(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路をそれぞれ開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、
前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記可変バルブタイミング機構を駆動制御し、少なくとも許容される最大オーバーラップ量の範囲内でバルブオーバーラップ量を調整することの可能な駆動制御手段と、
を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記駆動制御手段により前記バルブオーバーラップ量が小さくなる方向に前記開閉タイミングが切換えられた場合に、前記開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の切換時間を検出する応答性検出手段と、
前記応答性検出手段の検出結果が予め定められた基準値を満たさないとき、前記バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ前記開閉タイミングが切換えられるに際しての前記最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正する最大オーバーラップ量補正手段と
を設けたことを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じてバルブの開閉タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術として、例えば特開平２−４２１０７号公報に開示されたものが知られている。この技術では、油圧により作動する切換機構により、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングが切換えられる。前記切換機構に油を供給する供給路には油圧スイッチが設けられ、該スイッチにより供給路内の油圧が検出される。そして、バルブの開閉命令が出力されたときに、前記油圧スイッチの検出結果に基づき油圧の変化状況が判別される。ここで、予め定められた設定時間が経過しても前記開閉命令に対応する油圧に変化しないとき、バルブタイミングに異常が生じたものと判断される。かかる場合には、異物の混入や油洩れ等、切換機構に何らかの異常が起こったものとして、例えば切換制御の無効化等のフェイルセーフが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、可変バルブタイミング制御というものは、本来、バルブの開閉タイミングが、種々の運転条件に応じた最適なものとなるように行われるものである。このため、上記従来技術において、あるときに切換制御の無効化が行われたような場合には、そのときの運転状態によっては、内燃機関にとって不適切なバルブタイミングに固定されてしまうおそれがある。例えば、故障に伴う切換制御の無効化により開閉タイミングがバルブオーバーラップ量の過大な状態に固定してしまった場合には、燃焼が不安定なものとなる等、運転性能が著しく低下してしまうおそれがあった。
【０００４】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の運転状態に応じてバルブの開閉タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイミング制御装置において、可変バルブタイミング機構に異常があった場合でもその異常を速やかに検知し、燃焼が不安定となるのを防止することの可能な可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明においては、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３及び排気通路Ｍ４をそれぞれ開閉する吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６と、吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６の少なくとも一方の開閉タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構Ｍ７と、内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ８と、運転状態検出手段Ｍ８の検出結果に基づき、可変バルブタイミング機構Ｍ７を駆動制御し、少なくとも許容される最大オーバーラップ量の範囲内でバルブオーバーラップ量を調整することの可能な駆動制御手段Ｍ９とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、駆動制御手段Ｍ９によりバルブオーバーラップ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換えられた場合に、開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の切換時間を検出する応答性検出手段Ｍ１０と、応答性検出手段Ｍ１０の検出結果が予め定められた基準値を満たさないとき、バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに際しての最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正する最大オーバーラップ量補正手段Ｍ１１とを設けたことをその要旨としている。
【０００６】
ここで、上記基準値を満たさないとは、開閉タイミングの実際の切換速度が基準値を下回ること又は実際の切換時間が基準値を上回ることを意味する。
【０００７】
【作用】
上記の構成によれば、図１に示すように、吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６は、内燃機関Ｍ１の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３及び排気通路Ｍ４をそれぞれ開閉する。また、可変バルブタイミング機構Ｍ７により、吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６の少なくとも一方の開閉タイミングが調整される。そして、運転状態検出手段Ｍ８にて検出された内燃機関Ｍ１の運転状態の検出結果に基づき、駆動制御手段Ｍ９により可変バルブタイミング機構Ｍ７が駆動制御される。また、駆動制御手段Ｍ９では、少なくとも許容される最大オーバーラップ量の範囲内でバルブオーバーラップ量が調整され得る。
【０００８】
また、駆動制御手段Ｍ９によりバルブオーバーラップ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換えられた場合に、応答性検出手段Ｍ１０によって、開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の切換時間が検出される。そして、応答性検出手段Ｍ１０の検出結果が予め定められた基準値を満たさないとき、最大オーバーラップ量補正手段Ｍ１１によって、バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに際しての最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正される。
【０００９】
従って、本発明によれば、検出された開閉タイミングの実際の切換速度が予め定められた基準値を下回るとき、又は実際の切換時間が予め定められた基準値を上回るときには、可変バルブタイミング機構Ｍ７に何らかの異常が発生し、制御性が悪くなったものと推測されうる。また、かかる場合には、オーバーラップ量が大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに際しての最大オーバーラップ量が小さくなる。このため、可変バルブタイミング機構Ｍ７に異常が発生したとしても、開閉タイミングがバルブオーバーラップ量の過大な状態に固定してしまうことがなく、内燃機関にとって不適切なバルブタイミングに固定されてしまうことがなくなる。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明における可変バルブタイミング制御装置をガソリンエンジンに具体化した一実施例を図２〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図２はこの実施例における内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を示す概略構成図である。複数気筒よりなる内燃機関としてのエンジン１はそのシリンダブロック２に各気筒毎のシリンダボア２ａを備え、各シリンダボア２ａ内にはピストン３が上下動可能に設けられている。そして、シリンダボア２ａ内にてピストン３の上側が燃焼室４となっている。各燃焼室４には点火プラグ５がそれぞれ設けられている。又、各燃焼室４には吸気ポート６ａ及び排気ポート７ａを通じて吸気通路６及び排気通路７がそれぞれ連通して設けられている。そして、吸気ポート６ａ及び排気ポート７ａには、開閉用の吸気バルブ８及び排気バルブ９がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ８及び排気バルブ９は吸気側カムシャフト１０及び排気側カムシャフト１１の回転によって駆動される。又、各カムシャフト１０，１１の一端には、吸気側タイミングプーリ１２及び排気側タイミングプーリ１３がそれぞれ設けられている。更に、各タイミングプーリ１２，１３は、タイミングベルト１４を介して図示しないクランクシャフトに駆動連結されている。
【００１２】
従って、エンジン１の運転時には、クランクシャフトからタイミングベルト１４及び各タイミングプーリ１２，１３を介して各カムシャフト１０，１１に回転動力が伝達され、各カムシャフト１０，１１の回転により吸気バルブ８及び排気バルブ９が開閉駆動される。又、これら吸気バルブ８及び排気バルブ９の開閉タイミングは、クランクシャフトの回転に同期して、即ち吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行程の一連の４行程に同期して、所定のタイミングで開閉駆動されるようになっている。
【００１３】
吸気通路６の入口側にはエアクリーナ１５が設けられ、各気筒毎の吸入ポート６ａの近傍には、燃料噴射用のインジェクタ１６がそれぞれ設けられている。そして、エンジン１は吸気通路６を通じてエアクリーナ１５から外気を取り込む。又、その外気の取り込みと同時に、エンジン１は各インジェクタ１６から噴射される燃料を取り込む。そして、エンジン１は取り込んだ燃料と外気との混合気を、吸入行程での吸気バルブ８の開きに同期して燃焼室４へ導入する。又、エンジン１は燃焼室４に導入した混合気を点火プラグ５の点火により爆発・燃焼させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気行程での排気バルブ９の開きに同期して排気ポート７ａへ導出し、更に排気通路７を通じて外部へ排出する。
【００１４】
吸気通路６の途中には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ１７が設けられている。そして、このスロットルバルブ１７が開閉されることにより、吸気通路６への外気の取り込み量である吸入空気量Ｑが調節される。又、そのスロットルバルブ１７の下流側には、吸入空気の脈動を平滑化させるサージタンク１８が設けられている。吸気通路６においてエアクリーナ１５の近傍には、吸気温度ＴＨＡを検出する吸気温センサ６１が設けられている。又、スロットルバルブ１７の近傍には、そのスロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ６２が設けられている。更に、サージタンク１８には、同タンク１８に連通して吸入空気圧力（吸気圧力）ＰＭを検出する吸気圧センサ６３が設けられている。
【００１５】
一方、排気通路７の途中には、排気ガスを浄化するための三元触媒１９を内蔵してなる触媒コンバータ２０が設けらている。そして、排気通路７の途中には、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ６４が設けられている。又、エンジン１には、その冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ６５が設けられている。
【００１６】
各気筒毎の各点火プラグ５には、ディストリビュータ２１にて分配された点火信号が印加される。ディストリビュータ２１はイグナイタ２２から出力される高電圧をクランクシャフトの回転、即ちクランク角に同期して各点火プラグ５に分配する。そして、各点火プラグ５の点火タイミングはイグナイタ２２からの高電圧出力タイミングにより決定される。
【００１７】
ディストリビュータ２１には、排気側カムシャフト１１に連結されてクランクシャフトの回転に連動して回転される図示しないロータが内蔵されている。そして、ディストリビュータ２１には、そのロータの回転からエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出する回転数センサ６６が取り付けられている。又、ディストリビュータ２１には、同じくロータの回転に応じてエンジン１のクランク角基準信号ＧＰを所定の割合で検出する気筒判別センサ６７が取り付けられている。この実施例では、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行程の一連の４行程に対してクランクシャフトが２回転するものとして、回転数センサ６６は１パルス当たり３０°ＣＡの割合でクランク角を検出する。又、気筒判別センサ６７は１パルス当たり３６０°ＣＡの割合でクランク角を検出する。
【００１８】
加えて、この実施例において、吸気バルブ８の上流側の吸気通路６には、スロットルバルブ１７を迂回して同バルブ１７の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路２３が設けられている。このバイパス通路２３の途中には、スロットルバルブ１７が全閉となるエンジン１のアイドル運転時に、そのアイドル運転を安定させるべく吸入空気量Ｑを調整するために駆動されるリニアソレノイド式のアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２４が設けられている。周知のように、ＩＳＣＶ２４はその内部に図示しない電磁コイルを貫通して伸びるバルブシャフトを備えている。そして、ＩＳＣＶ２４はその電磁コイルが所定の制御信号に応じて磁力を変えられることにより、バルブシャフトが前後に移動してバイパス通路２３に通じる隙間の大きさ、即ち開度が変えられるようになっている。
【００１９】
従って、エンジン１のアイドル運転時に、ＩＳＣＶ２４の開度及びその開弁時間を制御することにより、バイパス通路２３を流れる空気量が調節され、燃焼室４への吸入空気量Ｑの供給が制御されるようになっいる。
【００２０】
更に、この実施例において、排気通路７と吸気通路６との間には、排気通路７内の排気ガスの一部を吸気通路６に再循環させるための周知の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）２５が設けられている。即ち、ＥＧＲ装置２５は、両端が排気通路７と吸気通路６とに連通して接続されたＥＧＲ管路２６を備えている。ＥＧＲ管路２６の途中には、排気ガスの流量を調節するＥＧＲ弁２７が設けられている。このＥＧＲ弁２７はバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）２８の制御によって開閉駆動されるようになっている。
【００２１】
併せて、この実施例において、吸気側タイミングプーリ１２には、吸気バルブ８の開閉タイミングを可変にするために油圧により駆動される可変バルブタイミング機構（以下単に「ＶＶＴ」という）２９が設けられている。
【００２２】
次に、このＶＶＴ２９等の構成について図３に従って詳しく説明する。カムシャフト１０はそのカムジャーナル１０ａがエンジン１のシリンダヘッド１ａとベアリングキャップ１ｂとの間で回転可能に支持されている。そして、カムシャフト１０の一端部に、タイミングプーリ１２と一体に設けられたＶＶＴ２９が設けられている。
【００２３】
タイミングプーリ１２は、外周に複数の外歯３１を有すると共に一側に収容凹部３２を備えている。又、その収容凹部３２を覆うようにカムシャフト１０の先端にはキャップ３３がボルト３４により締付け固定されている。更に、タイミングプーリ１２の開口端とキャップ３３の外周との間には、そのプーリ１２に圧入固定されたアウタープレート３５と、キャップ３３に形成されたインナープレート３６等とからなる緩衝用の周知の粘性継手（ビスカスカップリング）３７が設けられている。
【００２４】
このタイミングプーリ１２とカムシャフト１０との間にはリングギヤ３８が介在されて両者１２，１０が連結されている。即ち、キャップ３３により密閉されたタイミングプーリ１２の収容凹部３２にはリングギヤ３８が収容されている。このリングギヤ３８は、その内外周に設けられた複数の歯３８ａ，３８ｂの両方がヘリカル歯になっており、軸方向への移動によってカムシャフト１０と相対回動可能になっている。リングギヤ３８の内外周の歯３８ａ，３８ｂはタイミングプーリ１２の内歯１２ａ及びキャップ３３の内歯３３ａにそれぞれ噛み合わされている。又、タイミングプーリ１２はその外歯３１に掛装されたタイミングベルト１４を介して、図示しないクランクシャフトに駆動連結されている。
【００２５】
従って、クランクシャフトからタイミングベルト１４を介してタイミングプーリ１２に駆動伝達されることにより、更にリングギヤ３８で連結されたタイミングプーリ１２とキャップ３３とが一体的に回転され、カムシャフト１０が回転駆動される。この時、リングギヤ３８が軸方向（図３の左右方向）へ移動されることにより、カムシャフト１０にタイミングプーリ１２に対する捩じりが付与される。その結果、カムシャフト１０とタイミングプーリ１２との回転方向における相対位置が変えられ、吸気バルブ８の開閉タイミングが変えられる。このカムシャフト１０の捩じりの際にリングギヤ３８のバックラッシに起因するガタツキは、ビスカスカップリング３７の作用ににより緩衝されて異音の発生が抑えられる。
【００２６】
リングギヤ３８を油圧により駆動させるために、タイミングプーリ１２の収容凹部３２において、リングギヤ３８の軸方向一端側は、作動油による油圧を導入する加圧室３９となっている。又、同じく収容凹部３２において、リングギヤ３８の他端側は、その油圧に対抗する釣り合い用のスプリング４０を収容するスプリング室４１となっている。更に、加圧室３９に油圧のための作動油を供給するために、エンジン１のシリンダヘッド１ａ及びカムシャフト１０には、互いに連通するヘッド油路４２及びシャフト油路４３がそれぞれ形成されている。
【００２７】
一方、加圧室３９から作動油を抜くために、タイミングプーリ１２及びカムシャフト１０の一部には、加圧室３９からスプリング室４１へ洩れ出た作動油を導出するための戻し油路４４が形成されている。又、その戻し油路４４に連通して、タイミングプーリ１２の一端側には、カムシャフト１０、シリンダヘッド１ａ、ベアリングキャップ１ｂ及びゴム製のシール４５によって囲まれた油回収室４６が設けられている。更に、カムシャフト１０の下側位置にて、シリンダヘッド１ａの一部には、油回収室４６にて回収された作動油をエンジン１のオイルパン４７へ戻すための油戻し穴４８が形成されている。
【００２８】
尚、シリンダヘッド１ａの上側はヘッドカバー４９によって覆われている。又、シリンダヘッド１ａには、カムジャーナル１０ａに潤滑油を供給するためのヘッド油路５０が形成されている。
【００２９】
この実施例では、作動油としてエンジンの潤滑油が利用されている。即ち、潤滑油のための一系統の油圧回路を構成するオイルポンプ５１はエンジン１に連動して駆動され、それによってオイルパン４７に貯留された潤滑油がオイルフィルタ５２を介して吸い上げられる。オイルポンプ５１とヘッド油路４２との間にはメイン油路５４が接続されており、そのメイン油路５４の途中には、ソレノイド式で三方式の制御弁５３が設けられている。この制御弁５３はデューティ制御されるものである。すなわち、制御弁５３は入力指令値としてのデューティ比ＤＵＴＹのある範囲内で、デューティ比ＤＵＴＹに対する出力としての油圧が比例するようになっている。即ち、デューティ比ＤＵＴＹのある範囲内では、デューティ比が増加するのに伴って油圧が増大するようになっている。そして、制御弁５３にて制御される油圧が増大することにより、カムシャフト１０の回転位相が進角される。
【００３０】
従って、オイルポンプ５１の駆動中に、制御弁５３のオン・オフがデューティ制御されてメイン油路５４が周期的に開閉されることにより、オイルポンプ５１より吐出された潤滑油が作動油としてある油圧をもってヘッド油路４２へ供給される。ヘッド油路４２へ供給された作動油は、更にシャフト油路４３を通じて加圧室３９へと導入される。そして、その作動油の油圧によりリングギヤ３８がスプリング４０の付勢力に抗して軸方向の一方（同図の右方向）へ押圧される。これにより、カムシャフト１０に捩じりが付与され、カムシャフト１０のタイミングプーリ１２に対する回転位相が変更される。その結果、吸気バルブ８の開閉タイミングが変えられ、吸気バルブ８と排気バルブ９とのバルブオーバーラップ量が変更される。
【００３１】
一方、制御弁５３がオフされることにより、ヘッド油路４２への作動油の供給が遮断される。これにより、加圧室３９から油圧が抜け、リングギヤ３８がスプリング４０の付勢力によって軸方向の他方（同図の左方向）へ押圧されて戻される。これにより、カムシャフト１０に逆の捩じりが付与され、カムシャフト１０の回転位相が復帰変更される。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変えられてバルブオーバーラップ量が変更される。この時、加圧室３９からスプリング４０へ洩れ出た作動油は、戻し油路４４を通じて油回収室４６へと導かれ、更に油戻し穴４８を通じてオイルパン４７へと戻される。
【００３２】
図２に示すように、この実施例では、前述した各センサ６１〜６７等によりエンジン１の運転状態を検出する運転状態検出手段が構成されている。それに加えて、この実施例では、吸気バルブ８側のカムシャフト１０の基端部には、そのカムシャフト１０の回転を所定の角度間隔で検知し、カム角基準信号ＣＢＳとして出力するカム角センサ６８が設けられている。このカム角センサ６８は、前記気筒判別センサ６７からのクランク角基準信号ＧＰとの比較によりＶＶＴ２９の進角値Ｒを算出するために設けられている（この点については後述する）。なお、このカム角センサ６８は、カムシャフト２の回転に連動して回転されるタイミングロータと、ピックアップコイル（いずれも図示せず）とから構成されている。このカム角センサ６８によっても運転状態検出手段が構成されている。
【００３３】
そして、各インジェクタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２８及び制御弁５３は電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７０に電気的に接続され、同ＥＣＵ７０の作動によってそれらの駆動タイミングが制御される。このＥＣＵ７０は駆動制御手段、応答性検出手段及び最大オーバーラップ量補正手段を構成しており、同ＥＣＵ７０には前述した吸気温センサ６１、スロットルセンサ６２、吸気圧センサ６３、酸素センサ６４、水温センサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７及びカム角センサ６８がそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ７０はエンジン１の燃料噴射量制御、点火時期制御、アイドル回転数制御及びＥＧＲ制御等を司るために、各センサ６１〜６８からの出力信号に基づき、各インジェクタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４及びＶＳＶ２８を好適に駆動制御するようになっている。それと共に、ＥＣＵ７０はバルブタイミング制御を司るために、スロットルセンサ６２、水温センサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７及びカム角センサ６８等からの出力信号に基づきその時々のエンジン１の運転状態に応じたバルブオーバラップ量を決定して制御弁５３を好適に駆動制御するようになっている。それと共に、ＥＣＵ７０は、前述した各種センサ６１〜６８等の検出結果に基づき、ＶＶＴ２９の異常を判断するようになっている。この実施例において、ＥＣＵ７０にはＶＶＴ２９の異常を判断したときに、そのことを運転者等に報知するために点灯されるダイアグランプ３０が接続されている。
【００３４】
次に、ＥＣＵ７０に係る電気的構成について図４のブロック図に従って説明する。
ＥＣＵ７０は中央処理装置（ＣＰＵ）７１、所定の制御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７２、ＣＰＵ７１の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３、予め記憶されたデータを保存するバックアップＲＡＭ７４等と、これら各部と外部入力回路７５及び外部出力回路７６等とをバス７７によって接続した理論演算回路として構成されている。
【００３５】
外部入力回路７５には、前述した吸気温センサ６１、スロットルセンサ６２、吸気圧センサ６３、酸素センサ６４、水温センサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７及びカム角センサ６８がそれぞれ接続されている。
【００３６】
一方、外部出力回路７６には、各インジェクタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２８、ダイアグランプ３０及び制御弁５３がそれぞれ接続されている。
【００３７】
そして、ＣＰＵ７１は外部入力回路７５を介して入力される各センサ６１〜６８等からの検出信号を入力値として読み込む。又、ＣＰＵ７１は各センサ６１〜６８から読み込んだ入力値に基づき、各インジェクタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４、ＶＳＶ２８、ダイアグランプ３０及び制御弁５３を好適に制御する。
【００３８】
次に、前述したＥＣＵ７０により実行されるバルブタイミング制御及び異常検出のための処理動作について図６に従って説明する。
図６のフローチャートは、ＥＣＵ７０により実行される各処理のうち、吸気バルブ８の開閉タイミングを変えるための制御ルーチンのうち、許容される最大バルブオーバーラップ量に相当するＶＶＴ２９の最大進角ガード値（以下、単にガード値という）ＧＲＤを補正制御するための「ガード値補正ルーチン」を示している。但し、このガード値ＧＲＤは、ＶＶＴ２９が進角側へ駆動制御されるに際しての制御上の限界値であり、設定されたガード値ＧＲＤよりも進角側へ制御されることはない。また、この実施例では、前記ガード値ＧＲＤは、当初ある値に設定されているものとする。さて、このルーチンは、エンジン１の運転中に所定時間毎の定時割り込みで実行される。
【００３９】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ１０１において、水温センサ６５、回転数センサ６６、気筒判別センサ６７及びカム角センサ６８等の各検出値に基づき、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ、クランク角基準信号ＧＰ及びカム角基準信号ＣＢＳ等を読み込む。
【００４０】
次に、ステップ１０２において、今回読み込んだ冷却水温ＴＨＷが予め定められた第１の所定温度Ｔ１以上で、かつ、予め定められた第２の所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する。そして、冷却水温ＴＨＷが前記範囲外である場合には、ガード値ＧＲＤを補正するのに適した運転状態にないものとして、その後の処理を一旦終了する。
【００４１】
また、冷却水温ＴＨＷが前記範囲内である場合には、ガード値ＧＲＤを補正するに際し、温度に関しては予め定められた状態にあり、油温によるＶＶＴ２９の応答性への影響はないものと判断し、ステップ１０３へ移行する。ステップ１０３においては、今回読み込んだエンジン回転数ＮＥが予め定められた第１の所定回転数Ｎ１以上で、かつ、予め定められた第２の所定回転数Ｎ２以下であるか否かを判断する。そして、エンジン回転数ＮＥが前記範囲外である場合には、ガード値ＧＲＤを補正するのに適した運転状態にないものとして、その後の処理を一旦終了する。
【００４２】
また、エンジン回転数ＮＥが前記範囲内である場合には、ガード値ＧＲＤを補正するに際し、予め定められた運転状態にあり、油圧によるＶＶＴ２９の応答性への影響はないものと判断し、ステップ１０４へ移行する。
【００４３】
ステップ１０４においては、今回読み込んだクランク角基準信号ＧＰ及びカム角基準信号ＣＢＳに基づき、進角値Ｒを算出する。ここで、この進角値Ｒというのは、クランクシャフトに対するカムシャフト１０の偏位角度で表される。
【００４４】
次に、ステップ１０５においては、前回算出された進角値Ｒと、今回算出された進角値Ｒとの比較に基づき、現在ＶＶＴ２９が進角側へ制御されている最中にあるか否かを判断する。すなわち、今回算出された進角値Ｒが前回の進角値Ｒよりも大きい場合には、進角側へ制御中であると判断される。なお、この実施例では、前回算出された進角値Ｒと今回算出された進角値Ｒとの比較に基づいて進角側へ制御中であるか否かを判断するようにしたが、今回算出された進角値Ｒと所定回数前の進角値Ｒとを比較するようにしてもよい。
【００４５】
そして、現在ＶＶＴ２９が進角側へ制御されていない場合には、ガード値ＧＲＤを補正する状態にないものとしてその後の処理を一旦終了する。一方、現在ＶＶＴ２９が進角側へ制御されている最中である場合には、続くステップ１０６において、現在のデューティ比ＤＵＴＹを読み込む。
【００４６】
次に、ステップ１０７においては、今回読み込んだデューティ比ＤＵＴＹが予め定められた所定値ａ以下であるか否かを判断する。ここで、所定値ａというのは、ＶＶＴ２９の遅角速度が最大となるデューティ比ＤＵＴＹのうち、最も大きな値である。
【００４７】
すなわち、図６に示すように、ある値を境として、デューティ比ＤＵＴＹがそれよりも大きい場合にはＶＶＴ２９は進角側へ駆動制御される。ここで、デューティ比ＤＵＴＹが所定値以上の場合には、ＶＶＴ２９の進角側への駆動速度は最大となり、一定となる。また、ある値を境として、デューティ比ＤＵＴＹがそれよりも小さい場合にはＶＶＴ２９は遅角側へ駆動制御される（進角速度は負の値となる）。ここで、デューティ比ＤＵＴＹが所定値ａ以下の場合には、本来ＶＶＴ２９の遅角側への駆動速度は最大となり、一定となる（最大遅角速度ｂ）。換言すれば、ステップ１０７においては、現在のデューティ比ＤＵＴＹが、ＶＶＴ２９が遅角側へ最大速度で駆動される値であるか否かを判断するのである。
【００４８】
そして、デューティ比ＤＵＴＹが所定値ａ以下でない場合には、その後の処理を一旦終了する。また、デューティ比ＤＵＴＹが所定値ａ以下の場合には、ＶＶＴ２９が遅角側へ最大速度で駆動されている最中であるとして次のステップ１０８へ移行する。
【００４９】
ステップ１０８においては、実際のＶＶＴ２９の遅角速度Ｓを算出する。具体的には、遅角速度Ｓは、具体的には予め定められた所定時間に対する進角値Ｒの偏位量の絶対値でもって表される。そして、ステップ１０９においては、今回算出したＶＶＴ２９の実際の遅角速度Ｓが、前記最大遅角速度ｂよりも小さいか否かを判断する。ここで、実際の遅角速度Ｓが、前記最大遅角速度ｂよりも小さくない（等しい）場合には、ＶＶＴ２９は正常に駆動されているものとして、その後の処理を一旦終了する。
【００５０】
一方、実際の遅角速度Ｓが、前記最大遅角速度ｂよりも小さい場合には、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生し、ＶＶＴ２９が本来の最大遅角速度ｂよりも遅い速度で駆動されることになってしまったものとして、ステップ１１０へ移行する。
【００５１】
ステップ１１０においては、許容される最大バルブオーバーラップ量に相当するＶＶＴ２９の進角側へのガード値ＧＲＤをそれまでよりも小さい値に補正し設定する。そして、ステップ１１１において、ＶＶＴ２９の異常を運転者等に報知するために、前記ダイアグランプ３０を点灯させてその後の処理を一旦終了する。
【００５２】
このように、この実施例においては、現在のデューティ比ＤＵＴＹが、本来ＶＶＴ２９が遅角側へ最大速度で駆動されるような値であるか否かが判断される。そして、デューティ比ＤＵＴＹが本来遅角側へ最大速度で駆動される値である場合には、実際のＶＶＴ２９の遅角速度Ｓと、本来の最大遅角速度ｂとが比較される。そして、実際の遅角速度Ｓが、本来の最大遅角速度ｂよりも小さい場合には、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生し、ＶＶＴ２９が本来の最大遅角速度ｂよりも遅い速度で駆動されることになってしまったものと判断されるとともに、ＶＶＴ２９の進角側へのガード値ＧＲＤがそれまでよりも小さい値に補正される。
【００５３】
このため、異物の混入や油洩れ等が起こり、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生した場合には、速やかにそれを検知することができる。また、進角側へのガード値ＧＲＤが小さい値に設定されることから、ＶＶＴ２９が、新たに設定された該ガード値ＧＲＤよりも進角側へ駆動制御されることがなくなる。従って、開閉タイミングがバルブオーバーラップ量の過大な状態に固定してしまうことがなく、エンジン１にとって不適切なバルブタイミングに固定されてしまうことがなくなる。その結果、燃焼が不安定なものとなる等、運転性能が著しく低下してしまうという事態を確実に回避することができる。
【００５４】
また、この実施例では、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生したと判断した場合には、ダイアグランプ３０が点灯される。このため、その異常を運転者等に速やかに報知することができる。
【００５５】
なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。
（１）前記実施例では、実際の遅角速度Ｓが、本来の最大遅角速度ｂよりも小さい場合に、ＶＶＴ２９に何らかの異常が発生したものと判断するようにしたが、実際の遅角速度Ｓと、本来の最大遅角速度ｂから微小な値を減算したものとを比較するようにしてもよい。かかる場合には、誤判定をより確実に防止することができる。
【００５６】
（２）前記実施例では、ＶＶＴ２９の遅角速度Ｓと本来の最大遅角速度ｂとを比較する場合に具体化したが、ＶＶＴ２９の遅角時間と本来の遅角時間とを比較する場合に具体化してもよい。
【００５７】
（３）前記実施例では、油圧制御によって駆動切換されるＶＶＴ２９の異常を判断する場合に具体化したが、これに限定されるものではなく、その他のタイプのＶＶＴの異常を判断する場合に具体化することもできる。
【００５８】
（４）前記実施例では、吸気バルブ８の開閉タイミングのみを可変とするＶＶＴ２９を設けたが、排気バルブ９の開閉タイミングを可変とするＶＶＴや、吸気バルブ８及び排気バルブ９の両方の開閉タイミングを可変とするＶＶＴを設けることもできる。
【００５９】
（５）前記実施例では、ＶＶＴ２９の制御装置をガソリンエンジンに具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。
（６）前記実施例では、ＶＶＴ２９の異常を判断した場合に、ダイアグランプ３０を点灯させるようにしたが、このような点灯処理を省略してもよい。
【００６０】
（７）前記実施例では、バイパス通路２３及びＩＳＣＶ２４並びにＥＧＲ装置２５を備えた場合に具体化したが、これらのうち少なくとも一方を省略する構成としてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、内燃機関の運転状態に応じてバルブの開閉タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイミング制御装置において、バルブオーバーラップ量が小さくなる方向に開閉タイミングが切換えられた場合に、開閉タイミングの実際の切換速度又は実際の切換時間を検出し、その検出結果が基準値を下回るとき、バルブオーバーラップ量が大きくなる方向へ開閉タイミングが切換えられるに際しての最大オーバーラップ量が小さくなるよう補正するようにした。従って、可変バルブタイミング機構に異常があった場合でもその異常を速やかに検知することができ、燃焼が不安定となるのを確実に防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構成図である。
【図２】この発明を具体化した一実施例における可変バルブタイミング制御装置を示す概略構成図である。
【図３】一実施例においてＶＶＴ等の構成を示す断面図である。
【図４】一実施例においてＥＣＵ等の構成を示すブロック図である。
【図５】一実施例においてＥＣＵにより実行される「ガード値補正ルーチン」を説明するフローチャートである。
【図６】一実施例においてデューティ比に対するＶＶＴの進角速度の関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン、４…燃焼室、６…吸気通路、７…排気通路、８…吸気バルブ、９…排気バルブ、２９…可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）、６１…運転状態検出手段を構成する吸気温センサ、６２…運転状態検出手段を構成するスロットルセンサ、６３…運転状態検出手段を構成する吸気圧センサ、６４…運転状態検出手段を構成する酸素センサ、６５…運転状態検出手段を構成する水温センサ、６６…運転状態検出手段を構成する回転数センサ、６７…運転状態検出手段を構成する気筒判別センサ、６８…運転状態検出手段を構成するカム角センサ、７０…駆動制御手段、応答性検出手段及び最大オーバーラップ量補正手段を構成するＥＣＵ。
【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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