JP2001020798A - 可変動弁装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変動弁装置の異常の有無を簡易かつ精度良
く検出する。 【解決手段】 クランクシャフト７に取り付けられたロ
ータ８の近傍に、クランク角センサ９を設け、同センサ
９により内燃機関１の機関回転数等を検出する。ここで
は例えば、この検出される回転数の変動から失火の発生
を検出し、その発生頻度を、機関１の低速低負荷運転領
域、中速中負荷運転領域、及びそれ以外の運転領域の別
に監視する。そして、失火発生頻度が低速低負荷運転領
域のみで高まっている場合には排気系の高速用カム３１
ｅがロックしていると判定し、失火発生頻度が低速低負
荷運転時及び中速中負荷運転領域において高まっている
場合には吸気系の高速用カム３１ｉがロックしていると
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の運転
状態に応じて吸排気系の少なくとも一方のバルブ特性を
可変とする可変動弁装置についてその異常の有無を検出
する可変動弁装置の異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の各異なった運転条件下におい
てもその機関特性を最大限に維持すべく、同機関の運転
状態に応じて機関バルブのバルブタイミングやバルブリ
フト量等、そのバルブ特性を可変とする可変動弁装置が
従来より知られている。

【０００３】例えば、特開平８−１７７４３４号公報に
記載の可変動弁装置にあっては、互いにプロフィールの
異なる低速型及び高速型の２種のカムを備え、これらカ
ムを機関の運転状態に応じて選択的に切換利用すること
で、それらカムに基づき開閉駆動される機関バルブのリ
フト量を可変としている。

【０００４】また、同公報に記載の可変動弁装置にあっ
ては、同一のカムを用いる場合であっても、機関出力軸
（クランクシャフト）に対するカムシャフトの相対回転
位相を同機関の運転状態に応じて適宜変更することで、
機関バルブの開閉タイミングをも同時に可変としてい
る。

【０００５】一方、上記公報に記載の装置には、可変動
弁装置、特に上記機関バルブのリフト量を可変とする装
置にあって、例えばカムの切換機構が高速用カムのまま
固着してしまったような場合に、これを故障として検出
する手段（故障検出手段）についても併せて記載されて
いる。ちなみに、吸気バルブ側に設けられた可変動弁装
置にあってカムの切換機構がこうして高速用カムのまま
固着される場合には、機関の特に低負荷運転域でのバル
ブオーバーラップが異常に大きくなって吸気の吹き返し
が起こるなど、機関性能の維持が難しくなる。

【０００６】そこで、同公報に記載の装置では、上記切
換機構が油圧制御されるものであることに着目して同切
換機構内に供給される油圧を検出する油圧センサを設け
る、あるいは機関バルブのリフト量を直接検出するセン
サ（リフトセンサ）を設けるなどして、こうした異常
（故障）の発生を検出するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、カムの切
換機構が高速用カムのまま固着してしまったような異常
であれ、上記油圧センサあるいはリフトセンサを用いる
ことで、確かにその旨を検出することはできる。

【０００８】しかし、同異常検出のためとはいえ、これ
ら油圧センサやリフトセンサを別途に設けざるを得ない
ことは、搭載性やそれ自身の小型化が望まれる車載エン
ジン等の内燃機関にあって望ましくないばかりか、経済
的な面でも不利となる。

【０００９】また、上記公報にもあるように、これらの
センサが別途に必要とされる場合には、それらセンサ自
身の故障の有無を診断するための新たな診断処理をも併
せて実行する必要がある。

【００１０】なお、同公報には、上記可変動弁装置の異
常の検出を吸入空気流量に基づいて行ってもよい旨の記
載もあるが、例えばある１つの気筒での同装置の異常が
こうした吸入空気流量あるいは吸気負圧に与える影響は
一般に小さく、その検出精度の面での問題が無視できな
いものとなる。

【００１１】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、上述した可変動弁装置の異
常の有無をより簡易に、しかも精度よく検出することの
できる可変動弁装置の異常検出装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】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。ま
ず、請求項１記載の発明では、内燃機関の運転状態に応
じて同機関の吸排気系の少なくとも一方のバルブ特性を
可変とする可変動弁装置についてその異常の有無を検出
する可変動弁装置の異常検出装置において、前記機関の
失火の発生を検出する失火検出手段と、該失火検出手段
により検出される失火の発生頻度に基づいて前記可変動
弁装置の異常の有無を検出する異常検出手段とを備える
ことをその要旨とする。

【００１３】例えば、機関バルブのリフト量を可変とす
る可変動弁装置にあってカムの切換機構が高速用カムの
まま固着してしまったようなとき、すなわち高速運転に
対応したバルブ特性から低速運転に対応したバルブ特性
への切換異常が生じているようなときに、機関が低負荷
運転されるようなことがあると、前述のようにバルブオ
ーバーラップが異常に大きくなって吸気の吹き返しが起
こる。また、こうしてバルブオーバーラップが大きくな
る場合には、機関燃焼室内部でのＥＧＲ（排気還流）量
も多くなり、失火の発生する確率も高くなる。そして、
このような現象は、機関バルブの開閉タイミングを可変
とする可変動弁装置にあってこれが例えば高速運転に対
応した開閉タイミングに固定されてしまうような場合に
も、概ね同様に生ずる。

【００１４】そこで請求項１記載の発明の上記構成によ
るように、機関における失火の発生を検出するととも
に、該検出される失火の発生頻度を監視することとすれ
ば、それがただ１つの気筒に関するものであれ、こうし
た可変動弁装置の異常の有無についてこれを高い精度で
検出することができるようになる。なお、車載エンジン
等の内燃機関にあっては、こうした失火検出も通常の処
理として行われることが多いため、同構成によれば、何
ら特別なセンサ等を設けることなく可変動弁装置の異常
検出を行うことができるようにもなる。また、請求項１
記載の同発明において、上記失火検出手段の構成は任意
であり、これが何らかのセンサ等を別途に必要とするも
のであったとしても、その検出される失火の発生頻度を
監視する同構成によれば、上記可変動弁装置の異常の有
無についてこれを高い精度で検出することができる。

【００１５】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の可変動弁装置の異常検出装置において、前記異常
検出手段は、前記失火検出手段により検出される失火の
発生頻度を前記機関の各運転領域の別に監視し、該監視
する運転領域別の失火発生頻度に基づいて前記可変動弁
装置の異常の有無を検出するものであることをその要旨
とする。

【００１６】上述のように、可変動弁装置の異常に起因
する失火の発生頻度は通常、機関の運転領域毎に異なっ
たものとなる。換言すれば、機関の各運転領域の別に失
火の発生頻度を監視することとすれば、可変動弁装置に
おいて検出対象とする異常、すなわち上記高速運転に対
応したバルブ特性から低速運転に対応したバルブ特性へ
の切換異常等の有無もより的確に検出することができる
ようになる。したがって、失火の発生頻度を機関の各運
転領域の別に監視する請求項２記載の発明の同構成によ
れば、上述した可変動弁装置の異常検出にかかる精度を
より向上させることができるようになる。

【００１７】また、請求項３記載の発明では、請求項２
記載の可変動弁装置の異常検出装置において、前記機関
はその吸気系及び排気系にそれぞれ前記可変動弁装置を
備えるものであり、前記異常検出手段は、前記監視する
運転領域別の失火発生頻度に基づいて前記吸気系の可変
動弁装置の異常の有無及び前記排気系の可変動弁装置の
異常の有無を識別検出するものであることをその要旨と
する。

【００１８】可変動弁装置の異常に起因して失火が発生
する場合であれ、その異常が吸気系の可変動弁装置のも
のか排気系の可変動弁装置のものかによって、失火発生
頻度の増す機関運転領域は異なったものとなる。例えば
上記高速運転に対応したバルブ特性から低速運転に対応
したバルブ特性への切換異常が生じている場合、この異
常が吸気系の可変動弁装置において生じている場合に
は、上記機関燃焼室内部でのＥＧＲ量もより多くなるこ
とから、機関の低負荷運転領域から中負荷運転領域にわ
たる比較的広い運転領域において失火の発生頻度が増す
ようになる。一方、上記異常が排気系の可変動弁装置に
おいて生じている場合には、上記機関燃焼室内部でのＥ
ＧＲ量は比較的少なくなり、機関の低負荷運転領域のみ
において失火の発生頻度が高まるようになる。したがっ
て、失火の発生頻度をこれら機関の各運転領域の別に監
視する請求項３記載の発明の同構成によれば、機関の吸
気系及び排気系のそれぞれに可変動弁装置が設けられる
場合であれ、それら可変動弁装置の異常の有無を好適に
識別検出することができるようになる。

【００１９】また、請求項４記載の発明では、上記請求
項３記載の可変動弁装置の異常検出装置において、前記
各可変動弁装置は、前記機関の高速運転に対応したバル
ブ特性と低速運転に対応したバルブ特性とを同機関の運
転状態に応じて切り換えるものであり、前記異常検出手
段は、前記監視する運転領域別の失火発生頻度に基づ
き、低速低負荷運転領域のみでの失火発生頻度が高いこ
とを条件に前記排気系の可変動弁装置にあって前記高速
運転に対応したバルブ特性から前記低速運転に対応した
バルブ特性への切換異常が生じている旨を検出し、低速
低負荷運転領域及び中速中負荷運転領域での失火発生頻
度が高いことを条件に前記吸気系の可変動弁装置にあっ
て前記高速運転に対応したバルブ特性から前記低速運転
に対応したバルブ特性への切換異常が生じている旨を検
出するものであることをその要旨とする。

【００２０】請求項４記載の発明の同構成によれば、機
関の高速運転に対応したバルブ特性と低速運転に対応し
たバルブ特性とを同機関の運転状態に応じて切り換える
可変動弁装置について、吸気系あるいは排気系の同装置
の一方に高速運転に対応したバルブ特性から低速運転に
対応したバルブ特性への切換異常が生じている場合であ
れ、請求項３記載の発明の上記原理に基づき、これを的
確に識別検出することができるようになる。

【００２１】また、請求項５記載の発明では、同じく上
記請求項３記載の可変動弁装置の異常検出装置におい
て、前記各可変動弁装置は、前記機関の高速運転に対応
したバルブ特性と低速運転に対応したバルブ特性とを同
機関の運転状態に応じて切り換えるものであり、前記異
常検出手段は、前記監視する運転領域別の失火発生頻度
に基づき、低速低負荷運転領域のみでの失火発生頻度が
所定の第１の値よりも高く且つ同第１の値よりも大きい
第２の値よりも低いことを条件に前記排気系の１つの気
筒の可変動弁装置にあって前記高速運転に対応したバル
ブ特性から前記低速運転に対応したバルブ特性への切換
異常が生じている旨を検出し、同低速低負荷運転領域の
みでの失火発生頻度が前記第２の値よりも高いことを条
件に前記排気系の複数の気筒の可変動弁装置にあって前
記高速運転に対応したバルブ特性から前記低速運転に対
応したバルブ特性への切換異常が生じている旨を検出
し、低速低負荷運転領域及び中速中負荷運転領域での失
火発生頻度が前記第１の値よりも高く且つ前記第２の値
よりも低いことを条件に前記吸気系の１つの気筒の可変
動弁装置にあって前記高速運転に対応したバルブ特性か
ら前記低速運転に対応したバルブ特性への切換異常が生
じている旨を検出し、低速低負荷運転領域での失火発生
頻度が前記第２の値よりも高いこと及び中速中負荷運転
領域での失火発生頻度が前記第１の値よりも高く且つ前
記第２の値よりも低いことを条件に前記吸気系及び排気
系の各１つの気筒の可変動弁装置にあって前記高速運転
に対応したバルブ特性から前記低速運転に対応したバル
ブ特性への切換異常が生じている旨を検出し、低速低負
荷運転領域での失火発生頻度が前記第１の値よりも高く
且つ中速中負荷運転領域での失火発生頻度が前記第２の
値よりも高いことを条件に前記吸気系の複数の気筒の可
変動弁装置にあって前記高速運転に対応したバルブ特性
から前記低速運転に対応したバルブ特性への切換異常が
生じている旨を検出するものであることをその要旨とす
る。

【００２２】上記失火の発生頻度が所定以上に増大する
ような場合、２つの気筒等、複数の気筒において、上記
可変動弁装置の異常に起因する失火が発生している可能
性がある。すなわち、失火発生頻度についての上記第１
の値がある１つの気筒での同可変動弁装置の異常に起因
する失火発生を判別するためのしきい値となるとき、こ
の失火発生頻度については、複数の気筒での同可変動弁
装置の異常に起因する失火発生を判別するためのしきい
値として、該第１の値よりも所定値だけ大きい上記第２
の値を定めることができる。そしてこの場合には、請求
項３記載の発明の上記原理に基づき、更に次のことがい
えるようになる。

【００２３】（イ）低速低負荷運転領域のみでの失火発
生頻度が上記第１の値よりも高く且つ上記第２の値より
も低いときには、排気系の１つの気筒の可変動弁装置に
あって高速運転に対応したバルブ特性から低速運転に対
応したバルブ特性への切換異常が生じている可能性があ
る。

【００２４】（ロ）低速低負荷運転領域のみでの失火発
生頻度が上記第２の値よりも高いときには、排気系の複
数の気筒の可変動弁装置にあって高速運転に対応したバ
ルブ特性から低速運転に対応したバルブ特性への切換異
常が生じている可能性がある。

【００２５】（ハ）低速低負荷運転領域及び中速中負荷
運転領域での失火発生頻度が上記第１の値よりも高く且
つ上記第２の値よりも低いときには、吸気系の１つの気
筒の可変動弁装置にあって高速運転に対応したバルブ特
性から低速運転に対応したバルブ特性への切換異常が生
じている可能性がある。

【００２６】（ニ）低速低負荷運転領域での失火発生頻
度が上記第２の値よりも高く、また中速中負荷運転領域
での失火発生頻度が上記第１の値よりも高く且つ上記第
２の値よりも低いときには、吸気系及び排気系の各１つ
の気筒の可変動弁装置にあって高速運転に対応したバル
ブ特性から低速運転に対応したバルブ特性への切換異常
が生じている可能性がある。

【００２７】（ホ）低速低負荷運転領域での失火発生頻
度が上記第１の値よりも高く且つ中速中負荷運転領域で
の失火発生頻度が上記第２の値よりも高いときには、吸
気系の複数の気筒の可変動弁装置にあって高速運転に対
応したバルブ特性から低速運転に対応したバルブ特性へ
の切換異常が生じている可能性がある。

【００２８】したがって、これら（イ）〜（ロ）につい
ての検出を併せ実行する請求項５記載の発明の上記構成
によれば、内燃機関の吸気系及び排気系の双方に配設さ
れる可変動弁装置について、その上記切換異常の有無、
並びに異常内容をより的確に識別検出することができる
ようになる。

【００２９】また、請求項６記載の発明では、上記請求
項１〜３のいずれかに記載の可変動弁装置の異常検出装
置において、前記異常検出手段は、前記失火検出手段に
より検出される失火の発生頻度が所定値を超えるとき、
前記可変動弁装置の異常が複数気筒にわたって生じてい
る旨を更に検出することをその要旨とする。

【００３０】失火の発生頻度が所定以上に増大するよう
な場合、複数の気筒において上記可変動弁装置の異常に
起因する失火が発生している可能性があることは先の請
求項１〜３に記載の発明の構成においても同様である。
したがって、請求項６記載の発明の同構成によれば、上
記請求項１〜３に記載の発明による可変動弁装置の異常
検出についても、その異常の有無、並びに異常内容をよ
り的確に識別検出することができるようになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下に、本発
明にかかる可変動弁装置の異常検出装置を具体化した第
１の実施形態について説明する。なお、本実施形態にか
かる可変動弁装置は、カム切換式可変動弁機構を有し、
該機構によるカムの切換に応じて機関バルブのリフト量
を主に可変とする装置として構成されている。

【００３２】まず、本実施形態にかかる可変動弁装置が
設けられた内燃機関の概略構成について、図１に基づき
説明する。なお、この内燃機関１はガソリンを燃料と
し、シリンダヘッド３に２本のカムシャフトが設けられ
たＤＯＨＣ方式の内燃機関である。また、この内燃機関
１は、４つの気筒が直列に配置された直列４気筒式であ
るとともに、各気筒には吸気バルブおよび排気バルブが
それぞれ２つずつ設けられた４バルブ式となっている。
また、同図１では便宜上、内燃機関１の吸気系と排気系
とに対称的に設けられて、基本的に同等の機能を有する
部材については同一の符号を付し、特に吸気系の部材に
はその末尾に「ｉ」を、排気系の部材にはその末尾に
「ｅ」を添付することで区別する。さらに以下の説明に
おいて、これら部材の符号についてその末尾の識別子
ｉ，ｅを省略する場合には、特に断りがない限り、吸気
系、排気系の両方の部材を示すものとする。

【００３３】さて、内燃機関１は、大きくはシリンダブ
ロック２と、その上部に設けられたシリンダヘッド３
と、シリンダブロック２内に形成されたシリンダボア４
内を往復動するピストン５とを備えている。また、ピス
トン５は、コネクティングロッド６を介してクランクシ
ャフト７と連結されている。このクランクシャフト７
は、ピストン５が往復動することで回転される。

【００３４】クランクシャフト７には、クランクプーリ
２３が一体回転可能に接続されている。さらに、同シャ
フト７には、円盤形状を呈したロータ８が一体回転可能
に取り付けられている。このロータ８の外周部には、所
定数の凸部が形成されている。また、このロータ８の近
傍には、クランク角センサ９が設けられている。このク
ランク角センサ９は、ロータ８の凸部を電磁ピックアッ
プにより検出し、パルス状の信号を出力する。このクラ
ンク角センサ９から出力される信号に基づき、後述する
電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）１０は、クラン
クシャフト７の回転数、すなわち機関回転数ＮＥと同シ
ャフト７の回転位相と、後述する失火検出率とを算出す
る。

【００３５】また、シリンダヘッド３およびシリンダボ
ア４の内壁と、ピストン５の上端面によって、混合気を
燃焼させるための燃焼室１１が区画形成される。この燃
焼室１１の上部中央には、同室１１内の混合気に点火す
るための点火プラグ３５が設けられている。さらに、こ
の燃焼室１１には、同室１１に混合気を供給するための
吸気ポート１２ｉと同室１１から燃焼ガスを排出するた
めの排気ポート１２ｅとが接続されている。燃焼室１１
にあってこれら吸気・排気ポート１２ｉ，１２ｅとの接
続部には、それぞれ吸気バルブ１３ｉと排気バルブ１３
ｅとが配設されている。これら吸気バルブ１３ｉおよび
排気バルブ１３ｅは、シリンダヘッド３に摺動可能に支
持されている。また、これらバルブ１３ｉ，１３ｅの摺
動にともない、各ポート１２ｉ，１２ｅと燃焼室１１と
は連通あるいは遮断される。

【００３６】一方、吸気ポート１２ｉおよび排気ポート
１２ｅには、それぞれ吸気管１４ｉおよび排気管１４ｅ
が接続されている。吸気管１４ｉには、燃焼室１１に燃
料を噴射供給するためのインジェクタ１５が、吸気ポー
ト１２ｉと燃焼室１１との接続部近傍に設けられてい
る。また、吸気管１４ｉにあってインジェクタ１５の上
流側には、燃焼室１１に導入される吸入空気の量を調整
するためのスロットルバルブ１６が設けられている。こ
のスロットルバルブ１６は、アクセルペダル１７の踏み
込みに基づいて開閉駆動される。

【００３７】さらに、この吸気管１４ｉの先端は、同管
１４ｉ内に導入される空気を清浄化するエアクリーナ１
８に接続されている。このエアクリーナ１８の下流に
は、吸気管１４ｉ内を流れる空気の量、すなわち吸入空
気量を検出するエアフローメータ１９が設けられてい
る。なお、この吸入空気量によって、内燃機関１の負荷
状態を把握することが可能である。本実施形態では、こ
の吸入空気量を機関１回転あたりの量ＧＮ（ｇ／ｒｅ
ｖ）として検出する。

【００３８】続いて、上記内燃機関１にあって、吸気バ
ルブ１３ｉおよび排気バルブ１３ｅを開閉駆動させる動
弁系の構成について、同じく図１に基づき説明する。シ
リンダヘッド３の上部にあって、吸気・排気バルブ１３
ｉ，１３ｅの上方には、それぞれ吸気側カムシャフト２
０ｉおよび排気側カムシャフト２０ｅが回転可能に支持
されている。これらカムシャフト２０ｉ，２０ｅは、そ
れぞれ吸気側カムプーリ２１ｉおよび排気側カムプーリ
２１ｅと一体回転可能に接続されている。これらのカム
プーリ２１は、タイミングベルト２２を介して上記クラ
ンクプーリ２３と１／２の減速比にて駆動連結されてい
る。その結果、クランクシャフト７が２回転する毎に各
カムシャフト２０は１回転される構成となっている。

【００３９】カムシャフト２０には、各気筒毎に２つの
カム、すなわち低速用カム２９および高速用カム３１が
一体回転可能に装着されている。低速用カム２９に対し
て高速用カム３１は、それによって開閉駆動される機関
バルブ１３のリフト量や開弁期間の少なくとも一方が大
きくなるように、そのカムプロフィールが設定されてい
る。本実施形態では、リフト量と開弁時期とが共に大き
くなるように同高速用カム３１のカムプロフィールを設
定している。

【００４０】これら各カムシャフト２０ｉおよび２０ｅ
の下方には、それぞれ吸気側ロッカシャフト２４ｉおよ
び排気側ロッカシャフト２４ｅが設けられている。これ
ら各ロッカシャフト２４ｉ，２４ｅには、各気筒毎にロ
ッカアーム２５を中心として構成されるカム切換式可変
動弁機構５０が回動可能に装着されている。ロッカアー
ム２５は、一対の機関バルブ１３の頭部と当接してい
る。そして、各機関バルブ１３に設けられたバルブスプ
リング２８の付勢力によって、これらのロッカアーム２
５はカムシャフト２０に設けられたカム２９，３１に向
けて付勢されている。そしてカムシャフト２０の回転に
ともない、ロッカアーム２５はカムのリフト部にて押圧
され、ロッカシャフト２４を中心として揺動される。こ
のロッカアーム２５の揺動にともない各バルブ１３は開
閉駆動される。なお以下では、ロッカアーム２５にあっ
てロッカシャフト２４に支持される側を基端側、バルブ
１３の頭部と当接する側を先端側とよぶこととする。

【００４１】次に、上記ロッカアーム２５を中心として
構成されるカム切換式可変動弁機構５０の構造につい
て、図２〜図４に基づき詳細に説明する。なお、図２は
カム切換式可変動弁機構５０の平面構造を、図３および
図４は同機構５０に設けられた油圧式ロック機構の断面
構造を示している。

【００４２】ロッカアーム２５は、図２に示されるよう
に、ほぼ平面矩形状に形成されており、前述したように
その基端側がロッカシャフト２４によって支持されてい
る。ロッカアーム２５の先端側からは、２本のアーム５
１が斜め前方に延伸されて形成されており、その先端部
は前記バルブ１３（図１）の頭部と当接可能となってい
る。

【００４３】ロッカアーム２５の上面には、ローラフォ
ロワ５２が回動可能に支持されている。このローラフォ
ロワ５２は、前記低速用カム２９と転接可能となってい
る。さらに、ロッカアーム２５の上面にあって前記ロー
ラフォロワ５２の側方（図２中右側）には、断面円形状
を呈するガイド穴５３が垂直下方に形成されている。こ
のガイド穴５３内には、図３および図４に示すように、
略円柱形状をした可動カムフォロワ５４が摺動可能に挿
入されている。この可動カムフォロワ５４は、頭部に設
けられた断面矩形状を呈するスリッパ５５と、前記ガイ
ド穴５３内に挿入可能なように円柱形状をなす脚部５６
から構成されている。スリッパ５５の上端面は、図３，
図４に示される態様で円弧面となっており、前記高速用
カム３１と摺接可能となっている。また、スリッパ５５
の下端面とロッカアーム２５の上面との間には、ロスト
モーションスプリング５７が配設されている。可動カム
フォロワ５４は、このロストモーションスプリング５７
によって高速用カム３１（図１，図２）側に付勢されて
いる。なお、このロストモーションスプリング５７のば
ね力は、前記バルブスプリング２８（図１）のばね力よ
りも十分に小さく設定されている。

【００４４】一方、図３，図４に示すように、ロッカア
ーム２５の下方には、ガイド穴５３と直交する断面円形
状のシリンダ穴５８が同ロッカアーム２５の先端側から
形成されている。このシリンダ穴５８内には、略円柱形
状をなす油圧ピストン５９が挿入されており、図３に示
す位置と図４に示す位置との間を摺動可能となってい
る。

【００４５】この油圧ピストン５９の斜視構造を図５に
示す。油圧ピストン５９の先端から中央にかけて、断面
矩形状をなす係合溝６０が形成されており、同溝６０を
挟んで一対の側辺６１が設けられている。係合溝６０の
内底部は平面となっており、前記可動カムフォロワ５４
の脚部５６（図３，図４）の底面を当接支持可能な支持
部６２となっている。一方、同溝６０の先端側６３の内
底部は切り欠かれており、側辺６１のみが突出された格
好となっている。なお、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に上
記可動カムフォロワ５４の脚部５６についてその断面構
造を併せ示すように、同脚部５６には係合溝６０の側壁
と対向する面に平面が形成されており、脚部５６はその
平面部を通じて同溝６０内に挿入可能となっている。

【００４６】すなわち、油圧ピストン５９が図３
（ａ），（ｂ）に示す位置に位置した際には、可動カム
フォロワ５４の脚部５６は係合溝６０の切り欠き部に位
置し、同カムフォロワ５４はガイド穴５３内を自由に摺
動可能となる。一方、油圧ピストン５９が図４（ａ），
（ｂ）に示す位置に位置した際には、可動カムフォロワ
５４の脚部５６はその底面が係合溝６０の支持部６２に
当接支持され、同可動カムフォロワ５４の摺動は制限さ
れる。

【００４７】さらにこの係合溝６０内には、ばね受け部
材６４が配設されるとともに、このばね受け部材６４と
油圧ピストン５９との間には、図３および図４に示され
る態様でコイルスプリング６５が配設されている。この
コイルスプリング６５は、ばね受け部材６４を可動カム
フォロワ５４側に付勢すると共に、油圧ピストン５９を
上記シリンダ穴５８の内底面側、すなわちロッカアーム
２５の基端側に付勢している。

【００４８】ここで、シリンダ穴５８の内底面と油圧ピ
ストン５９の基端側端面との間に形成された空間は油圧
室６６となっている。この油圧室６６は、ロッカアーム
２５内に形成された油通路６７と連通している。なお、
この油通路６７は、ロッカシャフト２４内に、その軸心
に沿って形成されたロッカシャフト油通路６８（図２）
と連通している。

【００４９】すなわち、このように構成されたカム切換
式可変動弁機構５０において、上記油圧室６６内に供給
される潤滑油の圧力がある程度以上高くなると、油圧ピ
ストン５９はコイルスプリング６５の付勢力に抗して図
３に示す位置から図４に示す位置に移動し、ロッカアー
ム２５内での可動カムフォロワ５４の摺動を制限する。
こうして摺動が制限された可動カムフォロワ５４は、高
速用カム３１（図１，図２）の回転、押圧に基づきロッ
カアーム２５と一体となって揺動するようになる。

【００５０】一方、油圧室６６内に供給される潤滑油の
圧力が低くなると、油圧ピストン５９はコイルスプリン
グ６５の付勢力により図４に示す位置から図３に示す位
置に移動し、可動カムフォロワ５４はロッカアーム２５
内で自由に摺動可能となる。このとき可動カムフォロワ
５４はロッカアーム２５とは切り離されて、いわば空揺
動されるかたちとなり、ロッカアーム２５は低速用カム
２９（図１，図２）の回転、押圧に基づき揺動するよう
になる。

【００５１】本実施形態にあっては、上記シリンダ穴５
８に設けられた油圧ピストン５９、コイルスプリング６
５、及び油圧室６６によって、上記可動カムフォロワ５
４のガイド穴５３内での摺動を制限あるいは制限解除す
る油圧式ロック機構（以下、単に「ロック機構」とい
う）が構成されている。

【００５２】次に、上述のように構成される可変動弁装
置の制御様態について説明する。低速運転時には、 Ｅ
ＣＵ１０は、上記油圧室６６からオイルを排除すべく図
示しない適宜の油圧切り換え弁を作動させ、油圧室６６
内の油圧を低下させる。

【００５３】こうして油圧室６６内の油圧が低下する
と、油圧ピストン５９はコイルスプリング６５の付勢力
によってロッカアーム２５の基底側に押し付けられ、図
３に示す位置に位置するようになる。このときの可動カ
ムフォロワ５４の下端部は、油圧ピストン５９の係合溝
６０の底面が切り欠かれた部分に位置するため、その上
下方向の摺動が許容される。

【００５４】なお、先述した可動カムフォロワ５４を上
記高速用カム３１に向けて付勢するロストモーションス
プリング５７の付勢力は、機関バルブ１３のコイルスプ
リング６５の付勢力に対して十分に小さく設定されてい
る。そのため、この時の高速用カム３１は単に可動カム
フォロワ５４を摺動させるだけで、その押圧はロッカア
ーム２５に対してはほとんど伝達されない。したがっ
て、このときのロッカアーム２５はローラフォロワ５２
を介して伝達される低速用カム２９の押圧に基づき揺動
されるようになり、機関バルブ１３も低速用カム２９に
よって開閉駆動されるようになる。

【００５５】一方、高速運転時には、 ＥＣＵ１０は、
油圧室６６にオイルを供給すべく上記油圧切り換え弁を
作動させ、油圧室６６内の油圧を高めるようにする。こ
うして油圧室６６内の油圧が高まると、油圧ピストン５
９はコイルスプリング６５の付勢力に抗してロッカアー
ム２５の先端側に移動するようになる。そして、油圧ピ
ストン５９が図４に示す位置まで移動すると、可動カム
フォロワ５４の下端部は、油圧ピストン５９の係合溝６
０の支持部６２に位置するようになる。このとき可動カ
ムフォロワ５４が押し下げられると、その下端面と係合
溝６０の支持部６２とが当接するようになる。

【００５６】そして、このときの高速用カム３１の押圧
は、可動カムフォロワ５４及び油圧ピストン５９の当接
を通じてロッカアーム２５にも直接的に伝達されるよう
になる。すなわち、このときの可動カムフォロワ５４と
ロッカアーム２５とは締結された状態となり、一体とな
って回転するようになる。そしてこの場合には、ロッカ
アーム２５は高速用カム３１によって回転されるように
なり、機関バルブ１３も高速用カム３１によって開閉駆
動されるようになる。

【００５７】図６は、上述の高速用カム３１及び低速用
カム２９を用いたときの、機関バルブ１３のリフト特性
を表したグラフである。ここで、図６（ａ）は、吸排気
系共に低速用カム２９を用いた場合のリフト特性を、図
６（ｂ）は、吸排気系共に高速用カム３１を用いた場合
のリフト特性をそれぞれ示す。また、このグラフにおい
て、横軸はクランク角を、縦軸はリフト量を示す。高速
用カム３１によるリフト量は、低速用カム２９によるリ
フト量より多いために、図の曲線と横軸で囲まれた面積
で表される吸気量も大きなものとなっている。

【００５８】ところで、何らかの理由により、高速用カ
ム３１又は低速用カム２９への切換の指令がＥＣＵ１０
より送られても、油圧ピストン５９がシリンダ穴５８を
自由に動くことができず、指令が実行されないことがあ
る。特に、この実施形態のように、カム特性の異なる複
数のカムの押圧をそれぞれ受けて機関バルブ１３を開閉
駆動する複数のカムフォロワを備え、これら各カムフォ
ロワを一体となるよう係合することで上記機関バルブ１
３のバルブ特性を内燃機関の高速運転に対応したバルブ
特性へと切り換え、上記係合した各カムフォロワをそれ
ぞれ分離することで低速運転に対応したバルブ特性へと
切り換える方式の可変動弁装置では、上記油圧ピストン
５９の固着等によって、高速運転に対応したバルブ特性
から低速運転に対応したバルブ特性への切り換え不良が
発生するおそれがある。

【００５９】図７は、上述のカムの切り換え不良が生じ
たときの機関バルブ１３のリフト特性を示すグラフであ
る。この図７では、図７（ａ）に示す低速カム使用時の
バルブリフト特性に対し、特に、図７（ｂ）には吸気系
の高速用カム３１ｉがロックされた状態を、図７（ｃ）
には排気系の高速用カム３１ｅがロックされたときの特
性をそれぞれ示している。これらのグラフを比較して明
らかなように、高速用カム３１のロック状態が、吸気系
で生じているか、排気系で生じているかによって、内燃
機関１の燃焼室１１内での吸排気態様も異なったものと
なる。すなわち、吸気系の高速用カム３１ｉがロックさ
れた場合は、排気系の高速用カム３１ｅがロックされた
場合と比べて早いタイミングでオーバーラップＶＯが生
じている。よって、燃焼ガスは排気系ばかりでなく吸気
系へも流入するようになる。こうした吸気側への吹き返
しが生ずると、吸気行程において燃焼室に導入されるガ
スの中に多くの燃焼ガスが含まれているようになり、残
留ガスの流量が増大する。すなわち内部ＥＧＲ量が増大
する。このため、吸気系の高速用カム３１ｉがロックさ
れた場合には排気系の場合に比べて気筒内に残留ガスが
多く存在することとなり、低速低負荷運転時ばかりか中
速中負荷運転時においても失火の頻度が増大する。一
方、排気系の高速用カムｅがロックされた場合には低速
低負荷運転時のみで失火の頻度が増大する。

【００６０】この点を考慮して、内燃機関の運転時の失
火検出を利用することにより失火検出許可（可能）回数
に対する実際の失火検出回数で定義される失火検出率の
特定運転領域での増加態様に注目し、吸気系又は排気系
において少なくとも１つの高速用カム３１がロックされ
ていることを検出する本実施形態の検出原理について、
図８及び図９を用いて説明する。

【００６１】図８に例示するように、本実施形態では、
機関運転領域を３つの領域に分類する。すなわち、回転
数ＮＥが１５００（ｒｐｍ）より小さく、吸入空気量Ｇ
Ｎが０．２（ｇ／ｒｅｖ）より小さい低速低負荷領域を
領域１として分類し、回転数ＮＥが１５００（ｒｐｍ）
以上で３０００（ｒｐｍ）より小さく、吸入空気量ＧＮ
が０．２（ｇ／ｒｅｖ）以上で０．４（ｇ／ｒｅｖ）よ
り小さい中速中負荷領域を領域２として分類し、それ以
外の領域を領域３として分類する。

【００６２】一方、上述した理由により、吸気系の高速
用カム３１ｉがロックされているか、排気系の高速用カ
ム３１ｅがロックされているかにより、上記失火検出率
には図９に示すような差異が生ずる。すなわち、排気系
の高速用カム３１ｅがロックされている場合（ＥＸカム
Ｈｉロック）には、領域１のみで失火検出率が増加する
のに対し、吸気系の高速用カムｉがロックされている場
合（ＩＮカムＨｉロック）には、領域１及び領域２にお
いて失火検出率が増大する。

【００６３】以下に、この性質を考慮してカム切り換え
不良を検出する本実施形態の異常検出装置の具体的な検
出動作について述べる。図１０から図１２は、本実施形
態における可変動弁装置の異常検出に際してＥＣＵ１０
が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャー
トである。ＥＣＵ１０は、内燃機関の運転中、このルー
チンの処理を所定クランク角毎に周期的に繰り返し実行
する。

【００６４】このルーチンが実行されると、まずステッ
プＳ１００において、失火検出条件が成立しているか否
かが判断される。この失火検出条件としては、フューエ
ルカット中でないこと等がある。そして、同条件が成立
していない旨判断される場合は、一旦このルーチンを終
了する。

【００６５】一方、失火検出条件が成立していると判断
されると、予め用意されている失火検出許可カウンタの
カウント数に「１」を加える（インクリメントする）。
なお、このルーチンの始動時には、同カウント数は
「０」に設定されており、また同カウント数が「１００
１」に達すると「１」として設定され直される。

【００６６】続く一連のステップＳ１０２〜Ｓ１０９に
より、クランク角センサ９を通じて検出される回転数Ｎ
Ｅ及びエアフローメータ１９を通じて検出される吸入空
気量ＧＮに基づき、当該機関１の運転領域が上記いずれ
の領域に属するかを判別し、その判別結果に基づいて、
それら運転領域を記憶し、かつそれら運転領域別に予め
用意されている失火検出許可カウンタを個別にインクリ
メントする。すなわち、ステップＳ１０２，Ｓ１０５に
おいて上記運転領域の判別が行われるとともに、ステッ
プＳ１０３，Ｓ１０６又はＳ１０８において該判別され
た運転領域の記憶が行われる。そして、この運転領域が
「領域１」と判別されている場合にはステップＳ１０４
において領域１失火検出許可カウンタのインクリメント
が行われ、「領域２」と判別されている場合にはステッ
プＳ１０７において領域２失火検出許可カウンタのイン
クリメントが行われ、「領域３」と判別されている場合
にはステップＳ１０９において領域３失火検出許可カウ
ンタのインクリメントが行われる。なお、これら領域
１，領域２及び領域３の各失火検出許可カウンタのカウ
ント数も始動時には「０」に設定されており、また、ス
テップＳ１０１において上記失火検出許可カウンタのカ
ウント数が「１００１」に達したときに「０」にリセッ
トされるように設定されている。

【００６７】続くステップＳ１１０（図１１）において
は、クランク角センサ９を通じて検出される回転数ＮＥ
の変動に基づいて失火判定が行われる。本実施形態にお
いては、失火判定の対象となる爆発行程でのクランク角
速度と一定期間前の所定時期に測定された同クランク角
速度との差ΔＮＥが、所定の失火スレッシュレベル値を
越えていた場合に失火した旨判定される。

【００６８】この失火判定により、失火していないと判
定されるとステップＳ１１７へ移行する。一方、失火が
検出された場合には、ステップＳ１１１における失火回
数のカウントにおいて、予め用意されている失火カウン
タのカウント数を１増加させる（インクリメントす
る）。なお、同カウント数も始動時には「０」に設定さ
れており、また、ステップＳ１０１において上記失火検
出許可カウンタのカウント数が「１００１」に達したと
きに「０」にリセットされるように設定されている。

【００６９】そして、上記ステップＳ１１１において失
火カウンタがインクリメントされた後には、ステップＳ
１１２〜Ｓ１１６において、上記いずれの運転領域で失
火が検出されたのかを上記ステップＳ１０３，Ｓ１０
６，Ｓ１０８において記憶された領域を参照することに
より判断し、この判断結果に基づいてそれら運転領域別
に予め用意されている失火カウンタを個別にインクリメ
ントする。すなわち、「領域１」と判断される場合には
ステップＳ１１３において領域１失火カウンタのインク
リメントが行われ、「領域２」と判断される場合にはス
テップＳ１１５において領域２失火カウンタのインクリ
メントが行われ、「領域３」と判断される場合にはステ
ップＳ１１６において領域３失火カウンタのインクリメ
ントが行われる。なお、これら「領域１」，「領域２」
及び「領域３」の各失火カウンタのカウント数も始動時
には「０」に設定されており、また、ステップＳ１０１
において上記失火検出許可カウンタのカウント数が「１
００１」に達したときに「０」にリセットされるように
設定されている。

【００７０】次に、ステップＳ１１７において、失火許
可カウンタのカウント数が「１０００」に達しているか
が判断され、達していない場合には、このルーチンを一
旦終了する。一方、同カウント数が「１０００」に達し
ている場合には、ステップＳ１１８に移行し、失火回数
（失火カウンタのカウント数）が「６０」を越えている
か否かを判断する。失火回数が「６０」以下である場合
には、ステップＳ１２０（図１２）に移行し、「６０」
を越えている場合には、ステップＳ１１９において失火
異常と判定された後、ステップＳ１２０に移行する。

【００７１】ステップＳ１２０においては、本実施形態
の上述した異常検出原理に基づく可変動弁装置の異常を
判定するために十分なカウント数を各領域の失火検出許
可カウンタが有しているか否かを判断する。本実施形態
においては、同カウント数が各領域において「２００」
を越えているか否かが判断される。そして、一つでも
「２００」以下のカウント数を有するカウンタが存在す
る場合には、一旦このルーチンを終了する。

【００７２】ここで、本実施形態の原理を直接適用しな
い「領域３」のカウント数に対しても十分な値を要求す
るのは、「領域１」及び「領域２」に特有な失火異常を
判定するためには、それ以外の領域との失火検出率の差
を考慮する必要があるからである。

【００７３】さて、ステップＳ１２０において、本実施
形態の上記原理を適用するために十分な条件が整ってい
ると判断された場合には、ステップＳ１２１において、
「領域３」の失火検出率が「５％」より小さいか否かが
判断され、この条件が満たされている場合には、ステッ
プＳ１２２において、「領域１」の失火検出率が「１５
％」より大きいか否かが判断される。これらＳ１２１及
びＳ１２２の各ステップは、本実施形態の原理を適用し
た、高速用カム３１のロックに起因した失火異常を判定
するための条件となるものであり、どちらかのステップ
で条件が満たされていない場合には、このルーチンは一
旦終了される。

【００７４】また、上記ステップＳ１２２の条件が満た
されていると判断された場合には、ステップＳ１２３に
おいて「領域２」の失火検出率が「１５％」より大きい
か否かが更に判断される。そして、「領域２」の失火検
出率が「１５％」より大きい旨判断される場合には「領
域１」及び「領域２」において失火検出率が増大してい
ることから、上述した理由により吸気系の高速用カム３
１ｉがロックされている（ＩＮカムＨｉロック異常）と
判定される（ステップＳ１２４）。他方、「領域２」の
失火検出率が「１５％」以下の場合には、「領域１」の
みで失火検出率が増大していることから、上述した理由
により排気系の高速用カム３１ｅがロックされている
（ＥＸカムＨｉロック異常）と判定される（ステップＳ
１２５）。これらステップＳ１２４又はＳ１２５の判定
が終了するとこのルーチンは一旦終了される。

【００７５】以上説明した態様にて可変動弁装置の異常
検出が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が
得られるようになる。 （１）検出される失火の発生頻度（失火検出率）を監視
することとしたことで、ただ１つの気筒に関してであ
れ、可変動弁装置の異常の有無についてこれを高い精度
で検出することができる。

【００７６】（２）機関の各運転領域の別に失火の発生
頻度（失火検出率）を監視することとしたことで、可変
動弁装置の異常検出かかる精度をより向上させることが
できる。

【００７７】（３）また、失火の発生頻度をこれら機関
の吸気系及び排気系のそれぞれに可変動弁装置が設けら
れる場合であれ、それら可変動弁装置の異常の有無を好
適に識別検出することができる。

【００７８】（４）上記失火検出は、通常の処理として
行われることが多いため、何ら特別なセンサ等を設ける
ことなく可変動弁装置の異常検出をおこなうことができ
る。 （第２の実施形態）次に、本発明を具体化した第２の実
施形態について、第１の実施形態との違いを説明する。

【００７９】上記失火の発生頻度（失火検出率）が所定
以上に増大するような場合、２つの気筒等、複数の気筒
において、上記高速用カム３１のロックに起因する失火
が発生している可能性がある。すなわち、失火検出率に
ついての上記「１５％」といった値がある１つの気筒で
の同高速用カム３１のロックに起因する失火発生を判別
するためのしきい値となるとき、この失火検出率につい
ては、複数の気筒での同高速用カム３１のロックに起因
する失火発生を判別するためのしきい値として、「２５
％」といった値を定めることができることが発明者等に
よって確認されている。そしてこの場合には、前述した
異常検出原理に基づき、更に図１３に示す次のことがい
えるようになる。

【００８０】（イ）前記「領域１」のみでの失火検出率
が上記「１５％」よりも大きく且つ上記「２５％」以下
ときには、排気系の１つの気筒の可変動弁装置にあって
高速用カム３１ｅから低速用カム２９ｅへの切換異常
（１気筒ＥＸカムＨｉロック異常）が生じている可能性
がある。

【００８１】（ロ）前記「領域１」のみでの失火検出率
が上記「２５％」よりも大きいときには、排気系の複数
の気筒の可変動弁装置にあって高速用カム３１ｅから低
速用カム２９ｅへの切換異常（２気筒ＥＸカムＨｉロッ
ク異常）が生じている可能性がある。

【００８２】（ハ）前記「領域１」及び「領域２」での
失火検出率が上記「１５％」よりも大きく且つ上記「２
５％」以下のときには、吸気系の１つの気筒の可変動弁
装置にあって高速用カム３１ｉから低速用カム２９ｉへ
の切換異常（１気筒ＩＮカムＨｉロック異常）が生じて
いる可能性がある。

【００８３】（ニ）「領域１」での失火検出率が上記
「２５％」よりも大きく、また前記「領域２」での失火
検出率が上記「１５％」よりも大きく且つ上記「２５
％」以下のときには、吸気系及び排気系の各１つの気筒
の可変動弁装置にあって高速用カム３１から低速用カム
２９への切換異常（ＩＮカム１気筒ＥＸカム１気筒Ｈｉ
ロック異常）が生じている可能性がある。

【００８４】（ホ）前記「領域１」での失火検出率が上
記「１５％」よりも大きく且つ前記「領域２」での失火
検出率が上記「２５％」よりも大きいときには、吸気系
の複数の気筒の可変動弁装置にあって高速用カム３１ｉ
から低速用カム２９ｉへの切換異常（２気筒ＩＮカムＨ
ｉロック異常）が生じている可能性がある。

【００８５】図１４は、こうした拡張原理に基づいて、
前記可変動弁装置の異常検出を行う本実施形態の異常検
出処理手順を示すフローチャートである。ただしこの図
１４において、ステップＳ１００からステップＳ１２３
までの処理（図１０〜図１２）は、第１の実施形態での
処理と同様であるため、それら重複する処理についての
図示は割愛している。さて、この異常検出処理におい
て、ステップＳ１２３（図１２）の処理で、「領域２」
の失火検出率が「１５％」以下である旨判断される場合
には、吸気系の高速用カム３１ｉがロックされている可
能性がないことから、ステップＳ１３５において「領域
１」の失火検出率が「２５％」より大きいか否かが判断
される。そして、「領域１」の失火検出率が「２５％」
より大きい場合には、２気筒以上の排気系の高速用カム
３１ｅがロックされている（ＥＸカム２気筒Ｈｉロック
異常）と判定され（ステップＳ１３６）、「領域１」の
失火検出率が「２５％」以下である場合には、１気筒の
排気系の高速用カム３１ｅがロックされている（ＥＸカ
ム１気筒Ｈｉロック異常）と判定される（ステップ１３
７）。

【００８６】一方、上記ステップＳ１２３において、
「領域２」の失火検出率が「１５％」より大きいと判断
されると、ステップＳ１３０において、「領域２」の失
火検出率が「２５％」より大きいか否かが更に判断さ
れ、大きい場合には２気筒以上の吸気系の高速用カム３
１ｉがロックされている（ＩＮカム２気筒Ｈｉロック異
常）と判定される（ステップＳ１３１）。

【００８７】また、上記ステップＳ１３０において、
「領域２」の失火検出率が「２５％」以下であると判断
された場合には、ステップＳ１３２において「領域１」
の失火検出率が「２５％」より大きいか否かが更に判断
され、大きい場合には吸気系の高速用カム３１ｉ及び排
気系の高速用カム３１ｅがロックされている（ＩＮカム
・ＥＸカム１気筒Ｈｉロック異常）と判定される（ステ
ップＳ１３３）。他方、「領域１」の失火検出率が「２
５％」以下である場合には、１気筒の吸気系の高速用カ
ム３１ｉがロックされている（ＩＮカム１気筒Ｈｉロッ
ク異常）と判定される（ステップＳ１３４）。

【００８８】そして、上記Ｓ１３１，Ｓ１３３，Ｓ１３
４，Ｓ１３６，Ｓ１３７の各ステップの終了後にこのル
ーチンを一旦終了する。以上説明した態様で可変動弁装
置の異常検出が行われる本実施形態によれば、第１の実
施形態による前記（１）〜（４）の効果に加えて、更に
以下のような効果を得られるようになる。

【００８９】（５）内燃機関１の吸気系及び排気系の双
方に配設される可変動弁装置について、その上記切換異
常の有無、並びに異常内容をより的確に識別することが
できるようになる。

【００９０】なお、以上説明した本実施形態の内燃機関
の可変動弁装置の異常検出装置は、次のように変更して
実施してもよい。 ・上記各実施形態では吸入空気量の測定手段としてエア
フローメータ１９を用いたが、吸気圧センサを用いて機
関負荷を求める等任意の方法及び手段を用いることがで
きる。 ・上記各実施形態で設定した運転領域及びそれらの運転
領域での基準となる失火検出率については、機関の種類
やその設置される状況等に応じて任意の値に設定するこ
とができる。 ・上記各実施形態では、高速用のカムと低速用のカムの
特性を生かした領域を設定して失火検出を行い、その発
生頻度（失火検出率）に基づいて当該可変動弁装置の異
常検出を行った。他に例えば、３段階のカム切り換え特
性を備える可変動弁装置についても、それらの特性を生
かした領域を設定して失火の検出を行うことで、その異
常の有無を検出することはできる。 ・上記各実施形態では、失火の発生頻度が増大した内燃
機関の運転領域に応じてカム切換不良にかかる異常が発
生した可変動弁装置が吸気側のものか排気側のものかを
判定するようにしているが、必ずしもこうした吸気側／
排気側の判定を行わずともよい。また、吸気系、排気系
のいずれか一方のみに設けられた可変動弁装置について
も、同様に異常検出の対象とすることができる。 ・上記各実施形態では、内燃機関の特定運転領域におけ
る失火の発生頻度（失火検出）の増大に基づき可変動弁
装置の異常を検出するようにしているが、いかなる運転
領域であれ、単に機関運転中の失火の発生頻度を監視す
ることとしても、可変動弁装置の異常の有無をある程度
検出することはできる。 ・上記各実施形態では、単に失火の発生頻度（失火検出
率）を監視していたが、各気筒で爆発のタイミングが異
なることを利用して、各気筒ごとに失火の発生頻度を検
出してもよい。これにより、どの気筒の可変動弁装置で
異常が発生したかを知ることができるようにもなる。 ・上記各実施形態では、クランクシャフト７の回転変動
に基づいて失火検出を行うこととしたが、該失火検出を
行うための手段は任意である。他に例えば、イオン電流
等に基づいて失火検出を行うものであってもよく、その
場合であれ、その検出される失火の発生頻度を監視する
ことで、上記可変動弁装置の異常の有無を高い精度で検
出することができる。 ・異常検出の対象となる可変動弁装置としては、上述し
た機関バルブのリフト量を可変とする装置には限られな
い。他に、機関バルブの開閉タイミングを可変とする装
置にも本発明は同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の可変動弁装置の異常検出装置の第１
の実施形態についてその全体構造を示す概略図。

【図２】 カム切換式可変動弁機構の平面構造を示す平
面図。

【図３】 同機構のロック機構の構造を示す断面図。

【図４】 同じくロック機構の構造を示す断面図。

【図５】 油圧ピストンの形状を示す斜視図。

【図６】 低速用カム及び高速用カムによるバルブリフ
ト特性を示すグラフ。

【図７】 カムの切り換え不良が生じているときのバル
ブリフト特性を示すグラフ。

【図８】 第１の実施形態で参照する機関運転領域の分
割態様を示すグラフ。

【図９】 同第１の実施形態による異常判定態様を示す
グラフ。

【図１０】 同第１の実施形態による異常検出処理手順
を示すフローチャート。

【図１１】 同第１の実施形態による異常検出処理手順
を示すフローチャート。

【図１２】 同第１の実施形態による異常検出処理手順
を示すフローチャート。

【図１３】 本発明の可変動弁装置の第２の実施形態に
ついてその異常判定態様を示すグラフ。

【図１４】 同第２の実施形態による異常検出処理手順
についてその一部を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…シリンダヘ
ッド、４…シリンダボア、５…ピストン、６…コネクテ
ィングロッド、７…クランクシャフト、８…ロータ、９
…クランク角センサ、１０…電子制御装置（ＥＣＵ）、
１１…燃焼室、１２ｉ…吸気ポート、１２ｅ…排気ポー
ト、１３…機関バルブ、１４ｉ…吸気管、１４ｅ…排気
管、１５…インジェクタ、１６…スロットルバルブ、１
７…アクセルペダル、１８…エアクリーナ、１９…エア
フローメータ、２０…カムシャフト、２１…カムプー
リ、２２…タイミングベルト、２３…クランクプーリ、
２４…ロッカシャフト、２５…ロッカアーム、２８…バ
ルブスプリング、２９…低速用カム、３１…高速用カ
ム、３５…点火プラグ、５０…カム切換式可変動弁機
構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小木曽 丈夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山田 正和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G016 AA08 BA18 BA28 BA34 BA36 BB11 DA06 DA22 DA25 GA00 3G084 BA23 CA00 CA03 CA04 CA09 DA27 EA11 EB22 EC01 FA24 3G092 AA11 EA10 EA11 EB04 FB03 FB06 HC06Z 3G301 HA19 KA06 KA08 KA23 KA24 LA00 LA07 NE18 NE23 PC09Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の運転状態に応じて同機関の吸排
   気系の少なくとも一方のバルブ特性を可変とする可変動
   弁装置についてその異常の有無を検出する可変動弁装置
   の異常検出装置において、 前記機関の失火の発生を検出する失火検出手段と、 該失火検出手段により検出される失火の発生頻度に基づ
   いて前記可変動弁装置の異常の有無を検出する異常検出
   手段と、 を備えることを特徴とする可変動弁装置の異常検出装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の可変動弁装置の異常検出装
   置において、 前記異常検出手段は、前記失火検出手段により検出され
   る失火の発生頻度を前記機関の各運転領域の別に監視
   し、該監視する運転領域別の失火発生頻度に基づいて前
   記可変動弁装置の異常の有無を検出するものであること
   を特徴とする可変動弁装置の異常検出装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の可変動弁装置の異常検出装
   置において、 前記機関はその吸気系及び排気系にそれぞれ前記可変動
   弁装置を備えるものであり、 前記異常検出手段は、前記監視する運転領域別の失火発
   生頻度に基づいて前記吸気系の可変動弁装置の異常の有
   無及び前記排気系の可変動弁装置の異常の有無を識別検
   出するものであることを特徴とする可変動弁装置の異常
   検出装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の可変動弁装置の異常検出装
   置において、 前記各可変動弁装置は、前記機関の高速運転に対応した
   バルブ特性と低速運転に対応したバルブ特性とを同機関
   の運転状態に応じて切り換えるものであり、 前記異常検出手段は、前記監視する運転領域別の失火発
   生頻度に基づき、低速低負荷運転領域のみでの失火発生
   頻度が高いことを条件に前記排気系の可変動弁装置にあ
   って前記高速運転に対応したバルブ特性から前記低速運
   転に対応したバルブ特性への切換異常が生じている旨を
   検出し、低速低負荷運転領域及び中速中負荷運転領域で
   の失火発生頻度が高いことを条件に前記吸気系の可変動
   弁装置にあって前記高速運転に対応したバルブ特性から
   前記低速運転に対応したバルブ特性への切換異常が生じ
   ている旨を検出するものであることを特徴とする可変動
   弁装置の異常検出装置。
5. 【請求項５】請求項３記載の可変動弁装置の異常検出装
   置において、 前記各可変動弁装置は、前記機関の高速運転に対応した
   バルブ特性と低速運転に対応したバルブ特性とを同機関
   の運転状態に応じて切り換えるものであり、 前記異常検出手段は、前記監視する運転領域別の失火発
   生頻度に基づき、低速低負荷運転領域のみでの失火発生
   頻度が所定の第１の値よりも高く且つ同第１の値よりも
   大きい第２の値よりも低いことを条件に前記排気系の１
   つの気筒の可変動弁装置にあって前記高速運転に対応し
   たバルブ特性から前記低速運転に対応したバルブ特性へ
   の切換異常が生じている旨を検出し、同低速低負荷運転
   領域のみでの失火発生頻度が前記第２の値よりも高いこ
   とを条件に前記排気系の複数の気筒の可変動弁装置にあ
   って前記高速運転に対応したバルブ特性から前記低速運
   転に対応したバルブ特性への切換異常が生じている旨を
   検出し、低速低負荷運転領域及び中速中負荷運転領域で
   の失火発生頻度が前記第１の値よりも高く且つ前記第２
   の値よりも低いことを条件に前記吸気系の１つの気筒の
   可変動弁装置にあって前記高速運転に対応したバルブ特
   性から前記低速運転に対応したバルブ特性への切換異常
   が生じている旨を検出し、低速低負荷運転領域での失火
   発生頻度が前記第２の値よりも高いこと及び中速中負荷
   運転領域での失火発生頻度が前記第１の値よりも高く且
   つ前記第２の値よりも低いことを条件に前記吸気系及び
   排気系の各１つの気筒の可変動弁装置にあって前記高速
   運転に対応したバルブ特性から前記低速運転に対応した
   バルブ特性への切換異常が生じている旨を検出し、低速
   低負荷運転領域での失火発生頻度が前記第１の値よりも
   高く且つ中速中負荷運転領域での失火発生頻度が前記第
   ２の値よりも高いことを条件に前記吸気系の複数の気筒
   の可変動弁装置にあって前記高速運転に対応したバルブ
   特性から前記低速運転に対応したバルブ特性への切換異
   常が生じている旨を検出するものであることを特徴とす
   る可変動弁装置の異常検出装置。
6. 【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載の可変動弁
   装置の異常検出装置において、 前記異常検出手段は、前記失火検出手段により検出され
   る失火の発生頻度が所定値を超えるとき、前記可変動弁
   装置の異常が複数気筒にわたって生じている旨を更に検
   出することを特徴とする可変動弁装置の異常検出装置。