(57)【要約】【課題】内燃機関のバルブについてその開閉特性を変更するに際し、その駆動に要するエネルギを極力低減させるとともに、応答性の向上を図り得る内燃機関のバルブ開閉特性制御装置を提供する。【解決手段】可変機構５０は、ガソリンエンジン１０の吸気カムシャフト２１に複数形成された吸気カム２２により開閉される吸気バルブの開閉特性を変更するためのものである。吸気バルブに対応して設けられたこれら可変機構５０はそれぞれ独立して駆動可能とされ、ＥＣＵ（電子制御装置）７０により各別に制御されるようになっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトに複数形成されたカムにより開閉されるバルブの開閉特性を可変機構を通じて変更する内燃機関のバルブ開閉特性制御装置において、
前記バルブに対応する前記可変機構をそれぞれ独立して駆動可能に構成し、それら各可変機構を各別に制御する制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は各気筒について吸気バルブ或いは排気バルブがそれぞれ複数設けられるものであり、前記可変機構はこれら吸気バルブ又は排気バルブを各気筒毎に独立駆動可能である
請求項１に記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は前記バルブの開閉特性を変更するに際し、前記バルブを開弁させる前記カムからの反力が作用していない期間に前記可変機構を駆動制御する
請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
【請求項４】
前記各可変機構はその駆動力を電動式アクチェータを通じて発生させる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
【請求項５】
前記可変機構は前記バルブの開閉特性として同バルブの最大リフト量を変更するものである
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブや排気バルブといったバルブの開閉特性を制御可能な内燃機関のバルブ開閉特性制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした装置としては、例えば、特許文献１に示すようなものが知られている。この構成においては、カムシャフトに設けられたカムからのバルブ駆動力を吸気バルブ或いは排気バルブといったバルブへ伝達するロッカアーム等からなる可変機構が設けられている。この機構では、エンジンの運転状態に基づきロッカアームの振幅を切り替えることで機関バルブの最大リフト量が変更されるようになっている。この機構はエンジンの気筒毎に設けられ、これら機構の全てが同一の圧力源から供給される油圧に基づき駆動されて上記最大リフト量の調節がなされるようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−２５７７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構成では、圧力源から各機構への油圧供給経路の一部がこれら各機構で共用されており、この共用部分に設けられた電磁弁からなるアクチェータによって、各機構を駆動すべく供給される油圧が制御されて上記最大リフト量の調節がなされる。しかしながら、こうした複数の可変機構の全てを同一のアクチェータから供給される油圧に基づき駆動するという態様においては、全機構がこの油圧に基づき一律に駆動されることとなる。
【０００４】
従って、仮に、或る一つの機構についてのみ最大リフト量を変更するのに最適な期間が存在したとしても、他の全ての機構についてもそれらが同期間において共に駆動されてしまうこととなる。従って、他の機構についてはその駆動エネルギの増大、ひいてはその駆動の応答性低下が避けきれないものとなる。
【０００５】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関のバルブについてその開閉特性を変更するに際し、その駆動に要するエネルギを極力低減させるとともに、応答性の向上を図り得る内燃機関のバルブ開閉特性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】
【０００６】
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。
先ず、請求項１に係る発明は、内燃機関のカムシャフトに複数形成されたカムにより開閉されるバルブの開閉特性を可変機構を通じて変更する内燃機関のバルブ開閉特性制御装置において、前記バルブに対応する前記可変機構をそれぞれ独立して駆動可能に構成し、それら各可変機構を各別に制御する制御手段を備えることをその要旨とする。
【０００７】
前記構成では、各可変機構を各別に制御することが可能であるため、バルブの開閉特性の変更時期を、各可変機構単位で個別に設定することができる。従って、各バルブの開閉特性を変更する際には、例えばカムによるバルブ駆動力やこれに基づき各可変機構に作用する反力が低下する期間にそれぞれその変更時期を設定する等して、各可変機構における消費エネルギの低減、ひいては、バルブ開閉特性を変更する際の応答性向上を図り得るようになる。
【０００８】
また、各可変機構を各別に制御可能なこうした態様においては、例えば、一部の気筒において燃料供給を停止するいわゆる気筒停止を行う場合に、その気筒に関してのみバルブの開閉特性をポンピングロスが少なくなるように変更することができ、燃費の低減を図ることが可能になる。
【０００９】
なお、バルブ開閉特性としては、例えば、バルブの最大リフト量や、最小リフト位置から最大リフト位置までの間におけるリフト量の変化態様の他、バルブの開タイミングや閉タイミング等を挙げることができる。
【００１０】
因みに、内燃機関の各気筒において、吸気バルブ或いは排気バルブがそれぞれ複数設けられる構成においては、それら吸気バルブや排気バルブの各々について各別に可変機構を設ける構成としてもよい。また、請求項２に記載の発明によるように、前記内燃機関は各気筒について吸気バルブ或いは排気バルブがそれぞれ複数設けられるものであり、前記可変機構はこれら吸気バルブ又は排気バルブを各気筒毎に独立駆動可能である、といった態様を採用することもできる。
【００１１】
同構成によれば、各気筒に複数設けられた吸気バルブ或いは排気バルブについては、共通の可変機構を通じてその開閉特性が変更されるため、気筒毎の吸気特性或いは排気特性のばらつきを、気筒単位で設けられた可変機構による開閉特性の変更を通じて吸収することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御手段は前記バルブの開閉特性を変更するに際し、前記バルブを開弁させる前記カムからの反力が作用していない期間に前記可変機構を駆動制御することをその要旨とする。
【００１３】
可変機構を通じてバルブの開閉特性を変更するに際し、カムによるバルブ駆動力やこれに起因する反力、即ち可変機構の駆動を妨げる力が作用している期間に同可変機構を駆動させるようにすると、エネルギ損失が大きなものとなる。この点、前記構成によれば、前記バルブ駆動力や反力が作用していない期間に可変機構を駆動するようにしているため、同機構の駆動に必要なエネルギを極力低減することができるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記各可変機構はその駆動力を電動式アクチェータを通じて発生させることをその要旨とする。
例えば各可変機構を油圧駆動とした場合には、駆動に充分な油圧が確保されるまでに時間を要したり、同駆動に関しての応答性が油圧の伝播速度に左右されたりといったことから、結局、制御の応答性についてはそれらによって律速されることとなる。この点、本発明においては電動式アクチェータを採用するようにしたため、こうした制御性の確保が容易となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記可変機構は前記バルブの開閉特性として同バルブの最大リフト量を変更するものであることをその要旨とする。
【００１６】
前記構成によれば、一部のバルブについてのみ最大リフト量を変更することができるようになり、仮に一部のバルブについてのみ最大リフト量を変更するのに最適な期間が存在するときには、例えば他の全てのバルブについては最大リフト量を変更せず前記一部のバルブのみこれを変更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】
【００１７】
図１は、多気筒内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）１０における機関バルブ周辺の構成を示している。図１は一つの気筒における縦断面を表している。図２はエンジン１０の上部構成を説明する平面図である。
【００１８】
エンジン１０は車両走行駆動用として車両に搭載されているものである。このエンジン１０は、シリンダブロック１１、ピストン１２及びシリンダブロック１１上に取り付けられたシリンダヘッド１３等を備えている。シリンダブロック１１には、複数の気筒、本実施形態では四つの気筒１４が形成され、各気筒１４には、シリンダブロック１１、ピストン１２及びシリンダヘッド１３にて区画された燃焼室１５が形成されている。各気筒１４には、それぞれ吸気側の機関バルブである吸気バルブ１６と排気側の機関バルブである排気バルブ１７とが二つずつ配置されている。吸気バルブ１６は吸気ポート１８を、排気バルブ１７は排気ポート１９を開閉する。
【００１９】
各気筒１４の吸気ポート１６は吸気マニホールド内に形成された吸気通路を介してサージタンクに接続され、エアクリーナを介してサージタンクから空気を各気筒１４に供給している。上記各吸気通路には各気筒１４の吸気ポート１８に燃料を噴射するためのフューエルインジェクタがそれぞれ配置されている。なお、このように吸気バルブ１６の上流側にて燃料噴射するエンジン以外に、直接、各燃焼室１５内に燃料を噴射する筒内噴射型ガソリンエンジンを用いることもできる。
【００２０】
本実施形態では、後述する可変機構５０により吸気バルブ１６の最大リフト量を変化させることで吸入空気量を調節するようにしている。そのため、サージタンク上流の吸気通路にはスロットルバルブは配置されていない。但し、補助的なスロットルバルブを配置しても良い。このような補助用スロットルバルブを配置した場合には、例えば、エンジン１０の始動時に補助用スロットルバルブを全開にし、エンジン１０の停止時に補助用スロットルバルブを全閉にする制御を行う。そして、例えば可変機構５０の故障時には補助用スロットルバルブの開度制御により吸入空気量を制御するようにしても良い。
【００２１】
吸気バルブ１６のリフト駆動は、シリンダヘッド１３に配置された可変機構５０及びローラロッカーアーム２０を介して、吸気カムシャフト２１に設けられた吸気カム２２のバルブ駆動力が伝達されることにより可能となっている。吸気バルブ１６は、バルブスプリング２８のばね力によって閉弁されるようになっており、吸気カム２２による上述のバルブ駆動力によりリフトされる、即ち開弁されるようになっている。吸気カムシャフト２１は、これ一本で全ての吸気バルブ１６をリフト駆動する。なお、吸気カムシャフト２１は、その一端に設けられたタイミングスプロケット（タイミングギアやタイミングプーリでも良い）とタイミングチェーン２３を介してエンジン１０のクランクシャフト２４と連動して回転する。
【００２２】
各気筒１４の排気バルブ１７は、クランクシャフト２４と連動して回転する排気カムシャフト２５に設けられた排気カム２６により、ローラロッカーアーム２７を介して一定の最大リフト量で開閉されている。そして、各気筒１４の各排気ポート１９は排気マニホルドに連結され、排気を触媒コンバータを介して外部に排出している。
【００２３】
次に、可変機構５０について説明する。
可変機構５０は、吸気カム２２からローラロッカーアーム２０を介して吸気バルブ１６に伝達されるバルブ駆動力につきその伝達状態を変更することで、吸気バルブ１６の開閉特性、本実施形態では吸気バルブ１６の最大リフト量を調節可能とするものである。
【００２４】
可変機構５０は、上記最大リフト量を調節するための駆動力が入力されるコントロールシャフト５１を有している。コントロールシャフト５１は、吸気カムシャフト２１と平行に配置されるとともにシリンダヘッド１３において同シャフト５１の軸心周りに回転自在に支持されている。コントロールシャフト５１には、ロッカアーム押接部材５２が回転自在に支持されている。ロッカアーム押接部材５２は、その下面５２ａがローラロッカーアーム２０のローラに当接される。
【００２５】
また、コントロールシャフト５１にはスイングアーム支持部材５３がボルト５４によって固定されており、これによりスイングアーム支持部材５３はコントロールシャフト５１と一体回転可能となっている。スイングアーム支持部材５３にはスイングアーム５５がピン５６を支点として揺動可能に連結されている。スイングアーム５５の自由端にはコロ５７が設けられており、同コロ５７はロッカアーム押接部材５２に当接されるようになっている。スイングアーム５５の中間部には、吸気カム２２のカム面に当接されるローラ５８が設けられている。
【００２６】
なお、吸気カム２２、スイングアーム５５のローラ５８、コロ５７、ロッカアーム押接部材５２、及びローラロッカーアーム２０のローラにおいては、ローラロッカーアーム２０の支点側に設けられたラッシュアジャスタ５９の作用等により、上記したそれぞれの当接が常時維持されるようになっている。
【００２７】
このように構成された可変機構５０においては、スイングアーム５５のローラ５８が吸気カム２２のカムノーズ（カム面において最も吸気カムシャフト２１の回転中心に近い部分を除いた部分）に押圧されたときに、同ローラ５８が吸気カム２２からのバルブ駆動力を受けることとなる。そしてローラ５８がこのバルブ駆動力を受けることによりスイングアーム５５がピン５６を支点として回動される。そしてこの回動に伴いロッカアーム押接部材５２がコロ５７に押圧されて同部材５２の下面５２ａによりローラロッカーアーム２０が押し下げられることで排気バルブ１７がリフトされる。このとき可変機構５０には、吸気バルブ１６を閉弁させようとするバルブスプリング２８のばね力等に起因する反力（換言すれば上記バルブ駆動力に起因する反力）が作用することとなる。
【００２８】
また、可変機構５０においては、コントロールシャフト５１の回転を通じてピン５６の位置即ちスイングアーム５５の支点位置を変更することにより、吸気バルブ１６の最大リフト量を変更することができるようになっている。即ち、このスイングアーム５５の支点位置の変更に伴いコロ５７が移動されることで同コロ５７とロッカアーム押接部材５２との当接箇所がずらされ、これによりコントロールシャフト５１の軸心を中心としたロッカアーム押接部材５２の配置角度が変更される。この配置角度の相違によって、ローラ５８が吸気カム２２からのバルブ駆動力を受けたときの上記押下に伴うローラロッカーアーム２０の移動量が変化し上記最大リフト量が変化する。なお、本実施形態では、この配置角度の変更によって、いわゆる吸気カム２２の作用角も変更されることとなる。
【００２９】
因みに、図１の状態は吸気バルブ１６の最大リフト量を最小としたときのものであり、この状態からコントロールシャフト５１を時計回り方向に回転させることで上記最大リフト量が増大される。なお本実施形態では、可変機構５０がバルブ駆動力を受けていない状態にあれば、コントロールシャフト５１が上記最大リフト量の調節範囲（最小の最大リフト量から最大の最大リフト量までの範囲）内で回転される限り、吸気バルブ１６がリフトされることのないようにロッカアーム押接部材５２の下面５２ａが形成されている。
【００３０】
本実施形態においては、このように構成された可変機構５０が各気筒１４毎に設けられ、これら各機構５０を連動させることなく吸気カムシャフト２１からのバルブ駆動力を独立して各気筒１４の吸気バルブ１６に伝達できるようになっている。吸気カム２２は、吸気カムシャフト２１において各気筒１４につき一つが割り当てられており、各気筒１４毎に二つ設けられた吸気バルブ１６の双方に対して共通の可変機構５０を介して上記吸気カム２２からのバルブ駆動力が伝達される。
【００３１】
また、本実施形態においては、上記最大リフト量を調節すべく可変機構５０のコントロールシャフト５１を駆動するアクチェータとして、電動モータ６０が各機構５０毎に個別に設けられている。これら電動モータ６０は、ＥＣＵ（電子制御装置）７０から出力される駆動信号に基づき各別に独立して駆動される。
【００３２】
このように、本実施形態では同一の吸気カムシャフト２１につき複数設けられた可変機構５０が電動モータ６０によって各別に独立して駆動され得るようになっている。即ち、吸気カムシャフト２１を共用する全ての吸気バルブ１６のうち、その一部についてのみ最大リフト量を変更することができるようになる。
【００３３】
従って、仮に一部の吸気バルブ１６についてのみ最大リフト量を変更するのに最適な期間が存在するときには、例えば他の全ての吸気バルブ１６については最大リフト量を変更せず上記一部の吸気バルブ１６のみこれを変更することができるようになる。これにより、電動モータ６０における消費エネルギの低減を図り得るとともに、駆動の必要な可変機構５０にエネルギを集中させることができるため最大リフト量を変更する際の応答性の向上を図り得るようになる。本実施形態においては可変機構５０が各気筒１４毎に設けられているため、吸気バルブ１６の最大リフト量を各気筒１４毎に調節することができ、例えば一つの可変機構に複数の気筒１４を割り当てた場合と比較して、上述したエネルギ低減や応答性向上をより一層効果的なものとすることができるようになる。
【００３４】
更に、本実施形態において、例えば一部の気筒１４において燃料供給を停止するいわゆる気筒停止を行う場合には、その気筒１４に関してのみポンピングロスが少なくなるように最大リフト量や作用角を変更することも可能となる。
【００３５】
また、例えば上述の従来態様における可変機構のように、各別に独立してこれらを駆動することのできない態様においては、例えば吸気バルブ１６の最大リフト量に関し気筒１４毎のばらつきが生じないように機械的に調整する必要が生じ面倒である。その点、本実施形態では、電動モータ６０によって各可変機構５０を独立して駆動できるため、その駆動態様を各機構５０毎に設定することによって各機構５０間での上記ばらつきを吸収することができるようになる。従って、可変機構５０に関しこうした調整作業の軽減を図り得るようになる。
【００３６】
更に、可変機構５０は各気筒１４毎に設けられているため、電動モータ６０による上記駆動態様を各気筒１４毎に設定することで上記ばらつきを各気筒１４毎に吸収することができるようになり、実質的に上記調整作業を省略、即ちメンテナンスフリー化を図り得るようになる。
【００３７】
また、本実施形態では可変機構５０においてその駆動力を電動モータ６０を通じて発生させるようにしている。例えば、各可変機構５０を油圧駆動とした場合には、駆動に充分な油圧が確保されるまでに時間を要したり、同駆動に関しての応答性が油圧の伝播速度に左右されたりといったことから、結局、制御の応答性についてはそれらによって律速されることとなる。その点、本実施形態においては電動モータ６０の採用によりこうした制御性の確保が容易となる。
【００３８】
次に、可変機構５０における電動モータ６０とコントロールシャフト５１との連結構造について説明する。即ち、これら電動モータ６０とコントロールシャフト５１とは、ウォーム機構６１を介して駆動連結されている。電動モータ６０の出力軸６２にはウォーム機構６１を構成するウォーム６３が固定され、入力軸となるコントロールシャフト５１の端部には同じくウォーム機構６１を構成するウォームホイール６４が固定されている。このウォーム機構６１により電動モータ６０の出力軸トルクを増大変換してコントロールシャフト５１に伝達することができるため、同シャフト５１を駆動するために必要な電動モータ６０の出力軸トルクを比較的小さくでき、同モータ６０の小型化を図り得るようになる。
【００３９】
このように、電動モータ６０をギヤ連結してコントロールシャフト５１の駆動力を得る構成としている関係上、吸気カム２２のバルブ駆動力やこれに起因する上記反力がコントロールシャフト５１を介して電動モータ６０の出力軸６２に対し負荷トルクとして伝達される。この場合、この負荷トルクにより出力軸６２が従動回転されると上記最大リフト量を一定に維持できなくなる懸念がある。本実施形態では、こうした負荷トルクによる出力軸６２の従動回転をウォーム機構６１によって極力生じ難くすることができる点に着目してこれを採用し、上記従動回転を阻止するための電動モータ６０への電力供給量の低減を図るようにしている。
【００４０】
ところで、吸気バルブ１６をリフトさせるべくバルブ駆動力を発生させる吸気カム２２を有するこうした態様では、最大リフト量を変更する際に電動モータ６０に作用する負荷が、同最大リフト量を増大させるときの方が減少させるときよりも大きくなる、即ち最大リフト量変更のために必要なエネルギが大きくなる。また、吸気カム２２によるバルブリフトがなされているときには可変機構５０に対して上記反力が作用することとなるため、上記エネルギについては、最大リフト量の増大変更が、上記バルブリフト時に行われる場合の方が同バルブリフトのなされていないときに行われる場合よりも大きくなる。
【００４１】
図３は、或る一つの気筒１４に関して、吸気バルブ１６のリフト量、及び上記バルブ駆動力や上記反力により可変機構５０のコントロールシャフト５１に作用する負荷トルクについてその変化の態様を示したタイムチャートである。なお、同図においては、吸気カムシャフト２１を略一定の回転速度で回転させたときの状態が示されている。
【００４２】
同図に示されるように、吸気カム２２のバルブ駆動力によって吸気バルブ１６がリフトされているときには、これがリフトされていないときと比較して格段に負荷トルクが大きなものとなっている。そして、可変機構５０による最大リフト量の増大変更中にあるバルブリフト時の負荷トルクのピークＰ１は、他のピークに比較して大きなものとなっている。
【００４３】
また、本実施形態のエンジン１０のように複数の気筒１４を有する態様では一般に、クランクシャフト２４が二回転する間に燃焼の行われる気筒１４を順々に交代させることで、その出力トルク変動の抑制を図るようにしている。従って、吸気バルブ１６の開閉もこうした気筒１４の交代に合わせて順々に行われるようになる。このような構成では、気筒１４が多いほど上記交代が一巡するまでになされる吸気バルブ１６の開閉の機会が増えるため、各気筒１４間で吸気バルブ１６の開期間が近接或いは重複し易くなる。
【００４４】
図４は、例えば本実施形態の各可変機構５０のコントロールシャフト５１同士を直結する等して全機構５０を共通の入力軸により駆動するようにした構成において、各吸気バルブ１６のリフト量、及び上記共通の入力軸に作用する負荷トルクについてその変化の態様を示したタイムチャートである。即ち同図に係る上記構成は、各可変機構５０におけるスイングアーム５５やロッカアーム押接部材５２が各気筒１４毎に設けられるものの、共通の入力軸によってスイングアーム支持部材５３が回転されるため最大リフト量の調節を各気筒１４で独立して行うことのできない従来同様の態様である。なお、同図においても、図３同様に、吸気カムシャフト２１を略一定の回転速度で回転させたときの状態が示されている。
【００４５】
同図に示されるリフト量の変化態様において、実線、破線、一点鎖線、二点鎖線はそれぞれ異なる気筒１４に関するものとなっている。同図に示されるように、最大リフト量の増大に伴い、各気筒１４間で吸気バルブ１６の開期間（バルブリフト期間）が、それらの重複される、或いはその重複量の大きくなるように変化している。なお、同図における負荷トルクの変化態様は、上記共通の入力軸に作用するもの、即ち全ての気筒１４に関する負荷トルクの合計を示している。
【００４６】
こうした状況下では、全ての吸気バルブ１６が同時に閉（非リフト）状態となる可能性が低くなり、例えば、上記従来態様においては、気筒１４が多いほど、可変機構５０による最大リフト量の変更時に吸気バルブ１６のいずれかがリフトされる可能性が高くなる。従って、こうした構成においては、可変機構５０によって最大リフト量を増大させる際に、既にリフト状態にある吸気バルブ１６のリフト量を更に増大させる可能性が高く、入力軸に作用する負荷トルク、即ち同入力軸を回転駆動するためのアクチェータに作用する負荷トルクが大きくなりがちである。図４に示されるように上記負荷トルクに関しては、最大リフト量の増大変更中にあるバルブリフト時の負荷トルクのピークＰ１１が他のピークに比較して大きなものとなっている。
【００４７】
本実施形態では、こうした負荷トルクを低減すべく、可変機構５０において最大リフト量を増大させるための駆動を、吸気バルブ１６がバルブリフトされていない期間（例えば図３に示す期間ｔ１〜ｔ４等）内、即ち吸気カム２２によるバルブ駆動力や上記反力が同機構５０に作用していない期間内に行うようにしている。以下、こうした可変機構５０の駆動を実現すべく実行されるＥＣＵ７０の制御態様について説明する。
【００４８】
ＥＣＵ７０は、クランク角センサ７１、エアフローメータ７２、カム角センサ７３、及びモータ回転角度センサ７４等からの入力信号に基づき、電動モータ６０への駆動信号を出力する。これにより、上記最大リフト量を調節するための可変機構５０駆動を行う。
【００４９】
図５のフローチャートは、上記したＥＣＵ７０による可変機構５０の駆動制御の処理手順を示し、ＥＣＵ７０は、同図に示される一連の処理を所定の時間周期をもって繰り返し実行する。
【００５０】
先ずステップＳ１００においては、吸気バルブ１６の最大リフト量を増大変更すべき要求がなされているか否かが判定される。こうした要求は、例えば吸入空気量を増大すべき要求がなされること等に基づき判定される。この判定処理は、同判定の結果がＹＥＳとなるまで繰り返され、これがＹＥＳと判定されると、ステップＳ１１０において、複数の気筒１４のうち吸気バルブ１６のリフトされていない気筒１４がどれであるかの判別処理が行われる。
【００５１】
この気筒判別処理においては、カム角センサ７３によって検出される吸気カムシャフト２１の回転位相情報が参照される。そして吸気バルブ１６のリフトされていない気筒１４が判明すると、その気筒１４の可変機構５０を駆動すべく、これに対応する電動モータ６０に駆動信号が出力される（ステップＳ１２０）。この可変機構５０の駆動においては、モータ回転角度センサ７４により検出される電動モータ６０の出力軸６２の回転位相情報に基づくフィードバック制御を通じて、その駆動量、即ちコントロールシャフト５１の回転変位量が調節される。これにより、吸気バルブ１６のリフトされていない気筒１４での最大リフト量の増大変更がなされる。
【００５２】
上記フィードバック制御に関しては、上述したような出力軸６２の回転位相情報に限らず、例えば、コントロールシャフト５１の回転位相を検出しその検出結果に基づくようにしてもよい。また、例えば、クランク角センサ７１により検出される機関回転速度情報及びエアフローメータ７２等により検出される吸入空気量情報により算出した最大リフト量情報に基づくようにしてもよい。
【００５３】
なお、上記したステップＳ１２０においては、吸気バルブ１６のリフトされていないものと判別された気筒１４に関して、次に吸気バルブ１６のリフトが開始されるまでの残り時間が、当該可変機構５０によって最大リフト量を目標値に至らせるのに充分なものであることを同機構５０の駆動開始許可条件としている。即ち、最大リフト量を変更するための可変機構５０駆動中において同機構５０に吸気カム２２のバルブ駆動力が作用して電動モータ６０の負荷トルクが増大することのないように、駆動対象となる可変機構５０の制限が行われる。
【００５４】
この条件が成立せず駆動対象から外れた可変機構５０や、上記気筒判別処理において吸気バルブ１６がリフトされているものと判別された気筒１４の可変機構５０については、吸気バルブ１６の閉弁を待ってその駆動が開始される。この待機時間は、クランク角センサ７１によって検出される機関回転速度情報やカム角センサ７３によって検出される吸気カムシャフト２１の回転位相情報等を参照して演算される。
【００５５】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、各可変機構５０を各別に制御することが可能であるため、吸気バルブ１６の最大リフト量の変更時期を、各可変機構５０単位で個別に設定することができる。従って、各吸気バルブ１６の最大リフト量を変更する際には、例えば吸気カム２２によるバルブ駆動力に基づき各可変機構５０に作用する上記反力が低下する期間にそれぞれその変更時期を設定する等して、各可変機構５０における消費エネルギの低減、ひいては、最大リフト量を変更する際の応答性向上を図り得るようになる。
【００５６】
（２）上記実施形態によれば、各気筒１４に複数設けられた吸気バルブ１６については、共通の可変機構５０を通じてその最大リフト量が変更されるため、気筒１４毎の吸気特性のばらつきを、気筒１４単位で設けられた可変機構５０による最大リフト量の変更を通じて吸収することができるようになる。
【００５７】
（３）可変機構５０を通じて吸気バルブ１６の最大リフト量を変更するに際し、吸気カム２２によるバルブ駆動力やこれに起因する反力、即ち可変機構５０の駆動を妨げる力が作用している期間に同可変機構５０を駆動させるようにすると、エネルギ損失が大きなものとなる。この点、本実施形態によれば、上記バルブ駆動力や反力が作用していない期間に可変機構５０を駆動するようにしているため、同機構５０の駆動に必要なエネルギを極力低減することができるようになる。
【００５８】
（４）例えば各可変機構５０を油圧駆動とした場合には、駆動に充分な油圧が確保されるまでに時間を要したり、同駆動に関しての応答性が油圧の伝播速度に左右されたりといったことから、結局、制御の応答性についてはそれらによって律速されることとなる。この点、本実施形態においては電動モータ（電動式アクチェータ）６０を採用するようにしたため、こうした制御性の確保が容易となる。
【００５９】
（５）電動モータ６０とコントロールシャフト５１とをウォーム機構６１を介して駆動連結した。これによれば、コントロールシャフト５１を駆動するために必要な電動モータ６０の出力軸トルクを比較的小さくできるため、電動モータ６０の小型化を図り得るようになる。また、吸気カム２２のバルブ駆動力やこれに起因する上記反力に基づく電動モータ６０の出力軸６２の従動回転を阻止するための電力供給量を少なく、或いは皆無とすることができるようになる。
【００６０】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態は、吸気バルブ１６の作用角が最大リフト量の変更に伴って変更される態様とされたが、これに限らず、作用角の変更を伴うことなく最大リフト量が変更される態様において本発明を適用するようにしてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、可変機構５０による最大リフト量の増大変更に関し、吸気カム２２からのバルブ駆動力やこれに起因する反力が同可変機構５０に作用していない期間内に開始するとともに同期間内に終了するようにした。が、これに限定されず、例えば、上記最大リフト量の増大変更のための可変機構５０の駆動期間の一部が、上記バルブ駆動力や反力が同機構５０に作用している期間と重なってもよい。この場合であっても、この期間の重なり度合を電動モータ６０の駆動タイミングの制御を通じて極力抑制することで、上記エネルギの低減や応答性の向上を図り得るとともに、上記メンテナンスフリー化については上述同様の効果を得られる。
【００６２】
・上記実施形態では、可変機構５０における最大リフト量の増大変更のための駆動に関し記載したが、上記最大リフト量の減少変更のための駆動に関し、上記バルブ駆動力や反力が同機構５０に作用していない期間内に行うようにしてもよい。また、逆に、上記最大リフト量の減少変更のための駆動に関し、上記バルブ駆動力や反力が同機構５０に作用している期間内に行うようにしてもよい。この場合、上記駆動に必要なエネルギの一部として上記バルブ駆動力や反力を利用することで、電動モータ６０への電力供給量を低減することも可能となる。
【００６３】
・電動モータ６０に代えて、可変機構５０を油圧駆動するアクチェータを採用してもよい。
・ウォーム機構６１からなるトルク変換手段を介してコントロールシャフト５１と電動モータ６０とを連結したが、これに限らず、例えば、平歯車等からなる機構を介して連結してもよい。
【００６４】
・同一の吸気カムシャフト２１につき可変機構５０が複数設けられさえすれば、例えば、可変機構５０が複数の気筒１４で共用されるように構成してもよい。こうした場合であっても、例えば、同一の吸気カムシャフト２１につき可変機構５０が一つ、即ち、全ての気筒１４で可変機構５０が共用される態様と比較して、上記エネルギの低減や応答性の向上、上記調整作業軽減を図り得る。また、複数設けられる吸気バルブ１６の各々について各別に可変機構５０を設けるようにしてもよい。
【００６５】
・各吸気バルブ１６毎に可変機構５０を設け、これをアクチェータにより各機構５０毎に駆動するようにしてもよい。
・上記実施形態では、吸気カムシャフト２１と吸気バルブ１６とを仲介するタイプの可変機構５０を用いたが、これに限らず、カム２２がローラロッカーアーム２０や吸気バルブ１６に直接当接される態様に適用してもよい。この場合、例えば、カムシャフトにおいて各カムを独立して軸線方向にスライド移動可能に設けるとともに、各カムについてカムシャフトの軸線方向に変化するプロフィールを有するように形成する。これによれば、各カムのスライド移動量を個別に調節することで、これらカムに対応する吸気バルブ１６に関し、格別に独立して最大リフト量を変更することができるようになる。
【００６６】
・上記実施形態では、可変機構により変更される吸気バルブ１６の開閉特性をその最大リフト量としたが、これに限らず、最小リフト位置から最大リフト位置までの間におけるリフト量の変化態様としてもよい。また、リフト量に関しての開閉特性に限らず、例えば、これを吸気バルブ１６の開タイミングや閉タイミングとしてもよい。これらの場合、例えば、カムシャフトに対して各カムを独立して軸線周りに相対回転可能に設ける。これによれば、カムシャフトに対する各カムの相対回転位相を個別に調節することでこれらカムに対応する吸気バルブに関し格別に独立して開タイミングや閉タイミングを変更することができるようになる。そしてこの場合、同カムによるバルブ駆動力やこれに起因する反力の作用していない期間内に同カムの相対回転位相を変更することで、こうした変更に係る消費エネルギの低減や応答性の向上を図ることができる。
【００６７】
・上記実施形態では、吸気バルブ１６に関しての開閉特性を変更する可変機構に本発明を適用したが、排気バルブ１７に関して適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一実施形態におけるエンジンの縦断面図。
【図２】上記エンジンの平面図。
【図３】吸気バルブのリフト量、及びコントロールシャフトに作用する負荷トルクについてその変化の態様を示したタイムチャート。
【図４】従来態様に関し、吸気バルブのリフト量、及びコントロールシャフトに作用する負荷トルクについてその変化の態様を示したタイムチャート。
【図５】ＥＣＵが実行する可変機構の駆動制御処理に関するフローチャート。
【符号の説明】
【００６９】
１０…ガソリンエンジン、１４…気筒、１６…吸気バルブ、２１…吸気カムシャフト、２２…吸気カム、５０…可変機構、５１…コントロールシャフト、６０…電動モータ（電動式アクチェータ）、６１…ウォーム機構、６３…ウォーム、６４…ウォームホイール、７０…ＥＣＵ（制御手段）。
【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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