(57)【要約】【課題】ラッシュアジャスタの異常を適切に検出することのできる内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】内燃機関の動弁装置は、カム３１に当接し同カム３１の回転に基づいて吸気バルブ１０を開閉駆動するロッカーアーム１２と、このロッカーアーム１２をカム３１側に付勢して同カム３１との間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタ４０とを備える。この動弁装置は、カム角センサ６０によって検出された各気筒＃１〜＃４に対応するカム３１の回転速度変動パターンについて、他と異なるパターンが存在するとき、ラッシュアジャスタ４０に異常が生じている旨判定する。【選択図】図３
2007162524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタとを備える内燃機関の動弁装置において、
前記カムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記機関バルブの開閉周期を一周期として前記カムの回転速度変動パターンを前記回転速度検出手段の検出結果に基づいて抽出し、それら抽出される回転速度変動パターンにおいて他と異なる回転速度変動パターンが存在するとき前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタと、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関の動弁装置において、
前記カムの回転位相を検出する回転位相検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングを進角させる際の進角速度を前記回転位相検出手段の検出結果に基づいて算出し、該算出されるバルブタイミングの進角速度が所定速度以上であるときに前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタと、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関の動弁装置において、
前記カムの回転位相を検出する回転位相検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングを遅角させる際の遅角速度を前記回転位相検出手段の検出結果に基づいて算出し、該算出されるバルブタイミングの遅角速度が所定速度以下であるときに前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
一端がバルブクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタに支持され、カムの回転に基づき他端を揺動させて機関バルブを開閉駆動するロッカーアームを備えた内燃機関の動弁装置において、
前記ロッカーアームの長手方向及びその他端揺動方向の双方に対して垂直な方向における同ロッカーアームの変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段により所定値以上の変位が検出されるとき前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記異常判定手段によりラッシュアジャスタが異常である旨判定されるとき、これを報知する報知手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラッシュアジャスタを備える内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁装置では、バルブの熱膨張によって生じるバルブクリアランスを打ち消すために、特許文献１に記載されるような油圧式ラッシュアジャスタ（以下、単に「ラッシュアジャスタ」と称する）が採用されている。このラッシュアジャスタは、カムの回転に基づいて往復動するプランジャとこれを支持するボディとを有している。これらボディとプランジャとの間には油室が形成されており、この油室に供給される作動油の油圧によりプランジャはカム側に付勢される。また、この油室に作動油を供給する給油ポートにはこれを開閉するチェックボールが設けられており、カムによってプランジャが押されるとき、即ちバルブが開弁するときには、チェックボールによって給油ポートが閉鎖される。一方、バルブスプリングによってバルブが押し戻されるとき、即ちバルブが閉弁するときには、給油ポートは開放され、作動油が油室に供給される。その結果、バルブリフタやロッカーアームなど、バルブを開閉駆動する駆動部材はプランジャによって常にカム側に付勢され、バルブクリアランスが打ち消されるようになる。
【特許文献１】特開平４−３４２８０８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、こうしたラッシュアジャスタでは作動油に混入したスラッジなどの異物がボディとプランジャとの間の隙間に噛み込むことがある。こうした噛み込みが生じると、プランジャが円滑に往復動できなくなるため、バルブが開閉する際のプロフィールが変化したり、バルブクリアランスを打ち消す機能が低下したりするおそれがある。従って、このようにラッシュアジャスタに異常が生じてその機能が低下したような状況にあるときには、そうした異常を適切に検出することによりこれに速やかに対処するのが望ましい。
【０００４】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラッシュアジャスタの異常を適切に検出することのできる内燃機関の動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタとを備える内燃機関の動弁装置において、前記カムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記機関バルブの開閉周期を一周期として前記カムの回転速度変動パターンを前記回転速度検出手段の検出結果に基づいて抽出し、それら抽出される回転速度変動パターンにおいて他と異なる回転速度変動パターンが存在するとき前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
ラッシュアジャスタに異常が生じると、バルブリフタやロッカーアーム等、機関バルブを開閉駆動する駆動部材がカム側に付勢されなくなり、カムが回転する際にそのカムの外周面と駆動部材との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。このため、こうした異常がラッシュアジャスタに生じている気筒では、カムに対して駆動部材から作用する力が減少するようになり、カムの回転速度変動パターンが他の気筒の回転速度変動パターンとは異なったものとなる。
【０００７】
上記構成によれば、機関バルブの開閉周期と同じ周期を有する回転速度変動パターンを抽出し、それらのうち、他とは異なる回転変動パターンが存在することに基づいてラッシュアジャスタの異常を適切に検出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタと、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関の動弁装置において、前記カムの回転位相を検出する回転位相検出手段と、前記可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングを進角させる際の進角速度を前記回転位相検出手段の検出結果に基づいて算出し、該算出されるバルブタイミングの進角速度が所定速度以上であるときに前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
可変バルブタイミング機構によってバルブタイミングを進角させる際、カムの回転位相はその回転方向に変更されるため、ロッカーアームなどの駆動部材とカムとの間に生じる摩擦力はそのバルブタイミングの変更を妨げるように作用する。そして、ラッシュアジャスタに異常が生じると、バルブリフタやロッカーアーム等、機関バルブを開閉する駆動部材がカム側に付勢されなくなり、カムが回転する際にそのカムの外周面と駆動部材との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。そのため、バルブタイミングの変更を妨げるように作用する駆動部材からの力が減少し、可変バルブタイミング機構の進角速度は増大するようになる。
【００１０】
ここで、ラッシュアジャスタが正常に機能しているとき、可変バルブタイミング機構の進角速度は内燃機関の運転状態によって変化するものの、その進角速度の最大値又はそれよりも大きい値を予め所定速度として設定しておくことにより、バルブタイミング機構の進角速度がこの設定される所定速度以上であるときにラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、カムに当接し同カムの回転に基づいて機関バルブを開閉駆動する駆動部材と、この駆動部材を前記カム側に付勢して同カムとの間のクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタと、前記機関バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関の動弁装置において、前記カムの回転位相を検出する回転位相検出手段と、前記可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングを遅角させる際の遅角速度を前記回転位相検出手段の検出結果に基づいて算出し、該算出されるバルブタイミングの遅角速度が所定速度以下であるときに前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
可変バルブタイミング機構によってバルブタイミングを遅角させる際、カムの回転位相はその回転方向の逆方向に変更されるため、ロッカーアームなどの駆動部材とカムとの間に生じる摩擦力はそのバルブタイミングの変更を促進するように作用する。そして、ラッシュアジャスタに異常が生じると、バルブリフタやロッカーアーム等、機関バルブを開閉する駆動部材がカム側に付勢されなくなり、カムが回転する際にそのカムの外周面と駆動部材との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。そのため、バルブタイミングの変更を促進するように作用する駆動部材からの力が減少し、可変バルブタイミング機構の遅角速度は減少するようになる。
【００１３】
ここで、ラッシュアジャスタが正常に機能しているとき、可変バルブタイミング機構の遅角速度は内燃機関の運転状態によって変化するものの、その遅角速度の最小値又はそれよりも小さい値を予め所定速度として設定しておくことにより、バルブタイミング機構の遅角速度がこの所定速度以下であるときにラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、一端がバルブクリアランスを打ち消すラッシュアジャスタに支持され、カムの回転に基づき他端を揺動させて機関バルブを開閉駆動するロッカーアームを備えた内燃機関の動弁装置において、前記ロッカーアームの長手方向及びその他端揺動方向の双方に対して垂直な方向における同ロッカーアームの変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段により所定値以上の変位が検出されるとき前記ラッシュアジャスタに異常が生じている旨判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
ロッカーアームはラッシュアジャスタによって常にカム側に付勢されているため、同ロッカーアームは機関バルブの端部、ラッシュアジャスタ及びカムの３点において支持されている。ここで、ラッシュアジャスタに異常が生じることにより、ロッカーアームがそのラッシュアジャスタにより適切にカム側に付勢されなくなると、カムが回転する際にそのカムの外周面とロッカーアームとの間に一時的にクリアランスが生じるようになる。こうしたクリアランスが生じるとロッカーアームは機関バルブの端部及びラッシュアジャスタの２点でしか支持されなくなるため、その長手方向及び他端揺動方向の双方に対して垂直な方向に変位するようになる。
【００１６】
従って、上記構成によれば、その変位が所定値以上であることに基づいてラッシュアジャスタの異常を適切に検出することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記異常判定手段によりラッシュアジャスタが異常である旨判定されるとき、これを報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
同構成によれば、ラッシュアジャスタの異常が発生した旨を運転者等に報知することができ、その異常に早期に対処することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
内燃機関は４つの気筒を有しており、車両にその駆動源として搭載されている。図１に示されるように、この内燃機関のシリンダヘッド２には、吸気バルブ１０が往復動可能に設けられるとともに、同吸気バルブ１０に対応してラッシュアジャスタ４０が設けられている。これら吸気バルブ１０とラッシュアジャスタ４０との間にはロッカーアーム１２が架設されており、同ロッカーアーム１２の一端がラッシュアジャスタ４０のプランジャ４２に支持されるとともに他端が吸気バルブ１０の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２には、カムシャフト３０が回転可能に支持されている。このカムシャフト３０には複数のカム３１が形成されており、それらカム３１の外周面にはロッカーアーム１２に設けられたローラ１２ａが当接されている。
【００１９】
吸気バルブ１０にはリテーナ１０ａが設けられるとともに、このリテーナ１０ａとシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１１が設けられている。このバルブスプリング１１の弾性力によって吸気バルブ１０は閉弁方向に付勢されている。更にこれにより、ロッカーアーム１２のローラ１２ａはカム３１の外周面に押圧されている。尚、シリンダヘッド２には、ラッシュアジャスタ４０に作動油を供給するための作動油供給通路５が形成されている。機関運転時にカム３１が回転すると、ロッカーアーム１２はラッシュアジャスタ４０のプランジャ４２により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ１０はロッカーアーム１２によって開閉駆動される。
【００２０】
次に、図２を参照してラッシュアジャスタ４０の構造について説明する。図２はラッシュアジャスタ４０の拡大断面図である。
同図２に示されるように、ラッシュアジャスタ４０のボディ４１は有底円筒状を呈してシリンダヘッド２に固定されている。このボディ４１にはシリンダ５２が形成されるとともに、そのシリンダ５２の内部にはプランジャ押圧スプリング５４、ボールリテーナ５３、弁体押圧スプリング５１、ボール状弁体４３、プランジャ４２が順に挿入されている。
【００２１】
プランジャ４２は中空円柱状を呈し、ボディ４１のシリンダ５２に往復摺動可能な状態で嵌入されている。シリンダ５２においてプランジャ４２の基端部とボディ４１との間の領域には、作動油の導入される圧力室４４が区画形成されている。また、プランジャ４２は作動油を貯留可能な内部領域としてプランジャ内室４５を有している。このプランジャ内室４５と圧力室４４とはプランジャ４２の基端部に形成された弁孔４６を介して連通されており、プランジャ内室４５にはボディ４１及びプランジャ４２の周壁に形成された供給孔４７，４８を介して作動油供給通路５から作動油が供給される。
【００２２】
プランジャ４２はボールリテーナ５３を介してプランジャ押圧スプリング５４によりその先端側に押圧されている。また、ボールリテーナ５３とボール状弁体４３との間に配設された弁体押圧スプリング５１により、ボール状弁体４３はその先端側、即ち弁孔４６を閉じる側に押圧されている。
【００２３】
吸気バルブ１０の開弁に際してカム３１によりロッカーアーム１２が押圧されると、その押圧力がロッカーアーム１２から更にプランジャ４２に伝達される。その結果、プランジャ４２はボディ４１内に没入変位し、圧力室４４の作動油が圧縮されてその内圧が上昇する。そして、その内圧及び弁体押圧スプリング５１の弾性力により、ボール状弁体４３は弁孔４６側に移動してその開口縁に当接され、同弁孔４６を介した圧力室４４からプランジャ内室４５への作動油の流通が規制されるようになる。即ちプランジャ４２がカム３１からの押圧力を受けると圧力室４４の油圧が上昇することから、若干押し下げられた時点でプランジャ４２の没入変位が規制されることとなる。
【００２４】
一方、吸気バルブ１０のリフト量が最大値に達した後、カム３１の回転に伴ってロッカーアーム１２に対するカム３１の押圧力が低下すると、プランジャ押圧スプリング５４の押圧力によりプランジャ４２が先端側、即ちロッカーアーム１２側に押し出される。従って、ロッカーアーム１２はカム３１側に付勢されて同カム３１の回転に追従して変位し、このロッカーアーム１２の変位によりロッカーアーム１２とカム３１及び吸気バルブ１０の端部との間におけるクリアランスの発生が抑制されるようになる。
【００２５】
図３に示されるように、内燃機関の各気筒＃１，＃２，＃３，＃４には、それら気筒＃１〜＃４に対応して吸気バルブ１０の動弁機構１２０がそれぞれ設けられている。また、クランクシャフト６及びカムシャフト３０の各端部にはそれぞれスプロケット７，３２が設けられている。これらスプロケット７，３２にはタイミングチェーン（図示略）が掛けられており、このタイミングチェーンを介してクランクシャフト６の回転力がカムシャフト３０に伝達される。
【００２６】
カムシャフト３０には全体が略円板状をなし同カムシャフト３０と一体に回転するロータ５０が取り付けられている。このロータ５０の外周面には径方向に突出する４つの突起５０ａが９０°毎に形成されている。更に、このロータ５０の近傍には、その突起５０ａに近接するようにしてカム角センサ６０が設けられている。カムシャフト３０の回転に伴って突起５０ａがこのカム角センサ６０の近傍を通過すると、同カム角センサ６０からは通過パルスが出力される。
【００２７】
また、クランクシャフト６には全体が略円板状をなし同クランクシャフト６と一体に回転するロータ８が取り付けられている。このロータ８の外周面には径方向に突出する複数の突起８ａが形成されている。更に、このロータ８の近傍には、その突起８ａに近接するようにしてクランク角センサ９が設けられている。クランクシャフト６の回転に伴って突起５０ａがこのクランク角センサ９の近傍を通過すると、同クランク角センサ９からは通過パルスが出力される。電子制御装置７０は、これらカム角センサ６０及びクランク角センサ９の出力信号を取り込むとともに波形整形する等、適宜処理を行うことにより、機関回転位相（クランク角）及び機関回転速度を算出する。
【００２８】
また、電子制御装置７０は、所定の制御プログラム、同制御プログラムに用いられる各種データや演算結果を記憶するためのメモリ７１を備えている。車両のインストルメンタルパネルには、内燃機関、具体的にはその動弁機構１２０に異常が生じたときに点灯する異常ランプ１１０が設けられている。
【００２９】
こうした構成を備えた動弁機構１２０において、作動油にスラッジなどの異物が混入し、これがボディ４１とプランジャ４２との間の隙間に噛み込むことがあると、ラッシュアジャスタ４０のバルブクリアランスを打ち消す機能が十分に発揮できないようになる。このため、本実施形態では、こうしたラッシュアジャスタの異常が発生した場合にこれを速やかに検出するようにしている。以下、この異常判定処理について図４及び図５を参照して説明する。尚、図４はこの異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、図５はカム角センサ６０から出力される通過パルスの出力態様等を示すタイミングチャートである。この一連の処理は電子制御装置７０により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。
【００３０】
図４に示されるように、この処理ではまず、機関運転状態がアイドル状態であるか否か、換言すれば機関回転速度ＮＥが安定しているか否かを判断する（Ｓ１００）。機関運転状態がアイドル状態でない場合にはこの処理を終了し、機関運転状態がアイドル状態である場合にはステップＳ１１０に進む。
【００３１】
ステップＳ１１０では、突起５０ａがカム角センサ６０の近傍を通過することに伴って同カム角センサ６０から通過パルスが出力される時刻Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4を検出し、これをメモリに記憶する。
【００３２】
そして、ステップＳ１２０に進み、メモリ７１に記憶されている通過パルスの出力時刻Ｔi（i＝０，１，２，３，４）を参照して、１つの突起５０ａが通過してから次の突起５０ａが通過するまでの時間間隔ΔＴj（＝Ｔi−Ｔi-1、j＝１，２，３，４）を算出する。ロータ５０には４つの突起５０ａがその周方向において等しい間隔を隔てて形成されているため、時間間隔ΔＴjは、ロータ５０が１／４回転する際の速度の逆数を示すこととなる。即ち、時間間隔ΔＴjが短いときほど、ロータ５０の回転速度は大きいことになる。またこのように設定される時間間隔ΔＴjは、各気筒＃１〜＃４の吸気バルブ１０が開閉する際の開閉周期と等しくなっている。次に、ステップＳ１３０に進み、時間間隔ΔＴjの平均値α（＝ΣΔＴj／４）を算出する。
【００３３】
そして、ステップ１４０に進み、この平均値αと各時間間隔ΔＴjとの偏差｜ΔＴj−α｜をそれぞれ算出し、これら偏差｜ΔＴj−α｜と予め設定された誤差範囲ｋとを比較する。ここで、４つの偏差｜ΔＴj−α｜がいずれも誤差範囲ｋより小さい場合には、それらの偏差｜ΔＴj−α｜がカム角センサ６０の検出誤差などによって生じた誤差であり、ラッシュアジャスタ４０には異常が発生していない旨判断し、この一連の処理を一旦終了する。
【００３４】
一方、各偏差｜ΔＴj−α｜のいずれか１つでも誤差範囲ｋより大きい場合、即ち、吸気バルブ１０を開閉する際の各開閉周期ΔＴjについて他と大きく異なるものが存在している場合には、ラッシュアジャスタ４０に異常が発生している旨判断して異常ランプ１１０を点灯した後（Ｓ１５０）、この一連の処理を一旦終了する。
【００３５】
こうした処理を通じて、例えば、図５に示されるように、通過パルスの出力時刻Ｔ0〜Ｔ5に基づいてロータ５０が１／４回転する際の時間間隔ΔＴj並びにそれらの平均値αが算出される。偏差｜ΔＴj−α｜のうち、ある偏差｜ΔＴ3−α｜が予め設定した誤差範囲ｋよりも大きい場合、各ラッシュアジャスタ４０の少なくとも１つがバルブクリアランスを打ち消す機能が十分に発揮できない状態であると判断されて異常ランプ１１０を点灯させる。
【００３６】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）異常によってプランジャ４２がボディ４１に没入して固着したとき、ロッカーアーム１２がカム３１側に付勢されなくなり、カム３１が回転する際にそのカム３１の外周面とロッカーアーム１２との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。このため、カム３１に対してロッカーアーム１２から作用する力が減少するようになり、ラッシュアジャスタ４０に異常が生じている気筒では吸気バルブ１０を開閉するときの回転速度変動パターンは、他の気筒の回転速度変動パターンとは異なったものとなる。従って、このように吸気バルブ１０の開閉周期と同様の周期（＝ΔＴj）をもって抽出されるカム３１の回転速度変動パターンのうち、他とは異なる回転変動パターンが存在するようになることに基づいてラッシュアジャスタ４０の異常を適切に検出することができる。
【００３７】
（２）ラッシュアジャスタ４０に異常が生じたとき、車両のインストルメンタルパネルに設けられた異常ランプ１１０を点灯させるようにしたため、その異常に早期に対処することができるようになる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図６〜図９を参照して説明する。
【００３９】
図６に示されるように、本実施形態にかかる内燃機関の動弁装置にあっては、カムシャフト３０の端部に、機関運転状態に基づいて吸気バルブ１０のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと称する）８０が更に設けられている。
【００４０】
このＶＶＴ８０にはクランクシャフト６により駆動されるオイルポンプ１３によって作動油が供給され、この作動油の油圧に基づいてＶＶＴ８０は駆動される。オイルポンプ１３とＶＶＴ８０とを接続する作動油通路には、オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと称する）９０が設けられている。電子制御装置７０は、クランクシャフト６の回転速度等の機関運転状態に基づいて吸気バルブ１０のバルブタイミングを進角させる際の目標値を算出し、ＯＣＶ９０を通じてＶＶＴ８０を適宜駆動することにより、吸気バルブ１０のバルブタイミングがその目標値と一致するようにこれを制御する。
【００４１】
次に、図７を参照してＶＶＴ８０の構造及び駆動態様について説明する。
同図７に示されるように、ＶＶＴ８０はカムシャフト３０に固定されたベーン８１とカムスプロケット３２に固定されたハウジング８２とを備えて構成されている。カムシャフト３０に固定されたベーン８１とカムスプロケット３２に固定されたハウジング８２との間には、複数の進角油室８３と複数の遅角油室８４とが区画形成されている。また、進角油室８３に接続される進角油路９２、遅角油室８４に接続される遅角油路９３とが設けられており、電子制御装置７０はＯＣＶ９０を通じてこれら進角油路９２及び遅角油路９３とオイルポンプ１３の供給ポート９４との接続状態を切り替える。
【００４２】
例えば、機関負荷が高い場合には、吸気効率を向上させるべく、吸気バルブ１０のバルブタイミングをより大きく進角することが望ましい。この場合、電子制御装置７０は、機関運転状態に基づいて、吸気バルブ１０のバルブタイミングを進角させる際の目標値を算出するとともに、ＯＣＶ９０を駆動して進角油路９２を供給ポート９４に接続する。
【００４３】
その結果、オイルポンプ１３によって作動油が各進角油室８３のみに供給され、進角油室８３内の油圧が遅角油室８４内の油圧よりも高くなる。それら進・遅角油室８３，８４の油圧差によってベーン８１は、ハウジング８２に対して相対的にカムシャフト３０の回転方向と同方向に回転し、クランクシャフト６に対するベーン８１の回転位相が進角する。その結果、ベーン８１とともに回転するカムシャフト３０及びカム３１の回転位相も進角され、吸気バルブ１０のバルブタイミングが早くなる。
【００４４】
またこの際、電子制御装置７０は、カム角センサ６０及びクランク角センサ９の出力信号を取り込み、それらに基づいてカムシャフト３０及びクランクシャフト６の回転位相を算出するとともに、クランクシャフト６に対するカムシャフト３０の回転位相差、即ち進角量を算出する。そして電子制御装置７０はその進角量が目標値に達したときに、ＯＣＶ９０を駆動して進・遅角油室８３，８４を閉鎖して進角動作を終了する。
【００４５】
一方、機関負荷が低い場合には、燃焼を安定させるべく、吸気バルブ１０のバルブタイミングをより大きく遅角することが望ましい。この場合、電子制御装置７０は、機関運転状態に基づいて、吸気バルブ１０のバルブタイミングを遅角させる際の目標値を算出するとともに、ＯＣＶ９０を駆動して遅角油路９３を供給ポート９４に接続する。
【００４６】
その結果、オイルポンプ１３によって作動油が各遅角油室８４のみに供給され、遅角油室８４内の油圧が進角油室８３内の油圧よりも高くなる。それら進・遅角油室８３，８４の油圧差によってベーン８１は、ハウジング８２に対して相対的にカムシャフト３０の回転方向の逆方向に回転し、クランクシャフト６に対するベーン８１の回転位相が遅角する。その結果、ベーン８１とともに回転するカムシャフト３０及びカム３１の回転位相も遅角され、吸気バルブ１０のバルブタイミングが遅くなる。
【００４７】
またこの際、電子制御装置７０は、カム角センサ６０及びクランク角センサ９の出力信号を取り込み、それらに基づいてカムシャフト３０及びクランクシャフト６の回転位相を算出するとともに、クランクシャフト６に対するカムシャフト３０の回転位相差、即ち遅角度を算出する。そして電子制御装置７０はその遅角度が目標値に達したときに、ＯＣＶ９０を駆動して進・遅角油室８３，８４を閉鎖して遅角動作を終了する。
【００４８】
こうした構成を備えた内燃機関の動弁装置において、作動油にスラッジなどの異物が混入し、これがボディ４１とプランジャ４２との間の隙間に噛み込むことがあると、ラッシュアジャスタ４０のバルブクリアランスを打ち消す機能が十分に発揮できないようになる。本実施形態では、ＶＶＴ８０の進角速度を監視し、同進角速度に基づいて、こうした異常を速やかに検出するようにしている。
【００４９】
以下、この異常判定処理について図８を参照して説明する。尚、図８はこの異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は電子制御装置７０により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。
【００５０】
図８に示されるように、この一連の処理ではまず、前回の制御周期においてアイドル状態であった機関運転状態が今回の制御周期でそれ以外の状態に変化したか否かを判断する（Ｓ３００）。機関運転状態がアイドル状態であるときには、この処理を終了し、その運転状態がアイドル状態からそれ以外の状態に変化したときには、ステップＳ３１０に進む。尚、機関運転状態がアイドル状態であるときには、進角量の目標値は０°ＣＡであるため、同アイドル状態からそれ以外の状態に変化する場合では、ＶＶＴ８０が最遅角位置から進角する。
【００５１】
ステップＳ３１０では、電子制御装置７０により算出した進角量の目標値θ1が所定目標値θ0以上であるか否かを判断し、目標値θ1が所定値θ0以上でない場合にはこの処理を終了し、目標値θ1が所定値θ0以上である場合にはステップＳ３２０に進む。この所定値θ0は、ＶＶＴ８０の進角速度を精度よく測定するために、比較的大きな値（例えば最大進角量の８０％）に設定されている。
【００５２】
ステップＳ３２０では、電子制御装置７０のメモリによって進角開始時の時刻ｔ1を記憶する。そして、ＶＶＴ８０がθ0まで進角したときに、その時刻ｔ2を同メモリに記憶し、ＶＶＴ８０が０からθ0まで進角した進角時間Δｔ1（＝ｔ2−ｔ1）を算出し（Ｓ３３０）、ステップＳ３４０に進む。尚、この進角の途中に、電子制御装置７０が機関運転状態の変化に基づいて新たな進角量の目標値を設定し、ＶＶＴ８０の進角態様が変化する場合には、この処理は中断される。
【００５３】
ここで、この進角時間Δｔ1は、ＶＶＴ８０の進角速度の逆数を示すこととなる。即ち、進角時間Δｔ1が短いときほど、ＶＶＴ８０の進角速度が大きくなる。
ステップＳ３４０では、進角時間Δｔ1と正常の状態下でＶＶＴ８０が最遅角位置からθ0まで進角するのに要する時間Δｔ0との偏差に基づいてラッシュアジャスタ４０に異常が生じたか否かを判断する。具体的には、偏差（Δｔ0−Δｔ1）が誤差範囲Ｍより小さい場合には、その偏差（Δｔ0−Δｔ1）がカム角センサ６０の検出誤差などによって生じた誤差であり、ラッシュアジャスタ４０には異常が発生していない旨判断し、この一連の処理を一旦終了する。
【００５４】
一方、偏差（Δｔ0−Δｔ1）が誤差範囲Ｍより大きい場合、即ちＶＶＴ８０の進角速度が正常時の進角速度よりも所定値以上である場合には、ラッシュアジャスタ４０に異常が発生している旨判断して異常ランプ１１０を点灯した後（Ｓ３５０）、この一連の処理を一旦終了する。
【００５５】
こうした処理を通じて、例えば、図９に示されるように、ＶＶＴ８０の進角の開始時刻ｔ1及び該ＶＶＴ８０がθ0まで進角した時刻ｔ2が記憶され、それら時刻ｔ1，ｔ2によって進角時間Δｔ1が算出される。進角時間Δｔ1と正常進角時間Δｔ0との偏差（Δｔ0−Δｔ1）が予め設定した誤差範囲Ｍよりも大きい場合、各ラッシュアジャスタ４０の少なくとも１つがバルブクリアランスを打ち消す機能が十分に発揮できない状態であると判断されて異常ランプ１１０が点灯する。
【００５６】
以上説明した第２の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ＶＶＴ８０によってバルブタイミングを進角側に変更するとき、カム３１の回転位相はその回転方向に変更されるため、ロッカーアーム１２などの駆動部材とカム３１との間に生じる摩擦力はそのバルブタイミングの変更を妨げるように作用する。
【００５７】
ラッシュアジャスタ４０に異常が生じると、ロッカーアーム１２がカム３１側に付勢されなくなり、カム３１が回転する際にそのカム３１の外周面とロッカーアーム１２との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。そのため、バルブタイミングの変更を妨げるように作用するロッカーアーム１２からの力が減少し、ＶＶＴ８０によりバルブタイミングを進角させる際の進角速度は増大するようになる。
【００５８】
従って、この進角速度が予め設定された所定速度以上であることに基づいて各ラッシュアジャスタ４０の少なくとも１つに異常が生じている旨判定することができる。
（第３の実施形態）
第３実施形態では、吸気バルブ１０を開閉する際に生じるロッカーアーム１２の振動の振幅を検出し、この振幅が所定値以上であることをもってラッシュアジャスタ４０に異常がある旨判定するようにしている。以下、この異常判定処理について第１の実施形態との相違点を中心に図１０を参照して説明する。
【００５９】
各ロッカーアーム１２に対応して、同ロッカーアーム１２の側面の近傍には、ギャップセンサ１００がそれぞれ設けられている（図１０ではその１つのみを示す）。このギャップセンサ１００は、ロッカーアーム１２の長手方向及びその吸気バルブ１０の基端部と当接する端部が揺動する方向の双方に対して垂直な方向、即ちカムシャフト３０の軸方向への振動を検出するためのものである。そして、このギャップセンサ１００により検出されたロッカーアーム１２の振動の振幅が電子制御装置７０に取り込まれる。
【００６０】
電子制御装置７０は、この振幅と予め設定された誤差範囲とを比較する。その振幅が誤差範囲よりも小さい場合には、それがギャップセンサ１００の検出誤差等に起因するものであり、ラッシュアジャスタ４０の異常がないと判断する。一方、その振幅が誤差範囲よりも大きい場合では、ラッシュアジャスタ４０がバルブクリアランスを打ち消す機能が十分に発揮できない状態であると判断されて異常ランプ１１０を点灯させる。
【００６１】
以上説明した第３の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ロッカーアーム１２はラッシュアジャスタ４０によって常にカム３１側に付勢されることにより、同ロッカーアーム１２は吸気バルブ１０の端部、ラッシュアジャスタ４０及びカム３１の３点によって支持されている。ここで、ラッシュアジャスタ４０に異常が生じることにより、ロッカーアーム１２がカム３１側に付勢されなくなると、カム３１が回転する際にそのカムの外周面とロッカーアーム１２との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。こうしたクリアランスが生じるとロッカーアーム１２はカム３１により支持されなくなるため、吸気バルブ１０の端部及びラッシュアジャスタ４０の２点でしか支持されなくなるため、ロッカーアーム１２は、その長手方向及びその端部が揺動する方向の双方に対して垂直な方向に変位するようになる。
【００６２】
従って、上記構成によれば、その変位が予め設定された誤差範囲以上であることに基づいてラッシュアジャスタ４０の異常を適切に検出することができる。
なお、上記各実施の形態は、以下のように構成を変更することができる。
【００６３】
・第１の実施形態においては、カム３１の回転速度変動パターンをカム角センサ６０の検出信号に基づいて抽出するようにしたが、同回転速度変動パターンはクランク角センサ９の検出信号に基づいて抽出することもできる。
【００６４】
・第２の実施形態では、ＶＶＴ８０の進角速度の大きさに基づいてラッシュアジャスタ４０の異常を検出するようにしたが、ＶＶＴ８０の遅角速度の大きさに基づいてラッシュアジャスタ４０の異常を検出することもできる。
【００６５】
即ち、ラッシュアジャスタ４０に異常が生じると、ロッカーアーム１２がカム３１側に付勢されなくなり、カム３１が回転する際にそのカム３１の外周面とロッカーアーム１２との間に一時的にクリアランスが生じるようになる。そのため、バルブタイミングの遅角させるように作用するロッカーアーム１２からの力が減少し、ＶＶＴ８０の遅角速度は減少するようになる。従って、バルブタイミングを例えば所定値θ0から最遅角状態に遅角させる際、その遅角を開始してからバルブタイミングが最遅角状態になるまでの時間が所定値よりも大きいことをもってラッシュアジャスタ４０に異常が生じている旨判定することができる。
【００６６】
・上記の実施形態では、ラッシュアジャスタ４０に異常が生じたとき、異常ランプ１１０を点灯することにより、その旨を運転者に報知するようにしたが、これを省略してもよい。あるいは、この異常ランプ１１０の点灯処理に代えて、こうした異常をメモリに異常発生履歴として記憶するようにしてもよい。
【００６７】
・上記の実施形態では、内燃機関の吸気側の動弁装置に本発明を適用するようにしたが、排気側の動弁装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】内燃機関のシリンダヘッド周辺の断面図。
【図２】ラッシュアジャスタの拡大断面図。
【図３】第１の実施形態にかかる吸気バルブの動弁機構を示す斜視図。
【図４】第１の実施形態にかかる異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図５】カム角センサから出力される通過パルスの出力態様等を示すタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態にかかる吸気バルブ駆動機構斜視図。
【図７】可変バルブタイミング機構の構造及び制御を示す図。
【図８】第２の実施形態にかかる異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図９】ＶＶＴの進角態様などを示すタイミングチャート。
【図１０】第３の実施形態にかかる吸気バルブの動弁機構を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６９】
２…シリンダヘッド、５…作動油供給通路、６…クランクシャフト、７…スプロケット、８…ロータ、８ａ…突起、９…クランク角センサ、１０…吸気バルブ、１０ａ…リテーナ、１１…バルブスプリング、１２…ロッカーアーム、１２ａ…ローラ、１３…オイルポンプ、３０…カムシャフト、３１…カム、３２…カムスプロケット、４０…ラッシュアジャスタ、４１…ボディ、４２…プランジャ、４３…ボール状弁体、４４…圧力室、４５…プランジャ内室、４６…弁孔、４７，４８…供給孔、５０…ロータ、５０ａ…突起、５１…弁体押圧スプリング、５２…シリンダ、５３…ボールリテーナ、５４…プランジャ押圧スプリング、６０…カム角センサ、７０…電子制御装置、７１…メモリ、８０…可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）、８１…ベーン、８２…ハウジング、８３…進角油室、８４…遅角油室、９０…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、９２…進角油路、９３…遅角油路、９４…供給ポート、１００…ギャップセンサ、１１０…異常ランプ、１２０…動弁機構。
【図１】
2007162524.tif 000003
【図２】
2007162524.tif 000004
【図３】
2007162524.tif 000005
【図４】
2007162524.tif 000006
【図５】
2007162524.tif 000007
【図６】
2007162524.tif 000008
【図７】
2007162524.tif 000009
【図８】
2007162524.tif 000010
【図９】
2007162524.tif 000011
【図１０】
2007162524.tif 000012