(57)【要約】【課題】スプロケットとベーンロータとの相対的な回転を規制する規制機構について、その動作に異常が生じていることを的確に診断することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】可変動弁装置は、バルブタイミング可変機構と、規制機構５９と、診断装置とを備える。規制機構５９は、ベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相を超えて遅角側に変化することを規制する。診断装置は、ベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもとで規制ピン６６を突出する旨の指令がなされているとき、ベーンロータ６１を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令をする。その後にベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも遅角側にある旨判定されたとき、規制機構５９に異常が生じている旨診断する。【選択図】図６
2010159697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合してこれら回転体の相対的な回転を規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が最遅角位相よりも進角側にある遅角規制位相を超えて遅角側に変化することを規制するものであり、
前記出力回転体の回転位相が前記遅角規制位相よりも進角側にある状況のもとで前記規制体を前記突出側回転体から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとで前記出力回転体を前記遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信され、この指令の送信がなされた後に前記出力回転体の回転位相が前記遅角規制位相よりも遅角側にある旨判定されたことに基づいて、前記規制機構に異常が生じている旨診断する診断手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記遅角規制位相は、前記出力回転体の最遅角位相近傍に設定される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合してこれら回転体の相対的な回転を規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の端部の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が規制位相を超えて変化することを規制するものであり、また前記規制体と前記規制溝内に設けられる規制穴とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相を最遅角位相よりも進角側にある中間規制位相に固定するものであり、
前記出力回転体の回転位相が前記中間規制位相にある状況のもとで前記規制体を前記突出側回転体から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとで前記出力回転体の回転位相を前記中間規制位相に対して進角側または遅角側に変更する旨の指令が送信され、この指令の送信がなされた後に前記出力回転体の回転位相が前記中間規制位相に対して進角側または遅角側にある旨判定されたことに基づいて、前記規制機構に異常が生じている旨診断する診断手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記規制穴は、前記出力回転体の最遅角位相に対応して設けられ前記出力回転体の回転位相を最遅角位相に固定する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記規制体は、前記突出側回転体としての前記出力回転体に設けられるものであり、
前記規制溝は、前記係合側回転体としての前記入力回転体に設けられるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
当該可変動弁装置は、前記機関バルブの最大バルブリフト量を変更するバルブリフト量可変機構をさらに備えるものであり、
前記規制機構は、前記機関バルブの最大バルブリフト量が基準リフト量よりも大きい値に設定されることに基づいて、前記突出側回転体から突出する前記規制体と前記係合側回転体の前記規制溝の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が最進角位相よりも遅角側にある進角規制位相を超えて進角側に変化することを規制するものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミング可変機構と、バルブタイミングの可変範囲を規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車エンジン等の内燃機関において最適な条件で燃料を燃焼させるために、吸気バルブの最大バルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構と、吸気バルブのバルブタイミング特性を可変とするバルブタイミング可変機構とを有した可変動弁装置が提案されている。
【０００３】
このような可変動弁装置は、バルブリフト量可変機構により吸気バルブの最大バルブリフト量を大きくした場合に、吸気バルブの吸気カムの位相を進角したときに、吸気バルブとピストンが衝突してしまうことがあった。
【０００４】
そこで、特許文献１において、このような吸気バルブとピストンとの衝突（以下、「バルブスタンプ」という。）を回避する技術が提案されている。当該技術では、バルブリフト量が小さい低速カムからバルブリフト量が大きい高速カムに切替えたときに、ベーンロータの規制ピンをハウジングに設けられた溝に挿入することにより、ベーンロータが進角規制位相を超えて進角することを規制している。これにより、吸気バルブの最大バルブリフト量を大に設定したときに、バルブスタンプを回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、規制ピンがベーンロータから突出することのできない固着状態が生じたときには、使用されるカムが低速カムから高速カムに切り替えられたことに基づいてバルブタイミング可変機構の進角動作を規制しようにも、これを実現することはできない。そのため、規制ピンを備えない可変動弁装置と同様にバルブスタンプをまねく虞が依然として残ることになる。
【０００７】
そこでこうした異常に対応するため、まずは規制ピンの動作に異常が生じていることを的確に診断することが要求されるものの、いまのところそうした技術の提案はなされていない。
【０００８】
なおこうした問題は、上記構成の可変動弁装置に限られるものではなく、ハウジング等の入力回転体またはベーンロータ等の出力回転体から突出する規制体と、これに対応する規制溝との係合により、入力回転体と出力回転体との相対的な回転を規制する規制機構を備える可変動弁装置であれば同様に生じ得るものといえる。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力回転体と出力回転体との相対的な回転を規制する規制機構について、その動作に異常が生じていることを的確に診断することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合してこれら回転体の相対的な回転を規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が最遅角位相よりも進角側にある遅角規制位相を超えて遅角側に変化することを規制するものであり、前記出力回転体の回転位相が前記遅角規制位相よりも進角側にある状況のもとで前記規制体を前記突出側回転体から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとで前記出力回転体を前記遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信され、この指令の送信がなされた後に前記出力回転体の回転位相が前記遅角規制位相よりも遅角側にある旨判定されたことに基づいて、前記規制機構に異常が生じている旨診断する診断手段を備えることを要旨としている。
【００１１】
本発明によれば、規制機構に異常が生じておらず、且つ出力回転体の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもと、規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信されたとき、規制体が突出側回転体から突出して規制溝内に位置するようになる。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、出力回転体を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制体と規制溝の壁面との係合により出力回転体の遅角側に向けての回転が遅角規制位相にて規制されるようになる。一方、規制機構に異常が生じている場合は、出力回転体の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもと、規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信されたとき、規制体が突出側回転体から突出することなく突出側回転体に収容された状態が維持されている。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、出力回転体を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制体と規制溝の壁面とが係合することはないため出力回転体が遅角規制位相を超えて遅角側に回転することとなる。そして、上記の動作に基づき上記診断手段を通じて規制機構に異常が生じている旨診断するようにしている。そのため、規制機構の動作に異常が生じていることを的確に診断することができる。なお、［特許請求の範囲］の欄及び当該［課題を解決するための手段］の欄において、「出力回転体の回転位相」は特に断りがない限りは入力回転体に対する出力回転体の回転位相を示すものとする。
【００１２】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記遅角規制位相は、前記出力回転体の最遅角位相近傍に設定されることを要旨としている。
【００１３】
本発明によれば、位相規制が行われ、規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信されている状況においては、出力回転体を、最遅角位相近傍の回転位相にまで回転させることができる。すなわち、上記診断手段は、出力回転体を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令を出すという構成を採用し、規制体を遅角規制位相に対応する回転位相において規制溝と係合させる構成としていることから、位相規制が行われている際には出力回転体は遅角規制位相よりも遅角側に回転することができない。上記構成によれば、バルブタイミングの可変範囲が狭められる範囲を抑制することができる。
【００１４】
（３）請求項３に記載の発明は、クランクシャフトに連動する入力回転体と機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのカムシャフトに連動する出力回転体との相対的な回転位相を操作して同バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに係合してこれら回転体の相対的な回転を規制する規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記規制機構は、前記入力回転体及び前記出力回転体の一方である突出側回転体から突出する規制体と前記入力回転体及び前記出力回転体の他方である係合側回転体に設けられる規制溝の端部の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が規制位相を超えて変化することを規制するものであり、また前記規制体と前記規制溝内に設けられる規制穴とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相を最遅角位相よりも進角側にある中間規制位相に固定するものであり、前記出力回転体の回転位相が前記中間規制位相にある状況のもとで前記規制体を前記突出側回転体から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとで前記出力回転体の回転位相を前記中間規制位相に対して進角側または遅角側に変更する旨の指令が送信され、この指令の送信がなされた後に前記出力回転体の回転位相が前記中間規制位相に対して進角側または遅角側にある旨判定されたことに基づいて、前記規制機構に異常が生じている旨診断する診断手段を備えることを要旨としている。
【００１５】
本発明によれば、規制機構に異常が生じておらず、且つ出力回転体の回転位相が中間規制位相にある状況のもと、規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信されたとき、規制体が突出側回転体から突出して規制溝内の規制穴に嵌め込まれるようになる。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、出力回転体を中間規制位相よりも進角側または遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制体と規制穴の壁面との係合により出力回転体の進角側または遅角側に向けての回転が規制されるようになる。一方、規制機構に異常が生じている場合は、且つ出力回転体の回転位相が中間規制位相にある状況のもと、規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信されたとき、規制体が突出側回転体から突出することなく同回転体に収容された状態が維持されている。同指令の送信が継続されている状況のもと、出力回転体を中間規制位相よりも進角側または遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制体と規制穴の壁面とが係合することはないため出力回転体が中間規制位相に対して進角側または遅角側に回転することとなる。そして、上記の動作に基づき上記診断手段を通じて規制機構に異常が生じている旨診断するようにしている。したがって、規制機構の動作に異常が生じていることを的確に診断することができる。
【００１６】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制穴は、前記出力回転体の最遅角位相に対応して設けられ前記出力回転体の回転位相を最遅角位相に固定することを要旨としている。
【００１７】
この構成では、規制機構の異常についての診断は、最遅角位相において行われる。この際、出力回転体の回転位相が最遅角位相にある状況のもとで規制体を突出側回転体から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとで出力回転体の回転位相を最遅角位相に対して進角側に変更する旨の指令が送信される。そして、この指令の送信がなされた後に出力回転体の回転位相が最遅角位相に対して進角側にある旨判定されたことに基づいて、規制機構に異常が生じている旨診断することとなる。
【００１８】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記規制体は、前記突出側回転体としての前記出力回転体に設けられるものであり、前記規制溝は、前記係合側回転体としての前記入力回転体に設けられるものであることを要旨としている。
【００１９】
この構成では、規制機構は、出力回転体から突出する規制体と入力回転体に設けられる規制溝の壁面とを互いに係合して出力回転体の回転位相が最遅角位相よりも進角側にある遅角規制位相を超えて遅角側に変化することを規制することとなる。又は、規制機構は、規制体と規制溝内に設けられる規制穴の壁面とを互いに係合して出力回転体の回転位相を中間規制位相又は最遅角位相で固定するものが設けられたものとなる。
【００２０】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、当該可変動弁装置は、前記機関バルブの最大バルブリフト量を変更するバルブリフト量可変機構をさらに備えるものであり、前記規制機構は、前記機関バルブの最大バルブリフト量が基準リフト量よりも大きい値に設定されることに基づいて、前記突出側回転体から突出する前記規制体と前記係合側回転体の前記規制溝の壁面とを互いに係合して前記出力回転体の回転位相が最進角位相よりも遅角側にある進角規制位相を超えて進角側に変化することを規制するものであることを要旨としている。
【００２１】
この構成では、出力回転体が入力回転体に対して規制位相を超えて進角または遅角することを規制する規制機構において、上記診断手段を通じて上記に示したような動作を行わせることにより、この規制機構について異常が生じている旨を診断することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の内燃機関の可変動弁装置を具体化した第１実施形態について、同機関の構成を模式的に示す構成図。
【図２】（ａ）同実施形態の可変動弁装置を構成するバルブタイミング可変機構について、その平面構造を示す平面図。（ｂ）同バルブタイミング可変機構について、同（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面構造を示す断面図。（ｃ）同バルブタイミングか変機構について、同（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のバルブタイミング可変機構について、その油圧供給回路の構成を模式的に示す模式図。
【図４】（ａ）同実施形態のバルブタイミング可変機構について、その断面構造を平面上に展開してこれを模式的に示し、規制ピンを収容した状態を示した模式図。（ｂ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンを突出した状態を示した模式図。（ｃ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンと規制溝とが係合しベーンロータが進角規制位相で規制されている状態を示した模式図。
【図５】同実施形態の可変動弁装置について、その吸気バルブのバルブタイミング及び最大バルブリフト量の制御態様の一例を示すグラフ。
【図６】（ａ）同実施形態のバルブタイミング可変機構について、規制ピンを突出させる指令を送信したときの状態を示した模式図。（ｂ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに出していない状態を示した模式図。（ｃ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに突出している状態を示した模式図。
【図７】同実施形態の電子制御装置により実行される「規制機構動作異常診断処理」について、その処理手順を示すフローチャート。
【図８】（ａ）第２実施形態のバルブタイミング可変機構について、規制ピンを突出させる指令を送信したときの状態を示した模式図。（ｂ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに突出していない状態を示した模式図。（ｃ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに突出している状態を示した模式図。
【図９】同実施形態の電子制御装置により実行される「規制機構動作異常診断処理」」について、その処理手順を示すフローチャート。
【図１０】（ａ）第３実施形態のバルブタイミング可変機構について、規制ピンを突出させる指令を送信したときの状態を示した模式図。（ｂ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに突出していない状態を示した模式図。（ｃ）同バルブタイミング可変機構について、規制ピンが指令通りに突出している状態を示した模式図。
【図１１】同実施形態の電子制御装置により実行される「規制機構動作異常診断処理」について、その処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜７を参照して、本発明にかかる内燃機関の可変動弁装置を吸気バルブのバルブタイミング及び最大バルブリフト量を変更する可変動弁装置として具体化した第１実施形態について説明する。
【００２４】
内燃機関１のエンジン本体１０には、複数の気筒を有するシリンダブロック１２が設けられている。各気筒内には、ピストン１３が設けられている。ピストン１３は、コネクティングロッド１９を介してエンジン本体１０の下部に設けられたクランクシャフト１８に連結されている。
【００２５】
シリンダブロック１２の上部には、シリンダヘッド１１が設けられている。シリンダヘッド１１の底面とピストン１３の上端面とによって囲まれた空間により燃焼室１４が形成されている。シリンダヘッド１１には、それぞれ燃焼室１４に連通する吸気通路１６及び排気通路１７が設けられている。エンジン本体１０の外部の空気は、吸気通路１６を介して燃焼室１４に吸入される。この吸気通路１６を流れる吸気の量は「スロットルバルブ」の開度に応じて調整される。燃焼室１４で生じた排気は排気通路１７を介してエンジン本体１０の外部へ排出される。
【００２６】
シリンダヘッド１１の吸気ポートには、燃料噴射弁２０が設けられている。燃料噴射弁２０は、電子制御装置９０の指令により開弁して燃料を噴射供給する。燃料噴射弁２０から噴射された燃料は、吸気と混合して混合気を形成する。また、シリンダヘッド１１には、燃焼室１４内の混合気に対して点火を行う点火プラグ１５が設けられている。さらに、シリンダヘッド１１には、吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉するための吸気バルブ４０及び排気バルブ４６が開閉可能に設けられている。またシリンダヘッド１１の上部には、吸気バルブ４０及び排気バルブ４６のそれぞれを開閉駆動させるための吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７が設けられている。吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７は、タイミングベルトによってクランクシャフト１８に連結されている。すなわち、吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７の回転により、吸気バルブ４０及び排気バルブ４６が開閉駆動され、吸気ポート及び排気ポートと燃焼室１４とが連通又は遮断される。
【００２７】
シリンダヘッド１１には、吸気バルブ４０のバルブ特性を変更する可変動弁装置２が設けられている。可変動弁装置２には、吸気バルブ４０のバルブタイミング（以下、「バルブタイミングＩＮＶＴ」）を変更するバルブタイミング可変機構５０と、吸気バルブ４０の最大バルブリフト量（以下、「最大バルブリフト量ＩＮＶＬ」）を変更するバルブリフト量可変機構３０とが設けられている。
【００２８】
バルブリフト量可変機構３０は、最大バルブリフト量ＩＮＶＬを上限の最大バルブリフト量（以下、「上限バルブリフト量ＩＮＶＬｍａｘ」）と下限の最大バルブリフト量（以下、「下限バルブリフト量ＩＮＶＬｍｉｎ」）との間で連続的に変更する。また、最大バルブリフト量ＩＮＶＬの変更に対応し、吸気バルブ４０の作用角も変更される。すなわち最大バルブリフト量ＩＮＶＬは、作用角の上限量に対応する上限バルブリフト量ＩＮＶＬｍａｘと、作用角の下限量に対応する下限バルブリフト量ＩＮＶＬｍｉｎとの間で連続的に変更される。
【００２９】
バルブリフト量可変機構３０は、吸気バルブ４０の上端に当接する吸気ロッカアーム４４と吸気カムシャフト４１との間に設けられている。またバルブリフト量可変機構３０は、シリンダヘッド１１に対して揺動可能に支持されたアームアッシ３１を備えている。吸気ロッカアーム４４の一端部はラッシュアジャスタ４３によって支持され、吸気ロッカアーム４４の他端部は吸気バルブ４０に接触している。
【００３０】
アームアッシ３１は、吸気カムシャフト４１の回転が入力される入力アーム３３と、吸気ロッカアーム４４を揺動させる出力アーム３２と、アームアッシ３１に対して軸方向に移動するコントロールシャフト３４とを備えている。アームアッシ３１は、コントロールシャフト３４が軸方向に駆動することにより、入力アーム３３と出力アーム３２との揺動方向における相対位置を変更する。コントロールシャフト３４は、電子制御装置９０による指令により動作するアクチュエータ３５により駆動される。
【００３１】
エンジン本体１０にはその機関運転状態を検出するため、クランクポジションセンサ９１、作用角センサ９２、カムポジションセンサ９３等の各種センサが設けられている。クランクポジションセンサ９１は、クランクシャフト１８の付近に設けられ、このクランクシャフト１８の回転角度に応じた信号を出力する。作用角センサ９２は、バルブリフト量可変機構３０に設けられ、吸気バルブ４０の作用角に対応する信号を出力する。カムポジションセンサ９３は、吸気カムシャフト４１の付近に設けられ、吸気カムシャフト４１の回転角度に応じた信号を出力する。
【００３２】
内燃機関１の各種制御は電子制御装置９０によって行われる。電子制御装置９０は各センサの検出信号がそれぞれ取り込まれる。そして、それらの検出信号に基づいて演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を行う。例えば、上記各センサ等により検出される機関運転状態に基づいて点火プラグ１５や燃料噴射弁２０の駆動が制御される。また、電子制御装置９０は、クランクポジションセンサ９１及びカムポジションセンサ９３の出力に基づいて実際の吸気バルブ４０のバルブタイミングＩＮＶＴを算出する。さらに、機関運転状態に応じて所望の特性となるようにクランクポジションセンサ９１、作用角センサ９２、カムポジションセンサ９３等の信号に基づいて、バルブタイミング可変機構５０及びバルブリフト量可変機構３０が制御され、吸気バルブ４０のバルブタイミングＩＮＶＴや最大バルブリフト量ＩＮＶＬが設定される。
【００３３】
図２を参照して、バルブタイミング可変機構５０の構成について説明する。なお、図２（ａ）はバルブタイミング可変機構５０の平面構造を示している。また、同図（ｂ）は同図（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面構造を示している。また、同図（ｃ）は同図（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面構造を示している。
【００３４】
バルブタイミング可変機構５０は、クランクシャフト１８の回転位相に対する吸気カムシャフト４１の相対的な回転位相を調節して、吸気バルブ４０のバルブタイミングＩＮＶＴを変更する。バルブタイミング可変機構５０は、バルブタイミングＩＮＶＴを最も進角側のタイミング（以下、「最進角ＩＮＶＴｍａｘ」）と最も遅角側のタイミング（以下、「最遅角ＩＮＶＴｍｉｎ」）との間で連続的に変更する。
【００３５】
また、バルブタイミング可変機構５０には、吸気バルブ４０とピストン１３との衝突すなわちバルブスタンプの発生を防止するための規制機構５９が設けられている。さらに、バルブタイミング可変機構５０には、バルブタイミングＩＮＶＴを所定位相に固定するロック機構が設けられている。以下、具体的な構造について説明する。
【００３６】
図２（ａ）に示されるように、バルブタイミング可変機構５０は、クランクシャフト１８と同期して回転するスプロケット６０と、吸気カムシャフト４１の同軸に設けられスプロケット６０に対して相対的に回動するベーンロータ６１と、ベーンロータ６１を収容するハウジング５１とを備えている。
【００３７】
スプロケット６０は、タイミングベルトを介してクランクシャフト１８と駆動連結され、クランクシャフト１８と同期して回転する。
ベーンロータ６１は、ロータ本体６３と、ロータ本体６３から径方向に突出して形成された３つのベーン６２とから構成されている。また、ロータ本体６３と吸気カムシャフト４１の回転軸が同軸となるように、ベーンロータ６１は吸気カムシャフト４１の先端にセンタボルトによって固定され、吸気カムシャフト４１と一体に回転するように構成とされている。さらに、吸気カムシャフト４１及びベーンロータ６１は、スプロケット６０の軸と同軸とされ、このスプロケット６０に対して相対的に回動するとともに、スプロケット６０に対して所定の角度で保持されスプロケット６０とともに回転するように構成されている。
【００３８】
また、ベーンロータ６１のベーン６２の一つには、ベーンロータ６１をロック位置に固定するためのロックピン６９が突き出し可能に設けられ、他のベーン６２には、ベーンロータ６１の回動を規制する規制ピン６６が突き出し可能に設けられている。
【００３９】
ハウジング５１は、ハウジング本体５２及びカバー５３により構成されている。ハウジング本体５２は複数の取り付けボルトでスプロケット６０に締結され、スプロケット６０と一体に回転する構成とされている。
【００４０】
ハウジング本体５２には、ベーンロータ６１のベーン６２のそれぞれが収容される３つの収容室５４が設けられている。これら各収容室５４は隔壁５５によって隔てられている。また、各収容室５４はベーン６２により遅角油圧室６４と進角油圧室６５に分割されている。具体的には、ベーン６２の端面６２ａは収容室５４の内周面５４ｃと摺接する一方、隔壁５５の端面５５ａは、ロータ本体６３の外周面６３ａと摺接している。また、ベーンロータ６１が最遅角に相当する位置にまで回動するとベーン６２の最遅角側の側面６２ｒが収容室５４の最遅角側の側面５４ｒに当接し、ベーンロータ６１が最進角に相当する位置にまで回動するとベーン６２の最進角側の側面６２ｆが収容室５４の最進角側の側面５４ｆに当接するように構成とされている。なお、遅角油圧室６４は、ベーンロータ６１を遅角側に回動する際に拡張し、進角油圧室６５は、ベーンロータ６１を進角側に回動する際に拡張する。そして、電子制御装置９０の指令に基づき遅角油圧室６４及び進角油圧室６５の油圧を制御し、ベーンロータ６１をスプロケット６０に対して回転させることによって、吸気カムシャフト４１の回転位相を相対的に進角又は遅角させている。
【００４１】
規制機構５９は、吸気バルブ４０とピストン１３との衝突の発生を防止するために、ベーンロータ６１とスプロケット６０との相対的な回転位相を機械的に規制するものである。この規制機構５９は、規制ピン６６と規制溝６８とから構成されている。
【００４２】
規制ピン６６は、バルブリフト量可変機構３０において、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが、吸気バルブ４０とピストン１３との衝突の発生する可能性が生じる「規制リフト値（基準リフト量）ＩＮＶＬｘ」以上の値に設定されるときに、電子制御装置９０の指令により、突出されるように構成されている。
【００４３】
具体的には、円柱状の規制ピン６６が、ベーン６２に、ベーンロータ６１の回転軸に沿う方向に突出可能に設けられている。また規制ピン６６は、付勢ばね６７によって常にベーン６２の規制ピン収容室６６ｃ内に収容される方向に付勢されている。規制ピン６６の後端部には、作動油の油圧を作用させる規制ピン作動室６６ｂが形成されている。そして、規制ピン作動室６６ｂの油圧が所定の圧力以上になるとその油圧によって規制ピン６６が付勢ばね６７の付勢力に抗して押し出される。規制ピン作動室６６ｂの油圧が低下する時には付勢ばね６７による付勢力の作用によって規制ピン６６がベーン６２の規制ピン収容室６６ｃに収容される。
【００４４】
一方、スプロケット６０には、ベーンロータ６１が遅角規制位相から進角規制位相に対応する回動位相まで進角する場合において規制ピン６６が通過する軌跡に対応する部分に、規制ピン６６が突出した状態で挿入されるように、規制溝６８が形成されている。すなわち、規制ピン６６を突出した状態において、ベーンロータ６１が、進角規制位相から遅角規制位相まで対応する回転位相の範囲で回転でき、これらの位相でベーンロータ６１の回転が規制されるように規制溝６８が形成されている。
【００４５】
「進角規制位相」とは、バルブリフト量可変機構３０において、最大バルブリフト量ＩＮＶＬとして、吸気バルブ４０とピストン１３との衝突の発生する可能性がある「規制リフト値ＩＮＶＬｘ」以上の値に設定されるとき、バルブスタンプを回避するために、ベーンロータ６１の進角を規制する進角側の規制位相を示している。また、「遅角規制位相」は、最遅角近傍に設けられ、規制機構５９の動作異常検出処理を行うにあたって、ベーンロータ６１の遅角を規制する際の遅角側の規制位相を示している。
【００４６】
具体的には、規制溝６８の進角側の端部６８ａには当接面６８ｃ（図４参照）が設けられている。当接面６８ｃは、ベーンロータ６１が進角規制位相に対応する回転位相に回転したときに規制ピン６６に当接するように構成され、これにより、バルブタイミングＩＮＶＴについて進角規制位相を超えることを抑制している。また、規制溝６８の遅角側の端部６８ｂには当接面６８ｄ（図４参照）が設けられている。当接面６８ｄは、ベーンロータ６１が遅角規制位相に対応する回転位相に回転したときに規制ピン６６に当接するように構成され、これにより、バルブタイミングＩＮＶＴについて遅角規制位相を超えることを抑制している。
【００４７】
ロック機構は、ロックピン６９とロック孔６９ａとから構成されている。ロックピン６９は、機関停止時等においてベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相に回転したときに駆動し、ベーンロータ６１をその回転位相で固定するためのピンである。このロックピン６９は、所定のベーン６２に、ベーンロータ６１の回転軸に沿う方向に突出可能に設けられ、図示しない付勢ばねによって常にベーン６２から突出する方向に付勢されている。また、ロックピン６９の先端部には、作動油の油圧を作用させるロックピン作動室（図示省略）が形成されている。一方、スプロケット６０には、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相に回動した場合におけるロックピン６９の位置に対向する部分に、ロックピン６９が挿入されるロック孔６９ａが形成されている。このような構成によりロックピン６９は次のように動作する。すなわち、機関運転停止状態等においてオイルポンプ７８（図３参照）が停止し進角油圧室６５の油圧が低下するとき、付勢ばねの付勢力によってロックピン６９がベーン６２から突出する。そして、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相まで回転すると、ロックピン６９がロック孔６９ａに挿入し、ベーンロータ６１が固定される。一方、機関運転が開始され、進角油圧室６５の油圧が所定の圧力以上になると、ロックピン作動室の油圧によってロックピン６９が付勢ばねの付勢力に抗して押し戻され、ロックピン６９とロック孔６９ａとの係合が解除される。
【００４８】
図３を参照して、バルブタイミング可変機構５０の油圧制御系について説明する。
油圧制御系は、ベーンロータ６１及びロックピン６９の駆動を制御する第１油圧制御系７０と、規制ピン６６の駆動を制御する第２油圧制御系８０とから構成されている。
【００４９】
第１油圧制御系７０は、作動油を遅角油圧室６４に供給又は排出する遅角油路７２と、進角油圧室６５及びロックピン作動室に作動油を供給又は排出する進角油路７３と、油路に作動油を供給する第１供給油路７４と、油路から作動油を排出する第１排出油路７５と、作動油の供給、排出及び保持を制御する第１油圧制御弁７１とを備えている。また、第１供給油路７４には、オイルパン７７からの作動油を所定圧で送り出すオイルポンプ７８が設けられている。そして、ベーンロータ６１を遅角側に回動させるときには、第１油圧制御弁７１の制御により、遅角油路７２が第１供給油路７４に接続されるとともに、進角油路７３は第１排出油路７５と接続される。また、ベーンロータ６１を進角側に回動させるときには、遅角油路７２は第１排出油路７５に接続されるとともに、進角油路７３は第１供給油路７４に接続される。
【００５０】
第２油圧制御系８０は規制ピン作動室６６ｂ（図２参照）に作動油を供給するピン作動油路８２と、規制ピン作動室６６ｂから作動油を排出するピン収容油路８３を備えている。さらに、第２油圧制御系８０は、オイルパン７７から規制ピン作動室６６ｂへ作動油を供給する第２供給油路８４と、規制ピン作動室６６ｂから作動油を排出する第２排出油路８５と、作動油の供給、排出及び保持を制御する第２油圧制御弁８１とを備えている。そして、規制ピン６６を突出させるときには、第２油圧制御弁８１の駆動により、ピン作動油路８２を第２供給油路８４に接続して規制ピン作動室６６ｂに作動油を供給する一方、規制ピン６６を収容するときには、第２油圧制御弁８１の駆動により、ピン収容油路８３を第２排出油路８５に接続して規制ピン作動室６６ｂから作動油を排出する。
【００５１】
図４（ａ）〜（ｃ）を参照して規制ピン６６の動作について説明する。機関運転状態にあり、バルブリフト量可変機構３０における最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ未満の値に設定されるときは、図４（ａ）に示すように、規制ピン６６はベーン６２の規制ピン収容室６６ｃに収容されている。このとき、規制機構５９によりベーンロータ６１の回転は規制されないため、ベーンロータ６１は最遅角から最進角に至る範囲に対応する回転位相で回転可能となっている。したがって、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ未満の値に設定されるときは、吸気バルブ４０のバルブタイミングＩＮＶＴは、最進角から最遅角までの範囲で設定されうる。
【００５２】
機関運転状態にあり、バルブリフト量可変機構３０における最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ以上の値に設定されるときは、位相規制が行われる。すなわち、同図（ｂ）に示すように、規制ピン６６はベーン６２から突き出され、規制溝６８に挿入される。また、この動作と同時にベーンロータ６１が遅角規制位相から進角規制位相までの位相範囲に対応する回転位相にあるように、電子制御装置９０の指令により第１油圧制御弁７１を介してベーンロータ６１が制御される。ところが、機関運転中は油圧変動により、電子制御装置９０の指令通りにベーンロータ６１が制御されず、ベーンロータ６１が、進角規制位相を超えた位相に対応する回転位相にまで回動しようとすることがある。このとき、同図（ｃ）に示すように、規制ピン６６が規制溝６８の当接面６８ｃに当接しベーンロータ６１の回動が規制される。したがって、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ以上の値に設定されるときは、位相規制により、ベーンロータ６１の回転位相については遅角規制位相から進角規制位相に対応する範囲で規制されるため、バルブタイミングＩＮＶＴは遅角規制位相から進角規制位相の範囲に規制されることとなる。
【００５３】
バルブリフト量可変機構３０における最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ以上の値から規制リフト値ＩＮＶＬｘ未満の値に変更されるときは、位相規制が解除される。このとき、電子制御装置９０によるベーンロータ６１の位相規制の解除とともに、規制ピン６６は規制ピン収容室６６ｃに収容される。
【００５４】
図５を参照して、可変動弁装置２による吸気バルブ４０のバルブタイミング及び最大バルブリフト量ＩＮＶＬの制御態様について、その一例を説明する。
領域Ｆは、吸気バルブ４０の制御におけるバルブタイミングＩＮＶＴ及び最大バルブリフト量ＩＮＶＬの設定範囲を示している。すなわち、これらバルブタイミングＩＮＶＴ及び最大バルブリフト量ＩＮＶＬの値は、機関運転状況又は機関停止によって、領域Ｆの範囲内で設定される。この設定例では、バルブタイミングＩＮＶＴは、その値を最遅角ＩＮＶＴｍｉｎに近づけるほど最大バルブリフト量ＩＮＶＬが大きくなるように、設定している。
【００５５】
さらに、機関運転状況及び機関停止状況において、バルブタイミングＩＮＶＴの位相は、次のように規制されている。
すなわち、最大バルブリフト量ＩＮＶＬの設定値が規制リフト値ＩＮＶＬｘ以上である場合には、位相規制が行われる。すなわち、規制ピン６６を突出させ、ベーンロータ６１を遅角規制位相から進角規制位相までの位相範囲に対応する回転位相にあるように機械的に規制している。これにより、油圧変動によりベーンロータ６１が揺動することにより、同図の矢印のようにバルブタイミングＩＮＶＴの値が設定値とは異なる値になるような事態が生じたとしても、バルブタイミングＩＮＶＴは少なくとも遅角規制位相から進角規制位相までの範囲内に保持される。このような構成により、バルブタイミングＩＮＶＴについて、バルブスタンプが生じる可能性のある領域（領域Ａと領域Ｂとを併合した領域）に設定される状況において、領域Ｂへの進角が機械的に規制されるので、バルブスタンプが生じる領域Ｅへの進角が抑制される。すなわち、バルブタイミングＩＮＶＴ及び最大バルブリフト量ＩＮＶＬについて領域Ｆに設定されているとき、バルブタイミング可変機構５０の作動油の変動により、ベーンロータ６１が揺動しベーンロータ６１が進角する状況が生じても、上記のように機械的にベーンロータ６１の回転位相が規制される。したがって、バルブタイミングＩＮＶＴが進角規制位相を超えることがない。
【００５６】
なお、本実施形態においては、上記の位相規制により、バルブタイミングＩＮＶＴは遅角規制位相から進角規制位相までの範囲内に規制されることとなるものの、遅角規制位相における規制が実質的に作用する状況が生じるのは、実質的には、規制機構５９の動作異常検出処理のときである。
【００５７】
一方、最大バルブリフト量ＩＮＶＬにおいて規制リフト値ＩＮＶＬｘ未満の場合には、位相規制を解除し、規制ピン６６を規制ピン収容室６６ｃに収容する設定としている。バルブタイミングＩＮＶＴは、領域Ｃと領域Ｄを併合した領域において設定されうる。このように位相規制が行われないのは、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ未満であるときは、油圧変動によりベーンロータ６１が揺動しバルブタイミングＩＮＶＴが設定値とは異なる値に変更されてもバルブスタンプは生じないためである。
【００５８】
なお、同図中、領域Ａは、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘを超える値とされ、バルブタイミングＩＮＶＴが「進角規制位相」より遅角側の値に設定される領域を示している。領域Ｂは、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘを超える値とされ、バルブタイミングＩＮＶＴが「進角規制位相」より進角側の値に設定される領域を示している。領域Ｃは、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ以下の値とされ、バルブタイミングＩＮＶＴが「進角規制位相」より遅角側の値に設定される領域を示している。領域Ｄは、最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘ以下の値とされ、バルブタイミングＩＮＶＴが「進角規制位相」より進角側の値に設定される領域を示している。領域Ｅは、その領域において最大バルブリフト量ＩＮＶＬ及びバルブタイミングＩＮＶＴを設定すればバブルスタンプが生じる領域を示している。
【００５９】
図６及び図７を参照して規制機構５９の動作異常検出処理について説明する。この処理は、各種センサからの信号に基づき、上記電子制御装置９０に内蔵されている診断手段により実行される。また、機関運転中において電子制御装置９０により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、同図は、バルブタイミング可変機構５０について、その断面構造を平面上に展開し、規制機構５９とロック機構とを同じベーン６２に配置して簡略化した模式図である。
【００６０】
まず、図６（ａ）に示すように、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態において、ベーンロータ６１を最遅角に対応する位相まで回動する旨の指令を送信する（ステップＳ１０）。さらに、この指令からの経過時間Ｔが判定時間Ｔｘを過ぎたとき、ベーンロータ６１の回転位相を検出する。このとき、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相にあるかについて判定する（ステップＳ１１）。なお、判定時間Ｔｘとは、指令が出された時から規制ピン６６の動作異常について判定することができる時までの時間を示し、例えば、ベーンロータ６１の実際の回転位相から最遅角に対応する回転位相に至るまでの所要時間にマージン時間を加えた時間として与えられる。
【００６１】
同図（ｂ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらず規制ピン６６が突出しないときは、ベーンロータ６１が遅角規制位相を超えて回転する。このようにベーンロータ６１が、遅角規制位相よりも遅角側の位相に対応する回転位相にまで回転しているときは、規制機構５９が動作異常である旨の判定をする（ステップ１２）。すなわち、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらずベーンロータ６１が遅角規制位相を超えて回転しているという現象に基づいて規制ピン６６が指令通りに動作していないと判断し、規制機構５９の動作異常である旨の判定がなされる。この判定のときは、所定の処理が行われる。例えば、外部からのインターフェイスにより記録データを読み取ることができる記憶装置に、規制機構５９の異常動作の発生の事実を記憶させる処理が行われる。
【００６２】
同図（ｃ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令に従って規制ピン６６が突出しているときは、次のようになる。すなわち、このようなときは、ベーンロータ６１が遅角規制位相を超える回転位相にまで回転するときに規制ピン６６が規制溝６８の端部６８ｂの当接面６８ｄに当接することにより、ベーンロータ６１が遅角規制位相に対応する回転位相において停止する。このようなときは、規制ピン６６には動作異常が発生していない旨の判定をする（ステップＳ１３）。すなわち、指令通りに規制ピン６６が突出され規制ピン６６と規制溝６８との当接によりベーンロータ６１の回動が規制されているという現象に基づいて、規制ピン６６が指令通りに動作していると判断し、動作異常が発生しない旨の判定がなされる。
【００６３】
本実施形態の可変動弁装置２によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、可変動弁装置２はバルブタイミング可変機構５０、規制機構５９、及び規制機構５９の規制ピン６６の動作を診断する診断手段を備えている。規制機構５９は、入力回転体としてのスプロケット６０と、出力回転体としてのベーンロータ６１とを互いに係合することにより、ベーンロータ６１がスプロケット６０に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することを規制する。そして、診断手段は、ベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもとで、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信され、この指令の送信が継続されている状況のもとでベーンロータ６１を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信される。さらに、この指令の送信がなされた後に、ベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも遅角側にある旨判定されたことに基づいて、規制機構５９に異常が生じている旨診断する。
【００６４】
本発明によれば、規制機構５９に異常が生じておらず、且つベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出して規制溝６８内に位置するようになる。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６と規制溝６８の壁面との係合によりベーンロータ６１の遅角側に向けての回転が遅角規制位相にて規制されるようになる。
【００６５】
一方、規制機構５９に異常が生じている場合は、ベーンロータ６１の回転位相が遅角規制位相よりも進角側にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出することなくベーンロータ６１に収容された状態が維持されることがある。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６と規制溝６８の壁面とが係合することはないためベーンロータ６１が遅角規制位相を超えて遅角側に回転することとなる。そして、診断手段により、上記の動作に基づき、規制機構５９に異常が生じている旨診断するようにしている。そのため、規制機構５９の動作に異常が生じていることを的確に診断することができる。
【００６６】
（２）本実施形態では、上記の可変動弁装置２において、遅角規制位相は、ベーンロータ６１の最遅角位相近傍に設定されている。この構成によれば、位相規制が行われ、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されている状況においては、ベーンロータ６１を、最遅角位相近傍の回転位相にまで回転させることができる。すなわち、上記診断手段は、ベーンロータ６１を遅角規制位相よりも遅角側に回転する旨の指令を出すという構成を採用し、規制ピン６６を遅角規制位相に対応する回転位相において規制溝６８と係合させる構成としている。したがって、位相規制が行われている際にはベーンロータ６１は遅角規制位相よりも遅角側に回転することができず、バルブタイミングＩＮＶＴの可変範囲が狭められる。上記構成によれば、この範囲を抑制することができる。
【００６７】
（３）本実施形態では、上記の可変動弁装置２において、吸気バルブ４０の最大バルブリフト量を変更するバルブリフト量可変機構３０をさらに備えている。そして、規制機構５９は、吸気バルブ４０の最大バルブリフト量ＩＮＶＬが規制リフト値ＩＮＶＬｘよりも大きい値に設定されることに基づいて、ベーンロータ６１から突出する規制ピン６６と規制溝６８の壁面とを互いに係合し、ベーンロータ６１の回転位相が進角規制位相を超えて進角側に変化することを規制するものとして構成されている。すなわち、本実施形態では、一例として、上記構成の規制機構５９について、本発明を適用している。そして、このような規制機構５９において、上記診断手段を通じて上記に示したような動作を行わせることにより規制ピン６６の異常について診断している。
【００６８】
（第２実施形態）
図８を参照して、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置を具体化した実施形態について説明する。
【００６９】
本実施形態の内燃機関１の可変動弁装置２は、上記の第１実施形態の規制溝６８の構造及び規制機構５９の動作異常検出処理が異なるものとして構成されている。なお、本実施形態の可変動弁装置２について、以下で説明する点以外は実質的に上記の第１実施形態の可変動弁装置２と同様の構成である。
【００７０】
本実施形態に係る規制溝６８は、ベーンロータ６１が最遅角から進角規制位相に対応する回動位相まで進角する場合において規制ピン６６が通過する軌跡に対応する部分に、規制ピン６６が突出した状態で挿入されうるように、形成されている。すなわち、規制ピン６６を突出した状態において、ベーンロータ６１が、進角規制位相から最遅角まで対応する回転位相の範囲で回転でき、これらの位相でベーンロータ６１の回転が規制されるように規制溝６８が形成されている。
【００７１】
具体的には、規制溝６８の進角側の端部６８ａには当接面６８ｃが設けられている。当接面６８ｃは、ベーンロータ６１が進角規制位相に対応する回転位相に回転したときに規制ピン６６に当接するように構成され、これにより、バルブタイミングＩＮＶＴについて進角規制位相を超えることを抑制している。
【００７２】
また、規制溝６８の最遅角側の端部６８ｇには、規制ピン６６が挿入される規制穴６８ｅが形成されている。そして、規制ピン６６が突出しその先端が規制溝６８の底部を押圧している状態において、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相まで回転したときに、付勢ばね６７の付勢力により規制ピン６６が規制穴６８ｅに挿入するようになっている。また、規制穴６８ｅに規制ピン６６が挿入したときには、ベーンロータ６１は、最遅角に対応する位置で固定されるようになっている。
【００７３】
図８及び図９を参照して規制機構５９の動作異常検出処理について説明する。この処理は、各種センサからの信号に基づき、上記電子制御装置９０に内蔵されている診断手段により実行される。また、機関運転中において電子制御装置９０により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００７４】
まず、図８（ａ）に示すように、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相にある状態にあり、規制ピン６６を突出する旨の指令が出されていることにより規制ピン６６が規制穴６８ｅに係合している状態において、ベーンロータ６１を数度進角する旨の指令を送信する（ステップＳ２０）。さらに、この指令からの経過時間Ｔが判定時間Ｔｘを過ぎたとき、ベーンロータ６１の位置を検出する。このとき、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相にあるかについて判定する（ステップＳ２１）。
【００７５】
同図（ｂ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらず規制ピン６６が突出しないときは、規制ピン６６が規制穴６８ｅに係合しないため、ベーンロータ６１を数度進角する旨の指令にしたがって進角することとなる。このように、ベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相になく進角しているときは、規制機構５９が動作異常である旨の判定をする（ステップ２２）。すなわち、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらずベーンロータ６１が最遅角に対応する回転位相にないという現象に基づいて、規制ピン６６が指令通りに動作していないと判断し、規制機構５９の動作異常である旨の判定がなされる。
【００７６】
同図（ｃ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令に従って規制ピン６６が突出しているときは、次のようになる。すなわち、このようなときは、規制ピン６６は規制穴６８ｅに係合しているため、この状態において上記のようにベーンロータ６１を進角させる指令の送信がなされたときでも、ベーンロータ６１の回転位相は変化せず、最遅角に対応する回転位相に保持される。このようなときは、規制ピン６６には動作異常が発生していない旨の判定をする（ステップＳ２３）。すなわち、指令通りに規制ピン６６が突出され規制ピン６６と規制穴６８ｅとの係合によりベーンロータ６１の回動が規制されているという現象に基づいて、規制ピン６６が指令通りに動作していると判断し、動作異常が発生しない旨の判定がなされる。
【００７７】
本実施形態の内燃機関１の可変動弁装置２によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（４）本実施形態では、可変動弁装置２はバルブタイミング可変機構５０、規制機構５９、及び規制機構５９の規制ピン６６の動作を診断する診断手段を備えている。規制機構５９は、入力回転体としてのスプロケット６０と、出力回転体としてのベーンロータ６１とを互いに係合することにより、ベーンロータ６１がスプロケット６０に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することを規制する。さらに、規制機構５９は、規制ピン６６と係合する規制穴６８ｅとを有し、ベーンロータ６１を最遅角位相で固定する。そして、診断手段は、ベーンロータ６１の回転位相が最遅角位相にある状況のもとで規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信される。さらに、この指令の送信が継続されている状況のもとでベーンロータ６１の回転位相を最遅角位相に対して進角側に変更する旨の指令が送信される。そして、この指令の送信がなされた後に、ベーンロータ６１の回転位相が最遅角位相に対して進角側にある旨判定されたことに基づいて、規制機構５９に異常が生じている旨診断する。
【００７８】
本発明によれば、規制機構５９に異常が生じておらず、且つベーンロータ６１の回転位相が最遅角位相にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出して規制溝６８内の規制穴６８ｅに嵌め込まれるようになる。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を最遅角位相よりも進角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６と規制穴６８ｅとの係合によりベーンロータ６１の進角側に向けての回転が規制されるようになる。一方、規制機構５９に異常が生じている場合は、ベーンロータ６１の回転位相が最遅角位相にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出することなくベーンロータ６１に収容された状態が維持されることがある。同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を最遅角位相よりも進角側に回転する旨の指令が送信されたときは、規制ピン６６と規制穴６８ｅとが係合していないため、ベーンロータ６１が最遅角位相に対して進角側に回転することとなる。そして、診断手段により、上記の動作に基づき、規制機構５９に異常が生じている旨を診断するようにしている。したがって、規制機構５９の動作に異常が生じていることを的確に診断することができる。
【００７９】
なお、上記のように、規制溝６８に、規制ピン６６の動作を診断するための規制穴６８ｅを形成する構成によれば、第１実施形態のように、規制溝６８について最遅角位相よりも進角側に遅角規制位相を設ける必要がなくなる。したがって、本実施形態では、規制ピン６６を突出させる状態における、ベーンロータ６１の回転位相の回転位相の範囲について、バルブタイミングＩＮＶＴの規制範囲について遅角側に狭めることなく、上記診断をすることができる。
【００８０】
（第３実施形態）
図１０を参照して、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置を具体化した実施形態について説明する。
【００８１】
本実施形態の内燃機関１の可変動弁装置２は、上記の第１実施形態の規制溝６８の構造及び規制機構５９の動作異常検出処理が異なるものとして構成されている。なお、本実施形態の可変動弁装置２について、以下で説明する点以外は実質的に上記の第２実施形態の可変動弁装置２と同様の構成である。
【００８２】
本実施形態に係る規制溝６８は、第２実施形態の規制溝６８と同様の構成であり、規制穴６８ｆの配置においてのみ異なる。以下この点について説明する。すなわち、規制溝６８の遅角規制位相よりも進角側にある中間規制位相に対応する部分において、規制ピン６６が挿入される規制穴６８ｆが形成されている。そして、規制ピン６６が突出しその先端が規制溝６８の底部を押圧している状態において、ベーンロータ６１が中間規制位相に対応する回転位相まで回転したときには、付勢ばね６７の付勢力により規制ピン６６が規制穴６８ｆに挿入するようになっている。そして、規制穴６８ｆに規制ピン６６が挿入したとき、ベーンロータ６１は、中間規制位相に対応する回転位相で固定される。
【００８３】
図１０及び図１１を参照して規制機構５９の動作異常検出処理について説明する。この処理は、各種センサからの信号に基づき、上記電子制御装置９０に内蔵されている診断手段により実行される。また、機関運転中において電子制御装置９０により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００８４】
まず、図１０（ａ）に示すように、ベーンロータ６１が中間規制位相に対応する回転位相にある状態にあり、規制ピン６６を突出する旨の指令が出されていることにより規制ピン６６が規制穴６８ｆに係合している状態において、ベーンロータ６１を数度進角する旨の指令を送信する（ステップＳ３０）。さらに、この指令からの経過時間Ｔが判定時間Ｔｘを過ぎたとき、ベーンロータ６１の位置を検出する。このとき、ベーンロータ６１が中間規制位相に対応する回転位相にあるかについて判定する（ステップＳ３１）。
【００８５】
同図（ｂ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらず規制ピン６６が突出しないときは、規制ピン６６が規制穴６８ｆに係合していないため、ベーンロータ６１を数度進角する旨の指令にしたがって進角することとなる。このように、ベーンロータ６１が中間規制位相に対応する回転位相になく進角しているときは、規制機構５９が動作異常である旨の判定をする（ステップ３２）。すなわち、規制ピン６６を突出する旨の指令を出している状態にも拘わらずベーンロータ６１が中間規制位相に対応する回転位相にないという現象に基づいて、規制ピン６６が指令通りに動作していないと判断し、規制機構５９の動作異常である旨の判定がなされる。
【００８６】
同図（ｃ）に示すように、この判定時において、規制ピン６６を突出する旨の指令に従って規制ピン６６が突出しているときは、次のようになる。すなわち、このようなときは、規制ピン６６は規制穴６８ｆに係合しているため、この状態において上記のようにベーンロータ６１を進角させる指令の送信がなされたときでも、ベーンロータ６１の回転位相は変化せず、中間規制位相に対応する回転位相の状態に保持される。このようなときは、規制ピン６６には動作異常が発生していない旨の判定をする（ステップＳ３３）。すなわち、指令通りに規制ピン６６が突出され規制ピン６６と規制穴６８ｆとの係合によりベーンロータ６１の回動が規制されているという現象に基づいて、規制ピン６６が指令通りに動作していると判断し、動作異常が発生しない旨の判定がなされる。
【００８７】
本実施形態の内燃機関１の可変動弁装置２によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（５）本発明によれば、規制機構５９に異常が生じておらず、且つベーンロータ６１の回転位相が中間規制位相にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出して規制溝６８内の規制穴６８ｆに嵌め込まれるようになる。そして、同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を中間規制位相よりも進角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６と規制穴６８ｆとの係合によりベーンロータ６１の進角側に向けての回転が規制されるようになる。一方、規制機構５９に異常が生じている場合は、ベーンロータ６１の回転位相が中間規制位相にある状況のもと、規制ピン６６をベーンロータ６１から突出する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６がベーンロータ６１から突出することなくベーンロータ６１に収容された状態が維持されることがある。同指令の送信が継続されている状況のもと、ベーンロータ６１を中間規制位相よりも進角側に回転する旨の指令が送信されたとき、規制ピン６６と規制穴６８ｆとが係合していないため、ベーンロータ６１が中間規制位相に対して進角側に回転することとなる。そして診断手段により、上記の動作に基づき、規制機構５９に異常が生じている旨診断するようにしている。したがって、規制機構５９の動作に異常が生じていることを的確に診断することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態に共通して変更することのできる形態を以下に示す。
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
【００８９】
・第１実施形態では、遅角規制位相は、ベーンロータ６１の最遅角付近に対応する位相としているが、遅角規制位相は最遅角付近に対応する位相とすることに限定されない。すなわち、遅角規制位相はこのような位相としないときでも、第１実施形態で示した手順によって規制ピン６６の動作異常について判定することができる。
【００９０】
・第２及び第３実施形態では、規制ピン６６は、突出状態のときは規制溝６８の底部を押圧するように構成されているが、規制ピン６６の突出は、ベーンロータ６１の位相規制するための第１段階の突出と、ロック位置におけるベーンロータ６１の固定のための第２段階の突出との２段構成としてもよい。
【００９１】
・上記各実施形態では、ベーンロータ６１の進角を妨げる構造として、ベーンロータ６１から突出する規制ピン６６と当接面６８ｃとが当接する構造を例として挙げているが、スプロケット６０に対するベーンロータ６１の進角が妨げられる構造であればよく、これらの例に限定されない。例えば、規制ピン６６をスプロケット６０に設け、規制溝６８をベーンロータ６１に設けることにより、ベーンロータ６１の進角を妨げるように構成してもよい。
【００９２】
・また、ベーンロータ６１の進角を規制する構造として、ベーンロータ６１から突出する規制ピン６６と、スプロケット６０に設けられた突起部との係合によってベーンロータ６１の進角を規制するものとしてもよい。
【００９３】
・上記各実施形態では吸気バルブ４０のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２について本発明を適用したが、排気バルブ４６のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２についても同様に本発明を適用することはできる。この場合、排気バルブ４６の最大バルブリフト量が規制リフト値を超えるときに規制ピン６６がベーンロータ６１から突出した状態に維持される。これにより、バルブタイミング可変機構５０が遅角規制位相を超えて遅角側に回転することが規制されるため、排気バルブ４６とピストン１３との衝突が生じることは回避されるようになる。
【００９４】
・上記各実施形態にかかる規制機構５９では、ベーンロータ６１に規制ピン６６を設け、スプロケット６０に規制溝６８を設けているが、この構成とは逆に、ベーンロータ６１に規制溝６８を設け、スプロケット６０に規制ピン６６を設ける構成としてもよい。すなわち、入力回転体としてのスプロケット６０及び出力回転体としてのベーンロータ６１のいずれか一方を、規制ピン６６が突出する突出側回転体とし、他方を、規制ピン６６と係合する規制溝６８が設けられる係合側回転体とする構成のバルブタイミング可変機構５０であれば本発明を適用することができる。
【００９５】
・上記各実施形態では、バルブタイミング可変機構５０及びバルブリフト量可変機構３０を併せて備える可変動弁装置２に対して本発明を適用したが、本発明は規制機構５９があれば適用することができ、同装置からバルブリフト量可変機構３０を省略したものについて本発明を適用することもできる。
【００９６】
この場合には、バルブリフト量可変機構３０が省略されることにより、最大バルブリフト量ＩＮＶＬに基づく規制ピン６６の制御がなされなくなるとはいえ、その他の要求に基づいて規制ピン６６によるバルブタイミングＩＮＶＴの規制を行うことはできる。例えば、バルブオーバラップの大きさを所定量も小さいものに制限すべく制御上にてバルブタイミングＩＮＶＴの進角量の上限値が設定される場合において、このバルブオーバラップの制限を補助すべく規制ピン６６を突出した状態に維持することが考えられる。
【００９７】
この構成によれば、通常であればバルブタイミングＩＮＶＴは進角量の上限値を超えて進角されることは制御上にて規制されるものの、何らかの理由によりバルブタイミングＩＮＶＴが上限値を超えて進角側に変更されることもある。このとき、進角量の上限値に対応する位相において、規制ピン６６の突出によりバルブタイミングＩＮＶＴの進角を妨げる規制機構５９が設けられている場合には、油圧変動等により上述のようにバルブタイミングＩＮＶＴが進角量の上限値を超える事態が生じても、進角量の上限値を超えて進角することは規制ピン６６により制限されるようになる。
【００９８】
このように、規制ピン６６を突出状態に維持する構成を採用した場合には、バルブタイミングＩＮＶＴが進角量の上限値を超えたときに進角量の上限値を超える頻度は、規制ピンによる規制が行われない場合よりも小さくなる。すなわち、バルブリフト量可変機構３０を省略した構成においても、規制ピン６６によるバルブタイミングＩＮＶＴの規制を行うことの意義はある。
【００９９】
そして、上記にて例示した構成例をはじめとして最大バルブリフト量ＩＮＶＬからの要求とは別の要求に基づいて突出状態に維持した規制ピンについて、これをベーンロータ６１に収容する際にはベーンロータ６１の進角側への回転速度との兼ね合いにより規制ピンが規制溝６８の壁面に引っ掛かりをまねくことが懸念される。この点、本発明を適用した当該変形例によれば、上記各実施形態と同様に、規制ピン６６をベーンロータ６１に収容する動作がスプロケット６０及びベーンロータ６１の相対的な回転により妨げられることを抑制することができるようになる。
【０１００】
・結局のところ、次のバルブタイミング可変機構５０を備える内燃機関に対して本発明を適用することができる。すなわち、バルブタイミング可変機構５０は、スプロケット６０とベーンロータ６１との互いの係合によりベーンロータ６１がスプロケット６０に対して進角規制位相を超えて進角側に回転することを規制する規制機構が設けられているものであればよい。また、バルブタイミング可変機構５０は、スプロケット６０とベーンロータ６１との互いの係合によりベーンロータ６１がスプロケット６０に対して遅角規制位相を超えて遅角側に回転することを規制する規制機構が設けられるものでもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１…内燃機関、２…可変動弁装置、１０…エンジン本体、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５…点火プラグ、１６…吸気通路、１７…排気通路、１８…クランクシャフト、１９…コネクティングロッド、２０…燃料噴射弁、３０…バルブリフト量可変機構、３１…アームアッシ、３２…出力アーム、３３…入力アーム、３４…コントロールシャフト、３５…アクチュエータ、４０…吸気バルブ、４１…吸気カムシャフト、４３…ラッシュアジャスタ、４４…吸気ロッカアーム、４６…排気バルブ、４７…排気カムシャフト、５０…バルブタイミング可変機構、５１…ハウジング、５２…ハウジング本体、５３…カバー、５４…収容室、５４ｒ…最遅角側の側面、５４ｆ…最進角側の側面、５４ｃ…内周面、５５…隔壁、５５ａ…端面、５９…規制機構、６０…スプロケット、６１…ベーンロータ、６２…ベーン、６２ｒ…最遅角側の側面、６２ｆ…最進角側の側面、６２ａ…端面、６３…ロータ本体、６３ａ…外周面、６４…遅角油圧室、６５…進角油圧室、６６…規制ピン、６６ｂ…規制ピン作動室、６６ｃ…規制ピン収容室、６７…付勢ばね、６８…規制溝、６８ａ…規制溝の進角側の端部、６８ｂ…規制溝の遅角側の端部、６８ｃ…当接面、６８ｄ…当接面、６８ｅ…規制穴、６８ｆ…規制穴、６８ｇ…規制溝の遅角側の端部、６９…ロックピン、６９ａ…ロック孔、７０…第１油圧制御系、７１…第１油圧制御弁、７２…遅角油路、７３…進角油路、７４…第１供給油路、７５…第１排出油路、７７…オイルパン、７８…オイルポンプ、８０…第２油圧制御系、８１…第２油圧制御弁、８２…ピン作動油路、８３…ピン収容油路、８４…第２供給油路、８５…第２排出油路、９０…電子制御装置、９１…クランクポジションセンサ、９２…作用角センサ、９３…カムポジションセンサ。
【図１】
2010159697.tif 000003
【図２】
2010159697.tif 000004
【図３】
2010159697.tif 000005
【図４】
2010159697.tif 000006
【図５】
2010159697.tif 000007
【図６】
2010159697.tif 000008
【図７】
2010159697.tif 000009
【図８】
2010159697.tif 000010
【図９】
2010159697.tif 000011
【図１０】
2010159697.tif 000012
【図１１】
2010159697.tif 000013