(57)【要約】  車両システムの起動中に内燃機関が停止させられることのある車両システムにおいて、電力消費の低減を良好に図ることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。  切換ピン（１１２、１１８）を介して第１ロッカーアーム（９６）と第２ロッカーアーム（９８）とを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換え可能な切換機構（９０）を備える。切換機構（９０）は、電気駆動式のアクチュエータ（１３０）を含む。所定の停止条件の成立に伴って内燃機関（１２）への燃料供給が停止される場合に、各気筒のアクチュエータ（１３０）への通電を行う。アクチュエータ（１３０）への通電期間中に内燃機関（１２）のクランクシャフト（７８）の回転が停止した場合であって、外部動力によってクランクシャフト（７８）が駆動されない場合に、各気筒のアクチュエータ（１３０）への上記通電を停止する。
2010097918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両システムの起動中に所定の停止条件が成立する場合に自動的に停止させられ、所定の再始動条件が成立する場合に自動的に再始動させられる内燃機関に用いられ、当該内燃機関の各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブの動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置は、
内燃機関のカムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、
前記吸気バルブまたは前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、
前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換え可能な切換機構と、を備え、
前記切換機構は、前記切換ピンを直接的または間接的に移動させる動作を行う電気駆動式のアクチュエータを含み、
前記切換機構は、前記アクチュエータの非通電時に前記連結状態とし、前記アクチュエータへの通電が継続されることによって前記非連結状態を維持するものであって、
前記可変動弁装置は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合に、各気筒の前記アクチュエータへの通電を行う通電制御手段を含み、
前記通電制御手段は、前記アクチュエータへの通電期間中に前記内燃機関のクランクシャフトの回転が停止した場合であって、外部動力によって前記クランクシャフトが駆動されない場合に、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を停止する通電停止実行手段を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記内燃機関の停止時における各気筒のピストン停止位置を判別する停止位置判別手段と、
前記再始動条件の成立に伴って前記内燃機関の再始動を行う場合に、最初に吸気行程が到来する気筒から始動を開始する再始動実行手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記可変動弁装置は、前記内燃機関の各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブの双方の動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒における筒内圧が所定値以下であるか否かを判別する筒内圧判別手段を更に備え、
前記通電停止実行手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記少なくとも１つの気筒における前記筒内圧が前記所定値以下である場合には、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を継続する通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記通電制御手段は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合には、各気筒において、前記吸気バルブの制御を担う前記アクチュエータ、次いで、前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータという順で、前記アクチュエータへの前記通電を行うにする通電順序設定手段を含み、
前記可変動弁装置は、前記アクチュエータへの前記通電によって前記排気バルブが停止状態とされる際の当該排気バルブの閉じ時期が上死点近傍の時期となるように設定されていることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記可変動弁装置は、各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブのうちの少なくとも前記排気バルブの動作状態を、前記内燃機関の気筒毎に弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記通電制御手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した際に、ピストンが圧縮行程、膨張行程、および吸気行程のうちの少なくとも圧縮行程および膨張行程の何れかにある気筒に対して、当該気筒が備える前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータへの前記通電を継続する排気側通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の可変動弁装置に係り、特に、車両システムの起動中に燃料噴射が停止させられることのある内燃機関に用いるうえで好適な内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、内燃機関と、当該内燃機関に直結されたモータ・ジェネレータとを動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置が開示されている。この従来の内燃機関は、全気筒の吸排気バルブを閉弁状態で停止可能な吸排気制御装置を備えている。そして、内燃機関の駆動力を用いずにモータ・ジェネレータの駆動力のみで車両の走行を行う場合には、吸排気バルブを閉弁状態で停止することによって、内燃機関のポンピングロスを低減させるようにしている（休筒モータ走行モード時）。【０００３】
また、従来、例えば特許文献２には、電気駆動式のアクチュエータ（ソレノイド）を用いて、内燃機関のバルブのリフト量を変更可能とする可変動弁機構が開示されている。【０００４】
【特許文献１】日本特開２００４−２８２８０号公報
【特許文献２】日本特開２００７−３２５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のハイブリッド車両において、電気駆動式のアクチュエータを駆動源とする可変動弁装置を用いて、吸排気バルブを閉弁状態で停止する構成を採用することも考えられる。しかしながら、そのような構成に用いられる可変動弁装置が吸排気バルブを閉弁状態に維持するために電気駆動式のアクチュエータへの通電を継続することが必要とされる装置であった場合には、内燃機関が停止された状態での車両システムの起動時間（モータ・ジェネレータによる走行時間もしくは車両一時停止時間）が長くなると、電気駆動式のアクチュエータへの通電時間が長くなってしまう。その結果、内燃機関の燃費悪化が懸念される。【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、車両システムの起動中に内燃機関が停止させられることのある車両システムにおいて、電力消費の低減を良好に図ることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の可変動弁装置であって、
車両システムの起動中に所定の停止条件が成立する場合に自動的に停止させられ、所定の再始動条件が成立する場合に自動的に再始動させられる内燃機関に用いられ、当該内燃機関の各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブの動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置は、
内燃機関のカムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、
前記吸気バルブまたは前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、
前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換え可能な切換機構と、を備え、
前記切換機構は、前記切換ピンを直接的または間接的に移動させる動作を行う電気駆動式のアクチュエータを含み、
前記切換機構は、前記アクチュエータの非通電時に前記連結状態とし、前記アクチュエータへの通電が継続されることによって前記非連結状態を維持するものであって、
前記可変動弁装置は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合に、各気筒の前記アクチュエータへの通電を行う通電制御手段を含み、
前記通電制御手段は、前記アクチュエータへの通電期間中に前記内燃機関のクランクシャフトの回転が停止した場合であって、外部動力によって前記クランクシャフトが駆動されない場合に、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を停止する通電停止実行手段を含むことを特徴とする。【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記内燃機関の停止時における各気筒のピストン停止位置を判別する停止位置判別手段と、
前記再始動条件の成立に伴って前記内燃機関の再始動を行う場合に、最初に吸気行程が到来する気筒から始動を開始する再始動実行手段と、を更に備えることを特徴とする。【０００９】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記可変動弁装置は、前記内燃機関の各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブの双方の動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒における筒内圧が所定値以下であるか否かを判別する筒内圧判別手段を更に備え、
前記通電停止実行手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記少なくとも１つの気筒における前記筒内圧が前記所定値以下である場合には、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を継続する通電継続実行手段を含むことを特徴とする。【００１０】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記通電制御手段は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合には、各気筒において、前記吸気バルブの制御を担う前記アクチュエータ、次いで、前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータという順で、前記アクチュエータへの前記通電を行うにする通電順序設定手段を含み、
前記可変動弁装置は、前記アクチュエータへの前記通電によって前記排気バルブが停止状態とされる際の当該排気バルブの閉じ時期が上死点近傍の時期となるように設定されていることを特徴とする。【００１１】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記可変動弁装置は、各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブのうちの少なくとも前記排気バルブの動作状態を、前記内燃機関の気筒毎に弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記通電制御手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した際に、ピストンが圧縮行程、膨張行程、および吸気行程のうちの少なくとも圧縮行程および膨張行程の何れかにある気筒に対して、当該気筒が備える前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータへの前記通電を継続する排気側通電継続実行手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、内燃機関への燃料供給が停止される場合に、各気筒のアクチュエータへの通電を行うことにより、各気筒において吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方が閉弁状態とされる。これにより、内燃機関の停止過程において排気通路に配置される触媒に新気が供給されるのを防止することができ、触媒が高温である場合には、当該触媒の劣化を回避することができる。そのうえで、本発明によれば、アクチュエータへの上記通電期間中にクランクシャフトの回転が停止した場合であって、外部動力によってクランクシャフトが駆動されない場合に、各気筒のアクチュエータへの通電が停止される。このように、クランクシャフトの回転が停止したのを確認したうえでアクチュエータへの通電を停止するようにすれば、触媒に向けて空気が流れることはない。従って、本発明によれば、内燃機関の停止過程において触媒の劣化を防ぎつつ、電力消費を良好に低減することが可能となる。【００１３】
第２の発明における切換機構の構成によれば、切換ピンを連結状態の位置に変位させた状態でアクチュエータへの通電が停止されると、付勢手段の発する付勢力によって、切換ピンが非連結状態の位置に向けて戻されるようになる。従って、その後にアクチュエータへの通電を行って切換ピンを連結状態の位置に変位させるためには、内燃機関の再始動時にカムが回転するのを待つ必要がある。本発明によれば、このような構成の切換機構を備えている場合において、最初に吸気行程が到来する気筒から再始動を行うようにしている。これにより、再始動時において、触媒に新気が導入されるのを回避することができる。このため、本発明によれば、上記第１の発明の制御により電力消費を良好に低減しつつ、停止時および再始動時において、触媒の劣化を確実に防止することが可能となる。【００１４】
第３の発明によれば、上記第２の発明と同様の構成の切換機構を備える場合であっても、筒内圧が低い状況下で再始動がなされる際に、各気筒のアクチュエータへの通電を継続させておくことで、再始動後の各気筒の最初の１サイクルにおいて弁稼動状態に復帰するのを防止することができる。その結果、この１サイクル中に吸気行程を迎える気筒の筒内に空気が導入されないようにすることができ、これらの気筒の燃焼室内の圧力を良好に低く保つことができる。これにより、再始動後の最初の１サイクルにおいて弁稼動状態に復帰する場合と比べ、クランキングに要する負荷を良好に低減させることができる。【００１５】
第４の発明によれば、内燃機関の停止時に燃焼室内を効果的に負圧化させることができる。これにより、上記第３の発明の効果をより十分に引き出せるようになる。【００１６】
第５の発明によれば、上記第２乃至第４の発明と同様の構成の切換機構を備える場合であっても、内燃機関の停止中にクランク室側から燃焼室に吸い上げられた空気が、再始動時に各気筒から触媒に供給されるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図３】図２に示す吸気可変動弁装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図４】図３に示す可変機構を、バルブの基端部側から見下ろした図である。
【図５】第１ロッカーアームをロッカーシャフトの軸方向（図４中の矢視Ａの方向）から見た図である。
【図６】第２ロッカーアームを図５と同じくロッカーシャフトの軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。
【図７】図３に示す切換機構の詳細な構成を説明するための図である。
【図８】切換機構をカムシャフトの軸方向（図７中の矢視Ｂの方向）から見た図である。
【図９】弁稼動状態時（通常のリフト動作時）の制御状態を示す図である。
【図１０】弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
【図１１】スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
【図１２】スライドピンをロックピンによって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。
【図１３】スライドピンをロックピンによって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における内燃機関の自動停止時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】クランク角度が４２０°ＣＡである状態でクランクシャフトの回転が停止した場合における各気筒の動作状況を表した図である。
【図１６】吸排気バルブのバルブタイミングの一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態２で示す手順で弁停止制御を行ったうえで数秒間に渡ってクランクシャフトの回転を継続させた場合のＰ−Ｖ線図である。
【図１９】筒内が負圧状態にある場合におけるクランク室側から燃焼室側への空気の流れを説明するための図である。
【図２０】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図２１】クランク角度が４２０°ＣＡである状態でクランクシャフトの回転が停止した場合における各気筒の動作状況を表した図である。
【図２２】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００１８】
１０  駆動システム
１２  内燃機関
１４  モータ
１６  発電機
１８  動力分割機構
２２  駆動輪
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２  ピストン
４４  燃焼室
４６  吸気通路
４８  排気通路
５４  燃料噴射弁
５６  点火プラグ
５８  吸気バルブ
６０  排気バルブ
６２  吸気可変動弁装置
６４  排気可変動弁装置
６６  触媒
７０  クランク角センサ
７４  筒内圧センサ
７６  ＩＧスイッチ
７８  クランクシャフト
８０  カムシャフト
８２  主カム
８２ａ  ベース円部
８２ｂ  ノーズ部
８４  副カム
８６  可変機構
９０  切換機構
９２  カム角センサ
９６  第１ロッカーアーム
９８Ｌ、９８Ｒ  第２ロッカーアーム
１１０  第１ピン孔
１１２  第１切換ピン
１１６Ｌ、１１６Ｒ  第２ピン孔
１１８Ｌ、１１８Ｒ  第２切換ピン
１２０  リターンスプリング
１２２  スライドピン
１２２ａ  円柱部
１２２ｂ  アーム部
１２２ｃ  突起部
１２２ｄ  押圧面
１２２ｅ  切欠部
１２２ｆ  案内面
１２６  大径部
１２８  ガイドレール
１２８ａ  基端
１２８ｂ  終端
１２８ｃ  浅底部
１３０  アクチュエータ
１３２  ソレノイド
１３２ａ  駆動軸
１３４  ロックピン
Ｐｍａｘ１  変位端
Ｐｍａｘ２  変位端
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［ＨＶシステムの構成］
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動システム１０の概略構成を示す図である。この駆動システム１０は、車両の動力源として内燃機関１２と車両駆動用モータ（以下、単に「モータ」）１４とを備えている。また、駆動システム１０は、駆動力の供給を受けて電力を発生する発電機１６も備えている。内燃機関１２、モータ１４、および発電機１６は、遊星歯車式の動力分割機構１８を介して相互に連結されている。動力分割機構１８につながるモータ１４の回転軸には、減速機２０が接続されている。減速機２０は、モータ１４の回転軸と駆動輪２２につながる駆動軸２４とを連結している。動力分割機構１８は、内燃機関１２の駆動力を発電機１６側と減速機２０側とに分割する装置である。動力分割機構１８による駆動力の配分は、任意に変更することができる。【００２０】
駆動システム１０には、更に、インバータ２６、コンバータ２８、および高圧バッテリ３０が含まれている。インバータ２６は、発電機１６およびモータ１４に接続されているとともに、コンバータ２８を介して高圧バッテリ３０にも接続されている。発電機１６で発電された電力は、インバータ２６を介してモータ１４に供給することもできるし、インバータ２６およびコンバータ２８を介して高圧バッテリ３０に充電することもできる。また、高圧バッテリ３０に充電されている電力は、コンバータ２８およびインバータ２６を介してモータ１４に供給することができる。【００２１】
以上説明した駆動システム１０によれば、所定の条件に基づいて、モータ１４を停止させた状態で、内燃機関１２の駆動力のみによって駆動輪２２を回転させることもできるし、逆に、内燃機関１２を停止させた状態で、モータ１４の駆動力のみによって駆動輪２２を回転させることもできる。また、モータ１４と内燃機関１２の双方を作動させ、双方の駆動力によって駆動輪２２を回転させることもできる。更に、発電機１６をスタータとして機能させて内燃機関１２を駆動することで、内燃機関１２の始動を制御することもできる。【００２２】
本実施形態の駆動システム１０は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０によって制御されている。ＥＣＵ４０は、内燃機関１２、モータ１４、発電機１６、動力分割機構１８、インバータ２６、およびコンバータ２８等を含む駆動システム１０の全体を総合的に制御している。【００２３】
［内燃機関のシステム構成］
図２は、図１に示す内燃機関１２のシステム構成を説明するための図である。ここでは、内燃機関１２は、４つの気筒（＃１〜＃４）を有し、＃１→＃３→＃４→＃２の順（一例）で等間隔に爆発行程が行われる直列４気筒型のエンジンであるものとする。内燃機関１２の筒内には、ピストン４２が設けられている。内燃機関１２の筒内には、ピストン４２の頂部側に燃焼室４４が形成されている。燃焼室４４には、吸気通路４６および排気通路４８が連通している。【００２４】
吸気通路４６の入口近傍には、吸気通路４６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ５０が設けられている。エアフローメータ５０の下流には、スロットルバルブ５２が設けられている。スロットルバルブ５２は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。【００２５】
また、スロットルバルブ５２の下流には、内燃機関１２の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁５４が配置されている。また、内燃機関１２が備えるシリンダヘッドには、燃焼室４４の頂部から燃焼室４４内に突出するように点火プラグ５６が取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室４４と吸気通路４６、或いは燃焼室４４と排気通路４８を導通状態または遮断状態とするための吸気バルブ５８および排気バルブ６０が設けられている。【００２６】
吸気バルブ５８および排気バルブ６０は、それぞれ吸気可変動弁装置６２および排気可変動弁装置６４により駆動される。これらの可変動弁装置６２、６４の詳細な構成については、図３乃至図１３を参照して後述するものとする。また、排気通路４８には、排気ガスを浄化するための触媒６６が配置されている。更に、触媒６６よりも上流側の排気通路４８には、排気ガスの空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ６８が取り付けられている。【００２７】
また、上述したＥＣＵ４０の入力には、上述した各種のセンサとともに、エンジン回転数を検出するクランク角センサ７０、エンジン冷却水温度を検出するための冷却水温度センサ７２、燃焼室４４内の圧力（筒内圧力）を検出するための筒内圧センサ７４、および、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）７６が接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力には、上述した各種のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１２の運転状態を制御することができる。【００２８】
次に、図３乃至図１３を参照して、吸気可変動弁装置６２の構成およびその動作について説明する。
［可変動弁装置の構成］
図３は、図２に示す吸気可変動弁装置６２の全体構成を概略的に示す図である。尚、ここでは、吸気可変動弁装置６２を例にとって説明を行うが、排気可変動弁装置６４についても、吸気可変動弁装置６２と同様に構成されているものとする。【００２９】
本実施形態の可変動弁装置６２は、カムシャフト８０を備えている。カムシャフト８０は、クランクシャフト７８（図２参照）に対してタイミングチェーンまたはタイミングベルトによって連結され、クランクシャフト７８の１／２の速度で回転するように構成されている。カムシャフト８０には、１気筒当たり１つの主カム８２と２つの副カム８４とが形成されている。主カム８２は、２つの副カム８４の間に配置されている。【００３０】
主カム８２は、カムシャフト８０と同軸の円弧状のベース円部８２ａ（図５参照）と、当該ベース円の一部を半径方向外側に向かって膨らませるように形成されたノーズ部８２ｂ（図５参照）とを備えている。また、本実施形態では、副カム８４は、ベース円部のみを有するカム（ゼロリフトカム）として構成されている（図６参照）。【００３１】
各気筒のカム８２、８４と吸気バルブ５８（以下、単に「バルブ５８」と略する）との間には、可変機構８６が介在している。すなわち、カム８２、８４の作用力は、可変機構８６を介して２つのバルブ５８へ伝達されるようになっている。バルブ５８は、カム８２、８４の作用力とバルブスプリング８８の付勢力とを利用して開閉されるようになっている。尚、図３に示す状態は、＃１気筒のバルブ５８が主カム８２の作用力を受けて開弁した状態を表している。【００３２】
可変機構８６は、主カム８２の作用力をバルブ５８へ伝達する状態と副カム８４の作用力をバルブ５８へ伝達する状態とを切り換えることにより、バルブ５８の開弁特性を変更する機構である。尚、本実施形態においては、副カム８４はゼロリフトカムであるため、副カム８４の作用力がバルブ５８へ伝達される状態とは、バルブ５８が開閉しない状態（バルブ休止状態）を意味するものとする。【００３３】
また、本実施形態の可変動弁装置６２は、各可変機構８６を駆動して、バルブ５８の動作状態を弁稼動状態と弁停止状態との間で切り換えるための切換機構９０を気筒毎に備えている。また、ＥＣＵ４０には、カムシャフト８０の回転角度を検出するカム角センサ９２が接続されている。切換機構９０は、上述したＥＣＵ４０からの駆動信号に従って駆動されるようになっている。【００３４】
（可変機構の構成）
次に、図４乃至図６を参照して、可変機構８６の詳細な構成を説明する。
図４は、図３に示す可変機構８６を、バルブ５８の基端部側から見下ろした図である。
可変機構８６は、カムシャフト８０と平行に配置されたロッカーシャフト９４を備えている。図４に示すように、ロッカーシャフト９４には、１つの第１ロッカーアーム９６と、一対の第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌとが回転自在に取り付けられている。第１ロッカーアーム９６は、２つの第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌの間に配置されている。尚、本明細書では、左右の第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌを特に区別しないときには、単に第２ロッカーアーム９８と表記する場合がある。【００３５】
図５は、第１ロッカーアーム９６をロッカーシャフト９４の軸方向（図４中の矢視Ａの方向）から見た図であり、図６は、第２ロッカーアーム９８を図５と同じくロッカーシャフト９４の軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。
図５に示すように、第１ロッカーアーム９６におけるロッカーシャフト９４の反対側の端部には、主カム８２と接することができる位置に、第１ローラ１００が回転可能に取り付けられている。第１ロッカーアーム９６は、ロッカーシャフト９４に取り付けられたコイルスプリング１０２によって、第１ローラ１００が主カム８２と常に当接するように付勢されている。【００３６】
一方、図６に示すように、第２ロッカーアーム９８におけるロッカーシャフト９４の反対側の端部には、バルブ５８の基端部（詳細には、バルブステムの基端部）が当接している。また、第２ロッカーアーム９８の中央部位には、第２ローラ１０４が回転可能に取り付けられている。【００３７】
また、第２ロッカーアーム９８の他端においては、ロッカーシャフト９４がラッシュアジャスタ１０６を介して内燃機関１２の静止部材であるカムキャリア（或いはシリンダヘッド等）に支持されているものとする。このため、第２ロッカーアーム９８は、ラッシュアジャスタ１０６から押し上げ力を受けることによって、副カム８４に向けて付勢されている。【００３８】
また、第１ローラ１００に対する第２ローラ１０４の位置は、第１ローラ１００が主カム８２のベース円部８２ａと当接（図５参照）し、かつ、第２ローラ１０４が副カム８４のベース円部と当接（図６参照）している時に、第２ローラ１０４の軸心と第１ローラ１００の軸心とが図４に示すように、同一直線Ｌ上に位置するように定められている。【００３９】
（切換機構の構成）
次に、図７および図８を参照して、切換機構９０の詳細な構成を説明する。
切換機構９０は、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８との連結／非連結を切り換えるための機構であり、これにより、主カム８２の作用力が第２ロッカーアーム９８に伝達される状態と、当該作用力が第２ロッカーアーム９８に伝達されない状態とを切り換えて、バルブ５８の動作状態を弁稼動状態と弁停止状態（バルブ５８を閉弁状態で休止させた状態）との間で切り換えることができるようになっている。【００４０】
図７は、図３に示す切換機構９０の詳細な構成を説明するための図である。尚、図７においては、ローラ１００、１０４の軸心位置で切断した断面を用いて可変機構８６を表している。また、説明を分かり易くする観点から、可変機構８６の搭載位置に対するカムシャフト８０の搭載位置を、カムシャフト８０の軸方向位置を除き実際の搭載位置と異ならせた状態で表している。【００４１】
図７に示すように、第１ローラ１００の第１支軸１０８の内部には、その軸方向に貫通するように第１ピン孔１１０が形成されており、第１ピン孔１１０の両端は、第１ロッカーアーム９６の両側面に開口している。第１ピン孔１１０には、円柱状の第１切換ピン１１２が摺動自在に挿入されている。【００４２】
一方、第２ロッカーアーム９８Ｌ側の第２ローラ１０４の第２支軸１１４Ｌの内部には、第１ロッカーアーム９６と反対側の端部が閉塞され、かつ、第１ロッカーアーム９６側の端部が開口された第２ピン孔１１６Ｌが形成されている。また、第２ロッカーアーム９８Ｒ側の第２ローラ１０４の第２支軸１１４Ｒの内部には、その軸方向に貫通するように第２ピン孔１１６Ｒが形成されており、第２ピン孔１１６Ｒの両端は、第２ロッカーアーム９８Ｒの両側面に開口している。【００４３】
第２ピン孔１１６Ｌには、円柱状の第２切換ピン１１８Ｌが摺動自在に挿入されている。また、第２ピン孔１１６Ｌの内部には、第２切換ピン１１８Ｌを第１ロッカーアーム９６方向（以下、「切換ピンの進出方向」と称する）に向けて付勢するリターンスプリング１２０が配置されている。また、第２ピン孔１１６Ｒには、円柱状の第２切換ピン１１８Ｒが摺動自在に挿入されている。【００４４】
以上の３つのピン孔１１０、１１６Ｌ、１１６Ｒの相対位置は、第１ローラ１００が主カム８２のベース円部８２ａと当接（図５参照）し、かつ、第２ローラ１０４が副カム８４のベース円部と当接（図６参照）している時に、３つのピン孔１１０、１１６Ｌ、１１６Ｒの軸心が同一直線上に位置するように決定されている。【００４５】
ここで、上記図７とともに新たに図８を参照して、切換機構９０の説明を継続する。
図８は、切換機構９０をカムシャフト８０の軸方向（図７中の矢視Ｂの方向）から見た図である。尚、図８以降の図においては、ロックピン１３４とソレノイド１３２との関係を簡略化して図示する場合がある。
切換機構９０は、主カム８２の回転動力を利用して、切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒを第２ロッカーアーム９８Ｌ側に向けて（切換ピンの退出方向に）変位させるためのスライドピン１２２を備えている。スライドピン１２２は、図７に示すように、第２切換ピン１１８Ｒの端面と当接する端面を有する円柱部１２２ａを備えている。円柱部１２２ａは、カムキャリアに固定された支持部材１２４によって、軸方向に進退自在であって、周方向に回転自在に支持されている。【００４６】
また、円柱部１２２ａにおける第２切換ピン１１８Ｒと反対側の端部には、当該円柱部１２２ａ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１２２ｂが設けられている。すなわち、当該アーム部１２２ｂは、当該円柱部１２２ａの軸心を中心として回転自在に構成されている。アーム部１２２ｂの先端部は、図８に示すように、カムシャフト８０の周面と対向する位置まで延びるように構成されている。また、アーム部１２２ｂの先端部には、カムシャフト８０の周面に向けて突出するように突起部１２２ｃが設けられている。【００４７】
カムシャフト８０における突起部１２２ｃと対向する外周面には、当該カムシャフト８０よりも大きな外径を有する大径部１２６が形成されている。大径部１２６の周面には、周方向に延びる螺旋状のガイドレール１２８が形成されている。ガイドレール１２８の幅は、突起部１２２ｃの外径より若干大きく形成されている。【００４８】
また、切換機構９０は、突起部１２２ｃをガイドレール１２８に挿入させるためのアクチュエータ１３０を備えている。より具体的には、アクチュエータ１３０は、ＥＣＵ４０からの指令に基づいてデューティ制御されるソレノイド１３２と、当該ソレノイド１３２の駆動軸１３２ａと当接するロックピン１３４とを備えている。ロックピン１３４は、円筒状に形成されている。【００４９】
ロックピン１３４には、ソレノイド１３２の推力に抗する付勢力を発するスプリング１３６の一端が掛け留められており、当該スプリング１３６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１３８に掛け留められている。このような構成によれば、ＥＣＵ４０からの指令に基づくソレノイド１３２の駆動時には、ソレノイド１３２の推力がスプリング１３６の付勢力に打ち勝つことで、ロックピン１３４を進出させることができ、一方、ソレノイド１３２の駆動が停止されると、スプリング１３６の付勢力によってロックピン１３４および駆動軸１３２ａを速やかに所定位置に退出させられるようになる。また、ロックピン１３４は、支持部材１３８によってその半径方向への移動が拘束されている。【００５０】
また、ソレノイド１３２は、ロックピン１３４がスライドピン１２２のアーム部１２２ｂの先端部の押圧面（突起部１２２ｃが設けられた面と反対側の面）１２２ｄをガイドレール１２８に向けて押圧可能な位置において、カムキャリア等の静止部材に固定されているものとする。言い換えれば、押圧面１２２ｄは、ロックピン１３４によって突起部１２２ｃがガイドレール１２８に向けて押されることができるような形状および位置に設けられている。【００５１】
スライドピン１２２のアーム部１２２ｂは、カムシャフト８０側の大径部１２６とストッパー１４０とによって拘束された範囲内で、円柱部１２２ａの軸心を中心として回転可能に設定されている。そして、アーム部１２２ｂが当該範囲内にあり、かつ、スライドピン１２２の軸方向位置が後述する変位端Ｐｍａｘ１にある場合には、ソレノイド１３２により駆動されるロックピン１３４がアーム部１２２ｂの押圧面１２２ｄに確実に当接できるように、各構成要素の位置関係が設定されている。また、アーム部１２２ｂには、当該アーム部１２２ｂをストッパー１４０に向けて付勢するスプリング１４２が取り付けられている。【００５２】
カムシャフト８０のガイドレール１２８における螺旋の向きは、その内部に突起部１２２ｃが挿入された状態でカムシャフト８０が図８に示す所定の回転方向に回転する場合に、スライドピン１２２がリターンスプリング１２０の付勢力に抗して切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒをその退出方向に押し退けてロッカーアーム９６、９８に近づく方向に変位するように、設定されている。【００５３】
ここで、リターンスプリング１２０の付勢力によって、第２切換ピン１１８Ｌが第２ピン孔１１６Ｌおよび第１ピン孔１１０の双方に挿入された状態となり、かつ、第１切換ピン１１２が第１ピン孔１１０および第２ピン孔１１６Ｒ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１２２の位置を、「変位端Ｐｍａｘ１」と称する。この変位端Ｐｍａｘ１にスライドピン１２２が位置している時には、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌとがすべて連結された状態となる。そして、切換ピン１１２等がスライドピン１２２からの力を受けることによって、第２切換ピン１１８Ｌ、第１切換ピン１１２、および第２切換ピン１１８Ｒがそれぞれ第２ピン孔１１６Ｌ、第１ピン孔１１０、および第２ピン孔１１６Ｒのみに挿入された状態となっている時のスライドピン１２２の位置を、「変位端Ｐｍａｘ２」と称する。すなわち、この変位端Ｐｍａｘ２にスライドピン１２２が位置している時には、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌとがすべて分離された状態となる。【００５４】
本実施形態では、カムシャフト８０の軸方向におけるガイドレール１２８の基端１２８ａの位置は、スライドピン１２２が上記変位端Ｐｍａｘ１に位置する時の突起部１２２ｃ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８０の軸方向におけるガイドレール１２８の終端１２８ｂの位置は、スライドピン１２２が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置する時の突起部１２２ｃの位置と一致するように設定されている。つまり、本実施形態では、ガイドレール１２８によって突起部１２２ｃが案内される範囲内で、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で変位可能となるように構成されている。【００５５】
更に、本実施形態のガイドレール１２８には、図８に示すように、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ２に達した後における終端１２８ｂ側の所定区間として、カムシャフト８０の回転に伴ってガイドレール１２８が徐々に浅くなる浅底部１２８ｃが設けられている。尚、ガイドレール１２８における浅底部１２８ｃ以外の部位の深さは一定である。【００５６】
また、本実施形態のアーム部１２２ｂには、押圧面１２２ｄの一部を切り欠いて凹状に形成された切欠部１２２ｅが設けられている。押圧面１２２ｄは、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２に変位する間、ロックピン１３４と当接した状態が維持されるように設けられている。そして、切欠部１２２ｅは、スライドピン１２２が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置している状態において、上記浅底部１２８ｃの作用によって突起部１２２ｃが大径部１２６の表面に取り出された時に、ロックピン１３４と係合可能な部位に設けられている。【００５７】
また、切欠部１２２ｅは、突起部１２２ｃがガイドレール１２８に挿入される方向にアーム部１２２ｂが回転するのを規制可能であって、スライドピン１２２が切換ピンの進出方向に移動するのを規制可能な態様で、ロックピン１３４と係合するように形成されている。より具体的には、切欠部１２２ｅには、ロックピン１３４が当該切欠部１２２ｅ内に入り込んでいくにつれ、スライドピン１２２が大径部１２６から離れるように案内する案内面１２２ｆが備えられている。【００５８】
［可変動弁装置の動作］
次に、図９乃至図１３を参照して、吸気可変動弁装置６２の動作について説明する。
（弁稼動状態時）
図９は、弁稼動状態時（通常のリフト動作時）の制御状態を示す図である。
この場合には、図９（Ｂ）に示すように、ソレノイド１３２の駆動がＯＦＦとされており、これにより、スライドピン１２２は、カムシャフト８０から離れた状態で、リターンスプリング１２０の付勢力を受けて、変位端Ｐｍａｘ１に位置している。この状態では、図９（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム９６と２つの第２ロッカーアーム９８とが切換ピン１１２、１１８Ｌを介して連結されている。その結果、主カム８２の作用力が第１ロッカーアーム９６から左右の第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌを介して双方のバルブ５８に伝達されるようになる。このため、主カム８２のプロフィールに従って、通常のバルブ５８のリフト動作が行われるようになる。【００５９】
（弁停止動作開始時（スライド動作の開始時））
図１０は、弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
弁停止動作は、例えば、内燃機関１２のフューエルカット要求等の所定の弁停止動作の実行要求がＥＣＵ４０によって検知された際に行われる。このような弁停止動作は、主カム８２の回転動力を利用してスライドピン１２２によって切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒをその退出方向に変位させる動作であるため、これらの切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒの軸心が同一直線状に位置する時、すなわち、第１ロッカーアーム９６が揺動していない時に行われる必要がある。【００６０】
本実施形態では、切換ピンの退出方向にスライドピン１２２がスライド動作を行う区間が主カム８２のベース円区間内と対応するように、ガイドレール１２８が設定されている。このため、ＥＣＵ４０が所定の弁停止動作の実行要求を検知した場合において、最初にベース円区間が到来する気筒から順にソレノイド１３２を駆動することによって、図１０（Ｂ）に示すように、突起部１２２ｃがガイドレール１２８に挿入され、各気筒の弁停止動作が順に開始するようになる。そして、ガイドレール１２８に挿入された突起部１２２ｃが当該ガイドレール１２８によって案内されることで、主カム８２の回転動力を利用して、図１０（Ａ）に示すように、変位端Ｐｍａｘ２側に向けて、スライドピン１２２のスライド動作が開始するようになる。【００６１】
（スライド動作の完了時）
図１１は、スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
スライド動作の実行中には、ガイドレール１２８の側面に突起部１２２ｃが当接することによって、リターンスプリング１２０の付勢力が受け止められた状態で、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ２に向けて移動していく。図１１（Ａ）は、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ２に到達して弁停止要求時のスライド動作が完了したタイミング、すなわち、第１切換ピン１１２および第２切換ピン１１８Ｌがそれぞれ第１ピン孔１１０および第２ピン孔１１６Ｌ内に収まるようになったことで、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌとの連結が解除されたタイミングを示している。また、このタイミングでは、図１１（Ｂ）に示すように、ガイドレール１２８内における突起部１２２ｃの位置は、未だ浅底部１２８ｃに達していない。【００６２】
上記のようにスライド動作が完了し、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８Ｒ、９８Ｌとが非連結状態になると、主カム８２の回転に伴って、コイルスプリング１０２によって主カム８２に向けて付勢された第１ロッカーアーム９６が単独で揺動することになる。このため、２つの第２ロッカーアーム９８には、主カム８２の作用力が伝達されなくなる。また、第２ロッカーアーム９８が当接する副カム８４は、ゼロリフトカムであるため、主カム８２の作用力が伝達されなくなった第２ロッカーアーム９８には、バルブ５８を駆動するための力が与えられなくなる。その結果、主カム８２の回転に関係なく、第２ロッカーアーム９８が静止状態となるので、バルブ５８のリフト動作が停止状態となる。【００６３】
（変位部材の保持動作時）
図１２および図１３は、スライドピン１２２をロックピン１３４によって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。より具体的には、図１２は、第１ロッカーアーム９６が揺動動作（リフト動作）を行っていない場合の状態を示しており、図１３は、当該第１ロッカーアーム９６が揺動動作（リフト動作）を行っている場合の状態を示している。【００６４】
上記図１１に示すスライド動作完了時から更にカムシャフト８０が回転すると、突起部１２２ｃは、溝が徐々に浅くなる浅底部１２８ｃに差し掛かる。その結果、浅底部１２８ｃの作用によって、スライドピン１２２がカムシャフト８０から離れる方向に回転させられるようになる。そして、浅底部１２８ｃによって溝が浅くなるにつれ、ロックピン１３４がその退出方向に少し変位する。その後、ソレノイド１３２によって駆動され続けているロックピン１３４が切欠部１２２ｅに一致するようになるまでスライドピン１２２が更に回転すると、ロックピン１３４と当接するスライドピン１２２側の部位が押圧面１２２ｄから切欠部１２２ｅへと切り替わる。【００６５】
その結果、ロックピン１３４が切欠部１２２ｅに係合するようになる。これにより、図１２（Ｂ）および図１３（Ｂ）に示すように、スライドピン１２２は、突起部１２２ｃがカムシャフト８０から離れた状態で、かつ、ロックピン１３４によってリターンスプリング１２０の付勢力を受け止める状態で保持されるようになる。このため、この保持動作中において、図１２（Ａ）および図１３（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム９６と第２ロッカーアーム９８とが非連結とされた状態、すなわち、弁停止状態が維持されるようになる。【００６６】
（弁復帰動作時）
弁停止状態から通常のリフト動作が行われる弁稼動状態に戻すための弁復帰動作は、例えば、フューエルカットからの復帰要求等の所定の弁復帰動作の実行要求がＥＣＵ４０によって検知された際に行われる。このような弁復帰動作は、図１２、１３に示す制御状態において、ＥＣＵ４０が所定のタイミング（切換ピン１１２等が移動可能となるベース円区間の開始タイミングよりもソレノイド１３２の動作に要する所定時間分だけ早いタイミング）でソレノイド１３２への通電をＯＦＦとすることで開始される。ソレノイド１３２への通電がＯＦＦとされると、スライドピン１２２の切欠部１２２ｅとロックピン１３４との係合が解かれることになる。その結果、リターンスプリング１２０の付勢力に抗して第１切換ピン１１２および第２切換ピン１１８Ｌをそれぞれ第１ピン孔１１０および第２ピン孔１１６Ｌに留めておく力が消滅することになる。【００６７】
このため、切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒの位置が一致するベース円区間が到来すると、リターンスプリング１２０の付勢力によって、切換ピン１１２、１１８Ｌが進出方向に移動し、第１ロッカーアーム９６と２つの第２ロッカーアーム９８とが切換ピン１１２、１１８Ｌを介して連結された状態、すなわち、主カム８２の作用力によってバルブ５８のリフト動作が可能な状態に復帰することになる。また、リターンスプリング１２０の付勢力によって切換ピン１１２、１１８Ｌが進出方向に移動するのに伴って、第２切換ピン１１８Ｒを介して、スライドピン１２２が変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１に戻されるようになる。【００６８】
（まとめ）
以上のように構成された本実施形態の吸気可変動弁装置６２によれば、ソレノイド１３２の通電のＯＮ、ＯＦＦと主カム８２の回転動力とリターンスプリング１２０の付勢力とを利用して、スライドピン１２２の軸方向位置を変位端Ｐｍａｘ１とＰｍａｘ２との間で移動させることで、弁稼動状態と弁停止状態との間でバルブ５８の動作状態を切り換えることが可能となる。【００６９】
より具体的には、弁停止要求が出された際に、ソレノイド１３２の通電をＯＮとして突起部１２２ｃをガイドレール１２８に挿入することで、カムシャフト８０の回転力を利用するスライドピン１２２によって、切換ピン１１２等を切換ピンの退出方向に移動させることができる。その結果、ロッカーアーム９６、９８の動作と切換ピン１１８等の動作とを機械的に巧妙に同期させて、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム９６と２つの第２ロッカーアーム９８とを連結状態から非連結状態に速やかに切り換えることが可能となる。これにより、弁停止状態とすることができる。また、弁復帰要求が出された際に、ソレノイド１３２の通電をＯＦＦとしてスライドピン１２２とロックピン１３４との係合を解除することで、リターンスプリング１２０の付勢力を利用して、切換ピン１１２等やスライドピン１２２を切換ピンの進出方向に移動させることができる。その結果、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム９６と２つの第２ロッカーアーム９８とを非連結状態から連結状態に速やかに切り換えることが可能となるとともに、弁停止動作を開始させられる元の位置（Ｐｍａｘ１）にスライドピン１２２を戻すことができる。これにより、バルブ５８の動作状態を弁稼動状態に復帰させることができる。【００７０】
［実施の形態１の特徴的な制御］
（内燃機関の自動停止時の制御）
上述した駆動システムを有するハイブリッド車両では、車両システムの起動中（車両のＩＧスイッチ７６がＯＮとされた状態）であっても、必要に応じて、内燃機関１２の運転が自動的に停止させられることがある。以下、本明細書中においては、このような場合の内燃機関１２の停止を、ＩＧスイッチ７６のＯＦＦに伴う停止と区別するために、「自動停止」と称することがある。【００７１】
内燃機関１２の運転停止は、燃料供給を停止することにより行われる。しかしながら、外部（駆動輪２２や発電機１６）からクランクシャフト７８を回転させる動力を受けない状況下において内燃機関１２への燃料供給が停止された場合であっても、運動部品（クランクシャフト７８、ピストン４２、フライホイール等）の慣性力の存在によって、内燃機関１２の運転（クランクシャフト７８の回転）は直ちに停止されず、しばらくの間はクランクシャフト７８が回転する。このため、その間に吸排気バルブ５８、６０が通常通りに作動していると、酸素濃度の高い新気が触媒６６に向けて供給されてしまう。その結果、触媒６６が高温状態にあると、触媒６６に劣化が生ずることが懸念される。【００７２】
内燃機関１２の停止過程における触媒６６への新気の供給を防止するために、内燃機関１２の停止時に、各気筒の吸気側および排気側にそれぞれ設けられたソレノイド１３２に通電を行うようにし、吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態に維持することが考えられる。しかしながら、本実施形態の可変動弁装置６２、６４の場合には、吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態に維持するためには、ソレノイド１３２への通電を継続することが必要とされる。このため、内燃機関１２が停止された状態での車両システムの起動時間（モータ１４による走行時間もしくは車両一時停止時間）が長くなると、ソレノイド１３２への通電時間が長くなってしまう。その結果、内燃機関１２の燃費悪化が懸念される。【００７３】
そこで、本実施形態では、内燃機関１２の自動停止時において触媒６６の劣化を防止しつつ電力消費を低減すべく、触媒６６の温度が当該触媒６６の劣化懸念温度以上となる状況下において、車両システムの起動中に内燃機関１２への燃料供給が停止される場合には、各気筒のソレノイド１３２への通電を継続的に実施することで、各気筒の吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態で停止するようにした。そのうえで、ソレノイド１３２への通電期間中に内燃機関１２のクランクシャフト７８の回転が停止した場合であって、外部動力（発電機１６の駆動力もしくは駆動輪２２からの回転反力）によってクランクシャフト７８が駆動されない場合には、ソレノイド１３２への通電を停止するようにした。【００７４】
図１４は、本発明の実施の形態１における内燃機関１２の自動停止時の動作を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図１４（Ａ）は、自動停止時におけるエンジン回転数ＮＥの波形を示し、図１４（Ｂ）は、燃料カットＦ／Ｃのフラグの成否を表す波形を示している。また、図１４（Ｃ）は、ロックピン１３４を駆動するソレノイド１３２の駆動デューティ比の変化を示し、図１４（Ｄ）は、吸気圧ＰＭの波形を示している。また、図１４（Ｅ）および（Ｆ）は、各気筒の燃料噴射および点火の実行タイミングをそれぞれ示している。また、図１４（Ｇ）は、Ａ／Ｆセンサ６８により検出される排気ガスの空燃比の波形を示し、図１４（Ｈ）は、クランク角度の変化を表す波形を示している。【００７５】
図１４に示すタイムチャートは、＃３気筒から順に内燃機関１２の運転が停止された例を示している。この場合には、図１４（Ｃ）に示すように、＃３気筒から順にソレノイド１３２への通電が開始されることにより、＃３気筒から順に吸排気バルブ５８、６０の稼動が停止されていく。また、図１４（Ｂ）に示すように、ソレノイド１３２への通電開始とともに燃料カットＦ／Ｃの実行フラグがＯＮとされる。その結果、図１４（Ｅ）に示すように、弁停止と同期して、各気筒への燃料噴射が停止されていくとともに、図１４（Ｆ）に示すように、各気筒への点火も停止されていく。【００７６】
燃料噴射が上記のように停止されるのに伴って、図１４（Ａ）に示すように、エンジン回転数ＮＥが低下していき、やがてゼロとなる。また、各気筒の弁停止が完了すると、図１４（Ｃ）に示すように、ソレノイド１３２のデューティ比が、吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態に維持するために必要な値（保持デューティ比）に下げられる。また、各気筒の弁停止が行われることによって、吸気側から排気側に空気が流通しなくなるので、吸気圧ＰＭが大気圧に向けて高まっていく。【００７７】
本実施形態では、図１４（Ａ）および（Ｃ）に示すように、自動停止時にエンジン回転数ＮＥがゼロとなった後に（すなわち、ソレノイド１３２への通電期間中にクランクシャフト７８の回転が停止した後に）、ソレノイド１３２のデューティ比を０％とすることで、当該ソレノイド１３２への通電を停止するようにしている。【００７８】
以上の制御によれば、内燃機関１２の停止過程において吸排気バルブ５８、６０が閉弁状態に維持されることにより、触媒６６に新気が供給されるのを防止することができる。このため、図１４（Ｇ）に示すように、触媒６６に供給される排気ガスの空燃比Ａ／Ｆは、理論空燃比（ストイキ）近傍の値に保持されるので、触媒６６が酸化して劣化するのを回避することができる。【００７９】
また、図１４に示す制御例は、外部動力によってクランクシャフト７８が駆動されない場合のものである。この場合には、エンジン回転数ＮＥがゼロとなったのを確認したうえでソレノイド１３２への通電をＯＦＦとすれば、クランクシャフト７８の回転が停止しているので触媒６６に向けて空気が流れることはなく、図１４（Ｇ）に示すように、触媒６６が酸化することはない。このため、触媒６６が高温状態にあっても触媒６６の劣化を防ぎつつ、電力消費を良好に低減することが可能となる。その結果、内燃機関１２の燃費を向上させることができる。【００８０】
（内燃機関の再始動時の制御）
以上説明したように、内燃機関１２の自動停止時にエンジン回転数ＮＥがゼロとなった後にソレノイド１３２への通電をＯＦＦとすると、スライドピン１２２の切欠部１２２ｅとロックピン１３４との係合が解かれることになる。その結果、主カム８２が第１ロッカーアーム９６を押していない状態（主カム８２のベース円部８２ａと第１ローラ１００とが接触している状態）にあるバルブ５８、６０については、リターンスプリング１２０の付勢力によって、弁稼動状態に復帰してしまう。また、主カム８２が第１ロッカーアーム９６を押している状態（主カム８２のノーズ部８２ｂと第１ロッカーアーム９６とが接触している状態）にあるバルブ５８、６０については、再始動時にカムシャフト８０が回転し、主カム８２が第１ロッカーアーム９６を押していない状態になった後に、弁稼動状態に復帰してしまう。【００８１】
上記のように弁稼動状態に戻された状態で、何らの配慮がなされないままでその後に内燃機関１２が始動（クランキング）されると、バルブ５８、６０の開閉動作が行われるようになるので、触媒６６に向けて酸素濃度の高い新気が供給されてしまう。その結果、触媒温度が高い場合であれば、触媒６６に劣化が生じることが懸念される。【００８２】
また、上記のように弁稼動状態に戻された状態での再始動時（クランキング時）に触媒６６に劣化が生ずるのを抑制すべく、内燃機関１２の再始動開始とともに仮にソレノイド１３２への通電を開始させたとしても、バルブ５８、６０の動作状態の切り換えには所定時間を要する。より具体的には、本実施形態の可変動弁装置６２、６４の構成の場合には、既述したように、ソレノイド１３２への通電を開始させることによって突起部１２２ｃをガイドレール１２８に挿入させたうえで、カムシャフト８０の回転に伴ってガイドレール１２８により案内されたスライドピン１２２が切換ピンの退出方向に変位し、弁停止状態となる。このため、弁稼動状態から弁停止状態に切り換えるためには、内燃機関１２の１サイクルが経過する期間を必要とする。そして、そのような弁稼動状態から弁停止状態への切り換え中には、触媒６６に向けて新気が供給されてしまうことになるので、触媒の劣化が懸念される。【００８３】
その一方で、上記のような再始動時の課題を解消すべく、上述した自動停止時の制御とは異なり、自動停止時にソレノイド１３２への通電を継続するようにすると、再始動時の課題を解消できても、自動停止時の電力消費の低減を図ることができなくなる。そこで、本実施形態では、自動停止時には、上記のようにソレノイド１３２への通電をＯＦＦとする制御を行いつつ、その後の再始動時には、再始動時に最初に吸気行程が到来する気筒から始動（燃焼）を開始するようにした。【００８４】
以下、図１５および図１６を参照して、内燃機関１２の再始動時における上記制御を適用した一例について詳述する。
図１５は、クランク角度が４２０°ＣＡである状態でクランクシャフト７８の回転が停止した場合における各気筒の動作状況を表した図である。尚、ここでは、＃１気筒のピストン４２が圧縮上死点にある場合のクランク角度を０°ＣＡとしている。また、図１６は、吸排気バルブ５８、６０のバルブタイミングの一例を示す図である。尚、ここでは、図１６に示すように、吸気バルブ５８が吸排気上死点（ＴＤＣ）で開いた後に圧縮行程の途中で閉じ、排気バルブ６０が膨張行程の途中で開いた後に吸排気上死点で閉じるように設定されたバルブタイミングを一例として示している。【００８５】
図１５（Ａ）において丸印で囲まれた行程は、再始動時に各気筒のソレノイド１３２への通電を開始した場合であっても、吸気バルブ５８または排気バルブ６０が弁稼動状態に復帰してしまう行程を示している。尚、図１５（Ａ）において四角印で囲まれた行程は、自動停止時のピストン停止位置とバルブタイミングの設定次第で弁稼動状態に復帰してしまうか否かが変化する行程を示している。具体的には、再始動時にソレノイド１３２への通電をＯＮとすることによって、スライドピン１２２の突起部１２２ｃが直ちにガイドレール１２８に挿入させることができた場合には、弁稼動状態に復帰せずに済むようになる。【００８６】
図１５（Ｂ）は、上記図１５（Ａ）に示すケースにおいて、再始動時に弁稼動状態に復帰してしまう気筒の順番を、吸気側と排気側とに分けて表した図である。すなわち、再始動時に各気筒のソレノイド１３２への通電を開始した場合であっても、吸気バルブ５８については、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順で弁稼動（リフト）状態に復帰してしまう。ただし、＃２気筒については、上記のようにピストン停止位置とバルブタイミング次第では復帰しない場合がある。尚、＃１気筒については、再始動後の弁停止が可能である。また、排気バルブ６０については、＃４気筒、＃２気筒、＃１気筒の順で弁稼動（リフト）状態に復帰してしまう。ただし、＃１気筒については、上記のようにピストン停止位置とバルブタイミング次第では復帰しない場合がある。尚、＃１気筒については、再始動後の弁停止が可能である。【００８７】
本実施形態では、上記図１５に示すケースの場合には、自動停止からの再始動時に、＃３気筒を最初に始動（燃焼）を開始させる気筒として選択するようにしている。内燃機関１２が自動停止している場合には、ＩＧスイッチ７６がＯＦＦとされて停止する場合とは異なり、車両システムの電源は作動しているままである。このため、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ７０やカム角センサ９２の出力に基づいて、各気筒のピストン４２の停止位置やカムシャフト８０の停止位置を自動停止中に把握することができる。従って、ＥＣＵ４０が再始動時に＃３気筒を選択して燃料供給および点火を直ちに開始することができ、これにより、当該＃３気筒から始動を開始させることができる。【００８８】
以上の再始動時の制御によれば、自動停止中にソレノイド１３２への通電がＯＦＦとされた場合であっても、その後の再始動時において、触媒６６に新気が導入されるのを回避することができる。このため、自動停止時におけるソレノイド１３２の上記制御により電力消費を良好に低減しつつ、自動停止時および再始動時において、触媒６６の酸化（劣化）を確実に防止することが可能となる。更には、クランキングを伴わずに即座に始動させることにより、自着火の発生を防止する作用を期待することができる。【００８９】
図１７は、上述した内燃機関１２の自動停止時の制御および再始動時の制御を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンの処理の前提として、本実施形態の駆動システム１０では、内燃機関１２の自動停止時にモータ１４によって車両を駆動する場合には、クランクシャフト７８が回転駆動されない態様とされるものとする。【００９０】
図１７に示すルーチンでは、先ず、車両システムの起動中に、内燃機関１２の所定の自動停止条件が成立したか（自動停止要求があるか）否かが、ＥＣＵ４０に接続された各種センサからの情報に基づいて判別される（ステップ１００）。【００９１】
その結果、自動停止条件が成立したと判定された場合には、触媒６６の温度が所定値以上であるか否かが判別される（ステップ１０２）。上記所定値は、触媒６６に酸素濃度の高い空気が供給された場合に、劣化の発生が懸念されるか否かを判断するための閾値として予め設定された値である。触媒６６の温度は、エンジン冷却水温度やエンジン負荷履歴等を各種センサからの情報に基づいて取得することにより、推定することができる。尚、触媒６６の温度は、推定により取得する手法に限られず、センサを用いて実測するようにしてもよい。  【００９２】
上記ステップ１０２において、触媒６６の温度が上記所定値よりも低いと判定された場合には、内燃機関１２を停止させるべく、所定のタイミングで各気筒の燃料噴射および点火が停止される（ステップ１０４）。一方、触媒６６の温度が上記所定値以上であると判定された場合には、各気筒の吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態に維持すべく、ソレノイド１３２への通電がＯＮとされる（ステップ１０６）とともに、各気筒の燃料噴射および点火が停止される（ステップ１０８）。【００９３】
次に、上記ステップ１０６および１０８の処理に伴って、エンジン回転数ＮＥがゼロになったか否かが判別される（ステップ１１０）。尚、ここでは、内燃機関１２の自動停止時にはクランクシャフト７８が回転駆動されない態様とされることを前提としたうえで本ステップ１１０の判定が成立した場合には、クランクシャフト７８の回転が停止した場合であって、当該クランクシャフト７８が駆動されない場合が成立したと判断するようにしている。しかしながら、例えば、内燃機関と、モータまたは駆動輪との連結がクラッチを用いて制御されている場合には、本ステップ１１０において更にクラッチの作動状態を判断することによって、外部動力によってクランクシャフトが駆動されない場合か否かを判断するようにしてもよい。【００９４】
上記ステップ１１０において、エンジン回転数ＮＥがゼロになったと判定された場合には、ソレノイド１３２への通電がＯＦＦとされる（ステップ１１２）。【００９５】
次に、内燃機関１２の再始動条件が成立したか（再始動要求があるか）否かが、ＥＣＵ４０に接続された各種センサからの情報に基づいて判別される（ステップ１１４）。その結果、再始動時条件が成立したと判定された場合には、クランク角センサ７０等の出力に基づいて再始動時に最初に吸気行程が到来する気筒が特定されたうえで、当該気筒から始動（燃料噴射および点火）が開始される（ステップ１１６）。【００９６】
ところで、上述した実施の形態１においては、ソレノイド１３２への通電を契機として動作するスライドピン１２２を主カム８２の回転動力を利用してガイドレール１２８によって駆動することにより、バルブ５８、６０の作動状態を変化させるべく、切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｌを移動させるようにしている。しかしながら、本発明における電気駆動式のアクチュエータは、非通電時に第１ロッカーアームおよび第２ロッカーアームを連結状態とし、通電が継続されることによって第１ロッカーアームおよび第２ロッカーアームを非連結状態に維持するように構成されていれば、このように切換ピンを間接的に作動させるものに限られない。すなわち、例えば、切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒをその退出方向に駆動できる位置にソレノイドを配置することとし、当該ソレノイドへの通電によって、これらの切換ピン１１２、１１８Ｌ、１１８Ｒを直接的に駆動するようにしてもよい。更には、電気駆動式のアクチュエータは、例えば、通電がデューティ制御されるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）によって制御される油圧によりバルブの作動状態を切り換える構成におけるＯＣＶであってもよい。【００９７】
また、上述した実施の形態１においては、全気筒の吸気側および排気側にソレノイド１３２を備えるようにしている。しかしながら、本発明において、自動停止時に触媒への空気の流入を防止するうえでは、各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方を弁停止状態にできる構成を有していればよい。すなわち、各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの一方が弁停止状態とされていれば、吸気通路側から排気通路側に新気が吹き抜けていくことはない。従って、本実施形態においては、各気筒において、吸気側および排気側の何れかにのみソレノイド１３２を備えるようにしてもよい。【００９８】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１００および１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「通電制御手段」が、上記ステップ１１０および１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「通電停止実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、リターンスプリング１２０が前記第２の発明における「付勢手段」に、スライドピン１２２およびガイドレール１２８が前記第２の発明における「ピン駆動機構」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が、クランク角センサ７０およびカム角センサ９２の出力に基づいて各気筒のピストン停止位置を判別することにより前記第２の発明における「停止位置判別手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「再始動実行手段」が、それぞれ実現されている。【００９９】
実施の形態２．
次に、図１８乃至図２０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１乃至図１３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図１７に示すルーチンに代えて後述する図２０に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。【０１００】
本実施形態においても、内燃機関１２の自動停止時には各気筒の吸排気バルブ５８、６０を閉弁状態に停止する弁停止制御を行ったうえで、エンジン回転数ＮＥがゼロになった後にソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするようにしている。そのうえで、本実施形態では、エンジン回転数ＮＥがゼロになった後に、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするタイミングに特徴を有している。具体的には、エンジン回転数ＮＥがゼロになった後に、筒内圧が所定値以下である場合にはソレノイド１３２への通電を継続することとし、筒内圧が上記所定値よりも高くなった場合に、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦにするようにした。【０１０１】
また、本実施形態では、内燃機関１２の自動停止直後において筒内圧が十分な負圧となるようにするために、次のような手順で上記弁停止制御を行うようにしている。すなわち、自動停止時に吸排気バルブ５８、６０を停止する際には、各気筒において、先ず吸気バルブ５８の作動を停止させた後に、排気バルブ６０の作動を停止させるようにしている。また、上記図１６（Ｂ）に示す排気バルブタイミングでは、排気バルブ６０は、吸排気上死点で停止するように設定されている。従って、このような手順で吸排気バルブ５８、６０の作動を停止させると、筒内のガスが排気通路４８側に十分に排出されたうえで、弁停止状態が実現されるようになる。【０１０２】
図１８は、上記の手順で弁停止制御を行ったうえで数秒間に渡ってクランクシャフト７８の回転を継続させた場合のＰ−Ｖ線図である。
上記の手順で弁停止制御が行われると、図１８に示すように、弁停止直後では、ピストン４２が上死点に位置する状態では筒内圧がほぼ大気圧となり、下死点に向けてピストン４２が下降していくのに従って、筒内圧が大きく負圧化していく。【０１０３】
図１９は、筒内が負圧状態にある場合におけるクランク室側から燃焼室４４側への空気の流れを説明するための図である。
筒内（燃焼室内）が負圧になると、図１９に示すように、ピストン４２とシリンダ壁面との隙間を通って、クランク室（図示省略）内の空気が燃焼室内に流入することになる。その結果、上記図１８に示すピストン４２の往復動作中には、時間の経過とともにピストン４２が圧縮する空気量がしばらくは増えていくことになる。このため、図１８に示すように、時間の経過とともに筒内圧が高まっていくことになる。【０１０４】
以上説明したように、自動停止時に上記の手順で弁停止制御を行うようにすると、弁停止直後には筒内圧が大きく負圧化することが判る。更に、本実施形態では、自動停止時にクランクシャフト７８の回転が停止した場合には、発電機１６によってクランクシャフト７８を駆動することで、各気筒のピストン４２の停止位置を上死点と下死点との中間付近に調整するようにしている。【０１０５】
自動停止の動作自体は、上記図１４に示すように、コンマ数秒で完了する。このため、クランクシャフト７８の回転が停止したうえでピストン停止位置の上記調整を行った直後においては、筒内圧が十分に負圧化した状態となる。本実施形態では、このように筒内圧が大きく負圧化している状況下では、実施の形態２の冒頭で説明したように、ソレノイド１３２への通電を継続させるようにしている。そして、その後の時間経過とともに筒内にクランク室側から空気が流入することによって、筒内圧が大気圧に近づいた場合に、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするようにしている。【０１０６】
上記のようなソレノイド１３２の通電制御を行うことにより、本実施形態の可変動弁装置６２を用いている場合であっても、筒内圧が低い状況下で再始動がなされる際に、ソレノイド１３２への通電を継続させておくことで、再始動後の各気筒の最初の１サイクルにおいて弁稼動状態に復帰するのを防止することができる。その結果、この１サイクル中に吸気行程を迎える気筒（上記図１５（Ａ）に示す例の場合には、＃３気筒、＃４気筒、更には、上記条件付きで＃２気筒）の筒内に空気が導入されないようにすることができ、これらの気筒の燃焼室４４内を負圧下に保つことができる。これにより、再始動後の最初の１サイクルにおいて弁稼動状態に復帰する場合（ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとした場合）と比べ、クランキングに要する負荷（スタータとして機能する発電機１６の消費電力）を良好に低減させることができる。【０１０７】
また、本実施形態では、自動停止時にクランクシャフト７８の回転が停止した場合には、各気筒のピストン４２の停止位置が上死点と下死点との中間付近となるように調整している。このような配慮なしに各気筒のピストン４２を成り行きで停止させた場合には、例えば下死点付近でピストン４２が停止している気筒では、自動停止後の時間経過とともに筒内の空気量が増えていくと、クランキングに要する負荷が大きくなってしまう。これに対し、ピストン４２の停止位置への上記配慮がなされていることで、クランキングに要する負荷を低減させることができる。また、クランキングの実行に伴う振動を低減させることもできる。【０１０８】
図２０は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２０において、実施の形態１における図１７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。【０１０９】
図２０に示すルーチンでは、ステップ１００および１０２において、内燃機関１２の自動停止条件が成立し、かつ、触媒６６が高温であると判定された場合には、吸気バルブ５８が閉じた後に吸排気上死点において排気バルブ６０が閉じることによって各気筒の吸排気バルブ５８、６０の弁停止が完了する手順で、ソレノイド１３２への通電がＯＮとされる（ステップ２００）とともに、各気筒の燃料噴射および点火が停止される（ステップ１０８）。【０１１０】
次に、ステップ１１０においてエンジン回転数ＮＥがゼロになったと判定された場合には、各気筒のピストン４２の停止位置が上死点と下死点との中間付近となるように、発電機１６によってクランクシャフト７８の回転位置が調整される（ステップ２０２）。【０１１１】
次に、各気筒の筒内圧が所定値以下であるか否かが判別される（ステップ２０４）。本ステップ２０４における所定値は、既述したように大気圧に近い負圧値とされている。各気筒の筒内圧は、自動停止後の時間経過とともに大気圧に近づいていく。従って、時間経過とともに、弁停止状態でのクランキングに要する負荷が高まっていく。このため、上記所定値は、ソレノイド１３２への通電を継続することによる消費電力量とクランキングに要するエネルギの節約量との収支がプラスとなるように設定されている。【０１１２】
上記ステップ２０４において、各気筒の筒内圧が上記所定値以下であると判定された場合には、内燃機関１２の再始動条件が成立したか否かが判別される（ステップ２０６）。その結果、筒内圧が上記所定値以下である状態で再始動要求が出された場合には、ソレノイド１３２への通電を継続した状態で、所定サイクル数のクランキングを伴って、内燃機関１２の始動（燃料噴射および点火）が実行される（ステップ２０８）。【０１１３】
一方、上記ステップ２０４において、各気筒の筒内圧が上記所定値よりも高くなったと判定された場合には、ソレノイド１３２への通電がＯＦＦとされる（ステップ１１２）。その後、ステップ１１４において再始動条件が成立した場合には、所定サイクル数のクランキングを伴って、内燃機関１２の始動（燃料噴射および点火）が実行される（ステップ２１０）。【０１１４】
ところで、上述した実施の形態２においては、各気筒に備えられた筒内圧センサ７４の出力を利用して、自動停止の完了後に各気筒の筒内圧が上記所定値以下であるか否かを判断し、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするタイミングを決定している。しかしながら、このようなタイミングを判断するための手法は、筒内圧センサ７４の出力を利用して行うものに限られず、例えば、内燃機関１２の自動停止の完了後の経過時間が所定値に達したか否かを判断するものであってもよい。【０１１５】
また、上述した実施の形態２においては、自動停止後の完了後に各気筒のピストン４２の停止位置を上死点と下死点との中間付近に調整するようにしている。また、各気筒の排気バルブ６０が吸排気上死点に位置している状況下で弁停止動作を完了させている。これにより、内燃機関１２は爆発間隔が等間隔となる４気筒型エンジンであるので、自動停止後には、各気筒の筒内圧がほぼ均等な負圧となる。これに対し、上記のピストン停止位置の調整を伴わずに各気筒のピストン４２を成り行きで停止させる場合には、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするタイミングを決定するために、ピストン４２が上死点から十分に離れた位置で停止している気筒において、自動停止中に負圧を検出するようにすればよい。【０１１６】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「筒内圧判別手段」が、上記ステップ２０４の判定が成立する場合にソレノイド１３２への通電をＯＦＦとしないことにより前記第３の発明における「通電継続実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１００および２００の処理を実行することにより前記第４の発明における「通電順序設定手段」が実現されている。【０１１７】
実施の形態３．
次に、図２１および図２２を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１乃至図１３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図１７に示すルーチンに代えて後述する図２２に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。【０１１８】
上記図１９を参照して既述したように、内燃機関１２の自動停止中に燃焼室内が負圧になっていると、クランク室側から燃焼室４４に向けて空気が流入する。一般に、内燃機関では、燃焼時に燃焼室４４側からクランク室側に流入するブローバイガスを掃気するために、クランク室内に新気を循環させるようにしている。従って、自動停止中においてクランク室側から燃焼室４４に流入するガスは、酸素濃度の高いガスとなる。このため、再始動の開始直後において排気バルブ６０が開かれるようになっていると、各気筒の燃焼室４４から触媒６６に向けて、自動停止時に筒内に滞留していた酸素濃度の高いガスが排出されることになる。【０１１９】
図２１は、クランク角度が４２０°ＣＡである状態でクランクシャフト７８の回転が停止した場合における各気筒の動作状況を表した図である。尚、図２１は、上記図１５（Ａ）と同じ関係を一例として示している。
既述したように、本実施形態の可変動弁装置６２、６４の構成では、内燃機関１２の自動停止時においてソレノイド１３２への通電を一旦ＯＦＦとすると、仮に再始動時にソレノイド１３２への通電を行ったとしても、図２１において三角印で囲まれた排気行程（すなわち、＃４気筒、＃２気筒、更には、条件付きで＃１気筒の排気行程）については、排気バルブ６０が弁稼動状態に復帰してしまう。その結果、再始動時には、これらの気筒から触媒６６に空気が供給されてしまうことが懸念される。【０１２０】
そこで、本実施形態では、自動停止の完了時に膨張行程、圧縮行程、更には、吸気行程にある気筒については、自動停止中にエンジン回転数ＮＥがゼロになった場合であっても、排気バルブ６０を制御するためのソレノイド１３２への通電を例外的に継続させるようにした。すなわち、これらの気筒の排気バルブ６０については、自動停止の完了後においても、弁停止状態を継続させるようにした。【０１２１】
上記のような排気側のソレノイド１３２の通電制御を行うことにより、本実施形態の可変動弁装置６２、６４を用いている場合であっても、再始動後の各気筒の最初の１サイクルにおいて、当該通電制御の対象となる排気バルブ６０が弁稼動状態に復帰するのを防止することができる。また、自動停止中に排気行程にある気筒（図２１に示す例では、＃３気筒）の排気バルブ６０については、自動停止中に経過途中にある排気行程が再始動時に経過する間は、閉弁状態に維持される。また、その後に到来する最初の排気行程については、再始動時に直ちにソレノイド１３２への通電を行うことで、排気バルブ６０を弁停止状態とすることができる。更には、この＃３気筒は、上述した実施の形態１における再始動時の始動動作の初回の始動気筒に該当する。このため、当該始動動作を本実施形態でも行うようにしても、燃焼を伴わずに空気が触媒６６に流入するのを防止することができる。【０１２２】
以上のように、上述した排気側のソレノイド１３２の通電制御を行うことにより、自動停止中にクランク室側から燃焼室４４に吸い上げられた空気が、再始動時に各気筒から触媒６６に供給されるのを確実に防止することができる。【０１２３】
また、上述した排気側のソレノイド１３２の通電制御を行ったとしても、４つの気筒の吸気側および排気側にそれぞれ備えられた合計８本のソレノイド１３２のうち、自動停止時には５本のソレノイド１３２への通電を触媒６６の劣化を抑制しながらＯＦＦとすることができる。このため、十分な節電効果を得ることができ、これにより、内燃機関１２の燃費を向上させることができる。【０１２４】
図２２は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図２２において、実施の形態１における図１７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。【０１２５】
図２２に示すルーチンでは、ステップ１１０において自動停止時にエンジン回転数ＮＥがゼロになったと判定された場合には、自動停止中に圧縮行程、膨張行程、および吸気行程の何れかにある気筒の排気バルブ６０であるか、または、それ以外のバルブ５８、６０であるかが判別される（ステップ３００）。【０１２６】
その結果、自動停止中に圧縮行程、膨張行程、および吸気行程の何れかにある気筒の排気バルブ６０については、当該排気バルブ６０の制御を担うソレノイド１３２への通電が継続される（ステップ３０２）。一方、上記排気バルブ６０以外のバルブ（すなわち、自動停止中に排気行程にある気筒の排気バルブ６０および全気筒の吸気バルブ５８）については、これらのバルブ５８、６０の制御を担うソレノイド１３２への通電がＯＦＦとされる（ステップ３０４）。尚、以後のステップ１１４および１１６の処理の説明は省略する。【０１２７】
ところで、上述した実施の形態３においては、内燃機関１２の自動停止中に圧縮行程、膨張行程、および吸気行程の何れかにある気筒の排気バルブ６０については、ソレノイド１３２への通電を継続するようにしている。しかしながら、既述したように、この場合に吸気行程にある気筒の排気バルブ６０については、ピストン停止位置や排気バルブ６０のバルブタイミング次第では、再始動時にソレノイド１３２への通電を直ちに行うことにより、初回の排気行程における排気バルブ６０の作動を停止させられる場合がある。このため、上記図２２に示すルーチンの処理において、この排気バルブ６０の制御を担うソレノイド１３２への通電が必要か否かをより厳密に判断するようにし、不要であれば、当該ソレノイド１３２への通電を停止するようにしてもよい。【０１２８】
また、上述した実施の形態３における排気側のソレノイド１３２の通電制御を、上述した実施の形態２におけるソレノイド１３２の通電制御とともに実行するようにしてもよい。【０１２９】
また、上述した実施の形態３においては、全気筒の吸気側および排気側にソレノイド１３２を備えるようにしている。しかしながら、本発明において、自動停止時に触媒への空気の流入を防止するうえでは、各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方を弁停止状態にできる構成を有していればよい。このため、本実施形態においては、全気筒の排気側にのみソレノイド１３２を備えるようにしてもよい。【０１３０】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１１０、３００、および３０２の処理を実行することにより前記第５の発明における「排気側通電継続実行手段」が実現されている。【０１３１】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関１２に用いられた可変動弁装置６２、６４を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関は、車両システムの起動中に所定の停止条件が成立する場合に自動的に停止させられ、所定の再始動条件が成立する場合に自動的に再始動させられるものであれば、ハイブリッド車両に限られず、例えば、車両システムの起動中にアイドリングストップ機能を有する車両であってもよい。
【図１】
2010097918.tif 000003
【図２】
2010097918.tif 000004
【図３】
2010097918.tif 000005
【図４】
2010097918.tif 000006
【図５】
2010097918.tif 000007
【図６】
2010097918.tif 000008
【図７】
2010097918.tif 000009
【図８】
2010097918.tif 000010
【図９】
2010097918.tif 000011
【図１０】
2010097918.tif 000012
【図１１】
2010097918.tif 000013
【図１２】
2010097918.tif 000014
【図１３】
2010097918.tif 000015
【図１４】
2010097918.tif 000016
【図１５】
2010097918.tif 000017
【図１６】
2010097918.tif 000018
【図１７】
2010097918.tif 000019
【図１８】
2010097918.tif 000020
【図１９】
2010097918.tif 000021
【図２０】
2010097918.tif 000022
【図２１】
2010097918.tif 000023
【図２２】
2010097918.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両システムの起動中に所定の停止条件が成立する場合に自動的に停止させられ、所定の再始動条件が成立する場合に自動的に再始動させられる内燃機関に用いられ、当該内燃機関の各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブの動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置は、非通電時に前記少なくとも一方のバルブの動作状態が前記弁稼動状態となるように、かつ、通電が継続されることによって前記弁停止状態を維持するように構成された電気駆動式のアクチュエータを備え、
前記可変動弁装置は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合に、各気筒の前記アクチュエータへの通電を行う通電制御手段を含み、
前記通電制御手段は、前記アクチュエータへの通電期間中に前記内燃機関のクランクシャフトの回転が停止した場合であって、外部動力によって前記クランクシャフトが駆動されない場合に、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を停止する通電停止実行手段を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記可変動弁装置は、
内燃機関のカムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、
前記吸気バルブまたは前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、
前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換え可能な切換機構と、を更に備え、
前記電気駆動式のアクチュエータは、前記切換ピンを直接的または間接的に移動させる動作を行うものであり、
前記切換機構は、前記アクチュエータの非通電時に前記連結状態とし、前記アクチュエータへの通電が継続されることによって前記非連結状態を維持するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記内燃機関の停止時における各気筒のピストン停止位置を判別する停止位置判別手段と、
前記再始動条件の成立に伴って前記内燃機関の再始動を行う場合に、最初に吸気行程が到来する気筒から始動を開始する再始動実行手段と、を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記可変動弁装置は、前記内燃機関の各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブの双方の動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒における筒内圧が所定値以下であるか否かを判別する筒内圧判別手段を更に備え、
前記通電停止実行手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記少なくとも１つの気筒における前記筒内圧が前記所定値以下である場合には、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を継続する通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記通電制御手段は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合には、各気筒において、前記吸気バルブの制御を担う前記アクチュエータ、次いで、前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータという順で、前記アクチュエータへの前記通電を行うにする通電順序設定手段を含み、
前記可変動弁装置は、前記アクチュエータへの前記通電によって前記排気バルブが停止状態とされる際の当該排気バルブの閉じ時期が上死点近傍の時期となるように設定されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記可変動弁装置は、各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブのうちの少なくとも前記排気バルブの動作状態を、前記内燃機関の気筒毎に弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記通電制御手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した際に、ピストンが圧縮行程、膨張行程、および吸気行程のうちの少なくとも圧縮行程および膨張行程の何れかにある気筒に対して、当該気筒が備える前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータへの前記通電を継続する排気側通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両システムの起動中に所定の停止条件が成立する場合に自動的に停止させられ、所定の再始動条件が成立する場合に自動的に再始動させられる内燃機関に用いられ、当該内燃機関の各気筒において吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方のバルブの動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置は、非通電時に前記少なくとも一方のバルブの動作状態が前記弁稼動状態となるように、かつ、通電が継続されることによって前記弁停止状態を維持するように構成された電気駆動式のアクチュエータを備え、
前記可変動弁装置は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合に、各気筒の前記アクチュエータへの通電を行う通電制御手段を含み、
前記通電制御手段は、前記アクチュエータへの通電期間中に前記内燃機関のクランクシャフトの回転が停止した場合であって、外部動力によって前記クランクシャフトが駆動されない場合に、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を停止する通電停止実行手段を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記可変動弁装置は、
内燃機関のカムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、
前記吸気バルブまたは前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、
前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換え可能な切換機構と、を更に備え、
前記電気駆動式のアクチュエータは、前記切換ピンを直接的または間接的に移動させる動作を行うものであり、
前記切換機構は、前記アクチュエータの非通電時に前記連結状態とし、前記アクチュエータへの通電が継続されることによって前記非連結状態を維持するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記内燃機関の停止時における各気筒のピストン停止位置を判別する停止位置判別手段と、
前記再始動条件の成立に伴って前記内燃機関の再始動を行う場合に、最初に吸気行程が到来する気筒から始動を開始する再始動実行手段と、を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記可変動弁装置は、前記内燃機関の各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブの双方の動作状態を、弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記切換機構は、
前記切換ピンを前記非連結状態の位置から前記連結状態の位置に向けて付勢する付勢手段と、
通電時の前記アクチュエータの動作に伴って、前記カムの回転動力を利用して、前記切換ピンを前記付勢手段が発する付勢力に抗して前記連結状態の位置から前記非連結状態の位置に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記アクチュエータへの通電が停止されると、前記切換ピンを前記非連結状態の位置に向けて押動する力が消滅するように構成されており、
前記可変動弁装置は、
前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記内燃機関の少なくとも１つの気筒における筒内圧が所定値以下であるか否かを判別する筒内圧判別手段を更に備え、
前記通電停止実行手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した後に、前記少なくとも１つの気筒における前記筒内圧が前記所定値以下である場合には、各気筒の前記アクチュエータへの前記通電を継続する通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記通電制御手段は、前記停止条件の成立に伴って前記内燃機関への燃料供給が停止される場合には、各気筒において、前記吸気バルブの制御を担う前記アクチュエータ、次いで、前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータという順で、前記アクチュエータへの前記通電を行う通電順序設定手段を含み、
前記可変動弁装置は、前記アクチュエータへの前記通電によって前記排気バルブが停止状態とされる際の当該排気バルブの閉じ時期が上死点近傍の時期となるように設定されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記可変動弁装置は、各気筒において前記吸気バルブおよび前記排気バルブのうちの少なくとも前記排気バルブの動作状態を、前記内燃機関の気筒毎に弁稼動状態と弁停止状態との間で変更可能な装置であって、
前記通電制御手段は、前記通電期間中に前記クランクシャフトの回転が停止した際に、ピストンが圧縮行程、膨張行程、および吸気行程のうちの少なくとも圧縮行程および膨張行程の何れかにある気筒に対して、当該気筒が備える前記排気バルブの制御を担う前記アクチュエータへの前記通電を継続する排気側通電継続実行手段を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
また、上述した実施の形態２においては、自動停止の完了後に各気筒のピストン４２の停止位置を上死点と下死点との中間付近に調整するようにしている。また、各気筒の排気バルブ６０が吸排気上死点に位置している状況下で弁停止動作を完了させている。これにより、内燃機関１２は爆発間隔が等間隔となる４気筒型エンジンであるので、自動停止後には、各気筒の筒内圧がほぼ均等な負圧となる。これに対し、上記のピストン停止位置の調整を伴わずに各気筒のピストン４２を成り行きで停止させる場合には、ソレノイド１３２への通電をＯＦＦとするタイミングを決定するために、ピストン４２が上死点から十分に離れた位置で停止している気筒において、自動停止中に負圧を検出するようにすればよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2010097918.tif 000025
【国際調査報告】
2010097918.tif 000026
2010097918.tif 000027