(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結される第１の回転体の内部にカムシャフトに連結される第２の回転体を回動可能に収容し、前記第２の回転体によって区画される進角側油圧室および遅角側油圧室にオイルが供給および排出されて油圧が選択的に供給されることにより、前記カムシャフトと前記出力軸との相対回転位相を可変制御するバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
第１の油圧判定値と、前記第１の油圧判定値より高油圧側で前記オイルに混入される気泡率の増加に応じて大きくなる第２の油圧判定値とが、それぞれ設定され、
前記バルブタイミング可変機構に供給される前記油圧が前記第１の油圧判定値を用いる第１判定により前記第１の油圧判定値未満であると判定された場合に、前記バルブタイミング可変機構の油圧異常と判定して、前記第２の回転体が前記第１の回転体に対して回動するのを規制する保持制御が実施され、
前記バルブタイミング可変機構に供給される前記油圧が前記第１判定により前記第１の油圧判定値以上であると判定された場合に、前記第２の油圧判定値を用いる第２判定により前記油圧が前記第２の油圧判定値以上であると判定されたことを条件に前記バルブタイミング可変機構の正常な油圧領域と判定され、前記第２判定により前記第２の油圧判定値未満であると判定されたきには前記保持制御が実施されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
オイルポンプから吐出されるオイルを前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に選択的に供給するオイル供給部材を備え、
前記バルブタイミング可変機構が、前記第２の回転体が前記第１の回転体に対して所定位置に回動したときに、前記第２の回転体を前記第１の回転体に固定する保持機構を有し、
前記オイル供給部材により、前記ベーン体が前記所定位置に回動するように前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に供給する油圧が調整されることにより、前記保持制御が実施されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記バルブタイミング可変機構に供給される前記油圧を検知する油圧検知手段と、前記オイルに混入される気泡率を取得する気泡率取得手段とを備え、
前記油圧検知手段および前記気泡率取得手段からの情報に基づいて前記保持制御が実施されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記保持制御を行う制御手段と、異常信号に基づいて警告を行う警告手段を備え、前記制御手段は、前記バルブタイミング可変機構に供給される前記油圧が前記第１の油圧判定値未満であることを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、バルブタイミング可変機構に供給される油圧の異常時にバルブタイミング可変機構を保護するようにした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、クランクシャフトの回転がタイミングチェーン等を介してカムシャフトに伝達される。エンジンの機関バルブ（吸気バルブ・排気バルブ）は、カムシャフトのカムにより周期的に押し下げられて往復動し、吸気通路・排気通路を開閉する。
【０００３】
このタイプのエンジンでは、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相は常に一定である。これに対し、近年では、エンジンにバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）を搭載している。
【０００４】
このバルブタイミング可変機構は、エンジンの出力向上、燃費向上、排気エミッション低減等を目的として、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させ、機関バルブの開閉タイミングを変更する機構である。
バルブタイミング可変機構としては、例えば、ハウジングと、ハウジング内を進角側油圧室および遅角側油圧室に区画するベーン体とを備え、ハウジングをクランクシャフトに連結し、ベーン体をカムシャフトに連結した状態で、進角側油圧室および遅角側油圧室に供給する油圧をオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）によって制御することにより、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相をずらして機関バルブの開閉タイミングを連続的に変化させる構造となっている。
【０００５】
オイルコントロールバルブの上流側にはエンジンの回転に伴って回転駆動されるオイルポンプが接続されており、オイルポンプが駆動されると、オイルパンに貯留されるオイルがストレーナに吸い込まれる。
【０００６】
このストレーナに吸い込まれたオイルは、ＯＣＶを介して進角側油圧室または遅角側油圧室に選択的に供給され、ハウジングとベーン体との相対回転位相が変更されることによってカムシャフトとハウジングとの相対回転位相、すなわち、バルブタイミングが可変される。
【０００７】
ところで、オイルパンに貯留されるオイルレベル（油面高さ）が適正量に対して低下すると、オイルパンからオイルポンプに向けてオイルを吸い上げるためのストレーナは、空気を吸い込む状態（以下、この状態をエア吸いと呼ぶ）となる可能性がある。
【０００８】
オイルポンプがエア吸い状態になると、ＶＶＴに供給される油圧が低下してしまうため、ベーン体をハウジングに対して安定して保持することができず、ベーン体がハウジングの内壁に強く衝突して大きな打音を発生することがあり、ベーン体とハウジングとの耐久性が悪化してしまうおそれがある。
【０００９】
油圧低下時にベーン体がハウジングの内壁に強く衝突して大きな打音が発生するのを抑制することができるものとしては、特許文献１に示す内燃機関のバルブタイミング制御装置が知られている。
【００１０】
この内燃機関のバルブタイミング制御装置は、油圧センサによって検知された油圧が所定値未満のとき、オイルポンプとＶＶＴの進角側油圧室および遅角側油圧室との連通を遮断することにより、進角側油圧室および遅角側油圧室のオイルの逆流を防止して、ベーン体をハウジングに対して安定して保持するようにしている。このため、油圧低下時にベーン体がハウジングの内壁に強く衝突して大きな打音が発生するのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１４１３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の内燃機関の制御装置にあっては、油圧が所定値未満のとき、オイルポンプとＶＶＴの進角側油圧室および遅角側油圧室との連通を遮断してハウジングに対してベーン体が回動するのを抑制しているが、気泡率を考慮してオイルポンプとＶＶＴの進角側油圧室および遅角側油圧室との連通を遮断するようにしていないため、ベーン体の回動を十分に抑制することができない。
【００１３】
すなわち、油圧が所定値以上の場合であっても、オイルに混入される気泡率が高い場合に進角側油圧室および遅角側油圧室に供給される気泡率が高いオイルによってベーン体が左右にばたついてしまい、ベーン体をハウジングに安定して保持することができない現象が生じる。この結果、ドライバビリティが悪化してしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイルに混入される気泡率と油圧とに基づいて早期に第２の回転体を第１の回転体に保持することができるようにして、第２の回転体がばたつくのを防止して、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる内燃機関の制御装置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】
【００１５】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の出力軸に連結される第１の回転体の内部にカムシャフトに連結される第２の回転体を回動可能に収容し、前記第２の回転体によって区画される進角側油圧室および遅角側油圧室の油圧が選択的に供給されることにより、前記カムシャフトと前記出力軸との相対回転位相を可変するバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関の制御装置であって、オイルに混入される気泡率に応じて予め定められた油圧の判定値が設定され、前記バルブタイミング可変機構に供給される油圧が前記判定値未満となったことを条件として、前記バルブタイミング可変機構の油圧異常と判定し、前記第２の回転体が前記第１の回転体に対して回動するのを規制する保持制御を実施する制御手段を備え、前記制御手段は、前記バルブタイミング可変機構に供給される油圧が前記判定値以上である場合には、前記気泡率が高いことを条件として、前記バルブタイミング可変機構の油圧異常と判定し、前記保持制御を実施するものから構成されている。
【００１６】
この内燃機関の制御装置は、バルブタイミング可変機構に供給される油圧が、オイルに混入される気泡率に応じて予め定められた油圧の判定値未満となったことを条件として、バルブタイミング可変機構の油圧異常を判定し、第２の回転体が第１の回転体に対して回動するのを規制する保持制御を実施するので、油圧が低い場合に、第２の回転体が第１の回転体に衝突して異音が発生するのを防止することができるとともに、第１の回転体および第２の回転体が損傷するのを防止して、バルブタイミング可変機構の耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００１７】
また、バルブタイミング可変機構に供給される油圧が判定値以上である場合には、気泡率が高いことを条件として、バルブタイミング可変機構の油圧異常を判定し、バルブタイミング可変機構の保持制御を実施するので、第２の回転体が第１の回転体に対してばたつくのを防止して、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる。
【００１８】
上記（１）の内燃機関の制御装置において、（２）オイルポンプから吐出されるオイルを前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に選択的に供給するオイル供給部材を備え、前記バルブタイミング可変機構が、前記第２の回転体が前記第１の回転体に対して所定位置に回動したときに、前記第２の回転体を前記第１の回転体に保持する保持機構を有し、前記制御手段は、前記オイル供給手段を制御することにより、前記ベーン体が前記所定位置に回動するように前記進角側油圧室および前記遅角側油圧室に供給する油圧を調整することにより、前記保持制御を実施するものから構成している。
【００１９】
この内燃機関の制御装置は、保持制御の実施時にベーン体が所定位置に回動するように進角側油圧室および遅角側油圧室に供給する油圧を調整して、保持機構により第２の回転体を第１の回転体に保持するようにしているので、第２の回転体を第１の回転体に確実に保持させることができる。
【００２０】
上記（１）または（２）の内燃機関の制御装置において、（３）前記バルブタイミング可変機構に供給される油圧を検知する油圧検知手段と、オイルに混入される気泡率を取得する気泡率取得手段とを備え、前記制御手段は、前記油圧検知手段および前記気泡率取得手段からの情報に基づいて前記保持制御を実施するものから構成されている。
【００２１】
この内燃機関の制御装置は、油圧検知手段と気泡率取得手段からの情報に基づいて油圧および気泡率の情報を取得することができるため、油圧および気泡率に基づいて保持制御を実施することができる。
【００２２】
上記（１）〜（３）の内燃機関の制御装置において、（４）前記制御手段から出力される前記異常信号に基づいて警告を行う警告手段を備え、前記制御手段は、前記バルブタイミング可変機構に供給される油圧が前記判定値未満であることを条件として、前記警告手段に前記異常信号を出力するものから構成されている。
【００２３】
この内燃機関の制御装置は、バルブタイミング可変機構に供給される油圧が判定値未満である場合には、警告手段に異常信号を出力するので、例えば、オイルパンに貯留されるオイルが低下したことを確実に検知して警告することができる。
【００２４】
この結果、運転者にオイルパン内のオイルを交換するための作業を促してオイル交換後に、バルブタイミング可変機構に対して第２の回転体を第１の回転体に安定して保持できる油圧を供給することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、オイルに混入される気泡率と油圧とに基づいて早期に第２の回転体を第１の回転体に保持することができるようにして、第２の回転体がばたつくのを防止して、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、内燃機関の制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、エンジンの概略斜視図である。
【図３】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、ＶＶＴにオイルを供給するオイルの供給経路と制御回路のブロック図を示す図である。
【図４】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、異常判定マップを示す図である。
【図５】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、気泡率判定マップを示す図である。
【図６】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、異常判定プログラムのフローチャートである。
【図７】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図であり、他の気泡率判定マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図７は、本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示す図である。
まず構成を説明する。
図１、図２において、車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、オイル供給装置３と、内燃機関の制御装置４とを含んで構成されている。
【００２８】
図２に示すように、エンジン２は、図示しない気筒内に往復移動可能に収容されたピストン５が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、所謂４サイクルのガソリンエンジンである。
【００２９】
このエンジン２は、気筒およびピストン５をそれぞれ４つずつ備える直列４気筒のエンジンである。なお、気筒数は一例を示すもので４気筒に限られるものではない。また、エンジン２は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００３０】
エンジン２は、ピストン５と、バルブタイミング可変機構（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ：以下、ＶＶＴという）２２と、出力軸を構成するクランクシャフト６と、シリンダヘッドヘッド７、シリンダブロック８およびクランクケースからなるエンジンブロック９と、気筒内に燃料を噴射する図示しない燃料噴射装置とを含んで構成されている。
【００３１】
クランクシャフト６は、クランクジャーナル６ａを介してエンジンブロック９に回転可能に支持されている。また、クランクシャフト６は、コネクティングロッド１０を介してピストン５に連結されており、ピストン５の往復運動が伝達されて回転運動するようになっている。なお、コネクティングロッド１０は、クランクシャフト６のクランクピン６ｂに連結されている。
【００３２】
図１、図２に示すように、オイル供給装置３は、オイルパン１１と、オイルストレーナ１２と、オイルポンプ１３と、オイルポンプ１３から吐出されたエンジンオイル（以下、単にオイルという）を濾過するオイルフィルタ１４と、オイル通路１５と、オイル還流通路１６とを含んで構成されている。
【００３３】
オイルパン１１にはオイルストレーナ１２が浸漬されており、オイルストレーナ１２は、オイルパン１１に貯留されたオイルを濾過するようになっている。
【００３４】
オイルパン１１に貯留されたオイルは、オイルストレーナ１２を通してオイルポンプ１３によって吸い上げられてオイルポンプ１３からオイル通路１５に吐出されるようになっている。オイル通路１５にはオイルフィルタ１４が介装されており、オイルフィルタ１４は、オイルに混入される異物を除去するようになっている。
【００３５】
オイルポンプ１３は、例えば、トロコイドポンプやギヤポンプ等で構成され、チェーンを介してクランクシャフト６に連結されており、クランクシャフト６とは別軸でクランクシャフト６により等速駆動されるようになっている。なお、オイルポンプ１３は、チェーンによらず、クランクシャフト６に直結されクランクシャフト６により等速駆動される構造のものでもよい。
【００３６】
図２に示すように、オイル通路１５の下流にはメインギャラリ１７が設けられており、メインギャラリ１７は、クランクシャフト６に沿ってシリンダブロック８の壁面内に延設されている。このメインギャラリ１７にはオイルポンプ１３により加圧されたオイルが供給されるようになっており、メインギャラリ１７に供給されたオイルは、シリンダヘッド７やシリンダブロック８に分岐して供給されるようになっている。
【００３７】
シリンダヘッド７およびシリンダブロック８に分岐して供給されたオイルは、エンジン２の各被供給部位に供給される。
例えば、シリンダブロック８においては、クランクシャフト６のクランクジャーナル６ａ、クランクピン６ｂと、コネクティングロッド１０等の潤滑部位の潤滑油や油圧駆動部品を構成するオイルジェット１８の作動油として、シリンダヘッド７においては、カムシャフトとしての吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１のカムジャーナル２０ａ、２１ａの潤滑油や油圧駆動部品を構成するバルブタイミング可変機構（以下、単にＶＶＴという）２２の作動油として用いられる。
【００３８】
ここで、オイルジェット１８は、エンジン２のピストン５の底面に向けてオイルを噴射することで、燃焼ガスに晒され熱負荷が高くなるピストン５を冷却し、例えば、高負荷運転時での異常燃焼を防止しノッキングの抑制を図るものである。
【００３９】
また、カムジャーナル２０ａ、２１ａは、吸気カム２０ｂおよび排気カム２１ｂの間に位置し、吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１をシリンダヘッド７に回転自在に支持する部位である。
【００４０】
吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１は、チェーン２５を介してクランクシャフト６に連結されており、クランクシャフト６の動力がチェーン２５を介して伝達されることにより、吸気カム２０ｂおよび排気カム２１ｂを介して吸気バルブ２３および排気バルブ２４の開閉を行うようになっている。
【００４１】
一方、ＶＶＴ２２は、吸気カムシャフト２０の端部に設けられており、図３に示すように、クランクシャフト６にチェーン２５を介して連結された第１の回転体としてのハウジング３１と、ハウジング３１内に配置され、吸気カムシャフト２３と一体に回転する第２の回転体としてのベーン体３２とを備えている。
【００４２】
ハウジング３１の内部にはベーン体３２によって区画される進角側油圧室３３および遅角側油圧室３４が形成されており、ＶＶＴ２２は、進角側油圧室３３および遅角側油圧室３４の容積比を変化させることで、ハウジング３１に対してベーン体３２を回動させ、クランクシャフト６に対する吸気カムシャフト２０の回転位相を変化させることができ、吸気バルブ２３のバルブタイミングを変化させることができる。
【００４３】
なお、進角側油圧室３３の容積が増大するとともに遅角側油圧室３４の容積が縮小するようにベーン体３２がハウジング３１に対して相対回転したときには、バルブタイミングが進角となる。
【００４４】
また、遅角側油圧室３４の容積が増大するとともに進角側油圧室３３の容積が縮小するようにベーン体３２がハウジング３１に対して相対回転したときには、バルブタイミングの遅角となる。
【００４５】
ＶＶＴ２２は、進角側油圧室３３と遅角側油圧室３４の何れか一方に選択的にオイル（作動油）が供給されることで、進角側油圧室３３と遅角側油圧室３４の容積比を変化させることができる。
【００４６】
進角側油圧室３３にオイルを供給する場合には、供給されたオイルの分だけ進角側油圧室３３が拡大するとともに、遅角側油圧室３４からは進角側油圧室３３の拡大に伴ってオイルが押し出される。逆に、遅角側油圧室３４にオイルを供給する場合には、供給されたオイルの分だけ遅角側油圧室３４が拡大し、進角側油圧室３３は、オイルが押し出されることによって縮小する。
【００４７】
また、ＶＶＴ２２には、ＶＶＴ２２の動作をロックするための保持機構が設けられている。この保持機構は、ＶＶＴ２２のベーン体３２に設けられたロックピン３５と、ハウジング３１に形成されたロック穴３６とを含んで構成される。
【００４８】
ロックピン３５がロック穴３６に係合することでベーン体３２はハウジング３１に対して所定の回転角、すなわち、所定位置で固定されることになる。
【００４９】
本実施の形態ではバルブタイミングを最遅角させる位置にロック穴３６が設けられており、バルブタイミングを最遅角されると、ロックピン３５がロック穴３６に嵌合されてベーン体３２がハウジング３１に対して回動することが規制される。
【００５０】
すなわち、ベーン体３２がハウジング３１に固定され、ベーン体３２がハウジング３１に保持される。なお、ロックピン３５は、図示しないコイルスプリング等によってロック穴３６の方向に付勢されており、遅角側油圧室３４に供給される油圧が所定油圧以上となると、コイルスプリングの付勢力に抗してロック穴３６から抜け出るようになっている。  このとき、ベーン体３２は、ハウジング３１に対して相対回動自在となる。
【００５１】
また、保持機構においてロックピン３５を駆動する駆動力は、ベーン体３２に内蔵されたスプリング（図示略）の付勢力と、ＶＶＴ２２に供給されるオイルの油圧である。スプリングの付勢力はロックピン３５をロック穴３６に押し込む方向に作用し、オイルの油圧はロックピン３５をロック穴３６から押し出す方向に作用するようになっている。
ＶＶＴ２２に供給されるオイルは、ＶＶＴ通路３７によってメインギャラリ１７から取り出されるようになっている。
【００５２】
ＶＶＴ通路３７の先端部にはオイルコントロールバルブ（Ｏｉｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｖａｌｖｅ、以下、単にＯＣＶという）３８が取り付けられている。ＯＣＶ３８とＶＶＴ２２の進角側油圧室３３とは油圧通路３９によって接続され、ＯＣＶ３８とＶＶＴ２２の遅角側油圧室３４とは油圧通路４０によって接続されている。
【００５３】
ＯＣＶ３８は、オイルの供給先を油圧通路３９と油圧通路４０とで切換える通路切換弁であると同時に、その開度の制御によってオイルの供給量を調整できる流量調整弁でもある。
【００５４】
詳しくは、ＯＣＶ３８は、電磁駆動式のスプール弁であって、スリーブ内のスプールの位置によって油圧通路３９および油圧通路４０に対するオイルの給排を制御することができる。スプールは移動方向の一方の端部をスプリングによって支持され、他方の端部をソレノイドによって支持されている。
【００５５】
スプールの位置は、ソレノイドに供給する駆動電流のデューティ比によって制御することができる。ソレノイドへの非通電時には、スプールはスプリングの付勢力によって所定の初期位置に置かれる。この初期位置では、ＶＶＴ通路３７は、油圧通路４０に接続されるようになっている。
【００５６】
また、図１に示すように、オイル還流通路１６は、オイルポンプ１３の吐出側のオイル通路１５に接続されており、このオイル還流通路１６上にはリリーフバルブ２６が設けられている。このリリーフバルブ２６は、オイルポンプ１３の吐出側の油圧（吐出圧）が所定値を越えたときに作動（開弁）してオイルをオイルパン１１またはオイルポンプ１３内にリリーフするものである。
【００５７】
図１、図３に示すように、制御装置４は、油圧センサ４１、油温センサ４２、エンジン回転数センサ４３、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：以下、ＥＣＵという）４４およびウォーニングランプ５１を含んで構成されている。
【００５８】
油圧センサ４１は、油圧検知手段を構成しており、オイルポンプ１３の吐出側のオイル通路１５に設けられている。油圧センサ４１は、オイルポンプ１３からＶＶＴ２２等の油圧駆動部品やエンジン２の潤滑部位に供給される油圧を検知して、油圧に応じた信号をＥＣＵ４４に出力するようになっている。なお、油圧センサ４１は、メインギャラリ１７に設けられていてもよい。
【００５９】
エンジン回転数センサ４３は、クランクシャフト６の回転角に基づいてエンジン回転数（ｒｐｍ）を検知するようになっている。エンジン回転数センサ４３は、ＥＣＵ４４に接続されており、検知したエンジン回転数（ｒｐｍ）に応じた信号をＥＣＵ４４に出力するようになっている。
【００６０】
油温センサ４２は、油温検知手段を構成しており、オイルポンプ１３から吐出されるオイル温度を検知するようになっている。この油温センサ４２は、オイルポンプ１３の吐出側のオイル通路１５に設けられており、ＥＣＵ４４に電気的に接続されている。なお、油温センサ４２は、オイルパン１１やメインギャラリ１７に設けられていてもよい。
【００６１】
油温センサ４２は、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタによって構成されており、抵抗値の変化に応じて変化する電圧を油温を表す信号としてＥＣＵ４４に出力するようになっている。
【００６２】
図３に示すように、ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４５と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４７と、油圧センサ４１、油温センサ４２およびエンジン回転数センサ４３が接続された入力インターフェース４８と、ＯＣＶ３８およびウォーニングランプ５１に接続された出力インターフェース４９とを含んで構成されている。
【００６３】
ＲＯＭ４６は、異常判定プログラムを含んだ各種制御プログラムや、これら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。
【００６４】
また、ＲＯＭ４６には、制御マップとして異常判定マップ５２が記憶されている。図４に示すように、異常判定マップ５２は、オイルに混入される気泡率に応じて予め定められた油圧の判定値Ｐ１、Ｐ２が設定されている。
【００６５】
異常判定マップ５２は、油圧が判定値Ｐ１未満の領域が異常領域に設定されており、ＥＣＵ４４は、油圧が判定値Ｐ１未満であるものと判断した場合には、ＶＶＴ２２に供給される油圧の異常と判定する。
【００６６】
ＥＣＵ４４は、この油圧異常時にＯＣＶ３８を制御して進角側油圧室３３にオイルを供給するとともに遅角側油圧室３４からオイルを排出することにより、ロックピン３５がロック穴３６にロックされるようにベーン体３２をハウジング３１に対して回動させる保持制御を実施する。
【００６７】
また、異常判定マップ５２は、油圧が判定値Ｐ１以上である場合には、気泡率に基づいてＶＶＴ２２に供給される油圧の異常の判定領域として保持不安定領域（図４中では「保持安定性悪化」）が割り当てられ、油圧が判定値Ｐ２以上である場合には、正常領域が割り当てられている。
【００６８】
すなわち、油圧が判定値Ｐ１以上である領域では、同じ油圧であっても、気泡率に応じた油圧の判定値Ｐ２により、気泡率が低い場合には、油圧が正常である正常領域が割り当てられており、気泡率が高い場合には、保持不安定領域が割り当てられている。
【００６９】
ＥＣＵ４４は、油圧が判定値Ｐ１以上であるものと判断した場合には、気泡率に基づいてＶＶＴ２２に供給される油圧の異常と判定することができる。ＥＣＵ４４は、この油圧異常時にＯＣＶ３８を上述した保持制御を実施する。
【００７０】
また、ＥＣＵ４４は、異常判定マップ５２に基づいて油圧と気泡率の値が正常領域にあるものと判断した場合には、ＶＶＴ２２に供給される油圧が正常であるものと判断して、保持制御を実施しない。本実施の形態では、ＥＣＵ４４が制御手段を構成している。
【００７１】
すなわち、本実施の形態のＥＣＵ４４は、ＶＶＴ２２に供給される油圧が判定値Ｐ１未満である場合には、ＶＶＴ２２の油圧異常と判定し、保持制御を実施し、ＶＶＴ２２に供給される油圧が判定値Ｐ１以上である場合には、気泡率が高いことを条件として、ＶＶＴ２２の油圧異常と判定し、保持制御を実施するようになっている。
【００７２】
また、ＲＯＭ４６には図５に示す気泡率判定マップ５３が記憶されている。この気泡率判定マップ５３は、任意のエンジン回転数のときの気泡率と油圧とが関連付けられて記憶されている。
【００７３】
オイルパン１１内のオイルレベルが低下すると、オイルストレーナ１２がエア吸いを起こしてオイルポンプ１３によってオイルパン１１から吸い込まれるオイルに混入される気泡率が上昇して油圧が低下するため、ＥＣＵ４４は、この気泡率判定マップ５３に基づいて油圧とエンジン回転数とから気泡率を推定することができる。
【００７４】
この気泡率判定マップ５３は、エンジン回転数に応じて油圧と気泡率とが割り当てられており、ＲＯＭ４６にはエンジン回転数に応じた複数の気泡率判定マップ５３が記憶されている。本実施の形態では、ＲＯＭ４６、油圧センサ４１およびエンジン回転数センサ４３が気泡率取得手段を構成している。
【００７５】
ウォーニングランプ５１は、油圧の異常が発生してオイルパン１１内のオイルレベルが低下したことを警告する警告灯である。
【００７６】
ウォーニングランプ５１は、ＥＣＵ４４から異常信号が入力したときに点灯あるいは点滅して油圧の異常を警告することにより、オイルパン１１内のオイルレベルが低下したことを運転者に警告する。
【００７７】
ＥＣＵ４４は、異常判定マップ５２に基づいて油圧が異常領域にあるものと判断したときに、ウォーニングランプ５１に異常信号を出力する。
【００７８】
次に、図６のフローチャートに基づいて内燃機関の制御装置４のＥＣＵ４４で実行される異常判定制御処理について説明する。なお、図６のフローチャートは、ＲＯＭ４６に記憶された異常判定プログラムである。
【００７９】
図６において、ＣＰＵ４５は、油圧センサ４１からの検知情報に基づいて油圧ＰｉをＲＡＭ４７に記憶した後（ステップＳ１）、エンジン回転数センサ４３からの検知情報に基づいてエンジン回転数ＮｉをＲＡＭ４７に記憶する（ステップＳ２）。
【００８０】
次いで、ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４６に記憶された気泡率判定マップ５３を参照し、ＲＡＭ４７に記憶された油圧Ｐｉおよびエンジン回転数Ｎｉに基づいて気泡率Ａｉを推定する（ステップＳ３）。
【００８１】
次いで、ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４６に記憶された異常判定マップ５２を参照し、油圧Ｐｉが判定値Ｐ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ４）。ＣＰＵ４５は、油圧Ｐｉが判定値Ｐ１未満であるものと判断した場合には、オイルパン１１内のオイルレベルが低下したものと判断して、保持制御を実施する（ステップＳ５）。
【００８２】
具体的には、ＯＣＶ３８は、ソレノイドの非通電時にスプールがスプリングの付勢力によってＶＶＴ通路３７が油圧通路４０に接続されるようになっている。このため、ＣＰＵ４５は、ソレノイドを通電してスプールをスプリングの付勢力に抗してＶＶＴ通路３７が油圧通路３９に接続されるように切換える。
【００８３】
油圧通路３９は、進角側油圧室３３に連通しているため、ＶＶＴ通路３７が油圧通路３９に接続されると、オイルポンプ１３から吐出されてオイル通路１５を介してＶＶＴ通路３７に供給されるオイルが、油圧通路３９を介して進角側油圧室３３に供給され、遅角側油圧室３４内のオイルが遅角側油圧室３４からＯＣＶ３８に排出される。
【００８４】
このため、進角側油圧室３３の容積が増大されるとともに遅角側油圧室３４の容積が縮小され、ロックピン３５がロック穴３６に嵌合されるようにベーン体３２がハウジング３１に対して回動し、ロックピン３５がロック穴３６に嵌合される。
【００８５】
このため、ベーン体３２がハウジング３１に対して回動しないようにロックピン３５がハウジング３１に保持された状態となる。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ４５は、ウォーニングランプ５１に異常信号を出力してウォーニングランプ５１を点灯させる（ステップＳ６）。このため、運転者にオイルパン１１内のオイルレベルが低下したことを警告して、運転者にオイルを交換する作業を促すことができる。
【００８７】
一方、油圧Ｐが判定値Ｐ１以上であるものと判断した場合には、気泡率Ａｉに基づいてＶＶＴ２２に供給される油圧が保持不安定領域にあるか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００８８】
ＣＰＵ４５は、図６に対して油圧に対して気泡率が低い正常領域にあるものと判断したした場合には今回の処理を終了し、図６に対して油圧に対して気泡率が高い保持不良領域にあるものと判断した場合には、ステップＳ５と同様の保持制御を実施して（ステップＳ８）、今回の処理を終了する。
【００８９】
なお、ステップＳ８の処理の後に、ウォーニングランプ５１を点灯する処理、すなわち、ステップＳ６に処理を移してもよい。
【００９０】
このように本実施の形態では、ＶＶＴ２２に供給される油圧が、オイルに混入される気泡率に応じて予め定められた油圧の判定値Ｐ１未満となったことを条件として、ＶＶＴ２２の油圧異常を判定し、ベーン体３２がハウジング３１に対して回動するのを規制する保持制御を実施するので、油圧が低い場合に、ベーン体３２がハウジング３１に衝突して異音が発生するのを防止することができるとともに、ベーン体３２およびハウジング３１が損傷するのを防止して、ＶＶＴ２２の耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００９１】
また、ＶＶＴ２２に供給される油圧が判定値Ｐ１以上である場合には、気泡率が高いことを条件として、ＶＶＴ２２の油圧異常を判定し、ＶＶＴ２２の保持制御を実施するので、ベーン体３２がハウジング３１に対してばたつくのを防止して、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる。
【００９２】
すなわち、本出願人の発明者は、図４に示すように、ＶＶＴ２２に供給される油圧が所定値Ｐ１未満の異常領域では、ベーン体３２がハウジング３１に対して大きく回動してベーン体３２がハウジング３１に衝突して異音が発生し、ＶＶＴ２２に供給される油圧が所定値Ｐ１以上であっても、気泡率が高い保持不安定領域では、ベーン体３２がハウジング３１に対してふらつく現象があることを発見したのである。
【００９３】
この現象を鑑み、ＶＶＴ２２に供給される油圧が所定値Ｐ１以上であっても、気泡率が高い場合には、ＶＶＴ２２の油圧異常を判定し、ＶＶＴ２２の保持制御を実施することで、ドライバビリティが悪化するのを防止することができるのである。
【００９４】
また、本実施の形態では、ＶＶＴ２２が、オイルポンプ１３から吐出されるオイルを進角側油圧室３３および遅角側油圧室３４に選択的に供給するＯＣＶ３８を備え、ＶＶＴ２２が、ベーン体３２がハウジング３１に対して所定位置である遅角側に回動したときに、ベーン体３２をハウジング３１に保持するロックピン３５およびロック穴３６を有する。
【００９５】
そして、ＥＣＵ４４がＯＣＶ３８を制御することにより、ベーン体３２が遅角側に回動するように進角側油圧室３３および遅角側油圧室３４に供給する油圧を調整することにより、ロックピン３５をロック穴３６に嵌合させてベーン体３２をハウジング３１に保持するように構成した。
【００９６】
この結果、ベーン体３２をハウジング３１に確実に保持させることができ、ベーン体３２がハウジング３１に衝突することを確実に防止することができるとともに、ベーン体３２がばたつくのを確実に防止することができる。
【００９７】
また、本実施の形態では、ＥＣＵ４４が、油圧センサ４１およびエンジン回転数センサ４３からの検知情報に基づいてオイルに混入される気泡率を取得するので、気泡率を確実に取得して保持制御を実施することができる。
【００９８】
また、本実施の形態では、ＥＣＵ４４が、油圧が所定値Ｐ１未満の場合にウォーニングランプ５１に異常信号を出力してウォーニングランプ５１を点灯させるようにしているので、オイルパン１１に貯留されるオイルが低下したことを確実に検知して警告することができる。
【００９９】
この結果、運転者にオイルパン１１内のオイルを交換するための作業を促してオイル交換後に、ＶＶＴ２２に対してベーン体３２をハウジング３１に安定して保持できる油圧を供給することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、油圧とエンジン回転数とに基づいて気泡率を推定しているが、これに限定されるものではない。例えば、図７の気泡率判定マップ５４に基づいて気泡率を取得してもよい。
【０１０１】
図７に示す気泡率判定マップ５４は、任意の油温（例えば、８０℃）とエンジン回転数に基づいて油圧Ｐｏが割り当てられており、この油圧Ｐｏにおける気泡率は正常（例えば、気泡率が零）となっている。ＥＣＵ４４は、この油圧Ｐｏに対する油圧の変化分を気泡率として取得する。
【０１０２】
すなわち、油圧Ｐｏに対して油圧が低下した場合には、オイルに気泡が混入されることになるので、ＥＣＵ４４は、油温センサ４２が任意の油温を検知したときに、この任意の油温とエンジン回転数センサ４３との実測値によって油圧Ｐｉを推定し、この推定された油圧Ｐｉと気泡率が正常な油圧Ｐｏとの差分から気泡率を推定する。なお、ＲＯＭ４６には油温毎に応じた気泡率判定マップ５４が記憶されている。この場合には、ＲＯＭ４６、油圧センサ４１、油温センサ４２およびエンジン回転数センサ４３が気泡率取得手段を構成している。
【０１０３】
なお、本実施の形態の内燃機関の制御装置４は、車両用内燃機関に適用した例について説明したが、動力源として内燃機関を用いるものであれば適用可能であり、例えば、所謂ハイブリッド車や自動二輪車等に搭載される内燃機関はもとより、船舶や建設機械等のように車両以外のものに搭載される内燃機関にも適用可能である。
【０１０４】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、オイルに混入される気泡率と油圧とに基づいて早期に第２の回転体を第１の回転体に保持することができるようにして、第２の回転体がばたつくのを防止して、ドライバビリティが悪化するのを防止することができるという効果を有し、バルブタイミング可変機構に供給される油圧の異常時にバルブタイミング可変機構を保護するようにした内燃機関の制御装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
２  エンジン（内燃機関）
４  制御装置
６  クランクシャフト（出力軸）
１３  オイルポンプ
２０  吸気カムシャフト（カムシャフト）
２１  排気カムシャフト
２２  ＶＶＴ（バルブタイミング可変機構）
３１  ハウジング（第１の回転体）
３２  ベーン体（第２の回転体）
３３  進角側油圧室
３４  遅角側油圧室
３５  ロックピン（保持機構）
３６  ロック穴（保持機構）
３８  ＯＣＶ（オイル供給部材）
４１  油圧センサ（油圧検知手段、気泡率取得手段）
４２  油温センサ（気泡率取得手段）
４３  エンジン回転数センサ（気泡率取得手段）
４４  ＥＣＵ（制御手段）
４６  ＲＯＭ（気泡率取得手段）
５１  ウォーニングランプ（警告手段）
【図１】
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【図２】
0005887876.tif 000003
【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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