JP5953964B2 - 可変動弁機構の異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の気筒毎に設けられた機関バルブのバルブ特性値を変更する可変動弁機構について固着異常を診断する装置に関するものである。

例えば特許文献１に記載されているように、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブ特性値を機関運転状態に応じて変更する可変動弁機構が知られている。この可変動弁機構には、機関バルブのバルブ特性値を変更する可変機構部や、可変機構部を駆動する駆動部が設けられており、バルブ特性値が目標値と一致するように駆動部の制御値が制御される。

ここで、特許文献１に記載の装置では、駆動部に設けられた可動機構（サンシャフト）の目標動作位置と実際の動作位置との乖離量を算出し、この算出された乖離量が過剰に大きい状態が継続しているときには、可変動弁機構に異常有りと判定するようにしている。こうした異常診断を行うようにすれば、可変動弁機構の固着異常、つまり異物の噛み込みや付着などによって可変動弁機構が動作不能になったり、動作速度が低下したりする異常を診断することができる。

特開２００７−２０５２９６号公報

ところで、可変動弁機構の可変機構部に固着異常が生じると、その可変機構部の作動性が低下するため、可変機構部を駆動する駆動部の作動性も低下する。この点、上記文献１に記載の装置では、こうした可変機構部の固着異常と駆動部の固着異常とを区別することができず、あくまでも可変動弁機構全体としての固着異常の有無を診断するのみである。従って、例えば固着異常が発生している箇所の特定に時間を要したり、本来交換する必要の無い部品を交換してしまうなどの不都合等が生じるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変機構部と駆動部とを備える可変動弁機構において、固着異常の発生箇所を特定することのできる異常診断装置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。
請求項１に記載の発明は、複数の気筒毎に設けられて機関バルブのバルブ特性値を変更する可変機構部と、前記可変機構部を駆動する駆動部とを備える可変動弁機構の異常診断装置であって、前記バルブ特性値を一定値に保持するときに前記駆動部から出力されるトルクである保持トルクについて、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、前記可変機構部に固着異常ありと判定し、全ての気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、前記駆動部に固着異常ありと判定することをその要旨とする。

一般に、バルブ特性値を変更する可変機構部には、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングの反力が作用し、この反力は駆動部にも伝達される。従って、バルブ特性値を一定値に保持するときには、駆動部から出力される保持トルクが上記反力と釣り合う大きさとなるように調整される。

ここで、可変機構部が固着しているときには、上記反力が可変機構部の固着部での駆動抵抗により減衰されるため、可変機構部から駆動部に伝達される反力は小さくなる。従って、複数の気筒のうちで可変機構部に固着が発生している気筒の保持トルクは、可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるようになる。そこで、同構成では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、可変機構部に固着異常ありと判定するようにしており、これにより可変機構部での固着異常の発生を特定することができるようになる。

他方、駆動部が固着しているときには、可変機構部から伝達されてくる上記反力が駆動部の固着部での駆動抵抗で減衰されるため、駆動部において固着が発生しているときには、可変機構部で固着が発生しているときと異なり、全気筒における保持トルクが、可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるようになる。そこで、同構成では、全ての気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、駆動部に固着異常ありと判定するようにしており、これにより駆動部での固着異常の発生を特定することができるようになる。

以上のように、同構成によれば、可変機構部と駆動部とを備える可変動弁機構において、固着異常の発生箇所を特定することができるようになる。
なお、請求項２に記載の発明によるように、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なる保持トルクになっている気筒の可変機構部に固着異常ありと判定する、という構成を採用することにより、各気筒に設けられた可変機構部のうちで固着異常が発生している可変機構部を特定することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときであって、当該一部の気筒における保持トルクと前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクとの乖離度合が小さいときには、前記可変動弁機構の正常動作時と比較して前記可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行い、前記乖離度合が大きいときには、前記可変機構部を往復動させる処理を行うことをその要旨とする。

可変機構部で固着が発生している場合において、保持トルクが大きいときほど固着度合（可変動弁機構の作動性低下に対する固着の影響度合）は比較的低くなっている。そして、固着度合が低いときには、固着度合がそれ以上に高くならないようにするための処理を行うことが望ましい。そこで同構成では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるとき、つまり可変機構部において固着異常ありと判定されるときにおいて、一部の気筒における保持トルクと可変動弁機構の正常動作時における保持トルクとの乖離度合が小さく、固着度合が比較的低いと判断できるときには、可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行うようにしている。そのため、可変機構部の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、異物をより一層噛み込んでしまうことを抑えることができる。従って、固着度合が更に高くなることを抑えることが可能になる。

一方、可変機構部で固着が発生している場合において、固着度合が高いときには、そうした固着を解消するための処理を行うことが望ましい。そこで同構成では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるとき、つまり可変機構部において固着異常ありと判定されるときにおいて、一部の気筒における保持トルクと可変動弁機構の正常動作時における保持トルクとの乖離度合が大きく、固着度合が比較的高いと判断できるときには、可変機構部を往復動させる処理を行うようにしている。そのため、可変機構部の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、可変機構部の往復動によって異物を除去することが可能になる。従って、固着度合が高いときには、そうした固着を解消することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが予め定められた第１の所定値以下のときには、当該一部の気筒における保持トルクは前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定することをその要旨とする。

上述したように、可変機構部が固着しているときには、上記反力が可変機構部の固着部での駆動抵抗により減衰されるため、可変機構部から駆動部に伝達される反力は小さくなる。従って、複数の気筒のうちで可変機構部に固着が発生している気筒の保持トルクは、可変動弁機構の正常動作時における保持トルクよりも小さくなる。そこで、同構成では、
複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが予め定められた第１の所定値以下のときには、当該一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定するようにしている。従って、一部の気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なっているか否かを適切に判定することができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、全ての気筒における保持トルクが前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下のときには、全ての気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定することをその要旨とする。

上述したように、駆動部が固着しているときには、可変機構部から伝達されてくる上記反力が駆動部の固着部での駆動抵抗で減衰されるため、駆動部において固着が発生しているときの全気筒での保持トルクは、可変動弁機構の正常動作時における保持トルクよりも非常に小さくなる傾向がある。そこで、同構成では、全ての気筒における保持トルクが上記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下のときには、全ての気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定するようにしている。従って、全ての気筒における保持トルクが可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なっているか否かを適切に判定することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記第１の所定値以下のときであって、同保持トルクが前記第１の所定値よりも小さくかつ前記第２の所定値よりも大きい値に設定された第３の所定値を超えているときには、前記可変機構部に固着異常がないときと比較して前記可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行うことをその要旨とする。

上述したように、可変機構部で固着が発生している場合において、保持トルクが大きいときほど固着度合（可変動弁機構の作動性低下に対する固着の影響度合）は比較的低くなっている。そして、固着度合が低いときには、固着度合がそれ以上に高くならないようにするための処理を行うことが望ましい。そこで同構成では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが上記第１の所定値以下のとき、つまり可変機構部において固着異常ありと判定されるときにおいて、保持トルクが上記第１の所定値から上記第３の所定値の間にあり、固着度合が比較的低いと判断できるときには、可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行うようにしている。そのため、可変機構部の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、異物をより一層噛み込んでしまうことを抑えることができる。従って、固着度合が更に高くなることを抑えることが可能になる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記第３の所定値以下のときであって、同保持トルクが前記第３の所定値よりも小さくかつ前記第２の所定値よりも大きい値に設定された第４の所定値を超えているときには、前記可変機構部を往復動させる処理を行うことをその要旨とする。

上述したように、可変機構部で固着が発生している場合において、固着度合が高いときには、そうした固着を解消するための処理を行うことが望ましい。そこで同構成では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが上記第１の所定値よりも小さい上記第３の所定値以下のとき、つまり可変機構部において固着異常ありと判定されるときにおいて、保持トルクが上記第３の所定値から上記第４の所定値の間にあり、固着度合が比較的高いと判断できるときには、可変機構部を往復動させる処理を行うようにしている。そのため、可変機構部の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、可変機構部の往復動によって異物を除去することが可能になる。従って、固着度合が高いときには、そうした固着を解消することができるようになる。

なお、請求項８に記載の発明によるように、バルブ特性値の変更時に可変動弁機構における固着異常の有無を仮判定し、固着異常有りと仮判定されるときには、バルブ特性値の変更を中止してバルブ特性値を一定値に保持し、上記保持トルクに基づいた固着異常の判定を行う、という構成を採用することもできる。ちなみに、バルブ特性値の変更時に固着異常の有無を仮判定する態様としては、例えばバルブ特性値の変更中において駆動部の出力トルクが過剰に高い場合や、バルブ特性値の目標値と実際値との乖離が大きい状態が継続している場合等に固着異常有りと仮判定することができる。

上記保持トルクとしては、請求項９に記載の発明によるように、前記駆動部には、供給電圧のデューティ比が大きくなるほど出力トルクが大きくなるモータが設けられており、前記保持トルクの代用値として前記デューティ比を用いる、という構成を採用することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置において、前記駆動部には、減速機構が設けられていることをその要旨とする。
減速機構内には回転部材が設けられているため、その回転部材において異物を噛み込むおそれがある。従って、上記駆動部に減速機構が設けられている場合には、駆動部の固着異常が発生しやすくなるおそれがある。この点、同構成では、上述した異常診断装置を備えるようにしているため、減速機構が設けられた駆動部での固着異常を特定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異常診断装置を具体化した第１実施形態にあって、これが適用されるエンジンのシリンダヘッド周りの構造を示す断面図。 同実施形態における可変機構部の破断斜視図。 同実施形態における可変動弁機構の模式図。 固着異常の有無によるスプリング反力及び保持デューティの変化を示すタイムチャート。 同実施形態における異常診断処理の手順を示すフローチャート。 固着度合に応じたスプリング反力及び保持デューティの変化を示すタイムチャート。 第２実施形態における異常診断処理の手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、この発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

図１に示されるように、可変動弁機構を備える多気筒内燃機関の機関本体１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上方に載置されたシリンダヘッド２０とを備えている。なお、本実施形態における内燃機関は４気筒エンジンとなっている。

シリンダブロック１０の内部には、気筒数に応じた円筒状のシリンダ１１が形成されており、各シリンダ１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられており、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。

シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１は吸気通路３０の一部を構成している。また、排気ポート２２は排気通路４０の一部を構成している。

吸気ポート２１には、同吸気ポート２１と燃焼室１３とを連通・遮断する機関バルブとしての吸気バルブ３１が設けられている。排気ポート２２には、同排気ポート２２と燃焼室１３とを連通・遮断する機関バルブとしての排気バルブ４１が設けられている。各バルブ３１、４１はバルブスプリング２４によって閉弁方向に付勢されている。

また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１、４１に対応してラッシュアジャスタ２５が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１、４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。ロッカアーム２６は、一端がラッシュアジャスタ２５に支持されており、他端が各バルブ３１、４１の端部に当接されている。

更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１、４１を駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１に当接しているロッカアーム２６のローラ２６ａに当接されている。これにより、機関運転中に排気カムシャフト４２が回転すると、排気カム４２ａの作用により、ラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点としてロッカアーム２６が揺動する。そしてロッカアーム２６の揺動により、排気バルブ４１が開弁方向にリフトされる。

一方、吸気バルブ３１に当接するロッカアーム２６と吸気カム３２ａとの間には、吸気バルブ３１のバルブ特性値を変更する可変機構部３００が各気筒毎に設けられている。この可変機構部３００は可変動弁機構の一部を構成する機構であり、入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有している。これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。ロッカアーム２６は、バルブスプリング２４の付勢力によって出力アーム３２１側に付勢され、同ロッカアーム２６の中間部分に設けられたローラ２６ａが出力アーム３２１の外周面に当接されている。

また、可変機構部３００の外周面には凸部３１３が設けられており、この凸部３１３には、シリンダヘッド２０内に固定されたスプリング５０の付勢力が作用する。このスプリング５０の付勢力により、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に当接している。これにより、機関運転中に吸気カムシャフト３２が回転すると、吸気カム３２ａの作用により、可変機構部３００は支持パイプ３３０を中心に揺動する。そして、出力アーム３２１によってロッカアーム２６が押圧されることにより、ラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点としてロッカアーム２６が揺動する。このロッカアーム２６の揺動により、吸気バルブ３１は開弁方向にリフトされる。

上記支持パイプ３３０には、その軸方向に沿って移動可能な制御軸３４０が挿入されている。可変機構部３００は、制御軸３４０を軸方向に変位させることにより、支持パイプ３３０を中心とした入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図１に示す角度θを変更する。

次に、図２を参照して、可変機構部３００の構成を更に詳しく説明する。
図２に示されるように、シリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０の内部には、制御軸３４０が軸方向に移動可能に挿入されている。また、支持パイプ３３０には円筒状のスライダ３５０が軸方向に移動可能に外嵌されている。

この円筒状のスライダ３５０の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝３５３が形成されている。そして、この溝３５３には、制御軸３４０に形成された凹部に基端部が挿入された係止ピン３４１が嵌合されている。また、支持パイプ３３０の管壁には、その軸方向に延伸する長孔３３１が形成されており、係止ピン３４１はこの長孔３３１を通じてスライダ３５０の溝３５３に係止されている。これによりスライダ３５０は、支持パイプ３３０及び制御軸３４０を中心に自由に揺動し、且つ制御軸３４０の軸方向の変位に連動して移動可能にされている。

また、スライダ３５０の外周面には、その中央部分にヘリカルスプライン３５１が形成されるとともに、その両端部分にはヘリカルスプライン３５１と歯すじが逆向きに傾斜したヘリカルスプライン３５２が形成されている。

このスライダ３５０には、図２に示されるように入力部３１０と、これを挟むように配設される一対の出力部３２０とが外嵌されている。入力部３１０の内周面には、ヘリカルスプライン３１２が形成されており、このヘリカルスプライン３１２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５１と噛合している。また、入力部３１０の外周面には、制御軸３４０の径方向に突出する一対の入力アーム３１１が形成されており、これら一対の入力アーム３１１の間にはローラ３１１ａが回動自在に支持されている。

一方、一対の出力部３２０の内周面にはヘリカルスプライン３２２が形成されており、このヘリカルスプライン３２２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５２とそれぞれ噛合している。また、出力部３２０の外周面には、制御軸３４０の径方向に突出する出力アーム３２１がそれぞれ形成されている。

このように構成された可変機構部３００では、制御軸３４０が軸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダ３５０が軸方向に変位する。スライダ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１、３５２は、歯すじの形成方向がそれぞれ異なっており、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２，３２２とそれぞれ噛合されている。そのため、スライダ３５０が軸方向に変位すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１のバルブ特性値である最大リフト量及び開弁期間が変更される。具体的には、図２に示す矢印Ｈｉ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＨｉ方向に移動する。これに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図１に示した角度θが大きくなり、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが大きくなって吸入空気量が増大する。一方、図２に示す矢印Ｌｏ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＬｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが小さくなって吸入空気量は減少する。

本実施形態の内燃機関では、このように吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが変更されることにより吸入空気量ＧＡが調量される。
次に、図３を参照して、可変機構部３００の制御軸３４０を軸方向に変位させる駆動部２００、及び駆動部２００の制御態様を説明する。なお、この駆動部２００も、可変動弁機構の一部を構成する。

図３に示されるように、駆動部２００には、供給電圧のデューティ比が大きくなるほど出力トルクが大きくなる電動式のモータ２１０と、モータ２１０の回転速度を減速するとともに同モータ２１０の回転運動を直線運動に変換して出力する出力軸２２１を有した減速機構２２０とが備えられている。

制御軸３４０の先端部と出力軸２２１の先端部とは、連結部４００にて連結されている。これにより、モータ２１０を所定の範囲、例えば１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）内で回転させると、モータ２１０の回転運動が減速機構２２０の出力軸２２１を通じて直線運動に変換されて制御軸３４０に伝達され、制御軸３４０が軸方向に変位して可変機構部３００が駆動される。

因みに、モータ２１０を逆回転させると、制御軸３４０は、図３に示す矢印Ｈｉ方向に移動し、上述したように可変機構部３００の入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなる。一方、モータ２１０を正回転させると、制御軸３４０は図３に示す矢印Ｌｏ方向に移動し、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなる。

なお、可変機構部３００の各ヘリカルスプラインの歯すじ方向を変更することにより、モータ２１０を正回転させたときには入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなり、モータ２１０を逆回転させたときには入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなるようにすることも可能である。

制御軸３４０の矢印Ｈｉ方向への移動及び矢印Ｌｏ方向への移動は、制御軸３４０に設けられた図示しないストッパによって所定の範囲内で規制されており、このストッパによって規制される位置が制御軸３４０の可動限界位置となっている。

このように駆動部２００を駆動して制御軸３４０をその軸方向に変位させることにより吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭは、制御軸３４０の軸方向の位置に対応して変化する。また、制御軸３４０の軸方向の位置は、駆動部２００の駆動量、より詳しくはモータ２１０の回転角に対応して変化する。

駆動部２００には、モータ２１０の相対回転角を検出する回転角センサＳ１が設けられている。
回転角センサＳ１は、可変動弁機構の駆動制御、換言すればモータ２１０の回転駆動制御を行うモータ用制御装置１５０に接続されている。このモータ用制御装置１５０では、上記可動限界位置を基準位置とし、この基準位置と回転角センサＳ１で検出される相対回転角とに基づいてモータ２１０の絶対回転角が算出される。この絶対回転角は、可動限界位置からの制御軸３４０の位置と一致するため、同絶対回転角に基づいて制御軸３４０の軸方向の位置を示すストローク値Ｓが算出される。

モータ用制御装置１５０で算出されたストローク値Ｓは、機関用制御装置１００に入力される。この機関用制御装置１００には、例えば以下のような各種センサやスイッチが接続されている。

・車両の運転者によって操作されるアクセル操作部材、つまりアクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を検出するアクセルセンサ１１１。
・内燃機関の吸気通路３０に設けられたスロットルバルブの開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットルセンサ１１２。

・上記吸気通路３０を介して燃焼室１３に吸入される空気の量、すなわち吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１１３。
・内燃機関のクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ１１４。

・内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサ１１５。
・内燃機関の始動及び停止を行うイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという）１１６。

機関用制御装置１００は、各種センサから出力された信号等に基づいて機関運転状態を把握する。そして、その把握した機関運転状態に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御といった各種機関制御を行う。

また、機関用制御装置１００は、上記可変機構部３００及び上記駆動部２００とで構成される可変動弁機構の駆動制御も行う。具体的には、機関用制御装置１００は、上記ストローク値Ｓに基づいて吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬの現状値を算出する。また、同機関用制御装置１００は、機関運転状態に基づいて最大リフト量ＶＬの目標値である目標リフト量ＶＬｐを算出する。この目標リフト量ＶＬｐは、モータ用制御装置１５０に入力され、同モータ用制御装置１５０では、目標リフト量ＶＬｐに対応する目標ストローク値Ｓｐが算出される。そして、実際のストローク値Ｓが目標ストローク値Ｓｐと一致するようにモータ２１０のデューティ比がフィードバック制御されることにより、実際の最大リフト量ＶＬが目標リフト量ＶＬｐに向けて変更される。なお、最大リフト量ＶＬと開弁期間ＩＮＣＡＭとは同期して変化するため、目標リフト量ＶＬｐに代えて目標開弁期間ＩＮＣＡＭｐを設定し、この目標開弁期間ＩＮＣＡＭｐに対応する目標ストローク値Ｓｐを算出するようにしてもよい。

ところで、上記可変動弁機構において、異物の噛み込み等による固着異常が生じると、バルブ特性値を変更することが困難になる。そこで、本実施形態では、そうした固着異常の有無を診断するようにしており、特に、固着異常が可変機構部３００で発生しているのか、または駆動部２００（モータ２１０又は減速機構２２０）で発生しているのかを特定できるようにしている。

図４を併せ参照して、固着異常の発生箇所を特定するための原理を説明する。なお、図４には、最大リフト量ＶＬが一定値に保持されているときの態様を示している。
一般に、バルブ特性値を変更する可変機構部には、機関バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングの反力が作用する。例えば、上記可変機構部３００の場合には、吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の反力が出力アーム３２１を介してスライダ３５０に作用する。このスライダ３５０に作用したスプリング反力は、制御軸３４０、連結部４００、出力軸２２１を介して駆動部２００に伝達される。

なお、スプリング反力は吸気バルブ３１のリフト量が大きくなるほど増大する。そのため、図４に示すように、駆動部２００に作用するスプリング反力は、各気筒での吸気バルブ３１の開閉動作に同期して変動を繰り返す。また、４気筒エンジンの場合には、クランクシャフトが２回転して吸気カムシャフト３２が１回転すると、全気筒の吸気行程が一巡する。そのため、例えば点火順序が１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒となっている場合には、クランクシャフトが２回転する間に、１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒の順で、スプリング反力のピークが表れる。

また、出力アーム３２１に作用したバルブスプリング２４の反力は、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなる方向にスライダ３５０を移動させる付勢力として作用する。

従って、バルブ特性値を一定の値に保持するときには、駆動部２００から出力される保持トルクが、変動するスプリング反力と釣り合う大きさとなるように調整される。より詳細には、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなる方向に作用するスプリング反力に抗する方向、つまり出力軸２２１を可変機構部３００側に押し出す方向に保持トルクを発生させる。そして、同スプリング反力が大きくなるほど保持トルクも大きくなるように、モータ２１０へのデューティ比が調整される（以下、バルブ特性値を一定の値に保持するときにモータ２１０に供給される電圧のデューティ比を、保持デューティという）。また、保持デューティが大きくなるほど保持トルクも大きくなるため、保持デューティと保持トルクとは一対一で対応している。そこで、以下では、保持トルクの代用値として保持デューティを用いるようにしている。

さて、例えば４番気筒に設けられた可変機構部３００において、スライダ３５０のヘリカルスプラインに異物を噛み込むなどして固着異常が生じているときには、スプリング反力が可変機構部３００の固着部での駆動抵抗により減衰される。そのため、図４に二点鎖線ＬＣＨで示すように、４番気筒の可変機構部３００から駆動部２００に伝達されるスプリング反力は小さくなる。従って、可変機構部３００において固着が発生している気筒の保持デューティＨＤは、図４に二点鎖線ＬＣＤで示すように、可変機構部３００において固着が発生していない他の気筒の保持デューティＨＤよりも小さくなる。より詳細には、可変動弁機構に固着異常が生じていない正常動作時における保持デューティＨＤと異なって小さくなる。そこで、本実施形態では、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているとき、つまり予めの実験等によって定められた正常判定値ＨＡに比して小さいときには、可変機構部３００に固着異常ありと判定するようにしている。なお、この正常判定値ＨＡは、保持デューティＨＤが可変動弁機構の正常動作時の値となっているか否かを判定するための判定値であり、上記第１の所定値に相当する。

他方、駆動部２００が固着しているときには、可変機構部３００から伝達されてくるスプリング反力が駆動部２００の固着部での駆動抵抗で減衰される。そのため、図４に二点鎖線ＬＢＨで示すように、駆動部２００において固着が発生しているときに駆動部２００に作用するスプリング反力は、ほぼ一定の非常に小さい値になる。従って、図４に二点鎖線ＬＢＤで示すように、駆動部２００において固着が発生しているときには、可変機構部３００での固着発生と異なり、一部の気筒ではなく、全気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なって非常に小さくなる。そこで、本実施形態では、全ての気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているとき、つまり上記正常判定値ＨＡよりも小さい値に設定された異常判定値ＨＢに比して小さいときには、駆動部２００に固着異常ありと判定するようにしている。なお、この異常判定値ＨＢは、上記第２の所定値に相当する。

図５に、上記原理に基づいて行われる可変動弁機構の異常診断処理について、その処理手順を示す。この処理は、モータ用制御装置１５０によって所定周期毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されるとまず、目標リフト量ＶＬｐが変更されたか否か、つまりバルブ特性値の変更途中であるか否かが判定される（Ｓ１００）。
そして、目標リフト量ＶＬｐが変更されておらず、現在、バルブ特性値が一定の値に保持されているときには（Ｓ１００：ＮＯ）、ステップＳ１３０以降の処理が行われる。

一方、目標リフト量ＶＬｐが変更されており、現在、バルブ特性値の変更途中であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、モータ２１０が回転しておらず、かつ駆動デューティＤＤが駆動異常判定値Ａ以上であるか否かが判定される（Ｓ１１０）。この駆動デューティＤＤは、バルブ特性値の変更途中におけるモータ２１０のデューティ比である。そして、ステップＳ１１０にて否定判定されるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、可変動弁機構に固着異常が起きていないと判断されて、本処理は、一旦終了される。

一方、ステップＳ１１０にて肯定判定されるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、可変動弁機構に固着異常が生じている可能性があると仮判定される。そして固着異常の発生部位を特定するために、ステップＳ１２０以降の処理が行われる。

まず、ステップＳ１２０では、現在のバルブ特性値を保持する保持モードが実行される。ここでは、現在の最大リフト量ＶＬが目標リフト量ＶＬｐに設定されることにより、バルブ特性値の変更が中止されて、吸気バルブ３１のバルブ特性値は一定値に保持される。

次に、保持デューティＨＤが上述した異常判定値ＨＢよりも小さくなっている状態が、所定の判定時間ＴＨ以上継続されているか否かが判定される（Ｓ１３０）。この判定時間ＴＨは、全気筒において「保持デューティＨＤ＜異常判定値ＨＢ」の状態になっていることを判定するための時間であり、少なくともクランクシャフトが２回転するのに要する時間が設定される。例えば、機関回転速度に基づいて判定時間ＴＨを可変設定してもよい。また、ステップＳ１３０では、判定時間ＴＨに代えて、クランクシャフトが少なくとも２回転したことをクランク角にて検出し、この２回転する間において保持デューティＨＤが常に上記異常判定値ＨＢよりも小さくなっていたことを確認するようにしてもよい。

そして、ステップＳ１３０にて、保持デューティＨＤが異常判定値ＨＢよりも小さくなっている状態が、判定時間ＴＨ以上継続されていると判定されるときには（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、全ての気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっている。そのため、上述した原理に基づき、駆動部２００に固着異常有りと判定される（Ｓ１６０）。なお、駆動部２００に固着異常有りと判定されるときには、モータ２１０及び減速機構２２０の少なくとも一方において固着異常が生じていると判定される。そして、本処理は、一旦終了される。

一方、ステップＳ１３０にて否定判定されるときには、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、予めの実験等によって定められた正常判定値ＨＡに比して小さいか否かが判定される（Ｓ１４０）。より具体的には、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となった回数が４回未満か否かが判定される。つまり、先の図４において実線ＬＡＤにて示すように、全気筒の可変機構部３００において固着異常が発生していないときには、全ての気筒において保持デューティＨＤが大きく変動を繰り返すため、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数は「４回」になる。一方、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが上記正常判定値ＨＡに比して小さいとき、例えば先の図４に二点鎖線ＬＣＤにて示したように、４番気筒の可変機構部３００にて固着異常が生じているときには、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数は「３回」になる。同様に、２つの気筒において可変機構部３００にて固着異常が生じているときには、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数は「２回」となる。また、３つの気筒において可変機構部３００にて固着異常が生じているときには、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数は「１回」になる。

なお、全気筒の可変機構部３００において固着異常が生じているときには、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数は「０回」になる。このように全気筒の可変機構部３００において固着異常が生じているときには、保持デューティＨＤが常に正常判定値ＨＡよりも小さい値となる。ここで、ステップＳ１４０での判定は、ステップＳ１３０にて駆動部２００での固着異常発生が否定された場合に行われる。従って、ステップＳ１４０にて、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となる回数が「０回」であったと判定されるときには、全気筒の可変機構部３００において固着異常が生じていると判定することが可能である。

こうしてステップＳ１４０にて肯定判定されるときには、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているため、上述した原理に基づき、可変機構部３００に固着異常有りと判定される（Ｓ１７０）。なお、本実施形態では、ステップＳ１４０の判定条件、つまり「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」の条件についてこれを満たせなかった気筒を記憶するようにしており、ステップＳ１７０では、その記憶された気筒に設けられた可変機構部３００に固着異常有りと判定される。

一方、ステップＳ１４０にて否定判定されるときには、可変動弁機構に固着異常なしと判定されて（Ｓ１５０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用を説明する。

上述した異常診断処理では、ステップＳ１３０にて、保持デューティＨＤが異常判定値ＨＢよりも小さくなっている状態が、判定時間ＴＨ以上継続されていると判定されるときには、次のように判定される。すなわち全ての気筒における保持デューティＨＤが、上記正常判定値ＨＡよりも小さい値に設定された異常判定値ＨＢに比して小さいと判定されるため、上記原理に基づいて駆動部２００に固着異常ありと判定される。

また、ステップＳ１４０にて、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」となった回数が４回未満であると判定されるときには、次のように判定される。すなわち複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、正常判定値ＨＡに比して小さいと判定されるため、上記原理に基づいて可変機構部３００に固着異常ありと判定される。

このようにして可変機構部３００と駆動部２００とを備える可変動弁機構において、固着異常の発生箇所が可変機構部３００なのか駆動部２００なのかが特定される。
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。

（１）複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが正常所定値ＨＡよりも小さいときには、当該一部の気筒の保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているため、可変機構部３００に固着異常ありと判定している。そして、全ての気筒における保持デューティＨＤが正常所定値ＨＡよりも小さい値に設定された異常判定値よりも小さいときには、全ての気筒の保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているため、駆動部２００に固着異常ありと判定するようにしている。従って、可変機構部３００と駆動部２００とを備える可変動弁機構において、固着異常の発生箇所を特定することができるようになる。

（２）複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが正常所定値ＨＡよりも小さいときには、「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」の条件についてこれを満たせなかった気筒、つまり可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なる保持デューティＨＤになっている気筒を記憶するようにしている。そして図５に示したステップＳ１７０では、その記憶された気筒に設けられた可変機構部３００に固着異常有りと判定するようにしている。従って、各気筒に設けられた可変機構部３００のうちで固着異常が発生している可変機構部３００を特定することができるようになる。

（３）駆動部２００には、減速機構２２０が設けられている。ここで、減速機構２２０内には回転部材が設けられているため、その回転部材において異物を噛み込むおそれがある。従って、駆動部２００に減速機構２２０が設けられている場合には、駆動部２００の固着異常が発生しやすくなるおそれがある。この点、本実施形態では、上述した異常診断処理を行うことにより、減速機構２２０が設けられた駆動部２００での固着異常を特定することができるようになる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる可変動弁機構の異常診断装置を具体化した第２実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。

図６に示すように、可変機構部３００において、同可変機構部３００が動けない程度に完全に固着している場合には、二点鎖線ＬＣＨにて示すように、スプリング反力は変動すること無く一定の低い値になる。一方、可変機構部３００での固着の度合が低く、同可変機構部３００がある程度動ける場合には、その固着度合が低いほどスプリング反力は大きくなり、このスプリング反力に抗する保持トルク、つまり保持デューティＨＤも大きくなる。

そこで本実施形態では、固着異常の有無に加えて、さらに可変機構部３００での固着度合（換言すれば可変動弁機構の作動性低下に対する固着の影響度合）を保持デューティＨＤの大きさに基づいて判別し、その固着度合に応じた処置を行うようにしており、第１実施形態で説明した異常診断処理の一部を変更するとともに新たな処理を追加するようにしている。そこで、以下では、第１実施形態との相異点を中心に、本実施形態の異常診断装置を説明する。

図７に示すように、本処理が開始されるとまず、目標リフト量ＶＬｐが変更されたか否か、つまりバルブ特性値の変更途中であるか否かが判定される（Ｓ２００）。
そして、目標リフト量ＶＬｐが変更されておらず、現在、バルブ特性値が一定の値に保持されているときには（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ２３０以降の処理が行われる。

一方、目標リフト量ＶＬｐが変更されており、現在、バルブ特性値の変更途中であるときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、モータ２１０が回転しておらず、かつ駆動デューティＤＤが駆動異常判定値Ａ以上であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この駆動デューティＤＤは、バルブ特性値の変更途中におけるモータ２１０のデューティ比である。そして、ステップＳ２１０にて否定判定されるときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、可変動弁機構に固着異常が起きていないと判断されて、本処理は、一旦終了される。

一方、ステップＳ２１０にて肯定判定されるときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、可変動弁機構に固着異常が生じている可能性があると仮判定される。そして固着異常の発生部位を特定するとともに固着度合に応じた処置を行うために、ステップＳ２２０以降の処理が行われる。

まず、ステップＳ２２０では、第１実施形態と同様に、現在のバルブ特性値を保持する保持モードが実行される。ここでは、現在の最大リフト量ＶＬが目標リフト量ＶＬｐに設定されることにより、バルブ特性値の変更が中止されて、吸気バルブ３１のバルブ特性値は一定値に保持される。

次に、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、予めの実験等によって定められた第１判定値Ｈ１に比して小さいか否かが判定される（Ｓ２３０）。より具体的には、第１実施形態と同様に、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第１判定値Ｈ１」となった回数が４回未満か否かが判定される。なお、第１判定値Ｈ１には、可変動弁機構での固着異常の有無を判定できる値、つまり技術的には上記正常判定値ＨＡに準じた値が設定されている。ちなみに、本実施形態では、固着の度合も判定するようにしているため、固着異常の有無を判定する第１判定値Ｈ１としては、上記正常判定値ＨＡよりも大きい値が設定されている。

そして、ステップＳ２３０にて否定判定されるとき、つまりクランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第１判定値Ｈ１」となった回数が４回のときには（保持デューティＨＤが先の図６に示す二点鎖線ＬＣＤ１となっているときに相当）、可変動弁機構に固着異常なしと判断される。そして、異常判定フラグＦが「０」に設定されて（Ｓ２７０）、本処理は一旦終了される。

一方、ステップＳ２３０にて肯定判定されるとき、つまりクランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第１判定値Ｈ１」となった回数が４回未満であり、少なくとも一部の気筒の保持デューティＨＤが第１判定値Ｈ１よりも小さいときには、ステップＳ２４０以降の処理が行われる。

ステップＳ２４０では、第１判定値Ｈ１よりも小さいと判定された保持デューティＨＤが、予めの実験等によって定められた第２判定値Ｈ２を超えているか否かが判定される。より具体的には、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第２判定値Ｈ２」となった回数が「４回」か否かが判定される。なお、第２判定値Ｈ２は、上記第１判定値Ｈ１よりも小さく且つ上記異常判定値ＨＢよりも大きい値が設定されている。また、この第２判定値Ｈ２は上記第３の所定値に相当する。

そして、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第２判定値Ｈ２」となった回数が「４回」であるときには（保持デューティＨＤが先の図６に示す二点鎖線ＬＣＤ２となっているとき）、第１判定値Ｈ１よりも小さいと判定された保持デューティＨＤが第２判定値Ｈ２を超えていることになる。従って、ステップＳ２４０にて肯定判定されるときには、可変機構部３００に固着異常が生じているものの固着度合は比較的低いと判断される。そしてこの場合には、異常判定フラグＦが「１」に設定されて（Ｓ２８０）、本処理は一旦終了される。

このようにして異常判定フラグＦが「１」に設定されると、目標リフト量ＶＬｐの制限処理が実行される。この制限処理では、可変機構部３００に固着異常なしと判定される場合と比較して、可変機構部３００の可動範囲が狭くなるように目標リフト量ＶＬｐが制限される。同制限処理は適宜行うことができるが、例えば、現在設定されている目標リフト量ＶＬｐや、現在設定されている目標リフト量ＶＬｐよりもやや小さい最大リフト量ＶＬを、目標リフト量ＶＬｐとして設定可能な上限値として設定するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２４０にて否定判定されるとき、つまりクランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第２判定値Ｈ２」となった回数が４回未満であり、第２判定値Ｈ２を超えていない保持デューティＨＤが存在するときには、次のステップＳ２５０の処理が行われる。

ステップＳ２５０では、第２判定値Ｈ２よりも小さいと判定された保持デューティＨＤが、予めの実験等によって定められた第３判定値Ｈ３を超えているか否かが判定される。より具体的には、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第３判定値Ｈ３」となった回数が「４回」か否かが判定される。なお、第３判定値Ｈ３は、上記第２判定値Ｈ２よりも小さく且つ上記異常判定値ＨＢよりも大きい値が設定されている。また、この第３判定値Ｈ３は上記第４の所定値に相当する。

そして、クランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第３判定値Ｈ３」となった回数が「４回」であるときには（保持デューティＨＤが先の図６に示す二点鎖線ＬＣＤ３となっているとき）、第２判定値Ｈ２よりも小さいと判定された保持デューティＨＤが第３判定値Ｈ３を超えていることになる。従って、ステップＳ２５０にて肯定判定されるときには、可変機構部３００に固着異常が生じており、その固着度合は比較的高いと判断される。そしてこの場合には、異常判定フラグＦが「２」に設定されて（Ｓ２９０）、本処理は一旦終了される。

このようにして異常判定フラグＦが「２」に設定されると、可変機構部３００を強制的に往復動させる異物除去処理が実行される。
一方、ステップＳ２５０にて否定判定されるとき、つまりクランクシャフトが２回転する間に、「保持デューティＨＤ≧第３判定値Ｈ３」となった回数が４回未満であり、第３判定値Ｈ３を超えていない保持デューティＨＤが存在するときには、次のステップＳ２６０の処理が行われる。

ステップＳ２６０では、保持デューティＨＤが上述した異常判定値ＨＢよりも小さくなっている状態が、所定の判定時間ＴＨ以上継続されているか否かが判定される。この判定時間ＴＨは、全気筒において「保持デューティＨＤ＜異常判定値ＨＢ」の状態になっていることを判定するための時間であり、少なくともクランクシャフトが２回転するのに要する時間が設定される。例えば、機関回転速度に基づいて判定時間ＴＨを可変設定してもよい。また、ステップＳ２６０では、判定時間ＴＨに代えて、クランクシャフトが少なくとも２回転したことをクランク角にて検出し、この２回転する間において保持デューティＨＤが常に上記異常判定値ＨＢよりも小さくなっていたことを確認するようにしてもよい。

そして、ステップＳ２６０にて、保持デューティＨＤが異常判定値ＨＢよりも小さくなっている状態が、判定時間ＴＨ以上継続されていると判定されるとき、つまり保持デューティＨＤが先の図６に示す二点鎖線ＬＢＤの状態になっているときには（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、駆動部２００に固着異常有りと判断される。そしてこのようにして駆動部２００に固着異常有りと判断されると、異常判定フラグＦが「４」に設定され（Ｓ３１０）、本処理は一旦終了される。

一方、ステップＳ２６０にて否定判定されるときには（保持デューティＨＤが先の図６に示す二点鎖線ＬＣＤ４となっているとき）、保持デューティＨＤが異常判定値ＨＢほどには低くなっていないものの、非常に小さくなっているため、可変機構部３００に固着異常が生じており、その固着度合はかなり高いと判断される。そしてこの場合には、異常判定フラグＦが「３」に設定されて（Ｓ３００）、本処理は一旦終了される。

このようにして異常判定フラグＦが「３」に設定されると、可変機構部３００を強制的に往復動させる異物除去処理が実行される。ただし異常判定フラグＦが「３」に設定されているときに実行される異物除去処理は、同異常判定フラグＦが「２」に設定されているときの異物除去処理に比べて、異物除去効果がより高くなるように実行される。例えば、可変機構部３００を強制的に往復動させる時間をより長くしたり、往復動させる範囲をより広くしたり、往復動させるときの速度を速くしたりすることにより、異物除去効果がより高められる。

なお、本実施形態においても、ステップＳ２３０にて肯定判定されるときには、「保持デューティＨＤ≧第１判定値Ｈ１」の条件を満たせなかった気筒、つまり可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なる保持デューティＨＤになっている気筒を記憶するようにしている。これにより各気筒に設けられた可変機構部３００のうちで固着異常が生じている可変機構部３００が特定される。

次に、本実施形態によって得られる特有の作用を説明する。
可変機構部３００で固着が発生している場合において、保持デューティＨＤが大きいときほど固着度合は比較的低くなっている。そして、固着度合が低いときには、固着度合がそれ以上に高くならないようにするための処理を行うことが望ましい。そこで、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが上記第１判定値Ｈ１よりも小さく、可変機構部３００において固着異常ありと判定されるときには、さらに次の判定が行われる。すなわち一部の気筒における保持デューティＨＤと可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤとの乖離度合が小さいか否かが判定される。より具体的には、保持デューティＨＤが上記第１判定値Ｈ１から上記第２判定値Ｈ２の間にあるときには、上記乖離度合が小さいと判断されて、固着度合は比較的低いと判断される。そして固着度合が比較的低いと判断されるときには、可変機構部３００の可動範囲が狭くなるように制限する処理が行われる。そのため、可変機構部３００の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、異物をより一層噛み込んでしまうことを抑えることができる。従って、固着度合が更に高くなることを抑えることが可能になる。

また、可変機構部３００で固着が発生している場合において、固着度合が高いときには、そうした固着を解消するための処理を行うことが望ましい。そこで、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、上記第１判定値Ｈ１よりも小さい値に設定された第２判定値Ｈ２よりも小さく可変機構部３００において固着異常ありと判定されるときには、さらに次の判定が行われる。すなわち一部の気筒における保持デューティＨＤと可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤとの乖離度合が大きいか否かが判定される。より具体的には、保持デューティＨＤが上記第２判定値Ｈ２から上記第３判定値Ｈ３の間にあるときには、上記乖離度合が大きいと判断されて、固着度合は比較的高いと判断される。そして固着度合が比較的高いと判断されるときには、可変機構部３００を往復動させる処理が行われる。そのため、可変機構部３００の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、可変機構部３００の往復動によって異物を除去することが可能になる。従って、固着度合が高いときには、そうした固着を解消することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）〜（３）の効果に加えて、次の効果も得ることができる。
（４）複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが第１判定値Ｈ１よりも小さいときであって、同保持デューティＨＤが第１判定値Ｈ１よりも小さくかつ異常判定値ＨＢよりも大きい値に設定された第２判定値Ｈ２を超えているときには、次のように判断するようにしている。すなわち一部の気筒における保持デューティＨＤと可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤとの乖離度合が小さく、固着度合が比較的低いと判断するようにしている。そして、固着度合が比較的低いと判断されるときには、可変機構部３００に固着異常がないときと比較して、可変機構部３００の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行うようにしている。そのため、可変機構部３００の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、異物をより一層噛み込んでしまうことを抑えることができる。従って、固着度合が更に高くなることを抑えることが可能になる。

（５）複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが上記第２判定値Ｈ２よりも小さいときであって、同保持デューティＨＤが第２判定値Ｈ２よりも小さくかつ異常判定値ＨＢよりも大きい値に設定された第３判定値Ｈ３を超えているときには、次のように判断するようにしている。すなわち一部の気筒における保持デューティＨＤと可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤとの乖離度合が大きく、固着度合が比較的高いと判断するようにしている。そして、固着度合が比較的高いと判断されるときには、可変機構部３００を往復動させる処理を行うようにしている。そのため、可変機構部３００の固着が、異物の噛み込みにより生じているときには、可変機構部３００の往復動によって異物を除去することが可能になる。従って、固着度合が高いときには、そうした固着を解消することができるようになる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・バルブ特性値の変更時において固着異常の有無を仮判定する方法は、適宜変更することができる。例えば、バルブ特性値の目標値と実際値との乖離が大きい状態が継続している場合に固着異常有りと仮判定してもよい。

・バルブ特性値の変更時における固着異常の仮判定を省略し、バルブ特性値が一定値に保持されているときに限り、固着部位の特定を行うようにしてもよい。この変形例は、図５に示したステップＳ１１０及びステップＳ１２０の処理を省略するとともに、ステップＳ１００にて肯定判定されるときには異常診断処理を一旦終了させることにより、具現化できる。また、この変形例は、図７に示したステップＳ２１０及びステップＳ２２０の処理を省略するとともに、ステップＳ２００にて肯定判定されるときには異常診断処理を一旦終了させることによっても具現化できる。

・複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤが、予めの実験等によって定められた判定値に比して小さいか否かを判定するために、クランクシャフトが２回転する間に保持デューティＨＤが所定の判定値を超えた回数を計測し、その計測された回数が４回に達したかどうかを判定するようにしたが、この他の態様で判定してもよい。例えば、各気筒毎に保持デューティＨＤの積算値や平均値を求める。そして、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持デューティＨＤの積算値や平均値が、予めの実験等によって定められた判定値に比して小さいか否かを判定し、この判定値よりも小さい保持デューティＨＤに対応した気筒の可変機構部３００について固着異常有りと判定してもよい。また、クランクシャフトが２回転する間に、保持デューティＨＤが所定の判定値に対して立ち上がったり、立ち下がったりした回数が「４回」有ったか否かを判定するようにしてもよい。

・「保持デューティＨＤ≧正常判定値ＨＡ」の条件を満たせなかった気筒や、「保持デューティＨＤ≧第１判定値Ｈ１」の条件を満たせなかった気筒を記憶することにより、各気筒に設けられた可変機構部３００のうちで固着異常が生じている可変機構部３００を特定するようにしたが、こうした記憶処理を省略してもよい。この場合でも、少なくとも可変機構部３００での固着異常の有無は診断することができ、上記（２）以外の効果を得ることができる。

・第１実施形態では、各気筒における保持デューティＨＤが、可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤと異なっているか否かを判定するために、保持デューティＨＤの値そのものを予め定められた判定値と比較するようにしたが、この他の態様で判定するようにしてもよい。たとえば、上述したような保持デューティＨＤの積算値や平均値を算出し、その算出された値に基づいて判定するようにしてもよい。

・第２実施形態では、一部の気筒における保持デューティＨＤと可変動弁機構の正常動作時における保持デューティＨＤとの乖離度合についてその大小を判定するために、保持デューティＨＤの値そのものを予め定められた判定値と比較するようにしたが、この他の態様で判定するようにしてもよい。たとえば、上述したような保持デューティＨＤの積算値や平均値を算出し、その算出された値に基づいて乖離度合の大小を判定するようにしてもよい。

・保持トルクの代用値として保持デューティＨＤを用いるようにしたが、保持トルクそのものをセンサ等で検出するようにしてもよい。
・駆動部２００には、減速機構２２０を設けるようにしたが、こうした減速機構２２０を備えていない駆動部２００でも、例えばモータ２１０の固着ロック等は起こりえる。従って、駆動部２００に減速機構２２０を備えていない可変動弁機構にも、本発明は同様に適用することができる。

・上記内燃機関の気筒数は４気筒であったが、他の気筒数であってよい。この場合には保持デューティＨＤが所定の判定値を超えた回数についてこれを上述した「４回」から、気筒数に応じた回数（例えば６気筒であれば「６回」）等に変更すればよい。

・第２実施形態では、可変機構部３００の固着度合を判別するために、第２判定値Ｈ２及び第３判定値Ｈ３といった２つの判定値を設定するようにした。この他、３つ以上の判定値を設定してより細かく固着度合を判別するようにしてもよい。また、判定値を１つのみにして処理を簡素化してもよい。

・第２実施形態では、可変機構部３００の可動範囲が狭くなるように制限する処理や、可変機構部３００を往復動させる処理を行うようにしたが、いずれか一方の処理のみを行うようにしてもよい。また、双方の処理を行わず、可変機構部３００の固着度合のみを判別するようにしてもよい。また、可変機構部３００の固着度合に応じて別の処理を行うようにしてもよい。

・上記可変動弁機構は、吸気バルブ３１の最大リフト量及び開弁期間を変更可能な機構であった。この他、少なくとも吸気バルブの最大リフト量を変更可能な機構、あるいは少なくとも吸気バルブの開弁期間を変更可能な機構にであっても、本発明は同様に適用することができる。また、最大リフト量や開弁期間とは異なるバルブ特性値（例えば開弁時期や閉弁時期など）を変更する可変動弁機構であってもよい。また、排気バルブ４１のバルブ特性値を変更する可変動弁機構であってもよい。

１：機関本体、１０：シリンダブロック、１１：シリンダ、１２：ピストン、１３：燃焼室、２０：シリンダヘッド、２１：吸気ポート、２２：排気ポート、２４：バルブスプリング、２５：ラッシュアジャスタ、２６：ロッカアーム、２６ａ：ローラ、３０：吸気通路、３１：吸気バルブ、３２：吸気カムシャフト、３２ａ：吸気カム、４０：排気通路、４１：排気バルブ、４２：排気カムシャフト、４２ａ：排気カム、５０：スプリング、１００：機関用制御装置、１１１：アクセルセンサ、１１２：スロットルセンサ、１１３：エアフロメータ、１１４：クランク角センサ、１１５：水温センサ、１１６：イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）、１５０：モータ用制御装置、２００：駆動部、２１０：モータ、２２０：減速機構、２２１：出力軸、３００：可変機構部、３１０：入力部、３１１：入力アーム、３１１ａ：ローラ、３１２：ヘリカルスプライン、３１３：凸部、３２０：出力部、３２１：出力アーム、３２２：ヘリカルスプライン、３３０：支持パイプ、３３１：長孔、３４０：制御軸、３４１：係止ピン、３５０：スライダ、３５１：ヘリカルスプライン、３５２：ヘリカルスプライン、３５３：溝、４００：連結部。

Claims (10)

1. 複数の気筒毎に設けられて機関バルブのバルブ特性値を変更する可変機構部と、前記可変機構部を駆動する駆動部とを備える可変動弁機構の異常診断装置であって、
   前記バルブ特性値を一定値に保持するときに前記駆動部から出力されるトルクである保持トルクについて、複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、前記可変機構部に固着異常ありと判定し、全ての気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、前記駆動部に固着異常ありと判定する
   ことを特徴とする可変動弁機構の異常診断装置。
2. 複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときには、前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なる保持トルクになっている気筒の可変機構部に固着異常ありと判定する
   請求項１に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
3. 複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なるときであって、当該一部の気筒における保持トルクと前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクとの乖離度合が小さいときには、前記可変動弁機構の正常動作時と比較して前記可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行い、前記乖離度合が大きいときには、前記可変機構部を往復動させる処理を行う
   請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
4. 複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが予め定められた第１の所定値以下のときには、当該一部の気筒における保持トルクは前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定する
   請求項１または２に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
5. 全ての気筒における保持トルクが前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下のときには、全ての気筒における保持トルクが前記可変動弁機構の正常動作時における保持トルクと異なると判定する
   請求項４に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
6. 複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記第１の所定値以下のときであって、同保持トルクが前記第１の所定値よりも小さくかつ前記第２の所定値よりも大きい値に設定された第３の所定値を超えているときには、前記可変動弁機構の正常動作時と比較して前記可変機構部の可動範囲が狭くなるように制限する処理を行う
   請求項５に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
7. 複数の気筒のうちの一部の気筒における保持トルクが前記第３の所定値以下のときであって、同保持トルクが前記第３の所定値よりも小さくかつ前記第２の所定値よりも大きい値に設定された第４の所定値を超えているときには、前記可変機構部を往復動させる処理を行う
   請求項６に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
8. 前記バルブ特性値の変更時に前記可変動弁機構における固着異常の有無を仮判定し、固着異常有りと仮判定されるときには、前記バルブ特性値の変更を中止して同バルブ特性値を一定値に保持し、前記保持トルクに基づいた固着異常の判定を行う
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
9. 前記駆動部には、供給電圧のデューティ比が大きくなるほど出力トルクが大きくなるモータが設けられており、前記保持トルクの代用値として前記デューティ比を用いる
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置。
10. 前記駆動部には、減速機構が設けられている
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の可変動弁機構の異常診断装置。