JP2007170342A - 可変動弁機構の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構の動作速度に基づいて当該可変動弁機構の動作異常を検出する異常検出装置において、低機関回転速度域における誤検出の発生を抑えることのできる可変動弁機構の異常検出装置を提供する
【解決手段】機関回転速度ＮＥを読み込み（Ｓ２００）、その機関回転速度ＮＥが速度判定値Ａ以下である場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、可変動弁機構の動作異常検出を中止する。一方、機関回転速度ＮＥが速度判定値Ａを越えている場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、バルブ特性の実値（作用角ＩＮＣＡＭ）と目標値（目標作用角ＩＮＣＡＭｐ）との偏差ΔＩＮＣＡＭについてその所定時間内における変化量ＩＮＣＡＭｃに基づき、可変動弁機構の動作異常を判定する（Ｓ２３０〜Ｓ２５０）。
【選択図】図５

Description

この発明は、内燃機関に設けられた機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構について、その動作異常を検出する装置に関するものである。

内燃機関に設けられる機構であって、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。
こうした可変動弁機構を駆動するアクチュエータは、機関出力を利用して発生させた動力源（油圧や電力など）で駆動されるため、機関停止がなされると可変動弁機構の駆動も停止される。従って、機関停止がなされた後のバルブ特性は、機関停止直前でのバルブ特性、すなわち機関運転中に設定されたバルブ特性になっており、必ずしも機関始動に適した特性になっているとは限らない。そのため、場合によっては、次回の機関始動時における始動性等が低下してしまうおそれがある。

そこで、特許文献１に記載の装置では、機関停止要求がなされてから実際に機関停止が実行されるまでの時間を遅延させる遅延制御を行い、この遅延制御の実行中に、すなわち機関出力から得られる動力源が利用できるうちに可変動弁機構を駆動してバルブ特性を予め設定された機関始動時用の特性に変更するようにしている。
特開２００２−１６１７６６号公報

ところで、可変動弁機構の可動部に異物がかみ込んだり、アクチュエータに駆動異常が生じるなどして当該可変動弁機構に動作異常が生じると、バルブ特性を適切に変更することが困難になったり、可動部やアクチュエータ等が破損したりするおそれがあるため、そうした動作異常は早期に検出することが望ましい。この点、可変動弁機構に動作異常が生じると、バルブ特性の変更過程においてその動作速度は遅くなるため、そうした動作速度に基づいて当該可変動弁機構の動作異常を検出することが可能である。

しかし、上記の動作異常検出を行う場合にあって、バルブ特性の変更途中にエンジンストールが発生した場合や、上記遅延制御が終了した時点でバルブ特性が目標とするバルブ特性に変更されていない場合等では、以下のような不都合が発生するおそれがある。

すなわち、バルブ特性の変更途中にエンジンストールが発生した場合には、そのエンジンストールの発生によって機関回転速度が低下していく過程においても可変動弁機構の駆動は継続される。また、遅延制御が終了した時点でバルブ特性が目標とするバルブ特性に変更されていない場合には、機関停止指令に基づく機関停止によって機関回転速度が低下していく過程においても可変動弁機構の駆動は継続される。

ここで、上述したような機関回転速度の低下過程では、同機関回転速度が通常運転時における最低回転速度（例えばアイドル回転速度）よりも低い回転速度になっている。こうした低回転速度域において可変動弁機構が駆動される場合には、通常の機関運転時に可変動弁機構が駆動される場合と比較して、当該可変動弁機構の動作速度は遅くなり、この動作速度の低下が上記の動作異常検出によって検出されてしまうおそれがある。すなわち、上述したような低機関回転速度域において可変動弁機構が駆動されていると、同可変動弁機構自体には異常が生じていないにもかかわらず、上記動作異常検出によって当該可変動弁機構に動作異常ありと誤検出されてしまうおそれがある。

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、可変動弁機構の動作速度に基づいてその動作異常を検出する異常検出装置において、低機関回転速度域における誤検出の発生を抑えることのできる可変動弁機構の異常検出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、機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構の動作異常を当該可変動弁機構の動作速度に基づいて検出する異常検出装置において、予め設定された機関回転速度以下では、前記動作異常の検出を中止することをその要旨とする。

可変動弁機構の動作異常は、当該可変動弁機構の動作速度に基づいて検出することが可能である。しかし、機関回転速度が過度に低い低機関回転速度域では、カムシャフトのカムや機関バルブ用のスプリングからの反力によってその動作速度は遅くなることがある。従って、こうした低機関回転速度域において上記異常検出を行うと、可変動弁機構に動作異常が生じていないにもかかわらず、動作異常ありと誤判定されてしまうおそれがある。この点、同構成では、そうした低機関回転速度域での誤検出を抑えるべく、予め設定された機関回転速度以下では上記動作異常の検出を中止するようにしている。そのため、可変動弁機構の動作速度に基づいてその動作異常を検出する異常検出装置において、低機関回転速度域における誤検出の発生を抑えることができるようになる。なお、同構成において、予め設定された上記機関回転速度としては、可変動弁機構に動作異常が生じていないにもかかわらず動作異常ありと判定されてしまう程度に、上記反力等に起因して当該可変動弁機構の動作速度が低下する機関回転速度を設定することが望ましい。

なお、可変動弁機構の動作に伴って実際のバルブ特性は変化するため、実際のバルブ特性の変化速度は、当該可変動弁機構の動作速度に一致する。そこで、上記異常検出に際しては、請求項２に記載の発明によるように、可変動弁機構の動作に伴う実際のバルブ特性の変化速度に基づいて動作異常の検出を行う、といった構成を採用することができる。

以下、本発明にかかる可変動弁機構の異常検出装置を具体化した一実施形態について、図１〜図５を併せ参照して説明する。
図１は、本実施形態の異常検出装置が適用されたエンジン１にあって、そのシリンダヘッドに設けられた動弁系の構成等を示している。

エンジン１のシリンダヘッド１Ｈには、クランクシャフトに駆動連結された吸気カムシャフト２３（図１において左上方に図示）及び排気カムシャフト２４（図１において右上方に図示）が回転可能に軸支されている。吸気カムシャフト２３には吸気カム２７が設けられており、この吸気カム２７によって吸気バルブ２１は駆動され、燃焼室に開口する吸気ポート６０は開閉される。また、排気カムシャフト２４には排気カム２８が設けられており、この排気カム２８によって排気バルブ２２は駆動され、燃焼室に開口する排気ポート６１が開閉される。

排気カムシャフト２４の下方には、ローラ２６ａを備えるローラロッカアーム２６が配設されており、このローラ２６ａは、上記排気カム２８に当接されている。
ローラロッカアーム２６の一端は、シリンダヘッド１Ｈに固定されたラッシュアジャスタ２９に支持され、もう一端は、排気バルブ２２上端のタペット２２ａに当接されている。このローラロッカアーム２６のタペット２２ａ側の端部（タペット側端部２６ｔ）は、排気バルブ２２のバルブスプリング２２ｂによって付勢されている。これにより、ローラ２６ａは、排気カム２８に常時当接される。

排気バルブ２２は、上記ローラロッカアーム２６を介して排気カム２８の押圧を受け、常に一定のバルブリフト量で開閉駆動される。
一方、吸気バルブ２１側においては、上記吸気カム２７とローラロッカアーム２５との間に、吸気バルブ２１のバルブ特性を変更する機構であって、吸気カムシャフト２３からのバルブ駆動力を吸気バルブ２１に伝達するとともにそのバルブ特性を変更する可変動弁機構４が介設されている。

ローラロッカアーム２５の一端は、シリンダヘッド１Ｈに固定されたラッシュアジャスタ２９に支持され、もう一端は、吸気バルブ２１上端のタペット２１ａに当接されている。このローラロッカアーム２５のタペット２１ａ側の端部（タペット側端部２５ｔ）は、吸気バルブ２１のバルブスプリング２１ｂによって付勢されている。

吸気バルブ２１には、ローラロッカアーム２５に加え、可変動弁機構４を介して吸気カム２７の押圧力が伝達される。
可変動弁機構４は、シリンダヘッド１Ｈに固定された支持パイプ４１、吸気カムシャフト２３からのバルブ駆動力が入力される入力部４２、及び同入力部４２に入力されたバルブ駆動力を吸気バルブ２１に伝達する出力部として構成される揺動カム４３等を備えている。

入力部４２及び揺動カム４３は、支持パイプ４１上に同支持パイプ４１の軸心を中心として揺動可能に配設された円筒状のハウジング４２ａ、４３ａをそれぞれ備えている。なお、この可変動弁機構４では、エンジン１の気筒に設けられた２つの吸気バルブ２１に対応して、１つの入力部４２と２つの揺動カム４３とが対になって設けられている。

入力部４２のハウジング４２ａには、入力アーム４２ｂが径方向に突出形成されている。
入力アーム４２ｂの先端部には、吸気カム２７に当接されるローラ４２ｃが回転可能に軸支されている。また、入力アーム４２ｂの先端部は、圧縮状態で配設されたばね４４によって、ローラ４２ｃが吸気カム２７へ押しつけられるように付勢されている。

揺動カム４３のハウジング４３ａには、出力アーム４３ｂがその径方向に突出形成されている。この出力アーム４３ｂの一面は、凹状に湾曲するカム面４３ｃとなっている。
カム面４３ｃは、ハウジング４３ａのベース円部分、即ち出力アーム４３ｂが突出形成された部分以外のハウジング４３ａの外周面に連続して滑らかに接続されており、カム面４３ｃ及びハウジング４３ａのベース円部分は、ローラロッカアーム２５のローラ２５ａに当接されている。

図２に、可変動弁機構４の斜視断面構造を示す。
可変動弁機構４には、入力部４２を間に挟んで２つの揺動カム４３が配設されている。
入力部４２及び揺動カム４３の各ハウジング４２ａ、４３ａは、それぞれ中空円筒形状に形成されており、それらの内部には支持パイプ４１が挿通されている。

入力部４２のハウジング４２ａ内周には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４２ｄが形成されている。一方、揺動カム４３のハウジング４３ａ内周には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４３ｄが形成されている。

入力部４２及び２つの揺動カム４３の各ハウジング４２ａ、４３ａによって形成される一連の内部空間には、スライダギア４５が配設されている。このスライダギア４５は、略中空円柱状に形成されており、支持パイプ４１上に、同支持パイプ４１の軸方向に往復動可能、且つその軸回りに相対回動可能に外嵌されている。

スライダギア４５の軸方向中央部の外周面には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４５ａが形成されている。このヘリカルスプライン４５ａは、入力部４２のハウジング４２ａ内周に形成されたヘリカルスプライン４２ｄに噛み合わされている。一方、スライダギア４５の軸方向両端部の外周面には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン４５ｂがそれぞれ形成されている。このヘリカルスプライン４５ｂは、揺動カム４３のハウジング４３ａ内周に形成されたヘリカルスプライン４３ｄに噛み合わされている。

スライダギア４５外周のヘリカルスプライン４５ａと各ヘリカルスプライン４５ｂとの間には、これらヘリカルスプライン４５ａ、４５ｂに比して小さい外径に形成された小径部４５ｃがそれぞれ形成されている。

支持パイプ４１の内部には、その軸方向へ摺動可能に挿通されたコントロールシャフト４６が設けられている。このコントロールシャフト４６は、支持パイプ４１内を軸方向（矢印Ｒや矢印Ｌの方向）に往復動することが可能となっている。また、このコントロールシャフト４６と上記スライダギア４５とは、適宜の係止部材にて係合されており、これにより、支持パイプ４１に対するスライダギア４５の回動を許容しつつも、同コントロールシャフト４６の軸方向への往復動に応じてスライダギア４５を軸方向に移動させることができるようになっている。

コントロールシャフト４６の末端には、可変動弁機構４を動作させる駆動部５が接続されている。この駆動部５は、電動モータ４７と、電動モータ４７の回転運動を直線運動に変換する変換機構４８から構成されており、その変換された直線運動がコントロールシャフト４６に伝達される。また、電動モータ４７には、その回転量を検出するための信号を出力する回転角センサ９１が設けられており、コントロールシャフト４６を可動端まで移動させたときに学習される出力軸の基準位置と、その基準位置からの出力軸の回転量とに基づいてコントロールシャフト４６の位置（以下、ストローク位置という）が検出される。

以上のように構成される可変動弁機構４では、電動モータ４７の駆動によってコントロールシャフト４６が軸方向に移動されると、この移動に伴ってスライダギア４５も軸方向に移動される。ここで、入力部４２及び揺動カム４３とスライダギア４５とはそれぞれヘリカルスプラインにて噛み合わされているため、このようにスライダギア４５が軸方向に移動されると、支持パイプ４１の軸心回りにおける入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位相が変更される。そしてこの相対位相の変更によって、ローラロッカアーム２５の揺動態様が変更され、これにより吸気バルブ２１の最大リフト量ＶＬ、及び吸気バルブ２１の開弁期間に相当する作用角ＩＮＣＡＭは、図３に示すごとく、連続的に可変とされる。

より具体的には、コントロールシャフト４６が、先の図２に示す矢印Ｒの方向に移動されるにつれて入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位相は大きくなり、これによりローラロッカアーム２５の揺動も大きくなって、最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭは大きくなる。逆に、コントロールシャフト４６が、図２に示す矢印Ｌの方向に移動されるにつれて入力アーム４２ｂと出力アーム４３ｂとの相対位相は小さくなり、これによりローラロッカアーム２５の揺動も小さくなって、最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭは小さくなる。

なお、上記可変動弁機構４の揺動カム４３にはバルブスプリング２１ｂからの反力が作用し、入力部４２には吸気カム２７からの反力が作用する。そして、これら反力はヘリカルスプラインを介してスライダギア４５に伝達される。このスライダギア４５に伝達された反力は、ヘリカルスプラインのねじれ角に応じてコントロールシャフト４６を軸方向に付勢する付勢力、より具体的には先の図２に示した矢印Ｌの方向にコントロールシャフト４６を付勢する付勢力となる。従って、同図２に示した矢印Ｒの方向にコントロールシャフト４６を移動させる場合、すなわち最大リフト量ＶＬや作用角ＩＮＣＡＭが大きくなる方向にコントロールシャフト４６を移動させる場合には、その付勢力に打ち勝つだけのトルクが必要になるため、電動モータ４７の電力消費量は増大し、バッテリへの負担も無視できないものになる。そこで、本実施形態では、オルタネータによる発電が行われているときに限り、換言すればエンジン１の出力を利用して発電することが可能な機関運転中に限り、電動モータ４７を駆動させるようにしている。

エンジン１には、上記回転角センサ９１の他にも、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。
例えば、吸気ポート６０の吸気上流側に接続される吸気通路には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ９２が設けられている。クランクシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転角度、すなわちクランク角を検出するクランク角センサ９３が設けられており、その検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。また、アクセルペダルには、その踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセルセンサ９４が設けられている。

エンジン１の各種制御は電子制御装置７によって行われる。この電子制御装置７は、エンジン制御にかかる演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）、エンジン制御に必要なプログラムや各種の情報を記憶するためのメモリ、外部との信号の入出力を行うための入力ポート及び出力ポートを備えている。この入力ポートには上記各種センサの信号が入力される。また、出力ポートには、燃料噴射弁や点火プラグ、上記電動モータ４７等を駆動するための駆動回路が接続されている。

電子制御装置７は、吸気バルブ２１のバルブ特性が機関運転状態に応じた特性になるように可変動弁機構４の動作を制御する。すなわち、燃焼室に導入される吸入空気量が機関運転状態に応じた適切な量となるように、アクセル操作量ＡＣＣＰ及び機関回転速度ＮＥ等といった機関運転状態に基づいて目標吸入空気量ＧＡｐを設定し、その設定された目標吸入空気量ＧＡｐが得られるように目標最大リフト量ＶＬｐを算出する。そして、目標最大リフト量ＶＬｐに対応したストローク位置Ｓである目標ストローク位置Ｓｐを算出し、実際のストローク位置Ｓが目標ストローク位置Ｓｐと一致するように電動モータ４７の回転量を制御する。ちなみに、本実施形態における可変動弁機構４では、最大リフト量ＶＬと作用角ＩＮＣＡＭとが同期して変化する。従って、目標吸入空気量ＧＡｐに対応した目標作用角ＩＮＣＡＭｐを算出し、この目標作用角ＩＮＣＡＭｐに対応した目標ストローク位置Ｓｐを算出するようにしてもよい。

ところで、電動モータ４７は、機関出力を利用して駆動されるオルタネータにて発生させた電力で駆動されるため、機関停止がなされると電動モータ４７の駆動も停止され、もって可変動弁機構４の駆動も停止される。従って、機関停止がなされた後のバルブ特性は、機関停止直前でのバルブ特性、すなわち機関運転中に設定されたバルブ特性になっており、必ずしも機関始動に適した特性になっているとは限らない。そのため、場合によっては、次回の機関始動時における始動性等が低下してしまうおそれがある。

そこで本実施形態では、機関停止要求がなされてから実際に機関停止が実行されるまでの時間を遅延させる遅延制御を行うようにしている。そして、この遅延制御の開始後に、すなわち電力の発電がなされているうちに可変動弁機構４を駆動して、バルブ特性（最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭ）を予め設定された機関始動時用の特性に変更するようにしている。

図４は、上記遅延制御の処理手順を示している。この遅延処理は、電子制御装置７により所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、機関停止要求があるか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、運転者によって操作されるイグニッションスイッチがオフ状態にされた場合に肯定判定される。そして、機関停止要求がない場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、機関停止要求がある場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、機関停止要求がなされてから所定時間ＲＴが経過しているか否かが判定される（Ｓ１１０）。なお、所定時間ＲＴとしては、機関停止要求がなされた時点での作用角ＩＮＣＡＭを機関始動時用の作用角に変更するために必要とされる可変動弁機構４の駆動時間が予め設定されている。

そして、所定時間ＲＴが未だ経過していない場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、上記遅延制御が実行される。すなわち、機関停止要求がなされていても、機関運転が継続して行われる。そして、この遅延制御の実行中に可変動弁機構４が駆動されて、吸気バルブ２１のバルブ特性（最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭ）は予め設定された機関始動時用の特性、例えばアイドル運転に対応した作用角よりも大きい作用角に変更される。

一方、所定時間ＲＴが経過している場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、吸気バルブ２１のバルブ特性を予め設定された機関始動時用の特性に変更する処理が完了したと判断され、エンジン１は停止される（Ｓ１３０）。ここでは、遅延制御を終了させるために機関停止指令が出力され、この指令に基づいて燃料噴射及び燃料点火が中止される。そして、本処理は一旦終了される。

こうした遅延制御を実行し、その制御中に吸気バルブ２１のバルブ特性を機関始動時用の特性に変更しておくことにより、次回の機関始動時における機関の始動性が適切に確保される。

他方、上記可変動弁機構４の可動部に異物がかみ込んだり、電動モータ４７に駆動異常が生じるなどして当該可変動弁機構４に動作異常が生じると、バルブ特性を適切に変更することが困難になったり、可動部や電動モータ４７等が破損したりするおそれがあるため、そうした動作異常は早期に検出することが望ましい。この点、可変動弁機構４に上述したような動作異常が生じると、バルブ特性の変更過程において当該可変動弁機構４の動作速度は遅くなるため、本実施形態では、そうした動作速度に基づいて可変動弁機構４の動作異常を検出するようにしている。なお、可変動弁機構４の動作に伴って実際のバルブ特性（最大リフト量ＶＬや作用角ＩＮＣＡＭ）は変化するため、実際のバルブ特性の変化速度は、当該可変動弁機構４の動作速度に一致する。そのため、可変動弁機構４の動作速度に基づく上記異常検出に際しては、実際のバルブ特性の変化速度に基づいて動作異常の検出を行うようにしている。より具体的には、バルブ特性の変更中にあって、目標作用角ＩＮＣＡＭｐと実際の作用角ＩＮＣＡＭとの偏差ΔＩＮＣＡＭを算出し、予め設定された時間内における偏差ΔＩＮＣＡＭの変化量が小さい場合には、可変動弁機構４に動作異常ありと判定するようにしている。

ところで、上記の動作異常検出を行う場合にあって、バルブ特性の変更途中にエンジンストールが発生した場合や、上記遅延制御が終了した時点でバルブ特性が目標とするバルブ特性に変更されていない場合等では、以下のような不都合が発生するおそれがある。

すなわち、バルブ特性の変更途中にエンジンストールが発生した場合には、そのエンジンストールの発生によって機関回転速度が低下していく過程においても可変動弁機構４の駆動は継続される。また、遅延制御が終了した時点でバルブ特性が目標とするバルブ特性に変更されていない場合には、機関停止指令に基づく機関停止によって機関回転速度が低下していく過程においても可変動弁機構４の駆動は継続される。

ここで、上述したようにコントロールシャフト４６には、バルブスプリング２１ｂや吸気カム２７からの反力に起因した付勢力が作用し、この付勢力は、吸気バルブ２１が開弁されているときや、入力部４２のローラ４２ｃが吸気カム２７のカム面に当接しているときに増大する。そのため、吸気カムシャフト２３の回転速度が低くなるほど、換言すれば機関回転速度が低くなるほど、その付勢力が増大している時間は長くなり、もって可変動弁機構４の動作速度も遅くなる傾向にある。従って、上述した機関回転速度の低下過程、すなわち機関回転速度が通常運転時における最低回転速度（例えばアイドル回転速度）よりも低い回転速度になっている状態で可変動弁機構４が駆動される場合には、通常の機関運転時に駆動される場合と比較して、当該可変動弁機構４の動作速度は遅くなる。そして、この動作速度の低下が上記の動作異常検出によって検出されてしまうおそれがある。このように機関回転速度が低機関回転速度域にある状態で可変動弁機構４が駆動されていると、同可変動弁機構４自体には異常が生じていないにもかかわらず、上記動作異常検出によって当該可変動弁機構４に動作異常ありと誤検出されてしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、以下に説明する動作異常検出処理を実行して、そうした不都合の発生を抑えるようにしている。
図５に、その動作異常検出にかかる処理手順を示す。なお、本処理は、電子制御装置７によって所定期間毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されるとまず、機関回転速度ＮＥが読み込まれ（Ｓ２００）、この読み込まれた機関回転速度ＮＥが速度判定値Ａ以下であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この速度判定値Ａには、機関回転速度の低下に伴う上記反力の増大によって可変動弁機構４の動作速度が低下し、これにより当該可変動弁機構４に動作異常ありと判定されてしまう可能性のある回転速度域での最高回転速度（例えば２００〜３００ｒ／ｍｉｎ程度）が設定されている。

そして、機関回転速度ＮＥが速度判定値Ａ以下である場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、本処理は一旦終了される。
一方、機関回転速度ＮＥが速度判定値Ａを越えている場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、可変動弁機構４が駆動されているか否かを判定するために、目標作用角ＩＮＣＡＭｐが変化したか否かが判定される（Ｓ２２０）。そして、目標作用角ＩＮＣＡＭｐが変化していない場合には（Ｓ２２０：ＮＯ）、可変動弁機構４の動作速度に基づく動作異常検出を行うことはできないため、本処理は一旦終了される。

他方、目標作用角ＩＮＣＡＭｐが変化している場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、現在、可変動弁機構４が駆動されており、その動作速度に基づいた動作異常検出が可能であるため、引き続きステップＳ２３０以降の処理が行われる。

まず、ステップＳ２３０では、上記偏差ΔＩＮＣＡＭの変化量ＩＮＣＡＭｃが読み込まれる。これら偏差ΔＩＮＣＡＭや変化量ＩＮＣＡＭｃは、別の処理にて算出されている値であって、偏差ΔＩＮＣＡＭは、目標作用角ＩＮＣＡＭｐと実際の作用角ＩＮＣＡＭとの偏差についてその絶対値を示す値である。また、変化量ＩＮＣＡＭｃは、予め設定された時間内における偏差ΔＩＮＣＡＭの変化量についてその絶対値を示す値であり、ある時刻（ｔ−１）における偏差ΔＩＮＣＡＭの値と、その時刻（ｔ−１）から予め設定された時間が経過した時刻ｔにおける偏差ΔＩＮＣＡＭの値との差についてその絶対値を求めた値である。

そして、この読み込まれた変化量ＩＮＣＡＭｃが異常判定値α以下であるか否かが判定される（Ｓ２４０）。この異常判定値αには、可変動弁機構４が正常に動作している場合に得られる変化量ＩＮＣＡＭｃの最小値よりも小さい値が設定されている。

このステップＳ２４０において、変化量ＩＮＣＡＭｃが異常判定値α以下である旨判定される場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、偏差ΔＩＮＣＡＭの変化量が過度に少なくなっており、これは可変動弁機構４の動作速度が正常動作時と比較して低下しているためであると判断される。従ってこの場合には、可変動弁機構４に動作異常ありと判定され（Ｓ２５０）、本処理は一旦終了される。

一方、ステップＳ２４０において、変化量ＩＮＣＡＭｃが異常判定値αを越えている旨判定される場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、偏差ΔＩＮＣＡＭの変化量は十分に得られており、可変動弁機構４は正常に動作していると判断される。従ってこの場合には、可変動弁機構４に動作異常ありと判定されることなく、本処理は一旦終了される。

このように本実施形態では、可変動弁機構４の動作速度に応じて変化する上記変化量ＩＮＣＡＭｃに基づいて当該可変動弁機構４の動作異常を検出するようにしている。しかし、機関回転速度ＮＥが上記速度判定値Ａ以下となっている場合には、可変動弁機構４に動作異常が生じているか否かを判定するための処理（上記ステップＳ２２０〜ステップＳ２５０の処理）についてその実行を中止するようにしている。

従って、バルブ特性の変更途中にエンジンストールが発生した場合や、上記遅延制御が終了した時点でバルブ特性が目標とするバルブ特性に変更されていない場合等のように、機関回転速度が低機関回転速度域にある状態で可変動弁機構４が駆動される場合には、当該可変動弁機構４の動作異常検出は中止される。そのため、低機関回転速度域において、バルブスプリング２１ｂや吸気カム２７からの反力が増大し、これにより可変動弁機構４の動作速度が遅くなってしまうことにより、当該可変動弁機構４自体には異常が生じていないにもかかわらず、動作異常ありと誤検出されてしまうといった不都合の発生を適切に抑えることができるようになる。

なお、上記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。
・上記動作異常検出処理では、目標作用角ＩＮＣＡＭｐと実際の作用角ＩＮＣＡＭとの偏差に関する変化量ＩＮＣＡＭｃに基づき、可変動弁機構４の動作異常判定を行うようにした。この他、バルブ特性の変化速度と相関関係にある値、例えば所定時間内における実際の作用角ＩＮＣＡＭの変化量や、実際の作用角ＩＮＣＡＭが目標作用角ＩＮＣＡＭｐに到達するまでの時間等に基づいて可変動弁機構４の動作異常判定を行うようにしてもよい。また、同動作異常検出処理では、作用角に関する変化量ＩＮＣＡＭｃを算出するようにしたが、最大リフト量に関する変化量を同様な態様で算出し、その算出された変化量に基づいて可変動弁機構４の動作異常判定を行うようにしてもよい。また、所定時間内における実際の最大リフト量ＶＬの変化量や、実際の最大リフト量ＶＬが目標最大リフト量ＶＬｐに到達するまでの時間等に基づいて可変動弁機構４の動作異常判定を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、可変動弁機構４の動作異常検出を行うに際し、バルブ特性の変化速度を用いるようにしたが、可変動弁機構４の動作速度と相関関係にある他のパラメータを用いるようにしてもよい。また、可変動弁機構４の動作速度自体、例えばコントロールシャフト４６の移動速度（ストローク位置Ｓの変化速度）や、電動モータ４７の回転速度等に基づいて当該可変動弁機構４の動作異常検出を行うようにしてもよい。

・上記遅延制御は、イグニッションスイッチがオフ状態にされた場合に実行されるものであった。この他、アイドル運転時などに自動的に機関停止がなされる内燃機関において、電子制御装置により自動停止要求がなされたときに上記遅延制御を実施するものであってもよい。

・排気バルブ２２に上記可変動弁機構４を備える内燃機関や、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２に上記可変動弁機構４を備える内燃機関にも、本発明は同様な原理を用いて適用することができる。

・本発明の適用対象となる可変動弁機構は、上記実施形態で説明した可変動弁機構４に限定されるものではなく、上述した低機関回転速度においてその動作速度が低下する可変動弁機構であれば、同様に適用することができる。

・上記遅延制御を行わない内燃機関に設けられた可変動弁機構についてその動作異常を検出する装置にも、本発明は同様に適用することができる。

本発明にかかる可変動弁機構の異常検出装置を具体化した一実施形態について、これが適用されるエンジンのシリンダヘッドに設けられた動弁系の構成等を示す模式図。 同実施形態の可変動弁機構の構造を示す斜視断面図。 同実施形態の可変動弁機構による最大リフト量及び作用角の可変設定態様を示す模式図。 同実施形態における遅延処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における動作異常検出処理の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジン、１Ｈ…シリンダヘッド、４…可変動弁機構、５…駆動部、７…電子制御装置、２１…吸気バルブ、２１ａ…タペット、２１ｂ…バルブスプリング、２２…排気バルブ、２２ａ…タペット、２２ｂ…バルブスプリング、２３…吸気カムシャフト、２４…排気カムシャフト、２５…ローラロッカアーム、２５ａ…ローラ、２６…ローラロッカアーム、２６ａ…ローラ、２７…吸気カム、２８…排気カム、２９…ラッシュアジャスタ、４１…支持パイプ、４２…入力部、４２ａ…ハウジング、４２ｂ…入力アーム、４２ｃ…ローラ、４２ｄ…ヘリカルスプライン、４３…揺動カム、４３ａ…ハウジング、４３ｂ…出力アーム、４３ｃ…カム面、４３ｄ…ヘリカルスプライン、４４…ばね、４５…スライダギア、４５ａ、４５ｂ…ヘリカルスプライン、４５ｃ…小径部、４６…コントロールシャフト、４７…電動モータ、４８…変換機構、６０…吸気ポート、６１…排気ポート、９１…回転角センサ、９２…吸入空気量センサ、９３…クランク角センサ、９４…アクセルセンサ。

Claims (2)

1. 機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構の動作異常を当該可変動弁機構の動作速度に基づいて検出する装置において、
   予め設定された機関回転速度以下では、前記動作異常の検出を中止する
   ことを特徴とする可変動弁機構の異常検出装置。
2. 前記可変動弁機構の動作に伴う実際のバルブ特性の変化速度に基づいて前記動作異常の検出を行う
   請求項１に記載の可変動弁機構の異常検出装置。

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