JP4103277B2

JP4103277B2 - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置

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Publication number: JP4103277B2
Application number: JP34563899A
Authority: JP
Inventors: 正臣井上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-12-06
Also published as: JP2001164908A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関において、クランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックするロック機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、可変バルブタイミング制御装置を採用したものが増加しつつある。例えば、ベーン方式の可変バルブタイミング制御装置の基本的な構成は、図１２に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジング１と、吸気（又は排気）バルブのカム軸に連結されたロータ２とを同軸状に配置し、ハウジング１に形成された流体室３をロータ２に設けられたベーン４で進角室５と遅角室６とに区画する。そして、進角室５と遅角室６の油圧を油圧制御弁で制御してハウジング１とロータ２（ベーン４）とを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の回転位相（カム軸位相）を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。
【０００３】
従来のベーン方式の可変バルブタイミング制御装置は、始動時のベーン４の振動による騒音を防止するために、エンジン停止時（油圧低下時）に、カム軸位相を最も遅角させた最遅角位相で、ハウジング１とロータ２（ベーン４）との相対回動をロックピン７でロックするようにしている。従って、始動時には、最遅角位相で始動することになるため、最遅角位相は、始動に適した位相に設定されている。
【０００４】
しかしながら、この構成では、最遅角位相が始動時の位相（ロック位置）で制限されてしまうため、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲がロック位置で制限されてしまい、バルブタイミングの調整可能範囲が狭いという欠点がある。
【０００５】
そこで、特開平９−３２４６１３号公報に示すように、エンジン停止時のロック位置をカム軸位相の調整可能範囲の略中間位置に設定することで、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲を拡大することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カム軸位相をロック位置でロックするロックピン７は、スプリングでロック方向に付勢され、エンジン運転中は、油圧でロック解除位置に保持される。この油圧は、エンジンの動力で駆動されるオイルポンプで昇圧されるため、エンジンが停止すると、油圧が低下して、スプリングによりロックピン７がロック穴に嵌り込んで、カム軸位相がロック位置でロックされるようになる。但し、ロックピン７がロック穴に嵌り込むには、両者の位置が合致している必要があるため、本発明者らは、特願平１１−２２２０３１号の明細書に示すように、エンジンを停止する際に、カム軸位相をロック位置へ移動させるように油圧を制御する発明を出願している。
【０００７】
しかし、エンジンが停止する際は、オイルポンプの回転速度も低下して油圧が低下するため、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であると、エンジン停止までにカム軸位相をロック位置まで移動させることができず、ロックできないおそれがある。もし、エンジン停止時にカム軸位相をロック位置でロックできないと、次回の始動時に、エンジン回転速度（オイルポンプ回転速度）が上昇して油圧が上昇するまでは、バルブタイミング（カム軸位相）を目標値（ロック位置付近）に制御することができず、その結果、目標値から外れたバルブタイミングで始動することになるため、始動性が悪くなり、エンジン始動時間が長くなってしまう。しかも、カム軸位相をロックしない状態で始動すると、油圧が上昇するまでベーン４の位置が固定されないため、ベーン４がハウジング１に衝突して騒音が発生するという問題も生じる。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、内燃機関の停止時にカム軸位相をロック位置でロックできない事態を未然に回避することができ、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題を回避することができる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態の時にロック不良防止制御手段によって油圧制御弁を制御することで、カム軸位相をロック位置又はその付近に位置させるように制御しながらカム軸位相をロック位置でロックさせないようにロック機構をロック解除状態に保持する。このようにすれば、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態の時には、カム軸位相がロック位置又はその付近にとどまり続けるため、内燃機関を停止する際に、可変バルブタイミング装置の動きが悪くても、確実にカム軸位相をロック位置に合致させてロックさせることができる。これにより、次回の始動時に、確実にカム軸位相をロックした状態で始動することができ、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題を回避することができる。
【００１１】
この場合、可変バルブタイミング装置の動きは、油圧回路中のオイルの粘度によって変化し、例えば、オイルの油温が適正温度範囲より低いと、オイルの粘度が適正粘度範囲より大きくなって油圧が上昇するのが遅くなるため、可変バルブタイミング装置の動きが悪くなる。また、油温が適正温度範囲より高いと、オイルの粘度が適正粘度範囲より小さくなって、可変バルブタイミング装置内部の微小隙間から油圧が漏れやすくなるため、有効に作用する油圧が低下して可変バルブタイミング装置の動きが悪くなる。
【００１２】
このような特性を考慮して、請求項２のように、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを油温に基づいて判定するようにしても良い。これにより、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを精度良く判定することができる。
【００１３】
或は、請求項３のように、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを、油温と相関関係のある冷却水温、機関温度等の温度情報に基づいて判定するようにしても良い。このようにすれば、上述した油温に基づいて判定する場合と同じく、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを精度良く判定することができる。しかも、内燃機関の運転制御のために一般的に設けられている冷却水温センサ等の出力を油温の代用情報として利用できるため、油温センサを新たに設ける必要がなく、部品点数削減、コストダウンの要求も満たすことができる。
【００１４】
また、請求項４のように、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを実カム軸位相と目標カム軸位相との偏差に基づいて判定するようにしても良い。このようにすれば、可変バルブタイミング装置の動きを実際に監視しながら、動きが悪い状態であるか否かを判定できるため、油温（オイルの粘度）以外の原因（例えば異物の噛み込み等）によって可変バルブタイミング装置の動きが悪くなった場合でも、それを精度良く検出することができる利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用した実施形態（１）を図１乃至図９に基づいて説明する。図１に示すように、内燃機関であるＤＯＨＣエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量を調整する可変バルブタイミング装置１８が設けられている。
【００１６】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために複数のカム角でカム角信号を出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミングが演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数からエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００１７】
このエンジン制御回路２１は、これら各種の入力信号に基づいて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実カム軸位相）を目標バルブタイミング（目標カム軸位相）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８をフィードバック制御する。この可変バルブタイミング装置１８の油圧制御回路には、オイルパン２７内のオイルがオイルポンプ２８により油圧制御弁２９を介して供給され、その油圧を油圧制御弁２９によって制御することで、吸気バルブの実バルブタイミングが制御される。
【００１８】
次に、図２乃至図７に基づいて中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００１９】
一方、吸気側カム軸１６は、シリンダヘッド３３とベアリングキャップ３４により回転可能に支持され、この吸気側カム軸１６の一端部に、ロータ３５がストッパ３６を介してボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、ハウジング３１の内部には、複数の流体室４０が形成され、各流体室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。そして、ロータ３５の外周部とベーン４１の外周部には、それぞれシール部材４４が装着され、各シール部材４４が板ばね４５（図２参照）によって外周方向に付勢されている。これにより、ロータ３５の外周面とハウジング３１の内周面との隙間及びベーン４１の外周面と流体室４０の内周面との隙間がシール部材４４でシールされている。
【００２１】
図２に示すように、吸気側カム軸１６の外周部に形成された環状の進角溝４６と遅角溝４７が、それぞれ油圧制御弁２９の所定ポートに接続され、エンジン１１の動力でオイルポンプ２８が駆動されることにより、オイルパン２７から汲み上げたオイルが油圧制御弁２９を介して進角溝４６や遅角溝４７に供給される。進角溝４６に接続された進角油路４８は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の左側面に形成された円弧状進角油路４９（図３参照）に連通するように形成され、この円弧状進角油路４９が各進角室４２に連通している。一方、遅角溝４７に接続された遅角油路５０は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の右側面に形成された円弧状遅角油路５１（図４参照）に連通するように形成され、この円弧状遅角油路５１が各遅角室４３に連通している。
【００２２】
油圧制御弁２９は、ソレノイド５３とスプリング５４で弁体を駆動する４ポート３位置切換弁であり、弁体の位置を、進角室４２に油圧を供給する位置と、遅角室４３に油圧を供給する位置と、進角室４２と遅角室４３のいずれにも油圧を供給しない位置との間で切り換えるようになっている。ソレノイド５３の通電停止時には、スプリング５４によって弁体が進角室４２に油圧を供給する位置に自動的に切り換えられ、カム軸位相を進角させる方向に油圧が働くようになっている。
【００２３】
進角室４２と遅角室４３に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室４２と遅角室４３の油圧でベーン４１が固定されて、クランク軸１２の回転によるハウジング３１の回転がオイルを介してロータ３５（ベーン４１）に伝達され、ロータ３５と一体的に吸気側カム軸１６が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３の油圧を油圧制御弁２９で制御してハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）とを相対回動させることで、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の回転位相（以下「カム軸位相」という）を制御して吸気バルブのバルブタイミングを可変する。尚、スプロケット１４には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧力をばね力で補助するねじりコイルばね５５（図２参照）が収容されている。
【００２４】
また、図３及び図４に示すように、いずれか１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によってカム軸位相の最遅角位相と最進角位相が規制されている。更に、他のベーン４１に形成されたロックピン収容孔５７には、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が収容され、このロックピン５８がハウジング３１に設けられたロック穴５９（図２参照）に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間位置（ロック位置）でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置に設定されている。
【００２５】
図６及び図７に示すように、ロックピン５８は、ロックピン収容孔５７の内周に嵌合された円筒部材６１内に摺動可能に挿入され、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の中央外周部に形成された弁部６３によって、円筒部材６１とロックピン５８との隙間が、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５とに区画されている。そして、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５に進角室４２から油圧を供給するために、ベーン４１には、進角室４２に連通するロック油路６６とロック解除保持用の油路６７が形成されている。また、ハウジング３１には、ロック穴５９と遅角室４３とを連通するロック解除油路６８が形成されている。
【００２６】
図６に示すように、ロックピン５８のロック時には、ロックピン５８の弁部６３がロック解除保持用の油路６７を塞いで、ロック油路６６をロック油圧室６４に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック油圧室６４に油圧が供給され、この油圧とスプリング６２によってロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態に保持され、カム軸位相がロック位置でロックされる。
【００２７】
エンジン停止中は、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）が低下するが、スプリング６２によってロックピン５８がロック位置に保持される。従って、エンジン始動は、ロックピン５８がロック位置に保持された状態で行われ、エンジン始動後に、オイルポンプ２８の吐出圧がある程度上昇した時点で、ロック解除制御が行われる。このロック解除制御により、ロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が高くなると、その油圧によって次のようにしてロックピン５８のロックが解除される。エンジン始動後のロック解除制御により、遅角室４３からロック解除油路６８を通してロック穴５９に供給される油圧（ロック解除方向の力）が、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）とスプリング６２のばね力との合力（ロック方向の力）よりも大きくなると、ロック穴５９の油圧によってロックピン５８がロック穴５９から押し出されて図７のロック解除位置に移動し、ロックピン５８のロックが解除される。
【００２８】
このロック解除状態では、図７に示すように、ロックピン５８の弁部６３がロック油路６６を塞いで、ロック解除保持用の油路６７をロック解除保持用の油圧室６５に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック解除保持用の油圧室６５に油圧が供給され、このロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）とによってロックピン５８がスプリング６２に抗してロック解除位置に保持される。
【００２９】
エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３のいずれかの油圧が高くなっているため、その油圧でロックピン５８がロック解除位置に保持され、ハウジング３１とロータ３５とが相対回動可能な状態（つまり可変バルブタイミング制御が可能な状態）に保持される。
【００３０】
エンジン運転中は、エンジン制御回路２１は、クランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号に基づいて吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実カム軸位相）を演算すると共に、吸気圧センサ２２、水温センサ２３等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブの目標バルブタイミング（吸気側カム軸１７の目標カム軸位相）を演算する。そして、吸気バルブの実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように可変バルブタイミング装置１８の油圧制御弁２９をフィードバック制御する。これにより、進角室４２と遅角室４３の油圧を制御してハウジング３１とロータ３５とを相対回動させることで、カム軸位相を変化させて吸気バルブの実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させる。
【００３１】
その後、エンジン１１を停止させる際に、エンジン回転速度が低下すると、オイルポンプ２８の吐出圧が低下するため、進角室４２や遅角室４３の油圧が低下してくる。これにより、ロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が低下して、スプリング６２のばね力がこれらの油圧に打ち勝つようになると、スプリング６２のばね力によってロックピン５８が突出してロック穴５９に嵌まり込むようになる。但し、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込むには、両者の位置が一致していること、つまり、カム軸位相がロック位置に一致していることが条件となる。
【００３２】
エンジン１１が停止する際には、エンジン回転速度（オイルポンプ２８の回転速度）が低下して油圧が低下するため、カム軸１６の負荷トルクによりカム軸位相が自然に遅角側に変化していき、その過程で、図６に示すように、ロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませて、カム軸位相をロック位置でロックする。しかし、エンジン１１が停止する際に、既にカム軸位相がロック位置よりも遅角側にあると、油圧低下によりカム軸位相が遅角側に変化していっても、ロックピン５８がロック穴５９に到達しないため、カム軸位相をロック位置でロックできない。
【００３３】
そこで、エンジン制御回路２１は、エンジン停止時等、カム軸位相をロック位置でロックさせる必要がある時に、カム軸位相をロックのために進角させるように油圧制御弁２９を制御する（以下、この制御を「ロック制御」という）。ロック制御中は、油圧制御弁２９のソレノイド５３の通電を停止して、油圧制御弁２９のスプリング５４によって弁体を進角室４２に油圧を供給する位置に切り換え、カム軸位相を進角させる方向に油圧を作用させると同時に、遅角室４３の油圧をドレインに排出させる。この際、エンジン停止指令後は、燃料噴射が停止されるため、エンジン回転速度（オイルポンプ回転速度）が低下して油圧が低下していくが、アイドリング可能なエンジン回転速度であれば、前述したねじりコイルばね５５の進角方向のばね力を補助として油圧によりカム軸位相の進角制御が可能となる。尚、ロック制御開始時に、既にカム軸位相がロック位置よりも進角側にある場合は、上述したカム軸位相の進角制御を行わないようにしても良い。
【００３４】
しかし、エンジンが停止する際に、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態であると、エンジン停止までにカム軸位相がロック位置に到達せずに停止してロックできないおそれがあり、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題が発生する。
【００３５】
この対策として、エンジン制御回路２１は、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図８に示すロック不良防止制御プログラムを所定時間毎又は所定クランク角毎に実行することで、ロック不良を未然に防止するロック不良防止制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、まずステップ１０１で、油温の代用温度情報である冷却水温が所定温度範囲内（Ｔ１＜冷却水温＜Ｔ２）であるか否かによって、可変バルブタイミング装置１８の動きが良いか悪いかを判定する。ここで、所定温度範囲は、可変バルブタイミング装置１８の動きが良い温度範囲に設定されている。
【００３６】
従って、冷却水温が所定温度範囲内であれば、可変バルブタイミング装置１８の動きが良いと判断して、そのまま本プログラムを終了するが、冷却水温が所定温度範囲の下限値Ｔ１以下又は上限値Ｔ２以上である場合には、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断して、ステップ１０２に進み、目標カム軸位相をロック位置付近（ロック位置＋所定値α又はロック位置−所定値α）に設定してカム軸位相をロック位置付近に位置させるロック不良防止制御を実行する。ここで、目標カム軸位相の設定に用いるロック位置は、学習値又は設計中央値のいずれであっても良く、また、ロック位置付近（ロック位置±所定値α）に設定する場合に、所定値αを一定値としても良いが、冷却水温（油温）に応じて変化させるようにしても良い。
【００３７】
以上説明したロック不良防止制御プログラムによるロック不良防止制御の一例を図９のタイムチャートを用いて説明する。図９の例では、運転状態に応じてカム軸位相を目標カム軸位相にフィードバック制御している時に、冷却水温が上昇し、所定温度範囲の上限値Ｔ２を越えた時点で、ロック不良防止制御を開始して目標カム軸位相をロック位置付近（ロック位置±α）に設定してカム軸位相をロック位置付近にフィードバック制御する。このようにすれば、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態の時には、カム軸位相がロック位置付近にとどまり続けるため、エンジンを停止する際に、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪くても、ロック制御によりカム軸位相を確実にロック位置に合致させてロックさせることができる。これにより、次回の始動時に、確実にカム軸位相をロックした状態で始動することができ、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題を回避することができる。
【００３８】
尚、本実施形態（１）では、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態の時にカム軸位相をロック位置付近に制御するようにしたが、カム軸位相をロック位置に合致させるように制御するようにしても良い。この場合、ロック不良防止制御中は、進角室４２と遅角室４３のいずれかの油圧が高くなっているため、ロックピン５８（カム軸位相）がロック穴５９（ロック位置）に合致しても、油圧でロックピン５８がロック解除位置に保持される。
【００３９】
［実施形態（２）］
本発明の実施形態（２）では、図１０に示すロック不良防止制御プログラムを所定周期で繰り返し実行して、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態と判断した場合（冷却水温が所定温度範囲から外れている場合）には、ステップ２０１からステップ２０２に進み、ロック制御を実行する。このロック制御では、カム軸位相（ロックピン５８）をロック位置（ロック穴５９）に合致させて進角室４２と遅角室４３の油圧を低下させることで、スプリング６２のばね力によりロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませて、カム軸位相をロック位置でロックする。
【００４０】
このようにすれば、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態の時には、カム軸位相がロック位置でロックされる（又は始動後にロック解除されずにロック状態のまま運転が続けられる）ので、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪くても、エンジン停止時にカム軸位相を確実にロックした状態で停止させることができる。これにより、次回の始動時に、確実にカム軸位相をロックした状態で始動することができ、ロック不良による始動性悪化、騒音等の問題を回避することができる。
【００４１】
以上説明した実施形態（１），（２）では、可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを判断するデータとして、冷却水温を用いたが、エンジン温度等を用いても良く、要は、油温と相関関係のある温度情報を用いれば良く、勿論、油温を油温センサで検出して可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態であるか否かを判断するようにしても良い。上記各実施形態（１），（２）のように、油温と相関関係のある冷却水温等の温度情報を用いれば、エンジン制御のために一般に設けられている冷却水温センサ等の出力を油温の代用情報として利用できるため、油温センサを新たに設ける必要がなく、部品点数削減、コストダウンの要求も満たすことができる利点がある。
【００４２】
尚、上記各実施形態（１），（２）では、冷却水温（油温）が所定温度Ｔ１以下、所定温度Ｔ２以上の場合に、いずれも、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断するようにしたが、所定温度Ｔ１以下の時（つまりオイルの粘度が大きい時）だけ、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断するようにしても良い。
【００４３】
［実施形態（３）］
本発明の実施形態（３）では、図１１に示すロック不良防止制御プログラムを所定周期で繰り返し実行して、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い状態であるか否かを目標カム軸位相ＶＴＴと実カム軸位相ＶＴとの偏差ΔＶＴに基づいて判定する（ステップ３０１〜３０５）。具体的には、まず、ステップ３０１で、目標カム軸位相ＶＴＴと実カム軸位相ＶＴとの偏差（カム軸位相のずれ）ΔＶＴを次式により算出する。
ΔＶＴ＝ＶＴＴ−ＶＴ
【００４４】
この後、ステップ３０２で、カム軸位相のずれΔＶＴを判定値Ａと比較し、もし、カム軸位相のずれΔＶＴが判定値Ａよりも大きければ、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪い可能性があるため、ステップ３０３に進み、ΔＶＴ＞Ａの継続時間をカウントするタイムカウンタＣＴをカウントアップするが、カム軸位相のずれΔＶＴが判定値Ａ以下であれば、正常であると判断して、ステップ３０４に進み、タイムカウンタＣＴの値をクリアする。
【００４５】
そして、次のステップ３０５で、タイムカウンタＣＴの値が所定時間Ｂを越えたか否かを判定し、この時間ＣＴが所定時間Ｂ以下であれば、正常と判断して、本プログラムを終了するが、タイムカウンタＣＴの値が所定時間Ｂを越えていれば、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断する。
【００４６】
要するに、カム軸位相のずれΔＶＴが判定値Ａよりも大きい状態が連続して所定時間Ｂ以上継続すれば、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断するが、それ以外の場合は正常と判定する。尚、判定値Ａをある程度大きい値に設定して、カム軸位相のずれΔＶＴが判定値Ａを越えた時点で、直ちに、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断するようにしても良い。
【００４７】
本実施形態（３）においても、可変バルブタイミング装置１８の動きが悪いと判断した場合のロック不良防止制御（ステップ３０６）は、前記実施形態（１）又は（２）と同じで良い。
【００４８】
以上説明した本実施形態（３）では、可変バルブタイミング装置１８の動きを実際に監視しながら、動きが悪い状態であるか否かを判定できるため、油温（オイルの粘度）以外の原因（例えば異物の噛み込み等）によって可変バルブタイミング装置１８の動きが悪くなった場合でも、それを精度良く検出することができる利点がある。
【００４９】
尚、本発明は、上記各実施形態（１）〜（３）に限定されず、可変バルブタイミング装置の構成やロック機構の構成を適宜変更しても良く、更には、排気バルブの可変バルブタイミング装置にも本発明を適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で、種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示す制御システム全体の概略構成図
【図２】可変バルブタイミング装置の縦断面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す断面図
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図
【図６】ロックピンのロック状態を示す部分拡大断面図
【図７】ロックピンのロック解除状態を示す部分拡大断面図
【図８】本発明の実施形態（１）のロック不良防止制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施形態（１）のロック不良防止制御の挙動を示すタイムチャート
【図１０】本発明の実施形態（２）のロック不良防止制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】本発明の実施形態（３）のロック不良防止制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】従来の可変バルブタイミング装置の断面図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロック不良防止制御手段）、２８…オイルポンプ、２９…油圧制御弁、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５３…ソレノイド、５４…スプリング、５８…ロックピン（ロック機構）、５９…ロック穴（ロック機構）、６２…スプリング（ロック機構）。

Claims

内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設け、この可変バルブタイミング装置には、可変バルブタイミング制御を行わない時に前記カム軸位相をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックするロック機構を設け、このロック機構及び前記可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を油圧制御弁で制御する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態の時に前記油圧制御弁を制御することで、前記カム軸位相を前記ロック位置又はその付近に位置させるように制御しながら前記カム軸位相を前記ロック位置でロックさせないように前記ロック機構をロック解除状態に保持するロック不良防止制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
前記ロック不良防止制御手段は、前記可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを油温に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
前記ロック不良防止制御手段は、前記可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを、油温と相関関係のある冷却水温、機関温度等の温度情報に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
前記ロック不良防止制御手段は、前記可変バルブタイミング装置の動きが悪い状態であるか否かを実カム軸位相と目標カム軸位相との偏差に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。