(57)【要約】【課題】  カム位相制御機構のフェール時に所定のカム位相が速やかに確立されるようにした開弁特性可変型内燃機関を提供する。【解決手段】  排気側ＶＴＣアクチュエータ２１の作動不良等によって目標カム位相ＥＣＡｔｇｔと実カム位相ＥＣＡｒｅａｌとが乖離し、ステップＳ３の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ７０は、フェール時処理として、まずステップＳ４で電磁シャットバルブ１７に駆動電流を出力した後、ステップＳ５で高リフト指令を排気側ＶＬＣ機構５１に出力する。高リフト指令は、第１連結ピン５４ａを作動させ（第１油路５８ａから作動油を排出させ）、第１ロッカアーム５３ａと第２ロッカアーム５３ｂとを連結させるものであり、この指令により、作動角およびリフト量が最も大きい第１カム５２ａによって両排気バルブ３が駆動されるようになる。【選択図】      図１１
2010031788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともカムトルク反力を用いてカム位相を変化させるカム位相可変手段と、カムシャフトに開閉駆動されるバルブのリフト量を変化させるバルブリフト可変手段とを有する開弁特性可変型内燃機関であって、
前記カムシャフトの目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段と、
前記カムシャフトの実カム位相を検出する実カム位相検出手段と、
少なくとも前記目標カム位相と前記実カム位相との差に基づき、前記カム位相可変手段の失陥を判定する失陥判定手段と、
前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、前記バルブリフト可変手段を前記リフト量が増大する方向に駆動制御する失陥時駆動制御手段と
を備えたことを特徴とする開弁特性可変型内燃機関。
【請求項２】
前記失陥時駆動制御手段は、前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、所定のカム位相が確立される方向に前記カム位相可変手段を作動させることを特徴とする、請求項１に記載された開弁特性可変型内燃機関。
【請求項３】
前記カム位相可変手段を前記所定のカム位相で固定するカム位相固定手段を更に備え、
前記失陥時駆動制御手段は、前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、前記カム位相固定手段を作動させることを特徴とする、請求項２に記載された開弁特性可変型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム位相可変手段とバルブリフト可変手段とを備えた開弁特性可変型内燃機関に係り、詳しくは、カム位相可変手段の失陥時におけるエンジンストールの抑制等を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減、予混合圧縮着火（Homogeneous Charge Compression Ignition：以下、ＨＣＣＩと記す）モードでの燃焼等を実現とすべく、運転状態に応じて吸排気バルブのリフト量や開弁タイミングを変化させる可変動弁機構を搭載した開弁特性可変型が増加している。可変動弁機構としては、バルブリフトを段階的あるいは無段階に可変制御する可変バルブリフト装置（Variable valve Lift Control device：以下、ＶＬＣと記す）が従来より存在する他、カム位相（開弁タイミング）を連続的に可変制御するバルブタイミングコントロール装置（Variable Timing Control device：以下、ＶＴＣと記す）も出現している。
【０００３】
ＶＬＣとしては、カムシャフトに動弁特性の異なる複数のカムを形成するとともに、各カムに対応するロッカアームをバルブに対して選択的に連結させるものが知られている（特許文献１参照）。また、ＶＴＣとしては、高速運転に向いた油圧駆動型位相可変機構（Oil Pressure Actuated phaser：以下、ＯＰＡと記す）と、低速運転に向いたカムトルク駆動型位相可変機構（Cam Torque Actuated phaser：以下、ＣＴＡと記す）とを内装したベーン式のＶＴＣアクチュエータをカムシャフトの端部に設置したものが知られている（特許文献２参照）。この種のＶＴＣでは、スプールバルブとリニアソレノイドとからなるカム位相制御機構を用いて、ＯＰＡへの油圧供給経路とＣＴＡ内での作動油移動方向とを同時に切り換えることが一般的である。
【特許文献１】特開２００８−１２１５８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＶＴＣでは、カム位相制御機構の失陥（リニアソレノイドの断線、異物の噛み込みによるスプールバルブの作動不良等：以下、フェールと記す）が生じた場合、カム位相の制御が行えなくなる可能性がある。そこで、カム位相制御機構のフェールが検出された場合、燃料噴射量を増大させることによってエンジンの失火やストールを防止するフェールセーフ制御が知られている。しかしながら、このフェールセーフ制御を採用しても、ＨＣＣＩモードでの運転が行われている際にフェールが生じたような場合には、ネガティブオーバラップによって大量のＥＧＲガスが残留するため（すなわち、十分な新気が確保できないため）、いたずらに燃料噴射量を増大させても失火を抑制できない可能性が高い。そして、整備工場等の施設が無い山間路等においては、エンジンがストールして再始動させることもできなくなった場合、運転者が多大な不安を憶える虞があった。
【０００５】
そこで、本発明者等は、カム位相制御機構のフェール時において、ＶＴＣアクチュエータへの油圧供給を電磁シャットバルブ等によって絶つとともに、自動式のバイパスバルブによってＣＴＡ内での作動油移動方向を切り換えるフェールセーフ機構を開発した。このフェールセーフ機構では、油圧供給が絶たれることでＯＰＡが作動しなくなるため、ＣＴＡの作動によってロータとハウジングとが進角側あるいは遅角側に相対回転する。そして、例えば、所定のカム位相（以下、フェール時カム位相と記す）が確率された時点でロックピンによってロータとハウジングとを結合すれば、ストールしない範囲でエンジンの運転を継続させることが可能となる。しかしながら、カム位相制御機構のフェール時にＶＬＣ側でバルブリフトが低く設定されていた場合、十分なカムトルク反力がＣＴＡに作用しないことからフェール時カム位相が確立されるまでに時間が掛かり、失火に伴う回転速度の低下によってエンジンがストールする虞があった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、カム位相制御機構のフェール時に所定のカム位相が速やかに確立されるようにした開弁特性可変型内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、少なくともカムトルク反力を用いてカム位相を変化させるカム位相可変手段と、カムシャフトに開閉駆動されるバルブのリフト量を変化させるバルブリフト可変手段とを有する開弁特性可変型内燃機関であって、前記カムシャフトの目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段と、前記カムシャフトの実カム位相を検出する実カム位相検出手段と、少なくとも前記目標カム位相と前記実カム位相との差に基づき、前記カム位相可変手段の失陥を判定する失陥判定手段と、前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、前記バルブリフト可変手段を前記リフト量が増大する方向に駆動制御する失陥時駆動制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明に係る開弁特性可変型内燃機関において、前記失陥時駆動制御手段は、前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、所定のカム位相が確立される方向に前記カム位相可変手段を作動させることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明に係る開弁特性可変型内燃機関において、前記カム位相可変手段を前記所定のカム位相で固定するカム位相固定手段を更に備え、前記失陥時駆動制御手段は、前記失陥判定手段によって前記カム位相可変手段の失陥が判定された場合、前記カム位相固定手段を作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、カムトルク反力が低リフト状態の場合に較べて大きくなり、カム位相可変手段の作動が速やかに行われるようになる。また、第２の発明によれば、失陥時に対応するカム位相が確立されることで、エンジンのストール等が抑制できる。また、第３の発明によれば、失陥時に対応するカム位相となった時点でカム位相可変手段が固定されるため、カム位相の確立後におけるカム位相可変手段の不要な作動が生じなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る開弁特性可変型内燃機関の一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る自動車用エンジンの要部透視斜視図であり、図２は実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの分解斜視図であり、図３は実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの概略構成図であり、図４は実施形態に係るバイパスバルブの作動態様を示す横断面図である。また、図５は実施形態に係るＶＬＣ機構の斜視図であり、図６は実施形態に係るＶＬＣ機構の側面図である。また、図７は実施形態に係るエンジンＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【００１２】
≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
図１に示すエンジンＥ（開弁特性可変型内燃機関）は、自動車に搭載されるＤＯＨＣ４バルブ型の４サイクル直列４気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド１に、各気筒２本ずつの吸気バルブ２および排気バルブ３、これら吸排気バルブ２，３を駆動する吸気カムシャフト４および排気カムシャフト５を備えている。両カムシャフト４，５は、クランクスプロケット６、カムチェーン７、吸気カムスプロケット８、排気カムスプロケット９を介して、クランクシャフト１０によって１／２の回転速度をもって回転駆動される。また、クランクシャフト１０は、コネクティングロッド１１を介してピストン１２に連結されるとともに、チェーン１３を介して斜め下方に設置されたオイルポンプ１４を駆動する。
【００１３】
シリンダヘッド１およびシリンダブロック１５には、オイルポンプ１４からの作動油（エンジンオイル）を両ＶＴＣアクチュエータ２０，２１に供給するための油路１６が形成されている。また、シリンダヘッド１にはノーマルオープン型の電磁シャットバルブ１７が装着されており、この電磁シャットバルブ１７が作動することによって油路１６が遮断される。また、吸気カムシャフト４の後端には吸気側カム角センサ１８が設置され、排気カムシャフト５の後端には排気側カム角センサ１９（実カム位相検出手段）が設置されている。
【００１４】
吸気カムシャフト４の前端には吸気側ＶＴＣアクチュエータ２０が取り付けられ、排気カムシャフト５の前端には排気側ＶＴＣアクチュエータ２１（カム位相可変手段）が取り付けられている。また、吸気カムシャフト４と吸気バルブ２との間には吸気側ＶＬＣ機構５０が介装され、排気カムシャフト５と排気バルブ３との間には排気側ＶＬＣ機構５１（バルブリフト可変手段）が介装されている。
【００１５】
車室内には、各種センサ（両カム角センサ１８，１９、図示しないアクセルセンサ、吸気量センサ、クランク角センサ等）の出力情報に基づき、エンジンＥに付設された各種被制御装置（電磁シャットバルブ１７、両ＶＴＣアクチュエータ２０，２１、両ＶＬＣ機構５０，５１、図示しない燃料噴射弁や点火コイル等）の制御量を決定して駆動制御信号を出力するエンジンＥＣＵ７０が設置されている。
【００１６】
＜ＶＴＣアクチュエータ＞
図２に示すように、排気側ＶＴＣアクチュエータ２１は、外周に排気カムスプロケット９が形成されたハウジング２２、ハウジング２２内に回転自在に保持されるとともに排気カムシャフト５の前端にその後面が締結されるロータ２３、ハウジング２２の前面を覆うフロントプレート２４、ハウジング２２の後面を覆うバックプレート２５、フロントプレート２４の内周側に配置されたリードバルブ２６、リードバルブ２６をロータ２３に固定するリードバルブカバー２７、ハウジング２２とロータ２３とを遅角方向に相対回動させるバイアススプリング２８、排気カムシャフト５およびロータ２３の軸心に設置されたスプールバルブ２９、エンジンＥＣＵ７０によって制御されることによってスプールバルブ２９を駆動するリニアソレノイド３１、ロータ２３に保持されたロックピン３３、ロックピン３３をバックプレート２５側に付勢するロックピンスプリング３４、ロータ２３に保持されてロータ２３内の油路から油路１６への作動油の逆流を防止するチェックバルブ３５、ロータ２３に保持されたバイパスバルブ３６、バイパスバルブ３６をリードバルブ２６側に付勢するバイパスバルブスプリング３７等を構成要素としている。なお、スプールバルブ２９は、吸気カムシャフト４やロータ２３の軸心に保持されたバルブスリーブ３８と、バルブスリーブ３８に摺動自在に内嵌したスプール３９と、スプール３９をリニアソレノイド３１側に付勢するリターンスプリング４０とから構成されている。
【００１７】
図３に示すように、ロータ２３の外周には比較的厚幅の第１ベーン４１と比較的薄幅の第２ベーン４２と比較的厚幅の第３ベーン４３とが立設される一方、ハウジング２２の内周にはこれらベーン４１〜４３を所定角度をもって相対回動自在に収容する第１〜第３ベーン室４５〜４７が形成されている。本実施形態の場合、第１ベーン４１および第１ベーン室４５は第１ＯＰＡ６１の構成要素であり、第２ベーン４２および第２ベーン室４６は第２ＯＰＡ６２の構成要素であり、第３ベーン４３および第３ベーン室４７はＣＴＡ６３の構成要素である。
【００１８】
第１ベーン４１にはロックピン３３とロックピンスプリング３４（図２参照）とが収容されており、ロックピン解除油路への作動油の供給が行われない場合にのみ、ロックピンスプリング３４のばね力によってロックピン３３の先端がバックプレート２５に形成されたロック孔２５ａに嵌入する。なお、ロック孔２５ａは、ロータ２３がハウジング２２に対してフェール時カム位相（本実施形態では、最遅角位相）となった際に、ロックピン３３が嵌入する位置に穿設されている。
【００１９】
（バイパスバルブ）
図４にも示すように、バイパスバルブ３６は、その中間部に連通溝３６ａを有しており、第３ベーン４３に吸気カムシャフト４の軸心と平行に穿設されたバルブ保持孔４３ａ内に摺動自在に保持されている。また、バイパスバルブスプリング３７は、バイパスバルブ３６の軸心に形成されたスプリング保持孔に収容されており、バイパスバルブ３６をリードバルブ２６側に常時付勢している。第３ベーン４３には、バイパスバルブ３６の一端に電磁シャットバルブ１７からの油圧を導入するための油圧導入孔４３ｂと、進角側油圧室４７ａとバルブ保持孔４３ａとを接続する連通油路４３ｃと、リードバルブ２６の前面に形成された油室とバルブ保持孔４３ａとを接続する連通油路４３ｄとが形成されている。図４（ａ）に示すように、油圧導入孔４３ｂに油圧が導入されると、バイパスバルブ３６がバックプレート２５側に移動して両連通油路４３ｃ，４３ｄが遮断される。また、図４（ｂ）に示すように、油圧導入孔４３ｂから油圧が排出されると、バイパスバルブスプリング３７のばね力によってバイパスバルブ３６がリードバルブ２６側に移動し、バイパスバルブ３６の連通溝３６ａを介して両連通油路４３ｃ，４３ｄが連通される。
【００２０】
＜ＶＬＣ機構＞
図５に示すように、排気側ＶＬＣ機構５１は、排気カムシャフト５に形成された第１〜第３カム５２ａ〜５２ｃと、第１〜第３カム５２ａ〜５２ｃに対応する第１〜第３ロッカアーム５３ａ〜５３ｃと、第１〜第３ロッカアーム５３ａ〜５３ｃ間の連結に供される第１，第２連結ピン５４ａ，５４ｂとを主要構成要素としている。
【００２１】
第１カム５２ａの作動角およびリフト量は最も大きく設定され、第２カム５２ｂの作動角およびリフト量は最も小さく設定され、第３カム５２ｃの作動角およびリフト量は第１カム５２ａと第２カム５２ｂとの中間の値に設定されている。また、第１〜第３ロッカアーム５３ａ〜５３ｃは、ロッカシャフト５５によって揺動自在に支持されており、揺動端に保持したローラ式のカムフォロワ５６ａ〜５６ｃを介して第１〜第３カム５２ａ〜５２ｃに転接している。
【００２２】
第２ロッカアーム５３ｂは、両排気バルブ３のステム端に係合しており、その揺動によって両排気バルブ３を開閉駆動する。また、第１，第３ロッカアーム５３ａ，５３ｃは、第１，第２連結ピン５４ａ，５４ｂによって連結されることにより、第２ロッカアーム５３ｂと一体に揺動する。第２ロッカアーム５３ｂには第１，第２リターンスプリング５７ａ，５７ｂが収容されており、これら第１，第２リターンスプリング５７ａ，５７ｂのばね力によって第１，第２連結ピン５４ａ，５４ｂが第１，第３ロッカアーム５３ａ，５３ｃに嵌入する。
【００２３】
ロッカシャフト５５には第１，第２油路５８ａ，５８ｂが形成されており、第１油路５８ａに作動油が供給されることによって第１連結ピン５４ａが第２ロッカアーム５３ｂに格納され、第２油路５８ｂに作動油が供給されることによって第２連結ピン５４ｂが第２ロッカアーム５３ｂに格納される。第１連結ピン５４ａや第２連結ピン５４ｂが第２ロッカアーム５３ｂに格納されると、第２ロッカアーム５３ｂに対する第１ロッカアーム５３ａや第３ロッカアーム５３ｃの連結が絶たれる。
【００２４】
図６に示すように、第１，第２油圧供給路５８ａ，５８ｂに対しては、エンジンＥＣＵ７０からの駆動指令に応じて、電磁スプール弁５９によって油圧が個々に供給される。図６中で符号６０で示す部材は、第１ロッカアーム５３ａのカムフォロワ５６ａを第１カム５２ａに圧接させるロストモーションスプリングである。なお、図示はしないが、第３ロッカアーム５３ｃ側にも同様のロストモーションスプリングが設けられている。
【００２５】
＜エンジンＥＣＵ＞
図７に示すように、エンジンＥＣＵ７０は、入力インタフェース７１と、目標カム位相設定部７２（目標カム位相設定手段）と、目標リフト量設定部７３と、フェール判定制御部７４（失陥判定手段、失陥時駆動制御手段）と、出力インタフェース７５とを備えている。入力インタフェース７１には、図示しないアクセルセンサや吸気量センサ、水温センサ等から入力した各種運転情報の他、吸気側カム角センサ１８や排気側カム角センサ１９の検出信号が入力する。また、目標カム位相設定部７２は、各種運転情報に基づいて吸排気カムシャフト４，５の目標カム位相をそれぞれ設定し、出力インタフェース７５を介して両ＶＴＣアクチュエータ２０，２１に駆動信号を出力する。また、目標リフト量設定部７３は、各種運転情報に基づいて吸排気バルブ２，３の目標リフト量を設定し、出力インタフェース７５を介して両ＶＬＣ機構５０，５１に駆動信号を出力する。また、フェール判定制御部７４は、カム角センサ１８，１９によって検出された実カム位相と目標カム位相との差に基づいてＶＴＣアクチュエータ２０，２１のフェールを判定し、出力インタフェース７５を介して両ＶＴＣアクチュエータ２０，２１と両ＶＬＣ機構５０，５１とにフェール時駆動信号を出力する。
【００２６】
≪実施形態の作用≫
以下、図８〜図１５の模式図やフローチャート、グラフを参照して、本実施形態の作用を説明する。
＜通常運転時制御＞
エンジンＥの通常運転時において、エンジンＥＣＵ７０は、排気側ＶＴＣアクチュエータ２１の通常運転時制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって繰り返し実行する。通常運転時制御を開始すると、エンジンＥＣＵ７０は、上述した各種運転情報に基づき排気カムシャフト５の目標カム位相を決定した後、目標カム位相を実現するための駆動電流を排気側ＶＴＣアクチュエータ２１のリニアソレノイド３１に対して適宜出力する。また、エンジンＥＣＵ７０は、排気側カム角センサ１９の出力信号に基づき、排気カムシャフト５に対するカム位相のフィードバック制御を実行する。
【００２７】
（進角作動）
エンジンＥの運転中に排気カムシャフト５を進角させる場合、エンジンＥＣＵ７０は、図８に示すように、リニアソレノイド３１によってスプール３９を進角位置（図中、右方）に移動させる。すると、オイルポンプ１４から油路１６を経由して供給された作動油は、ロックピン３３を解除状態で保持するとともに、スプール３９を介して第１，第２ＯＰＡ６１，６２側の進角側油圧室４５ａ，４６ａに流入して第１，第２ベーン４１，４２を進角側に付勢する。一方、ＣＴＡ６３では、排気カムシャフト５に進角側のカムトルクが作用し、ハウジング２２に対してロータ２３が進角側に相対回転するごとにリードバルブ２６の第２弁体２６ｂが開き、遅角側油圧室４７ｂ内の作動油がスプール３９を介して進角側油圧室４７ａに流入する。また、遅角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ２６の第１，第２弁体２６ａ，２６ｂは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して図中時計回りに相対回転し、排気カムシャフト５が進角する。ＣＴＡ６３への作動油の供給は、エンジンＥの運転開始時に、チェックバルブ３５を介してＣＴＡ６３が満たされるまで行われる。なお、エンジンＥの通常運転時には電磁シャットバルブ１７に駆動電流が供給されず（油路１６が連通され）、オイルポンプ１４からの作動油によって、ロックピン３３が解除状態で保持されるとともに、バイパスバルブ３６がバックプレート２５側に移動して連通油路４３ｃ，連通油路４３ｄを遮断する。
【００２８】
（遅角作動）
エンジンＥの運転中に排気カムシャフト５を遅角させる場合、エンジンＥＣＵ７０は、図９に示すように、リニアソレノイド３１によってスプール３９を遅角位置（図中、左方）に移動させる。すると、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、進角側油圧室４５ａ，４６ａ内の作動油がスプール３９を介してドレイン通路５３，５４から排出され、第１，第２ベーン４１，４２を進角側に付勢する付勢力がなくなる。一方、ＣＴＡ６３では、排気カムシャフト５に遅角側のカムトルクが作用し、ハウジング２２に対してロータ２３が遅角側に相対回転するごとにリードバルブ２６の第１弁体２６ａが開き、進角側油圧室４７ａ内の作動油が遅角側油圧室４７ｂに流入する。また、進角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ２６の第１，第２弁体２６ａ，２６ｂは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して図中反時計回りに相対回転し、排気カムシャフト５が遅角する。
【００２９】
（保持作動）
上述した進角作動や遅角作動によって目標とするカム位相が得られると、エンジンＥＣＵ７０は、図１０に示すように、リニアソレノイド３１によってスプール３９を保持位置（図中、中央）に移動させる。すると、第１，第２ＯＰＡ６１，６２では、進角側油圧室４５ａ，４６ａ内の作動油がスプール３９によって封じ込められ、第１，第２ベーン４１，４２が移動できなくなる。一方、ＣＴＡ６３では、進角側油圧室４７ａと遅角側油圧室４７ｂとの間で作動油が移動できなくなり、第３ベーン４３も移動できなくなる。これら第１，第２ＯＰＡ６１，６２およびＣＴＡ６３の作動により、ロータ２３がハウジング２２に対して相対回転しなくなり、排気カムシャフト５のカム位相が保持される。
【００３０】
＜フェール判定制御＞
エンジンＥＣＵ７０は、上述の通常運転時制御と並行して、図１１のフローチャートにその手順を示すフェール判定制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行する。フェール判定制御を開始すると、エンジンＥＣＵ７０は、図１１のステップＳ１で、排気側カム角センサ１９の出力信号に基づき、実カム位相ＥＣＡｒｅａｌを検出する。次に、エンジンＥＣＵ７０は、ステップＳ２で排気カムシャフト５の目標カム位相ＥＣＡｔｇｔと実カム位相ＥＣＡｒｅａｌとの差ΔＥＣＡを算出した後、ステップＳ３でその絶対値｜ΔＥＣＡ｜がフェール判定閾値ＥＣＡｔｈを上回っているか否かを判定し、この判定がＹｅｓであれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。なお、ステップＳ３の判定は、所定時間にわたって絶対値｜ΔＥＣＡ｜がフェール判定閾値ＥＣＡｔｈを上回った状態が継続しているか否かをもって行うようにしてもよい。また、フェール判定閾値ＥＣＡｔｈは、排気側ＶＴＣアクチュエータ２１の応答性等を考慮して設定されることが望ましい。
【００３１】
一方、排気側ＶＴＣアクチュエータ２１の作動不良等によって目標カム位相ＥＣＡｔｇｔと実カム位相ＥＣＡｒｅａｌとが乖離し、ステップＳ３の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ７０は、フェール時処理として、まずステップＳ４で電磁シャットバルブ１７に駆動電流を出力した後、ステップＳ５で高リフト指令を排気側ＶＬＣ機構５１に出力する。高リフト指令は、第１連結ピン５４ａを作動させ（第１油路５８ａから作動油を排出させ）、第１ロッカアーム５３ａと第２ロッカアーム５３ｂとを連結させるものであり、この指令により、作動角およびリフト量が最も大きい第１カム５２ａによって両排気バルブ３が駆動されるようになる。
【００３２】
ステップＳ４で電磁シャットバルブ１７に駆動電流が出力されると、図１２に示すように、ロックピン３３に供給されていた作動油が油路１６を介して排出される一方、ＣＴＡ６３内では、バイパスバルブ３６に供給されていた作動油も油路１６を介して排出される。すると、バイパスバルブスプリング３７のばね力によってバイパスバルブ３６がリードバルブ２６側（図１２中の上方）に移動することで、連通油路４３ｃ，４３ｄとバイパスバルブ３６の連通溝３６ａとを介して、進角側油圧室４７ａ内の作動油が遅角側油圧室４７ｂに流入するようになる。これにより、スプール３９が遅角位置で固着していた場合にはもちろんであるが、保持位置や進角位置で固着していたような場合（図１２では、スプール３９が保持位置で固着している状態を示す）においても、ロータ２３がハウジング２２に対して遅角側に相対回転できるようになる。
【００３３】
ロータ２３は、バイアススプリング２８によって遅角方向に常時付勢されているため、正逆両方向のカムトルク反力が交番的に作用することによってハウジング２２に対して徐々に遅角側に回転する。この際、両排気バルブ３が高リフト状態となっているため、カムトルク反力が低リフト状態の場合に較べて大きくなり、ロータ２３の遅角側への相対回転が速やかに行われるようになる。図１３は最進角位相から最遅角位相までの作動に要する時間を示すグラフであるが、同図から、高リフトの場合に要する時間Ｔｈは、低リフトの場合に要する時間Ｔｌより有意に短くなることが判る。また、図１４は、カム位相の変化に要する時間を各リフトについて示すグラフであるが、同図から、リフト量が大きくなるに従ってカム位相の変化に要する時間が短くなることが判る。
【００３４】
ロータ２３がハウジング２２に対して最遅角位相まで相対回転すると（フェール時カム位相が確立されると）、ロックピンスプリング３４に付勢されたロックピン３３がロック孔２５ａに嵌入し、ロータ２３とハウジング２２とがフェール時カム位相でロックされる。これにより、例えば、ＨＣＣＩモードでの運転時にフェールが生じたような場合においても、ネガティブオーバラップに起因する燃焼室内でのＥＧＲガスの残留が低減し、エンジンのストールが効果的に抑制される。
【００３５】
また、本実施形態では、フェール時処理によって両排気バルブ３が高リフト状態となるため、エンジンのストールが更に抑制される。一般に、ＥＧＲガスは、バルブリフトが所定量（有効開弁量）に達することによって燃焼室から効果的に排出される。ここでは、有効開弁量以上となるカム角度範囲を有効カム開角と記す。図１５に示すように、高リフト時における有効カム開角ＣＡｈは、低リフト時における有効カム開角ＣＡｌに較べて有意に大きくなる。したがって、ＨＣＣＩモードでのフェール時等においては、両排気バルブ３が高リフト状態となることにより、ネガティブオーバラップに起因する燃焼室内でのＥＧＲガスの残留が減少してエンジンのストールが更に抑制されるのである。
【００３６】
本実施形態では、上述した構成を採用したことにより、排気側ＶＴＣアクチュエータのフェール時においてもエンジンＥの運転が継続されるようになり、運転者が整備工場等に自動車を持ち込むこと等が可能となる。
【００３７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を直列４気筒ＤＯＨＣガソリンエンジンに適用したものであるが、Ｖ型エンジンやディーゼルエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では排気側ＶＴＣアクチュエータのフェール判定制御について述べたが、吸気側ＶＴＣアクチュエータのフェール判定制御も同様の方法で行うことが可能である。また、エンジンストール等をより効果的に抑制すべく、目標カム位相と実カム位相との現時点での差とその変化速度（差の時間微分値）とに基づきフェール状態への移行を予測し、フェール時処理をより早く行うようにしてもよい。また、ＶＴＣアクチュエータのフェール時においては、インストルメントパネル等に設置した警告灯の点灯等を行わせるようにしてもよい。
【００３８】
また、実施形態のＣＴＡでは、進角側油圧室および遅角側油圧室をともに第３ベーン室に形成するようにしたが、例えば、進角側油圧室を第２ベーン室に形成し、遅角側油圧室を第３ベーン室に形成するようにしてもよい。また、上記実施形態では、フェール時カム位相を最遅角に設定したが、最進角あるいは最遅角と最進角との中間に設定してもよい。更に、上記実施形態ではＶＬＣ機構として３段階切換式のものを採用したが、２段階切換式のものや連続可変式のものを採用してもよい。その他、ＶＴＣアクチュエータをはじめ、エンジンやＶＬＣ機構の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係るエンジンの要部透視斜視図である。
【図２】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの分解斜視図である。
【図３】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの概略構成図である。
【図４】実施形態に係るバイパスバルブの作動態様を示す横断面図である。
【図５】実施形態に係るＶＬＣ機構の斜視図である。
【図６】実施形態に係るＶＬＣ機構の側面図である。
【図７】実施形態に係るエンジンＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの進角作動を示す模式図である。
【図９】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの遅角作動を示す模式図である。
【図１０】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータの保持作動を示す模式図である。
【図１１】実施形態に係るフェール判定制御の手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態に係るＶＴＣアクチュエータのフェール時作動を示す模式図である。
【図１３】最進角位相から最遅角位相までの作動に要する時間を示すグラフである。
【図１４】カム位相の変化に要する時間を各リフトについて示すグラフである。
【図１５】高リフト時と低リフト時とにおける有効カム開角を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
３      排気バルブ
５      排気カムシャフト
１７    電磁シャットバルブ
１９    排気側カム角センサ（実カム位相検出手段）
２１    排気側ＶＴＣアクチュエータ（カム位相可変手段）
２９    スプールバルブ
３１    リニアソレノイド
３３    ロックピン（カム位相固定手段）
３６    バイパスバルブ
３９    スプール
５１    排気側ＶＬＣ機構（バルブリフト可変手段）
６３    ＣＴＡ
７０    エンジンＥＣＵ
７２    目標カム位相設定部（目標カム位相設定手段）
７４    フェール判定制御部（失陥判定手段、失陥時駆動制御手段）
Ｅ      エンジン（開弁特性可変型内燃機関）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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