JP3447601B2 - 内燃機関の動弁制御装置 - Google Patents
内燃機関の動弁制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カム切換型の第１
バルブ作動特性可変機構と、カム位相可変型の第２バル
ブ作動特性可変機構とを備えた内燃機関の動弁制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関の吸気バルブや排気バルブのバ
ルブリフトおよび開角を段階的に制御するカム切換型の
バルブ作動特性可変機構と、前記バルブの開閉時期を無
段階に制御するカム位相可変型のバルブ作動特性可変機
構とを併せ備えたものが、特公平５−４３８４７号公報
により公知である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、カム切換型
のバルブ作動特性可変機構を備えた内燃機関にカム位相
可変型のバルブ作動特性可変機構を付加する場合、部品
点数の削減や構造の簡略化を図るためには、両方のバル
ブ作動特性可変機構について共通のオイルポンプを使用
し、かつ前記オイルポンプの容量を最小限に抑えること
が望ましい。 【０００４】しかしながら、一般にカム切換型のバルブ
作動特性可変機構はオイルポンプから油圧を供給して高
速用バルブタイミングを確立するとともに、前記油圧の
供給を遮断して低速用バルブタイミングを確立するよう
になっており、またカム位相可変型のバルブ作動特性可
変機構は、その進角室または遅角室に選択的に油圧を供
給してカム位相を変化させるようになっているため、高
速用バルブタイミングが確立しているときにカム位相を
変化させようとすると、あるいはカム位相を変化させて
いるときに高速用バルブタイミングを確立しようとする
と、オイルポンプから供給される油圧が不足してバルブ
作動特性可変制御の応答性や確実性が低下する可能性が
ある。 【０００５】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、カム切換型のバルブ作動特性可変機構およびカム位
相可変型のバルブ作動特性可変機構を備えた内燃機関の
動弁制御装置において、両バルブ作動特性可変機構に共
用されるオイルポンプの容量を最小限に抑えながら、バ
ルブ作動特性可変制御の応答性および確実性を保証でき
るようにすることを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、一個のオイル
ポンプからオイルが吐出される油路が、吸気バルブ側お
よび排気バルブ側に各々設けたカム切換型の第１バルブ
作動特性可変機構ならびに動弁系潤滑部に第１油圧制御
弁を介して油圧を供給する油路と、第２油圧制御弁を介
してカム位相可変型の第２バルブ作動特性可変機構に油
圧を供給する油路とに分岐し、前記第１バルブ作動特性
可変機構は、前記第１油圧制御弁から油圧が供給されな
いときに低速用カムを選択して低速用バルブタイミング
を確立するとともに、油圧が供給されたときに高速用カ
ムを選択して高速用バルブタイミングを確立し、前記第
２バルブ作動特性可変機構は進角室および遅角室を備
え、前記第２油圧制御弁は、オイルポンプからの油圧を
進角室へ供給する位置と、遅角室へ供給する位置と、そ
の両位置の中間にあって進角室および遅角室を共に閉塞
しオイルポンプからの油圧を進角室および遅角室から遮
断する中立位置とを有し、この第２油圧制御弁により進
角室または遅角室に選択的に油圧が供給されたときに第
２バルブ作動特性可変機構がカム位相を変更する内燃機
関の動弁制御装置であって、内燃機関が始動した後でア
イドル運転状態にないときに、前記第１バルブ作動特性
可変機構の確立されたバルブタイミングと内燃機関の回
転数とに応じて設定される目標カム位相を検索し、その
検索した目標カム位相と、最遅角位置からの制御実施カ
ム位相とを比較し、目標カム位相が制御実施カム位相よ
り小さい場合において、前記第１バルブ作動特性可変機
構が高速用バルブタイミングを確立しているときは、前
記第２バルブ作動特性可変機構が前記カム位相を最遅角
位置に設定してから前記第２油圧制御弁が前記中立位置
に保持される。 【０００７】上記特徴によれば、内燃機関が始動した後
でアイドル運転状態にないときに、第１バルブ作動特性
可変機構の確立されたバルブタイミングと内燃機関の回
転数とに応じて設定される目標カム位相を検索し、その
検索した目標カム位相と、最遅角位置からの制御実施カ
ム位相とを比較し、目標カム位相が制御実施カム位相よ
り小さい場合において、第１バルブ作動特性可変機構が
高速用バルブタイミングを確立しているときには、第２
バルブ作動特性可変機構がカム位相を最遅角位置に設定
する。しかもこのとき、第２バルブ作動特性可変機構が
カム位相を最遅角位置に設定してから第２油圧制御弁が
中立位置に保持されるので、第２油圧制御弁は、オイル
ポンプから供給された油圧を遮断して第２バルブ作動特
性可変機構の進角室および遅角室を共に閉塞することに
よりカム位相を最遅角位置に保持する。これにより、オ
イルポンプから供給された油圧を第２バルブ作動特性可
変機構におけるリークで消費することなくカム位相を最
遅角位置に保持することが可能となり、最小限のオイル
ポンプの容量で、吸気バルブ側および排気バルブ側の第
１バルブ作動特性可変機構が高速用バルブタイミングを
確立するための油圧を確保してバルブ作動特性可変制御
の確実性を保証することができる。しかも第２油圧制御
弁は第２バルブ作動特性可変機構の進角室および遅角室
を共に閉塞する中立位置に保持されるので、カム位相を
最遅角位置から反対側に変化させる際に、第２バルブ作
動特性可変機構の進角室に供給される油圧を速やかに立
ち上げて応答性を高めることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 【０００９】図１〜図１４は本発明の一実施例を示すも
ので、図１は内燃機関の全体斜視図、図２は図１の２方
向拡大矢視図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図
２の４−４線断面図、図５は図３の５−５線断面図、図
６は図２の６−６線断面図、図７はバルブ作動特性可変
機構の油圧回路図、図８は第２油圧制御弁の縦断面図、
図９は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１０は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１１は第２バルブ作動特性可変機
構のフィードバック制御ルーチンの第１分図、図１２は
第２バルブ作動特性可変機構のフィードバック制御ルー
チンの第２分図、図１３は冷却水温ＴＷから水温補正係
数ＫＴＷＣＩを検索するマップを示す図、図１４は冷却
水温ＴＷあるいは偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤから上限リミッ
ト値＃ＤＶＬＭＴＨ２を検索するマップを示す図であ
る。 【００１０】図１に示すように、４気筒ＤＯＨＣ型の内
燃機関Ｅは、４個のピストン１…がコネクティングロッ
ド２…を介して接続されたクランクシャフト３を備え
る。クランクシャフト３の軸端に設けた駆動スプロケッ
ト４と、吸気カムシャフト５および排気カムシャフト６
の軸端にそれぞれ設けた従動スプロケット７，８とがタ
イミングチェーン９を介して接続されており、吸気カム
シャフト５および排気カムシャフト６はクランクシャフ
ト３の２回転について１回転の割合で回転駆動される。 【００１１】４個の気筒のそれぞれについて、吸気カム
シャフト５により駆動される２個の吸気バルブ１０，１
０と、排気カムシャフト６により駆動される２個の排気
バルブ１１，１１とが設けられる。吸気カムシャフト５
および吸気バルブ１０，１０間、ならびに排気カムシャ
フト６および排気バルブ１１，１１間には、それらのバ
ルブ１０，１０；１１，１１のバルブリフトおよび開角
を２段階に変更する第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，
Ｖ1 がそれぞれ設けられる。また吸気カムシャフト５の
軸端部には、吸気バルブ１０，１０の開閉時期を無段階
に進角または遅角する第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
が設けられる。 【００１２】吸気バルブ１０，１０側の第１バルブ作動
特性可変機構Ｖ1 と、排気バルブ１１，１１側の第１バ
ルブ作動特性可変機構Ｖ1 とは実質的に同一構造である
ため、以下その代表として吸気バルブ１０，１０側の第
１バルブ作動特性可変機構Ｖ 1 の構造を、図２〜図５に
基づいて説明する。 【００１３】吸気カムシャフト５には、各気筒に対応し
て一対の低速用カム１４，１４と、両低速用カム１４，
１４に挟まれた高速用カム１５とが設けられ、また吸気
カムシャフト５よりも下方に平行に固定されたロッカー
シャフト１６には、前記低速用カム１４、高速用カム１
５および低速用カム１４にそれぞれ対応して、第１ロッ
カーアーム１７、第２ロッカーアーム１８および第３ロ
ッカーアーム１９が揺動自在に支持される。 【００１４】一対の低速用カム１４，１４は、吸気カム
シャフト５の半径方向に沿う突出量が比較的に小さい高
位部１４1 と、ベース円部１４2 とから構成される。高
速用カム１５は、その突出量が前記低速用カム１４，１
４の高位部１４1 ，１４1 の突出量よりも大きく、かつ
広い角度範囲に亘る高位部１５1 と、ベース円部１５ 2
とから構成される。 【００１５】吸気バルブ１０，１０のバルブステム２
０，２０の上端には鍔部２１，２１が設けられており、
シリンダヘッド２２および鍔部２１，２１間に圧縮状態
で装着されたバルブスプリング２３，２３によって吸気
バルブ１０，１０は閉弁方向に付勢される。一端部をロ
ッカーシャフト１６に揺動自在に支持された第１、第３
ロッカーアーム１７，１９は、その中間部に形成したカ
ムスリッパ１７1 ，１９ 1 が一対の低速用カム１４，１
４にそれぞれ当接し、その他端部には吸気バルブ１０，
１０のバルブステム２０，２０の上端に当接するタペッ
トねじ２４，２４がそれぞれ進退自在に設けられる。 【００１６】一対の吸気バルブ１０，１０間に配置さ
れ、その一端部をロッカーシャフト１６に揺動自在に支
持された第２ロッカーアーム１８は、シリンダヘッド２
２との間に圧縮状態で装着された弾発付勢手段２５で付
勢され、その他端部に形成したカムスリッパ１８1 が高
速用カム１５に当接する。前記弾発付勢手段２５は、閉
塞端を第２ロッカーアーム１８に当接させた有底円筒状
のリフタ２６と、リフタ２６を第２ロッカーアーム１８
に向けて付勢するリフタスプリング２７とから構成され
る。 【００１７】図５から明らかなように、第１、第２、第
３ロッカーアーム１７〜１９間の連結状態を切り換える
連結切換機構３１は、第３ロッカーアーム１９および第
２ロッカーアーム１８間を連結し得る第１切換ピン３２
と、第２ロッカーアーム１８および第１ロッカーアーム
１７間を連結し得る第２切換ピン３３と、第１切換ピン
３２および第２切換ピン３３の移動を規制する第３切換
ピン３４と、各切換ピン３２〜３４を連結解除側に付勢
する戻しばね３５とを備える。 【００１８】第３ロッカーアーム１９には、ロッカーシ
ャフト１６と平行な有底のガイド孔１９2 がその開放端
を第２ロッカーアーム１８側にして形成されており、こ
のガイド孔１９2 には前記第１切換ピン３２が摺動自在
に嵌合し、第１切換ピン３２とガイド孔１９2 の閉塞端
との間に油圧室３６が形成される。また第３ロッカーア
ーム１９には油圧室３６に連通する連通路３７が形成さ
れ、ロッカーシャフト１６内には油圧供給路３８が形成
される。連通路３７および油圧供給路３８は、ロッカー
シャフト１６の側壁に形成した連通路３９を介して、第
３ロッカーアーム１９の揺動状態に関わらず常時連通す
る。 【００１９】第２ロッカーアーム１８には、前記ガイド
孔１９2 に対応する同一径のガイド孔１８2 がロッカー
シャフト１６と平行に貫通しており、このガイド孔１８
2 に前記第２切換ピン３３が摺動自在に嵌合する。 【００２０】第１ロッカーアーム１７には、前記ガイド
孔１８2 に対応する同一径の有底円筒状のガイド孔１７
2 が、ロッカーシャフト１６と平行かつ開放端を第２ロ
ッカーアーム１８側にして形成されており、このガイド
孔１７2 に第３切換ピン３４が摺動自在に嵌合する。し
かも第３切換ピン３４に一体に形成した軸部３４1 はガ
イド孔１７2 の閉塞端に形成した案内部１７3 に摺動自
在に案内される。戻しばね３５は、第３切換ピン３４に
軸部３４1 の外周に嵌合してガイド孔１７2 の閉塞端お
よび第３切換ピン３４間に圧縮状態で装着され、この戻
しばね３５の弾発力で３本の切換ピン３２〜３４は連結
解除側、即ち油圧室３６側に付勢される。 【００２１】油圧室３６に供給される油圧を解放すると
３本の切換ピン３２〜３４は戻しばね３５の弾発力で連
結解除側に移動し、この状態では第１切換ピン３２およ
び第２切換ピン３３の当接面は第３ロッカーアーム１９
および第２ロッカーアーム１８間にあり、第２切換ピン
３３および第３切換ピン３４の当接面は第２ロッカーア
ーム１８および第１ロッカーアーム１７間にあり、従っ
て第１〜第３ロッカーアーム１７〜１９は非連結状態に
なっている。油圧室３６に油圧を供給すると３本の切換
ピン３２〜３４は戻しばね３５の弾発力に抗して連結側
に移動し、第１切換ピン３２がガイド孔１８2 に嵌合
し、第２切換ピン３３がガイド孔１７2 に嵌合して第１
〜第３ロッカーアーム１７〜１９は一体に連結される。 【００２２】次に、図２および図６に基づいて、吸気カ
ムシャフト５の軸端部に設けられた第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 の構造を説明する。 【００２３】概略円筒状のボス部材４１の中心に形成し
た支持孔４１1 が吸気カムシャフト５の軸端部に同軸に
嵌合し、ピン４２およびボルト４３で相対回転不能に結
合される。タイミングチェーン９が巻き掛けられる従動
スプロケット７は円形の凹部７1 を有して概略カップ状
に形成されており、その外周にスプロケット歯７2 …が
形成される。従動スプロケット７の凹部７1 に嵌合する
環状のハウジング４４と、更にその軸方向外側に重ね合
わされたプレート４５とが、それらを貫通する４本のボ
ルト４６…で従動スプロケット７に結合される。従っ
て、吸気カムシャフト５と一体に結合されたボス部材４
１は、従動スプロケット７、ハウジング４４およびプレ
ート４５によって囲まれた空間に相対回転可能に収納さ
れる。ボス部材４１を軸方向に貫通するピン孔４１2 に
ロックピン４７が摺動自在に嵌合しており、このロック
ピン４７はプレート４５との間に圧縮状態で装着したス
プリング４８によって従動スプロケット７に形成したロ
ック孔７3 に係合する方向に付勢される。 【００２４】ハウジング４４の内部には、吸気カムシャ
フト５の軸線を中心とする扇状の凹部４４1 …が９０°
間隔で４個形成されており、ボス部材４１の外周から放
射状に突出する４枚のベーン４９…が、３０°の中心角
範囲で相対回転し得るように前記凹部４４1 …に嵌合す
る。４個のベーン４９…の先端に設けた４個のシール部
材５０…が凹部４４1 …の天井壁に摺動自在に当接し、
かつハウジング４４の内周面に設けた４個のシール部材
５１…がボス部材４１の外周面に摺動自在に当接するこ
とにより、各ベーン４９の両側に進角室５２および遅角
室５３がそれぞれ区画される。 【００２５】吸気カムシャフト５の内部には進角用油路
５４および遅角用油路５５が形成されており、進角用油
路５４はボス部材４１を半径方向に貫通する４本の油路
５６…を介して４個の進角室５２…にそれぞれ連通する
とともに、遅角用油路５５はボス部材４１を半径方向に
貫通する４本の油路５７…を介して４個の遅角室５３…
にそれぞれ連通する。またロックピン４７の頭部が嵌合
する従動スプロケット７のロック孔７3 は、図示せぬ油
路を介して何れかの進角室５２に連通する。 【００２６】而して、進角室５２…に油圧が供給されて
いないとき、ロックピン４７の頭部はスプリング４８の
弾発力で従動スプロケット７のロック孔７3 に嵌合し、
図６に示すように従動スプロケット７に対して吸気カム
シャフト５が反時計方向に相対回転した最遅角状態（最
変位基準位置）にロックされる。この状態から進角室５
２…に供給する油圧を高めてゆくと、何れかの進角室５
２から伝達される油圧でロックピン４７がスプリング４
８の弾発力に抗して従動スプロケット７のロック孔７3
から離脱するとともに、進角室５２…および遅角室５３
…の油圧差でベーン４９…で押されることにより従動ス
プロケット７に対して吸気カムシャフト５が時計方向
（図１においては、内燃機関Ｅのクランクシャフト３の
回転方向とは逆の反時計方向）に相対回転し、低速用カ
ム１４，１４および高速用カム１５の位相が一体的に進
角して吸気バルブ１０，１０の開弁タイミングおよび閉
弁タイミングが共に進み側に変化する。従って、進角室
５２…および遅角室５３…の油圧を制御することによ
り、吸気バルブ１０，１０の開閉時期を無段階に変化さ
せることができる。 【００２７】次に、図７に基づいて第１、第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ2 の制御系を説明する。 【００２８】オイルポンプ６１がクランクケースの底部
のオイルパン６２から油路Ｌ1 を介して汲み上げたオイ
ルは、内燃機関Ｅのクランクシャフト３まわりや動弁機
構の潤滑油として、また第１、第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ1 ，Ｖ1 ，Ｖ2 の作動油として油路Ｌ2 に吐出さ
れる。油路Ｌ2 から分岐して吸気側および排気側の第１
バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ1 に連通する油路Ｌ3
には油圧を高低２段階に切り換えるＯＮ／ＯＦＦソレノ
イドバルブよりなる第１油圧制御弁６３が設けられる。
また前記油路Ｌ2 から分岐して第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 に連通する油路Ｌ4 には油圧を無段階に制御す
るデューティソレノイドバルブよりなる第２油圧制御弁
６４が設けられる。 【００２９】吸気カムシャフト５の位相を検出するカム
シャフトセンサＳ1 からの信号、排気カムシャフト６の
位相に基づいてピストン１…の上死点を検出するＴＤＣ
センサＳ2 からの信号、クランクシャフト３の位相を検
出するクランクシャフトセンサＳ3 からの信号、吸気負
圧を検出する吸気負圧センサＳ4 からの信号、冷却水温
を検出する冷却水温センサＳ5 からの信号、スロットル
開度を検出するスロットル開度センサＳ6 からの信号、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳ7 か
らの信号が入力される制御手段としての電子制御ユニッ
トＵは、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ1 用の第
１油圧制御弁６３および第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 用の第２油圧制御弁６４の作動を制御する。 【００３０】次に、図８に基づいて第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 用の第２油圧制御弁６４の構造を説明す
る。 【００３１】第２油圧制御弁６４は、円筒状のスリーブ
６５と、スリーブ６５の内部に摺動自在に嵌合するスプ
ール６６と、スリーブ６５に固定されてスプール６６を
駆動するデューティソレノイド６７と、スプール６６を
デューティソレノイド６７に向けて付勢するスプリング
６８とを備える。電子制御ユニットＵからの指令でデュ
ーティソレノイド６７の電流をデューティ制御すること
により、スリーブ６５に摺動自在に嵌合するスプール６
６の軸方向位置を無段階に変化させることができる。 【００３２】スリーブ６５には、中央の入力ポート６９
と、その両側に位置する遅角ポート７０および進角ポー
ト７１と、それらの両側に位置する一対のドレンポート
７２，７３とが形成される。一方、スリーブ６５に摺動
自在に嵌合するスプール６６には、中央のグルーブ７４
と、その両側に位置する一対のランド７５，７６と、そ
れらの両側に位置する一対のグルーブ７７，７８とが形
成される。入力ポート６９はオイルポンプ６１に接続さ
れ、遅角ポート７０は第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
の遅角室５３…に接続され、進角ポート７１は第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 の進角室５２…に接続される。 【００３３】次に、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の
作用について説明する。 【００３４】内燃機関Ｅの低速回転時には、電子制御ユ
ニットＵからの指令によりＯＮ／ＯＦＦソレノイドバル
ブよりなる第１油圧制御弁６３がＯＦＦし、オイルポン
プ６１から第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の連結切換
機構３１に供給される油圧が遮断されると、ロッカーシ
ャフト１６内の油圧供給路３８に連なる油圧室３６に油
圧が作用しなくなり、第１〜第３切換ピン３２〜３４は
戻しばね３５の弾発力で図５に示す連結解除位置に移動
する。その結果、第１〜第３ロッカーアーム１７〜１９
は相互に切り離され、２個の低速用カム１４，１４にカ
ムスリッパ１７ 1 ，１９1 を当接させた第１、第３ロッ
カーアーム１７，１９により２個の吸気バルブ１０，１
０が開閉駆動される。このとき、高速用カム１５にカム
スリッパ１８1 を当接させた第２ロッカーアーム１８
は、吸気バルブ１０，１０の作動とは無関係に空動す
る。 【００３５】内燃機関Ｅの高速回転時には、電子制御ユ
ニットＵからの指令によりＯＮ／ＯＦＦソレノイドバル
ブよりなる第１油圧制御弁６３がＯＮし、オイルポンプ
６１から第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の連結切換機
構３１に油圧が供給され、その油圧はロッカーシャフト
１６内の油圧供給路３８から油圧室３６に伝達される。
その結果、第１〜第３切換ピン３２〜３４が戻しばね３
５の弾発力に抗して連結位置に移動し、第１、第２切換
ピン３２，３３によって第１〜第３ロッカーアーム１７
〜１９が一体に連結されるため、高位部１５1 の高さお
よび角度範囲が大きい高速用カム１５にカムスリッパ１
８1 を当接させた第２ロッカーアーム１８の揺動が、そ
れと一体に連結された第１、第３ロッカーアーム１７，
１９に伝達されて２個の吸気バルブ１０，１０が開閉駆
動される。このとき、低速用カム１４，１４の高位部１
４1 ，１４1 は第１、第３ロッカーアーム１７，１９の
カムスリッパ１７1 ，１９1 から離れて空動する。 【００３６】而して、内燃機関Ｅの低速回転時には吸気
バルブ１０，１０を低バルブリフトおよび小開角で駆動
し、内燃機関Ｅの高速回転時には吸気バルブ１０，１０
を高バルブリフトおよび大開角で駆動することができ
る。尚、排気バルブ１１，１１のバルブリフトおよび開
角も、それに対応する第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1
によって、前述した吸気バルブ１０，１０と同様にして
制御される。 【００３７】次に、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の
作用について説明する。 【００３８】内燃機関Ｅの停止時に、第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 は遅角室５３…が最大容積になり、かつ
進角室５２…の容積がゼロになった図６の状態にあり、
ロックピン４７が従動スプロケット７のロック孔７3 に
嵌合した最遅角状態に保持される。内燃機関Ｅの始動に
よりオイルポンプ６１が作動し、第２油圧制御弁６４を
介して進角室５２…に伝達される油圧が所定値（例え
ば、１ｋｇ／ｃｍ2 ）を越えると、前記油圧によりロッ
クピン４７がロック孔７3 から離脱して第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 は作動可能な状態になる。 【００３９】この状態から、デューティソレノイド６７
のデューティ比を例えば５０％以上に増加させると、図
８においてスプール６６がスプリング６８に抗して中立
位置よりも左側に移動し、オイルポンプ６１に連なる入
力ポート６９がグルーブ７４を介して進角ポート７１に
連通するとともに、遅角ポート７０がグルーブ７７を介
してドレンポート７２に連通する。その結果、第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ 2 の進角室５２…に油圧が作用す
るため、図６において従動スプロケット７に対して吸気
カムシャフト５が時計方向に相対回転し、吸気カムシャ
フト５のカム位相が進角側に連続的に変化する。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６７のデューティ比を後述する高速用バルブタイ
ミングに見合った設定値（例えば、５０％）に設定して
第２油圧制御弁６４のスプール６６を図８に示す中立位
置に停止させ、入力ポート６９を一対のランド７５，７
６間に閉塞し、かつ遅角ポート７０および進角ポート７
１をそれぞれランド７５，７６で閉塞することにより、
従動スプロケット７および吸気カムシャフト５を一体化
して前記カム位相を保持することができる。 【００４０】吸気カムシャフト５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６７の
デューティ比を５０％以下に減少させてスプール６６を
中立位置から右動させ、オイルポンプ６１に連なる入力
ポート６９をグルーブ７４を介して遅角ポート７０に連
通させるとともに、進角ポート７１をグルーブ７８を介
してドレンポート７３に連通させれば良い。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６
７のデューティ比を５０％に設定してスプール６６を図
８に示す中立位置に停止させれば、入力ポート６９、遅
角ポート７０および進角ポート７１を閉塞して前記カム
位相を保持することができる。 【００４１】而して、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
でクランクシャフト３の位相に対して吸気カムシャフト
５の位相を変化させることにより、吸気バルブ１０，１
０の開閉タイミングを、吸気カムシャフト５の回転角の
３０°の範囲（クランクシャフト３の回転角に換算する
と６０°の範囲）に亘って無段階に進角および遅角する
ことが可能となる。 【００４２】ところで，内燃機関Ｅが極低負荷・高速回
転状態にあるとき，第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 は
高速用バルブタイミング状態に制御され，第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ2 は最遅角状態に制御される。第２バ
ルブ作動特性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に設定するに
は，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイド６７の
デューティ比を０％にしてスプール６６を図８中で右動
させ，オイルポンプ６１からのオイルを遅角室５３…に
供給すれば良いが，第１バルブ作動特性可変機構および
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 は共通のオイルポンプ
６１から油圧の供給を受けるようになっているため，こ
のようにすると遅角室５３…からのオイルのリークによ
ってオイルポンプ６１から第１油圧制御弁６３を経て第
１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 に供給されるオイルの量
が減少し，オイルポンプ６１の容量を充分に大きく設定
しないと第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 による高速用
バルブタイミング状態の設定が不安定になる虞がある。 【００４３】そこで本実施例では，第１バルブ作動特性
可変機構Ｖ1 が高速用バルブタイミング状態に制御され
ているとき，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイ
ド６７のデューティ比を高速用バルブタイミングに見合
った設定値（例えば，５０％）にして第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に固定する。即ち，デュー
ティ比を０％にして遅角室５３…に油圧を供給すること
により，スプール６６を図８中で右動させて第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に制御した後に，デ
ューティ比を５０％に保持してスプール６６を中立位置
に戻し，第２油圧制御弁６４のオイルポンプ６１に連な
る入力ポート６９を閉塞し，かつ進角室５２…に連なる
進角ポート７１および遅角室５３…に連なる遅角ポート
７０を閉塞する。 【００４４】上記制御により，第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 が最遅角状態にあるときに，オイルポンプ６１
からの油圧を第２油圧制御弁６４で遮断して第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 でのリークを防止することができ
るので，オイルポンプ６１の容量を増加させることな
く，第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 に高速用バルブタ
イミング状態を確立させるための油圧を確保してバルブ
作動特性可変制御の確実性を保証することができる。し
かも，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイド６７
のデューティ比を５０％にしてスプール６６を中立状態
に保持するので，第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 のカ
ム位相を最遅角状態から進角側に変化させる際に，進角
室５２…の油圧を速やかに立ち上げて応答性を高めるこ
とができる。 【００４５】次に、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の
作用をフローチャートを参照しながら更に詳細に説明す
る。 【００４６】図９および図１０のフローチャートは、目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出するルーチンを示すも
ので、このルーチンは所定時間毎に実行される。先ず、
ステップＳ１１で内燃機関Ｅが始動モードにあるとき、
ステップＳ１２で始動後カム位相可変制御禁止タイマＴ
ＭＣＡＡＳＴを所定時間＃ＴＭＣＡＡＳＴ（例えば、５
ｓｅｃ）にセットし、ステップＳ１３で第２バルブ作動
特性可変機構作動用ディレイタイマＴＭＣＡＤＬＹを所
定時間＃ＴＭＣＡＤＬＹ（例えば、５００ｍｓ）にセッ
トし、ステップＳ１４で目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを
０に設定し、ステップＳ１５で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の作動を許可するか否かを示す第２バルブ作動
特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣを「０」（作動
禁止中）にセットする。 【００４７】内燃機関Ｅが始動し、前記ステップＳ１１
で始動モードを脱して基本モードになった後、ステップ
Ｓ１６で始動後カム位相可変制御禁止タイマＴＭＣＡＡ
ＳＴがタイムアップするまでは、前記ステップＳ１３〜
Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作
動を禁止し、始動後カム位相可変制御禁止タイマＴＭＣ
ＡＡＳＴがタイムアップして始動後に５ｓｅｃが経過す
ると、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７で第
２バルブ作動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧが
「１」（故障）にセットされているか、あるいはステッ
プＳ１８で他の故障が発生していれば、前記ステップＳ
１３〜Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 の作動を禁止する。 【００４８】前記ステップＳ１７，Ｓ１８で故障が発生
していなければ、ステップＳ１９でアイドルフラグＦ
ＩＤＬＥを参照する。アイドルフラグＦ ＩＤＬＥが
「１」にセットされていて内燃機関Ｅがアイドル運転状
態にあるとき、例えば、スロットル開度センサＳ6 で検
出したスロットル開度ＴＨが全閉開度であり、かつエン
ジン回転数センサＳ7 で検出したエンジン回転数ＮＥが
７００ｒｐｍ近傍のとき、前記ステップＳ１３〜Ｓ１５
に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動を禁
止する。 【００４９】前記ステップＳ１９でアイドルフラグＦ
ＩＤＬＥが「０」にセットされていて内燃機関Ｅがアイ
ドル運転状態でなければ、ステップＳ２０で、冷却水温
センサＳ5 で検出した冷却水温ＴＷが下限値＃ＴＷＶＴ
ＣＬ（例えば、０℃）および上限値＃ＴＷＶＴＣＨ（例
えば、１１０℃）間にあり、かつエンジン回転数センサ
Ｓ7 で検出したエンジン回転数ＮＥが下限値＃ＮＥＶＴ
ＣＬ（例えば、１５００ｒｐｍ）未満であるか否かを判
定し、上記条件の何れかが不成立であれば前記前記ステ
ップＳ１３〜Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の作動を禁止する。 【００５０】前記ステップＳ１１，Ｓ１６〜Ｓ２０の条
件が全て成立すれば、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
を作動させるべくステップＳ２１に移行する。ステップ
Ｓ２１で第１バルブ作動特性可変機構制御許可フラグＦ
ＶＴＥＣが「０」であって第１バルブ作動特性可変機
構Ｖ1 が低速用バルブタイミングを確立していれば、ス
テップＳ２２で低速用バルブタイミングに対応する目標
カム位相＃ＣＩＣＭＤ Ｌをマップ検索し、また第１バル
ブ作動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが
「１」であって第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 が高速
用バルブタイミングを確立していれば、ステップＳ２３
で高速用バルブタイミングに対応する目標カム位相＃Ｃ
ＩＣＭＤ Ｈをマップ検索する。前記ステップＳ２２，
Ｓ２３で使用されるマップは、吸気負圧センサＳ4 で検
出した吸気負圧ＰＢＡと、エンジン回転数センサＳ7 で
検出したエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして設定
されている。 【００５１】続くステップＳ２４で、前記ステップＳ２
２，Ｓ２３で検索したマップ値である目標カム位相＃Ｃ
ＩＣＭＤ Ｌ，＃ＣＩＣＭＤ Ｈを目標カム位相ＣＡＩ
ＮＣＭＤＸとする。続くステップＳ２５で、目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤＸから目標カム位相の前回値ＣＡＩＮ
ＣＭＤ（ｎ−１）を減算した偏差の絶対値をカム位相操
作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤＸ（例えば、クランク角
相当で２°）と比較し、その結果、｜ＣＡＩＮＣＭＤＸ
−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）｜＜＃ＤＣＡＣＭＤＸが成
立して偏差の絶対値が比較的に小さいときには、ステッ
プＳ２６で目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＸを目標カム位
相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）とする。 【００５２】一方、前記ステップＳ２５が不成立で偏差
の絶対値が比較的に大きいときには、ステップＳ２７で
前記偏差ＣＡＩＮＣＭＤＸ−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）
の符号を判定する。その結果、偏差ＣＡＩＮＣＭＤＸ−
ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）＞０が成立すれば、ステップ
Ｓ２８で、カム位相を段階的に進角側に変化させるべ
く、目標カム位相の前回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）に
前記カム位相操作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤＸを加算
した値を目標カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）と
する。逆に、前記ステップＳ２７で偏差ＣＡＩＮＣＭＤ
Ｘ−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）＞０が成立しなければ、
ステップＳ２９で、カム位相を段階的に遅角側に変化さ
せるべく、目標カム位相の前回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−
１）から前記カム位相操作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤ
Ｘを減算した値を目標カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ
（ｎ）とする。 【００５３】前記ステップＳ２５〜Ｓ２９により、目標
カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）と前回値ＣＡＩ
ＮＣＭＤ（ｎ−１）との偏差がカム位相操作量リミット
値＃ＤＣＡＣＭＤＸを越えた場合には、一気に目標カム
位相を切り換えずに徐々に切り換えることで、急激なカ
ム位相の変化によるカム位相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ともに、例えばシフトチェ
ンジ時等にエンジン回転数が瞬間的に上昇して直ぐに元
に戻る際の不要なカム位相変更を防止することができ
る。 【００５４】続くステップＳ３０で、目標カム位相の今
回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）を、それに水温補正係数ＫＴ
ＷＣＩを乗算することにより補正する。図１３に示すよ
うに、冷却水温センサＳ5 で検出した冷却水温ＴＷをパ
ラメータとして検索される水温補正係数ＫＴＷＣＩは、
冷却水温ＴＷが所定値以上で１に設定され、冷却水温Ｔ
Ｗが所定値未満で１からリニアに減少するように設定さ
れる。 【００５５】続くステップＳ３１で、目標カム位相の今
回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）を最遅角位置からの制御実施
カム位相＃ＣＡＩＮＬ０（例えば、クランク角相当で３
°あるいは５°）と比較し、目標カム位相の今回値ＣＡ
ＩＮＣＭＤ（ｎ）が制御実施カム位相＃ＣＡＩＮＬ０未
満である場合には、つまり最遅角位置からの制御量が極
小の目標カム位相である場合（例えば、アイドル解除状
態直後の低負荷運転時等）には、第２油圧制御弁６４や
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 に駆動力を作用させる
場合と比較して運転状態にそれ程の差異が生じることが
なく、カム位相の変更をした場合としない場合とで大差
がないため、前記ステップＳ１３〜Ｓ１５に移行して第
２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動を禁止する。 【００５６】そして前記ステップＳ３１で目標カム位相
の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）が制御実施カム位相＃Ｃ
ＡＩＮＬ０以上である場合には、ステップＳ３２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
べく前記第２バルブ作動特性可変機構作動用ディレイタ
イマＴＭＣＡＤＬＹがタイムアップするのを待った後
に、ステップＳ３３でバルブ作動特性可変機構制御許可
フラグＦ ＶＴＣを「１」にセットして第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 の作動を許可する。 【００５７】図１１および図１２のフローチャートは、
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 によりカム位相をフィ
ードバック制御するルーチンを示すもので、このルーチ
ンは所定時間毎に実行される。先ず、ステップＳ４１で
第２バルブ作動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧ
が「０」にセットされていて第２バルブ作動特性可変機
構Ｖ2 が正常であり、かつステップＳ４２で第２バルブ
作動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣが「１」に
セットされていて第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 が作
動中であるとき、ステップＳ４３で、前記図９および図
１０のルーチンで算出した目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
と、カムシャフトセンサＳ1 およびクランクシャフトセ
ンサＳ3 の出力から算出した実カム位相ＣＡＩＮとの偏
差ＤＣＡＩＮＣＭＤを算出するとともに、ステップＳ４
４で実カム位相の前回値ＣＡＩＮ（ｎ−１）および今回
値ＣＡＩＮ（ｎ）の偏差ＤＣＡＮＩＮを算出する。 【００５８】続くステップＳ４５で第２バルブ作動特性
可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣが「０」から「１」
に変化していれば、即ち、今回のループで第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ2 の作動が禁止から許可に切り換わっ
た場合には、ステップＳ４６に移行して偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤを第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣＡＩ
ＮＦＦＯ（例えば、クランク角相当で１０°）と比較す
る。その結果、前記偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第１フィー
ドフォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯよりも大き
ければ、ステップＳ４７で第２バルブ作動特性可変機構
フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣＦＦを「１」
にセットし、本来はフィードバック制御すべき第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 をフィードフォワード制御す
る。 【００５９】即ち、ステップＳ４８で第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 をＰＩＤフィードバック制御する際のＩ
項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）を０に設定するとともに、
ステップＳ４９で第２バルブ作動特性可変制御の操作量
の今回値ＤＶＩＮを上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨＯに
設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。以後
のループでは、前記ステップＳ４５の答がＮＯになり、
かつステップＳ５０の答がＹＥＳになるため、再び前記
ステップＳ４６で偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤと第１フィード
フォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯとの大小を比
較し、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大きい間はステップＳ４
７〜Ｓ４９を経てステップＳ６７に移行する。 【００６０】従って、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
の制御が開始されたときに目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
と実カム位相ＣＡＩＮとの偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大き
ければ、その状態が続く間、第２バルブ作動特性可変制
御の操作量の今回値ＤＶＩＮを定数である上限リミット
値＃ＤＶＬＭＴＨＯに設定することにより、第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 を実質的にフィードフォワード制
御することになる。 【００６１】上記制御手法を採用する意味は以下のとお
りである。第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 を最初から
フィードバック制御しても応答性を確保することは可能
であるが、カム位相が目標値に達した後のオーバーシュ
ートを避けられない可能性が高く、精度の高い収束性を
確保するのは困難である。そこで制御開始当初はフィー
ドフォワード制御を採用し、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大
きいために収束性が懸念される間だけフィードフォワー
ド制御を継続することにより、応答性および収束性を両
立させることができる。 【００６２】前記ステップＳ４６で、制御開始当初から
偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第１フィードフォワード処理判
定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯ以下である場合、あるいは上述
したフィードフォワード制御中に偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤ
が第１フィードフォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦ
Ｏ以下になった場合、ステップＳ５１で第２バルブ作動
特性可変機構フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣ
ＦＦを「０」にセットしてステップＳ５２に移行する。
ステップＳ５２でＰＩＤフィードバック制御のＩ項の前
回値ＤＶＩＩＮ（ｎ−１）が０であれば、ステップＳ５
３で前記Ｉ項の前回値ＤＶＩＩＮ（ｎ−１）をＩ項初期
値＃ＤＶＩＳＥＮに設定する。 【００６３】続くステップＳ５４で、偏差ＤＣＡＩＮＣ
ＭＤ（正値；目標カム位相が実カム位相より大きい場
合）を、前記第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣ
ＡＩＮＦＦＯよりも小さい第２フィードフォワード制御
判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＲと比較する。その結果、両者
間の偏差が大きければ、ステップＳ５６で操作量の今回
値ＤＶＩＮ（ｎ）を上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２に
設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。 【００６４】同様に、ステップＳ５５で偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤ（負値；実カム位相が目標カム位相より大きい場
合）を、前記第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣ
ＡＩＮＦＦＯよりも絶対値が小さい第３フィードフォワ
ード制御判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＡと比較する。その結
果、両者間の偏差が大きければ、ステップＳ５７で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を下限リミット値＃ＤＶＬＭ
ＴＬ１に設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比
ＤＯＵＴＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とす
る。 【００６５】このように、前記ステップＳ４６で偏差Ｄ
ＣＡＩＮＣＭＤが第１フィードフォワード制御判定値＃
ＤＣＡＩＮＦＦＯ以下になった後も、前記ステップＳ５
４，Ｓ５５で偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第２、第３フィー
ドフォワード制御判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＲ，＃ＤＣＡ
ＩＮＦＦＡ以下になるまでは、操作量の今回値ＤＶＩＮ
（ｎ）を上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨＯから上限リミ
ット値＃ＤＶＬＭＴＨ２あるいは下限リミット値＃ＤＶ
ＬＭＴＬ１に持ち換えてフィードフォワード制御を続行
することにより、応答性および収束性の両立を図ること
ができる。 【００６６】ところで、前記下限リミット値＃ＤＶＬＭ
ＴＬ１（ステップＳ５７参照）は固定値であるのに対
し、前記上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２（ステップＳ
５６参照）はフィードフォワード制御の収束性を高める
べく可変値とされ、冷却水温センサＳ5 で検出した冷却
水温ＴＷをパラメータとして、あるいは偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤをパラメータとして図１４に示すマップから検索
される。 【００６７】冷却水温ＴＷの上昇に応じて上限リミット
値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させる理由は、冷却水温ＴＷ
が上昇するに伴って油温が上昇して油圧が低めになり、
かつデューティソレノイド６７のコイル温が上昇して電
気抵抗が増加するのを、操作量ＤＶＩＮを決定する上限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させることにより補
償するためである。また偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤの増加に
応じて上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させる理
由は、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大きいときに操作量ＤＶ
ＩＮを増加させて実カム位相ＣＡＩＮを目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＣＭＤに速やかに収束性させるためである。 【００６８】また目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤが実カム
位相ＣＡＩＮよりも大きいとき、つまり第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 が進角方向に作動する場合だけに可変
値である上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を採用する理
由は、吸気カムシャフト５が吸気バルブ１０，１０側か
ら受ける反力がカム位相を遅角側に変化させるように作
用するため、その反力に抗してカム位相を確実に進角さ
せる必要があるからである。尚、上限リミット値＃ＤＶ
ＬＭＴＨ２だけでなく、下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ
１も冷却水温ＴＷや偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤをパラメータ
として持ち換えることができ、このようにすれば一層精
密な制御が可能になることは言うまでもない。 【００６９】さて、上述したフィードフォワード制御に
より偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが充分に小さくなって前記ス
テップＳ５４，Ｓ５５が共に不成立になると、ＰＩＤフ
ィードバック制御を行うべく、ステップＳ５８でＰ項ゲ
インＫＶＰ、Ｉ項ゲインＫＶＩおよびＤ項ゲインＫＶＤ
を算出した後、ステップＳ５９でＰ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項
ＤＶＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮを、 ＤＶＰＩＮ←ＫＶＰ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤ ＤＶＩＩＮ（ｎ）←ＫＶＩ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤ＋ＤＣＡ
ＩＮＣＭＤ（ｎ−１） ＤＶＤＩＮ←ＫＶＤ＊ＤＣＡＮＩＮ により算出する。 【００７０】続くステップＳ６０〜Ｓ６３で、Ｉ項ＤＶ
ＩＩＮのリミット処理を実行することにより、該Ｉ項Ｄ
ＶＩＩＮの過成長を抑制して収束性の低下を防止する。
即ち、ステップＳ６０でＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）
が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ１を越えていれば、ス
テップＳ６２で前記上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ１を
Ｉ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）とし、またステップＳ６
１でＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）が下限リミット値＃
ＤＶＬＭＴＬ未満であれば、ステップＳ６３で前記下限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ１をＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ
（ｎ）とする。 【００７１】前記ステップＳ６０，Ｓ６１で、Ｉ項の今
回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ
１および下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ間に納まってい
れば、ステップＳ６４でＰＩＤフィードバック制御の操
作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を、Ｐ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項
ＤＶＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮの和として算出する。 【００７２】続いて、ステップＳ６５，Ｓ６６，Ｓ５
６，Ｓ５７で、操作量の今回値ＤＶＩＮのリミット処理
を実行する。即ち、ステップＳ６５で操作量の今回値Ｄ
ＶＩＮ（ｎ）が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨを越えて
いれば、前記ステップＳ５６で前記上限リミット値＃Ｄ
ＶＬＭＴＨを操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とし、また
ステップＳ６６で操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）が下限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ未満であれば、前記ステップ
Ｓ５７で前記下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ１を操作量
の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。そして前記ステップＳ
６７で前記操作量ＤＶＩＮを第２油圧制御弁６４のデュ
ーティ比ＤＯＵＴＶＴとして、目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤと実カム位相ＣＡＩＮとの偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤを
０に収束させるべく第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 を
フィードバック制御する。 【００７３】ところで、前記ステップＳ４１で第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 が故障中であって第２バルブ作
動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧが「１」にセ
ットされているとき、ステップＳ６８を経てステップＳ
６９で、操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を、例えばデュ
ーティソレノイド６７のデューティ比５０％に相当する
故障復帰設定値＃ＤＶＬＭＴＭに設定し、続くステップ
Ｓ７０で故障復帰タイマーＴＭＶＴＣＮＧ（例えば、３
ｓｅｃ）をセットする。次のループから故障復帰タイマ
ーＴＭＶＴＣＮＧがタイムアップするまでの間、ステッ
プＳ６８の答がＮＯになるため、ステップＳ７１で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を０に設定する。 【００７４】上記制御により、第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 が故障した場合に、第２油圧制御弁６４を最遅
角状態にした上で、所定時間間隔で瞬間的に進角側に作
動させることができる。その結果、ゴミの噛み込みによ
る故障が発生した場合や、油圧回路の脈動等によって瞬
間的に故障判断がなされた場合に、第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 あるいは第２油圧制御弁６４を自動的に正
常状態に復帰させることができる。 【００７５】また前記ステップＳ４２で第２バルブ作動
特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣを「０」にセッ
トされていて第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動が
禁止されているとき、ステップＳ７２で第２バルブ作動
特性可変機構フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣ
ＦＦを「０」にセットし、更にステップＳ７３でＩ項の
今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）を０に設定した後にステップＳ
７４に移行する。 【００７６】そしてステップＳ７４で第１バルブ作動特
性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが「０」（低速
用バルブタイミング）であれば、ステップＳ７５で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を低速用バルブタイミングに
見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＬ（デューティ比１０
％相当）に固定し、またステップＳ７４で第１バルブ作
動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが「１」
（高速用バルブタイミング）であれば、ステップＳ７６
で操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を高速用バルブタイミ
ングに見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＨ（デューティ
比５０％相当）に固定する。 【００７７】尚、低速用バルブタイミングに見合った設
定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＬ（デューティ比１０％相当）
は、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 のロックピン４７
がロック孔７3 から離脱する直前の値に相当し、また高
速用バルブタイミングに見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬ
ＯＨ（デューティ比５０％相当）は、第２油圧制御弁６
４のスプール６６が中立位置に保持される値に相当す
る。 【００７８】このように、第２バルブ作動特性可変機構
Ｖ2 の作動を禁止してカム位相を最遅角状態に固定する
とき、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 により高速用バ
ルブタイミングが選択されている場合に限って、第２油
圧制御弁６４のデューティ比を高速用バルブタイミング
に見合った設定値（例えば、５０％）に設定して第２油
圧制御弁６４のスプール６６を中立位置に保持すること
により、前述したように第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 における油圧のリークを防止し、第１バルブ作動特性
可変機構Ｖ1 による高速用バルブタイミングの確立を確
実なものとすることができる。 【００７９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。 【００８０】例えば、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1
は実施例のものに限定されず、少なくとも油圧によりバ
ルブ作動特性を可変とする機構であれば、種々の構造の
ものを採用することができる。また実施例では第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 の最変位基準位置を最遅角状態
としているが、それを最進角状態とすることができる。 【００８１】 【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
内燃機関が始動した後でアイドル運転状態にないとき
に、第１バルブ作動特性可変機構の確立されたバルブタ
イミングと内燃機関の回転数とに応じて設定される目標
カム位相を検索し、その検索した目標カム位相と、最遅
角位置からの制御実施カム位相とを比較し、目標カム位
相が制御実施カム位相より小さい場合において、第１バ
ルブ作動特性可変機構が高速用バルブタイミングを確立
しているときには、第２バルブ作動特性可変機構がカム
位相を最遅角位置に設定する。しかもこのとき、第２バ
ルブ作動特性可変機構がカム位相を最遅角位置に設定し
てから第２油圧制御弁が中立位置に保持されるので、第
２油圧制御弁は、オイルポンプから供給された油圧を遮
断し第２バルブ作動特性可変機構の進角室および遅角室
を共に閉塞してカム位相を最遅角位置に保持することに
より、オイルポンプから供給された油圧を第２バルブ作
動特性可変機構におけるリークで消費することなくカム
位相を最遅角位置に保持することが可能となり、従って
最小限のオイルポンプの容量で、吸気バルブ側および排
気バルブ側の第１バルブ作動特性可変機構が高速用バル
ブタイミングを確立するための油圧を確保してバルブ作
動特性可変制御の確実性を保証することができる。しか
も第２油圧制御弁は第２バルブ作動特性可変機構の進角
室および遅角室を共に閉塞する中立位置に保持されるの
で、カム位相を最遅角位置から反対側に変化させる際
に、第２バルブ作動特性可変機構の進角室に供給される
油圧を速やかに立ち上げて応答性を高めることができ
る。
バルブ作動特性可変機構と、カム位相可変型の第２バル
ブ作動特性可変機構とを備えた内燃機関の動弁制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関の吸気バルブや排気バルブのバ
ルブリフトおよび開角を段階的に制御するカム切換型の
バルブ作動特性可変機構と、前記バルブの開閉時期を無
段階に制御するカム位相可変型のバルブ作動特性可変機
構とを併せ備えたものが、特公平５−４３８４７号公報
により公知である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、カム切換型
のバルブ作動特性可変機構を備えた内燃機関にカム位相
可変型のバルブ作動特性可変機構を付加する場合、部品
点数の削減や構造の簡略化を図るためには、両方のバル
ブ作動特性可変機構について共通のオイルポンプを使用
し、かつ前記オイルポンプの容量を最小限に抑えること
が望ましい。 【０００４】しかしながら、一般にカム切換型のバルブ
作動特性可変機構はオイルポンプから油圧を供給して高
速用バルブタイミングを確立するとともに、前記油圧の
供給を遮断して低速用バルブタイミングを確立するよう
になっており、またカム位相可変型のバルブ作動特性可
変機構は、その進角室または遅角室に選択的に油圧を供
給してカム位相を変化させるようになっているため、高
速用バルブタイミングが確立しているときにカム位相を
変化させようとすると、あるいはカム位相を変化させて
いるときに高速用バルブタイミングを確立しようとする
と、オイルポンプから供給される油圧が不足してバルブ
作動特性可変制御の応答性や確実性が低下する可能性が
ある。 【０００５】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、カム切換型のバルブ作動特性可変機構およびカム位
相可変型のバルブ作動特性可変機構を備えた内燃機関の
動弁制御装置において、両バルブ作動特性可変機構に共
用されるオイルポンプの容量を最小限に抑えながら、バ
ルブ作動特性可変制御の応答性および確実性を保証でき
るようにすることを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、一個のオイル
ポンプからオイルが吐出される油路が、吸気バルブ側お
よび排気バルブ側に各々設けたカム切換型の第１バルブ
作動特性可変機構ならびに動弁系潤滑部に第１油圧制御
弁を介して油圧を供給する油路と、第２油圧制御弁を介
してカム位相可変型の第２バルブ作動特性可変機構に油
圧を供給する油路とに分岐し、前記第１バルブ作動特性
可変機構は、前記第１油圧制御弁から油圧が供給されな
いときに低速用カムを選択して低速用バルブタイミング
を確立するとともに、油圧が供給されたときに高速用カ
ムを選択して高速用バルブタイミングを確立し、前記第
２バルブ作動特性可変機構は進角室および遅角室を備
え、前記第２油圧制御弁は、オイルポンプからの油圧を
進角室へ供給する位置と、遅角室へ供給する位置と、そ
の両位置の中間にあって進角室および遅角室を共に閉塞
しオイルポンプからの油圧を進角室および遅角室から遮
断する中立位置とを有し、この第２油圧制御弁により進
角室または遅角室に選択的に油圧が供給されたときに第
２バルブ作動特性可変機構がカム位相を変更する内燃機
関の動弁制御装置であって、内燃機関が始動した後でア
イドル運転状態にないときに、前記第１バルブ作動特性
可変機構の確立されたバルブタイミングと内燃機関の回
転数とに応じて設定される目標カム位相を検索し、その
検索した目標カム位相と、最遅角位置からの制御実施カ
ム位相とを比較し、目標カム位相が制御実施カム位相よ
り小さい場合において、前記第１バルブ作動特性可変機
構が高速用バルブタイミングを確立しているときは、前
記第２バルブ作動特性可変機構が前記カム位相を最遅角
位置に設定してから前記第２油圧制御弁が前記中立位置
に保持される。 【０００７】上記特徴によれば、内燃機関が始動した後
でアイドル運転状態にないときに、第１バルブ作動特性
可変機構の確立されたバルブタイミングと内燃機関の回
転数とに応じて設定される目標カム位相を検索し、その
検索した目標カム位相と、最遅角位置からの制御実施カ
ム位相とを比較し、目標カム位相が制御実施カム位相よ
り小さい場合において、第１バルブ作動特性可変機構が
高速用バルブタイミングを確立しているときには、第２
バルブ作動特性可変機構がカム位相を最遅角位置に設定
する。しかもこのとき、第２バルブ作動特性可変機構が
カム位相を最遅角位置に設定してから第２油圧制御弁が
中立位置に保持されるので、第２油圧制御弁は、オイル
ポンプから供給された油圧を遮断して第２バルブ作動特
性可変機構の進角室および遅角室を共に閉塞することに
よりカム位相を最遅角位置に保持する。これにより、オ
イルポンプから供給された油圧を第２バルブ作動特性可
変機構におけるリークで消費することなくカム位相を最
遅角位置に保持することが可能となり、最小限のオイル
ポンプの容量で、吸気バルブ側および排気バルブ側の第
１バルブ作動特性可変機構が高速用バルブタイミングを
確立するための油圧を確保してバルブ作動特性可変制御
の確実性を保証することができる。しかも第２油圧制御
弁は第２バルブ作動特性可変機構の進角室および遅角室
を共に閉塞する中立位置に保持されるので、カム位相を
最遅角位置から反対側に変化させる際に、第２バルブ作
動特性可変機構の進角室に供給される油圧を速やかに立
ち上げて応答性を高めることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 【０００９】図１〜図１４は本発明の一実施例を示すも
ので、図１は内燃機関の全体斜視図、図２は図１の２方
向拡大矢視図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図
２の４−４線断面図、図５は図３の５−５線断面図、図
６は図２の６−６線断面図、図７はバルブ作動特性可変
機構の油圧回路図、図８は第２油圧制御弁の縦断面図、
図９は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１０は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１１は第２バルブ作動特性可変機
構のフィードバック制御ルーチンの第１分図、図１２は
第２バルブ作動特性可変機構のフィードバック制御ルー
チンの第２分図、図１３は冷却水温ＴＷから水温補正係
数ＫＴＷＣＩを検索するマップを示す図、図１４は冷却
水温ＴＷあるいは偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤから上限リミッ
ト値＃ＤＶＬＭＴＨ２を検索するマップを示す図であ
る。 【００１０】図１に示すように、４気筒ＤＯＨＣ型の内
燃機関Ｅは、４個のピストン１…がコネクティングロッ
ド２…を介して接続されたクランクシャフト３を備え
る。クランクシャフト３の軸端に設けた駆動スプロケッ
ト４と、吸気カムシャフト５および排気カムシャフト６
の軸端にそれぞれ設けた従動スプロケット７，８とがタ
イミングチェーン９を介して接続されており、吸気カム
シャフト５および排気カムシャフト６はクランクシャフ
ト３の２回転について１回転の割合で回転駆動される。 【００１１】４個の気筒のそれぞれについて、吸気カム
シャフト５により駆動される２個の吸気バルブ１０，１
０と、排気カムシャフト６により駆動される２個の排気
バルブ１１，１１とが設けられる。吸気カムシャフト５
および吸気バルブ１０，１０間、ならびに排気カムシャ
フト６および排気バルブ１１，１１間には、それらのバ
ルブ１０，１０；１１，１１のバルブリフトおよび開角
を２段階に変更する第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，
Ｖ1 がそれぞれ設けられる。また吸気カムシャフト５の
軸端部には、吸気バルブ１０，１０の開閉時期を無段階
に進角または遅角する第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
が設けられる。 【００１２】吸気バルブ１０，１０側の第１バルブ作動
特性可変機構Ｖ1 と、排気バルブ１１，１１側の第１バ
ルブ作動特性可変機構Ｖ1 とは実質的に同一構造である
ため、以下その代表として吸気バルブ１０，１０側の第
１バルブ作動特性可変機構Ｖ 1 の構造を、図２〜図５に
基づいて説明する。 【００１３】吸気カムシャフト５には、各気筒に対応し
て一対の低速用カム１４，１４と、両低速用カム１４，
１４に挟まれた高速用カム１５とが設けられ、また吸気
カムシャフト５よりも下方に平行に固定されたロッカー
シャフト１６には、前記低速用カム１４、高速用カム１
５および低速用カム１４にそれぞれ対応して、第１ロッ
カーアーム１７、第２ロッカーアーム１８および第３ロ
ッカーアーム１９が揺動自在に支持される。 【００１４】一対の低速用カム１４，１４は、吸気カム
シャフト５の半径方向に沿う突出量が比較的に小さい高
位部１４1 と、ベース円部１４2 とから構成される。高
速用カム１５は、その突出量が前記低速用カム１４，１
４の高位部１４1 ，１４1 の突出量よりも大きく、かつ
広い角度範囲に亘る高位部１５1 と、ベース円部１５ 2
とから構成される。 【００１５】吸気バルブ１０，１０のバルブステム２
０，２０の上端には鍔部２１，２１が設けられており、
シリンダヘッド２２および鍔部２１，２１間に圧縮状態
で装着されたバルブスプリング２３，２３によって吸気
バルブ１０，１０は閉弁方向に付勢される。一端部をロ
ッカーシャフト１６に揺動自在に支持された第１、第３
ロッカーアーム１７，１９は、その中間部に形成したカ
ムスリッパ１７1 ，１９ 1 が一対の低速用カム１４，１
４にそれぞれ当接し、その他端部には吸気バルブ１０，
１０のバルブステム２０，２０の上端に当接するタペッ
トねじ２４，２４がそれぞれ進退自在に設けられる。 【００１６】一対の吸気バルブ１０，１０間に配置さ
れ、その一端部をロッカーシャフト１６に揺動自在に支
持された第２ロッカーアーム１８は、シリンダヘッド２
２との間に圧縮状態で装着された弾発付勢手段２５で付
勢され、その他端部に形成したカムスリッパ１８1 が高
速用カム１５に当接する。前記弾発付勢手段２５は、閉
塞端を第２ロッカーアーム１８に当接させた有底円筒状
のリフタ２６と、リフタ２６を第２ロッカーアーム１８
に向けて付勢するリフタスプリング２７とから構成され
る。 【００１７】図５から明らかなように、第１、第２、第
３ロッカーアーム１７〜１９間の連結状態を切り換える
連結切換機構３１は、第３ロッカーアーム１９および第
２ロッカーアーム１８間を連結し得る第１切換ピン３２
と、第２ロッカーアーム１８および第１ロッカーアーム
１７間を連結し得る第２切換ピン３３と、第１切換ピン
３２および第２切換ピン３３の移動を規制する第３切換
ピン３４と、各切換ピン３２〜３４を連結解除側に付勢
する戻しばね３５とを備える。 【００１８】第３ロッカーアーム１９には、ロッカーシ
ャフト１６と平行な有底のガイド孔１９2 がその開放端
を第２ロッカーアーム１８側にして形成されており、こ
のガイド孔１９2 には前記第１切換ピン３２が摺動自在
に嵌合し、第１切換ピン３２とガイド孔１９2 の閉塞端
との間に油圧室３６が形成される。また第３ロッカーア
ーム１９には油圧室３６に連通する連通路３７が形成さ
れ、ロッカーシャフト１６内には油圧供給路３８が形成
される。連通路３７および油圧供給路３８は、ロッカー
シャフト１６の側壁に形成した連通路３９を介して、第
３ロッカーアーム１９の揺動状態に関わらず常時連通す
る。 【００１９】第２ロッカーアーム１８には、前記ガイド
孔１９2 に対応する同一径のガイド孔１８2 がロッカー
シャフト１６と平行に貫通しており、このガイド孔１８
2 に前記第２切換ピン３３が摺動自在に嵌合する。 【００２０】第１ロッカーアーム１７には、前記ガイド
孔１８2 に対応する同一径の有底円筒状のガイド孔１７
2 が、ロッカーシャフト１６と平行かつ開放端を第２ロ
ッカーアーム１８側にして形成されており、このガイド
孔１７2 に第３切換ピン３４が摺動自在に嵌合する。し
かも第３切換ピン３４に一体に形成した軸部３４1 はガ
イド孔１７2 の閉塞端に形成した案内部１７3 に摺動自
在に案内される。戻しばね３５は、第３切換ピン３４に
軸部３４1 の外周に嵌合してガイド孔１７2 の閉塞端お
よび第３切換ピン３４間に圧縮状態で装着され、この戻
しばね３５の弾発力で３本の切換ピン３２〜３４は連結
解除側、即ち油圧室３６側に付勢される。 【００２１】油圧室３６に供給される油圧を解放すると
３本の切換ピン３２〜３４は戻しばね３５の弾発力で連
結解除側に移動し、この状態では第１切換ピン３２およ
び第２切換ピン３３の当接面は第３ロッカーアーム１９
および第２ロッカーアーム１８間にあり、第２切換ピン
３３および第３切換ピン３４の当接面は第２ロッカーア
ーム１８および第１ロッカーアーム１７間にあり、従っ
て第１〜第３ロッカーアーム１７〜１９は非連結状態に
なっている。油圧室３６に油圧を供給すると３本の切換
ピン３２〜３４は戻しばね３５の弾発力に抗して連結側
に移動し、第１切換ピン３２がガイド孔１８2 に嵌合
し、第２切換ピン３３がガイド孔１７2 に嵌合して第１
〜第３ロッカーアーム１７〜１９は一体に連結される。 【００２２】次に、図２および図６に基づいて、吸気カ
ムシャフト５の軸端部に設けられた第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 の構造を説明する。 【００２３】概略円筒状のボス部材４１の中心に形成し
た支持孔４１1 が吸気カムシャフト５の軸端部に同軸に
嵌合し、ピン４２およびボルト４３で相対回転不能に結
合される。タイミングチェーン９が巻き掛けられる従動
スプロケット７は円形の凹部７1 を有して概略カップ状
に形成されており、その外周にスプロケット歯７2 …が
形成される。従動スプロケット７の凹部７1 に嵌合する
環状のハウジング４４と、更にその軸方向外側に重ね合
わされたプレート４５とが、それらを貫通する４本のボ
ルト４６…で従動スプロケット７に結合される。従っ
て、吸気カムシャフト５と一体に結合されたボス部材４
１は、従動スプロケット７、ハウジング４４およびプレ
ート４５によって囲まれた空間に相対回転可能に収納さ
れる。ボス部材４１を軸方向に貫通するピン孔４１2 に
ロックピン４７が摺動自在に嵌合しており、このロック
ピン４７はプレート４５との間に圧縮状態で装着したス
プリング４８によって従動スプロケット７に形成したロ
ック孔７3 に係合する方向に付勢される。 【００２４】ハウジング４４の内部には、吸気カムシャ
フト５の軸線を中心とする扇状の凹部４４1 …が９０°
間隔で４個形成されており、ボス部材４１の外周から放
射状に突出する４枚のベーン４９…が、３０°の中心角
範囲で相対回転し得るように前記凹部４４1 …に嵌合す
る。４個のベーン４９…の先端に設けた４個のシール部
材５０…が凹部４４1 …の天井壁に摺動自在に当接し、
かつハウジング４４の内周面に設けた４個のシール部材
５１…がボス部材４１の外周面に摺動自在に当接するこ
とにより、各ベーン４９の両側に進角室５２および遅角
室５３がそれぞれ区画される。 【００２５】吸気カムシャフト５の内部には進角用油路
５４および遅角用油路５５が形成されており、進角用油
路５４はボス部材４１を半径方向に貫通する４本の油路
５６…を介して４個の進角室５２…にそれぞれ連通する
とともに、遅角用油路５５はボス部材４１を半径方向に
貫通する４本の油路５７…を介して４個の遅角室５３…
にそれぞれ連通する。またロックピン４７の頭部が嵌合
する従動スプロケット７のロック孔７3 は、図示せぬ油
路を介して何れかの進角室５２に連通する。 【００２６】而して、進角室５２…に油圧が供給されて
いないとき、ロックピン４７の頭部はスプリング４８の
弾発力で従動スプロケット７のロック孔７3 に嵌合し、
図６に示すように従動スプロケット７に対して吸気カム
シャフト５が反時計方向に相対回転した最遅角状態（最
変位基準位置）にロックされる。この状態から進角室５
２…に供給する油圧を高めてゆくと、何れかの進角室５
２から伝達される油圧でロックピン４７がスプリング４
８の弾発力に抗して従動スプロケット７のロック孔７3
から離脱するとともに、進角室５２…および遅角室５３
…の油圧差でベーン４９…で押されることにより従動ス
プロケット７に対して吸気カムシャフト５が時計方向
（図１においては、内燃機関Ｅのクランクシャフト３の
回転方向とは逆の反時計方向）に相対回転し、低速用カ
ム１４，１４および高速用カム１５の位相が一体的に進
角して吸気バルブ１０，１０の開弁タイミングおよび閉
弁タイミングが共に進み側に変化する。従って、進角室
５２…および遅角室５３…の油圧を制御することによ
り、吸気バルブ１０，１０の開閉時期を無段階に変化さ
せることができる。 【００２７】次に、図７に基づいて第１、第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ2 の制御系を説明する。 【００２８】オイルポンプ６１がクランクケースの底部
のオイルパン６２から油路Ｌ1 を介して汲み上げたオイ
ルは、内燃機関Ｅのクランクシャフト３まわりや動弁機
構の潤滑油として、また第１、第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ1 ，Ｖ1 ，Ｖ2 の作動油として油路Ｌ2 に吐出さ
れる。油路Ｌ2 から分岐して吸気側および排気側の第１
バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ1 に連通する油路Ｌ3
には油圧を高低２段階に切り換えるＯＮ／ＯＦＦソレノ
イドバルブよりなる第１油圧制御弁６３が設けられる。
また前記油路Ｌ2 から分岐して第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 に連通する油路Ｌ4 には油圧を無段階に制御す
るデューティソレノイドバルブよりなる第２油圧制御弁
６４が設けられる。 【００２９】吸気カムシャフト５の位相を検出するカム
シャフトセンサＳ1 からの信号、排気カムシャフト６の
位相に基づいてピストン１…の上死点を検出するＴＤＣ
センサＳ2 からの信号、クランクシャフト３の位相を検
出するクランクシャフトセンサＳ3 からの信号、吸気負
圧を検出する吸気負圧センサＳ4 からの信号、冷却水温
を検出する冷却水温センサＳ5 からの信号、スロットル
開度を検出するスロットル開度センサＳ6 からの信号、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳ7 か
らの信号が入力される制御手段としての電子制御ユニッ
トＵは、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 ，Ｖ1 用の第
１油圧制御弁６３および第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 用の第２油圧制御弁６４の作動を制御する。 【００３０】次に、図８に基づいて第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 用の第２油圧制御弁６４の構造を説明す
る。 【００３１】第２油圧制御弁６４は、円筒状のスリーブ
６５と、スリーブ６５の内部に摺動自在に嵌合するスプ
ール６６と、スリーブ６５に固定されてスプール６６を
駆動するデューティソレノイド６７と、スプール６６を
デューティソレノイド６７に向けて付勢するスプリング
６８とを備える。電子制御ユニットＵからの指令でデュ
ーティソレノイド６７の電流をデューティ制御すること
により、スリーブ６５に摺動自在に嵌合するスプール６
６の軸方向位置を無段階に変化させることができる。 【００３２】スリーブ６５には、中央の入力ポート６９
と、その両側に位置する遅角ポート７０および進角ポー
ト７１と、それらの両側に位置する一対のドレンポート
７２，７３とが形成される。一方、スリーブ６５に摺動
自在に嵌合するスプール６６には、中央のグルーブ７４
と、その両側に位置する一対のランド７５，７６と、そ
れらの両側に位置する一対のグルーブ７７，７８とが形
成される。入力ポート６９はオイルポンプ６１に接続さ
れ、遅角ポート７０は第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
の遅角室５３…に接続され、進角ポート７１は第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 の進角室５２…に接続される。 【００３３】次に、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の
作用について説明する。 【００３４】内燃機関Ｅの低速回転時には、電子制御ユ
ニットＵからの指令によりＯＮ／ＯＦＦソレノイドバル
ブよりなる第１油圧制御弁６３がＯＦＦし、オイルポン
プ６１から第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の連結切換
機構３１に供給される油圧が遮断されると、ロッカーシ
ャフト１６内の油圧供給路３８に連なる油圧室３６に油
圧が作用しなくなり、第１〜第３切換ピン３２〜３４は
戻しばね３５の弾発力で図５に示す連結解除位置に移動
する。その結果、第１〜第３ロッカーアーム１７〜１９
は相互に切り離され、２個の低速用カム１４，１４にカ
ムスリッパ１７ 1 ，１９1 を当接させた第１、第３ロッ
カーアーム１７，１９により２個の吸気バルブ１０，１
０が開閉駆動される。このとき、高速用カム１５にカム
スリッパ１８1 を当接させた第２ロッカーアーム１８
は、吸気バルブ１０，１０の作動とは無関係に空動す
る。 【００３５】内燃機関Ｅの高速回転時には、電子制御ユ
ニットＵからの指令によりＯＮ／ＯＦＦソレノイドバル
ブよりなる第１油圧制御弁６３がＯＮし、オイルポンプ
６１から第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 の連結切換機
構３１に油圧が供給され、その油圧はロッカーシャフト
１６内の油圧供給路３８から油圧室３６に伝達される。
その結果、第１〜第３切換ピン３２〜３４が戻しばね３
５の弾発力に抗して連結位置に移動し、第１、第２切換
ピン３２，３３によって第１〜第３ロッカーアーム１７
〜１９が一体に連結されるため、高位部１５1 の高さお
よび角度範囲が大きい高速用カム１５にカムスリッパ１
８1 を当接させた第２ロッカーアーム１８の揺動が、そ
れと一体に連結された第１、第３ロッカーアーム１７，
１９に伝達されて２個の吸気バルブ１０，１０が開閉駆
動される。このとき、低速用カム１４，１４の高位部１
４1 ，１４1 は第１、第３ロッカーアーム１７，１９の
カムスリッパ１７1 ，１９1 から離れて空動する。 【００３６】而して、内燃機関Ｅの低速回転時には吸気
バルブ１０，１０を低バルブリフトおよび小開角で駆動
し、内燃機関Ｅの高速回転時には吸気バルブ１０，１０
を高バルブリフトおよび大開角で駆動することができ
る。尚、排気バルブ１１，１１のバルブリフトおよび開
角も、それに対応する第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1
によって、前述した吸気バルブ１０，１０と同様にして
制御される。 【００３７】次に、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の
作用について説明する。 【００３８】内燃機関Ｅの停止時に、第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 は遅角室５３…が最大容積になり、かつ
進角室５２…の容積がゼロになった図６の状態にあり、
ロックピン４７が従動スプロケット７のロック孔７3 に
嵌合した最遅角状態に保持される。内燃機関Ｅの始動に
よりオイルポンプ６１が作動し、第２油圧制御弁６４を
介して進角室５２…に伝達される油圧が所定値（例え
ば、１ｋｇ／ｃｍ2 ）を越えると、前記油圧によりロッ
クピン４７がロック孔７3 から離脱して第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 は作動可能な状態になる。 【００３９】この状態から、デューティソレノイド６７
のデューティ比を例えば５０％以上に増加させると、図
８においてスプール６６がスプリング６８に抗して中立
位置よりも左側に移動し、オイルポンプ６１に連なる入
力ポート６９がグルーブ７４を介して進角ポート７１に
連通するとともに、遅角ポート７０がグルーブ７７を介
してドレンポート７２に連通する。その結果、第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ 2 の進角室５２…に油圧が作用す
るため、図６において従動スプロケット７に対して吸気
カムシャフト５が時計方向に相対回転し、吸気カムシャ
フト５のカム位相が進角側に連続的に変化する。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６７のデューティ比を後述する高速用バルブタイ
ミングに見合った設定値（例えば、５０％）に設定して
第２油圧制御弁６４のスプール６６を図８に示す中立位
置に停止させ、入力ポート６９を一対のランド７５，７
６間に閉塞し、かつ遅角ポート７０および進角ポート７
１をそれぞれランド７５，７６で閉塞することにより、
従動スプロケット７および吸気カムシャフト５を一体化
して前記カム位相を保持することができる。 【００４０】吸気カムシャフト５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６７の
デューティ比を５０％以下に減少させてスプール６６を
中立位置から右動させ、オイルポンプ６１に連なる入力
ポート６９をグルーブ７４を介して遅角ポート７０に連
通させるとともに、進角ポート７１をグルーブ７８を介
してドレンポート７３に連通させれば良い。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６
７のデューティ比を５０％に設定してスプール６６を図
８に示す中立位置に停止させれば、入力ポート６９、遅
角ポート７０および進角ポート７１を閉塞して前記カム
位相を保持することができる。 【００４１】而して、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
でクランクシャフト３の位相に対して吸気カムシャフト
５の位相を変化させることにより、吸気バルブ１０，１
０の開閉タイミングを、吸気カムシャフト５の回転角の
３０°の範囲（クランクシャフト３の回転角に換算する
と６０°の範囲）に亘って無段階に進角および遅角する
ことが可能となる。 【００４２】ところで，内燃機関Ｅが極低負荷・高速回
転状態にあるとき，第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 は
高速用バルブタイミング状態に制御され，第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ2 は最遅角状態に制御される。第２バ
ルブ作動特性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に設定するに
は，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイド６７の
デューティ比を０％にしてスプール６６を図８中で右動
させ，オイルポンプ６１からのオイルを遅角室５３…に
供給すれば良いが，第１バルブ作動特性可変機構および
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 は共通のオイルポンプ
６１から油圧の供給を受けるようになっているため，こ
のようにすると遅角室５３…からのオイルのリークによ
ってオイルポンプ６１から第１油圧制御弁６３を経て第
１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 に供給されるオイルの量
が減少し，オイルポンプ６１の容量を充分に大きく設定
しないと第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 による高速用
バルブタイミング状態の設定が不安定になる虞がある。 【００４３】そこで本実施例では，第１バルブ作動特性
可変機構Ｖ1 が高速用バルブタイミング状態に制御され
ているとき，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイ
ド６７のデューティ比を高速用バルブタイミングに見合
った設定値（例えば，５０％）にして第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に固定する。即ち，デュー
ティ比を０％にして遅角室５３…に油圧を供給すること
により，スプール６６を図８中で右動させて第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 を最遅角状態に制御した後に，デ
ューティ比を５０％に保持してスプール６６を中立位置
に戻し，第２油圧制御弁６４のオイルポンプ６１に連な
る入力ポート６９を閉塞し，かつ進角室５２…に連なる
進角ポート７１および遅角室５３…に連なる遅角ポート
７０を閉塞する。 【００４４】上記制御により，第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 が最遅角状態にあるときに，オイルポンプ６１
からの油圧を第２油圧制御弁６４で遮断して第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 でのリークを防止することができ
るので，オイルポンプ６１の容量を増加させることな
く，第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 に高速用バルブタ
イミング状態を確立させるための油圧を確保してバルブ
作動特性可変制御の確実性を保証することができる。し
かも，第２油圧制御弁６４のデューティソレノイド６７
のデューティ比を５０％にしてスプール６６を中立状態
に保持するので，第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 のカ
ム位相を最遅角状態から進角側に変化させる際に，進角
室５２…の油圧を速やかに立ち上げて応答性を高めるこ
とができる。 【００４５】次に、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の
作用をフローチャートを参照しながら更に詳細に説明す
る。 【００４６】図９および図１０のフローチャートは、目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出するルーチンを示すも
ので、このルーチンは所定時間毎に実行される。先ず、
ステップＳ１１で内燃機関Ｅが始動モードにあるとき、
ステップＳ１２で始動後カム位相可変制御禁止タイマＴ
ＭＣＡＡＳＴを所定時間＃ＴＭＣＡＡＳＴ（例えば、５
ｓｅｃ）にセットし、ステップＳ１３で第２バルブ作動
特性可変機構作動用ディレイタイマＴＭＣＡＤＬＹを所
定時間＃ＴＭＣＡＤＬＹ（例えば、５００ｍｓ）にセッ
トし、ステップＳ１４で目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを
０に設定し、ステップＳ１５で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の作動を許可するか否かを示す第２バルブ作動
特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣを「０」（作動
禁止中）にセットする。 【００４７】内燃機関Ｅが始動し、前記ステップＳ１１
で始動モードを脱して基本モードになった後、ステップ
Ｓ１６で始動後カム位相可変制御禁止タイマＴＭＣＡＡ
ＳＴがタイムアップするまでは、前記ステップＳ１３〜
Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作
動を禁止し、始動後カム位相可変制御禁止タイマＴＭＣ
ＡＡＳＴがタイムアップして始動後に５ｓｅｃが経過す
ると、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７で第
２バルブ作動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧが
「１」（故障）にセットされているか、あるいはステッ
プＳ１８で他の故障が発生していれば、前記ステップＳ
１３〜Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 の作動を禁止する。 【００４８】前記ステップＳ１７，Ｓ１８で故障が発生
していなければ、ステップＳ１９でアイドルフラグＦ
ＩＤＬＥを参照する。アイドルフラグＦ ＩＤＬＥが
「１」にセットされていて内燃機関Ｅがアイドル運転状
態にあるとき、例えば、スロットル開度センサＳ6 で検
出したスロットル開度ＴＨが全閉開度であり、かつエン
ジン回転数センサＳ7 で検出したエンジン回転数ＮＥが
７００ｒｐｍ近傍のとき、前記ステップＳ１３〜Ｓ１５
に移行して第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動を禁
止する。 【００４９】前記ステップＳ１９でアイドルフラグＦ
ＩＤＬＥが「０」にセットされていて内燃機関Ｅがアイ
ドル運転状態でなければ、ステップＳ２０で、冷却水温
センサＳ5 で検出した冷却水温ＴＷが下限値＃ＴＷＶＴ
ＣＬ（例えば、０℃）および上限値＃ＴＷＶＴＣＨ（例
えば、１１０℃）間にあり、かつエンジン回転数センサ
Ｓ7 で検出したエンジン回転数ＮＥが下限値＃ＮＥＶＴ
ＣＬ（例えば、１５００ｒｐｍ）未満であるか否かを判
定し、上記条件の何れかが不成立であれば前記前記ステ
ップＳ１３〜Ｓ１５に移行して第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の作動を禁止する。 【００５０】前記ステップＳ１１，Ｓ１６〜Ｓ２０の条
件が全て成立すれば、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
を作動させるべくステップＳ２１に移行する。ステップ
Ｓ２１で第１バルブ作動特性可変機構制御許可フラグＦ
ＶＴＥＣが「０」であって第１バルブ作動特性可変機
構Ｖ1 が低速用バルブタイミングを確立していれば、ス
テップＳ２２で低速用バルブタイミングに対応する目標
カム位相＃ＣＩＣＭＤ Ｌをマップ検索し、また第１バル
ブ作動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが
「１」であって第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 が高速
用バルブタイミングを確立していれば、ステップＳ２３
で高速用バルブタイミングに対応する目標カム位相＃Ｃ
ＩＣＭＤ Ｈをマップ検索する。前記ステップＳ２２，
Ｓ２３で使用されるマップは、吸気負圧センサＳ4 で検
出した吸気負圧ＰＢＡと、エンジン回転数センサＳ7 で
検出したエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして設定
されている。 【００５１】続くステップＳ２４で、前記ステップＳ２
２，Ｓ２３で検索したマップ値である目標カム位相＃Ｃ
ＩＣＭＤ Ｌ，＃ＣＩＣＭＤ Ｈを目標カム位相ＣＡＩ
ＮＣＭＤＸとする。続くステップＳ２５で、目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤＸから目標カム位相の前回値ＣＡＩＮ
ＣＭＤ（ｎ−１）を減算した偏差の絶対値をカム位相操
作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤＸ（例えば、クランク角
相当で２°）と比較し、その結果、｜ＣＡＩＮＣＭＤＸ
−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）｜＜＃ＤＣＡＣＭＤＸが成
立して偏差の絶対値が比較的に小さいときには、ステッ
プＳ２６で目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＸを目標カム位
相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）とする。 【００５２】一方、前記ステップＳ２５が不成立で偏差
の絶対値が比較的に大きいときには、ステップＳ２７で
前記偏差ＣＡＩＮＣＭＤＸ−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）
の符号を判定する。その結果、偏差ＣＡＩＮＣＭＤＸ−
ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）＞０が成立すれば、ステップ
Ｓ２８で、カム位相を段階的に進角側に変化させるべ
く、目標カム位相の前回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）に
前記カム位相操作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤＸを加算
した値を目標カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）と
する。逆に、前記ステップＳ２７で偏差ＣＡＩＮＣＭＤ
Ｘ−ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−１）＞０が成立しなければ、
ステップＳ２９で、カム位相を段階的に遅角側に変化さ
せるべく、目標カム位相の前回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ−
１）から前記カム位相操作量リミット値＃ＤＣＡＣＭＤ
Ｘを減算した値を目標カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ
（ｎ）とする。 【００５３】前記ステップＳ２５〜Ｓ２９により、目標
カム位相の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）と前回値ＣＡＩ
ＮＣＭＤ（ｎ−１）との偏差がカム位相操作量リミット
値＃ＤＣＡＣＭＤＸを越えた場合には、一気に目標カム
位相を切り換えずに徐々に切り換えることで、急激なカ
ム位相の変化によるカム位相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ともに、例えばシフトチェ
ンジ時等にエンジン回転数が瞬間的に上昇して直ぐに元
に戻る際の不要なカム位相変更を防止することができ
る。 【００５４】続くステップＳ３０で、目標カム位相の今
回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）を、それに水温補正係数ＫＴ
ＷＣＩを乗算することにより補正する。図１３に示すよ
うに、冷却水温センサＳ5 で検出した冷却水温ＴＷをパ
ラメータとして検索される水温補正係数ＫＴＷＣＩは、
冷却水温ＴＷが所定値以上で１に設定され、冷却水温Ｔ
Ｗが所定値未満で１からリニアに減少するように設定さ
れる。 【００５５】続くステップＳ３１で、目標カム位相の今
回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）を最遅角位置からの制御実施
カム位相＃ＣＡＩＮＬ０（例えば、クランク角相当で３
°あるいは５°）と比較し、目標カム位相の今回値ＣＡ
ＩＮＣＭＤ（ｎ）が制御実施カム位相＃ＣＡＩＮＬ０未
満である場合には、つまり最遅角位置からの制御量が極
小の目標カム位相である場合（例えば、アイドル解除状
態直後の低負荷運転時等）には、第２油圧制御弁６４や
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 に駆動力を作用させる
場合と比較して運転状態にそれ程の差異が生じることが
なく、カム位相の変更をした場合としない場合とで大差
がないため、前記ステップＳ１３〜Ｓ１５に移行して第
２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動を禁止する。 【００５６】そして前記ステップＳ３１で目標カム位相
の今回値ＣＡＩＮＣＭＤ（ｎ）が制御実施カム位相＃Ｃ
ＡＩＮＬ０以上である場合には、ステップＳ３２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
べく前記第２バルブ作動特性可変機構作動用ディレイタ
イマＴＭＣＡＤＬＹがタイムアップするのを待った後
に、ステップＳ３３でバルブ作動特性可変機構制御許可
フラグＦ ＶＴＣを「１」にセットして第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 の作動を許可する。 【００５７】図１１および図１２のフローチャートは、
第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 によりカム位相をフィ
ードバック制御するルーチンを示すもので、このルーチ
ンは所定時間毎に実行される。先ず、ステップＳ４１で
第２バルブ作動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧ
が「０」にセットされていて第２バルブ作動特性可変機
構Ｖ2 が正常であり、かつステップＳ４２で第２バルブ
作動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣが「１」に
セットされていて第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 が作
動中であるとき、ステップＳ４３で、前記図９および図
１０のルーチンで算出した目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
と、カムシャフトセンサＳ1 およびクランクシャフトセ
ンサＳ3 の出力から算出した実カム位相ＣＡＩＮとの偏
差ＤＣＡＩＮＣＭＤを算出するとともに、ステップＳ４
４で実カム位相の前回値ＣＡＩＮ（ｎ−１）および今回
値ＣＡＩＮ（ｎ）の偏差ＤＣＡＮＩＮを算出する。 【００５８】続くステップＳ４５で第２バルブ作動特性
可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣが「０」から「１」
に変化していれば、即ち、今回のループで第２バルブ作
動特性可変機構Ｖ2 の作動が禁止から許可に切り換わっ
た場合には、ステップＳ４６に移行して偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤを第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣＡＩ
ＮＦＦＯ（例えば、クランク角相当で１０°）と比較す
る。その結果、前記偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第１フィー
ドフォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯよりも大き
ければ、ステップＳ４７で第２バルブ作動特性可変機構
フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣＦＦを「１」
にセットし、本来はフィードバック制御すべき第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 をフィードフォワード制御す
る。 【００５９】即ち、ステップＳ４８で第２バルブ作動特
性可変機構Ｖ2 をＰＩＤフィードバック制御する際のＩ
項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）を０に設定するとともに、
ステップＳ４９で第２バルブ作動特性可変制御の操作量
の今回値ＤＶＩＮを上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨＯに
設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。以後
のループでは、前記ステップＳ４５の答がＮＯになり、
かつステップＳ５０の答がＹＥＳになるため、再び前記
ステップＳ４６で偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤと第１フィード
フォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯとの大小を比
較し、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大きい間はステップＳ４
７〜Ｓ４９を経てステップＳ６７に移行する。 【００６０】従って、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2
の制御が開始されたときに目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
と実カム位相ＣＡＩＮとの偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大き
ければ、その状態が続く間、第２バルブ作動特性可変制
御の操作量の今回値ＤＶＩＮを定数である上限リミット
値＃ＤＶＬＭＴＨＯに設定することにより、第２バルブ
作動特性可変機構Ｖ2 を実質的にフィードフォワード制
御することになる。 【００６１】上記制御手法を採用する意味は以下のとお
りである。第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 を最初から
フィードバック制御しても応答性を確保することは可能
であるが、カム位相が目標値に達した後のオーバーシュ
ートを避けられない可能性が高く、精度の高い収束性を
確保するのは困難である。そこで制御開始当初はフィー
ドフォワード制御を採用し、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大
きいために収束性が懸念される間だけフィードフォワー
ド制御を継続することにより、応答性および収束性を両
立させることができる。 【００６２】前記ステップＳ４６で、制御開始当初から
偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第１フィードフォワード処理判
定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＯ以下である場合、あるいは上述
したフィードフォワード制御中に偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤ
が第１フィードフォワード処理判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦ
Ｏ以下になった場合、ステップＳ５１で第２バルブ作動
特性可変機構フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣ
ＦＦを「０」にセットしてステップＳ５２に移行する。
ステップＳ５２でＰＩＤフィードバック制御のＩ項の前
回値ＤＶＩＩＮ（ｎ−１）が０であれば、ステップＳ５
３で前記Ｉ項の前回値ＤＶＩＩＮ（ｎ−１）をＩ項初期
値＃ＤＶＩＳＥＮに設定する。 【００６３】続くステップＳ５４で、偏差ＤＣＡＩＮＣ
ＭＤ（正値；目標カム位相が実カム位相より大きい場
合）を、前記第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣ
ＡＩＮＦＦＯよりも小さい第２フィードフォワード制御
判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＲと比較する。その結果、両者
間の偏差が大きければ、ステップＳ５６で操作量の今回
値ＤＶＩＮ（ｎ）を上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２に
設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。 【００６４】同様に、ステップＳ５５で偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤ（負値；実カム位相が目標カム位相より大きい場
合）を、前記第１フィードフォワード制御判定値＃ＤＣ
ＡＩＮＦＦＯよりも絶対値が小さい第３フィードフォワ
ード制御判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＡと比較する。その結
果、両者間の偏差が大きければ、ステップＳ５７で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を下限リミット値＃ＤＶＬＭ
ＴＬ１に設定した後、ステップＳ６７で第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 の第２油圧制御弁６４のデューティ比
ＤＯＵＴＶＴを前記操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とす
る。 【００６５】このように、前記ステップＳ４６で偏差Ｄ
ＣＡＩＮＣＭＤが第１フィードフォワード制御判定値＃
ＤＣＡＩＮＦＦＯ以下になった後も、前記ステップＳ５
４，Ｓ５５で偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが第２、第３フィー
ドフォワード制御判定値＃ＤＣＡＩＮＦＦＲ，＃ＤＣＡ
ＩＮＦＦＡ以下になるまでは、操作量の今回値ＤＶＩＮ
（ｎ）を上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨＯから上限リミ
ット値＃ＤＶＬＭＴＨ２あるいは下限リミット値＃ＤＶ
ＬＭＴＬ１に持ち換えてフィードフォワード制御を続行
することにより、応答性および収束性の両立を図ること
ができる。 【００６６】ところで、前記下限リミット値＃ＤＶＬＭ
ＴＬ１（ステップＳ５７参照）は固定値であるのに対
し、前記上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２（ステップＳ
５６参照）はフィードフォワード制御の収束性を高める
べく可変値とされ、冷却水温センサＳ5 で検出した冷却
水温ＴＷをパラメータとして、あるいは偏差ＤＣＡＩＮ
ＣＭＤをパラメータとして図１４に示すマップから検索
される。 【００６７】冷却水温ＴＷの上昇に応じて上限リミット
値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させる理由は、冷却水温ＴＷ
が上昇するに伴って油温が上昇して油圧が低めになり、
かつデューティソレノイド６７のコイル温が上昇して電
気抵抗が増加するのを、操作量ＤＶＩＮを決定する上限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させることにより補
償するためである。また偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤの増加に
応じて上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を増加させる理
由は、偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが大きいときに操作量ＤＶ
ＩＮを増加させて実カム位相ＣＡＩＮを目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＣＭＤに速やかに収束性させるためである。 【００６８】また目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤが実カム
位相ＣＡＩＮよりも大きいとき、つまり第２バルブ作動
特性可変機構Ｖ2 が進角方向に作動する場合だけに可変
値である上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を採用する理
由は、吸気カムシャフト５が吸気バルブ１０，１０側か
ら受ける反力がカム位相を遅角側に変化させるように作
用するため、その反力に抗してカム位相を確実に進角さ
せる必要があるからである。尚、上限リミット値＃ＤＶ
ＬＭＴＨ２だけでなく、下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ
１も冷却水温ＴＷや偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤをパラメータ
として持ち換えることができ、このようにすれば一層精
密な制御が可能になることは言うまでもない。 【００６９】さて、上述したフィードフォワード制御に
より偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤが充分に小さくなって前記ス
テップＳ５４，Ｓ５５が共に不成立になると、ＰＩＤフ
ィードバック制御を行うべく、ステップＳ５８でＰ項ゲ
インＫＶＰ、Ｉ項ゲインＫＶＩおよびＤ項ゲインＫＶＤ
を算出した後、ステップＳ５９でＰ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項
ＤＶＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮを、 ＤＶＰＩＮ←ＫＶＰ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤ ＤＶＩＩＮ（ｎ）←ＫＶＩ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤ＋ＤＣＡ
ＩＮＣＭＤ（ｎ−１） ＤＶＤＩＮ←ＫＶＤ＊ＤＣＡＮＩＮ により算出する。 【００７０】続くステップＳ６０〜Ｓ６３で、Ｉ項ＤＶ
ＩＩＮのリミット処理を実行することにより、該Ｉ項Ｄ
ＶＩＩＮの過成長を抑制して収束性の低下を防止する。
即ち、ステップＳ６０でＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）
が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ１を越えていれば、ス
テップＳ６２で前記上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ１を
Ｉ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）とし、またステップＳ６
１でＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）が下限リミット値＃
ＤＶＬＭＴＬ未満であれば、ステップＳ６３で前記下限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ１をＩ項の今回値ＤＶＩＩＮ
（ｎ）とする。 【００７１】前記ステップＳ６０，Ｓ６１で、Ｉ項の今
回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ
１および下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ間に納まってい
れば、ステップＳ６４でＰＩＤフィードバック制御の操
作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を、Ｐ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項
ＤＶＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮの和として算出する。 【００７２】続いて、ステップＳ６５，Ｓ６６，Ｓ５
６，Ｓ５７で、操作量の今回値ＤＶＩＮのリミット処理
を実行する。即ち、ステップＳ６５で操作量の今回値Ｄ
ＶＩＮ（ｎ）が上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨを越えて
いれば、前記ステップＳ５６で前記上限リミット値＃Ｄ
ＶＬＭＴＨを操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とし、また
ステップＳ６６で操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）が下限
リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ未満であれば、前記ステップ
Ｓ５７で前記下限リミット値＃ＤＶＬＭＴＬ１を操作量
の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）とする。そして前記ステップＳ
６７で前記操作量ＤＶＩＮを第２油圧制御弁６４のデュ
ーティ比ＤＯＵＴＶＴとして、目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤと実カム位相ＣＡＩＮとの偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤを
０に収束させるべく第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 を
フィードバック制御する。 【００７３】ところで、前記ステップＳ４１で第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 が故障中であって第２バルブ作
動特性可変機構故障フラグＦ ＶＴＣＮＧが「１」にセ
ットされているとき、ステップＳ６８を経てステップＳ
６９で、操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を、例えばデュ
ーティソレノイド６７のデューティ比５０％に相当する
故障復帰設定値＃ＤＶＬＭＴＭに設定し、続くステップ
Ｓ７０で故障復帰タイマーＴＭＶＴＣＮＧ（例えば、３
ｓｅｃ）をセットする。次のループから故障復帰タイマ
ーＴＭＶＴＣＮＧがタイムアップするまでの間、ステッ
プＳ６８の答がＮＯになるため、ステップＳ７１で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を０に設定する。 【００７４】上記制御により、第２バルブ作動特性可変
機構Ｖ2 が故障した場合に、第２油圧制御弁６４を最遅
角状態にした上で、所定時間間隔で瞬間的に進角側に作
動させることができる。その結果、ゴミの噛み込みによ
る故障が発生した場合や、油圧回路の脈動等によって瞬
間的に故障判断がなされた場合に、第２バルブ作動特性
可変機構Ｖ2 あるいは第２油圧制御弁６４を自動的に正
常状態に復帰させることができる。 【００７５】また前記ステップＳ４２で第２バルブ作動
特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＣを「０」にセッ
トされていて第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 の作動が
禁止されているとき、ステップＳ７２で第２バルブ作動
特性可変機構フィードフォワード制御フラグＦ ＶＴＣ
ＦＦを「０」にセットし、更にステップＳ７３でＩ項の
今回値ＤＶＩＩＮ（ｎ）を０に設定した後にステップＳ
７４に移行する。 【００７６】そしてステップＳ７４で第１バルブ作動特
性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが「０」（低速
用バルブタイミング）であれば、ステップＳ７５で操作
量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を低速用バルブタイミングに
見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＬ（デューティ比１０
％相当）に固定し、またステップＳ７４で第１バルブ作
動特性可変機構制御許可フラグＦ ＶＴＥＣが「１」
（高速用バルブタイミング）であれば、ステップＳ７６
で操作量の今回値ＤＶＩＮ（ｎ）を高速用バルブタイミ
ングに見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＨ（デューティ
比５０％相当）に固定する。 【００７７】尚、低速用バルブタイミングに見合った設
定値＃ＤＶＬＭＴＬＯＬ（デューティ比１０％相当）
は、第２バルブ作動特性可変機構Ｖ2 のロックピン４７
がロック孔７3 から離脱する直前の値に相当し、また高
速用バルブタイミングに見合った設定値＃ＤＶＬＭＴＬ
ＯＨ（デューティ比５０％相当）は、第２油圧制御弁６
４のスプール６６が中立位置に保持される値に相当す
る。 【００７８】このように、第２バルブ作動特性可変機構
Ｖ2 の作動を禁止してカム位相を最遅角状態に固定する
とき、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1 により高速用バ
ルブタイミングが選択されている場合に限って、第２油
圧制御弁６４のデューティ比を高速用バルブタイミング
に見合った設定値（例えば、５０％）に設定して第２油
圧制御弁６４のスプール６６を中立位置に保持すること
により、前述したように第２バルブ作動特性可変機構Ｖ
2 における油圧のリークを防止し、第１バルブ作動特性
可変機構Ｖ1 による高速用バルブタイミングの確立を確
実なものとすることができる。 【００７９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。 【００８０】例えば、第１バルブ作動特性可変機構Ｖ1
は実施例のものに限定されず、少なくとも油圧によりバ
ルブ作動特性を可変とする機構であれば、種々の構造の
ものを採用することができる。また実施例では第２バル
ブ作動特性可変機構Ｖ2 の最変位基準位置を最遅角状態
としているが、それを最進角状態とすることができる。 【００８１】 【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
内燃機関が始動した後でアイドル運転状態にないとき
に、第１バルブ作動特性可変機構の確立されたバルブタ
イミングと内燃機関の回転数とに応じて設定される目標
カム位相を検索し、その検索した目標カム位相と、最遅
角位置からの制御実施カム位相とを比較し、目標カム位
相が制御実施カム位相より小さい場合において、第１バ
ルブ作動特性可変機構が高速用バルブタイミングを確立
しているときには、第２バルブ作動特性可変機構がカム
位相を最遅角位置に設定する。しかもこのとき、第２バ
ルブ作動特性可変機構がカム位相を最遅角位置に設定し
てから第２油圧制御弁が中立位置に保持されるので、第
２油圧制御弁は、オイルポンプから供給された油圧を遮
断し第２バルブ作動特性可変機構の進角室および遅角室
を共に閉塞してカム位相を最遅角位置に保持することに
より、オイルポンプから供給された油圧を第２バルブ作
動特性可変機構におけるリークで消費することなくカム
位相を最遅角位置に保持することが可能となり、従って
最小限のオイルポンプの容量で、吸気バルブ側および排
気バルブ側の第１バルブ作動特性可変機構が高速用バル
ブタイミングを確立するための油圧を確保してバルブ作
動特性可変制御の確実性を保証することができる。しか
も第２油圧制御弁は第２バルブ作動特性可変機構の進角
室および遅角室を共に閉塞する中立位置に保持されるの
で、カム位相を最遅角位置から反対側に変化させる際
に、第２バルブ作動特性可変機構の進角室に供給される
油圧を速やかに立ち上げて応答性を高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体斜視図
【図２】図１の２方向拡大矢視図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】図２の６−６線断面図
【図７】バルブ作動特性可変機構の油圧回路図
【図８】第２油圧制御弁の縦断面図
【図９】目標カム位相算出ルーチンのフローチャートの
第１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２分図 【図１１】第２バルブ作動特性可変機構のフィードバッ
ク制御ルーチンの第１分図 【図１２】第２バルブ作動特性可変機構のフィードバッ
ク制御ルーチンの第２分図 【図１３】冷却水温ＴＷから水温補正係数ＫＴＷＣＩを
検索するマップを示す図 【図１４】冷却水温ＴＷあるいは偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤ
から上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を検索するマップ
を示す図 【符号の説明】 Ｖ1 第１バルブ作動特性可変機構 Ｖ2 第２バルブ作動特性可変機構 １４ 低速用カム １５ 高速用カム ５２ 進角室 ５３ 遅角室 ６１ オイルポンプ ６３ 第１油圧制御弁 ６４ 第２油圧制御弁
第１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２分図 【図１１】第２バルブ作動特性可変機構のフィードバッ
ク制御ルーチンの第１分図 【図１２】第２バルブ作動特性可変機構のフィードバッ
ク制御ルーチンの第２分図 【図１３】冷却水温ＴＷから水温補正係数ＫＴＷＣＩを
検索するマップを示す図 【図１４】冷却水温ＴＷあるいは偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤ
から上限リミット値＃ＤＶＬＭＴＨ２を検索するマップ
を示す図 【符号の説明】 Ｖ1 第１バルブ作動特性可変機構 Ｖ2 第２バルブ作動特性可変機構 １４ 低速用カム １５ 高速用カム ５２ 進角室 ５３ 遅角室 ６１ オイルポンプ ６３ 第１油圧制御弁 ６４ 第２油圧制御弁
フロントページの続き
(72)発明者 湧井 正之
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一個のオイルポンプ（６１）からオイル
が吐出される油路（Ｌ2 ）が、吸気バルブ（１０，１
０）側および排気バルブ（１１，１１）側に各々設けた
カム切換型の第１バルブ作動特性可変機構（Ｖ1 ，
Ｖ1 ）ならびに動弁系潤滑部に第１油圧制御弁（６３）
を介して油圧を供給する油路（Ｌ3 ）と、第２油圧制御
弁（６４）を介してカム位相可変型の第２バルブ作動特
性可変機構（Ｖ2 ）に油圧を供給する油路（Ｌ4 ）とに
分岐し、 前記第１バルブ作動特性可変機構（Ｖ1 ）は、前記第１
油圧制御弁（６３）から油圧が供給されないときに低速
用カム（１４）を選択して低速用バルブタイミングを確
立するとともに、油圧が供給されたときに高速用カム
（１５）を選択して高速用バルブタイミングを確立し、 前記第２バルブ作動特性可変機構（Ｖ2 ）は進角室（５
２）および遅角室（５３）を備え、前記第２油圧制御弁
（６４）は、オイルポンプ（６１）からの油圧を進角室
（５２）へ供給する位置と、遅角室（５３）へ供給する
位置と、その両位置の中間にあって進角室（５２）およ
び遅角室（５３）を共に閉塞しオイルポンプ（６１）か
らの油圧を進角室（５２）および遅角室（５３）から遮
断する中立位置とを有し、この第２油圧制御弁（６４）
により進角室（５２）または遅角室（５３）に選択的に
油圧が供給されたときに第２バルブ作動特性可変機構
（Ｖ2 ）がカム位相を変更する内燃機関の動弁制御装置
であって、 内燃機関が始動した後でアイドル運転状態にないとき
に、前記第１バルブ作動特性可変機構（Ｖ1 ）の確立さ
れたバルブタイミングと内燃機関の回転数とに応じて設
定される目標カム位相（ＣＡＩＮＣＭＤ）を検索し、そ
の検索した目標カム位相（ＣＡＩＮＣＭＤ）と、最遅角
位置からの制御実施カム位相（♯ＣＡＩＮＬ０）とを比
較し、目標カム位相（ＣＡＩＮＣＭＤ）が制御実施カム
位相（♯ＣＡＩＮＬ０）より小さい場合において、前記
第１バルブ作動特性可変機構（Ｖ1）が高速用バルブタ
イミングを確立しているときは、前記第２バルブ作動特
性可変機構（Ｖ 2 ）が前記カム位相を最遅角位置に設定
してから前記第２油圧制御弁（６４）が前記中立位置に
保持されることを特徴とする、内燃機関の動弁制御装
置。
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