(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関弁の開閉動作を制御する内燃機関の動弁制御装置であって、
前記内燃機関の回転に同期して駆動されるカムによって前記機関弁を開閉駆動するカム式動弁機構と、
開弁した前記機関弁を係止することによって、当該機関弁を開弁状態に保持するためのアクチュエータと、
当該アクチュエータの動作を制御することによって、前記機関弁の閉弁タイミングを制御する制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記アクチュエータの動作を制御し、
前記アクチュエータの動作モードを、当該アクチュエータにより前記機関弁を係止する作動モードと、前記機関弁を係止しない休止モードとに切り換える切換機構と、
前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記アクチュエータの動作モードを決定する動作モード決定手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、当該決定された動作モードに応じて、前記切換機構の動作を制御し、
ロッカシャフトと、
当該ロッカシャフトに回動自在に支持され、前記機関弁に当接し、前記カムで駆動されることによって前記機関弁を開閉駆動する駆動用ロッカアームと、
前記機関弁を開弁状態に保持するために、前記ロッカシャフトに回動自在に支持され、前記アクチュエータが当接する保持用ロッカアームと、をさらに備え、
前記切換機構は、前記駆動用ロッカアームおよび前記保持用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに切り換えることによって、前記アクチュエータの動作モードを前記作動モードと前記休止モードにそれぞれ切り換えることを特徴とする内燃機関の動弁制御装置。
【請求項２】
前記駆動用ロッカアームは、複数の駆動用ロッカアームで構成され、
前記複数の駆動用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに、油圧により切り換える第１油圧切換機構をさらに備え、
前記切換機構は、第２油圧切換機構で構成され、
前記複数の駆動用ロッカアームの１つには前記第１油圧切換機構用の油圧室が形成されており、
前記保持用ロッカアームは、前記油圧室を形成した前記駆動用ロッカアームに隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータと前記保持用ロッカアームとの当接部は、前記駆動用ロッカアームと前記機関弁との当接部よりも、前記ロッカシャフトから遠い位置に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータと前記保持用ロッカアームとの当接部は、前記駆動用ロッカアームと前記機関弁との当接部よりも、前記ロッカシャフトから近い位置に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項５】
前記切換機構は、前記駆動用ロッカアームおよび前記保持用ロッカアームを、前記内燃機関が低回転状態のときに連結状態に切り換え、高回転状態のときに遮断状態に切り換えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項６】
吸気弁の開閉動作を制御する内燃機関の動弁制御装置であって、
前記内燃機関の回転に同期して駆動されるカムによって前記吸気弁を開閉駆動するカム式動弁機構と、
開弁した前記吸気弁を係止することによって、当該吸気弁を開弁状態に保持するためのアクチュエータと、
当該アクチュエータの動作を制御することによって、前記吸気弁の閉弁タイミングを制御する制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記アクチュエータの動作を制御し、
前記アクチュエータの動作モードを、当該アクチュエータにより前記吸気弁を係止する作動モードと、前記吸気弁を係止しない休止モードとに切り換える切換機構と、
前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記アクチュエータの動作モードを決定する動作モード決定手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、当該決定された動作モードに応じて、前記切換機構の動作を制御し、
ロッカシャフトと、
当該ロッカシャフトに回動自在に支持され、前記吸気弁に当接し、前記カムで駆動されることによって前記吸気弁を開閉駆動する駆動用ロッカアームと、
前記吸気弁を開弁状態に保持するために、前記ロッカシャフトに回動自在に支持され、前記アクチュエータが当接する保持用ロッカアームと、をさらに備え、
前記切換機構は、前記駆動用ロッカアームおよび前記保持用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに切り換えることによって、前記アクチュエータの動作モードを前記作動モードと前記休止モードにそれぞれ切り換えることを特徴とする内燃機関の動弁制御装置。
【請求項７】
前記駆動用ロッカアームは、複数の駆動用ロッカアームで構成され、
前記複数の駆動用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに、油圧により切り換える第１油圧切換機構をさらに備え、
前記切換機構は、第２油圧切換機構で構成され、
前記複数の駆動用ロッカアームの１つには前記第１油圧切換機構用の油圧室が形成されており、
前記保持用ロッカアームは、前記油圧室を形成した前記駆動用ロッカアームに隣接して配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項８】
前記アクチュエータと前記保持用ロッカアームとの当接部は、前記駆動用ロッカアームと前記吸気弁との当接部よりも、前記ロッカシャフトから遠い位置に配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項９】
前記アクチュエータと前記保持用ロッカアームとの当接部は、前記駆動用ロッカアームと前記吸気弁との当接部よりも、前記ロッカシャフトから近い位置に配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の内燃機関の動弁制御装置。
【請求項１０】
前記切換機構は、前記駆動用ロッカアームおよび前記保持用ロッカアームを、前記内燃機関が低回転状態のときに連結状態に切り換え、高回転状態のときに遮断状態に切り換えることを特徴とする、請求項６ないし９のいずれかに記載の内燃機関の動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁および／または排気弁の開閉動作、特に閉弁タイミングを制御する内燃機関の動弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃費や出力、排気特性の向上を図るべく、その運転状態に適した吸排気性能を得るために、吸気弁や排気弁の開閉タイミングあるいはリフト量を可変に制御する種々の動弁制御装置が提案されている。そのような従来の動弁制御装置の１つとして、カムシャフトに対する吸気カムの位相を変更することにより、吸気弁の開閉タイミングを連続的に変更するタイプのものが知られている（例えば特開平７−３０１１４４号公報）。しかし、このタイプの動弁制御装置では、吸気弁の開角期間は一定であって、吸気弁の開弁タイミングが設定されると、自動的に閉弁タイミングが定まってしまうため、無段階に変化する内燃機関の回転数および負荷のすべての領域において、最適な開弁タイミングと最適な閉弁タイミングを同時に得ることはできない。
【０００３】
また、従来の他のタイプの動弁制御装置として、吸気カムおよび排気カムの各々を互いに異なる所定のカムプロフィールを有する低速カムおよび高速カムで構成するとともに、各カムを、低回転時および高回転時に低速カムと高速カムにそれぞれ切り換えるものが知られている（例えば特開昭６２−１２８１１号公報）。しかし、このタイプの動弁制御装置では、カムプロフィールを２段階に切り換えるので、吸・排気弁の開閉タイミングおよびリフト量もまた、２段階で変化するにすぎないため、やはり、すべての回転・負荷領域において最適な開閉タイミングとリフト量を得ることはできない。
【０００４】
さらに、別のタイプの動弁制御装置として、吸気弁および排気弁を電磁石を用いて開閉するものが知られている（例えば特開平８−２０００２５号公報）。この動弁制御装置では、気筒ごとに各２つの吸気弁および排気弁が設けられており、これら４つの吸・排気弁がそれぞれの電磁式動弁機構によって駆動される（以下「フル電磁式の動弁制御装置」という）。各電磁式動弁機構は、互いに対向する２つの電磁石と、両電磁石間に配置され、対応する吸・排気弁に連結されたアーマチュアと、アーマチュアを付勢する２つのコイルばねなどを備えている。この電磁式動弁機構では、両電磁石を通電制御することにより、アーマチュアを電磁石に交互に吸引することによって、吸・排気弁を開閉する。したがって、通電タイミングを制御することにより、吸・排気弁の開・閉弁タイミングを任意に制御することが可能であり、それにより、すべての回転・負荷領域において、最適な開閉タイミングを実現でき、燃費や出力などの最適化を図ることができる。なお、両電磁石が非通電状態のときには、アーマチュアが、両コイルばねの付勢力のバランスにより両電磁石間の中立位置に保持される。しかし、このフル電磁式の動弁制御装置では、すべての吸・排気弁を電磁式動弁機構で駆動するため、電力消費量が非常に大きくなり、その分、燃費の改善効果が目減りしてしまう。また、電磁式動弁機構の電磁石やアーマチュアなどが磁性体で構成されるため、重量および生産コストが増大するなどの問題がある。
【０００５】
このような問題を解消するものとして、本出願人は、特願２００１−０１２３００号に、１つの気筒に設けた２つの吸気弁の一方のみを、上記と同様の電磁式動弁機構で駆動し、他方および排気弁を内燃機関の回転に同期するカム式動弁機構で駆動する動弁制御装置（以下「第１の動弁制御装置」という）をすでに提案している。この第１の動弁制御装置では、一方の吸気弁の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを、電磁式動弁機構により、内燃機関の運転状態に応じて任意に設定することによって、最適な開閉タイミングを実現でき、燃費および出力の向上を両立させることができる。また、フル電磁式の動弁制御装置と比較して、電磁式動弁機構の数が１／４ですむので、電力消費量の低減による燃費の向上と、重量および生産コストの削減などを図ることができる。
【０００６】
また、本出願人が提案した他の動弁制御装置として、特開昭６３−２８９２０８号公報に開示されたもの（以下「第２の動弁制御装置」という）が知られている。この第２の動弁制御装置は、カムシャフトに設けたカムにより、ロッカアームを介して吸気弁を開閉するカム式動弁機構と、吸気弁を開弁位置に保持するための電磁アクチュエータを備えている。この電磁アクチュエータは、シリンダヘッドに固定された１つのソレノイドと、吸気弁の弁軸に固定されたアーマチュアと、このアーマチュアとリテーナとの間に配置された衝撃吸収スプリングなどで構成されている。そして、エンジンの運転状態に応じ、吸気弁が開弁位置に達したときにソレノイドを励磁し、その吸引力をアーマチュアに及ぼし、吸気弁を開弁位置に保持することによって、吸気弁の閉弁タイミングが制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第１の動弁制御装置は、フル電磁式の動弁制御装置の問題を緩和するものの、一部に電磁式動弁機構を用いているため、以下の点において改善の余地がある。すなわち、この動弁制御装置では、１つの気筒あたり、１つの電磁式動弁機構、したがって２つの電磁石が必要であるため、その分、電力消費量が多く、吸気弁の開閉タイミングを自在としたことによる燃費改善効果が目減りするとともに、カム駆動式の通常の内燃機関と比較して、重量および生産コストが依然として大きい。また、電磁式動弁機構により可能な最高回転数が、コイルばねのばね定数でほぼ決定されるため、最高回転数が高い（例えば約９０００ｒｐｍ）内燃機関に用いた場合には、コイルばねのばね定数を大きな値に設定し、それに応じて、電磁石も大きな吸引力を有するものを採用しなければならない。その結果、電力消費量が増大し、使用頻度が通常高い低中回転域での燃費が悪化してしまうため、燃費改善と高回転・高出力化が両立しにくい。
【０００８】
また、第２の動弁制御装置は、各気筒の１つの吸気弁に対して１つの電磁石を設けるだけでよいため、第１の動弁制御装置と比較して、さらに電力消費量を低減でき、燃費を改善できるという利点を有するものの、次の点で改善の余地がある。すなわち、この第２の動弁制御装置では、電磁アクチュエータの作動・休止にかかわらず、アーマチュアの重量および衝撃吸収スプリングのばね力が、吸気弁に常に作用する。このため、電磁アクチュエータの休止状態における吸気弁の慣性質量が増大する結果、得られる最高回転数および最高出力には限界がある。この場合、最高回転数を高めるためには、バルブスプリングのばね定数を大きくすることが必要になり、その結果、電力消費量の増大により燃費が悪化し、やはり燃費改善と高回転・高出力化を十分に達成できないとともに、重量や生産コストも十分に低減できない。さらに、この動弁制御装置では、ソレノイド、アーマチュアや衝撃吸収スプリングなどを取り付けるために、エンジンのシリンダヘッドや吸気弁などを設計変更しなければならず、そのための多大な出費が避けられない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、機関弁の慣性質量の増大を最小限に抑制しながら、機関弁の閉弁タイミングを運転状態に応じて最適に設定できることにより、燃費の向上と高回転・高出力化の両立を図れるとともに、コストおよび重量を削減することができる内燃機関の動弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、機関弁の開閉動作を制御する内燃機関の動弁制御装置であって、内燃機関３の回転に同期して駆動されるカム（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気カム１１）によって機関弁（第１吸気弁ＩＶ１）を開閉駆動するカム式動弁機構５と、開弁した機関弁を係止することによって、機関弁を開弁状態に保持するためのアクチュエータ（電磁アクチュエータ２９）と、アクチュエータの動作を制御することによって、機関弁の閉弁タイミングを制御する制御手段（ＥＣＵ２）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ４２、アクセル開度センサ４３、ＥＣＵ２）と、を備え、制御手段は、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、アクチュエータの動作を制御し、アクチュエータの動作モードを、アクチュエータにより機関弁を係止する作動モードと、機関弁を係止しない休止モードとに切り換える切換機構（第２切換弁２７、第２油圧切換機構２８）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、アクチュエータの動作モードを決定する動作モード決定手段（ＥＣＵ２）と、をさらに備え、制御手段は、決定された動作モードに応じて、切換機構の動作を制御し、ロッカシャフト１４と、ロッカシャフト１４に回動自在に支持され、機関弁に当接し、カムで駆動されることによって機関弁を開閉駆動する駆動用ロッカアーム（ロッカアーム１２）と、機関弁を開弁状態に保持するために、ロッカシャフト１４に回動自在に支持され、アクチュエータが当接する保持用ロッカアーム（ＥＭＡ用ロッカアーム２６）と、をさらに備え、切換機構は、駆動用ロッカアームおよび保持用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに切り換えることによって、アクチュエータの動作モードを作動モードと休止モードにそれぞれ切り換えることを特徴とする。
【００１１】
この内燃機関の動弁制御装置によれば、機関弁は、カム式動弁機構により、内燃機関の回転に同期して駆動されるカムによって開閉される。また、制御手段による制御の下、アクチュエータは、開弁した機関弁を係止し、開弁状態に保持するとともに、その保持を解除することによって、機関弁の閉弁タイミングが制御される。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、カム式動弁機構によって機関弁を駆動するとともに、必要に応じてアクチュエータを作動させ、機関弁の閉弁タイミングを任意に制御できるので、運転状態に応じた最適な燃費と出力を得ることができる。例えば、機関弁が吸気弁である場合には、低回転・低負荷運転状態では、吸気弁の閉弁タイミングを内燃機関の運転状態に応じて遅閉じ制御することにより、ポンピングロスを最小限に低減することによって、燃費を向上させることができる。一方、高回転・高負荷運転状態では、アクチュエータを休止し、カム式動弁機構のみで吸気弁を駆動することによって、アクチュエータの追従性などに影響されることなく、高回転・高出力化を図ることができる。また、機関弁が排気弁である場合には、その閉弁タイミングを変えることで、オーバーラップ量を制御することによって、出力および排気ガス特性の向上を図ることができる。
【００１３】
また、機関弁は、基本的にカム式動弁機構で駆動され、アクチュエータは機関弁を一方向に係止するだけでよいので、その構成を簡略化することができる。また、アクチュエータは、必要なときのみ作動させればよいので、省エネルギー化を図ることができ、その分、燃費をさらに向上させることができる。さらに、機関弁をカム式動弁機構のみで駆動できるので、アクチュエータにフェイルが発生した場合でも、これに容易に対応できる。
【００１５】
さらに、検出された内燃機関の運転状態に応じて、アクチュエータの動作を制御するので、アクチュエータの作動・休止および機関弁の閉弁タイミングを、実際の運転状態に応じ、すべての回転領域および負荷領域において、最適に設定することができる。
【００１７】
また、内燃機関の運転状態に応じて決定された動作モードに応じて、アクチュエータの作動・休止を切り換えるので、アクチュエータを、実際の運転状態に応じて、必要な場合のみ適切に作動させることができる。また、アクチュエータの動作モードが休止モードに決定された場合には、切換機構により、アクチュエータを、機関弁を係止しない状態とし、強制的に休止させるので、アクチュエータ自身にフェイルが発生した場合でも、それによる悪影響が機関弁の動作に及ぶのを確実に回避しながら、機関弁をカム式動弁機構で支障なく駆動でき、燃焼状態の悪化や、それによる排気ガス特性の悪化を防止できる。
【００２５】
また、機関弁は、カムで駆動される駆動用ロッカアームを介して開閉駆動される。アクチュエータは、駆動用ロッカアームとは別体の保持用ロッカアームに当接している。そして、アクチュエータの作動モードでは、保持用ロッカアームと駆動用ロッカアームが切換機構により互いに連結され、機関弁は、アクチュエータにより、保持用ロッカアームおよび駆動用ロッカアームを介して、開弁状態に保持される。また、アクチュエータの休止モードでは、駆動用ロッカアームと保持用ロッカアームは、切換機構によって互いに遮断される。このように、休止モード時には、駆動用ロッカアームが、保持用ロッカアームおよびアクチュエータの慣性質量の影響を受けることなく、それらに対して完全にフリーな状態で回動するので、省エネルギー化を図れるとともに、高回転時における動弁系の追従性を向上させることができる。
【００２６】
請求項２に係る発明は、請求項１の動弁制御装置において、駆動用ロッカアームは、複数の駆動用ロッカアーム（低速、休止および高速ロッカアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）で構成され、複数の駆動用ロッカアームを互いに連結する連結状態と、遮断する遮断状態とに、油圧により切り換える第１油圧切換機構（第１切換弁１７、第１油圧切換機構１８）をさらに備え、切換機構は、第２油圧切換機構（第２切換弁２７、第２油圧切換機構２８）で構成され、複数の駆動用ロッカアームの１つ（低速ロッカアーム１２ａ）には第１油圧切換機構用の油圧室（油室２１）が形成されており、保持用ロッカアームは、油圧室を形成した駆動用ロッカアームに隣接して配置されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成では、保持用ロッカアームは、第１油圧切換機構用の油圧室を形成した駆動用ロッカアームに隣接して配置されているので、第１および第２の油圧切換機構の油路を互いに近づけて配置でき、それにより、油路の加工・形成を容易に行えるとともに、油圧損失を低減することができる。
【００２８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の動弁制御装置において、アクチュエータと保持用ロッカアームとの当接部２９ａは、駆動用ロッカアームと機関弁との当接部１２ｄよりも、ロッカシャフト１４から遠い位置に配置されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成では、両ロッカアームの支持部であるロッカシャフトに対し、アクチュエータと保持用ロッカアームとの当接部が駆動用ロッカアームと機関弁との当接部よりも遠い位置に配置されているので、機関弁を保持するのに必要なアクチュエータの保持力を小さくすることができ、それにより、アクチュエータの小型化および省エネルギー化を図ることができる。また、保持用ロッカアームが駆動用ロッカアームとは別体であることから、アクチュエータの当接部を上記のように配置しても、駆動用ロッカアームの大型化、およびそれによる休止モード時における慣性質量の増大を回避できる。
【００３０】
請求項４に係る発明は、請求項１または２の動弁制御装置において、アクチュエータと保持用ロッカアームとの当接部２９ｂは、駆動用ロッカアームと機関弁との当接部１２ｄよりも、ロッカシャフト１４から近い位置に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
この構成では、ロッカシャフトに対し、アクチュエータの当接部が機関弁との当接部よりも近い位置に配置されているので、機関弁を保持するのに必要なアクチュエータのストローク量を小さくすることができる。また、保持用ロッカアームが駆動用ロッカアームとは別体であることから、アクチュエータの当接部を上記のように配置しても、その付近に配置される、例えば第１油圧切換機構などと干渉するのを回避でき、したがって、アクチュエータをその作動方向にコンパクトに配置することができる。
【００３２】
また、請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかの動弁制御装置において、切換機構は、駆動用ロッカアームおよび保持用ロッカアームを、内燃機関３が低回転状態のときに連結状態に切り換え、高回転状態のときに遮断状態に切り換えることを特徴とする。
【００３３】
この構成では、保持用ロッカアームが、内燃機関の低回転時には駆動用ロッカアームと連結される一方、高回転時には駆動用ロッカアームから遮断されることで、特に高回転時における駆動用ロッカアームの慣性質量の増大を回避でき、それにより、高回転時における動弁系の追従性を向上させることができる。
また、請求項６〜１０に係る発明は、請求項１〜５の動弁制御装置における「機関弁」を「吸気弁」に置換したものである。したがって、前述した請求項１〜５の動弁制御装置による作用を、吸気弁の場合について同様に得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る内燃機関の動弁制御装置について説明する。図１は、本発明を適用した動弁制御装置の概略構成を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、図示しない車両に搭載された直列４気筒（図２に１気筒のみ図示）ＤＯＨＣ型のガソリンエンジンである。図２に示すように、各気筒４には、機関弁として、第１および第２の吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２と、第１および第２の排気弁ＥＶ１、ＥＶ２が設けられている。図３に第１吸気弁ＩＶ１の例を示すように、吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２は、エンジン３の吸気ポート３ａを閉鎖する閉弁位置（図３に示す位置）と、燃焼室３ｂ内に突出し、吸気ポート３ａを開放する開弁位置（図示せず）との間で移動自在に設けられており、コイルばね３ｃによって、閉弁位置側に付勢されている。
【００３５】
図１に示すように、動弁制御装置１は、両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を開閉する吸気側のカム式動弁機構５と、両排気弁ＥＶ１、ＥＶ２を開閉する排気側のカム式動弁機構６と、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを変更するための閉弁タイミング可変装置７と、カム式動弁機構６の後述する吸気カム１１のカムプロフィールを切り換えるためのカムプロフィール切換機構１３と、これらの動作を制御するＥＣＵ２（制御手段）などで構成されている。
【００３６】
吸気側のカム式動弁機構５は、カムシャフト１０と、カムシャフト１０に一体に設けられた吸気カム１１と、吸気カム１１により駆動され、カムシャフト１０の回転運動を吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の往復運動に変換するための回動自在のロッカアーム１２などで構成されている。カムシャフト１０は、従動スプロケットおよびタイミングチェーン（ともに図示せず）を介して、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に連結されており、クランクシャフトにより、その２回転あたり１回転の割合で回転駆動される。
【００３７】
図１に示すように、吸気カム１１は、低速カム１１ａと、非常に低いカム山を有する休止カム１１ｂと、両カム１１ａ、１１ｂの間に配置され、低速カム１１ａよりも高いカムプロフィールを有する高速カム１１ｃで構成されている。ロッカアーム１２は、駆動用ロッカアームとしての、低速ロッカアーム１２ａ、休止ロッカアーム１２ｂおよび高速ロッカアーム１２ｃで構成されている。これらの低速、休止および高速ロッカアーム１２ａ〜１２ｃは、一端部がロッカシャフト１４に回動自在に取り付けられ、それぞれ吸気カム１１の低速、休止および高速カム１１ａ〜１１ｃに対応して配置されており、これらのカム１１ａ〜１１ｃがローラ１５ａ〜１５ｃを介して摺接している。低速ロッカアーム１２ａおよび休止ロッカアーム１２ｂはそれぞれ、第１吸気弁ＩＶ１および第２吸気弁ＩＶ２の上端に当接している。また、ロッカシャフト１４には、カムプロフィール切換機構１３用の第１油路１６ａ、および閉弁タイミング可変装置７用の第２油路１６ｂの計２系統の油路が形成されている（図４参照）。
【００３８】
カムプロフィール切換機構（以下「ＶＴＥＣ」という）１３は、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂと高速ロッカアーム１２ｃとの連結・遮断を油圧により切り換えるための第１切換弁１７と、この第１切換弁１７への油圧の供給・停止を切り換える第１油圧切換機構１８を備えている。
【００３９】
図４に示すように、第１切換弁１７は、ピストン弁で構成されており、低速、休止および高速ロッカアーム１２ａ〜１２ｃのローラ１５ａ〜１５ｃの部分に、互いに連続するように形成されたシリンダ１９ａ〜１９ｃと、これらのシリンダ１９ａ〜１９ｃ内にそれぞれ摺動自在に設けられ、互いに軸線方向に当接するピストン２０ａ〜２０ｃを有している。ピストン２０ａの休止ロッカアーム１２ｂと反対側には、油室２１が形成され、ピストン２０ｂとシリンダ１９ｂとの間には、ピストン２０ｂを低速ロッカアーム１２ａ側に付勢するコイルばね２２が配置されている。
【００４０】
また、油室２１は、低速ロッカアーム１２ａに形成された油路２３、およびロッカシャフト１４の第１油路１６ａを介して、第１油圧切換機構１８に連通している。この第１油圧切換機構１８は、電磁弁およびスプール（ともに図示せず）などで構成され、オイルポンプ（図示せず）に接続されていて、ＥＣＵ２からの制御信号で駆動されることによって、第１油路１６ａなどを介した第１切換弁１７への油圧の供給・停止を切り換える。
【００４１】
以上の構成により、第１油圧切換機構１８から第１切換弁１７への油圧の供給が停止されている状態では、第１切換弁１７のピストン２０ａ〜２０ｃは、コイルばね２２の付勢力によって図４に示す位置に保持され、それぞれシリンダ１９ａ〜１９ｃにのみ係合しており、したがって、低速、休止および高速ロッカアーム１２ａ〜１２ｃは、互いに遮断され、独立して回動する。その結果、カムシャフト１０の回転に伴い、低速ロッカアーム１２ａが低速カム１１ａで駆動されることで、第１吸気弁ＩＶ１は、低速カム１１ａのカムプロフィールに応じた低速バルブタイミング（以下「Ｌｏ．Ｖ／Ｔ」という）で開閉され、休止ロッカアーム１２ｂが休止カム１１ｂで駆動されることで、第２吸気弁ＩＶ２は、休止カム１１ｂのカムプロフィールに応じた微小リフト量による休止バルブタイミング（以下「休止Ｖ／Ｔ」という）で開閉される。なお、この場合、高速ロッカアーム１２ｃも高速カム１１ｃで駆動されるが、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂとの間が第１切換弁１７によって機械的に遮断されているため、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作には影響を及ぼさない。以下、ＶＴＥＣ１３によるこのような両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作モードを、適宜「Ｌｏ．休止Ｖ／Ｔモード」という。このＬｏ．休止Ｖ／Ｔモードでは、気筒４内に第１吸気弁ＩＶ１から第２吸気弁ＩＶ２に向かって流れるスワールが発生することで、リーンな混合気でも安定した燃焼状態が確保される。
【００４２】
一方、図示しないが、第１油圧切換機構１８から第１切換弁１７の油室２１へ油圧が供給されると、第１切換弁１７のピストン２０ａ〜２０ｃが、コイルばね２２側にその付勢力に抗してスライドすることで、ピストン２０ａがシリンダ１９ａ、１９ｃにまたがって係合すると同時に、中央のピストン２０ｃがシリンダ１９ｂ、１９ｃにまたがって係合する。これにより、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂが高速ロッカアーム１２ｃと連結され（図示せず）、一体に回動する。その結果、カムシャフト１０の回転に伴い、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂが、高速ロッカアーム１２ｃを介して、カム山が最も高い高速カム１１ｃで駆動されることで、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２はいずれも、高速カム１１ｃのカムプロフィールに応じた高速バルブタイミング（以下「Ｈｉ．Ｖ／Ｔ」という）で開閉される。以下、ＶＴＥＣ１３によるこのような両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作モードを、適宜「Ｈｉ．Ｖ／Ｔモード」という。このＨｉ．Ｖ／Ｔモードでは、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２がいずれも大きなリフト量で開閉され、吸入空気量が増大することで、より大きな出力が得られる。
【００４３】
また、第１および第２排気弁ＥＶ１、ＥＶ２を駆動する排気側のカム式動弁機構６は、図１に示すように、排気カムシャフト２４と、排気カムシャフト２４に設けられた排気カム２５ａ、２５ｂと、排気ロッカアーム（図示せず）などで構成されている。両排気弁ＥＶ１、ＥＶ２は、排気カム２５ａ、２５ｂのカムプロフィールに応じたリフト量および開閉タイミングで開閉される。なお、この排気側のカム式動弁機構６にも、吸気側のカム式動弁機構５と同様、カムプロフィール可変機構を設けることによって、第１および第２排気弁ＥＶ１、ＥＶ２を、例えば低速バルブタイミングと高速バルブタイミングに切り換えるようにしてもよい。
【００４４】
閉弁タイミング可変装置７は、低速ロッカアーム１２ａに隣接し、ロッカシャフト１４に回動自在に取り付けられた、後述する電磁アクチュエータ２９用のロッカアーム２６（保持用ロッカアーム）を備えている。図４に示すように、このロッカアーム（以下「ＥＭＡ用ロッカアーム」という）２６は、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂよりも長く、外方に突出している。閉弁タイミング可変装置７はさらに、ＥＭＡ用ロッカアーム２６と低速ロッカアーム１２ａとの連結・遮断を油圧により切り換える第２切換弁２７（切換機構）と、この第２切換弁２７への油圧の供給・停止を切り換える第２油圧切換機構２８（切換機構）と、ＥＭＡ用ロッカアーム２６および低速ロッカアーム１２ａを介して、開弁した第１吸気弁ＩＶ１を係止し、保持するための電磁アクチュエータ２９と、この電磁アクチュエータ２９の作動に伴う第１吸気弁ＩＶ１への衝撃を緩和するための油圧緩衝機構３０と、ＥＭＡ用ロッカアーム２６と低速ロッカアーム１２ａが遮断されたときに、電磁アクチュエータ２９の後述する追従コイルばね４１によってＥＭＡ用ロッカアーム２６が下方に回動するのを防止するロストモーションスプリング２６ａなどで構成されている。
【００４５】
図４に示すように、第２切換弁２７は、ＶＴＥＣ１３の第１切換弁１７と同様のピストン弁で構成されており、低速およびＥＭＡ用ロッカアーム１２ａ、２６にそれぞれ摺動自在に設けられ、互いに軸線方向に当接するピストン３１ａ、３１ｂと、ピストン３１ａに形成された油室３２と、ピストン３１ｂとＥＭＡ用ロッカアーム２６との間に配置され、ピストン３１ｂを低速ロッカアーム１２ａ側に付勢するコイルばね３３を有している。油室３２は、低速ロッカアーム１２ａに形成された油路３４、およびロッカシャフト１４の前記第２油路１６ｂを介して、第２油圧切換機構２８に連通している。この第２油圧切換機構２８は、ＶＴＥＣ１３の第１油圧切換機構１８と同様、電磁弁およびスプール（ともに図示せず）などで構成され、オイルポンプ（図示せず）に接続されていて、ＥＣＵ２からの制御信号で駆動されることによって、第２油路１６ｂなどを介した第２切換弁２７への油圧の供給・停止を切り換える。
【００４６】
したがって、第２油圧切換機構２８から第２切換弁２７への油圧の供給が停止されている状態では、第２切換弁２７のピストン３１ａ、３１ｂが、コイルばね３３の付勢力によって図４に示す位置に保持され、それぞれ低速およびＥＭＡ用ロッカアーム１２ａ、２６にのみ係合していることで、両ロッカアーム１２ａ、２６は互いに遮断され、独立して回動する。一方、図示しないが、第２油圧切換機構２８から第２切換弁２７の油室３２に油圧が供給されると、ピストン３１ａ、３１ｂがコイルばね３３側にその付勢力に抗してスライドし、ピストン３１ｂが低速およびＥＭＡ用ロッカアーム１２ａ、２６にまたがって係合することで、両ロッカアーム１２ａ、２６は互いに連結され、一体に回動する。
【００４７】
図５に示すように、アクチュエータとしての電磁アクチュエータ（以下「ＥＭＡ」という）２９は、ケーシング３５と、ケーシング３５内の下部に収容されたヨーク３６およびコイル３７から成る電磁石３８と、その上側に収容されたアーマチュア３９と、アーマチュア３９に一体に設けられ、電磁石３８およびケーシング３５を貫通して、ＥＭＡ用ロッカアーム２６の付近まで下方に延びるストッパロッド４０（ストッパ）と、アーマチュア３９をＥＭＡ用ロッカアーム２６に追従するように下方に付勢する追従コイルばね４１で構成されている。コイル３７はＥＣＵ２に接続されており、その通電はＥＣＵ２によって制御される。
【００４８】
なお、図３および図４に示すように、ＥＭＡ２９のストッパロッド４０とＥＭＡ用ロッカアーム２６との当接部２９ａは、低速ロッカアーム１２ａと第１吸気弁ＩＶ１との当接部１２ｄよりも、ロッカシャフト１４から遠い位置に配置されている。この構成により、第１吸気弁ＩＶ１を保持するのに必要なＥＭＡ２９の保持力を小さくすることができ、それにより、ＥＭＡ２９の小型化および省エネルギー化を図ることができる。また、ＥＭＡ用ロッカアーム２６が低速ロッカアーム１２ａとは別体であることから、当接部１２ｄを上記のように配置しても、低速ロッカアーム１２ａの大型化、およびそれによるＥＭＡ２６の休止モード時における慣性質量の増大を回避できる。また、当接部２９ａを当接部１２ｄよりもロッカシャフト１４から遠い位置に配置するほど、ＥＭＡ２９の保持力を小さくすることができ、その結果、ＥＭＡ２９を小型化することができる。
【００４９】
以上の構成によれば、通常のカムシャフト１０による開閉弁動作の時には、低速およびＥＭＡ用ロッカアーム１２ａ、２６は第２切換弁２７によって遮断されており、アーマチュア３９およびストッパロッド４０は、追従コイルばね４１の付勢力によって、ＥＭＡ用ロッカアーム２６をバルブリフト（開弁）方向（図３の下方）に押すことになる。この場合、ＥＭＡ用ロッカアーム２６は、追従コイルばね４１よりも強いばね力に設定されているロストモーションスプリング２６ａによって、カムシャフト１０のベース円上（第１吸気弁ＩＶ１がリフトしない状態）に保たれ、低速ロッカアーム１２ａと連結可能な状態に維持される。その結果、カムシャフト１０のベース円がストッパになり、ＥＭＡ用ロッカアーム２６のそれ以上の移動を制限することによって、ＥＭＡ２９や油圧緩衝機構３０に必要以上の押圧力が働くことがなくなるので、ＥＭＡ２９や油圧緩衝機構３０の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
一方、ＥＣＵ２に設定されている運転条件が満たされると、その運転条件に最適な第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを得るために、第２油圧切換機構２８によって第２切換弁２７が作動することで、カムシャフト１０のベース円上でＥＭＡ用ロッカアーム２６が低速ロッカアーム１２ａに連結される。この状態で、吸気カム１１による開閉弁動作が開始されると、第１吸気弁ＩＶ１のリフト方向においては、ＥＭＡ用ロッカアーム２６は、吸気カム１１によりロストモーションスプリング２６ａの付勢力に抗して下方に駆動され、それに伴い、アーマチュア３９およびストッパロッド４０は、追従コイルばね４１の付勢力によって、ＥＭＡ用ロッカアーム２６に追従してリフトする。また、これと並行して適切なタイミングでコイル３７に通電され、ヨーク３６が励磁される。そして、第１吸気弁ＩＶ１の最大リフト直前（例えば０．０１〜０．８５ｍｍ）に、アーマチュア３９がヨーク３６に着座し（図６のＣＲＫ１）、その後、ＥＭＡ用ロッカアーム２６がストッパロッド４０から離れる。そして、第１吸気弁ＩＶ１が最大リフトを経て、ＥＭＡ用ロッカアーム２６がストッパロッド４０に再び当接する（図６のＣＲＫ３）までの間に、ヨーク３６の励磁状態が確立している（図６のＣＲＫ２）ことで、アーマチュア３９は、第１吸気弁ＩＶ１のコイルばね３ｃに打ち勝つヨーク３６による保持力によって、ヨーク３６への着座状態を維持する。その結果、第１吸気弁ＩＶ１は、低速ロッカアーム１２ａおよびＥＭＡ用ロッカアーム２６を介して、ストッパロッド４０により係止され、その突出位置に応じた所定のリフト量（以下「保持リフト量」という）ＶＬＬで、開弁状態に保持される。
【００５１】
また、その後、コイル３７への通電を停止（ＯＦＦ）し、ヨーク３６を非励磁状態にすることで、ＥＭＡ２９による保持を解除すると、第１吸気弁ＩＶ１は、コイルばね３ｃの付勢力によって閉弁する。したがって、ＥＭＡ２９を作動させることによって、吸気カム１１で駆動する場合よりも、第１吸気弁ＩＶ１を遅閉じさせることができるとともに、コイル３７の通電ＯＦＦのタイミングを制御することによって、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを任意に制御することができる。
【００５２】
油圧緩衝機構３０は、ＥＭＡ２９による保持が解除された後に第１吸気弁ＩＶ１が閉弁する際の衝撃を緩和するためのものである。図３および図４に示すように、油圧緩衝機構３０は、油室３０ｂを形成したケーシング３０ａと、油室３０ｂ内に水平方向に摺動自在に設けられ、一端部がケーシング３０ａから突出するピストン３０ｃと、油室３０ｂ内に設けられ、ピストン３０ｃと反対側にポート３０ｅを形成した弁室３０ｄと、弁室３０ｄ内に収容され、ポート３０ｅを開閉するボール３０ｆと、このボール３０ｆとピストン３０ｃとの間に配置され、ピストン３０ｃを外方に付勢するコイルばね３０ｇで構成されている。ピストン３０ｃは、ＥＭＡ用ロッカアーム２６のＥＭＡ２９のストッパロッド４０が当接する部分と反対側の上方に延びる部分に当接している。
【００５３】
以上の構成により、この油圧緩衝機構３０は、吸気弁ＩＶ１が閉弁しているときには、図３に示す状態にあり、すなわち、ＥＭＡ用ロッカアーム２６が同図の反時計方向に回動していることで、ピストン３０ｃは左方に位置し、コイルばね３０ｇは圧縮され、ボール３０ｆはポート３０ｅを閉鎖している。この状態から、吸気弁ＩＶ１が開弁方向に移動すると、それに伴い、ＥＭＡ用ロッカアーム２６が時計方向に回動することで、ピストン３０ｃが右方にスライドし、それに応じて、ボール３０ｆはポート３０ｅを開放し、弁室３０ｄの中にオイルが充填され、コイルばね３０ｇは伸長する。そして、ＥＭＡ２９による保持が解除された後、第１吸気弁ＩＶ１が閉弁方向に移動する際に、反時計方向に回動するＥＭＡ用ロッカアーム２６がコイルばね３０ｇの付勢力および油圧で制動されることによって、第１吸気弁ＩＶ１への衝撃が緩和される。
【００５４】
一方、クランクシャフトの周囲には、クランク角センサ４２（運転状態検出手段）が設けられている。このクランク角センサ４２は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＹＬ信号、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号を、それぞれの所定クランク角度位置で発生し、ＥＣＵ２に出力する。ＣＹＬ信号は、特定の気筒４の所定クランク角度位置で発生される。ＴＤＣ信号は、各気筒４のピストン（図示せず）が吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに１パルスが出力される。また、ＣＲＫ信号は、ＴＤＣ信号よりも短い所定のクランク角度の周期（例えば３０゜ごと）で発生される。ＥＣＵ２は、これらのＣＹＬ信号、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に基づき、気筒４ごとのクランク角度位置を判別するとともに、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）Ｎｅを算出する。
【００５５】
ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ４３（運転状態検出手段）から、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量であるアクセル開度ＡＣＣを表す検出信号が、リフト量センサ４４から、第１吸気弁ＩＶ１のリフト量ＶＬを表す検出信号が、それぞれ入力される。
【００５６】
ここで、これまでに述べた動弁制御装置１の動作を、図６を参照しながらまとめて説明する。同図は、第１吸気弁ＩＶ１がＬｏ．Ｖ／Ｔで、第２吸気弁ＩＶ２が休止Ｖ／Ｔでそれぞれ開閉される場合の例を示している。同図に示すように、第１および第２排気弁ＥＶ１、ＥＶ２はそれぞれ、排気カム２５ａ、２５ｂにより、それらのカムプロフィールに従って駆動されることによって、排気行程前のＢＤＣの少し前のクランク角度位置で開弁し始め、吸気行程前のＴＤＣの少し後で閉弁を終了する。第２吸気弁ＩＶ２は、休止カム１１ａにより、そのカムプロフィールに従って、吸気行程の終期に微小リフト量で開弁する。
【００５７】
また、第１吸気弁ＩＶ１は、低速カム１１ａにより、そのカムプロフィールに従って駆動されることによって、吸気行程前のＴＤＣの少し前で開弁し始めるとともに、ＥＭＡ２９が休止されている場合には、低速カム１１ａのカムプロフィールに従って、圧縮行程前のＢＤＣの少し後で閉弁を終了する（以下「ＢＤＣ閉じ」という）。一方、ＥＭＡ２９を作動させる場合には、第１吸気弁ＩＶ１のリフト量ＶＬが前記保持リフト量ＶＬＬに達する以前のタイミングで、コイル３７の通電が開始される。この通電開始タイミングは、ＥＭＡ２９の作動に必要な時間を確保できるよう、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、より早いタイミングに設定され、例えば、最も遅いタイミングはアーマチュア３９の着座タイミング（同図のＣＲＫ１）とほぼ同時に、最も早いタイミングはＴＤＣよりも前のタイミング（同図のＣＲＫ０）に設定される。これにより、ＥＭＡ２９のアーマチュア３９がヨーク３６に着座した後の所定のタイミングで、ヨーク３６の励磁状態が確立される（ＣＲＫ２）。この間、第１吸気弁ＩＶ１のリフト量ＶＬは、低速カム１１ａのカムプロフィールに従って推移し、最大リフト量を過ぎて保持リフト量ＶＬＬになったときに、ＥＭＡ用ロッカアーム２６がストッパロッド４０に係止されることによって、保持リフト量ＶＬＬに保持される（ＣＲＫ３）。
【００５８】
その後は、コイル３７への通電がＯＦＦされるまで、第１吸気弁ＩＶ１のリフト量ＶＬは保持リフト量ＶＬＬに保持され、低速カム１１ａは低速ロッカアーム１２ａから離れ、空転する。そして、コイル３７への通電がＯＦＦされ（例えばＣＲＫ４）、アーマチュア３９に作用する磁力が小さくなり、第１吸気弁ＩＶ１は、ＥＭＡ２９による保持を解除され（ＣＲＫ５）たことになり、コイルばね３ｃのばね力により、バルブリフト曲線ＶＬＤＬＹ１に沿って、閉弁位置に向かって移動する。その後、閉弁位置の少し手前のクランク角度位置（ＣＲＫ６）で、油圧緩衝機構３０が作用し始めることで、第１吸気弁ＩＶ１は減速され、緩衝された状態で、最終的に閉弁位置に達する（ＣＲＫ７）。
【００５９】
なお、上記のバルブリフト曲線ＶＬＤＬＹ１は、コイル３７の通電が最も遅くＯＦＦされた場合を表し、図６中のバルブリフト曲線ＶＬＤＬＹ２は、コイル３７の通電が最も早くＯＦＦされた場合を表している。すなわち、両バルブリフト曲線ＶＬＤＬＹ１、２で囲まれたハッチング領域が、閉弁タイミング可変装置７により遅閉じ制御可能な第１吸気弁ＩＶ１の遅閉じ領域を表す。したがって、コイル３７の通電ＯＦＦのタイミングを制御することによって、第１吸気弁ＩＶＩの閉弁タイミングを、この遅閉じ領域内の任意のタイミングで制御することが可能である。
【００６０】
ＥＣＵ２は、本実施形態において、制御手段、運転状態検出手段および動作モード決定手段を構成するものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述したセンサ４２〜４４の検出信号はそれぞれ、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、その判別結果に応じて、閉弁タイミング可変装置７およびＶＴＥＣ１３の動作を、以下のように制御する。
【００６１】
図７および図８は、この動弁制御処理のフローチャートを示す。この動弁制御処理は、ＥＣＵ２により、ＴＤＣ信号の発生ごとに実行される。この処理ではまず、ステップ６１（「Ｓ６１」と図示。以下同じ）において、ＥＭＡ２９にフェールが発生しているか否かを判別する。この判別は、例えば、リフト量センサ４４で検出された第１吸気弁ＩＶ１のリフト量ＶＬに基づいて行われる。より具体的には、ＥＭＡ２９が作動すべき場合において、リフト量ＶＬが保持リフト量ＶＬＬに保持されないときには、ＥＭＡ２９が作動不能状態にあるとして、あるいはリフト量ＶＬが保持リフト量ＶＬＬに所定時間以上、保持され続けている場合には、ＥＭＡ２９のストッパロッド４０が退避位置に復帰不能な状態（休止不能状態）にあるとして、フェイルが発生したと判別する。
【００６２】
このステップ６１の答がＮＯで、ＥＭＡ２９にフェイルが発生していないときには、エンジン３が始動モード中であるか否かを判別する（ステップ６２）。この判別は、例えばエンジン回転数Ｎｅに基づいて行われ、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数（例えば５００ｒｐｍ）以下のときに、始動モード中と判別する。この答がＹＥＳで、エンジン３が始動モード中のときには、ＶＴＥＣ１３による第１吸気弁ＩＶ１のバルブタイミングをＬｏ．Ｖ／Ｔに設定し、第２吸気弁ＩＶ２のバルブタイミングを休止Ｖ／Ｔに設定する（ステップ６３）とともに、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ６４）。すなわち、エンジン３が始動中であるときには、ＥＭＡ２９が休止される。
【００６３】
一方、前記ステップ６２の答がＮＯで、エンジン３が始動モード中でないときには、エンジン３が運転領域Ａにあるか否かを判別する（ステップ６５）。図９は、エンジン３の運転領域を定めたマップの一例を示しており、運転領域Ａは、エンジン回転数Ｎｅがその第１所定値Ｎ１（例えば８００ｒｐｍ）未満で且つアクセル開度ＡＣＣがその第１所定値ＡＣ１（例えば１０％）未満のアイドル運転領域に、運転領域Ｂは、Ｎｅ値が第２所定値Ｎ２（例えば３５００ｒｐｍ）未満で且つＡＣＣ値が第２所定値ＡＣ２（例えば８０％）未満の、運転領域Ａを除く低回転・低負荷領域に、運転領域Ｃは、Ｎｅ値が第２所定値Ｎ２未満で且つＡＣＣ値が第２所定値ＡＣ２以上の低回転・高負荷領域に、運転領域Ｄは、Ｎｅ値が第２所定値Ｎ２以上の高回転領域に、それぞれ相当している。
【００６４】
上記ステップ６５の答がＹＥＳで、エンジン３が運転領域Ａ（アイドル運転領域）にあるときには、始動中と同様、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を、Ｌｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定する（ステップ６６）とともに、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ６７）。
【００６５】
ステップ６５の答がＮＯのときには、エンジン３が運転領域Ｂにあるか否かを判別し（ステップ６８）、その答がＹＥＳのときには、アイドル運転の場合と同様、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を、Ｌｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定する（ステップ６９）一方、ＥＭＡ２９を作動モードに指定する（ステップ７０）。すなわち、エンジン３が低回転・低負荷領域にあるときには、ＥＭＡ２９を作動させることによって、第１吸気弁ＩＶ１を遅閉じ制御する。これにより、低回転・低負荷領域において、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを遅らせることで、ポンピングロスを低減でき、燃費を向上させることができる。
【００６６】
前記ステップ６８の答がＮＯのときには、エンジン３が運転領域Ｃにあるか否かを判別し（ステップ７１）、その答がＹＥＳのときには、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を、Ｌｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定する（ステップ７２）一方、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ７３）。すなわち、エンジン３が低回転・高負荷領域にあるときには、ＥＭＡ２９を休止させることによって、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを、低速カム１１ａによるＢＤＣ閉じとすることによって、実行程容積を増大させ、出力アップを図ることができる。
【００６７】
前記ステップ７１の答がＮＯ、すなわちエンジン３が運転領域Ｄにあるときには、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をいずれもＨｉ．Ｖ／Ｔに設定する（ステップ７４）とともに、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ７５）。すなわち、エンジン３が高回転領域にあるときには、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をＨｉ．Ｖ／Ｔに設定することで、リフト量を大きくし、吸入空気量を増大させるとともに、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングをＢＤＣ閉じとすることで、実行程容積を増大させることによって、最大限の出力アップを図ることができる。
【００６８】
一方、前記ステップ６１の答がＹＥＳ、すなわちＥＭＡ２９にフェイルが発生しているときには、図８のステップ７７に進み、エンジン３が運転領域Ｅにあるか否かを判別する。図１０は、フェイル発生時の制御用のエンジン３の運転領域を定めたテーブルの一例を示しており、運転領域Ｅは、エンジン回転数Ｎｅがその第３所定値Ｎ３（例えば３５００ｒｐｍ）未満の低回転領域に、運転領域Ｆは、Ｎｅ値が第３所定値Ｎ３以上の高回転領域に、それぞれ相当する。
【００６９】
ステップ７７の答がＹＥＳで、エンジン３が運転領域Ｅ（低回転領域）にあるときには、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を、Ｌｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定する（ステップ７８）とともに、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ７９）。一方、ステップ７７の答がＮＯで、エンジン３が運転領域Ｆ（高回転領域）にあるときには、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をいずれもＨｉ．Ｖ／Ｔに設定する（ステップ８０）とともに、ＥＭＡ２９を休止モードに指定する（ステップ８１）。以上のように、ＥＭＡ２９にフェイルが発生しているときには、ＥＭＡ２９を休止することで、ＥＭＡ２９のフェイルによる第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作への悪影響を排除できるとともに、これらのバルブタイミングを、ＶＴＥＣ１３によりエンジン３の回転領域に応じて切り換えることで、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の駆動を、カム式動弁機構５によって支障なく行うことができる。
【００７０】
図７に戻り、前記ステップ６４、６７、７０、７３、７５、７９または８１に続くステップ７６では、ＥＭＡ２９の制御処理（以下「ＥＭＡ制御処理」という）を実行する。このＥＭＡ制御処理は、上記のステップ６４で指定されたＥＭＡ２９の動作モードに従って、ＥＭＡ２９の作動および休止を決定するとともに、作動させる場合には、４つの気筒４のそれぞれのＥＭＡ（ＥＭＡ１〜ＥＭＡ４）２９のコイル３７への通電を制御するものである。
【００７１】
図１１は、このＥＭＡ制御処理のサブルーチンを示している。この処理ではまず、ＥＭＡ２９の動作モードが作動モードに指定されているか否かを判別する（ステップ１０１）。この答がＮＯで、ＥＭＡ２９が休止モードに指定されているときには、ＥＭＡ２９のコイル３７および第２油圧切換機構２８に電流を供給する駆動回路の電源（ともに図示せず）をオフし（ステップ１０２）、本プログラムを終了する。これにより、ＥＭＡ２９が休止モードに指定されている場合には、コイル３７への通電が停止されることで、ＥＭＡ２９が休止される。また、この場合において、ＥＭＡ２９自身にフェイルが発生しているために、コイル３７への通電停止によってはＥＭＡ２９を休止できない状態になっていたとしても、第２油圧切換機構２８への電流供給を停止し、第２切換弁２７の作動を停止するので、低速ロッカアーム１２ａはＥＭＡ用ロッカアーム２６に対してフリーになる。その結果、ＥＭＡ２９は、第１吸気弁ＩＶ１とは無関係になり、これを係止不能な状態になるので、ＥＭＡ２９のフェイルによる第１吸気弁ＩＶ１の動作への悪影響を確実に回避しながら、第１吸気弁ＩＶ１をカム式動弁機構５で支障なく駆動することができる。
【００７２】
一方、前記ステップ１０１の答がＹＥＳで、ＥＭＡ２９が作動モードに指定されているときには、前記駆動回路の電源をオンする（ステップ１０３）ことで、コイル３７への通電を可能な状態にするとともに、第２油圧切換機構２８を駆動することによって、第２切換弁２７を作動させ、低速ロッカアーム１２ａとＥＭＡ用ロッカアーム２６を連結する。
【００７３】
次いで、ＥＭＡ１の通電開始タイミングであるか否かを判別し（ステップ１０４）、その答がＹＥＳになったときに、ＥＭＡ１への通電を開始する（ステップ１０５）。この通電開始タイミングは、エンジン回転数Ｎｅに応じて前述したように設定される。ステップ１０４の答がＮＯのときには、ＥＭＡ１の通電終了タイミングであるか否かを判別し（ステップ１０６）、その答がＹＥＳになったときに、ＥＭＡ１への通電を終了する（ステップ１０７）。この通電終了タイミングは、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度ＡＣＣに応じて、後述するように設定される。
【００７４】
以下、同様にして、ステップ１０８〜１１１、ステップ１１２〜１１５およびステップ１１６〜１１９において、ＥＭＡ２〜ＥＭＡ４への通電の開始と終了をそれぞれ制御し、本プログラムを終了する。
【００７５】
図１２は、低回転状態（例えば１５００ｒｐｍ）における第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングの設定例を示している。同図に示すように、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングは、基本的に、アクセル開度ＡＣＣで表される負荷が小さいほど、遅くなるように設定され、例えば、アクセル開度ＡＣＣが２０％付近ではＢＤＣ＋１３０度程度の超遅閉じに設定されている。これにより、使用頻度が高い低回転・低負荷領域でのポンピングロスを可能な限り低減することで、燃費を最大限、向上させることができる。また、閉弁タイミングは、負荷が増加するにつれて、ＢＤＣに次第に近づくように設定され、それにより、出力アップを図ることができる。なお、極低負荷時に遅閉じ領域が狭められているのは、極低負荷状態にあることで燃焼変動が立ち上がってくるので、それに応じて閉弁タイミングを早めるためである。
【００７６】
以上のように、本実施形態の動弁制御装置によれば、カム式動弁機構５によって第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を駆動するとともに、必要に応じてＥＭＡ２９を作動させ、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを任意に制御できるので、あらゆる運転状態に応じて、最適な燃費と出力を得ることができる。すなわち、前述したように、低回転・低負荷運転領域では、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングをエンジン３の運転状態に応じてきめ細かく遅閉じ制御することによって、ポンピングロスを最小限に低減でき、したがって、燃費を大幅に向上させることができる。また、高回転・高負荷運転領域では、ＥＭＡ２９を休止し、カム式動弁機構５のみで第１吸気弁ＩＶ１を駆動することによって、ＥＭＡ２９の追従性などに影響されることなく、高回転・高出力化を図ることができる。
【００７７】
また、第１吸気弁ＩＶ１は、基本的にカム式動弁機構５で駆動され、ＥＭＡ２９は第１吸気弁ＩＶ１を１つの電磁石３８で一方向に係止するだけでよいので、電磁石３８は１つの気筒４に対して１個で足り、重量およびコストの削減を図ることができる。また、ＥＭＡ２９は、作動条件が成立したときのみ、作動するので、電磁石３８が１個であることと相まって、電力消費量を低減でき、その分、燃費をさらに向上させることができる。
【００７８】
さらに、第１吸気弁ＩＶ１をカム式動弁機構５のみで駆動できるので、ＥＭＡ２９に脱調現象などのフェイルが発生した場合でも、第１吸気弁ＩＶ１をカム式動弁機構５で支障なく駆動できる。また、ＥＭＡ２９がフェイルにより休止不能な状態になったとしても、第２油圧切換機構２８への電流供給を停止することで、ＥＭＡ２９を強制的に第１吸気弁ＩＶ１を係止不能な状態にさせることができる。したがって、ＥＭＡ２９のフェイルによる第１吸気弁ＩＶ１の動作への悪影響を確実に回避でき、燃焼状態の悪化や、それによる排気ガス特性の悪化を防止できる。
【００７９】
また、油圧の立ち上がりに時間がかかるエンジン３の始動時には、ＥＭＡ２９を休止し、第１吸気弁ＩＶ１をカム式動弁機構５のみで駆動するので、第１吸気弁ＩＶ１の安定した動作を確保できる。
【００８０】
さらに、第１吸気弁ＩＶ１がＥＭＡ２９による保持を解除された後に閉弁位置に戻る際に受ける衝撃を、油圧緩衝機構３０によって緩和でき、それによる騒音を抑制することができる。この場合、作動油の粘性が大きく変化しやすく、緩衝性能を維持できないおそれがある極低油温状態や高油温状態において、ＥＭＡ２９を休止することによって、油圧緩衝機構３０の緩衝性能を十分に確保することができる。
【００８１】
図１３および図１４は、本発明の第２実施形態による動弁制御装置を示している。本実施形態は、前述した第１実施形態のＥＭＡ用ロッカアーム２６を廃止し、ＥＭＡ２９を低速ロッカアーム１２ａに直接、作用させるようにしたものである。ＥＭＡ用ロッカアーム２６の廃止に伴い、これを低速ロッカアーム１２ａに連結するための第２切換弁２７および第２油圧切換機構２８も廃止され、また、ロッカシャフト１４には、ＶＴＥＣ１３用の第１油路１６だけが形成されている。また、油圧緩衝機構３０は、そのピストン３０ｃが低速ロッカアーム１２ａに当接していて、低速ロッカアーム１２ａを介して第１吸気弁ＩＶ１を緩衝する。さらに、ＥＭＡ２９には、これを休止するための油圧休止機構４５（切換機構）が取り付けられている。この油圧休止機構４５は、ＥＣＵ２により制御され、その作動時にＥＭＡ２９のストッパロッド４０を油圧でロックするように構成されている。他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
したがって、本実施形態においても、ＶＴＥＣ１３により、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作モードを、Ｌｏ．休止Ｖ／ＴモードとＨｉ．Ｖ／Ｔモードに切換可能であるとともに、ＥＭＡ２９で低速ロッカアーム１２ａを直接、係止することによって、第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを任意に変更できる。したがって、第１実施形態による前述した効果を、同様に得ることができる。また、ＥＭＡ２９のフェイル発生時には、油圧休止機構４５を作動させることで、ＥＭＡ２９を強制的に休止できるので、第１吸気弁ＩＶ１をカム式動弁機構５によって支障なく駆動することができる。本実施形態は特に、レイアウトなどの関係で、カム式動弁機構５にＥＭＡ用ロッカアームを付加できないような場合に、適用できるという利点がある。
【００８３】
図１５は、本発明の第３実施形態による動弁制御装置を示している。本実施形態は、第１実施形態と比較し、ＶＴＥＣ１３の構成が異なっており、本実施形態のＶＴＥＣ１３は、第１切換弁１７に加えて、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂ間の連結・遮断を切り換える第３切換弁４６を有し、それにより、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を同時にＬｏ．Ｖ／Ｔで開閉できるように構成されている。
【００８４】
この第３切換弁４６は、基本的に第１切換弁１７と同じ構成を有し、すなわち、低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂに摺動自在に設けられたピストン４７ａ、４７ｂと、ピストン４７ｂに形成された油室４８と、ピストン４７ａを休止ロッカアーム１２ｂ側に付勢するコイルばね４９を有している。油室４８は、休止ロッカアーム１２ｂに形成された油路５０、およびロッカシャフト１４に形態された第３油路１６ｃを介して、第３油圧切換機構（図示せず）に連通していて、この第３油圧切換機構が、ＥＣＵ２で制御されることによって、第３切換弁４６への油圧の供給・停止が切り換えられる。
【００８５】
以上の構成によれば、第３切換弁４６に油圧が供給されていないときには、ピストン４７ａ、４７ｂが、コイルばね４９の付勢力により、それぞれ低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂにのみ係合することで、両ロッカアーム１２ａ、１２ｂは、互いに遮断され、フリーな状態にある（図１５の状態）。したがって、この状態では、第１切換弁１７により、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作モードが、Ｌｏ．休止Ｖ／ＴモードとＨｉ．Ｖ／Ｔモードに切換可能である。一方、第１切換弁１７への油圧供給を停止し、第３切換弁４６に油圧を供給したときには、ピストン４７ｂが低速および休止ロッカアーム１２ａ、１２ｂにまたがって係合し、両ロッカアーム１２ａ、１２ｂが一体に連結されることで、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２はいずれも、低速カム１１ａによりＬｏ．Ｖ／Ｔで開閉される（以下「Ｌｏ．Ｖ／Ｔモード」という）。また、このＬｏ．Ｖ／Ｔモードにおいて、第２切換弁２７に油圧を供給し、ＥＭＡ２９を作動させることによって、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の閉弁タイミングを同時に制御することが可能である。
【００８６】
以上のように、本実施形態では、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の動作モードを、Ｌｏ．休止Ｖ／Ｔモード、Ｈｉ．Ｖ／ＴモードおよびＬｏ．Ｖ／Ｔモードの計３つのモードに切り換えることが可能であり、また、Ｌｏ．休止Ｖ／Ｔモードでは第１吸気弁ＩＶ１の閉弁タイミングを制御し、Ｌｏ．Ｖ／Ｔモードでは第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の閉弁タイミングを同時に制御することが可能である。
【００８７】
図１６は、本実施形態におけるエンジン３の運転領域に対する第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２およびＥＭＡ２９の動作設定の例をまとめたものであり、図１７は、この運転領域のマップの例を示している。この運転領域マップでは、図９のマップの運転領域Ｄが細区分されていて、この運転領域Ｄのうちの、エンジン回転数Ｎｅが第４所定値Ｎ４（例えば４５００ｒｐｍ）未満で且つアクセル開度ＡＣＣが第２所定値ＡＣ２未満の領域が、運転領域Ｄ１（中回転・低負荷領域）に、Ｎｅ値が第４所定値Ｎ４未満で且つＡＣＣ値が第２所定値ＡＣ２以上の領域が、運転領域Ｄ２（中回転・高負荷領域）に、Ｎｅ値が第４所定値Ｎ４以上の領域が運転領域Ｄ３に、それぞれ設定されている。
【００８８】
そして、図１６に示すように、運転領域Ｄ１では、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をいずれもＬｏ．Ｖ／Ｔに設定するとともに、ＥＭＡ２９を作動させることで両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を遅閉じ制御する。また、運転領域Ｄ２では、両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をＬｏ．Ｖ／Ｔに設定するとともに、ＥＭＡ２９を休止し、運転領域Ｄ３では、両吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をＨｉ．Ｖ／Ｔに設定するとともに、ＥＭＡ２９を休止する。他の運転領域における動作設定は、第１実施形態と同様である。
【００８９】
したがって、本実施形態では、第１および第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、運転領域Ｄ１、すなわち中回転・低負荷領域において、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２を遅閉じするので、ポンピングロスの低減領域を拡大でき、したがって、燃費をさらに向上させることができる。
【００９０】
図１８は、動弁制御装置の変形例を示している。図１５との比較から明らかなように、この変形例は、第３実施形態の動弁制御装置に対し、ＥＭＡ用ロッカアーム２６の構成を変更したものである。このＥＭＡ用ロッカアーム２６は、低速ロッカアーム１２ａと反対側に屈曲するＬ字状に形成されるとともに、ＥＭＡ２９のストッパロッド４０が当接するＥＭＡ用ロッカアーム２６の当接部２９ｂが、低速ロッカアーム１２ａの第１吸気弁ＩＶ１との当接部１２ｄよりも、ロッカシャフト１４から近い位置に配置されている。したがって、この変形例では、第１吸気弁ＩＶ１を保持するのに必要なアクチュエータのストローク量を小さくすることで、ストッパロッド４０を短縮でき、その軸線方向において小型化できるとともに、当接部２９ｂがロッカシャフト１４から近い位置に配置されることで、ロッカシャフト１４から低速ロッカアーム１２ａと第１吸気弁ＩＶ１との当接部１２ｄまでの距離を短縮でき、その方向において小型化でき、したがって、いずれの方向においても動弁系を小型化することができる。また、ＥＭＡ用ロッカアーム２６が低速ロッカアーム１２ａとは別体であることから、当接部２９ｂを上記のように配置しても、その付近に配置される第１油圧切換機構１８などと干渉するのを回避でき、したがって、ＥＭＡ２９をストッパロッド４０の作動方向にコンパクトに配置することができる。
【００９１】
図１９は、本発明の第４実施形態による動弁制御装置を示している。本実施形態は、第１〜第３実施形態と比較し、ＥＶＡ２９の構成が異なるものである。このＥＭＡ２９は、上下一対の電磁石３８ａ、３８ｂを備えており、これらの電磁石３８ａ、３８ｂ間に、ストッパロッド４０と一体のアーマチュア３９が配置されている。ストッパロッド４０は、追従コイルばね４１によって下方に付勢されるとともに、ＥＭＡ用ロッカアーム２６に一体に連結されている。また、図２０に示すように、このＥＶＡ２９のストロークは、第１吸気弁ＩＶ１のＬｏ．Ｖ／Ｔ時の最大リフト量よりも大きく、かつＨｉ．Ｖ／Ｔ時の最大リフト量よりも小さく設定されている。
【００９２】
したがって、この構成によれば、ＥＭＡ用ロッカアーム２６を低速ロッカアーム１２ａに連結したＥＭＡ２９の作動モード時には、上下の電磁石３８への励磁タイミングを制御することによって、第１吸気弁ＩＶ１の開閉タイミングを制御することが可能である。具体的には、同図にハッチング領域として示すように、第１〜第３実施形態と同様に第１吸気弁ＩＶ１を遅閉じ制御できるだけでなく、第１吸気弁ＩＶ１の早開き制御を行うことができる。また、ＥＶＡ２９のストロークが、第１吸気弁ＩＶ１のＬｏ．Ｖ／Ｔ時の最大リフト量よりも大きいことから、Ｌｏ．Ｖ／Ｔ時に第１吸気弁ＩＶ１を早開きし、その状態を継続することによって、ＥＶＡ２９によるバルブタイミングをＬｏ．Ｖ／Ｔに優先して適用することも可能である。なお、ＥＭＡ用ロッカアーム２６を低速ロッカアーム１２ａに対して遮断したＥＭＡ２９の休止モード時には、前述した実施形態と同様、低速ロッカアーム１２ａは、ＥＭＡ用ロッカアーム２６およびＥＭＡ２９の慣性質量の影響を受けることなく、それらに対して完全にフリーな状態で回動する。
【００９３】
図２１は、本実施形態におけるエンジン３の運転領域に対する第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２およびＥＭＡ２９の動作設定の一例を示したものであり、図２２は、この運転領域のマップの例を示している。両図に示すように、この例では、エンジン回転数Ｎｅが第５所定値Ｎ５（例えば８００ｒｐｍ）未満で且つアクセル開度ＡＣＣが第３所定値ＡＣ３（例えば１０％）未満の運転領域Ｇ（低回転・低負荷領域）では、第１吸気弁ＩＶ１をＬｏ．Ｖ／Ｔに、第２吸気弁ＩＶ２を休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定するとともに、ＥＭＡ２９を休止する。また、Ｎｅ値が第５所定値Ｎ５以上・第６所定値Ｎ６（例えば３５００ｒｐｍ）未満で且つＡＣＣ値が第４所定値ＡＣ４（例えば８０％）未満の運転領域Ｈ（中回転・低負荷領域）では、第１および第２吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２をＬｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定するとともに、ＥＭＡ２９を作動させ、これを早開きおよび遅閉じ制御する。これにより、中回転・低負荷領域において、内部ＥＧＲを導入することによって、排気ガス特性を向上させることができる。
【００９４】
さらに、Ｎｅ値が第５所定値Ｎ５以上・第６所定値Ｎ６未満で且つＡＣＣ値が第４所定値ＡＣ４以上の運転領域Ｉ（中回転・高負荷領域）では、第１および第２吸気弁ＩＶ１をＬｏ．Ｖ／Ｔ、休止Ｖ／Ｔにそれぞれ設定するとともに、ＥＭＡ２９を作動させ、これを早開き制御する。これにより、中回転・高負荷領域において、出力を向上させることができる。また、Ｎｅ値が第６所定値Ｎ６以上の運転領域Ｊ（高回転領域）では、第１および第２吸気弁ＩＶ１をいずれもＨｉ．Ｖ／Ｔに設定するとともに、ＥＭＡ２９を休止する。なお、以上のような設定はあくまでも例示であり、運転領域、第１および第２の吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２のバルブタイミング、およびＥＭＡ２９の作動・休止のそれぞれの設定と組合わせは、適宜、変更することが可能である。
【００９５】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、機関弁としての吸気弁に本発明を適用した例であるが、本発明は、これに限らず、排気弁に適用し、その閉弁タイミングを制御するようにしてもよい。それにより、オーバーラップ量を可変制御することによって、出力および排気ガス特性の向上などを図ることができる。また、実施形態では、吸気弁を開弁状態に保持するためのアクチュエータとして、電磁アクチュエータを用いているが、これに代えて、油圧式や空気式などの他のタイプのアクチュエータを採用することが可能である。
【００９６】
さらに、実施形態では、ＥＭＡ２９などの動作モードを決定するためのエンジン３の運転領域を定めるパラメータの１つとして、アクセル開度ＡＣＣを採用しているが、これに代えて、エンジン３の負荷を表す吸気管内絶対圧、スロットル弁開度あるいは筒内圧や吸入空気量などを用いてもよい。また、実施形態では、ＥＭＡ２９を強制的に休止モードに切り換える切換機構を、油圧式のもので構成しているが、これに代えて、電気式などのものを採用してもよい。
【００９７】
さらに、実施形態では、カム式動弁機構５にＶＴＥＣ１３を併用しているが、このＶＴＥＣ１３とともに、あるいはこれに代えて、カム位相を連続的に変更するカム位相可変機構を併用したカム式動弁機構に、本発明を適用することが可能である。
【００９８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の動弁制御装置は、カム式動弁機構によって機関弁を駆動するとともに、運転状態に応じて適宜、アクチュエータを作動させ、機関弁の閉弁タイミングを任意に制御し、最適に設定できる。また、アクチュエータの休止時には、アクチュエータがカム式動弁機構から遮断されるので、機関弁の慣性質量を増大させない状態で、これを開閉駆動でき、以上により、燃費の向上と高回転・高出力化の両立を図れるとともに、コストおよび重量を削減することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による内燃機関の動弁制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】吸気弁および排気弁の配置を示す図である。
【図３】吸気弁および動弁制御装置を示す側面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。
【図５】電磁アクチュエータの断面図である。
【図６】動弁制御装置による吸排気弁の動作例を示す図である。
【図７】図１のＥＣＵにより実行される動弁制御処理のフローチャートである。
【図８】図７の動弁制御処理の一部のフローチャートである。
【図９】図７の動弁制御処理で用いられる運転領域マップの一例である。
【図１０】フェイル発生時に用いられる運転領域マップの一例である。
【図１１】電磁アクチュエータの制御処理のフローチャートである。
【図１２】低回転状態における第１吸気弁の閉弁タイミングの設定例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による内燃機関の動弁制御装置の側面図である。
【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿う断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による内燃機関の動弁制御装置の断面図である。
【図１６】図１５の動弁制御装置における第１および第２吸気弁および電磁アクチュエータの動作設定例を示すテーブルである。
【図１７】図１６の動作設定に用いられる運転領域マップの一例である。
【図１８】動弁制御装置の変形例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による内燃機関の動弁制御装置の断面図である。
【図２０】図１９の動弁制御装置による吸排気弁の動作例を示す図である。
【図２１】図１９の動弁制御装置における第１および第２吸気弁および電磁アクチュエータの動作設定例を示すテーブルである。
【図２２】図２１の動作設定に用いられる運転領域マップの一例である。
【符号の説明】
１  動弁制御装置
２  ＥＣＵ（制御手段、運転状態検出手段、動作モード決定手段）
３  内燃機関
５  カム式動弁機構
１１  吸気カム（カム）
１２ａ  低速ロッカアーム（駆動用ロッカアーム）
１２ｂ  休止ロッカアーム（駆動用ロッカアーム）
１２ｃ  高速ロッカアーム（駆動用ロッカアーム）
１２ｄ  低速ロッカアームと第１吸気弁との当接部
１４  ロッカシャフト
１７  第１切換弁（第１油圧切換機構）
１８  第１油圧切換機構（第１油圧切換機構）
２１  油室（油圧室）
２６  ＥＭＡ用ロッカアーム（保持用ロッカアーム）
２７  第２切換弁（切換機構）
２８  第２油圧切換機構（切換機構）
２９  電磁アクチュエータ（アクチュエータ）
２９ａ  電磁アクチュエータとＥＭＡロッカアームとの当接部
２９ｂ  電磁アクチュエータとＥＭＡロッカアームとの当接部
３０  油圧緩衝機構
３７  コイル
３８  電磁石
３９  アーマチュア
４０  ストッパロッド（ストッパ）
４２  クランク角センサ（運転状態検出手段）
４３  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
４５  油圧休止機構（切換機構）
ＩＶ１  第１吸気弁（機関弁）
【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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【図２１】
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【図２２】
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