(57)【要約】【課題】  燃料消費率の向上を好適に実現することのできるエンジンの可変動弁機構制御装置を提供する。【解決手段】  このエンジンの可変動弁機構制御装置は、吸気バルブ２１のバルブリフト量を可変設定可能な略最小の値に相当する第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１バルブ特性と、吸気バルブ２１のバルブリフト量を可変設定可能な略最大の値に相当する第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」よりも大きい値に設定した第２バルブ特性とについて、これら各バルブ特性の選択中におけるエンジン１の燃料消費率をそれぞれ算出する。そして、この算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて、燃料消費率の小さいバルブ特性を選択する。【選択図】    図１
2005180350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記エンジンのバルブ特性として、
〔ａ〕前記吸気バルブのバルブリフト量を前記排気バルブのバルブリフト量よりも小さい第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性
〔ｂ〕前記吸気バルブのバルブリフト量を前記第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」よりも大きい値に設定した第２のバルブ特性
これら第１のバルブ特性と第２のバルブ特性とを選択的に切り換える制御手段を備えた
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項２】
吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記吸気バルブのバルブリフト量を前記排気バルブのバルブリフト量よりも小さい第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性と、前記吸気バルブのバルブリフト量を前記第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」よりも大きい値に設定した第２のバルブ特性とについて、これら各バルブ特性の選択中における前記エンジンの燃料消費率をそれぞれ算出し、該算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の小さいバルブ特性を選択する制御手段を備えた
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの初回の運転開始から現在までに前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択が一度も行われていないことを検出したとき、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を行う
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記各燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を実行した後、前記エンジンの経時変化の度合いと相関のある前記エンジンの運転パラメータを監視し、該運転パラメータが第１判定値を超えるまでは前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を行わない
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの経時変化の度合いと相関のある前記エンジンの運転パラメータを監視し、該運転パラメータが第１判定値以上であることを検出したとき、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を実行する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記運転パラメータが前記第１判定値よりも大きく設定された第２判定値以上であることを検出したとき、前記第１のバルブ特性及び前記第２のバルブ特性のそれぞれを選択した際の前記エンジンの燃料消費率にあわせて、前記第１のバルブ特性と前記第２のバルブ特性との間に属する第３のバルブ特性を選択した際の前記エンジンの燃料消費率を算出し、これら算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の最も小さいバルブ特性を選択する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンのアイドル運転制御を通じて学習制御される該エンジンのスロットルバルブの開度に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの空燃比制御を通じて学習制御される該エンジンのインジェクタの燃料噴射量に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項９】
請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの点火時期制御を通じて学習制御される該エンジンのイグニッションプラグの点火時期に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が定常運転状態にあることを条件に、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を許可する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの回転速度の変化量が所定変化量未満、且つ前記エンジンの負荷の変化率が所定変化率未満である状態が所定期間以上にわたって継続していることに基づいて、前記エンジンの運転状態が定常運転状態にあると判定する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンのバルブ特性の切り換えを行う際、前記エンジンの筒内圧力に基づいて前記エンジンの図示トルクを算出し、該図示トルクを略一定に維持すべく前記エンジンのスロットルバルブの開度をフィードバック制御する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記第１リフト量としてバルブリフト量の設定可能範囲における略最小の値を設定する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記第２リフト量としてバルブリフト量の設定可能範囲における略最大の値を設定する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記制御手段は、前記第２リフト量として前記排気バルブのバルブリフト量に相当する値を設定する
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【請求項１６】
吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、
前記吸気バルブのバルブリフト量を第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性と、前記吸気バルブのバルブリフト量を第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」より大きい値に設定した第２のバルブ特性との選択を切り換える第１制御手段と、
前記第１のバルブ特性及び第２のバルブ特性のそれぞれを選択した際の前記エンジンの燃料消費率を前記エンジンの筒内圧力及び燃料噴射量に基づいて算出する第２制御手段と、
前記算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の小さいバルブ特性を選択する第３制御手段とを備えた
ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気バルブのリフト量の変更にともない同バルブの作用角が変更される可変動弁機構を備えたエンジンにおいて、該可変動弁機構の制御を通じてエンジンのバルブ特性を変更するエンジンの可変動弁機構制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量の変更にともない同バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構が提案されている。
こうした可変動弁機構を備えたエンジンにおいては、エンジン運転状態に基づいてバルブ特性（バルブリフト量及びバルブ作用角）の変更が行われる。
【特許文献１】特開平３−３３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記可変動弁機構付のエンジンにおいては、最良の燃料消費率を実現することのできるバルブ特性を予め設定しておくことにより、エンジンの燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
【０００４】
しかし、エンジン毎の特性の違いやエンジン特性の経時変化により、最良の燃料消費率を実現することのできるバルブ特性が変化することもあるため、こうした経時変化等に対応して適切に燃料消費率の向上を図ることのできる可変動弁機構の制御装置の提案が望まれている。
【０００５】
なお、従来のエンジンの可変動弁機構制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。
同装置においても、エンジン毎の特性の違いや経時変化については考慮されていないため、燃料消費率の向上を好適に実現することは困難であると考えられる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料消費率の向上を好適に実現することのできるエンジンの可変動弁機構制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記エンジンのバルブ特性として、
〔ａ〕前記吸気バルブのバルブリフト量を前記排気バルブのバルブリフト量よりも小さい第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性
〔ｂ〕前記吸気バルブのバルブリフト量を前記第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」よりも大きい値に設定した第２のバルブ特性
これら第１のバルブ特性と第２のバルブ特性とを選択的に切り換える制御手段を備えたことを要旨としている。
【０００８】
上記構成によれば、第１のバルブ特性と第２のバルブ特性との選択的な切り換えが行われる。ちなみに、第１のバルブ特性を選択した場合には、吸入空気量が少量となることにより吸気抵抗が低減されるため、燃料消費率の向上が図られるようになる。一方、第２のバルブ特性を選択した場合には、内部ＥＧＲによる不活性ガスの気筒内への残留により吸気抵抗が低減されるため、燃料消費率の向上が図られるようになる。そして、可変動弁機構を備えたエンジンにおいては、これら各バルブ特性のいずれかを選択することにより最良の燃料消費率が得られるようになる。上記構成においては、エンジンの経時変化等に起因して、最良の燃料消費率を実現することのできるバルブ特性が予め選択されていたバルブ特性と異なった場合にあっても、最良の燃料消費率の実現を可能としうる第１のバルブ特性と第の２バルブ特性との選択的な切り換えを行うことができるため、燃焼消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記吸気バルブのバルブリフト量を前記排気バルブのバルブリフト量よりも小さい第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性と、前記吸気バルブのバルブリフト量を前記第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」よりも大きい値に設定した第２のバルブ特性とについて、これら各バルブ特性の選択中における前記エンジンの燃料消費率をそれぞれ算出し、該算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の小さいバルブ特性を選択する制御手段を備えたことを要旨としている。
【００１０】
上記構成によれば、第１のバルブ特性の選択中における燃料消費率及び第２のバルブ特性の選択中における燃料消費率がそれぞれ算出された後、各燃料消費率の比較を通じて、燃料消費率の小さいバルブ特性（第１のバルブ特性及び第２のバルブ特性のいずれか）が選択される。これにより、エンジン毎の特性の違いや経時変化に関わらず、実際に最良の燃料消費率を得ることのできるバルブ特性が選択されるようになるため、燃焼消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの初回の運転開始から現在までに前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択が一度も行われていないことを検出したとき、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を行うことを要旨としている。
【００１２】
上記構成によれば、エンジンの初回の運転開始後に、燃料消費率の比較結果に基づくエンジンのバルブ特性の選択が行われるようになる。これにより、エンジンの初回の運転開始後に、製造時に設定されたバルブ特性が実際のエンジンの稼働状態において最良の燃料消費率となるか否かについて検証されることになるため、エンジン毎の特性の違いに起因する燃費性能の低下を好適に回避することができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記各燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を実行した後、前記エンジンの経時変化の度合いと相関のある前記エンジンの運転パラメータを監視し、該運転パラメータが第１判定値を超えるまでは前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を行わないことを要旨としている。
【００１４】
上記構成によれば、第１のバルブ特性と第２のバルブ特性との燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択が実行された後は、エンジンの経時変化の度合いが予め規定された度合いを超えるまで、燃料消費率の算出、及びこの算出した値の比較結果に基づくバルブ特性の選択が行われなくなる。なお、第１判定値は、エンジンの経時変化に起因して、選択中のバルブ特性が最良の燃料消費率を得ることのできるバルブ特性（最良燃費バルブ特性）でなくなった可能性があることを判定するための値として予め設定される。即ち、経時変化の度合いと相関のある運転パラメータが第１判定値を超えているとき、現在選択されているバルブ特性以外のバルブ特性が最良燃費バルブ特性となる可能性がある。こうした構成を採用することにより、燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択が特に必要とされないときは、バルブ特性の選択にかかる一連の処理が行われなくなるため、同処理の実行頻度を少なくして制御手段の演算負荷を低減することができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの経時変化の度合いと相関のある前記エンジンの運転パラメータを監視し、該運転パラメータが第１判定値以上であることを検出したとき、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を実行することを要旨としている。
【００１６】
上記構成によれば、エンジンの経時変化の度合いが予め規定された度合いを超えたとき、各バルブ特性の燃料消費率の算出、及びこの算出した値の比較結果に基づくバルブ特性の選択が行われる。こうした構成を採用することにより、現在のバルブ特性が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があるとき、第１のバルブ特性及び第２のバルブ特性を選択した際の燃料消費率に基づいて最良燃費バルブ特性が選択されるため、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記運転パラメータが前記第１判定値よりも大きく設定された第２判定値以上であることを検出したとき、前記第１のバルブ特性及び前記第２のバルブ特性のそれぞれを選択した際の前記エンジンの燃料消費率にあわせて、前記第１のバルブ特性と前記第２のバルブ特性との間に属する第３のバルブ特性を選択した際の前記エンジンの燃料消費率を算出し、これら算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の最も小さいバルブ特性を選択することを要旨としている。
【００１８】
上記構成によれば、エンジンの経時変化の度合いが予め規定された度合いを超えたとき、各バルブ特性の燃料消費率の算出、及びこの算出した値の比較結果に基づくバルブ特性の選択が行われる。なお、第２判定値は、エンジンの経時変化により現在のバルブ特性（第１のバルブ特性及び第２のバルブ特性のいずれか）が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性、及び第３のバルブ特性（第１のバルブ特性と第２のバルブ特性との間のバルブリフト量を有するバルブ特性）が最良燃費バルブ特性となる可能性があることを判定するための値として予め設定される。即ち、経時変化の度合いと相関のある運転パラメータが第２判定値を超えているとき、現在選択されているバルブ特性以外のバルブ特性（第３のバルブ特性を含む）が最良燃費バルブ特性となる可能性がある。こうした構成を採用することにより、現在のバルブ特性が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があるとき、第１のバルブ特性、第２のバルブ特性、及び第３のバルブ特性のそれぞれを選択した際の燃料消費率に基づいて最良燃費バルブ特性が選択されるため、より好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンのアイドル運転制御を通じて学習制御される該エンジンのスロットルバルブの開度に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用することを要旨としている。
【００２０】
上記構成によれば、エンジンのアイドル運転制御を通じて学習制御されるスロットルバルブの開度に関する学習制御量が判定値（第１判定値あるいは第２判定値）を超えたとき、各バルブ特性の燃料消費率の比較結果に基づいてエンジンのバルブ特性の選択が行われる。ちなみに、スロットルバルブ開度の学習制御量は、スロットルバルブにおけるデポジットの付着度合いと相関があるため、同学習制御量を監視することにより、選択中のバルブ特性がエンジンの経時変化に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。そこで、上記構成を採用することにより、的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようになる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの空燃比制御を通じて学習制御される該エンジンのインジェクタの燃料噴射量に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用することを要旨としている。
【００２２】
上記構成によれば、エンジンの空燃比制御を通じて学習制御されるインジェクタの燃料噴射量に関する学習制御量が判定値（第１判定値あるいは第２判定値）を超えたとき、各バルブ特性の燃料消費率の比較結果に基づいてエンジンのバルブ特性の選択が行われる。ちなみに、燃料噴射量の学習制御量は、インジェクタの噴射性能の劣化度合いと相関があるため、同学習制御量を監視することにより、選択中のバルブ特性がエンジンの経時変化に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。そこで、上記構成を採用することにより、的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようになる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの点火時期制御を通じて学習制御される該エンジンのイグニッションプラグの点火時期に関する学習制御量を前記運転パラメータとして採用することを要旨としている。
【００２４】
上記構成によれば、エンジンの点火時期制御を通じて学習制御されるイグニッションプラグの点火時期に関する学習制御量が判定値（第１判定値あるいは第２判定値）を超えたとき、各バルブ特性の燃料消費率の比較結果に基づいてエンジンのバルブ特性の選択が行われる。ちなみに、点火時期の学習制御量は、燃焼室内におけるデポジットの付着度合い等の燃焼状態へ影響を及ぼす因子と相関があるため、同学習制御量を監視することにより、選択中のバルブ特性がエンジンの経時変化に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。そこで、上記構成を採用することにより、的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようになる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項２〜９のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が定常運転状態にあることを条件に、前記燃料消費率の比較結果に基づくバルブ特性の選択を許可することを要旨としている。
【００２６】
上記構成によれば、エンジンの運転状態が定常運転状態にあるとき、燃料噴射量の算出、及びこの算出した燃料消費量の比較結果に基づくバルブ特性の選択が行われる。ちなみに、エンジンが過渡運転状態にある場合は、筒内圧力の変動が大きいため、燃料消費率を的確に算出できないおそれもある。この点、上記構成を採用することにより、高い信頼性をもって燃料消費率の算出を行うことができるようになる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの回転速度の変化量が所定変化量未満、且つ前記エンジンの負荷の変化率が所定変化率未満である状態が所定期間以上にわたって継続していることに基づいて、前記エンジンの運転状態が定常運転状態にあると判定することを要旨としている。
【００２８】
上記構成によれば、エンジンの定常運転状態を的確に検出することができるようになる。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンのバルブ特性の切り換えを行う際、前記エンジンの筒内圧力に基づいて前記エンジンの図示トルクを算出し、該図示トルクを略一定に維持すべく前記エンジンのスロットルバルブの開度をフィードバック制御することを要旨としている。
【００２９】
上記構成によれば、バルブ特性の切り換えが行われる際、スロットルバルブの開度制御を通じてエンジンの図示トルクが略一定に維持される。これにより、バルブ特性の変更にともなうエンジントルクの変動が抑制されるため、ドライバビリティの悪化を好適に回避することができるようになる。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記第１リフト量としてバルブリフト量の設定可能範囲における略最小の値を設定することを要旨としている。
【００３１】
上記構成によれば、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記第２リフト量としてバルブリフト量の設定可能範囲における略最大の値を設定することを要旨としている。
【００３２】
上記構成によれば、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記制御手段は、前記第２リフト量として前記排気バルブのバルブリフト量に相当する値を設定することを要旨としている。
【００３３】
上記構成によれば、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
請求項１６に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量の変更にともない該バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構を備えるとともに、該可変動弁機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を調整可能なエンジンに適用されて、該エンジンの運転状態に基づいて、前記バルブリフト量、バルブ作用角、及びバルブオーバーラップ量を可変設定するエンジンの可変動弁機構制御装置において、前記吸気バルブのバルブリフト量を第１リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」に設定した第１のバルブ特性と、前記吸気バルブのバルブリフト量を第１リフト量よりも大きい第２リフト量に設定し、且つバルブオーバーラップ量を「０」より大きい値に設定した第２のバルブ特性との選択を切り換える第１制御手段と、前記第１のバルブ特性及び第２のバルブ特性のそれぞれを選択した際の前記エンジンの燃料消費率を前記エンジンの筒内圧力及び燃料噴射量に基づいて算出する第２制御手段と、前記算出した各燃料消費率の比較結果に基づいて燃料消費率の小さいバルブ特性を選択する第３制御手段とを備えたことを要旨としている。
【００３４】
上記構成によれば、第１のバルブ特性の選択中における燃料消費率及び第２のバルブ特性の選択中における燃料消費率がそれぞれ算出された後、各燃料消費率の比較を通じて、燃料消費率の小さいバルブ特性が選択される。これにより、エンジン毎の特性の違いや経時変化に関わらず、実際の最良の燃料消費率を得ることのできるバルブ特性が選択されるようになるため、燃焼消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図１７を参照して説明する。
図１に車載用のエンジンの概略構成を示す。なお、本実施形態では、エンジンの吸気ポートにおいて燃料を噴射供給するポート噴射エンジンを想定しているが、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンに対しても同様に本発明を適用することができる。
【００３６】
＜エンジンの構成＞
エンジン１は、大きくは以下の［ａ］及び［ｂ］の各要素を備えて構成される。
［ａ］シリンダ１１、ピストン１２等を有するエンジン本体１Ａ。
［ｂ］吸排気バルブ等を有するシリンダヘッド１Ｈ。
［ｃ］エンジン１のバルブ特性を変更する可変動弁機構３。
【００３７】
エンジン本体１Ａにおいて、シリンダ１１の内部には、ピストン１２が往復動可能に収容されている。
ピストン１２は、コネクティングロッド１３を介してクランクシャフトと連結されている。
【００３８】
シリンダ１１の周囲には、エンジン１の冷却水を流通させるためのウォータジャケット１１Ｗが形成されている。
エンジン１においては、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の頂面、及びシリンダヘッド１Ｈにより囲まれた領域に燃焼室１４が形成されている。
【００３９】
シリンダヘッド１Ｈには、吸入空気を燃焼室１４内へ流入させるための吸気ポート１ＨＩ、及び排気を燃焼室１４内から流出させるための排気ポート１ＨＥが設けられている。
シリンダヘッド１Ｈの燃焼室１４側には、混合気に点火するイグニッションプラグ１５が配設されている。イグニッションプラグ１５は、混合気の着火に必要な高圧電流を発生するイグナイタ１５Ｉに接続されている。
【００４０】
吸気ポート１ＨＩには、エンジン１外部から燃焼室１４へ吸入空気を流通させるための吸気管１ＰＩが接続されている。
吸気管１ＰＩには、吸入空気を浄化するエアクリーナ１６、及び吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ１７が配設されている。スロットルバルブ１７は、スロットルモータ１７Ｍによる弁軸の駆動を通じてその開度が変更される。
【００４１】
吸気ポート１ＨＩは、シリンダヘッド１Ｈに配設された吸気バルブ２１を通じて開閉される。
吸気ポート１ＨＩの吸気バルブ２１よりも上流側には、同ポート１ＨＩへ燃料を噴射するインジェクタ１８が設けられている。
【００４２】
排気ポート１ＨＥには、燃焼室１４からエンジン１外部へ排気を流通させるための排気管１ＰＥが接続されている。
排気ポート１ＨＥは、シリンダヘッド１Ｈに配設された排気バルブ２２を通じて開閉される。
【００４３】
エンジン１の吸気バルブ２１は、可変動弁機構３を通じてそのバルブ特性（バルブリフト量及びバルブ作用角）を変更することが可能となっている。
エンジン１は、電子制御装置７により制御される。なお、制御手段（第１制御手段、第２制御手段、及び第３制御手段）は、同電子制御装置７を備えて構成される。
【００４４】
電子制御装置７は、エンジン１の制御に係る各種処理を実行するＣＰＵ、制御用のプログラムやその制御に必要な情報を記憶するメモリ、外部との信号の入出力を司る入力ポート及び出力ポートを備えて構成されている。
【００４５】
電子制御装置７の入力ポートには、エンジン制御に必要な情報を検出する以下の各センサが接続されている。
エンジン水温センサ７１は、エンジン１の冷却水の温度（エンジン水温ＴＨｗ）を検出する。
【００４６】
クランク角センサ７２は、クランクシャフトの回転角度（クランク角ＣＡ）を検出する。
エンジン回転速度センサ７３は、クランクシャフトの回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）を検出する。
【００４７】
筒内圧力センサ７４は、シリンダ１１内の圧力（筒内圧力Ｐｓ）を検出する。
エアフロメータ７５は、エンジン１内に吸入された空気量（吸入空気量ＧＡ）を検出する。
【００４８】
車速センサ７６は、車両の駆動輪の回転速度（車速Ｓｐ）を検出する。
アクセルセンサ７７は、車両のアクセルペダルの操作量（アクセル操作量Ａｃｃｐ）を検出する。
【００４９】
スロットル開度センサ７８は、スロットルバルブ１７の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。
電子制御装置７の出力ポートには、イグナイタ１５Ｉ、スロットルモータ１７Ｍ、インジェクタ１８、及び可変動弁機構３等が接続されている。即ち、電子制御装置７は、これら各装置をはじめとしてエンジン１を統括的に制御する。
【００５０】
＜アイドル回転速度制御＞
電子制御装置７は、エンジン１のアイドル運転中、エンジン回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎｅｔに収束させるべくスロットルバルブ１７の開度を制御するアイドル回転速度制御を実行する。
【００５１】
アイドル回転速度制御は、次のような態様をもって行われる。
［１］アクセル操作量Ａｃｃｐが「０」（アクセルペダルが全閉）、且つ車速Ｓｐが十分に低速で車両が停車状態もしくはそれに近い状態にあるとき、エンジン１がアイドル運転状態にあると判定される。
［２］エンジン１がアイドル運転状態にあると判定されたとき、そのときのエンジン運転状態に基づいて目標回転速度Ｎｅｔの算出が行われる。目標回転速度Ｎｅｔは、エンジン水温ＴＨｗから推定されるエンジン１の暖機状態等に基づいて設定される。
［３］目標回転速度Ｎｅｔが設定された後、スロットル開度ＴＡが学習制御量である学習制御開度ＴＡｆｂとなるようにスロットルバルブ１７の制御が行われる。
［４］目標回転速度Ｎｅｔとエンジン回転速度Ｎｅとの比較結果に基づき、スロットル開度ＴＡのフィードバック制御量ＴＡＦが算出される。フィードバック制御量ＴＡＦは、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎｅｔよりも高すぎるときには、スロットル開度ＴＡを小さくするようにその値が所定量ずつ減算される。一方で、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎｅｔよりも低すぎるときには、スロットル開度ＴＡを大きくするようにフィードバック制御量ＴＡＦの値が所定量ずつ加算される。
［５］フィードバック制御量ＴＡＦが所定制御量を超えたとき、同制御量ＴＡＦに応じて学習制御開度ＴＡｆｂが更新される。なお、連続したアイドル運転状態においては、［４］及び［５］の処理が継続して行われる。
【００５２】
＜可変動弁機構＞
可変動弁機構３の構成及び駆動態様について、図２〜図９を参照して説明する。
可変動弁機構３は、大きくはバルブ駆動機構４（図２〜図５）及びシャフト駆動機構５（図７〜図９）を備えて構成される。
【００５３】
〔１〕「バルブ駆動機構」
バルブ駆動機構４の構成について、図２〜図６を参照して説明する。
図２に、可変動弁機構３の配設されたエンジン１上部の断面構造を示す。
【００５４】
エンジン１のシリンダヘッド１Ｈには、同エンジン１の回転に連動して回転する吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が、回転可能に軸支されている。
排気カムシャフト２４の下方には、ローラ２６ａを備えるローラロッカーアーム２６が配設されている。
【００５５】
ローラ２６ａは、排気カムシャフト２４に設けられた排気カム２８に当接されている。これにより、ローラ２６ａは、排気カム２８の回転位相に応じて同排気カム２８からの押圧を受けるようになる。
【００５６】
ローラロッカーアーム２６の一端は、シリンダヘッド１Ｈに固定されたラッシュアジャスタ２９に支持され、もう一端は、排気バルブ２２上端のタペット２２ａに当接されている。
【００５７】
ローラロッカーアーム２６のタペット２２ａ側の端部（タペット側端部２６ｔ）は、排気バルブ２２の弁ばね２２ｂによって付勢されている。これにより、ローラ２６ａは、排気カム２８に常時当接されるようになる。
【００５８】
排気バルブ２２は、上記態様をもって配設されたローラロッカーアーム２６を介して排気カム２８の押圧を受けるため、常に一定のバルブリフト量で開閉される。
一方、吸気バルブ２１側においては、吸気カムシャフト２３に設けられた吸気カム２７とローラロッカーアーム２５との間に、可変動弁機構３（バルブ駆動機構４）が介設されている。
【００５９】
ローラロッカーアーム２５は、ローラ２５ａを備えて排気カムシャフト２４の下方に配設されている。
ローラロッカーアーム２５の一端は、シリンダヘッド１Ｈに固定されたラッシュアジャスタ２９に支持され、もう一端は、吸気バルブ２１上端のタペット２１ａに当接されている。
【００６０】
ローラロッカーアーム２５のタペット２１ａ側の端部（タペット側端部２５ｔ）は、吸気バルブ２１の弁ばね２１ｂによって付勢されている。これにより、ローラ２５ａは、バルブ駆動機構４に常時当接されるようになる。
【００６１】
吸気バルブ２１は、ローラロッカーアーム２５に加え、バルブ駆動機構４を介して吸気カム２７の押圧が伝達されるようになっている。
バルブ駆動機構４は、シリンダヘッド１Ｈに固定された支持パイプ４１と、同支持パイプ４１に配設された入力部４２及び揺動カム４３とを備えて構成されている。
【００６２】
入力部４２及び揺動カム４３は、支持パイプ４１上に同支持パイプ４１の軸心を中心として揺動可能に配設された円筒状のハウジング４２ａ，４３ａをそれぞれ備えている。なお、このバルブ駆動機構４では、エンジン１の気筒に設けられた２つの吸気バルブ２１に対応して、１つの入力部４２と２つの揺動カム４３とが対になって設けられている。
【００６３】
入力部４２のハウジング４２ａには、入力アーム４２ｂが径方向に突出形成されている。
入力アーム４２ｂの先端部には、吸気カム２７に当接されるローラ４２ｃが回転可能に軸支されている。また、入力アーム４２ｂの先端部は、圧縮状態で配設されたばね４４によって、ローラ４２ｃが吸気カム２７へ押しつけられるように付勢されている。
【００６４】
揺動カム４３のハウジング４３ａには、出力アーム４３ｂがその径方向に突出形成されている。
出力アーム４３ｂの一面は、凹状に湾曲するカム面４３ｃとなっている。
【００６５】
カム面４３ｃは、ハウジング４３ａのベース円部分、即ち出力アーム４３ｂが突出形成された部分以外のハウジング４３ａの外周面に連続して滑らかに接続されている。
カム面４３ｃ及びハウジング４３ａのベース円部分は、ローラロッカーアーム２５のローラ２５ａに当接されている。
【００６６】
図３に、バルブ駆動機構４の斜視断面構造を示す。
バルブ駆動機構４には、入力部４２を間に挟んで２つの揺動カム４３が配設されている。
【００６７】
入力部４２及び揺動カム４３の各ハウジング４２ａ，４３ａは、それぞれ中空円筒形状に形成されており、それらの内部には支持パイプ４１が挿通されている。
入力部４２のハウジング４２ａ内周には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４２ｄが形成されている。
【００６８】
揺動カム４３のハウジング４３ａ内周には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４３ｄが形成されている。
入力部４２及び２つの揺動カム４３の各ハウジング４２ａ，４３ａによって形成される一連の内部空間には、スライダギア４５が配設されている。
【００６９】
スライダギア４５は、略中空円柱状に形成されており、支持パイプ４１上に、同支持パイプ４１の軸方向に往復動可能、且つその軸回りに相対回動可能に外嵌されている。
スライダギア４５の軸方向中央部の外周面には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４５ａが形成されている。このヘリカルスプライン４５ａは、入力部４２のハウジング４２ａ内周に形成されたヘリカルスプライン４２ｄと噛合わされている。
【００７０】
スライダギア４５の軸方向両端部の外周面には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４５ｂがそれぞれ形成されている。このヘリカルスプライン４５ｂは、揺動カム４３のハウジング４３ａ内周に形成されたヘリカルスプライン４３ｄと噛合わされている。
【００７１】
スライダギア４５外周のヘリカルスプライン４５ａと各ヘリカルスプライン４５ｂとの間には、これらヘリカルスプライン４５ａ，４５ｂに比して小さい外径に形成された小径部４５ｃがそれぞれ形成されている。一方の小径部４５ｃには、周方向に延びる長穴４５ｄが形成されている。
【００７２】
支持パイプ４１の内部には、その軸方向へ摺動可能に挿通されたコントロールシャフト４６が設けられている。
コントロールシャフト４６は、シャフト駆動機構５（図５〜図７）により、支持パイプ４１に対して軸方向（矢印の方向）へ往復動することが可能となっている。
【００７３】
コントロールシャフト４６には、係止ピン４６ａがその径方向に突出形成されている。
係止ピン４６ａは、支持パイプ４１に形成されたその軸方向に延びる長穴を介して、上記長穴４５ｄに挿通されている。これにより、支持パイプ４１に対するスライダギア４５の回動を許容しつつも、その軸方向への往復動に応じてスライダギア４５を軸方向に移動させることができるようになっている。
【００７４】
以上のように構成されたバルブ駆動機構４では、シャフト駆動機構５によるコントロールシャフト４６の軸方向への移動に応じて、吸気バルブ２１のバルブリフト量を連続的に可変とすることができる。以下、図４及び図５を参照して、バルブ駆動機構４の作動態様について説明する。
【００７５】
まず、コントロールシャフト４６を最大限までＲ方向（図３の矢印Ｒ方向）へ移動させた場合のバルブ駆動機構４の作動状態について、図４を参照して説明する。
図４（Ａ）に、吸気カム２７のベース円部分がバルブ駆動機構４の入力部４２のローラ４２ｃに当接しているときの状態を示す。
【００７６】
図４（Ａ）の状態において、ローラロッカーアーム２５のローラ２５ａは、揺動カム４３の出力アーム４３ｂには当接されておらず、同出力アーム４３ｂに隣接したハウジング４３ａのベース円部分に当接されている。
【００７７】
このとき、吸気バルブ２１は吸気ポート１ＨＩを閉じた状態となっている。
そして、吸気カムシャフト２３が回転して吸気カム２７のリフト部分が入力部４２のローラ４２ｃを押し下げると、入力部４２が支持パイプ４１に対して図４（Ａ）の反時計回り方向（矢印の方向）に回動される。また、これにともなってスライダギア４５及び揺動カム４３が一体となって回動される。
【００７８】
これにより、揺動カム４３の出力アーム４３ｂに形成されたカム面４３ｃがローラロッカーアーム２５のローラ２５ａに当接され、カム面４３ｃの押圧によってローラ２５ａが押し下げられる。
【００７９】
図４（Ｂ）に、出力アーム４３ｂのカム面４３ｃがローラロッカーアーム２５のローラ２５ａに当接しているときの状態を示す。
ローラ２５ａがカム面４３ｃを通じて押圧されることにより、ローラロッカーアーム２５がラッシュアジャスタ２９との当接部を中心として揺動され、この揺動を通じて吸気バルブ２１が開弁される。
【００８０】
コントロールシャフト４６を最大限までＲ方向（図３の矢印Ｒ方向）へ移動させている場合、支持パイプ４１の軸心回りにおける入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位置は最も近い状態にある。これにより、吸気カム２７が最大限に入力部４２のローラ４２ｃを押し下げた際におけるローラロッカーアーム２５のローラ２５ａの変位量が最大となるため、吸気バルブ２１は最も大きいバルブ作用角及びバルブリフト量で開閉されるようになる。
【００８１】
ところで、バルブ駆動機構４において、コントロールシャフト４６がシャフト駆動機構５によって軸方向に変位されると、それに連動してスライダギア４５も軸方向に変位される。
【００８２】
そして、その変位に応じて、スライダギア４５とスプライン係合されている入力部４２及び揺動カム４３がスライダギア４５に対して相対回動される。
このとき、入力部４２と揺動カム４３とは、ヘリカルスプラインの形成方向の違いにより、互いに反対方向に回動される。このため、支持パイプ４１の軸心回りにおける入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位置が変更されるようになる。
【００８３】
次に、コントロールシャフト４６を最大限までＬ方向（図３の矢印Ｌ方向）へ移動させた場合のバルブ駆動機構４の作動状態について、図５を参照して説明する。
図５（Ａ）に、吸気カム２７のベース円部分が入力部４２のローラ４２ｃに当接しているときの状態を示す。
【００８４】
このとき、揺動カム４３におけるローラ２５ａの当接位置は、最大限までカム面４３ｃから離れた位置にある。
そして、吸気カムシャフト２３の回転により吸気カム２７のリフト部分が入力部４２のローラ４２ｃを押し下げると、揺動カム４３が入力部４２と一体に回動される。ただし、この場合は、上述の如く図５（Ａ）の状態での揺動カム４３におけるローラ２５ａの当接位置が最大限までカム面４３ｃから離れている分、カム面４３ｃによるローラ２５ａの押し下げが開始されるまでの揺動カム４３の回転量が、図４に示される作動状態に比べて大きくなる。
【００８５】
また、吸気カム２７のリフト部分の押し下げにともない、ローラ２５ａと当接されるカム面４３ｃの範囲も、出力アーム４３ｂの基端側の一部のみに縮小されるようになる。このため、吸気カム２７のリフト部分によるローラ４２ｃの押し下げに応じたローラロッカーアーム２５の揺動量は小さくなる。
【００８６】
図５（Ｂ）に、出力アーム４３ｂのカム面４３ｃがローラロッカーアーム２５のローラ２５ａに当接しているときの状態を示す。
同図に示されるように、ローラロッカーアーム２５の揺動量が小さいことにより、吸気バルブ２１はより小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。
【００８７】
この場合、コントロールシャフト４６を最大限までＬ方向（図３の矢印Ｌ方向）へ移動させているため、支持パイプ４１の軸心回りにおける入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位置は最も遠い状態にある。これにより、吸気カム２７が最大限に入力部４２のローラ４２ｃを押し下げた際におけるローラロッカーアーム２５のローラ２５ａの変位量が最小となるため、吸気バルブ２１は最も小さいバルブ作用角及びバルブリフト量で開閉されるようになる。
【００８８】
このように、可変動弁機構３（バルブ駆動機構４）においては、支持パイプ４１の軸心回りにおける入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位置を変更することにより、吸気バルブ２１のバルブリフト量を図６に示すように連続的に可変とすることが可能となっている。なお、吸気バルブ２１のバルブ作用角は、バルブリフト量の変更に対応して変更される。
【００８９】
可変動弁機構３による吸気バルブ２１のバルブリフト量の変更は、電子制御装置７によって行われる。
電子制御装置７は、バルブリフト量の制御目標値である目標リフト量をエンジン運転状態に応じて算出し、シャフト駆動機構５の駆動態様の制御を通じてコントロールシャフト４６の変位量を調整することにより、吸気バルブ２１のバルブリフト量を制御する。
【００９０】
〔２〕「シャフト駆動機構」
シャフト駆動機構５（図７〜図９）の構成について説明する。
図７に、シャフト駆動機構５の斜視構造を示す。
【００９１】
シャフト駆動機構５は、大きくは駆動用モータ５１、螺旋カム機構５３、及び回転角センサ５５を備えて構成されている。
駆動用モータ５１は、シリンダヘッド１Ｈに固定されて電子制御装置７からの駆動信号により小径ギア５１ａを回転させる。
【００９２】
小径ギア５１ａは、螺旋カム機構５３に設けられた大径ギア５３ａを回転させることにより、シリンダヘッド１Ｈに回転可能に支持されているカム軸５３ｂを介して螺旋カム機構５３内部の螺旋カム５７の回転位相を変化させる。
【００９３】
カム軸５３ｂは、一体回転可能に設けられた小径ギア５３ｃを通じて、シリンダヘッド１Ｈに固定されている回転角センサ５５の大径ギア５５ａを回転させる。これにより、レゾルバ等からなる回転角センサ５５内部のロータが回転されて螺旋カム５７の回転位相が回転角センサ５５により検出される。なお、回転角センサ５５の検出データは、電子制御装置７へ入力される。
【００９４】
カム軸５３ｂには、ストッパアーム５３ｄが一体回転可能に設けられている。このストッパアーム５３ｄは、シリンダヘッド１Ｈに調整可能に固定されている２つのストッパ５３ｅ，５３ｆへ当接することより、螺旋カム５７の回転範囲を３６０°より小さい範囲に限定している。
【００９５】
図８に、螺旋カム機構５３の斜視構造を示す。
螺旋カム機構５３には、大径ギア５３ａ、カム軸５３ｂ、小径ギア５３ｃ、ストッパアーム５３ｄ、ストッパ５３ｅ，５３ｆ、及び螺旋カム５７以外に、螺旋カム５７をその内部空間に収納するように配置されたカムフレーム５９が備えられている。
【００９６】
このカムフレーム５９には、その一部に形成された空間に螺旋カム５７の螺旋状カム面５７ａと接触するように円形断面のローラ５９ａが設けられている。ローラ５９ａは、カム軸５３ｂと平行なローラ軸５９ｂにより回転可能に支持されている。
【００９７】
カムフレーム５９において、ローラ５９ａと反対側には、バルブ駆動機構４のコントロールシャフト４６の一端が固定されている。
これにより、カムフレーム５９がコントロールシャフト４６の軸方向（矢印の方向）へ移動すると、コントロールシャフト４６がこのカムフレーム５９の移動に連動して軸方向へ変位される。
【００９８】
カムフレーム５９あるいはコントロールシャフト４６には、コントロールシャフト４６の軸方向に作用してローラ５９ａを螺旋カム５７側へ押圧するばね力が付与されている。従って、ローラ５９ａは、常に螺旋カム５７の螺旋状カム面５７ａへ接触した状態に維持されるようになる。
【００９９】
カムフレーム５９の移動は次のように行われる。
図９(Ａ)に、ストッパアーム５３ｄがストッパ５３ｅに当接した状態を示す。
駆動用モータ５１（図７）を回転させてストッパアーム５３ｄをストッパ５３ｅへ当接させることにより、螺旋カム５７はカム軸５３ｂとの径方向の距離が最も近い螺旋状カム面５７ａにおいてローラ５９ａと当接する。
【０１００】
このとき、カムフレーム５９は最大限までＬ方向に移動しており、カムフレーム５９に連動してコントロールシャフト４６も最大限までＬ方向へ変位した状態に維持される。これにより、図５に示した最小のバルブ作用角及び最小のバルブリフト量による吸気バルブ２１の開閉が実現される。
【０１０１】
駆動用モータ５１（図７）の回転を通じてストッパアーム５３ｄをＣ方向に回転させることにより、ストッパアーム５３ｄがストッパ５３ｅから離間する。
このとき、螺旋カム５７の螺旋状カム面５７ａによりローラ５９ａはＲ方向に移動し、カムフレーム５９全体もＲ方向に移動する。そして、これに連動してコントロールシャフト４６がＲ方向に移動する。
【０１０２】
図９(Ｂ)に、ストッパアーム５３ｄがストッパ５３ｆに当接した状態を示す。
ストッパアーム５３ｄをストッパ５３ｆへ当接させることにより、螺旋カム５７はカム軸５３ｂとの径方向の距離が最も遠い螺旋状カム面５７ａにおいてローラ５９ａと当接する。
【０１０３】
このとき、カムフレーム５９は最大限までＲ方向に移動しており、カムフレーム５９に連動してコントロールシャフト４６も最大限までＲ方向へ変位した状態に維持される。これにより、図４に示した最大のバルブ作用角及び最大のバルブリフト量による吸気バルブ２１の開閉が実現される。
【０１０４】
さて、本実施形態のエンジン１においては、こうした構成の可変動弁機構３を通じて、基本的には以下に説明する第１バルブ特性及び第２バルブ特性のいずれかのうち、燃料消費率の小さいバルブ特性を選択することによりエンジン１の燃料消費率の向上を図るようにしている。
【０１０５】
＜エンジンのバルブ特性＞
可変動弁機構３を通じて選択されるエンジン１のバルブ特性について、図１０〜図１４を参照して説明する。
【０１０６】
図１０に、第１バルブ特性のバルブリフト量及びバルブ作用角を示す。
同第１バルブ特性において、吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１は、吸気バルブ２１のバルブリフト量及びバルブ作用角として設定可能な範囲における略最小の値（あるいはその近傍の値）に設定される。なお、吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１としては、その他に、排気バルブ２２のバルブリフト量ＶＬ２及びバルブ作用角ＶＡ２よりも十分に小さい適宜の値に設定することもできる。
【０１０７】
また、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２のバルブオーバーラップ量が「０」となるように吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１が設定される。
図１１に、第２バルブ特性のバルブリフト量及びバルブ作用角を示す。
【０１０８】
同第２バルブ特性において、吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１は、吸気バルブ２１のバルブリフト量及びバルブ作用角として設定可能な範囲における略最大の値（あるいはその近傍の値）に設定される。なお、吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１としては、その他に、排気バルブ２２のバルブリフト量ＶＬ２及びバルブ作用角ＶＡ２に相当する値、あるいはそれよりも大きい適宜の値に設定することもできる。
【０１０９】
また、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２のバルブオーバーラップ量が「０」よりも大きい値（バルブオーバーラップ量Ｖｏ）となるように吸気バルブ２１のバルブリフト量ＶＬ１及びバルブ作用角ＶＡ１が設定される。なお、バルブオーバーラップ量Ｖｏは、エンジン１の燃焼状態の悪化をまねかない範囲内において極力大きい値に設定される。
【０１１０】
ここで、第１バルブ特性及び第２バルブ特性を選択した際のエンジン１の図示トルク（エンジンの機械損失を考慮せずに算出したエンジントルク）について、通常のバルブ特性（吸気及び排気バルブのバルブリフト量が略同一、且つバルブオーバーラップ量が「０」）を選択した際のエンジン１の図示トルクとの対比に基づいて説明する。ちなみに、図示トルクに機械損失を加味することにより、エンジンの正味トルクを算出することが可能となる。
【０１１１】
図１２に、通常のバルブ特性を選択した際におけるエンジン１のＰＶ線図の一例を示す。
この場合、領域Ａ−Ｂ−Ｃ−Ａの面積（圧縮膨張行程の仕事）と領域Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ａ−Ｃの面積（吸排気損失）との差が図示トルクの大きさに相当する。
【０１１２】
図１３に、第１バルブ特性を選択した際におけるエンジン１のＰＶ線図の一例を示す。なお、図中の破線は、図１２に示した通常のバルブ特性による筒内圧力の変化に相当する。
【０１１３】
この場合、燃焼室内へ流入する吸気量が少量となり吸気管内の圧力が高くなるため、吸気抵抗が低減される。これにより、吸排気損失の大きさが領域Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ａ−Ｃから領域Ｃ−Ｄ−Ｄａ−Ａ−Ｃに減少するため、通常のバルブ特性を選択した場合（図１２）に比べ、吸排気損失の減少分だけ図示トルクが増加する。
【０１１４】
図１４に、第２バルブ特性を選択した際におけるエンジン１のＰＶ線図の一例を示す。なお、図中の破線は、図１２に示した通常のバルブ特性による筒内圧力の変化に相当する。
【０１１５】
この場合、内部ＥＧＲによる不活性ガスのシリンダ内への残留により、燃焼室内へ流入する吸気量が少量となるため、吸気抵抗が低減される。一方で、不活性ガスの残留により燃焼室内の圧力が大きくなるため、圧縮仕事が増加する。これにより、吸排気損失の大きさが領域Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ａ−Ｃから領域Ａｂ−Ｄｂ−Ｅ−Ａ−Ａｂに減少する一方で、圧縮膨張行程の仕事が領域Ａ−Ｂ−Ｃ−Ａから領域Ａｂ−Ｂｂ−Ｂ−Ｃ−Ａｂに減少するため、通常のバルブ特性を選択した場合（図１２）に比べ、吸排気損失の減少分と圧縮仕事の増加分との差だけ図示トルクが増加する。
【０１１６】
上述のように、第１バルブ特性及び第２バルブ特性のいずれかを選択した場合には図示トルクが増加するため、これにあわせてエンジン１の燃料消費率も上昇する。そして、エンジン１においては、基本的にはこれらバルブ特性のいずれかを選択することにより最良の燃料消費率（最小の燃料消費率）が得られるようになる。
【０１１７】
ただし、最良の燃料消費率が実現されるバルブ特性（最良燃費バルブ特性）は、同一型式のエンジンにおいてもエンジン毎の特性の違いやエンジン特性の経時変化に起因して異なってくるため、最良燃費バルブ特性を一義的に設定することは困難といえる。
【０１１８】
そこで、本実施形態では、こうしたことを考慮して、以下に説明するバルブ特性選択処理（図１５及び図１６）を通じてエンジン１のバルブ特性を選択することにより、同エンジン１の燃料消費率の向上が図られるようにしている。なお、本実施形態では、エンジン１の製造に際して第１バルブ特性が予め設定されている場合を想定している。
【０１１９】
＜バルブ特性選択処理＞
図１５及び図１６を参照して、「バルブ特性選択処理」について説明する。
本処理は、電子制御装置７を通じて、エンジン１の運転中に定時割り込み処理として周期的に実行される。なお、本処理が、制御手段を通じて行われる処理に相当する。
【０１２０】
本処理の概要を以下に示す。
［イ］ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の判定処理においては、最良燃費バルブ特性の探査の必要性について判定する。
［ロ］ステップＳ１０５〜ステップＳ１０８の処理においては、エンジン１の図示トルクに基づいて各バルブ特性の選択中における図示燃料消費率を算出し、同図示燃料消費率の比較を通じて最良燃費バルブ特性を選択する。
【０１２１】
なお、以降では、第１バルブ特性及び第２バルブ特性に対する総称として「基本バルブ特性」を付し、適宜これを用いつつ当該バルブ特性選択処理の詳細について説明する。
［ステップＳ１０１］エンジン１の運転状態が定常運転状態か否かを判定する。
【０１２２】
ここでは、「エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｌｅの変動幅が所定範囲内」且つ「この状態が所定期間以上にわたって継続されている」といった条件が満たされていることをもって、エンジン１が定常運転状態にあると判定する。なお、エンジン負荷率Ｌｅは、最大エンジン負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばエンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル操作量Ａｃｃｐに基づいて算出される。
【０１２３】
所定範囲及び所定期間は、図示燃料消費率の算出に適したエンジン１の運転状態（高い信頼性をもって図示燃料消費率の算出を行うことが可能となる運転状態）を検出するための値として、試験等を通じて予め設定される。
【０１２４】
［ステップＳ１０２］エンジン１が定常運転状態にあるとき、エンジン１の初回の運転が開始されてから現在までに最良燃費バルブ特性の探査（ステップＳ１０５・Ｓ１０６あるいはステップＳ１０７・Ｓ１０８の処理）が実施されているか否かを判定する。なお、以降では、エンジン１の初回の運転開始後において、最初に実施される最良燃費バルブ特性の探査を初回探査とする。
【０１２５】
［ステップＳ１０３］初回探査がすでに実施されているとき、アイドル回転速度制御における学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ（第１判定値）以上か否かを判定する。即ち、下記条件
ＴＡｆｂ≧ＴＡｓｔ
が満たされているか否かを判定する。
【０１２６】
第１判定開度ＴＡｓｔは、以下の［イ］及び［ロ］の条件が満たされた状態にあることを判定するための値として、試験等を通じて予め設定される。
［イ］現在選択されている基本バルブ特性が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性がある。
［ロ］現在選択されていないもう一方の基本バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当する可能性がある。
【０１２７】
即ち、例えば第１バルブ特性が選択されている状態において、学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上のときは、第１バルブ特性ではなく第２バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当する可能性があるため、実際に第１バルブ特性と第２バルブ特性とのいずれが最良燃費バルブ特性に相当するかを検証することが好ましい状態にある。
【０１２８】
ちなみに、スロットルバルブ１７へのデポジットの付着度合いが過度に大きくなった場合、吸入空気量が減量することに起因して、本来であれば最良の燃料消費率を実現することが可能な基本バルブ特性の選択中にあっても最良の燃料消費率が得られないようになることもある。一方で、学習制御開度ＴＡｆｂはスロットルバルブ１７へのデポジットの付着度合いと相関があるため、同学習制御開度ＴＡｆｂを監視することにより、現在選択中のバルブ特性がエンジン１の経時変化（デポジットの付着）に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。
【０１２９】
［ステップＳ１０４］学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上のとき、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ（第２判定値）未満であるか否かを判定する。即ち、下記条件
ＴＡｆｂ＜ＴＡｎｄ
が満たされているか否かを判定する。
【０１３０】
第２判定開度ＴＡｎｄは、第１判定開度ＴＡｓｔよりも大きい値に設定される。また、以下の［イ］〜［ハ］の条件が満たされた状態にあることを判定するための値として、試験等を通じて予め設定される。
［イ］現在選択されている基本バルブ特性が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性がある。
［ロ］現在選択されていないもう一方の基本バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当する可能性がある。
［ハ］第１バルブ特性と第２バルブ特性との間に属する第３バルブ特性（第１バルブ特性と第２バルブ特性との間のバルブリフト量及びバルブ作用角を有するバルブ特性）が最良燃費バルブ特性に相当する可能性がある。
【０１３１】
即ち、例えば第１バルブ特性が選択されている状態において、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上のときは、第１バルブ特性ではなく第２バルブ特性あるいは第３バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当する可能性があるため、実際に第１バルブ特性〜第３バルブ特性のいずれが最良燃費バルブ特性に相当するかを検証することが好ましい状態にある。
【０１３２】
なお、第３バルブ特性としては、第１バルブ特性と第２バルブ特性との間に属する１つのバルブ特性あるいは複数のバルブ特性を採用することができる。
［ステップＳ１０５］学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上、且つ第２判定開度ＴＡｎｄ未満のとき（第１バルブ特性及び第２バルブ特性について最良燃費バルブ特性にかかる検証を行えばよいとき）、第１バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η１、及び第２バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η２をそれぞれ算出する。
【０１３３】
図示燃料消費率の算出は、以下の（ｘ１）〜（ｘ３）を通じて行われる。
（ｘ１）現在選択されている基本バルブ特性の図示燃料消費率を算出する。
［ａ］現在選択されている基本バルブ特性が第１バルブ特性の場合、筒内圧力センサ７４による筒内圧力Ｐｓに基づいて図示トルクＴ１を算出する。そして、図示トルクＴ１及び燃料噴射量Ｑｉに基づいて図示燃料消費率η１を算出する。
［ｂ］現在選択されているバルブ特性が第２バルブ特性の場合、筒内圧力センサ７４による筒内圧力Ｐｓに基づいて図示トルクＴ２を算出する。そして、図示トルクＴ２及び燃料噴射量Ｑｉに基づいて図示燃料消費率η２を算出する。
【０１３４】
なお、上記［ａ］及び［ｂ］の各処理においては、電子制御装置７を通じてインジェクタ１８に送信される燃料噴射量の指令値がインジェクタ１８の燃料噴射量Ｑｉとして採用される。
【０１３５】
（ｘ２）上記（ｘ１）の処理を通じて図示燃料消費率を算出した後、バルブ特性をもう一方の基本バルブ特性（ステップＳ１０５の処理の開始時に選択されていたバルブ特性が第１バルブ特性の場合は第２バルブ特性、ステップＳ１０５の処理の開始時に選択されていたバルブ特性が第２バルブ特性の場合は第１バルブ特性）へ切り換える。
【０１３６】
（ｘ３）上記（ｘ２）の処理を通じて選択したバルブ特性の図示燃料消費率を算出する。
なお、ステップＳ１０５の処理において、バルブ特性の切り換えに際しては、バルブ特性の切り換え前後で図示トルクが略一定に維持されるように、図示トルクに基づいてスロットルバルブ１７の開度がフィードバック制御される。
【０１３７】
［ステップＳ１０６］図示燃料消費率η１と図示燃料消費率η２との大きさを比較し、この比較結果に基づいて、図示燃料消費率の小さいバルブ特性（最良燃費バルブ特性）を選択する。なお、バルブ特性の切り換えに際しては、ステップＳ１０５の処理と同様に、図示トルクが略一定に維持されるようにスロットルバルブ１７のフィードバック制御が行われる。
［ａ］「η１＜η２」のとき、第１バルブ特性を選択する。
［ｂ］「η２＜η１」のとき、第２バルブ特性を選択する。
【０１３８】
［ステップＳ１０７］学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上のとき（第１バルブ特性及び第２バルブ特性に加えさらに第３バルブ特性についても最良燃費バルブ特性にかかる検証を行う必要があるとき）、第１バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η１、第２バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η２、及び第３バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η３をそれぞれ算出する。
【０１３９】
図示燃料消費率の算出は、以下の態様をもって行われる。なお、ここでは、第３バルブ特性として、第１バルブ特性と第２バルブ特性との間に属する任意の１つのバルブ特性を採用した場合を想定している。
【０１４０】
（ｙ１）現在選択されている基本バルブ特性の図示燃料消費率を算出する。なお、図示燃料消費率の算出は、上記ステップＳ１０５の［ａ］あるいは［ｂ］と同様の態様をもって行われる。
【０１４１】
（ｙ２）上記（ｙ１）の処理を通じて図示燃料消費率を算出した後、バルブ特性を第３バルブ特性へ切り換える。
（ｙ３）第３バルブ特性の選択後、筒内圧力センサ７４による筒内圧力Ｐｓに基づいて図示トルクＴ３を算出する。そして、図示トルクＴ３及び燃料噴射量Ｑｉに基づいて、第３バルブ特性を選択している際の図示燃料消費率η３を算出する。
【０１４２】
（ｙ４）上記（ｙ３）の処理を通じて図示燃料消費率を算出した後、バルブ特性をもう一方の基本バルブ特性（ステップＳ１０７の処理の開始時に選択されていたバルブ特性が第１バルブ特性の場合は第２バルブ特性、ステップＳ１０７の処理の開始時に選択されていたバルブ特性が第２バルブ特性の場合は第１バルブ特性）へ切り換える。
【０１４３】
（ｙ５）上記（ｙ４）の処理を通じて選択したバルブ特性の図示燃料消費率を算出する。
なお、ステップＳ１０７の処理において、バルブ特性の切り換えに際しては、バルブ特性の切り換え前後で図示トルクが略一定に維持されるように、図示トルクに基づいてスロットルバルブ１７の開度がフィードバック制御される。
【０１４４】
また、第３バルブ特性として複数のバルブ特性を設定した場合には、それぞれのバルブ特性について上記（ｙ３）の処理が行われる。複数の第３バルブ特性の切り換えは、一方の基本バルブ特性（（ｙ１）において選択されているバルブ特性）側から他方の基本バルブ特性（（ｙ５）において選択されるバルブ特性）側へかけて、バルブリフト量が連続的に変更されるように行われる。
【０１４５】
［ステップＳ１０８］図示燃料消費率η１と図示燃料消費率η２と図示燃料消費率η３との大きさを比較し、この比較結果に基づいて、図示燃料消費率の最も小さいバルブ特性（最良燃費バルブ特性）を選択する。なお、バルブ特性の切り換えに際しては、ステップＳ１０７の処理と同様に、図示トルクが略一定に維持されるようにスロットルバルブ１７のフィードバック制御が行われる。
［ａ］「η１＜η２、η３」のとき、第１バルブ特性を選択する。
［ｂ］「η２＜η１、η３」のとき、第２バルブ特性を選択する。
［ｃ］「η３＜η１、η２」のとき、第３バルブ特性を選択する。
【０１４６】
以下に「バルブ特性選択処理」の制御態様の要約を示す。
［イ］エンジン１が定常運転状態にあることを条件に、初回探査が未実施であることを検出したとき、図示燃料消費率η１と図示燃料消費率η２との比較結果に基づいて、バルブ特性を最良燃費バルブ特性へ切り換える。
［ロ］初回探査の実施後において、エンジン１が定常運転状態にあることを条件に、学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上、且つ第２判定開度ＴＡｎｄ未満のとき、図示燃料消費率η１と図示燃料消費率η２との比較結果に基づいて、バルブ特性を最良燃費バルブ特性へ切り換える。
［ハ］初回探査の実施後において、エンジン１が定常運転状態にあることを条件に、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上のとき、図示燃料消費率η１と図示燃料消費率η２と図示燃料消費率η３（１つあるいは複数）との比較結果に基づいて、バルブ特性を最良燃費バルブ特性へ切り換える。
【０１４７】
＜作用効果＞
〔１〕本実施形態では、スロットルバルブ１７へのデポジットの付着量と相関のある学習制御開度ＴＡｆｂをエンジン１の経時変化を示す指標値として採用し、同学習制御開度ＴＡｆｂと判定値との比較結果に基づいて最良燃費バルブ特性の探査を実施するようにしている。
【０１４８】
これにより、エンジン１の経時変化に対応して、的確に最良燃費バルブ特性の探査を実施することができるようになる。
〔２〕本実施形態では、学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上、且つ第２判定開度ＴＡｎｄ未満のとき、ステップＳ１０５の処理を通じて第１バルブ特性及び第２バルブ特性の図示燃料消費率を比較し、この比較結果に基づいて図示燃料消費率の小さいバルブ特性を選択するようにしている。
【０１４９】
これにより、エンジン１の経時変化が生じた場合にあっても、的確に最良燃費バルブ特性が選択された状態でエンジン１が運転されるため、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
【０１５０】
〔３〕本実施形態では、学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上となるまでは、最良燃費バルブ特性の探査を実施しないようにしている。
これにより、不要な最良燃費バルブ特性の探査が行われないようになるため、電子制御装置７をはじめとした制御系の負荷を軽減することができるようになる。
【０１５１】
〔４〕本実施形態では、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上のとき、ステップＳ１０６の処理を通じて第１バルブ特性、第２バルブ特性、及び第３バルブ特性の図示燃料消費率を比較し、この比較結果に基づいて図示燃料消費率の最も小さいバルブ特性を選択するようにしている。
【０１５２】
ちなみに、エンジン１の経時変化が過度に進行した場合には、最良燃費バルブ特性になりうることが予め把握されているバルブ特性（第１バルブ特性及び第２バルブ特性）以外のバルブ特性において、最良の燃料消費率が実現される可能性もでてくる。
【０１５３】
そこで、本実施形態では、第２判定開度ＴＡｎｄを予め設定しておくことにより、エンジン１の過度の経時変化が生じた場合にあっても、そうした経時変化に対応して的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようにしている。これにより、エンジン１の燃料消費率をより好適に向上させることができるようになる。
【０１５４】
〔５〕本実施形態では、ステップＳ１０１の処理を通じて、エンジン１が定常運転状態にあるときに、最良燃費バルブ特性の探査の実施（図示燃料消費率の算出及び比較）を許可するようにしている。これにより、高い信頼性をもって図示燃料消費率を算出することができるようになる。
【０１５５】
〔６〕本実施形態では、ステップＳ１０２の処理を通じて、初回探査が実施されていないことを検出したとき、学習制御開度ＴＡｆｂの大きさに関わらず最良燃費バルブ特性の探査（ステップＳ１０５の処理）を行うようにしている。
【０１５６】
ちなみに、エンジン１は、最良燃費バルブ特性に相当する基本バルブ特性（第１バルブ特性及び第２バルブ特性のいずれか）が設定された状態で車両に搭載されるが、エンジン毎の特性の違いにより実際には予め設定されていた基本バルブ特性ではなくもう一方の基本バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当することもある。
【０１５７】
即ち、例えば、同一型式の複数のエンジンに第１バルブ特性を設定して車両に搭載した場合において、それらエンジンのうち、あるエンジンにおいては第２バルブ特性を設定することにより最良の燃料消費率が実現されることもある。
【０１５８】
この点、本実施形態では、上記ステップＳ１０２の処理を実施することにより、エンジン毎の特性の違いに起因して最良燃費バルブ特性が選択されていない場合にあっても、こうしたバルブ特性の違いを修正して的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようになる。これにより、好適にエンジン１の燃料消費率の向上が図られるようになる。
【０１５９】
〔７〕本実施形態では、最良燃費バルブ特性の探査にともなうバルブ特性の切り換えに際し、スロットルバルブ１７の開度のフィードバック制御を通じて、バルブ特性の切り換え前後において図示トルクが略一定に維持されるようにしている。
【０１６０】
これにより、最良燃費バルブ特性の探査（ステップＳ１０５及びＳ１０７）に際し、略同一の図示トルクで各バルブ特性の図示燃料消費率が算出されるようになるため、同図示燃料消費率の比較結果の信頼性をより高めることができるようになる。また、バルブ特性の切り換えに際して、エンジン１のトルク変動が低減されるため、ドライバビリティの悪化を好適に抑制することができるようになる。
【０１６１】
＜制御態様＞
図１７を参照して、「バルブ特性選択処理」による制御態様の一例について説明する。
図１７において、各時刻ｔはそれぞれ次のタイミングを示している。
［イ］時刻ｔ１７１は、エンジン１の初回の運転が開始された時刻を示す。
［ロ］時刻ｔ１７２は、エンジン１の定常運転状態が検出された時刻を示す。
［ハ］時刻ｔ１７３は、「ＴＡｆｂ≧ＴＡｓｔ」となった時刻を示す。
［ニ］時刻ｔ１７４は、「ＴＡｆｂ≧ＴＡｎｄ」となった時刻を示す。
【０１６２】
本処理によれば、次のような態様をもってバルブ特性の選択が行われる。
時刻ｔ１７２においては、エンジン１が定常運転状態、且つ初回探査が未実施であることに基づいて、基本バルブ特性について図示燃料消費率の算出・比較が実行される。
【０１６３】
このとき、第１バルブ特性の図示燃料消費率η１が第２バルブ特性の図示燃料消費率η２よりも小さい旨判定されたとすると、第１バルブ特性が継続して選択される。
時刻ｔ１７３においては、学習制御開度ＴＡｆｂが第１判定開度ＴＡｓｔ以上、且つ第２判定開度ＴＡｎｄ未満であることに基づいて、基本バルブ特性について図示燃料消費率の算出・比較が実行される。
【０１６４】
このとき、第２バルブ特性の図示燃料消費率η２が第１バルブ特性の図示燃料消費率η１よりも小さい旨判定されたとすると、第２バルブ特性が選択される。
時刻ｔ１７４においては、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上であることに基づいて、基本バルブ特性及び第３バルブ特性について図示燃料消費率の算出・比較が実行される。
【０１６５】
このとき、第３バルブ特性の図示燃料消費率η３が第１バルブ特性の図示燃料消費率η１及び第２バルブ特性の図示燃料消費率η２よりも小さい旨判定されたとすると、第３バルブ特性が選択される。
【０１６６】
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この実施形態にかかるエンジンの可変動弁機構制御装置によれば、以下に列記するような優れた効果が得られるようになる。
【０１６７】
（１）本実施形態によれば、エンジン１の経時変化に対応して、的確に最良燃費バルブ特性の探査を実施することができるようになる。
（２）本実施形態によれば、好適に燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
【０１６８】
（３）本実施形態によれば、最良燃費バルブ特性の探査にかかる電子制御装置７の負荷を軽減することができるようになる。
（４）本実施形態によれば、最良燃費バルブ特性の探査に際して、高い信頼性をもって図示燃料消費率の算出を行うことができるようになる。
【０１６９】
（５）本実施形態によれば、バルブ特性の切り換えに際して、ドライバビリティの悪化を好適に抑制することができるようになる。
＜変更例＞
なお、上記第１実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。
【０１７０】
・上記第１実施形態の「バルブ特性選択処理」を図１８に示すように変更して実施することもできる。即ち、ステップＳ１０４、Ｓ１０７、及びＳ１０８の処理については、これを省略して「バルブ特性選択処理」を実施することも可能である。こうした構成を採用することによっても、エンジン１の燃料消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【０１７１】
・上記第１実施形態の「バルブ特性選択処理」を図１９に示すように変更して実施することもできる。即ち、ステップＳ１０２及びＳ１０３の処理については、これを省略して「バルブ特性選択処理」を実施することも可能である。こうした構成を採用することによっても、エンジン１の燃料消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【０１７２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図２０を参照して説明する。
本実施形態では、基本的には前記第１実施形態と同様の構成を採用しているが、同実施形態の「バルブ特性選択処理」に対して図２０に示す処理をさらに追加して「バルブ特性選択処理」を実行するようにしている。
【０１７３】
＜バルブ特性選択処理＞
［ステップＳ２０１］エンジン１が定常運転状態にあるとき、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理が一度実行されているか否かについて判定する。
【０１７４】
［ステップＳ２０２］ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理が一度実行されているとき、アイドル回転速度制御における学習制御開度ＴＡｆｂが第３判定開度ＴＡｒｄ以上か否かを判定する。即ち、下記条件
ＴＡｆｂ≧ＴＡｒｄ
が満たされているか否かを判定する。
【０１７５】
第３判定開度ＴＡｒｄは、第２判定開度ＴＡｎｄよりも大きい値に設定される。また、以下の［イ］及び［ロ］の条件が満たされた状態にあることを判定するための値として、試験等を通じて予め設定される。
［イ］現在選択されているバルブ特性が最良燃費バルブ特性でなくなった可能性がある。
［ロ］現在選択されていないバルブ特性（第１バルブ特性〜第３バルブ特性のいずれか）が最良燃費バルブ特性に相当する可能性がある。
【０１７６】
即ち、例えば第２バルブ特性が選択されている状態において、学習制御開度ＴＡｆｂが第３判定開度ＴＡｒｄ以上のときは、第２バルブ特性ではなく第１バルブ特性あるいは第３バルブ特性が最良燃費バルブ特性に相当する可能性があるため、実際に第１バルブ特性〜第３バルブ特性のいずれが最良燃費バルブ特性に相当するかを検証することが好ましい状態にある。
【０１７７】
学習制御開度ＴＡｆｂが第３判定開度ＴＡｒｄ以上のときは、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理を通じて最良燃費バルブ特性の選択が再度実行される。
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第２実施形態にかかるエンジンの可変動弁機構制御装置によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（５）の効果に加えて、さらに以下に列記するような効果が得られるようになる。
【０１７８】
（６）本実施形態では、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理によるバルブ特性の選択後、学習制御開度ＴＡｆｂが第３判定開度ＴＡｒｄ以上となるまで、図示燃料消費率の算出及びこの算出結果に基づくバルブ特性の選択を行わないようにしている。これにより、電子制御装置７にかかる演算負荷を軽減することができるようになる。
【０１７９】
（７）本実施形態では、学習制御開度ＴＡｆｂが第３判定開度ＴＡｒｄ以上となったとき、図示燃料消費率の算出及びこの算出結果に基づくバルブ特性の選択を実行するようにしている。これにより、学習制御開度ＴＡｆｂが第２判定開度ＴＡｎｄ以上であることに基づいて最良燃費バルブ特性の選択を行った後、エンジン１の経時変化により再度最良燃費バルブ特性が変化した可能性がある場合においても、的確に最良燃費バルブ特性を選択することができるようになる。
【０１８０】
＜変更例＞
なお、上記第２実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。
【０１８１】
・上記第２実施形態において、第３判定開度ＴＡｒｄをステップＳ１０７及びＳ１０８の処理の実行回数に応じて段階的により大きい値へ変更することにより、エンジン１の経時変化への対応をより好適に向上させることもできる。
【０１８２】
・上記第２実施形態において、ステップＳ２０２の判定処理を例えば次のように変更することも可能である。即ち、「最初のステップＳ１０７及びＳ１０８の処理によるバルブ特性の選択後、同処理を実行してからのエンジン１の稼働時間が所定稼働時間以上か否か」を判定し、稼働時間が所定稼働時間以上のときにステップＳ１０７及びＳ１０８の処理を実行することもできる。要するに、エンジン１の経時変化の度合いと相関のあるパラメータと判定値との対比を行う判定処理であれば、適宜の判定条件を採用することができる。
【０１８３】
（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態に共通して変更することができる要素を以下に列挙する。
・上記各実施形態の「バルブ特性選択処理」において、ステップＳ１０１の処理を省略することもできる。こうした構成を採用した場合においても、エンジン１の燃料消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【０１８４】
・上記各実施形態の「バルブ特性選択処理」において、ステップＳ１０２の処理を省略することもできる。こうした構成を採用した場合においても、エンジン１の燃料消費率の向上を好適に実現することができるようになる。
【０１８５】
・上記各実施形態では、初回探査が未実施のときにステップＳ１０６の処理を行う構成としたが、ステップＳ１０８の処理を行うようにすることもできる。
・上記各実施形態では、「エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｌｅの変動幅が所定範囲内」且つ「この状態が所定期間以上にわたって継続されている」といった条件が満たされていることをもってエンジン１が定常運転状態にある旨判定する構成としたが、同定常運転状態の判定に際しては、こうした条件に限られずエンジン１の運転状態に関連する適宜のパラメータを通じて判定することができる。
【０１８６】
・上記各実施形態では、エンジン１の経時変化を示す指標値としてスロットルバルブ１７の学習制御開度ＴＡｆｂを採用する構成としたが、その他に例えば以下のようなパラメータを同指標値として採用することもできる。
［ａ］エンジン１の空燃比制御を通じて学習制御されるインジェクタ１８の燃料噴射量に関する学習制御量を、エンジン１の経時変化を示す指標値として採用することもできる。ちなみに、燃料噴射量の学習制御量は、インジェクタ１８の噴射性能の劣化度合いと相関があるため、同学習制御量を監視することにより、選択中のバルブ特性がエンジン１の経時変化に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。
［ｂ］エンジン１の点火時期制御を通じて学習制御されるイグニッションプラグ１５の点火時期に関する学習制御量を、エンジン１の経時変化を示す指標値として採用することもできる。ちなみに、点火時期の学習制御量は、燃焼室１４内におけるデポジットの付着度合い等の燃焼状態へ影響を及ぼす因子と相関があるため、同学習制御量を監視することにより、選択中のバルブ特性がエンジンの経時変化に起因して最良燃費バルブ特性でなくなった可能性があることを推定することが可能となる。
【０１８７】
・上記各実施形態において、本発明の適用対象となるエンジンは、図１にて例示した構成のエンジンに限られるものではない。要するに、可変動弁機構を備えたエンジンであれば任意の構成のエンジンを採用することができる。
【０１８８】
・上記各実施形態において、本発明の適用対象となる可変動弁機構の構成は、図２〜図９にて例示した構成の可変動弁機構に限られるものではない。要するに、吸気バルブのバルブリフト量の変更が可能であるとともに、このバルブリフト量の変更にともなって同吸気バルブのバルブ作用角が変更される可変動弁機構であれば、適宜の構成の可変動弁機構を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明にかかるエンジンの可変動弁機構制御装置を具体化した第１実施形態について、装置の全体構成を示す構成概略図。
【図２】同実施形態の可変動弁機構の構成を示す構成図。
【図３】同実施形態のバルブ駆動機構の斜視断面構造を示す斜視断面図。
【図４】同実施形態のバルブ駆動機構の作動態様を示す動作図。
【図５】同実施形態のバルブ駆動機構の作動態様を示す動作図。
【図６】同実施形態の可変動弁機構によるバルブリフト量の可変設定態様を示す図。
【図７】同実施形態のシャフト駆動機構の斜視構造を示す斜視図。
【図８】同実施形態のシャフト駆動機構の斜視構造を示す斜視図。
【図９】同実施形態のシャフト駆動機構の作動態様を示す動作図。
【図１０】同実施形態の可変動弁機構による第１バルブ特性の設定態様を示す図。
【図１１】同実施形態の可変動弁機構による第２バルブ特性の設定態様を示す図。
【図１２】通常のバルブ特性を選択した際のエンジンのＰＶ線図。
【図１３】第１バルブ特性を選択した際のエンジンのＰＶ線図。
【図１４】第２バルブ特性を選択した際のエンジンのＰＶ線図。
【図１５】同実施形態にて実行される「バルブ特性選択処理」の処理手順の一部を示すフローチャート。
【図１６】同実施形態にて実行される「バルブ特性選択処理」の処理手順の一部を示すフローチャート。
【図１７】同実施形態の「バルブ特性選択処理」による可変動弁機構の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図１８】同実施形態の変更例として実行される「バルブ特性選択処理」の処理手順を示すフローチャート。
【図１９】同実施形態の変更例として実行される「バルブ特性選択処理」の処理手順を示すフローチャート。
【図２０】本発明にかかるエンジンの可変動弁機構制御装置を具体化した第２実施形態について、同実施形態にて実行される「バルブ特性選択処理」の処理手順の一部を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１９０】
１…エンジン、１Ａ…エンジン本体、１Ｈ…シリンダヘッド、１ＨＩ…吸気ポート、１ＨＥ…排気ポート、１ＰＩ…吸気管、１ＰＥ…排気管、１１…シリンダ、１１Ｗ…ウォータジャケット、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…燃焼室、１５…イグニッションプラグ、１５Ｉ…イグナイタ、１６…エアクリーナ、１７…スロットルバルブ、１７Ｍ…スロットルモータ、１８…インジェクタ、２１…吸気バルブ、２１ａ…タペット、２１ｂ…弁ばね、２２…排気バルブ、２２ａ…タペット、２２ｂ…弁ばね、２３…吸気カムシャフト、２４…排気カムシャフト、２５…ローラロッカーアーム、２５ａ…ローラ、２６…ローラロッカーアーム、２６ａ…ローラ、２７…吸気カム、２８…排気カム、２９…ラッシュアジャスタ、３…可変動弁機構、４…バルブ駆動機構、４１…支持パイプ、４２…入力部、４２ａ…ハウジング、４２ｂ…入力アーム、４２ｃ…ローラ、４２ｄ…ヘリカルスプライン、４３…揺動カム、４３ａ…ハウジング、４３ｂ…出力アーム、４３ｃ…カム面、４３ｄ…ヘリカルスプライン、４４…ばね、４５…スライダギア、４５ａ…ヘリカルスプライン、４５ｂ…ヘリカルスプライン、４５ｃ…小径部、４５ｄ…長穴、４６…コントロールシャフト、４６ａ…係止ピン、５…シャフト駆動機構、５１…駆動用モータ、５１ａ…小径ギア、５３…螺旋カム機構、５３ａ…大径ギア、５３ｂ…カム軸、５３ｃ…小径ギア、５３ｄ…ストッパアーム、５３ｅ…ストッパ、５４ｆ…ストッパ、５５…回転角センサ、５５ａ…大径ギア、５７…螺旋カム、５７ａ…螺旋状カム面、５９…カムフレーム、５９ａ…ローラ、５９ｂ…ローラ軸、７…電子制御装置、７１…エンジン水温センサ、７２…クランク角センサ、７３…エンジン回転速度センサ、７４…筒内圧力センサ、７５…エアフロメータ、７６…車速センサ、７７…アクセルセンサ、７８…スロットル開度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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