(57)【要約】【課題】機関バルブの開特性を可変で、かつ、駆動停止時が前記開特性を基準特性となるフェールセーフ機能を有した可変動弁機構の、該フェールセーフ機能を診断する。【解決手段】機関の運転状態に基づいて、診断許可条件の成否を判定し、成立していると判定されたときは、吸気バルブのリフト量（作動角）を可変なＶＥＬ機構の駆動を強制的に停止し、吸気バルブの開特性が最小リフト量特性に変化するときの変化速度ＶＬＲＡＴＥを算出し、該変化速度ＶＬＲＡＴＥを機関回転速度と機関温度とに基づいて算出した診断の判定用の所定値ＮＧＬＶＬと比較して、前記フェールセーフ機能の診断を行う。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開特性を可変で、かつ、駆動力の供給を停止したときに前記開特性が基準特性になるように構成された可変動弁機構の診断装置であって、
機関運転状態に基づいて診断の許可判定を行う診断許可判定手段と、
前記診断が許可されたときに、強制的に可変動弁機構への駆動力の供給を停止させる駆動停止手段と、
前記駆動停止手段による可変動弁機構への駆動力供給停止により前記開特性が前記基準特性に変化するときの変化速度を算出する変化速度算出手段と、
該算出した変化速度に基づいて、前記可変動弁機構の駆動停止時に開特性が基準特性となる機能の異常の有無を診断する診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする可変動弁機構の診断装置。
【請求項２】
前記診断手段により異常があると診断されたときに、異常警報を発信または記憶することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構の診断装置。
【請求項３】
吸気バルブ用の可変動弁機構について、前記診断手段により異常があると診断されたときに、前記吸気バルブ上流のスロットル弁を絞り制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変動弁機構の診断装置。
【請求項４】
前記可変動弁機構は、吸気バルブのバルブリフトまたは作動角の少なくとも１つを変更する機構であり、前記診断許可判定手段により診断を許可する条件は、前記バルブリフトまたは作動角の変化に対して、吸入空気量の変化が小さい高負荷領域を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に備えられて吸気バルブ、排気バルブの開特性を可変で、かつ、駆動力の供給を停止したときに前記開特性が基準特性になるように構成された可変動弁機構において、前記駆動停止時に基準特性となる機能について診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、３次元カムを備えたカムシャフトを油圧制御により駆動して、吸気バルブのリフト・作動角を連続的に変更する可変動弁機構において、油圧制御を停止している場合に、カムシャフトが向かう安定位置と、油圧がアクチュエータに供給されていない場合に向かう安定位置とを同一とすることで、オイルポンプ故障や電磁ソレノイドへの給電が停止する故障となったときに、安定位置である最小リフトに自然に移動するように構成された装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１１０５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のものでは、異物の噛みこみなどによってカムシャフトが固着する異常が生じた場合には、安定位置にカムシャフトを移動することが困難となる問題が生じ、フェールセーフ対応としては不十分であった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、可変動弁機構の駆動が停止した場合に吸・排気バルブの開特性が基準位置となる機能が、正常に動作するかを診断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、請求項１に係る発明は、
内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開特性を可変で、かつ、駆動力の供給を停止したときに前記開特性が基準特性になるように構成された可変動弁機構の診断装置であって、
機関運転状態に基づいて診断の許可判定を行う診断許可判定手段と、
前記診断が許可されたときに、強制的に可変動弁機構への駆動力の供給を停止させる駆動停止手段と、
前記駆動停止手段による可変動弁機構の駆動力供給停止により前記開特性が前記基準特性に変化するときの変化速度を算出する変化速度算出手段と、
該算出した変化速度に基づいて、前記可変動弁機構の駆動停止時に開特性が基準特性となる機能の異常の有無を診断する診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００５】
請求項１に係る発明によると、
機関運転状態に基づいて可変動弁機構の診断が許可されると、可変動弁機構への駆動力の供給が強制的に停止される。
ここで、可変動弁機構への駆動力供給停止（以下駆動停止という）時に吸・排気バルブの開特性が基準特性へ変化する際の変化速度に基づいて、該基準特性へ変化するフェールセーフ機能の異常の有無を診断する。具体的には、変化速度が小さすぎる場合は、前記フェールセーフ機能が異常であると診断する。
【０００６】
このようにすれば、上記可変動弁機構の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の異常の有無を、予め運転中に診断しておくことにより、異常と判定されたときは、速やかに修復することができる。
また、同じく可変動弁機構の駆動停止によるフェールセーフ機能に異常があると診断されたときは、これとは別のフェールセーフ制御を行って良好な運転性能を確保することができる。
【０００７】
また、例えば、可変動弁機構の駆動停止時に吸・排気バルブの開特性が基準特性とならなくなってしまう完全な故障に至ってから、この故障を検出して別のフェールセーフ制御に切り換えるようにした場合は、切換に遅れを生じて良好なフェールセーフ機能を確保することが難しい。
そこで、本発明では、上記変化速度に基づく診断とすることにより、上記可変動弁機構の駆動停止時のフェールセーフ機能が完全に故障する前の段階の、基準特性への変化が遅れる状態で異常と診断することで、予め別のフェールセーフ制御に切り換えて良好なフェールセーフ機能を確保することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、
前記診断手段により異常があると診断されたときに、異常警報を発信または記憶することを特徴とする。
請求項２に係る発明によると、
上記異常が知らされることにより、異常の修復を速やかに行うことができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、
吸気バルブ用の可変動弁機構について、前記診断手段により異常があると診断されたときに、前記吸気バルブ上流のスロットル弁を絞り制御することを特徴とする。
請求項３に係る発明によると、
上記可変動弁機構の駆動停止時のフェールセーフ機能が異常であるときは、スロットル弁を絞り制御することにより、吸入空気量を減少するフェールセーフ制御を行うことができる。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、
前記可変動弁機構は、吸気バルブのバルブリフトまたは作動角の少なくとも１つを変更する機構であり、前記診断許可判定手段により診断を許可する条件は、前記バルブリフトまたは作動角の変化に対して、吸入空気量の変化が小さい高負荷領域であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明によると、
吸入空気量の変化が小さいときに診断が許可されるので、診断による運転性能の低下を最小限にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、実施形態における車両用内燃機関の構成図である。
この図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。
【００１３】
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。
前記排気バルブ１０７は、排気側カムシャフト１１０に軸支されたカム１１１によって一定のリフト量及び作動角（開から閉までのクランク角）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。
【００１４】
同じく吸気バルブ１０５側には、前記クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトとの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブ１０５のバルブタイミング（弁開閉タイミング）を進遅角する機構で構成されるＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３が吸気側カムシャフトの両端部に設けられる。
前記ＶＴＣ機構２０１は、クランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフト１３４の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを変化させる機構であり、本実施形態では、後述するようなスパイラルラジアルリンク式の可変バルブタイミング機構を採用する。
【００１５】
尚、本実施形態では吸気バルブ１０５側にのみＶＴＣ機構２０１を備える構成としたが、吸気バルブ１０５側に代えて、又は、吸気バルブ１０５側と共に、排気バルブ１０７側に可変バルブタイミング機構を備える構成であっても良い。
また、各気筒の吸気ポート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、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動されると、所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ１０５に向けて噴射する。
【００１６】
マイクロコンピュータを内蔵する前記ＥＣＵ１１４には、各種センサからの検出信号が入力され、該検出信号に基づく演算処理によって、前記電子制御スロットル１０４，ＶＴＣ機構２０１及び燃料噴射弁１３１を制御する。
前記各種センサとしては、機関１０１の吸入空気量Ｑ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開度センサＡＰＳ１１６、クランクシャフト１２０からクランク角１８０°毎の基準クランク角信号ＲＥＦ（基準回転位置信号）と単位クランク角度毎の単位角度信号ＰＯＳ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、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９（または潤滑油温度を検出する油温センサ）、吸気側カムシャフト１３４からカム角９０°（クランク角１８０°）毎のカム信号ＣＡＭ（基準回転位置信号）を取り出すカム角センサ２０２が設けられている。
【００１７】
尚、前記基準クランク角信号ＲＥＦの周期、又は、単位時間当たりの単位角度信号ＰＯＳの発生数に基づいて、ＥＣＵ１１４において機関回転速度Ｎｅが算出される。
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。
図２〜図４に示す可変バルブリフト機構は、一対の吸気バルブ１０５，１０５と、シリンダヘッド１１のカムシャフト受１４に回転自在に支持された中空状のカムシャフト１３（駆動軸）と、該カムシャフト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、前記カムシャフト１３の上方位置に同じカムシャフト受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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、内部軸方向にカムシャフト挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカムシャフト１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
また、前記一対の偏心カム１５は、カムシャフト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シャフト挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、カム本体１５ａの外周面１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
【００２０】
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に回転自存に支持されている。
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。
【００２１】
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にカムシャフト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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
前記制御軸１６は、図１０に示すような構成により、ＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２１によってストッパで規定される最小角度位置と最大角度位置との間の所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の作動角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のリフト量及び作動角が連続的に変化する（図９参照）。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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、リフト量が大きくなる方向となっている。
【００２８】
前記制御軸１６の先端には、図１０に示すように、制御軸１６の回転角ＲＥＶＥＬを検出するホールＩＣ式の回転角センサ１２７が設けられており、該回転角センサ１２７で検出される実際の回転角が目標回転角に一致するように、前記コントロールユニット１１４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。ここで、制御軸１６の回転角制御によってリフト量と作動角とは同時に変えられるので、回転角センサ１２７は吸気バルブ１０５の作動角を検出すると同時にリフト量を検出するセンサである。
【００２９】
次に、前記ＶＴＣ機構２０１の構成を、図１１〜図１７に基づいて説明する。
図１１に示すように、前記ＶＴＣ機構２０１は、前記吸気側のカムシャフト１３と、このカムシャフト１３の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト１２０に連係されるタイミングスプロケット３０２を外周に有する駆動リング３０３（駆動回転体）と、この駆動リング３０３とカムシャフト１３の前方側（図１１中左側）に配置されて、両者３０３，３０１の組付角を操作する組付角操作機構３０４と、この組付角操作機構３０４のさらに前方側に配置されて、同機構３０４を駆動する操作力付与手段３０５と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとヘッドカバーの前面に跨って取り付けられて組付角操作機構３０４と操作力付与手段３０５の前面と周域を覆う図外のＶＴＣカバーと、を備えている。
【００３０】
駆動リング３０３は、段差状の挿通孔３０６を備えた短軸円筒状に形成され、この挿通孔３０６部分が、カムシャフト１３の前端部に結合された従動軸部材３０７（従動回転体）に回転可能に組み付けられている。
そして、駆動リング３０３の前面（カムシャフト１３と逆側の面）には、図１２に示すように、対面する平行な側壁を有する３個の径方向溝３０８（径方向ガイド）が駆動リング３０３のほぼ半径方向に沿うように形成されている。
【００３１】
また、従動軸部材３０７は、図１１に示すように、カムシャフト１３の前端部に突き合わされる基部側外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー３０９が一体に形成され、軸芯部を貫通するボルト３１０によってカムシャフト１３に結合されている。
各レバー３０９には、リンク３１１の基端がピン３１２によって軸支連結され、各リンク３１１の先端には前記各径方向溝３０８に摺動自由に係合する円柱状の突出部３１３が一体に形成されている。
【００３２】
各リンク３１１は、突出部３１３が対応する径方向溝３０８に係合した状態において、ピン３１２を介して従動軸部材３０７に連結されているため、リンク３１１の先端側が外力を受けて径方向溝３０８に沿って変位すると、駆動リング３０３と従動軸部材３０７とはリンク３１１の作用によって突出部３１３の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００３３】
また、各リンク３１１の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴３１４が形成され、この収容穴３１４に、後述する渦巻き溝３１５（渦巻き状ガイド）に係合する球面突起３１６ａを有する係合ピン３１６（転動部材）と、この係合ピン３１６を前方側（渦巻き溝３１５側）に付勢するコイルばね３１７とが収容されている。
なお、この実施形態においては、リンク３１１の先端の突出部３１３と係合ピン３１６、コイルばね３１７等とによって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【００３４】
一方、従動軸部材３０７のレバー３０９の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁３１８ａを有する中間回転体３１８が、軸受３３１を介して回転自在に支持されている。
この中間回転体３１８のフランジ壁３１８ａの後面側には、断面半円状の前述の渦巻き溝３１５が形成され、この渦巻き溝３１５に、前記各リンク３１１の先端の係合ピン３１６が転動自在に案内係合されている。
【００３５】
渦巻き溝３１５の渦巻きは、駆動リング３０３の回転方向に沿って次第に縮径するように形成されている。
従って、各リンク３１１先端の係合ピン３１６が渦巻き溝３１５に係合した状態において、中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク３１１の先端部は径方向溝３０８に案内されつつ、渦巻き溝３１５の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体３１８が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。
【００３６】
この実施形態の組付角操作機構３０４は、以上説明した駆動リング３０３の径方向溝３０８、リンク３１１、突出部３１３、係合ピン３１６、レバー３０９、中間回転体３１８、渦巻き溝３１５等によって構成されている。
この組付角操作機構３０４は、操作力付与手段３０５から中間回転体３１８にカムシャフト１３に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝３１５と係合ピン３１６の係合部を通してリンク３１１の先端を径方向に変位させ、このときリンク３１１とレバー３０９の作用によって駆動リンク３０３と従動軸部材３０７に相対的な回動力を伝達する。
【００３７】
一方、操作力付与手段３０５は、中間回転体３１８を駆動リング３０３の回転方向に付勢するゼンマイばね３１９と、中間回転体３１８を駆動リング３０３の回転方向と逆方向に付勢すべく制動する機構であるヒステリシスブレーキ３２０と、を備えてなり、内燃機関の運転状態に応じてヒステリシスブレーキ３２０の制動力を適宜制御することにより、中間回転体３１８を駆動リング３０３に対して相対回動させ、或いは、この両者の回動位置を維持するようになっている。
【００３８】
ゼンマイばね３１９は、駆動リング３０３に一体に取り付けられた円筒部材３２１にその外周端部が結合される一方で、内周端部が中間回転体３１８の円筒状の基部に結合され、全体が中間回転体３１８のフランジ壁３１８ａの前方側スペースに配置されている。
一方、ヒステリシスブレーキ３２０は、中間回転体３１８の前端部にリテーナプレート３２２を介して取り付けられた有底円筒状のヒステリシスリング３２３と、非回転部材である図外のＶＴＣカバーに回転を規制される状態で取り付けられた磁界制御手段としての電磁コイル３２４と、電磁コイル３２４の磁気を誘導する磁気誘導部材であるコイルヨーク３２５と、を備え、電磁コイル３２４が機関の運転状態に応じて前記ＥＣＵ１１４によって通電制御されるようになっている。
【００３９】
ヒステリシスリング３２３は、図１５に示すように、外部の磁界の変化に対して位相遅れをもって磁束力が変化する特性（磁気的ヒステリシス特性）を持つヒステリシス材（半硬質材）によって形成され、外周側の円筒壁３２３ａ部分が前記コイルヨーク３２５によって制動作用を受けるようになっている。
コイルヨーク３２５は、電磁コイル３２４を取り囲むように全体が略円筒形状に形成され、その内周面が軸受３２８を介して従動軸部材３０７の先端部に回転可能に支持されている。
【００４０】
そして、コイルヨーク３２５の後部面側（中間回転体３１８側）には、磁気入出部分が円筒状の隙間をもって向かい合うように周面状の一対の対向面３２６，３２７が形成されている。
また、図１３に示すように、コイルヨーク３２５の両対向面３２６，３２７には夫々円周方向に沿って複数の凹凸が連続して形成され、これら凹凸のうちの凸部３２６ａ，３２７ａが磁極（磁界発生部）を成すようになっている。
【００４１】
そして、一方の対向面３２６の凸部３２６ａと他方の対向面３２７の凸部３２７ａは円周方向に交互に配置され、対向面３２６，３２７相互の近接する凸部３２６ａ，３２７ａがすべて円周方向にずれている。
従って、両対向面３２６，３２７の近接する凸部３２６ａ，３２７ａ間には、電磁コイル２４の励磁によって図１６に示すような円周方向に傾きをもった向きの磁界が発生する。
【００４２】
そして、両対向面３２６，３２７間の隙間には前記ヒステリシスリング３２３の円筒壁３２３ａが非接触状態で介装されている。
ここで、このヒステリシスブレーキ３２０の作動原理を図１７によって説明する。
尚、図１７（ａ）は、ヒステリシスリング３２３（ヒステリシス材）に最初に磁界をかけた状態を示し、図１７（ｂ）は、上記（ａ）の状態からヒステリシスリング３２３を変位（回転）させた状態を示す。
【００４３】
図１７（ａ）の状態においては、コイルヨーク３２５の対向面３２６，３２７間の磁界の向き（対向面２７の凸部３２７ａから他方の対向面３２６の凸部３２７ａに向かう磁界の向き）に沿うようにヒステリシスリング３２３内に磁束の流れが生じる。
この状態からヒステリシスリング３２３が図１７（ｂ）に示すように外力Ｆを受けて移動すると、外部磁界内をヒステリシスリング３２３が変位することになるため、このときヒステリシスリング３２３の内部の磁束は位相遅れをもち、ヒステリシスリング３２３の内部の磁束の向きは対向面３２６，３２７間の磁界の向きに対してずれる（傾斜する）ことになる。
【００４４】
従って、対向面３２７の凸部３２７ａからヒステリシスリング３２３に入る磁束の流れ（磁力線）と、ヒステリシスリング３２３から他方の対向面３２６の凸部３２６ａに向かう磁束の流れ（磁力線）が歪められ、このとき、この磁束の流れの歪みを矯正するような引き合い力が対向面３２６，３２７とヒステリシスリング３２３の間に作用し、その引き合い力がヒステリシスリング３２３を制動する抗力Ｆ’として働く。
【００４５】
前記ヒステリシスブレーキ３２０は、以上のようにヒステリシスリング３２３が対向面３２６，３２７間の磁界内を変位するときに、ヒステリシスリング３２３の内部の磁束の向きと磁界の向きのずれによって制動力を発生するものであるが、その制動力は、ヒステリシスリング３２３の回転速度（対向面３２６，３２７とヒステリシスリング３２３の相対速度）に関係なく、磁界の強さ、即ち、電磁コイル３２４の励磁電流の大きさに略比例した一定の値となる。
【００４６】
本実施形態に係るＶＴＣ機構２０１は以上のような構成となっており、ヒステリシスブレーキ３２０の電磁コイル３２４の励磁をオフにすると、ゼンマイばね３１９の付勢力によって中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して機関回転方向に最大限回転し、係合ピン３１６が渦巻き溝３１５の外周側端面３１５ａに突き当たる位置で規制され、この位置がＶＴＣ機構２０１の機構上で変更し得る回転位相の最遅角位置となる（図１２参照）。
【００４７】
この状態から電磁コイル３２４の励磁をオンとすると、ゼンマイばね３１９の力に抗する制動力が中間回転体３１８に付与されて、中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して逆方向に回転し、それによってリンク３１１の先端の係合ピン３１６が渦巻き溝３１５に誘導されることでリンク３１１の先端部が径方向溝３０８に沿って変位し、リンク１１の作用によって駆動リング３０３と従動軸部材３０７の組付角が進角側に変更される。
【００４８】
そして、前記電磁コイル３２４の励磁電流を増大して制動力を増大していくと、ついには係合ピン３１６が渦巻き溝３１５の内周側端面３１５ｂに突き当たる位置で規制され、この位置がＶＴＣ機構２０１の機構上で変更し得る回転位相の最進角位置となる（図１４参照）。
この状態から電磁コイル３２４の励磁電流が減少して制動力が減少すると、ゼンマイばね３１９の付勢力によって中間回転体３１８が正方向に戻り回転し、渦巻き溝３１５による係合ピン３１６の誘導によってリンク３１１が上記と逆方向に揺動し、駆動リング３０３と従動軸部材３０７の組付角が遅角側に変更される。
【００４９】
このように、このＶＴＣ機構２０１によって可変されるクランクシャフト１２０に対するカムシャフト１３の回転位相（吸気バルブ１０５の作動角の中心位相）は、電磁コイル３２４の励磁電流値を制御してヒステリシスブレーキ３２０の制動力を制御することによって任意に変更され、ゼンマイばね３１９の力とヒステリシスブレーキ３２０の制動力のバランスによってその位相を保持することができる。
【００５０】
前記ＥＣＵ１１４は、ＶＴＣ機構２０１における回転位相の進角目標を演算し、該進角目標に実際の回転位相が一致するように、前記電磁コイル３２４の励磁電流値をフィードバック制御する。
以上のように、ＶＥＬ機構１１２とＶＴＣ機構２０１とで、吸気バルブのリフト量（作動角）及びバルブタイミングを高精度に制御することができる。
【００５１】
ところで、上記ＶＥＬ機構１１２では、吸気バルブ１０５のバルブリフト時にバルブスプリングからの反力を受け、制御軸１６に反力トルクとなって作用する。すなわち、ＤＣサーボモータ１２１は、該反力トルクに抗して制御軸１６を回転させつつリフト量（作動角）を増大する。反力トルクの大きさはリフト量によって増減するが、トルクの向きは変わらないから、ＤＣサーボモータ１２１の作動を停止したときは、反力トルクがリフト量減少方向に作用し続けるので、最終的に、最小リフト量（最小作動角）特性まで変化することになる。
【００５２】
したがって、ＤＣサーボモータ１２１又はその駆動回路等が故障してＶＥＬ機構１１２の作動が停止したときには、自動的に最小リフト量特性（基準特性）となって、吸入空気量が減少するフェールセーフ機能が働くようになっている。
しかし、既述のように、異物の噛み込みなどによってカムシャフト１３が固着してしまうと、ＤＣサーボモータ１２１が故障によってＶＥＬ機構１１２が駆動停止しても上記フェールセーフ機能が働かず、吸気バルブ１０５が、高リフト量特性に維持されて吸入空気量が大きくなりすぎる（エンジン出力が大きすぎる）ことがある。
【００５３】
また、上記の事態を検出してから他のフェールセーフ処理によってエンジン出力を減少させるのでは遅れが大きくなり、良好なフェールセーフ機能が得られない。
そこで、本発明では、所定の運転条件で、上記ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の診断を行うことにより、該フェールセーフ機能の異常の有無を予め察知しておく構成とする。
【００５４】
以下に、上記ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の診断処理について説明する。
図１８は、上記診断のメインフローを示す。制御周期は定時毎（１０ｍｓ）とする。
ステップＳ１では、機関の運転状態に基づいて、診断許可条件の成否を判定する。
ステップＳ１で診断許可条件が成立していると判定されたときは、ステップＳ２へ進み、ＶＥＬ機構１１２の駆動を強制的に停止する。
【００５５】
ステップＳ３では、ＶＥＬ機構１１２の駆動停止後に、吸気バルブの開特性が最小リフト量特性に変化するときの変化速度ＶＬＲＡＴＥを算出する。
ステップＳ４では、診断の判定用の所定値ＮＧＬＶＬ（クライテリア）を算出する。
ステップＳ５では、上記変化速度ＶＬＲＡＴＥを所定値ＮＧＬＶＬと比較して、診断を行う。
【００５６】
図１９は、上記図１８のステップＳ１での診断許可条件の成否を判定するルーチンの詳細なフローを示す。
ステップＳ１１では、診断許可条件が成立したときに立てられる（１にセットされる）フラグｆＤＧＮＧＯの前回値を、ｆＤＧＮＧＯｚとしてセットする。
ステップＳ１２では、当該診断の終了時に立てられるフラグｆＶＬＡＣＴＥＮＤが０であるか、つまり診断終了前であるかを判定する。
【００５７】
ステップＳ１２でｆＶＬＡＣＴＥＮＤが１で、診断を終了していると判定されたときは、それ以上診断を行う必要がないので、ステップＳ１９へ進んで、前記ｆＤＧＮＧＯを０、つまり診断を許可しない値にセットする。
ステップＳ１２でｆＶＬＡＣＴＥＮＤが０で、診断終了前と判定されたときは、ステップＳ１３へ進み、フューエルカット中であるかを判定する。そして、フューエルカット中でないと判定されたときは、診断を許可しないので、ステップＳ１９へ進んで前記の処理を行わせ、フューエルカット中と判定されたときは、基本的な診断許可条件が成立したと判断してステップＳ１４へ進む。
【００５８】
ステップＳ１４では、前記ｆＤＧＮＧＯｚの値が０であるか、つまり診断禁止から上記基本的な診断許可条件が成立した直後（初回）であるかを判定し、直後と判定されたときは、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、現在の機関回転速度Ｎｅが、所定値（例えば３０００ｒｐｍ）以上であるかを判定する。これは、フューエルリカバー（燃料供給再開）回転速度に至るまでに十分な診断時間を確保するためである。
【００５９】
ステップＳ１５で機関回転速度Ｎｅが所定値以上と判定されたときは、ステップＳ１６へ進み、ＶＥＬ機構１１２の実回転角ＲＥＶＥＬが、所定値（例えば３０度）以上であるかを判定する。これは、診断開始時の回転角が既に小さい場合には、診断のためのＶＥＬ機構１１２の動作感度が得られないので、良好な動作感度を得られる初期回転角を確保するためである。
【００６０】
ステップＳ１６で、実回転角ＲＥＶＥＬが３０度以上であると判定されたときには、最終的に診断許可条件が成立したので、ステップＳ１７へ進み、ｆＤＧＮＧＯを１にセットして、診断を許可する。
上記のようにして、診断が許可されると、次回のフローでステップＳ１４の判定がＮＯとなってステップＳ１８へ進み、機関回転速度Ｎｅが診断終了判定用の所定値１５００ｒｐｍ以上であるかを判定し、１５００ｒｐｍ以上であれば、診断を続行するが、１５００ｒｐｍ未満に低下すると、ステップＳ１９へ進んでｆＤＧＮＧＯを０とし、診断を終了させる。
【００６１】
図２０は、上記図１８のステップＳ２でのＶＥＬ機構１１２を強制的に駆動停止するルーチンの詳細を示す。
ステップＳ２１では、ｆＤＧＮＧＯｚが１であるかによって、診断が許可されているかを判定する。
ステップＳ２１で診断が許可されていると判定されたときは、ステップＳ２２へ進んでＤＣサーボモータ１２１への通電をＯＦＦとしてＶＥＬ機構１１２の駆動を強制的に停止する。
【００６２】
また、ステップＳ２１で診断が許可されていないと判定されたときは、ステップＳ２３へ進んで、ＤＣサーボモータ１２１への通電をＯＮとしてＶＥＬ機構１１２の駆動を復帰する。
図２１は、上記図１８のステップＳ３で、ＶＥＬ機構１１２の駆動を停止したときに、吸気バルブの開特性が最小リフト量特性に変化するときの変化速度を算出するルーチンの詳細を示す。なお、実施形態では、吸気バルブの開特性の変化速度を直接算出する代わりに、該開特性に対応するＶＥＬ機構１１２の回転角の変化速度によって間接的に算出する。
【００６３】
ステップＳ３１では、ｆＤＧＮＧＯが１であるかによって、診断が許可されているかを判定し、許可されているときのみステップＳ３２以降へ進んで変化速度の算出を行い、許可されていないときは、このルーチンを終了して算出を禁止する。
ステップＳ３２では、診断許可時間ＤＧＮＴＩＭの演算を行う（１０ｍｓＪＯＢなので、診断許可時間を０，０１ｓｅｃずつ積算する）。
【００６４】
ステップＳ３３では、前回値ｆＤＧＮＧＯｚが０であったか、つまり、今回の処理が診断禁止から許可になった初回かの判定を行い、初回であれば、ステップＳ３４，３５で演算パラメータの初期化を行う。
具体的には、ステップＳ３４では、現在の実回転角ＲＥＶＥＬを、診断許可時の実回転角ＤＧＶＥＬＩＮＴとしてセットし、ステップＳ３５では、診断許可時間ＤＧＮＴＩＭをクリアする。
【００６５】
その後は、次回のフローでステップＳ３３の判定がＮＯとなってステップＳ３６へ進み、上記診断許可時の実回転角ＤＧＶＥＬＩＮＴ、診断許可時間ＤＧＮＴＩＭを用いて、次式により実回転角の変化速度ＶＬＲＡＴＥ（度／ｓｅｃ）、つまり、吸気バルブ開特性の変化速度を算出する。
ＶＬＲＡＴＥ＝（ＤＧＶＥＬＩＮＴ−ＲＥＶＥＬ）／ＤＧＮＴＩＭ
図２２は、上記図１８のステップＳ４で診断の所定値（クライテリア）を算出するルーチンの詳細を示す。
【００６６】
ステップＳ４１では、機関回転速度Ｎｅと、機関温度（冷却水温度，潤滑油温度等）とに基づいて、マップを参照して変化速度ＶＬＲＡＴＥと比較される所定値ＮＧＬＶＬを算出する。
ここで、診断時の機関回転速度Ｎｅが高いほど反力トルクの変動周期が短縮されて動きやすくなることによって、また、機関温度が高いほどフリクションが減少することによって、変化速度が速められるので、所定値ＮＧＬＶＬが増大するように設定されている。
【００６７】
図２３は、上記ステップＳ５で変化速度を所定値と比較して、診断を行うルーチンの詳細を示す。
ステップＳ５１では、ｆＤＧＮＧＯが１であるかによって、診断が許可されているかを判定し、許可されているときのみステップＳ５２以降へ進んで診断を行い、許可されていないときは、このルーチンを終了して診断を禁止する。
【００６８】
ステップＳ５２では、前記診断許可時間ＤＧＮＴＩＭに基づいて、診断が許可されてから所定時間（２００ｍｓ）を経過したかを判定し、経過前は診断を実行しない。
所定時間を経過したと判定された後、ステップＳ５３へ進み、変化速度ＶＬＲＡＴＥを所定値ＮＧＬＶＬと比較する。
そして、変化速度ＶＬＲＡＴＥが所定値ＮＧＬＶＬ以上と判定されたときは、ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時に最小リフト量特性となるフェールセーフ機能が正常に動作すると判断されるので、ステップＳ５４へ進み、診断フラグｆＶＬＡＣＴを０として診断結果を正常（ＯＫ）とする。
【００６９】
一方、変化速度ＶＬＲＡＴＥが所定値ＮＧＬＶＬ未満と判定されたときは、異物の噛み込みなどによってカムシャフトが固着するなどの異常を生じており、ＶＥＬ機構１１２の駆動を停止しても最小リフト量特性となるフェールセーフ機能が正常に動作しないと判断されるので、ステップＳ５４へ進み、診断フラグｆＶＬＡＣＴを１にセットして診断結果を異常（ＮＧ）とする。なお、この異常ありとの診断結果（ｆＶＬＡＣＴ＝１）は、バックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどに情報を保管し、さらに、エンジンチェックランプを点灯し、故障状況をドライバーに知らせる処理も行う。
【００７０】
ステップＳ５５では、診断が終了したので、フラグｆＶＬＡＣＴＥＮＤを１にセットする。
このようにすれば、予め、ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の診断が行われるので、異常時には、後述するような別のフェールセーフ制御を行って、良好なフェールセーフ機能を得ることができる。
【００７１】
また、最小リフト量特性（基準特性）への変化速度に基づく診断とすることにより、基準特性への変化が遅れる状態で異常と診断することで、完全な故障に至る前に別のフェールセーフ制御に切り換えて良好なフェールセーフ機能を確保することができる。
また、本実施形態では、フューエルカット中に診断を行うので、運転への影響を回避できる。
【００７２】
図２４は、高負荷条件で診断を許可する第２の実施形態における診断許可条件の成否を判定するルーチンの詳細なフローを示す。
ステップＳ６１，６２では、図１９のステップＳ１１，１２同様にしてｆＤＧＮＧＯの前回値を、ｆＤＧＮＧＯｚとしてセットし、ｆＶＬＡＣＴＥＮＤの値によって診断終了前であるかを判定し、診断を終了しているときはステップＳ７０へ進んでｆＤＧＮＧＯを０にセットする。
【００７３】
診断終了前と判定されたときは、ステップＳ６３へ進んで、現在の機関回転速度Ｎｅが、診断を行ってもエンスト等を発生しない運転性への影響が少ない所定値１５００ｒｐｍ以上であるかを判定し、所定値未満の場合は、ステップＳ７０へ進んで診断を行わない。
機関回転速度Ｎｅが所定値以上であると判定されたときは、ステップＳ６４へ進み、アクセル開度ＡＰＯが、所定値４０度以上の高負荷領域であるかを判定し、所定値未満の場合は、ステップＳ７０へ進んで診断を行わない。
【００７４】
アクセル開度ＡＰＯが所定値以上の高負荷状態であると判定されたときは、ステップＳ６５へ進み、ＶＥＬ機構１１２の回転角目標値ＴＧＶＥＬが所定値５０度以上であるか、つまり、高負荷でかつ回転角変化に対する吸入空気量（トルク）の変化量が小さい状態であるかを判定し、所定値未満の場合は、ステップＳ７０へ進んで診断を行わない。
回転角目標値ＴＧＶＥＬが所定値以上と判定されたときは、ステップＳ６６へ進み、ｆＤＧＮＧＯｚの値が０であるか、つまり診断禁止から基本的な診断許可条件が成立した直後（初回）であるかを判定し、直後と判定されたときは、ステップＳ６７へ進む。
【００７５】
ステップＳ６７では、実回転角ＲＥＶＥＬが目標値と同じく所定値５０度以上であるかを判定し、所定値以上であれば、最終的に診断許可条件が成立したので、ステップＳ６８へ進み、ｆＤＧＮＧＯを１にセットして、診断を許可する。
上記のようにして、診断が許可されると、次回のフローでステップＳ６６の判定がＮＯとなってステップＳ６９へ進み、実回転角ＲＥＶＥＬが診断終了判定用の所定値３０度以上であるかを判定し、３０度以上であれば診断を続行するが、３０度未満に低下すると、ステップＳ７０へ進んでｆＤＧＮＧＯを０とし、診断を終了させる。
【００７６】
このようにすれば、診断を行ってもトルク低下が小さい高負荷条件で良好な診断を行うことができる。
図２５は、エンジンストール状態となったときに診断を許可する第３の実施形態における診断許可条件の成否を判定するルーチンの詳細なフローを示す。
ステップＳ８１，８２では、図１９のステップＳ１１，１２同様にしてｆＤＧＮＧＯの前回値を、ｆＤＧＮＧＯｚとしてセットし、ｆＶＬＡＣＴＥＮＤの値によって診断終了前であるかを判定し、診断を終了しているときはステップＳ８８へ進んでｆＤＧＮＧＯを０にセットする。
【００７７】
ステップＳ８３では、イグニッションスイッチの信号ＩＧＮＳＷが０、つまりイグニッションスイッチがＯＦＦであるかを判定し、ＯＦＦと判定されたときはステップＳ８４へ進む。
ステップＳ８４では、機関回転速度Ｎｅが所定値（２０００ｒｐｍ）以上であるかを判定し、所定値以上のとき、つまり、機関の停止操作中で所定速度以上で回転中であるエンジンストール状態と判定されたときに基本的な診断許可条件が成立したと判断し、ステップＳ８５へ進む。
【００７８】
ステップＳ８５では、ｆＤＧＮＧＯｚの値が０であるか、つまり診断禁止から基本的な診断許可条件成立に切り換わった直後（初回）であるかを判定し、直後と判定されたときは、ステップＳ８６へ進む。
ステップＳ８６では、実回転角ＲＥＶＥＬが診断感度を確保できる所定値（３０度）以上であるかを判定し、所定値以上であれば最終的に診断許可条件が成立したと判断し、ステップＳ８７へ進んで、ｆＤＧＮＧＯを１にセットして、診断を許可する。
【００７９】
また、ステップＳ８２〜８４のいずれかの条件が非成立となったときは、ステップＳ８８へ進んでｆＤＧＮＧＯを０にセットし、診断を終了する。
このようにすれば、診断を行っても影響のないエンジンストール状態のときに、診断を行うことができる。
また、これら第１〜第３の診断許可条件のいずれか（少なくとも１つ）が成立したときに、診断を許可するようにしてもよいことは勿論である。
【００８０】
次に、上記診断により異常（ＮＧ）と判定されたときの、フェールセーフ制御について説明する。
図２６は、ＶＥＬ機構１１２とＶＴＣ機構２０１の制御ブロックを示す。
通常制御では、ＶＥＬ機構１１２の目標回転角ＴＧＶＥＬ０と、ＶＴＣ機構２０１の目標進角値ＴＧＶＴＣ０とが、それぞれ目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、各マップを参照して設定される（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。
【００８１】
ここで、前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴは、略シリンダ体積効率の目標値に相当する値であり、アクセル開度ＡＰＯ、機関回転速度Ｎｅ等に基づいて設定された目標トルク相当の要求吸入空気量Ｑを、機関回転速度Ｎｅ、排気量（シリンダ総容積）ＶＯＬ＃で順次除算することにより算出される［ＴＱＨ０ＳＴ＝Ｑ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）］。
これに対し、前記ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時のフェールセーフ機能に異常があると診断されたときの目標回転角ＴＧＶＥＬは、該異常に対応して所定のデフォルト値ＴＧＶＥＬＤ（例えば４０度）として設定され（Ｓ１０４）、同じく目標進角値ＴＧＶＴＣは、デフォルト値ＴＧＶＴＣＤとして０（最遅角値）に設定されている（Ｓ１０５）。
【００８２】
信号切換部（Ｓ１０７）には、これら通常制御の目標回転角ＴＧＶＥＬ及び目標進角値ＴＧＶＴＣと、異常と診断されたときのデフォルト値ＴＧＶＥＬＤ及びデフォルト値ＴＧＶＴＣＤと、前記診断フラグｆＶＬＡＣＴとが入力される。
なお、図では、簡明のため、目標回転角ＴＧＶＥＬ０及び目標進角値ＴＧＶＴＣ０と、デフォルト値ＴＧＶＥＬＤ及びデフォルト値ＴＧＶＴＣＤとは、それぞれ、１本の信号にまとめて信号切換部に入力するように示されている（Ｓ１０３，Ｓ１０６）。
【００８３】
そして、診断フラグｆＶＬＡＣＴの値が０の通常制御時には、前記目標回転角ＴＧＶＥＬ０及び目標進角値ＴＧＶＴＣ０が選択され、診断フラグｆＶＬＡＣＴの値が１の異常と診断されたときには、前記デフォルト値ＴＧＶＥＬＤ及びデフォルト値ＴＧＶＴＣＤが選択され、選択された最終的な目標回転角ＴＧＶＥＬ及び目標進角値ＴＧＶＴＣが出力される。
【００８４】
なお、図では、信号切換部から出力された１本の信号線が、再度２本の信号線に戻して示されている（Ｓ１０８）。
次に、図２７は、電子制御スロットル１０４の制御ブロックを示す。
目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを、スロットル開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅ、排気量（シリンダ総容積）ＶＯＬ＃で順次除算した状態量［＝Ａ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）］に、特性変換テーブルを参照して変換する（Ｓ２０１）。このテーブルは、吸気バルブのリフト量（作動角）、バルブタイミングをそれぞれ所定の値に固定した状態（標準バルブ特性）における変換特性として設定される。
【００８５】
変換された値に、排気量ＶＯＬ＃及び機関回転速度Ｎｅを順次乗じて、前記標準バルブ特性において目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴが得られるスロットル開口面積ＴＶＯＡＡが算出される（Ｓ２０２〜Ｓ２０３）。
この標準バルブ特性でのスロットル開口面積ＴＶＯＡＡに対し、通常制御時は、ＶＥＬ機構１１２およびＶＴＣ機構２０１によって可変制御される吸気バルブのリフト量、バルブタイミング（可変バルブ特性）に応じて上記スロットル開口面積を補正することで、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを得るようにしている。
【００８６】
具体的には、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴと機関回転速度Ｎｅとに基づいて、標準バルブ特性におけるスロットルバルブ１０３ａ下流の吸気圧（マニホールド圧）Ｐｍ０と大気圧Ｐａとの比Ｐｍ０／Ｐａを、マップを参照して算出し（Ｓ２０４）、該圧力比Ｐｍ０／Ｐａに基づいて、テーブルを参照して単位面積当たり流量（流速）に相関する標準バルブ特性での流量係数ＫＡＰ０を算出する（Ｓ２０５）。
【００８７】
一方、可変制御される可変バルブ特性におけるスロットルバルブ１０３ａ下流の吸気圧Ｐｍ１と大気圧Ｐａとの比Ｐｍ１／Ｐａを、マップの参照等によって算出し（Ｓ２０６）、該圧力比Ｐｍ１／Ｐａに基づいて、テーブルを参照して可変バルブ特性での流量係数ＫＡＰ１を算出する（Ｓ２０７）。
なお、可変バルブ特性における圧力比Ｐｍ１／Ｐａ算出方法については、特開平２００３−１８４５８７に記載されているので、詳細な説明は省略するが、標準バルブ特性に比較して可変バルブ特性における吸気バルブの有効開口面積が小さい場合は、相対的に吸気バルブ上流側の圧力が増大して、圧力比Ｐｍ１／Ｐａが圧力比Ｐｍ０／Ｐａより大きくなり、その結果、標準バルブ特性での流量係数ＫＡＰ０に比較して可変バルブ特性での流量係数ＫＡＰ１が小さくなる。
【００８８】
前記標準バルブ特性での圧力比Ｐｍ０／Ｐａを、可変バルブ特性での圧力比Ｐｍ１／Ｐａによって除算し、該除算した値を、前記スロットル開口面積の吸気バルブのバルブ特性に応じた補正係数ＫＡＶＥＬをＫＡＶＥＬ０として設定する（Ｓ２０８）。
一方、前記ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時のフェールセーフ機能に異常があると診断されたときは、上記スロットル開口面積の吸気バルブのバルブ特性に応じた補正を禁止するため、補正係数ＫＡＶＥＬ＝１に固定して設定する（Ｓ２０９）。
【００８９】
信号切換部（Ｓ２１０）には、前記補正係数ＫＡＶＥＬの可変バルブ特性での値ＫＡＶＥＬ０と、前記異常と診断されたときの固定値１と、前記診断フラグｆＶＬＡＣＴとが入力される。
そして、診断フラグｆＶＬＡＣＴの値が０の通常制御時には、前記ＫＡＶＥＬ０が選択され、診断フラグｆＶＬＡＣＴの値が１の異常と診断されたときには、前記固定値１が選択され、選択された各値が最終的な補正係数ＫＡＶＥＬとして出力される。
【００９０】
以上のようにして算出された補正係数ＫＡＶＥＬが、前記スロットル開口面積ＴＶＯＡＡに乗じられることにより、最終的な目標スロットル開口面積ＡＡが算出され（Ｓ２１１）、該目標スロットル開口面積ＡＡを、変換テーブルによって目標スロットル開度ＴＧＴＶＯに変換し出力する（Ｓ２１２）。
ここで、前記異常と診断されたときの吸気バルブ特性（デフォルト値ＴＧＶＥＬＤ＝４０度、デフォルト値ＴＧＶＴＣＤ＝０（最遅角値））における有効開口面積を、標準バルブ特性における有効開口面積より小さくなるように設定しておけば、通常制御時より同一条件での目標スロットル開度が小さくなり、スロットルバルブの最大開度が減少して機関最大出力が制限されるので、良好なフェールセーフ機能を確保できる。なお、デフォルト値ＴＧＶＥＬＤ及びデフォルト値ＴＧＶＴＣＤと前記標準バルブ特性とを一致して設定すると、吸気バルブの特性を該標準バルブ特性に固定した状態で、スロットルバルブのみで目標吸入空気量（目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴ）を得る制御に切り換えられることになる。
【００９１】
以上の実施形態では、ＶＥＬ機構１１２の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の異常を診断するものを示したが、別の可変動弁機構であるＶＴＣ機構２０１も、駆動停止時に上述したように吸気バルブのバルブタイミングを最遅角値とするフェールセーフ機能を有し、カムシャフト固着等によって該フェールセーフ機能が正常に動作しなくなるという同様の問題を有している。
【００９２】
したがって、ＶＴＣ機構２０１について所定の運転条件で強制的に駆動停止して診断を行い、異常と診断されたときに、別のフェールセーフ制御を実行する構成とすることができる。
この実施形態では、ＶＴＣ機構２０１を駆動停止したときに、バルブタイミングが最遅角値に変化するときの変化速度を所定値と比較して診断する構成とすればよい。したがって、上記ＶＥＬ機構１１２の診断のフローチャートにおいて、目標回転角ＴＧＶＥＬ、実回転角ＲＥＶＥＬを所定値と比較するステップＳで、目標進角値ＴＧＶＴＣ、実ＶＴＣを所定値と比較するようにし、かつ、ＶＥＬ機構１１２の診断で比較される所定値（回転角）の大きさと比例的に、ＶＴＣ機構２０１の診断では比較される所定値（進角値）の大きさを設定すればよい。
【００９３】
また、上記ＶＴＣ機構２０１の駆動停止時のフェールセーフ機能が異常が診断されたときも、上記図２６、図２７に示したスロットル制御によるフェールセーフ制御を行えばよい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記診断許可判定手段により診断を許可する条件は、フューエルカット中を含むことを特徴とする。
【００９４】
かかる構成によると、フューエルカット中に診断を行うので、運転への影響を回避できる。
（ロ）請求項１〜４、または上記（イ）のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記診断許可判定手段により診断を許可する条件は、機関停止要求時を含み、前記診断手段は、該機関停止要求がから機関回転停止までの間に診断を行うことを特徴とする。
【００９５】
かかる構成によると、運転への影響のないエンジンストール発生時に、診断を行うことができる。
（ハ）請求項１〜４、または上記（イ）、（ロ）のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記診断手段は、変化速度を機関温度に応じて設定された所定値と比較して診断することを特徴とする。
【００９６】
かかる構成によると、機関温度に応じて可変動弁機構動作時のフリクションが変化して変化速度が変わってくるので、診断（判定）用の所定値を機関温度に応じて設定することにより、機関温度に影響されることなく高精度な診断を行える。
（ニ）請求項１〜４、または上記（イ）、（ロ）、（ハ）のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記診断手段は、変化速度を機関回転速度に応じて設定された所定値と比較して診断することを特徴とする。
【００９７】
かかる構成によると、機関回転速度が増大すると可変動弁機構が受ける反力トルクの変動周期が短縮されて変化速度が大きくなるので、診断（判定）用の所定値を機関温度に応じて設定することにより、機関回転速度に影響されることなく高精度な診断を行える。
（ホ）請求項１〜４、または上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記可変動弁機構は、吸気バルブのバルブタイミングを変更し、駆動停止時にバルブタイミングを最遅角値となる機能を備えたＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構であることを特徴とする。
【００９８】
かかる構成によると、前記ＶＥＬ機構と同様該ＶＴＣ機構の駆動停止時に、最遅角値となるフェールセーフ機能の異常を、運転中に診断でき、異常と診断されたときは、別のフェールセーフ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【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）機構を示す断面図。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図１４】上記ＶＴＣ機構の作動状態を示す図１２と同様の断面図。
【図１５】ヒステリシス材の磁束密度−磁界特性を示すグラフ。
【図１６】図１３の部分拡大断面図。
【図１７】図１６の部品を直線状に展開した模式図であり、初期状態（ａ）とヒステリシスリングが回転したとき（ｂ）の磁束の流れを示す図。
【図１８】上記ＶＥＬ機構の駆動停止時におけるフェールセーフ機能の診断のメインフローチャート。
【図１９】上記診断において、診断許可条件の成否を判定するルーチンのフローチャート。
【図２０】上記診断において、ＶＥＬ機構を強制的に駆動停止するルーチンのフローチャート。
【図２１】上記診断において、ＶＥＬ機構の駆動停止時に、吸気バルブの開特性が最小リフト量特性に変化するときの変化速度を算出するルーチンのフローチャート。
【図２２】上記診断において、診断の所定値（クライテリア）を算出するルーチンのフローチャート。
【図２３】上記診断において、変化速度を所定値と比較して診断を行うルーチンのフローチャート。
【図２４】高負荷条件で診断を許可する第２の実施形態における診断許可条件の成否を判定するルーチンのフローチャート。
【０１００】
第１の実施形態における減速時制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す図。
【図２５】エンジンストール状態となったときに診断を許可する第３の実施形態における診断許可条件の成否を判定するルーチンのフローチャート。
【図２６】上記診断結果が異常であるときの、ＶＥＬ機構とＶＴＣ機構のフェールセーフ制御を示す制御ブロック図。
【図２７】上記診断結果が異常であるときの、電子制御スロットルのフェールセーフ制御を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
【０１０１】
１３…カムシャフト、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、１１２…ＶＥＬ機構、１１４…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１１７…クランク角センサ、１２０…クランクシャフト、１２１…ＤＣサーボモータ、１２７…角度センサ、２０１…ＶＴＣ機構、２０２…カム角センサ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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