(57)【要約】【課題】冷間時に吸気バルブと排気バルブとが共に閉じるマイナスオーバーラップ状態に制御するエンジンにおいて、電子スロットルフェイル時のインマニ負圧を確保する。【解決手段】スロットルバルブの開度を制御する電子スロットルシステムを備え、冷間時に、吸気バルブと排気バルブとをマイナスオーバーラップ状態に制御するエンジンにおいて、電子スロットルフェイルが発生したときには、マイナスオーバーラップ状態を禁止する。具体的には、電子スロットルフェイル時に排気バルブ側ＶＶＴを作動して排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して所定量Ｒだけ遅角して、吸気バルブと排気バルブとがマイナスオーバーラップ状態にならないように制御することで、吸気側（インテークマニホールド側）への吹き返しを少なくしてインマニ負圧つまりブレーキブースタ負圧を確保する。【選択図】図７
2008274822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と吸気通路との間を選択的に開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と排気通路との間を選択的に開閉する排気バルブとを備え、冷間時に前記吸気バルブと排気バルブとが共に閉じるマイナスオーバーラップ状態に制御する内燃機関の制御装置において、
負圧要求時に、前記マイナスオーバーラップ状態を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気通路に配置されたスロットルバルブのスロットル開度を制御するスロットル制御手段を備え、前記負圧の要求時が、前記スロットル制御手段の異常時であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関のクランクシャフトに対する排気カムシャフトの回転位相を変化させて前記排気バルブの開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構を備え、前記負圧要求時に、前記可変バルブタイミング機構を作動し、前記排気バルブの開閉タイミングを所定量だけ遅角して、前記吸気バルブと排気バルブとがマイナスオーバーラップ状態にならないように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項２または３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
アクセル開度センサとスロットル開度センサとを備え、前記アクセル開度センサの出力信号に基づいてスロットル開度を算出し、前記スロットル開度センサの出力信号に基づいて実スロットル開度を検出し、それら算出スロットル開度と実スロットル開度との差が所定値よりも大きいときに、前記スロットル制御手段が異常状態であると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記スロットル制御手段の異常時に、前記スロットル開度を所定のオープナ開度に規制するスロットル開度規制手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気通路に配置されたスロットルバルブの下流側の吸気管負圧を利用するブレーキブースタを備えていることを特徴とする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、機関バルブの開閉タイミングを機関運転状態に応じて制御する可変バルブタイミング機構が搭載され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ベルト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。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、エンジンに可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）機構を搭載している（例えば、特許文献１、２参照）。可変バルブタイミング機構は、エンジンの出力向上、燃費向上、排気エミッション低減などを目的として、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。
【０００３】
可変バルブタイミング機構としては、例えばヘリカルスプライン式とベーン式の機構がある。これらのうち、ベーン式可変バルブタイミング機構は、例えば、内周面に凹部が形成されたハウジングと、そのハウジングの凹部を２つの油圧室（遅角側油圧室、進角側油圧室）に区画するベーンを有する内部ロータとを備え、前記ハウジングをクランクシャフトに連結し、内部ロータをカムシャフトに連結した状態で、前記遅角側油圧室及び進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。
【０００４】
オイルコントロールバルブは、ケーシング内に往復移動可能に配設されたスプールと、このスプールを付勢する圧縮コイルばねと、電圧の印加によりスプールを吸引する電磁ソレノイド等によって構成されている。電磁ソレノイドに印加される電圧はデューティ制御されており、電磁ソレノイドで発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。そして、電磁ソレノイドに印加される電圧のデューティ比が大きいほど進角側油圧室への油圧供給量が増加し、デューティ比が小さいほど遅角側油圧室への油圧供給量が増加する。このようにして進角側油圧室及び遅角側油圧室内の油圧を調節することにより、可変バルブタイミング機構が駆動される。
【０００５】
そして、このような可変バルブタイミング機構は、エンジンの始動時・アイドル運転時に作動が禁止されて非作動状態となり、吸気バルブ及び排気バルブの各開閉タイミングはイニシャル位置に設定される。具体的には、吸気バルブの開閉タイミングは最遅角位置（進角値＝０）に設定され、排気バルブの開閉タイミングは最進角位置（遅角値＝０）に設定される。
【０００６】
ここで、可変バルブタイミング機構付きのエンジンにおいては、冷間始動時の始動性の向上及びエミッション低減などを目的として、排気バルブを通常のエンジンのバルブタイミングよりも早く閉じるように設定されたエンジンもある。このような設定のエンジンでは、アイドル運転時や車両の減速時（アクセルオフ時）に、可変バルブタイミング機構の作動が禁止されて、吸気バルブと排気バルブの各バルブタイミングがイニシャル位置に設定されると、図６及び図８に示すように、吸気バルブと排気バルブとの開期間がオーバーラップしない状態（以下、マイナスオーバーラップという場合もある）となる。
【０００７】
また、車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けたスロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。
【０００８】
電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。具体的には、スロットル開度センサ等を用いてスロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルバルブのアクチュエータをフィードバック制御している。また、電子スロットルシステムにおいて、スロットルバルブはアイドル運転時にも開かれており、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブの開度を調整してアイドル回転数をフィードバック制御している（ＩＳＣ：Ｉｄｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）。
【０００９】
このような電子スロットルシステム（以下、単に「電子スロットル」という場合もある）においては、スロットル開度センサ、スロットルバルブ、スロットルモータあるいは制御系などが故障（電子スロットルフェイル）したときに、車両の退避走行を可能とするために、スロットルバルブの開度をオープナ開度に固定するというフェイル時制御が行われている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
一方、車両の駆動力を制御する装置として、ブレーキペダルの軽い踏込み力（踏力）で強力なブレーキ制動力を得るためにブレーキブースタを搭載し、そのブレーキブースタ負圧をエンジンの吸気管負圧（以下、インマニ負圧という場合もある）で確保する装置が知られている。
【特許文献１】特開平１１−３２４７７８号公報
【特許文献２】特開２０００−７３８０３号公報
【特許文献３】特開平６−２５７４号公報
【特許文献４】特開２００５−２５５０７２号公報
【特許文献５】特開２００１−６５３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、排気バルブを通常のバルブタイミングよりも早く閉じるように設定されたエンジン（以下、早閉じ設定のエンジンという場合もある）では、上記したように、アイドル運転時や車両の減速時（アクセルオフ時）に、可変バルブタイミング機構が非作動状態となり、吸気バルブと排気バルブとが同時に閉じるマイナスオーバーラップ状態となる。
【００１２】
一方、電子スロットルを搭載した車両では、上記したように電子スロットルフェイル時に退避走行を保障するために、アクセル開度に関係なく、スロットルバルブの開度を所定のオープナ開度に固定している。そのため、早閉じ設定のエンジンにおいて、電子スロットルフェイル時（減速時）に可変バルブタイミング機構が非作動となり、吸気・排気バルブがマイナスオーバーラップ状態になると、排気工程において残存・圧縮された排気ガスが吸気工程で吸気バルブが開いた瞬間に吸気側（インテークマニホールド側）に吹き返し（図１０参照）、インマニ負圧が低下する。このようにしてインマニ負圧が低下すると、電子スロットルフェイル時に要求されるブレーキブースタ負圧を確保することができなくなる場合があり、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるのにも関わらず、ブレーキの利きが悪くなることがある。
【００１３】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、スロットルバルブの開度を制御する電子スロットルシステムを備え、冷間時に吸気バルブと排気バルブとが共に閉じるマイナスオーバーラップ状態に制御する内燃機関において、電子スロットルフェイル時等のインマニ負圧を確保することが可能な制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と吸気通路との間を選択的に開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と排気通路との間を選択的に開閉する排気バルブとを備え、冷間時に前記吸気バルブと排気バルブとが共に閉じるマイナスオーバーラップ状態に制御する内燃機関の制御装置において、負圧要求時に、前記マイナスオーバーラップ状態を禁止することを特徴としている。
【００１５】
本発明において、吸気通路に配置されたスロットルバルブのスロットル開度を制御するスロットル制御手段を備えた内燃機関の制御装置を前提とする場合、前記スロットル制御手段の異常時を前記負圧の要求時とする。
【００１６】
本発明の具体的な構成として、内燃機関のクランクシャフトに対する排気カムシャフトの回転位相を変化させて排気バルブの開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構を備え、前記負圧の要求時に、可変バルブタイミング機構を作動し、排気バルブの開閉タイミングを所定量だけ遅角して、吸気バルブと排気バルブとがマイナスオーバーラップ状態にならないように制御するという構成を挙げることができる。
【００１７】
本発明において、スロットル制御手段の異常（電子スロットルフェイル）を判定する方法として、アクセル開度センサとスロットル開度センサとを用い、そのアクセル開度センサの出力信号に基づいて算出したスロットル開度と、スロットル開度センサの出力信号に基づいて検出した実スロットル開度との差が所定値よりも大きいときに、スロットル制御手段が異常状態であると判定するという方法を挙げることができる。
【００１８】
また、本発明の具体的な構成として、スロットル制御手段の異常時に、スロットルバルブのスロットル開度を所定のオープナ開度に規制するという構成を挙げることができる。
【００１９】
本発明によれば、冷間時に吸気バルブと排気バルブとが共に閉じるマイナスオーバーラップ状態に制御する内燃機関において、負圧要求時（具体的には、電子スロットルフェイル時）に、マイナスオーバーラップ状態を禁止して、排気バルブが閉じる前に吸気バルブを開くようにしているので、内燃機関のシリンダ内に排気ガスが圧縮状態で残量することがなくなり、吸気バルブを開いた際の吸気側（インテークマニホールド側）への吹き返しを少なくすることができ、吸気管負圧の低下を抑制することができる。その結果として、電子スロットルフェイル時のブレーキブースタ圧を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）について説明する。
【００２２】
−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２３】
エンジン１は、車両に搭載されるポート噴射型多気筒ガソリンエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２４】
クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）３７が配置されている。クランクポジションセンサ３７は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２５】
エンジン１のシリンダブロック１ａには冷却水温を検出する水温センサ３１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。エンジン１の燃焼室１ｄには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。
【００２６】
エンジン１のシリンダブロック１ａの下部には、潤滑油を貯留するオイルパン１８が設けられている。このオイルパン１８に貯留された潤滑油は、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナ２０（図３参照）を介してオイルポンプ１９によって汲み上げられて、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑油は、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプ１９によって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。
【００２７】
また、この例においては、オイルパン１８に貯留された潤滑油を、後述する可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）１００ｉｎ，１００ｅｘの作動油にも利用している。なお、オイルポンプ１９は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転によって駆動される機械式ポンプである。
【００２８】
エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１の一部は吸気ポート１１ａ及び吸気マニホールド１１ｂによって形成されている。また、排気通路１２の一部は排気ポート１２ａ及び排気マニホールド１２ｂによって形成されている。
【００２９】
吸気通路１１には、エアクリーナ７、熱線式のエアフロメータ３２、吸気温センサ３３（エアフロメータ３２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ５などが配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ３６によって検出される。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ３４及び三元触媒８が配置されている。
【００３０】
また、エンジン１の吸気通路１１（インテークマニホールド１１ｂ）にはブレーキブースタ３００が負圧導入路３０２を介して接続されている。ブレーキブースタ３００は、吸気管負圧（インマニ負圧）によって作動し、ブレーキペダル３０１の踏込み操作力（ブレーキ力）をアシストする。ブレーキブースタ３００で発生したアシスト力は、マスタシリンダを介してホイルシリンダに供給され、車輪の回転を停止させる制動力となる。
【００３１】
吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転がタイミングベルト等を介して伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の各回転によって行われる。吸気カムシャフト２１と排気カムシャフト２２の各端部にはそれぞれ吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘが設けられている。これら吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘについては後述する。
【００３２】
また、吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の近傍にはそれぞれカムポジションセンサ３８，３９が配置されている。各カムポジションセンサ３８，３９は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（図示せず）に対向するように配置されており、その各カムシャフト２１，２２が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が７２０°回転するごとに各カムポジションセンサ３８，３９が１つのパルス状の信号を発生する。
【００３３】
そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。インジェクタ２には燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１の吸気ポート１１ａ内に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ｄに導入される。燃焼室１ｄに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ｄ内での燃焼・爆発によりピストン１ｃが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。以上のエンジン１の運転状態はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４００によって制御される。そして、このＥＣＵ４００により実行されるプログラムによって本発明の内燃機関の制御装置が実現される。
【００３４】
ここで、この例のエンジン１では、冷間始動時の始動性の向上及び排気エミッションの低減などを目的として、排気バルブ１４が通常のエンジンに比べて所定量（例えば２０度）だけ早く開閉するように設定されており（図６参照）、排気バルブ１４が排気上死点前（ＢＴＤＣ）で閉じるようになっている。
【００３５】
−ＶＶＴ−
吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘは、図２及び図３に示すように、略中空円盤状のハウジング１０１と、このハウジング１０１内に回転自在に収容されたベーンロータ１０４とを備えている。ベーンロータ１０４には複数（この例では４枚）のベーン１０５が一体形成されている。ベーンロータ１０４はセンタボルト１０６によって吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）に固定されており、吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）と一体となって回転する。
【００３６】
ハウジング１０１の前面側はフロントカバー１０７によって覆われている。これらハウジング１０１とフロントカバー１０７はボルト１０８にてタイミングプーリ１０９に固定されており、ハウジング１０１及びフロントカバー１０７はタイミングプーリ１０９と一体となって回転する。タイミングプーリ１０９は、タイミングベルト１１０を介してクランクシャフト１５に連結される。
【００３７】
ハウジング１０１の内部には、ベーンロータ１０４のベーン１０５と同数の凸部１０２が形成されており、その各凸部１０２間に形成された凹部１０３内にベーンロータ１０４の各ベーン１０５が収容されている。各ベーン１０５の先端面は凹部１０３の内周面に摺動可能に接触している。ベーンロータ１０４は、作動油の圧力をベーン１０５で受けることによりハウジング１０１に対して相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）の回転位相が変化する。
【００３８】
ハウジング１０１の各凹部１０３には、ベーンロータ１０４のベーン１０５によって区画された２つの空間が形成されている。これら２つの空間のうち、ベーン１０５に対してカムシャフト回転方向（図３の矢印の方向）の後側の空間が進角側油圧室１１１を構成しており、カムシャフト回転方向の前側の空間が遅角側油圧室１１２を構成している。
【００３９】
以上の構造のＶＶＴ１００ｉｎ，１００ｅｘでは、進角側油圧室１１１内の油圧と遅角側油圧室１１２内の油圧によってベーンロータ１０４がハウジング１０１に対して相対回転する。すなわち、進角側油圧室１１１内の油圧を遅角側油圧室１１２内の油圧よりも高くすると、ベーンロータ１０４はハウジング１０１に対して吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）の回転方向に相対回転する。このとき、吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）の回転位相はクランクシャフト１５の回転位相に対して進められる（進角）。これとは逆に、遅角側油圧室１１２内の油圧を進角側油圧室１１１の油圧よりも高くすると、ベーンロータ１０４はハウジング１０１に対して吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）の回転方向と逆方向に相対回転され、吸気カムシャフト２１（または排気カムシャフト２２）の回転位相はクランクシャフト１５の回転位相に対して遅らされる（遅角）。そして、このような回転位相の調整によって吸気バルブ１３（または排気バルブ１４）のバルブタイミングを可変とすることができる。
【００４０】
次に、進角側油圧室１１１と遅角側油圧室１１２に供給する作動油の油圧を制御する油圧制御系の構成について図３を参照して説明する。
【００４１】
まず、吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘには、その各進角側油圧室１１１と遅角側油圧室１１２とに供給する作動油の油圧を制御するオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）２００ｉｎ，２００ｅｘが接続されている。
【００４２】
ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘには、オイルポンプ１９によってオイルパン１８からオイルストレーナ２０を介して汲み上げられた潤滑油（作動油）がオイル供給通路１３１を介して供給される。また、各ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘには２つのオイル排出通路１３２，１３３が接続されている。ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘは電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ４００によって制御される。
【００４３】
ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘは、４ポート弁であって、ケーシング２０１の内部に往復移動可能に配設されたスプール２０２と、スプール２０２に弾性力を付勢する圧縮コイルばね２０３と、電磁ソレノイド２０４とを備えており、電磁ソレノイド２０４に電圧が印加されたときにスプール２０２が吸引されるようになっている。電磁ソレノイド２０４に印加する電圧は、ＥＣＵ４００によってデューティ制御される。電磁ソレノイド２０４が発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイド２０４が発生する吸引力と圧縮コイルばね２０３の付勢力との釣り合いによってスプール２０２の位置が決定される。
【００４４】
そして、スプール２０２が移動することによって、進角側通路１２１及び遅角側通路１２２と、オイル供給通路１３１及びオイル排出通路１３２，１３３との連通量が変化し、進角側通路１２１及び遅角側通路１２２に対して供給される作動油の量、あるいは、これら進角側通路１２１及び遅角側通路１２２から排出される作動油の量が変化する。
【００４５】
例えば、吸気側のＯＣＶ２００ｉｎは、電磁ソレノイド２０４に印加される電圧のデューティ比が大きいほど、進角側通路１２１に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト２１の回転位相が進角される。一方、デューティ比が小さいほど、遅角側通路１２２に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト２１の回転位相が遅角される。このようにして進角側油圧室１１１及び遅角側油圧室１１２内の油圧を調整することにより、ベーンロータ１０４の回転位相（クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト２１の回転位相）を調整することができ、これによって吸気バルブ１３のバルブタイミングを最遅角位置から最進角位置までの範囲で任意に調整することができる。
【００４６】
なお、排気側のＯＣＶ２００ｅｘについても、吸気側のＯＣＶ２００ｉｎと同様にデューティ制御され、排気バルブ１４のバルブタイミングを最進角位置から最遅角位置までの範囲で任意に調整することができる。ただし、遅角と進角との関係が吸気側のＯＣＶ２００ｉｎの場合とは逆になる。
【００４７】
以上の吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘの作動（ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘの制御）はＥＣＵ４００によって制御される。ＥＣＵ４００は、エンジン１の運転状態（例えばエンジン回転数・負荷）に基づいて、各ＶＶＴ１００ｉｎ，１００ｅｘに対しそれぞれ個別に設定されたマップを参照して、当該ＶＶＴ１００ｉｎ，１００ｅｘの作動を制御する。
【００４８】
ここで、この例において、吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘは、アイドル運転時及び減速時（アクセルオフ時）に作動が禁止され（非作動）、吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の各開閉タイミングはイニシャル位置に設定される。具体的には、吸気バルブ１３の開閉タイミングは最遅角位置（進角値＝０）に設定され、ロックピンにて機械的にロックされる。排気バルブ１４の開閉タイミングは最進角位置（遅角値＝０）に設定され、ロックピンにて機械的にロックされる。
【００４９】
また、上記したように、この例のエンジン１は、排気バルブ１４が通常のエンジンに比べて所定量（例えば２０度）だけ早く開閉するように設定されており、従って、アイドル運転時及び減速時（ＶＶＴ１００ｉｎ，１００ｅｘが非作動時）には、図６及び図８に示すように、吸気バルブ１３と排気バルブ１４とはマイナスオーバーラップ状態となる。
【００５０】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ４００は、図４に示すように、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３及びバックアップＲＡＭ４０４などを備えている。ＲＯＭ４０２は、各種制御プログラムや、そ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。
【００５１】
ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ４０３はＣＰＵ４０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ４０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００５２】
これらＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、及び、バックアップＲＡＭ４０４はバス４０７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４０５及び出力インターフェース４０６と接続されている。
【００５３】
入力インターフェース４０５には、水温センサ３１、エアフロメータ３２、吸気温センサ３３、Ｏ2センサ３４、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３５、スロットル開度センサ３６、クランクポジションセンサ３７、及び、カムポジションセンサ３８，３９などの各種センサが接続されている。出力インターフェース４０６には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、及び、ＯＣＶ２００ｉｎ，２００ｅｘなどが接続されている。
【００５４】
そして、ＥＣＵ４００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、インジェクタ２の噴射時期制御及び点火プラグ３の点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ４００は、下記の「アイドル回転数制御」、「フェイル時スロットル制御」、及び、「フェイル時ＶＶＴ制御」を実行する。
【００５５】
−アイドル回転数制御−
アイドル回転数制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。
【００５６】
具体的には、エンジン１の運転状態に基づいてマップ等を参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、クランクポジションセンサ３７の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数）を読み込み、その実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。
【００５７】
−フェイル時スロットル制御−
この例では、スロットル開度センサ３６、スロットルバルブ５、スロットルモータ６あるいは制御系などが故障（電子スロットルフェイル）したときに、車両前進（退避走行）及びエンジンストール防止などを保障するために、スロットル開度の制御を制限（禁止）して、スプリング等の機械的装置によって、スロットルバルブ５の開度をオープナ開度に固定する。
【００５８】
ここで、電子スロットルフェイルを検出する方法としては、例えば、電子スロットルが正常であるときには、アクセル開度から得られる非線形スロットル開度と実スロットル開度とは、一定の関係を持って動くという点を利用し、それら非線形スロットル開度と実スロットル開度との差が所定値よりも大きくなった場合、電子スロットルがフェイルしていると判定するという方法を採用する。なお、このフェイル判定に用いるアクセル開度はアクセル開度センサ３５の出力信号から算出し、実スロットル開度はスロットル開度センサ３６の出力信号から算出する。
【００５９】
−フェイル時ＶＶＴ制御−
まず、この例のエンジン１は、上述したように、早閉じ設定のエンジンであって、排気バルブ１４が排気上死点前のタイミングで閉じるように設定されている。そのため、電子スロットルフェイル時（減速時）において、吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘが非作動状態になると、吸気バルブ１３と排気バルブ１４とがマイナスオーバーラップ状態となり（図６及び図８参照）、図１０に示すように、吸気側（インテークマニホールド側）への吹き返しが生じてインマニ負圧が低下することがある。
【００６０】
そこで、この例では、電子スロットルフェイルが発生したときには、排気側ＶＶＴ１００ｅｘを作動して排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に対して所定量だけ遅角することにより、インマニ負圧の低下を抑制する点に特徴がある。その具体的な制御の一例を図５のフローチャートを参照して説明する。図５の制御ルーチンはＥＣＵ４００において実行される。
【００６１】
まず、ステップＳＴ１において電子スロットルがフェイルしているか否かを判定する。その判定結果が否定判定である場合（電子スロットルが正常である場合）は、排気側ＶＶＴ１００ｅｘの通常制御を継続する（ステップＳＴ４）。
【００６２】
ステップＳＴ１の判定結果が肯定判定である場合つまり電子スロットルフェイルが発生しているときにはステップＳＴ２に進む。なお、電子スロットルフェイルが発生したときには、スロットル開度の制御を制限（禁止）してスロットルバルブ５の開度をオープナ開度に固定する。
【００６３】
ここで、電子スロットルフェイルが発生した場合、従来制御では、吸気側ＶＶＴ１００ｉｎ及び排気側ＶＶＴ１００ｅｘの作動を禁止しているが、この例では、電子スロットルフェイルが発生したときに排気側ＶＶＴ１００ｅｘの作動を許可し（ステップＳＴ２）、ステップＳＴ３において排気側ＶＶＴ１００ｅｘの作動を制御して、図７及び図９に示すように、排気バルブ１４の閉じタイミングを最進角位置に対して所定の遅角量Ｒ（例えば２０度）だけ遅角する。
【００６４】
このような遅角制御により、排気バルブ１４の閉じタイミングを、吸気バルブ１３の開きタイミングに対して排気上死点（ＴＤＣ）側に設定することができ、吸気バルブ１３と排気バルブ１４とのマイナスオーバーラップを解消することができる。これによって、エンジン１のシリンダ内に排気ガスが圧縮状態で残量することがなくなり、吸気バルブ１３を開いた際の吸気側（インテークマニホールド側）への吹き返しを少なくすることができる。その結果として、インマニ負圧の低下を抑制することができ、電子スロットルフェイル時のブレーキブースタ圧を確保することができる。
【００６５】
ここで、以上のフェイル時ＶＶＴ制御において、図７に示す最進角位置に対する遅角量Ｒは、電子スロットルフェイルが発生したときに、排気バルブ１４を閉じるタイミングが排気ＴＤＣ付近となるように設定すればよく、冷間始動時の始動性及び排気エミッションの低減などを目的として、排気バルブ１４が通常エンジンに比べて例えば２０〜３０度早く開閉するエンジンの場合、排気バルブ１４の開閉タイミングの遅角量Ｒは、例えば、通常エンジンの排気バルブの開閉タイミングに戻す遅角量（例えば２０〜３０度程度）に設定すればよい。
【００６６】
−他の実施形態−
以上の例では、ベーン式ＶＶＴを搭載したエンジンの制御について説明したが、これに替えて、例えばヘリカルスプライン式ＶＶＴ等の他の方式のＶＶＴを搭載したエンジンの制御にも本発明を適用することができる。また、油圧式のＶＶＴに限られることなく、電動式のＶＶＴを搭載したエンジンにも適用可能である。
【００６７】
さらに、機関バルブ（吸気・排気バルブ）の弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁を搭載したエンジンにも本発明を適用することができる。
【００６８】
以上の例では、ＶＶＴ（または電磁駆動弁）を搭載したポート噴射型ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ＶＶＴ（または電磁駆動弁）を搭載した筒内直噴型ガソリンエンジンの制御にも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、Ｖ型多気筒ガソリンエンジンの制御にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】図１のエンジンに搭載するＶＶＴの分解斜視図である。
【図３】図２のＶＶＴの断面図及びそのＶＶＴの油圧制御系の概略構成図を併記して示す図である。
【図４】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】電子スロットルフェイル時の排気側ＶＶＴ制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】ＶＶＴ非作動時の吸気・排気バルブの開閉タイミングを示す図である。
【図７】電子スロットルフェイル時・排気側ＶＶＴ作動時の吸気・排気バルブの開閉タイミングを示す図である。
【図８】ＶＶＴ非作動時の吸気・排気バルブの開閉タイミングを示す図である。
【図９】電子スロットルフェイル時・排気側ＶＶＴ作動時の吸気・排気バルブの開閉タイミングを示す図である。
【図１０】電子スロットルフェイル時の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  エンジン
１ｄ  燃焼室
５  スロットルバルブ
６  スロットルモータ
１１  吸気通路
１１ｂ  吸気マニホールド
１２  排気通路
１３  吸気バルブ
１４  排気バルブ
１５  クランクシャフト
２１  吸気カムシャフト
２２  排気カムシャフト
３５  アクセル開度センサ
３６  スロットル開度センサ
３７  クランクポジションセンサ
１００ｉｎ  吸気側ＶＶＴ
１００ｅｘ  排気側ＶＶＴ
２００ｉｎ，２００ｅｘ  ＯＣＶ
３００  ブレーキブースタ
４００  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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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