(57)【要約】【課題】位相振れ異常を検出することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】可変動弁装置は、油圧式のバルブタイミング可変機構と、同機構を構成するハウジングロータおよびベーンロータの間に形成される進角室および遅角室とを含む。また可変動弁装置には、遅角室の油圧を検出する遅角油圧センサと進角室の油圧を検出する進角油圧センサとが設けられている。そして、位相保持制御が行われているとき、かつ進角室油圧ＰＳの最大値Ｐ３と遅角室油圧ＰＴの最大値Ｐ４との差である油圧差ＤＰが基準値よりも大きいとき、位相振れ異常が生じている旨判定する。【選択図】図４
2012062788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと同期して回転する入力回転体と、カムシャフトと同期して回転する出力回転体と、これら回転体の間に形成される進角室および遅角室とを含み、前記入力回転体と前記出力回転体との相対的な回転位相である相対回転位相を変更することによりバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記進角室の油圧を検出する進角室油圧検出手段および前記遅角室の油圧を検出する遅角室油圧検出手段を含み、
前記進角室および前記遅角室の油圧により前記相対回転位相を保持するための制御を位相保持制御とし、この位相保持制御により前記相対回転位相が保持されているときの前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量を基準揺動量とし、前記位相保持制御が行われる機関運転状態を保持運転状態として、
機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記進角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値と前記遅角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値との差が所定値よりも大きいとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量が前記基準揺動量よりも大きい位相振れ異常が生じている旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
クランクシャフトと同期して回転する入力回転体と、カムシャフトと同期して回転する出力回転体と、これら回転体の間に形成される進角室および遅角室とを含み、前記入力回転体と前記出力回転体との相対的な回転位相である相対回転位相を変更することによりバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記進角室の油圧を検出する進角室油圧検出手段および前記遅角室の油圧を検出する遅角室油圧検出手段の少なくとも一方を含み、
前記進角室および前記遅角室の油圧により前記相対回転位相を保持するための制御を位相保持制御とし、この位相保持制御により前記相対回転位相が保持されているときの前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量を基準揺動量とし、前記位相保持制御が行われる機関運転状態を保持運転状態として、
以下の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の状態のとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量が前記基準揺動量よりも大きい位相振れ異常が生じている旨判定する
（Ａ）「機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記進角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値が第１基準値よりも小さいとき」
（Ｂ）「機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記遅角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値が第２基準値よりも小さいとき」
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記バルブタイミング可変機構の油圧を制御するオイルコントロールバルブと、このオイルコントロールバルブと前記進角室とを互いに接続する進角油路と、前記オイルコントロールバルブと前記遅角室とを互いに接続する遅角油路とを含み、
前記進角油路および前記遅角油路において前記オイルコントロールバルブと前記カムシャフトとの間の部位に前記進角室油圧検出手段および前記遅角室油圧検出手段の少なくとも一方が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトと同期して回転する入力回転体と、カムシャフトと同期して回転する出力回転体と、これら回転体の間に形成される進角室および遅角室とを含み、入力回転体と出力回転体との相対的な回転位相である相対回転位相を変更することによりバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記可変動弁装置を備える内燃機関として、例えば特許文献１に記載の筒内噴射式内燃機関が知られている。
この内燃機関は、吸気弁や高圧燃料ポンプのプランジャのリフトによる位相振れ分を算出するリフト変動算出手段と、リフト変動による検知誤差を算出する検知誤差算出手段と、バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）の動作時の位相を推定するＶＶＴ位相推定手段とを備えている。そして、これら手段を用いて、クランクシャフトの角速度に対するカムシャフトの角速度の変化に相当する位相振れの大きさを推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７４４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、進角室および遅角室の油圧により相対回転位相を保持するための位相保持制御が行われているときには、進角室および遅角室への潤滑油の供給と進角室および遅角室からの潤滑油の排出との双方が停止されている。このため、カムシャフトのトルク変動にともない出力回転体が入力回転体に対して揺動したとき、進角室または遅角室の潤滑油がバルブタイミング可変機構のクリアランスの部分から外部に漏れるとともに、潤滑油が漏れた分に応じて空気が混入する場合がある。
【０００５】
そして、進角室または遅角室の一方に多量の空気が混入しているときにおいて、カムシャフトのトルク変動が生じたときには、位相保持制御が行われていても出力回転体が入力回転体に対して大きく揺動する。すなわち、進角室または遅角室の一方に多量の空気が混入しているとき、かつ位相保持制御が行われているときの各回転体の揺動量は、進角室および遅角室に潤滑油が十分に充填されているとき、かつ位相保持制御が行われているときの各回転体の揺動量よりも大きくなる。
【０００６】
一方、バルブタイミングを機関運転状態に応じたものに設定するという観点からすると、上述のように位相保持制御が行われているにもかかわらず揺動量が大きくなる状態（位相振れ異常）が生じることは好ましくない。そこで、まずは位相振れ異常が生じていることを適切に検出することが望まれる。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の内燃機関は、プランジャのリフト変動やバルブタイミングの変更にともなう各回転体の揺動を位相振れとして検出するものでしかないため、上記の位相振れ異常を検出することはできない。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、位相振れ異常を検出することのできる内燃機関の可変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】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。なお、［課題を解決するための手段］の欄においては、進角室および遅角室の一方に多量の空気が混入している状態を「混入状態」として、また進角室および遅角室に潤滑油が十分に充填されている状態を「充填状態」として示す。
【００１０】
（１）請求項１に記載の発明は、クランクシャフトと同期して回転する入力回転体と、カムシャフトと同期して回転する出力回転体と、これら回転体の間に形成される進角室および遅角室とを含み、前記入力回転体と前記出力回転体との相対的な回転位相である相対回転位相を変更することによりバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置において、前記進角室の油圧を検出する進角室油圧検出手段および前記遅角室の油圧を検出する遅角室油圧検出手段を含み、前記進角室および前記遅角室の油圧により前記相対回転位相を保持するための制御を位相保持制御とし、この位相保持制御により前記相対回転位相が保持されているときの前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量を基準揺動量とし、前記位相保持制御が行われる機関運転状態を保持運転状態として、機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記進角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値と前記遅角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値との差が所定値よりも大きいとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量が前記基準揺動量よりも大きい位相振れ異常が生じている旨判定することを要旨とする。
【００１１】
充填状態かつ位相保持制御が行われているときには、入力回転体に対する出力回転体の揺動量が小さいため、すなわちカムシャフトのトルク変動にともない進角室および遅角室の潤滑油に加えられる力が大きいため、進角室の油圧の最大値および遅角室の油圧の最大値もこれに応じて大きくなる。
【００１２】
一方、混入状態かつ位相保持制御が行われているとき、例えば進角室に多量の空気が混入しているときには、入力回転体に対する出力回転体の揺動量が大きいため、すなわちカムシャフトのトルク変動にともない進角室の潤滑油に加えられる力が充填状態のときよりも小さくなるため、進角室の油圧の最大値は充填状態のときよりも小さくなる。したがって、多量の空気が混入している油圧室（進角室または遅角室）の油圧の最大値と他方の油圧室の油圧の最大値との差は、充填状態のときの進角室の油圧の最大値と遅角室の油圧の最大値との差よりも大きくなる。
【００１３】
以上のように、進角室の油圧の最大値と遅角室の油圧の最大値との差には、位相保持制御が行われているときの進角室および遅角室の潤滑油の充填態様、すなわち位相保持制御が行われているときの入力回転体に対する出力回転体の揺動量が反映される。
【００１４】
本発明ではこのことに鑑み、機関運転状態が保持運転状態のとき、かつ進角室の油圧の最大値と遅角室の油圧の最大値との差が所定値よりも大きいとき、位相振れ異常が生じている旨判定している。したがって、位相振れ異常が生じていることを適切に判定することができる。
【００１５】
（２）請求項２に記載の発明は、クランクシャフトと同期して回転する入力回転体と、カムシャフトと同期して回転する出力回転体と、これら回転体の間に形成される進角室および遅角室とを含み、前記入力回転体と前記出力回転体との相対的な回転位相である相対回転位相を変更することによりバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える内燃機関の可変動弁装置において、前記進角室の油圧を検出する進角室油圧検出手段および前記遅角室の油圧を検出する遅角室油圧検出手段の少なくとも一方を含み、前記進角室および前記遅角室の油圧により前記相対回転位相を保持するための制御を位相保持制御とし、この位相保持制御により前記相対回転位相が保持されているときの前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量を基準揺動量とし、前記位相保持制御が行われる機関運転状態を保持運転状態として、（Ａ）「機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記進角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値が第１基準値よりも小さいとき」（Ｂ）「機関運転状態が前記保持運転状態のとき、かつ前記遅角室油圧検出手段により検出された油圧の最大値が第２基準値よりも小さいとき」の少なくとも一方の状態のとき、前記入力回転体に対する前記出力回転体の揺動量が前記基準揺動量よりも大きい位相振れ異常が生じている旨判定することを要旨とする。
【００１６】
進角室の混入状態かつ位相保持制御が行われているときの進角室の最大値は、充填状態かつ位相保持制御が行われているときの進角室の最大値よりも小さい。また、遅角室の混入状態かつ位相保持制御が行われているときの遅角室の最大値は、充填状態かつ位相保持制御が行われているときの遅角室の最大値よりも小さい。
【００１７】
以上のように、進角室の油圧の最大値または遅角室の油圧の最大値には、位相保持制御が行われているときの進角室および遅角室の潤滑油の充填態様、すなわち位相保持制御が行われているときの入力回転体に対する出力回転体の揺動量が反映される。
【００１８】
本発明ではこのことに鑑み、機関運転状態が保持運転状態のとき、かつ進角室の油圧の最大値および遅角室の油圧の最大値の少なくとも一方が所定値よりも大きいとき、位相振れ異常が生じている旨判定している。したがって、位相振れ異常が生じていることを適切に判定することができる。
【００１９】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブタイミング可変機構の油圧を制御するオイルコントロールバルブと、このオイルコントロールバルブと前記進角室とを互いに接続する進角油路と、前記オイルコントロールバルブと前記遅角室とを互いに接続する遅角油路とを含み、前記進角油路および前記遅角油路において前記オイルコントロールバルブと前記カムシャフトとの間の部位に前記進角室油圧検出手段および前記遅角室油圧検出手段の少なくとも一方が設けられることを要旨とする。
【００２０】
油圧検出手段を備える可変動弁装置の構成の一例として、進角室油圧検出手段および遅角室油圧検出手段の少なくとも一方を出力回転体の内部に設けるものが挙げられる。しかし、この構成では回転体に検出手段を設けることになるため、実際には製造が困難であると考えられる。
【００２１】
これに対して本発明では、遅角油路および進角油路においてオイルコントロールバルブとカムシャフトとの間の部位に進角室油圧検出手段および遅角室油圧検出手段の少なくとも一方が設けられるため、上記のような問題をまねくおそれがない。なお、請求項３の発明が請求項１の発明を前提とするとき、可変動弁装置は進角室油圧検出手段および遅角室油圧検出手段の両方を含むものとなる。また、請求項３の発明が請求項２の発明を前提とするとき、可変動弁装置は進角室油圧検出手段および遅角室油圧検出手段の少なくとも一方を含むものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の可変動弁装置について、これを含む内燃機関の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のバルブタイミング可変機構について、（ａ）は同機構の断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のバルブタイミング可変機構の油圧系統を模式的に示す模式図。
【図４】同実施形態の油圧制御装置の進角油路および遅角油路について、（ａ）は位相振れ異常が生じていない状態の各油路の油圧を示すグラフ、（ｂ）は位相振れ異常が生じている状態の各油路の油圧を示すグラフ。
【図５】同実施形態の電子制御装置により実行される「異常判定処理」の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明のその他の実施形態の可変動弁装置について、電子制御装置により実行される「異常判定処理」の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に内燃機関の全体構成を示す。
内燃機関１は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびオイルパン１３を含む機関本体１０と、シリンダヘッド１２に設けられた動弁系の各要素を含む可変動弁装置２０と、機関本体１０等に潤滑油を供給する油圧制御装置５０と、これら装置を統括的に制御する制御装置９０とを含む。
【００２４】
可変動弁装置２０は、燃焼室１４を開閉する吸気バルブ２１および排気バルブ２３と、これらバルブを押し下げる吸気カムシャフト２２および排気カムシャフト２４と、クランクシャフト１５の回転位相と吸気カムシャフト２２の回転位相との相対的な回転位相（以下、「バルブタイミングＶＴ」）を変更する油圧式のバルブタイミング可変機構３０とを含む。
【００２５】
油圧制御装置５０は、オイルパン１３の潤滑油を吐出するオイルポンプ５２と、オイルポンプ５２から吐出された潤滑油を内燃機関１の各潤滑部位に供給する潤滑油路５１と、バルブタイミング可変機構３０への潤滑油の供給態様を制御するオイルコントロールバルブ６０とを含む。
【００２６】
制御装置９０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置９１および各種のセンサを含む。各種のセンサとしてはクランクポジションセンサ９２、カムポジションセンサ９３、進角油圧センサ９４および遅角油圧センサ９５が挙げられる。
【００２７】
クランクポジションセンサ９２は、クランクシャフト１５の回転角度（以下、「クランク角度ＣＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。カムポジションセンサ９３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「吸気カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。進角油圧センサ９４は、進角油路５５（図３参照）内の油圧に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。遅角油圧センサ９５は、遅角油路５６（図３参照）内の油圧に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。
【００２８】
図２を参照して、バルブタイミング可変機構３０の詳細な構成について説明する。なお、図中の矢印Ｘは、図１に示すクランクシャフト１５（スプロケット３３）および吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘを示している。
【００２９】
バルブタイミング可変機構３０は、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５と、バルブタイミングＶＴを最も遅角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最遅角ＶＴｍｉｎ」）に固定する位相固定機構４０とを含む。バルブタイミング可変機構３０の動作状態（以下、「可変機構動作状態」）は、位相固定機構４０によりバルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎに固定された状態、またはバルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎに固定されていない状態に変更される。
【００３０】
ハウジングロータ３１は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト１５に連結されたスプロケット３３と、スプロケット３３の内側に組み付けられるとともにスプロケット３３と一体に回転するハウジング本体３２と、ハウジング本体３２に取り付けられるカバー３４（図２（ｂ）参照）とを含む。ハウジング本体３２には、径方向においてハウジングロータ３１の回転軸（吸気カムシャフト２２）に向けて突出する３つの区画壁３１Ａが設けられている。
【００３１】
ベーンロータ３５は、吸気カムシャフト２２の端部に固定されるとともにハウジング本体３２内の空間に配置されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２の隣り合う区画壁３１Ａの間に向けて突出した３つのベーン３６が設けられている。各ベーン３６は、区画壁３１Ａの間に形成されているベーン収容室３７を進角室３８および遅角室３９に区画している。
【００３２】
位相固定機構４０の構成について説明する。
位相固定機構４０は、ベーン３６に設けられた制限ピン４１と、制限ピン４１を収容する収容室４２と、制限ピン４１と嵌合する嵌合穴４８と、制限ピン４１を移動させるための潤滑油が供給される動作部４３とを含む。
【００３３】
動作部４３は、ベーン３６内に設けられるとともに制限ピン４１を一方向に押す制限ばね４４と、ベーン３６に形成されるとともに同ばね４４を収容するばね室４５と、ベーン３６に設けられるとともに制限ピン４１を移動させるための潤滑油が供給される遅角解除室４６と、スプロケット３３に設けられるとともに制限ピン４１を移動させるための潤滑油が供給される進角解除室４７とを含む。ベーン３６には、遅角解除室４６と遅角室３９とを連通する遅角連通路４６Ａと、進角解除室４７と進角室３８とを連通する進角連通路４７Ａとが設けられている。
【００３４】
制限ピン４１は、遅角解除室４６の油圧および進角解除室４７の油圧と制限ばね４４の力との関係に基づいて、ベーン３６から突出する方向（以下、「突出方向ＺＡ」）またはベーン３６に引き込む方向（以下、「収容方向ＺＢ」）に向けて動作する。遅角解除室４６の油圧および進角解除室４７の油圧は、制限ピン４１に対して収容方向ＺＢに作用する。制限ばね４４の力は、制限ピン４１に対して突出方向ＺＡに作用する。
【００３５】
オイルコントロールバルブ６０の動作モードに応じた進角室３８および遅角室３９の潤滑油の流れについて説明する。電子制御装置９１は、オイルコントロールバルブ６０の動作モードを以下に示す第１モード〜第３モードのいずれかに切り替えることにより、進角室３８および遅角室３９の潤滑油の流通態様を変更する。
【００３６】
第１モードのとき、進角室３８および進角解除室４７に潤滑油が供給され、かつ遅角室３９および遅角解除室４６から潤滑油が排出される。
第２モードのとき、進角室３８および進角解除室４７から潤滑油が排出され、かつ遅角室３９および遅角解除室４６に潤滑油が供給される。
【００３７】
第３モードのとき、進角室３８（進角解除室４７）に少量の潤滑油が供給され、かつ遅角室３９（遅角解除室４６）の潤滑油の供給および排出が停止される。ここで、吸気カムシャフト２２と軸受部材（図示略）との間に摩擦が生じるため、ベーンロータ３５の回転中では、ベーンロータ３５には回転方向Ｘとは反対側の力（回転摩擦力）が加えられる。このため、相対回転位相ＰＸを所定位相に保持するためには、進角室３８の油圧が遅角室３９の油圧よりも高くする必要がある。そのため、進角室３８には少量の潤滑油が供給される。
【００３８】
バルブタイミング可変機構３０の動作について説明する。
ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との相対的な回転位相（以下、「相対回転位相ＰＸ」）が最も進角側の回転位相（以下、「最進角位相ＰＦ」）のとき、バルブタイミングＶＴは最も進角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最進角ＶＴｍａｘ」）となる。また、相対回転位相ＰＸが最も遅角側の回転位相である特定位相（以下、「最遅角位相ＰＢ」）のとき、バルブタイミングＶＴは最遅角ＶＴｍｉｎとなる。なお、相対回転位相ＰＸが最遅角位相ＰＢのときにもベーン３６とこれよりも遅角側の区画壁３１Ａとの間には空間（進角室３８）が形成されている。
【００３９】
バルブタイミングＶＴの進角要求があるとき、オイルコントロールバルブ６０が第１モードに制御される。このため、進角室３８に潤滑油が供給され、かつ遅角室３９から潤滑油が排出される。また、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が進角側に回転する。
【００４０】
バルブタイミングＶＴの遅角要求があるとき、オイルコントロールバルブ６０が第２モードに制御される。このため、進角室３８から潤滑油が排出され、かつ遅角室３９に潤滑油が供給される。また、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側に回転する。
【００４１】
バルブタイミングＶＴの保持要求があるとき、オイルコントロールバルブ６０が第３モードに制御される。すなわち、進角室３８の油圧および遅角室３９の油圧により相対回転位相ＰＸを保持するための制御（以下、「位相保持制御」）が行われる。このため、遅角室３９の潤滑油の給排が停止され、かつ進角室３８に少量の潤滑油が供給される。これにより、進角室３８および遅角室３９に潤滑油が十分に充填されているときには、進角室３８の油圧および遅角室３９の油圧により相対回転位相ＰＸが略一定の位相に保持される。このとき、カムトルク変動により潤滑油が圧縮されることにともない相対回転位相ＰＸがわずかに変動するが、その変動量は十分に小さい。以下では、位相保持制御により相対回転位相ＰＸが略一定に保持されているときのハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量を「基準揺動量」とする。なお、位相保持制御が行われる機関運転状態（保持運転状態）としては、例えばアイドル運転状態、および要求機関負荷が一定となる定常運転状態が挙げられる。
【００４２】
位相固定機構４０の動作について説明する。
相対回転位相ＰＸが最遅角位相ＰＢにあり、かつ遅角解除室４６および進角解除室４７から潤滑油が排出されて制限ピン４１に対して突出方向ＺＡの力が収容方向ＺＢの力よりも大きく作用するとき、制限ピン４１が嵌合穴４８にはめ込まれる。これにより、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とが互いに固定される。以下では、制限ピン４１が嵌合穴４８にはめ込まれたときの可変機構動作状態、すなわち相対回転位相ＰＸが最遅角位相ＰＢに固定されたときの可変機構動作状態を「固定状態」とする。
【００４３】
一方、相対回転位相ＰＸが最遅角位相ＰＢにあり、かつ進角解除室４７に潤滑油が供給されて制限ピン４１に対して収容方向ＺＢの力が突出方向ＺＡの力よりも大きく作用するとき、制限ピン４１が嵌合穴４８から離脱する。これにより、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との相対的な回転が許容される。以下では、制限ピン４１が嵌合穴４８から離脱したときの可変機構動作状態、すなわち相対回転位相ＰＸが最遅角位相ＰＢに固定されていないときの可変機構動作状態を「解除状態」とする。
【００４４】
機関停止時においては、オイルコントロールバルブ６０が第２モードに制御される。これにより、進角室３８および進角解除室４７の油圧は機関停止動作が開始されたときから次第に低下する。また機関停止動作が開始されてからしばらくの期間はオイルポンプ５２が回転中の状態にあるため、遅角室３９に潤滑油が供給されるものの、オイルポンプ５２の回転速度が次第に低下するため遅角室３９の油圧もこれに応じて低下する。
【００４５】
そして、このように進角室３８および遅角室３９の油圧が次第に低下することにより、制限ピン４１に作用する突出方向ＺＡの力が収容方向ＺＢの力よりも大きくなるため、可変機構動作状態が解除状態から固定状態に変更されるとともに、バルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎに固定される。
【００４６】
次に、電子制御装置９１が実行する制御の内容について説明する。
電子制御装置９１は、各種センサの出力に基づいて例えば以下のバルブタイミング制御および異常判定制御を行う。
【００４７】
（Ａ）バルブタイミング制御では、機関運転状態に基づいて、バルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘから最遅角ＶＴｍｉｎまでの間で変更する。なお、ここでは機関運転状態を規定するパラメータとして、機関回転速度および機関負荷が用いられる。
【００４８】
（Ｂ）異常判定制御では、進角油圧センサ９４および遅角油圧センサ９５により検出された油圧に基づいて、位相振れ異常が生じているか否かを判定する。なお、「位相振れ異常」は、位相保持制御が行われているにもかかわらずハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量が基準揺動量よりも大きくなる状態を示す。
【００４９】
図３を参照して、油圧制御装置５０による潤滑油の供給構造について説明する。
潤滑油路５１は、排出油路５３、供給油路５４、進角油路５５および遅角油路５６を含む。
【００５０】
排出油路５３は、オイルパン１３とオイルコントロールバルブ６０とを互いに接続している。これにより、オイルコントロールバルブ６０からオイルパン１３に向けて潤滑油が排出される。供給油路５４は、オイルポンプ５２とオイルコントロールバルブ６０とを互いに接続している。これにより、オイルポンプ５２から吐出された潤滑油がオイルコントロールバルブ６０に向けて供給される。
【００５１】
進角油路５５は、オイルコントロールバルブ６０と進角室３８とを互いに接続している。進角油路５５は、第１進角油路５５Ａ〜第３進角油路５５Ｃに区分けされる。第１進角油路５５Ａは、オイルコントロールバルブ６０と第２進角油路５５Ｂとを互いに接続している。第２進角油路５５Ｂは、吸気カムシャフト２２内に設けられている。第３進角油路５５Ｃは、第２進角油路５５Ｂと進角室３８とを互いに接続している。
【００５２】
遅角油路５６は、進角油路５５とは独立して設けられるとともにオイルコントロールバルブ６０と遅角室３９とを互いに接続している。遅角油路５６は、第１遅角油路５６Ａ〜第３遅角油路５６Ｃに区分けされる。第１遅角油路５６Ａは、オイルコントロールバルブ６０と第２遅角油路５６Ｂとを互いに接続している。第２遅角油路５６Ｂは、吸気カムシャフト２２内に設けられている。第３遅角油路５６Ｃは、第２遅角油路５６Ｂと遅角室３９とを互いに接続している。
【００５３】
第１進角油路５５Ａには、同油路５５Ａの油圧を検出する進角油圧センサ９４が設けられている。第１遅角油路５６Ａには、同油路５６Ａの油圧を検出する遅角油圧センサ９５が設けられている。各油圧センサ９４，９５は、シリンダヘッド１２のヘッドカバーに設けられた取付孔（不図示）に取り付けられている。なお、以下では、進角油圧センサ９４により検出される第１進角油路５５Ａの油圧を「進角室油圧ＰＳ」とし、遅角油圧センサ９５により検出される第１遅角油路５６Ａの油圧を「遅角室油圧ＰＴ」とする。
【００５４】
進角室３８と第１進角油路５５Ａとが連通しているため、進角室３８の油圧の変動が第１進角油路５５Ａに伝播する。これにより、進角室油圧ＰＳには、進角室３８の油圧が反映される。
【００５５】
遅角室３９と第１遅角油路５６Ａとが連通しているため、遅角室３９の油圧の変動が第１遅角油路５６Ａに伝播する。これにより、遅角室油圧ＰＴには、遅角室３９の油圧が反映される。
【００５６】
図４を参照して、進角油路５５および遅角油路５６の油圧の変化について説明する。以下では、進角室３８および遅角室３９の一方に多量の空気が混入している状態を「混入状態」とし、進角室３８および遅角室３９に潤滑油が十分に充填されている状態を「充填状態」として示す。
【００５７】
図４は、機関運転中において位相保持制御が行われているときの進角室油圧ＰＳおよび遅角室油圧ＰＴを示している。以下では、イグニッションスイッチの操作に基づいて内燃機関１の運転が開始されてからイグニッションスイッチの操作に基づいて内燃機関１の運転が停止されるまでの期間を機関運転中とする。
【００５８】
図４（ａ）は、充填状態のときの進角室油圧ＰＳおよび遅角室油圧ＰＴの変化を示している。また、図４（ｂ）は、遅角室３９が混入状態のときの進角室油圧ＰＳおよび遅角室油圧ＰＴの変化を示している。
【００５９】
充填状態かつ位相保持制御が行われているときには、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量が小さいため、すなわち、内燃機関１の機関回転速度に応じた吸気カムシャフト２２のカムトルクの変動（以下、「カムトルク変動」）にともない進角室３８および遅角室３９の潤滑油に加えられる力が大きいため、進角室油圧ＰＳの最大値および遅角室油圧ＰＴの最大値もこれに応じて大きくなる。
【００６０】
このような場合には、図４（ａ）に示すように、吸気カムシャフト２２が少なくとも１回転以上にわたり回転する期間（以下、「カム回転期間ＣＸ」）において進角室油圧ＰＳの最大値Ｐ１と遅角室油圧ＰＴの最大値Ｐ２との差（Ｐ１−Ｐ２）の絶対値である油圧差ＤＰは小さい。
【００６１】
ところで、カムトルク変動に基づくハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動により進角室３８または遅角室３９の潤滑油がバルブタイミング可変機構３０のクリアランスの部分から外部に漏れるとともに、潤滑油が漏れた分に応じて空気が混入する場合がある。このような場合は、潤滑油の粘度が低い高油温のときに顕著に生じる。
【００６２】
また、位相保持制御が行われるとき、進角室３８の油圧を遅角室３９の油圧よりも高くするため、進角室３８には少量の潤滑油が供給されている。このため、進角室３８は遅角室３９よりも空気が混入しにくい。
【００６３】
遅角室３９が混入状態かつ位相保持制御が行われているとき、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量が基準揺動量よりも大きくなるため、すなわちカムトルク変動にともない遅角室３９の潤滑油に加えられる力が充填状態のときよりも小さくなるため、遅角室油圧ＰＴの最大値は充填状態のときよりも小さくなる。
【００６４】
このような場合には、図４（ｂ）に示すように、カム回転期間ＣＸにおいて進角室油圧ＰＳの最大値Ｐ３と遅角室油圧ＰＴの最大値Ｐ４との差（Ｐ３−Ｐ４）の絶対値である油圧差ＤＰは大きい。
【００６５】
異常判定制御の内容について説明する。
上記のように油圧差ＤＰには、進角室３８および遅角室３９の潤滑油の充填態様、すなわち位相保持制御が行われているときのハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量が反映される。したがって、油圧差ＤＰが小さいときには、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量は基準揺動量となるため、位相振れ異常が生じていないと予測される。一方、油圧差ＤＰが大きいときには、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量は基準揺動量よりも大きくなるため、位相振れ異常が生じていると予測される。異常判定制御は、このような点に鑑み、位相保持制御が行われているときにおいて油圧差ＤＰに基づいて位相振れ異常が生じているか否かを判定する異常判定処理を実行する。
【００６６】
図５を参照して、異常判定処理の具体的な手順について説明する。本処理は、電子制御装置９１により機関運転中において所定周期毎に繰り返し実行される。
異常判定処理では、以下の条件（Ａ）および条件（Ｂ）が成立するとき、位相振れ異常が生じている旨判定する（ステップＳ１３）。また、条件（Ａ）が成立かつ条件（Ｂ）が不成立のとき、位相振れ異常が生じていない旨判定する（ステップＳ１４）。また、条件（Ａ）が不成立のとき、位相振れ異常が生じているか否かの判定を保留する。
（Ａ）位相保持制御が行われていること、すなわちオイルコントロールバルブ６０が第３モードであること（ステップＳ１１）。
（Ｂ）油圧差ＤＰが基準値ＤＸ以上であること（ステップＳ１２）。
【００６７】
基準値ＤＸは、進角室３８が混入状態または遅角室３９が混入状態かつ位相保持制御が行われているときに生じると予測される油圧差ＤＰの最小値であり、実験等により予め設定されている。
【００６８】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、異常判定処理において、オイルコントロールバルブ６０が第３モードのとき、かつ油圧差ＤＰが基準値ＤＸ以上のとき、位相振れ異常が生じている旨判定する。一方、オイルコントロールバルブ６０が第３モードのとき、かつ油圧差ＤＰが基準値ＤＸよりも小さいとき、位相振れ異常が生じていない旨判定する。これにより、位相振れ異常を適切に検出することができる。
【００６９】
（２）油圧センサを備える可変動弁装置の構成の一例として進角油圧センサ９４および遅角油圧センサ９５の少なくとも一方をベーンロータ３５の内部に設けるものが挙げられる。しかし、この構成では、回転体に各油圧センサ９４，９５の少なくとも一方を設けることになるため、実際には製造が困難であると考えられる。
【００７０】
これに対して本実施形態では、進角油圧センサ９４が第１進角油路５５Ａに設けられ、遅角油圧センサ９５が第１遅角油路５６Ａに設けられている。すなわち、進角油路５５および遅角油路５６においてオイルコントロールバルブ６０と吸気カムシャフト２２との間の部位に各油圧センサ９４，９５が設けられている。このため、上記のような問題をまねくおそれがない。したがって、位相振れ異常を検出することのできる可変動弁装置２０を提供することができる。
【００７１】
（その他の実施形態）
本発明の内燃機関の可変動弁装置の具体的な構成は、上記実施形態に例示した内容に限定されるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００７２】
・上記実施形態では、異常判定処理のステップＳ１２の判定内容を「油圧差ＤＰが基準値ＤＸよりも大きいか否か」に変更することもできる。
・上記実施形態では、油圧差ＤＰと基準値ＤＸとの比較に基づいて位相振れ異常が生じているか否かを判定したが、例えば、図４（ａ）に示すように、遅角基準油圧ＰＴＢとカム回転期間ＣＸの遅角室油圧ＰＴの最大値Ｐ１との差の絶対値（以下、「油圧値ＰＴＰ」）と、進角基準油圧ＰＳＢとカム回転期間ＣＸの進角室油圧ＰＳの最大値Ｐ２との差の絶対値（以下、「油圧値ＰＳＰ」）とに基づいて、位相振れ異常が生じているか否かを判定することもできる。ここで、遅角基準油圧ＰＴＢは、カム回転期間ＣＸの遅角室油圧ＰＴの平均値である。進角基準油圧ＰＳＢは、カム回転期間ＣＸの進角室油圧ＰＳの平均値である。
【００７３】
具体的には、図６に示すように、以下の条件（Ｃ）が成立かつ条件（Ｄ）および条件（Ｅ）の少なくとも一方が成立するとき、位相振れ異常が生じている旨判定する（ステップＳ２４）。また、条件（Ｃ）が成立かつ条件（Ｄ）および条件（Ｅ）が不成立のとき、位相振れ異常が生じていない旨判定する（ステップＳ２５）。また、条件（Ｃ）が不成立のとき、位相振れ異常が生じているか否かの判定を保留する。
（Ｃ）位相保持制御が行われていること、すなわちオイルコントロールバルブ６０が第３モードであること（ステップＳ２１）。
（Ｄ）油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹよりも小さいこと（ステップＳ２２）。
（Ｅ）油圧値ＰＳＰが所定値ＤＷよりも小さいこと（ステップＳ２３）。
【００７４】
所定値ＤＹは、第２基準値に相当するとともに、充填状態かつ位相保持制御が行われているときに生じると予測される油圧値ＰＴＰの最小値であり、実験等により予め設定される。所定値ＤＷは、第１基準値に相当するとともに、充填状態かつ位相保持制御が行われているときに生じると予測される油圧値ＰＳＰの最大値であり、実験等により予め設定される。また、所定値ＤＹと所定値ＤＷとは、同一の値として設定することもできる。また、所定値ＤＹと所定値ＤＷとは互いに異なる値として設定することもできる。
【００７５】
進角室３８が混入状態かつ位相保持制御が行われているときの進角室油圧ＰＳの最大値は、充填状態かつ位相保持制御が行われているときの進角室油圧ＰＳの最大値よりも小さい。また、遅角室３９が混入状態かつ位相保持制御が行われているときの遅角室油圧ＰＴの最大値は、充填状態かつ位相保持制御が行われているときの遅角室油圧ＰＴの最大値よりも小さい。
【００７６】
以上のように、進角室油圧ＰＳの最大値または遅角室油圧ＰＴの最大値には、位相保持制御が行われているときの進角室３８および遅角室３９の潤滑油の充填態様、すなわち位相保持制御が行われているときのハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の揺動量が反映される。
【００７７】
このことに鑑み、オイルコントロールバルブ６０が第３モードのとき、かつカム回転期間ＣＸの油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹよりも小さいことおよびカム回転期間ＣＸの油圧値ＰＳＰが所定値ＤＷよりも小さいことの少なくとも一方を満たすとき、位相振れ異常が生じている旨判定する。これにより、位相振れ異常を適切に検出することができる。
【００７８】
また、進角室油圧ＰＳは、進角室３８の潤滑油の充填状態によって異なるため、油圧値ＰＳＰは、充填状態に応じた進角室油圧ＰＳの平均値とカム回転期間ＣＸの進角室油圧ＰＳの最大値との差により算出することが望ましい。上記平均値として進角基準油圧ＰＳＢを用いることにより、充填状態に応じた油圧値ＰＳＰを算出することができる。また同様に、油圧値ＰＴＰを算出するために遅角基準油圧ＰＴＢを用いる。
【００７９】
また、ステップＳ２２において、条件（Ｅ）を省略することもできる。すなわち、油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹよりも小さいときには、位相振れ異常が生じている旨判定する。一方、油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹ以上のときには、位相振れ異常が生じていない旨判定する。またこの場合、進角油圧センサ９４を省略することもできる。
【００８０】
・また、ステップＳ２２，Ｓ２３に代えて、クランク角度ＣＡが第１所定角のときの油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹ以上か否かの判定およびクランク角度ＣＡが第２所定角のときの油圧値ＰＳＰが所定値ＤＷ以上か否かの判定を行うこともできる。この場合、上記油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹ以上および上記油圧値ＰＳＰが所定値ＤＷ以上の少なくとも一方を満たすとき、位相振れ異常が生じている旨判定する。また、上記油圧値ＰＴＰが所定値ＤＹ以上および上記油圧値ＰＳＰが所定値ＤＷ以上を満たさないとき、位相振れ異常が生じていない旨判定する。なお、第１所定角は、吸気カムシャフト２２のトルク変動にともない遅角室３９の潤滑油に加えられる力が最も大きくなるときのクランク角度ＣＡであり、実験等により予め設定される。また、第２所定角は、吸気カムシャフト２２のトルク変動にともない進角室３８の潤滑油に加えられる力が最も大きくなるときのクランク角度ＣＡであり、実験等により予め設定される。
【００８１】
・上記実施形態では、制限ピン４１をベーンロータ３５に設け、嵌合穴４８をハウジングロータ３１に設けたが、これに代えて、制限ピン４１をハウジングロータ３１に設けるとともに嵌合穴４８をベーンロータ３５に設けることもできる。
【００８２】
・上記実施形態では、制限ピン４１の突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢをベーンロータ３５の回転軸の軸線と同じ方向に設定しているが、制限ピン４１の突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢをハウジングロータ３１の径方向に設定することもできる。この場合には、制限ピン４１と対応するように嵌合穴４８の形成位置も変更される。
【００８３】
・上記実施形態では、バルブタイミング可変機構３０と位相固定機構４０とを１つのオイルコントロールバルブ６０により制御しているが、両機構を個別のオイルコントロールバルブにより制御することもできる。
【００８４】
・上記実施形態では、位相固定機構４０として、相対回転位相ＰＸを最遅角位相ＰＢに固定するものを備えたが、相対回転位相ＰＸを最進角位相ＰＦに固定するものを備えることもできる。この場合、電子制御装置９１は、機関停止時にバルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘに固定するための最進角ロック制御を行う。この場合にも異常判定制御を行うことができる。またこの場合、第１進角油路５５Ａのみに油圧センサを設けることもできる。
【００８５】
・また、位相固定機構４０として、相対回転位相ＰＸを最進角ＶＴｍａｘと最遅角ＶＴｍｉｎとの間の特定位相（以下、「中間位相ＰＭ」）に固定するものを備えることもできる。この場合、電子制御装置９１は、機関停止時に相対回転位相ＰＸを中間位相ＰＭに固定するための中間ロック制御と、機関始動開始時に相対回転位相ＰＸを中間位相ＰＭの固定から解除するためのロック解除制御とを行う。この場合にも異常判定制御を行うことができる。またこの場合、第１進角油路５５Ａおよび第１遅角油路５６Ａのうちの少なくとも一方に油圧センサを設けてあればよい。
【００８６】
・上記実施形態において、１つの制限ピン４１によりハウジングロータ３１とベーンロータ３５とを固定するバルブタイミング可変機構３０の構成に代えて、バルブタイミングＶＴが進角することを制限する制限ピンを含む進角制限機構と、バルブタイミングＶＴが遅角することを制限する制限ピンを含む遅角制限機構とを含む構成とすることもできる。この場合には、進角制限機構および遅角制限機構の協働によりハウジングロータ３１とベーンロータ３５とが固定される。
・上記実施形態では、進角解除室４７および遅角解除室４６の潤滑油の給排構造を次にように変更することもできる。すなわち、進角室３８および遅角室３９および遅角解除室４６のうちの遅角解除室４６のみと連通する解除油路を設けることもできる。この場合にも異常判定制御を行うことができる。この場合、進角連通路４７Ａおよび遅角連通路４６Ａはそれぞれ省略される。この場合には、可変機構動作状態が解除状態から固定状態に変更する要求があるとき、解除油路を介して遅角解除室から潤滑油が排出される。これにより、可変機構動作状態が解除状態から固定状態に変更される。また、可変機構動作状態が固定状態から解除状態に変更する要求があるとき、解除油路を介して遅角解除室に潤滑油が供給される。これにより、可変機構動作状態が固定状態から解除状態に変更される。この場合にも異常判定制御を行うことができる。
【００８７】
・上記実施形態では、吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴを変更するバルブタイミング可変機構３０について異常判定制御を行う構成としたが、これに代えてまたはこれに加えて、排気バルブ２３のバルブタイミングＶＴを変更するバルブタイミング可変機構３０について異常判定制御を行うこともできる。
【符号の説明】
【００８８】
１…内燃機関、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング可変機構、３１…ハウジングロータ（入力回転体）、３１Ａ…区画壁、３２…ハウジング本体、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ（出力回転体）、３６…ベーン、３７…ベーン収容室、３８…進角室、３９…遅角室、４０…位相固定機構、４１…制限ピン、４２…収容室、４３…動作部、４４…制限ばね、４５…ばね室、４６…遅角解除室、４６Ａ…遅角連通路、４７…進角解除室、４７Ａ…進角連通路、４８…嵌合穴、５０…油圧制御装置、５１…潤滑油路、５２…オイルポンプ、５３…排出油路、５４…供給油路、５５…進角油路、５５Ａ…第１進角油路、５５Ｂ…第２進角油路、５５Ｃ…第３進角油路、５６…遅角油路、５６Ａ…第１遅角油路、５６Ｂ…第２遅角油路、５６Ｃ…第３遅角油路、６０…オイルコントロールバルブ、９０…制御装置、９１…電子制御装置、９２…クランクポジションセンサ、９３…カムポジションセンサ、９４…進角油圧センサ（進角室油圧検出手段）、９５…遅角油圧センサ（遅角室油圧検出手段）。
【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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