(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実際のバルブリフト量を機関運転状態に応じて変更するバルブリフト量可変手段と、機関運転状態に応じてバルブタイミングの目標値を設定するものであって、前記バルブリフト量可変手段によるバルブリフト量の変更が行われるときにはこの変更にともなうバルブリフト量の変化分に応じてバルブタイミングの目標値を変更する目標バルブタイミング設定手段と、実際のバルブタイミングをこの目標バルブタイミング設定手段による目標値に近づけるバルブタイミング可変手段とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
バルブリフト量の変化分を加味することなくバルブタイミングの目標値の変更が行われたことに基づいて実際のバルブタイミングが変更後の目標値に近づけられる際のバルブタイミングの変化の応答速度について、これを第１の応答速度とし、バルブリフト量の変化分に応じてバルブタイミングの目標値の変更が行われたことに基づいて実際のバルブタイミングが変更後の目標値に近づけられる際のバルブタイミングの変化の応答速度について、これを第２の応答速度とし、この第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくすべくバルブタイミング可変手段を制御する応答速度制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記応答速度制御手段は、バルブリフト量の変更にともないバルブタイミングの目標値が変更されたことを機に実際のバルブタイミングを変更後の目標値に近づける動作が開始されてから実際のバルブタイミングが最初に前記変更後の目標値に到達するまでの間に限り、前記第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記バルブタイミング可変手段は、実際のバルブタイミングと前記目標値との差に応じた制御量に基づいて実際のバルブタイミングを前記目標値に近づけるものであり、
前記応答速度制御手段は、前記制御量の操作を通じて前記第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくするものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブリフト量及びバルブタイミングを可変とする可変動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車載用エンジン等の内燃機関にあっては、出力の向上やエミッションの低減等を意図して、吸気バルブや排気バルブの開閉特性を適宜に変更することが行われる。このようにバルブ特性を変更する装置としては、例えば特公平５−４３８４７号公報に記載された動弁装置が知られている。
【０００３】
この装置は、内燃機関のバルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、同機関のバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構とを備えている。上記バルブリフト量可変機構は、内燃機関のバルブリフト量を機関運転状態に応じて低速用と高速用との間で切り換えるものである。また、上記バルブタイミング可変機構は、内燃機関のバルブタイミングを機関運転状態に基づき設定される目標値へと所定の応答速度をもって近づけるものである。
【０００４】
そして、これらバルブリフト量可変機構及びバルブタイミング可変機構により、機関運転状態に応じてバルブリフト量を変更するとともに、機関運転状態に応じて設定される目標値へとバルブタイミングを近づけることで、内燃機関の出力向上やエミッション低減が図られるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記バルブリフト量可変機構によってバルブリフト量が変更される際、その変更に基づき大幅に吸入空気量が変化して内燃機関の運転状態が大きく変化するため、その機関運転状態に基づき設定されるバルブタイミングの目標値にも大きな変化が生じる。
【０００６】
しかし、上記のようにバルブタイミングの目標値が大きく変化するときには、その目標値が変化してから実際のバルブタイミングが同目標値に達するまでに多大な時間がかかる。そして、そのバルブタイミングが同目標値に達するまでの間は、実際のバルブタイミングが目標値からずれて機関運転状態に対し不適切なものとなる。
【０００７】
従って、上記のように実際のバルブタイミングが目標値に達するまでに多大な時間がかかることにより、実際のバルブタイミングが目標値からずれる期間が長くなって同期間中に内燃機関の出力トルクが落ち込むこととなる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブリフト量が変更されてバルブタイミングの目標値が大きく変わったとき、内燃機関の出力トルクが落ち込むのを防止することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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。
（１）請求項１に記載の発明は、実際のバルブリフト量を機関運転状態に応じて変更するバルブリフト量可変手段と、機関運転状態に応じてバルブタイミングの目標値を設定するものであって、前記バルブリフト量可変手段によるバルブリフト量の変更が行われるときにはこの変更にともなうバルブリフト量の変化分に応じてバルブタイミングの目標値を変更する目標バルブタイミング設定手段と、実際のバルブタイミングをこの目標バルブタイミング設定手段による目標値に近づけるバルブタイミング可変手段とを備える内燃機関の可変動弁装置において、バルブリフト量の変化分を加味することなくバルブタイミングの目標値の変更が行われたことに基づいて実際のバルブタイミングが変更後の目標値に近づけられる際のバルブタイミングの変化の応答速度について、これを第１の応答速度とし、バルブリフト量の変化分に応じてバルブタイミングの目標値の変更が行われたことに基づいて実際のバルブタイミングが変更後の目標値に近づけられる際のバルブタイミングの変化の応答速度について、これを第２の応答速度とし、この第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくすべくバルブタイミング可変手段を制御する応答速度制御手段を備えることを要旨としている。
【００１０】
上記発明によれば、バルブリフト量が変更されたときには機関運転状態に応じて設定される目標値が大きく変化するが、その目標値に近づけられるバルブタイミングの応答速度がバルブリフト量無変更時よりも大きくされるため、実際のバルブタイミングが変更後の目標値へと速やかに近づけられる。従って、バルブタイミング目標値が大きく変化しても、その目標値と実際のバルブタイミングとがずれる期間が短くなり、同期間中に内燃機関の出力トルクが落ち込むのを防止することができるようになる。
【００１１】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記応答速度制御手段は、バルブリフト量の変更にともないバルブタイミングの目標値が変更されたことを機に実際のバルブタイミングを変更後の目標値に近づける動作が開始されてから実際のバルブタイミングが最初に前記変更後の目標値に到達するまでの間に限り、前記第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくすることを要旨としている。
【００１２】
目標値へと近づけられるバルブタイミングの応答速度を大きくすると、速やかにバルブタイミングを目標値へと近づけることはできるが、その目標値へとバルブタイミングを収束させることには時間がかかるようになる。この点、上記発明によれば、バルブリフト量が変更されて最初にバルブタイミングが目標値に到達するまでの間だけバルブタイミングの応答速度が大きくされるため、バルブリフト量変更時にバルブタイミングが速やかに目標値に近づられ、且つ同目標値へ速やかに収束するようになる。
【００１３】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブタイミング可変手段は、実際のバルブタイミングと前記目標値との差に応じた制御量に基づいて実際のバルブタイミングを前記目標値に近づけるものであり、前記応答速度制御手段は、前記制御量の操作を通じて前記第２の応答速度を前記第１の応答速度よりも大きくするものであることを要旨としている。
【００１４】
上記発明によれば、バルブタイミング可変手段を駆動するための制御量を変化させることにより、バルブタイミングの応答速度を的確に大きくすることができるため、バルブリフト量変更時における内燃機関の出力トルクの落ち込みが好適に防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用エンジンに適用した一実施形態を図１〜図１８に従って説明する。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１１のシリンダブロック１１ａには、ピストン１２が往復移動可能に設けられている。このピストン１２は、コンロッド１３を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００１７】
上記クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００１８】
また、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通している。更に、それら吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられている。
【００１９】
シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２には、クランクシャフト１４の回転がタイミングベルト２３を介して伝達される。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・遮断される。
【００２０】
シリンダヘッド１５において、吸気カムシャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設けられた突起２２ａを検出して検出信号を出力するカムセンサ２２ｂが設けられている。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起２２ａがカムセンサ２２ｂの側方を通過する。この状態にあっては、カムセンサ２２ｂから上記突起２２ａの通過に対応した所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【００２１】
上記吸気ポート１７には吸気管３０が接続され、それら吸気ポート１７及び吸気管３０内は吸気通路３２となっている。また、上記排気ポート１８には排気管３１が接続され、それら吸気ポート１７及び排気管３１内は排気通路３３となっている。上記吸気通路３２の上流部には、自動車の室内に設けられたアクセルペダル３４の踏込量に基づき開度調節されるスロットルバルブ３５が設けられている。そして、そのスロットルバルブ３５の開度調節により燃焼室１６内へ吸入される空気の量が調節される。また、吸気管３０においてスロットルバルブ３５よりも下流側には、吸気通路３２内の圧力を検出して同検出された圧力に対応した検出信号を出力するバキュームセンサ３６が設けられている。
【００２２】
更に、吸気管３０の下流端には、燃焼室１６内へ向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁３７が設けられている。この燃料噴射弁３７は、吸気通路３２内の空気が燃焼室１６へ吸入されるとき、その燃焼室１６へ向けて燃料を噴射して燃料及び空気からなる混合気を形成する。一方、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に充填された混合気に対して点火を行うための点火プラグ３８が設けられている。この点火プラグ３８は、エンジン１１に設けられたイグナイタモジュール３９を介して、自動車のバッテリ４０に接続されている。
【００２３】
こうしたエンジン１１にあっては、その吸気行程において、ピストン１２の下降により燃焼室１６内に負圧が発生し、その負圧により燃焼室１６へ吸気通路３２を介して空気が吸入される。また、燃料噴射弁３７からは、燃焼室１６に吸入される空気の量に対応した量の燃料が同燃焼室１６へ向かって噴射され、その結果、燃焼室１６には空気と燃料とからなる混合気が充填される。
【００２４】
その後、エンジン１１の圧縮行程において、ピストン１２の上昇により、燃焼室１６内の混合気は圧縮される。燃焼室１６内で圧縮された混合気は、点火プラグ３８により点火されて爆発し、その爆発力によってピストン１２が下降してエンジン１１は爆発行程に移る。この爆発行程により、エンジン１１は駆動力を得ることとなる。こうして燃焼室１６内で燃焼した混合気は、エンジン１１の排気行程において、ピストン１２の上昇により排気ガスとして排気通路３３へ送り出される。
【００２５】
次に、吸気バルブ１９のバルブリフト量及びバルブタイミングなどバルブ特性を可変とするための可変動弁装置について図２〜図７を参照して説明する。
上記可変動弁装置は、図２に示すように、吸気カムシャフト２１の端部に設けられたバルブタイミング可変機構２４と、吸気カムシャフト２１及び吸気バルブ１９間に設けられたバルブリフト量可変機構７１とを備えている。
【００２６】
上記バルブタイミング可変機構２４は、クランクシャフト１４の回転をタイミングベルト２３から吸気カムシャフト２１へと伝達するためのプーリ２４ａを備えている。そして、バルブタイミング可変機構２４は、油圧駆動されることによってクランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト２１の相対回転位相を変更し、吸気バルブ１９のバルブタイミングを調整する。
【００２７】
こうしたバルブタイミング可変機構２４の油圧駆動は、エンジン１１の下部に設けられたオイルパン２５内のオイルをバルブタイミング可変機構２４に対し給排することによって行われる。そして、バルブタイミング可変機構２４に対するオイルの給排は、同機構２４とオイルパン２５との間に設けられた進角制御油路４７、遅角制御油路４８、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４９、供給通路５０、排出通路５１、及びオイルポンプ５２によって行われる。
【００２８】
また、上記バルブリフト量可変機構７１は、吸気カムシャフト２１に設けられて互いに異なるカムプロフィールを有する高速用カム７２ａ及び低速用カム７２ｂに対応して位置している。そして、バルブリフト量可変機構７１は、油圧駆動されて吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを高速用カム７２ａと低速用カム７２ｂとの間で切り換えることにより吸気バルブ１９のバルブリフト量を変更する。なお、高速用カム７２ａ及び低速用カム７２ｂのカムプロフィールは、高速用カム７２ａによって吸気バルブ１９を開閉駆動したときのバルブリフト量が、低速用カム７２ｂによって吸気バルブ１９を開閉駆動したときのバルブリフト量よりも大きくなるように形成されている。
【００２９】
こうしたバルブリフト量可変機構７１の油圧駆動は、オイルパン２５内のオイルをバルブリフト量可変機構７１に対し給排することによって行われる。そして、バルブリフト量可変機構７１に対するオイルの給排は、同機構７１とオイルパン２５との間に設けられたカム切換制御油路７３、オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）７４、供給通路７５、排出通路７６、及びオイルポンプ５２によって行われる。
【００３０】
ここで、上記バルブタイミング可変機構２４及び同可変機構２４を駆動するためのオイル供給構造について図３及び図４を参照して説明する。
図３はバルブタイミング可変機構２４に対するオイル供給構造を示す断面図であって、図４はバルブタイミング可変機構２４の内部構造を示す断面図である。図３に示すように、バルブタイミング可変機構２４が設けられた吸気カムシャフト２１は、そのジャーナル２１ａがシリンダヘッド１５の軸受部１５ａにより回転可能に支持されている。また、吸気カムシャフト２１の先端（図３中において左端）は、前記プーリ２４ａの中心部を貫通している。このプーリ２４ａは、吸気カムシャフト２１に対して回転可能となっている。また、吸気カムシャフト２１の先端面には回転部材４１がボルト４２によって固定され、回転部材４１は吸気カムシャフト２１の軸線Ｌを中心に同シャフト２１と一体回転するようになっている。
【００３１】
一方、プーリ２４ａの先端側面には、回転部材４１を覆うように設けられたハウジング４３が当接している。このハウジング４３は、回転部材４１の外周を囲うように設けられたリングカバー４４と、リングカバー４４の先端開口部を塞ぐように設けられた閉塞板４５とから構成されている。そして、プーリ２４ａ、リングカバー４４及び閉塞板４５は、ボルト４６によって吸気カムシャフト２１の軸線Ｌを中心にして一体回転できるように連結されている。
【００３２】
上記シリンダヘッド１５の軸受部１５ａや吸気カムシャフト２１等には、バルブタイミング可変機構２４に対してオイルを給排するための進角制御油路４７及び遅角制御油路４８が設けられている。この進角制御油路４７及び遅角制御油路４８はバルブタイミング可変機構２４の内部まで延びるとともに、シリンダヘッド１５の軸受部１５ａの内部を通ってＯＣＶ４９に接続されている。また、ＯＣＶ４９には供給通路５０及び排出通路５１が接続されている。そして、供給通路５０はクランクシャフト１４の回転に伴って駆動されるオイルポンプ５２を介してオイルパン２５に繋がっており、排出通路５１は直接オイルパン２５に繋がっている。
【００３３】
上記ＯＣＶ４９は２位置５ポート型の電磁切換弁であって、電磁ソレノイド４９ａの消磁状態においてはコイルスプリング４９ｂの付勢力によりＡ側流路を選択するように切り換えられる。また、電磁ソレノイド４９ａが励磁されると、ＯＣＶ４９はＢ側流路を選択するように切り換えられる。
【００３４】
ＯＣＶ４９がＡ側流路を選択するように切り換えられると、供給通路５０と進角制御油路４７とが連通するとともに、排出通路５１と遅角制御油路４８とが連通する。こうした状態においては、オイルポンプ５２によりオイルパン２５内のオイルが、供給通路５０、ＯＣＶ４９及び進角制御油路４７を介して、バルブタイミング可変機構２４へ供給される。また、バルブタイミング可変機構２４内にあったオイルは、遅角制御油路４８、ＯＣＶ４９及び排出通路５１を介して、オイルパン２５内へ戻される。進角制御油路４７からオイルが供給されたバルブタイミング可変機構２４は、吸気カムシャフト２１がクランクシャフト１４（図３には図示せず）に対して進角するようプーリ２４ａと吸気カムシャフト２１との相対回転位相を変更して、吸気バルブ１９の駆動時期を早める。
【００３５】
また、ＯＣＶ４９がＢ側流路を選択するように切り換えられると、供給通路５０と遅角制御油路４８とが連通するとともに、排出通路５１と進角制御油路４７とが連通する。こうした状態においては、オイルパン２５内のオイルが、供給通路５０、ＯＣＶ４９及び遅角制御油路４８を介して、バルブタイミング可変機構２４へ供給される。また、バルブタイミング可変機構２４内にあったオイルは、進角制御油路４７、ＯＣＶ４９及び排出通路５１を介して、オイルパン２５内へ戻される。遅角制御油路４８からオイルが供給されたバルブタイミング可変機構２４は、吸気カムシャフト２１がクランクシャフト１４に対して遅角するよう、プーリ２４ａと吸気カムシャフト２１との相対回転位相を変更して、吸気バルブ１９の駆動時期を遅らせる。
【００３６】
次に、バルブタイミング可変機構２４における回転部材４１及びハウジング４３の詳細構造を図４を参照して説明する。
図４に示すように、ハウジング４３におけるリングカバー４４の内周面４４ａには、吸気カムシャフト２１（図３）の軸線Ｌへ向かって突出する四つの張出部６６が、ハウジング４３の周方向に等間隔に形成されている。この各張出部６６間には、それぞれ溝部６７がハウジング４３の周方向に等間隔に形成されている。また、回転部材４１の外周面には、各溝部６７に挿入されるように外側方へ突出する四つのベーン６８が、回転部材４１の周方向に等間隔に設けられている。この各ベーン６８が挿入された各溝部６７内は、同ベーン６８により進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０に区画されている。これら進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０は、ベーン６８を回転部材４１の周方向両側から挟むように位置している。そして、進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０には、それぞれ前記進角制御油路４７及び遅角制御油路４８が連通している。
【００３７】
こうしたバルブタイミング可変機構２４にあって、上記ＯＣＶ４９の電磁ソレノイド４９ａが消磁されると、進角制御油路４７から進角側油圧室６９へオイルが供給されるとともに、遅角側油圧室７０から遅角制御油路４８を介してオイルが排出される。その結果、各ベーン６８が矢印Ａ方向へ相対移動することにより回転部材４１が図中右方向に相対回動し、プーリ２４ａに対する吸気カムシャフト２１の相対回転位相が変更される。因みに同バルブタイミング可変機構２４にあっては、前記タイミングベルト２３を介して伝達されるクランクシャフト１４の回転に基づき、プーリ２４ａ（ハウジング４３）及び吸気カムシャフト２１は共に、図中右方向に回転する。従って、この場合、吸気カムシャフト２１がクランクシャフト１４に対して進角し、その結果、吸気バルブ１９のバルブタイミングも進角するようになる。
【００３８】
また、ＯＣＶ４９の電磁ソレノイド４９ａが励磁されると、遅角制御油路４８から遅角側油圧室７０へオイルが供給されるとともに、進角側油圧室６９から進角制御油路４７を介してオイルが排出される。その結果、各ベーン６８が矢印Ａと逆方向へ相対移動することにより回転部材４１が同中左方向に相対回動し、プーリ２４ａに対する吸気カムシャフト２１の相対回転位相が上記と逆方向に変更される。同バルブタイミング可変機構２４にあっては、この場合、吸気カムシャフト２１がクランクシャフト１４に対して遅角し、その結果、吸気バルブ１９のバルブタイミングも遅角するようになる。
【００３９】
次に、上記バルブリフト量可変機構７１、及び同可変機構７１を駆動するためのオイル供給構造について図５〜図７を参照して説明する。なお、図５はバルブリフト量可変機構７１全体を示す斜視図であって、図６及び図７はバルブリフト量可変機構７１の内部構造を示す拡大断面図である。
【００４０】
図５に示すように、バルブリフト量可変機構７１は、吸気カムシャフト２１（図５に図示せず）と平行になるロッカシャフト７７に回動可能に取り付けられたロッカアーム本体７８を備えている。上記ロッカアーム本体７８には吸気バルブ１９の上端に当接する押圧当接部７９が設けられている。また、ロッカアーム本体７８にはローラ８０が回転可能に支持され、そのローラ８０には低速用カム７２ｂ（図２）が当接する。従って、吸気カムシャフト２１が回転すると、低速用カム７２ｂがローラ８０及びロッカアーム本体７８を介して吸気バルブ１９を押し、その吸気バルブ１９が開閉駆動されようになる。
【００４１】
ロッカアーム本体７８において、ローラ８０の隣りにはカムフォロア８１が設けられている。カムフォロア８１は、ロッカアーム本体７８に対して出没する方向（図中上下方向）について往復移動可能に支持されるとともに、コイルスプリング８２によって上方に付勢されている。そのカムフォロア８１の頭部には、高速用カム７２ａが当接する被押圧部８１ａが設けられている。また、カムフォロア８１は、ロッカシャフト７７の内部に形成されたカム切換制御油路７３に供給されるオイルの油圧に基づき、ロッカアーム本体７８へ没入する方向について固定されたり、その固定が解除されたりすることとなる。
【００４２】
上記カム切換制御油路７３にはＯＳＶ７４が接続され、ＯＳＶ７４には供給通路７５及び排出通路７６が接続されている。そして、供給通路７５はオイルポンプ５２を介してオイルパン２５に繋がっており、排出通路７６は直接オイルパン２５に繋がっている。上記ＯＳＶ７４は２位置３ポート型の電磁切換弁であって、電磁ソレノイド７４ａの消磁状態においてはコイルスプリング７４ｂの付勢力によりＡ側流路を選択するように切り換えられる。また、電磁ソレノイド７４ａが励磁されると、ＯＳＶ７４はＢ側流路を選択するように切り換えられる。
【００４３】
ＯＳＶ７４がＡ側流路を選択するように切り換えられると、供給通路７５とカム切換制御油路７３とが連通し、オイルポンプ５２によりオイルパン２５内のオイルが供給通路７５及びＯＳＶ７４を介してカム切換制御油路７３へ供給される。こうしてカム切換制御油路７３に供給されたオイルの油圧に基づき、ロッカアーム本体７８へ没入する方向についてカムフォロア８１が固定されることとなる。この状態にあっては、吸気カムシャフト２１の回転により高速用カム７２ａがカムフォロア８１及びロッカアーム本体７８を介して吸気バルブ１９を押し、その吸気バルブ１９が開閉駆動されるようになる。
【００４４】
また、ＯＳＶ７４がＢ側流路を選択するように切り換えられると、カム切換制御油路７３と遅角制御油路４８とが連通し、カム切換制御油路７３内のオイルがＯＳＶ７４及び排出通路７６を介してオイルパン２５内へ戻される。こうしてカム切換制御油路７３からのオイルの排出により、ロッカアーム本体７８へ没入する方向についてのカムフォロア８１の固定が解除されることとなる。この状態にあっては、高速用カム７２ａによってカムフォロア８１が押されたとき、同カムフォロア８１がロッカアーム本体７８に没入するため、吸気バルブ１９が低速用カム７２ｂによって開閉駆動されるようになる。
【００４５】
次に、ロッカアーム本体７８に没入する方向についてカムフォロア８１を固定する構造、及びその固定を解除する構造について図６及び図７に基づき説明する。なお、図６及び図７は、ロッカアーム本体７８においてカムフォロア８１が設けられた部分の拡大断面図である。
【００４６】
図６に示すように、ロッカアーム本体７８には、上記カムフォロア８１が挿入されるガイド筒８３が図中上下方向へ延びるように設けられている。また、ロッカアーム本体７８には、そのガイド筒８３の下端部と連通して同ガイド筒８３と直交する方向へ延びる摺動穴８４が設けられている。この摺動穴８４の内奥部は、カム切換制御油路７３（図５）と連通する連通路８４ａに繋がっている。そして、摺動穴８４内におけるカムフォロア８１よりも連通路８４ａ側には、固定部材８５が同摺動穴８４に沿って往復移動できるように設けられている。また摺動穴８４内における固定部材８５と連通路８４ａとの間は、カム切換制御油路７３から連通路８４ａを介してオイルが供給される油圧室８４ｂとなっている。
【００４７】
固定部材８５においては、その一端部（図６中右端部）側に、カムフォロア８１の下端面が当接する当接部８５ａと、同カムフォロア８１の下端における連通路８４ａ側の側面に当接するバネ受け部材８６とが設けられている。固定部材８５において、バネ受け部材８６に対応する位置には摺動穴８４と同方向へ延びるガイド穴８７が設けられている。このガイド穴８７内には、固定部材８５を連通路８４ａ側へ付勢するコイルスプリング８８が設けられている。そして、固定部材８５は、油圧室８４ｂに供給されるオイルの油圧とコイルスプリング８８の付勢力とに基づき、摺動穴８４内を往復移動するようになる。
【００４８】
従って、カム切換制御油路７３（図５）から連通路８４ａを介して油圧室８４ｂ内にオイルが供給されると、そのオイルの油圧により固定部材８５がコイルスプリング８８の付勢力に抗して図６に示す位置へ移動する。この状態にあっては、カムフォロア８１の下端面が固定部材８５の当接部８５ａと当接し、ロッカアーム本体７８に没入する方向についてカムフォロア８１が固定される。そのため、この場合には、高速用カム７２ａによって吸気バルブ１９が開閉駆動されるようになる。
【００４９】
また、油圧室８４ｂ内から連通路８４ａ及びカム切換制御油路７３が介してオイルが排出されると、コイルスプリング８８の付勢力によって固定部材８５が図７に示す位置へと移動する。この状態にあっては、固定部材８５の当接部８５ａがカムフォロア８１の下端面に対応する位置から外れ、カムフォロア８１がロッカアーム本体７８に没入可能となる。そのため、この場合には、吸気バルブ１９の開閉駆動が高速用カム７２ａではなく低速用カム７２ｂによって行われる。
【００５０】
次に、本実施形態における可変動弁装置の電気的構成を図８に基づいて説明する。
この可変動弁装置は、吸気バルブ１９のバルブタイミング及びバルブリフト量など、バルブ特性を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５、及びバックアップＲＡＭ９６等を備える理論演算回路として構成されている。
【００５１】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００５２】
外部入力回路９８にはクランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、及びバキュームセンサ３６等が接続され、外部出力回路９９にはＯＣＶ４９及びＯＳＶ７４等が接続されている。
【００５３】
このように構成されたＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥを求め、そのエンジン回転数ＮＥが所定値（本実施形態では６０００ｒｐｍ）を越えたか否かに基づき、バルブリフト量を高速用のものと低速用のものと間で変更する。
【００５４】
即ち、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥが６０００ｒｐｍよりも小さいとき、ＯＳＶ７４（図５）の電磁ソレノイド７４ａを励磁してＢ側流路を選択するようにＯＳＶ７４を切り換え、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして低速用カム７２ｂを選択する。この状態にあっては、吸気バルブ１９のバルブリフト量が小さくされ、エンジン１１における低速トルクの向上やアイドル運転の安定化が図られるようになる。また、低速用カム７２ｂが選択された状態では、クランクシャフト１４の軸トルク（エンジン出力トルク）がエンジン回転数ＮＥの変化に対して図９（ａ）に実線ＬＬ１で示すように推移する。
【００５５】
また、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥが６０００ｒｐｍ以上であるとき、ＯＳＶ７４の電磁ソレノイド７４ａを消磁状態にしてＡ側流路を選択するようにＯＳＶ７４を切り換え、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして高速用カム７２ａを選択する。この状態にあっては、吸気バルブ１９のバルブリフト量が大きくされ、エンジン１１の最高出力が高められることとなる。また、高速用カム７２ａが選択された状態では、クランクシャフト１４の軸トルクがエンジン回転数ＮＥの変化に対して図９（ａ）に実線ＬＨ１で示すように推移する。
【００５６】
なお、カム切換の判断基準となるエンジン回転数ＮＥ（６０００ｒｐｍ）は、上記実線ＬＬ，ＬＨが交差するときのエンジン回転数ＮＥとなっている。こうしたエンジン回転数ＮＥをカム切換の判断基準とすることによって、エンジン１１の低速性能と高速性能との両方を向上させることができるようになる。
【００５７】
一方、ＥＣＵ９２は、バキュームセンサ３６からの検出信号に基づき吸入空気量を求め、その吸入空気量とエンジン回転数ＮＥとに基づき図１６のマップを参照して吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの目標進角量Ｔｖｔを算出する。また、ＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃ及びカムセンサ２２ｂからの検出信号に基づき、吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの実際の進角量Ｒｖｔを求める。
【００５８】
そして、上記のように目標進角量Ｔｖｔが算出されると、ＥＣＵ９２は、ＯＣＶ４９（図３）の電磁ソレノイド４９ａに対する印加電圧をデューティ制御して吸気バルブ１９のバルブタイミングを調整し、上記実際の進角量Ｒｖｔと上記目標進角量Ｔｖｔとを一致させる。このように吸気バルブ１９のバルブタイミングを調整することで、エンジン１１の全運転領域において高い出力トルクが得られるようになる。
【００５９】
ところで、図１６に示すマップから明らかなように、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして低速用カム７２ｂが選択された場合と高速用カム７２ａが選択された場合とでは、吸入空気量及びエンジン回転数ＮＥの変化に基づく目標進角量Ｔｖｔの推移傾向が異なる。そのため、エンジン回転数ＮＥが６０００ｒｐｍを越えて変化することにより、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムが切り換えられると、マップ演算される目標進角量Ｔｖｔが大きく変化することとなる。ここで、エンジン回転数ＮＥが変化して６０００ｒｐｍを越えたときのカムの切換態様、並びに吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの目標進角量Ｔｖｔ及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を図１２及び図１４に示す。
【００６０】
図１２はエンジン回転数ＮＥが上昇して６０００ｒｐｍを越えたときのカム切換態様、並びに目標進角量Ｔｖｔ及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を示すタイムチャートである。このタイムチャートから分かるように、エンジン回転数ＮＥが図１２（ｂ）に示すように６０００ｒｐｍを越えて、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムが図１２（ａ）に示すように低速用カム７２ｂから高速用カム７２ａに切り換えられると、目標進角量Ｔｖｔが図１２（ｃ）に示すように大きく変化する。これは図９（ｂ）に実線ＬＬ２，ＬＨ２で示すように、エンジン回転数ＮＥの変化に対する目標進角量Ｔｖｔの推移傾向が、６０００ｒｐｍを境にして大きく異なるためである。
【００６１】
そして、上記のようにカム切換時に目標進角量Ｔｖｔが大きく変化したときには、バルブタイミング可変機構２４の作動における機械的な応答遅れにより、実際の進角量Ｒｖｔを同目標進角量Ｔｖｔに一致させるために多大な時間がかかる。即ち、カムの切り換えによるバルブリフト量の変更時には、目標進角量Ｔｖｔが図１２（ｃ）に実線で示すように直ちに大きく変化するのに対し、実際の進角量Ｒｖｔは図１２（ｄ）に波線で示すように徐々に変化する。そして、実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに到達するまでの間は、その実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔからずれてエンジン１１の運転状態に対して不適切なものとなり、エンジン１１の軸トルクが落ち込むおそれがある。
【００６２】
このエンジン出力トルクの落ち込みについて図１０のグラフを参照して説明する。このグラフは、エンジン回転数ＮＥを一定とした条件のもとでのバルブタイミング進角量Ｒｖｔの変化に対する軸トルクの推移を、各カム７２ａ，７２ｂ毎に別々の実線ＬＬ３，ＬＨ３で示したものである。
【００６３】
エンジン回転数ＮＥが上昇して６０００ｒｐｍを越えたとき、実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔの大きな変化に応じて直ちに変化したと仮定すると、軸トルク及び進角量Ｒｖｔは図中実線矢印で示すようにＰ１点で示す状態から、Ｐ２点、Ｐ３点で示す状態へと順次変化することとなる。しかし、実際には進角量Ｒｖｔは目標進角量Ｔｖｔの変化に対して遅れて変化し、それら進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔの変化にずれか生じるため、上記軸トルク及び進角量Ｒｖｔは図中二点鎖線矢印で示すようにＰ１点で示す状態から、Ｐ４点、Ｐ３点で示す状態へと順次変化する。こうしたＰＩ点に示す状態からＰ４点に示す状態への変化により、図９（ａ）に実線Ｘ１で示すようにエンジン１１の軸トルクに落ち込みが生じることとなる。
【００６４】
一方、エンジン回転数ＮＥが低下して６０００ｒｐｍを越えたときのカム切換態様、並びに目標進角量Ｔｖｔ及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を、図１４のタイムチャートに示す。このタイムチャートから分かるように、エンジン回転数ＮＥが図１４（ｂ）に示すように６０００ｒｐｍを越えて、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムが図１４（ａ）に示すように高速用カム７２ａから低速用カム７２ｂに切り換えられると、目標進角量Ｔｖｔが図１４（ｃ）に示すように大きく変化する。
【００６５】
そして、上記のようにカム切換時に目標進角量Ｔｖｔが大きく変化したときには、バルブタイミング可変機構２４の作動における機械的な応答遅れにより、実際の進角量Ｒｖｔを同目標進角量Ｔｖｔに一致させるために多大な時間がかかる。即ち、カムの切り換えによるバルブリフト量の変更時には、目標進角量Ｔｖｔが図１４（ｃ）に実線で示すように直ちに大きく変化するのに対し、実際の進角量Ｒｖｔは図１４（ｄ）に波線で示すように徐々に変化する。そして、実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに到達するまでの間は、その実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔからずれてエンジン１１の運転状態に対して不適切なものとなり、エンジン１１の軸トルクが落ち込むおそれがある。
【００６６】
このエンジン出力トルクの落ち込みについて図１１のグラフを参照して説明する。このグラフも、エンジン回転数ＮＥを一定とした条件のもとでのバルブタイミング進角量Ｒｖｔの変化に対する軸トルクの推移を、各カム７２ａ，７２ｂ毎に別々の実線ＬＬ３，ＬＨ３で示したものである。
【００６７】
エンジン回転数ＮＥが低下して６０００ｒｐｍを越えたとき、実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔの大きな変化に応じて直ちに変化したと仮定すると、軸トルク及び進角量Ｒｖｔは図中実線矢印で示すようにＰ５点で示す状態から、Ｐ６点、Ｐ７点で示す状態へと順次変化することとなる。しかし、実際には進角量Ｒｖｔは目標進角量Ｔｖｔの変化に対して遅れて変化し、それら進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔの変化にずれか生じるため、上記軸トルク及び進角量Ｒｖｔは図中二点鎖線矢印で示すようにＰ５点で示す状態から、Ｐ８点、Ｐ７点で示す状態へと順次変化する。こうしたＰ５点に示す状態からＰ８点に示す状態への変化により、図９（ａ）に実線Ｘ１で示すようにエンジン１１の軸トルクに落ち込みが生じることとなる。
【００６８】
こうした軸トルクの落ち込みを防止するために、６０００ｒｐｍ付近において目標進角量Ｔｖｔをエンジン回転数ＮＥの変化に対し図９（ｂ）に波線Ｘ２で示すように推移させることも考えられる。この場合、カム切換時に大きな目標進角量Ｔｖｔの変化が生じないため、カム切換前後において軸トルク及び進角量Ｒｖｔが図１０のＰ２点や図１１のＰ６点に固定され、上述したようなエンジン１１の軸トルクの落ち込みを防止することができるようになる。しかし、この場合には６０００ｒｐｍ付近の目標進角量Ｔｖｔが軸トルクを最大限に高める値とはならなくなるため、その６０００ｒｐｍ付近において軸トルクが図１０及び図１１にそれぞれΔＴ１及びΔＴ２で示す分だけ小さくなる。その結果、エンジン回転数ＮＥの変化に対する軸トルクの推移傾向が図９（ａ）に波線Ｘ３で示すようになり、カム切換時に軸トルクの落ち込みはないものの、６０００ｒｐｍ付近での軸トルクは低下してしまう。
【００６９】
そこで、本実施形態では、カムの切り換えによるバルブリフト量の変更時において、図１２（ｄ）及び図１４（ｄ）に実線で示すように、目標進角量Ｔｖｔの変化に対する実際の進角量Ｒｖｔの変化の応答速度（バルブタイミング変化の応答速度）を大きくする。このように進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくすることで、上記のような６０００ｒｐｍ付近での軸トルクの低下を抑制しつつ、バルブリフト量変更時の軸トルクの落ち込みを防止することができるようになる。
【００７０】
次に、上記進角量Ｒｖｔの応答速度を決定するＯＣＶ駆動用デューティ比の算出手順について図１８を参照して説明する。図１８は、ＯＣＶ４９を駆動するためのデューティ比算出ルーチンを示すフローチャートである。このデューティ比算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００７１】
ＯＣＶ駆動用デューティ比算出ルーチンにおいて、ＥＣＵ９２は、ステップＳＳ１０１の処理として、図１７に示すマップを参照してエンジン回転数ＮＥと進角量Ｔｖｔ，Ｒｖｔの差とに基づきデューティ比Ｄを算出する。上記マップから明らかなように、算出されるデューティ比Ｄは、エンジン回転数ＮＥを一定とした条件のもとにおいて、進角量Ｔｖｔ，Ｒｖｔの差がマイナス方向に大きくなるほど小さくなり、進角量Ｔｖｔ，Ｒｖｔの差がプラス方向に大きくなるほど大きくなる。
【００７２】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理で、リフト量変更フラグＦとして「０」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否か判断する。このリフト量変更フラグＦは、カムの切り換えによるバルブリフト量の変更が行われたときに後述するステップＳ１０４の処理で「１」にセットされ、バルブリフト量が変更されたときにカウントアップ開始されるカウンタＣが所定値ａを越えたときに後述するステップＳ１１０の処理で「０」にリセットされる。従って、カムの切り換えによるバルブリフト量の変更が行われていないときには、ステップＳ１０２の処理で「Ｆ＝０」である旨判断されてステップＳ１０３に進むことになる。
【００７３】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理として、エンジン回転数ＮＥ等に基づきカムの切り換えによりバルブリフト量が変更されたか否かを判断する。そして、バルブリフト量が変更されていない旨判断されるとステップＳ１１０に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１１０の処理で上記リフト量変更フラグＦとして「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶し、ステップＳ１１１の処理で上記カウンタＣを「０」にリセットした後、このデューティ比算出ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
こうしてデューティ比算出ルーチンが終了すると、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理によって算出されたデューティ比Ｄに基づき、ＯＣＶ４９の電磁ソレノイド４９ａに対する印加電圧をデューティ制御する。こうしたデューティ制御によって、吸気バルブ１９のバルブタイミング調整が行われ、バルブタイミングの実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに近づけられる。
【００７５】
また、上記ステップＳ１０３の処理において、バルブリフト量が変更された旨判断されると、ステップＳ１０４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理で、リフト量変更フラグＦとして「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。その後、ステップＳ１０５に進む。また、ステップＳ１０４の処理でリフト量変更フラグが「１」にセットされると、次回上記ステップＳ１０２に進んだとき、「Ｆ＝１」である旨判断されてステップＳ１０２からステップＳ１０５に進むことになる。
【００７６】
従って、バルブリフト量が変更された場合には、その変更が行われてから所定時間が経過するまでは、ステップＳ１０２の処理で「Ｆ＝１」である旨判断されてステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理が実行されることとなる。このステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理は、バルブリフト量の変更時に所定期間の間だけデューティ比Ｄを増加又は減少させるためのものである。
【００７７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５の処理として、カウンタＣを「１」だけカウントアップする。このカウンタＣは、上記ステップＳ１１１の処理によって通常は「０」にセットされているが、バルブリフト量が変更されたときには上記のようにカウントアップ開始される。続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理として、カウンタＣが所定値ａよりも小さいか否か、即ちバルブリフト量が変更されてから所定時間が経過したか否かを判断する。
【００７８】
そして、ステップＳ１０６の処理において、「Ｃ＜ａ」でなくバルブリフト量が変更されてから所定期間が経過した旨判断されると、ステップＳ１１０に進む。また、ステップＳ１０６の処理において、「Ｃ＜ａ」であってバルブリフト量が変更されてから所定期間が経過していない旨判断されると、ステップＳ１０７に進む。このステップＳ１０７の処理は、バルブリフト量変更のためのカムの切り換えが低速用カム７２ｂから高速用カム７２ａへと行われたのか、高速用カム７２ａから低速用カム７２ｂへと行われたのかを判断するためのものである。
【００７９】
ステップＳ１０７の処理において、ＹＥＳであってカムの切り換えが低速用カム７２ｂから高速用カム７２ａへと行われた旨判断されると、ステップＳ１０８に進む。こうしてステップＳ１０８に進んだ場合には、図１２（ｃ）に示すように目標進角量Ｔｖｔが急に増大することとなる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０８の処理として、上記ステップＳ１０１の処理で算出されたデューティ比Ｄに「３０％」を加算したものを新たなデューティ比Ｄとして設定した後、このデューティ比算出ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
上記のようにデューティ比Ｄに「３０％」が加算されることにより、吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの実際の進角量Ｒｖｔが図１２（ｄ）に実線で示すように、目標進角量Ｔｖｔの急な増大に対し応答性よく追従して増大するようになる。即ち、デューティ比Ｄに「３０％」を加算することにより、目標進角量Ｔｖｔの増大に対する進角量Ｒｖｔ変化の応答速度（バルブタイミング変化の応答速度）が大きくされることとなる。
【００８１】
このように進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくすることで、図１３に示すカムが切り換えられてから実施の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに最初に到達するまでの時間ｔ１、即ちそれら進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔがずれる期間を短くすることができるようになる。なお、上記デューティ比Ｄに加算される「３０％」という値は、上記時間ｔ１を最も短くすることが可能な値である。
【００８２】
そして、上記時間ｔ１を短くして進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔがずれる期間を短くすることにより、同機関中にエンジン１１の軸トルク（出力トルク）が落ち込むのを防止することができるようになる。また、図９（ｂ）に波線Ｘ２で示すように目標進角量Ｔｖｔを設定する必要がないため、図９（ａ）に波線Ｘ３で示すように６０００ｒｐｍ付近での軸トルクが低下することもない。
【００８３】
ところで、カムが切り換えられてから実際の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに最初に到達した後、その実際の進角量Ｒｖｔは、図１３に示すように目標進角量Ｔｖｔ付近を変動し、最終的には同目標進角量Ｔｖｔへと収束する。上記のように進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくした場合には上記時間ｔ１を短くすることができるようにはなるが、実際の進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔに収束させるのにかかる時間ｔ２は大きくなってしまう。
【００８４】
そこで本実施形態では、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度をカム切換後の所定期間の間だけ大きくし、その所定期間が経過した後には同進角量Ｒｖｔの応答速度を通常状態へ戻すようにする。即ち、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度が大きくされる所定期間はステップＳ１０５（図１８）の処理で用いられる所定値ａの大きさによって決定されるが、本実施形態の所定値ａは上記所定期間が図１３に示す時間ｔ１と一致する値に設定される。
【００８５】
そして、カム切換後に時間ｔ１が経過すると、デューティ比Ｄに「３０％」が加算されることはなくなり、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は通常の状態に戻される。この状態にあって、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は、同進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔに収束させるのに必要な時間ｔ２（図１３）を最も小さくすることが可能なものとされる。即ち、このときの進角量Ｒｖｔの応答速度は図１７に示すマップに基づき算出されるデューティ比Ｄによって決定されるが、そのマップから算出されるデューティ比Ｄは上記時間ｔ２が最も小さくなるように予め設定される。
【００８６】
さて、説明をデューティ比算出ルーチン（図１８）に戻す。同ルーチンにおけるステップＳ１０７の処理において、ＮＯであってカムの切り換えが高速用カム７２ａから低速用カム７２ｂへと行われた旨判断されると、ステップＳ１０９に進む。こうしてステップＳ１０９に進んだ場合には、図１４（ｃ）に示すように目標進角量Ｔｖｔが急に低下することとなる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０９の処理として、上記ステップＳ１０１の処理で算出されたデューティ比Ｄから「３０％」を減算したものを新たなデューティ比Ｄとして設定した後、このデューティ比算出ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
上記のようにデューティ比Ｄから「３０％」が減算されることにより、吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの実際の進角量Ｒｖｔが図１４（ｄ）に実線で示すように、目標進角量Ｔｖｔの急な低下に対し応答性よく追従して増大するようになる。即ち、デューティ比Ｄから「３０％」を減算することにより、目標進角量Ｔｖｔの低下に対する進角量Ｒｖｔ変化の応答速度（バルブタイミング変化の応答速度）が大きくされることとなる。
【００８８】
このように進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくすることで、図１５に示すカムが切り換えられてから実施の進角量Ｒｖｔが目標進角量Ｔｖｔに最初に到達するまでの時間ｔ３、即ちそれら進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔがずれる期間を短くすることができるようになる。なお、上記デューティ比Ｄに加算される「３０％」という値は、上記時間ｔ３を最も短くすることが可能な値である。
【００８９】
そして、上記時間ｔ３を短くして進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔがずれる期間を短くすることにより、同機関中にエンジン１１の軸トルク（出力トルク）が落ち込むのを防止することができるようになる。また、図９（ｂ）に波線Ｘ２で示すように目標進角量Ｔｖｔを設定する必要がないため、図９（ａ）に波線Ｘ３で示すように６０００ｒｐｍ付近での軸トルクが低下することもない。
【００９０】
ところで、この場合においても、図１５に示すように実際の進角量Ｒｖｔが最終的には目標進角量Ｔｖｔへと収束するが、その収束に必要な時間ｔ４を短くすべく、進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくする所定期間が経過した後には同進角量Ｒｖｔの応答速度が通常状態へ戻される。即ち、ステップＳ１０５（図１８）の処理で用いられる所定値ａは、上記所定期間が図１５に示す時間ｔ３と一致する値としても設定されこととなる。
【００９１】
そして、カム切換後に時間ｔ３が経過すると、デューティ比Ｄから「３０％」が減算されることはなくなり、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は通常の状態に戻される。この状態にあって、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は、同進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔに収束させるのに必要な時間ｔ４（図１５）を最も小さくすることが可能なものとされる。即ち、図１７に示すマップに基づき算出されるデューティ比Ｄは、上記時間ｔ４が最も小さくなるようにも予め設定される。
【００９２】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）カムの切り換えによってバルブリフト量が変更されたときには、吸気バルブ１９におけるバルブタイミングの目標進角量Ｔｖｔが大きく変化するが、カムの切り換えから所定時間が経過するまでは同目標進角量Ｔｖｔの変化に対する実際の進角量Ｒｖｔ変化の応答速度が通常よりも大きくされる。そのため、上記のように目標進角量Ｔｖｔが大きく変化しても、実際の進角量Ｒｖｔが同目標進角量Ｔｖｔの変化に対して応答性よく追従する。従って、バルブリフト量変更時にそれら進角量Ｒｖｔ，Ｔｖｔがずれる期間（図１３及び図１５の時間ｔ１，ｔ３）を短くし、その期間中にエンジン１１の出力トルクが落ち込むのを防止することができる。
【００９３】
（２）バルブタイミング変更時における目標進角量Ｔｖｔを図９（ｂ）に波線Ｘ２で示すように設定する必要がないため、図９（ａ）に波線Ｘ３で示すように６０００ｒｐｍ付近での軸トルク（エンジン出力トルク）が低下することがない。
【００９４】
（３）上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は、ＯＣＶ４９の電磁ソレノイド４９ａに対する印加電圧のデューティ制御を行うためのデューティ比Ｄに対し「３０％」を加算又は減算することで的確に大きくされ、上記時間ｔ１，ｔ３が最も短くなるようにされる。そして、その時間ｔ１，ｔ３が最も短くされるため、バルブリフト量変更時におけるエンジン１１の出力トルクの落ち込みを好適に防止することができる。
【００９５】
（４）上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくすると、その進角量Ｒｖｔを速やかに目標進角量Ｔｖｔへと近づけることができるようにはなるが、実際の進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔへと収束させるのに必要な時間ｔ２，ｔ４（図１３，１５）は長くなる。しかし、上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度はバルブリフト量変更後の所定期間中のみ大きくされるため、バルブリフト量変更時に実際の進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔへと速やかに近づけるとともに、同目標進角量Ｔｖｔへと速やかに収束させることができる。
【００９６】
（５）バルブリフト量が変更されないときの上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度は、上記時間ｔ２，ｔ４が最も短くなるようなものとされる。即ち、図１７のマップに基づき算出されるデューティ比Ｄが上記時間ｔ２，ｔ４を最も短くするのに適した値として設定される。従って、バルブタイミング変更後に時間ｔ１，ｔ３が経過した後などにおいて、実際の進角量Ｒｖｔを速やかに目標進角量Ｔｖｔへと収束させることができる。
【００９７】
（６）吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを高速用カム７２ａと低速用カム７２ｂとの間で切り換えることでバルブリフト量を二段階に変更する場合、同リフト量を無段階に変更するタイプのバルブリフト量可変機構を採用した場合に比べ、そのバルブリフト量変更時に大きく目標進角量Ｔｖｔが変化する。しかし、実際の進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔへと速やか近づけることにより、上記カムの切り換えによるバルブタイミング変更時の出力トルクの落ち込みを防止することができる。
【００９８】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本実施形態において、図１７に示すマップは、そのマップから算出されたデューティ比Ｄが実際の進角量Ｒｖｔを目標進角量Ｔｖｔへと収束させるのに必要な時間ｔ２，ｔ４を最も短くする値となるように設定されるが、必ずしもこうしたマップの設定を行う必要はない。
【００９９】
・本実施形態では、目標進角量Ｔｖｔの変化に対する実際の進角量Ｒｖｔ変化の応答速度を大きくするために、図１７のマップから算出されたデューティ比Ｄに対し「３０％」を加算又は減算したが、その「３０％」という値を適宜変更してもよい。
【０１００】
・本実施形態では、バルブリフト量の切換時に図１７に示すマップに基づき算出されるデューティ比Ｄに対し「３０％」を加算又は減算することにより、上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、バルブリフト量の切換時には、図１７のマップとは別に用意されたマップを参照してデューティ比Ｄを算出するようにしてもよい。この場合、同別のマップに基づき算出されたデューティ比Ｄは、実際の進角量Ｒｖｔの応答速度を大きくすることのできる値とされる。
【０１０１】
・本実施形態では、デューティ比Ｄをマップによって算出するようにしたが、これに代えて式を用いてデューティ比Ｄを算出してもよい。この場合、マップが記憶されるＲＯＭ９３の記憶容量を小さくすることが可能になる。
【０１０２】
・本実施形態において、デューティ比算出ルーチン（図１８）におけるステップＳ１０５の処理で用いられる所定値ａは、上記実際の進角量Ｒｖｔの応答速度が大きくされる所定期間が時間ｔ１，ｔ３と一致するように設定されるが、その所定値ａを適宜変更してもよい。
【０１０３】
・本実施形態では、吸気バルブ１９の開閉特性を可変としたが、これに代えて排気バルブ２０の開閉特性を可変としたり、吸気バルブ１９と排気バルブ２０との両方の開閉特性を可変としてもよい。
【０１０４】
・本実施形態では、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを切り換えてバルブリフト量を変更するタイプのバルブリフト量可変機構７１を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記バルブリフト量可変機構７１に代えて、三次元カムを用いてバルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構や、カムのカム面から突起を出没させてバルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構などを採用してもよい。
【０１０５】
・本実施形態では、ベーン式のバルブタイミング可変機構を例示したが、これにとは別のタイプのバルブタイミング可変機構を採用してもよい。こうしたバルブタイミング可変機構としては、ヘリカルスプラインを有するリングピストンを吸気カムシャフト２１の軸線方向について往復移動させることでバルブタイミングを可変とするタイプのものがある。
【０１０６】
・本実施形態では、吸気バルブ１９のバルブリフト量及びバルブタイミングを可変としたが、例えば排気バルブ２０のみバルブリフト量及びバルブタイミングを可変としてもよい。また、吸気バルブ１９と排気バルブ２０との両方のバルブリフト量及びバルブタイミングを可変としてもよい。
【０１０７】
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以下に記載する。
（１）請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記応答速度制御手段は、前記バルブリフト量無変更時の前記バルブタイミングの応答速度を同バルブタイミングが最も短時間で前記目標値へと収束する値とすることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１０８】
同構成によれば、目標値へと近づけられるバルブタイミングの応答速度を大きくすると、速やかにバルブタイミングを目標値へと近づけることはできるが、その目標値へとバルブタイミングを収束させることには時間がかかるようになる。しかし、同構成によれば、バルブタリフト量が変更されていないとき、及びバルブリフト量変更後にバルブタイミングの応答速度が元に戻された後などにおいて、実際のバルブタイミングを速やかに目標値へと収束させることができる。
【０１０９】
（２）請求項１〜３及び上記（１）のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブリフト量は高速用と低速用とのいずれかに変更されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１０】
同構成によれば、バルブリフト量が高速用と低速用との間で変更されるとき、バルブタイミングの目標値が大きく変化することとなるが、そのバルブリフト量変更時にバルブタイミングの応答速度が大きくされるため、実際のバルブタイミングを速やかに目標値に近づけて機関出力トルクの落ち込みを防止することができる。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、バルブリフト量が変更されたときには機関運転状態に応じて設定される目標値が大きく変化するが、その目標値に近づけられるバルブタイミングの応答速度がバルブリフト量無変更時よりも大きくされるため、実際のバルブタイミングが変更後の目標値へと速やかに近づけられる。従って、バルブタイミング目標値が大きく変化しても、その目標値と実際のバルブタイミングとがずれる期間が短くなり、同期間中に内燃機関の出力トルクが落ち込むのを防止することができる。
【０１１２】
請求項２記載の発明によれば、バルブタイミングが変更されて最初にバルブタイミングが目標値に到達するまでの間だけバルブタイミングの応答速度が大きくされるため、バルブリフト量変更時にバルブタイミングを速やかに目標値に近づけ、且つ同目標値へ速やかに収束させることができる。
【０１１３】
請求項３記載の発明によれば、バルブタイミング可変手段を駆動するための制御量を変化させることにより、バルブタイミングの応答速度を的確に大きくすることができるため、バルブリフト量変更時における内燃機関の出力トルクの落ち込みを好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変動弁装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図２】同可変動弁装置の油圧回路を示す概略図。
【図３】バルブタイミング可変機構及びそのオイル供給構造を示す断面図。
【図４】バルブタイミング可変機構の内部構造を示す断面図。
【図５】バルブリフト量可変機構及びそのオイル供給構造を示す斜視図。
【図６】バルブリフト量可変機構の内部構造を示す拡大断面図。
【図７】バルブリフト量可変機構の内部構造を示す拡大断面図。
【図８】可変動弁装置の電気的構成を示すブロック図。
【図９】エンジン回転数の変化に対するクランクシャフトの軸トルク、及び吸気バルブにおけるバルブタイミングの目標進角量Ｔｖｔの推移を示すグラフ。
【図１０】エンジン回転数が上昇してカムが切り換えられたときにおけるクランクシャフトの軸トルク及びバルブタイミングの進角量Ｒｖｔの推移を示すグラフ。
【図１１】エンジン回転数が低下してカムが切り換えられたときにおけるクランクシャフトの軸トルク及びバルブタイミングの進角量Ｒｖｔの推移を示すグラフ。
【図１２】エンジン回転数が上昇したときのカム切換態様、並びにエンジン回転数ＮＥ、目標進角量Ｔｖｔ、及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を示すタイムチャート。
【図１３】上記カム切換時における目標進角量Ｔｖｔ、及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を示すタイムチャート。
【図１４】エンジン回転数が低下したときのカム切換態様、並びにエンジン回転数ＮＥ、目標進角量Ｔｖｔ、及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を示すタイムチャート。
【図１５】上記カム切換時における目標進角量Ｔｖｔ、及び実際の進角量Ｒｖｔの推移を示すタイムチャート。
【図１６】目標進角量Ｔｖｔを算出する際に参照されるマップ。
【図１７】ＯＣＶを駆動するためのデューティ比を算出する際に参照されるマップ。
【図１８】同デューティ比の算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１４ｃ…クランクセンサ、１９…吸気バルブ、２０…吸気バルブ、２１…吸気カムシャフト、２２…排気カムシャフト、２２ｂ…カムセンサ、２４…バルブタイミング可変機構、３６…バキュームセンサ、４９…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、７１…バルブリフト量可変機構、７２ａ…高速用カム、７２ｂ…低速用カム、７４…オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。
【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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