(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、バルブの開弁特性を急速に変更可能な技術の提供を課題とする。【解決手段】本発明は、内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、駆動源（カム）の回転方向および／または回転速度を制御することによりバルブの開弁特性を変更する第１可変手段と、カム又はカムに連動して回転する部材の回転エネルギを利用してバルブ駆動用カムを機械的に切り換える第２可変手段と、を備え、バルブの開弁特性を急速に変化させる必要がある時は第２可変手段を利用してバルブの開弁特性を変更するようにした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、
前記駆動源の回転方向および／または回転速度を変更することによりバルブの開弁特性を変更する第１可変手段と、
カムプロフィールが相違する複数のカムの何れか１つをバルブ駆動用カムとして選択可能であって、カム若しくはカムと連動して回転する部材の回転エネルギを利用してバルブ駆動用カムの切り換えを行う第２可変手段と、
前記バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、前記第２可変手段を利用してバルブの開弁特性を変更する制御手段と、
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】
請求項１において、前記バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、動弁システムにフェイルが発生した場合であって、
前記複数のカムは、ピストンが上死点近傍に位置する時にバルブが開弁しても該バルブとピストンとが干渉しないカムプロフィールを有する低リフトカムを含み、
前記制御手段は、動弁システムにフェイルが発生した場合に、前記低リフトカムが選択されるように前記第２可変手段を制御することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項３】
請求項１において、前記バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、前記バルブの開閉動作を休止させる場合であって、
前記複数のカムは、ピストンが上死点近傍に位置する時にバルブが開弁しても該バルブとピストンとが干渉しないカムプロフィールを有する低リフトカムを含み、
前記制御手段は、前記バルブの開閉動作を休止させる場合に、前記低リフトカムが選択されるように前記第２可変手段を制御することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項４】
請求項１において、前記バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、前記バルブの開閉動作を休止状態から復帰させる場合であって、
前記複数のカムは、ピストンが上死点近傍に位置する時にバルブが開弁しても該バルブとピストンとが干渉しないカムプロフィールを有する低リフトカムを含み、
前記制御手段は、バルブの開閉動作を休止状態から復帰させる場合に、前記低リフトカムが選択されるように前記第２可変手段を制御することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一において、前記制御手段は、前記第２可変手段を利用してバルブの開弁特性を変更する場合に、前記第２可変手段によるバルブ駆動用カムの切換前後における筒内充填ガス量が略同量となるように前記第１可変手段を制御することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一において、前記第２可変手段は、複数のカムが軸方向に配列されたカムピースと、前記カムピースを軸方向へスライドさせるアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータは、前記カムピースと連動する回転体の外周面に螺旋状に形成された螺旋状溝と、前記螺旋状溝に対して進入／退去自在な可動ピンと、前記可動ピンを進退駆動させる駆動部と、を具備することを特徴とする内燃機関の動弁システム。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか一において、前記第２可変手段は、複数のカムが軸方向に配列されたカムピースを複数備えるとともに、前記複数のカムピースのうち特定のカムピースを軸方向へスライドさせるアクチュエータと、前記アクチュエータが前記特定のカムピース
を軸方向へスライドさせた時点から所定の時間差をおいて他のカムピースを軸方向へスライドさせるスライド機構と、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８】
請求項７において、前記スライド機構は、前記特定のカムピース又は前記他のカムピースの何れか一方と連動して軸方向へスライド可能なスリーブと、前記スリーブに設けられたガイド溝と、前記特定のカムピース又は前記他のカムピースの何れか他方と連動して回転及びスライド可能であるとともに前記ガイド溝に挿入される突起と、を具備し、
前記ガイド溝は、前記突起の軌跡に沿って形成された環状溝と、前記環状溝の少なくとも一箇所から軸方向へテーパ状に延びるテーパ状溝とを含むことを特徴とする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がカムを回転又は揺動させることにより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】
従来、電動機によりカムを回転させる内燃機関の動弁システムにおいて、カムの回転方向や回転速度を変更することにより、バルブの開弁特性を変更する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】国際公開第２００５／１１９０１９号パンフレット
【特許文献２】特表２００６−５２０８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、カムの回転時は該カム（及びカムと連動して回転する部材）の回転方向へ慣性力が作用するため、カムの回転方向や回転速度を即座に変更することができない場合がある。そのような場合は、バルブの開弁特性を即座に変更することが困難となる。
【０００４】
本発明は、上記したような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させら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、バルブの開弁特性を急速に変更可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、駆動源（カム）の回転方向および／または回転速度を制御することによりバルブの開弁特性を変更する第１可変手段と、カム又はカムに連動して回転する部材の回転エネルギを利用してバルブ駆動用カムを機械的に切り換える第２可変手段と、を備え、内燃機関の運転条件に応じて第１可変手段と第２可変手段とを使い分けるようにした。
【０００６】
詳細には、本発明は、内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、
前記駆動源の回転方向および／または回転速度を変更することによりバルブの開弁特性を変更する第１可変手段と、
カムプロフィールが相違する複数のカムの何れか１つをバルブ駆動用カムとして選択可能であって、カム若しくはカムと連動して回転する部材の回転エネルギを利用してバルブ駆動用カムの切り換えを行う第２可変手段と、
前記バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、前記第２可変手段を利用してバルブの開弁特性を変更する制御手段と、
を備えるようにした。
【０００７】
第１可変手段は、バルブのリフト量が最大リフト量に到達する前に駆動源（カム）の回転方向を反転させることにより、バルブのリフト量を変更することができる。
【０００８】
また、第１可変手段は、バルブの開弁開始後において駆動源（カム）の回転速度を増減させることにより、バルブの作用角（言い換えれば、バルブの閉弁タイミング）を変更することができる。
【０００９】
第１可変手段は、カムの回転方向を反転させるタイミングを徐変させることにより、バルブリフト量を連続的に変更することができる。また、第１可変手段は、カムの回転速度を変更するタイミングおよび／または回転速度の変更量を徐変することにより、バルブの作用角を連続的に変更することができる。
【００１０】
ところで、カムの回転時は該カムに対して回転慣性力が働くため、カムの回転方向や回転速度を急速に変更することが困難となる場合がある。例えば、カムの回転速度が高い時は、カムの回転慣性力が大きくなるため、カムの回転速度を急速に低下させることが困難となる。その結果、第１可変手段は、バルブのリフト量や作用角の急速な変更（言い換えれば、段階的な変更）を行うことは困難となる。
【００１１】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合は、第２可変手段を利用してバルブ駆動用カムを切り換えるようにした。
【００１２】
その際、第２可変手段は、カム又はカムと連動する部材の回転エネルギを利用してバルブ駆動用カムの切り換えを行う。上記した回転エネルギは、カムの回転速度が高くなるほど大きくなる。
【００１３】
従って、バルブ駆動用カムの切り換え動作に要する時間は、カムの回転速度が高くなるほど短くなる。その結果、第１可変手段によりバルブの開弁特性を急速に変更することが困難な場合（例えば、カムの回転速度が高い場合）であっても、バルブの開弁特性を急速に変更することができる。
【００１４】
ここで、バルブの開弁特性を急速に変更する必要がある場合としては、動弁システムのフェイル発生（検出）時、バルブの開閉動作を休止させる時、バルブの開閉動作を休止状態から復帰させる時（すなわち、バルブの開閉動作を再開させる時）、等を例示することができる。
【００１５】
本発明にかかる内燃機関の動弁システムでは、カムとクランクシャフトとが機械的に連結されていない。このため、動弁システムにフェイルが発生した場合は、カムの位相とクランクシャフトの位相とが同期しなくなる可能性がある。カムの位相とクランクシャフトの位相とが同期しなくなると、バルブスタンプ（バルブとピストンとの干渉）が発生する虞がある。
【００１６】
これに対し、動弁システムにフェイルが発生した時に、駆動源に対する駆動エネルギの供給を停止する方法が考えられる。しかしながら、駆動源に対する駆動エネルギの供給が停止された後に、カムが回転慣性力によって回転する可能性がある。そのような場合は、バルブスタンプを回避することができない。
【００１７】
そこで、本発明の制御手段は、動弁システムのフェイル発生時に、バルブ駆動用カムとして低リフトカムが選択されるように第２可変手段を制御するようにしてもよい。上記した低リフトカムは、ピストンが上死点近傍に位置する時にバルブが開弁しても該バルブとピストンとが干渉（バルブスタンプ）しないカムプロフィールを有するカムである。
【００１８】
このような方法によれば、フェイル発生時にバルブ駆動用カムが速やかに低リフトカムへ切り換えられるため、バルブスタンプを回避することが可能となる。
【００１９】
また、バルブの開閉動作を休止させる場合についても、駆動源に対する駆動エネルギの供給を停止する方法が考えられる。しかしながら、駆動源に対する駆動エネルギの供給が
停止された後も、カムが回転慣性力によって数回転する可能性がある。カムが慣性回転している間は該カムの位相とクランクシャフトの位相が同期しなくなるため、バルブスタンプが発生する可能性がある。
【００２０】
そこで、本発明の制御手段は、バルブの開閉動作を休止させる時に、バルブ駆動用カムとして低リフトカムが選択されるように第２可変手段を制御するようにしてもよい。
【００２１】
このような方法によれば、バルブの開閉動作を休止させる条件（バルブ休止条件）が成立した時に、バルブ駆動用カムが即座に低リフトカムへ切り換えられるため、バルブスタンプを回避することができる。
【００２２】
尚、バルブ休止条件が成立した時に選択されるカムは、バルブリフト量が零となるカムプロフィールを有するカム、言い換えれば、カムノーズを有さないカム（以下、「零リフトカム」と称する）であってもよい。バルブ休止条件が成立した時点で零リフトカムが選択されると、バルブの開閉動作を直ちに停止させることができる。
【００２３】
また、バルブ休止条件が成立した時にバルブ駆動用カムが零リフトカムに切り換えられると、バルブの開閉動作が休止されている間（バルブ休止期間）もカムを回転させ続けることができる。すなわち、バルブ休止期間中においてカムをクランクシャフトの回転速度に適した速度で回転させることが可能となる。その結果、バルブの開閉動作を再開する時に、カムの回転速度を直ちに適正な回転速度とすることができる。
【００２４】
一方、バルブ休止期間中にカムの回転が停止させられると、駆動源の作動に伴うエネルギ消費量を低減することができる。但し、バルブの開閉動作を再開させる時に、カムの回転速度が適正な回転速度まで即座に上昇しない可能性がある。カムの回転開始から該カムの回転速度が適正な回転速度となるまでの期間は、カムの位相とクランクシャフトの位相とが同期しないため、バルブスタンプが発生する虞がある。
【００２５】
そこで、バルブ休止期間中にカムの回転を停止させる場合には、バルブの開閉動作を再開する時のバルブ駆動用カムとして低リフトカムが選択されるようにしてもよい。この場合、上記した期間におけるバルブスタンプの発生を回避することができる。
【００２６】
尚、上記したバルブ休止条件としては、内燃機関のフューエルカット運転条件が成立している、若しくは内燃機関の減筒運転条件が成立している、等の条件を例示することができる。
【００２７】
次に、本発明にかかる制御手段は、第２可変手段を利用してバルブの開弁特性を変更する場合に、第２可変手段によるバルブ駆動用カムの切換前後における筒内充填ガス量（気筒内に吸入されるガス量）が略同量となるように第１可変手段を制御するようにしてもよい。
【００２８】
第２可変手段によりバルブ駆動用カムが切り換えられると、バルブの開弁特性が急速（段階的）に変化する。これに伴い、筒内充填ガス量も段階的に変化する。その結果、内燃機関の発生トルクが段階的に変化する可能性がある。
【００２９】
これに対し、第２可変手段によるバルブ駆動用カムの切換前後における筒内充填ガス量が略同量となるように第１可変手段が制御されると、バルブ駆動用カムの切換前後において内燃機関の発生トルクが略同等になる。
【００３０】
本発明にかかる第２可変手段は、複数のカムが軸方向に配列されたカムピースと、前記
カムピースを軸方向へスライドさせるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記カムピースと連動する回転体の外周面に螺旋状に形成された螺旋状溝と、前記螺旋状溝に対して進入／退去自在な可動ピンと、前記可動ピンを進退駆動させる駆動部と、を具備するようにしてもよい。
【００３１】
かかる第２可変手段によれば、可動ピンが螺旋状溝に進入した状態でカムピースが回転すると、カムピースに対する可動ピンの相対位置（軸方向の相対位置）は、螺旋状溝に沿って変化する。その際、軸方向における可動ピンの位置が固定されていれば、カムピースが軸方向へスライドすることになる。よって、アクチュエータは、可動ピンを進退駆動させるエネルギのみで特定のカムピースを軸方向へスライドさせることができる。
【００３２】
ところで、カムピースは、バルブがリフトしている時（すなわち、バルブの開弁期間）にスライドすることはできない。言い換えれば、カムピースがスライド可能な時期は、バルブがリフトしていない時（すなわち、バルブの閉弁期間）に限られる。
【００３３】
また、複数の気筒を具備する多気筒内燃機関においては、バルブの開閉タイミングは気筒毎に相異する。このため、気筒毎又はバルブ毎にカムピースが必要になるとともに、カムピースをスライドさせるためのアクチュエータもカムピース毎に必要になる。その結果、動弁システムの構造やアクチュエータの制御ロジックが複雑になる可能性がある。
【００３４】
これに対し、バルブの開弁期間が重複しない気筒群のカムピース（言い換えれば、バルブの閉弁期間が重複する気筒群のカムピース）により１つのアクチュエータが共用される構成を採ることも考えられる。しかしながら、気筒群の配置によってはアクチュエータの発生動力を各カムピースへ伝達するための機構が複雑になる可能性がある。
【００３５】
そこで、本発明にかかる内燃機関の動弁システムは、複数のカムピースのうち特定のカムピースがアクチュエータによってスライドさせられると、他のカムピースが所定の時間差をおいて自動的にスライドする構成を採用してもよい。
【００３６】
すなわち、本発明にかかる第２可変手段は、複数のカムが軸方向に配列されたカムピースを複数備えるとともに、複数のカムピースのうち特定のカムピースを軸方向へスライドさせるアクチュエータと、該アクチュエータが特定のカムピースを軸方向へスライドさせた時点から所定の時間差をおいて他のカムピースを軸方向へスライドさせるスライド機構と、を備えるようにしてもよい。
【００３７】
かかる構成によれば、バルブの開弁期間が重複する複数の気筒のカムピース（言い換えれば、バルブの閉弁期間が重複しない複数の気筒のカムピース）であっても１つのアクチュエータを共用することができる。その結果、動弁システムの構造やアクチュエータの制御ロジックを簡略化することが可能となる。
【００３８】
尚、前記した所定の時間差は、特定のカムピースにより開閉駆動されるバルブの閉弁期間と他のカムピースにより開閉駆動されるバルブの閉弁期間との時間差に相当する。
【００３９】
ここで、上記したようなスライド機構としては、特定のカムピース又は他のカムピースの何れか一方と連動して軸方向へスライド可能なスリーブと、前記スリーブに設けられたガイド溝と、特定のカムピース又は他のカムピースの何れか他方と連動して回転可能且つ軸方向へスライド可能であるとともに前記ガイド溝に挿入される突起とを具備し、前記ガイド溝が前記突起の軌跡に沿って形成された環状溝と前記環状溝の少なくとも一箇所から軸方向へテーパ状に延びるテーパ状溝とを含む機構を例示することができる。
【００４０】
尚、前記したスリーブは、特定のカムピースや他のカムピースの回転方向へ回転することはできないものとする。また、前記ガイド溝と前記突起との相対配置は、特定のカムピースと他のカムピースとの軸方向におけるスライド量が同等になる時に前記突起が前記ガイド溝の環状溝内に位置するように定められるものとする。さらに、前記テーパ状溝の幅（周方向における溝の広さ）は、少なくとも該テーパ状溝の基端の幅が前記突起よりも広く形成されるものとする。
【００４１】
かかる構成において、特定のカムピースのスライド量と他のカムピースのスライド量とが同等である時は、前記突起は環状溝へ突出した状態となる。この場合、前記突起は、該突起を具備するカムピースが回転してもガイド溝を包囲する壁面に阻まれることなく回転可能である。
【００４２】
一方、特定のカムピースがアクチュエータによってスライドさせられた時（特定のカムピースのスライド量と他のカムピースのスライド量とが相異する時）は、前記突起は前記環状溝から前記テーパ状溝へ移動する。
【００４３】
テーパ状溝の基端の幅は突起よりも広いため、前記突起がテーパ状溝へ移動を開始した直後（言い換えれば、特定のカムピースのスライド開始直後）は該突起が前記テーパ状溝を包囲する壁面に阻まれることなく回転する。その後、前記突起は、前記テーパ状溝の先端側へ近づきながら回転する。そして、前記特定のカムピースのスライド開始から前記突起（前記突起を具備するカムピース）が所定量回転すると、該突起と前記テーパ状溝を包囲する壁面とが当接する。
【００４４】
前記テーパ状溝の壁面は前記突起の回転方向に対して傾斜している。このため、前記突起が前記壁面に衝突した後は、該突起が前記壁面の傾斜方向へ変位する。つまり、軸方向における前記突起と前記スリーブとの相対位置は、前記突起の回転とともに変化することになる。
【００４５】
その際、軸方向における前記突起又は前記スリーブの何れか一方（すなわち、特定のカムピースと連動してスライドした部材）の位置は既に固定されているため、他方（すなわち、他のカムピースと連動してスライド可能な部材）の位置のみが変化することになる。
【００４６】
従って、他のカムピースは、特定のカムピースがスライドしてから所定時間が経過した時に、アクチュエータに依存することなく自動的にスライドする。
【００４７】
第２可変手段によるバルブ駆動用カムの切り換えは、バルブの開弁特性を急速に変化させる必要がある場合のみならず、カムの位相とクランクシャフトの位相とを同期させることができない場合であれば如何様な場合であっても適用することができる。
【００４８】
例えば、内燃機関の始動時は、カムの位相を判別するためにカムを回転させる場合がある。このような処理がクランキング開始後に行われると、バルブスタンプが発生する虞がある。このため、カムの位相判別は、クランキング開始前に行う必要があった。
【００４９】
これに対し、内燃機関の運転停止時にバルブ駆動用カムが低リフトカム若しくは零リフトカムに切り換えられると、次回始動時におけるカムの位相判別はクランキング開始後に行うことが可能となる。その結果、始動時間の短縮を図ることが可能となる。
【００５０】
本発明にかかる駆動源としては、電動機（電動モータ）を例示することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、内燃機関と独立した駆動源により回転させら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、バルブの開弁特性を急速に変更することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対位置等は、別段の記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００５３】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図９に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の動弁システムを適用する内燃機関の概略構成を示す図である。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。
【００５４】
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。
【００５５】
気筒２の内部（燃焼室）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。
【００５６】
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、前記吸気ポート６へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１２が取り付けられている。吸気通路６０は、新気（空気）を吸気ポート６へ導く通路である。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。
【００５７】
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が発生する火花を火種として燃焼される。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は排気通路７０と連通しており、前記した既燃ガスが排気ポート７から排気通路７０を介して大気中へ排出される。
【００５８】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１４が併設されている。ＥＣＵ１４は、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、イグニッションスイッチ１７等の各種センサと電気的に接続されている。
【００５９】
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、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。
【００６０】
ここで、図２に基づいて吸気側駆動機構１０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番気筒を各々表している。尚、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。
【００６１】
吸気側駆動機構１０は、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１を備えている。これら第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１とは同軸に配置さ
れている。また、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１とは、互いに独立して回転可能且つ軸方向へスライド可能な状態で内燃機関１に支持されている。
【００６２】
第１吸気カムシャフト８０には、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８を開閉するためのカムグループ８２と４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を開閉駆動するためのカムグループ８２とが設けられている。
【００６３】
各カムグループ８２は、カムプロフィールが異なる２つのカム８２ａ、８２ｂを軸方向に配列して構成されている。図２に示す例では、カム８２ａのカムプロフィールは、カム８２ｂのカムプロフィールよりバルブリフト量が多くなるように形成されている。さらに、カム８２ｂのカムプロフィールは、ピストン３が上死点に位置する時に吸気バルブ８のリフト量が最大になってもバルブスタンプが発生しないように形成されている。
【００６４】
一方、第２吸気カムシャフト８１には、２番気筒（＃２）の吸気バルブ８を開閉駆動するためのカムグループ８３と３番気筒（＃３）の吸気バルブ８を開閉駆動するためのカムグループ８３とが設けられている。
【００６５】
各カムグループ８３は、カムプロフィールが異なる２つのカム８３ａ，８３ｂを軸方向に配列して構成されている。図２に示す例では、カム８３ａのカムプロフィールは、カム８３ｂのカムプロフィールよりバルブリフト量が多くなるように形成されている。さらに、カム８３ｂのカムプロフィールは、ピストン３が上死点に位置する時に吸気バルブ８のリフト量が最大になってもバルブスタンプが発生しないように形成されている。
【００６６】
尚、カム８２ａとカム８３ａは、同等のカムプロフィールを有するものとする。カム８２ｂとカム８３ｂも、同等のカムプロフィールを有するものとする。
【００６７】
以下、第１吸気カムシャフト８０に設けられたカムグループ８２を第１カムグループ８２と称し、第２吸気カムシャフト８１に設けられたカムグループ８３を第２カムグループ８３と称する。また、第１カムグループ８２のカム８２ａを第１高リフトカム８２ａと称し、カム８２ｂを第１低リフトカム８２ｂと称する。さらに、第２カムグループ８３のカム８３ａを第２高リフトカム８３ａと称し、カム８３ｂを第２低リフトカム８３ｂと称する。
【００６８】
各気筒２には、２本の吸気バルブ８が設けられている。各気筒２の２本の吸気バルブ８は、１つのバルブリフタ８４と連結されている。各バルブリフタ８４は、図示しないバルブスプリングの付勢力によって第１カムグループ８２の何れか一方のカム、又は第２カムグループ８３の何れか一方のカムに押し付けられている。
【００６９】
第１吸気カムシャフト８０の一端には、第１ドリブンギア８５が取り付けられている。第１吸気カムシャフト８０は、第１ドリブンギア８５に対して軸方向へスライド自在であり且つ周方向へ回転不能である。すなわち、第１吸気カムシャフト８０と第１ドリブンギア８５とは周方向へ一体的に回転可能であり且つ軸方向へ相対移動可能である。第１ドリブンギア８５は、第１モータ１８の出力軸に固定された第１出力ギア１９と噛合している。
【００７０】
この場合、第１モータ１８の回転トルクは、第１ドリブンギア８５及び第１出力ギア１９を介して第１吸気カムシャフト８０へ伝達される。よって、第１モータ１８は、第１ドリブンギア８５及び第１出力ギア１９を介して第１吸気カムシャフト８０を周方向へ回転させることができる。
【００７１】
このようにして第１吸気カムシャフト８０が回転させられると、第１カムグループ８２の何れか一方のカムがバルブリフタ８４を介して１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８を開閉可能となる。
【００７２】
尚、前記した第１モータ１８には、該第１モータ１８の出力軸の回転位置を検出する第１レゾルバ２０が取り付けられている。第１レゾルバ２０の検出信号は、ＥＣＵ１４に入力されるようになっている。また、第１吸気カムシャフト８０には、該第１吸気カムシャフト８０の回転位置を判別するための第１カムポジションセンサ３００が取り付けられている。第１カムポジションセンサ３００の検出信号は、ＥＣＵ１４に入力されるようになっている。
【００７３】
一方、第２吸気カムシャフト８１の外周面の一部には、第２ドリブンギア８６が同軸に取り付けられている。第２吸気カムシャフト８１は、第２ドリブンギア８６に対して軸方向へスライド自在であり且つ周方向へ回転不能である。すなわち、第２吸気カムシャフト８１と第２ドリブンギア８６とは周方向へ一体的に回転可能であり且つ軸方向へ相対移動可能である。第２ドリブンギア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出力ギア２２と噛合している。
【００７４】
この場合、第２モータ２１の回転トルクは、第２ドリブンギア８６、中間ギア８７、及び第２出力ギア２２を介して第２吸気カムシャフト８１へ伝達される。よって、第２モータ２１は、第２ドリブンギア８６、中間ギア８７、及び第２出力ギア２２を介して第２吸気カムシャフト８１を周方向へ回転させることができる。
【００７５】
このようにして第２吸気カムシャフト８１が回転させられると、第２カムグループ８３の何れか一方のカムがバルブリフタ８４を介して２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８を開閉させる。
【００７６】
尚、第２モータ２１には、該第２モータ２１の出力軸の回転位置を検出する第２レゾルバ２３が取り付けられている。第２レゾルバ２３の検出信号は、ＥＣＵ１４に入力されるようになっている。また、第２吸気カムシャフト８１には、該第２吸気カムシャフト８１の回転位置を判別するための第２カムポジションセンサ３１０が取り付けられている。第２カムポジションセンサ３１０の検出信号は、ＥＣＵ１４に入力されるようになっている。
【００７７】
ところで、上記した吸気側駆動機構１０において、高リフトカム８２ａ，８３ａと低リフトカム８２ｂ，８３ｂとの切り換えを行う場合は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１を軸方向へスライドさせる必要がある。
【００７８】
しかしながら、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１のスライドは、吸気バルブ８の開弁期間中に行うことができない。これは、吸気バルブ８の開弁期間中に第１吸気カムシャフト８０又は第２吸気カムシャフト８１をスライドさせようとすると、高リフトカム８２ａ，８３ａ又は低リフトカム８２ｂ，８３ｂのカムノーズがバルブリフタ８４に干渉してしまうからである。よって、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１のスライドは、吸気バルブ８の閉弁期間中に行う必要がある。
【００７９】
図３は、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１の位相を示すタイミングチャートである。尚、図３中において、破線は高リフトカム８２ａ，８３ａの位相を示し、実線は低リフトカム８２ｂ，８３ｂの位相を示している。また、図３に示す例では、高リフトカム８２ａ，８３ａの作用角と低リフトカム８２ｂ，８３ｂの作用角とは同一（９０度）である。
【００８０】
図３において、第１吸気カムシャフト８０のカム８２ａ，８２ｂにより開閉駆動される吸気バルブ８（１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８）の閉弁期間（図３中のＬ２，Ｌ４）と、第２吸気カムシャフト８１のカム８３ａ，８３ｂにより開閉駆動される吸気バルブ８（２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８）の閉弁期間（図３中のＬ１，Ｌ３）とは重複しない。
【００８１】
従って、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１とを同時にスライドさせることはできない。そこで、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１との各々にアクチュエータ２４ａ，２４ｂが取り付けられるようにした。
【００８２】
以下では、第１吸気カムシャフト８０を軸方向へスライドさせるためのアクチュエータ２４ａを第１アクチュエータ２４ａと称し、第２吸気カムシャフト８１を軸方向へスライドさせるためのアクチュエータ２４ｂを第２アクチュエータ２４ｂと称する。
【００８３】
ここで、第１アクチュエータ２４ａの構成について述べる。第２アクチュエータ２４ｂの構成は第１アクチュエータ２４ａの構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
図４は、第１アクチュエータ２４ａの構成を示す図である。図４に示す第１アクチュエータ２４ａは、第１吸気カムシャフト８０の回転方向に働く力（言い換えれば、第１モータ１８の発生動力及び第１吸気カムシャフト８０の回転慣性力）の一部を利用して該第１吸気カムシャフト８０を軸方向へスライドさせるアクチュエータである。
【００８５】
図４において、第１吸気カムシャフト８０の外周面には、周方向へ螺旋状に延在する螺旋状溝８０１が形成されている。また、螺旋状溝８０１の近傍の内燃機関１には、該螺旋状溝８０１の内部に対して進入／退去可能な可動ピン２４０と、該可動ピン２４０を前記螺旋状溝８０１へ進入させるための動力を発生する駆動部２４１と、が配置されている。
【００８６】
前記した螺旋状溝８０１は、図５に示すように、第１吸気カムシャフト８０により開閉される吸気バルブ８の閉弁期間（例えば、図３中のＬ２又はＬ４）中に該第１吸気カムシャフト８０が回転する範囲Ｌｃ（９０度）に設けられる。
【００８７】
すなわち、第１吸気カムシャフト８０の回転方向（図５中の矢印Ｒｎが示す方向）における螺旋状溝８０１の基端の位置は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁する位置ＩＶＣ１（若しくは４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁する位置ＩＶＣ４）と一致する。また、第１吸気カムシャフト８０の回転方向Ｒｎにおける螺旋状溝８０１の終端の位置は、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が開弁する位置ＩＶＯ４（若しくは１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が開弁する位置ＩＶＯ１）と一致する。
【００８８】
螺旋状溝８０１の基端及び終端において、第１吸気カムシャフト８０の外周面８０２と螺旋状溝８０１の底面８０１ａとは、緩やかに傾斜した緩斜面８０１ｂによって連続している。
【００８９】
尚、第１吸気カムシャフト８０の軸方向において、螺旋状溝８０１の基端と終端とのオフセット量は、第１吸気カムシャフト８０のスライド量（言い換えれば、軸方向における第１高リフトカム８２ａと第１低リフトカム８２ｂとの相対距離）と同量である。
【００９０】
このように構成された第１アクチュエータ２４ａにおいて、第１吸気カムシャフト８０が図４及び図５に示した回転方向Ｒｎへ回転している時に、駆動部２４１が可動ピン２４０を進出させる。そして、周方向における可動ピン２４０の位置と螺旋状溝８０１の基端
の位置とが一致した時に、可動ピン２４０の先端が螺旋状溝８０１内に進入する。
【００９１】
可動ピン２４０の先端が螺旋状溝８０１内に進入した状態で第１吸気カムシャフト８０が回転し続けると、図６に示すように、第１吸気カムシャフト８０が可動ピン２４０の位置を基準にして軸方向（図６中の矢印Ｘ１が示す方向）へスライドする。
【００９２】
その後、可動ピン２４０の位置と螺旋状溝８０１の終端の位置とが一致すると、可動ピン２４０が前記した緩斜面８０１ｂによって徐々に退行させられ、最終的には第１吸気カムシャフト８０の外周面８０２の位置まで退行させられる。その結果、第１吸気カムシャフト８０のスライド動作が完了する。
【００９３】
尚、第１吸気カムシャフト８０を前記したスライド方向Ｘ１と逆方向へスライドさせる場合は、第１吸気カムシャフト８０が前記した回転方向Ｒｎと逆方向へ回転している時に駆動部２４１が可動ピン２４０を進出させればよい。その場合、可動ピン２４０は螺旋状溝８０１内を終端から基端へ逆行するため、第１吸気カムシャフト８０が前記スライド方向Ｘ１と逆方向へスライドすることになる。
【００９４】
但し、第１吸気カムシャフト８０が逆回転不可能な場合は、可動ピンと螺旋状溝との組合せが２組取り付けられるようにしてもよい。その場合の２つの螺旋状溝は、互いに対称な形状を有するものとする。
【００９５】
また、第１高リフトカム８２ａの作用角と第１低リフトカム８２ｂの作用角とが相違する場合は、各々のカムの位相に適した螺旋状溝を設けるようにしてもよく、或いは螺旋状溝の形状を作用角が大きい方のカムの位相に適合させるようにしてもよい。尚、第１低リフトカム８２ｂが零リフトカムである場合は、螺旋状溝と可動ピンとの組合せは１組で足りる。
【００９６】
以上述べた第１アクチュエータ２４ａによれば、第１吸気カムシャフト８０の回転方向に働く力の一部を利用して該第１吸気カムシャフト８０を軸方向へスライドさせることができる。従って、駆動部２４１は可動ピン２４０を進出させる動力のみを発生させればよいことになる。その結果、第１アクチュエータ２４ａの小型化を図ることができるとともに、第１アクチュエータ２４ａの作動に起因した消費エネルギ量を少なくすることができる。
【００９７】
また、第１吸気カムシャフト８０が軸方向へスライドするタイミングは螺旋状溝８０１の配置及び形状によって必然的に決まるため、ＥＣＵ１４は第１アクチュエータ２４ａの作動タイミング（駆動部２４１が可動ピン２４０を進出させるタイミング）を１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁するタイミングＩＶＣ１（若しくは４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁するタイミングＩＶＣ４）と同期させる必要もない。その結果、第１アクチュエータ２４ａの制御ロジックも簡素化することが可能になる。
【００９８】
さらに、第１吸気カムシャフト８０を軸方向へスライドさせるための動力として該第１吸気カムシャフト８０の回転方向に作用する力（第１モータ１８の発生動力及び第１吸気カムシャフト８０の回転慣性力）を利用するため、第１吸気カムシャフト８０のスライド動作は該第１吸気カムシャフト８０の回転速度が高くなるほど速くなる。その結果、第１吸気カムシャフト８０の回転速度が高い時（言い換えれば、機関回転数が高い時）であっても、第１高リフトカム８２ａと第１低リフトカム８２ｂとの切り換えを即座に行うことが可能となる。
【００９９】
このように構成された動弁システムにおいて、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気
カムシャフト８１は、本発明にかかるカムピースに相当する。また、第１吸気カムシャフト８０と第１アクチュエータ２４ａとの組合せ、及び第２吸気カムシャフト８１と第２アクチュエータ２４ｂとの組合せは、本発明にかかる第２可変手段に相当する。
【０１００】
次に、ＥＣＵ１４による吸気側駆動機構１０の制御方法について述べる。
【０１０１】
内燃機関１の運転時は、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の位相がクランクシャフト５の位相（言い換えれば、各気筒２の燃焼サイクル）と同期するように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１０２】
例えば、ＥＣＵ１４は、クランクシャフト５が３６０度回転する間に第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が１８０度回転するように、第１モータ１８及び第２モータ２１の回転速度を制御する。この場合、各気筒２の吸気バルブ８は、図３に示したように、吸気行程に同期したタイミングで開弁するようになる。
【０１０３】
また、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転方向や回転速度を変更することにより、筒内充填ガス量（吸気バルブ８が閉弁した時点で気筒２内に充填されているガス量）を変更することができる。
【０１０４】
例えば、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が正転と逆転とを交互に繰り返すように、第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する（揺動モード）。
【０１０５】
詳細には、ＥＣＵ１４は、先ず第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１を一方向へ回転（正転）するように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。続いて、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８のリフト開始後であって該吸気バルブ８のリフト量が最大（カムノーズの先端がバルブリフタ８４と当接した時のリフト量。以下、このリフト量を「基本最大リフト量」と称する）となる前に第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転方向が反転（逆転）するように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１０６】
このような揺動モードによれば、吸気バルブ８の実際の最大リフト量（以下、「実最大リフト量」と称する）は、基本最大リフト量よりも少なくなる。実最大リフト量は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の反転タイミングが早くなるほど少なくなる。
【０１０７】
従って、ＥＣＵ１４は、揺動モードにおける反転タイミングを調整することにより、実最大リフト量を変更することが可能となる。筒内充填ガス量は実最大リフト量と相関するため、ＥＣＵ１４が上記反転タイミングを調整することにより筒内充填ガス量を増減させることができる。
【０１０８】
尚、第１モータ１８及び第２モータ２１が一方向のみへ回転可能な場合は、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８及び第２モータ２１の回転速度を増減させることにより、筒内充填ガス量を調整するようにしてもよい。
【０１０９】
例えば、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８の開弁期間中に第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が増減するように、第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する（速度可変モード）。
【０１１０】
詳細には、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８の開弁開始後に第１吸気カムシャフト８０及び
第２吸気カムシャフト８１の回転速度が減速又は増速するように、第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１１１】
このような速度可変モードによれば、吸気バルブ８の作用角は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が遅くなるほど大きくなる。すなわち、吸気バルブ８の開弁期間中における第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が遅くなるほど、吸気バルブ８の閉弁タイミングＩＶＣが遅くなる。
【０１１２】
吸気バルブ８の閉弁タイミングＩＶＣが圧縮行程まで遅らされると、気筒２内へ吸入されたガスの一部が吸気ポート６へ逆流する。その際の逆流量は、吸気バルブ８の閉弁タイミングＩＶＣが遅くなるほど多くなる。
【０１１３】
従って、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８の開弁期間において第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度を増減させることにより、筒内充填ガス量を増減させることができる。
【０１１４】
上記したような揺動モード又は速度可変モードによれば、吸気バルブ８のリフト量又は作用角を連続的（無段階）に変更することが可能となる。その結果、筒内充填ガス量を徐々に変更することが可能である。
【０１１５】
尚、ＥＣＵ１４が第１モータ１８と第２モータ２１とを揺動モード又は速度可変モードで動作させることにより、本発明にかかる第１可変手段が実現される。
【０１１６】
ところで、動弁システムにフェイルが発生した場合や、吸気バルブ８の開閉動作を休止させる条件（バルブ休止条件）が成立した場合、或いは吸気バルブ８を休止状態から復帰させる場合等は、吸気バルブ８の開弁特性を急速に変化させる必要がある。
【０１１７】
尚、吸気バルブ８の開閉動作を休止させる場合としては、内燃機関１が減速フューエルカット運転される場合、内燃機関１の一部の気筒２における混合気の燃焼を停止（減筒運転）させる場合等を例示することができる。
【０１１８】
動弁システムにフェイルが発生した場合は、第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１の位相とクランクシャフト５の位相とが同期しなくなる可能性がある。
【０１１９】
第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１の位相とクランクシャフト５の位相とが同期しなくなると、バルブスタンプが発生する可能性がある。
【０１２０】
従って、動弁システムにフェイルが発生した場合は、吸気バルブ８の実最大リフト量がバルブスタンプを回避し得るリフト量まで即座に減少させる必要がある。これに対し、上記した揺動モードを利用する方法が考えられる。
【０１２１】
しかしながら、フェイルの種類によっては第１モータ１８および／または第２モータ２１を揺動モードで動作させることができない場合がある。また、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が一方向へ連続的に回転するモード（回転モード）で動作している時にフェイルが発生すると、回転モードから揺動モードへ即座に移行することができない可能性もある。
【０１２２】
特に、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が高い時は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転慣性力が大きくなる。
このため、第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１が所望のタイミングで反転しない可能性が高い。すなわち、第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１は、回転慣性力によって数回転させられた後に反転する可能性がある。このような場合は、第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１が慣性回転している間にバルブスタンプが発生する虞がある。
【０１２３】
バルブ休止条件が成立した場合は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁する範囲（図３中のＬ２，Ｌ４）で第１吸気カムシャフト８０を停止させるとともに、２番気筒（＃２）の吸気バルブ８及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８が閉弁する範囲（図３中のＬ１，Ｌ３）で第２吸気カムシャフト８１を停止させる必要がある。
【０１２４】
ところで、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が回転モードで動作している時に第１モータ１８及び第２モータ２１に対する電力供給が停止（通電停止）されると、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が回転慣性力によって数回転させられた後に停止する可能性が高い。
【０１２５】
これに対し、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転慣性力を見込んで第１モータ１８及び第２モータ２１に対する通電を停止する方法が考えられる。
【０１２６】
しかしながら、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が慣性回転している間は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の位相をクランクシャフト５の位相と同期させることができないため、バルブスタンプの発生を回避することができない可能性がある。
【０１２７】
吸気バルブ８を休止状態から復帰させる場合は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度を零から目標回転速度（クランクシャフト５の１／２の回転速度）まで即座に高める必要がある。
【０１２８】
しかしながら、クランクシャフト５の回転速度が高い時は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が目標回転速度に到達するまでに時間がかかる。第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が目標回転速度に到達するまでの期間は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の位相がクランクシャフト５の位相と同期しないため、バルブスタンプが発生する可能性がある。
【０１２９】
そこで、本実施例の内燃機関の動弁システムでは、上記したような場合は、第１アクチュエータ２４ａ及び第２アクチュエータ２４ｂを利用して吸気バルブ８の開弁特性を急速に変更するようにした。
【０１３０】
第１アクチュエータ２４ａ及び第２アクチュエータ２４ｂによるカムの切り換え動作は、最長でも第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１が１回転する間に完了する。さらに、第１アクチュエータ２４ａ及び第２アクチュエータ２４ｂによるカムの切換動作速度は、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度が高くなるほど速くなる。よって、上記したような種々の場合において、バルブスタンプの発生を回避することが可能となる。
【０１３１】
先ず、動弁システムにフェイルが発生した場合の制御手順について図７に沿って説明する。図７は、フェイル発生時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、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１４によって
周期的に実行される。
【０１３２】
図７の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１４は先ずＳ１０１の処理を実行する。Ｓ１０１では、ＥＣＵ１４は、フェイル検出処理を実行する。
【０１３３】
具体的には、ＥＣＵ１４は、第１カムポジションセンサ３００及び第２カムポジションセンサ３１０が正常であるか否か、第１モータ１８及び第２モータ２１の要求トルクが適正であるか否か、第１モータ１８及び第２モータ２１の温度が適正であるか否か、第１モータ１８及び第２モータ２１の印加電圧又は印加電流が適正であるか否か、第１モータ１８及び第２モータ２１の回転速度と目標回転速度との差が許容範囲に収まっているか否か、第１レゾルバ２０及び第２レゾルバ２３が正常であるか否か、等の判別処理を行う。
【０１３４】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０１のフェイル検出処理においてフェイルが検出されたか否かを判別する。Ｓ１０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４はＳ１０３へ進む。
【０１３５】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０１で検出されたフェイル発生状態が所定時間以上継続しているか否かを判別する。これは、Ｓ１０１のフェイル検出処理に利用される信号が外乱等の影響により一時的に異常な値を示したのか、或いは故障・異常により信号が異常な値を示したのかを判別するためである。
【０１３６】
Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４はＳ１０４へ進む。
【０１３７】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８０および／または第２吸気カムシャフト８１の位相とクランクシャフト５の位相とが同期しているか否かを判別する。この判別は、第１レゾルバ２０および／または第２レゾルバ２３の検出信号とクランクポジションセンサ１５の検出信号とを参照して行われる。
【０１３８】
Ｓ１０４において肯定判定された場合は、バルブスタンプが発生する可能性がある。このため、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５において、低リフトカム８２ｂ，８３ｂがバルブ駆動用カムとなるように第１アクチュエータ２４ａおよび／または第２アクチュエータ２４ｂを制御する。尚、フェイル発生時のバルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂである場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５の処理をスキップしてもよい。
【０１３９】
Ｓ１０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５をスキップしてＳ１０６へ進む。
【０１４０】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８および／または第２モータ２１の回転速度を制御可能であるか否かを判別する。
【０１４１】
第１モータ１８および／または第２モータ２１の回転速度を制御可能なフェイルとしては、第１カムポジションセンサ３００および／または第２カムポジションセンサ３１０の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の要求トルクの異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の温度の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の印加電圧の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の印加電流の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の回転速度の過上昇、等を例示することができる。
【０１４２】
一方、第１モータ１８および／または第２モータ２１の回転速度を制御不可能なフェイルとしては、第１レゾルバ２０および／または第２レゾルバ２３の異常、或いは、第１モータ１８および／または第２モータ２１の駆動回路や電力供給系の異常、等を例示することができる。
【０１４３】
Ｓ１０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４はＳ１０７へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ１４は、内燃機関１を退避運転させる。
【０１４４】
具体的には、ＥＣＵ１４は、機関回転数の許容上限値を低下させて内燃機関１の運転を継続する。この場合、機関回転数の低下に伴い、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度（言い換えれば、第１モータ１８及び第２モータ２１の回転速度）も低下する。第１モータ１８及び第２モータ２１の回転速度が低下すると、第１モータ１８および／または第２モータ２１の要求トルクの異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の温度の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の印加電圧の異常、第１モータ１８および／または第２モータ２１の印加電流の異常、或いは、第１モータ１８および／または第２モータ２１の回転速度の過上昇等が解消される可能性がある。その結果、動弁システムが正常な状態へ復旧し易くなる。
【０１４５】
Ｓ１０８において、ＥＣＵ１４は、動弁システムが正常な状態に復旧したか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０１で検出されたフェイルが継続しているか否かを判別する。
【０１４６】
Ｓ１０８において動弁システムが正常な状態に復旧したと判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０９では、ＥＣＵ１４は、内燃機関１の運転状態及び動弁システムの運転状態を通常の運転状態に復帰させる。すなわち、ＥＣＵ１４は、機関回転数の許容上限値を通常の値に戻すとともに、バルブ駆動用カムを低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへ切り換える。
【０１４７】
前記Ｓ１０６において否定判定された場合、及び前記Ｓ１０８において動弁システムが正常な状態に普及していないと判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１１０へ進む。Ｓ１１０では、ＥＣＵ１４は、内燃機関１の運転及び動弁システムの運転を停止させる。その際、ＥＣＵ１４は、内燃機関１を搭載した車両の運転者へ故障の発生及び内燃機関１の運転停止を報知することが好ましい。この報知方法としては、車室内に設けられた音声出力装置や表示装置を利用する方法が考えられる。
【０１４８】
このようにＥＣＵ１４が図７の制御ルーチンを実行すると、動弁システムにフェイルが発生した場合に、バルブスタンプの発生を回避することが可能となる。
【０１４９】
次に、吸気バルブ８の開閉動作を休止させる場合の制御手順について図８に沿って説明する。図８は、バルブ休止条件成立時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、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されるルーチンであり、ＥＣＵ１４によって周期的に実行される。
【０１５０】
図８に示す制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１４は先ずＳ２０１の処理を実行する。Ｓ２０１では、ＥＣＵ１４は、バルブ休止条件が成立しているか否かを判別する。バルブ休止条件としては、減速フューエルカット運転条件の成立や減筒運転条件の成立を例示することができる。
【０１５１】
Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０２へ進む。
【０１５２】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ１４は、機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｐ以上であるか否かを判別する。所定回転数Ｎｅｐは、機関回転数Ｎｅが該所定回転数Ｎｅｐ以上の時に第１モータ１８及び第２モータ２１に対する通電が停止されると、第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１が回転慣性力によって数回転すると予測される機関回転数である。この所定回転数Ｎｅｐは、予め実験的に求められているものとする。
【０１５３】
尚、Ｓ２０２において、機関回転数Ｎｅの代わりに第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１の回転数（回転速度）が用いられてもよい。その場合、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１の回転数が前記所定回転数Ｎｅｐの１／２以上であるか否かを判別すればよい。
【０１５４】
Ｓ２０２において肯定判定された場合は、第１モータ１８および／または第２モータ２１の通電停止から第１吸気カムシャフト８１および／または第２吸気カムシャフト８１の回転停止までの期間（すなわち、第１吸気カムシャフト８１および／または第２吸気カムシャフト８１が慣性回転する期間）に、バルブスタンプが発生する可能性がある。このため、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０３において低リフトカム８２ｂ，８３ｂがバルブ駆動用カムとなるように第１アクチュエータ２４ａおよび／または第２アクチュエータ２４ｂを制御する。
【０１５５】
尚、バルブ休止条件成立時のバルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂである場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０３の処理をスキップしてもよい。また、Ｓ２０２において否定判定された場合も、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０３をスキップしてＳ２０４へ進む。
【０１５６】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ１４は、第１モータ１８および／または第２モータ２１に対する通電を停止する。
【０１５７】
このようにＥＣＵ１４が図８の制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１が減速フューエルカット運転される場合や減筒運転される場合に、バルブスタンプの発生を回避することが可能となる。
【０１５８】
次に、吸気バルブ８の開閉動作を再開させる場合の制御手順について図９に沿って説明する。図９は、バルブ休止条件が不成立となった時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、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、バルブが休止状態にある時にＥＣＵ１４によって周期的に実行される。
【０１５９】
図９に示す制御ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、先ずＳ３０１においてバルブ休止条件が成立しなくなったか否かを判別する。Ｓ３０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ３０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ３０２へ進む。
【０１６０】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ１４は、バルブ駆動用カムが高リフトカム８２ａ，８３ａであるか否かを判別する。Ｓ３０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ３０３へ進む。
【０１６１】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ１４は、機関回転数Ｎｅが所定の上限回転数Ｎｅｍであるか否かを判別する。上限回転数Ｎｅｍは、第１モータ１８及び第２モータ２１が第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１の回転数を零から即座に上昇させることができる上限値の２倍に相当する。この上限回転数Ｎｅｍは、予め実験的に求められているものとする。
【０１６２】
Ｓ３０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ３０４へ進む。Ｓ３０４では、ＥＣＵ１４は、吸気バルブ８がリフトしない範囲（第１吸気カムシャフト８１の場合は前述した図３のＬ２又はＬ４、第２吸気カムシャフト８１の場合は前述した図３のＬ１又はＬ３）で第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１を揺動させつつバルブ駆動用カムを高リフトカム８２ａ，８３ａから低リフトカム８２ｂ，８３ｂへ切り換える。
【０１６３】
尚、前記Ｓ３０２で否定判定された場合、及び前記Ｓ３０３で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ３０４の処理をスキップしてＳ３０５へ進む。
【０１６４】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ１４は、第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１をクランクシャフト５の回転速度に適した回転速度で回転させるべく第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１６５】
尚、前述したＳ３０４の処理が実行された場合（言い換えれば、バルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂに切り換えられた場合）は、第１吸気カムシャフト８１及び第２吸気カムシャフト８１の回転速度がクランクシャフト５の回転速度に適した回転速度に到達した時点でバルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへ切り換えられてもよい。
【０１６６】
このようにＥＣＵ１４が図９の制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１が減速フューエルカット運転状態や減筒運転状態から復帰する場合に、バルブスタンプの発生を回避することができる。
【０１６７】
尚、ＥＣＵ１４は、バルブ駆動用カムが高リフトカム８２ａ，８３ａとなる状態で内燃機関１が減速フューエルカット運転又は減筒運転された場合は、内燃機関１の減速フューエルカット運転中又は減筒運転中（言い換えれば、バルブ休止条件が不成立となる前）に前記したＳ３０４の処理を予め実行するようにしてもよい。
【０１６８】
以上述べた実施例によれば、吸気バルブ８の開弁特性を急速に変化させる必要がある場合に、吸気バルブ８のリフト特性を即座に変更することが可能となる。その結果、動弁システムにフェイルが発生した場合、吸気バルブ８の開閉動作を休止させる場合、或いは吸気バルブ８の開閉動作を再開する場合等に、バルブスタンプを回避することが可能となる。
【０１６９】
尚、本実施例では、吸気側駆動機構１０を例に挙げたが、排気側駆動機構１１についても同様の構成及び制御ロジックを適用することは可能である。
【０１７０】
また、本実施例の低リフトカム８２ｂ，８３ｂは、ピストン３が上死点近傍に位置する時にバルブスタンプが発生しない範囲で吸気バルブ８をリフトさせるカムであるが、吸気バルブ８を全くリフトさせないカム（零リフトカム）であってもよい。
【０１７１】
その場合、内燃機関１が減速フューエルカット運転或いは減筒運転されている間も、第１吸気カムシャフト８０や第２吸気カムシャフト８１がクランクシャフト５の回転速度に適した回転速度（クランクシャフト５の１／２の回転速度）で回転し続けることが可能になる。その結果、内燃機関１が減速フューエルカット運転或いは減筒運転からの復帰する時には、バルブ駆動用カムの切り換え（零リフトカムから高リフトカム８２ａ，８３ａへの切り換え）さえ行われれば、吸気バルブ８が直ちに適当なタイミングで開閉可能となる。
【０１７２】
さらに、内燃機関１が減速フューエルカット運転或いは減筒運転されている間は、吸気バルブ８が閉弁状態を維持するため、気筒２内の温度低下や排気系部品（例えば、排気浄化触媒）等の不要な冷却を抑制することも可能となる。
【０１７３】
＜実施例２＞
次に、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの第２の実施例について図１０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１７４】
前述した第１の実施例では、吸気バルブ８の開弁特性を急速に変化させる必要がある場合に、第１アクチュエータ２４ａ及び第２アクチュエータ２４ｂを利用してバルブ駆動用カムを切り換える例について述べた。
【０１７５】
ところで、高リフトカム８２ａ，８３ａと低リフトカム８２ｂ，８３ｂとの切り換えが行われると、吸気バルブ８のリフト量が段階的に変化する。このため、高リフトカム８２ａ，８３ａと低リフトカム８２ｂ，８３ｂとの切り換え前後における筒内充填ガス量が段階的に変化する可能性がある。その結果、高リフトカム８２ａ，８３ａと低リフトカム８２ｂ，８３ｂとの切り換え前後において内燃機関１の発生トルクも段階的に変化する可能性がある。
【０１７６】
これに対し、本実施例では、高リフトカム８２ａ，８３ａと低リフトカム８２ｂ，８３ｂとの切り換えが行われる時（言い換えれば、バルブ駆動用カムの切り換えが行われる時）に、筒内充填ガス量が変化しないように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御するようにした。
【０１７７】
具体的には、ＥＣＵ１４は、バルブ駆動用カムの切り換えが行われる時に前述した速度可変モードにより第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１７８】
先ずバルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへ切り換えられる場合は、ＥＣＵ１４は、切り換え後の作用角が切り換え前の作用角より大きくなるように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。
【０１７９】
この場合、バルブ駆動用カムの切り換え後において気筒２内から吸気ポート６へ逆流するガス量が多くなるため、低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへの切り換えによる筒内充填ガス量の増加を抑制することができる。
【０１８０】
尚、ＥＣＵ１４は、図１０に示すようなマップに基づいてバルブ駆動用カムの切り換え後における作用角を決定してもよい。図１０は、作用角と筒内充填ガス量との関係を規定したマップである。図１０中の実線は高リフトカム８２ａ，８３ａにおける作用角と筒内充填ガス量との関係を示し、破線は低リフトカム８２ｂ，８３ｂにおける作用角と筒内充填ガス量との関係を示している。これらの関係は、予め実験的に求められたものである。
【０１８１】
例えば、バルブ駆動用カムが低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへ切り換えられる場合において、バルブ駆動用カム切り換え前の作用角がＷａ１に設定されていると、筒内充填ガス量がＧｃとなる。これに対し、バルブ駆動用カムが高リフトカム８２ａ，８３ａである時に筒内充填ガス量がＧｃとなる作用角はＷａ２である。そこで、ＥＣＵ１４は、バルブ駆動用カムの切り換え後における作用角がＷａ２となるように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御すれば、バルブ駆動用カムの切り換え前後における筒内充填ガス量を略同量とすることができる。
【０１８２】
また、バルブ駆動用カムが高リフトカム８２ａ，８３ａから低リフトカム８２ｂ，８３ｂへ切り換えられる場合は、ＥＣＵ１４は、切り換え後の作用角が切り換え前の作用角より小さくなるように第１モータ１８及び第２モータ２１を制御する。その場合も、ＥＣＵ１４は、前述した図１０のマップに従ってバルブ駆動用カムの切り換え後における作用角を決定してもよい。
【０１８３】
このようにバルブ駆動用カムの切り換え後における作用角が決定されると、バルブ駆動用カムの切り換え後において気筒２内から吸気ポートへ逆流するガス量が減少するため、高リフトカム８２ａ，８３ａから低リフトカム８２ｂ，８３ｂへの切り換えによる筒内充填ガス量の減少を抑制することができる。
【０１８４】
以上述べた実施例によれば、第１アクチュエータ２４ａ及び第２アクチュエータ２４ｂを利用して吸気バルブ８の開弁特性が変更された時に、内燃機関１の発生トルクの段階的な変化、言い換えれば、内燃機関１の発生トルクの急激な変化が抑制される。ｓ
【０１８５】
＜実施例３＞
次に、本発明にかかる内燃機関の動弁システムの第３の実施例について図１１〜図２３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１８６】
前述した第１の実施例では、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１との各々にアクチュエータを設ける例について述べた。これに対し、本実施例では、１つのアクチュエータにより第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１をスライド可能な構成を採用した。
【０１８７】
前述した図３の説明で述べたように、第１吸気カムシャフト８０のカム８２ａ，８２ｂにより開閉駆動される吸気バルブ８（１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８）の閉弁期間（図３中のＬ２，Ｌ４）と、第２吸気カムシャフト８１のカム８３ａ，８３ｂにより開閉駆動される吸気バルブ８（２番気筒（＃２）及び３番気筒（＃３）の吸気バルブ８）の閉弁期間（図３中のＬ１，Ｌ３）とは重複しない。従って、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１とを同時にスライドさせることはできない。
【０１８８】
そこで、本実施例の内燃機関の動弁システムは、第１吸気カムシャフト８０又は第２吸気カムシャフト８１の何れか一方がアクチュエータによりスライドさせられると、他方が所定の時間差をおいて自動的にスライドする構成を採用した。
【０１８９】
以下、第１吸気カムシャフト８０及び第２吸気カムシャフト８１を軸方向へスライドさせるための機構について説明する。
【０１９０】
図１１は、本実施例における吸気側駆動機構１０の概略構成を示す図である。図１１において、第１吸気カムシャフト８０には、該第１吸気カムシャフト８０を軸方向へスライドさせるための第１アクチュエータ２４ａが取り付けられている。この第１アクチュエータ２４ａの構成は、前述した第１の実施例と同様である。
【０１９１】
また、第１吸気カムシャフト８０と第２吸気カムシャフト８１との間には、スライド機構２５が介在している。スライド機構２５は、前記第１アクチュエータ２４ａにより第１吸気カムシャフト８０がスライドさせられた時に所定の時間差をおいて第２吸気カムシャフト８１を自動的にスライドさせる機構である。
【０１９２】
以下、スライド機構２５の具体的な構成について図１２〜図１４に基づいて説明する。尚、本実施例においては、第１吸気カムシャフト８０が本発明にかかる特定のカムピースに相当し、第２吸気カムシャフト８１が本発明にかかる他のカムピースに相当する。
【０１９３】
図１２において、第２吸気カムシャフト８１の一端の内周面には、第１吸気カムシャフト８０の外径より大きな内径を有する環状の溝８１０が設けられている。
【０１９４】
前記溝８１０の内周面と第１吸気カムシャフト８０の外周面との間隙には、スリーブ２５０が配置されている。スリーブ２５０は、前記溝８１０の内径と略同等の外径を有し且つ前記第１吸気カムシャフト８０の外径と略同等の内径を有する筒状部２５０ａを備えている。筒状部２５０ａの一端側の外周には、前記溝８１０の内径より大きな外径を有するフランジ部２５０ｂが形成されている。
【０１９５】
前記フランジ部２５０ｂは、軸方向へスライド自在且つ周方向へ回転不能な状態で内燃機関１に支持される。前記フランジ部２５０ｂを回転不能に支持する方法としては、図１３に示すように、前記フランジ部２５０ｂの外周の少なくとも一箇所に突条２５０ｃを形成するとともに、内燃機関１側の支持部材１００に前記突条２５０ｃが嵌合するための条溝１００ａを形成する方法を例示することができる。尚、前記フランジ部２５０ｂを回転不能に支持する方法は、図１３に示した例に限られないことは勿論であり、例えば該フランジ部２５０ｂの断面形状を多角形に形成するとともに、その多角形の一辺に相当する面を支持部材の壁面と当接させる方法等も例示することができる。
【０１９６】
ここで図１２に戻り、前記スリーブ２５０の内周面には環状の凹部２５１が形成されている。一方、第１吸気カムシャフト８０の外周面には前記凹部２５１に嵌合する環状の凸部８００が形成されている。これら凹部２５１と凸部８００との嵌合により、前記スリーブ２５０は前記第１吸気カムシャフト８０に連動して軸方向へスライド可能になるとともに前記第１吸気カムシャフト８０の相対回転を許容可能になる。
【０１９７】
また、前記スリーブ２５０の筒状部２５０ａの外周面には、ガイド溝２５２が形成される。ガイド溝２５２は、図１４に示すように、筒状部２５０ａの全周に亘る環状溝２５２ａと、環状溝２５２ａから軸方向へテーパ状に延在するテーパ状溝２５２ｂと、を備えている。尚、テーパ状溝２５２ｂは、環状溝２５２ａの両側に形成されることが望ましい。
【０１９８】
ここで図１２に戻り、前記した溝８１０の内周面には、前記ガイド溝２５２の内側へ突出する突起８１１が設けられる。突起８１１は、第２吸気カムシャフト８１の回転方向における寸法が前記テーパ状溝２５２ｂの基端の幅（図１４中のＷを参照）よりも小さく形成される。この条件を満たす限り該突起８１１の形状は如何なる形状であっても構わないが、先端が半球状に加工された円柱形状が望ましい。これは、該突起８１１が前記ガイド溝２５２の底面や側壁と接触した場合のフリクションを極力小さく抑えることができるからである。
【０１９９】
また、軸方向における前記突起８１１と前記ガイド溝２５２との相対配置は、第１吸気カムシャフト８０のスライド量と第２吸気カムシャフト８１のスライド量とが同等である時に、前記突起８１１の位置と前記環状溝２５２ａの位置とが一致するように定められるものとする。
【０２００】
「第１吸気カムシャフト８０のスライド量と第２吸気カムシャフト８１のスライド量が同等である時」とは、「第１カムグループ８２の第１高リフトカム８２ａがバルブリフタ８４と当接し且つ第２カムグループ８３の第２高リフトカム８３ａがバルブリフタ８４と当接している時」、又は「第１カムグループ８２の第１低リフトカム８２ｂがバルブリフ
タ８４と当接し且つ第２カムグループ８３の第２低リフトカム８３ｂがバルブリフタ８４と当接している時」を示す。
【０２０１】
次に、スライド機構２５の動作について図１５〜図２２に基づいて説明する。
【０２０２】
図１５は、第１吸気カムシャフト８０のスライド量と第２吸気カムシャフト８１のスライド量が同等である時のガイド溝２５２と突起８１１との相対位置を示す模式図である。図１５中の矢印Ｒは、第２吸気カムシャフト８１の回転方向（言い換えれば、突起８１１の回転方向）を示す。
【０２０３】
第１吸気カムシャフト８０のスライド量と第２吸気カムシャフト８１のスライド量とが同等である時は、軸方向における突起８１１の位置は、環状溝２５２ａの位置（図１５中のＡ１）と一致する。このため、前記突起８１１は、前記環状溝２５２ａに沿って回転可能となる。すなわち、第２吸気カムシャフト８１は、スリーブ２５０に阻まれることなく回転することができる。
【０２０４】
前記第１アクチュエータ２４ａが第１吸気カムシャフト８０をスライドさせると、第１吸気カムシャフト８０に連動してスリーブ２５０もスライドする。
【０２０５】
その際、周方向における突起８１１の位置とテーパ状溝２５２ｂの位置とが一致していなければ、環状溝２５２ａの側壁が突起８１１と干渉するため、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０がスライド不可能となる。さらに、前述したように第１吸気カムシャフト８０は、１番気筒（＃１）及び４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁していなければスライドすることができない。
【０２０６】
よって、周方向における前記突起８１１と前記テーパ状溝２５２ｂとの相対配置は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時（図３中のＩＶＣ１）又は４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁した時（図３中のＩＶＣ４）に、前記突起８１１の位置と前記テーパ状溝２５２ｂの位置とが一致するように定められるものとする。
【０２０７】
例えば、前述した図３中のＬ２の期間において第１吸気カムシャフト８０がスライドするように第１アクチュエータ２４ａ（螺旋状溝８０１）が構成される場合は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時（ＩＶＣ１）に、前記突起８１１の位置と前記テーパ状溝２５２ｂの位置とが一致するように突起８１１及びテーパ状溝２５２ｂが配置されるものとする。
【０２０８】
また、前述した図３中のＬ４の期間において第１吸気カムシャフト８０がスライドするように第１アクチュエータ２４ａ（螺旋状溝８０１）が構成される場合は、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が閉弁した時（ＩＶＣ４）に、前記突起８１１の位置と前記テーパ状溝２５２ｂの位置とが一致するように突起８１１及びテーパ状溝２５２ｂが配置されるものとする。
【０２０９】
尚、以下では、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時（ＩＶＣ１）に、前記突起８１１の位置と前記テーパ状溝２５２ｂの位置とが一致する例について述べる。
【０２１０】
図１６は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時（ＩＶＣ１）のガイド溝２５２と突起８１１との相対位置を示す模式図である。図１６に示すように、周方向における前記突起８１１と前記テーパ状溝２５２ｂとの相対配置は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時（ＩＶＣ１）に、前記突起８１１の回転方向における該突起８１１の後端が前記テーパ状溝２５２ｂの後端の位置（図１６中のＰ１）と略一致するように定めら
れる。
【０２１１】
このように周方向における前記突起８１１と前記テーパ状溝２５２ｂとの相対配置が定められた場合は、１番気筒（＃１）が閉弁した時（ＩＶＣ１）に第１吸気カムシャフト８０がスライドするように第１アクチュエータ２４ａの螺旋状溝８０１を形成することにより、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０がスライド可能となる。
【０２１２】
図１７は、第１アクチュエータ２４ａによる第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド開始直後におけるガイド溝２５２と突起８１１との相対位置を示す模式図である。図１７中の矢印Ｘは、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド方向を示す。
【０２１３】
図１７において、テーパ状溝２５２ｂの基端の幅（図１７中のＷ）は突起８１１の直径よりも広い。このため、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド開始直後は、突起８１１は、テーパ状溝２５２ｂを包囲する壁面に干渉することなく回転することができる。その結果、第２吸気カムシャフト８１は、軸方向へスライドせずに回転し続けることになる。
【０２１４】
その後、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド量及び突起８１１の回転量が増加していくと、前記突起８１１は、図１７中の矢印Ｙが示す方向へ移動する。
【０２１５】
尚、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド動作は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁する時点（ＩＶＣ１）から４番気筒（＃４）が開弁する時点（ＩＶＯ４）までの期間（前述した図３中のＬ２）に行われる。このようなスライド動作は、突起８１１とテーパ状溝２５２ｂを囲む壁面とが互いに干渉することなく行われる必要がある。よって、突起８１１及びテーパ状溝２５２ｂの形状や寸法は、上記したスライド動作を許容可能に定められる。
【０２１６】
図１８は、第１アクチュエータ２４ａによる第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド動作完了時におけるガイド溝２５２と突起８１１との相対位置を示す模式図である。図１８に示すように、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド動作が完了した時に、突起８１１は、テーパ状溝２５２ｂを包囲する壁面のうち、該突起８１１の回転方向に位置する壁面２５２ｃと当接する。
【０２１７】
前記した壁面２５２ｃは突起８１１の回転方向に対して傾斜しているため、突起８１１が前記壁面２５２ｃに当接した状態で第２吸気カムシャフト８１が回転し続けると、該突起８１１が前記壁面２５２ｃ上を該壁面２５２ｃの傾斜方向（図１８中の矢印Ｚが示す方向）へ摺動する。すなわち、突起８１１は、回転しながら軸方向へ変位することになる。これは、突起８１１が前記壁面２５２ｃに当接することによって、該突起８１１の回転方向に働く力が同回転方向に働く力と軸方向に働く力とに分散されることを意味する。その結果、突起８１１及び第２吸気カムシャフト８１は、突起８１１の回転方向に働く力の一部を利用して第１吸気カムシャフト８０と同方向（図１８中の矢印Ｘが示す方向）へ自動的にスライドすることになる。以下では、前記した壁面２５２ｃを傾斜壁面２５２ｃと称する。
【０２１８】
尚、突起８１１と前記傾斜壁面２５２ｃとの摺動抵抗を可及的に低減するためには、突起８１１は軸回りに回転可能（図１９中の矢印ｒが示す方向へ回転可能）可能に支持されていてもよい。この場合、第２吸気カムシャフト８１の回転に要する駆動力（言い換えれば、第２モータ２１の発生動力）の増加を最小限に抑えることができる。
【０２１９】
ところで、突起８１１及び第２吸気カムシャフト８１のスライド動作は、３番気筒（＃３）の吸気バルブ８が閉弁した後に開始される必要がある。但し、本実施例においては、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が開弁するタイミング（ＩＶＯ４）と３番気筒（＃３）の吸気バルブ８が閉弁するタイミング（ＩＶＣ３）とは同時期であるため、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド動作が完了した時に突起８１１が前記傾斜壁面２５２ｃと当接するように突起８１１及びテーパ状溝２５２ｂの形状や寸法が定められればよい。
【０２２０】
突起８１１及び第２吸気カムシャフト８１のスライド動作は、図２０に示すように、軸方向における突起８１１の位置が環状溝２５２ａの位置（図２０中のＡ１）と一致した時点で終了する。
【０２２１】
その際、突起８１１及び第２吸気カムシャフト８１のスライド動作は、２番気筒（＃２）の吸気バルブ８が開弁する前に完了する必要がある。本実施例においては、３番気筒（＃３）の吸気バルブ８が閉弁した時点（ＩＶＣ３）から２番気筒（＃２）の吸気バルブ８が開弁する時点（ＩＶＯ２）までの期間（図３中のＬ３）に、第２吸気カムシャフト８１が９０度回転する。よって、前記傾斜壁面２５２ｃの傾斜角度や寸法は、第２吸気カムシャフト８１が９０度回転する間に突起８１１及び第２吸気カムシャフト８１のスライド動作が完了するように定められればよい。
【０２２２】
ここで、軸方向における突起８１１の位置と吸気カムシャフト８０，８１の位相との関係を示す図２１に示す。図２１に示す突起８１１の位置は、ガイド溝２５２（スリーブ２５０）を基準とした相対位置である。また、図２１における突起８１１の変位は、低リフトカム８２ｂ，８３ｂから高リフトカム８２ａ，８３ａへの切り換えを行った場合の変位を示している。
【０２２３】
図２１において、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁した時ｔ１（＝ＩＶＣ１）に第１アクチュエータ２４ａが第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライドを開始すると、軸方向における突起８１１の位置が環状溝２５２ａの位置Ａ１からテーパ状溝２５２ｂの位置Ａ２へ向かって変位し始める。そして、第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０のスライド動作が完了した時ｔ２（＝ＩＶＣ３）に、軸方向における突起８１１の位置が変位端（突起８１１が前記した傾斜壁面２５２ｃと当接する位置）Ａ２ｍａｘに到達するとともに、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８が開弁し始める。その際、４番気筒（＃４）の吸気バルブ８は、第１高リフトカム８２ａによって開弁される。
【０２２４】
突起８１１が変位端Ａ２ｍａｘに到達した後は、突起８１１の変位方向が反転する。すなわち、突起８１１が変位端Ａ２ｍａｘに到達した後は、該突起８１１は変位端Ａ２ｍａｘから環状溝２５２ａの位置Ａ１へ向かって変位する。そして、突起８１１が環状溝２５２ａの位置Ａ１に復帰した時ｔ３（＝ＩＶＣ４）に、２番気筒（＃２）の吸気バルブ８が開弁し始める。その際、２番気筒（＃２）の吸気バルブ８は、第２高リフトカム８３ａによって開弁される。
【０２２５】
尚、バルブ駆動用カムが高リフトカム８２ａ，８３ａから低リフトカム８２ｂ，８３ｂへ切り換えられる場合は、１番気筒（＃１）の吸気バルブ８が閉弁するタイミング（ＩＶＣ１）で第１アクチュエータ２４ａが第１吸気カムシャフト８０及びスリーブ２５０を上記と逆方向へスライドさせればよい（図２２を参照）。
【０２２６】
以上述べたような内燃機関の動弁システムによれば、第１アクチュエータ２４ａが第１吸気カムシャフト８０をスライドさせることにより、第２吸気カムシャフト８１が適当なタイミングで自動的にスライドするようになる。
【０２２７】
その結果、吸気バルブの閉弁期間が重複しない２本の吸気カムシャフトを１つのアクチュエータでスライドさせることが可能となり、動弁システムの構造やアクチュエータの制御ロジックを簡略化することが可能となる。
【０２２８】
本実施例では、吸気側駆動機構１０を例に挙げたが、排気側駆動機構１１にも同様の構成を適用することができる。
【０２２９】
本実施例では、２本の吸気カムシャフトを１つのアクチュエータによってスライドさせる例について述べたが、３本以上の吸気カムシャフトを１つのアクチュエータでスライドさせることも可能である。例えば、第１吸気カムシャフトと第２吸気カムシャフトとの間にスライド機構を介在させるとともに、第２吸気カムシャフトと第３吸気カムシャフトとの間にもスライド機構を介在させればよい。
【０２３０】
本実施例では、高リフトカム８２ａ，８３ａの作用角と低リフトカム８２ｂ，８３ｂの作用角とが同等となる例について説明したが、双方の作用角が相違する場合であっても本発明を適用することができる。その際、環状溝２５２ａの両側に設けられる２つのテーパ状溝２５２ｂの形状を、高リフトカム８２ａ，８３ａの作用角と低リフトカム８２ｂ，８３ｂの作用角とに応じて相違させればよい。
【０２３１】
本実施例では、第１吸気カムシャフト８０により開閉される吸気バルブ８の開弁期間と第２吸気カムシャフト８１により開閉される吸気バルブ８の開弁期間とが互いに重複しない例（すなわち、吸気バルブ８の開弁期間が各気筒２の吸気行程内に収まる例）について説明したが、双方の開弁期間が重複する場合であっても本発明を適用することができる。
【０２３２】
吸気バルブ８の開弁期間が各気筒２の吸気行程より長くなる動弁システムにおいては、ガイド溝２５２（スリーブ２５０）を基準とした場合の軸方向における突起８１１の位置が図２３に示すようなタイミングで変位するようにテーパ状溝２５２ｂが形成されればよい。
【０２３３】
要するに、（１）特定のカムピースにより開閉される吸気バルブの閉弁期間（例えば、図２３のＬｃ１）内にアクチュエータが特定のカムピースのスライド動作を完了させる、（２）特定のカムピースのスライド動作完了時から他のカムピースにより開閉される吸気バルブの閉弁期間（例えば、図２３のＬｃ２）が開始される時までの間（例えば、図２３のＬｏｃ）は突起がテーパ状溝の傾斜壁面に当接することなく回転する、（３）他のカムピースにより開閉される吸気バルブの閉弁期間（例えば、図２３のＬｃ２）が開始された時（例えば、図２３のＩＶＣ３）に突起がテーパ状溝の傾斜壁面に当接する、（４）他のカムピースにより開閉される吸気バルブの閉弁期間（例えば、図２３のＬｃ２）内に突起が変位端から環状溝の位置まで変位する、等の条件を満たすようにアクチュエータ、ガイド溝の寸法・形状、及び突起の寸法・形状が定められればよい。
【０２３４】
上記したような条件を満たす限り、本実施例の動弁システムは、直列４気筒の内燃機関以外にも適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２３５】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施例における吸気側駆動機構の概略構成を示す図である。
【図３】第１吸気カムシャフト及び第２吸気カムシャフトの位相を示すタイミングチャートである。
【図４】第１アクチュエータの構成を示す図である。
【図５】螺旋状溝の形状及び配置を示す図である。
【図６】第１アクチュエータの動作を示す図である。
【図７】動弁システムにフェイルが発生した時にＥＣＵが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】吸気バルブの開閉動作を休止させる時にＥＣＵが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】吸気バルブの開閉動作を再開させる時にＥＣＵが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】吸気バルブの作用角と筒内充填ガス量との関係を規定したマップを示す図である。
【図１１】第２の実施例における吸気側駆動機構の概略構成を示す図である。
【図１２】スライド機構の断面形状を示す図である。
【図１３】スリーブの支持方法を示す図である。
【図１４】スリーブの側面形状を示す図である。
【図１５】第１吸気カムシャフトのスライド量と第２吸気カムシャフトのスライド量が同等である時におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図１６】１番気筒（＃１）の吸気バルブが閉弁した時（ＩＶＣ１）におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図１７】アクチュエータによる第１吸気カムシャフトのスライド開始直後におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図１８】アクチュエータによる第１吸気カムシャフトのスライド動作完了時におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図１９】突起の支持方法を示す図である。
【図２０】第２吸気カムシャフトのスライド動作完了時におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図２１】ガイド溝を基準とした突起の位置と吸気カムシャフトの位相との関係を示すタイミングチャートである。
【図２２】第１吸気カムシャフトが逆方向へスライド動作した場合におけるガイド溝と突起との相対位置を示す模式図である。
【図２３】カムの作用角が吸気行程より長くなる場合におけるガイド溝の位置を基準とした突起の位置と吸気カムシャフトの位相との関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０２３６】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
５・・・・・クランクシャフト
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
１５・・・・クランクポジションセンサ
１６・・・・水温センサ
１８・・・・第１モータ
１９・・・・第１出力ギア
２０・・・・第１レゾルバ
２１・・・・第２モータ
２２・・・・第２出力ギア
２３・・・・第２レゾルバ
２４ａ・・・第１アクチュエータ
２４ｂ・・・第２アクチュエータ
２５・・・・スライド機構
６０・・・・吸気通路
７０・・・・排気通路
８０・・・・第１吸気カムシャフト
８１・・・・第２吸気カムシャフト
８２・・・・第１カムグループ
８２ａ・・・第１高リフトカム
８２ｂ・・・第１低リフトカム
８３・・・・第２カムグループ
８３ａ・・・第２高リフトカム
８３ｂ・・・第２低リフトカム
８４・・・・バルブリフタ
８５・・・・第１ドリブンギア
８６・・・・第２ドリブンギア
８７・・・・中間ギア
１００・・・支持部材
１００ａ・・条溝
２４０・・・可動ピン
２４１・・・駆動部
２５０・・・スリーブ
２５０ａ・・筒状部
２５０ｂ・・フランジ部
２５０ｃ・・突条
２５１・・・凹部
２５２・・・ガイド溝
２５２ａ・・環状溝
２５２ｂ・・テーパ状溝
２５２ｃ・・傾斜壁面
３００・・・第１カムポジションセンサ
３１０・・・第２カムポジションセンサ
８００・・・凸部
８０１・・・螺旋状溝
８０１ａ・・底面
８０１ｂ・・緩斜面
８０２・・・外周面
８１０・・・溝
８１１・・・突起
【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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【図２３】
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