(57)【要約】【課題】内燃機関と独立した原動機により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉駆動する動弁システムにおいて、カムポジションセンサ等に依存することなくバルブの開閉状態を特定可能な技術を提供する。を課題とする。【解決手段】本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関と独立した原動機により駆動されるカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、吸気バルブ又は排気バルブの一方のみを作動させた時の原動機の負荷に基づいて、他方のバルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定する。【選択図】図４
2010025007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と独立した原動機により駆動されるカムが吸気バルブおよび／または排気バルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
吸気バルブ又は排気バルブの一方のみが作動するように前記原動機を制御する制御手段と、
前記一方のバルブが開弁する時の前記原動機の負荷を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された負荷を、前記他方のバルブの開閉状態に基づいて定められた基準負荷と比較することにより、前記他のバルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項２】
請求項１において、前記カムの回転位置に相関する物理量を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて前記他方のバルブの開閉状態を推定する推定手段と、
前記特定手段の特定結果と前記推定手段の推定結果とが相違する場合に、前記センサが故障していると判定する判定手段と、
を更に備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項３】
請求項２において、前記制御手段は、前記一方のバルブのみを作動させる前に、前記センサの検出値が予め定められた目標回転位置と一致するように前記原動機を制御し、
前記推定手段は、前記カムの回転位置が前記目標回転位置と一致した時の前記他方のバルブの開閉状態を推定結果として用いることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記センサは、前記他のバルブを開閉させるためのカムの回転位置を検出するセンサであることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項５】
請求項２又は３において、前記センサは、前記他のバルブを開閉させるためのカムを駆動する原動機の回転位置を検出するセンサであることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、前記基準負荷は、前記一方のバルブが開弁する時のピストンの位置に基づいて定められることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と独立した原動機により駆動されるカムが吸気バルブおよび／または排気バルブを開閉させる内燃機関の動弁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁システムとして、内燃機関と独立した原動機（例えば、電動モータ）によりカムを回転又は揺動させるシステムが提案されている。このような動弁システムにおいては、カムとクランクシャフトが物理的に連結されないため、始動時等にカムの回転角度（位相）を検出する必要がある。
【０００３】
これに対し、内燃機関の運転停止時にカムの停止位置を判別し、その判別結果を不揮発性メモリに記憶させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カムの停止位置を判別する際に利用されるセンサの測定値に誤差が含まれている場合、又は内燃機関の運転停止中にカムの位置が変化した場合等は、実際のカムの停止位置と不揮発性メモリに記憶されている停止位置とが相違する。このため、カムポジションセンサの測定値や不揮発性メモリに記憶された停止位置に基づくバルブの開閉状態と実際の開閉状態とが相違する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と独立した原動機により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉駆動する動弁システムにおいて、カムポジションセンサ等に依存することなくバルブの開閉状態を特定可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関と独立した原動機により駆動されるカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、吸気バルブ又は排気バルブの一方のみを作動させた時の原動機の負荷（要求トルク）に基づいて、他方のバルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定する。
【０００７】
詳細には、本発明は、内燃機関と独立した原動機により駆動されるカムが吸気バルブおよび／または排気バルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
吸気バルブ又は排気バルブの一方のみが作動するように前記原動機を制御する制御手段と、
前記一方のバルブが開弁する時の前記原動機の負荷を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された負荷を、前記他方のバルブの開閉状態に基づいて定められた基準負荷と比較することにより、前記他のバルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定する特定手段と、
を備える。
【０００８】
バルブが開弁又は閉弁する時の原動機の負荷（要求トルク）は、気筒内の圧力（筒内圧）に応じて変化する。例えば、バルブが開弁する時の原動機の負荷は、筒内圧が高くなるほど大きくなる。また、バルブが閉弁する時の原動機の負荷は、筒内圧が高くなるほど小さくなる。尚、バルブの開弁とは、該バルブの開度が零から最大開度に達するまでの動作
を示す。バルブの閉弁とは、該バルブの開度が最大開度から零へ戻るまでの動作を示す。
【０００９】
また、吸気バルブ又は排気バルブの一方のみが作動するように原動機が制御（以下、「部分作動制御」と称する）された場合は、一方のバルブ（以下、「作動バルブ」と称する）が開弁する時の筒内圧は、他方のバルブ（以下、「停止バルブ」と称する）の開閉状態に応じて変化する。例えば、４ストローク・サイクルの内燃機関において、作動バルブが開弁する時の筒内圧は、以下のような傾向を示す。尚、以下に示す傾向は、気筒内で燃料が燃焼されないことを前提としている。
【００１０】
（１）排気バルブの閉弁停止中に吸気バルブのみが作動する場合
この場合、排気行程において気筒内のガスが排気ポートへ排出されずに圧縮される。このため、吸気バルブが開弁する時の筒内圧は、大気圧より高くなる。
【００１１】
（２）排気バルブの開弁停止中に吸気バルブのみが作動する場合
この場合、排気行程において気筒内のガスが圧縮されることなく排気ポートへ排出される。このため、吸気バルブが開弁する時の筒内圧は大気圧と略同等になる。
【００１２】
（３）吸気バルブの閉弁停止中に排気バルブのみが作動する場合
この場合、吸気行程において気筒内へガスが吸入されない。このため、排気バルブが開弁する時の筒内圧は、大気圧より低くなる。
【００１３】
（４）吸気バルブの開弁停止中に排気バルブのみが作動する場合
この場合、吸気行程において気筒内へガスが吸入される。このため、排気バルブが開弁する時の筒内圧は、大気圧と略同等になる。
【００１４】
上記した（１）〜（４）の傾向によると、作動バルブが開弁する時の筒内圧（以下、「部分開弁時筒内圧」と称する）は、停止バルブの開閉状態によって異なる大きさを示す。このため、作動バルブが開弁する時の原動機の負荷（以下、「部分開弁時負荷」と称する）も、停止バルブの開閉状態によって異なる大きさを示すことになる。
【００１５】
従って、部分作動制御実行中における部分開弁時負荷の大きさに基づいて、停止バルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定することが可能となる。
【００１６】
その際、停止バルブが開弁状態にある時の部分開弁時負荷、又は停止バルブが閉弁状態にある時の部分開弁時負荷を予め基準負荷として求めておくようにしてもよい。これによると、検出手段により検出された部分開弁時負荷と基準負荷とを比較することにより、停止バルブが開弁状態にあるか又は閉弁状態にあるかを特定することができる。
【００１７】
ところで、筒内圧は、ピストンの位置（言い換えれば、クランクシャフトの回転位置）によっても変化する。このため、本発明の検出手段は、ピストンが特定の位置にある時（言い換えれば、クランクシャフトの回転位置が特定の回転位置と等しい時）の部分開弁時負荷を検出することが好適である。前記した特定の位置は、基準負荷が検出された時のピストンの位置である。このような条件に従って部分開弁時負荷が検出されると、停止バルブの開閉状態をより正確に特定することができる。
【００１８】
尚、停止バルブが開弁状態にある時の部分開弁時負荷と停止バルブが閉弁状態にある時の部分開弁時負荷との差は、ピストンの位置によって増減する。言い換えれば、停止バルブが開弁状態にある時の部分開弁時負荷はピストンの位置にかかわらず略一定（大気圧）になるが、停止バルブが閉弁状態にある時の部分開弁時負荷はピストンの位置によって変化する。
【００１９】
例えば、上記（１）の場合における部分開弁時筒内圧は、ピストンが上死点近傍に位置する時は大気圧より高くなるが、ピストンが下死点に近づくにつれて大気圧に近づく。これに対し、上記（２）の場合における部分開弁時筒内圧は、ピストンの位置にかかわらず大気圧と略同等になる。
【００２０】
従って、上記（１）の場合における部分開弁時負荷と上記（２）の場合における部分開弁時負荷との差は、ピストンが上死点近傍に位置する時に最大となり、ピストンが下死点に近づくほど小さくなる。このため、吸気バルブが作動バルブとなる場合（排気バルブが停止バルブとなる場合）には、前記した特定の位置が吸気行程上死点或いは吸気行程上死点の近傍に設定されることが望ましいと言える。
【００２１】
また、上記（３）の場合における部分開弁時筒内圧は、ピストンが下死点近傍に位置する時は大気圧より低くなるが、ピストンが上死点に近づくほど大気圧に近づく。これに対し、上記（４）の場合における部分開弁時筒内圧は、ピストンの位置にかかわらず大気圧と略同等になる。
【００２２】
従って、上記（３）の場合における部分開弁時負荷と上記（４）の場合における部分開弁時負荷との差は、ピストンが下死点近傍に位置する時は最大となり、ピストンが上死点に近づくほど小さくなる。このため、排気バルブが作動バルブとなる場合（吸気バルブが停止バルブとなる場合）には、前記した特定の位置が排気行程下死点或いは排気行程下死点の近傍に設定されることが好ましい。
【００２３】
以上述べたような発明は、カムの回転位置を検出するセンサや原動機の回転位置を検出するセンサの故障判定に適用することもできる。
【００２４】
例えば、本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、前記カムの回転位置に相関する物理量を検出するセンサと、前記センサの検出値に基づいて前記他方のバルブ（停止バルブ）の開閉状態を推定する推定手段と、前記特定手段の特定結果と前記推定手段の推定結果とが相違する場合に、前記センサが故障していると判定する判定手段と、を更に備えるようにしてもよい。
【００２５】
かかる構成によると、センサが正常である場合は、該センサの検出値がカムの実際の回転位置と一致する。このため、推定手段の推定結果と特定手段の特定結果とが一致する。しかいながら、センサが故障している場合は、該センサの検出値とカムの実際の回転位置とが一致しない。このため、推定手段の推定結果と特定手段の特定結果とが相違する。よって、判定手段は、推定手段の推定結果と特定手段の特定結果とが相違する場合に、センサが故障していると判定することができる。
【００２６】
ここで、制御手段は、作動バルブのみを作動させる前（部分作動制御の実行前）に、前記センサの検出値が目標回転位置と一致するように原動機を制御しておくこともできる。この場合、推定手段は、カムの実際の回転位置が前記目標回転位置と一致する時の停止バルブの状態（開弁状態又は閉弁状態）を推定値として用いることもできる。
【００２７】
尚、本発明の特定手段による特定処理は、（１）内燃機関がプレヒート運転されている時、（２）内燃機関がフューエルカット運転されている時、或いは（３）内燃機関が減筒運転されている時、等に好適に実施することができる。
【００２８】
プレヒート運転は、内燃機関のクランキング時等に排気バルブの作動を停止（閉弁状態に維持）させるとともに吸気バルブのリフト量を制限することにより、気筒内の温度を高
める運転である。
【００２９】
内燃機関がフューエルカット運転される時は、吸気バルブの作動を停止（閉弁状態に維持）させることが好ましい。これは、多量の酸素を含有したガスが排気浄化装置（触媒等）を通過しなくなるため、排気浄化装置の劣化を抑制することができる。
【００３０】
減筒運転は、内燃機関の一部の気筒を休止（燃料噴射や点火を停止）させる運転である。内燃機関が減筒運転される場合は、休止気筒の吸気バルブの作動を停止（閉弁状態に維持）させることが好ましい。その場合、休止気筒の筒内温度の低下、或いは排気の空燃比の過剰な上昇等が防止される。
【００３１】
上記したような運転時に停止バルブの開閉状態が特定されれば、部分作動制御を別段に実施する必要がない。また、停止バルブの開弁状態が特定された場合は、停止バルブが閉弁状態となるように原動機を制御することも可能になる。
【００３２】
本発明にかかる原動機としては、電動モータや圧力モータなどを例示することができる。原動機が電動モータである場合は、該電動モータに印加される電流値を負荷として利用することができる。また、原動機が圧力モータである場合は、該圧力モータに供給される圧力を負荷として利用することができる。
【００３３】
本発明にかかるセンサとしては、停止バルブを開閉させるためのカムの回転位置を検出するセンサ（カムポジションセンサ）や、停止バルブを開閉させるためのカムを駆動する原動機の回転位置を検出するセンサ（レゾルバ）などを例示することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、内燃機関と独立した原動機により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉駆動する動弁システムにおいて、カムポジションセンサ等に依存することなくバルブの開閉状態を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【００３６】
図１に示す内燃機関１は、４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。気筒２内には、ピストン３が摺動自在に内装されている。ピストン３は、コネクティングロッド４を介してクランクシャフト５と連結されている。
【００３７】
気筒２の内部は、吸気ポート６及び排気ポート７と連通している。気筒２内における吸気ポート６の開口端は、吸気バルブ８により開閉される。気筒２内における排気ポート７の開口端は、排気バルブ９により開閉される。吸気バルブ８と排気バルブ９は、吸気側駆動機構１０と排気側駆動機構１１とにより各々開閉駆動される。
【００３８】
前記吸気ポート６は、吸気通路６０と連通している。前記吸気通路６０には、燃料噴射弁１２が取り付けられている。吸気通路６０内を流れる吸気は、吸気ポート６へ導かれる。吸気ポート６へ導かれた吸気は、吸気バルブ８の開弁時に気筒２内へ吸入される。その
際、燃料噴射弁１２から吸気ポート６へ噴射された燃料も吸気とともに気筒２内へ吸入される。
【００３９】
気筒２内に導かれた燃料及び吸気（混合気）は、点火プラグ１３が発生する火花を火種として燃焼される。気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気バルブ９の開弁時に排気ポート７へ排出される。排気ポート７は排気通路７０と連通しており、前記した既燃ガスが排気ポート７から排気通路７０を介して大気中へ排出される。
【００４０】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１４が併設されている。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１４には、クランクポジションセンサ１５、水温センサ１６、イグニッションスイッチ１７等の各種センサと電気的に接続されている。
【００４１】
ＥＣＵ１４は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、吸気側駆動機構１０、及び排気側駆動機構１１を電気的に制御する。
【００４２】
ここで、図２、図３に基づいて吸気側駆動機構１０及び排気側駆動機構１１の構成を説明する。図２は吸気側駆動機構１０の構成を示す図である。図２中の＃１〜♯４は、内燃機関１の１番気筒から４番気筒を各々表している。尚、１番気筒（＃１）から４番気筒（＃４）の燃焼順序は、１番気筒（＃１）→３番気筒（＃３）→４番気筒（＃４）→２番気筒（＃２）である。
【００４３】
１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの吸気バルブ８が設けられている。吸気バルブ８のステム基端には、バルブリフタ８０が取り付けられている。吸気バルブ８は吸気側バルブスプリング８７によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ８０が第１吸気カム８１又は第２吸気カム８２に押し付けられている。
【００４４】
第１吸気カム８１は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を開閉駆動させるカムであり、第１吸気カムシャフト８３に固定されている。第２吸気カム８２は、２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８を開閉駆動するカムであり、第２吸気カムシャフト８４に固定されている。すなわち、本実施例では、燃焼時期が３６０度異なる２つの気筒が１本の吸気カムシャフトを共用するように構成されている。
【００４５】
第１吸気カムシャフト８３と第２吸気カムシャフト８４は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関１に支持されている。
【００４６】
第１吸気カムシャフト８３の一端には、第１ドリブンギヤ８５が固定されている。第１ドリブンギヤ８５は、第１モータ１８の出力軸に固定された第１出力ギア１９と噛合している。以下では、第１ドリブンギヤ８５及び第１出力ギア１９を第１減速機構と総称する。
【００４７】
この場合、第１モータ１８の回転トルクは、第１減速機構を介して第１吸気カムシャフト８３へ伝達される。よって、第１モータ１８は、第１減速機構を介して第１吸気カムシャフト８３を周方向へ回転又は揺動させることができる。
【００４８】
第２吸気カムシャフト８４の外周面の一部には、第２ドリブンギヤ８６が同軸に固定されている。第２ドリブンギヤ８６は、第２モータ２１の出力軸に固定された第２出力ギア２２と噛合している。以下では、第２ドリブンギヤ８６及び第２出力ギア２２を第２減速機構と総称する。第２減速機構による減速比は、前述した第１減速機構と同等であるものとする。
【００４９】
この場合、第２モータ２１の回転トルクは、第２減速機構を介して第２吸気カムシャフト８４へ伝達される。よって、第２モータ２１は、第２減速機構を介して第２吸気カムシャフト８４を周方向へ回転又は揺動させることができる。
【００５０】
尚、第１モータ１８は、出力軸の回転角度（位相）を検出する第１レゾルバ２０を備えており、第１レゾルバ２０の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。第２モータ２１は、出力軸の回転角度を検出する第２レゾルバ２３を備えており、第２レゾルバ２３の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。
【００５１】
次に、図３は排気側駆動機構１１の構成を示す図である。図３において、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの排気バルブ９が設けられている。排気バルブ９のステム基端には、バルブリフタ９０が取り付けられている。排気バルブ９は、排気側バルブスプリング９７によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ９０が第１排気カム９１又は第２排気カム９２に押し付けられている。
【００５２】
第１排気カム９１は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の排気バルブ９を開閉駆動させるカムであり、第１排気カムシャフト９３に固定されている。第２排気カム９２は、２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の排気バルブ９を開閉駆動するカムであり、第２排気カムシャフト９４に固定されている。
【００５３】
第１排気カムシャフト９３と第２排気カムシャフト９４は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関１に支持されている。
【００５４】
第１排気カムシャフト９３の一端には、第３ドリブンギヤ９５が固定されている。第３ドリブンギヤ９５は、第３モータ２４の出力軸に固定された第３出力ギア２５と噛合している。以下では、第３ドリブンギヤ９５及び第３出力ギア２５を第３減速機構と総称する。
【００５５】
この場合、第３モータ２４の回転トルクは、第３減速機構を介して第１排気カムシャフト９３へ伝達される。よって、第３モータ２４は、第３減速機構を介して第１排気カムシャフト９３を周方向へ回転又は揺動させることができる。第３減速機構の減速比は、前述した第１減速機構と同様である。
【００５６】
第２排気カムシャフト９４の外周面の一部には、第４ドリブンギヤ９６が同軸に固定されている。第４ドリブンギヤ９６は、第４モータ２７の出力軸に固定された第４出力ギア２８と噛合している。以下では、第４ドリブンギヤ９６及び第４出力ギア２８を第４減速機構と総称する。第４減速機構による減速比は、前述した第１減速機構と同等であるものとする。
【００５７】
この場合、第４モータ２７の回転トルクは、第４減速機構を介して第２排気カムシャフト９４へ伝達される。よって、第４モータ２７は、第４減速機構を介して第２排気カムシャフト９４を周方向へ回転又は揺動させることができる。
【００５８】
尚、第３モータ２４は、出力軸の回転角度（位相）を検出する第３レゾルバ２６を備えており、第３レゾルバ２６の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。第４モータ２７は、出力軸の回転角度を検出する第４レゾルバ２９を備えており、第４レゾルバ２９の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。
【００５９】
このように構成された動弁系では、ＥＣＵ１４がクランクシャフト５の回転に同期した
タイミングで第１モータ１８と第２モータ２１と第３モータ２４と第４モータ２７とを回転動作又は揺動動作させることにより、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の吸気バルブ８及び排気バルブ９がクランクシャフト５の回転に同期したタイミング（すなわち、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の燃焼サイクルに同期したタイミング）で開閉可能となる。
【００６０】
ところで、ＥＣＵ１４が全気筒の吸気バルブ８及び排気バルブ９をクランクシャフト５の回転に同期したタイミングで開閉動作させるためには、内燃機関１の始動時に第１吸気カム８１（第１吸気カムシャフト８３）、第２吸気カム８２（第２吸気カムシャフト８４）、第１排気カム９１（第１排気カムシャフト９３）、及び第２排気カム９２（第２排気シャフト９４）の回転位置（位相）を検知する必要がある。
【００６１】
カムシャフトの回転位置を検知する方法として、各モータに取り付けられたレゾルバの検出信号を利用する方法が考えられる。ところで、前述した図２，３に示したようにモータとカムシャフトとの間に減速機構が介在する場合は、カムシャフトが１回転する間にモータが複数回転する。よって、レゾルバの検出信号のみに基づいてカムシャフトの回転位置を一意に特定することは困難である。
【００６２】
これに対し、本実施例の動弁システムは、各カムシャフトにカムポジションセンサを設けている。例えば、第１吸気カムシャフト８３には、第１カムポジションセンサ３０が取り付けられている。第２吸気カムシャフト８４には、第２カムポジションセンサ３１が取り付けられている。第１排気カムシャフト９３には、第３カムポジションセンサ３２が取り付けられている。第２排気カムシャフト９４には、第４カムポジションセンサ３３が取り付けられている。
【００６３】
各カムポジションセンサは、各カムシャフトの回転位置が予め定められた基準位置と一致した時に信号を出力する。各カムポジションセンサの検出信号は、ＥＣＵ１４に入力されるようになっている。よって、ＥＣＵ１４は、レゾルバの検出信号とカムポジションセンサの検出信号とを照合することにより、カムシャフトの回転位置を特定することができる。
【００６４】
ところで、カムポジションセンサの検出信号に誤差が含まれている場合には、各カムシャフトの回転位置を正確に特定することができなくなる。このため、吸気バルブ８又は排気バルブ９の作動が停止（閉弁状態に維持）されるべき時に、停止バルブが開弁状態に陥る可能性がある。
【００６５】
そこで、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８又は排気バルブ９の作動が停止される時に、以下の手順に従って停止バルブの開閉状態を特定するようにした。
【００６６】
図４は、停止バルブの開閉状態を特定する際にＥＣＵ１４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図４の制御ルーチンは、ＥＣＵ１４のＲＯＭに予め記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１４によって周期的に実行される。
【００６７】
図４の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１４は先ずＳ１０１の処理を実行する。Ｓ１０１では、ＥＣＵ１４は、部分作動制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。部分作動制御は、吸気バルブ８又は排気バルブ９の一方のみを作動させるとともに、他方を停止（閉弁状態に維持）させる制御である。このような部分作動制御の実行条件は、（１）プレヒート運転条件が成立している場合、（２）フューエルカット運転条件が成立している場合、或いは（３）減筒運転条件が成立している場合に成立する。
【００６８】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０２へ進む。Ｓ１０２では、ＥＣＵ１４は、部分作動制御を実行する。
【００６９】
ここで、部分作動制御の実行手順について、図５に沿って説明する。図５は、内燃機関１のプレヒート運転時に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００７０】
図５の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１４は、先ずＳ２０１で排気バルブ９が閉弁状態となるように第３モータ２４及び第４モータ２７を制御する。詳細には、ＥＣＵ１４は、第３レゾルバ２６及び第３カムポジションセンサ３２の検出値から特定される第１排気カムシャフト９３の回転位置（以下、「センサ検出位置」と称する）Ｒｐ３が目標停止位置Ｒｐ３ｂａｓｅに一致するように第３モータ２４を制御するとともに、第４レゾルバ２９及び第４カムポジションセンサ３３の検出値から特定されるセンサ検出位置Ｒｐ４が目標回転位置Ｒｐ４ｂａｓｅに一致するように第４モータ２７を制御する。
【００７１】
前記した目標回転位置Ｒｐ３は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の排気バルブ９が閉弁状態となる回転位置（図６中のＬ２，Ｌ４の範囲に属する回転位置）である。また、前記した目標回転位置Ｒｐ４は、２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の排気バルブ９が閉弁状態となる回転位置（図６中のＬ１，Ｌ３の範囲に属する回転位置）である。
【００７２】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ１４は、前記センサ検出位置Ｒｐ３が前記目標停止位置Ｒｐ３ｂａｓｅと一致しているか否か、及び前記センサ検出位置Ｒｐ４が前記目標停止位置Ｒｐ４ｂａｓｅと一致しているか否かを判別する。
【００７３】
前記Ｓ２０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、該Ｓ２０２の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ２０２で肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０３へ進む。
【００７４】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ１４は、第３モータ２４及び第４モータ２７の回転を停止させる。詳細には、ＥＣＵ１４は、前記センサ検出位置Ｒｐ３が前記目標停止位置Ｒｐ３ｂａｓｅに一致した時点で第３モータ２４の回転を停止させるとともに、前記センサ検出位置Ｒｐ４が前記目標停止位置Ｒｐ４ｂａｓｅに一致した時点で第４モータ２７の回転を停止させる。
【００７５】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ１４は、各気筒の吸気バルブ８が吸気行程に同期して開弁するように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。すなわち、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８３及び第２吸気カムシャフト８４がクランクシャフト５の二分の一の回転速度で回転するように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【００７６】
尚、内燃機関１がフューエルカット運転される場合、及び内燃機関１が減筒運転される場合は、図５の制御ルーチンにおける排気カムシャフト９３，９４に係わる制御内容と吸気カムシャフト８３，８４に係わる制御内容を逆転させればよい。
【００７７】
このようにＥＣＵ１４が図５の制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる制御手段が実現される。
【００７８】
ここで図４の制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０３において部分開弁時負荷Ｉを取得する。部分開弁時負荷Ｉは、作動バルブが開弁し始めてから該作動バルブの開度が最大開度Ｄｍａｘとなるまでの期間（開弁動作期間）において、ピストンが特定位置に位置する時のモータの負荷（要求トルク）である。
【００７９】
前記した特定位置は、停止バルブが開弁状態にある時の部分開弁時負荷と停止バルブが閉弁状態にある時の部分開弁時負荷との差が顕著となる位置であることが好ましい。そこで、本実施例では、前記特定位置を以下のように定める。
【００８０】
図７は、内燃機関１がプレヒート運転状態にある時のモータ（第１モータ１８及び第２モータ２１）の負荷を示す図である。図７中の実線は排気バルブ９が開弁停止状態ある時のモータの負荷を示し、図７中の破線は排気バルブ９が閉弁停止状態にある時のモータの負荷を示している。
【００８１】
モータの負荷は、吸気バルブ８が閉弁している時は一定値Ｔ０を示す。吸気バルブ８が開弁し始めると、モータの負荷が前記一定値Ｔ０から増加し始める。吸気バルブ８が開弁し始めてから該吸気バルブ８の開度が最大開度Ｄｍａｘに達するまでの開弁動作期間Ｐｉｏにおいては、部モータの負荷は、吸気バルブ８の開度（リフト量）が増加するほど大きくなり、最大開度Ｄｍａｘに達した時にピークを迎える。
【００８２】
また、吸気バルブ８の開度が最大開度Ｄｍａｘから零に戻るまでの期間（閉弁動作期間Ｐｃ）においては、吸気側バルブスプリング８７の付勢力がモータに加勢されるため、モータの負荷は前記一定値Ｔ０より小さくなる。その際、吸気側バルブスプリング８７の付勢力は吸気バルブ８の開度が減少するほど小さくなるため、モータの負荷は吸気バルブ８の開度が減少するにつれて増大する。そして、吸気バルブ８の開度が零（閉弁）になった時に、モータの負荷が一定値Ｔ０に戻る。
【００８３】
上記した開弁動作期間Ｐｉｏにおけるモータの負荷は、排気バルブ９が開弁停止状態にある時（図７中の実線）より閉弁停止状態にある時（図７中の破線）の方が大きくなる。これは、排気バルブ９の開閉状態によって筒内圧が相違するためである。すなわち、排気バルブ９が開弁停止状態にある時は排気行程において気筒２内のガスが圧縮されずに排気ポート７へ排出されるが、排気バルブ９が閉弁停止状態にある時は排気行程において気筒２内のガスが排気ポート７へ排出されずに圧縮されるためである。
【００８４】
従って、吸気バルブ８の開弁動作期間Ｐｉｏにおけるモータの負荷は、排気バルブ９が開弁停止状態にある場合より閉弁停止状態にある場合の方が大きくなる。
【００８５】
ところで、排気バルブ９が開弁停止状態にある時のモータの負荷と排気バルブ９が閉弁停止状態にある時のモータの負荷との差は、ピストン３が上死点（ＴＤＣ）から離間するほど（言い換えれば、ピストン３が下死点（ＢＤＣ）に近づくほど）小さくなる。このため、上記した特定位置として、吸気行程上死点（ＴＤＣ）から離間した位置が用いられた場合は、排気バルブ９の開閉状態を誤判定する可能性がある。
【００８６】
そこで、内燃機関１がプレヒート運転状態にある場合（吸気バルブ８のみが作動する場合）は、前記特定位置として、吸気バルブ８が開弁し始めた時のピストン３の位置（例えば、吸気行程上死点（ＴＤＣ））を用いる。言い換えれば、吸気バルブ８が開弁し始めた時のモータの負荷を部分開弁時負荷Ｉとして用いる。
【００８７】
尚、排気バルブ９が閉弁停止状態にある場合であっても、部分作動制御実行開始からの経過時間が長くなると、排気行程中に圧縮される筒内ガスが減少してしまう。よって、部分開弁時負荷Ｉの取得は部分作動制御の開始直後（例えば、１〜２サイクルの期間）に行われることが望ましい。
【００８８】
次に、内燃機関１がフューエルカット運転状態又は減筒運転状態にある時のモータ（第
３モータ２４及び第４モータ２７）の負荷を図８に示す。図８中の実線は吸気バルブ８が開弁停止状態ある時のモータの負荷を示し、図８中の破線は吸気バルブ８が閉弁停止状態にある時のモータの負荷を示している。
【００８９】
図８において、排気バルブ９が開弁し始めてから該排気バルブ９の開度が最大開度Ｄｍａｘに到達するまでの期間（開弁動作期間Ｐｅｏ）のモータ負荷は、吸気バルブ８が開弁停止状態にある時より吸気バルブ８が閉弁停止状態にある時の方が小さくなる。これは、吸気バルブ８の開閉状態によって筒内圧が相違するためである。例えば、吸気バルブ８が開弁停止状態にある時は吸気行程において気筒２内へガスが吸入されるため、排気行程下死点（ＢＤＣ）における筒内圧が略大気圧となる。これに対し、吸気バルブ８が閉弁停止状態にある時は吸気行程において気筒２内へガスが吸入されないため、排気行程下死点（ＢＤＣ）における筒内圧が大気圧より低くなる。
【００９０】
従って、排気バルブ９の開弁動作期間Ｐｅｏにおけるモータの負荷は、吸気バルブ８が開弁停止状態にある場合より閉弁停止状態にある場合の方が小さくなる。
【００９１】
ところで、吸気バルブ８が開弁停止状態にある時のモータの負荷と吸気バルブ８が閉弁停止状態にある時のモータの負荷との差は、ピストン３が下死点（ＢＤＣ）から離間するほど（言い換えれば、ピストン３が上死点（ＴＤＣ）に近づくほど）小さくなる。このため、上記した特定位置として、排気行程下死点（ＢＤＣ）から離間した位置が用いられた場合は、吸気バルブ８の開閉状態を誤判定する可能性がある。
【００９２】
そこで、内燃機関１がフューエルカット運転状態又は減筒運転状態にある場合（排気バルブ９のみが作動する場合）は、前記特定位置として、排気バルブ９が開弁し始めた時のピストン３の位置（例えば、排気行程下死点（ＢＤＣ））を用いる。言い換えれば、排気バルブ９が開弁し始めた時のモータの負荷を部分開弁時負荷Ｉとして用いる。
【００９３】
尚、吸気バルブ８が閉弁停止状態にある場合であっても、部分作動制御実行開始からの経過時間が長くなると、膨脹行程中の気筒２内に存在するガスが増加してしまう。よって、排気バルブ９のみが作動する場合においても、部分開弁時負荷Ｉの取得は部分作動制御の開始直後（例えば、１〜２サイクルの期間）に行われることが望ましい。
【００９４】
このような手順に従ってＥＣＵ１４が部分開弁時負荷Ｉを取得することにより、本発明にかかる検出手段が実現される。すなわち、ＥＣＵ１４が図４中のＳ１０３の処理を実行することにより、本発明にかかる検出手段が実現される。
【００９５】
ここで図４に戻り、ＥＣＵ１４は、上記した手順に従って部分開弁時負荷Ｉを取得すると、Ｓ１０４へ進む。Ｓ１０４では、ＥＣＵ１４は、基準負荷Ｉｂａｓｅを取得する。基準負荷Ｉｂａｓｅは、停止バルブが実際に閉弁停止状態にある時の部分開弁時負荷Ｉ、又は停止バルブが実際に開弁状態にある時の部分開弁時負荷Ｉである。
【００９６】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０３で取得された部分開弁時負荷Ｉと前記Ｓ１０４で取得された基準負荷Ｉｂａｓｅとを比較することにより、停止バルブの開閉状態を特定する。その際、停止バルブの開閉状態は、以下のように特定される。
【００９７】
＜内燃機関１がプレヒート運転状態にあり、排気バルブ９が実際に開弁状態にある時の部分開弁時負荷Ｉが基準負荷Ｉｂａｓｅとして用いられる場合＞
【００９８】
この場合は、ＥＣＵ１４は、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値より大きければ、排気バルブ９が閉弁状態にあると特定する。一方、部分開弁時負荷Ｉと基
準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値以下であれば、ＥＣＵ１４は、排気バルブ９が開弁状態にあると特定する。
【００９９】
＜内燃機関１がプレヒート運転状態にあり、排気バルブ９が実際に閉弁状態にある時の部分開弁時負荷Ｉが基準負荷Ｉｂａｓｅとして用いられる場合＞
【０１００】
この場合は、ＥＣＵ１４は、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値より大きければ、排気バルブ９が開弁状態にあると特定する。一方、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値以下であれば、ＥＣＵ１４は、排気バルブ９が閉弁状態にあると特定する。
【０１０１】
＜内燃機関１がフューエルカット運転状態又は減筒運転状態にあり、吸気バルブ８が実際に開弁状態にある時の部分開弁時負荷Ｉが基準負荷Ｉｂａｓｅとして用いられる場合＞
【０１０２】
この場合、ＥＣＵ１４は、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値より大きければ、吸気バルブ８が閉弁状態にあると特定する。一方、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値以下であれば、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８が開弁状態にあると特定する。
【０１０３】
＜内燃機関１がフューエルカット運転状態又は減筒運転状態にあり、吸気バルブ８が実際に閉弁状態にある時の部分開弁時負荷Ｉが基準負荷Ｉｂａｓｅとして用いられる場合＞
【０１０４】
この場合、ＥＣＵ１４は、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値より大きければ、吸気バルブ８が開弁状態にあると特定する。一方、部分開弁時負荷Ｉと基準負荷Ｉｂａｓｅとの差が所定値以下であれば、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８が閉弁状態にあると特定する。
【０１０５】
尚、前記した所定値は、吸気温度や内燃機関１の温度（冷却水温度）等の影響によって部分開弁時負荷Ｉが変化し得る量を考慮した値であり、予め実験的に求められている。
【０１０６】
このようにＥＣＵ１４がＳ１０５の処理を実行することにより本発明にかかる特定手段が実現される。従って、ＥＣＵ１４が図４の制御ルーチンを実行することにより、カムポジションセンサやレゾルバの検出値に依存することなく、停止バルブの開閉状態を特定することができる。
【０１０７】
さらに、ＥＣＵ１４は、カムポジションセンサ及びレゾルバの検出値に基づいて停止バルブの開閉状態を推定し、その推定結果と前記Ｓ１０５の特定結果とを比較することにより、カムポジションセンサおよび／またはレゾルバの故障判定を行うことができる。
【０１０８】
また、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０５で特定された停止バルブの開閉状態と前記Ｓ２０１で定められた停止バルブの開閉状態とを比較することによっても、カムポジションセンサおよび／またはレゾルバの故障判定を行うこともできる。
【０１０９】
本実施例においては、ピストン３が特定位置に位置する時のモータ負荷を部分開弁時負荷Ｉとして用いる例について述べたが、作動バルブの開弁動作期間中におけるモータ負荷の積算値（例えば、モータ負荷と一定値Ｔ０との差の積算値）を部分開弁時負荷Ｉとして用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【図２】吸気側駆動機構の構成を示す図である。
【図３】排気側駆動機構の構成を示す図である。
【図４】停止バルブの開閉状態を特定する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】内燃機関のプレヒート運転時に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】排気カムシャフトの回転位置と排気カムの位相との関係を示す図である。
【図７】内燃機関がプレヒート運転状態にある時のモータの負荷を示す図である。
【図８】内燃機関がフューエルカット運転状態又は減筒運転状態にある時のモータの負荷を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
８・・・・・吸気バルブ
９・・・・・排気バルブ
１０・・・・吸気側駆動機構
１１・・・・排気側駆動機構
１２・・・・燃料噴射弁
１３・・・・点火プラグ
１４・・・・ＥＣＵ
１８・・・・第１モータ
２０・・・・第１レゾルバ
２１・・・・第２モータ
２３・・・・第２レゾルバ
２４・・・・第３モータ
２６・・・・第３レゾルバ
２７・・・・第４モータ
２９・・・・第４レゾルバ
３０・・・・第１カムポジションセンサ
３１・・・・第２カムポジションセンサ
３２・・・・第３カムポジションセンサ
３３・・・・第４カムポジションセンサ
６０・・・・吸気通路
７０・・・・排気通路
８１・・・・第１吸気カム
８２・・・・第２吸気カム
８３・・・・第１吸気カムシャフト
８４・・・・第２吸気カムシャフト
８７・・・・吸気側バルブスプリング
９１・・・・第１排気カム
９２・・・・第２排気カム
９３・・・・第１排気カムシャフト
９４・・・・第２排気カムシャフト
９７・・・・排気側バルブスプリング
【図１】
2010025007.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010025007.tif 000007
【図６】
2010025007.tif 000008
【図７】
2010025007.tif 000009
【図８】
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