JP2007077917A - 可変動弁機構の異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＶＶＬ機構の異常を判定する。
【解決手段】 ＥＣＵは、イグニッションスイッチ３０８がオンにされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、吸気バルブのリフト量および作用角が最大になるように、ＶＶＬ機構のアクチュエータを構成するモータを制御するステップ（Ｓ１１０）と、吸気バルブのリフト量および作用角が最小になるように、ＶＶＬ機構のアクチュエータを構成するモータを制御するステップ（Ｓ１２０）と、吸気バルブのリフト量および作用角が最大になる位置から最小になるまでのモータの動作量（回転数もしくは回転角度）が、ＶＶＬ機構の仕様により機械的に定まる値しきい値に一致していないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、ＶＶＬ機構が異常であると判定するステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、可変動弁機構の異常判定装置に関し、特に、可変動弁機構の動作量に基づいて可変動弁機構の異常を判定する技術に関する。

従来より、内燃機関において、吸気弁は排気弁の動作特性（作用角や位相およびリフト量等）を、内燃機関の運転状態に応じて変化させる可変動弁機構が知られている。このような内燃機関においては、吸気弁や排気弁の動作特性を変化させることにより、気筒に吸入される空気量を制御し、最終的には内燃機関の出力を制御する。そのため、吸気弁や排気弁の動作特性は、精度よく制御されることが要求される。吸気弁や排気弁の動作特性を精度よく制御するためには、可変動弁機構の変位量（動作量）を検知する等して、可変動弁機構の変位量を精度よく制御する必要がある。ところが、可変動弁機構の変位量を検知するセンサの出力は、経時変化等により誤差が生じ得る。そこで、たとえば可変動弁機構の最大変位量と最小変位量等、基準となる変位量が定期的に検知され、検知された変位量に基づいて、可変動弁機構の変位量を検知するセンサの出力が補正される。

特開２００３−４１９７７号公報（特許文献１）は、吸気弁または排気弁の動作状態（動作特性）を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置において、吸気弁または排気弁を精度よく制御することができる可変動弁機構付内燃機関の制御装置を開示する。特許文献１に記載の可変動弁機構付内燃機関の制御装置は、吸気弁または排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置である。この制御装置は、動作状態に応じた出力を発するセンサと、少なくとも２つの基準位置においてそれぞれ既知の動作状態を実現するアクチュエータと、少なくとも２つの基準位置に対応してセンサから発せられる少なくとも２つの学習用出力を検知する検知部と、少なくとも２つの学習用出力に基づいて、センサのオフセット補正およびゲイン補正を行う補正部と、補正部により補正された後のセンサの出力と、内燃機関の運転状態とに基づいてアクチュエータを制御する制御部とを含む。少なくとも２つの基準位置は、内燃機関のアイドル時にアクチュエータが実現すべき最小側変位端位置と、最小側変位端位置の対局に位置する最大側変位端位置とを含む。制御装置は、内燃機関の始動後、アクチュエータの可動条件の成立を判定する可動条件判定部と、可動条件の成立後、アイドル以外の運転が初めて要求された際に、アクチュエータを最大側変位端位置に制御する最大側制御部と、可動条件の成立後、アイドル運転が初めて要求された際に、アクチュエータを最小側変位端位置に制御する最小側制御部とをさらに含む。検知部は、アクチュエータが最大側変位端位置に制御されている間にセンサから発せられる出力を第１の学習用出力として検知する第１検知部と、アクチュエータが最小側変位端位置に制御されている間にセンサから発せられる出力を第２の学習用出力として検知する第２検知部とを含む。

この公報に記載の制御装置によれば、既知の動作状態を実現する少なくとも２つの基準位置に対応するセンサ出力を学習用出力として検知することができる。これらの学習用出力によれば、センサ出力のオフセット量、およびゲインのずれ量を検知して、それらを補正することができる。このようにして補正されたセンサ出力に基づいて吸気弁または排気弁の動作状態を適正に制御することができる。また、内燃機関の始動後、アクチュエータの可動条件が成立した後に、最大側変位端位置に対応する第１の学習用出力と、最小側変位端位置に対応する第２の学習用出力とが検知される。最大側変位端位置および最小側変位端位置は、アクチュエータの機構により、吸気弁または排気弁の動作状態が特定される位置である。従って、学習用出力として利用し得る出力を容易かつ確実に取得することができる。最小端変位端位置に対応する学習はアイドル運転時に行われる。そして、最小端変位端位置の対局に位置する最大側変位端位置に対応する学習はアイドル以外の運転時に行われる。これにより、学習の実行に伴う内燃機関の出力変化を必要最小限に抑えることができる。
特開２００３−４１９７７号公報

ところで、アクチュエータが最小変位量や最大変位量を取り得るように制御されていても、たとえば、可変動弁機構に異物が噛み込まれる等の異常が発生した場合、アクチュエータの実際の変位量が、最小変位量や最大変位量にはならない場合がある。このような場合において誤って検知された出力に基づいてセンサの出力を補正した場合、センサの出力と可変動弁機構の変位量（吸気弁や排気弁の動作状態）との対応が一致しなくなり、吸気弁は排気弁の動作状態を精度よく制御することができなくなる。しかしながら、特開２００３−４１９７７号公報に記載の可変動弁機構付内燃機関の制御装置は、可変動弁機構に異常が発生した場合については何等考慮されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、可変動弁機構の異常を判定することができる内燃機関の異常判定装置を提供することである。

第１の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置は、内燃機関に設けられた吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性を変化させる可変動弁機構の異常を判定する。この異常判定装置は、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための第１の制御手段と、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構を制御するための第２の制御手段と、可変動弁機構が第１の制御手段により制御された場合における可変動弁機構の第１の動作量および可変動弁機構が第２の制御手段により制御された場合における可変動弁機構の第２の動作量を検知するための第２の検知手段と、第１の動作量と第２の動作量との差が、予め定められた値よりも小さい場合、可変動弁機構が異常であると判定するための判定手段とを含む。

第１の発明によると、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構が制御される。このときの可変動弁機構の第１の動作量が検知される。また、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構が制御される。このときの可変動弁機構の第２の動作量が検知される。弁の動作特性が第１の特性から第２の特性まで、もしくは第２の特性から第１の特性まで変化するように可変動弁機構が制御された場合の実際の動作量は、可変動弁機構の機械的な構造により必然的に決まる量である。したがって、可変動弁機構が正常であれば、検知された第１の動作量と第２の動作量との差が、可変動弁機構の機械的な構造により必然的に決まる実際の動作量として予め定められた値と同様になる。それにも関わらず、検知された第１の動作量と第２の動作量との差が、予め定められた値よりも小さい場合、可変動弁機構が異物等を噛み込むことにより、実際には、吸気弁もしくは排気弁の動作特性が第１の特性もしくは第２の特性になるまで、可変動弁機構を動作できなかったといえる。このような場合、可変動弁機構が異常であると判定される。これにより、可変動弁機構の異常を判定することができる内燃機関の異常判定装置を提供することができる。

第２の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置においては、第１の発明の構成に加え、第１の制御手段は、イグニッションスイッチがオンにされた場合に、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、イグニッションスイッチがオンにされた場合に、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、イグニッションスイッチがオンにされた場合に、吸気弁もしくは排気弁の動作特性が第１の特性や第２の特性になるように可変動弁機構が制御され、可変動弁機構の異常の有無が判定される。これにより、可変動弁機構に異常がある場合には、できるだけ早い段階で異常があると判定することができる。そのため、可変動弁機構が異常であるにも関わらず、誤った態様で可変動弁機構を制御することを抑制することができる。

第３の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置においては、第１の発明の構成に加え、内燃機関は、車両に搭載される。第１の特性は、第２の特性に比べて、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が大きい特性である。第１の制御手段は、車両の加速時において、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、車両の減速時において、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。

第３の発明によると、車両の加速時に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくなるように可変動弁機構が制御され、車両の減速時に作用角やリフト量が小さくなるように可変動弁機構が制御される。これにより、車両の加速時に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が小さくされて出力が低下したり、車両の減速時に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくされて出力が増大したりすることを抑制することができる。そのため、内燃機関の挙動が車両の運転状態に沿わないものになることを抑制することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。

第４の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置においては、第３の発明の構成に加え、内燃機関には、吸気弁とは異なる弁であって、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁が設けられる。第１の制御手段は、車両の加速時において、調整弁の動作量が最大の動作量よりも小さい場合、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。

第４の発明によると、車両の加速時に、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁の動作量が最大の動作量よりも小さい場合、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくなるように可変動弁機構が制御される。これにより、内燃機関に吸入される空気量が制限されている状態において、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量を大きくすることができる。そのため、車両の加速時において、気筒に充填される空気量が必要以上に増加して、加速度が急変することを抑制することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。

第５の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置は、第３または４の発明の構成に加え、車両の進行方向における加速度を検知するための手段と、検知された加速度に基づいて、車両が加速中であるか減速中であるかを判別するための手段をさらに含む。

第５の発明によると、車両の進行方向における実際の加速度に基づいて、車両が加速中であるか減速中であるかを判別することができる。そのため、車両が実際に加速している場合に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量を大きくしたり、車両が実際に減速している場合に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量を小さくしたりすることができる。

第６の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置は、第１の発明の構成に加え、内燃機関は、車両に搭載される。第１の特性は、第２の特性に比べて、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が大きい特性である。異常判定装置は、車両が走行する道路に関する情報を取得するための手段と、情報に基づいて、車両が加速するか減速するかを予測するための手段とをさらに含む。第１の制御手段は、車両が加速すると予測された場合、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、車両が減速すると予測された場合、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。

第６の発明によると、たとえばカーナビゲーションシステム等により得られる道路情報に基づいて、車両が加速するか減速するかが予測される。車両の現在地がカーブを抜けた後であったり上り坂であったりした場合、車両が加速すると予測される。車両の現在地がカーブの手前であってり下り坂であったりした場合、車両が減速すると予測される。車両が加速すると予測された場合、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくなるように可変動弁機構が制御され、車両が減速すると予測された場合、作用角やリフト量が小さくなるように可変動弁機構が制御される。これにより、車両の加速時に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が小さくされて出力が低下したり、車両の減速時に吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくされて出力が増大したりすることを抑制することができる。そのため、内燃機関の挙動が車両の運転状態に沿わないものになることを抑制することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。

第７の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置においては、第１の発明の構成に加え、内燃機関には、吸気弁とは異なる弁であって、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁が設けられる。第１の制御手段は、調整弁の動作量が予め定められた動作量よりも小さい場合、吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、調整弁の動作量が予め定められた動作量よりも小さい場合、第１の制御手段により第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、可変動弁機構を制御するための手段を含む。

第７の発明によると、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁の動作量が予め定められた動作量よりも小さい場合、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が大きくなったり小さくなったりするように可変動弁機構が制御される。これにより、内燃機関に吸入される空気量が小さくなるように制限され、内燃機関の出力が小さい状態において、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量を大きくすることができる。そのため、内燃機関の出力を大きく変化させずに、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量を変化させて、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。

第８の発明に係る可変動弁機構の異常判定装置においては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加え、第１の特性は、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が最大になる特性である。第２の特性は、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が最小になる特性である。

第８の発明によると、吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が最大になる場合の可変動弁機構の動作量と、最小になる場合の可変動弁機構の動作量とが検知される。吸気弁もしくは排気弁の作用角やリフト量が最大から最小になるまで、もしくは最小から最大になるまで変化するように可変動弁機構が制御された場合の実際の動作量は、可変動弁機構の機械的な構造により必然的に決まる量である。このような動作量として予め定められた値と、検知された動作量の差（作用角やリフト量が最大になるときの動作量と最小になるときの動作量との差）を比較することにより、可変動弁機構の異常の有無を精度よく判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る異常判定装置を搭載した車両のエンジンについて説明する。本実施の形態に係る異常判定装置は、たとえば図１に示すＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００が実行するプログラムにより実現される。

エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４はモータにより駆動される電機制御式スロットルバルブである。

空気は、シリンダ１０６（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０６には、インジェクタ１０８から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０８の噴射孔はシリンダ１０６内に設けられている。燃料は、シリンダ１０６の吸気側（空気が導入される側）から噴射される。

燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０８の噴射孔がシリンダ１０６内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０８に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期は排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動される。排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

吸気バルブ１１８は、ＶＶＴＬ（Variable Valve Timing and Lift）機構１２６により、開閉タイミング、リフト量および作用角が制御される。なお、排気バルブ１２０の開閉タイミング、リフト量および作用角を制御するようにしてもよい。

ここで、ＶＶＴＬ機構１２６とは、開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable Valve Timing）機構に、リフト量と作用角とを制御するＶＶＬ（Variable Valve Lift）機構を組み合わせたものである。なお、リフト量および作用角のいずれか一方を制御するようにしてもよい。

本実施の形態においては、カム１２２がＶＶＴ機構により回転されることにより、吸気バルブ１１８の開閉タイミングが制御される。なお、開閉タイミングを制御する方法はこれに限らない。また、ＶＶＴ機構には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。ＶＶＬ機構については後述する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの動作状態（開閉タイミング、リフト量、作用角等）を制御する。ＥＣＵ２００には、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、ノックセンサ３０４、スロットル開度センサ３０６、イグニッションスイッチ３０８、Ｇセンサ３１２およびナビゲーションシステム３１４から信号が入力される。

カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表す信号を出力する。ノックセンサ３０４は、エンジン１００の振動の強度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度を表す信号を出力する。イグニッションスイッチ３０８は、運転者の操作によりオンにされた場合、イグニッションスイッチ３０８がオンであることを表す信号を出力する。Ｇセンサ３１２は、車両の進行方向における加速度を表す信号を出力する。ナビゲーションシステム３１４は、車両の現在地や進行方向および道路情報（カーブの有無や傾斜を含む）を表す信号を出力する。

ＥＣＵ２００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１００を制御する。

図２を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量と作用角とを制御するＶＶＬ機構４００についてさらに説明する。

ＶＶＬ機構４００は、一方向に延びる駆動軸４１０と、駆動軸４１０の外周面を覆う支持パイプ４２０と、支持パイプ４２０の外周面上で駆動軸４１０の軸方向に並んで配置された入力アーム４３０および揺動カム４４０とを備える。駆動軸４１０の先端には、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータが接続される。

ＶＶＬ機構４００には、各気筒に設けられた１つのカム１２２に対応して、１つの入力アーム４３０が設けられる。入力アーム４３０の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１８のそれぞれに対応して、２つの揺動カム４４０が設けられる。

支持パイプ４２０は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１３０に対して平行に配置される。支持パイプ４２０は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定される。

支持パイプ４２０の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸４１０が挿入される。支持パイプ４２０の外周面上には、駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０が設けられる。

入力アーム４３０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出するアーム部４３２と、アーム部４３２の先端に回転可能に接続されたローラ部４３４とを有する。入力アーム４３０は、ローラ部４３４がカム１２２に当接可能な位置に配置されるように設けられる。

揺動カム４４０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部４４２を有する。ノーズ部４４２の一辺（図１中の下方側の辺）には、凹状に湾曲したカム面４４４が形成される。吸気バルブ１１８に設けられたバルブスプリングの付勢力により、ロッカアーム１２８に回転可能に取り付けられたローラがカム面４４４に押し付けられる。

入力アーム４３０および揺動カム４４０は、一体となって駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１３０が回転すると、カム１２２に当接された入力アーム４３０が揺動し、この入力アーム４３０の動きに連動して揺動カム４４０も揺動する。この揺動カム４４０の動きが、ロッカアーム１２８を介して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。

ＶＶＬ機構４００は、さらに、支持パイプ４２０の軸芯周りにおいて、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差を変更する機構を備える。相対位相差を変更する機構によって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が適宜変更される。

つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が増大される。

また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。

図３を参照して、ＶＶＬ機構４００についてさらに詳細に説明する。図３は、図２中のＶＶＬ機構を部分的に示す斜視図である。図３中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされる。

入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０と、支持パイプ４２０の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ４２０に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギヤ４５０が収容される。スライダギヤ４５０は、支持パイプ４２０上を軸方向に摺動可能に設けられる。

スライダギヤ４５０には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５２が設けられる。また、スライダギヤ４５０には、ヘリカルギヤ４５２の両側に位置して、ヘリカルギヤ４５２とは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５４がそれぞれ設けられる。

一方、スライダギヤ４５０を収容する空間を規定する入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０の内周面には、ヘリカルギヤ４５２および４５４に対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成される。つまり、入力アーム４３０には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５２に噛み合っている。また、揺動カム４４０には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５４に噛み合っている。

スライダギヤ４５０には、一方のヘリカルギヤ４５４とヘリカルギヤ４５２との間に位置して、周方向に延びる長穴４５６が形成される。また、図示しないが、支持パイプ４２０には、長穴４５６の一部と重なるように、軸方向に延びる長穴が形成される。支持パイプ４２０の内部に挿通された駆動軸４１０には、これら２つの長穴４５６および４５８の重なった部分を通じて突出する係止ピン４１２が一体に設けられる。

駆動軸４１０がその軸方向に移動すると、スライダギヤ４５０が係止ピン４１２により押され、ヘリカルギヤ４５２および４５４が同時に駆動軸４１０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギヤ４５２および４５４の移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム４３０および揺動カム４４０は、軸方向に移動しない。そのため、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸４１０の軸芯周りに回動する。

このとき、入力アーム４３０と揺動カム４４０とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆である。そのため、回動方向が互いに逆方向となる。これにより、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。なお、ＶＶＬ機構は、このような形式のものに限られない。

図４を参照して、ＶＶＬ機構４００の駆動軸４１０を軸方向に直線移動させるアクチュエータ５００について説明する。アクチュエータ５００は、空間５１２を規定するハウジング５１０と、空間５１２に配置され、回転運動を直線運動に変換する差動ローラギヤ６００と、差動ローラギヤ６００に対して回転運動を入力するモータ７００とを備える。ハウジング５１０には、ＶＶＬ機構４００が設けられたシリンダヘッドに向かって開口する開口部５１４が形成される。

差動ローラギヤ６００は、軸８００上に延びるサンシャフト６１０と、サンシャフト６１０の外周面６１２上で軸８００と平行に延び、軸８００を中心とした周方向に並んで配設された複数のプラネタリシャフト６２０と、複数のプラネタリシャフト６２０を取り囲むように設けられ、軸８００を中心に筒状に延びるナット６３０とを含む。

サンシャフト６１０は、軸８００上で駆動軸４１０と並ぶように配置される。サンシャフト６１０は、空間５１２から開口部５１４を通じてハウジング５１０の外側に突出するように設けられる。サンシャフト６１０は、図示しないカップリング等により駆動軸４１０と接続される。

サンシャフト６１０は、スプラインが形成されたスプライン部６１４と、雄ねじが形成されたねじ部６１６とを有する。空間５１２内におけるサンシャフト６１０の端部には、リング状のサンギヤ６４０が嵌め合わされる。サンギヤ６４０の外周面には、軸８００を中心とした周方向に歯が並ぶ平歯ギヤが形成される。

スプライン部６１４を取り囲む位置には、周り止めカラー５１６が固定される。周り止めカラー５１６の内周面には、スプラインが形成される。周り止めカラー５１６とスプライン部６１４とが係合することにより、軸８００を中心とするサンシャフト６１０の回転運動が規制される。

プラネタリシャフト６２０の両側には、軸８００を中心に環状に延びるリテーナ９００および９１０がそれぞれ配設される。プラネタリシャフト６２０の両端は、リテーナ９００および９１０によって回転自在に支持される。リテーナ９００とリテーナ９１０とは、軸８００を中心とした周方向に所定の間隔を空けて設けられ、プラネタリシャフト６２０と平行に延びる支柱によって互いに結合される。

プラネタリシャフト６２０は、ねじ部６２２と、ねじ部６２２の両側にそれぞれ形成されたギヤ部６２４および６２６とを有する。

プラネタリシャフト６２０のねじ部６２２には、サンシャフト６１０のねじ部６１６に形成された雄ねじと、ナット６３０の内周面に形成された雌ねじとに螺合する雄ねじが形成される。プラネタリシャフト６２０のねじ部６２２に形成される雄ねじは、サンシャフト６１０のねじ部６１６に形成された雄ねじとは逆向きであり、ナット６３０の内周面に形成された雌ねじとは同じ向きである。

プラネタリシャフト６２０のギヤ部６２４には、サンギヤ６４０の外周面に形成された平歯ギヤと、後述するリングギヤ６５０の内周面に形成された平歯ギヤとに噛み合う平歯ギヤが形成される。同様に、プラネタリシャフト６２０のギヤ部６２６には、リングギヤ６５０の内周面に形成された平歯ギヤと噛み合う平歯ギヤが形成される。

ナット６３０は、ハウジング５１０に固定されたベアリングによって、軸８００を中心に回転自在に支持される。ナット６３０の内周面には、サンシャフト６１０のねじ部６１６に形成された雄ねじとは逆向きの雌ねじが形成される。

ナット６３０には、雌ねじが形成された内周面の両側に位置して、リングギヤ６５０が固定される。リングギヤ６５０の内周面には、軸８００を中心とした周方向に歯が並ぶ平歯ギヤが形成される。

サンシャフト６１０のねじ部６１６に形成された雄ねじ、プラネタリシャフト６２０のねじ部６２２に形成された雄ねじおよびナット６３０の内周面に形成された雌ねじは、いずれも同一のピッチを有する多条ねじである。サンシャフト６１０の雄ねじ、プラネタリシャフト６２０の雄ねじおよびナット６３０の雌ねじのピッチ円直径を、それぞれ、Ｄｓ、ＤｐおよびＤｎとし、各ねじの条数を、それぞれ、Ｎｓ、ＮｐおよびＮｎとする。本実施の形態では、サンシャフト６１０を軸８００方向にストロークさせるため、たとえば、Ｎｓ：Ｎｐ：Ｎｎ＝（Ｄｓ＋１）：Ｄｐ：Ｄｎの関係を満たすように各ねじの条数が決定される。なお、各ねじのピッチ円直径と条数とは、これ以外の関係も採り得る。

モータ７００は、ロータ７２０とステータ７３０とから構成される。ロータ７２０は、焼嵌め、圧入または接着剤等の手段を用いて、ナット６３０の外周面に固定される。ハウジング５１０には、コイル７４０が巻回されたステータ７３０が同様の手段により固定される。

ステータ７３０は、ロータ７２０の周りを取り囲むように、軸８００を中心に環状に延びて形成される。ロータ７２０は、軸８００を中心とした周方向に沿って、ステータ７３０との間に所定の大きさの隙間を設けるように位置決めされる。ロータ７２０のステータ７３０に向い合う位置には、軸８００を中心として所定の角度ごとに並ぶ永久磁石７５０が配設される。コイル７４０に通電することにより、ロータ７２０とステータ７３０との間に磁界が発生する。これにより、ロータ７２０がナット６３０とともに軸８００を中心に回転する。

ナット６３０が回転すると、その回転運動は、ナット６３０およびプラネタリシャフト６２０に形成されたねじの噛み合いにより、プラネタリシャフト６２０に伝わる。このとき、プラネタリシャフト６２０のギヤ部６２４に形成された平歯ギヤと、サンギヤ６４０の外周面およびリングギヤ６５０の内周面に形成された平歯ギヤとが噛み合っている。また、プラネタリシャフト６２０のギヤ部６２６に形成された平歯ギヤと、リングギヤ６５０の内周面に形成された平歯ギヤとが噛み合っている。

そのため、プラネタリシャフト６２０は、軸８００方向に静止したまま、自転しながら軸８００を中心に公転する。また同時に、プラネタリシャフト６２０は、これら平歯ギヤの噛み合いにより、軸８００と平行な姿勢に保持される。

プラネタリシャフト６２０の回転運動は、プラネタリシャフト６２０およびサンシャフト６１０に形成されたねじの噛み合いにより、サンシャフト６１０に伝わる。サンシャフト６１０の回転運動は周り止めカラー５１６により規制されているので、サンシャフト６１０は、軸８００方向のみに移動する。これにより、駆動軸４１０が直線移動され、上述したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。

モータ７００（ロータ７２０）の動作量（回転数もしくは回転角度）はセンサ１０００により検知される。検知結果を表す信号は、ＥＣＵ２００に送信される。本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、モータ７００の動作量と吸気バルブ１１８のリフト量や作用角とを関連付けたマップを用いて、モータ７００の動作量から吸気バルブ１１８のリフト量や作用角を間接的に検知する。

図５を参照して、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ２００は、イグニッションスイッチ３０８から送信される信号に基づいて、イグニッションスイッチ３０８がオンにされたか否かを判別する。イグニッションスイッチ３０８がオンにされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻され、イグニッションスイッチ３０８がオンにされるまで待つ。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００を制御する。たとえばモータ７００の駆動電圧がしきい値よりも高くなるまで、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きくなる方向にモータ７００が回転される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ２００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００を制御する。たとえばモータ７００の駆動電圧がしきい値よりも高くなるまで、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくなる方向にモータ７００が回転される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ２００は、センサ１０００から送信された信号に基づいて、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量（回転数もしくは回転角度）を検知する。

なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置から最大になる位置まで駆動軸４１０を移動させるようにモータ７００を制御するようにしてもよい。この場合、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置から最大になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量（回転数もしくは回転角度）を検知するようにしてもよい。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ２００は、検知された動作量が、実験等に基づいて予め求められたしきい値と一致しているか否かを判別する。ここで、検知された動作量としきい値とが一致しているとは、検知された動作量としきい値との差が予め定められた値よりも小さいということを意味する。検知された動作量としきい値とが一致していると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０に移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１５０に移される。なお、しきい値は、ＶＶＬ機構４００の仕様により機械的に定まる値であって、ＶＶＬ機構４００が正常であれる場合の動作量である。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ２００は、ＶＶＬ機構４００が異常であると判定する。このとき、ＶＶＬ機構が異常であるということがダイアグ情報としてＥＣＵのＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶される。ＶＶＬ機構４００が異常であるというダイアグ情報は、たとえば車両のメンテナンス時において診断ツール等のコンピュータをＥＣＵに接続した場合に読み取られ、修理が必要な箇所を特定するために用いられる。

Ｓ１６０にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００を始動する。その後、この処理は終了する。なお、ＶＶＬ機構４００が異常であるときは、吸気バルブ１１８のリフト量や作用角の制御（変更）を禁止するようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵ２００の動作について説明する。

イグニッションスイッチ３０８がオンにされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジンの始動前において、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１１０）。この状態から、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１２０）。

これにより、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置を原点（動作量が「０」の位置）として、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量が検知される（Ｓ１３０）。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量が、しきい値とが一致していると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ＶＶＬ機構４００が正常に作動しているといえる。よって、エンジンが始動される（Ｓ１６０）。

一方、検知された動作量がしきい値と一致していないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、ＶＶＬ機構４００が異常であるといえる。特に、検知された動作量がしきい値よりも小さい場合は、ＶＶＬ機構４００が異物を噛み込んだことにより、駆動軸４１０が設計通り移動していないといえる。

この場合、ＶＶＬ機構４００を修理する必要がある。そのため、ＶＶＬ機構４００が異常であると判定され、ＶＶＬ機構４００が異常であるということがダイアグ情報として記憶される（Ｓ１５０）。また、ＶＶＬ機構４００が異常であっても、修理工場まで自走させるために、エンジンが始動される（Ｓ１６０）。

以上のように、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵによれば、吸気バルブのリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置までのモータの動作量がＶＶＬ機構の仕様により機械的に定まるしきい値と一致しない場合、ＶＶＬ機構が異常であると判定され、ＶＶＬ機構が異常であることがダイアグ情報として記憶される。これにより、ＶＶＬ機構が異常である場合には、そのことを判定することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、車両の加速中や減速中に、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大もしくは最小になるようにモータ７００を制御する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。

その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

図６を参照して、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、前述の第１の実施の形態におけるプログラムに代えてもしくは加えて実行される。なお、前述の第１の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については同じステップ番号を付し、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、Ｇセンサ３１２から送信された信号に基づいて、車両の加速度を検知する。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ２００は、検知された加速度に基づいて、車両が加速中であるか否かを判別する。加速度がしきい値ΔＶ（１）（ΔＶ（１）＞０）よりも大きい場合、車両が加速中であると判別される。車両が加速中であると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２２０に移される。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ２００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があるか否かを判別する。履歴があるか否かは、たとえば吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された場合にフラグを設定するようにし、そのフラグの有無により判別すればよい。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２３０に移される。もしそうでないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２４０に移される。

Ｓ２２０にて、ＥＣＵ２００は、検知された加速度に基づいて、車両が減速中であるか否かを判別する。加速度がしきい値ΔＶ（２）（ΔＶ（２）＜０）よりも小さい場合、車両が減速中であると判別される。車両が減速中であると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

Ｓ２２２にて、ＥＣＵ２００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があるか否かを判別する。履歴があるか否かは、たとえば吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された場合にフラグを設定するようにし、そのフラグの有無により判別すればよい。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があると（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、処理はＳ２３０に移される。もしそうでないと（Ｓ２２２にてＮＯ）、処理はＳ２４０に移される。

Ｓ２３０にて、ＥＣＵ２００は、センサ１０００から送信された信号に基づいて、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで、もしくは最小から最大になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量（回転数もしくは回転角度）を検知する。

Ｓ２４０にて、ＥＣＵ２００は、現在のロータ７２０の位置を、モータ７００の動作量の原点として設定する。すなわち、現在のモータ７００の動作量が「０」として検知される。現在のロータ７２０の位置を基準位置として、その後のモータ７００の動作量が検知される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵ２００の動作について説明する。

車両の走行中、車両の加速度が検知される（Ｓ２００）。加速度がしきい値ΔＶ（１）よりも大きい場合、すなわち車両が加速中である場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１１０）。

このとき、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴がないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、リフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された状態におけるロータ７２０の位置が、モータ７００の動作量の原点として設定される（モータ７００の動作量が「０」として検知される）（Ｓ２４０）。

一方、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置から最大になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量が検知される（Ｓ２３０）。

車両が減速中である場合のＥＣＵ２００の動作は、加速中である場合と同様である。加速度がしきい値ΔＶ（２）よりも小さい場合、すなわち車両が減速中である場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１２０）。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴がないと（Ｓ２２２にてＮＯ）、リフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動された状態におけるロータ７２０の位置が、モータ７００の動作量の原点として設定される（現在のモータ７００の動作量が「０」として検知される）（Ｓ２４０）。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動された履歴があると（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量が検知される（Ｓ２３０）。

モータ７００の動作量がモータ７００の動作量が、しきい値とが一致していると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ＶＶＬ機構４００が正常に作動しているといえる。

一方、検知された動作量がしきい値と一致していないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、ＶＶＬ機構４００が異常であると判定され、ＶＶＬ機構が異常であるということがダイアグ情報として記憶される（Ｓ１５０）。その後、エンジンが始動される（Ｓ１６０）。

以上のように、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵによれば、車両の加速時に吸気バルブのリフト量および作用角が最大になるようにモータが制御される。車両の減速時に吸気バルブのリフト量および作用角が最小になるようにモータが制御される。これにより、車両の加速時に吸気バルブの作用角やリフト量が小さくされて出力が低下したり、車両の減速時に吸気バルブの作用角やリフト量が大きくされて出力が増大したりすることを抑制することができる。そのため、エンジンの挙動が車両の運転状態に沿わないものになることを抑制することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、ＶＶＬ機構の異常の有無を判定することができる。

なお、車両が加速中である場合には、スロットル開度が予め定められた開度（最大の開度よりも小さい開度）よりも小さい場合にのみ、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００を制御するようにしてもよい。

このようにすれば、前述の第２の実施の形態に係る異常判定装置の効果に加えて、エンジンに吸入される空気量が制限されている状態において、吸気バルブのリフト量および作用角を大きくすることができる。そのため、車両の加速時において、気筒に充填される空気量が必要以上に増加して、加速度が急変することを抑制することができる。その結果、ドライバビリティの悪化をさらに抑制しつつ、可変動弁機構の異常の有無を判定することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、車両の加速が予想される場合や減速が予想される場合に、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変化するようにモータ７００を制御する点で、前述の第３の実施の形態と相違する。

その他の構造については、前述の第１の実施の形態もしくは第２の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

図７を参照して、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、前述の第１の実施の形態もしくは第２の実施の形態におけるプログラムに代えてもしくは加えて実行される。なお、前述の第１の実施の形態もしくは第２の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については同じステップ番号を付し、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ２００は、ナビゲーション装置から送信された信号に基づいて得た道路情報から、車両の加速もしくは減速を予測可能であるか否かを判別する。車両の現在地がカーブから予め定められた距離の範囲内であったり、上り坂であったり、下り坂であったりした場合、車両の加速もしくは減速を予測可能であると判別される。車両の加速もしくは減速を予測可能であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。

Ｓ３１０にて、ＥＣＵ２００は、車両の加速が予想されるか否かを判別する。車両の現在地がカーブの後（カーブの後であって、カーブからの距離がしきい値より小さい位置）や上り坂であると、加速が予想される。車両の加速が予想されると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ３１０にてＮＯ）、処理はＳ３２０に移される。

Ｓ３２０にて、ＥＣＵ２００は、車両の減速が予想されるか否かを判別する。車両の現在地がカーブの手前（カーブの前であって、カーブからの距離がしきい値より小さい位置）や下り坂であると、減速が予想される。車両の減速が予想されると（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ３２０にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。このようにしても、前述の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（１）よりも小さい場合に、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変化するようにモータ７００を制御する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。

その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

図８を参照して、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、前述の第１〜第３の実施の形態におけるプログラムに代えてもしくは加えて実行される。なお、前述の第１の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については同じステップ番号を付し、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下に説明するプログラムは、エンジンの始動後において実行される。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ２００は、スロットル開度センサ３０６から送信された信号に基づいて、スロットル開度（スロットルバルブ１０４の開度）を検知する。

Ｓ４１０にて、ＥＣＵ２００は、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（１）よりも小さいか否かを判別する。スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（１）よりも小さいと（Ｓ４１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ４１０にてＮＯ）、処理はＳ４００に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵ２００の動作について説明する。

エンジン１００の運転中において、スロットル開度が検知される（Ｓ４００）。検知されたスロットル開度がしきい値ＴＨＡ（１）よりも小さいと（Ｓ４１０にてＹＥＳ）、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１１０）。この状態から、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動するように、モータ７００が回転される（Ｓ１２０）。

吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで（もしくは最大になる位置から最小になる位置まで）駆動軸４１０を移動させる間におけるモータ７００の動作量が、しきい値とが一致していると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ＶＶＬ機構４００が正常に作動しているといえる。

一方、検知された動作量がしきい値と一致していないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、ＶＶＬ機構４００が異常であるといえる。特に、検知された動作量がしきい値よりも小さい場合は、ＶＶＬ機構が異物を噛み込んだことにより、駆動軸４１０が設計通り移動していない。

この場合、ＶＶＬ機構４００を修理する必要がある。そのため、ＶＶＬ機構４００が異常であると判定され、ＶＶＬ機構４００が異常であるということがダイアグ情報として記憶される（Ｓ１５０）。

以上のように、本実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵによれば、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（１）よりも小さい場合、吸気バルブのリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置まで駆動軸が移動するようにモータが制御される。これにより、エンジンに吸入される空気量が小さくなるように制限されており、吸気バルブのリフト量や作用角を変化させても、内燃機関の出力の変化量が小さい状態で吸気バルブのリフト量および作用角を大きくしたり、小さくしたりすることができる。このような状態下において、吸気バルブのリフト量および作用角が最大になる位置から最小になる位置までのモータの動作量がＶＶＬ機構の仕様により機械的に定まるしきい値と一致しない場合、ＶＶＬ機構が異常であると判定される。そのため、エンジンの出力を大きく変化させずに、吸気バルブのリフト量および作用角を変化させて、ＶＶＬ機構の異常の有無を判定することができる。その結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、ＶＶＬ機構の異常の有無を判定することができる。

＜その他の実施の形態＞
スロットル開度がしきい値よりも小さい場合に、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最大になる位置まで駆動軸４１０が移動するようにモータ７００を回転させ、スロットル開度がしきい値よりも大きい場合に、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が最小になる位置まで駆動軸４１０が移動するようにモータ７００を回転させるようにしてもよい。このようにすれば、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすることにより気筒内に導入された空気量が増加した分を、スロットルバルブ１０４により減少させることができる。また、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすることにより気筒内に導入された空気量が減少した分を、スロットルバルブ１０４により補償することができる。そのため、気筒内に導入される空気量が変化することを抑制することができる。その結果、エンジンの出力を大きく変化させずに、吸気バルブのリフト量および作用角を変化させて、ＶＶＬ機構の異常の有無を判定することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る異常判定装置が搭載された車両のエンジンを示す概略構成図である。 ＶＶＬ機構を示す正面図である。 ＶＶＬ機構を示す斜視図である。 ＶＶＬ機構のアクチュエータを示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る異常判定装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、１２６ ＶＶＴＬ機構、１２８ ロッカアーム、１３０ カムシャフト、２００ ＥＣＵ、３００ カム角センサ、３０２ クランク角センサ、３０４ ノックセンサ、３０６ スロットル開度センサ、３０８ イグニッションスイッチ、３１２ Ｇセンサ、３１４ ナビゲーションシステム、４００ ＶＶＬ機構、４１０ 駆動軸、４１２ 係止ピン、４２０ 支持パイプ、４３０ 入力アーム、４３２ アーム部、４３４ ローラ部、４４０ 揺動カム、４４２ ノーズ部、４４４ カム面、４５０ スライダギヤ、４５２，４５４ ヘリカルギヤ、４５６ 長穴、５００ アクチュエータ、５１０ ハウジング、５１２ 空間、５１４ 開口部、５１６ カラー、６００ 差動ローラギヤ、６１０ サンシャフト、６１２ 外周面、６１４ スプライン部、６１６ ねじ部、６２０ プラネタリシャフト、６２２ ねじ部、６２４，６２６ ギヤ部、６３０ ナット、６４０ サンギヤ、６５０ リングギヤ、７００ モータ、７２０ ロータ、７３０ ステータ、７４０ コイル、７５０ 永久磁石、９００，９１０ リテーナ、１０００ センサ。

Claims (8)

1. 内燃機関に設けられた吸気弁および排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性を変化させる可変動弁機構の異常判定装置であって、
   前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための第１の制御手段と、
   前記第１の制御手段により前記第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が第２の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための第２の制御手段と、
   前記可変動弁機構が前記第１の制御手段により制御された場合における前記可変動弁機構の第１の動作量および前記可変動弁機構が前記第２の制御手段により制御された場合における前記可変動弁機構の第２の動作量を検知するための検知手段と、
   前記第１の動作量と前記第２の動作量との差が、予め定められた値よりも小さい場合、前記可変動弁機構が異常であると判定するための判定手段とを含む、可変動弁機構の異常判定装置。
2. 前記第１の制御手段は、イグニッションスイッチがオンにされた場合に、前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が前記第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、イグニッションスイッチがオンにされた場合に、前記第１の制御手段により前記第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が前記第２の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
3. 前記内燃機関は、車両に搭載され、
   前記第１の特性は、前記第２の特性に比べて、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が大きい特性であって、
   前記第１の制御手段は、前記車両の加速時において、前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が前記第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記車両の減速時において、前記第１の制御手段により前記第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が前記第２の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
4. 前記内燃機関には、前記吸気弁とは異なる弁であって、前記内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁が設けられ、
   前記第１の制御手段は、車両の加速時において、前記調整弁の動作量が最大の動作量よりも小さい場合、前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が前記第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含む、請求項３に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
5. 前記異常判定装置は、
   前記車両の進行方向における加速度を検知するための手段と、
   検知された加速度に基づいて、前記車両が加速中であるか減速中であるかを判別するための手段をさらに含む、請求項３または４に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
6. 前記内燃機関は、車両に搭載され、
   前記第１の特性は、前記第２の特性に比べて、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が大きい特性であって、
   前記異常判定装置は、
   前記車両が走行する道路に関する情報を取得するための手段と、
   前記情報に基づいて、前記車両が加速するか減速するかを予測するための手段とをさらに含み、
   前記第１の制御手段は、前記車両が加速すると予測された場合、前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が前記第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記車両が減速すると予測された場合、前記第１の制御手段により前記第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が前記第２の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
7. 前記内燃機関には、前記吸気弁とは異なる弁であって、前記内燃機関に吸入される空気量を調整する調整弁が設けられ、
   前記第１の制御手段は、前記調整弁の動作量が予め定められた動作量よりも小さい場合、前記吸気弁および前記排気弁のうちの少なくともいずれか一方の弁の動作特性が前記第１の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記調整弁の動作量が予め定められた動作量よりも小さい場合、前記第１の制御手段により前記第１の特性にされる弁と同じ弁の動作特性が前記第２の特性になるように、前記可変動弁機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の可変動弁機構の異常判定装置。
8. 前記第１の特性は、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が最大になる特性であって、
   前記第２の特性は、作用角およびリフト量の少なくともいずれか一方が最小になる特性である、請求項１〜７のいずれかに記載の可変動弁機構の異常判定装置。

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