(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のリフトを連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、機関の負荷と回転速度とに基づいて上記可変動弁機構の目標リフトを設定する目標値設定手段と、上記可変動弁機構の実際の制御状態に対応する信号を出力するセンサと、上記センサの信号を所定の分解能で取り込むとともに、取り込んだセンサ出力と上記目標リフトとに基づいて上記可変動弁機構に対する制御指令値を算出する制御手段と、を備えてなる内燃機関の可変動弁装置において、
上記目標リフトと上記機関回転速度とに基づき、上記目標リフトが小さくかつ上記機関回転速度が低速であるときに、上記分解能を、相対的に高い高分解能と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】
駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた少なくとも所定角度範囲内で回転可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カムと、を備え、上記制御軸の偏心カム部の回転位置によって吸気弁のリフトがその作動角とともに増減変化するように構成されるとともに、上記揺動カムの単位揺動角に対するリフト増加割合が小中リフト域よりも大リフト域で小さくなるように上記揺動カムのカムプロファイルが設定されてなる可変動弁機構と、
機関の負荷と回転速度とに基づいて上記可変動弁機構の目標リフトを設定する目標値設定手段と、
上記制御軸の回転位置を変化させるためのアクチュエータと、
この制御軸の実際の回転位置に対応する信号を出力するセンサと、
上記センサの信号を所定の分解能で取り込むとともに、取り込んだセンサ出力と上記目標リフトとに基づいて上記アクチュエータに対する制御指令値を算出する制御手段と、
を備えてなる内燃機関の可変動弁装置において、
上記目標リフトと上記機関回転速度とに基づき、上記目標リフトが小さくかつ上記機関回転速度が低速であるときに、上記分解能を、相対的に高い高分解能とすることを特徴とする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】
この発明は、内燃機関の吸気弁に用いられる可変動弁装置、特に、吸気弁のリフトを連続的に拡大，縮小制御可能な可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開２０００−２８２９０１号公報には、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小制御可能な可変動弁装置が開示されている。この装置は、ロッカアームを揺動可能に支持する偏心カム部を備えた制御軸の回転位置によってリフト特性が変化するものであって、上記制御軸がＤＣサーボモータを用いたアクチュエータによって駆動される構成となっている。そして、上記制御軸の実際の回転位置がポテンショメータ等からなる角度センサによって検出され、運転条件に応じた目標回転位置となるように上記アクチュエータがクローズドループ制御されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の角度センサが出力する角度位置信号は一般にアナログ信号であるので、上記アクチュエータを制御する制御回路においては、適宜な分解能で離散化した上で、ディジタル信号として取り扱われることになる。この離散化の際の分解能の高低は、当然のことながら制御精度に影響するが、常に高い分解能でもって処理しようとすると、制御回路に必要な記憶容量が増大するとともに演算時間が増加し、それだけ高機能な演算回路が必要となる。また一方、比較低い分解能でもって制御を行うと、制御回路の演算負荷は軽減するものの、制御精度が低下し、バルブリフト特性に誤差が生じる。特に、吸気弁のリフトを極小リフトとして吸気量を制限するような運転領域では、バルブリフト特性のばらつきに伴って燃焼ばらつきが発生し、運転性が悪化する可能性がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、吸気弁のリフトを連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、機関の負荷と回転速度とに基づいて上記可変動弁機構の目標リフトを設定する目標値設定手段と、上記可変動弁機構の実際の制御状態に対応する信号を出力するセンサと、上記センサの信号を所定の分解能で取り込むとともに、取り込んだセンサ出力と上記目標リフトとに基づいて上記可変動弁機構に対する制御指令値を算出する制御手段と、を備えてなる内燃機関の可変動弁装置において、
上記目標リフトと上記機関回転速度とに基づき、上記目標リフトが小さくかつ上記機関回転速度が低速であるときに、上記分解能を、相対的に高い高分解能とすることを特徴としている。
【０００５】
すなわち、上記可変動弁機構は、上記制御手段によって算出された目標リフトに沿って何らかのアクチュエータにより駆動される。そして、その実際の制御状態がセンサによって検出され、上記制御手段によってクローズドループ制御される。上記センサとしては、最終的な吸気弁のリフト量を検出するセンサ、あるいは、アクチュエータによって動く何らかの中間部材の位置を検出するセンサ、などを用いることができ、その出力信号は、所定の分解能で離散化されて制御手段に取り込まれる。
【０００６】
そして、大リフトに制御される条件下では、相対的に低い分解能でもってセンサ出力が処理される。これに対し、小リフトに制御される条件下では、機関回転速度が所定の低速域であることを加重条件として、相対的に高い分解能でもってセンサ出力が処理される。これにより、小リフトに制御されているときのバルブリフト特性が高精度にクローズドループ制御される。
【０００７】
小リフトに制御されている場合、同一の制御誤差であっても、シリンダ内の吸気量に与える影響が、高リフトのときよりも大きい。特に、小リフト時の吸気弁開時期および吸気弁閉時期のばらつきは、吸気量のみならず、残留ガス量、有効圧縮比、吸気流速（特に開時期が上死点後となる場合）などに影響を与え、燃焼に大きく影響する。本発明では、この小リフト時の吸気弁開時期および吸気弁閉時期のばらつきが小さくなる。
【００１０】
さらに請求項２に係る発明は、駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた少なくとも所定角度範囲内で回転可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カムと、を備え、上記制御軸の偏心カム部の回転位置によって吸気弁のリフトがその作動角とともに増減変化するように構成されるとともに、上記揺動カムの単位揺動角に対するリフト増加割合が小中リフト域よりも大リフト域で小さくなるように上記揺動カムのカムプロファイルが設定されてなる可変動弁機構と、
機関の負荷と回転速度とに基づいて上記可変動弁機構の目標リフトを設定する目標値設定手段と、
上記制御軸の回転位置を変化させるためのアクチュエータと、
この制御軸の実際の回転位置に対応する信号を出力するセンサと、
上記センサの信号を所定の分解能で取り込むとともに、取り込んだセンサ出力と上記目標リフトとに基づいて上記アクチュエータに対する制御指令値を算出する制御手段と、
を備えてなる内燃機関の可変動弁装置において、
上記目標リフトと上記機関回転速度とに基づき、上記目標リフトが小さくかつ上記機関回転速度が低速であるときに、上記分解能を、相対的に高い高分解能とすることを特徴としている。
【００１１】
上記の可変動弁機構においては、駆動軸が回転すると、偏心カムによってリンクアームが上下動し、ロッカアームが揺動する。このロッカアームの動きはリンクを介して揺動カムに伝達され、該揺動カムの揺動に伴って吸気弁が開閉する。そして、上記制御軸の偏心カム部の位置によってロッカアームの揺動中心位置が変化し、揺動カムの初期位置が変化する。そのため、揺動カムの揺動に対し実際に生じるリフトの特性が変化する。また、上記制御軸の回転位置は、アクチュエータによって動かされ、かつ、その実際の回転位置がセンサによって検出される。
【００１２】
ここで、上記揺動カムのカムプロファイルとしては、高速域でのバルブ運動限界を向上させるために、揺動カムの単位揺動角に対するリフト増加割合が小中リフト域よりも大リフト域で小さくなるように設定することが望ましい。このようなプロファイルとすることで、最大リフト付近での吸気弁の負加速度絶対値が抑制されるのである。一方、このような特性の下では、制御軸の回転位置変化によって揺動カムが一定揺動角だけ揺動した場合のリフト変化量は、同様に、小中リフト域では相対的に大きく、大リフト域では相対的に小さい。従って、制御軸の制御誤差によって揺動カムの初期揺動位置が一定角度だけばらついたとしても、最終的なリフト量への影響は、大リフトに制御されている状態では比較的小さく、小リフトに制御されている状態では相対的に大きい。
【００１３】
そのため、小リフトに制御されるときに高い分解能でもってセンサ出力を処理することにより、小リフトに制御されているときの制御精度の悪化を回避することができる。
【００１４】
また、後に詳細に説明するように、この種の可変動弁機構においては、一般に、最も大リフトに制御するときに、制御軸の偏心カム部の位置が、最も駆動軸に接近した回転位置となるように構成され、かつ最も小リフトに制御されたときには、偏心カム部が、制御軸と駆動軸とを結ぶ線に対し横方向を向くようにレイアウトされる場合が多い。従って、単位角度だけ制御軸が回転したときの揺動カムの回転量（角度変化量）は、一般に、小リフト制御時の方が大リフト制御時よりも大きくなる。換言すれば、大リフトに制御されているときのリンクの姿勢では、小リフトに制御されているときのリンクの姿勢に比べて、制御軸の回転位置誤差に対して鈍感となる。そのため、上記のように分解能を異ならせることが一層望ましい。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、可変動弁機構をクローズドループ制御するために実際の制御状態を検出するセンサの出力取り込みの際の分解能を、リフト制御条件によって異なる要求制御精度に適したものとすることができ、比較的少ない制御容量でもって高精度な制御を実現できる。特に、吸気弁リフトの可変制御によってシリンダ内への吸入空気量を制御するような場合に、燃焼状態への影響が大きな極小リフトを精度良く確保することができ、リフト特性のばらつきによる燃焼悪化を回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を、自動車用火花点火式ガソリン機関の吸気弁に適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、内燃機関の吸気弁側可変動弁装置の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁装置は、可変動弁機構として、吸気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構２１と、を備えている。
【００１８】
まず、リフト・作動角可変機構１を説明する。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０７７２５号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００１９】
リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘッド（図示せず）に摺動自在に設けられた吸気弁１１と、シリンダヘッド上部のカムブラケット（図示せず）に回転自在に支持された駆動軸２と、この駆動軸２に、圧入等により固定された偏心カム３と、上記駆動軸２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸２と平行に配置された制御軸１２と、この制御軸１２の偏心カム部１８に揺動自在に支持されたロッカアーム６と、各吸気弁１１の上端部に配置されたタペット１０に当接する揺動カム９と、を備えている。上記偏心カム３とロッカアーム６とはリンクアーム４によって連係されており、ロッカアーム６と揺動カム９とは、リンク部材８によって連係されている。
【００２０】
上記駆動軸２は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。
【００２１】
上記偏心カム３は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸２の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム４の環状部が回転可能に嵌合している。
【００２２】
上記ロッカアーム６は、略中央部が上記偏心カム部１８によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン５を介して上記リンクアーム４のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン７を介して上記リンク部材８の上端部が連係している。上記偏心カム部１８は、制御軸１２の軸心から偏心しており、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカアーム６の揺動中心は変化する。
【００２３】
上記揺動カム９は、駆動軸２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン１７を介して上記リンク部材８の下端部が連係している。この揺動カム９の下面には、駆動軸２と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム９の揺動位置に応じてタペット１０の上面に当接するようになっている。
【００２４】
すなわち、上記基円面はベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム９が揺動してカム面がタペット１０に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２５】
上記制御軸１２は、図１に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ１３によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動するサーボモータ等からなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。ここで、制御軸１２の回転角度は、アナログセンサからなる制御軸センサ１４によって検出され、この検出した実際の制御状態に基づいて上記アクチュエータ１３がクローズドループ制御される。
【００２６】
このリフト・作動角可変機構１の作用を説明すると、駆動軸２が回転すると、偏心カム３のカム作用によってリンクアーム４が上下動し、これに伴ってロッカアーム６が揺動する。このロッカアーム６の揺動は、リンク部材８を介して揺動カム９へ伝達され、該揺動カム９が揺動する。この揺動カム９のカム作用によって、タペット１０が押圧され、吸気弁１１がリフトする。
【００２７】
ここで、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３を介して制御軸１２の角度が変化すると、ロッカアーム６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム９の初期揺動位置が変化する。
【００２８】
例えば偏心カム部１８が図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム６は全体として上方へ位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム９の初期位置は、そのカム面がタペット１０から離れる方向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が揺動した際に、基円面が長くタペット１０に接触し続け、カム面がタペット１０に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
【００２９】
逆に、偏心カム部１８が図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム６は全体として下方へ位置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム９の初期位置は、そのカム面がタペット１０に近付く方向に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が揺動した際に、タペット１０と接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００３０】
上記の偏心カム部１８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁１１の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００３１】
次に、位相可変機構２１は、図１に示すように、上記駆動軸２の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２と上記駆動軸２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ２３と、から構成されている。上記スプロケット２２は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制御用アクチュエータ２３は、例えば油圧式、電磁式などの回転型アクチュエータからなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。この位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプロケット２２と駆動軸２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この位相可変機構２１の実際の制御状態は、駆動軸２の回転位置に応答する駆動軸センサ１６によって検出され、これに基づいて、上記アクチュエータ２３がクローズドループ制御される。
【００３２】
このような可変動弁装置を吸気弁側に備えた本実施例の内燃機関は、スロットル弁に依存せず、吸気弁１１の可変制御によって吸気量が制御される。なお、実用機関では、ブローバイガスの還流等のために吸気系に若干の負圧が存在していることが好ましいので、図示していないが、吸気通路の上流側に、スロットル弁に代えて、負圧生成用の適宜な絞り機構を設けることが望ましい。
【００３３】
次に、図２および図３に基づいて、バルブリフト特性の具体的な制御について説明する。まず、図２は、運転領域の中で、主にリフト量に着目して吸気量の制御が行われるバルブリフト制御域と、主にバルブタイミングに着目して吸気量の制御が行われるバルブタイミング制御域と、を示している。上流バルブリフト制御域は、アイドルを含む極低負荷域に相当する。
【００３４】
図３は、代表的な運転条件における吸気弁のバルブリフト特性を示したもので、図示するように、アイドル等の極低負荷域においては、リフト量が極小リフトとなる。これは特に、リフト中心角の位相が吸気量に影響しない程度にまで小さなリフト量となる。そして、位相可変機構２１によるリフト中心角の位相は、最も遅角した位置となり、これによって、閉時期は、下死点直前位置となる。
【００３５】
このように極小リフトとすることによって、吸気流が吸気弁１１の間隙においてチョークした状態となり、極低負荷域で必要な微小流量が安定的に得られる。そして、閉時期が下死点近傍となることから、有効圧縮比は十分に高くなり、極小リフトによるガス流動の向上と相俟って、比較的良好な燃焼を確保できる。
【００３６】
一方、アイドル等の極低負荷域よりも負荷の大きな低負荷領域（補機負荷が加わっているアイドル状態を含む）においては、リフト・作動角が大きくなり、かつリフト中心角は進角した位置となる。このときには、上述したように、バルブタイミングをも考慮して吸気量制御が行われることになり、吸気弁閉時期を早めることで、吸気量が比較的少量に制御される。この結果、リフト・作動角はある程度大きなものとなり、吸気弁１１によるポンピングロスが低減する。
【００３７】
なお、アイドル等の極低負荷域における極小リフトでは、前述したように、位相を変更しても吸気量は殆ど変化しないので、極低負荷域から低負荷域へと移行する場合には、位相変更よりも優先して、リフト・作動角を拡大する必要がある。空調用コンプレッサ等の補機の負荷が加わった場合も同様である。
【００３８】
一方、さらに負荷が増加し、燃焼が安定してくる中負荷域では、図３に示すように、リフト・作動角をさらに拡大しつつ、リフト中心角の位相を進角させる。リフト中心角の位相は、中負荷域のある点で、最も進角した状態となる。これにより、内部ＥＧＲが利用され、一層のポンピングロス低減が図れる。
【００３９】
また、最大負荷時には、さらにリフト・作動角を拡大し、かつ最適なバルブタイミングとなるように位相可変機構２１を制御する。なお、図示するように、機関回転数によっても最適なバルブリフト特性は異なるものとなる。
【００４０】
上記のようにアイドル等の極低負荷域では、バルブリフト制御域として主にリフト量による微小流量の制御が行われるのであるが、バルブタイミング制御域となる低負荷域との境界つまり制御の切換点は、実際の燃焼安定状態に応じて補正することが好ましい。あるいは、制御の簡略化のために、機関温度を検出し、これに応じて補正することも可能である。このように補正することで、燃焼の悪化を来さない範囲でバルブタイミング制御域を拡大することができ、ポンピングロス低減の上で有利となる。
【００４１】
次に、図４は、上記可変動弁装置の制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに示すルーチンは、コントロールユニット１９において、例えば一定時間毎に繰り返し実行される。
【００４２】
まず、ステップ１において、アクセルペダル開度や車両の速度等から、要求トルク・出力を算出し、ステップ２，３で、機関回転数や負荷、機関温度を検知した後に、ステップ４で、目標のリフト・作動角および位相を設定する。そして、ステップ５において、そのときの目標値に沿うようにリフト・作動角可変機構１をクローズドループ制御し、ステップ６において、同じくそのときの目標値に沿うように位相可変機構２１をクローズドループ制御する。
【００４３】
図５は、上記ステップ５の詳細を示すフローチャートであって、ステップ１１において、先にステップ４で求めた目標リフトが、設定値よりも大きいか否かを判定する。目標リフトが設定値以下の小中リフトであれば、ステップ１２へ進み、アナログ信号を離散化する際の分解能として、相対的に高い高分解能を選択し、この高分解能でもって制御軸センサ１４の出力信号を取り込む。そして、ステップ１３で、この取り込んだ制御軸位置信号と目標値とから、偏差を算出するとともに必要な制御量を算出し、ステップ１４で、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３へ駆動信号を出力する。
【００４４】
ステップ１１において目標リフトが設定値よりも大きい大リフトであれば、ステップ１５へ進み、相対的に低い低分解能を選択し、この低分解能でもって制御軸センサ１４の出力信号を取り込む。そして、ステップ１６で、この取り込んだ制御軸位置信号と目標値とから、偏差を算出するとともに必要な制御量を算出し、ステップ１４で、リフト・作動角制御用アクチュエータ１３へ駆動信号を出力する。
【００４５】
このように、リフト・作動角の高精度な制御が要求される小リフト制御時に高分解能とすることで、制御軸１２の回転位置の検出に基づく高精度なクローズドループ制御を実現でき、リフト特性のばらつきに起因する燃焼悪化等を回避できる。また、多少の制御誤差が許容される大リフト制御時には、低分解能となるので、制御負荷が低減し、比較的少ない制御容量の制御回路の利用が可能となる。
【００４６】
なお、図５のフローチャートにおいては、目標リフトそのものに基づいて分解能を選択しているが、上述したように、機関低速域で小リフト・作動角に制御されるので、機関回転速度を所定の設定回転速度と比較し、所定の低速域でのみ高分解能とするようにしてもよい。また、一般に機関低速域で燃焼安定性が問題となるので、目標リフトが小リフトであることに加えて、加重条件として機関回転速度の判別を行い、小リフトでかつ機関低速域でのみ高分解能とするようにしてもよい。同様に、燃焼安定性は低負荷ほど悪化するので、小リフト（あるいは機関低速域）でかつ低負荷域でのみ高分解能とするようにしてもよい。
【００４７】
図６は、上述したリフト・作動角可変機構１における揺動カム９のカムプロファイルの詳細を示している。図の（Ａ）は揺動角とバルブリフトとの関係を、図の（Ｂ）は揺動角とバルブリフト速度との関係を、それぞれ示しているが、これらの図に示したように、バルブリフトの最大リフトに近い領域に減速域が設けられており、単位揺動角に対するリフト増加割合が、小中リフト域よりも大リフト域で小さくなるように設定されている。これは、最大リフト付近での吸気弁１１の負加速度絶対値を抑制し、高速域でのバルブ運動限界を向上させることに寄与する。このようなプロファイルにより、揺動角に一定のばらつきがあったとしても、大リフト域でのリフト量のばらつきは相対的に小さく、小リフト域でのリフト量のばらつきは相対的に大きなものとなる。
【００４８】
また、図８は、上述したリフト・作動角可変機構１における偏心カム部１８のカム特性を示している。上述したように、上記リフト・作動角可変機構１においては、制御軸１２とともに偏心カム部１８が回動するとロッカアーム６が上下動して揺動カム９の初期位置が変化する構成となっているが、この揺動カム９の初期位置は、図８に付記したように、ロッカアーム６の揺動中心ともなる偏心カム部１８の中心Ｏ２と揺動カム９の揺動中心（駆動軸２の中心）Ｏ３との間の距離に概ね対応している。つまり、Ｏ２〜Ｏ３間の距離が短くなると揺動カム９が予め押し下げられて大リフトとなり、Ｏ２〜Ｏ３間の距離が長くなると揺動カム９が予め引き上げられて小リフトとなる。そして、偏心カム部１８の中心Ｏ２は、制御軸１２の中心Ｏ１の回りに回転する形となるので、制御軸１２を単位角度（例えば１度）だけ回転したときの上記のＯ２〜Ｏ３の距離の変化量は、偏心カム部１８のそのときの姿勢（点Ｏ１に対する点Ｏ２の位置）に依存して異なるものとなる。図８は、これを、横軸をＯ２〜Ｏ３間の距離、縦軸を制御軸１２の１度当たりのＯ２〜Ｏ３間の距離の変化量、として示したものである。一般に、リフト・作動角可変機構１の小型化を図るためには、最も大リフトに制御するときに、偏心カム部１８の中心Ｏ２が、駆動軸２中心Ｏ３に接近した回転位置となるように構成される。換言すれば、点Ｏ１と点Ｏ３とを結ぶ直線上ないしはこれに近い位置に点Ｏ２が位置する。従って、この点Ｏ２の位置では、図８にも示すように、制御軸１２が単位角度だけ回転したときのＯ２〜Ｏ３間の距離の変化（これが上記のようにリフト変化量に対応する）は小さい。一方、最も小リフトとすべくＯ２〜Ｏ３間の距離を最大とするには、点Ｏ２が点Ｏ１を挟んで点Ｏ３の反対側に位置することになるが、このように制御軸１２を１８０度の範囲で制御することは、制御の応答性や装置の全高などの点から制約があり、従って、図８に示すように、１８０度よりも狭い範囲（例えば符号Ｌで示す範囲まで）に制御軸１２の制御範囲を制限するのが一般的なレイアウトとなる。この場合、小リフト制御時には、点Ｏ２が、点Ｏ１と点Ｏ３とを結ぶ直線の側方に位置することになり、従って、制御軸１２が単位角度だけ回転したときのＯ２〜Ｏ３間の距離の変化つまりリフト変化量は大きい。
【００４９】
図７は、上述したような揺動カム９のカムプロファイルや偏心カム部１８のレイアウト等を含めて、上記リフト・作動角可変機構１における制御軸１２の回転位置とバルブリフトとの関係をまとめて示したものである。この図に示すように、小リフト時は制御軸１２の回転に対するリフト量の変化が大きく、大リフト時は制御軸１２の回転に対するリフト量の変化が小さい。従って、上記のように分解能を異ならせることで、過大な制御容量を要さずに十分に精度の高いリフト・作動角の可変制御を達成できる。
【００５０】
なお、上記の実施例では、実際の制御状態を検出するセンサとして、制御軸１２の回転位置を検出する制御軸センサ１４を用いているが、これに代えて、例えば、吸気弁１１のリフト位置を逐次検出するセンサや、サイクル中の最大リフト量を検出するセンサ、あるいは、揺動カム９の揺動位置を検出するセンサなど、からリフト・作動角可変機構１の実際の制御状態を検出するようにしてもよい。但し、吸気弁１１の各クランク角におけるリフト位置は位相可変機構２１によっても影響されるので、これを考慮する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る可変動弁装置を示す斜視図。
【図２】バルブリフト制御域とバルブタイミング制御域とを示す特性図。
【図３】代表的な運転条件でのバルブリフト特性を示す特性図。
【図４】この可変動弁装置の制御の流れを示すメインフローチャート。
【図５】リフト・作動角可変機構の制御の詳細を示すフローチャート。
【図６】揺動カムのカムプロファイルを示す特性図。
【図７】制御軸の回転角度とバルブリフトとの関係を示す特性図。
【図８】Ｏ２〜Ｏ３間の距離と、制御軸１度当たりのその距離の変化との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１…リフト・作動角可変機構
２…駆動軸
３…偏心カム
６…ロッカアーム
８…リンク部材
９…揺動カム
１１…吸気弁
１２…制御軸
１４…制御軸センサ
１６…駆動軸センサ
１９…エンジンコントロールユニット
２１…位相可変機構
【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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