(57)【要約】【課題】内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、気筒判別信号をより正確に得ることができる技術の提供。【解決手段】カムが所定角度となるときに信号を出力するセンサと、内燃機関の運転状態に基づいてカムの回転動作態様を選択する選択手段と、カムの回転位置を検出するときに、選択手段による選択結果に基づいてセンサからの信号の処理方法を切り替える切替手段（Ｓ１０１）と、を備える。【選択図】図４
2009167902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関とは独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
前記カムが所定角度となるときに信号を出力するセンサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記カムの回転動作態様を選択する選択手段と、
前記カムの回転位置を検出するときに、前記選択手段による選択結果に基づいて前記センサからの信号の処理方法を切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項２】
前記カムが一方向へ一定の速度で回転しているとき以外では、前記カムが一方向へ一定の速度で回転していたとすれば前記カムが所定角度となる時期に前記センサから信号が出力されるとすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のカムを電動機（モータ）により回転又は揺動させる動弁システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムでは、カムとクランクシャフトが物理的に連結されないため、始動時等にカムの回転位置（位相）を検出する必要がある。
【０００３】
これに対し、内燃機関の運転停止時にカムの停止位置を不揮発性メモリに記憶させる技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】ＷＯ２００５／１１９０１９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カム軸に取り付けた突起がセンサを通過することにより回転位置（位相）を検出する場合には、揺動動作を行なう場合と、一定速度で一方向へ回転動作を行なう場合と、では、センサの検出状況が異なる（なお、このようなセンサからの出力信号を以下、「気筒判別信号」ともいう。）。つまり、カム軸の回転動作時にはカム軸が１回転すると、突起がセンサを１回通過する。しかし、揺動動作時には、突起がセンサを何回も通過したり、または全く通過しなかったりすることがある。これにより、カムの回転位置の検出が困難となると、火花点火又は燃料噴射の時期を誤るおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、気筒判別信号をより正確に得ることができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の動弁システムは、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の動弁システムは、
内燃機関とは独立した駆動源により回転又は揺動されるカムがバルブを開閉させる内燃機関の動弁システムにおいて、
前記カムが所定角度となるときに信号を出力するセンサと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記カムの回転動作態様を選択する選択手段と、
前記カムの回転位置を検出するときに、前記選択手段による選択結果に基づいて前記センサからの信号の処理方法を切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
内燃機関とは独立した駆動源によりカムが回転又は揺動される動弁システムにおいては、カムの回転方向や回転速度を変更することができる。つまり、カムの回転方向を一方と他方とに交互に変更することで、カムを揺動させることができる。これにより、カムのリフト量を変更することができる。また、クランクシャフトの回転速度に対するカムの回転速度を変更することにより、カムの作用角を変更することができる。そして、カムが一方向へ一定の速度で回転しているときには、センサの出力信号に基づいてカムの回転位置を特定することができる。
【０００８】
ところで、カムの回転位置に応じて内燃機関を制御することがある。例えば、センサの出力信号に応じて、火花点火または燃料噴射を行なうことがある。つまり、カムの回転位置に応じてどの気筒で点火するのか、またはどの気筒に燃料噴射を行なうのかを決定することがある。
【０００９】
しかし、カムが揺動しているときには、センサからの出力がなかったり、複数回出力されたりする。また、カムの回転速度が変更されたときには、センサからの出力時期と、クランク角度との関係が変わる虞がある。これらにより、内燃機関の制御が困難となる虞もある。
【００１０】
これに対し本発明では、カムの回転動作態様に基づいてセンサ出力の扱いを変える。ここで、カムの回転動作態様には、例えばカムを一方向へ一定速度で回転させている場合、カムが揺動動作を行なっている場合、又はカムの回転速度を可変としている場合（以下、回転速度を可変としてカムが動作することを可変速度動作ともいう。）を挙げることができる。選択手段は、このようなカムの回転動作態様の中から、内燃機関の運転状態に基づいて何れか１つを選択する。
【００１１】
そして、カムの回転動作態様に応じてセンサからの信号処理方法を切り替えることにより、そのときのカムの回転動作態様に応じた処理を施すことができる。これにより、センサからの出力時期と、クランク角度との関係が変わった場合であっても、適切にカムの回転角度を得ることができる。
【００１２】
そして、本発明においては、前記カムが一方向へ一定の速度で回転しているとき以外では、前記カムが一方向へ一定の速度で回転していたとすれば前記カムが所定角度となる時期に前記センサから信号が出力されるとすることができる。
【００１３】
つまり、カムが一方向へ一定の速度で回転しているときには、センサの出力信号をそのまま用いてもカムの回転位置を得ることができる。一方、カムが揺動しているときや回転速度が変化しているときには、カムが一定の速度で回転しているとするならばセンサから信号が出力されるタイミングで該センサから出力があったものとしている。この場合、擬似的にセンサからの信号を生成してもよい。つまり、カムの揺動動作時や可変速度動作時には、仮に揺動動作や速度変更をしていなかったとすればカムが所定角度となるであろう時期にセンサから出力があったものとする。
【００１４】
このようにして、センサ出力に基づいてカムの回転位置を得ることができない場合であっても、気筒判別信号を得ることができる。なお、カムが一方向へ一定の速度で回転している場合であっても、センサから出力される信号をそのまま用いずに、他の処理を施してから用いても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関と独立した駆動源により回転又は揺動される内燃機関の動弁システムにおいて、気筒判別信号をより正確に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
【００１７】
先ず、本発明の第１の実施例について説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【００１８】
図１に示す内燃機関１は、４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。気筒２内には、ピストン３が摺動自在に内装されている。ピストン３は、コネクティングロッド４を介してクランクシャフト５と連結されている。
【００１９】
気筒２の内部は、吸気ポート６及び排気ポート７と連通している。気筒２内における吸気ポート６の開口端は、吸気バルブ８により開閉される。気筒２内における排気ポート７の開口端は、排気バルブ９により開閉される。吸気バルブ８と排気バルブ９は、吸気側駆動機構１０と排気側駆動機構１１とにより各々開閉駆動される。
【００２０】
前記吸気ポート６は、吸気通路６０と連通している。前記吸気通路６０には、燃料噴射弁１２が取り付けられている。前記排気ポート７は、排気通路７０と連通している。前記排気通路７０は、図示しない排気浄化装置や消音器と接続されている。
【００２１】
前記吸気通路６０へ取り込まれた吸気は、吸気ポート６へ導かれる。吸気ポート６へ導かれた吸気は、吸気バルブ８の開弁時に気筒２内へ吸入される。その際、燃料噴射弁１２から吸気ポート６へ噴射された燃料も吸気とともに気筒２内へ吸入される。
【００２２】
気筒２内に導かれた燃料及び吸気（混合気）は、点火プラグ１３が発生する火花により燃焼される。気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気バルブ９の開弁時に排気ポート７へ排出される。排気ポート７へ排出された既燃ガスは、排気通路７０を介して大気中へ排出される。
【００２３】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１４及びカムコントローラ１４１が併設されている。ＥＣＵ１４及びカムコントローラ１４１は夫々、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１４には、クランクポジションセンサ１５、水温センサ１６等の各種センサと電気的に接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ１４は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁１２、点火プラグ１３を電気的に制御する。またカムコントローラ１４１は、各種センサの測定値に基づいて吸気側駆動機構１０、及び排気側駆動機構１１を電気的に制御する。なお、本実施例ではＥＣＵ１４とカムコントローラ１４１とが別体となっているが、一体となっていても良い。
【００２５】
ここで、図２、図３に基づいて吸気側駆動機構１０及び排気側駆動機構１１の構成を説明する。図２は吸気側駆動機構１０の構成を示す図である。図２中の＃１〜♯４は、内燃機関１の１番気筒から４番気筒を各々示している。１番気筒（＃１）から４番気筒（＃４）の燃焼順序は、１番気筒（＃１）→３番気筒（＃３）→４番気筒（＃４）→２番気筒（＃２）である。
【００２６】
１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの吸気バルブ８が設けられている。吸気バルブ８のステム基端には、バルブリフタ８０が取り付けられている。吸気バルブ８は吸気側バルブスプリング８８によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ８０が第１吸気カム８１又は第２吸気カム８２に押し付けられている。
【００２７】
第１吸気カム８１は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を開閉駆動させるカムであり、第１吸気カムシャフト８３に固定されている。第２吸気カム８２は、２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８を開閉駆動するカムであり、第２吸気カムシャフト８４に固定されている。すなわち、本実施例では、燃焼時期が３６０°ＣＡ異なる２つの気筒が１本の吸気カムシャフトを共用するように構成されている。
【００２８】
第１吸気カムシャフト８３と第２吸気カムシャフト８４は、同軸に配置されるとともに、互いに独立して周方向へ回転或いは揺動可能に内燃機関１に支持されている。
【００２９】
第１吸気カムシャフト８３の一端には、第１被動ギア８５が固定されている。第１被動ギア８５は、第１モータ１８の出力軸に固定された第１駆動ギア１９と噛合している。以下では、第１被動ギア８５及び第１駆動ギア１９を第１ギア機構と総称する。第１ギア機構の減速比は、第１吸気カムシャフト８３の１回転当たりに第１モータ１８が２回転するように設定されている。
【００３０】
この場合、第１モータ１８の回転トルクは、第１ギア機構を介して第１吸気カムシャフト８３へ伝達される。よって、第１モータ１８は、第１ギア機構を介して第１吸気カムシャフト８３を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００３１】
第２吸気カムシャフト８４の外周面の一部には、第２被動ギア８６が同軸に固定されている。第２被動ギア８６は、中間ギア８７と噛合している。中間ギア８７は、第２モータ２１の出力軸に固定された第２駆動ギア２２と噛合している。以下では、第２被動ギア８６、中間ギア８７、及び第２駆動ギア２２を第２ギア機構と総称する。第２ギア機構による減速比は、前述した第１ギア機構と同等であるものとする。
【００３２】
この場合、第２モータ２１の回転トルクは、第２ギア機構を介して第２吸気カムシャフト８４へ伝達される。よって、第２モータ２１は、第２ギア機構を介して第２吸気カムシャフト８４を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００３３】
尚、第１モータ１８は、出力軸の回転位置を検出する第１レゾルバ２０を備えており、第１レゾルバ２０の検出信号がカムコントローラ１４１へ入力されるようになっている。第２モータ２１は、出力軸の回転位置を検出する第２レゾルバ２３を備えており、第２レゾルバ２３の検出信号がカムコントローラ１４１へ入力されるようになっている。
【００３４】
また、第１吸気カムシャフト８３には、第１カムポジションセンサ３０が取り付けられている。第２吸気カムシャフト８４には、第２カムポジションセンサ３１が取り付けられている。
【００３５】
第１吸気カムシャフト８３には、第１被検出部３３が設置されている。この第１被検出部３３は、第１吸気カムシャフト８３に連動して回転又は揺動する。また、第１カムポジションセンサ３０の検出部（所定位置）は、第１吸気カムシャフト８３には連動しておらず位置が固定されている。そして、第１被検出部３３が第１カムポジションセンサ３０の検出部（所定位置）を通過したときに、該第１カムポジションセンサ３０から信号が出力される。
【００３６】
一方、第２吸気カムシャフト８４には、第２被検出部３４が設置されている。この第２被検出部３４は、第２吸気カムシャフト８４に連動して回転又は揺動する。また、第２カムポジションセンサ３１の検出部（所定位置）は、第２吸気カムシャフト８４には連動しておらず、位置が固定されている。そして、第２被検出部３４が第２カムポジションセンサ３１の検出部（所定位置）を通過したときに、該第２カムポジションセンサ３１から信号が出力される。そして、第１カムポジションセンサ３０及び第２カムポジションセンサ３１の検出信号は、カムコントローラ１４１へ入力されるようになっている。
【００３７】
なお、第１カムポジションセンサ３０と、第１被検出部３３と、の取り付け位置は逆になっていても良い。つまり、第１カムポジションセンサ３０が第１吸気カムシャフト８３
に連動して回転又は揺動し、第１被検出部３３の位置が固定されていても良い。同様に、第２カムポジションセンサ３１と、第２被検出部３４と、の取り付け位置は逆になっていても良い。
【００３８】
次に、排気側駆動機構１１の構成について図３に基づいて説明する。図３において、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々には、２つの排気バルブ９が設けられている。排気バルブ９のステム基端には、バルブリフタ９０が取り付けられている。排気バルブ９は、排気側バルブスプリング９４によって閉弁方向へ付勢されており、その付勢力によってバルブリフタ９０が排気カム９１に押し付けられている。
【００３９】
全気筒の排気カム９１は、１本の排気カムシャフト９２に固定されている。排気カムシャフト９２の一端には、第３被動ギア９３が固定されている。第３被動ギア９３は、第３モータ２４の出力軸に取り付けられた第３駆動ギア２５と噛合している。以下では、第３被動ギア９３及び第３駆動ギア２５を第３ギア機構と総称する。第３ギア機構の減速比は、前述した第１ギア機構、第２ギア機構と同等であるものとする。
【００４０】
この場合、第３モータ２４の回転トルクは、第３駆動ギア２５及び第３被動ギア９３を介して排気カムシャフト９２に伝達される。よって、第３モータ２４は、第３ギア機構を介して排気カムシャフト９２を周方向へ回転或いは揺動させることができる。
【００４１】
また、第３モータ２４は、出力軸の回転位置を検出する第３レゾルバ２６を備えており、第３レゾルバ２６の検出信号がカムコントローラ１４１へ入力されるようになっている。排気カムシャフト９２には、第３カムポジションセンサ３２が取り付けられている。
【００４２】
さらに、排気カムシャフト９２には、第３被検出部３５が設置されている。この第３被検出部３５は、排気カムシャフト９２に連動して回転又は揺動する。また、第３カムポジションセンサ３２の検出部（所定位置）は、排気カムシャフト９２には連動しておらず、位置が固定されている。そして、第３被検出部３５が第３カムポジションセンサ３２の検出部（所定位置）を通過したときに、該第３カムポジションセンサ３２から信号が出力される。そして、第３カムポジションセンサ３２の検出信号は、カムコントローラ１４１へ入力されるようになっている。なお、第３カムポジションセンサ３２と、第３被検出部３５と、の取り付け位置は逆になっていても良い。
【００４３】
なお、本実施例においては、第１モータ１８、第２モータ２１、及び第３モータ２４が、本発明における駆動源に相当する。また、本実施例においては第１カムポジションセンサ３０、第２カムポジションセンサ３１、又は第３カムポジションセンサ３２が、本発明におけるセンサに相当する。
【００４４】
このように構成された動弁系では、カムコントローラ１４１がクランクシャフト５の回転に同期したタイミングで第１モータ１８と第２モータ２１と第３モータ２４を回転動作又は揺動動作させることにより、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の吸気バルブ８及び排気バルブ９がクランクシャフト５の回転に同期したタイミング（すなわち、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の燃焼サイクルに同期したタイミング）で開閉可能となる。ここで、夫々のモータを一方向へ一定の速度で回転させるか、または、揺動動作若しくは可変速動作させるのかは、ＥＣＵ１４またはカムコントローラ１４１により決定される。この場合、内燃機関１の運転状態（例えば、機関回転数または機関負荷、冷却水温度等）に応じて決定される。つまり、本実施例においてはＥＣＵ１４またはカムコントローラ１４１が、本発明における選択手段に相当する。
【００４５】
ところで、カムコントローラ１４１とＥＣＵ１４とは電気配線で接続されており、カム
コントローラ１４１からＥＣＵ１４へは気筒判別信号が送信され、ＥＣＵ１４からカムコントローラ１４１へはクランク信号が送信されている。クランク信号とは、クランクポジションセンサ１５により得られる信号である。また、気筒判別信号とは、第１カムポジションセンサ３０、第２カムポジションセンサ３１、及び第３カムポジションセンサ３２により得られる信号である。この気筒判別信号に応じてＥＣＵ１４はどの気筒へ燃料噴射を行なうのか、または、どの気筒へ点火するのかを決定する。しかし、カムシャフトの揺動動作時又は可変速度動作時には、カムポジションセンサからの出力信号と、燃焼サイクルと、の関係が変わるため、該カムポジションセンサからの出力信号をそのまま使用して燃料噴射時期及び火花点火時期を制御することが困難となる。
【００４６】
そこで、本実施例における内燃機関の動弁システムでは、カムシャフトの揺動動作時及び可変速度動作時において、カムシャフトが一定速度の回転動作をしているとしたならば気筒判別信号が出力される時期に、気筒判別信号を生成しつつ出力するようにした。つまり、カムシャフトの回転動作時と揺動動作時又は可変速度動作時とで、気筒判別信号の出力方法を切り替えることにした。なお、前提として、カムシャフトの回転位置と、該カムシャフトを駆動するモータの回転位置と、の関係は予め求めてあるものとする。
【００４７】
以下、気筒判別信号の出力手順について図４に沿って説明する。図４は、気筒判別信号の処理方法を切り替えるための制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、カムコントローラ１４１のＲＯＭに予め記憶されており、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図４に示すフローでは、第１吸気カムシャフト８３について説明するが、第２吸気カムシャフト８４及び排気カムシャフト９２についても同様に適用できる。
【００４８】
図４の制御ルーチンでは、カムコントローラ１４１は、先ずＳ１０１において第１吸気カムシャフト８３が一定回転動作中であるか否かを判別する。つまり、一定の速度で正方向へ回転しているか否か判別される。なお、カムシャフトが一定の速度で正方向へ回転していることを以下、「一定回転動作」ともいう。Ｓ１０１において肯定判定がなされた場合には、Ｓ１０４へ進む。一方、否定判定がなされた場合には、Ｓ１０２へ進む。なお、本実施例においてはＳ１０１を実行するカムコントローラ１４１が、本発明における切替手段に相当する。
【００４９】
Ｓ１０２では、第１吸気カムシャフト８３の一定回転動作時相当の気筒判別信号が生成される。これについては、後述する。そして、Ｓ１０３では、Ｓ１０２で生成された気筒判別信号が、ＥＣＵ１４へ向けて出力される。
【００５０】
Ｓ１０４では、カムコントローラ１４１は、第１カムポジションセンサ３０により得られる信号を気筒判別信号としてそのままＥＣＵ１４へ出力する。なお、第１カムポジションセンサ３０により得られる信号に補正を加える等の処理を行った後の信号を気筒判別信号としても良い。
【００５１】
次に、Ｓ１０２における一定回転動作時相当の気筒判別信号の生成について説明する。
【００５２】
先ず初めに、カムコントローラ１４１は、クランク信号及び第１吸気カムシャフト８３の表裏判定に基づいて、現在のクランク角度を算出する。なお、クランク信号はＥＣＵ１４から得られる値である。また本実施例では、１番気筒（＃１）の圧縮上死点時を基準とし、このときのクランク角度を０度としている。つまり、クランク角度が０度のときには、４番気筒（＃４）のピストン３は排気上死点に位置する。
【００５３】
カムシャフトの表裏判定について説明する。ここで、カムシャフトに対するモータの回
転速度比が２である場合は、カムシャフトが１回転（３６０度回転）する間にモータが２回転（７２０度回転）する。そのため、モータの回転位置が０度〜３６０度の範囲（カムシャフトの回転位置が０度〜１８０度の範囲）に属するか、或いは３６０度〜７２０度の範囲（カムシャフトの回転位置が１８０度〜３６０度の範囲）に属するかの判別をレゾルバの出力信号のみに基づいて行うことは困難である。
【００５４】
これに対し、各々のカムシャフトにカムポジションセンサを取り付ければ、各カムシャフトに連動して回転又は揺動する被検出部が所定位置を通過した時に信号（オン信号）を出力することができる。
【００５５】
このように、モータの回転位置が０度〜３６０度の範囲（カムシャフトの回転位置が０度〜１８０度の範囲）に属するか、或いは３６０度〜７２０度の範囲（カムシャフトの回転位置が１８０度〜３６０度の範囲）に属するか判定することを本実施例ではカムシャフトの表裏判定と称する。
【００５６】
なお、内燃機関１の運転中においてカムコントローラ１４１がカムシャフトを制御しているときには、該カムコントローラ１４は常にカムシャフトの回転位置を把握しているため、改めて表裏判定を行う必要はない。
【００５７】
次にカムコントローラ１４１は、位相進角要求値に基づいて基準クランク角度を算出する。位相進角要求値とは、カムのリフト量が最大となる位置が、クランク角度に対してどれだけ変化するのかを表す値である。この位相進角要求値の算出方法については後述する。
【００５８】
ここで図５は、クランク角度と基準クランク角度とカムのリフト量との関係を同一時間軸上に示した図である。基準クランク角度は、現在のクランク角度から位相進角要求値分遅れて変化する値として求められる。この基準クランク角度は、カムの回転動作時にはモータの目標角度と等しい。そして、カムシャフトの一定回転動作時には、基準クランク角度が０のときにカムのリフト量が最大となる。また、カムの揺動動作時及び可変速度動作時には、基準クランク角度と、複数の制御マップと、に基づいて仮想クランク角度を算出し、該仮想クランク角度をモータの目標角度としている。
【００５９】
ここで図６は、４番気筒（＃４）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ及び排気バルブが開いている時期（ハッチング部）と、第１吸気カムシャフト８３、第２吸気カムシャフト８４、及び排気カムシャフト９２の夫々の基準クランク角度と、の推移を示した図である。横軸は、実際のクランク角度である。基準クランク角度において実線は第１吸気カムシャフト８３、二点鎖線は第２吸気カムシャフト８４、一点鎖線は排気カムシャフト９２の場合を夫々示している。
【００６０】
図６に基づいて、第１吸気カムシャフト８３について説明する。この場合、基準クランク角度が０度のときに４番気筒（＃４）の吸気バルブ８のリフト量が最大となるように（つまり、第１吸気カム８１のリフト量が最大となるように）基準クランク角度が設定される。
【００６１】
この基準クランク角度に基づいて気筒判別信号が出力される。つまり、基準クランク角度が所定の角度となったときに、気筒判別信号が出力される。所定の角度とは、第１吸気カムシャフト８３が一定の速度で正方向へ回転しているときに第１カムポジションセンサ３０から信号が出力される角度である。
【００６２】
ここで、１番気筒（＃１）が圧縮上死点（クランク角度０度）のときに４番気筒（＃４
）が排気上死点となり、該４番気筒（＃４）の吸気行程が開始される。そして、位相進角要求値は以下のようにして求める。
【００６３】
排気上死点で４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が開き始めるとすると、第１吸気カム８１の作用角ＶＡＮＧＬＩＮの半分の位置で該第１吸気カム８１のリフト量が最大となるので、吸気バルブ８が開き始めてから第１吸気カム８１のリフト量が最大となるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ’は、
ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ’＝ＶＡＮＧＬＩＮ／２
となる。なお、第１吸気カム８１の作用角ＶＡＮＧＬＩＮは、そのときの内燃機関１の運転状態に応じて決定される。また本実施例では、ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ’＝１０５（ＣＡ）となる。
【００６４】
次に、バルブタイミングが最も遅角されたときに、吸気バルブ８が開き始めてから第１吸気カム８１のリフト量が最大となるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１を求める。なお、バルブタイミングが最も遅角されるときの遅角量ＶＯＰＮＴＩＮは、予め内燃機関１の仕様等に基づいて設定されている。吸気バルブ８が開き始めるのが遅れる方向の角度を加算するとして、
ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１＝ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ’＋ＶＯＰＮＴＩＮ
の関係を得ることができる。この角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１が位相進角要求値となる。なお、本実施例では、ＶＯＰＮＴＩＮ＝１５（ＣＡ）であるため、ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１＝１２０（ＣＡ）となる。
【００６５】
そして、４番気筒の第１吸気カム８１のリフト量が最大となる位置（つまり、基準クランク角度が０度となる位置）は、実際のクランク角度ＧＮＥＣＲＫに対して、第１吸気カム８１のリフト量が最大となるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１分遅れるため、第１吸気カムシャフト８３の基準クランク角度ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ１は、
ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ１＝ＧＮＥＣＲＫ−ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１
となる。
【００６６】
なお、可変動弁機構によりカムの進角が行なわれている場合には、この進角分ＩＮ１ＶＴを加算する。この場合、位相進角要求値は、ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１−ＩＮ１ＶＴとなり、第１吸気カムシャフト８３の基準クランク角度ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ１は、
ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ１＝ｎｅｃｒｋ−ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１＋ＩＮ１ＶＴ
となる。
【００６７】
次に、第２吸気カムシャフト８４について説明する。まず、クランク角度に対する３番気筒（＃３）のバルブタイミングが最も遅角されたときに、吸気バルブ８が開き始めてから第２吸気カム８２のリフト量が最大となるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ２を求める。３番気筒（＃３）の最大リフト位置は、４番気筒（＃４）の最大リフト位置に対して、クランクアングルで１８０度前となるので、
ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ２＝ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ１−１８０
の関係が成り立つ。なお、本実施例では、ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ２＝−６０（ＣＡ）となる。
【００６８】
そして、４番気筒（＃４）のときと同様にして、第２吸気カムシャフト８４の基準クランク角度ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ２を以下の式により得ることができる。
ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＩＮ２＝ＧＮＥＣＲＫ−ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ２＋ＩＮ２ＶＴ
【００６９】
この場合、位相進角要求値は、ＶＬＭＡＸＣＲＫＩＮ２−ＩＮ２ＶＴとなる。
【００７０】
次に、排気カムシャフト９２について説明する。この場合、基準クランク角度が０度のときに４番気筒（＃４）の排気バルブ９のリフト量が最大となるように（つまり、排気カム９１のリフト量が最大となるように）基準クランク角度が設定される。
【００７１】
排気上死点で排気バルブが完全に閉じるとした場合、排気カム９１の作用角ＶＡＮＧＬＥＸの半分で排気カム９１のリフト量が最大となるので、排気カム９１のリフト量が最大のときから排気バルブ９が完全に閉じるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ’は、
【００７２】
ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ’＝ＶＡＮＧＬＥＸ／２
となる。なお、カムの作用角ＶＡＮＧＬＥＸは、そのときの内燃機関１の運転状態に応じて決定される。
【００７３】
次に、バルブタイミングが最も遅角されたときに、排気カム９１のリフト量が最大の位置から排気バルブ９が完全に閉じるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸを求める。なお、バルブタイミングが最も遅角されるときの遅角量ＶＣＬＳＴＥＸは、予め内燃機関１の仕様等に基づいて設定されている。排気バルブ９が閉じるのが遅れる方向の角度を減算するとし、且つ単位を吸気側と揃えると、
ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ＝−（ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ’−ＶＣＬＳＴＥＸ）
の式を得ることができる。この角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸが位相進角要求値となる。なお、本実施例では、ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ＝１０６（ＣＡ）となる。
【００７４】
そして、４番気筒の排気カム９１のリフト量が最大となる位置（つまり、基準クランク角度が０度となる位置）は、実際のクランク角度ＧＮＥＣＲＫに対して、排気カム９１のリフト量が最大となるまでに要する角度ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ分遅れるため、排気カムシャフト９２の基準クランク角度ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＥＸは、
ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＥＸ＝ＧＮＥＣＲＫ−ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ
となる。
【００７５】
なお、可変動弁機構により排気カム９１の進角が行なわれている場合には、この進角分ＥＸＶＴを加算する（但し、閉じるのが遅くなる方向なのでマイナスとなる。）。この場合、位相進角要求値は、ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ＋ＥＸＶＴとなり、排気カムシャフト９２の基準クランク角度ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＥＸは、
ＧＮＥＣＲＮＫ＿ＥＸ＝ＧＮＥＣＲＫ−ＶＬＭＡＸＣＲＫＥＸ−ＥＸＶＴ
となる。
【００７６】
このようにして、第１吸気カムシャフト８３、第２吸気カムシャフト８４、排気カムシャフト９２の夫々において基準クランク角度を算出することができる。
【００７７】
そして、カムシャフトが一方向へ一定の速度で回転している場合には、第１カムポジションセンサ３０、第２カムポジションセンサ３１、及び第３カムポジションセンサ３２により得られる信号を気筒判別信号としてそのままＥＣＵ１４へ出力する。
【００７８】
一方、カムシャフトの揺動動作の場合、すなわち正転と逆転とが行われる場合には、基準クランク角度が所定の角度となったときに気筒判別信号をカムコントローラ１４１で生成しつつＥＣＵ１４へ出力する。この所定の角度は、カムシャフトが一定方向へ一定の速度で回転しているとしたときに第１カムポジションセンサ３０、第２カムポジションセンサ３１、及び第３カムポジションセンサ３２から信号が出力される角度である。
【００７９】
また、カムシャフトの可変速度動作の場合にも、基準クランク角度が所定の角度となったときに気筒判別信号をカムコントローラ１４１で生成しつつＥＣＵ１４へ出力する。
【００８０】
このようにして、カム（カムシャフト）の回転動作態様に基づいてカムポジションセンサからの信号の処理方法を切り替えることにより、気筒判別信号を正確に得ることができる。なお、本実施例では、一定回転動作、揺動動作若しくは可変速動作の三態様に基づいて、カムポジションセンサからの出力信号の処理方法を切り替えているが、他の動作態様であっても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】内燃機関の動弁システムの概略構成を示す図である。
【図２】吸気側駆動機構の構成を示す図である。
【図３】排気側駆動機構の構成を示す図である。
【図４】気筒判別信号の処理方法を切り替えるための制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】クランク角度と基準クランク角度とカムのリフト量との関係を同一時間軸上に示した図である。
【図６】４番気筒（＃４）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ及び排気バルブが開いている時期（ハッチング部）と、夫々のカムシャフトの基準クランク角度と、の推移を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
６・・・・・吸気ポート
７・・・・・排気ポート
８・・・・・吸気バルブ
９・・・・・排気バルブ
１０・・・・吸気側駆動機構
１１・・・・排気側駆動機構
１２・・・・燃料噴射弁
１３・・・・点火プラグ
１４・・・・ＥＣＵ
１８・・・・第１モータ
２０・・・・第１レゾルバ
２１・・・・第２モータ
２３・・・・第２レゾルバ
２４・・・・第３モータ
２６・・・・第３レゾルバ
３０・・・・第１カムポジションセンサ
３１・・・・第２カムポジションセンサ
３２・・・・第３カムポジションセンサ
３３・・・・第１被検出部
３４・・・・第２被検出部
３５・・・・第３被検出部
６０・・・・吸気通路
７０・・・・排気通路
８０・・・・バルブリフタ
８１・・・・第１吸気カム
８２・・・・第２吸気カム
８３・・・・第１吸気カムシャフト
８４・・・・第２吸気カムシャフト
８８・・・・吸気側バルブスプリング
９０・・・・バルブリフタ
９１・・・・排気カム
９２・・・・排気カムシャフト
９４・・・・排気側バルブスプリング
１４１・・・・カムコントローラ
【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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