JP4083647B2 - 内燃機関の吸入空気量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミング可変システム及びバルブ作用角可変システム、あるいは更にスロットルバルブを備えることで、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置に関する。

バルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを備えた内燃機関が提案されている。ここでバルブ駆動状態とは、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング、バルブリフト量、バルブ作用角を意味する。したがってバルブ駆動状態の可変とは、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングの進角・遅角、バルブリフト量、バルブ作用角を可変動弁システムにより可変としていることを意味している。

このようなバルブ駆動状態は内燃機関の運転性に大きく影響するため、可変動弁システムの故障等によりバルブ駆動状態の調節が異常となった時には、直ちに内燃機関を退避走行モードにして、退避場所までの走行を確保する必要がある。

このような退避走行モードにする技術として、吸気バルブのバルブ作用角を可変として吸入空気量調節を行っている場合に、吸入空気量調節が異常となった時にはバルブ作用角を所定の値に固定し、吸気系に設けられたスロットルバルブにより吸入空気量を調節するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

又、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を備えて、スロットルバルブにより吸入空気量を制御する内燃機関において、内燃機関の異常時にバルブオーパラップが無くなるようにして、回転安定性を確保し、退避走行を可能としているものが提案されている（例えば特許文献２参照）。
特表２００２−５４２４２１号公報（第１０頁、図２−３） 特開２０００−１３０１９６号公報（第６−７頁、図７）

吸気バルブのバルブ作用角可変システムと吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング可変システムとを設けた内燃機関においては、スロットルバルブを用いずに、バルブ作用角可変システムにて吸入空気量を制御するシステムが考えられる。

このようなシステムを備えた内燃機関においては、バルブタイミング可変システムによるバルブタイミング調節が異常となったとしてもバルブ作用角可変システムが正常であれば吸気バルブのバルブ作用角による吸入空気量の調節は可能である。したがってバルブタイミング調節が異常となっても退避走行できることが期待できる。

しかし異常状態によっては、このように吸気バルブのバルブ作用角の調節を継続したり、あるいは吸気バルブのバルブ作用角を固定してスロットルバルブで吸入空気量を調節するモードに移行したとしても、内燃機関の燃焼性が不安定となる場合があり、退避走行が困難となるおそれがあることが判明した。

前者の従来技術（特許文献１）のごとく、全くバルブタイミングの変化について考慮されていない場合には、上記問題に対処することはできない。
又、後者の従来技術（特許文献２）ではバルブタイミング調節の異常に対応した吸気バルブのバルブ作用角の制御については具体的に述べられていない。更に、この後者の場合は、常にスロットルバルブにより吸入空気量を調節することが前提であることから、そのまま上記問題点の解決につながるものではなく、バルブタイミングの調節異常時に吸気バルブのバルブ作用角可変システムにおいて如何にして対処するかは不明である。

本発明は、バルブタイミング可変システムが異常となった場合に吸入空気量調節を行っていた吸気バルブのバルブ作用角可変システムにおける対処により、内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることを目的とするものである。

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に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、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システムと吸気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とを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを用いて、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、燃焼安定性のために設定したバルブ作用角退避範囲に前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を制限する手段であって、前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避駆動を開始するとともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、前記バルブ作用角の制限としてその実バルブタイミングに応じた制限を設定する異常時吸入空気量制御手段とを備えたことを特徴とする。

異常時吸入空気量制御手段は、バルブタイミング可変システムの異常時には、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節制御をそのまま継続させるのではなく、又、吸気バルブのバルブ作用角を単に固定させるのでもない。異常時吸入空気量制御手段は、異常時には前記バルブ作用角退避範囲を設定し、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節を、このバルブ作用角退避範囲内で可能として吸入空気量の調節を行わせる。

したがってバルブタイミング可変システムの異常により、前記バルブタイミングが如何なる状態になっていても内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。
またバルブタイミング可変システムの異常時には、バルブ作用角調節システムによる吸気バルブの実バルブ作用角の制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角を単に固定するのでもなく、吸気バルブの実バルブタイミングに応じた制限を設定している。したがってバルブタイミング可変システムの異常時に、吸気バルブの実バルブタイミングが如何なる状態になっていても、吸気バルブの実バルブ作用角の調節により、エンジンの燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。

請求項２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１において、前記異常時吸入空気量制御手段は、燃焼を不安定化させない前記バルブタイミングの進角値上限である進角限界値より前記実バルブタイミングが大きいか否かによって、前記バルブ作用角を前記バルブ作用角退避範囲に制限するかしないかを設定するものであって、前記バルブ作用角を制限している時に前記実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、要求負荷率に応じて算出される予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角退避範囲の上限以下となるまでは、前記制限を解除しないようにするものであることを特徴とする。
上記構成では、吸気バルブのバルブ作用角をバルブ作用角退避範囲に制限している時に、実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角範囲の上限以下となるまでは制限は解除されない。したがって吸気バルブにおける急激な実バルブ作用角の増加を防止でき、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。

請求項３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、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システムと吸気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とを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムと、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度を調節するスロットルバルブ駆動システムとを用いて、通常運転時は前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を燃焼安定性のために設定した退避作用角に固定し、前記スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる手段であって、前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避制御を開始するともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、その実バルブタイミングに応じて前記退避作用角を切り替える異常時吸入空気量制御手段とを備えたことを特徴とする。

異常時吸入空気量制御手段は、バルブタイミング可変システムの異常時に、バルブ作用角可変システムに吸気バルブのバルブ作用角の可変をそのまま継続させるのではなく、又、吸気バルブのバルブ作用角を単に固定するのでもない。異常時吸入空気量制御手段は、前記退避作用角を設定し、バルブ作用角可変システムにこの退避作用角に吸気バルブのバルブ作用角を固定させる。そして更にスロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる。この退避作用角は燃焼安定性のために設けた吸気バルブのバルブ作用角である。

したがってバルブタイミング可変システムの異常により、前記バルブタイミングが如何なる状態になっていても内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。
またバルブタイミング調節異常時に、バルブ作用角調節システムによる実バルブ作用角の制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角を単に固定するのでもなく、実バルブタイミングに応じて退避作用角を切り替えて設定している。そして退避作用角に吸気バルブの実バルブ作用角を固定させた状態で、スロットル開度の駆動制御により吸入空気量制御を行っている。
したがってバルブタイミング可変システムの異常により、吸気バルブの実バルブタイミングが如何なる状態になっていてもエンジンの燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。

［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２、及び制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成図を示している。エンジン２は複数気筒エンジン、ここでは４気筒エンジンであり、この内の１気筒についての可変動弁系を図２の縦断面図に示す。各気筒には吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとが各２つ設けられて、４バルブエンジンとして構成されている。尚、気筒数は６気筒でも８気筒でも良く、更に２バルブエンジンでも５バルブエンジンでも良い。

エンジン２の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、ピストン６、シリンダブロック８及びシリンダヘッド１０により区画された燃焼室１２が形成されている。そしてシリンダヘッド１０には燃焼室１２内の混合気に点火するために点火プラグ１４及び燃焼室１２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６が設けられている。尚、燃料噴射弁１６は燃焼室１２に接続している吸気ポート１８に燃料を噴射するものであっも良い。

吸気ポート１８は吸気バルブ２ａの駆動により開閉され、この吸気ポート１８に接続された各吸気通路２０はサージタンク２２に接続されている。サージタンク２２の上流側にはモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６は通常はほぼ全開状態にあるが、エンジン２の状態によっては、あるいは後述するごとくバルブ作用角を固定する時には、開度（スロットル開度ＴＡ）を制御して吸入空気量ＧＡを調節する場合がある。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出されＥＣＵ４に読み込まれている。吸入空気量ＧＡはスロットルバルブ２６の上流側に設けられた吸入空気量センサ３０により検出され、吸気温ＴＨＡはスロットルバルブ２６の上流側に設けられた吸気温センサ３２により検出されてＥＣＵ４に読み込まれている。

燃焼室１２に接続している排気ポート３４は排気バルブ２ｂの駆動により開閉される。排気ポート３４に接続された排気通路３６の途中には排気浄化用触媒コンバータ３８が配置されている。この排気浄化用触媒コンバータ３８の上流側の排気通路３６に設けられた空燃比センサ４０により、排気通路３６における排気成分に基づいて空燃比ＡＦが検出され、ＥＣＵ４に読み込まれている。

ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、上述したスロットル開度センサ２８、吸入空気量センサ３０、吸気温センサ３２、空燃比センサ４０以外にもエンジン２の運転状態を検出するセンサ類から信号を入力している。すなわちアクセルペダル４２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ４４、クランクシャフト６ａの回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ４６、及び吸気カムシャフトの回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ４８から信号を入力している。又、後述するバルブ作用角を検出するための回転角センサ５０、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ５２からも信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも各種のデータを検出するセンサが設けられている。

ＥＣＵ４は、上述した各センサからの検出内容に基づいて、燃料噴射弁１６、スロットルバルブ用モータ２４あるいは点火プラグ１４に対する制御信号によりエンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量、スロットル開度ＴＡ及び点火時期等を適宜制御する。更にＥＣＵ４は、アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、吸気バルブ２ａのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節する可変動弁機構５４に対する制御信号により、吸気バルブ２ａのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節している。この内、バルブ作用角により通常運転時には吸入空気量が調節されている。

可変動弁機構５４はバルブ作用角調節機構５６とバルブタイミング調節機構（以下、「ＶＶＴ」と称する）５８とから構成されている。バルブ作用角調節機構５６は、図２〜図５に示す仲介駆動機構６０と、図９，１０に示すシャフトスライド機構１００とを備えている。

図２に示したごとく仲介駆動機構６０は、吸気バルブ２ａに対して設けられたローラロッカーアーム６２と、吸気カムシャフト６４に設けられた吸気カム６４ａとの間に配置されて、吸気カム６４ａからのバルブ駆動力を仲介してローラロッカーアーム６２に与えることで吸気バルブ２ａを駆動させている。

各気筒毎に設けられている仲介駆動機構６０は図３の斜視図及び図４の水平破断斜視図に示すごとく、図示中央に設けられた入力部６６、入力部６６の一端側に設けられた第１揺動カム６８、第１揺動カム６８とは反対側に設けられた第２揺動カム７０及び内部に配置されたスライダギア７２を備えている。

入力部６６のハウジング６６ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン６６ｂを設けている。又、ハウジング６６ａの外周面からは平行な２つのアーム６６ｃ，６６ｄが突出して形成されている。これらアーム６６ｃ，６６ｄの先端には、ハウジング６６ａの軸方向と平行なシャフト６６ｅを有するローラ６６ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図２に示したごとく、ローラ６６ｆが吸気カム６４ａ側に常に接触するように、スプリング６６ｇの付勢力がアーム６６ｃ，６６ｄあるいはハウジング６６ａに与えられている。

第１揺動カム６８のハウジング６８ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン６８ｂを設けている。又、このハウジング６８ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部６８ｃにて一端が覆われている。又、ハウジング６８ａの外周面からは略三角形状のノーズ６８ｄが突出して形成されている。このノーズ６８ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面６８ｅを形成している。

第２揺動カム７０のハウジング７０ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン７０ｂを設けている。又、このハウジング７０ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部７０ｃにて一端が覆われている。又、ハウジング７０ａの外周面からは略三角形状のノーズ７０ｄが突出して形成されている。このノーズ７０ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面７０ｅを形成している。

これらの第１揺動カム６８および第２揺動カム７０は、軸受部６８ｃ，７０ｃを外側にして、入力部６６に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図３に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。

入力部６６及び２つの揺動カム６８，７０から構成される内部空間には、スライダギア７２が配置されている。スライダギア７２は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン７２ａが設けられている。この入力用ヘリカルスプライン７２ａの一端側には小径部７２ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃが設けられている。第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃとは反対側には小径部７２ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン７２ｅが設けられている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン７２ｃ，７２ｅは入力用ヘリカルスプライン７２ａに対して外径が小さく形成されている。

スライダギア７２の内部には中心軸方向に貫通孔７２ｆが形成されている。そして図５に縦断面で示したごとく、入力用ヘリカルスプライン７２ａの位置にて、貫通孔７２ｆの内周面に周方向に周溝７２ｇが形成されている。この周溝７２ｇには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔７２ｈが形成されている。

スライダギア７２の貫通孔７２ｆ内には支持パイプ８０が周方向に摺動可能に配置される。この支持パイプ８０は全気筒の仲介駆動機構６０に対して共通の１本が設けられている。支持パイプ８０には各仲介駆動機構６０に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔８０ａが開口している。

更に支持パイプ８０内には、コントロールシャフト８２が軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。そして支持パイプ８０の各長孔８０ａに対応する位置には、軸直角方向の支持穴８２ｂが設けられている。この支持穴８２ｂにはそれぞれコントロールピン８２ａの基端部が挿入されることにより、コントロールピン８２ａが軸直角方向に突出するように支持されている。

そしてコントロールシャフト８２が支持パイプ８０の内部に配置されている状態では、各コントロールピン８２ａの先端は、支持パイプ８０に形成されている軸方向の長孔８０ａを貫通し、スライダギア７２の内周面に形成されている周溝７２ｇに挿入されている。

このような構成により、各スライダギア７２はコントロールシャフト８２の移動により軸方向への移動が可能であり、コントロールシャフト８２の位置制御により各仲介駆動機構６０におけるスライダギア７２の位置を決定できる。ただし、各スライダギア７２は周溝７２ｇにてコントロールピン８２ａに係止されているので、軸周りについてはコントロールピン８２ａの位置に関わらず揺動可能となっている。

スライダギア７２の内で、入力用ヘリカルスプライン７２ａは入力部６６内部のヘリカルスプライン６６ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃは第１揺動カム６８内部のヘリカルスプライン６８ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン７２ｅは第２揺動カム７０内部のヘリカルスプライン７０ｂに噛み合わされている。

そして各仲介駆動機構６０は、揺動カム６８，７０の軸受部６８ｃ，７０ｃ側にてシリンダヘッド１０上に軸方向への移動が阻止される状態で取り付けられている。このためコントロールシャフト８２がスライダギア７２を軸方向に移動させても、入力部６６及び揺動カム６８，７０は軸方向に移動することはない。

したがって仲介駆動機構６０の内部空間内でスライダギア７２の軸方向移動量を調節することにより、ヘリカルスプライン７２ａ，６６ｂ，７２ｃ，６８ｂ，７２ｅ，７０ｂの機能により、入力部６６と揺動カム６８，７０との位相差を変更できる。そしてこのことにより、ローラ６６ｆとノーズ６８ｄ，７０ｄとの位置関係を変更することができる。

ここで図６はコントロールシャフト８２を最大限Ｌ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構６０の作動状態を示している。図６の(Ａ)が閉弁時、図６の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部６６のローラ６６ｆと揺動カム６８，７０のノーズ６８ｄ，７０ｄとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため図６の(Ｂ)に示すごとく吸気カム６４ａが最大限に入力部６６のローラ６６ｆを押し下げても、ノーズ６８ｄ，７０ｄのカム面６８ｅ，７０ｅによるロッカーローラ６２ａの押し下げ量は最小となり、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は最小となる。したがって吸気ポート１８から燃焼室１２内への吸入空気量も最小限の状態となる。

図７は、コントロールシャフト８２を最大限Ｈ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構６０の作動状態を示している。図７の(Ａ)が閉弁時、図７の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部６６のローラ６６ｆと揺動カム６８，７０のノーズ６８ｄ，７０ｄとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため図７の(Ｂ)に示すごとく吸気カム６４ａが最大限に入力部６６のローラ６６ｆを押し下げた時には、ノーズ６８ｄ，７０ｄのカム面６８ｅ，７０ｅによるロッカーローラ６２ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は最大となる。したがって吸気ポート１８から燃焼室１２内への吸入空気量も最大限の状態となる。

このようにコントロールシャフト８２の軸方向位置を調節することで、図６の状態と図７の状態との間で、図８に実線で示すごとく連続的に吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量を調節できる。図８においてＭＩＮで示す状態が図６に該当し、ＭＡＸで示す状態が図７に該当する。このことによりスロットルバルブ２６によることなく、吸入空気量の調節が可能となる。尚、図８において実線はバルブタイミングが最遅角の場合、破線はバルブタイミングが最進角の場合を示し、これらの間でバルブタイミングはＶＶＴ５８により連続的に調節される。

コントロールシャフト８２を軸方向に移動させるシャフトスライド機構１００を図９に示す。シャフトスライド機構１００は、駆動用モータ１０２、螺旋カム機構１０４及び回転角センサ５０を備えている。

駆動用モータ１０２はシリンダヘッド１０に固定されてＥＣＵ４からの駆動信号により小径ギヤ１０２ａを回転させる。小径ギヤ１０２ａは螺旋カム機構１０４側の大径ギヤ１０４ａを回転させることによりシリンダヘッド１０に回転可能に支持されているカム軸１０４ｂを介して内部の螺旋カム１０８の回転位相を変化させることができる。更にカム軸１０４ｂは小径ギヤ１０４ｃを設けており、この小径ギヤ１０４ｃにより、シリンダヘッド１０に固定されている回転角センサ５０側の大径ギヤ１０６ａを回転させる。このことによりレゾルバ等からなる回転角センサ５０内部のロータを回転させることで螺旋カム１０８の回転位相が回転角センサ５０により検出され、ＥＣＵ４に読み込まれる。尚、カム軸１０４ｂに取り付けられたストッパアーム１０４ｄが、外部（ここではシリンダヘッド１０）に、調整可能に固定された２つのストッパ１０４ｅ，１０４ｆに当接することより、螺旋カム１０８の回転は３６０°より小さい範囲、ここでは３００°の範囲に限定されている。

螺旋カム機構１０４の構成を図１０の斜視図に示す。螺旋カム機構１０４は、前述した大径ギヤ１０４ａ、カム軸１０４ｂ、小径ギヤ１０４ｃ、ストッパアーム１０４ｄ，ストッパ１０４ｅ，１０４ｆ及び螺旋カム１０８以外に、螺旋カム１０８を内部空間に収納するように配置されたカムフレーム１１０が備えている。このカムフレーム１１０には、螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａに接触する断面円形のローラ１１０ａがカム軸１０４ｂとは平行の軸１１０ｂにて回転可能に支持されている。カムフレーム１１０におけるローラ１１０ａとは反対側には前述したコントロールシャフト８２の一端が固定されている。したがってカムフレーム１１０がコントロールシャフト８２の軸方向に移動すると、コントロールシャフト８２も連動して軸方向位置を変化させる。尚、ローラ１１０ａが常に螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａに接触するように、カムフレーム１１０あるいはコントロールシャフト８２には図示するごとくの方向にバネ力が付与されている。

ここでカムフレーム１１０の移動は次のようになされる。図１１の(Ａ)に示すごとくストッパアーム１０４ｄが最小作用角側ストッパ１０４ｅに当接するように駆動用モータ１０２（図９）を回転させることで、螺旋カム１０８は螺旋状カム面１０８ａ内で最もカム軸１０４ｂに近い側がローラ１１０ａに当接する。この時、カムフレーム１１０は最大限Ｌ方向に移動しており、カムフレーム１１０に連動して、コントロールシャフト８２もバネ力により最大限Ｌ方向に移動している。したがって図６に示した最小バルブ作用角及び最小バルブリフト量の状態が実現される。

駆動用モータ１０２を回転させて、ストッパアーム１０４ｄを図１１の(Ａ)に示すごとくＲ方向に回転させると、ストッパアーム１０４ｄは最小作用角側ストッパ１０４ｅから離れる。このことにより螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａによりローラ１１０ａはＨ方向に移動し、カムフレーム１１０全体もＨ方向に移動する。これに連動してコントロールシャフト８２もバネ力に抗してＨ方向に移動する。したがってバルブ作用角及びバルブリフト量が増加する。

そして、図１１の(Ｂ)に示すごとく、ストッパアーム１０４ｄが３００°回転すると、最大作用角側ストッパ１０４ｆに当接する。このことにより、螺旋カム１０８は螺旋状カム面１０８ａ内で最もカム軸１０４ｂから遠い側がローラ１１０ａに当接する。この時、カムフレーム１１０は最大限Ｈ方向に移動しており、カムフレーム１１０に連動して、コントロールシャフト８２もバネ力に抗して最大限Ｈ方向に移動している。したがって図７に示した最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量の状態が実現される。

尚、図１２に示すごとく螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａは最大バルブ作用角（最大バルブリフト量）側（最もカム軸１０４ｂから遠い側）において幅ｄθｘの範囲で螺旋カム１０８の回転角が変化してもカム軸１０４ｂとの距離が変化しない不変作用角領域が存在する。したがって不変作用角領域では、螺旋カム１０８の回転位相にかかわらず、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は、既知の最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量に一定化されることになる。

したがって上述した螺旋カム１０８の回転角θｖとバルブ作用角ＶＬとの関係は図１３に示すごとくとなる。
ＶＶＴ５８について説明する。ＶＶＴ５８は、図１４の縦断面図に示すごとく、オイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と称する）１２０とベーン式油圧回転機構１２２とから構成されている。ＯＣＶ１２０はＥＣＵ４からの指令により、オイルポンプからの作動油圧を進角用油路に供給するモード、遅角用油路に供給するモード及びいずれの油路とも密閉遮断するモードを選択的に実行するものである。

ベーン式油圧回転機構１２２は、図１４(Ａ)に示すごとく、タイミングスプロケットと一体に形成された短円筒状のケーシング１２４を備え、このケーシング１２４の中心部にはベーン体１２６が配置されている。このベーン体１２６の中心の軸部１２６ａには吸気カムシャフト６４の端部が係合状態で挿入されている。このことにより吸気カムシャフト６４はベーン体１２６に連動して回転する。

軸部１２６ａへは、ケーシング１２４から２つの壁部１２４ａ，１２４ｂが軸対称な位置から突出して、先端部で油密的に接触している。ベーン体１２６の軸部１２６ａからも２つのベーン１２６ｃ，１２６ｄが突出してケーシング１２４の内周面に油密的に接触している。

このことによりケーシング１２４の内部は、４つの部屋に仕切られている。この内、油圧室１２８，１３０が進角用油路に接続され、圧縮状態のスプリング１３２ａ，１３４ａが配置されている油圧室１３２，１３４が遅角用油路に接続されている。そして油圧室１２８，１３２内にはストッパ１３６，１３８が設けられて、ベーン体１２６の回転範囲を制限している。

図１４(Ｂ)は進角油路から油圧が排出され、遅角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室１３２，１３４は拡大し、油圧室１２８，１３０は縮小して、ベーン体１２６はケーシング１２４に対して相対的に左回転しストッパ１３６に当接する。この状態では、吸気カムシャフト６４の相対回転により吸気バルブ２ａのバルブタイミングは最も遅角された状態となる。この状態が図８に実線で示した状態である。

尚、エンジン２の停止状態のごとく油圧が供給されないときには、スプリング１３２ａ，１３４ａにより、ベーン式油圧回転機構１２２は図１４(Ｂ)の状態となっている。
図１４(Ｃ)は遅角油路から油圧が排出され、進角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室１２８，１３０は拡大し、油圧室１３２，１３４は縮小して、ベーン体１２６はケーシング１２４に対して相対的に右回転しストッパ１３８に当接する。この状態では、吸気カムシャフト６４の相対回転により吸気バルブ２ａのバルブタイミングは最も進角された状態となる。この状態が図８に破線で示した状態である。

尚、前記図１４(Ａ)は図１４(Ｂ)と(Ｃ)との中間の状態を示し、この状態では吸気バルブ２ａのバルブタイミングは中間的な進角状態となる。したがって図８にて実線で示した状態と破線で示した状態との中間の状態となる。

次にＥＣＵ４によるバルブ作用角制御処理について説明する。図１５に吸入空気量制御処理のフローチャートを示す。本処理は一定の時間周期で繰り返し実行される処理である。

本処理が開始されると、まず実バルブ作用角ＶＬａが読み込まれる（Ｓ１０２）。この実バルブ作用角ＶＬａは、回転角センサ５０の検出値θｖに基づいてＥＣＵ４により別途算出されている吸気バルブ２ａのバルブ作用角を示す値であり、前記図１３に示したマップから検出値θｖに基づいてバルブ作用角ＶＬを算出し、検出ずれを反映した学習値にてバルブ作用角ＶＬを補正して算出される。

次に実バルブタイミングＶＴａが読み込まれる（Ｓ１０４）。この実バルブタイミングＶＴａは、エンジン回転数センサ４６の出力パルスと基準クランク角センサ４８の出力パルスとのクランク角度差に基づいてＥＣＵ４により別途算出されている吸気バルブ２ａのバルブタイミングを示す値であり、進角値として表されている値である。この実バルブタイミングＶＴａについても、測定値としてのバルブタイミングＶＴを学習値にて補正し実バルブタイミングＶＴａとして算出される。

次にＶＶＴ５８が異常か否かが判定される（Ｓ１０６）。このＶＶＴ５８が異常か否かの検出処理はＥＣＵ４により別途実行されている。すなわちＥＣＵ４は、ＶＶＴ５８を駆動して、エンジン運転状態（実バルブ作用角ＶＬａやエンジン回転数ＮＥ）に応じて算出した目標バルブタイミングＶＴｔとなるように実バルブタイミングＶＴａを調節するバルブタイミング制御を実行している。このことにより、内部ＥＧＲ率も考慮した適切な吸気効率となるようにしている。

このバルブタイミング制御において、目標バルブタイミングＶＴｔに実バルブタイミングＶＴａが追随しない現象あるいは追随が著しく遅延する現象が生じた場合にＶＶＴ５８が異常としている。尚、ＶＶＴ５８が異常であればＥＣＵ４は、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるようにＯＣＶ１２０を駆動する退避駆動を実行する。したがって異常であってもＶＶＴ５８が遅角側に駆動可能であればＶＶＴ５８は最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへ移行する。

このバルブタイミング制御における異常検出処理にてＶＶＴ５８が異常であると検出されていなければ（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、次に要求負荷率に応じて目標バルブ作用角ＶＬｔが算出される（Ｓ１０８）。要求負荷率は、ここではアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づいて予め実験により定められたマップから負荷率が計算され、この負荷率を要求負荷率としてマップや演算式により目標バルブ作用角ＶＬｔが算出される。尚、負荷率とは最大機関負荷に対する負荷の割合を示すものである。

そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。すなわち実バルブ作用角ＶＬａと目標バルブ作用角ＶＬｔとの差に基づいて算出された回転方向と回転角度に応じてモータ１０２が駆動される。こうして一旦本処理を終了する。

このようにＶＶＴ５８が正常であれば、燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により調節され、これに協調するように吸気効率などの補助的な調節はＶＶＴ５８及びスロットルバルブ２６が担当する。

ＶＶＴ５８によるバルブ作用角調節が異常となった場合について説明する。この場合にはステップＳ１０６で「ＹＥＳ」と判定されて、次に実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かが判定される（Ｓ１１０）。バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒは、吸気バルブ２ａを最大バルブ作用角ＶＬｍａｘとしても燃焼を不安定化させないバルブタイミングの進角値上限を示す値である。すなわち吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとのバルブオーパラップにより内部ＥＧＲ率が過大となることで燃焼不安定を生じる直前のバルブタイミングを示す進角値である。この値は予め実験にて求められているが、１つの固定値でも良く、又、エンジン回転数ＮＥなどの運転状態に応じて変更する値としても良い。

ここでＶＴａ≦ＶＴｅｇｒであれば（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、最大バルブ作用角ＶＬｍａｘにしても燃焼不安定化は生じないとして、目標バルブ作用角ＶＬｔに最大バルブ作用角ＶＬｍａｘの値を設定する（Ｓ１１２）。そして要求負荷率に応じて目標スロットル開度ＴＡｔを算出する（Ｓ１１６）。

次にＥＣＵ４が別途実行しているスロットル開度制御に対して、目標スロットル開度ＴＡｔにスロットル開度ＴＡを制御するよう要求する（Ｓ１１８）。
そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。この時は、目標バルブ作用角ＶＬｔ＝ＶＬｍａｘに固定されているので、吸気バルブ２ａのバルブ作用角は最大の状態に駆動されて固定される。こうして一旦本処理を終了する。

このことにより燃焼室１２内への吸入空気量はスロットルバルブ２６により制御されることになる。
一方、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、目標バルブ作用角ＶＬｔに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ（＜ＶＬｍａｘ）の値を設定する（Ｓ１１４）。この中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄは実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えて進角していても、燃焼不安定化は生じないバルブ作用角の内で最大の作用角が設定されている。この値は予め実験にて求められているが、１つの固定値でも良く、又、エンジン回転数ＮＥなどの運転状態に応じて変更する値としても良い。

そして要求負荷率に応じて目標スロットル開度ＴＡｔを算出し（Ｓ１１６）、スロットル開度制御側に対して目標スロットル開度ＴＡｔにスロットル開度ＴＡを制御するよう要求する（Ｓ１１８）。そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。この時は、目標バルブ作用角ＶＬｔ＝ＶＬｍｉｄに固定されているので、吸気バルブ２ａのバルブ作用角は中間の状態に駆動されて固定される。こうして一旦本処理を終了する。

この場合も、燃焼室１２内への吸入空気量はスロットルバルブ２６により制御されることになる。
本実施の形態による処理の一例を図１６，１７のタイミングチャートに示す。図１６では、ＶＶＴ５８が異常となるまでは（ｔ０前）、スロットルバルブ２６は全開（スロットル開度ＴＡ＝１００％）であり、バルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節にて吸入空気量が制御されている。

ＶＶＴ５８の異常が検出されると（ｔ０）、この時の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下であるので実バルブ作用角ＶＬａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘまで上昇されて固定される。これに対してスロットル開度ＴＡは吸入空気量を要求負荷率に対応するように制御される（ｔ０〜）。以後、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ１に至って実バルブタイミングＶＴａの緩慢な低下が始まり最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなっている（ｔ２）。ここでＶＶＴ５８の異常が進角側にバルブタイミングが変更できず遅角側に変更できるいわゆる遅角固着の場合には異常検出時（ｔ０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。又、ＶＶＴ５８の異常が遅角側にバルブタイミングが変更できず進角側に変更できるいわゆる進角固着の場合、あるいは進角側へも遅角側へも変更できない完全固着の場合であって、この状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止している。

図１７では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時に（ｔ１０）、実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きくなっている場合を示している。この場合には、実バルブ作用角ＶＬａは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄまで低下されて固定される。これに対してスロットル開度ＴＡは吸入空気量を要求負荷率に対応するように制御される（ｔ１０〜）。以後、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。

そして、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ１１に至って実バルブタイミングＶＴａの緩慢な低下が始まり最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるが、この間にＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ１２）。このことにより実バルブ作用角ＶＬａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘまで上昇されて固定される。したがって時刻ｔ１２以後は、吸気バルブ２ａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘの状態で、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。

尚、前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ１０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。この場合は、時刻ｔ１０の直後に、実バルブ作用角ＶＬａが最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに上昇されることになる。又、前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので、実バルブ作用角ＶＬａは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを維持することになる。

上述した構成において、バルブ作用角調節機構５６がバルブ作用角可変システムに、ＶＶＴ５８がバルブタイミング可変システムに、可変動弁機構５４が可変動弁システムに相当する。スロットルバルブ用モータ２４、スロットルバルブ２６及びスロットル開度センサ２８がスロットルバルブ駆動システムに相当する。そして吸入空気量制御処理（図１５）及びＶＶＴ５８の異常検出処理が吸入空気量制御装置としての処理に相当し、この内で、ＶＶＴ５８の異常検出処理がバルブタイミング異常検出手段としての処理に、ステップＳ１０６，Ｓ１１０〜Ｓ１１８が異常時吸入空気量制御手段としての処理に相当する。又、最大バルブ作用角ＶＬｍａｘ及び中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄが退避作用角に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＶＶＴ５８の異常時には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かを判定している（Ｓ１１０）。そしてこの判定結果により、目標バルブ作用角ＶＬｔに設定する値を中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄと最大バルブ作用角ＶＬｍａｘとで切り替えて設定している（Ｓ１１２，Ｓ１１４）。

このようにバルブタイミング調節異常時に、バルブ作用角調節機構５６による実バルブ作用角ＶＬａの制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角ＶＬａを単に固定するのでもなく、実バルブタイミングＶＴａに応じて２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘの間で切り替えて設定している。この２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘはそれぞれの吸気バルブ２ａのバルブタイミングにおいて燃焼安定性のために設けた吸気バルブ２ａのバルブ作用角である。そして退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘに吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａを固定させた状態で、スロットル開度ＴＡの駆動制御により吸入空気量制御を行っている。

したがってＶＶＴ５８の異常により、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが如何なる状態になっていてもエンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。

（ロ）．上記２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘは、ＶＶＴ５８が異常となった各バルブタイミング状態において内部ＥＧＲ率を過大にしない吸気バルブ２ａのバルブ作用角であるとともに、この内でも最大のバルブ作用角に設定している。

このことによりエンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができるとともに、吸気バルブ２ａのバルブ作用角としては最大吸入空気量を十分に大きなものとすることができ、スロットル開度ＴＡによる吸入空気量制御も、より効果的なものとすることができる。

（ハ）．退避走行時には、吸気バルブ２ａのバルブ作用角が固定されることにより、実質的にバルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａのバルブ作用角の調節は実行されない。したがって実質的にスロットルバルブ２６のみの制御となり、協調制御自体が容易化して、退避走行時のＥＣＵ４への負担が軽減される。したがって退避走行に対応した他の処理を、より迅速に処理することが可能となる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、ＶＶＴの異常時においても制限された範囲で吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を実行するものである。

本実施の形態のハード構成は、前記実施の形態１の図１〜１４に示したハード構成と同じであり、同一の符号にて説明する。前記実施の形態１と異なるのは、ＥＣＵ４における吸入空気量制御処理（図１５）の代わりに図１８に示す処理が実行される。

吸入空気量制御処理（図１８）について説明する。これらの処理は一定周期で繰り返し実行されている。本処理が開始されると、まず吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが読み込まれ（Ｓ２０２）、次に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが読み込まれる（Ｓ２０４）。これらのステップＳ２０２，Ｓ２０４の処理は前記図１５のステップＳ１０２，Ｓ１０４と同じであり、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａ及び実バルブタイミングＶＴａについてもステップＳ１０２，Ｓ１０４にて説明したごとくである。

次に要求負荷率に応じて予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが算出される（Ｓ２０６）。この要求負荷率は前記図１５のステップＳ１０８にて説明したごとくであり、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘは前記ステップＳ１０８にて目標バルブ作用角ＶＬｔを求めるマップや演算式と同じマップや演算式により算出される。

そして次にＶＶＴ５８が異常か否かが判定される（Ｓ２０８）。このＶＶＴ５８が異常か否かの判定は、前記図１５のステップＳ１０６にて説明したごとくである。又、ＶＶＴ５８が異常であればＥＣＵ４はＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるように駆動する退避駆動を実行する点についても同じである。

この異常検出処理にてＶＶＴ５８が異常であると検出されていなければ（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、次に目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。すなわち実バルブ作用角ＶＬａと目標バルブ作用角ＶＬｔとの差に基づいて算出された回転方向と回転角度に応じてモータ１０２が駆動される。こうして一旦本処理を終了する。

このようにＶＶＴ５８が正常であれば、燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、吸気効率などの補助的な調節はＶＶＴ５８及びスロットルバルブ２６が担当する。

ＶＶＴ５８が異常となった場合について説明する。この場合にはステップＳ２０８で「ＹＥＳ」と判定されて、次に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かが判定される（Ｓ２１２）。バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒは前記図１５のステップＳ１１０にて説明したごとくである。

ここでＶＴａ≦ＶＴｅｇｒであれば（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、吸気バルブ２ａが最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに駆動されたとしても燃焼不安定化は生じない状態であるので、次に式１が成立しているか否かが判定される（Ｓ２１３）。

前回ＶＬｔ ＝ ＶＬｍｉｄ ＜ 前回ＶＬｔｘ … ［式１］
この式１の関係は前回の制御周期において予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが退避作用角ＶＬｍｉｄよりも大きいことにより、目標バルブ作用角ＶＬｔが制限されて、上限である退避作用角ＶＬｍｉｄに固定されている状態を示している。

前回の状態が前記式１を満たしていなければ（Ｓ２１３で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘを目標バルブ作用角ＶＬｔに設定しても、急激な実バルブ作用角ＶＬａの上昇は生じないので、目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。すなわちＶＶＴ５８が異常でない時と同様の範囲で実バルブ作用角ＶＬａが調節される。このことにより燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。

ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合には（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０６にて算出した予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘの値が中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きいか否かが判定される（Ｓ２１４）。前記図１５のステップＳ１１４にて説明したごとく、中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄは吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えて進角していても、通常の走行では燃焼不安定化は生じない吸気バルブ２ａのバルブ作用角の内で最大の作用角が設定されている。

ここでＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘにて吸気バルブ２ａのバルブ作用角を制御しても燃焼不安定化は生じないので、目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。このことにより燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。

ＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘにて吸気バルブ２ａのバルブ作用角を制御した場合、燃焼不安定化が生じるおそれがあるので、目標バルブ作用角ＶＬｔには中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄが設定される（Ｓ２１６）。そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。このことにより吸気バルブ２ａのバルブ作用角は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として制限されることになる。尚、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。

このように目標バルブ作用角ＶＬｔが中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄに固定されている状態で、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒである状態からＶＴａ≦ＶＴｅｇｒである状態に変化した場合には（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、次に前記式１の状態が満足されているか否かが判定される（Ｓ２１３）。直前の制御周期でバルブ作用角は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として制限されていたので（Ｓ２１３で「ＹＥＳ」）、次に今回算出された予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きいか否かが判定される（Ｓ２１４）。

今回の制御周期においてもＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、目標バルブ作用角ＶＬｔが制限されて上限である退避作用角ＶＬｍｉｄに固定される状態（Ｓ２１６）が継続する。以後、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒ（Ｓ２１２で「ＮＯ」）であっても前記式１が満足され（Ｓ２１３）、かつＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄである限り（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａのバルブ作用角の制限状態は継続する。これはＶＴａ＞ＶＴｅｇｒからＶＴａ≦ＶＴｅｇｒに変化した場合に急激に実バルブ作用角ＶＬａが増加するのを防止するためである。

そして一旦、ＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなれば（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが目標バルブ作用角ＶＬｔに設定されることになる（Ｓ２１０）。このため、以後、前記式１は満足されなくなり（Ｓ２１３で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが目標バルブ作用角ＶＬｔに設定される（Ｓ２１０）状態が継続する。

本実施の形態による処理の一例を図１９〜２１のタイミングチャートに示す。
図１９の例では、ＶＶＴ５８が異常となるまでは（ｔ２０前）、スロットルバルブ２６は全開（スロットル開度ＴＡ＝１００％）であり、バルブ作用角調節機構５６により制限無く吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節にて吸入空気量が制御されている。

ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ２０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下であるので、燃焼不安定を招かないことから、ＶＶＴ５８が異常でない時と同様に、制限無く吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節が実行される。すなわち、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）が中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きくなるのを許している（ｔ２１〜ｔ２２）。以後も、制限のないバルブ作用角調節が継続する。

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、動作は緩慢であるが時刻ｔ２３に至って実バルブタイミングＶＴａは低下して最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなっている（ｔ２４）。ここで前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ２０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止している。

図２０の例では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ３０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えているので、燃焼不安定を招くおそれがある。したがって、以後、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄにより上限が制限されている（ｔ３１〜ｔ３２）。

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ３４に至って実バルブタイミングＶＴａは最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへと低下するが、この途中でＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ３５）。したがって、時刻ｔ３５からは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限が解除される。

ここで前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ３０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。したがって上述した中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限（ｔ３１〜ｔ３２）は生じない。

又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので前記制限（ｔ３１〜ｔ３２）は生じることになる。

図２１の例では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ４０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えているので、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄにより制限されている（ｔ４１〜）。この制限期間において、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ４２に至って実バルブタイミングＶＴａは最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへと低下する（ｔ４５）が、この途中でＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ４３）。この時、実バルブ作用角ＶＬａは制限中であるので、制限は解除されることなく継続する。そして予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなることで実バルブ作用角ＶＬａ制限の継続が解除される（ｔ４４）。したがって以後、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きい値が設定されても（ｔ４６〜）、目標バルブ作用角ＶＬｔにそのまま設定されることになる。

この場合も前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ４０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。したがって上述した中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限（ｔ４１〜ｔ４４）は生じない。

又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので前記制限解除（ｔ４４〜）もなされることはない。

上述した構成において、吸入空気量制御処理（図１８）及びＶＶＴ５８の異常検出処理が吸入空気量制御装置としての処理に相当し、この内で、ＶＶＴ５８の異常検出処理がバルブタイミング異常検出手段としての処理に、ステップＳ２０８〜Ｓ２１６が異常時吸入空気量制御手段としての処理に相当する。又、バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒが基準バルブタイミングに、中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下のバルブ作用角範囲がバルブ作用角退避範囲に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＶＶＴ５８の異常時には（Ｓ２０８で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かを判定している（Ｓ２１２）。そしてこの判定結果により、吸気バルブ２ａの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限するかしないかを設定している。この中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下の領域が、実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きい場合に燃焼安定性のために設けたバルブ作用角退避範囲である。

このようにＶＶＴ５８の異常時には、バルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角ＶＬａを単に固定するのでもなく、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａに応じた制限を設定している。

したがってＶＶＴ５８の異常時に、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが如何なる状態になっていても、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの調節により、エンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。

（ロ）．特に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下である場合、すなわちバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒから遅角側の領域にある場合には、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの制御範囲を狭めていない。このため円滑な退避走行の頻度を高めることができる。

（ハ）．吸気バルブ２ａの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限している時に、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなってもＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなるまでは制限は解除されない。したがって吸気バルブ２ａにおける急激な実バルブ作用角ＶＬａの増加を防止でき、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、吸気バルブのバルブタイミングとバルブ作用角とを可変としていたが、バルブタイミングについては排気バルブの方を可変としても良い。排気バルブのバルブタイミングを遅角させることにより排気ポートや排気通路に排出された排気が燃焼室内に戻されることにより、内部ＥＧＲが生じる。したがって、排気バルブのバルブタイミングを調節する場合には、図１５のステップＳ１１０あるいは図１８のステップＳ２１２では排気バルブのバルブタイミングをバルブタイミング遅角限界値にて判断する。

そして図１５の場合には、排気バルブのバルブタイミングがバルブタイミング遅角限界値よりも遅角量が大きい場合には、吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄに固定し、遅角量がバルブタイミング遅角限界値以下の場合には最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに固定する。

図１８の場合には、排気バルブのバルブタイミングがバルブタイミング遅角限界値よりも遅角量が大きい場合には、吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限し、遅角量がバルブタイミング遅角限界値以下で更に制限継続中でなければ、制限しないようにする。

更に、吸気バルブと排気バルブとの両方のバルブタイミングを可変としても良い。この場合には、吸気バルブの進角値と排気バルブの遅角値とを総合した値に基づく内部ＥＧＲ率によりバルブ作用角に対する処理を判断すればよい。

（ｂ）．前記実施の形態２においてＶＶＴ異常が一時的なものである場合があり、このために一度、ＶＶＴ異常であると検出した後も、繰り返しＶＶＴ異常を検出し、異常でなくなれば処理を元に戻す場合がある。この場合には、図２２のごとくＶＶＴ異常でないと判定された場合に（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、ステップＳ２１３の判断に移行しても良い。このことにより実バルブ作用角ＶＬａの制限状態にて、異常であると判定された状態から異常でないと判定された場合の急激な実バルブ作用角ＶＬａの増加を防止して、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。尚、図２２において各ステップは図１８の同一ステップ番号の処理と同じである。

（ｃ）．前記各実施の形態においては、コントロールシャフトの軸方向移動により仲介駆動機構がバルブ作用角（及びバルブリフト量）を調節するタイプであったが、仲介駆動機構を設けなくても図２３，２４に示すごとく構成することでバルブ作用角（及びバルブリフト量）を調節しても良い。すなわち吸気カム４６４ａを３次元カムとし、吸気カムシャフト４６４にコントロールシャフトを兼ねさせて軸方向に移動しても良い。ここでは、吸気カムシャフト４６４の端部にはストレートスプライン４６４ｂが設けられて、このストレートスプライン４６４ｂによりバルブタイミング調節機構５８のベーン体１２６（図１４）に係合している。したがってベーン体１２６が短円筒状のケーシング内で軸方向移動が不能でも、吸気カムシャフト４６４は軸方向に移動可能となる。

ここでシャフトスライド機構１００は前記実施の形態１にて説明したごとくである。ただしカムフレーム１１０は転がり軸受部４６６を介して吸気カムシャフト４６４に接続されている。このことにより、バルブタイミング調節機構５８を介してクランクシャフトの回転に連動している吸気カムシャフト４６４に対して、カムフレーム１１０は回転することなく吸気カムシャフト４６４を軸方向に移動可能としている。

そして図２４の(Ａ)に示すごとく螺旋カム機構１０４のストッパアーム１０４ｄが最小作用角側ストッパ１０４ｅに当接している状態では、吸気カムシャフト４６４はＬ方向の限界位置に存在する。したがって吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの低バルブ作用角側に接触して駆動され、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は最も小さいものとなる。

図２４の(Ａ)の状態からモータ駆動により螺旋カム１０８を回転させると、吸気カムシャフト４６４はＨ方向に移動する。このことにより吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの低バルブ作用角側から離れた位置に接触するようになり、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は次第に大きくなる。

そして図２４の(Ｂ)に示すごとく螺旋カム機構１０４のストッパアーム１０４ｄが最大作用角側ストッパ１０４ｆに当接すると、吸気カムシャフト４６４はＨ方向の限界位置となる。したがって吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの高バルブ作用角側に接触して駆動され、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は最も大きいものとなる。

このようにして前記図８に示した吸気バルブ２ａのバルブ作用角（及びバルブリフト量）の調節が可能となる。そして前記各実施の形態にて説明したごとくの処理により、同様な効果を生じる。

（ｄ）．前記実施の形態１では図１５に示したごとくＶＶＴの異常時には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合も（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒの場合も（Ｓ１１０で「ＮＯ」）共に実バルブ作用角ＶＬａを固定してスロットル開度制御（Ｓ１１６，Ｓ１１８）に移行していた。これ以外に、図２５に示す吸入空気量制御処理を実行しても良い。

図１５ではＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）には吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを設定していたが、図２５では中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として、負荷要求率に応じて吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを求めている（Ｓ１１５）。したがって実バルブ作用角ＶＬａを固定してスロットル開度制御に移行するのは、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒの場合（Ｓ１１０で「ＮＯ」）のみ、すなわちバルブオーパラップが小さいあるいはバルブオーパラップが生じていないことにより内部ＥＧＲ率が過大とならない場合のみとしている。

このことにより内部ＥＧＲ率が過大とならない場合は、吸気バルブのバルブ作用角は変化することなく、スロットルバルブ駆動システムの吸入空気量制御により常に安定した燃焼状態で円滑な退避走行が可能となる。正常時にバルブ作用角とスロットルバルブとの協調制御を実行しているので、退避走行時はスロットルバルブの駆動のみとなり、制御も容易化する。

又、過大な内部ＥＧＲ率となる異常である場合は（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、吸気バルブのバルブ作用角を中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下の範囲（バルブ作用角退避範囲）に制限して、スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせている。このためバルブタイミング調節異常の状態変化に対応して吸気バルブのバルブ作用角を適切な範囲に変更することができ、エンジンストールを生じさせることなく、できるだけ退避走行可能な時間を延ばすことができる。

（ｅ）．前記各実施の形態では、モータと螺旋カムとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させたが、油圧ピストンでコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良く、モータとボールネジとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良い。

（ｆ）．前記各実施の形態においては、バルブ作用角について述べた。しかし、図８に示したごとく、バルブ作用角（バルブの開弁から閉弁までのクランクシャフトの回転角度）はバルブリフト量に連動しているので、前記各実施の形態に記載されている「バルブ作用角」との表現を「バルブリフト量」に置き換えても同じである。

（ｇ）．前記各実施の形態では、吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂはカムの回転により駆動されていたが、電磁駆動力により開閉される電磁駆動バルブとして吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂを構成した場合にも本発明を適用できる。例えば電磁駆動吸気バルブに対してバルブ作用角制御とバルブタイミング制御とが実行されている内燃機関において、バルブタイミング調節異常が検出された場合に退避作用角にバルブ作用角を固定してスロットルバルブで吸入空気量を調節したり、あるいはバルブ作用角退避範囲にてバルブ作用角を調節する。このことにより前記各実施の形態にて説明した効果を生じる。

実施の形態１のエンジン及びＥＣＵの概略構成図。 上記エンジンの可変動弁系の縦断面図。 上記可変動弁系における仲介駆動機構の斜視図。 上記仲介駆動機構の水平破断斜視図。 上記仲介駆動機構の水平及び垂直破断斜視図。 上記仲介駆動機構の駆動説明図。 上記仲介駆動機構の駆動説明図。 上記可変動弁系におけるバルブ作用角及びバルブタイミング変化を説明するグラフ。 上記可変動弁系のシャフトスライド機構の斜視図。 上記シャフトスライド機構における螺旋カム機構の斜視図。 上記螺旋カム機構の駆動説明図。 上記螺旋カム機構における螺旋カムのカム形状説明図。 上記螺旋カムの検出回転角θｖとバルブ作用角ＶＬとの関係を示すグラフ。 上記可変動弁系におけるバルブタイミング調節機構の構成及び駆動説明図。 上記ＥＣＵが実行する吸入空気量制御処理のフローチャート。 実施の形態１による処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態１による処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の吸入空気量制御処理のフローチャート。 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の吸入空気量制御処理の変形例のフローチャート。 他のエンジンの可変動弁系の例を示す斜視図。 他のエンジンの可変動弁系の駆動状態の説明図。 他の実施の形態の吸入空気量制御処理のフローチャート。

符号の説明

２…エンジン、２ａ…吸気バルブ、２ｂ…排気バルブ、４…ＥＣＵ、６…ピストン、６ａ…クランクシャフト、８…シリンダブロック、１０…シリンダヘッド、１２…燃焼室、１４…点火プラグ、１６…燃料噴射弁、１８…吸気ポート、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２４…モータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸入空気量センサ、３２…吸気温センサ、３４…排気ポート、３６…排気通路、３８…排気浄化用触媒コンバータ、４０…空燃比センサ、４２…アクセルペダル、４４…アクセル開度センサ、４６…エンジン回転数センサ、４８…基準クランク角センサ、５０…回転角センサ、５２…冷却水温センサ、５４…可変動弁機構、５６…バルブ作用角調節機構、５８…バルブタイミング調節機構（ＶＶＴ）、６０…仲介駆動機構、６２…ローラロッカーアーム、６２ａ…ロッカーローラ、６４…吸気カムシャフト、６４ａ…吸気カム、６６…入力部、６６ａ…ハウジング、６６ｂ…ヘリカルスプライン、６６ｃ，６６ｄ…アーム、６６ｅ…シャフト、６６ｆ…ローラ、６６ｇ…スプリング、６８…第１揺動カム、６８ａ…ハウジング、６８ｂ…ヘリカルスプライン、６８ｃ…軸受部、６８ｄ…ノーズ、６８ｅ…カム面、７０…第２揺動カム、７０ａ…ハウジング、７０ｂ…ヘリカルスプライン、７０ｃ…リング状の軸受部、７０ｄ…ノーズ、７０ｅ…カム面、７２…スライダギア、７２ａ…入力用ヘリカルスプライン、７２ｂ…小径部、７２ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、７２ｄ…小径部、７２ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、７２ｆ…貫通孔、７２ｇ…周溝、７２ｈ…ピン挿入孔、８０…支持パイプ、８０ａ…長孔、８２…コントロールシャフト、８２ａ…コントロールピン、８２ｂ…支持穴、１００…シャフトスライド機構、１０２…モータ、１０２ａ…小径ギヤ、１０４…螺旋カム機構、１０４ａ…大径ギヤ、１０４ｂ…カム軸、１０４ｃ…小径ギヤ、１０４ｄ…ストッパアーム、１０４ｅ…最小作用角側ストッパ、１０４ｆ…最大作用角側ストッパ、１０６ａ…大径ギヤ、１０８…螺旋カム、１０８ａ…螺旋状カム面、１１０…カムフレーム、１１０ａ…ローラ、１１０ｂ…平行の軸、１２０…ＯＣＶ、１２２…ベーン式油圧回転機構、１２４…ケーシング、１２４ａ，１２４ｂ…壁部、１２６…ベーン体、１２６ａ…軸部、１２６ｃ，１２６ｄ…ベーン、１２８，１３０，１３２，１３４…油圧室、１３２ａ，１３４ａ…スプリング、１３６，１３８…ストッパ、４６４…吸気カムシャフト、４６４ａ…吸気カム、４６４ｂ…ストレートスプライン、４６６…軸受部、ＶＬｍａｘ…最大バルブ作用角、ＶＬｍｉｄ…中間バルブ作用角、ＶＬｍｉｎ…最小バルブ作用角、ＶＴｍａｘ…最進角バルブタイミング、ＶＴｅｇｒ…バルブタイミング進角限界値、ＶＴｍｉｎ…最遅角バルブタイミング。

Claims (3)

1. 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システムと吸気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とを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを用いて、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、
   前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、
   前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、燃焼安定性のために設定したバルブ作用角退避範囲に前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を制限する手段であって、
   前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避駆動を開始するとともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、前記バルブ作用角の制限としてその実バルブタイミングに応じた制限を設定する異常時吸入空気量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
2. 前記異常時吸入空気量制御手段は、燃焼を不安定化させない前記バルブタイミングの進角値上限である進角限界値より前記実バルブタイミングが大きいか否かによって、前記バルブ作用角を前記バルブ作用角退避範囲に制限するかしないかを設定するものであって、
   前記バルブ作用角を制限している時に前記実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、要求負荷率に応じて算出される予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角退避範囲の上限以下となるまでは、前記制限を解除しないようにするものである
   請求項１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
3. 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システムと吸気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とを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムと、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度を調節するスロットルバルブ駆動システムとを用いて、通常運転時は前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、
   前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブのバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、
   前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を燃焼安定性のために設定した退避作用角に固定し、前記スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる手段であって、
   前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避制御を開始するともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、その実バルブタイミングに応じて前記退避作用角を切り替える異常時吸入空気量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。

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