JP2008291766A - バルブタイミング可変機構の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関にバルブリフト可変機構と併せて設けられるバルブタイミング可変機構において、油切れ判定カウント処理の再開不能に関係して同機構の異常有りの旨の判断を行えなくなることを回避する。
【解決手段】油切れ判定カウント処理の実行（再開）の待機を開始するとき、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となるようバルブリフト可変機構１４が強制駆動される。このように吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値にされたときには、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となる。従って、この運転状態とならないことに起因して油切れ判定カウント処理の実行を待機した状態が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなることは回避され、ひいては異常判断処理にてバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断が行われなくなることも回避される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バルブタイミング可変機構の異常診断装置に関するものである。

自動車用エンジン等の内燃機関においては、機関出力の向上等を目的に、吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構として同吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構を設けたものが知られている。こうしたバルブタイミング可変機構は、油圧駆動を通じて内燃機関のクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対回転位相を変更し、それによって吸気バルブのバルブタイミングを可変とするものである。なお、吸気バルブのバルブタイミング制御に関しては、同バルブの実バルブタイミングが機関運転状態に応じて設定された目標バルブタイミングとなるよう、バルブタイミング可変機構を油圧駆動することによって実現される。

可変動弁機構としてバルブタイミング可変機構のみを設けた内燃機関では、アイドル運転などの低負荷運転時には吸気バルブのバルブタイミングが最遅角状態とされる。これは、低負荷運転時のバルブオーバラップを小とし、内燃機関の燃焼室内の排気が吸気通路側に吹き返されることを抑制することで、低負荷運転時の燃焼安定性向上、ひいては燃費改善を図るためである。また、内燃機関の中負荷運転時及び高負荷運転時には、吸気バルブのバルブタイミングが排気エミッション改善、燃費改善、及び機関出力向上を図るうえで最適なタイミングとなるよう、同バルブタイミングが最遅角状態よりも進角側の範囲内で機関運転状態に応じて可変とされる。

吸気バルブのバルブタイミング制御に用いられる上記実バルブタイミング及び上記目標バルブタイミングは、バルブタイミング可変機構での異常の有無を判断する異常診断にも用いられる。詳しくは、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに近づくようバルブタイミング可変機構を駆動している状態にあって、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差（両者の差の絶対値）が予め定められた判定値以上であることが一定時間以上続くと、そのことに基づきバルブタイミング可変機構が異常である旨判断される。

ただし、このようにバルブタイミング可変機構での異常有りの旨の判断を行うと、同機構に作用する油圧の一時的な低下に起因して実バルブタイミングが目標バルブタイミングから離れ、両者の偏差が判定値以上になって一定期間以上経過したとき、異常有りの旨判断されてしまうことになる。なお、バルブタイミング可変機構に作用する油圧の一時的な低下が生じたときには、吸気バルブをリフトさせるときの反力が吸気カムシャフトに対しその回転方向と逆方向に働き、その反力によってクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対回転位相が遅角する。その結果、吸気バルブの実バルブタイミングが目標バルブタイミングに対し最遅角側へと変化し、その実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が大となる。

上述した油圧の一時的な低下は、自動車のカーブ走行中などバルブタイミング可変機構を駆動するための油圧系のオイルに遠心力が作用し、同機構に対するオイル供給が一時的に遮断される場合などに生じる。このように一時的に低下した油圧は、自動車の走行を停止して内燃機関をアイドル運転状態としたときなど、上記遠心力の作用しない状況下では適正値へと回復することから、上記油圧の一時的な低下に起因して異常有りの旨判断すると、その判断が誤ったものとなる。こうした異常有りの旨の誤判断を抑制するため、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとのずれが油圧の一時的な低下によるものである場合に異常である旨判断しないようにすることが望まれている。

そして、上記油圧の一時的な低下に起因した異常有りの旨の誤判断を回避するため、以下の［１］〜［３］の各処理を実行し、バルブタイミング可変機構での異常の有無を判断することが考えられる。

［１］油切れ判定カウント処理
実バルブタイミングが目標バルブタイミングとなるようバルブタイミング可変機構を油圧駆動しているとき、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上であることが一定時間以上続いたか否かを判断し、肯定であれば油切れカウンタをインクリメントする。また、実バルブタイミングの停止状態が続いていないときには、上記油切れカウンタを初期値にリセットする。従って、油切れカウンタに関しては、上記油圧の低下に伴う実バルブタイミングの最遅角状態での停止継続中であって、かつ実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上となって一定時間が経過したときインクリメントされる。また、上記油圧の低下が解消してバルブタイミング可変機構の油圧駆動が可能になり、実バルブタイミングが最遅角での停止状態から変化するようになると、油切れカウンタは初期値にリセットされる。

［２］待機処理
上記油切れカウンタのインクリメント時に上記［１］の油切れ判定カウント処理を停止し、その後に機関運転状態がアイドル運転状態となり且つ吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となるまで上記［１］の油切れ判定カウント処理の再開を待機する。そして、上記［１］の油切れ判定カウント処理を停止した状態で、内燃機関がアイドル運転状態であり且つ前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となったときには上記［１］の油切れ判定カウント処理を再開する。

［３］異常判断処理
実バルブタイミングの停止状態が続いており、かつ定められた期間中に上記油切れカウンタのカウント値が初期値に対し「２」以上の値である所定値以上増加したことに基づき、バルブタイミング可変機構での異常有りの旨判断する。また、実バルブタイミングの停止状態が続いていないか、あるいは上記カウント値の初期値に対する増加量が上記所定値未満であるときには、同機構での異常有りの旨の判断を行わない。

なお、上記［２］の待機処理において、油切れカウンタのインクリメント時から、機関運転状態がアイドル運転状態となり且つ吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となるまで、上記［１］の油切れ判定カウント処理の再開を待機するのは、次の二つの理由による。

・内燃機関のアイドル運転は、バルブタイミング可変機構に作用する油圧の一時的な低下が解消すると推測される機関運転状態であること。すなわち、アイドル運転が行われるということは、自動車のカーブ走行など上記油圧の一時的な低下が生じる原因となる自動車の走行状態が終了し、同油圧の一時的な低下が解消する機関運転状態となっていることを意味する。

・上記［１］の油切れ判定カウント処理の再開は、そのときの実バルブタイミングと機関運転とが互いに対応している状態で始めないと、上記［１］での実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上であることが一定時間以上続いたか否かの判断に関して、その判断結果が正確なものにならないおそれがある。そして、上記油圧の一時的な低下に起因して、上記［１］での実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上であることが一定時間以上続いた場合、実バルブタイミングが最遅角状態となることから、実バルブタイミングと機関運転とが互いに対応している状態となるのは同機関がアイドル運転に移行したときである。

以上の［１］〜［３］の各処理を実行し、バルブタイミング可変機構での異常の有無を判断することにより、上記油圧の一時的な低下に起因して同機関での異常有りの旨の誤判断が生じることを回避できる。

これは、上記油圧の一時的な低下に起因して上記［１］の油切れ判定カウント処理で油切れカウンタのカウント値がインクリメントされた後、アイドル運転となるまでは上記［２］の待機処理により上記［１］の油切れ判定カウント処理の再開が待機され、同アイドル運転時に上記油圧の一時的な低下が解消されるためである。このように同油圧の一時的な低下が解消されてバルブタイミング可変機構の油圧駆動が可能になると、実バルブタイミングを最遅角状態から進角側に変化させることが可能になる。従って、加速時などアイドル運転以外の機関運転となって目標バルブタイミングが最遅角状態から変化したときには、それに追従して実バルブタイミングが最遅角での停止状態から進角側に変化する。更に、このように実バルブタイミングが変化することで、油切れカウンタが初期値にリセットされることにもなる。こうした実バルブタイミングの変化、及び油切れカウンタのリセットにより、上記［３］の異常判定処理でバルブタイミング可変機構での異常有りの旨判断されることはなくなる。従って、上記油圧の一時的な低下に起因して同機関での異常有りの旨の誤判断が生じることを回避できるようになる。

また、バルブタイミング可変機構を駆動するための油圧系からのオイル漏れなど実際に異常が生じている場合には、上記［２］の待機処理による油切れ判定カウント処理の再開の待機中、内燃機関がアイドル運転に移行しても上記異常は解消しない。このため、上記油切れ判定カウント処理の再開後には、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上であることが一定時間以上続き、油切れカウンタがインクリメントされて同カウンタのカウント値が初期値に対し「２」以上の値である上記所定値以上増加する。また、バルブタイミング可変機構を駆動するための油圧系からのオイル漏れなど実際に異常が生じている場合には、上記アイドル運転によって異常が解消することもないことから実バルブタイミングが停止状態から変化するようになることもない。従って、上記［３］の異常判断処理でバルブタイミング可変機構での異常有りの旨判断されるようになる。

ところで、可変動弁機構の設けられた内燃機関としては、特許文献１に示されるように、上記バルブタイミング可変機構を設けるだけでなく、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を可変とするバルブリフト可変機構を併せて設けたものも知られている。このバルブリフト可変機構は、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を互いに同期した状態で増加側または減少側に変化させるものである。

バルブリフト可変機構に関しては、機関運転状態に応じて以下のように駆動制御される。すなわち、内燃機関の吸入空気量の要求量が最大値となる高負荷運転時には、その吸入空気量に関する要求を満たすべく吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大となるよう駆動される。一方、内燃機関の吸入空気量の要求量が最小となるアイドル運転時などの低負荷運転時には、その吸入空気量に関する要求に応じて吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小とされる。そして、内燃機関の高負荷運転から低負荷運転にかけての吸気バルブにおける最大リフト量及び作動角は、高負荷運転時に最大値とされ、アイドル運転に向けて機関負荷が小となるにつれて最小値に向けて徐々に小さくされる。

ここで、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を最大とすると、吸気バルブの開弁タイミングが早まって吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが大となり、それが機関運転に悪影響を及ぼすおそれがある。また、吸気バルブの最大リフト量及び作動角をアイドル運転時に最小とするときには、吸気バルブの閉弁タイミングが早められて内燃機関のポンピングロス低減が図られるものの、更なるポンピングロス低減を実現するためには吸気バルブの閉弁タイミングを一層早めることが好ましい。

なお、アイドル運転時に吸気バルブの閉弁タイミングを早めることで内燃機関のポンピングロスを低減できるのは、次の理由による。すなわち、アイドル運転時に吸気バルブの最大リフト量及び作動角を最小とし、閉弁タイミングを進角側に変化させると、吸気行程中に吸気バルブの閉弁タイミングを迎えることになる。そして、この状態にあっては、吸気バルブの閉弁タイミングを早めるほど圧縮行程中に燃焼室に存在するガスの量が少なくなり、圧縮行程での燃焼室内の圧力が低くなることから、内燃機関のポンピングロスが低減される。

以上のことから、バルブリフト可変機構の設けられた内燃機関において、その運転状態が高負荷運転とアイドル運転との間で変化する状況下における吸気バルブのリフト特性の理想的な変化は、図９に矢印Ｙ２で示されるような変化ということになる。すなわち、アイドル運転などの低負荷運転から高負荷運転に向けて機関負荷が大となるとき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小値から徐々に大きくなるにつれて、吸気バルブのバルブタイミングを最進角状態から最遅角状態に向けて（図中右に向けて）変化させる。従って、バルブリフト可変機構の設けられた内燃機関では、バルブタイミング可変機構の駆動制御に用いられる目標バルブタイミングが吸気バルブの最大リフト量及び作動角に応じて定められる。より詳しくは、上記目標バルブタイミングに関しては、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小となるときに最進角側の値とされ、その最大リフト量及び作動角が大となるほど遅角側の値とされる。そして、実バルブタイミングが上記目標バルブタイミングとなるようバルブタイミング可変機構を油圧駆動することにより、図９に矢印Ｙ２で示される吸気バルブの理想的なリフト特性の変化が得られるようになる。

なお、特許文献１には、バルブタイミング可変機構の固着等の作動不良が生じたとき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大となるようバルブリフト可変機構を強制駆動することが開示されている。こうした吸気バルブの最大リフト量及び作動角の強制的な最大化は、上記バルブタイミング可変機構の作動不良に起因するトルク不足によって機関運転状態が不安定となることを抑制する意図のもと行われるものである。このように機関運転状態の不安定を抑制できるのは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を最大としたときには、吸気バルブのバルブタイミングの不適正な状態での内燃機関の運転可能領域が、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を小としたときの同運転可能領域よりも広くなることが関係していると推測される。従って、上記特許文献１の技術を適用し、上記［１］〜［３］の各処理を通じてバルブタイミング可変機構での異常有りの旨判断されたとき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を強制的に最大とすることで、同機構での異常に伴うトルク不足によって機関運転状態が不安定となることを抑制可能になる。
特開２００４−２６３５８０公報（段落［０００３］、［０００５］、［００１６］、［００１７］、［００２０］）

ところで、バルブリフト可変機構とバルブタイミング可変機構との両方が設けられた内燃機関では、上記［１］〜［３］の各処理を通じてバルブタイミング可変機構の異常の有無を判断しようとすると、上記［２］の待機処理で油切れ判定カウント処理の再開の待機が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなるという不具合が生じる。

これは、油切れカウンタのインクリメントに伴い上記［１］の油切れ判定カウント処理の再開を待機した状態となった後、内燃機関がアイドル運転状態に移行したとき、バルブリフト可変機構とバルブタイミング可変機構との両方を設けた内燃機関では、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小となることが関係している。このように、上記内燃機関ではアイドル運転時に吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小となることから、同機関におけるアイドル運転は、吸気バルブのバルブタイミングを最進角とすべき運転状態であって、同バルブタイミングを最遅角とすべき運転状態ではない。このため、上記［２］の待機処理で内燃機関がアイドル運転になることという条件は成立するものの、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態であることという条件は成立しないことから、上記油切れ判定カウント処理の再開の待機が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなる。

以上のように、上記［２］の待機処理で油切れ判定カウント処理が再開しなくなると、油切れカウンタの初期値に対する増加量が「１」のままとなって上記［３］異常判断処理にてバルブタイミング可変機構での異常有りの旨の判断が行われなくなる。従って、実際にはバルブタイミング可変機構を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常が生じているにもかかわらず、上記［３］異常判断処理にて同機構での異常有りの旨の判断を行えないという状況が生じるおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関にバルブリフト可変機構と併せて設けられるバルブタイミング可変機構において、油切れ判定カウント処理の再開不能に関係して同機構の異常有りの旨の判断を行えなくなることを回避できるバルブリフト可変機構の異常診断装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関の吸気バルブの実バルブタイミングが機関運転状態に応じて設定される目標バルブタイミングとなるよう油圧駆動されるバルブタイミング可変機構に適用され、前記実バルブタイミングと前記目標バルブタイミングとの差が判定値以上となった状態で一定時間が経過したか否かを判断して肯定であれば油切れカウンタをインクリメントするとともに、前記実バルブタイミングの停止状態が続いていないときには前記油切れカウンタを初期値にリセットする油切れ判定カウント処理と、前記油切れカウンタのインクリメント時に前記油切れ判定カウント処理を停止し、その後に機関運転状態がアイドル運転状態となり且つ前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となるまで同油切れ判定カウント処理の再開を待機し、機関運転状態がアイドル運転状態であり且つ前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となったときに前記油切れ判定カウント処理を再開する待機処理と、前記実バルブタイミングの停止状態が続いており、かつ定められた期間中に前記油切れカウンタのカウント値が初期値に対し「２」以上の値である所定値以上増加したことに基づき前記バルブタイミング可変機構が異常である旨判断し、前記実バルブタイミングの停止状態が続いていないか、あるいは前記カウント値の初期値に対する増加量が前記所定値未満であるときには前記異常である旨の判断を行わない異常判断処理と、を実施するバルブタイミング可変機構の異常診断装置において、前記内燃機関は、高負荷運転から低負荷運転へと移行するにつれて前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角を小さくするよう駆動されるバルブリフト可変機構を備え、その最大リフト量及び作動角が大きくなるほど前記吸気バルブのバルブタイミングを遅角側の値とすべきものであり、前記待機処理は、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機開始時、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値となるよう前記バルブリフト可変機構を強制駆動し、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機終了後、前記バルブリフト可変機構の強制駆動を解除するものであることを要旨とした。

上記構成によれば、待機処理により油切れ判定カウント処理の再開を待機した状態にあっては、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大となるようバルブリフト可変機構が強制駆動される。そして、このときの吸気バルブの最大リフト量及び作動角の最大への変化により、内燃機関が吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となる。この状態にあって内燃機関がアイドル運転状態に移行すると、内燃機関がアイドル運転状態であり且つ吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態になるという条件が成立し、待機状態にあった油切れ判定カウント処理が再開される。従って、待機状態にある油切れ判定カウント処理の再開不能に伴い、油切れカウンタの初期値に対する増加量が「１」のままとなって異常判断処理にてバルブタイミング可変機構での異常有りの旨の判断が行われなくなり、実際には異常が生じているにもかかわらず同異常の有る旨の判断を行えなくなることを回避できる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記待機処理は、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機終了後、機関運転が過渡状態にあるとき前記バルブリフト可変機構の強制駆動を解除するものとした。

バルブリフト可変機構の強制駆動が解除されると、吸気バルブの最大リフト量及び作動角をそのときの機関負荷に適した値とするためのバルブリフト可変機構の駆動制御が開始される。このとき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きく変化し、機関出力の変動が大きくなってショックが生じるおそれがある。しかし、上記構成によれば、バルブリフト可変機構の強制駆動の解除に関しては、内燃機関の出力変動の大きくなる過渡運転状態のもとで行われるため、それによって上述したショックを感じにくくすることができる。

以下、本発明を自動車用エンジンの可変動弁機構に適用した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示されるエンジン１においては、その燃焼室２に吸気通路３を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として各燃焼室２から排気通路８に送り出される。

エンジン１において、燃焼室２と吸気通路３との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室２と排気通路８との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０に関しては、クランクシャフト７の回転が伝達される吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２の回転に伴い開閉動作する。

エンジン１は、吸気バルブ９のバルブ特性を可変とする可変動弁機構として、吸気カムシャフト１１に設けられたバルブタイミング可変機構１３と、吸気カムシャフト１１の吸気バルブ９との間に設けられたバルブリフト可変機構１４とを備えている。このバルブリフト可変機構１４は、電動モータ１５の所定回転角範囲内での回転駆動を通じて、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を図２に示されるように互いに同期して変化させるものである。また、バルブタイミング可変機構１３（図１）は、油圧回路１６を通じて同機構１３に作用する油圧を制御することにより駆動され、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を変更するものである。こうしたバルブタイミング可変機構１３の駆動を通じて、図３に示されるように吸気バルブ９の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ９の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。

ここで、バルブタイミング可変機構１３に作用する油圧を制御する油圧回路１６について、図１を参照して詳しく説明する。
油圧回路１６は、バルブタイミング可変機構１３に接続された進角側油路１７及び遅角側油路１８を備えている。これら油路１７，１８は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１９、並びに、供給通路２０及び排出通路２１を介して、エンジン１のオイルパン２２に繋がっている。上記供給通路２０には、ＯＣＶ１９に向けてオイルを吐出するオイルポンプ２５が設けられている。また、上記ＯＣＶ１９は、互いに逆方向に働くコイルスプリング及び電磁ソレノイドの付勢力によって切換動作し、供給通路２０及び排出通路２１と進角側油路１７及び遅角側油路１８との接続状態を変更するものである。

そして、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて、遅角側油路１８と供給通路２０とが連通するとともに、進角側油路１７と排出通路２１とが連通すると、オイルパン２２内のオイル（作動油）がオイルポンプ２５により遅角側油路１８へ送り出されるとともに、進角側油路１７内にあったオイル（作動油）がオイルパン２２内へ戻される。このとき、バルブタイミング可変機構１３には遅角側油路１８を通じてオイルが供給される。これにより、バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を遅角させるよう油圧により作動される。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミングが遅角側に変化するようになる。

また、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて、遅角側油路１８と排出通路２１とが連通するとともに、進角側油路１７と供給通路２０とが連通する。この場合、オイルパン２２内のオイルがオイルポンプ２５により進角側油路１７に送り出されるとともに、遅角側油路１８内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、バルブタイミング可変機構１３には進角側油路１７を通じてオイルが供給される。これにより、バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を進角させるよう油圧により作動される。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミングが進角側に変化するようになる。

以上のように、吸気バルブ９のバルブタイミングは、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて制御されることとなる。なお、ＯＣＶ１９の切換動作は、デューティ比指令値に応じて電磁ソレノイドの印可電圧を変更することによって行われる。このデューティ比指令値は、例えば「０〜１００％」という範囲で変更される。そして、デューティ比指令値が「０％」に向けて小さくなるほど、遅角側油路１８を通じてバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧が大となるようＯＣＶ１９が切換動作させられ、吸気バルブ９のバルブタイミングを遅角させる力が強くなる。また、上記デューティ比指令値が「１００％」に向けて大きくなるほど、進角側油路１７を通じてバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧が大となるようＯＣＶ１９が切換動作させられ、吸気バルブ９のバルブタイミングを進角させる力が強くなる。

次に、バルブタイミング可変機構１３及びバルブリフト可変機構１４といった可変動弁機構を駆動制御する制御系について説明する。
この制御系には、エンジン１の運転制御など各種制御を行う電子制御装置２６が設けられている。電子制御装置２６は、上記各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置２６の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２７の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ２８。

・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ２９の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ３０。
・吸気通路３を通じて燃焼室２に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ３２。

・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ３４。
・吸気カムシャフト１１の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ３５。

・電動モータ１５の上記所定回転角範囲内での回転角を検出する位置センサ３６。
電子制御装置２６の出力ポートには、電動モータ１５、及びＯＣＶ１９の駆動回路等が接続されている。

そして、電子制御装置２６は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、エンジン回転速度やエンジン負荷（エンジン１の１サイクル当たりに燃焼室２に吸入される空気の量）といったエンジン運転状態を把握する。なお、エンジン回転速度はクランクポジションセンサ３４からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、アクセルポジションセンサ２８、スロットルポジションセンサ３０、及び、エアフローメータ３２等の検出信号に基づき求められるエンジン１の吸入空気量とエンジン回転速度とから算出される。電子制御装置２６は、エンジン負荷やエンジン回転速度といったエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして吸気バルブ９のバルブタイミングの制御、及び吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の制御等が電子制御装置２６を通じて実施される。

ここで、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の制御に関しては、エンジン運転状態に基づき、電動モータ１５によりバルブリフト可変機構１４を駆動することで、以下のように行われる。すなわち、エンジン１の吸入空気量の要求量が最大値となる高負荷運転時には、その吸入空気量に関する要求を満たすべく吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大となるようにされる。一方、エンジン１の吸入空気量の要求量が最小となるアイドル運転時などの低負荷運転時には、その吸入空気量に関する要求に応じて吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最小とされる。従って、エンジン１の高負荷運転から低負荷運転にかけての吸気バルブ９における最大リフト量及び作動角は、高負荷運転時に最大値とされ、アイドル運転に向けてエンジン負荷が小となるにつれて最小値に向けて徐々に小さくされる。

また、吸気バルブ９のバルブタイミングの制御に関しては、上記吸気バルブ９の理想的なリフト特性の変化（図９の矢印Ｙ２）が得られるよう、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を考慮したバルブタイミング可変機構１３の油圧駆動を通じて行われる。これにより、吸気バルブ９のバルブタイミングは、アイドル運転など低負荷運転時であって吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の最小時には最進角の値とされ、エンジン負荷の増大に伴い上記最大リフト量及び作動角を大きくするにつれて遅角側の値とされる。こうした吸気バルブのバルブタイミング制御は、同バルブ９の実バルブタイミングＶＴがエンジン運転状態に応じて設定された目標バルブタイミングＶＴｔとなるよう、バルブタイミング可変機構１３を油圧駆動することにより実現される。

なお、目標バルブタイミングＶＴｔは、アイドル運転など低負荷運転時であって吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を最小としているときには最も進角側の値とされ、エンジン負荷の増大に伴い上記最大リフト量及び作動角を大きくするにつれて遅角側の値となるよう算出される。従って、目標バルブタイミングＶＴｔは、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を最小とするよう要求されているときには最進角側の値とされ、その要求される最大リフト量及び作動角を大きくするほど最遅角寄りの値とされることとなる。また、上記実バルブタイミングＶＴは、クランクポジションセンサ３４及びカムポジションセンサ３５からの信号に基づき求められる。

実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔとするためのバルブタイミング可変機構１３の油圧駆動は、ＯＣＶ１９の電磁ソレノイドに対する印可電圧のデューティ比を上述したデューティ比指令値とすることによって行われる。このデューティ比指令値は、次の式「デューティ比指令値Ｄ＝フィードバック補正項Ｐ＋保持デューティ学習値Ｈ …（１）」を用いて算出される。

上記式（１）のフィードバック補正項Ｐは、吸気バルブ９の実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御するフィードバック制御に用いられる値であって、その実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴｔに近づくよう両者の乖離状態に基づき増減される。すなわち、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴｔよりも進角側である場合には、フィードバック補正項Ｐが減少されてデューティ比指令値Ｄが小さくされる。このようにデューティ比指令値Ｄを小さくすることで、実バルブタイミングＶＴが遅角されて目標バルブタイミングＶＴｔに近づけられる。一方、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴｔよりも遅角側である場合には、フィードバック補正項Ｐが増加されてデューティ比指令値Ｄが大きくされる。このようにデューティ比指令値Ｄを大きくすることで、実バルブタイミングＶＴが進角されて目標バルブタイミングＶＴｔに近づけられる。

上記式（１）の保持デューティ学習値Ｈは、吸気バルブ９の実バルブタイミングＶＴを一定に保持するために必要な理論上のデューティ比指令値Ｄとして学習される値であって、式（１）で求められるデューティ比指令値Ｄをフィードバック補正項Ｐの増減に併せて増減させる際の中心値となるものである。この保持デューティ学習値Ｈは、所定の学習タイミング毎に、次の式「今回の保持デューティ学習値Ｈ＝前回の保持デューティ学習値Ｈ＋更新量Ｋ …（２）」を用いて求められる。

この式（２）の更新量Ｋは、保持デューティ学習値Ｈの学習タイミング毎に、実バルブタイミングＶＴに徐変処理を施した値ＶＴsmと目標バルブタイミングＶＴｔに徐変処理を施した値ＶＴｔsmとに基づき増減されるものである。より詳しくは、値ＶＴsmが値ＶＴｔsmよりも所定値以上進角側の値であれば、更新量Ｋが一定量（例えば０．１％）減少される。これにより、式（２）に基づき求められる今回の保持デューティ学習値Ｈは、前回の保持デューティ学習値Ｈと比較して「０％」寄りの値になる。また、値ＶＴsmが値ＶＴｔsmよりも所定値以上遅角側の値であれば、更新量Ｋが一定量（例えば０．１％）増加される。これにより、式（２）に基づき求められる今回の保持デューティ学習値Ｈは、前回の保持デューティ学習値Ｈと比較して「１００％」寄りの値になる。

式（２）を用いて求められた今回の保持デューティ学習値Ｈに対しては、その値が急激に大きい値または小さい値とならないよう、前回の保持デューティ学習値Ｈから求められる上限ガード値及び下限ガード値を用いてのガード処理が施される。より詳しくは、前回の保持デューティ学習値Ｈに徐変処理を施した値に対し、所定の余裕代を加算した値を上限ガード値Ｈｕとし、その所定の余裕代を減算した値を下限ガード値Ｈｄとする。そして、式（１）を用いて求められた今回の保持デューティ学習値Ｈが上限ガード値Ｈｕよりも大きい場合には、同上限ガード値Ｈｕを新たに今回の保持デューティ学習値Ｈとして設定する。また、式（１）を用いて求められた今回の保持デューティ学習値Ｈが上限ガード値Ｈｕよりも大きい場合には、同下限ガード値Ｈｄを新たに今回の保持デューティ学習値Ｈとして設定する。以上により、今回の保持デューティ学習値Ｈが上限ガード値Ｈｕ及び下限ガード値Ｈｄを用いてガードされる。

次に、バルブタイミング可変機構１３での異常の有無を判断する異常診断について説明する。
この異常診断は、バルブタイミング可変機構１３に作用する油圧の一時的な低下起因した異常有りの旨の誤判断を回避するため、［背景技術］の欄にて概要を述べた［１］油切れ判定カウント処理、［２］待機処理、及び［３］異常判断処理を実行し、同機構１３での異常の有無を判断するものである。以下、図４〜図６を参照しつつ上記［１］〜［３］の各処理の詳細について述べる。

［１］油切れ判定カウント処理
図４は、油切れ判定カウント処理ルーチンを示すフローチャートである。この油切れ判定カウント処理ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まず油切れ判定カウント処理の実行を待機状態とするか否かを判断するための待機フラグＦが、「０（待機なし）」であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで待機フラグＦが「１（待機あり）」である場合には、続くステップＳ１０２以降の処理がスキップされ、それによって油切れ判定カウント処理の実行が待機状態とされる。一方、待機フラグＦが「０（待機なし）」であれば、ステップＳ１０２以降の処理が実行され、油切れ判定カウント処理の待機状態が終了される。

ステップＳ１０２以降の一連の処理としては、まず実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御するためのフィードバック制御の実行中であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。そして、上記フィードバック制御の実行中であることを条件に、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差（両者の差の絶対値）が判定値ａ以上となった状態で一定時間（例えば５秒）が経過したか否かが判断される（Ｓ１０３）。なお、上記判定値ａは、バルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常に起因して上記偏差が大となったとき、その偏差の増大を的確に判別することの可能な大きさに設定されている。そして、ステップＳ１０３にて、上記偏差が判定値ａ以上となった状態で一定時間が経過した旨判断されると、油切れカウンタＣがインクリメントされて同カウンタＣのカウント値が初期値「０」から「１」だけ増加する（Ｓ１０４）。

なお、上記偏差の増大に関しては、自動車のカーブ走行時などバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧の一時的に低下する状況のもとで生じる可能性もある。この場合であれ、上記オイル漏れに起因して上記偏差が増大する場合であれ、いずれにしても吸気バルブ９をリフトさせるときの反力の作用により実バルブタイミングＶＴが最遅角となって停止した状態が続き、それによって上記偏差が判定値ａ以上となった状態で一定時間が経過して油切れカウンタＣがインクリメントされる。しかし、上記油圧の一時的な低下の場合には、自動車のカーブ走行終了後など同油圧が一時的に低下する状況を脱すると、実バルブタイミングＶＴを最遅角の状態から変化させることが可能になる。従って、このときに目標バルブタイミングＶＴｔが最遅角よりも進角側の値であれば、バルブタイミング可変機構１３の油圧駆動を通じて実バルブタイミングＶＴが上記目標バルブタイミングＶＴｔに向けて変化される。

このように上記油圧がバルブタイミング可変機構１３を駆動し得る値に回復する場合のことを考慮して、油切れカウンタＣのカウント値を初期値「０」にリセットするための処理（Ｓ１０５、Ｓ１０６）が実施される。具体的には、実バルブタイミングＶＴの停止状態が所定時間（例えば５秒）以上続いているか否かが判断され（Ｓ１０５）、ここで否定判定である場合には油切れカウンタＣのカウント値が初期値「０」にリセットされる（Ｓ１０６）。

［２］待機処理
図５は、待機フラグＦを「１（待機あり）」に設定して上述した油切れ判定カウント処理の実行を待機状態としたり、待機フラグＦを「０（待機なし）」に設定して同油切れ判定カウント処理の実行の待機状態を終了したりする待機処理ルーチンを示すフローチャートである。この待機処理ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まず上記［１］の油切れ判定カウント処理での油切れカウンタＣのインクリメント時であるか否かが判断される（Ｓ２０１）。ここで肯定判定であれば、待機フラグＦが「１（待機あり）」に設定され（Ｓ２０２）、その後に実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御するフィードバック制御が停止される（Ｓ２０３）。なお、このようにフィードバック制御が停止されているとき、すなわち待機フラグＦが「１」となって油切れ判定カウント処理の実行が待機された状況下で、上記フィードバック制御が停止されているとき、目標バルブタイミングＶＴｔはエンジン運転状態に関係なく最遅角の値に設定される。

一方、ステップＳ２０１で否定判定である場合には、待機フラグＦが「１（待機あり）」であることを条件に（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、待機フラグＦを「０（待機なし）」に設定して油切れ判定カウント処理の実行の待機状態を終了させるとともに上記フィードバック制御の停止を解除する処理（Ｓ２０５〜Ｓ２０９）が実施される。この一連の処理では、まず以下の各判断が行われる。

・エンジン１がアイドル運転となったか否か（Ｓ２０５）。アイドル運転に関しては、カーブ走行時などバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧が一時的に低下する自動車の走行状態の終了するエンジン運転状態といえる。従って、こここでの判断は、上記油圧の一時的な低下を解消することの可能なエンジン運転状態になったか否かの判断ということになる。

・実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差が判定値ａ以上であることが継続されていない状態か否か、例えば継続時間が０．２秒以下であるか否か（Ｓ２０６）。ここでの目標バルブタイミングＶＴｔは、上記フィードバック制御の停止に伴い最遅角の値とされていることから、上記判断で肯定判定がなされるということは、実バルブタイミングＶＴも最遅角、もしくはそれに近い値とされていることを意味する。従って、ここでの判断は、実バルブタイミングＶＴが最遅角、もしくはそれに近い値とされているか否かの判断ということになる。

・吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべきエンジン運転状態となったか否か（Ｓ２０７）。吸気バルブ９の理想的なリフト特性の変化（図９の矢印Ｙ２）から分かるように、吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべきエンジン運転状態とは、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を最大値とした状態のことである。従って、ここでの判断は、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となっているか否かの判断ということになる。

これら各判断のうちのいずれか一つでも否定判定がなされる場合には、待機フラグＦを「０（待機なし）」に設定すること、及び上記フィードバック制御の停止を解除することは行われない。しかし、上記各判断すべてで肯定判定がなされると、待機フラグＦが「０（待機なし）」に設定され（Ｓ２０８）、更に上記フィードバック制御の停止が解除される（Ｓ２０９）。上記のように待機フラグＦが「０」に設定されると、上記［１］の油切れ判定カウント処理の実行の待機状態が終了して同処理が開始される。更に、上記フィードバック制御の停止が解除されると、目標バルブタイミングＶＴｔのエンジン運転状態に応じた可変設定が許可される。

［３］異常判断処理
図６は、異常判断処理ルーチンを示すフローチャートである。この異常判断処理ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まずバルブタイミング可変機構１３の異常の有無の判断を行う際の実行条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ３０１）。このステップＳ３０１での肯定判定は、以下に示す条件すべての成立をもって行われる。

・バルブタイミング可変機構１３の固着等の回復を図るべく、ＯＣＶ１９における電磁ソレノイドの印可電圧のデューティ比を強制的に０％と１００％との間で切り換えるＯＣＶ１９の強制駆動が実施されていないこと。

・実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御する上記フィードバック制御の実行が所定時間（例えば５秒）以上継続されていること。
そして、ステップＳ３０１で肯定判定がなされると、バルブタイミング可変機構１３での異常の有無を判断するための処理（Ｓ３０２〜Ｓ３０５）が実施される。この一連の処理では、まず以下の各判断が行われる。

・油切れカウンタＣのカウント値が「２」以上であるか否か（Ｓ３０２）。
・実バルブタイミングＶＴの停止状態が所定時間（例えば５秒）以上続いているか否か（Ｓ３０３）。

・保持デューティ学習値Ｈの上限ガード値Ｈｕ及び下限ガード値Ｈｄによるガードが実行されていない状態であるか否か（Ｓ３０４）。
ここで、ステップＳ３０２とステップＳ３０４との両方での肯定判定は、次のような状況となっていることを意味する。すなわち、バルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常に起因して、保持デューティ学習値Ｈが最大値に向けて変化を開始してからそれに到達しガードの行われなくなるまでの期間Ａ中に、油切れカウンタＣが初期値「０」から「２」以上増加した状況であることを意味する。なお、同期間Ａ中に油切れカウンタＣが初期値「０」から「２」以上増加するということは、同期間Ａ中に油切れカウンタＣのカウント値の初期値「０」に対する増加量が「２」以上の値である所定値（この例では「２」）以上増加したと言い換えることもできる。

そして、上記各判断すべてで肯定判定がなされると、バルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨判断される（Ｓ３０５）。こうした異常有りの旨判断は、例えばバルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常が生じているときになされる。一方、上記各判断のうちのいずれか一つでも否定判定がなされる場合には、バルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断は行われない。なお、上記各判断のうちのいずれか一つでも否定判定がなされるということは、実バルブタイミングＶＴの停止状態が続いていないこと、あるいは上記期間Ａ中における油切れカウンタＣのカウント値の初期値「０」に対する増加量が上記所定値（この例では「２」）未満であることを意味する。

以上の［１］〜［３］の各処理を実行し、バルブタイミング可変機構１３での異常の有無を判断することにより、自動車のカーブ走行時など同機構１３に作用する油圧が一時的に低下するとき、それに起因した同機構１３での異常有りの旨の誤判断の発生の回避が図られるようになる。

これは、上記油圧の一時的な低下に起因して上記［１］の油切れ判定カウント処理で油切れカウンタＣがインクリメントされた後、アイドル運転となるまでは上記［２］の待機処理により油切れ判定カウント処理の実行（再開）が待機され、同アイドル運転時に上記油圧の一時的な低下が解消されるためである。このように同油圧の一時的な低下が解消されてバルブタイミング可変機構１３の油圧駆動が可能になると、実バルブタイミングＶＴを最遅角状態から進角側に変化させることが可能になる。従って、油切れ判定カウント処理の実行待機が解除され、実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御するフィードバック制御の停止が解除された状態にあって、エンジン運転状態の変化に伴い目標バルブタイミングＶＴｔが変化すると、それに追従して実バルブタイミングＶＴも変化する。更に、このように実バルブタイミングＶＴが変化することで、油切れカウンタＣが初期値「０」にリセットされることにもなる。こうした実バルブタイミングＶＴの変化、及び油切れカウンタＣのリセットにより、上記［３］の異常判定処理でバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨判断されることはなくなる。従って、上記油圧の一時的な低下に起因した同機構１３での異常有りの旨の誤判断の発生の回避が図られるようになる。

また、バルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れなど実際に異常が生じている場合には、上記［２］の待機処理による油切れ判定カウント処理の実行（再開）の待機中、エンジン１がアイドル運転に移行しても上記異常は解消しない。このため、上記油切れ判定カウント処理の再開後の上記フィードバック制御中には、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差が判定値ａ以上である状態が一定時間（例えば５秒）以上続くようになる。その結果、油切れカウンタＣがインクリメントされて同カウンタＣのカウント値が初期値「０」に対し「２」以上の値である所定値（この例では「２」）以上に増加する。また、バルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れなど実際に異常が生じている場合には、上記アイドル運転によって異常が解消することはないことから実バルブタイミングＶＴが停止状態から変化するようになることもない。従って、上記［３］の異常判断処理でバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨判断されるようになる。

次に、上述したバルブタイミング可変機構１３の異常診断で生じる不具合、及びその対策について説明する。
上記［２］の待機処理において、待機フラグＦが「１（待機あり）」に設定された状態でエンジン１がアイドル運転である旨判断されたとしても（Ｓ２０４、Ｓ２０５でＹＥＳ）、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となっていない旨判断（Ｓ２０７でＮＯ）されるおそれがある。これは、吸気バルブ９の理想的なリフト特性の変化（図９の矢印Ｙ２）から分かるように、エンジン１のアイドル運転に関しては、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大となるため、同吸気バルブ９のバルブタイミングを最進角とすべき運転状態であって、同バルブタイミングを最遅角とすべき運転状態ではないためである。そして、上記ステップＳ２０７でエンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となっていない旨判断されると、待機フラグＦが「０（待機なし）」に設定されないことから、油切れ判定カウント処理の実行を待機した状態が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなる。

以上のように、油切れ判定カウント処理を再開しなくなると、油切れカウンタＣのカウント値が「１」以上にはならなくなることから、定められた上記期間Ａでの同カウント値の初期値「０」に対する増加量が「１」のままとなる。その結果、上記［３］の異常判断処理にて、油切れカウンタＣのカウント値が「２」以上であるか否かの判断（Ｓ３０２）で否定判定がなされ、バルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断が行われなくなる。従って、実際にはバルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常が生じているにもかかわらず、上記［３］異常判断処理にて同機構１３での異常有りの旨の判断を行えないという状況が生じるおそれがある。

こうした不具合への対策として、本実施形態では、上記［２］の待機処理として、油切れ判定カウント処理の実行（再開）の待機を開始するとき、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となるようバルブリフト可変機構１４を強制駆動する。そして、油切れ判定カウント処理の実行の待機終了後、上記バルブリフト可変機構１４の強制駆動を解除する。

これにより、油切れ判定カウント処理の再開を待機した状態にあって、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大となるようバルブリフト可変機構１４が強制駆動されると、このときの吸気バルブの最大リフト量及び作動角の最大値への変化により、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となる。従って、上記ステップＳ２０７に進んだとき、そこで否定判定されること、すなわちエンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態でない旨判断されることは回避される。その結果、待機フラグＦが「０（待機なし）」に設定されなくなって、油切れ判定カウント処理の実行を待機した状態が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなることを回避できる。以上により、待機状態にある油切れ判定カウント処理の再開不能に伴い、上記［３］の異常判断処理にてバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断が行われなくなり、実際には異常が生じているにもかかわらず同異常の有る旨の判断を行えなくなるという不具合の発生を回避することができる。

図７は、上述したバルブリフト可変機構１４の強制駆動の実行、及びその解除を行う強制駆動ルーチンを示すフローチャートである。この強制駆動ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、待機フラグＦが「１（待機あり）」であるとき（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、バルブリフト可変機構１４の駆動モードとして、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となるよう同機構１４を強制駆動する強制駆動モードが実施される（Ｓ４０２）。これにより、上記ステップＳ２０７に進んだとき、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値でないことに基づき、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態でない旨判断されることは回避される。また、バルブリフト可変機構１４の駆動モードが強制駆動モードに切り換えられると、同駆動モードの強制駆動モードから通常モードへの復帰を許可するか否かの判断に用いられる復帰許可フラグＸが「０（許可せず）」に設定される（Ｓ４０３）。

一方、待機フラグＦが「０（待機なし）」であるときには（Ｓ４０１：ＮＯ）、復帰許可フラグＸが「０（許可せず）」であるか否かが判断され（Ｓ４０４）、ここで肯定判定であればエンジン１の運転状態が過渡状態であるか否かが判断される（Ｓ４０５）。そして、エンジン１が過渡運転状態であることを条件に、バルブリフト可変機構１４の駆動モードが吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角をエンジン運転状態に応じて可変とすべく同機構１４を駆動する通常モードに切り換えられる（Ｓ４０６）。このように駆動モードが通常モードに切り換えられると、復帰許可フラグＸが「１（許可）」に設定され（Ｓ４０７）、次回からは上記ステップＳ４０５の処理がスキップされる。

待機フラグＦの「１（待機あり）」から「０（待機なし）」への変化に基づく、上記駆動モードにおける強制駆動モードから通常モードへと切り換えは、エンジン１が過渡運転状態にあるとき、例えばエンジン回転速度の上昇中やそれに伴う自動車の加速中であるときのみに行われる。ここで、強制駆動モードから通常モードへの切り換えに基づきバルブリフト可変機構１４の強制駆動が解除され、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角をそのときのエンジン運転状態に適した値とするための同機構１４の駆動制御が開始されると、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が大きく変化する可能性がある。このように、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が大きく変化すると、エンジン１の出力変動が大きくなってショックが生じるおそれがある。しかし、強制駆動モードから通常モードへの切り換えをエンジン１が過渡運転状態にあるときのみに行えば、その過渡運転によってショックを感じにくくすることができる。

最後に、本実施形態におけるバルブタイミング可変機構１３の異常診断について、バルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れに起因して吸気バルブ９のバルブタイミングが最遅角で停止している場合を例に、図８のタイムチャートを参照しつつ総括する。

実バルブタイミングＶＴを目標バルブタイミングＶＴｔへと制御するフィードバック制御中に上記異常が生じていると、そのことに起因して実バルブタイミングＶＴ（図８（ａ）の実線）と目標バルブタイミングＶＴｔ（同図の破線）とに乖離が生じる。そして、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差が判定値ａとなった状態の継続時間が図８（ｂ）に実線で示されるように一定時間（５秒）以上経過すると（タイミングＴ１）、図８（ｃ）に実線で示されるように油切れカウンタＣがインクリメントされて同カウンタＣのカウント値が初期値「０」に対し「１」だけ増加する。

油切れカウンタＣがインクリメントされると、図８（ｄ）に実線で示されるように、待機フラグＦが「０」から「１」に切り換えられ、上記［２］の油切れ判定カウント処理の実行（再開）の待機状態が開始されるとともに、上記フィードバック制御が停止されて目標バルブタイミングＶＴｔが最遅角とされる。その結果、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差が判定値ａとなる状態の継続時間（図８（ｂ））が「０」となる。更に、図８（ｅ）に示されるように、バルブリフト可変機構１４の駆動モードが通常モードから強制駆動モードに切り換えられ、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となるようバルブリフト可変機構１４が強制駆動される。これにより、エンジン１がアイドル運転に移行したとき、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となるようすることができ、待機フラグＦを「０（待機なし）」とすることが可能になる。

そして、待機フラグＦが「０」になると（タイミングＴ２）、上記フィードバック制御の停止が解除される。このように待機フラグＦが「０」となった状態で、自動車の加速時などエンジン１が過渡運転状態になると、バルブリフト可変機構１４の駆動モードが強制駆動モードから通常モードに切り換えられる（タイミングＴ３）。これにより、上記バルブリフト可変機構１４の強制駆動が解除され、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角がエンジン運転状態に応じて可変とされるよう同機構１４が駆動される。また、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角がエンジン運転状態に応じて可変とされるようになると、目標バルブタイミングＶＴｔも最遅角状態から進角側へと変更され、上記フィードバック制御を通じて実バルブタイミングＶＴが上記目標バルブタイミングＶＴｔとなるようバルブタイミング可変機構１３の油圧駆動が行われる。

その後、上記と同様の動きが繰り返され、図８（ｃ）に示される油切れカウンタＣのカウント値が「１」ずつ増加してゆく。また、図８（ｆ）に示されるように、上記式（２）を用いて求められる保持デューティ学習値Ｈ（実線）は、タイミングＴ１よりも前であって、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差がバルブタイミング可変機構１３での異常に起因して大きくなったときから、上限ガード値Ｈｕ（破線）よりも大きい値となる。そして、上記保持デューティ学習値Ｈは、徐々に大きくなってゆくとともに、その学習値Ｈの増大に伴って増大してゆく上限ガード値Ｈｕを用いて増大側についてガードされる。その後、上記保持デューティ学習値Ｈ及び上限ガード値Ｈｕが共に最大値１００％になると（タイミングＴ７）、同保持デューティ学習値Ｈの上限ガード値Ｈｕを用いたガードが行われなくなる。

そして、上記保持デューティ学習値Ｈが最大値（１００％）に向けて変化を開始してからそれに到達しガードの行われなくなるまでの期間Ａ中に、油切れカウンタＣのカウント値が初期値「０」に対し所定値（本実施形態では「２」）以上増加すること等に基づき、図８（ｇ）に示されるようにバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨判断される。従って、実際にはバルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常が生じているにもかかわらず、同機構１３での異常有りの旨の判断を行えないという、上述した不具合が生じることを回避できるようになる。

ここで、仮にタイミングＴ１以降での上記バルブタイミング可変機構１３の強制駆動が行われないとすると、図８（ｄ）に二点鎖線で示されるように待機フラグＦを「１（待機あり）」から「０（待機なし）」へと変化させることができなくなり、油切れ判定カウント処理の再開の待機状態を終了させることができなくなる。その結果、油切れ判定カウント処理を再開させることができず、実バルブタイミングＶＴと目標バルブタイミングＶＴｔとの偏差が判定値ａ以上となった状態の継続時間が図８（ｂ）に二点鎖線で示されるように「０」のままとなり、油切れカウンタＣのカウント値も図８（ｃ）に二点鎖線で示されるように「１」のままとなる。この場合、上記期間Ａ中における油切れカウンタＣのカウント値の初期値「０」に対する増加量は「１」となり、上述したバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断を行えなくなる。従って、実際にはバルブタイミング可変機構１３を駆動するための油圧系からのオイル漏れ等の異常が生じているにもかかわらず、同機構１３での異常有りの旨の判断を行えないという状況が生じるおそれがある。

以上詳述した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）上記［２］の待機処理として、油切れ判定カウント処理の実行（再開）の待機を開始するとき、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が最大値となるようバルブリフト可変機構１４が強制駆動される。そして、油切れ判定カウント処理の実行の待機終了後、上記バルブリフト可変機構１４の強制駆動が解除される。油切れ判定カウント処理の再開を待機した状態にあって、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値にされたときには、エンジン１が吸気バルブ９のバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となる。従って、この運転状態とならないことに起因して待機フラグＦが「０（待機なし）」に設定されなくなり、油切れ判定カウント処理の実行を待機した状態が終了せず、その油切れ判定カウント処理が再開しなくなることを回避できる。そして、待機状態にある油切れ判定カウント処理の再開不能に伴い、上記［３］の異常判断処理にてバルブタイミング可変機構１３での異常有りの旨の判断が行われなくなり、実際には異常が生じているにもかかわらず同異常の有る旨の判断を行えなくなるという不具合の発生を回避できる。

（２）上記バルブリフト可変機構１４の強制駆動の解除に関しては、エンジン１が過渡運転状態にあるとき、例えばエンジン回転速度の上昇中やそれに伴う自動車の加速中であるときのみに行われる。このようにバルブリフト可変機構１４の強制駆動の解除をエンジン１が過渡運転状態にあるときのみに行えば、上記強制駆動の解除に伴うエンジン１の出力変動によるショックをエンジン１の過渡運転によって感じにくくすることができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・バルブリフト可変機構１４の強制駆動の解除に関しては、エンジン１が過渡運転状態にあるとき以外のときに行ってもよい。例えば、待機フラグＦが「１」から「０」に変化して油切れ判定カウント処理の再開を待機した状態が終了した直後に、バルブリフト可変機構１４の強制駆動の解除を行ってもよい。この場合、バルブタイミング可変機構１３における異常の有無の判断をより速やかに完了させることができる。

・期間Ａ中における油切れカウンタＣのカウント値の初期値「０」に対する増加量が所定値以上増加したか否かの判断（Ｓ３０２）において、その所定値を「２」よりも大きい値、例えば「３」、「４」、「５」・・・等に設定してもよい。

本実施形態のバルブリフト可変機構の異常診断装置が適用されるエンジン全体を示す略図。 バルブリフト可変機構の駆動に基づく吸気バルブの最大リフト量及び作用角の変化態様を示すグラフ。 バルブタイミング可変機構の駆動に基づく吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。 油切れ判定カウント処理の実行手順を示すフローチャート。 待機処理の実行手順を示すフローチャート。 異常診断処理の実行手順を示すフローチャート。 バルブリフト可変機構の強制駆動の実行手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｇ）は、吸気バルブの実バルブタイミング及び目標バルブタイミングの推移、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が判定値以上となった状態での経過時間の推移、油切れカウンタのカウント値の推移、待機フラグの設定態様、バルブリフト可変機構の駆動モードの切り換え態様、保持デューティ学習値及び上限ガード値の推移、及びバルブリフト可変機構での異常の有無の変化を示すタイムチャート。 バルブタイミング可変機構とバルブリフト可変機構とが設けられた内燃機関における吸気バルブの理想的なリフト特性の変化を示すグラフ。

符号の説明

１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１２…排気カムシャフト、１３…バルブタイミング可変機構、１４…バルブリフト可変機構、１５…電動モータ、１６…油圧回路、１７…進角側油路、１８…遅角側油路、１９…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、２０…供給通路、２１…排出通路、２２…オイルパン、２５…オイルポンプ、２６…電子制御装置、２７…アクセルペダル、２８…アクセルポジションセンサ、２９…スロットルバルブ、３０…スロットルポジションセンサ、３２…エアフローメータ、３４…クランクポジションセンサ、３５…カムポジションセンサ、３６…位置センサ。

Claims (2)

1. 内燃機関の吸気バルブの実バルブタイミングが機関運転状態に応じて設定される目標バルブタイミングとなるよう油圧駆動されるバルブタイミング可変機構に適用され、
   前記実バルブタイミングと前記目標バルブタイミングとの差が判定値以上となった状態で一定時間が経過したか否かを判断して肯定であれば油切れカウンタをインクリメントするとともに、前記実バルブタイミングの停止状態が続いていないときには前記油切れカウンタを初期値にリセットする油切れ判定カウント処理と、
   前記油切れカウンタのインクリメント時に前記油切れ判定カウント処理を停止し、その後に機関運転状態がアイドル運転状態となり且つ前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となるまで同油切れ判定カウント処理の再開を待機し、機関運転状態がアイドル運転状態であり且つ前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とすべき運転状態となったときに前記油切れ判定カウント処理を再開する待機処理と、
   前記実バルブタイミングの停止状態が続いており、かつ定められた期間中に前記油切れカウンタのカウント値が初期値に対し「２」以上の値である所定値以上増加したことに基づき前記バルブタイミング可変機構が異常である旨判断し、前記実バルブタイミングの停止状態が続いていないか、あるいは前記カウント値の初期値に対する増加量が前記所定値未満であるときには前記異常である旨の判断を行わない異常判断処理と、
   を実施するバルブタイミング可変機構の異常診断装置において、
   前記内燃機関は、高負荷運転から低負荷運転へと移行するにつれて前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角を小さくするよう駆動されるバルブリフト可変機構を備え、その最大リフト量及び作動角が大きくなるほど前記吸気バルブのバルブタイミングを遅角側の値とすべきものであり、
   前記待機処理は、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機開始時、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値となるよう前記バルブリフト可変機構を強制駆動し、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機終了後、前記バルブリフト可変機構の強制駆動を解除するものである
   ことを特徴とするバルブタイミング可変機構の異常診断装置。
2. 前記待機処理は、前記油切れ判定カウント処理の再開の待機終了後、機関運転が過渡状態にあるとき前記バルブリフト可変機構の強制駆動を解除するものである
   請求項１記載のバルブタイミング可変機構の異常診断装置。

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