(57)【要約】  この発明は、吸気バルブと排気バルブのうち少なくとも一方のバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構を備えた内燃機関において、バルブの駆動休止機能の異常検出をすることができる内燃機関の異常検出装置を提供することを目的とする。  内燃機関が、吸気バルブまたは／および排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサを備える。ＥＣＵが、弁駆動機構に対してバルブ駆動信号とバルブ休止信号の何れの制御信号が与えられているかを検知する。ＥＣＵの検知結果と、ノックセンサの出力中の着座音の有無と、に基づいて、弁駆動機構が異常か否かを判定する。
2010079615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブおよび排気バルブを駆動する弁駆動機構と、ノックセンサと、を備えた内燃機関の異常を検出する装置であって、
前記弁駆動機構が、吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能であり、
前記ノックセンサが、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能であり、
前記弁駆動機構に対してバルブ駆動信号とバルブ休止信号の何れの制御信号が与えられているかを検知する指示検知手段と、
前記指示検知手段の検知結果と、前記ノックセンサの出力中の着座音の有無と、に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の異常検出装置。
【請求項２】
前記内燃機関が、それぞれが点火プラグを備えた複数の気筒を備え、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの着座時期と前記点火プラグの点火時期とが重ならないように、前記点火プラグの点火時期をずらす或いは前記点火プラグの点火を禁止する点火制御手段と、
前記点火制御手段により点火時期がずらされた後に、或いは、点火が禁止された後に、前記ノックセンサの出力を取得する出力取得手段と、
をさらに備え、
前記判定手段が、前記出力取得手段が取得した前記ノックセンサの出力中の着座音の有無に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項３】
前記内燃機関が、複数の吸気バルブおよび複数の排気バルブを備え、
前記弁駆動機構が、前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブの開弁特性を変更することができる可変動弁機構であり、
前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブの着座時期が重ならないようにそれらのバルブの位相を変更する位相変更手段と、
前記位相変更手段による位相変更後に、前記ノックセンサの出力を取得する出力取得手段と、
をさらに備え、
前記判定手段が、前記出力取得手段が取得した前記ノックセンサの出力中の着座音の有無に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項４】
前記位相変更手段が、前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブのうち着座時期が隣り合う２つのバルブの着座時期を、所定量以上大きく相違させる着座時期調節手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項５】
前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座時期における前記ノックセンサの出力を、１周期の整数倍だけクランク角が異なる複数の時期で取得する周期的出力取得手段と、
前記周期的取得手段が取得した複数の時期のノックセンサ出力の比較に基づいて、ノックセンサ出力中の着座音の有無を検出する比較検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項６】
前記弁駆動機構が、前記内燃機関のクランクシャフトと同期して回転するカムシャフトと、前記カムシャフトの回転を伝達して前記吸気バルブおよび前記排気バルブを開閉するカム機構と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項７】
前記内燃機関が、それぞれが吸気バルブと排気バルブを備える複数の気筒を備え、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力を所定のしきい値と比較することにより、着座音の有無を判定する手段であり、
前記判定手段の判定に用いられるしきい値を、異なる値で複数個記憶したしきい値記憶手段と、
前記しきい値記憶手段が記憶した複数個のしきい値のなかから、前記複数の気筒のそれぞれの気筒の吸気バルブおよび排気バルブに応じて、前記判定手段が判定に用いるしきい値を選択するしきい値選択手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項８】
前記弁駆動機構が吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動をしている期間に、前記少なくとも一つのバルブの閉弁時期における前記ノックセンサの出力波形の振幅の最大値を、学習値として学習する学習手段を備え、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力値を前記学習値と比較することにより、前記吸気バルブの着座音の有無および前記排気バルブの着座音の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項９】
前記内燃機関が、複数の吸気バルブおよび複数の排気バルブからなるバルブ群を備え、
前記弁駆動機構が、前記バルブ群のそれぞれのバルブの駆動を休止可能であり、
前記学習手段が、前記バルブ群のそれぞれのバルブについて個別に学習値を学習する手段であり、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力と、前記学習手段がそれぞれのバルブについて学習することにより得られた複数の学習値と、の比較に基づいて、前記バルブ群のそれぞれのバルブについて、前記ノックセンサの出力中における着座音の有無を判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項１０】
内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、バルブ駆動信号およびバルブ休止信号を受けそれらの信号に従って吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構と、
前記内燃機関に備えられ、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサと、
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブまたは／および排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記弁駆動機構にバルブ駆動信号とバルブ休止信号とを択一的に入力する弁休止制御手段と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置と、
前記弁休止制御手段により前記弁駆動機構にバルブ休止信号が入力された後に、前記異常検出装置により前記弁駆動機構の異常検出を行う異常検出制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、バルブ駆動信号およびバルブ休止信号を受けそれらの信号に従って吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構と、
前記内燃機関に備えられ、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサと、
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブまたは／および排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記弁駆動機構にバルブ休止信号を入力する弁休止制御手段と、
フューエルカット終了指令があったら、吸気バルブまたは／および排気バルブが開弁動作を再開するように前記弁駆動機構に対してバルブ駆動信号を入力する弁復帰制御手段と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置と、
前記弁復帰制御手段により前記弁駆動機構にバルブ駆動信号が入力された後であって且つ前記内燃機関が燃料噴射を再開する前に、前記異常検出装置により前記弁駆動機構の異常検出を行う異常検出制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、吸気バルブや排気バルブを駆動するための弁駆動機構を備える。従来、例えば下記の特許文献１〜４に開示されているように、吸気バルブや排気バルブの動作異常、つまり弁駆動機構の異常を検出する異常検出装置が知られている。【０００３】
特許文献１の装置は、吸気バルブや排気バルブ（以下、これらをまとめて「吸排気バルブ」と称すことがある）のリフト量を検知するリフトセンサを備える。特許文献１の装置は、このリフトセンサの出力に基づいて、吸排気バルブの動作異常を直接的に検出する。特許文献２の装置は、吸排気バルブの駆動を休止させるための気筒休止機構の故障を、吸入空気量に基づいて検出する。また、特許文献３の装置は、排気ガスセンサ出力に基づいて、吸排気バルブの動作異常を間接的に検出する。【０００４】
【特許文献１】日本特開２００４−１００４８７号公報
【特許文献２】日本特開２００５−１３９９６２号公報
【特許文献３】日本特開２００４−１００４８６号公報
【特許文献４】日本特開平１１−１４１３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、弁駆動機構の異常検出のための種々の異常検出装置が公知である。しかし、これらの異常検出装置は、それぞれ欠点も有している。特許文献１の装置は、リフト量計測専用のセンサであるリフトセンサを必要とする。専用センサの追加は、コストアップを招くおそれがある。特許文献２の装置や特許文献３の装置は、吸排気バルブの機械的な故障を、吸入空気量や排気ガス空燃比などの間接的な情報に基づいて検出する。吸気バルブと排気バルブのうち、一方のバルブ駆動機能が正常でも他方のバルブ駆動機能が故障する場合がある。特許文献３の装置は、排気ガスセンサ出力を基礎とするため、排気バルブが休止つまり閉弁されたときに吸気バルブの休止状態を判別できない。同様に、特許文献２の装置も、休止気筒の吸気バルブと排気バルブの両方が正常に休止（閉弁）されたか否かの検出は困難である。【０００６】
上述したように、弁駆動機構の異常検出のための従来技術には、それぞれ一長一短がある。このため、優れた異常検出装置を得るために、更なる研究開発が続けられてきている。本願発明者は、鋭意研究の結果、従来の技術とは異なるアプローチによって弁駆動機構の異常検出を行うことができる装置に想到した。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、吸気バルブと排気バルブのうち少なくとも一方のバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構を備えた内燃機関において、バルブの駆動休止機能の異常検出をすることができる内燃機関の異常検出装置を提供することを目的とする。【０００８】
また、この発明の他の目的は、バルブの駆動休止機能の異常検出をすることができる機能を備えた内燃機関を提供することを目的とする。【０００９】
なお、特許文献４には、電磁駆動式バルブの駆動時の振動を、ノックセンサにより検知するとの記載がある。すなわち、特許文献４には、ノックセンサにより検知した振動の情報とクランク角との比較に基づいて、バルブ開閉タイミング算出するとの記載がある。しかしながら、特許文献４には、バルブの駆動休止制御に関する記載はない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、吸気バルブおよび排気バルブを駆動する弁駆動機構と、ノックセンサと、を備えた内燃機関の異常を検出する異常検出装置であって、
前記弁駆動機構が、吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能であり、
前記ノックセンサが、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能であり、
前記弁駆動機構に対してバルブ駆動信号とバルブ休止信号の何れの制御信号が与えられているかを検知する指示検知手段と、
前記指示検知手段の検知結果と、前記ノックセンサの出力中の着座音の有無と、に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関が、それぞれが点火プラグを備えた複数の気筒を備え、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの着座時期と前記点火プラグの点火時期とが重ならないように、前記点火プラグの点火時期をずらす或いは前記点火プラグの点火を禁止する点火制御手段と、
前記点火制御手段により点火時期がずらされた後に、或いは、点火が禁止された後に、前記ノックセンサの出力を取得する出力取得手段と、
をさらに備え、
前記判定手段が、前記出力取得手段が取得した前記ノックセンサの出力中の着座音の有無に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定することを特徴とする。【００１２】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内燃機関が、複数の吸気バルブおよび複数の排気バルブを備え、
前記弁駆動機構が、前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブの開弁特性を変更することができる可変動弁機構であり、
前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブの着座時期が重ならないようにそれらのバルブの位相を変更する位相変更手段と、
前記位相変更手段による位相変更後に、前記ノックセンサの出力を取得する出力取得手段と、
をさらに備え、
前記判定手段が、前記出力取得手段が取得した前記ノックセンサの出力中の着座音の有無に基づいて、前記弁駆動機構が異常か否かを判定することを特徴とする。【００１３】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記位相変更手段が、前記複数の吸気バルブおよび前記複数の排気バルブのうち着座時期が隣り合う２つのバルブの着座時期を、所定量以上大きく相違させる着座時期調節手段を含むことを特徴とする。【００１４】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれか１つにおいて、
前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座時期における前記ノックセンサの出力を、１周期の整数倍だけクランク角が異なる複数の時期で取得する周期的出力取得手段と、
前記周期的取得手段が取得した複数の時期のノックセンサ出力の比較に基づいて、ノックセンサ出力中の着座音の有無を検出する比較検出手段と、
を備えることを特徴とする。【００１５】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記弁駆動機構が、前記内燃機関のクランクシャフトと同期して回転するカムシャフトと、前記カムシャフトの回転を伝達して前記吸気バルブおよび前記排気バルブを開閉するカム機構と、を備えることを特徴とする。【００１６】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明のいずれか１つにおいて、
前記内燃機関が、それぞれが吸気バルブと排気バルブを備える複数の気筒を備え、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力を所定のしきい値と比較することにより、着座音の有無を判定する手段であり、
前記判定手段の判定に用いられるしきい値を、異なる値で複数個記憶したしきい値記憶手段と、
前記しきい値記憶手段が記憶した複数個のしきい値のなかから、前記複数の気筒のそれぞれの気筒の吸気バルブおよび排気バルブに応じて、前記判定手段が判定に用いるしきい値を選択するしきい値選択手段と、
を備えることを特徴とする。【００１７】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明のいずれか１つにおいて、
前記弁駆動機構が吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動をしている期間に、前記少なくとも一つのバルブの閉弁時期における前記ノックセンサの出力波形の振幅の最大値を、学習値として学習する学習手段を備え、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力値を前記学習値と比較することにより、前記吸気バルブの着座音の有無および前記排気バルブの着座音の有無を判定することを特徴とする。【００１８】
また、第９の発明は、第８の発明において、
前記内燃機関が、複数の吸気バルブおよび複数の排気バルブからなるバルブ群を備え、
前記弁駆動機構が、前記バルブ群のそれぞれのバルブの駆動を休止可能であり、
前記学習手段が、前記バルブ群のそれぞれのバルブについて個別に学習値を学習する手段であり、
前記判定手段が、前記ノックセンサの出力と、前記学習手段がそれぞれのバルブについて学習することにより得られた複数の学習値と、の比較に基づいて、前記バルブ群のそれぞれのバルブについて、前記ノックセンサの出力中における着座音の有無を判定することを特徴とする。【００１９】
第１０の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、バルブ駆動信号およびバルブ休止信号を受けそれらの信号に従って吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構と、
前記内燃機関に備えられ、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサと、
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブまたは／および排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記弁駆動機構にバルブ駆動信号とバルブ休止信号とを択一的に入力する弁休止制御手段と、
第１乃至第９の発明のいずれか１つにかかる内燃機関の異常検出装置と、
前記弁休止制御手段により前記弁駆動機構にバルブ休止信号が入力された後に、前記異常検出装置により前記弁駆動機構の異常検出を行う異常検出制御手段と、
を備えることを特徴とする。【００２０】
第１１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、バルブ駆動信号およびバルブ休止信号を受けそれらの信号に従って吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能である弁駆動機構と、
前記内燃機関に備えられ、前記吸気バルブまたは／および前記排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサと、
前記内燃機関のフューエルカットを実行するフューエルカット手段と、
フューエルカット中に吸気バルブまたは／および排気バルブが閉じた状態に維持されるように、前記弁駆動機構にバルブ休止信号を入力する弁休止制御手段と、
フューエルカット終了指令があったら、吸気バルブまたは／および排気バルブが開弁動作を再開するように前記弁駆動機構に対してバルブ駆動信号を入力する弁復帰制御手段と、
第１乃至第９の発明のいずれか１つにかかる内燃機関の異常検出装置と、
前記弁復帰制御手段により前記弁駆動機構にバルブ駆動信号が入力された後であって且つ前記内燃機関が燃料噴射を再開する前に、前記異常検出装置により前記弁駆動機構の異常検出を行う異常検出制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、内燃機関に備えられた弁駆動機構の異常を検出することができる。すなわち、吸気バルブおよび排気バルブは、駆動中に、着座音（着座時のシリンダヘッドとの衝突音）を発する。バルブ休止信号どおりに弁駆動機構がバルブを休止していれば、ノックセンサ出力に着座音は現れない筈である。逆に、バルブ駆動信号どおりに弁駆動機構がバルブを駆動状態（不休止状態）に置いていれば、ノックセンサ出力に着座音が現れる筈である。従って、弁駆動機構への制御内容と、ノックセンサ出力中の着座音の有無とに基づいて、内燃機関の弁駆動機構の異常を検出することができる。【００２２】
第２の発明によれば、ノックセンサによる着座音の感知が、点火時のノイズによって阻害されるのを防止することができる。【００２３】
第３の発明によれば、判定手段の判定の基礎となる着座音を、各バルブごとに確実に区別して、感知することができる。【００２４】
第４の発明によれば、着座時期の重なりを確実に回避することができる。【００２５】
第５の発明によれば、クランク角に応じたバルブ動作の周期性を利用して、着座音の有無を精度良く判定することができる。つまり、バルブの着座時期は、クランク角に応じた周期的なものである。従って、クランク角が１周期の整数倍だけ異なる複数個のノックセンサ出力の比較を行うことにより、弁駆動機構への制御指示に応じた着座音の発生／消失を検出できる。しかも、このようなノックセンサ出力の比較によれば、着座音の発生／消失に応じた出力変化を特定可能である。このため、着座音判定を行うにあたり、ノイズの影響を大きく受けないという利点がある。【００２６】
第６の発明によれば、第５の発明における弁駆動機構が、カムシャフトの回転駆動でバルブを開閉する機械駆動式の弁駆動機構である。この種の弁駆動機構では、クランク角に対するバルブ動作の周期性が、高い信頼性で確保される。従って、第６の発明におけるノックセンサ出力比較を行う際に、高い判定精度が保証される。【００２７】
第７の発明によれば、バルブごとの着座音の相違を反映させた、高精度な判定を行うことができる。シリンダブロックにおける個々のバルブとノックセンサとの位置関係の相違に起因して、バルブ着座音の大きさがばらつく場合がある。第７の発明は、値の異なる複数のしきい値を記憶しておき、バルブに応じてしきい値を変更できる。従って、バルブごとの着座音の相違を反映させた、高精度な判定を行うことができる。【００２８】
第８の発明によれば、ノックセンサ出力に基づいて、バルブ着座音の有無の判定に用いるための値を学習することができる。【００２９】
第９の発明によれば、ノックセンサ出力中の着座音の有無の判定を、精度良く行うことができる。すなわち、各バルブの個体差やバルブ取付位置などに応じて、一つの内燃機関においてバルブごとの着座音の大きさが相違する。第８の発明によれば、バルブごとに学習値を持つことができるので、バルブごとの着座音の相違を反映させた高精度な判定を行うことができる。【００３０】
第１０の発明によれば、フューエルカット中に吸排気バルブを休止する場合において、バルブの休止が正常に行われているかを検出することができる。【００３１】
第１１の発明によれば、フューエルカット終了後に吸排気バルブの駆動を再開させる場合において、バルブの駆動が正常に再開されているか否かを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】日本特願２００８−１２２６１６号にかかる内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】吸気バルブを開閉駆動する機構の概略構成を示す図である。
【図３】第１可変グループの平面図である。
【図４】第１ローラロッカーアームの側面図である。
【図５】第２ローラロッカーアームの側面図である。
【図６】第１可変機構の水平断面図である。
【図７】第１支軸と第１ピンの構成を示す図である。
【図８】第２支軸と第２ピンの構成を示す図である。
【図９】第１切換機構の動作を説明する図である。
【図１０】第２可変機構の水平断面図である。
【図１１】第２切換機構の動作を説明する図である。
【図１２】日本特願２００８−１２２６１６号の第１の実施例における第１アクチュエータの第１の構成例を示す図である。
【図１３】日本特願２００８−１２２６１６号の第１の実施例における第１アクチュエータの第２の構成例を示す図である。
【図１４】日本特願２００８−１２２６１６号の第１の実施例における第１アクチュエータの第３の構成例を示す図である。
【図１５】第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの作動タイミングを示す図である。
【図１６】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの構成を示す垂直断面図である。
【図１７】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの構成を示す平面図である。
【図１８】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における吸気カムシャフトの構成を示す図である。
【図１９】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における離脱用スプリングの構成例を示す図である。
【図２０】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの動作を説明する第１の図である。
【図２１】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの動作を説明する第２の図である。
【図２２】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの動作を説明する第３の図である。
【図２３】日本特願２００８−１２２６１６号の第２の実施例における第１アクチュエータの他の構成例を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態１における内燃機関の構成を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態１においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態２においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態３においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。
【図２８】本発明の実施の形態４においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。
【図２９】本発明の実施の形態５においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。
【図３０】バルブ着座音の重なりを説明するための図である。
【図３１】吸気バルブおよび排気バルブの着座音の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０８    内燃機関
２１０    シリンダブロック
２１２    ノックセンサ
２１４    弁駆動機構
２１６    外部制御回路
２１８    点火プラグ
２２２    クランク角センサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
実施の形態１． 
［実施の形態１の構成］
図２４は、本発明の実施の形態１の異常検出装置およびこの異常検出装置を搭載した内燃機関２０８の全体の構成を模式的に示す。実施の形態１にかかる内燃機関２０８は、車両搭載用として好適である。内燃機関２０８は、シリンダブロック２１０を備える。シリンダブロック２１０は、図示しないが、直列に並んだ４つの気筒を備える。また、シリンダブロック２１０内部には、４つの気筒にそれぞれ備えられたピストンと連結するクランクシャフトが備えられる。【００３５】
内燃機関２０８は、各気筒の吸気バルブおよび排気バルブを駆動するための弁駆動機構２１４を備える。弁駆動機構２１４は、カムシャフトと、カムシャフトの回転を吸気バルブと排気バルブにそれぞれ伝達する機構（以下、便宜上「カム機構」とも称す）を備える。弁駆動機構２１４は、内燃機関２０８の運転中（具体的にはフューエルカット中）に、各気筒の吸気バルブおよび排気バルブを閉弁状態に固定することができる。以下、バルブを閉弁状態に固定することを、「休止」とも称す。なお、以下の説明で単に「バルブ」と記載した場合には、基本的に、吸気バルブと排気バルブとを区別せずに両方を指すものとする。本実施形態では、弁駆動機構２１４を、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類に開示された弁駆動機構により実現する。本明細書の末尾に、日本特願２００８−１２２６１６号にかかる弁駆動装置を示す。【００３６】
図２４では図示しないが、シリンダブロック２１０のシリンダヘッドには、気筒毎に、燃料噴射弁および点火プラグ２１８が備えられている。図２４では点火プラグ２１８を模式的に１つのブロックで示す。実際には、各気筒に１つずつ、合計４つの点火プラグがシリンダブロック２１０のシリンダヘッドに備えられている。【００３７】
シリンダブロック２１０には、ノックセンサ２１２が取り付けられている。ノックセンサ２１２は、いわゆる非共振型ノックセンサ（「フラット型ノックセンサ」とも称される）である。このタイプのノックセンサは、一般に、ノック周波数を含む広域な周波数帯の振動を感知することができる。ノックセンサ２１２の出力信号は、外部制御回路２１６に入力される。外部制御回路２１６は、ノックウィンドウ機能やバンドパスフィルタ機能を備える。これらの機能により、ノックセンサ２１２の出力信号からノッキング発生時の振動成分を判別することができる。【００３８】
外部制御回路２１６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０に接続している。ＥＣＵ２２０は、外部制御回路２１６を介して、ノックセンサ２１２の出力を取得することができる。また、実施の形態１では、内燃機関２０８がクランク角センサ２２２を備える。ＥＣＵ２２０は、クランク角センサ２２２の出力に基づいて、クランク角を算出することができる。【００３９】
ＥＣＵ２２０は、内燃機関２０８の運転状態に応じて、弁駆動機構２１４に対して、各気筒の吸気バルブおよび排気バルブの駆動（作動）と休止とを切換えるための制御信号を発する。以下、吸気バルブおよび排気バルブを駆動状態から休止状態に切り換えるための制御を、「弁休止制御」とも称す。また、反対に、吸気バルブおよび排気バルブを休止状態から駆動状態に切り換えるための制御を、「弁復帰制御」とも称す。本実施形態では、弁休止制御と弁復帰制御とにおいてそれぞれＥＣＵ２２０が発する制御信号が、日本特願２００８−１２２６１６号に係る弁駆動装置の第１アクチュエータ９１や第２アクチュエータ９２に与えられる。【００４０】
なお、実施の形態１では、ＥＣＵ２２０が、必要に応じて内燃機関２０８の燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行可能である。フューエルカットに関しては既に公知の技術を用いればよく、新規な事項ではないので、ここでは説明を省略する。弁休止制御や弁復帰制御の実行時期は、たとえば、内燃機関２０８のフューエルカット運転が開始される時や、内燃機関２０８のフューエルカット運転が終了する時などを例示することができる。【００４１】
［実施の形態１の動作］
実施の形態１にかかる異常検出装置は、下記のように、ノックセンサ２１２の出力を利用して、弁駆動機構２１４の異常を検出する。弁駆動機構２１４が駆動する吸気バルブおよび排気バルブは、開閉動作中に、着座音を発する。ここでいう「着座音」とは、バルブが閉じられる際に（つまり着座時に）、バルブがシリンダブロック２１０のシリンダヘッドに衝突して発生する音である。以下、説明の便宜上、適宜、着座音を「バルブ着座音」と記載することもある。【００４２】
着座音発生時のシリンダブロック２１０の震え（振動、ショック）は、シリンダブロック２１０に取り付けられたノックセンサ２１２に伝わる。従って、ノックセンサ２１２の出力波形に、バルブの着座による出力変動が現れる。このようにして、ノックセンサ２１２による着座音の感知が可能である。なお、ノックセンサの本来の目的がノッキング検知であることから、この出力変動はノックセンサ２１２側から見ればノイズ（着座ノイズ）とも言える。【００４３】
弁休止制御時には、ＥＣＵ２２０が、弁駆動機構２１４に吸気バルブおよび排気バルブを休止するための制御信号を発する。この制御信号に従って弁駆動機構２１４がそれらのバルブを休止していれば、ノックセンサ２１２の出力に着座音は現れない筈である。そこで、実施の形態１では、弁休止制御の実行後に、ノックセンサ２１２の出力中に着座音が認められた場合には、弁駆動機構２１４に異常があると判定する。【００４４】
一方、弁復帰制御時には、ＥＣＵ２２０が、弁駆動機構２１４に吸気バルブおよび排気バルブを駆動するための制御信号を発する。この制御信号に従って弁駆動機構２１４がそれらのバルブの駆動を再開させていれば、ノックセンサ２１２の出力に着座音が現れる筈である。そこで、実施の形態１では、弁復帰制御の実行後に、ノックセンサ２１２の出力中に着座音が認められない場合には、弁駆動機構２１４に異常があると判定する。【００４５】
以上の実施の形態１によれば、弁休止制御や弁復帰制御に従って弁駆動機構２１４が正常に動作するか否かを検出することができる。【００４６】
［実施の形態１の具体的処理］
以下、実施の形態１において行われる、弁駆動機構２１４の異常検出のための具体的処理を説明する。図２５は、実施の形態１においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。【００４７】
本実施形態では、図２５の処理が、内燃機関２０８のフューエルカット開始時期、および、フューエルカット終了時期（フューエルカットから燃料噴射制御への復帰時期）に、それぞれ実行されるものとする。すなわち、本実施形態では、先ず、内燃機関２０８のフューエルカット条件（フューエルカット実行フラグのＯＮ／ＯＦＦ）の成立が判定される。フューエルカット実行フラグがＯＮの場合には、フューエルカット制御が開始され、これに並行してＥＣＵ２２０が弁休止制御を実行する。弁休止制御では、ＥＣＵ２２０が、弁駆動機構２１４に、吸気バルブおよび排気バルブを休止するための制御信号を発する。その後、図２４のルーチンが開始されるものとする。また、本実施形態では、フューエルカット中に、フューエルカット復帰条件が成立した場合には、ＥＣＵ２２０が弁復帰制御を実行する。その後、図２４のルーチンが開始されるものとする。【００４８】
図２４に示すルーチンでは、先ず、バルブ動作制御指示中か否かが判別される（ステップＳ１００）。ステップＳ１００は、弁駆動機構２１４に対して、バルブ駆動信号とバルブ休止信号のうち何れの制御信号が与えられているかを検知する処理である。本実施形態における「バルブ休止信号」とは、弁休止制御時に弁駆動機構２１４に対して与えられるべき制御信号を意味し、本実施形態における「バルブ駆動信号」とは、弁休止制御の非実行中に弁駆動機構２１４に対して与えられるべき制御信号を意味する。このステップでは、弁駆動機構２１４に対してＥＣＵ２２０が与えている制御信号の内容が、検知される。本実施形態では、日本特願２００８−１２２６１６号に係る弁駆動装置の第１アクチュエータ９１や第２アクチュエータ９２に与えられている制御信号が検知される。【００４９】
ＥＣＵ２２０が、弁駆動機構２１４側に、吸気バルブおよび排気バルブを駆動させる制御信号を発している場合、ステップＳ１００の条件は成立する。その結果、処理はステップＳ１０２に移る。逆に、ＥＣＵ２２０が発している制御信号が、吸気バルブおよび排気バルブを休止させる制御信号である場合、言い換えれば、弁休止制御が行われている場合には、ステップＳ１００の条件が否定される。その結果、処理はステップＳ１０８に移る。【００５０】
ステップＳ１００の条件が成立している場合には、続いて、ステップＳ１０２においてノックセンサ出力にバルブ着座音があるか否かが判定される。本実施形態では、ノックセンサ出力が所定のしきい値を越えた場合には、バルブ着座音があると判定する。この所定のしきい値の大きさは、予め実験等により、ノックセンサ出力にバルブ着座音が含まれていると判断できる程度の大きさに定めればよい。【００５１】
ステップＳ１０２においてバルブ着座音の存在が認められた場合には、弁駆動機構２１４が現在は正常であるとの判定が下される（ステップＳ１０４）。前述したステップＳ１００の判定後にステップＳ１０２以降に処理が移っているので、現時点で、弁駆動機構２１４に対して、バルブを駆動すべき制御信号が与えられている。ステップＳ１０２からＳ１０４に処理が移ったということは、弁駆動機構２１４がバルブを駆動すべき状況下においてバルブ着座音が確認されたことを意味する。従って、ステップＳ１０４において、弁駆動機構２１４が正常であるとの判定が下される。その後、今回のルーチンが終了する。【００５２】
ステップＳ１０２においてバルブ着座音の存在が認められなかった場合には、弁駆動機構２１４が異常であるとの判定が下される（ステップＳ１０６）。前段落で述べたように、ステップＳ１０２の処理実行中は、本来バルブ着座音が発生しているべきである。従って、ステップＳ１０６では、弁駆動機構２１４が異常である、言い換えれば、弁駆動機構２１４がバルブを動作させるべき制御指令に従わずにバルブを休止させていると判定される。その後、今回のルーチンが終了する。【００５３】
ステップＳ１００の条件が否定された場合には、続いて、ステップＳ１０８においてノックセンサ出力にバルブ着座音があるか否かが判定される。ステップＳ１０８では、前述したステップＳ１０２と同じ処理によって、バルブの着座音の有無が判定される。【００５４】
ステップＳ１０８においてバルブ着座音の存在が認められた場合には、弁駆動機構２１４が現在は異常であるとの判定が下される（ステップＳ１１０）。既述したステップＳ１００の判定結果から、ステップＳ１０８の処理実行中は弁休止制御が行われている。従って、ステップＳ１０８の処理実行中は、本来、バルブ着座音は発生していない筈である。従って、ステップＳ１１０において、弁駆動機構２１４が異常であるとの判定が下される。その後、今回のルーチンが終了する。【００５５】
また、ステップＳ１０８においてバルブ着座音の存在が認められなかった場合には、弁駆動機構２１４が正常であるとの判定が下される（ステップＳ１１２）。その後、今回のルーチンが終了する。【００５６】
以上の処理によれば、弁駆動機構２１４への制御内容と、ノックセンサ２１２の出力中のバルブ着座音の有無とに基づいて、弁駆動機構２１４の異常を検出することができる。【００５７】
尚、上述した実施の形態１では、弁駆動機構２１４が前記第１の発明における「弁駆動機構」に、ノックセンサ２１２が前記第１の発明における「ノックセンサ」に、それぞれ相当している。また、実施の形態１では、ＥＣＵ２２０が図２５のフローチャートにおけるステップＳ１００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「指示検知手段」が実現されている。また、実施の形態１では、ＥＣＵ２２０が、図２５のフローチャートにおけるステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理およびＳ１０８〜Ｓ１１２の処理を選択的に実行することにより、前記第１の発明における「判定手段」が、実現されている。【００５８】
また、実施の形態１では、ＥＣＵ２２０がフューエルカット制御を実行することにより前記第１０あるいは第１１の発明における「フューエルカット手段」が、ＥＣＵ２２０がフューエルカット制御中に弁休止制御を行うことにより前記第１０あるいは第１１の発明における「弁休止制御手段」が、それぞれ実現されている。また、実施の形態１では、上記の具体的処理の欄で述べたようにＥＣＵ２２０が弁休止制御後に図２４のルーチンを開始することにより、前記第１０の発明における「異常検出制御手段」が実現されている。
また、実施の形態１では、ＥＣＵ２２０がフューエルカット終了時に弁復帰制御を実行することにより、前記第１１の発明における「弁復帰制御手段」が実現されている。さらに、実施の形態１では、上記の具体的処理の欄で述べたようにＥＣＵ２２０が弁復帰制御後に図２４のルーチンを開始することにより、前記第１１の発明における「異常検出制御手段」が実現されている。【００５９】
［実施の形態１の変形例］
（第１変形例）
実施の形態１では、直列４気筒式の内燃機関２０８において、弁駆動機構の異常検出を行った。しかしながら、本発明は直列４気筒式の内燃機関に限られない。吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一つのバルブの駆動を休止可能な弁駆動機構と、吸気バルブまたは／および排気バルブの着座音を感知可能なノックセンサと、を備えた内燃機関であれば、気筒数や方式に限定は無い。吸気バルブのみの駆動休止切替を行う弁駆動機構や、排気バルブのみの駆動休止切替を行う弁駆動機構に対しても、本発明は適用可能である。また、例えば直列６気筒式の内燃機関で、ノックセンサが２つ取り付けられる場合がある。このようにノックセンサが複数個取り付けられる内燃機関でも、本発明を適用可能なことはいうまでもない。【００６０】
また、実施の形態１では、本明細書の末尾に示した日本特願２００８−１２２６１６号の弁駆動機構を用いた。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、それらの駆動を休止可能である可変動弁機構であればよい。すなわち、全ての気筒の吸気バルブや排気バルブの駆動／休止が一緒に切り換えられるような可変動弁機構に対しても、本発明を適用することができる【００６１】
（第２変形例）
なお、実施の形態１において、バルブ着座音の周波数の信号を通過させるように、ノックセンサ２１２の出力にフィルタリングを行っても良い。シリンダブロックには、クランクシャフト等の回転の振動や、ピストンの昇降による振動などを含む様々な振動が加わる。ノックセンサ２１２の出力をフィルタリングすることで、これらのノイズ成分を除外できる。また、フィルタリングを行わずにバルブ着座音の有無を特定する場合には、次の手法を採用しても良い。例えば、予め実験等により、バルブ着座時にノックセンサ２１２が発する出力の特有のパターン（例えば、出力値の大きさの範囲や、波形のパターンなど）を特定しておく。この特有のパターンがノックセンサ２１２の出力値に表れている否かを判定して、バルブ着座音の有無を特定してもよい。【００６２】
（第３変形例）
また、実施の形態１では、１つのしきい値を用いて、ノックセンサ２１２の出力にバルブ着座音が含まれているか否かを判定した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。後述する実施の形態５でも述べるが、シリンダブロックにおける個々のバルブとノックセンサとの位置関係の相違に起因して、バルブ着座音の大きさ（強度）が、無視できない程に異なる場合がある。そこで、本変形例では、バルブごとにしきい値を予め決定し、ＥＣＵ２２０にこの複数個のしきい値を記憶しておく。この複数個のしきい値を用いて、個々のバルブごとに判定を行ってもよい。具体的には、クランク角に応じて、それぞれのバルブの着座時期に、それぞれのバルブに応じたしきい値を越える振幅があるか否かを判定すればよい。但し、必ずしもすべてのバルブについてしきい値を１つずつ用意しなくとも良い。実質的に同じ値とみなせるのであれば、複数個のバルブで１つのしきい値を共有してもよい。【００６３】
なお、上記の第３変形例では、ＥＣＵ２２０が複数個のしきい値を記憶することにより、前記第７の発明における「しきい値記憶手段」が実現されている。また、上記の第３変形例では、ＥＣＵ２２０がクランク角に応じてバルブごとのしきい値を選択することにより、前記第７の発明における「しきい値選択手段」が実現されている。【００６４】
なお、実施の形態１において、クランク角センサ２２２の換わりに、カム角センサを使用しても良い。【００６５】
なお、本実施形態にかかる異常検出は、本実施形態の内燃機関２０８の車両搭載時に、故障診断（いわゆる、ＯＢＤ：On-board diagnosis）のために用いることができる。例えば、弁駆動機構２１４が異常であると判定された場合に、警告ランプを点灯させるなどしてドライバに注意を促しても良い。【００６６】
なお、実施の形態１では、特許文献１の装置に対して、次のような利点を有する。実施の形態１では、ノッキング検知用のノックセンサ２１２を利用している。そして、実施の形態１では、特許文献１の装置のようにリフト量計測専用のリフトセンサを設けていない。従って、専用センサの追加によるコストアップのおそれが無い。【００６７】
また、実施の形態１にかかる異常検出手法は、特許文献２や特許文献３の装置に対して、下記の利点を有する。特許文献２や特許文献３の技術は、吸入空気量や排気ガス空燃比などに依拠した異常検出手法である。これに対し、実施の形態１では、着座音の有無に基づいて、異常判定を行っている。着座音は、バルブとシリンダヘッド（シリンダブロック）との衝突により生ずる音である。このため、実施の形態１の異常検出手法は、特許文献２や特許文献３の技術に比して、バルブの動作をより直接的に検出している。【００６８】
また、吸気バルブと排気バルブのうち、一方のバルブ駆動機能が正常でも他方のバルブ駆動機能が故障する場合がある。特許文献３の装置は、排気ガスセンサ出力を異常検出の基礎としている。このため、排気バルブによって排気ポートが閉じられた場合に、排気ガスセンサ出力に基づいて、吸気バルブの正常／異常を検出することが困難になる。また、特許文献２の装置は、吸入空気量を異常検出の基礎としている。従って、吸気バルブによって吸気ポートが閉じられた場合に、吸入空気量に基づいて（具体的には、エアフローメータや吸気圧センサ等の吸気系センサ出力に基づいて）、排気バルブの正常／異常を検出することが困難になる。このように、特許文献２および特許文献３の技術では、検出対象となるバルブと、異常検出の基礎用のセンサとの間を、他のバルブが遮断してしまうケースがある。このようなケースでは、特許文献２および特許文献３の技術では、検出精度が低下してしまう。この点、実施の形態１によれば、ノックセンサ２１２が、吸気バルブの着座音と排気バルブの着座音を、それぞれ検出する。ノックセンサは、一方のバルブの開閉状態に係らず、他方のバルブの着座音を感知することができる。従って、実施の形態１では、特許文献２および特許文献３の技術のような検出精度低下の心配が無い。【００６９】
実施の形態２．
実施の形態１の具体的処理の欄で述べたように、図２５のルーチンは、フューエルカット開始時期やフューエルカット終了時期に実行される。多気筒内燃機関の場合、各気筒は特定の順番で爆発行程を迎える。４気筒の場合、各気筒内の爆発順は、例えば１番気筒→４番気筒→３番気筒→２番気筒→１番気筒・・・などのような順番である。【００７０】
このような気筒の爆発順に起因して、フューエルカットの開始時期に、燃料が噴射されておらず即座にバルブ休止が可能な気筒（以下、「休止可能気筒」とも称す）と、既に燃焼が噴射されたため燃焼行程を済ませないとバルブ休止ができない気筒（以下、「休止不可気筒」とも称す）とが発生する。実施の形態２では、上記の場合に、休止不可気筒の点火音と、休止可能気筒のバルブ着座音とが重ならないように、休止不可気筒の点火時期を制御（遅角または禁止）する。これにより、休止不可気筒の燃焼行程を済ませつつ、休止可能気筒に対しては速やかに着座音の有無を検知することができる。点火時期の遅角量は、失火等の燃焼不具合を生じない範囲で可能な限り点火時期をバルブ着座時期から離すように、定めることが好ましい。【００７１】
また、逆に、フューエルカットから燃料噴射制御への復帰時にも、先にバルブ動作が再開される気筒（以下、「先復帰気筒」とも称す）と、後でバルブ動作が再開される気筒（以下、「後復帰気筒」とも称す）とが発生する。実施の形態２では、バルブ作動状態からバルブ休止状態への切り換り中や、バルブ休止状態からバルブ作動状態への切り換り中には、点火を禁止する。これにより、バルブ着座音検出を行うべき期間に、点火によるノイズが発生するのを回避できる。【００７２】
実施の形態２は、図２４に示したハードウェア構成においてＥＣＵ２２０に図２６のフローチャートに示す制御を実行させることにより、実現される。図２６のルーチンは、図２５のルーチンの実行前に行われる。具体的には、フューエルカット開始時に、弁休止制御と並行して図２６のルーチンを実行することができる。【００７３】
図２６のルーチンでは、先ず、バルブ動作状態変更指示があるか否かが判定される（ステップＳ１２０）。このステップでは、具体的には、バルブ作動状態からバルブ休止状態への切換制御（つまり弁休止制御）と、バルブ休止状態からバルブ作動状態への切換制御（つまり弁復帰制御）とのうち、いずれかの制御を実行中か否かが判定される。いずれの制御も実行されていないときには、今回のルーチンが終了する。【００７４】
ステップＳ１２０の条件が成立した場合には、続いて、点火カットが可能かどうかが判定される（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２では、全ての気筒内に混合気が存在していないかが判定される。例えばフューエルカット開始時期であれば、各気筒が、それぞれ、前サイクルの燃焼行程の後であって次サイクルの燃料噴射を迎える前か否かが判定される。この判定は、例えば、クランク角と、燃料噴射弁の噴射履歴とを取得して、これらの情報に基づいて行えばよい。全気筒に混合気が無い場合には、点火カット可能と判定される。【００７５】
ステップＳ１２２において点火カット可能と判定された場合には、点火プラグ２１８の点火が禁止される（ステップＳ１２４）。その後、今回のルーチンが終了し、続いて、図２５のルーチンが引き続き実行される。これにより、点火ノイズ発生を防止しつつ、バルブ着座音有無の検出およびその検出結果を用いた弁駆動機構２１４の異常検出を行うことができる。【００７６】
ステップＳ１２２において点火カットができないと判定された場合には、点火時期の遅角が行われる（ステップＳ１２４）。その後、今回のルーチンが終了し、続いて、図２５のルーチンが開始される。【００７７】
以上の処理により、点火ノイズとバルブ着座音とが重ならないようにしつつ、バルブ着座音有無の検出およびその検出結果を用いた弁駆動機構２１４の異常検出を行うことができる。しかも、点火時期を遅角側にずらすことで、ノッキングも確実に抑制できる。従って、ノッキングがバルブ着座音の検出を妨害するおそれがなく、バルブ着座音の検出精度を高くできる。【００７８】
なお、実施の形態２では、ステップＳ１２６で点火時期を遅角したが、逆に点火時期を進角させてもよい。【００７９】
尚、上述した実施の形態２では、ＥＣＵ２２０が図２６のフローチャートにおけるステップＳ１２２、１２４およびＳ１２６の処理を実行することにより、前記第２の発明における「点火制御手段」が実現されている。また、実施の形態２では、ＥＣＵ２２０が、図２６のフローチャートの終了後に図２５のフローチャートの処理を開始してステップＳ１０２またはＳ１０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「出力取得手段」が、実現されている。【００８０】
実施の形態３．
多気筒内燃機関において、１つの気筒の吸気バルブや排気バルブの着座時期が、他の気筒の吸気バルブや排気バルブの着座時期と重なってしまう（或いは極めて近くなってしまう）場合がある。この場合、１つの気筒のバルブの着座音の有無を判定したい場合に、他の気筒のバルブの着座音がノイズとなる。そこで、実施の形態３では、弁駆動機構２１４をＶＶＴ機構（Variable valve timing system）として構成する。その上で、各バルブの開弁特性を変更することによりバルブ着座時期の重なりを抑制する。【００８１】
実施の形態３は、図２４に示したハードウェア構成においてＥＣＵ２２０に図２７のフローチャートに示す制御を実行させることにより、実現される。但し、図２７のルーチンは、フューエルカット開始時期において、弁休止制御の開始前に行われる。【００８２】
図２７のルーチンでは、先ず、バルブ動作状態変更指示があるか否かが判定される（ステップＳ１２０）。このステップでは、実施の形態２のステップＳ１２０と同じ処理が実行される。このステップの条件が不成立の場合には、今回のルーチンが終了する。【００８３】
ステップＳ１２０の条件が成立した場合には、続いて、各気筒の間で、閉弁タイミングが一致しているか否かが判定される（ステップＳ１３２）。このステップでは、吸気バルブおよび排気バルブの閉弁タイミング（閉弁するクランク角）が、複数の気筒の間で比較される。実際には、気筒の爆発順により、着座時期が隣接する吸気バルブと排気バルブの組が決まっている。従って、この隣接するバルブ間の閉弁タイミングの比較を行えばよい。【００８４】
ステップＳ１３２で、閉弁タイミングが一致するバルブがあると判定された場合には、バルブタイミングが変更される（ステップＳ１３４）。このステップでは、閉弁タイミングが一致すると判定された２つのバルブの着座時期を、所定量以上大きく相違させる。具体的には、一方のバルブの着座時期と、他のバルブの着座時期とが、所定のクランク角α°ＣＡだけずれるように、バルブタイミングが変更される。α°の値は設計時に予め決定しておけばよく、例えば１０°ＣＡ〜２０°ＣＡ程度にすることができる。なお、カム角を基準に取っても良い。【００８５】
次いで、バルブ作動状態の変更が行われる（ステップＳ１３６）。ステップＳ１３６では、フューエルカット開始時期には弁休止制御が、フューエルカット終了時期には弁復帰制御が、それぞれ行われる。その後今回のルーチンが終了し、続いて、図２５のルーチンが開始される。【００８６】
以上の処理により、１つの気筒のバルブの着座音の有無を判定したい場合に、他の気筒のバルブの着座音がノイズとなるのを防ぐことができる。その結果、ノックセンサ２１２が、着座音有無の判定の基礎となる着座音を、複数のバルブの間で確実に区別して感知することができる。【００８７】
尚、上述した実施の形態３では、弁駆動機構２１４がＶＶＴ機構（不図示）として構成されることにより、前記第３の発明の「可変動弁機構」が実現されている。また、実施の形態３では、ＥＣＵ２２０が図２７のフローチャートにおけるステップＳ１３２およびＳ１３４の処理を実行することにより、前記第３の発明における「位相変更手段」が実現されている。また、実施の形態３では、ＥＣＵ２２０が、図２７のフローチャートの終了後に図２５のフローチャートの処理を開始してステップＳ１０２またはＳ１０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「出力取得手段」が、実現されている。【００８８】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１と同じハードウェア構成を備える。実施の形態４は、図２４に示したハードウェア構成においてＥＣＵ２２０に図２８のフローチャートに示す制御を実行させることにより、実現される。以下、実施の形態１との相違点を中心に、実施の形態４を説明する。【００８９】
実施の形態１でも述べたように、弁休止制御や弁復帰制御に従って弁駆動機構２１４が正常に機能すれば、ノックセンサ２１２の出力にバルブ着座音相当の変化が現れる筈である。【００９０】
吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作は、通常、クランクシャフトの回転に同期している。内燃機関２０８は、４ストローク式である。よって、各バルブが休止されておらず且つ各バルブの開弁特性が大きく変更されていない場合には、クランクシャフトが７２０°回転するごとに各バルブの着座音が決まったタイミングで発生する。例えば、１番気筒の吸気バルブ着座音が発生したときから、クランクシャフトが７２０°回転した後には、再び１番気筒の吸気バルブ着座音が発生すると予想される。【００９１】
そこで、実施の形態４では、個々のバルブの着座時期において、クランク角７２０°前のノックセンサ出力値と、現在のノックセンサ出力値とを比較することとした。そして、２つのノックセンサ出力値の間にバルブ着座音相当の変化が認められた場合には、バルブが駆動状態から休止状態に切り換ったか、もしくは、バルブが休止状態から駆動状態に切り換ったと判断することとした。【００９２】
図２８は、実施の形態４においてＥＣＵ２２０が実行するルーチンのフローチャートである。実施の形態４では、フューエルカット開始時やフューエルカット終了時などを含めて、内燃機関２０８の運転中に図２８のルーチンが繰り返し実行されているものとする。【００９３】
図２８のルーチンでは、先ず、ノックセンサ出力の比較が行われる（ステップＳ１４０）。このステップでは、先ず、吸気バルブや排気バルブのそれぞれの着座時期が算出される。そして、着座音有無判定の対象とされたバルブの着座時期における、ノックセンサ２１２の出力値を、ＥＣＵ２２０が取得する。着座音有無判定の対象バルブは、予め、設計時に定めておけばよい。次いで、取得した今回のノックセンサ２１２の出力値から、クランク角が７２０°前のノックセンサ２１２の出力値を減算する処理が実行される。以下、この減算により得られた値を、「ΔＫ」とも記す。なお、本実施形態では、このΔＫは、２つのノックセンサ出力の差の絶対値とする。なお、本実施形態では、少なくともクランク角７２０°前におけるノックセンサ２１２の出力を参照できるように、ＥＣＵ２２０が、数サイクル前のノックセンサ２１２の出力を保持・記憶するものとする。【００９４】
次いで、バルブ動作状態変更指示があるか否かが判定される（ステップＳ１４２）。このステップでは、今回のルーチン実行前に、弁休止制御と弁復帰制御とのうち、いずれかの制御が実行されたか否かが判定される。実際には、ＥＣＵ２２０の制御履歴が参照されることにより、弁休止制御と弁復帰制御とのうちいずれかが実行されたかが判定される。【００９５】
ステップＳ１４２において、弁休止制御と弁復帰制御のいずれかの制御が実行されたと判定された場合には、ステップＳ１４４へと処理が移る。このステップでは、ステップＳ１４０で算出されたΔＫが、所定範囲内に在るか否かが判定される。なお、本実施形態ではΔＫが絶対値なので、実際にはΔＫが所定値以下か否かの判定がなされる。所定範囲を超えるほどにΔＫが大きい場合には、バルブ着座音の新たな発生、もしくは、バルブ着座音の消失があったと判断される。逆に、ΔＫが所定範囲に収まるほどに小さい場合には、バルブ着座音の発生や消失は無いと判断される。つまり、バルブの動作状態の切り換りは起きていないと判断される。この所定範囲は、予め実験等により定めておけばよい。【００９６】
ステップＳ１４４でノックセンサ出力比較値（つまりΔＫ）が所定範囲内にあると判定された場合には、弁駆動機構２１４が異常であるとの判定が下される（ステップＳ１４６）。前述したように、ステップＳ１４２からステップＳ１４４への移行は、弁休止制御と弁復帰制御のいずれかの実行があったことを意味する。この場合、バルブ着座音の消失によるノックセンサ出力値の減少、若しくは、バルブ着座音の発生によるノックセンサ出力値の増加が、ΔＫの変化として表れることが予想される。この予想に反してΔＫが所定範囲内にあるため、弁駆動機構２１４が異常であるとの判定が下される。その後、今回のルーチンが終了する。【００９７】
ステップＳ１４４で、ノックセンサ出力比較値（つまりΔＫ）が所定範囲内にないと判定された場合には、弁駆動機構２１４が正常であるとの判定が下される（ステップＳ１４８）。ステップＳ１４６とは逆に、ΔＫが所定範囲を越える大きさを示しており、ノックセンサ出力にバルブ着座音相当の変化が認められたからである。その後、今回のルーチンが終了する。【００９８】
ステップＳ１４２において、弁休止制御と弁復帰制御のいずれの制御も実行されていないと判定された場合には、ステップＳ１５０へと処理が移る。ステップＳ１５０では、前述したステップＳ１４４と同じ処理が実行され、ΔＫの大きさが所定範囲内か否かが判定される。【００９９】
その後、ΔＫが所定範囲内にあると判定された場合には、弁駆動機構２１４が正常であると判定される（ステップＳ１５２）。また、ΔＫが所定範囲内にないと判定された場合には、弁駆動機構２１４が異常であると判定される（ステップＳ１５４）。これらの判定は、ステップＳ１４６およびＳ１４８の場合とは逆である。すなわち、バルブの動作状態の変更指示がない場合には、ΔＫは所定範囲内に収まるほど小さいはずである。従って、ステップＳ１４２→Ｓ１５０に処理が進み且つΔＫが所定範囲内の値を示した場合には、弁駆動機構２１４は正常だと判断できる。また、バルブの動作状態の変更指示がない場合には、ΔＫは所定範囲内に収まるほど小さいはずである。したがって、ステップＳ１４２→Ｓ１５０に処理が進み且つΔＫが所定範囲内の値を示していない場合には、弁駆動機構２１４は異常だと判断できる。その後、今回のルーチンが終了する。【０１００】
以上の処理によれば、クランク角に応じたバルブ動作の周期性を利用して、着座音の有無を精度良く判定することができる。【０１０１】
しかも、本実施形態では、クランク角が７２０°異なる２つのノックセンサ出力を比較している。これにより、着座音の発生／消失に応じた出力変化を、特定可能である。このため、着座音判定を行うにあたり、ノイズの影響を大きく受けないという利点がある。また、ノイズやノッキング等は、発生する時期が周期的ではない。これに対し、バルブの開閉動作はクランクシャフトの回転に高精度に同期するため、着座音の発生時期は十分に高い周期性を示す。【０１０２】
尚、上述した実施の形態４では、ＥＣＵ２２０が図２８のフローチャートにおけるステップＳ１４０の処理を実行することにより、前記第５の発明における「周期的出力取得手段」が実現されており、ＥＣＵ２２０が図２８のフローチャートにおけるステップＳ１４４またはＳ１５０の処理を実行することにより、前記第５の発明における「比較検出手段」が実現されている。【０１０３】
［実施の形態４の変形例］
実施の形態４では、上述したステップＳ１４０の処理において、予め定めた判定対象バルブの着座時期について、２つのノックセンサ出力を比較した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。全てのバルブについて若しくは予め選択した複数のバルブについて、それぞれ、２つのノックセンサ出力を比較してもよい。【０１０４】
実施の形態４では、ΔＫを絶対値とした。しかしながら、本発明はこれに限られない。ΔＫは、今回のノックセンサ２１２の出力値から、クランク角が７２０°前のノックセンサ２１２の出力値を減算することにより得られる。従って、ΔＫが正の値であれば、今回のノックセンサ出力値は、クランク角が７２０°前のノックセンサ出力値よりも大きい。この場合、ノックセンサ出力値が増大したので、バルブ着座音が新たに発生した、つまりバルブが休止状態から駆動状態に切り換ったと判断できる。逆も同様に、ΔＫが負の値であれば、バルブが駆動状態から休止状態に切り換ったと判断できる。このように、ΔＫの正負に基づいて、より詳細な異常判定が可能である。【０１０５】
実施の形態４では、４ストロークの内燃機関のため、クランク角７２０°の前後の２つのノックセンサ出力を比較した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、２ストロークや６ストロークなどでも、１燃焼サイクル分のクランク角だけ離れた２つのノックセンサ出力を比較することにより、実施の形態４と同様にバルブ着座音の有無の判定が可能である。また、クランク角７２０°前のノックセンサ出力のみでなく、クランク角１４４０°前など、７２０°×ｎ（但し、ｎは１以上の整数）だけクランク角が前のノックセンサ出力を、比較用の値として用いることができる。すなわち、クランク角が１周期の整数倍だけ異なる複数個のノックセンサ出力の比較を行えばよい。これにより、弁駆動機構２１４への制御指示に応じた着座音の発生／消失を検出できる。【０１０６】
実施の形態５．
上述した実施の形態１〜４では、ノックセンサ２１２の出力を利用して、吸気バルブや排気バルブの着座音の有無を判定している。実施の形態５では、ＥＣＵ２２０が、バルブ着座音判定のためのしきい値を学習する学習用ルーチンを実行可能である。なお、実施の形態５のハードウェア構成は、実施の形態３と同じ、すなわち、実施の形態１の内燃機関２０８において弁駆動機構２１４をＶＶＴ機構とした構成とする。【０１０７】
図２９は、実施の形態５においてＥＣＵ２２０が実行する学習用ルーチンのフローチャートである。この学習用ルーチンは、内燃機関２０８のフューエルカット中であってかつ弁駆動機構２１４がバルブを駆動している期間に、実行される。実際には、本実施形態では、内燃機関２０８のフューエルカット開始→学習用ルーチン実行→弁休止制御→実施の形態１〜４の各種ルーチンの異常検出の実行、の順番でＥＣＵ２２０の処理が進むものとする。つまり、学習用ルーチンによる学習が完了するまでは、弁休止制御は開始されない。【０１０８】
図２９のルーチンでは、先ず、個々のバルブの開弁特性を、それぞれ所定のＶＶＴ位相に一致させる（ステップＳ２００）。実施の形態３で述べたように、複数のバルブの閉弁時期が重なると、バルブの着座音も重なってしまう。そこで、実施の形態５でも、そのようなバルブ着座音の重なりを避けるべく、ステップＳ２００の処理を実行する。【０１０９】
図３０は、バルブ着座音の重なりを説明するための図である。図３０において、ＡＥＸは排気バルブの着座音を示す変動、ＡＩＮは吸気バルブの着座音を示す変動である。図３０では、閉弁時期が隣接する吸気バルブと排気バルブの着座音が、ノックセンサ２１２の出力に現れている。図３０において、矢印２２４は、着座音ＡＥＸを発する排気バルブの閉弁時期の可動範囲を、矢印２２８は、着座音ＡＩＮを発する吸気バルブの閉弁時期の可動範囲を、それぞれ示す。図３０のように閉弁時期の可動範囲が重なり合っている場合、無造作にバルブの位相を変更したのではバルブ着座音の重なりを十分に抑制できないおそれがある。そこで、実施の形態５では、ステップＳ２００において設定する位相を、個々のバルブの閉弁時期が十分に相違するような位相に予め決定しておく。本実施形態では、吸気バルブが着座するクランク角と排気バルブが着座するクランク角との差α°を、１０°ＣＡ〜２０°ＣＡ程度とする。【０１１０】
続いて、検出周波数を、ｆ０からｆ＿ｉｎｖまたはｆ＿ｅｘｖへと切り換える処理が実行される（ステップＳ２０２）。ここで、「検出周波数」とは、外部制御回路２１６のバンドパスフィルタの通過域の基準周波数である。検出周波数±所定値の幅の周波数帯域が、バンドパスフィルタの通過域となる。「ｆ０」は、内燃機関２０８のノッキング発生時にノックセンサ２１２が感知すべき振動の周波数である。「ｆ＿ｉｎｖ」は、吸気バルブの着座音の周波数を、「ｆ＿ｅｘｖ」は、吸気バルブの着座音の周波数を、それぞれ意味する。【０１１１】
図３１は、吸気バルブおよび排気バルブの着座音の周波数特性を示す。図３１は、図３０に示したノックセンサ出力波形にＦＦＴ（高速フーリエ変換：fast Fourier transform:ＦＦＴ）の演算処理を施して得た結果を示す。図３１において、矢印ＰＥＸが指すピークは、排気バルブの着座音によるピークであり、ＰＩＮが指すピークは、吸気バルブの着座音によるピークである。そして、図３１に示すように、ＰＥＸおよびＰＩＮのピークにそれぞれ対応する周波数が、「ｆ＿ｉｎｖ」と「ｆ＿ｅｘｖ」である。本実施形態では、予め、図３１の周波数特性を実験等により取得しておき、「ｆ＿ｉｎｖ」と「ｆ＿ｅｘｖ」を予め特定しておくものとする。【０１１２】
図２９のルーチンにおけるステップＳ２０４では、外部制御回路２１６のバンドパスフィルタの検出周波数が、ｆ＿ｉｎｖまたはｆ＿ｅｘｖに切り換えられる。その後、ノックセンサ２１２の出力が、バンドパスフィルタによりフィルタリングされる。【０１１３】
続いて、所定のタイミングで、フィルタリング後のノックセンサ出力のピーク値を、取込・記憶する処理が行われる（ステップＳ２０６）。ステップＳ２００で個々のバルブを所定の位相に固定しているので、いずれのクランク角で着座音がノックセンサ出力に乗るかが決まる。従って、着座音が乗るであろうクランク角の前後±所定クランク角（実施の形態５では±１０°ＣＡ程度とする）の範囲を対象にして、ノックセンサ出力のピーク取込を行えばよい。ここで記憶されたピーク値が、吸気バルブあるいは排気バルブの着座音のしきい値として用いられる。ステップＳ２０４でｆ＿ｉｎｖが選択された場合には、本ステップでピーク値が吸気バルブ用のしきい値として記憶され、ステップＳ２０４でｆ＿ｅｘｖが選択された場合には、本ステップでピーク値が排気バルブ用のしきい値として記憶される。その後、今回のルーチンが終了する。【０１１４】
以上の処理によれば、バルブ着座音判定のためのしきい値を学習することができる。この学習用ルーチンで学習されたしきい値が、実施の形態１の図２４のルーチンにおけるステップＳ１０２のしきい値として用いられる。【０１１５】
尚、上述した実施の形態５では、ＥＣＵ２２０が図２９のフローチャートにおけるステップＳ２０６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「学習手段」が実現されている。【０１１６】
［実施の形態５の変形例］
実施の形態５の好ましい変形例として、次のような変形が挙げられる。各バルブの個体差やバルブ取付位置などに応じて、シリンダブロック２１０においてバルブごとの着座音の大きさ（衝突の強さ）が相違する。例えば、吸気バルブ同士または排気バルブ同士でも、厳密には直径のバラツキがある。また、内燃機関２０８は４つの気筒を備えるので、ノックセンサ２１２の取り付け位置から、個々の気筒のバルブまでの距離は、バラバラである。また、シリンダブロック２１０の構造や、シリンダブロック２１０に装着される各種補機類に起因して、ノックセンサ２１２と個々のバルブとの間の振動伝達系が相違する。【０１１７】
そこで、本変形例では、実施の形態５の学習用ルーチンを、個々のバルブごとに実行することとする。すなわち、１〜４番気筒の吸気バルブと排気バルブのそれぞれについて１回ずつ、合計８回の学習を行う。そして、ＥＣＵ２２０が、個々の学習値を、対応するバルブと関連付けて記憶する。その上で、着座音有無の判定の際には、先ず、現在の判定対象のバルブに応じた学習値を読み出す。そして、読み出した学習値をしきい値として設定し、着座音有無の判定を行う。学習値とバルブとの関連付けや、学習値読み出し時の判定対象バルブの特定は、クランク角やカム角を基準として行えばよい。このようにして、個々の学習値をそれぞれしきい値として設定し、全バルブについて着座音有無の判定を行う。この変形例によれば、バルブごとに学習値を持つことができるので、バルブごとの着座音の相違を反映させた高精度な判定を行うことができる。【０１１８】
実施の形態６．
実施の形態６では、ＥＣＵ２２０が、実施の形態５におけるｆ＿ｉｎｖおよびｆ＿ｅｘｖの学習を行う周波数学習用ルーチンを備えている。また、ＥＣＵ２２０が、ノックセンサ２１２の出力値に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換：fast Fourier transform:ＦＦＴ）を行うことができるように、ＦＦＴ演算部を備えているものとする。【０１１９】
バルブ着座音の周波数特性は、図３１に示したように吸気バルブと排気バルブとで異なる。吸気バルブ同士や排気バルブ同士でも、経年変化等に応じて周波数特性が相違することが想定される。そこで、実施の形態６では、ｆ＿ｉｎｖおよびｆ＿ｅｘｖについても学習を行うこととした。【０１２０】
実施の形態６では、先ず、所定のクランク角範囲におけるノックセンサ２１２の出力波形に対して、ＦＦＴ演算が施される。実施の形態６では、所定のクランク角範囲は、−６０°ＣＡ〜９０°ＣＡとする。０°ＣＡ〜６０°ＣＡでもよい。これにより、図３０で示したように、ＡＥＸおよびＡＩＮを含むノックセンサ出力波形に対して、ＦＦＴ演算を行うことができる。【０１２１】
ＦＦＴ演算の結果、図３１に示す周波数特性が得られる。得られた周波数特性のうち、ピーク値ＰＥＸに対応する周波数を新たなｆ＿ｅｘｖとして記憶し、ピーク値ＰＩＮに対応する周波数を新たなｆ＿ｉｎｖとして記憶する。その後、図２９のルーチンを実行する際に、ステップＳ２０２において最新のｆ＿ｉｎｖおよびｆ＿ｅｘｖにを使用すればよい。【０１２２】
弁駆動機構２１４のハードウェア構成．
以下、図１乃至図２３を参照しながら、本発明の実施の形態の弁駆動機構２１４の具体的構成として、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類の内容を示す。下記の内容は吸気バルブ側の構成を説明しているが、下記の吸気バルブ側の構成と同様の構成を排気バルブ側に適用することにより、排気バルブ側についても駆動／休止の切換を可能とすることができる。よって、排気バルブ側の構成は、重複を避けるため説明を省略する。【０１２３】
図１は、日本特願２００８−１２２６１６号にかかる内燃機関の概略構成を示す図である。【０１２４】
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。この内燃機関１は、４つの気筒２１，２２，２３，２４を備えている。各気筒２１，２２，２３，２４には、２本の吸気バルブ３と２本の排気バルブ４が配置されている。さらに、各気筒２１，２２，２３，２４には、筒内に火花を発生する点火プラグ５が配置されている。【０１２５】
各吸気バルブ３は、図２に示すように、吸気カムシャフト６に取り付けられたカム７０，７１の作動力とバルブスプリング３０の付勢力とを利用して開閉される。吸気カムシャフト６は、図示しない機関出力軸（クランクシャフト）とタイミングチェーン又はタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの１／２の速度で回転される。【０１２６】
吸気カムシャフト６には、１気筒当たりに１つの主カム７０と２つの副カム７１とが形成されている。主カム７０は、２つの副カム７１の間に配置されている。主カム７０のカムプロフィールは、副カム７１よりも作用角及びリフト量（カムノーズの高さ）が大きくなるように形成されている。【０１２７】
尚、本実施例では、副カム７１のカムプロフィールは、吸気バルブ３のリフト量が零（カムノーズの高さが零）となるように形成されている。言い換えれば、副カム７１は、ベース円部のみを有するカム（零リフトカム）である。【０１２８】
各気筒２１，２２，２３，２４のカム７０，７１と吸気バルブ３との間には、可変機構８１，８２，８３，８４が介在している。すなわち、カム７０，７１の作動力は、可変機構８１，８２，８３，８４を介して２本の吸気バルブ３へ伝達されるようになっている。【０１２９】
可変機構８１，８２，８３，８４は、主カム７０の作動力を吸気バルブ３へ伝達する状態と副カム７１の作動力を吸気バルブ３へ伝達する状態とを切り換えることにより、吸気バルブ３の開弁特性を変更する機構である。【０１３０】
尚、本実施例においては副カム７１が零リフトカムであるため、副カム７１の作動力が吸気バルブ３へ伝達される状態とは、吸気バルブ３が開閉しない状態（バルブ休止状態）を意味する。【０１３１】
１番気筒（＃１）２１の可変機構（以下、「第１可変機構」と称する）８１と２番気筒（＃２）２２の可変機構（以下、「第２可変機構」と称する）８２は、１つのアクチュエータ（以下、「第１アクチュエータ」と称する）９１によって駆動されるようになっている。以下では、第１可変機構８１、第２可変機構８２、及び第１アクチュエータ９１を第１可変グループと総称する。【０１３２】
同様に、３番気筒（＃３）２３の可変機構（以下、「第３可変機構」と称する）８３と４番気筒（＃４）２４の可変機構（以下、「第４可変機構」と称する）８４も、１つのアクチュエータ（以下、「第２アクチュエータ」と称する）９２によって駆動されるようになっている。以下では、第３可変機構８３、第４可変機構８４、及び第２アクチュエータ９２を第２可変グループと総称する。【０１３３】
以下、第１可変グループ及び第２可変グループの構成について説明する。尚、第１可変グループと第２可変グループの構成は同等であるため、ここでは第１可変グループの構成について説明する。【０１３４】
図３は、第１可変グループの平面図である。図３において、第１可変機構８１は、吸気カムシャフト６と平行に配置されたロッカーシャフト１０を備えている。ロッカーシャフト１０は、ラッシュアジャスタ１１を介して内燃機関１のシリンダヘッドに支持されている。【０１３５】
前記ロッカーシャフト１０には、１つの第１ローラロッカーアーム８１１０と一対の第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０とが回転自在に取り付けられている。尚、第１ローラロッカーアーム８１１０は、２つの第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０の間に配置される。また、本実施例においては、第１ローラロッカーアーム８１１０の長さは、第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０の長さより短くされている。【０１３６】
第１ローラロッカーアーム８１１０の先端部分には、第１ローラ８１１１が軸支されている。第１ローラロッカーアーム８１１０は、前記ロッカーシャフト１０に取り付けられたコイルスプリング８１１２により、図４中の矢印Ｘが示す方向へ付勢されている。すなわち、コイルスプリング８１１２は、第１ローラ８１１１が前記した主カム７０と常に当接するように、第１ローラロッカーアーム８１１０を付勢している。【０１３７】
このように構成された第１ローラロッカーアーム８１１０は、前記した主カム７０の作動力とコイルスプリング８１１２の付勢力との協働により、ロッカーシャフト１０を支点に揺動されることになる。この第１ローラロッカーアーム８１１０は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における第１揺動部材に相当する。【０１３８】
一方、各第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０の先端部分は、図５に示すように、吸気バルブ３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。各第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０において、吸気バルブ３の当接部位よりロッカーシャフト１０側の部位には、第２ローラ８１２１，８１３１が軸支されている。第２ローラ８１２１，８１３１の外径は、前記した第１ローラ８１１１の外径と同等である。【０１３９】
尚、第２ローラ８１２１，８１３１の位置は、前記第１ローラ８１１１が前記主カム７０のベース円部と当接（図４を参照）し、且つ、該第２ローラ８１２１，８１３１が前記副カム７１のベース円部と当接（図５を参照）している時に、該第２ローラ８１２１，８１３１の軸心と前記第１ローラ８１１１の軸心とが同一直線Ｌ上に位置（図３を参照）するように定められている。【０１４０】
第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０は、バルブスプリング３０により、図５中の矢印Ｙが示す方向へ付勢されている。このため、第２ローラ８１２１，８１３１は、副カム７１が吸気バルブ３をリフトさせている時は、バルブスプリング３０によって副カム７１に押し付けられることになる。但し、本実施例の副カム７１は零リフトカムであるため、この限りではない。【０１４１】
また、第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０は、副カム７１が吸気バルブ３をリフトさせていない時は、ラッシュアジャスタ１１によって副カム７１に押し付けられる。【０１４２】
このように構成された第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における第２揺動部材に相当する。【０１４３】
ここで第１ローラロッカーアーム８１１０と第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０との連結／分離を切り換えるための機構（以下、「第１切換機構」と称する）について説明する。【０１４４】
図６は、第１可変機構８１の水平断面図である。尚、図６中の右手方向には、第２可変機構８２が位置するものとする。【０１４５】
図６において、第１ローラ８１１１の支軸（以下、「第１支軸」と称する）８１１３には、軸方向に延在する第１ピン孔８１１４が形成されている。第１ピン孔８１１４の両端は、第１ローラロッカーアーム８１１０の両側面に開口している。【０１４６】
第１ピン孔８１１４には、図７に示すように、円柱状の第１ピン１８１が摺動自在に挿入されている。第１ピン１８１の外径は、第１ピン孔８１１４の内径と略同等である。第１ピン１８１の軸方向の長さは、前記第１ピン孔８１１４と略同等である。【０１４７】
ここで図６に戻り、第２ローラ８１２１，８１３１の各支軸（以下、「第２支軸」と称する）８１２２，８１３２には、軸方向に延在する第２ピン孔８１２３，８１３３が形成されている。第２ピン孔８１２３，８１３３の内径は、前記した第１ピン孔８１１４の内径と同等である。【０１４８】
２つの第２ピン孔８１２３，８１３３のうち、一方の第２ピン孔８１２３（第１ローラロッカーアーム８１１０を基準にして第２可変機構８２と反対側に位置する第２ピン孔）は、第１ローラロッカーアーム８１１０側の端部が開口し、且つ、第１ローラロッカーアーム８１１０と反対側の端部８１２４が閉塞されるように形成されている（以下、閉塞された端部を「閉塞端」と称する）。【０１４９】
前記した第２ピン孔８１２３には、図８に示すように、円柱状の第２ピン１８２が摺動自在に挿入されている。第２ピン１８２の外径は、第２ピン孔８１２３の内径と略同等である。第２ピン１８２の軸方向の長さは、前記第２ピン孔８１２３より短くされている。【０１５０】
また、前記した第２ピン孔８１２３において、前記第２ピン１８２の基端（閉塞端８１２４側に位置する端部）と前記閉塞端８１２４との間にはリターンスプリング１８が配置されている。リターンスプリング１８は、第２ピン１８２を前記第１ローラロッカーアーム８１１０側へ付勢する部材である。【０１５１】
ここで図６に戻り、前記した２つの第２ピン孔８１２３，８１３３のうち、他方の第２ピン孔８１３３（第１ローラロッカーアーム８１１０を基準にして第２可変機構８２側に位置する第２ピン孔）の両端は、前述した第１ピン孔８１１４と同様に、第２ローラロッカーアーム８１３０の両側面に開口している。【０１５２】
前記第２ピン孔８１３３には、円柱状の第２ピン１８３が摺動自在に挿入されている。第２ピン１８３の外径は、前記第２ピン孔８１３３の内径と同等である。第２ピン１８３の軸方向の長さは、前記第２ピン孔８１３３よりも長くされている。【０１５３】
尚、各ピン孔８１１４，８１２３，８１３３の軸心は各支軸８１１３，８１２２，８１３２の軸心とは一致していなくてもよいが、３つのピン孔８１１４，８１２３，８１３３の相対位置は以下の条件を満たすものとする。【０１５４】
すなわち、３つのピン孔８１１４，８１２３，８１３３の相対位置は、第１ローラ８１１１が主カム７０のベース円部と当接（図４を参照）し、且つ、第２ローラ８１２１，８１３１が副カム７１のベース円部と当接（図５を参照）している時に、３つのピン孔８１１４，８１２３，８１３３の軸心が同一直線上に位置するように決定される。【０１５５】
このように構成された第１切換機構においては、第２ピン１８２がリターンスプリング１８によって第１ローラロッカーアーム８１１０側へ常時付勢される。このため、第２ピン１８２の先端は、第１ピン１８１の基端に押し付けられることになる。それに応じて第１ピン１８１の先端は、第２ピン１８３の基端に押し付けられることになる。その結果、第２ピン１８３の先端は、第１アクチュエータ９１の変位部材９１０と常時当接することになる。【０１５６】
前記した変位部材９１０は、支軸８１１３，８１２２，８１３２の軸方向（言い換えれば、ピン１８１，１８２，１８３の軸方向）へ進退自在な部材であり、駆動部９１１によって変位駆動される。【０１５７】
前記した駆動部９１１は、油圧や電力を動力源として、前記変位部材９１０を変位させる装置である。駆動部９１１は、ＥＣＵ１００によって電気的に制御される。ＥＣＵ１００は、内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニットであり、クランクポジションセンサ１０１等の出力信号に基づいて前記駆動部９１１を制御する。クランクポジションセンサ１０１は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転角度を検出センサである。【０１５８】
尚、上記した変位部材９１０、リターンスプリング１８、第１ピン１８１、及び第２ピン１８２，１８３の相対配置や寸法は、以下の２つの条件を満たすように定められるものとする。【０１５９】
（１）前記変位部材９１０が第２可変機構８２側の変位端Ｐｍａｘ１に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング１８が予め定められた最大長まで伸長した時に、第２ピン１８２の先端及び第１ピン１８１の基端が第２ローラロッカーアーム８１２０と第１ローラロッカーアーム８１１０との間隙に位置し、且つ、第１ピン１８１の先端及び第２ピン１８３の基端が第１ローラロッカーアーム８１１０と第２ローラロッカーアーム８１３０との間隙に位置する（図６を参照）。【０１６０】
（２）前記変位部材９１０が第１可変機構８１側の変位端Ｐｍａｘ２に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング１８が予め定められた最小長まで収縮した時に、第２ピン１８２の先端及び第１ピン１８１の基端が第２ピン孔８１２３内に位置し、且つ、第１ピン１８１の先端及び第２ピン１８３の基端が第１ピン孔８１１４内に位置する（図９を参照）。【０１６１】
上記（１），（２）の条件に従って変位部材９１０、リターンスプリング１８、第１ピン１８１、及び第２ピン１８２，１８３の相対配置や寸法が定められると、変位部材９１０が前記変位端Ｐｍａｘ１に位置する時に、第１ローラロッカーアーム８１１０及び第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０が相互に分離された状態になる。【０１６２】
その場合、第１ローラロッカーアーム８１１０が主カム７０の作動力を受けて揺動し、第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０が副カム７１の作動力を受けて揺動することになる。尚、本実施例の副カム７１は零リフトカムであるため、第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０は揺動しない。その結果、吸気バルブ３が開閉動作しないバルブ休止状態になる。【０１６３】
ところで、上記したように、第１ローラロッカーアーム８１１０のみが揺動する場合は、第１ピン１８１の軸心と第２ピン１８２，１８３の軸心とがずれることになる。その際、第１ピン１８１の端面の一部と第２ピン１８２，１８３の端面の一部とが互いに当接している必要がある。よって、第１ピン１８１及び第２ピン１８２，１８３の端面の形状や寸法は、上記した条件を満たすように定められるものとする。【０１６４】
一方、変位部材９１０が前記変位端Ｐｍａｘ２へ変位した時は、第２ローラロッカーアーム８１２０と第１ローラロッカーアーム８１１０とが第１ピン１８１によって連結されるとともに、第１ローラロッカーアーム８１１０と第２ローラロッカーアーム８１３０とが第２ピン１８３によって連結される。【０１６５】
第１ローラロッカーアーム８１１０及び第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０が相互に連結されると、第１ローラロッカーアーム８１１０が主カム７０の作動力を受けて揺動する時に、第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０も第１ローラロッカーアーム８１１０とともに揺動する。その結果、吸気バルブ３は、主カム７０のカムプロフィールに従って開閉動作することになる。【０１６６】
従って、第１アクチュエータ９１がピン１８１，１８２，１８３を軸方向に変位させることにより、吸気バルブ３の作動状態と休止状態とを切り換えることが可能となる。【０１６７】
ここで図３に戻り、第２可変機構８２の構成について述べる。第２可変機構は、前述した第１可変機構と同様に、ロッカーシャフト１０に回転自在に取り付けられた１つの第１ローラロッカーアーム８２１０と一対の第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０とを備えている。【０１６８】
第１ローラロッカーアーム８２１０は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における第１揺動部材に相当する。第１ローラロッカーアーム８２１０の先端部分には、第１ローラ８２１１が軸支されている。第１ローラ８２１１は、前記ロッカーシャフト１０に取り付けられたコイルスプリング８２１２の付勢力によって主カム７０に押し付けられている。【０１６９】
第２ローラロッカーアーム８１２０，８１３０は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における第２揺動部材に相当する。各第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０の先端部分は、吸気バルブ３の基端部が当接している。各第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０において、吸気バルブ３の当接部位よりロッカーシャフト１０側の部位には、第２ローラ８２２１，８２３１が軸支されている。第２ローラ８２２１，８２３１は、バルブスプリング３０および／またはラッシュアジャスタ１１によって副カム７１に押し付けられている。【０１７０】
尚、第１ローラロッカーアーム８２１０と第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０との連結／分離を切り換えるための機構（以下、「第２切換機構」と称する）は、第１切換機構と略対称に構成される。【０１７１】
図１０は、第２可変機構８２の水平断面図である。尚、図１０中の左手方向には、第１可変機構８１が位置するものとする。 【０１７２】
図１０において、第１ローラ８２１１の支軸（第１支軸）８２１３には、軸方向に延在する第１ピン孔８２１４が形成されている。第１ピン孔８２１４の両端は、第１ローラロッカーアーム８２１０の両側面に開口している。【０１７３】
第１ピン孔８２１４には、円柱状の第１ピン２８１が摺動自在に挿入されている。第１ピン２８１の外径は、第１ピン孔８２１４の内径と略同等である。第１ピン孔８２１４の軸方向の長さは、前記第１ピン孔８２１４と略同等である。【０１７４】
第２ローラ８２２１，８２３１の各支軸（第２支軸）８２２２，８２３２には、軸方向に延在する第２ピン孔８２２３，８２３３が形成されている。第２ピン孔８２２３，８２３３の内径は、前記した第１ピン孔８２１４の内径と同等である。【０１７５】
２つの第２ピン孔８２２３，８２３３のうち、一方の第２ピン孔８２２３（第１ローラロッカーアーム８１１０を基準にして第１可変機構８２と反対側に位置する第２ピン孔）は、第１ローラロッカーアーム８２１０側の端部が開口し、且つ、第１ローラロッカーアーム８２１０と反対側の端部８２２４が閉塞されるように形成されている（以下、閉塞された端部を「閉塞端」と称する）。【０１７６】
前記した第２ピン孔８２２３には、円柱状の第２ピン２８２が摺動自在に挿入されている。第２ピン２８２の外径は、第２ピン孔８２２３の内径と略同等である。第２ピン２８２の軸方向の長さは、前記第２ピン孔８２２３より短くされている。【０１７７】
また、前記した第２ピン孔８２２３において、前記第２ピン２８２の基端（閉塞端８２２４側に位置する端部）と前記閉塞端８２２４との間にはリターンスプリング２８が配置されている。リターンスプリング２８は、第２ピン２８２を前記第１ローラロッカーアーム８２１０側へ付勢する部材であり、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における付勢部材に相当する。【０１７８】
前記した２つの第２ピン孔８２２３，８２３３のうち、他方の第２ピン孔８２３３（第１ローラロッカーアーム８２１０を基準にして第１可変機構８１側に位置する第２ピン孔）の両端は、前述した第１ピン孔８２１４と同様に、第２ローラロッカーアーム８２３０の両側面に開口している。【０１７９】
前記第２ピン孔８２３３には、円柱状の第２ピン２８３が摺動自在に挿入されている。第２ピン２８３の外径は、前記第２ピン孔８２３３の内径と同等である。第２ピン２８３の軸方向の長さは、前記第２ピン孔８２３３より長くされている。【０１８０】
上記した３つのピン孔８２１４，８２２３，８２３３の相対位置は、前述した第１切換機構のピン孔８１１４，８１２３，８１３３と同様の条件を満たすように定められている。【０１８１】
このように構成された第２切換機構においては、第２ピン２８２がリターンスプリング２８によって第１ローラロッカーアーム８２１０側へ常時付勢される。このため、第２ピン２８２の先端は、第１ピン２８１の基端に押し付けられることになる。それに応じて第１ピン２８１の先端は、第２ピン２８３の基端に押し付けられることになる。その結果、第２ピン２８３の先端は、第１アクチュエータ９１の変位部材９１０に常に当接することになる。【０１８２】
ここで、リターンスプリング２８、第１ピン孔８２１４、及び第２ピン２８２，２８３の相対位置や寸法は、以下の２つの条件を満たすように定められるものとする。【０１８３】
（３）前記変位部材９１０が前記した変位端Ｐｍａｘ１に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング２８が予め定められた最小長まで収縮した時に、第２ピン２８２の先端及び第１ピン２８１の基端が第２ローラロッカーアーム８２２０と第１ローラロッカーアーム８２１０との間隙に位置し、且つ、第１ピン２８１の先端及び第２ピン２８３の基端が第１ローラロッカーアーム８２１０と第２ローラロッカーアーム８２３０との間隙に位置する（図１０を参照）。
（４）前記変位部材９１０が前記した変位端Ｐｍａｘ２に位置する時、言い換えれば、リターンスプリング２８が予め定められた最大長まで伸長した時に、第２ピン２８２の先端及び第１ピン孔８２１４の基端が第１ピン孔８２１４内に位置し、且つ、第１ピン孔８２１４の先端及び第２ピン２８３の基端が第２ピン孔８２３３内に位置する（図１１を参照）する。【０１８４】
上記した（３），（４）の条件を満たすようにリターンスプリング２８、第１ピン孔８２１４、及び第２ピン２８２，２８３の相対位置や寸法が定められると、変位部材９１０が前記変位端Ｐｍａｘ１に位置する場合は、前述した第１可変機構８１と同様に、第１ローラロッカーアーム８２１０及び第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０が相互に分離された状態になる。この場合は、吸気バルブ３がバルブ休止状態となる。【０１８５】
その際、第１ピン２８１及び第２ピン２８２，２８３の端面の形状や寸法は、前述した第１切換機構と同様に定められるものとする。【０１８６】
一方、変位部材９１０が前記変位端Ｐｍａｘ２に位置する時は、第２ローラロッカーアーム８２２０と第１ローラロッカーアーム８２１０とが第２ピン２８２によって連結されるとともに、第１ローラロッカーアーム８２１０と第２ローラロッカーアーム８２３０とが第２ピン２８３によって連結された状態になる。すなわち、変位部材９１０が前記変位端Ｐｍａｘ２に位置する場合は、第１ローラロッカーアーム８２１０及び第２ローラロッカーアーム８２２０，８２３０が相互に連結された状態になる。この場合は、吸気バルブ３が主カム７０のカムプロフィールに従って開閉動作することになる。【０１８７】
従って、第１アクチュエータ９１がピン２８１，２８２，２８３を軸方向に変位させることにより、吸気バルブ３の作動状態と休止状態とを切り換えることが可能となる。その場合のピン２８１，２８２，２８３は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類における切換ピンに相当する。【０１８８】
次に、第１アクチュエータ９１の具体的な構成について述べる。図１２は、変位部材９１０の構成を示す平面図である。【０１８９】
図１２において、変位部材９１０は、シリンダヘッドに回転自在に支持された回転体９１０１と、該回転体９１０１の外周部分から径方向に延びる２本のアーム９１０２，９１０３と、を備えている。【０１９０】
２本のアーム９１０２，９１０３のうち、一方のアーム９１０２の先端は前述した第１可変機構８１の第２ピン１８３の先端に当接している。また、２本のアーム９１０２，９１０３のうち、他方のアーム９１０３の先端は前述した第２可変機構８２の第２ピン２８３の先端に当接している。【０１９１】
このように構成された変位部材９１０によれば、前記回転体９１０１が回転することにより、２本のアーム９１０２，９１０３の先端が第２ピン１８３，２８３を軸方向へ変位させることができる。【０１９２】
この場合、駆動部９１１は、前記回転体９１０１の軸９１０４を回転させればよい。そのような駆動部９１１としては、電動モータを例示することができる。【０１９３】
駆動部９１１の他の実施態様としては、図１３に示すように、回転体９１０１に設けられた駆動用アーム９１０５を一回転方向へ付勢するスプリング９１１１と、前記駆動用アーム９１０５を前記スプリング９１０６と逆方向へ押圧するソレノイド９１１２と、を例示することもできる。【０１９４】
尚、前述した第１切換機構のリターンスプリング１８の付勢力を第２切換機構のリターンスプリング２８より大きくすることにより、前記したスプリング９１１１を省略することも可能である。【０１９５】
変位部材９１０の他の実施態様としては、図１４に示すように、第１可変機構８１の第２ピン１８３と第２可変機構８２の第２ピン２８３との間に、軸方向へ進退自在に支持された円柱体９１０６を例示することもできる。【０１９６】
このような変位部材９１０（９１０６）によれば、変位部材９１０（９１０６）が変位する時に該変位部材９１０（９１０６）と第２ピン１８３，２８３との間に摺動抵抗が発生しないため、駆動部９１１の要求動力を一層小さくすることができる。【０１９７】
図１４に示す変位部材９１０に適した駆動部９１１としては、前記円柱体９１０６を第２可変機構８２側へ付勢するスプリング９１１４と、前記円柱体９１０６を第１可変機構８１側へ押圧するソレノイド９１１３と、を例示することができる。この場合のスプリング９１１４も、前述した第１切換機構のリターンスプリング１８の付勢力を第２切換機構のリターンスプリング２８より大きくすることで省略することができる。【０１９８】
また、駆動部９１１の他の実施態様としては、前記円柱体９１０６とラック機構を介して連結された電動モータを例示することもできる。【０１９９】
以上述べた第１可変グループによれば、２つの可変機構８１，８２を一つのアクチュエータ９１で駆動させることができる。その際、第１アクチュエータ９１は切換ピンを少量変位させればよいので、２つの気筒２１，２２の吸気バルブ３の開弁特性を速やかに切り換えることが可能である。また、切換ピンの質量が小さいため、第１アクチュエータ９１は小さな動力で切換ピンを変位させることができる。【０２００】
尚、第２可変グループも第１可変グループと同様の構成を採用することにより、第１可変グループと同様の効果を得ることが可能になる。その結果、動弁システム全体の小型軽量化を好適に図ることが可能になる。【０２０１】
次に、ＥＣＵ１００による第１アクチュエータ９１及び第２アクチュエータ９２の制御方法について図１５に基づいて説明する。【０２０２】
上記した切換ピンの変位は、第１ピン孔の軸心と第２ピン孔の軸心とが同一直線状に位置する時に行われる必要がある。すなわち、切換ピンの変位は、第１ローラロッカーアームが揺動していない時に行われる必要がある。【０２０３】
例えば、ＥＣＵ１００は、１番気筒（＃１）２１及び２番気筒（＃２）２２の主カム７０のベース円区間（主カム７０のベース円部が第１ローラ８１１１，８２１１に当接している期間）Ｔ１に切換ピンが変位するように第１アクチュエータ９１を制御する。【０２０４】
その際、ＥＣＵ１００は、前記ベース円区間Ｔ１の開始時、或いは開始直後に、切換ピンが変位し始めるように第１アクチュエータ９１を制御することが好ましい。【０２０５】
詳細には、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ１０１の出力信号がベース円区間Ｔ１の開始時のクランク角度ＣＡ１と一致した時に、第１アクチュエータ９１を作動させるようにすればよい。上記したクランク角度ＣＡ１は、予め実験的に求めておくことができる。【０２０６】
同様に、ＥＣＵ１００は、３番気筒（＃３）２３及び４番気筒（＃４）２４の主カム７０のベース円区間Ｔ２が開始される時ＣＡ２に、第２アクチュエータ９２を作動させればよい。【０２０７】
このようにＥＣＵ１００が第１アクチュエータ９１及び第２アクチュエータ９２を制御すると、各ベース円区間Ｔ１，Ｔ２内に切換ピンの変位を完了させることが可能となる。【０２０８】
上記したような制御の好適な実施時期としては、内燃機関１のフューエルカット運転が開始される時や、内燃機関１のフューエルカット運転が終了する時などを例示することができる。【０２０９】
以下、実施の形態１の可変動弁機構の他の形態を説明する。なお、下記の構成および基本動作は、日本特願２００８−１２２６１６号出願書類に、第２の実施例として開示されている。【０２１０】
以下、図１６〜図２２を用いて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。【０２１１】
ここで述べる他の形態における動弁システムの特徴は、アクチュエータ９１，９２の構成にある。すなわち、ここで述べる他の形態のアクチュエータ９１，９２は、吸気カムシャフト６の回転力を利用して前述した切換ピンを変位させることを特徴とする。【０２１２】
先ず、ここで述べる他の形態におけるアクチュエータ９１，９２の構成について図１６〜図１９に基づいて説明する。尚、第１アクチュエータ９１と第２アクチュエータ９２の構成は同等であるため、ここで第１アクチュエータ９１の構成についてのみ説明する。【０２１３】
第１アクチュエータ９１の変位部材９１０は、第１可変機構８１の第２ピン１８３と第２可変機構８２の第２ピン２８３との間に配置された円柱体９１０６を備えている。この円柱体９１０６は、シリンダヘッドに固定されたキャリア９１０７によって、軸方向へ進退自在且つ周方向へ回転自在に支持されている。【０２１４】
前記円柱体９１０６の外周面には、アーム９１０８が立設されている。アーム９１０８の先端部は、吸気カムシャフト６の周面と対向する位置まで延びている。さらに、アーム９１０８の先端部には、挿脱ピン９１０９が形成されている。【０２１５】
吸気カムシャフト６において前記挿脱ピン９１０９と対向する外周面には、該吸気カムシャフト６より大きな外径を有する径大部６００が形成されている。径大部６００の周面には、周方向に延びる螺旋状溝６０が形成されている。螺旋状溝６０の幅は、前記挿脱ピン９１０９の外径より若干大きく形成されている。【０２１６】
吸気カムシャフト６の軸方向における螺旋状溝６０の基端の位置は、変位部材９１０が前述した変位端Ｐｍａｘ１に位置する時の挿脱ピン９１０９の位置と一致するように定められている。また、吸気カムシャフト６の周方向（回転方向）における螺旋状溝６０の基端の位置（回転角度位置）は、前述したベース円区間Ｔ１が開始される時の回転角度位置に定められる。【０２１７】
一方、吸気カムシャフト６の軸方向における螺旋状溝６０の終端の位置は、変位部材９１０が前述した変位端Ｐｍａｘ２に位置する時の挿脱ピン９１０９の位置と一致するように定められている。また、吸気カムシャフト６の周方向における螺旋状溝６０の終端の位置は、前述したベース円区間Ｔ１が終了される時の回転角度位置より手前に定められる。【０２１８】
次に、第１アクチュエータ９１の駆動部９１１は、前記挿脱ピン９１０９を前記螺旋状溝６０へ挿入させるためのソレノイド９１１４と、前記挿脱ピン９１０９を前記螺旋状溝６０から離脱させるための離脱用スプリング９１１６と、前記円柱体９１０６を第２可変機構８２側へ付勢（変位端Ｐｍａｘ１側へ付勢）するスプリング９１１４と、を備えている。【０２１９】
ソレノイド９１１４は、該ソレノイド９１１４の駆動軸９１１５が前記アーム９１０８の先端部背面（挿脱ピン９１０９が設けられた面と反対側の面）を前記径大部６００へ向けて押圧可能な位置に配置されている。【０２２０】
離脱用スプリング９１１６は、前記アーム９１０８の先端部が前記径大部６００から離間する方向に前記円柱体９１０６を付勢可能な位置に設けられている。本実施例では、図１９に示すように、離脱用スプリング９１１６は、前記円柱体９１０６に巻き付けられている。尚、離脱用スプリング９１１６の一端はアーム９１０８に係止され、他端はシリンダヘッド或いはキャリア９１０７に係止されている。【０２２１】
次に、第１アクチュエータ９１の動作について図２０〜図２２に基づいて説明する。【０２２２】
先ず、ソレノイド９１１４の非作動時は、離脱用スプリング９１１６の付勢力によって挿脱ピン９１０９が螺旋状溝６０から離脱した状態になる。この場合、円柱体９１０６及びアーム９１０８は、スプリング９１１４の付勢力を受けて前述した変位端Ｐｍａｘ１に位置決めされる。【０２２３】
ＥＣＵ１００がソレノイド９１１４を作動させた時は、該ソレノイド９１１４の駆動軸９１１５が前記アーム９１０８の先端部を前記径大部６００へ押し付ける。その際、吸気カムシャフト６の軸方向における螺旋状溝６０の基端の位置と挿脱ピン９１０９の位置とは一致している。そして、吸気カムシャフト６の回転方向における螺旋状溝６０の位置と挿脱ピン９１０９の位置とが一致した時（すなわち、クランクシャフトの回転角度がベース円区間Ｔ１の開始位置ＣＡ１と一致した時）に、挿脱ピン９１０９が螺旋状溝６０に挿入される（図２０を参照）。【０２２４】
挿脱ピン９１０９が螺旋状溝６０に挿入されると、吸気カムシャフト６の軸方向における挿脱ピン９１０９の位置が螺旋状溝６０に沿って変位する。それに伴い、円柱体９１０６の時軸方向の位置が変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２へ向かって変位する。そして、前記挿脱ピン９１０９が前記螺旋状溝６０の終端に到達した時に、円柱体９１０６が変位端Ｐｍａｘ２に到達する（図２１を参照）。【０２２５】
ところで、前記挿脱ピン９１０９が前記螺旋状溝６０の終端に到達した後は、前記円柱体９１０６が前記スプリング９１１４の付勢力を受けて変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１へ戻る可能性がある。【０２２６】
そこで、図２２に示すように、前記挿脱ピン９１０９が前記螺旋状溝６０の終端に到達した時に、該挿脱ピン９１０９が径大部６００から吸気カムシャフト６の周面へ落ち込むようにしてもよい。この場合、前記挿脱ピン９１０９の側面が前記吸気カムシャフト６の周面と径大部６００の周面との段差に当接するため、前記円柱体９１０６の位置が変位端Ｐｍａｘ２に保持される。【０２２７】
尚、円柱体９１０６を変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１へ変位させる場合は、ソレノイド９１１４が駆動軸９１１５を退行させればよい。その場合、離脱用スプリング９１１６によって前記挿脱ピン９１０９と前記段差との係合が解除されるため、前記円柱体９１０６がスプリング９１１４の付勢力を受けて変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１へ変位する。【０２２８】
以上述べた第１アクチュエータ９１は、挿脱ピン９１０９を押圧する動力のみを発生すればよいので、該第１アクチュエータ９１の定格を一層小さくすることができる。【０２２９】
また、上記の説明では、円柱体９１０６がアーム９１０８の回転軸を兼ねる構成について述べたが、図２３に示すように、円柱体９１０６とは独立した回転軸９１１９にアーム９１０８が支持されるようにしてもよい。【０２３０】
前述した実施例では、４つの気筒が直列に配置された内燃機関１を例に挙げたが、内燃機関の気筒数や気筒の配列を限定するものではない。【０２３１】
また、気筒当たりの吸気バルブ又は排気バルブの本数も２本に限られず、気筒当たり少なくとも１本の吸気バルブ又は排気バルブを備える内燃機関であればよい。【０２３２】
さらに、前述した実施例では、２つの気筒の可変機構を一つのアクチュエータで駆動する例について述べたが、ベース円区間が重複する気筒であれば３気筒以上の可変機構を一つのアクチュエータで駆動することが可能である。【０２３３】
なお、内燃機関の個々の気筒の吸排気バルブの駆動／休止を、各気筒の間でそれぞれ異なるタイミングで行うことができるように、弁駆動機構を構成しても良い。上記の弁駆動機構では、１番気筒と２番気筒の弁の駆動／休止を切り換えるための切換ピンを第１アクチュエータによって変位させ、３番気筒と４番気筒の弁の駆動／休止を切り換えるための切換ピンを第２アクチュエータによって変位させている。ここで、１番気筒〜４番気筒に対して弁動作切換用の切換ピンを個別に設けて、それぞれの切換ピンを異なるアクチュエータによって独立に変位させてもよい。つまり、合計で４つのアクチュエータを搭載して、各気筒の切換ピンを個別に変位させることができるように弁駆動機構を構成しても良い。これにより、気筒毎に、所望のタイミングで、吸気バルブおよび排気バルブの駆動／休止を制御できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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