JPH11210505A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の動弁装置において、小型化を可能と
した上で機関弁の作動特性を細密に変更可能とする。 【解決手段】 内輪３７、外輪３８およびキャリア３９
を構成要素とする動力伝達手段３６の各構成要素のうち
第１の構成要素３８が動弁カム２９_I に連動、連結さ
れ、前記各構成要素のうち第２の構成要素３７が機関弁
Ｖ_I に連結され、動力伝達手段３６が備える構成要素の
うち第３の構成要素３４の回動量を規制するアクチュエ
ータ４８の作動が、動弁カム２９_I の高位部５６ｂで定
まる開弁期間を複数に分割して得られる各分割クランク
角毎に機関の運転状態に応じて予め定められる機関弁Ｖ
_I の目標リフト量と、機関弁Ｖ_I の開弁リフト量を検出
する検出器で得られる機関弁Ｖ_I の実リフト量との差に
基づいて、制御ユニットＣによりフィードバック制御さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置に関し、特に、機関の運転状態に応じて吸気弁や排気
弁である機関弁の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば特公
平７−１０７３６８号公報等により既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
機関弁に連なるロッカアームを、カムプロフィルが異な
る複数種類の動弁カムで択一的に切換えて駆動するよう
に構成されており、機関弁の作動特性が機関の運転状態
に応じて２あるいは３段階に切換えられるものである。
しかるに、機関の出力トルク、燃費および排気性状等の
機関性能をより向上するためには、機関運転状態に応じ
て機関弁の作動特性をより細密に切換え可能とすること
が望ましく、上記従来の動弁装置の構成では、カムプロ
フィルを異ならせたより多くの種類の動弁カムが必要と
なって動弁装置が大型化してしまい、実現が困難であ
る。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、小型化を可能とした上で機関弁の作動特性を
細密に変更可能とした内燃機関の動弁装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【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記載の発明は、回転軸線を中心とした円弧
状のベース円部と、該ベース円部から半径方向外方に突
出する高位部とが外周に設けられる動弁カムと；回動可
能な内輪と、該内輪と同一軸線まわりの回動を可能とし
て内輪を囲繞する外輪と、内輪および外輪間に配置され
る遊星回転体を前記内輪および外輪の軸線と平行な軸線
まわりに回転自在に支持するとともに該遊星回転体の前
記内輪まわりの公転に連動して回動するキャリアとを構
成要素とし、それらの構成要素のうち第１の構成要素が
前記動弁カムに連動、連結され、前記各構成要素のうち
第２の構成要素が機関弁に連結される動力伝達手段と；
該動力伝達手段が備える構成要素のうち第３の構成要素
の回動量を規制するアクチュエータと；前記機関弁の開
弁リフト量を検出する検出器と；前記動弁カムの高位部
で定まる開弁期間を複数に分割して得られる各分割クラ
ンク角毎に機関の運転状態に応じて予め定められる機関
弁の目標リフト量と前記検出器で得られる機関弁の実リ
フト量との差に基づくフィードバック制御を可能とし
て、前記アクチュエータの作動を制御する制御ユニット
と；を含むことを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、動力伝達手段を構成す
る３つの構成要素のうち第１の構成要素が動弁カムに連
動、連結されるとともに第２の構成要素が機関弁に連結
され、第３の構成要素の回動量がアクチュエータで規制
されることにより、第１の構成要素が動弁カムの回転に
よって回動することに伴なう第２の構成要素の回動すな
わち機関弁の作動特性が制御されることになり、機関弁
の作動特性を制御することが可能となる。しかも動弁カ
ムの高位部で定まる開弁期間を複数に分割して得られる
各分割クランク角毎に機関の運転状態に応じて機関弁の
目標リフト量が予め定められており、その目標リフト量
と検出器で検出される機関弁の実リフト量との差に基づ
いてアクチュエータがフィードバック制御されるので、
機関弁の作動特性を機関の運転状態に応じて、高精度か
つ高い応答性で連続的に可変制御することが可能であ
る。また動力伝達手段が、内輪、外輪およびキャリアが
同一軸線まわりに回動可能に配置されて成るものである
ことにより、動力伝達手段をコンパクトに纏めることが
でき、動弁装置の小型化を図ることができる。

【０００７】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明の構成に加えて、前記制御ユニットは、前記
機関弁の前回の開弁時の実リフト量または目標リフト量
の最高値の位相と、今回の開弁時の目標リフト量の最高
値の位相との間に、設定クランク角以上のずれが生じた
ことをもって前記フィードバック制御を中止する機能を
有することを特徴とする。

【０００８】アクチュエータの作動を制御ユニットで制
御することにより、動弁カムの高位部で定まる最高リフ
ト量の位相に対して、実際の機関弁の最高リフト量の位
相を機関の運転状態に応じてクランク角方向で進めた
り、遅くしたりすることが可能となるが、そのような機
関弁の開弁リフトタイミングの可変制御により開弁リフ
トタイミングが大きく変化する制御過渡時には、フィー
ドバック制御が追随できず、機関弁の作動特性制御が乱
れてしまう可能性がある。したがって、上記請求項２記
載の発明に従って、前回の開弁時の目標リフト量もしく
は実リフト量の最高値の位相に対して、今回の開弁時の
目標リフト量の最高値の位相が設定クランク角以上ずれ
たときにフィードバック制御を中止することにより、前
記制御過渡時の機関弁の作動特性制御に乱れが生じるこ
とを防止することができる。

【０００９】さらに請求項３記載の発明は、上記請求項
１または２記載の発明の構成に加えて、前記制御ユニッ
トは、機関弁の目標リフト量および実リフト量の大小関
係が逆転しない状態の設定時間以上の継続、ならびに前
記目標リフト量および実リフト量の差が設定値を超える
状態の設定時間以上の継続の少なくとも一方が成立する
のに応じてアクチュエータの故障であると判断する機能
を有することを特徴とする。

【００１０】ところで、目標リフト量に実リフト量を近
付けるフィードバック制御の実行時にアクチュエータが
正常に作動していれば、目標リフト量および実リフト量
の大小関係が長時間にわたって逆転しないことはなく、
また目標リフト量および実リフト量の差が長時間にわた
って大きいままであることはない。したがって制御ユニ
ットが上記故障判断機能を有することにより、アクチュ
エータのフィードバック制御に用いている検出器を用い
てアクチュエータの故障を判断することができ、故障検
出用の検出器を特別に設けることを不要とした簡単な構
成でアクチュエータの故障を判断することができる。

【００１１】

【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一実施例に基づいて説明する。

【００１２】図１ないし図９は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は内燃機関の要部縦断面図、図２は図
１の要部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は
制御ユニットの構成を示すブロック図、図５は分割クラ
ンク角に応じた設定目標リフト量を示す図、図６は設定
目標リフト量に応じたアクチュエータの作動量を示す
図、図７は目標リフト量および実リフト量の差を示す
図、図８はフィードバック制御の可否を判断する手順を
示すフローチャート、図９はアクチュエータの故障判断
処理手順を示すフローチャートである。

【００１３】先ず図１において、図示しないシリンダブ
ロックにそれぞれ摺動可能に嵌合されるピストンの上面
およびシリンダヘッド１４間には燃焼室１５が形成さ
れ、シリンダヘッド１４には、燃焼室１５の天井面に開
口するようにして一対の吸気弁口１６…ならびに一対の
排気弁口１７…が各気筒毎に設けられ、両吸気弁口１６
…は吸気ポート１８に連通され、両排気弁口１７…は排
気ポート１９に連通される。

【００１４】両吸気弁口１６…を個別に開閉可能な一対
の機関弁としての吸気弁Ｖ_I …のステム２０…は、シリ
ンダヘッド１４にそれぞれ設けられたガイド筒２１…に
摺動可能に嵌合され、各ガイド筒２１…から上方に突出
したステム２０…の上端部に設けられるリテーナ２２…
とシリンダヘッド１４との間には各ステム２０…を囲繞
するコイル状の弁ばね２３…が設けられ、それらの弁ば
ね２３…により吸気弁Ｖ_I …は吸気弁口１６…を閉じる
方向に付勢される。また両排気弁口１７…を個別に開閉
可能な一対の排気弁Ｖ_E …のステム２４…は、シリンダ
ヘッド１４にそれぞれ設けられたガイド筒２５…に摺動
可能に嵌合され、各ガイド筒２５…から上方に突出した
ステム２４…の上端部に設けられるリテーナ２６…とシ
リンダヘッド１４との間には各ステム２４…を囲繞する
コイル状の弁ばね２７…が設けられ、それらの弁ばね２
７…により排気弁Ｖ_E …は排気弁口１７…を閉じる方向
に付勢される。

【００１５】上記両吸気弁Ｖ_I …および両排気弁Ｖ_E …
間には、図示しないクランク軸の軸線と平行なカム軸２
８が両吸気弁Ｖ_I …の上端および両排気弁Ｖ_E …の上端
よりも下方に位置するようにして回転自在に配置されて
おり、該カム軸２８は１／２の減速比で前記クランク軸
に連動、連結される。しかもシリンダヘッド１４の上面
にはオイルバス３０が形成されており、前記カム軸２８
は、該カム軸２８が備える吸気側動弁カム２９_I および
排気側動弁カム２９_E を、オイルバス３０内のオイル中
に浸漬させ得る位置に配置される。

【００１６】両吸気弁Ｖ_I …とカム軸２８の吸気側動弁
カム２９_I との間には、カム軸２８の回転運動を吸気弁
Ｖ_I …の開閉運動に変換可能な吸気側動弁装置３１_I が
設けられ、両排気弁Ｖ_E …と前記カム軸２８の排気側動
弁カム２９_E との間には、カム軸２８の回転運動を排気
弁Ｖ_E …の開閉運動に変換可能な排気側動弁装置３１ _E
が設けられる。

【００１７】排気側動弁装置３１_E は、カム軸２８と平
行な軸線を有して固定配置されるロッカアーム軸３２
と、該ロッカアーム軸３２に回動可能に支持されて両排
気弁Ｖ _E …および排気側動弁カム２０_E 間に設けられる
ロッカアーム３３とを備える。ロッカアーム３３の一端
には排気側動弁カム２９_E に接触するカムスリッパ３４
が設けられ、ロッカアーム３３の他端には、両排気弁Ｖ
_E …の上端にそれぞれ接触する一対のタペットねじ３５
…が、進退位置を調整可能としてそれぞれねじ込まれ
る。

【００１８】図２および図３を併せて参照して、吸気側
動弁装置３１_I は動力伝達手段３６を備えるものであ
り、該動力伝達手段３６は、カム軸２８と平行な軸線ま
わりに回動可能な内輪であるサンギヤ３７と、該サンギ
ヤ３７と同一軸線まわりに回動可能としてサンギヤ３７
を囲繞する外輪であるリングギヤ３８と、複数の遊星回
転体である遊星ギヤ４０…を前記サンギヤ３７およびリ
ングギヤ３８の軸線と平行な軸線まわりに回転自在に支
持するとともにそれらの遊星ギヤ４０…のサンギヤ３７
まわりの公転に連動して回動するキャリア３９とで、遊
星歯車式に構成される。

【００１９】この動力伝達手段３６を構成する３つの構
成要素であるサンギヤ３７、リングギヤ３８およびキャ
リア３９のうちサンギヤ３７は、カム軸２８と平行な軸
線を有してカム軸２８および両吸気弁Ｖ_I …間に固定配
置された支軸４１で回転自在に支持される。

【００２０】前記各構成要素のうち第１の構成要素とし
てのリングギヤ３８には、カム軸２８側に延びる腕４２
が一体に設けられており、この腕４２の先端部に回転自
在に支持される接触部としてのローラ４３がカム軸２８
の吸気側動弁カム２９_I に接触せしめられる。すなわち
リングギヤ３８には、カム軸２８の吸気側動弁カム２９
_I にころがり接触するローラ４３が設けられるものであ
り、カム軸２８とともに吸気側動弁カム２９_I が回転す
ることにより、リングギヤ３８が回動駆動される。しか
もリングギヤ３８の吸気側動弁カム２９_I への連動、連
結点すなわちローラ４３の吸気側動弁カム２９_I への接
触点は、吸気弁Ｖ_I …とカム軸２８との間に配置され
る。

【００２１】動力伝達手段３６を構成する構成要素のう
ち第２の構成要素としてのサンギヤ３７には、リングギ
ヤ３８の両側で両吸気弁Ｖ_I …側に延びる連結腕４４，
４４が固着されており、これらの連結腕４４，４４の先
端部には、両吸気弁Ｖ_I …におけるステム２０…の上端
にそれぞれ接触するタペットねじ４５，４５が進退位置
を調整可能としてそれぞれねじ込まれる。これにより、
サンギヤ３７は両吸気弁Ｖ_I …に連動、連結されること
になり、サンギヤ３７の回動に応じて両吸気弁Ｖ_I …が
開閉駆動される。

【００２２】動力伝達手段３６を構成する構成要素のう
ち第３の構成要素としてのキャリア３９は、両端に支持
板３９ａ，３９ｂをそれぞれ有して、サンギヤ３７およ
びリングギヤ３８間に同軸に挿入される。サンギヤ３７
の外周およびリングギヤ３８の内周に噛合う遊星ギヤ４
０…は、キャリア３９の周方向に等間隔をあけた複数個
所たとえば６個所に配置されるものであり、各遊星ギヤ
４０…の両端が両支持板３９ａ，３９ｂでそれぞれ回転
自在に支持される。

【００２３】キャリア３９が備える両支持板３９ａ，３
９ｂの一方３９ｂには、カム軸２８とは反対側に延びる
規制腕４６が一体に設けられる。該規制腕４６の上方位
置でヘッドカバー４７には、電気式のアクチュエータ４
８が配設される。このアクチュエータ４８は、前記規制
腕４６の上面に接触可能な規制ロッド４９の先端位置
を、たとえばステップモータにより自在に変化せしめる
ことを可能として構成されるものであり、規制腕４６か
ら規制ロッド４９に作用する力に対抗して規制ロッド４
９の軸方向位置を維持することができる。

【００２４】吸気側動弁カム２９_I は、その回転軸線す
なわちカム軸２８の回転軸線を中心とした円弧状である
ベース円部５６ａと、該ベース円部５６ａから半径方向
外方に突出する高位部５６ｂとを外周に有するものであ
る。

【００２５】ところで、吸気側動弁カム２９_I で腕４２
が押されることによりリングギヤ３８は、図１および図
２の矢印５０で示す方向に回動するのであるが、両吸気
弁Ｖ _I …およびサンギヤ３７には弁ばね２３…によりた
とえば２０ｋｇｆ程度の比較的大きなばね荷重が作用し
ているので、キャリア３９の公転が規制されていないと
きには該キャリア３９は前記矢印５０と同一方向に自由
に公転し、両吸気弁Ｖ _I …が開閉作動することはない。
しかるに、キャリア３９の公転が規制されると、その公
転量規制分だけ各遊星ギヤ４０…が自転してリングギヤ
３８が回動作動し、両吸気弁Ｖ_I …が開弁作動すること
になり、キャリア３９の公転規制量を無段階に変更する
ことにより両吸気弁Ｖ_I …の最大リフト量および開弁期
間、すなわち作動特性を無段階に変更することができ
る。

【００２６】アクチュエータ４８は、キャリア３９の回
動量すなわち公転量を無段階に制御するものであり、両
吸気弁Ｖ_I …を閉弁方向に付勢する弁ばね２３…のばね
力がサンギヤ３７および各遊星ギヤ４０…を介してキャ
リア３９に作用し、規制腕４６が上方に付勢されるのに
対し、規制腕４６を下方に向けて押圧する力を無段階に
変更可能なものである。而して弁ばね２３…のばね力
は、両吸気弁Ｖ_I …の開弁方向への作動に応じて大とな
るものであり、規制腕４６を上方に向けて押し上げる力
も両吸気弁Ｖ_I …の開弁作動に応じて大となるので、ア
クチュエータ４８がその規制ロッド４９の先端位置を変
更することにより、両吸気弁Ｖ_I …が或る開度まで開弁
したときに規制腕４６が規制ロッド４９に接触して回動
量が規制されることになり、その位置にキャリア３９の
公転量が規制され、両吸気弁Ｖ_I …の最大リフト位置も
上述のように規制腕４６が規制ロッド４９に接触した位
置に規制されることになる。

【００２７】ところで、弁ばね２３…のばね力は、上述
のように比較的大きなものであり、そのような弁ばね２
３…のばね力に対抗する力をアクチュエータ４８のみで
負担すれば、アクチュエータ４８の大型化につながるこ
とになる。そこで、キャリア３９における前記一方の支
持板３９ｂには、上方に延びる補助規制腕５１が一体に
設けられており、この補助規制腕５１に補助力付与手段
５２が連結される。

【００２８】補助力付与手段５２は、ヘッドカバー４７
に固定的に支持される支持筒５３と、一端を補助規制腕
５１に接触させて支持筒５３に摺動可能に嵌合されるピ
ストン５４と、ピストン５４で補助規制腕５１を押す方
向のばね力を発揮して支持筒５３およびピストン５４間
に設けられるばね５５とを備える。

【００２９】このような補助力付与手段５２によれば、
ばね５５が発揮するばね力を、補助規制腕５１すなわち
キャリア３９に、アクチュエータ４８からの規制力と同
一方向に作用せしめることができ、弁ばね２３…のばね
力に対抗する力の一部を補助力付与手段５２で負担する
ことができる。

【００３０】アクチュエータ４８の作動は、機関の運転
状態に応じて制御ユニットＣで制御される。一方、図３
で示すように、吸気弁Ｖ_I にタペットねじ４５を介して
連結される腕４４が固着されているサンギヤ３７の回動
量、すなわち吸気弁Ｖ_I の開弁リフト量は、検出器５７
により検出される。この検出器５７は、たとえばポテン
ショメータ５７ａと、サンギヤ３７と一体に回動する被
検出部材５７ｂとから成るものであり、ポテンショメー
タ５７ａは、動力伝達手段３６におけるサンギヤ３７を
回動可能に支持する支軸４１もしくはシリンダヘッド１
４に固定される。而してサンギヤ３７とともに回動する
被検出部材５７ｂの回動位置すなわち吸気弁Ｖ_I の開弁
リフト量に応じた信号電圧がポテンショメータ５７ａか
ら出力されることになり、この検出器５７の検出値は制
御ユニットＣに入力される。また制御ユニットＣには、
警報灯等の警報手段５８が接続されている。

【００３１】図４において、制御ユニットＣは、吸気弁
Ｖ_I の目標リフト量を設定する目標リフト量設定手段６
１と、該目標リフト量設定手段６１で設定される目標リ
フト量ならびに検出器５７で検出される吸気弁Ｖ_I の実
リフト量に基づいてアクチュエータ４８の作動量を算出
するアクチュエータ作動量算出手段６２と、該アクチュ
エータ作動量算出手段６２で算出される作動量に基づい
てアクチュエータ４８を駆動する駆動手段６３と、目標
リフト量設定手段６１で設定される吸気弁Ｖ_Iの目標リ
フト量に基づいてアクチュエータ作動量算出手段６２に
おけるフィードバック制御の可否を判断するフィードバ
ック制御可否判断手段６４と、前記目標リフト量設定手
段６１で設定される目標リフト量ならびに検出器５７で
検出される吸気弁Ｖ_I の実リフト量に基づいてアクチュ
エータ４８の故障を判断して警報手段５８を作動せしめ
る故障判断手段６５とを備える。

【００３２】目標リフト量設定手段６１には、機関の回
転数、吸気圧、冷却水温および雰囲気温度等で代表され
る機関の運転状態が入力されるものであり、目標リフト
量設定手段６１では、機関の運転状態に基づいて吸気弁
Ｖ_I のリフト量が図５で示すように予め設定されてい
る。

【００３３】図５において、動力伝達手段３６が吸気側
動弁カム２９_I のカムプロフィルにそのまま対応した動
力を吸気弁Ｖ_I に伝達する状態では、図５の鎖線で示す
ように、吸気側動弁カム２９_I の高位部５６ｂに対応し
た作動特性で吸気弁Ｖ_I が開弁するのであるが、前記高
位部５６ｂに対応した開弁期間は、複数の分割クランク
角αに分割されており、機関の運転状態に応じた吸気弁
Ｖ_I の目標リフト量が各分割クランク角α毎に予め設定
されている。而して分割クランク角αは、機関のクラン
ク軸の回転角度を検出するためのクランク角センサ（図
示せず）から出力されるパルス間隔（たとえばクランク
角１度毎）よりも大きなクランク角、たとえば４度に設
定されている。

【００３４】アクチュエータ作動量算出手段６２では、
目標リフト量設定手段６１で設定される吸気弁Ｖ_I の目
標リフト量に基づいてアクチュエータ４８の作動量が図
６で示すように算出されるのであるが、その算出にあた
っては、検出器５７で検出される吸気弁Ｖ_I の実リフト
量と前記目標リフト量との差がフィードバックされる。
すなわちアクチュエータ作動量算出手段６２で算出され
たアクチュエータ４８の作動量に基づいて駆動手段６３
によりアクチュエータ４８が駆動されるのであるが、ア
クチュエータ４８の作動に基づく吸気弁Ｖ_I の実リフト
量と、前記目標リフト量との間には、図７で示すように
差が生じるものであり、アクチュエータ４８は、吸気弁
Ｖ_I の実リフト量と前記目標リフト量との差に基づいて
制御ユニットＣによりフィードバック制御されることに
なる。

【００３５】アクチュエータ作動量算出手段６２でのフ
ィードバック制御演算は、フィードバック制御可否判断
手段６４から許可信号が入力されたときだけ実行される
ものであり、フィードバック制御可否判断手段６４から
禁止信号が入力されたときには、アクチュエータ作動量
算出手段６２は、目標リフト量設定手段６１で設定され
る吸気弁Ｖ_I の目標リフト量に基づくアクチュエータ４
８の作動量を駆動手段６３に与えることになる。

【００３６】フィードバック制御可否判断手段６４は、
目標リフト量設定手段６１で設定される目標リフト量に
基づいて図８で示す手順に従ってフィードバック制御の
可否を判断する。図８のステップＳ１では、吸気弁Ｖ_I
の今回の開弁時における目標リフト量の最高リフト値の
位相δｎを検出する。この際、目標リフト量設定手段６
１では各分割クランク角α毎に目標リフト量が設定され
るものであり、最高リフト値がどの分割クランク角αで
設定されたのかを記憶しておくことで、最高リフト値の
位相δｎを検出することができ、次のステップＳ２で、
前記位相δｎを記憶しておく。

【００３７】ステップＳ３では、今回の位相δｎと、前
回の位相δ（ｎ−１）との差の絶対値が、予め定めた設
定クランク角δｏ（たとえば８度）以上であるか否かを
判断する。而して｜δｎ−δ（ｎ−１）｜＜δｏであっ
たときには、ステップＳ４でフィードバック制御の実行
を許可する許可信号を出力し、また｜δｎ−δ（ｎ−
１）｜≧δｏであったときには、ステップＳ５でフィー
ドバック制御の実行を禁止する禁止信号を出力する。

【００３８】故障判断手段６５では、図９で示す手順に
従ってアクチュエータ４８が故障しているか否かが判断
される。図９のステップＳ１１では、フィードバック制
御可否判断手段６４からフィードバック制御許可信号が
出力されているか否かを判断し、フィードバック制御禁
止状態であったときにはステップＳ１２で故障判定タイ
マをセットする。またフィードバック制御許可状態であ
ったときには、ステップＳ１３で、目標リフト量と実リ
フト量との間の大小関係が逆転したか否かを判断し、逆
転したときにはステップＳ１２で故障判定タイマをセッ
トし、逆転しなかったときにはステップＳ１４に進む。

【００３９】ステップＳ１４では、目標リフト量から実
リフト量を減算した値の絶対値が設定値β（たとえば２
ｍｍ）以下であるか否かを判断し、設定値β以下である
と判断したときにはステップＳ１２に、また設定値βを
超えると判断したときにはステップＳ１５に進む。

【００４０】ステップＳ１５では、故障判定タイマによ
る計時時間が設定時間以上となったか否かを判定し、設
定時間以上であると判断したときには、アクチュエータ
４８が故障しているとしてステップＳ１６で警報手段５
８を作動せしめることになる。

【００４１】次にこの実施例の作用について説明する
と、吸気側動弁装置３１_I において、遊星歯車式である
動力伝達手段３６を構成する３つの構成要素、すなわち
サンギヤ３７、リングギヤ３８およびキャリア３９のう
ち、リングギヤ３８およびサンギヤ３７が、カム軸２８
の吸気側動弁カム２９_I および吸気弁Ｖ_I …に連動、連
結され、キャリア３９の回動量すなわち公転量がアクチ
ュエータ４８で無段階に制御されるので、両吸気弁Ｖ_I
…の作動特性を無段階にかつ細密に制御することができ
る。

【００４２】しかも吸気側動弁カム２９_I の高位部５６
ｂで定まる開弁期間を複数に分割して得られる各分割ク
ランク角α毎に機関の運転状態に応じて吸気弁Ｖ_I の目
標リフト量が予め定められており、その目標リフト量と
検出器５７で検出される吸気弁Ｖ_I の実リフト量との差
に基づいてアクチュエータ４８が制御ユニットＣにより
フィードバック制御されるので、吸気弁Ｖ_I の作動特性
を機関の運転状態に応じて、高精度かつ高い応答性で連
続的に可変制御することが可能となる。

【００４３】また制御ユニットＣは、吸気弁Ｖ_I の前回
の開弁時と今回の開弁時との間で、目標リフト量の最高
値の位相が設定クランク角δｏ以上ずれたことをもって
アクチュエータ４８のフィードバック制御を中止するの
で、開弁リフトタイミングが大きく変化する制御過渡時
での吸気弁Ｖ_I の作動特性制御がフィードバック制御に
起因して乱れてしまうことを防止することができる。す
なわち、アクチュエータ４８の作動を制御ユニットＣで
制御することにより、吸気側動弁カム２９_I の高位部５
６ｂで定まる最高リフト量の位相に対して、実際の吸気
弁Ｖ_I の最高リフト量の位相を機関の運転状態に応じて
クランク角方向で進めたり、遅くしたりすることが可能
となるのであるが、そのような開弁リフトタイミングの
可変制御により開弁リフトタイミングが大きく変化する
制御過渡時には、フィードバック制御が追随できず、吸
気弁Ｖ_I の作動特性制御が乱れてしまう可能性がある。
しかるに、上述のように、吸気弁Ｖ_I の前回の開弁時と
今回の開弁時との間で目標リフト量の最高値の位相が設
定クランク角δｏ以上ずれたときに、フィードバック制
御を中止するようにしたことで、吸気弁Ｖ_I の作動特性
制御に乱れが生じることを防止することができる。

【００４４】さらに制御ユニットＣは、吸気弁Ｖ_I の目
標リフト量および実リフト量の大小関係が逆転せず、し
かも前記目標リフト量および実リフト量の差が設定値β
を超える状態が設定時間以上継続するのに応じてアクチ
ュエータ４８の故障であると判断する機能を有するもの
である。すなわち、目標リフト量に実リフト量を近付け
るフィードバック制御を実行しているときにアクチュエ
ータ４８が正常に作動していれば、目標リフト量および
実リフト量の大小関係が長時間にわたって逆転しないこ
とはなく、また目標リフト量および実リフト量の差が長
時間にわたって大きいままであることはないのであり、
制御ユニットＣが上述の故障判断機能を有することによ
り、アクチュエータ４８のフィードバック制御に用いて
いる検出器５７を用いてアクチュエータ４８の故障を判
断することが可能となる。したがって故障検出用の検出
器を特別に設けることを不要とした簡単な構成でアクチ
ュエータ４８の故障を容易に判断することができる。

【００４５】而して内燃機関が４気筒等の多気筒内燃機
関である場合には、アクチュエータ４８が故障している
と制御ユニットＣが判断したときには、故障しているア
クチュエータ４８に対応する気筒での吸気弁Ｖ_I …のア
クチュエータ４８による作動特性制御は中止されること
になる。

【００４６】ところで、動力伝達手段３６は、３つの構
成要素すなわちサンギヤ３７、リングギヤ３８およびキ
ャリア３９が同一軸線まわりに回動可能に配置されて成
る遊星歯車式のものであるので、動力伝達手段３６のコ
ンパクト化すなわち動弁装置３１_I の小型化を図ること
ができ、動力伝達手段３６を構成する各構成要素３７，
３８，３９相互の噛合い連結により、吸気弁Ｖ_I …の作
動特性を正確に制御することが可能となる。

【００４７】このような動力伝達手段３６において、サ
ンギヤ３７の回動量に対してリングギヤ３８の回動量は
小さなものであり、リングギヤ３７がカム軸２８の吸気
側動弁カム２９_I に連動、連結され、サンギヤ３７が吸
気弁Ｖ_I …に連動、連結されるものであるので、吸気弁
Ｖ_I …で必要とされるリフト量すなわちサンギヤ３７の
回動量に対する吸気側動弁カム２９_I の大きさを比較的
小さく設定することが可能である。したがってリングギ
ヤ３８が吸気側動弁カム２９_I から受ける荷重を比較的
小さくして動弁負荷の軽減に寄与することが可能とな
り、リングギヤ３８の腕４２に支持されたローラ４３が
吸気側動弁カム２９_I にころがり接触するので動弁負荷
をより一層低減することができる。さらに吸気側動弁カ
ム２９_I が比較的小さくなることから該動弁カム２９_I
の回転に必要なスペース、ならびにリングギヤ３８の腕
４２の作動に必要なスペースも比較的小さくなり、した
がって吸気側動弁装置３１_I を配置する動弁室のコンパ
クト化を図ることが可能となる。

【００４８】しかもシリンダヘッド１４の上面に形成さ
れたオイルバス３０内のオイル中に吸気側および排気側
動弁カム２９_I ，２９_E が浸漬されるので、吸気側およ
び排気側動弁カム２９_I ，２９_E でオイルをかき上げる
ようにして、動力伝達手段３６の潤滑を十分に行なうこ
とができる。

【００４９】本発明のさらに他の実施例として、特開平
５−３３８４０号公報、特開平５−７９４５０号公報、
特開平５−１５７１４９号公報、特開平６−３４００５
号公報および特開平６−６６３６０号公報でそれぞれ開
示されるような遊星摩擦式の動力伝達手段（トラクショ
ンドライブ）を用いることも可能である。

【００５０】また動力伝達手段のうちアクチュエータに
連動、連結される第３の構成要素の回動量を、無段階で
はなく複数段階に制御することも可能であり、その場
合、段階数をより多く設定することにより機関弁の作動
特性を細密に制御することができる。

【００５１】また吸気弁Ｖ_I の作動特性を変更するにあ
たって、吸気弁Ｖ_I の開弁リフト量および開弁期間のい
ずれか一方だけを変更することも可能であり、機関弁と
しての排気弁に本発明を適用することも可能である。

【００５２】また上記実施例では、吸気弁Ｖ_I の前回の
開弁時と今回の開弁時との間で、目標リフト量の最高値
の位相が設定クランク角δｏ以上ずれたことをもってフ
ィードバック制御を中止するようにしたが、吸気弁Ｖ_I
の前回の開弁時の実リフト量の最高値の位相と今回の開
弁時の目標リフト量の最高値の位相との間に設定クラン
ク角δｏ以上のずれが生じたことをもってフィードバッ
ク制御を中止するようにすることも可能である。

【００５３】さらに上記実施例では、目標リフト量およ
び実リフト量の大小関係が逆転しない状態の設定時間以
上の継続、ならびに前記目標リフト量および実リフト量
の差が設定値を超える状態の設定時間以上の継続がとも
に成立するのに応じてアクチュエータ４８の故障である
と判断するようにしたが、目標リフト量および実リフト
量の大小関係が逆転しない状態の設定時間以上の継続、
もしくは前記目標リフト量および実リフト量の差が設定
値を超える状態の設定時間以上の継続により、アクチュ
エータ４８の故障であると判断するようにしてもよい。

【００５４】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、機関弁の作動特性を細密に制御することが可能とな
るだけでなく、動力伝達手段をコンパクトに纏めること
ができ、動弁装置の小型化を図ることができる。また機
関弁の作動特性を機関の運転状態に応じて、高精度かつ
高い応答性で連続的に可変制御することができる。

【００５６】また請求項２記載の発明によれば、開弁リ
フトタイミングが大きく変化する制御過渡時にフィード
バック制御を中止するようにして、前記制御過渡時にお
ける機関弁の作動特性制御に乱れが生じることを防止す
ることができる。

【００５７】さらに請求項３記載の発明によれば、故障
検出用の検出器を特別に設けることを不要とした簡単な
構成でアクチュエータの故障を容易に判断することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の要部縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【図４】制御ユニットの構成を示すブロック図である。

【図５】分割クランク角に応じた設定目標リフト量を示
す図である。

【図６】設定目標リフト量に応じたアクチュエータの作
動量を示す図である。

【図７】目標リフト量および実リフト量の差を示す図で
ある。

【図８】フィードバック制御の可否を判断する手順を示
すフローチャートである。

【図９】アクチュエータの故障判断処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２９_I ・・・動弁カム ３１_I ・・・動弁装置 ３６・・・動力伝達手段 ３７・・・内輪としてのサンギヤ ３８・・・外輪としてのリングギヤ ３９・・・キャリア ４０・・・遊星回転体としての遊星ギヤ ４８・・・アクチュエータ ５６ａ・・・ベース円部 ５６ｂ・・・高位部 ５７・・・検出器 Ｃ・・・制御ユニット Ｖ_I ・・・機関弁としての吸気弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の運転状態に応じて機関弁（Ｖ_I ）
   の作動特性を変更可能な内燃機関の動弁装置において、 回転軸線を中心とした円弧状のベース円部（５６ａ）
   と、該ベース円部（５６ａ）から半径方向外方に突出す
   る高位部（５６ｂ）とが外周に設けられる動弁カム（２
   ９_I ）と；回動可能な内輪（３７）と、該内輪（３７）
   と同一軸線まわりの回動を可能として内輪（３７）を囲
   繞する外輪（３８）と、内輪（３７）および外輪（３
   ８）間に配置される遊星回転体（４０）を前記内輪（３
   ７）および外輪（３８）の軸線と平行な軸線まわりに回
   転自在に支持するとともに該遊星回転体（４０）の前記
   内輪（３７）まわりの公転に連動して回動するキャリア
   （３９）とを構成要素とし、それらの構成要素（３７，
   ３８，３９）のうち第１の構成要素（３８）が前記動弁
   カム（２９_I ）に連動、連結され、前記各構成要素（３
   ７〜３９）のうち第２の構成要素（３７）が機関弁（Ｖ
   _I ）に連結される動力伝達手段（３６）と；該動力伝達
   手段（３６）が備える構成要素（３７〜３９）のうち第
   ３の構成要素（３９）の回動量を規制するアクチュエー
   タ（４８）と；前記機関弁（Ｖ_I ）の開弁リフト量を検
   出する検出器（５７）と；前記動弁カム（２９_I ）の高
   位部（５６ｂ）で定まる開弁期間を複数に分割して得ら
   れる各分割クランク角毎に機関の運転状態に応じて予め
   定められる機関弁（Ｖ_I ）の目標リフト量と前記検出器
   （５７）で得られる機関弁（Ｖ_I ）の実リフト量との差
   に基づくフィードバック制御を可能として、前記アクチ
   ュエータ（４８）の作動を制御する制御ユニット（Ｃ）
   と；を含むことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記制御ユニット（Ｃ）は、前記機関弁
   （Ｖ_I ）の前回の開弁時の実リフト量または目標リフト
   量の最高値の位相と、今回の開弁時の目標リフト量の最
   高値の位相との間に、設定クランク角以上のずれが生じ
   たことをもって前記フィードバック制御を中止する機能
   を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動
   弁装置。
3. 【請求項３】 前記制御ユニット（Ｃ）は、機関弁（Ｖ
   _I ）の目標リフト量および実リフト量の大小関係が逆転
   しない状態の設定時間以上の継続、ならびに前記目標リ
   フト量および実リフト量の差が設定値を超える状態の設
   定時間以上の継続の少なくとも一方が成立するのに応じ
   てアクチュエータ（４８）の故障であると判断する機能
   を有することを特徴とする請求項１または２記載の内燃
   機関の動弁装置。