(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置を一意に特定可能な技術の提供を課題とする【解決手段】本発明は、内燃機関と独立した駆動源が複数気筒のカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、複数気筒のうち特定気筒のカムのカムプロフィールを他気筒と相違させることにより、前記駆動源が前記複数のカムを回転させる際に必要となる駆動トルク（要求駆動トルク）に基づいて前記複数のカムの回転位置を特定できるようにした。【選択図】図６
2008291705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒のうち特定気筒のカムプロフィールが他気筒のカムプロフィールと異なる複数のカムと、
前記複数のカムを内燃機関と独立に回転或いは揺動させる駆動源と、
前記駆動源により前記複数のカムを所定回転速度で回転させるとともに、その際の前記駆動源の要求駆動トルクを所定の基準値と比較することにより前記複数のカムの回転位置を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項２】
請求項１において、前記駆動源の回転位置を検出する検出手段と、
前記駆動源が所定回転速度で回転された時の前記駆動源の要求駆動トルクに基づいて、前記検出手段の検出値と前記駆動源の実際の回転位置との誤差を学習する学習手段と、
を更に備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記判別手段が前記複数のカムの回転位置を判別した後に、前記複数気筒のバルブの開弁特性が同等となるように前記駆動源を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項４】
請求項３において、前記特定気筒のカムは他気筒のカムと作用角が異なるように形成され、
前記制御手段は、前記判別手段が前記複数のカムの回転位置を判別した後に、前記特定気筒のバルブの開弁期間が他気筒のバルブの開弁期間と同等となるように前記駆動源の回転速度を調整することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項５】
請求項３において、前記特定気筒のカムは他気筒のカムとカムノーズの高さが異なるように形成され、
前記制御手段は、前記判別手段が前記複数カムの回転位置を判別した後に、前記特定気筒のバルブリフト量が他気筒のバルブリフト量と同等となるように前記駆動源の揺動量を調整することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記基準値は、前記他気筒のカムがバルブをリフトさせる時の前記駆動源の要求駆動トルクであることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記駆動源は、電動機であることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムが提案されている。このような動弁システムでは、カムが機関出力軸（クランクシャフト）と機械的に連動しないため、クランクシャフトに対するカムの回転位置（位相）を内燃機関の燃焼サイクルに適合させる必要がある。
【０００３】
クランクシャフトに対するカムの回転位置を内燃機関の燃焼サイクルに適合させるためには、内燃機関の始動時にカムの回転位置を正確に把握することは不可欠となる。このため、内燃機関の運転停止時にカムの停止位置を不揮発性メモリに記憶させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８３６１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１８３６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カムの停止位置によっては内燃機関の運転停止中にカムの位置が変化する場合がある。例えば、バルブのリフト量が比較的大きくなる位置でカムが停止した場合は、内燃機関の運転停止中にバルブスプリングの反力によってカムが回転する可能性がある。
【０００５】
これに対し、カムの回転位置を検出可能なカムポジションセンサを内燃機関に取り付ける方法が考えられるが、内燃機関のカムが複数の駆動源によって回転又は揺動される場合にはカムポジションセンサも複数必要になるため、部品点数の増加による構造の煩雑化や製造コストの増加を招く可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置を一意に特定可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関と独立した駆動源が複数気筒のカムを回転又は揺動させる内燃機関の動弁システムにおいて、複数気筒のうち特定気筒のカムのカムプロフィールを他気筒と相違させることにより、前記駆動源が前記複数のカムを回転させる際に必要となる駆動トルク（要求駆動トルク）に基づいて前記複数のカムの回転位置を特定できるようにした。
【０００８】
詳細には、本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、複数気筒のうち特定気筒のカムプロフィールが他気筒のカムプロフィールと異なる複数のカムと、前記複数のカムを内燃機関と独立に回転又は揺動させる駆動源と、前記駆動源により前記複数のカムを所定回転速度で回転させるとともに、その際の前記駆動源の要求駆動トルクを所定の基準値と比較することにより前記複数のカムの回転位置（位相）を判別する判別手段と、を備えるようにした。
【０００９】
駆動源がカムを回転させる時に必要となるトルク（要求駆動トルク）は、カムにより開
閉駆動されるバルブのリフト量が零となる時は略一定となるが、前記バルブがリフトし始めると前記一定値から増加する。その際の増加量は、前記バブルのリフト量が増加するほど多くなる。駆動源の要求駆動トルクは、前記バルブのリフト量が最大リフト量近傍まで増加した時に最大値（ピーク）となり、その後は前記一定値より小さな最小値を経て前記一定値に戻る。
【００１０】
よって、内燃機関の始動時或いは始動前に駆動源によってカムを所定回転速度で回転させ、その際の駆動源の要求駆動トルクが前記した一定値から増加し始めるタイミング、駆動源の要求駆動トルクが最大値となるタイミング、駆動源の要求駆動トルクが最小となるタイミング、又は駆動源の要求駆動トルクが前記一定値未満から前記一定値に戻るタイミング等（以下、これらのタイミングを「特異タイミング」と称する）を検出することにより、カムの回転位置（位相）を特定することができる。
【００１１】
ところで、１つの駆動源が複数気筒のカムを一括して回転又は揺動させる構成においては、前記したような特異タイミングが何れの気筒のカムに因るものか判別することは困難となる。
【００１２】
そこで、本発明は、単一の駆動源が複数気筒のカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、特定気筒のカムプロフィールを他気筒のカムプロフィールと相違させるようにした。尚、特定気筒の数は、１つであってもよいし複数であってもよい。但し、特定気筒が複数となる場合は、複数の特定気筒のカムプロフィールは互いに相違することが望ましい。
【００１３】
特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の要求駆動トルクは、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の要求駆動トルクと異なる値を示す。
【００１４】
例えば、要求駆動トルクの最大値は、カムの作用角が小さくなるほど、および／またはカムノーズの高さが高くなるほど大きくなる。要求駆動トルクの最小値は、カムの作用角が小さくなるほどおよび／またはカムノーズの高さが高くなるほど小さくなる。
【００１５】
よって、複数気筒のカムが駆動源によって所定回転速度で回転されると、特定気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクの最大値及び最小値は、他気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクの最大値及び最小値と異なる値を示す。
【００１６】
その結果、各気筒のカムがバルブをリフトさせた時の要求駆動トルクを検出し、それらの検出値を相対比較することにより、各気筒のカムの回転位置を判別可能となる。
【００１７】
尚、特定気筒又は他気筒のカムがバブルをリフトさせた時の要求駆動トルクの最大値又は最小値を予め実験的に求めておき、その最大値又は最小値を基準値として記憶しておくようにしてもよい。
【００１８】
この場合、全ての気筒のカムについて要求駆動トルクの最大値又は最小値を検出する必要がないため、各気筒のカムの回転位置を短期間に特定可能となる。
【００１９】
また、本発明にかかる判別手段は、要求駆動トルクとカム（駆動源）の回転量との相関関係に基づいて、各気筒のカムの回転位置を判別してもよい。
【００２０】
要求駆動トルクとカム（駆動源）の回転量との相関関係は、カムプロフィールによって変化する。すなわち、（１）要求駆動トルクが一定値から増加し始める時点から最大値に到達する時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量、（２）駆動トルクが一定値から増
加し始める時点から最小値に到達する時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量、（３）駆動トルクが一定値から増加し始める時点から一定値に戻る時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量、（４）駆動トルクが最大値となる時点から最小値となる時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量、（５）駆動トルクが最大値となる時点から一定値に戻る時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量、又は（６）駆動トルクが最小値となる時点から一定値に戻る時点までのカム（若しくは駆動源）の回転量は、カムプロフィールによって異なる値を示す。
【００２１】
よって、複数気筒のカムが駆動源によって所定回転速度で回転された時に、上記した（１）〜（６）の少なくとも１つは、特定気筒と他気筒とで異なる値を示す。このため、要求駆動トルクとカム（駆動源）の回転量との相関関係に基づいて、複数気筒のカムの回転位置が判別されるようにしてもよい。
【００２２】
本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、駆動源の回転位置を検出する検出手段と、駆動源が所定回転速度で回転された時の該駆動源の要求駆動トルクに基づいて前記検出手段の検出値と前記駆動源の実際の回転位置との誤差を学習する学習手段と、を更に備えるようにしてもよい。
【００２３】
特定気筒のカムプロフィールが他気筒と異なる場合は、要求駆動トルクが最大値や最小値を示すタイミングに基づいて各気筒のカムの回転位置を正確に把握することができる。このため、カムの回転位置と駆動源の回転位置との対応関係が予め求められていれば、駆動源の要求駆動トルクに基づいて該駆動源の実際の回転位置を特定することができる。その結果、駆動源の実際の回転位置と検出手段の検出値との差を学習することができる。
【００２４】
ところで、上記した内燃機関の動弁システムによれば、特定気筒のカムプロフィールが多気筒のカムプロフィールと異なるため、内燃機関の通常運転時に特定気筒のバルブの開弁特性と他気筒のバルブの開弁特性が相違する。特定気筒のバルブの開弁特性と他気筒のバルブの開弁特性が相違すると、トルク変動や機関回転数の変動を招く可能性がある。
【００２５】
そこで、本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、判別手段により複数カムの回転位置が判別された後に、全気筒のバルブの開弁特性が同等となるように駆動源を制御する制御手段を更に備えるようにしてもよい。
【００２６】
この場合、特定気筒のバルブの開弁特性と他気筒のバルブの開弁特性が同等になるため、トルク変動や回転変動の発生を抑制することができる。
【００２７】
尚、特定気筒のカムが他気筒のカムと作用角が異なるように形成された場合は、制御手段は、特定気筒のバルブの開弁期間が他気筒のバルブの開弁期間と同等となるように駆動源の回転速度を調整してもよい。
【００２８】
例えば、特定気筒のカムの作用角が他気筒のカムより小さい場合は、制御手段は、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の回転速度を他気筒のカムがバルブをリフトさせる時より遅くすればよい。
【００２９】
特定気筒のカムの作用角が他気筒のカムより大きい場合は、制御手段は、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の回転速度を他気筒のカムがバルブをリフトさせる時より速くすればよい。
【００３０】
このように駆動源の回転速度が調整されると、特定気筒のバルブの開弁期間と他気筒のバルブの開弁期間を同等にすることができる。その結果、複数気筒の吸気特性や排気特性
が均等になるため、トルク変動や機関回転数の変動が抑制される。
【００３１】
また、特定気筒のカムが他気筒のカムとカムノーズの高さが異なるように形成された場合は、制御手段は、特定気筒のバルブのリフト量が他気筒のバルブのリフト量と同等となるように駆動源の揺動量を調整してもよい。
【００３２】
例えば、特定気筒のカムのカムノーズが他気筒のカムより高い場合は、制御手段は、特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の揺動量を他気筒のカムがバルブをリフトさせる時より少なくすればよい。
【００３３】
特定気筒のカムのカムノーズが他気筒のカムより低い場合は、制御手段は、他気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の揺動量を特定気筒のカムがバルブをリフトさせる時の駆動源の揺動量より少なくすればよい。
【００３４】
このように駆動源の揺動量が調整されると、特定気筒のバルブのリフト量と他気筒のバルブのリフト量を同等にすることができる。その結果、複数気筒の吸気特性や排気特性が均等になるため、トルク変動や機関回転数の変動が抑制される。
【００３５】
本発明にかかる内燃機関の動弁システムにおいて、駆動源としては電動機（電動モータ）を例示することができる。その場合、電動機に印加される電流値や電圧値が該電動機の駆動トルクと相関する。また、本発明にかかる駆動源が電動機である場合は、検出手段としてレゾルバを利用することもできる。
【００３６】
尚、本発明における「カムの作用角」とは、特段の記載がない限りカムの回転角度を基準にした角度を示す。すなわち、本発明にかかる「カムの作用角」は、カムの外周においてカムノーズが占める角度（言い換えれば、カムローブの幅）に相当する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、内燃機関と独立した駆動源によりカムを回転又は揺動させる動弁システムにおいて、カムポジションセンサに依存することなくカムの回転位置を一意に特定可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３９】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図８に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【００４０】
図１に示す内燃機関１は、４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。気筒２内には、ピストン３が摺動自在に内装されている。ピストン３は、コネクティングロッド４を介してクランクシャフト５と連結されている。
【００４１】
気筒２の内部は、吸気ポート６及び排気ポート７と連通している。気筒２内における吸気ポート６の開口端は、吸気バルブ８により開閉される。気筒２内における排気ポート７の開口端は、排気バルブ９により開閉される。吸気バルブ８と排気バルブ９は、吸気側駆動機構１０と排気側駆動機構１１とにより各々開閉駆動される。
【００４２】
前記吸気ポート６は、吸気通路６０と連通している。前記吸気通路６０には、燃料噴射
弁１２が取り付けられている。吸気通路６０内を流れる吸気は、吸気ポート６へ導かれる。吸気ポート６へ導かれた吸気は、吸気バルブ８の開弁時に気筒２内へ吸入される。その際、燃料噴射弁１２から吸気ポート６へ噴射された燃料も吸気とともに気筒２内へ吸入される。
【００４３】
気筒２内に導かれた燃料及び吸気（混合気）は、点火プラグ１３が発生する火花を火種として燃焼される。気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気バルブ９の開弁時に排気ポート７へ排出される。排気ポート７は排気通路７０と連通しており、前記した既燃ガスが排気ポート７から排気通路７０を介して大気中へ排出される。
【００４４】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１４が併設されている。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１４には、クランクポジションセンサ１５、水温センサ１６、イグニッションスイッチ１７等の各種センサと電気的に接続されている。
【００４５】
ＥＣＵ１４は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、吸気側駆動機構１０、及び排気側駆動機構１１を電気的に制御する。
【００４６】
ここで、図２、図３に基づいて吸気側駆動機構１０及び排気側駆動機構１１の構成を説明する。図２は吸気側駆動機構１０の構成を示す図である。図２中の＃１〜♯４は、内燃機関１の１番気筒から４番気筒を各々示している。１番気筒（＃１）から４番気筒（＃４）の燃焼順序は、１番気筒（＃１）→３番気筒（＃３）→４番気筒（＃４）→２番気筒（＃２）である。
【００４７】
１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの吸気バルブ８が設けられている。吸気バルブ８のステム基端には、バルブリフタ８０が取り付けられている。吸気バルブ８は吸気側バルブスプリング８８によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ８０が第１吸気カム８１又は第２吸気カム８２に押し付けられている。
【００４８】
第１吸気カム８１は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を開閉駆動させるカムであり、第１吸気カムシャフト８３に固定されている。第２吸気カム８２は、２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８を開閉駆動するカムであり、第２吸気カムシャフト８４に固定されている。すなわち、本実施例では、燃焼時期が３６０°ＣＡ異なる２つの気筒が１本の吸気カムシャフトを共用するように構成されている。
【００４９】
第１吸気カムシャフト８３と第２吸気カムシャフト８４は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関１に支持されている。
【００５０】
第１吸気カムシャフト８３の一端には、第１ドリブンギヤ８５が固定されている。第１ドリブンギヤ８５は、第１モータ１８の出力軸に固定された第１出力ギヤ１９と噛合している。以下では、第１ドリブンギヤ８５及び第１出力ギヤ１９を第１減速機構と総称する。
【００５１】
この場合、第１モータ１８の回転トルクは、第１減速機構を介して第１吸気カムシャフト８３へ伝達される。よって、第１モータ１８は、第１減速機構を介して第１吸気カムシャフト８３を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００５２】
第２吸気カムシャフト８４の外周面の一部には、第２ドリブンギヤ８６が同軸に固定されている。第２ドリブンギヤ８６は、中間ギヤ８７と噛合している。中間ギヤ８７は、第２モータ２１の出力軸に固定された第２出力ギヤ２２と噛合している。以下では、第２ド
リブンギヤ８６、中間ギヤ８７、及び第２出力ギヤ２２を第２減速機構と総称する。第２減速機構による減速比は、前述した第１減速機構と同等であるものとする。
【００５３】
この場合、第２モータ２１の回転トルクは、第２減速機構を介して第２吸気カムシャフト８４へ伝達される。よって、第２モータ２１は、第２減速機構を介して第２吸気カムシャフト８４を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００５４】
尚、第１モータ１８は、出力軸の回転位置を検出する第１レゾルバ２０を備えており、第１レゾルバ２０の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。第２モータ２１は、出力軸の回転位置を検出する第２レゾルバ２３を備えており、第２レゾルバ２３の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。
【００５５】
次に、排気側駆動機構１１の構成について図３に基づいて説明する。図３において、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの排気バルブ９が設けられている。排気バルブ９のステム基端には、バルブリフタ９０が取り付けられている。排気バルブ９は、排気側バルブスプリング９４によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ９０が排気カム９１に押し付けられている。
【００５６】
全気筒の排気カム９１は、１本の排気カムシャフト９２に固定されている。排気カムシャフト９２の一端には、第３ドリブンギヤ９３が固定されている。第３ドリブンギヤ９３は、第３モータ２４の出力軸に取り付けられた第３出力ギヤ２５と噛合している。以下では、第３ドリブンギヤ９３及び第３出力ギヤ２５を第３減速機構と総称する。
【００５７】
この場合、第３モータ２４の回転トルクは、第３出力ギヤ２５及び第３ドリブンギヤ９３を介して排気カムシャフト９２に伝達される。よって、第３モータ２４は、第３減速機構を介して排気カムシャフト９２を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００５８】
また、第３モータ２４は、出力軸の回転位置を検出する第３レゾルバ２６を備えており、第３レゾルバ２６の検出信号がＥＣＵ１４へ入力されるようになっている。
【００５９】
このように構成された動弁系では、ＥＣＵ１４がクランクシャフト５の回転に同期したタイミングで第１モータ１８と第２モータ２１と第３モータ２４を回転動作又は揺動動作させることにより、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の吸気バルブ８及び排気バルブ９がクランクシャフト５の回転に同期したタイミング（すなわち、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の燃焼サイクルに同期したタイミング）で開閉可能となる。
【００６０】
ところで、ＥＣＵ１４が全気筒の吸気バルブ８及び排気バルブ９を燃焼サイクルに同期したタイミングで開閉動作させるためには、内燃機関１の始動時に第１吸気カム８１（第１吸気カムシャフト８３）、第２吸気カム８２（第２吸気カムシャフト８４）、及び排気カム９１（排気カムシャフト９２）の回転位置（位相）を検知する必要がある。
【００６１】
各カムシャフトの回転位置を検知する方法としては、各モータに取り付けられたレゾルバの検出値を利用する方法が考えられる。その際、カムシャフトに対するモータの回転速度比（カムシャフトが１回転する間にモータが回転する回数）が１であれば、レゾルバの信号に基づいてカムシャフトの回転位置も一意に特定することができる。
【００６２】
しかしながら、本実施例のようにモータとカムシャフトとの間に減速機構が介在する動弁系においては、カムシャフトに対するモータの回転速度比が１より大きくなる。よって、モータの１つの回転位置に対してカムシャフトが複数の回転位置を取り得るため、レゾルバの検出値のみからカムシャフトの回転位置を一意に特定することはできない。
【００６３】
これに対し、各々のカムシャフトにカムポジションセンサを取り付ける方法が考えられるが、複数のカムポジションセンサを取り付けなければならず、部品点数の増加による構造の煩雑化や製造コストの増加等を招く。
【００６４】
そこで、本実施例の内燃機関の動弁システムでは、内燃機関１の始動時に各モータにより各カムシャフトを所定回転速度で回転させ、その際の各モータの要求駆動トルクに基づいて各カムシャフトの回転位置を判別するようにした。以下、モータの要求駆動トルクに基づいてカムシャフトの回転位置を判別する方法について説明する。
【００６５】
図４は、カムの回転位置（位相）とモータの駆動トルクとの関係を示す図である。
【００６６】
図４において、モータの要求駆動トルクは、バルブがリフトしていない時は基準トルクＴ０となる。バルブがリフトし始めると、モータの要求駆動トルクは基準トルクＴ０より増加する。その際の増加量は、バルブのリフト量が増加するほど多くなり、バルブのリフト量が略最大リフト量となる時に最大値Ｔｍａｘを示す。その後、モータの要求駆動トルクは、基準トルクＴ０より低い最小値Ｔｍｉｎへ低下した後に基準トルクＴ０に戻る。
【００６７】
上記したような特性に鑑みると、モータの要求駆動トルクが基準トルクＴ０から増加し始めるタイミング、モータの要求駆動トルクが最大値を示すタイミング、モータの要求駆動トルクが最小値を示すタイミング、或いはモータの要求駆動トルクが基準トルクＴ０より低い値から基準トルクＴ０に戻るタイミング等（特異タイミング）を検出することにより、カム（カムシャフト）の回転位置を特定することができる。
【００６８】
ところで、本実施例の動弁システムは、第１モータ１８、第２モータ２１、及び第３モータ２４の各々は、複数気筒２のカムを回転駆動するように構成されている。このため、上記した特異タイミングが何れの気筒２のカムに因るものかを判別することが困難である。
【００６９】
例えば、第１モータ１８が第１吸気カムシャフト８３を回転させた場合に、第１モータ１８の要求駆動トルクは、図５に示すように、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせた時と４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせた時とにおいて同等の値を遷移する。このため、上記した特異タイミングが１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１に因るものか、又は４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１に因るものかを判別することができない。
【００７０】
これに対し、本実施例では、各モータにより回転駆動される複数気筒のカムのうち、少なくとも１気筒のカムのカムプロフィールを他気筒と異ならせるようにした。以下では、第１吸気カムシャフト８３と第２吸気カムシャフト８４と排気カムシャフト９２の各々において、１つの気筒（特定気筒）のカムプロフィールを他気筒と異ならせる例について述べる。
【００７１】
具体的には、特定気筒のカムの作用角（カムローブの幅）が他気筒のカムの作用角（カムローブの幅）より小さくなるように各カムシャフトを形成する。図６は、第１吸気カムシャフト８３において、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１の作用角ｄａ１を４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１の作用角ｄａ４より大きく形成した場合の第１モータ１８の要求駆動トルクを示す図である。
【００７２】
図６において、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最大値（以下、「第１最大値」と称する）Ｔｍａｘ１は、４番気筒
（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最大値（以下、「第４最大値」と称する）Ｔｍａｘ４より小さくなる（Ｔｍａｘ１＜Ｔｍａｘ４）。
【００７３】
また、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最小値（以下、「第１最小値」と称する）Ｔｍｉｎ１は、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最小値（以下、「第４最小値」と称する）Ｔｍｉｎ４より大きくなる（Ｔｍｉｎ１＞Ｔｍｉｎ４）。
【００７４】
よって、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８により第１吸気カムシャフト８３を所定回転速度で回転させた時に、２つの気筒の最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）を検出するとともに、検出された２つの最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）の大きさを相対比較することにより、２つの最大値Ｔｍａｘの各々が第１最大値Ｔｍａｘ１と第４最大値Ｔｍａｘ４の何れであるかを判別する。
【００７５】
更に、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の要求駆動トルクが第１最大値Ｔｍａｘ１及び第４最大値Ｔｍａｘ４を示すタイミング（第１レゾルバ２０の検出値）を検出することにより、第１モータ１８の回転位置と第１吸気カム８１（第１吸気カムシャフト８３）の回転位置とを関連づけることができる。
【００７６】
以上述べた方法によれば、カムポジションセンサに依存することなく第１吸気カム８１（第１吸気カムシャフト８３）の回転位置を一意に特定することが可能となる。更に、第２吸気カムシャフト８４と排気カムシャフト９２についても同様の方法によって、第２吸気カム８２（第２吸気カムシャフト８４）と排気カム９１（排気カムシャフト９２）の回転位置（位相）を一意に特定することができる。
【００７７】
ところで、各カムシャフトにおいて特定気筒のカムと他気筒のカムとのカムプロフィールが相違していると、内燃機関１の通常運転時に特定気筒の吸排気バルブと他気筒の吸排気バルブとが異なる開弁特性になる。このため、特定気筒の吸排気特性と他気筒の吸排気特性が相違し、内燃機関１のトルク変動や機関回転数の変動を招く可能性がある。
【００７８】
そこで、本実施例の内燃機関の動弁システムでは、ＥＣＵ１４は、各カムシャフトの回転位置を判別し終えると、全気筒の吸排気バルブの開弁特性が同等となるように各モータの回転速度を調整（以下、「回転速度調整処理」と称する）する。
【００７９】
以下、回転速度調整処理の実行方法について述べる。ここでは、第１モータ１８を対象にした回転速度調整処理の実行方法を例に挙げる。
【００８０】
第１モータ１８に対する回転速度調整処理においては、ＥＣＵ１４は、図７に示すように、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転速度に比して、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転速度を遅くする。
【００８１】
４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転速度Ｖ４は、以下の式により求めることができる。
Ｖ４＝Ｖ１＊ｋｄｕｒ
【００８２】
上記した式においてＶ１は１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８を開弁させる時の第１モータ１８の回転速度であり、ｋｄｕｒは速度調整係数である。速度調整係数ｋｄｕｒは、例えば１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１の作用角ｄａ１と４番気筒
（＃４）の第１吸気カム８１の作用角ｄａ４との比（＝ｄａ４／ｄａ１）である。
【００８３】
この場合、クランクシャフト５の回転に対する１番気筒（＃１）の吸気バルブ８の開弁期間ＤＯ１と４番気筒（＃４）の吸気バルブ８の開弁期間ＤＯ４とは略同等の長さになる。その結果、１番気筒（＃１）と４番気筒（＃４）との吸気バルブ８の開弁特性は略同等となる。
【００８４】
尚、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の要求駆動トルクに基づいて前記した速度調整係数ｋｄｕｒを逐次補正するようにしてもよい。
【００８５】
具体的には、ＥＣＵ１４は、１番気筒（＃１）と４番気筒（＃４）の各々について、第１モータ１８の要求駆動トルクが基準トルクＴ０から増加し始める時点から再び基準トルクＴ０に戻る時点までのクランクシャフト５の回転量を求め、それらの回転量が同等になるように速度調整係数ｋｄｕｒを補正してもよい。
【００８６】
このように速度調整係数ｋｄｕｒが補正されると、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が実際に開弁する期間と４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が実際に開弁する期間とを同等にすることができる。
【００８７】
その結果、１番気筒（＃１）の吸気特性と４番気筒（＃４）の吸気特性とを均等にすることができる。
【００８８】
図７に示した例では、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８の開弁期間を１番気筒（＃１）の吸気バルブ８の開弁期間に合わせる例について述べたが、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８の開弁期間を４番気筒（＃４）の吸気バルブ８の開弁期間に併せるようにしてもよい。
【００８９】
また、ＥＣＵ１４は、第２モータ２１及び第３モータ２４についても、第１モータ１８と同様に回転速度調整処理を行うことにより、全気筒の吸排気バルブの開弁特性を均等にすることができる。その結果、内燃機関１の運転時にトルク変動や機関回転数の変動を生じることがなくなる。
【００９０】
ところで、上記した回転速度調整処理において、全気筒の吸排気バルブの開弁特性を均等にするためには、第１レゾルバ２０の検出誤差を極力小さくすることが好ましい。
【００９１】
これに対し、ＥＣＵ１４は、各カムシャフトの回転位置を判別した後に、引き続き各カムシャフトを所定回転速度で回転させて、各レゾルバの検出誤差を学習（以下、「検出誤差学習処理」と称する）する。
【００９２】
ここで、検出誤差学習処理の実行手順について第１レゾルバ２０を例に挙げて説明する。検出誤差学習処理では、ＥＣＵ１４は、先ず第１モータ１８の要求駆動トルクが最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）を示す時の第１レゾルバ２０の検出値を読み込む。
【００９３】
ＥＣＵ１４は、第１レゾルバ２０の検出値と第１モータ１８の目標回転位置（目標回転角度）との差を求める。第１モータ１８の目標回転位置は、第１モータ１８の要求駆動トルクが最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）を示す時の第１モータ１８の回転位置であり、予め実験的に求められているものとする。
【００９４】
ところで、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１と４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が同等のカムプロフィールを有する場合は、第１最大値Ｔｍａｘ１（又は第１最小値Ｔ
ｍｉｎ１）と第４最大値Ｔｍａｘ４（又は第４最小値Ｔｍｉｎ４）が同等の値になるため、前記検出値の比較対象となる目標回転角度が１番気筒（＃１）に対応した目標回転位置（要求駆動トルクが第１最大値Ｔｍａｘ１又は第１最小値Ｔｍｉｎ１を示す時の目標回転位置）であるか、或いは４番気筒（＃４）に対応した目標回転位置（要求駆動トルクが第４最大値Ｔｍａｘ４又は第４最小値Ｔｍｉｎ４を示す時の目標回転位置）であるかを判別することができない。
【００９５】
これに対し、本実施例の内燃機関の動弁システムは、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１と４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が互いに異なるカムプロフィールを有している。このため、ＥＣＵ１４は、第１レゾルバ２０の検出値が１番気筒（＃１）に対応した検出値（要求駆動トルクが第１最大値Ｔｍａｘ１又は第１最小値Ｔｍｉｎ１を示した時の検出値）であるか、或いは４番気筒（＃４）に対応した検出値（要求駆動トルクが第４最大値Ｔｍａｘ４又は第４最小値Ｔｍｉｎ４を示した時の検出値）であるかを判別することが可能である。
【００９６】
よって、ＥＣＵ１４は、第１レゾルバ２０の検出値を適当な目標回転位置と比較することが可能となる。その結果、第１レゾルバ２０の検出誤差を正確に学習することができる。
【００９７】
以下、図８に基づいて、第１レゾルバ２０の検出誤差学習処理の実行手順を詳細に説明する。
【００９８】
ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の要求駆動トルクが第１最大値Ｔｍａｘ１（又は第４最大値Ｔｍａｘ４）を示す時の第１レゾルバ２０の検出値を取得するとともに、第１モータ１８の要求駆動トルクが第１最大値Ｔｍａｘ１（又は第４最大値Ｔｍａｘ４）を示す時の第１モータ１８の目標回転位置を読み出す。
【００９９】
ＥＣＵ１４は、前記検出値と前記目標回転位置との差△ａ１（又は△ａ４）を演算する。ＥＣＵ１４は、前記差△ａ１（又は△４）を学習値としてバックラップＲＡＭ等に記憶する。
【０１００】
ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の要求駆動トルクが第４最大値Ｔｍａｘ４（又は第１最大値Ｔｍａｘ１）を示す時の第１レゾルバ２０の検出値を取得し、該検出値を前記学習値により補正する。ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の要求駆動トルクが第４最大値Ｔｍａｘ４（又は第１最大値Ｔｍａｘ１）を示す時の第１モータ１８の目標回転位置を読み出す。
【０１０１】
ＥＣＵ１４は、補正後の検出値と前記目標回転位置とを比較する。その際、補正後の検出値と前記目標回転位置が一致していれば、ＥＣＵ１４は、以後の第１レゾルバ２０の検出値を前記学習値により補正する。一方、補正後の検出値と前記目標回転位置が一致しない場合は、ＥＣＵ１４は、前記した補正後の検出値と前記目標回転位置との差△ａ４（又は△ａ１）に基づいて前記学習値を補正する。
【０１０２】
かかる手順により検出誤差学習処理が行われると、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８の実際の回転位置を正確に把握することができる。このため、ＥＣＵ１４は、前述した回転速度調整処理を高い精度で行うことが可能になるとともに、第１モータ１８の回転とクランクシャフト５の回転とを精緻に同期させることができる。
【０１０３】
以上述べた実施例によれば、各カムシャフトにカムポジションセンサを取り付けることなく、各カムシャフトの回転位置（言い換えれば、各気筒のカムの位相）を判別することが可能となる。その結果、部品点数の増加による構造の煩雑化や製造コストの増加を抑え
ることが可能となる。
【０１０４】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図９〜図１２に基づいて説明する。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。
【０１０５】
前述した第１の実施例では、同一のモータにより回転或いは揺動される複数気筒のカムのうち特定気筒のカムの作用角を他気筒と異ならせる例について述べたが、本実施例は作用角の代わりにカムノーズ（カムローブ）の高さを異ならせる例について述べる。
【０１０６】
図９は、第１吸気カムシャフト８３において、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１のカムノーズの高さｈ１に対して４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１のカムノーズの高さｈ４を高く形成した場合の第１モータ１８の要求駆動トルクを示す図である。
【０１０７】
図９において、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最大値（第１最大値）Ｔｍａｘ１は、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最大値（第４最大値）Ｔｍａｘ４より小さくなる（Ｔｍａｘ１＜Ｔｍａｘ４）。
【０１０８】
また、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最小値（第１最小値）Ｔｍｉｎ１は、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる場合の要求駆動トルクの最小値（第４最小値）Ｔｍｉｎ４より大きくなる（Ｔｍｉｎ１＞Ｔｍｉｎ４）。
【０１０９】
よって、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８によって第１吸気カムシャフト８３を所定回転速度で回転させた時に、２つの気筒２の最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）を検出するとともに、２つの最大値Ｔｍａｘ（又は最小値Ｔｍｉｎ）の大きさを相対比較することにより、２つの最大値Ｔｍａｘの各々が第１最大値Ｔｍａｘ１と第４最大値Ｔｍａｘ４の何れであるかを判別可能となる。
【０１１０】
その結果、ＥＣＵ１４は、カムポジションセンサに依存することなく、第１吸気カム８１（第１吸気カムシャフト８３）の回転位置を判別することができる。また、第２吸気カム８２（第２吸気カムシャフト８４）と排気バルブ９（排気カムシャフト９２）についても同様の方法により回転位置を判別することが可能となる。
【０１１１】
次に、ＥＣＵ１４は、各カムシャフトの回転位置を判別し終えると、各カムシャフトを揺動させることにより各気筒の吸排気バルブを開閉駆動させるとともに、全気筒の吸排気バルブの開弁特性が均等となるように各カムシャフト（各モータ）の揺動量を調整（以下、「揺動量調整処理」と称する）する。
【０１１２】
以下、揺動量調整処理の実行方法について述べる。ここでは、第１モータ１８を対象にした揺動量調整処理の実行方法を例に挙げる。
【０１１３】
図１０は、第１モータ１８の回転量に対する吸気バルブ８のリフト量を示した図である。図１０中の実線は４番気筒（＃４）の吸気バルブ８のリフト量を示し、一点破線は１番気筒（＃１）の吸気バルブ８のリフト量を示している。
【０１１４】
１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１と４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１は、カムノーズ（カムローブ）の幅は同一で、カムノーズ（カムローブ）の高さのみが異なってい
る。
【０１１５】
このため、第１モータ１８が回転量に対する吸気バルブ８のリフト量は、１番気筒（＃１）に比して４番気筒（＃４）の方が多くなる。よって、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を目標リフト量Ｌｔｒｇまでリフトさせる時の第１モータ１８の回転量（揺動量）ｒ４は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８を目標リフト量Ｌｔｒｇまでリフトさせる時の第１モータ１８の回転量（揺動量）ｒ１より少なくする必要がある（ｒ１＞ｒ４）
【０１１６】
そこで、ＥＣＵ１４は、図１１に示すように、１番気筒（＃１）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時に比して、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転量を少なくする。
【０１１７】
また、第１モータ１８が一定量回転する間に吸気バルブ８がリフトする量は、１番気筒（＃１）より４番気筒（＃４）の方が多くなる。このため、４番気筒（＃４）の第１吸気カム８１が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転速度（揺動速度）は、１番気筒（＃１）の第１吸気バルブ８が吸気バルブ８をリフトさせる時の第１モータ１８の回転速度（揺動速度）より遅くすることが好ましい。
【０１１８】
このように第１モータ１８の揺動量及び揺動速度が調整されると、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８の開弁特性と４番気筒（＃４）の吸気バルブ８の開弁特性を均等にすることができる。第２モータ２１及び第３モータ２４についても同様の方法により揺動量及び揺動速度を調整することにより、全気筒の吸排気バルブの開弁特性を均等にすることができる。
【０１１９】
尚、本実施例では、同一のモータにより回転或いは揺動される複数気筒のカムのうち特定気筒のカムのリフト量を他気筒と異ならせる例について述べたが、リフト量と作用角の双方を異ならせるようにしてもよい。
【０１２０】
その際、図１２に示すように、モータの回転量に対するバルブリフト量が特定気筒と他気筒とで同等となるようにカムプロフィールが形成されると、特定気筒のカムがバルブを目標リフト量Ｌｔｒｇまでリフトさせる時のモータの揺動量及び揺動速度は、他気筒のカムがバルブを目標リフト量Ｌｔｒｇまでリフトさせる時のモータの揺動量及び揺動速度と同等になる。その結果、ＥＣＵ１４は、内燃機関１の運転時に特別な制御を行うことなく、全気筒の吸排気バルブの開弁特性を均等にすることができる。
【０１２１】
尚、前述した第１及び第２の実施例では、４気筒の火花点火式内燃機関を例に挙げたが、気筒数、気筒の配列、混合気の着火方法等は、これに限られないことは勿論である。また、吸気カムシャフトや排気カムシャフトの本数、１本当たりのカムシャフトに取り付けられるカムの個数も本実施例に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】第１の実施例における内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施例における吸気側駆動機構の構成を示す図である。
【図３】第１の実施例における排気側駆動機構の構成を示す図である。
【図４】カムの回転位置（位相）とモータの駆動トルクとの関係を示す図である。
【図５】第１の実施例における第１吸気カムの回転位置（位相）と第１モータの要求駆動トルクとの関係を示す第１の図である。
【図６】第１の実施例における第１吸気カムの回転位置（位相）と第１モータの要求駆動トルクとの関係を示す第２の図である。
【図７】第１モータの回転速度調整処理を行った場合の吸気バルブの開弁期間を示す図である。
【図８】第１レゾルバの検出誤差学習処理の実行手順を説明するための図である。
【図９】第２の実施例における第１吸気カムの回転位置（位相）と第１モータの要求駆動トルクとの関係を示す図である。
【図１０】第１モータの回転量と第１吸気バルブのリフト量との関係を示す図である。
【図１１】第１モータの揺動量調整処理を行った場合の吸気バルブのリフト量を示す図である。
【図１２】モータの回転量とバルブリフト量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
６・・・・・吸気ポート
７・・・・・排気ポート
８・・・・・吸気バルブ
９・・・・・排気バルブ
１０・・・・吸気側駆動機構
１１・・・・排気側駆動機構
１２・・・・燃料噴射弁
１３・・・・点火プラグ
１４・・・・ＥＣＵ
１８・・・・第１モータ
２４・・・・第２モータ
６０・・・・吸気通路
７０・・・・排気通路
８０・・・・バルブリフタ
８１・・・・第１吸気カム
８２・・・・第２吸気カム
８３・・・・第１吸気カムシャフト
８４・・・・第２吸気カムシャフト
８８・・・・吸気側バルブスプリング
９０・・・・バルブリフタ
９１・・・・排気カム
９２・・・・排気カムシャフト
９４・・・・排気側バルブスプリング
【図１】
2008291705.tif 000003
【図２】
2008291705.tif 000004
【図３】
2008291705.tif 000005
【図４】
2008291705.tif 000006
【図５】
2008291705.tif 000007
【図６】
2008291705.tif 000008
【図７】
2008291705.tif 000009
【図８】
2008291705.tif 000010
【図９】
2008291705.tif 000011
【図１０】
2008291705.tif 000012
【図１１】
2008291705.tif 000013
【図１２】
2008291705.tif 000014