JPWO2011086693A1 - バルブ作用角可変システム - Google Patents

Abstract

アクチュエーター（２）の駆動回路（２０３）は、目標操作量の算出に使用した対照テーブルを参照して実操作量から実作用角を算出し、実作用角と実操作量とを指令ユニット（４）に送信する。指令ユニット（４）は、受信した実作用角の値と実操作量の値とが、自身の記憶する対照テーブルでのバルブ作用角と操作量との関係に則るか否かを判定することで、アクチュエーター（２）、指令ユニット（４）間の動作モードの不整合を検出する。

Description

本発明は、機関バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変システムに関し、特にそのアクチュエーターの汎用性の拡大に伴い発生する問題に対処するための制御構造の改良に関するものである。

近年、車載等の内燃機関では、機関バルブ（吸排気バルブ）のバルブ特性を機関運転状況に応じて可変とすることで、燃費や排気等の性能の向上が図られている。そしてそうしたバルブ特性の可変システムとして、機関バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変機構が実用されている。

図１２は、そうしたバルブ作用角可変システムの一例を示している。同図に示すバルブ作用角可変システムは、バルブ作用角可変機構１とこれを駆動するアクチュエーター２とを備えている。アクチュエーター２は、モーター２００、モーター２００の回転を直線運動に変換する変換機構２０１、モーター２００の回転角を検出する回転角センサー２０２、及びモーター２００を駆動する駆動回路２０３を備えている。そしてバルブ作用角可変システムは、こうしたアクチュエーター２によってコントロールシャフト３を軸方向に駆動することで、バルブ作用角可変機構１を作動させて、機関バルブのバルブ作用角を可変とするように構成されている。なお、こうしたアクチュエーター２の駆動回路２０３には、アクチュエーター２の操作量（コントロールシャフト３のストローク）とバルブ作用角との対照テーブルがデータとして記憶されている。

アクチュエーター２は、バルブ作用角制御を始めとする種々の機関制御を司る指令ユニット４により制御されている。指令ユニット４は、機関運転状況に応じて最適なバルブ作用角を算出し、アクチュエーター２の駆動回路２０３に指令する。

指令ユニット４からのバルブ作用角の指令（作用角指令値）を受信すると、駆動回路２０３は、上記対照テーブルを参照して、作用角指令値の得られるアクチュエーター２の操作量を目標操作量として算出する。そして駆動回路２０３は、回転角センサー２０２の検出するモーター２００の回転角から求められた現状のアクチュエーター２の操作量が目標操作量となるようにモーター２００を回転することで、指令に応じてバルブ作用角を設定する。

図１３は、こうしたバルブ作用角可変システムの適用された内燃機関の動弁系の構成を示している。同図に示すように、バルブ作用角可変機構１は、カムシャフト５に設けられたカム６と機関バルブ１０との間に設置されている。バルブ作用角可変機構１は、カムシャフト５と平行に配置されたロッカーシャフト７に揺動可能に軸支されており、入力アーム１００とその両側にそれぞれ設置された一対の出力アーム１０１とを備えている。なおパイプ状のロッカーシャフト７の内部には、上述のコントロールシャフト３が軸方向に摺動可能に配設されている。

バルブ作用角可変機構１の入力アーム１００の先端には、上記カム６に当接されるローラー１０２が回転可能に取り付けられている。そして入力アーム１００は、カム６による押し下げに応じて、ロッカーシャフト７の軸を中心として、出力アーム１０１と一体となって揺動されるようになっている。

なお入力アーム１００の外周には、突起１０３が形成されている。この突起１０３と内燃機関のシリンダヘッドに形成されたばね座８との間には、ロストモーションスプリング１０４が圧縮状態で配設されている。そしてバルブ作用角可変機構１は、ロストモーションスプリング１０４によってその入力アーム１００のローラー１０２がカム６に押し付けられるように付勢されている。

こうしたバルブ作用角可変機構１の両出力アーム１０１の下方には、ローラーロッカーアーム９がそれぞれ配設されている。各ローラーロッカーアーム９はそれぞれ、その基端において内燃機関のシリンダヘッドに揺動可能に支持されるとともに、その先端において機関バルブ１０の上端に当接されている。また各ローラーロッカーアーム９にはそれぞれローラー１１が回転可能に取り付けられている。そしてローラー１１は、機関バルブ１０のバルブスプリング１２のばね力で、出力アーム１０１の先端部のローラーロッカーアーム９側に形成されたカム面１０５に押し付けられている。

こうした動弁系では、カムシャフト５の回転によるカム６の押し下げによりバルブ作用角可変機構１が揺動すると、その出力アーム１０１のカム面１０５がローラー１１を押圧し、それによりローラーロッカーアーム９が揺動するようになる。そしてローラーロッカーアーム９がその揺動に応じてその先端部にて機関バルブ１０の上端を押圧することで、機関バルブ１０が開閉駆動されるようになる。このときの出力アーム１０１のカム面１０５とローラーロッカーアーム９のローラー１１との接触点は、出力アーム１０１の揺動に応じてカム面１０５に沿って往復動するようになる。そしてカム面１０５とローラー１１との接触点とロッカーシャフト７との距離の増大に応じて、カム面１０５によるローラーロッカーアーム９の押し下げ量が、ひいては機関バルブ１０のリフト量が増大するようになる。

またこの動弁系では、ロッカーシャフト７の内部においてコントロールシャフト３を軸方向に変位させることで、バルブ作用角可変機構１の揺動方向における入力アーム１００の先端と出力アーム１０１の先端との相対位置を変更することが可能となっている。そしてそうした入力アーム１００及び出力アーム１０１の先端の相対位置の変更により、バルブ作用角可変機構１の揺動に伴うカム面１０５とローラー１１との接触点の往復移動範囲が変更され、ひいては機関バルブ１０の最大リフト量及びバルブ作用角が可変とされるようになっている。

具体的には、バルブ作用角可変機構１の揺動方向において入力アーム１００の先端と出力アーム１０１の先端とを互いに接近させるほど、上記カム面１０５とローラー１１との接触点の往復移動範囲がロッカーシャフト７寄りに変位して、それに伴い機関バルブ１０の最大リフト量及びバルブ作用角は小さくなる。またバルブ作用角可変機構１の揺動方向において入力アーム１００の先端と出力アーム１０１の先端とを互いに離間させるほど、上記接触点の往復移動範囲がロッカーシャフト７から離れる方向に変位して、機関バルブ１０の最大リフト量及びバルブ作用角は大きくなる。

次に、バルブ作用角可変機構１の内部構造を、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４に示されるように、バルブ作用角可変機構１の入力アーム１００及び出力アーム１０１の内側には、略円筒形状のスライダー１０６が配設されている。スライダー１０６は、コントロールシャフト３と一体となってその軸方向に移動可能とされている。スライダー１０６の外周には、その長手方向中央部にヘリカルスプラインを有する入力ギア１０７が固定され、その長手方向両側には、やはりヘリカルスプラインを有する出力ギア１０８がそれぞれ固定されている。

一方、図１５に示されるように、入力アーム１００の内周には、ヘリカルスプラインを有する円環状の内歯ギア１０９が形成され、また各出力アーム１０１の内周には、やはりヘリカルスプラインを有する円環状の内歯ギア１１０がそれぞれ形成されている。そして入力アーム１００の内歯ギア１０９がスライダー１０６の入力ギア１０７（図１４）に、各出力アーム１０１の内歯ギア１１０がスライダー１０６の出力ギア１０８（図１４）にそれぞれ噛み合わされている。なお入力ギア１０７及び内歯ギア１０９のヘリカルスプラインと出力ギア１０８及び内歯ギア１１０のヘリカルスプラインとは、互いの傾斜角が異ならされており、歯筋の傾斜方向が逆となっている。

こうした動弁系において、コントロールシャフト３の軸方向への移動に基づきスライダー１０６が同軸方向に変位すると、入力ギア１０７と内歯ギア１０９との噛み合い、及び出力ギア１０８と内歯ギア１１０との噛み合いにより、バルブ作用角可変機構１の揺動方向における入力アーム１００の先端と両出力アーム１０１の先端との相対位置が変更される。具体的には、スライダー１０６を、図１４の矢印Ｌ方向に変位させるほど、上記揺動方向における入力アーム１００の先端と両出力アーム１０１の先端との相対位置が互いに接近するように変更され、スライダー１０６を矢印Ｈ方向に変位させるほど、上記相対位置が互いに離間するように変更される。そしてこうした相対位置の変更を通じて、カム６の回転によるバルブ作用角可変機構１の揺動に応じた機関バルブ１０の最大リフト量及びバルブ作用角が可変とされるようになる。

以上は、バルブ作用角可変システムの一例であり、この他にも様々なタイプのバルブ作用角可変システムが提案されている。例えばアクチュエーターにより、コントロールシャフトを回転することで、バルブ作用角可変機構を駆動してバルブ作用角を可変とするシステムなども提案されている。

そして従来、バルブ作用角可変システムを備える内燃機関として、特許文献１に記載のものが知られている。同文献１に記載の内燃機関は、バルブ作用角可変システムに加え、バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変システムを備えたものとなっている。こうした２つの可変システムを備える内燃機関では、ピストン上死点の近傍にバルブタイミングを制御した状態でバルブ作用角を大きくすると、機関バルブとピストンとの干渉、いわゆるバルブスタンプが発生することがある。そこで同文献のシステムでは、現状のバルブタイミングに応じてバルブ作用角の制御範囲を制限すること、或いは現状のバルブ作用角に応じてバルブタイミングの制御範囲を制限することで、バルブスタンプの発生を回避するようにしている。

特開２００６−３１２９４３号公報

ところで近年には、バルブ作用角可変システムの多車種展開が進められており、それに応じて仕様の異なる多数のバルブ作用角可変システムが開発されている。バルブ作用角可変システムの適用される車種の仕様によっては、必要なバルブ作用角の可変範囲などが異なるため、適用される車種に応じてバルブ作用角可変システムの仕様を変更する必要がある。この場合、バルブ作用角可変システムのバリエーション毎に異なるアクチュエーターを採用すると、アクチュエーターの品番が多くなり、生産性に問題がある。そこで、生産コストの低減のため、同一のアクチュエーターを複数種のバルブ作用角可変システムに対応させることが求められている。

仕様の異なるバルブ作用角可変システムにおけるアクチュエーターの共通化は、次のようにアクチュエーターを構成することで行うことができる。上記のようにアクチュエーター２の駆動回路２０３は、その操作量とバルブ作用角との対照テーブルをそのＲＯＭに記憶している。ただし、バルブ作用角可変システムの仕様が異なれば、アクチュエーター２の操作量とバルブ作用角との関係も相違する。そこで、適用可能なバルブ作用角可変システムのそれぞれに対応した複数の対照テーブルを駆動回路２０３のＲＯＭに記憶して、アクチュエーター２の動作に使用する対照テーブルの異なる複数の動作モードを設定する。そして指令ユニット４からの指令に応じてアクチュエーター２の動作モードを切り替えるようにすれば、同一のアクチュエーター２を仕様の異なる複数のバルブ作用角可変システムに対応させることができる。

例えば、既存の車種Ａに加え、新規開発する車種Ｂにもバルブ作用角可変システムを採用する場合を考える。この場合、車種Ａのバルブ作用角可変システムの仕様に対応した対照テーブルと、車種Ｂのバルブ作用角可変システムの仕様に対応した対照テーブルとを駆動回路２０３のＲＯＭに記憶させておけば、アクチュエーター２を車種Ａ、車種Ｂの双方に対応させることができる。すなわち、車種Ａでは、車種Ａ用の対照テーブルを用いて目標操作量の算出を行い、車種Ｂでは、車種Ｂ用の対照テーブルを用いて目標操作量の算出を行うように駆動回路２０３を構成すれば、いずれの車種においても適正にバルブ作用角の制御を行うことができる。

このようなアクチュエーターの共通化は、生産コストの低減に確かに有効ではある。ただし、同時に次のような問題を孕んだものともなっている。すなわち、アクチュエーターの共通化を図った場合には、適用されたバルブ作用角可変システムに非対応の動作モードでアクチュエーターが誤動作するという問題が生じることになる虞がある。

例えば車種Ａのみに対応した旧式のアクチュエーター２を、非対応の車種Ｂのバルブ特性可変システムに誤って取り付けてしまった場合を考える。この場合、アクチュエーター２の駆動回路２０３は、指令ユニット４からのバルブ作用角の指令に際して、車種Ａ用の対照テーブルを参照して目標操作量を算出することになる。車種Ａのバルブ作用角可変システムと車種Ｂのバルブ作用角可変システムとでは、アクチュエーター２の操作量とバルブ作用角との関係が相違するため、駆動回路２０３が車種Ａ用の対照テーブルを参照して算出した目標操作量では、指令ユニット４の指令したバルブ作用角は得られないことになる。したがってこの場合には、指令ユニット４の指令通りにバルブ作用角を制御することができなくなってしまうようになる。

またアクチュエーター２が適切に取り付けられている場合にも、通信異常や駆動回路２０３の故障、ＲＯＭ／ＲＡＭのデータ化けなどによって指令ユニット４の指令した動作モードを駆動回路２０３が誤認識してしまうことが考えられる。また通信異常や駆動回路２０３の故障、瞬断、ＲＯＭ／ＲＡＭのデータ化けなどによって、指令ユニット４の指令した動作モードを未確認の状態のまま、駆動回路２０３が動作しまうことも考えられる。これらの場合にも、アクチュエーター２は、指令ユニット４の指令したものとは異なる動作モードで動作してしまう。

このように同一のアクチュエーター２を複数種のバルブ作用角可変システムに対応させる場合には、指令ユニット４とアクチュエーター２との間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーター２の誤作動が発生することがある。そしてそうしたアクチュエーター２の誤作動が発生した場合には、指令ユニット４の指令通りにバルブ作用角が制御されないため、特許文献１のようなバルブ作用角やバルブタイミングの制御範囲の制限を行ったとしても、バルブスタンプが発生してしまうことがある。

本発明の目的は、仕様の異なる複数のシステムに対応可能にアクチュエーターを構成した場合において発生する虞のある、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーターの誤作動に対処することのできるバルブ作用角可変システムの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従うバルブ作用角可変システムは、指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、前記指令ユニットが動作モードを前記アクチュエーターに指令するとともに、その指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と同バルブ作用角に相関するパラメーターとの関係を記憶することと、前記アクチュエーターが自身の認識するバルブ作用角及び前記パラメーターの値を前記指令ユニットに送信し、その送信された両値が自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、を備えるようにしている。

こうした本発明のバルブ作用角可変システムでは、アクチュエーターは、設定すべきバルブ作用角の指令（作用角指令値）を指令ユニットから受信すると、自身の記憶するバルブ作用角とアクチュエーター操作量との関係に基づいて、指令されたバルブ作用角の得られる操作量（目標操作量）を算出する。そしてアクチュエーターは、その算出結果に応じて実際の操作量を調節することで、指令に応じてバルブ作用角を調節する。

こうしたバルブ作用可変システムのアクチュエーターを仕様の異なる複数のバルブ作用角可変システムに対応させる場合、アクチュエーターの操作量とバルブ作用角との関係の相違する複数の動作モードを設定することになる。こうした場合、指令ユニットの想定する動作モードと、アクチュエーターが実際に使用する動作モードとの不整合が発生する可能性があり、そうした場合には、アクチュエーターが誤作動して、指令ユニットの指令通りにバルブ作用角が制御されなくなってしまう。

そこで上記のような本発明のバルブ作用角可変システムでは、指令ユニットは、アクチュエーターに指令する動作モードにおけるバルブ作用角と同バルブ作用角に相関するパラメーターとの関係を記憶するようにしている。これらの値の関係が動作モードに応じて変化するものであれば、そうした関係から動作モードを特定することができる。そうした場合、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していれば、アクチュエーターの認識するバルブ作用角及び上記パラメーターの関係は、指令ユニットの指令した動作モードにおけるそれら両値の関係に則ったものとなる。したがって、アクチュエーターの認識するバルブ作用角と上記パラメーターとの関係が、指令ユニットの記憶する上記両値の関係に則ったものとなっていなければ、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していないことになる。

その点、上記構成では、アクチュエーターは、自身の認識するバルブ作用角及び上記パラメーターの値を指令ユニットに送信し、また指令ユニットは、その送信された両値が自身の記憶する両値の関係に則るか否かを判定するようにしている。こうした判定によれば、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していないことを確認することができる。そして指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合が検出されたときには、例えばＭＩＬ（Ｍａｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｌａｍｐ）の点灯などによる運転者への異常の通知、及びアクチュエーターの作動停止の少なくとも一方が行われる。したがって、本発明のバルブ作用角可変システムによれば、仕様の異なる複数のシステムに対応可能にアクチュエーターを構成した場合において発生する虞のある、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーターの誤作動に対処することができるようになる。

なお、上記のようなバルブ作用角可変システムにおける「バルブ作用角に相関するパラメーター」には、次のようなパラメーターを採用することができる。すなわち、ここで採用可能なパラメーターとは、バルブ作用角に応じて変化し、且つバルブ作用角に応じて一義的に定められるものである必要がある。また、バルブ作用角とアクチュエーターの操作量との関係が変化すれば、バルブ作用角との関係が変化するパラメーターである必要もある。そうしたパラメーターの具体例としては、アクチュエーターの操作量やバルブ作用角の変化速度上限値などがある。

ちなみに、上記各バルブ作用角可変システムでの判定は、指令ユニットが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記パラメーターの一方の値から他方の値を算出し、その算出値が受信した値と一致するか否かによって行うことができる。

上記目的を達成するため、本発明に従うもう一つのバルブ作用角可変システムは、指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、前記指令ユニットが動作モードを前記アクチュエーターに指令するとともに、その指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記操作量との関係を記憶することと、前記アクチュエーターが自身の記憶する前記関係に基づいて前記操作量の値から前記バルブ作用角の値を算出し、その算出に用いた前記操作量の値と算出した前記バルブ作用角の値とを前記指令ユニットに送信することと、前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記操作量の値が自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、を備えるようにしている。

上記構成では、アクチュエーターは、指令されたバルブ作用角からの操作量の算出に使用する両値の関係に基づいて、操作量の値からバルブ作用角の値を算出するようにしている。一方、指令ユニットも、アクチュエーターに指令する動作モードにおけるバルブ作用角及び操作量の関係を記憶している。これらの値の関係は、動作モードによって相違する。そのため、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していなければ、使用中の動作モードにおける両値の関係に基づいてアクチュエーターの算出する操作量の値とその算出に使用するバルブ作用角の値との関係は、指令ユニットの記憶する両値の関係には則らないことになる。そのため、上記構成では、指令ユニットの行う判定を通じて、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していないことを確認することができる。そして指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合が検出されたときには、運転者への異常の通知、及びアクチュエーターの作動停止の少なくとも一方が行われる。したがって、上記構成によれば、仕様の異なる複数のシステムに対応可能にアクチュエーターを構成した場合において発生する虞のある、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーターの誤作動に対処することができるようになる。

なお、動作モードが異なっていても、バルブ作用角の値によっては、そのバルブ作用角の得られるアクチュエーターの操作量に殆ど差がないことがある。そうした場合、バルブ作用角と操作量との関係に基づくだけでは、バルブ作用角が変化するまで、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合を検出できないことになる。

一方、通常、アクチュエーターの操作量とバルブ作用角との関係は非線形であるため、アクチュエーターの操作速度が一定でも、バルブ作用角の変化速度はバルブ作用角の値によって変化するようになる。そして、アクチュエーターの操作量とバルブ作用角との関係が異なれば、バルブ作用角とそのバルブ作用角の変化速度上限値との関係も異なるようになる。したがって、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係に基づくことでも、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合を検出することができる。

そのため、上記の如く構成されたバルブ作用角可変システムにおいて、前記アクチュエーターに指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と同バルブ作用角の変化速度上限値との関係を前記指令ユニットが記憶することと、自身の使用する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記変化速度上限値との関係を前記アクチュエーターが記憶することと、前記アクチュエーターが自身の記憶する両値の関係に基づいて前記バルブ作用角の値から前記変化速度上限値を算出し、その両値を前記指令ユニットに送信することと、前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記変化速度上限値の値が、自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、を備えるようにすれば、バルブ作用角とアクチュエーターの操作量との関係に基づく判定と、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係に基づく判定とによる二重チェックにより、アクチュエーターが指令通りの適切な動作モードで動作しているか否かの判定を行うことができる。そしてひいては、動作モードの不整合を検出可能なバルブ作用角領域を拡大し、より速やか且つ的確に動作モードの不整合を検出することができるようになる。

更に上記目的を達成するため、本発明に従う更に別のバルブ作用角可変システムは、指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、前記指令ユニットが動作モードを前記アクチュエーターに指令することと、その指令に応じて設定した動作モードを前記アクチュエーターが前記指令ユニットに送信することと、前記アクチュエーターから受信した動作モードと同アクチュエーターに指令した動作モードとが一致するか否かの判定を前記指令ユニットが行うことと、前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、を備えるようにしている。

上記構成では、指令ユニットの指令に応じて設定した動作モードをアクチュエーターが指令ユニットに送信するようにしている。そして指令ユニットが、アクチュエーターより受信した動作モードと同アクチュエーターに指令した動作モードとの一致の有無を判定するようにしている。そのため、上記構成では、そうした判定を通じて、指令ユニットの指令した通りの動作モードでアクチュエーターが動作していないことを確認することが可能となる。そして指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合が検出されたときには、運転者への異常の通知、及びアクチュエーターの作動停止の少なくとも一方が行われる。したがって、上記構成によっても、仕様の異なる複数のシステムに対応可能にアクチュエーターを構成した場合において発生する虞のある、指令ユニット・アクチュエーター間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーターの誤作動に対処することができるようになる。

本発明の第１実施形態に係るバルブ作用角可変システムの制御系の構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態で使用される対照テーブルＴａ、Ｔｂでのバルブ作用角と操作量との関係を示すグラフ。 同実施形態の採用する誤動作判定ルーチンのフローチャート。 車種Ａ及び車種Ｂのバルブ作用角可変機構におけるバルブ作用角と操作量及び変化速度上限値との関係を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係るバルブ作用角可変システムの制御系の構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態の採用する誤動作判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第３実施形態に係るバルブ作用角可変システムの制御系の構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態の採用する誤動作判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第４実施形態に係るバルブ作用角可変システムの採用する誤動作判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第５実施形態に係るバルブ作用角可変システムの制御系の構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態の採用する誤動作判定ルーチンのフローチャート。 従来のバルブ作用角可変システムの一例についてその全体構造を模式的に示す略図。 同バルブ作用角可変システムの適用された内燃機関の動弁系の構成を示す断面図。 同バルブ作用角可変システムのバルブ作用角可変機構の斜視断面構造を示す断面図。 同バルブ作用角可変システムのバルブ作用角可変機構の斜視断面構造を示す断面図。

（第１の実施の形態）
以下、本発明のバルブ作用角可変システムを具体化した第１の実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態のバルブ作用角可変システム及びそのバルブ作用角可変機構のハードウェアの構成は、図１２〜図１５に示した従来のシステムのものと共通のため、ここではその詳細な説明は省略する。

上述したようにバルブ作用角可変システムのアクチュエーター２の駆動回路２０３には、アクチュエーター２の操作量（コントロールシャフト３のストローク）とバルブ作用角との対照テーブルが記憶されている。指令ユニット４からのバルブ作用角の指令を受信すると、駆動回路２０３は、その対照テーブルを参照して、指令されたバルブ作用角の得られるアクチュエーター２の操作量を目標操作量として算出する。そして駆動回路２０３は、算出した目標操作量が得られるようにモーター２００を回転することで、指令に応じてバルブ作用角を調節する。

本実施の形態では、既存の車種Ａに加え、新規開発する車種Ｂにもバルブ作用角可変システムを適用する場合を考える。ここでは、車種Ａのバルブ作用角可変システムと車種Ｂのバルブ作用角可変システムとでは、仕様が相違し、バルブ作用角の可変範囲などが異なっているものとする。

図１は、車種Ｂのバルブ作用角可変システムの制御系の構成を示している。同図に示すように、バルブ作用角可変システムの制御系は、機関制御用の指令ユニット４と、アクチュエーター駆動用の駆動回路２０３とを備えている。

指令ユニット４は、機関制御に係る各種の演算処理を実施するＣＰＵ４ａ、機関制御用のプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ４ｂ、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果等を一時記憶するＲＡＭ４ｃ、外部からの信号の受信及び外部への信号の送信を行うＩ／Ｏ４ｄを備えている。こうした指令ユニット４のＩ／Ｏ４ｄは、車内通信ネットワーク（ＣＡＮ）１３に接続されている。

一方、アクチュエーター２の駆動回路２０３は、アクチュエーター２の駆動に必要な演算処理を実施するＣＰＵ２０３ａ、プログラムやデータの記憶されたＲＯＭ２０３ｂ、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果等を一時記憶するＲＡＭ２０３ｃ、及び外部からの信号の受信と外部への信号の送信とを行うＩ／Ｏ２０３ｄを備えている。こうした駆動回路２０３のＩ／Ｏ２０３ｄには、モーター２００とそのモーター２００の回転角を検出する回転角センサー２０２とが接続されている。また駆動回路２０３のＩ／Ｏ２０３ｄは、ＣＡＮ１３を通じて指令ユニット４のＩ／Ｏ４ｄにも接続されている。

この車種Ｂのバルブ作用角可変システムに適用されるアクチュエーター２は、車種Ａのバルブ作用角可変システムにも適用可能とされている。そのため、アクチュエーター２の駆動回路２０３のＲＯＭ２０３ｂには、バルブ作用角／操作量（コントロールシャフト３のストローク）の対照テーブルが２つ記憶されている。すなわち、このＲＯＭ２０３ｂには、車種Ａのバルブ作用角可変システムの仕様に対応した対照テーブルＴａと、車種Ｂのバルブ作用角可変システムの仕様に対応した対照テーブルＴｂとが記憶されている。このように、アクチュエーター２は、適用可能なバルブ作用角可変システムのそれぞれにおけるバルブ作用角と操作量との関係を記憶する。

一方、本実施の形態のバルブ作用角可変システムでは、指令ユニット４のＲＯＭ４ｂにも、車種Ｂのバルブ作用角可変システムの仕様に対応したバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂが記憶されている。すなわち、指令ユニット４は、自身の適用されるバルブ作用角可変システムにおけるバルブ作用角と操作量との関係を記憶する。

図２は、対照テーブルＴａ、Ｔｂにおけるバルブ作用角と操作量（コントロールシャフト３のストローク）との関係を示している。なお同図のグラフでは、車種Ａのバルブ作用角可変システムに対応した対照テーブルＴａの上記関係が一点鎖線で、車種Ｂのバルブ作用角可変システムに対応した対照テーブルＴｂの上記関係が実線でそれぞれ示されている。同図に示すように、車種Ｂのバルブ作用角可変システムは、車種Ａのバルブ作用角変システムに比して、バルブ作用角の可変範囲の上限が拡大されたものとなっている。

さて以上のように構成されたバルブ作用角可変システムにおいて、指令ユニット４は、機関運転状況に応じた最適なバルブ作用角を算出し、作用角指令値としてアクチュエーター２の駆動回路２０３に指令する。またこのときの指令ユニット４は、選択すべき動作モードを併せアクチュエーター２に指令する。この車種Ｂのバルブ作用角可変システムの場合、このときの指令ユニット４は、選択すべき動作モードとして車種Ｂのバルブ作用角可変システムに対応した動作モード（以下、動作モードＢと記載する）を指令する。

これらの指令を受信した駆動回路２０３は、指令された動作モードＢに対応した対照テーブルＴｂを参照して、指令されたバルブ作用角の得られるアクチュエーター２の操作量、すなわち目標操作量を算出する。そして駆動回路２０３は、回転角センサー２０２の検出結果から求められる操作量の現在値（実操作量）が目標操作量の値と一致するようにモーター２００を回転させることで、指令されたバルブ作用角を得るようにしている。

更に駆動回路２０３は、回転角センサー２０２の検出値より実操作量を求めるととともに、指令された動作モードＢに対応した対照テーブルＴｂを参照して、その実操作量からバルブ作用角の現在値（実作用角）を求めるようにしている。そして駆動回路２０３は、こうして求めた実作用角及び実操作量を、指令ユニット４に送信するようにしている。なお、こうした実作用角及び実操作量の送信は、バルブ作用角可変システムの採用が車種Ａのみであった従来のシステムにおいても、各種制御のための実作用角の把握やダイアグノーシス等のために行われていたものとなっている。

またバルブ作用角可変システムの採用が車種Ａのみであった時点では、アクチュエーター２の動作モードは一つしかなかったため、そのときの車種Ａのバルブ作用角可変システムの指令ユニット４は、アクチュエーター２への動作モードの指令は行わない仕様となっていた。そこで、車種Ａ、車種Ｂの双方に対応するアクチュエーター２の駆動回路２０３は、指令ユニット４からの動作モードの指令がなかった場合には、車種Ａのバルブ作用角可変システムに対応した動作モード（以下、動作モードＡと記載する）で動作するように構成されている。

このようにアクチュエーター２を、仕様の異なる複数のバルブ作用角可変システムに対応可能とした場合、次の３つのケースにおいて、アクチュエーター２が誤作動する可能性がある。

（ケース１） アクチュエーターが誤取り付けされた場合
まず考えられるのが、車種Ａのみに対応した旧型のアクチュエーター２を、車種Ｂのバルブ作用角可変システムに誤って取り付けた場合である。車種Ａのみに対応する旧型のアクチュエーター２は、車種Ａのバルブ作用角可変システムに対応した対照テーブルＴａしか所有しておらず、また指令ユニット４からの動作モードの指令も受け付けない。そのため、このときのアクチュエーター２は、車種Ａの対照テーブルＴａを使用して動作するようになる。

（ケース２） 動作モードの指令が誤認識された場合
適切なアクチュエーター２が取り付けられている場合にも、通信異常や駆動回路２０３の故障、ＲＯＭ／ＲＡＭのデータ化けなどによって指令ユニット４の指令した動作モードを駆動回路２０３が誤認識してしまうことが考えられる。例えば指令ユニット４が車種Ｂ用の動作モードを指令しても、駆動回路２０３が、車種Ａ用の動作モードが指令されたと誤認識すれば、アクチュエーター２は車種Ａの対照テーブルＴａを使用して動作するようになる。

（ケース３） 動作モードの指令が確認できなかった場合
適切なアクチュエーター２が取り付けられている場合にも、通信異常や駆動回路２０３の故障、瞬断、ＲＯＭ／ＲＡＭのデータ化けなどによって、指令ユニット４の動作モードの指令が駆動回路２０３に届かなかったり、届いたとしても駆動回路２０３においてそのデータがクリアされてたりすることも考えられる。この場合には、駆動回路２０３は、動作モードの指令がなかったものと認識する。上述したように、動作モードの指令がない場合にアクチュエーター２の駆動回路２０３は、車種Ａ用の動作モードで動作する。したがって、この場合にも、アクチュエーター２は車種Ａの対照テーブルＴａを使用して動作するようになる。

このように、アクチュエーター２を車種Ａ、車種Ｂの双方のバルブ作用角可変システムに対応可能とした場合には、車種Ｂのバルブ作用角可変システムにおいて、そのアクチュエーター２が上記動作モードＡで誤動作する可能性がある。先の図２に併せ示すように、駆動回路２０３が動作モードＡでのバルブ作用角と操作量との関係に従って目標操作量を算出した場合には、実際に設定されるバルブ作用角は、指令ユニット４の指令した値よりも大きくなってしまうことがある。そのため、こうした場合には、指令ユニット４がバルブスタンプを回避可能な範囲でバルブ作用角を指令しても、バルブ作用角が過大となって、バルブスタンプが発生する虞がある。

そこで本実施の形態では、指令ユニット４は、アクチュエーター２の駆動回路２０３から受信した実操作量と実作用角とが、自身の記憶する対照テーブルＴｂでのバルブ作用角／操作量の関係に則るか否かを判定するようにしている。より具体的には、指令ユニット４は、自身の記憶する対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３から受信した実操作量の値からその値に相当するバルブ作用角の値を算出するようにしている。そして指令ユニット４は、駆動回路２０３から受信した実作用角と自身の算出したバルブ作用角の値とを比較し、両値が一致しているか否かを判定する。

ここで駆動回路２０３が実作用角の算出に使用した対照テーブルと、指令ユニット４がバルブ作用角の算出に使用した対照テーブルとが同じであれば、両値は常に一致する。よって、駆動回路２０３の送信した実作用角の値と、指令ユニット４の算出したバルブ作用角の値とが異なれば、両者が異なる対照テーブルを使用して算出されたことに、すなわち指令ユニット４の指令とは異なる対照テーブルを駆動回路２０３が使用していることになる。したがって、上記判定において否定判定されれば、指令ユニット４、アクチュエーター２間の動作モードが整合していないと判断することができる。すなわち、上記３つのケースにおけるアクチュエーター２の誤動作を検出することができる。

図３は、こうした判定のための誤動作判定ルーチンにおける指令ユニット４の処理手順を示している。本ルーチンの処理は、駆動回路２０３からの実操作量及び実作用角の受信毎に、指令ユニット４により繰り返し実施されるものとなっている。

さて本ルーチンが開始されると、指令ユニット４は、ステップＳ１００において、自身の記憶する対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３から受信した実操作量からそれに対応するバルブ作用角の値を算出する。続いて指令ユニット４は、ステップＳ１０１において、算出したバルブ作用角の値と、駆動回路２０３から受信した実作用角の値とが一致しているか否かを判定する。ここで指令ユニット４は、両値が一致していれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。また指令ユニット４は、両値が一致していなければ（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２に進め、そのステップＳ１０２において、運転者に異常を通知するためのＭＩＬの点灯及び電源遮断によるアクチュエーター２の動作停止を実施する。

なお以上説明した本実施の形態では、アクチュエーター２の操作量が、上記バルブ作用角に相関するパラメーターに相当している。また本実施の形態では、バルブ作用角と操作量との関係が、対照テーブルＴａ、Ｔｂとして、指令ユニット４及び駆動回路２０３に記憶されている。

以上説明した本実施の形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、アクチュエーター２の駆動回路２０３は、自身の認識するバルブ作用角及び操作量の値を指令ユニット４に送信し、また指令ユニット４は、その送信された両値が自身の記憶する対照テーブルＴｂでの両値の関係に則るか否かを判定するようにしている。より具体的には、駆動回路２０３は、作用角指令値からの目標操作量の算出に使用した対照テーブルを使用して、実操作量から実作用角を算出し、それらの値を指令ユニット４に送信するようにしている。そして指令ユニット４は、自身の記憶する対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３から受信した実操作量からそれに対応するバルブ作用角の値を算出し、その算出したバルブ作用角の値と駆動回路２０３から受信した実作用角の値とが一致しているか否かを判定するようにしている。こうした判定によれば、指令ユニット４の指令した通りの動作モードでアクチュエーター２が動作していないことを確認することができる。したがって、本実施の形態のバルブ作用角可変システムによれば、仕様の異なる複数のシステムに対応可能にアクチュエーター２を構成した場合において発生する虞のある、指令ユニット４とアクチュエーター２と間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーター２の誤作動に対処することができるようになる。

（２）本実施の形態では、指令ユニット４は、従来のシステムにおいてもアクチュエーター２から指令ユニット４への送信がなされていた実操作量及び実作用角の値を用いてアクチュエーター２の誤動作を判定するようにしている。そのため、アクチュエーター２、指令ユニット４間の通信方式の変更を殆ど行なわずに、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合を検出することができる。

（第２の実施の形態）
続いて、本発明のバルブ作用角可変システムを具体化した第２の実施の形態を、図４〜図６を参照して、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。

上記実施の形態では、アクチュエーター２の操作量とバルブ作用角との関係に基づいて、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合を検出するようにしていた。ところが、図４に示すように、バルブ作用角の値によっては、対照テーブルＴａ、Ｔｂでの操作量の値に殆ど差の無い領域が存在する。そのため、操作量とバルブ作用角との関係に基づくだけでは、そうした領域では、動作モードの不整合を検出できず、誤動作検出の遅延を招くことがある。

ところで、アクチュエーター２の操作速度（操作量の変更速度）には、モーター２００の回転速度の制限による上限が定められている。そしてそうした操作速度の限界から、設定可能なバルブ作用角の変化速度にも上限が定まることになる。一方、操作量とバルブ作用角との関係は非線形であるため、操作量の変化量とバルブ作用角の変化量との関係は、バルブ作用角に応じて変化する。したがって、バルブ作用角の変化速度の上限値も、操作量と同様に、バルブ作用角に応じて変化し、且つバルブ作用角に応じて一義的に定められるパラメーターとなっている。また、バルブ作用角の変化速度上限値は、バルブ作用角とアクチュエーター２の操作量との関係が変化するパラメーターでもある。したがって、こうしたバルブ作用角の変化速度上限値とバルブ作用角との関係も、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合の判定に使用することが可能である。

同図４には、アクチュエーター２の動作モードＡ、Ｂにおける、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係が併せ示されている。同図に示すように、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係は、アクチュエーター２の動作モードにより相違する。なお、同図に示されるように、バルブ作用角の値によっては、両動作モードＡ、Ｂにおける変化速度上限値に殆ど差の無い領域が存在する。ただし、両動作モードＡ、Ｂの変化速度上限値に殆ど差の無いバルブ作用角領域と、両動作モードＡ、Ｂの操作量に殆ど差の無いバルブ作用角領域とは、異なった領域となっている。したがって、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係に基づく判定と、バルブ作用角と操作量との関係に基づく判定とを、並行して行えば、すべてのバルブ作用角領域において、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合を検出することが可能となる。

図５に、本実施の形態のバルブ作用角可変システムの制御系の構成を示す。なお、同図の制御系は、車種Ｂのバルブ作用角可変システムに設置されるものとなっている。
同図に示すように、本実施の形態では、アクチュエーター２の駆動回路２０３のＲＯＭ２０３ｂには、適用可能な動作モードのそれぞれにおけるバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴａ、Ｔｂに加え、各動作モードのバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｃ、Ｔｄが記憶されている。一方、指令ユニット４のＲＯＭ４ｂには、適用されるシステムの動作モード（ここでは車種Ｂ用の動作モードＢ）に対応した、バルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂと、同動作モードに対応した、バルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄとが記憶されている。

こうした本実施の形態においても、駆動回路２０３は、目標操作量の算出に使用するバルブ作用角／操作量の対照テーブルを参照して、実操作量から実作用角を算出するようにしている。加えて本実施の形態では、駆動回路２０３は、指令ユニット４から受信した作用角指令値から、使用中の動作モードに対応したバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルを参照して、変化速度上限値を算出するようにもしている。そして駆動回路２０３は、実作用角、実操作量に加え、ここで算出した変化速度上限値も、指令ユニット４に送信するようにしている。

一方、本実施の形態においても、指令ユニット４は、駆動回路２０３より受信した実作用角及び実操作量が、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂにおける両値の関係に則るか否かの判定を行うようにしている。加えて本実施の形態では、指令ユニット４は、自身の指令した作用角指令値と駆動回路２０３より受信した変化速度上限値が、自身の記憶するバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄにおける両値の関係に則るか否かの判定も行うようにしている。そして指令ユニット４は、それら２つの判定の少なくとも一方において否定判定がなされたときには、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合が発生していると判断するようにしている。

図６は、こうした本実施の形態に採用される誤動作判定ルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、駆動回路２０３からの実操作量、実作用角及び変化速度上限値の受信毎に、指令ユニット４により繰り返し実施されるものとなっている。

本ルーチンの処理が開始されると、指令ユニット４は、まずステップＳ２００において、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３から受信した実操作量からそれに対応するバルブ作用角の値を算出する。また指令ユニット４は、続くステップＳ２０１において、自身の記憶するバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄを参照して、自身の指令した作用角指令値からそれに対応する変化速度上限値を算出する。

そして指令ユニット４は、自身の算出したバルブ作用角の値と駆動回路２０３から受信した実作用角の値とが一致し（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、且つ自身の算出した変化速度上限値と駆動回路２０３から受信した変化速度上限値とが一致していれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、指令ユニット４は、受信、算出したバルブ作用角の値の不一致（Ｓ２０２：ＮＯ）、または受信、算出した変化速度上限値の不一致（Ｓ２０３：ＮＯ）が確認されれば、処理をステップＳ２０４に進め、そのステップＳ２０４にて、運転者に異常を通知するためのＭＩＬの点灯及び電源遮断によるアクチュエーター２の動作停止を実施する。

なお以上説明した本実施の形態では、アクチュエーター２の操作量、バルブ作用角の変化速度上限値の双方が、上記バルブ作用角に相関するパラメーターに相当している。また本実施の形態では、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係が対照テーブルＴｃ、Ｔｄとして、指令ユニット４、アクチュエーター２に記憶されている。

以上説明した本実施の形態では、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態では、アクチュエーター２の操作量とバルブ作用角との関係に基づく判定に並行して、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係に基づく判定も行うようにしている。そのため、動作モードの不整合を検出可能なバルブ作用角領域を拡大し、より速やか且つ的確に動作モードの不整合を検出することができるようになる。

（第３の実施の形態）
続いて、本発明のバルブ作用角可変システムを具体化した第３の実施の形態を、図７及び図８を参照して、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態のバルブ作用角可変システムの制御系の構成は、図１に示した第１の実施の形態のものと同様となっている。

第１の実施の形態では、アクチュエーター２の駆動回路２０３は、操作量の現在値である実操作量とその実操作量より算出した実作用角とを指令ユニット４に送信するようにしていた。そして指令ユニット４は、その送信された実作用角及び実操作量を用いて動作モードの不整合の判定を行っていた。

これに対して本実施の形態では、図７に示すように、駆動回路２０３は、指令ユニット４からの作用角指令値の受信に応じて、その作用角指令値から算出した目標操作量を指令ユニット４に送信するようにしている。そして指令ユニット４は、自身の指令した作用角指令値と駆動回路２０３より受信した目標操作量の値との関係が、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂにおける両値の関係に則るか否かを判定するようにしている。

図８は、こうした本実施の形態に採用される誤動作判定ルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、駆動回路２０３からの目標操作量の受信毎に、指令ユニット４により繰り返し実施されるものとなっている。

本ルーチンが開始されると、指令ユニット４は、まずステップＳ３００において、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３より受信した目標操作量の値からそれに対応するバルブ作用角の値を算出する。そして指令ユニット４は、続くステップＳ３０１において、その算出したバルブ作用角の値が、駆動回路２０３に対して先に自身が指令した作用角指令値と一致するか否かを確認する。そして指令ユニット４は、両値が一致すれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了し、不一致であれば（Ｓ３０１：ＮＯ）、ステップＳ３０２にて、運転者に異常を通知するためのＭＩＬの点灯及び電源遮断によるアクチュエーター２の動作停止を実施する。

以上説明した本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーター２の誤作動を検出してこれに対処することができるようになる。また本実施の形態では、駆動回路２０３が指令ユニット４に目標操作量のみを送信すれば良いため、アクチュエーター２、指令ユニット４間のデータ通信量を低減することが可能にもなる。

（第４の実施の形態）
続いて、本発明のバルブ作用角可変システムを具体化した第４の実施の形態を、図９を参照して、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態のバルブ作用角可変システムの制御系の構成は、図４に示した第２の実施の形態のものと同様となっている。

本実施の形態では、第３の実施の形態と同様の目標操作量を用いた判定に並行して、バルブ作用角とその変化速度上限値との関係に基づく判定も行うようにしている。すなわち、本実施の形態では、駆動回路２０３は、指令ユニット４からの作用角指令値の受信に応じ、使用中の動作モードに対応したバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルを参照して、作用角指令値から変化速度上限値を算出するようにしている。そして駆動回路２０３は、その算出した変化速度上限値と目標操作量とを指令ユニット４に送信するようにしている。

これに対して指令ユニット４は、自信の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３より受信した目標操作量からそれに対応するバルブ作用角の値を算出し、その算出した値と自身の指令した作用角指令値とが一致するか否かを判定する。また指令ユニット４は、自身の記憶するバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄを参照して、自身の指令した作用角指令値からそれに対応する変化速度上限値を算出する。そして指令ユニット４は、その算出値が、駆動回路２０３より受信した変化速度上限値と一致するか否かを判定する。

図９は、こうした本実施の形態に採用される誤動作判定ルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、駆動回路２０３からの目標操作量及び変化速度上限値の受信毎に、指令ユニット４により繰り返し実施されるものとなっている。

本ルーチンが開始されると、指令ユニット４は、まずステップＳ４００において、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂを参照して、駆動回路２０３より受信した目標操作量の値からそれに対応するバルブ作用角の値を算出する。また指令ユニット４は、続くステップＳ４０１において、自身の記憶するバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄを参照して、先に駆動回路２０３に指令した作用角指令値からそれに対応する変化速度上限値を算出する。

続いて指令ユニット４は、続くステップＳ４０２において、ステップＳ４００で算出したバルブ作用角の値が、駆動回路２０３に指令した作用角指令値と一致するか否かを確認する。また指令ユニット４は、ステップＳ４０３にて、ステップＳ４０１で算出した変化速度上限値が、駆動回路２０３から受信した値と一致するか否かを確認する。

そして指令ユニット４は、ステップＳ４０２、４０３のいずれにおいても、値の不一致が確認されなければ（Ｓ４０２：ＹＥＳ、且つＳ４０３：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。また指令ユニット４は、ステップＳ４０２、４０３のいずれかで値の不一致が確認されれば（Ｓ４０２：ＮＯ、またはＳ４０３：ＮＯ）、ステップＳ４０４にて、運転者に異常を通知するためのＭＩＬの点灯及び電源遮断によるアクチュエーター２の動作停止を実施する。

以上説明した本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、動作モードの不整合を検出可能なバルブ作用角領域を拡大し、より速やか且つ的確に動作モードの不整合を検出することができるようになる。また本実施の形態では、目標操作量及び変化速度上限値のみを駆動回路２０３が送信すれば良いため、そうした不整合の検出をより少ないデータ通信量で行うことができるようになる。

（第５の実施の形態）
続いて、本発明のバルブ作用角可変システムを具体化した第５の実施の形態を、図１０及び図１１を参照して、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。

上記各実施の形態では、アクチュエーター２の駆動回路２０３の送信する操作量、バルブ作用角、変化速度上限値からアクチュエーター２が使用中の動作モードを確認して、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合を判定するようにしていた。もっとも、駆動回路２０３が使用中の動作モードの情報を指令ユニット４に直接通知するようにすれば、より簡単に動作モードの不整合を判定することができる。

そこで本実施の形態では、駆動回路２０３は、図１０に示すように、自身が現在使用中の動作モードの情報を指令ユニット４に送信するようにしている。そして指令ユニット４は、受信した動作モードが、自身の設置されたバルブ作用角可変システムに対応しているか否かを判定し、それにより動作モードの不整合を確認するようにしている。なお、ここでの通知や判定に使用する動作モードの情報としては、動作モードの識別コードや、その動作モードの対応するバルブ作用角可変システムの識別コード、その動作モードにおいて使用される対照テーブルの識別コードなどを用いることができる。

図１１は、こうした本実施の形態に採用される誤動作判定ルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、駆動回路２０３からの動作モードの情報に応じて、指令ユニット４により実施されるものとなっている。

本ルーチンが開始されると、指令ユニット４は、まずステップＳ５００において、駆動回路２０３から通知された動作モードが、駆動回路２０３に指令した動作モードと、すなわち自身の設置されたバルブ作用角可変システムに対応した動作モードと一致するか否かを確認する。そして指令ユニット４は、両動作モードが一致していれば（Ｓ５００：ＹＳＥ）、そのまま本ルーチンの処理を終了し、一致していなければ（Ｓ５００：ＮＯ）、ステップＳ５０１にて、運転者に異常を通知するためのＭＩＬの点灯及び電源遮断によるアクチュエーター２の動作停止を実施する。

以上説明した本実施の形態によっても、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合に起因したアクチュエーター２の誤作動を検出してこれに対処することが可能である。

なお、以上説明した各実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。
・第１及び第２の実施の形態では、指令ユニット４は、駆動回路２０３からの実作用角、実操作量等の受信毎に判定を行うようにしていた。また第３及び第４の実施の形態では、指令ユニット４は、バルブ作用角の指令毎に行われる、駆動回路２０３からの目標操作量等の送信毎に判定を行うようにしていた。判定のための指令ユニット４の演算負荷を軽減したい場合には、規定回数の受信毎に判定を実施したり、或いは規定時間に一回のみ判定を実施したりするようにしても良い。

・第１の実施の形態では、指令ユニット４は、駆動回路２０３より受信した実操作量からバルブ作用角を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３より受信した実作用角と一致するか否かにより判定を行うようにしていた。もっとも、駆動回路２０３より受信した実作用角から操作量を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３より受信した実操作量の値と一致するか否かを確認することでも、同様の判定を行うことが可能である。

・第２及び第４の実施の形態では、指令ユニット４は、駆動回路２０３に指令した作用角指令値から変化速度上限値を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３より受信した変化速度上限値と一致するか否かにより判定を行うようにしていた。もっとも、駆動回路２０３より受信した変化速度上限値からバルブ作用角を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３に指令した作用角指令値と一致するか否かを確認することでも、同様の判定を行うことが可能である。

・第３及び第４の実施の形態では、指令ユニット４は、駆動回路２０３より受信した目標操作量からバルブ作用角を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３に指令した作用角指令値と一致するか否かにより判定を行うようにしていた。もっとも、駆動回路２０３に指令した作用角指令値からアクチュエーター２の操作量を算出し、その算出した値が、駆動回路２０３より受信した目標操作量の値と一致するか否かを確認することでも、同様の判定を行うことが可能である。

・第１の実施の形態では、指令ユニット４は、駆動回路２０３より送信された実作用角と実操作量とに基づいて、動作モードの不整合の判定を行うようにしていた。もっとも、駆動回路２０３が目標操作量の算出に使用する対照テーブルを用いて算出したバルブ作用角又は操作量と、その算出に使用した操作量又はバルブ作用角とであれば、たとえそれがどの様なバルブ作用角、操作量であったとしても、指令ユニット４による動作モードの不整合の判定を行うことは可能である。例えば、駆動回路２０３が目標操作量の算出に使用する対照テーブルを参照して、ランダムに決定されたバルブ作用角又は操作量から操作量又はバルブ作用角を算出し、算出した操作量又はバルブ作用角とその算出に使用したバルブ作用角又は操作量とを指令ユニット４に送信するようにする。そして指令ユニット４が、受信したバルブ作用角又は操作量が、自身の記憶するバルブ作用角／操作量の対照テーブルＴｂにおける両値の関係に則るか否かを見ることでも、動作モードの不整合の判定を行うことが可能である。

・第２及び第４の実施の形態では、作用角指令値における変化速度上限値を駆動回路２０３が算出するようにしている。そして指令ユニット４は、駆動回路２０３の算出した変化速度上限値と作用角指令値とに基づいて、動作モードの不整合の判定を行うようにしていた。もっとも、駆動回路２０３が使用中の動作モードに対応した対照テーブルを用いて算出したバルブ作用角又は変化速度上限値と、その算出に使用した変化速度上限値又はバルブ作用角とであれば、たとえそれがどの様なバルブ作用角、変化速度上限値であったとしても、指令ユニット４による動作モードの不整合の判定を行うことは可能である。例えば、実操作量より算出した実作用角と、その実作用角より算出された変化速度上限値とを用いることでも、動作モードの不整合の判定を行うことが可能である。また駆動回路２０３が使用中の動作モードに対応したバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルを参照して、ランダムに決定されたバルブ作用角又は変化速度上限値から変化速度上限値又はバルブ作用角を算出し、その算出値及びその算出に使用した値を指令ユニット４に送信するようにする。そして指令ユニット４が、受信したバルブ作用角又は変化速度上限値が、自身の記憶するバルブ作用角／変化速度上限値の対照テーブルＴｄにおける両値の関係に則るか否かを見ることでも、動作モードの不整合の判定を行うことが可能である。

・上記実施の形態では、駆動回路２０３及び指令ユニット４は、バルブ作用角と操作量や変化速度上限値との関係を対照テーブルとして記憶するようにしていたが、これらの関係を、バルブ作用角と操作量や変化速度上限値との関係式として記憶するようにすることもできる。

・上記実施の形態では、指令ユニット４は、バルブ作用角と操作量や変化速度上限値との関係に基づいて、動作モードの不整合の判定を行うようにしていたが、バルブ作用角と他のパラメーターとの関係に基づいて同様の判定を行うようにすることもできる。要は、バルブ作用角に応じて変化し、且つバルブ作用角に応じて一義的に定められるパラメーターであって、バルブ作用角とアクチュエーターの操作量との関係の変化に応じてバルブ作用角との関係が変化するパラメーターであれば、任意のパラメーターを判定に使用することができる。例えば単位量のバルブ作用角の変化に必要な時間や電力、モーター２００の回転角、或るいはバルブ作用角の変更に要するモーター２００の負荷などをそうしたパラメーターとして用いることができる。

・上記実施の形態では、アクチュエーター２がコントロールシャフト３を直動することでバルブ作用角を可変とする構成のバルブ作用角可変システムに本発明を適用した場合を説明したが、本発明はそれ以外の構成のバルブ作用角可変システムにも適用することができる。例えばアクチュエーターがコントロールシャフトの回転角を変更することでバルブ作用角を可変とする構成のバルブ作用角可変システムにも本発明は適用可能である。そうした場合には、コントロールシャフトの回転角がアクチュエーターの操作量となる。

・上記実施の形態では、アクチュエーター２、指令ユニット４間の動作モードの不整合が検出されたときの対処として、ＭＩＬの点灯及びアクチュエーター２の動作停止を行うようにしていたが、アクチュエーター２がいずれの動作モードで動作していたとしても、確実にバルブスタンプを回避可能な範囲にバルブ作用角の制御範囲を制限することなどが、動作モード不整合の検出時における対処として考えられる。またバルブ作用角可変システムとバルブタイミング可変システムとが併設された内燃機関では、アクチュエーター２がいずれの動作モードで動作していたとしても、確実にバルブスタンプを回避可能な範囲にバルブタイミングの制御範囲を制限することを、動作モード不整合の検出時における対処として採用しても良い。

１…バルブ作用角可変機構（１００…入力アーム、１０１…出力アーム、１０２…ローラー、１０３…突起、１０４…ロストモーションスプリング、１０５…カム面、１０６…スライダー、１０７…入力ギア、１０８…出力ギア、１０９…内歯ギア、１１０…内歯ギア）、２…アクチュエーター（２００…モーター、２０１…変換機構、２０２…回転角センサー、２０３…駆動回路（２０３ａ…ＣＰＵ、２０３ｂ…ＲＯＭ、２０３ｃ…ＲＡＭ、２０３ｄ…Ｉ／Ｏ））、３…コントロールシャフト、４…指令ユニット（４ａ…ＣＰＵ、４ｂ…ＲＯＭ、４ｃ…ＲＡＭ、４ｄ…Ｉ／Ｏ）、５…カムシャフト、６…カム、７…ロッカーシャフト、８…ばね座、９…ローラーロッカーアーム、１０…機関バルブ、１１…ローラー、１２…バルブスプリング、１３…車内ネットワーク（ＣＡＮ）。

Claims (10)

1. 指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、
   前記指令ユニットが、動作モードをアクチュエーターに指令するとともに、その指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と同バルブ作用角に相関するパラメーターとの関係を記憶することと、
   前記アクチュエーターが自身の認識するバルブ作用角及び前記パラメーターの値を前記指令ユニットに送信し、その送信された両値が自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、
   前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、
   を備えるバルブ作用角可変システム。
2. 前記パラメーターが前記操作量である請求項１に記載のバルブ作用角可変システム。
3. 前記パラメーターがバルブ作用角の変化速度上限値である請求項１に記載のバルブ作用角可変システム。
4. 前記判定は、前記指令ユニットが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記パラメーターの一方の値から他方の値を算出し、その算出値が受信した値と一致するか否かによって行われる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブ作用角可変システム。
5. 指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、
   前記指令ユニットが、動作モードを前記アクチュエーターに指令するとともに、その指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記操作量との関係を記憶することと、
   前記アクチュエーターが自身の記憶する前記関係に基づいて前記操作量の値から前記バルブ作用角の値を算出し、その算出に用いた前記操作量の値と算出した前記バルブ作用角の値とを前記指令ユニットに送信することと、
   前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記操作量の値が自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、
   前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、
   を備えるバルブ作用角可変システム。
6. 前記アクチュエーターに指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と同バルブ作用角の変化速度上限値との関係を前記指令ユニットが記憶することと、
   自身の使用する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記変化速度上限値との関係を前記アクチュエーターが記憶することと、
   前記アクチュエーターが自身の記憶する両値の関係に基づいて前記バルブ作用角の値から前記変化速度上限値を算出し、その両値を前記指令ユニットに送信することと、
   前記アクチュエーターから受信した前記バルブ作用角及び前記変化速度上限値の値が、自身の記憶する両値の前記関係に則るか否かを前記指令ユニットが判定することと、
   を備える請求項５に記載のバルブ作用角可変システム。
7. 前記判定は、前記指令ユニットが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記アクチュエーターから受信したバルブ作用角及び前記操作量の一方の値から他方の値を算出し、その算出値が受信した値と一致するか否かによって行われる
   請求項５又は６に記載のバルブ作用角可変システム。
8. 指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、
   前記指令ユニットが、動作モードを前記アクチュエーターに指令するとともに、その指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記操作量との関係を記憶することと、
   前記アクチュエーターが自身の記憶する前記関係に基づいて指令された前記バルブ作用角の値から前記操作量の値を算出し、算出した前記操作量の値を前記指令ユニットに送信することと、
   前記指令ユニットが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記アクチュエーターに指令した前記バルブ作用角の値から前記操作量の値を算出し、その算出した前記操作量の値が前記アクチュエーターから受信した前記操作量の値と一致するか否かを判定することと、
   前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、
   を備えるバルブ作用角可変システム。
9. 前記アクチュエーターに指令する動作モードにおける前記バルブ作用角と同バルブ作用角の変化速度上限値との関係を前記指令ユニットが記憶することと、
   自身の使用する動作モードにおける前記バルブ作用角と前記変化速度上限値との関係を前記アクチュエーターが記憶することと、
   前記アクチュエーターが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記指令ユニットから指令された前記バルブ作用角の値から前記変化速度上限値を算出し、その算出値を前記指令ユニットに送信することと、
   前記指令ユニットが自身の記憶する両値の前記関係に基づいて、前記アクチュエーターに指令した前記バルブ作用角の値から前記変化速度上限値の値を算出し、その算出した値と前記アクチュエーターから受信した前記変化速度上限値の値とが一致するか否かを判定することと、
   を備える請求項８に記載のバルブ作用角可変システム。
10. 指令ユニットの指令したバルブ作用角を得るために必要な操作量を、自身の記憶する前記バルブ作用角と操作量との関係に基づき算出して動作するアクチュエーターを備えるバルブ作用角可変システムにおいて、
    前記指令ユニットが、動作モードを前記アクチュエーターに指令することと、
    その指令に応じて設定した動作モードを前記アクチュエーターが前記指令ユニットに送信することと、
    前記アクチュエーターから受信した動作モードと同アクチュエーターに指令した動作モードとが一致するか否かの判定を前記指令ユニットが行うことと、
    前記判定において否定判定されたときには、異常の通知及び前記アクチュエーターの作動停止の少なくとも一方を実施することと、
    を備えるバルブ作用角可変システム。

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