JP2012077656A

JP2012077656A - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP2012077656A
Application number: JP2010222412A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Tanaka; 邦彦田中; Makoto Fujikubo; 誠藤久保; Masaru Kataoka; 大片岡; Takuya Warashina; 拓哉藁品
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP5525403B2

Abstract

【課題】機関弁の開閉作動特性を切換える駆動力を発揮するソレノイドを備える内燃機関の可変動弁装置において、コストの増大を回避しつつソレノイドの作動状態を速やかにかつ高い信頼性で検出可能とする。
【解決手段】ソレノイド６２の通電を制御する切換制御手段８０が、ソレノイド６２での可動コアの移動に伴うインピーダンスの変化によって発生する電流値の変化を検出する電流検出部８４を有するとともに、可動コアの移動量が所定移動量に達した正常作動状態ならびに可動コアの移動量が所定移動量未満である非正常作動状態のいずれの状態にソレノイドがあるかの作動状態判断を電流検出部で検出される電流値に基づいて実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、機関弁の開閉作動特性を切換える駆動力を発揮するソレノイドを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。

機関本体に取付けられるソレノイドの作動によって、機関弁の作動特性を変化させるようにした内燃機関の可変動弁装置が、特許文献１で知られている。

特開２００７−１６２５７９号公報

このような可変動弁装置において、ソレノイドが正常に作動して機関弁の開閉作動特性の切換が完了したか否かを検出しておく必要があり、上記特許文献１で開示されたものでは、機関弁のリフト量を検出するセンサを設けたり、吸気負圧を検出するＰＢセンサの検出値を用いるようにしているが、機関弁のリフト量検出のための専用のセンサが必要となったり、信頼性確保のための初期診断ロジックなどの複雑な制御が必要となるのでコストの増大を招くことになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コストの増大を回避しつつソレノイドの作動状態を速やかにかつ高い信頼性で検出し得るようにした内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、機関弁の開閉作動特性を切換える駆動力を発揮するソレノイドを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記ソレノイドの通電を制御する切換制御手段を含み、該切換制御手段が、前記ソレノイドでの可動コアの移動に伴うインピーダンスの変化によって発生する電流値の変化を検出する電流検出部を有するとともに、前記可動コアの移動量が所定移動量に達した正常作動状態ならびに前記可動コアの移動量が所定移動量未満である非正常作動状態のいずれの状態に前記ソレノイドがあるかの作動状態判断を前記電流検出部で検出される電流値に基づいて実行することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記切換制御手段は、前記ソレノイドが正常作動状態にあるときには通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇することに基づいて、前記電流検出部で検出される電流値の前記ソレノイドの通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うことを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記切換制御手段は、前記ソレノイドの通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うにあたって、前記ソレノイドが正常作動状態にあるときにその通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇する過程の途中の時間として設定される設定時間が前記ソレノイドへの通電開始後に経過したときに前記作動状態判断を実行することを第３の特徴とする。

本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記切換制御手段は、前記ソレノイドが非正常作動状態にあると判断したときには、ソレノイドへの通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を繰り返して実行することを第４の特徴とする。

本発明は、第３または第４の特徴の構成に加えて、前記切換制御手段は、ソレノイドへの通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を所定回数繰り返して実行してもソレノイドが非正常作動状態のままであると判断したときに、フェール状態であると判断することを第５の特徴とする。

本発明は、第１〜第５の特徴の構成のいずれかに加えて、機関弁に連動、連結されるロッカアームを含んで相互に隣接して配列されるとともにカムプロフィルを相互に異ならせた複数のカムにそれぞれ従動する複数のロッカアームと、隣接するロッカアームを連結する連結位置ならびにその連結を解除する連結解除位置間での軸方向移動を可能として相互に当接しつつ前記ロッカアームにそれぞれ摺動自在に嵌合される軸方向一方に向けてばね付勢される複数の連結ピンとを備え、それらの連結ピンの摺動方向と平行な方向に前記可動コアを移動させる前記ソレノイドが、その通電時に前記連結ピンを軸方向他方に向けて押圧することを可能として前記連結ピンに連動、連結されることを第６の特徴とする。

本発明は、第１〜第６の特徴の構成のいずれかに加えて、前記切換制御手段は、前記ソレノイドへの通電開始から所定時間の経過後に前記ソレノイドの作動状態を持続すべく通電オン・オフのサイクルを繰り返すデューティ制御を実行するとともに、そのデューティ制御実行時に前記電流検出部で検出される電流値によってソレノイドの作動状態判断を行うことを第７の特徴とする。

さらに本発明は、第７の特徴の構成に加えて、前記切換制御手段は、前記デューティ制御の実行開始直後に前記電流検出部によって検出される電流値もしくは直前のサイクルで前記電流検出部によって検出される電流値を基準値として、前記デューティ制御実行時の前記ソレノイドの作動状態判断を行うことを第８の特徴とする。

なお実施の形態の吸気弁２３が本発明の機関弁に対応し、実施の形態の第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３が本発明のロッカアームに対応し、実施の形態の休止用カム４３および吸気側カム４４が本発明のカムに対応し、実施の形態の第１および第２連結ピン５５，５６が本発明の連結ピンに対応し、実施の形態のＥＣＵ８０が本発明の切換制御手段に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、切換制御手段は、該切換制御手段が有する電流検出部で検出される電流値に基づいてソレノイドが正常作動状態および非正常作動状態のいずれの状態にあるかを判断するので、特別のセンサを設けることを不要としてコストの低減を図りつつ、ソレノイドの作動状態を速やかにかつ信頼性高く検出することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、ソレノイドが正常作動状態にあるときの通電開始時からの時間経過に伴う電流値変化によってソレノイドの作動状態が判断されるので、通電開始直後の短時間でソレノイドの作動状態を判断することができる。

本発明の第３の特徴によれば、ソレノイドが正常作動状態にあるときにその通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇する過程の途中の時間として設定される設定時間の経過時に、作動状態判断を行うようにしてより短時間で作動状態判断を行うことができる。

本発明の第４の特徴によれば、ソレノイドが非正常作動状態にあると判断したときにソレノイドへの通電ならびにその通電状態での作動状態判断を繰り返すので、機関弁の作動特性切換をより確実に行うことができる。

本発明の第５の特徴によれば、ソレノイドへの通電と、その通電状態での作動状態判断とを所定回数繰り返して実行してもソレノイドが非正常作動状態のままであるときにフェール状態とするので、簡易な構成で可変動弁装置のフェール状態を検出することができる。

本発明の第６の特徴によれば、複数のロッカアームに連結および連結解除を切換可能として摺動自在に嵌合されるとともに軸方向一方に向けてばね付勢される複数の連結ピンに、ソレノイドが通電時にそれらの連結ピンを軸方向他方に向けて押圧するようにして連動、連結されるので、ソレノイドの非通電時に連結ピンおよびソレノイドの可動コアを初期位置に戻す構造を簡易に構成することができる。

本発明の第７の特徴によれば、ソレノイドへの通電開始から所定時間の経過後に通電オン・オフのサイクルを繰り返すデューティ制御を実行することで消費電流を低減することができ、またデューティ制御実行時に電流値によってソレノイドの作動状態判断を行うので、ソレノイドの通電状態が維持されているか否かを判断するようにして可変動弁装置の信頼性を高めることができる。

さらに本発明の第８の特徴によれば、デューティ制御実行時のソレノイドの作動状態判断を行うにあたって、デューティ制御の実行開始直後の電流値もしくは直前のサイクルでの電流値を基準値とするので、正常作動状態および非正常作動状態での電流値の差が小さいデューティ制御実行時に、ソレノイドの通電状態が維持されているか否かをより精度よく判断することができる。

内燃機関の要部縦断面図である。図１の２−２線矢視平面図である。吸気側ロッカアームが連結解除状態にあるときの図１の３−３線断面図である。図３の４矢示部拡大図である。制御系の概略構成を示す図である。ソレノイドへの通電開始後の電圧および電流の変化を示す図である。ソレノイドの通電制御および作動状態判断処理手順の一部を示すフローチャートである。ソレノイドの通電制御および作動状態判断処理手順の残部を示すフローチャートである。図６の要部を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明すると、先ず図１において、この内燃機関は、たとえば自動二輪車に搭載される小型のものであり、その機関本体１０は、ピストン１３を摺動可能に嵌合させるシリンダボア１２を有するシリンダブロック１１と、前記ピストン１３の頂部を臨ませる燃焼室１４を前記シリンダブロック１１との間に形成して前記シリンダブロック１１に結合されるシリンダヘッド１５と、該シリンダヘッド１５との間に動弁室１７を形成するようにして前記シリンダヘッド１５に結合されるヘッドカバー１６とを備える。

前記シリンダヘッド１５には、前記燃焼室１４に通じ得る吸気ポート１８および排気ポート１９が設けられ、吸気ポート１８には燃料噴射弁２０を有する吸気装置２１が接続され、排気ポート１９には図示しない排気装置が接続される。

図２を併せて参照して、前記シリンダヘッド１５には、前記吸気ポート１８の前記燃焼室１４への連通・遮断を切換える一対の機関弁としての吸気弁２３，２３と、前記排気ポート１９の前記燃焼室１４への連通・遮断を切換える単一の排気弁２４とが開閉作動可能に配設され、吸気弁２３…は弁ばね２５…で閉弁方向に付勢され、排気弁２４は弁ばね２６で閉弁方向に付勢される。またシリンダヘッド１５には、前記燃焼室１４に先端を臨ませる一対の点火プラグ２８，２９が取付けられる
図３を併せて参照して、前記シリンダヘッド１５および前記ヘッドカバー１６間に形成される動弁室１７には、前記吸気弁２３…および前記排気弁２４を開閉駆動する動弁装置３０が収容される。

この動弁装置３０は、吸気弁２３…および排気弁２４に共通にして吸気弁２３…および排気弁２４間に配置される単一のカムシャフト３１と、一対の吸気弁２３…および前記カムシャフト３１間に介設される第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３と、前記排気弁２４および前記カムシャフト３１間に介設される排気側ロッカアーム３４とを備える。

排気側ロッカアーム３４の中間部は、前記カムシャフト３１と平行な軸線を有する排気側ロッカシャフト３５で揺動可能に支承されており、排気側ロッカアーム３４の一端部には、前記カムシャフト３１に設けられる排気側カム３６に転がり接触するローラ３７が軸支され、排気側ロッカアーム３４の他端部には、前記排気弁２４のステムエンド２４ａに当接するタペットねじ３８が進退位置を調節可能として螺合される。

第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３は、カムシャフト３１の軸線に沿う方向に隣接して並列配置されており、前記排気側ロッカシャフト３５と平行な軸線を有する吸気側ロッカシャフト３９で揺動可能に支承される。第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の一端部には、前記吸気弁２３…のステムエンド２３ａ…に当接するタペットねじ４０，４０が進退位置を調節可能として螺合される。また第１吸気側ロッカアーム３２の他端部には、前記カムシャフト３１に設けられる休止用カム４３に転がり接触するローラ４１が軸支され、第２吸気側ロッカアーム３３の他端部には、前記カムシャフト３１に設けられる吸気側カム４４に転がり接触するローラ４２が軸支される。

前記カムシャフト３１は、該カムシャフト３１の軸線に沿う方向に間隔をあけた位置に配置されて前記シリンダヘッド１５に一体に突設される第１および第２ホルダ部４５，４６にボールベアリング４７，４８を介して回転自在に支承されており、前記カムシャフト３１の両端部のうち第２ホルダ部４６から突出した端部には、前記ピストン１３に連接されるクランクシャフト（図示せず）の回転動力を１／２に減速して前記カムシャフト３１に伝達する調時伝動機構４９の一部を構成する被動スプロケット５０が固設され、前記調時伝動機構４９の一部を構成するカムチェーン５１が前記被動スプロケット５０に巻き掛けられる。

また前記吸気側ロッカシャフト３９および前記排気側ロッカシャフト３５は、前記カムシャフト３１の両側に配置され、前記吸気側ロッカシャフト３９および前記排気側ロッカシャフト３５の両端部は第１および第２ホルダ部４５，４６に嵌合、支持される。

ところで前記吸気側カム４４は、前記カムシャフト３１の中心軸線を中心とする仮想円に沿う円弧状のベース円部４４ａと、前記仮想円よりも外側方に突出するようにして前記ベース円部４４ａの周方向両端に連なるカム山部４４ｂとから成る。一方、前記休止用カム４３は、両吸気弁２３…のうち第１吸気側ロッカアーム３２に連動、連結された吸気弁２３を閉弁休止することを可能として吸気側カム４４とはカムプロフィルを異に形成されるものであり、基本的には前記仮想円にほぼ沿う円形であるが、吸気弁２３を完全に閉弁休止状態としたときの燃料溜まりが生じるのを防止するために吸気弁２３をごくわずかに開弁させるような外周面を有するように形成されている。

第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３には、第１吸気側ロッカアーム３２のローラ４１を、吸気側カム４４に従動して揺動する第２吸気側ロッカアーム３３とは無関係に休止用カム４３に転がり接触させたままとすることで内燃機関の低速運転時に一方の吸気弁２３を閉弁休止するとともに他方の吸気弁２３を吸気側カム４４のカムプロフィルに応じた作動態様で開閉作動せしめる状態と、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結することで内燃機関の高速運転時に両吸気弁２３…を吸気側カム４４のカムプロフィルに応じた作動態様で開閉作動せしめる状態とを切換える弁作動特性変更手段５４が設けられる。

図４を併せて参照して、前記弁作動特性変更手段５４は、前記吸気側ロッカシャフト３９および前記カムシャフト３１間で第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の上部に設けられるものであり、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結する連結位置ならびにその連結を解除する連結解除位置間での軸方向移動を可能として相互に当接しつつ第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に摺動可能に嵌合される第１および第２連結ピン５５，５６を備える。

第１吸気側ロッカアーム３２には、第２吸気側ロッカアーム３３とは反対側に端壁５７ａを有して有底状に形成される第１ガイド孔５７が、前記吸気側ロッカシャフト３９と平行な軸線を有して設けられ、第２吸気側ロッカアーム３３には、前記吸気側ロッカシャフト３９と平行な軸線を有しつつ第１吸気側ロッカアーム３２とは反対側を端壁５８ａで閉じた有底状に形成される第２ガイド孔５８が設けられる。しかも第１および第２ガイド孔５７，５８は、前記吸気弁２３…が閉弁状態にあるタイミングでは同軸に連なるようにして同径に形成される。

短円柱状に形成される第１連結ピン５５は、一部を第２ガイド孔５８に嵌合することを可能として第１ガイド孔５７に摺動可能に嵌合されるものであり、前記端壁５７ａの中央部に設けられた貫通孔５９を摺動自在に嵌合する軸部５５ａが第１連結ピン５５に一体にかつ同軸に連設される。

また第２連結ピン５６は、第２ガイド孔５８の端壁５８ａ側を開放した有底円筒状に形成されるものであり、第２ガイド孔５８に摺動自在に嵌合された第２連結ピン５６および前記端壁５８ａ間には、相互に当接した第１および第２連結ピン５５，５６を軸方向一方側（図３および図４の右側）に付勢するばね６０が介設され、前記端壁５８ａには開放孔６１が設けられる。

而して前記弁作動特性変更手段５４は、前記ばね６０のばね力に抗して第１連結ピン５５の一部を第２ガイド孔５８に嵌合することで第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結し、前記ばね６０のばね力によって第１および第２連結ピン５５，５６の当接面を第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３間に配置させるまで第１および第２連結ピン５５，５６を軸方向に移動させることで第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結を解除することになる。

第１および第２連結ピン５５，５６のうち軸方向一端側にある第１連結ピン５５の軸部５５ａの一端には、機関本体１０に取付けられるハウジング６３を有するアクチュエータとしてのソレノイド６２が連動、連結されるものであり、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結する側に第１および第２連結ピン５５，５６を移動させる方向で前記ソレノイド６２からの押圧力を前記軸部５５ａに及ぼすことができる。

前記ソレノイド６２のハウジング６３は、前記機関本体１０の前記シリンダヘッド１５および前記ヘッドカバー１６に、取付け板６７を介して取付けられるものであり、前記ハウジング６３および前記取付け板６７は、複数のボルト６８…による共締めで前記シリンダヘッド１５および前記ヘッドカバー１６に取付けられる。

前記ソレノイド６２は、その通電によって軸方向に移動するようにして前記ハウジング６３に支持される可動コア６４を有しており、その可動コア６４は、第１連結ピン５５における軸部５５ａの一端に伝動ロッド６６を介して連接され、この伝動ロッド６６は、シリンダヘッド１５の第１ホルダ部４５に一体に連なって形成されるロッド支持部４５ａに摺動可能に支持される。

このようなソレノイド６２の可動コア６４からの押圧力が伝動ロッド６６を介して第１連結ピン５５の軸部５５ａの一端に伝達されるようにし、伝動ロッド６６が機関本体１０のシリンダヘッド１５に摺動可能に支持されるので、第１吸気側ロッカアーム３２とともに揺動する第１連結ピン５５の一端に摺接することによって生じる曲げ方向の力がソレノイド６２のハウジング６３内での可動コア６４の支持構造に及ばないようにして、可動コア６４のハウジング６３での支持構造を簡略化することができる。

またシリンダヘッド１５の第１ホルダ部４５に一体に連なって形成されるロッド支持部４５ａに伝動ロッド６６が摺動可能に支持されるので、伝動ロッド６６を支持するための特別な部品を不要として部品点数を低減することができ、しかも伝動ロッド６６を支持するためのロッド支持部４５ａの加工精度を高めることができる。

さらに可動コア６４に一端が当接される伝動ロッド６６の他端部には前記軸部５５ａが伝動ロッド６６の軸線からオフセットして当接される。すなわち伝動ロッド６６の他端部には、その他端から半径方向外方に張り出す円板状の当接板部６６ａが一体にかつ同軸に設けられており、この当接板部６６ａの中心からずれた位置に第１連結ピン５５の軸部５５ａが当接される。このように当接板部６６ａの中心からずれた位置に第１連結ピン５５の軸部５５ａが当接される構造とすることにより、第１吸気側ロッカアーム３２の揺動に応じて前記伝動ロッド６６には、伝動ロッド６６をその軸線まわりに回転させる力が働き、第１連結ピン５５の軸部５５ａと、当接板部６６ａとの接触箇所を変化させることができ、磨耗による寿命の低下を抑制することができる。

また図３で明示するように、前記ヘッドカバー１６の内面に、隣接する第１および第２吸気側ロッカアーム間３２，３３ならびに第１連結ピン５５および前記伝動ロッド６６の当接面側に向けてオイルを滴下させる一対のリブ７１，７２が一体に突設される。したがって複雑な油路構造を構成することを不要として隣接する第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３間にオイルを導くことができるとともに、第１連結ピン５５および伝動ロッド６６の当接面にオイルを導くことができ、シリンダヘッド１５およびヘッドカバー１６の軽量化を図ることができる。

ところで前記可動コア６４は、前記ソレノイド６２のハウジング６３を貫通して配置されるものであり、その一端には、第１および第２連結ピン５５，５６をその軸方向他方側に向けて押す方向での前記可動コア６４のストロークを前記ハウジング６３に当接することで規制する鍔部７３が設けられる。また前記機関本体１０には、前記ハウジング６３を覆うカバー７４が前記取付け板６７を介して取付けられるものであり、このカバー７４は、前記取付け板６７にボルト７５を介して取り付けられる。しかも前記カバー７４の前記鍔部７３への対向面には、前記鍔部７３が前記ハウジング６３から離反する側への前記可動コア６４の移動時に前記鍔部７３に当接するゴム、樹脂エラストマーおよび制振金属等から成る制振材７６が固定される。これにより、第１連結ピン５５側から押された可動コア６４が制振材７６に当接するようにして、可動コア６４が逆方向に弾かれてしまうことを防止しつつ、可動コア６４の移動に伴う作動音の発生を抑えることができる。

図５において、ソレノイド６２の通電を制御する切換制御手段であるＥＣＵ８０は、前記ソレノイド６２および接地間に設けられる抵抗８１と、前記ソレノイド６２および電源（図示せず）間に設けられるＦＥＴ８２と、前記ソレノイド６２および前記抵抗８１から成る直列回路に並列接続されるダイオード８４とを備えるとともに、前記ソレノイド６２での可動コア６４の移動に伴うインピーダンスの変化によって発生する電流値の変化を検出する電流検出部８４を有するものであり、該電流検出部８４は、前記抵抗８１およびソレノイド６２間に接続される。

ところで前記ＥＣＵ８０は、図６で示すように、時刻ｔ₀での通電開始から所定時間Ｔたとえば３２０ｍ秒が経過する間は、たとえば１０Ｖの電圧を印加したままとするが、前記ソレノイド６２への通電開始から所定時間Ｔの経過後には前記ソレノイド６２の作動状態を持続すべく通電オン・オフのサイクルを繰り返すデューティ制御を実行するものであり、そのデューティ制御にあたっては、たとえば１．７ｍ秒のオンと、たとえば２．５ｍ秒のオフとを繰り返す。このようなデューティ制御の実行によって、前記所定時間Ｔの間では、ソレノイド６２を流れる電流がたとえば６．７Ａであるのに対して、デューティ制御実行時には、電流の最高値がたとえば３．８Ａとなり、電流の平均値が２．４Ａとなる。

また前記ＥＣＵ８０は、前記可動コア６４の移動量が所定移動量に達した正常作動状態ならびに前記可動コア６４の移動量が所定移動量未満である非正常作動状態のいずれの状態に前記ソレノイド６２があるかの作動状態判断を、前記電流検出部８４で検出される電流値に基づいて実行する。

而して前記ソレノイド６２の通電制御および作動状態判断は、図７および図８で示す処理手順に従って実行されるものであり、先ず図７のステップＳ１では機関の回転数を検出し、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結して吸気弁２３…を吸気側カム４４のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉駆動する回転数以上に機関の回転数が増大したか否かをステップＳ２で判断する。

ステップＳ２において、機関の回転数が所定値以上となったことを確認したときには、次のステップＳ３でソレノイド６２に通電するように電源ＯＮとし、ステップＳ４では電流検出部８４によって電流値を検出する。

ところで、前記可動コア６４の移動量が所定移動量に達した正常作動状態に前記ソレノイド６２があるときには、図９で示すように、時刻ｔ₀の通電開始後に電流値は一旦上昇し、時刻ｔ₁で電流値がＡ₁に達した後に低下し、上昇時の最高値Ａ₁からＡ₂までΔＡだけ低下した時刻ｔ₂で反転して再度上昇し、時刻ｔ₄で所定の電流値Ａ₃まで上昇するものであり、前記ΔＡは時刻ｔ₁での最初の上昇時の最高値Ａ₁の２０％以上の値、たとえば２０％〜５５％の値である。一方、前記可動コア６４の移動量が所定移動量未満である非正常作動状態に前記ソレノイド６２があるときには、図９の鎖線で示すように、時刻ｔ₁での最初の上昇時の最高値Ａ₁からの低下量が２０％未満たとえば３〜１０％の値である。

而して前記ＥＣＵ８０は、前記ソレノイド６２が正常作動状態にあるときには通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇することに基づいて、前記電流検出部８４で検出される電流値の前記ソレノイド６２の通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うものであり、ステップＳ４での電流値検出後のステップＳ５では、通電開始後に設定時間Ｘｍ秒が経過したときの電流値が所定電流値Ａ₀未満であるか否かを判断し、電流値＜Ａ₀であるときにはステップＳ５からステップＳ６に進んで正常作動状態と判断する。

ここで前記設定時間Ｘｍ秒は、図９で示すように、前記ソレノイド６２が正常作動状態にあるときにその通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値Ａ₁からＡ₂まで２０％以上低下した後に所定の電流値Ａ₃まで上昇する過程の途中の時刻ｔ₃までの通電開始時刻ｔ₀からの経過時間として設定されるものであり、前記所定の電流値Ａ₀は、ソレノイド６２が非正常作動状態にあるときに想定される時刻ｔ₃での電流値よりも小さく、ソレノイド６２が正常作動状態にあるときの時刻ｔ₃での電流値よりも大きい値として設定される。すなわち図９において斜線で示す領域内での時刻ｔ₃での電流値が所定の電流値Ａ₀として設定される。

ステップＳ５で電流値≧Ａ₀であると判断したときには、ステップＳ７で非正常作動状態と判断し、ステップＳ８で電源をＯＦＦとした後、非正常作動状態と判断されたのが設定回数Ｎ回（たとえば３回）目に達したか否かをステップＳ９で判断し、Ｎ回目に達していない場合はステップＳ３に戻り、Ｎ回目に達したときにはステップＳ１０でフェール表示する。

すなわちＥＣＵ８０は、ソレノイド６２の通電開始時に、そのソレノイド６２が非正常作動状態にあると判断したときには、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を繰り返して実行することになり、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を所定回数（Ｎ回）繰り返して実行してもソレノイド６２が非正常作動状態のままであると判断したときに、フェール状態であると判断することになる。

ステップＳ６において正常作動状態と判断したときには、図８のステップＳ１１に進んでデューティ制御を実行する。ところでデューティ制御実行時にも、第１連結ピン５５の軸部５５ａで弾かれる等の原因によって可動コア６４が戻ってしまう可能性があり、そのような非正常作動状態を検出するために、ＥＣＵ８０は、前記電流検出部８４で検出される電流値によるソレノイド６２の作動状態判断をデューティ制御実行時にも実行するものである。ここで、デューティ制御実行時にソレノイド６２が正常作動状態にあるときの電流値は図９の実線で示すように変化するのに対して、ソレノイド６２が非正常作動状態にあるときの電流値は図９の鎖線で示すように変化するものであり、その電流値の差を検出することで、デューティ制御実行時のソレノイド６２の作動状態を検出することができる。

しかるに前記電流値の差はごく小さなものであり、より精度よく判断するために、ステップＳ１２で基準値を設定し、その後のステップＳ１２で基準値および今回の電流値を比較する。この際、前記基準値は、前記デューティ制御の実行開始直後に前記電流検出部８４によって検出される電流値もしくは直前のオン・オフサイクルで前記電流検出部８４によって検出される電流値を基準値として設定するものであり、ステップＳ１４で基準値および今回の電流値の差が所定範囲内にあることを確認したときには、ステップＳ１５でソレノイド６２が正常作動状態にあると判断する。

またステップＳ１４で基準値および今回の電流値の差が所定範囲外にあることを確認したときには、ステップＳ１６でソレノイド６２が非正常作動状態にあると判断し、ステップＳ１７で電源をＯＦＦとした後、非正常作動状態と判断されたのが設定回数Ｍ回（たとえば３回）目に達したか否かをステップＳ１８で判断し、Ｍ回目に達していない場合はステップＳ３に戻り、Ｍ回目に達したときにはステップＳ１９でフェール表示する。

すなわちＥＣＵ８０は、ソレノイド６２のデューティ制御時に、そのソレノイド６２が非正常作動状態にあると判断したときには、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を繰り返して実行することになり、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を所定回数（Ｍ回）繰り返して実行してもソレノイド６２が非正常作動状態のままであると判断したときに、フェール状態であると判断することになる。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、ソレノイド６２の通電を制御するＥＣＵ８０が、前記ソレノイド６２での可動コア６４の移動に伴うインピーダンスの変化によって発生する電流値の変化を検出する電流検出部８４を有するとともに、前記可動コア６４の移動量が所定移動量に達した正常作動状態ならびに前記可動コア６４の移動量が所定移動量未満である非正常作動状態のいずれの状態に前記ソレノイド６２があるかの作動状態判断を前記電流検出部８４で検出される電流値に基づいて実行するので、特別のセンサを設けることを不要としてコストの低減を図りつつ、ソレノイド６２の作動状態を速やかにかつ信頼性高く検出することができる。

またＥＣＵ８０は、前記ソレノイド６２が正常作動状態にあるときには通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇することに基づいて、前記電流検出部８４で検出される電流値の前記ソレノイド６２の通電開始後の経時変化によって作動状態判断を行うので、通電開始直後の短時間でソレノイド６２の作動状態を判断することができる。

しかもＥＣＵ８０は、ソレノイド６２の通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うにあたって、前記ソレノイド６２が正常作動状態にあるときにその通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇する過程の途中の時間として設定される設定時間Ｘｍ秒が前記ソレノイド６２への通電開始後に経過したときに前記作動状態判断を実行するので、より短時間で作動状態判断を行うことができる。

また前記ＥＣＵは、ソレノイド６２が非正常作動状態にあると判断したときには、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での作動状態判断を繰り返して実行するので、吸気弁２３…の作動特性切換をより確実に行うことができる。

また前記ＥＣＵ８０は、ソレノイド６２への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を所定回数繰り返して実行してもソレノイド６２が非正常作動状態のままであると判断したときに、フェール状態であると判断するので、簡易な構成で可変動弁装置のフェール状態を検出することができる。

また前記ソレノイド６２は、第１および第２の吸気側ロッカアーム３２，３３に連結および連結解除を切換可能として摺動自在に嵌合されるとともに軸方向一方に向けてばね付勢されるｄａｉ１および第２連結ピン５５，５６に、通電時にそれらの連結ピン５５，５６を軸方向他方に向けて押圧するようにして連動、連結されるので、ソレノイド６２の非通電時に連結ピン５５，５６およびソレノイド６２の可動コア６４を初期位置に戻す構造を簡易に構成することができる。

また前記ＥＣＵ８０は、ソレノイド６２への通電開始から所定時間の経過後に前記ソレノイド６２の作動状態を持続すべく通電オン・オフのサイクルを繰り返すデューティ制御を実行するので、消費電流を低減することができ、デューティ制御実行時に電流値によってソレノイド６２の作動状態判断を行うので、ソレノイド６２の通電状態が維持されているか否かを判断するようにして可変動弁装置の信頼性を高めることができる。

さらに前記ＥＣＵ８０は、前記デューティ制御の実行開始直後に前記電流検出部８４によって検出される電流値もしくは直前のサイクルで前記電流検出部８４によって検出される電流値を基準値として、前記デューティ制御実行時の前記ソレノイド６２の作動状態判断を行うので、正常作動状態および非正常作動状態での電流値の差が小さいデューティ制御実行時に、ソレノイド６２の通電状態が維持されているか否かをより精度よく判断することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば本発明を排気弁の動弁装置に適用することもできる。

２３・・・機関弁としての吸気弁
３２・・・ロッカアームである第１吸気側ロッカアーム３３３・・・ロッカアームである第２吸気側ロッカアーム
４３・・・カムとしての休止用カム
４４・・・カムとしての吸気側カム
５５・・・連結ピンである第１連結ピン
５６・・・連結ピンである第２連結ピン
６２・・・ソレノイド
６４・・・可動コア
８０・・・切換制御手段としてのＥＣＵ
８４・・・電流検出部

Claims

機関弁（２３）の開閉作動特性を切換える駆動力を発揮するソレノイド（６２）を備える内燃機関の可変動弁装置において、前記ソレノイド（６２）の通電を制御する切換制御手段（８０）を含み、該切換制御手段（８０）が、前記ソレノイド（６２）での可動コア（６４）の移動に伴うインピーダンスの変化によって発生する電流値の変化を検出する電流検出部（８４）を有するとともに、前記可動コア（６４）の移動量が所定移動量に達した正常作動状態ならびに前記可動コア（６４）の移動量が所定移動量未満である非正常作動状態のいずれの状態に前記ソレノイド（６２）があるかの作動状態判断を前記電流検出部（８４）で検出される電流値に基づいて実行することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、前記ソレノイド（６２）が正常作動状態にあるときには通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇することに基づいて、前記電流検出部（８４）で検出される電流値の前記ソレノイド（６２）の通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、前記ソレノイド（６２）の通電開始後の経時変化によって前記作動状態判断を行うにあたって、前記ソレノイド（６２）が正常作動状態にあるときにその通電開始後に一旦上昇した電流値がその上昇時の最高値から２０％以上低下した後に所定の電流値まで上昇する過程の途中の時間として設定される設定時間が前記ソレノイド（６２）への通電開始後に経過したときに前記作動状態判断を実行することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、前記ソレノイド（６２）が非正常作動状態にあると判断したときには、ソレノイド（６２）への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を繰り返して実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、ソレノイド（６２）への通電ならびにその通電状態での前記作動状態判断を所定回数繰り返して実行してもソレノイド（６２）が非正常作動状態のままであると判断したときに、フェール状態であると判断することを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の可変動弁装置。
機関弁（２３）に連動、連結されるロッカアーム（３２，３３）を含んで相互に隣接して配列されるとともにカムプロフィルを相互に異ならせた複数のカム（４３，４４）にそれぞれ従動する複数のロッカアーム（３２，３３）と、隣接するロッカアーム（３２，３３）を連結する連結位置ならびにその連結を解除する連結解除位置間での軸方向移動を可能として相互に当接しつつ前記ロッカアーム（３２，３３）にそれぞれ摺動自在に嵌合される軸方向一方に向けてばね付勢される複数の連結ピン（５５，５６）とを備え、それらの連結ピン（５５，５６）の摺動方向と平行な方向に前記可動コア（６４）を移動させる前記ソレノイド（６２）が、その通電時に前記連結ピン（５５，５６）を軸方向他方に向けて押圧することを可能として前記連結ピン（５５，５６）に連動、連結されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、前記ソレノイド（６２）への通電開始から所定時間の経過後に前記ソレノイド（６２）の作動状態を持続すべく通電オン・オフのサイクルを繰り返すデューティ制御を実行するとともに、そのデューティ制御実行時に前記電流検出部（８４）で検出される電流値によってソレノイド（６２）の作動状態判断を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
前記切換制御手段（８０）は、前記デューティ制御の実行開始直後に前記電流検出部（８４）によって検出される電流値もしくは直前のサイクルで前記電流検出部（８４）によって検出される電流値を基準値として、前記デューティ制御実行時の前記ソレノイド（６２）の作動状態判断を行うことを特徴とする請求項７記載の内燃機関の可変動弁装置。