JP2008286054A - アクチュエータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の可変動弁機構においてコントロールシャフトを軸力方向に移動させる際の騒音を防止する。
【解決手段】可変動弁機構において軸力方向へのコントロールシャフトの移動速度fx(NA)が基準移動速度Xhより高いあるいは高くなると判定した場合には(S104でyes)、駆動速度NAに移動速度制限値nLを設定することで(S106)、軸力方向へのコントロールシャフトの移動速度fx(NA)を基準移動速度Xhより低く制限している。このためコントロールシャフトに与えられている軸力の低減程度が抑制されて軸力の方向が変化する状態にはなり難い。したがってコントロールシャフトとアクチュエータの駆動軸との接続部分、あるいはアクチュエータ側の内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが繰り返されるのを抑制できる。こうして課題が達成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、コントロールシャフトの軸方向での位置調節に応じて内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に用いられ、バルブ駆動時の反力を軸力として受けるコントロールシャフトの軸方向移動を行うアクチュエータに対する駆動制御装置に関する。

内燃機関のバルブ特性を可変とする可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１，２，３参照）。特許文献１ではコントロールシャフト（制御軸）をアクチュエータにより回転させることで可変バルブ機構を駆動してバルブ特性（バルブリフト量、バルブ作用角）を可変としている。特許文献２ではカムシャフトがコントロールシャフトを兼ね、カムシャフトを軸方向に移動させることによりバルブ特性を可変として吸入空気量を調節している。特許文献３ではロッカーシャフトをバルブ特性調節機構の中心軸位置に挿通している。このことでバルブ駆動時にはバルブ特性調節機構がロッカーシャフトに支持された状態で揺動する。このロッカーシャフトの内部にはコントロールシャフトが配置されており、このコントロールシャフトの軸方向移動を、コントロールシャフトの一端側に配置されたアクチュエータにて行うことで、バルブ特性を所望の状態に調節している。
特開２００３−３９００号公報（第４−５頁、図２） 特開２００４−１８３５９１号公報（第７頁、図２） 特開２００１−２６３０１５号公報（第７−８頁、図５−２０）

特許文献２，３のごとく、コントロールシャフトを軸方向に移動させることによりバルブ特性を可変としている場合には、通常、バルブスプリング等からバルブ駆動時の反力を軸力として受ける。したがってコントロールシャフトからアクチュエータ側の駆動軸は軸力を受けていることになる。

アクチュエータはこの軸力に抗してコントロールシャフトを移動させることによりバルブ特性であるバルブ作用角を拡大して吸入空気量を増加したり、逆に軸力方向へコントロールシャフトを移動させることによりバルブ作用角を縮小して吸入空気量を減少したりしている。

このようなコントロールシャフトの軸方向移動処理において、軸力方向へ移動させている場合に移動速度が高まると騒音が発生することが判明した。この原因は次に述べるごとくである。

すなわちコントロールシャフトを軸力方向に移動させるとアクチュエータ側がコントロールシャフトから受けている軸力の全体的な大きさが低下する。この軸力はバルブカムシャフトの回転に伴ってバルブスプリングからの反力が変動することにより周期的に増減している。コントロールシャフトを軸力方向に移動させる程度が大きくなり、アクチュエータが受けている軸力レベルの低下が大きい場合には、単に軸力の大きさが変動するのではなく軸力の方向が変化するようになる。

このような軸力変動が生じると、コントロールシャフトとアクチュエータ側の駆動軸との接続部分、あるいはアクチュエータの内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが繰り返され、このことにより騒音が生じるのである。

本発明は、このような内燃機関の可変動弁機構においてコントロールシャフトを軸力方向に移動させる際の騒音を防止することを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のアクチュエータ駆動制御装置は、コントロールシャフトの軸方向での位置調節に応じて内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に用いられ、バルブ駆動時の反力を軸力として受ける前記コントロールシャフトの軸方向移動を行うアクチュエータに対する駆動制御装置であって、前記コントロールシャフトを前記軸力方向へ移動させる際に生じる騒音の許容レベルに対応する基準移動速度を設定し、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記基準移動速度より高い場合又は高くなる場合には抑制処理する軸力方向移動速度抑制手段を備えたことを特徴とする。

このように軸力方向移動速度抑制手段は、軸力方向へのコントロールシャフトの移動速度が基準移動速度より高い場合又は高くなる場合には抑制処理している。このため軸力の低減程度が抑制されて軸力方向が変化する状態にはなりにくくなる。

したがってコントロールシャフトとアクチュエータ側の駆動軸との接続部分、あるいはアクチュエータの内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが繰り返されるのを抑制できる。こうして内燃機関の可変動弁機構においてコントロールシャフトを軸力方向に移動させる際の騒音を防止することができる。

請求項２に記載のアクチュエータ駆動制御装置では、請求項１において、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記基準移動速度より低く制限することを特徴とする。

このことにより、より確実な騒音防止を実現することができる。
請求項３に記載のアクチュエータ駆動制御装置では、請求項１又は２において、前記可変動弁機構はドライバーの加速操作量に基づいて吸気バルブのバルブ作用角を可変とするものであり、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記加速操作量の低減時に、該加速操作量の低減速度が前記基準移動速度に対応する基準低減速度よりも高い場合又は高くなる場合に実行することを特徴とする。

このように加速操作量の低減速度が基準移動速度に対応する基準低減速度よりも高い場合又は高くなる場合に抑制処理を実行するようにしても良い。
請求項４に記載のアクチュエータ駆動制御装置では、請求項１又は２において、前記コントロールシャフトの目標位置が現在位置より前記軸力方向へ基準距離より大きく離れて設定されている場合を、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度が前記基準移動速度より高くなる場合であるとすることを特徴とする。

目標位置が現在位置より軸力方向へ離れれば離れるほど、コントロールシャフトの軸力方向への移動速度が基準移動速度より高くなる傾向が強まる。したがって目標位置が現在位置より軸力方向へ基準距離より大きく離れて設定されている場合を、軸力方向へのコントロールシャフトの移動速度が基準移動速度より高くなる場合であるとすることができる。このことにより現在位置と目標位置との関係にて容易に騒音発生可能性の高さが判定でき、コントロールシャフトを軸力方向に移動させる際の騒音を効果的に防止できる。

請求項５に記載のアクチュエータ駆動制御装置は、コントロールシャフトの軸方向での位置調節に応じて内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に用いられ、バルブ駆動時の反力を軸力として受ける前記コントロールシャフトの軸方向移動を行うアクチュエータに対する駆動制御装置であって、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記軸力方向とは逆方向への移動速度よりも抑制処理する軸力方向移動速度抑制手段を備えたことを特徴とする。

このように基準移動速度を用いずに、軸力方向へのコントロールシャフトの移動速度に対し、軸力方向とは逆方向への移動速度よりも抑制処理することによっても、軸力の低減程度が抑制されて軸力方向が変化する状態にはなりにくくなる。

したがってコントロールシャフトとアクチュエータ側の駆動軸との接続部分、あるいはアクチュエータの内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが繰り返されるのを抑制できる。こうして内燃機関の可変動弁機構においてコントロールシャフトを軸力方向に移動させる際の騒音を防止することができる。

請求項６に記載のアクチュエータ駆動制御装置では、請求項５において、前記可変動弁機構はドライバーの加速操作量に基づいて吸気バルブのバルブ作用角を可変とするものであり、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記加速操作量の低減時に前記コントロールシャフトの移動速度を抑制することにより実行することを特徴とする。

加速操作量の低減時はコントロールシャフトも軸力方向へ移動することになるので、加速操作量の低減時にコントロールシャフトの移動速度を抑制することとしても良い。

［実施の形態１］
図１，２は、上述した発明が適用された多気筒内燃機関（ここでは直列４気筒のガソリンエンジン：以下、「エンジン」と略す）２における可変動弁機構４の構成を示している。この図１では１つの気筒における縦断面を表している。図２はエンジン２上部における主としてカムキャリア６の平面構成及び可変動弁機構４の制御構成の説明図である。尚、カムキャリア６が存在せず、可変動弁機構４が直接シリンダヘッド上に構成されていても良い。

本実施の形態のエンジン２は車両用であり、シリンダブロック８、ピストン１０及びシリンダブロック８上に取り付けられたシリンダヘッド１２を備えている。
シリンダブロック８には、複数の気筒、本実施の形態では４つの気筒２ａ（＃１気筒），２ｂ（＃２気筒），２ｃ（＃３気筒），２ｄ（＃４気筒）が直列で形成され、各気筒２ａ〜２ｄには、シリンダブロック８、ピストン１０及びシリンダヘッド１２にて区画された燃焼室１４が形成されている。尚、気筒数は１〜３でも良く、５以上の気筒数でも良い。又、直列でなくＶ型などの複数バンク構成でも良い。

各気筒２ａ〜２ｄには、それぞれ２つの吸気バルブ１６及び２つの排気バルブ１８の４バルブが配置されている。吸気バルブ１６は吸気ポート２０を、排気バルブ１８は排気ポート２２を開閉する。全ての吸気ポート２０は、吸気マニホールドを介してサージタンクに接続され、サージタンク側から供給された空気を各気筒２ａ〜２ｄに分配している。尚、各気筒２ａ〜２ｄの吸気ポート２０に対して燃料を噴射するように、各吸気ポート２０又は吸気マニホールドにはそれぞれフューエルインジェクタが配置されている。尚、このように吸気バルブ１６の上流側にて燃料噴射する構成以外に、直接、各燃焼室１４内に燃料を噴射する筒内噴射型ガソリンエンジンを用いることもできる。

本実施の形態のエンジン２は、吸気バルブ１６のバルブ作用角の変化により吸入空気量を調節できる。ただし実際には最大バルブリフト量も同時に変化しているので、以下、バルブ作用角に対する説明は最大バルブリフト量の説明を兼ねている。

尚、サージタンク上流側の吸気通路にはスロットルバルブが配置されている。このスロットルバルブは、吸気バルブ１６のバルブ作用角調節にて吸入空気量が調節されている時には、通常、全開状態とされている。スロットルバルブの開度制御としては、例えば、エンジン２の始動時にスロットルバルブを全開にし、エンジン２の停止時にスロットルバルブを全閉にする制御を行う。そして何らかの原因で吸気バルブ１６のバルブ作用角調節が不能となった場合や、吸気バルブ１６のバルブ作用角調節では十分に吸入空気量調節ができない運転状態にある場合には、スロットルバルブの開度制御により吸入空気量を制御する。

吸気バルブ１６のリフト駆動は、仲介駆動機構２４及びローラロッカーアーム２６を介して、吸気カムシャフト２８に設けられた吸気カム３０の回転によるバルブ駆動力が伝達されることにより可能となっている。このバルブ駆動力伝達において、アクチュエータ３２の機能により仲介駆動機構２４による伝達状態が調節されることで吸気バルブ１６のバルブ作用角の大きさが調節される。尚、吸気カムシャフト２８は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構３４に設けられたタイミングスプロケットとタイミングチェーン３６とを介してエンジン２のクランクシャフト３８の回転に連動している。このバルブタイミング可変機構３４により吸気バルブ１６のバルブ作用角の進角・遅角が調節される。

各気筒２ａ〜２ｄの排気バルブ１８は、エンジン２の回転に連動して回転する排気カムシャフト４０に設けられた排気カム４２により、ローラロッカーアーム４４を介して一定の大きさのバルブ作用角で開閉されている。尚、排気カムシャフト４０は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構４６に設けられたタイミングスプロケットとタイミングチェーン３６とを介してエンジン２のクランクシャフト３８の回転に連動している。このバルブタイミング可変機構４６により排気バルブ１８のバルブ作用角の進角・遅角が調節される。そして各気筒２ａ〜２ｄの各排気ポート２２は排気マニホルドに連結され、排気を浄化用触媒コンバータやマフラーを介して外部に排出している。

上述した吸気カムシャフト２８、排気カムシャフト４０、アクチュエータ３２、仲介駆動機構２４及びバルブタイミング可変機構３４，４６は、カムキャリア６に一体に組み込まれている。このカムキャリア６は、シリンダヘッド１２に取り付けられてエンジン本体の一部を形成する。

仲介駆動機構２４は図３，４の部分破断斜視図に示すごとくである。図３の(Ａ)は仲介駆動機構２４の正面側の部分破断斜視図、(Ｂ)は背面側の部分破断斜視図、図４は更にスライダギヤ４８の内部に至る部分破断斜視図を示している。

仲介駆動機構２４は、中央に設けられた入力部５０、入力部５０の一端側に配置された第１揺動カム５２、第１揺動カム５２とは反対側に入力部５０を挟んで配置された第２揺動カム５４及び内部に配置されたスライダギヤ４８を備えている。これらの構成は中央を貫いて配置されているロッカーシャフト５６にてカムキャリア６上に揺動可能に支持されている。

管状のロッカーシャフト５６の内部にはコントロールシャフト５８が配置され、このコントロールシャフト５８に取り付けられているピン６０は、ロッカーシャフト５６に形成された長孔６２を通過して先端がスライダギヤ４８に形成された周方向の溝に係止している。このことによりスライダギヤ４８はコントロールシャフト５８に対して揺動可能であるが、軸方向移動には連動する。

スライダギヤ４８は３つのヘリカルスプライン部４８ａ，４８ｂ，４８ｃを有している。中央のヘリカルスプライン部４８ａは入力部５０内面のヘリカルスプラインに噛合し、両側のヘリカルスプライン部４８ｂ，４８ｃはそれぞれ揺動カム５２，５４内面のヘリカルスプラインに噛合している。

入力部５０で噛合するヘリカルスプラインと揺動カム５２，５４で噛合するヘリカルスプラインとはねじれ角が異なる。ここではねじれ方向が逆となっている。具体的には入力部５０では左ネジ、揺動カム５２，５４では右ネジとされている。このことにより吸気バルブ１６の開弁時におけるバルブスプリング１６ａの反力により、コントロールシャフト５８にはアクチュエータ３２とは反対方向（図３のＬ方向）への軸力が生じている。

アクチュエータ３２にて軸力に抗してコントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６からアクチュエータ３２側へ引き出す方向（図３のＨ方向）に移動させると入力部５０のローラ５０ｄが揺動カム５２，５４のカム部５２ｄ，５４ｄから離れる方向に相対揺動する。逆に軸力方向へコントロールシャフト５８をアクチュエータ３２側からロッカーシャフト５６内へ戻す方向（図３のＬ方向）に移動させると入力部５０のローラ５０ｄが揺動カム５２，５４のカム部５２ｄ，５４ｄに近づく方向に相対揺動する。

したがってコントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６から引き出す方向（図３のＨ方向）に移動させることによりバルブ作用角を連続的に大きくすることができる。逆に、コントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６内へ戻す方向（図３のＬ方向）に移動させることによりバルブ作用角を連続的に小さくすることができる。

このように吸気バルブ１６を開駆動させる際には、前述したごとくバルブスプリング１６ａの反力により図３のＬ方向の軸力が発生するが、この軸力は４気筒分が合成されて周期的に変動する軸力としてアクチュエータ３２側に作用することになる。

アクチュエータ３２は、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構やボールネジ機構などの回転−直動変換機構と回転駆動源との組み合わせが用いられる。本実施の形態では遊星差動ネジ型回転−直動変換機構と電動モータとの組み合わせが用いられている。このアクチュエータ３２の回転制御は、エンジン制御用のＥＣＵ（電子制御ユニット）６４により、アクチュエータ３２に付属しているＥＤＵ（電子制御ドライバーユニット）３２ａに対してなされる。尚、アクチュエータ３２の駆動軸３２ｂは接続部分３２ｃにてコントロールシャフト５８に接続している。そしてこの駆動軸３２ｂの軸方向位置をストロークセンサ３２ｄがコントロールシャフト５８のストロークＳｔとして検出している。

ＥＣＵ６４は、ストロークセンサ３２ｄにより検出されるコントロールシャフト５８のストロークＳｔ、アクセルペダル６６に設けられたアクセル開度センサ６８により検出されるアクセル開度ＡＣＣＰ（ドライバーの加速操作量に相当）や他の各種データを入力している。そしてこれらのデータに基づいて、ＥＤＵ３２ａに駆動指令を発して、ドライバーの加速指示に対応して適切なバルブ作用角となるようにアクチュエータ３２を駆動している。

次にＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータ３２の駆動制御処理を図５のフローチャートに示す。本処理は２ｍｓｅｃ毎に繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

まずアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡが算出される（Ｓ１０２）。この駆動速度ＮＡは、ここではアクチュエータ３２内に設けられた電動モータの回転数設定値（ｒｐｍ）に相当する。この駆動速度ＮＡの値は、ストロークセンサ３２ｄにて検出されているコントロールシャフト５８の現在のストロークＳｔと、アクセル開度ＡＣＣＰに基づいて算出されている目標ストロークＴｓｔとの差に基づいて算出される。この差が大きいほど駆動速度ＮＡの絶対値は大きく設定される。すなわち差が大きいほど駆動速度ＮＡの絶対値を大きくして、コントロールシャフト５８を迅速に目標ストロークＴｓｔの位置に到達させるようにしている。尚、駆動速度ＮＡは、軸力方向、すなわちアクチュエータ３２とは反対方向にコントロールシャフト５８が移動する場合をプラスとしている。又、駆動速度ＮＡは、直接、回転数として算出しなくても、電動モータをデューティ制御にて駆動するためのデューティ値でも良い。

次に、この駆動速度ＮＡに対応するコントロールシャフト５８の軸力方向の移動速度ｆｘ（ＮＡ）が予め設定してある基準移動速度Ｘｈより高いか否かが判定される（Ｓ１０４）。この基準移動速度Ｘｈは、標準の可変動弁機構において、あるいは平均的な可変動弁機構において、コントロールシャフト５８を軸力方向へ移動させる際に発生する騒音の許容レベルに対応するものである。この基準移動速度Ｘｈより高い移動速度にてコントロールシャフト５８が軸力方向へ移動する場合には、騒音が許容レベルを越えることになる。

ここでｆｘ（ＮＡ）≦Ｘｈであれば（Ｓ１０４でno）、ＥＣＵ６４はＥＤＵ３２ａに対してステップＳ１０２にて算出された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ１０８）。

ｆｘ（ＮＡ）＞Ｘｈであれば（Ｓ１０４でyes）、駆動速度ＮＡには移動速度制限値ｎＬを設定する（Ｓ１０６）。この移動速度制限値ｎＬは、基準移動速度Ｘｈに対応するアクチュエータ３２の駆動速度、あるいはこの駆動速度よりも少し低い値が設定されている。

そしてＥＣＵ６４はＥＤＵ３２ａに対して、ステップＳ１０６にて制限された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ１０８）。
こうして軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対して抑制処理がなされる。

図６のタイミングチャートに本実施の形態及び比較例による制御の一例を示す。コントロールシャフト５８には図６の(Ａ)に実線Ｌａにて示すごとくエンジン２の運転時に軸力の変動が生じる。

比較例として、コントロールシャフト５８を急速に軸力方向に移動させた場合には、実際にコントロールシャフト５８に作用する軸力はレベル低下を引き起こし破線Ｌｃに示すごとく軸力方向が部分的にマイナス、すなわち部分的に大きく反転する。４気筒のエンジン２では正負の逆転が１サイクル（吸気カムシャフト２８の１回転）に付き８回生じることになる。このためコントロールシャフト５８とアクチュエータ３２の駆動軸３２ｂとの接続部分３２ｃ（図２）、あるいはアクチュエータ３２側の内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが１サイクルに付き８回生じて、図６の(Ｃ)に示すごとく振動音による騒音が高まる。

しかし本実施の形態のごとく、コントロールシャフト５８の急速な軸力方向移動を制限すると、実際にコントロールシャフト５８に作用する軸力のレベル低下は、実線Ｌｂのレベルまでに止まる。このため軸力の反転が生じない。このためコントロールシャフト５８とアクチュエータ３２側の駆動軸３２ｂとの接続部分３２ｃあるいはアクチュエータ３２側の内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが生じることがなく、図６の(Ｂ)に示すごとく振動音が防止されて騒音抑制が可能となる。

上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図５）のステップＳ１０４，Ｓ１０６の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．駆動制御処理（図５）では、軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度ｆｘ（ＮＡ）が基準移動速度Ｘｈより高くなる場合あるいは高くなった場合を判定して（Ｓ１０４）、高いと判定した場合には（Ｓ１０４でyes）、抑制処理（Ｓ１０６）を実行している。ここでは駆動速度ＮＡに移動速度制限値ｎＬを設定することで（Ｓ１０６）、軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度ｆｘ（ＮＡ）を基準移動速度Ｘｈより低く制限している。

このため図６にて説明したごとく、コントロールシャフト５８に与えられている軸力の低減程度が抑制されて軸力の方向が変化する状態にはなり難い。したがってコントロールシャフト５８とアクチュエータ３２側の駆動軸３２ｂとの接続部分３２ｃ（図２）、あるいはアクチュエータ３２側の内部構造においてスプライン構造などの接触部材間の離脱と接触とが繰り返されるのを抑制できる。こうして可変動弁機構４においてコントロールシャフト５８を軸力方向に移動させる際の騒音を防止することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、ＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータ３２の駆動制御処理として図７の処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１〜４を参照して説明する。

まずアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡが算出される（Ｓ２０２）。この処理は前記ステップＳ１０２にて述べたごとくである。
次にストロークセンサ３２ｄにより検出されているコントロールシャフト５８の現在のストロークＳｔをＥＣＵ６４に設けられた作業メモリ内に読み込む（Ｓ２０４）。

次に今回検出されているストロークＳｔから前回の制御周期時に検出されているストロークＳｔｏｌｄを減算した値（Ｓｔ−Ｓｔｏｌｄ）が基準移動速度に対応する基準値ｄｓより大きいか否かが判定される（Ｓ２０６）。ストロークＳｔの値は軸力方向をプラスとしている。したがって「Ｓｔ−Ｓｔｏｌｄ」は制御周期２ｍｓｅｃにおいてコントロールシャフト５８が軸力方向（アクチュエータ３２とは反対側）へ移動した距離、すなわち軸力方向への移動速度を表している。

このコントロールシャフト５８の軸力方向の移動速度（Ｓｔ−Ｓｔｏｌｄ）が基準移動速度（ｄｓ）より高い場合には（Ｓ２０６でyes）、前記図５のステップＳ１０６にて説明したごとくアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡには移動速度制限値ｎＬが設定される（Ｓ２０８）。

そして前回ストロークＳｔｏｌｄの値に、今回検出されているストロークＳｔの値が設定される（Ｓ２１０）。
コントロールシャフト５８の軸力方向の移動速度（Ｓｔ−Ｓｔｏｌｄ）が基準移動速度（ｄｓ）より高くない場合は（Ｓ２０６でno）、ステップＳ２０８の処理はなされずに、直ちにステップＳ２１０の処理に移る。

ステップＳ２１０の次にＥＣＵ６４は、ＥＤＵ３２ａに対してステップＳ２０２又はステップＳ２０８にて設定された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ２１２）。

こうして軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対する抑制処理がなされる。
図８のタイミングチャートに本実施の形態及び比較例による制御の一例を示す。吸気バルブ１６の作用角が図８の(Ａ)に示すごとく大作用角（例えば２４５°ＣＡ：クランク角）から小作用角（例えば１０６°ＣＡ）に変更される場合、図８の(Ａ)に破線で示す比較例では、コントロールシャフト５８を急速に軸力方向に移動させることで、作用角が急激に変化されている。この場合には、前記実施の形態１の図６の(Ｃ)にて説明したごとくであり、図８の(Ｃ)に示すごとく振動音による騒音が高まる。

しかし本実施の形態のごとく、コントロールシャフト５８の急速な軸力方向移動を制限すると、前記実施の形態１の図６の(Ｂ)にて説明したごとくであり、図８の(Ｂ)に示すごとく振動音が防止されて騒音抑制が可能となる。

上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図７）のステップＳ２０６，Ｓ２０８の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態２によっても、前記実施の形態１の効果を生じる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、ＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータ３２の駆動制御処理として図９の処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１〜４を参照して説明する。

まずアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡが算出される（Ｓ３０２）。この処理は前記ステップＳ１０２にて述べたごとくである。
次にアクセル開度センサ６８により検出されているアクセル開度ＡＣＣＰ、すなわちアクセルペダル６６によるドライバーの加速操作量をＥＣＵ６４に設けられた作業メモリ内に読み込む（Ｓ３０４）。

次に前回の制御周期時に検出されているアクセル開度ＡＣＣＰｏｌｄから今回検出されているアクセル開度ＡＣＣＰを減算した値（ＡＣＣＰｏｌｄ−ＡＣＣＰ）がコントロールシャフト５８の基準移動速度に対応する基準低減速度ｄａｃｃｐより大きいか否かが判定される（Ｓ３０６）。

ＡＣＣＰｏｌｄ−ＡＣＣＰ＞ｄａｃｃｐである場合には（Ｓ３０６でyes）、前記図５のステップＳ１０６にて説明したごとくアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡには移動速度制限値ｎＬが設定される（Ｓ３０８）。

そして前回アクセル開度ＡＣＣＰｏｌｄの値に、今回検出されているアクセル開度ＡＣＣＰの値が設定される（Ｓ３１０）。
ＡＣＣＰｏｌｄ−ＡＣＣＰ≦ｄａｃｃｐである場合には（Ｓ３０６でno）、ステップＳ３０８の処理はなされずに、ステップＳ３１０の処理に移る。

そしてＥＣＵ６４は、ＥＤＵ３２ａに対してステップＳ３０２又はステップＳ３０８にて設定された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ３１２）。

こうした軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対する抑制処理により、前記図８と同様な制御が実行されて騒音抑制が可能となる。
上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図９）のステップＳ３０６，Ｓ３０８の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態３によっても、前記実施の形態１の効果を生じる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、ＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータの駆動制御処理として図１０の処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１〜４を参照して説明する。

まずアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡが算出される（Ｓ４０２）。この処理は前記ステップＳ１０２にて述べたごとくである。
次に、アクセル開度ＡＣＣＰに基づいて算出されている目標ストロークＴｓｔと、ストロークセンサ３２ｄにて検出されているコントロールシャフト５８の現在のストロークＳｔとの差（Ｔｓｔ−Ｓｔ）が、予め設定してある基準距離Ｘｓより大きいか否かが判定される（Ｓ４０４）。ここでストロークＳｔの値は軸力方向をプラスとしているので、「Ｔｓｔ−Ｓｔ」は、今からコントロールシャフト５８が軸力方向（アクチュエータ３２とは反対側）へ移動される距離を表している。

この基準距離Ｘｓは、標準の可変動弁機構あるいは平均的な可変動弁機構において、目標ストロークＴｓｔと現在のストロークＳｔとが離れたことによりアクチュエータ３２に設定される駆動速度ＮＡが大きくなって、前記実施の形態１にて述べたごとく騒音の許容レベルを越えるか否かの限界値を示すものである。

ここでＴｓｔ−Ｓｔ≦Ｘｓであれば（Ｓ４０４でno）、ＥＣＵ６４は、ＥＤＵ３２ａに対してステップＳ４０２にて算出された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ４０８）。

Ｔｓｔ−Ｓｔ＞Ｘｓであれば（Ｓ４０４でyes）、駆動速度ＮＡには移動速度制限値ｎＬを設定する（Ｓ４０６）。この移動速度制限値ｎＬは、現在のストロークＳｔと目標ストロークＴｓｔとが基準距離Ｘｓである時に設定されるアクチュエータ３２駆動速度、あるいはこの駆動速度よりも少し低い値が設定されている。

そしてＥＣＵ６４は、ＥＤＵ３２ａに対して、ステップＳ４０６にて制限された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ４０８）。
こうした軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対する抑制処理により、前記図６と同様な制御が実行されて騒音抑制が可能となる。

上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図１０）のステップＳ４０４，Ｓ４０６の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態４によっても、前記実施の形態１の効果を生じる。
［実施の形態５］
本実施の形態では、ＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータの駆動制御処理として図１１の処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１〜４を参照して説明する。

まずアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡが算出される（Ｓ５０２）。この処理は前記ステップＳ１０２にて述べたごとくである。
次にストロークセンサ３２ｄにて検出されているコントロールシャフト５８の現在のストロークＳｔよりもアクセル開度ＡＣＣＰに基づいて算出されている目標ストロークＴｓｔが大きいか否か、すなわちこれからコントロールシャフト５８が軸力方向に移動させるのか否かが判定される（Ｓ５０４）。

ここでＴｓｔ≦Ｓｔであれば（Ｓ５０４でno）、すなわちコントロールシャフト５８が軸力方向とは逆方向に移動する場合には、ＥＣＵ６４はＥＤＵ３２ａに対してステップＳ５０２にて算出した駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ５０８）。

Ｔｓｔ＞Ｓｔであれば（Ｓ５０４でyes）、すなわちコントロールシャフト５８が軸力方向に移動する場合には、式１に示すごとく駆動速度ＮＡを再設定する（Ｓ５０６）。
［式１］ ＮＡ ← Ｍｉｎ（ｎＬ，ＮＡ）
ここでＭｉｎ（）は（）内の数値の内、小さい方を抽出する演算子である。したがって移動速度制限値ｎＬより大きい駆動速度ＮＡがステップＳ５０２にて設定されると、移動速度制限値ｎＬに制限され、移動速度制限値ｎＬ以下の駆動速度ＮＡがステップＳ５０２にて設定されるとそのまま用いられる。尚、移動速度制限値ｎＬについては前記実施の形態１にて説明したごとくである。

そしてＥＣＵ６４は、ＥＤＵ３２ａに対して、ステップＳ５０６にて制限された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ６０８）。
こうした軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対する抑制処理により、前記図６と同様な制御が実行されて騒音抑制が可能となる。

上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図１１）のステップＳ５０４，Ｓ５０６の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態５によっても、前記実施の形態１の効果を生じる。
［実施の形態６］
本実施の形態では、ＥＣＵ６４により実行されるアクチュエータの駆動制御処理として図１２の処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１〜４を参照して説明する。図１２においてステップＳ６０２，Ｓ６０６，Ｓ６０８は前記図１１のステップＳ５０２，Ｓ５０６，Ｓ５０８と同じである。異なるのはステップＳ６０４にて前回アクセル開度ＡＣＣＰｏｌｄが現在のアクセル開度ＡＣＣＰより大きいか否かを判定している点である。

したがってアクチュエータ３２の駆動速度ＮＡ算出（Ｓ６０２）の次にＡＣＣＰｏｌｄ＞ＡＣＣＰか否かが判定される（Ｓ６０４）。すなわちドライバーがアクセルペダル６６を戻すことにより、加速操作量を低減しているか否かが判定される。

ここでＡＣＣＰｏｌｄ≦ＡＣＣＰであれば（Ｓ６０４でno）、すなわちコントロールシャフト５８が軸力方向とは逆方向に移動される場合には、ＥＣＵ６４はＥＤＵ３２ａに対してステップＳ６０２にて算出した駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ６０８）。

ＡＣＣＰｏｌｄ＞ＡＣＣＰであれば（Ｓ６０４でyes）、すなわちコントロールシャフト５８が軸力方向に移動される場合には、前記式１に示すごとく駆動速度ＮＡを再設定する（Ｓ６０６）。

そしてＥＣＵ６４はＥＤＵ３２ａに対して、ステップＳ６０６にて制限された駆動速度ＮＡにて電動モータを駆動させる指令信号を出力する（Ｓ６０８）。
こうした軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動速度に対する抑制処理により、前記図６と同様な制御が実行されて騒音抑制が可能となる。

上述した構成において請求項との関係は、ＥＣＵ６４における駆動制御処理（図１２）のステップＳ６０４，Ｓ６０６の処理が軸力方向移動速度抑制手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態６によっても、前記実施の形態１の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態において、コントロールシャフト５８に生じている軸力方向はアクチュエータ３２とは反対方向であったが、仲介駆動機構２４におけるヘリカルスプラインの関係によりアクチュエータ３２に向かう軸力であっても良い。この場合も軸力方向へのコントロールシャフト５８の移動において、その移動速度を前記各実施の形態のごとく抑制することにより、騒音を防止することができる。

実施の形態１のエンジン縦断面図。 実施の形態１のカムキャリア上の構成説明図。 実施の形態１の仲介駆動機構の部分破断斜視図。 実施の形態１の仲介駆動機構の部分破断斜視図。 実施の形態１のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。 実施の形態１及び比較例の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。 実施の形態２及び比較例の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態３のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。 実施の形態４のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。 実施の形態５のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。 実施の形態６のＥＣＵが実行する駆動制御処理のフローチャート。

符号の説明

２…エンジン、２ａ〜２ｄ…気筒、４…可変動弁機構、６…カムキャリア、８…シリンダブロック、１０…ピストン、１２…シリンダヘッド、１４…燃焼室、１６…吸気バルブ、１６ａ…バルブスプリング、１８…排気バルブ、２０…吸気ポート、２２…排気ポート、２４…仲介駆動機構、２６…ローラロッカーアーム、２８…吸気カムシャフト、３０…吸気カム、３２…アクチュエータ、３２ａ…ＥＤＵ、３２ｂ…駆動軸、３２ｃ…接続部分、３２ｄ…ストロークセンサ、３４…バルブタイミング可変機構、３６…タイミングチェーン、３８…クランクシャフト、４０…排気カムシャフト、４２…排気カム、４４…ローラロッカーアーム、４６…バルブタイミング可変機構、４８…スライダギヤ、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ…ヘリカルスプライン部、５０…入力部、５０ｄ…ローラ、５２，５４…揺動カム、５２ｄ，５４ｄ…カム部、５６…ロッカーシャフト、５８…コントロールシャフト、６０…ピン、６２…長孔、６４…ＥＣＵ、６６…アクセルペダル、６８…アクセル開度センサ。

Claims (6)

1. コントロールシャフトの軸方向での位置調節に応じて内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に用いられ、バルブ駆動時の反力を軸力として受ける前記コントロールシャフトの軸方向移動を行うアクチュエータに対する駆動制御装置であって、
   前記コントロールシャフトを前記軸力方向へ移動させる際に生じる騒音の許容レベルに対応する基準移動速度を設定し、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記基準移動速度より高い場合又は高くなる場合には抑制処理する軸力方向移動速度抑制手段を備えたことを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
2. 請求項１において、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記基準移動速度より低く制限することを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
3. 請求項１又は２において、前記可変動弁機構はドライバーの加速操作量に基づいて吸気バルブのバルブ作用角を可変とするものであり、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記加速操作量の低減時に、該加速操作量の低減速度が前記基準移動速度に対応する基準低減速度よりも高い場合又は高くなる場合に実行することを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
4. 請求項１又は２において、前記コントロールシャフトの目標位置が現在位置より前記軸力方向へ基準距離より大きく離れて設定されている場合を、前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度が前記基準移動速度より高くなる場合であるとすることを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
5. コントロールシャフトの軸方向での位置調節に応じて内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に用いられ、バルブ駆動時の反力を軸力として受ける前記コントロールシャフトの軸方向移動を行うアクチュエータに対する駆動制御装置であって、
   前記軸力方向への前記コントロールシャフトの移動速度を、前記軸力方向とは逆方向への移動速度よりも抑制処理する軸力方向移動速度抑制手段を備えたことを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
6. 請求項５において、前記可変動弁機構はドライバーの加速操作量に基づいて吸気バルブのバルブ作用角を可変とするものであり、前記軸力方向移動速度抑制手段による前記抑制処理は、前記加速操作量の低減時に前記コントロールシャフトの移動速度を抑制することにより実行することを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。

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