(57)【要約】【課題】可変機構部と駆動部とを連結する連結部の異常診断時において、駆動部に供給する電力をより最適化することのできる可変動弁機構の異常診断装置を提供する。【解決手段】内燃機関は、吸気バルブの最大リフト量を変更する可変機構部３００と、可変機構部３００を駆動する駆動部２００と、可変機構部３００及び駆動部２００を連結する連結部４００とを備える。制御装置５００は、エンジンストールが生じたとき、最大リフト量が目標リフト量となるように駆動部２００に電力供給を行い、この電力供給時の駆動部２００の駆動状態に基づいて連結部４００での連結外れの有無を診断する診断処理を実行する。そして、制御装置５００は、エンジンストール発生時の最大リフト量が目標リフト量よりも小さいときには、エンジンストール発生時の最大リフト量が目標リフト量よりも大きいときに比して診断処理の実行時における駆動部２００への電力供給量を小さくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた機関バルブの最大リフト量を変更するとともに同機関バルブを開閉するスプリングの反力が作用する可変機構部と、前記可変機構部を駆動する電動式の駆動部と、前記可変機構部及び前記駆動部を連結する連結部とを備える可変動弁機構の異常診断装置であって、
前記内燃機関にエンジンストールが生じたときには、前記最大リフト量が予め定められた目標リフト量となるように前記駆動部への電力供給を行うとともにこの電力供給時の前記駆動部の駆動状態に基づいて前記連結部での連結外れの有無を診断する診断処理を実行し、
前記エンジンストールの発生時における前記最大リフト量が前記目標リフト量よりも小さいときには、前記エンジンストールの発生時における前記最大リフト量が前記目標リフト量よりも大きいときに比して前記診断処理の実行時における前記駆動部への電力供給量を小さくする
ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。
【請求項２】
前記目標リフト量として、機関始動時用の最大リフト量が設定される
請求項１に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
【請求項３】
前記診断処理では、前記電力供給時の前記駆動部の駆動速度が所定値以上のときに前記連結部での連結外れ有りと診断される
請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
【請求項４】
前記エンジンストールが発生した後、スタータモータによるクランキングを所定時間行っても機関が始動しないときに前記診断処理を実行する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
【請求項５】
前記エンジンストールが発生した後、イグニッションスイッチがオフ操作されたときに前記診断処理を実行する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関バルブの最大リフト量を変更する可変動弁機構の異常診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸気バルブや排気バルブといった機関バルブの最大リフト量を機関運転状態に応じて変更する可変動弁機構が知られている。この可変動弁機構は、機関バルブの最大リフト量を変更する可変機構部と、可変機構部を駆動する駆動部と、可変機構部及び駆動部を連結する連結部とを備えている。
【０００３】
この連結部において連結外れといった異常が生じると、駆動部の駆動力が可変機構部に伝達されなくなるため、駆動部が動作していても最大リフト量は変更できないといった動作異常が生じる。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、可変機構部と駆動部とにそれぞれ回転角センサを設け、駆動部の電動モータを駆動したときの各回転角センサの出力値の整合性を判定することで、それら各回転角センサや、駆動部の駆動力を可変機構部に伝達する伝達機構部の異常を診断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記文献１のごとく駆動部を駆動したときのセンサ出力に基づいて連結部での連結外れを診断するに際し、駆動部に対して必要以上に過剰な電力が供給されると、各機構に過度な負荷がかかったり、電力消費量が増加するなどの不都合が生じる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変機構部と駆動部とを連結する連結部の異常診断時において、駆動部に供給する電力をより最適化することのできる可変動弁機構の異常診断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、内燃機関に設けられた機関バルブの最大リフト量を変更するとともに同機関バルブを開閉するスプリングの反力が作用する可変機構部と、前記可変機構部を駆動する電動式の駆動部と、前記可変機構部及び前記駆動部を連結する連結部とを備える可変動弁機構の異常診断装置であって、前記内燃機関にエンジンストールが生じたときには、前記最大リフト量が予め定められた目標リフト量となるように前記駆動部への電力供給を行うとともにこの電力供給時の前記駆動部の駆動状態に基づいて前記連結部での連結外れの有無を診断する診断処理を実行し、前記エンジンストールの発生時における前記最大リフト量が前記目標リフト量よりも小さいときには、前記エンジンストールの発生時における前記最大リフト量が前記目標リフト量よりも大きいときに比して前記診断処理の実行時における前記駆動部への電力供給量を小さくすることをその要旨とする。
【０００８】
上記連結部が外れてしまうと機関バルブの最大リフト量が制御できなくなるため、場合によっては内燃機関がエンジンストールすることがある。そこで、同構成では、内燃機関にエンジンストールが生じたときには、連結部での連結外れの有無を診断する診断処理を行うようにしている。
【０００９】
ここで、連結外れが生じると、駆動部を駆動したときの駆動負荷が大きく低下するため、連結外れの有無によって駆動部の駆動状態は大きく異なるようになる。そこで、同構成では、上記診断処理として、最大リフト量が予め定められた目標リフト量となるように駆動部への電力供給を行い、この電力供給時の駆動部の駆動状態に基づいて連結部での連結外れの有無を診断するようにしている。
【００１０】
他方、上記可変機構部には、一般に、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングの反力が作用する。そして、機関バルブの最大リフト量が大きくなるほど、バルブスプリングの反力の最大値は大きくなるため、駆動部に対する駆動負荷は大きくなる。従って、最大リフト量が大きくなる方向に駆動部が駆動されるときにあって、連結外れが生じていないときには駆動部に対する駆動負荷が非常に大きいため、少ない電力では駆動部が駆動しない。一方、最大リフト量が大きくなる方向に駆動部が駆動されるときにあって、連結外れが生じているときには駆動部に対する駆動負荷が非常に小さいため、少ない電力でも駆動部は十分に動作する。このように最大リフト量が大きくなる方向に駆動部が駆動されるときには、駆動部にそれほど大きな電力を供給しなくても、連結外れの有無を十分に判定することができる。
【００１１】
そこで、同構成では、エンジンストールの発生時における最大リフト量が目標リフト量よりも小さいとき（つまり最大リフト量が大きくなる方向に駆動部が駆動されるとき）には、エンジンストールの発生時における最大リフト量が目標リフト量よりも大きいとき（つまり最大リフト量が小さくなる方向に駆動部が駆動されるとき）に比して診断処理の実行時における駆動部への電力供給量を小さくするようにしている。従って、駆動部に供給される電力を抑えつつ連結外れの有無を適切に診断することが可能となる。
【００１２】
こうして同構成によれば、可変機構部と駆動部とを連結する連結部の異常診断時において、駆動部に供給する電力をより最適化することができるようになる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記目標リフト量として、機関始動時用の最大リフト量が設定されていることをその要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、エンジンストール発生後の最大リフト量が機関始動時用の最大リフト量に変更されるため、エンジンストール発生後の機関始動を好適に行うことができるようになる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記診断処理では、前記電力供給時の前記駆動部の駆動速度が所定値以上のときに前記連結部での連結外れ有りと診断されることをその要旨とする。
【００１５】
上述したように、連結部で連結外れが生じると、駆動部を駆動したときの駆動負荷が大きく低下する。そのため、連結部で連結外れが生じているときには、駆動部に電力を供給したときの駆動部の駆動速度が、連結外れ無しのときと比較して速くなる。そこで、同構成によるように、電力供給時の駆動部の駆動速度が所定値以上のときに連結部での連結外れ有りと診断することにより、駆動部の駆動状態に基づいた連結外れの診断を適切に行うことができるようになる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記エンジンストールが発生した後、スタータモータによるクランキングを所定時間行っても機関が始動しないときに前記診断処理を実行することをその要旨とする。
【００１７】
上記診断処理では、機関バルブの最大リフト量が予め定められた目標リフト量となるように変更される。ここで、機関のクランキング中に最大リフト量が変更されると、内燃機関の始動に悪影響を与えるおそれがある。そこで、同構成では、クランキングを所定時間行っても機関が始動しないときに診断処理を実行するようにしている。従って、クランキング中での最大リフト量の変化が抑えられ、これにより機関始動に対する悪影響を抑えることができるようになる。
【００１８】
なお、請求項５に記載の発明によるように、エンジンストールが発生した後、イグニッションスイッチがオフ操作されたときに上記診断処理を実行する、という構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を具体化した一実施形態にあって、これが適用されるエンジンのシリンダヘッド周りの構造を示す断面図。
【図２】同実施形態における可変動弁機構の破断斜視図。
【図３】同実施形態における可変動弁機構の可変機構部、駆動部、連結部、及び制御装置を示す模式図。
【図４】同実施形態における連結部の診断処理についてその手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示されるように、内燃機関の機関本体１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上方に載置されたシリンダヘッド２０とを備えている。
【００２１】
シリンダブロック１０の内部に形成された円筒状のシリンダ１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられており、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。
【００２２】
シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１は吸気通路３０の一部を構成している。また、排気ポート２２は排気通路４０の一部を構成している。
【００２３】
吸気ポート２１には、同吸気ポート２１と燃焼室１３とを連通・遮断する吸気バルブ３１が設けられている。排気ポート２２には、同排気ポート２２と燃焼室１３とを連通・遮断する排気バルブ４１が設けられている。各バルブ３１、４１はバルブスプリング２４によって閉弁方向に付勢されている。
【００２４】
また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１、４１に対応してラッシュアジャスタ２５が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１、４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。ロッカアーム２６は、一端がラッシュアジャスタ２５に支持されており、他端が各バルブ３１、４１の端部に当接されている。
【００２５】
更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１、４１を駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１に当接しているロッカアーム２６のローラ２６ａに当接されている。これにより、機関運転中において、図１に矢印で示す方向に排気カムシャフト４２が回転すると、排気カム４２ａの作用により、ラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点としてロッカアーム２６が揺動する。そしてロッカアーム２６の揺動により、排気バルブ４１が開弁方向にリフトされる。
【００２６】
一方、吸気バルブ３１に当接するロッカアーム２６と吸気カム３２ａとの間には、吸気バルブ３１のバルブ特性を変更する可変動弁機構の一部を構成する可変機構部３００が設けられている。この可変機構部３００は入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有しており、これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。ロッカアーム２６は、バルブスプリング２４の付勢力によって出力アーム３２１側に付勢され、同ロッカアーム２６の中間部分に設けられたローラ２６ａが出力アーム３２１の外周面に当接されている。
【００２７】
また、可変機構部３００の外周面には凸部３１３が設けられており、この凸部３１３には、シリンダヘッド２０内に固定されたスプリング５０の付勢力が作用する。このスプリング５０の付勢力により、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に当接している。これにより、機関運転中において、図１に矢印で示す方向に吸気カム３２ａが回転すると、吸気カム３２ａの作用により、可変機構部３００は支持パイプ３３０を中心に揺動する。そして、出力アーム３２１によってロッカアーム２６が押圧されることにより、ラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点としてロッカアーム２６が揺動する。このロッカアーム２６の揺動により、吸気バルブ３１は開弁方向にリフトされる。
【００２８】
上記支持パイプ３３０には、その軸方向に沿って移動可能な制御軸３４０が挿入されている。可変機構部３００は、制御軸３４０を軸方向に変位させることにより、支持パイプ３３０を中心とした入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図１に示す角度θを変更する。
【００２９】
次に、図２を参照して、可変機構部３００の構成を更に詳しく説明する。
図２に示されるように、シリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０の内部には、制御軸３４０が軸方向に移動可能に挿入されている。また、支持パイプ３３０には円筒状のスライダ３５０が軸方向に移動可能に外嵌されている。
【００３０】
この円筒状のスライダ３５０の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝３５３が形成されている。そして、この溝３５３には、制御軸３４０に形成された凹部に基端部が挿入された係止ピン３４１が嵌合されている。また、支持パイプ３３０の管壁には、その軸方向に延伸する長孔３３１が形成されており、係止ピン３４１はこの長孔３３１を通じてスライダ３５０の溝３５３に係止されている。これによりスライダ３５０は、支持パイプ３３０及び制御軸３４０を中心に自由に揺動し、且つ制御軸３４０の軸方向の変位に連動して移動可能にされている。
【００３１】
また、スライダ３５０の外周面には、その中央部分にヘリカルスプライン３５１が形成されるとともに、その両端部分にはヘリカルスプライン３５１と歯すじが逆向きに傾斜したヘリカルスプライン３５２が形成されている。
【００３２】
このスライダ３５０には、図２に示されるように入力部３１０と、これを挟むように配設される一対の出力部３２０とが外嵌されている。入力部３１０の内周面には、ヘリカルスプライン３１２が形成されており、このヘリカルスプライン３１２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５１と噛合している。また、入力部３１０の外周面には、制御軸３４０の径方向に突出する一対の入力アーム３１１が形成されており、これら一対の入力アーム３１１の間にはローラ３１１ａが回動自在に支持されている。
【００３３】
一方、一対の出力部３２０の内周面にはヘリカルスプライン３２２が形成されており、このヘリカルスプライン３２２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５２とそれぞれ噛合している。また、出力部３２０の外周面には、制御軸３４０の径方向に突出する出力アーム３２１がそれぞれ形成されている。
【００３４】
このように構成された可変機構部３００では、制御軸３４０が軸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダ３５０が軸方向に変位する。スライダ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１、３５２は、歯すじの形成方向がそれぞれ異なっており、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２，３２２とそれぞれ噛合されている。そのため、スライダ３５０が軸方向に変位すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１の最大リフト量及び開弁期間が変更される。具体的には、図２に示す矢印Ｈｉ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＨｉ方向に移動する。これに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図１に示す角度θが大きくなり、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが大きくなる。一方、図２に示される矢印Ｌｏ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＬｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが小さくなる。
【００３５】
本実施形態の内燃機関では、このように吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが変更されることにより吸入空気量ＧＡが調量される。
次に、図３を参照して、可変機構部３００の制御軸３４０を軸方向に変位させる駆動部２００、及び駆動部２００の制御態様を説明する。
【００３６】
図３に示されるように、駆動部２００は、電動式のモータ２１０と、モータ２１０の回転運動を直線運動に変換して出力する出力軸２２１を有した変換機構２２０とを備えている。なお、本実施形態では、モータ２１０としてＤＣブラシレスモータが採用されている。
【００３７】
制御軸３４０の先端部と出力軸２２１の先端部とは、連結部４００にて連結されている。これにより、モータ２１０を所定の範囲、例えば１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）内で回転させると、モータ２１０の回転運動が変換機構２２０の出力軸２２１を通じて直線運動に変換されて制御軸３４０に伝達され、制御軸３４０が軸方向に変位して可変機構部３００が駆動される。このように本実施形態の可変動弁機構は、可変機構部３００、駆動部２００、及び連結部４００にて構成されている。
【００３８】
因みに、モータ２１０を逆回転させると、制御軸３４０は、図３に示す矢印Ｈｉ方向に移動し、上述したように可変機構部３００の入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなる。一方、モータ２１０を正回転させると、制御軸３４０は図３に示すように矢印Ｌｏ方向に移動し、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなる。
【００３９】
なお、可変機構部３００の各ヘリカルスプラインの歯すじ方向を変更することにより、モータ２１０を正回転させたときには入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなり、モータ２１０を逆回転させたときには入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなるようにすることも可能である。
【００４０】
また、制御軸３４０の矢印Ｈｉ方向への移動及び矢印Ｌｏ方向への移動は、制御軸３４０に設けられた図示しないストッパによって所定の範囲内で規制されるようになっており、このストッパによって規制される位置が制御軸３４０の可動限界位置となっている。
【００４１】
このように駆動部２００を駆動して制御軸３４０をその軸方向に変位させることにより吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭは、制御軸３４０の軸方向の位置に対応して変化する。また、制御軸３４０の軸方向の位置は、駆動部２００の駆動量、より詳しくはモータ２１０の回転角に対応して変化する。
【００４２】
駆動部２００には、モータ２１０の相対回転角を検出する回転角センサＳ１やが設けられている。
回転角センサＳ１は、可変動弁機構の駆動制御、換言すればモータ２１０の回転駆動制御を行うモータ用制御装置１５０に接続されている。このモータ用制御装置１５０では、上記可動限界位置を基準位置とし、この基準位置と回転角センサＳ１で検出される相対回転角とに基づいてモータ２１０の絶対回転角が算出される。この絶対回転角は、可動限界位置からの制御軸３４０の位置と一致するため、同絶対回転角に基づいて制御軸３４０の軸方向の位置を示すストローク値Ｓが算出される。
【００４３】
また、モータ用制御装置１５０は、モータ２１０に供給される電圧のデューティ比Ｄを変更する、いわゆるデューティ制御を行うことによりモータ２１０の回転速度を制御するとともに、同モータ２１０の回転量を調整することにより制御軸３４０の軸方向の位置を変更する。
【００４４】
モータ用制御装置１５０で算出されたストローク値Ｓは、機関用制御装置１００に入力される。この機関用制御装置１００には、例えば以下のような各種センサやスイッチが接続されている。
【００４５】
・車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を検出するアクセルセンサ１１１。
・内燃機関の吸気通路３０に設けられたスロットルバルブの開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットルセンサ１１２。
【００４６】
・上記吸気通路３０を介して燃焼室１３に吸入される空気の量、すなわち吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１１３。
・内燃機関のクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ１１４。
【００４７】
・内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサ１１５。
・内燃機関の始動及び停止を行うイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという）１１６。
【００４８】
機関用制御装置１００は、各種センサから出力された信号等に基づいて機関運転状態を把握する。そして、その把握した機関運転状態に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御といった各種機関制御を行う。
【００４９】
また、機関用制御装置１００は、上記可変機構部３００及び上記駆動部２００とで構成される可変動弁機構の駆動制御も行う。具体的には、機関用制御装置１００は、上記ストローク値Ｓに基づいて吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬの現状値を算出する。また、同機関用制御装置１００は、機関運転状態に基づいて最大リフト量ＶＬの目標値である目標リフト量ＶＬｐを算出する。この目標リフト量ＶＬｐは、モータ用制御装置１５０に入力され、同モータ用制御装置１５０では、目標リフト量ＶＬｐに対応する目標ストローク値Ｓｐが算出される。そして、実際のストローク値Ｓが目標ストローク値Ｓｐと一致するようにモータ２１０の回転駆動制御が行われることにより、実際の最大リフト量ＶＬが目標リフト量ＶＬｐに向けて変更される。なお、最大リフト量ＶＬと開弁期間ＩＮＣＡＭとは同期して変化するため、目標リフト量ＶＬｐに代えて目標開弁期間ＩＮＣＡＭｐを設定し、この目標開弁期間ＩＮＣＡＭｐに対応する目標ストローク値Ｓｐを算出するようにしてもよい。なお、本実施形態では、機関用制御装置１００及びモータ用制御装置１５０を使って可変動弁機構の駆動が制御されているため、これら機関用制御装置１００及びモータ用制御装置１５０をまとめて制御装置５００という。
【００５０】
モータ２１０の回転駆動制御に際しては、上述したデューティ制御が行われる。このデューティ制御では、目標リフト量ＶＬｐと現在の最大リフト量ＶＬとの差の絶対値であるリフト量偏差ΔＶＬが算出される。そして、このリフト量偏差ΔＶＬに基づいてデューティ比Ｄが設定される。より詳細には、リフト量偏差ΔＶＬが大きいときほどデューティ比Ｄは大きくされる。これにより目標リフト量ＶＬｐと最大リフト量ＶＬとの乖離が大きいときには、モータ２１０の回転速度が速くされることによりリフト量偏差ΔＶＬは早期に小さくなる。そして、リフト量偏差ΔＶＬが小さくなるに伴ってデューティ比Ｄは小さくされていくことにより、モータ２１０の回転速度は低下されていき、これにより目標リフト量ＶＬｐに対する最大リフト量ＶＬのオーバーシュート等が抑制される。
【００５１】
ところで、可変機構部３００の制御軸３４０と駆動部２００の出力軸２２１とが正常に連結されているときには、駆動部２００から可変機構部３００への駆動力伝達が行われることにより、吸気バルブ３１のバルブ特性の変更は機関運転状態に応じて適切に行われる。
【００５２】
一方、連結部４００に異常が生じて、同連結部４００が制御軸３４０や出力軸２２１から外れてしまうと、駆動部２００の駆動力を可変機構部３００に伝達することができないため、駆動部２００が正常に動作していてもバルブ特性を適切に変更することができないといった動作異常が生じる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、可変機構部３００と駆動部２００との連結異常を、より具体的には連結部４００での連結外れの有無を診断するようにしている。この診断は、図４に示す診断処理を実行することで行われる。なお、この診断処理は、制御装置５００によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【００５４】
本処理が開始されるとまず、エンジンストールが発生したか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、例えば機関回転速度ＮＥが「０」であって、かつ最大リフト量ＶＬが機関始動に適した始動時リフト量ＶＬ１になっていないときに肯定判定される。そして、エンジンストールが発生していないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００５５】
一方、エンジンストールが発生したときには（Ｓ１００：ＮＯ）、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が、スタータモータを駆動する「ＳＴＡ」の位置になっているか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が「ＳＴＡ」ではないときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、次に、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が、内燃機関を停止させる「ＯＦＦ」の位置になっているか否かが判定される（Ｓ１４０）。
【００５６】
そして、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が「ＯＦＦ」ではないときには（Ｓ１４０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が「ＯＦＦ」のときには（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、目標リフト量ＶＬｐとして、機関始動に最適な上記始動時リフト量ＶＬ１が設定される（Ｓ１５０）。
【００５７】
次に、停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１よりも小さいか否かが判定される（Ｓ１６０）。この停止時リフト量ＶＬｅｓは、エンジンストールが発生して機関回転速度ＮＥが「０」になったときの実際の最大リフト量ＶＬである。
【００５８】
そして停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１以上に大きいときには（Ｓ１６０：ＮＯ）、リフト量偏差ΔＶＬに基づいてデューティ比Ｄが設定されて（Ｓ１８０）、この設定されたデューティ比Ｄにてモータ２１０が回転駆動される。
【００５９】
次に、モータ２１０の回転速度であるモータ駆動速度ＭＶが異常判定速度Ｖ１を超えているか否かが判定され（Ｓ２００）、モータ駆動速度ＭＶが異常判定速度Ｖ１を超えているときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、連結部４００が外れていると判定されて（Ｓ２１０）、本処理は一旦終了される。
【００６０】
一方、モータ駆動速度ＭＶが異常判定速度Ｖ１以下のときには（Ｓ２００：ＮＯ）、連結部４００が外れていないると判定されて（Ｓ２２０）、本処理は一旦終了される。
他方、上記ステップＳ１６０にて、停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１よりも小さいと判定されるときには（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、デューティ比Ｄとして予め定められた固定値Ｄ１が設定される（Ｓ１７０）。この固定値Ｄ１としては、リフト量偏差ΔＶＬに基づいて設定されるデューティ比Ｄよりも小さい値であって、連結部４００での連結外れが生じていないときにはバルブスプリング２４からの反力等によってモータ２１０が回転できない程度のデューティ比が設定されている。そして、固定値Ｄ１に設定されたデューティ比Ｄの駆動電圧がモータ２１０に印加される。
【００６１】
次に、固定値Ｄ１に設定されたデューティ比Ｄにてモータ２１０が回転したか否かが判定され（Ｓ１９０）、モータ２１０が回転したときには（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、連結部４００が外れていると判定されて（Ｓ２１０）、本処理は一旦終了される。
【００６２】
一方、モータ２１０が回転しないときには（Ｓ１９０：ＮＯ）、連結部４００が外れていないと判定されて（Ｓ２２０）、本処理は一旦終了される。
他方、上記ステップＳ１１０にて、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が「ＳＴＡ」であるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、スタータモータによるクランキング時間ＣＴが計測される（Ｓ１２０）。そして、クランキング時間ＣＴが所定の判定時間Ｔ１を超えたか否かが判定され（Ｓ１３０）、クランキング時間ＣＴが判定時間Ｔ１を超えていないときには（Ｓ１３０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００６３】
一方、クランキング時間ＣＴが判定時間Ｔ１を超えているときには（Ｓ１３０：ＮＯ）、機関始動が困難であると判断されて、上記ステップＳ１５０以降の処理、つまりモータ２１０の駆動に関する処理や連結部４００の異常を診断する処理が行われる。
【００６４】
次に、上記診断処理の作用を説明する。
まず、連結部４００が外れてしまうと吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬが制御できなくなるため、場合によっては内燃機関がエンジンストールすることがある。そこで、本実施形態では、内燃機関にエンジンストールが生じたときには、連結部４００で連結外れが生じている可能性があるとして、同連結外れの有無を診断する上記診断処理が行われる。
【００６５】
ここで、連結外れが生じると、駆動部２００を駆動したときに同駆動部２００にかかる駆動負荷が大きく低下するため、連結外れの有無によって駆動部２００の駆動状態は大きく異なるようになる。そこで、上記診断処理では、最大リフト量ＶＬが予め定められた目標リフト量（始動時リフト量ＶＬ１）となるように駆動部２００（より詳細にはモータ２１０）への電力供給を行い、この電力供給時の駆動部２００の駆動状態に基づいて連結部４００での連結外れの有無が診断されることにより、同連結外れが適切に診断される。
【００６６】
他方、上記可変機構部３００には、吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の反力が作用する。そして、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬが大きくなるほど、バルブスプリング２４の反力の最大値は大きくなるため、駆動部２００に対する駆動負荷は大きくなる。従って、最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときにあって、連結外れが生じていないときには駆動部２００に対する駆動負荷が非常に大きいため、少ない電力ではモータ２１０が回転できず、駆動部２００が駆動しない。一方、最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときにあって、連結外れが生じているときには駆動部２００に対する駆動負荷が非常に小さいため、少ない電力でもモータ２１０は回転可能であり、駆動部２００は十分に動作する。このように最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときには、駆動部２００にそれほど大きな電力を供給しなくても、連結外れの有無を十分に判定することができる。
【００６７】
そこで、上記診断処理では、エンジンストールが生じると、最大リフト量ＶＬが停止時リフト量ＶＬ１となるように駆動部２００に電力供給を行うようにしている。そして、停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１よりも大きいとき（ステップＳ１６０：ＮＯ）、つまり最大リフト量ＶＬが小さくなる方向に駆動部２００が駆動されるときには、ステップＳ１８０の処理を通じて、リフト量偏差ΔＶＬに基づいたデューティ比Ｄの設定を行うようにしている。
【００６８】
一方、停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１よりも小さいとき（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、つまり最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときには、ステップＳ１７０処理を通じて、デューティ比Ｄを固定値Ｄ１に設定するようにしている。ここで、固定値Ｄ１は、ステップＳ１８０の処理を通じて設定されるデューティ比Ｄよりも小さい値となっているため、駆動部２００に供給される電力を抑えつつ連結外れの有無を適切に診断することができる。
【００６９】
ちなみに、最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときにあって、本実施形態よりも大きなデューティ比Ｄを付加しても連結外れの有無を診断することは可能だが、例えば次のような不都合の発生が懸念される。まず、デューティ比Ｄを大きくするとモータ２１０の消費電力量が大きくなるため、例えばバッテリの蓄電力が不必要に減少してしまう。また、デューティ比Ｄを大きくするとモータ２１０の駆動トルクは増大するが、最大リフト量ＶＬが大きく方向に駆動部２００を駆動する場合にあって連結外れが生じていない場合には、駆動部２００の駆動負荷が非常に大きくなるため、モータ２１０や変換機構２２０、あるいは制御軸３４０等に大きな負荷がかかるおそれもある。この点、本実施形態では、最大リフト量ＶＬが大きくなる方向に駆動部２００が駆動されるときのデューティ比Ｄが十分に小さくされているため、これら各種の不都合の発生も抑えられる。
【００７０】
また、診断処理実行時の目標リフト量として、機関始動に最適な始動時リフト量ＶＬ１が設定される。従って、エンジンストール発生後の最大リフト量ＶＬは、機関始動時用の最大リフト量ＶＬに変更されるようになり、エンジンストール発生後の機関始動が好適に行われる。
【００７１】
また、上述したように、連結部４００で連結外れが生じると、駆動部２００を駆動したときの駆動負荷が大きく低下する。そのため、連結部４００で連結外れが生じているときには、駆動部２００に電力を供給したときの駆動部２００の駆動速度が、連結外れ無しのときと比較して速くなる。そこで、上記診断処理では、電力供給時の駆動部２００の駆動速度が所定値以上のときに連結部４００での連結外れ有りと診断するようにしている。より詳細には、ステップＳ２００においてモータ駆動速度ＭＶが異常判定速度Ｖ１を超えていると判定されるときには、ステップＳ２１０にて連結外れ有りと判定される。また、ステップＳ１９０においてモータ２１０が回転したと判定されるとき、つまり実質的にはモータ駆動速度ＭＶが、「０」に設定された異常判定速度Ｖ１を超えていると判定されるときにも、ステップＳ２１０にて連結外れ有りと判定される。こうした判定により、駆動部２００の駆動状態に基づいた連結外れの診断が適切に行われる。
【００７２】
また、上記診断処理では、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬが始動時リフト量ＶＬ１となるように変更される。ここで、機関のクランキング中に最大リフト量ＶＬが変更されると、内燃機関の始動に悪影響を与えるおそれがある。そこで、ステップＳ１３０にて肯定判定されるとき、つまりクランキングを所定時間行っても機関が始動しないときには、最大リフト量ＶＬの変化を伴う上記ステップＳ１５０以降の処理を実行するようにしている。従って、クランキング中での最大リフト量ＶＬの変化が抑えられ、これにより機関始動に対する悪影響が抑えられる。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）内燃機関にエンジンストールが生じたときには、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬが予め定められた始動時リフト量ＶＬ１となるように駆動部２００への電力供給を行い、この電力供給時の駆動部２００の駆動状態に基づいて連結部４００での連結外れの有無を診断する診断処理を行うようにしている。そのため、連結部４００での連結外れの有無を適切に診断することができるようになる。
【００７４】
（２）エンジンストールの発生時における最大リフト量ＶＬである停止時リフト量ＶＬｅｓが、目標リフト量として設定された始動時リフト量ＶＬ１よりも小さいときには、停止時リフト量ＶＬｅｓが始動時リフト量ＶＬ１よりも大きいときに比して診断処理の実行時における駆動部２００への電力供給量を小さくするようにしている。従って、駆動部２００に供給される電力を抑えつつ連結外れの有無を適切に診断することが可能となり、可変機構部３００と駆動部２００とを連結する連結部４００の異常診断時において、駆動部２００に供給する電力をより最適化することができるようになる。
【００７５】
（３）上記目標リフト量として、機関始動時用の最大リフト量（始動時リフト量ＶＬ１）を設定するようにしているため、エンジンストール発生後の機関始動を好適に行うことができるようになる。
【００７６】
（４）駆動部２００への電力供給時において、同駆動部２００の駆動速度（モータ駆動速度ＭＶ）が異常判定速度Ｖ１を超えているときには、連結部４００での連結外れ有りと診断するようにしている。従って、駆動部２００の駆動状態に基づいた連結外れの診断を適切に行うことができるようになる。
【００７７】
（５）エンジンストールが発生した後、クランキング時間ＣＴが判定時間Ｔ１を超えても機関が始動しないときに、最大リフト量ＶＬの変化を伴う診断処理を実行するようにしている。従って、クランキング中での最大リフト量ＶＬの変化が抑えられ、これにより最大リフト量ＶＬの変化が機関始動に与える悪影響を抑えることができるようになる。
【００７８】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・診断処理実行時の目標リフト量として上記始動時リフト量ＶＬ１を設定するようにしたが、この他の最大リフト量を設定してもよい。
【００７９】
・駆動部２００の駆動速度に基づいて連結部４００の連結外れを診断するようにしたが、この他の駆動状態に基づいて連結外れを診断するようにしてもよい。要は、連結外れの有無によって駆動部２００への駆動負荷は変化するため、こうした駆動負荷の変化に対応して変化する駆動状態のパラメータ（上記実施形態では駆動速度が同パラメータに相当）に基づいて連結外れを診断すればよい。こうしたパラメータとして、例えば出力軸のひずみ量を検出してもよい（駆動負荷が大きくなるほど同ひずみ量が大きくなるため）。また、駆動部２００の駆動トルクを検出してもよい（ＤＣブラシレスモータ等では、駆動負荷が大きくなるほどこの駆動負荷に抗するために駆動トルクが大きくされるため）。また、駆動部２００への供給電力量を検出してもよい（ＤＣブラシレスモータ等では、駆動負荷が大きくなるほど駆動トルクを大きくするために供給電力量が多くされるため）。
【００８０】
・クランキング中での最大リフト量ＶＬの変化を抑えるための処理（図４のステップＳ１１０、ステップＳ１２０、及びステップＳ１３０の各処理）を省略してもよい。この場合でも、上記（５）以外の効果を得ることができる。
【００８１】
・上記診断処理では、ＩＧスイッチ１１６の操作位置が「ＯＦＦ」であるか否かを判定するようにしたが、この判定処理（図４のステップＳ１４０の処理）を省略してもよい。
・上記可変動弁機構は機関バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更可能な機構であった。この他、機関バルブの最大リフト量のみを変更可能な機構であっても本発明は同様に適用することができる。本発明は同様に適用することができる。
【００８２】
・上記可変動弁機構が排気バルブ４１の最大リフト量を変更するものであっても本発明は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１：機関本体、１０：シリンダブロック、１１：シリンダ、１２：ピストン、１３：燃焼室、２０：シリンダヘッド、２１：吸気ポート、２２：排気ポート、２４：バルブスプリング、２５：ラッシュアジャスタ、２６：ロッカアーム、２６ａ：ローラ、３０：吸気通路、３１：吸気バルブ、３２：吸気カムシャフト、３２ａ：吸気カム、４０：排気通路、４１：排気バルブ、４２：排気カムシャフト、４２ａ：排気カム、５０：スプリング、１００：機関用制御装置、１１１：アクセルセンサ、１１２：スロットルセンサ、１１３：エアフロメータ、１１４：クランク角センサ、１１５：水温センサ、１１６：イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）、１５０：モータ用制御装置、２００：駆動部、２１０：モータ、２２０：変換機構、２２１：出力軸、３００：可変機構部、３１０：入力部、３１１：入力アーム、３１１ａ：ローラ、３１２：ヘリカルスプライン、３１３：凸部、３２０：出力部、３２１：出力アーム、３２２：ヘリカルスプライン、３３０：支持パイプ、３３１：長孔、３４０：制御軸、３４１：係止ピン、３５０：スライダ、３５１：ヘリカルスプライン、３５２：ヘリカルスプライン、３５３：溝、４００：連結部、５００：制御装置。
【図１】
2013181489.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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