６の目標カム位相の算出ルーチンについて図８〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００４０】
先ず、エンジンＥが始動モードにあるか否かを判別し（ステップ１）、ここで始動モードにあることが判別されたときは、始動後カム位相制御禁止タイマ（例えば５秒）をセットし（ステップ２）、次いで第２弁作動特性可変装置作動用ディレイタイマ（例えば０．５秒）をセットし（ステップ３）、次いでカム位相目標値を「０」に設定し（ステップ４）、次いで第２弁作動特性可変装置６の作動を許可するか否かを示すカム位相制御許可フラグを「０」（作動禁止中）にセットする（ステップ５）。
【００４１】
他方、エンジンＥが始動し、始動モードを脱して基本モードとなったことがステップ１で判別された後、始動後カム位相可変制御禁止タイマのタイムアップがステップ６で判別されたならば、次に第２弁作動特性可変装置６が故障中であるか否かを判別し（ステップ７）、ここで故障でないと判別されたときは、次に他の故障発生の有無を判別し（ステップ８）、ここで故障発生が判別されなければ、次にエンジンＥがアイドル運転状態にあるか否かを判別し（ステップ９）、ここでアイドル運転状態にないことが判別されたときは、冷却水温が所定範囲内（例えば０℃〜１１０℃）にあるか否かを判別し（ステップ１０）、ここで所定範囲内にあることが判別されたときは、エンジン回転速度が所定値（例えば１５００ｒｐｍ）未満であるか否かを判別し（ステップ１１）、ここで所定値以上であれば、第２弁作動特性可変装置を作動させるべく、ステップ１２に移行する。
【００４２】
始動後カム位相可変制御禁止タイマのタイムアップがステップ６で判別されないとき、第２弁作動特性可変装置６の故障がステップ７で判別されたとき、他の故障発生がステップ８で判別されたとき、エンジンＥがアイドル運転状態にあることがステップ９で判別されたとき、冷却水温が所定範囲を外れていることがステップ１０で判別されたとき、そしてエンジン回転速度が所定値未満であることがステップ１１で判別されたときは、それぞれステップ３〜５に移行して第２弁作動特性可変装置６の作動を禁止する。
【００４３】
さて、ステップ１２では、第１弁作動特性可変装置５の作動状態が高速モードにあるか否かを判別し、ここで高速モードにない、つまり低速モードにあることが判別されたときは、低速モードに対応するカム位相目標値をマップ検索し（ステップ１３）、この反対に高速モードにあることが判別されたときは、高速モードに対応するカム位相目標値をマップ検索する（ステップ１４）。そしてマップからの検索値を今回のカム位相目標値として設定する（ステップ１５）。
【００４４】
次に、再び第１弁作動特性可変装置５の作動状態が高速モードにあるか否かを判別し（ステップ１６）、ここで高速モードにあることが判別されたときは、ステップ１５で設定されたカム位相目標値が所定のリミット値（例えば吸気カムシャフト１の回転角で２０度）を上回るか否かを判別し（ステップ１７）、ここで目標値がリミット値を上回ると判別されたきは、リミット値を目標値に置き換える（ステップ１８）。この処理により、弁のリフト量が増大する高速モード時に過度に進角して上死点のピストン８に吸気弁２が干渉することを電気的にも防止している。
【００４５】
次に上記のようにして求めた今回のカム位相目標値から前回の目標値を減算した偏差の絶対値とカム位相操作量リミット値（例えば、クランク角相当で２度）とを比較し（ステップ１９）、その結果、「今回値−前回値＜リミット値」が成立するとき、つまり偏差の絶対値が比較的小さいときは、ステップ１５あるいはステップ１８で得た目標値を今回のカム位相目標値とする（ステップ２０）。
【００４６】
この反対に、偏差の絶対値が比較的大きいときには、ステップ２１で偏差の符号を判別する。その結果、「偏差＞０」つまり正値と判別されたときは、カム位相を段階的に進角させるべく、前回のカム位相目標値にカム位相操作量リミット値を加算した値を今回のカム位相目標値とする（ステップ２２）。この逆に、ステップ２１で「偏差＞０」が成立しない、つまり負値と判別されたときは、カム位相を段階的に遅角させるべく、前回のカム位相目標値からカム位相操作量リミット値を減算した値を今回のカム位相目標値とする（ステップ２３）。
【００４７】
ステップ１９〜２３により、今回のカム位相目標値と前回のカム位相目標値との偏差がカム位相操作量リミット値を越えた場合には、カム位相目標値を一気に変更せずに徐々に変更することにより、カム位相の急激な変化によるフィードバック制御時のオーバーシュートを防止すると共に、例えばシフトチェンジ時等にエンジン回転速度が瞬間的に上昇して直ぐに元に戻るようなときにカム位相変更が無用に行われることを防止することができる。
【００４８】
次に、今回のカム位相目標値を、水温補正係数を乗算することで補正する（ステップ２４）。ここで水温補正係数は、図１１に示すように、冷却水温が所定値以上では「１」に設定され、冷却水温が所定値未満では１から直線的に減少するように設定されている。
【００４９】
次に、最遅角位置からの制御実施カム位相値（例えば、クランク角相当で３度あるいは５度）と今回のカム位相目標値とを比較し、今回のカム位相目標値が制御実施カム位相値未満であるか否かを判別する（ステップ２５）。ここで今回のカム位相目標値が制御実施カム位相値未満であるとき、つまり最遅角位置からの制御量が極小のカム位相値であるとき（例えば、アイドル解除状態直後の低負荷運転時等）には、カム位相を変化させたときとさせないときとで大差がないので、ステップ３〜５に移行して第２弁作動特性可変装置の作動を禁止する。
【００５０】
この反対に、ステップ２５で今回のカム位相目標値が制御実施カム位相値以上と判別されたときには、ステップ２６で始動モードおよび基本モードの切換時のハンチングを防止するべく第２弁作動特性可変装置作動用ディレイタイマがタイムアップするのを待った後に、次のステップ２７で弁作動特性可変装置制御許可フラグを「１」にセットして第２弁作動特性可変装置の作動を許可する。
【００５１】
上述のようにして決定したカム位相目標値に基づいて第２油圧制御弁６６のデューティソレノイド７０への電流をデューティ比制御することにより、スリーブ６８に摺合するスプール６９の軸方向位置を無段階に変化させることができる。以下に第２弁作動特性可変装置６の作動要領について更に具体的に説明する。
【００５２】
エンジンＥの停止時は、進角室３６に油圧が供給されていないので、アウタロータ２５（カムスプロケット部２９）に対してインナロータ２８（吸気カムシャフト１）が反時計方向に回動した最遅角状態になっている。このとき第２弁作動特性可変装置６は、遅角室３７が最大容積になり、進角室３６が最小容積（ゼロ）になった図５の状態にある。
【００５３】
エンジンＥの始動によってオイルポンプが作動すると、第２油圧制御弁６６を介して進角室３６に油圧が伝達される。この状態から、デューティソレノイド７０のデューティ比を適宜に増加させると、図７においてスプール６９がスプリング７１のばね力に抗して中立位置よりも左側へ移動し、オイルポンプに連なる入力ポート７２が中央のグルーブ７７を介して進角ポート７３に連通すると共に、遅角ポート７４が右側のグルーブ８１を介してドレンポート７６に連通する。その結果、第２弁作動特性可変装置６の進角室３６に油圧が作用するため、進角室３６と遅角室３７との間の油圧差でべーン３５が押され、カムスプロケット部２９対して吸気カムシャフト１が時計方向に回動し、低速カム１１ａ・１１ｂおよび高速カム１２の位相が一体的に進角する。これにより、吸気弁２の開弁時期および閉弁時期が共に進み側に変化する。
【００５４】
そして目標とするカム位相が得られたときに、デューティソレノイド７０のデューティ比を５０％に設定して第２油圧制御弁６６のスプール６９を図７に示す中立位置に停止させ、入力ポート７２を一対のランド７８・７９間に閉塞し、かつ進角ポート７３及び遅角ポート７４をそれぞれランド７８・７９で閉塞することにより、カムスプロケット部２９と吸気カムシャフト１を一体化してカム位相を一定に保持することができる。
【００５５】
吸気カムシャフト１のカム位相を遅角側に連続的に変化させるには、デューティソレノイド７０のデューティ比を減少させてスプール６９を中立位置から右動させ、オイルポンプに連なる入力ポート７２を中央のグルーブ７７を介して遅角ポート７４に連通させると共に、進角ポート７３を左側のグルーブ８０を介してドレンポート７５に達通させれば良い。そして目標とする位相が得られたときに、デューティソレノイド７０のデューティ比を５０％に設定してスプール６９を図７に示す中立位置に停止させれば、入力ポート７２、進角ポート７３及び遅角ポート７４をそれぞれ閉塞してカム位相を保持することができる。
【００５６】
一方、高速モード時には、第１弁作動特性可変装置５が作動すると、その作動のために供給された油圧が、第２弁作動特性可変装置６に組み込まれたストッパピン４５にも供給される。これにより、ストッパピン４５の先端が円弧溝４６内に突入し、吸気カムシャフト１の回転角で２０度の範囲にべーン３５の移動可能範囲が制限される。
【００５７】
このようにして、第２弁作動特性可変装置６でクランクシャフト９と吸気カムシャフト１との間の位相を変化させることにより、吸気弁２の開閉タイミングを、低速モード時は吸気カムシャフト１の回転角の３０度の範囲(クランクシフト９の回転角換算で６０度の範囲)に渡って無段階に進角および遅角させることが可能となり、高速モード時は、図１３に点線で示したように、無段階に進角および遅角させる範囲を、２０度の範囲(クランクシフト９の回転角換算で４０度の範囲)に制限することが可能となる。
【００５８】
なお、高速モード時に吸気カムシャフト１の回転角を制限するための機構は、上記の如き軸方向に移動可能なストッパピン４５に限らず、例えば径方向に移動可能なストッパピンをベーン３５ａ内に組み込み、この先端との係合部を凹部３４の内周面に設けるようにしても良いし、ストッパピンが遠心力で移動するように構成し、吸気カムシャフト１の回転速度が所定値を超えると進角範囲が規制されるようにしても良い。
【００５９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、大リフト量で吸気弁が開弁駆動される高速モード時は吸気カムシャフトの進角可能範囲が小さくなるので、上死点のピストンに弁が干渉することを確実に避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジンの全体斜視図
【図２】第１弁作動特性可変装置の低速モード状態時の構成図
【図３】第１弁作動特性可変装置の高速モード状態時の構成図
【図４】第２弁作動特性可変装置の要部断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【図６】一部切除して示すシリンダヘッド部の正面図
【図７】第２油圧制御弁の要部縦断面図
【図８】目標カム位相算出ルーチンのフローチャートの第１分図
【図９】目標カム位相算出ルーチンのフローチャートの第２分図
【図１０】目標カム位相算出ルーチンのフローチャートの第３分図
【図１１】冷却水温から水温補正係数を検索するマップの概念図
【図１２】低速モード時のピストン及び弁の軌跡とクランクシャフト回転角との関係を示すグラフ
【図１３】高速モード時のピストン及び弁の軌跡とクランクシャフト回転角との関係を示すグラフ
【符号の説明】
Ｅ  エンジン
１  吸気カムシャフト
２  吸気弁
３  排気弁
５  第１弁作動特性可変装置
６  第２弁作動特性可変装置
９  クランクシャフト
１１ａ・１１ｂ・１２  カム
３４  凹部
３５  ベーン部材
３６  進角室
３７  遅角室
４５  ストッパピン
４６  円弧溝
【図１】
0004142204.tif 000002
【図２】
0004142204.tif 000003
【図３】
0004142204.tif 000004
【図４】
0004142204.tif 000005
【図５】
0004142204.tif 000006
【図６】
0004142204.tif 000007
【図７】
0004142204.tif 000008
【図８】
0004142204.tif 000009
【図９】
0004142204.tif 000010
【図１０】
0004142204.tif 000011
【図１１】
0004142204.tif 000012
【図１２】
0004142204.tif 000013
【図１３】
0004142204.tif 000014