(57)【要約】【課題】燃費の悪化を抑えつつ開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能な内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する、内燃機関の可変動弁装置であって、上記開弁特性を変化させる機構には位置保持性を有する機構が用いられていて、上記開弁特性を検出する開弁特性センサの故障が検出された場合（１０３、１０５）には、その検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御（１０７）を実施し、その後所定時間Ｔ毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性にする制御（１０７）を実施する、内燃機関の可変動弁装置を提供する。【選択図】      図５
2004324458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する、内燃機関の可変動弁装置であって、
上記開弁特性を変化させる機構には位置保持性を有する機構が用いられていて、
上記開弁特性を検出する開弁特性センサの故障が検出された場合には、その検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御を実施し、その後は所定時間毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性にする制御を実施する、内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
電動機を駆動源とする可変動弁装置であって、上記開弁特性センサの故障が検出された場合には、その検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性とすべく上記電動機へ駆動電流を供給し、その後は所定時間毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性とするための駆動電流を上記電動機へ供給する、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
上記の位置保持性を有する機構はウォームギヤを含む、請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
上記所定時間は、上記内燃機関の運転状態に応じて設定される、請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
上記所定時間は、上記内燃機関の回転数が高い程短く設定される、請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スロットル弁を制御する装置に加え、吸気弁や排気弁における作用角やリフト量を制御する可変動弁装置を有し、スロットル弁開度と共に上記作用角等をも制御して吸気量を制御するようにした内燃機関の吸気制御装置が開発され、公知となっている。
【０００３】
このような吸気制御装置を備えた内燃機関において、上記作用角等を検出するセンサが故障した場合には、通常、退避走行を可能とするために作用角等は予め定めた値となるように制御され、その後はその値を保持するように制御される。そして、吸気量の制御はスロットル弁開度を制御することのみによって行われるようになる。
【０００４】
このような場合、従来の一般的な可変動弁装置の構成では、上記作用角等を上記予め定めた値に保持するために上記可変動弁装置に比較的大きな駆動力を供給し続ける必要があるため、燃費の悪化等を招く可能性がある。特に、駆動源として電動機を用いる可変動弁装置では、燃費の悪化に加えて電動機やハーネスの過熱を招く可能性がある。
一方、特許文献１には、上記のような可変動弁装置において上記作用角等を調節する機構にウォームギヤを使用する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１５６９６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ウォームギヤは元来、位置保持性（すなわち、外力または外部からのエネルギーによる補助なしで現在の位置を保持する性質）を有しているため、上記のように作用角等を予め定めた値に保持するために比較的大きな駆動力を供給し続ける必要はなく、上記のような問題はないと考えられるが、ウォームギヤの有する位置保持性のみに頼った場合には、内燃機関の振動等により上記作用角等が上記予め定めた値から徐々にずれてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、上記作用角等の開弁特性を制御する内燃機関の可変動弁装置であって、燃費の悪化を抑えつつ上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能な内燃機関の可変動弁装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関の可変動弁装置を提供する。
１番目の発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する、内燃機関の可変動弁装置であって、上記開弁特性を変化させる機構には位置保持性を有する機構が用いられていて、上記開弁特性を検出する開弁特性センサの故障が検出された場合には、その検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御を実施し、その後は所定時間毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性にする制御を実施する、内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【０００９】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する可変動弁装置は、例えば、開弁特性センサの出力が所望の目標開弁特性と一致するように制御されるため、開弁特性センサが故障した場合には実際の開弁特性を所望の目標開弁特性に収束させることが困難となり、内燃機関の運転状態が不安定になる可能性がある。そこで、開弁特性センサの故障が検出された場合には、開弁特性を予め定めた特定の開弁特性に固定することが望ましい。
【００１０】
１番目の発明では、上記開弁特性を変化させる機構に上記位置保持性を有する機構が用いられているので、上記センサの故障検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御を実施すれば、その後上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持するために上記可変動弁装置に比較的大きな駆動力を供給し続ける必要はない。
【００１１】
また、実際には、内燃機関の振動等によって上記開弁特性が徐々に上記予め定めた開弁特性から変化することが懸念されるが、本発明によれば、上記故障検出時の制御の後、所定時間毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性にする制御が実施されるので、定期的に上記開弁特性が上記予め定めた開弁特性へと補正されることになる。したがって、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能である。また、この補正のための制御は上記所定時間毎に行われるだけであるので、これに必要な駆動力は上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持するために比較的大きな駆動力を供給し続ける場合に比べてはるかに小さい。このように、１番目の発明によれば、燃費の悪化を抑えつつ上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能となる。
なお、本明細書において開弁特性とは、バルブリフト量と作用角とのうちの一方、もしくは両方を意味する。
【００１２】
２番目の発明では１番目の発明において、可変動弁装置の駆動源が電動機であって、上記開弁特性センサの故障が検出された場合には、その検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性とすべく上記電動機へ駆動電流を供給し、その後は所定時間毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性とするための駆動電流を上記電動機へ供給する。
２番目の発明によれば、１番目の発明とほぼ同様の作用及び効果により燃費の悪化を抑えつつ、すなわち電力消費を抑えつつ上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能となる。
【００１３】
３番目の発明では１番目または２番目の発明において、上記の位置保持性を有する機構はウォームギヤを含む。
３番目の発明によれば比較的簡単な構成により、１番目または２番目の発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００１４】
４番目の発明では１番目から３番目の何れかの発明において、上記所定時間は、上記内燃機関の運転状態に応じて設定される。
内燃機関の運転状態によって振動等の上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性から変化させる要因の強度が異なる。また、上記所定時間が短い程上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持する精度は高まる一方、燃費は悪化する。したがって、４番目の発明のようにして上記所定時間を適切に設定することにより、所望のバランスで、燃費悪化の抑制と、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することとの両立を図ることができる。
【００１５】
５番目の発明では４番目の発明において、上記所定時間は、上記内燃機関の回転数が高い程短く設定される。
内燃機関の回転数が高くなると振動が大きくなる等の理由で上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持することが困難になる。５番目の発明によれば、内燃機関の回転数が高い程、上記所定時間が短くなるので、必要に応じた適切な頻度で上記開弁特性を補正することが可能となり、燃費悪化の抑制と、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することとの両立を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態の可変動弁装置が搭載された火花点火式内燃機関の断面図であり、図２は図１に示した内燃機関の吸気系等を含めた概略構成図である。なお、本発明の可変動弁装置は筒内噴射型の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式のディーゼル内燃機関にも搭載可能である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、機関本体１はシリンダブロック２と、このシリンダブロック２内で往復動するピストン３と、シリンダブロック２上に取付けられたシリンダヘッド４とを具備する。また、シリンダヘッド４には点火栓５５が設けられている。シリンダブロック２には複数の気筒５が形成され、各気筒５内にはシリンダブロック２、ピストン３、シリンダヘッド４によって画成される燃焼室６が形成される。
【００１８】
各燃焼室６はシリンダヘッド４内に形成された吸気ポート７および排気ポート８に通じている。燃焼室６と吸気ポート７との間には吸気弁９が配置され、吸気弁９は燃焼室６と吸気ポート７との間の流路を開閉している。一方、燃焼室６と排気ポート８との間に排気弁１０が配置され、排気弁１０は燃焼室６と排気ポート８との間の流路を開閉している。吸気弁９は、後述する仲介駆動機構１１とロッカーアーム１２とを介して吸気カム１３によってリフトされ、排気弁１０はロッカーアーム１４を介して排気カム１５によってリフトされる。吸気カム１３は吸気カムシャフト１６に取付けられ、一方、排気カム１５は排気カムシャフト１７に取付けられる。なお、本実施形態では、仲介駆動機構１１が吸気弁９側のみに設けられているが、排気弁１０側に設けられてもよいし、吸気弁９側および排気弁１０側の両方に設けられてもよい。
【００１９】
図２において、１９はエアフローメータ、５２は吸気管、５３はサージタンク、５６はスロットル弁である。本実施形態において、スロットル弁５６の開度はアクセルペダルの踏込み量（以下、「アクセル踏込み量」と言う）とは無関係に変更することができ、スロットル弁開度を調整することで吸気圧が制御される。
【００２０】
次に、図３および図４を参照して、上記仲介駆動機構１１等について説明する。本実施形態において仲介駆動機構１１は、後述する動力伝達機構５７と共に吸気弁９の開弁特性、すなわち吸気弁９における作用角とバルブリフト量を変化させるための開弁特性変更機構を構成する。
【００２１】
図３は上記仲介駆動機構１１の斜視図を示し、図４は本実施形態の可変動弁装置の概略構成を示す説明図である。ここで上記仲介駆動機構１１は特開２００１−２６３０１５号公報に記載された仲介駆動機構と同様な構成を有するものであり、いわゆる揺動カム機構として既に公知のものであるので、以下では簡単に説明する。図３に示した仲介駆動機構１１は内燃機関の一つの気筒５に対応する。仲介駆動機構１１は円筒形の入力部２１と、この入力部２１の軸線方向において入力部２１の一方の側に配置される円筒形の第一揺動カム２２と、入力部２１の軸線方向において入力部２１の上記一方の側とは反対側に配置される円筒形の第二揺動カム２３とを具備する。これら入力部２１、揺動カム２２、２３はその軸線を中心として軸線方向に延びる円筒状の貫通孔を有し、この貫通孔を支持パイプ２４が貫通する。入力部２１、揺動カム２２、２３はそれぞれ支持パイプ２４によって支持され、且つそれぞれ支持パイプ２４を中心に回動することができる。支持パイプ２４はシリンダヘッド４に固定される。また、支持パイプ２４はその軸線を中心として軸線方向に延びる円筒状の貫通孔を有し、この貫通孔を制御シャフト２５が貫通する。制御シャフト２５は支持パイプ２４の貫通孔内で、支持パイプ２４の軸線方向に摺動可能である。
【００２２】
入力部２１の外周面からは入力部２１の径方向に向かってアーム２１ａ、２１ｂが延び、これらアーム２１ａ、２１ｂの先端の間にローラ２１ｃが配置される。ローラ２１ｃは、図１に示したように吸気カム１３のカム面１３ａに当接し、これにより入力部２１はカム面１３ａの形状に応じて支持パイプ２４周りで回動する。一方、揺動カム２２、２３の外周面からは揺動カム２２、２３の径方向に向かってノーズ２２ａ、２３ａが延び、これらノーズ２２ａ、２３ａはロッカーアーム１２に当接可能である。
【００２３】
さらに、入力部２１および揺動カム２１、２２と制御シャフト２５との間は一定の制御機構（図示せず）によって結合されている。この制御機構は、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して相対的に移動させると、入力部２１と揺動カム２２、２３とを互いに反対方向に回動させるように構成されている。特に、本実施形態では、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して方向Ｄ１に移動させると、入力部２１のローラ２１ｃと揺動カム２２、２３のノーズ２２ａ、２３ａとの間の相対角度が大きくなるように入力部２１と揺動カム２２、２３とが回動し、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して上記方向Ｄ１とは反対向きの方向Ｄ２に移動させると、入力部２１のローラ２１ｃと揺動カム２２、２３のノーズ２２ａ、２３ａとの間の相対角度が小さくなるように入力部２１と揺動カム２２、２３とが回動する。ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの相対角度が大きくなると、ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が長くなり、逆にローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの相対角度が小さくなるとローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が短くなる。
【００２４】
一方、図１からわかるように、吸気弁９が吸気カム１３によってリフトされる量はローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔によって変わる。すなわち、ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が長くなると、ローラ２１ｃが吸気カム１３のカム山部１３ｂと当接するときに、ノーズ２２ａ、２３ａが吸気弁９をリフトする期間が長くなると共にリフトする量が多くなる。逆に、ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が短くなると、ローラ２１ｃが吸気カム１３のカム山部１３ｂと当接するときに、ノーズ２２ａ、２３ａが吸気弁９をリフトする期間が短くなると共にリフトする量も少なくなる。すなわち、ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が長くなると、吸気弁９の作用角が大きくなると同時に吸気弁９のリフト量も大きくなり、一方、ローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔が短くなると、吸気弁９の作用角が小さくなると同時に吸気弁９のリフト量も小さくなる。
【００２５】
したがって、仲介駆動機構１１では、制御シャフト２５を第一方向Ｄ１に移動させると、吸気弁９の作用角が大きくなると同時に吸気弁９のリフト量も大きくなり、制御シャフト２５を第二方向Ｄ２に移動させると吸気弁９の作用角が小さくなると同時に吸気弁９のリフト量も小さくなる。なお、本実施形態では、このように開弁特性である作用角とリフト量に一定の関係があるが、他の実施形態では開弁特性として作用角のみあるいはリフト量のみを変更するようにしても良い。
【００２６】
図４に示したように、制御シャフト２５の一方の端部にはモータ（電動機）５８に連結される動力伝達機構５７が設けられ、モータ５８を制御することで制御シャフト２５の位置を制御できるようになっている。本実施形態においてこの動力伝達機構５７は制御シャフト２５の上記端部に設けられた直径拡大部６２とウォームギヤ（ウォーム５９及びウォームホイール６１）とを含んで構成されている。
【００２７】
図４に示したように、上記直径拡大部６２はその外周面に螺旋状の突起部６２ａが設けられている。この直径拡大部６２はウォームホイール６１の中心部に設けられた貫通孔に受容されるが、その際、上記突起部６２ａがウォームホイール６１の上記貫通孔の内面に上記突起部６２ａと係合するように設けられた螺旋状の溝６１ａと係合するようにされる。一方、モータ５８はウォームホイール６１と係合するウォーム５９を回動するようにされている。以上より、ウォームホイール６１が、モータ５８により回動されたウォーム５９によって上記直径拡大部６２の周りで回動されると、制御シャフト２５の位置がその軸線方向に移動することになる。
【００２８】
モータ５８は電子制御ユニット（ＥＣＵ）２７に接続されており、これによって制御される。ＥＣＵ２７は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータから構成される。制御シャフト２５の他方の端部近傍には、制御シャフト２５の軸線方向の位置を検出するための位置センサ２８が配置される。この位置センサ２８により制御シャフト２５の位置を検出することができる。なお、上述したように本実施形態においては、制御シャフト２５の位置を制御することでローラ２１ｃとノーズ２２ａ、２３ａとの間隔を変化させ、それによって吸気弁９の開弁特性である作用角とリフト量を制御するので、上記位置センサ２８は、上記開弁特性を検出する開弁特性センサであると言える。
【００２９】
本実施形態においては、以上のような構成によりＥＣＵ２７からの指令によって吸気弁９の開弁特性である作用角とリフト量を連続的に制御することができる。また、スロットル弁５６を制御することで吸気圧を制御することができる。そして、通常はこの開弁特性（リフト量、作用角）と吸気圧とを協調制御することによって吸気量が目標吸気量になるように制御される。
【００３０】
ところで、本実施形態において上記位置センサ（すなわち開弁特性センサ）２８が故障した場合には、正確な開弁特性制御を行うことが困難になるため、上記協調制御による吸気量制御から上記スロットル弁５６を制御することのみによる吸気量制御へと切替えられる。そしてこの場合、上記開弁特性は上記スロットル弁５６の制御のみによる吸気量制御を実施する上で都合の良い所定の開弁特性に保持されることが好ましい。この所定の開弁特性については、実験もしくはシミュレーション等により適切な開弁特性が予め定められるが、通常は退避走行をする上で充分な吸気量が得られるように作用角及びリフト量が比較的大きくなる場合が選択される。
【００３１】
そして従来、このようなセンサ故障等の場合において、上記開弁特性を電力消費を抑えつつ上記予め定めた開弁特性に精度良く保持することは困難であったが、本実施形態では、このようなセンサ故障等の場合において、以下で説明するような制御を行い、電力消費の抑制と、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することとの両立を図っている。次に、この制御について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３２】
図５は、本実施形態の可変動弁装置のための制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ２７により繰り返し実施される。本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ１０１において、開弁特性センサである位置センサ２８が故障している時にセットされる開弁特性センサ故障フラグがセットされているか否かが判定される。ステップ１０１において上記センサ故障フラグがセットされていると判定された場合にはステップ１０７に進み、上記センサ故障フラグがセットされていないと判定された場合にはステップ１０３に進む。
【００３３】
ステップ１０３においては開弁特性センサである位置センサ２８に故障が発生しているか否かが判定される。位置センサ２８の故障の発生は種々の方法で検出可能であるが、例えば、位置センサ２８からの出力信号の電圧値の正常な範囲を予め定めておき、位置センサ２８からの出力信号の電圧値がその範囲を逸脱した時に故障が発生したと判定するようにすることができる。あるいは、位置センサ２８を複数の位置センサで構成し、各位置センサからの出力信号を比較することによって故障の発生を判定するようにしてもよい。
【００３４】
ステップ１０３においてセンサ故障が発生していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了する。但し、この場合においてもすぐに本制御ルーチンが再度実施されることとなる。一方、ステップ１０３においてセンサ故障が発生していると判定された場合には、ステップ１０５に進んで開弁特性センサ故障フラグがセットされる。また、この開弁特性センサ故障フラグをセットするのと同時に吸気量制御が上記協調制御によるものから上記スロットル弁５６を制御することのみによるものへと切替えられる。したがって、本実施形態において上記開弁特性センサ故障フラグがセットされているということは、開弁特性センサである位置センサ２８が故障しているということと、上記スロットル弁５６を制御することのみによる吸気量制御が実施されていることとの両方を意味する。なお、この開弁特性センサ故障フラグは、開弁特性センサである位置センサ２８の故障を修理した時に同時に解除される。
【００３５】
ステップ１０５において開弁特性センサ故障フラグがセットされると続いてステップ１０７へ進む。ステップ１０７においては、開弁特性を予め定めた開弁特性に変更する制御が行われる。すなわち、本実施形態においては、吸気弁９の作用角及びリフト量が予め定めた作用角及びリフト量となるように制御シャフト２５の位置が予め定めた位置へと制御される。上述したように、この予め定めた開弁特性（作用角及びリフト量）については、実験もしくはシミュレーション等により適切な開弁特性が予め定められるが、通常は退避走行をする上で充分な吸気量が得られるように作用角及びリフト量が比較的大きくなる場合が選択される。すなわち例えば、作用角及びリフト量が機構的に最大となる場合が選択されてもよい。
【００３６】
本実施形態において、上記吸気弁９の作用角及びリフト量の予め定めた作用角及びリフト量への制御、すなわち上記制御シャフト２５の予め定めた位置への制御は、モータ５８へ上記制御シャフト２５のとるべき予め定めた位置に対応する電流を供給することにより行われる。なお、本実施形態では、より大きな作用角及びリフト量に対応する位置へ上記制御シャフト２５を移動させる時程、より大きな電流をモータ５８に供給する必要がある。
【００３７】
ステップ１０７に続くステップ１０９では、開弁特性保持制御が実施される。本実施形態では、上述したように、吸気弁９の開弁特性（すなわち吸気弁９における作用角とバルブリフト量）を変化させるための開弁特性変更機構に元来位置保持性を有するウォームギヤ（ウォーム５９及びウォームホイール６１）が用いられている。このため、ステップ１０９において特別な制御（例えば、以下で述べるような小電流供給制御）を実施しなくてもある程度の開弁特性の保持は可能である。しかしながら本実施形態ではステップ１０９において上記ウォームギヤの位置保持性を補助する目的でモータ５８に小電流を供給し、開弁特性が上記予め定めた開弁特性からずれるのを抑制するようにしている。すなわち、本実施形態ではステップ１０９において、吸気弁９の作動等のために制御シャフト２５に作用する力に対抗する力をモータ５８が発生するようにモータ５８へ電流が供給される。
【００３８】
但し、上述したように、ステップ１０９において上述の小電流供給制御等の特別な制御を実施しなくてもある程度の開弁特性の保持は可能であるので、消費電力の抑制をより重視する他の実施形態においては、ステップ１０９における上記制御を省略してもよい（すなわち、ステップ１０９における電流供給を実施しなくてもよい。）。また、このような場合には、ウォーム５９とウォームホイール６１のギヤ比を工夫すること等によって、ウォームホイール６１からウォーム５９への動力伝達が抑制されるようにして位置保持性を高めることが好ましい。
【００３９】
ステップ１０９に続くステップ１１１では、前回のステップ１０７における制御を実施してからの経過時間が所定時間Ｔに達したか否かが判定される。ステップ１１１において上記経過時間が所定時間Ｔに達していないと判定された場合には、ステップ１０９に戻って上記開弁特性保持制御が継続される。一方、ステップ１１１において上記経過時間が所定時間Ｔに達したと判定された場合には、本制御ルーチンが再度ステップ１０１から繰り返されることになる。この場合、開弁特性センサ故障フラグが既にセットされているので制御はステップ１０１からステップ１０７へ進むことになる。ステップ１０７においては、開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御が行われるので、この場合には前回のステップ１０７における制御の後（例えば、上記開弁特性保持制御が実施される場合にはその実施中）に生じた開弁特性についてのずれを補正する制御が実施されることになる。その後、制御はステップ１０９、ステップ１１１と進み、本制御ルーチンが繰り返し実施される。そしてこのように本制御ルーチンが繰り返し実施されることにより、上記所定時間Ｔ毎に開弁特性についてのずれを補正する制御が実施される。
【００４０】
以上の説明からも明らかなように、上記所定時間Ｔは、予め定めた開弁特性からずれた開弁特性を再度予め定めた開弁特性に補正する制御を実施する周期に相当するものであり、上記所定時間Ｔが短い程、開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持する精度は高まる一方、電力消費は増加する。したがって、上記所定時間Ｔは、所望する電力消費の抑制の程度と開弁特性の保持精度とのバランスを考慮して決定される。
【００４１】
また、上記所定時間Ｔは一定値であってもよいが、内燃機関の運転状態等に応じて設定されるようにしてもよい。すなわち、内燃機関の運転状態によって、開弁特性を上記予め定めた開弁特性から変化させる要因（例えば、振動等）の強度が異なる。そこで、上記所定時間Ｔを内燃機関の運転状態に応じて適切に設定するようにすれば、必要に応じた適切な頻度で上記開弁特性を補正することが可能となり、電力消費の抑制と、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することとの両立をより好適に図ることができる。内燃機関の運転状態を表す指標としては、例えば機関回転数、アクセル踏込み量、機関発生トルク等を用いることができる。ここで機関回転数ＮＥを例にとると、機関回転数ＮＥが高くなると振動が大きくなる等の理由で上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持することが困難になるので、この場合、図６に示すように、機関回転数ＮＥが高い程、上記所定時間Ｔが短くなるようにするのが好ましい。また、機関の油温や水温を考慮して上記所定時間Ｔを設定するようにしてもよい。すなわち、油温や水温が低い時は可変動弁系のフリクションが大きくなり上記位置保持性が高まるため、油温や水温が低い時には上記所定時間Ｔを長く設定するようにする。
【００４２】
次に、本実施形態の可変動弁装置によって図５に示した制御ルーチンによる制御が実施された場合の一例について、その制御時の吸気弁９の作用角及びモータ５８への供給電流の経時変化を示す図を参照しつつ説明する。図７は横軸が経過時間、縦軸の上段が上記作用角、下段がモータ５８への供給電流を示しており、時刻ｔ１に開弁特性センサである位置センサ２８の故障が検出された場合を示している。
【００４３】
時刻ｔ１に開弁特性センサである位置センサ２８の故障が検出されると、モータ５８へ電流（大）Ｉｏが供給され、作用角が開弁特性センサ故障時に保持すべき予め定めた作用角Ｓａｏへと変更される。その後、モータ５８への供給電流は電流（小）Ｉｂまで低下されるが、開弁特性変更機構に位置保持性を有する機構であるウォームギヤが用いられているので、ほぼ予め定めた作用角Ｓａｏが保持される。この電流（小）Ｉｂを供給している間が上述した開弁特性保持制御（ステップ１０９）に相当する。図７に示した例では、この電流（小）Ｉｂを供給している間に、内燃機関の振動等によって実際の作用角と予め定めた作用角Ｓａｏとの間に僅かにずれが生じている。
【００４４】
そして、最初にモータ５８へ電流（大）Ｉｏを供給した時、すなわち作用角を予め定めた作用角Ｓａｏへ変更する制御を行った時（つまり、時刻ｔ１）から所定時間Ｔが経過すると、再びモータ５８へ電流（大）Ｉｏが供給され、作用角の予め定めた作用角Ｓａｏからのずれが補正される。そしてその後も、所定時間Ｔ毎に作用角の補正がなされる。
【００４５】
なお、上記予め定めた作用角Ｓａｏは、機構的に可能な最大の作用角であってもよい。また、上記電流（大）Ｉｏ及び電流（小）Ｉｂの値は、例えば電流（大）Ｉｏが１５Ａであるのに対して電流（小）Ｉｂが５Ａ程度となり得る。また、上述したように消費電力の抑制を重視する場合等には上記電流Ｉｂを０Ａとしてもよい。
【００４６】
以上、説明したように本実施形態の可変動弁装置では、開弁特性変更機構に位置保持性を有する機構であるウォームギヤが用いられているので、上記位置センサ２８の故障検出時に上記開弁特性を予め定めた開弁特性にする制御を実施すれば、その後、上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持するためにモータ５８に大電流を供給し続ける必要はない。
【００４７】
また、実際には、内燃機関の振動等によって上記開弁特性が徐々に上記予め定めた開弁特性から変化する場合があるが、本実施形態の可変動弁装置によれば、上記故障検出時の制御の後、所定時間Ｔ毎に上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性にする制御が実施されるので、定期的に上記開弁特性が上記予め定めた開弁特性へと補正されることになる。したがって、上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能である。また、この補正のための制御は上記所定時間Ｔ毎に行われるだけであるので、これに必要な電力は上記開弁特性を上記予め定めた開弁特性に保持するために比較的大きな電流を供給し続ける場合に比べてはるかに小さい。このように、本実施形態の可変動弁装置によれば、電力消費を抑えつつ上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能となる。
【００４８】
なお、他の実施形態においては、上述した可変動弁装置の構成に加え、吸気弁９や排気弁１０のバルブ開閉タイミングを制御する公知の機構を更に有していて、必要に応じて作用角やバルブリフト量と共にバルブ開閉タイミングも制御できるようになっていてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、開弁特性を制御する内燃機関の可変動弁装置において、燃費の悪化を抑えつつ上記開弁特性を予め定めた開弁特性に精度良く保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の可変動弁装置が搭載された内燃機関の断面図である。
【図２】図２は、図１に示した内燃機関の吸気系等を含めた概略構成図である。
【図３】図３は、仲介駆動機構の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の可変動弁装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の可変動弁装置のための制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、機関回転数ＮＥと所定時間Ｔとの関係の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態の可変動弁装置によって図５に示した制御ルーチンによる制御が実施された場合の一例について説明するための図であって、その制御時の吸気弁の作用角及びモータへの供給電流の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関（機関本体）
９…吸気弁
１１…仲介駆動機構
１０…排気弁
１３…吸気カム
１５…排気カム
２７…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２８…位置センサ（開弁特性センサ）
５７…動力伝達機構
５９…ウォーム
６１…ウォームホイール
【図１】
2004324458.tif 000003
【図２】
2004324458.tif 000004
【図３】
2004324458.tif 000005
【図４】
2004324458.tif 000006
【図５】
2004324458.tif 000007
【図６】
2004324458.tif 000008
【図７】
2004324458.tif 000009