JP2001254639A

JP2001254639A - 内燃機関のバルブ特性制御装置

Info

Publication number: JP2001254639A
Application number: JP2000065033A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Sanpei; 和久三瓶
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】３次元カムを有して構成されるバルブリフト量
可変機構を通じてのリフト量保持制御をより好適に行
う。【解決手段】電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３０によっ
て、エンジン１１の運転状態にあったバルブリフト量が
目標値ＶＬＡとして算出される。吸気バルブ２０のバル
ブ特性は、カムシャフト２２の変位量を検出することに
より、検出値ＶＬＲとして検出される。ＥＣＵ１３０に
よって、検出値ＶＬＡと目標値ＶＬＲとに基づいて、バ
ルブリフト量可変機構（２２ａ，３６）の制御量が駆動
デューティ比ＤＶＬとして算出され、該駆動デューティ
比ＤＶＬによってバルブリフト量可変機構（２２ａ，３
６）が制御される。検出値ＶＬＲの変化量が「０」とな
っても、同検出値ＶＬＲと目標値ＶＬＡとの間に差が存
在する場合には、その時の駆動デューティ比ＤＶＬを保
持指令値ＫＶＬとして学習更新する。

Description

【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バルブ特
性制御装置に係り、詳しくは３次元カムを有して構成さ
れるバルブリフト量可変機構を備えた内燃機関のバルブ
特性制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の各異なった運転条件下におい
てもその機関特性を好適に維持すべく、同機関の運転状
態に応じて機関バルブのバルブタイミングやバルブリフ
ト量等、そのバルブ特性を可変とする機構が従来より知
られている。

【０００３】そして近年、上記バルブリフト量を可変と
する機構としては、カムシャフトを軸方向に変位可能に
設計し、カムシャフトに設けられたカムのカム山をその
軸方向の一端から他端へ連続的に変化するように形成し
た、いわゆる３次元カムを用いたものも提案されてい
る。このような３次元カムを用いたバルブリフト量可変
機構によれば、機関の運転状態に応じて、例えば油圧駆
動式のアクチュエータによりカムシャフトをその軸方向
に変位させることで、同バルブリフト量を連続的に変化
させることができるようになる。

【０００４】一方、こうした３次元カムを有して構成さ
れるバルブリフト量可変機構を制御する装置としては、
例えば特開平１１−７２０３１号公報に記載された装置
が知られている。この装置では、吸気系のカムシャフト
に対して、その軸線方向へ直線状に延びる基準用被検出
部と同軸線方向に螺旋状に延びる移動量用被検出部との
２種の被検出部をそれぞれ設けるとともに、その近傍に
は、同カムシャフトの回転に伴う上記各被検出部の通過
に対応してパルスを発生する電磁ピックアップを設け
て、可変制御されるバルブリフト量を監視するようにし
ている。

【０００５】すなわちこの場合、カムシャフトがその軸
線方向に移動することにより、上記基準用被検出部の通
過に対応して電磁ピックアップから発生されるパルスに
対する上記移動量用被検出部の通過に対応して同電磁ピ
ックアップから発生されるパルスの発生タイミングが変
化する。そこで、この発生タイミングの変化を監視する
ことで、カムシャフトの軸線方向への変位位置、すなわ
ちバルブリフト量を正確に検出することができるように
なる。そして同装置では、この検出されるバルブリフト
量が機関運転状態に応じて算出される同バルブリフト量
について目標値に収束されるように、カムシャフトの変
位位置をフィードバック制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記装置
によれば、バルブリフト量が正確に監視、検出されつ
つ、その検出される値をもとにしたバルブリフト量可変
機構のフィードバック制御が行われる。

【０００７】ところで、上記検出されるバルブリフト量
が目標値に達した後、そのリフト量を維持するために
は、カムシャフトの変位位置を保持する保持制御が行わ
れる。ただし、カムシャフトの軸方向への変位を油圧駆
動式のアクチュエータによって行う同従来の装置にあっ
ては、この保持制御に際しての以下のような問題も無視
できないものとなっている。

【０００８】すなわち通常、上記油圧駆動式のアクチュ
エータを構成する油圧制御弁等の出力特性には公差や経
時変化が含まれている。また、同出力特性は、機関運転
状態によっても異なる。すなわち、ポンプにより得られ
る油圧が、機関の回転速度や暖機状態に応じて異なるよ
うになり、その油圧の違いが、アクチュエータ各部材の
出力特性を変えてしまうようになる。このため、このよ
うな状況の中で上記保持制御を行ったとしても、油圧制
御弁に対する制御指令値とその実際の出力特性とが必ず
しも正確に対応するとは限らず、場合によっては、保持
位置にずれを生じたり、上記フィードバック制御に伴う
制御ハンチング等をも起こしかねないものとなってい
る。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、３次元カムを有して構成されるバル
ブリフト量可変機構を通じてのリフト量保持制御をより
好適に行うことのできる内燃機関のバルブ特性制御装置
を提供することにある。

【００１０】また本発明の目的は、上記保持制御に対
し、極めて望ましいかたちで学習制御の適合を図ること
のできる内燃機関のバルブ特性制御装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１記載の発明は、カムプロフィールがカム軸方向に連
続的に変化する３次元カムが設けられたカムシャフトを
有し、油圧供給手段からの油圧供給に基づく同カムシャ
フトのカム軸方向への変位位置に応じて機関バルブのバ
ルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、
機関の運転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を
算出する目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出
する検出手段と、前記検出手段によって検出される検出
値が前記目標値算出手段によって算出される目標値近傍
となったときのバルブリフト量が保持されるように、前
記油圧供給手段による油圧供給を制御する保持制御手段
と、前記検出値がある状態を継続するとき、同検出値と
そのときの目標値とを比較して前記保持制御手段の制御
指令値を評価し、その評価に基づいて該制御指令値を修
正するための学習制御を行う学習制御手段とを備えるこ
とをその要旨とする。

【００１２】上記構成によれば、保持制御手段に対する
制御指令値、すなわち保持指令値の評価のもとにこれを
学習更新するようにしたことで、油圧供給系の出力特性
に公差や経時変化等が含まる場合であっても、同保持指
令値として常に適切な値を得ることができるようにな
る。また、こうして適切な保持指令値に絶えず学習更新
されることで、保持制御に速やかに移行可能ともなる。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記学習制御手段は、前記バルブリフト量
が相対的に小さくなる方向に前記バルブリフト量可変機
構を制御するための制御指令値をその学習初期値として
記憶する初期値記憶手段を備えて構成されることをその
要旨とする。

【００１４】最初に開始された学習が一旦完了するまで
の間、または故障復帰後に学習が一旦完了するまでの間
で、保持制御の結果が不良となりバルブリフトが一時的
に過大な状態となることがある。そしてその場合には、
一時的に燃焼室における混合気の燃焼が不安定となり、
失火やエンジンストールの発生に至ることもある。

【００１５】この点、上記構成によれば、保持指令値の
学習初期値として、バルブリフト量が相対的に小さくな
るようにバルブリフト量可変機構を制御するための指令
値を初期値記憶手段に確保するようにしたことで、この
問題を回避できるようになる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の発明において、当該機関の温度が所定温度以上の
ときにのみ、前記学習制御手段による学習値の更新を許
可する学習値更新許可手段を更に備えることをその要旨
とする。

【００１７】機関温度（例えば油温や水温）に対する実
際の保持指令値は、低温側と高温側とで高く、中間温度
領域では低くなる傾向にある。この点、上記構成によれ
ば、学習制御による保持指令値の学習更新が、当該機関
の機関温度が所定温度以上のときにのみ許容されるた
め、所定温度以上、すなわち高温側でのみその学習更新
が許容された保持指令値は、低温側においてもその実際
の保持指令値と近似したものとなる。したがって、次回
の始動時又は冷間時において用いられる保持指令値も適
正な値となる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明において、前記算出されるバルブリ
フト量の目標値が前記バルブリフト量可変機構の可変限
度近傍となるとき、前記学習制御手段による学習値の更
新を禁止する禁止手段を更に備えることをその要旨とす
る。

【００１９】バルブリフト可変機構の可変限界近傍にお
いては、機構上の制約から同機構が一旦動かなくなるこ
とがある。しかも、各バルブリフト量可変機構にはそれ
ぞれ個体差が存在するために、かかるバルブリフト量の
制御幅にバラツキが生じ得る。したがって、同可変限界
近傍においては、学習制御手段によって適切でない保持
指令値が学習されてしまうおそれがある。

【００２０】この点、上記構成によれば、バルブリフト
量可変機構の可変限度近傍において、学習制御手段によ
る学習値の更新を禁止する禁止手段を設けることで、上
述した問題を回避することができるようになる。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明において、前記算出されるバルブリ
フト量の目標値が前記バルブリフト量可変機構の可変限
度近傍となるとき、前記学習制御手段による学習値の更
新を制限する制限手段を更に備えることをその要旨とす
る。

【００２２】バルブリフト可変機構の可変限界近傍にお
いて学習制御手段による学習が適切なものでなくなるお
それがあることは上述したとおりであるが、上記構成に
よれば、バルブリフト量可変機構の可変限度近傍におい
て、学習制御手段による学習値の更新を制限する制限手
段を設けることで、こうした問題を回避しつつ学習制御
を行うことができるようになる。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の発明において、前記学習制御手段は、当
該機関の冷間域と温間域との各別の温度域において各別
に学習値の更新を行うものであり、その中間の温度域に
ついては、それら学習値の補間を行うことをその要旨と
する。

【００２４】リフト量可変アクチュエータの作動に油圧
駆動式のアクチュエータを用いる場合には、作動油の温
度によってその粘性係数が変化するなどの理由から、保
持指令値も当該機関の温度によって異なったものとな
る。

【００２５】この点、上記構成によれば、学習制御手段
による保持指令値の修正を、当該機関の冷間域と当該機
関の温間域とに分けて行うようにすることで、同冷間域
と温間域とでバルブリフト量制御を好適に行うことがで
きるようになる。また、上記冷間域と前記温間域との中
間の領域における保持指令値として、上記２つの領域に
おける保持指令値を補間した値を算出することで、この
中間領域においてもバルブリフト量制御を好適に行うこ
とができる。

【００２６】請求項７記載の発明は、カムプロフィール
がカム軸方向に連続的に変化する３次元カムが設けられ
たカムシャフトを有し、第１の油圧供給手段からの油圧
供給に基づく同カムシャフトのカム軸方向への変位位置
に応じて機関バルブのバルブリフト量を可変とするバル
ブリフト量可変機構と、第２の油圧供給手段からの油圧
供給に基づく前記カムシャフトと機関出力軸との相対回
転位相の変更に応じて前記機関バルブのバルブタイミン
グを可変とするバルブタイミング可変機構と、機関の運
転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を算出する
第１の目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出す
る第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出
される第１検出値が前記目標値算出手段によって算出さ
れる目標値近傍となったときのバルブリフト量が保持さ
れるように、前記油圧供給手段による油圧供給を制御す
る第１の保持制御手段と、前記第１検出値がある状態を
継続するとき、同第１検出値とそのときの目標値とを比
較して前記第１の保持制御手段の制御指令値を評価し、
その評価に基づいて該制御指令値を修正するための学習
制御を行う第１の学習制御手段と、機関の運転状態に応
じて前記バルブタイミングの目標値を算出する第２の目
標値算出手段と、前記バルブタイミングを検出する第２
の検出手段と、前記第２の検出手段によって検出される
第２検出値が前記第２の目標値算出手段によって算出さ
れる目標値近傍となったときのバルブタイミングが保持
されるように、前記油圧供給手段による油圧供給を制御
する第２の保持制御手段と、前記第２検出値がある状態
を継続するとき、同第２検出値とそのときの目標値とを
比較して前記第２の保持制御手段の制御指令値を評価
し、その評価に基づいて該制御指令値を修正するための
学習制御を行う第２の学習制御手段とを備え、前記バル
ブリフト量可変機構の学習制御時には前記バルブタイミ
ング可変機構を固定制御し、前記バルブタイミング可変
機構の学習制御時には前記バルブリフト量可変機構を固
定制御することをその要旨とする。

【００２７】通常、上記可変動弁機構によれば、請求項
１に記載した３次元カムを用いた可変動弁機構と、上記
構成にてバルブタイミングを可変とするバルブタイミン
グ可変機構とを組み合わせて用いる場合には、上記保持
指令値の学習制御を正確に行うことが困難となることが
ある。

【００２８】この点、上記構成によれば、上記２つの機
構の保持指令値の学習制御を行う際、学習制御の対象と
ならない側の機構を強制的に固定制御することで、これ
ら各機構の保持指令値の学習制御を正確に行うことがで
きるようになる。

【００２９】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、前記バルブリフト量可変機構の学習制御時
における前記バルブタイミング可変機構の固定制御は、
前記バルブタイミングの最遅角側にて行われ、前記バル
ブタイミング可変機構の学習制御時における前記バルブ
リフト量可変機構の固定制御は、前記バルブリフト量の
最低リフト側にて行われることをことをその要旨とす
る。

【００３０】上記構成によれば、バルブリフト量可変機
構の学習制御時にバルブタイミングを最遅角側にて、ま
た、バルブタイミング可変機構の学習制御時にバルブリ
フト量を最低リフト量側にて、固定制御することで、学
習制御時にバルブオーバーラップ量が過大になることを
好適に回避することができるようになる。

【００３１】請求項９記載の発明は、カムプロフィール
がカム軸方向に連続的に変化する３次元カムが設けられ
たカムシャフトを有し、第１の油圧供給手段からの油圧
供給に基づく同カムシャフトのカム軸方向への変位位置
に応じて機関バルブのバルブリフト量を可変とするバル
ブリフト量可変機構と、第２の油圧供給手段からの油圧
供給に基づく前記カムシャフトと機関出力軸との相対回
転位相の変更に応じて前記機関バルブのバルブタイミン
グを可変とするバルブタイミング可変機構と、機関の運
転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を算出する
第１の目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出す
る第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出
される第１検出値が前記目標値算出手段によって算出さ
れる目標値近傍となったときのバルブリフト量が保持さ
れるように、前記油圧供給手段による油圧供給を制御す
る第１の保持制御手段と、前記第１検出値がある状態を
継続するとき、同第１検出値とそのときの目標値とを比
較して前記第１の保持制御手段の制御指令値を評価し、
その評価に基づいて該制御指令値を修正するための学習
制御を行う第１の学習制御手段と、機関の運転状態に応
じて前記バルブタイミングの目標値を算出する第２の目
標値算出手段と、前記バルブタイミングを検出する第２
の検出手段と、前記第２の検出手段によって検出される
第２検出値が前記第２の目標値算出手段によって算出さ
れる目標値近傍となったときのバルブタイミングが保持
されるように、前記油圧供給手段による油圧供給を制御
する第２の保持制御手段と、前記第２検出値がある状態
を継続するとき、同第２検出値とそのときの目標値とを
比較して前記第２の保持制御手段の制御指令値を評価
し、その評価に基づいて該制御指令値を修正するための
学習制御を行う第２の学習制御手段とを備え、前記第１
の学習制御手段による学習制御が正常になされることを
条件に前記第２の学習制御手段による学習制御を行うこ
とをその要旨とする。

【００３２】上記構成によれば、バルブリフト量可変機
構の学習制御が優先して実行されることで、同バルブリ
フト量可変機構を通じた保持制御についての早期の安定
化が図られるようになる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関のバルブ
特性制御装置を具体化した一実施形態について図１〜図
８に従って説明する。

【００３４】図１には内燃機関として直列４気筒の車載
用ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）
１１が示されている。エンジン１１は、往復移動するピ
ストン１２が設けられたシリンダブロック１３と、シリ
ンダブロック１３の下側に設けられたオイルパン１３ａ
と、シリンダブロック１３の上側に設けられたシリンダ
ヘッド１４とを備えている。

【００３５】このエンジン１１の下部には出力軸である
クランクシャフト１５が回転可能に支持され、同クラン
クシャフト１５にはコンロッド１６を介してピストン１
２が連結されている。そして、ピストン１２の往復移動
は、コンロッド１６によって、クランクシャフト１５の
回転へと変換されるようになっている。また、ピストン
１２の上側には燃焼室１７が設けられ、この燃焼室１７
には吸気通路１８および排気通路１９が接続されてい
る。そして、吸気通路１８と燃焼室１７とは吸気バルブ
２０により連通・遮断され、排気通路１９と燃焼室１７
とは排気バルブ２１により連通・遮断されるようになっ
ている。

【００３６】一方、シリンダヘッド１４には、吸気側カ
ムシャフト２２および排気側カムシャフト２３が平行に
設けられている。吸気側カムシャフト２２は回転可能か
つ軸方向へ移動可能にシリンダヘッド１４上に支持され
ており、排気側カムシャフト２３は回転可能であるが軸
方向には移動不可能にシリンダヘッド１４上に支持され
ている。

【００３７】吸気側カムシャフト２２の一端部には、タ
イミングプーリ２４ａを備えたバルブタイミング可変ア
クチュエータ２４が設けられ、他端部には吸気側カムシ
ャフト２２を軸方向へ移動させるためのリフト量可変ア
クチュエータ２２ａが設けられている。また、排気側カ
ムシャフト２３の一端部にはタイミングプーリ２５が取
り付けられている。このタイミングプーリ２５およびバ
ルブタイミング可変アクチュエータ２４のタイミングプ
ーリ２４ａは、タイミングベルト２６を介して、クラン
クシャフト１５に取り付けられたプーリ１５ａに連結さ
れている。そして、駆動側回転軸としてのクランクシャ
フト１５の回転がタイミングベルト２６を介して、従動
側回転軸としての吸気側カムシャフト２２および排気側
カムシャフト２３に伝達されることによって、それら吸
気側カムシャフト２２および排気側カムシャフト２３が
クランクシャフト１５の回転に同期して回転するように
なっている。

【００３８】吸気側カムシャフト２２には、吸気バルブ
２０の上端に当接する吸気カム２７が設けられ、排気側
カムシャフト２３には、排気バルブ２１の上端に当接す
る排気カム２８が設けられている。そして、吸気側カム
シャフト２２が回転すると、吸気カム２７により吸気バ
ルブ２０が開閉駆動され、排気側カムシャフト２３が回
転すると、排気カム２８により排気バルブ２１が開閉駆
動されるようになっている。

【００３９】ここで、排気カム２８のカムプロフィール
は排気側カムシャフト２３の軸方向に対して一定となっ
ているが、吸気カム２７のカムプロフィールは、図２に
示すごとく吸気側カムシャフト２２の軸方向に連続的に
変化している。すなわち、吸気カム２７は前述した３次
元カムとして構成されている。

【００４０】そして、吸気側カムシャフト２２が矢印Ａ
方向へ移動すると、吸気カム２７による吸気バルブ２０
のバルブリフト量が徐々に大きくなるとともに、吸気バ
ルブ２０の開弁時間が徐々に長くなる。また、矢印Ａ方
向とは逆方向に吸気側カムシャフト２２が移動すると、
吸気カム２７による吸気バルブ２０のバルブリフト量が
徐々に小さくなるとともに、吸気バルブ２０の開弁時間
が徐々に短くなる。したがって、吸気側カムシャフト２
２をその軸方向へ移動させることにより、吸気バルブ２
０の開弁時間およびバルブリフト量の調整を行うことが
できる。

【００４１】なお、本実施形態にかかるバルブリフト量
可変機構は、上記リフト量可変アクチュエータ２２ａ及
び、第１のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）３６を
備えて構成される。

【００４２】次に、吸気側カムシャフト２２をその軸方
向へ移動させるためのリフト量可変アクチュエータ２２
ａ、および、そのリフト量可変アクチュエータ２２ａを
油圧により駆動するための給油構造について図３に基づ
き説明する。

【００４３】図３に示すように、リフト量可変アクチュ
エータ２２ａは、筒状をなすシリンダチューブ３１と、
シリンダチューブ３１内に設けられたピストン３２と、
シリンダチューブ３１の両端開口部を塞ぐように設けら
れた一対のエンドカバー３３とから構成されている。こ
のシリンダチューブ３１はシリンダヘッド１４に固定さ
れている。

【００４４】ピストン３２には一方のエンドカバー３３
を貫通した補助シャフト３３ａを介して吸気側カムシャ
フト２２が連結されている。なお補助シャフト３３ａと
吸気側カムシャフト２２との間は転がり軸受３３ｂが介
在し、リフト量可変アクチュエータ２２ａは、回転する
吸気側カムシャフト２２を補助シャフト３３ａと転がり
軸受３３ｂとを介して回転軸方向に円滑に駆動できるよ
うにしている。

【００４５】シリンダチューブ３１内は、ピストン３２
により第１圧力室３１ａおよび第２圧力室３１ｂに区画
されている。第１圧力室３１ａには、一方のエンドカ
バー３３に形成された第１給排通路３４が接続され、第
２圧力室３１ｂには、他方のエンドカバー３３に形成さ
れた第２給排通路３５が接続されている。

【００４６】そして、第１給排通路３４または第２給排
通路３５を介して、第１圧力室３１ａと第２圧力室３１
ｂとに対し選択的に作動油を供給すると、ピストン３２
は吸気側カムシャフト２２の軸方向へ移動する。このピ
ストン３２の移動に伴い、吸気側カムシャフト２２もそ
の軸方向へ移動する。

【００４７】第１給排通路３４および第２給排通路３５
は、第１のオイルコントロールバルブ３６に接続されて
いる。この第１のオイルコントロールバルブ３６には供
給通路３７および排出通路３８が接続されている。そし
て、供給通路３７はクランクシャフト１５の回転に伴っ
て駆動されるオイルポンプＰを介して前記オイルパン１
３ａに接続されており、排出通路３８はオイルパン１３
ａに直接接続されている。

【００４８】第１のオイルコントロールバルブ３６はケ
ーシング３９を備え、ケーシング３９には、第１給排ポ
ート４０、第２給排ポート４１、第１排出ポート４２、
第２排出ポート４３、および供給ポート４４が設けられ
ている。これら第１給排ポート４０には第２給排通路３
５が接続され、第２給排ポート４１には第１給排通路３
４が接続されている。更に、供給ポート４４には上記供
給通路３７が接続され、第１排出ポート４２および第２
排出ポート４３には上記排出通路３８が接続されてい
る。また、ケーシング３９内には、４つの弁部４５を有
してコイルスプリング４６および電磁ソレノイド４７に
よりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール４８が設け
られている。

【００４９】そして、電磁ソレノイド４７の消磁状態に
おいては、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性
力によりケーシング３９の一端側（図３における右側）
に配置されて、第１給排ポート４０と第１排出ポート４
２とが連通し、第２給排ポート４１と供給ポート４４と
が連通する。この状態では、オイルパン１３ａ内の作動
油が供給通路３７、第１のオイルコントロールバルブ３
６および第１給排通路３４を介して、第１圧力室３１ａ
へ供給される。また、第２圧力室３１ｂ内にあった作動
油が第２給排通路３５、第１のオイルコントロールバル
ブ３６および排出通路３８を介してオイルパン１３ａ内
へ戻される。その結果、ピストン３２および吸気側カム
シャフト２２が矢印Ａと逆方向へ移動する。

【００５０】一方、電磁ソレノイド４７が励磁されたと
きには、スプール４８がコイルスプリング４６の弾性力
に抗してケーシング３９の他端側（図３において左側）
に配置されて、第２給排ポート４１が第２排出ポート４
３と連通し、第１給排ポート４０が供給ポート４４と連
通する。この状態では、オイルパン１３ａ内の作動油が
供給通路３７、第１のオイルコントロールバルブ３６お
よび第２給排通路３５を介して第２圧力室３１ｂへ供給
される。また、第１圧力室３１ａ内にあった作動油が第
１給排通路３４、第１のオイルコントロールバルブ３６
および排出通路３８を介してオイルパン１３ａ内に戻さ
れる。その結果、ピストン３２および吸気側カムシャフ
ト２２が矢印Ａ方向へ移動する。

【００５１】更に、電磁ソレノイド４７への給電を制御
し、スプール４８をケーシング３９の中間に位置させる
と、第１給排ポート４０および第２給排ポート４１が閉
塞され、それら給排ポート４０，４１を通じての作動油
の移動が禁止される。この状態では、第１圧力室３１ａ
および第２圧力室３１ｂに対して作動油の給排が行われ
ず、第１圧力室３１ａおよび第２圧力室３１ｂ内に作動
油が充填保持されて、ピストン３２および吸気側カムシ
ャフト２２が固定される。

【００５２】次に、吸気バルブ２０の開閉タイミングを
調整するための上記バルブタイミング可変アクチュエー
タ２４について図４に基づき詳しく説明する。図４に示
すように、バルブタイミング可変アクチュエータ２４は
タイミングプーリ２４ａを備える。このタイミングプー
リ２４ａは吸気側カムシャフト２２が貫通する筒部５１
と、筒部５１の外周面から突出する円板部５２と、円板
部５２の外周面に設けられた複数の外歯５３とを備えて
いる。上記タイミングプーリ２４ａの筒部５１は、シリ
ンダヘッド１４の軸受部１４ａに回転可能に支持されて
いる。そして、吸気側カムシャフト２２は、その軸方向
へ摺動して移動できるように筒部５１を貫通している。

【００５３】また、吸気側カムシャフト２２の先端部を
覆うように設けられたインナギヤ５４が、ボルト５５に
より固定されている。このインナギヤ５４は図５に示す
ごとく、斜歯の大径ギヤ部５４ａと、同じく斜歯の小径
ギヤ部５４ｂとが２段に形成された構成をなしている。

【００５４】更に、インナギヤ５４の小径ギヤ部５４ｂ
には、斜歯の外歯５６ａと同じく斜歯の内歯５６ｂとを
備えたサブギヤ５６が、その内歯５６ｂにて、図４に示
すごとく噛み合わされている。この噛み合せの際には、
インナギヤ５４とサブギヤ５６との間にリング状のスプ
リングワッシャ５７が配置され、サブギヤ５６をインナ
ギヤ５４から離すように軸方向に付勢している。なお、
インナギヤ５４とサブギヤ５６との外径は同一であり、
それぞれその斜歯の斜度は、以下に説明するベーンロー
タ６１の対応する箇所に設けられたヘリカルスプライン
６１ｂに結合可能な斜度となっている。

【００５５】タイミングプーリ２４ａの円板部５２に
は、複数のボルト５８（ここでは４本のボルト）によ
り、ハウジング５９と、ハウジング５９の内部の内、後
述する第１圧力室７０および第２圧力室７１とを密閉す
るカバー６０とが取り付けられている。なお、カバー６
０の中心には、後述する円筒状空間６１ｃを開放して吸
気側カムシャフト２２の軸方向への摺動を円滑に行うた
めの穴部６０ａが設けられている。

【００５６】図６に、上記ボルト５８、カバー６０およ
びボルト５５を取り外してハウジング５９の内部を図４
において左から見た状態を示す。なお、図４のバルブタ
イミング可変アクチュエータ２４は、図６におけるＢ−
Ｂ線での断面状態を示している。

【００５７】同図６に示されるように、ハウジング５９
は、内周面５９ａから中心方向に向かって突出する複数
の壁部６２，６３，６４，６５（ここでは４つ）を備え
ている。そして、その壁部６２，６３，６４，６５の先
端面に対して、外周面６１ａにて接する円盤状のベーン
ロータ６１が回動可能に配置されている。

【００５８】円盤状のベーンロータ６１の中心部には円
筒状空間６１ｃ（図４）が形成されており、特に本実施
形態にあって、その内周面全体には、吸気側カムシャフ
ト２２の軸方向に対して所定の捩れ角を持つヘリカルス
プライン６１ｂが形成されている。斜歯からなる前述し
たインナギヤ５４の大径ギヤ部５４ａとサブギヤ５６の
外歯５６ａとは共にこのヘリカルスプライン６１ｂに噛
み合わされている。このヘリカルスプライン６１ｂの捩
れ角については、後にその角度設定態様並びに作用につ
いての詳細な説明を行う。

【００５９】一方、これも斜歯からなる前述したサブギ
ヤ５６の内歯５６ｂとインナギヤ５４の小径ギヤ部５４
ｂとの噛み合わせと、スプリングワッシャ５７との作用
によれば、インナギヤ５４の大径ギヤ部５４ａとサブギ
ヤ５６の外歯５６ａとは相対的に逆方向に回動する付勢
力を生じるようになる。このため、ヘリカルスプライン
６１ｂとギヤ５４，５６との間のバックラッシュが吸収
され、ベーンロータ６１に対してインナギヤ５４を高精
度に配置することができると共に、その打音も抑制され
るようになる。

【００６０】また、円盤状のベーンロータ６１は、その
外周面６１ａに、壁部６２，６３，６４，６５の間の空
間に突出して、先端をハウジング５９の内周面５９ａに
接しているベーン６６，６７，６８，６９を備えてい
る。これらのベーン６６，６７，６８，６９が壁部６
２，６３，６４，６５間の空間を区画することにより、
第１圧力室７０と第２圧力室７１とを形成している。

【００６１】上述した構成のバルブタイミング可変アク
チュエータ２４において、エンジンの駆動によりクラン
クシャフト１５が回転し、その回転がタイミングベルト
２６を介してタイミングプーリ２４ａに伝達されると、
タイミングプーリ２４ａおよび吸気側カムシャフト２２
が、調整されている回転位相差状態で一体に回転する。
この吸気側カムシャフト２２の回転に伴なって吸気バル
ブ２０（図１）が開閉駆動されることは、前述したとお
りである。

【００６２】そして、エンジン１１の駆動時に、第１圧
力室７０および第２圧力室７１に対する油圧制御によ
り、ハウジング５９に対してベーンロータ６１を回転方
向に相対的に回動させると、すなわち吸気側カムシャフ
ト２２をクランクシャフト１５に対し進角する側に回転
位相差の調整制御を行うと、吸気バルブ２０の開閉タイ
ミングは早くなる。

【００６３】また、逆に、ハウジング５９に対してベー
ンロータ６１を回転方向とは逆方向に相対的に回動させ
ると、すなわち吸気側カムシャフト２２をクランクシャ
フト１５に対し遅角する側に回転位相差の調整制御を行
うと、吸気バルブ２０の開閉タイミングは遅くなる。

【００６４】なお、吸気バルブ２０は、通常、エンジン
１１の低回転時に開閉タイミングが遅らされ、エンジン
１１の高回転時には開閉タイミングが早められる。これ
はエンジン１１の低回転時にはエンジン回転の安定を図
るとともに、エンジン１１の高回転時には燃焼室１７へ
の混合ガスの吸入効率を向上させるためである。

【００６５】次に、バルブタイミング可変アクチュエー
タ２４にあって、吸気バルブ２０の開閉タイミングを調
整するための、ハウジング５９とベーンロータ６１間の
回転位相差を油圧制御する構造について説明する。

【００６６】図６に示されるように、ハウジング５９の
内部に突出する各壁部６２〜６５の第１圧力室７０側に
は、それぞれ進角用油路開口部８０が開口し、各壁部６
２〜６５の第２圧力室７１側には、それぞれ遅角用油路
開口部８１が開口している。また、進角用油路開口部８
０に接する各壁部６２〜６５の内で円板部５２（図４）
側には、ベーン６６〜６９が進角用油路開口部８０を塞
いでいても、ベーンロータ６１が進角方向に回動する油
圧を与えることができるように、凹部６２ａ〜６５ａが
設けられている。同様に、遅角用油路開口部８１に接す
る各壁部６２〜６５の内で円板部５２（図４）側には、
ベーン６６〜６９が遅角用油路開口部８１を塞いでいて
も、ベーンロータ６１が遅角方向に回動する油圧を与え
ることができるように、凹部６２ｂ〜６５ｂが設けられ
ている。

【００６７】一方、図４に示されるように、各進角用油
路開口部８０は、円板部５２内の進角制御油路８４、筒
部５１内の進角制御油路８６，８８により、筒部５１の
一方の外周溝５１ａに接続されている。また、各遅角用
油路開口部８１は、円板部５２内の遅角制御油路８５、
筒部５１内の遅角制御油路８７，８９により、筒部５１
の他方の外周溝５１ｂに接続されている。

【００６８】また、筒部５１内の遅角制御油路８７から
分岐した潤滑油路９０は筒部５１の内周面５１ｃに設け
られた幅広の内周溝９１に接続している。このことによ
り、遅角制御油路８７内を流れる作動油を、筒部５１の
内周面５１ｃと吸気側カムシャフト２２の端部外周面２
２ｂに潤滑油として導く。

【００６９】筒部５１の一方の外周溝５１ａは、シリン
ダヘッド１４内の進角制御油路９２を介して第２のオイ
ルコントロールバルブ９４に接続され、筒部５１の他方
の外周溝５１ｂはシリンダヘッド１４内の遅角制御油路
９３を介して第２のオイルコントロールバルブ９４に接
続されている。

【００７０】第２のオイルコントロールバルブ９４に
は、供給通路９５および排出通路９６が接続されてい
る。そして、供給通路９５は第１のオイルコントロール
バルブ３６にて用いたと同一のオイルポンプＰを介して
オイルパン１３ａに接続しており、排出通路９６はオイ
ルパン１３ａに直接接続している。したがって、オイル
ポンプＰは、オイルパン１３ａから二つの供給通路３
７，９５へ作動油を送り出すようになっている。

【００７１】第２のオイルコントロールバルブ９４は第
１のオイルコントロールバルブ３６と同様に構成され、
ケーシング１０２、第１給排ポート１０４、第２給排ポ
ート１０６、弁部１０７、第１排出ポート１０８、第２
排出ポート１１０、供給ポート１１２、コイルスプリン
グ１１４、電磁ソレノイド１１６、およびスプール１１
８を備えている。そして、第１給排ポート１０４にはシ
リンダヘッド１４内の遅角制御油路９３が接続され、第
２給排ポート１０６にはシリンダヘッド１４内の進角制
御油路９２が接続されている。また、供給ポート１１２
には供給通路９５が接続され、第１排出ポート１０８お
よび第２排出ポート１１０には排出通路９６が接続され
ている。

【００７２】したがって、電磁ソレノイド１１６の消磁
状態においては、スプール１１８がコイルスプリング１
１４の弾性力によりケーシング１０２の一端側（図４に
おいて右側）に配置されて、第１給排ポート１０４と第
１排出ポート１０８とが連通し、第２給排ポート１０６
が供給ポート１１２と連通する。この状態では、オイル
パン１３ａ内の作動油が、供給通路９５、第２のオイル
コントロールバルブ９４、進角制御油路９２、外周溝５
１ａ、進角制御油路８８、進角制御油路８６、進角制御
油路８４、進角用油路開口部８０、および凹部６２ａ，
６３ａ，６４ａ，６５ａを介して、バルブタイミング可
変アクチュエータ２４の第１圧力室７０へ供給される。
また、バルブタイミング可変アクチュエータ２４の第２
圧力室７１内にあった作動油は、凹部６２ｂ，６３ｂ，
６４ｂ，６５ｂ、遅角用油路開口部８１、遅角制御油路
８５、遅角制御油路８７、遅角制御油路８９、外周溝５
１ｂ、遅角制御油路９３、第２のオイルコントロールバ
ルブ９４、および排出通路９６を介してオイルパン１３
ａ内へ戻される。その結果、ベーンロータ６１がハウジ
ング５９に対して進角方向へ相対回動し、前述したよう
に吸気バルブ２０の開閉タイミングが早められる。

【００７３】一方、電磁ソレノイド１１６が励磁された
ときには、スプール１１８がコイルスプリング１１４の
弾性力に抗してケーシング１０２の他端側（図４におい
て左側）に配置されて、第２給排ポート１０６が第２排
出ポート１１０と連通し、第１給排ポート１０４が供給
ポート１１２と連通する。この状態では、オイルパン１
３ａ内の作動油が、供給通路９５、第２のオイルコント
ロールバルブ９４、遅角制御油路９３、外周溝５１ｂ、
遅角制御油路８９、遅角制御油路８７、遅角制御油路８
５、遅角用油路開口部８１、および凹部６２ｂ，６３
ｂ，６４ｂ，６５ｂを介してバルブタイミング可変アク
チュエータ２４の第２圧力室７１へ供給される。また、
バルブタイミング可変アクチュエータ２４の第１圧力室
７０内にあった作動油は、凹部６２ａ，６３ａ，６４
ａ，６５ａ、進角用油路開口部８０、進角制御油路８
４、進角制御油路８６、進角制御油路８８、外周溝５１
ａ、進角制御油路９２、第２のオイルコントロールバル
ブ９４、および排出通路９６を介してオイルパン１３ａ
内へ戻される。その結果、ベーンロータ６１がハウジン
グ５９に対して遅角方向へ相対回動し、前述したように
吸気バルブ２０の開閉タイミングが遅くされる。

【００７４】更に、電磁ソレノイド１１６への給電を制
御し、スプール１１８をケーシング１０２の中間に位置
させると、第１給排ポート１０４および第２給排ポート
１０６が閉塞され、それら給排ポート１０４，１０６を
通じての作動油の移動が禁止される。この状態では、バ
ルブタイミング可変アクチュエータ２４の第１圧力室７
０あるいは第２圧力室７１に対して作動油の給排が行わ
れず、第１圧力室７０および第２圧力室７１内には作動
油が充填保持されて、ベーンロータ６１はハウジング５
９に対する相対回動は停止する。その結果、吸気バルブ
２０の開閉タイミングは、ベーンロータ６１が固定され
たときの状態に保持される。

【００７５】なお、本実施形態のバルブタイミング可変
機構は、バルブタイミング可変アクチュエータ２４や、
第２のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）９４を備え
て構成される。

【００７６】上述したリフト量可変機構及びバルブタイ
ミング可変機構にあっては、それぞれＯＣＶ３６及びＯ
ＣＶ９４が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）
１３０を通じて駆動制御され、その制御により吸気バル
ブ２０の開閉特性が変更される。このＥＣＵ１３０は図
１に示されるように、ＣＰＵ１３２、ＲＯＭ１３３、Ｒ
ＡＭ１３４およびバックアップＲＡＭ１３５等を備える
論理演算回路として構成されている。

【００７７】ここで、ＲＯＭ１３３は各種制御プログラ
ムや、その各種制御プログラムを実行する際に参照され
るテーブルやマップ等が記憶されるメモリである。ＣＰ
Ｕ１３２はＲＯＭ１３３に記憶された各種制御プログラ
ムに基づいて制御に必要な演算処理を実行する。また、
ＲＡＭ１３４はＣＰＵ１３２での演算結果や各センサか
ら入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであ
り、バックアップＲＡＭ１３５はエンジン１１の停止時
に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリであ
る。そして、ＣＰＵ１３２、ＲＯＭ１３３、ＲＡＭ１３
４およびバックアップＲＡＭ１３５は、バス１３６を介
して互いに接続されるとともに、外部入力回路１３７お
よび外部出力回路１３８と接続されている。

【００７８】外部入力回路１３７には、水温センサ１２
７、図示しない吸気圧センサ及びスロットルセンサ等、
エンジン１１の運転状態を検出するための各種センサ
と、クランク角センサ１２３およびカム角センサ１２６
が接続されている。また、外部出力回路１３８には、Ｏ
ＣＶ３６およびＯＣＶ９４が接続されている。

【００７９】本実施形態では、こうした構成のＥＣＵ１
３０を通じて、吸気バルブ２０のバルブ特性制御が行わ
れるが、特に、前述したヘリカルスプライン６１ｂの捩
れ角の設定により、図２に例示した３次元カムを用いる
場合であっても、吸気側カムシャフト２２を軸方向に変
位させたときに、吸気バルブ２０の開弁時期は一定で、
閉弁時期のみが変化するようにしている。

【００８０】これにより、リフト量可変アクチュエータ
とバルブタイミング可変アクチュエータ２４とを組み合
わせてよりきめ細かなバルブ特性制御を行おうとした
際、生ずる次の問題を回避するようにしている。すなわ
ち、バルブタイミングを正確に決定するためには、同バ
ルブタイミング可変アクチュエータ２４を制御するだけ
では不十分で、リフト特性を決める上記リフト量可変ア
クチュエータ２２ａの作動状況をも考慮する必要が生
じ、それらアクチュエータによる制御量の適合が煩雑と
なるという問題である。

【００８１】そこで、本実施形態においては、上述した
ヘリカルスプライン６１ｂを用い、その捩れ角を上述し
たバルブリフト量が最大のときの吸気弁の開弁時期とバ
ルブリフト量が最小のときの吸気弁の開弁時期とのクラ
ンク角度差に設置することによって、上記問題を回避す
るようにしている。

【００８２】これにより、吸気バルブ２０のバルブ特性
制御において、同吸気バルブ２０の開弁時期制御に関し
てはバルブタイミング可変機構を、また同吸気バルブ２
０のバルブリフト量に関してはバルブリフト量可変機構
を、それぞれ独立に制御することで、それらバルブ特性
を所望の値に制御することができる。

【００８３】ところで、上記ＥＣＵ１３０によるバルブ
リフト量可変機構及びバルブタイミング可変機構の制御
にかかるバルブ特性は、上述したカム角センサ１２６及
びクランク角センサ１２３の検出結果に基づいて算出さ
れる。ここで、吸気側カムシャフト２２の軸線方向への
吸気カム２７の移動位置、及び、クランクシャフト１５
に対する吸気側カムシャフト２２の相対回転位相の変化
量を検出するための構造について、図１及び図７及び図
８を用いて説明する。

【００８４】図１に示すように、クランクシャフト１５
において、プーリ１５ａと反対側の端部の外周面には、
磁性体からなる一対のクランク側被検出部１２３ａが突
設され、そのクランクシャフト１５の端部の近傍にはク
ランク角センサ１２３が設けられている。又、吸気側カ
ムシャフト２２において、バルブタイミング可変アクチ
ュエータ２４と反対側の端部の外周面には、これも磁性
体からなる一対の基準用被検出部１２６ａ及び一つの移
動量用被検出部１２６ｂが突設され、その吸気側カムシ
ャフト２２の端部の近傍にはカム角センサ１２６が設け
られている。

【００８５】上記一対のクランク側被検出部１２３ａは
図７（ａ），（ｂ）に示すようにクランクシャフト１５
の軸線方向へ直線状に延び、それらクランク側被検出部
１２３ａにおけるクランクシャフト１５の軸線を中心と
した角度間隔は１８０°となっている。そして、クラン
クシャフト１５が回転すると、一対のクランク側被検出
部１２３ａは、クランク角センサ１２３に対しクランク
シャフト１５の回転方向へすれ違う。クランク側被検出
部１２３ａとクランク角センサ１２３とがすれ違うと、
クランク角センサ１２３には電流が誘起され、それがパ
ルス信号として同センサ１２３から出力されるようにな
る。

【００８６】又、図８（ａ），（ｂ）に示すように、上
記一対の基準用被検出部１２６ａは吸気側カムシャフト
２２の軸線方向へ直線状に延び、それら基準用被検出部
１２６ａにおける吸気側カムシャフト２２の軸線を中心
とした角度間隔は１８０°となっている。吸気側カムシ
ャフト２２の外周面において、一対の基準用被検出部１
２６ａの間に対応する位置には移動量用被検出部１２６
ｂが設けられ、同移動量用被検出部１２６ｂは吸気側カ
ムシャフト２２の軸線方向へ螺旋状に延びている。そし
て、吸気側カムシャフト２２が回転すると、一対の基準
用被検出部１２６ａ及び一つの移動量用被検出部１２６
ｂは、カム角センサ１２６に対し吸気側カムシャフト２
２の回転方向へすれ違う。カム角センサ１２６と基準用
被検出部１２６ａ及び移動量用被検出部１２６ｂとがす
れ違うと、カム角センサ１２６には電流が誘起され、そ
れがパルス信号として同センサ１２６から出力されるよ
うになる。

【００８７】次に、本実施形態におけるバルブ特性制御
装置の電気的構成を図１を参照して説明する。このバル
ブ特性制御装置にあっては、上記第１のＯＣＶ３６及び
第２のＯＣＶ９４が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」
という）１３０を通じて駆動制御され、その制御により
吸気バルブ２０の開閉特性が変更される。このＥＣＵ１
３０は、ＲＯＭ１３３、ＣＰＵ１３２、ＲＡＭ１３４及
びバックアップＲＡＭ１３５等を備える理論演算回路と
して構成されている。

【００８８】ここで、ＲＯＭ１３３は各種制御プログラ
ムや、その各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されるメモリである。ＣＰＵ１３２は
ＲＯＭ１３３に記憶された各種制御プログラムに基づい
て所望される演算処理を実行する。又、ＲＡＭ１３５は
ＣＰＵ１３２での演算結果や各センサから入力されたデ
ータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップ
ＲＡＭ１３５はエンジン１１の停止時に保存すべきデー
タを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ
１３３、ＣＰＵ１３２、ＲＡＭ１３４及びバックアップ
ＲＡＭ１３５は、バス１３６を介して互いに接続される
とともに、外部入力回路１３７及び外部出力回路１３８
と接続されている。

【００８９】外部入力回路１３７には、図示しない、エ
ンジン１１の回転数ＮＥを検出する回転数センサ、同エ
ンジン１１の吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ、エン
ジン１１の水温ＴＡを検出する水温センサ及びスロット
ルセンサ等、エンジン１１の運転状態を検出するための
各種センサと、上記クランク角センサ１２３及びカム角
センサ１２６が接続されている。又、外部出力回路１３
８には、前記第１のＯＣＶ３６及び第２のＯＣＶ９４が
接続されている。

【００９０】本実施形態では、こうした構成のＥＣＵ１
３０を通じて、吸気バルブ２０のバルブ特性制御が行わ
れる。即ち、ＥＣＵ１３０は、エンジン１１の運転状態
を検出するための図示しない各種センサからの検出信号
に基づき第２のＯＣＶ９４を駆動制御し、吸気バルブ２
０がエンジン１１の運転状態に適した開閉タイミング
（目標値ＶＶＡ）となるようバルブタイミング可変アク
チュエータ２４を作動させる。又、ＥＣＵ１３０は上記
各種センサからの検出信号に基づき第１のＯＣＶ３６を
駆動制御し、吸気バルブ２０の開弁時間及びバルブリフ
ト量がエンジン１１の運転状態に適した値（目標値ＶＬ
Ａ）となるようにリフト量可変アクチュエータ２２ａを
作動させる。

【００９１】一方、ＥＣＵ１３０は、クランク角センサ
１２３及びカム角センサ１２６からのパルス信号を入力
する。即ち、クランクシャフト１５の回転に同期して、
クランク角センサ１２３は一対のクランク側被検出部１
２３ａに対応した等間隔のパルスＰ１を発生する。又、
吸気側カムシャフト２２の回転に同期して、カム角セン
サ１２６は一対の基準用被検出部１２６ａに対応したパ
ルスＰ２と、一つの移動量用被検出部１２６ｂに対応し
たパルスＰ３を発生する。

【００９２】そして、ＥＣＵ１３０において、上記パル
スＰ１とパルスＰ２とに基づいて、吸気バルブ２０の開
閉タイミングが検出され（検出値ＶＶＲ）、また、上記
パルスＰ２とパルスＰ３とに基づいて、吸気バルブ２０
のリフト量が検出される（検出値ＶＬＲ）。このよう
に、バルブタイミング可変アクチュエータ２４及びリフ
ト量可変アクチュエータ２２ａの制御にかかる実際のバ
ルブ特性を検出することで、これをそれぞれ目標値ＶＶ
Ａ、ＶＬＡに収束させるフィードバック制御が行われ
る。

【００９３】このバルブ特性制御のうち、バルブタイミ
ング可変アクチュエータ２４の制御に関しては、例え
ば、特開平８−３３８２７１号公報に記載された学習制
御を用いることができる。

【００９４】次に、本発明にかかるバルブ特性制御を適
用した、本実施形態におけるリフト量可変アクチュエー
タ２２ａの制御態様について説明する。上述したよう
に、ＥＣＵ１３０は、エンジン１１の運転状態を上記各
種センサからの検出信号として供給され、これらに基づ
いて、バルブリフト量がエンジン１１の運転状態に適し
た値（目標値ＶＬＡ）となるようにリフト量可変アクチ
ュエータ２２ａを作動させるべく、その制御指令値を算
出する。この制御指令値が、リフト量可変アクチュエー
タ２２ａを駆動する駆動デューティ比ＤＶＬである。

【００９５】この駆動デューティ比ＤＶＬと、同駆動デ
ューティ比ＤＶＬによるリフト量可変アクチュエータ２
２ａの動作速度、すなわち吸気側カムシャフト２２の速
度との関係を図９に示す。

【００９６】図９に示されるように、駆動デューティ比
ＤＶＬがある値ＫＶＬ０を有するときに、吸気側カムシ
ャフト２２の変位速度が「０」となり、リフト量可変機
構が保持制御される。そして、この値ＫＶＬ０を境に、
駆動デューティ比ＤＶＬが同ＫＶＬ０よりも大きな値に
されると、リフト量可変アクチュエータ２２ａにより、
カムシャフト２２が図１のＡ方向に変位されるため、吸
気バルブ２０は高リフト側へシフトしていく。

【００９７】一方、駆動デューティ比ＤＶＬが同値ＫＶ
Ｌ０よりも小さな値に設定されると、リフト量可変アク
チュエータ２２ａにより、カムシャフト２２が図１のＡ
方向と逆方向に変位されるため、吸気バルブ２０は低リ
フト側へシフトしていく。

【００９８】このような事情から、本実施形態において
は、リフト量可変アクチュエータ２２ａの変位速度が
「０」となる駆動デューティ比ＤＶＬ（図９では値ＫＶ
Ｌ０）を保持指令値ＫＶＬとして設定するようにしてい
る。また、その都度の駆動デューティ比ＤＶＬを以下の
式（１）にて設定するようにしている。ＤＶＬ＝（ＶＬＡ−ＶＬＲ）×Ｋ＋ＫＶＬ …（１）上記式（１）によれば、検出値ＶＬＲが目標値ＶＬＡよ
り小さいときには、高リフト量側への制御を行うべく、
駆動デューティ比ＤＶＬが保持指令値ＫＶＬよりも大き
く設定される。ここでは、上記目標値ＶＬＡと検出値Ｖ
ＬＲとの差（ＶＬＡ−ＶＬＲ）に係数項Ｋを乗算したも
のだけ保持指令値ＫＶＬより大きな値が、駆動デューテ
ィ比ＤＶＬとして設定されるようにしている。

【００９９】一方、検出値ＶＬＲが目標値ＶＬＡより大
きいときには、低リフト量側への制御を行うべく、駆動
デューティ比ＤＶＬが保持指令値ＫＶＬよりも値（ＶＬ
Ａ−ＶＬＲ）×Ｋだけ小さく設定される。

【０１００】このように駆動デューティ比ＤＶＬが設定
されることで、吸気バルブ２０のバルブリフト量を目標
値ＶＬＡに近づけるべく制御がなされる。そして、吸気
バルブのバルブリフト量の検出値ＶＬＲが、目標値ＶＬ
Ａに近似すると、リフト量可変アクチュエータ２２ａを
上記保持指令値ＫＶＬに基づいて保持制御することで、
バルブリフト量がその値にて保持される。

【０１０１】ところで、吸気バルブ２０のバルブリフト
量の検出値ＶＬＲが目標値ＶＬＡに近似したときに、速
やかに保持制御に移行するためには、上記値ＫＶＬ０を
保持指令値ＫＶＬとして設定しておくことが好ましい。
この値ＫＶＬ０を保持指令値ＫＶＬとして設定すること
で、吸気バルブ２０のバルブリフト量の制御を可変制御
から速やかに保持制御に移行させることができる。

【０１０２】しかし、課題のところでも述べたように、
この値ＫＶＬ０は、その油圧供給系も含むリフト量可変
アクチュエータ２２ａとしての公差や経時変化等によっ
て変化するために、この値ＫＶＬ０を保持指令値ＫＶＬ
の固定値として設定しておくと、実際の制御に際して保
持位置にずれを生じたり、あるいは上記フィードバック
制御に伴う制御ハンチング等が生じたりする懸念があ
る。そこで本実施形態においては、バルブリフト量の検
出値ＶＬＲの変化量が「０」、且つ駆動デューティ比Ｄ
ＶＬの変化量が「０」であるときには、その目標値ＶＬ
Ａと検出値ＶＬＲとの偏差が必ずしも「０」でなくと
も、その偏差が上記公差や経時変化に起因するものとし
て、上記駆動デューティ比ＤＶＬを、新たな保持指令値
ＫＶＬとして更新する学習制御を行うことにしている。

【０１０３】ここで、本実施形態にかかる学習制御態様
について図１０のタイムチャートに基づいて説明する。
この例においては、保持指令値ＫＶＬが、上記公差ある
いは経時変化等に起因して、適切な値ＫＶＬ０から離れ
た図９に示す値ＷＫＶＬに設定されている例を示す。ま
ず時刻ｔ１において、検出値ＶＬＲは目標値ＶＬＡより
も小さいために、駆動デューティ比ＤＶＬを算出する式
（１）において、同駆動デューティ比ＤＶＬは、保持指
令値ＫＶＬ（ここではＷＫＶＬ）より大きな値に設定
される。このため、吸気バルブ２０のリフト量は、高リ
フト側へ制御されるようになり、検出値ＶＬＲが目標値
ＶＬＡに近づいていく。

【０１０４】しかし、保持指令値ＫＶＬが値ＷＫＶＬに
設定されているために、時刻ｔ２においては、検出値Ｖ
ＬＲが目標値ＶＬＡよりも小さいにもかかわらず、リフ
ト量が保持制御されるようになる。すなわち、式（１）
において、値（ＶＬＡ−ＶＬＲ）×Ｋにこのずれの生じ
ている保持指令値ＷＫＶＬを加算したものが、値ＫＶＬ
０に等しくなったために、リフト量が保持制御されるよ
うになる。

【０１０５】そこで本実施形態では、時刻ｔ２〜時刻ｔ
３までの期間、検出値ＶＬＲと駆動デューティ比ＤＶＬ
とが不変であることを確認すると、現在の駆動デューテ
ィ比ＤＶＬを保持指令値ＫＶＬとして更新する。これに
より、式（１）で示される駆動デューティ比ＤＶＬは、
値（ＶＬＡ−ＶＬＲ）×Ｋだけ保持指令値ＫＶＬより大
きな値となることから、吸気バルブ２０のリフト量は、
再度、高リフト側へ制御されるようになる。こうして、
検出値ＶＬＲが目標値ＶＬＡに近づくように制御されて
いく。

【０１０６】このように学習制御を行い保持指令値ＫＶ
Ｌを都度更新することで、吸気バルブ２０のバルブリフ
ト量が好適に制御されるようになる。ところで、こうし
た学習制御によって適切な保持指令値ＫＶＬに更新され
るまでの過渡的な期間、上記保持指令値ＫＶＬの値が適
切な値でない場合には、吸気バルブ２０のバルブリフト
量が目標値ＶＬＡからかなり離れたものとなることがあ
る。そして、かかる目標値ＶＬＡからのずれに関して
は、過度にリフト量が大きくなる場合が、失火やエンジ
ンストールを招くおそれがあるために、特に深刻であ
る。

【０１０７】そこで、実施形態においては更に、吸気バ
ルブ２０のバルブリフト量が相対的に小さくなるような
駆動デューティ比ＤＶＬの値を、保持指令値ＫＶＬの初
期値ＫＶＬＩとして記憶するようにしている。

【０１０８】そして、以下の条件（ｃ１）〜（ｃ３）を
満たすときには、保持指令値ＫＶＬを初期値ＫＶＬＩに
て初期化して、バルブリフト量可変機構のバルブ特性制
御を行うようにしている。（ｃ１）エンジン１１が初めて運転状態に入る場合。（ｃ２）新しいバッテリに交換された後にエンジン１１
が初めに運転される場合。（ｃ３）バルブリフト量可変機構が故障から復帰し正常
時の制御が可能となった場合。

【０１０９】すなわち、上記条件（ｃ１）〜（ｃ３）の
いずれか一つでも満たす場合には、保持指令値ＫＶＬが
適切な値からかなり離れている可能性があり、その場
合、学習制御によって適切な保持指令値ＫＶＬに更新さ
れるまでの過渡的な期間は、上記初期値ＫＶＬＩを保持
指令値ＫＶＬとして設定するようにしている。

【０１１０】次に、こうした学習制御を取り入れた本実
施形態のバルブ特性制御の制御手順について、図１１及
び図１２に基づいて説明する。図１１及び図１２は、本
実施形態の学習制御手順及びバルブリフト量制御手順を
示すルーチンである。このルーチンは、例えば、所定の
時間割り込み等によってＥＣＵ１３０により周期的に実
行される。

【０１１１】これら制御手順に際してはまず、ステップ
１００において、ＥＣＵ１３０にエンジン１１の運転状
態を示す各種パラメータ、すなわち水温ＴＡ、吸気圧Ｐ
Ｍ、回転数ＮＥ等と上記リフト量の検出値ＶＬＲとが読
み込まれる。そしてステップ１１０において、上記パラ
メータＴＡ、ＰＭ、ＮＥ等から、例えばマップ演算によ
って吸気バルブ２０のリフト量の目標値ＶＬＡが算出さ
れる。

【０１１２】続くステップ１２０では、エンジン１１が
上記条件（ｃ１）乃至（ｃ３）のいずれか一つでも満た
されているか否かが判断される。そして、この論理和条
件が満たされている場合には、ステップ１３０へ移行す
る。同ステップ１３０では、上述した理由に基づき、バ
ルブリフト量が相対的に小さくなるような初期値ＫＶＬ
Ｉにて保持指令値ＫＶＬを初期化する。

【０１１３】一方、ステップ１２０において、上記条件
（ｃ１）乃至（ｃ３）のいずれも満たされていない場
合、又は上記ステップ１３０における初期化を終えた後
は、ステップ１４０（図１２）へ移行する。

【０１１４】このステップ１４０では、上記目標値ＶＬ
Ａと上記検出値ＶＬＲとの差の絶対値が所定値αと比較
される。そして、同目標値ＶＬＡと検出値ＶＬＲとの差
の絶対値がα以下である場合には、ステップ１９０に移
行し、先の式（１）に基づいて駆動デューティ比ＤＶＬ
が算出される。

【０１１５】一方、ステップ１４０において、同目標値
ＶＬＡと検出値ＶＬＲの差の絶対値がαより大きい場合
には、ステップ１６０に移行する。このステップ１６０
においては、検出値ＶＬＲが継続した状態にあるか否か
（検出値の変化量ΔＶＬＲ＝「０」であるか否か）が判
断される。そして、検出値ＶＬＲが変化する状態にある
場合には、リフト量制御が目標値ＶＬＡに向かって制御
される過渡的な時期であるとして、その適切な駆動デュ
ーティ比ＤＶＬを算出すべくステップ１９０に移行す
る。

【０１１６】一方、ステップ１６０において、検出値Ｖ
ＬＲが固定されていると判断されたときには、ステップ
１７０に移行する。このステップ１７０では、駆動デュ
ーティ比ＤＶＬが変化していないか否か（駆動デューテ
ィ比の変化量ΔＤＶＬ＝「０」であるか否か）が判断さ
れる。そして、駆動デューティ比ＤＶＬが変化している
場合には、これもリフト量制御が目標値ＶＬＡに向かっ
て制御される過渡的な時期であるとして、その適切な駆
動デューティ比ＤＶＬを算出すべくステップ１９０に移
行する。

【０１１７】また、ステップ１７０において、駆動デュ
ーティ比ＤＶＬが変化していないと判断されると、ステ
ップ１８１に移行する。この時点では、リフト量の検出
値ＶＬＲが目標値ＶＬＡに収束しておらず、且つリフト
量制御が目標値ＶＬＡに向かって制御される過渡的な時
期にもないことが、ステップ１４０〜ステップ１７０の
判定条件からわかっている。したがって、保持指令値Ｋ
ＶＬが適切でない可能性が高いと判断できる。そこでこ
の場合は、この保持指令値ＫＶＬを学習更新することと
なるが、本実施形態では、この学習更新の実行に際し、
ステップ１８１及びステップ１８２にかかる次の制限を
設けるようにしている。

【０１１８】まず、保持制御にかかるデューティ比ＤＶ
Ｌの値（保持指令値ＫＶＬ）は、エンジン１１の温度に
よって変化する。すなわち、保持指令値ＫＶＬは、低温
側と高温側とで高く、その中間の温度領域では低いとい
う性質がある。したがって、前回の運転時において、エ
ンジン１１が中間の温度領域にあるときに学習制御によ
って保持指令値ＫＶＬを更新した場合、次の運転時にお
いて冷間始動が行われると、前回更新された保持指令値
ＫＶＬに基づいてバルブ特性制御が行われるために、顕
著な制御誤差が生じるおそれがある。そこで、本実施形
態においては、ステップ１８１において、エンジン１１
の温度ＴＡが所定温度β以上か否かを判断し、同温度Ｔ
Ａが所定温度β以上のときにのみステップ１８３にかか
る学習制御による保持指令値ＫＶＬの学習更新を行うよ
うにしている。換言すれば、上記温度ＴＡが所定温度β
未満となるときには、学習更新を禁止するようにしてい
る。

【０１１９】また、バルブリフト量可変機構によるリフ
ト量の制御幅には制限が存在する。そして、リフト量制
御にかかる目標値ＶＬＡが、バルブリフト量可変機構の
制御限界の近傍となる場合には、バルブリフト量可変機
構が機構上の制約をうけて一旦動かなくなることがあ
る。しかも、この制約には各可変機構の個体差等に起因
したバラツキが生じ得る。したがって、目標値ＶＬＡが
バルブリフト量可変機構の制御限界の近傍となる場合に
おいて、上述した理由からバルブリフト量可変機構が一
旦動かなくなる場合に、保持指令値ＫＶＬが不適切な値
に更新されてしまう懸念がある。そこで、本実施形態に
おいては、ステップ１８２において、目標値ＶＬＡがこ
の制御限界（可変限界）近傍か否かを判断し、同目標値
ＶＬＡがリフト量可変機構の制御限界の近傍にあるとき
にも、学習更新を禁止するようにしている。

【０１２０】本実施形態ではこのように、上記ステップ
１８１及びステップ１８２の条件がクリアされる場合に
のみ、ステップ１８３にかかる学習更新が実行され、そ
れ以外の場合には、保持指令値ＫＶＬの更新は行われず
にステップ１９０へ移行する。

【０１２１】ステップ１９０においては上述のように先
の式（１）に基づいて駆動デューティ比ＤＶＬが算出さ
れ、ステップ２００へ移行する。このステップ２００に
おいては、ステップ１９０において算出された駆動デュ
ーティ比ＤＶＬに基づいてＯＣＶ３６を制御した上で、
このルーチンを一旦終了する。

【０１２２】以上説明した態様、手順にて学習制御、並
びにバルブ特性制御を行う本実施形態のバルブ特性制御
装置によれば、以下のような効果が得られるようにな
る。（１）検出値ＶＬＲがある値にて継続状態にある場合、
目標値ＶＬＡと検出値ＶＬＲとの比較を行うことで、保
持指令値ＫＶＬが適切なものか否かを判断することがで
きる。そして、同目標値ＶＬＡと検出値ＶＬＲとが近似
していない場合には、この保持指令値ＫＶＬが適切なも
のでないとして、これを修正することができる。このた
め、バルブリフト量を正確に制御することが可能とな
り、且つ所望のリフト量へ速やかに移行させることがで
きる。

【０１２３】（２）吸気バルブ２０のバルブリフト量が
相対的に小さくなるようバルブリフト量可変機構を制御
するための制御値を、保持指令値ＫＶＬの初期値ＫＶＬ
Ｉとして設定することで、学習制御が開始される以前の
保持指令値ＫＶＬが適切でないことに起因する失火やエ
ンジンストール等の不都合を回避することができる。

【０１２４】（３）エンジン１１の水温ＴＡが所定温度
β以上であるときにのみ、保持指令値ＫＶＬの学習更新
を行うようにしたことで、保持指令値ＫＶＬが冷間始動
時や高温時と大きく異なる傾向にある中間の温度領域に
おいて、同保持指令値ＫＶＬが更新されることがなくな
る。したがって、中間の温度領域において保持指令値Ｋ
ＶＬを更新し、その後冷間始動したときにバルブ特性制
御に顕著な制御誤差が生ずる懸念を回避することができ
る。

【０１２５】（４）バルブリフト量の目標値ＶＬＡが、
リフト量可変機構の制御限界近傍となるときに、保持指
令値ＫＶＬの更新を禁止することで、リフト量可変機構
が機構上の制約を受けて一旦動かなくなった場合に、不
適切な保持指令値ＫＶＬを学習するという問題を回避す
ることができる。

【０１２６】なお、以上説明した本実施形態は以下のよ
うに変更して実施してもよい。・上記実施形態においては、上記条件（ｃ１）〜（ｃ
３）を満たす場合に、保持指令値ＫＶＬを指定の初期値
ＫＶＬＩに初期化したが、この初期化の条件については
適宜変更してもよい。

【０１２７】・上記実施形態においては、図１１のステ
ップ１８２に示したように、目標値ＶＬＡがリフト量可
変限界近傍にあるとき、学習制御を禁止することとした
が、これに代え、学習制御を制限を加えながら許容する
ようにしてもよい。このようにすることで、目標値ＶＬ
Ａがリフト量可変限界近傍にあるときにも、必要に応じ
て保持指令値ＫＶＬを更新することができる。

【０１２８】・上記実施形態においては、図１１のステ
ップ１８１に示したように、エンジン１１の温度（水
温、油温等も含む）ＴＡが所定温度β未満のとき、学習
制御を禁止したが、この発明にかかる装置にとって同処
理は必須ではない。

【０１２９】・また、上記学習制御に際しては、エンジ
ン１１の冷間域と温間域との各別の温度域において各別
に保持指令値ＫＶＬの更新を行い、その中間の温度域に
ついては、それら学習値の補間を行うようにしてもよ
い。すなわちこの場合には、図１３に示すように、先の
図１２のステップ１７０において「ＹＥＳ」と判断され
た後、この新たなステップ１８４として上記温度ＴＡの
温度域判断を行う。そして、同温度ＴＡが冷間域あるい
は温間域にある旨判断される場合には、それぞれステッ
プ１８３ａあるいはステップ１８３ｂの態様で、そのと
きの駆動デューティ比ＤＶＬを冷間域保持指令値ＫＶＬ
（Ａ）あるいは温間域保持指令値ＫＶＬ（Ｂ）として学
習する。また、同温度ＴＡが中間域にある場合には、そ
れら保持指令値ＫＶＬ（Ａ）及び保持指令値（Ｂ）を補
間して中間域保持指令値ＫＶＬ（Ｃ）を求める。そし
て、それら学習した、あるいは求めた学習値に基づくそ
れぞれステップ１９０ａ〜１９０ｃの演算を実行して、
そのときどきの駆動デューティ比ＤＶＬを求めることと
なる。

【０１３０】・上記実施形態においては、検出値ＶＬＲ
が目標値ＶＬＡに収束せずに、検出値ＶＬＲの値が一定
となることで、保持指令値ＫＶＬが適切な値に設定され
ていないと判断することとしたが、こういった現象は、
保持指令値ＫＶＬの設定に問題がある場合のみならず、
バルブリフトが何らかの理由で固定されるような故障に
よっても生じ得る。この場合、上記実施形態にかかる学
習制御によって誤った学習がなされてしまう懸念があ
る。したがって、検出値ＶＬＲが目標値ＶＬＡに収束せ
ずに、検出値ＶＬＲの値が一定となった場合には、バル
ブリフト量可変機構にかかる異常の有無を判断する処理
を行ってもよい。例えば、検出値ＶＬＲと目標値ＶＬＡ
との間に隔たりがある状態が所定期間続き、且つ検出値
ＶＬＲが大きな変化を所定期間にわたって示さないとき
に、バルブリフト量可変機構にかかる異常と判断するな
どすればよい。また、この異常の有無の判断方法として
は、任意の方法を採用することができる。

【０１３１】・上記実施形態においては、バルブリフト
量可変機構にかかる学習制御時についてのバルブタイミ
ング可変機構の動作態様に関して何らの制限も設けなか
ったが、バルブリフト量可変機構にかかる学習制御時に
バルブタイミング可変機構が作動制御されると、リフト
量の検出値ＶＬＲの検出精度が低下する懸念があること
などから、バルブリフト量可変機構の学習制御時におい
ては、バルブタイミング可変機構を固定制御するなどし
てもよい。更にこの際、バルブタイミング可変機構を最
遅角の開閉タイミングにて固定制御することとすれば、
リフト量可変機構の保持学習制御中に、オーバーラップ
量が過大になることを好適に回避することができる。ま
た逆に、バルブタイミング可変機構の学習制御時にバル
ブリフト量可変機構を固定制御してもよい。そしてこの
際も、リフト量可変機構を最小リフト量にて固定制御す
ることとすれば、バルブタイミング可変機構の保持学習
制御中にオーバーラップ量が過大になることを好適に回
避することができる。更に、バルブリフト量可変機構の
学習制御が正常になされることを条件に、バルブタイミ
ング可変機構の学習制御を開始するように設定してもよ
い。このように、バルブリフト量可変機構の学習制御が
優先して実行されることで、同バルブリフト量可変機構
を通じた保持制御についての早期の安定化が図られるよ
うになる。

【０１３２】・上記実施形態においては、カム角センサ
１２６並びに、基準用被検出部１２６ａ及び移動量用被
検出部１２６ｂを通じて、バルブリフト量を検出する構
成としたが、このバルブリフト量を検出する手段はこれ
に限らず任意である。

【０１３３】・上記実施形態においては、カムシャフト
２２とバルブタイミング可変アクチュエータ２４とをヘ
リカルスプライン６１ｂによって係合させたが、ストレ
ートスプラインを用いてもよい。この場合においても、
リフト量可変機構及びバルブタイミング可変機構のいず
れか一方を固定制御しつつ、他方の機構の動作態様をモ
ニタすることで、学習制御を正確に行うことができる。

【０１３４】・上記実施形態においては、リフト量可変
機構及びバルブタイミング可変機構を吸気系に設けたが
排気系に設けてもよく、吸気系と排気系の両方に設けて
もよい。

【０１３５】・上記実施形態においては、バルブリフト
量可変機構とバルブタイミング可変機構とを併用したエ
ンジンに対して、バルブリフト量可変機構の学習制御を
いかに行うかについて主に言及したが、同学習制御は、
バルブリフト量可変機構のみを備えるエンジンについて
も同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内燃機関のバルブ特性制御装置
を具体化した一実施形態の斜視図。

【図２】同実施形態における吸気側カムシャフトに用い
られる吸気カムの形状を説明する斜視図。

【図３】バルブリフト量可変アクチュエータの構成説明
図。

【図４】バルブタイミング可変アクチュエータの構成説
明図。

【図５】バルブタイミング可変アクチュエータに用いら
れるインナギヤ及びサブギヤの形状を示す斜視図。

【図６】バルブタイミング可変アクチュエータの内部構
成説明図。

【図７】同実施形態におけるクランク角度検出手段につ
いての斜視図。

【図８】同実施形態におけるカム角度検出手段について
の斜視図。

【図９】駆動デューティ比とリフト量可変アクチュエー
タ２２ａの変位速度との関係を示すグラフ。

【図１０】同実施形態にかかる学習制御の一例を示すタ
イミングチャート。

【図１１】同実施形態のバルブリフト量制御手順を示す
フローチャート。

【図１２】同実施形態のバルブリフト量制御手順を示す
フローチャート。

【図１３】同実施形態の変形例のバルブリフト量制御手
順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０…可変動弁機構、２０…吸気バルブ、２１…排気バ
ルブ、２２…吸気側カムシャフト、２２ａ…リフト量可
変アクチュエータ、２２ｂ…吸気側カムシャフトの端部
外周面、２４…バルブタイミング可変アクチュエータ、
２４ａ…タイミングプーリ、２６…タイミングベルト、
２７…吸気カム、２８…排気カム、３１…シリンダチュ
ーブ、３１ａ…第１圧力室、３１ｂ…第２圧力室、３２
…ピストン、３３…エンドカバー、３３ａ…補助シャフ
ト、３３ｂ…軸受、３４…第１給排通路、３５…第２給
排通路、３６…第１オイルコントロールバルブ（ＯＣ
Ｖ）、３７…供給通路、３８…排出通路、３９…ケーシ
ング、４０…第１給排ポート、４１…第２給排ポート、
４２…第１排出ポート、４３…第２排出ポート、４４…
供給ポート、４５…弁部、４６…コイルスプリング、４
７…電磁ソレノイド、４８…スプール、５１…タイミン
グプーリの筒部、５１ａ，５１ｂ…外周溝、５１ｃ…内
周面、５２…タイミングプーリの円板部、５３…外歯、
５４…インナギヤ、５４ａ…大径ギヤ部、５４ｂ…小径
ギヤ部、５５…ボルト、５６…サブギヤ、５６ａ…外
歯、５６ｂ…内歯、５７…スプリングワッシャ、５８…
ボルト、５９…ハウジング、５９ａ…内周面、６０…カ
バー、６０ａ…穴部、６１… ベーンロータ、６１ａ…
外周面、６１ｂ…ヘリカルスプライン、６１ｃ…円筒状
空間、６２，６３，６４，６５…壁部、６２ａ，６３
ａ，６４ａ，６５ａ…凹部、６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，
６５ｂ…凹部、６６，６７，６８，６９…ベーン、７０
…第１圧力室、７１…第２圧力室、８０…進角用油路開
口部、８１…遅角用油路開口部、８４，８６，８８…進
角制御油路、８５，８７，８９…遅角制御油路、９０…
潤滑油路、９１…内周溝、９２…進角制御油路、９３…
遅角制御油路、９４…第２オイルコントロールバルブ、
９５…供給通路、９６…排出通路、１０２…ケーシン
グ、１０４…第１給排ポート、１０６…第２給排ポー
ト、１０７…弁部、１０８… 第１排出ポート、１１０
…第２排出ポート、１１２…供給ポート、１１４…コイ
ルスプリング、１１６…電磁ソレノイド、１１８…スプ
ール、１２３…クランク角センサ、１２６…カム角セン
サ、１２６ａ…基準用被検出部、１２６ｂ…移動量用被
検出部、１３０…ＥＣＵ。

フロントページの続きＦターム(参考） 3G018 AA06 AB07 AB17 BA04 BA33 CA19 CA20 DA03 DA60 DA66 DA77 EA17 EA22 EA31 EA32 EA33 FA01 FA06 FA08 FA16 GA08 GA11 GA32 GA38 GA40 3G084 BA23 DA04 EA11 EB12 EB19 EB20 EB25 FA00 FA20 FA33 FA38 FA39 3G092 AA01 AA11 AB02 DA01 DA04 DA09 DA10 DF04 DF09 DG05 EA03 EA04 EA13 EA14 EA25 EC01 EC05 FA06 HA05Z HA13X HE01Z HE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カムプロフィールがカム軸方向に連続的に
変化する３次元カムが設けられたカムシャフトを有し、
油圧供給手段からの油圧供給に基づく同カムシャフトの
カム軸方向への変位位置に応じて機関バルブのバルブリ
フト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、機関の運転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を
算出する目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出される検出値が前記目標値算
出手段によって算出される目標値近傍となったときのバ
ルブリフト量が保持されるように、前記油圧供給手段に
よる油圧供給を制御する保持制御手段と、前記検出値がある状態を継続するとき、同検出値とその
ときの目標値とを比較して前記保持制御手段の制御指令
値を評価し、その評価に基づいて該制御指令値を修正す
るための学習制御を行う学習制御手段とを備える内燃機
関のバルブ特性制御装置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関のバルブ特性制御
装置において、前記学習制御手段は、前記バルブリフト量が相対的に小
さくなる方向に前記バルブリフト量可変機構を制御する
ための制御指令値をその学習初期値として記憶する初期
値記憶手段を備えて構成されることを特徴とする内燃機
関のバルブ特性制御装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブ
特性制御装置において、当該機関の温度が所定温度以上のときにのみ、前記学習
制御手段による学習値の更新を許可する学習値更新許可
手段を更に備えることを特徴とする内燃機関のバルブ特
性制御装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関
のバルブ特性制御装置において、前記算出されるバルブリフト量の目標値が前記バルブリ
フト量可変機構の可変限度近傍となるとき、前記学習制
御手段による学習値の更新を禁止する禁止手段を更に備
えることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関
のバルブ特性制御装置において、前記算出されるバルブリフト量の目標値が前記バルブリ
フト量可変機構の可変限度近傍となるとき、前記学習制
御手段による学習値の更新を制限する制限手段を更に備
えることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関
のバルブ特性制御装置において、前記学習制御手段は、当該機関の冷間域と温間域との各
別の温度域において各別に学習値の更新を行うものであ
り、その中間の温度域については、それら学習値の補間
を行うことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装
置。
【請求項７】カムプロフィールがカム軸方向に連続的に
変化する３次元カムが設けられたカムシャフトを有し、
第１の油圧供給手段からの油圧供給に基づく同カムシャ
フトのカム軸方向への変位位置に応じて機関バルブのバ
ルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、第２の油圧供給手段からの油圧供給に基づく前記カムシ
ャフトと機関出力軸との相対回転位相の変更に応じて前
記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタ
イミング可変機構と、機関の運転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を
算出する第１の目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出される第１検出値が前
記目標値算出手段によって算出される目標値近傍となっ
たときのバルブリフト量が保持されるように、前記油圧
供給手段による油圧供給を制御する第１の保持制御手段
と、前記第１検出値がある状態を継続するとき、同第１検出
値とそのときの目標値とを比較して前記第１の保持制御
手段の制御指令値を評価し、その評価に基づいて該制御
指令値を修正するための学習制御を行う第１の学習制御
手段と、機関の運転状態に応じて前記バルブタイミングの目標値
を算出する第２の目標値算出手段と、前記バルブタイミングを検出する第２の検出手段と、前記第２の検出手段によって検出される第２検出値が前
記第２の目標値算出手段によって算出される目標値近傍
となったときのバルブタイミングが保持されるように、
前記油圧供給手段による油圧供給を制御する第２の保持
制御手段と、前記第２検出値がある状態を継続するとき、同第２検出
値とそのときの目標値とを比較して前記第２の保持制御
手段の制御指令値を評価し、その評価に基づいて該制御
指令値を修正するための学習制御を行う第２の学習制御
手段とを備え、前記バルブリフト量可変機構の学習制御時には前記バル
ブタイミング可変機構を固定制御し、前記バルブタイミ
ング可変機構の学習制御時には前記バルブリフト量可変
機構を固定制御することを特徴とする内燃機関のバルブ
特性制御装置。
【請求項８】前記バルブリフト量可変機構の学習制御時
における前記バルブタイミング可変機構の固定制御は、
前記バルブタイミングの最遅角側にて行われ、前記バル
ブタイミング可変機構の学習制御時における前記バルブ
リフト量可変機構の固定制御は、前記バルブリフト量の
最低リフト側にて行われることを特徴とする請求項７記
載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項９】カムプロフィールがカム軸方向に連続的に
変化する３次元カムが設けられたカムシャフトを有し、
第１の油圧供給手段からの油圧供給に基づく同カムシャ
フトのカム軸方向への変位位置に応じて機関バルブのバ
ルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、第２の油圧供給手段からの油圧供給に基づく前記カムシ
ャフトと機関出力軸との相対回転位相の変更に応じて前
記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタ
イミング可変機構と、機関の運転状態に応じて前記バルブリフト量の目標値を
算出する第１の目標値算出手段と、前記バルブリフト量を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出される第１検出値が前
記目標値算出手段によって算出される目標値近傍となっ
たときのバルブリフト量が保持されるように、前記油圧
供給手段による油圧供給を制御する第１の保持制御手段
と、前記第１検出値がある状態を継続するとき、同第１検出
値とそのときの目標値とを比較して前記第１の保持制御
手段の制御指令値を評価し、その評価に基づいて該制御
指令値を修正するための学習制御を行う第１の学習制御
手段と、機関の運転状態に応じて前記バルブタイミングの目標値
を算出する第２の目標値算出手段と、前記バルブタイミングを検出する第２の検出手段と、前記第２の検出手段によって検出される第２検出値が前
記第２の目標値算出手段によって算出される目標値近傍
となったときのバルブタイミングが保持されるように、
前記油圧供給手段による油圧供給を制御する第２の保持
制御手段と、前記第２検出値がある状態を継続するとき、同第２検出
値とそのときの目標値とを比較して前記第２の保持制御
手段の制御指令値を評価し、その評価に基づいて該制御
指令値を修正するための学習制御を行う第２の学習制御
手段とを備え、前記第１の学習制御手段による学習制御が正常になされ
ることを条件に前記第２の学習制御手段による学習制御
を行うことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装
置。