JPH06323115A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可変バルブタイミング機構に異常があった場合
でもその異常を速やかに検知し、燃焼が不安定となるの
を防止する。 【構成】ＥＣＵ７０はＶＶＴ２９を駆動制御するととも
に、制御弁５３の現在のデューティ比が本来ＶＶＴ２９
が遅角側へ最大速度で駆動されるような値であるか否か
を判断する。そして、デューティ比が本来遅角側へ最大
速度で駆動される値である場合には、実際のＶＶＴ２９
の遅角速度と本来の最大遅角速度とを比較し、実際の遅
角速度が本来の最大遅角速度よりも小さい場合には、Ｖ
ＶＴ２９に異常が発生したものと判断する。この場合、
ＥＣＵ７０はＶＶＴ２９の進角側へのガード値をそれま
でよりも小さい値に補正し、ダイアグランプ３０を点灯
する。従って、開閉タイミングがバルブオーバーラップ
量の過大な状態に固定してしまうことがなく、エンジン
１にとって不適切なバルブタイミングに固定されてしま
うことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転状態
に応じてバルブの開閉タイミングを調整可能な可変バル
ブタイミング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】従来、この種の技術として、例えば特開
平２−４２１０７号公報に開示されたものが知られてい
る。この技術では、油圧により作動する切換機構によ
り、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉
タイミングが切換えられる。前記切換機構に油を供給す
る供給路には油圧スイッチが設けられ、該スイッチによ
り供給路内の油圧が検出される。そして、バルブの開閉
命令が出力されたときに、前記油圧スイッチの検出結果
に基づき油圧の変化状況が判別される。ここで、予め定
められた設定時間が経過しても前記開閉命令に対応する
油圧に変化しないとき、バルブタイミングに異常が生じ
たものと判断される。かかる場合には、異物の混入や油
洩れ等、切換機構に何らかの異常が起こったものとし
て、例えば切換制御の無効化等のフェイルセーフが行わ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、可変バルブ
タイミング制御というものは、本来、バルブの開閉タイ
ミングが、種々の運転条件に応じた最適なものとなるよ
うに行われるものである。このため、上記従来技術にお
いて、あるときに切換制御の無効化が行われたような場
合には、そのときの運転状態によっては、内燃機関にと
って不適切なバルブタイミングに固定されてしまうおそ
れがある。例えば、故障に伴う切換制御の無効化により
開閉タイミングがバルブオーバーラップ量の過大な状態
に固定してしまった場合には、燃焼が不安定なものとな
る等、運転性能が著しく低下してしまうおそれがあっ
た。

【０００４】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、内燃機関の運転状態に応
じてバルブの開閉タイミングを調整可能な可変バルブタ
イミング機構を備えた可変バルブタイミング制御装置に
おいて、可変バルブタイミング機構に異常があった場合
でもその異常を速やかに検知し、燃焼が不安定となるの
を防止することの可能な可変バルブタイミング制御装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明においては、図１に示すように、内燃機関Ｍ
１の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼
室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３及び排気通路Ｍ４をそれぞ
れ開閉する吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６と、吸気
バルブＭ５及び排気バルブＭ６の少なくとも一方の開閉
タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構Ｍ７
と、内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手
段Ｍ８と、運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、
可変バルブタイミング機構Ｍ７を駆動制御し、少なくと
も許容される最大オーバーラップ量の範囲内でバルブオ
ーバーラップ量を調整することの可能な駆動制御手段Ｍ
９とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
において、駆動制御手段Ｍ９によりバルブオーバーラッ
プ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換えられた
場合に、開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の切
換時間を検出する応答性検出手段Ｍ１０と、応答性検出
手段Ｍ１０の検出結果が予め定められた基準値を満たさ
ないとき、バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ
開閉タイミングが切換えられるに際しての最大オーバー
ラップ量が小さくなるよう補正する最大オーバーラップ
量補正手段Ｍ１１とを設けたことをその要旨としてい
る。

【０００６】ここで、上記基準値を満たさないとは、開
閉タイミングの実際の切換速度が基準値を下回ること又
は実際の切換時間が基準値を上回ることを意味する。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、吸気
バルブＭ５及び排気バルブＭ６は、内燃機関Ｍ１の回転
に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室Ｍ２に
通じる吸気通路Ｍ３及び排気通路Ｍ４をそれぞれ開閉す
る。また、可変バルブタイミング機構Ｍ７により、吸気
バルブＭ５及び排気バルブＭ６の少なくとも一方の開閉
タイミングが調整される。そして、運転状態検出手段Ｍ
８にて検出された内燃機関Ｍ１の運転状態の検出結果に
基づき、駆動制御手段Ｍ９により可変バルブタイミング
機構Ｍ７が駆動制御される。また、駆動制御手段Ｍ９で
は、少なくとも許容される最大オーバーラップ量の範囲
内でバルブオーバーラップ量が調整され得る。

【０００８】また、駆動制御手段Ｍ９によりバルブオー
バーラップ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換
えられた場合に、応答性検出手段Ｍ１０によって、開閉
タイミングの実際の切換速度又は実際の切換時間が検出
される。そして、応答性検出手段Ｍ１０の検出結果が予
め定められた基準値を満たさないとき、最大オーバーラ
ップ量補正手段Ｍ１１によって、バルブオーバーラップ
量が大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに
際しての最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正さ
れる。

【０００９】従って、本発明によれば、検出された開閉
タイミングの実際の切換速度が予め定められた基準値を
下回るとき、又は実際の切換時間が予め定められた基準
値を上回るときには、可変バルブタイミング機構Ｍ７に
何らかの異常が発生し、制御性が悪くなったものと推測
されうる。また、かかる場合には、オーバーラップ量が
大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに際し
ての最大オーバーラップ量が小さくなる。このため、可
変バルブタイミング機構Ｍ７に異常が発生したとして
も、開閉タイミングがバルブオーバーラップ量の過大な
状態に固定してしまうことがなく、内燃機関にとって不
適切なバルブタイミングに固定されてしまうことがなく
なる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明における可変バルブタイミン
グ制御装置をガソリンエンジンに具体化した一実施例を
図２〜図６に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図２はこの実施例における内燃機関の可変
バルブタイミング制御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２ａ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７ａ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１０，１１
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１
４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、各気筒毎の吸入ポート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、ＩＳ
ＣＶ２４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２３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
イミング機構（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
３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３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の
潤滑油が利用されている。即ち、潤滑油のための一系統
の油圧回路を構成するオイルポンプ５１はエンジン１に
連動して駆動され、それによってオイルパン４７に貯留
された潤滑油がオイルフィルタ５２を介して吸い上げら
れる。オイルポンプ５１とヘッド油路４２との間にはメ
イン油路５４が接続されており、そのメイン油路５４の
途中には、ソレノイド式で三方式の制御弁５３が設けら
れている。この制御弁５３はデューティ制御されるもの
である。すなわち、制御弁５３は入力指令値としてのデ
ューティ比ＤＵＴＹのある範囲内で、デューティ比ＤＵ
ＴＹに対する出力としての油圧が比例するようになって
いる。即ち、デューティ比ＤＵＴＹのある範囲内では、
デューティ比が増加するのに伴って油圧が増大するよう
になっている。そして、制御弁５３にて制御される油圧
が増大することにより、カムシャフト１０の回転位相が
進角される。

【００３０】従って、オイルポンプ５１の駆動中に、制
御弁５３のオン・オフがデューティ制御されてメイン油
路５４が周期的に開閉されることにより、オイルポンプ
５１より吐出された潤滑油が作動油としてある油圧をも
ってヘッド油路４２へ供給される。ヘッド油路４２へ供
給された作動油は、更にシャフト油路４３を通じて加圧
室３９へと導入される。そして、その作動油の油圧によ
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（同図の右方向）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、カムシャフ
ト１０のタイミングプーリ１２に対する回転位相が変更
される。その結果、吸気バルブ８の開閉タイミングが変
えられ、吸気バルブ８と排気バルブ９とのバルブオーバ
ーラップ量が変更される。

【００３１】一方、制御弁５３がオフされることによ
り、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から油圧が抜け、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（同図
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、カムシャフト１０
の回転位相が復帰変更される。その結果、吸気バルブの
開閉タイミングが変えられてバルブオーバーラップ量が
変更される。この時、加圧室３９からスプリング４０へ
洩れ出た作動油は、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
へと戻される。

【００３２】図２に示すように、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、吸気バルブ８側のカムシャフ
ト１０の基端部には、そのカムシャフト１０の回転を所
定の角度間隔で検知し、カム角基準信号ＣＢＳとして出
力するカム角センサ６８が設けられている。このカム角
センサ６８は、前記気筒判別センサ６７からのクランク
角基準信号ＧＰとの比較によりＶＶＴ２９の進角値Ｒを
算出するために設けられている（この点については後述
する）。なお、このカム角センサ６８は、カムシャフト
２の回転に連動して回転されるタイミングロータと、ピ
ックアップコイル（いずれも図示せず）とから構成され
ている。このカム角センサ６８によっても運転状態検出
手段が構成されている。

【００３３】そして、各インジェクタ１６、イグナイタ
２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２８及び制御弁５３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、応答性検出手段及び最大オーバーラップ量補正手段
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及びカム角センサ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、アイドル回転数制御及びＥＧ
Ｒ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、
ＩＳＣＶ２４及びＶＳＶ２８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６２、水温セ
ンサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７及び
カム角センサ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量を
決定して制御弁５３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、前述した各種センサ
６１〜６８等の検出結果に基づき、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、ＥＣ
Ｕ７０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。

【００３４】次に、ＥＣＵ７０に係る電気的構成につい
て図４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。

【００３５】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及びカム角センサ６８がそれぞれ接
続されている。

【００３６】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及び制御弁５３がそれぞれ接続
されている。

【００３７】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及び制御弁５３を好適に制御する。

【００３８】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６に従って説明する。図６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の制御ルーチンの
うち、許容される最大バルブオーバーラップ量に相当す
るＶＶＴ２９の最大進角ガード値（以下、単にガード値
という）ＧＲＤを補正制御するための「ガード値補正ル
ーチン」を示している。但し、このガード値ＧＲＤは、
ＶＶＴ２９が進角側へ駆動制御されるに際しての制御上
の限界値であり、設定されたガード値ＧＲＤよりも進角
側へ制御されることはない。また、この実施例では、前
記ガード値ＧＲＤは、当初ある値に設定されているもの
とする。さて、このルーチンは、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。

【００３９】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、水温センサ６５、回転数センサ
６６、気筒判別センサ６７及びカム角センサ６８等の各
検出値に基づき、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、クランク角基準信号ＧＰ及びカム角基準信号ＣＢＳ
等を読み込む。

【００４０】次に、ステップ１０２において、今回読み
込んだ冷却水温ＴＨＷが予め定められた第１の所定温度
Ｔ１以上で、かつ、予め定められた第２の所定温度Ｔ２
以下であるか否かを判断する。そして、冷却水温ＴＨＷ
が前記範囲外である場合には、ガード値ＧＲＤを補正す
るのに適した運転状態にないものとして、その後の処理
を一旦終了する。

【００４１】また、冷却水温ＴＨＷが前記範囲内である
場合には、ガード値ＧＲＤを補正するに際し、温度に関
しては予め定められた状態にあり、油温によるＶＶＴ２
９の応答性への影響はないものと判断し、ステップ１０
３へ移行する。ステップ１０３においては、今回読み込
んだエンジン回転数ＮＥが予め定められた第１の所定回
転数Ｎ１以上で、かつ、予め定められた第２の所定回転
数Ｎ２以下であるか否かを判断する。そして、エンジン
回転数ＮＥが前記範囲外である場合には、ガード値ＧＲ
Ｄを補正するのに適した運転状態にないものとして、そ
の後の処理を一旦終了する。

【００４２】また、エンジン回転数ＮＥが前記範囲内で
ある場合には、ガード値ＧＲＤを補正するに際し、予め
定められた運転状態にあり、油圧によるＶＶＴ２９の応
答性への影響はないものと判断し、ステップ１０４へ移
行する。

【００４３】ステップ１０４においては、今回読み込ん
だクランク角基準信号ＧＰ及びカム角基準信号ＣＢＳに
基づき、進角値Ｒを算出する。ここで、この進角値Ｒと
いうのは、クランクシャフトに対するカムシャフト１０
の偏位角度で表される。

【００４４】次に、ステップ１０５においては、前回算
出された進角値Ｒと、今回算出された進角値Ｒとの比較
に基づき、現在ＶＶＴ２９が進角側へ制御されている最
中にあるか否かを判断する。すなわち、今回算出された
進角値Ｒが前回の進角値Ｒよりも大きい場合には、進角
側へ制御中であると判断される。なお、この実施例で
は、前回算出された進角値Ｒと今回算出された進角値Ｒ
との比較に基づいて進角側へ制御中であるか否かを判断
するようにしたが、今回算出された進角値Ｒと所定回数
前の進角値Ｒとを比較するようにしてもよい。

【００４５】そして、現在ＶＶＴ２９が進角側へ制御さ
れていない場合には、ガード値ＧＲＤを補正する状態に
ないものとしてその後の処理を一旦終了する。一方、現
在ＶＶＴ２９が進角側へ制御されている最中である場合
には、続くステップ１０６において、現在のデューティ
比ＤＵＴＹを読み込む。

【００４６】次に、ステップ１０７においては、今回読
み込んだデューティ比ＤＵＴＹが予め定められた所定値
ａ以下であるか否かを判断する。ここで、所定値ａとい
うのは、ＶＶＴ２９の遅角速度が最大となるデューティ
比ＤＵＴＹのうち、最も大きな値である。

【００４７】すなわち、図６に示すように、ある値を境
として、デューティ比ＤＵＴＹがそれよりも大きい場合
にはＶＶＴ２９は進角側へ駆動制御される。ここで、デ
ューティ比ＤＵＴＹが所定値以上の場合には、ＶＶＴ２
９の進角側への駆動速度は最大となり、一定となる。ま
た、ある値を境として、デューティ比ＤＵＴＹがそれよ
りも小さい場合にはＶＶＴ２９は遅角側へ駆動制御され
る（進角速度は負の値となる）。ここで、デューティ比
ＤＵＴＹが所定値ａ以下の場合には、本来ＶＶＴ２９の
遅角側への駆動速度は最大となり、一定となる（最大遅
角速度ｂ）。換言すれば、ステップ１０７においては、
現在のデューティ比ＤＵＴＹが、ＶＶＴ２９が遅角側へ
最大速度で駆動される値であるか否かを判断するのであ
る。

【００４８】そして、デューティ比ＤＵＴＹが所定値ａ
以下でない場合には、その後の処理を一旦終了する。ま
た、デューティ比ＤＵＴＹが所定値ａ以下の場合には、
ＶＶＴ２９が遅角側へ最大速度で駆動されている最中で
あるとして次のステップ１０８へ移行する。

【００４９】ステップ１０８においては、実際のＶＶＴ
２９の遅角速度Ｓを算出する。具体的には、遅角速度Ｓ
は、具体的には予め定められた所定時間に対する進角値
Ｒの偏位量の絶対値でもって表される。そして、ステッ
プ１０９においては、今回算出したＶＶＴ２９の実際の
遅角速度Ｓが、前記最大遅角速度ｂよりも小さいか否か
を判断する。ここで、実際の遅角速度Ｓが、前記最大遅
角速度ｂよりも小さくない（等しい）場合には、ＶＶＴ
２９は正常に駆動されているものとして、その後の処理
を一旦終了する。

【００５０】一方、実際の遅角速度Ｓが、前記最大遅角
速度ｂよりも小さい場合には、ＶＶＴ２９に何らかの異
常が発生し、ＶＶＴ２９が本来の最大遅角速度ｂよりも
遅い速度で駆動されることになってしまったものとし
て、ステップ１１０へ移行する。

【００５１】ステップ１１０においては、許容される最
大バルブオーバーラップ量に相当するＶＶＴ２９の進角
側へのガード値ＧＲＤをそれまでよりも小さい値に補正
し設定する。そして、ステップ１１１において、ＶＶＴ
２９の異常を運転者等に報知するために、前記ダイアグ
ランプ３０を点灯させてその後の処理を一旦終了する。

【００５２】このように、この実施例においては、現在
のデューティ比ＤＵＴＹが、本来ＶＶＴ２９が遅角側へ
最大速度で駆動されるような値であるか否かが判断され
る。そして、デューティ比ＤＵＴＹが本来遅角側へ最大
速度で駆動される値である場合には、実際のＶＶＴ２９
の遅角速度Ｓと、本来の最大遅角速度ｂとが比較され
る。そして、実際の遅角速度Ｓが、本来の最大遅角速度
ｂよりも小さい場合には、ＶＶＴ２９に何らかの異常が
発生し、ＶＶＴ２９が本来の最大遅角速度ｂよりも遅い
速度で駆動されることになってしまったものと判断され
るとともに、ＶＶＴ２９の進角側へのガード値ＧＲＤが
それまでよりも小さい値に補正される。

【００５３】このため、異物の混入や油洩れ等が起こ
り、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生した場合には、速
やかにそれを検知することができる。また、進角側への
ガード値ＧＲＤが小さい値に設定されることから、ＶＶ
Ｔ２９が、新たに設定された該ガード値ＧＲＤよりも進
角側へ駆動制御されることがなくなる。従って、開閉タ
イミングがバルブオーバーラップ量の過大な状態に固定
してしまうことがなく、エンジン１にとって不適切なバ
ルブタイミングに固定されてしまうことがなくなる。そ
の結果、燃焼が不安定なものとなる等、運転性能が著し
く低下してしまうという事態を確実に回避することがで
きる。

【００５４】また、この実施例では、ＶＶＴ２９に何ら
かの異常が発生したと判断した場合には、ダイアグラン
プ３０が点灯される。このため、その異常を運転者等に
速やかに報知することができる。

【００５５】なお、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、実際の遅角速度Ｓが、本来の最
大遅角速度ｂよりも小さい場合に、ＶＶＴ２９に何らか
の異常が発生したものと判断するようにしたが、実際の
遅角速度Ｓと、本来の最大遅角速度ｂから微小な値を減
算したものとを比較するようにしてもよい。かかる場合
には、誤判定をより確実に防止することができる。

【００５６】（２）前記実施例では、ＶＶＴ２９の遅角
速度Ｓと本来の最大遅角速度ｂとを比較する場合に具体
化したが、ＶＶＴ２９の遅角時間と本来の遅角時間とを
比較する場合に具体化してもよい。

【００５７】（３）前記実施例では、油圧制御によって
駆動切換されるＶＶＴ２９の異常を判断する場合に具体
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の異常を判断する場合に具体化することも
できる。

【００５８】（４）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とするＶＶＴ２９を設けたが、
排気バルブ９の開閉タイミングを可変とする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
を可変とするＶＶＴを設けることもできる。

【００５９】（５）前記実施例では、ＶＶＴ２９の制御
装置をガソリンエンジンに具体化したが、ディーゼルエ
ンジンに具体化することもできる。 （６）前記実施例では、ＶＶＴ２９の異常を判断した場
合に、ダイアグランプ３０を点灯させるようにしたが、
このような点灯処理を省略してもよい。

【００６０】（７）前記実施例では、バイパス通路２３
及びＩＳＣＶ２４並びにＥＧＲ装置２５を備えた場合に
具体化したが、これらのうち少なくとも一方を省略する
構成としてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、内燃機関の運転状態に応じてバルブの開閉タイミン
グを調整可能な可変バルブタイミング機構を備えた可変
バルブタイミング制御装置において、バルブオーバーラ
ップ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換えられ
た場合に、開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の
切換時間を検出し、その検出結果が基準値を下回ると
き、バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ開閉タ
イミングが切換えられるに際しての最大オーバーラップ
量が小さくなるよう補正するようにした。従って、可変
バルブタイミング機構に異常があった場合でもその異常
を速やかに検知することができ、燃焼が不安定となるの
を確実に防止することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における可変バ
ルブタイミング制御装置を示す概略構成図である。

【図３】一実施例においてＶＶＴ等の構成を示す断面図
である。

【図４】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５】一実施例においてＥＣＵにより実行される「ガ
ード値補正ルーチン」を説明するフローチャートであ
る。

【図６】一実施例においてデューティ比に対するＶＶＴ
の進角速度の関係を説明するグラフである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、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機構（ＶＶＴ）、６１
…運転状態検出手段を構成する吸気温センサ、６２…運
転状態検出手段を構成するスロットルセンサ、６３…運
転状態検出手段を構成する吸気圧センサ、６４…運転状
態検出手段を構成する酸素センサ、６５…運転状態検出
手段を構成する水温センサ、６６…運転状態検出手段を
構成する回転数センサ、６７…運転状態検出手段を構成
する気筒判別センサ、６８…運転状態検出手段を構成す
るカム角センサ、７０…駆動制御手段、応答性検出手段
及び最大オーバーラップ量補正手段を構成するＥＣＵ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転に同期して所定のタイミ
   ングで駆動され、燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路
   をそれぞれ開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、 前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉
   タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記可変バ
   ルブタイミング機構を駆動制御し、少なくとも許容され
   る最大オーバーラップ量の範囲内でバルブオーバーラッ
   プ量を調整することの可能な駆動制御手段と、を備えた
   内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、 前記駆動制御手段により前記バルブオーバーラップ量が
   小さくなる方向に前記開閉タイミングが切換えられた場
   合に、前記開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の
   切換時間を検出する応答性検出手段と、 前記応答性検出手段の検出結果が予め定められた基準値
   を満たさないとき、前記バルブオーバーラップ量が大き
   くなる方向へ前記開閉タイミングが切換えられるに際し
   ての前記最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正す
   る最大オーバーラップ量補正手段とを設けたことを特徴
   とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。