(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトと略平行に配設された制御シャフトと、
該制御シャフトの外周に偏心して固定された制御カムと、
該制御カムに揺動自在に軸支されたロッカアームと、
前記カムシャフトの回転に応じて前記ロッカアームの一端部を揺動駆動する揺動駆動手段と、
前記ロッカアームの他端部に連係して揺動して機関弁を開作動させる揺動カムと、
前記制御シャフトを回転駆動するアクチュエータと、
クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を変化させる回転位相変化手段と、
を含んでなる内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアーム又は揺動カムが所定の揺動位置にあることを検出するセンサであって、前記カムシャフトの１回転当たり検出信号を２回出力する揺動位置センサと、
該揺動位置センサからの１回目の検出信号と２回目の検出信号との位相差を計測する第１の位相差検出手段と、
該第１の位相差計測手段で計測された位相差に基づいて前記機関弁の作動角を検出する作動角検出手段と、
前記クランクシャフトの回転に同期して基準信号を出力する基準角センサと、
前記基準信号と前記揺動位置センサの検出信号との位相差を計測する第２の位相差検出手段と、
該第２の位相差計測手段で計測された位相差と前記作動角検出手段で検出された作動角とに基づいて、前記カムシャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、
を含んでなる内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置。
【請求項２】
前記揺動駆動手段が、
前記カムシャフトの外周に偏心して固定された回転カムと、
基端部に前記回転カムが回転自在に嵌合される嵌合穴を有すると共に、先端部が前記ロッカアームの一端部と回転自在に連係するリンクアームと、
から構成されると共に、前記揺動カムが、前記カムシャフトに揺動自在に軸支されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置。
【請求項３】
前記第１の位相差検出手段が、前記基準信号から前記揺動位置センサの１回目の検出信号及び２回目の検出信号までの位相差をそれぞれに計測し、該計測した位相差の差分として１回目の検出信号と２回目の検出信号との位相差を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが、ギヤを介して前記制御シャフトを回転駆動する構成であり、
前記ギヤの歯を検出するギヤセンサと、
前記作動角検出手段により作動角が検出された時点を基準として、前記ギヤセンサで検出されたギヤの歯数を計数する歯数計数手段と、
該歯数計数手段で計数された歯数と前記作動角検出手段により検出された作動角とによって作動角を更新する作動角更新手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置。
【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における制御位置検出装置に関し、詳しくは、ロッカアームの揺動支点を変化させることによってバルブリフト特性を可変に制御すると共に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成の可変動弁装置において、前記揺動支点を変化させる制御シャフトの回転位置（作動角）を検出すると共に、前記カムシャフトの回転位相を検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知にように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置は従来から種々提供されている。
【０００３】
その一例として特開昭５５−１３７３０５号公報等に記載されているもの知られており、このものは、ロッカアームの揺動支点を変化させることによってバルブリフト量を可変に制御する構成である。
【０００４】
また、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、機関弁の開閉タイミングを早めたり遅らせたりする可変バルブタイミング機構が知られている（特開平７−２３３７１３号公報、特開平８−２４６８２０号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、吸・排気弁のリフト特性を、ロッカアームの揺動支点を変化させることによって可変に制御する構成の可変動弁装置においては、前記揺動支点を変化させるための制御シャフトの回転位置をポテンショメータによって検出することで、制御シャフトの回転位置を目標のバルブ特性に対応する位置（目標作動角）に精度良く制御するようにしていた。
【０００６】
しかし、ポテンショメータによって制御シャフトの回転位置を検出する構成では、ポテンショメータが接触式センサであるために、摩耗や熱による劣化が激しく、耐久性が悪いという問題があった。
【０００７】
また、作動角の変更と共に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成とした場合、係る回転位相をカムセンサとクランクセンサとを用いて検出していたため、前記作動角の検出とは個別のセンサ系を必要とすることになり、動弁装置の制御状態を検出させるためのセンサ数が多く、コスト高になってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸・排気弁のリフト特性を、ロッカアームの揺動支点を変化させることによって可変に制御する構成であると共に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成の可変動弁装置において、高い耐久性を持って制御シャフトの回転位置（換言すれば機関弁のリフト量）を検出できるようにすると共に、該制御シャフトの回転位置の検出に用いるセンサ系を共用して、カムシャフトの回転位相を検出できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、カムシャフトと略平行に配設された制御シャフトと、該制御シャフトの外周に偏心して固定された制御カムと、該制御カムに揺動自在に軸支されたロッカアームと、前記カムシャフトの回転に応じて前記ロッカアームの一端部を揺動駆動する揺動駆動手段と、前記ロッカアームの他端部に連係して揺動して機関弁を開作動させる揺動カムと、前記制御シャフトを回転駆動するアクチュエータと、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を変化させる回転位相変化手段と、を含んでなる内燃機関の可変動弁装置において、前記ロッカアーム又は揺動カムが所定の揺動位置にあることを検出するセンサであって、前記カムシャフトの１回転当たり検出信号を２回出力する揺動位置センサと、該揺動位置センサからの１回目の検出信号と２回目の検出信号との位相差を計測する第１の位相差検出手段と、該第１の位相差計測手段で計測された位相差に基づいて前記機関弁の作動角を検出する作動角検出手段と、前記クランクシャフトの回転に同期して基準信号を出力する基準角センサと、前記基準信号と前記揺動位置センサの検出信号との位相差を計測する第２の位相差検出手段と、該第２の位相差計測手段で計測された位相差と前記作動角検出手段で検出された作動角とに基づいて、前記カムシャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、を含んで制御位置検出装置を構成した。
【００１０】
かかる構成によると、制御シャフトがアクチュエータにより回転駆動されることで、ロッカアームの揺動支点が変化し、以って、機関弁のリフト特性が変更される。ここで、揺動位置センサからの検出信号の位相差は、機械的関係により制御シャフトの作動角に一意に対応するので、前記位相差から機関弁の作動角を検出できる。
【００１１】
また、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が同じであっても、作動角が変化すると、基準信号と揺動位置センサの検出信号との位相差が変化するが、前記揺動位置センサからの検出信号の位相差によって作動角が検出されるから、基準信号と揺動位置センサの検出信号との位相差から作動角の変化分を除外してクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相差を求めることができる。
【００１２】
即ち、作動角が変化しても、開弁期間の中央位置がカムシャフトの所定回転位置に固定であれば、基準信号と揺動位置センサの検出信号との位相差と、作動角とに基づき、クランクシャフトの基準角度位置から、開弁期間の中央位置であるカムシャフトの所定回転位置までの位相差を求めることができるものである。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記揺動駆動手段が、前記カムシャフトの外周に偏心して固定された回転カムと、基端部に前記回転カムが回転自在に嵌合される嵌合穴を有すると共に、先端部が前記ロッカアームの一端部と回転自在に連係するリンクアームと、から構成されると共に、前記揺動カムが、前記カムシャフトに揺動自在に軸支される構成とした。
【００１４】
かかる構成によると、リンクアームの基端部に設けられた嵌合穴には、カムシャフトと共に回転する回転カムが嵌合され、前記回転カムは、カムシャフトの回転に伴って前記嵌合穴に嵌合された状態のまま回転することになるが、前記回転カムは、カムシャフトに対して偏心して固定されているため、前記回転に伴って、前記リンクアームが往復動することになり、該リンクアームに連係されるロッカアームの一端部が、制御シャフトの回転位置で制御される揺動軸周りに揺動駆動される。
【００１５】
また、前記ロッカアームの他端部に連係する揺動カムは、カムシャフトに揺動自在に軸支される構成であるから、カムシャフトの回転が、ロッカアームを介した後、同じカムシャフトに軸支された揺動カムに伝えられることになる。
【００１６】
請求項３記載の発明では、前記第１の位相差検出手段が、前記基準信号から前記揺動位置センサの１回目の検出信号及び２回目の検出信号までの位相差をそれぞれに計測し、該計測した位相差の差分として１回目の検出信号と２回目の検出信号との位相差を算出する構成とした。
【００１７】
かかる構成によると、基準信号から揺動位置センサの検出信号それぞれまでの位相差が計測され、前記位相差の差分として揺動位置センサの検出信号間の位相差が検出されるが、基準信号から揺動位置センサの検出信号それぞれまでの位相差は、第２の位相差検出手段における計測対象でもあるため、基準信号から揺動位置センサの検出信号それぞれまでの位相差から作動角及びカムシャフトの回転位相の双方を計測できることになる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、前記アクチュエータが、ギヤを介して前記制御シャフトを回転駆動する構成であり、前記ギヤの歯を検出するギヤセンサと、前記作動角検出手段により作動角が検出された時点を基準として、前記ギヤセンサで検出されたギヤの歯数を計数する歯数計数手段と、該歯数計数手段で計数された歯数と前記作動角検出手段により検出された作動角とによって作動角を更新する作動角更新手段と、を設ける構成とした。
【００１９】
かかる構成によると、制御シャフトの回転位置を制御することで機関弁の作動角が変化し、制御シャフトがどれだけ回転したかは、前記ギヤの歯数に比例することになる。但し、ギヤの歯数により検出できるのは、制御シャフトの回転角のみであって絶対位置を検出することはできない。そこで、揺動位置センサからの検出信号の位相差に基づいて作動角を検出してからの制御シャフトの回転角を計測させることで、揺動位置センサの検出信号に基づき作動角を検出してからの作動角の変化を検出する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、センサを共用して制御シャフトの作動角（機関弁のリフト特性）とカムシャフトの回転位相とを検出することができ、センサ数の削減によるコスト低減を図れ、また、作動角の検出を非接触式のセンサを用いて行わせることができ、高い耐久性で作動角を検出できるという効果がある。
【００２１】
請求項２記載の発明によると、回転カムと揺動カムとをカムシャフトに同軸上に設けるため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができると共に、ロッカアームも機関巾方向へ延設する必要がなくなるため、装置全体のコンパクト化が図れる。また、揺動カムを回転カムと一緒にカムシャフトに軸支させることにより、揺動カムを軸支する専用の支軸が不要になり、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフトと揺動カムとの互いの軸心のずれが生じないため、バルブ特性の制御精度の低下を防止できる。更に、回転カムは、その全体がリンクアームに回転自在に嵌合して連結されているため、該リンクアームとの面圧を十分に低減でき、両者間の摩耗の発生が抑制できると共に、潤滑も行い易いという効果がある。
【００２２】
請求項３記載の発明によると、作動角の検出とカムシャフトの回転位相の検出とで、同じ計測値を用いることができ、制御状態の検出を簡便な処理で行えるという効果がある。
【００２３】
請求項４記載の発明によると、揺動位置センサからの検出信号に基づき作動角の検出が行われる周期の間で、作動角の検出値を更新させることができ、作動角を応答良く検出できるという効果がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は、実施の形態における内燃機関の可変動弁装置を示すものであり、１気筒あたり２つ備えられる吸気弁の動弁機構として以下に説明する。但し、機関弁を吸気弁に限定するものではなく、また、機関弁の数を限定するものでないことは明らかである。
【００２５】
図１〜図３に示す可変動弁装置は、シリンダヘッド１１にバルブガイド（図示省略）を介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１上部のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカムシャフト１３と、該カムシャフト１３に、圧入等により固設された回転カムである２つの偏心カム１５，１５と、前記カムシャフト１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御シャフト１６と、該制御シャフト１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気弁１２，１２の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０とを備えている。
【００２６】
また、前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とはリンクアーム２５，２５によって連係される一方、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とはリンク部材２６，２６によって連係されている。
【００２７】
前記カムシャフト１３は、機関前後方向（シリンダ列方向）に沿って配置されていると共に、一端部に般けられた従動スプロケット（図示省略）や該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る。
【００２８】
前記カム軸受１４は、シリンダヘッド１１の上端部に設けられてカムシャフト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制御シャフト１６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。
【００２９】
前記両偏心カム１５は、図４にも示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカムシャフト挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカムシャフト１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけ偏心している。
【００３０】
また、この各偏心カム１５は、カムシャフト１３に対し前記両バルブリフター１９，１９に干渉しない両外側にカムシャフト挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、両方のカム本体１５ａ，１５ａの外周面１５ｄ，１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
【００３１】
前記各ロッカアーム１８は、図３に示すように、平面からみて略クランク状に折曲形成され、中央に有する基部１８ａが制御カム１７に回転自在に支持されている。また、各基部１８ａの各外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１を圧入するピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、各筒状基部１８ａの各内端部に夫々突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００３２】
前記各制御カム１７は、夫々円筒状を呈し、制御シャフト１６外周に固定されていると共に、図１に示すように軸心Ｐ１位置が制御シャフト１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
【００３３】
前記揺動カム２０は、図１及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカムシャフト１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００３４】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
【００３５】
すなわち、図５に示すバルブリフト特性からみると、図１に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がべ一スサークル区間になり、カム面２４ｂの前記べ一スサークル区間θ１から所定角度範囲θ２がいわゆるランプ区間となり、さらにカム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００３６】
また、前記リンクアーム２５は、比較的大径な円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
【００３７】
尚、前記リンクアーム２５と偏心カム１５とによって揺動駆動手段が構成される。
さらに、前記リンク部材２６は、図１にも示すように所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。尚、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
【００３８】
前記制御シャフト１６の一端部には、図９に示すように、従動ギヤ９０が軸支され、該従動ギヤ９０には、モータ等であるアクチュエータ１０１の回転軸の端部に軸支された駆動ギヤ９１が噛み合わされ、従動ギヤ９０と駆動ギヤ９１とによって減速ギヤが構成される。ここで、アクチュエータ１０１の回転軸が回転すると、その回転が減速されて制御シャフト１６に伝達し、制御シャフト１６の回転位置がストッパで制限される所定の回転範囲内で変化するようになっている。
【００３９】
尚、前記アクチュエータ１０１としては、油圧式或いは電気式のいずれを用いても良い。
前記アクチュエータ１０１は、コントローラ１０２からの制御信号によって制御されるようになっている。前記コントローラ１０２は、クランク角センサ１０３，エアーフローメータ１０４，水温センサ１０５等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、該検出された機関運転状態に応じて目標のバルブ特性を決定し、該目標のバルブ特性に対応する回転位置に制御シャフト１６を駆動すべく、前記アクチュエータ１０１に制御信号を出力する。
【００４０】
前記クランク角センサ１０３は、クランク角１８０°毎（カムシャフト１３の１回転毎）に基準信号ＲＥＦを出力する基準角センサと、単位クランク角度毎の単位角度信号ＰＯＳを出力する単位角センサとを含んで構成される。
【００４１】
以下、上記可変動弁装置の作用を説明すれば、まず、機関の低速低負荷時には、コントローラ１０２からの制御信号によってアクチュエータ１０１が一方に回転駆動される。このため、制御カム１７は、軸心Ｐ１が図６（Ａ），（Ｂ）に示すように制御シャフト１６の軸心Ｐ２から左上方の回動位置に保持され、厚肉部１７ａがカムシャフト１３から上方向に離間移動する。このため、ロッカアーム１８は、全体がカムシャフト１３に対して上方向へ移動し、これにより、各揺動カム２０は、リンク部材２６を介して端部２３が強制的に若干引き上げられて全体が左方向へ回動する。
【００４２】
従って、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように偏心カム１５が回転してリンクアーム２５を介してロッカアーム１８の一端部１８ｂを押し上げると、そのリフト量がリンク部材２６を介して揺動カム２０及びバルブリフター１９に伝達されるが、そのリフト量Ｌ１は図６（Ｂ）に示すように比較的小さくなる。
【００４３】
よって、かかる低速低負荷域では、図８の破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期が遅くなり（吸気弁１２の作動角が小さくなり）、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００４４】
一方、機関の高速高負荷時に移行した場合は、コントローラ１０２からの制御信号によってアクチュエータ１０１が反対方向に回転駆動される。従って、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように制御シャフト１６が、制御カム１７を図６に示す位置から時計方向に回転させ、軸心Ｐ１（厚肉部１７ａ）を下方向へ移動させる。このため、ロッカアーム１８は、今度は全体がカムシャフト１３方向（下方向）に移動して、他端部１８ｃが揺動カム２０の上端部２３を、リンク部材２６を介して下方へ押圧して、該揺動カム２０全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
【００４５】
従って、揺動カム２０のバルブリフター１９上面に対する下面の当接位置が図７（Ａ），（Ｂ）に示すように左方向位置に移動する。このため、図７に示すように偏心カム１５が回転して、ロッカアーム１８の一端部１８ｂがリンクアーム２５を介して押し上げられると、バルブリフター１９に対するそのリフト量Ｌ２は図７（Ｂ）に示すように大きくなる。
【００４６】
よって、かかる高速高負荷域では、カムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図８に実線で示すようにバルブリフト量（作動角）も大きくなると共に、各吸気弁１２の開時期が早く、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【００４７】
このように、上記可変動弁装置では、各吸気弁１２の開閉時期やバルブリフト量（作動角）を可変にできることは勿論のこと、カムシャフト１３に、各偏心カム１５と各揺動カム２０とを同軸上に設けたため、機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができる。また、各ロッカアーム１８も機関巾方向へ延設する必要がなくカムシャフトの直上位置に「へ」字形の小型な形状に形成できるため、装置全体のコンパクト化が図れる。この結果、装置の機関への搭載性が向上する。また、カムシャフト１３の配置を変更することなく、現行のカムシャフト１３の配置によって装置を装着できるため、この点でも機関への搭載性が良好になる。
【００４８】
さらに、偏心カム１５と揺動カム２０とをカムシャフト１３に同軸上に設けることにより、揺動カム２０を支持する専用の支軸が不要となり、この分、部品点数の削減が図れ、また、カムシャフト１３と揺動カム２０との互いの軸心のずれが生じないため、バルブタイミングの制御精度の低下を防止できる。
【００４９】
しかも、各偏心カム１５を、各バルブリフター１９とオフセット配置し互いに干渉しない位置に配したため、各カム１５の外形を大きくとることができ、偏心カム１５の外周面１５ａの設計自由度を向上させることが可能となり、これによって揺動カム２０の揺動量を確保するためのリフト量を十分に確保できると共に、偏心カム１５の駆動面圧を低減するためのカム幅を十分に確保できる。
【００５０】
特に、偏心カム１５は、リング状に形成され、外周面全体がリンクアーム基部２５ａの嵌合穴２５ｃの内周面全体に摺接するため、外周面の面圧が分散されて、該面圧を十分に低減できる。したがって、嵌合穴２５ｃの内周面間との摩耗の発生が抑制できると共に、潤滑も行い易い。さらに、面圧の低下に伴い偏心カム１５の材料選択の自由度が向上し、加工し易くかつ低コストの材料を選択できる。
【００５１】
尚、各吸気弁１２に対応する各揺動カム２０，２０を一体に連結し、これによって偏心カム１５とロッカアーム１８とを単一として、各吸気弁１２間において共用化させる構成としても良い。
【００５２】
また、本実施の形態における動弁機構には、図９に示すように、クランクシャフトに対するカムシャフト１３の回転位相を変化させる可変バルブタイミング機構も備えられている。
【００５３】
前記可変バルブタイミング機構は、図９に示すように、カムシャフト１３のカムスプロケット６１に付設され、クランクシャフト（図示省略）とカムシャフト１３との位相を変化させる位相調整機構６２と、該位相調整機構６２への動作油圧の供給を制御するコントロールバルブ６３とからなる。
【００５４】
前記位相調整機構６２において、カムスプロケット６１に内蔵のプランジャ６４のフロント側（図９で左側）に油圧を供給するフロント側油圧通路６５と、前記プランジャ６４のリア側（図９で右側）に油圧を供給するリア側油圧通路６６とが設けられている。
【００５５】
前記プランジャ６４は、ヘリカルギヤ６７でカムスプロケット６１及びカムシャフト１３と噛み合っており、フロント側に供給される油圧とリア側に供給される油圧とのバランスによって、プランジャ６４は回転しながらカムシャフト１３の軸方向に沿って移動する。このとき、カムスプロケット６１は、図示しないタイミングチェーン（又はタイミングベルト）によって固定されるから、カムシャフト１３側がプランジャ６４と共に回転し、カムスプロケット６１とカムシャフト１３との位相位置が変化することになり、本実施形態では、プランジャ６４をカムシャフト１３に近づける方向（図９の右方向）に移動させると、カムシャフト１３の回転位相は進角方向に変化し、逆に、プランジャ６４をカムシャフト１３から離れる方向（図９の左方向）に移動させると、カムシャフト１３の回転位相は遅角方向に変化するようになっている。
【００５６】
また、プランジャ６４をカムシャフト１３から離れる方向（遅角側）に付勢するリターンスプリング６８が設けられている。
プランジャ６４のフロント側及びリア側に対する供給油圧を制御する前記コントロールバルブ６３は、リニアソレノイド６９とスプール弁７０とからなり、リニアソレノイド６９によってスプール弁７０の位置を変化させることで、フロント側油圧通路６５を介してプランジャ６４のフロント側に供給される油圧と、リア側油圧通路６６を介してプランジャ６４のリア側に供給される油圧とを制御する。
【００５７】
前記リニアソレノイド６９は、後述するコントローラ１０２によってその通電のＯＮ・ＯＦＦがデューティ制御されるようになっており、デューティ比（ＯＮ時間割合）が０％（通電停止時状態）のときには、専らプランジャ６４のリア側に油圧が供給されると共に、フロント側の油圧がドレインされ、カムシャフト１３は最遅角位置（最小オーバーラップ位置）に制御される一方、デューティ比が100 ％（連続通電状態）のときには、専らプランジャ６４のフロント側に油圧が供給されると共に、リア側の油圧がドレインされ、カムシャフト１３は最進角位置（最大オーバーラップ位置）に制御される。そして、デューティを０〜100 ％の間で変化させることで、フロント側の油圧とリア側の油圧とのバランスが変化し、最遅角位置と最進角位置との間の目標位置に制御することができるようになっている。
【００５８】
尚、図９において、符号「７１」は油圧源（機関駆動される油圧ポンプ）を示し、符号「７２」はスプール弁７０からのドレイン通路を示す。
ところで、上記可変動弁装置においては、目標のバルブ特性（目標作動角、目標カムシャフト回転位相）を得るべく、コントローラ１０２がアクチュエータ１０１及びリニアソレノイド６９を制御するが、実際の作動角及びカムシャフト回転位相を検出した結果に基づいてアクチュエータ１０１及びリニアソレノイド６９をフィードバック制御するようになっており、以下に、作動角（制御シャフト１６の実際の回転位置）及びカムシャフト回転位相を検出する構成について説明する。
【００５９】
前記作動角及びカムシャフト回転位相の検出のために、前記ロッカアーム１８又は揺動カム２０が所定の揺動位置になったときに検出信号を出力する揺動位置センサ１１６を設けてある。
【００６０】
前記揺動位置センサ１１６は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記ロッカアーム１８の一端部１８ｂ（パターン２）、前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃ（パターン３）、又は、揺動カム２０の揺動支点（カムシャフト１３）を挟んでピン２９と略対向する位置（パターン１）のいずれかに設けられた突起部１１７と、前記ロッカアーム１８又は揺動カム２０の揺動途中で前記突起部１１７が横切る位置に固定されるホール素子ＩＣセンサ等の非接触式センサ１１８とから構成される。
【００６１】
即ち、前記揺動位置センサ１１６は、図１１に示すように、吸気弁のリフト前に検出信号ＢＳ（１回目の検出信号）を出力すると共に、リフト後にも検出信号ＡＳ（２回目の検出信号）を出力する構成であって、カムシャフト１３の１回転当たり２回検出信号を出力する。しかも、前記２回の検出信号は、最大リフト位置を中心として前後に同じ角度だけ離れた位置で出力される。
【００６２】
一方、クランク角センサ１０３からの基準信号ＲＥＦは、カムシャフト１３の１回転当たり１回出力され、揺動位置センサ１１６の検出信号ＢＳ，ＡＳと前記基準信号ＲＥＦとの出力タイミングは、図１２に示すようになる。
【００６３】
ここで、揺動位置センサ１１６の検出信号ＢＳ，ＡＳの位相差が機械的な関係から作動角に一意に対応し、基準信号ＲＥＦと揺動位置センサ１１６の各検出信号ＢＳ，ＡＳそれぞれとの位相差Ｄ１，Ｄ２（°）を計測させる構成とした場合、カムシャフト１３の回転位相を固定とすると、図１３に示すように吸気弁の作動角に対応して前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）が変化する。
【００６４】
前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）は、カムシャフト１３の回転位相に応じて変化するが、前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）の差分（Ｄ２−Ｄ１）として求められる検出信号ＢＳ，ＡＳの位相差は、前述のように、機械的な関係から作動角に一意に対応するので、前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）を計測してその差分を求めれば、作動角を検出することができる。
【００６５】
また、前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）は、カムシャフト１３の回転位相に応じて変化するが、リフト量が変化しても開弁期間の中央位置がカムシャフト１３の所定回転位置に固定であるので（図１１参照）、前記位相差Ｄ１，Ｄ２（°）と作動角とに基づき、クランクシャフトの基準角度位置から、開弁期間の中央位置であるカムシャフト１３の所定回転位置までの位相差、即ち、カムシャフト１３の回転位相を求めることができる。
【００６６】
そこで、本実施の形態では、基準信号ＲＥＦの発生時点において０リセットさせたカウンタｔを、前記ポジション信号ＰＯＳ毎にカウントアップさせ、揺動位置センサ１１６からの１回目の検出信号（検出信号ＢＳ）が発生した時点でのカウンタｔの値を前記位相差Ｄ１に相当する値として読取り、更に、揺動位置センサ１１６からの２回目の検出信号（検出信号ＡＳ）が発生した時点でのカウンタｔの値を前記位相差Ｄ２に相当する値として読取り、前記位相差Ｄ１，Ｄ２の差分Ｄ２−Ｄ１から作動角を検出する一方、該検出された作動角と前記位相差Ｄ１（又は位相差Ｄ２）とに基づいてカムシャフト１３の回転位相を検出するよう構成されている（図１２参照）。
【００６７】
図１４のフローチャートは、前記揺動位置センサ１１６及びクランク角センサ１０３を用いた作動角・カムシャフト回転位相の検出の様子を詳細に示すものである。
【００６８】
まず、Ｓ１１では、基準信号ＲＥＦの発生の有無を判別する。
そして、基準信号ＲＥＦが発生すると、Ｓ１２へ進み、カウンタｔを０にリセットする。
【００６９】
Ｓ１３では、単位角度信号ＰＯＳが出力される毎に、前記カウンタｔをカウントアップさせる。
Ｓ１４では、前記揺動位置センサ１１６からの１回目の検出信号（検出信号ＢＳ）の発生を判別する。前記揺動位置センサ１１６から検出信号（検出信号ＢＳ）が出力されるまでは、Ｓ１３に戻って前記カウンタｔのカウントアップを継続させ、前記揺動位置センサ１１６から１回目の検出信号（検出信号ＢＳ）が出力されると、Ｓ１５へ進む。
【００７０】
Ｓ１５では、そのときのカウンタｔの値を、前記位相差Ｄ１に相当する値として求める（第１，第２の位相差検出手段）。
次のＳ１６では、前記揺動位置センサ１１６から２回目に出力される検出信号（検出信号ＡＳ）に備えて、単位角度信号ＰＯＳが出力される毎にカウンタｔをカウントアップさせ、Ｓ１７では、前記揺動位置センサ１１６からの検出信号（検出信号ＡＳ）の発生を判別する。
【００７１】
そして、前記揺動位置センサ１１６から検出信号（検出信号ＡＳ）が出力されると、Ｓ１８へ進み、そのときのカウンタｔの値を、前記位相差Ｄ２に相当する値として求め（第１，第２の位相差検出手段）、次のＳ１９では、前記位相差Ｄ１，Ｄ２の差分（Ｄ２−Ｄ１）から吸気弁の作動角を求める（第１の位相差検出手段、作動角検出手段）。
【００７２】
Ｓ２０では、上記Ｓ１９で検出された作動角と前記位相差Ｄ１（第２の位相差検出手段）とに基づいて、クランクシャフトに対するカムシャフト１３の回転位相を検出する（回転位相検出手段）。
【００７３】
上記構成によると、作動角は、前記位相差Ｄ２が計測される毎に検出されることになるが、下記のような構成とすることで、作動角の更新機会を増やすことができる。
【００７４】
本実施の形態においては、図９に示すように、前記制御シャフト１６の一端部に軸支された前記従動ギヤ９０の歯を非接触に検出するギヤセンサ１０６を設ける。前記ギヤセンサ１０６は、従動ギヤ９０が回転してギヤセンサ１０６が設けられる部分を横切ると、パルス信号（モータギヤ信号）を発生するようになっている。尚、前記ギヤセンサ１０６として、ホール素子ＩＣセンサを用いることができる。
【００７５】
そして、前記コントローラ１０２は、図１５〜図１７のフローチャートに示すようにして、前記位相差Ｄ２に基づく作動角が検出される間において、前記ギヤセンサ１０６の検出信号に基づき作動角を更新する。
【００７６】
図１５のフローチャートは、一定周期ＳＴ(ms)毎に実行されるようになっており、Ｓ３１では、前記ギヤセンサ１０６で検出される歯数のカウント値Ｃを読み込む。
【００７７】
前記カウント値Ｃは、歯数計数手段としての図１６のフローチャートによってカウントアップ又はカウントダウンされる。図１６のフローチャートは、ギヤセンサ１０６から歯の検出信号が出力される毎に実行されるようになっており、Ｓ４１では、アクチュエータ１０１が作動角を増大させる方向に制御されているか、逆に、作動角を減少させる方向に制御されているかを判断する。かかる判断は、例えば前記アクチュエータ１０１が電気式のものであれば、電流の向きによって行える。
【００７８】
Ｓ４１で、作動角を増大させる方向に制御されていると判断されたときには、Ｓ４２へ進み、カウント値Ｃを１だけカウントアップさせ、Ｓ４１で、作動角を減少させる方向に制御されていると判断されたときには、Ｓ４３へ進み、カウント値Ｃを１だけカウントダウンさせる。
【００７９】
ギヤセンサ１０６は、従動ギヤ９０の歯を検出するものであり、従動ギヤ９０の歯は一定間隔で設けられているので、前記カウント値Ｃは制御シャフト１６がどれだけ回転したかを示すことになり、更に、制御シャフト１６の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンさせることで、前記カウント値Ｃは、制御シャフト１６がどちらの方向にどれだけ回転したかを示す値となる。
【００８０】
図１５のフローチャートのＳ３１で前記カウント値Ｃを読み込むと、Ｓ３２では、最新にＳ３１で読み込んだカウント値Ｃと基準値Coldとの偏差ΔＣを演算し、次のＳ３３では、今回Ｓ３１で読み込んだカウント値Ｃを基準値Coldにセットする。
【００８１】
前記偏差ΔＣは、基準値Coldを更新した時点から今回までの制御シャフト１６の回転角を示すものであり、前記ΔＣに従動ギヤ９０の歯の間隔角度を乗算すれば実際の回転角が求められ、更に、制御シャフト１６の回転角と吸気弁の作動角とは略比例するから、作動角の変化分を前記偏差ΔＣから求めることができる。
【００８２】
そこで、次のＳ３４では、直前の作動角の検出値に、前記偏差ΔＣに定数ｋを乗算して作動角の変化分に換算した値を加算し、作動角の検出値を更新する（作動角更新手段）。
【００８３】
前記偏差ΔＣのみでは、作動角の変化分しか検出できないが、前記位相差Ｄ１，Ｄ２の差分（Ｄ２−Ｄ１）から吸気弁の作動角が求められるので、差分（Ｄ２−Ｄ１）に基づいて作動角を検出してから、次に、差分（Ｄ２−Ｄ１）に基づいて作動角が検出されるまでの間における作動角の変化を、上記のようにして検出できる。
【００８４】
ここで、差分（Ｄ２−Ｄ１）に基づく作動角の検出は、前記図１５のフローチャートの実行周期に同期することなく行われるので、図１７のフローチャートに示すように、差分（Ｄ２−Ｄ１）に基づく作動角の検出毎に、前記カウント値Ｃ，Ｃoldをリセットし、差分（Ｄ２−Ｄ１）に基づいて検出された最新の作動角を基準として、ギヤの歯数に基づく作動角の更新を行わせる。
【００８５】
図１７のフローチャートにおいて、Ｓ６１では、前記図１４に示したルーチンによって作動角の検出を行わせ、Ｓ６２では、前記図１４に示したルーチンのＳ２０で作動角の検出が行われたか否かを判別する。
【００８６】
前記図１４に示したルーチンで作動角の検出が行われると、Ｓ６３へ進み、前記カウント値Ｃ，Ｃoldをゼロリセットする。
上記カウント値Ｃ，Ｃoldのゼロリセットにより、前記図１６に示すルーチンでは、前記図１４に示したルーチンによる作動角の検出が行われてからの制御シャフト１６の回転角がカウントされることになり、該カウント結果に基づいて前記図１５のフローチャートに従って周期ＳＴ毎に作動角が更新される。（図１８参照）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様における可変動弁装置を示す断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）。
【図２】上記可変動弁装置の側面図。
【図３】上記可変動弁装置の平面図。
【図４】上記可変動弁装置に使用される偏心カムを示す斜視図。
【図５】上記可変動弁装置における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図６】上記可変動弁装置の低速低負荷時の作用を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）。
【図７】上記可変動弁装置の高速高負荷時の作用を示す断面図（図２のＢ−Ｂ練断面図）。
【図８】上記可変動弁装置のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図９】上記可変動弁装置における制御シャフトの駆動機構及び可変バルブタイミング機構を示す図。
【図１０】作動角の絶対値検出に用いる揺動位置センサを示す図。
【図１１】カムシャフトと揺動角度との関係、及び、前記揺動位置センサの検出位置を示す線図。
【図１２】基準信号ＲＥＦと前記揺動位置センサからの検出信号との相関を示すタイムチャート。
【図１３】基準信号ＲＥＦと前記揺動位置センサからの検出信号との位相差Ｄ１，Ｄ２と作動角との相関を示す線図。
【図１４】揺動位置センサを用いた作動角の検出を示すフローチャート。
【図１５】ギヤセンサを用いた作動角検出の様子を示すフローチャート。
【図１６】ギヤセンサからの検出信号をカウントする制御を示すフローチャート。
【図１７】揺動位置センサを用いた作動角検出毎のリセット動作を示すフローチャート。
【図１８】揺動位置センサとギヤセンサを用いた作動角検出の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１…シリンダヘッド
１２…吸気弁
１３…カムシャフト
１５…カム
１６…制御シャフト
１７…制御カム
１７ａ…厚肉部
１８…ロッカアーム
１８ｂ…一端部
１８ｃ…他端部
１９…バルブリフター
２０…揺動カム
２３…端部
２４ａ…基円面
２４ｂ…カム面
２５…リンクアーム
２５ａ…基部
２５ｂ…突出端
２５ｃ…嵌合穴
２６…リンク部材
２６ａ，２６ｂ…両端部
２１，２８，２９…ピン
６２…位相調整機構
６３…コントロールバルブ
６４…プランジャ
６５…フロント側油圧通路
６６…リア側油圧通路
６７…ヘリカルギヤ
６８…リターンスプリング
６９…リニアソレノイド
７０…スプール弁
９０…従動ギヤ
９１…駆動ギヤ
１０１…アクチュエータ
１０２…コントローラ
１０３…クランク角センサ
１０６…ギヤセンサ
１１６…揺動位置センサ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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