In den konventionellen Verbrennungsmotoren erfolgt die Steuerung der Ein- und Auslassventile über die Nockenwelle, die mit der halben Kurbelwellendrehzahl rotiert. Diese mechanische Kopplung zwischen Ventil, Nockenwelle und Kurbelwelle erlaubt keine flexible Steuerung des Gaswechselvorgangs. Er kann nur für einen Betriebspunkt optimal ausgelegt werden, da sowohl die Steuerzeiten als auch der Ventilhub durch das Profil der Nocken bestimmt werden.

Aufgrund begrenzter Ressourcen und immer strenger werdender Emissionsrichtlinien haben sich die Prioritäten der Automobilindustrie bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren in den letzten Jahren wesentlich geändert. Die Reduzierung der Schadstoffemissionen und die Minimierung des Kraftstoffverbrauchs stellen z. Z. die wichtigsten Ziele dar. Zur Verbesserung des Gaswechselprozesses wird gegenwärtig die variable Ventilsteuerung (VVS) untersucht.

Zur VVS gehören Systeme, die Nockenwellen verwenden und eine mechanische oder hydraulische Variabilität am Nockenwellenantrieb bereitstellen, wie z. B. beim Vanos-System (Variable Nockenwellensteuerung) von BMW oder dem VETEC-System (Variable Timing and Lift Electromagnetic Control) von Honda. Weiterhin gibt es Systeme, bei denen ein Übertragungsglied zwischen Nocken und Ventil eingesetzt wird (Valvetronic von BMW). Andere Systeme verzichten auf den Einsatz einer Nockenwelle. Bei diesen nockenlosen Systemen werden Aktuatoren zur Betätigung der Ventile eingesetzt. Die meisten Publikationen befassen sich mit Aktuator mit Umschingprinzip:

Dieser Ansatz ist zwar hinsichtlich der Öffnungs- und Schließzeiten variabel, aber nicht hinsichtlich des Hubs. Dies lässt sich beispielsweise mit dem Einsatz von Linearmotoren erzielen.