(57)【要約】    【課題】  バルブ特性の可変機構の故障によって、干渉などの機械的な不都合が発生することを回避しつつ、機関性能の低下を抑制する。    【解決手段】  吸気バルブ側に備えられるＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構とＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構とで吸入空気量を制御する構成において、ＶＴＣ機構が故障すると、バルブタイミングを最遅角側に強制駆動し、かつ、スロットルバルブで吸入空気量を制御させる。更に、前記バルブタイミングの故障位置に応じて最大バルブリフト量を設定し、要求の吸気バルブ通過ガス量が得られない場合に、前記最大バルブリフト量以下の範囲でバルブリフト量を増大させる。【選択図】  図１２
2005214168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのバルブリフト量を可変にする第１可変機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を可変にする第２可変機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられるスロットルバルブとを備えた内燃機関の可変動弁制御装置であって、
前記第１及び第２可変機構が正常であるときには、前記第１及び第２可変機構により機関の吸入空気量を制御し、
前記第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障したときには、前記スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御すると共に、故障位置に応じて他方の可変機構における作動範囲を設定し、前記作動範囲内で前記他方の可変機構を制御することを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項２】
前記第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障した状態で機関の要求吸入空気量が得られないときに、前記作動範囲内で要求吸入空気量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項３】
前記吸気バルブにおける要求の通過ガス量及び実際の通過ガス量を演算し、実際の通過ガス量が要求の通過ガス量よりも少ないときに、前記作動範囲内で要求の通過ガス量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関バルブのバルブリフト量を可変にする第１可変機構と、前記機関バルブの作動角の中心位相を可変にする第２可変機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられるスロットルバルブとを備えた内燃機関の可変動弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カムの切り換えによって機関バルブのバルブリフト量を可変にするバルブリフト調整機構と、カムシャフトのクランクシャフトに対する位相を変化させるバルブタイミング調整機構とを備えた内燃機関において、前記２つの調整機構の一方が故障したときに、バルブリフト調整機構を低リフトカムに、前記バルブタイミング調整機構を作動角の中心が上死点から離れる方向に制御する構成の開示がある。
【特許文献１】特開平０８−１７７４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のように、故障発生時にバルブリフトを小さくし、かつ、作動角中心を遅角させれば、機関バルブとピストンとの干渉や吸気バルブと排気バルブとの干渉などの機械的な不都合を回避することができるが、吸気バルブのバルブリフト量が小さくなることで機関の吸入空気量が制限され、また、バルブオーバーラップが小さくなって高回転域においてシリンダへの充填効率が低下するなど、機関性能が大幅に制限されることになってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バルブ特性の可変機構の故障によって、干渉などの機械的な不都合が発生することを回避しつつ、機関性能の低下を抑制することができる内燃機関の可変動弁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】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、吸気バルブのバルブリフト量を可変にする第１可変機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を可変にする第２可変機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられるスロットルバルブとを備えた内燃機関の可変動弁制御装置であって、
前記第１及び第２可変機構が正常であるときには、前記第１及び第２可変機構により機関の吸入空気量を制御し、
前記第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障したときには、前記スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御すると共に、故障位置に応じて他方の可変機構における作動範囲を設定し、前記作動範囲内で前記他方の可変機構を制御する構成とした。
【０００６】
かかる構成によると、第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障したときには、スロットルバルブで機関の吸入空気量を制御させる一方、例えば第１可変機構が故障したときには、第１可変機構の故障位置（故障状態でのバルブリフト量）に応じて、第２可変機構の作動範囲（作動角の中心位相の可変範囲）を設定し、前記作動範囲内で第２可変機構を制御する。
【０００７】
従って、第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障しても、スロットルバルブで吸入空気量を制御でき、また、正常な可変機構の制御を継続させても機械的不都合の発生を回避できる。
尚、前記故障位置には、第１，第２可変機構の固着故障などの故障態様で決定される位置のほか、故障に対するフェイルセーフ処理によって決定される位置が含まれる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方が故障した状態で機関の要求吸入空気量が得られないときに、前記作動範囲内で要求吸入空気量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御する構成とした。
かかる構成によると、第１可変機構と第２可変機構とのいずれか一方の故障によって吸気バルブの通過ガス量が制限されるようになって、スロットルバルブを開制御しても機関の要求吸入空気量が得られなくなると、正常な可変機構を、他方の故障位置に応じた作動範囲内で制御することで、機関の吸入空気量の増量を図り、要求吸入空気量が得られるようにする。
【０００９】
従って、吸気バルブの第１，第２可変機構のいずれかが故障しても、吸気バルブによって吸入空気量が大きく制限されて機関性能が大幅に低下することを回避でき、かつ、バルブ干渉などの機械的不都合の発生を回避できる。
請求項３記載の発明では、前記吸気バルブにおける要求の通過ガス量及び実際の通過ガス量を演算し、実際の通過ガス量が要求の通過ガス量よりも少ないときに、前記作動範囲内で要求の通過ガス量に近づけるべく前記他方の可変機構を制御する構成とした。
【００１０】
かかる構成によると、吸気バルブを通過するガス量の要求値と実際値とをそれぞれに演算し、要求の通過ガス量に対して実際の通過ガス量が少ないときには、例えばバルブリフト量や作動角の中心位相の変更を、故障位置に応じた範囲内で行なって、要求の通過ガス量に近づけるようにする。
従って、可変機構の故障により吸気バルブで吸入空気量が制限される状態のときに、正常な可変機構に要求される制御状態を精度良く判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
【００１２】
前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカム１１１によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５側には、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構１１２が設けられる。
前記ＶＥＬ機構１１２が、本実施形態における第１可変機構に相当する。
【００１３】
更に、吸気バルブ１０５側には、クランク軸に対する吸気側カム軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変するＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３が設けられる。
前記ＶＴＣ機構１１３が、本実施形態における第２可変機構に相当する。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１４は、要求トルクに対応する要求吸入空気量や要求残留ガス率等が得られるように、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する一方、要求の吸入負圧が得られるように、前記電子制御スロットル１０４を制御する。
【００１４】
前記ＥＣＵ１１４には、内燃機関１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１１５、アクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ１１６、クランク軸１２０からクランク回転信号を取り出すクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、内燃機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９からの検出信号が入力される。
【００１５】
また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料噴射弁１３１は、前記ＥＣＵ１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動され、前記噴射パルス信号の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料を噴射する。
図２〜図４は、前記ＶＥＬ機構１１２の構造を詳細に示すものである。
【００１６】
図２〜図４に示すＶＥＬ機構１１２は、一対の吸気バルブ１０５，１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカム軸１３（駆動軸）と、該カム軸１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５，１５（駆動カム）と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気バルブ１０５，１０５の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０とを備えている。
【００１７】
前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とは、リンクアーム２５，２５によって連係され、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とは、リンク部材２６，２６によって連係されている。
上記ロッカアーム１８，１８，リンクアーム２５，２５，リンク部材２６，２６が伝達機構を構成する。
【００１８】
前記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
また、前記偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。
【００１９】
前記ロッカアーム１８は、図４に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが制御カム１７に回転自在に支持されている。
また、基部１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００２０】
前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
前記揺動カム２０は、図２及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００２１】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
即ち、図８に示すバルブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２２】
また、前記リンクアーム２５は、円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
更に、前記リンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。
【００２３】
尚、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
上記構成において、制御軸１６の軸心Ｐ２と制御カム１７の軸心Ｐ１との位置関係によって、図６，７に示すように、バルブリフト量が変化することになり、前記制御軸１６を回転駆動させることで、制御カム１７の軸心Ｐ１に対する制御軸１６の軸心Ｐ２の位置を変化させる。
【００２４】
前記制御軸１６は、図１０に示すような構成によって、ストッパにより制限される所定回転角度範囲内でＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２１により回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の角度を前記アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が、前記ストッパで制限される最大バルブリフト量と最小バルブリフト量との間の可変範囲内で連続的に変化する（図９参照）。
【００２５】
図１０において、ＤＣサーボモータ１２１は、その回転軸が制御軸１６と平行になるように配置され、回転軸の先端には、かさ歯車１２２が軸支されている。
一方、前記制御軸１６の先端に一対のステー１２３ａ，１２３ｂが固定され、一対のステー１２３ａ，１２３ｂの先端部を連結する制御軸１６と平行な軸周りに、ナット１２４が揺動可能に支持される。
【００２６】
前記ナット１２４に噛み合わされるネジ棒１２５の先端には、前記かさ歯車１２２に噛み合わされるかさ歯車１２６が軸支されており、ＤＣサーボモータ１２１の回転によってネジ棒１２５が回転し、該ネジ棒１２５に噛み合うナット１２４の位置が、ネジ棒１２５の軸方向に変位することで、制御軸１６が回転されるようになっている。
ここで、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方向で、逆に、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６から遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向となっている。
【００２７】
前記制御軸１６の先端には、図１０に示すように、制御軸１６の角度を検出するポテンショメータ式の角度センサ１２７が設けられており、該角度センサ１２７で検出される実際の角度が目標角度（目標バルブリフト量相当値）に一致するように、前記ＥＣＵ１１４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。
また、前記制御軸１６の外周に突出形成したストッパ部材１２８が、固定側の受け部材（図示省略）に対してバルブリフトの増大方向及び減少方向の双方で当接することで、制御軸１６の回転範囲が規制され、これにより最小バルブリフト量及び最大バルブリフト量が規定されるようになっている。
【００２８】
次に、前記ＶＴＣ機構１１３の構成を、図１１に基づいて説明する。
本実施形態におけるＶＴＣ機構１１３は、ベーン式の可変バルブタイミング機構であり、クランク軸１２０によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、吸気側カム軸１３の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。
【００２９】
前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。
前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。
【００３０】
前記回転部材５３は、吸気側カム軸１４の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。
【００３１】
前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。
【００３２】
前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。
前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。
【００３３】
前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ＥＣＵ１１４は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出される。
【００３４】
従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が遅くなる。
一方、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。
【００３５】
このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が早くなる。
前記ＥＣＵ１１４は、前述のように、要求吸入空気量や要求残留ガス率等が得られるようにＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御すると共に、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の故障を診断し、故障発生時にも機関性能の大幅な低下を回避できるように、前記電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する機能を備えている。
【００３６】
以下では、図１２，図１３のフローチャートに従って前記故障時の制御を詳細に説明する。
図１２のフローチャートは、ＶＴＣ機構１１３が故障したときの制御を示す。
まず、ステップＳ１では、ＶＴＣ機構１１３の故障診断を行なう。
前記ＶＴＣ機構１１３の故障診断においては、例えば、実際のバルブタイミングと目標との偏差が所定以上である状態が所定時間以上継続した場合に、ＶＴＣ機構１１３の故障を判定する。
【００３７】
そして、ステップＳ２では、ＶＴＣ機構１１３が故障しているか否かを判定する。
ＶＴＣ機構１１３が故障している場合には、ステップＳ３へ進み、ＶＴＣ機構１１３の電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を強制的に出力することで、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを最大遅角側に強制駆動する。
また、ステップＳ３では、前記電子制御スロットル１０４をアクセル開度に応じて制御することで、機関の吸入空気量がスロットルバルブ１０３ｂで制御される状態に切り換える。
【００３８】
即ち、正常時には、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３によって吸入空気量が制御され、前記電子制御スロットル１０４は一定の吸入負圧となるように制御されるが、ＶＴＣ機構１１３が故障すると、スロットル開度制御により機関の吸入空気量を調整させるようにする。
ステップＳ４では、アクセル開度，機関回転速度Ｎｅから要求トルクを演算する。
【００３９】
ステップＳ５では、前記要求トルクを、機関回転速度に基づいて要求体積流量に変換し、更に、前記要求体積流量を、吸気バルブ１０５の上流圧（吸気圧）等で補正することで、要求の吸気バルブ通過ガス量に変換する。
ステップＳ６では、そのときの吸気バルブ１０５のバルブリフト量（開口面積），機関回転速度，吸気バルブ１０５の上流圧（吸気圧），吸気バルブ１０５の閉時期から実際の吸気バルブ通過ガス量を演算する。
【００４０】
ステップＳ７では、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ないか否かを判別する。
そして、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ない場合には、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、そのときの吸気バルブ１０５のバルブタイミング、即ち、ＶＴＣ機構１１３の故障時における吸気バルブ１０５のバルブタイミング（故障位置）を検出する。
【００４１】
前記ステップＳ３では、ＶＴＣ機構１１３を最大遅角側に強制駆動するが、固着故障時には、実際のバルブタイミングが最大遅角位置になっていない可能性があるので、前記ステップＳ８で吸気バルブ１０５のバルブタイミング（故障位置）を改めて検出する。
尚、バルブタイミングを検出するセンサが故障している場合には、前記ステップＳ８で、バルブタイミングが最大遅角位置になっているものと見なす。
【００４２】
ステップＳ９では、ＶＴＣ機構１１３の故障状態における吸気バルブ１０５のバルブタイミング（故障位置）において、ピストンが上死点になっても吸気バルブ１０５とピストンとが干渉することがない、吸気バルブ１０５の最大バルブリフト量を設定する。
ステップＳ１０では、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を、前記最大バルブリフト量以内でより大きくして、実際の吸気バルブ通過ガス量がより多くなり、要求の吸気バルブ通過ガス量に近づくように制御する。
【００４３】
このように、ＶＴＣ機構１１３の故障によってバルブタイミングの調整が不能になり、然も、要求のバルブ通過ガス量を得ることができないときに、吸気バルブ１０５とピストンとの干渉が発生しない範囲でバルブリフト量を大きくして、バルブ通過ガス量の増大を図る。
従って、たとえ吸気バルブ１０５のバルブタイミングが進角側で固着しても、吸気バルブ１０５とピストンとの干渉を回避しつつ、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を調整させて、要求のバルブ通過ガス量に近づけることができ、故障時における機関性能の大幅な低下を回避できる。
【００４４】
図１３のフローチャートは、ＶＥＬ機構１１２が故障したときの制御を示す。
まず、ステップＳ２１では、ＶＥＬ機構１１２の故障診断を行なう。
前記ＶＥＬ機構１１２の故障診断は、例えば、実際のバルブリフト量（制御軸１６の角度）と目標との偏差が所定以上である状態が所定時間以上継続した場合に、ＶＥＬ機構１１２の故障を判定する。
【００４５】
そして、ステップＳ２２では、ＶＥＬ機構１１２が故障しているか否かを判定する。
ＶＥＬ機構１１２が故障している場合には、ステップＳ２３へ進み、ＶＥＬ機構１１２の制御軸１６を回転駆動するＤＣサーボモータ１２１の駆動を停止する。
また、ステップＳ２３では、前記電子制御スロットル１０４をアクセル開度に応じて制御することで、機関の吸入空気量がスロットルバルブ１０３ｂで制御される状態に切り換える。
【００４６】
ステップＳ２４〜ステップＳ２６では、前記ステップＳ４〜ステップＳ６と同様にして、要求の吸気バルブ通過ガス量及び実際の吸気バルブ通過ガス量を演算する。
ステップＳ２７では、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ないか否かを判別する。
そして、前記要求の吸気バルブ通過ガス量よりも実際の吸気バルブ通過ガス量が少ない場合には、ステップＳ２８へ進む。
【００４７】
ステップＳ２８では、そのときの吸気バルブ１０５のバルブリフト（故障位置）を検出する。
ステップＳ２９では、前記故障状態における吸気バルブ１０５のバルブリフト量において、ピストンが上死点になっても、吸気バルブ１０５とピストンとが干渉することがない、バルブタイミングの最大進角量を設定する。
【００４８】
ステップＳ３０では、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを、前記最大進角量以下で制御して、実際の吸気バルブ通過ガス量の増加を図り、要求の吸気バルブ通過ガス量に近づくように制御する。
このように、ＶＥＬ機構１１２の故障によってバルブリフト量の調整が不能になり、然も、要求のバルブ通過ガス量を得ることができないときに、吸気バルブ１０５とピストンとの干渉が発生しない範囲でバルブタイミングを調整して、バルブ通過ガス量の増大を図る。
【００４９】
従って、たとえ吸気バルブ１０５のバルブリフト量が高リフト側で固着しても、吸気バルブ１０５とピストンとの干渉を回避しつつ、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを調整させて、要求のバルブ通過ガス量に近づけることができ、故障時における機関性能の大幅な低下を回避できる。
尚、ＶＥＬ機構１１２，ＶＴＣ機構１１３の一方が故障し、吸気バルブ通過ガス量が要求よりも多い状態がスロットルバルブの制御で解消できない場合に、正常な方の可変機構を故障位置に応じた範囲内で制御して吸気バルブ通過ガス量の減少を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態における内燃機関のシステム構成図。
【図２】ＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図３】上記ＶＥＬ機構の側面図。
【図４】上記ＶＥＬ機構の平面図。
【図５】上記ＶＥＬ機構に使用される偏心カムを示す斜視図。
【図６】上記ＶＥＬ機構の低リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図７】上記ＶＥＬ機構の高リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図８】上記ＶＥＬ機構における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図９】上記ＶＥＬ機構のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図１０】上記ＶＥＬ機構における制御軸の回転駆動機構を示す斜視図。
【図１１】ＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構を示す縦断面図。
【図１２】上記ＶＴＣ機構の故障時における制御を示すフローチャート。
【図１３】上記ＶＥＬ機構の故障時における制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１６…制御軸、１０１…内燃機関、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１０７…排気バルブ、１１２…ＶＥＬ機構（可変動弁機構）、１１３…ＶＴＣ機構（可変バルブタイミング機構）、１１４…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１２１…ＤＣサーボモータ、１２７…角度センサ
【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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