JP4672781B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更する回転位相変更機構と、カムシャフトの回転に対するバルブの作動特性を変更するバルブ作動特性変更機構とを備える内燃機関の制御装置に関する。

特表２００６−５２０８６９号公報には、バルブの作動特性を変更することができるバルブ機構が開示されている。このバルブ機構は、カムシャフトに対して回転方向に固定され軸方向に移動可能なカムキャリアを備えている。カムキャリアには２つの異なるカム軌道が形成されたカムが設けられている。移動手段によってカムキャリアを軸方向に移動させることで、バルブを作動させるカムのカム軌道が切り替えられ、それによりバルブの作動特性が変更されるようになっている。

上記公報に開示されたバルブ機構では、カムキャリアを軸方向に移動させる移動手段として、カムキャリアに設けられた螺旋状の溝と、この溝に対して駆動ピンを着脱する電動アクチュエータとからなる機構が用いられている。カムシャフトの回転時、電動アクチュエータによって駆動ピンを溝に装着すると、カムキャリアは駆動ピンと溝との接触を介して軸方向に移動する。

特表２００６−５２０８６９号公報 特開２００３−０７４３８５号公報 特開２００３−２５４０１７号公報

特表２００６−５２０８６９号公報には、螺旋状の溝に駆動ピンを装着するタイミングに関しては詳細に記載されていない。しかし、このタイミングをどのように制御するかはバルブ機構の制御においては重要な事項である。駆動ピンを動かすタイミングを誤ると、螺旋状の溝に駆動ピンを正しく装着することができず、結果、バルブの作動特性を変更できなかったり、或いは、バルブの作動特性の変更に遅れが生じたりする可能性がある。バルブ機構が特開２００３−０７４３８５号公報に開示されているようなバルブ停止機構である場合には、所望のタイミングでバルブを停止できないことになる。さらに、螺旋状の溝に駆動ピンを正しく装着することができなかった場合、溝や駆動ピンに磨耗が生じるおそれや、駆動ピンが破損するおそれもある。

内燃機関における各種制御のタイミングは、一般に、クランクポジションセンサからの信号によって制御される場合が多い。このことは特表２００６−５２０８６９号公報に開示のバルブ機構にも適用することができる。つまり、クランクポジションセンサの信号から計算されるクランク位置によって駆動ピンを動かすタイミングをはかってもよい。

ところが、特開２００３−２５４０１７号公報に記載されるような可変バルブタイミング機構を内燃機関が備える場合、駆動ピンを動かすタイミングに誤りが生じるおそれがある。なぜなら、可変バルブタイミング機構が作動すると、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差が変更されることで、クランクシャフトに対する螺旋状の溝の位置関係も変わってしまうからである。クランクポジションセンサからの信号によってタイミングが制御されている場合、可変バルブタイミング機構が作動することで適切なタイミングで溝に駆動ピンを装着することができなくなってしまう。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差が変更される場合であっても、カムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を円滑に行えるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差を変更する回転位相差変更機構と、
前記カムシャフトに対して回転を拘束されたガイド路と、
前記ガイド路に対して着脱可能な被ガイド部材と、
前記カムシャフトの回転により生じる前記ガイド路と前記被ガイド部材との間の軸方向の相対変位を介して前記カムシャフトの軸方向に変位する操作部材と、
前記操作部材の変位によって前記カムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を達成するバルブ作動特性変更機構と、
指令信号の入力を受けて前記被ガイド部材を駆動し、前記被ガイド部材を前記ガイド路に装着するアクチュエータと、
を有する内燃機関を制御対象とする制御装置において、
前記クランクシャフトの回転位置を演算するクランク位置演算手段と、
前記回転位相差変更機構によって変更された前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相差を演算する回転位相差演算手段と、
前記バルブの作動特性を変更する場合に前記アクチュエータに指令信号を出力する指令手段であって、前記クランクシャフトの回転位置によって前記アクチュエータへの指令信号の出力タイミングをはかる指令手段と、
前記指令手段による指令信号の出力タイミングを前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相差に応じて補正するタイミング補正手段と、
を備えることを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関において前記ガイド路は前記カムシャフトに対して軸方向の変位を拘束され、前記操作部材は前記被ガイド部材に対して軸方向の変位を拘束されていることを特徴としている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記タイミング補正手段は、さらに、指令信号に対する前記アクチュエータの応答遅れ時間と、前記クランクシャフトの回転速度とに応じて前記指令手段による指令信号の出力タイミングを補正することを特徴としている。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記回転位相変更機構が正常に動作しうる状態かどうか判定し、正常に動作しうる状態ではない場合には前記指令手段による指令信号の出力を禁止する禁止手段、
をさらに備えることを特徴としている。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記内燃機関は、前記バルブ作動特性変更機構、操作部材、ガイド路、被ガイド部材及びアクチュエータを吸気側と排気側のそれぞれに有する内燃機関であり、
前記制御装置は、前記指令手段を吸気側と排気側のそれぞれに対して備えるとともに、前記回転位相差変更機構、回転位相差演算手段及びタイミング補正手段を吸気側と排気側の少なくとも一方に対して備え、且つ、
前記タイミング補正手段による補正により、吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングに重なりが生じるかどうか判定する判定手段と、
出力タイミングに重なりが生じる場合には、その重なりを解消するように吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングを調整するタイミング調整手段と、
をさらに備えることを特徴としている。

第１の発明によれば、アクチュエータによって被ガイド部材を駆動して被ガイド部材をガイド路に装着すると、カムシャフトの回転により生じるガイド路と被ガイド部材との間の軸方向の相対変位を介して操作部材がカムシャフトの軸方向に変位する。操作部材がカムシャフトの軸方向に変位することで、バルブ作動特性変更機構によるカムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更が達成される。このようにバルブの作動特性を変更する際、クランクシャフトの回転位置によってアクチュエータへ指令信号を出力するタイミングがはかられるが、その出力タイミングはクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差に応じて補正される。したがって、第１の発明によれば、回転位相差変更機構が作動してクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差が変更された場合であっても、適切なタイミングで被ガイド部材をガイド路に装着することができ、カムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を円滑に行うことができる。

第２の発明によれば、ガイド路はカムシャフトに対して軸方向の変位を拘束されているので、カムシャフトの回転により被ガイド部材はガイド路に案内されて軸方向に変位する。また、操作部材は被ガイド部材に対して軸方向の変位を拘束されているので、被ガイド部材がガイド路に案内されるのに伴い、操作部材も軸方向への変位を案内される。つまり、第２の発明によれば、ガイド路を基準にして操作部材を軸方向に変位させ、それによりカムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を達成することができる。

第３の発明によれば、アクチュエータへの指令信号の出力タイミングは、指令信号に対するアクチュエータの応答遅れ時間と、クランクシャフトの回転速度とに応じて補正されるので、クランクシャフトの回転速度（いわゆる内燃機関の回転数）の影響を受けることなく、適切なタイミングで被ガイド部材をガイド路に装着することができる。

第４の発明によれば、回転位相変更機構が正常に動作しうる状態ではない場合には、アクチュエータへの指令信号の出力が禁止されるので、誤ったタイミングで被ガイド部材がガイド路に装着されることを防止することができる。

第５の発明によれば、吸気側と排気側とでアクチュエータへの指令信号の出力タイミングに重なりが生じる場合には、その重なりを解消するように吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングが調整されるので、アクチュエータを動作させるための負荷が過大になるのを防止することができる。

本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の全体構成を示す概略図である。 図１に示す動弁装置の詳細な構成を説明するための図である。 図１に示す動弁装置をカムシャフトの軸方向（図２中の矢視Ｂの方向）から見た図である。 吸気弁を停止させるためのソレノイド制御のタイミングをＶＶＴの最遅角時と進角時とで比較して示す図である。 吸気弁を停止から復帰させるためのソレノイド制御のタイミングをＶＶＴの最遅角時と進角時とで比較して示す図である。 本発明の実施の形態１において実行される吸気弁停止時のソレノイド制御のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１において実行される吸気弁復帰時のソレノイド制御のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４において実行される吸気弁停止時のソレノイド制御のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態５にかかる内燃機関の制御装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態５において実行される両弁停止時のソレノイド制御をＶＶＴの移動が無い場合とＶＶＴの移動がある場合とで比較して示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態５において実行される両弁停止時のソレノイド制御のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態６において実行される両弁停止時のソレノイド制御のルーチンを示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１乃至図７の各図を参照して説明する。

［動弁装置の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の全体構成を示す概略図である。この図に示す動弁系は吸気弁１２のものである。吸気弁１２は各気筒に２つずつ備えられ、共通の動弁装置２によって駆動されるようになっている。動弁装置２は、カムシャフト４の回転を上下方向の往復運動に変換して吸気弁１２に伝達する装置である。

カムシャフト４には可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと表記する場合がある）６が備えられている。可変バルブタイミング機構６は、図示省略のクランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差を変更することにより、吸気弁１２のバルブタイミングを変更する機構である。可変バルブタイミング機構６は、タイミングチェーン等を介してクランクシャフトと連結されたハウジングと、ハウジング内に設けられてカムシャフト４の端部に取り付けられたベーン体とを備えている。ハウジングとベーン体とによって区画された油圧室内に油圧を供給することにより、ベーン体をハウジングに対して相対回転させ、ひいては、クランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差を変更することができる。可変バルブタイミング機構６に供給する油圧の制御は、油圧供給ラインに設けられた油圧制御弁７によって行われる。可変バルブタイミング機構６の仕組みは公知であり、また、本発明の実施においてその構造には限定はないので、これ以上の詳細な説明は省略するものとする。

動弁装置２は吸気弁１２を閉状態で停止させる吸気弁停止機構８を備えている。吸気弁停止機構８の構成については追って詳細に説明する。また、動弁装置２は吸気弁停止機構８を駆動して吸気弁１２の作動特性を切り換えるための切換機構１０を備えている。切換機構１０には、それを動作させるためのアクチュエータ６６が備えられている。本実施の形態で用いられるアクチュエータ６６はソレノイド６８を駆動手段として用いている。ソレノイド６８の駆動用電源としては車両の１２Ｖ電源１８が用いられている。

本実施の形態の制御装置は上述の各種機構とＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とによって構成されている。ＥＣＵ２６は油圧制御弁７をデューティ制御することによって可変バルブタイミング機構６の動作を制御し、ソレノイド６８をデューティ制御することによって切換機構１０の動作を制御している。本実施の形態において特に重要なのは、切換機構１０を動作させるためのソレノイド６８の制御である。ＥＣＵ２６は、クランクポジションセンサ２８からの信号と、カムポジションセンサ２９からの信号とに基づいてソレノイド６８を制御する。

クランクポジションセンサ２８は、クランクシャフトに取り付けられたタイミングローターと電磁ピックアップとから構成されている。クランクポジションセンサ２８用のタイミングローターには上死点の検出用に２歯欠けた３４歯の信号歯が設けられている。それら信号歯を電磁ピックアップで検出することにより、クランクシャフトの回転位置や回転速度を計測することができる。一方、カムポジションセンサ２９は、カムシャフト４に取り付けられたタイミングローターと電磁ピックアップとから構成されている。カムポジションセンサ２９用のタイミングローターには３個の突起が設けられている。それら突起を電磁ピックアップで検出することで、カムシャフト４の凡その回転位置を計測することができる。ＥＣＵ２６は、クランクポジションセンサ２８の信号からクランクシャフトの回転位置（絶対位置）を演算し、クランクポジションセンサ２８の信号とカムポジションセンサ２９の信号とから、クランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差（相対位置）を演算している。ＥＣＵ２６によるソレノイド６８の具体的な制御方法については追って詳細に説明する。

［動弁装置の構成］
以下では、本実施の形態にかかる動弁装置２、特に、吸気弁停止機構８と切換機構１０の構成について詳細に説明する。まずは吸気弁停止機構８の構成から図２を用いて説明する。この図では、動弁装置２の構成を分かりやすく示すために、動弁装置２をクランクシャフト４に対する本来の搭載位置からクランクシャフト４の径方向にずらして置いている。また、動弁装置２の内部の構成を分かりやすく示すために、動弁装置２の外形の一部を切断して示している。

図２に示すように、吸気弁停止機構８は、第１ロッカーアーム３２と、その両側に配置された一対の第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒとを備えている。これらのロッカーアーム３２，３４Ｌ，３４Ｒは、共通のロッカーシャフト３０を中心として揺動可能になっている。ロッカーシャフト３０は、一対の油圧ラッシュアジャスタ４２を介してシリンダヘッドに支持されている。

第１ロッカーアーム３２には第１ローラ３６が設けられている。第１ロッカーアーム３２は捩じりコイルばね３８によって付勢されている。この付勢力により第１ローラ３６はカムシャフト４に形成された主カム１４に押し当てられている。このような構成により、主カム１４の回転に伴って第１ロッカーアーム３２は揺動する。

第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒの可動端は、２つの吸気弁１２のバルブステムの端部にそれぞれ当接している。吸気弁１２は図示省略のバルブスプリングにより閉じ方向に付勢されている。カムシャフト４は前述の主カム１４の両側に一対の副カム１６を備えている。副カム１６は主カム１４のベース円と等しい半径を有する真円をなしている。第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒには、それぞれ、ローラ４０Ｌ，４０Ｒが設けられている。このローラ４０Ｌ，４０Ｒの外径は、第１ロッカーアーム３２に設けられた第１ローラ３６の外径に等しい。また、ロッカーシャフト３０の中心とローラ４０Ｌ，４０Ｒの中心との距離は、ロッカーシャフト３０の中心と第１ローラ３６の中心との距離に等しい。吸気弁１２が閉じているときには、ローラ４０Ｌ，４０Ｒは副カム１６に当接している。

吸気弁停止機構８は、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒとが連結された状態と、分離された状態とを切り替えることによって、吸気弁１２を作動させる状態と吸気弁１２を閉じて停止させる状態とを瞬時に切り替えることができるバルブ作動特性変更機構である。以下、この切り替えの仕組みについて説明する。

第１ロッカーアーム３２は第１ローラ３６と同心的に設置されたスリーブ４４を有している。第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒは、それぞれ、ローラ４０Ｌ，４０Ｒと同心的に設置されたスリーブ５０Ｌ，５０Ｒを有している。各スリーブ４４，５０Ｌ，５０Ｒの中には、それぞれ切換ピン４８，５４Ｌ，５４Ｒが挿入されている。切換ピン５４Ｒの外側の先端は、第２ロッカーアーム３４Ｒの側面を超えて突出している。この突出した切換ピン５４Ｒの先端は、後述する切換機構１０のスライドピン５８に当接している。一方、第２ロッカーアーム３４Ｌのスリーブ５０Ｌの外側は閉じられており、その中にはリターンスプリング５６が設置されている。このリターンスプリング５６は、切換ピン５４Ｌを図２中で右方向へ押圧している。これにより、切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒは、図２中で右方向へ付勢されている。

図２は第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒとが分離された状態を示している。この分離状態では、切換ピン５４Ｌは第２ロッカーアーム３４Ｌのスリーブ５０Ｌにのみ係合していて、隣接するスリーブ４４からは外れている。また、切換ピン４８は第１ロッカーアーム３２のスリーブ４４にのみ係合していて、隣接するスリーブ５０Ｌ，５０Ｒからは外れている。そして、切換ピン５４Ｒは第２ロッカーアーム３４Ｒのスリーブ５０Ｒにのみ係合していて、隣接するスリーブ４４から外れている。このため、主カム１４の回転によって第１ロッカーアーム３２が揺動しても、その揺動は第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒへは伝達されない。そして、第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒのローラ４０Ｌ，４０Ｒは、カム山を有しない副カム１６と接触している。このため、カムシャフト４が回転しても、第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒは揺動せず、吸気弁１２は閉じた状態で停止したままになる。

第１ロッカーアーム３２と、第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒとが分離された状態において、第１ロッカーアーム３２の第１ローラ３６が主カム１４のベース円に接触しているときには、切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒの中心が一致する。このときに、後述する切換機構１０を作動させ、スライドピン５８を図２中の左方向に変位させると、切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒの図２中の左方向への移動によって３つのアーム３２，３４Ｌ，３４Ｒを連結状態に切り替えることができる。

連結状態では、切換ピン４８の一部が第２ロッカーアーム３４Ｌのスリーブ５０Ｌに挿入され、切換ピン５４Ｒの一部が第１ロッカーアーム３２のスリーブ４４に挿入される。これにより、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｌとが切換ピン４８を介して連結され、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒとが切換ピン５４Ｒを介して連結される。したがって、主カム１４の回転によって第１ロッカーアーム３２が揺動すると、これに伴って第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒも揺動するので、吸気弁１２はカムシャフト４の回転に同期して開閉動作を行うようになる。

第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒとの連結を解除する際には、後述する切換機構１０を作動させてスライドピン５８を図２中の右方向に変位させる。そうすると、切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒは、リターンスプリング５６の付勢力によって、図２中の右方向に変位する。その結果、図２に示す分離状態、すなわち吸気弁停止状態に切り替えることができる。

次に、切換機構１０の構成を図２乃至図４の各図を用いて説明する。図３では、構成、特に、後述する螺旋状溝の構成を分かりやすく示すためにクランクシャフト４の端部を切断して示している。図４では、螺旋状溝をクランクシャフト４の周方向に沿って展開して示している。

切換機構１０は、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒを第２ロッカーアーム３４Ｌ側に向けて変位させるためのスライドピン５８を備えている。スライドピン５８は、端面が切換ピン５４Ｒの端面と当接する円柱部５８ａを備えている。円柱部５８ａは、カムキャリアに固定された支持部材６０によって、軸方向に進退自在で、且つ、周方向に回転自在に支持されている。

円柱部５８ａにおける切換ピン５４Ｒと反対側の端部には、円柱部５８ａの半径方向外側に向けて突出するように棒状のアーム部５８ｂが取り付けられている。アーム部５８ｂの先端部は、カムシャフト４の周面と対向する位置まで延びている。アーム部５８ｂはカムシャフト４とストッパー７６とによって拘束された範囲内で円柱部５８ａの軸心を中心として回転可能である。また、アーム部５８ｂには、当該アーム部５８ｂをストッパー７６に向けて付勢するスプリング７８が取り付けられている。

アーム部５８ｂの先端部には、カムシャフト４の周面に向けて突出するように突起部５８ｃが設けられている。カムシャフト４における突起部５８ｃと対向する外周面には、大きな外径を有する大径部６２が形成されている。大径部６２の周面には周方向に延びる螺旋状溝６４が形成されている。螺旋状溝６４の幅は突起部５８ｃの外径より若干大きく形成されている。螺旋状溝６４の具体的な形状については後述する。

突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入させるための手段が、前述のアクチュエータ６６である。アクチュエータ６６は、詳しくは、ＥＣＵ２６によってデューティ制御されるソレノイド６８と、ソレノイド６８の駆動軸６８ａと当接するロックピン７０とを備えている。ロックピン７０にはソレノイド６８の推力に抗する付勢力を発するスプリング７２の一端が掛け留められている。スプリング７２の他端は静止部材であるカムキャリアに固定された支持部材７４に掛け留められている。ソレノイド６８の推力がスプリング７２の付勢力に打ち勝つことで、ロックピン７０はスライドピン５８の方向へ突出するようになっている。

スライドピン５８のアーム部５８ｂの先端部には、突出したロックピン７０が当接する押圧面５８ｄが設けられている。この押圧面５８ｄがロックピン７０によって押圧されることで、アーム部５８ｂはカムシャフト４の側へ押し下げられる。このとき、カムシャフト４が適切な回転位置に位置しているならば、突起部５８ｃはうまく螺旋状溝６４に挿入されることになる。

ここで、リターンスプリング５６の付勢力によって、切換ピン５４Ｌがスリーブ５０Ｌ及びスリーブ４４の双方に挿入された状態となり、かつ、切換ピン４８がスリーブ４４及びスリーブ５０Ｒの双方に挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置をＰｍａｘ１と表記する。図２及び図４中にはＰｍａｘ１の位置を図示している。Ｐｍａｘ１にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ，３４Ｌとがすべて連結された状態となる。この状態が実現されることで、吸気弁１２はカムシャフト４の回転に同期して開閉動作を行うようになる。

そして、切換ピン４８等がスライドピン５８からの力を受けることによって、各切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒがそれぞれスリーブ５０Ｌ，４４，５０Ｒのみに挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置をＰｍａｘ２と表記する。図２及び図４中にはＰｍａｘ２の位置を図示している。Ｐｍａｘ２にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ，３４Ｌとがすべて分離された状態となる。この状態が実現されることで、カムシャフト４が回転しても第２ロッカーアーム３４Ｌ，３４Ｒは揺動せず、吸気弁１２は閉じた状態で停止したままになる。

カムシャフト４の軸方向における螺旋状溝６４の基端６４ａの位置は、スライドピン５８が上記Ｐｍａｘ１に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。そして、カムシャフト４の軸方向における螺旋状溝６４の終端６４ｂの位置は、スライドピン５８が上記Ｐｍａｘ２に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。つまり、螺旋状溝６４によって突起部５８ｃが案内される範囲内で、スライドピン５８がＰｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で変位可能となるように構成されている。言い換えれば、カムシャフト４の螺旋状溝６４における螺旋の向きは、その内部に突起部５８ｃが挿入された状態でカムシャフト４が回転方向に回転する場合に、スライドピン５８がＰｍａｘ１からＰｍａｘ２へ変位する方向に設定されている。なお、螺旋状溝６４の終端６４ｂの側には、螺旋状溝６４に近づくにつれて徐々に溝の深さ浅くなっていく浅溝部６４ｃが設けられている。カムシャフト４の回転によって螺旋状溝６４内を案内された突起部５８ｃは、この浅溝部６４ｃを通って螺旋状溝６４から脱出する。

また、スライドピン５８のアーム部５８ｂには、押圧面５８ｄの一部を切り欠いて凹状に形成された切欠部５８ｅが設けられている。スライドピン５８がＰｍａｘ１からＰｍａｘ２に変位する間は、ロックピン７０は押圧面５８ｄに当接するようになっている。そして、スラドピン５８がＰｍａｘ２に変位し、浅溝部６４ｃの作用によって突起部５８ｃが螺旋状溝６４から脱出した時に、ロックピン７０が切欠部５８ｅと係合するようになっている。切欠部５８ｅにロックピン７０が係合することで、突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入される方向にアーム部５８ｂが回転するのが規制されるとともに、スライドピン５８の位置がＰｍａｘ２に保持されることになる。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態では、螺旋状溝６４が「カムシャフトに対して回転を拘束されたガイド路」に相当する。また、突起部５８ｃが「ガイド路に対して着脱可能な被ガイド部材」に相当する。「カムシャフトの回転により生じるガイド路と被ガイド部材との間の軸方向の相対変位を介してカムシャフトの軸方向に変位する操作部材」にはスライドピン５８が相当する。そして、吸気弁停止機構８が「操作部材の変位によってカムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を達成するバルブ作動特性変更機構」に相当する。

［動弁装置の動作］
次に、上述のように構成される本実施の形態の動弁装置２の動作について説明する。本実施の形態の動弁装置２は、その動作をＥＣＵ２６によって制御される。ＥＣＵ２６によってソレノイド６８のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることによって、吸気弁１２の作動特性が切り換えられる。具体的には、吸気弁１２が作動している状態では、ソレノイド６８はＯＦＦであり、スライドピン５８はＰｍａｘ１に位置している。この状態でソレノイド６８をＯＦＦからＯＮに切り換えると、ロックピン７０の突出によりスライドピン５８のアーム部５８ｂが押し下げられ、その先端にある突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入される。カムシャフト４の回転によって突起部５８ｃは螺旋状溝６４によってカムシャフト４の軸方向に案内されていき、スライドピン５８はＰｍａｘ１からＰｍａｘ２に移動する。これにより、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ，３４Ｌとがすべて分離された状態となり、カムシャフト４の回転が吸気弁１２には伝達されなくなって、吸気弁１２は閉じた状態で停止する。

カムシャフト４の回転によって突起部５８ｃはやがて螺旋状溝６４から脱出する。しかし、切欠部５８ｅにロックピン７０が係合することによってスライドピン５８はＰｍａｘ２の位置に保持されるので、吸気弁１２の停止状態はそのまま維持される。

その状態から、今度は、ソレノイド６８をＯＮからＯＦＦに切り換えると、ロックピン７０が引っ込むことで切欠部５８ｅとロックピン７０との係合が外れる。スライドピン５８は切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒとともにリターンスプリング５６によって押し戻され、スライドピン５８はＰｍａｘ２からＰｍａｘ１に移動する。これにより、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ，３４Ｌとが連結された状態となり、カムシャフト４の回転が再び吸気弁１２に伝達されるようになって、吸気弁１２は停止状態から復帰する。

［ソレノイド制御の概要］
以上のような動作を実現する上で重要なのが、ソレノイド６８のＯＮ／ＯＦＦ制御のタイミングである。カムシャフト４は回転しているので、ソレノイド６８をＯＮにするタイミングによって螺旋状溝６４に対する突起部５８ｃの着地点は変化する。このため、適切なタイミングでＯＮできなかった場合には、螺旋状溝６４に突起部５８ｃが入らず、吸気弁１２の停止が１サイクル遅れてしまうおそれがある。また、螺旋状溝６４や突起部５８ｃに磨耗が生じたり、スライドピン５８が破損してしまったりするおそれもある。一方、ソレノイド６８をＯＦＦにするタイミングが適切でない場合には、各切換ピン５４Ｌ，４８，５４Ｒの位置が一致するタイミングと合わず、弁停止状態から作動状態への切り換えが１サイクル遅れてしまうおそれがある。

ソレノイド６８をＯＮ／ＯＦＦするタイミングをはかるための信号としては、クランクポジションセンサ２８からの信号を用いることができる。クランクポジションセンサ２８の信号によれば１０度毎に精緻にクランク角度を測ることができる。ただし、本実施の形態の動弁系には可変バルブタイミング機構６が備えられている。可変バルブタイミング機構６によってクランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差が変更されると、ソレノイド６８をＯＮ／ＯＦＦすべきクランク角度も異なってくる。

図４には、吸気弁１２を停止させるためのソレノイド制御のタイミングをクランク角度と螺旋状溝６４に対する位置とで示している。図４では、ソレノイド６８をＯＮにする好ましいタイミングを可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）６の最遅角時と進角時とで比較して示している。ソレノイド６８をＯＮにしてからロックピン７０が突出するまでには応答遅れがあるので、その応答遅れを見こしてＥＣＵ２６からソレノイド６８への指令（制御ＯＮ指令）は早出しされる。この図に示すように、可変バルブタイミング機構６が進角された場合には、クランクシャフトに対してカムシャフト４の回転位相も進角されるので、その進角量に応じてソレノイド６８をＯＮにするタイミングも進角する必要がある。

図５には、吸気弁１２を停止から復帰させるためのソレノイド制御のタイミングをクランク角度で示している。図５では、ソレノイド６８をＯＦＦにする好ましいタイミングを可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）６の最遅角時と進角時とで比較して示している。ソレノイド６８をＯＦＦにしてからロックピン７０が戻るまでには応答遅れがあるので、その応答遅れを見こしてＥＣＵ２６からソレノイド６８への指令（制御ＯＦＦ指令）は早出しされる。この図に示すように、可変バルブタイミング機構６が進角された場合には、クランクシャフトに対してカムシャフト４の回転位相も進角されるので、その進角量に応じてソレノイド６８をＯＦＦにするタイミングも進角する必要がある。

なお、図４及び図５の各下段には、吸気弁１２のリフトカーブと、燃料噴射時期を示すＩＮＪのマークと、点火時期を示す稲妻のマークとをクランク角度に対応させて示している。点線で示すリフトカーブは吸気弁１２が閉状態で停止していることを意味し、燃料噴射時期及び点火時期を示す各マークに付けられたＸ印は、その燃料噴射或いは点火が行われなかったことを意味している。

［ソレノイド制御の詳細］
以上が本実施の形態で実行されるソレノイド制御の概要であるが、次に、その詳細についてフローチャートを用いて説明する。

図６のフローチャートには、吸気弁１２を停止させるときのソレノイド制御のルーチンが示されている。その最初のステップＳ１００では、吸気弁１２の停止要求が有ったかどうか判定される。吸気弁１２の停止要求が無ければ本ルーチンは終了となる。

吸気弁１２の停止要求が有った場合には、ステップＳ１０２の処理が行われる。ステップＳ１０２では、次の式１によってＥＣＵ２６からソレノイド６８への指令信号の出力タイミング、すなわち、ソレノイド制御ＯＮのタイミングが算出される。
ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）
＝ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ（ＣＡ）＋ＶＴ（ＣＡ）
＋ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ（ｍｓ）×ＮＥ（ｒｐｍ）×ＫＥＩＳＵ ・・・式１

上記式１において各文字列は次のように定義される。なお、カッコ内のＣＡ、ｍｓ、ｒｐｍはそれぞれ単位を示している。
ＩＮＳＴＰＣＲＫ：ソレノイドへの通電開始クランク角度（ソレノイド制御ＯＮのタイミング）
ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ：ソレノイドへの通電開始クランク角度のベース値（可変バルブタイミング機構の最遅角位置に合わせて設定されている）
ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ：ソレノイドの通電開始からの応答遅れ時間
ＮＥ：クランクシャフトの回転速度
ＫＥＩＳＵ：クランク換算係数
ＶＴ：可変バルブタイミング機構の進角量

上記式１から分かるように、ＥＣＵ２６からソレノイド６８への指令信号の出力タイミングはクランクシャフトの回転位置（クランク角度）によってはかられるが、その出力タイミングは可変バルブタイミング機構６の進角量、すなわち、クランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差に応じて補正される。さらに、その出力タイミングは指令信号（制御ＯＮ）に対するソレノイド６８の応答遅れ時間とクランクシャフトの回転速度とに応じて補正される。

次のステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で算出されたタイミングが到来したかどうか判定される。タイミングはクランクポジションセンサ２８からの信号によってはかられる。未だタイミングが到来していない場合には本ルーチンはそのまま終了となる。そして、ステップＳ１０２で算出されたタイミングが到来したらステップＳ１０６に進み、ＥＣＵ２６からソレノイド６８へ指令信号（制御ＯＮ）が出力される。

以上のルーチンがＥＣＵ２６によって実行されることで、可変バルブタイミング機構６が作動してクランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差が変更された場合であっても、適切なタイミングでスライドピン５８の突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入することができ、吸気弁１２の作動状態から弁停止状態への変更を円滑に行うことが可能になる。

図７のフローチャートには、吸気弁１２を停止から復帰させるときのソレノイド制御のルーチンが示されている。その最初のステップＳ２００では、吸気弁１２の停止からの復帰要求が有ったかどうか判定される。吸気弁１２の復帰要求が無ければ本ルーチンは終了となる。

吸気弁１２の復帰要求が有った場合には、ステップＳ２０２の処理が行われる。ステップＳ２０２では、次の式２によってＥＣＵ２６からソレノイド６８への指令信号の出力タイミング、すなわち、ソレノイド制御ＯＦＦのタイミングが算出される。
ＩＮＭＶＣＲＫ（ＣＡ）
＝ＩＮＭＶＣＲＫＢ（ＣＡ）＋ＶＴ（ＣＡ）
＋ＩＮＭＶＲＰＬＹＤＬＹ（ｍｓ）×ＮＥ（ｒｐｍ）×ＫＥＩＳＵ ・・・式２

上記式２において各文字列は次のように定義される。なお、ＮＥ、ＫＥＩＳＵ、ＶＴの定義は式１の場合と同じである。
ＩＮＭＶＣＲＫ：ソレノイドへの通電終了クランク角度（ソレノイド制御ＯＦＦのタイミング）
ＩＮＭＶＣＲＫＢ：ソレノイドへの通電終了クランク角度のベース値（可変バルブタイミング機構の最遅角位置に合わせて設定されている）
ＩＮＭＶＲＰＬＹＤＬＹ：ソレノイドの通電終了からの応答遅れ時間

次のステップＳ１０４では、ステップＳ２０２で算出されたタイミングが到来したかどうか判定される。タイミングはクランクポジションセンサ２８からの信号によってはかられる。未だタイミングが到来していない場合には本ルーチンはそのまま終了となる。そして、ステップＳ２０２で算出されたタイミングが到来したらステップＳ２０６に進み、ＥＣＵ２６からソレノイド６８へ指令信号（制御ＯＦＦ）が出力される。

以上のルーチンがＥＣＵ２６によって実行されることで、可変バルブタイミング機構６が作動してクランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差が変更された場合であっても、適切なタイミングでロックピン７０と切欠部５８ｅとの係合を解除することができ、吸気弁１２の弁停止状態から作動状態への変更を円滑に行うことが可能になる。

［排気側の動弁系への応用］
本実施の形態では本発明を吸気側の動弁系に適用した場合について説明したが、上述の技術内容は排気側の動弁系にも応用することができる。つまり、排気側のカムシャフトに可変バルブタイミング機構が備えられ、排気弁の動弁装置が排気弁停止機構と切替機構とを備える構成であれば、その切替機構のソレノイドを上述のような方法で制御すればよい。ただし、排気側の可変バルブタイミング機構は、吸気側のそれが最遅角位置を基準にして制御されるのとは逆に、最進角位置を基準にして制御される。したがって、上述のソレノイド制御の方法を排気側に応用するにあたっては、ソレノイドへの通電開始クランク角度及び通電終了クランク角度の各ベース値は、可変バルブタイミング機構の最進角位置に合わせて設定し、その補正量は可変バルブタイミング機構の遅角量とする必要がある。

具体的には、排気弁を停止させる場合には、次の式３によってＥＣＵからソレノイドへの指令信号の出力タイミング、すなわち、ソレノイド制御ＯＮのタイミングを算出すればよい。
ＥＸＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）
＝ＥＸＳＴＰＣＲＫＢ（ＣＡ）＋ＥＸＶＴ（ＣＡ）
＋ＥＸＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ（ｍｓ）×ＮＥ（ｒｐｍ）×ＫＥＩＳＵ ・・・式３

上記式３において各文字列は次のように定義される。なお、ＮＥ、ＫＥＩＳＵの定義は式１の場合と同じである。
ＥＸＳＴＰＣＲＫ：ソレノイドへの通電開始クランク角度（排気側ソレノイドの制御ＯＮのタイミング）
ＥＸＳＴＰＣＲＫＢ：ソレノイドへの通電開始クランク角度のベース値（排気側可変バルブタイミング機構の最進角位置に合わせて設定されている）
ＥＸＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ：ソレノイドの通電開始からの応答遅れ時間
ＥＸＶＴ：排気側可変バルブタイミング機構の遅角量

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

本実施の形態と実施の形態１との相違は、吸気弁１２を停止させるときのソレノイド制御の内容にある。本実施の形態では、図５に示すルーチンのステップＳ１０２の処理において、上記式１に替えて次の式４によってソレノイド制御ＯＮのタイミングを算出する。
ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）
＝ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ（ＣＡ）＋ＶＴ（ＣＡ）＋ＧＶＴＦＲ（ＣＡ）
＋ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ（ｍｓ）×ＮＥ（ｒｐｍ）×ＫＥＩＳＵ ・・・式４

上記式４におけるＩＮＳＴＰＣＲＫ、ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ、ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ、ＮＥ、ＫＥＩＳＵ、ＶＴの定義は式１の場合と同じである。新たな文字列であるＧＶＴＦＲは次のように定義される。
ＧＶＴＦＲ：ＶＶＴ最遅角位置の学習値

上記式４から分かるように、本実施の形態ではＶＶＴ最遅角位置、すなわち、可変バルブタイミング機構６の最遅角位置の学習値ＧＶＴＦＲによってソレノイド６８への通電開始クランク角度のベース値ＩＮＳＴＰＣＲＫＢが補正される。可変バルブタイミング機構６の最遅角位置には経時変化によってずれが生じる場合がある。そのようなずれが生じることは公知であって、その学習の方法についても様々な方法が知られている。上記式４によれば、ＶＶＴ最遅角位置のずれを学習した学習値をソレノイド制御ＯＮのタイミングに反映させることで、経時変化の影響を受けることなく、常に適切なタイミングでスライドピン５８の突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入することができるようになる。

なお、本実施の形態で新たに追加された技術的特徴は、吸気弁１２を停止から復帰させるときのソレノイド制御にも用いることができる。具体的には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２０４の処理で用いる計算式（式２）の右辺にＶＶＴ最遅角位置の学習値ＧＶＴＦＲの項を加えればよい。そうすることで、経時変化の影響を受けることなく、常に適切なタイミングでロックピン７０と切欠部５８ｅとの係合を解除することができるようになる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。

本実施の形態と実施の形態１との相違は、吸気弁１２を停止させるときのソレノイド制御の内容にある。本実施の形態では、図５に示すルーチンのステップＳ１０２の処理において、上記式１に替えて次の式５によってソレノイド制御ＯＮのタイミングを算出する。
ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）
＝ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ（ＣＡ）＋ＶＴ（ＣＡ）＋ＧＶＴＦＲ（ＣＡ）
＋ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ（ｍｓ）×ＮＥ（ｒｐｍ）×ＫＥＩＳＵ
＋ＤＬＶＴ×ＫＰ ・・・式５

上記式５におけるＩＮＳＴＰＣＲＫ、ＩＮＳＴＰＣＲＫＢ、ＩＮＳＴＰＲＰＬＹＤＬＹ、ＮＥ、ＫＥＩＳＵ、ＶＴ、ＧＶＴＦＲの定義は式３の場合と同じである。新たな文字列であるＤＬＶＴ、ＫＰは次のように定義される。
ＤＬＶＴ：ＶＶＴ変化率
ＫＰ：ＶＶＴゲイン

上記式５において、ＤＬＶＴ×ＫＰの項は式５の計算時点から実際にソレノイド６８が作動してスライドピン５８の突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入されるまでに生じる、可変バルブタイミング機構６の進角量ＶＴの予測変化量、すなわち、クランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差の予測変化量を意味している。ＶＶＴ変化率はカムポジションセンサ２９の信号を処理することで得ることができる。

吸気弁１２の弁停止状態から作動状態への切り換えは、可変バルブタイミング機構６の作動中に行われるかもしれない。その場合には、ソレノイド６８が作動してスライドピン５８の突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入されるまでに、クランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相差はさらに変化することになる。上記式５によれば、進角量ＶＴの予測変化量（ＤＬＶＴ×ＫＰ）をソレノイド制御ＯＮのタイミングに反映させることで、可変バルブタイミング機構６の作動中であっても、適切なタイミングでスライドピン５８の突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入することができるようになる。

なお、本実施の形態で新たに追加された技術的特徴は、吸気弁１２を停止から復帰させるときのソレノイド制御にも用いることができる。具体的には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２０４の処理で用いる計算式（式２）の右辺に進角量ＶＴの予測変化量（ＤＬＶＴ×ＫＰ）の項を加えればよい。そうすることで、可変バルブタイミング機構６の作動中であっても、適切なタイミングでロックピン７０と切欠部５８ｅとの係合を解除することができるようになる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図８を参照して説明する。

本実施の形態と実施の形態１との相違は、吸気弁１２を停止させるときのソレノイド制御の内容にある。本実施の形態では、図５のフローチャートに示すルーチンに替えて、図８のフローチャートに示すルーチンをＥＣＵ２６に実行させる。図８のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態１と共通する処理については、それぞれ実施の形態１のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態１と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態１とは異なる処理について重点的に説明するものとする。

図８のフローチャートでは、ステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理は実施の形態１と共通である。実施の形態１との相違は、ステップＳ１０４の判定結果が肯定であった場合にはさらにステップＳ１２０の判定を行うことにある。そして、ステップＳ１２０の判定結果が肯定であった場合にのみステップＳ１０６に進み、判定結果が否定であった場合には本ルーチンは終了となる。

ステップＳ１２０では、可変バルブタイミング機構６が異常でないかどうか判定される。例えば、可動部分の異物噛み込みが検出された場合や、低油温時のインチング制御が行われている場合等がこれに含まれる。異物噛み込みが検出された場合や、インチング制御が行われている場合にはそれぞれフラグが立つので、それらフラグの何れかが立っていれば可変バルブタイミング機構６は異常であると判定される。

以上のルーチンによれば、可変バルブタイミング機構６が正常に動作しうる状態ではない場合には、ＥＣＵ２６からソレノイド６８へ指令信号（制御ＯＮ）の出力が禁止されるので、誤ったタイミングでスライドピン５８の突起部５８ｃを螺旋状溝６４に突き出してしまうことを防止することができる。

なお、本実施の形態で新たに追加された技術的特徴は、吸気弁１２を停止から復帰させるときのソレノイド制御にも用いることができる。具体的には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理の前にステップＳ１２０と同様の判定を行い、その判定結果が肯定であった場合にのみステップＳ２０６に進み、判定結果が否定であった場合には該ルーチンを終了するようにすればよい。そうすることで、誤ったタイミングでロックピン７０と切欠部５８ｅとの係合を解除してしまうことを防止することができる。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について図９乃至図１１の各図を参照して説明する。

［制御装置の全体構成］
図９は、本発明の実施の形態５にかかる内燃機関の制御装置の全体構成を示す概略図である。この図に示す動弁系は吸気弁１２と排気弁１１２のものである。吸気弁１２は各気筒に２つずつ備えられ、共通の動弁装置２によって駆動されるようになっている。排気弁１１２も各気筒に２つずつ備えられ、共通の動弁装置１０２によって駆動されるようになっている。なお、図９において制御装置を構成する各種要素のうち実施の形態１と共通する要素については同一の符号を付している。

本実施の形態では、吸気側のカムシャフト４と排気側のカムシャフト１０４のそれぞれに可変バルブタイミング機構６，１０６が備えられている。可変バルブタイミング機構６，１０６は何れも油圧式であって、それぞれ油圧制御弁７，１０７によって油圧を制御される。

吸気側の動弁装置２は、実施の形態１と同様に、吸気弁停止機構８と切換機構１０とを備えている。それと同様に、排気側の動弁装置１０２は排気弁１１２を閉状態で停止させる排気弁停止機構１０８と、排気弁停止機構１０８を駆動して排気弁１１２の作動特性を切り換えるための切換機構１１０とを備えている。排気弁停止機構１０８の構造と吸気弁停止機構８の構造とは類似し、切換機構１１０の構造と切換機構１０の構造は類似している。吸気側の切換機構１０と排気側の切換機構１１０のそれぞれにアクチュエータ６６，１６６が備えられ、ともにソレノイド６８，１６８が駆動手段として用いられている。また、駆動用電源として車両の１２Ｖ電源１８が用いられていることも両者に共通している。

本実施の形態の動弁装置は上述の各種機構とＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とによって構成されている。ＥＣＵ２６は各油圧制御弁７，１０７を制御することによって各可変バルブタイミング機構６，１０６の動作を制御し、各ソレノイド６８，１６８を制御することによって各切換機構１０，１１０の動作を制御している。本実施の形態において特に重要なのは、２つのソレノイド６８，１６８の間での協調制御である。ＥＣＵ２６は、クランクポジションセンサ２８からの信号と、各カムシャフト４，１０４に取り付けられたカムポジションセンサ２９，１２９からの信号とに基づいて２つのソレノイド６８，１６８を制御する。

［ソレノイド制御の概要］
本実施の形態の動弁装置は、吸気弁１２だけでなく排気弁１１２も閉状態で停止させることが可能な構成になっている。このような構成における弁制御としては、吸気弁１２と排気弁１１２の何れか一方のみを停止させることもできるし、吸気弁１２と排気弁１１２の双方を停止させることもできる。前者の場合には既述の実施の形態で説明した方法でソレノイド制御を行うことで、吸気弁１２或いは排気弁１１２の作動状態の切り換えを円滑に行うことができる。一方、後者の場合には、次のような理由によって吸気側のソレノイド６８と排気側のソレノイド１６８との間での協調制御が必要となる。

例えば、あるサイクルの排気行程において排気弁１１２を停止させ、次のサイクルの吸気行程において吸気弁１２を停止させるとする。その場合、排気側（ＥＸ）のソレノイド１６８をＯＦＦからＯＮに切り換え、続いて、吸気側（ＩＮ）のソレノイド６８をＯＦＦからＯＮに切り換えることになる。図１０には、その場合に各ソレノイド６８，１６８に与えられるデューティの変化をタイミングチャートで示している。図１０に示すように、各弁１２，１１２を停止させるときには、ソレノイド６８，１６８をＯＦＦからＯＮに切り換えた直後の一時の期間、大電流（デューティ１００％）の供給が必要となる。ソレノイド６８，１６８のデューティ制御のための電流はＥＣＵ２６から供給されるので、その瞬間、ＥＣＵ２６の負荷は増大することになる。

図１０の上段は、吸気側の可変バルブタイミング機構６がその基準位置である最遅角位置にあり、排気側の可変バルブタイミング機構１０６がその基準位置である最進角位置にあるときに出力される各ソレノイド６８，１６８のデューティの変化を示している。このケースでは、吸気（ＩＮ）側のデューティ１００％区間と、排気（ＥＸ）側のデューティ１００％区間とは重なっていない。ところが、既述の実施の形態で説明したソレノイド制御によって、吸気側と排気側のそれぞれにおいてソレノイド制御ＯＮのタイミングが補正された場合、両者のデューティ１００％区間が重なってしまう可能性がある。吸気側のソレノイド制御ＯＮのタイミングは進角側に補正されることになり、排気側のソレノイド制御ＯＮのタイミングは遅角側に補正されることになるからである。図１０の下段には正にそのケースを示している。

両者のデューティ１００％区間が重なった場合には、ＥＣＵ２６には過大な負荷がかかることになる。その場合でも適切な過電流保護対策をハード的に施すことによってＥＣＵ２６の破損は防止できるが、その分のコスト増を招くことになる。そこで、本実施の形態では、図１０の下段に破線で示すように、デューティ１００％区間が吸気側と排気側とで重ならないように吸気側のソレノイド制御ＯＮのタイミングを調整することにした。

［ソレノイド制御の詳細］
以上が本実施の形態で実行されるソレノイド制御の概要であるが、次に、その詳細についてフローチャートを用いて説明する。

図１１のフローチャートには、吸気弁１２及び排気弁１１２を停止させるときのソレノイド制御のルーチンが示されている。その最初のステップＳ３００では、両弁の停止要求が有ったかどうか判定される。両弁の停止要求が無ければ本ルーチンは終了となる。なお、吸気弁１２と排気弁１１２の何れか一方のみの停止要求があった場合には、既述の実施の形態で説明した方法でソレノイド制御が行われる。

両弁の停止要求が有った場合には、ステップＳ３０２の処理が行われる。ステップＳ３０２では、前記の式１によってＥＣＵ２６から吸気側ソレノイド６８への指令信号の出力タイミング、すなわち、通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫが算出される。また、前記の式３によってＥＣＵ２６から排気側ソレノイド１６８への指令信号の出力タイミング、すなわち、通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫが算出される。

次のステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で算出された吸気側ソレノイド６８への通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫと、排気側ソレノイド１６８への通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫとに基づいて、両者のデューティ１００％区間が重なっているオーバーラップ期間が以下の式６及び式７を用いて算出される。
ＥＸＤＵＴＹ１００ＥＮＤ（ＣＡ）
＝ＥＸＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）＋ＥＸＤＵＴＹ１００ＷＩＤＴＨ（ＣＡ） ・・・式６
ＯＶＲＰ（ＣＡ）
＝ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）−ＥＸＤＵＴＹ１００ＥＮＤ（ＣＡ） ・・・式７

上記式６におけるＥＸＤＵＴＹ１００ＷＩＤＴＨは排気側ソレノイド１６８のデューティ１００％幅である。そして、上記式７におけるＯＶＲＰが吸気側ソレノイド６８と排気側ソレノイド１６８との間のデューティ１００％のオーバーラップ期間である。

次に、ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４の計算結果からデューティ１００％のオーバーラップ期間の有無が判定される。算出されたオーバーラップ期間ＯＶＲＰの値が正であればオーバーラップ期間が存在することを意味し、オーバーラップ期間ＯＶＲＰの値が負であればオーバーラップ期間は存在しないことを意味する。

ステップＳ３０６の判定結果が否定であった場合には、そのままステップＳ３１０に進む。一方、ステップＳ３０６の判定結果が肯定であった場合には、ステップＳ３０８の処理を行ってからステップＳ３１０に進む。ステップＳ３０８では、次の式８によって吸気側ソレノイド６８への通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫの再計算が行われる。
ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）＝ＩＮＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）＋ＯＶＲＰ（ＣＡ） ・・・式８

上記式８から分かるように、吸気側と排気側とでデューティ１００％区間がオーバーラップしている場合には、そのオーバーラップ期間ＯＶＲＰの分だけ、吸気側ソレノイド６８への通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫは遅角側に補正される。

ステップＳ３１０では、ステップＳ３０２で算出されたタイミング或いはステップＳ３０８で再計算されたタイミングが到来したかどうか判定される。計算或いは再計算されたタイミングが未だに到来していない場合には本ルーチンはそのまま終了となる。そして、吸気側、排気側のそれぞれにおいてタイミングが到来したらステップＳ３１２に進み、ＥＣＵ２６からソレノイド６８，１６８へ指令信号（制御ＯＮ）が出力される。

以上のルーチンがＥＣＵ２６によって実行されることで、吸気側と排気側とでソレノイド６８，１６８への指令信号の出力タイミングに重なりが生じる場合には、その重なりを解消するように吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングが調整されるので、ＥＣＵ２６に過大な負荷がかかるのを防止することができる。

なお、ステップＳ３０８において、吸気側ソレノイド６８への通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫを再計算するのに代えて、排気側ソレノイド１６８への通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫを再計算してもよい。具体的には、次の式９に示すように、オーバーラップ期間ＯＶＲＰの分だけ、排気側ソレノイド１６８への通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫを進角させてもよい。
ＥＸＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）＝ＥＸＳＴＰＣＲＫ（ＣＡ）−ＯＶＲＰ（ＣＡ） ・・・式９

或いは、吸気側ソレノイド６８への通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫをオーバーラップ期間ＯＶＲＰのＸ％分だけ遅角側に補正するとともに、排気側ソレノイド１６８への通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫをオーバーラップ期間ＯＶＲＰの（１００−Ｘ）％分だけ進角側に補正するのでもよい。

実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について図１２を参照して説明する。

本実施の形態と実施の形態５との相違は、吸気弁１２及び排気弁１１２を共に停止させるときのソレノイド制御の内容にある。本実施の形態では、図１１のフローチャートに示すルーチンに替えて、図１２のフローチャートに示すルーチンをＥＣＵ２６に実行させる。図１２のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態５と共通する処理については、それぞれ実施の形態５のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態５と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態５とは異なる処理について重点的に説明するものとする。

図１２のフローチャートでは、ステップＳ３００からステップＳ３０８までの処理は実施の形態５と共通である。実施の形態５との相違は、ステップＳ３０８の処理の後にステップＳ３２０の判定を行うことと、その判定結果により必要な場合にはステップ３２２の処理を行うことと、ステップＳ３１０の判定に代えてステップＳ３２４の判定を行うことにある。

ステップＳ３２０では、ステップＳ３０８で再計算された通電開始クランク角度ＩＮＳＴＰＣＲＫの吸気側ソレノイド６８への指示、或いは、通電開始クランク角度ＥＸＳＴＰＣＲＫの排気側ソレノイド１６８への指示が実際に可能などうか判定される。吸気弁１２或いは排気弁１２を停止させるタイミングによっては、クランク角度に対する吸気弁１２或いは排気弁１１２の停止タイミングが不適切になって内燃機関の運転に何らかの支障が生じる可能性があるからである。各ソレノイド６８，１６８に対してステップＳ３０８で再計算された通電開始クランク角度が指示可能なものであるならばステップＳ３２４に進むが、指示できないものであればステップＳ３２２に進む。

ステップＳ３２２では、吸気弁１２と排気弁１１２の同時停止を諦めて片弁ずつの停止へと切り替えられる。具体的には、今回サイクルでは吸気弁１２と排気弁１１２のうち何れか一方のみを停止させ、次のサイクルでもう一方を停止させるようにする。停止の順序には限定はない。吸気弁１２の停止を遅らせてもよいし、排気弁１１２の停止を遅らせてもよい。このようにすることで、クランク角度に対する吸気弁１２及び排気弁１１２の停止タイミングを適切に保ちつつ、吸気側と排気側との間でデューティ１００％区間がオーバーラップすることは防止される。

ステップＳ３２４では、停止が許可されている側のソレノイド制御ＯＮのタイミングが到来したかどうか判定される。タイミングが未だに到来していない場合には本ルーチンはそのまま終了となる。そして、吸気側、排気側のそれぞれにおいてソレノイド制御ＯＮのタイミングが到来したらステップＳ３１２に進み、ＥＣＵ２６からソレノイド６８，１６８へ指令信号（制御ＯＮ）が出力される。

以上のルーチンによれば、クランク角度に対する吸気弁１２或いは排気弁１１２の停止タイミングを適切に保ちつつ、吸気側と排気側との間でデューティ１００％区間がオーバーラップすることを防止することができる。

その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、アクチュエータ６６，１６６の駆動手段としてソレノイド６８，１６８を用いているが、油圧、空気圧或いはバネ等の他の駆動手段を用いてもよい。

また、上述の実施の形態では、バルブ作動特性変更機構として弁停止機構を備えているが、本発明においては、バルブ作動特性変更機構は特表２００６−５２０８６９号公報に開示されたようなバルブ機構であってもよい。操作部材の軸方向の変位によってカムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更が達成される構成になっていれ、弁停止機構には限定されない。

また、上述の実施の形態では、ガイド路である螺旋状溝６４はカムシャフト４に対して軸方向の変位を拘束され、操作部材であるスライドピン５８は被ガイド部材である突起部５８ｃに対して軸方向の変位を拘束されている。しかし、本発明においては、ガイド路はカムシャフトに対して回転を拘束されていればよく、被ガイド部材はガイド路に対して着脱可能であればよく、操作部材はカムシャフトの回転により生じるガイド路と被ガイド部材との間の軸方向の相対変位を介してカムシャフトの軸方向に変位するようになっていればよい。したがって、本発明は特表２００６−５２０８６９号公報に記載のバルブ機構の制御にも適用することができる。この公報に開示されたバルブ機構では、カムキャリアが操作部材に相当し、カムキャリアに設けられた螺旋状の溝がガイド路に相当し、この溝に対して着脱される駆動ピンが被ガイド部材に相当するからである。

２ 動弁装置
４ カムシャフト
６ 可変バルブタイミング機構
７ 油圧制御弁
８ 吸気弁停止機構
１０ 切換機構
１２ 吸気弁
２６ ＥＣＵ
２８ クランクポジションセンサ
２９ カムポジションセンサ
５８ スライドピン
５８ｃ 突起部
６４ 螺旋状溝
６６ アクチュエータ
６８ ソレノイド
７０ ロックピン
１０２ 動弁装置
１０４ 排気側カムシャフト
１０６ 排気側可変バルブタイミング機構
１０７ 排気側油圧制御弁
１０８ 排気弁停止機構
１１０ 排気側切換機構
１１２ 排気弁
１２９ 排気側カムポジションセンサ
１６６ 排気側アクチュエータ
１６８ 排気側ソレノイド

Claims (5)

1. クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差を変更する回転位相差変更機構と、
   前記カムシャフトに対して回転を拘束されたガイド路と、
   前記ガイド路に対して着脱可能な被ガイド部材と、
   前記カムシャフトの回転により生じる前記ガイド路と前記被ガイド部材との間の軸方向の相対変位を介して前記カムシャフトの軸方向に変位する操作部材と、
   前記操作部材の変位によって前記カムシャフトの回転に対するバルブの作動特性の変更を達成するバルブ作動特性変更機構と、
   指令信号の入力を受けて前記被ガイド部材を駆動し、前記被ガイド部材を前記ガイド路に装着するアクチュエータと、
   を有する内燃機関を制御対象とする制御装置において、
   前記クランクシャフトの回転位置を演算するクランク位置演算手段と、
   前記回転位相差変更機構によって変更された前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相差を演算する回転位相差演算手段と、
   前記バルブの作動特性を変更する場合に前記アクチュエータに指令信号を出力する指令手段であって、前記クランクシャフトの回転位置によって前記アクチュエータへの指令信号の出力タイミングをはかる指令手段と、
   前記指令手段による指令信号の出力タイミングを前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相差に応じて補正するタイミング補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関において前記ガイド路は前記カムシャフトに対して軸方向の変位を拘束され、前記操作部材は前記被ガイド部材に対して軸方向の変位を拘束されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記タイミング補正手段は、さらに、指令信号に対する前記アクチュエータの応答遅れ時間と、前記クランクシャフトの回転速度とに応じて前記指令手段による指令信号の出力タイミングを補正することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記回転位相変更機構が正常に動作しうる状態かどうか判定し、正常に動作しうる状態ではない場合には前記指令手段による指令信号の出力を禁止する禁止手段、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、前記バルブ作動特性変更機構、操作部材、ガイド路、被ガイド部材及びアクチュエータを吸気側と排気側のそれぞれに有する内燃機関であり、
   前記制御装置は、前記指令手段を吸気側と排気側のそれぞれに対して備えるとともに、前記回転位相差変更機構、回転位相差演算手段及びタイミング補正手段を吸気側と排気側の少なくとも一方に対して備え、且つ、
   前記タイミング補正手段による補正により、吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングに重なりが生じるかどうか判定する判定手段と、
   出力タイミングに重なりが生じる場合には、その重なりを解消するように吸気側と排気側との間で指令信号の出力タイミングを調整するタイミング調整手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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