(57)【要約】【課題】可変バルブ装置の故障を容易に判定可能な内燃機関の可変バルブ装置を提供する。【解決手段】排気側カムシャフトに設けられたパルサーからのパルス信号に基づき、排気側カムシャフトが特定の回転位置に達した第１の時期（通常用パルス信号）と排気バルブを吸気行程で開閉作動させるよう形成された第２のカムにより第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期（ＥＧＲ用パルス信号）とを検出し、これら第１の時期と第２の時期との時間差（αまたはβ）を算出し、排気バルブの吸気行程での開閉作動を有りとする切換指令を発したにも拘わらず、第１の時期と第２の時期との時間差（αまたはβ）が排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差（α0またはβ0）に対して変化しないとき、可変バルブ装置を故障と判定する。【選択図】図６
2007270640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気バルブを排気行程で開閉作動させる第１のカムが形成された排気側カムシャフトに該第１のカムとは別に前記排気バルブを吸気行程で開閉作動させるよう形成された第２のカムと、前記第１のカムの変位を前記排気バルブに伝達する第１の伝達部材とは別に前記第２のカムの変位を前記排気バルブに伝達するよう設けられた第２の伝達部材と、前記第２の伝達部材による前記第２のカムの変位の前記排気バルブへの伝達を断接操作して前記排気バルブの吸気行程での開閉作動の有無を切り換える切換手段と、該切換手段に切換指令を発する切換指令手段とを備えた内燃機関の可変バルブ装置であって、
前記排気側カムシャフトに設けられたパルサーからのパルス信号に基づき、前記排気側カムシャフトが特定の回転位置に達した第１の時期と前記第２のカムにより前記第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期とを検出する作動時期検出手段と、
前記作動時期検出手段により検出された前記第１の時期と前記第２の時期との時間差を検出する時間差検出手段と、
前記切換指令手段から前記切換手段に前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を有りとする切換指令を発したにも拘わらず、前記時間差検出手段によって検出される前記第１の時期と前記第２の時期との時間差が前記切換手段により前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化しないとき、可変バルブ装置を故障と判定する故障判定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変バルブ装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、さらに、前記切換指令手段から前記切換手段に前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとする切換指令を発したにも拘わらず、前記時間差検出手段によって検出される前記第１の時期と前記第２の時期との時間差が前記基準時間差に対して変化するとき、可変バルブ装置を故障と判定することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の可変バルブ装置。
【請求項３】
前記排気側カムシャフトの前記特定の回転位置は前記第１のカムにより前記第１の伝達部材の作動を開始した位置であって、
前記第１の時期は、該第１のカムにより該第１の伝達部材の作動を開始した時期であることを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の可変バルブ装置。
【請求項４】
前記排気側カムシャフトの前記特定の回転位置は気筒判別のためのパルス信号の発生位置であって、
前記第１の時期は、該気筒判別のためのパルス信号の発生時期であることを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の可変バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変バルブ装置に係り、詳しくは内部ＥＧＲを可能とした可変バルブ装置の故障判定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関（エンジン）では、排ガス性能の向上や触媒の早期活性化などのために、必要に応じて、エンジンの排出ガスの一部を吸気側へ再循環させる排気再循環（以下、ＥＧＲ）が行われている。
ＥＧＲとしては、排気通路から吸気通路に排ガスを環流させる外部ＥＧＲの他、排気ポートに排出された排出ガスの一部を筒内に逆流させる内部ＥＧＲが知られており、例えば、可変バルブ装置を用いて、排気行程での開閉とは別に、排気バルブを吸気行程中に開閉可能に図った内部ＥＧＲシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１０５９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献に開示されるような内部ＥＧＲシステムでは、カム切換え式の可変バルブ装置を採用しており、排気バルブを排気行程で通常開閉するための通常用のカムと吸気行程中に開閉して内部ＥＧＲを行うためのＥＧＲ用のカムとを併せ有し、例えばＥＧＲ用のカム側のロッカアームの作動及び非作動を切り換えることでＥＧＲ用のカムによる排気バルブの作動有無を切り換えるようにしている。つまり、ロッカアームの作動を切り換えることでＥＧＲ用のカムの切り換えを行うようにしている。
【０００４】
ところで、ロッカアームの作動及び非作動の切り換えについては、上記特許文献に示すように油圧を利用した機械的な機構を用いることが多く、このような機械的な機構においては構成部品の作動不良等によって引き起こされる可変バルブ装置の故障を完全に無くすことは困難である。
一方、可変バルブ装置の故障を放置すると、要求された内部ＥＧＲ量に対して実際の内部ＥＧＲ量が不用意に変動することになり、図らずも排ガスが悪化したりエンジン性能が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、可変バルブ装置の故障を判定するようにしてエンジン性能への影響を最小限に抑えることが必要とされる。
しかしながら、可変バルブ装置の構成部品の作動不良等を直接検出することは極めて困難であり、現実的には可変バルブ装置の故障を判定し難いという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可変バルブ装置の故障を容易に判定可能な内燃機関の可変バルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の内燃機関の可変バルブ装置は、排気バルブを排気行程で開閉作動させる第１のカムが形成された排気側カムシャフトに該第１のカムとは別に前記排気バルブを吸気行程で開閉作動させるよう形成された第２のカムと、前記第１のカムの変位を前記排気バルブに伝達する第１の伝達部材とは別に前記第２のカムの変位を前記排気バルブに伝達するよう設けられた第２の伝達部材と、前記第２の伝達部材による前記第２のカムの変位の前記排気バルブへの伝達を断接操作して前記排気バルブの吸気行程での開閉作動の有無を切り換える切換手段と、該切換手段に切換指令を発する切換指令手段とを備えた内燃機関の可変バルブ装置であって、前記排気側カムシャフトに設けられたパルサーからのパルス信号に基づき、前記排気側カムシャフトが特定の回転位置に達した第１の時期と前記第２のカムにより前記第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期とを検出する作動時期検出手段と、前記作動時期検出手段により検出された前記第１の時期と前記第２の時期との時間差を検出する時間差検出手段と、前記切換指令手段から前記切換手段に前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を有りとする切換指令を発したにも拘わらず、前記時間差検出手段によって検出される前記第１の時期と前記第２の時期との時間差が前記切換手段により前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化しないとき、可変バルブ装置を故障と判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
即ち、第２のカムの変位の排気バルブへの伝達が接状態であって排気バルブの吸気行程での開閉作動が有りの場合、第２のカムにより第２の伝達部材の作動を開始したときには排気バルブスプリングから受ける反力によって排気側カムシャフトには微視的な捩れが発生し、当該捩れのために作動時期検出手段により検出される第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期が第２のカムの変位の排気バルブへの伝達が断状態であって排気バルブの吸気行程での開閉作動が無しの場合よりも遅れるという現象が起こるが、これにより、特定の回転位置における第１の時期と当該第２の時期との時間差を検出することで可変バルブ装置の実際の作動の有無を把握可能であり、故に、排気バルブの吸気行程での開閉作動を有りとする切換指令を発したにも拘わらず上記第１の時期と第２の時期との時間差が排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化しないような場合には、可変バルブ装置は正常に作動していないと判断でき、可変バルブ装置を故障と判定する。
【０００８】
請求項２の内燃機関の可変バルブ装置では、請求項１において、前記故障判定手段は、さらに、前記切換指令手段から前記切換手段に前記排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとする切換指令を発したにも拘わらず、前記時間差検出手段によって検出される前記第１の時期と前記第２の時期との時間差が前記基準時間差に対して変化するとき、可変バルブ装置を故障と判定することを特徴とする。
【０００９】
即ち、上記同様の理由から、排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとする切換指令を発したにも拘わらず特定の回転位置における第１の時期と第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期との時間差が排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化してしまっているような場合には、可変バルブ装置は正常に作動していないと判断でき、可変バルブ装置を故障と判定する。
【００１０】
請求項３の内燃機関の可変バルブ装置では、請求項１または２において、前記排気側カムシャフトの前記特定の回転位置は前記第１のカムにより前記第１の伝達部材の作動を開始した位置であって、前記第１の時期は、該第１のカムにより該第１の伝達部材の作動を開始した時期であることを特徴とする。
請求項４の内燃機関の可変バルブ装置では、請求項１または２において、前記排気側カムシャフトの前記特定の回転位置は気筒判別のためのパルス信号の発生位置であって、前記第１の時期は、該気筒判別のためのパルス信号の発生時期であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の内燃機関の可変バルブ装置によれば、排気バルブの吸気行程での開閉作動を有りとする切換指令を発したにも拘わらず、排気側カムシャフトの特定の回転位置における第１の時期と第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期との時間差が排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化しないような場合には、可変バルブ装置は正常に作動していないと判断し、可変バルブ装置を故障と判定するようにしたので、簡単な構成でありながら可変バルブ装置の故障を容易に把握し修理を喚起可能であり、当該可変バルブ装置により内部ＥＧＲを行う場合において、知らないうちにＥＧＲの要求に対して実ＥＧＲが不足してしまうことを防止でき、排ガスの悪化を抑制することができる。
【００１２】
請求項２の内燃機関の可変バルブ装置によれば、さらに、排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとする切換指令を発したにも拘わらず、排気側カムシャフトの特定の回転位置における第１の時期と第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期との時間差が排気バルブの吸気行程での開閉作動を無しとしたときの基準時間差に対して変化してしまっているような場合には、可変バルブ装置は正常に作動していないと判断し、可変バルブ装置を故障と判定するようにしたので、やはり可変バルブ装置の故障を容易に把握し修理を喚起可能であり、当該可変バルブ装置により内部ＥＧＲを行う場合において、知らないうちにＥＧＲの要求が無いにも拘わらず不必要にＥＧＲが行われてしまうことを防止でき、排ガスの悪化を抑制することができるとともに、内燃機関の出力低下をも防止できる。
【００１３】
請求項３の内燃機関の可変バルブ装置によれば、第１の時期は排気バルブを排気行程で開閉作動させる第１のカムにより第１の伝達部材の作動を開始した時期であって常に変動しない一定の時期であるので、第１のカムにより第１の伝達部材の作動を開始した時期と第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期との時間差に基づいて可変バルブ装置の故障を容易に把握し修理を喚起可能である。
【００１４】
請求項４の内燃機関の可変バルブ装置によれば、第１の時期は気筒判別のためのパルス信号の発生時期であって常に変動しない一定の時期であるので、気筒判別のためのパルス信号の発生時期と第２の伝達部材の作動を開始した第２の時期との時間差に基づいて可変バルブ装置の故障を容易に把握し修理を喚起可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の可変バルブ装置の一実施形態を説明する。
図１は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程といった４サイクル（燃焼サイクル）の繰り返しで動力が発生するレシプロ式の多気筒エンジン、例えば＃１気筒〜＃４気筒からなる４気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジン）１を示している。
【００１６】
図２は、エンジン１の動弁系を示している。図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿う同動弁系の排気側の断面を示している。
図２に示すように、エンジン１はシリンダブロック２と同シリンダブロック２の頭部に搭載されたシリンダヘッド３とから構成され、シリンダブロック２において各気筒にはピストン２ａが往復動可能に収められている。各ピストン２ａはコンロッド２ｂを介してクランクシャフト（図示しない）に連結されている。
【００１７】
シリンヘッド３には、気筒毎に例えば２個の排気バルブ４，４と２個の吸気バルブ５，５とが組み付けられている。排気バルブ４，４は、いずれもシリンダヘッド３に上下方向に摺動自在に支持されたバルブステム６と、シリンダヘッド３の下面に開口する排気ポート７を開閉するバルブヘッド８とを有して構成されている。
図３に示すように、バルブステム６端側に設けたバルブシート部材９とシリンダヘッド３の上面に形成したバルブシート部１０との間には、圧縮した状態でバルブスプリング１１が介装されており、排気ポート７は、常時はバルブスプリング１１の弾性力で押し上げられる排気バルブ４により閉じられ、排気バルブ４が押し下げられると開成される。また吸気バルブ５にも同じ構造が用いてある。
【００１８】
シリンダヘッド３の上方には、排気バルブ４，４から外側へずれた位置に排気用のカムシャフト（排気側カムシャフト）１３が回転自在に配設されている。また反対側の吸気バルブ５，５から外側へずれた位置には、吸気用のカムシャフト１４が回転自在に配設されている。なお、いずれのカムシャフト１３，１４も、エンジン１のクランクシャフト（図示しない）からの出力により回転駆動されるものである。このうち吸気用のカムシャフト１４の下側には、カムシャフト１４に形成してある吸気用のカム１５のカム変位を気筒毎の吸気バルブ５，５のバルブステム端へ伝えるＴ字状のロッカアーム１６が設けられており、該ロッカアーム１６は、カム１５に設定してある吸気行程のカムプロフィルに従って両吸気バルブ５，５を開閉させることが可能である。
【００１９】
また排気用のカムシャフト１３の下側には、カムシャフト１３に形成してある複数種、例えば２種類のカム１８，１９のカム変位を、排気バルブ４，４のバルブステム６端へ選択的に伝える可変バルブ装置２０が設けられている。なお、可変バルブ装置２０は気筒毎に設置されている。この可変バルブ装置２０は例えばカム切換え式である。
これより、一方のカム１８により、通常運転時の排気行程の際、排気バルブ４を開閉させて上記吸気バルブ５と協働して燃焼サイクル（吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を繰り返すサイクル）を形成可能であり、他方のカム１９により、通常運転時の吸気行程中に排気バルブ５を開閉（サブリフト）させることが可能である。
【００２０】
図４は、図３の矢視Ｂ方向から見た可変バルブ装置２０の上視図であり、同図をも参照しながら可変バルブ装置２０について詳しく説明する。
例えば排気用の一方のカム（第１のカム）１８は、エンジン通常運転時の排気行程に適した開閉タイミング、バルブリフト量に設定したカムプロフィルをもつ（以下、通常用のカム１８という）。これと並行に配置される排気用の他方のカム（第２のカム）１９は、吸気用のカム１５が開閉する吸気行程中に開閉するカムプロフィルをもつ（以下、ＥＧＲ用のカム１９という）。
【００２１】
ＥＧＲ用のカム１９には、例えば通常用のカム１８と同じベース円を有した構造が用いてある。そして、カム１９には、吸気行程における最大バブルリフト量付近で排気バルブ４を開閉させるべく、通常用のカム１８の頂部１８ａから遅角した位置に頂部１９ａが配置されており、この位置を基準として、ＥＧＲ用のカム１９の周面には、エンジンが必要とする内部ＥＧＲを確保する開閉タイミング、バルブリフト量のカムプロフィルが形成されている。なお、ＥＧＲ用のカム１９の最大バルブリフト量は、通常用のカム１８の最大バルブリフト量より低く設定されている。
【００２２】
一方、図中の符号２２は、カムシャフト１３の下側に並行に配設されたロッカシャフトである。このロッカシャフト２２は、カムシャフト１３を挟んだ排気バルブ４と反対側の位置に配設されている。そして、このロッカシャフト２２にカム切換え用のロッカ構造が組付けてある。
【００２３】
同ロッカ構造について説明すると、ロッカシャフト２２には、気筒毎、互いに隣接して通常用のロッカアーム（第１の伝達部材）２４とＥＧＲ用のロッカアーム（第２の伝達部材）２５とが並設してある。このうち通常用のロッカアーム２４は、例えば気筒中央と対応するロッカシャフト部分に回動自在に嵌まる円筒状のボス部２６と、同ボス部２６から排気バルブ４，４のバルブステム端へ延びるアーム部２７とを有している。アーム部２７の先端側は、略Ｙ字状に分かれている。そして、この分かれたアーム部２７の先端部にそれぞれ形成してある弁突き部２８が、カムシャフト１３の下側を通じて、排気バルブ４、４の各バルブステム６，６の直上に配置されている。
【００２４】
ボス部２６のロッカアーム２５側とは反対側の端部分からは、ローラ支持壁２９が通常用のカム１８の直下へ向かって突き出ている。このローラ支持壁２９の先端部とこれと対向するアーム部２７の側面部分との間には、カム受け部としてローラ３０が回転自在に支持されている。このローラ３０は、カムシャフト１３上の通常用のカム１８と転接して、カムシャフト１３の下側から通常用のカム１８の変位を受けている。これにより、通常用のカム１８が回転すると、このカム１８のカムプロフィルにならい、アーム部２７がロッカシャフト２２を支点に回動変位して、カム１８の変位をバルブステム６端へ導き、排気バルブ４を押し下げたり（開弁）、復帰させたり（閉弁）する。
【００２５】
ＥＧＲ用のロッカアーム２５は、ロッカシャフト部分に回動自在に嵌挿されて上記ボス部２６と隣接した位置に配置されるボス部３２と、このボス部３２からＥＧＲ用のカム１９の直下へ向かって突き出る一対のローラ支持壁３３と、このローラ支持壁３３の先端部間に回転自在に支持されたカム受け部としてのローラ３４とを有している。ローラ支持壁３３は、シリンダヘッド３の上面部分に設置されたリターン用の付勢具、例えばリターンスプリング３５を内蔵したピン状の押し上げ部材３６により押し上げられていて、ローラ３４をリターンスプリング３５の弾性力でＥＧＲ用のカム１９に転接させている。
【００２６】
符号３７は、ローラ支持壁３３の下部に形成された、押し上げ部材３６の先端部と当接する当て部を示す。これにより、ＥＧＲ用のカム１９が回転すると、同カム１９のカムプロフィルにならい、ＥＧＲ用のロッカアーム２５がロッカシャフト２２を支点に回動変位する。
ロッカアーム２４，２５間には、ロッカアーム２５を伝わるカム変位で排気バルブ４、４を駆動させるモードに切換える切換え機構（切換手段）４０が設けてある。
【００２７】
同切換え機構４０の構造について説明すると、符号４１は通常用のロッカアーム２４と共に回動変位する第１当接部、符号６０はＥＧＲ用のロッカアーム２５と共に回動変位する第２当接部である。これら第１、第２当接部４１，６０はロッカアーム２４，２５の回動方向に沿って並んでいる。具体的には、第１当接部４１はカムシャフト１３に近い側に配置され、第２当接部６０はカムシャフト１３から遠い側に配置してある。このうち第１当接部４１には、例えば縦型ピストン構造が用いられている。
【００２８】
同縦型ピストン構造について説明すると、符号４２は、ロッカアーム２４のロッカシャフト２２寄りの部位、例えばボス部２６の上部から、上側に突き出るように形成された例えば円筒状の格納筒である。この格納筒４２は、カムシャフト１３との干渉を避けるために、カムシャフト１３から離れる方向へ傾かせてある。この格納筒４２の中空部分は、ボス部２６の内面まで連続している。また格納筒４２の上端の開口は、蓋部材４３で塞がれていて、この蓋部材４３からロッカシャフト２２の外周面まで続く格納筒４２の内部に、筒状、ここでは円筒状の格納室４４を形成している。
【００２９】
また格納室４４の背面（カムシャフト１３の反対側）には、格納筒４２の背面側の一部を例えば角形に切り欠いた窓部４５が形成されている。格納室４４内には、ピストン４６が摺動自在に収められている。なお、ピストン４６は、例えばピストン４６の外周面の一部に形成された軸方向に延びる溝部４７と、同溝部４７と交差するように格納筒４２の周壁部に挿通させたピン４８とを組み合わせた回り止め構造により、回らずに一定の姿勢のまま、上下方向に変位できるようにしてある。
【００３０】
ピストン４６の一部、例えば背面側の上段部分には、窓部４５に合わせて切り欠いた切欠き部４９が形成されている。これにより、例えばピストン４６が最下部に達すると、切欠き部４９が窓部４５に配置され、例えばピストン４６が最上部に達すると、切欠き部４９直下のピストン４６の外周部分（切欠き部４９の無いピストン４６の外周部分）が窓部４５に配置される。
【００３１】
またピストン４６は、弾性部材、例えば蓋部材４３とピストン４６の上部間に圧縮状態で介装されたコイルスプリング５０の弾性力によって、常時は切欠き部４９が窓部４５と向き合う位置に位置決めされている。さらにピストン４６は、油圧により、切欠き部４９直下のピストン４６の外周部分が窓部４５と向き合う位置に位置決めされるようにしてある。
【００３２】
油圧構造としては、例えばロッカシャフト２２の内部にエンジンオイルが供給される通路５１を形成し、同ロッカシャフト２２の周壁に、格納室４４の下部、具体的にはピストン４６の下面と格納室４４の底面との間と連通する通孔５２を形成し、ロッカシャフト２２に続くエンジンオイルの通路に、同通路を開閉するオイルコントロールバルブ（図示せず）を設けた構造が用いられる。
【００３３】
オイルコントロールバルブは、電子コントロールユニット（ＥＣＵ、切換指令手段）（図示せず）に接続され、当該オイルコントロールバルブにより通常の運転のときには、閉じる制御が行われ、切欠き部４９を窓部４５に位置決めする。またＥＧＲが必要となる運転のとき（ＥＧＲが要求されるとき）は、開く制御が行われ、供給されるエンジンオイルの圧力によりピストン４６を押し上げ、切欠き部４９直下のピストン４６の外周部分を窓部４５に位置決めする。なお、通孔５１は、ロッカアーム２４の回動変位にかかわらず、格納室４４へ油圧が供給される位置に設けてある。
【００３４】
こうした第１当接部４１に対して、第２当接部６０には、ロッカアーム２５の背面側（カムシャフト１３とは反対側）から突き出て、先端部を第１当接部４１の背面側へ回り込ませたアーム６１が用いられている。具体的には、アーム６１は、例えばボス部３２の背面側（カムシャフト１３とは反対側）から上方へ突き出るアーム部分６２と、同アーム部分６２の端部から横方向へ延びて格納筒４２の窓部４５と向き合う位置まで回り込むアーム部分６３と、同アーム部分６３の端部から窓部４５へ進入する位置まで前方（カムシャフト１３が有る方向）へ突き出るアーム部分６４とを組み合わせた構造が用いられている。
【００３５】
アーム部分６４の先端部には、ロッカアーム２５の回動変位にしたがい、窓部４５内へ進入および退避動する突き当て部６５が形成されている。この突き当て部６５は、窓部４５に切欠き部４９が位置決めされるときは、切欠き部４９内を空移動し、窓部４５にピストン４６の外周部分が位置決めされるときは、該外周部分と突き当りながら移動する形状に形成してある。もちろん、切欠き部４９の深さは、突き当て部６５を逃がす寸法に設定されている。つまり、突き当てにより、ＥＧＲ用のカム１９のカム変位が、ＥＧＲ用のロッカアーム２５を通じ、通常用のロッカアーム２４から、排気バルブ４へ伝達されるようにしてある。このカム切換えにより、ＥＧＲが必要なときは、排気バルブ４，４を通常の排気行程とは別に、その後に続く吸気行程中にも開閉させる構造にしている。
【００３６】
即ち、今、エンジンが通常運転（通常時）しているとすると、このときは、オイルコントロールバルブは閉じており、ロッカアーム２４には油圧が供給されない。なお、ロッカシャフトからロッカアーム間の潤滑用に小量のオイルを供給するために、オイルコントロールバルブに小さな穴を設けている。ただし、小量しか流れないのでピストン４６を押し上げる油圧には達しないよう設計してある。そのため、ピストン４６は、コイルスプリング５０の弾性力により下側に付勢され、切欠き部４９を窓部４５に位置決めする。
【００３７】
このとき、カム１９を受けて回動変位するＥＧＲ用のロッカアーム２５の突き当て部６５は、ピストン４６の切欠き部４９の空間を前後（往復）に回動変位するだけ（空移動）で、ロッカアーム２５からのカム変位は、通常用のロッカアーム２４へは伝わらない。この場合、カム１８で回動変位する通常用のロッカアーム２４の動きだけがバルブステム６端へ伝わり、排気バルブ４を押し下げる。これにより、排気バルブ４は、通常のカム１８に設定してある通常時の運転に適した開閉タイミング、バルブリフト量で駆動される。
【００３８】
また吸気バルブ５のバルブステム端には、吸気用のロッカアーム１６からのカム変位が伝わる。これで、吸気バルブ５は、吸気用のカム１５に設定してある通常の運転に適した開閉タイミング、バルブリフト量で駆動される。
こうした吸・排気バルブ４，５の駆動により、エンジンの通常時の排気バルブ４と吸気バルブ５は、例えばピストン４６の上死点（ＴＤＣ）付近で、一部がオーバラップする開閉タイミングで開閉される。
【００３９】
一方、ＥＧＲを行う要求があると、このときには、ＥＣＵからの指令によりオイルコントロールバルブは開く。故に、エンジンオイルは、ロッカシャフト２２内の通路５１を通じて、格納室４４の下部に圧送され、ピストン４６を押し上げる。これにより、切欠き部４９直下のピストン４６の外周部分が窓部４５に位置決めされる。
すると、ピストン４６の外周部分とロッカアーム２５の突き当て部６５とは、ＥＧＲ用のカム１９のベース円を超えるカムプロフィル部分の付近から突き当る。これにより、ＥＧＲ用のロッカアーム２５の突き当て部６５から、ピストン４６の外周部分を通じて、ピストン４６を押し倒す方向の駆動力が伝達される。この押し倒す方向の駆動力は、通常のロッカアーム２４の回動方向と同方向なので、同駆動力によってＥＧＲ用のロッカアーム２５の回動にしたがいピストン４６を前方へ傾かせる。
【００４０】
これにより、ＥＧＲ用のロッカアーム２５からのカム変位が、通常用のロッカアーム２４に伝わり、同ロッカアーム２４を回動駆動させる。この伝達されたカム変位が、バルブステム６端へ伝わり、排気バルブ４を押し下げる。
つまり、ＥＧＲ用のカム１９は、通常用のカム１８から遅角させて通常時の吸気行程中に開く設定にしてあるから、排気バルブ４は、通常時の運転の排気行程にならって開閉した後、続いて、排気行程の続く吸気行程の吸気バルブ５が開弁している最中に開閉（サブリフト）する。これにより、排ガスが排気ポート７を逆流して内部ＥＧＲとして筒内に返戻され、十分なＥＧＲ量が確保される。
【００４１】
さらに、本発明に係る内燃機関の可変バルブ装置では、排気用のカムシャフト１３の一端に、図５に示すように、カムシャフト１３と同期回転するようにしてパルサー７０が設けられており、パルサー７０の外周にはセンサ８０と協働してパルス信号を発生する突起７１〜７９が形成されている。
詳しくは、突起７１は気筒判別用のパルス信号を発生する突起であり、突起７２〜７５は排気用のカム１８により通常用のロッカアーム２４が作動を開始した時期のパルス信号を気筒毎に発生する突起であり、突起７６〜７９はＥＧＲ用のカム１９によりＥＧＲ用のロッカアーム２５が作動を開始した時期のパルス信号を気筒毎に発生する突起である。つまり、パルサー７０とセンサ８０とは、パルス信号を発生することで、気筒判別の他、＃１気筒〜＃４気筒のそれぞれについて通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミング（特定の回転位置における第１の時期）及びＥＧＲ用のロッカアーム２５の作動開始タイミング（第２の時期）を検出可能に構成されている（作動時期検出手段）。
【００４２】
具体的には、突起７２は＃４気筒、突起７３は＃２気筒、突起７４は＃１気筒、突起７５は＃３気筒についてロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号を発生する突起であり、突起７６は＃１気筒、突起７７は＃３気筒、突起７８は＃４気筒、突起７９は＃２気筒についてロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号を発生する突起である。
【００４３】
このように通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミング及びＥＧＲ用のロッカアーム２５の作動開始タイミングが検出可能であると、図６に排気バルブ４、吸気バルブ５のバルブリフトと上記各パルス信号との関係を示すように、ＥＣＵにおいて、ロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号とこれに隣接するロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号とから、通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミング、即ち排気行程における排気バルブ４の通常の開弁開始タイミングと、ＥＧＲ用のロッカアーム２５の作動開始タイミング、即ち吸気行程における排気バルブ４の開弁開始タイミング（サブリフト時期）との時間差αまたは時間差βを求めることができる（時間差検出手段）。
【００４４】
ところで、図６では吸気行程において排気バルブ４を作動させた場合を示しているが、このようにカム１９によりロッカアーム２５を介して排気バルブ４を作動させる場合には、作動させない場合とは異なり、カム１９にバルブスプリング１１からの反力によって押し戻そうとする力が作用し、カムシャフト１３に微視的な捩れが発生する。このようにカムシャフト１３にカム１９を押し戻そうとする側への捩れが発生すると、カムシャフト１３の回転が一時的に遅れることになり、ひいてはパルサー７０の回転も一時的に遅れることになる。つまり、吸気行程中に排気バルブ４を作動させる場合には、排気バルブ４を作動させない場合に比べて突起７６〜７９により発生するパルス信号の発生時期が遅れることになる。
【００４５】
つまり、突起７２〜７５により発生するパルス信号の発生時期は変化なく常に一定であることより、吸気行程中に排気バルブ４を作動させる場合と作動させない場合とでは、当該突起７２〜７５により発生するパルス信号の発生時期を基準として上記時間差αや時間差βに差が生じることとなる。ただし、時間差α、β等はエンジン回転速度に応じて変化する（エンジン回転速度が高いと当然に時間差α、βは小さくなる）ため、時間差α、β等はエンジン回転速度に因らないクランク角度で管理する。
【００４６】
本発明に係る内燃機関の可変バルブ装置では、この原理を利用してＥＣＵにおいて可変バルブ装置の故障を判定するようにしており（故障判定手段）、以下故障判定手法について説明する。なお、ここでは時間差αを例に説明する。
先ず、排気バルブ４を吸気行程中に作動させない状態で、ロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号とこれに進角側で隣接するロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との基準時間差α0を実験等に基づき設定しておく。具体的には、吸気行程中に排気バルブ４を作動させない状態で、突起７６の＃１気筒のロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号と突起７２の＃４気筒のロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との差、突起７７の＃３気筒のロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号と突起７３の＃２気筒のロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との差、突起７８の＃４気筒のロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号と突起７４の＃１気筒のロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との差、突起７９の＃２気筒のロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号と突起７５の＃３気筒のロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との差をそれぞれ基準時間差α0として設定しておく。なお、ここでは気筒間で差がないものとして説明するが、気筒間で基準時間差に差がある場合には各々個別に基準時間差を設定してもよい。なお、基準時間差α0は構成部品の寸法公差等を考慮し、一定の幅を持たせた値とするのが好ましい。
【００４７】
そして、ＥＧＲを行う要求があり、ＥＣＵから吸気行程中に排気バルブ４を作動させる切換指令、即ちオイルコントロールバルブにエンジンオイルの圧力によりピストン４６を押し上げる指令が発せられたときには、ロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号とこれに進角側で隣接するロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との時間差α1を気筒毎に検出する。
【００４８】
このように気筒毎に時間差α1が検出されたら、当該時間差α1と上記基準時間差α0とを比較する。
ＥＣＵからの切換指令に対してピストン４６が正常に作動すれば、上記原理に基づき、突起７６〜７９により発生するパルス信号の発生時期が遅れ、この場合には時間差α1が基準時間差α0よりも小さくなるはずである（α1＜α0）。従って、時間差α1が基準時間差α0よりも小さい（α1＜α0）場合には、可変バルブ装置２０は正常と判定できる。一方、時間差α1が基準時間差α0に対して変化していない（α1＝α0）場合には、ＥＣＵからの切換指令に拘わらず、例えばピストン４６が作動しておらず突き当て部６５が切欠き部４９内を空移動していると考えられ、可変バルブ装置２０は故障していると判定できる。従って、時間差α1が基準時間差α0に対して変化していない（α1＝α0）場合には、可変バルブ装置２０を故障と判定し、修理を喚起する。
【００４９】
また、ＥＧＲの要求がなく、ＥＣＵから吸気行程中に排気バルブ４を作動させない切換指令、即ちオイルコントロールバルブを閉じてピストン４６をコイルスプリング５０の弾性力により下側に付勢する指令が発せられたときには、ロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号とこれに進角側で隣接するロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との時間差α2を気筒毎に検出する。
【００５０】
このように気筒毎に時間差α2が検出されたら、上記同様に、当該時間差α2と上記基準時間差α0とを比較する。
ＥＣＵからの切換指令に対してピストン４６が正常に下降すれば、上記原理に基づき、突起７６〜７９により発生するパルス信号の発生時期が遅れることはなく、この場合には時間差α2は基準時間差α0に等しくなるはずである（α2＝α0）。従って、時間差α2が基準時間差α0に等しい（α2＝α0）場合には、可変バルブ装置２０は正常と判定できる。一方、時間差α2が基準時間差α0よりも小さい（α2＜α0）場合には、ＥＣＵからの切換指令に拘わらず、例えばピストン４６が下降しておらず突き当て部６５がピストン４６の外周部分に突き当たっていると考えられ、可変バルブ装置２０は故障していると判定できる。従って、時間差α2が基準時間差α0よりも小さい（α2＜α0）場合には、可変バルブ装置２０を故障と判定し、修理を喚起する。
【００５１】
なお、ここでは時間差αについて説明したが、時間差βについても同様に基準時間差β0を求め、ロッカアーム２４の作動開始タイミングに対応したパルス信号とこれに遅角側で隣接するロッカアーム２５の作動開始タイミングに対応したパルス信号との時間差β1、時間差β2を上記同様に吸気行程中の排気バルブ４の作動有無に応じて検出し、これら時間差β1、時間差β2と基準時間差β0との比較を行えばよい。この場合、時間差β1が基準時間差β0よりも大きい（β1＞β0）ときには可変バルブ装置２０は正常、時間差β1が基準時間差β0に対して変化していない（β1＝β0）ときには可変バルブ装置２０は故障と判定でき、時間差β2が基準時間差β0に対して変化していない（β2＝β0）ときには可変バルブ装置２０は正常、時間差β2が基準時間差β0よりも大きい（β2＞β0）ときには可変バルブ装置２０は故障と判定できる。
【００５２】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の可変バルブ装置では、通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミングとＥＧＲ用のロッカアーム２５の作動開始タイミングとの時間差αまたは時間差βに基づき、排気バルブ４を吸気行程中に作動させる切換指令に拘わらず時間差α1、β1が基準時間差α0、β0に対して変化していない場合、或いは、排気バルブ４を吸気行程中に作動させない切換指令に拘わらず時間差α2、β2が基準時間差α0、β0に対して変化している場合には、可変バルブ装置２０を故障と判定するようにしている。
【００５３】
従って、簡単な構成でありながら可変バルブ装置２０の故障を容易に判定し、修理を喚起することができる。
これにより、ＥＧＲの要求に対して実際のＥＧＲが知らないうちに不足してしまうことを防止して排ガスの悪化を抑制することができ、ＥＧＲの要求が無いにも拘わらず知らないうちにＥＧＲが行われてしまうことを防止して排ガスの悪化を抑制しつつ内燃機関の出力低下を防止することができる。
【００５４】
以上で本発明に係る内燃機関の可変バルブ装置の一実施形態の説明を終えるが、本発明の実施形態は上記に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミングとＥＧＲ用のロッカアーム２５の作動開始タイミングとの時間差αまたは時間差βを算出して可変バルブ装置２０の故障判定を行うようにしたが、突起７１により発生する気筒判別用のパルス信号は通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミングに応じて突起７２〜７５により発生するパルス信号と同様に発生時期が常に一定であることから、通常用のロッカアーム２４の作動開始タイミングに代えて気筒判別用のパルス信号の発生タイミング（特定の回転位置における第１の時期）を用いることもできる。
【００５５】
具体的には、図６に併せて示すように、パルサー７１により発生するパルス信号と突起７６〜７９により発生するパルス信号との時間差γ1〜γ4を検出し、これら時間差γ1〜γ4をそれぞれ基準時間差と比較するようにする。このようにしても上記同様に可変バルブ装置２０の故障を容易に判定することができる。
また、上記実施形態では、４気筒ディーゼルエンジンを例に説明したが、気筒数は４気筒に限られるものではなく、何気筒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るエンジンを示す図である。
【図２】本発明に係るエンジンの動弁系を示す斜視図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿う動弁系の排気側の断面図である。
【図４】図３の矢視Ｂ方向から見た本発明に係る可変バルブ装置の上視図である。
【図５】本発明に係るパルサーとセンサとを示す図である。
【図６】排気バルブ、吸気バルブのバルブリフトと各パルス信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  エンジン
４  排気バルブ
５  吸気バルブ
１３  カムシャフト（排気側カムシャフト）
１８  排気用のカム（第１のカム）
１９  ＥＧＲ用のカム（第２のカム）
２０  可変バルブ装置
２４  通常用のロッカアーム（第１の伝達部材）
２５  ＥＧＲ用のロッカアーム（第２の伝達部材）
４０  切換え機構（切換手段）
７０  パルサー
８０  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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