JP4231402B2

JP4231402B2 - 内燃機関の可変動弁制御装置

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Publication number: JP4231402B2
Application number: JP2003432996A
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Inventors: 秀和吉澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-12-26
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Description

本発明は、内燃機関の可変動弁制御装置に関し、詳しくは、センサで検出される機関バルブのバルブリフト量に基づいて可変動弁機構をフィードバック制御する装置におけるフェイルセーフ技術に関する。

特許文献１には、機関バルブのバルブリフト量を可変にする機構を備えたバルブ特性制御装置において、目標リフト量とセンサで検出された実際のリフト量との偏差、及び／又は、実際のリフト量の変化に基づいて、バルブリフト量可変機構の異常を判定する構成が開示されている。
特開２００１−２５４６３７号公報

ところで、バルブリフト量を検出するセンサを２つ備えるようにすれば、各センサそれぞれでの検出結果が一致するか否かを判断することで、センサの異常を判定することができる。
しかし、上記構成では、一方のセンサが正常で、他方が故障している場合に、いずれのセンサが故障しているかを特定できないため、正常なセンサが存在しているにも関わらず、バルブリフト量の通常制御が停止され、バルブリフト量が最小値に固定されるなどのフェイルセーフ処理がなされて、運転性が大きく損なわれてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、複数センサのうちの一部に故障が発生しても、正常なセンサを特定して、バルブリフト量のフィードバック制御を継続させることができる内燃機関の可変動弁制御装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明では、機関バルブのバルブリフト量を連続的に可変にする可変動弁機構を備えると共に、前記バルブリフト量を検出するセンサを備え、前記センサで検出されるバルブリフト量に基づいて前記可変動弁機構をフィードバック制御する内燃機関の可変動弁制御装置であって、前記センサを複数備え、該複数のセンサそれぞれでの検出結果の一致・不一致に基づいてセンサの異常の有無を検出し、検出結果が不一致でセンサの異常が検出されたときに、前記バルブリフト量を所定値に固定すべく前記可変動弁機構に対し所定の制御信号を強制的に出力し、前記所定の制御信号の出力状態において、複数のセンサのうちで前記所定値を検出したセンサを正常なセンサとして選択し、前記正常なセンサとして選択されたセンサの検出信号に基づき、可変動弁機構のフィードバック制御を再開させる構成とした。

かかる構成によると、複数のセンサからの検出信号は、本来同一の検出結果を示すはずであるから、各検出結果が一致するか否かに基づいて、センサ異常の有無を判定できる。
但し、上記のように、センサの検出結果を比較してセンサ異常の有無を判定する場合には、いずれのセンサが故障しているか否かを判定することができない。

しかし、センサ異常の診断結果に基づいて、バルブリフト量を所定値にすべく可変動弁機構をフィードホワード制御したときに、係る制御に追従して前記所定値を検出するセンサは、正常であるものと推定される。
そして、正常であると推定されるセンサがあれば、他のセンサが故障していても、フィードバック制御を再開させる。

従って、複数のセンサのうちの一部が故障しても、残る正常なセンサを特定でき、更に、正常であると推定されるセンサを用いてフィードバック制御を継続させることで、バルブリフト量が異常制御されることを回避しつつ、機関運転性が大きく低下することを回避できる。
請求項２記載の発明では、機関バルブが吸気バルブであって、該吸気バルブのバルブリフト量を変化させることで、機関の吸入空気量を制御する構成であり、前記吸気バルブのバルブリフト量が前記所定値に固定されるときに、前記吸気バルブの上流側に介装される吸気絞り弁の開度を制御することで、機関の吸入空気量を制御する構成とした。

かかる構成によると、吸気バルブのバルブリフト量の変更によって機関の吸入空気量を制御する機能を、バルブリフト量を検出するセンサの異常に基づいて停止させ、バルブリフト量を固定させたときには、代わりに、吸気絞り弁の開度制御によって吸入空気量を制御する。
従って、正常センサが特定されるまでの間、及び、全センサが故障しているときに、最小限の空気量制御機能を確保して、安全な機関運転の継続を図りつつエンストの発生を防止できる。

図１は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂ（吸気絞り弁）を開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。

燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカム１１１によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５側には、開特性としてのバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変する可変動弁機構であるＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構１１２が設けられる。

更に、吸気バルブ１０５側には、クランク軸に対する吸気側カム軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変するＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３が設けられる。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１４は、アクセル開度に対応する目標吸入空気量が得られるように、前記電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。

前記吸入空気流量の制御では、主に、ＶＥＬ機構１１２によるバルブリフト量の制御によって目標吸入空気量に制御し、バルブリフト量のみでは目標吸入空気量に制御できないときに電子制御スロットル１０４を閉制御する。
前記ＥＣＵ１１４には、内燃機関１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１１５、アクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ１１６、クランク軸１２０からクランク回転信号を取り出すクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、内燃機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９からの検出信号が入力される。

また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料噴射弁１３１は、前記ＥＣＵ１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動され、前記噴射パルス信号の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料を噴射する。
図２〜図４は、前記ＶＥＬ機構１１２の構造を詳細に示すものである。

図２〜図４に示すＶＥＬ機構１１２は、一対の吸気バルブ１０５，１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカム軸１３（駆動軸）と、該カム軸１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５，１５（駆動カム）と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気バルブ１０５，１０５の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０とを備えている。

前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とは、リンクアーム２５，２５によって連係され、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とは、リンク部材２６，２６によって連係されている。
上記ロッカアーム１８，１８，リンクアーム２５，２５，リンク部材２６，２６が伝達機構を構成する。

前記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
また、前記偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。

前記ロッカアーム１８は、図４に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが制御カム１７に回転自在に支持されている。
また、基部１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。

前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
前記揺動カム２０は、図２及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。

また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
即ち、図８に示すバルブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。

また、前記リンクアーム２５は、円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
更に、前記リンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。

尚、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
上記構成において、制御軸１６の軸心Ｐ２と制御カム１７の軸心Ｐ１との位置関係によって、図６，７に示すように、バルブリフト量が変化することになり、前記制御軸１６を回転駆動させることで、制御カム１７の軸心Ｐ１に対する制御軸１６の軸心Ｐ２の位置を変化させる。

前記制御軸１６は、図１０に示すような構成によって、ストッパにより制限される所定回転角度範囲内でＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２１により回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の角度を前記アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変化する（図９参照）。
図１０において、ＤＣサーボモータ１２１は、その回転軸が制御軸１６と平行になるように配置され、回転軸の先端には、かさ歯車１２２が軸支されている。

一方、前記制御軸１６の先端に一対のステー１２３ａ，１２３ｂが固定され、一対のステー１２３ａ，１２３ｂの先端部を連結する制御軸１６と平行な軸周りに、ナット１２４が揺動可能に支持される。
前記ナット１２４に噛み合わされるネジ棒１２５の先端には、前記かさ歯車１２２に噛み合わされるかさ歯車１２６が軸支されており、ＤＣサーボモータ１２１の回転によってネジ棒１２５が回転し、該ネジ棒１２５に噛み合うナット１２４の位置が、ネジ棒１２５の軸方向に変位することで、制御軸１６が回転されるようになっている。

ここで、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方向で、逆に、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６から遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向となっている。
前記制御軸１６の先端には、図１０に示すように、制御軸１６の角度を検出するポテンショメータ式の角度センサ１２７が設けられており、該角度センサ１２７で検出される実際の角度が目標角度に一致するように、前記ＥＣＵ１１４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。

ここで、制御軸１６の角度によって吸気バルブ１０５のバルブリフト量が決まるので、本実施形態において前記角度センサ１２７は、実質的にバルブリフト量を検出することになる。
尚、本実施形態では、角度センサ１２７で認識される制御軸１６の角度が増大する方向が、バルブリフト量の大きくなる方向としてある。

また、前記制御軸１６の外周に突出形成したストッパ部材１２８が、固定側の受け部材（図示省略）に対してリフトの増大方向及び減少方向の双方で当接することで、制御軸１６の回転範囲が規制され、これにより最小リフト量及び最大リフト量が規定されるようになっている。
次に、前記ＶＴＣ機構１１３の構成を、図１１に基づいて説明する。

本実施形態におけるＶＴＣ機構１１３は、ベーン式の可変バルブタイミング機構であり、クランク軸１２０によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、吸気側カム軸１３の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。

前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。
前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。

前記回転部材５３は、吸気側カム軸１４の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。

前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。

前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。
前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。

前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ＥＣＵ１１４は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出される。

従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が遅くなる。
一方、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。

このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が早くなる。
前記ＶＥＬ機構１１２の制御においては、前述のように、前記角度センサ１２７で検出される制御軸１６の角度が目標角度に一致するように、前記ＤＣサーボモータ１２１がフィードバック制御されるが、本実施形態では、前記角度センサ１２７として、第１角度センサ１２７ａ，第２角度センサ１２７ｂの２つを備えている。

前記角度センサ１２７ａ，１２７ｂは、制御軸１６の角度を検出する同じ種類の角度センサであって、制御軸１６の角度に対して略同一の検出信号を出力するセンサである。
そして、前記２つの角度センサ１２７ａ，１２７ｂを用いて、図１２のフローチャートに示すフェイルセーフ処理を行なう。
図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、前記角度センサ１２７ａ，１２７ｂの検出結果を比較する。

そして、ステップＳ２では、前記角度センサ１２７ａ，１２７ｂの検出結果が一致しているか否かを判断することで、角度センサ１２７の故障を診断する。
前記角度センサ１２７ａ，１２７ｂの検出結果が一致していれば、角度センサ１２７ａ，１２７ｂが共に正常であると判断し、ステップＳ３へ進んで、通常制御を行なう。
前記ステップＳ３の通常制御においては、例えば第１角度センサ１２７ａの検出信号に基づいて制御軸１６の角度を検出し、該検出角度が目標リフト量に相当する目標角度に一致するように、前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。

一方、ステップＳ２で、前記角度センサ１２７ａ，１２７ｂの検出結果が一致してなく、少なくとも一方の角度センサが故障しているものと推定されるときには、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を強制的に所定値（例えば最小リフト量）に固定すべく、前記ＤＣサーボモータ１２１のデューティ制御におけるデューティ値ＤＵＴＹ（制御信号）を、所定値（例えば０％デューティ）に固定する。

また、吸気バルブ１０５のバルブリフト量が固定され、吸気バルブ１０５のバルブリフト量による吸入空気量の制御が行えなくなることに対応すべく、電子制御スロットル１０４による吸入空気量の制御に切り換える。
即ち、吸気バルブ１０５のバルブリフト量が固定された状態で、アクセル開度に応じて前記電子制御スロットル１０４の開度を制御することで、要求の吸入空気量になるように制御する。

ステップＳ５では、上記の吸気バルブ１０５のバルブリフト量が所定値に固定される状態で角度センサ１２７が出力すべき値として予め記憶されているKOTEIANG#と、各角度センサ１２７ａ，１２７ｂの実際の検出値REVEL1，REVEL2との偏差の絶対値HENSA1，HENSA2をそれぞれに演算する。
HENSA1＝｜REVEL1−KOTEIANG#｜
HENSA2＝｜REVEL2−KOTEIANG#｜
前記KOTEIANG#は、例えばバルブリフト量が最小値に固定される場合には、最小バルブリフト量相当のセンサ出力である。

ステップＳ６では、前記HENSA1が所定値SYOTEI#以下であるか否かを判定する。
前記HENSA1が所定値SYOTEI#以下である場合には、第１の角度センサ１２７ａが、所定のバルブリフト量に固定されている吸気バルブ１０５のバルブリフト量を略正確に検出していることになる。
従って、ステップＳ２で角度センサ１２７の故障が判定されたのは、第１の角度センサ１２７ａが正常であるのに対し、第２の角度センサ１２７ｂが故障していて、第２の角度センサ１２７ｂが実際のバルブリフト量とは大きく異なる検出結果を出力したためであると判断される。

そこで、ステップＳ６で、前記HENSA1が所定値SYOTEI#以下であると判断されたときには、ステップＳ７へ進み、第１の角度センサ１２７ａが正常で、第２の角度センサ１２７ｂが故障していると判定する。
そして、次のステップＳ８では、第１の角度センサ１２７ａの検出結果に基づき、制御軸１６の角度を目標に一致させるフィードバック制御を開始させる。

これにより、ステップＳ４で停止させたフィードバック制御が再開されることになる。
ここで、第２の角度センサ１２７ｂについては既に故障判定がなされているので、ステップＳ８でフィードバック制御を再開させた後は、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂの出力を比較しての故障判定が行なえなくなり、故障判定処理が、断線・ショートなどの検出に限定されることになる。

そこで、前記ステップＳ８でフィードバック制御を再開させるときには、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂが正常であるときよりも、バルブリフト量の制御範囲を低バルブリフト量側に偏ったより狭い範囲に制限することが好ましい。
これにより、正常と判断されたセンサまでもが故障したとしても、過大なバルブリフト量に誤って制御されてしまうことが回避される。

また、２つの角度センサ１２７ａ，１２７ｂのうちの一方が故障していることを、運転者にランプ等で通知し、運転性の変化，運転上の注意、更には、早期のメンテナンスを促すことが好ましい。
尚、後述するステップＳ１１でも、バルブリフト量の制御範囲の制限、及び、運転者への通知を行なうことが好ましい。

一方、ステップＳ６で、前記HENSA1が所定値SYOTEI#を超えていると判断されたときには、第１の角度センサ１２７ａが、所定のバルブリフト量に固定されている吸気バルブ１０５のバルブリフト量とは大きく異なる検出信号を出力していることになり、第１の角度センサ１２７ａの故障が推定される。
この場合には、ステップＳ９へ進み、前記HENSA2が前記所定値SYOTEI#以下であるか否かを判定することで、第２の角度センサ１２７ｂが故障しているか否かを判断する。

前記HENSA2が所定値SYOTEI#以下であると判断されたときには、第２の角度センサ１２７ｂが正常であるのに対し、第１の角度センサ１２７ａが故障していて、第１の角度センサ１２７ａが実際のバルブリフト量とは大きく異なる検出結果を出力したために、ステップＳ２で角度センサ１２７の故障が判定されたものと判断できる。
そこで、ステップＳ９で、前記HENSA2が前記所定値SYOTEI#以下であると判定されたときには、ステップＳ１０へ進み、第２の角度センサ１２７ｂが正常で、第１の角度センサ１２７ａが故障していると判定する。

そして、次のステップＳ１１では、第２の角度センサ１２７ｂの検出結果に基づき、制御軸１６の角度を目標に一致させるフィードバック制御を開始させることで、ステップＳ４で停止させたフィードバック制御を再開させる。
一方、ステップＳ９で前記HENSA2が前記所定値SYOTEI#を超えていると判断されたときには、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂが共に、実際のバルブリフト量とは大きく異なる検出信号を出力しており、両角度１２７ａ，１２７ｂが共に故障しているものと判断できる。

従って、ステップＳ９で前記HENSA2が前記所定値SYOTEI#を超えていると判断されたときには、ステップＳ１２へ進み、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂが共に故障していると判定し、ステップＳ４で行なったバルブリフト量の固定及びスロットルによる空気量制御をそのまま継続させる。
ステップＳ１２へ進んだときには、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂが共に故障していることを、運転者に通知すると良い。

上記のように、本実施形態では、両角度センサ１２７ａ，１２７ｂの検出結果の整合性から故障判定を行なった後で、一方が正常であれば、その正常な角度センサを特定し、更に、特定した正常な角度センサを用いて制御軸１６の角度（バルブリフト量）のフィードバック制御を再開させる。
従って、一方の角度センサが故障していても、他方の角度センサで制御軸１６の角度（バルブリフト量）のフィードバック制御を行なわせて、運転性を維持することができる。

尚、上記実施形態では、制御軸１６の角度センサを２つ備える構成としたが、３つ以上であっても、上記実施形態と同様な処理によって正常な角度センサを特定できることは明らかである。
また、吸気バルブ１０５の開特性を検出するセンサを前記角度センサ１２７に限定するものではなく、例えば、バルブステムの変位からバルブリフト量を検出するセンサを複数備える構成においても、上記同様な制御を適用することが可能である。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁制御装置において、
前記所定値が、最小バルブリフト量であることを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。

かかる構成によると、センサ異常が検出されると、バルブリフト量が最小値に固定され、センサ異常に伴って過剰に大きなバルブリフト量に制御されてしまうことを回避する。

（ロ）請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁制御装置において、
前記複数のセンサのうちで、検出結果と前記所定値との偏差の絶対値が所定値以下であるセンサを正常なセンサとして選択することを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。

かかる構成によると、固定されたバルブリフト量に見合う検出結果と実際の検出結果との偏差が所定値以下であって、所定以下のばらつき範囲内でバルブリフト量を検出できている場合には、センサが実際のバルブリフト量の変化に見合う検出結果を出力しているものと見なして、正常なセンサとして選択する。

実施形態における内燃機関のシステム構成図。ＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。上記ＶＥＬ機構の側面図。上記ＶＥＬ機構の平面図。上記ＶＥＬ機構に使用される偏心カムを示す斜視図。上記ＶＥＬ機構の低リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。上記ＶＥＬ機構の高リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。上記ＶＥＬ機構における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。上記ＶＥＬ機構のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。上記ＶＥＬ機構における制御軸の回転駆動機構を示す斜視図。ＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構を示す縦断面図。上記ＶＥＬ機構のフェイルセーフ制御処理を示すフローチャート。

符号の説明

１６…制御軸、１０１…エンジン、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１０７…排気バルブ、１１２…ＶＥＬ機構（可変動弁機構）、１１３…ＶＴＣ機構（可変バルブタイミング機構）、１１４…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１２７ａ，１２７ｂ…角度センサ

Claims

機関バルブのバルブリフト量を連続的に可変にする可変動弁機構を備えると共に、前記バルブリフト量を検出するセンサを備え、前記センサで検出されるバルブリフト量に基づいて前記可変動弁機構をフィードバック制御する内燃機関の可変動弁制御装置であって、
前記センサを複数備え、該複数のセンサそれぞれでの検出結果の一致・不一致に基づいてセンサの異常の有無を検出し、
検出結果が不一致でセンサの異常が検出されたときに、前記バルブリフト量を所定値に固定すべく前記可変動弁機構に対し所定の制御信号を強制的に出力し、
前記所定の制御信号の出力状態において、前記複数のセンサのうちで前記所定値を検出したセンサを正常なセンサとして選択し、
前記正常なセンサとして選択されたセンサの検出信号に基づき、前記可変動弁機構のフィードバック制御を再開させることを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。
前記機関バルブが吸気バルブであって、該吸気バルブのバルブリフト量を変化させることで、機関の吸入空気量を制御する構成であり、
前記吸気バルブのバルブリフト量が前記所定値に固定されるときに、前記吸気バルブの上流側に介装される吸気絞り弁の開度を制御することで、機関の吸入空気量を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁制御装置。