JP3245906B2 - 可変バルブタイミング装置の異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転中に
吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングを可変に
する可変バルブタイミング装置に係り、詳しくは機関の
振動状態に基づいて可変バルブタイミング装置の異常を
判断する異常検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
平２−２７５０４６号公報に開示された技術が知られて
いる。即ち、この技術では、機関の運転状態に応じて吸
排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミング等を変
更する可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置において、バルブタイミングが
相違することにより機関のノイズレベルが相違する点に
着目している。そして、バルブタイミングが変更された
時に、機関の振動レベルを検出してその検出値と所定の
基準値とを比較し、その比較結果に基づいて可変バルブ
タイミング装置の異常を判断するようにしている。具体
的には、内燃機関のノック検出を利用して可変バルブタ
イミング装置の異常を判断するようにしている。

【０００３】ここで一般に、位相を変換するタイプの可
変バルブタイミング機構では、吸気バルブと排気バルブ
とのバルブオーバラップが大きいときに、機関の振動レ
ベルが大きくなることが分かっている。従って、バルブ
オーバラップの小さいときにもかかわらず振動レベルが
大きいときに、可変バルブタイミング装置の異常と判断
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術において、機関の振動レベルはバルブオーバラップの
他に、別の要因によっても大きくなり得る。例えば、内
燃機関の点火時期不良や空燃比リーン、あるいは排気ガ
ス再循環装置（ＥＧＲ装置）におけるＥＧＲ弁の故障等
によっても機関の振動レベルは大きくなる。そのため、
前記従来技術においては、バルブオーバラップ以外の要
因によって機関の振動レベルが大きくなった場合に、可
変バルブタイミング装置の異常を誤判断するおそれがあ
った。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、内燃機関の振動状態に基づ
いて可変バルブタイミング装置の異常を判断する異常検
出装置において、異常の誤判断を防止してより確実な異
常検出を行い得る可変バルブタイミング装置の異常検出
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気バルブ
及び排気バルブのバルブオーバラップを機関運転状態に
応じて設定される目標値に変更すべくこれら両バルブの
少なくとも一方の開閉タイミングを機関運転状態に基づ
いて可変とする可変バルブタイミング装置の異常検出装
置において、前記内燃機関の振動レベルを検出する振動
レベル検出手段と、前記振動レベルが前記バルブオーバ
ラップの目標値に対応するレベルであるか否かを判定す
る振動レベル判定手段と、この振動レベル判定手段によ
り前記検出される振動レベルが前記目標値に対応するレ
ベルではない旨判定されることを条件に前記振動レベル
が相対的に大きくなるバルブオーバラップの大きい状態
に前記可変バルブタイミング装置を強制駆動する強制駆
動手段と、この強制駆動に伴って前記振動レベルが変化
しないときに前記可変バルブタイミング装置が異常であ
ると判断する異常判断手段とを備えるようにしている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変
バルブタイミング装置の異常検出装置において、前記振
動レベル判定手段は、バルブオーバラップが小さい第１
の状態にあるときに前記振動レベルの判定を行うもので
あり、前記強制駆動手段は、前記第１の状態よりもバル
ブオーバラップの大きい第２の状態に前記可変バルブタ
イミング装置を強制駆動するものである。

【０００７】

【作用】請求項１または２に記載の構成によれば、バル
ブオーバラップを変更すべく可変バルブタイミング装置
を強制駆動し、この強制駆動に伴って内燃機関の振動状
態が変化しないときに可変バルブタイミング装置が異常
であると判断するようにしているため、バルブオーバラ
ップ以外の要因に影響されることなく、同装置の異常の
誤検出を防止することができるようになる。しかも、こ
うした可変バルブタイミング装置の強制駆動は、内燃機
関の振動状態がバルブオーバラップの目標値に対応する
状態ではない旨判定されるのを条件に実行されるため、
同装置の異常検出に際してバルブオーバラップが機関運
転状態と無関係に変更されるのを極力抑制することがで
きるようにもなる。また、こうした異常判断の実行条件
となる上記判定を行うにあたり、バルブオーバラップが
機関運転状態に応じて変更されるのを待つ必要はなく、
同判定についてはこれを迅速に行うことができる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下、この発明における可変バルブタイミン
グ装置の異常検出装置をガソリンエンジンに具体化した
一実施例を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１はこの実施例における内燃機関の可変
バルブタイミング装置の異常検出装置を示す概略構成図
である。複数気筒よりなる内燃機関としてのエンジン１
はそのシリンダブロック２に各気筒毎のシリンダボア２
ａを備え、各シリンダボア２ａ内にはピストン３が上下
動可能に設けられている。そして、シリンダボア２ａ内
にてピストン３の上側が燃焼室４となっている。各燃焼
室４には点火プラグ５がそれぞれ設けられている。又、
各燃焼室４には吸気ポート６ａ及び排気ポート７ａを通
じて吸気通路６及び排気通路７がそれぞれ連通して設け
られている。そして、吸気ポート６ａ及び排気ポート７
ａには、開閉用の吸気バルブ８及び排気バルブ９がそれ
ぞれ設けられている。これら吸気バルブ８及び排気バル
ブ９は吸気側カムシャフト１０及び排気側カムシャフト
１１の回転によって駆動される。又、各カムシャフト１
０，１１の一端には、吸気側タイミングプーリ１２及び
排気側タイミングプーリ１３がそれぞれ設けられてい
る。更に、各タイミングプーリ１２，１３は、タイミン
グベルト１４を介して図示しないクランクシャフトに駆
動連結されている。

【００１２】従って、エンジン１の運転時には、クラン
クシャフトからタイミングベルト１４及び各タイミング
プーリ１２，１３を介して各カムシャフト１０，１１に
回転動力が伝達され、各カムシャフト１０，１１の回転
により吸気バルブ８及び排気バルブ９が開閉駆動され
る。又、これら吸気バルブ８及び排気バルブ９の開閉タ
イミングは、クランクシャフトの回転に同期して、即ち
吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行程の一
連の４行程に同期して、所定のタイミングで開閉駆動さ
れるようになっている。

【００１３】吸気通路６の入口側にはエアクリーナ１５
が設けられ、各気筒毎の吸気ポート６ａの近傍には、燃
料噴射用のインジェクタ１６がそれぞれ設けられてい
る。そして、エンジン１は吸気通路６を通じてエアクリ
ーナ１５から外気を取り込む。又、その外気の取り込み
と同時に、エンジン１は各インジェクタ１６から噴射さ
れる燃料を取り込む。そして、エンジン１は取り込んだ
燃料と外気との混合気を、吸入行程での吸気バルブ８の
開きに同期して燃焼室４へ導入する。又、エンジン１は
燃焼室４に導入した混合気を点火プラグ５の点火により
爆発・燃焼させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気
行程での排気バルブ９の開きに同期して排気ポート７ａ
へ導出し、更に排気通路７を通じて外部へ排出する。

【００１４】吸気通路６の途中には、図示しないアクセ
ルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ
１７が設けられている。そして、このスロットルバルブ
１７が開閉されることにより、吸気通路６への外気の取
り込み量である吸入空気量Ｑが調節される。又、そのス
ロットルバルブ１７の下流側には、吸入空気の脈動を平
滑化させるサージタンク１８が設けられている。吸気通
路６においてエアクリーナ１５の近傍には、吸気温度Ｔ
ＨＡを検出する吸気温センサ６１が設けられている。
又、スロットルバルブ１７の近傍には、そのスロットル
開度ＴＡを検出するスロットルセンサ６２が設けられて
いる。更に、サージタンク１８には、同タンク１８に連
通して吸入空気圧力（吸気圧力）ＰＭを検出する吸気圧
センサ６３が設けられている。

【００１５】一方、排気通路７の途中には、排気ガスを
浄化するための三元触媒１９を内蔵してなる触媒コンバ
ータ２０が設けらている。そして、排気通路７の途中に
は、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ６４が設け
られている。又、エンジン１には、その冷却水の温度
（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ６５が設けら
れている。

【００１６】各気筒毎の各点火プラグ５には、ディスト
リビュータ２１にて分配された点火信号が印加される。
ディストリビュータ２１はイグナイタ２２から出力され
る高電圧をクランクシャフトの回転、即ちクランク角に
同期して各点火プラグ５に分配する。そして、各点火プ
ラグ５の点火タイミングはイグナイタ２２からの高電圧
出力タイミングにより決定される。

【００１７】ディストリビュータ２１には、排気側カム
シャフト１１に連結されてクランクシャフトの回転に連
動して回転される図示しないロータが内蔵されている。
そして、ディストリビュータ２１には、そのロータの回
転からエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検
出する回転数センサ６６が取り付けられている。又、デ
ィストリビュータ２１には、同じくロータの回転に応じ
てエンジン１のクランク角基準信号ＧＰを所定の割合で
検出する気筒判別センサ６７が取り付けられている。こ
の実施例では、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及
び排気行程の一連の４行程に対してクランクシャフトが
２回転するものとして、回転数センサ６６は１パルス当
たり３０°ＣＡの割合でクランク角を検出する。又、気
筒判別センサ６７は１パルス当たり３６０°ＣＡの割合
でクランク角を検出する。

【００１８】加えて、この実施例において、吸気バルブ
８の上流側の吸気通路６には、スロットルバルブ１７を
迂回して同バルブ１７の上流側と下流側とを連通させる
バイパス通路２３が設けられている。このバイパス通路
２３の途中には、スロットルバルブ１７が全閉となるエ
ンジン１のアイドル運転時に、そのアイドル運転を安定
させるべく吸入空気量Ｑを調整するために駆動されるア
イドル吸気量調整手段としてのリニアソレノイド式のア
イドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２４が
設けられている。周知のように、ＩＳＣＶ２４はその内
部に図示しない電磁コイルを貫通して伸びるバルブシャ
フトを備えている。そして、ＩＳＣＶ２４はその電磁コ
イルが所定の制御信号に応じて磁力を変えられることに
より、バルブシャフトが前後に移動してバイパス通路２
３に通じる隙間の大きさ、即ち開度が変えられるように
なっている。

【００１９】従って、エンジン１のアイドル運転時に、
ＩＳＣＶ２４の開度及びその開弁時間を制御することに
より、バイパス通路２３を流れる空気量が調節され、燃
焼室４への吸入空気量Ｑの供給が制御されるようになっ
いる。

【００２０】更に、この実施例において、排気通路７と
吸気通路６との間には、排気通路７内の排気ガスの一部
を吸気通路６に再循環させるための周知の排気ガス再循
環装置（ＥＧＲ装置）２５が設けられている。即ち、Ｅ
ＧＲ装置２５は、両端が排気通路７と吸気通路６とに連
通して接続されたＥＧＲ管路２６を備えている。ＥＧＲ
管路２６の途中には、排気ガスの流量を調節するＥＧＲ
弁２７が設けられている。このＥＧＲ弁２７はバキュー
ムスイッチングバルブ（ＶＳＶ）２８の制御によって開
閉駆動されるようになっている。

【００２１】併せて、この実施例において、吸気側タイ
ミングプーリ１２には、吸気バルブ８の開閉タイミング
を可変にするために油圧により駆動される可変バルブタ
イミング装置（以下単に「ＶＶＴ」という）２９が設け
られている。

【００２２】次に、このＶＶＴ２９等の構成について図
２に従って詳しく説明する。カムシャフト１０はそのカ
ムジャーナル１０ａがエンジン１のシリンダヘッド１ａ
とベアリングキャップ１ｂとの間で回転可能に支持され
ている。そして、カムシャフト１０の一端部に、タイミ
ングプーリ１２と一体に設けられたＶＶＴ２９が設けら
れている。

【００２３】タイミングプーリ１２は、外周に複数の外
歯３１を有すると共に一側に収容凹部３２を備えてい
る。又、その収容凹部３２を覆うようにカムシャフト１
０の先端にはキャップ３３がボルト３４により締付け固
定されている。更に、タイミングプーリ１２の開口端と
キャップ３３の外周との間には、そのプーリ１２に圧入
固定されたアウタープレート３５と、キャップ３３に形
成されたインナープレート３６等とからなる緩衝用の周
知の粘性継手（ビスカスカップリング）３７が設けられ
ている。

【００２４】このタイミングプーリ１２とカムシャフト
１０との間にはリングギヤ３８が介在されて両者１２，
１０が連結されている。即ち、キャップ３３により密閉
されたタイミングプーリ１２の収容凹部３２にはリング
ギヤ３８が収容されている。このリングギヤ３８は、そ
の内外周に設けられた複数の歯３８ａ，３８ｂの両方が
ヘリカル歯になっており、軸方向への移動によってカム
シャフト１０と相対回動可能になっている。リングギヤ
３８の内外周の歯３８ａ，３８ｂはタイミングプーリ１
２の内歯１２ａ及びキャップ３３の内歯３３ａにそれぞ
れ噛み合わされている。又、タイミングプーリ１２はそ
の外歯３１に掛装されたタイミングベルト１４を介し
て、図示しないクランクシャフトに駆動連結されてい
る。

【００２５】従って、クランクシャフトからタイミング
ベルト１４を介してタイミングプーリ１２に駆動伝達さ
れることにより、更にリングギヤ３８で連結されたタイ
ミングプーリ１２とキャップ３３とが一体的に回転さ
れ、カムシャフト１０が回転駆動される。この時、リン
グギヤ３８が軸方向（図２の左右方向）へ移動されるこ
とにより、カムシャフト１０にタイミングプーリ１２に
対する捩じりが付与される。その結果、カムシャフト１
０とタイミングプーリ１２との回転方向における相対位
置が変えられ、吸気バルブ８の開閉タイミングが変えら
れる。このカムシャフト１０の捩じりの際にリングギヤ
３８のバックラッシに起因するガタツキは、ビスカスカ
ップリング３７の作用ににより緩衝されて異音の発生が
抑えられる。

【００２６】リングギヤ３８を油圧により駆動させるた
めに、タイミングプーリ１２の収容凹部３２において、
リングギヤ３８の軸方向一端側は、作動油による油圧を
導入する加圧室３９となっている。又、同じく収容凹部
３２において、リングギヤ３８の他端側は、その油圧に
対抗する釣り合い用のスプリング４０を収容するスプリ
ング室４１となっている。更に、加圧室３９に油圧のた
めの作動油を供給するために、エンジン１のシリンダヘ
ッド１ａ及びカムシャフト１０には、互いに連通するヘ
ッド油路４２及びシャフト油路４３がそれぞれ形成され
ている。

【００２７】一方、加圧室３９から作動油を抜くため
に、タイミングプーリ１２及びカムシャフト１０の一部
には、加圧室３９からスプリング室４１へ洩れ出た作動
油を導出するための戻し油路４４が形成されている。
又、その戻し油路４４に連通して、タイミングプーリ１
２の一端側には、カムシャフト１０、シリンダヘッド１
ａ、ベアリングキャップ１ｂ及びゴム製のシール４５に
よって囲まれた油回収室４６が設けられている。更に、
カムシャフト１０の下側位置にて、シリンダヘッド１ａ
の一部には、油回収室４６にて回収された作動油をエン
ジン１のオイルパン４７へ戻すための油戻し穴４８が形
成されている。

【００２８】尚、シリンダヘッド１ａの上側はヘッドカ
バー４９によって覆われている。又、シリンダヘッド１
ａには、カムジャーナル１０ａに潤滑油を供給するため
のヘッド油路５０が形成されている。

【００２９】この実施例では、作動油としてエンジン１
の潤滑油が利用されている。即ち、図１，２に示すよう
に、エンジン１の運転に連動してオイルポンプ５１が駆
動されることにより、オイルパン４７に溜まった潤滑油
が吸い上げられ、その潤滑油がオイルフィルタ５２から
オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）５３を介して作動
油として、シリンダヘッド１ａのヘッド油路４２に供給
されるようになっている。又、オイルポンプ５１により
吸い上げられた潤滑油は、オイルフィルタ５２から別の
ヘッド油路５０へ導かれ、カムジャーナル１０ａに供給
されるようになっている。

【００３０】加圧室３９への作動油の供給は、ＯＳＶ５
３のオン・オフ切換えにより制御されるものである。Ｏ
ＳＶ５３がオンされた時には、ヘッド油路４２への作動
油の供給が許容され、作動油はヘッド油路４２からシャ
フト油路４３を通じて加圧室３９に導入される。そし
て、その油圧によりリングギヤ３８がスプリング４０の
付勢力に抗して軸方向の一方（図２の右方向）へ押圧さ
れる。これにより、カムシャフト１０に捩じりが付与さ
れてタイミングプーリ１２との回転位相がずれる。即
ち、図４（ｂ）に示すように、吸気バルブ８の開き・閉
じが早められ、吸気行程における吸気バルブ８と排気バ
ルブ９とのバルブオーバラップが大きくなる方向へ変え
られる。

【００３１】一方、ＯＳＶ５３がオフされた時には、ヘ
ッド油路４２への作動油の供給が遮断される。これによ
り、加圧室３９では油圧が抜け、リングギヤ３８がスプ
リング４０の付勢力によって軸方向の他方（図２の左方
向）へ押圧されて戻される。これにより、カムシャフト
１０に逆の捩じりが付与されてタイミングプーリ１２と
の回転位相がずれる。即ち、図４（ａ）に示すように、
吸気バルブ８の開き・閉じが遅らされ、吸気行程におけ
るバルブオーバラップが小さくなる方向へ変えられる。
この時、加圧室３９からスプリング室４１へ洩れ出る作
動油は、戻し油路４４を通じて油回収室４６へと導か
れ、更に油戻し穴４８を通じてオイルパン４７へとドレ
ンされる。

【００３２】この実施例では、前述した各センサ６１〜
６７等によりエンジン１の運転状態を検出する運転状態
検出手段が構成されている。それに加えて、この実施例
では、エンジン１の振動状態を検出する振動状態検出手
段としてのノックセンサ６８がシリンダブロック２に取
付けられている。このノックセンサ６８は一種の振動ピ
ックアップであり、燃焼室４で発生してシリンダブロッ
ク２に伝達される振動レベルＶＬを検出するようになっ
ている。このノックセンサ６８はエンジン１の性能・燃
費向上を目的として行われる周知のノック制御のために
エンジン１のノッキングを検出し、微小なノッキング状
態又はノッキング発生の直前状態でエンジン１を制御す
る「ノックコントロールシステム」に使用されるもので
ある。

【００３３】この実施例では、そのノックセンサ６８を
利用して、ＶＶＴ２９の異常を判断するためのエンジン
１の振動状態を検出するようになっている。というの
は、一般に、この実施例のように位相を変換するタイプ
のＶＶＴ２９では、バルブオーバラップが大きいときに
エンジン１の振動レベルＶＬが大きくなることが分かっ
ている。従って、ＶＶＴ２９によりバルブオーバラップ
の小さい状態に切り換えられているにもかかわらずエン
ジン１の振動レベルＶＬが大きい場合には、ＶＶＴ２９
がバルブオーバラップの大きい状態で止まっている異常
と判断できるからである。

【００３４】そして、各インジェクタ１６、イグナイタ
２２、ＩＳＣＶ２４及びＯＳＶ５３は電子制御装置（以
下単に「ＥＣＵ」という）７０に電気的に接続され、同
ＥＣＵ７０の作動によってそれらの駆動タイミングが制
御される。このＥＣＵ７０は駆動制御手段、異常判断手
段、変更指令手段及び異常再判断手段を構成しており、
同ＥＣＵ７０には前述した吸気温センサ６１、スロット
ルセンサ６２、吸気圧センサ６３、酸素センサ６４、水
温センサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７
及びノックセンサ６８がそれぞれ接続されている。そし
て、ＥＣＵ７０はエンジン１の燃料噴射量制御、点火時
期制御及びアイドル回転数制御等を司るために、各セン
サ６１〜６８からの出力信号に基づき、各インジェクタ
１６、イグナイタ２２及びＩＳＣＶ２４を好適に駆動制
御するようになっている。それと共に、ＥＣＵ７０はバ
ルブタイミング制御を司るために、スロットルセンサ６
２、回転数センサ６６及びノックセンサ６８等からの出
力信号に基づきその時々のエンジン１の運転状態に応じ
たバルブオーバラップを決定してＯＳＶ５３を好適に駆
動制御するようになっている。又、それに加えて、ＥＣ
Ｕ７０はＶＶＴ２９の駆動制御により決定されるバルブ
オーバラップとノックセンサ６８により検出される振動
レベルＶＬとに基づき、ＶＶＴ２９の異常を判断するよ
うになっている。この実施例において、ＥＣＵ７０には
ＶＶＴ２９の異常を判断したときに、そのことを運転者
等に報知するために点灯されるダイアグランプ３０が接
続されている。

【００３５】次に、ＥＣＵ７０に係る電気的構成につい
て図３のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７０は中
央処理装置（ＣＰＵ）７１、所定の制御プログラム等を
予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７２、ＣＰ
Ｕ７１の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）７３、予め記憶されたデータを保存する
バックアップＲＡＭ７４等と、これら各部と外部入力回
路７５及び外部出力回路７６等とをバス７７によって接
続した理論演算回路として構成されている。

【００３６】外部入力回路７５には、前述した吸気温セ
ンサ６１、スロットルセンサ６２、吸気圧センサ６３、
酸素センサ６４、水温センサ６５、回転数センサ６６、
気筒判別センサ６７及びノックセンサ６８がそれぞれ接
続されている。

【００３７】一方、外部出力回路７６には、各インジェ
クタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２
８、ダイアグランプ３０及びＯＳＶ５３がそれぞれ接続
されている。

【００３８】そして、ＣＰＵ７１は外部入力回路７５を
介して入力される各センサ６１〜６８等からの検出信号
を入力値として読み込む。又、ＣＰＵ７１は各センサ６
１〜６８から読み込んだ入力値に基づき、各インジェク
タ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２８、
ダイアグランプ３０及びＯＳＶ５３を好適に制御する。

【００３９】次に、前述したＥＣＵ７０により実行され
るバルブタイミング制御及び異常検出のための処理動作
について図５〜図８に従って説明する。図５のフローチ
ャートはＥＣＵ７０により実行される各処理のうち、吸
気バルブ８の開閉タイミングを変えるために、つまりは
バルブオーバラップの大小を切り換えるために行われる
ＶＶＴ２９等の駆動制御のための「ＶＶＴ等制御ルーチ
ン」を示しており、エンジン１の運転中に所定時間毎の
定時割り込みで実行される。

【００４０】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、スロットルセンサ６２及び回転
数センサ６６の各検出値に基づき、スロットル開度ＴＡ
及びエンジン回転数ＮＥ等を読み込む。又、仮異常フラ
グＤＶＶＴを読み込む。ここで、仮異常フラグＤＶＶＴ
とは、ＶＶＴ２９の異常検出のために実行される後述す
る「ＶＶＴ異常検出処理ルーチン」において設定される
ものであり、ＶＶＴ２９の異常が仮判断されたときに
「１」にセットされるものである。

【００４１】そして、ステップ１０２において、その仮
異常フラグＤＶＶＴが「１」であるか否か、即ちＶＶＴ
２９が仮判断において異常であるか否かを判断する。こ
こで、仮異常フラグＤＶＶＴが「１」の場合には、ＶＶ
Ｔ２９が仮判断において異常であるものとして、そのま
まその後の処理を一旦終了する。又、仮異常フラグＤＶ
ＶＴが「１」でない場合には、ＶＶＴ２９が異常でない
ものとして、ステップ１０３へ移行する。

【００４２】ステップ１０３においては、ＶＶＴ２９を
オフさせるための領域であるか否かを判断する。この判
断は、先に読み込まれたスロットル開度ＴＡ及びエンジ
ン回転数ＮＥに基づき、図８に示すようなマップを参照
して行われる。このマップにおいて、エンジン回転数Ｎ
Ｅの中低速域では、燃焼の安定する高負荷域、即ちスロ
ットル開度ＴＡの大きい領域にてエンジン１の出力トル
クを向上させるべく、ＶＶＴ２９をオンさせて吸気バル
ブ８の閉じを早め、バルブオーバラップを大きくするよ
うに設定されている。又、エンジン回転数ＮＥの高速域
では、負荷に関係なく、即ちスロットル開度ＴＡに関係
なくエンジン１の出力トルクを向上させるべく、ＶＶＴ
２９をオフさせて吸気バルブ８の閉じを遅らせ、バルブ
オーバラップを小さくするように設定されている。

【００４３】従って、ステップ１０３において、ＶＶＴ
２９をオフさせる領域でない場合には、ステップ１０４
において、ＶＶＴ２９をオンさせるべくＯＳＶ５３をオ
ンさせる。続いて、ステップ１０５において、バルブタ
イミングフラグＸＶＶＴを「１」にセットする。

【００４４】又、ステップ１０６において、ＶＶＴ２９
をオンさせる領域に合わせた、即ちバルブオーバラップ
の大きい領域に合わせてＥＧＲ量を減らすためにＶＳＶ
２８を駆動制御してＥＧＲ弁２７を開閉制御する。

【００４５】更に、ステップ１０７において、ＶＶＴ２
９をオンさせる領域に合わせた、即ちバルブオーバラッ
プの大きい領域に合わせた点火時期制御を行うためにイ
グナイタ２２を駆動制御し、その後の処理を一旦終了す
る。

【００４６】一方、ステップ１０３において、ＶＶＴ２
９をオフさせる領域である場合には、ステップ１０８に
おいて、ＶＶＴ２９をオフさせるべくＯＳＶ５３をオフ
させる。続いて、ステップ１０９において、バルブタイ
ミングフラグＸＶＶＴを「０」にリセットする。

【００４７】又、ステップ１１０において、ＶＶＴ２９
をオフさせる領域に合わせて、即ちバルブオーバラップ
の小さい領域に合わせてＥＧＲ量を増やすためにＶＳＶ
２８を駆動制御してＥＧＲ弁２７を開閉制御する。

【００４８】更に、ステップ１１１において、ＶＶＴ２
９をオフさせる領域に合わせた、即ちバルブオーバラッ
プの小さい領域に合わせた点火時期制御を行うためにイ
グナイタ２２を駆動制御し、その後の処理を一旦終了す
る。

【００４９】上記のようにして、バルブオーバラップを
変更させるためのバルブタイミング制御と、それに合わ
せたＥＧＲ量制御及び点火時期制御が実行される。次
に、ＶＶＴ２９の異常を検出するための処理動作につい
て説明する。図６，７に示すフローチャートはＥＣＵ７
０により実行される各処理のうち、「ＶＶＴ異常検出処
理ルーチン」を示しており、エンジン１の運転中に所定
時間毎の定時割り込みで実行される。

【００５０】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２０１において、正常フラグＮＶＶＴ、異常フラ
グＦＶＶＴ、仮異常フラグＤＶＶＴ、及び前述した「Ｖ
ＶＴ等制御ルーチン」にて設定されるバルブタイミング
フラグＸＶＶＴをそれぞれ読み込む。ここで、正常フラ
グＮＶＶＴ及び異常フラグＦＶＶＴは後述する処理にお
いて設定されるものであり、正常フラグＮＶＶＴはＶＶ
Ｔ２９が正常である場合に「１」にセットされるもので
あり、異常フラグＦＶＶＴはＶＶＴ２９が異常である場
合に「１」にセットされるものである。

【００５１】続いて、ステップ２０２において、正常フ
ラグＮＶＶＴが「１」であるか、又は異常フラグＦＶＶ
Ｔが「１」であるかを判断する。即ち、ＶＶＴ２９につ
いて異常か正常かの判断が既になされたか否かを判断す
る。ここで、ＶＶＴ２９の異常か正常かの判断が既にな
されている場合には、そのままその後の処理を一旦終了
する。

【００５２】又、ステップ２０２において、ＶＶＴ２９
の異常か正常かの判断が未だなされていない場合には、
ステップ２０３において、仮異常フラグＤＶＶＴが
「０」であるか否か、つまりＶＶＴ２９の異常に関する
仮判断が異常でないか否かを判断する。そして、仮異常
フラグＤＶＶＴが「０」の場合には、ＶＶＴ２９の異常
に関する仮判断が異常でないものとして、ステップ２０
４へ移行し、ステップ２０４〜ステップ２１０の処理を
実行する。

【００５３】即ち、ステップ２０４においては、バルブ
タイミングフラグＸＶＶＴが「０」であるか否か、即ち
ＶＶＴ２９がオフされてバルブオーバラップの小さい領
域に変わっているか否かを判断する。ここで、バルブタ
イミングフラグＸＶＶＴが「１」である場合には、ＶＶ
Ｔ２９がオンされてバルブオーバラップの大きい領域に
変わっているものとして、そのままその後の処理を一旦
終了する。

【００５４】又、ステップ２０４において、バルブタイ
ミングフラグＸＶＶＴが「０」である場合には、ＶＶＴ
２９がオフされてバルブオーバラップの小さい領域に変
わっているものとして、ステップ２０５において、ノッ
クセンサ６８の検出に基づくエンジン１の振動レベルＶ
Ｌを読み込む。この振動レベルＶＬはＶＶＴ２９がオフ
されたバルブオーバラップの小さい状態での値として仮
定して読み込まれることになる。続いて、ステップ２０
６において、その読み込まれた振動レベルＶＬを仮判断
振動レベルＶＬ１として設定する。

【００５５】そして、ステップ２０７において、その仮
判断振動レベルＶＬ１が所定の基準値よりも大きいか否
か、即ちＶＶＴ２９に異常の可能性があるか否かを判断
する。ここで、仮判断振動レベルＶＬ１が基準値より大
きくない場合には、ＶＶＴ２９に異常の可能性がないも
のとして、そのままその後の処理を一旦終了する。

【００５６】これに対し、ステップ２０７において、仮
判断振動レベルＶＬ１が基準値より大きい場合には、バ
ルブオーバラップが小さいにもかかわらず振動レベルＶ
Ｌが大きいことから、ＶＶＴ２９に異常の可能性がある
ものとして、ステップ２０８へ移行する。そして、ステ
ップ２０８においては、確認の意味から、振動レベルＶ
Ｌの相対的に大きいバルブオーバラップの大きい状態に
すべくＶＶＴ２９をオンさせるためにＯＳＶ５３をオン
させる。続いて、ステップ２０９において、バルブタイ
ミングフラグＸＶＶＴを「１」にセットする。そして、
ステップ２１０において、仮異常フラグＤＶＶＴを
「１」にセットし、その後の処理を一旦終了する。

【００５７】つまり、ステップ２０４〜ステップ２１０
の処理では、ＶＶＴ２９に異常の可能性があるか否かを
判断して異常の可能性のある場合には、確認の意味か
ら、振動レベルＶＬが大きくなるようにバルブオーバラ
ップを大きくすべくＶＶＴ２９をオンさせ、それに応じ
てバルブタイミングフラグＸＶＶＴ及び仮異常フラグＤ
ＶＶＴを設定するのである。

【００５８】一方、ステップ２０３において、仮異常フ
ラグＤＶＶＴが「１」の場合には、ＶＶＴ２９の異常に
関する仮判断が既に行われてそのＶＶＴ２９に異常の可
能性があるものとして、ステップ２１１へ移行し、ステ
ップ２１１〜ステップ２２０の処理を実行する。

【００５９】即ち、ステップ２１１においては、ノック
センサ６８の検出に基づくエンジン１の振動レベルＶＬ
を再び読み込む。この読み込みにおいては、ＶＶＴ２９
がオンされてバルブオーバラップの大きい状態での振動
レベルＶＬが読み込まれることになる。そして、ステッ
プ２１２において、その読み込まれた振動レベルＶＬを
本判断振動レベルＶＬ２として設定する。

【００６０】続いて、ステップ２１３において、バルブ
オーバラップの大きい状態での本判断振動レベルＶＬ２
とバルブオーバラップの小さい状態での仮判断振動レベ
ルＶＬ１とが等しいか否か、即ちエンジン１の振動レベ
ルＶＬが変化していないか否かを判断する。ここで、本
判断振動レベルＶＬ２と仮判断振動レベルＶＬ１とが等
しい場合には、エンジン１の振動レベルＶＬが変化して
いないＶＶＴ２９の異常と判断する。つまり、バルブオ
ーバラップの小さい状態から大きい状態へＶＶＴ２９を
切り換えたにもかかわらず、エンジン１の振動レベルＶ
Ｌが大きいままで変化していないことから、ＶＶＴ２９
がバルブオーバラップの大きいオン側で止まったままの
故障による異常であると判断するのである。そして、ス
テップ２１４〜ステップ２１６の処理を実行する。

【００６１】即ち、ステップ２１４においては、ＶＶＴ
２９の異常を運転者等に報知すべく、ダイアグランプ３
０を点灯させる。次に、ステップ２１５において、ＶＶ
Ｔ２９のオン状態、即ちバルブオーバラップの大きい状
態に合わせてＥＧＲ量を減らすと共に点火時期を制御す
べく、ＶＳＶ２８及びイグナイタ２２を駆動制御する。
そして、ステップ２１６において、異常フラグＦＶＶＴ
を「１」にセットし、その後の処理を一旦終了する。

【００６２】一方、ステップ２１３において、本判断振
動レベルＶＬ２と仮判断振動レベルＶＬ１とが等しくな
い場合には、バルブオーバラップの小さい状態から大き
い状態への切り換えに応じて振動レベルＶＬが変化し得
ることから、ＶＶＴ２９が正常であると判断して、ステ
ップ２１７〜ステップ２２０の処理を実行する。

【００６３】即ち、ステップ２１７において、バルブオ
ーバラップを小さい状態に切り換えるべくＯＳＶ５３を
オフさせてＶＶＴ２９をオフさせる。続いて、ステップ
２１８において、そのバルブオーバラップの状態に合わ
せてバルブタイミングフラグＸＶＶＴを「０」にリセッ
トする。更に、ステップ２１９において、仮正常フラグ
ＤＶＶＴを「０」にリセットする。そして、ステップ２
２０において、正常フラグＮＶＶＴを「１」にセット
し、その後の処理を一旦終了する。

【００６４】上記のようにして、ＶＶＴ２９の異常検出
の処理が実行されるのである。従って、この実施例で
は、ＶＶＴ２９をオフさせたバルブオーバラップの小さ
い状態でのエンジン１の振動レベルＶＬを検出し、その
時の振動レベルＶＬが基準値αよりも大きい場合には、
ＶＶＴ２９がバルブオーバラップの大きいオン側で止ま
っている異常の可能性があるものとして仮判断してい
る。又、その異常の仮判断がなされたときに、ＶＶＴ２
９をオンさせてバルブオーバラップの大きい状態、即ち
振動レベルＶＬの相対的に大きい状態に切り換え、その
切り換えられた状態での振動レベルＶＬを再び検出して
いる。そして、それら振動レベルＶＬがＶＶＴ２９の切
り換えられる前後で変化していないときのみに、ＶＶＴ
２９の実際の異常と判断するようにしている。つまり、
この実施例では、ＶＶＴ２９の異常が仮判断されたとき
に、バルブオーバラップを変更させるべくＶＶＴ２９を
駆動切り換えして、そのときの振動レベルＶＬの変化の
有無を確認することにより、ＶＶＴ２９の異常が最終的
に判断されるのである。

【００６５】そのため、振動レベルＶＬがＶＶＴ２９の
駆動切り換えによるバルブオーバラップの要因によら
ず、エンジン１の点火時期不良や空燃比リーン、或いは
ＥＧＲ弁２７の故障等によって大きくなった場合には、
ＶＶＴ２９の駆動切り換えによって振動レベルＶＬを確
認することにより、それがＶＶＴ２９の異常によるもの
なのか、それ以外の要因によるものかを区別することが
できる。その結果、バルブオーバラップ以外の要因によ
って振動レベルが大きくなった場合には、ＶＶＴ２９の
異常の誤判断を未然に防止することができ、もってＶＶ
Ｔ２９の異常検出をより確実なものにすることができ
る。

【００６６】又、この実施例では、ＶＶＴ２９の異常と
判断したときに、ダイアグランプ３０を点灯させ、その
異常を運転者等に早期に報知することができるので、Ｖ
ＶＴ２９の異常に早期に対処することが可能となる。

【００６７】更に、この実施例では、ＶＶＴ２９の異常
と判断したときに、その時のバルブオーバラップの大き
い状態に合わせてＥＧＲ量を減らすと共に点火時期制御
を行っているので、エンジン１のトルク変動を防止し、
もってサージの防止を図ることができる。

【００６８】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、エンジン１の振動状態を検出す
る振動状態検出手段として、ノックセンサ６８を利用し
たが、エンジン回転数ＮＥの変化からエンジンの振動状
態を検出するようにして回転数センサ６６を振動状態検
出手段とすることもできる。

【００６９】（２）前記実施例では、油圧制御によって
駆動切換えされるＶＶＴ２９の異常を検出する場合に具
体化したが、これに限定されるものではなく、その他の
タイプのＶＶＴの異常を検出する場合に具体化すること
もできる。

【００７０】（３）前記実施例では、吸気バルブ８の開
閉タイミングのみを可変にするＶＶＴ２９を設けたが、
排気バルブ９の開閉タイミングのみを可変にするＶＶＴ
や吸気バルブ８及び排気バルブ９の両方の開閉タイミン
グをそれぞれ可変にするＶＶＴを設けることもできる。

【００７１】（４）前記実施例では、ガソリンエンジン
１に具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化するこ
ともできる。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、可変バルブタイミング装置の異常検出に際して、バ
ルブオーバラップが機関運転状態と無関係に変更される
のを極力抑制しつつ、バルブオーバラップ以外の要因に
よる影響を回避して異常を確実に且つ迅速に検出するこ
とができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例における可変バ
ルブタイミング装置の異常検出装置を示す概略構成図で
ある。

【図２】一実施例においてＶＶＴ等の構成を示す断面図
である。

【図３】一実施例においてＥＣＵ等の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】一実施例において吸気バルブと排気バルブとの
バルブオーバラップを説明し、（ａ）はＶＶＴオフ時の
バルブオーバラップの説明図、（ｂ）はＶＶＴオン時の
バルブオーバラップの説明図である。

【図５】一実施例においてＥＣＵにより実行される「Ｖ
ＶＴ等制御ルーチン」を説明するフローチャートであ
る。

【図６】一実施例においてＥＣＵにより実行される「Ｖ
ＶＴ異常検出処理ルーチン」を説明するフローチャート
である。

【図７】一実施例においてＥＣＵにより実行される「Ｖ
ＶＴ異常検出処理ルーチン」の続きを説明するフローチ
ャートである。

【図８】一実施例においてエンジン回転数とスロットル
開度との関係からＶＶＴオン・オフの領域を予め定めた
マップである。

【符号の説明】

１…エンジン、４…燃焼室、６…吸気通路、７…排気通
路、８…吸気バルブ、９…排気バルブ、２９…可変バル
ブタイミング装置（ＶＶＴ）、６２…スロットルセン
サ、６６…回転数センサ、６８…ノックセンサ、７０…
ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−275046（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−91330（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224257（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102347（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102344（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102342（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143444（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−112908（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172516（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275045（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−186708（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−19447（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−42244（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 1/34 F02D 45/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのバ
   ルブオーバラップを機関運転状態に応じて設定される目
   標値に変更すべくこれら両バルブの少なくとも一方の開
   閉タイミングを機関運転状態に基づいて可変とする可変
   バルブタイミング装置の異常検出装置において、 前記内燃機関の振動レベルを検出する振動レベル検出手
   段と、 前記振動レベルが前記バルブオーバラップの目標値に対
   応するレベルであるか否かを判定する振動レベル判定手
   段と、 この振動レベル判定手段により前記検出される振動レベ
   ルが前記目標値に対応するレベルではない旨判定される
   ことを条件に前記振動レベルが相対的に大きくなるバル
   ブオーバラップの大きい状態に前記可変バルブタイミン
   グ装置を強制駆動する強制駆動手段と、 この強制駆動に伴って前記振動レベルが変化しないとき
   に前記可変バルブタイミング装置が異常であると判断す
   る異常判断手段とを備えることを特徴とする可変バルブ
   タイミング装置の異常検出装置。
2. 【請求項２】前記振動レベル判定手段は、バルブオーバ
   ラップが小さい第１の状態にあるときに前記振動レベル
   の判定を行うものであり、 前記強制駆動手段は、前記第１の状態よりもバルブオー
   バラップの大きい第２の状態に前記可変バルブタイミン
   グ装置を強制駆動するものである請求項１に記載の 可変
   バルブタイミング装置の異常検出装置。