JPH1136907A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の気筒群毎に可変バルブタイミング機構を
備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
進角側異常に起因する失火、触媒温度上昇等を防止す
る。 【解決手段】Ｖ型エンジン１０の吸気バルブ２１の開閉
タイミングの変更を実現するために、油圧により駆動さ
れる可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）５０Ｌ、５０
Ｒが各気筒群ＬＳ、ＲＳ毎に配設される。ＶＶＴ５０
Ｌ、５０Ｒは、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）８
０Ｌ、８０Ｒが電子制御装置（ＥＣＵ）７０によりデュ
ーティ制御されることで制御される。ＥＣＵ７０は左右
のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒのうち、いずれか一方が進角側
にフェイルした場合には、フェイルした側の気筒群Ｌ
Ｓ、ＲＳにおける燃料噴射及び点火をカットするととも
に、正常なＶＶＴ５０Ｌ又は５０Ｒを最遅角側に固定制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＶ型エンジ
ンの如く、複数の気筒群を備えた内燃機関において、各
気筒群毎にバルブタイミングを変更する可変バルブタイ
ミング機構を備えた内燃機関の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】従来より、エンジンの運転状態に応じ
て、吸気バルブ又は排気バルブのうち少なくとも一方の
バルブ開弁タイミング（バルブタイミング）を変更させ
る可変バルブタイミング機構が実用化されている。この
可変バルブタイミング機構によれば、吸気バルブと排気
バルブとが同時に開弁している期間（バルブオーバラッ
プ期間）を任意の期間とすることができるので、燃焼室
内における燃焼効率を向上させることができる。

【０００３】かかる可変バルブタイミング機構において
は、例えば、オイルコントロールバルブにより油圧を制
御し、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフト
（または排気側カムシャフト）の回転位相（変位角度）
を目標変位角度に向けて変位させることで、バルブタイ
ミングが変更される。そして、複数の気筒群（バンク）
を備え、１つのクランクシャフトに対して複数の吸気側
カムシャフト（または排気側カムシャフト）を備えるＶ
型エンジンの如きエンジンでは、吸気側カムシャフトの
本数に対応した可変バルブタイミング機構が各バンク毎
に備えられている。

【０００４】ところで、このような技術において、片側
のバンクの可変バルブタイミング機構に異常が発生した
場合、吸気効率の面から左右各バンクの吸入空気量に偏
りが生じることとなる。しかし、燃料噴射量の算出に際
しパラメータの１つとして採用される吸入空気量は、例
えばエアフローメータ等のセンサ（場合によっては吸気
圧センサ等）により検出されるが、この種のセンサは、
各バンクの吸気ポートよりもはるか上流側に設けられて
いる。つまり、センサの検出結果たる吸入空気量は、左
右均等に空気が流れることを前提として演算に用いられ
る。そのため、上記の如く実際に吸入空気量に偏りが生
じてしまったとしても、それが考慮されずに、各バンク
に対し均等に空気が流れたものとして演算が実行されて
しまう。そのため、あるバンクにとっては、適性な噴射
量が得られず、また、左右バンク間でのトルク変動等が
生じるおそれがあった。

【０００５】これに対し、特開平４−６３９２２に開示
された技術では、片側のバンクにおける可変バルブタイ
ミング機構に異常が発生した場合、正常な側の可変バル
ブタイミング機構の制御状態を、異常側の可変バルブタ
イミング機構の制御状態に合わせるようにしている。か
かる技術によれば、左右バンク間でトルク変動が発生す
るのが抑制される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、可変バルブタイミング機構が遅角側異常
（バルブタイミングが遅角側で固着してしまう異常）で
ある場合はともかく、進角側異常の場合には、次のよう
な問題があった。すなわち、進角側異常の場合、当該バ
ンクのバルブオーバーラップ量は大きくなり、排気の吹
き返し量（内部ＥＧＲ量）が多い。そのため、低回転
数、低負荷時には、失火が起こりやすい。

【０００７】このような状況下において、正常な側の可
変バルブタイミング機構も進角側に制御してしまうと、
なおさら失火の問題が生じやすい。そして、実際に失火
が発生してしまった場合には、排気通路に設けられた触
媒の温度上昇等の不具合を招いてしまうおそれがあっ
た。

【０００８】本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、複数の気筒群を備え、各気筒
群毎に可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置において、可変バルブタイミン
グ機構の進角側異常に起因する失火、触媒温度上昇等の
不具合を防止することのできる内燃機関のバルブタイミ
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、請求項１に記載の発明においては、内燃機関のクラ
ンクシャフトに同期してそれぞれ所定のタイミングで駆
動され、燃焼室に通じる吸気通路又は排気通路をそれぞ
れ開閉する吸気バルブ及び排気バルブの、少なくとも一
方のバルブタイミングを変更させる可変バルブタイミン
グ機構を有する複数の気筒群と、前記各可変バルブタイ
ミング機構を駆動するアクチュエータと、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、前記アクチュエータを
制御して前記各可変バルブタイミング機構を制御するバ
ルブタイミング制御手段とを備えた内燃機関のバルブタ
イミング制御装置において、前記各可変バルブタイミン
グ機構の異常を判断する異常判断手段と、前記異常判断
手段により、少なくとも１つの可変バルブタイミング機
構が進角側異常と判断されたとき、当該異常と判断され
た可変バルブタイミング機構を有する気筒群における燃
料供給を禁止する燃焼禁止制御手段とを設けたことをそ
の要旨としている。

【００１０】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
て、さらに、前記異常判断手段により、少なくとも１つ
の可変バルブタイミング機構が異常と判断されたとき、
前記アクチュエータを制御して、異常と判断されていな
い可変バルブタイミング機構を遅角側に制御する遅角制
御手段を設けたことをその要旨としている。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置にお
いて、前記遅角制御手段は、異常と判断されていない可
変バルブタイミング機構を最遅角側に固定制御するもの
であることをその要旨としている。

【００１２】（作用）上記請求項１に記載の発明によれ
ば、吸気バルブ及び排気バルブは、内燃機関のクランク
シャフトに同期してそれぞれ所定のタイミングで駆動さ
れ、燃焼室に通じる吸気通路又は排気通路をそれぞれ開
閉する。内燃機関は複数の気筒群を有し、各気筒群は可
変バルブタイミング機構を有する。可変バルブタイミン
グ機構は、アクチュエータにより駆動され、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
変更させる。

【００１３】運転状態検出手段により内燃機関の運転状
態が検出され、その検出結果に基づき、バルブタイミン
グ制御手段では、アクチュエータが制御され各可変バル
ブタイミング機構が制御される。

【００１４】さて、本発明では、異常判断手段により、
各可変バルブタイミング機構の異常が判断される。そし
て、少なくとも１つの可変バルブタイミング機構が進角
側異常と判断されたとき、燃焼禁止制御手段では、当該
異常と判断された可変バルブタイミング機構を有する気
筒群における燃料供給が禁止される。このため、当該気
筒群における失火は未然に防止されることになる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、さらに、前記異常
判断手段により少なくとも１つの可変バルブタイミング
機構が異常と判断されたとき、遅角制御手段により、ア
クチュエータが制御されて、正常側の可変バルブタイミ
ング機構が遅角側に制御される。このため、正常側の気
筒群におけるバルブオーバーラップ量は小さくなり、従
って、失火やエンストが抑制される。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の発明の作用に加えて、異常と判断されてい
ない可変バルブタイミング機構が最遅角側に固定制御さ
れる。そのため、上記作用がより確実に奏されることと
なる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をＶ型エンジンのバ
ルブタイミング制御装置に具体化した一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】先ず、本実施の形態に係るバルブタイミン
グ制御装置ＶＣの構成について図１及び図２を参照して
説明する。ここに、図１は本実施の形態が適用されるガ
ソリンエンジンシステムを示す概略構成図である。

【００１９】内燃機関としてのエンジン１０は、複数の
シリンダが図面を垂直方向に見てＶ字状に形成されてい
るシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上
部にそれぞれ連結される左側シリンダヘッド１２Ｌ、右
側シリンダヘッド１２Ｒとを備え、左側気筒群ＬＳと右
側気筒群ＲＳを形成している。また、エンジン１０は、
シリンダブロック１１の各シリンダ内を略上下方向に往
復移動するピストン１３を備え、各ピストン１３の下端
部にはクランクシャフト１４が連結されており、各ピス
トン１３が上下動することによりクランクシャフト１４
が回転させられる。

【００２０】また、クランクシャフト１４の近傍には、
クランク角センサ４０が配設されており、クランク角セ
ンサ４０は、クランクシャフト１４に連結されている磁
性体ロータ（図示しない）と、電磁ピックアップ（図示
しない）とから構成されている。ここで、ロータの外周
には等角度毎に歯が形成されており、当該歯が電磁ピッ
クアップの前方を通過する毎にパルス状のクランク角度
信号が発生する。

【００２１】さらに、後述する気筒判別センサ４２によ
る基準位置信号の発生後に、クランク角センサ４０から
のクランク角度信号の発生数を計測することで、ＥＣＵ
７０（後述する）にてクランクシャフト１４の回転速度
（エンジン回転数ＮＥ）が算出される。

【００２２】各シリンダブロック１１、及び両シリンダ
ヘッド１２Ｌ、１２Ｒの内壁と、ピストン１３の頂部と
によって区画形成された空間は、混合気を燃焼させるた
めの燃焼室１５として機能し、両シリンダヘッド１２
Ｌ、１２Ｒの頂部には、混合気に点火するための点火プ
ラグ１６が、燃焼室１５に突出するように配設されてい
る。また、両シリンダヘッド１２Ｌ、１２Ｒの両排気側
カムシャフト３３Ｌ、３３Ｒ近傍には、それぞれディス
トリビュータ１８が配設されており、各ディストリビュ
ータ１８には、両排気側カムシャフト３３Ｌ、３３Ｒの
回転に伴い、所定の割合で発生する基準位置信号を検出
するための気筒判別センサ４２が配設されている。かか
る基準位置信号は、クランクシャフト１４の基準位置の
検出、気筒の判別に用いられる。

【００２３】そして、各点火プラグ１６は、プラグコー
ド等（図示しない）を介してディストリビュータ１８に
接続されており、ＥＣＵ７０（後述する）からの点火信
号に基づきイグナイタ１９から出力された高電圧は、各
ディストリビュータ１８によって、クランク角度に同期
して各点火プラグ１６に分配される。

【００２４】また、シリンダブロック１１には、冷却水
通路を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出
するための水温センサ４３が配設されている。さらに、
両シリンダヘッド１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ吸気ポー
ト２２、及び排気ポート３２を有しており、各吸気ポー
ト２２には吸気通路２０が接続されており、各排気ポー
ト３２には排気通路３０が接続されている。また、シリ
ンダヘッド１２の各吸気ポート２２には、吸気バルブ２
１が配設され、各排気ポート３２には排気バルブ３１が
配設されている。

【００２５】そして、左側気筒群ＬＳの各吸気バルブ２
１の上方には、吸気バルブ２１を開閉駆動するための左
側吸気側カムシャフト２３Ｌが配置され、右側気筒群Ｒ
Ｓの各吸気バルブ２１の上方には、吸気バルブ２１を開
閉駆動するための右側吸気側カムシャフト２３Ｒが配置
されている。また、左側気筒群ＬＳの各排気バルブ３１
の上方には、排気バルブ３１を開閉駆動するための左側
排気側カムシャフト３３Ｌが配置され、右側気筒群ＲＳ
の各排気バルブ３１の上方には、排気バルブ３１を開閉
駆動するための右側排気側カムシャフト３３Ｒが配置さ
れている。

【００２６】さらに、両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２
３Ｒの一端には、それぞれ吸気側タイミングプーリ２７
が装着されており、両排気側カムシャフト３３Ｌ、３３
Ｒの一端には、それぞれ排気側タイミングプーリ３４が
装着されている。そして、各タイミングプーリ２７、３
４は、タイミングベルト３５を介して、クランクシャフ
ト１４に連結されている。

【００２７】したがって、エンジン１０の作動時には、
クランクシャフト１４からタイミングベルト３５及び各
タイミングプーリ２７、３４を介して各カムシャフト２
３Ｌ、１２Ｒ、３３Ｌ、３３Ｒに回転駆動力が伝達さ
れ、各カムシャフト２３Ｌ、１２Ｒ、３３Ｌ、３３Ｒが
回転することにより、各吸気バルブ２１、及び各排気バ
ルブ３１が開閉駆動される。これら各バルブ２１、３１
は、クランクシャフト１４の回転及びピストン１３の上
下動に同期して、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発
・膨張行程、及び排気行程よりなるエンジン１０におけ
る一連の４行程に同期して、所定の開閉タイミングで駆
動される。

【００２８】さらに、両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２
３Ｒの近傍には、それぞれカム角センサ４４Ｌ、４４Ｒ
が配設されており、各カム角センサ４４Ｌ、４４Ｒは、
両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２３Ｒに連結された磁性
体ロータ（図示しない）と電磁ピックアップ（図示しな
い）とから構成されている。また、磁性体ロータの外周
には、複数の歯が等角度毎に形成され、例えば、所定気
筒の圧縮ＴＤＣの前、ＢＴＤＣ９０°〜３０°の間に、
吸気側カムシャフト２３の回転にともなうパルス状のカ
ム角度信号（変位タイミング信号）が検出されるように
なっている。

【００２９】また、本実施の形態におけるガソリンエン
ジンシステムでは、吸気バルブ２１の開閉タイミングを
変更してバルブオーバラップ量の変更を実現するため、
左側気筒群ＬＳ、右側気筒群ＲＳの吸気側タイミングプ
ーリ２７にそれぞれ、油圧により駆動される可変バルブ
タイミング機構５０Ｌ、５０Ｒ（以下「ＶＶＴ」とい
う。）が配設されている。このＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒ
は、クランクシャフト１４（吸気側タイミングプーリ２
７）の回転に対する両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２３
Ｒの変位角度を変化させることにより、吸気バルブ２１
のバルブタイミングを連続的に変更させるための機構で
ある。

【００３０】そして、両ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒには、そ
れぞれ対応するオイルコントロールバルブ８０Ｌ、８０
Ｒ（以下「ＯＣＶ」という。）、オイルポンプ６４Ｌ、
６４Ｒ、オイルフィルタ６６Ｌ、６６Ｒが接続されてい
る。本実施の形態では、ＯＣＶ８０Ｌ、８０Ｒ、オイル
ポンプ６４Ｌ、６４Ｒ等によりアクチュエータが構成さ
れている。

【００３１】吸気通路２０の空気取り入れ側には、エア
クリーナ２４が接続されており、吸気通路２０の途中に
は、アクセルペダル（図示しない）に連動して開閉駆動
されるスロットルバルブ２６が配設されている。そし
て、かかるアクセルペダルが開閉されることにより、吸
入空気量が調整される。

【００３２】そして、スロットルバルブ２６の近傍に
は、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ４
５が配設されている。さらに、スロットルバルブ２６の
下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク２
５が形成されている。そして、サージタンク２５には、
サージタンク２５内における吸気圧力ＰＭを検出する吸
気圧力センサ４６が配設されている。また、各シリンダ
の吸気ポート２２の近傍には、燃焼室１５へ燃料を供給
するためのインジェクタ１７が配設されている。各イン
ジェクタ１７は、通電により開弁される電磁弁であり、
各インジェクタ１７には、燃料ポンプ（図示しない）か
ら圧送される燃料が供給される。

【００３３】したがって、エンジン１０の作動時には、
吸気通路２０には、エアクリーナ２４によって濾過され
た空気が取り込まれ、その空気の取り込みと同時に各イ
ンジェクタ１７から各吸気ポート２２に向けて燃料が噴
射される。この結果、吸気ポート２２では混合気が生成
され、混合気は、吸入行程において開弁される吸気バル
ブ２１の開弁にともなって、燃焼室１５内に吸入され
る。

【００３４】そして、燃焼室１５における燃焼により発
生した排ガスは、排気通路３０に配設された触媒コンバ
ータ２８を通って、大気中に排出される。なお、本実施
の形態では、スロットルバルブ２６の上流側と下流側と
を連通するようにして、バイパス通路９１が設けられて
いる。また、該バイパス通路９１の途中にアイドルスピ
ードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）９２が設けられて
いる。そして、アイドリング時においては、当該ＩＳＣ
Ｖ９２の開度が調整されることにより、バイパス通路９
１を流れる吸入空気量が制御され、これにより、アイド
ング時のエンジン回転数（アイドル回転数）が制御され
るようになっている。

【００３５】次に、ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒのシステム構
成について、図２を参照して説明する。なお、説明の便
宜上、図２には左側気筒群ＬＳにおけるＶＶＴ５０Ｌ
と、右側気筒群ＲＳにおけるＶＶＴ５０Ｒとを区別する
ことなく、単にＶＶＴ５０が配設された吸気側カムシャ
フト２３近傍の断面、及びＶＶＴ５０の制御システム全
体を示すものとする。

【００３６】ＶＶＴ５０の制御システムは、ＶＶＴ５
０、ＶＶＴ５０に対して駆動力を印加するＯＣＶ８０、
カム角度信号を検出するカム角センサ４４、カム角セン
サ４４等の各種センサからの入力信号に基づいてＯＣＶ
８０を駆動制御するＥＣＵ７０を備えている。

【００３７】ＶＶＴ５０は、吸気側カムシャフト２３と
吸気側タイミングプーリ２７との間に配設されており、
吸気側カムシャフト２３は、シリンダヘッド１２、及び
ベアリングキャップ５１間において回転自在に支持され
ている。吸気側カムシャフト２３の先端部近傍には、吸
気側タイミングプーリ２７が相対回動可能に装着されて
おり、また、吸気側カムシャフト２３の先端には、イン
ナキャップ５２が中空ボルト５３及びピン５４により一
体回転可能に取着されている。

【００３８】吸気側タイミングプーリ２７には、キャッ
プ５５を有するハウジング５６がボルト５７及び、ピン
５８により一体回転可能に取着されており、このハウジ
ング５６によって、吸気側カムシャフト２３の先端、及
びインナキャップ５２の全体が覆われている。また、吸
気側タイミングプーリ２７の外周には、タイミングベル
ト３５を掛装するための外歯２７ａが多数形成されてい
る。

【００３９】吸気側カムシャフト２３、及び吸気側タイ
ミングプーリ２７は、ハウジング５６、及びインナキャ
ップ５２間に介在されたリングギヤ５９によって連結さ
れている。リングギヤ５９は、略円環形状をなし、吸気
側タイミングプーリ２７、ハウジング５６、及びインナ
キャップ５２によって囲まれた空間Ｓ内において、吸気
側カムシャフト２３の軸方向へ往復動自在に収容されて
いる。また、リングギヤ５９の内外周には多数の歯５９
ａ、５９ｂが形成されている。

【００４０】これに対応して、インナキャップ５２の外
周、及びハウジング５６の内周には、多数の歯５２ａ、
５６ｂが形成されている。これらの歯５９ａ、５９ｂ、
５２ａ、５６ｂはいずれも、その歯すじが吸気側カムシ
ャフト２３の軸線に対して所定角度で交差するヘリカル
歯となっている。すなわち、歯５２ａと歯５９ａとが互
いに噛合し、歯５６ｂと歯５９ｂとが互いに噛合してい
る、ヘリカルスプラインを構成している。

【００４１】そして、これらの噛合によって、吸気側タ
イミングプーリ２７の回転は、ハウジング５６、及びイ
ンナキャップ５２を介して、吸気側カムシャフト２３に
伝達される。また、各歯５９ａ、５９ｂ、５２ａ、５６
ｂがヘリカル歯であることから、リングギヤ５９が吸気
側カムシャフト２３の軸方向に移動すると、インナキャ
ップ５２、及びハウジング５６に捻り力が付与され、吸
気側カムシャフト２３が吸気側タイミングプーリ２７に
対して相対移動する。

【００４２】空間Ｓには、リングギヤ５９を軸方向へ移
動させるために、リングギヤ５９の先端側に第１油圧室
６０を有し、リングギヤ５９の基端側に第２油圧室６１
を有している。そして、ベアリングキャップ５１は、第
１油圧供給孔５１ａ、及び第２油圧供給孔５１ｂを有し
ている。また、吸気側カムシャフト２３内部には、第１
油圧供給孔５１ａと第１油圧室６０とを連通する第１油
圧供給路６２、及び第２油圧供給孔５１ｂと第２油圧室
６１とを連通する第２油圧供給路６３とが形成されてい
る。

【００４３】そして、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂに
は、油圧ポンプ６４によってオイルパン６５から吸い上
げられた潤滑油が、所定の圧力をもってオイルフィルタ
６６を介して供給される。また、各油圧供給路６０、６
１を介して各油圧室６０、６１へ選択的に油圧を供給す
るために、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂには、ＯＣＶ８
０が接続されている。

【００４４】このＯＣＶ８０は、電磁式アクチュエータ
８１、及びコイルスプリング８２によって駆動されるプ
ランジャ８３が、スプール８４を軸方向に往復移動させ
ることにより潤滑油の流れ方向を切り替える４ポート方
向制御弁である。そして、電磁式アクチュエータ８１
が、デューティ制御されることによってその開度が調整
され、各油圧室６０、６１に供給する油圧の大きさが調
整される。

【００４５】ＯＣＶ８０のケーシング８５は、タンクポ
ート８５ｔ、Ａポート８５ａ、Ｂポート８５ｂ、及びリ
ザーバポート８５ｒを有している。そして、タンクポー
ト８５ｔは、油圧ポンプ６４を介してオイルパン６５と
接続されており、Ａポート８５ａは、第１油圧供給孔５
１ａと、Ｂポート８５ｂは、第２油圧供給孔５１ｂと接
続されている。また、リザーバポート８５ｒは、オイル
パン６５と連通されている。

【００４６】スプール８４は、円柱状の弁体であり、２
つのポート間における潤滑油の流れを封止する４つのラ
ンド８４ａと、２つのポート間を連通し、潤滑油の流れ
を許容するパセージ８４ｂ、２つのパセージ８４ｃとを
有している。

【００４７】これらの構成を備えるＶＶＴ５０では、Ｏ
ＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図面左方に移
動された場合には、パセージ８４ｂはタンクポート８５
ｔとＡポート８５ａとを連通し、第１油圧供給孔５１ａ
に潤滑油が供給される。そして、第１油圧供給孔５１ａ
に供給された潤滑油は、第１油圧供給路６２を介して第
１油圧室６０に供給され、リングギヤ５９の先端側に油
圧が印加される。

【００４８】これと同時に、パセージ８４ｃは、Ｂポー
ト８５ｂとリザーバポート８５ｒとを連通し、第２油圧
室６１内の潤滑油は、第２油圧供給路６３、第２油圧供
給孔５１ｂ、及びＯＣＶ８０のＢポート８５ｂ、リザー
バポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出され
る。

【００４９】したがって、リングギヤ５９は、先端側に
印加された油圧によって基端側（図面右方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に捻りが付与される。この結果、吸気側タ
イミングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する
吸気側カムシャフト２３の回転位相（変位角度）が変更
（変位）され、吸気側カムシャフト２３は最遅角変位角
度から最進角変位角度に向けて変位し、吸気バルブ２１
の開弁タイミングが進角される。

【００５０】こうして開弁タイミングが進角された吸気
バルブ２１は、排気バルブ３１が開弁している間に開弁
されることとなり、吸気バルブ２１と排気バルブ３１と
が同時に開弁するバルブオーバラップ期間が増大する。
なお、リングギヤ５９の基端側への移動は、リングギヤ
５９が吸気側タイミングプーリ２７と当接することによ
って規制され、リングギヤ５９が吸気側タイミングプー
リ２７と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開弁
タイミングが最も早くなる。

【００５１】一方、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプー
ル８４が図面右方に移動された場合には、パセージ８４
ｂはタンクポート８５ｔとＢポート８５ｂとを連通し、
第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が供給される。そして、
第２油圧供給孔５１ｂに供給された潤滑油は、第２油圧
供給路６３を介して第２油圧室６１に供給され、リング
ギヤ５９の基端側に油圧が印加される。

【００５２】これと同時に、パセージ８４ｃは、Ａポー
ト８５ａとリザーバポート８５ｒとを連通し、第１油圧
室６０内の潤滑油は、第１油圧供給路６２、第１油圧供
給孔５１ａ、及びＯＣＶ８０のＡポート８５ａ、リザー
バポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出され
る。

【００５３】したがって、リングギヤ５９は、基端側に
印加された油圧によって先端側（図面左方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に逆向きの捻りが付与される。この結果、
吸気側タイミングプーリ２７（クランクシャフト１４）
に対する吸気側カムシャフト２３の回転位相（変位角
度）が変更（変位）され、吸気側カムシャフト２３は最
進角変位角度から最遅角変位角度に向けて変位し、吸気
バルブ２１の開弁タイミングが遅角される。

【００５４】こうして、吸気バルブ２１の開弁タイミン
グが遅角されることにより、吸気バルブ２１と排気バル
ブ３１とが同時に開弁するバルブオーバラップ期間が短
縮、あるいは、ゼロとされる。なお、リングギヤ５９の
先端側への移動は、リングギヤ５９がハウジング５６と
当接することによって規制され、リングギヤ５９がハウ
ジング５６と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の
開弁タイミングが最も遅くなる（最遅角）。

【００５５】上記ＶＶＴ５０により変更される吸気バル
ブ２１のバルブタイミングは、カム角センサ４４から出
力されるカム角度信号（変位タイミング信号）と、クラ
ンク角センサ４０から出力されるクランク角度信号（基
準タイミング信号）とに基づいて算出される。

【００５６】すなわち、例えば、ＥＣＵ７０に変位タイ
ミング信号が入力された後、最初に入力されたクランク
角度信号を基準タイミング信号と認識し、変位タイミン
グ信号が入力されてから、基準タイミング信号が入力さ
れるまでに要する時間を、エンジン回転数ＮＥを用いて
計測する。そして、その時間を既知の時間とクランク角
度の関係を用い変位角度に換算することによって、クラ
ンクシャフト１４に対する吸気側カムシャフト２３の実
変位角度ＶＴＢが算出されるのである。

【００５７】続いて、本実施の形態に係る内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置の制御系について図３に示す制
御ブロック図を参照して説明する。内燃機関のバルブタ
イミング制御装置ＶＣの制御系は、電子制御装置７０
（以下、単に「ＥＣＵ」という。）を核として構成され
ている。本実施の形態では、このＥＣＵ７０によって、
バルブタイミング制御手段、異常判断手段、燃焼禁止制
御手段、遅角制御手段等が構成されている。

【００５８】ＥＣＵ７０は、両ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒの
フィードバック制御やフェイル時制御等の各種制御プロ
グラムや、各種条件に対応した両吸気側カムシャフト２
３Ｌ、２３Ｒに共通の目標変位角度ＶＴＴを算出するた
めのマップを格納したＲＯＭ７１を有している。また、
ＥＣＵ７０は、ＲＯＭ７１に格納された制御プログラム
に基づいて演算処理を実行するＣＰＵ７２、ＣＰＵ７２
での演算結果、各センサから入力されたデータ等を一時
的に記憶するＲＡＭ７３、ＲＡＭ７３に格納された各種
データを電源供給停止時に保持するためのバックアップ
ＲＡＭ７４を有している。

【００５９】そして、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ
７３、及びバックアップＲＡＭ７４は、双方向バス７５
を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェ
ース７６、及び出力インターフェース７７と接続されて
いる。

【００６０】入力インターフェース７６には、クランク
角センサ４０、気筒判別センサ４２、水温センサ４３、
右側カム角センサ４４Ｌ、左側カム角センサ４４Ｒスロ
ットルセンサ４５、吸気圧力センサ４６等が接続されて
いる。そして、各センサから出力された信号がアナログ
信号である場合には、図示しないＡ／Ｄコンバータによ
ってディジタル信号に変換された後、双方向バス７５に
出力される。

【００６１】また、出力インターフェース７７には、イ
ンジェクタ１７、イグナイタ１９、ＯＣＶ８０Ｌ、８０
Ｒ、ＩＳＣＶ９２等の外部回路が接続されており、これ
ら外部回路は、ＣＰＵ７２において実行された制御プロ
グラムの演算結果に基づいて作動制御される。なお、本
実施の形態ではＶＶＴ５０Ｌに対する制御はＯＣＶ８０
Ｌを駆動制御することによって、ＶＶＴ５０Ｒに対する
制御はＯＣＶ８０Ｒを駆動制御することによってそれぞ
れ独立して実行される。

【００６２】次に、上記構成を備えた本実施の形態に係
る内燃機関のバルブタイミング制御装置ＶＣにおける、
ＶＶＴ５０Ｌ，５０Ｒがフェイル（故障）したときの処
理動作について説明する。すなわち、図４，５は、ＥＣ
Ｕ７０により実行される「ＶＶＴフェイル時制御ルーチ
ン」を示すフローチャートであって、所定クランク角毎
の割り込みで実行される。

【００６３】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
７０はまずステップ１０１において、左側カム角センサ
４４Ｌ及び右側カム角センサ４４Ｒから出力されるカム
角度信号と、クランク角センサ４０から出力されるクラ
ンク角度信号とに基づき、実際のカムシャフト進角値
（以下、「左側実進角値ＶＴＢＬ」及び「右側実進角値
ＶＴＢＲ」とそれぞれ称する）を読み込む。

【００６４】また、続くステップ１０２において、ＥＣ
Ｕ７０は、各種センサ等からの検出信号に基づき、各種
運転状態を示す信号を読み込む。さらに、次のステップ
１０３において、ＥＣＵ７０は、今回読み込んだ各種信
号に基づき、現在、フェイル検出条件が成立しているか
否かを判断する。ここで、フェイル検出条件が成立して
いることの判断条件としては、エンジン回転数ＮＥが所
定回転数以上であること、冷却水温ＴＨＷが所定水温以
上であること等が挙げられる。そして、フェイル検出条
件が成立していない場合には、何らの処理をも行うこと
なくその後の処理を一旦終了する。これに対し、フェイ
ル検出条件が成立している場合には、ステップ１０４へ
移行する。

【００６５】ステップ１０４においては、現在の運転状
態に基づき、目標となるカムシャフト進角値（以下、
「左側目標進角値ＶＴＴＬ」及び「右側目標進角値ＶＴ
ＴＲ」とそれぞれ称する）をそれぞれ算出する。

【００６６】次に、今回読み込み、算出した左側実進角
値ＶＴＢＬ及び右側実進角値ＶＴＢＲと、左側目標進角
値ＶＴＴＬ及び右側目標進角値ＶＴＴＲとの比較をそれ
ぞれ行う。より詳しくは、ステップ１０５においては、
左側実進角値ＶＴＢＬ及び右側実進角値ＶＴＢＲの少な
くとも一方が、各目標進角値ＶＴＴＬ、ＶＴＴＲに対し
て、大きく（所定量以上）進角側にずれているか否かを
判断する。そして、ステップ１０５において肯定判定さ
れた場合には、ステップ１０６において、当該進角側に
ずれている方のＶＶＴ５０を、進角側フェイルと判断す
る。その後、後述するステップ１１３へ移行する。

【００６７】一方、前記ステップ１０５において、否定
判定された場合、つまり、左側実進角値ＶＴＢＬ及び右
側実進角値ＶＴＢＲの双方とも、進角側に大きくずれて
いない場合には、ステップ１０７へ移行する。ステップ
１０７において、ＥＣＵ７０は、今度は、左側実進角値
ＶＴＢＬ及び右側実進角値ＶＴＢＲの少なくとも一方
が、各目標進角値ＶＴＴＬ、ＶＴＴＲに対して、大きく
（所定量以上）遅角側にずれているか否かを判断する。
そして、ステップ１０７において否定判定された場合に
は、フェイルは発生していないものと判断して、何らの
処理をも行うことなくその後の処理を一旦終了する。ま
た、ステップ１０７において肯定判定された場合には、
ステップ１０８において、当該遅角側にずれている方の
ＶＶＴ５０を、遅角側フェイルと判断する。その後、続
くステップ１０９へ移行する。

【００６８】ステップ１０９においては、左側のＶＶＴ
５０Ｌが正常であるか否かを判断する。そして、左側の
ＶＶＴ５０Ｌが正常である場合には、ステップ１１０へ
移行し、当該正常なＶＶＴ５０Ｌの左側目標進角値ＶＴ
ＴＬを最遅角側に設定する。そして、ＥＣＵ７０はその
後の処理を一旦終了する。これに対し、左側のＶＶＴ５
０Ｌが正常でない場合には、ステップ１１１に移行し、
右側のＶＶＴ５０Ｒが正常であるか否かを判断する。そ
して、ステップ１１１において肯定判定された場合に
は、ステップ１１２へ移行する。ステップ１１２におい
ては、当該正常なＶＶＴ５０Ｒの右側目標進角値ＶＴＴ
Ｒを最遅角側に設定する。そして、ＥＣＵ７０はその後
の処理を一旦終了する。また、ステップ１１１において
否定判定された場合には、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒ
が共に遅角側にフェイルしているものとして、何らの処
理をも行うことなくその後の処理を一旦終了する。

【００６９】このように、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒ
のうち、いずれか一方が遅角側にフェイルした場合に
は、正常な側のＶＶＴ５０Ｌ又は５０Ｒが、最遅角側に
固定制御される。

【００７０】さて、上記ステップ１０６において、少な
くとも一方のＶＶＴ５０が、進角側フェイルと判断され
た場合には、図５に示すように、ステップ１１３におい
て、左側のＶＶＴ５０Ｌが正常であるか否かを判断す
る。そして、左側のＶＶＴ５０Ｌが正常である場合に
は、ステップ１１４へ移行する。

【００７１】ステップ１１４において、ＥＣＵ７０は、
フェイルが発生している方の右側気筒群ＲＳにおける燃
料噴射及び点火をカット（禁止）する。さらに、続くス
テップ１１５においては、当該正常なＶＶＴ５０Ｌの左
側目標進角値ＶＴＴＬを最遅角側に設定する。その後、
ステップ１１９へ移行する。

【００７２】一方、ステップ１１３において否定判定さ
れた場合には、ＥＣＵ７０は、ステップ１１６において
右側のＶＶＴ５０Ｒが正常であるか否かを判断する。そ
して、右側のＶＶＴ５０Ｒが正常である場合には、ステ
ップ１１７へ移行する。

【００７３】ステップ１１７において、ＥＣＵ７０は、
フェイルが発生している方の左側気筒群ＬＳにおける燃
料噴射及び点火をカット（禁止）する。さらに、続くス
テップ１１８においては、当該正常なＶＶＴ５０Ｒの右
側目標進角値ＶＴＴＲを最遅角側に設定する。その後、
上記と同様ステップ１１９へ移行する。

【００７４】また、ステップ１１６において否定判定さ
れた場合には、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒが共に進角
側にフェイルしており、エンスト、触媒コンバータ２８
の過熱等を防止する必要があるものと判断してステップ
１１９へ移行する。

【００７５】ステップ１１５，１１６，１１８から移行
して、ステップ１１９においては、フューエルカット領
域を拡大する。より詳しくは、下り坂走行時等において
は、原則としてフューエルカットが実行されるのである
が、このフューエルカットを行うか否かは、そのときど
きのエンジン回転数ＮＥや吸入空気量に基づいて判断さ
れる。このステップ１１９におけるフューエルカット領
域の拡大は、フューエルカットを実行する吸入空気量を
高負荷側にシフトさせることを意味する。このように領
域を拡大することで、ほんの少しアクセルペダルを踏み
込んだ下り坂等においてもフューエルカットが実行され
る。そのため、未燃ガスが排気通路３０を通過し、触媒
コンバータ２８内で燃焼してしまうことによる触媒コン
バータ２８の過熱が抑制されることとなる。

【００７６】また、続くステップ１２０において、ＥＣ
Ｕ７０は、空燃比の学習制御を禁止する。これは、ＶＶ
Ｔ５０に異常が発生していることに鑑み、異常時の学習
結果を制御に反映させないようにするためである。

【００７７】さらに、続くステップ１２１において、Ｅ
ＣＵ７０は、アイドル回転数制御に際し、アイドルアッ
プを強制的に実行する。これは、エンスト等を防止する
ことを意図したものである。

【００７８】併せて、ステップ１２２において、ＥＣＵ
７０は、アイドル回転数制御に際してのフィードバック
制御を禁止する。これも、ＶＶＴ５０に異常が発生して
いることに鑑み、異常時の学習結果を制御に反映させな
いようにするためである。そして、ＥＣＵ７０は、その
後の処理を一旦終了する。

【００７９】このように、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒ
のうち、いずれか一方が進角側にフェイルした場合に
は、フェイルした側の気筒群ＬＳ、ＲＳにおける燃料噴
射及び点火がカットされる。また、これとともに、正常
なＶＶＴ５０の目標進角値ＶＴＴＬ又はＶＴＴＲが最遅
角側に設定される。さらに、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０
Ｒのうち、いずれか一方、或いは双方が進角側にフェイ
ルした場合には、エンスト、触媒コンバータ２８の過熱
等を防止する制御が実行される（ステップ１１９〜ステ
ップ１２２）。

【００８０】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 ・本実施の形態では、左右のＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒのう
ち、いずれか一方が進角側にフェイルした場合には、フ
ェイルした側の気筒群ＬＳ、ＲＳにおける燃料噴射及び
点火がカットされる。このため、当該気筒群ＬＳ、ＲＳ
における失火は未然に防止されることになる。その結
果、ＶＶＴ５０Ｌ又は５０Ｒの進角側フェイルに起因す
る失火、エンストを確実に防止することができ、もって
失火に起因する、触媒コンバータ２８の過熱等の不具合
を防止することができる。

【００８１】・また、本実施の形態によれば、フェイル
した側の気筒群ＬＳ、ＲＳにおける燃料噴射及び点火が
カットされるとともに、正常なＶＶＴ５０Ｌ又は５０Ｒ
の目標進角値ＶＴＴＬ又はＶＴＴＲが最遅角側に設定さ
れる。このため、正常側の気筒群ＬＳ、ＲＳにおけるバ
ルブオーバーラップ量は小さくなる。そのため、失火や
エンストがより一層抑制されることとなる。

【００８２】・さらに、本実施の形態によれば、左右の
ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒのうち、いずれか一方が遅角側に
フェイルした場合には、正常な側のＶＶＴ５０Ｌ又は５
０Ｒが、最遅角側に固定制御される。そのため、左右の
気筒群ＬＳ、ＲＳ間においてトルク変動が発生しにくい
ものとなる。

【００８３】・併せて、本実施の形態では、左右のＶＶ
Ｔ５０Ｌ、５０Ｒのうち、いずれか一方、或いは双方が
進角側にフェイルした場合には、エンスト、触媒コンバ
ータ２８の過熱等を防止する制御が実行される（ステッ
プ１１９〜ステップ１２２）。その結果、上記作用効果
がより一層確実に奏されることとなり、また、誤学習に
よる不具合を防止することもできる。尚、本発明は前記
実施の形態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。

【００８４】（１）上記実施の形態では、内燃機関とし
て、Ｖ型エンジン１０を採用する場合に本発明を具体化
するようにしたが、複数の気筒群を有するものであれ
ば、水平対向エンジン等いかなるタイプのエンジンにも
具体化できる。また、ガソリンエンジンのみならず、デ
ィーゼルエンジンにも具体化できる。

【００８５】（２）上記実施の形態では、左右のＶＶＴ
５０Ｌ、５０Ｒのうち、いずれか一方が遅角側又は遅角
側にフェイルした場合には、正常な側のＶＶＴ５０Ｌ又
は５０Ｒを、最遅角側に固定制御するようにしたが、必
ずしも最遅角側に固定する必要はない。すなわち、所定
量だけ遅角側に制御するようにしてもよい。

【００８６】（３）上記実施の形態におけるステップ１
１９〜ステップ１２２のいずれかの処理を省略するよう
にしてもよい。 （４）上記実施の形態では、可変バルブタイミング機構
として、リングギヤ５９が移動するタイプのＶＶＴ５０
を採用したが、その外のタイプのＶＶＴ（例えばベーン
式のＶＶＴ）を採用してもよい。

【００８７】また、ＯＣＶ８０に代えて、他のアクチュ
エータを用いてもよい。 （５）上記実施の形態では、フェイルした側の気筒群Ｌ
Ｓ、ＲＳにおける燃料噴射及び点火をカットするように
したが、燃料噴射のみをカットするようにしてもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
複数の気筒群を備え、各気筒群毎に可変バルブタイミン
グ機構を備えた内燃機関の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の進角側異常に起因
する失火、触媒温度上昇等の不具合を防止することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態におけるガソリンエンジンシステ
ムの概略構成を示すシステム構成図。

【図２】可変バルブタイミング機構システムの概略構成
図。

【図３】ＥＣＵの電気的構成を示す制御ブロック図。

【図４】ＥＣＵにより実行される「ＶＶＴフェイル時制
御ルーチン」を示すフローチャート。

【図５】図４の続きを示す図であって、「ＶＶＴフェイ
ル時制御ルーチン」を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０…エンジン、１４…クランクシャフト、１５…燃焼
室、２０…吸気通路、２１…吸気バルブ、２３Ｌ…左側
吸気側カムシャフト、２３Ｒ…右側吸気側カムシャフ
ト、４０…クランク角センサ、４１…エンジン回転数セ
ンサ、４２…気筒判別センサ、４３…水温センサ、４４
Ｌ，４４Ｒ…カム角センサ、４５…スロットルセンサ、
４６…吸気圧力センサ、５０Ｌ…左側のＶＶＴ、５０Ｒ
…右側のＶＶＴ、７０…バルブタイミング制御手段、異
常判断手段、燃焼禁止制御手段、遅角制御手段等を構成
するＥＣＵ、７１…ＲＯＭ、７３…ＲＡＭ、８０Ｌ…ア
クチュエータを構成する左側オイルコントロールバルブ
（ＯＣＶ）、８０Ｒ…アクチュエータを構成する右側Ｏ
ＣＶ、ＬＳ…左側気筒群、ＲＳ…右側気筒群、ＶＣ…内
燃機関のバルブタイミング制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２０ 41/22 ３３０ 41/22 ３３０Ｓ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトに同期して
   それぞれ所定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる
   吸気通路又は排気通路をそれぞれ開閉する吸気バルブ及
   び排気バルブの、少なくとも一方のバルブタイミングを
   変更させる可変バルブタイミング機構を有する複数の気
   筒群と、 前記各可変バルブタイミング機構を駆動するアクチュエ
   ータと、 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、前記アクチ
   ュエータを制御して前記各可変バルブタイミング機構を
   制御するバルブタイミング制御手段とを備えた内燃機関
   のバルブタイミング制御装置において、 前記各可変バルブタイミング機構の異常を判断する異常
   判断手段と、 前記異常判断手段により、少なくとも１つの可変バルブ
   タイミング機構が進角側異常と判断されたとき、当該異
   常と判断された可変バルブタイミング機構を有する気筒
   群における燃料供給を禁止する燃焼禁止制御手段とを設
   け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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイ
   ミング制御装置において、さらに、 前記異常判断手段により、少なくとも１つの可変バルブ
   タイミング機構が異常と判断されたとき、前記アクチュ
   エータを制御して、異常と判断されていない可変バルブ
   タイミング機構を遅角側に制御する遅角制御手段を設け
   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。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイ
   ミング制御装置において、前記遅角制御手段は、異常と
   判断されていない可変バルブタイミング機構を最遅角側
   に固定制御するものであ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。