(57)【要約】【課題】内燃機関のバルブ駆動軸の補機駆動による捩れ変形に伴うバルブリフト特性のずれを修正する。【解決手段】吸気バルブの吸気バルブ駆動軸３に固定される各気筒の駆動カム１１を、高圧燃料ポンプの駆動トルクによるバルブ駆動軸３の捩じれ変形を生じた状態での吸気バルブのバルブリフト特性が、目標特性に維持されるように、予め、前記捩じれ変形の方向とは逆方向に、それぞれ補正量θ１、θ２、θ３だけ回転位相をずらせて固定する。【選択図】図５
2009197612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを駆動すると共に、補機を駆動するバルブ駆動軸を備えた内燃機関のバルブ駆動装置において、
前記吸気バルブまたは排気バルブのバルブ駆動部を、前記補機の駆動トルクによるバルブ駆動軸の捩じれ変形を生じた状態での前記吸気バルブまたは排気バルブのバルブリフト特性が、目標特性に維持されるように、予め前記捩じれ変形の方向とは逆方向に位相をずらす補正を行って形成したことを特徴とする内燃機関のバルブ駆動装置。
【請求項２】
前記補正は、前記捩じれ変形に応じてカム形状を補正する形成を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
【請求項３】
バルブ駆動軸に連結されクランクシャフトから駆動力を伝達されてバルブ駆動軸を回転駆動するスプロケットと、バルブ駆動軸の補機駆動用係合部との間で、各バルブ駆動部を次式で算出した補正量θｉだけ位相を補正して形成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
θｉ＝３２×Ｔｉ×Ｌｉ／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]
または、θｉ＝３２×Ｔｉ×Ｌｉ／（π×Ｇ×ｄ４）
ただし、Ｔｉ：バルブ駆動部Ｃｉに補機から加わる平均トルク
Ｌｉ：前記スプロケットから前記各バルブ駆動部までの距離
Ｇ：バルブ駆動軸の横弾性係数
ｄｏ：バルブ駆動軸が中空であるときの外径
ｄｉ：バルブ駆動軸が中空であるときの内径
ｄ：バルブ駆動軸が中実であるときの径
【請求項４】
前記バルブ駆動軸の補機駆動用係合部に対し、前記スプロケットとは反対側にバルブ駆動部Ｃｉ’を有する場合は、該バルブ駆動部Ｃｉ’を次式で算出した補正量θｉ’だけ位相を補正して形成したことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
θｉ’＝３２×Ｔｉ’×Ｌｉ’／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]
または、θｉ’＝３２×Ｔｉ’×Ｌｉ’／（π×Ｇ×ｄ４）
ただし、Ｔｉ’： 補機駆動用係合部に補機から加わる平均トルク
Ｌｉ’：前記スプロケットから前記補機駆動用係合部までの距離
【請求項５】
バルブ駆動軸に連結されクランクシャフトから駆動力を伝達されてバルブ駆動軸を回転駆動するスプロケットと、バルブ駆動軸の補機駆動用係合部との間で、前記各バルブ駆動部について、補機駆動トルクによる捩じれ変形による吸気バルブまたは排気バルブの吸・排気量変化量に対し、該吸・排気量変化量の修正に必要な補正量を次式によって算出し、該補正量によって補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
θｉ＝Ｔｉ×Ｌｉ×α
または、θｉ＝Ｔｉ×Ｌｉ×α
ただし、Ｔｉ：バルブ駆動部Ｃｉに補機から加わる平均トルク
Ｌｉ：前記スプロケットから前記各バルブ駆動部までの距離
α：係数
【請求項６】
Ｖ型内燃機関において一方のバンクのバルブ駆動軸のみ補機を駆動する場合に、該補機駆動側のバルブ駆動軸における補機駆動トルクによるバルブ駆動軸の捩じれ変形を生じた状態でのバルブリフト特性を、他方のバンクの補機を駆動しないバルブ駆動軸のバルブリフト特性と、中心角を一致させるように補正することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
【請求項７】
前記各バルブ駆動部の補正における補正量を、アイドル条件に適合して設定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
【請求項８】
バルブ駆動軸の駆動力が、吸気バルブまたは排気バルブのリフト及び／又は作動角を可変にする可変動弁機構を介して吸気バルブまたは排気バルブに伝達されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
【請求項９】
前記補機は、機関回転に同期して駆動される燃料ポンプであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブ駆動軸（カムシャフト）によって吸気バルブまたは排気バルブを駆動すると共に、補機を駆動するバルブ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、補機駆動トルクによるカムシャフトの捩じれを抑制するため、補機駆動シャフトとカムシャフトとを別軸とし、ギアで連動している。
【特許文献１】特開２００７−１０７５０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のものでは、軸本数が増え構造が複雑になると共に、ギアによる歯打ち音で音振性能が悪化する。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、構造の複雑化や音振性能の悪化等を生じることなく、補機駆動トルクによるバルブ駆動特性への影響を抑制できる内燃機関のバルブ駆動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】
【０００４】
このため本発明は、
内燃機関の各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを駆動すると共に、補機を駆動するバルブ駆動軸を備えた内燃機関のバルブ駆動装置に適用され、以下の構成とする。
【０００５】
前記吸気バルブまたは排気バルブのバルブ駆動部を、前記補機の駆動トルクによるバルブ駆動軸の捩じれ変形を生じた状態での前記吸気バルブまたは排気バルブのバルブリフト特性が、目標特性に維持されるように、予め前記捩じれ変形の方向とは逆方向に位相をずらす補正を行って形成する。
【発明の効果】
【０００６】
このようにすれば、補機駆動トルクによってバルブ駆動軸に捩じれ変形を生じても、予め、バルブ駆動部を目標特性が維持されるように、位相をずらす補正を行って形成してあるので、バルブ特性を良好に維持することができ、吸・排気特性を良好に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関１０１は、左右２つのバンクからなるＶ型６気筒機関である。
【０００８】
前記機関１０１の吸気管１０２には、電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４を通過した空気は、各バンクに向け分流され、更に、各気筒に分配される。
【０００９】
各気筒では、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０６内に空気が吸入される。
前記燃焼室１０６内の燃焼ガスは、排気バルブ１０７を介して排出された後、バンク毎に排気が集合され、バンク毎に設けられるフロント触媒１０８ａ，１０８ｂ及びリア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化される。
【００１０】
前記リア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化された後のバンク毎の排気は、合流してマフラーに１０３に流入し、その後大気中に放出される。
前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカム（図示省略）によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
【００１１】
一方、吸気バルブ１０５は、各バンクにそれぞれ設けられるリフト・作動角可変機構１１２ａ，１１２ｂによって、そのリフト量が作動角と共に連続的に可変とされる。
更に、吸気バルブ１０５は、各バンクにそれぞれも設けられるバルブタイミング可変機構１１３ａ，１１３ｂによって、そのバルブ作動角の中心位相が連続的に可変とされる。
【００１２】
マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１４は、目標吸入負圧や目標吸入空気量に基づいて、前記電子制御スロットル１０４，リフト・作動角可変機構１１２ａ，１１２ｂ及びバルブタイミング可変機構１１３ａ，１１３ｂを制御する。
【００１３】
前記電子制御ユニット１１４には、機関１０１の吸入空気流量を検出するエアフローメータ１１５、アクセルペダル１１６ａの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１１６、クランク軸に軸支されたシグナルプレートの所定角度位置に設けられた複数の被検出部を検出することでクランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯをポテンショメータによって検出するスロットルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、フロント触媒１０８ａ，１０８ｂの上流側にそれぞれ設けられ、燃焼混合気の空燃比に相関する排気中の酸素濃度を応じた検出信号を出力する空燃比センサ１１１ａ，１１１ｂ等からの信号が入力される。
【００１４】
また、各気筒の燃焼室内に直接燃料噴射する燃料噴射弁１３１が設けられる。前記燃料噴射弁１３１は、前記電子制御ユニット１１４からの出力される噴射パルス信号（空燃比制御信号）の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料を噴射する。
【００１５】
次に前記リフト・作動角可変機構１１２ａ，１１２ｂの構造を、図２〜図３に基づいて説明する。
本実施形態のＶ型機関１０１は、各気筒に一対の吸気バルブ１０５，１０５が設けられており、これら吸気バルブ１０５，１０５の上方に、クランクシャフトによって回転駆動される吸気バルブ駆動軸３が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
【００１６】
前記吸気バルブ駆動軸３には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ２ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気バルブ駆動軸３と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するリフト・作動角可変機構１１２ａ，１１２ｂが設けられている。
【００１７】
また、前記吸気バルブ駆動軸３の一端部には、クランク軸に対する前記吸気バルブ駆動軸３の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に変更するバルブタイミング可変機構１１３ａ，１１３ｂが配設されている。
【００１８】
前記リフト・作動角可変機構１１２ａ，１１２ｂは、図２及び図３に示すように、吸気バルブ駆動軸３に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気バルブ駆動軸３と略平行に各バンクの気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。
【００１９】
前記制御軸１３には、モータ１７の回転駆動力がギア列１８を介して加えられ、ストッパで制限される所定の角度範囲内で回転する。
上記の構成により、クランク軸に連動して吸気バルブ駆動軸３が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２が略並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０５が開閉駆動される。
【００２０】
また、前記制御軸１３の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相は略一定のままで、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量が連続的に増減変化する。
【００２１】
即ち、制御軸１３をリフト量が増大する側に回転させると、リフト量が連続的に増大変化すると同時に作動角も連続的に増大変化し、制御軸１３をリフト量が減少する側に回転させると、リフト量が連続的に減少変化すると同時に作動角も連続的に減少変化する。
【００２２】
前記電子制御ユニット１１４には、前記制御軸１３の回転角を検出する角度センサ３１の検出信号が入力され、目標のリフト量を制御軸１３の目標回転角として設定し、前記角度センサ３１で検出される実際の角度が前記目標回転角に近づくように、前記モータ１７をフィードバック制御する。
【００２３】
ここで、前記吸気バルブ駆動軸３の一端部にクランクシャフトにタイミングベルトを介して係合するスプロケット２１が連結され、反対側の端部に補機として後述する高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動カム（補機駆動用カム）２２が形成されている。該ポンプ駆動カム２２は、周方向１２０°間隔で３個のカム山（突出部）を有し、吸気バルブ駆動軸３が１回転する間に、高圧燃料ポンプから３回燃料を吐出させるようになっている。
【００２４】
図４は、燃料系のシステム構成図である。
図４において、燃料タンク５１には、電動式のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）５２が内設される。該フィードポンプ５２からの燃料吐出圧は、プレッシャレギュレータ５３によって調整される。
【００２５】
前記フィードポンプ５２の吐出口に一端が接続される低圧系配管５４の他端は、高圧燃料ポンプ５５の吸入側に接続される。
前記高圧燃料ポンプ５５は、前記吸入側に設けられる吸入弁５６と吐出側に設けられる吐出弁５７とで閉塞されるポンプ室５８と、該ポンプ室５８の容量を可変とすることで燃料の吸入・加圧を行なうプランジャ５９と、前記吸入弁５６の閉期間を制御するソレノイド６０と、から構成され、前記プランジャ５９が、前記吸気バルブ駆動軸３に形成したポンプ駆動カム２２に係合して昇降駆動する。
【００２６】
前記ポンプ駆動カム２２は、前記吸気バルブ駆動軸３の回転に同期してプランジャ５９を昇降駆動する。
前記吐出弁５７を介して高圧燃料ポンプ５５から吐出された燃料は、高圧系配管６１を介して燃料ギャラリ６２に供給される。
【００２７】
前記燃料ギャラリ６２には、前記各気筒の燃料噴射弁１３１が接続され、燃料噴射弁１３１が開駆動されると、燃料が燃焼室内に噴射される。
また、前記燃料ギャラリ６２と低圧系配管５４とを接続するリリーフ配管６３には、燃料ギャラリ６２の圧力が低圧系配管５４内の圧力に対して所定以上に高くなったときに、開弁する燃圧リリーフ弁６４が介装される。
【００２８】
前記吐出弁５７は、高圧系配管１２側の圧力に対してポンプ室５８内の圧力が所定以上に高くなると開弁する機械式のチェック弁である。
また、前記ソレノイド６０は、その非通電状態においてはロッドを吸入弁５６側に突出させることで、機械式のチェック弁である吸入弁５６を開弁状態に保持し、通電によってロッドを引き込むと、閉弁方向に付勢される前記吸入弁５６が閉じる構成である。
【００２９】
前記ソレノイド６０は、前記プランジャ５９の上昇中の所定期間だけ通電されて吸入弁５６が閉弁され、前記通電期間においてポンプ室５８の燃料圧力が高められ、ポンプ室５８内の燃料圧力が所定以上になると、前記吐出弁５７が開いて、高圧に昇圧された燃料が前記燃料ギャラリ６２に向けて供給される。
【００３０】
従って、前記プランジャ５９の上昇中における前記ソレノイド６０の通電期間によって、高圧燃料ポンプ５５の吐出量が調整されることになる。
ここで、前記ソレノイド６０への通電タイミングを、クランク角センサ１１７の信号に基づいて制御することで、燃料ギャラリ６２側への燃料供給量が制御されることになる。
【００３１】
マイクロコンピュータを内蔵するポンプコントロールユニット７０は、燃圧センサ２１で検出される燃料ギャラリ１２内（高圧燃料系）の燃圧が、目標燃圧になるように、前記ソレノイド６０の通電タイミング（吸入弁５６の閉期間）を制御する。
【００３２】
本第１の実施形態では、Ｖ型６気筒機関において、バンク毎の１対のバルブ駆動軸３にそれぞれポンプ駆動カム２２を設け、周方向３方に突出するカム形状により、同一バンクの気筒毎の吸気バルブ１０５のリフト間隔と同一の間隔でプランジャ９を昇降させるようになっている。
【００３３】
前記吐出弁５７を介して燃料ポンプ５５から吐出された燃料は、高圧系配管１２を介して燃料ギャラリ１３に供給される。
前記燃料ギャラリ１３には、前記燃料噴射弁１３１が接続され、該燃料噴射弁１３１が開駆動されると、燃料が燃焼室内に噴射される。
【００３４】
また、前記燃料ギャラリ６３と低圧系配管５４とを接続するリリーフ配管６５には、燃料ギャラリ６３の圧力が低圧系配管５４内の圧力に対して所定以上に高くなったときに、開弁する燃圧リリーフ弁６６が介装される。
【００３５】
前記吐出弁５７は、高圧系配管６２側の圧力に対してポンプ室５８内の圧力が所定以上に高くなると開弁する機械式のチェック弁である。
また、前記ソレノイド６０は、その非通電状態においてはロッドを吸入弁５６側に突出させることで、機械式のチェック弁である吸入弁５６を開弁状態に保持し、通電によってロッドを引き込むと、閉弁方向に付勢される前記吸入弁５６が閉じる構成である。
【００３６】
前記ソレノイド６０は、前記プランジャ５９の上昇中の所定期間だけ通電されて吸入弁５６が閉弁され、前記通電期間においてポンプ室５８の燃料圧力が高められ、ポンプ室５８内の燃料圧力が所定以上になると、前記吐出弁５７が開いて、高圧に昇圧された燃料が前記燃料ギャラリ６３に向けて供給される。
【００３７】
従って、前記プランジャ５９の上昇中における前記ソレノイド６０の通電期間によって、高圧燃料ポンプ５５の吐出量が調整されることになる。
ここで、前記ソレノイド６０への通電タイミングを制御することで、燃料ギャラリ６３側への燃料供給量が制御されることになる。
【００３８】
マイクロコンピュータを内蔵するポンプコントロールユニット７０は、燃圧センサ７１で検出される燃料ギャラリ６２内（高圧燃料系）の燃圧が、目標燃圧になるように、前記ソレノイド６０の通電タイミング（吸入弁５６の閉期間）を制御する。
【００３９】
ところで、本実施形態のように吸気バルブ駆動軸で高圧燃料ポンプ５５などの補機も駆動する場合、高圧燃料ポンプ５５の駆動トルクにより吸気バルブ駆動軸３に生じる捩じれ変形によって、揺動カム４で駆動される吸気バルブ１０５のリフト特性に位相ずれを生じると、吸気性能に影響を与えることとなる。
【００４０】
特に、本実施形態のようなリフト・作動角可変機構１１２ａでは、リフト・作動角の小さい低吸入空気量条件で、上記位相ずれによる吸入空気量誤差の影響が増大する。
吸気バルブ駆動軸３の捩じれ変形量は、気筒毎のバルブ駆動部の位置によって異なるから、バルブタイミング可変機構によって全気筒の位相ずれを同時に調整することはできない。
【００４１】
そこで、本実施形態では、上記高圧燃料ポンプ５５の駆動トルクによる吸気バルブ駆動軸３の捩じれ変形に対し、目標バルブリフト特性に維持されるように、前記捩じれ変形とは逆方向に、気筒毎のバルブ駆動部を、予め補正して形成する。
【００４２】
リフト・作動角可変機構１１２ａでは、吸気バルブ駆動軸３の捩じれによって位相ずれを直接生じるのは、吸気バルブ駆動軸３に固定される駆動カム１１である。
したがって、各気筒の駆動カム１１の吸気バルブ駆動軸３に対する回転位相（偏心方向角度）を、高圧燃料ポンプ５５の駆動トルクによる吸気バルブ駆動軸３の捩じれ変形分、捩じれ変形方向と逆方向に補正した位置に、駆動カム１１を吸気バルブ駆動軸３に固定することで、捩じれ変形の影響を回避することができる。
【００４３】
高圧燃料ポンプ５５の駆動トルクによる各駆動カム１１固定位置での吸気バルブ駆動軸３の捩じれ変形量は、以下のように算出できる。
図５を参照して、片側バンクにおける気筒を、スプロケット２１に近い側から＃１気筒、＃２気筒、＃３気筒とすると、高圧燃料ポンプ５５は、吸気バルブ駆動軸３が１回転する間に、ポンプ駆動カム２２の３個のカム山によってプランジャ５９が３回昇降して燃料を吐出する。
【００４４】
また、吸気バルブ駆動軸３は、クランクシャフトの２回転で１回転し、その間、＃１〜＃３気筒が１回ずつ計３回駆動カム１１によって吸気バルブ１０５を開弁駆動する。つまり、全気筒に均等に高圧燃料ポンプ５５の駆動トルクＴｉ’が加えられる。
【００４５】
各気筒ｉ（ｉ＝＃１〜＃３）の捩じれ変形量θｉ’は、次式により算出される。
θｉ’＝３２×Ｔｉ’×Ｌｉ／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]・・・(1)
Ｌｉ：前記スプロケットから各気筒ｉの駆動カム１１までの距離
Ｇ：吸気バルブ駆動軸３の横弾性係数
ｄｏ：吸気バルブ駆動軸３の外径
ｄｉ：吸気バルブ駆動軸３の内径
ただし、Ｔｉ’：各気筒ｉの吸気行程時に駆動カム１１に加わる高圧燃料ポンプの駆動トルク
したがって、各気筒の駆動カム１１の吸気バルブ駆動軸３に対する回転位相（偏心方向）を、捩じれ変形量分だけ、該捩じれ変形方向と反対の方向にずらす補正を行うことで、実駆動時に、捩じれを生じた状態で燃料ポンプの駆動を行わない場合と同様に、吸気バルブのリフト特性を目標特性に維持することができる。
【００４６】
すなわち、各気筒ｉの駆動カム１１を、吸気バルブ駆動軸３の捩れ変形方向とは逆方向、つまり、吸気バルブ駆動軸３の回転進行方向へ回転位相をずらして固定する補正量θｉを、次式のように算出できる。
【００４７】
θｉ＝３２×Ｔｉ×Ｌｉ／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]・・・(2)
ただし、Ｔｉ：各気筒ｉの吸気行程時に駆動カム１１に加わる高圧燃料ポンプの平均駆動トルク、Ｔ＃１＝Ｔ＃２＝Ｔ＃３
ここで、高圧燃料ポンプ５５の平均駆動トルクＴｉは、機関の燃料噴射量（負荷）に応じて該ポンプ５５からの吐出量が変化することによって変化する。すなわち、燃料噴射量が多いときは、燃料消費分を補って燃圧一定に維持するように高圧燃料ポンプ５５からの吐出量も増大し、ポンプ駆動カム２２に作用する駆動トルクＴが増大する。
【００４８】
駆動トルクに比例して吸気バルブ駆動軸３の捩じれ変形量も増大するが、該高負荷時の大きな捩じれ変形量に対応して反対方向に大きく位相をずらす補正を行って形成すると、低負荷時には、過剰な補正が行われ好ましくない。
【００４９】
低負荷時の捩じれ変形量に合わせて補正を行うと、高負荷時には補正量が不足するが、高負荷時は、吸入空気量が大きいので捩じれ変形に伴う吸入空気量誤差を生じても、その影響は小さい。
【００５０】
一方、低負荷時は高負荷時に比較して捩じれ変形量は小さいが、吸入空気量が小さいので、捩れ変形に伴う吸入空気量誤差の割合が大きく、性能への影響が大きい。
そこで、本実施形態では、アイドル条件など低負荷時の高圧燃料ポンプ５５の平均駆動トルクＴｉによる捩じれ変形量に応じた補正量θｉを設定する。
【００５１】
図６は、吸気バルブ駆動軸３の軸方向から見た図である。
吸気バルブ駆動軸３の矢印方向の回転に対し、＃１〜＃３気筒の駆動カム１１の実線位置は、高圧燃料ポンプを駆動せず、捩じれ変形を生じない状態での吸気バルブ駆動軸３に対する回転位相を示し、点線位置は、高圧燃料ポンプを駆動して捩じれ変形を生じている状態での回転位相を示す。
【００５２】
上記捩じれ変形を生じている状態での回転位相において、吸気バルブの所望の目標バルブリフト特性（気筒間で等間隔）が得られるように、実線で示す捩じれ変形を生じない状態での各気筒の駆動カム１１の回転位相を、捩じれ変形方向とは逆方向に補正量θｉずつ補正する。
【００５３】
具体的には、上式のように、回転位相の補正量θｉは、スプロケット２１からの距離Ｌｉに比例するので、＃１気筒では補正量が最も小さく、＃２気筒の補正量が中間の補正量で、＃３気筒の補正量が最大となる。
【００５４】
図７に、本実施形態における各種状態量の変化の様子を示す。
なお、高圧燃料ポンプを両バンクの吸気バルブ駆動軸でそれぞれ駆動させてもよいが、高圧燃料ポンプを２個備える必要があるので、片側バンクの吸気駆動軸のみで１個の高圧燃料ポンプを駆動する構成としてもよく、各気筒からの２回の燃料噴射に対し１回の割合で高圧燃料ポンプからの燃料吐出が行われる。この場合には、ポンプ駆動側の捩じれ変形を生じた状態での各駆動カムの回転位相が、ポンプを駆動しない側の各駆動カムの回転位相と一致するように補正すればよい。なお、捩じれ変形方向は回転方向に対して遅れる方向であるから補正方向は、回転方向の進み方向となる。
【００５５】
以上のように、高圧燃料ポンプなど補機の駆動トルクによって吸気バルブ駆動軸３に捩じれ変形を生じても、予め、各気筒の駆動カム１１（バルブ駆動部）を、捩れ駆動変形量に応じた分、位相をずらして吸気バルブ駆動軸３に固定しているので、吸気バルブ１０５の目標バルブ特性を良好に維持して、吸入空気量の制御を高精度に維持することができる。
【００５６】
次に、Ｖ型８気筒機関（または直列４気筒機関）に適用した第２の実施形態について、説明する。
本実施形態では、吸気バルブ駆動軸３の端部に形成するポンプ駆動カム２２を図８に示すように直径方向に２箇所突出させた形状として、吸気バルブ駆動軸で吸気バルブ１０５が駆動される各気筒からの２回の燃料噴射に対し１回の割合で高圧燃料ポンプからの燃料吐出を行う。
【００５７】
この場合も、図９に示すように、片側バンクの吸気バルブ駆動軸３について、スプロケットに近い側から＃１、＃２、＃３、＃４気筒とし、これら４つの気筒間での燃焼行程順序を＃１→＃３→＃４→＃２とすると、図１０に示すように、２つの気筒、例えば＃１気筒と＃４気筒については、吸気行程時にポンプから燃料を吐出するので大きいトルクを受けるが、残る２つの気筒、例えば＃３気筒と＃２気筒については、吸気行程時にポンプから燃料吐出しないのでポンプ駆動トルクが小さいくなる。
【００５８】
捩じれ変形量θｉ’は、ポンプ駆動トルクと、駆動カムのスプロケットからの距離との積に比例する。したがって、例えば、＃４気筒はポンプ駆動トルクＴ＃４が大きく、距離Ｌ４も最大であるから捩じれ変形量θ４’が最大であり、ポンプ駆動トルクが小さい＃３気筒と＃２気筒では、距離Ｌ３が距離Ｌ２より大きい＃３気筒の捩じれ変形量θ３’方が＃２気筒の捩じれ変形量θ２’より大である。一方、＃１気筒は、距離Ｌ１は最小であるがポンプ駆動トルクＴ１はＴ２，Ｔ３より大きいので、捩じれ変形量θ１’は、θ２’あるいはθ３’と同等ないしこれらより大きくなる場合がある。
【００５９】
図１１は、吸気バルブ駆動軸３の軸方向から見たもので、上記のようにθ４’＞θ３’＞θ２’≒θ１’である場合に、これら捩じれ変形量θｉに応じて、各気筒の駆動カム１１の回転位相を、捩れ変形方向と逆方向に、対応する補正量θｉずつ補正した状態を示す。
【００６０】
このように、Ｖ型８気筒機関（または直列４気筒機関）に適用した場合も、上記駆動カム１１の吸気バルブ駆動軸３に対する回転位相を補正することにより、吸気バルブ１０５の目標バルブ特性を良好に維持して、吸入空気量の制御を高精度に維持することができる。
【００６１】
ところで、図１２に示すように、吸気バルブのリフト中に、ポンプ駆動トルクが大きく変動する場合があり、このような場合は、リフトカーブそのものが図示点線で示すように大きく変形する。しかし、リフトカーブの変形量も吸気バルブ駆動軸の捩れ変形量に比例的であり、吸気バルブの作動角（リフト量）が小さい低負荷時は、駆動カム１１の回転位相を補正するだけでも精度を確保できる。
【００６２】
しかし、第３の実施形態として、気筒毎に、吸気バルブ駆動軸３のポンプ駆動による捩じれ変形に伴う、リフトカーブの変形を予測し、直接吸気バルブを駆動する揺動カム４のカム形状を、前記駆動カムの回転位相の補正と合わせて、若しくは単独で補正し、図１２の実線で示す所望のバルブリフト特性を維持できるようにすることもできる。
【００６３】
また、ポンプ駆動による吸気バルブ駆動軸の捩れ変形に応じた吸入空気量誤差を算出して駆動カム１１ないし揺動カム４の回転位相やカム形状の補正量を算出することもできる。
【００６４】
この場合も、吸気バルブ駆動軸の捩れ変形量は、駆動カム１１のスプロケット２１からの距離に比例するので、次式(3)の係数αを、吸入空気量演算結果から算出して、より、実際の吸入空気量誤差に則した補正量θｉを設定することもできる。
【００６５】
θｉ＝α×Ｔｉ×Ｌｉ／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]・・・(3)
また、以上の演算式(1)〜(3)では、吸気バルブ駆動軸が中空軸の場合について示したが、中実軸の場合は、下記(4)、(5)式のように、駆動カムの回転位相補正量θｉを設定すればよい。
【００６６】
θｉ＝３２×Ｔｉ×Ｌｉ／（π×Ｇ×ｄ４）・・・(4)
θｉ＝α×Ｔｉ×Ｌｉ／（π×Ｇ×ｄ４）・・・(5)
なお、ポンプ駆動カムなどの補機駆動用係合部が、吸気バルブ駆動軸の中間部に形成され、前記スプロケットとは反対側に駆動カムを有する場合は、該スプロケットとは反対側の駆動カムＣｉ‘に対し、次式(6)で算出した補正量θｉ’だけ位相を補正すればよい。
θｉ’＝３２×Ｔｉ’×Ｌｉ’／[π×Ｇ×（ｄｏ４−ｄｉ４）]
または、θｉ’＝３２×Ｔｉ’×Ｌｉ’／（π×Ｇ×ｄ４）・・・(6)
ただし、Ｔｉ’： 補機駆動用係合部に補機から加わる平均トルク
Ｌｉ’：前記スプロケットから前記補機駆動用係合部までの距離
また、本発明は、吸気バルブのリフト量や作動角を可変な可変動弁機構を備えたものにおいて、特に、リフト量や作動角が小さい低負荷時の吸入空気量誤差を良好に補正できる特徴があるが、可変動弁機構を備えないバルブリフト特性が固定なカムシャフト（吸気バルブ駆動軸）の各気筒のカムの回転位相を補機駆動による捩れ変形方向と逆方向に補正することによっても、同様の効果が得られる。
【００６７】
また、排気バルブのバルブ駆動軸に対しても、同様に本発明を適用することができ、排気特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関の構成図。
【図２】上記実施形態におけるリフト・作動角可変機構の構造を示す斜視図。
【図３】前記リフト・作動角可変機構の側面図。
【図４】第１の実施形態における燃料系制御装置のシステム図。
【図５】同上実施形態における吸気バルブ駆動軸と駆動カム、スプロケットの取付位置を示す側面図。
【図６】同上実施形態における吸気バルブ駆動軸の軸方向から見た図。
【図７】同上実施形態における各種状態量の変化の様子を示すタイムチャート。
【図８】第２の実施形態における燃料系制御装置のシステム図。
【図９】第２の実施形態における吸気バルブ駆動軸と駆動カム、スプロケットの取付位置を示す側面図。
【図１０】第２の実施形態における各種状態量の変化の様子を示すタイムチャート。
【図１１】第２の実施形態における吸気バルブ駆動軸の軸方向から見た図。
【図１２】第３の実施形態における各種状態量の変化の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００６９】
３…吸気バルブ駆動軸、４…揺動カム、１１…駆動カム、２１…スプロケット、２２…ポンプ駆動カム、５５…高圧燃料ポンプ、１０１…内燃機関、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１０７…排気バルブ、１１１ａ，１１２ａ，１１２ｂ…リフト・作動角可変機構、１１４…電子制御ユニット
【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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