JPH0960535A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装置

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JPH0960535A
JPH0960535A JP7217697A JP21769795A JPH0960535A JP H0960535 A JPH0960535 A JP H0960535A JP 7217697 A JP7217697 A JP 7217697A JP 21769795 A JP21769795 A JP 21769795A JP H0960535 A JPH0960535 A JP H0960535A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンストールの発生を判断条件としてバル
ブタイミング制御装置の異常を検出することにより、ス
トールに起因してエンジンが停止した後でも確実にその
異常を検出すること。 【解決手段】油圧式可変機構（ＶＶＴ）25はバルブオー
バラップを変えるためにバルブタイミングを可変とす
る。電磁弁55はＶＶＴ25に供給される油圧を制御する。
電子制御装置（ＥＣＵ）80はエンジン１の運転状態に適
合したバルブオーバラップを得るために、バルブタイミ
ングの実位相が運転状態に応じてた目標位相に近似する
ようにＶＶＴ25を制御する。ＥＣＵ80はストールが発生
したか否かを判断し、実位相が異常発生の可能性を示唆
する特定状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ80はスト
ール発生が判断されたときであり、特定状態であること
が判断された履歴があるとき、バルブタイミング制御装
置に異常があると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関に設けら
れた吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバル
ブタイミングを内燃機関の運転状態に応じて制御するよ
うにしたバルブタイミング制御装置に係る。詳しくは、
そのバルブタイミング制御装置に異常が起きたときにそ
のことを検出するようにした内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置のための異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基本的構成を有する内燃機関（エ
ンジン）では、シリンダヘッドに設けられた吸気バルブ
及び排気バルブが燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路
をそれぞれ開く。これらのバルブタイミングはクランク
シャフトの回転位相、延いてはピストンが上下動するタ
イミングに一義的に同期する。従って、燃焼室における
吸排気量は吸気通路に別途設けられたスロットルバルブ
の開度やエンジンの回転速度に依存することになる。
【０００３】これに対し、昨今では、燃焼室における吸
排気量を更に自由度をもって調節可能とするために、バ
ルブタイミングを制御するようにした装置がある。この
種の装置はバルブタイミングを変更可能とする可変機構
と、その可変機構の動きを制御するためのコンピュータ
とを備える。コンピュータはエンジンの運転状態に応じ
て可変機構を制御することにより、吸気バルブ及び排気
バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを制御し、
もって吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ
の大きさを制御する。この制御により、燃焼室に吸入さ
れるべき空気の量、或いは、燃焼室から一旦排出された
排気ガスが燃焼室へ逆流して残留する量、即ち内部ＥＧ
Ｒの量が適正化され、もってエンジンの出力、エミッシ
ョン及び燃費等の改善が図られる。
【０００４】この種の装置として、バルブタイミングを
連続的に変更可能とする可変機構を備えた装置がある。
この装置で、コンピュータはエンジンの運転状態に基づ
いてバルブタイミングに係る所要の目標値、即ち目標変
位角度の値を算出する。コンピュータは実際のバルブタ
イミングの値、即ち実変位角度の値を監視する。そし
て、コンピュータは実変位角度の値が目標変位角度の値
に合致するように可変機構をフィードバック制御する。
ここで、変位角度とは、クランクシャフトとカムシャフ
トとの間の回転位相差を意味する。上記フィードバック
制御を適正に実行するためには、実変位角度を正確に検
出する必要がある。
【０００５】特開昭５９−１０５９１１号公報はバルブ
タイミングを連続的に変更可能とした装置において、実
変位角度を検出する装置の一例を開示する。この装置は
クランクシャフトが１回転する毎に第１のパルス信号を
出力するための第１の手段（磁気センサ）と、カムシャ
フトが１回転する毎に第２のパルス信号を出力するため
の第２の手段（磁気センサ）と、第１のパルス信号と第
２のパルス信号との間隔を実変位角度として計測するた
めの制御回路とを備える。制御回路は検出された実変位
角度の値をバルブタイミング制御に適用する。
【０００６】ところで、可変機構に所期の動作が得られ
なくなるような異常が発生した場合には、バルブタイミ
ングに係る実変位角度の値を目標変位角度の値に合致さ
せることができず、エンジンに種々の不具合が発生す
る。例えば、実変位角度が最進角側の値となり、バルブ
オーバラップが最大となった状態のままで可変機構が動
作しなくなったとする。この場合、燃焼室における内部
ＥＧＲ量が不適正な値となって混合気の燃焼が不安定と
なり、エンジンのドライバビリティが悪化するおそれが
ある。従って、可変機構に異常が発生した場合には、そ
のことを検出してエンジンの各種制御量を修正等するこ
とにより、異常の発生に対処する必要がある。
【０００７】ここで、可変機構の異常を検出する一つの
方法として、目標変位角度の値に対する実変位角度の値
の偏差が大きいか否かを判断することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の異常検
出方法では、可変機構の制御の応答性を考慮すると、変
位角度の偏差が大きいことを正確に判断するには、偏差
の大きい状態が所定時間だけ継続したことを判断する必
要がある。従って、正確な異常検出を実行するために
は、ある程度の時間を要する。このため、エンジン負荷
が小さいとき、バルブオーバラップが大きくなった状態
のままで可変機構が動作しなくなった場合、直ちに異常
検出を実行することができず、即時にエンジンがストー
ルに至るおそれがある。一旦ストールが発生すると、そ
の後に異常検出を実行することはできない。この結果、
ストールの発生後にエンジンを再始動させようとして
も、異常が発生したことを前提としたフェイルセーフを
実行することができず、エンジンの再始動性が悪化す
る。
【０００９】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、内燃機関のストールの発生
を判断条件としてバルブタイミング制御装置の異常を検
出することにより、ストールにより内燃機関が停止した
後でも確実にその異常を検出することを可能にした内燃
機関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装置
を提供することにある。
【００１０】
【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に記載の第１の発明では、図１に示すよ
うに、内燃機関Ｍ１の燃焼室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３
及び排気通路Ｍ４の各々を開くために内燃機関Ｍ１の出
力軸Ｍ１ａの回転に同期して作動する吸気バルブＭ５及
び排気バルブＭ６の少なくとも一方のバルブタイミング
を内燃機関Ｍ１の運転状態に応じて制御するようにした
バルブタイミング制御装置のための異常検出装置であっ
て、バルブタイミング制御装置は両バルブＭ５，Ｍ６の
少なくとも一方のバルブタイミングの位相を連続的に変
更可能とする可変機構Ｍ７と、出力軸Ｍ１ａの回転速度
を含む内燃機関Ｍ１の運転状態を検出するための運転状
態検出手段Ｍ８と、バルブタイミングの制御に係る目標
の位相を運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき算出
するための目標位相算出手段Ｍ９と、可変機構Ｍ７によ
り変えられるバルブタイミングの実際の位相を検出する
ための実位相検出手段Ｍ１０と、内燃機関Ｍ１の運転状
態に適合したバルブタイミングを得るために、実位相検
出手段Ｍ１０により検出される実際の位相が目標位相算
出手段Ｍ９により算出される目標の位相に近似するよう
に可変機構Ｍ７を制御するための実位相制御手段Ｍ１１
とを備え、異常検出装置は内燃機関Ｍ１にストールが発
生したか否かを運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づ
き判断するためのストール判断手段Ｍ１２と、実位相検
出手段Ｍ１０により検出される実際の位相がバルブタイ
ミング制御装置における異常発生の可能性を示唆する特
定状態であるか否かを判断するための特定状態判断手段
Ｍ１３と、ストール判断手段Ｍ１２によりストールの発
生が判断されたときであって、特定状態判断手段Ｍ１３
により特定状態であることが判断された履歴がある場合
に、バルブタイミング制御装置に異常が発生したと判断
するための異常判断手段Ｍ１４とを備えたことを趣旨と
する。
【００１１】この構成によれば、内燃機関Ｍ１の運転時
に吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６が出力軸Ｍ１ａの
回転に同期して作動する。この作動により、吸気通路Ｍ
３及び排気通路Ｍ４の各々が開いて燃焼室Ｍ２に対する
吸気及び排気が行われる。このとき、目標位相算出手段
Ｍ９は運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づきバルブ
タイミングの制御に係る目標の位相を算出する。そし
て、実位相制御手段Ｍ１１は実位相検出手段Ｍ１０によ
り検出される実際の位相が上記目標の位相に近似するよ
うに可変機構Ｍ７を制御する。この制御により、両バル
ブＭ５，Ｍ６の少なくとも一方のバルブタイミングが変
更され、そのときどきの内燃機関Ｍ１の運転状態に適合
したバルブオーバラップが得られる。
【００１２】ここで、ストール判断手段Ｍ１２は内燃機
関Ｍ１にストールが発生したか否かを判断する。特定状
態判断手段Ｍ１３は実際の位相がバルブタイミング制御
装置における異常発生の可能性を示唆する特定状態であ
るか否かを判断する。そして、異常判断手段Ｍ１４はス
トールの発生が判断されたときであって、特定状態であ
ることが判断された履歴がある場合に、バルブタイミン
グ制御装置に異常が発生したと判断する。
【００１３】従って、バルブタイミング制御装置の異常
に起因してストールが発生したとしても、ストール発生
後に異常の判断が行われることから、異常の発生が検出
される。この検出結果をフェイルセーフに反映させるこ
とにより、ストール発生後におけるフェイルセーフの処
理が可能となる。
【００１４】ここで、検出結果の反映方法として、例え
ば、バルブタイミング制御装置の異常が検出されたとき
に、バルブタイミング制御装置以外の装置を使って内燃
機関Ｍ１の各種制御量を修正することが考えられる。更
に、異常が発生したことを内燃機関Ｍ１の運転者等に報
知することが考えられる。
【００１５】上記の目的を達成するために請求項２に記
載の第２の発明では、第１の発明の構成において、特定
状態判断手段Ｍ１３は内燃機関Ｍ１の始動後における所
定の期間内に判断を行うことを趣旨とする。
【００１６】この構成によれば、第１の発明と異なり、
特に内燃機関Ｍ１の始動後における所定の期間内にバル
ブタイミング制御装置における異常の発生が確実に検出
される。この検出結果をフェイルセーフに反映させるこ
とにより、ストール発生後におけるフェイルセーフの処
理が可能となる。検出結果の反映方法は第１の発明のそ
れと同様である。
【００１７】上記の目的を達成するために請求項３に記
載の第３の発明では、第１の発明の構成において、特定
状態判断手段Ｍ１３はストール判断手段Ｍ１２によりス
トールの発生が判断される直前に、運転状態検出手段Ｍ
８により検出される出力軸Ｍ１ａの回転速度が所定の基
準値以下となったときに判断を行うことを趣旨とする。
【００１８】この構成によれば、第１の発明と同様にバ
ルブタイミング制御装置における異常の発生が確実に検
出される。この検出結果をフェイルセーフに反映させる
ことにより、ストール発生後におけるフェイルセーフの
処理が可能となる。検出結果の反映方法は第１の発明の
それと同様である。
【００１９】上記の目的を達成するために請求項４に記
載の第４の発明では、第１の発明の構成において、特定
状態判断手段Ｍ１３は実際の位相が過大となったときに
特定状態であると判断し、異常判断手段Ｍ１４はストー
ルの発生が判断される以前の所定の期間内に特定状態で
あることが判断された場合に、バルブタイミング制御装
置に異常が発生したと判断することを趣旨とする。
【００２０】この構成によれば、第１の発明と同様にバ
ルブタイミング制御装置における異常の発生が確実に検
出される。この検出結果をフェイルセーフに反映させる
ことにより、ストール発生後におけるフェイルセーフの
処理が可能となる。検出結果の反映方法は第１の発明の
場合と同様である。加えて、目標の位相と実際の位相と
の偏差に拘らず、実際の位相が過大であることがストー
ル発生原因であると特定される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、第１及び第２の発明に係る
「内燃機関のバルブタイミング制御装置のための異常検
出装置」を自動車のガソリンエンジンシステムに具体化
した第１の実施形態について図２〜図１０を参照して詳
細に説明する。
【００２２】図２はこの実施形態におけるバルブタイミ
ング制御装置とその異常検出装置に係るガソリンエンジ
ンシステムを示す概略構成図である。内燃機関としての
エンジン１は複数のシリンダ２を備える。各シリンダ２
にそれぞれ設けられたピストン３は出力軸としてのクラ
ンクシャフト１ａにつながり、各シリンダ２の中で上下
動可能である。各シリンダ２においてピストン３の上側
は燃焼室４を形成する。各燃焼室４に対応して設けられ
た点火プラグ５は燃焼室４に導入された混合気を点火す
る。各燃焼室４に対応して設けられた吸気ポート６ａ及
び排気ポート７ａの各々は吸気通路６及び排気通路７の
一部を構成する。各燃焼室４に対応して設けられた吸気
バルブ８及び排気バルブ９は各ポート６ａ，７ａを各々
開く。これらのバルブ８，９の各々は互いに異なるカム
シャフト１０，１１の回転に基づき作動する。各カムシ
ャフト１０，１１の先端に各々設けられたタイミングプ
ーリ１２，１３はタイミングベルト１４を介してクラン
クシャフト１ａにつながる。
【００２３】エンジン１の運転時に、クランクシャフト
１ａの回転力はタイミングベルト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
伝わる。各カムシャフト１０，１１が回転することによ
り、各バルブ８，９が作動する。各バルブ８，９はクラ
ンクシャフト１ａの回転に同期して、即ち各ピストン３
の上下動に対応した吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行
程及び排気行程に同期して、所定のタイミングで作動可
能である。
【００２４】吸気通路６の入口に設けられたエアクリー
ナ１５は同通路６に取り込まれる外気を清浄化する。各
吸気ポート６ａの近傍に各々設けられたインジェクタ１
６は吸気ポート６ａへ向かって燃料を噴射する。エンジ
ン１の運転時には、エアクリーナ１５を介して吸気通路
６に外気が取り込まれる。このとき、各インジェクタ１
６が燃料を噴射することにより、その燃料と外気との混
合気が吸入行程に吸気バルブ８が吸気ポート６ａを開く
ときに、燃焼室４に吸入される。燃焼室４に吸入された
混合気は、点火プラグ５が作動することにより、爆発・
燃焼する。その結果、ピストン３が作動し、クランクシ
ャフト１ａが回転してエンジン１の出力が得られる。燃
焼後の排気ガスは、排気行程に排気バルブ９が排気ポー
ト７ａを開くときに、燃焼室４から導出され、排気通路
７を通って外部へ排出される。
【００２５】吸気通路６に設けられたスロットルバルブ
１７は図示しないアクセルペダルの操作に連動して作動
する。このバルブ１７の開度が調節されることにより、
吸気通路６に対する外気の取り込み量、即ち吸入空気量
Ｑが調節される。スロットルバルブ１７の下流側に設け
られたサージタンク１８は吸入空気の脈動を平滑化す
る。エアクリーナ１５の近傍に設けられた吸気温センサ
７１は吸気温度ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた信
号を出力する。スロットルバルブ１７の近傍に設けられ
たスロットルセンサ７２は、同バルブ１７の開度（スロ
ットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた信号を
出力する。このセンサ７２はスロットルバルブ１７が全
閉の状態となったときに、そのことを検出して出力す
る。サージタンク１８に設けられた吸気圧センサ７３
は、同タンク１８における吸入空気の圧力（吸気圧力）
ＰＭを検出し、その検出値に応じた信号を出力する。
【００２６】一方、排気通路７の途中に設けられた触媒
コンバータ１９は内蔵された三元触媒２０により排気ガ
スを浄化する。排気通路７に設けられた酸素センサ７４
は排気ガス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応
じた信号を出力する。エンジン１に設けられた水温セン
サ７５は、エンジン１を冷却するための冷却水の温度
（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた信
号を出力する。
【００２７】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各点火プラグ５を作動させるた
めの点火信号として各点火プラグ５へ分配する。従っ
て、各点火プラグ５を作動させるタイミングはイグナイ
タ２２が高電圧を出力するタイミングにより決まる。
【００２８】ディストリビュータ２１に内蔵されたロー
タ（図示しない）は、クランクシャフト１ａの回転に同
期したカムシャフト１１の回転に基づき回転する。ディ
ストリビュータ２１に設けられた回転速度センサ７６
は、エンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを
ロータの回転に基づき検出し、その検出値をパルス信号
として出力する。ディストリビュータ２１に設けられた
気筒判別センサ７７はクランク角度（°ＣＡ）の基準位
置ＧＰをロータの回転に応じて所定の割合で検出し、そ
の検出値を同じくパルス信号として出力する。この実施
形態において、エンジン１の一連の４行程に対してクラ
ンクシャフト１ａは２回転する。クランクシャフト１ａ
が２回転する間に、回転速度センサ７６は３０°ＣＡ毎
に１パルスの信号を出力する。気筒判別センサ７７は３
６０°ＣＡ毎に１パルスの信号を出力する。
【００２９】吸気通路１１に設けられたバイパス通路２
３は、スロットルバルブ１７を迂回して同バルブ１７の
上流側と下流側との間を連通させる。バイパス通路２３
に設けられた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は同通路２２の開度
を調節する。ＩＳＣＶ２３はスロットルバルブ１７が全
閉となるアイドル運転時等にその運転を安定化させるた
めに作動する。アイドル運転時にＩＳＣＶ２３が所定の
指令信号に基づき制御されることにより、バイパス通路
２２を通じて燃焼室４に取り込まれる吸入空気量Ｑが調
節され、エンジン回転速度ＮＥが制御される。即ち、ア
イドル回転数の制御が行われる。
【００３０】この実施形態で、タイミングプーリ１２に
設けられた油圧駆動式の可変機構（以下単に「ＶＶＴ」
と書き表す。）２５は吸気バルブ８に係るバルブタイミ
ングを変更する。ＶＶＴ２５とそれを駆動するための油
圧供給手段の構成について詳しく説明する。
【００３１】図３，４はＶＶＴ２５及びそれに付随する
リニアソレノイドバルブ（ＬＳＶ）５５の構造を示す。
エンジン１のシリンダヘッド２６及びベアリングキャッ
プ２７はカムシャフト１０をそのジャーナル１０ａにお
いて回転可能に支持する。ＶＶＴ２５はカムシャフト１
０の先端に設けられたタイミングプーリ１２と一体をな
す。ジャーナル１０ａに設けられた二つの油溝３１，３
２はジャーナル１０ａの外周に沿って延びる。ベアリン
グキャップ２７に設けられた油路３３，３４はジャーナ
ル１０ａ及び各油溝３１，３２に潤滑油を供給する。こ
の実施形態で、図２に示すように、エンジン１に設けら
れたオイルパン２８、オイルポンプ２９及びオイルフィ
ルタ３０等はエンジン１の各部を潤滑するための潤滑装
置を構成する。この潤滑装置はＶＶＴ２５を駆動するた
めに同ＶＶＴ２５に油圧を供給する。ＬＳＶ５５はＶＶ
Ｔ２５に供給される油圧を調節可能とする。この潤滑装
置及びＬＳＶ５５は本発明の油圧供給装置を構成する。
【００３２】エンジン１の運転に連動してオイルポンプ
２９が作動することにより、オイルパン２８から吸い上
げられた潤滑油がオイルポンプ２９より吐出される。吐
出された潤滑油はオイルフィルタ３０を通り、ＬＳＶ５
５により各油路３３，３４へ選択的に圧送され、各油溝
３１，３２及びジャーナル１０ａに供給される。
【００３３】略円板状をなすタイミングプーリ１２と同
プーリ１２に取り付けられたカバー３５はハウジング３
６を構成する。有底円筒状をなすカバー３５はプーリ１
２の一側面及びカムシャフト１０の先端を覆う。プーリ
１２はその外周に複数の外歯３７を有し、中央にボス３
８を有する。ボス３８においてカムシャフト１０に装着
されたプーリ１２は、同シャフト１０と相対回動可能と
なっている。前述したタイミングベルト１４は外歯３７
につながる。
【００３４】カバー３５はその外周にフランジ３９を有
し、その底部中央に孔４０を有する。複数のボルト４１
及びピン４２はフランジ３９をプーリ１２の一側面に固
定する。孔４０に装着された蓋４３は取り外し可能であ
る。カバー３５はその内周に複数の内歯３５ａを有す
る。
【００３５】プーリ１２及びカバー３５により囲まれた
空間４４は円筒状をなすインナキャップ４５等を収容す
る。中空ボルト４６及びピン４７はキャップ４５をカム
シャフト１０の先端に固定する。キャップ４５の周壁４
５ａはボス３８を包み、両者４５，３８は相対回動可能
となっている。周壁４５ａはその外周に複数の外歯４５
ｂを有する。
【００３６】ハウジング３５とキャップ４５との間に介
在されたリングギヤ４８はハウジング３５とカムシャフ
ト１０とを連結する。空間４４に収容されたリングギヤ
４８は環状をなし、カムシャフト１０の軸方向に沿って
移動可能となっている。リングギヤ４８はその内外周に
複数の歯４８ａ，４８ｂを有し、その両方がヘリカル歯
をなす。リングギヤ４８はカムシャフト１０に沿って移
動することにより、同シャフト１０に対して相対的に回
動する。リングギヤ４８の内歯４８ａはキャップ４５の
外歯４５ｂに、リングギヤ４８の外歯４８ｂはカバー３
５の内歯３５ａにそれぞれ噛み合う。
【００３７】プーリ１２が回転することにより、リング
ギヤ４８により連結されたハウジング３５とキャップ４
６とが一体に回転し、もってカムシャフト１０とハウジ
ング３５とが一体的に回転する。
【００３８】図３，４に示すように、空間４４はリング
ギヤ４８により区画された第１及び第２の油圧室４９，
５０を含む。第１の油圧室５０はリングギヤ４８の左端
とカバー３７の底壁との間に位置する。第２の油圧室５
０はリングギヤ４８の右端とプーリ１２との間に位置す
る。
【００３９】ここで、第１の油圧室４９に潤滑油による
油圧を供給するために、カムシャフト１０はその内部に
軸方向に沿って延びる油路５１を有する。この油路５１
の先端は中空ボルト４６の孔４６ａを通じて第１の油圧
室４９に連通する。この油路５１の基端はカムシャフト
１０の半径方向へ延びる油孔５２を介して油溝３１に通
じる。
【００４０】一方、第２の油圧室５０に潤滑油による油
圧を供給するために、カムシャフト１０はその内部に油
路５１と平行に延びる別の油路５３を有する。ボス３８
に形成された油孔５４は第２の油圧室５０と油路５３と
の間を連通する。
【００４１】上記の構成において、油路３３、油孔５
２、油路５１及び孔４６ａ等は、第１の油圧室５０に潤
滑油による油圧を供給するための第１の油圧供給通路を
構成する。油路３４、油路５３及び油孔５４等は、第２
の油圧室５１に潤滑油による油圧を供給するための第２
の油圧供給通路を構成する。ここで、両油圧供給通路の
途中に設けられたＬＳＶ５５はその開度がデューティ制
御されることにより、各油圧室４９，５０に供給される
油圧を制御する。図２にはこのＬＳＶ５５とオイルパン
２８、オイルポンプ２９及びオイルフィルタ３０との接
続の関係が示されている。
【００４２】図３，４に示すように、ＬＳＶ５５を構成
するケーシング５６は、第１〜第５のポート５７，５
８，５９，６０，６１を有する。第１のポート５７は油
路３３に連通し、第２のポート５８は油路３４に連通す
る。第３及び第４のポート５９，６０はオイルパン２８
に連通し、第５のポート６１はオイルフィルタ３０を介
してオイルポンプ２９の吐出側に連通する。ケーシング
５６の内部に設けられた串形のスプール６２は円筒状の
４つの弁体６２ａを有する。スプール６２はその軸方向
に沿って往復動可能となっている。ケーシング５６に設
けられた電磁ソレノイド６３はスプール６２を図３に示
す第１の位置と図４に示す第２の位置との間で移動させ
る。第１の位置とは、図３，４において、スプール６２
がケーシング５６に対して最も右側に達したときの位
置、即ちスプール６２のストロークが最も小さくなる位
置を意味する。第２の位置とは、図３，４において、ス
プール６２がケーシング５６に対して最も左側に達した
ときの位置、即ちスプール６２のストロークが最も大き
くなる位置を意味する。ケーシング５６に設けられたス
プリング６４はスプール６２を第１の位置へ向けて付勢
する。
【００４３】そして、図４に示すように、スプリング６
４の付勢力に抗してスプール６２が第２の位置に配置さ
れることにより、即ちスプール６２のストロークが最も
大きくなることにより、オイルポンプ２９の吐出側と油
路３３とが連通し、油路３４とオイルパン２８とが連通
する。これにより、第１の油圧室４９に油圧が供給さ
れ、リングギヤ４８が第２の油圧室５０に残る油に抗し
て軸方向へ移動しながら回動する。第２の油圧室５０の
中の油はオイルパン２８へとドレンされる。この結果、
カムシャフト１０とハウジング３６との間で回転位相が
相対的に変わる。ここでは、カムシャフト１０の回転位
相がプーリハウジング３６のそれよりも進む。その結
果、吸気バルブ８のバルブタイミングの位相がクランク
シャフト１ａの回転位相よりも進む。
【００４４】この場合、図６（ｂ）に示すように、吸気
バルブ８のバルブタイミングが相対的に進み、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
ラップが相対的に大きくなる。このように、第１の油圧
室４９に供給される油圧を制御することにより、図４に
示すようにリングギヤ４８をタイミングプーリ１２に接
近する終端位置まで移動させることができる。リングギ
ヤ４８がその終端位置に達したとき、吸気バルブ８のバ
ルブタイミングが最も進み、バルブオーバラップが最も
大きくなる。
【００４５】一方、図３に示すように、スプール６２が
第１の位置に配置されることにより、即ちスプール６２
のストロークが最も小さくなることにより、オイルポン
プ２９の吐出側と油路３４とが連通し、油路３３とオイ
ルパン２８とが連通する。これにより、第２の油圧室５
０に油圧が供給され、リングギヤ４８が第１の油圧室４
９に残る油に抗して軸方向へ移動しながら回動する。第
１の油圧室４９の中の油はオイルパン２８へとドレンさ
れる。この結果、カムシャフト１０とハウジング３６と
の間で回転位相が上記と反対の方向へ相対的に変わる。
ここでは、カムシャフト１０の回転位相がハウジング３
６のそれよりも遅れる。その結果、吸気バルブ８のバル
ブタイミングの位相がクランクシャフト１ａの回転位相
よりも遅れる。
【００４６】この場合、図６（ａ）に示すように、吸気
バルブ８のバルブタイミングが相対的に遅れ、吸気行程
におけるバルブオーバラップが相対的に小さくなる。こ
の実施形態では、バルブオーバラップが無くなる。この
ように、第２の油圧室５０に供給される油圧を制御する
ことにより、図３に示すように、リングギヤ４８をカバ
ー３５に接近する終端位置まで移動させることができ
る。リングギヤ４８が終端位置に達したとき、吸気バル
ブ８のバルブタイミングが最も遅れ、バルブオーバラッ
プが最も小さくなる。
【００４７】スプール６２が第１及び第２の位置の間の
任意な位置に配置されることにより、各油圧室４９，５
０に対する油の流路面積が変わり、バルブタイミングが
進む速度（進角速度）及び遅れる速度（遅角速度）がそ
れぞれ微妙に変わる。ここで、スプール６２が第１及び
第２の位置のほぼ中間に配置されることにより、油路３
３，３４とオイルポンプ２９及びオイルパン２８との間
が遮断される。その結果、各油圧室４９，５０に対する
油圧の供給が規制され、ＶＶＴ２５の駆動が停止してバ
ルブタイミングの変位が停止する。
【００４８】上記のようにＶＶＴ２５を適宜に制御する
ことにより、吸気バルブ８のバルブタイミング、延いて
はバルブオーバラップを、図６（ａ）に示す範囲から図
６（ｂ）に示す範囲の間で連続的（無段階）に変更する
ことができる。
【００４９】この実施形態では、所要の駆動デューティ
比ＤＶＴの値に基づいてＬＳＶを制御することにより、
バルブタイミングが制御される。この実施形態では、バ
ルブタイミングを目標値に一致させるために、ＬＳＶ５
５を制御するためのパラメータとして駆動デューティ比
ＤＶＴが使用される。この駆動デューティ比ＤＶＴの値
を変化させることにより、バルブタイミングの変位角度
が決定されるのではなく、バルブタイミングの変位速度
が決定される。即ち、駆動デューティ比ＤＶＴに基づい
てＬＳＶ５５を制御することによりスプール６２を移動
させたとき、そのデューティ比ＤＶＴの積分量がスプー
ル６２を動かした後のバルブタイミングの変位角度とな
る。
【００５０】ここで、図２に示すように、カムシャフト
１０に設けられたカムセンサ７８はカムシャフト１０の
回転に係る実際の変位角度（実変位角度）ＶＴを検出
し、その検出値に応じた信号を出力する。このカムセン
サ７８はカムシャフト１０上に等角度間隔をもって配置
された複数の突起と、各突起に対向可能に配置されたピ
ックアップコイルとを含む。そして、カムシャフト１０
が回転して各突起がピックアップコイルを横切ることに
より、ピックアップコイルが起電力を発生する。カムセ
ンサ７８はその起電力を実変位角度ＶＴを示すパルス信
号として出力する。このカムセンサ７８は本発明の実位
相検出手段を構成する。この実施形態では、上記の各セ
ンサ等７１〜７８が本発明の運転状態検出手段を構成す
る。
【００５１】電子制御装置（ＥＣＵ）８０は本発明のバ
ルブタイミング制御装置における目標位相算出手段及び
実位相制御手段を構成する。図２に示すように、ＥＣＵ
８０は前述した各センサ等７１〜７８から出力される信
号を入力する。ＥＣＵ８０は、それら入力信号に基づき
燃料噴射量制御、点火時期制御、アイドル回転速度制御
及びバルブタイミング制御等を実行するために各部材１
６，２２，２４，５５等を制御する。
【００５２】ここで、燃料噴射量制御とは、エンジン１
の運転状態に応じて算出される目標値に基づき各インジ
ェクタ１６を制御することにより、燃焼室４へ供給され
る燃料量を制御することである。点火時期制御とは、エ
ンジン１の運転状態に応じて算出される目標値に基づき
イグナイタ２２を制御することにより、各点火プラグ５
の点火タイミングを制御することである。アイドル回転
速度制御とは、アイドル運転時にエンジン回転速度ＮＥ
を所定値に収束させるために、ＩＳＣＶ２４の開度を制
御することである。
【００５３】バルブタイミング制御とは、エンジン１の
運転状態に応じて算出される駆動デューティ比ＤＶＴの
値に基づきＬＳＶ５５を制御することにより、ＶＶＴ２
５を制御して吸気バルブ８のバルブタイミング、延いて
はバルブオーバラップを制御することである。
【００５４】加えて、ＥＣＵ８０は本発明の異常検出装
置におけるストール判断手段、特定状態判断手段及び異
常判断手段を構成する。ＥＣＵ８０は、少なくとも回転
速度センサ７６及びカムセンサ７８の検出値に基づき、
バルブタイミング制御装置における異常の発生を検出す
るための処理を実行する。ここで、バルブタイミング制
御装置における異常として、例えばＶＶＴ２５及びＬＳ
Ｖ５５等がある状態のままで動作しなくなることが挙げ
られる。ＥＣＵ８０はその異常を検出したとき、フェイ
ルセーフのための制御を実行するためにＩＳＣＶ２４の
開度を制御する。ここで、フェイルセーフのための制御
とは、バルブタイミング制御装置の異常に起因してエン
ジン１にストールが発生したことを想定し、そのストー
ルからエンジン１を再始動させるためにＩＳＣＶ２４を
制御することである。
【００５５】自動車の運転席に設けられた報知手段とし
ての警告ランプ７０は、バルブタイミング制御装置にお
ける異常の有無を運転者等に報知するために作動する。
ＥＣＵ８０はその異常を検出したときに警告ランプ７０
を点灯させ、それ以外の場合に警告ランプ７０を消灯さ
せる。
【００５６】図５にブッロック図で示すように、ＥＣＵ
８０は中央処理装置（ＣＰＵ）８１、読み出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）８２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
８３及びバックアップＲＡＭ８４等を備える。ＥＣＵ８
０はこれら各部８１〜８４と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部
入力回路８５と、外部出力回路８６等とをバス８７によ
り接続してなる論理演算回路を構成する。この実施形態
で、ＣＰＵ８１はオートインクリメントカウンタを含む
各種カウンタの機能を兼ね備える。ＲＯＭ８２は所定の
制御プログラム等を予め記憶する。ＲＡＭ８３はＣＰＵ
８１の演算結果等を一時記憶する。バックアップＲＡＭ
８４は予め記憶されたデータを保存する。前述した各セ
ンサ等７１〜７８は外部入力回路８５につながる。前述
した各部材１６，２２，２４，５５，７０は外部出力回
路８６につながる。このＥＣＵ８０は電源用のバッテリ
（図示しない）から電力の供給を受ける。ＣＰＵ８１は
外部入力回路８５を介して入力される各センサ等７１〜
７８の信号を入力値として読み込む。ＣＰＵ８１はそれ
らの入力値に基づき前述した各種制御等を実行するため
に各部材１６，２２，２４，５５，７０等を制御する。
ＲＯＭ８２はそれら各種制御を実行するためのプログラ
ム等を予め記憶する。
【００５７】次に、バルブタイミング制御の内容につい
て詳説する。図８は「バルブタイミング制御ルーチン」
を示すフローチャートである。ＥＣＵ８０はこのルーチ
ンを所定の時間間隔をもって周期的に実行する。
【００５８】処理がこのルーチンへ移行すると、ステッ
プ１００において、ＥＣＵ８０は各センサ７２，７３，
７６，７８からの信号に基づきスロットル開度（スロッ
トルバルブ１７の全閉状態を含む）ＴＡ，吸気圧力Ｐ
Ｍ、エンジン回転速度ＮＥ及び実変位角度ＶＴの値をそ
れぞれ読み込む。
【００５９】続いて、ステップ１１０において、ＥＣＵ
８０は今回読み込まれた各パラメータＴＡ，ＰＭ，ＮＥ
の値に基づき、ＶＶＴ２５を制御するための目標変位角
度ＶＴＴの値を算出する。ＥＣＵ８０はこの目標変位角
度ＶＴＴの値を図７にグラフで示す関数データを参照す
ることにより算出する。この関数データにおいて、目標
変位角度ＶＴＴは吸気圧力ＰＭ及びエンジン回転速度Ｎ
Ｅより求められるエンジン１の負荷ＬＤと、エンジン回
転速度ＮＥとの関係から予め実験的に最適に定められて
いる。この実施形態でステップ１１０の処理を実行する
ＥＣＵ８０は、本発明の目標位相算出手段に相当する。
【００６０】そして、ステップ１２０において、ＥＣＵ
８０は今回算出された目標変位角度ＶＴＴの値が「０°
ＣＡ」であるか否か、即ちバルブタイミングを最も遅れ
た状態（最遅角の状態）に制御すべきか否かを判断す
る。この実施形態でステップ１２０の処理を実行するＥ
ＣＵ８０は、バルブタイミングを最遅角側に制御するか
否かを判断するための判断手段に相当する。ここで、目
標変位角度ＶＴＴの値が「０°ＣＡ」である場合、ＥＣ
Ｕ８０はバルブタイミングを最遅角側の状態に制御する
ために、ステップ１３０，１５０の処理を実行する。
【００６１】即ち、ステップ１３０において、ＥＣＵ８
０はＬＳＶ５５をデューティ制御するのに使用される駆
動デューティ比ＤＶＴの値を「０％」に設定する。ステ
ップ１５０において、ＥＣＵ８０はそのデューティ比Ｄ
ＶＴの値に基づき、ＬＳＶ５５をデューティ制御するこ
とにより、カムシャフト１０の変位角度を制御する。こ
こで、ＥＣＵ８０は「０％」の駆動デューティ比ＤＶＴ
をデューティ制御のための電流値に換算することにより
ＬＳＶ５５を制御する。この制御により、バルブタイミ
ングが最遅角側の状態に制御され、バルブオーバラップ
が無い状態に制御される。この実施形態でステップ１２
０，１３０，１５０の処理を実行するＥＣＵ８０は、目
標変位角度ＶＴＴが「０°ＣＡ」となった場合、バルブ
タイミングを最遅角の状態に制御するための制御手段に
相当する。一方、ステップ１２０において、目標変位角
度ＶＴＴの値が「０°ＣＡ」でない場合、ＥＣＵ８０は
処理をステップ１４０へ移行する。
【００６２】ステップ１４０において、ＥＣＵ８０は以
下の計算式に従って駆動デューティ比ＤＶＴの値を算出
する。 ＤＶＴ＝（ＶＴＴ−ＶＴ）＊ＫＰ ここで、「ＫＰ」は定数であり、比例制御のゲインに相
当する。この計算式では、今回算出された目標変位角度
ＶＴＴの値と実変位角度ＶＴの値との差にゲインＫＰを
掛け算することにより、そのときのエンジン１の運転状
態に適合した駆動デューティ比ＤＶＴの値が得られる。
【００６３】そして、ステップ１５０において、ＥＣＵ
８０は前述したと同様に、算出された駆動デューティ比
ＤＶＴの値に基づき、ＬＳＶ５５を制御することによ
り、ＶＶＴ２５を作動させてバルブタイミング、延いて
はバルブオーバラップを制御する。即ち、ＥＣＵ８０は
エンジン１の運転状態に適合したバルブタイミングを得
るために、実変位角度ＶＴの値が目標変位角度ＶＴＴの
値に近似するようにＶＶＴ２５を制御する。ここで、ス
テップ１４０，１５０の処理を実行するＥＣＵ８０は本
発明の実位相制御手段に相当する。
【００６４】次に、前述した異常検出処理の内容につい
て詳説する。図１０は「異常検出処理ルーチン」を示す
フローチャートである。ＥＣＵ８０はこのルーチンを所
定の時間間隔をもって周期的に実行する。
【００６５】処理がこのルーチンへ移行すると、ステッ
プ２００において、ＥＣＵ８０は各センサ７６，７８か
らの信号に基づき、エンジン回転速度ＮＥ及び実変位角
度ＶＴの値をそれぞれ読み込む。続いて、ステップ２１
０において、ＥＣＵ８０はエンジン１にストールが発生
したか否かを判断する。ＥＣＵ８０この判断をエンジン
回転速度ＮＥの値の変化を監視することにより行う。こ
の実施形態で、ステップ２１０の処理を実行するＥＣＵ
８０は本発明のストール判断手段に相当する。
【００６６】ここで、エンジンストールが発生していな
い場合、ＥＣＵ８０はステップ２２０において、始動後
時間ＣＡＳＴが所定の基準値α以下であるか否かを判断
する。始動後時間ＣＡＳＴとは、エンジン１が始動して
からの経過時間を示すものであり、ＥＣＵ８０はこの時
間ＣＡＳＴをエンジン１の始動完了後から計測する。基
準値αとして、「２〜３秒」程度の値を当てはめること
ができる。ＥＣＵ８０は始動後時間ＣＡＳＴが基準値α
より大きい場合、処理をそのままステップ２４０へ移行
し、始動後時間ＣＡＳＴが基準値α以下である場合、処
理をステップ２２１へ移行する。
【００６７】ステップ２２１において、ＥＣＵ８０は今
回算出された実変位角度ＶＴの値が所定の基準値β以上
であるか否かを判断する。この基準値βはある程度進角
側の値を想定したものである。ここで、実変位角度ＶＴ
の値が基準値β未満である場合、実変位角度ＶＴの値が
過大であることはないことから、ＥＣＵ８０は処理をそ
のままステップ２４０へ移行する。実変位角度ＶＴの値
が基準値β以上である場合、実変位角度ＶＴの値が過大
であって、バルブタイミング制御装置における異常の発
生の可能性を示唆する特定状態であるものと判断し、Ｅ
ＣＵ８０は処理をステップ２２２へ移行する。そして、
ステップ２２２において、ＥＣＵ８０は異常発生の可能
性を示唆するための仮異常フラグＸＶＴＦＢを「１」に
設定し、処理をステップ２４０へ移行する。この実施態
様で、ステップ２２０〜２２２の処理を実行するＥＣＵ
８０は本発明の特定状態判断手段に相当する。
【００６８】一方、ステップ２１０において、エンジン
ストールが発生している場合、ステップ２３０におい
て、ＥＣＵ８０は仮異常フラグＸＶＴＦＢが「１」であ
るか否かを判断する。ここで、仮異常フラグＸＶＴＦＢ
が「１」である場合、エンジンストールの発生が判断さ
れたときであって、実変位角度ＶＴについて特定状態で
あることが判断された履歴があることになる。従って、
ＥＣＵ８０はバルブタイミング制御装置に異常が発生し
たものと判断し、ステップ２３１において、異常フラグ
ＸＶＴＦを「１」に設定する。この実施形態で、ステッ
プ２３０，２３１の処理を実行するＥＣＵ８０は本発明
の異常判断手段に相当する。
【００６９】続いて、ステップ２３２において、ＥＣＵ
８０はこの異常フラグＸＶＴＦの値を異常検出データと
してバックアップＲＡＭ８４に記憶する。更に、ＥＣＵ
８０は運転者に異常の発生を報知するために、警告ラン
プ７０を点灯させる。その後、ＥＣＵ８０は処理をステ
ップ２４０へ移行する。この実施形態で、ステップ２３
２の処理を実行するＥＣＵ８０は、バルブタイミング制
御装置に異常が発生したことを報知するための報知処理
手段に相当する。
【００７０】ステップ２３０において、仮異常フラグＸ
ＶＴＦＢが「０」である場合、バルブタイミング制御装
置に異常がないものとして、ステップ２３３において、
ＥＣＵ８０は警告ランプ７０を消灯させる。その後、Ｅ
ＣＵ８０は処理をステップ２４０へ移行する。この実施
形態で、ステップ２３３の処理を実行するＥＣＵ８０
は、バルブタイミング制御装置に異常が発生していない
ことを表示するための表示処理手段に相当する。
【００７１】各ステップ２２０〜２２２，２３２，２３
３から移行してステップ２４０において、ＥＣＵ８０は
異常状態から復帰したか否かを判断する。ＥＣＵ８０は
異常フラグＸＶＴＦが「１」のときに、実変位角度ＶＴ
が一定値から変化したか否かを判断することにより、異
常からの復帰を判断する。ここで、異常状態から復帰し
ていない場合、ＥＣＵ８０はその後の処理を一旦終了す
る。異常状態から復帰した場合、ステップ２４１におい
て、ＥＣＵ８０は仮異常フラグＸＶＴＦＢ及び異常フラ
グＸＶＴＦをそれぞれ「０」にリセットする。この実施
態様で、ステップ２４０，２４１の処理を実行するＥＣ
Ｕ８０は、異常状態からの復帰を判断するための判断手
段に相当する。更に、ステップ２４２において、警告ラ
ンプ７０を消灯させ、その後の処理を一旦終了する。
【００７２】次に、前述したフェイルセーフ制御の内容
について詳説する。図９は「フェイルセーフ制御ルーチ
ン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ８０はこのル
ーチンを所定の時間間隔をもって周期的に実行する。
【００７３】ステップ３００において、ＥＣＵ８０は
「異常検出処理ルーチン」により設定された異常フラグ
ＸＶＴＦの値を読み込む。ステップ３１０において、Ｅ
ＣＵ８０はその異常フラグＸＶＴＦが「１」であるか否
かを判断する。ここで、異常フラグＸＶＴＦが「１」で
ある場合、バルブタイミング制御装置に異常が発生して
おり、その異常に起因してエンジンストールが発生した
ことになる。従って、ステップ３２０において、ＥＣＵ
８０は、異常に対応して予め定められた値へ向かってＩ
ＳＣＶ２４の開度を制御し、その後の処理を一旦終了す
る。ステップ３１０において、異常フラグＸＶＴＦが
「０」である場合、ＥＣＵ８０はそのままその後の処理
を一旦終了する。この実施形態で、本ルーチンの処理を
実行するＥＣＵ８０は、バルブタイミング制御装置に異
常が発生したときのフェイルセーフを制御するための制
御手段に相当する。
【００７４】従って、エンジン１がストール状態から再
始動するときには、スロットルバルブ１７が閉じていた
としても、バイパス通路２３及びＩＳＣＶ２４を通じて
所要の外気が燃焼室４に吸入される。このため、燃焼室
４において混合気の燃焼が安定し、ストール状態からエ
ンジン１を再始動させることが可能となる。
【００７５】次に、上記のように構成したバルブタイミ
ング制御装置とその異常検出装置の作用及び効果を説明
する。エンジン１の運転時に吸気バルブ８及び排気バル
ブ９はクランクシャフト１ａの回転に同期して作動す
る。この作動により、吸気ポート６ａ及び排気ポート７
ａのそれぞれが開いて燃焼室４に対する吸気及び排気が
行われる。このとき、ＥＣＵ８０は図７に示す関数デー
タを参照することにより、バルブタイミングの制御に係
る最適な目標変位角度ＶＴＴの値を算出する。そして、
ＥＣＵ８０は算出された目標変位角度ＶＴＴの値に基づ
き、駆動デューティ比ＤＶＴの値を算出する。ＥＣＵ８
０はこの駆動デューティ比ＤＶＴの値に基づき、ＬＳＶ
５５を制御することにより、ＶＴＴ２５を制御する。こ
の結果、吸気バルブ８のバルブタイミングが変更され、
そのときのエンジン１の運転状態に適合したバルブオー
バラップが得られる。
【００７６】ここで、エンジン回転速度ＮＥがある程度
高く負荷ＬＤがある程度大きい場合、バルブオーバラッ
プが大きくなるようにＶＶＴ２５が制御される。この制
御により、吸気通路６における吸入空気の慣性効果を利
用して燃焼室４に対する吸入空気の充填効率が高めら
れ、エンジン１の出力を向上させることができる。一
方、エンジン回転速度ＮＥが低く負荷ＬＤが小さい場
合、バルブオーバラップが小さくなるようにＶＶＴ２５
が制御される。この制御により、燃焼室４における内部
ＥＧＲの割合を低減させることができ、混合気の燃焼不
良を防止することができる。エンジン回転速度ＮＥと負
荷ＬＤとのその他の関係においても、最適なバルブオー
バラップを得ることができ、エンジン１の出力向上と混
合気の燃焼不良を防止することができる。
【００７７】ここで、ＥＣＵ８０はエンジン１の運転時
にストールが発生したか否かを判断する。これと共に、
ＥＣＵ８０は実変位角度ＶＴの値がバルブタイミング制
御装置における異常の発生の可能性を示唆する特定状
態、即ち実変位角度ＶＴが過大な状態であるか否かを判
断する。そして、ＥＣＵ８０はストールの発生を判断し
たときであって、特定状態であることを判断した履歴が
ある場合、バルブタイミング制御装置に異常が発生した
ものと判断する。
【００７８】従って、バルブタイミング制御装置の異常
に起因してエンジン１にストールが発生したとしても、
そのストール発生後に異常の判断が確実に行われ、異常
の発生が検出される。即ち、ＥＣＵ８０はストール発生
を判断条件として異常を検出することにより、ストール
によりエンジン１が停止した後でなっても、バルブタイ
ミング制御装置における異常を確実に検出することがで
きる。更に、この異常の検出結果をフェイルセーフに反
映させることにより、ストールの発生後におけるフェイ
ルセーフの処理を行うことが可能となる。
【００７９】この実施態様で、ＥＣＵ８０はストール発
生後のフェイルセーフとして、ＩＳＣＶ２４を使って燃
焼室４に対する吸入空気量を修正する。このため、エン
ジン１をストール状態から確実に再始動させることがで
きる。この種のフェイルセーフの代替方法として、運転
者がアクセルペダルを踏み込んでスロットルバルブ１７
を開けながらエンジン１を再始動させることが考えられ
る。本実施形態では、そのように運転者がアクセルベダ
ルを操作することなくエンジン１を再始動させることが
できることから有利である。
【００８０】この実施形態では、バルブタイミング制御
装置の異常が検出されたとき、運転席に設けられた警告
ランプ７０が点灯する。従って、異常の発生を運転者等
が知ることができ、その異常に対して運転者等が早めに
対処することができる。
【００８１】この実施形態では、バルブタイミング制御
装置の異常が検出されたときに、異常フラグＸＶＴＦの
値が異常データとしてバックアップＲＡＭ８４に記憶さ
れる。このため、自動車の点検時等に作業者が必要に応
じてバックアップＲＡＭ８４の異常データを読み出すこ
とにより、バルブタイミング制御装置の異常に関する履
歴を確認することができる。
【００８２】加えて、この実施形態で、ＥＣＵ８０はエ
ンジン１の始動後に「２〜３秒」程度の時間が経過する
間に実変位角度ＶＴの値が過大であるか否かを判断す
る。従って、特にエンジン１の始動直後におけるバルブ
タイミング制御装置の異常が確実に検出される。
【００８３】例えば、この実施形態で、実変位角度ＶＴ
が進角側のある値であるとき、ＬＳＶ５５が開いたまま
動作しなくなり、この異常に起因してエンジン１が最初
のストールに至ったとする。このとき、ＥＣＵ８０がス
トールの発生を判断することにより、バルブタイミング
制御装置の異常が検出される。その後、エンジン１を再
始動させることにより、フェイルセーフとしてＩＳＣＶ
２４が所要の開度に制御される。しかし、再始動直後に
はＶＶＴ２５の油圧室４９に供給される油圧が急激に上
昇することから、リングギヤ４８が更に動いて実変位角
度ＶＴが最進角側の値に変わるまでＶＶＴ２５が制御さ
れることになる。このため、バルブオーバラップが最大
となり、燃焼室４に対する内部ＥＧＲの量が更に増えて
エンジン１が再びストールに至る。ＥＣＵ８０がこの二
回目のストールの発生を判断することにより、バルブタ
イミング制御装置の異常が再び検出される。その後、エ
ンジン１を再始動させることにより、フェイルセーフと
してＩＳＣＶ２４が所要の開度に再び制御され、エンジ
ン１の再始動が完了することになる。
【００８４】次に、第１及び第３の発明に係る「内燃機
関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装置」
を具体化した第２の実施形態について図１１を参照して
説明する。尚、本実施形態を含む以下の各実施形態にお
いて、前記第１の実施形態と同じ構成要素については同
一の符号を付して説明を省略する。従って、以下の各実
施形態では、第１の実施形態と特に異なる点を中心に説
明する。
【００８５】この第２の実施形態では「異常検出処理ル
ーチン」の内容において第１の実施形態のそれと異な
る。図１１は本実施形態の「異常検出処理ルーチン」を
示すフローチャートである。
【００８６】図１１のルーチンにおいて、図１０のルー
チンと同一の符号により示される各ステップ２００，２
１０，２３１〜２３３，２４０，２４２の内容は第１の
実施形態のそれと同じである。第２の実施形態では、図
１１のステップ２５０，２５１，２６０，２７０の内容
において図１０のそれと異なる。
【００８７】即ち、ステップ２１０において、エンジン
ストールが発生していない場合、ＥＣＵ８０はステップ
２５０において、エンジン回転速度ＮＥの値が「１００
０ｒｐｍ」より大きいか否かを判断する。ここで、「１
０００ｒｐｍ」という基準値はエンジン回転速度ＮＥが
ある程度高いことを意味するものであり、一例に過ぎな
い。エンジン回転速度ＮＥの値が「１０００ｒｐｍ」以
下である場合、ＥＣＵ８０は処理をそのままステップ２
４０へ移行する。エンジン回転速度ＮＥの値が「１００
０ｒｐｍ」より大きい場合、ステップ２５１において、
ＥＣＵ８０はそのときの実変位角度ＶＴの値を記憶値Ｖ
ＴＭとしてＲＡＭ８３に一旦記憶する。この実施態様
で、ステップ２５０，２５１の処理を実行するＥＣＵ８
０は本発明の特定状態判断手段に相当する。
【００８８】一方、ステップ２１０において、エンジン
ストールが発生している場合、ステップ２６０におい
て、ＥＣＵ８０は実変位角度ＶＴの記憶値ＶＴＭが「５
０°ＣＡ」以上であるか否かを判断する。「５０°Ｃ
Ａ」という値は実変位角度ＶＴがある程度進角側の値で
あることを意味するものであり、一例に過ぎない。ここ
で、記憶値ＶＴＭが「５０°ＣＡ」以上である場合、エ
ンジンストールの発生が判断されたときであって、実変
位角度ＶＴについて異常発生の可能性を示唆する特定状
態であることが判断された履歴があることになる。従っ
て、ＥＣＵ８０はバルブタイミング制御装置に確実に異
常が発生したものと判断し、ステップ２３１，２３２の
処理を実行する。この実施形態で、ステップ２６０，２
３１の処理を実行するＥＣＵ８０は本発明の異常判断手
段に相当する。
【００８９】尚、この実施形態では、第１の実施形態と
は異なり、仮異常フラグＸＶＴＦＢが使われないことか
ら、ステップ２７０において、ＥＣＵ８０は異常フラグ
ＸＶＴＦだけを「０」にリセットすることになる。
【００９０】この実施形態で、ＥＣＵ８０はストールの
発生を判断する直前に、エンジン回転速度ＮＥが基準値
である「１０００ｒｐｍ」以下になったときに、実変位
角度ＶＴの値がバルブタイミング制御装置における異常
発生の可能性を示唆する特定状態であるか否かを判断す
る。
【００９１】従って、この実施形態でも第１の実施形態
のそれと同様に、バルブタイミング制御装置の異常が確
実に検出される。そのため、ストールに起因してエンジ
ン１が停止した後であっても、バルブタイミング制御装
置の異常を確実に検出することができる。更に、この異
常の検出結果をフェイルセーフに反映させることによ
り、ストール発生後におけるフェイルセーフの処理を確
実に行うことが可能となる。加えて、この実施形態で
は、エンジン回転速度ＮＥがある程度高い状態から急激
に低下することによりエンジンストールに至ったことが
分かる。従って、実変位角度ＶＴが過剰な進角側の値で
あることをストールの発生原因として特定することが可
能となる。それ以外の作用及び効果については、第１の
実施形態のそれと基本的に同じである。
【００９２】次に、第１及び第４の発明に係る「内燃機
関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装置」
を具体化した第３の実施形態について図１２を参照して
説明する。
【００９３】この第３の実施形態では「異常検出処理ル
ーチン」の内容において第１及び第２の実施形態のそれ
と異なる。図１２は本実施形態の「異常検出処理ルーチ
ン」を示すフローチャートである。
【００９４】図１２のルーチンにおいて、図１０，１１
のルーチンと同一の符号により示される各ステップ２０
０，２１０，２３１〜２３３，２４０，２４２，２７０
の内容は第１及び第２の実施形態のそれと同じである。
この第３の実施形態では、図１２のステップ２８０，２
８１，２９０の内容において図１０，１１のそれと異な
る。
【００９５】即ち、ステップ２１０において、エンジン
ストールが発生していない場合、ＥＣＵ８０はステップ
２８０において、実変位角度ＶＴの値が「５０°ＣＡ」
以上であるか否かを判断する。ここで、「５０°ＣＡ」
という値は実変位角度ＶＴがある程度進角側の値である
ことを意味するものであり、一例に過ぎない。実変位角
度ＶＴの値が「５０°ＣＡ」未満である場合、ＥＣＵ８
０は処理をそのままステップ２４０へ移行する。実変位
角度ＶＴの値が「５０°ＣＡ」以上である場合、実変位
角度ＶＴの値が過剰な進角値であることから、ステップ
２８１において、ＥＣＵ８０はオートインクリメントカ
ウンタの加算値ＣＶＴＦを「０」にリセットする。従っ
て、この加算値ＣＶＴＦはその後「０」から加算され
る。この実施態様で、ステップ２８０，２８１の処理を
実行するＥＣＵ８０は本発明の特定状態判断手段に相当
する。
【００９６】一方、ステップ２１０において、エンジン
ストールが発生している場合、ステップ２９０におい
て、ＥＣＵ８０は加算値ＣＶＴＦが所定の基準値である
「２秒」より小さいか否かを判断する。「２秒」という
値は実変位角度ＶＴが過剰な進角値になってから間もな
いことを意味するものであり、一例に過ぎない。ここ
で、加算値ＣＶＴＦが「２秒」未満である場合、エンジ
ンストールの発生が判断されたときであって、実変位角
度ＶＴについて異常発生の可能性を示唆する特定状態で
あることが判断された直後であることになる。従って、
ＥＣＵ８０はバルブタイミング制御装置に確実に異常が
発生したものと判断し、ステップ２３１，２３２の処理
を実行する。この実施形態で、ステップ２９０，２３１
の処理を実行するＥＣＵ８０は本発明の異常判断手段に
相当する。
【００９７】この実施形態で、ＥＣＵ８０は実変位角度
ＶＴの値が過剰な進角値となったときに特定状態である
と判断する。ＥＣＵ８０はストールの発生を判断する直
前に特定状態であることを判断した場合、バルブタイミ
ング制御装置に異常が発生したと判断する。
【００９８】従って、この実施形態でも第１の実施形態
と同様に、バルブタイミング制御装置における異常の発
生が確実に検出される。その結果、ストールに起因して
エンジン１が停止した後であっても、バルブタイミング
制御装置の異常を確実に検出することができる。更に、
この異常の検出結果をフェイルセーフに反映させること
により、ストールの発生後におけるフェイルセーフの処
理を行うことが可能となる。加えて、この実施形態で
は、目標変位角度ＶＴＴと実変位角度ＶＴとの偏差に拘
らず、実変位角度ＶＴの値が過剰な進角値であることが
ストールの発生原因であることを特定することが可能と
なる。それ以外の作用及び効果については、第１の実施
形態のそれと基本的に同じである。
【００９９】尚、この発明は次のような別の実施形態に
具体化することもできる。以下の別の実施形態でも前記
各実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。 （１）前記各実施形態では、吸気側のカムシャフト１０
に設けられたＶＶＴ２５により吸気バルブ８のバルブタ
イミングだけを変更することにより、バルブオーバラッ
プを変更するようにした。これに対し、排気側のカムシ
ャフト１１にＶＶＴを設け、そのＶＶＴにより排気バル
ブ９のバルブタイミングだけを変更することにより、バ
ルブオーバラップを変更するようにしてもよい。或い
は、吸気側及び排気側の両カムシャフト１０，１１にＶ
ＶＴをそれぞれ設け、それら各ＶＶＴにより吸気バルブ
８及び排気バルブ９のバルブタイミングをそれぞれ変更
することにより、バルブオーバラップを変更するように
してもよい。
【０１００】（２）前記各実施形態では、バルブタイミ
ング制御装置が異常状態から復帰したか否かを判断し、
その判断結果に応じた処理を実行するようにしたが、こ
れらの処理を省略することもできる。
【０１０１】（３）前記各実施形態では、バルブタイミ
ング制御装置の異常の検出結果に基づきフェイルセーフ
の制御、警告ランプ７０の制御を実行するようにした。
その他に、バルブタイミング制御装置の異常の検出結果
に基づきバルブタイミング制御それ自体を禁止するよう
にしてもよい。
【０１０２】更に、上記各実施形態には、特許請求の範
囲に記載した技術的思想に係る次のような実施態様が含
まれることを以下にその効果と共に記載する。 （イ）請求項１に記載の第１の発明において、バルブタ
イミング制御装置に異常が発生したと前記異常判断手段
が判断したときに、バルブタイミング制御装置以外の装
置を使用してフェイルセーフを制御するようにした制御
手段を設けた異常検出装置。
【０１０３】この構成によれば、バルブタイミング制御
装置の異常に起因して内燃機関がストールに至っても、
そのストール状態から内燃機関を再始動させることが可
能となる。
【０１０４】（ロ）請求項１に記載の第１の発明におい
て、バルブタイミング制御装置に異常が発生したと前記
異常判断手段が判断したときに、その旨を報知するため
の報知処理手段を設けた異常検出装置。
【０１０５】この構成によれば、運転者等がバルブタイ
ミング制御装置の異常を知ることが可能となり、その異
常に対処することが可能となる。 （ハ）請求項１に記載の第１の発明において、バルブタ
イミング制御装置に異常が発生したと前記異常判断手段
が判断したときに、前記実位相制御手段による制御を禁
止するための禁止手段を設けた異常検出装置。
【０１０６】この構成によれば、バルブタイミング制御
装置に異常であるとき、バルブタイミングに係る誤った
制御が行われることを回避することができる。
【０１０７】
【発明の効果】請求項１に記載の第１の発明では、内燃
機関の運転状態に適合したバルブタイミングを得るため
に、バルブタイミングに係る実際の位相が運転状態に応
じて算出される目標の位相に近似するように可変機構を
制御することにより、バルブタイミングを連続的に制御
するようにしたバルブタイミング制御装置を前提とす
る。ここで、内燃機関にストールが発生したか否かを判
断し、実際の位相がバルブタイミング制御装置の異常の
発生の可能性を示唆する特定状態であるか否かを判断す
る。そして、ストールの発生が判断されたときであっ
て、上記特定状態であることが判断された履歴がある場
合に、バルブタイミング制御装置に異常が発生したと判
断するようにしている。
【０１０８】従って、この発明によれば、バルブタイミ
ング制御装置の異常に起因してストールが発生したとし
ても、そのストール発生後に異常の判断が行われる。こ
のため、内燃機関が停止した後でも確実にその異常を検
出することができるという効果を発揮する。
【０１０９】請求項２に記載の第２の発明では、第１の
発明の構成において、内燃機関の始動後における所定の
期間内に特定状態の判断を行うようにししている。従っ
て、この発明によれば、第１の発明と異なり、特に内燃
機関の始動後における所定の期間内にバルブタイミング
制御装置の異常に起因してストールが発生したとして
も、そのストール発生後に異常の判断が行われる。この
ため、始動後に内燃機関が停止した後でも確実にその異
常を検出することができるという効果を発揮する。
【０１１０】請求項３に記載の第３の発明では、第１の
発明の構成において、ストールの発生が判断される直前
に、出力軸の回転速度が所定の基準値以下となったとき
に特定状態の判断を行うようにしている。
【０１１１】従って、この発明によっても第１の発明と
同様の作用及び効果を得ることができる。請求項４に記
載の第４の発明では、第１の発明の構成において、実際
の位相が過大となったときに特定状態であると判断し、
ストールの発生が判断される以前の所定の期間内に特定
状態であることが判断された場合に、バルブタイミング
制御装置に異常が発生したと判断するようにしている。
【０１１２】従って、この発明によっても第１の発明と
同様の作用及び効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の発明の基本的な概念構成を示す概念構
成図。
【図２】 ガソリンエンジンシステムを示す概略構成
図。
【図３】 ＶＶＴ及びＬＳＶの構造等を示す断面図。
【図４】 ＶＶＴ及びＬＳＶの構造等を示す断面図。
【図５】 ＥＣＵの構成を示すブロック図。
【図６】 （ａ），（ｂ）はバルブオーバラップの変化
を示す説明図。
【図７】 目標変位角度に係る関数データを示すグラ
フ。
【図８】 「バルブタイミング制御ルーチン」を示すフ
ローチャート。
【図９】 「フェイルセーフ制御ルーチン」を示すフロ
ーチャート。
【図１０】 「異常検出処理ルーチン」を示すフローチ
ャート。
【図１１】 「異常検出処理ルーチン」を示すフローチ
ャート。
【図１２】 「異常検出処理ルーチン」を示すフローチ
ャート。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン、１ａ…出力軸としての
クランクシャフト、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、２５…可変
機構（ＶＶＴ）、５５…ＬＳＶ、７２…スロットルセン
サ、７３…吸気圧センサ、７６…回転速度センサ（７
２，７３，７６等は運転状態検出手段を構成する）、７
８…カムセンサ（７８は実位相検出手段を構成する）、
８０…ＥＣＵ（８０は目標位相算出手段、実位相制御手
段、ストール判断手段、特定状態判断手段及び異常判断
手段を構成する）。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路及び
    排気通路の各々を開くために前記内燃機関の出力軸の回
    転に同期して作動する吸気バルブ及び排気バルブの少な
    くとも一方のバルブタイミングを前記内燃機関の運転状
    態に応じて制御するようにしたバルブタイミング制御装
    置のための異常検出装置であって、 前記バルブタイミング制御装置は前記両バルブの少なく
    とも一方のバルブタイミングの位相を連続的に変更可能
    とする可変機構と、 前記出力軸の回転速度を含む前記内燃機関の運転状態を
    検出するための運転状態検出手段と、 前記バルブタイミングの制御に係る目標の位相を前記運
    転状態検出手段の検出結果に基づき算出するための目標
    位相算出手段と、 前記可変機構により変えられるバルブタイミングの実際
    の位相を検出するための実位相検出手段と、 前記内燃機関の運転状態に適合したバルブタイミングを
    得るために、前記実位相検出手段により検出される前記
    実際の位相が前記目標位相算出手段により算出される前
    記目標の位相に近似するように前記可変機構を制御する
    ための実位相制御手段とを備え、 前記異常検出装置は前記内燃機関にストールが発生した
    か否かを前記運転状態検出手段の検出結果に基づき判断
    するためのストール判断手段と、 前記実位相検出手段により検出される前記実際の位相が
    前記バルブタイミング制御装置における異常発生の可能
    性を示唆する特定状態であるか否かを判断するための特
    定状態判断手段と、 前記ストール判断手段により前記ストールの発生が判断
    されたときであって、前記特定状態判断手段により前記
    特定状態であることが判断された履歴がある場合に、前
    記バルブタイミング制御装置に異常が発生したと判断す
    るための異常判断手段とを備えたことを特徴とする内燃
    機関のバルブタイミング制御装置のための異常検出装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の異常検出装置におい
    て、 前記特定状態判断手段は前記内燃機関の始動後における
    所定の期間内に判断を行うことを特徴とする内燃機関の
    バルブタイミング制御装置のための異常検出装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の異常検出装置におい
    て、 前記特定状態判断手段は前記ストール判断手段により前
    記ストールの発生が判断される直前に、前記運転状態検
    出手段により検出される前記出力軸の回転速度が所定の
    基準値以下となったときに判断を行うことを特徴とする
    内燃機関のバルブタイミング制御装置のための異常検出
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の異常検出装置におい
    て、 前記特定状態判断手段は前記実際の位相が過大となった
    ときに前記特定状態であると判断し、前記異常判断手段
    は前記ストールの発生が判断される以前の所定の期間内
    に前記特定状態であることが判断された場合に、前記バ
    ルブタイミング制御装置に異常が発生したと判断するこ
    とを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の
    ための異常検出装置。
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