(57)【要約】【課題】バルブリフト中のバネ反力をカム軸回転慣性トルクにより低減することで、電動機の消費電力及び定格を低減することが可能な可変動弁機構の制御装置を提供する。【解決手段】バルブのリフト開始前に、カム軸回転慣性力が所定値以上にされる。リフト開始から最大リフトまでは、バルブスプリングのバネ反力をカム軸回転慣性力の減速トルクとして使用する。最大リフトからリフト終了までは、バネ反力をカム軸回転慣性力の加速トルクとして使用する。バネ反力がカム軸回転慣性力により相殺され、バルブリフト中のモータトルクは抗フリクショントルクのみとなる。【選択図】図９
2008261325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御装置であって、
バルブスプリングにより付勢されたバルブを駆動するカムが設けられたカム軸と、
前記カム軸を回転駆動させる電動機と、
前記電動機の駆動制御を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記バルブスプリングのバネ反力が前記カム軸の回転慣性力によって相殺されるように、前記バルブリフト開始時に前記回転慣性力を所定値以上に制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間の前記バネ反力により前記カム軸の回転速度が減速し、かつ、該最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間の前記バネ反力により前記カム軸の回転速度が加速するように、前記電動機の回転位置を制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、前記バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間の前記バネ反力を前記回転慣性力の減速トルクとして使用すると共に、前記最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間の前記バネ反力を前記回転慣性力の加速トルクとして使用することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、前記バルブリフト終了時の前記回転慣性力が前記所定値未満である場合に、前記回転慣性力が所定値以上になるようなトルクをカムベース円摺動中に前記電動機に負荷することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、バルブリフト期間中、前記バネ反力に抗するトルクを前記電動機に負荷することを禁止すると共に、前記カムと前記バルブのフリクションに抗するトルクのみを前記電動機に負荷することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の可変動弁機構の制御装置において、
機関回転数が所定値以下である低回転域、かつ、機関出力要求値が所定値以上である場合には、該機関回転数を所定値以上に高くする機関回転数変更手段を更に備えたことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項７】
請求項１から５に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記カム軸と前記電動機を有するカム駆動系に設けられ、前記カム軸回転慣性力を増大させる慣性力増大部材を更に備え、
前記慣性力増大部材は、機関回転数が所定値以下である低回転域における実作用角の拡大幅を調整することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項８】
請求項１から５に記載の可変動弁機構の制御装置において、
機関回転数が所定値以下である低回転域、かつ、前記バルブの作用角を変更する際に、前記カム軸回転慣性力を変更可能な慣性力可変機構を更に備えたことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記カムを停止状態から駆動開始する場合、前記制御手段は、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中に、前記回転慣性力が所定値以上になるようなトルクを電動機に負荷することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記カムを停止状態から駆動する場合、前記制御手段は、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中に前記回転慣性力が初期所定値に達するようなトルクを電動機に負荷した後、バルブリフト終了時に前記回転慣性力が該初期所定値よりも大きい所定値に達するようなトルクを電動機に負荷することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記カムが正転駆動する場合、前記制御手段は、前記カム軸の回転がクランク軸の回転と同期するように、カムベース円摺動時における前記カム軸の回転速度を機関回転数に応じて可変することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１２】
内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御装置であって、
バルブスプリングにより付勢されたバルブを駆動するカムが設けられたカム軸と、
前記カム軸を回転駆動させる電動機と、
前記電動機の駆動制御を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、バルブリフト中のカム回転速度が、カムベース円摺動中のカム回転速度以下になるように、前記電動機の回転位置を制御することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、カムベース円摺動中に前記電動機のトルクを付加して前記カムを揺動駆動することで前記回転慣性力を前記所定値以上に増加させた後、前記カム軸の回転をクランク軸の回転と同期させることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記内燃機関の始動要求を取得する始動要求取得手段と、
前記制御手段は、前記始動要求取得手段により取得された始動要求に応じて、前記カムを揺動駆動して前記回転慣性力を増加させる期間を変更することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記制御手段は、前記始動要求の加速要求度を判定する判定手段を有し、該加速要求度が所定値よりも小さい場合にはカムベース円摺動中のみ前記電動機のトルクを付加し、該加速要求度が所定値以上である場合にはバルブリフト中も前記電動機のトルクを付加することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機付き可変動弁機構の制御装置に係り、特に、電動機の駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機付き可変動弁機構の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の制御装置は、吸気弁又は排気弁の開閉動作中に発生するバルブスプリングトルク、慣性トルク、筒内圧縮トルクを考慮して、これらに対する反トルクを付与するトルク低減機構を備えている。これにより、電動機に負荷されるトルクを低減することができるため、電動機の定格を低減することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７１７８６号公報
【特許文献２】特開２００５−１７１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の制御装置によれば、トルク低減機構という新たな機構が追加されるため、コスト上昇を引き起こしてしまう。また、トルク低減機構を設けることで、カムとバルブとの間のフリクショントルクが増大してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブリフト中のバネ反力をカム軸回転慣性トルクにより低減することで、電動機の消費電力及び定格を低減することが可能な可変動弁機構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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御装置であって、
バルブスプリングにより付勢されたバルブを駆動するカムが設けられたカム軸と、
前記カム軸を回転駆動させる電動機と、
前記電動機の駆動制御を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記バルブスプリングのバネ反力が前記カム軸の回転慣性力によって相殺されるように、前記バルブリフト開始時に前記回転慣性力を所定値以上に制御することを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間の前記バネ反力により前記カム軸の回転速度が減速し、かつ、該最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間の前記バネ反力により前記カム軸の回転速度が加速するように、前記電動機の回転位置を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、前記バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間の前記バネ反力を前記回転慣性力の減速トルクとして使用すると共に、前記最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間の前記バネ反力を前記回転慣性力の加速トルクとして使用することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、前記バルブリフト終了時の前記回転慣性力が前記所定値未満である場合に、前記回転慣性力が所定値以上になるようなトルクをカムベース円摺動中に前記電動機に負荷することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、バルブリフト期間中、前記バネ反力に抗するトルクを前記電動機に負荷することを禁止すると共に、前記カムと前記バルブのフリクションに抗するトルクのみを前記電動機に負荷することを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１から第５の発明の何れかにおいて、
機関回転数が所定値以下である低回転域、かつ、機関出力要求値が所定値以上である場合には、該機関回転数を所定値以上に高くする機関回転数変更手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１から第５の発明の何れかにおいて、
前記カム軸と前記電動機を有するカム駆動系に設けられ、前記カム軸回転慣性力を増大させる慣性力増大部材を更に備え、
前記慣性力増大部材は、機関回転数が所定値以下である低回転域における実作用角の拡大幅を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第１から第５の発明の何れかにおいて、
機関回転数が所定値以下である低回転域、かつ、前記バルブの作用角を変更する際に、前記カム軸回転慣性力を変更可能な慣性力可変機構を更に備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、第９の発明は、第１の発明において、
前記カムを停止状態から駆動開始する場合、前記制御手段は、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中に、前記回転慣性力が所定値以上になるようなトルクを電動機に負荷することを特徴とする。
【００１５】
また、第１０の発明は、第１の発明において、
前記カムを停止状態から駆動する場合、前記制御手段は、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中に前記回転慣性力が初期所定値に達するようなトルクを電動機に負荷した後、バルブリフト終了時に前記回転慣性力が該初期所定値よりも大きい所定値に達するようなトルクを電動機に負荷することを特徴とする。
【００１６】
また、第１１の発明は、第１の発明において、
前記カムが正転駆動する場合、前記制御手段は、前記カム軸の回転がクランク軸の回転と同期するように、カムベース円摺動時における前記カム軸の回転速度を機関回転数に応じて可変することを特徴とする。
【００１７】
また、第１２の発明は、内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御装置であって、
バルブスプリングにより付勢されたバルブを駆動するカムが設けられたカム軸と、
前記カム軸を回転駆動させる電動機と、
前記電動機の駆動制御を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、バルブリフト中のカム回転速度が、カムベース円摺動中のカム回転速度以下になるように、前記電動機の回転位置を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、第１３の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、カムベース円摺動中に前記電動機のトルクを付加して前記カムを揺動駆動することで前記回転慣性力を前記所定値以上に増加させた後、前記カム軸の回転をクランク軸の回転と同期させることを特徴とする。
【００１９】
また、第１４の発明は、第１３の発明において、
前記内燃機関の始動要求を取得する始動要求取得手段と、
前記制御手段は、前記始動要求取得手段により取得された始動要求に応じて、前記カムを揺動駆動して前記回転慣性力を増加させる期間を変更することを特徴とする。
【００２０】
また、第１５の発明は、第１４の発明において、
前記制御手段は、前記始動要求の加速要求度を判定する判定手段を有し、該加速要求度が所定値よりも小さい場合にはカムベース円摺動中のみ前記電動機のトルクを付加し、該加速要求度が所定値以上である場合にはバルブリフト中も前記電動機のトルクを付加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、バネ反力がカム軸回転慣性力により相殺される。これにより、バルブリフト中のバネ反力カム軸回転慣性力により低減されるため、バルブリフト中に電動機で発生させるトルクを低減することができる。よって、電動機の消費電力及び定格を低減することができる。
【００２２】
第２の発明によれば、バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間のバネ反力によりカム軸回転速度が減速し、かつ、該最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間のバネ反力によりカム軸回転速度が加速するように、電動機の回転位置が制御される。これにより、バルブリフト中のバネ反力をカム軸回転慣性力により低減することができる。
【００２３】
第３の発明によれば、バルブリフト開始時から最大リフト位置までの期間のバネ反力がカム軸回転慣性力の減速トルクとして使用されると共に、最大リフト位置からバルブリフト終了時までの期間のバネ反力がカム軸回転慣性力の加速トルクとして使用される。これにより、バルブリフト中のバネ反力をカム軸回転慣性力により低減することができる。
【００２４】
第４の発明によれば、バルブリフト終了時のカム軸回転慣性力が所定値未満である場合に、カム軸回転慣性力が所定値以上になるようなトルクがカムベース円摺動中に電動機に負荷される。バルブリフト中よりも、カムベース円摺動中の方が、電動機に負荷するトルクを小さくすることができる。よって、電動機の消費電力及び定格の増大を防ぐことができる。
【００２５】
第５の発明によれば、バルブリフト期間中は、抗バネ反力トルクが電動機に負荷されず、抗フリクショントルクのみが電動機に負荷される。これにより、バルブリフト期間中に電動機に負荷されるトルクを低減することができる。よって、抗フリクショントルクを考慮するのみで電動機の定格を決めることができるため、電動機の定格を低減することができる。
【００２６】
第６の発明によれば、低回転域、かつ、機関出力要求値が所定値以上である場合には、機関回転数変更手段により機関回転数が所定値以上に高くされる。ここで、低回転域では、高回転域に比してカム軸回転慣性力が小さいため、実作用角の拡大幅が大きくなる。大作用角ではアトキンソンサイクルとなるため、十分なトルクを確保することができなくなり、機関出力要求値を達成できなくなる可能性がある。第６の発明によれば、高回転側に変更することで、実作用角の拡大幅を抑えることができる。これにより、十分なトルクを確保することができ、機関出力要求値を達成することができる。
【００２７】
第７の発明によれば、慣性力増大部によりカム軸回転慣性力を増大することで、低回転域での実作用角の拡大幅が調整される。これにより、燃費やトルクの目標値を実現することができる。
【００２８】
第８の発明によれば、低回転域、かつ、バルブ作用角を変更する際に、慣性力可変機構によりカム軸回転慣性力を変更することができる。つまり、カム軸回転慣性力を変更することで、実作用角の拡大幅を変更することができ、それにより所望のバルブ作用角に変更することができる。
【００２９】
第９の発明によれば、カムを停止状態から駆動する場合、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中に、カム軸回転慣性力が所定値以上になるようなトルクが電動機に負荷される。バルブリフト開始時までに高められたカム軸回転慣性力により、バルブリフト中のバネ反力を相殺することができる。また、カムベース円摺動中は、バネ反力がカム軸に作用しないため、電動機に負荷するトルクが小さくても、カム軸回転慣性力を高めることができる。従って、カムを停止状態から駆動開始する場合の電動機の消費電力を低減することができる。よって、電動機の定格を低減することができる。
【００３０】
第１０の発明によれば、カムを停止状態から駆動する場合、バルブリフト開始時までのカムベース円摺動中にカム軸回転慣性力が初期所定値に達するようなトルクが電動機に負荷される。その後、バルブリフト終了時にカム軸回転慣性力が該初期所定値よりも大きい所定値に達するようなトルクが電動機に負荷される。電動機へのトルク負荷を分けることで、バルブリフト開始時までに電動機に負荷されるトルクを抑えることができる。よって、第９の発明に比して、電動機の定格をより低減することができる。
【００３１】
第１１の発明によれば、カムベース円摺動時におけるカム軸回転速度を機関回転数に応じて可変することで、カム軸の回転をクランク軸の回転に同期させることができる。
【００３２】
第１２の発明によれば、バルブリフト中のカム回転速度が、カムベース円摺動中のカム回転速度以下になるように、電動機の回転位置が制御される。これにより、バルブリフト中に電動機に負荷されるトルクを最小にすることができる。
【００３３】
第１３の発明によれば、カムベース円摺動中に電動機のトルクを付加してカムを揺動駆動することで、カム軸の回転慣性力を正転駆動に必要な所定値以上に増加させる。その後、カムを正転駆動すると共に、カム軸の回転をクランク軸の回転と同期させる。カム軸の回転慣性力を所定値以上に一気に増加させるのではなく、揺動駆動を繰り返しながら回転慣性力を増加させるため、電動機のトルクを低減することができるため、電動機の定格を低減することができる。
【００３４】
第１４の発明によれば、内燃機関の始動要求に応じて、カムを揺動駆動して前記回転慣性力を増加させる期間が変更される。よって、内燃機関の始動要求に応じた最適なタイミングでカムを揺動駆動から正転駆動に移行させることができる。
【００３５】
第１５の発明によれば、内燃機関の始動要求の加速要求度が所定値よりも小さい場合には、カムベース円摺動中のみ電動機のトルクが付加される。これにより、カムを揺動駆動してカム軸回転慣性力を増加させる期間が比較的長くされる。一方、加速要求度が所定値以上である場合には、カムベース円摺動中だけでなくバルブリフト中も電動機のトルクが付加される。これにより、短時間でカム軸回転慣性力を増加させることができ、短時間でカムを揺動駆動から正転駆動に移行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３７】
実施の形態１．
［可変動弁機構の構成］
図１は、本発明の実施の形態１による可変動弁機構１０の構成を示す斜視図である。図１に示すように、可変動弁機構１０は、エンジン１の吸気バルブ１１側に設けられている。可変動弁機構１０は、吸気バルブ１１の作用角／リフト量を変更可能である。
エンジン１は、例えば、直列４気筒型のガソリンエンジンである。図１において、＃１〜＃４は、それぞれエンジン１の第１〜第４気筒を表している。エンジン１における爆発順序は、一般的なエンジンと同様に、＃１→＃３→＃４→＃２である。
【００３８】
各気筒２に設けられた２つの吸気バルブ１１は、バルブスプリング１２のバネ反力によってバルブリフター１３側に付勢されている。各バルブリフター１３の上部には、各気筒２に対応するカム１４，１５，１６，１７が配置されている。
第１気筒＃１に対応するカム１４と、第４気筒＃４に対応するカム１７とは、第１カム軸１８に固定されている。また、第２気筒＃２に対応するカム１５と、第３気筒＃３に対応するカム１６とは、第２カム軸１９に固定されている。これらのカム軸１８，１９は、同軸上に配置されており、互いに回転可能である。
【００３９】
第１カム軸１８には、第１ドリブンギヤ２０が同軸上に固定されている。第１ドリブンギヤ２０には、第１出力ギヤ２１が噛み合わされている。第１出力ギヤ２１は、第１モータ２２の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第１モータ２２のトルクを、これらのギヤ２０，２１を介して第１カム軸１８に伝達することができる。すなわち、第１モータ２２は、後述するクランク軸３とは関係なくカム１４，１７を直接駆動することで、第１気筒＃１と第４気筒＃４の吸気バルブ開弁特性を制御する。
【００４０】
一方、第２カム軸１９には、第２ドリブンギヤ２３が同軸上に固定されている。第２ドリブンギヤ２３には、中間ギヤ２４を介して第２出力ギヤ２５が噛み合わされている。第２出力ギヤ２５は、第２モータ２６の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第２モータ２６のトルクを、これらのギヤ２３，２４，２５を介して第２カム軸１９に伝達することができる。すなわち、第２モータ２６は、クランク軸３とは関係なくカム１５，１６を直接駆動することで、第２気筒＃２と第３気筒＃３の吸気バルブ開弁特性を制御する。
上記可変動弁機構１０の動作は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０によって制御される。すなわち、ＥＣＵ３０は、各種センサの出力に基づいて、第１モータ２２及び第２モータ２６に駆動指令を与え、これらのモータ２２，２６の回転位置を制御している。
【００４１】
図２は、図１に示した第１カム軸１８をその軸方向から見た図である。図２に示すように、第１カム軸１８に設けられた２つのカム１４，１７は、それぞれのカムノーズ１４ａ，１７ａがカム軸１８の周方向に互いに１８０°ずれるように配置されている。２つのカム１４，１７は、同形状であり、カム中心とカムノーズを通る直線に対して対称形のカム形状を有している。
カム１４，１７の駆動モードには、正転駆動モードと、揺動駆動モードとがある。正転駆動モードとは、第１モータ２２を一方向に連続的に回転させることで、カム１４，１７を正転方向に連続的に回転させるモードである。一方、揺動駆動モードとは、吸気バルブ１１のリフト途中に第１モータ２２の回転方向を切り替えることで、カム１４，１７を往復運動させるモードである。
なお、図示並びに説明は省略するが、第２カム軸１９に設けられた２つのカム１５，１６も、それぞれのカムノーズ１５ａ，１６ａがカム軸１９の周方向に１８０°ずれるように配置されている。さらに、これらのカム１４，１７についても、第２モータ２６の駆動制御により、正転駆動モードと揺動駆動モードとが実行可能である。
【００４２】
［エンジンの構成］
図３は、図１に示した可変動弁機構１０が搭載されるエンジン１の構成を説明するための図である。エンジン１は、内部にピストン５を有するシリンダブロック６を備えている。ピストン５は、クランク機構を介してクランク軸３と接続されている。クランク軸３の近傍には、クランク軸３の回転角度を検出するクランク角センサ４が設けられている。
【００４３】
シリンダブロック６の上部にはシリンダヘッド７が組み付けられている。シリンダヘッド７には、燃焼室８内の混合気に点火する点火プラグ９が設けられている。シリンダヘッド７は、燃焼室８と連通する吸気ポート３１を備えている。吸気ポート３１と燃焼室８との接続部には上記吸気バルブ１１が設けられている。この吸気バルブ１１には、上記の可変動弁機構１０が接続されている。吸気ポート３１の近傍には、該近傍に燃料を噴射するインジェクタ３２が設けられている。
【００４４】
吸気ポート３１には吸気通路３２が接続されている。吸気通路３２の途中にはスロットルバルブ３３が設けられている。スロットルバルブ３３は、スロットルモータ３４により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ３３は、アクセル開度センサ３６により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ３３の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ３５が設けられている。スロットルバルブ３３の上流には、エアフロメータ３７が設けられている。エアフロメータ３７は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。
【００４５】
また、シリンダヘッド７は、燃焼室８と連通する排気ポート３８を備えている。排気ポート３８と燃焼室８の接続部には排気バルブ３９が設けられている。排気バルブ３９には、上記可変動弁機構１０と同じ構成を有する可変動弁機構４０が接続されている。排気ポート３８には排気通路４１が接続されている。排気通路４１には、排気ガスを浄化する触媒４２が設けられている。触媒４２の上流には、排気空燃比を検出する空燃比センサ４３が設けられている。触媒４２には、触媒床温を検出する触媒床温センサ４５が設けられている。
【００４６】
ＥＣＵ３０の出力側には、上記のモータ２２，２６に加えて、点火プラグ９、インジェクタ３２、スロットルモータ３４、変速機４４等が接続されている。変速機４４は、自動変速機であってもよく、無段変速機であってもよい。また、ＥＣＵ３０の入力側には、クランク角センサ４、スロットル開度センサ３５、アクセル開度センサ３６、エアフロメータ３７、空燃比センサ４３、触媒床温センサ４５等が接続されている。ＥＣＵ３０は、クランク角センサ４の出力に基づいてエンジン回転数（以下「機関回転数」ともいう。）NEを算出する。
【００４７】
［ハイブリッド車両システムの構成］
上記のモータ２２，２６を駆動するために、ハイブリッド車両システムの電源インフラを用いることができる。図４は、本発明の実施の形態１によるハイブリッド車両システムの構成を説明するための図である。図４に示すハイブリッド車両システムは、一の駆動源としての上記エンジン１のほか、他の駆動源としてのモータジェネレータ（以下「ジェネレータ」という。）５２及びモータジェネレータ（以下「モータ」という。）５４を備えている。
【００４８】
図４に示すように、ハイブリッド車両システムは、３軸式の動力分配機構５１を備えている。動力分配機構５１は、後述する遊星歯車機構である。動力分配機構５１には、上記エンジン１のクランク軸３のほか、ジェネレータ５２及びモータ５４が接続されている。また、動力分配機構５１には、減速機５３が接続されている。減速機５３には、駆動輪５５の回転軸５７が接続されている。駆動輪５５には、車輪速センサ５６が設けられている。車輪速センサ５６は、駆動輪５５の回転数又は回転速度を検出するように構成されている。
【００４９】
ジェネレータ５２とモータ５４とは共通のインバータ５８に接続されている。インバータ５８は昇圧コンバータ５９に接続され、昇圧コンバータ５９はバッテリ６０に接続されている。昇圧コンバータ５９は、バッテリ６０の電圧（例えば、ＤＣ２０１．６Ｖ）を高電圧（例えば、ＤＣ５００Ｖ）に変換するものである。インバータ５８は、昇圧コンバータ５９により昇圧された直流高電圧を交流電圧（例えば、ＡＣ５００Ｖ）に変換するものである。ジェネレータ５２とモータ５４とは、インバータ５８及び昇圧コンバータ５９を介してバッテリ６０との電力のやりとりを行う。
【００５０】
図４に示すように、ＥＣＵ３０には、上記のエンジン１のほか、動力分配機構５１、ジェネレータ５２、減速機５３、モータ５４、車輪速センサ５６、インバータ５８、昇圧コンバータ５９、バッテリ６０等が接続されている。ＥＣＵ３０は、ジェネレータ５２及びモータ５４の駆動量若しくは発電量を制御する。また、ＥＣＵ３０は、バッテリ６０の充電状態SOC（state of charge）を取得する。
【００５１】
［駆動機構の要部構成］
図５は、図４に示したハイブリッド車両システムにおける駆動機構の要部構成を示す斜視図である。
図５に示すように、動力分配機構５１は、サンギヤ６１と、リングギヤ６２と、複数のピニオンギヤ６３と、キャリア６４とを備えている。外歯歯車であるサンギヤ６１は、中空のサンギヤ軸６５に固定されている。このサンギヤ軸６５の中空部分を、エンジン１のクランク軸３が貫通している。内歯歯車であるリングギヤ６２は、サンギヤ６１と同心円上に配置されている。複数のピニオンギヤ６３は、サンギヤ６１とリングギヤ６２の両方に噛合するように配置されている。複数のピニオンギヤ６３は、キャリア６４によって回転自在に保持されている。キャリア６４は、クランク軸３と連結されている。すなわち、動力分配機構５１は、サンギヤ６１とリングギヤ６２とピニオンギヤ６３とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構である。
【００５２】
減速機５３は、動力取り出し用の動力取出ギヤ６６を有している。この動力取出ギヤ６６は、動力分配機構５１の上記リングギヤ６２に連結されている。また、動力取出ギヤ６６はチェーン６７を介して動力伝達ギヤ６８に連結されている。動力伝達ギヤ６８は、回転軸６９を介してギヤ７０に連結されている。ギヤ７０は、駆動輪５５の回転軸５７を回転させるデファレンシャルギヤ（図示せず）に連結されている。
【００５３】
ジェネレータ５２は、ロータ７１とステータ７２とを有している。ロータ７１は、サンギヤ６１と一体的に回転するサンギヤ軸６５に設けられている。ジェネレータ５２は、ロータ７１を回転させる電動機として駆動することができると共に、ロータ７１の回転により起電力を生じさせる発電機として駆動することができるように構成されている。また、ジェネレータ５２は、エンジン始動時に、スタータとして機能するものである。
【００５４】
モータ５４は、ロータ７３とステータ７４とを有している。ロータ７３は、リングギヤ６２と一体的に回転するリングギヤ軸７５に設けられている。モータ５４は、ロータ７３を回転させる電動機として機能することができると共に、ロータ７３の回転により起電力を生じさせる発電機として駆動することができるように構成されている。
【００５５】
動力分配機構５１は、キャリア６４から入力されるエンジン１の動力を、ジェネレータ５２に接続されたサンギヤ６１と、回転軸５７に接続されたリングギヤ６２とにそのギヤ比に応じて分配することができる。また、動力分配機構５１は、キャリア６４から入力されるエンジン１の動力と、サンギヤ６１から入力されるジェネレータ５２の動力とを統合し、統合された動力をリングギヤ６２に出力することができる。また、動力分配機構５１は、サンギヤ６１から入力されるジェネレータ５２の動力と、リングギヤ６２から入力される動力とを統合し、統合された動力をキャリア６４に出力することができる。
【００５６】
ＥＣＵ３０は、車輪速センサ５６により検出された駆動輪５５の回転速度とアクセル開度センサ３６により検出されたアクセル開度AAとに基づいて、車両全体の要求トルクを算出する。この車両全体の要求トルクを確保するために、ＥＣＵ３０は、バッテリ６０の充電状態SOCを考慮しつつ、エンジン１とジェネレータ５２とモータ５４との間で駆動力を分配する。すなわち、エンジン１の要求トルク（以下「エンジン要求トルク」という。）と、ジェネレータ５２及びモータ５４の要求トルクとを算出する。
ＥＣＵ３０は、減速時や制動時や低回転時（例えば、1000rpm未満）に、エンジン１を停止させることで、燃費を向上させることができる。
【００５７】
［実施の形態１の特徴］
上記可変動弁機構１０によれば、モータ２２，２６を用いて、カム軸１８，１９が回転駆動される。モータ定格は、モータにかかる負荷を充足するように決められる。かかるモータにかかる負荷として、例えば、バルブスプリングのバネ反力、カム軸の回転慣性力、フリクショントルクを挙げることができる。このうち、特にバネ反力が、モータのサイズや定格に対して大きく影響する。
【００５８】
図６は、バルブリフト中にカム軸に作用するバネ反力を説明するための図である。具体的には、図６（Ａ）は、バルブリフトアップ時に作用するバネ反力を、図６（Ｂ）は、バルブリフトダウン時に作用するバネ反力を、それぞれ示す図である。以下、説明を簡略化するため、カム軸１８に設けられたカム１７の図示及び説明を省略する。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、バルブリフトアップ時（開弁時）には、カム１４によってバルブスプリング１２が押し下げられる。このため、カム１４の回転方向（以下「カム回転方向」という。）と逆方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。
【００６０】
一方、図６（Ｂ）に示すように、バルブリフトダウン時（閉弁時）には、バルブスプリング１２のバネ反力によってカム１４が押される。このため、カム回転方向と同一方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。
【００６１】
ところで、モータ２２，２６により、カムの位相制御が行われている。すなわち、カムの回転が、クランク軸の回転に同期させられている。従来、カム回転速度が、一定（機関回転数NEの１／２）に制御されている。
【００６２】
図７は、カム回転速度が一定である場合に発生させるモータトルクを説明するための図である。図７に示すように、カム回転速度が一定に制御される場合には、上記のバネ反力に対するトルク（以下「抗バネ反力トルク」という。）をモータで発生させる必要がある。この場合、モータトルクは、抗バネ反力トルクとフリクショントルクの総和となる。かかる抗バネ反力トルクをモータで発生させる場合には、モータの消費電力が大きくなり、大きなモータ定格が必要となる。
【００６３】
既述した特許文献１によれば、トルク低減機構を設けることで、バネトルク（バネ反力）が低減されている。しかしながら、このトルク低減機構の追加は、コスト上昇を引き起こしてしまう。また、トルク低減機構を設けることでフリクショントルクが増大してしまいう。
【００６４】
そこで、本実施の形態１では、以下に詳述するように、バルブリフト開始までにカム軸１８の回転慣性力（以下「カム軸回転慣性力」という。）を高めておく。そして、このカム軸回転慣性力によって、バルブスプリング１２のバネ反力を相殺（キャンセル）する。
【００６５】
図８は、本実施の形態１において、カム軸に作用するバネ反力がカム速度に与える影響を示す図である。図９は、本実施の形態１において、カム軸回転慣性力の変化を示す図である。
先ず、図９に示すように、リフト開始前に、カム軸回転慣性力が所定値（例えば、2Nm）以上にされる。この所定値は、バルブリフト中に抗バネ反力トルクをモータで発生させなくとも、バルブリフトを実行可能なカム軸回転慣性力である。
【００６６】
そして、バルブリフトアップ時（リフト開始〜最大リフト）には、図８（Ａ）に示すように、カム回転方向と逆方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。このとき、抗バネ反力トルクをモータに負荷しない。すなわち、抗バネ反力トルクをモータで発生させない。そうすると、このバネ反力によって、カム回転速度が減速する。すなわち、バネ反力が、カム軸回転慣性力の減速トルクとして働く。その結果、図９に示すように、カム軸回転慣性力が上記所定値から徐々に減少する。
【００６７】
その後、バルブリフトダウン時（最大リフト〜リフト終了）には、図８（Ｂ）に示すように、カム回転方向と同一方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。このときも、上記バルブリフトアップ時と同様に、抗バネ反力トルクをモータに負荷しない。そうすると、このバネ反力によって、カム回転速度が加速する。すなわち、バネ反力が、カム軸回転慣性力の加速トルクとして働く。その結果、図９に示すように、カム軸回転慣性力が徐々に増大して、リフト終了時に再び上記所定値に達する。
【００６８】
その後、カムベース円摺動時には、図８（Ｃ）に示すように、カム回転位相をクランク軸３の回転と同期させるために、カム回転速度が、機関回転数NE×１／２＋補正項αに制御される。また、カムベース円摺動時には、カム１４とバルブリフター１３とが接触しないため、バネ反力がカム軸１８に作用しない。よって、このときも、抗バネ反力トルクをモータに負荷させない。その結果、図９に示すように、カム軸回転慣性力が一定に維持される。
【００６９】
このように、本実施の形態１では、バネ反力がカム軸回転慣性力によって相殺される。このため、リフト開始からリフト終了までの期間において、図９に示すように、抗フリクショントルクのみをモータで発生させればよいこととなる。これにより、モータ消費電力及び定格を低減することができる。
【００７０】
図１０は、本実施の形態１において、各機関回転数でのバルブリフト特性とカム回転速度変化を示す図である。具体的には、図１０（Ａ）は機関回転数NEが1000rpmの場合、図１０（Ｂ）は2000rpmの場合、図１０（Ｃ）は3000rpmの場合、図１０（Ｄ）は4000rpmの場合、図１０（Ｅ）は5000rpmの場合におけるバルブリフト特性とカム回転速度変化をそれぞれ示す図である。なお、図１０には、カム回転速度を機関回転数NEの２分の１に一定制御する場合を「従来」として併せて示している。
【００７１】
図１０（Ａ）上段に示すように機関回転数NEが1000rpmである場合（すなわち、低回転時）には、高回転時に比してカム回転速度やカム軸回転速度が遅い。このため、高回転時に比して、カム軸回転慣性力も小さくなり、バネ反力によるカム回転速度の変化量が大きくなる。その結果、従来に比して、作用角が大きくなると共に、リフトカーブの形状が歪んでしまう。
【００７２】
本実施の形態１では、かかるリフトカーブが得られるように、モータの位置制御を行う。具体的には、図１０の上段に示すようなリフトカーブマップを機関回転数NEに応じて予め作成しておく。そして機関回転数NEに対応するリフトカーブマップに従ってバルブリフト量が変化するように、モータの位置制御が行われる。このリフトカーブは、モータトルクが最小となるときの、つまり、バネ反力がカム軸回転慣性力により完全に相殺されるときのリフトカーブである。
【００７３】
図１０（Ａ）上段に示すリフトカーブが得られるようにモータを駆動すると、図１０（Ａ）下段に示すように、カム回転速度が変化する。バルブリフト開始前のカムベース円摺動時のカム回転速度は、900rpm程度である。よって、図８（Ｃ）に示した補正項αは、900rpm-500rpm=400rpmである。また、最大リフト時のカム回転速度は、100rpmである。
【００７４】
また、機関回転数NEが上昇するに従って、従来と本発明とのリフトカーブの差が小さくなると共に、カム回転速度の補正項αも小さくなる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、バネ反力をカム軸回転慣性力によって相殺することで、リフト開始からリフト終了までの期間のバネ反力を低減することができる。これにより、バルブリフト期間中は、抗フリクショントルクのみをモータトルクとすることができる。よって、モータの消費電力及び定格を低減することができる。ひいては、ハイブリッドシステムの電源インフラを用いることなく、通常のエンジンシステムの電源のみでモータを駆動することが可能になる。
【００７６】
さらに、本実施の形態１によれば、既述した特許文献１のようなトルク低減機構を設けることなく、モータの消費電力及び定格を小さくすることができる。よって、低コスト化が可能であり、フリクショントルクの増大も防ぐことができる。
【００７７】
（変形例）
次に、図１１を参照して、本実施の形態１の第１変形例について説明する。
実施の形態１では、カムベース円摺動中はカム回転速度が一定であるため（図１０参照）、カム軸回転慣性力も一定である。しかし、カムベース円摺動中にカム軸回転慣性力を増大させるようにしてもよい。
図１１は、本実施の形態１の第１変形例を説明するための図である。具体的には、図１１は、カムベース円摺動中にカム軸回転慣性力を増大させる場合を示す図である。図１１に示すように、リフト開始時にはカム軸回転慣性力が所定値であるが、リフト終了時にはカム軸回転慣性力が所定値に達していない。
本第１変形例では、モータの消費電力及び定格を更に小さくすべく、リフト終了後のカムベース円摺動中に、カム軸回転慣性力が所定値に達するようなモータトルクが発生させられる。カムベース円摺動中は、バネ反力がカム軸に作用しないため、小さなモータトルクによりカム軸回転慣性力を所定値まで高めることができる。よって、モータ定格を小さくすることができる。
【００７８】
なお、リフト終了時にカム軸回転慣性力が所定値に達するように、リフト期間中に、モータにトルクを負荷することも考えられる。そうすると、従来と同様に、リフト期間中に、抗バネ反力トルクをモータで発生させることとなる。しかし、従来と異なり、バネ反力の一部はカム軸回転慣性力により相殺される。このため、従来に比して、モータに負荷される抗バネ反力トルクを小さくすることができる。よって、従来に比して、モータの消費電力及び定格を小さくすることができる。
【００７９】
図１２は、本実施の形態１の第２変形例を説明するための図である。
実施の形態１では、バネ反力とカム軸回転慣性力が完全に相殺されている。
本第２変形例では、バルブリフト開始前のカム軸回転慣性力の値（所定値）が、図９に示す場合よりも低く設定される。よって、カム軸回転慣性力によりバネ反力の全てが相殺されるのではなく、カム軸回転慣性力の一部が相殺される。そして、相殺されていないバネ反力に対する抗バネ反力トルクがモータに負荷される。よって、図１２に示すように、第２変形例によるモータトルクは、この抗バネ反力トルクとフリクショントルクの合計となる。本第２変形例によれば、図１２に示すように、従来のモータトルクに比してモータトルクを低減することができる。よって、従来に比して、モータの消費電力及び定格を低減することができる。
【００８０】
尚、本実施の形態１及び変形例においては、エンジン１が第１の発明における「内燃機関」に、可変動弁機構１０が第１の発明における「可変動弁機構」に、ＥＣＵ３０が第１〜第５，第９〜第１２の発明における「制御手段」に、それぞれ相当する。また、本実施の形態１及び変形例においては、バルブスプリング１２が第１の発明における「バルブスプリング」に、バルブ１１が第１の発明における「バルブ」に、カム１４〜１７が第１の発明における「カム」に、カム軸１８，１９が第１の発明における「カム軸」に、電動機２２，２６が第１の発明における「電動機」に、それぞれ相当する。
【００８１】
実施の形態２．
次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【００８２】
［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、カム１４〜１７を正転駆動モードさせる場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、カム１４〜１７を揺動駆動モードさせる場合について説明する。図２を参照して説明したように、上記システムを用いて揺動駆動モードを実行することができる。
【００８３】
図１３は、本実施の形態２において、カム軸に作用するバネ反力がカム速度に与える影響を示す図である。図１４は、カムベース円摺動時のカム回転速度の目標値が定められたマップを示す図である。図１５は、本実施の形態２におけるカム軸回転慣性力の変化を示す図である。図１６は、本実施の形態２におけるカム回転速度の変化を示す図である。
【００８４】
図１３（Ａ）に示すようなカムベース円摺動時には、つまり、カム１４がバルブリフター１３と接触するまでに、カム回転速度が目標値に高められる。この目標値は、図１４に示すようなマップを参照して、作用角と機関回転数NEとに基づいて決定される。そうすると、図１５に示すように、上記実施の形態１と同様に、リフト開始前にカム軸回転慣性力が所定値以上にされる。
【００８５】
その後、図１３（Ｂ）に示すように、バルブリフトアップ時（リフト開始〜最大リフト）には、カム回転方向と逆方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。このとき、抗バネ反力トルクをモータで発生させない。そうすると、図１６に示すように、このバネ反力によって、カム回転速度が減速する。すなわち、バネ反力が、カム軸回転慣性力が減速トルクとして働く。その結果、図１５に示すように、カム軸回転慣性力が上記所定値から徐々に減少する。
【００８６】
その後、図１３（Ｃ）に示すように、バルブリフトダウン時（最大リフト〜リフト終了）には、カム回転方向と同一方向のバネ反力がカム軸１８に作用する。本実施の形態２では、カム１４が揺動駆動されるため、このときのカム回転方向は、図１３（Ｂ）に示すカム回転方向とは反対となる。このときも、上記バルブリフトアップ時と同様に、抗バネ反力トルクをモータで発生させない。そうすると、このバネ反力によって、図１６に示すように、カム回転速度が加速する。図１６では、カム回転方向に対するカム回転速度を示している。バネ反力はカム軸回転慣性力の加速トルクとして働くため、カム軸回転慣性力が徐々に増大する。
【００８７】
このように、本実施の形態２では、バネ反力がカム軸回転慣性力によって相殺される。このため、リフト開始からリフト終了までの期間において、図１５に示すように、抗フリクショントルクのみをモータで発生させればよいこととなる。これにより、モータ消費電力及び定格を低減することができる。
【００８８】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、揺動駆動モードにおいても、バネ反力をカム軸回転慣性力によって相殺することで、リフト開始からリフト終了までの期間のバネ反力を低減することができる。よって、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
実施の形態３．
次に、図１７及び図１８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態３のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【００９０】
［実施の形態３の特徴］
例えば、機関回転数NEが2000rpm以下の低回転域では、高回転域に比してカム軸回転慣性力が小さい。このため、本発明のようにバネ反力をカム軸回転慣性力で相殺する場合には、バネ反力によるカム軸回転慣性力の変化量が大きくなる。そうすると、図１０及び図１７に示すように、低回転域では、高回転域に比して実作用角が拡大することとなる。図１７は、本実施の形態３において、機関回転数NEと実作用角との関係を示す図である。図１７に示す例では、カムを一定速度で回転駆動した場合に作用角が210°となるベース円を有するカムが用いられている。図１７に示す例では、機関回転数NEが1000rpmのときに、実作用角が280°にまで拡大してしまう。
【００９１】
図１７における実線は、図４に示すハイブリッド車のエンジン１に可変動弁機構１０を搭載する場合の実作用角変化を示している。一方、図１７における一点鎖線は、エンジン以外の駆動源を有しないノーマルエンジンに可変動弁機構１０を搭載する場合の実作用角変化を示している。図１７に示すように、ノーマルエンジンに可変動弁機構１０を搭載する場合には、アイドル時（200rpm）に混合気への着火が可能な最大実作用角270°を超えないようにされる。
【００９２】
ところで、実作用角が大きくなると、アトキンソンサイクルとなるため、燃費が向上するものの、トルクが低下してしまう。そうすると、かかる低回転域で高い駆動力要求がある場合には、駆動力要求に応じた駆動力を実現できなくなる可能性がある。
【００９３】
そこで、本実施の形態３では、低回転域で、かつ、駆動力要求が所定値以上である場合には、機関回転数NEを高回転側にシフトさせるようにする。図１８は、機関回転数NEを高回転側にシフトさせる場合における動力分配機構５１の分配変更動作を説明するための共線図である。図１８に示すように、ジェネレータ５２への通電量を多くすることで、サンギヤ６１の回転数が高められる。これにより、機関回転数NEを高回転側にシフトさせることができる。
機関回転数NEを高回転側にシフトさせることで、実作用角を低回転域に比して小さくすることができる。このため、実圧縮比を高めることができ、トルクを高めることができる。よって、駆動力要求が高い場合であっても、駆動力要求に応じた駆動力を実現することができる。
【００９４】
（変形例）
ところで、本実施の形態３では、動力分配機構５１により機関回転数NEを高回転側にシフトさせているが、減速機４４の減速比を制御することによって機関回転数NEを高回転側にシフトさせてもよい。ＥＣＵ３０による減速比制御によっても、実圧縮比を高めることができるため、上記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
尚、本実施の形態３及び変形例においては、動力分配機構５１及び変速機４４が第６の発明における「機関回転数変更手段」に相当する。
【００９６】
実施の形態４．
次に、図１９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図１９は、本実施の形態４において、カム駆動系に設けられた慣性力増大部を示す図である。図１８に示すように、カム駆動系は、カム軸１８と、ギヤ２３，２４，２５と、モータ２６とを含んでいる。本実施の形態４では、図１８に示すように、カム軸１８の端部に錘２７が設けられている。
【００９７】
［実施の形態４の特徴］
上記実施の形態３において説明したように、本発明のようにバネ反力をカム軸回転慣性力により相殺する場合には、低回転域でのカム軸回転慣性力の変化量が大きくなる。その結果、低回転域での実作用角の拡大幅が高回転域に比して大きくなる。
【００９８】
ここで、低回転域で燃費効果を重視したエンジンでは、アトキンソンサイクルを実現するために、実作用角の拡大幅が大きくても特に問題は起こらない。これに対して、低回転域でトルクを重視したエンジンでは、実圧縮比を確保すべく、実作用角の拡大幅をなるべく小さく抑えることが望ましい。
【００９９】
ところで、カム軸回転慣性力を大きくすることができれば、バルブリフト中のバネ反力によるカム軸回転慣性力の変化量が小さくなる。その結果、実作用角の拡大幅を小さく抑えることができる。
【０１００】
本実施の形態４では、カム軸１８端部に錘２７が設けられている。この錘２７を設けることにより、錘２７が無い場合に比してカム軸回転慣性力を増大させることができる。よって、錘２７が無い場合に比して、低回転域での実作用角の拡大幅を小さく抑えることができる。従って、低回転域においても実圧縮比を確保することができ、トルクを確保することができる。
【０１０１】
また、錘２７が重いほど、カム軸回転慣性力の変化量がより小さくなり、低回転域での実作用角の拡大幅がより小さくなる。よって、錘２７の重さを調整することで、低回転域で所望の（設計値通りの）トルクを確保することができる。
【０１０２】
（変形例）
ところで、本実施の形態４では、カム軸１８端部に錘２７が設けられているが、図２０に示すようにモータ駆動軸２６Ａの端部に錘２７を設けても良い。図２０は、本実施の形態４の変形例において、カム駆動系に設けられた慣性力増大部を示す図である。また、ギヤ２３，２４，２５に錘２７を設けてもよい。これらの場合も、バルブリフト中のカム軸回転慣性力の変化量を抑えることができるため、上記実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、バルブスプリング１２のバネ定数が設計値よりも大きい場合がある。この場合に、図１０の上段のようなリフトカーブが得られるようにモータ制御を実行しても、モータトルクを最小にすることができない可能性がある。つまり、設計値に基づいて算出されたバネ反力よりも実際のバネ反力が大きくなるため、カム軸回転慣性力で完全に相殺することができない可能性がある。そうすると、バルブリフト中に、抗バネ反力トルクをモータで発生させる必要が生じ得る。そこで、バネ定数が設計値よりも大きい場合には、錘２７を付けることで、カム軸回転慣性力を大きくすることで、モータトルクを最小にすることができる。
【０１０４】
尚、本実施の形態４及びその変形例においては、カム軸１８、ギヤ２３，２４，２５及び電動機２６が第７の発明における「カム駆動系」に、錘２７が第７の発明における「慣性力増大部」に、それぞれ相当する。
【０１０５】
実施の形態５．
次に、図２１を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図２１は、本実施の形態５において、慣性力可変機構を示す図である。図２１に示すように、カム軸１８の外周に慣性力可変機構２８が設けられている。慣性力可変機構２８は、カム軸１８内の油路１８Ａと連通する油路２８Ａを備えている。この油路２８Ａ内には、錘２８Ｂが配置されている。さらに、この油路２８Ａには、錘２８Ｂをカム軸１８内側（中心方向）に向かって付勢するバネ２８Ｃが設けられている。
【０１０６】
油路１８Ａを介して油路２８Ａにかかる油圧が、バネ２８Ｃの付勢力よりも小さい場合には、錘２８Ｂはカム軸１８内側に付勢される。一方、油路２８Ａにかかる油圧が、バネ２８Ｃの付勢力よりも大きい場合には、錘２８Ｂは外側に移動する。
【０１０７】
［実施の形態５の特徴］
上述したように、バネ反力をカム軸回転慣性力により相殺することで、モータの消費電力及び定格を小さくすることが可能である。
【０１０８】
ところで、図１に示す可変動弁機構１０は、クランク軸３とは無関係にカム軸回転速度を制御できるため、作用角を変更可能である。
【０１０９】
しかしながら、モータ定格が小さくなると、余裕のモータトルクが無くなってしまい、特に低回転域で作用角を変更できない可能性がある。また余裕のモータトルクを確保しようとすると、従来と同様にモータ定格が大きくなってしまう。
【０１１０】
そこで、本実施の形態５では、低回転域で作用角を小さく変更したい場合、油路２８Ａにエンジン油圧をかけることで、錘２８Ｂを外側に移動させる。これにより、カム軸回転慣性力を大きくすることができるため、上述した実作用角の拡大幅を小さく抑えることができ、小作用角に変更することができる。
【０１１１】
一方、低回転域で作用角を大きく変更したい場合には、油路２８Ａにエンジン油圧をかけずに、錘２８Ｂを内側に移動させる。これにより、カム軸回転慣性力を小さくすることができるため、上述した実作用角の拡大幅を大きくすることができ、大作用角に変更することができる。
従って、本実施の形態５によれば、モータ定格が小さい場合であっても、錘２８Ｂの位置を変更することで、カム軸回転慣性力を変更することができ、その結果作用角を変更することができる。
【０１１２】
尚、本実施の形態５においては、慣性力可変機構２８が第８の発明における「慣性力可変機構」に相当する。
【０１１３】
実施の形態６．
次に、図２２を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施の形態６のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【０１１４】
［実施の形態６の特徴］
上記実施の形態１，２では、カム及びカム軸が回転した状態からのモータ駆動制御について説明した。
【０１１５】
本実施の形態６では、カム及びカム軸が停止した状態からのモータ駆動制御について説明する。図２２は、本実施の形態６において、カム回転速度の変化と、モータトルクを示す図である。
【０１１６】
図２２に示すように、始動開始以前は、カムはベース円で停止している。よって、カム回転速度（及びカム軸回転速度）はゼロであり、カム軸回転慣性力もゼロである。
【０１１７】
その後、始動開始からリフト開始前までのカムベース円摺動中に、カム回転速度が目標値まで加速される。これにより、カム軸回転慣性力が所定値に達する。このとき、カム軸にはバネ反力が作用していないため、バルブリフト中に加速する場合に比して、小さなモータトルクで加速することができる。モータトルクに余裕が有る場合には、リフト開始時に、カム回転速度が目標値に到達するように緩やかに加速する。急加速する場合に比して、モータ消費電力を抑えることができるためである。
【０１１８】
その後、リフト開始から最大リフトまでは、抗フリクショントルクのみをモータに負荷し、抗バネ反力トルクをモータに負荷しない。このため、バネ反力によりカム回転速度が減速することで、カム軸回転慣性力が徐々に減少する。
【０１１９】
そして、最大リフトからバルブリフト終了までも、抗フリクショントルクのみをモータに負荷し、抗バネ反力トルクをモータに負荷しない。このため、バネ反力によりカム回転速度が加速することで、カム軸回転慣性力が徐々に増大する。バルブリフト終了時において、カム回転速度が上記目標値に再び到達するため、カム軸回転慣性力が所定値に再び達する。
【０１２０】
このように、本実施の形態６では、リフト開始までにカム回転速度を加速してカム軸回転慣性力を所定値以上にすることで、バネ反力がカム軸回転慣性力によって相殺される。このため、バルブリフト中は、図２２に示すように、抗フリクショントルクのみをモータで発生させればよいこととなる。また、リフト開始までのカムベース円摺動中は、比較的小さなモータトルクによって、カム回転速度を加速することができる。つまり、カム回転速度の加速時のモータトルクは、抗バネ反力トルクに比して小さい。従って、モータ消費電力及び定格を低減することができる。
【０１２１】
尚、本実施の形態６においては、ＥＣＵ３０が第９の発明における「制御手段」に相当する。
【０１２２】
実施の形態７．
次に、図２３を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施の形態７のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【０１２３】
［実施の形態７の特徴］
上記実施の形態６では、リフト開始前におけるカム回転速度の加速時のモータトルクの方が、バルブリフト中のモータトルクよりも大きい。そうすると、カムの駆動開始時のモータトルクによって、モータ消費電力及び定格が決まることとなる。
【０１２４】
そこで、本実施の形態７では、カムの駆動開始時（つまり、リフト開始前におけるカム回転速度の加速時）のモータトルクを低減する手法について説明する。図２３は、本実施の形態７において、カム回転速度の変化と、モータトルクを示す図である。
【０１２５】
図２３に示すように、始動開始からリフト開始前までのカムベース円摺動中に、カム回転速度が初期目標値まで加速される。この初期目標値は、上記実施の形態６の目標値よりも低い値である。よって、第２目標値まで加速するために要するモータトルクは、上記目標値まで加速するために要するモータトルクよりも小さい。
【０１２６】
その後、リフト開始から最大リフトまでは、抗フリクショントルクのみをモータに負荷し、抗バネ反力トルクをモータに負荷しない。このため、バネ反力によりカム回転速度が減速することで、カム軸回転慣性力が徐々に減少する。
【０１２７】
ここで、リフト開始前に初期目標値までしか加速されていないため、このままではリフト終了時にカム回転速度が目標値に達しない。そこで、最大リフトからバルブリフト終了までの間に、カム回転速度を加速するトルクをモータに負荷する。このときのモータトルクは、リフト開始前のモータトルクと同等あるいはそれ以下である。かかるモータトルクを発生させることにより、リフト終了時にカム回転速度を目標値に到達させることができる。
【０１２８】
このように、本実施の形態７では、リフト開始までに目標値よりも低い初期目標値までカム回転速度を加速し、カムリフト中にモータトルクを発生させることでリフト終了時に目標値に到達させる。よって、上記実施の形態６に比して、カムの駆動開始時のモータトルクを小さくすることができるため、モータ消費電力および定格を低減することができる。
【０１２９】
尚、本実施の形態７においては、ＥＣＵ３０が第１０の発明における「制御手段」に相当する。
【０１３０】
実施の形態８．
次に、図２４を参照して、本発明の実施の形態８について説明する。
本実施の形態８のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【０１３１】
［実施の形態８の特徴］
エンジン始動時には、カム軸回転慣性力が無い。カム軸回転慣性力が図７に示すピークトルクＴｐ以上にならなければ、カム山を乗り越えることができず、カムを正転駆動することができない。
上記実施の形態７では、エンジン始動開始後バルブリフト開始前のカムベース円摺動中にモータトルクをカム軸に付加することで、カム回転速度を初期目標値まで加速させている。その後、最大リフトからバルブリフト終了までの間にモータトルクを付加することで、カム回転速度を最終目標値に到達させている。このように２段階でモータトルクを付加することで、モータ定格を低減しつつ、カム軸回転慣性力をピークトルクＴｐ以上に増加させることができる。
【０１３２】
本実施の形態８では、上記実施の形態７よりも更にモータ定格を低減する態様について説明する。図２４は、本実施の形態８において、カム位相の変化と、バルブリフトを示す図である。詳細には、図２４（Ａ）はカム位相の変化を示す図であり、図２４（Ｂ）は第１及び第４気筒＃１，＃４のバルブリフトを示す図である。
【０１３３】
図２４に示す時刻ｔ０において、エンジン始動が開始される。このエンジン始動には、エンジンを再始動する場合も含まれる。時刻ｔ０から第１気筒＃１のバルブリフト開始時刻ｔ１までの間、すなわち、エンジン始動開始からバルブリフト開始前までのカムベース円摺動中に、モータトルクがカム軸に付加される。これにより、カム回転速度が加速し、カム軸回転慣性力が増加する。この時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に付加されるモータトルクは、実施の形態７においてリフト開始前に付加されるモータトルクよりも小さくできる。よって、モータ定格を低減することができる。
【０１３４】
次に、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのバルブリフト中は、モータトルクがカム軸に付加されない。そして、第１気筒＃１のバルブリフト終了時刻ｔ２から第４気筒＃４のバルブリフト開始時刻ｔ３までの間、時刻ｔ０〜ｔ１とは逆方向のモータトルクがカム軸に付加される。これにより、時刻ｔ１におけるカム回転速度よりも、時刻ｔ３におけるカム回転速度が速くなる。その結果、時刻ｔ１におけるカム軸回転慣性力よりも、時刻ｔ３におけるカム軸回転慣性力の方が大きくなる。そうすると、カムの位相が増加し、カムの揺動幅が増加する。
【０１３５】
その後、第４気筒＃４のバルブリフト終了時刻ｔ４から第１気筒＃１のバルブ開始時刻ｔ５までの間、時刻ｔ２〜ｔ３とは逆方向のモータトルクがカム軸に付加される。これにより、時刻ｔ３におけるカム回転速度よりも、時刻ｔ５におけるカム回転速度が速くなる。その結果、時刻ｔ３におけるカム軸回転慣性力よりも、時刻ｔ５におけるカム軸回転慣性力の方が大きくなる。そうすると、カムの位相が更に増加し、カムの揺動幅が更に増加する。
【０１３６】
その後、上記と同様の方法により、カムベース円摺動中である時刻ｔ６〜ｔ７，時刻ｔ８〜ｔ９，時刻ｔ１０〜ｔ１１の間に、それぞれモータトルクがカム軸に付加される。そうすると、時刻ｔ７，ｔ９，ｔ１１と経過するに連れて、カム回転速度が速くなり、カム軸回転慣性力が徐々に増大する。その結果、カム位相が徐々に増加し、カムの揺動幅が徐々に増加し、さらに、バルブリフト量が徐々に増加する。
そして、時刻ｔ１１においてカムを正転駆動するために必要なカム軸回転慣性力に達すると、時刻ｔ１２からカムを正転駆動に切り替える。すなわち、時刻ｔ１２以降、カムの正転駆動が、クランク軸の回転と同期させられる。
【０１３７】
このように、本実施の形態８では、エンジン始動開始後、カムベース円摺動中にモータトルクをカム軸に付加してカムを揺動駆動させることで、カム回転速度を徐々に速くする。その結果、カム位相が徐々に増加し、カム軸回転慣性力が徐々に増大する。そして、カム軸回転慣性力が正転駆動するために必要な所定値に達すると、カムの正転駆動がクランク軸の回転と同期させられる。このように、カムを揺動駆動させながらカム軸回転慣性力を徐々に蓄積することで、小さい定格のモータを用いても正転駆動に必要な所定値（ピークトルク）を実現することができる。従って、上記実施の形態７に比して、モータ抵抗を更に低減することができる。
【０１３８】
実施の形態９．
次に、図２５〜図２７を参照して、本発明の実施の形態９について説明する。
本実施の形態９のシステムとして、図１から図５に示したハードウェアを用いることができる。
【０１３９】
［実施の形態９の特徴］
上記実施の形態８では、エンジン始動時にカムの揺動幅（位相）を徐々に増加させてカム回転速度及びカム軸回転慣性力を増加させた後、カムを揺動駆動から正転駆動に移行する。しかし、上記実施の形態８では、バルブリフト中にはモータトルクがカム軸に付加されない。これは、バルブリフト中のモータ消費電力を低減するためである。
【０１４０】
ところで、エンジン始動要求には、車両運転者のアクセル操作による加速要求に基づくエンジン始動要求のほかに、触媒床温低下時の触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求がある。ここで、ＥＣＵ３０は、エンジン停止中に触媒床温が所定値以下となったときに、触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求があると判定する。触媒床温は、図３に示す触媒床温センサ４５により検出可能である。また、ＥＣＵ３０は、エンジン停止中にアクセルの踏み込みがあったときに、加速要求に基づくエンジン始動要求があると判定する。アクセルの踏み込みは、図３に示すアクセル開度センサ３６により検出可能である。
【０１４１】
加速要求に基づくエンジン始動要求がある場合には、短時間でエンジンを始動する必要がある。短時間でエンジンを始動するには、短時間でカムを揺動駆動から正転駆動に移行させるのが好適である。カムを正転駆動する場合の方が、揺動駆動する場合に比して、時間面積が大きく高い吸気性能が得られるためである。
一方、触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求がある場合には、上記の加速要求に基づくエンジン始動要求がある場合とは異なり、短時間でエンジンを始動する必要はない。
また、加速要求に基づくエンジン始動要求があっても、アクセル開度が著しく小さい場合には、必ずしも短時間でエンジンを始動する必要はない。
【０１４２】
そこで、本実施の形態９では、エンジン始動要求の加速要求度に応じてバルブリフト中にモータトルクをカム軸に付加するか否かを決定する。すなわち、エンジン始動要求に応じて、モータのアシストパターンを可変する。
【０１４３】
詳細には、触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求がある場合には、加速要求度が低い。よって、この場合、図２５に示すように、バルブリフト中にモータトルクをカム軸に付加しないようにする。図２５は、本実施の形態９において、触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求がある場合に付加されるモータトルクの一例を示す図である。詳細には、図２５（Ａ）はバルブリフトを、図２５（Ｂ）はモータ角速度を、図２５（Ｃ）はモータトルク（制御指示値）を、それぞれ示す図である。モータ角速度は、カム軸回転速度と相関（比例関係）がある。
【０１４４】
触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求が取得されると、図２５における時刻ｔ２０においてエンジン始動が開始される。時刻ｔ２０において、図２５（Ｂ）に示すように、モータ角速度はゼロである。時刻ｔ２０から第１気筒＃１のバルブリフト開始時刻ｔ２１までの間のカムベース円摺動中に、カム軸にモータトルクが付加される。そうすると、モータ角速度及びカム軸回転速度が増加する。その後、時刻ｔ２１から時刻ｔ２３までのバルブリフト中は、モータトルクがカム軸に付加されない。このため、最大リフトとなる時刻ｔ２２までは、カム軸回転方向と逆方向のバネ反力によりモータ角速度及びカム軸回転速度が減少する。さらに、時刻ｔ２２以降はカム軸回転方向が反転し、反転したカム軸回転方向と同一方向のバネ反力によりモータ角速度及びカム軸回転速度が上昇する。
【０１４５】
その後、バルブリフト終了時刻ｔ２３から第４気筒＃４のバルブリフト開始時刻ｔ２４までの間のカムベース円摺動中に、カム軸回転方向と同一方向のモータトルクが付加される。その結果、時刻ｔ２１でのモータ角速度（絶対値）に比して、時刻ｔ２４でのモータ角速度（絶対値）が大きくなる。
【０１４６】
その後、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２３と同様に、時刻ｔ２４から時刻ｔ２６までのバルブリフト中は、モータトルクがカム軸に付加されない。このため、最大リフトとなる時刻ｔ２５までは、カム軸回転方向と逆方向のバネ反力によりモータ角速度及びカム軸回転速度が減少する。さらに、時刻ｔ２５以降はカム軸回転方向が反転し、カム軸回転方向と同一方向のバネ反力によりモータ角速度及びカム軸回転速度が上昇する。
【０１４７】
その後、バルブリフト終了時刻ｔ２６以降のカムベース円摺動中に、カム軸回転方向と同一方向のモータトルクが付加される。その結果、時刻ｔ２７において、正転駆動が可能なモータ角速度及びカム軸回転速度に達するため、モータトルクがフリクショントルクのみに変更される。この時刻ｔ２７以降、正転駆動に移行すると共に、クランク軸との同期制御が実行される。その結果、時刻ｔ２８から時刻ｔ３０まで、カムを正転駆動することにより、第１気筒＃１のバルブリフトが行われる。よって、この第１気筒＃１に対して点火可能となる。
【０１４８】
一方、加速要求に基づくエンジン始動要求を取得した場合には、図２６に示すように、バルブリフト中にモータトルクをカム軸に付加する。図２６は、本実施の形態９において、加速要求に基づくエンジン始動要求がある場合に付加されるモータトルクの一例を示す図である。詳細には、図２６（Ａ）はバルブリフトを、図２６（Ｂ）はモータ角速度を、図２６（Ｃ）はモータトルク（制御指示値）を、それぞれ示す図である。
【０１４９】
加速要求に基づくエンジン始動要求が取得されると、図２６における時刻ｔ４０においてエンジン始動が開始される。時刻ｔ４０において、図２６（Ｂ）に示すように、モータ角速度はゼロである。時刻ｔ４０から第４気筒＃４のバルブリフト開始時刻ｔ４１までの間のカムベース円摺動中に、カム軸にモータトルクが付加される。そうすると、モータ角速度及びカム軸回転速度が増加する。
【０１５０】
その後、図２５に示す例とは異なり、時刻ｔ４１から時刻ｔ４３までのバルブリフト中も、カム軸にモータトルクが付加される。詳細には、バルブリフト開始時刻ｔ４１から最大リフトとなる時刻４２までの間は、時刻ｔ４１以前と同一のモータトルクが付加される。そして、時刻ｔ４２からリフト終了時刻ｔ４３までの間は、反対方向のモータトルクが付加される。これにより、バルブリフト開始時刻４１でのモータ角速度（絶対値）に比して、バルブリフト終了時刻ｔ４３でのモータ角速度（絶対値）が大きくなる。
【０１５１】
その後、時刻ｔ４２〜時刻ｔ４３と同一のモータトルクが、バルブリフト終了時刻ｔ４３以降のカムベース円摺動中に付加される。その結果、時刻ｔ４４において、正転駆動が可能なモータ角速度及びカム軸回転速度に達するため、モータトルクがフリクショントルクのみに変更される。ここで、時刻ｔ４０から時刻ｔ４４までの時間は、図２５に示す例における時刻ｔ２０から時刻ｔ２７までの時間に比して短い。すなわち、図２６に示す例では、図２５に示す例よりも短時間で正転駆動に移行可能である。
【０１５２】
この時刻ｔ４４以降、正転駆動に移行すると共に、クランク軸との同期制御が実行される。その結果、時刻ｔ４５から時刻ｔ４７まで、第１気筒＃１のバルブリフトが行われる。よって、この第１気筒＃１に対して点火可能となる。
【０１５３】
［実施の形態９における具体的処理］
図２７は、本実施の形態９において、ＥＣＵ３０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＶ走行中のようなエンジン停止中に、所定間隔毎に起動されるものである。
図２７に示すルーチンによれば、先ず、エンジン始動要求が有るか否かを判別する（ステップ１００）。このステップ１００では、触媒床温が所定値以下である場合には触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求が有ると判別される。また、車両運転者によるアクセル操作（アクセル踏み込み操作）がある場合には加速要求に基づくエンジン始動要求が有ると判別される。上記ステップ１００でエンジン始動要求が無いと判別された場合には、本ルーチンを終了する。
【０１５４】
上記ステップ１００でエンジン始動要求が有ると判別された場合には、エンジン始動要求を取得する（ステップ１０２）。次に、上記ステップ１０２で取得されたエンジン始動要求の加速要求度が所定値以上であるか否かを判別する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、短時間でのエンジン始動が要求されているか否かが判別される。具体的には、アクセル開度が所定値以上であるか否かが判別される。
【０１５５】
上記ステップ１０４で加速要求度が所定値未満であると判別された場合、例えば、アクセルペダルが少しだけ踏み込まれたような場合や触媒暖機要求時のようにほとんどアクセルペダルの踏み込みがないような場合には、短時間でのエンジン始動が要求されていないと判断される。この場合、カムベース円摺動中のみモータトルクをカム軸に付加する（ステップ１０６）。このステップ１０６では、例えば、図２５に示すようなモータトルクの制御が実行される。
【０１５６】
一方、上記ステップ１０４で加速要求度が所定値以上であると判別された場合、例えば、アクセルペダルが大きく踏み込まれたような場合には、短時間でのエンジン始動が要求されていると判断される。すなわち、短時間でカムを正転駆動させる必要があると判断される。この場合、カムベース円摺動中だけでなくバルブリフト中にもモータトルクをカム軸に付加する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、例えば、図２６に示すようなモータトルクの制御が実行される。
【０１５７】
上記ステップ１０６又は１０８の後、カム軸回転慣性力が所定値以上であるか否かを判別する（ステップ１１０）。この所定値（すなわち、ピークトルク）は、カムが正転駆動するために必要なカム軸回転慣性力であり、揺動駆動から正転駆動への移行可能か否かを判別する基準値である。このステップ１１０でカム軸回転慣性力が所定値未満であると判別された場合には、再度ステップ１１０の処理に戻る。一方、上記ステップ１１０でカム軸回転慣性力が所定値以上であると判別された場合には、正転駆動に移行すると共に、クランク軸の回転と同期させる制御を実行する（ステップ１１２）。その後、本ルーチンを終了する。
【０１５８】
以上説明したように、本実施の形態９では、エンジン始動要求の加速要求度が高い場合には、カムベース円摺動中だけでなくバルブリフト中にもモータトルクが付加される。これにより、カム軸回転慣性力を短時間で増加させることができるため、短時間で揺動駆動から正転駆動に移行することができる。よって、高い加速要求度を実現することができる。また、エンジン始動要求の加速要求度が低い場合には、カムベース円摺動中にのみモータトルクが付加される。これにより、比較的長い時間で揺動駆動から正転駆動に移行するものの、モータ消費電力を低減することができる。従って、本実施の形態９によれば、モータ定格を低減できると共に、加速要求度に応じた最適なタイミングで揺動駆動から正転駆動に移行させることが可能である。
【０１５９】
尚、本実施の形態９においては、ＥＣＵ３０が、ステップ１０８，１１０，１１２の処理を実行することにより第１３の発明における「制御手段」が、ステップ１０２の処理を実行することにより第１４の発明における「始動要求取得手段」が、ステップ１０４，１０６，１０８の処理を実行することにより第１４の発明における「制御手段」が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１５の発明における「判定手段」が、ステップ１０６，１０８の処理を実行することにより第１５の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の実施の形態１による可変動弁機構１０の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した第１カム軸１８をその軸方向から見た図である。
【図３】図１に示した可変動弁機構１０が搭載されるエンジン１の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるハイブリッド車両システムの構成を説明するための図である。
【図５】図４に示したハイブリッド車両システムにおける駆動機構の要部構成を示す斜視図である。
【図６】バルブリフト中にカム軸に作用するバネ反力を説明するための図である。
【図７】カム回転速度が一定である場合に発生させるモータトルクを説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１において、カム軸に作用するバネ反力がカム速度に与える影響を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１において、カム軸回転慣性力の変化を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１において、各機関回転数でのバルブリフト特性とカム回転速度変化を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の第１変形例を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の第２変形例を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態２において、カム軸に作用するバネ反力がカム速度に与える影響を示す図である。
【図１４】カムベース円摺動時のカム回転速度の目標値が定められたマップを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２におけるカム軸回転慣性力の変化を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態２におけるカム回転速度の変化を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３において、機関回転数NEと実作用角との関係を示す図である。
【図１８】機関回転数NEを高回転側にシフトさせる場合における動力分配機構５１の分配変更動作を説明するための共線図である。
【図１９】本発明の実施の形態４において、カム駆動系に設けられた慣性力増大部を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態４の変形例において、カム駆動系に設けられた慣性力増大部を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態５において、慣性力可変機構を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態６において、カム回転速度の変化と、モータトルクを示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態７において、カム回転速度の変化と、モータトルクを示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態８において、カム位相の変化と、バルブリフトを示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態９において、触媒暖機要求に基づくエンジン始動要求がある場合に付加されるモータトルクの一例を示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態９において、加速要求に基づくエンジン始動要求がある場合に付加されるモータトルクの一例を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態９において、ＥＣＵ３０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６１】
１    エンジン
３    クランク軸
１０  可変動弁機構
１４，１５，１６，１７  カム
１８，１９  カム軸
２０，２１，２３，２４，２５  ギヤ
２２，２６  モータ
２７  錘
３０  ＥＣＵ
４４  変速機
５１  動力分配機構
５２  ジェネレータ
５４  モータ
６０  バッテリ
【図１】
2008261325.tif 000003
【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】
2008261325.tif 000019
【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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