(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、ピンおよびガイド溝の少なくとも一方の摩耗に起因して駆動カムが切り替わらない異常を判定できるようにすることを目的とする。【解決手段】制御装置は、第１サイクルを対象として、第１カムから第２カムへの切り替えのためにピン駆動動作が実行されるようにアクチュエータ２４を制御する第１駆動処理と、第２サイクルを対象としてピン駆動動作が再度実行されるようにアクチュエータ２４を制御する第２駆動処理と、第１駆動処理の実行後に第１サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピン２８が基準位置に戻り、かつ、第２駆動処理の実行後に第２サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピン２８が基準位置に戻った場合に、第１駆動処理によって駆動カムが第１カムから前記第２カムに切り替わらない異常がカム切替機構２０に生じていると判定する異常判定処理と、を実行する。【選択図】図９
2019015233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトと、プロフィールの異なる複数のカムと、バルブを駆動するカムである駆動カムを前記複数のカムの間で切り替えるカム切替機構とを含む可変動弁装置を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記カム切替機構は、
前記カムシャフトと共に回転し、前記複数のカムと連動して前記カムシャフトの軸方向にシフト可能なシフト部材と、
前記シフト部材の外周面に形成されたガイド溝と、
前記ガイド溝に係脱可能なピンを有し、前記ピンを前記ガイド溝のピン挿入区間に挿入するためのピン駆動タイミングにおいて前記ピンを基準位置から前記シフト部材に向けて突き出すピン駆動動作を実行するアクチュエータと、
前記シフト部材の前記軸方向の位置を第１位置または第２位置に規制するように作用する位置規制機構と、
を含み、
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間と、前記ピンの係合時に前記シフト部材の回転に伴って前記シフト部材を前記第１位置から前記第２位置にシフトさせるカム切替区間と、前記カム切替区間を通過した前記ピンを前記基準位置に戻すピン戻り区間と、を含み、
前記駆動カムは、前記カム切替区間において前記シフト部材が前記第１位置から前記第２位置にシフトすることに伴って前記複数のカムに含まれる第１カムから第２カムに切り替わり、
前記カム切替機構は、前記シフト部材が前記第２位置にあるときに前記ピン駆動動作が実行された場合には、前記ピン駆動タイミングの後に最初に到来する前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間の到来前に前記ピンが前記基準位置に戻るように構成されており、
前記制御装置は、
第１サイクルを対象として、前記第１カムから前記第２カムへの切り替えのために前記ピン駆動動作が実行されるように前記アクチュエータを制御する第１駆動処理と、
前記第１サイクルよりも後のサイクルであって前記第１駆動処理の後に前記第２カムから前記第１カムへの切り替えが行われていない第２サイクルを対象として、前記ピン駆動動作が再度実行されるように前記アクチュエータを制御する第２駆動処理と、
前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻った場合に、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わらない異常が前記カム切替機構に生じていると判定する異常判定処理と、
を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻らなかった場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２サイクルは、前記第１駆動処理の実行後に前記ピンが前記基準位置に戻った後に最初に到来する前記ピン駆動タイミングに対応するサイクルである
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制御装置。
【請求項４】
前記第２駆動処理は、前記第１駆動処理の実行後に前記内燃機関の運転条件が所定の運転条件に遷移した場合に、前記所定の運転条件の使用中に到来する前記第２サイクルを対象として実行される
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制御装置。
【請求項５】
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間の少なくとも一部と前記ピン戻り区間の少なくとも一部とが前記シフト部材の周方向において重なるように形成されており、
前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの１つ前のサイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻った場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間と前記ピン戻り区間とが前記シフト部材の周方向において重ならないように形成されており、
前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間の到来前に前記ピンが前記基準位置に戻った場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、バルブを駆動するカムを複数のカムの間で切り替え可能な可変動弁装置を備える内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バルブを駆動するカムを複数のカムの間で切り替え可能な可変動弁装置を備える内燃機関が開示されている。この可変動弁装置は、複数のカムが固定されたカムキャリアと、電磁式のアクチュエータとを備えている。カムキャリアは、カムシャフトの軸方向にシフト自在となるようにカムシャフトに設けられている。カムキャリアの外周面には、螺旋状のガイド溝が形成されている。アクチュエータは、ガイド溝に係脱可能なピンを有し、ピンをガイド溝に向けて突き出し可能に構成されている。
【０００３】
上述の可変動弁装置によれば、アクチュエータの動作によってピンがガイド溝に挿入されているときに、ガイド溝と係合するピンは、カムシャフトの回転に伴ってカムキャリアをカムシャフトの軸方向に変位させる。その結果、バルブを駆動するカム（駆動カム）が切り替えられる。また、この可変動弁装置では、ピンがカムキャリアを変位させた後にガイド溝から退出する際に生じる誘起電圧に基づいて、駆動カムの切り替えが行われたか否かが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７４３８０３２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２００６８２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の可変動弁装置において、ピンおよびこれと接触するガイド溝の側壁の少なくとも一方が摩耗すると、ピンをガイド溝に係合させたときに得られるカムキャリア（シフト部材）のシフト量が小さくなる。その結果、駆動カムが正常に切り替わらない可能性がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、ピン等の摩耗に起因して駆動カムが切り替わらない場合であっても、ガイド溝から退出する際に生じる誘起電圧に基づいて、駆動カムが切り替わったと誤判定してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、ピンおよびガイド溝の少なくとも一方の摩耗に起因して駆動カムが切り替わらない異常を判定できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、カムシャフトと、プロフィールの異なる複数のカムと、バルブを駆動するカムである駆動カムを前記複数のカムの間で切り替えるカム切替機構とを含む可変動弁装置を備える内燃機関を制御する。
前記カム切替機構は、前記カムシャフトと共に回転し、前記複数のカムと連動して前記カムシャフトの軸方向にシフト可能なシフト部材と、前記シフト部材の外周面に形成されたガイド溝と、前記ガイド溝に係脱可能なピンを有し、前記ピンを前記ガイド溝のピン挿入区間に挿入するためのピン駆動タイミングにおいて前記ピンを基準位置から前記シフト部材に向けて突き出すピン駆動動作を実行するアクチュエータと、前記シフト部材の前記軸方向の位置を第１位置または第２位置に規制するように作用する位置規制機構と、を含む。
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間と、前記ピンの係合時に前記シフト部材の回転に伴って前記シフト部材を前記第１位置から前記第２位置にシフトさせるカム切替区間と、前記カム切替区間を通過した前記ピンを前記基準位置に戻すピン戻り区間と、を含む。
前記駆動カムは、前記カム切替区間において前記シフト部材が前記第１位置から前記第２位置にシフトすることに伴って前記複数のカムに含まれる第１カムから第２カムに切り替わる。
前記カム切替機構は、前記シフト部材が前記第２位置にあるときに前記ピン駆動動作が実行された場合には、前記ピン駆動タイミングの後に最初に到来する前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間の到来前に前記ピンが前記基準位置に戻るように構成されている。
前記制御装置は、第１サイクルを対象として、前記第１カムから前記第２カムへの切り替えのために前記ピン駆動動作が実行されるように前記アクチュエータを制御する第１駆動処理と、前記第１サイクルよりも後のサイクルであって前記第１駆動処理の後に前記第２カムから前記第１カムへの切り替えが行われていない第２サイクルを対象として、前記ピン駆動動作が再度実行されるように前記アクチュエータを制御する第２駆動処理と、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻った場合に、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わらない異常が前記カム切替機構に生じていると判定する異常判定処理と、を実行する。
【０００８】
前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻らなかった場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定してもよい。
【０００９】
前記第２サイクルは、前記第１駆動処理の実行後に前記ピンが前記基準位置に戻った後に最初に到来する前記ピン駆動タイミングに対応するサイクルであってもよい。
【００１０】
前記第２駆動処理は、前記第１駆動処理の実行後に前記内燃機関の運転条件が所定の運転条件に遷移した場合に、前記所定の運転条件の使用中に到来する前記第２サイクルを対象として実行されてもよい。
【００１１】
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間の少なくとも一部と前記ピン戻り区間の少なくとも一部とが前記シフト部材の周方向において重なるように形成されていてもよい。そして、前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの１つ前のサイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻った場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定してもよい。
【００１２】
前記ガイド溝は、前記ピン挿入区間と前記ピン戻り区間とが前記シフト部材の周方向において重ならないように形成されていてもよい。そして、前記制御装置は、前記異常判定処理において、前記第１駆動処理の実行後に前記第１サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間を利用して前記ピンが前記基準位置に戻り、かつ、前記第２駆動処理の実行後に前記第２サイクルの前記カム切替区間に続く前記ピン戻り区間の到来前に前記ピンが前記基準位置に戻った場合には、前記第１駆動処理によって前記駆動カムが前記第１カムから前記第２カムに切り替わっていると判定してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
例えばピンおよびガイド溝の少なくとも一方の摩耗に起因してシフト部材の不十分なシフトが発生する状況下で第１駆動処理が実行された場合には、駆動カムが第１カムから第２カムに切り替わる場合と同様に、第１サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピンが基準位置に戻るようになる。また、カム切替機構では、第１駆動処理に伴って生じたシフト部材の不十分なシフトは位置規制機構によって解消される。このため、上記の状況下において、その後に第２サイクルを対象として第２駆動処理が実行された場合には、第１駆動処理の実行後と同様に、第２サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピンが基準位置に戻るようになる。したがって、本発明の異常判定処理によれば、第１駆動処理によって駆動カムが第１カムから前記第２カムに切り替わらない異常がカム切替機構に生じていることを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の可変動弁装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すガイド溝の具体的な構成を説明するための図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの構成例を概略的に説明するための図である。
【図４】図１に示すカム切替機構が備える位置規制機構の構成の一例を概略的に表した図である。
【図５】カム切替機構によるカム切替動作の一例を説明するための図である。
【図６】ピンの摩耗の有無に伴うカムキャリアのシフト量の違いを説明するための図である。
【図７】カムキャリアの不十分なシフト時の位置規制機構の作用を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係るカム切替機構の異常判定処理が実行された際のピンの動作とアクチュエータの電圧の変化とを説明するための図である。
【図９】実施の形態１に係るカム切替機構の異常判定処理に関するルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係るガイド溝の形状例と、カム切替機構の異常判定処理が実行された際のピンの動作およびアクチュエータの電圧の変化とを説明するための図である。
【図１１】実施の形態３に係るカム切替機構の異常判定処理および警告処理に関するルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１６】
実施の形態１．
１．実施の形態１に係るシステムの構成
本実施形態のシステムが備える内燃機関１は、車両に搭載され、その動力源として使用される。本実施形態の内燃機関１は、一例として、直列４気筒型の４ストロークエンジンである。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関１の可変動弁装置１０の要部の構成を概略的に示す図である。内燃機関１の各気筒には、一例として、２つの吸気バルブ（図示省略）が備えられている。そして、内燃機関１は、これら２つの吸気バルブを駆動するための可変動弁装置１０を備えている。なお、以下に説明する可変動弁装置１０は、燃焼室を開閉するバルブであれば、吸気バルブに代え、排気バルブを駆動するために用いることもできる。
【００１８】
１−１．カムシャフト
可変動弁装置１０は、各気筒の吸気バルブを駆動に用いられるカムシャフト１２を備えている。カムシャフト１２は、図示省略するタイミングプーリーおよびタイミングチェーン（もしくはタイミングベルト）を介してクランクシャフト（図示省略）と連結されており、クランクシャフトの１／２の速度でクランクシャフトと同期して回転する。
【００１９】
１−２．吸気カム
可変動弁装置１０は、各気筒の個々の吸気バルブに対し、プロフィールの異なる複数（一例として、２つ）の吸気カム１４、１６を備えている。吸気カム１４、１６は、後述の態様でカムシャフト１２に設けられている。一方の吸気カム１４は、吸気バルブのリフト量および作用角として相対的に小さなリフト量および作用角が得られる「小カム」である。もう一方の吸気カム１６は、吸気カム１４により得られるリフト量および作用角よりも大きなリフト量および作用角が得られる「大カム」である。吸気バルブのそれぞれには、吸気カム１４または１６からの押圧力をバルブに伝達するためのロッカーアーム１８が設けられている。なお、吸気カムの１つは、吸気バルブに押圧力を付与しないゼロリフトカムであってもよい。
【００２０】
１−３．カム切替機構
可変動弁装置１０は、さらに、カム切替機構２０を備えている。カム切替機構２０は、吸気バルブを駆動するカム（実際に吸気バルブに押圧力を伝達するカムであり、以下、「駆動カム」とも称する）を吸気カム１４、１６の間で切り替えるカム切替動作を行うものである。カム切替機構２０は、一例として気筒毎にカム切替動作を行うために、カムキャリア２２とアクチュエータ２４とを気筒毎に備えている。
【００２１】
カムキャリア２２は、カムシャフト１２の軸方向にはシフト自在であって、その回転方向の移動が拘束された態様で、カムシャフト１２によって支持されている。図１に示すように、カムキャリア２２には、同一気筒の２つの吸気バルブを駆動するための２対の吸気カム１４、１６が形成されている。そして、各対の吸気カム１４、１６は、互いに隣接して設けられている。カムキャリア２２は、本発明に係る「シフト部材」の一例に相当する。ただし、シフト部材は、カムシャフトと共に回転し、複数のカムと連動してカムシャフトの軸方向にシフト可能であれば、必ずしも吸気カム１４、１６と一体的に形成されたカムキャリア２２に限られない。
【００２２】
１−３−１．ガイド溝
カムキャリア２２の外周面には、ガイド溝２６が形成されている。図２は、図１に示すガイド溝２６の具体的な構成を説明するための図である。より詳細には、図２（Ａ）は、カムキャリア２２の外周面に形成されたガイド溝２６を平面上に展開して得られた図である。
【００２３】
ガイド溝２６は、後に詳述される一対のピン２８ａ、２８ｂに対応して、一対のガイド溝２６ａ、２６ｂとして備えられている。一対のガイド溝２６ａ、２６ｂのそれぞれは、カムシャフト１２の周方向に螺旋状に延びるように形成されている。ガイド溝２６ａ、２６ｂのそれぞれは、「ピン挿入区間」と「カム切替区間」と「ピン戻り区間」とを含む。図２（Ａ）に示す例では、ガイド溝２６ａ、２６ｂの経路は、その途中で１本に合流している。すなわち、この例では、ガイド溝２６ａ、２６ｂの間でピン戻り区間が共用されている。
【００２４】
ピン２８は、自身の軸方向と垂直な方向への変位が拘束された状態で配置されており、アクチュエータ２４によってカムキャリア２２に向けて突き出し可能となっている。ピン２８は、ピン挿入区間、カム切替区間およびピン戻り区間の順でガイド溝２６と係合する。以下、ガイド溝２６ａとピン２８ａの組み合わせを例に挙げて、ガイド溝２６の構成を説明する。この説明では、ピン２８ａがガイド溝２６ａと係合した状態でカムキャリア２２が回転することによって、カムキャリア２２が「第１位置」から「第２位置」にシフトするものとする。
【００２５】
図２（Ａ）には、ガイド溝２６ａに対するピン２８ａの軌跡Ｃが表されている。ピン２８とガイド溝２６との相対的な変位は、カムキャリア２２に形成されたガイド溝２６がカムシャフト１２と共に回転することによって生じる。このため、ガイド溝２６に対するピン２８の相対的な進行方向は、図２（Ａ）に示すように、カムシャフト１２の回転方向と逆方向になる。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）中のＡ−Ａ線で（すなわち、ピン２８ａの軌跡Ｃに沿って）カムキャリア２２を切断して得られるガイド溝２６ａの縦断面図である。ガイド溝２６ｂの縦断面図もこれと同様である。なお、内燃機関１は直列４気筒であるため、各気筒のガイド溝２６は、内燃機関１の点火順序に従う順で、カム角で９０°の位相差を伴って形成されている。
【００２６】
（ピン挿入区間）
ガイド溝２６ａのピン挿入区間は、カムキャリア２２が第１位置にあるときにピン２８ａと係合可能となっている。このため、カムキャリア２２が第１位置にあるときにピン２８ａを基準位置（図３参照）からカムキャリア２２に向けて突き出すことにより、ピン２８ａをピン挿入区間においてガイド溝２６ａに挿入することができる。
【００２７】
（カム切替区間）
ガイド溝２６ａのカム切替区間は、ピン挿入区間に続く区間であり、ピン２８ａの係合時にカムキャリア２２の回転に伴ってカムキャリア２２を第１位置から第２位置にシフトさせるために設けられている。カムキャリア２２がカム切替区間において第１位置から第２位置にシフトすることに伴って、駆動カムが吸気カム（大カム）１６から吸気カム（小カム）１４に切り替わる。カム切替区間は、ガイド溝２６ａが形成されたカムキャリア２２に設けられた吸気カム１４、１６の非バルブリフト区間（カムのベース円区間）内に収まるように設けられている。
【００２８】
（ピン戻り区間）
ガイド溝２６ａのピン戻り区間は、カム切替区間に続く区間であり、カムキャリア２２が第２位置にあるときにピン２８ａと係合可能となっている。ピン戻り区間は、カム切替区間を通過したピン２８ａを基準位置に戻すために設けられている。より詳細には、図２（Ｂ）に示すように、ピン戻り区間は、その終端側に、カム切替区間から離れるにつれて徐々に浅くなる部位（斜面２５）を備えている。ピン２８ａは、この斜面２５を利用してガイド溝２６ａから退出して基準位置に戻る。
【００２９】
（ガイド溝２６ａとガイド溝２６ｂとの関係）
もう一方のガイド溝２６ｂは、ガイド溝２６ａの上述の構成と類似する構成を備えており、ピン２８ｂがガイド溝２６ｂに係合しているときにカムキャリア２２を第２位置から第１位置にシフトさせ、その結果として、駆動カムを吸気カム（小カム）１４から吸気カム（大カム）１６に切り替える。したがって、ガイド溝２６ａのカム切替区間とガイド溝２６ｂのカム切替区間とは、カムシャフト１２の軸方向において互いに逆向きに傾斜している。なお、図２（Ａ）に示す例では、上述のようにガイド溝２６ａ、２６ｂの間でピン戻り区間が共用されているが、ガイド溝２６ａとガイド溝２６ｂとは互いに独立していてもよい。
【００３０】
１−３−２．アクチュエータ
アクチュエータ２４は、カムキャリア２２と対向する位置において、シリンダヘッド等の静止部材２７に固定されている。図１に示す例では、アクチュエータ２４は、カムキャリア２２に対応して気筒毎に配置されている。各アクチュエータ２４は、一対のガイド溝２６ａ、２６ｂに係脱可能な一対のピン２８ａ、２８ｂを有している。
【００３１】
図３は、図１に示すアクチュエータ２４の構成例を概略的に説明するための図である。本実施形態のアクチュエータ２４は、一例として、電磁ソレノイド式である。アクチュエータ２４は、図３に示すように、一対のピン２８ａ、２８ｂのそれぞれに対し、コイル３２とコア３４とを有する電磁石３０（一対の電磁石３０ａ、３０ｂ）を金属製のハウジング３６内に備えている。ピン２８は、アクチュエータ２４に内蔵されている。ピン２８は、ハウジング３６内において電磁石３０に対向する側の端部に、磁性材料により形成された板状の磁性部２９を有している。
【００３２】
電磁石３０のそれぞれには、バッテリ３８から電力が供給される。アクチュエータ２４（電磁石３０）への通電は、後述の電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０からの指令に基づいて制御される。アクチュエータ２４への通電が行われずにピン２８の磁性部２９が電磁石３０に吸着しているときのピン２８の位置を「基準位置」と称する。図３は、基準位置にあるピン２８を示している。アクチュエータ２４は、電磁石３０への通電が実行されたときに、ピン２８が電磁石３０と反発して基準位置からカムキャリア２２に向けて突き出されるように構成されている。以下、ピン２８をピン挿入区間に挿入するための「ピン駆動タイミング」においてピン２８を基準位置からカムキャリア２２に向けて突き出す動作を「ピン駆動動作」と称する。
【００３３】
上記構成を有するアクチュエータ２４によれば、詳細は後述される適切なピン駆動タイミングで電磁石３０への通電を実行することで、ピン２８をガイド溝２６に係合させることができる。より詳細には、図３に示すアクチュエータ２４の構成例では、ピン駆動動作によりピン２８がカムキャリア２２に向けて突き出されると、ピン２８の磁性部２９は、電磁石３０と反対側のハウジング３６の壁面３７によって吸引され、当該壁面３７に着座する（すなわち、ピン２８がフルストロークする）。このようにピン２８が上記壁面３７に着座した後には、アクチュエータ２４への通電の継続を必要とせずにフルストローク状態を維持することができる。
【００３４】
（ピン戻り検出）
ガイド溝２６に係合しているピン２８がカムキャリア２２の回転に伴ってピン戻り区間に入ると、溝深さが徐々に浅くなるピン戻り区間の底面の作用で、ピン２８は、電磁石３０側に押し戻されるように変位する。この底面の作用によってピン２８の磁性部２９が当該磁性部２９のストロークの中央位置よりも電磁石３０側にまで押し戻されると、ピン２８が電磁石３０に吸引され、ピン２８は基準位置に戻る（すなわち、ピン２８のガイド溝２６からの退出が完了する）。また、電磁式のアクチュエータ２４によれば、ピン２８が基準位置に戻る際に、電磁石３０のコイル３２に誘起電圧が発生する。ＥＣＵ５０は、この誘起電圧を検出するための検出回路（図示省略）を備えている。後述の異常判定処理において、ＥＣＵ５０は、この誘起電圧をカム切替動作の完了の有無を判定するために利用する。
【００３５】
１−３−３．位置規制機構
図４は、図１に示すカム切替機構２０が備える位置規制機構４０の構成の一例を概略的に表した図であり、カムシャフト１２の中心軸線でカムシャフト１２およびカムキャリア２２を切断して得られる断面図である。位置規制機構（ディテント機構とも呼ばれる）４０は、カムキャリア２２毎に設けられ、カムシャフト１２の軸方向におけるカムキャリア２２の位置（以下、単に、「カムキャリア２２の軸方向位置」と略する）を第１位置または第２位置に規制するように作用する。
【００３６】
図４に示す例では、位置規制機構４０は、一対の環状溝４２（４２ａ、４２ｂ）と、貫通孔４４と、スプリング４６と、２つのボール４８とによって構成されている。一対の環状溝４２ａ、４２ｂは、カムキャリア２２の内周面に全周に渡って延びるように形成されている。２つの環状溝４２ａ、４２ｂは、互いに隣接して配置されている。一方、カムシャフト１２には、筒状の貫通孔４４がカムシャフト１２の中心軸線と直交する方向に延びるように形成されている。貫通孔４４の各端は、カムシャフト１２の外周面において開口しており、カムキャリア２２の軸方向位置（第１位置と第２位置）に応じて一対の環状溝４２ａ、４２ｂの一方と選択的に対向している。
【００３７】
貫通孔４４には、弾性部材の一例であるスプリング４６が収容されている。スプリング４６の各端には、ボール４８が配置されている。各ボール４８は、スプリング４６によって一対の環状溝４２ａ、４２ｂの方向に付勢されている。
【００３８】
より詳細には、図４は、第１位置にあるカムキャリア２２を示している。各ボール４８は、カムキャリア２２が第１位置にあるときに、図４に示すように環状溝４２ａと係合している。一方、アクチュエータ２４によってカムキャリア２２の変位が開始されると、カムキャリア２２が第１位置から第２位置に移動する過程で、各ボール４８は一方の環状溝４２ａによって押されて貫通孔４４内に一旦退出する。その後、カムキャリア２２の移動が進むと、各ボール４８が貫通孔４４から突出してもう一方の環状溝４２ｂに入ろうとする。そして、カムキャリア２２が第２位置に達すると、各ボール４８は、環状溝４２ｂと係合する。
【００３９】
上述の構成を有する位置規制機構４０によれば、図４に示すようにカムキャリア２２が第１位置にあるときには、スプリング４６により環状溝４２ａに向けて付勢された各ボール４８は、カムキャリア２２の位置を第１位置で保持するための保持力を発揮する。また、カムキャリア２２が第２位置にあるときには、スプリング４６により環状溝４２ｂに向けて付勢された各ボール４８は、カムキャリア２２を第２位置で保持するための保持力を発揮する。
【００４０】
また、上記の位置規制機構４０が備えられていると、仮にカムキャリア２２を不十分にシフトさせる力がアクチュエータ２４のピン駆動動作に伴ってカムキャリア２２に与えられた場合には、詳細は図７を参照して後述されるように、カムキャリア２２のシフトが打ち消され、カムキャリア２２はシフト開始前の位置（第１位置または第２位置）に戻されることがある。
【００４１】
以上のように、位置規制機構４０は、カムキャリア２２の軸方向位置を第１位置または第２位置に規制するように作用する。なお、本発明に係る位置規制機構は、このような作用を有するものであれば、図４に示す構成に限られず、例えば、磁石を利用して上記作用を実現する構成が用いられてもよい。
【００４２】
１−４．制御系
本実施形態のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ５０を備えている。ＥＣＵ５０には、内燃機関１およびこれを搭載する車両に搭載された各種センサと、内燃機関１の運転を制御するための各種アクチュエータとが電気的に接続されている。
【００４３】
上記の各種センサは、一例として、クランク角センサ５２、油温センサ５４、およびエアフローセンサ５６を含む。クランク角センサ５２は、クランク角に応じた信号を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ５２を用いてエンジン回転速度を取得できる。油温センサ５４は、内燃機関１の各部（カムシャフト１２等の可変動弁装置１０の各部を含む）を潤滑するオイルの温度に応じた信号を出力する。エアフローセンサ５６は、内燃機関１に吸入される空気の流量に応じた信号を出力する。また、上記の各種アクチュエータは、アクチュエータ２４とともに、一例として、燃料噴射弁５８および点火装置６０を含む。さらに、上記車両には、カム切替機構２０に関する異常を運転者に知らせるための故障表示灯（ＭＩＬ）６２が搭載されている。ＭＩＬ６２は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。
【００４４】
ＥＣＵ５０は、プロセッサ、メモリおよび入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、上述の各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、上述の各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。メモリには、各種アクチュエータを制御したり、後述の異常判定処理を実行したりするための各種の制御プログラムおよびマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行する。これにより、本実施形態に係る「制御装置」の機能が実現される。
【００４５】
２．カム切替動作
次に、図５を参照して、カム切替機構２０を用いたカム切替動作について説明する。駆動カムとして吸気カム（小カム）１４と吸気カム（大カム）１６のどちらを用いるかは、例えば、上記の各種センサを利用して取得されるエンジン運転条件（主に、エンジン負荷とエンジン回転速度）に応じて決定される。駆動カムの切り替えは、カム切替対象のサイクルにおいて、吸気バルブのリフト区間が終了した後のカムのベース円区間を利用して実行される。
【００４６】
２−１．ピン駆動タイミング（通電開始タイミング）
カム切替動作は、上述のピン駆動動作によって開始される。電磁式のアクチュエータ２４では、上述のピン駆動タイミングは、アクチュエータ２４への通電を開始するタイミング（より詳細には、カム角タイミング）である。したがって、ピン駆動動作は、ピン駆動タイミングにおいてアクチュエータ２４への通電が開始されることによって行われる。
【００４７】
ピン駆動タイミングは、ピン２８をガイド溝２６のピン挿入区間に挿入させられるように決定される。より具体的には、ピン駆動タイミングは、ピン２８がピン挿入区間のガイド溝２６の内部に直接的に挿入されるように決定されてもよい。あるいは、ピン駆動タイミングは、ピン挿入区間よりもカムシャフト１２の回転方向の前方側に位置するカムキャリア２２の外周面６４（図５（Ａ）参照）にピン２８が着座するように決定されてもよい。この外周面６４にピン２８を着座させた場合であっても、その後にピン２８がピン挿入区間と対向するタイミングまで通電を継続することによってピン２８をピン挿入区間に挿入させられるためである。
【００４８】
また、エンジン回転速度（∝カムシャフト回転速度）が高くなると、単位時間当たりのクランク角の変化量およびこれに伴うカム角の変化量が大きくなる。このため、ピン駆動タイミングは、エンジン回転速度に応じて変更されてもよく、より詳細には、エンジン回転速度が高いほどより大きく進角されてもよい。また、上記オイルの温度が低いためにその粘度が低いと、ピン駆動動作がオイルによって妨げられ易くなる。このため、ピン駆動タイミングは、例えば、オイルの温度に応じて変更されてもよく、より詳細には、オイルの温度が低いほどより大きく進角されてもよい。
【００４９】
（通電終了タイミング）
アクチュエータ２４の通電終了タイミング（カム角タイミング）は、遅くとも、カム切替対象のサイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間の到来前のタイミングとなるように設定される。上述の構成を有するアクチュエータ２４では、ピン２８をフルストロークさせた後は通電を継続せずにフルストローク状態を維持できる。このため、通電終了タイミングは、ピン２８をフルストロークさせるために必要な最短の通電期間の確保に要求されるタイミングであってもよい。しかしながら、後述の図８に示す例では、通電終了タイミングは、一例として、ピン挿入区間中の所定タイミングとなるように決定されている。その理由は、クランク角センサ５２の信号に基づいて把握されるガイド溝２６の位置（カム角）と実際のガイド溝の位置との関係の機械的なばらつきを考慮して、通電期間に余裕を持たせるためである。また、この所定タイミングは、通電開始タイミングと同様に、エンジン回転速度に応じて適切に変更されてもよい。
【００５０】
２−２．大カムから小カムへのカム切替動作
図５は、カム切替機構２０によるカム切替動作の一例を説明するための図であり、より詳細には、吸気カム（大カム）１６から吸気カム（小カム）１４へのカム切替動作の説明に用いられる。なお、図５では、カムキャリア２２の回転に伴ってガイド溝２６が紙面の上方から下方に向けて移動している。
【００５１】
図５（Ａ）では、カムキャリア２２が第１位置にあるため、ガイド溝２６ａのピン挿入区間がピン２８ａと対向しており、ロッカーアーム１８のそれぞれは、吸気カム１６と接触している。図５（Ａ）に示す状態では、アクチュエータ２４の電磁石３０ａ、３０ｂへの通電はなされていない。
【００５２】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す状態からカムシャフト１２（カムキャリア２２）が９０°回転した状態に相当する。図５（Ｂ）には、アクチュエータ２４（この例では、電磁石３０ａ）への通電実行によってピン駆動動作が実行された結果として、ピン２８ａがピン挿入区間においてガイド溝２６ａと係合している様子が表されている。
【００５３】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す状態からカムシャフト１２がさらに９０°回転した状態に相当する。ピン２８ａは、カムキャリア２２の回転に伴って、ピン挿入区間からカム切替区間に入る。図５（Ｃ）は、ピン２８ａがカム切替区間においてガイド溝２６ａの側壁と接触しながらカムキャリア２２をシフトさせている状態（すなわち、第１位置から第２位置に向けて（図５（Ｃ）の右方向に）シフトする過程にあるカムキャリア２２）を示している。
【００５４】
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）に示す状態からカムシャフト１２がさらに９０°回転した状態に相当する。ピン２８ａは、カム切替区間を通過し終えるとピン戻り区間に入る。ピン２８ａがピン戻り区間に入ると、上述のように、ピン戻り区間の底面の作用でピン２８ａが電磁石３０ａ側に押し戻される。ＥＣＵ５０は、ピン２８ａが基準位置に戻る過程で誘起電圧を検出する。ピン２８ａが電磁石３０ａに吸引されて基準位置に戻ると、ピン２８ａのガイド溝２６ａからの退出が完了する。図５（Ｄ）には、ピン２８ａのガイド溝２６ａからの退出が完了した時（ピン２８ａが基準位置に戻った時）のカムキャリア２２およびアクチュエータ２４が表されている。
【００５５】
また、図５（Ｄ）では、図５（Ｃ）中の右方向へのカムキャリア２２のシフトも完了している。このため、ロッカーアーム１８に押圧力を与えるカムを吸気カム（大カム）１６から吸気カム（小カム）１４に切り替えるカム切替動作が完了している。そして、以上のようなカム切替動作によれば、カムシャフト１２が１回転する間に駆動カムの切り替えを行うことができる。また、図５（Ｄ）に示す状態では、カムキャリア２２は第２位置にあるため、もう一方のピン２８ｂがもう一方のガイド溝２６ｂのピン挿入区間と対向している。
【００５６】
２−３．小カムから大カムへのカム切替動作
吸気カム（小カム）１４から吸気カム（大カム）１６へのカム切替動作は、上述の吸気カム（大カム）１６から吸気カム（小カム）１４へのカム切替動作と同様であるため、ここでは、以下のように、その概要のみを説明する。
【００５７】
すなわち、このカム切替動作は、図５（Ｄ）に示すようにカムキャリア２２が第２位置にあるときに、上記のピン駆動タイミングで行われるピン駆動動作によって開始される。この例では、ピン２８ｂがカム切替区間を通過している間に、カムキャリア２２がカムシャフト１２の回転に伴って図５（Ｃ）に示す動作とは逆に左方向にシフトする。その後、ピン２８ｂがカム切替区間を通過し終えると、カムキャリア２２の第２位置から第１位置へのシフトが完了し、吸気カム（小カム）１４から吸気カム（大カム）１６への切り替えが完了する。また、ピン２８ｂはガイド溝２６ｂから退出して基準位置に戻る。
【００５８】
３．実施の形態１に係るカム切替機構（カム切替動作）の異常判定処理
既述したように、電磁式のアクチュエータ２４によれば、ピン駆動動作によりガイド溝２６に挿入されたピン２８がピン戻り区間を利用して基準位置に戻る際に誘起電圧が発生する。以下、このように発生する誘起電圧を「ピン戻り信号」とも称する。
【００５９】
カム切替動作が正常に行われた場合には、ピン２８がピン戻り区間を通過する期間を含むように設けられた「戻り検出期間」（後述の図８参照）において、ピン戻り信号（誘起電圧）がＥＣＵ５０によって検出されることになる。このため、ピン戻り信号が戻り検出期間において検出されなかった場合には、カム切替動作が正常に行われず、したがって、カム切替機構２０に何らかの異常が生じていると考えられる。ここでいう異常の具体例としては、例えば、次の例１〜４が考えられる。
【００６０】
例１：ＥＣＵ５０が備えるソレノイド駆動回路（電磁石３０への通電を制御するスイッチに関する駆動回路（図示省略））の異常（例えば、このスイッチの断線またはショート）
例２：ピン２８の折損
例３：ピン２８の固着（例えば、アクチュエータ２４内への異物混入に起因）
例４：コイル３２の断線
【００６１】
例１において、このスイッチが断線していると、電磁石３０に通電されないため、ピン駆動動作が行われない。その結果、カム切替動作が行われず、また、ピン戻り信号が生成されない。また、当該スイッチがショートしていると、カム切替要求に基づくピン駆動タイミングとは異なる意図しないタイミングで電磁石３０への通電が行われることになる。このため、カム切替要求に基づいて切り替えが行われるべきサイクルよりも前のサイクルでカム切替動作が行われることになり、カム切替動作に基づく正規のピン駆動タイミングに対応するピン戻り検出区間ではピン戻り信号が検出されない。
【００６２】
例２のようにピン２８の折損が生じていると、ピン２８がフルストロークしてもピン２８がガイド溝２６と係合しなくなることが生じ得る。その結果、ピン２８を突き出すためのアクチュエータ２４の動作は正常であっても、カム切替動作が行われないことが生じ得る。また、ピン２８がピン戻り区間の斜面２５を利用できないためピン戻り信号が生成されないことが生じ得る。なお、ピン戻り区間の斜面２５を利用してピン２８を戻す構成を有するガイド溝２６の利用により、ピン戻り信号が生成された場合にはピン２８がガイド溝２６に係合していたことを把握できる。
【００６３】
例３および例４では、ピン駆動動作が行われないため、カム切替動作が行われず、また、ピン戻り信号が生成されない。
【００６４】
３−１．異常判定に関する課題
上述のように、カム切替動作が正常に行われた場合には、ピン戻り信号が正常に（正規の戻り検出期間において）検出される。ここでいう「正規の戻り検出期間」とは、カム切替要求に基づいてピン２８の挿入対象（カム切替対象）となるサイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間に対応する戻り検出期間のことである。一方、上記例１〜４のような異常が生じている場合には、ピン戻り信号は生成されず、または、生成されても正規の戻り検出期間において検出されない。
【００６５】
そこで、カム切替要求に基づいてカム切替機構２０がカム切替動作を行わった場合に、正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されるか否かに基づいて、カム切替機構２０の異常の有無を判定することが考えられる。しかしながら、このような異常判定に関し、本件発明者の鋭意研究により、ピン駆動動作に伴ってピン２８がガイド溝２６に正常に出入りしたとしても（すなわち、ピン駆動動作の実行後に正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されたとしても）、カムが正常に切り替わらない異常の例があることを見い出した。この例とは、例えば、ピン２８の（周面）の摩耗の進行である。
【００６６】
（ピン摩耗に起因するシフト量の減少）
図６は、ピン２８の摩耗の有無に伴うカムキャリア２２のシフト量の違いを説明するための図である。より詳細には、図６（Ａ）は、ピン２８の摩耗のない例に相当し、図６（Ｂ）は、ピン２８の周面の経時的な摩耗のある例に相当する。なお、図６の説明では、ピン２８ａとガイド溝２６ａの組み合わせを例示する。
【００６７】
図６（Ａ）には、ピン２８ａがガイド溝２６ａのピン挿入区間に入る直前のピン２８ａとガイド溝２６ａとの位置関係と、カムキャリア２２が正常にシフトした後（ピン２８ａがピン戻り区間においてガイド溝２６ａから出た直後）のピン２８ａとガイド溝２６ａとの位置関係とが表されている。この例では、図６（Ａ）に示すように、ピン駆動動作に伴うカムキャリア２２のシフト量は、カム切替区間においてピン２８ａがガイド溝２６ａと接触する側（図６（Ａ）では下側）におけるピン挿入区間の側壁の位置とピン戻り区間の側壁の位置との距離Ｓ１と等しい。
【００６８】
図６（Ｂ）に示す例のピン２８ａは、その径が摩耗により小さくなっている。このように径が小さくなる態様でピン２８ａが摩耗する理由は、カム切替区間においてカムキャリア２２がシフトする際にガイド溝２６ａの側壁がピン２８ａに押し付けられながら摺動し、かつ、アクチュエータ２４のハウジング３６に対するピン２８ａの回転が許容されているためである。
【００６９】
カムキャリア２２は、上述のように、カム切替区間においてガイド溝２６ａの側壁（図６（Ｂ）では下側の側壁）がピン２８ａと接触しながらシフトする。このため、この例におけるカムキャリア２２のシフト量は、図６（Ｂ）におけるシフト前（左側）の位置関係において、図６（Ｂ）の下側（ガイド溝２６ａの側壁と接触する側）におけるピン２８ａの周面の位置とピン戻り区間の側壁の位置との距離Ｓ２と等しい。
【００７０】
図６（Ａ）と図６（Ｂ）とを比較すると分かるように、距離Ｓ２は距離Ｓ１よりも短い。このように、ピン２８の周面が経時的に摩耗すると、カムキャリア２２のシフト量が小さくなる。なお、摩耗の進行によりカムキャリア２２のシフト量が小さくなる現象の発生は、ピン２８の周面が摩耗する場合に限られない。すなわち、カム切替区間においてピン２８と接触する側のガイド溝２６の側壁の摩耗がカム切替区間からピン戻り区間にかけて進行した場合にも、シフト量が小さくなり得る。このように、シフト量は、ピン２８の周面およびこれに接触するガイド溝２６の側壁の少なくとも一方の摩耗に起因して小さくなり得る。
【００７１】
さらに付け加えると、図６に示す例とは異なり、ハウジング３６に対するピン２８ａの回転が拘束されている前提であっても、ピン２８ａは摩耗する。より詳細には、この例では、ガイド溝２６ａが押し付けられる側（図６（Ａ）の下側）の部位においてピン２８ａの摩耗が進行するが、カムキャリア２２のシフト量が減少することは図６に示す例と同様である。
【００７２】
（不十分なシフト時の位置規制機構の作用）
図７は、カムキャリア２２の不十分なシフト時の位置規制機構４０の作用を説明するための図である。図７の上段は、図４と同様に、カムキャリア２２が第１位置で保持されている状態を示している。図７の中段は、ピン２８ａの摩耗に起因するカムキャリア２２の不十分なシフトが第１位置から行われた時を示している。この図に示される状態では、不十分なシフトにより、位置規制機構４０のボール４８が環状溝４２ａと環状溝４２ｂとの境界を乗り越えることができていない。
【００７３】
図７の中段に示されるような不十分なシフトが行われた場合には、スプリング４６によって付勢されたボール４８が環状溝４２ａの壁面を押しながら環状溝４２ａ内に入ろうとする。その結果、図７の下段に示すように、カムキャリア２２が第１位置に戻されてしまう。以上のように、位置規制機構４０は、カムキャリア２２の不十分なシフトが生じた際に、カムキャリア２２を第１位置または第２位置（図７の例では第１位置）に規制するように作用する。
【００７４】
（ピン摩耗時のピン戻り信号）
図６および図７を参照して説明したように、位置規制機構４０を備えるカム切替機構２０では、例えばピン２８の摩耗に起因してカムキャリア２２の不十分なシフトが行われた場合には、カムキャリア２２がシフト開始前の第１位置または第２位置に戻されてしまう。しかしながら、そのような不十分なシフトが行われた場合にも、ピン２８はカム切替対象のサイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間の斜面２５を利用してガイド溝２６から退出するため、正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出される。したがって、カム切替要求に基づくピン駆動動作の実行後に正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されたか否かを判定するだけでは、カム切替動作が正常に行われる例と、ピン摩耗等に起因してカム切替動作が行われない異常の例とを判別することができない。
【００７５】
３−２．実施の形態１に係るカム切替機構の異常判定処理の概要
本実施形態では、カム切替動作が正常に行われる例と、ピン摩耗等に起因してカム切替動作が行われない異常の例とを判別できるようにするために、ＥＣＵ５０は、以下に図８を参照して説明される処理を実行する。なお、ここでは、第１サイクルを対象として吸気カム（大カム；この例では本発明に係る「第１カム」にも相当）１６から吸気カム（小カム；この例では本発明に係る「第２カム」にも相当）１４への切り替えを例示して説明する。
【００７６】
図８は、実施の形態１に係るカム切替機構２０の異常判定処理が実行された際のピン２８ａの動作とアクチュエータ２４（コイル３２）の電圧の変化とを説明するための図である。より詳細には、図８には、ガイド溝２６ａの側面視と、ガイド溝２６ａ、２６ｂの上面視と、コイル３２の電圧波形とが表されている。上面視には、同一のカムキャリア２２についての連続する３サイクル分のガイド溝２６ａ、２６ｂが表されている。側面視には、その３サイクル分のガイド溝２６ａが重ねて示されている。また、上面視では、実際にカムシャフト１２の軸方向にシフトするのは、ピン２８ａではなくガイド溝２６ａであるが、説明の便宜上、ガイド溝２６ａを基準としたピン２８ａの相対的な位置の変化を表している。
【００７７】
（ガイド溝のオーバーラップ）
図８に示すように、本実施形態のガイド溝２６は、一例として、３６０°（カムキャリア２２の一周）以上のカム角区間に渡って形成されており、したがって、カムキャリア２２の周方向においてピン挿入区間の一部とピン戻り区間の一部とが重なっている。このことを、以下、単に、ガイド溝２６の「オーバーラップ」と称する。また、図８に示す例では、ＥＣＵ５０がピン戻り信号を検出するための戻り検出期間（カム角期間）は、一例として、ガイド溝２６の位置（カム角）の機械的なばらつきを考慮して、ガイド溝２６のピン戻り区間およびその前後の所定のカム角区間を対象とする期間として余裕を持たせて設定されている。
【００７８】
なお、本実施形態のガイド溝２６のようにオーバーラップを有していると、カム切替対象サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間は、このカム切替対象サイクルの次のサイクルに及ぶ例がある。この例では、カム切替区間で生じる駆動カムの切り替えと、ピン戻り区間で生じるピン２８の戻りとが同一サイクル中に完結しなくなる。そこで、本明細書中においては、誤解を避けるために、あるサイクルを対象として駆動カムの切り替えが行われた場合に当該サイクル（カム切替対象サイクル）に対応するピン戻り区間でピン２８が戻ったことを説明する際に、このサイクルの「カム切替区間に続くピン戻り区間」と称している。
【００７９】
３−２−１．第１駆動処理
ＥＣＵ５０は、第１サイクルを対象として、吸気カム１６から吸気カム１４への切り替えのためにピン駆動動作が実行されるように（すなわち、ピン駆動タイミングにおいてピン２８ａが駆動されるように）アクチュエータ２４を制御する（第１駆動処理）。図８には、第１駆動処理の実行に伴って、吸気カム１６から吸気カム１４に切り替えるカム切替動作が正常に行われた例が表されている。この例では、図８に示すように、第１駆動処理の対象となる第１サイクルの戻り検出期間（正規の戻り検出期間）において、ピン戻り信号が検出される。すなわち、第１駆動処理の実行後に第１サイクルのカム切替区間Ｘ１に続くピン戻り区間を利用してピン２８ａが基準位置に戻る。また、図８の上面視では、第１駆動処理の開始前のピン２８ａのカムシャフト１２の軸方向位置を「Ｐ１」と称する。
【００８０】
３−２−２．第２駆動処理
（第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われた時）
ガイド溝２６ａを基準とするピン２８ａの位置の変化を考えたとき、第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常に行われた場合には、ピン２８ａは、図８に示すようにピン挿入区間に対応する直線Ｌ１上の位置からピン戻り区間に対応する直線Ｌ２上の位置に移動することになる。図８において２番目に到来するピン駆動タイミングは、第１駆動処理の実行後にピン２８ａが基準位置に戻った後に最初に到来するピン駆動タイミング（より厳密には、仮にカムキャリア２２が第１位置にあったとしたらピン２８ａをピン挿入区間に挿入させられる通電開始タイミング）に相当する。図８中の最も右側のガイド溝２６ａは、このピン駆動タイミングに対応する第２サイクルのガイド溝２６ａに相当する。すなわち、図８に示す例では、第１サイクルの２つ後のサイクルが第２サイクルに相当する。
【００８１】
ＥＣＵ５０は、第１駆動処理の実行後に正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出された場合に、上記の第２サイクルを対象として、ピン駆動タイミングにおいてピン２８ａが再度駆動されるようにアクチュエータ２４を制御する（第２駆動処理）。すなわち、第２駆動処理では、第１駆動処理の対象となったピン２８ａを対象として、ピン駆動動作が再度実行される。より詳細には、第２駆動処理は、第１駆動処理と第２駆動処理との間に他のピン（カム切替機構２０の例ではピン２８ｂ）を対象とするピン駆動動作を介在することなく実行される。すなわち、第２サイクルは、第１駆動処理の後に第２カム（この例では、吸気カム１４）から第１カム（この例では、吸気カム１６）への切り替えが行われていないサイクルである。また、図８の上面視では、第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われた場合において第２駆動処理の開始前のピン２８ａのカムシャフト１２の軸方向位置を「Ｐ２」と称する。
【００８２】
第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われていた場合には、ピン２８ａは、位置Ｐ２において第２駆動処理によってカムキャリア２２に向けて突き出される。位置Ｐ２では、ピン２８ａは第１サイクルのガイド溝２６ａのピン挿入区間と係合可能ではない。このため、図８に示すように、ピン２８ａは、第２駆動処理の実行後に第２サイクルのカム切替区間Ｘ３に続くピン戻り区間の斜面２５を利用して基準位置に戻るのではなく、第２サイクルの１つ前のサイクルのカム切替区間Ｘ２に続くピン戻り区間の斜面２５を利用して基準位置に戻ることになる。その結果、この場合のピン戻り信号（実線）は、第２サイクルの戻り検出期間よりも早いタイミングで生成されるため、当該戻り検出期間中には検出されない。
【００８３】
付け加えると、オーバーラップを有するガイド溝２６を備える本実施形態のカム切替機構２０では、上記のように、第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われていた場合には、第２駆動処理の実行後に第２サイクルの１つ前のサイクルのカム切替区間Ｘ２に続くピン戻り区間の斜面２５を利用してピン２８が基準位置に戻ることになる。このように、カム切替機構２０は、「シフト部材（カムキャリア２２）が第２位置にあるときにピン駆動動作が実行された場合には、当該ピン駆動動作のピン駆動タイミングの後に最初に到来するカム切替区間に続くピン戻り区間（図８に示す例では、第２サイクルのピン戻り区間）の到来前にピンが基準位置に戻る」という機能を有している。なお、このような機能は、図８に示すガイド溝２６のプロフィールの例に限らず、シフト部材（カムキャリア）の周方向においてピン挿入区間の少なくとも一部とピン戻り区間の一部とが重なっているときに得られる。
【００８４】
（ピン摩耗の発生時）
図７を参照して説明したように、ピン摩耗等に起因する不十分なシフトが行われた場合には、位置規制機構４０の作用によってカムキャリア２２は第１位置に戻される。このため、図８に示す上面視では、第１駆動処理の実行に伴ってこのような不十分なシフトが行われた場合には、第２サイクルのピン駆動タイミングが到来する時のピン２８ａの位置は、破線で示すようにＰ２ではなくＰ１となる。この場合には、第２駆動処理の実行後に、ピン２８ａは、第２サイクルのカム切替区間Ｘ３に続くピン戻り区間の斜面２５を利用して基準位置に戻ることになる。その結果、ピン戻り信号（破線）は、第２サイクルの戻り検出期間において検出される。
【００８５】
なお、ピン駆動タイミング（通電開始タイミング）は、上記２−１．において説明したように、エンジン回転速度またはオイル温度に応じて異なり得る。このため、第２駆動処理の実施時期または第２駆動処理の実施時のオイルの温度条件によっては、第２駆動処理のピン駆動タイミングは、第１駆動処理のピン駆動タイミングと同じとは限らない。
【００８６】
３−２−３．異常判定処理
そこで、本実施形態の異常判定処理では、第２駆動処理の実行に伴って第２サイクルの（すなわち、正規の）戻り検出期間においてピン戻り信号が検出された場合には、第１駆動処理によって駆動カムが吸気カム（第１カム）１６から吸気カム（第２カム）１４に切り替わらない異常がカム切替機構２０に生じていると判定される。より具体的には、この異常は、第１駆動処理によるガイド溝２６ａへのピン２８ａの出入りは正常であるがカムキャリア２２が正常にシフトしないため、駆動カムが切り替わらない異常である。
【００８７】
一方、第２駆動処理の実行後に第２サイクルの戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されなかった場合（第２サイクルの１つ前のサイクルのピン戻り区間（図示省略）にてピン戻り信号が生成される場合）には、吸気カム（第１カム）１６から吸気カム（第２カム）１４への切り替えが行われたと判定される。
【００８８】
３−３．ＥＣＵの処理
図９は、実施の形態１に係るカム切替機構２０の異常判定処理に関するルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、内燃機関１の運転中に、アクチュエータ２４毎に（本実施形態の例では気筒毎に）所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００８９】
図９に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、カム切替要求があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。カム切替要求の有無は、例えば、エンジン運転条件（主に、エンジン負荷とエンジン回転速度）の変化に応じて、要求される吸気カム（小カム１４または大カム１６）に変化があるか否かに基づいて判定される。
【００９０】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ１００においてカム切替要求がないと判定した場合には、本ルーチンの今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、カム切替要求があると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、第１駆動処理を実行する（ステップＳ１０２）。より詳細には、今回のカム切り替えの対象となるサイクル（上記第１サイクル）のピン駆動タイミングにおいてアクチュエータ２４への通電が実行される。
【００９１】
次に、ＥＣＵ５０は、第１駆動処理の実行に伴い、第１サイクルの戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。より詳細には、ピン戻り信号としては、例えば、誘起電圧のピーク値を用いることができ、あるいは、所定値以上の大きさの誘起電圧の積算値が用いられてもよい。また、ピン戻り信号の対象は、ピン２８が基準位置に戻る際に生じる誘導起電力に基づく信号であればよく、誘起電圧に代え、例えば、誘起電流が用いられてもよい。
【００９２】
ステップＳ１０４の判定結果が否定的である場合、つまり、上記戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されなかった場合には、ＥＣＵ５０は、カム切替機構２０に異常が生じていると判定する（ステップＳ１０６）。また、ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、異常を運転者に知らせるためにＭＩＬ６２を点灯させる処理を実行する。なお、本ステップＳ１０６において判定される異常の具体例としては、例えば、上述の例１〜４が考えられる。
【００９３】
一方、ステップＳ１０４の判定結果が肯定的である場合、つまり、上記戻り検出期間においてピン戻り信号が検出された場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、第１駆動処理の対象となったものと同じピン２８およびガイド溝２６の組み合わせを対象として、第２駆動処理を実行する。ステップＳ１０８の例では、第２駆動処理は、第１駆動処理の実行後にピン２８が基準位置に戻った後に最初に到来するピン駆動タイミングに対応する第２サイクルを対象として実行される。つまり、この例では、第１駆動処理と第２駆動処理とは、最短の間隔で連続的に実行される。
【００９４】
次に、ＥＣＵ５０は、第２駆動処理の実行に伴い、第２サイクルの戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。その結果、ステップＳ１１０の判定結果が否定的である場合、つまり、第１駆動処理の実行後に正規の戻り検出期間においてピン戻り信号を検出したが第２駆動処理の実行後に正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されなかった場合には、ＥＣＵ５０は、正常判定を実行する（ステップＳ１１２）。具体的には、ステップＳ１００のカム切替要求に基づく駆動カムの切り替えが正常に行われていると判断される。
【００９５】
一方、ステップＳ１１０の判定結果が肯定的である場合、つまり、第１駆動処理および第２駆動処理の実行後にそれぞれの正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出された場合には、カム切替要求に基づく駆動カムの切り替えが正しく行われていないと判断できる。このため、ＥＣＵ５０は、この場合には、第１駆動処理によって駆動カムが切り替わらない異常がカム切替機構２０に生じていると判定する（ステップＳ１１４）。また、ステップＳ１１４においても、ＥＣＵ５０は、異常を運転者に知らせるためにＭＩＬ６２を点灯させる処理を実行する。
【００９６】
なお、上記の例とは異なり、本ステップＳ１１４の処理が実行される場合には、ステップＳ１０６の異常判定が実行される場合に点灯されるＭＩＬ６２と異なるＭＩＬが点灯されてもよい。すなわち、点灯されるＭＩＬを異常の要因に応じて異ならせてもよい。
【００９７】
４．実施の形態１に係るカム切替機構の異常判定処理の効果
以上説明した図９に示すルーチンの処理によれば、第１駆動処理を行った結果としてピン戻り信号が正しく検出された場合には、第１駆動処理の対象となったものと同じピン２８およびガイド溝２６の組み合わせを対象として、第２駆動処理が実行される。本実施形態のカム切替機構２０の前提構成の下では、第１駆動処理によってカム切替動作が正しく行われていた場合には、第２駆動処理を実行してもピン戻り信号が正規の戻り検出期間において検出されない。一方、ピン摩耗等に起因する異常が生じていた場合には、第１駆動処理の実行時だけでなく第２駆動処理の実行時においても、ピン戻り信号が正規の戻り検出期間において検出される。したがって、本ルーチンの異常判定処理によれば、ピン摩耗等に起因するカム切替機構２０の異常が生じた例と、カム切替動作が正常に行われた例とを切り分けしつつ、カム切替機構２０の異常判定を実施できるようになる。
【００９８】
また、上記ルーチンの処理の一例では、第２駆動処理の対象となる第２サイクルは、第１駆動処理の実行後にピン２８が基準位置に戻った後に最初に到来するピン駆動タイミングに対応するサイクルである。つまり、この例では、第１駆動処理と第２駆動処理とは最短の間隔で連続的に実行されている。これにより、この間隔が長い例と比べて、ピン摩耗等に起因するカム切替機構２０の異常を迅速に判定できる。
【００９９】
（第１および第２駆動処理の実行後に異常判定処理をまとめて行う例）
図９に示すルーチンでは、第１駆動処理の実行後にステップＳ１０４においてピン戻り信号が検出された場合（すなわち、第１駆動処理の実行後に第１サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピン２８が基準位置に戻った場合）に、第２駆動処理が実行される。しかしながら、第１および第２駆動処理ならびにこれに伴う異常判定処理は、上記の例に代え、例えば、次のように実行されてもよい。すなわち、第１駆動処理および第２駆動処理が順に実行された後に、それぞれの駆動処理に対応するピン戻り信号の有無がまとめて判定されることによって、実施の形態１と同様の異常判定処理が実行されてもよい。具体的には、例えば、それぞれの駆動処理に対応するピン戻り信号の有無を記憶しておくことを条件として、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０４との間にステップＳ１０８が位置するように修正された図９に示すルーチンが実行されてもよい。
【０１００】
（実施の形態１に係る異常判定処理の他の例）
オーバーラップを有するガイド溝２６を備えるカム切替機構２０では、第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われていた場合には、既述したように、第２駆動処理の実行後に第２サイクルの１つ前のサイクルのカム切替区間Ｘ２に続くピン戻り区間の斜面２５を利用してピン２８が基準位置に戻る。そこで、図９に示すルーチンにおけるステップＳ１１２の正常判定に進むための判定処理として、第２サイクルの正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されないことをステップＳ１１０において判定することに代え、次のような判定処理が実行されてもよい。すなわち、第２駆動処理の実行後に第２サイクルの１つ前のサイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間を利用してピンが基準位置に戻ったか否かが判定されてもよい。そして、この判定処理の結果が肯定的である場合に、ステップＳ１１２において駆動カムの切り替えが正常に行われていると判定されてもよい（シフト部材が第１位置から第２位置にシフトされる例であれば、第１カムから第２カムへの切り替えが行われていると判定されてもよい）。また、このように第２サイクルの１つ前のサイクルのピン戻り区間を利用してピンが基準位置に戻ったことは、例えば、当該ピン戻り区間に対応するピン戻り検出期間を設けてピン戻り信号を検出することによって判定することができる。
【０１０１】
なお、上述の実施の形態１において、ガイド溝２６ａとピン２８ａとの組み合わせを利用する吸気カム（大カム）１６から吸気カム（小カム）１４へのカム切替動作の例に対して、シフト部材（カムキャリア２２）が第１位置から第２位置にシフトすることに伴うカム切替動作およびこれに付随する異常判定処理を当てはめて説明を行った。しかしながら、シフト部材（カムキャリア２２）が第１位置から第２位置にシフトすることに伴うカム切替動作およびこれに付随する異常判定処理は、上記とは逆に、ガイド溝２６ｂとピン２８ｂとの組み合わせを利用する吸気カム（小カム）１４から吸気カム（大カム）１６へのカム切替動作の例に対して当てはめた場合にも、同様に成立する。また、このことは、以下の他の実施形態についても同様である。
【０１０２】
実施の形態２．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
【０１０３】
１．実施の形態２に係るシステムの構成およびカム切替動作
図１０は、実施の形態２に係るガイド溝７２の形状例と、カム切替機構７０の異常判定処理が実行された際のピン２８ａの動作およびアクチュエータ２４（コイル３２）の電圧の変化とを説明するための図である。
【０１０４】
（ガイド溝のオーバーラップの不設定）
図１０に示すように、本実施形態のガイド溝７２は、３６０°（カムキャリア２２の一周）未満のカム角区間に渡って形成されており、したがって、ガイド溝７２（７２ａ、７２ｂ）にはオーバーラップが設けられていない。
【０１０５】
実施の形態２に係るシステムの構成は、上述のようにカム切替機構７０が備えるガイド溝７２（７２ａ、７２ｂ）の形状が図１に示すガイド溝２６（２６ａ、２６ｂ）の形状と相違している点を除き、図１〜４に示す構成と同様である。また、本実施形態のカム切替動作も、実施の形態１のカム切替動作と同様である。
【０１０６】
２．実施の形態２に係るカム切替機構（カム切替動作）の異常判定処理
２−２−１．第１駆動処理
第１サイクルを対象とする第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常行われた場合には、図１０に示すように、第１サイクルのカム切替区間Ｘ１’に続くピン戻り区間においてピン２８ａが基準位置に戻る。このため、実施の形態１の例と同様に、第１サイクルの戻り検出期間（正規の戻り検出期間）において、ピン戻り信号が検出される。
【０１０７】
２−２−２．第２駆動処理
（第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われた時）
図１０に示す例では、第１駆動処理の実行後にピン２８ａが基準位置に戻った後に最初に到来するピン駆動タイミングに対応するサイクルは、第１サイクルに続くサイクルである。本実施形態では、第１サイクルに続くサイクルが、第２駆動処理の対象となる第２サイクルとして用いられている。つまり、本実施形態においても、第１駆動処理と第２駆動処理とは、最短の間隔で連続的に実行されるようになっている。
【０１０８】
図１０に示す例においても、第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常に行われた場合には、ガイド溝７２ａを基準としたピン２８ａの位置は、直線Ｌ２上にある。図１０はオーバーラップが設けられていないガイド溝７２の例である。このため、第２駆動処理によってカムキャリア２２に向けて突き出されたピン２８ａは、図８に示す例のように１つ前のサイクルのピン戻り区間に挿入されるのではなく、カムキャリア２２の外周面６４に着座することになる。
【０１０９】
図３に示すアクチュエータ２４の構成例では、ピン２８ａが外周面６４に着座している小ストローク状態において通電が停止されると、ピン２８ａの磁性部２９が壁面３７よりも近い電磁石３０ａに吸引されることで、ピン２８ａが基準位置に戻るようになっている。付け加えると、このような構成によって、オーバーラップを有しないガイド溝７２を備えるカム切替機構７０も、カム切替機構２０と同様に、「シフト部材（カムキャリア２２）が第２位置にあるときにピン駆動動作が実行された場合には、当該ピン駆動動作のピン駆動タイミングの後に最初に到来するカム切替区間に続くピン戻り区間（図１０に示す例では、第２サイクルのピン戻り区間）の到来前にピンが基準位置に戻る」という機能を有している。
【０１１０】
図１０に示す例では、通電停止に伴ってピン２８ａが第２サイクルのピン戻り区間の到来前に基準位置に戻る際に、ピン戻り信号が生成される。つまり、図１０に示すプロフィールのガイド溝７２を有するカム切替機構７０の例においても、第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常に行われた場合には、ピン戻り信号（実線）は、第２サイクルの（すなわち、正規の）戻り検出期間中には検出されない。
【０１１１】
なお、ガイド溝のオーバーラップが設けられていない場合であっても、ガイド溝のプロフィール次第では、図１０に示す例とは異なり、第１駆動処理の実行後にピン２８ａが基準位置に戻った後に最初に到来するピン駆動タイミングに対応するサイクルが、第１サイクルの２つ後のサイクルになることがある。ただし、第１サイクルの２つ後のサイクルを第２サイクルとした例であっても、第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常に行われた場合には、第２駆動処理によって突き出されたピン２８ａが外周面６４に着座し、第２サイクルのピン戻り区間に入る前に通電停止に伴って基準位置に戻る点は、図１０に示す例と同じである。
【０１１２】
（ピン摩耗の発生時）
図１０に示す例においても、第１駆動処理に伴ってピン摩耗等に起因する不十分なシフトが行われた場合には、第２サイクルのピン駆動タイミングが到来する時のピン２８ａの位置は、破線で示すようにＰ２ではなくＰ１となる。この場合には、第２駆動処理の実行後に、ピン２８ａは、第２サイクルのカム切替区間Ｘ２’に続くピン戻り区間の斜面２５を利用して基準位置に戻ることになる。その結果、ピン戻り信号（破線）は、第２サイクルの（正規の）戻り検出期間において検出される。
【０１１３】
２−２−３．異常判定処理
以上説明したように、オーバーラップを有しないガイド溝７２を備えるカム切替機構７０の例においても、ピン摩耗等に起因する異常が生じているか、または第１駆動処理の実行に伴ってカム切替動作が正常に行われたかに応じて、第２サイクルの戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されるか否かが異なるものとなる。したがって、本実施形態においても、図９に示す実施の形態１の異常判定処理が同様に実行される。これにより、ピン摩耗等に起因するカム切替機構２０の異常が生じた例と、カム切替動作が正常に行われた例とを切り分けしつつ、カム切替機構２０の異常判定を実施できるようになる。
【０１１４】
（実施の形態２に係る異常判定処理の他の例）
オーバーラップを有しないガイド溝７２を備えるカム切替機構７０では、第１駆動処理によってカム切替動作が正常に行われていた場合には、既述したように、ピン２８は第２サイクルのピン戻り区間の到来前に基準位置に戻る。そこで、図９に示すルーチンにおけるステップＳ１１２の正常判定に進むための判定処理として、第２サイクルの正規の戻り検出期間においてピン戻り信号が検出されないことをステップＳ１１０において判定することに代え、次のような判定処理を実行されてもよい。すなわち、第２駆動処理の実行後に第２サイクルのカム切替区間に続くピン戻り区間の到来前にピンが基準位置に戻ったか否かが判定されてもよい。そして、この判定処理の結果が肯定的である場合に、ステップＳ１１２において駆動カムの切り替えが正常に行われていると判定されてもよい（シフト部材が第１位置から第２位置にシフトされる例であれば、第１カムから第２カムへの切り替えが行われていると判定されてもよい）。また、このように第２サイクルのピン戻り区間の到来前にピンが基準位置に戻ったことは、例えば、当該ピン戻り区間よりも前に所定の戻り検出期間を設けてピン戻り信号を検出することによって判定することができる。
【０１１５】
実施の形態３．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【０１１６】
１．実施の形態３に係るシステムの構成
以下の説明では、実施の形態３に係るシステムの一例として、実施の形態１に係るシステムが用いられているものとする。なお、これに代え、カム切替機構７０を利用する実施の形態２に係るシステムが用いられてもよい。
【０１１７】
２．実施の形態３に係るカム切替機構（カム切替動作）の異常判定処理および警告処理
２−１．ピン二度打ちの実施時期の一例
以下、一度のカム切替要求に伴うピン２８の打ち込み（突き出し）が、上述した第１駆動処理と第２駆動処理によって二度行われることを、「ピン二度打ち」と称する。上述した実施の形態１および２においては、カム切替要求が出される度に、ピン二度打ちが実行される。しかしながら、低消費電力および内燃機関１の静粛性の観点から、不必要なピン二度打ちの実行は避けたいという要求がある。
【０１１８】
カムキャリア２２の不十分なシフトに繋がるようなピン摩耗は、カム切り替えのためのピン駆動回数がある程度多くなってから生じ易くなると考えられる。そこで、本実施形態では、ピン二度打ちは、ピン駆動回数が所定値よりも多くなってから実行される。
【０１１９】
２−２．ピン摩耗の警告処理
さらに、本実施形態では、ピン駆動回数が上記所定値よりも多くなった場合には、ピン２８の点検を促すためにＭＩＬ６２が点灯される。
【０１２０】
２−３．ＥＣＵの処理
図１１は、実施の形態３に係るカム切替機構２０の異常判定処理および警告処理に関するルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、図９に示すルーチンと同様に、内燃機関１の運転中に、アクチュエータ２４毎（気筒毎）に所定の制御周期で繰り返し実行される。
【０１２１】
図１１に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１００においてカム切替要求があると判定した場合には、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、ＥＣＵ５０は、ピン駆動回数が所定値よりも多いか否かを判定する。より詳細には、ピン駆動回数は、内燃機関１の工場出荷後に同一のピン２８ａまたは２８ｂを対象としてピン２８毎にカウントされる。
【０１２２】
ステップＳ２００の判定結果が否定的である場合（ピン駆動回数≦所定値）には、ＥＣＵ５０は、ピン二度打ちを伴わずにカム切替動作を実行する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２の処理は、図９に示すステップＳ１０２の処理に相当する。
【０１２３】
一方、ステップＳ２００の判定結果が肯定的である場合（ピン駆動回数＞所定値）には、ＥＣＵ５０は、ピン二度打ちを伴ってカム切替動作を実行する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４の処理は、図９に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１４の一連の処理に相当する。したがって、本ステップＳ２０４では、カム切替機構２０の異常判定処理も実行される。
【０１２４】
ステップＳ２０２またはＳ２０４の処理に続いて、ＥＣＵ５０は、ピン駆動回数をカウントアップし、更新後のピン駆動回数をＥＣＵ５０のメモリに記憶する処理を実行する（ステップＳ２０６）。
【０１２５】
次に、ＥＣＵ５０は、ピン駆動回数が上記所定値よりも多いか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０８の判定結果が否定的である場合（ピン駆動回数≦所定値）には、本ルーチンの今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、ステップＳ２０８の判定結果が肯定的である場合（ピン駆動回数＞所定値）には、ＥＣＵ５０は、ピン２８の点検を促すためにＭＩＬ６２を点灯する警告処理を実行する（ステップＳ２１０）。
【０１２６】
３．実施の形態３に係るカム切替機構（カム切替動作）の異常判定処理および警告処理の効果
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、ピン二度打ちはピン駆動回数が所定値を超えてから実行される。このため、ピン２８の摩耗があまり進行していないときにピン二度打ちが不必要に実施されることを回避することができる。また、上記ルーチンの警告処理によれば、ステップＳ２０４における異常判定処理の結果に応じたＭＩＬ６２の点灯とは別に、ピン駆動回数の増加に起因してピン摩耗の懸念があることを運転者に知らせることができる。
【０１２７】
（ピン二度打ちの実施時期の他の例）
ピン二度打ちは、上述のように、ピン駆動回数が所定値を超えてから実施される例に代え、例えば、所定回転毎に実施されてもよい。
【０１２８】
さらに、ピン二度打ちは、例えば、所定の運転条件に限って実施されてもよい。具体的には、内燃機関１の静粛性の観点より、所定値以下の低エンジン回転速度領域では、ピン二度打ちの実施が禁止されてもよい。また、エンジン回転速度が過渡的に変化する過渡運転中にピン二度打ちが行われると、ピン二度打ちの実行中に、ピン２８をガイド溝２６に挿入可能なエンジン回転速度の上限を超える恐れがある。このため、所定値以上の高エンジン回転速度領域においてエンジン回転速度を高める過渡運転が実行されているときには、ピン二度打ちの実施が禁止されてもよい。また、アクチュエータ２４に電力を供給するバッテリ３８の電圧が低いと、ピン２８の動作速度が遅くなり、ピン二度打ちによる異常判定処理に支障が生じる可能性がある。このため、バッテリ３８の電圧が所定値以下の場合には、ピン二度打ちの実施が禁止されてもよい。
【０１２９】
他の実施の形態．
（第２サイクルの他の選択例）
上述した実施の形態１〜３においては、第１駆動処理と第２駆動処理とは、最短の間隔で連続的に実行される。しかしながら、第２駆動処理の対象となる第２サイクルの選択例は、上記に限られない。すなわち、例えば、第２駆動処理は、第２サイクルが第１駆動処理の後に第２カムから第１カムへの切り替えが行われていないサイクルに該当することを条件として、第１駆動処理の実行後に内燃機関１の運転条件が所定の運転条件に遷移した場合に、当該所定の運転条件の使用中に到来する任意の第２サイクルを対象として実行されてもよい。より具体的には、例えば、内燃機関１の運転条件（例えば、エンジン回転速度）が過渡的に変化する過渡運転中に第１サイクルを対象として第１駆動処理が実行された場合には、運転条件の過渡的な変化が収まった後の所定の運転条件において、第２駆動処理が実行されてもよい。また、内燃機関１に要求される静粛性の観点から、第１サイクルが行われる時のエンジン回転速度よりも高いエンジン回転速度の使用時に第２サイクルが選択されてもよい。高エンジン回転時には、内燃機関全体の騒音が相対的に大きくなるため、この例によれば、第２駆動処理の実行時に発生する音（ピン２８の打音）が車両の搭乗者に大きく聞こえることを抑制できるためである。また、第２サイクルの数は、必ずしも１つに限られず、したがって、第２駆動処理は、必要に応じて複数回実行されてもよい。
【０１３０】
（ピン戻り検出の他の例）
上述した実施の形態１〜３においては、ピン戻り検出のために、ピン２８が基準位置に戻る際にアクチュエータ２４（コイル３２）に生じる誘導起電力（一例として、誘起電圧）に基づくピン戻り信号が利用される。このような手法によれば、カム切替機構のアクチュエータが電磁ソレノイド式である例において、センサの追加なしに異常判定処理を行える。しかしながら、ピンが基準位置に戻ったことの検出は、上記の例に代え、例えば、ピンの動作位置を検出するセンサ（例えば、ホール効果を利用するホールセンサ）によって検出されるピンの動作位置を利用して行うことができる。このため、ピン戻り検出のために、例えば、ピンの近傍の適切な位置にホール素子（ホールセンサ）が備えられてもよい。
【０１３１】
また、以上説明した各実施の形態に記載の例および他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１  内燃機関
１０  可変動弁装置
１２  カムシャフト
１４  吸気カム（小カム）
１６  吸気カム（大カム）
２０、７０  カム切替機構
２２  カムキャリア
２４  アクチュエータ
２５  ピン戻り区間の斜面
２６（２６ａ、２６ｂ）、７２（７２ａ、７２ｂ）  ガイド溝
２８（２８ａ、２８ｂ）  ピン
３０（３０ａ、３０ｂ）  電磁石
３２  アクチュエータのコイル
４０  位置規制機構
５０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６２  故障表示灯（ＭＩＬ）
６４  カムキャリアの外周面
【図１】
2019015233.tif 000003
【図２】
2019015233.tif 000004
【図３】
2019015233.tif 000005
【図４】
2019015233.tif 000006
【図５】
2019015233.tif 000007
【図６】
2019015233.tif 000008
【図７】
2019015233.tif 000009
【図８】
2019015233.tif 000010
【図９】
2019015233.tif 000011
【図１０】
2019015233.tif 000012
【図１１】
2019015233.tif 000013