JP6604366B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、バルブを駆動するカムを複数のカムの間で切り替え可能なカム切替機構を備える内燃機関を制御する制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関の可変動弁装置が開示されている。この可変動弁装置は、カム切替機構を備える。具体的には、各気筒の吸気バルブを駆動する吸気カムが、リフト量の異なる２種類のカム（大リフトカムおよび小リフトカム）として構成されている。この２種類の吸気カムは、カムキャリアに支持されている。このカムキャリアは、カムシャフトにその軸方向にシフト可能に設けられている。カムキャリアがカムシャフトの軸方向にスライドすると、吸気カムが切り替わり、吸気バルブのリフト量が変更される。より詳細には、カムキャリアの外周面には、螺旋状のガイド溝が形成されている。上記のカムキャリアのシフトは、電磁ソレノイド式アクチュエータのピンがガイド溝内に突き出されたときに行われる。

特開２００９−２２８５４３号公報 独国特許出願公開第１０２００４０２７９６６号明細書

特許文献１に記載のカム切替機構において、カムの切り替えのための電磁ソレノイド式アクチュエータのピン周辺には、カム切替機構を潤滑するためのオイルが存在する。ピン周辺のオイルの温度（以下、「ピン油温」と称する）が低いためにオイル粘度が低いと、ピンの突き出し動作がオイルによって妨げられ易くなり、その結果として、アクチュエータへの通電に伴うピンの応答速度が低下する。より詳細には、ピン油温が低いほど、温度低下量に対する応答速度の低下量がより大きくなる。このため、極低温下では、ピンの応答速度が著しく低下する。

その一方で、ピン周辺のオイルの温度および粘度の直接的な計測は実際には難しい。このため、カム切替機構の使用温度領域の拡大のために、より低い温度環境でのカム切替機構の使用を計画する場合には、カム切替動作の実行時にピン油温が取り得る温度範囲として、より大きな温度範囲を想定しながらカム切替機構を制御することが要求される。その結果、想定すべきピンの応答速度のばらつき幅が大きくなる。

カム切替動作を確実に行うためには、回転しているガイド溝に対してピンを確実に係合させることが必要である。そして、そのためには、想定したばらつき幅内の応答速度でピンが動作することを前提として、適切なタイミングでアクチュエータへの通電を行うことが必要とされる。しかしながら、想定すべきピンの応答速度のばらつき幅が大きくなり過ぎると、低温環境での確実なカム切替動作を十分に保証することが困難となる。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、低温環境での確実なカム切替動作をより十分に保証できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、回転駆動されるカムシャフトと、前記カムシャフトに設けられ、プロフィールの異なる複数のカムと、燃焼室を開閉するバルブを駆動するカムを、前記複数のカムの間で切り替えるカム切替動作を行うカム切替機構と、を備える内燃機関を制御する。
前記カム切替機構は、前記カムシャフトの外周面に設けられたガイド溝と、前記ガイド溝に係脱可能なピンを有し、前記ピンを前記ガイド溝に向けて突き出し可能な電磁ソレノイド式のアクチュエータと、を含む。
前記カム切替機構は、前記ピンが前記ガイド溝に係合しているときに、前記バルブを駆動するカムが前記カムシャフトの回転に伴って前記複数のカムの間で切り替わるように構成されている。
前記制御装置は、前記ピンの周辺のオイルの温度に関係する温度パラメータが閾値以下である場合に、前記ピンが前記ガイド溝内に突き出されない大きさの暖機電流を前記アクチュエータのコイルに流すことにより前記ピンの周辺のオイルを温めるオイル加熱制御を実行する。

前記暖機電流の制御は、前記コイルに印加される単位時間当たりの平均電圧の制御によって実行されてもよい。
前記制御装置は、前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行してもよい。そして、前記制御装置は、同じ大きさの前記暖機電流を得るための前記平均電圧を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて低くなるように制御してもよい。

前記温度パラメータの前記閾値は、前記アクチュエータに電力を供給するバッテリの電圧が低いときには、前記バッテリの電圧が高いときと比べて大きくてもよい。

前記制御装置は、前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行してもよい。そして、前記制御装置は、前記暖機電流を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて大きくなるように制御してもよい。

前記制御装置は、前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行してもよい。そして、前記制御装置は、前記オイル加熱制御が行われる暖機期間を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて長くなるように制御してもよい。

前記オイル加熱制御は、前記温度パラメータが前記閾値以下であることを条件として、前記内燃機関のエンジン暖機期間中に実行されてもよい。

前記エンジン暖機期間中の前記オイル加熱制御の実行時期は、前記内燃機関の始動時であってもよい。

前記制御装置は、前記カム切替動作を行うカム切替要求が出された場合には、前記カム切替動作の実行に先立って前記オイル加熱制御を実行してもよい。

本発明によれば、ピンの周辺のオイルの温度（ピン油温）に関係する温度パラメータが閾値以下であるために当該ピン油温が低いと考えられる場合に、オイル加熱制御が実行される。オイル加熱制御で用いられる暖機電流は、ピンがガイド溝内に突き出されない大きさのコイル電流である。このような大きさのコイル電流で通電を行ってコイルにジュール熱を発生させることにより、ピンをガイド溝内に突き出さないようにしつつ、コイルから伝わる熱によってピンを含めてアクチュエータを暖機することができる。その結果、ピンの周辺のオイルも温めることができる。これにより、低温環境でのカム切替機構の使用を計画した場合に、ピン油温が取り得る温度範囲として想定すべき温度範囲が狭くなるので、想定すべきピンの応答速度のばらつき幅を小さくすることができる。このため、このようなオイル加熱制御が実行されない例と比べて、低温環境での確実なカム切替動作をより十分に保証できるようになる。このように、オイル加熱制御は、低温側でのカム切替動作の使用温度領域の拡大を図るうえで有効な制御である。

本発明の実施の形態１に係る内燃機関の動弁系の要部の構成を概略的に示す図である。 図１に示すアクチュエータの構成例を概略的に説明するための図である。 カム切替要求に基づくアクチュエータの通常電流制御を説明するためのタイムチャートである。 オイル粘度とオイル温度との関係を表したグラフである。 ピンの応答速度とピンの周辺のオイル温度（ピン油温）Ｔｐとの関係を表したグラフである。 本発明の実施の形態１に係るオイル加熱制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態１に係るオイル加熱制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 同一の電圧下でのコイル電流Ｉとコイル温度Ｔｃとの関係を表した図である。 同一の暖機電流Ｉｗの下で用いられるＤｕｔｙ比とコイル温度Ｔｃとの関係を表したグラフである。 本発明の実施の形態３で用いられる温度パラメータの閾値ＴＨ２の設定を表したグラフである。 本発明の実施の形態４に係るオイル加熱制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態４に係るオイル加熱制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るオイル加熱制御を説明するための図である。 本発明の実施の形態６に係るオイル加熱制御を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
まず、図１〜図７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

１．実施の形態１に係るシステムの構成
本実施形態のシステムが備える内燃機関１は、車両に搭載され、その動力源として使用される。本実施形態の内燃機関１は、一例として、直列４気筒型の４ストロークエンジンである。

図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関１の動弁系の要部の構成を概略的に示す図である。内燃機関１の各気筒には、一例として、２つの吸気バルブ（図示省略）が備えられている。そして、内燃機関１は、これら２つの吸気バルブを駆動するための可変動弁装置１０を備えている。なお、以下に説明する可変動弁装置１０は、燃焼室を開閉するバルブであれば、吸気バルブに代え、排気バルブを駆動するために用いることもできる。

１−１．カムシャフト
可変動弁装置１０は、各気筒の吸気バルブを駆動するためのカムシャフト１２を備えている。カムシャフト１２は、図示省略するタイミングプーリーおよびタイミングチェーン（もしくはタイミングベルト）を介してクランクシャフト（図示省略）と連結されており、クランクシャフトの１／２の速度でクランクシャフトと同期して回転する。

１−２．吸気カム
可変動弁装置１０は、各気筒の個々の吸気バルブに対し、プロフィールの異なる複数（一例として、２つ）の吸気カム１４、１６を備えている。吸気カム１４、１６は、後述の態様でカムシャフト１２に設けられている。一方の吸気カム１４は、吸気バルブのリフト量および作用角として相対的に小さなリフト量および作用角が得られる「小カム」である。もう一方の吸気カム１６は、吸気カム１４により得られるリフト量および作用角よりも大きなリフト量および作用角が得られる「大カム」である。吸気バルブのそれぞれには、吸気カム１４または１６からの押圧力をバルブに伝達するためのロッカーアーム１８が設けられている。なお、吸気カムの１つは、吸気バルブに押圧力を付与しないゼロリフトカムであってもよい。

１−３．カム切替機構
可変動弁装置１０は、さらに、カム切替機構２０を備えている。カム切替機構２０は、吸気バルブを駆動するカム（実際に吸気バルブに押圧力を伝達するカム）を吸気カム１４、１６の間で切り替えるカム切替動作を行うものである。カム切替機構２０は、一例として気筒毎にカム切替動作を行うために、カムキャリア２２とアクチュエータ２４とを気筒毎に備えている。

カムキャリア２２は、カムシャフト１２の軸方向にはシフト自在であって、その回転方向の移動が拘束された態様で、カムシャフト１２によって支持されている。図１に示すように、カムキャリア２２には、同一気筒の２つの吸気バルブを駆動するための２対の吸気カム１４、１６が形成されている。そして、各対の吸気カム１４、１６は、互いに隣接して設けられている。

１−３−１．ガイド溝
カムシャフト１２の外周面の一部に相当するカムキャリア２２の外周面には、ガイド溝２６が形成されている。ガイド溝２６は、後に詳述される一対のピン２８ａ、２８ｂに対応して、一対のガイド溝２６ａ、２６ｂとして備えられている。一対のガイド溝２６ａ、２６ｂのそれぞれは、カムシャフト１２の周方向に螺旋状に延びるように形成されている。

ガイド溝２６ａ、２６ｂのそれぞれは、「ピン挿入区間」と「カム切替区間」と「ピン戻り区間」とを含む。図１に示す一例では、ガイド溝２６ａ、２６ｂの間でピン戻り区間が共用されている。ピン２８は、自身の軸方向と垂直な方向への変位が拘束された状態で配置されており、アクチュエータ２４によって基準位置（図２参照）からカムキャリア２２に向けて突き出し可能となっている。なお、内燃機関１は直列４気筒であるため、各気筒のガイド溝２６は、内燃機関１の点火順序に従う順で、カム角で９０°の位相差を伴って形成されている。

ピン２８は、ピン挿入区間、カム切替区間およびピン戻り区間の順でガイド溝２６と係合する。ピン２８がガイド溝２６に係合しているとき、カムキャリア２２は、カム切替区間においてカムシャフト１２の軸方向にシフトし、その結果として、吸気カム（大カム）１６と吸気カム（小カム）１４との間でカムが切り替わる。カム切替区間は、ガイド溝２６が形成されたカムキャリア２２に設けられている吸気カム１４、１６の非バルブリフト区間（カムのベース円区間）内に収まるように設けられている。ピン戻り区間は、その終端側に、カム切替区間から離れるにつれて徐々に浅くなる部位（斜面）を備えている。ピン２８は、この斜面を利用してガイド溝２６から退出して基準位置に戻る。

１−３−２．アクチュエータ
アクチュエータ２４は、カムキャリア２２と対向する位置において、シリンダヘッド等の静止部材２７に固定されている。図１に示す例では、アクチュエータ２４は、カムキャリア２２に対応して気筒毎に配置されている。各アクチュエータ２４は、一対のガイド溝２６ａ、２６ｂに係脱可能な一対のピン２８ａ、２８ｂを有している。アクチュエータ２４は、一対のピン２８ａ、２８ｂのうちの１つを選択的にカムシャフト１２に向けて（より詳細には、ガイド溝２６に向けて）突き出し可能に構成されている。

図２は、図１に示すアクチュエータ２４の構成例を概略的に説明するための図である。本実施形態のアクチュエータ２４は、電磁ソレノイド式である。アクチュエータ２４は、図２に示すように、一対のピン２８ａ、２８ｂのそれぞれに対し、コイル３２とコア３４とを有する電磁石３０（一対の電磁石３０ａ、３０ｂ）を金属製のハウジング３６内に備えている。ピン２８は、アクチュエータ２４に内蔵されている。ピン２８は、ハウジング３６内において電磁石３０に対向する側の端部に、磁性材料により形成された板状の磁性部２９を有している。

コイル３２のそれぞれには、バッテリ３８から電力が供給される。アクチュエータ２４（コイル３２）への通電は、後述の電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０からの指令に基づいて駆動回路３９によって実行される。駆動回路３９は、例えば、ＥＣＵ４０に内蔵されている。アクチュエータ２４への通電が行われずにピン２８の磁性部２９が電磁石３０に吸着しているときのピン２８の位置を「基準位置」と称する。図２は、基準位置にあるピン２８を示している。アクチュエータ２４は、ある大きさ以上の電流値でコイル３２への通電が実行されたときに、ピン２８が電磁石３０と反発して基準位置からカムキャリア２２に向けて突き出されるように構成されている。

上記構成を有するアクチュエータ２４によれば、適切なタイミング（通電開始カム角）でコイル３２への通電を実行することで、ピン２８をガイド溝２６に係合させることができる。より詳細には、図２に示すアクチュエータ２４の構成例では、ピン２８がカムキャリア２２に向けて突き出されると、ピン２８の磁性部２９は、電磁石３０と反対側のハウジング３６の壁面３７によって吸引され、当該壁面３７に着座する（すなわち、ピン２８がフルストロークする）。このようにピン２８が上記壁面３７に着座した後には、アクチュエータ２４への通電の継続を必要とせずにフルストローク状態を維持することができる。

ガイド溝２６に係合しているピン２８がカムキャリア２２の回転に伴ってピン戻り区間に入ると、溝深さが徐々に浅くなるピン戻り区間の底面の作用で、ピン２８は、電磁石３０側に押し戻されるように変位する。この底面の作用によってピン２８の磁性部２９が当該磁性部２９のストロークの中央位置よりも電磁石３０側にまで押し戻されると、ピン２８が電磁石３０に吸引され、ピン２８は基準位置に戻る（すなわち、ピン２８のガイド溝２６からの退出が完了する）。また、電磁ソレノイド式のアクチュエータ２４によれば、ピン２８が基準位置に戻る際に、コイル３２に誘起電圧が発生する。ＥＣＵ４０は、この誘起電圧をカム切替動作の完了の有無を判定するために利用する。

１−４．制御系
本実施形態のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ４０を備えている。ＥＣＵ４０には、内燃機関１およびこれを搭載する車両に搭載された各種センサと、内燃機関１の運転を制御するための各種アクチュエータとが電気的に接続されている。

上記の各種センサは、クランク角センサ４２、油温センサ４４、水温センサ４６、エアフローセンサ４８、吸気温度センサ５０およびバッテリ電圧センサ５２を含む。クランク角センサ４２は、クランク角に応じた信号を出力する。ＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２を用いてエンジン回転速度を取得できる。油温センサ４４は、例えば、オイルパン等のエンジン本体に取り付けられ、内燃機関１の各部を潤滑するエンジンオイルの温度に応じた信号を出力する。水温センサ４６は、内燃機関１を冷却する冷却水の温度に応じた信号を出力する。エアフローセンサ４８は、内燃機関１に吸入される空気の流量に応じた信号を出力する。吸気温度センサ５０は、吸気通路を流れる吸気の温度に応じた信号を出力する。バッテリ電圧センサ５２は、バッテリ３８の電圧に応じた信号を出力する。また、上記の各種アクチュエータは、アクチュエータ２４とともに、燃料噴射弁５４および点火装置５６を含む。

ＥＣＵ４０は、プロセッサ、メモリおよび入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、上述の各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、上述の各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。メモリには、各種アクチュエータを制御するための各種の制御プログラムおよびマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行する。これにより、本実施形態に係る「制御装置」の機能が実現される。

２．カム切替動作
図１は、吸気カム（小カム）１４が吸気バルブを駆動するときの動作状態を示している。このため、この動作状態では、吸気カム１４のそれぞれがロッカーアーム１８（より詳細には、ロッカーアーム１８のローラ）と接触している。吸気バルブを駆動する吸気カムを吸気カム１４から吸気カム１６に切り替える場合（小カム→大カム）には、ピン２８ｂがガイド溝２６ｂのピン挿入区間に入るように、所定の通電開始カム角においてアクチュエータ２４への通電が実行される。その後、ピン２８ｂがカム切替区間においてガイド溝２６ｂと係合している時に、カムキャリア２２がカムシャフト１２の軸方向（図１では、左方向）にシフトする。その結果、このカム切替動作によれば、それぞれの吸気バルブを駆動する吸気カムが、吸気カム（小カム）１４から吸気カム（大カム）１６に切り替わる。

一方、吸気カムを吸気カム１６から吸気カム１４に切り替える場合（大カム→小カム）のカム切替動作は、上記の例とは逆に、ピン２８ａがガイド溝２６ａのピン挿入区間に入るようにアクチュエータ２４への通電を実行することによって行うことができる。

以上説明したカム切替機構２０によるカム切替動作によれば、カムシャフト１２が１回転する間に吸気カムの切り替えを行うことができる。

３．実施の形態１に係る電磁ソレノイド式アクチュエータの電流制御
本実施形態のアクチュエータ２４の電流制御は、「通常電流制御」と「オイル加熱制御」とを含む。通常電流制御は、カム切替動作を行う要求（以下、「カム切替要求」と称する）が出された場合に、アクチュエータ２４の電流制御として実行される基本的な制御である。一方、オイル加熱制御は、低温環境下においてコイル３２に電流を流すことによってアクチュエータ２４を暖機し、その結果としてピン２８の周辺のオイルに熱を伝えて当該オイルを温めるために実行される。

３−１．アクチュエータの通常電流制御
図３は、カム切替要求に基づくアクチュエータ２４の通常電流制御を説明するためのタイムチャートである。本実施形態では、ピン２８の駆動のためにアクチュエータ２４（コイル３２）を流れる電流（以下、単に「コイル電流Ｉ」と称する）の制御は、いわゆるＰＷＭ制御により、コイル３２に印加される電圧のデューティ比（以下、単に「Ｄｕｔｙ比」と称する）を変化させることにより行われる。なお、コイル３２には、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが印加されている。

図３中の時点ｔ１は、カム切替要求が出された時点に相当する。通常電流制御では、カム切替要求が出されると、所定の切替開始気筒からカム切替動作が開始される。所定の切替開始気筒は、ここでは、カム切替要求が出された後に所定の通電開始カム角が最初に到来する気筒であるが、例えば、任意の特定気筒であってもよい。なお、通電開始カム角は、例えば、ガイド溝２６のピン挿入区間内の目標着座位置（カム角）にてピン２８を着座させられるように当該目標着座位置から進角したカム角として決定される。通電開始カム角は、例えば、エンジン回転速度に応じて変更される。

図３には、切替開始気筒の動作が表されている。すなわち、この切替開始気筒についての通電開始カム角に対応する時点ｔ２において、コイル３２に電圧が印加され、電流値Ｉ１を得るために必要な値Ａ１となるようにＤｕｔｙ比が制御される。電流値Ｉ１は、狙いの応答速度でピン２８をガイド溝２６内に突き出すために必要な電流値として決定された値である。このように電圧が印加されると、電流Ｉは図３に示すように電流値Ｉ１に向けて増えていく。

電流Ｉが電流値Ｉ１に近づくと、基準位置からのピン２８の突き出しが開始される。図３中の時点ｔ３は、ピン２８がピン挿入区間においてガイド溝２６（の底面）に着座する時点である。ＥＣＵ４０は、この時点ｔ３を上記の目標着座カム角が到来する時点として把握できる。時点ｔ３が到来すると、電流値Ｉ１よりも低い電流値Ｉ２を得るために必要な値Ａ２（＜Ａ１）となるようにＤｕｔｙ比が制御される。

なお、図２に示す構成を有するアクチュエータ２４では、ピン２８をフルストロークさせた後は通電を継続せずにフルストローク状態を維持できる。しかしながら、図３に示す例では、クランク角センサ４２の信号に基づいて把握されるガイド溝２６の位置（カム角）と実際のガイド溝の位置との関係の機械的なばらつきを考慮してガイド溝２６へのピン２８の係合をより確実なものとするために、ピン２８がピン挿入区間を通過し終えるまで電流値Ｉ２での通電が行われ、その後、通電がオフとされる。

なお、最初にカム切替動作が行われる気筒以外の気筒についても、それらの気筒の通電開始カム角の到来時にカム切替動作が同様に実行されるが、図３では、それらの気筒についてのカム切替動作の図示は省略されている。このことは、後述の図６、１１についても同様である。

３−２．低温環境でのカム切替動作に関する課題
内燃機関１の各部を潤滑するエンジンオイル（単に「オイル」とも略する）は、カム切替機構２０の潤滑のために、ピン２８の周辺にも存在している。図４は、オイル粘度とオイル温度との関係を表したグラフであり、図５は、ピン２８の応答速度とピン２８の周辺のオイル温度Ｔｐとの関係を表したグラフである。以下、エンジンオイルの温度として、特に部位を特定しない場合には単に「オイル温度」と称し、ピン２８の周辺のエンジンオイルの温度を示す場合には「ピン油温Ｔｐ」と称する。

図４に示すように、オイル粘度は、オイル温度が低くなるにつれて高くなり、特に極低温下では、オイル温度の低下に伴って急激に高くなる。このため、ピン油温Ｔｐが低いためにオイル粘度が低いと、ピン２８の突き出し動作がオイルによって妨げられ易くなる。その結果として、アクチュエータ２４への通電に伴うピン２８の応答速度が低下する。より詳細には、図５に示すように、ピン油温Ｔｐが低いほど、温度低下量に対する応答速度の低下量がより大きくなる。このため、極低温下では、ピン２８の応答速度が著しく低下する。

その一方で、ピン２８の周辺のオイルの温度Ｔｐおよび粘度の直接的な計測は実際には難しい。より詳細には、ピン油温Ｔｐに関係する温度パラメータとして取得可能なものには、例えば、油温センサ４４により検出されるオイル温度Ｔｓ（エンジン本体内のオイルの温度）がある。しかしながら、このオイル温度Ｔｓは、ピン油温Ｔｐを把握する手掛かりにはなるが、必ずしもピン油温Ｔｐと同じとはいえない。このため、カム切替機構２０の使用温度領域の拡大のために、より低い温度環境でのカム切替機構２０の使用を計画する場合には、カム切替動作の実行時にピン油温Ｔｐが取り得る温度範囲として、より広い温度範囲を想定しながらカム切替機構２０を制御することが要求される。その結果、想定すべきピン２８の応答速度のばらつき幅が大きくなる。しかしながら、想定すべきピン２８の応答速度のばらつき幅が大きくなり過ぎると、低温環境での確実なカム切替動作を十分に保証することが困難となる。

３−３．実施の形態１に係るオイル加熱制御の概要
図６は、本発明の実施の形態１に係るオイル加熱制御を説明するためのタイムチャートである。

本実施形態では、ピン油温Ｔｐに関係する「温度パラメータ」として、油温センサ４４により検出されるオイル温度Ｔｓが用いられる。オイル加熱制御は、このオイル温度Ｔｓが閾値ＴＨ１以下である場合（すなわち、「温度パラメータ」が閾値以下である場合）に、ピン２８を含むアクチュエータ２４を温めることによってピン油温Ｔｐを高めるために実行される。

オイル加熱制御では、ピン２８がガイド溝２６内に突き出されない大きさの電流（以下、「暖機電流Ｉｗ」と称する）がコイル３２に流れるように駆動回路３９が制御される。暖機電流Ｉｗの一例として、本実施形態では、暖機電流Ｉｗが流れている間にピン２８が基準位置から動かない大きさの電流値が使用される。

図６中の時点ｔ４は、エンジン始動時点（始動完了時点）に相当する。本実施形態では、内燃機関１が始動されるときに、オイル加熱制御の実行条件の成立の有無が判定される。そして、オイル加熱制御の実行条件が成立する場合（オイル温度Ｔｓ≦閾値ＴＨ１）には、エンジン始動が完了した時点ｔ４の経過後速やかに、オイル加熱制御が開始される。より詳細には、オイル加熱制御は、各気筒において同時に開始される。

図６中の電流値Ｉ３は、暖機電流Ｉｗの要求値に相当する。ＥＣＵ４０は、ＰＷＭ制御を利用して、この電流値Ｉ３を得るために必要な値Ａ３となるようにＤｕｔｙ比を制御する。また、オイル加熱制御は、基本的に、所定の暖機期間Ｗに渡って実行される。

図６中の時点ｔ５は、カム切替要求に基づくカム切替動作が最初に行われる気筒の通電開始カム角が到来する時点（図３中の時点ｔ２と同様）に相当する。図６は、この時点ｔ５と暖機期間Ｗの終了時点とが一致する例を示している。時点ｔ５以降の電流制御は、上述の通常電流制御である。

（「ピンがガイド溝内に突き出されない大きさ」の暖機電流Ｉｗについての補足説明）
図２に示す構成のアクチュエータ２４では、ガイド溝２６内へのピン２８の突き出しは、ピン２８（磁性部２９）のストローク（すなわち、電磁石３０とその反対側の壁面３７とのギャップ；図２参照）の半分の長さよりも大きな移動量でピン２８が基準位置から動くことによって初めて行われる。換言すると、基準位置からのピン２８の移動量が上記ストロークの半分の長さよりも短ければ、ピン２８が動いたとしてもガイド溝２６内に突き出されない。したがって、「ピン２８がガイド溝２６内に突き出されない大きさ」の暖機電流Ｉｗとは、上記ストロークの半分の長さよりも大きな移動量でピン２８を突き出させない大きさである限り、上述の例のようにピン２８が基準位置から動かない大きさの値に必ずしも限られない。

３−４．実施の形態１に係るオイル加熱制御に関するＥＣＵの処理
図７は、本発明の実施の形態１に係るオイル加熱制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）のＯＮにより内燃機関１が始動される時に起動される。なお、ここでは図示を省略するが、カム切替動作に関するアクチュエータ２４の通常電流制御に関する処理のルーチンは、本ルーチンと並行して実行されているものとする。また、本実施形態では、カム切替動作の実行がオイル加熱制御の実行よりも優先されるものとする。したがって、暖機期間Ｗの経過中にカム切替要求が出された場合には、オイル加熱制御が中断され、カム切替動作が実行されることになる。

図７に示すルーチンでは、まず、ＥＣＵ４０は、オイル加熱制御の実行条件の成立の有無、すなわち、油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓが上記の閾値ＴＨ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。閾値ＴＨ１は、オイル加熱制御を実行すべき低温環境（より詳細には、想定すべきピン２８の応答速度のばらつき幅が大きい低温環境）であることを判断するためのオイル温度Ｔｓの閾値として事前に決定された値である。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ１００においてオイル加熱制御の実行条件が不成立であると判定した場合には、今回のエンジン始動時の処理を速やかに終了する。つまり、この場合には、オイル加熱制御は実行されない。

一方、ステップＳ１００においてオイル加熱制御の実行条件が成立すると判定した場合には、ＥＣＵ４０は、オイル加熱制御を実行する（ステップＳ１０２）。オイル加熱制御は、カム切替要求を受けて中断されない限り、暖機期間Ｗに渡って実行される。より詳細には、ステップＳ１０２では、暖機電流Ｉｗの一例として、固定値である電流値Ｉ３（図６参照）が用いられる。ＥＣＵ４０は、電流値Ｉ３に対応するＤｕｔｙ比の値Ａ３を記憶しており、値Ａ３を用いてアクチュエータ２４への通電を実行する。また、ステップＳ１０２で用いられる暖機期間Ｗは、一例として、固定値である。

４．実施の形態１に係るオイル加熱制御の効果
以上説明したように、本実施形態のオイル加熱制御は、エンジン始動時に油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓが閾値ＴＨ１よりも低いとき、つまり、想定すべきピン２８の応答速度のばらつき幅が大きい低温環境において実行される。オイル加熱制御で用いられる暖機電流Ｉｗは、ピン２８がガイド溝２６内に突き出されない大きさのコイル電流Ｉである。このような大きさのコイル電流Ｉで通電を行ってコイル３２にジュール熱を発生させることにより、ピン２８をガイド溝２６内に突き出さないようにしつつ、コイル３２から伝わる熱によってピン２８を含めてアクチュエータ２４を暖機することができる。その結果、ピン２８の周辺のオイルも温めることができる。これにより、低温環境でのカム切替機構２０の使用を計画した場合に、ピン油温Ｔｐが取り得る温度範囲として想定すべき温度範囲が狭くなるので、想定すべきピン２８の応答速度のばらつき幅を小さくすることができる。このため、このようなオイル加熱制御が実行されない例と比べて、低温環境での確実なカム切替動作をより十分に保証できるようになる。このように、オイル加熱制御は、低温側でのカム切替動作の使用温度領域の拡大を図るうえで有効な制御である。

また、本実施形態では、既述したように、カム切替動作の実行がオイル加熱制御の実行よりも優先され、したがって、暖機期間Ｗの経過中にカム切替要求が出された場合には、オイル加熱制御が中断され、カム切替動作が実行されることになる。このようにオイル加熱制御が中断される場合であっても、オイル加熱制御が全く実行されない例と比べると、ピン２８の周辺のオイルを温める効果が得られることになるので、低温環境での確実なカム切替動作の成立性の向上に寄与するといえる。

（エンジン始動時の実施に関する効果）
本実施形態では、オイル加熱制御は、その実行条件が満たされることを条件としてエンジン始動時に実行される。これにより、ピン油温Ｔｐを高めることが必要と判断される低温環境下で内燃機関１が始動したときに、速やかに（将来のカム切替要求に備えて）ピン油温Ｔｐを高めておくことができる。

５．実施の形態１に係る変形例
５−１．アクチュエータの電流制御手法の他の例
上述した実施の形態１におけるオイル加熱制御では、ＰＷＭ制御を利用して、暖機電流Ｉｗの要求値（電流値Ｉ３）に対応する固定値Ａ３（フィードフォワード値）となるように電圧のＤｕｔｙ比を制御することにより、コイル電流Ｉが制御される。このことは、カム切替動作に関する通常電流制御も同様である。しかしながら、これらの電流制御を実現するための手法は、上記の例に代え、例えば、以下のものであってもよい。

すなわち、コイル電流Ｉを検出する電流センサ（図示省略）が備えられ、かつ、この電流センサにより検出される実電流が目標電流（電流値Ｉ３など）に近づくように電圧のＤｕｔｙ比を調整するフィードバック制御が他の電流制御手法として用いられてもよい。あるいは、事前に決定された電圧波形のパターンに応じて電流値を可変とするＩＣ回路が備えられ、このようなＩＣ回路を利用してＤｕｔｙ比に代えて電圧波形のパターンを変更することによってコイル電流Ｉが制御されてもよい。

５−２．オイル加熱制御とカム切替動作の実施に関する他の例
実施の形態１においては、カム切替動作の実行がオイル加熱制御の実行よりも優先され、したがって、暖機期間Ｗの経過中にカム切替要求が出された場合には、オイル加熱制御が中断され、カム切替動作が実行される例について説明した。しかしながら、このような例とは逆に、オイル加熱制御の実行がカム切替動作の実行よりも優先されてもよい。すなわち、エンジン始動後のアクチュエータ２４の暖機期間Ｗの経過中にカム切替要求が出された場合には、暖機期間Ｗが終了するまでカム切替動作の実行が禁止（延期）されてもよい。

５−３．オイル加熱制御の実行時期の他の例
上述した実施の形態１においては、オイル加熱制御は、実行条件の成立を条件として、エンジン始動時（エンジン始動直後）に実行される。しかしながら、オイル加熱制御の実行時期は、上記の例に代え、例えば、エンジン暖機期間（すなわち、エンジン始動から、例えばエンジン水温が所定値に上昇するまでの期間として特定される期間）中に、エンジン始動直後以外の任意の時期で実行されてもよい。エンジン始動直後以外のエンジン暖機期間中にオイル加熱制御が実行される例であっても、エンジン始動後の比較的早い時期に（将来のカム切替要求に備えて）ピン油温Ｔｐを高めておくことができる。なお、後述の実施の形態４も、オイル加熱制御の実行時期の他の例に相当する。

実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態２に係るシステムの構成の一例として、図１、２に示す構成が用いられているものとする。また、本実施形態のカム切替動作は、実施の形態１のカム切替動作と同様である。これらのことは、特に言及した場合を除き、後述の実施の形態３〜６についても同様である。

１．実施の形態２に係るオイル加熱制御
本実施形態のオイル加熱制御では、オイル加熱制御の実行条件の成立の有無を判定するために、油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓに代え、以下のように推定されるコイル３２の温度Ｔｃが本発明に係る「温度パラメータ」として用いられる。

１−１．コイル温度推定処理
ピン２８とともにアクチュエータ２４を構成するコイル３２の温度Ｔｃは、一般的にエンジン本体（例えば、オイルパン）に取り付けられる油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓと比べて、ピン２８の周辺のオイルの温度であるピン油温Ｔｐとの相関が高いといえる。以下に説明するコイル温度推定処理の例では、コイル温度Ｔｃの推定のためのパラメータとして、次のようなエンジン運転条件パラメータおよび通電条件パラメータが用いられる。

上記エンジン運転条件パラメータは、一例として、冷却水温度、オイル温度Ｔｓ、筒内充填空気量、吸気温度および排気温度を含む。冷却水温度は、水温センサ４６を用いて検出可能である。筒内充填空気量は、例えば、エアフローセンサ４８に基づく吸入空気流量とエンジン回転速度とに基づいて算出可能である。吸気温度は、吸気温度センサ５０を用いて検出可能である。排気温度は、例えば、筒内充填空気量およびエンジン回転速度と、排気温度との関係を予め定めたマップを利用して取得（推定）できる。なお、筒内充填空気量に代え、吸気圧が用いられてもよい。

上記通電条件パラメータは、例えば、車両の同一トリップ内での前回のカム切替動作のための通電に関するパラメータである。この通電条件パラメータの一例は、通電間隔、印加電圧および通電時間である。通電間隔は、例えば、前回の通電の開始時期からコイル温度Ｔｃの推定を行う時点までの期間として特定できる。また、本実施形態では、実施の形態１と同様に、コイル電流Ｉの制御のために電圧のＤｕｔｙ比が制御されている。ここでいうコイル３２の印加電圧は、コイル３２に印加されるバッテリ電圧Ｖ＋Ｂそのものではなく、Ｄｕｔｙ比に応じて変化する単位時間当たりの平均電圧である。

上記のエンジン運転条件パラメータおよび通電条件パラメータに基づくコイル温度Ｔｃの推定は、例えば、次のような回帰分析を利用する手法で行うことができる。すなわち、コイル温度Ｔｃは、上記のエンジン運転条件パラメータおよび通電条件パラメータを変数として用いる回帰式によって算出（推定）できる。ここでいう回帰式は、コイル温度Ｔｃと上記の各パラメータとに基づいた事前の回帰分析（パラメータフィッティング）を利用して導出できる。

以下に示す（１）式は、冷却水温度、筒内充填空気量および吸気温度を変数として用いる回帰式の例である。
Ｔｃ＝α×冷却水温度＋β×筒内充填空気量＋γ×吸気温度＋δ ・・・（１）
ただし、上記（１）式中の各係数α、β、γおよびδは、コイル温度Ｔｃと、冷却水温度、筒内充填空気量および吸気温度とを用いた回帰分析によって決定できる。

さらに付け加えると、本件発明者は、試験を行い、上記のエンジン運転条件パラメータの種類が多いほど、コイル温度Ｔｃの推定精度が高いことを確認している。ただし、コイル温度Ｔｃの推定は、上記のエンジン運転条件パラメータおよび通電条件パラメータのすべてを用いる例に代え、例えば、上記のエンジン運転条件パラメータのみを用いて行われてもよいし、また、上記のエンジン運転条件パラメータのうちの任意の組み合わせを用いて行われてもよい。また、コイル温度推定処理は、上述の回帰分析を利用する手法に代え、例えば、エンジン運転条件パラメータおよび通電条件パラメータのうちの少なくともエンジン運転条件パラメータとコイル温度Ｔｃとの関係を規定したマップを利用して推定されてもよい。

１−２．コイル抵抗値とコイル温度Ｔｃとの関係
図８は、同一の電圧下でのコイル電流Ｉとコイル温度Ｔｃとの関係を表した図である。コイル３２の抵抗値は、コイル温度Ｔｃが低くなるにつれて小さくなる。このため、図８に示すように、同一の電圧下では、コイル温度Ｔｃが低くなるにつれ、コイル電流Ｉが大きくなる。したがって、実施の形態１、２のようにオイル加熱制御の実行中に一定のＤｕｔｙ比で通電が行われると、実際のコイル電流Ｉがコイル温度Ｔｃに応じて変化してしまう。そして、このように一定のＤｕｔｙ比を用いる暖機電流Ｉｗの制御は、実際のコイル電流Ｉを把握せずに行われる。

上記の点を考慮し、低温環境において意図しない大きさのコイル電流Ｉが暖機電流Ｉｗとして流れることに起因してピン２８が意図しないタイミングでガイド溝２６内に突き出されないようにするためには、暖機電流Ｉｗの要求値（電流値Ｉ３）を引き下げることが必要になる。その結果、温度域によっては、ピン２８の周辺のオイルを温める効果が低下してしまう。

１−３．コイル温度Ｔｃに応じたＤｕｔｙ比の変更
上記の課題に鑑み、本実施形態に係るオイル加熱制御では、上記のコイル温度推定処理により推定されたコイル温度Ｔｃに応じて、暖機電流Ｉｗの要求値（例えば、図６に示す電流値Ｉ３）を得るために用いられる電圧のＤｕｔｙ比が変更される。

本実施形態では、コイル温度Ｔｃによらずに暖機電流Ｉｗを同一の値に近づけるために、Ｄｕｔｙ比は、コイル温度Ｔｃが低い場合には、コイル温度Ｔｃが高い場合と比べて低くなるように変更される。以下に説明する図９は、このようなＤｕｔｙ比の変更の具体例を示している。

図９は、同一の暖機電流Ｉｗの下で用いられるＤｕｔｙ比とコイル温度Ｔｃとの関係を表したグラフである。図９は、各コイル温度Ｔｃの下で同一の暖機電流Ｉｗを発揮するために必要とされるＤｕｔｙ比を示している。図９に示す例では、Ｄｕｔｙ比は、コイル温度Ｔｃが低いほど低くなるように制御される。これにより、コイル３２に印加される単位時間当たりの平均電圧が、コイル温度Ｔｃが低いほど低くなるように制御されることになる。なお、暖機電流Ｉｗの要求値として複数の値が用いられる例では、図９に示すような関係を当該複数の値のそれぞれに対して備えればよい。

１−４．実施の形態２に係るオイル加熱制御に関するＥＣＵの処理
本実施形態のオイル加熱制御に関する処理のルーチン（図示省略）では、図７に示すステップＳ１００の処理に代え、上述のコイル温度推定処理に基づくコイル温度Ｔｃが所定の閾値以下であるか否かを判定する処理が実行される。そして、この判定結果が肯定的である場合に、ステップＳ１０２の処理に代え、コイル温度Ｔｃに応じて変更されるＤｕｔｙ比を用いてコイル電流Ｉが制御されるオイル加熱制御が実行される。

２．実施の形態２に係るオイル加熱制御の効果
以上説明したように、本実施形態のオイル加熱制御では、コイル温度Ｔｃによらずに暖機電流Ｉｗを同一の値に近づけるようにＤｕｔｙ比が変更される。これにより、電圧のＤｕｔｙ比の設定によって所望の暖機電流Ｉｗを得る電流制御手法が用いられる場合に、コイル温度Ｔｃの変化に伴うコイル抵抗値の変化に起因して意図しない大きさの暖機電流Ｉｗが流れるのを抑制できる。これにより、電流のフィードバック制御を伴わなくても（換言すると、アクチュエータ２４の駆動回路３９を簡素化しつつ）、コイル温度Ｔｃによらずに意図した暖機電流Ｉｗをより正確に発揮させられるようになる。このため、ピン２８がガイド溝２６内に突き出されない大きさの範囲内で極力大きな暖機電流Ｉｗを利用できるようにコイル電流Ｉを制御できる。その結果、ピン２８の周辺のオイルを温める効果を向上させられる。

また、本実施形態のオイル加熱制御によれば、油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓと比べてピン油温Ｔｐとの相関の高いコイル温度Ｔｃが、本発明に係る「温度パラメータ」として使用される。これにより、オイル加熱制御を実行すべき低温環境をより正確に特定できる。また、このオイル加熱制御によれば、上記のようにピン油温Ｔｐとの相関の高いコイル温度Ｔｃを利用して、電圧のＤｕｔｙ比が制御される。これにより、コイル温度Ｔｃに応じたＤｕｔｙ比の制御をより精度良く行えるので、オイル加熱制御をより精度良く実行できる。

（コイルに印加される単位時間当たりの平均電圧の制御の他の例）
上述した実施の形態２のオイル加熱制御では、暖機電流Ｉｗの制御のために、電圧のＤｕｔｙ比の制御（ＰＷＭ制御）によってコイル３２に印加される単位時間当たりの平均電圧が制御される。しかしながら、この平均電圧の制御は、Ｄｕｔｙ比の制御に代え、コイル３２に印加される電圧自体を（バッテリ電圧Ｖ＋Ｂから）変更することによって実行されてもよい。なお、このことは、他の実施の形態についても同様である。

実施の形態３．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。

１．実施の形態３に係るオイル加熱制御
図１０は、本発明の実施の形態３で用いられる温度パラメータの閾値ＴＨ２の設定を表したグラフである。本実施形態においても、オイル加熱制御の実行条件に関する「温度パラメータ」の一例として、実施の形態１と同様に、油温センサ４４に基づくオイル温度Ｔｓが用いられている。本実施形態は、このオイル温度Ｔｓの閾値が異なる点において実施の形態１と相違している。

既述したように、コイル３２にはバッテリ電圧Ｖ＋Ｂが印加されている。このバッテリ電圧Ｖ＋Ｂが標準的な値よりも低いと、コイル電流Ｉが低下するので、低ピン油温Ｔｐ下においてピン２８の動作がオイルによってより妨げられ易くなる。したがって、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが低いと、低ピン油温Ｔｐ下でのピン２８の応答速度をより低下させてしまう。

そこで、本実施形態では、オイル加熱制御の実行条件が満たされるか否かの判定のために、閾値ＴＨ２が用いられる。閾値ＴＨ２は、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが低いときには、それが高いときと比べて大きい。図１０は、そのような閾値ＴＨ２の設定の具体例を示している。この例によれば、閾値ＴＨ２は、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが低いほど大きくなるように設定されている。

なお、図１０に示す例では、閾値ＴＨ２はバッテリ電圧Ｖ＋Ｂの一次関数によって特定されている。しかしながら、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが低い場合にはそれが高い場合と比べて大きくなるように閾値ＴＨ２が変更される限り、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂに応じた閾値ＴＨ２の設定例は特に限定されない。

また、本実施形態のオイル加熱制御に関する処理のルーチンとしては、例えば、ステップＳ１００において閾値ＴＨ１に代えて閾値ＴＨ２が用いられるように変更された図７に示すルーチンを用いることができる。

２．実施の形態３に係るオイル加熱制御の効果
図１０に示す閾値ＴＨ２が用いられると、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが低いほど、オイル加熱制御が開始される温度パラメータ（オイル温度Ｔｓ）の上限値が大きくなるので、より高い温度パラメータ（オイル温度Ｔｓ）の下であってもオイル加熱制御が実行されるようになる。このように、本実施形態によれば、同一の低温環境であっても、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが相対的に低いときには、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂが相対的に高いときと比べてオイル加熱制御が実行され易くなる。このため、バッテリ電圧Ｖ＋Ｂの影響を受けにくくしつつ、低温環境での確実なカム切替動作をより十分に保証できるようになる。

実施の形態４．
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。

１．実施の形態４に係るオイル加熱制御
図１１は、本発明の実施の形態４に係るオイル加熱制御を説明するためのタイムチャートである。本実施形態のオイル加熱制御は、その実行時期が異なる点において、カム切替要求とは関係なしに開始される（換言すると、将来のカム切替動作の実施に備えて事前に実行される）実施の形態１〜３のオイル加熱制御と相違している。

具体的には、図１１中の時点ｔ６は、カム切替要求が出された時点に相当する。本実施形態のオイル加熱制御は、カム切替要求が出されたときに、カム切替動作の実行に先立って実行される。図１１中の時点ｔ７は、今回のカム切替要求に基づくカム切替動作を最初に行う気筒の通電開始カム角が到来する時点（切替実行時点）に相当する。なお、図１１は、この時点ｔ７がオイル加熱制御の終了時点と同じ例を示しているが、これらの時点は必ずしも同じでなくてもよい。

上記気筒以外の気筒については、時点ｔ７においてオイル加熱制御の終了によってコイル３２への通電が一旦停止された後に、それぞれの通電開始カム角の到来時に、それらの気筒のコイル３２への通電が順次実行される。

図１２は、本発明の実施の形態４に係るオイル加熱制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に、気筒毎に所定の制御周期で繰り返し実行される。図１２に示すルーチン中のステップＳ１００およびＳ１０２の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図１２に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、カム切替要求があるか否かを判定する（ステップＳ２００）。カム切替要求の有無は、例えば、エンジン運転条件（主に、エンジン負荷とエンジン回転速度）の変化に応じて、要求される吸気カム（小カム１４または大カム１６）に変化があるか否かに基づいて判定される。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ２００においてカム切替要求がないと判定した場合には、今回のルーチン起動時の処理を速やかに終了する。一方、カム切替要求があると判定した場合には、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１００に進み、オイル加熱制御の実行条件が満たされているか否かを判定する。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ１００においてオイル加熱制御の実行条件が満たされていないと判定した場合には、ステップＳ２０２に進み、通電開始カム角の到来を条件として、カム切替動作を実行する。一方、オイル加熱制御の条件が満たされていると判定した場合には、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０２においてオイル加熱制御を実行した後にステップＳ２０２に進み、通電開始カム角の到来を条件として、カム切替動作を実行する。

２．実施の形態４に係るオイル加熱制御の効果
以上説明したように、本実施形態のオイル加熱制御によれば、オイル加熱制御の実行条件が満たされる状況下でカム切替要求が出された場合には、オイル加熱制御を所定の暖機期間Ｗに渡って実行したうえでカム切替動作が実行される。換言すると、この状況下では、オイル加熱制御が完了するまでカム切替動作の実行が禁止され、オイル加熱制御の完了時にカム切替動作の実行が許可される。このようなオイル加熱制御によれば、温度パラメータ（オイル温度Ｔｓ）が低いためにピン油温Ｔｐが低いと考えられる低温環境において、ピン油温Ｔｐを適切に温めたうえでカム切替動作が実行されるようにできる。このため、本実施形態のオイル加熱制御によっても、低温環境での確実なカム切替動作をより十分に保証できるようになる。

実施の形態５．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。

１．実施の形態５に係るオイル加熱制御
図１３は、本発明の実施の形態５に係るオイル加熱制御を説明するための図である。本実施形態においても、コイル温度Ｔｃが実施の形態２のコイル温度推定処理によって推定されるものとする。

本実施形態のオイル加熱制御では、暖機電流Ｉｗは、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて大きくなるように（積極的に）変更される。図１３は、そのような暖機電流Ｉｗの設定の具体例を示している。この例によれば、暖機電流Ｉｗは、コイル温度Ｔｃが低いほど大きくなるように変更される。

なお、図１３に示す例では、暖機電流Ｉｗはコイル温度Ｔｃの一次関数によって特定されている。しかしながら、コイル温度Ｔｃが低い場合にはコイル温度Ｔｃが高い場合と比べて大きくなるように暖機電流Ｉｗが変更される限り、コイル温度Ｔｃに応じた暖機電流Ｉｗの設定例は特に限定されない。

図１３に示す関係に従う暖機電流Ｉｗの制御は、例えば、実施の形態１に係る変形例として説明された電流制御手法を用いて行うことができる。すなわち、本実施形態の暖機電流Ｉｗの制御は、例えば、電流センサにより検出されるコイル３２の実電流が、コイル温度Ｔｃに応じて可変される暖機電流Ｉｗの目標値に近づくように電圧のＤｕｔｙ比を調整するフィードバック制御を用いて行うことができる。

或いは、図１３に示す関係に従う暖機電流Ｉｗの制御は、例えば、次のような電流制御手法を用いて行うこともできる。具体的には、本実施形態の暖機電流Ｉｗの制御は、実施の形態３と同様にコイル温度Ｔｃの変化に伴うコイル抵抗値の変化を考慮しつつ、図１３に示す関係のようにコイル温度Ｔｃに応じて変化する暖機電流Ｉｗの目標値が得られるように設定されたＤｕｔｙ比を利用して、フィードバック制御を伴わずに実行されてもよい。

さらに付け加えると、本実施形態のオイル加熱制御によれば、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて大きくなるように、暖機電流Ｉｗが積極的に変更される。このような例とは異なり、実施の形態１のように、図８に示すコイル電流Ｉとコイル抵抗値との関係を考慮することなく一定のＤｕｔｙ比が使用された場合にも、結果的には、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて大きくなるように暖機電流Ｉｗが変更されることになる。

２．実施の形態５に係るオイル加熱制御の効果
以上説明したように、本実施形態のオイル加熱制御によれば、暖機電流Ｉｗは、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて大きくなるように変更される。このようなオイル加熱制御によれば、コイル温度Ｔｃおよびこれに相関のあるピン油温Ｔｐが相対的に低いときには、コイル温度Ｔｃおよびこれに相関のあるピン油温Ｔｐが相対的に高いときと比べて、暖機電流Ｉｗの増大によってピン２８の周辺のオイルをより効果的に温められる特性が得られる。

実施の形態６．
次に、図１４を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。

１．実施の形態６に係るオイル加熱制御
図１４は、本発明の実施の形態６に係るオイル加熱制御を説明するための図である。本実施形態においても、コイル温度Ｔｃが実施の形態２のコイル温度推定処理によって推定されるものとする。

本実施形態のオイル加熱制御は、暖機期間Ｗがコイル温度Ｔｃに応じて変更される点において、実施の形態１〜５のオイル加熱制御と相違している。より詳細には、暖機期間Ｗは、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて長くなるように変更される。図１４に示す具体例では、暖機期間Ｗは、コイル温度Ｔｃの一次関数によって特定され、コイル温度Ｔｃが低いほど長くなるように設定されている。しかしながら、コイル温度Ｔｃが低いときにはコイル温度Ｔｃが高いときと比べて長くなるように暖機期間Ｗが変更される限り、コイル温度Ｔｃに応じた暖機期間Ｗの設定例は特に限定されない。

２．実施の形態６に係るオイル加熱制御の効果
以上説明したように、本実施形態のオイル加熱制御によれば、暖機期間Ｗは、コイル温度Ｔｃが低いときには、コイル温度Ｔｃが高いときと比べて長くなるように変更される。このようなオイル加熱制御によれば、コイル温度Ｔｃおよびこれに相関のあるピン油温Ｔｐが相対的に低いときには、コイル温度Ｔｃおよびこれに相関のあるピン油温Ｔｐが相対的に高いときと比べて、暖機期間Ｗの拡大によってピン２８の周辺のオイルをより温められる特性が得られる。

（温度パラメータの他の例）
本発明に係る「温度パラメータ」の例は、上述したオイル温度Ｔｓ（油温センサ４４の検出値）およびコイル温度Ｔｃ（コイル温度推定処理による推定値）に限られず、例えば、それぞれのセンサにより検出される外気温度またはエンジン冷却水温度であってもよい。より詳細には、例えば、エンジン始動時に外気温度またはエンジン冷却水温度が所定の閾値以下である場合に、オイル加熱処理が実行されてもよい。

（オイル加熱制御の実行期間の他の例）
上述した実施の形態１〜６においては、オイル加熱制御が所定の暖機期間Ｗに渡って実行される例を挙げた。このような例に代え、オイル加熱制御は、例えば、上記コイル温度推定処理によって推定されるコイル温度Ｔｃが目標温度に到達するまで実行されてもよい。

（カム切替機構の他の例）
上述した実施の形態１〜６において用いられるカム切替機構２０では、カムキャリア２２の外周面（カムシャフト１２の外周面の一部に相当）に設けられたガイド溝２６にピン２８が係合しているときに、カムキャリア２２とともに吸気カム１４、１６がシフトし、その結果として、吸気バルブを駆動するカムが切り替わる。しかしながら、本発明に係る「カム切替機構」は、「ピンがガイド溝に係合しているときに、バルブを駆動するカムがカムシャフトの回転に伴って複数のカムの間で切り替わる」ものであれば、カム自体がシフトすることは必ずしも必要とされない。したがって、本発明に係る「カム切替機構」には、例えば、国際公開第２０１１／０６４８５２号に記載のカム切替機構（すなわち、カムシャフトの外周面に設けられたガイド溝と電磁ソレノイド式アクチュエータのピンとの係合は利用するけれども、カムのシフトを伴わずにカム切替動作を行うカム切替機構）も含まれる。

また、以上説明した各実施の形態に記載の例および他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１ 内燃機関
１０ 可変動弁装置
１２ カムシャフト
１４ 吸気カム（小カム）
１６ 吸気カム（大カム）
２０ カム切替機構
２２ カムキャリア
２４ 電磁ソレノイド式アクチュエータ
２６（２６ａ、２６ｂ） ガイド溝
２８（２８ａ、２８ｂ） ピン
３０（３０ａ、３０ｂ） 電磁石
３２ アクチュエータのコイル
３８ バッテリ
３９ 駆動回路
４０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４２ クランク角センサ
４４ 油温センサ
４６ 水温センサ
４８ エアフローセンサ
５０ 吸気温度センサ
５２ バッテリ電圧センサ
５４ 燃料噴射弁
５６ 点火装置

Claims (8)

1. 回転駆動されるカムシャフトと、
   前記カムシャフトに設けられ、プロフィールの異なる複数のカムと、
   燃焼室を開閉するバルブを駆動するカムを、前記複数のカムの間で切り替えるカム切替動作を行うカム切替機構と、
   を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
   前記カム切替機構は、
   前記カムシャフトの外周面に設けられたガイド溝と、
   前記ガイド溝に係脱可能なピンを有し、前記ピンを前記ガイド溝に向けて突き出し可能な電磁ソレノイド式のアクチュエータと、
   を含み、
   前記カム切替機構は、前記ピンが前記ガイド溝に係合しているときに、前記バルブを駆動するカムが前記カムシャフトの回転に伴って前記複数のカムの間で切り替わるように構成されており、
   前記制御装置は、前記ピンの周辺のオイルの温度に関係する温度パラメータが閾値以下である場合に、前記ピンが前記ガイド溝内に突き出されない大きさの暖機電流を前記アクチュエータのコイルに流すことにより前記ピンの周辺のオイルを温めるオイル加熱制御を実行する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記暖機電流の制御は、前記コイルに印加される単位時間当たりの平均電圧の制御によって実行され、
   前記制御装置は、
   前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行し、
   同じ大きさの前記暖機電流を得るための前記平均電圧を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて低くなるように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記温度パラメータの前記閾値は、前記アクチュエータに電力を供給するバッテリの電圧が低いときには、前記バッテリの電圧が高いときと比べて大きい
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行し、
   前記暖機電流を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて大きくなるように制御する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記コイルの温度を推定するコイル温度推定処理を実行し、
   前記オイル加熱制御が行われる暖機期間を、前記コイル温度推定処理により推定された前記コイルの温度が低いときは、前記コイルの温度が高いときと比べて長くなるように制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記オイル加熱制御は、前記温度パラメータが前記閾値以下であることを条件として、前記内燃機関のエンジン暖機期間中に実行される
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記エンジン暖機期間中の前記オイル加熱制御の実行時期は、前記内燃機関の始動時である
   ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記カム切替動作を行うカム切替要求が出された場合には、前記カム切替動作の実行に先立って前記オイル加熱制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。

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