JP4810969B2 - 可変動弁機構の制御装置及びエンジンの可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、インテークバルブ及びエキゾーストバルブの少なくとも一方をエンジンバルブとして駆動軸の直線運動により同バルブのバルブ作用角を変更する可変動弁機構において、アクチュエータの制御を通じて駆動軸を直線運動させる可変動弁機構の制御装置及びエンジンの可変動弁機構に関する。

上記可変動弁機構は、インテークバルブ及びエキゾーストバルブの少なくとも一方をエンジンバルブとして駆動軸の直線運動により同バルブのバルブ作用角（エンジンバルブが最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置まで移動する期間におけるクランクシャフトの回転角度）を変更する作用角可変機構と、駆動軸へ直線運動を入力するアクチュエータと、アクチュエータの制御を通じて駆動軸を変位させることによりバルブ作用角を変更する制御装置とを備えて構成される（特許文献１参照）。

作用角可変機構は、駆動軸としてシリンダヘッドに配置されるコントロールシャフトと、コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギアと、カムシャフトの回転を通じてスライダギアを揺動させる入力ギアと、スライダギアの揺動を通じてエンジンバルブを変位させる出力ギアとの組み合わせを通じて構成される。

こうした可変動弁機構を搭載したエンジンにおいては、バルブ作用角を変更する要求があるとき、制御装置によるアクチュエータの制御を通じてコントロールシャフトが変位させられる。そして、コントロールシャフトの変位にともなう入力ギアと出力ギアとの相対回転により、エンジンバルブのバルブ作用角が変更される。
特開２００１−２６３０１５号公報 特開２００３−４１９７７号公報

ところで、上記可変動弁機構においては、制御装置が把握しているコントロールシャフトの位置（仮想位置）と実際のコントロールシャフトの位置（現状位置）とが整合しなくなることもある。例えば、制御装置の動作が停止しているときに何らかの理由によりコントロールシャフトが変位した場合には現状位置の変化が仮想位置へ反映されないため、仮想位置と現状位置との不整合が生じる。

そこで、可変動弁機構の制御装置においては、こうした仮想位置と現状位置との不整合を解消するために、コントロールシャフトの位置を学習する制御を行うことが必要となる。この学習制御は、次の（ａ）〜（ｃ）の態様をもって行うことができる。
（ａ）コントロールシャフトの直線運動が制限される位置を基準位置として予め把握しておく。
（ｂ）学習制御の条件が成立したとき、直線運動が制限されるまでコントロールシャフトを変位させる。
（ｃ）直線運動が制限されたときに仮想位置を基準位置へ更新する。

上記学習制御によれば、コントロールシャフトの直線運動が制限されたとき、すなわち現状位置が基準位置のときに、仮想位置が基準位置へ更新されるため、仮想位置と現状位置との整合が図られるようになる。

（１）「課題１」
可変動弁機構を搭載したエンジンにおいては、上記学習制御を行うことにより次のような問題が生じるようになる。

エンジンの運転中に学習制御が行われたとき、コントロールシャフトの変位にともなってバルブ作用角が変更されるため、エンジン出力が変化するようになる。従って、学習制御が実行されるタイミングによっては、エンジン出力が運転者の要求する出力と大きく乖離することによりドライバビリティの低下をまねくようになる。なお、こうした問題は、上記可変動弁機構に限られず、バルブ作用角を変更する可変動弁機構であれば同様に生じるものといえる。

ちなみに、特許文献２の可変動弁機構の制御装置では、学習制御にともなうドライバビリティの低下を回避するために、学習制御の実行中に可変動弁機構の動作とスロットルバルブの動作とを協調させることにより、運転者の要求するエンジン出力が得られるようにしている。しかし、こうした協調制御を実行する場合には、運転者の要求を可変動弁機構及びスロットルバルブの動作へ適切に反映させるために複雑な制御ロジックを予め構築しておく必要があるため、実用性の低下が懸念される。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸の位置を学習するための制御に起因するドライバビリティの低下を抑制することのできる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。

（２）「課題２」
上記可変動弁機構においては、学習制御の実行タイミングにより、コントロールシャフトの直線運動が制限される位置に違いが生じることが本願発明者の試験等を通じて確認された。しかし、上記学習制御によれば、コントロールシャフトの直線運動が制限されたことをもって仮想位置が基準位置に更新されるため、仮想位置と現状位置との関係が学習制御毎にばらつくようになる。

例えば、１回目の学習制御（学習制御１）及び２回目の学習制御（学習制御２）について、学習制御１では現状位置Ａにおいて直線運動が制限されたことにより仮想位置が基準位置へ更新されたのに対し、学習制御２では現状位置Ｂにおいて直線運動が制限されたことにより仮想位置が基準位置へ更新されたとする。このとき、現状位置が異なるにもかかわらずいずれの学習制御においても仮想位置が基準位置へ更新されるため、学習制御１と学習制御２との間で仮想位置と現状位置との関係にずれが生じるようになる。

こうした学習制御毎における仮想位置と現状位置との関係のばらつきは、バルブ作用角の変更にかかる制御性の低下をまねくため、極力抑制することが望まれる。なお、こうした問題は、上記可変動弁機構に限られず、バルブ作用角を変更する可変動弁機構であれば同様に生じるものといえる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸の位置について、仮想位置と実際の位置との関係が学習制御毎にばらつくことを抑制することのできる可変動弁機構の制御装置及びエンジンの可変動弁機構を提供することにある。

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。
（１）請求項１に記載の発明は、インテークバルブ及びエキゾーストバルブの少なくとも一方をエンジンバルブとして駆動軸の直線運動により該エンジンバルブのバルブ作用角を変更する作用角可変機構と、前記駆動軸へ直線運動を入力するアクチュエータとを備えて構成される可変動弁機構に適用されて、前記アクチュエータの制御を通じて前記駆動軸を変位させる可変動弁機構の制御装置において、直線運動が制限されるまで前記駆動軸を変位させる第１処理と、該処理を通じて前記駆動軸の実際の位置を学習する第２処理とを含む学習制御について、該学習制御をエンジン負荷が高負荷のときに行う制御手段を備えたことを要旨としている。

上記発明では、エンジン負荷が高負荷のときのバルブ作用角の変化がドライバビリティに及ぼす影響が小さいことに着目して、学習制御をエンジン負荷が高負荷のときに行うようにしている。これにより、駆動軸の位置を学習するための制御に起因するドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、当該可変動弁機構が、前記駆動軸の直線運動について、バルブ作用角が大きくなる方向への直線運動を制限するストッパを備えて構成されるものであり、前記制御手段が、前記第１処理において前記ストッパへ向けて前記駆動軸を変位させるものであることを要旨としている。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の可変動弁機構の制御装置において、当該制御装置が、前記アクチュエータの駆動状態を通じて把握される前記駆動軸の位置を仮想位置として、該仮想位置を前記駆動軸の実際の位置と見立てて前記アクチュエータの制御を行うものであり、前記制御手段が、前記ストッパにより直線運動が制限される前記駆動軸の位置を基準位置として、前記第２処理において前記駆動軸の直線運動が制限されたときに前記仮想位置を前記基準位置へ更新するものであることを要旨としている。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記作用角可変機構が、前記駆動軸としてシリンダヘッドに配置されるコントロールシャフトと、該コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギアと、カムシャフトの回転を通じて前記スライダギアを揺動させる入力ギアと、前記スライダギアの揺動を通じて前記エンジンバルブを変位させる出力ギアとを備えて構成されるとともに、前記コントロールシャフトの直線運動にともなう前記入力ギアと前記出力ギアとの相対回転を通じてバルブ作用角を変更するものであることを要旨としている。

（５）請求項５に記載の発明は、エンジンの可変動弁機構において請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置を搭載したことを要旨としている。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図２１を参照して説明する。
本実施形態では、本発明にかかる可変動弁機構の制御装置をインテークバルブのバルブ作用角及び最大バルブリフト量を変更する可変動弁機構に適用した場合を想定している。

＜エンジンの構造＞
図１に、本発明の可変動弁機構を備えたエンジンについて、その概略構成を示す。なお、本実施形態では、直列４気筒のエンジンを想定しているが、本発明の可変動弁機構はいずれのエンジンに対しても適用することができる。

エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との組み合わせを通じて構成されている。シリンダブロック１１には、複数のシリンダ１３が形成されている。各シリンダ１３内の燃焼室には、インジェクタ２１を通じてシリンダヘッド１２のインテークポート２２へ噴射された燃料とインテークマニホールド１４を介してインテークポート２２へ供給された空気との混合気が供給される。クランクシャフト１５は、混合気の燃焼によるピストンの直線運動を回転運動へ変換して出力する。

シリンダヘッド１２には、各シリンダ１３のインテークポート２２を燃焼室に対して開閉するインテークバルブ２３、及び各シリンダ１３のエキゾーストポートを燃焼室に対して開閉するエキゾーストバルブ２４が設けられている。インテークバルブ２３は、インテークカムシャフト２５のカム２５Ｃ及びバルブスプリングを通じて開閉される。エキゾーストバルブ２４は、エキゾーストカムシャフト２６のカム２６Ｃ及びバルブスプリングを通じて開閉される。インテークカムシャフト２５及びエキゾーストカムシャフト２６は、タイミングチェーン１６を介して伝達されたクランクシャフト１５のトルクにより回転する。

エンジン１において、インテークカムシャフト２５と隣接する位置には可変動弁機構３が備えられている。可変動弁機構３は、回転直動式アクチュエータ７に内蔵されたモータ７１の回転を通じて各インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量を変更する。なお、バルブ作用角は、インテークバルブ２３が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置まで移動する期間におけるクランクシャフト１５の回転角度を示す。また、最大バルブリフト量は、インテークバルブ２３が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置まで移動するときのインテークバルブ２３の変位量を示す。

エンジン１は、電子制御装置９を通じて統括的に制御される。
電子制御装置９は、エンジン制御にかかる演算処理を実行する中央演算処理装置、エンジン制御に必要なプログラムやマップが予め記憶された読み出し専用メモリ、中央演算処理装置の計算結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ、外部の信号を入力するための入力ポート、及び外部へ信号を出力するための出力ポート等を備えて構成されている。なお、制御手段は、電子制御装置９を含めて構成される。

電子制御装置９の入力ポートには、車速センサ９１、アクセルポジションセンサ９２、クランクポジションセンサ９３、エアフローメータ９４及びホールセンサ９５等が接続されている。また、電子制御装置９の出力ポートには、インジェクタ２１の駆動回路（インジェクタ駆動回路９６）及びモータ７１の駆動回路（モータ駆動回路９７）等が接続されている。

車速センサ９１は、車両のホイールの近傍に設けられており、ホイールの回転速度（車速ＳＰＤ）に応じた電気信号を出力する。車速センサ９１の出力信号は、電子制御装置９へ入力された後、車速計測値ＳＰＤＭとして各種制御に用いられる。

アクセルポジションセンサ９２は、車両のアクセルペダルの近傍に設けられており、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣ）に応じた電力信号を出力する。アクセルポジションセンサ９２の出力信号は、電子制御装置９へ入力された後、アクセル操作量計測値ＡＣＣＭとして各種制御に用いられる。

クランクポジションセンサ９３は、エンジン１のクランクシャフト１５の近傍に設けられており、クランクシャフト１５の回転角度（クランク回転角度ＣＡ）に応じた電力信号を出力する。クランクポジションセンサ９３の出力信号は、電子制御装置９へ入力された後、クランク回転角度計測値ＣＡＭとして各種制御に用いられる。電子制御装置９は、クランク回転角度計測値ＣＡＭに基づいて、クランクシャフト１５の回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を算出する。

エアフローメータ９４は、エンジン１のインテークパイプに設けられており、インテークパイプ内を流れる空気の質量流量（吸気流量ＡＭ）に応じた電力信号を出力する。エアフローメータ９４の出力信号は、電子制御装置９へ入力された後、吸気流量計測値ＡＭＭとして各種制御に用いられる。電子制御装置９は、吸気流量計測値ＡＭＭに基づいて、燃焼室へ供給される空気量（吸入空気量ＧＡ）を算出する。

ホールセンサ９５は、モータ駆動回路９７内に設けられており、モータ７１のロータの回転角度（ロータ回転角度ＲＡ）に応じた電力信号を出力する。ホールセンサ９５の出力信号は、電子制御装置９へ入力された後、ロータ回転角度計測値ＲＡＭとしてモータ７１の駆動制御等に用いられる。

＜燃料噴射制御＞
電子制御装置９は、燃料噴射制御を通じて、次の（ａ）及び（ｂ）に示すようにインジェクタ２１の制御を行う。

（ａ）吸入空気量ＧＡ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて燃料噴射量の基本値を設定し、この基本値に対する各種補正の適用を通じて燃料噴射量の指令値を設定する。そして、この指令値に基づいて設定した開弁時間にわたりインジェクタ２１を開弁させることで、指令値に相当する量の燃料を噴射させる。

（ｂ）運転者からの減速要求があるとき、燃料消費率の向上を図るためにインジェクタ２１の燃料噴射を停止する減速時フューエルカットを行う。本実施形態では、以下の各条件が成立していることをもって減速要求があると判断し、これに基づいて減速時フューエルカットを行う。
・アクセルペダルが解放されている（アクセル操作量計測値ＡＣＣＭが「０」）。
・エンジン回転速度ＮＥがフューエルカット復帰回転速度ＮＥＦＣ以上。

＜可変動弁機構の構造＞
図２〜図１５を参照して、可変動弁機構３の構造について説明する。なお、以下の〔１〕では可変動弁機構３の大まかな構造について、〔２〕では可変動弁機構３の主要部分の構造について、〔３〕では可変動弁機構３の動作について、〔４〕では可変動弁機構３の動作状態とバルブ作用角との関係についてそれぞれ説明している。

〔１〕「可変動弁機構の全体構造」
図２及び図３を参照して、可変動弁機構３の構造の概略について説明する。
・図２は、可変動弁機構３の斜視構造を示す。
・図３は、可変動弁機構３のバルブリフト機構について、その分解斜視構造を示す。

図２を参照して、可変動弁機構３の構造の概略について説明する。
可変動弁機構３は、駆動軸（コントロールシャフト３５）の直線運動を通じてバルブ作用角及び最大バルブリフト量を変更する動弁機構本体３１と、動弁機構本体３１へ直線運動を入力する回転直動式アクチュエータ７とを備えて構成されている。

動弁機構本体３１は、各シリンダ１３に対応して設けられた複数のバルブリフト機構３２と各バルブリフト機構３２を支持するスライドシャフト機構３３との組み合わせを通じて構成されている。また、それぞれの中心線が整合するように各構成要素（ロッカーシャフト３４、コントロールシャフト３５、スライダギア４、入力ギア５及び出力ギア６）が組み合わされている。すなわち、これら各構成要素は共通の中心線Ｏを有する。

スライドシャフト機構３３は、回転運動及び直線運動が不能な状態でシリンダヘッド１２に固定されるロッカーシャフト３４と、直線運動が可能な状態でロッカーシャフト３４内に配置されるコントロールシャフト３５との組み合わせを通じて構成されている。コントロールシャフト３５には、コントロールシャフト３５の直線運動を規制するためのシャフトアーム３５Ａが設けられている。

バルブリフト機構３２は、コントロールシャフト３５に連動して直線運動可能なスライダギア４と、ヘリカルスプラインを通じてスライダギア４と噛み合う入力ギア５及び出力ギア６との組み合わせを通じて構成されている。入力ギア５及び出力ギア６は、スライダギア４の直線運動にともない互いに相対回転する。

動弁機構本体３１においては、以下のように各構成要素の回転運動及び直線運動がそれぞれ許容または制限されている。なお、回転運動は中心線Ｏまわりにおける周方向の運動を示す。また、直線運動は中心線Ｏに沿った軸方向の運動を示す。
（ａ）ロッカーシャフト３４は、回転運動及び直線運動ともに不能。
（ｂ）コントロールシャフト３５は、回転運動が不能かつ直線運動が可能。
（ｃ）スライダギア４は、回転運動及び直線運動ともに可能。
（ｄ）入力ギア５は、回転運動が可能かつ直線運動が不能。
（ｅ）出力ギア６は、回転運動が可能かつ直線運動が不能。

回転直動式アクチュエータ７は、入力された回転運動を直線運動へ変換してコントロールシャフト３５を直線運動させる回転直線運動変換機構８と回転直線運動変換機構８へ回転運動を入力するモータ７１とを備えて構成されている。なお、本実施形態では、コントロールシャフト３５の移動方向について、バルブ作用角及び最大バルブリフト量が小さくなる方向を正方向Ｆとし、バルブ作用角及び最大バルブリフト量が大きくなる方向を逆方向Ｒとしている。

電子制御装置９は、回転直動式アクチュエータ７の制御を通じてコントロールシャフト３５を直線運動させることにより、インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量の変更を行う。具体的には、以下の（ａ）及び（ｂ）に示すようにバルブ作用角及び最大バルブリフト量を変更する。なお、コントロールシャフト３５の移動方向とバルブ作用角及び最大バルブリフト量の変化方向との関係は、以下に示す関係とは反対の関係に設定することもできる。
（ａ）インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量を小さくする要求があるとき、コントロールシャフト３５が正方向Ｆへ向けて変位するように回転直動式アクチュエータ７の制御を行う。
（ｂ）インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量を大きくする要求があるとき、コントロールシャフト３５が逆方向Ｒへ向けて変位するように回転直動式アクチュエータ７の制御を行う。

エンジン１においては、可変動弁機構３の動作に応じてバルブ作用角及び最大バルブリフト量が図４に示すように変化する。
（ａ）バルブ作用角ＩＮＣＡＭ及び最大バルブリフト量ＩＮＶＴは、コントロールシャフト３５が正方向Ｆへ向けて移動するにつれて小さくなる。そして、コントロールシャフト３５が最大限まで正方向Ｆへ移動したとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭが最も小さいバルブ作用角（最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎ）に設定されるとともに最大バルブリフト量ＩＮＶＬが最も小さい最大バルブリフト量（下限最大バルブリフト量ＩＮＶＬｍｉｎ）に設定される。
（ｂ）バルブ作用角ＩＮＣＡＭ及び最大バルブリフト量ＩＮＶＴは、コントロールシャフト３５が逆方向Ｒへ向けて移動するにつれて大きくなる。そして、コントロールシャフト３５が最大限まで逆方向Ｒへ移動したとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭが最も大きいバルブ作用角（最大バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍａｘ）に設定されるとともに最大バルブリフト量ＩＮＶＬが最も大きい最大バルブリフト量（上限最大バルブリフト量ＩＮＶＬｍａｘ）に設定される。

〔２〕「動弁機構本体の構造」
図５〜図１１を参照して、動弁機構本体３１の構造について説明する。なお、可変動弁機構３においては、各シリンダ１３に対応した箇所の構造が共通しているため、図５〜図１０及び図１１では、１つのシリンダ１３に対応した箇所の構造のみを示している。

図５及び図６を参照して、バルブリフト機構３２の構造について説明する。
・図５は、動弁機構本体３１について、入力ギア５及び出力ギア６の一部を取り除いた状態の斜視構造を示す。
・図６は、動弁機構本体３１について、図５の状態からスライドシャフト機構３３及びスライダギア４を取り除いた状態の斜視構造を示す。

スライダギア４の本体（スライダギア本体４１）には、スライダギア入力部４２及びスライダギア出力部４３が一体に形成されている。スライダギア入力部４２のヘリカルスプライン（入力スプライン４２Ａ）とスライダギア出力部４３のヘリカルスプライン（出力スプライン４３Ａ）とは、歯すじのねじれ方向がコントロールシャフト３５の中心線Ｏに対して互いに反対となるように形成されている。

入力ギア５の本体（入力ギア本体５１）には、スライダギア４の入力スプライン４２Ａと噛み合うヘリカルスプライン（入力スプライン５２）が形成されている。入力ギア本体５１の外周側には、インテークカムシャフト２５のカム２５Ｃと接触する入力アーム５３が設けられている。入力アーム５３は、入力ギア本体５１と一体形成された一対のアーム５４とシャフト５５のまわりを回転するローラ５６とから構成されている。

出力ギア６の本体（出力ギア本体６１）には、スライダギア４の出力スプライン４３Ａと噛み合うヘリカルスプライン（出力スプライン６２）が形成されている。出力ギア本体６１の外周側には、一体形成された出力アーム６３が設けられている。出力アーム６３には、凹状に湾曲したカム面６３Ｆが形成されている。

図７〜図９を参照して、スライドシャフト機構３３の構造について説明する。
・図７は、コントロールシャフト３５の斜視構造を示す。
・図８は、ロッカーシャフト３４の斜視構造を示す。
・図９は、スライドシャフト機構３３の斜視構造を示す。

コントロールシャフト３５には、スライダギア４をコントロールシャフト３５の直線運動と連動させるためのコネクトピン３６が取り付けられる。コネクトピン３６は、コントロールシャフト３５のピン挿入穴３５Ｈにはめ込まれる。本実施形態のコントロールシャフト３５には、各シリンダ１３に対応して４つのピン挿入穴３５Ｈが形成されている。

ロッカーシャフト３４には、コネクトピン３６の直線運動を許容するためのピン移動孔３４Ｈが形成されている。コネクトピン３６は、ピン移動孔３４Ｈを介してコントロールシャフト３５のピン挿入穴３５Ｈにはめ込まれる。

スライドシャフト機構３３においては、コントロールシャフト３５とスライダギア４との軸方向の相対位置を固定するためのブッシュ３７がコネクトピン３６に取り付けられる。これにより、コントロールシャフト３５とコネクトピン３６及びブッシュ３７とが一体となって直線運動する。

図１０及び図１１を参照して、バルブリフト機構３２とスライドシャフト機構３３との組み付け構造について説明する。
・図１０は、スライダギア４の断面構造を示す。
・図１１は、図１０の状態のスライダギア４にスライドシャフト機構３３を組み合わせた状態を示す。

スライダギア４のピン溝４４には、ブッシュ３７が配置される。そして、この状態のスライダギア４において、スライダギア本体４１のシャフト挿入孔４５へロッカーシャフト３４及びコントロールシャフト３５が挿入されることにより、スライダギア４とロッカーシャフト３４及びコントロールシャフト３５とが組み合わされる。

コネクトピン３６は、スライダギア４のピン挿入孔４２Ｈ及びブッシュ３７のピン挿入孔３７Ｈを介してコントロールシャフト３５のピン挿入穴３５Ｈにはめ込まれる。これにより、コントロールシャフト３５、コネクトピン３６、ブッシュ３７及びスライダギア４が一体となって直線運動する。

〔３〕「可変動弁機構の動作」
図１２及び図１３を参照して、インテークカムシャフト２５の回転運動にともなうバルブリフト機構３２の動作について説明する。
・図１２に、動弁機構本体３１について、スライダギア４、入力ギア５及び出力ギア６の一部を取り除いた状態の斜視構造を示す。
・図１３に、動弁機構本体３１について、図１２の状態からスライダギア４、入力ギア５及び出力ギア６が回転した状態を示す。

動弁機構本体３１においては、コネクトピン３６及びブッシュ３７がスライダギア４のピン溝４４に配置されていることにより、ロッカーシャフト３４及びコントロールシャフト３５（スライドシャフト機構３３）に対するスライダギア４の相対回転が許容されている。

従って、インテークカムシャフト２５のカム２５Ｃにより入力ギア５が押されたとき、スライダギア４が入力ギア５とともにスライドシャフト機構３３のまわりを揺動する。また、出力ギア６がスライダギア４とともにスライドシャフト機構３３のまわりを揺動する。すなわち、スライダギア４、入力ギア５及び出力ギア６が一体となってスライドシャフト機構３３のまわりを揺動する。

例えば、動弁機構本体３１の状態が図１２に示す状態のときに入力ギア５がカム２５Ｃにより押された場合、スライダギア４、入力ギア５及び出力ギア６の揺動を通じて、動弁機構本体３１の状態が図１３に示す状態へ移行する。

図１４を参照して、コントロールシャフト３５の直線運動にともなうバルブリフト機構３２の動作について説明する。なお、図１４は、図２のＤＡ−ＤＡ線に沿った可変動弁機構３の側面構造を示す。

バルブリフト機構３２においては、コントロールシャフト３５の直線運動を通じてスライダギア４と入力ギア５及び出力ギア６との軸方向の相対位置が変更されるとき、入力ギア５及び出力ギア６に対して互いに反対方向へ作用するねじり力が付与される。これにより、入力ギア５と出力ギア６とが相対回転するため、入力ギア５（入力アーム５３）と出力ギア６（出力アーム６３）との相対的な回転位相が変更される。なお、可変動弁機構３においては、共通する１本のコントロールシャフト３５に全てのスライダギア４が固定されているため、コントロールシャフト３５の移動にともない全てのバルブリフト機構３２において上記相対的な回転位相が変更される。

例えば、図１４の状態Ａを基準としたとき、コントロールシャフト３５の変位方向に応じてバルブリフト機構３２が次のように動作する。
（Ａ）状態Ａからコントロールシャフト３５を正方向Ｆへ変位させたとき、バルブリフト機構３２は状態Ｂへ移行する。すなわち、入力ギア５と出力ギア６との相対回転により、中心線Ｏのまわりにおいて入力アーム５３と出力アーム６３とが接近する。
（Ｂ）状態Ａからコントロールシャフト３５を逆方向Ｒへ変位させたとき、バルブリフト機構３２は状態Ｃへ移行する。すなわち、入力ギア５と出力ギア６との相対回転により、中心線Ｏのまわりにおいて入力アーム５３と出力アーム６３とが離間する。

〔４〕「可変動弁機構とバルブ作用角との関係」
図１５に、エンジン１における可変動弁機構３周辺の断面構造を示す。
シリンダヘッド１２においては、インテークカムシャフト２５とローラロッカーアーム２７との間に可変動弁機構３のバルブリフト機構３２が配置されている。ローラロッカーアーム２７は、インテークバルブ２３のバルブスプリング２８によりバルブリフト機構３２側へ付勢されているため、ローラ２７Ａが常にバルブリフト機構３２の出力ギア６と当接した状態に保持される。入力ギア５は、シリンダヘッド１２と入力ギア本体５１との間に取り付けられているスプリングによりインテークカムシャフト２５側へ付勢されているため、ローラ５６が常にインテークカムシャフト２５のカム２５Ｃと当接した状態に保持される。

そして、インテークカムシャフト２５のカム２５Ｃにより入力ギア５が押されたとき、入力ギア５、スライダギア４及び出力ギア６が一体となって回転運動する。そして、出力ギア６の回転運動を通じてローラロッカーアーム２７が押し下げられることにより、インテークバルブ２３が開弁方向へ変位する。

エンジン１においては、インテークカムシャフト２５を通じて出力ギア６が押し下げられたときに出力ギア６によりローラロッカーアーム２７（インテークバルブ２３）が押し下げられる期間及び押し下げられる量が、中心線Ｏまわりにおける入力アーム５３と出力アーム６３との距離に応じて変化する。

バルブ作用角及び最大バルブリフト量は、上記距離に応じて次のように変化する。
（ａ）中心線Ｏまわりにおける入力アーム５３と出力アーム６３との距離が短くなるにつれて（例えば、図１４の状態Ａから状態Ｂへ移行するとき）、ローラロッカーアーム２７の押し下げられる期間及び押し下げられる量が小さくなるため、インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量は減少する。
（ｂ）中心線Ｏまわりにおける入力アーム５３と出力アーム６３との距離が長くなるにつれて（例えば、図１４の状態Ａから状態Ｃへ移行するとき）、ローラロッカーアーム２７の押し下げられる期間及び押し下げられる量が大きくなるため、インテークバルブ２３のバルブ作用角及び最大バルブリフト量は増加する。

＜コントロールシャフトの移動範囲＞
図１６に、図２のＶ方向からみた可変動弁機構３の正面構造を示す。
可変動弁機構３においては、シリンダヘッド１２に設けられたシャフトストッパ３８とコントロールシャフト３５に設けられたシャフトアーム３５Ａとにより、コントロールシャフト３５の移動範囲が規制されている。

シャフトストッパ３８は、シリンダヘッド１２に固定されるストッパ本体３８Ａとストッパスプリング３８Ｂを介してストッパ本体３８Ａに取り付けられた前面側ストッパ３８Ｃ及び背面側ストッパ３８Ｄとにより構成されている。シャフトアーム３５Ａは、前面側ストッパ３８Ｃと背面側ストッパ３８Ｄとの間に配置されている。

これにより、コントロールシャフト３５は、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられることにより正方向Ｆへの直線運動が制限される。また、シャフトアーム３５Ａが背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てられることにより逆方向Ｒへの直線運動が制限される。すなわち、前面側ストッパ３８Ｃと背面側ストッパ３８Ｄとの間におけるシャフトアーム３５Ａの移動可能範囲が、コントロールシャフト３５の移動可能範囲となる。

＜回転直動式アクチュエータの構造＞
図１７を参照して、回転直動式アクチュエータ７の構造について説明する。なお、図１７は、軸方向に沿った回転直動式アクチュエータ７の断面構造を示す。

回転直動式アクチュエータ７において、モータ７１及び回転直線運動変換機構８はハウジング７４に内蔵されている。モータ７１は、コイルを有するステータ７２と永久磁石を有するロータ７３とを備えたブラシレスモータとして構成されている。

回転直線運動変換機構８は、入力された回転運動を直線運動へ変換して出力する機能を有する。すなわち、回転直動式アクチュエータ７の出力軸として機能するサンシャフト８１と、ロータ７３と一体回転するナット８２と、ナット８２の回転を通じてサンシャフト８１を直線運動させる複数のプラネタリシャフト８３との組み合わせを通じて構成されている。

サンシャフト８１は、自身の中心線がコントロールシャフト３５の中心線Ｏと整合するようにコントロールシャフト３５と接続されている。すなわち、可変動弁機構３においては、サンシャフト８１の直線運動にともなってコントロールシャフト３５が正方向Ｆまたは逆方向Ｒへ変位する。

＜回転直動式アクチュエータの動作態様＞
回転直動式アクチュエータ７の動作態様について説明する。可変動弁機構３においては、以下の［１］〜［３］の順序に従ってコントロールシャフト３５が駆動される。
［１］ステータ７２への通電により、ロータ７３とともにナット８２が回転する。
［２］ナット８２の回転により、プラネタリシャフト８３が自転しつつサンシャフト８１の周りを公転する。すなわち、プラネタリシャフト８３がサンシャフト８１の周りにおいて遊星運動する。
［３］プラネタリシャフト８３の遊星運動により、サンシャフト８１が直線運動する。また、サンシャフト８１とともにコントロールシャフト３５が直線運動する。

回転直動式アクチュエータ７の動作とバルブ作用角及び最大バルブリフト量との関係について説明する。なお、以降では、コントロールシャフト３５が正方向Ｆへ移動するときのロータ７３の回転方向を正転方向ＲＦとし、コントロールシャフト３５が逆方向Ｒへ移動するときのロータ７３の回転方向を反転方向ＲＲとする。

（ａ）ステータ７２への通電によりロータ７３の回転位相が保持されているとき、コントロールシャフト３５の位置が変化しないため、バルブ作用角及び最大バルブリフト量はそのときの大きさに保持される。

（ｂ）ステータ７２への通電によりロータ７３が正転方向ＲＦへ回転するとき、コントロールシャフト３５が正方向Ｆへ向けて変位するため、バルブ作用角及び最大バルブリフト量はロータ７３の回転前よりも小さくなる。このとき、ロータ７３の回転が開始されてから停止されるまでのロータ回転角度ＲＡに応じた分だけバルブ作用角及び最大バルブリフト量が小さくなる。

（ｃ）ステータ７２への通電によりロータ７３が反転方向ＲＲへ回転するとき、コントロールシャフト３５が逆方向Ｒへ向けて変位するため、バルブ作用角及び最大バルブリフト量はロータ７３の回転前よりも大きくなる。このとき、ロータ７３の回転が開始されてから停止されるまでのロータ回転角度ＲＡに応じた分だけバルブ作用角及び最大バルブリフト量が大きくなる。

＜可変動弁機構の制御態様＞
電子制御装置９による可変動弁機構３の制御態様について説明する。以降では、移動範囲におけるコントロールシャフト３５の位置をシャフト位置ＰＳとし、コントロールシャフト３５の変位量をシャフト変位量ＬＳとして示す。

電子制御装置９は、基本的には次の［処理１］〜［処理４］に基づいて可変動弁機構３の制御を行う。
［処理１］：実際のバルブ作用角ＩＮＣＡＭ（現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃ）が目標のバルブ作用角ＩＮＣＡＭ（目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇ）と異なるとき、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致するように回転直動式アクチュエータ７を制御する。

エンジン１においては、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃを直接的に検出していないため、以下の［処理２］を通じて推定したバルブ作用角ＩＮＣＡＭ（仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔ）を現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃと見立てて回転直動式アクチュエータ７の制御を行う。すなわち、仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致するように回転直動式アクチュエータ７を制御する。

［処理２］：バルブ作用角ＩＮＣＡＭは、実際のシャフト位置ＰＳ（現状シャフト位置ＰＳａｃｔ）に応じて変化するため、現状シャフト位置ＰＳａｃｔに基づいて仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔを算出する。

エンジン１においては、現状シャフト位置ＰＳａｃｔを直接的に検出していないため、以下の［処理３］を通じて推定したシャフト位置ＰＳ（仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔ）を現状シャフト位置ＰＳａｃｔと見立てて仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔの算出を行う。すなわち、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔに基づいて仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔを算出する。

［処理３］：シャフト位置ＰＳは、実際のシャフト変位量ＬＳ（現状シャフト変位量ＬＳａｃｔ）に応じて変化するため、現状シャフト変位量ＬＳａｃｔに基づいて仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを算出する。

エンジン１においては、現状シャフト変位量ＬＳａｃｔを直接的に検出していないため、以下の［処理４］を通じて推定したシャフト変位量ＬＳ（仮想シャフト変位量ＬＳｖｒｔ）を現状シャフト変位量ＬＳａｃｔと見立てて仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔの算出を行う。すなわち、仮想シャフト変位量ＬＳｖｒｔに基づいて仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを算出する。

［処理４］：シャフト変位量ＬＳは、実際のロータ回転角度ＲＡに対応して変化するため、ロータ回転角度計測値ＲＡＭに基づいて仮想シャフト変位量ＬＳｖｒｔを算出する。
電子制御装置９は、上記［処理１］〜［処理４］を可変動弁機構３の制御を行うための基本処理として、次の［処理Ａ］〜［処理Ｇ］の処理を通じてバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更を行う。

［処理Ａ］エンジン１の運転状態等に基づいて目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇを設定する。
・仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと異なるときは次の［処理Ｂ］を行う。
・仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致するときは、ロータ７３の回転位相を保持する。

［処理Ｂ］予め把握されているシャフト位置ＰＳとバルブ作用角ＩＮＣＡＭとの関係（位置対作用角特性）に基づいて、目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇに対応したシャフト位置ＰＳを目標シャフト位置ＰＳｔｒｇとして算出する。例えば、位置対作用角特性として図１８のマップが電子制御装置９に予め記憶されているとき、目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇに対応したシャフト位置ＰＳ（シャフト位置ＰＳＸ）を目標シャフト位置ＰＳｔｒｇとして設定する。

位置対作用角特性において、正方向Ｆへの直線運動が制限されるときのシャフト位置ＰＳを前面突当位置ＰＳｍｉｎとし、逆方向Ｒへの直線運動が制限されるときのシャフト位置ＰＳを背面突当位置ＰＳｍａｘとしたとき、シャフト位置ＰＳとバルブ作用角ＩＮＣＡＭとは次のような関係にある。
（ａ）シャフト位置ＰＳが前面突当位置ＰＳｍｉｎのとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭは最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎとなる。
（ｂ）シャフト位置ＰＳが背面突当位置ＰＳｍａｘのとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭは最大バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍａｘとなる。

［処理Ｃ］現在の仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと目標シャフト位置ＰＳｔｒｇとに基づいて、現状シャフト位置ＰＳａｃｔを目標シャフト位置ＰＳｔｒｇと整合させるために必要となるシャフト変位量ＬＳ（目標シャフト変位量ＬＳｔｒｇ）を算出する。

［処理Ｄ］予め把握されているロータ回転角度ＲＡとシャフト変位量ＬＳとの関係（角度対変位量特性）に基づいて、目標シャフト変位量ＬＳｔｒｇに対応したロータ回転角度ＲＡを目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇとして算出する。例えば、角度対変位量特性として図１９のマップが電子制御装置９に予め記憶されているとき、目標シャフト変位量ＬＳｔｒｇに対応したロータ回転角度ＲＡの値（ロータ回転角度ＲＡＸ）を目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇとして設定する。

［処理Ｅ］仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔと目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇとの関係に基づいて、コントロールシャフト３５の移動方向すなわちロータ７３の回転方向を設定する。
・目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇが仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔよりも小さいとき、ロータ７３の回転方向を正転方向ＲＦに設定する。
・目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇが仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔよりも大きいとき、ロータ７３の回転方向を反転方向ＲＲに設定する。

［処理Ｆ］ロータ７３を上記処理にて設定し方向へ回転させる。
［処理Ｇ］ロータ７３の回転開始後におけるロータ回転角度計測値ＲＡＭが目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇに達したとき、ロータ７３の回転位相を保持する。

＜バルブ作用角変更処理＞
電子制御装置９は、エンジン１の運転中、上記各処理に基づいて構成された「バルブ作用角変更処理」の実行を通じて現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃを目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇに設定することにより、燃料消費率の向上等を図る。

図２０を参照して、「バルブ作用角変更処理」について説明する。
［ステップＳ１０２］「シャフト位置学習処理［１］（図２１）」を開始する。なお、「シャフト位置学習処理［１］」の詳細な処理手順については後述する。

［ステップＳ１０４］エンジン１の運転状態に基づいて、目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇを設定する。
［ステップＳ１１０］仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致しているか否かを判定する。

電子制御装置９は、ステップＳ１１０の判定処理を通じて、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃについて次のように判断する。
（ａ）仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致していないとき、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致していないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１１２の処理へ移行する。
（ｂ）仮想バルブ作用角ＩＮＣＡＭｖｒｔが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致しているとき、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致していると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２２の処理へ移行する。

［ステップＳ１１２］上記［処理Ｂ］から［処理Ｆ］までの処理に従って、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を開始する。また、コントロールシャフト３５の駆動が実行されているときには、コントロールシャフト３５の駆動を継続する。

［ステップＳ１２０］上記ステップＳ１１２の処理を通じてコントロールシャフト３５の駆動を開始してからのロータ回転角度ＲＡ（ロータ回転角度計測値ＲＡＭ）が目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇに達したか否かを判定する。

電子制御装置９は、ステップＳ１２０の判定処理を通じて、シャフト位置ＰＳについて次のように判断する。
（ａ）ロータ回転角度計測値ＲＡＭが目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇに達しているとき、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが目標シャフト位置ＰＳｔｒｇにあると判断する。すなわち、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致していると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２２の処理へ移行する。
（ｂ）ロータ回転角度計測値ＲＡＭが目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇに達していないとき、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが目標シャフト位置ＰＳｔｒｇと異なると判断する。すなわち、現状バルブ作用角ＩＮＣＡＭａｔｃが目標バルブ作用角ＩＮＣＡＭｔｒｇと一致していないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１３０の処理へ移行する。

［ステップＳ１２２］回転直動式アクチュエータ７の制御を通じてシャフト位置ＰＳを保持する。すなわち、バルブ作用角ＩＮＣＡＭを保持する。
［ステップＳ１３０］エンジン１の停止要求があるか否かを判定する。
・エンジン１の停止要求がないとき、ステップＳ１０２の処理へ移行する。
・エンジン１の停止要求があるとき、本処理を終了する。

＜シャフト位置学習処理＞
可変動弁機構３においては、上述のようにロータ回転角度ＲＡとシャフト変位量ＬＳとの対応関係に基づいて現状シャフト位置ＰＳａｃｔを把握するようにしているため、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが現状シャフト位置ＰＳａｃｔと整合しなくなることもある。例えば、電子制御装置９の動作が停止しているときに何らかの理由によりコントロールシャフト３５が変位した場合には、現状シャフト位置ＰＳａｃｔの変化が仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔへ反映されないため、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの不整合が生じる。

そこで、本実施形態ではこうした制御性の低下を抑制するため、「シャフト位置学習処理［１］」を通じてシャフト位置ＰＳの学習を行うようにしている。すなわち、学習制御として、前面側ストッパ３８Ｃにより直線運動が制限されるまでコントロールシャフト３５を移動させる処理（第１処理）と、コントロールシャフト３５の直線運動が制限されたときに仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新する処理（第２処理）とを行うことで、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの整合をとるようにしている。

図２１を参照して、「シャフト位置学習処理［１］」の詳細な処理手順について説明する。
［ステップＳ２１０］減速時フューエルカットの実行中か否かを判定する。

当該「シャフト位置学習処理［１］」では、学習制御を通じてコントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てるようにしているため、学習制御の実行によりバルブ作用角ＩＮＣＡＭが変更されるようになる。従って、学習制御が実行されるタイミングによっては、運転者の要求するエンジン出力と実際のエンジン出力とが大きく乖離することによりドライバビリティの低下をまねくようになる。そこで、ステップＳ２１０の処理では、減速時フューエルカットの実行状態に基づいて、学習制御の実行に適した状態にあるか否かを判定するようにしている。

電子制御装置９は、ステップＳ２１０の判定処理を通じて、学習制御の実行について次のように判断する。
（ａ）減速時フューエルカットの実行中のときには、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化がエンジン１の出力に影響しないため、学習制御の実行に適した状態にあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ２２０の処理へ移行する。
（ｂ）減速時フューエルカットの停止中のときには、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化がエンジン１の出力に影響するため、学習制御の実行によりドライバビリティの低下をまねくおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

なお、学習制御の実行中において減速時フューエルカットが終了されていることが検出されたときは、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を停止するとともにコントロールシャフト３５の位置をそのときの位置に保持して「バルブ作用角変更処理」へ移行する。

［ステップＳ２２０］エンジン回転速度ＮＥが判定回転速度ＮＥＨ未満か否かを判定する。
当該「シャフト位置学習処理［１］」では、学習制御を通じてコントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てるようにしているため、学習制御の実行にともない基本的にはバルブ作用角ＩＮＣＡＭが最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎに設定される。一方で、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域にある状態でバルブ作用角ＩＮＣＡＭが最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎまたはその近傍の作用角に設定された場合には、シリンダ１３内の負圧が過度に増大することによりエンジン回転速度ＮＥが急激に下降するようになる。

こうしたことから、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域にある状態で学習制御が行われた場合、エンジン回転速度ＮＥの急激な下降に起因するドライバビリティの低下をまねくようになる。そこで、ステップＳ２２０の処理では、エンジン回転速度ＮＥと判定回転速度ＮＥＨとの比較を通じて、学習制御の実行に適した状態にあるか否かを判定するようにしている。

電子制御装置９は、ステップＳ２２０の判定処理を通じて、学習制御の実行について次のように判断する。
（ａ）エンジン回転速度ＮＥが判定回転速度ＮＥＨ未満のとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭが最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎまたはその近傍の作用角に設定されてもエンジン回転速度ＮＥの急激な下降が生じないため、学習制御の実行に適した状態にあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ２２２の処理へ移行する。すなわち、学習制御を開始する。
（ｂ）エンジン回転速度ＮＥが判定回転速度ＮＥＨ以上のとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭが最小バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍｉｎまたはその近傍の作用角に設定されることによりエンジン回転速度ＮＥの急激な下降が生じるため、学習制御の実行によりドライバビリティの低下をまねくおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

なお、学習制御の実行中においてエンジン回転速度ＮＥが判定回転速度ＮＥＨ以上であることが検出されたときには、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を停止するとともにコントロールシャフト３５の位置をそのときの位置に保持して「バルブ作用角変更処理」へ移行する。

［ステップＳ２２２］回転直動式アクチュエータ７を通じてコントロールシャフト３５を正方向Ｆへ向けて変位させる。このとき、モータ駆動回路９７やシャフトストッパ３８の保護を図るため、モータ７１のトルクが一定の大きさとなるようにステータ７２への通電を行う。なお、当該「シャフト位置学習処理［１］」においては、ステップＳ２２２、ステップＳ２３０及びステップＳ２３２の処理が学習制御を通じて実行される処理に相当する。

［ステップＳ２３０］モータ７１（ロータ７３）の回転が停止したか否かを判定する。
シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられたとき、コントロールシャフト３５の正方向Ｆへの直線運動が制限されることによりロータ７３の回転が停止するため、これに基づいてシャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていると判断することができる。また、ロータ７３の回転が停止したとき、ロータ回転角度ＲＡが変化しなくなるため、これに基づいてロータ７３の回転が停止していると判断することができる。ステップＳ２３０の処理では、ステータ７２への通電を行っている状態において、ロータ回転角度計測値ＲＡＭが一定期間以上にわたって変化しないことをもってロータ７３の回転が停止したと判断するようにしている。

電子制御装置９は、ステップＳ２３０の判定処理を通じて、シャフト位置ＰＳについて次のように判断する。
（ａ）モータ７１の回転が停止しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていると判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎにあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ２３２の処理へ移行する。
（ｂ）モータ７１の回転が継続しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていないと判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎと異なると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ２１０の処理へ移行する。

［ステップＳ２３２］仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを現在の仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔから前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新する。これにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが現状シャフト位置ＰＳａｃｔと整合するため、ロータ回転角度計測値ＲＡＭに基づいて的確にバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更を行うことが可能となる。なお、ステップＳ２３２の終了後は、「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第１実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、エンジン１のフューエルカットの実行中に学習制御を行うようにしている。このように、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化がエンジン出力に影響しないときに学習制御を行うようにしているため、学習制御に起因するドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

（２）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、エンジン回転速度ＮＥが判定回転速度ＮＥＨ未満のときに学習制御を行うようにしている。これにより、シリンダ１３内の負圧が過度に増大することに起因してエンジン回転速度ＮＥの急激な下降が生じることを抑制することができるようになる。すなわち、学習制御の実行にともなうドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

（３）また、シリンダ１３内の負圧が過度に増大することに起因してエンジンオイルの消費が促進されることを抑制することができるようになる。すなわち、学習制御の実行にともなうエンジンオイルの消費量の増加を抑制することができるようになる。

（４）学習制御の実行によるドライバビリティの低下を回避するために、学習制御において可変動弁機構３の動作とスロットルバルブの動作とを協調させることにより、運転者の要求するエンジン出力が得られるようにすることもできる。しかし、こうした協調制御を実施する場合には、運転者の要求を可変動弁機構３及びスロットルバルブの動作へ適切に反映させるために複雑な制御ロジックを予め構築しておく必要があるため、実用性の低下が懸念される。この点、本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、協調制御のための制御ロジックを予め構築する必要がないため、学習制御を実行する可変動弁機構について、その実用性をより高いものとすることができるようになる。

（５）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、学習制御の実行中、モータ７１の回転停止が検出されるまでの期間においてもフューエルカットの実行が継続されているか否かについての判定を行うようにしている。これにより、モータ７１の回転停止前にフューエルカットの終了が検出された場合には学習制御が中断されるため、フューエルカットの停止中にもかかわらず学習制御が継続されることによるドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

＜実施形態の変更例＞
なお、上記第１実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第１実施形態においては、コントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うようにしたが、コントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うこともできる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図２２を参照して説明する。
本実施形態では、以下の「シャフト位置学習処理［２］」を通じて学習制御を行うことにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの整合をとるようにしている。なお、本実施形態においては、前記「シャフト位置学習処理［１］」に代えて「シャフト位置学習処理［２］」を行う点において前記第１実施形態の構成と相違し、それ以外については前記第１実施形態と同様の構成を採用している。

＜学習制御の概要＞
可変動弁機構３においては、入力ギア５の入力アーム５３に対してインテークカムシャフト２５から力が加えられることにより、スライダギア入力部４２にスラスト荷重が生じるようになる。一方、出力ギア６の出力アーム６３に対してバルブスプリング２８から力が加えられることにより、スライダギア出力部４３にスラスト荷重が生じるようになる。そして、エンジン１の運転中には少なくとも一つのスライダギア４において上記スラスト荷重の一方または両方が常に生じるため、コントロールシャフト３５は常にスラスト荷重が加えられた状態にある。

こうしたことから、学習制御の実行中において、コントロールシャフト３５は回転直動式アクチュエータ７からのスラスト荷重とスライダギア４（エンジン１）からのスラスト荷重とが加えられた状態で駆動されるようになる。一方で、エンジン１からバルブリフト機構３２へ加えられる力、すなわちインテークカムシャフト２５のトルク及びバルブスプリング２８の反力の大きさは主にエンジン回転速度ＮＥに応じて変化するため、これにともないスライダギア４を介してコントロールシャフト３５へ作用するスラスト荷重の大きさが変化するようになる。これにより、異なるエンジン回転速度ＮＥのもとで実行される各学習制御においては、コントロールシャフト３５を変位させる力の大きさも異なるため、コントロールシャフト３５の直線運動が制限される位置に違いが生じることもある。

ここで、エンジン回転速度ＮＥが回転速度ＮＥ１のときに開始された学習制御（第１学習制御）とエンジン回転速度ＮＥが回転速度ＮＥ１よりも大幅に小さい回転速度ＮＥ２のときに開始された学習制御（第２学習制御）とを例に挙げて、上記直線運動が制限される位置の違いについて説明する。なお、ここでは前記「シャフト位置学習処理［１］」を通じて上記第１学習制御及び第２学習制御が行われた場合を想定する。

第１学習制御においては、現状シャフト位置ＰＳａｃｔ１でコントロールシャフト３５の直線運動が制限されたことにより仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新されたとする。一方の第２学習制御では、第１学習制御よりもエンジン回転速度ＮＥが大幅に小さい状態で開始されたことにより、エンジン１からバルブリフト機構３２へ加えられる力が第１学習制御に比べて小さくなる。すなわち、コントロールシャフト３５を変位させる力が第１学習制御での力を大きく下回った状態となる。このため、コントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てる力が小さいことにより、ストッパスプリング３８Ｂの変形量が第１学習制御における変形量よりも少ないシャフト位置ＰＳ（現状シャフト位置ＰＳａｃｔ２）でコントロールシャフト３５の直線運動が制限されるようになる。従って、第２学習制御においては、現状シャフト位置ＰＳａｃｔ２において仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新される。

このように、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが異なるにもかかわらずいずれの学習制御においても仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新されるため、第１学習制御と第２学習制御との間で仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの関係にずれが生じるようになる。そして、学習制御が実行される度に同様の状態が生じた場合には、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの関係が学習制御毎に大きくばらつくようになる。こうした仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの関係のばらつきは、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更にかかる制御性の低下をまねくため、極力抑制することが要求される。

そこで、本実施形態では、エンジン１からバルブリフト機構３２へ加えられる力が主にエンジン回転速度ＮＥに応じて異なることに着目して、常に同じエンジン回転速度（特定回転速度ＮＥＸ）のときに学習制御を開始することで、学習制御中においてコントロールシャフト３５を変位させる力の大きさがいずれの学習制御についても略同じ大きさとなるようにしている。これにより、各学習制御においてコントロールシャフト３５の直線運動が制限される位置の違いが生じにくくなるため、シャフト位置ＰＳについて、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの関係が学習制御毎にばらつくことを抑制することができるようになる。

＜シャフト位置学習処理＞
図２２に、「シャフト位置学習処理［２］」の詳細な処理手順を示す。
［ステップＳ３１０］シャフト位置ＰＳの学習を行うための基本条件が成立したか否かを判定する。この基本条件としては、例えば、以下に示す条件の少なくとも一つを採用することができる。
（ａ）前回の学習制御から経過時間が判定値以上である。
（ｂ）前回の学習制御からの走行距離が判定値以上である。

ステップＳ３１０の処理では、判定結果に応じて次のように以降の処理へ移行する。
・基本条件が成立しているとき、ステップＳ３２０の処理へ移行する。
・基本条件が成立していないとき、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

なお、学習制御の実行中において基本条件が不成立であることが検出されたときは、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を停止するとともにコントロールシャフト３５の位置をそのときの位置に保持して「バルブ作用角変更処理」へ移行する。

［ステップＳ３２０］学習制御の実行中か否かを判定する。
・学習制御が実行されているとき、ステップＳ３４０の処理へ移行する。
・学習制御が実行されていないとき、ステップＳ３３０の処理へ移行する。

［ステップＳ３３０］エンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したか否かを判定する。
電子制御装置９は、ステップＳ３３０の判定処理を通じて、学習制御の実行について次のように判断する。
（ａ）エンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したとき、このタイミングで学習制御を開始することにより、コントロールシャフト３５を変位させる力について、その大きさがすでに実行された学習制御及び今後実行される学習制御と略同じ大きさにされるため、学習制御の実行開始に適した状態にあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ３３２の処理へ移行する。すなわち、学習制御を開始する。
（ｂ）エンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したとき、このタイミングで学習制御を開始することにより、コントロールシャフト３５を変位させる力について、その大きさがすでに実行された学習制御及び今後実行される学習制御と大きく異なるおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

［ステップＳ３３２］回転直動式アクチュエータ７を通じてコントロールシャフト３５を正方向Ｆへ向けて変位させる。このとき、モータ駆動回路９７やシャフトストッパ３８の保護を図るため、モータ７１のトルクが一定の大きさとなるようにステータ７２への通電を行う。なお、当該「シャフト位置学習処理［２］」においては、ステップＳ３３２、ステップＳ３４０及びステップＳ３４２の処理が学習制御を通じて実行される処理に相当する。

［ステップＳ３４０］モータ７１（ロータ７３）の回転が停止したか否かを判定する。
電子制御装置９は、ステップＳ３４０の判定処理を通じて、シャフト位置ＰＳについて次のように判断する。
（ａ）モータ７１の回転が停止しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていると判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎにあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ３４２の処理へ移行する。
（ｂ）モータ７１の回転が継続しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていないと判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔは前面突当位置ＰＳｍｉｎにないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ３１０の処理へ移行する。

［ステップＳ３４２］仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを現在の仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔから前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新する。これにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが現状シャフト位置ＰＳａｃｔと整合するため、ロータ回転角度計測値ＲＡＭに基づいて的確にバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更を行うことが可能となる。なお、ステップＳ３４２の終了後は、「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第２実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、エンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したときに学習制御を開始するようにしている。これにより、学習制御中におけるコントロールシャフト３５を変位させる力の大きさがいずれの学習制御についても略同じ大きさとなるため、各学習制御においてコントロールシャフト３５の直線運動が制限される位置の違いが生じにくくなる。従って、シャフト位置ＰＳについて、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの関係が学習制御毎にばらつくことを抑制することができるようになる。

＜実施形態の変更例＞
なお、上記第２実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第２実施形態においては、コントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うようにしたが、コントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うこともできる。

・上記第２実施形態では、基本条件が成立しているときにエンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したことをもって学習制御を開始するようにしたが、例えば次のように変更することもできる。すなわち、基本条件が成立している状態においてエンジン回転速度ＮＥが所定の範囲内にあることをもって学習制御を開始することもできる。なお、同所定の範囲は、学習制御中にコントロールシャフト３５を変位させる力の大きさについて、学習制御毎のばらつきが許容範囲内に収まるように設定される。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図２３を参照して説明する。
本実施形態では、以下の「シャフト位置学習処理［３］」を通じてシャフト位置ＰＳの学習を行うことにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの整合をとるようにしている。なお、本実施形態においては、前記「シャフト位置学習処理［１］」に代えて「シャフト位置学習処理［３］」を行う点において前記第１実施形態の構成と相違し、それ以外については前記第１実施形態と同様の構成を採用している。

＜シャフト位置学習処理＞
図２３に、「シャフト位置学習処理［３］」の詳細な処理手順を示す。
［ステップＳ４１０］シャフト位置ＰＳの学習を行うための基本条件が成立したか否かを判定する。この基本条件としては、例えば、以下に示す条件の少なくとも一つを採用することができる。
（ａ）前回の学習制御から経過時間が判定値以上である。
（ｂ）前回の学習制御からの走行距離が判定値以上である。

ステップＳ４１０の処理では、判定結果に応じて次のように以降の処理へ移行する。
・基本条件が成立しているとき、ステップＳ４２０の処理へ移行する。
・基本条件が成立していないとき、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

なお、学習制御の実行中において基本条件が不成立であることが検出されたときは、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を停止するとともにコントロールシャフト３５の位置をそのときの位置に保持して「バルブ作用角変更処理」へ移行する。

［ステップＳ４２０］アクセルペダルの操作中か否か、すなわちアクセル操作量計測値ＡＣＣＭが「０」よりも大きいか否かを判定する。
当該「シャフト位置学習処理［３］」では、学習制御を通じてコントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てるようにしているため、学習制御の実行にともないバルブ作用角ＩＮＣＡＭが変更される。一方で、エンジン１においてはバルブ作用角ＩＮＣＡＭに応じて吸入空気量ＧＡが変化するため、学習制御によりエンジン１の出力が変化するようになる。

こうしたことから、基本条件が成立していることのみに基づいて学習制御が行われた場合、運転者の要求するエンジン出力と実際のエンジン出力とが大きく乖離することによりドライバビリティの低下をまねくこともある。そこで、ステップＳ４２０の処理では、アクセルペダルの操作状態に基づいて、学習制御の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するようにしている。

電子制御装置９は、ステップＳ４２０の判定処理を通じて、学習制御の実行について次のように判断する。
（ａ）アクセルペダルが解放されているとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化により要求出力と実際のエンジン出力との乖離が増大する可能性は小さいため、学習制御の実行に適した状態にあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ４２２の処理へ移行する。すなわち、学習制御を開始する。
（ｂ）アクセルペダルが操作されているとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化により運転者の要求するエンジン出力と実際のエンジン出力との乖離が増大するおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

なお、学習制御の実行中においてアクセルペダルの操作中であることが検出されたときは、回転直動式アクチュエータ７によるコントロールシャフト３５の駆動を停止するとともにコントロールシャフト３５の位置をそのときの位置に保持して「バルブ作用角変更処理」へ移行する。

［ステップＳ４２２］回転直動式アクチュエータ７を通じてコントロールシャフト３５を正方向Ｆへ向けて変位させる。このとき、モータ駆動回路９７やシャフトストッパ３８の保護を図るため、モータ７１のトルクが一定の大きさとなるようにステータ７２への通電を行う。なお、当該「シャフト位置学習処理［３］」においては、ステップＳ４２２、ステップＳ４３０及びステップＳ４３２の処理が学習制御を通じて実行される処理に相当する。

［ステップＳ４３０］モータ７１（ロータ７３）の回転が停止したか否かを判定する。
電子制御装置９は、ステップＳ４３０の判定処理を通じて、シャフト位置ＰＳについて次のように判断する。
（ａ）モータ７１の回転が停止しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていると判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが前面突当位置ＰＳｍｉｎにあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ４３２の処理へ移行する。
（ｂ）モータ７１の回転が継続しているとき、シャフトアーム３５Ａが前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てられていないと判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔは前面突当位置ＰＳｍｉｎにないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ４１０の処理へ移行する。

［ステップＳ４３２］仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを現在の仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔから前面突当位置ＰＳｍｉｎへ更新する。これにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが現状シャフト位置ＰＳａｃｔと整合するため、ロータ回転角度計測値ＲＡＭに基づいて的確にバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更を行うことが可能となる。なお、ステップＳ４３２の終了後は、「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第３実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、アクセルペダルの解放中に学習制御を行うようにしている。このように、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化により要求出力と実際のエンジン出力との乖離が増大する可能性が低いときに学習制御を行うようにしているため、学習制御に起因してドライバビリティの低下をまねくことを抑制することができるようになる。

（２）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、協調制御のための制御ロジックを予め構築する必要がないため、学習制御を実行する可変動弁機構について、その実用性をより高いものとすることができるようになる。

（３）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、学習制御の実行中、モータ７１の回転停止が検出されるまでの期間においてもアクセルペダルが解放されているか否かについての判定を行うようにしている。これにより、モータ７１の回転停止前にアクセルペダルの操作が開始された場合には学習制御が中断されるため、アクセルペダルの操作中にもかかわらず学習制御が継続されることによるドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

＜実施形態の変更例＞
なお、上記第３実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第３実施形態においては、コントロールシャフト３５を前面側ストッパ３８Ｃへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うようにしたが、コントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てることによりシャフト位置ＰＳの学習を行うこともできる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図２４を参照して説明する。
本実施形態では、以下の「シャフト位置学習処理［４］」を通じてシャフト位置ＰＳの学習を行うことにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔと現状シャフト位置ＰＳａｃｔとの整合をとるようにしている。なお、本実施形態においては、前記「シャフト位置学習処理［１］」に代えて「シャフト位置学習処理［４］」を行う点において前記第１実施形態の構成と相違し、それ以外については前記第１実施形態と同様の構成を採用している。

＜学習制御の概要＞
エンジン１においては、エンジン負荷が高負荷のとき、バルブ作用角ＩＮＣＡＭが最大バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍａｘ近傍の値に設定される。また、実際のエンジン出力に対する要求出力と実出力との乖離分の割合が小さくなるため、要求出力と実出力とが多少乖離していても、それにより運転者が違和感を覚える可能性は低くなる。

従って、エンジン負荷が高負荷のときにおいて、学習制御を通じてコントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てる場合（バルブ作用角ＩＮＣＡＭを最大バルブ作用角ＩＮＣＡＭｍａｘに設定する場合）には、学習制御の実行にともないバルブ作用角ＩＮＣＡＭが変化するものの、そうした変化がドライバビリティへ及ぼす影響は小さくなる。

そこで、本実施形態では、エンジン負荷が高負荷のときにコントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てる学習制御を行うことで、学習制御によるドライバビリティの低下を抑制することができるようにしている。

＜シャフト位置学習処理＞
図２４に、「シャフト位置学習処理［４］」の詳細な処理手順を示す。
［ステップＳ５１０］エンジン負荷が高負荷か否かを判定する。ここでは、吸入空気量ＧＡに基づいて算出したエンジン負荷の相当値が判定値以上であることをもってエンジン１の負荷が高負荷であると判定するようにしている。

電子制御装置９は、ステップＳ５１０の判定処理を通じて、学習制御の実行について次のように判断する。
（ａ）エンジン負荷が高負荷のとき、コントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ向けて変位させてもバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化により運転者が違和感を覚える可能性が低いため、学習制御の実行に適した状態にあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ５１２の処理へ移行する。すなわち、学習制御を開始する。
（ｂ）エンジン負荷が高負荷でないとき、コントロールシャフト３５を背面側ストッパ３８Ｄへ向けて変位させたことにともなうバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化により運転が違和感を覚える可能性が高いと判断する。この判定結果が得られたときは、本処理を終了して「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

［ステップＳ５１２］回転直動式アクチュエータ７を通じてコントロールシャフト３５を逆方向Ｒへ向けて変位させる。このとき、モータ駆動回路９７やシャフトストッパ３８の保護を図るため、モータ７１のトルクが一定の大きさとなるようにステータ７２への通電を行う。なお、当該「シャフト位置学習処理［４］」においては、ステップＳ５１２、ステップＳ５２０及びステップＳ５２２の処理が学習制御を通じて実行される処理に相当する。

［ステップＳ５２０］モータ７１（ロータ７３）の回転が停止したか否かを判定する。
電子制御装置９は、ステップＳ５２０の判定処理を通じて、シャフト位置ＰＳについて次のように判断する。
（ａ）モータ７１の回転が停止しているとき、シャフトアーム３５Ａが背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てられていると判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔが背面突当位置ＰＳｍａｘにあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ５２２の処理へ移行する。
（ｂ）モータ７１の回転が継続しているとき、シャフトアーム３５Ａが背面側ストッパ３８Ｄへ突き当てられていないと判断する。すなわち、現状シャフト位置ＰＳａｃｔは背面突当位置ＰＳｍａｘにないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ５１０の処理へ移行する。

［ステップＳ５２２］仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔを現在の仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔから背面突当位置ＰＳｍａｘへ更新する。これにより、仮想シャフト位置ＰＳｖｒｔが現状シャフト位置ＰＳａｃｔと整合するため、ロータ回転角度計測値ＲＡＭに基づいて的確にバルブ作用角ＩＮＣＡＭの変更を行うことが可能となる。なお、ステップＳ５２２の終了後は、「バルブ作用角変更処理」のステップＳ１０４の処理へ移行する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第４実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、エンジン負荷が高負荷のときに学習制御を行うようにしている。このように、バルブ作用角ＩＮＣＡＭの変化による要求出力と実出力との乖離がドライバビリティに影響を及ぼしにくいときに学習制御を行うようにしているため、学習制御に起因してドライバビリティの低下をまねくことを抑制することができるようになる。

（２）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、協調制御のための制御ロジックを予め構築する必要がないため、学習制御を実行する可変動弁機構について、その実用性をより高いものとすることができるようになる。

（３）本実施形態の可変動弁機構３の制御装置では、学習制御の実行中、モータ７１の回転停止が検出されるまでの期間においてもエンジン負荷が高負荷か否かについての判定を行うようにしている。これにより、モータ７１の回転停止前にエンジン負荷が小さくなった場合には学習制御が中断されるため、エンジン負荷が高負荷でないにもかかわらず学習制御が継続されることによるドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

（その他の実施形態）
・第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施することもできる。すなわち、減速時フューエルカットの実行中においてエンジン回転速度ＮＥが特定回転速度ＮＥＸに達したときに学習制御を開始することもできる。こうした構成を採用した場合の処理手順を図２５に示す。なお、特定回転速度ＮＥＸは判定回転速度ＮＥＨよりも小さい値に設定される。

・上記各実施形態では、インテークバルブ２３のバルブ作用角を変更する可変動弁機構３を想定したが、エキゾーストバルブ２４のバルブ作用角を変更する可変動弁機構に対して本発明を適用することもできる。また、インテークバルブ２３及びエキゾーストバルブ２４のバルブ作用角を変更する可変動弁機構に対して本発明を適用することもできる。

・可変動弁機構３の構成は、上記各実施形態にて例示した構成に限られず適宜変更することができる。要するに、アクチュエータによる駆動軸の直線運動を通じてエンジンバルブのバルブ作用角を変更する可変動弁機構であれば、いずれの可変動弁機構に対しても本発明を適用することができる。こうした場合においても、上記各実施形態に準じた態様をもって本発明を適用することにより、上記各実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。

本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化した第１実施形態について、同制御装置を搭載したエンジンの概略構成を示す構成図。 同実施形態の可変動弁機構について、その全体の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構について、バルブリフト機構を分解した状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構によるバルブ作用角及び最大バルブリフト量の変化傾向を示すグラフ。 同実施形態の可変動弁機構を構成するバルブリフト機構について、その一部を除いた状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するバルブリフト機構について、図５の状態からスライドシャフト機構を除いた状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するコントロールシャフトについて、その斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するロッカーシャフトについて、その斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するスライドシャフト機構について、その斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するスライダギアについて、その断面構造を示す断面図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するスライダギアについて、図１０の状態にスライドシャフト機構を組み合わせた状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するバルブリフト機構について、その一部を除いた状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構を構成するバルブリフト機構について、その一部を除いた状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の可変動弁機構について、図２のＤＡ−ＤＡ線に沿った側面構造を示す側面図。 同実施形態のエンジンについて、可変動弁機構周辺の断面構造を示す断面図。 同実施形態の可変動弁機構について、図２のＶ方向からみた正面構造を示す正面図。 同実施形態の可変動弁機構について、回転直動式アクチュエータの断面構造を示す断面図。 同実施形態の可変動弁機構について、シャフト位置とバルブ作用角との関係を示すグラフ。 同実施形態の可変動弁機構について、ロータ回転角度とシャフト変位量との関係を示すグラフ。 同実施形態の可変動弁機構の制御装置を通じて実行される「バルブ作用角変更処理」について、その処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の可変動弁機構の制御装置を通じて実行される「シャフト位置学習処理［１］」について、その処理手順を示すフローチャート。 本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化した第２の実施形態について、同制御装置を通じて実行される「シャフト位置学習処理［２］」について、その処理手順を示すフローチャート。 本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化した第３の実施形態について、同制御装置を通じて実行される「シャフト位置学習処理［３］」の処理手順を示すフローチャート。 本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化した第４の実施形態について、同制御装置を通じて実行される「シャフト位置学習処理［４］」の処理手順を示すフローチャート。 本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化したその他の実施形態について、同制御装置を通じて実行される「シャフト位置学習処理［５］」の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジン、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…シリンダ、１４…インテークマニホールド、１５…クランクシャフト、１６…タイミングチェーン、２１…インジェクタ、２２…インテークポート、２３…インテークバルブ、２４…エキゾーストバルブ、２５…インテークカムシャフト、２５Ｃ…カム、２６…エキゾーストカムシャフト、２６Ｃ…カム、２７…ローラロッカーアーム、２７Ａ…ローラ、２８…バルブスプリング。

３…可変動弁機構、３１…動弁機構本体、３２…バルブリフト機構、３３…スライドシャフト機構、３４…ロッカーシャフト、３４Ｈ…ピン移動孔、３５…コントロールシャフト、３５Ａ…シャフトアーム、３５Ｈ…ピン挿入穴、３６…コネクトピン、３７…ブッシュ、３７Ｈ…ピン挿入孔、３８…シャフトストッパ、３８Ａ…ストッパ本体、３８Ｂ…ストッパスプリング、３８Ｃ…前面側ストッパ、３８Ｄ…背面側ストッパ。

４…スライダギア、４１…スライダギア本体、４２…スライダギア入力部、４２Ａ…入力スプライン、４２Ｈ…ピン挿入孔、４３…スライダギア出力部、４３Ａ…出力スプライン、４４…ピン溝、４５…シャフト挿入孔。

５…入力ギア、５１…入力ギア本体、５２…入力スプライン、５３…入力アーム、５４…アーム、５５…シャフト、５６…ローラ。
６…出力ギア、６１…出力ギア本体、６２…出力スプライン、６３…出力アーム、６３Ｆ…カム面。

７…回転直動式アクチュエータ、７１…モータ、７２…ステータ、７３…ロータ、７４…ハウジング。
８…回転直線運動変換機構、８１…サンシャフト、８２…ナット、８３…プラネタリシャフト。

９…電子制御装置、９１…車速センサ、９２…アクセルポジションセンサ、９３…クランクポジションセンサ、９４…エアフローメータ、９５…ホールセンサ、９６…インジェクタ駆動回路、９７…モータ駆動回路。

Claims (5)

1. インテークバルブ及びエキゾーストバルブの少なくとも一方をエンジンバルブとして駆動軸の直線運動により該エンジンバルブのバルブ作用角を変更する作用角可変機構と、前記駆動軸へ直線運動を入力するアクチュエータとを備えて構成される可変動弁機構に適用されて、前記アクチュエータの制御を通じて前記駆動軸を変位させる可変動弁機構の制御装置において、
   直線運動が制限されるまで前記駆動軸を変位させる第１処理と、該処理を通じて前記駆動軸の実際の位置を学習する第２処理とを含む学習制御について、該学習制御をエンジン負荷が高負荷のときに行う制御手段を備えた
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   当該可変動弁機構は、前記駆動軸の直線運動について、バルブ作用角が大きくなる方向への直線運動を制限するストッパを備えて構成されるものであり、
   前記制御手段は、前記第１処理において前記ストッパへ向けて前記駆動軸を変位させるものである
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
3. 請求項２に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   当該制御装置は、前記アクチュエータの駆動状態を通じて把握される前記駆動軸の位置を仮想位置として、該仮想位置を前記駆動軸の実際の位置と見立てて前記アクチュエータの制御を行うものであり、
   前記制御手段は、前記ストッパにより直線運動が制限される前記駆動軸の位置を基準位置として、前記第２処理において前記駆動軸の直線運動が制限されたときに前記仮想位置を前記基準位置へ更新するものである
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   前記作用角可変機構は、前記駆動軸としてシリンダヘッドに配置されるコントロールシャフトと、該コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギアと、カムシャフトの回転を通じて前記スライダギアを揺動させる入力ギアと、前記スライダギアの揺動を通じて前記エンジンバルブを変位させる出力ギアとを備えて構成されるとともに、前記コントロールシャフトの直線運動にともなう前記入力ギアと前記出力ギアとの相対回転を通じてバルブ作用角を変更するものである
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置を搭載したエンジンの可変動弁機構。

Images