JP2007132326A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、吸気弁の作用角および／またはリフト量の連続可変による部分負荷時の出力調節を低負荷領域まで含めて行うことができるとともに、可変動弁機構の故障時にも車両が退避走行可能な出力を確実に発揮させることのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可変動弁機構による吸気弁の作用角およびリフト量を検出し（ステップＳ１００）、可変動弁機構が正常であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。可変動弁機構の異常が検知された場合には、片方の吸気弁が大きな作用角およびリフト量となる片弁大リフト状態に固定する（ステップＳ１２１，Ｓ１３０）。運転者に、可変動弁機構の損傷発生を報知する（ステップＳ１４０）。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、吸気弁の作用角および／またはリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。

従来、ガソリンエンジン等の火花点火内燃機関においては、スロットル弁によって吸入空気を絞ることで、部分負荷時の出力調節を行うのが普通である。スロットル弁で吸入空気を絞ると、ポンピングロス（スロットルロス）が増大する。ガソリンエンジン搭載車の燃費がディーゼルエンジン搭載車より劣ることの一因は、この部分負荷時のポンピングロス増大にある。

これに対し、近年、吸気弁の作用角（作動角）およびリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が登場し始めている。この内燃機関によれば、吸気弁の作用角およびリフト量を全負荷時より小さくすることで、部分負荷時の出力調節を行うことができる。このため、この内燃機関によれば、ポンピングロスを低減し、燃費を改善することができる。

上記可変動弁機構が万一故障した場合を想定すると、吸気弁の作用角およびリフト量を変えることができなくなり、故障時の作用角およびリフト量に固定されてしまう事態が考えられる。このような事態が、小さな作用角およびリフト量の状態、例えばアイドル運転状態で起きた場合には、それ以降、アイドル相当の僅かな空気量しか筒内に吸入することができなくなる。このため、この場合には、車両が走行不能になってしまう。

可変動弁機構が故障した場合であっても、直ちに車両が走行不能になってしまうのは好ましくなく、安全な場所や修理工場などまで交通の流れを乱さずに自走できること、すなわち退避走行が可能なことが好ましい。

特開２００４−８４５２１号公報には、吸気弁の作用角を可変とする作用角変更手段と、開閉タイミングを変更するタイミング変更手段とを備えた内燃機関において、それらの可変動弁機構が故障した場合に、退避走行を可能とするための制御を行う装置が提案されている。この装置によれば、可変動弁機構故障時の退避走行性能を、制御ロジックによって可能な限り確保することができる。

特開２００４−８４５２１号公報

しかしながら、前述したような事態が発生した場合においては、上記従来技術のように制御ロジックのみに頼る手法では、十分な退避走行性能を確保することは困難である。その一方で、市販車に搭載するエンジンに対しては、フェイルセーフの観点から、可変動弁機構が故障した場合にも、確実に退避走行を可能とすることが要請される。

このようなことから、従来、吸気弁の作用角およびリフト量を連続可変とする可変動弁機構を市販車のエンジンに採用するに当たっては、作用角およびリフト量が機構上または制御上で最小となったときでも、退避走行可能な空気量を筒内に吸入できる状態となるように設計せざるを得なかった。この場合、その状態より負荷の小さい運転領域においては、従来と同様にスロットル弁で吸入空気を絞ることで出力を調節しなければならず、ポンピングロスが大きくなってしまう。このため、燃費改善の効果を十分に得ることができなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気弁の作用角および／またはリフト量の連続可変による部分負荷時の出力調節を低負荷領域まで含めて行うことができるとともに、可変動弁機構の故障時にも車両が退避走行可能な出力を確実に発揮させることのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
連続的に可変な作用角および／またはリフト量で吸気弁を駆動可能な可変動弁機構と、
退避走行に必要な出力を発生可能な吸入空気量を確保できる所定の作用角およびリフト量で前記吸気弁を駆動可能な固定動弁機構と、
前記吸気弁が前記可変動弁機構に従動する状態と、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とを切り換える切換機構と、
前記可変動弁機構の異常を検知する異常検知手段と、
前記可変動弁機構の異常が検知された場合に、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とするフェイルセーフ手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、前記内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限する運転領域制限手段を更に備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、その後の退避走行における走行可能速度を推定する走行可能速度推定手段を更に備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた後に前記内燃機関の運転が停止された場合に、再始動時にも前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動するように、前記切換機構の状態を維持する維持手段を更に備えることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
前記フューエルカットの実行中は、前記フェイルセーフ手段が機能することを禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、一気筒当たり複数の吸気弁を備えるものであり、
前記可変動弁機構は、前記複数の吸気弁のすべてを駆動対象とするものであり、
前記固定動弁機構は、前記複数の吸気弁のうちの一部を駆動対象とするものであり、
前記切換機構は、前記一部の吸気弁が前記固定動弁機構に従動し、他の吸気弁が前記可変動弁装置に従動する状態に切り換え可能であることを特徴とする。

また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記可変動弁機構は、作用角および／またはリフト量に応じて変化する振幅で、カムの回転に同期して揺動する可変側揺動部材を有し、
前記固定動弁機構は、前記可変側揺動部材に隣接して配置され、カムの回転に同期して所定の振幅で揺動する固定側揺動部材を有し、
前記切換機構は、前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、
前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の他方に形成され、前記連結ピンが挿入可能なピン穴とを有し、
前記ピン穴の入口部分には、前記連結ピンと前記ピン穴との中心位置が一致していない状態でも挿入を可能とするように前記連結ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、吸気弁を駆動する可変動弁機構に異常が発生した場合に、吸気弁を固定動弁機構によって駆動することができる。固定動弁機構は、退避走行をするのに必要な吸入空気量が確保できるような作用角およびリフト量で吸気弁を駆動する。このため、第１の発明によれば、可変動弁機構が故障した場合であっても、車両の退避走行を確実に可能とすることができる。そして、第１の発明によれば、可変動弁機構故障時の退避走行性能を固定動弁機構によって確保することができるので、可変動弁機構の作用角および／またはリフト量の最小値を退避走行性能確保のために制限する必要がなく、よって、吸気弁の作用角および／またはリフト量の最小値を十分に小さくすることができる。このため、可変動弁機構の正常時には、吸気弁の作用角および／またはリフト量の連続可変による部分負荷時の出力調節を低負荷領域まで含めて行うことができる。それゆえ、ポンピングロスを最大限に削減することができ、可変動弁機構による燃費改善効果を最大限に活用することができる。

第２の発明によれば、退避走行時、内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限することができる。このため、退避走行中に内燃機関に過度の負担がかかるのを回避することができるので、可変動弁機構の損傷がそれ以上に進展・拡大するのを確実に防止することができる。

第３の発明によれば、退避走行時、車両の走行可能速度を推定することができる。そして、その走行可能速度を車両の運転者に報知することにより、運転者は、予定の時間までに目的地へ到達することができるかどうかなどを判断することができ、不安にならないで済む。

第４の発明によれば、退避走行の途中で内燃機関の運転が停止された場合の再始動時にも、吸気弁を確実に固定動弁機構に従動させることができる。このため、再始動時に十分な筒内吸入空気量を確保することができ、再始動を失敗なく行うことができる。

第５の発明によれば、退避走行時、減速フューエルカットの実行中は、吸気弁が固定動弁機構に従動するのを防止することができる。このため、退避走行時の減速フューエルカット中に排気浄化触媒に多量の空気が流れるのを回避することができ、排気浄化触媒の劣化が進行するのを抑制することができる。

第６の発明によれば、一気筒当たり複数の吸気弁を備えた内燃機関において、同一気筒の一部の吸気弁を固定動弁機構に従動させ、他の吸気弁を可変動弁装置に従動させることにより、複数の吸気弁の作用角および／またはリフト量に差をつけることができる。この状態とすることにより、筒内に過流（スワール、タンブル）を効果的に発生させることができ、燃焼の改善が図れる。

第７の発明によれば、可変側揺動部材および固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、両者の他方に形成されたピン穴との中心位置が一致していない状態であっても、連結ピンがガイド面に案内されることにより、連結ピンをピン穴に確実に挿入することができる。このため、可変動弁機構がいかなる大きさの作用角および／またはリフト量の状態で固着していても、切換機構による切り換えを確実に行うことができる。

実施の形態１．
［システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。実施の形態１のシステムは、車両に動力源として搭載される火花点火式の内燃機関１を備えている。内燃機関１は、複数の気筒２を有している。図１には、複数気筒のうちの１気筒のみが示されている。

内燃機関１は、ピストン３と、ピストン３を収納したシリンダブロック４とを備えている。ピストン３は、コンロッドを介してクランク軸５と接続されている。クランク軸５の近傍には、クランク角センサ６が設けられている。クランク角センサ６は、クランク軸５の回転角度を検出するように構成されている。

シリンダブロック４の上部にはシリンダヘッド８が組み付けられている。シリンダヘッド８には、燃焼室１０内の混合気に点火する点火プラグ１１が設けられている。

シリンダヘッド８は、燃焼室１０と連通する吸気ポート１２を備えている。吸気ポート１２と燃焼室１０との接続部には、一気筒当たり第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの二つの吸気弁が設けられている。第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒは、吸気カム軸１５、可変動弁機構４０、および固定動弁機構７０により駆動される。可変動弁機構４０および固定動弁機構７０の詳細については、後述する。

吸気ポート１２には、吸気通路１９が接続されている。吸気ポート１２の近傍には、吸気ポート１２内に燃料を噴射するインジェクタ２０が設けられている。吸気通路１９の途中にはサージタンク２１が設けられている。

サージタンク２１の上流にはスロットル弁２２が設けられている。スロットル弁２２は、スロットルモータ２３により駆動される電子制御スロットルである。スロットル弁２２は、アクセル開度センサ２４により検出されるアクセル開度に基づいて駆動されるものである。スロットル弁２２の近傍には、スロットル開度センサ２５が設けられている。スロットル開度センサ２５は、スロットル開度を検出するように構成されている。スロットル弁２２の上流には、エアフロメータ２６が設けられている。エアフロメータ２６は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ２６の上流にはエアクリーナ２７が設けられている。

また、シリンダヘッド８は、燃焼室１０と連通する排気ポート２８を備えている。排気ポート２８と燃焼室１０との接続部には排気弁２９が設けられている。排気ポート２８には排気通路３０が接続されている。排気通路３０には、排気空燃比を検出する空燃比センサ３１が設けられている。

また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのECU（Electronic Control Unit）６０を備えている。ECU６０の出力側には、点火プラグ１１、インジェクタ２０、スロットルモータ２３のほか、可変動弁機構４０を可変動作させるためのモータ４６や、後述するOCV８４（図５参照）等が接続されている。ECU６０の入力側には、クランク角センサ６、スロットル開度センサ２５、アクセル開度センサ２４、エアフロメータ２６、空燃比センサ３１や、可変動弁機構４０の状態を検出する回転角センサ４７等が接続されている。ECU６０は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御、点火時期制御や、後述する吸気弁動弁機構に対する制御のような、内燃機関全体の制御を実行する。

［吸気弁動弁機構の概要］
図２は、本実施形態における吸気弁動弁機構の構成を説明するための斜視図である。図２に示すように、内燃機関１は、１気筒当たり、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの二つの吸気弁を有している。これらの吸気弁は、吸気カム軸１５の回転に同期して、開閉する。吸気カム軸１５には、可変動弁機構４０に属する吸気カム１６と、固定動弁機構７０に属する吸気カム１７とが設けられている。吸気カム軸１５は、内燃機関１のクランク軸５により駆動され、クランク軸５の２分の１の速度で回転する。

可変動弁機構４０は、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの両方を駆動対象とし、それらの作用角およびリフト量を連続的に可変とすることができる。これに対し、固定動弁機構７０は、第２吸気弁１４Ｒのみを駆動対象とし、大きな作用角およびリフト量で開閉させる。そして、このような吸気弁動弁機構は、第２吸気弁１４Ｒが可変動弁機構４０に従動する状態と、固定動弁機構７０に従動する状態とを、選択的に切り換えることができるように構成されている。

図３は、図２に示す吸気弁動弁機構を吸気カム軸１５に平行な方向から見た図である。図３に示すように、第１吸気弁１４Ｌは、その弁軸（ステム）１４ａの端部がロッカーアーム３５の一端に押圧されることにより、リフトする。ロッカーアーム３５の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ３７を介してシリンダヘッド８に支持されている。ロッカーアーム３５の中間部には、ロッカーローラ３６が回転自在に取り付けられている。また、第２吸気弁１４Ｒに対しても、同様のロッカーアーム３５、ロッカーローラ３６、および油圧式ラッシュアジャスタ３７が設けられている。

［可変動弁機構４０の詳細構成］
以下、可変動弁機構４０の構成について詳細に説明するが、第１吸気弁１４Ｌ用の構造と第２吸気弁１４Ｒ用の構造とは共通する部分があるので、その共通部分は第１吸気弁１４Ｌ用についてのみ説明する。

図３に示すように、可変動弁機構４０は、吸気カム軸１５と平行に配置された制御軸４１を有している。制御軸４１には、制御アーム４２がボルト４３によって固定されている。制御アーム４２の一部は、制御軸４１の径方向に突出している。制御アーム４２の突出部には、中間アーム４４がピン４５によって取り付けられている。ピン４５は、制御軸４１の中心から偏心した位置に配置されている。よって、中間アーム４４は、ピン４５を中心にして揺動するように構成されている。制御軸４１、制御アーム４２、および中間アーム４４は、第１吸気弁１４Ｌと第２吸気弁１４Ｒとに共用される。

図２に示すように、制御軸４１には、第１吸気弁１４Ｌ用の揺動カムアーム５０Ｌと、第２吸気弁１４Ｒ用の揺動カムアーム５０Ｒとがそれぞれ揺動可能に支持されている。この両者の構造、およびその周囲の構造は、共通であるので、揺動カムアーム５０Ｌ側についてのみ説明する。

図３に示すように、揺動カムアーム５０Ｌは、吸気カム１６に対向する側に、スライド面５０ａを有する。スライド面５０ａには、第２ローラ５３が接触している。スライド面５０ａは、第２ローラ５３が揺動カムアーム５０Ｌの先端側から制御軸４１の軸中心側に向かって移動するほど、吸気カム１６との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。

吸気カム１６の周面には、第２ローラ５３と同軸上に設けられた第１ローラ５２が接触している。第１ローラ５２と第２ローラ５３とは、共に中間アーム４４の先端部に固定された連結軸５４によって回転自在に支持されている。中間アーム４４は、ピン４５を支点として揺動するので、これらのローラ５２，５３もピン４５から一定距離を保ちながらスライド面５０ａおよび吸気カム１６の周面に沿って揺動する。

また、揺動カムアーム５０Ｌには、スライド面５０ａの反対側に、揺動カム面５１が形成されている。揺動カムアーム５０Ｌの下方には、前述したロッカーアーム３５が位置しており、ロッカーローラ３６は、揺動カム面５１に接触している。揺動カム面５１は、揺動カムアーム５０Ｌの揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面（基礎円部分）５１ａと、非作用面５１ａから離れた位置ほど制御軸４１の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面５１ｂとで構成されている。

揺動カムアーム５０Ｌには、バネ座５０ｂが形成されている。このバネ座５０ｂには、ロストモーションスプリング３８の一端が掛けられている。ロストモーションスプリング３８の他端は、シリンダヘッド８に固定されている。ロストモーションスプリング３８から受ける付勢力により、揺動カムアーム５０Ｌのスライド面５０ａが第２ローラ５３に押し当てられ、更に、第１ローラ５２が吸気カム１６に押し当てられる。これにより、第１ローラ５２および第２ローラ５３は、スライド面５０ａと吸気カム１６の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。

上述した可変動弁機構４０の構成によれば、吸気カム１６の回転に伴って、吸気カム１６の押圧力が第１ローラ５２および第２ローラ５３を介してスライド面５０ａに伝達される。その結果、揺動カム面５１とロッカーローラ５６との接点が非作用面５１ａから作用面５１ｂにまで及ぶと、ロッカーアーム３５が押し下げられ、第１吸気弁１４Ｌ、第２吸気弁１４Ｒがリフト（開弁）する。

また、可変動弁機構４０の構成によれば、制御軸４１の回転角度を変化させると、スライド面５０ａ上における第２ローラ５３の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム５０Ｌ，５０Ｒの振幅（揺動範囲）が変化する。より具体的には、制御軸４１を図３における反時計回りに回転させると、スライド面５０ａ上における第２ローラ５３の位置が揺動カムアーム５０Ｌ，５０Ｒの先端側に移動する。そうすると、吸気カム１６の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム５０Ｌ，５０Ｒが揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム３５が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム５０Ｌ，５０Ｒの回転角度は、制御軸４１が図３における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸４１を図３における反時計回り方向に回転させることにより、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量を小さくすることができる。逆に、制御軸４１を時計回り方向に回転させることにより、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量を大きくすることができる。

可変動弁機構４０は、制御軸４１を回転させる回転駆動機構を備えている。この回転駆動機構の構成は、特に限定されないが、本実施形態では、制御軸４１の一端側に固定したウォームホイールとこのウォームホイールに噛み合うウォームギヤとからなる歯車機構４８と、前記ウォームギヤを回転駆動するモータ４６とで構成されるものとする。モータ４６は、ECU６０からの指令に従って正・逆両方向に作動可能になっている。モータ４６を作動することにより、制御軸４１の回転位置を調節することができ、可変動弁機構４０により実現される作用角およびリフト量を変化させることができる。

本実施形態のシステムには、可変動弁機構４０が実現している作用角およびリフト量を検出するセンサとして、回転角センサ４７が設けられている。回転角センサ４７は、モータ４６、歯車機構４８、および制御軸４１のいずれかの回転部材の回転角（回転量）を検出するように配置される。この回転角センサ４７の発した信号は、ECU６０に入力される。ECU６０は、回転角センサ４７の信号に基づいて、現在の作用角およびリフト量を把握することができる。

［固定動弁機構７０の詳細構成］
次に、図２および図４を参照して、固定動弁機構７０の詳細な構成について説明する。図４は、可変動弁機構４０および固定動弁機構７０の一部分の分解斜視図である。

図２および図４に示すように、固定動弁機構７０は、吸気カム１７と、大リフトアーム７１とを有している。大リフトアーム７１は、揺動カムアーム５０Ｒと並んで配置され、制御軸４１を中心に揺動可能になっている。大リフトアーム７１には、吸気カム１７の周面に接触するローラ７３が回転可能に支持されている。大リフトアーム７１は、ロストモーションスプリング（図示せず）により、ローラ７３が吸気カム１７の周面に押し当てられるような方向に付勢されている。

大リフトアーム７１は、吸気カム１７の回転に同期して揺動する。その振幅は、可変動弁機構４０が最大の作用角およびリフト量の状態にあるときの揺動カムアーム５０Ｌ，５０Ｒの振幅と同じにされている。

［片弁切換機構７２の構成］
図４に示すように、揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１との間には、両者を連結および連結解除可能な片弁切換機構７２が設けられている。片弁切換機構７２は、連結ピン７４、ピン収納穴７５、ピン穴７６、リターンスプリング７７、およびピストン７８を備えている。片弁切換機構７２を連結状態とすると、揺動カムアーム５０Ｒは、大リフトアーム７１と一体となり、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で揺動することとなる。このため、可変動弁機構４０の状態に関わらず、第２吸気弁１４Ｒが大きな作用角およびリフト量で駆動される。

大リフトアーム７１には、揺動カムアーム５０Ｒ側に開口するピン収納穴７５が形成されている。このピン収納穴７５内に連結ピン７４が嵌め込まれている。連結ピン７４は、ピン収納穴７５の外へ突出したり、ピン収納穴７５内に退避したりすることができる。ピン収納穴７５は、後述する油圧系に接続されている。油圧系によりピン収納穴７５内の油圧を高めることにより、連結ピン７４をピン収納穴７５から押し出すことができる。

揺動カムアーム５０Ｒには、大リフトアーム７１側に開口するピン穴７６が形成されている。連結ピン７４とピン穴７６は、制御軸４１の中心から等距離に配置されている。これにより、揺動カムアーム５０Ｒが大リフトアーム７１に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴７６の位置と連結ピン７４の位置とが一致するようになっている。ピン穴７６内には、その奥側からリターンスプリング７７と、リフタとしてのピストン７８とが配置されている。

図５は、連結ピン７４を作動させるための油圧系の構成を示す概略図である。図５に示すように、制御軸４１内には、油路８１が形成されている。この油路８１は、ピン収納穴７５と、制御軸４１と大リフトアーム７１との摺動隙間と、制御軸４１と揺動カムアーム５０Ｒとの摺動隙間とにそれぞれ接続されている。この油路８１には、内燃機関１のオイルポンプ８２から油圧が供給される。油路８１の途中には、排出路８３が接続されている。排出路８３には、OCV（オイルコントロールバルブ）８４が設けられている。OCV８４は、ECU６０により、その開度がデューティー制御される。さらに、排出路８３におけるOCV８４の下流にはオリフィス８５が設けられている。

OCV８４が閉じられていると、オイルポンプ８２で加圧された潤滑油は、油路８１を通って上記摺動隙間に供給される。また、油路８１を流れる潤滑油の一部は、ピン収納穴７５に供給される。よって、ピン収納穴７５内の油圧を上げることができる。一方、OCV８４を開くと、排出路８３から潤滑油が排出される。これにより、ピン収納穴７５内の油圧を下げることができる。

連結ピン７４がピン穴７６に挿入していない状態では、揺動カムアーム５０Ｒおよび大リフトアーム７１は、別々に揺動しているが、ゼロリフトのとき（吸気弁閉期間）には、両者は共に静止する。この静止期間に、連結ピン７４をピン穴７６に挿入することができる。

ゼロリフトのときの揺動カムアーム５０Ｒの姿勢は、可変動弁機構４０の第２ローラ５３の位置によって、つまり作用角およびリフト量によって、角度が異なる。このため、連結ピン７４をピン穴７６に挿入するには、まず、OCV８４を閉じてピン収納穴７５内の油圧を上昇させ、次いで、連結ピン７４とピン穴７６との位置がゼロリフト状態で一致するような所定の作用角およびリフト量となるように、制御軸４１の回転位置を調整する。そうすると、連結ピン７４とピン穴７６との位置が一致した瞬間に、連結ピン７４が押し出されて、ピン穴７６に挿入することができる。このようにして、揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１とを連結ピン７４を介して連結することができる。

上記の連結を解除する場合には、OCV８４を開き、ピン収納穴７５内の油圧を下げる。すると、リターンスプリング７７がピストン７８を介して連結ピン７４を押し戻すことにより、連結ピン７４がピン穴７６から抜ける。このようにして、揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１との連結を解除することができる。

［両弁等リフト状態］
揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１とが連結されていない状態では、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒは、共に可変動弁機構４０に従動する。この状態を以下「両弁等リフト状態」と称する。図６（Ａ）は、両弁等リフト状態での第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒのリフト線図である。この図に示すように、両弁等リフト状態では、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量は互いに等しくなる。そして、制御軸４１を回転させることで両者の作用角およびリフト量を揃って連続的に変化させることができる。

本実施形態では、両弁等リフト状態で第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量を最小とした状態では、スロットル弁２２で吸入空気を絞らなくても、筒内吸入空気量をアイドル運転相当かまたはそれに近い僅かな空気量にすることができるように、可変動弁機構４０が設計されている。よって、内燃機関１では、部分負荷時の出力調節を、アイドル運転付近の低負荷領域も含めて、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量の連続可変によって行うことが可能である。このため、ポンピングロス（スロットルロス）を最大限に削減することができ、燃費を大幅に改善することができる。

この両弁等リフト状態のときは、固定動弁機構７０は、吸気弁の駆動には関与せず、遊んだ状態となる。

［片弁大リフト状態］
揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１とを連結した状態とすると、揺動カムアーム５０Ｒは、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で常に揺動している大リフトアーム７１と一体となる。このため、揺動カムアーム５０Ｒは、そのスライド面５０ａが第２ローラ５３から離れ、最大の作用角およびリフト量に対応する振幅で揺動するようになる。よって、この状態では、第２吸気弁１４Ｒは、可変動弁機構４０の状態によらず、常に最大の作用角およびリフト量で運動する。このような状態を以下「片弁大リフト状態」と称する。

図６（Ｂ）は、片弁大リフト状態での第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒのリフト線図である。第１吸気弁１４Ｒは、片弁大リフト状態においても、両弁等リフト状態のときと同様に可変動弁機構４０に従動する。このため、片弁大リフト状態において制御軸４１を回転させると、図６（Ｂ）に示すように、第２吸気弁１４Ｒを最大の作用角およびリフト量としたまま、第１吸気弁１４Ｌの作用角およびリフト量を連続的に変化させることができる。

この片弁大リフト状態では、第１吸気弁１４Ｌの作用角およびリフト量を第２吸気弁１４Ｒより小さくすることができる。このようにすると、主として第２吸気弁１４Ｒのみを通して筒内に空気を流入させることができる。このため、筒内に強い過流（スワール、タンブル）を形成することができる。内燃機関１では、例えば中負荷・中回転域などにおいて、片弁大リフト状態とすることにより、筒内に強い過流を形成し、燃焼速度を速めて燃焼を改善することができる。

［作用角・リフト量のマップ］
図７は、ECU６０が記憶する第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量のマップである。本システムでは、図７に示すマップに従って、可変動弁機構４０による作用角およびリフト量の調整や、片弁切換機構７２による両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切換が行われる。

図７に示すマップは、横軸に機関回転数NEをとり、縦軸に負荷をとって示されている。本システムでは、機関回転数NEはクランク角センサ６の信号に基づいて検出することができる。また、負荷は、アクセル開度、あるいはエアフロメータ２６により検出される吸入空気量Gaなどに基づいて、検出することができる。これにより、ECU６０は、内燃機関１の現在の運転状態が図７のマップ中のどこにあるかを検知することができる。

図７中には、二つ並んだ丸印が数組描かれている。各組の二つの丸印のうちの右側の丸印内の文字は第１吸気弁１４Ｌの作用角およびリフト量を表しており、左側の丸印内の文字は第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量を表している。

本マップでは、高負荷域、高回転域、および低負荷域は、両弁等リフト状態とすべき領域として定められてる。この領域を以下「両弁等リフト領域」と称する。両弁等リフト領域においては、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの両方の作用角およびリフト量を連続可変することで、筒内吸入空気量の調節、すなわち内燃機関１の出力調節を行うことができる。

また、本マップでは、低中回転・中負荷域は、片弁大リフト状態とすべき領域として定められている。この領域を以下「片弁大リフト領域」と称する。片弁大リフト領域においては、第１吸気弁１４Ｌのみの作用角およびリフト量を連続可変することで、筒内吸入空気量の調節、すなわち内燃機関１の出力調節を行うことができる。

そして、内燃機関１の運転状態が両弁等リフト領域と片弁大リフト領域との境界をまたいで移行した場合には、片弁切換機構７２の作動により、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切り換えが行われる。

［実施の形態１の特徴］
可変動弁機構４０のように、吸気弁の作用角およびリフト量を連続可変する機構を採用した場合には、可変動弁機構４０が万一故障した場合であっても、車両の退避走行を確実に可能とすることが、フェイルセーフの観点から要請される。

本実施形態における可変動弁機構４０の故障（異常）とは、可変動弁機構４０の構成部品（モータ４６、歯車機構４８、制御軸４１、アーム類、ローラ、ベアリング等）の損傷、破損により、作用角およびリフト量の可変動作が円滑に行えない状態や、可変動作が不能になる状態を言うものとする。

可変動弁機構４０の上記のような故障は、図７のマップで定められる目標の作用角およびリフト量に、回転角センサ４７により検出される実際の作用角およびリフト量が追従しているかどうかにより、検知することができる。すなわち、目標の作用角およびリフト量と、実際の作用角およびリフト量とに間に食い違いがあれば、可変動弁機構４０に故障が発生したと判断することができる。

ところで、本実施形態の吸気弁動弁機構では、片弁大リフト状態とすることにより、第２吸気弁１４Ｒを常に最大の作用角およびリフト量に固定することができる。一方の第２吸気弁１４Ｒが最大の作用角およびリフト量になっていれば、もう一方の第１吸気弁１４Ｌの作用角およびリフト量が最小だったとしても、最大吸入量の半分以上の筒内吸入空気量を確保することが可能である。従って、片弁大リフト状態のときには、内燃機関１の最大出力（最大トルク）の少なくとも半分以上の出力（トルク）を発揮することが可能である。そして、最大出力の半分の出力を発揮できれば、退避走行を行うことは十分に可能である。

そこで、本実施形態では、可変動弁機構４０の故障が検知された場合には、それ以降、図７に示すマップにかかわらずに、片弁大リフト状態を維持する制御を行うこととした。

この制御によれば、可変動弁機構４０の故障を検知した時点で、既に片弁大リフト状態にあった場合、すなわち連結ピン７４がピン穴７６に挿入された状態にあった場合には、その状態を継続するべく、OCV８４が閉じた状態に維持される。

一方、可変動弁機構４０の故障を検知した時点で、両弁等リフト状態にあった場合、すなわち連結ピン７４がピン穴７６に挿入していない状態にあった場合には、片弁大リフト状態へ移行するべく、連結ピン７４をピン穴７６に挿入する必要がある。前述したように、ゼロリフト状態で連結ピン７４とピン穴７６との位置を一致させるには、可変動弁機構４０が所定の作用角およびリフト量の状態にあることが必要である。このため、可変動弁機構４０の故障後に連結ピン７４をピン穴７６に挿入しようとした場合には、連結ピン７４とピン穴７６との位置が一致していない可能性が大であるとともに、可変動弁機構４０が故障しているので、両者の位置を一致させることも困難である。

そこで、本実施形態では、以下に説明するように、片弁切換機構７２の構造に工夫を加えることにより、連結ピン７４とピン穴７６との中心位置が一致していない状態でも、連結ピン７４をピン穴７６に挿入できるようにした。

図８は、片弁切換機構７２を拡大して示す断面図である。図８（Ａ）に示すように、ピン穴７６の入口部分には、ガイド面７９が形成されている。図８（Ａ）では、連結ピン７４とピン穴７６との中心位置がずれた状態になっている。このような場合であっても、油圧により連結ピン７４が押し出される過程で、連結ピン７４の先端周縁部がガイド面７９に沿って摺動することにより、連結ピン７４がピン穴７６の中心方向へ案内される。その結果、図８（Ｂ）に示すように、連結ピン７４とピン穴７６との中心位置が一致し、連結ピン７４をピン穴７６に挿入することが可能となる。

このように、本実施形態では、可変動弁機構４０がいかなる大きさの作用角およびリフト量の状態で故障した場合であっても、連結ピン７４をピン穴７６に挿入することができるので、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態との切り換えを行うことができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図９は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間ごとに周期的に実行されるものとする。

図９に示すルーチンによれば、まず、可変動弁機構４０が実現している作用角およびリフト量が検出される（ステップＳ１００）。この現実の作用角およびリフト量は、前述したように回転角センサ４７の信号に基づいて算出することができる。

次に、可変動弁機構４０が正常に動作しているか否かが判断される（ステップＳ１１０）。具体的には、まず、上記ステップＳ１００で検出された現実の作用角およびリフト量と、目標の作用角およびリフト量とを比較する。目標の作用角およびリフト量は、現在の機関回転数NEおよび負荷に基づき、図７に示す作用角・リフト量マップに従って、他のルーチンにおいて算出されているものとする。そして、作用角およびリフト量の現実値と目標値との偏差が所定の判定値以下であった場合には、可変動弁機構４０が正常に動作していると判断できる。この場合には、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対し、上記ステップＳ１１０において、作用角およびリフト量の現実値と目標値との偏差が所定の判定値を超えていた場合には、運転状態に応じた適切な作用角およびリフト量が得られていない事態となっており、可変動弁機構４０に異常（故障）が生じていると判断できる。そこで、この場合には、十分な退避走行性能を確保するべく、これ以降、片弁大リフト状態で内燃機関１を運転する。

具体的には、まず、現在の運転状態が作用角・リフト量マップにおける片弁大リフト領域にあるか否かが判別される（ステップＳ１２０）。現在の運転状態が片弁大リフト領域にあった場合には片弁大リフト状態が既に実現されている。そこで、この場合には、以降、作用角・リフト量マップに従うことを禁止し、片弁大リフト状態をそのまま維持するように、OCV８４を制御する（ステップＳ１２１）。

一方、上記ステップＳ１２０において、現在の運転状態が両弁等リフト領域にあった場合には、現在は両弁等リフト状態にあるので、片弁大リフト状態への切換動作を行う（ステップＳ１３０）。具体的には、OCV８４を閉じて連結ピン７４を油圧により押し出して、ピン穴７６に挿入する。そして、ステップＳ１３０では、連結ピン７４の挿入後、作用角・リフト量マップに従うことを禁止し、片弁大リフト状態を維持するように、OCV８４を制御する。

上記の処理により、可変動弁機構４０に異常が発生した場合には、それ以降、常に片弁大リフト状態で内燃機関１が運転される。このため、退避走行に必要な出力を発生するための筒内吸入空気量を確実に確保することができる。そして、本ルーチンでは、次に、車両の運転者に、可変動弁機構４０に異常が発生した旨を報知する（ステップＳ１４０）。この報知は、例えばインストルメントパネル内のウォーニングランプを点灯することなどにより行われる。可変動弁機構４０の異常を運転者に報知することにより、運転者に、退避走行中の走行安全と機関保護への配慮を喚起するととともに、異常個所の早期確認および修理を促すことができる。

以上説明したように、本実施形態では、可変動弁機構４０が故障したときであっても、退避走行性能を確実に確保することができる。このため、退避走行性能確保のために吸気弁の作用角およびリフト量の最小値が制限されることがないので、可変動弁機構４０による燃費改善効果を最大限に活用することができる。

すなわち、本実施形態では、部分負荷時の出力調節を、アイドル運転付近の低負荷領域も含めて、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの作用角およびリフト量の連続可変によって行うことが可能である。このため、ポンピングロス（スロットルロス）を最大限に削減することができ、燃費を大幅に改善することができる。

また、本実施形態では、退避走行時、片弁大リフト状態とされるので、最大出力のほぼ半分またはそれ以上の出力を発揮することが可能である。このため、比較的大きな出力を要する退避走行も行うことができる。

また、本実施形態では、通常運転時にも運転領域によっては片弁大リフト状態を使用することとしている。このため、退避走行時の機関運転状態と通常時の正常な機関運転状態との乖離が少ないので、違和感のない安全な退避走行を行うことができる。

また、上述した実施の形態１においては、第２吸気弁１４Ｒが前記第１の発明における「吸気弁」に、片弁切換機構７２が前記第１の発明における「切換機構」に、それぞれ相当している。また、ECU６０が、上記ステップＳ１００およびＳ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常検知手段」が、上記ステップＳ１２０、Ｓ１２２およびＳ１３０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「フェイルセーフ手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、揺動カムアーム５０Ｒが前記第７の発明における「可変側揺動部材」に、大リフトアーム７１が前記第７の発明における「固定側揺動部材」に、それぞれ相当している。

実施の形態２．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ECU６０に、図９に示すルーチンに代えて、後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態２の特徴］
可変動弁機構４０の故障後に退避走行を行う場合には、内燃機関１にできるだけ負担のかからない機関運転がなされるのが好ましい。そこで、本実施形態では、退避走行を行う場合には、正常時における片弁大リフト領域内での最大出力点での機関回転数NEおよび負荷より低い範囲に、内燃機関１の運転領域を制限することとした。

また、退避走行時には、内燃機関１の出力が制限されるため、車両の走行速度も制限される。運転者の立場に立つと、このことを予め知ることができた方が安心である。そこで、本実施形態では、退避走行時、車両の走行可能速度を推定し、それを運転者に知らせることとした。

［実施の形態２における具体的処理］
図１０は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１０において、図９に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１０に示すルーチンによれば、ステップＳ１００からＳ１２１およびＳ１３０までは前記実施の形態１と同様の処理が行われる。すなわち、可変動弁機構４０の異常が検知された場合には、それ以降、片弁大リフト状態に強制的に固定される。

次に、内燃機関１の運転領域を、正常時における片弁大リフト領域内での最大出力点の機関回転数NEおよび負荷より低い範囲に制限する制御が開始される（ステップＳ１５０）。具体的には、内燃機関１の機関回転数NEおよび負荷が、上記制限範囲を超えないように、燃料噴射量を制限する。これにより、内燃機関１の運転状態が、比較的低い機関回転数NEおよび負荷の領域に限定されるので、退避走行中に内燃機関１にかかる負担を小さくすることができる。このため、退避走行中に可変動弁機構４０の損傷がそれ以上に進展・拡大するのを確実に防止することができる。

次に、エアフロメータ２６の信号に基づいて、現在の退避走行状態における吸入空気量が検出される（ステップＳ１６０）。そして、この検出された吸入空気量に基づいて、走行可能速度が推定される（ステップＳ１７０）。具体的には、まず、検出された吸入空気量の下で発生可能な現状での最大出力を算出する。ECU６０には、吸入空気量と最大出力との相関関係が予め記憶されており、その相関関係に基づいて、現状での最大出力が算出される。ECU６０には、更に、車両の走行性能曲線情報が予め記憶されている。その走行性能曲線情報に、上記現状での最大出力を照らし合わせることにより、走行可能速度が算出される。この場合、走行可能速度は、道路勾配毎に算出してもよい。

上記ステップＳ１７０で算出された走行可能速度の情報は、可変動弁装置４０の故障のために機関出力を制限している旨の情報とともに、例えばインストルメントパネル内に設けた表示部に表示され、運転者に報知される（ステップＳ１８０）。これにより、運転者は、現状での走行可能速度を知ることができるので、予定の時間までに目的地へ到達することができるかどうかなどを判断することができ、不安を感じずに済む。

上述した実施の形態２においては、ECU６０が、上記ステップＳ１５０の処理を実行することにより前記第２の発明における「運転領域制限手段」が、上記ステップＳ１６０およびＳ１７０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「走行可能速度推定手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態３．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ECU６０に、図９に示すルーチンに代えて、後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態３の特徴］
可変動弁機構４０の故障後に退避走行している場合にも、一旦駐車して内燃機関１を停止したい場合もあり得る。通常の制御では、内燃機関１が停止されると、すなわちイグニッションスイッチがオフされると、OCV８４への通電（デューティー信号印加）も停止されるようになっている。OCV８４への通電が停止されると、OCV８４はデフォルト状態である開状態になり、その結果、連結ピン７４に付加されていた油圧が抜けるので、リターンスプリング７７によって連結ピン７４が押し戻されてしまう。

すなわち、片弁大リフト状態に固定して退避走行をしている途中で、内燃機関１を停止すると、その停止期間中に揺動カムアーム５０Ｒと大リフトアーム７１との連結が自然に解除され、両弁等リフト状態に戻ってしまう。この場合、仮に可変動弁機構４０が小さな作用角およびリフト量の状態で固着していたとすると、内燃機関１を再始動するとき、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの両方ともが小さな作用角およびリフト量でしか開弁しないこととなる。このような場合には、筒内吸入空気量が少なすぎて、再始動ができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、退避走行する場合には、イグニッションスイッチがオフされた後もOCV８４への通電を継続するように、ECU６０の制御内容を変更することとした。これにより、内燃機関１の停止中も片弁大リフト状態が維持され、再始動を片弁大リフト状態で行うことができる。よって、再始動時、筒内吸入空気量を十分確保することができ、再始動を確実に行うことができる。なお、イグニッションスイッチがオフの状態でも、ECU６０にはバッテリからの通電を継続しているのが普通であるので、上記のように制御内容を変更することは容易に可能である。

［実施の形態３における具体的処理］
図１１は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１１において、図９に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１１に示すルーチンは、図９に示すルーチンと比べて、ステップＳ１１０とＳ１２０との間にステップＳ１１１およびＳ１１２が挿入されていること以外は同一である。

すなわち、図１１に示すルーチンによれば、ステップＳ１１０で可変動弁機構４０の異常が検知された場合には、次に、ステップＳ１００で検出された現実の作用角およびリフト量が、両弁等リフト状態になったとしても再始動可能な作用角およびリフト量であるかどうかを判別する（ステップＳ１１１）。ECU６０には、両弁等リフト状態で確実に再始動が可能な最小の作用角およびリフト量が予め記憶されており、これとの比較により、ステップＳ１１１の判別を行う。

上記ステップＳ１１１において、両弁等リフト状態では再始動できない小さな作用角およびリフト量だった場合には、次に、イグニッションスイッチがオフされた後にもOCV８４への通電を継続するように、ECU６０の制御内容の一部を変更する（ステップＳ１１２）。その後は、実施の形態１と同様のステップＳ１２０以下の処理が実行される。

一方、上記ステップＳ１１１において、両弁等リフト状態でも再始動可能な比較的大きい作用角およびリフト量だった場合には、内燃機関１の停止中に片弁大リフト状態から両弁等リフト状態へ戻ってしまったとしても、再始動に問題はない。そこで、この場合には、上記ステップＳ１１２の処理をスキップして、ステップＳ１２０以下の処理を実行する。

以上の処理により、本実施形態では、退避走行時、可変動弁機構４０が小さな作用角およびリフト量の状態で固着していた場合であっても、内燃機関１の再始動を確実に行うことができる。

なお、上述した実施の形態３においては、ECU６０が上記ステップＳ１１２の処理を実行することにより前記第４の発明における「維持手段」が実現されている。

実施の形態４．
次に、図１２を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ECU６０に、図９に示すルーチンに代えて、後述する図１２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態４の特徴］
内燃機関１の減速時には、燃料の節約等の目的で、フューエルカットを行うのが普通である。それゆえ、内燃機関１の減速時には、吸気通路から排気通路にかけて燃料を含まない空気が流通する。一方、内燃機関１の排気通路に配置されている排気浄化触媒は、高温環境下でリーンなガスの供給を受けることにより劣化し易いという特性を有している。このため、フューエルカット中における触媒の劣化を抑制するうえでは、内燃機関１の減速時における流通空気量を少量とすることが望まれる。そこで、通常時の制御においては、内燃機関１の減速時、第１吸気弁１４Ｌおよび第２吸気弁１４Ｒの双方の作用角およびリフト量を小さくして流通空気量を少なくするために、両弁等リフト状態が選択される。

これに対し、前述した実施の形態１〜３では、可変動弁機構４０が故障した場合、内燃機関１の運転状態によらず、片弁大リフト状態に強制的に固定されるので、内燃機関１の減速時も片弁大リフト状態が維持される。その結果、フューエルカット中に触媒を流れる空気量が多くなるため、触媒の劣化が進行し易い。

そこで、本実施形態では、可変動弁機構４０の異常が検知された場合であっても、内燃機関１の減速中は片弁大リフト状態に強制的に固定する制御を行わずに、通常時と同じ制御を行い、内燃機関１の減速が終了した後に、片弁大リフト状態に強制的に固定する制御を行うこととした。

［実施の形態４における具体的処理］
図１２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１２において、図９に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１１に示すルーチンは、図９に示すルーチンと比べて、ステップＳ１１０とＳ１２０との間にステップＳ１１５が挿入されていること以外は同一である。

すなわち、図１１に示すルーチンによれば、ステップＳ１１０で可変動弁機構４０の異常が検知された場合には、次に、内燃機関１が減速中であるか否かが判別される（ステップＳ１１５）。具体的には、アクセル開度がゼロであり、かつ機関回転数NEが所定値以上である場合には、内燃機関１が減速中であると判別される。あるいは、車速変化率やブレーキ信号等を利用して内燃機関１の減速を判定してもよい。

上記ステップＳ１１５で、内燃機関１が減速中であることが認められた場合には、以下の処理を行うことなく、本ルーチンが終了される。これにより、吸気弁動弁機構に対しては、図７に示すマップに従った通常制御が行われるので、両弁等リフト状態とされる。このため、減速フューエルカット中に排気浄化触媒に流通する空気量を片弁大リフト状態に比して少量とすることができるので、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。

内燃機関１の減速が終了すると、上記ステップＳ１１５において減速中でないことが認められる。この場合には、その後、実施の形態１と同様のステップＳ１２０以下の処理が実行される。これにより、片弁大リフト状態に強制的に固定され、退避走行性能を確保することができる。

なお、上述した実施の形態４においては、ECU６０が、内燃機関１の減速時にフューエルカットを実行することにより前記第５の発明における「フューエルカット手段」が、上記ステップＳ１１５の処理を実行することにより前記第５の発明における「禁止手段」が、それぞれ実現されている。

以上述べた各実施の形態では、両弁等リフト状態と片弁大リフト状態とを切り換える機能を備えたシステムについて説明したが、本発明は、そのような切り換え機能を備えたシステムに限定されるものではない。例えば、本発明は、通常時に同一気筒の二つの吸気弁の作用角およびリフト量を連続的に可変とする可変動弁機構と、この可変動弁機構の異常時に、退避走行可能な空気量を確保し得る所定の作用角およびリフト量でその二つの吸気弁を駆動可能な固定動弁機構とを備えたシステムに適用することも可能である。すなわち、本発明における固定動弁機構は、通常時には利用されず、可変動弁機構の異常時にのみ利用されるものでもよい。

また、本発明における可変動弁機構は、吸気弁の作用角およびリフト量の双方を連続的に可変とするものに限定されるものではなく、作用角およびリフト量の一方を連続的に可変とするものであってもよい。また、本発明では、一気筒当たりの吸気弁の数は２個に限定されるものではなく、１個でも、３個以上でもよい。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における吸気弁動弁機構の構成を説明するための斜視図である。 図２に示す吸気弁動弁機構を吸気カム軸に平行な方向から見た図である。 可変動弁機構および固定動弁機構の一部分の分解斜視図である。 連結ピンを作動させるための油圧系の構成を示す概略図である。 両弁等リフト状態および片弁大リフト状態での第１吸気弁および第２吸気弁のリフト線図である。 第１吸気弁および第２吸気弁の作用角およびリフト量のマップである。 片弁切換機構を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
６ クランク角センサ
１０ 燃焼室
１１ 点火プラグ
１２ 吸気ポート
１４ 吸気弁
１５ 吸気カム軸
１６，１７ 吸気カム
１９ 吸気通路
２０ インジェクタ
２２ スロットル弁
２４ アクセル開度センサ
２５ スロットル開度センサ
２６ エアフロメータ
２８ 排気ポート
３０ 排気通路
３５ ロッカーアーム
３６ ロッカーローラ
３７ 油圧式ラッシュアジャスタ
３８ ロストモーションスプリング
４０ 可変動弁機構
４１ 制御軸
４２ 制御アーム
４４ 中間アーム
４５ ピン
４６ モータ
４７ 回転角センサ
４８ 歯車機構
５０ 揺動カムアーム
５２ 第１ローラ
５３ 第２ローラ
５４ 連結軸
６０ ECU
７０ 固定動弁機構
７１ 大リフトアーム
７２ 片弁切換機構
７３ ローラ
７４ 連結ピン
７５ ピン収納穴
７６ ピン穴
７７ リターンスプリング
７８ ピストン
７９ ガイド面
８１ 油路
８２ オイルポンプ
８３ 排出路
８４ OCV
８５ オリフィス

Claims (7)

1. 連続的に可変な作用角および／またはリフト量で吸気弁を駆動可能な可変動弁機構と、
   退避走行に必要な出力を発生可能な吸入空気量を確保できる所定の作用角およびリフト量で前記吸気弁を駆動可能な固定動弁機構と、
   前記吸気弁が前記可変動弁機構に従動する状態と、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とを切り換える切換機構と、
   前記可変動弁機構の異常を検知する異常検知手段と、
   前記可変動弁機構の異常が検知された場合に、前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とするフェイルセーフ手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、前記内燃機関の運転領域を所定の機関回転数および負荷より低い側の範囲に制限する運転領域制限手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた場合に、その後の退避走行における走行可能速度を推定する走行可能速度推定手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記フェイルセーフ手段により前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動する状態とされた後に前記内燃機関の運転が停止された場合に、再始動時にも前記吸気弁が前記固定動弁機構に従動するように、前記切換機構の状態を維持する維持手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
   前記フューエルカットの実行中は、前記フェイルセーフ手段が機能することを禁止する禁止手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関は、一気筒当たり複数の吸気弁を備えるものであり、
   前記可変動弁機構は、前記複数の吸気弁のすべてを駆動対象とするものであり、
   前記固定動弁機構は、前記複数の吸気弁のうちの一部を駆動対象とするものであり、
   前記切換機構は、前記一部の吸気弁が前記固定動弁機構に従動し、他の吸気弁が前記可変動弁装置に従動する状態に切り換え可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記可変動弁機構は、作用角および／またはリフト量に応じて変化する振幅で、カムの回転に同期して揺動する可変側揺動部材を有し、
   前記固定動弁機構は、前記可変側揺動部材に隣接して配置され、カムの回転に同期して所定の振幅で揺動する固定側揺動部材を有し、
   前記切換機構は、前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の一方に設置された進退可能な連結ピンと、
   前記可変側揺動部材および前記固定側揺動部材の他方に形成され、前記連結ピンが挿入可能なピン穴とを有し、
   前記ピン穴の入口部分には、前記連結ピンと前記ピン穴との中心位置が一致していない状態でも挿入を可能とするように前記連結ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。

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